CN101006501A - 光拾取装置 - Google Patents

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CN101006501A CNA2006800004082A CN200680000408A CN101006501A CN 101006501 A CN101006501 A CN 101006501A CN A2006800004082 A CNA2006800004082 A CN A2006800004082A CN 200680000408 A CN200680000408 A CN 200680000408A CN 101006501 A CN101006501 A CN 101006501A
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Abstract

一种光拾取装置，其对保护基板厚度不同的两种的光信息记录媒体至少能够进行信息再生及/或信息记录，具有：出射波长λ1的第一光束的第一光源；当对保护基板厚度t1的第一光信息记录媒体进行信息再生或记录时，将来自所述第一光源的第一光束聚光在所述第一光信息记录媒体的信息记录面之际所使用的第一物镜；当对保护基板厚度t2的第二光信息记录媒体进行信息再生或记录时，将来自所述第一光源的第一光束聚光在所述第二光信息记录媒体的信息记录面之际所使用的第二物镜，所述第一物镜的光源侧的有效孔径和所述第二物镜的光源侧的有效孔径大致相等。

Description

光拾取装置
技术区域
本发明是关于能对不同种的光信息记录媒体进行信息的记录及/或再生的光拾取装置。
背景技术
近年来，光拾取装置中，用于作为记录在光盘中的信息的再生，或用于向光盘记录信息的光源所使用的激光源是朝短波长化迈进，例如，蓝紫色半导体激光器，或利用第二谐波而进行红外光半导体激光器的波长变换的蓝色SHG激光等、波长400～420nm的激光源已日益实用化。
若使用这些蓝紫色激光源，则当使用和DVD(Digital Versatile Disc数字多用途盘)同样的数值孔径(NA)的物镜时，对直径12cm的光盘，可记录15～20GB的信息；若将物镜的NA提高至0.85时，则对直径12cm的光盘，可记录23～25GB的信息。以下，在本说明书中，将使用蓝紫色激光源的光盘及光磁盘，总称为“高密度光盘”。
然而，作为高密度光盘，现在有提出两种规格。其一使用NA0.85的物镜且保护基板厚度为0.1mm的蓝光盘(Blu-ray Disc，以下简称BD)，另一种是使用NA0.65～0.67的物镜且保护基板厚度为0.6mm的HD、DVD(以下简称为HD)。有鉴于将来市场上有可能会流通这两种规格的高密度光盘，因此无论对哪种高密度光盘都能进行记录/再生的高密度光盘播放机/记录机是被人们所期待。
另一方面，只能对高密度光盘进行信息记录/再生，有时候作为光盘播放机/录像机的产品的价值不够充分。现在，根据记录各式各样的信息的DVD或CD(Compact Disc小型盘)是在销售的现况下，例如使用者对其所拥有的DVD或CD也能同样适当地进行信息记录/再生，使得高密度光盘用的光盘播放机/录像机的商品价值变高。由于如此背景，高密度光盘用的光盘播放机/录像机等中所搭载的光拾取装置，理想上是要具有能对高密度光盘和DVD、甚至CD的任一者都能适当地记录/再生信息的性能。
然而，例如BD和HD，由于数值孔径NA或保护基板厚度等规格差异，若想使用共通的物镜而可对其彼此兼容地进行信息的记录及/或再生，则物镜的设计自由度会受到限制，且会发生温度特性恶化等问题。对此，以下的专利文献1当中，揭露了通过设置两个BD用物镜和HD用物镜，而可确保设计自由度同时能彼此兼容地进行信息的记录及/或再生的光拾取装置。
可是，在专利文献1所示的光拾取装置中，由于是对两个物镜分别设置个别的光源，因此会有光拾取装置的构成复杂化且大型化的问题。
[专利文献1]日本特开2004-295983号公报
发明内容
本发明有鉴于这些问题而研发，目的在于提供一种光拾取装置，其在保持紧凑的同时，搭载了至少对保护基板厚度不同的两种规格的高密度光盘能够适当地进行信息的记录及/或再生的物镜。
本发明的光拾取装置，其对保护基板厚度不同的两种的光信息记录媒体至少能够进行信息再生及/或信息记录的光拾取装置，
其具备：第一光源，和将来自所述第一光源的第一光束聚光在第一光信息记录媒体的信息记录面之际所使用的第一物镜，和将来自所述第一光源的第一光束聚光在第二光信息记录媒体的信息记录面之际所使用的第二物镜，
所述第一物镜和所述第二物镜是满足所定条件。
本说明书中，作为信息记录/再生用的光源，将使用蓝紫色半导体激光器或蓝紫色SHG激光的光盘(亦称光信息记录媒体)总称为“高密度光盘”，包含了：利用NA0.85的物方光学系统进行信息记录/再生、保护基板的厚度为0.1mm左右的规格的光盘(例如BD)，以NA0.65～0.67的物方光学系统进行信息记录/再生，保护基板的厚度为0.6mm左右的规格的光盘(例如HD)。另外，除了在其信息记录面上具有此种保护基板的光盘以外，还包含了在信息记录面上具有数～数十nm左右的厚度的保护膜的光盘、保护基板或保护膜的厚度为0的光盘。另外，本说明书中，高密度光盘还包含作为信息记录/再生用的光源而使用蓝紫色半导体激光器或蓝紫色SHG激光的光磁盘。
此外，这里所谓的“媒体的保护层厚度为相同”，指DVD后继的大容量光记录媒体，包含了与DVD规格具有高兼容性的HD、DVD的规格(HD、DVD规格)为依据的范围内的与DVD保护层厚度不同者。
本说明书中，所谓的DVD，是DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等的DVD系列光盘的总称；所谓的CD，是CD-ROM、CD-Audio、CD-Video、CD-R、CD-RW等的CD系列光盘的总称。
附图说明
[图1](a)～(b)是衍射结构的例子的图示。
[图2](a)～(b)是衍射结构的例子的图示。
[图3](a)～(d)是衍射结构的例子的图示。
[图4](a)～(b)是相位差赋予结构的例子的图示。
[图5]第一实施型态所述的光拾取装置PU1的构成的概略图示。
[图6]本实施形态的光拾取装置中所用的物镜致动器装置的立体图。
[图7]第二实施型态所述的光拾取装置PU2的构成的概略图示。
[图8]物镜的正面图(a)、侧面图(b)、背面图(c)。
[图9]以半反射镜划分光路，而将光路导至物镜的光拾取装置的构成的例图。
[图10]将半反射镜移动而划分光路，而将光路导至物镜的光拾取装置的构成的例图。
附图标记说明
10：物镜致动器装置
100：环带
101：台阶
102：环带
103：环带
104：台阶
105：环带
13：透镜保持器
13A：圆周
14：支轴
15：底盘
20：循轨致动器
21A，B：循轨线圈
22A，B：磁铁
23A，B：磁铁
2L1P：2激光1封装
3L1P：3激光1封装
AP：光圈
BS：光束整型器
COL：准直透镜
CY1：圆柱形透镜
DP：双色棱镜
EXP：光束扩束器
HMR：半反射镜
L1：光学元件
L2：光学元件
LD1：第一半导体激光器
LD2：第二半导体激光器
LD3：第三半导体激光器
MR：反射镜
OBJ1，OBJ2：物镜
OD1～OD4：光盘
PBS：偏振光分光器
PBS1：偏振光分光器
PBS2：偏振光分光器
PD：光检测器
PD1：第一光检测器
PD2：第二光检测器
PU1：光拾取装置
PU2：光拾取装置
PU3：光拾取装置
QWP：λ/4波长板
S1：光学面
S2：光学面
SL1：传感器透镜
具体实施方式
以下说明本发明的优选实施例。
(方案1)是属于对保护基板厚度不同的两种的光信息记录媒体至少能够进行信息再生及/或信息记录的光拾取装置，其特征在于，
具备：出射波长λ1的第一光束的第一光源；
当所述光拾取装置对保护基板厚度t1的第一光信息记录媒体进行信息再生或记录时，将来自所述第一光源的第一光束聚光在所述第一光信息记录媒体的信息记录面之际所使用的第一物镜；
当所述光拾取装置对保护基板厚度t2(t2≠t1)的第二光信息记录媒体进行信息再生或记录时，将来自所述第一光源的第一光束聚光在所述第二光信息记录媒体的信息记录面之际所使用的第二物镜；
所述第一物镜的光源侧的有效孔径和所述第二物镜的光源侧的有效孔径大致相等。
上记光拾取装置理想是
当将对所述第一光信息记录媒体进行信息再生之际的所述第一物镜的像侧数值孔径及所述第一物镜焦距分别为NA1、f1，对所述第二光信息记录媒体进行信息再生之际的所述第二物镜的像侧数值孔径及所述第二物镜焦距分别为NA2、f2时，满足下记式子。
0.8≤(f1·NA1)/(f2·NA2)≤1.2    (1)
在使用一个物镜，来对保护基板厚度不同的所述第一光信息记录媒体和所述第二光信息记录媒体两者进行信息再生及/或记录时，一旦对一方的光信息记录媒体校正球差，则在另一方的光信息记录媒体中，会因为保护基板厚度的差，而发生球差。例如当对一方的光信息记录媒体进行了球差校正时，另一方的光信息记录媒体上的3维球差W40可以用
W40＝{Δt(nλ 2-1)/(8nλ 2)}·NA4  (3)
来表示。此处，Δt：光信息记录媒体间的基板厚度差，nλ：波长λ中的光信息记录媒体基板的折射率，NA：物镜的数值孔径。当两种的光信息记录媒体的保护基板厚度差是像(3)式般地大时，其球差就会变大而成为问题。对此，以往通过在物镜中使用衍射或使共轭长呈可变的方式，来校正保护基板厚度差所造成的球差。
在使用一个物镜，来对保护基板厚度不同的所述第一光信息记录媒体和所述第二光信息记录媒体两者进行信息再生及/或记录时，以往通过在物镜中使用衍射或使共轭长呈可变的方式，来校正保护基板厚度差所造成的球差。可是，在对所述第一光信息记录媒体和所述第二光信息记录媒体进行信息的记录及/或再生之际，将同一波长的光束通过相同衍射结构的时候，对两媒体使用时要同时增大衍射效率是不可能的，因此只有其中一方的效率会较高。例如，当以2级衍射级数来取得效率平衡时，由于各自的效率不能提高，因此会发生光量不足问题而非理想。另外，当使物镜的共轭长为可变来进行保护基板厚度差所造成的球差的校正以对应各种光信息记录媒体时，当两种的光信息记录媒体的保护基板厚度差是像(3)式般地大时，对于具有厚的一方保护基板厚度的光信息记录媒体进行信息的记录及/或再生之际，为了确保行走距离(以下称WD)所必须的物镜的共轭长会变小，例如对于物镜的循轨等所产生的透镜位移而发生的彗差的校正会较为困难，因此并非理想。于是，在本发明中，是将所述第一光信息记录媒体基板的物镜和所述第二光信息记录媒体基板的物镜，设计成分别的个体，藉此，即使保护基板厚度不同时，仍可进行最佳的物镜设计，对任一光信息记录媒体都能适当地进行信息的记录及/或再生。
然而，一般作为光源使用的半导体激光器所出射的光束，在其光轴正交方向剖面来看时，光轴附近的光强度最高，越往周边则光强度会急剧降低，也就是具有所谓高斯分布的光强度(RIM强度)分布。此处，当所述第一物镜的数值孔径是异于所述第二物镜的数值孔径时，入射至一方物镜的光束，使用从半导体激光器出射的光束的中央附近的范围，藉此就可将适当的聚光光点聚光在光信息记录媒体的信息记录面上。但是，使用同一半导体激光器时，入射至另一方的物镜的光束不得不使用偏离到距光轴较远的范围，周边的光量会大幅降低。所述情形，会因所谓的“切趾效应”(Apodization)，导致光信息记录媒体的信息记录面上所聚光的光点的直径变粗，而可能无法适当进行信息的记录及/或再生。
于是，本发明中，通过使所述第一物镜的有效孔径和所述第二物镜的有效孔径大致相等，而使RIM强度为略等，藉此使得对于所述第一光信息记录媒体侧及所述第二光信息记录媒体的任一者的信息记录面，都可形成适当的聚光光点。此外，若将有效孔径为D、物镜的焦距为f、开口数为NA，则可表示为D＝2·f·NA，开口数NA系被光信息记录媒体的规格所规定。因此，所谓有效孔径大致相等是指当将第一物镜的焦距为f1、其开口数为NA1、将第二物镜的焦距为f2、其开口数为NA2时，必须要是f1·NA1≈f2·NA2。因此，所谓“使有效孔径大致相等”，亦即满足以下式子。
0.8·(f1·NA1)/(f2·NA2)≤1.2    (1)
(方案2)具有能出射第二波长λ2(λ2＞λ1)的光束的第二光源的方案1所记载的光拾取装置，其中，当对带有第三保护基板厚度t3(t3≠t1)的第三光信息记录媒体的信息记录面进行信息的记录及/或再生时，所述第一物镜或所述第二物镜将所述第二光束聚光在所述第三信息记录媒体的信息面上。藉此，例如，除了对BD、HD以外，还可对DVD彼此兼容地进行信息的记录及/或再生。
(方案3)具有能出射第三波长λ3(λ3＞λ2)的光束的第三光源的方案2所记载的光拾取装置中，当对带有第四保护基板厚度t4(t4≠t1、t4≠t2)的第四光信息记录媒体的信息记录面进行信息的记录及/或再生时，所述第一物镜或所述第二物镜，将所述第三光束聚光在所述第四信息记录媒体的信息面上。藉此，例如，除了对BD、HD以外，即使对DVD及CD也可彼此兼容地进行信息的记录及/或再生。
(方案4)方案1～3中的任一方案所记载的光拾取装置中，还具有切换机构，能根据使用的光信息记录媒体而切换光路，使得来自所述第一光源的光束，入射至所述第一物镜或所述第二物镜。因此，可将所述第一光源对多个光信息记录媒体共通地使用。
(方案5)方案4所记载的光拾取装置中，所述切换装置，具有：为了在来自所述第一光源的光束所通过的光路内，选择性亦插入所述第一物镜或所述第二物镜所需的驱动机构。
(方案6)方案1～5中的任一方案所记载的光拾取装置中，所述第一光信息记录媒体的所述保护基板厚度t1和所述第二光信息记录媒体的所述保护基板厚度t2，满足下式：
2.5＜t2/t1    (2)
(方案7)方案1～6中的任一方案所记载的光拾取装置中，具备设置在从所述第一光源起至所述第一物镜止的光路、或从所述第一光源起至所述第二物镜止的光路中的准直透镜，对所述第一光信息记录媒体进行信息再生或记录之际及对所述第二光信息记录媒体进行信息再生或记录之际，所述准直透镜被共用。
(方案8)方案1～7中的任一方案所记载的光拾取装置中，所述第一光信息记录媒体是Blu-ray Disc用的光盘，所述第二光信息记录媒体是HD、DVD用的光盘。
在将所述物镜对应三种的光信息记录媒体或四种的光信息记录媒体的时候，优选的是，至少一方的物镜具有对两种的光信息记录媒体、或三种的光信息记录媒体的兼容性。此时为了赋予兼容性，理想的是使所述物镜带有相位结构。
此处，物镜的光学面上所形成的相位结构，是用来校正例如第一波长λ1和第二波长λ2这样不同波长的波长差所引起的色差，及/或第一光信息记录媒体的保护基板和第二光信息记录媒体的保护基板这样不同厚度所引起的球差的结构。此处所谓的色差，指因波长差所导致的近轴像点位置的差，及/或，因波长差所导致的球差。
上述相位结构，可为衍射结构、光程差赋予结构的任何种。作为衍射结构，如图1(a)、1(b)示意的表示，由多个环带100所构成，包含光轴的剖面形状为锯齿形状者，或如图2(a)、2(b)示意的表示，由台阶101的方向在有效孔径内同一的多个环带102所构成，包含光轴的剖面形状为阶梯形状者，或如图3(a)、3(b)示意的表示，由内部形成有阶梯结构的多个环带103所构成者，或如图4(a)、4(b)示意的表示，由台阶104的方向在有效孔径中途交错的多个环带105所构成，包含光轴的剖面形状为阶梯形状者。另外，作为光程差赋予结构系统如图4(a)、4(b)示意的表示，由台阶104的方向在有效孔径途中反转的多个环带105所构成，包含光轴的剖面形状为阶梯形状者。因此，图4(a)、4(b)示意的表示结构，有为衍射结构的情形，也有为光程差赋予结构的情形。此外，图1(a)至图4(b)，虽然是将各相位结构形成在平面上的情况以模式性图标，但也可将各相位结构形成在球面或非球面上。
另外，物镜可为塑料透镜，也可为玻璃透镜。物镜为塑料透镜时，使用环状烯烃的塑料材料较为理想，而环状烯烃系中，又以使用对波长405nm的温度25℃的折射率N405为1.54至1.60的范围内，且-5℃～70℃的温度范围内的温度变化下的对波长405nm的折射率变化率dN405/dT(℃-1)为-10×10-5至-8×10-5的范围内的塑料材料，更为理想。
另外，当以玻璃透镜为物镜时，若使用玻璃转移点Tg为400℃以下的玻璃材料，则可在比较低的温度下成形，可延长模具的寿命。作为此种玻璃转移点Tg低的玻璃材料有，例如(株)住田光学玻璃制的K-PG325、K-PG375(皆为商品名)。
然而，玻璃透镜一般而言比重大于塑料透镜，因此若以玻璃透镜作为聚光元件，则重量变大而会对驱动物镜的致动器造成负担。因此，当以玻璃透镜作为聚光元件时，理想的是使用比重较小的玻璃材料。具体而言，比重为3.0以下者较佳，为2.8以下者更佳。
另外，作为物镜的材料，亦可使用在塑料材料中分散有直径30nm以下的粒子的材料。温度上升则折射率下降的塑料材料中，若均匀地混合了温度上升则折射率上升的无机材料，则可抵消两者的折射率对温度的依存性。藉此，可保持塑料材料的成形性不变，而获得伴随温度变化的折射率变化小的光学材料(以下将所述光学材料称为“非温度依存性树脂”)。
此处，说明聚光元件的折射率的温度变化。对温度变化的折射率的变化率，根据Lorentz-Lorenz的公式，将折射率n以温度T微分，可用以下的数式(式1)的A来表示。
[式1]
A = ( n 2 + 2 ) ( n 2 - 1 ) 6 n · { ( - 3 α ) + 1 [ R ] · ∂ [ R ] ∂ T }
其中，n是所述聚光元件对激光源的波长的折射率，α是聚光元件的线膨胀系数，[R]是聚光元件的分子折射力。
一般的塑料材料时，由于第二项的贡献比第一项小，因此第二项可大致忽略。例如，丙烯酸树脂(PMMA)的情况下，线膨胀系数α为7×10-5，若代入上式，则A＝-12×10-5，是和实测值大致一致。此处，在非温度依存性树脂中，通过将直径30nm以下的微粒子分散在塑料材料中，就可实质地使上式第二项的贡献增大，而可抵消第一项的线膨胀所致的变化。具体而言，将以往-12×10-5左右的对温度变化的折射率变化率，抑制在绝对值未满10×10-5，较为理想。虽然更理想为抑制成未满8×10-5，再更理想则为抑制成未满6×10-5，但只要能降低聚光元件伴随温度变化的球差变化，就是理想。
例如，通过在丙烯酸树脂(PMMA)中分散氧化铌(Nb2O5)微粒子，就可解除此种对温度变化的折射率变化的依存性。作为母材的塑料材料的体积比为80，氧化铌是20左右的比率，将其均匀混合。虽然会有微粒子易于凝聚的问题，但在粒子表面赋予电荷而将其分散的技术也已为公知，因此可做出所需的分散状态。
