CN101436418B - 物镜和光拾取头装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种物镜和光拾取头装置。本发明的物镜是用波长λ1、λ2、λ3(λ1＜λ2＜λ3)的第1、第2、第3光束对具有厚度分别为t1、t2、t3(t1≤t2≤t3)的第1、第2、第3保护基片的第1、第2、第3光信息记录介质分别进行再生记录的光拾取头装置用复合型物镜，由折射型透镜和配置于折射型透镜光束入射面一侧的衍射光学元件构成。该衍射光学元件至少在一个光学面上具有由同心圆形状的多个环带组成的衍射构造。设各光束具有最大衍射光量的衍射光的衍射次数分别为n1、n2、n3，相对各介质的数值孔径分别为NA1、NA2、NA3，|n1|＞|n2|和|n1|＞|n3|，分别使第1、第2、第3光束的n1、n2、n3次衍射光在各自的数值孔径NA1、NA2、NA3内形成良好的波面。
Description
(本申请是申请号为02144294.0、申请日为2002年10月9日、发明名称为“物镜和光拾取头装置”的中国申请的分案申请。)
技术领域
本发明涉及对于规格(记录密度)不同的3种光信息记录介质至少可以进行信息的记录以及再生的一方的光学拾取头装置，可以在该光学拾取头装置中使用的物镜、基片厚度差补正装置、色差补正装置、基片厚度误差补正装置、孔径限制/切换装置、光学元件以及使用该光学拾取头装置的记录、再生装置。
背景技术
以往，光盘如大家都知道的CD(激光盘)或者DVD(数字化视频光盘)那样，广泛用于音乐信息、影象信息的存储或者计算机数据的保存这种数字数据的保存。近年来，和信息化社会到来的同时，强烈要求这些光盘的大容量化。
在光盘中，为了提高每单位面积的记录容量(记录密度)，可以通过减小从光学拾取头光学系统得到的点直径实现。该点的最小直径，众所周知，因为与λ/NA(其中，λ是光源的波长，NA是光学系统的数值孔径)成比例，所以为了缩小点直径，在光学拾取头装置中使用的光源的短波长化，以及在光学系统中相对光信息记录介质配置的物镜的高数值孔径化有效。
其中，有关光源的短波长化，发出波长400nm左右的光的兰紫色半导体激光器和SHG兰紫色激光器的研究不断进展可以说已接近实用化。如果使用该短波长光源，则即使在使用和DVD一样的NA0.65的物镜的情况下，对于和DVD同样直径12cm的光盘，也可以记录15GB左右的信息。
此外，有关物镜的高数值孔径化，通过组合2个透镜，实现NA0.85高数值孔径化的物镜的研究正在不断进展。通过组合上述短波长光源和NA0.85的高数值孔径物镜使用，对于直径12cm的光盘，可以记录25GB左右的信息，可以实现进一步的高密度化。
在这种背景下，进行了用于记录再生高密度的下一代光盘(以下，在本说明书中，称为“高密度DVD”)的光学拾取头系统的研究开发，但在该光学拾取头系统中，要求兼容性地记录再生高密度DVD和DVD以及CD这些规格(记录密度)不同的3种光盘。
作为实现兼容性的方法，考虑了机械地切换与这些光盘的规格对应的物镜，或者安装与这些光盘的规格对应的光学拾取头装置，但这种情况下，因为需要物镜的切换机构和复杂的光学拾取头装置，所以引起光学拾取头系统的大型化、零件数量增大、制造成本上升等。因而，在要求和DVD以及CD的兼容性的高密度DVD用的光学拾取头系统中，在谋求光学拾取头系统的小型化、零件数量的削减、成本降低方面，最理想的是，对于规格不同的3种光盘，使用共用的物镜进行记录再生。
在此，对于规格不同的3种光盘，在实现用共同的物镜进行记录再生的光学拾取头系统时存在以下问题。
(1)在记录再生CD的情况下确保物镜和CD的距离(动作距离)
这一问题在使物镜的NA比DVD(NA0.6至0.65)更高时更加显著。在高密度DVD中，当把物镜高NA化的情况下，保护基片(也称为透明基片或者保护层)的厚度在和DVD一样的0.6mm状态下，因为由于光盘的变形(弯或者翘)产生的彗形象差增大，所以使保护基片厚度比0.6mm还小，需要确保相对光盘变形的安全系数。作为这种高密度DVD用的高NA物镜，在特开平10-123410号公报中记载了由2个透镜构成的一对物镜。
可是，2群构成的物镜，与以往1群构成的物镜相比，因为动作距离缩短，所以确保在记录再生CD时的充分的动作距离非常困难。因为CD的NA0.45至0.5和高密度DVD以及DVD相比NA小，所以因为相对保护基片厚度的制造误差的公差不太严格，所以由保护基片厚度的个体差异引起的离散大。因而，为了防止CD和物镜的冲突引起的数据破坏，需要充分确保记录再生CD时的动作距离，从这一点看，在对于规格不同的3种光盘，使用共同的物镜进行记录再生的光学拾取头系统中，可以说2群构成的物镜是不理想的。
(2)由保护基片厚度不同产生的球面像差
在CD(保护基片厚度1.2mm)和DVD(保护基片厚度0.6mm)中，在保护基片厚度中存在0.6mm的差异。因而，对于规格不同的3种光盘，在使用共同的物镜进行记录再生的光学拾取头系统中，需要设置用于至少补正由于CD和DVD的保护基片厚度不同产生的球面像差的装置。进而，当通过物镜的高NA化，高密度DVD的保护基片厚度比0.6mm还薄的情况下，需要设置用于补正由于保护基片厚度不同的3种光盘的保护基片厚度的差异产生的球面像差的装置。
(3)由波长的不同产生的球面像差
如上所述，在高密度DVD中，为了实现高密度化，使用波长400nm左右的兰紫色光源。可是，在以往的折射型的物镜中，因为因透镜材料的分散，球面像差变化，所以在各个光盘的信息记录面上大致无像差地聚集来自波长不同的光源的光束是困难的。因此，为了实现高密度DVD(波长400nm)，和DVD(波长650mm)，和CD(波长780mm)的兼容性，需要在因波长的不同而补正球面像差的方面下功夫。
可是，在光学拾取头装置中，因光源的短波长化和物镜的高NA化，存在以下明显的问题。
第1个问题，是当把发出400nm左右的短波长光的兰紫色半导体激光器作为光源的情况下因物镜产生的色差。
在光学拾取头装置中，从半导体激光器射出的激光光，因为一般是单一波长(单模)，所以认为物镜的色差不成问题，但在实际中，由于温度变化和输出变化等，引起中心波长瞬间变化数nm的波型跳变。波型跳变因为是物镜的聚焦机构不能跟踪的瞬间引起的波长变化，所以如果物镜的色差得不到补正，则会附加与成像位置的移动量对应的散焦成分，物镜的聚焦性能变差。
在物镜中使用的一般的透镜材料的色散，因为在红外半导体激光器和作为红外半导体激光器的波长区域的600nm至800nm中不太大，所以在CD和DVD中，由波型跳变引起的物镜的聚光性能的劣化不是问题。
可是，在作为兰紫色半导体激光器的波长区域的400nm附近，因为透镜的色散非常大，所以即使是微小的数nm的波长变化，也会带来物镜的成像位置的很大变位。因此，在高密度DVD中，当使用兰紫色半导体激光器作为光源的情况下，当光源引起波型跳变的情况下，物镜的聚光性能非常差，有不能进行稳定的记录和再生的可能。
第2个问题，是在使物镜高NA化的情况下因种种误差原因产生的球面像差的问题。
在光学拾取头装置中，因光盘的保护基片厚度的制造误差产生的球面像差与物镜的NA的4次方成比例。为了抑制该球面像差在容许范围内，需要把相对光盘的保护基片厚度的制造误差的公差设置为数μm，但这种情况下，光盘的制造成品率下降，存在不能大量生产的问题。因而，在高密度DVD中，在把物镜高NA化的情况下，需要设置用于补正因光盘的保护基片厚度的制造误差产生的球面像差的装置。
此外，在光学拾取头装置中，物镜因为易于大量生产，所以塑料透镜被广泛使用。可是，在其折射率的温度变化中，已知塑料透镜与玻璃透镜相比大2位数左右。
如果由塑料材料形成的物镜的环境温度上升，该物镜的折射率变化，则在物镜中球面像差变差。因为因该折射率变化引起的球面像差的劣化量与物镜的NA的4次方成比例，所以在使用高NA物镜的高密度DVD中，在以塑料透镜作为物镜的情况下，因为可以使用的温度范围非常窄，所以必须设置补正因折射率变化产生的球面像差的装置。
发明内容
本发明的目的在于解决上述的各问题，提供一种光学拾取头装置，是使用共同的物镜实现高密度DVD、DVD、CD这3种光盘的相互互换的光学拾取头装置，可以充分确保CD的动作距离。
此外，其目的在于提供一种光学拾取头装置，是使用和衍射光学元件共同的物镜实现高密度DVD、DVD、CD这3种光盘的相互互换的光学拾取头装置，在各个光盘的使用波长区域中可以得到充分光量的利用效率。
此外，其目的在于提供一种光学拾取头装置，是使用共同的物镜实现高密度DVD、DVD、CD这3种光盘的相互互换的光学拾取头装置，可以良好的补正成为记录或者再生高密度DVD时的问题的，由光源的单色性差引起的色差、因温度变化和湿度变化等的环境变化引起在塑料透镜中产生的球面像差、因保护基片厚度的制造误差引起的球面像差，可以进行稳定的高密度DVD的记录以及/或者再生。
此外，其目的在于提供可以在上述光学拾取头装置中使用的物镜、基片厚度差补正装置、色差补正装置、基片厚度误差补正装置、孔径限制/切换装置、折射光学元件以及光学元件。进而，其目的在于提供可以使用上述光学拾取头装置对3种不同的光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生的记录·再生装置。
此外，本发明的物镜，是使用来自波长λ1的第1光源的光束对具有第1保护基片厚度(t1)的第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ2(λ1＜λ2＝的第2光源的光束对具有第2保护基片厚度(t2≥t1)的第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ3(λ2＜λ3＝的第3光源的光束对具有第3保护基片厚度(t3≥t2)的第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的光学拾取头装置用的物镜，其特征在于：上述物镜，至少在1个光学面上，具有由同心圆形状的多个环带组成的衍射构造，在向上述衍射构造入射来自上述第1光源的波长λ1的第1光束的情况下产生的上述第1光束的衍射光中，把具有最大衍射光量的衍射光的衍射次数设置为n1；在向上述衍射构造入射来自上述第2光源的波长λ2的第2光束的情况下产生上述第2光束的衍射光中，把具有最大的衍射光量的衍射光的衍射次数设置为n2；在向上述衍射构造入射来自上述第3光源的波长λ3的第3光束的情况下产生上述第3光束的衍射光中，把具有最大的衍射光量的衍射光的衍射次数设置为n3，把用上述波长λ1的光束对上述第1光信息记录介质进行再生以及/或者记录时所需要的上述物镜的规定的像侧数值孔径设置为NA1，把用上述波长λ2的光束对上述第2光信息记录介质进行再生以及/或者记录时所需要的上述物镜的规定的像侧数值孔径设置为NA2，把用上述波长λ3的光束对上述第3光信息记录介质进行再生以及/或者记录时所需要的上述物镜的规定的像侧数值孔径设置为NA3，这时，在满足
|n1|＞|n2|
并且，
|n1|＞|n3|
的同时，上述物镜，为了对上述第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使上述第1光束的n1次衍射光如可以在上述数值孔径NA1内形成良好的波面那样聚光在上述第1光信息记录介质的信息记录面上，为了对上述第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使上述第2光束的n2次衍射光如可以在上述数值孔径NA2内形成良好的波面那样聚光在上述第2光信息记录介质的信息记录面上，为了对上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使上述第3光束的n3次衍射光如可以在上述数值孔径NA3内形成良好的波面那样聚光在上述第3光信息记录介质的信息记录面上。
如果采用该物镜，因为如在第1光信息记录介质至第3光信息记录介质的记录以及再生中使用的光束的衍射次数满足上式那样确定衍射构造，所以对于在第1光信息记录介质至第3光信息记录介质的记录以及再生中使用的各光束，可以分别得到高的衍射效率。进而，通过该衍射构造的作用，在第1保护基片厚度至第3保护基片厚度中，因为补正至少由2个不同的保护基片厚度的差产生的球面像差，所以对于第1光信息记录介质至第3光信息记录介质的全部，可以良好地进行信息的记录或者再生。此外，通过衍射构造的作用，当来自波长不同的各个光源的光束入射到物镜的情况下，因为补正由于透镜材料的色散而变化的球面像差，所以对于第1光信息记录介质至第3光信息记录介质的全部，可以良好地进行信息的记录或者再生。
上述衍射构造理想的是在被用波长λB、上述衍射次数n1最佳化的同时，满足以下式子。
380nm＜λ1＜420nm
630nm＜λ2＜670nm
760nm＜λ3＜800nm
340nm＜λB＜440nm
|n1|＝2
|n2|＝1
|n3|＝1
此外，最好满足以下式子
350nm＜λB＜420nm
此外，上述衍射构造理想的是在被用波长λB、上述衍射次数n1最佳化的同时，满足以下式子。
380nm＜λ1＜420nm
630nm＜λ2＜670nm
760nm＜λ3＜800nm
400nm＜λB＜430nm
|n1|＝6
|n2|＝4
|n3|＝3
这种情况下，最好满足以下式子
405nm＜λB＜425nm
此外，上述衍射构造最好具有正的放大率。
此外，在把用波长λB、上述衍射次数n1最佳化的上述衍射构造的上述多个环带的各位置用
Φb＝n1·(b2·h2+b4h4+b6h6+……)
定义的光路差函数表示的情况下(在此，h是自光轴的高度(mm)，b2、b4、b6、……是各自2次、4次、6次、……的光路差函数系数(也称为衍射面系数))，理想的是只有用
PD＝∑(-2·n1·b2)
定义的衍射构造的放大率(mm-1)满足下式。
0.5×10-2＜PD＜5.0×10-2
此外，理想的是上述物镜由1个透镜群构成。由此，在光学拾取头装置中尤其可以充分确保对第3光信息记录介质的动作距离。这种情况下，把在上述物镜的上述波长λ1中的焦点距离设置为f1(mm)，把中心厚度设置为d(mm)，把入射到上述物镜的上述波长λ1的光束的直径设置为Φ1(mm)，把对上述第3光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录的情况下的上述物镜的动作距离设置为fB3(mm)，此时满足下式在动作距离确保上更加理想。
0.7＜d/f1＜1.5
2.8＜Φ1＜5.8
fB3＞0.2
此外，当把对上述第3光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录的情况下的上述物镜的成像倍率设置为m3的情况下，最好满足下式。
m3＜0
这种情况下，最好满足以下式子。
-0.25＜m3＜-0.05
此外，当把对上述第2光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录的情况下的上述物镜的成像倍率设置为m2的情况下，最好满足下式。
m2＜0
这种情况下，最好满足以下式子。
-0.20＜m3＜-0.02
此外，上述物镜的像侧数值孔径NA1、MA2理想的是，在满足
NA1＞NA2
的同时，从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2通过与NA1对应的区域的上述波长λ2的光束，在达到上述第2光信息记录介质的信息记录面的同时，上述波长λ2的光束，在上述像侧数值孔径NA1内，在上述第2光信息记录介质的信息记录面上，是波面像差比0.7λ2大的状态。
这种情况下，上述波长λ2的光束理想的是，在上述像侧数值孔径NA1内，在上述第2光信息记录介质的信息记录面上，是波面像差比0.20λ2大的状态。
此外，上述物镜的像侧数值孔径NA1、MA2、NA3理想的是，在满足
NA1＞NA2＞NA3
的同时，从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3通过与NA1对应的区域的上述波长λ3的光束，在达到上述第3光信息记录介质的信息记录面的同时，上述波长λ3的光束，在上述像侧数值孔径NA1内，在上述第3光信息记录介质的信息记录面上，是波面像差比0.7λ3大的状态。
此外，上述波长λ3的光束理想的是，在上述像侧数值孔径NA1内，在上述第3光信息记录介质的信息记录面上，是波面像差比0.20λ3大的状态。
此外，上述物镜理想的是具有，在满足
NA1＞NA2
的同时，遮挡从上述物镜的上述像侧数值NA2入射到与NA1对应的区域的上述波长λ2的光束，可以使从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2入射到与NA1对应的区域的上述波长λ2的光束不到达上述第2光信息记录介质的信息记录面的孔径限制装置。
此外，上述孔径限制装置理想的是具有，在使从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2入射到与NA1对应的区域的波长λ1的光束透过的同时，遮挡从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2入射到与NA1对应的区域的波长λ2的光束那样的波长选择性。
此外，上述物镜理想的是具有，在满足
NA1＞NA2＞NA3
的同时，遮挡从上述物镜的上述像侧数值NA3入射到与NA1对应的区域的上述波长λ3的光束，可以使从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3入射到与NA1对应的区域的上述波长λ3的光束不到达上述第3光信息记录介质的信息记录面的孔径限制装置。
此外，上述孔径限制装置理想的是具有，在使从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3入射到与NA1对应的区域的波长λ1的光束透过的同时，遮挡从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3入射到与NA1对应的区域的波长λ3的光束那样的波长选择性。
此外，上述孔径限制装置，理想的是被形成在上述物镜的光学面上的波长选择滤波器。
此外，上述的物镜理想的是由塑料材料形成，或者由玻璃材料形成。
此外，理想的是满足以下式子。
380nm＜λ1＜420nm
630nm＜λ2＜670nm
760nm＜λ3＜800nm
0.0mm≤t1＜0.3mm
0.5mm＜t2＜0.7mm
1.0mm＜t3＜1.3mm
0.99＞NA1≥0.70
0.70＞NA2≥0.55
0.55＞NA3≥0.40
此外，采用本发明的再一光学拾取头装置，是使用来自波长λ1的第1光源的光束对具有第1保护基片厚度(t1)的第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ2(λ1＜λ2＝的第2光源的光束对具有第2保护基片厚度(t2＞t1)的第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ3(λ2＜λ3＝的第3光源的光束对具有第3保护基片厚度(t3＞t2)的第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的光学拾取头装置用，其特征在于：具备有上述的物镜。由此，可以以充分的光量的利用效率对3种不同的光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生。此外，可以构成如安装该光学拾取头装置，可以记录声音以及/或者图像，以及/或者，再生声音以及/或者图像那样的采用本发明的记录、再生装置。
此外，采用本发明的再一物镜，是使用来自波长λ1的第1光源的光束对具有第1保护基片厚度(t1)的第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ2(λ1＜λ2＝的第2光源的光束对具有第2保护基片厚度(t2≥t1)的第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ3(λ2＜λ3＝的第3光源的光束对具有第3保护基片厚度(t3≥t2)的第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的光学拾取头装置用的物镜，其特征在于：上述物镜，是由折射型透镜，和被配置在上述折射型透镜的光束入射侧面上的，具有由同心圆的多个环带组成的衍射构造的衍射光学元件构成的复合型物镜，在向上述衍射构造入射来自上述第1光源的波长λ1的第1光束的情况下产生的上述第1光束的衍射光中，把具有最大衍射光量的衍射光的衍射次数设置为n1，在向上述衍射构造入射来自上述第2光源的波长λ2的第2光束的情况下产生上述第2光束的衍射光中，把具有最大的衍射光量的衍射光的衍射次数设置为n2，在向上述衍射构造入射来自上述第3光源的波长λ3的第3光束的情况下产生上述第3光束的衍射光中，把具有最大的衍射光量的衍射光的衍射次数设置为n3，把用上述波长λ1的光束对上述第1光信息记录介质进行再生以及/或者记录时所需要的上述物镜的规定的像侧数值孔径设置为NA1，把用上述波长λ2的光束对上述第2光信息记录介质进行再生以及/或者记录时所需要的上述物镜的规定的像侧数值孔径设置为NA2，把用上述波长λ3的光束对上述第3光信息记录介质进行再生以及/或者记录时所需要的上述物镜的规定的像侧数值孔径设置为NA3，这时在满足
|n1|＞|n2|
并且，
|n1|＞|n3|
的同时，上述物镜，为了对上述第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使上述第1光束的n1次衍射光如可以在上述数值孔径NA1内形成良好的波面那样聚光在上述第1光信息记录介质的信息记录面上，为了对上述第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使上述第2光束的n2次衍射光如可以在上述数值孔径NA2内形成良好的波面那样聚光在上述第2光信息记录介质的信息记录面上，为了对上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，如可以使上述第3光束的n3次衍射光在上述数值孔径NA3内形成良好的波面那样聚光在上述第3光信息记录介质的信息记录面上。
如果采用此物镜，因为如在第1光信息记录介质至第3光信息记录介质的记录以及再生中使用的光束的衍射次数满足上式那样确定衍射构造，所以对于在第1光信息记录介质至第3光信息记录介质的记录以及再生中使用的各光束，可以分别得到高的衍射效率。进而，通过该衍射构造的作用，在第1保护基片厚度至第3保护基片中，因为补正至少由2个不同的保护基片厚度的差产生的球面像差，所以对于第1光信息记录介质至第3光信息记录介质的全部，可以良好地进行信息的记录或者再生。此外，通过衍射构造的作用，当来自波长不同的各个光源的光束入射到物镜的情况下，因为补正由于透镜材料的色散而变化的球面像差，所以对于第1光信息记录介质至第3光信息记录介质的全部，可以良好地进行信息的记录或者再生。
此外，本发明的衍射光学元件，是在上述的复合型物镜中使用的衍射光学元件，其特征在于：上述衍射构造，当入射的光的波长在变长的方面上变化的情况下，具有球面像差在补正不足方向变化那样的球面像差特性。
在上述衍射光学元件中，上述衍射构造在用波长λB、上述衍射构造n1最佳化的同时，理想的是满足以下式子。
380nm＜λ1＜420nm
630nm＜λ2＜670nm
760nm＜λ3＜800nm
340nm＜λB＜440nm
|n1|＝2
|n2|＝1
|n3|＝1
这种情况下，最好满足以下式子
350nm＜λB＜420nm
此外，在上述衍射光学元件中理想的是，上述衍射构造构在用波长λB、上述衍射次数n1最佳化的同时，满足以下式子。
380nm＜λ1＜420nm
630nm＜λ2＜670nm
760nm＜λ3＜800nm
400nm＜λB＜430nm
|n1|＝6
|n2|＝4
|n3|＝3
这种情况下，最好满足以下式子
405nm＜λB＜425nm
此外，理想的是在上述衍射光学元件中上述衍射构造具有正的放大率。
此外，在把用波长λB、上述衍射次数n1最佳化的上述衍射构造的上述多个环带的各位置用
Φb＝n1·(b2·h2+b4h4+b6h6+……)
定义的光路差函数表示的情况下(在此，h是自光轴的高度(mm)，b2、b4、b6、……是各自2次、4次、6次、……的光路差函数系数(也称为衍射面系数))，理想的是只有用
PD＝∑(-2·n1·b2)
定义的衍射构造的放大率(mm-1)满足下式。
0.5×10-2＜PD＜5.0×10-2
此外，理想的是上述衍射构造被形成在平面上。或者，理想的是上述衍射构造被形成在非球面上。
此外，上述衍射光学元件理想的是由塑料材料形成。
在上述的复合型物镜中，理想的是上述衍射光学元件被和上述折射型透镜一体地跟踪驱动。这种情况下，理想的是上述衍射光学元件和上述折射型透镜具有分别被形成一体的突缘部分，通过嵌合各个突缘部分，把上述衍射光学元件和上述折射型透镜一体化。
此外，上述物镜的像侧数值孔径NA1、NA2，理想的是，在满足
NA1＞NA2
的同时，从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2通过与NA1对应的区域的上述波长λ2的光束，在达到上述第2光信息记录介质的信息记录面的同时，上述波长λ2的光束，在上述像侧数值孔径NA1内，在上述第2光信息记录介质的信息记录面上，是波面像差比0.7λ2大的状态。
此外，上述波长λ2的光束理想的是，在上述像侧数值孔径NA1内，在上述第2光信息记录介质的信息记录面上，是波面像差比0.20λ2大的状态。
此外，上述物镜的像侧数值孔径NA1、MA2、NA3理想的是，在满足
NA1＞NA2＞NA3
的同时，从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3通过与NA1对应的区域的上述波长λ3的光束，在达到上述第3光信息记录介质的信息记录面的同时，上述波长λ3的光束，在上述像侧数值孔径NA1内，在上述第3光信息记录介质的信息记录面上，是波面像差比0.7λ3大的状态。
此外，上述波长λ3的光束理想的是，在上述像侧数值孔径NA1内，在上述第3光信息记录介质的信息记录面上，是波面像差比0.20λ3大的状态。
此外，上述物镜理想的是具有，在满足
NA1＞NA2
的同时，可以遮挡从上述物镜的上述像侧数值NA2入射到与NA1对应的，上述衍射光学元件的区域的上述波长λ2的光束，使从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2入射到与NA1对应的，上述衍射光学元件的区域的上述波长λ2的光束不到达上述第2光信息记录介质的信息记录面的孔径限制装置。
此外，上述孔径限制装置理想的是具有，在使从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2入射到与NA1对应的上述衍射光学元件的区域上的波长λ1的光束透过的同时，遮挡从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2入射到与NA1对应的上述衍射光学元件的区域上的波长λ2的光束那样的波长选择性。
此外，上述物镜理想的是具有，在满足
NA1＞NA2＞NA3
的同时，可以遮挡从上述物镜的上述像侧数值NA3入射到与NA1对应的上述衍射光学元件的区域上的上述波长λ3的光束，使从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3入射到与NA1对应的上述衍射光学元件的区域上的上述波长λ3的光束不到达上述第3光信息记录介质的信息记录面的孔径限制装置。
这种情况下，理想的是，上述孔径限制装置具有，在使从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3入射到与NA1对应的上述衍射光学元件区域上的波长λ1的光束透过的同时，遮挡从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3入射到与NA1对应的上述衍射光学元件的区域上的波长λ3的光束那样的波长选择性。
此外，上述孔径限制装置，理想的是被形成在上述衍射光学元件的光学面上波长选择滤波器。
此外，上述折射型物镜理想的是由塑料材料形成，或者由玻璃材料形成。
此外，上述折射型透镜理想的是由1个透镜群构成。
把在使上述折射型透镜和上述衍射光学元件一致的上述物镜的全系统的上述波长λ1中的焦点距离设置为f1(mm)，把上述折射型透镜的中心厚度设置为d(mm)，把入射到上述物镜的上述波长λ1的光束的直径设置为Φ1(mm)，把对上述第3光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录的情况下的上述物镜的动作距离设置为fB3(mm)，此时，理想的是满足下式。
0.7＜d/f1＜1.5
2.8＜Φ1＜5.8
fB3＞0.2
此外，当把对上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的情况下的上述物镜的成像倍率设置为m3的情况下，最好满足下式。
m3＜0
这种情况下，最好满足以下式子。
-0.25＜m3＜-0.05
此外，当把对上述第2光信息记录介质的进行信息的再生以及/或者记录的情况下的上述物镜的成像倍率设置为m2的情况下，理想的是满足下式。
m2＜0
这种情况下，理想的是满足以下式子。
-0.20＜m2＜-0.02
此外，在上述物镜中，理想的是满足下式。
380nm＜λ1＜420nm
630nm＜λ2＜670nm
760nm＜λ3＜800nm
0.0mm≤t1＜0.3mm
0.5mm＜t2＜0.7mm
1.0mm＜t3＜1.3mm
0.99＞NA1≥0.70
0.70＞NA2≥0.55
0.55＞NA3≥0.40
此外，采用本发明的再一光学拾取头装置，是使用来自波长λ1的第1光源的光束对具有第1保护基片厚度(t1)的第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ2(λ1＜λ2＝的第2光源的光束对具有第2保护基片厚度(t2＞t1)的第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ3(λ2＜λ3＝的第3光源的光束对具有第3保护基片厚度(t3＞t2)的第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的光学拾取头装置，其特征在于：具备有上述的物镜。由此，可以以充分的光量的利用效率对3种不同的光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生。此外，可以构成如安装该光学拾取头装置，可以记录声音以及/或者图像，以及/或者，再生声音以及/或者图像那样的本发明的记录、再生装置。
此外，采用本发明的再一物镜，是使用来自波长λ1的第1光源的光束对具有第1保护基片厚度(t1)的第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ2(λ1＜λ2＝的第2光源的光束对具有第2保护基片厚度(t2≥t1)的第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ3(λ2＜λ3＝的第3光源的光束对具有第3保护基片厚度(t3≥t2)的第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的光学拾取头装置用的物镜，其特征在于：上述光学拾取头装置，具有用于补正因上述第1保护基片厚度至第3保护基片厚度的差引起变化的球面像差的基片厚度差补正装置，在把用上述波长λ1的光束对上述第1光信息记录介质进行再生以及/或者记录所需要的上述物镜的规定的像侧数值孔径设置为NA1，把在对上述第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录时的上述物镜的成像倍率设置为m1的情况下，上述物镜在组合上述波长λ1、上述第1保护基片厚度t1、上述像侧数值孔径NA1、上述成像倍率m1中，被最佳化，使得球面像差为最小。
如果采用此物镜，则可以提供对于在第1光信息记录介质中使用的波长最短的光束来说球面像差为最小的同时可以对3种不同的光信息记录介质进行信息的记录或者再生的物镜。
上述物镜理想的折射型透镜，此外，理想的是上述物镜由1个透镜群组成。
这种情况下，理想的是在把在上述物镜的上述波长λ1中的焦点距离设置为f1(mm)，把中心厚度设置为d(mm)，把入射到上述物镜的上述波长λ1的光束的直径设置为Φ1(mm)，把对上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录情况下的上述物镜的动作距离设置为fB3时，满足下式。
0.7＜d/f1＜1.5
2.8＜Φ1＜5.8
fB3＞0.2
此外，上述物镜的像侧数值孔径NA1、NA2理想的是具有，在满足，
NA1＞NA2
的同时，可以遮挡从上述物镜的上述像侧数值NA2入射到与NA1对应的区域的上述波长λ2的光束，使从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2入射到与NA1对应的区域的上述波长λ2的光束不到达上述第2光信息记录介质的信息记录面的孔径限制装置。
此外，上述孔径限制装置理想的是具有，在使从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2入射到与NA1对应的区域的波长λ1的光束透过的同时，遮挡从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2入射到与NA1对应的区域的波长λ2的光束那样的波长选择性。
此外，上述物镜的像侧数值孔径NA1、NA2、NA3理想的是具有，在满足
NA1＞NA2＞NA3
的同时，可以遮挡从上述物镜的上述像侧数值NA3入射到与NA1对应的区域的上述波长λ3的光束，可以使从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3入射到与NA1对应的区域的上述波长λ3的光束不到达上述第3光信息记录介质的信息记录面的孔径限制装置。
此外，上述孔径限制装置理想的是具有，在使从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3入射到与NA1对应的区域的波长λ1的光束透过的同时，遮挡从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3入射到与NA1对应的区域的波长λ3的光束那样的波长选择性。
此外，上述孔径限制装置，理想的是被形成在上述物镜的光学面上波长选择滤波器。
此外，上述的物镜理想的是由塑料材料形成，或者由玻璃材料形成。
此外，理想的是在上述物镜中满足以下式子。
380nm＜λ1＜420nm
630nm＜λ2＜670nm
760nm＜λ3＜800nm
0.0mm≤t1＜0.3mm
0.5mm＜t2＜0.7mm
1.0mm＜t3＜1.3mm
0.99＞NA1≥0.70
0.70＞NA2≥0.55
0.55＞NA3≥0.40
此外，采用本发明的再一光学拾取头装置，是使用来自波长λ1的第1光源的光束对具有第1保护基片厚度(t1)的第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ2(λ1＜λ2＝的第2光源的光束对具有第2保护基片厚度(t2＞t1)的第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ3(λ2＜λ3)的第3光源的光束对具有第3保护基片厚度(t3＞t2)的第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的光学拾取头装置，其特征在于：具备有上述的物镜。由此，特别可以对第1光信息记录介质稳定地进行信息的记录以及/或者再生。此外，可以构成如安装该光学拾取头装置，可以记录声音以及/或者图像，以及/或者，再生声音以及/或者图像的记录、再生装置。
此外，采用本发明的光学元件，是使用来自波长λ1的第1光源的光束对具有第1保护基片厚度(t1)的第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ2(λ1＜λ2＝的第2光源的光束对具有第2保护基片厚度(t2≥t1)的第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ3(λ2＜λ3＝的第3光源的光束对具有第3保护基片厚度(t3≥t2)的第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，并且，对上述第1光信息记录介质至第3光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录，使用共同的物镜的光学拾取头装置永的光学元件，其特征在于：当把上述光学元件的入射光瞳面按照从光轴附近向外侧顺序分配为第1光束区域、第2光束区域、第3光束区域的环带形状的3个光束区域的情况下，在把入射到上述各光束区域上的光束通过的上述光学元件的区域分别在从光轴附近向外侧顺序设置为第1光学区域、第2光学区域、第3光学区域时，入射到上述第1光学区域中的上述第1至第3光束，被分别上述第1至第3光信息记录介质的各信息记录面上形成良好的表面聚光，并且，入射到上述第2光学区域上的上述第1以及第2光束，分别在上述第1以及第2光信息记录介质的各信息记录面上形成良好的表面聚光，而入射到上述第2光学区域上的上述第3光束，在上述第3光信息记录介质的信息记录面上不形成良好的波面，并且，入射到上述第3区域的上述第1光束，在上述第1光信息记录介质的信息记录面上形成良好的波面聚光，而入射到上述第3光学区域的上述第2以及第3光束，分别在上述第2以及第3光信息记录介质的各信息记录面上不形成良好的波面。
如果采用该光学元件，则可以提供能够适用于具有3个光学区域对3种不同的光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生的光学拾取头装置的光学元件。
此外，采用本发明的另一光学元件，是使用来自波长λ1的第1光源的光束对具有第1保护基片厚度(t1)的第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ2(λ1＜λ2＝的第2光源的光束对具有第2保护基片厚度(t2≥t1)的第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ3(λ2＜λ3＝的第3光源的光束对具有第3保护基片厚度(t3≥t2)的第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，并且，对上述第1光信息记录介质至第3光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录，使用共同的物镜的光学拾取头装置用的光学元件，其特征在于：当把上述光学元件的入射光瞳面按照从光轴附近向外侧顺序分配为第1光束区域、第2光束区域、第3光束区域的情况下，在把入射到上述各光束区域上的光束通过的上述光学元件的区域分别在从光轴附近向外侧顺序设置为第1光学区域、第2光学区域、第3光学区域时，入射到上述第1光学区域中的上述第1至第3光束，被分别如在上述第1至第3光信息记录介质的各信息记录面上形成良好的波面那样聚光，并且，入射到上述第2光学区域上的上述第1以及第2光束，如分别在上述第1以及第2光信息记录介质的各信息记录面上形成良好的波面那样聚光，而入射到上述第2光学区域上的上述第3光束，被遮挡达不到在上述第3光信息记录介质的信息记录面上，并且，入射到上述第3光学区域的上述第1光束，如在上述第1光信息记录介质的信息记录面上形成良好的波面那样被聚光，而入射到上述第3光学区域的上述第2，在上述第2信息记录介质的信息记录面上不形成良好的波面，与此同时，入射到上述第3光学区域的上述第3光束，被遮挡达不到上述第3光信息记录介质的信息记录面。
如果采用该光学元件，则可以提供能够适用于具有3个光学区域对3种不同的光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生的光学拾取头装置的光学元件。
上述光学元件，理想的是被用于具有入射到上述第2以及第3光学区域的上述第3光束，被遮挡不能达到上述第3光信息记录介质的信息记录面的光束遮挡装置的光学拾取头装置。
这种情况下，上述光束遮挡装置，理想的是被形成在上述光学元件的光学面上的波长选择滤波器。
此外，本发明的另一光学元件，是使用来自波长λ1的第1光源的光束对具有第1保护基片厚度(t1)的第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ2(λ1＜λ2＝的第2光源的光束对具有第2保护基片厚度(t2≥t1)的第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ3(λ2＜λ3＝的第3光源的光束对具有第3保护基片厚度(t3≥t2)的第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，并且，对上述第1光信息记录介质至第3光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录，使用共同的物镜的光学拾取头装置用的光学元件，其特征在于：当把上述光学元件的入射光瞳面按照从光轴附近向外侧顺序分配为第1光束区域、第2光束区域、第3光束区域的环带形的3个区域情况下，在把入射到上述各光束区域上的光束通过的上述光学元件的区域分别在从光轴附近向外侧顺序设置为第1光学区域、第2光学区域、第3光学区域时，入射到上述第1光学区域中的上述第1至第3光束，分别在上述第1至第3光信息记录介质的各信息记录面上形成良好的波面聚光，并且，入射到上述第2光学区域上的上述第1以及第2光束，分别在上述第1以及第2光信息记录介质的各信息记录面上形成良好的波面聚光，而入射到上述第2光学区域上的上述第3光束，被遮挡达不到在上述第3光信息记录介质的信息记录面上，并且，入射到上述第3区域的上述第1光束，在上述第1光信息记录介质的信息记录面上形成良好的波面聚光，而入射到上述第3光学区域的上述第2以及第3光束，都被遮挡分别达不到上述第2以及第3信息记录介质的信息记录面。
如果采用该光学元件，则可以提供能够适用于具有3个光学区域对3种不同的光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生的光学拾取头装置的光学元件。
上述的光学元件，理想的是被用于具有入射到上述第2以及第3光学区域的上述第3光束，被遮挡不能达到上述第3光信息记录介质的信息记录面，同时入射到上述第3光学区域的上述第2光束，被遮挡不能达到上述第2光信息记录介质的信息记录面的光束遮挡装置的光学拾取头装置。
这种情况下，理想的是上述光束遮挡装置是被形成在上述光学元件的光学面上的波长选择滤波器。
此外，上述光学元件，理想的是上述物镜。
此外，上述光学元件，理想的是被配置在上述物镜的光束入射面一侧。
此外，上述光学元件，理想的和上述物镜一体地被跟踪驱动。
此外，理想的是在使用上述第1光束，把对上述第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录时的上述物镜的规定的像侧数值孔径设置为NA1，使用上述第2光束，把对上述第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录时的上述物镜的规定的像侧数值孔径设置为NA2(NA2＜NA1)，使用上述第3光束，把对上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录时的上述物镜的规定的像侧数值孔径设置为NA3时，满足以下式子。
NA2＝N2·SINθ2
NA3＝N3·SINθ3
其中，
SINθ2：是在上述第2光束中，通过上述第2光学区域的最外围的光线的，来自上述物镜最后面的，以光轴为基准测定的出射角θ2(deg)的绝对值的正弦
SINθ3：是在上述第3光束中，通过上述第1光学区域的最外围的光线的，来自上述物镜最后面的，以光轴为基准测定的出射角θ3(deg)的绝对值的正弦
N2：是在上述物镜的像侧空间的上述波长λ2中的折射率
N3：是在上述物镜的像侧空间的上述波长λ3中的折射率
这种情况下，理想的是在上述第1至第3光学区域中，至少在1个光学区域中形成由同心圆形的环带组成的衍射构造。
此外，理想的是，在被形成在上述第i光学区域上的上述衍射构造中，在上述第1光束入射情况下发生的上述第1光束的衍射光中，把具有最大的衍射光量的衍射光的衍射次数设置为ni1，在被形成在上述第i光学区域上的上述衍射构造中，在上述第2光束入射情况下发生的上述第2光束的衍射光中，把具有最大的衍射光量的衍射光的衍射次数设置为ni2，这时满足下式。
|ni1|＞|ni2|(其中，i是1或者2或者3)
这种情况下，理想的是，在被形成在上述第i光学区域上的上述衍射构造中，在上述第1光束入射情况下发生的上述第1光束的衍射光中，把具有最大的衍射光量的衍射光的衍射次数设置为ni1，在被形成在上述第i光学区域上的上述衍射构造中，在上述第3光束入射情况下发生的上述第2光束的衍射光中，把具有最大的衍射光量的衍射光的衍射次数设置为ni3，这时满足下式。
|ni1|＞|ni3|(其中，i是1或者2或者3)
此外，理想的是，在上述第2以及第3光学区域中，形成分别由同心圆的环带组成的衍射构造，在被形成在上述第2光学区域上的上述衍射构造中，在上述第1光束入射情况下发生的上述第1光束的衍射光中，把具有最大的衍射光量的衍射光的衍射次数设置为n21，在被形成在上述第3光学区域上的上述衍射构造中，在上述第1光束入射情况下发生的上述第1光束的衍射光中，把具有最大的衍射光量的衍射光的衍射次数设置为n31，这时满足下式。
|n31|＞|n21|
这种情况下，理想的是，被形成在上述第2光学区域上的上述衍射构造，被用衍射次数n21和波长λB2最佳化，并且，被形成在上述第3光学区域上的上述衍射构造，用上述衍射次数n31和波长λB3最佳化，满足下式。
λB2≠λB3
此外，理想的上述衍射光学元件满足下式。
380nm＜λ1＜420nm
630nm＜λ2＜670nm
760nm＜λ3＜800nm
此外，采用本发明的再一光学拾取头装置，是使用来自波长λ1的第1光源的第1光束对具有第1保护基片厚度(t1)的第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ2(λ1＜λ2＝的第2光源的第2光束对具有第2保护基片厚度(t2＞t1)的第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ3(λ2＜λ3＝的第3光源的第3光束对具有第3保护基片厚度(t3＞t2)的第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，并且，对上述第1光信息记录介质至上述第3光信息记录介质的信息再生以及/或者记录，使用共同的物镜的光学拾取头装置，其特征在于：具备之一的光学元件。此外，可以构成如安装该光学拾取头装置，可以记录声音以及/或者图像，以及/或者，再生声音以及/或者图像那样的采用本发明的记录、再生装置。
此外，采用本发明的光学拾取头装置，是使用来自波长λ1的第1光源的光束对具有第1保护基片厚度(t1)的第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ2(λ1＜λ2＝的第2光源的光束对具有第2保护基片厚度(t2≥t1)的第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ3(λ2＜λ3＝的第3光源的光束对具有第3保护基片厚度(t3≥t2)的第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的光学拾取头装置，其特征在于：上述光学拾取头装置，对于对上述第1光信息记录介质至上述第3光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录，使用共同的物镜，上述光学拾取头装置，具有被配置在来自上述第1光源至第3光源的各光束全部通过的共同的光路中的，用于补正因上述第1保护基片厚度至上述第3保护基片厚度的差引起变化的球面像差的基片厚度差补正装置，上述基片厚度差补正装置，是具有由同心圆形的多个环带组成的衍射构造的衍射光学元件，在向上述衍射构造入射来自上述第1光源的波长λ1的第1光束的情况下产生的上述第1光束的衍射光中，把具有最大衍射光量的衍射光的衍射次数设置为n1，在向上述衍射构造入射来自上述第2光源的波长λ2的第2光束的情况下产生上述第2光束的衍射光中，把具有最大的衍射光量的衍射光的衍射次数设置为n2，在向上述衍射构造入射来自上述第3光源的波长λ3的第3光束的情况下产生上述第3光束的衍射光中，把具有最大的衍射光量的衍射光的衍射次数设置为n3，此时在满足
|n1|＞|n2|
并且，
|n1|＞|n3|
的同时，在把用上述波长λ1的光束对上述第1光信息记录介质进行再生以及/或者记录所需要的上述物镜的规定的像侧数值孔径设置为NA1，把用上述波长λ2的光束对上述第2光信息记录介质进行再生以及/或者记录所需要的上述物镜的规定的像侧数值孔径设置为NA2，把用上述波长λ3的光束对上述第3光信息记录介质进行再生以及/或者记录所需要的上述物镜的规定的像侧数值孔径设置为NA3时，上述物镜，为了对上述第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，在上述数值孔径NA1内，使得上述第1光束的n1次衍射光如形成良好的波面那样聚光在上述第1光信息记录介质的信息记录面上；为了对上述第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使上述第2光束的n2次衍射光如可以在上述数值孔径NA2内形成良好的波面那样聚光在上述第2光信息记录介质的信息记录面上，为了对上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使上述第3光束的n3次衍射光如可以在上述数值孔径NA3内形成良好的波面那样聚光在上述第3光信息记录介质的信息记录面上。
如果采用该光学拾取头装置，因为用被配置在从第1光源至第3光源的全部光束通过的共同光路上的作为基片厚度差补正装置的衍射光学元件，补正在由第1保护基片厚度到第3保护基片厚度中，至少因2个不同的保护基片厚度的差产生的球面像差，所以可以对从第1光信息记录介质到第3光信息记录介质的全体，良好地进行信息的记录装置再生。
可是，在对规格不同的3种光盘兼容的光学拾取头系统中，安装波长不同的3个光源。其理由可以列举如下。第1，因为在短波长区域中的2层盘的信息记录层间的中间层的反射率低，所以在高密度DVD用短波长激光光源中，不能读DVD的2层盘。第2，在CD-R和CD-RW中，因为利用信息记录面的反射特性进行信息的再生，所以在高密度DVD用短波长激光光源中，在CD中，不能读CD-R和CD-RW。因而，在对规格不同的3种光盘兼容的光学拾取头系统中，需要安装发生400nm附近的激光光的兰紫色激光器、发生650nm附近的激光光的红色激光器、发生780nm附近的激光的红外激光器的波长不同的3个光源。
因而，在本发明的光学拾取头装置中，如在第1光信息记录介质至第3光信息记录介质的记录以及再生中使用的光束的衍射次数满足上式那样，确定作为基片厚度差补正装置的衍射光学元件的衍射构造。由此，对于在第1光信息记录介质至第3光信息记录介质的记录以及再生中使用的各光束，可以分别得到高的衍射效率。此外，通过作为基片厚度差补正装置的衍射光学元件的衍射作用，在来自波长不同的各个光源的光束入射到物镜中的情况下，因为补正因透镜材料的色散而变化的球面像差，所以可以对从第1光信息记录介质到第3光信息记录介质的全体，良好地进行信息的记录装置再生。
理想的是上述衍射构造在被波长λB、上述衍射次数n1最佳化的同时，满足下式。
300nm＜λB＜500nm
此外，理想的是上述衍射构造在被波长λB、上述衍射次数n1最佳化的同时，满足下式。
380nm＜λ1＜420nm
630nm＜λ2＜670nm
760nm＜λ3＜800nm
340nm＜λB＜440nm
|n1|＝2
|n2|＝1
|n3|＝1
此外，理想的是满足下式。
350nm＜λB＜420nm
此外，理想的是上述衍射构造在被波长λB、上述衍射次数n1最佳化的同时，满足下式。
380nm＜λ1＜420nm
630nm＜λ2＜670nm
760nm＜λ3＜800nm
400nm＜λB＜430nm
|n1|＝6
|n2|＝4
|n3|＝3
此外，理想的是满足下式。
405nm＜λB＜425nm
此外，理想的是上述衍射构造具有正的放大率。
此外，在把用波长λB、上述衍射次数n1最佳化的上述衍射构造的上述多个环带的各位置用
Φb＝n1·(b2·h2+b4h4+b6h6+……)定义的光路差函数表示的情况下(在此，h是自光轴的高度(mm)，b2、b4、b6、……是各自2次、4次、6次、……的光路函数系数(也称为衍射面系数))，理想但是只有用
PD＝∑(-2·n1·b2)
定义的衍射构造的放大率(mm-1)满足下式。
0.5×10-2＜PD＜5.0×10-2
此外，理想的是上述物镜是折射型物镜，在上述折射型物镜的光束入射一侧配置上述衍射光学元件。
此外，理想的是上述衍射构造形成在平面上。或者，理想的是上述衍射构造被形成在非球面上。
此外，理想的是，上述光学元件，和上述折射型物镜一体地被跟踪驱动。
此外，理想的是，上述衍射光学元件，被和上述物镜形成一体，上述衍射构造被形成在包含上述物镜的光束入射一侧的光学面的至少一个光学面上。
此外，理想的是，上述像侧数值孔径NA1至NA3，在满足
NA1＞NA2＞NA3
的同时，上述光学拾取头装置，具有被配置在从上述第1光源至第3光源的各光束全部通过的共同的光路中的，NA1和NA2和NA3的孔径限制装置。理想的是，上述孔径限制装置，和上述物镜一体地被跟踪驱动。
此外，理想的是，上述孔径限制装置，是和上述基片厚度差补正装置相同的衍射光学元件，对应于从上述物镜的上述像侧孔径NA2到NA1对应的，通过上述孔径限制装置的区域的上述波长λ2的光束，在达到上述第2光信息记录介质的信息记录面上的同时，上述波长λ2的光束，在上述数值孔径NA1内，在上述第2光信息记录介质的信息记录面上，是波面像差比0.07λ2大的状态。
此外，理想的是，上述波长λ2的光束，在上述数值孔径NA1内，在上述第2光信息记录介质的信息记录面上，是波面像差比0.20λ2大的状态。
此外，理想的是，对应于从上述物镜的上述像侧孔径NA3到NA1对应的，通过上述孔径限制装置的区域的上述波长λ3的光束，在达到上述第3光信息记录介质的信息记录面上的同时，上述波长λ3的光束，在上述数值孔径NA1内，在上述第3光信息记录介质的信息记录面上，是波面像差比0.07λ3大的状态。
此外，理想的是，上述波长λ3的光束，在上述数值孔径NA1内，在上述第3光信息记录介质的信息记录面上，是波面像差比0.20λ3大的状态。
此外，理想的是，上述孔径限制装置，遮挡对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2至NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域中的上述波长λ2的光束，对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2至NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域中的上述波长λ2的光束不能达到上述第2光信息记录介质的信息记录面上。
此外，理想的是，上述孔径限制装置具有，在使对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2到NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域的波长λ1的光束透过的同时，遮挡对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2到NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域中的波长λ2的光束那样的波长选择性。
此外，理想的是，上述孔径限制装置，遮挡对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3至NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域中的上述波长λ3的光束，对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3至NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域中的上述波长λ3的光束不能达到上述第3光信息记录介质的信息记录面上。
此外，理想的是，上述孔径限制装置具有，在使对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3到NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域的波长λ1的光束透过的同时，遮挡对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3到NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域中的波长λ3的光束那样的波长选择性。
此外，上述孔径限制装置，可以构成在被形成在上述物镜的光学面上的波长选择滤波器中。
此外，采用本发明的另一光学拾取头装置，是使用来自波长λ1的第1光源的光束对具有第1保护基片厚度(t1)的第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ2(λ1＜λ2＝的第2光源的光束对具有第2保护基片厚度(t2≥t1)的第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ3(λ2＜λ3＝的第3光源的光束对具有第3保护基片厚度(t3≥t2)的第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的光学拾取头装置，其特征在于：上述光学拾取头装置，对于对上述第1光信息记录介质至上述第3光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录，使用共同的物镜，上述光学拾取头装置，具有被配置在来自上述第2光源至第3光源的各光束通过，上述第1光源的光束不通过的光路中的，用于补正因上述第1保护基片厚度至上述第3保护基片厚度的差引起变化的球面像差的基片厚度差补正装置，上述基片厚度差补正装置，是具有由同心圆形的多个环带组成的衍射构造的衍射光学元件，在向上述衍射构造入射来自上述第2光源的波长λ2的第2光束的情况下产生的上述第2光束的衍射光中，把具有最大衍射光量的衍射光的衍射次数设置为n2，在向上述衍射构造入射来自上述第3光源的波长λ3的第3光束的情况下产生的上述第3光束的衍射光中，把具有最大的衍射光量的衍射光的衍射次数设置为n3，此时在满足
|n2|＝|n3|
的同时，在把用上述波长λ1的光束对上述第1光信息记录介质进行再生以及/或者记录所需要的上述物镜的规定的像侧数值孔径设置为NA1，把用上述波长λ2的光束对上述第2光信息记录介质进行再生以及/或者记录所需要的上述物镜的规定的像侧数值孔径设置为NA2，把用上述波长λ3的光束对上述第3光信息记录介质进行再生以及/或者记录所需要的上述物镜的规定的像侧数值孔径设置为NA3时，上述物镜，为了对上述第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使上述第1光束在上述数值孔径NA1内如形成良好的波面那样可以聚光在上述第1光信息记录介质的信息记录面上；为了对上述第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使上述第2光束的n2次衍射光在上述数值孔径NA2内如形成良好的波面那样可以聚光在上述第2光信息记录介质的信息记录面上，为了对上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使上述第3光束的n3次衍射光如可以在上述数值孔径NA3内形成良好的波面那样聚光在上述第3光信息记录介质的信息记录面上。
如果采用该光学拾取头装置，因为用被配置在来自第2光源以及第3光源的各光束都通过，并且来自第1光源的光束不通过的光路上的作为基片厚度差补正装置的衍射光学元件，补正从第1保护基片厚度到第3保护基片厚度中，至少因2个不同的保护基片厚度的差产生的球面像差，所以可以对第1光信息记录介质至第3光信息记录介质的全体，进行良好的信息的记录或者再生。此外，通过作为基片厚度补正装置的衍射光学元件的衍射作用，当来自波长不同的各个光源的光束入射到物镜的情况下，因为补正因透镜材料的色散而变化的球面像差，所以可以对第1光信息记录介质至第3光信息记录介质的全体，进行良好的信息的记录或者再生。
理想的是，上述衍射构造在用波长λB、上述衍射次数n2最佳化的同时，满足下式。
630nm＜λ2＜670nm
760nm＜λ3＜800nm
λ2＜λB＜λ3
此外，理想的是，当把对上述第1光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生的情况下的上述物镜的成像倍率设置为m1的情况下，上述物镜，在上述波长λ1、上述第1保护基片厚度t1、上述像侧数值孔径NA1、上述成像倍率m1组合中，是像差被最佳化为最小的折射型透镜。
此外，理想的是，上述像侧数值孔径NA1至NA3，在满足
NA1＞NA2＞NA3
的同时，从上述光学拾取头装置，具有被配置在从上述第1光源至第3光源的各光束全部通过的共同的光路中的，NA1和NA2和NA3的孔径限制装置。理想的是，上述孔径限制装置，和上述物镜一体地被跟踪驱动。
此外，理想的是，上述孔径限制装置，遮挡对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2至NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域中的上述波长λ2的光束，对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2至NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域中的上述波长λ2的光束不能达到上述第2光信息记录介质的信息记录面上。
此外，理想的是，上述孔径限制装置具有，在使对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2到NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域的波长λ1的光束透过的同时，遮挡对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2到NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域中的波长λ2的光束那样的波长选择性。
此外，理想的是，上述孔径限制装置，遮挡对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3至NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域中的上述波长λ3的光束，对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3至NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域中的上述波长λ3的光束不能达到上述第3光信息记录介质的信息记录面上。
此外，理想的是，上述孔径限制装置具有，在使对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3到NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域的波长λ1的光束透过的同时，遮挡对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3到NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域中的波长λ3的光束那样的波长选择性。
此外，上述孔径限制装置，可以构成在被形成在上述物镜的光学面上的波长选择滤波器中。
此外，采用本发明的另一光学拾取头装置，是使用来自波长λ1的第1光源的光束对具有第1保护基片厚度(t1)的第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ2(λ1＜λ2＝的第2光源的光束对具有第2保护基片厚度(t2＞t1)的第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ3(λ2＜λ3＝的第3光源的光束对具有第3保护基片厚度(t3＞t2)的第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的光学拾取头装置，其特征在于：上述光学拾取头装置，对上述第1光信息记录介质至上述第3光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录，使用共同的物镜，上述光学拾取头装置，具有被配置在只是来自上述第2光的光束通过，来自上述第1光源以及上述第3光源的光束不通过的光路中的，用于补正因上述第1保护基片厚度至上述第2保护基片厚度的差引起变化的球面像差的第1保护基片厚度差补正装置，和被配置在只是来自上述第3光的光束通过，来自上述第1光源以及上述第2光源的光束不通过的光路中的，用于补正因上述第1保护基片厚度至上述第3保护基片厚度的差引起变化的球面像差的第2保护基片厚度差补正装置，上述第1保护基片厚度差补正装置，是具有由同心圆形的多个环带组成的衍射构造的第1衍射光学元件，在向上述第1衍射光学元件的衍射构造入射来自上述第2光源的波长λ2的第2光束的情况下产生的上述第2光束的衍射光中，在把具有最大衍射光量的衍射光的衍射次数设置为n2时，上述第1衍射光学元件的衍射构造用和上述波长λ2大致一致的波长λ2B、上述衍射次数n2最佳化，上述第2保护基片厚度差补正装置，是具有由同心圆形的多个环带组成的衍射构造的第2衍射光学元件，在向上述第2衍射光学元件的衍射构造入射来自上述第3光源的波长λ3的第3光束的情况下产生的上述第3光束的衍射光中，在把具有最大衍射光量的衍射光的衍射次数设置为n3时，上述第2衍射光学元件的衍射构造用和上述波长λ3大致一致的波长λ3B、上述衍射次数n3最佳化，在把用上述波长λ1的光束对上述第1光信息记录介质进行再生以及/或者记录所需要的上述物镜的规定的像侧数值孔径设置为NA1，把用上述波长λ2的光束对上述第2光信息记录介质进行再生以及/或者记录所需要的上述物镜的规定的像侧数值孔径设置为NA2，把用上述波长λ3的光束对上述第3光信息记录介质进行再生以及/或者记录所需要的上述物镜的规定的像侧数值孔径设置为NA3的情况下，上述物镜，为了对上述第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使上述第1光束如可以在上述数值孔径NA1内形成良好波面那样聚光在上述第1光信息记录介质的信息记录面上；为了对上述第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使上述第2光束的n2次衍射光如在上述数值孔径NA2内形成良好的波面那样聚光在上述第2光信息记录介质的信息记录面上，为了对上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使上述第3光束的n3次衍射光如可以在上述数值孔径NA3内形成良好的波面那样聚光在上述第3光信息记录介质的信息记录面上。
如果采用光学拾取头装置，则在只有来自第2光源的光束通过的光路上配置第1保护基片厚度补正装置，并且在只有第3光源的光束通过的光路上配置第2保护基片厚度补正装置的情况下，可以实现最佳的基片厚度差补正装置，对于3种不同的光信息记录介质，可以适宜地补正在进行信息的记录或者再生时成为问题的因保护基片厚度的差引起的球面像差。
此外，理想的是，当把对上述第1光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生的情况下的物镜的成像倍率设置为m1的情况下，上述物镜，在上述波长λ1、第1保护基片厚度t1、上述像侧数值孔径NA1、上述成像倍率m1组合中，是像差被最佳化为最小的折射型透镜。
此外，理想的是，上述像侧数值孔径NA1至NA3，在满足
NA1＞NA2＞NA3
的同时，上述光学拾取头装置，具有被配置在从上述第1光源至第3光源的各光束全部通过的共同的光路中的，NA1和NA2和NA3的孔径限制装置。理想的是，上述孔径限制装置，和上述物镜一体地被跟踪驱动。
此外，理想的是，上述孔径限制装置，遮挡对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2至NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域中的上述波长λ2的光束，对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2至NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域中的上述波长λ2的光束不能达到上述第2光信息记录介质的信息记录面上。
此外，理想的是，上述孔径限制装置具有，在使对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2到NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域的波长λ1的光束透过的同时，遮挡对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA2到NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域中的波长λ2的光束那样的波长选择性。
此外，理想的是，上述孔径限制装置，遮挡对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3至NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域中的上述波长λ3的光束，对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3至NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域中的上述波长λ3的光束不能达到上述第3光信息记录介质的信息记录面上。