此外，该体积比率，是了控制对温度变化的折射率的变化比率，而可适宜增减，也可将多个种的奈米尺寸无机粒子当作混合物而分散的。
对体积比率来说，上记粒子虽然为80∶20，但亦可在90∶10～60∶40的间适宜调整。体积比率若小于90∶10则折射率变化抑制效果变小，反的，若超过60∶40则非温度依存性树脂的成形性会有问题而非理想。
微粒子理想是无机物，更理想则为氧化物。而且氧化状态呈饱和，或不能再被氧化的氧化物，较为理想。用无机物的原因，是因为要抑制和高分子有机化合物的塑料材料的间发生反应较为理想，另外，通过采用氧化物，可防止伴随蓝紫色激光长时间照射所带来的透过率恶化或波面像差恶化。尤其是，在高温下被蓝紫色激光照射的严酷条件下，容易促进氧化，但若采用如此的无机氧化物，就可防止氧化所致的透过率恶化或波面像差恶化。
此外，若分散于塑料材料中的微粒子的直径大，则入射光束容易发生散乱而使聚光元件的透过率降低。在高密度光盘中，信息记录/再生所使用的蓝紫色激光的功率并不十分高的现况下，若聚光元件对蓝紫色激光源的透过率低，则在对应记录速度的高速化、多层盘的观点上是不利的。因此，分散于塑料材料中的微粒子的直径，理想为20nm以下，更理想为10～15nm以下，对于防止聚光元件的透过率降低是理想的。
(第一实施型态)
以下参照图面，更详细说明本发明。此外，本实施形态中，第一光盘～第四光盘的记录密度(ρ1～ρ4)是ρ4＜ρ3＜ρ2＜ρ1，对第一光盘～第四光盘进行信息记录及/或再生之际，物镜OBJ1或OBJ2的倍率设成第一倍率M1～第四倍率M4。但是，波长、保护层的厚度、数值孔径、记录密度及倍率的组合并非局限于此。
图5是可对高密度光盘(第一光盘或第二光盘)、以往的DVD(第三光盘及CD(第四光盘)皆可进行信息记录/再生的、第一实施型态所述的光拾取装置的概略剖面图。
再者，图6是本实施形态的光拾取装置中所用的物镜致动器装置的立体图。首先，从作为切换装置的物镜致动器装置开始说明。图6所示的物镜致动器装置(亦称驱动手段)10，被配置在图5的光拾取装置中，具备：将后述的来自半导体激光器的激光，分别聚光在不同光盘的信息记录面上的物镜OBJ1(亦称第一物镜)、OBJ2(亦称第二物镜)；将这些物镜OBJ1、OBJ2的光轴，保持在同一圆周13A上的透镜保持器13；将该透镜保持器13介由位于圆周13A的中心轴位置所设置的支轴14而保持成自由旋转且可沿着该旋转中心轴自由往复移动的底盘15；将透镜保持器13在沿着支轴14的方向上往复移动的对焦致动器(图示略)；对透镜保持器13赋予旋转动作以决定各物镜OBJ1、OBJ2的位置的循轨致动器20。该物镜致动器装置10中，设有控制各致动器的动作的动作控制电路(图标略)。
物镜OBJ1、OBJ2分别被装配在贯通圆板状透镜保持器13的平板面的孔部，是被配设在从透镜保持器13的中心开始而分别相等的距离。该透镜保持器13在其中心部，与从底盘15立起来设置的支轴14的上端部呈自由旋转地卡合；该支轴14的下方，配设有省略图示的对焦致动器。
亦即，对焦致动器通过支轴14的下端部所设置的永久磁铁和其周围所设的线圈而构成电磁螺线管，通过调节流过线圈的电流，就可对支轴14及透镜保持器13往沿着该当支轴14的方向(图6中的上下方向)以微小单位赋予往复移动，以进行焦距的调整。
另外，如前述该透镜保持器13通过作为驱动机构的循轨致动器20，而被赋予以具有与光轴平行的轴线的支轴14为中心的第一旋动动作或第二旋动动作。该循轨致动器20具备：在透镜保持器13的端缘部夹着支轴14而对称设置的一对的循轨线圈21A、21B；接近于透镜保持器13的端缘部而夹着底盘15上的支轴14，对称的位置分别设置的二组成对的磁铁22A，22B，23A，23B。
然后，当循轨线圈21A、21B各自与一方成对的磁铁22A、22B相对时，以使得物镜OBJ1位于被反射镜16所反射的激光的光路上的方式来设定磁铁22A、22B的位置；另外，当与磁铁23A、23B呈各自相对时，以使得物镜OBJ2位于被反射镜16所反射的激光的光路上的方式来设定磁铁23A、23B的位置。
另外，上述的透镜保持器13中，设有未图示的阻挡器，来限制其旋动范围，以使得循轨线圈21A和磁铁22B或磁铁23B、及循轨线圈21B和磁铁22A或磁铁23A不相对。
再者，循轨致动器20被配设成使得圆形的透镜保持器13的外周切线方向和光盘的轨道切线方向正交，通过对该透镜保持器13以微小单位赋予旋动动作，以进行激光对轨道的照射位置的偏差校正。因此，为了进行该循轨动作，例如，各循轨线圈21A、21B必须要一边保持与磁铁22A、22B呈相对的状态，一边微妙地对透镜保持器13赋予旋动。
为了进行所述的循轨动作，各循轨线图21A、21B是构成为，在其内侧装备有铁片；通过动作控制电路来控制通过各循轨线圈21A、21B的电流，以使得该铁片一边往各磁铁靠近，一边在与这些磁铁之间发生微妙的排斥力。
接着，说明光拾取装置本体。本实施形态中，是对四种的光盘OD1～OD4的信息记录面进行信息的记录及/或再生时，将物镜致动器机构10的透镜保持器13旋转，如图5所示，以使物镜OBJ1或物镜OBJ2的任一者插入至光路内。此外，本实施形态中，第一半导体激光器LD1和第二半导体激光器LD2被安装在同一基板上，也就是构成了所谓2激光1封装2L1P的单一单元。另外，物镜OBJ1、OBJ2的有效孔径大致相等。
[对第一光盘OD1进行信息的记录及/或再生的情形]
首先，将物镜致动器机构10的透镜保持器13旋转，将物镜OBJ1插入至光路内。作为第一光源的从第一半导体激光器LD1(波长λ1＝400nm～420nm)所出射的光束，经由光束整型器BS校正光束形状，通过作为波长选择元件的双色棱镜DP，被准直透镜COL变成平行光束后，通过偏振光分光器PBS(具有使入射光束内，第一偏振光方向成份的光束往某方向出射，异于第一偏振光方向成份的第二偏振光成份则往另一方向出射的特性)，入射至具有光学元件L1、L2的光束扩束器EXP。至少一方(理想为光学元件L1)是在光轴方向上可动的光束扩束器EXP，具有变更平行光束的光束径(此处是扩大)，并校正色差及球差的功能。尤其是，光束扩束器EXP的另一光学元件L2的光学面上形成有衍射结构(衍射环带)，藉此，可对从第一半导体激光器LD1出射的光束，进行色差校正。色差校正用的衍射结构可不仅光学元件L2，亦可还设置其它光学元件(准直透镜COL)等。此外，色差校正功能不只为衍射结构，亦可通过相位结构、多重阶梯等来达到。
通过如此设置光束扩束器EXP，就可进行色差校正及球差校正，甚至，例如当高密度DVD是具有2层信息记录面的类型时，通过将光学元件L1在光轴方向上移动，就可进行信息记录面的选择。此外，色差校正光学元件及抑制球差的装置不是光束扩束器EXP，而是设有衍射结构等的物镜OBJ1。
图5中，透过光束扩束器EXP的光束通过λ/4波长板QWP及光圈AP，通过物镜OBJ1，介由第一光盘OD1的保护基板(厚度t1＝0.085～0.1mm)而被聚光在其信息记录面，在此形成聚光光点。
然后在信息记录面被信息位调制而反射出来的光束，再次透过物镜OBJ1、光圈AP、λ/4波长板QWP、光束扩束器EXP，被偏振光分光器PBS反射，被圆柱形透镜CY1赋予像散，透过传感器透镜SL1，入射至光检测器PD的受光面，因此，使用该输出信号，就可获得第一光盘OD1上被记录的信息的读取信号。
另外，检测出光检测器PD上的光点的形状变化、位置变化所致的光量变化，进行对焦检测或循轨检测。基于该检测，物镜致动器机构10的对焦致动器(未图示)及循轨致动器20，会将物镜OBJ1和物镜OBJ2一体移动，以使得来自第一半导体激光器LD1的光束成像在第一光盘OD1的信息记录面上。
[对第二光盘OD2进行信息的记录及/或再生的情形]
将物镜致动器机构10的透镜保持器13旋转，将物镜OBJ2插入至光路内。作为第一光源的从第一半导体激光器LD1(波长λ1＝400nm～420nm)所出射的光束，经由光束整型器BS校正光束形状，通过作为波长选择元件的双色棱镜DP，被准直透镜COL变成平行光束后，通过偏振光分光器PBS(具有使入射光束内，第一偏振光方向成份的光束往某方向出射，异于第一偏振光方向成份的第二偏振光成份则往另一方向出射的特性)，入射至具有光学元件L1、L2的光束扩束器EXP。
透过光束扩束器EXP的光束，通过λ/4波长板QWP及光圈AP，通过物镜OBJ2，介由第二光盘OD2的保护基板(厚度t2＝0.55～0.65mm)而被聚光在其信息记录面，在此形成聚光光点。
然后在信息记录面被信息位调制而反射出来的光束，再次透过物镜OBJ2、光圈AP、λ/4波长板QWP、光束扩束器EXP，被偏振光分光器PBS反射，被圆柱形透镜CY1赋予像散，透过传感器透镜SL1，入射至光检测器PD的受光面，因此，使用该输出信号，就可获得第二光盘OD2上被记录的信息的读取信号。
另外，检测出光检测器PD上的光点的形状变化、位置变化所致的光量变化，进行对焦检测或循轨检测。基于该检测，物镜致动器机构10的对焦致动器(未图示)及循轨致动器20，会将物镜OBJ2和物镜OBJ1呈一体移动，以使得来自第一半导体激光器LD1的光束能成像在第二光盘OD2的信息记录面上。
[对第三光盘OD3进行信息的记录及/或再生的情形]
图5中，作为第二光源的从第二半导体激光器LD2(波长λ2＝640nm～670nm)所出射的光束，经由光束整型器BS校正光束形状，通过双色棱镜DP，被准直透镜COL变成平行光束后，通过偏振光分光器PBS，入射至具有光学元件L1、L2的光束扩束器EXP。
透过光束扩束器EXP的光束，通过λ/4波长板QWP及光圈AP，通过仅由折射面构成的物镜亦即物镜OBJ1或OBJ2，介由第三光盘OD3的保护基板(厚度t3＝0.55～0.65mm)而被聚光在其信息记录面，在此形成聚光光点。
然后在信息记录面被信息位调制而反射出来的光束，再次透过物镜OBJ1或OBJ2、光圈AP、λ/4波长板QWP、光束扩束器EXP，被偏振光分光器PBS反射，被圆柱形透镜CY1赋予像散，透过传感器透镜SL1，入射至光检测器PD的受光面，因此，使用该输出信号，就可获得第三光盘OD3上被记录的信息的读取信号。
另外，检测出光检测器PD上的光点的形状变化、位置变化所致的光量变化，进行对焦检测或循轨检测。基于该检测，物镜致动器机构10的对焦致动器(未图示)及循轨致动器20，会将物镜OBJ1或OBJ2移动，以使得来自第二半导体激光器LD2的光束能成像在第三光盘OD3的信息记录面上。
[对第四光盘OD4进行信息的记录及/或再生的情形]
作为第三光源的从第三半导体激光器LD3(波长λ3＝750nm～820nm)所出射的光束，被双色棱镜DP反射，被准直透镜COL限缩光束径同时变成平行光束，通过偏振光分光器PBS，入射至具有光学元件L1、L2的光束扩束器EXP。
透过光束扩束器EXP的光束，通过λ/4波长板QWP及光圈AP，通过仅由折射面所成的物镜亦即物镜OBJ1或OBJ2，介由第四光盘OD4的保护基板(厚度t4＝1.2mm)而被聚光在其信息记录面，在此形成聚光光点。
然后在信息记录面被信息位调制而反射出来的光束，再次透过物镜OBJ1或OBJ2、光圈AP、λ/4波长板QWP、光束扩束器EXP，被偏振光分光器PBS反射，被圆柱形透镜CY1赋予像散，透过传感器透镜SL1，入射至光检测器PD的受光面，因此，使用该输出信号，就可获得第四光盘OD4上被记录的信息的读取信号。
另外，检测出光检测器PD上的光点的形状变化、位置变化所致的光量变化，进行对焦检测或循轨检测。基于该检测，物镜致动器机构10的对焦致动器(未图示)及循轨致动器20，会将物镜OBJ1或OBJ2移动，以使得来自第三半导体激光器LD3的光束能成像在第四光盘OD4的信息记录面上。
(第二实施型态)
图7是第二实施型态所论的光拾取装置的概略构成图。本实施形态中，第一半导体激光器LD1、第二半导体激光器LD2和第三半导体激光器LD3被安装在同一基板上，也就是构成了所谓3激光1封装3L1P的单一单元。
从第一半导体激光器LD1、第二半导体激光器LD2、第三半导体激光器LD3分别射出的光束，经由光束整型器BS校正光束形状，被准直透镜COL限缩光束径同时变成平行光束，通过偏振光分光器PBS，入射至具有光学元件L1、L2的光束扩束器EXP。
透过光束扩束器EXP的光束通过1/4波长板QWP及光圈AP，通过仅由折射面所成的物镜亦即物镜OBJ1或OBJ2，介由第一～4光盘OD1～4的任一者的保护基板而被聚光在其信息记录面，在此形成聚光光点。
然后在信息记录面被信息位调制而反射出来的光束，再次透过物镜OBJ1或OBJ2、光圈AP、1/4波长板QWP、光束扩束器EXP，被偏振光分光器PBS反射，被圆柱形透镜CY1赋予像散，透过传感器透镜SL1，入射至光检测器PD的受光面，因此，使用该输出信号，就可获得第一～4光盘OD1～4的任一者上被记录的信息的读取信号。
另外，检测出光检测器PD上的光点的形状变化、位置变化所致的光量变化，进行对焦检测或循轨检测。基于该检测，物镜致动器机构10的对焦致动器(未图示)及循轨致动器20，会将物镜OBJ1或OBJ2移动，以使得来自第三半导体激光器LD3的光束能成像在第一～4光盘OD1～4的任一者的信息记录面上。
另外，以上所述的实施形态中，虽然是通过将保持两个物镜OBJ1、OBJ2的透镜保持器13移动，以使任一物镜以机械式的方式插入光路内，但本发明并非被限定于此种实施形态。例如，固定物镜OBJ1、OBJ2的位置，并使用可动反射镜或可动棱镜，来改变光路以使得能对应所使用的光盘而让光束射向任一物镜的构成，或不使用可动部而利用偏振光分光器等的偏振光作用来改变光路的构成以外，亦可将从三个光源朝向两个物镜的光学系统独立设置2组。此物所谓“固定”意指“虽然为了对焦而会在光轴方向上运动，但不会往光轴的垂直方向移动”。甚至，物镜OBJ1、OBJ2并非一定要分离设置，例如当是以塑料树脂所形成时，也可将并设物镜OBJ1、OBJ2的光学元件以一体形成。
(第三实施型态)
以下的图9、10图示了上述物镜的位置固定配置时的拾取装置构成例。图9是表示的是，将来自半导体激光器L1的光束，通过构成切换装置的作为分光器元件的半反射镜HMR而加以分歧，以使得各光轴成平行的方式，将光束导入固定配置的第一物镜OBJ3及第二物镜OBJ4，以进行各盘的信息的记录及/或再生的构成。
图9中，除了具备作为BD或HD用的第一光源的半导体激光器L1，同时还具备了将作为DVD/CD用的第二光源的半导体激光器L2及作为第三光源的半导体激光器L3做成一封装化而设置的光源单元2L1P。本实施形态中，第一物镜OBJ3及第二物镜OBJ4的有效孔径大致相等。
[对第一光盘OD1进行信息的记录及/或再生的情形]
首先，作为第一光源的从第一半导体激光器L1(波长λ1＝400nm～420nm)所出射的光束，通过第一偏振光分光器PBS1、双色棱镜DP，被准直透镜COL变成平行光束后，入射至具有多个光学元件的光束扩束器EXP。关于光束扩束器的作用效果与上述实施形态相同。
透过光束扩束器EXP的光束，通过λ/4波长板QWP，利用半反射镜HMR，使得光束的一部份透过，一部份被反射。
此处的半反射镜HMR，是针对波长λ1的光束会使入射光束的大部分分离成透过光和反射光的构成，且针对波长λ2、λ3的光束则是会使入射光束的大部分透过或反射(图9是反射的构成)，具有如此特性。
在半反射镜HMR将透过的光束的一部份曲折而镜子MR反射，改变光的行进方向，将其介由光圈AP而入射至第二物镜OBJ4，介由第一光盘OD1的保护基板(厚度t1＝0.085～0.1mm)而在其信息记录面上形成聚光光点。
然后，在信息记录面被信息位调制而反射出来的光束，再次透过物镜OBJ4、光圈AP，被反射镜MR反射而透过半反射镜HMR，透过λ/4波长板QWP、光束扩束器EXP、准直透镜COL、双色棱镜DP，被第一偏振光分光器PBS1反射，入射至第一光检测器PD1的受光面，因此使用该输出信号，就能获得第一光盘OD1上被记录的信息的读取信号。
另外，检测出第一光检测器PD1上的光点的形状变化、位置变化所致的光量变化，进行对焦检测或循轨检测。基于该检测，物镜致动器机构的对焦致动器(未图示)及循轨致动器，会将物镜OBJ4移动，以使得来自第一半导体激光器L1的光束能成像在第一光盘OD1的信息记录面上。
[对第二光盘OD2进行信息的记录及/或再生的情形]
首先，作为第一光源的从第一半导体激光器L1(波长λ1＝400nm～420nm)所出射的光束，通过第一偏振光分光器PBS1、双色棱镜DP，被准直透镜COL变成平行光束后，入射至光束扩束器EXP。
透过光束扩束器EXP的光束，通过λ/4波长板QWP，利用半反射镜HMR，使得光束的一部份透过，一部份被反射。
在对第二光盘OD2进行信息的记录及/或再生的时候，将所述半反射镜HMR所反射出来的光束的一部份，介由光圈AP而入射至第一物镜OBJ3，介由第二光盘OD2的保护基板(厚度t2＝0.55～0.65mm)而在其信息记录面上形成聚光光点。
然后，在信息记录面被信息位调制而反射出来的光束，再次透过物镜OBJ3、光圈AP，被半反射镜HMR反射，透过λ/4波长板QWP、光束扩束器EXP、准直透镜COL、双色棱镜DP，被第一偏振光分光器PBS1反射，入射至第一光检测器PD1的受光面，因此使用该输出信号，就能获得第二光盘OD2上被记录的信息的读取信号。
另外，检测出第一光检测器PD1上的光点的形状变化、位置变化所致的光量变化，进行对焦检测或循轨检测。基于该检测，物镜致动器机构的对焦致动器(未图示)及循轨致动器，会将物镜OBJ3移动，以使得来自第一半导体激光器L1的光束能成像在第二光盘OD2的信息记录面上。
[对第三光盘OD3进行信息的记录及/或再生的情形]
作为第二光源的从第二半导体激光器L2(波长λ2＝640nm～670nm)所出射的光束，通过第二偏振光分光器PBS2然后被双色棱镜DP反射，被准直透镜COL变成平行光束后，入射至光束扩束器EXP。
透过光束扩束器EXP的光束，通过λ/4波长板QWP，其大部分在半反射镜HMR会被反射，因此所述的反射光介由光圈AP而入射至第一物镜OBJ3，介由第三光盘OD3的保护基板(厚度t3＝0.55～0.65mm)而在其信息记录面上聚光而形成聚光光点。
然后，在信息记录面被信息位调制而反射出来的光束，再次透过第一物镜OBJ3、光圈AP，被半反射镜HMR反射，透过λ/4波长板QWP、光束扩束器EXP、准直透镜COL，被双色棱镜DP反射，被第二偏振光分光器PBS2反射，入射至第二光检测器PD2的受光面，因此使用该输出信号，就能获得第三光盘OD3上被记录的信息的读取信号。
另外，检测出第二光检测器PD2上的光点的形状变化、位置变化所致的光量变化，进行对焦检测或循轨检测。基于该检测，物镜致动器机构的对焦致动器(未图示)及循轨致动器，会将第一物镜OBJ3移动，以使得来自第二半导体激光器L2的光束能成像在第三光盘OD3的信息记录面上。
[对第四光盘OD4进行信息的记录及/或再生的情形]
作为第三光源的从第三半导体激光器L3(波长λ3＝750nm～820nm)所出射的光束，通过第二偏振光分光器PBS2然后被双色棱镜DP反射，被准直透镜COL限缩光束径且变成平行光束，入射至光束扩束器EXP。
透过光束扩束器EXP的光束，通过λ/4波长板QWP，其大部分在半反射镜HMR会被反射，所述的反射光介由光圈AP而入射至第一物镜OBJ3，介由第四光盘OD4的保护基板(厚度t4＝1.2mm)而在其信息记录面上聚光而形成聚光光点。
然后，在信息记录面被信息位调制而反射出来的光束，再次透过第一物镜OBJ3、光圈AP，被半反射镜HMR反射，透过λ/4波长板QWP、光束扩束器EXP、准直透镜COL，而被双色棱镜DP反射，被第二偏振光分光器PBS2反射，入射至第二光检测器PD2的受光面，因此使用该输出信号，就能获得第四光盘OD4上被记录的信息的读取信号。
另外，检测出第二光检测器PD2上的光点的形状变化、位置变化所致的光量变化，进行对焦检测或循轨检测。基于该检测，物镜致动器机构的对焦致动器(未图示)及循轨致动器，会将第一物镜OBJ3移动，以使得来自第三半导体激光器L3的光束能成像在第四光盘OD4的信息记录面上。
此外，此处的光束扩束器EXP以多个光学元件所构成；至少一个光学元件是在光轴方向上可动，来变更来自准直透镜COL的平行光束的光束径(此处是扩大)的结构。可是，光束扩束器EXP亦可作为其它功能而具有校正色差或球差的功能。另外，此处所谓的色差是指波长变动所导致的色差(含球面色差)；所谓的球差是指各盘间的保护基板厚度差所导致的球差、温度变化所导致的球差的至少任一种。
另外，这些像差校正并非一定限定为将光束扩束器EXP以多个光学元件设计成可动的构成来进行，亦可在其光学面的至少一面上形成多个台阶结构来进行。此处的台阶结构包含了比前述“相位结构”更广的概念，凡是用来对入射光束产生衍射作用而减少这些像差的衍射结构、用来产生相位差以减少这些像差的相位结构、或者将这些结构两者形成在不同光学面上的构成，又或者在同一光学面上重迭而构成的台阶结构，带有波长选择性的阶梯状台阶结构的任一者，皆包含在其范畴内。当然，虽然此处的光束扩束器EXP是由多个光学元件所构成，但亦可为单一的光学元件。
另外，此种台阶结构不限于光束扩束器EXP，亦可设于其它光学元件(准直透镜COL)等，当然，也可设在物镜OBJ3(OBJ4)。
通过如此设置光束扩束器EXP，就可进行色差校正及球差校正，甚至，例如当高密度DVD是具有2层信息记录面的类型时，通过将光源侧的光学元件在光轴方向上移动，就可进行信息记录面的选择。此外，图9及10中虽然光检测器PD1、PD2是分别独立而具备，但这些光检测器亦可对从第一至第三光源射出的各光束为共用的一个传感器来构成。此时，图9及10所示的光检测器PD1、PD2可省略。
另外，本图中虽然准直透镜COL是采用为三波长共用一个，但亦可成为第一光盘OD1(例如BD)用、第三及第四光盘OD3、OD4(例如DVD/CD)用的两个。
又图9及10中，为了分别变更入射至物镜OBJ3、OBJ4的光束的行进方向，而使用了半反射镜HMR。这是因为要减少光学系统的元件数而为理想的构成，但是并非限定于此。
换言的，此处所用的分光器只要是能够变更多个行进方向以使得入射光束导入至各物镜的构成即可，并不仅局限于半反射镜这种会将入射光束选择性地透过、反射者；例如偏振分光器这类可将入射光束分离成第一偏振光方向成份和带有异于该偏振光方向成份的第二偏振光方向成份的构成亦可。此时，在如图9的光学系统的构成中，第一偏振光分光器PBS1必须要设计成半反射镜。
另外，图10与图9同样地，图示了以HD/DVD/CD用的物镜OBJ3及BD专用的物镜OBJ4的两透镜方式，通过移动镜子MR来达到蓝紫色激光的光路的构成。
具体而言，图10所示的构成中，省略图9的半反射镜HMR，将作为切换装置的反射镜MR，根据所使用的光盘，使用未图标的驱动装置，而在用来使光束导入至第一物镜OBJ3的第一位置，和用来使光束导入至第二物镜OBJ4的第二位置的间移动。除了与半反射镜不同的是往镜子MR的入射光大致被全反射这点以外，本例中的光盘的信息记录及/或再生，原则上是与图9所示例子同样地进行，因而省略详细说明。
以上的实施形态中，第一光源(例如半导体激光器L1)和第二光源(例如半导体激光器L2、L3)，配置成非层积状态；亦即第一光源和第二光源可使用共通的光路，因此提升了配置的自由度。
实施例
其次，说明上述实施形态的理想实施例。此外，以下的实施例中，NA1＝0.85～0.9，NA2＝0.65～0.67，NA3＝0.60～0.67，NA4＝0.45～0.53。再者，HWL设为衍射光栅的闪耀化波长(例如衍射结构HOE的设计波长)。另外，以下(含表格中的透镜数据)当中，将10的乘幂数(例如2.5×10-3)，以E(例如2.5E-3)来表示。
此外，物方光学系统的光学面分别以在式2中代入表2～20所示的系数而成的数式所规定的，在光轴周围形成的轴对称的非球面。
[式2]
X ( h ) = ( h 2 / R ) 1 + 1 - ( 1 + κ ) ( h / R ) 2 + Σ i = 0 9 A 2 i h 2 i
此处，X(h)是光轴方向的轴(将光的行进方向为正)，κ是圆锥系数、A2i是非球面系数，h是从光轴起算的高度。
另外，通过衍射结构而对各波长光束赋予的光路长，在式3式的光程差函数中，代入表1所示的系数而成的数式所规定。
[式3]
φ ( h ) = Σ i = 0 5 C i h 2 i
Ci是光程差函数的系数(HOE系数)。
(实施例A)
实施例A中，第一物镜是HD(第二光盘)及DVD(第三光盘)共用；第二镜是BD(第一光盘)及CD(第四光盘)共用。
说明实施例A中的第一物镜的实施例1～6。
(实施例1～4)
第一物镜以塑料的单球透镜L1所构成，其光源侧面S1上，形成了图1(a)、1(b)所示的锯齿状衍射结构(以下将此衍射结构称为“衍射结构DOE”)的多个环带是以光轴为中心所排列而成的结构也就是衍射结构DOE；通过该相位结构，第一波长λ1＝405nm的光束和第二波长λ2＝655nm的光束，在各个实施例中，在以下表1所示的级数中具有最高的衍射效率。单球透镜L1的光盘侧面S2是非球面。
[表1]
S1面的衍射级数
    405nm     655nm
    实施例1     2级     1级
    实施例2     3级     2级
    实施例3     5级     3级
    实施例4     8次     5级
其次，说明第一物镜的细节。单球透镜L1在d线的折射率nd为1.5435，阿贝数vd为56.7的塑料透镜；对λ1＝405nm的折射率为1.5601，对λ2＝655nm的折射率为1.54073。各实施例的透镜数据示于表2～5。表2～5中，OD代表从物点至第一面顶点的距离。
[表2]
(實施例1)
波長＝405nm    655nm
NA＝0.65       0.65
OD＝∞         ∞
    面    曲率半徑     心厚   折射率(405nm)   折射率(655nm)
    1**     1.5402     2.000   1.56013   1.54073
    2*     -4.2240     T2
    3     ∞     0.600   1.62100   1.58115
    4     ∞
*：非球面、**：HOE面
 可變間隔     405nm     655nm
 T2     0.858     0.914
S1面的繞射次數
  405nm     655nm
  2次     1次
非球面係數   S1   S2
    k   -0.66513   -16.80709
    A4   7.80050E-03   4.67427E-02
    A6   1.78906E-03   -2.19651E-02
    A8   6.27460E-05   -7.10695E-03
    A10   2.38745E-05   1.57510E-02
    A12   7.21000E-06   -6.21467E-03
    A14   -1.56549E-05   -6.77218E-05
    A16   9.50335E-06    3.79988E-04
    A18   0.00000E+00    0.00000E+00
    A20   0.00000E+00    0.00000E+00
  HOE係數  S1
    HWL  405nm
    C1  0.00000E+00
    C2  5.23196E-04
    C3  1.33374E-04
    C4  -6.38024E-05
    C5  2.66312E-05
[表3]
(實施例2)
波長＝405nm    655nm
NA＝0.65       0.63
OD＝∞         ∞
    面     曲率半徑     心厚 折射率(405nm) 折射率(655nm)
    1**     1.6070     2.202 1.56013 1.54073
    2*     -3.3531     T2
    3     ∞     0.600 1.62100 1.58115
    4     ∞
*：非球面、**：HOE面
可變間隔     405nm     655nm
T2     0.800     0.853
S1面的繞射次數
    405nm     655nm
    3次     2次
    非球面係數     S1     S2
    k     -0.75407     -11.85053
    A4     3.33991E-03     3.81099E-02
    A6     -1.61614E-04     -2.70432E-02
    A8     4.13403E-04     -7.81934E-03
    A10     -2.53734E-04     1.39152E-02
    A12     -1.27507E-04     -3.58225E-03
    A14     4.26650E-05     -1.69101E-03
    A16     -1.06779E-05     7.56285E-04
    A18     0.00000E+00     0.00000E+00
    A20     0.00000E+00     0.00000E+00
  HOE係數     S1
  HWL     405nm
  C1    -5.89635E-05
  C2    -5.18929E-04
  C3    -5.85886E-05
  C4    5.52495E-05
  C5    -2.57030E-05
[表4]
(實施例3)
波長＝405nm    655nm
NA＝0.65       0.65
OD＝∞         ∞
    面     曲率半徑     心厚  折射率(405nm)  折射率(655nm)
    1**     1.4134     1.600  1.56013  1.54073
    2*     -8.8805     T2
    3     ∞     0.600  1.62100  1.58115
    4     ∞
*：非球面、**：HOE面
可變間隔隔 405nm 655nm
    T2     0.998     1.059
S1面的繞射次數
405nm     655nm
5次     3次
 非球面係數     S1     S2
    k     -0.99987   -129.35881
    A4     -5.53350E-03   4.29075E-02
    A6     -4.73304E-03   -3.12849E-02
    A8     -5.23193E-05   -1.20021E-03
    A10     -4.55887E-04   8.45338E-03
    A12     -1.52723E-04   -3.77194E-03
    A14     1.32991E-04   -1.56690E-04
    A16     -3.34796E-05   2.89077E-04
    A18     0.00000E+00   0.00000E+00
    A20     0.00000E+00   0.00000E+00
    HOE係數  S1
    HWL  405nm
    C1  0.00000E+00
    C2  -3.67150E-03
    C3  -5.55326E-04
    C4  2.04081E-05
    C5  1.68669E-05
[表5]
(實施例4)
波長＝405nm    655nm
NA＝0.65       0.65
OD＝∞         ∞
  面   曲率半徑     心厚 折射率(405nm) 折射率(655nm)
  1**   1.4542     1.600 1.56013 1.54073
  2*   -6.5027     T2
  3   ∞     0.600 1.62100 1.58115
  4   ∞
*：非球面、**：HOE面
可變間隔 405nm 655nm
T2     1.012     1.071
S1面的繞射次數
    405nm     655nm
    8次     5次
非球面係數     S1     S2
    k     -0.77919     -68.11607
    A4     5.19964E-03     5.38139E-02
    A6     2.72686E-03     -2.44667E-02
    A8     2.64540E-03     -1.01981E-03
    A10     -3.67987E-04     7.72696E-03
    A12     -5.99693E-04     -3.97119E-03
    A14     7.01865E-05     4.65356E-03
    A16     5.91542E-05     -1.63987E-03
    A18     0.00000E+00     0.00000E+00
    A20     0.00000E+00     0.00000E+00
  HOE係數     S1
    HWL     405nm
    C1     0.00000E+00
    C2     -9.51417E-04
    C3     1.63933E-04
    C4     5.09348E-05
    C5     -4.94903E-05
单球透镜L1的半导体激光器光源侧的光学面S1因为对两光盘的使用NA是和NA2相同所以是以一个区域来构成，但由于使用的光束的波长是第一波长λ1和第二波长λ2为不同(λ1＜λ2)，来自第一半导体激光器的第一光束所通过的NA2区域，和来自第二半导体激光器的第二光束所通过的NA2区域，对第二光束的NA2区域为较大，因此，亦可为分割成第一光束的NA2区域所对应的含光轴的第一区域AREA1，和从第一光束的NA2起至第二光束的NA2止的区域所对应的第二区域AREA2，而设置各自不同的相位结构。
衍射结构DOE，是除了要确保对于第一波长λ1的第一光束和第二波长λ2的第二光束，所分别对应的光盘进行信息的记录及/或再生所需的兼容性，并且，是用来抑制以塑料透镜来构成单球透镜L1时尤其会成为问题的蓝紫色区域中的物镜的色差和伴随温度变化的球差变化所需的结构。
衍射结构DOE中，离光轴最近的台阶的高度d设计成对波长400nm～420nm而言，所望级数的衍射光的衍射效率为100％。对于此种有设定台阶深度的衍射结构DOE，一旦入射第一光束，则衍射光会以95％以上的衍射效率产生，除了可获得充分衍射效率，并且也可校正蓝紫色区域的色差。
例如若将台阶的高度，设计成对波长400nm而言+2级衍射光的衍射效率为100％，则一旦入射第一光束，则+2级衍射光以约97％的衍射效率而产生；一旦入射第二光束，则+1级衍射光以约94％的衍射效率而产生，可获得此种衍射效率的区别。针对其它衍射级数的配对也是可获得同样的效率区别，在其个别而言可获得实用上足够的衍射效率。另外，此处亦可通过对第一波长λ1最佳化，而成为重视第二光束的衍射效率的构成。
甚至，作为衍射结构DOE，在蓝紫色区域中，当入射光束的波长变长时，球差会往校正不足方向变化，而当入射光束的波长变短时，球差会往校正过剩方向变化的具有这种球差的波长依存性的情况下，通过将伴随环境温度变化的聚光元件所产生的球差变化予以互相抵消，就可扩展高NA的塑料透镜的物方光学透镜的可使用温度范围。
通过使用此种衍射结构DOE，可对两种的光盘以一个物镜来对应，同时，可使各个光束的倍率M2、M3成为0。通过将全部的成像倍率设计成0，对第二光盘和第三光盘而进行信息记录/再生之际的循轨所致的透镜位移所产生的彗差的问题可获得解决，是非常理想的构成。另外，本实施例中，虽然将光学面S1做成衍射结构DOE，但亦可将衍射结构DOE设在光学面S2。
(实施例5)
第一物镜以塑料的单球透镜L1所构成，光源侧面S1及光盘侧面S2的两面是非球面。说明所述的物镜的细节。单球透镜L1在d线的折射率nd为1.5435，阿贝数vd为56.7的塑料透镜；对λ1＝405nm的折射率为1.5601，对λ2＝655nm的折射率为1.54073。实施例5的透镜数据示于表6。
[表6]
(實施例5)
波長＝405nm    655nm
NA＝0.65       0.65
OD＝∞         107.771
    面    曲率半徑     心厚   折射率(405nm)  折射率(655nm)
    1*    1.5234     1.995   1.56013  1.54073