此外，理想的是，上述孔径限制装置具有，在使对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3到NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域的波长λ1的光束透过的同时，遮挡对应于从上述物镜的上述像侧数值孔径NA3到NA1的，入射到上述孔径限制装置的区域中的波长λ3的光束那样的波长选择性。
此外，上述孔径限制装置，可以构成在被形成在上述物镜的光学面上的波长选择滤波器中。
在上述的各光学拾取头装置中，理想的是上述物镜由1个透镜群构成。由此，在光学拾取头装置中尤其可以充分确保相对第3光信息记录介质的动作距离。这种情况下，把在上述物镜的上述波长λ1中的焦点距离设置为f1(mm)，把中心厚度设置为d(mm)，把入射到上述物镜的上述波长λ1的光束的直径设置为Φ1(mm)，把对上述第3光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录的情况下的上述物镜的动作距离设置为fB3(mm)，此时满足下式在动作距离确保上更加理想。
0.7＜d/f1＜1.5
2.8＜Φ1＜5.8
fB3＞0.2
此外，当把对上述第3光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录的情况下的上述物镜的成像倍率设置为m3的情况下，最好满足下式。
m3＜0
这种情况下，最好满足以下式子。
-0.25＜m3＜-0.05
此外，当把对上述第2光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录的情况下的上述物镜的成像倍率设置为m2的情况下，最好满足下式。
m2＜0
这种情况下，最好满足以下式子。
-0.20＜m2＜-0.02
此外，理想的是，在上述各光学拾取头装置中，上述物镜，可以用塑料材料形成，或者由玻璃材料形成。
此外，理想的是满足以下式子。
380nm＜λ1＜420nm
630nm＜λ2＜670nm
760nm＜λ3＜800nm
0.0mm≤t1＜0.3mm
0.5mm＜t2＜0.7mm
1.0mm＜t3＜1.3mm
0.99＞NA1≥0.70
0.70＞NA2≥0.55
0.55＞NA3≥0.40
此外，理想的是，具有上述NA1在0.8以上，至少被配置在来自上述第1光源的光束通过的光路中的，用于补正因上述第1保护基片厚度的微小误差引起变化的球面像差的基片厚度误差补正装置。
此外，理想的是，上述第1光信息记录介质，具有在同一光束入射面一侧具有多个信息记录层的构造，当在上述第1光信息记录介质的各个信息记录层的信息记录面上，聚集来自上述第1光源的光束时，用至少被配置在来自上述第1光源的光束通过的光路中的基片厚度误差补正装置，补正从上述第1光信息记录介质的光束入射面到各个信息记录面的因保护基片厚度的差引起产生的球面像差。
此外，理想的是，上述基片厚度误差补正装置包含，通过在光轴方向上移动，可以使入射到上述物镜的来自上述第1光源的光束的边缘的倾角变化的至少1个可动光学元件；用于使上述可动光学元件在光轴方向上移动的驱动装置。
此外，理想的是，上述基片厚度误差补正装置包含，至少具有1个折射率分布可变材料层，通过施加电场或者磁场使上述折射率分布可变材料层的折射率分布变化的折射率分布可变元件；用于施加电场或者磁场或者热的施加装置。
此外，理想的是，包含色差补正装置，用于补正上述波长λ1比550nm短，从至少被配置在来自上述第1光源的光束通过的光路中的，上述第1光源的光束的微小的波长变化引起的色差。
此外，理想的是，上述色差补正装置，是具有形成有由同心圆形的多个环带组成的衍射构造的至少1个衍射面的衍射光学元件，当把由第i衍射面的衍射构造附加在透过波面上的光路差，用
Φbi＝zi·(b2i·hi2+b4ihi4+b6ihi6+……)定义的光路差函数表示的情况下(在此，zi是在上述第i衍射面的衍射构造中上述波长λ1的光束入射的情况下产生的，在上述波长λ1的光束的衍射光中具有最大的衍射光的衍射次数，hi是自光轴的高度(mm)，b2i、b4i、b6i、……是各自2次、4次、6次、……的光路差函数系数(也称为衍射面系数))，只有用
PD＝∑(-2·zi·b2i)
定义的衍射构造的放大率(mm-1)满足下式。
0.5×10-2＜PD＜5.0×10-2
这种情况下，理想的是，上述色差补正装置，被和上述物镜形成一体，上述色差补正装置的衍射构造被形成在包含上述物镜的光束入射一侧的光学面的，至少1个光学面上。
此外，理想的是，上述色差补正装置，由阿贝数大的正透镜数和阿倍数相对小的负透镜群构成，上述正透镜群的阿贝数υdP以及上述负透镜群的阿贝数υdN满足下式。
υdP＞55
υdN＞35
此外，理想的是，上述第1光源的波长变化+1情况下的，使上述物镜和上述色差补正装置一致的光学系统的近轴焦点位置的变化量ΔfBOBJ+CA满足下式。
|ΔfBOBJ+CA·NA12|＜0.15(μm)
此外，理想的是上述第1光源以及第3光源中的至少2个光源被组合化。
此外，可以构成如安装该光学拾取头装置，可以记录声音以及/或者图像，以及/或者，再生声音以及/或者图像那样的采用本发明的记录、再生装置。
采用本发明的光学拾取头装置，是使用来自波长λ1的第1光源的光束对具有第1保护基片厚度(t1)的第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ2(λ1＜λ2＝的第2光源的光束对具有第2保护基片厚度(t2＞t1)的第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，使用来自波长λ3(λ2＜λ3)的第3光源的光束对具有第3保护基片厚度(t3＞t2)的第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的光学拾取头装置，其特征在于：包含基片厚度差补正装置，它用于对于对上述第1光信息记录介质至第3光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录，使用由1个透镜群构成的共同的物镜，补正因上述第1保护基片厚度至第3保护基片厚度的差引起变化的球面像差。
如果采用该光学拾取头装置，则可以补正在对3种不同的光信息记录介质进行信息的记录或者再生时成为问题的因保护基片厚度的差引起的球面像差，因为使用单片共同的物镜，所以可以对3种不同的光信息记录介质使用同一光学拾取头装置进行信息的记录以及/或者再生。此外，因为物镜是单片透镜，所以，尤其可以充分确保对透明基片厚度的大的，第3光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生时的动作距离。
用图34至图41说明本发明的光学拾取头装置的光学系统。进而，图1至图8是概念地展示各光学拾取头装置的图，在图1至图8中，为了概念地展示构成光学拾取头装置的光学系统的各元件的位置，把各元件分开展示，但实际上同一元件有的具有2个或者2个以上元件的功能。
在采用本发明的光学拾取头装置的光学系统中，如图34至图37所示，在来自第1光源至第3光源的各光束通过的共同的光路上配置基片厚度差补正装置。
即，图34的光学拾取头装置，包含：用于补正因第1至第3保护基片厚度中的至少2个保护基片厚度的差引起的球面像差的基片厚度差补正装置7；用于补正至少因第1光信息记录介质具有的第1保护基片厚度的厚度误差引起的球面像差的基片厚度误差补正装置6；用于补正至少因第1光源1的微小波长变化引的起色差的色差补正装置5，来自第1光源1、第2光源2以及第3光源3的各光束经由共同的光学系统入射到光信息记录介质10，用共同的物镜8对第1光信息记录介质至第3光信息记录介质进行信息的再生以及或者记录。来自各光源的发散光束被准直透镜4变换为平行光束。
此外，图35的光学拾取头装置，在第1光源1至第3光源3的各光束通过的共同的光路上配置基片厚度差补正装置7、基片厚度误差补正装置6，只在第1光源1的光束通过的光路上，配置用于补正因第1光源1的微小波长引起的色差的色差补正装置5，用共同的物镜8对第1光信息记录介质至上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录。来自第1光源的光束，和来自第2光源2以及第3光源3的，用准直透镜9a变换为平行的光束，在光路合成装置9中通过共同的光路，但以下的图示的也可以。
此外，图36的拾取头装置，在第1光源1至第3光源3的各光束通过的共同光路上配置色差补正装置5和基片厚度差补正装置7，只在第1光源1的光束通过的光路上配置用于补正因第1保护基片厚度的厚度误差引起的球面像差的基片厚度误差补正装置6，用共同的物镜8对第1光信息记录介质至第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录。
此外，图37的光学拾取头装置，在第1光源1至第3光源3的各光束通过的共同光路上配置基片厚度差补正装置7，只在第1光源1的光束通过的光路上配置用于补正因第1光源1的微小波长变化引起的色差的色差补正装置5，和用于补正因第1保护基片厚度误差引起的球面像差的基片厚度误差补正装置6，用共同的物镜对第1光信息记录介质至第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录。
此外，在采用本发明的光学拾取头装置的光学系统中，如图38至40所示，把基片厚度补正装置，配置在第1光源以及第3光源的各光束都通过，并且第1光源的光束不通过的光路上。
即，图38的光学拾取头装置，在第1光源至第3光源的各光束通过的共同的光路上配置色差补正装置5，只在第2光源2以及第3光源3的各光束通过的共同的光路上配置用于补正在第1保护基片厚度至第3保护基片厚度中至少因2个保护基片厚度的差引起的球面像差的基片厚度差补正装置7，只在第1光源1的光束通过的光路上配置用于补正因第1保护基片厚度的厚度误差引起的球面像差的基片厚度误差补正装置6，用共同的物镜8对第1光信息记录介质至第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录。
此外，图39的光学拾取头装置，在第1光源1至第3光源3的各光束通过的共同的光路上配置基片厚度误差补正装置6，只在第2光源2以及第3光源3的各光束通过的共同光路上，配置用于补正在第1保护基片厚度至第3保护基片厚度中因至少2个保护基片厚度的差引起的球面像差的基片厚度差补正装置7，只在第1光源的光束通过的光路上配置用于补正因第1光源的微小波长变化引起的色差的色差补正装置5，用共同的物镜8对第1光信息记录介质至第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录。
此外，图40的光学拾取头装置，只在第2光源2以及第3光源3的各光束通过的共同的光路上，配置用于补正在第1保护基片至第3保护基片中至少因2个保护基片厚度的差引起的球面像差的基片厚度差补正装置7，只在第1光源的光束通过的光路上，配置用于补正因第1光源1的微小波长变化引起的色差的色差补正装置5，和用于补正因第1保护基片的厚度误差引起的球面像差的基片厚度误差补正装置6，用共同的物镜8对第1光信息记录介质至第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录。
此外，在采用本发明的光学拾取头装置的光学系统中，如图41所示，只在第2光源的光束通过的光路上，配置用于补正因第1保护基片厚度以及第2保护基片厚度的差引起的球面像差的基片厚度差补正装置7a，进而，只在第3光源的光束通过的光路上，配置用于补正因第1保护基片厚度以及第3保护基片厚度的差引起的球面像差的基片厚度差补正装置7b。
即，图41的光学拾取头装置，只在第1光源的光束通过的光路上配置色差补正装置5和基片厚度误差补正装置6，只在第2光源的光束通过的光路上配置用于补正因第1保护基片厚度以及第2保护基片厚度的差引起的球面像差的基片厚度差补正装置7a，只在第3光源的光束通过的光路上，配置用于补正因第1保护基片厚度以及第3保护基片厚度的差引起的球面像差的基片厚度差补正装置7b。用准直透镜4变换为平行光束的来自第1光源的光束的光路，和用准直透镜9a变换为平行光的来自第2光源光束的光路，用光路合成装置9c合成，进而，用准直透镜9b变换为平行光的来自第3光源的光束的光路，在光路合成装置9中，与来自第1光源以及第2光源的光束的光路合成。用共同的物镜8对第1光信息记录介质至第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录。
进而，在图34至图41的光学拾取头装置中，其构成被设置成，把来自各光源的发散光束，用准直透镜4或者准直透镜9a或者准直透镜9b变换为平行光束，但这样的准直透镜也有不包含在本发明的光学拾取头装置的光学系统中的情况下。此外，在图1至图7的光学拾取头装置中，为了简化图面用同一标号表示第2光源和第3光源，但在实际的光学拾取头装置中，也有第2光源和第3光源是分开的光源。
在上述的光学拾取头装置中，在把为了对上述第1光信息记录介质至上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录时所需要的上述物镜的规定的像侧数值孔径分别设置为NA1、NA2、NA3时，理想的是上述第1光源的波长λ1、上述第2光源的波长λ2、上述第3光源的波长λ3、上述第1保护基片厚度t1、上述第2保护基片厚度t2、上述第3保护基片厚度t3，以及上述物镜的规定的像侧数值孔径NA1、NA2、NA3满足下式。
350nm＜λ1＜550nm
600nm＜λ2＜700nm
700nm＜λ3＜850nm
0.0mm≤t1＜0.3mm
0.5mm＜t2＜0.7mm
1.0mm＜t3＜1.3mm
0.99＞NA1≥0.80
0.80＞NA2≥0.55
0.55＞NA3≥0.40
把上述物镜的上述波长λ1中的焦点距离设置为f1(mm)，把上述中心厚度设置为d(mm)，把入射到上述物镜的上述波长λ1的光束的直径设置为Φ1(mm)，把对上述第3光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录的情况下的上述物镜的动作距离设置为fB3(mm)，此时，理想的是满足下式。
0.7＜d/f1＜1.5
2.8＜Φ1＜5.8
fB3＞0.2
此外，当把对上述第3光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录的情况下的上述物镜的成像倍率设置为m3的情况下，最好满足下式。
-1＜m3＜0
此外，当把对上述第3光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录的情况下的上述物镜的成像倍率设置为m2的情况下，最好满足下式。
-1＜m2＜0
如上所述，在保护基片厚度不同的3种光信息记录介质中，当对保护基片厚度大的第2光信息记录介质以及/或者第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的情况下，如果把物镜设置为发散光入射的有限规格，则可以充分确保动作距离。
上述物镜可以由塑料材料构成，或者由玻璃材料构成。
上述基片厚度差补正装置7，具有形成有由同心圆形的多个环带组成的衍射构造的至少1个衍射面，上述衍射构造，当入射的光束的波长在长方向上变化的情况下，理想的是具有如球面像差在补偿不足方向上变化那样的球面像差特性。
此外，上述衍射构造被形成在上述物镜的至少1个光学面上。
此外，上述基片厚度差补正装置7，理想的是包含：通过在光轴方向上变位，可以使入射到上述物镜的光束的边缘光线的倾角变化的至少1个可动光学元件，和用于使上述可动光学元件在光轴方向上变位的驱动装置。
此外，上述基片厚度差补正装置7，理想的是包含：至少具有1个折射率分布可变材料层，通过施加电场或者磁场或者热使上述折射率分布可变材料层的折射率分布变化的折射率分布可变元件，和用于施加电场或者磁场或者热的施加装置。
此外，在把对上述第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录情况下的上述物镜的成像倍率设置为m1，把对上述第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录情况下的上述物镜的成像倍率设置为m2，把对上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录情况下的上述物镜的成像倍率设置为m3时，通过使上述m1、m2、m3中的至少2个成像倍率的值不同，补正因上述第1保护基片厚度至第3保护基片厚度的差引起的球面像差。
在上述的光学拾取头装置中，理想的是，对上述第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录所需要的上述物镜的规定的像侧数值孔径NA1是0.8以上，在上述第1保护基片厚度至第3保护基片厚度中，至少在上述第1光源的光束通过的光路中具有用于补正包含上述第1保护基片厚度的至少1个保护基片厚度的误差引起的变化的球面像差的基片厚度误差补正装置6。由此，特别可以对高密度记录用的第1光信息记录介质进行稳定的记录以及/或者再生。
此外，上述第1光信息记录介质，理想的是，具有在同一光束入射面侧具有多个信息记录层的构造，在上述第1光信息记录介质的各个信息记录层的信息记录面上，在聚光来自上述第1光源的光束时，用上述基片厚度误差补正6补正因从上述第1光信息记录介质的光束入射面到各个信息记录面的保护基片厚度的差引起变化的球面像差。
此外，理想的是，在上述第1以及第3光源的各光束全部通过的共同的光路上，配置上述基片厚度误差补正装置6。
此外，理想的是，在上述第1光源以及上述第2光源的各光束都通过，并且上述第3光源的光束不通过的光路上，配置上述基片厚度误差补正装置6。
此外，理想的是，在只有上述第1光源的光束通过，并且上述第2光源以及上述第3光源的光束不通过的光路上，配置上述基片厚度误差补正装置6。
此外，上述基片厚度误差补正装置6，理想的是，包含通过在光轴方向变位，使入射到上述物镜的至少上述波长λ1的光束的边缘光线的倾角变化的至少1个可动光学元件，和用于使上述可动光学元件在光轴方向上变位的驱动装置。由此，在特别可以补正因第1光信息记录介质具有的第1保护基片厚度的厚度误差的球面像差的同时，可以补正因构成物镜等的光学系统的光学元件的制造误差、特别是由第1光源的制造误差引起的波长的变化，以及由温度变化以及湿度变化引起的球面像差的变化。因此，特别可以对高密度记录用的第1光信息记录介质进行稳定的记录以及/或者再生。
此外，上述基片厚度误差补正装置6，理想的是，是用于至少使来自上述第1光源的发散光束的发散角度变化的耦合透镜，构成上述耦合透镜的光学元件中的至少1个是上述可动光学元件。或者，上述基片厚度误差补正装置6，理想的是，由至少1个正透镜群，和至少1个负透镜群构成，是可以把大致是平行光束的入射光束作为大致平行光束射出的光束光束扩展器，以及/或者，光束收缩器，上述正透镜群，以及上述负透镜群中至少1个透镜群是上述可动光学元件。
此外，上述基片厚度误差补正装置6，理想的是包含：至少具有1个折射率分布可变材料层，通过施加电场或者磁场或者热使上述折射率分布可变材料层的折射率分布变化的折射率分布可变元件，和用于施加电场或者磁场或者热的施加装置。由此，在特别可以补正因第1光信息记录介质具有的第1保护基片厚度的厚度误差的球面像差的同时，可以补正因构成物镜等的光学系统的光学元件的制造误差、特别是由第1光源的制造误差引起的波长的变化，以及由温度变化以及湿度变化引起的球面像差的变化。因此，特别可以对高密度记录用的第1光信息记录介质进行稳定的记录以及/或者再生。
此外，上述基片厚度误差补正装置6，理想的是：包含被夹在相互相对的透明电极之间的液晶层、电源，上述透明电极中的至少1个透明电极被分成多个电压施加部分，通过在上述多个电压施加部分中的至少1个电压施加部分上施加规定电压，可以使上述液晶层的折射率分布变化。
在上述光学拾取头装置中，理想的是，上述第1光源的波长λ1比550nm短，在上述第1光源至第3光源中，至少在上述第1光源的光束通过的光路中，具有用于补正因包含上述第1光源的至少1个光源的微小波长变化引起的上述物镜的色差的色差补正装置5。由此，特别可以对高密度记录用的第1光信息记录介质进行稳定的记录以及/或者再生。
理想的是在上述第1光源至第3光源的各光束通过的共同的光路上，配置上述色差补正装置5。
此外，理想的是，在上述第1光源以及第2光源的光束都通过，并且，上述第3光源的光束不通过的光路上，设置上述色差补正装置5。
此外，上述色差补正装置5，理想是，具有形成有由同心圆形状的多个环带组成的衍射构造的衍射面的2个光学元件，具有使上述衍射面相互相对那样接近配置的构造，上述2个光学元件的材料在上述波长λ1的波长附近具有规定的折射率差的同时，在上述2个光学元件的材料的上述波长λ2附近的波长区域，以及λ3附近的波长区域中的折射率差是大致零。由此，因为只有第1光源的波长附近的光因光学元件间的折射率差而衍射，所以可以补正因第1光源的波长变动引起的物镜8的色差。
此外，上述色差补正装置5，理想的是，具有由同心圆形状的多个环带组成的衍射构造，在向上述衍射构造射入来自上述第1光源的波长λ1的第1光束的情况下产生的上述第1光束的衍射光中，把具有最大的衍射光量的衍射光的衍射次数设置为n1，在向上述衍射构造入射上述第2光源的波长λ2的第2光束的情况下产生的上述第2光束的衍射光中，把具有最大的衍射光量的衍射光的衍射次数设置为n2，在向上述衍射构造入射来自上述第3光源波长λ3的第3光束的情况下产生的上述第3光束的衍射光中，把具有最大衍射光量的衍射光的衍射次数设置为n3，此时满足：
|n1|＞|n2|
以及/或者，
|n1|＞|n2|≥|n3|
这种情况下，理想的是，上述衍射构造被形成在上述物镜的至少1个光学面上。
此外，理想的是，只在上述第1光源的光束通过，并且上述第2光源以及上述第3光源的光束不通过的光路中，配置上述色差补正装置。
此外，上述色差补正装置5，理想的是，具有由同心圆形状的多个环带组成的衍射构造的至少1个衍射面，把用第i衍射面构造附加在透过波面上的光路差，在用
Φbi＝ni·(b2i·hi2+b4i·hi4+b6i·hi6+……)定义的光路差函数表示的情况下(在此，ni是向上述i衍射面的衍射构造入射上述波长λ1的光束的情况下产生的，在上述波长λ1的光束的衍射光中具有最大衍射光量的衍射光的衍射次数，hi是来自光轴的高度(mm)，b2i、b4i、b6i、……是各自2次、4次、6次、……的光路差函数系数(也称为衍射面系数))，只有用
PD＝∑(-2·ni·b2i)
定义的衍射构造的放大率(mm-1)满足下式。
1.5×10-2＜PD＜15.0×10-2
在上述式子的下限以上，被聚光在光信息记录介质的信息记录面上的波面的轴上色差不过度补正不足，此外，在上限以下，被聚光在光信息记录介质的信息记录面上的波面的轴上色差不过度补正过剩。
此外，上述色差补正装置5，由阿贝数相对大的正透镜数和阿贝数相对小的负透镜数构成，由于上述正透镜群的阿贝数υdP以及上述负透镜群的阿贝数υdN满足下式，因而可以适宜地补正色差。
υdP＞55
υdN＞35
此外，理想的是，上述第1光源的波长变化+1nm情况下的，使上述物镜和上述色差补正装置一致的光学系统的近轴焦点位置的变化量ΔfBOBJ+CA满足下式。
|ΔfBOBJ+CA·NA12|＜0.15(μm)
进而，在本说明书中，所谓“用基片厚度误差补正装置6，以及/或者，基片厚度差补正装置7(良好地)补正球面像差”，是指通过至少由基片厚度误差装置6，以及/或者，基片厚度差补正装置7和物镜构成的光学系统的光束，在对各光信息记录介质进行信息的再生，以及/或者，记录所需要的物镜的规定像侧数值孔径内，在各信息记录介质的信息记录面上，在把λ设置为光源的波长时，补正球面像差使得在波面像差在0.07λrms以下(最理想的是0.05λrms以下)的状态下聚光。
在上述光学拾取头装置中，在把对上述第1光信息记录介质至上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录所需要的上述物镜的规定的像侧数值孔径分别设置为NA1、NA2、NA3时，满足，
NA1＞NA2＞NA3
由于具备上述NA1和NA2和NA3的孔径限制/切换装置，因而可以在用共同的物镜对第1光信息记录介质至第3光信息记录介质进行信息的记录以及/再生时，根据各个物镜的规定的像侧数值孔径进行孔径的切换以及/开口的限制。
由此，在对第2光信息记录介质以及第3光信息记录介质进行信息的再生，以及/或者，记录的情况下，因为在各信息记录介质上的聚光点的大小未小到超过需要，所以减小在盘变形中产生的彗形象差，可以得到充分的盘变形安全系数。此外，因为可以防止光检测器检测出通过超过必要数值孔径的区域的，不用于聚光的不需要的光，所以可以得到良好的聚焦特性和跟踪特性。
上述孔径限制/切换装置，具有形成有由同心圆形状的多个环带组成的衍射构造的至少1个衍射面，当对上述第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的情况下，把通过对应于从上述物镜的像侧数值孔径NA2到NA1的上述孔径限制/切换装置的区域的波长λ2的光束作为光斑成分，以及/或者，当对第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的情况下，把通过对应于从上述物镜的像侧数值孔径NA3到NA1的上述孔径限制/切换装置的区域的波长λ3的光束作为光斑成分，由此在对上述第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者再生的情况下，即使相对用NA1确定的光圈，使来自第2光源的波长λ2的光束在开放中通过，通过了对应于从NA2到NA1的孔径限制装置的区域的光束，因为不向第2光信息记录介质的信息记录面上聚光，所以具有孔径限制功能。在对第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的情况下也一样，即使相对用NA1确定的光圈，使来自第3光源的波长λ3的光束在开放中通过，通过了对应于从NA3到NA1的孔径限制装置的区域的光束，因为不向第3光信息记录介质的信息记录面上聚光，所以具有孔径限制功能。这样，因为可以用简单的构造自动地进行孔径切换，所以不需要设置特别的孔径切换装置，有利于减低成本。
此外，理想的是，在使上述孔径限制/切换装置和上述物镜一致的光学系统中，在上述像侧数值孔径NA1和上述第2保护基片厚度t2和上述第2光源的波长λ2的组合中的波面像差比0.07λ2rms大，以及/或者，在上述像侧数值孔径NA1和上述第3保护基片厚度t3和上述第3光源的波长λ3的组合中的波面像差比0.07λ3rms大，
此外，上述孔径限制/切换装置，其构成是具有波长选择性，即，当对上述第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的情况下，在使入射到对应于上述物镜的像侧数值孔径NA2内的上述孔径限制/切换装置的区域中的波长λ2的光束透过的同时，遮挡入射到对应于从上述物镜的像侧数值孔径NA2到NA1的上述孔径限制/切换装置的区域中的波长λ2的光束，以及/或者，当对上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的情况下，在使入射到对应于上述物镜的像侧数值孔径NA3内的上述孔径限制/切换装置的区域中的波长λ3的光束透过的同时，遮挡入射到对应于从上述物镜的像侧数值孔径NA3到NA1的上述孔径限制/切换装置的区域中的波长λ3的光束。当对第2光信息记录介质以及第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的情况下，因为自动地遮挡通过了超过必要数值孔径的区域的光束，所以不需要设置特别的切换装置，有利于减低成本。
此外，理想的是，上述孔径限制/切换装置，具有波长选择性，即，当对上述第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的情况下，在使入射到对应于上述物镜的像侧数值孔径NA2内的上述孔径限制/切换装置的区域中的波长λ2的光束的强度的80％以上透过的同时，反射入射到对应于从上述物镜的像侧数值孔径NA2到NA1的上述孔径限制/切换装置的区域中的波长λ2的光束的强度的80％以上，以及/或者，当对上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的情况下，在使入射到对应于上述物镜的像侧数值孔径NA3内的上述孔径限制/切换装置的区域中的波长λ3的光束的强度的80％以上透过的同时，反射入射到对应于从上述物镜的像侧数值孔径NA3到NA1的上述孔径限制/切换装置的区域中的波长λ3的光束的强度的80％以上。
此外，理想的是上述孔径限制/切换装置被形成在上述物镜的至少1个光学面上，可以简单地构成孔径限制装置/切换装置。
此外，上述孔径限制/切换装置的构成可以是，包含被夹在相互相对的透明电极之间的液晶层和1/4波板，上述透明电极中的至少一方，被分成对应于从上述物镜的像侧数值孔径NA2至NA1的区域，和对应于上述物镜的像侧数值孔径NA2内的区域，通过在上述透明电极上施加电压，使上述液晶层的液晶分子的排列状态以环带形状变化，可以分别使通过对应于从上述物镜的像侧数值孔径NA2至NA1的上述透明电极的区域的光束的偏光面，和通过对应于上述物镜的像侧数值孔径内NA2的上述透明电极的区域的光束的偏光面独立地转动，以及/或者，上述透明电极中的至少一方，被分成对应于从上述物镜的像侧数值孔径NA3至NA1的区域，和对应于上述物镜的像侧数值孔径NA3内的区域，通过在上述透明电极上施加电压，使上述液晶层的液晶分子的排列状态以环带形状变化，可以分别使通过对应于从上述物镜的像侧数值孔径NA3至NA1的上述透明电极的区域的光束的偏光面，和通过对应于上述物镜的像侧数值孔径NA3内的上述透明电极的区域的光束的偏光面独立地转动。
此外，理想的是，上述孔径限制/切换装置的构成是，具有对应于上述物镜的像侧数值孔径NA1和NA2的光圈，当对上述第1光信息记录介质，或者上述第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的情况下，机械地切换各个光圈，以及/或者，具有对应于上述物镜的像侧数值孔径NA1和NA3的光圈，当对上述第1光信息记录介质，或者上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的情况下，机械地切换各个光圈。
此外，理想的是，上述孔径限制/切换装置，被配置在第1光源至第3光源的各光束全部通过的共同的光路上，这种情况下，理想的是，上述孔径限制/切换装置和上述物镜一体，进行跟踪。由此可以得到良好的跟踪特性。
在上述的光学拾取头装置中，理想的是，上述物镜，被像差补正，使得在上述像侧数值孔径NA1和上述第1保护基片厚度t1和上述第1光源的波长λ1的组合中球面像差为最小，当对上述第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的情况下，在用上述基片厚度差补正装置补正因上述第2保护基片厚度和上述第1保护基片厚度的厚度差引起变化的球面像差的同时，对上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，这种情况下用上述基片厚度差补正装置补正上述第3保护基片厚度和上述第1保护基片厚度的厚度差引起变化的球面像差。由此，可以适宜地补正在用上述物镜对第2或者第3光信息记录介质进行再生或者记录时相对第1保护基片厚度t1的各保护基片厚度的差引起的球面像差。
此外，理想的是，在上述第1光源至第3光源中，至少2个光源被组件化。通过这样一体化可以减少零件个数，在可以紧凑地构成光学拾取头装置的同时，有望降低成本。
此外，理想的是，在上述基片厚度差补正装置、上述基片厚度误差补正装置、上述色差补正装置、上述孔径限制/切换装置中，至少2个被一体化。通过这样一体化可以减少零件数，在可以紧凑地构成光学拾取头装置的同时，有望降低成本。
此外，采用本发明的物镜、基片厚度差补正装置、色差补正装置、基片厚度误差补正装置、孔径限制/切换装置，分别被适用在上述光学拾取头装置的光学系统中。
此外，本发明的记录·再生装置的构成可以是，安装上述一个光学拾取头装置，可以记录声音以及或者图像，以及/或者，可以再生声音/以及图像。例如，采用上述本发明的各光学拾取头装置可以安装在，对于例如下一代的高密度的第1光信息记录介质；DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+RWD等的光信息记录介质；CD、CD-R、CD-RW、CD-Video、CD-ROM等的第3光信息记录介质来说，组装有紧凑的唱机或者驱动器等，或者装入它们的AV机器、个人电脑、其他的信息终端等的声音以及/或者图像的记录装置以及/或者再生装置中。
附图说明
图1(A)是本实施方式的物镜的正面图。
图1(B)是图1(A)的物镜的侧面图。
图1(C)是局部放大图1(A)的物镜的侧面图。
图2是展示使用了图1(A)的物镜的光学拾取头装置的概略图。
图3(A)是展示本实施方式的另一形态的物镜的正面图。
图3(B)是图3(A)的物镜的侧面图。
图3(C)是局部放大图3(A)的物镜的侧面图。
图4是展示使用了图3(A)的物镜的光学拾取头装置的概略图。
图5(A)至图5(C)分别是球面像差图。
图6(A)至图6(C)分别是球面像差图。
图7(A)至图7(C)分别是球面像差图。
图8(A)至图8(C)分别是球面像差图。
图8′(A)至图8′(C)分别是球面像差图。
图9是实施例5的物镜的λ1＝405nm中的光路图。
图10是实施例5的物镜的λ2＝650nm中的光路图。
图11是实施例5的物镜的λ3＝780nm中的光路图。
图12是实施例5的相对物镜的λ1＝405nm的至数值孔径0.85的球面像差图。
图13是入射与组合实施例5的物镜的λ1＝405nm和NA1 0.85确定的光圈直径相等的光束直径的λ2＝650nm的光的情况下的球面像差图。
图14是入射与组合实施例5的物镜的λ1＝405nm和NA2 0.85确定的光圈直径相等的光束直径的λ3＝780nm的光的情况下的球面像差图。
图15是在实施例6的物镜的λ1＝405nm中的光路图。
图16是在实施例6的物镜的λ2＝650nm中的光路图。
图17是在实施例6的物镜的λ3＝780nm中的光路图。
图18是实施例6的相对物镜的λ1＝405nm的至数值孔径0.85的球面像差图。
图19是入射与组合实施例6的物镜的λ1＝405nm和NA1 0.85确定的光圈直径相等的光束直径的λ2＝650nm的光的情况下的球面像差图。
图20是入射与组合实施例6的物镜的λ1＝405nm和NA2 0.85确定的光圈直径相等的光束直径的λ3＝780nm的光的情况下的球面像差图。
图21是在实施例7的物镜的λ1＝405nm中的光路图。
图22是在实施例7的物镜的λ2＝650nm中的光路图。
图23是在实施例7的物镜的λ3＝780nm中的光路图。
图24是实施例7的相对物镜的λ1＝405nm的至数值孔径0.85的球面像差图。
图25是入射与组合实施例7的物镜的λ1＝405nm和NA1 0.85确定的光圈直径相等的光束直径的λ2＝650nm的光的情况下的球面像差图。
图26是入射与组合实施例7的物镜的λ1＝405nm和NA2 0.85确定的光圈直径相等的光束直径的λ3＝780nm的光的情况下的球面像差图。