    2*    -4.3388     T2
    3    ∞     0.600   1.62100  1.58115
    4    ∞
*：非球面、**：HOE面
可變間隔     405nm     655nm
    T2     0.844     0.953
非球面係數     S1     S2
    k     -0.67048     -23.28451
    A4     7.43388E-03     5.04706E-02
    A6     1.67442E-03     -2.03530E-02
    A8     2.41860E-04     -7.75119E-03
    A10     5.16096E-05     1.67787E-02
    A12     5.14899E-06     -4.97488E-03
    A14     -1.13488E-05     -2.17347E-03
    A16     8.98861E-06     1.07034E-03
    A18     0.00000E+00     0.00000E+00
    A20     0.00000E+00     0.00000E+00
(实施例6)
第一物镜以塑料的单球透镜L1所构成，半导体激光器光源侧的光学面S1对两光盘所使用的NA是以NA2而相同所以是以一个区域来构成，而形成了有形成图3(a)～3(d)所示的阶梯结构的多个环带是以光轴为中心所排列而成的结构也就是衍射结构HOE；通过该相位结构，第一波长λ1＝405nm的光束不被衍射而以0级光的方式透过，第二波长λ2＝655nm的光束则被衍射成+1级方向。另外，单球透镜L1的光盘侧面S2是非球面。
其次，说明第一物镜的细节。单球透镜L1在d线的折射率nd为1.5435，阿贝数vd为56.7的塑料透镜；对λ1＝405nm的折射率为1.5601，对λ2＝655nm的折射率为1.54073。实施例6的透镜数据示于表7。
[表7]
(實施例6)
波長＝405nm    655nm
NA＝0.65       0.65
OD＝∞         ∞
    面     曲率半徑     心厚  折射率(405nm) 折射率(655nm)
    1**     1.5205     1.997  1.56013 1.54073
    2*     -4.4880     T2
    3     ∞     0.600  1.62100 1.58115
    4     ∞
*：非球面、**：HOE面
可變間隔     405nm     655nm
    T2     0.846     0.873
S1面的繞射次數
    405nm     655nm
    0次     1次
非球面係數     S1     S2
    k     -0.67272     -22.85678
    A4     7.29066E-03     4.94935E-02
    A6     1.66512E-03     -2.12910E-02
    A8     2.22527E-04     -7.93262E-03
    A10     3.07019E-05     1.70108E-02
    A12     -3.22412E-06     -4.88846E-03
    A14     -1.31982E-05     -2.16472E-03
    A16     1.03605E-05     1.06921E-03
    A18     0.00000E+00     0.00000E+00
    A20     0.00000E+00     0.00000E+00
  HOE係數 S1
    HWL 655nm
    C1 -2.55466E-03
    C2 -3.08052E-04
    C3 -1.14046E-05
    C4 -7.90158E-06
    C5 -2.77677E-06
单球透镜L1的半导体激光器光源侧的光学面S1，如图3(a)～3(d)所示，在其内部形成有形成了阶梯结构的多个环带是以光轴为中心所排列而成的结构也就是衍射结构HOE。
被形成在第一区域AREA1的衍射结构HOE1中，各环带内所形成的阶梯结构的深度D设定为：
D·(N1-1)/λ1＝2·q    (12)
所算出的值，各环带内的分割数P设定为5。其中，λ1是将从第一发光点EP1所射出的激光束的波长以微米单位表示(此处，λ1＝0.405μm)，N1是对波长λ1的介质折射率，q是自然数。
对于光轴方向的深度D是设定成如此的阶梯结构，入射了第一波长λ1的第一光束时，相邻的阶梯结构间会发生2×λ1(μm)的光程差，第一光束实质上不会被赋予相位差因此不会衍射而直接透过(本说明书中称为“0级衍射光”)。
另一方面，对该阶梯结构，入射了第二波长λ2(此处，λ2＝0.655μm)的第二光束时，在相邻的阶梯结构间会发生{2×λ1/(N1-1)×(N2-1)/λ2}×λ2＝{2×0.405/(1.5601-1)×(1.54073-1)/0.655}×λ2＝1.194·λ2(μm)的光程差。由于各环带内的分割数P设定为5，因此相邻的环带彼此会产生第二波长λ2的1波长份的光程差((1.194-1)×5≈1)，所以第二光束是往+1级的方向衍射(+1级衍射光)。此时的第二光束的+1级衍射光的衍射效率虽然为约87％，但对DVD的信息记录/再生而言是足够的光量。
通过使用此种衍射结构HOE，可对两种的光盘以一个物镜来对应，同时，可使各个光束的倍率M2、M3全都成为0。通过将全部的成像倍率设计成0，对第二光盘和第三光盘而进行信息记录/再生之际的循轨所致的透镜位移所产生的彗差的问题可获得解决，是非常理想的构成。另外，本实施例中，虽然将单球透镜L1的半导体激光器光源侧的光学面S1做成衍射结构HOE，但亦可将衍射结构HOE设在光盘侧光学面S2上。
说明实施例A中，可和以上的第一物镜组合使用的第二物镜的实施例1～2。
(实施例1)
第二物镜以塑料的单球透镜L1所构成，其光源侧面S1被分割成NA3区域所对应的含光轴的第一区域AREA1，和NA3至NA1的区域所对应的第二区域AREA2，第一区域AREA1中，形成了有形成图1(a)、1(b)所示的锯齿状衍射结构的多个环带是以光轴为中心所排列而成的结构也就是衍射结构DOE；通过该相位结构，第一波长λ1＝405nm的光束成为2级光、第三波长λ3＝785nm的光束成为1级光而衍射。第二区域AREA2是异于第一区域AREA1的基础的非球面形状的不同形状的非球面。另外，单球透镜L1的光盘侧面S2是非球面。
其次，说明第二物镜的细节。单球透镜L1在d线的折射率nd为1.5435，阿贝数vd为56.7的塑料透镜；对λ1＝405nm的折射率为1.5601，对λ3＝785nm的折射率为1.5372。实施例1的透镜数据示于表8。
[表8]
(實施例1)
波長＝405nm    785nm
NA＝0.85       0.50
OD＝∞         12.37
    面     曲率半徑     心厚   折射率(405nm) 折射率(785nm)
    Stop     ∞     0.000
    1**     1.1576     2.153   1.56013 1.53724
    1′*     1.1610     2.153   1.56013 1.53724
    2*     -2.3464     T2
    3     ∞     T3   1.62100 1.57446
    4     ∞
*：非球面、**：HOE面
1：第1面内側領域、1′：第1面外側領域
    可變間隔     405nm     785nm
    T2     0.539     0.200
    T3     0.100     1.200
繞射次數
    405nm     785nm
    S1     2次     1次
 非球面係數   S1   S1′   S2
    k   -0.60089   -0.77360   -33.59071
    A4   1.90646E-02   1.76976E-02   1.62713E-01
    A6   -1.53903E-03   9.19799E-03   -9.13488E-02
    A8   -2.99405E-03   -9.59915E-05   -9.46578E-02
    A10   -3.54131E-02   1.27480E-03   1.63830E-01
    A12   5.54394E-02   -1.71501E-04   -7.76805E-02
    A14   -3.29492E-02   2.41095E-05   3.44222E-04
    A16   8.45833E-03   4.09152E-05   6.74833E-03
    A18   0.00000E+00   2.31777E-05   0.00000E+00
    A20   0.00000E+00   -1.30878E-05   0.00000E+00
  HOE係數     S1
    HWL     405nm
    C1     8.59064E-04
    C2     2.75675E-03
    C3     3.47508E-04
    C4     -7.66015E-03
    C5     4.09148E-03
单球透镜L1的半导体激光器光源侧光学面S1的第二区域AREA2，虽然不具有相位结构，但此处亦可设置有别于第一区域AREA1的相位结构。
衍射结构DOE，是除了要确保对于第一波长λ1的光束和第三波长λ3的光束所分别对应的光盘进行信息的记录及/或再生所需的兼容性，并且，是用来抑制以塑料透镜来构成单球透镜L1时尤其会成为问题的蓝紫色区域中的物镜的色差和伴随温度变化的球差变化所需的结构。
衍射结构DOE中，离光轴最近的台阶的高度d1设计成对波长400nm～420nm而言，所望级数的衍射光的衍射效率为100％。对于此种有设定台阶深度的衍射结构DOE1，一旦入射第一光束，则衍射光会以95％以上的衍射效率产生，除了可获得充分衍射效率，并且也可校正蓝紫色区域的色差。
例如若将台阶的高度，设计成对波长400nm而言衍射效率为100％，则一旦入射第一光束，则+2级衍射光以约97％的衍射效率而产生；一旦入射第二光束，则+1级衍射光以约94％的衍射效率而产生，可获得此种衍射效率的区别。或者，亦可通过对第一波长λ1最佳化，而成为重视第一光束的衍射效率的构成。
甚至，衍射结构DOE在蓝紫色区域中，当入射光束的波长变长时，球差会往校正不足方向变化，而当入射光束的波长变短时，球差会往校正过剩方向变化的具有这种球差的波长依存性，则通过将伴随环境温度变化的单球透镜所产生的球差变化予以互相抵消，就可扩展高NA的塑料透镜的物方光学透镜的可使用温度范围。
单球透镜L1的半导体激光器光源侧的光学面S1上所设置的衍射结构DOE的各环带的宽设定为对第三光束是有限倍率(此处是M4＝-0.166)，并且，通过衍射作用而对+1级衍射光会附加校正不足方向的球差。通过衍射结构DOE所致的球差的附加量，与BD的保护基板和CD的保护基板的厚度差所产生的校正过剩方向的球差的互相抵消，透过衍射结构DOE和CD的保护基板的第三光束在CD的信息记录面上形成良好的光点。另外，本实施例中，虽然将光学面S1做成衍射结构DOE，但亦可将衍射结构DOE设在光学面S2上。
(实施例2)
第二物镜由塑料所成的L1透镜和玻璃材料所成的L2透镜所成。L1透镜是在其盘侧面S2上，形成了有形成图3(a)～3(d)所示的阶梯结构的多个环带是以光轴为中心所排列而成的结构也就是衍射结构HOE；通过该相位结构，第一波长λ1＝405nm的光束不被衍射而以0级光的方式透过，第三波长λ3＝780nm的光束则被衍射成+1级方向。此处本实施例中虽然省略，但L1透镜的光源侧面S1上，亦可设置图2(a)、2(b)或图4(a)、4(b)所示的环带结构。该环带结构，虽然在设计基准状态中是第一波长λ1＝405nm的光束和第三波长λ3＝780nm的光束都不会衍射而透过，但因半导体激光器的波长误差，或光拾取装置使用时的温度上升所致的半导体激光器波长变化等，而波长偏离设计时，环带结构就会发生作用，发挥功能以将上记波长差或温度差所产生的像差加以校正。这些光学面S1的基础面形状是平板形状，光学面S2的基础面形状是凹球面。此处，该基础面亦可为平面或球面以外，例如通过做成非球面形状，可增加轴外像差的校正或高次像差的控制等自由度，是较为有利。
另一方面，L2透镜是以玻璃模制等所作成的玻璃的两面非球面透镜，在L2透镜单体设计成，使得对于L1透镜的凹球面所决定的有限倍率，并且BD的保护基板的组合，球差为最小。如本实施例，对第一光束的第一倍率M1，和对第三光束的第四倍率M4都设成0时，因为BD的保护基板与CD的保护基板的厚度差异，导致透过物镜和CD的保护基板的第三光束的球差，若非相位结构则会变成校正过剩方向。本实施例中，将该第三光束的球差校正过剩，将对第三光束的倍率设成有限倍率，藉此，以使因BD的保护基板和CD的保护基板厚度差异所产生的校正过剩方向的球差彼此抵消而校正球差。
其次，说明第二物镜的细节。透镜L1在d线的折射率nd为1.5087，阿贝数vd为56.3的塑料透镜；对λ1＝405nm的折射率为1.52403，对λ3＝780nm的折射率为1.50261。另外，L2透镜d在线的折射率nd为1.61544，阿贝数vd为60.0的玻璃模制透镜。实施例2的透镜数据示于表9。
[表9]
(實施例2)
波長＝405nm    780nm
NA＝0.85       0.49
OD＝∞         ∞
    面   曲率半徑     心厚  折射率(405nm) 折射率(780nm)
    1   ∞     1.000  1.52403 1.50261
    2**   20.6120     0.200
    Stop   ∞     0.000
    3*   1.3606     2.350  1.63279 1.60854
    4*   -3.0500     T4
    5   ∞     T5  1.62100 1.57466
    6   ∞
*：非球面、**：HOE面
可變間隔     405nm     780nm
  T4     0.651     0.300
  T5     0.100     1.200
繞射次數
    405nm     780nm
    S2     0次     1次
 非球面係數  S3  S4
    k  -0.80218  -48.60938
    A4  1.31769E-02  9.86078E-02
    A6  3.92899E-03  -5.69812E-02
    A8  -8.60318E-04  -2.82327E-02
    A10  6.17336E-04  4.82157E-02
    A12  -3.33724E-05  -2.01834E-02
    A14  1.69135E-06  1.70182E-03
    A16  -9.41072E-06  4.96361E-04
    A18  0.00000E+00  0.00000E+00
    A20  0.00000E+00  0.00000E+00
   HOE係數   S2
    HWL   780nm
    C1   3.42680E-02
    C2   -2.56626E-03
    C3   2.52626E-03
    C4   -1.77182E-03
    C5   5.29191E-04
将L1透镜和L2透镜一体化的情况下，通常会介由其它部材的镜框。可是，L1透镜的光学功能部(第一光束所通过的L1透镜的区域)的周围，设有与光学功能部一体成形的凸缘部，通过将所述的凸缘部和L2透镜的一部份彼此融接或接着等而接合，也就可做成一体化的结构。
单球透镜L1的光盘侧的光学面S2如图8(a)～8(c)所示，被分割成NA3区域所对应的含光轴的第一区域AREA3和NA3至NA4的区域所对应的第二区域AREA4，第一区域AREA3中，如图3(a)、3(b)所示，在其内部形成有形成了阶梯结构的多个环带是以光轴为中心所排列而成的结构也就是衍射结构HOE。
被形成在第三区域AREA3的衍射结构HOE中，各环带内所形成的阶梯结构的深度D(μm)设定为：
D·(N1-1)/λ1＝1·q    (13)
所算出的值，各环带内的分割数P设定为2。其中，λ1是将从发光点EP1所射出的激光束的波长以微米单位表示(此处，λ1＝0.405μm)，N1是对波长λ1的L1透镜的介质折射率，q是自然数。
对于光轴方向的深度D是设定成如此的阶梯结构，入射了第一波长λ1的第一光束时，相邻的阶梯结构间会发生1×λ1(μm)的光程差，第一光束实质上不会被赋予相位差因此不会衍射而以0级衍射光的方式透过。
另一方面，对该阶梯结构，入射了第三波长λ3(此处，λ3＝0.780μm)的第三光束时，在相邻的阶梯结构间会发生{1×λ1/(N1-1)×(N3-1)/λ3}×λ3＝{1×0.405/(1.52403-1)×(1.50261-1)/0.780}×λ3＝0.498·λ3(μm)的光程差。由于各环带内的分割数P设定为2，因此第三光束在±1级方向上以大致相同的衍射效率发生衍射(+1级衍射光和-1级衍射光)。本实施例中，使用+1级衍射光进行对CD的信息记录/再生，此时的第二光束的+1级衍射光的衍射效率，是40％强。又-1级衍射光成为眩光。
此处，为了提高+1级衍射光的衍射效率，例如将阶梯形状的平行于光轴的面和不平行于光轴的面的斜率予以最佳化，或者例如将所述不平行于光轴的面的形状，做成稍微偏离对波面像差而言为理想的形状，藉此而可改善的。另外，改变构成L1透镜的材料的介质分散，或者并改变阶梯形状的分割数P，都可提高效率。
另外，此处L1透镜的光源侧的光学面S1如图8(a)～8(c)所示，也可被分割成NA3区域所对应的含光轴的第一区域AREA1和NA3至NA1的区域所对应的第二区域AREA2，通过各自带有不同相位函数的多个环带是以光轴为中心排列而成的结构等，可增加设计自由度。