图27是在实施例8的物镜的λ1＝405nm中的光路图。
图28是在实施例8的物镜的λ2＝655nm中的光路图。
图29是在实施例8的物镜的λ3＝785nm中的光路图。
图30是实施例8的相对物镜的λ1＝405nm的至数值孔径0.85的球面像差图。
图31是入射与组合实施例8的物镜的λ1＝405nm和NA1 0.85确定的光圈直径相等的光束直径的λ2＝655nm的光的情况下的球面像差图。
图32是实施例8的相对物镜的λ3＝785nm的至数值孔径0.45的球面像差图。
图33是展示形成在图17所示的物镜上的环带形状滤波器的反射率和波长依存性的图。
图34是概念地展示本发明的光学拾取头装置的图。
图35是概念地展示本发明的另一光学拾取头装置的图。
图36是概念地展示本发明的再一光学拾取头装置的图。
图37是概念地展示本发明的再一光学拾取头装置的图。
图38是概念地展示本发明的再一光学拾取头装置的图。
图39是概念地展示本发明的再一光学拾取头装置的图。
图40是概念地展示本发明的再一光学拾取头装置的图。
图41是概念地展示本发明的再一光学拾取头装置的图。
图42是概略地展示实施方式1的第1光学拾取头装置。
图43是展示在图9的第1光学拾取头装置中使用的作为色差补正用元件的多层衍射元件的侧断面图(a)以及为了说明多层衍射元件的作用展示波长和折射率的关系的图(b)。
图44是概略地展示实施方式2的第2光学拾取头装置。
图45是概略地展示实施方式2的第3光学拾取头装置。
图46是概略地展示实施方式2的第4光学拾取头装置。
图47是概略地展示实施方式3的第5光学拾取头装置。
图48是概略地展示实施方式3的第6光学拾取头装置。
图49是概略地展示实施方式4的第7光学拾取头装置。
图50是用于说明可以在各实施方式以及各实施例中使用的作为孔径限制装置或者孔径切换装置设置在物镜中的环带滤波器的图。
图51是用于说明图17的环带滤波器的作用的图。
图52是用于说明图17的另一环带滤波器的作用的图。
图53是在实施例1的物镜的λ1＝405nm中的光路图。
图54是在实施例1的物镜的λ2＝650nm中的光路图。
图55是在实施例1的物镜的λ3＝780nm中的光路图。
图56是实施例1的相对物镜的λ1＝405nm的至数值孔径0.85的球面像差图。
图57是实施例1的相对物镜的λ2＝650nm的至数值孔径0.65的球面像差图。
图58是实施例1的相对物镜的λ3＝780nm的至数值孔径0.50的球面像差图。
图59是相对实施例1的物镜的λ2＝650nm的另一球面系数图。
图60是相对实施例1的物镜的λ3＝780nm的另一球面系数图。
图61是实施例2的聚光光学系统的λ1＝405nm的光路图。
图62是实施例2的相对物镜的λ1＝405nm±10nm的至数值孔径0.85的球面像差图。
图63是相对实施例2的激光光学系统的准直透镜和物镜的合成系统的λ1＝405nm±10nm的至数值孔径0.85的球面像差图。
图64是实施例2的聚光光学系统的物镜的λ2＝650nm中的光路图。
图65是实施例2的聚光光学系统的物镜的λ3＝780nm中的光路图。
图66是相对实施例2的聚光光学系统的物镜的λ2＝650nm的至数值孔径0.65的球面像差图。
图67是相对实施例2的聚光光学系统的物镜的λ3＝780nm的至数值孔径0.50的球面像差图。
图68是实施例3的聚光光学系统的λ1＝405nm中的光路图。
图69是实施例3的相对物镜的λ1＝405nm±10nm的至数值孔径0.85的球面像差图。
图70是实施例3的聚光光学系统的λ2＝650nm中的光路图。
图71是实施例3的聚光光学系统的λ3＝780nm中的光路图。
图72是相对实施例3的聚光光学系统的λ2＝650nm的至数值孔径0.65的球面像差图。
图73是相对实施例3的聚光光学系统的λ3＝780nm的至数值孔径0.50球面像差图。
图74是实施例4的聚光光学系统的λ1＝405nm中的光路图。
图75是相对实施例4的聚光光学系统的λ1＝405nm±10nm的至数值孔径0.85的球面像差图。
图76是实施例4的聚光光学系统的λ2＝650nm中的光路图。
图77是实施例4的聚光光学系统的λ3＝780nm中的光路图。
图78是相对实施例4的聚光光学系统的λ2＝650nm的至数值孔径0.65的球面像差图。
图79是相对实施例4的聚光光学系统的λ3＝780m的至数值孔径0.50的球面像差图。
图80是实施例5的聚光光学系统的λ1＝405nm中的光路图。
图81是实施例5的聚光光学系统的λ2＝650nm中的光路图。
图82是实施例5的聚光光学系统的λ3＝785nm中的光路图。
图83是实施例5的相对物镜的λ1＝405nm±10nm的至数值孔径0.85的球面像差图。
图84是实施例5的相对物镜的λ2＝650nm的至数值孔径0.65的球面像差图。
图85是实施例5的相对物镜的λ3＝780nm的至数值孔径0.50的球面像差图。
图86是入射与在实施例5的光学系统中组合λ1＝405nm和NA1
0.85确定的光圈直径相等的光束直径的λ2＝650nm的光的情况下的球面像差图。
图87是实施例6的聚光光学系统的λ1＝405nm中的光路图。
图88是实施例6的相对物镜的λ1＝405nm±10nm的至数值孔径0.85的球面像差图。
图89是实施例6的聚光光学系统的λ2＝650nm中的光路图。
图90是实施例6的聚光光学系统的λ3＝780nm中的光路图。
图91是实施例6的相对物镜的λ2＝650nm的至数值孔径0.65的球面像差图。
图92是实施例6的相对物镜的λ3＝780nm的至数值孔径0.50的球面像差图。
图93是展示用制造波长λB、衍射次数1最佳化后的火焰构造产生的波长405nm的光的1次衍射光，和波长650nm的光的1次衍射光，和波长780nm的光的1次衍射光的衍射效率相对制造波长的依存性。
图94是展示以用满足340nm≤λB≤450nm的制造波长λB和衍射次数2最佳化后的火焰构造产生的波长405nm的光的2次衍射光，和波长650nm的光的1次衍射光，和波长780nm的光的1次衍射光的衍射效率相对制造波长的依存性的图。
图95是展示以用满足390nm≤λB≤440nm的制造波长λB和衍射次数6最佳化后的火焰构造产生的，波长405nm的光的6次衍射光，和波长650nm的光的4次衍射光，和波长780nm的光的3次衍射光的衍射效率相对制造波长的依存性的图。是展示衍射效率相对制造波长的依存性的图。
图96是概略性地展示实施方式3的第8光学拾取头装置的图。
图97是概略性地展示实施方式5的第9光学拾取头装置的图。
图98是用于说明近似地求得火焰的理想形状的情况下的光轴方向阶梯量Δd的图。
具体实施方式
以下参照附图说明采用本发明的物镜的实施方式。
<实施方式1>
图1是展示本实施方式的物镜OBJ1的概略图，图1(A)是正面图，图1(B)是侧面图，图1(C)局部放大侧面的图。该物镜OBJ1，被适用在用于用共同的透镜对例如，使用如兰紫色半导体激光器那样的短波长光源的高密度DVD等的高密度光盘；使用红色半导体激光器的DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+RW等的DVD标准的光盘；使用红外半导体激光器的CD、CD-R、CD-RW、CD-Video、CD-ROM等的CD标准的光盘兼容地进行记录/再生的光学拾取头装置，具有把从光源发出的激光光聚光在光盘的信息记录面上的功能。
物镜OBJ1，是具有作为非球面的2个光学面S1、S2的单透镜，在一个光学面S1上如图1(A)所示形成有以光轴为中心的环带形的衍射构造。该衍射构造，如图1(C)所示，如菲涅耳透镜那样在各环带的边界上在光轴方向上具有高差Δ。入射到环带上的激光光，在由与该环带的光轴垂直方向的宽度(在本说明书中，把这种与环带的光轴垂直的方向的宽度称为“环带间距”)确定的方向上衍射。
如果物镜OBJ1使用塑料透镜，因为可以使质量轻所以可以减轻对驱动物镜OBJ1的传动器的负担，可以使物镜OBJ1高速跟踪聚焦错误和跟踪误差。
进而，塑料透镜，因为通过精密制造所希望的模具，可以通过注射成形高精度地大量生产，所以可以谋求物镜OBJ1的高性能化和低成本化。此外，因为塑料材料粘性低，所以可以高精度地复印作为微细构造的衍射构造，可以得到形状误差引起的衍射效率下降小的物镜。
另一方面，如果把物镜OBJ1做成玻璃透镜，因为难以受温度变化产生的折射率变化的影响，所以即使在对高密度光盘的记录/再生中因传动器发热等引起拾取头装置的温度上升，其聚光性能也不会变差。此外，玻璃材料，因为一般对400nm左右的短波长的激光光透过率和耐光性高，所以作为高密度光盘用的物镜可以得到可靠性高的透镜。当以玻璃透镜作为物镜OBJ1的情况下，理想的是，使用转移点Tg在400℃以下的玻璃材料，以使用模具的成形法制造。由此，因为可以在比通常的玻璃材料还低的温度下成形，所以在缩短成形时间和模具的长寿命化方向有利，其结果可以实现物镜1的低成本化。作为这样的玻璃材料，有住田光学玻璃公司产的PG375(商品名)和PG325(商品名)等。
图2是展示使用了该物镜OBJ1的光学拾取头装置PU1的概略图。透明基片的厚度不同的3种光盘，是透明基片最薄记录密度最大的，作为高密度DVD的第1光盘D1，和透明基片是0.6mm的DVD标准的第2DVD光盘D2，和透明基片是1.2mm的CD标准的第3光盘D3。
光学拾取头装置PU1具备：作为发生第1光盘D1的记录/再生用的光的第1光源的半导体激光器LD1、作为发生第2光盘D2的记录/再生用的光的第2光源的半导体激光器LD2、作为发生第3光盘D3的记录/再生用的光的第3光源的半导体激光器LD3的3种半导体激光器，这些半导体激光器，根据记录/再生信息的光盘有选择地发光。
半导体激光器LD1，是发生波长400nm左右的激光光的GaN系列兰紫色激光器。此外，作为发出波长400nm左右的激光光的光源，除了上述的GaN系列兰紫色激光器外，还使用利用了2次高频波的SHG兰紫色激光器。半导体激光器LD2，是发出波长650nm左右的激光光的红色半导体激光器，半导体激光器LD3是发射波长780nm左右的激光光的红外半导体激光器。
物镜OBJ1，是把从半导体激光器LD1射出的经由准直透镜CL的平行光经过第1光盘D1的透明基片在信息记录面Dr1上，如在第1数值孔径(NA1)内变为衍射界限内那样聚光，把从半导体激光器LD2射出的发散光束经过第2光盘D2的透明基片，在信息记录面Dr2上，如在第2数值孔径(NA2)内变为衍射界限内那样聚光，把从半导体激光器LD3射出的发散光束经过第3光盘D3的透明基片，在信息记录面Dr3上，如在第3数值孔径(NA3)内变为衍射界限内那样聚光的透镜，NA1被设置在0.80以上，NA2被设置在0.60至0.65，NA3被设置在0.45至0.50。
这样，在对第2光盘D2以及第3光盘D3进行信息的记录/再生时，如果对物镜1，射入从半导体激光器LD2以及半导体激光器LD3输出的发散光束，则可以对透明基片厚的第2光盘D2以及第3光盘D3确保充分的动作距离。
被形成在物镜OBJ1的光源一侧的光学面2上的衍射构造，如图1(A)所示，被分成：从光轴向外围对第1光盘D1至第3光盘D3的全部光盘进行记录/再生所使用的与NA3内对应的共同区域；对第1光盘D1以及第2光盘D2进行记录/再生所使用的与NA3～NA2对应的第1外围区域；对第1光盘D1进行记录/再生所使用的NA2～NA1对应的第2外围区域。
被形成在共同区域上的衍射构造，当入射满足
350nm＜λB＜420nm
的波长λB的光的情况下，2次衍射光被最佳化，以理论上100％的衍射效率产生。在这样确定的衍射构造中，当从半导体激光器LD1射出的光束入射的情况下，产生2次衍射光具有最大的衍射光量的现象，物镜1把该2次衍射光作为第1光盘D1的记录/再生用的光束聚光在该信息记录面Dr1上。此外，当从半导体激光器LD2射出的光束入射的情况下，产生1次衍射光具有最大的衍射光量的现象，物镜1把该1次衍射光作为第2光盘D2的记录/再生用的光束聚光在该信息记录面Dr2上。此外，当从半导体激光器LD3射出的光束入射的情况下，产生1次衍射光具有最大的衍射光量的现象，物镜1把该1次衍射光作为第3光盘D3的记录/再生用的光束聚光在该信息记录面Dr3上。
这样，通过确定在被形成于共同区域上的衍射构造上发生的具有最大衍射光量的衍射光的次数满足下式，
|n2|＝INT(λ1·|n1|/λ2)
|n3|＝INT(λ1·|n1|/λ3)
|n1|＞|n2|≥|n3|
|INT(λ1·|n1|/λ2)-(λ1·|n1|/λ2)|＜0.4
|INT(λ1·|n1|/λ3)-(λ1·|n1|/λ3)|＜0.4
(其中，n1是0、±1以外的整数，INT(λ1·|n1|/λ2)是把λ1·|n1|/λ2四舍五入得到的整数，INT(λ1·|n1|/λ3)是把λ1·|n1|/λ3四舍五入得到的整数。)对半导体激光器LD1至LD3的激光光，可以分别提高n1次衍射光、n2次衍射光、n3次衍射光的衍射效率。
例如，在半导体激光器LD1、LD2、LD3的波长分别是405nm、650nm、780nm的情况下，如果选择波长375nm作为λB，则各个光盘的记录/再生用光束的衍射效率变为：
405nm的2次衍射光的衍射效率：93.0％
650nm的1次衍射光的衍射效率：92.5％
780nm的1次衍射光的衍射效率：99.5％
被形成在对应于NA3～NA2的第1外围区域的衍射构造，也和被形成在共同区域上的衍射构造一样，当入射满足下式的波长λB的光入射的情况下，
350nm＜λB＜420nm
最佳化2次衍射光使得理论上在100％的衍射效率下发生。
此外，在被形成在第2外围区域上的衍射构造中产生的衍射光，因为在对第1光盘D1进行记录/再生时使用，在对第2光盘D2以及第3光盘D3进行记录/再生时不使用，所以在第2外围区域中，从半导体激光器LD1射出的光束的衍射效率变得重要。因而，如果向被形成于第2外围区域上的衍射构造上射入和半导体激光器LD2一样波长的光，则2次衍射光被最佳化，使得在理论上以100％的衍射效率发生。
此外，被形成在共同区域上的衍射构造，在入射满足
405nm＜λB＜425nm
的波长λB的光的情况下，6次衍射光被最佳化，以理论上100％的衍射效率产生。在这样确定的衍射构造中，当从半导体激光器LD1射出的光束入射的情况下，产生6次衍射光具有最大的衍射光量的现象，当从半导体激光器LD2射出的光束入射的情况下，产生4次衍射光具有最大的衍射光量的现象，当从半导体激光器LD3射出的光束入射的情况下，产生3次衍射光具有最大的衍射光量的现象。
例如，在半导体激光器LD1、LD2、LD3的波长分别是405nm、650nm、780nm的情况下，如果选择波长415nm作为λB，则各个光盘的记录/再生用光束的衍射效率变为：
405nm的6次衍射光的衍射效率：93.0％
650nm的4次衍射光的衍射效率：90.9％
780nm的3次衍射光的衍射效率：88.4％
此外，被形成在共同区域上的衍射构造，在入射满足
390nm＜λB＜420nm
的波长λB的光的情况下，8次衍射光被最佳化，以理论上100％的衍射效率产生。在这样确定的衍射构造中，当从半导体激光器LD1射出的光束入射的情况下，产生8次衍射光具有最大的衍射光量的现象，当从半导体激光器LD2射出的光束入射的情况下，产生5次衍射光具有最大的衍射光量的现象，当从半导体激光器LD3射出的光束入射的情况下，产生4次衍射光具有最大的衍射光量的现象。
例如，在半导体激光器LD1、LD2、LD3的波长分别是405nm、650nm、780nm的情况下，如果选择波长405nm作为λB，则各个光盘的记录/再生用光束的衍射效率变为：
405nm的8次衍射光的衍射效率：100％
650nm的5次衍射光的衍射效率：99.9％
780nm的4次衍射光的衍射效率：92.5％
此外，被形成在第1以及第2外围区域上的衍射构造被定为，对从通过第1以及第2外围区域达到第3光盘D3的信息记录面Dr3的从半导体激光器LD3射出的光束附加大的球面像差，从通过第1外围区域的半导体激光器LD3射出的光束，变为在第3光盘的D3的记录/再生中使用的点形成中不起作用的光斑成分。
同样，被形成在第2外围区域上的衍射构造，对于通过第2外围区域达到第2光盘D2的信息记录面上的从半导体激光器LD2射出的光束附加大的球面像差，通过第2外围区域的来自半导体激光器LD2的射出光束，变为在第2光盘的D2的记录/再生中使用的点形成中不起作用的光斑成分。
对于这样从对第2光盘D2以及第3光盘D3进行记录/再生时使用的数值孔径通过外围的区域的光束，如果设置成故意附加大的球面像差成为光斑成分，因为自动地进行孔径限制，所以不需要另外设置与NA2以及NA3对应的光圈，易于光学拾取头装置的构造简单。
此外，虽然在物镜OBJ1中，作为第1光盘D1的记录/再生用光束，利用了在共同区域、第1外围区域，以及第2外围区域的各个区域上相互相同次数的衍射光，但也可以利用在各个区域上相互不同次数的衍射光。
例如，如果在共同区域和第1外围区域中，如此确定其衍射构造，使对从半导体激光器LD1射出的光束具有2次衍射光最大的衍射光量，在第2外围区域中，如此确定其衍射构造，使对从半导体激光器LD1射出的光束具有4次衍射光最大的衍射光量，则与利用2次衍射光的情况相比，可以扩大在第2外围区域中的衍射构造的相邻的环带的间隔，可以防止由环带的形状误差引起的衍射效率下降。这时，被形成在第2外围区域上的衍射构造的相邻环带之间的光路差，因为相对从半导体激光器LD2射出的光束，是波长的2.5倍，所以当从半导体激光器LD2射出的光束入射到形成在第2外围区域上的衍射构造的情况下，2次衍射光，和以比2次衍射光还大的角度衍射的3次衍射光以同等程度的衍射光量发生。因而，由从通过第2外围区域的半导体激光器LD2射出的光束产生的光斑成分，在和由2次衍射光产生的光斑成分和由3次衍射光产生的光斑成分分离的同时，因为可以减小各个次数的衍射光产生的光斑成分强度，所以可以抑制在光检测器PD2中的信号检测错误。
此外，如果在共同区域和第1外围区域中，如此确定其衍射构造，使对从半导体激光器LD1射出的光束具有2次衍射光最大的衍射光量，在第2外围区域中，如此确定其衍射构造，使对从半导体激光器LD1射出的光束具有3次衍射光最大的衍射光量，则与被形成在第2外围区域上的衍射构造相邻的环带之间的光路差，因为相对从半导体激光器LD3射出的光束，是波长的1.5倍，所以当从半导体激光器LD3射出的光束入射到形成在第2外围区域上的衍射构造的情况下，1次衍射光，和以比1次衍射光还大的角度衍射的2次衍射光以同等程度的衍射光量发生。因而，由从通过第2外围区域的半导体激光器LD2射出的光束产生的光斑成分，在和由1次衍射光产生的光斑成分和由2次衍射光产生的光斑成分分离的同时，因为可以减小各个次数的衍射光产生的光斑成分强度，所以可以抑制在光检测器PD2中的信号检测错误。
当对第1光盘D1进行信息的记录/再生的情况下，从半导体激光器LD1射出的发散光束，在透过偏光光束分离器BS1后，用准直透镜CL变换为平行光，在通过偏光光束分离器BS2、偏光光束分离器BS3，以及未图示的光圈后，用物镜OBJ1经过第1光盘D1的透明基片变为被聚光在信息记录面Dr1上的点。物镜1，用被配置在其外围的传动器AC控制聚焦以及跟踪。
而后，在信息记录面Dr1上用信息坑调制的反射光束，在再次通过物镜OBJ1、光圈、偏光光束分离器BS3、偏光光束分离器BS2后，用准直透镜CL聚集光束，用偏光光束分离器BS1反射，通过经由柱面透镜CY1以及凹透镜N1付与像散，聚集于光检测器PD1。而后，可以用光检测器PD1的输出信号对第1光盘D1进行信息的记录/以及再生。
当对第2光盘D2进行信息的记录/再生的情况下，从半导体激光器LD2射出的发散光束，在透过偏光光束分离器BS4后，用偏光光束分离器BS2反射，在通过偏光光束分离器BS3，以及，未图示的光圈后，用物镜OBJ1经过第2光盘D2的透明基片变为被聚光在信息记录面Dr2上的点。
而后，在信息记录面Dr2上用信息坑调制的反射光束，在再次通过物镜OBJ1、光圈、偏光光束分离器BS3后，用偏光光束分离器BS2反射后，用偏光光束分离器BS4反射，通过经由柱面透镜CY2以及凹透镜N2付与像散，聚集于光检测器PD2。而后，可以用光检测器PD2的输出信号对第2光盘D2进行信息的记录/以及再生。
当对第3光盘D3进行信息的记录/再生的情况下，从半导体激光器LD3射出的发散光束，在透过偏光光束分离器BS5后，用偏光光束分离器BS3反射，在通过未图示的光圈后，用物镜OBJ1经过第3光盘D3的透明基片变为被聚光在信息记录面Dr3上的点。
而后，在信息记录面Dr3上用信息坑调制的反射光束，在再次通过物镜OBJ1、光圈后，在由偏光光束分离器BS3，以及偏光光束分离器BS5反射后，通过经过柱面透镜CY3以及凹透镜N3付与非点像差，聚集于光检测器PD3。而后，可以用光检测器PD3的输出信号对第3光盘D3进行信息的记录/以及再生。
此外，光学拾取头装置PU1，在半导体激光器LD1和物镜OBJ1之间、半导体激光器LD2和物镜OBJ1之间，以及半导体激光器LD3和物镜OBJ1之间的各自的光路中，具备未图示的1/4波板。
<实施方式2>
图3是展示本实施方式的物镜OBJ2的概略图，图3(A)是正面图，图3(B)是侧面图，图3(C)是局部放大侧面的图。该物镜OBJ1，被适用在用于用共同的透镜对例如，使用如兰紫色半导体激光器那样的短波长光源的高密度DVD等的高密度光盘；使用红色半导体激光器的DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+RW等的DVD标准的光盘；使用红外半导体激光器的CD、CD-R、CD-RW、CD-Video、CD-ROM等的CD标准的光盘兼容性地进行记录/再生的光学拾取头装置，具有把从光源发出的激光光聚光在光盘的信息记录面上的功能。
物镜OBJ2，是由具有作为非球面的2个光学面S3、S4的第1光学元件L1、具有2个光学面S1、S2的第2光学元件L2构成的复合型物镜，在作为非球面的第2光学元件L2的光学面S1上如图3(A)所示形成有以光轴为中心的环带形的衍射构造。该衍射构造，如图3(C)所示，如菲涅耳透镜那样在各环带的边界上在光轴方向上具有高差Δ。入射到环带上的激光光，在由该环带间距确定的方向上衍射。
第1光学元件L1和第2光学元件L2由接触部分M嵌合，该接触部分M通过用使用模具的成形法和光学面形成一体，可以高精度地制作其形状，可以高精度地进行与第1光学元件L1和第2光学元件L2之间的光轴垂直方向上的定位和光轴方向的定位。
物镜OBJ2，把从红外半导体激光器射出的发散激光光束聚光在DVD信息记录面上，把从红外半导体激光器射出的发散光束聚光在CD的信息记录面上。当这样对物镜入射发散光束的情况下，会产生由跟踪误差产生的彗形象差的问题。这是因为，如果因跟踪误差相对半导体激光器的发光点物镜偏心，则发光点相对物镜变为轴外物点的缘故。因而，在入射发散光束使用的物镜的设计中，为了得到良好的跟踪特性，需要补正轴外特性(像高特性)的彗形象差。然而，当对物镜射入发散光束的情况下，与射入平行光束的情况相比，有轴外特性的彗形象差的发生量增大的趋势。因而，因为在物镜OBJ2中，通过设置成由第1光学元件L1和第2光学元件L2构成的复合型物镜，设计自由度(光学面的数)增加，可以良好地补正DVD和CD的轴外特性的彗形象差，所以可以得到在DVD和CD的记录/再生时良好的跟踪特性。
可是，当如高密度光盘那样把物镜数值孔径设定为0.85左右的情况下，光学面(特别是光源侧的光学面)的曲率变得大。如果要在这样的曲率大的光学面上设置环带构造，则环带间距变得非常小(数μ左右)。
用于形成光学元件而使用的模具，采用以被称为SPDT(单刃金刚石切削)的微小直径的金刚石刀片切削的方法制造。但是，在采用SPDT的模具加工中，当在光学面上形成如间距数μ的环带构造那样的微细形状的情况下，由于金刚石刀片的前端形状被复制在模具上产生的因相位不匹配部分引起的激光光的利用效率下降成为问题。此外，反复使用光刻法和蚀刻的双光学制作技术和端子光束描述技术，是适合于高精度形成微细形状的光学元件的制造方法，但如高密度光盘用的物镜那样，制作在曲率大的光学面上具有微细形状的光学元件的例子，和制作用于形成注射形成光学元件的模具的例子还没有报告。
进而，以往，在采用SPDT的模具加工中，即使通过使用前端形状小的金刚石刀片，使得因相位不匹配部分产生的激光光束的利用效率降低不成为问题，可以技术性地高精度制成微细形状，或者采用双光学制造技术和电子光束描绘技术，在制造在曲率小的光学面上具有微细的形状的光学元件，和制造用于注射成形光学元件的模具方面可行，如果在曲率小的光学面上设置间距数μ的环带构造，则还有因为环带构造的高差部分的影子的影响增大，激光光的利用效率下降的问题。
因而，在物镜OBJ2中，设定第1光学元件L1的近轴放大率(power)P1(mm-1)和第2光学元件L2的近轴放大率P2(mm-1)满足下式：
|P1/P2|≤0.2
在通过把在光学面S1上形成有衍射构造的第2光学元件L2的曲率设置成圆滑，使在环带构造的高差部分上的影子的影响产生的激光光的利用效率降低的同时，通过把第1光学元件L1的第2光学元件L2侧的光学面S3的曲率设置得小，可以谋求物镜OBJ2的高数值孔径。
进而，通过把相对第2光学元件L2的近轴放大率的第1光学元件L1的近轴放大率的比设定得大，因为使第1光学元件L1专门具有光束的聚光作用，所以边缘光线通过物镜OBJ2的光盘侧的光学面S4的高度大，如物镜OBJ1那样，确保和把物镜设置为单透镜构成的情况相同的动作距离。
进而，第2光学元件L2的近轴放大率P2被确定为，透过第2光学元件L2入射到第1光学元件L1的光束的边缘光线变为收敛光线。由此，因为光学面S3的有效直径变小，所以可以使第1光学元件L1的外径减小，因为随之第2光学元件L2的外径也可以减小，所以有利于物镜OBJ2的小型化。
被形成在光学面S1上的衍射构造，因为用和被形成在物镜OBJ1的光学面S1上的衍射构造同样的考虑方法确定，所以在此省略其详细说明。
图4是展示使用了该物镜OBJ2的光学拾取头装置PU2的概略图。
除了物镜是复合物镜的成为物镜OBJ2外，因为和光学拾取头装置PU1一样，所以在此省略与光学拾取头装置PU2有关的详细说明。
在各实施例的透镜中的非球面，在把光轴方向设置为X，把与光轴垂直的方向的高度设置为h(mm)，把折射面的曲率半径设置为r(mm)时，用以下的公式2表示。其中，设κ是圆锥系数，A2i是非球面系数。
[公式2]
此外，在各实施例中各物镜的衍射面，作为光路差函数Φb(mm)可以用以下的公式3表示。在此，h(mm)是与光轴垂直的高度，b2i是光路差函数的系数(又叫做衍射面系数)，n是在衍射面上发生的衍射光的次数。
[公式3]
进而，在以下的表或者图中，在用10的乘方表示的数中有用E(或者e)表示为例如E-02(＝10-2)的。
而且，在下面各实施例的各透镜数据表中，r(mm)表示曲率半径，d(mm)表示表面间距，Nλ1、Nλ2和Nλ3分别表示波长λ1、λ2和λ3中的折射率，υd是在d1线中的阿贝数。
实施例
以下，展示适合于上述的<实施方式1>和<实施方式2>的实施例。
(实施例1)
在表1中展示透镜数据的实施例1，是作为在上述的实施方式中的物镜OBJ1适合的塑料单透镜，在第1面(S1)上形成有环带形的衍射构造。在本实施方式的物镜中，把相对第1光盘D1、第2光盘D2、第3光盘D3的规格分别设定为：
NA1＝0.85，λ1＝405nm，t1＝0.1mm，m1＝0
NA2＝0.65，λ2＝650nm，t2＝0.6mm，m2＝-0.03
NA3＝0.50，λ3＝780nm，t3＝1.2mm，m3＝-0.14
被形成在与NA3内对应的共同区域以及与NA3～NA2内对应的第1外围区域上的衍射构造的最佳化波长λB和最佳化次数nB，分别是λB＝415nm、nB＝6，被形成在与NA2～NA1内对应的第2外围区域上的衍射构造的最佳化波长λB和最佳化次数nB，分别是λB＝405nm、nB＝8。
因而，在共同区域以及第1外围区域中，对于从半导体激光器LD1射出的405nm的激光光产生的6次衍射光具有最大衍射光量，对于从半导体激光器LD2射出的650nm的激光光产生的4次衍射光具有最大衍射光量，对于从半导体激光器LD3射出的780nm的激光光产生的3次衍射光具有最大衍射光量，在第2外围区域中，对于从半导体激光器LD1射出的405nm的激光光产生的8次衍射光具有最大衍射光量，对于从半导体激光器LD2射出的650nm的激光光产生的5次衍射光具有最大衍射光量，对于从半导体激光器LD3射出的780nm的激光光产生的4次衍射光具有最大衍射光量。
对于这样确定的衍射构造，如果入射比λ1长5nm的波长410nm的激光光，则从如图5(A)所示的球面色差图(色差图)可知，本实施例的物镜的球面像差在补正不足方向变化。因而在本实施例的物镜中，通过具有如在后焦距变长的方向上变化那样的轴上色差的波长依赖性，因为设置成比λ1长5nm的波长410nm的激光光入射时的后焦距的变化量ΔCA，和比λ1长5nm的波长410nm的激光光入射时的与NA1对应的边缘光线的变化量ΔSA满足以下关系，
-1＜ΔCA/ΔSA＜0
所以，即使半导体激光器LD1引起波型跳变，也可以把最佳像点位置的变化抑制在最小。在此，后焦距的变化量ΔCA，用图5(A)的405nm、410nm的曲线的下端的移动宽度表示，边缘光线的变化量ΔSA，用使405nm的曲线平行移动到其下端与410nm的曲线的下端重合的位置时曲线的上端，和410nm曲线的上端的宽度表示。
可是，在物镜OBJ1中，如果把衍射构造的近轴放大率PD设定得大，因为可以良好地补正波长λ1附近的轴上色差，所以可以相对半导体激光器LD1的波型跳变设置聚光性能不差的透镜，而如果完全补正波长λ1附近的轴上色差，则从波长λ2到λ3的波长区域的轴上色差变为过度补正，对于半导体激光器LD2和半导体激光器LD3的波型跳变聚光性能劣化增加，有可能不能正确地对第2光盘和第3光盘进行信息的记录。
因而，在本实施例的物镜中，通过设定衍射构造的近轴放大率PD满足下式，
-5.0×10-2＜PD＜2.0×10-2
相对半导体激光器LD2和半导体激光器LD3的波型跳变，聚光性能的劣化不会过大。
此外，从图5(B)、(C)所示的球面像差图可知，因为从通过第2外围区域的半导体激光器LD2射出的650nm的激光光，在第2光盘D2的信息记录面上变为光斑成分，从通过第1外围区域以及第2外围区域的半导体激光器LD3射出的780nm的激光光，在第3光盘D3的信息记录面上变为光斑成分，所以可以自动地对NA2以及NA3进行孔径限制。
表1
实施例1
在波长λ1＝405nm时
焦点距离f1＝2.00mm，像侧数值孔径NA1＝0.85，成像倍率m1＝0
在波长λ2＝650nm时
焦点距离f2＝2.07mm，像侧数值孔径NA2＝0.65，成像倍率m2＝-0.03
在波长λ3＝780nm时
焦点距离f3＝2.07mm，像侧数值孔径NA3＝0.50，成像倍率m3＝-0.14
| 面号码 | r(mm) | d(mm) | Nλ1 | Nλ2 | Nλ3 | υd | 备注 |
| 0 | d0(可变) | 光源 | |||||
| 1(光圈)2 | 参照下表-2.7583 | 参照下表d2(可变) | 1.52469 | 1.50661 | 1.50500 | 56.5 | 物镜 |
| 34 | ∞∞ | d3(可变) | 1.61950 | 1.57756 | 1.57062 | 30.0 | 透明基片 |
| λ1＝405nm | λ2＝650nm | λ3＝780nm | |
| d0d2d3 | ∞0.10000.7055 | 63.02040.60000.5217 | 16.00731.20000.3583 |
第1面
衍射次数·最佳化波长·曲率半径·透镜厚度·非球面系数·衍射面系数
| h | 0≤h≤1.35 | h＞1.35 |
| n1/n2/n3 | 6/4/3 | 8/5/4 |
| λB | 415nm | 405nm |
| r | 1.1551 | 1.1660 |
| d1 | 2.2000 | 2.2000 |
| κA4A6A8A10A12A14A16A18A20 | -6.4035E-01-5.9766E-04-4.7564E-03-1.2137E-035.8511E-04-2.7474E-043.3895E-05-4.6696E-052.5452E-05-4.8620E-06 | -5.8616E-01-5.4913E-03-7.0850E-034.9961E-051.0862E-03-2.9682E-04-1.2566E-05-6.3629E-052.4493E-05-2.6949E-06 |
| b2b4b6b8b10 | 2.3318E-03-8.9867E-04-5.3246E-04-6.2181E-05-4.6234E-06 | 1.0991E-03-5.1923E-04-2.8692E-04-2.3236E-05-2.8513E-06 |
第2面
非球面系数
| κA4A6A8A10A12A14A16A18A20 | -4.3900E+011.0752E-01-5.1322E-02-1.1890E-021.9650E-02-2.2078E-03-2.4657E-036.4120E-04 |
(实施例2)
表2中展示透镜数据的实施例2，是作为在上述的实施方式中的物镜OBJ1适合的塑料单透镜，在第1面(S1)上形成有环带形的衍射构造。在本实施方式的物镜中，把相对第1光盘D1、第2光盘D2、第3光盘D3的规格分别设定为：
NA1＝0.85，λ1＝405nm，t1＝0.1mm，m1＝0
NA2＝0.65，λ2＝650nm，t2＝0.6mm，m2＝-0.02
NA3＝0.50，λ3＝780nm，t3＝1.2mm，m1＝-0.15
被形成在与NA3内对应的共同区域以及与NA3～NA2内对应的第1外围区域上的衍射构造的最佳化波长λB和最佳化次数nB，分别是λB＝380nm、nB＝2，被形成在与NA2～NA1内对应的第2外围区域上的衍射构造的最佳化波长λB和最佳化次数nB，分别是λB＝405nm、nB＝2。
因而，在被形成在各个区域上的衍射构造中，对于从半导体激光器LD1射出的405nm的激光光产生的2次衍射光具有最大衍射光量，对于从半导体激光器LD2射出的650nm的激光光产生的1次衍射光具有最大衍射光量，对于从半导体激光器LD3射出的780nm的激光光产生的1次衍射光具有最大衍射光量。
进而，在本实施例的物镜中，通过设定衍射构造的近轴放大率PD满足下式，
0.5×10-2＜PD＜5.0×10-2
相对半导体激光器LD2和半导体激光器LD3的波型跳变，聚光性能的劣化不会过大。
此外，从图6(B)、(C)所示的球面像差可知，因为从通过第2外围区域的半导体激光器LD2射出的650nm的激光光，在第2光盘D2的信息记录面上变为光斑成分，从通过第1外围区域以及第2外围区域的半导体激光器LD3射出的780nm的激光光，在第3光盘D3的信息记录面上变为光斑成分，所以可以自动地对NA2以及NA3进行孔径限制。
表2
实施例2
在波长λ1＝405nm时
焦点距离f1＝2.00mm，像侧数值孔径NA1＝0.85，成像倍率m1＝0
在波长λ2＝650nm时
焦点距离f2＝2.07mm，像侧数值孔径NA2＝0.65，成像倍率m2＝-0.02
在波长λ3＝780nm时
焦点距离f3＝2.06m，像侧数值孔径NA3＝0.50，成像倍率m3＝-0.15
| 面号码 | r(mm) | d(mm) | Nλ1 | Nλ2 | Nλ3 | υd | 备注 |
| 0 | d0(可变) | 光源 | |||||
| 1(光圈)2 | 参照下表-2.3673 | 参照下表d2(可变) | 1.52469 | 1.50661 | 1.50500 | 56.5 | 物镜 |
| 34 | ∞∞ | d3(可变) | 1.61950 | 1.57756 | 1.57062 | 30.0 | 透明基片 |
| λ1＝405nm | λ2＝650nm | λ3＝780nm | |