单球透镜L1的光盘侧的光学面S2上所设的衍射结构HOE的各环带的宽度被设计成，当入射第三光束时，通过衍射作用而对+1级衍射光附加校正不足方向的球差。通过衍射结构HOE所致的球差的附加量与BD的保护基板与CD的保护基板的厚度差所产生的校正过剩方向的球差的互相抵消，透过衍射结构HOE和CD的保护基板的第三光束在CD的信息记录面上形成良好的光点。
通过使用此种衍射结构HOE，可对两种的光盘以一个物镜来对应，同时，可使各个光束的倍率M1、M4成为0。通过将全部的成像倍率设计成0，对第一光盘和第四光盘而进行信息记录/再生之际的循轨所致的透镜位移所产生的彗差的问题可获得解决，是非常理想的构成。另外，在本实施例中，虽然L1透镜上设有衍射结构HOE，但亦可将至少一个衍射结构HOE设在L2透镜上。
甚至，L1透镜的半导体激光器光源侧光学面S1的第一区域AREA1或第二区域AREA2、光盘侧的光学面S2的第四区域AREA4中，亦可形成有包含光轴的剖面形状为锯齿状的多个环带所构成的衍射结构。所述的衍射结构DOE，是用来抑制物镜的色差的结构。
衍射结构DOE中，离光轴最近的台阶的高度d1设计成对波长400nm～420nm而言，所望级数的衍射光的衍射效率为100％。对于此种有设定台阶深度的衍射结构DOE，一旦入射第一光束，则衍射光会以95％以上的衍射效率产生，除了可获得充分衍射效率，并且也可校正蓝紫色区域的色差。
本实施例中的第二物镜中，虽然未设有此种衍射结构DOE，但这些衍射结构DOE亦可设在L2透镜的光学面上。此时的衍射结构DOE可为将在L2透镜上设置有衍射结构DOE的光学面全域当成一个区域而成为一个衍射结构DOE，亦可为将在L2透镜上设置有衍射结构DOE的光学面，当成以光轴为中心的同心圆的两个区域，在各个区域上设置不同衍射结构DOE的构成。这些情况下的各个区域中的衍射效率，只要能使在第一光束和第三光束共通透过的区域中，对第一光束和第三光束的衍射效率是有所区分即可。另外，亦可通过对第一波长λ1最佳化，而成为重视第一光束的衍射效率的构成。
本实施例的L1透镜中，虽然在盘侧的光学面S2上形成了衍射结构HOE，但亦可反的，在光学面S1上形成衍射结构HOE的构成。
(实施例B)
实施例B中，第一物镜是HD(第二光盘)及DVD(第四光盘)共用；第二物镜是BD(第一光盘)及DVD(第三光盘)共用。
说明实施例B中的第一物镜的实施例1～4。
(实施例1～2)
第一物镜以塑料的单球透镜L1所构成，其光源侧面S1上形成了有形成图1(a)、1(b)所示的锯齿状衍射结构的多个环带是以光轴为中心所排列而成的结构也就是衍射结构DOE；通过该相位结构，第一波长λ1＝405nm的光束成为2级光、第三波长λ3＝785nm的光束成为1级光而衍射。单球透镜L1的光盘侧面S2是非球面。
其次，说明第一物镜的细节。单球透镜L1在d线的折射率nd为1.5435，阿贝数vd为56.7的塑料透镜；对λ1＝405nm的折射率为1.5601，对λ3＝785nm的折射率为1.5372。将实施例1的透镜数据示于表10，实施例2的透镜数据示于表11。
[表10]
(實施例1)
波長＝405nm    785nm
NA＝0.65       0.49
OD＝∞         ∞
    面     曲率半徑     心厚 折射率(405nm)  折射率(785nm)
    1**     1.2100     1.861 1.56013  1.53724
    2*     -29.1691     T2
    3     ∞     T3 1.62100  1.57446
    4     ∞
*：非球面、**：HOE面
 可變間隔     405nm     785nm
    T2     0.763     0.456
    T3     0.600     1.200
S1面的繞射次數
    405nm     785nm
    2次     1次
 非球面係數     S1   S2
    k     -1.56992   -153.67000
    A4     -5.37740E-02   1.97724E-01
    A6     -4.10371E-02   -4.35616E-01
    A8     -1.36342E-03   1.65709E-01
    A10     -3.34594E-04   1.11318E-01
    A12     -5.92817E-04   -6.92612E-02
    A14     9.69128E-04   -7.45337E-03
    A16     -1.56218E-04   3.44208E-03
    A18     -9.53834E-06   0.00000E+00
    A20     0.00000E+00   0.00000E+00
    HOE係數   S1
    HWL   405nm
    C1   9.47535E-03
    C2   -3.87396E-02
    C3   -6.36783E-03
    C4   1.04217E-03
    C5   2.68472E-04
[表11]
(實施例2)
波長＝405nm    785nm
NA＝0.65       0.49
OD＝∞         ∞
面   曲率半徑     心厚 折射率(405nm) 折射率(785nm)
    1**   1.1544     1.816 1.56013 1.53724
    2*   6.2813     T2
    3   ∞     T3 1.62100 1.57446
    4   ∞
*：非球面、**：HOE面
  可變間隔     405nm     785nm
    T2     0.704     0.400
    T3     0.600     1.200
S1面的繞射次數
    405nm     785nm
    2次     1次
非球面係數     S1   S2
    k     -1.28995   22.07844
    A4     -3.58997E-02   2.03360E-01
    A6     -3.51241E-02   -4.70664E-01
    A8     -1.49465E-03   2.03945E-01
    A10     -2.84506E-03   1.79438E-02
    A12     9.21710E-05   -1.29818E-01
    A14     1.12343E-03   7.95760E-02
    A16     -2.27906E-04   4.43875E-02
    A18     1.52130E-06   0.00000E+00
    A20     0.00000E+00   0.00000E+00
  HOE係數   S1
    HWL   405nm
    C1   4.75132E-03
    C2   -3.16579E-02
    C3   -7.03900E-03
    C4   -3.10506E-05
    C5   7.08254E-04
单球透镜L1的半导体激光器光源侧的光学面S1，虽然是以一个区域而构成，但亦可为被分割成NA3区域所对应的含光轴的第一区域AREA1和NA3至NA2的区域所对应的第二区域AREA2，而设置各自不同的相位结构。
衍射结构DOE要用于确保对于第一波长λ1的光束和第三波长λ3的光束所分别对应的光盘进行信息的记录及/或再生所需的兼容性，并且，还用来抑制以塑料透镜来构成单球透镜L1时尤其会成为问题的蓝紫色区域中的物方光学系统的色差和伴随温度变化的球差变化所需的结构。
衍射结构DOE中，离光轴最近的台阶的高度d1设计成对波长400nm～420nm而言，所望级数的衍射光的衍射效率为100％。对于此种有设定台阶深度的衍射结构DOE1，一旦入射第一光束，则衍射光会以95％以上的衍射效率产生，除了可获得充分衍射效率，并且也可校正蓝紫色区域的色差。
例如若将台阶的高度，设计成对波长400nm而言衍射效率为100％，则一旦入射第一光束，则+2级衍射光以约97％的衍射效率而产生；一旦入射第二光束，则+1级衍射光以约94％的衍射效率而产生，可获得此种衍射效率的区别。或者，亦可通过对第一波长λ1最佳化，而成为重视第一光束的衍射效率的构成。
再者，衍射结构DOE，在蓝紫色区域中，当入射光束的波长变长时，球差会往校正不足方向变化，当入射光束的波长变短时，球差会往校正过剩方向变化，具有如此的球差的波长依存性。藉此，可使伴随环境温度变化的聚光元件上所发生的球差校正彼此抵消，可使高NA的塑料透镜的物镜的可使用温度范围变广。
单球透镜L1的半导体激光器光源侧的光学面S1上所设的衍射结构DOE的各环带的宽度被设计成，当入射第三光束时，通过衍射作用而对+1级衍射光附加校正不足方向的球差。通过衍射结构DOE所致的球差的附加量，和BD的保护基板与CD的保护基板的厚度差所产生的校正过剩方向的球差的互相抵消，透过衍射结构DOE和CD的保护基板的第三光束在CD的信息记录面上形成良好的光点。
通过使用此种衍射结构DOE，可对两种的光盘以一个物镜来对应，同时，可使各个光束的倍率M2、M4成为0。通过将全部的成像倍率设计成0，对第一光盘和第二光盘而进行信息记录/再生之际的循轨所致的透镜位移所产生的彗差的问题可获得解决，是非常理想的构成。另外，本实施例中，虽然将光学面S1做成衍射结构DOE，但亦可将衍射结构DOE设在光学面S2。
(实施例3)
第一物镜以塑料的单球透镜L1所构成，光源侧面S1及光盘侧面S2的两面是非球面。
其次，说明第一物镜的细节。单球透镜L1在d线的折射率nd为1.5435，阿贝数vd为56.7的塑料透镜；对λ1＝405nm的折射率为1.5601，对λ3＝785nm的折射率为1.5372。实施例3的透镜数据示于表12。
[表12]
(實施例3)
波長＝405nm    785nm
NA＝0.65       0.49
OD＝∞         25.067
    面     曲率半徑     心厚 析射率(405nm)     折射率(785nm)
    1*     1.5142     1.998 1.56013     1.53724
    2*     -4.4264     T2
    3     ∞     T3 1.62100     1.57446
    4     ∞
*：非球面、**：HOE面
 可變間隔     405nm     785nm
    T2     0.835     0.766
    T3     0.600     1.200
S1面的繞射次數
    405nm     785nm
    0次     0次
非球面係數     S1    S2
    k     -0.67313    -19.38893
    A4     7.12636E-03    5.13723E-02
    A6     1.81377E-03    -1.67768E-02
    A8     2.44550E-04    -5.65668E-03
    A10     8.60493E-05    1.77117E-02
    A12     3.48682E-05    -7.79542E-03
    A14     -4.33546E-06    -1.24038E-03
    A16     7.41536E-06    1.07034E-03
    A18     0.00000E+00    0.00000E+00
    A20     0.00000E+00    0.00000E+00
单球透镜L1设计成，以透镜单体且对于倍率M2＝0和HD的保护基板的组合，球差为最小。因此，如本实施形态，对第一光束的第二倍率M2，和对第三光束的第四倍率M4都设成0时，因为HD的保护基板与CD的保护基板的厚度差异，导致透过物镜和CD的保护基板的第三光束的球差，是校正过剩方向。本实施例中，将该第三光束的球差校正过剩，将对第三光束的倍率设成有限倍率，藉此，以使因RD的保护基板和CD的保护基板厚度差异所产生的校正过剩方向的球差彼此抵消而校正球差。
(实施例4)
第一物镜以塑料的单球透镜L1所构成，其半导体激光器光源侧的光学面S1被分割成NA3区域所对应的含光轴的第一区域AREA1和NA3至NA2的区域所对应的第二区域AREA2，在AREA1中，形成了有形成图3(a)、3(b)所示的阶梯结构的多个环带是以光轴为中心所排列而成的结构也就是衍射结构HOE，通过该相位结构，第一波长λ1＝405nm的光束不衍射而以0级光的方式透过，第三波长λ3＝785nm的光束则被衍射成+1级方向。单球透镜L1的光盘侧面S2是非球面。另外，虽然半导体激光器光源侧的光学面S1的第二区域AREA2是平面，但此处亦可设置别种相位结构。
其次，说明物镜的细节。单球透镜L1在d线的折射率nd为1.5435，阿贝数vd为56.7的塑料透镜；对λ1＝405nm的折射率为1.5601，对λ3＝785nm的折射率为1.5372。实施例4的透镜数据示于表13。
[表13]
(實施例4)
波長＝405nm    785nm
NA＝0.65       0.49
OD＝∞         ∞
    面     曲率半徑     心厚 折射率(405nm)  折射率(785nm)
    1**     1.5126     1.986 1.56013  1.53724
    2*     -4.5821     T2
    3     ∞     T3 1.62100  1.57446
    4     ∞
*：非球面、**：HOE面
    可變間隔     405nm     785nm
    T2     0.845     0.660
    T3     0.600     1.200
S1面的繞射次數
    405nm     785nm
    0次     1次
    非球面係數   S1    S2
    k   -0.67223    -19.65528
    A4   7.20022E-03    5.13667E-02
    A6   1.80985E-03    -1.71766E-02
    A8   2.50216E-04    -6.20098E-03
    A10   8.09347E-05    1.76293E-02
    A12   3.42477E-05    -8.33342E-03
    A14   -6.15887E-06    -8.65929E-04
    A16   6.09601E-06    1.07034E-03
    A18   O.00000E+00    0.00000E+00
    A20   0.00000E+00    O.00000E+00
     HOE係數 S1
     HWL   785nm
     C1   1.08071E-02
     C2   -4.46747E-04
     C3   -2.16462E-04
     C4   7.67902E-05
     C5   -1.89784E-05
单球透镜L1的半导体激光器光源侧的光学面S1，如图8(a)～8(c)所示，被分割成NA3区域所对应的含光轴的第一区域AREA1和NA3至NA2的区域所对应的第二区域AREA2，第一区域AREA1中，如图3(a)～3(d)所示，在其内部形成有形成了阶梯结构的多个环带是以光轴为中心所排列而成的结构也就是衍射结构HOE。
被形成在第三区域AREA1的衍射结构HOE中，各环带内所形成的阶梯结构的深度D设定为：
D·(N1-1)/λ1＝1·q    (14)
所算出的值，各环带内的分割数P设定为2。其中，λ1是将从发光点EP1所射出的激光束的波长以微米单位表示(此处，λ1＝0.405μm)，N1是对波长λ1的L1透镜的介质折射率，q是自然数。
对于光轴方向的深度D是设定成如此的阶梯结构，入射了第一波长λ1的第一光束时，相邻的阶梯结构间会发生1×λ1(μm)的光程差，第一光束实质上不会被赋予相位差因此不会衍射而以0级衍射光的方式透过。
另一方面，对该阶梯结构，入射了第三波长λ3(此处，λ3＝0.785μm)的第三光束时，在相邻的阶梯结构间会发生{1×λ1/(N1-1)×(N3-1)/λ3}×λ3＝{1×0.405/(1.5601-1)×(1.5372-1)/0.785}×λ3＝0.495·λ3(μm)的光程差。由于各环带内的分割数P设定为2，因此第三光束在±1级方向上以大致相同的衍射效率发生衍射(+1级衍射光和-1级衍射光)。本实施例中，使用+1级衍射光进行对CD的信息记录/再生，此时的第一光束的+1级衍射光的衍射效率，是40％强。又-1级衍射光成为眩光。
此处，为了提高+1级衍射光的衍射效率，例如将阶梯形状的平行于光轴的面和不平行于光轴的面的斜率予以最佳化，例如将所述不平行于光轴的面的形状，做成稍微偏离对波面像差而言为理想的形状，藉此而可改善的。另外，改变构成L1透镜的材料的介质分散，或者并改变阶梯形状的分割数P，都可提高效率。
说明实施例B中，可和以上的第一物镜组合使用的第二物镜的实施例1～2。
(实施例1)
第二物镜由2片塑料透镜所构成，从光源侧由L1透镜、L2透镜所成。L1透镜在其两面设有衍射型的相位结构，其光源侧面S1上形成了有形成图3(a)～3(d)所示的阶梯结构的多个环带是以光轴为中心所排列而成的结构也就是衍射结构HOE；通过该相位结构，第一波长λ1＝405nm的光束不衍射而以0级光的方式透过，第二波长λ2＝655nm的光束则被衍射成+1级方向。L1透镜的光盘侧面S2上，设有如图2(a)、2(b)或图4(a)、4(b)所示的环带结构。该环带结构，虽然在设计基准状态中，第一波长λ1＝405nm的光束和第二波长λ2＝655nm的光束都不会衍射而透过，但因半导体激光器的波长误差，或光拾取装置使用时的温度上升所致的半导体激光器波长变化或折射率变化等，而波长或折射率偏离设计时，环带结构就会发生作用，发挥功能以将上记波长差或温度差所产生的像差加以校正。这些光学面S1及S2的基础面形状是非球面形状。L2透镜是塑料透镜的双面非球面透镜。