| d0d2d3 | ∞0.10000.7030 | 87.35440.60000.5094 | 15.28001.20000.3655 |
第1面
衍射次数·最佳化波长·曲率半径·透镜厚度·非球面系数·衍射面系数
| h | 0≤h≤1.35 | h＞1.35 |
| n1/n2/n3 | 2/1/1 | 2/1/1 |
| λB | 380nm | 405nm |
| r | 1.3710 | 1.3766 |
| d1 | 2.2671 | 2.2634 |
| κA4A6A8A10A12A14A16A18A20 | -5.6443E-011.0155E-026.8473E-03-6.8834E-041.1420E-035.5347E-04-1.0087E-035.2327E-04-6.9277E-05-6.3930E-06 | -5.6812E-011.6385E-021.8095E-042.7706E-033.3729E-04-3.4111E-048.4195E-05-2.0012E-052.2938E-05-6.0839E-06 |
| b2b4b6b8b10 | -7.6135E-031.2749E-031.6024E-03-2.8326E-041.2298E-04 | -6.6173E-031.8707E-03-4.2577E-041.0036E-03-2.0596E-04 |
第2面
非球面系数
| κA4A6A8A10A12A14A16A18A20 | -2.4528E+014.3024E-02-7.2838E-03-6.8737E-032.9824E-03-1.6397E-05-1.6456E-041.9141E-05 |
(实施例3)
在表3中展示透镜数据的的实施例3，是作为在上述的实施方式中的物镜OBJ2适合的复合型透镜，由把两个光学面设置成非球面的作为第1光学元件L1的玻璃透镜，和在被设置成非球面的光源侧的光学面上形成有环带形的衍射构造的作为第2光学元件L2的塑料透镜构成。在本实施方式的物镜中，把相对第1光盘D1、第2光盘D2、第3光盘D3的规格分别设定为：
NA1＝0.85，λ1＝405nm，t1＝0.1mm，m1＝0
NA2＝0.65，λ2＝655nm，t2＝0.6mm，m2＝-0.04
NA3＝0.50，λ3＝785nm，t3＝1.2mm，m3＝-0.14
被形成在与NA3内对应的共同区域，与NA3～NA2内对应的第1外围区域以及与NA2～NA1内对应的第2外围区域上的衍射构造的最佳化波长λB和最佳化次数nB，分别是λB＝380nm、nB＝2。
因而，在被形成在各个区域上的衍射构造中，对于从半导体激光器LD1射出的405nm的激光光产生的2次衍射光具有最大衍射光量，对于从半导体激光器LD2射出的655nm的激光光产生的1次衍射光具有最大衍射光量，对于从半导体激光器LD3射出的785nm的激光光产生的1次衍射光具有最大衍射光量。
对于这样确定的衍射构造，如果入射比λ1长5nm的波长410nm的激光光，则从如图7(A)所示的球面像差图(色差图)可知，本实施例的物镜的球面像差在补正过剩方向上变化。因而在本实施例的物镜中，通过具有如在后焦距变长的方向上变化那样的轴上色差的波长依赖性，因为设置成比λ1长5nm的波长410nm的激光光入射时的后焦距的变化量ΔCA，和比λ1长5nm的波长410nm的激光光入射时的与NA1对应的后焦距的变化量ΔSA满足以下关系，
-1＜ΔCA/ΔSA＜0
所以，即使半导体激光器LD1引起波型跳变，也可以把最佳像点位置的变化抑制在最小。
进而，在本实施例的物镜中，通过设定衍射构造的近轴放大率PD满足下式，
0.5×10-2＜PD＜5.0×10-2
相对半导体激光器LD2和半导体激光器LD3的波型跳变，聚光性能的劣化不会过大。
此外，从图7(B)、(C)所示的球面像差可知，因为从通过第2外围区域的半导体激光器LD2射出的655nm的激光光，在第2光盘D2的信息记录面上变为光斑成分，从通过第1外围区域以及第2外围区域的半导体激光器LD3射出的785nm的激光光，在第3光盘D3的信息记录面上变为光斑成分，所以可以自动地对NA2以及NA3进行孔径限制。
表3
实施例3
在波长λ1＝405nm时
焦点距离f1＝2.05mm，像侧数值孔径NA1＝0.85，成像倍率m1＝0
在波长λ2＝655nm时
焦点距离f2＝2.14mm，像侧数值孔径NA2＝0.65，成像倍率m2＝-0.04
在波长λ3＝785nm时
焦点距离f3＝2.14mm，像侧数值孔径NA3＝0.50，成像倍率m3＝-0.14
| 面号码 | r(mm) | d(mm) | Nλ1 | Nλ2 | Nλ3 | υd | 备注 |
| 0 | d0(可变) | 光源 | |||||
| 123(光圈)4 | 参照下表3601075.341.5401-9.9695 | 参照下表0.10002.5000d4(可变) | 1.524911.71558 | 1.506731.68966 | 1.503451.68469 | 56.553.2 | 物镜 |
| 56 | ∞∞ | d5(可变) | 1.61950 | 1.57721 | 1.57042 | 30.0 | 透明基片 |
| λ1＝405nm | λ2＝650nm | λ3＝780nm | |
| d0d4d5 | ∞0.10000.5999 | 50.01720.60000.4641 | 14.92641.20000.2717 |
第1面
衍射次数·最佳化波长·曲率半径·透镜厚度·非球面系数·衍射面系数
| h | 0≤h≤1.153 | 1.153＜h≤1.4 | h＞1.43 |
| n1/n2/n3 | 2/1/1 | 2/1/1 | 2/1/1 |
| λB | 380nm | 380nm | 380nm |
| r | -10.4666 | -11.8021 | -20.6595 |
| d1 | 1.0000 | 1.0000 | 1.0000 |
| κA4A6A8A10A12 | -1.1000E+012.8254E-02-7.1556E-031.2671E-033.5495E-04-7.3561E-05 | -1.1000E+011.7590E-02-9.2533E-041.4113E-03-4.8688E-042.6450E-05 | -1.1000E+016.1773E-03-5.4273E-042.9967E-03-1.5628E-032.0226E-04 |
| b2b4b6b8b10 | -1.1764E-026.5468E-048.4835E-04-5.6702E-042.1908E-04 | -1.1036E-02-5.6496E-041.0458E-03-5.9605E-058.6727E-06 | -9.5589E-038.7375E-04-6.6414E-041.6233E-044.1737E-06 |
第2面
非球面系数
| κA4A6A8A10A12A14A16A18A20 | 1.0000E+011.7777E-02-5.1797E-033.3246E-03-1.1994E-03-3.6860E-063.0819E-05 |
第3面
非球面系数
| κA4A6A8A10A12A14A16A18A20 | -6.0595E-01-1.2358E-032.2753E-031.7452E-03-1.6775E-035.1978E-04-6.4585E-056.1456E-07 |
第4面
非球面系数
| κA4A6A8A10A12A14A16A18A20 | 2.0000E+006.5322E-02-7.5864E-025.9002E-02-1.0020E-02-1.6829E-027.5707E-03 |
在表4中展示透镜数据的的实施例4，是作为在上述的实施方式中的物镜OBJ2适合的复合型透镜，由把两个光学面设置成非球面的作为第1光学元件L1的塑料透镜，和在被设置成非球面的两个光学面上形成有环带形的衍射构造的作为第2光学元件L2的塑料透镜构成。在本实施方式的物镜中，把相对第1光盘D1、第2光盘D2、第3光盘D3的规格分别设定为：
NA1＝0.85，λ1＝405nm，t1＝0.1mm，m1＝0
NA2＝0.65，λ2＝650nm，t2＝0.6mm，m2＝-0.11
NA3＝0.50，λ3＝780nm，t3＝1.2mm，m3＝-0.20
被形成在与NA3内对应的共同区域以及与NA3～NA2内对应的第1外围区域上的衍射构造的最佳化波长λB和最佳化次数nB，分别是λB＝380nm、nB＝2，被形成在与NA2～NA1内对应的共同区域上的衍射构造的最佳化波长λB和最佳化次数nB，分别是λB＝405nm、nB＝3。
因而，在被形成在共同区域以及第1外围区域中，对于从半导体激光器LD1射出的405nm的激光光产生的2次衍射光具有最大衍射光量，对于从半导体激光器LD2射出的650nm的激光光产生的1次衍射光具有最大衍射光量，对于从半导体激光器LD3射出的780nm的激光光产生的1次衍射光具有最大衍射光量，在第2外围区域中，对于从半导体激光器LD1射出的405nm的激光光产生的3次衍射光具有最大衍射光量，对于从半导体激光器LD2射出的650nm的激光光产生的2次衍射光具有最大衍射光量，对于从半导体激光器LD3射出的780nm的激光光产生的2次衍射光具有最大衍射光量。
进而，在本实施例的物镜中，对于对第2光盘进行记录/再生时的成像倍率m2、对于对第3光盘进行记录/再生时的成像倍率m3、通过设定衍射构造的近轴放大率PD满足下式，
0.5×10-2＜PD＜5.0×10-2
相对半导体激光器LD2和半导体激光器LD3的波型跳变，聚光性能的劣化不会过大。
此外，从图8(B)、(C)所示的球面像差图可知，因为从通过第2外围区域的半导体激光器LD2射出的650nm的激光光，在第2光盘D2的信息记录面上变为光斑成分，从通过第1外围区域以及第2外围区域的半导体激光器LD3射出的780nm的激光光，在第3光盘D3的信息记录面上变为光斑成分，所以可以自动地对NA2以及NA3进行孔径限制。
可是，在光学拾取头装置中，物镜因跟踪误差而相对半导体激光器的发光点偏心0.2mm。在对物镜射入发散光的情况下，相当于发光点相对物镜变为具有0.2mm的物体过度的轴外物点。相对本实施例的物镜的0.2mm的物体高的波面像差，对于第2光盘，是0.025λ2rms，对于第3光盘是0.033λ3rms，对于通过入射物镜发散光束使用的第2光盘和第3光盘可以得到好的跟踪特性。
表4
实施例4
在波长λ1＝405nm时
焦点距离f1＝2.20mm，像侧数值孔径NA1＝0.85，成像倍率m1＝0
在波长λ2＝650nm时
焦点距离f2＝2.26mm，像侧数值孔径NA2＝0.65，成像倍率m2＝-0.11
在波长λ3＝780nm时
焦点距离f3＝2.27mm，像侧数值孔径NA3＝0.50，成像倍率m3＝-0.20
| 面号码 | r(mm) | d(mm) | Nλ1 | Nλ2 | Nλ3 | υd | 备注 |
| 0 | d0(可变) | 光源 | |||||
| 123(光圈)4 | 参照下表参照下表1.5528-2.1403 | 参照下表0.05002.9500d4(可变) | 1.524691.56013 | 1.506611.54090 | 1.505001.53734 | 56.556.3 | 物镜 |
| 56 | ∞∞ | d5(可变) | 1.61956 | 1.57785 | 1.57088 | 30.0 | 透明基片 |
| λ1＝405nm | λ2＝650nm | λ3＝780nm | |
| d0d4d5 | ∞0.10000.4872 | 20.86530.60000.4851 | 11.45651.20000.2979 |
第1面
衍射次数·最佳化波长·曲率半径·透镜厚度·非球面系数·衍射面系数
| h | 0≤h≤1.479 | h＞1.479 |
| n1/n2/n3 | 2/1/1 | 3/2/2 |
| λB | 380nm | 405nm |
| r | -75.9093 | -75.9093 |
| d1 | 2.2671 | 2.2634 |
| κA4A6A8A10A12A14 | -1.9314E+036.7348E-031.0224E-033.3638E-06-1.6208E-04-1.5907E-06-3.4313E-07 | -1.9314E+036.7348E-031.0224E-033.3638E-06-1.6208E-04-1.5907E-06-3.4313E-07 |
| b2b4b6b8b10 | -4.9508E-03-2.1580E-036.4135E-043.7355E-05-3.0158E-05 | -3.5176E-03-1.5333E-034.5569E-042.6541E-05-2.1428E-05 |
第2面
衍射次数·最佳化波长·曲率半径·透镜厚度·非球面系数·衍射面系数
| h | 0≤h≤1.483 | h＞1.483 |
| n1/n2/n3 | 2/1/1 | 3/2/2 |
| λB | 380nm | 405nm |
| r | -29.0672 | -29.0672 |
| d1 | 2.2671 | 2.2634 |
| κA4A6A8A10A12A14 | -1.3788E+031.0726E-021.6748E-04-4.9758E-04-2.1960E-05-1.0692E-056.4879E-06 | -1.3788E+031.0726E-021.6748E-04-4.9758E-04-2.1960E-05-1.0692E-056.4879E-06 |
| b2b4b6b8b10 | -4.6811E-047.6852E-062.6310E-04-8.4343E-05-9.9442E-06 | -3.3261E-045.4606E-061.8694E-04-5.9928E-05-7.0656E-06 |
第3面
非球面系数
| κA4A6A8A10A12A14A16A18A20 | -7.1373E-018.2690E-039.7887E-04-1.1881E-037.7852E-04-1.6114E-04-4.7416E-051.6534E-052.7589E-06-1.1891E-06 |
第4面
非球面系数
| κA4A6A8A10A12A14A16A18A20 | -1.0211E+019.3235E-02-7.9444E-021.9703E-021.1928E-03-9.1615E-04-1.7067E-06 |
(实施例4’)
表4’所示的透镜数据的实施例4’，是作为在上述的实施方案中的物镜OBJ2适合的复合型物镜，由两个光学面被设置成非球面的作为第1光学元件L1的塑料透镜，和在被设置成非求面的光源一侧的光学面上形成有环带形的衍射构造的第2光学元件L2的塑料透镜构成。在本实施方式的物镜中，假设对于第1光盘D1、第2光盘D2、第3光盘D3的规格分别设置为：
NA1＝0.87，λ1＝408nm，t1＝0.1mm，m1＝0
NA1＝0.67，λ2＝658nm，t2＝0.6mm，m2＝-0.12
NA1＝0.51，λ3＝785nm，t3＝1.2mm，m3＝-0.20
被形成在与NA3内的共同区域以及NA3～NA2内对应的第1外围区域上的衍射构造的最佳波长λB和最佳次数nB，分别是λB＝408nm，nB＝8，被形成在与NA2～NA1内对应的第2外围区域上的衍射构造的最佳波长λB和最佳次数nB分别是λB＝408nm，nB＝6。
因而，在共同区域以及第1外围区域上，对于从半导体激光器LD1射出的408nm的激光光，产生8次衍射光具有最大的衍射光量，对于从半导体激光器LD2射出的658nm的激光光，产生5次衍射光具有最大的衍射光量，对于从半导体激光器LD3射出的785nm的激光光，产生4次衍射光具有最大的衍射光量，在第2外围区域上，对于从半导体激光器LD1射出的408nm的激光光，产生6次衍射光具有最大的衍射光量，对于从半导体激光器LD2射出的658nm的激光光，产生4次衍射光具有最大的衍射光量，对于从半导体激光器LD3射出的785nm的激光光，产生3次衍射光具有最大的衍射光量。
此外，从图8’(B)、(C)所示的球面像差图可知，因为，通过第2外围区域的从半导体激光器LD2射出的685nm的激光光，在第2光盘D2的信息记录面上成为光斑成分，通过第1外围区域以及第2外围区域的从半导体激光器LD3射出的788nm的激光光，在第3光盘D3的信息记录面上成为光斑成分，所以，可以自动对NA2以及NA3进行孔径限制。
实施例4’
在波长λ1＝408nm时
焦点距离f1＝2.20mm，像侧数值孔径NA1＝0.87，成像倍率m1＝0
在波长λ2＝658nm时
焦点距离f2＝2.26mm，像侧数值孔径NA2＝0.67，成像倍率m2＝-0.12
在波长λ3＝785nm时
焦点距离f3＝2.27mm，像侧数值孔径NA3＝0.51，成像倍率m3＝-0.20
| 面号码 | r(mm) | d(mm) | Nλ1 | Nλ2 | Nλ3 | νd | 备注 |
| 0 | d0(可变) | 光源 | |||||
| 123(絞リ)4 | 参照下表参照下表1.4984-2.2641 | 1.95000.05002.7000d4(可变) | 1.524241.55965 | 1.506431.54062 | 1.504971.53724 | 56.556.3 | 物镜 |
| 56 | ∞∞ | d5(可变) | 1.61830 | 1.57701 | 1.57042 | 30.0 | 透明基片 |
| λ1＝408nm | λ2＝658nm | λ3＝785nm | |
| d0d4d5 | ∞0.10000.4743 | 18.57320.60000.4760 | 11.49531.20000.3000 |
第1面
衍射次数·最佳化波长·曲率半径·透镜厚度·非球面系数·衍射面系数
| h | 0≤h≤1.19 | 1.19＜h≤1.54 | 1.54＜h |
| n1/n2/n3 | 8/5/4 | 8/5/4 | 6/4/3 |
| λB | 408nm | 408nm | 408nm |
| r | 28.4866 | 27.3901 | 26.2080 |
| κA4A6A8A10A12A14 | 7.8485E+014.2859E-031.2630E-02-1.4130E-023.7955E-031.8142E-040.0000E+00 | -6.6536E+021.3518E-02-2.9627E-03-1.4078E-034.5355E-042.6425E-050.0000E+00 | -4.4129E+026.7817E-032.1701E-04-3.9874E-04-2.8647E-05-3.6462E-06-4.0715E-06 |
| b2b4b6b8b10 | -2.3267E-036.7507E-044.7375E-04-8.6694E-042.8693E-04 | -2.1102E-035.9426E-04-1.3167E-04-1.4033E-045.0353E-05 | -2.3177E-03-1.5985E-041.0469E-048.2120E-06-1.3041E-05 |
第2面
曲率半径·非球面系数
| h | 0≤h≤1.54 | 1.54＜h |
| r | 65.9724 | 643.7815 |
| κA4A6A8A10A12A14 | 1.0000E+013.1093E-03-1.3025E-031.2188E-03-5.8067E-046.7139E-050.0000E+00 | 1.0000E+018.9754E-03-8.1022E-04-6.8268E-047.9746E-05-4.7903E-060.0000E+00 |
第3面
非球面系数
| κA4A6A8A10A12A14A16A18A20 | -6.4822E-012.0499E-02-7.1252E-032.6231E-034.9955E-04-3.8169E-049.5612E-05-1.1952E-051.8416E-062.1732E-07 |
第4面
非球面系数
| κA4A6A8A10A12A14A16A18A20 | -4.9132E+012.7393E-025.9012E-02-3.0228E-02-6.0674E-034.8664E-052.7695E-030.0000E+000.0000E+000.0000E+00 |
实施例5
本实施例，是对于记录密度不同的3种光盘，可以进行信息的记录以及再生的塑料制的物镜。在得到本实施例的物镜特性时，把第1光盘(使用兰紫色半导体激光器的下一代高密度DVD)用的第1光源的波长λ1设置为405nm，把第2光盘(DVD)用的第2光源的波长λ2设置为650nm，把第3光盘(CD)用的第3光源的波长λ3设置为780nm，第1光盘的透明基片厚度t1设置为0.1mm，第2光盘的透明基片厚度t2设置为0.6mm，第3光盘的透明基片厚度t3设置为1.2mm。此外，作为对第1～第3光盘进行信息的记录以及再生所需要的物镜的像侧数值孔径NA1、NA2、NA3，分别假设为0.85，0.65，0.50。
图9至图11展示本实施例的物镜的λ1＝405nm、λ2＝650nm、λ3＝780nm中的光路图。此外，图12展示相对本实施例的物镜的λ1＝405nm的至数值孔径0.85的球面像差图。此外，图13展示在入射和通过组合λ1＝405nm和NA1 0.85确定的光圈直径相等的光束直径的λ2＝650nm的光时的球面像差图。进而，图14展示在入射和通过组合λ1＝405nm和NA2 0.85确定的光圈直径相等的光束直径的λ3＝780nm的光时的球面像差图。
在本实施例的物镜中，通过形成在光束入射面上的衍射构造(未图示)的作用，在对各种光盘进行信息的记录以及再生中所需要的像侧数值孔径内，良好地补正由于3种光盘的透明基片厚度不同产生的球面像差。进而，本发明的物镜的，在规定像侧数值孔径中的波面像差是：
在λ1＝405nm，NA1 0.85，t1＝0.1mm时，0.008λ1rms
在λ2＝650nm，NA2 0.65，t2＝0.6mm时，0.003λ2rms
在λ3＝780nm，NA3 0.50，t3＝1.2mm时，0.005λ3rms
此外，在本实施例的物镜中，因为设置成使通过在NA2 0.65外侧的波长650nm的光束不在第2光盘的信息记录面上聚光那样的光斑，进而，使通过在NA3 0.50外侧的光束不在第3光盘的信息记录面上聚光那样的光斑，所以点的聚焦并不超过需要，可以确保对第2以及第3光盘的盘变形的充分的安全系数，进而，因为自动地与各种光盘对应，可以自动地限制孔径，所以不需要另外设置孔径限制/切换装置，可以简单地设置光学拾取头的构造。
进而，在本实施例的物镜中，作为高密度的下一代的第1光盘，把透明基片厚度t1设置为0.1mm，把光源的波长设置为405nm，把像侧数值孔径设置为0.85，进行光学设计，但对此外规格的光盘也可以适用本发明。
此外，把相对第2光盘(DVD)的像侧数值孔径设置为0.65，把相对第3光盘(CD)的像侧数值孔径设置为0.50，进行光学设计，但对于作为此外的规格的光盘也可以适用本发明。
表5展示本实施例的物镜的透镜数据。
[表5]
实施例5
在波长λ1＝405nm时
焦点距离f1＝2.35mm，像侧数值孔径NA1＝0.85，成像倍率m1＝0，衍射次数n1＝2
在波长λ2＝650nm时
焦点距离f1＝2.44mm，像侧数值孔径NA2＝0.60，成像倍率m2＝-0.10，衍射次数n2＝1
在波长λ3＝780nm时
焦点距离f3＝2.43mm，像侧数值孔径NA3＝0.45，成像倍率m3＝-0.17，衍射次数n3＝1
| 面号码 | r(mm) | d(mm) | Nλ1 | Nλ2 | Nλ3 | νd | 备注 |
| 0 | d0(可变) | 光源 | |||||
| 12 | 1.561-2.766 | 2.750d2(可变) | 1.52491 | 1.50690 | 1.50355 | 56.5 | 物镜 |
| 34 | ∞∞ | d3(可变) | 1.61950 | 1.57756 | 1.57062 | 30.0 | 透明基片 |
| λ1＝405nm | λ2＝650nm | λ3＝780nm | |
| d0d2d3 | ∞0.1000.771 | 25.7540.6000.780 | 16.1891.2000.550 |
非球面系数
| 第1面 | 第2面 | |
| κA4A6A8A10A12A14A15 | -4.7792E-01-1.6095E-033.8846E-042.5985E-048.0200E-06-4.6137E-059.3827E-06-1.2994E-07 | -3.0529E+015.4297E-02-5.3944E-03-2.8858E-034.1563E-04-2.6037E-054.7586E-05-5.4700E-06 |
衍射面系数
| 第1面 | |
| b2b4b6b8b10 | -5.0000E-03-8.3304E-044.0431E-04-3.9806E-05-1.3503E-05 |
本实施例的物镜，在光束入射面(在表5中是第1面)的非球面上，形成表6所示那样的，环带形的衍射构造。在表6中，“始点高度”表示从该环带的始点到光轴的距离，“终点高度”表示从该环带的终点到光轴的距离，在有效直径内的环带数是83条。
[表6]
| 环带号码 | 始点高度(mm) | 終点高度(mm) |
| 12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940 | 0.0000.2740.3850.4700.5400.6020.6570.7070.7540.7970.8390.8780.9150.9510.9861.0191.0511.0831.1131.1431.1721.2001.2281.2551.2821.3081.3331.3581.3821.4051.4281.4511.4721.4931.5141.5341.5531.5711.5891.607 | 0.2740.3850.4700.5400.6020.6570.7070.7540.7970.8390.8780.9150.9510.9861.0191.0511.0831.1131.1431.1721.2001.2281.2551.2821.3081.3331.3581.3821.4051.4281.4511.4721.4931.5141.5341.5531.5711.5891.6071.623 |
(接着)
| 环带号码 | 始点高度(mm) | 終点高度(mm) |
| 41424344454647484950515253545556575859606162636465666768697071727374757677787980818283 | 1.6231.6401.6551.6701.6841.6981.7121.7251.7371.7491.7611.7721.7831.7931.8031.8131.8221.8321.8401.8491.8571.8661.8731.8811.8891.8961.9031.9101.9161.9231.9291.9361.9421.9481.9541.9591.9851.9701.9761.9811.9861.9911.996 | 1.6401.6551.6701.6841.6981.7121.7251.7371.7491.7611.7721.7831.7931.8031.8131.8221.8321.8401.8491.8571.8661.8731.8811.8891.8961.9031.9101.9161.9231.9291.9361.9421.9481.9541.9591.9651.9701.9761.9811.9861.9911.9962.001 |
表6的衍射环带构造被最佳化，使得在波长(λB)380nm、衍射次数2上衍射效率理论上是100％。在该衍射构造中，当入射作为第1光盘(高密度DVD)的使用波长的波长405nm的光的情况下，产生的2次衍射光具有最大的衍射光量，当入射作为第2光盘(DVD)的使用波长的波长650nm的光的情况下，和当入射作为第3光盘(CD)的使用波长的波长780nm的光的情况下，产生的1次衍射光具有最大的衍射光量。
通过用波长380nm、衍射次数2最佳化衍射构造，可以达到在各个光盘的使用波长区域中的衍射效率为：
高密度DVD(波长405nm)：95.1％
DVD(波长650nm)：90.9％
CD(波长780nm)：99.8％
实施例6
本实施例，是对于记录密度不同的3种光盘，可以进行信息的记录以及再生的塑料制的物镜。在得到本实施例的物镜特性时，把第1光盘(使用兰紫色半导体激光器的下一代高密度DVD)用的第1光源的波长λ1设置为405nm，把第2光盘(DVD)用的第2光源的波长λ2设置为650nm，把第3光盘(CD)用的第3光源的波长λ3设置为780nm，第1光盘的透明基片厚度t1设置为0.1mm，第2光盘的透明基片厚度t2设置为0.6mm，第3光盘的透明基片厚度t3设置为1.2mm。此外，作为对第1～第3光盘进行信息的记录以及再生所需要的物镜的像侧数值孔径NA1、NA2、NA3，分别假设为0.85，0.65，0.50。
图15至图17展示本实施例的物镜的λ1＝405nm、λ2＝650nm、λ3＝780nm中的光路图。此外，图18展示相对本实施例的物镜的λ1＝405nm的至数值孔径0.85的球面像差图。此外，图19展示在入射和通过组合λ1＝405nm和NA1 0.85确定的光圈直径相等的光束直径的λ2＝650nm的光时的球面像差图。进而，图20展示在入射和通过组合λ1＝405nm和NA20.85确定的光圈直径相等的光束直径的λ3＝780nm的光时的球面像差图。
在本实施例的物镜中，通过形成在光束入射面上的衍射构造(未图示)的作用，在对各种光盘进行信息的记录以及再生中时需要的像侧数值孔径，良好地补正由于3种光盘的透明基片厚度不同产生的球面像差。进而，本发明的物镜的，在规定像侧数值孔径中的波面像差是：
在λ1＝405nm，NA1 0.85，t1＝0.1mm时，0.008λ1rms
在λ2＝650nm，NA2 0.65，t2＝0.6mm时，0.005λ2rms
在λ3＝780nm，NA3 0.50，t3＝1.2mm时，0.005λ3rms
此外，在本实施例的物镜中，因为把通过在NA2 0.65外侧的波长650nm的光束设置成在第2光盘的信息记录面上不聚光那样的光斑，进而，把从NA3 0.50通过外侧的光束设置成在第3光盘的信息记录面上不聚光那样的光斑，所以点的聚焦并不超过需要，可以确保对第2以及第3光盘的盘变形的充分的安全系数，进而，因为自动地与各个光盘对应，自动地限制孔径，所以不需要另外设置孔径限制/切换装置，可以简单地设置光学拾取头的构造。
进而，在本实施例的物镜中，作为高密度的下一代的第1光盘，把透明基片厚度t1设置为0.1mm，把光源的波长设置为405nm，把像侧数值孔径设置为0.85，进行光学设计，但对此外规格的光盘也可以适用本发明。
此外，把相对第2光盘(DVD)的像侧数值孔径设置为0.65，把相对第3光盘(CD)的像侧数值孔径设置为0.50，进行光学设计，但对于作为此外的规格的光盘也可以适用本发明。
表7展示本实施例的物镜的透镜数据。
[表7]
实施例6
在波长λ1＝405nm时
焦点距离f1＝2.35mm，像侧数值孔径NA1＝0.85，成像倍率m1＝0，衍射次数n1＝6
在波长λ2＝650nm时
焦点距离f2＝2.43mm，像侧数值孔径NA2＝0.65，成像倍率m2＝-0.07，衍射次数n2＝4
在波长λ3＝780nm时
焦点距离f3＝2.47mm，像侧数值孔径NA3＝0.50，成像倍率m3＝-0.12，衍射次数n3＝3
| 面号码 | r(mm) | d(mm) | Nλ1 | Nλ2 | Nλ3 | υd | 备注 |
| 0 | d0(可变) | 光源 | |||||
| 12 | 1.916-2364.844 | 2.500d2(可变) | 1.76904 | 1.73912 | 1.73324 | 49.3 | 物镜 |
| 34 | ∞∞ | d3(可变) | 1.61949 | 1.57756 | 1.57062 | 30.0 | 透明基片 |
| λ1＝405nm | λ2＝650nm | λ3＝780nm | |
| d0d2d3 | ∞0.1000.876 | 37.9840.6000.781 | 22.6521.2000.559 |
非球面系数
| 第1面 | 第2面 | |
| κA4A6A8A10A12A14A16 | -6.4710E-018.2429E-03-4.2424E-031.9819E-03-3.1417E-04-7.2817E-054.1695E-05-6.7073E-06 | 0.0000E+003.7215E-02-2.4887E-02-4.6124E-036.4199E-03-1.8182E-031.7603E-04 |
衍射面系数
| 第1面 | |
| b2b4b6b8b10 | -2.0000E-033.2212E-04-4.6124E-041.5716E-04-1.9533E-05 |
本实施例的物镜，在光束入射面(在表9中是第1面)的非球面上，形成表8所示那样的，环带形的衍射构造。在表8中，“始点高度”表示从该环带的始点到光轴的距离，“终点高度”表示从该环带的终点到光轴的距离，在有效直径内的环带数是30条。
[表8]
| 环带号码 | 始点高度(mm) | 終点高度(mm) |
| 123456789101112131415161718192021222324252627282930 | 0.0000.4610.6550.8000.9181.0161.1021.1781.2461.3091.3671.4211.4721.5201.5651.6081.6491.6871.7241.7581.7901.8191.8471.8731.8971.9201.9411.9611.9791.996 | 0.4610.6550.8000.9181.0161.1021.1781.2461.3091.3671.4211.4721.5201.5651.6081.6491.6871.7241.7581.7901.8191.8471.8731.8971.9201.9411.9611.9791.9962.012 |
表8的衍射环带构造被最佳化，使得在波长(λB)415nm、衍射次数6上衍射效率理论上是100％。在该衍射构造中，当入射作为第1光盘(高密度DVD)的使用波长的波长405nm的光的情况下，产生的6次衍射光具有最大的衍射光量，当入射作为第2光盘(DVD)的使用波长的波长650nm的光的情况下，产生的4次衍射光具有最大的衍射光量，当入射作为第3光盘(CD)的使用波长的波长780nm的光的情况下，产生的3次衍射光具有最大的衍射光量。
通过用波长415nm、衍射次数6最佳化衍射构造，可以得到在各个光盘的使用波长区域中的衍射效率：
高密度DVD(波长405nm)：93.0％
DVD(波长650nm)：90.9％
CD(波长780nm)：88.4％
实施例7
本实施例，是对于记录密度不同的3种光盘，可以进行信息的记录以及再生的物镜。在得到本实施例的物镜特性时，把第1光盘(使用兰紫色半导体激光器的下一代高密度DVD)用的第1光源的波长λ1设置为405nm，把第2光盘(DVD)用的第2光源的波长λ2设置为650nm，把第3光盘(CD)用的第3光源的波长λ3设置为780nm，第1光盘的透明基片厚度t1设置为0.1mm，第2光盘的透明基片厚度t2设置为0.6mm，第3光盘的透明基片厚度t3设置为1.2mm。此外，作为对第1～第3光盘进行信息的记录以及再生所需要的物镜的像侧数值孔径NA1、NA2、NA3，分别假设为0.85，0.60，0.50。