其次，说明第二物镜的细节。透镜L1在d线的折射率nd为1.5091，阿贝数vd为56.4的塑料透镜；对λ1＝405nm的折射率为1.52469，对λ2＝655nm的折射率为1.50650。另外，L2是d在线的折射率nd为1.5435，阿贝数vd为56.7的塑料透镜。另外，各个光学功能部(第一光束所通过的L1透镜和L2透镜的区域)的周围，具有和光学功能部一体成形的凸缘部，通过将所述凸缘部的一部份彼此接合而成一体化。此外，将L1透镜和L2透镜一体化的情况下，亦可介由其它部材的镜框而将两者一体化。实施例1的透镜数据示于表14。
[表14]
(實施例1)
波長＝405nm    655nm
NA＝0.85       0.66
0D＝∞         ∞
    面   曲率半徑     心厚     折射率(405nm)     折射率(655nm)
    1**   -4.1841     1.000     1.52469     1.50650
    2**   -4.1735     0.750
    Stop     0.000
    3*   1.1687     2.223     1.56013     1.54073
    4*   -3.3479     T4
    5     T5     1.62100     1.58115
    6
*：非球面、**：HOE面
  可變間隔     405nm     655nm
    T4     0.500     0.315
    T5     0.100     0.600
繞射次數
    405nm     655nm
    S1     0次     1次
    S2     0次     0次
    非球面係數     S1     S2     S3   S4
    k     0.00000     0.00000     -0.74960   -257.40862
    A4     9.21120E-03     7.56578E-03     2.89588E-02   2.14567E-01
    A6     1.06602E-03     1.19880E-04     5.32239E-03   -1.54711E-01
    A8     8.93656E-04     8.40837E-04     2.53757E-03   -9.90315E-02
    A10     5.31240E-04     2.80772E-04     1.89327E-03   1.40823E-01
    A12     -1.22392E-04     -1.32266E-05     -4.56698E-04   6.12036E-02
    A14     0.00000E+00     -4.13058E-05     -1.78867E-05   -1.27759E-01
    A16     0.00000E+00     1.91816E-05     1.50238E-04   4.10296E-02
    A18     0.00000E+00     0.00000E+00     0.00000E+00   0.00000E+00
    A20     0.00000E+00     0.00000E+00     0.00000E+00   0.00000E+00
  HOE係數   S1   S2
    HWL   650nm   405nm
    C1   1.32556E-02   0.00000E+00
    C2   -2.98169E-03   4.46160E-05
    C3   2.23090E-03   2.10821E-04
    C4   -1.61964E-03   -2.03611E-05
    C5   2.74251E-04   3.05841E-06
透镜L1的半导体激光器光源侧的光学面S1，如图8(a)～8(c)所示，被分割成NA2区域所对应的含光轴的第一区域AREA1和NA2至NA1的区域所对应的第二区域AREA2，第一区域AREA1中，如图3(a)～3(d)所示，在其内部形成有形成了阶梯结构的多个环带是以光轴为中心所排列而成的衍射结构也就是衍射结构HOE1。
被形成在第一区域AREA1的衍射结构HOE1中，各环带内所形成的阶梯结构的深度D1(μm)设定为：
D1·(N1-1)/λ1＝2·q    (15)
所算出的值，各环带内的分割数P设定为5。其中，λ1是将从第一发光点EP1所射出的激光束的波长以微米单位表示(此处，λ1＝0.405μm)，N1是对波长λ1的L1透镜的介质折射率，q是自然数。
对于光轴方向的深度D1是设定成如此的阶梯结构，入射了第一波长λ1的第一光束时，相邻的阶梯结构间会发生2×λ1(μm)的光程差，第一光束实质上不会被赋予相位差因此不会衍射而直接以0级衍射光的方式透过。
另一方面，对该阶梯结构，入射了第二波长λ2(此处，λ2＝0.655μm)的第二光束时，在相邻的阶梯结构间会发生{2×λ1/(N1-1)×(N2-1)/λ2}×λ2＝{2×0.405/(1.52469-1)×(1.50650-1)/0.655}×λ2＝1.194·λ2(μm)的光程差。由于各环带内的分割数P设定为5，因此相邻的环带彼此会产生第二波长λ2的1波长份的光程差((1.194-1)×5≈1)，所以第二光束往+1级的方向衍射(+1级衍射光)。此时的第二光束的+1级衍射光的衍射效率虽然为约87％，但对DVD的信息记录/再生而言是足够的光量。
单球透镜L1的光盘侧的光学面S2，是被设在由一个区域所成的非球面的环带结构，各个环带间的台阶D2(μm)是：
D2·(N1-1)/λ1＝5    (16)
而被设定。对该台阶，入射了第二波长λ2(此处，λ2＝0.655μm)的第二光束时，在相邻的环带间会发生(5×λ1/(N1-1)·(N2-1)/λ2)×λ2(μm)的光程差。其中，N2是对波长λ2的L1透镜的介质折射率。第二波长λ2是λ2/(N2-1)和λ1/(N1-1)的比为略5∶3，因此相邻的阶梯结构间会发生约3×λ2(μm)的光程差，第二光束也和第一光束同样地，实质上不会被赋予相位差，因此不会衍射而以0级衍射光的方式透过。
可是，当第一波长的半导体激光器，从原本的0.405μm，变化成例如λ1’＝0.410μm的情况下，由于对0.410μm的L1透镜的介质折射率为1.524，因此，相邻环带间的光程差为5×0.405/(1.52469-1)×(1.524-1)/0.410)×λ1’＝4.933·λ1’(μm)。通过使该光程差所发生的像差和物镜全系统中所发生的像差彼此抵消，以进行对波长变动的像差校正。
另外，此处，单球透镜L1的光盘侧的光学面S2如图8(a)～8(c)所示，也可被分割成NA2区域所对应的含光轴的第三区域AREA3和NA2至NA1的区域所对应的第四区域AREA4，通过各自带有不同相位函数的多个环带是以光轴为中心排列而成的结构等，可增加设计自由度。
第二物镜设计成，以无相位结构的L1透镜和L2透镜的组合，对于第一波长λ1和倍率M1＝0和BD的保护基板的组合，球差为最小。因此，如本实施形态，对第一光束的第一倍率M1和对第二光束的第二倍率M3都设成0时，因为BD的保护基板与DVD的保护基板的厚度差异，导致透过物镜和DVD的保护基板的第二光束的球差，是校正过剩方向。
透镜L1的半导体激光器光源侧的光学面S1上所设的衍射结构HOE1的各环带的宽度被设计成，当入射第二光束时，通过衍射作用而对+1级衍射光附加校正不足方向的球差。通过衍射结构HOE1所致的球差的附加量与BD的保护基板与DVD的保护基板的厚度差所产生的校正过剩方向的球差的互相抵消，透过衍射结构HOE1和DVD的保护基板的第二光束，在DVD的信息记录面上形成良好的光点。
通过使用此种衍射结构HOE，可对两种的光盘以一个物方光学元件来对应，同时，可使各个光束的倍率M1、M3成为0。通过将全部的成像倍率设计成0，对第一光盘和第三光盘而进行信息记录/再生之际的循轨所致的透镜位移所产生的彗差的问题可获得解决，是非常理想的构成。另外，在本实施例中，虽然将L1透镜做成衍射结构HOE，但亦可将至少一个衍射结构HOE设在L2透镜上。
甚至，L1透镜的半导体激光器光源侧光学面S1的第二区域AREA2或光盘侧的光学面S2中，亦可形成有包含光轴的剖面形状为锯齿状的多个环带所构成的衍射结构。衍射结构DOE是用来抑制以塑料透镜来构成L2透镜时所特有的问题，也就是抑制蓝紫色区域中的物方光学系统的色差和伴随温度变化的球差变化的结构。
衍射结构DOE中，离光轴最近的台阶的高度d1设计成对波长400nm～420nm而言，所望级数的衍射光的衍射效率为100％。对于此种有设定台阶深度的衍射结构DOE1，一旦入射第一光束，则衍射光会以95％以上的衍射效率产生，除了可获得充分衍射效率，同时也可校正蓝紫色区域的色差。
本实施例中的物镜中，虽然未设有此种衍射结构DOE，但这些衍射结构DOE除了在前述第二区域AREA2以外，亦可设在L2透镜的光学面上。此时的衍射结构DOE可为将在L2上设置有衍射结构DOE的光学面全域当成一个区域而成为一个衍射结构DOE，亦可为将在L2透镜上设置有衍射结构DOE的光学面，当成以光轴为中心的同心圆的两个区域，在各个区域上设置不同衍射结构DOE的构成。这些情况下的各个区域中的衍射效率，只要能使在第一光束和第二光束共通透过的区域中，对第一光束和第二光束的衍射效率是有所区分即可。(例如若将台阶的高度，设计成对波长400nm[L透镜的对波长400nm的折射率为1.5273]而言衍射效率为100％，则一旦入射第一光束，则+2级衍射光系以96.8％的衍射效率而产生；一旦入射第二光束，则+1级衍射光以93.9％的衍射效率而产生，可获得此种衍射效率的区别。)另外，亦可通过对第一波长λ1最佳化，而成为重视第一光束的衍射效率的构成。
再者，衍射结构DOE，在蓝紫色区域中，当入射光束的波长变长时，球差会往校正不足方向变化，当入射光束的波长变短时，球差会往校正过剩方向变化，具有如此的球差的波长依存性。藉此，可使伴随环境温度变化的聚光元件上所发生的球差校正彼此抵消，可使高NA的塑料透镜的物镜的可使用温度范围变广。
本实施例的L1透镜中，虽然是在半导体激光器光源侧的光学面S1上形成衍射结构HOE，在光盘侧的光学面S2上形成环带结构的构成；但亦可反的，而为在光学面S1上形成环带，在光学面S2上形成衍射结构HOE的构成。
(实施例2)
第二物镜由塑料所成的L1透镜和玻璃材料所成的L2透镜所成。L1透镜在其两面设有衍射型的相位结构，其光源侧面S1上，形成了有形成图3(a)～3(d)所示的阶梯结构的多个环带是以光轴为中心所排列而成的结构也就是衍射结构HOE；通过该相位结构，第一波长λ1＝405nm的光束不衍射而以0级光的方式透过，第二波长λ2＝655nm的光束则被衍射成+1级方向。L1透镜的光盘侧面S2上设有如图2(a)、2(b)或图4(a)、4(b)所示的环带结构。该环带结构，虽然在设计基准状态中，第一波长λ1＝405nm的光束和第二波长λ2＝655nm的光束都不会衍射而透过，但因半导体激光器的波长误差，或光拾取装置使用时的温度上升所致的半导体激光器波长变化等，而波长偏离设计时，环带结构就会发生作用，发挥功能以将上记波长差或温度差所产生的像差加以校正。这些光学面S1及S2的基础面形状是平板形状。
L2透镜是以玻璃模制等所作成的玻璃的两面非球面透镜，物镜设计成，以L2透镜单体且对于倍率M1＝0和BD的保护基板的组合，球差为最小。因此，如本实施形态，对第一光束的第一倍率M1和对第二光束的第三倍率M3都设成0时，因为BD的保护基板与DVD的保护基板的厚度差异，导致透过物镜和DVD的保护基板的第二光束的球差，是校正过剩方向。
其次，说明第二物镜的细节。透镜L1在d线的折射率nd为1.5091，阿贝数vd为56.4的塑料透镜；对λ1＝405nm的折射率为1.52469，对λ2＝655nm的折射率为1.50650。另外，L2透镜d在线的折射率nd为1.68893，阿贝数vd为31.1的玻璃透镜。实施例2的透镜数据示于表15。
[表15]
(實施例2)
波長＝405nm    655nm
NA＝0.85       0.66
OD＝∞         ∞
    面     曲率半徑     心厚   折射率(405nm)   折射率(655nm)
    1**     ∞     1.000   1.52469   1.50650
    2**     ∞     0.200
    Stop     ∞     0.000
    3*     1.3119     2.078   1.72955   1.68259
    4*     -20.0994     T4
    5     ∞     T5   1.62100   1.58115
    6     ∞
*：非球面、**：HOE面
 可變間隔     405nm     655nm
    T4     0.523     0.315
    T5     0.100     0.600
繞射次數
    405nm     655nm
    S1     0次     1次
    S2     0次     0次
 非球面係數   S3   S4
    k   -0.77351   -1233.34049
    A4   2.12114E-02   1.12859E-01
    A6   1.74677E-03   -1.42478E-01
    A8   1.53783E-03   3.95981E-02
    A10   6.59962E-05   3.72951E-02
    A12   -3.34177E-04   -1.07681E-02
    A14   2.68656E-04   -1.83389E-02
    A16   -8.15648E-05   6.89594E-03
    A18   0.00000E+00   0.00000E+00
    A20   0.00000E+00   0.00000E+00
   HOE係數   S1   S2
    HWL   650nm   405nm
    C1   3.09025E-03   0.00000E+00
    C2   -2.05172E-03   -2.14919E-05
    C3   -1.58062E-04   3.04017E-05
    C4   -3.74857E-04   -1.61422E-05
    C5   6.08432E-05   2.67035E-06
将L1透镜和L2透镜一体化的情况下，通常会介由其它部材的镜框。可是，L1透镜的光学功能部(第一光束所通过的L1透镜的区域)的周围，设有与光学功能部一体成形的凸缘部，通过将所述的凸缘部和L2透镜的一部份彼此融接或接着等而接合，也就可做成一体化的结构。
透镜L1的半导体激光器光源侧的光学面S1，如图8(a)～8(c)所示，被分割成NA2区域所对应的含光轴的第一区域AREA1和NA2至NA1的区域所对应的第二区域AREA2，第一区域AREA1中，如图3(a)～3(d)所示，在其内部形成有形成了阶梯结构的多个环带是以光轴为中心所排列而成的衍射结构(以下将此种衍射结构称为“衍射结构HOE”。)的衍射结构HOE1。
被形成在第一区域AREA1的衍射结构HOE1中，各环带内所形成的阶梯结构的深度D1(μm)设定为：
D1·(N1-1)/λ1＝2·q    (16)
所算出的值，各环带内的分割数P设定为5。其中，λ1是将从第一发光点EP1所射出的激光束的波长以微米单位表示(此处，λ1＝0.405μm)，N1是对波长λ1的L1透镜的介质折射率，q是自然数。
对于光轴方向的深度D1是设定成如此的阶梯结构，入射了第一波长λ1的第一光束时，相邻的阶梯结构间会发生2×λ1(μm)的光程差，第一光束实质上不会被赋予相位差因此不会衍射而直接以0级衍射光的方式透过。
另一方面，对该阶梯结构，入射了第二波长λ2(此处，λ2＝0.655μm)的第二光束时，在相邻的阶梯结构间会发生{2×λ1/(N1-1)×(N2-1)/λ2}×λ2＝{2×0.405/(1.52469-1)×(1.50650-1)/0.655}×λ2＝1.194·λ2(μm)的光程差。由于各环带内的分割数P设定为5，因此相邻的环带彼此会产生第二波长λ2的1波长份的光程差((1.194-1)×5≈1)，所以第二光束往+1级的方向衍射(+1级衍射光)。此时的第二光束的+1级衍射光的衍射效率虽然为约87％，但对DVD的信息记录/再生而言是足够的光量。
单球透镜L1的光盘侧的光学面S2，是被设在由一个区域所成的非球面的环带结构，各个环带间的台阶D2(μm)是：
D2·(N1-1)/λ1＝5    (17)
而被设定。对该台阶，入射了第二波长λ2(此处，λ2＝0.655μm)的第二光束时，在相邻的环带间会发生(5×λ1/(N1-1)·(N2-1)/λ2)×λ2(μm)的光程差。其中，N2是对波长λ2的L1透镜的介质折射率。第二波长λ2是λ2/(N2-1)和λ1/(N1-1)的比为略5∶3，因此相邻的阶梯结构间会发生约3×λ2(μm)的光程差，第二光束也和第一光束同样地，实质上不会被赋予相位差，因此不会衍射而以0级衍射光的方式透过。
可是，当第一波长的半导体激光器，从原本的0.405μm，变化成例如λ1’＝0.410μm的情况下，由于对0.410μm的L1透镜的介质折射率为1.524，因此，相邻环带间的光程差为5×0.405/(1.52469-1)×(1.524-1)/0.410)×λ1’＝4.933·λ1’(μm)。通过使该光程差所发生的像差和物镜全系统中所发生的像差彼此抵消，以进行对波长变动的像差校正。
另外，此处，单球透镜L1的光盘侧的光学面S2如图8(a)～8(c)所示，也可被分割成NA2区域所对应的含光轴的第三区域AREA3和NA2至NA1的区域所对应的第四区域AREA4，通过各自带有不同相位函数的多个环带是以光轴为中心排列而成的结构等，可增加设计自由度。
透镜L1的半导体激光器光源侧的光学面S1上所设的衍射结构HOE1的各环带的宽度被设计成，当入射第二光束时，通过衍射作用而对+1级衍射光附加校正不足方向的球差。通过衍射结构HOE1所致的球差的附加量，和BD的保护基板与DVD的保护基板的厚度差所产生的校正过剩方向的球差的互相抵消，透过衍射结构HOE1和DVD的保护基板的第二光束，在DVD的信息记录面上形成良好的光点。