图21至图23展示本实施例的物镜的λ1＝405nm、λ2＝650nm、λ3＝780nm中的光路图。此外，图24展示相对本实施例的物镜的λ1＝405nm的至数值孔径0.85的球面像差图。此外，图25展示在入射和通过组合λ1＝405nm和NA1 0.85确定的光圈直径相等的光束直径的λ2＝650nm的光时的球面像差图。进而，图26展示在入射和通过组合λ1＝405nm和NA2 0.85确定的光圈直径相等的光束直径的λ3＝780nm的光时的球面像差图。
本实施例的物镜，是由塑料制的非球面透镜，和被配置在该非球面透镜的光束入射面侧的，作为基片厚度差补正装置的塑料制的衍射光学元件构成的复合型物镜，通过形成在衍射光学元件的非球面透镜侧的光学上的衍射构造(未图示)的作用，在对各种光盘进行信息的记录以及再生中所需要的像侧数值孔径内，良好地补正由于3种光盘的透明基片厚度不同产生的球面像差。进而，本发明的物镜的，在规定像侧数值孔径中的波面像差是：
在λ1＝405nm，NA1 0.85，t1＝0.1mm时，0.004λ1rms
在λ2＝650nm，NA2 0.60，t2＝0.6mm时，0.001λ2rms
在λ3＝780nm，NA3 0.50，t3＝1.2mm时，0.002λ3rms
此外，在本实施例的物镜中，因为把通过在NA2 0.65的外侧的波长650nm的光束设置成在第2光盘的信息记录面上不聚光那样的光斑，进而，把通过在NA3 0.50的外侧的光束设置成在第3光盘的信息记录面上不聚光那样的光斑，所以点的聚焦并不超过需要，可以确保对第2以及第3光盘的盘变形的充分的安全系数，进而，因为自动地与各个光盘对应，自动地限制孔径，所以不需要另外设置孔径限制/切换装置，可以简单地设置光学拾取头的构造。
进而，在本实施例的物镜中，作为高密度的下一代的第1光盘，把透明基片厚度t1设置为0.1mm，把光源的波长设置为405nm，把像侧数值孔径设置为0.85，进行光学设计，但对此外规格的光盘也可以适用本发明。
此外，把相对第2光盘(DVD)的像侧数值孔径设置为0.65，把相对第3光盘(CD)的像侧数值孔径设置为0.50，进行光学设计，但对于作为此外的规格的光盘也可以适用本发明。
表9展示本实施例的物镜的透镜数据。
[表9]
实施例7
在波长λ1＝405nm时
焦点距离f1＝2.65mm，像侧数值孔径NA1＝0.85，成像倍率m1＝0，衍射次数n1＝2
在波长λ2＝650nm时
焦点距离f2＝2.754mm，像侧数值孔径NA2＝0.60，成像倍率m2＝-0.07，衍射次数n2＝1
在波长λ3＝780nm时
焦点距离f3＝2.74mm，像侧数值孔径NA3＝0.50，成像倍率m3＝-0.12，衍射次数n3＝1
| 面号码 | r(mm) | d(mm) | Nλ1 | Nλ2 | Nλ3 | υd | 备注 |
| 0 | d0(可变) | 光源 | |||||
| 1234 | -19.912∞1.596-4.098 | 1.0000.1003.100d4(可变) | 1.524911.52491 | 1.506901.50690 | 1.503551.50355 | 56.556.5 | 物镜 |
| 56 | ∞∞ | d5(可变) | 1.61950 | 1.57756 | 1.57062 | 30.0 | 透明基片 |
| λ1＝405nm | λ2＝650nm | λ3＝780nm | |
| d0d2d3 | ∞0.1000.830 | 40.3790.6000.807 | 23.6141.2000.546 |
非球面系数
| 第1面 | 第3面 | 第4面 | |
| κA4A6A8A10A12A14 | 05.34E-03-8.16E-04 | -6.6547E-01-2.6444E-031.7131E-03-4.7417E-052.1808E-051.4276E-076.8395E-07 | -5.1020E+014.6682E-02-2.4977E-027.9334E-03-1.4570E-031.2211E-04-7.8711E-07 |
衍射面系数
| 第2面 | |
| b2b4b6b8b10 | -6.0000E-03-7.4571E-042.1879E-04-5.2397E-053.2165E-06 |
本实施例的物镜，在衍射光学元件的光盘侧的面(在表9中是第2面)的平面上，形成表10所示那样的，环带形的衍射构造。在表10中，“始点高度”表示从该环带的始点到光轴的距离，“终点高度”表示从该环带的终点到光轴的距离，在有效直径内的环带数是130条。
[表10]
(接着)
(接着)
表10的衍射环带构造被最佳化，使得衍射环带构造，在波长(λB)3750nm、衍射次数2中衍射效率理论上是100％。在该衍射构造中，当入射作为第1光盘(高密度DVD)的使用波长的波长405nm的光的情况下，产生的2次衍射光具有最大的衍射光量，当入射作为第2光盘(DVD)的使用波长的波长650nm的光的情况下，和当入射作为第3光盘(DVD)的使用波长的波长780nm的光的情况下，产生的1次衍射光具有最大的衍射光量。
通过在波长375nm、衍射次数2上最佳化衍射构造，可以得到各个光盘的使用波长区域中的衍射效率为：
高密度DVD(波长405nm)：93.0％
DVD(波长650nm)：92.5％
CD(波长780nm)：99.5％
此外，因为形成衍射构造的光学面是平面，所以本实施例的物镜的衍射光学元件的衍射构造，可以采用电子束描绘法，相邻的环带间隔的最小值，即使是小到6微米的衍射构造，也可以高精度地制造，可以实现由衍射构造的形状误差引起的衍射效率的下降小的衍射光学元件。有关采用电子束描绘法的微细的衍射构造的制造方法，记载在“OPTICS DESIGN光学设计研究集团机关杂志No202000.2.25p26-p31”中。
实施例8
本实施例，是对于记录密度不同的3种光盘，可以进行信息的记录以及再生的塑料制的物镜。在得到本实施例的物镜特性时，把第1光盘(使用兰紫色半导体激光器的下一代高密度DVD)用的第1光源的波长λ1设置为405nm，把第2光盘(DVD)用的第2光源的波长λ2设置为655nm，把第3光盘(CD)用的第3光源的波长λ3设置为785nm，第1光盘的透明基片厚度t1设置为0.1mm，第2光盘的透明基片厚度t2设置为0.6mm，第3光盘的透明基片厚度t3设置为1.2mm。此外，作为对第1～第3光盘进行信息的记录以及再生所需要的物镜的像侧数值孔径NA1、NA2、NA3，分别假设为0.85，0.60，0.45。
图27至图29展示本实施例的物镜的λ1＝405nm、λ2＝655nm、λ3＝785nm中的光路图。此外，图30展示相对本实施例的物镜的λ1＝405nm的至数值孔径0.85的球面像差图。此外，图31展示在入射和通过组合λ1＝405nm和NA1 0.85确定的光圈直径相等的光束直径的λ2＝655nm的光时的球面像差图。进而，图32展示相对λ3＝785nm的至数值孔径光0.45的球面像差图。
本实施例的物镜，通过形成在光束入射面上的衍射构造(未图示)的作用，在对第1光盘和第2光盘的各个光盘进行信息的记录以及再生中所需要的像侧数值孔径内，良好地补正由于第1光盘和第2光盘的透明基片厚度不同产生的球面像差。此外，对第3光盘，通过使作为发散光的波长λ3的光束入射到物镜，在对第3光盘进行信息的记录以及再生所需要的像侧数值孔径内，良好地补正由于第1光盘至第3光盘的透明基片厚度不同产生的球面像差。本发明的物镜的，在规定像侧数值孔径中的波面像差是：
在λ1＝405nm，NA1 0.85，t1＝0.1mm时，0.004λ1rms
在λ2＝655nm，NA2 0.60，t2＝0.6mm时，0.007λ2rms
在λ3＝785nm，NA3 0.45，t3＝1.2mm时，0.005λ3rms
此外，在本实施例的物镜中，因为把通过在NA20.60外侧的波长655nm的光束设置成在第2光盘的信息记录面上不聚光那样的光斑，所以点的聚焦并不超过需要，可以确保针对第2光盘的盘变形的充分的安全系数，进而，因为自动地与第2光盘对应，自动地限制孔径，所以不需要另外设置孔径限制/切换装置，可以简单地设置光学拾取头的构造。
进而，在物镜的光学面上，形成作为在对第3光盘进行信息的记录以及/或者再生时所需要的孔径限制/切换装置的具有波长选择性的滤波器。在对第3光盘进行信息的记录以及再生时，把超过需要数值孔径的光束，用带有波长选择性的环带滤波器遮挡。由此，可以在第3光盘的信息记录面上得到所希望的光点直径。作为具有波长选择性的环带滤波器，在图50所示的物镜中，列举了把反射率具有图33所示那样的波长依存性的滤波器以环带形状形成在物镜的光学面上的例子。
进而，在本实施例的物镜中，作为高密度的下一代的第1光盘，把透明基片厚度t1设置为0.1mm，把光源的波长设置为405nm，把像侧数值孔径设置为0.85，进行光学设计，但对此外规格的光盘也可以适用本发明。
此外，把相对第2光盘(DVD)的像侧数值孔径设置为0.60，把相对第3光盘(CD)的像侧数值孔径设置为0.45，进行光学设计，但对于作为此外的规格的光盘也可以适用本发明。
表11展示本实施例的物镜的透镜数据。
[表11]
在波长λ1＝405nm时
焦点距离f1＝2.30mm，像侧数值孔径NA1＝0.85，成像倍率m1＝0，衍射次数n1＝2(0≤h≤1.59)，n1＝3(h＞1.59)
在波长λ2＝655nm时
焦点距离f2＝2.40mm，像侧数值孔径NA2＝0.60，成像倍率m2＝-0.07，衍射次数n2＝1(0≤h≤1.59)，n2＝2(h＞1.59)
在波长λ3＝785nm时
焦点距离f3＝2.39mm，像侧数值孔径NA3＝0.450，成像倍率m3＝-0.15，衍射次数n3＝1
| 面号码 | r(mm) | d(mm) | Nλ1 | Nλ2 | Nλ3 | υd | 备注 |
| 0 | d0(可变) | 光源 | |||||
| 12 | 1.524-4.001 | 2.300d2(可变) | 1.52491 | 1.50673 | 1.50345 | 56.5 | 物镜 |
| 34 | ∞∞ | d3(可变) | 1.61949 | 1.57721 | 1.57042 | 30.0 | 透明基片 |
| λ1＝405nm | λ2＝655nm | λ3＝785nm | |
| d0d2d3 | ∞0.1000.925 | 30.1500.6000.904 | 18.3501.2000.639 |
非球面系数
| 第1面 | 第2面 | |
| κA4A6A8A10A12 | -1.7824E+004.2566E-022.7886E-03-7.0274E-041.0056E-042.3868E-05 | -4.7933E+001.0627E-01-5.4671E-021.6297E-02-2.7028E-031.9182E-04 |
衍射面系数
在0≤h≤1.59时
| 第1面 | |
| b2b4b6b8b10 | -8.0000E-03-1.2049E-031.3016E-03-5.8055E-046.6117E-05 |
衍射面系数
在h＞1.59时
| 第1面 | |
| b2b4b6b8b10 | -5.6842E-03-8.5611E-049.2482E-04-4.1250E-044.6978E-05 |
本实施例的物镜，在光束入射面(在表11中是第1面)的平面上，形成表12所示那样的，环带形的衍射构造。在表12中，“始点高度”表示从该环带的始点到光轴的距离，“终点高度”表示从该环带的终点到光轴的距离，在有效直径内的环带数是101条。
[表12]
| 环带号码 | 始点高度(mm) | 终点高度(mm) |
| 1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950 | 0.0000.2170.3060.3740.4310.4810.5260.5670.6050.6410.6750.7080.7390.7680.7970.8240.8510.8770.9020.9270.9510.9740.9971.0191.0401.0621.0821.1031.1221.1421.1611.1791.1971.2151.2321.2491.2661.2821.2971.3131.3281.3421.3571.3711.3841.3981.4111.4241.4361.448 | 0.2170.3060.3740.4310.4810.5260.5670.6050.6410.6750.7080.7390.7680.7970.8240.8510.8770.9020.9270.9510.9740.9971.0191.0401.0621.0821.1031.1221.1421.1611.1791.1971.2151.2321.2491.2661.2821.2971.3131.3281.3421.3571.3711.3841.3981.4111.4241.4361.4481.460 |
(接着)
| 环带号码 | 始点高度(mm) | 终点高度(mm) |
| 51525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101 | 1.4601.4721.4831.4941.5051.5161.5261.5361.5471.5561.5661.5751.5851.5941.6071.6201.6331.6451.6571.6691.6801.6921.7031.7131.7241.7341.7441.7541.7641.7741.7831.7921.8021.8111.8201.8281.8371.8461.8541.8621.8711.8791.8871.8951.9031.9111.9181.9261.9341.9421.949 | 1.4721.4831.4941.5051.5161.5261.5361.5471.5561.5661.5751.5851.5941.6071.6201.6331.6451.6571.6691.6801.6921.7031.7131.7241.7341.7441.7541.7641.7741.7831.7921.8021.8111.8201.8281.8371.8461.8541.8621.8711.8791.8871.8951.9031.9111.9181.9261.9341.9421.9491.957 |
表12的衍射环带构造，在假设25表示从光束入射面上的位置到光轴的高度时，满足0≤h≤1.59的区域的衍射构造(在表12中，是环带号码1～63)被最佳化，使得在波长(λB)380nm、衍射次数2中衍射效率理论上是100％。在该衍射构造中，当入射作为第1光盘(高密度DVD)的使用波长的波长405nm的光的情况下，产生的2次衍射光具有最大的衍射光量，当入射作为第2光盘(DVD)的使用波长的波长655nm的光的情况下，和当入射作为第3光盘(DVD)的使用波长的波长785nm的光的情况下，产生的1次衍射光具有最大的衍射光量。
另一方面，在满足h＞1.59的区域的衍射构造(在表12中，是环带号码64～101)被最佳化，使得在波长(λB)405nm、衍射次数3中衍射效率理论上是100％。在该衍射构造中，当入射作为第1光盘(高密度DVD)的使用波长的波长405nm的光的情况下，产生的3次衍射光具有最大的衍射光量，当入射作为第2光盘(DVD)的使用波长的波长655nm的光的情况下，产生的2次衍射光具有最大的衍射光量。
如上所述，通过设定衍射构造的最佳化波长和衍射次数，在0≤h≤1.59的区域中，可以得到在各个光盘的使用波长区域中的衍射效率为，
高密度DVD(波长405nm)：95.1％
DVD(波长655nm)：93.3％
CD(波长785nm)：99.7％
和
在h＞1.59的区域中，可以得到在各个光盘的使用波长区域中的衍射效率为，
高密度DVD(波长405nm)：100％
DVD(波长655nm)：91.8％
此外，如上所述，通过把满足h＞1.59的区域的衍射构造，在波长405nm、衍射次数3次中最佳化，当对第2光盘进行信息的记录以及再生的情况下，通过在NA2的外侧(即，满足光束入射面的h＞1.59的区域)的光束的球面像差的最大值是约70μm，因为可以扩大光斑的外径，所以可以得到在光检测器的接受部分中的良好的信号检测特性。
以下，用附图说明本发明的实施方式3～实施方式7。
<实施方式3>
图42是概略地展示实施方式3的第1光学拾取头装置的图。如图9所示，第1光学拾取头装置包含：保护基片厚度薄的作为第1光盘的再生用的第1光源的半导体激光器11；保护基片厚度厚的作为第2光盘的再生用的第2光源的半导体激光器12；保护基片厚度更厚的作为第3光盘的再生用的第3光源的半导体激光器13。
作为第1光盘，可以使用具有例如0.1mm的保护基片(透明基片)的高密度的下一代的光盘(高密度DVD)，作为第2光盘，可以使用具有0.6mm保护基片(透明基片)的DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+RW等的各种DVD，作为第3光盘，可以使用具有1.2mm保护基片(透明基片)的CD、CD-R、CD-RW、CD-Video、CD-ROM等的各种CD。
此外，作为第1光源11，可以使用发生400nm左右波长的光的GaN系列兰紫色半导体激光器和兰紫色SHG激光器等，此外，作为第2光源12，可以使用发生650nm左右波长的光的红外半导体激光器，作为第3光源13，可以使用发生780nm左右波长的光的红外半导体激光器。这种第1至第3光源11～13，可以根据进行信息的记录以及再生的光盘的种类有选择地使用。
第1光学拾取头装置，具有可以把来自第1至第3半导体激光器11至13的光束，如在规定的像侧数值孔径内变为衍射界限内那样聚光在第1至第3光盘的各自的信息记录面91、92、93上的物镜14。
在物镜14的光源侧的面14a上，形成由在同心圆上的多个环带构成的衍射构造，来自半导体激光器11的光束，在再生第1光盘时所需要的像侧数值孔径NA1内，在成为衍射界限内的状态下，可以经由保护基片聚光在第1光盘的信息记录面91上，来自半导体激光器12的光束，在再生第2光盘时时所需要的像侧数值孔径NA2内，在成为衍射界限内的状态下，可以经由保护基片聚光在第2光盘的信息记录面92上，来自半导体激光器13的光束，在再生第3光盘时所需要的像侧数值孔径NA3内，在成为衍射界限内的状态下，可以经由保护基片聚光在第3光盘的信息记录面93上。作为在再生第1光盘时所需要的像侧数值孔径NA1例如可以设置为0.85左右，作为在再生第2光盘时所需要的像侧数值孔径NA2可以设置为0.60左右，作为在再生第3光盘时所需要的像侧数值孔径NA3例如可以设置为0.45左右。
此外，第1光学拾取头装置，在偏光光束分离器15和物镜14之间，具有用于补正因半导体激光器11的波型跳变等的单色性差引起的，主要是在物镜14中产生的色差的色差补正用元件18。作为高性能简易构造的色差补正元件，已知有由许多环带组成的衍射构造的衍射元件，在用以往的衍射元件，对半导体激光器11的波长(例如，400nm)附近的光，进行由物镜14产生的色差的补正的情况下，对于半导体激光器12的波长(例如，650nm)和半导体激光器13的波长(例如，780nm)的光，存在色差补正过度的问题，理想的是不作为被配置在来自半导体激光器11至13的光束的共同通路中的色差补正用元件。
因而，本发明人，作为使用第1光学拾取头装置理想的色差补正用元件18，提出了如图43所示那样的多层衍射元件。图43(a)的多层衍射元件，具有由阿贝数不同的2个光学材料形成的光学元件a和光学元件b粘合的构造，在和光学元件粘合的侧面上，形成有由多个环带组成的衍射构造。作为光学元件a以及光学元件b的光学材料，如图43(b)所示，可以选择具有在从半导体激光器12的波长(例如，650nm)到半导体激光器13的波长(例如，780nm)的波长区域中几乎没有折射率差，在半导体激光器11的波长(例如，400nm)的附近的波长区域中，具有规定的折射率差Δn那样的折射率-波长特性的光学材料。由此，因为只是半导体激光器11的波长附近的光，因光学元件a和光学元件b的折射率差Δn的影响，可以受到粘合面的衍射构造的作用衍射，所以对于折射率差Δn，通过适宜地设计衍射构造的形状，只对半导体激光器11的波长附近的光，进行物镜14的色差补正即可，从半导体激光器11射出的光束，通过经由色差补正用元件18几乎没有色差地聚光在第1光盘的信息记录面91上。
进而，第1光学拾取头装置，在偏光光束分离器15和物镜14之间具有作为球面像差补正元件，用1轴传动器21在光轴方向上移位的准直透镜16，用于补正在对第1光盘记录以及再生信息的情况下，由光盘的保护基片厚度的制造误差、构成物镜14等的聚光光学系统的光学元件的制造误差、因半导体激光器11的制造误差产生的波长的变化，以及由于因温度变化和湿度变化产生的构成物镜等的聚光光学系统的光学元件的形状变化和折射率变化引起的球面像差的变化。
当第1光盘的信息记录面91上的聚光点的球面像差的变化用未图示的光检测器检测出的情况下，用1轴传动器21使准直透镜16移动规定量，通过使入射到物镜14中的光束的发散角变化，补正这种球面像差。当聚光点的球面像差在补正过度(过剩)方向变化的情况下，使准直透镜16向离开物镜14的方向移动，在聚光点的球面像差在补正不足的方向上变化的情况下，使准直透镜16向靠近物镜14的方向移动。由此，第1光盘的信息记录面91上的聚光点，可以保持球面像差被始终良好地补正的状态。
当再生第1光盘的情况下，从半导体激光器11射出光束，射出的光束，透过作为从半导体激光器11至13的射出光的合成装置的偏光光束分离器15、准直透镜16、色差补正用元件18，用物镜14经过第1光盘的保护基片聚光在信息记录面91。这时，物镜14，因为如在像侧数值孔径NA1内成为衍射界限那样地聚集来自半导体激光器11的光束，所以可以再生作为高密度的下一代的光盘的第1光盘。
而后，在信息记录面91上被信息坑调制后反射的光束，再次透过物镜14、色差补正用元件18、准直透镜16射向未图示的光检测系统。检测出在光检测系统的光检测器上的点的形状变化、位置变化产生的光量变化，进行调焦检测和道检测。根据该检测，2轴传动器22在使物镜14在光轴方向上移动，使来自半导体激光器11的光束在第1光盘的信息记录面91上成像的同时，使物镜14在与光轴垂直的方向上移动，使来自半导体激光器11的光束在规定的道上成像。
此外，当再生第2光盘的情况下，从半导体激光器12射出光束，射出的光束，用作为从半导体激光器12以及13的射出光的合成装置的偏光光束分离器17以及偏光光束分离器15反射，进而，和来自上述半导体激光器11的光束一样，透过准直透镜16、色差补正用元件18，用物镜14经过第2光盘的保护基片聚光在信息记录面92。这时，物镜14，因为如在像侧数值孔径NA2内成为衍射界限那样地聚集来自半导体激光器12的光束，所以可以再生第2光盘。
而后，在信息记录面92上被信息坑调制后反射的光束，再次透过物镜14、色差补正用元件18、准直透镜16射向未图示的光检测系统。和第1光盘的情况一样，检测出在光检测系统的光检测器上的点的形状变化、位置变化产生的光量变化，进行调焦检测和道检测。根据该检测，2轴传动器22在使物镜12在光轴方向上移动，使来自半导体激光器12的光束在第2光盘的信息记录面92上成像的同时，使物镜14在与光轴垂直的方向上移动，使来自半导体激光器12的光束在规定的道上成像。
此外，当再生第3光盘的情况下，从半导体激光器13射出光束，射出的光束，透过偏光光束分离器17，用偏光光束分离器15反射，进而，和来自上述半导体激光器11的光束一样，透过准直透镜16、色差补正用元件18，用物镜14经过第3光盘的保护基片聚光在信息记录面93。这时，物镜14，因为如在像侧数值孔径NA3内成为衍射界限那样地聚集来自半导体激光器13的光束，所以可以再生第3光盘。
而后，在信息记录面93上被信息坑调制后反射的光束，再次透过物镜14、色差补正用元件18、准直透镜16射向未图示的光检测系统。和第1光盘的情况一样，检测出在光检测系统的光检测器上的点的形状变化、位置变化产生的光量变化，进行调焦检测和道检测。根据该检测，2轴传动器22在使物镜14在光轴方向上移动，使来自半导体激光器13的光束在第3光盘的信息记录面93上成像的同时，使物镜14在与光轴垂直的方向上移动，使来自半导体激光器13的光束在规定的道上成像。
进而，在本实施方式的光学拾取头装置中，虽然被配置在光源和物镜之间的光路中的1/4波板被省略，但在实际的光学拾取头装置中，有在光源和物镜之间的光路上配置1/4波板的情况。在以后的实施方式的光学拾取头装置中，也省略1/4波板。
在本实施方式的物镜14中，当再生第2光盘的情况下，从像侧数值孔径NA2通过NA1的区域的来自半导体激光器12的光束，如果如在第2光盘的信息面92上变为光斑那样确定衍射构造14a，和形成衍射构造14a的光学面的非球面形状，则可以自动地进行NA1和NA2的孔径切换，因为不需要设置特别的孔径切换装置，所以在成本方面有利。
进而，当再生第3光盘的情况下，从像侧数值孔径NA3通过NA1的区域的来自半导体激光器13的光束，如果如在第3光盘的信息面93上变为光斑那样确定衍射构造14a，和形成衍射构造14a的光学面的非球面形状，因为可以自动地进行NA1和NA2和NA3的孔径切换所以更理想的。
这样确定衍射构造14a，即，从像侧数值孔径NA2通过NA1的区域的来自半导体激光器12的光束，和从像侧数值孔径NA3通过NA1的区域的来自半导体激光器13的光束，当分别在第2光盘的信息记录面92上、第3光盘的信息记录面93上变为光斑的情况下，从像侧数值孔径NA2通过与NA1对应的区域的波长λ2的光束，在像侧数值孔径NA1内，在第2光盘的信息记录面上，是波面像差比0.20λ2大的状态，并且，从像侧数值孔径NA3通过与NA1对应的区域的波长λ3的光束，在像侧数值孔径NA1内，在第3光盘的信息记录面上，是波面像差比0.20λ3大的状态。由此，可以充分分离通过所需要的像侧数值孔径内的区域的光束的点，和通过在需要的像侧数值孔径内的外侧的光束的光斑，可以得到在光检测器的受光部分上的良好的信号检测特性。
此外，如上所述，在物镜14中，当把在再生第2以及第3光盘的情况下所需要的像侧数值孔径以上的光束不作为光斑充分的情况下，本实施方式的光学拾取头装置，理想的是具有NA1和NA2和NA3的孔径切换装置。作为这种孔径切换装置，可以使用后述的图50、图51那样的环带滤波器。此外，也可以在分别再生第1光盘、第2光盘、第3光盘时机械地切换与NA1和NA2和NA3对应的光圈。
此外，也可以使用具备被配置在相互相对的透明电极之间的液晶层和1/4波板，把透明电极中的至少1方分割成以光轴为中心的多个环带形的电压施加部分上，通过向这种电压施加部分中的至少1个电压施加部分上施加电压，可以使液晶层的液晶分子的排列方向状态变化为环带形状的孔径切换元件。如果使用这样的孔径切换元件，因为可以分别独立地使与从物镜14的NA2到NA1的区域和NA2内的区域对应的光束的偏光面变化，或者可以分别独立地使与从物镜14的NA3到NA1的区域和NA3内的区域对应的光束的偏光面变化，所以可以具有对第1至第3光盘的孔径限制装置的功能。
此外，在本实施方式中，是通过被形成在物镜14的至少1个面14a上的，由同心圆上的多个环带组成的衍射构造的作用，可以使来自半导体激光器11至13的光束，如在规定的像侧数值孔径内变为衍射界限那样，聚焦在第1至第3光盘的各自的信息记录面91至93上，但上述的衍射构造，也可以设置在和物镜分开配置的光学元件的光学面上。
如上所述，在和物镜分开配置的光学元件的光学面上设置衍射构造的情况下，当把在再生第2以及第3光盘的情况下所需要的像侧数值孔径以上的光束设置成光斑成分的情况下，理想的是设置有这种衍射构造的光学元件和物镜一体地进行跟踪。由此可以得到良好的跟踪特性。
此外，在和物镜分开配置的光学元件的光学面上设置衍射构造的情况下，当只有物镜进行跟踪，设置有这样的衍射构造的光学元件被固定的情况下，理想的是，对于来自半导体激光器12以及半导体激光器13的光，像差补正NA1前的光束。由此可以得到良好的跟踪特性。
此外，作为可以使来自半导体激光器11至13的光束，如在规定的像侧数值孔径内成为衍射界限那样，聚光在第1至第3光盘的各自的信息记录面91至93上的物镜14，可以使用在本申请人的特开平11-96585公报和特开2001-229567公报所述的物镜。
此外，在第1光学拾取头装置中，是使来自半导体激光器11至13的光束，如通过形成在物镜14的至少1个面14a上的衍射构造的衍射作用，在规定的像侧数值孔径内变为衍射界限那样，聚光在第1至第3光盘的各自的信息记录面91至93上，而在以下，说明可以用于本实施方式的另一形态的物镜的例子。
即，通过形成在物镜的至少1个面上的衍射构造的衍射作用，可以使来自半导体激光器11以及12的光束，分别在第1光盘以及第2光盘的信息记录面92上，分别如在数值孔径NA1以及NA2内变为衍射界限内那样聚光，对于第3光盘，通过对物镜射入来自半导体激光器13的发散光束，如在数值孔径NA3内成为衍射界限内那样补正因保护基片厚度的不同引起的球面像差的变化。这种情况下，光学拾取头装置，理想的是，对于第3光盘具有在信息的记录以及再生时的孔径限制装置，作为孔径限制装置可以使用后述的图50、图52那样的环带滤波器。
此外，作为补正球面像差的变化的球面像差补正元件，可以使用具有后述的折射率分布可变材料层，通过施加电场或者磁场或者温度可以使折射率分布可变材料层的折射率分布变化的元件，和构成透镜的至少1个可以在光轴方向上移动的光束扩展器。
此外，作为本实施方式的球面像差补正元件的准直透镜16，虽然设置成1群构造，但也可以由多个透镜构成。这样作为由多个透镜构成的球面像差补正元件的准直透镜，有在本申请人的特愿2000-392333号中的耦合透镜。
此外，在本实施方式中，省略了从偏光光束分离器15到物镜14的来自半导体激光器12的光束的路径。同样，省略了从偏光光束分离器15到物镜14的来自半导体激光器13的光束的路径。以后的实施方式也一样。
此外，在本实施方式中，省略了用于检测物镜的聚焦误差以及/或者跟踪误差的光学检测装置，以及，用于检测信息记录面91上的聚光点的球面像差的变化的光学检测装置，但在实际的光学拾取头中，具有这样的光学检测装置。在以后的实施方式和例子中也同样省略光学检测装置。
以下，用图44说明作为图42的光学拾取头装置的变形例子的第2光学拾取头装置。如图11所示，第2光学拾取头装置，代替图42的准直透镜16和色差补正用元件18，具有把作为球面像差补正装置的准直透镜和色差补正用元件一体化的一体化元件20，该一体化元件20和图9一样可以用1轴传动器21在光轴方向上移动。进而半导体激光器12和半导体激光器13被收纳在同一壳体19内模块化。如果采用图44的构成，因为可以用一体化元件20以及被模块化的半导体激光器降低光学拾取头装置的零件数，所以可以谋求进一步降低成本。
进而，在图44的第2光学拾取头装置中，半导体激光器12和半导体激光器13被模块化，但也可以模块化半导体激光器11和半导体激光器12，还可以模块化半导体激光器11和半导体激光器13。此外，通过模块化半导体激光器11和半导体激光器12和半导体激光器13，可以谋求更进一步的降低成本和节省空间。
实施方式4
图45是概略地展示实施方式4的第3光学拾取头装置的图。如图12所示，第3光学拾取头装置，和图42的第1光学拾取头装置一样，是可以对3种记录密度不同的光盘进行信息的记录以及再生的光学拾取头装置。
第3光学拾取头装置，如在规定的像侧数值孔径内成为衍射界限那样，具有可以把来自半导体激光器11至13的各光束聚光在第1至第3光盘的各自的信息记录面上的物镜14。作为物镜14，因为可以使用和在第1光学拾取头装置中使用的物镜一样的物镜，所以省略详细说明。
此外，第3光学拾取头装置，在半导体激光器11、作为来自半导体激光器11至13的射出光的合成装置的偏光光束分离器15之间的光路中，具有作为色差补正元件的准直透镜29，用于补正因半导体激光器11的波型跳变等的单色性差引起的，主要在物镜14中产生的色差。在准直透镜29的至少1个面上形成由同心圆形状的多个环带组成的衍射构造，具有当从半导体激光器11射出的光的波长，在变长的方向上变化的情况下，准直透镜29的后焦距在变短的方向上变化的波长特性。进而，用相对准直透镜29的波长变化焦点距离的平方标准化的后焦距的变化量的绝对值，因为和用相对同样量的波长变化的物镜14的焦点距离的平方标准化的后焦距的变换量的绝对值大致一致，所以从半导体激光器11射出的光束，通过经过准直透镜29和物镜14都被几乎没有色差地聚光在第1光盘的信息记录面91上。作为具有这样的波长特性的准直透镜，可以使用如本申请人的特愿2001-248819号那样的准直透镜。
此外，作为用于第3光学拾取头装置的理想的色差补正用的准直透镜29，可以使用把阿贝数相对大的正透镜，和阿贝数相对小的负透镜粘合起来的准直透镜。作为具有这样的双合透镜构造的准直透镜，可以使用如本申请人的特愿2000-262372号中那样的准直透镜。
此外，在第3光学拾取头装置中，是在准直透镜上形成衍射构造，补正因物镜14产生的色差，但也可以使用在半导体激光器11和偏光光束分离器15之间，和准直透镜分开设置的，在至少1个面上形成衍射构造的色差补正元件。作为可以配置在平行光中的色差补正元件，可以使用如本申请人的特愿2001-210659号那样的色差补正元件。当把用于整形从半导体激光器11射出的椭圆形光束的光束整形棱镜对配置在光路中的情况下，理想的是使用可以配置在这样的平行光中的色差补正元件。
此外，第3光学拾取头装置，作为球面像差补正元件，把折射率分布可变元件23配置在偏光光束分离器15和物镜14之间，用于补正当对第1光盘记录以及再生信息的情况下，因光盘的保护基片厚度的制造误差、构成物镜等的聚光光学系统的光学元件的制造误差、由半导体激光器11的制造误差产生的波长变化，以及由温度变化和湿度变化引起的构成物镜等的聚光光学系统的光学元件的形状变化以及折射率变化引起的球面像差的变化。
折射率分布可变元件23的构成是，具有被配置在保持于一对玻璃基片24a、24b上的相互相对的一对透明电极25a、25b之间的液晶层26，通过从驱动电源27向透明电极25a、25b施加电压，电气控制液晶层26的液晶分子的排列状态，可以使液晶层26内的折射率分布变化。
透明电极25a、25b的至少一方被分在以光轴为中心的多个环带形的电压施加部分上，通过对这些环带形的电压施加部分的至少1个上施加规定的电压，可以使液晶层26的折射率分布以光轴为中心以环带形变化。当用未图示的光检测器检测出第1光盘的信息记录面91上的聚光点的球面像差变化的情况下，通过用电源27向电压施加部分施加规定的电压，使液晶层16的折射率在以光轴为中心环带形状上变化，对透过折射率分布可变元件23的波面附加规定的光路差，补正这样的球面像差的变化。由此，第1光盘的信息记录面91上的聚光点，可以保持球面像差始终被良好地补正的状态。
在上述的说明中，作为折射率分布可变元件23使用了上述那样形态的折射率分布可变元件，但可以用于本实施方式的光学拾取头装置中的折射率分布可变元件，只要可以使折射率分布以光轴为中心旋转对称形地变化即可，并不限定于上述的形态。
此外，作为在第3光学拾取头装置中可以使用的球面像差补正元件，可以使用构成透镜的至少一个可以在光轴方向上移动的光束扩散器。
以下，用图46说明图12的光学拾取头装置的变形例子的第4光学拾取头装置。如图46所示，在第4光学拾取头装置中，因为半导体激光器12和半导体激光器13和图44一样被模块化，所以可以通过降低光学拾取头装置的零件数谋求降低成本。
第4光学拾取头装置，具有物镜34，它可以使半导体激光器11的光束，如在数值孔径NA1内成为衍射界限那样聚光在第1光盘的信息记录面91上。如果要使用作为第1光盘专用的物镜的物镜34，用来自半导体激光器12的光记录·再生第2光盘，则由于保护基片厚度的不同，球面像差在补正过度(过剩)的方向上变化，而在第4光学拾取头装置中，由于用折射率可变元件23如在数值孔径NA2内变为衍射界限那样补正在补正过度方向上变化的球面像差，因而可以对第2光盘进行记录·再生。
进而，在用来自半导体激光器13的光记录·再生第3光盘的情况下也一样，用折射率可变元件23如在数值孔径NA1内变为衍射界限那样，补正因保护基片厚度的不同在补正过度(过剩)方向上变化的球面像差。
此外，第4光学拾取头装置，具有和NA1和NA2和NA3的孔径切换装置，作为这样的孔径切换装置，在图46的物镜34的光源侧的光学面34a上形成具有波长选择性的后述的图50、图51那样的环带滤波器。由此，可以自动地把孔径切换到NA1和NA2和NA3。在用这种有波长选择性的环带滤波器，对第2光盘以及第3光盘进行信息的记录以及再生的情况下，通过遮断超过需要数值孔径的光束，可以在光盘的信息记录面上得到所希望的点直径。
此外，作为坎井切换装置，可以在分别再生第1光盘、第2光盘、第3光盘时机械地切换与NA1和NA2和NA3对应的光圈，进而，也可以使用在实施方式1中说明过的使用液晶的孔径切换元件。
此外，这种孔径切换装置，理想的是和物镜34一体地进行跟踪。由此可以得到良好的跟踪特性。在图13中，因为设置在物镜34的光学面34a上，所以其跟踪特性提高。
此外，在图46的光学拾取头装置中，物镜34是由1个透镜群构成的单透镜，在把波长λ1中的焦点距离设置为f1(mm)，把中心厚度设置为d(mm)，把入射到物镜14中的波长λ1的光束的直径设置为Φ1(mm)，把对第3光盘进行信息的再生以及/或者记录的情况下的动作距离设置为fB3(mm)时，其构成满足下式。
0.7＜d/f1＜1.5 (2)
2.8＜Φ1＜5.8 (3)
fB3＞0.2 (4)
作为高密度DVD用的高NA物镜，提出了如特开平10-123410号公报那样的由2个透镜群构成的物镜，但理想的是，当用共同的物镜进行在保护基片厚度上有1.1mm差异的，高密度DVD和CD的互换的情况下，把物镜，设置成动作距离容易确保的单透镜构造。这时，满足上述(2)、(3)式特别理想，由此，可以充分确保CD的动作距离满足(4)式。如果CD的动作距离满足(4)式，则不必如DVD和高密度DVD那样，比较严格地控制光盘的保护基片厚度的制造公差，即使在记录以及/或者再生因保护基片的厚度的个体差异引起的离散大的CD的情况下，也可以充分地减小CD和物镜冲突的可能性。
实施方式5
图47是概略地展示实施方式5的第5光学拾取头装置的图。如图47所示，第5光学拾取头装置，和图42的第1光学拾取头装置一样，是可以对3种记录密度不同的光盘进行信息的记录以及再生的光学拾取头装置。
第5光学拾取头装置，具有如在规定的像侧数值孔径内变为衍射界限那样，可以把来自半导体激光器11至13的各光束聚光在第1至第3光盘的各自的信息记录面91至93上的物镜14。作为物镜14，因为可以使用和在第1光学拾取头装置中使用的物镜一样的物镜，所以省略详细说明。
此外，第5光学拾取头装置，在半导体激光器11、作为半导体激光器11至13的射出光的合成装置的偏光光束分离器15之间的光路中，作为色差补正元件配置光束扩展器33，用于在对第1光盘进行信息记录以及再生的情况下，补正因光盘的保护基片厚度的制造误差、构成物镜等的聚光光学系统的光学元件的制造误差、由半导体激光器11的制造误差引起的波长的变化，以及由于温度变化和湿度变化引起的构成物镜等的聚光光学系统的光学元件的形状变化和折射率变化引起的球面像差的变化。
该光束扩展器33由负透镜32和正透镜31构成，负透镜32由1轴传动器21驱动在光轴方向上移动。向负透镜射入来自半导体激光器11的光束是用准直透镜30平行后的光。
当用未图示的光检测器检测出第1光盘的信息记录面91上的聚光点的球面像差变化的情况下，用1轴传动器21使负透镜32移动规定量，通过改变入射到物镜14中的光束的发散角，补正这样的球面像差的变化。当聚光点的球面像差在补正过度(过剩)的方向上变化的情况下，使负透镜32向靠近正透镜31的方向移动，当聚光点的球面像差在补正不足的方向上变化的情况下，使负透镜32向离开正透镜33的方向移动。由此，第1光盘的信息记录面91上的聚光点，可以保持球面像差被始终良好补正的状态。
进而，在第5光学拾取头装置中，设置成使负透镜32在光轴方向上移动，但也可以使正透镜31在光轴方向上移动，还可以使负透镜32和正透镜31两方在光轴方向上移动。
此外，在第5光学拾取头装置中，作为球面像差补正元件，可以使用使负透镜32在光轴方向上移动的光束扩展器33，但和第1光学拾取头装置一样，可以使用在光轴方向上移动的准直透镜，也可以和第3光学拾取头装置一样，使用折射率分布可变元件。无论哪种情况，第1光盘的信息记录面91上的聚光点，都可以保持球面像差始终被良好补正的状态。
进而，在第5光学拾取头装置中，在光束扩展器33的正透镜31的光盘侧的面31a上形成由同心圆形状的多个环带组成的衍射构造，从半导体激光器11射出的光的波长，当在变长的方向上变化的情况下，因为具有光束扩展器33的放大率变大那样的波长特性，所以从半导体激光器11射出的光束，通过经由光束扩展器33和物镜14，几乎没有色差地被聚光在第1光盘的信息记录面上。
作为在第5光学拾取头装置中使用的理想的光束扩展器，可以使用在本申请人的特愿2000-330009号中那样的光束扩展器。
在第5光学拾取头装置中，通过在光束扩展器33的正透镜31的至少1个面上形成衍射构造，补偿在物镜14中产生的色差，而也可以在负透镜32的至少1个面上形成衍射构造，还可以在负透镜32和正透镜31的两方上形成衍射构造。
此外，在第5光学拾取头装置中，通过在光束扩展器33的正透镜31的至少1个面上形成衍射构造，补偿在物镜14中产生的色差，但作为用于补正因半导体激光器11的波型跳变等的单色性差引起的，主要在物镜14上产生的色差的色差补正用元件，可以使用在特愿2001-248819号和特愿2000-262372号中那样的准直透镜。进而，可以使用本申请人的特愿2001-210659号中那样的色差补正元件。
以下，用图48说明图47的光学拾取头装置的变形例子的第6光学拾取头装置。如图48所示，在第6光学拾取头装置中，在半导体激光器11、作为来自半导体激光器44至46的射出光的合成装置的偏光光束分离器15之间的光路中，作为球面像差补正元件，具备用1轴传动器21驱动在光轴方向上移动的准直透镜39，用于补正因光盘的保护基片厚度的制造误差、构成物镜等的聚光光学系统的光学元件的制造误差、因半导体激光器11的制造误差产生的波长的变化，以及因温度变化和湿度变化引起的构成物镜等的聚光系统的光学元件的形状变换和折射率变化产生的球面像差的变化。由此，第1光盘的信息记录面91上的聚光点，可以保持球面像差被始终良好补正的状态。
此外，第6光学拾取头装置，为了补正因半导体激光器11的波型跳变等的单色性差引起的，主要在物镜14中产生的色差，在准直透镜39的光盘侧的面39a上形成有同心圆形状的多个环带的衍射构造。由此，准直透镜39在从半导体激光器11射出的光的波长，在变长方向变化的情况下，因为具有准直透镜39的后焦距在变短的方向上变化那样的波长特性，所以从半导体激光器11射出的光束，通过透过准直透镜39以及物镜14，被几乎没有色差地聚光在第1光盘的信息记录面91上。
实施方式6
图49是概略地展示实施方式6的第7光学拾取头装置的图。如图49所示，第5光学拾取头装置，和图42的第1光学拾取头装置一样，是可以对3种记录密度不同的光盘进行信息的记录以及再生的光学拾取头装置。
本实施方式7的光学拾取头装置，具有如在数值孔径NA1内成为衍射界限内那样，可以把半导体激光器11的光束，聚光在第1光盘的信息记录面91上的物镜34。
在第7光学拾取头装置中，在半导体激光器11、作为半导体激光器11至13的射出光的合成装置的偏光光束分离器15之间的光路中，作为球面像差补正元件，具有用1轴传动器21驱动在光轴方向上移动的准直透镜39，用于补正因光盘的保护基片厚度的制造误差、构成物镜等的聚光光学系统的光学元件的制造误差、由半导体激光器11的制造误差产生的波长的变化，以及由温度变化和湿度变化引起的构成物镜等的光学系统的光学元件的变形和折射率变化产生的球面像差的变化。由此，第1光盘的信息记录面91上的聚光点，可以保持球面像差被始终良好补正的状态。
此外，第7光学拾取头装置，为了补正因半导体激光器11的波型跳变等的单色性差引起的，主要在物镜34中产生的色差，在准直透镜39的光盘侧的面39a上形成有由同心圆形状的多个环带的衍射构造。由此，准直透镜39在从半导体激光器11射出的光的波长，在变长方向变化的情况下，因为具有准直透镜39的后焦距在变短的方向上变化那样的波长特性，所以从半导体激光器11射出的光束，通过透过准直透镜39以及物镜34，被几乎没有色差地聚光在第1光盘的信息记录面91上。
在第7光学拾取头装置中，是在半导体激光器12和偏光光束分离器15之间的光路中，在来自半导体激光器12的光束和来自半导体激光器13的光束的共同光路中，具备在光盘一侧的面35a上形成由同心圆形状的多个环带组成的衍射构造的衍射光学元件35。
如果用作为第1光盘专用的物镜的物镜34，用来自半导体激光器12的光记录·再生第2光盘，则由于保护基片厚度的不同，球面像差在补正过度(过剩)的方向上变化。同样，如果用物镜34，用来自半导体激光器13的光记录·再生第3光盘，则由于保护基片厚度的不同，球面像差在补正过度(过剩)的方向上变化。在第7的光学拾取头装置中，因为，通过衍射光学元件35的衍射作用，补正在补正过剩方向上变化的球面像差，如在再生第2光盘时所需要的像侧数值孔径NA2内成为衍射界限那样补正来自半导体激光器12的光束，进而，如在再生第3光盘时所需要的像侧数值孔径NA3内成为衍射界限那样补正来自半导体激光器13的光束，所以，可以用第1光盘专用的物镜34，对保护基片厚度不同的第2光盘以及第3光盘进行信息的记录·再生。
在图49的光学拾取头装置中，衍射光学元件35的衍射构造35a被最佳化，使得在从半导体激光器12入射波长λ2的光时产生的衍射光中，具有最大的衍射光量的衍射光的次数n2，和在从半导体激光器13入射波长λ2的光时产生的衍射光中，具有最大的衍射光量的衍射光的次数n3相同，该最佳化波长，是λ2和λ3的中间波长。由此，在第2光盘和第3光盘的使用波长区域中，可以分别得到高的衍射效率。
例如，如果把衍射构造35a用满足
680nm＜λB＜740nm
的波长λB和衍射次数1最佳化，则可以把来自半导体激光器12的波长650nm的光，和来自半导体激光器13的波长780nm的光，入射到衍射构造35a时产生的，各自的光的1次衍射光的衍射效率都设置在95％以上。
此外，如图49的光学拾取头装置所示，作为基片厚度差补正装置的衍射光学元件35，被配置在来自半导体激光器12以及第13的光束通过，而来自半导体激光器11的光束不通过的光路上，如果把来自半导体激光器12以及13的光束的同一次数的衍射光，分别在对第2以及第3光盘进行记录以及再生中使用，则即使用来自半导体激光器12的光束的波长λ2和来自半导体激光器13的光束的波长λ3中间的波长，和衍射次数2最佳化衍射构造35a的情况下，波长λ2的光，和波长λ3的光都可以确保高的衍射效率。这样，通过用衍射次数2最佳化衍射构造35a，与用衍射次数1最佳化的情况相比，因为可以把相邻的衍射环带的间隔扩大2倍，所以可以实现由衍射环带形状的制造误差引起的衍射效率下降少的衍射光学元件35。
例如，当在n2＝n3＝1、λB＝710nm上最佳化衍射构造35a的情况下，相对于在各个光盘的使用波长区域上的衍射效率是，
第2光盘(DVD，波长650nm)：97.2％
第3光盘(CD，波长780nm)：97.3％
即使在n2＝n3＝2、λB＝710nm上最佳化衍射构造35a的情况下，也可以在
第2光盘(DVD，波长650nm)：89.3％
第3光盘(CD，波长780nm)：89.8％
和各个光盘的使用波长区域上确保充分的衍射效率。
此外，第7光学拾取头装置，理想的是，具有NA1和NA2和NA3的孔径切换装置。作为这种孔径切换装置，可以用后述的图50、图51那样的环带滤波器。此外，也可以分别在再生第1光盘、第2光盘、第3光盘时机械地切换与NA1和NA2和NA3对应的光圈。此外，可以使用在实施方式1中说明那样的使用液晶的孔径切换元件。
此外，在图49的光学拾取头装置中，物镜34是由1个透镜群构成的单透镜，在把波长λ1中的焦点距离设置为f1(mm)，把中心厚度设置为d(mm)，把入射到物镜14中的波长λ1的光束的直径设置为Φ1(mm)，把对第3光盘进行信息的再生以及/或者记录的情况下的动作距离设置为fB3(mm)时，其构成满足下式。
0.7＜d/f1＜1.5 (2)
2.8＜Φ1＜5.8 (3)
fB3＞0.2 (4)
作为高密度DVD用的高NA物镜，提出了如特开平10-123410号公报那样的由2个透镜群构成的物镜，但理想的是，当用共同的物镜进行在保护基片厚度上有1.1mm差异的，高密度DVD和CD的互换的情况下，把物镜，设置成动作距离容易确保的单透镜构造。这时，满足上述(2)、(3)式特别理想，由此，可以充分确保CD的动作距离满足(4)式。如果CD的动作距离满足(4)式，则不必如DVD和高密度DVD那样，比较严格地控制光盘的保护基片厚度的制造公差，即使在记录以及/或者再生因保护基片的厚度的个体差异引起的离散大的CD的情况下，也可以充分地减小CD和物镜冲突的可能性。
在图42、图44、图45、图47、图48的光学拾取头装置中，物镜14的衍射构造14a，因为用满足，
340nm＜λB＜440nm
的波长(以下，把λB称为最佳化波长，或者制造波长，或者火焰波长)和衍射次数2最佳化，所以当来自半导体激光器11的波长400nm的光入射的情况下，2次衍射光产生具有比其他任何次数的衍射光都大的光量，物镜14，把该2次衍射光聚光到第1光盘的信息记录面上。
这时，当来自半导体激光器12的波长650nm的光入射到物镜14的衍射构造14a上的情况下，1次衍射光产生具有比其他任何次数的衍射光都大的光量，物镜14，在把该1次衍射光聚光到第2光盘的信息记录面上的同时，当来自半导体激光器13的波长780nm的光入射到物镜14的衍射构造14a上的情况下，1次衍射光产生具有比其他任何次数的衍射光都大的光量，物镜14，把该1次衍射光聚光到第3光盘的信息记录面上。
这样，通过用满足(A)式的波长和衍射次数2，最佳化衍射构造14a，如果使在对第1光盘进行信息的记录以及/或者再生中使用的衍射次数，和在对第2光盘以及第3光盘的信息的记录以及/或者再生中使用的衍射次数不同，并且，使对第1光盘进行信息的记录以及/再生中使用的衍射次数，比在对第2光盘以及第3光盘的信息的记录以及/或者再生中使用的衍射光的次数还大，则可以在各自的光盘的使用波长区域中，可以分别得到高的衍射效率。
在确定物镜14的衍射构造14a的情况下，理想的是，最佳化衍射构造14a，使得至少在衍射构造14a中产生的来自半导体激光器11的光束的衍射光中，具有最大的衍射光量的次数的衍射光的衍射效率比70％大。更理想的是，最佳化衍射构造14a，使得在衍射构造14a中产生的来自半导体激光器11至13的各自光束的衍射光中，具有最大的衍射光量的次数的衍射光的衍射效率全部比70％大。
以下展示具体例子。如果考虑形成有用某一制造波长λB、衍射次数n最佳化的理想的火焰构造的衍射透镜，则该衍射透镜在某一波长λ中的衍射效率η(λ)，如果假定在波长λB中的透镜材料的折射率，和在波长λ中的透镜材料的折射率几乎没有变化，则可以用下式1表示。
[式1]
图93是展示在用某一制造波长λB、衍射次数1最佳化的火焰构造中产生的，波长405nm的光的1次衍射光、波长650nm的光的1次衍射光、波长780nm的光的1次衍射光的衍射效率相对制造波长的依存性的图。
从图93可知，如特开2001-195769公报所记述的光学拾取头装置那样，在把在物镜14的衍射构造14a中产生的来自半导体激光器11～13的光的同一次数的衍射光，用于对各个光盘的记录以及/或者再生的情况下，不能在各个光盘的使用波长区域中得到高的衍射效率。
图94是展示在用满足340nm≤λB≤450nm的制造波长、衍射次数2最佳化的在火焰构造中产生的波长405nm的光的2次衍射光、波长650nm的光的1次衍射光、波长780nm的光的1次衍射光的衍射效率相对制造波长的依存性的图。
从图94可知，在对第1光盘进行记录以及/或者再生中利用来自半导体激光器11的光的2次衍射光，在对第2以及第3光盘进行记录以及/或者再生中分别利用来自半导体激光器12以及半导体激光器13的光的1次衍射光的情况下，当把从350nm到420nm之间的波长设定为制造波长的情况下，可以在各个光盘的使用波长区域中得到高的衍射效率。特别是，如果把从360nm到400nm之间的波长设定为制造波长，则可以在各个光盘的使用波长区域中得到80％以上的高的衍射效率，非常理想。
以下，说明作为物镜14的衍射构造14a的火焰构造的最佳化方法的理想的另一例子。
图95是展示在用满足390nm≤λB≤440nm的制造波长、衍射次数6最佳化的在火焰构造中产生的波长405nm的光的6次衍射光、波长650nm的光的4次衍射光、波长780nm的光的3次衍射光的衍射效率相对制造波长的依存性的图。
从图95可知，在对第1光盘进行记录以及/或者再生中利用来自半导体激光器11的光的6次衍射光，在对第2光盘进行记录以及/或者再生中利用来自半导体激光器12的光的4次衍射光，在对第3光盘进行记录以及/或者再生中利用来自半导体激光器13的光的3次衍射光的情况下，当把从405nm到425nm之间的波长设定为制造波长的情况下，可以在各个光盘的使用波长区域中得到高的衍射效率。特别是，如果把从410nm到420nm之间的波长设定为制造波长，则可以在各个光盘的使用波长区域中得到80％以上的高的衍射效率，非常理想。
进而，上述的，为了在各个光盘的使用波长区域中得到高的衍射效率的理想的制造波长范围，可以适用在从半导体激光器11至13发振的光的波长分别满足下式的情况下。
380nm＜λ1＜420nm
630nm＜λ2＜670nm
760nm＜λ3＜800nm
在来自半导体激光器11至13的光束全部通过的共同光路上，如果配置基片厚度差补正装置，则如图42、44、45、47、48的光学拾取头装置所示，因为可以把物镜、作为基片厚度差补正装置的衍射构造一体化，所以可以削减光学拾取头光学系统的光学元件数，从成本的观点看好。
进而，如上所述，因为通过确定形成在物镜的光学面上的基片厚度差补正装置的衍射构造，使得在通过数值孔径NA2的外侧区域的来自半导体激光器12的光束，和通过在数值孔径NA3的外侧区域的来自半导体激光器13的光束变为光斑，还可以维持作为该衍射构造的孔径限制装置的功能，所以可以进一步削减光学拾取头光学系统的光学元件的数，从成本的观点看好。
此外，在图42、44、45、47、48的光学拾取头装置中，物镜14是由1个透镜群构成的单透镜，其构成是，在把波长λ1中的焦点距离设置为f1(mm)，把中心厚度设置为d(mm)，把入射到上述物镜14的波长λ1的光束的直径设置为Φ1(mm)，把对上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录情况下的动作距离设置为fB3(mm)时，满足下式。
0.7＜d/f1＜1.5 (2)
2.8＜Φ1＜5.8 (3)
fB3＞0.2 (4)
作为高密度DVD用的高NA物镜，提出了如特开平10-123410公报那样的由2个透镜群构成的物镜，但理想的是，当用共同的物镜进行在保护基片厚度上有1.1mm差异的，高密度DVD和CD的互换的情况下，把物镜设置成容易确保动作距离的单透镜构造。这时，满足上述(2)、(3)式特别理想，由此，可以充分确保CD的动作距离满足(4)式。如果CD的动作距离满足(4)式，则不必如DVD和高密度DVD那样，比较严格地控制光盘的保护基片厚度的制造公差，即使在记录以及/或者再生因保护基片的厚度的个体差异引起的离散大的CD的情况下，也可以充分地减小CD和物镜冲突的可能性。
此外，在图42、44、45、47、48的光学拾取头装置中，物镜14的进一步构成是，对第3光盘进行信息的再生以及/或者记录的情况下的成像倍率m3满足下式。
m3＜0 (5)
由此，确保CD的动作距离变得容易。
这时，最好是满足下式
-0.25＜m3＜-0.05 (6)
在充分确保CD的动作距离的同时，可以良好地进行球面像差补正。
在图42、44、45、47、48的光学拾取头装置中，物镜14的进一步构成是，对第2光盘进行信息的再生以及/或者记录的情况下的成像倍率m2满足下式。
m2＜0 (7)
由此，确保DVD的动作距离变得容易。
这时，最好是满足下式
-0.20＜m2＜-0.02 (8)
在充分确保DVD的动作距离的同时，可以良好地进行球面像差补正。
以下，说明实施方式3的第8光学拾取头装置。图96是概略展示实施方式3的第8光学拾取头装置的图，把在图42、44、45、47、48的光学拾取头装置中作为物镜14的衍射透镜的功能，作为折射透镜的功能，分开在分别独立的光学元件上。
第8光学拾取头装置的物镜100，是为了把来自半导体激光器11至13的光束，分别聚光在第1至第3光盘的信息记录面上的折射型透镜100a，和被配置在折射透镜100a的光束入射面一侧上的，具有由同心圆形状的多个环带组成的衍射构造的衍射光学元件100b经组合的复合物镜。折射型透镜100a和衍射光学元件100b，用突边部分100c和光轴同轴地一体化，用2维传动器22，一体地进行跟踪驱动和聚焦驱动。
折射透镜100a，是由1个透镜群构成的单透镜，其构成是，在把波长λ1中的复合物镜100的焦点距离设置为f1(mm)，把在波长λ1中的折射型透镜100a的中心厚度设置为d(mm)，把入射到复合型物镜100的波长λ1的光束的直径设置为Φ1(mm)，把对上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录情况下的动作距离设置为fB3(mm)时，满足下式。
0.7＜d/f1＜1.5 (9)
2.8＜Φ1＜5.8 (10)
fB3＞0.2 (11)
作为折射型透镜100a，可以使用至少在波长λ1的区域中经像差补正的非球面透镜。
此外，如此确定衍射光学元件100b的衍射构造100d，使得，对第1光盘进行信息的记录以及/或者再生中使用的衍射次数，和对第2光盘以及第3光盘的信息的记录以及/或者再生中使用的衍射次数不同，并且，对第1光盘进行信息的记录以及/再生中使用的衍射次数，比对第2光盘以及第3光盘的信息的记录以及/或者再生中使用的衍射次数还大。
衍射光学元件100b的衍射构造100d的最佳化的方法，因为和在图42、44、45、47、48的光学拾取头装置中的物镜14的衍射构造14a的火焰构造的最佳化的方法相同，固而省略说明。
进而，衍射光学元件100b的衍射构造100d，在把用波长λB、上述衍射次数n1最佳化的上述多个环带的各位置用
Φb＝n1·(b2·h2+b4h4+b6h6+……)定义的光路差函数表示的情况下(在此，h是自光轴的高度(mm)，b2、b4、b6、……是各自2次、4次、6次、……的光路差函数系数(也称为衍射面系数)，n1是向衍射构造100d入射来自半导体激光器11的波长λ1的光束时产生的衍射光中，具有最大的衍射光量的衍射光的衍射次数)，理想的是具有只有由
PD＝∑(-2·n1·b2)
定义的衍射构造的放大率(mm-1)满足下式
0.5×10-2＜PD＜5.0×10-2
那样的正的放大率。由此，可以把由半导体激光器11的波型跳变引起的折射型透镜100a的成像位置的移动抑制在最小。
如第8光学拾取头装置的物镜100那样，通过把在物镜中作为衍射透镜的功能，和作为折射透镜的功能，分开在分别独立的光学元件中，如图42、44、45、47、48的光学拾取头装置中的物镜14那样，在折射透镜的光学面上，与形成一体的衍射构造相比，可以容易制造衍射光学元件100b。
具体地说，衍射光学元件100b的衍射构造100d，可以设置成被形成在平面上的火焰构造。通过把衍射构造100d形成在平面上，因为可以用电子束描绘法高精度地制造火焰构造100d，所以可以得到因火焰的形状误差引起的衍射效率下降少的衍射光学元件。这种情况下，如果把和形成有火焰构造的平面相反侧的光学面设置层非球面，则可以得到进一步高性能的衍射光学元件。
进而，第8光学拾取头装置作为球面像差补正元件，具有用1轴传动器21在光轴方向上移动的准直透镜16，用于补正当对地1光盘记录以及再生信息的情况下，由光盘的透明基片厚度的制造误差、构成物镜100等的聚光光学系统的光学元件的制造误差、因半导体激光器11的制造误差产生的波长的变化，由于因温度变化和湿度变化产生的构成物镜等的聚光光学系统的光学元件的形状变化和折射率变化引起的球面像差的变化。
实施方式7
图97是概略展示实施方式7的第9光学拾取头装置的图。第9光学拾取头装置中的物镜34，是被设计成在半导体激光器11的波长区域内像差为最小的，第1光盘专用的非球面物镜。
如果要使用物镜34，用半导体激光器12记录以及/或者再生第2光盘，则因保护基片厚度的不同，球面像差在补正过剩方向上变化，而在第9光学拾取头装置中，在作为只有来自半导体激光器12的光通过的光路的，在半导体激光器12和偏光光束分离器15之间的光路中，配备作为第1保护基片厚度差补正装置的耦合透镜110，用于良好地补正在上述的补正过剩方向上变化的球面像差，可以使用物镜34，用半导体激光器12记录以及/或者再生第2光盘。
在耦合透镜110的光学面上，形成由同心圆形状的多个环带组成的衍射构造110a，该衍射构造具有，在入射的光的波长在变短的方向上变化的情况下，球面像差在补正不足方向上变化的球面像差特性。
进而，衍射构造110a，因为以与半导体激光器12的波长一致的波长最佳化，所以可以得到良好的衍射效率。
同样，如果要使用物镜34，用半导体激光器13记录以及/或者再生第3光盘，则因保护基片厚度的不同，球面像差在补正过剩方向上变化，而在第9光学拾取头装置中，在作为只有来自半导体激光器13的光通过的光路的，在半导体激光器13和偏光光束分离器17之间的光路中，配备作为第2保护基片厚度差补正装置的耦合透镜111，用于良好地补正在上述的补正过剩方向上变化的球面像差，可以使用物镜34，用半导体激光器13记录以及/或者再生第3光盘。
在耦合透镜111的光学面上，形成由同心圆形状的多个环带组成的衍射构造111a，该衍射构造具有，在入射的光的波长在变短的方向上变化的情况下，球面像差在补正不足方向上变化的球面像差特性。
进而，衍射构造111a，因为以与半导体激光器13的波长一致的波长最佳化，所以可以得到良好的衍射效率。
此外，在第9光学拾取头装置中，在物镜34的光学面上，作为NA1和NA2和NA3的孔径限制装置，形成如图50所示的环带滤波器，该环带滤波器，因为具有图51所示的波长特性，所以根据进行信息的记录以及/或者再生的光盘的种类自动地切换孔径，因而可以简化光学拾取头装置的构造，可以大幅度降低成本。
进而，第9光学拾取头装置作为球面像差补正元件，具有用1轴传动器21在光轴方向上移动的准直透镜39，用于补正当对地1光盘记录以及再生信息的情况下，由光盘的透明基片厚度的制造误差、构成物镜34等的聚光光学系统的光学元件的制造误差、因半导体激光器11的制造误差产生的波长的变化、由温度变化和温度变化产生的构成物镜等的聚光光学系统的光学元件的形状变化和折射率变化引起的球面像差的变化。
在准直透镜39的光学面上，形成由同心圆形状的多个环带组成的衍射构造39a，因为该衍射构造39a具有，在入射的光的波长在变短的方向上变化的情况下，准直透镜39的后焦点在变短的方向上变化的波长特性，所以通过了准直透镜39和物镜34的来自半导体激光器11的光束，几乎没有色差地聚光在第1光盘的信息记录面91上。
进而，作为在本发明的实施方式中可以使用的物镜，除了由1个透镜构成的物镜外，还包含由2个物镜以上的多个物镜构成的物镜。
[实施例]
以下，用实施例9至14更具体地说明本发明。在各实施例的透镜中的非球面，在把光轴方向设置为X，把与光轴垂直的方向的高度设置为h，把折射面的曲率半径设置为r时，用以下的公式2表示。其中，设κ是圆锥系数，A2i是非球面系数。
[公式2]
此外，在各实施例中的衍射面，作为光路差函数Φb可以用以下的公式3表示。在此，h是与光轴垂直的高度，b2i是光路差函数的系数，n是在衍射面上发生的衍射光中具有最大的衍射光量的衍射光的次数。
[公式3]
进而，在以下的表或者图中，在用10的乘方表示的数中有用E(或者e)表示为例如E-02(＝10-2)的。
实施例9
实施例9，是可以适用在上述的图42、图44、图45、图47、图48的各光学拾取头装置中的物镜，可以对记录密度不同的3种光盘进行信息的记录以及再生。在得到实施例9的物镜特性时，把第1光盘(使用兰紫色半导体激光器的下一代高密度DVD)用的第1光源的波长λ1设置为405nm，把第2光盘(DVD)用的第2光源的波长λ2设置为650nm，把第3光盘(CD)用的第3光源的波长λ3设置为780nm，第1光盘的透明基片厚度t1设置为0.1mm，第2光盘的透明基片厚度t2设置为0.6mm，第3光盘的透明基片厚度t3设置为1.2mm。此外，作为对第1～第3光盘进行信息的记录以及再生所需要的物镜的像侧数值孔径NA1、NA2、NA3，分别假设为0.85，0.65，0.50。
图53至图55展示实施例9的物镜的λ1＝405nm、λ2＝650nm、λ3＝780nm中的光路图。实施例9的物镜，在光源侧的非球面上具有由同心圆形状的多个环带组成的衍射构造，在本说明书中的光路中，省略了衍射构造。此外，实施例9的物镜，在λ1＝405nm中设置为无限规格，在λ2＝650nm，以及λ3＝780nm中设置为有限规格，因为，如果对与第1光盘相比保护基片厚度大的第2光盘、第3光盘入射发散光束，则在可以充分确保动作距离(物镜最后面，和光盘的光束入射面的间隔)的同时，可以减轻必须补正衍射构造的，因不同种类的光盘的保护基片厚度的不同产生的球面像差量，所以，可以扩大相邻的环带的间隔，可以缓和因环带形状的制造误差引起的衍射效率的降低。
图56展示相对实施例9的物镜的λ1＝405nm的至数值孔径0.85的球面像差图。此外，图57展示相对λ2＝650nm至数值孔径0.65的球面像差图。此外，图58展示相对λ3＝780nm至数值孔径0.50的球面像差图。从图56至图58的球面像差图可知，通过衍射构造的作用，在对各个光盘进行信息的记录以及再生所需要的像侧数值孔径内，可以良好地补正因3种不同光盘的保护基片厚度不同发生的球面像差。进而，1实施例的物镜的波面像差是：
在λ1＝405nm，NA1 0.85，t1＝0.1mm时，0.007λ1rms
在λ2＝650nm，NA2 0.65，t2＝0.6mm时，0.003λ2rms
在λ3＝780nm，NA3 0.50，t3＝1.2mm时，0.002λ3rms
此外，图59展示相对λ2＝650nm的另一球面像差图。图59是射入和通过组合λ1＝405nm和NA1 0.85确定的光圈直径相等的光束直径λ2＝650nm的光的情况下的实施例9的物镜的球面像差图。从图59的球面像差图可知，实施例1的物镜，对于λ2＝650nm、t2＝0.6mm的组合，把至NA2 0.65的光束在几乎没有像差的状态下聚光在第2光盘的信息记录面上，通过在NA2 0.65的外侧的光束，由于产生大的球面像差(以下，称为“光斑”)，因而不在第2光盘的信息记录面92上聚光。
此外，图60展示相对λ3＝780nm的另一球面像差图。图60是射入和通过组合λ1＝405nm和NA1 0.85确定的光圈直径相等的光束直径λ3＝780nm的光的情况下的实施例9的物镜的球面像差图。从图60的球面像差图可知，实施例9的物镜，对于λ3＝780nm、t3＝1.2mm的组合，把至NA3 0.50的光束在几乎没有像差的状态下聚光在第3光盘的信息记录面93上，通过在NA3 0.50的外侧的光束，由于产生光斑，因而不在第3光盘的信息记录面93上聚光。
在此，所谓“在光盘的信息记录面上聚光”，是指射入到物镜的光束，在光盘的信息记录面上，以波面像差在衍射界限内(在把λ设置为光源的波长时，在0.07λrms以下)的状态聚光。这样，在对第2光盘以及第3光盘进行信息的记录以及再生时，如果把通过在需要的数值孔外侧区域的光束设置为光斑，因为可以减小光盘的保护基片相对光轴倾斜(以下，称为“盘变形”)时产生的彗形象差，所以可以确保相对盘变形的安全系数。进而，因为不需要设置与记录密度不同的光盘对应的孔径切换装置，所以构造变得简单。
进而，在实施例9的物镜中，作为高密度的下一代的第1光盘，把保护基片厚度t1设置为0.1mm，把光源的波长设置为405nm，把像侧数值孔径设置为0.85，进行光学设计，但对此外规格的光盘也可以适用本发明。
此外，把相对第2光盘(DVD)的像侧数值孔径设置为0.65，把相对第3光盘(CD)的像侧数值孔径设置为0.50，进行光学设计，但对于作为此外的规格的光盘也可以适用本发明。
此外，在本说明书中，所谓“(良好地)补正球面像差”、“(良好地)补正波面像差”，是指入射到物镜中的光束，在光盘的信息记录面上，在对该光盘进行信息的记录以及/或者再生所需要的物镜的规定的数值孔径内，以波面像差在衍射边界内(在把λ设置为光源的波长时，在0.07λrms以下，最好是在0.05λrms以下)的状态下聚光。
在表13中展示实施例9的物镜的透镜系数。表中，f1、f2、f3分别表示在波长λ1、λ2、λ3中的物镜的焦点距离，m1、m2、m3分别表示波长λ1、λ2、λ3中的物镜的成像倍率，R表示曲率半径，d表示面间隔，Nλ1、Nλ2、Nλ3分别表示波长λ1、λ2、λ3中的折射率，υd是在d线中的阿贝数。
在波长λ1＝405nm时
焦点距离f1＝2.35mm，像侧数值孔径NA1＝0.85，成像倍率m1＝0
在波长λ2＝650nm时
焦点距离f1＝2.43mm，像侧数值孔径NA2＝0.65，成像倍率m2＝-0.05
在波长λ3＝780nm时
焦点距离f3＝2.45mm，像侧数值孔径NA3＝0.50，成像倍率m3＝-0.10
| 面号码 | r(mm) | d(mm) | Nλ1 | Nλ2 | Nλ3 | υd | 备注 |
| 0 | d0(可变) | 光源 | |||||
| 12 | 1.79945.872 | 2.500d2(可变) | 1.76904 | 1.73912 | 1.73324 | 49.3 | 物镜 |
| 34 | ∞∞ | d3(可变) | 1.61949 | 1.57756 | 1.57062 | 30.0 | 透明基片 |
| λ1＝405nm | λ2＝650nm | λ3＝780nm | |
| d0d2d3 | ∞0.1000.855 | 48.5890.6000.720 | 27.9641.2000.450 |
非球面系数
| 第1面 | 第2面 | |
| κA4A6A8A10A12A14A16 | -6.1317E-015.2524E-03-5.6632E-041.1555E-03-3.1854E-04-2.2350E-062.6449E-05-4.7779E-06 | 0.0000E+007.1812E-02-3.8260E-02-1.7437E-034.7910E-03-5.7767E-04-1.1890E-04 |
衍射面系数
| 第1面 | |
| b2b4b6b8b10 | -2.0000E-03-5.6811E-04-1.3194E-044.9466E-05-8.0188E-06 |
此外，在表13的透镜数据中，衍射面系数的基准波长(火焰波长)，因为与波长λ1一致，所以波长λ1的光的衍射光量变为最大，但也可以把波长λ2作为衍射面系数的基准波长，波长λ2的光的衍射光量为最大，还可以把波长λ3作为衍射面系数的基准波长，波长λ3的光的衍射光量为最大。或者也可以把取波长λ1的光的衍射光量和波长λ2的光的衍射光量和波长λ3的衍射光量的平均的波长作为衍射面系数的基准波长。无论哪种情况，都可以在通过若干设计变更后作为适用本发明的光学拾取头装置的物镜。