通过使用此种衍射结构HOE，可对两种的光盘以一个物方光学系统来对应，同时，可使各个光束的倍率M1、M3成为0。通过将全部的成像倍率设计成0，对第一光盘和第二光盘而进行信息记录/再生之际的循轨所致的透镜位移所产生的彗差的问题可获得解决，是非常理想的构成。另外，在本实施例中，虽然将L1透镜做成衍射结构HOE，但亦可将至少一个衍射结构HOE设在L2透镜上。
甚至，L1透镜的半导体激光器光源侧光学面S1的第二区域AREA2或光盘侧的光学面S2中，亦可形成有包含光轴的剖面形状为锯齿状的多个环带所构成的衍射结构。所述的衍射结构DOE，是用来抑制物方光学系统的色差的结构。
衍射结构DOE中，离光轴最近的台阶的高度d1，设计成对波长400nm～420nm而言，所望级数的衍射光的衍射效率为100％。对于此种有设定台阶深度的衍射结构DOE1，一旦入射第一光束，则衍射光会以95％以上的衍射效率产生，除了可获得充分衍射效率，同时也可校正蓝紫色区域的色差。
本实施例中的第二物镜中，虽然未设有此种衍射结构DOE，但这些衍射结构DOE除了在前述第二区域AREA2以外，亦可设在L2透镜的光学面上。此时的衍射结构DOE，可为将在L2透镜上设置有衍射结构DOE的光学面全域当成一个区域而成为一个衍射结构DOE，亦可为将在L2透镜上设置有衍射结构DOE的光学面，当成以光轴为中心的同心圆的两个区域，在各个区域上设置不同衍射结构DOE的构成。这些情况下的各个区域中的衍射效率，只要能使在第一光束和第二光束共通透过的区域中，对第一光束和第二光束的衍射效率是有所区分即可。(例如若将台阶的高度，设计成对波长400nm[L1透镜的对波长400nm的折射率为1.5273]而言衍射效率为100％，则一旦入射第一光束，则+2级衍射光以96.8％的衍射效率而产生；一旦入射第二光束，则+1级衍射光以93.9％的衍射效率而产生，可获得此种衍射效率的区别。)另外，亦可通过对第一波长λ1最佳化，而成为重视第一光束的衍射效率的构成。
再者，衍射结构DOE，在蓝紫色区域中，当入射光束的波长变长时，球差会往校正不足方向变化，当入射光束的波长变短时，球差会往校正过剩方向变化，具有如此的球差的波长依存性。藉此，可使伴随环境温度变化的聚光元件上所发生的球差校正彼此抵消，可使高NA的塑料透镜的物镜的可使用温度范围变广。
本实施例的L1透镜中，虽然在半导体激光器光源侧的光学面S1上形成了衍射结构HOE，但亦可反的，在光学面S1上形成环带，在光学面S2上形成衍射结构HOE的构成。
(实施例C)
实施例C中，第一物镜是BD(第一光盘)专用；第二物镜是HD(第二光盘)、DVD(第三光盘)及CD(第四光盘)共用。
说明实施例C中的第一物镜的实施例1。
(实施例1)
第一物镜以玻璃材料的单球透镜L1所构成，光源侧面S1及光盘侧面S2的两面是非球面。d在线的折射率nd为1.6935，阿贝数vd为53.2，对λ1＝405nm的折射率是1.71157。实施例1的透镜数据示于表16。
[表16]
(實施例1)
波長＝405nm
NA＝0.85
OD＝∞
    面   曲率半徑   心厚 折射率(405nm)
    1*   1.0441   1.600     1.71557
    2*   -11.2393   0.447
    3   ∞   0.100     1.61950
    4   ∞
*：非球面
 非球面係數    S1   S2
    k    -0.61997   97.11742
    A4    2.48118E-02   4.25867E-01
    A6    2.55383E-03   -9.17310E-01
    A8    1.95635E-02   1.05361E+00
    A10    -1.26829E-02   -6.51601E-01
    A12    7.73815E-05   1.69925E-01
    A14    8.32108E-03   0.00000E+00
    A16    -4.35796E-03   0.00000E+00
    A18    0.00000E+00   0.00000E+00
    A20    0.00000E+00   0.00000E+00
说明实施例C中，可和以上的第一物镜组合使用的第二物镜的实施例1。
(实施例1)
第二物镜由塑料所成的L1透镜所成。
L1透镜在其光源侧面S1上，形成了有形成图1(a)、1(b)所示的剖面为锯齿状的阶梯结构的多个环带是以光轴为中心所排列而成的结构也就是衍射结构DOE1及衍射结构DOE2。光源侧面S1以光轴为中心的两个区域所构成；CD使用时的数值孔径NA3的区域所对应的内侧区域中，通过衍射结构DOE1，第一波长λ1＝407nm的光束是衍射成10级光；第二波长λ2＝655nm的光束是衍射成6级光；第三波长λ3＝785nm的光束是衍射成5级光。另一方面，在NA3的外侧区域中，通过异于所述内侧区域的衍射结构DOE2，第一波长λ1＝407nm的光束是衍射成5级光，第二波长λ2＝655nm的光束是衍射成3级光。这些光学面S1的基础面形状及光盘侧面S2的基础面形状分别为由两个区域所成的非球面形状。通过设置两个区域，可尤其提升CD使用时的轴外特性。此外，λ射至所述L1透镜的光束是波长λ1的光束及波长λ2的光束以收束光的方式入射，波长λ3的光束以发散光的方式入射。实施例1的透镜数据示于表17～18。
[表17]
(實施例1)
透鏡資料
物鏡的焦距     f1＝3.00mm   f2＝3.10mm  f3＝3.12mm
像面側開口數   NA1：0.65    NA2：0.65   NA3：0.51
2面繞射次數    n1：10       n2：6       n3：5
2′面繞射次數  n1：5        n2：3
倍率           m1：1/31.0   m2：1/54.3  m3：-1/29.9
Figure A20068000040800591
*di係表示從第i面至第i+1面的變位。
**d`、d3′係分别表示從第2面至第2′面、第3面至第3′面的變位
[表18]非球面資料
第2面(0＜h≤1.662mm：HD DVD/DVD/CD共有領域)
非球面係數
κ-4.4662×E-1
A1+8.7126×E-4      P1 4.0
A2-1.9063×E-3      P2 6.0
A3+9.2646×E-4      P3 8.0
A4-2.1198×E-4      P4 10.0
A5+1.6273×E-7      P5 12.0
A6+1.3793×E-6      P6 14.0
光路差函數(鋸齒化波長417nm)
C2-9.6498E-05
C4-8.3988E-06
C6-3.1284E-06
C8-5.6541E-07
C10-1.7042E-07
第2面(1.662mm＜h：HD DVD/DVD共有領域)
非球面係數
κ-4.1961×E-1
A1+3.0725×E-3    P1 4.0
A2-2.5861×E-3    P2 6.0
A3+9.6551×E-4    P3 8.0
A4-1.3826×E-4    P4 10.0
A5+7.5482×E-6    P5 12.0
A6-7.5795×E-7    P6 14.0
光路差函數(鋸齒化波長417nm)
C2-2.2814E-04
C4-1.1010E-05
C6-6.4735E-06
C8-4.2984E-07
C10 4.7450E-07
第3面(0＜h≤1.362mm HD DVD/DVD/CD共有領域)
非球面係數
κ-6.0653×E+2
A1-5.5926×E-3    P1 4.0
A2+1.1660×E-2    P2 6.0
A3-6.4291×E-3    P3 8.0
A4+1.5528×E-3    P4 10.0
A5-1.3029×E-4    P5 12.0
A6-3.4460×E-6    P6 14.0
第3面(1.362mm＜h HD DVD/DVD共有領域)
非球面係數
κ-1.2782×E+3
A1-7.3881×E-3    P1 4.0
A2+1.1800×E-2    P2 6.0
A3-6.0862×E-3    P3 8.0
A4+1.6068×E-3    P4 10.0
A5-2.3565×E-4    P5 12.0
A6+1.5370×E-5    P6 14.0
L1透镜的半导体激光器光源侧光学面S1的第一区域AREA1、第二区域AREA2中，形成有包含光轴的剖面形状为锯齿状的多个环带所构成的衍射结构也就是衍射结构DOE1、衍射结构DOE2。
衍射结构DOE1及衍射结构DOE2，是使用三种不同波长的光束来进行信息的记录及/或再生所需的结构，而且，是用来抑制以塑料透镜来构成L1透镜时所特有只问题，也就是抑制蓝紫色区域中的物方光学系统OBJ的色差和伴随温度变化的球差变化的结构。
衍射结构DOE1中，离光轴最近的台阶的高度d1，设计成对波长400nm～420nm而言，所望级数的衍射光的衍射效率为100％。对于此种有设定台阶深度的衍射结构DOE1，一旦入射第一光束，则衍射光会以95％以上的衍射效率产生，除了可获得充分衍射效率，并且也可校正蓝紫色区域的色差。
衍射结构DOE2中，离光轴最近的台阶的高度d1，设计成例如对波长400nm(L1透镜的对波长400nm的折射率为1.559806)而言，所望级数的衍射光的衍射效率为100％。对台阶深度是如此设定的衍射结构DOE1，若入射第一光束，则+2级衍射光以96.8％的衍射效率而产生，若入射第二光束，则+1级衍射光以93.9％的衍射效率而产生，因此，除了可在任一波长区域中都可获得足够的衍射效率，同时在蓝紫色区域中校正色差时，第二光束的波长区域中的色差校正也不会过剩。此处，虽然对第一光束和第二光束是将衍射效率设计成有所区别，但亦可通过对第一波长λ1最佳化，而成为重视第一光束的衍射效率的构成。
本实施例中的物镜中，在光盘侧光学面S2上虽未设有此种衍射结构DOE，但这些衍射结构DOE亦可设在光学面S2上。此时的衍射结构DOE可为将在L1透镜上设置有衍射结构DOE的光学面全域当成一个区域而成为一个衍射结构DOE，亦可为将在L1透镜上设置有衍射结构DOE的光学面，当成以光轴为中心的同心圆的二或三个区域，在各个区域上设置不同衍射结构DOE的构成。这些情况下的各个区域中的衍射效率，只要能使在第一光束至第三光束共通透过的区域中，对第一光束至第三光束的衍射效率是有所区分即可；在第一光束和第二光束共通透过的区域中，对第一光束和第二光束的衍射效率是有所区分即可。又亦可通过对第一波长λ1最佳化，而成为重视第一光束的衍射效率的构成。
再者，衍射结构DOE1、DOE2，在蓝紫色区域中，当入射光束的波长变长时，球差会往校正不足方向变化，当入射光束的波长变短时，球差会往校正过剩方向变化，具有如此的球差的波长依存性。藉此，可使伴随环境温度变化的聚光元件上所发生的球差校正彼此抵消，可使高NA的塑料透镜的物镜的可使用温度范围变广。
(实施例D)
实施例D中，第一物镜是HD(第二光盘)专用；第二镜是BD(第一光盘)、DVD(第三光盘)及CD(第四光盘)共用。
说明实施例D中的第一物镜的实施例1。
(实施例1)
第一物镜以塑料材料的单球透镜L1所构成，光源侧面S1及光盘侧面S2的两面是非球面。对λ1＝407nm的折射率为1.543。实施例1的透镜数据示于表19。
[表19]
(實施例1)
透鏡資料
物鏡的焦距    f1＝3.2mm
像面側開口數  NA1：0.65
2面繞射次數   n1：3
倍率          m1：0
 第i面     ri    di(407nm)   ni(407nm)
 0     ∞
 1(光圈徑)     ∞     0.1(4.16mm)
 2     2.02108     1.90000   1.542771
 3     -9.54846     1.75   1.0
 4     ∞     0.6   1.61869
 5     ∞
*di係表示從第i面至第i+1面的變位。
非球面資料
第2面
非球面係數
κ  -4.4201×E-1
A1  -6.6218×E-4    P1  4.0
A2  -1.4866×E-3    P2  6.0
A3  +5.2339×E-4    P3  8.0
A4  -1.0140×E-4    P4  10.0
A5  +8.5260×E-6    P5  12.0
A6  -1.1279×E-6    P6  14.0
光路差函數(鋸齒化波長407nm)
C2  -1.0575E-03
C4  -1.1481E-04
C6  -1.1143E-04
C8  2.1420E-O5
C10 -2.1247E-06
第3面
非球面係數
κ  -1.7944×E+2
A1  -9.8565×E-3    P1  4.0
A2  +1.1687×E-2    P2  6.0
A3  -5.1568×E-3    P3  8.0
A4  +1.1684×E-3    P4  10.0
A5  -1.4004×E-4    P5  12.0
A6  +7.0266×E-6    P6  14.0
说明实施例D中，可和以上的第一物镜组合使用的第二物镜的实施例1。
(实施例1)
第二物镜由塑料所成的L1透镜和玻璃材料所成的L2透镜所成。
L1透镜在其两面设有衍射型的相位结构，其光源侧面S1及光盘侧面S2两面上，形成了有形成图3(a)～3(d)所示的阶梯结构的多个环带是以光轴为中心所排列而成的结构也就是衍射结构HOE；通过该相位结构，第一波长λ1＝408nm的光束不衍射而以0级光的方式透过，第二波长λ2＝658nm、第三波长λ3＝785nm的光束则被衍射成+1级方向。这些光学面S1的基础面形状是非球面，光盘侧面S2的基础面形状是平板形状。
L2透镜是以玻璃模制等所作成的玻璃的两面非球面透镜，物镜设计成，以L2透镜单体且对于倍率M1＝0和BD的保护基板的组合，球差为最小。因此，如本实施例，当对第一光束的第二倍率M2、对第二光束的第三倍率M3、及对第三光束的第四倍率M4都同样为0时，因BD的保护基板和DVD的保护基板的厚度差异、BD的保护基板和CD的保护基板的厚度差异，导致透过物镜和DVD的保护基板、物镜和CD的保护基板的第二光束及第三光束的球差，在无相位结构时会变成校正过剩方向。
其次，说明第二物镜的细节。透镜L1在d线的折射率nd为1.5091，阿贝数vd为56.4的塑料透镜；对λ1＝408nm的折射率为1.52424，对λ2＝658nm的折射率为1.50642，对λ3＝785nm的折射率为1.50324。另外，L2透镜d在线的折射率nd为1.6935，阿贝数vd为53.2的玻璃透镜。将L1透镜和L2透镜一体化的情况下，通常会介由其它部材的镜框。可是，L1透镜的光学功能部(第一光束所通过的L1透镜的区域)的周围，设有和光学功能部一体成形的凸缘部，通过将所述的凸缘部和L2透镜的一部份彼此融接或接着等而接合，也就可做成一体化的结构。实施例1的透镜数据示于表20。
[表20]
(實施例1)
波長＝408nm    658nm    785nm
NA＝0.65       0.65     0.45
OD＝∞         ∞       ∞
    面   曲率半徑     心厚 折射率(408nm)  折射率(658nm) 折射率(785nm)
    Stop   ∞     0.500
    1***   -12.3047     0.700     1.52424     1.50642     1.50324
    2**   ∞     0.100
    3*   1.2326     1.790     1.71493     1.68946     1.68450
    4*   -5.3193     T4
    5   ∞     T5     1.62110     1.57975     1.57326
    6   ∞
*：非球面、**：HOE面(平面)、***：HOE面(非球面)
 可變間隔     408nm     658nm     785nm
    T4     0.671     0.459     0.350
    T5     0.100     0.600     1.200
繞射次數
    408nm     658nm     785nm
    S1     0次     1次     0次
    S2     0次     0次     1次
非球面係數   S1     S3   S4
    k   34.28186     -0.65831   -357.81531
    A4   2.22181E-03     1.52224E-02   6.10895E-02
    A6   4.73698E-04     -3.81262E-03   -2.24309E-02
    A8   -9.99250E-05     5.45095E-03   -5.68441E-03
    A10   4.44414E-05     6.17336E-04   -8.67093E-04
    A12   0.00000E+00     -2.84138E-04   2.62805E-03
    A14   0.00000E+00     2.30047E～04   -2.21754E-04
    A16   0.00000E+00     3.99225E-05   -1.95820E-04
    A18   0.00000E+00     2.51028E-06   0.00000E+00
    A20   0.00000E+00     -1.75173E-05   0.00000E+00
  HOE係數     S1     S2
    HWL     658nm     785nm
    C1     1.01986E-02     4.66215E-02
    C2     -2.86245E-03     -4.51310E-03
    C3     5.60156E-04     1.16932E-02
    C4     -1.16648E-03     -1.06173E-02
    C5     1.62918E-04     4.28793E-03
透镜L1的半导体激光器光源侧的光学面S1，如图8(a)～8(c)所示，被分割成NA2区域所对应的含光轴的第一区域AREA1和NA2至NA1的区域所对应的第二区域AREA2，第一区域AREA1中，如图3(a)～3(d)所示，在其内部形成有形成了阶梯结构的多个环带是以光轴为中心所排列而成的衍射结构(以下将此种衍射结构称为“衍射结构HOE”。)的衍射结构HOE1。
被形成在第一区域AREA1的衍射结构HOE1中，各环带内所形成的阶梯结构的深度D设定为：
D·(N1-1)/λ1＝2·q    (20)
所算出的值，各环带内的分割数P设定为5。其中，λ1是将从第一发光点EP1所射出的激光束的波长以微米单位表示(此处，λ1＝0.408μm)，N1是对波长λ1的L1透镜的介质折射率，q是自然数。
对于光轴方向的深度D是设定成如此的阶梯结构，入射了第一波长λ1的第一光束时，相邻的阶梯结构间会发生2×λ1(μm)的光程差，第一光束实质上不会被赋予相位差因此不会衍射而直接以0级衍射光的方式透过。
另外，对该阶梯结构，入射了第三波长λ3(此处，λ3＝0.785μm)的第三光束时，在相邻的阶梯结构间会发生(2×λ1/(N1-1)·(N3-1)/λ3)×λ3(μm)的光程差。其中，N3是对波长λ3的L1透镜的介质折射率。由于第三波长λ3是(N3-1)/λ3是(N1-1)/λ1的略2倍，因此相邻的阶梯结构间会发生约1×λ3(μm)的光程差，第三光束也和第一光束同样地，实质上不会被赋予相位差而不会衍射地以0级衍射光的方式透过。
另一方面，对该阶梯结构，入射了第二波长λ2(此处，λ2＝0.658μm)的第二光束时，在相邻的阶梯结构间会发生{2×λ1/(N1-1)×(N2-1)/λ2}×λ2＝{2×0.408/(1.5242-1)×(1.5064-1)/0.658}×λ2＝1.199·λ2(μm)的光程差。由于各环带内的分割数P设定为5，因此相邻的环带彼此会产生第二波长λ2的1波长份的光程差((1.199-1)×5≈1)，所以第二光束往+1级的方向衍射(+1级衍射光)。此时的第二光束的+1级衍射光的衍射效率虽然为87.5％，但对DVD的信息记录/再生而言是足够的光量。
透镜L1的光盘侧的光学面S2如图8(a)～8(c)所示，被分割成NA3区域所对应的含光轴的第三区域AREA3和NA3至NA1的区域所对应的第四区域AREA4，第三区域AREA3中，如图3(a)～3(d)所示，在其内部形成有形成了阶梯结构的多个环带是以光轴为中心所排列而成的结构也就是衍射结构HOE2。可是，L1透镜的光学功能部(第一光束所通过的L1透镜的区域)的周围，设有和光学功能部一体成形的凸缘部，通过将所述的凸缘部和L2透镜的一部份彼此融接或接着等而接合，也就可做成一体化的结构。
被形成在第三区域AREA3的衍射结构HOE2中，各环带内所形成的阶梯结构的深度D设定为：
D·(N1-1)/λ1＝5·q    (21)
所算出的值，各环带内的分割数P设定为2。其中，λ1是将从第三发光点EP1所射出的激光束的波长以微米单位表示(此处，λ1＝0.408μm)，N1是对波长λ1的L1透镜的介质折射率，q是自然数。
对于光轴方向的深度D是设定成如此的阶梯结构，入射了第一波长λ1的第一光束时，相邻的阶梯结构间会发生5×λ1(μm)的光程差，第一光束实质上不会被赋予相位差因此不会衍射而以0级衍射光的方式透过。
另外，对该阶梯结构，入射了第二波长λ2(此处，λ2＝0.658μm)的第二光束时，在相邻的阶梯结构间会发生(5×λ1/(N1-1)·(N2-1)/λ2)×λ2(μm)的光程差。其中，N2是对波长λ2的L1透镜的介质折射率。第二波长λ2是λ2/(N2-1)和λ1/(N1-1)的比为略5∶3，因此相邻的阶梯结构间会发生约3×λ2(μm)的光程差，第二光束也和第一光束同样地，实质上不会被赋予相位差，因此不会衍射而以0级衍射光的方式透过。
另一方面，对该阶梯结构，入射了第三波长λ3(此处，λ3＝0.785μm)的第三光束时，在相邻的阶梯结构间会发生{5×λ1/(N1-1)×(N3-1)/λ3}×λ3＝{5×0.408/(1.5242-1)×(1.5050-1)/0.785}×λ3＝2.5·λ3(μm)的光程差。由于各环带内的分割数P设定为2，因此第三光束在±1级方向上以大致相同的衍射效率发生衍射(+1级衍射光和-1级衍射光)。本实施例中使用+1级衍射光进行对CD的信息记录/再生，此时的第二光束的+1级衍射光的衍射效率，是40％强。又-1级衍射光成为眩光。
此处，为了提高+1级衍射光的衍射效率，例如将阶梯形状的平行于光轴的面和不平行于光轴的面的斜率予以最佳化，例如将所述不平行于光轴的面的形状，做成稍微偏离对波面像差而言为理想的形状，藉此而可改善的。另外，改变构成L1透镜的材料的介质分散，或者并改变阶梯形状的分割数P，都可提高效率。
L2透镜设计成，对于第一波长λ1和某有限倍率和BD的保护基板的组合，球差为最小。因此，如本实施形态，当对第一光束的第一倍率M1、对第二光束的第三倍率M3、对第三光束的第四倍率M4都同样设成0时，会因BD的保护基板、DVD的保护基板与CD的保护基板的厚度差异，导致透过L2透镜和DVD保护基板的第二光束的球差、及透过L2透镜和CD保护基板的第三光束的球差变成校正过剩方向。
透镜L1的半导体激光器光源侧的光学面S1上所设的衍射结构HOE1和单球透镜L1的光盘侧的光学面S2上所设的衍射结构HOE2的各环带的宽，分别设定成当入射了第二光束、第三光束时，通过衍射作用而对+1级衍射光附加校正不足方向的球差。通过衍射结构HOE1、衍射结构HOE2所致的球差的附加量，和因BD的保护基板和DVD的保护基板、CD的保护基板的厚度差异所产生的校正过剩方向的球差，彼此抵消，使得透过衍射结构HOE1和DVD保护基板的第二光束在DVD的信息记录面上形成良好的光点，透过衍射结构HOE2和CD保护基板的第三光束在CD的信息记录面上形成良好的光点。
通过使用两面此种衍射结构HOE，可对三种的光盘以一个物镜来对应，同时，可使各个光束的倍率M1、M3、M4全都成为0。通过将全部的成像倍率设计成0，对第一光盘至第三光盘所有的光盘而进行信息记录/再生之际的循轨所致的透镜位移所产生的彗差的问题可获得解决，是非常理想的构成。
另外，在本实施例中，虽然将L1透镜的两面做成衍射结构HOE，但亦可将至少一个衍射结构HOE设在L2透镜上，若使用两面衍射结构HOE，则可获得和上记两面衍射结构HOE相同的效果。
甚至，L1透镜的半导体激光器光源侧光学面S1的第二区域AREA2、或光盘侧光学面S2的第四区域AREA4中，亦可形成包含光轴的剖面形状为锯齿状的多个环带所构成的衍射结构，也就是衍射结构DOE1、衍射结构DOE2。
衍射结构DOE1，其是用来抑制例如以塑料透镜来构成透镜L2时尤其会成为问题的蓝紫色区域中的物方光学系统OBJ的色差、伴随温度变化的球差变化，所需的结构；衍射结构DOE2，其是用来抑制以塑料透镜来构成透镜L2时尤其会成为问题的蓝紫色和红色两区域中的物方光学系统OBJ的色差、伴随温度变化的球差变化，所需的结构。
衍射结构DOE1中，离光轴最近的台阶的高度d1，设计成对波长400nm～420nm而言，所望级数的衍射光的衍射效率为100％。对于此种有设定台阶深度的衍射结构DOE1，一旦入射第一光束，则衍射光会以95％以上的衍射效率产生，除了可获得充分衍射效率，同时也可校正蓝紫色区域的色差。
衍射结构DOE2中，离光轴最近的台阶的高度d1，设计成例如对波长400nm(L1透镜的对波长400nm的折射率为1.5273)而言，所望级数的衍射光的衍射效率为100％。对台阶深度是如此设定的衍射结构DOE1，若入射第一光束，则+2级衍射光以96.8％的衍射效率而产生，若入射第二光束，则+1级衍射光以93.9％的衍射效率而产生，因此，除了可在任一波长区域中都可获得足够的衍射效率，同时在蓝紫色区域中校正色差时，第二光束的波长区域中的色差校正也不会过剩。此处，虽然对第一光束和第二光束是将衍射效率设计成有所区别，但亦可通过对第一波长λ1最佳化，而成为重视第一光束的衍射效率的构成。
本实施例中的物镜中，虽然未设有此种衍射结构DOE，但这些衍射结构DOE除了在前述第二区域AREA2、第四区域AREA4以外，亦可设在L2透镜的光学面上。此时的衍射结构DOE可为将在L2透镜上设置有衍射结构DOE的光学面全域当成一个区域而成为一个衍射结构DOE，亦可为将所述在L2透镜上设置有衍射结构DOE的光学面，当成以光轴为中心的同心圆的二或三个区域，在各个区域上设置不同衍射结构DOE的构成。这些情况下的各个区域中的衍射效率，只要能使在第一光束至第三光束共通透过的区域中，对第一光束至第三光束的衍射效率是有所区分即可(例如若将台阶的高度，设计成对波长400nm(L1透镜的对波长400nm的折射率是1.5273)而言衍射效率为100％，则若入射第一光束，则+2级衍射光以96.8％的衍射效率而产生，若入射第二光束，则+1级衍射光以93.9％的衍射效率而产生，若入射第三光束，则+1级衍射光以99.2％的衍射效率而产生，可获得此种衍射效率的区别。)；在第一光束和第二光束共通透过的区域中，对第一光束和第二光束的衍射效率是有所区分即可。又亦可通过对第一波长λ1最佳化，而成为重视第一光束的衍射效率的构成。
再者，衍射结构DOE1、DOE2，在蓝紫色区域中，当入射光束的波长变长时，球差会往校正不足方向变化，当入射光束的波长变短时，球差会往校正过剩方向变化，具有如此的球差的波长依存性。藉此，可使伴随环境温度变化的聚光元件上所发生的球差校正彼此抵消，可使高NA的塑料透镜的物镜的可使用温度范围变广。
本实施例的L1透镜中，虽然是在半导体激光器光源侧的光学面S1上形成衍射结构HOE，在光盘侧的光学面S2上形成衍射结构DOE的构成，但亦可反的，而为在光学面S1上形成衍射结构DOE在光学面S2上形成衍射结构HOE的构成。
[产业上利用的可能性]
若依据本发明，则可提供一种，在保持精简的同时，搭载了至少对保护基板厚度不同的两种规格的高密度光盘能够适当地进行信息的记录及/或再生的物镜的光拾取装置。

Claims (8)

1.一种光拾取装置，其对保护基板厚度不同的两种的光信息记录媒体至少能够进行信息再生及/或信息记录，其特征在于，
具备：
出射波长入1的第一光束的第一光源；
当所述光拾取装置对保护基板厚度t1的第一光信息记录媒体进行信息再生或记录时，将来自所述第一光源的第一光束聚光在所述第一光信息记录媒体的信息记录面之际所使用的第一物镜；
当所述光拾取装置对保护基板厚度t2(t2≠t1)的第二光信息记录媒体进行信息再生或记录时，将来自所述第一光源的第一光束聚光在所述第二光信息记录媒体的信息记录面之际所使用的第二物镜，
所述第一物镜的光源侧的有效孔径和所述第二物镜的光源侧的有效孔径几乎相等。
2.如权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，
具有出射波长λ2(λ2＞λ1)的第二光束的第二光源；
当所述光拾取装置对带有第三保护基板厚度t3(t3≠t1)的第三光信息记录媒体的信息记录面进行信息的记录及/或再生时，所述第一物镜或所述第二物镜将所述第二光束聚光在所述第三光信息记录媒体的信息记录面。
3.如权利要求2所述的光拾取装置，其特征在于，
具有可出射波长λ3(λ3＞λ2)的第三光束的第三光源；
当所述光拾取装置对带有第四保护基板厚度t4(t4≠t1、t4≠t2)的第四光信息记录媒体进行信息的记录及/或再生时，所述第一物镜或所述第二物镜将所述第三光束聚光在所述第四光信息记录媒体的信息记录面。
4.如权利要求1～3的任一所述的光拾取装置，其特征在于，设有切换机构，其能根据使用的光信息记录媒体而切换光路，使得来自所述第一光源的光束，入射至所述第一物镜或所述第二物镜。
5.如权利要求4所述的光拾取装置，其特征在于，所述切换机构，具有：用于在来自所述第一光源的光束所通过的光路内选择地插入所述第一物镜或所述第二物镜的驱动机构。
6.如权利要求1～5中的任一项所述的光拾取装置，其特征在于，所述第一光信息记录媒体的所述保护基板厚度t1和所述第二光信息记录媒体的所述保护基板厚度t2，满足下式：
2.5＜t2/t1。
7.如权利要求1～6中的任一项所述的光拾取装置，其特征在于，具备设置在从所述第一光源起至所述第一物镜止的光路、或从所述第一光源起至所述第二物镜止的光路中的准直透镜，对所述第一光信息记录媒体进行信息再生或记录之际及对所述第二光信息记录媒体进行信息再生或记录之际，所述准直透镜被共用。
8.如权利要求1～7中的任一项所述的光拾取装置，其特征在于，所述第一光信息记录媒体是蓝光盘用的光盘，所述第二光信息记录媒体是HD、DVD用的光盘。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008059668A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Sony Corp 光ピックアップ及び光ディスク装置
JP2008059659A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Funai Electric Co Ltd 光ピックアップ
US7978568B2 (en) 2006-12-08 2011-07-12 Panasonic Corporation Optical head, diffraction device, objective lens, and optical disc apparatus
TW200844986A (en) * 2007-05-08 2008-11-16 Sony Corp Objective lens apparatus, optical pickup device, optical disk driving apparatus, and method of driving objective lens
US20080298208A1 (en) * 2007-06-01 2008-12-04 Nobuyuki Maeda Optical head and optical disc apparatus
JP2010080040A (ja) * 2008-04-10 2010-04-08 Hitachi Maxell Ltd 光ピックアップ対物レンズ、光ピックアップ装置及び光ディスク装置
KR101286641B1 (ko) 2010-10-28 2013-07-22 도시바삼성스토리지테크놀러지코리아 주식회사 호환형 광픽업 및 이를 적용한 광정보저장매체 시스템
TWI467117B (zh) * 2013-01-04 2015-01-01 Chen Wei Hsu Multi - level zoom lens for illumination

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6016301A (en) * 1996-04-01 2000-01-18 Sony Corporation Optical pickup device and optical disc reproducing apparatus
JPH10289473A (ja) * 1997-04-15 1998-10-27 Seiko Epson Corp 光学ヘッドおよび光ドライブ装置
US6449235B1 (en) * 1998-04-04 2002-09-10 Lg Electronics, Inc. Optical pick-up apparatus and optical recording/reproducing apparatus using the same
JP2000207769A (ja) * 1999-01-11 2000-07-28 Nec Corp 光ヘッド装置
TW432378B (en) * 1999-04-13 2001-05-01 Ind Tech Res Inst A multiple-wavelength read/write pickup head for DVD
JP2004288346A (ja) * 2002-10-18 2004-10-14 Konica Minolta Holdings Inc 光ピックアップ装置用の光学素子、カップリングレンズ及び光ピックアップ装置
JP2004295983A (ja) * 2003-03-26 2004-10-21 Tdk Corp 光ヘッド及びそれを用いた光記録再生装置
US7193954B2 (en) * 2003-03-31 2007-03-20 Konica Minolta Holding, Inc. Optical pickup device and objective lens for the optical pickup device
JP2004319062A (ja) * 2003-03-31 2004-11-11 Konica Minolta Holdings Inc 光ピックアップ装置
JP2004326858A (ja) * 2003-04-22 2004-11-18 Konica Minolta Opto Inc 光ピックアップ装置及び光ピックアップ装置用光学系
JP2005209299A (ja) * 2004-01-23 2005-08-04 Pioneer Electronic Corp 光ピックアップおよび記録再生装置
JP4419654B2 (ja) * 2004-04-02 2010-02-24 コニカミノルタオプト株式会社 光ピックアップ装置
WO2005101393A1 (ja) * 2004-04-13 2005-10-27 Konica Minolta Opto, Inc. 光ピックアップ装置用の対物光学系、光ピックアップ装置、光情報記録媒体のドライブ装置、集光レンズ、及び光路合成素子
TW200540857A (en) * 2004-05-10 2005-12-16 Konica Minolta Opto Inc Optical pickup apparatus
CN100463061C (zh) * 2004-07-21 2009-02-18 柯尼卡美能达精密光学株式会社 光拾取装置的组装方法以及光拾取装置
JP2006147053A (ja) * 2004-11-19 2006-06-08 Konica Minolta Opto Inc 光ピックアップ装置
JP2006202416A (ja) * 2005-01-20 2006-08-03 Konica Minolta Opto Inc 光ピックアップ装置

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