此外，在表13的透镜数据中，衍射面系数确定为1次衍射光具有比其他任何次数的衍射光都大的衍射光量，但也可以设置成2次以上的高次衍射光具有比其他任何次数的衍射光都大的衍射光量。
实施例10
实施例10，是可以适用在上述的图45的光学拾取头装置中的聚光光学系统，可以对记录密度不同的3种光盘进行信息的记录以及再生。作为高密度的下一代的第1光盘，把保护基片厚度t1设置为0.1mm，把光源的波长λ1设置为405nm，把像侧数值孔径NA1设置为0.85，作为第2光盘(DVD)，把保护基片厚度t2设置为0.6mm，把光源的波长λ2设置为650nm，把像侧数值孔径NA2设置为0.65，作为第3光盘(CD)，把保护基片厚度t3设置为1.2mm，把光源的波长λ3设置为780nm，把像侧数值孔径NA3设置为0.50。
图61展示实施例10的物镜的λ1＝405nm的光路图。实施例10的聚光光学系统的准直透镜(与图45的准直透镜29对应)，通过形成在光盘侧的非球面上的由同心圆形状的多个环带组成的衍射构造的作用，当从第1光源射出的光的波长从405nm向长波长方变化的情况下，具有准直透镜的后焦距变短的波长特性。当从第1光源射出的光的波长从405nm向长波长方变化的情况下，把准直透镜的后焦距的变化量的符号，设置成与相对同样量的波长变化的物镜的后焦距的变化量的符号相反，进而，因为把以准直透镜的焦点距离的平方标准化的后焦点的变化量的绝对值，设置成和以相对同样量的波长变化的物镜的焦点距离的平方标准化的后焦点的变化量的绝对值大致相同，所以可以补偿当从第1光源射出的光的波长变化的情况下的物镜的焦点位置的变化。
图62展示相对实施例10的聚光光学系统的物镜的λ1＝405nm±10nm的至数值孔径0.85的球面像差图。此外，图63展示相对实施例2的聚光光学系统的准直透镜和物镜的合成系统的λ1＝405nm±10nm的至数值孔径0.85的球面像差图。如图62的球面像差图所示，实施例10的物镜如果从基准波长405nm变化+10nm波长，则近轴焦点位置变化0.005mm，而通过和具有上述那样的波长特性的准直透镜组合，如图63的球面像差图所示，可以把从基准波长405nm变化+10nm波长的情况下的近轴焦点位置的变化量减小到0.002mm。
进而，如果假设因兰紫色半导体激光器的波型跳变引起的波长变化量为+1nm，则在实施例10的中有物镜的系统中的波型跳变时的波面像差的聚焦成分，超过0.160λrms和衍射界限，而在实施例10的聚光光学系统的准直透镜和物镜的合成系统中的波型跳变时的波面像差的聚焦成分，在0.001λrms以下，可知可以良好地补偿因波长变化引起的物镜的最佳像面位置的变化。
进而，实施例10的聚光光学系统，具有球面像差补正元件(与图45的折射率分布可变元件23对应)，当对第1光盘记录/以及再生信息的情况下，用于补正因光盘的保护基片厚度的制造误差、构成物镜等的聚光光学系统的光学元件的制造误差、由光源的制造误差产生的波长的变化，以及因温度变化和湿度变化引起的构成物镜和准直透镜等的聚光系统的光学元件的形状变化和折射率引起的球面像差的变化。
作为这种球面像差补正元件，可以列举具有折射率分布可变材料层，通过施加电场或者磁场或者温度使折射率分布可变材料层的折射率变化的元件。具体地说，有折射率分布可变材料层是液晶层，液晶层被配置在相互相对的透明电极之间，通过在这种透明电极上施加电压，电气控制液晶层的液晶分子的排列状态，由此可以使液晶层内的折射率分布变化的元件；和折射率分布可变材料层是电气光学材料层，被配置在相互相对的透明电极之间，通过在透明电极上施加电压，电气控制电气光学材料层的折射率，由此可以使电气光学材料层内的折射率分布变化的元件等。
在本实施例10中，把沿着与这种折射率分布可变材料层的光轴垂直的方向的折射率分布N(λ，h)用以以下式子表示的折射率分布函数表示，其中，设h是从光轴起的高度(mm)，No(λ)是在折射率分布可变材料层的光轴上的波长λ中的折射率，A2i是折射率分布函数系数。
N(λ，h)＝No(λ)+∑A2i·h2i (B)
表14展示通过使折射率分布可变材料层的折射率分布变化，补正以下变化的结果，即，因相对由光源的制造误差引起的405nm的基准波长的±10nm的波长误差、相对25℃的基准温度的由±30℃的温度变化引起的塑料透镜的折射率变化、相对第1光盘的0.1mm的基准保护基片厚度的±0.02mm的制造误差，在聚光系统中产生的球面像差的变化。因为塑料透镜与玻璃透镜相比因温度变化产生的折射率变化大，所以温度变化时，只考虑塑料透镜的折射率变化，其变化量是-10×10-5/℃。
表14
| 补正前的波面像差 | 补正后的波面像差 | No(λ) | A2 | ||
| 波长误差 | +10nm-10nm | 0.142λrms0.147λrms | 0.007λrms0.010λrms | 1.528971.53153 | 5.6830E-04-5.7980E-04 |
| 温度变化 | +30℃-30℃ | 0.011λrms0.013λrms | 0.008λrms0.008λrms | 1.530011.53039 | -4.5330E-052.9830E-05 |
| 透明基片厚度的误差 | +0.02mm-0.02mm | 0.195λrms0.191λrms | 0.010λrms0.012λrms | 1.530201.53020 | 7.5570E-04-7.7790E-04 |
进而，在本实施例10的聚光光学系统中，塑料透镜是准直透镜。此外，把温度变化时的光源的波长变化量设置为+0.05nm/℃。从表14中可知，无论哪种情况，都可以良好地补正波面像差，即使对需要0.85这种高数值孔径的第1光盘记录以及再生信息的情况下，可以始终得到聚光状态良好的点。
此外，在表14中，补正前的波面像差表示，在因波长误差，或者温度变化引起的波长变化以及折射率变化，或者产生保护基片厚度的误差的情况下，在使折射率分布可变材料层的衍射率分布改变之前的，即折射率分布可变材料层的折射率都是No(λ)时的聚光光学系统的波面像差，补正后的波面像差表示，在因波长误差，或者温度变化引起的波长变化以及折射率变化，或者产生保护基片厚度的误差的情况下，在折射率分布可变材料层上，用2次折射率分布函数系数A2和No(λ)给予用上述(B)式表示的折射率分布时的聚光光学系统全体的波面像差。
图64以及图65展示在实施例10的聚光光学系统的物镜的λ2＝650nm，λ3＝780nm中的光路图。此外，图66展示对于λ2＝650nm的至数值孔径0.65的球面像差图。此外，图67展示对于λ3＝780nm的至数值孔径0.50的球面像差图。实施例10的聚光光学系统的物镜，在光源侧的非球面上具有同心圆形状的环带衍射构造，通过衍射构造的作用，在对各个光盘进行信息的记录以及再生所需要的像侧数值孔径内，良好地补正因3种不同光盘的保护基片厚度的不同引起的球面像差。因为实施例10的聚光光学系统的物镜是和实施例9的物镜相同的物镜，所以省略详细说明。
此外，在实施例10的聚光光学系统中，只在对第1光盘进行信息的记录以及再生的情况下，通过使沿着与折射率分布可变材料层的光轴垂直的方向的折射率分布变化补正球面像差的变化，但即使在对第2光盘或者第3光盘进行信息的记录以及再生的情况下，也可以使折射率分布可变材料层的折射率分布变化补正球面像差的变化。
此外，在实施例10的光路图中，在实际的光学拾取头装置中，省略了被配置在光源和物镜之间的光路中的偏光光束分离器。在实施例10的聚光光学系统中，在光源和物镜之间的非平行光束中如果配置偏光光束分离器则产生球面像差，而通过使光源位置在光轴方向上移动规定量，就可以补正所发生的球面像差。在以后的实施例中也同样省略被配置在光源和物镜之间的光路中的偏光光束分离器。
表15展示相对实施例10的聚光光学系统的λ1＝405nm的透镜数据。在表15的透镜数据中，第2面的衍射面系数的基准波长(火焰波长)与波长λ1一致。
[表15]
在波长λ1＝405nm时
焦点距离f1＝2.35mm，像侧数值孔径NA1＝0.85，成像倍率m1＝0
| 面号码 | r(mm) | d(mm) | Nλ1 | Nλ2 | Nλ3 | υd | 备注 |
| 0 | 9.851 | 光源 | |||||
| 12 | -30.532-9.309 | 1.50012.000 | 1.52491 | 1.50690 | 1.50355 | 56.5 | 准直透镜 |
| 3456 | ∞∞∞∞ | 1.0001.0001.0003.000 | 1.530201.530201.53020 | 1.514521.514521.51452 | 1.511181.511181.51118 | 64.164.164.1 | 玻璃基片折射率分布可变材料层玻璃基片 |
| 78 | 1.79945.872 | 2.5000.855 | 1.76904 | 1.73912 | 1.73324 | 49.3 | 物镜 |
| 910 | ∞∞ | 0.100 | 1.61949 | 1.57756 | 1.57062 | 30.0 | 透明基片 |
非球面像差
| 第2面 | 第7面 | 第8面 | |
| κA4A6A8A10A12A14A16 | -4.0087E-01-1.2239E-04-1.8594E-06 | -6.1317E-015.2524E-03-5.6632E-041.1555E-03-3.1854E-04-2.2350E-062.6449E-05-4.7779E-06 | 0.0000E+007.1812E-02-3.8260E-02-1.7437E-034.7910E-03-5.7767E-04-1.1890E-04 |
衍射面系数
| 第2面 | 第7面 | |
| b2b4b6b8b10 | -2.4956E-02 | -2.0000E-03-5.6811E-04-1.3194E-044.9466E-05-8.0188E-06 |
此外，在表15的透镜数据中，第2面的衍射面系数确定为1次衍射光具有比其他任何次数的衍射光都大的衍射光量，也可以设置成2次以上衍射光具有比其他任何次数的衍射光都大的衍射光量。
表16展示相对实施例10的聚光光学系统的λ2＝650nm以及λ3＝780nm的透镜数据。
[表16]
在波长λ2＝650nm时
焦点距离f2＝2.43mm，像侧数值孔径NA1＝0.65，成像倍率m2＝-0.05
在波长λ3＝780nm时
焦点距离f3＝2.45mm，像侧数值孔径NA3＝0.50，成像倍率m3＝-0.10
| 面号码 | r(mm) | d(mm) | Nλ1 | Nλ2 | Nλ3 | υd | 备注 |
| 0 | d0(可变) | 光源 | |||||
| 1234 | ∞∞∞∞ | 1.0001.0001.0003.000 | 1.530201.530201.53020 | 1.514521.514521.51452 | 1.511181.511181.51118 | 64.164.164.1 | 玻璃基片折射率分布可变材料层玻璃基片 |
| 56 | 1.79945.872 | 2.500d5(可变) | 1.76904 | 1.73912 | 1.73324 | 49.3 | 物镜 |
| 78 | ∞∞ | d6(可变) | 1.61949 | 1.57756 | 1.57062 | 30.0 | 透明基片 |
| λ2＝650nm | λ3＝780nm | |
| d0d5d6 | 43.5000.6000.720 | 23.0001.2000.450 |
非球面系数
| 第5面 | 第6面 | |
| κA4A6A8A10A12A14A16 | -6.1317E-015.2524E-03-5.6632E-041.1555E-03-3.1854E-04-2.2350E-062.6449E-05-4.7779E-06 | 0.0000E+007.1812E-02-3.8260E-02-1.7437E-034.7910E-03-5.7767E-04-1.1890E-04 |
衍射面系数
| 第5面 | |
| b2b4b6b8b10 | -2.0000E-03-5.6811E-04-1.3194E-044.9466E-05-8.0158E-06 |
在表15以及表16的透镜数据中，在物镜的光源一侧的面(即，在表15是第7面，在表16中是第5面)的衍射面系数的基准波长(火焰波长)，因为与波长λ1一致，波长λ1的光的衍射光量为最大，但也可以把波长λ2作为衍射面系数的基准波长，使波长λ2的光的衍射光量为最大，也可以把波长λ3作为衍射面系数的基准波长，使波长λ3的光的衍射光量为最大。或者也可以把取波长λ1的光的衍射光量和波长λ2的光的衍射光量和波长λ3的衍射光量的平均的波长作为衍射面系数的基准波长。无论哪种情况，都可以在通过若干设计变更后作为适用本发明的光学拾取头装置的聚光光学系统。
此外，在表15以及表16的透镜数据中，物镜的光源一侧的面的衍射面系数确定为1次衍射光具有比其他任何次数的衍射光都大的衍射光量，但也可以设置成2次以上的高次衍射光具有比其他任何次数的衍射光都大的衍射光量。
此外，在表15以及表16中，f1、f2、f3分别表示在波长λ1、λ2、λ3中的物镜的焦点距离，m1、m2、m3分别表示波长λ1、λ2、λ3中的物镜的成像倍率，R表示曲率半径，d表示面间隔，Nλ1、Nλ2、Nλ3分别表示在波长λ1、λ2、λ3中的折射率，υd表示在d线中的阿贝数。即使在以后的实施例的透镜数据表中也一样。
实施例11
实施例11，是可以适用在上述的图46的光学拾取头装置中的聚光光学系统，可以对记录密度不同的3种光盘进行信息的记录以及再生。作为高密度的下一代的第1光盘，把保护基片厚度t1设置为0.1mm，把光源的波长λ1设置为405nm，把像侧数值孔径NA1设置为0.85，作为第2光盘(DVD)，把保护基片厚度t2设置为0.6mm，把光源的波长λ2设置为650nm，把像侧数值孔径NA2设置为0.65，作为第3光盘(CD)，把保护基片厚度t3设置为1.2mm，把光源的波长λ3设置为780nm，把像侧数值孔径NA3设置为0.50。
图68展示实施例11的聚光光学系统的λ1＝405nm的光路图。此外，图69展示相对实施例3的聚光光学系统的λ1＝405nm±10nm的至数值孔径0.85的球面像差图。实施例11的准直透镜，和实施例10的聚光光学系统的准直透镜一样，通过形成在光盘侧的非球面上的由同心圆形状的多个环带组成的衍射构造的作用，当从第1光源射出的光的波长从405nm向长波长方变化的情况下，、补偿从第1光源射出的光的波长变化情况下的物镜焦点位置的变化。相对于在实施例3的中有物镜的系统中的波型跳变时的波面像差的聚焦成分是0.201λrms，在实施例11的聚光光学系统的准直透镜和物镜的合成系统中的波型跳变时的波面像差的聚焦成分是0.003λrms，可知可以良好地补偿因波长变化引起的物镜的最佳像面位置的变化。
进而，实施例11的聚光光学系统，和实施例2的聚光光学系统一样，具有球面像差补正元件，用于补正当对第1光盘进行信息的记录以及再生的情况下，因光盘的保护基片厚度的制造误差、构成物镜和准直透镜等的聚光光学系统的光学元件的制造误差、由于光源的制造误差引起的波长的变化，以及由于温度变化和湿度变化引起的构成物镜和准直透镜等的聚光光学系统的光学元件的变形和折射率变化的球面像差的变化。
表17展示通过使球面像差补正元件的折射率分布可变材料层的折射率分布变化，补正相对因光源的制造误差引起的405nm的基准误差的±10nm的波长的变化、由于相对25℃的基准温度的±30℃的温度变化产生的塑料透镜的折射率变化、相对第1光盘的0.1mm的基准保护基片厚度的±0.02mm的制造误差，在聚光光学系统中产生的球面像差的变化。
表17
| 补正前的波面像差 | 补正后的波面像差 | No(λ) | A2 | ||
| 波长误差 | +10nm-10nm | 0.289λrms0.315λrms | 0.011λrms0.015λrms | 1.528971.53153 | 9.3500E-04-9.5240E-04 |
| 温度变化 | +30℃-30℃ | 0.299λrms0.314λrms | 0.031λrms0.052λrms | 1.530011.53039 | 9.3590E-04-9.2810E-04 |
| 透明基片厚度的误差 | +0.02mm-0.02mm | 0.194λrms0.203λrms | 0.009λrms0.013λrms | 1.530201.53020 | 5.9700E-04-8.0360E-04 |
和实施例10一样，在温度变化时，只考虑塑料透镜的折射率变化，其变化量是-10×10-5/℃。进而，在本实施例11的聚光光学系统中，塑料透镜是准直透镜和物镜。此外，把温度变化时的光源的波长变化量设置为+0.05nm/℃。进而，沿着与折射率分布可变材料层的光轴垂直的方向的折射率分布，和实施例10一样用(1)式表示。从表5可知，无论哪种情况，都可以良好地补正波面像差，即使对需要0.85这种高数值孔径的第1光盘记录以及再生信息的情况下，可以始终得到聚光状态良好的点。
图70展示实施例11的聚光系统的λ2＝650nm中的光路图。此外，图71展示实施例11的聚光系统的λ3＝780nm中的光路图。此外，图72展示对于λ2＝650nm的至数值孔径0.65的球面像差图。此外，图73展示对于λ3＝780nm的至数值孔径0.50的球面像差图。实施例3的聚光光学系统的物镜是第1光盘的专用物镜，是如通过组合λ1＝405nm、NA1 0.85、t1＝0.1mm、成像倍率m1＝0变为没有像差那样经像差补正的透镜。
因而，如果要用实施例11的聚光光学系统的物镜，对与第1光盘相比保护基片厚度大的第2光盘以及第3光盘进行信息的记录以及再生，则球面像差在补偿过剩方向上变化。因而，通过用球面像差补正元件补正在补正过剩方向上变化的球面像差，就可以使用第1光盘专用的物镜，对第2光盘以及第3光盘进行信息的记录以及再生。
进而，在对第2光盘以及第3光盘进行信息的记录以及再生时，通过对物镜入射发散光，确保充分的动作距离。表18展示补正因保护基片厚度的不同引起变化的球面像差。沿着与折射率分布可变材料层的光轴垂直方向的折射率分布，和实施例2一样可以用(1)式表示。此外，为了良好地补正5次以上的高次球面像差，除了2次折射率分布系数外使用4次折射率分布系数。
[表18]
| 补正前的波面像差 | 补正后的波面像差 | No(λ) | A2 | A4 | |
| 第2光盘(NA2＝0.85，λ2＝550nm，t2＝0.6mm) | 0.357λrms | 0.001λrms | 1.51452 | -1.0260E-02 | -5.4230E-04 |
| 第3光盘(NA3＝0.50，λ3＝780nm，t3＝1.2mm) | 0.214λrms | 0.002λrms | 1.51118 | -6.1780E-03 | -1.2010E-03 |
从表18可知，因保护基片厚度不同引起变化的球面像差被良好地补正，可以用第1光盘专用的物镜，对第2光盘以及第3光盘进行信息的记录以及再生。
此外，在物镜光学面上，作为孔径限制装置或者孔径切换装置，形成有波长选择性的滤波器。即，如图50所示，在透镜34的光学面34a上，分别在与NA1和NA2对应的第1环带形状区域上形成环带滤波器41，在与NA2和NA3对应的第2环带区域上形成环带滤波器42，在NA3以下的第3圆形区域上形成圆形滤波器43。如此形成各滤波器41至43，使得各反射率具有如图51那样的波长依存性。由此，对于例如约650nm、约780nm那样的不同波长的各光束，通过遮断超过需要数值孔径的光束，可以自动地把孔径切换到NA1和NA2和NA3。当用这种具有补偿选择性的环带滤波器，对第2光盘以及第3光盘进行信息的记录以及再生的情况下，通过遮断超过需要数值孔径的光束，可以在光盘的信息记录面上得到所希望的点直径。
表19展示实施例11的物镜的透镜数据。在表19中的透镜数据中，第2面的衍射面系数的基准波长(火焰波长)，与波长λ1一致。
[表19]
在波长λ1＝405nm时
焦点距离f1＝2.65mm，像侧数值孔径NA1＝0.85，成像倍率m1＝0
| 面号码 | r(mm) | d(mm) | Nλ1 | Nλ2 | Nλ3 | υd | 备注 |
| 0 | 16.185 | 光源 | |||||
| 12 | -23.167-19.157 | 2.00013.000 | 1.52491 | 1.50690 | 1.50355 | 56.5 | 准直透镜 |
| 3456 | ∞∞∞∞ | 1.0001.0001.0003.000 | 1.530201.530201.53020 | 1.514521.514521.51452 | 1.511181.511181.51118 | 64.164.164.1 | 玻璃基片折射率分布可变材料层玻璃基片 |
| 78 | 1.694-2.856 | 3.1000.918 | 1.52491 | 1.50690 | 1.50355 | 56.5 | 物镜 |
| 910 | ∞∞ | 0.100 | 1.61949 | 1.57756 | 1.57062 | 30.0 | 透明基片 |
非球面像差
| 第2面 | 第7面 | 第8面 | |
| κA4A6A8A10A12A14A16A18A20 | 2.2006E+013.3389E-042.0267E-05 | -6.6664E-014.3203E-037.2364E-041.0865E-041.1601E-059.6720E-073.2018E-071.7930E-07-2.1404E-08-3.4886E-09 | -2.4860E+016.5486E-02-3.4626E-029.6814E-03-1.4277E-037.9143E-052.9499E-06-3.1761E-07 |
衍射面系数
| 第2面 | |
| b2 | -2.4285E-02 |
此外，在表19的透镜数据中，确定第2面的衍射面系数为1次衍射光具有比其他任何次数的衍射光都大的衍射光量，但也可以使2次以上的高次衍射光具有比其他任何次数的衍射光都大的衍射光量。
表20展示实施例11的聚光光学系统的，相对λ2＝650nm以及λ3＝780nm的透镜数据。
[表20]
在波长λ2＝650nm时
焦点距离f2＝2.72mm，像侧数值孔径NA2＝0.65，成像倍率m2＝-0.10
在波长λ3＝780nm时
焦点距离f3＝2.74mm，像侧数值孔径NA3＝0.50，成像倍率m3＝-0.10
| 面号码 | r(mm) | d(mm) | Nλ1 | Nλ2 | Nλ3 | υd | 备注 |
| 0 | 25.000 | 光源 | |||||
| 1234 | ∞∞∞∞ | 1.0001.0001.0003.000 | 1.530201.530201.53020 | 1.514521.514521.51452 | 1.511181.511181.51118 | 64.164.164.1 | 玻璃基片折射率分布可变材料层玻璃基片 |
| 56 | 1.694-2.856 | 3.100d5(可变) | 1.52491 | 1.50690 | 1.50355 | 56.5 | 物镜 |
| 78 | ∞∞ | d6(可变) | 1.61949 | 1.57756 | 1.57062 | 30.0 | 透明基片 |
| λ2＝650nm | λ3＝780nm | |
| d5d6 | 0.6000.795 | 1.2000.481 |
非球面系数
| 第5面 | 第6面 | |
| κA4A6A8A10A12A14A16A18A20 | -6.6664E-014.3203E-637.2364E-041.0865E-041.1601E-059.6720E-073.2018E-071.7930E-07-2.1404E-08-3.4886E-09 | -2.4860E+016.5486E-02-3.4626E-029.6814E-03-1.4277E-037.9143E-052.9499E-06-3.1761E-07 |
实施例12
实施例12，是可以适用在上述的图47的光学拾取头装置中的聚光光学系统，可以对记录密度不同的3种光盘进行信息的记录以及再生。作为高密度的下一代的第1光盘，把保护基片厚度t1设置为0.1mm，把光源的波长λ1设置为405nm，把像侧数值孔径NA1设置为0.85，作为第2光盘(DVD)，把保护基片厚度t2设置为0.6mm，把光源的波长λ2设置为650nm，把像侧数值孔径NA2设置为0.65，作为第3光盘(CD)，把保护基片厚度t3设置为1.2mm，把光源的波长λ3设置为780nm，把像侧数值孔径NA3设置为0.50。
图74展示实施例12的物镜的λ1＝405nm中的光路图。此外，图75展示相对实施例12的聚光光学系统的λ1＝405nm±10nm的至数值孔径0.85的球面像差图。实施例12的聚光光学系统中，因为，通过形成在构成光束分离器的正透镜的两面上的由同心圆形状的多个环带组成的衍射构造的作用，当从第1光源射出的光的波长从405nm向长波长方变化的情况下，具有光束分离器的放大率变大的波长特性，所以，补偿在从第1光源射出的光的波长变化的情况下的物镜的焦点位置的变化。相对于实施例12的只有物镜的系统中的波型跳变时的波面像差的聚焦成分是0.160λrms，在实施例12的聚光光学系统的光束分离器和物镜的合成系统中的波型跳变时的波面像差的聚焦成分是0.007λrms，可知可以良好地补偿因波长变化引起的物镜的最佳像面位置的变化。
进而，实施例12的聚光光学系统，作为球面像差补正元件的构成光束分离器的负透镜(对应于图47的负透镜32)，可以在光轴方向上移动，该球面像差补正元件用于补正，当对第1光盘记录以及再生信息的情况下，因光盘的保护基片厚度的制造误差、构成物镜和准直透镜等的聚光光学系统的光学元件的制造误差、由于光源的制造误差引起的波长的变化，以及由于温度变化和湿度变化引起的构成物镜和准直透镜等的聚光光学系统的光学元件的变形和折射率变化引起的球面像差的变化。作为用于移动负透镜的传动器，可以使用音圈型的传动器和压电传动器。此外，在实施例12中，可以把光束分离器的负透镜设置为可以移动，但也可以使正透镜移动，此外，也可以使负透镜和正透镜两方移动。进而，也可以使准直透镜移动。
表21展示通过使光束分离器的负透镜在光轴方向上移动，补正因相对因光源的制造误差引起的相对405nm的基准误差的±10nm的波长的变化、由于相对25℃的基准温度的±30℃的温度变化产生的塑料透镜的折射率变化、相对第1光盘的0.1mm的基准保护基片厚度的±0.02mm的制造误差，在聚光光学系统中产生的球面像差的变化。
[表21]
| 补正前的波面像差 | 补正后的波面像差 | d5 | d7 | ||
| 波长误差 | +10nm-10nm | 0.115λrms0.119λrms | 0.007λrms0.010λrms | 3.1832.802 | 1.8172.198 |
| 温度变化 | +30℃-30℃ | 0.039λrms0.036λrms | 0.008λrms0.009λrms | 3.0572.937 | 1.9432.063 |
| 透明基片厚度的误差 | +0.02mm-0.02mm | 0.193λrms0.193λrms | 0.010λrms0.012λrms | 3.3062.677 | 1.6942.323 |
在温度变化时，只考虑塑料透镜的折射率变化，以及准直透镜的光盘一侧的面上树脂层的折射率变化，其变化量是-10×10-5/℃。进而，在本实施例12的聚光光学系统中，塑料透镜是光束分离器的负透镜和正透镜。此外，把温度变化时的光源的波长变化量设置为+0.05nm/℃。进而，从表21可知，无论哪种情况，都可以良好地补正波面像差，即使对需要0.85这种高数值孔径的第1光盘记录以及再生信息的情况下，也可以始终得到聚光状态良好的点。
进而，在表21中，d5、d7，分别相当后述的表22中的可变间隔d5、d7。d5、d7的初始值分别是3.000mm、2.000mm。
图76以及图77展示实施例12的聚光系统的物镜的λ2＝650nm、λ3＝780nm中的光路图。此外，图78展示对于λ2＝650nm的至数值孔径0.65的球面像差图。此外，图79展示对于λ3＝780nm的至数值孔径0.50的球面像差图。实施例12的聚光光学系统的物镜，在光源侧的非球面上具有同心圆形状的环带衍射构造，通过衍射构造的作用，在对各个光盘进行信息的记录以及再生所需要的数值孔径内，良好地补正因3种光盘的保护基片厚度不同产生的球面像差。实施例12的聚光光学系统的物镜因为是和实施例1的物镜相同的物镜，所以省略详细说明。
表22展示实施例12的聚光光学系统的透镜数据。在表22的透镜数据中，第8面以及第9面的衍射面系数的基准波长(火焰波长)，与波长λ1一致。
[表22]
在波长λ1＝405nm时
焦点距离f1＝2.35mm，像侧数值孔径NA1＝0.85，成像倍率m1＝0
| 面号码 | r(mm) | d(mm) | Nλ1 | Nλ2 | Nλ3 | υd | 备注 |
| b | 4.641 | 光源 | |||||
| 12 | ∞∞ | 0.2502.000 | 1.53020 | 1.51452 | 1.51118 | 64.1 | 透明基片 |
| 345 | 27.353-4.800-4.561 | 2.0000.050d5(可变) | 1.524911.50686 | 1.506901.48962 | 1.503551.48581 | 56.557.0 | 准直透镜 |
| 6789 | -8.17423.535∞-18.017 | 0.800d7(可变)1.00014.000 | 1.524911.52491 | 1.506901.50690 | 1.503551.50355 | 56.556.5 | 光束分离器 |
| 1011 | 1.79945.872 | 2.5000.855 | 1.76904 | 1.73912 | 1.73324 | 49.3 | 物镜 |
| 1213 | ∞∞ | 0.100 | 1.61949 | 1.57756 | 1.57062 | 30.0 | 透明基片 |
非球面系数
| 第5面 | 第6面 | 第7面 | 第10面 | 第11面 | |
| κA4A6A8A10A12A14A18 | -1.0011E+00-3.3788E-04 | -2.9258E-016.4793E-058.7198E-06 | -1.1221E+01-2.0771E-057.7561E-06 | -6.1317E-015.2524E-03-5.6632E-041.1555E-03-3.1854E-04-2.2350E-062.6449E-05-4.7779E-06 | 0.0000E+007.1812E-02-3.8260E-02-1.7437E-034.7910E-03-5.7767E-04-1.1890E-04 |
衍射面系数
| 第8面 | 第9面 | 第10面 | |
| b2b4b6b8b10 | -9.73990E-03-9.04650E-05 | -1.09260E-029.27150E-05 | -2.0000E-03-5.6811E-04-1.3194E-044.9466E-05-8.0188E-06 |
此外，在表22的透镜数据中，确定第8面以及第9面的衍射面系数为1次衍射光具有比其他任何次数的衍射光都大的衍射光量，但也可以使2次以上的高次衍射光具有比其他任何次数的衍射光都大的衍射光量。
表23展示实施例12的聚光光学系统的，相对λ2＝650nm以及λ3＝780nm的透镜数据。
[表23]
在波长λ2＝650nm时
焦点距离f2＝2.43mm，像侧数值孔径NA2＝0.65，成像倍率m2＝-0.05
在波长λ3＝780nm时
焦点距离f3＝2.45mm，像侧数值孔径NA3＝0.50，成像倍率m3＝-0.10
| 面号码 | r(mm) | d(mm) | Nλ1 | Nλ2 | Nλ3 | υd | 备注 |
| 0 | d0(可变) | 光源 | |||||
| 12 | 1.79945.872 | 2.500d2(可变) | 1.76904 | 1.73912 | 1.73324 | 49.3 | 物镜 |
| 34 | ∞∞ | d3(可变) | 1.61949 | 1.57756 | 1.57062 | 30.0 | 透明基片 |
| λ2＝650nm | λ3＝780nm | |
| d0d2d3 | 48.5890.6000.720 | 27.9641.2000.450 |
非球面系数
| 第1面 | 第2面 | |
| κA4A6A8A10A12A14A16 | -6.1317E-015.2524E-03-5.6632E-041.1555E-03-3.1854E-04-2.2350E-062.6449E-05-4.7779E-06 | 0.0000E+007.1812E-02-3.8260E-02-1.7437E-034.7910E-03-5.7767E-04-1.1890E-04 |
衍射面系数
| 第1面 | |
| b2b4b6b8b10 | -2.0000E-03-5.6811E-04-1.3194E-044.9466E-05-8.0188E-06 |
此外，在表22以及表23的透镜数据中，因为物镜的光源侧的面(即，在表22中是第10面，在表23中是第1面)的衍射面系数的基准波长(火焰波长)，与波长λ1一致，所以波长λ1的光的衍射光量变为最大，但也可以把波长λ2作为衍射面系数的基准波长，使波长λ2的光的衍射光量为最大，还可以把波长λ3作为衍射面系数的基准波长，使波长λ3的光的衍射光量为最大。或者也可以把取波长λ1的光的衍射光量和波长λ2的光的衍射光量和波长λ3的衍射光量的平均的波长作为衍射面系数的基准波长。无论哪种情况，都可以在通过若干设计变更后作为适用本发明的光学拾取头装置的聚光光学系统。
此外，在表22以及表23的透镜数据中，物镜的光源侧的面的衍射面系数确定为1次衍射光具有比其他任何次数的衍射光都大的衍射光量，但也可以设置成2次以上的高次衍射光具有比其他任何次数的衍射光都大的衍射光量。
实施例13
实施例13，是可以适用在上述的图48的光学拾取头装置中的聚光光学系统，可以对记录密度不同的3种光盘进行信息的记录以及再生。作为高密度的下一代的第1光盘，把保护基片厚度t1设置为0.1mm，把光源的波长λ1设置为405nm，把像侧数值孔径NA1设置为0.85，作为第2光盘(DVD)，把保护基片厚度t2设置为0.6mm，把光源的波长λ2设置为650nm，把像侧数值孔径NA2设置为0.65，作为第3光盘(CD)，把保护基片厚度t3设置为1.2mm，把光源的波长λ3设置为780nm，把像侧数值孔径NA3设置为0.50。
图80至图82分别展示实施例5的聚光光学系统的λ1＝405nm、λ2＝650nm、λ3＝780nm中的光路图。此外，图83展示相对实施例5的聚光光学系统的λ1＝405nm±10nm的至数值孔径0.85的球面像差图。此外，图84展示λ2＝650nm的至数值孔径0.65的球面像差图。此外图85展示λ3＝780nm的至数值孔径0.50的球面像差图。此外，图86展示在入射和通过组合λ1＝405nm和NA10.85确定的光圈直径相等的光束直径的λ2＝650nm的光的情况下的球面像差图。
实施例13的聚光光学系统的物镜，在光源侧的非球面上具有由同心圆的多个环带组成的衍射构造，通过衍射构造的作用，在对各个光盘进行信息的记录以及再生所需要的像侧数值孔径内，良好地补正因第1光盘以及第2光盘的保护基片厚度差异产生的球面像差。
此外，从图86的球面像差图可知，在对第2光盘进行信息的记录以及再生时，因为把通过在数值孔径的外侧区域的光束设置为光斑，所以不需要设置对第2光盘进行信息的记录以及再生时的孔径切换装置。
此外，在实施例13的聚光光学系统中，通过对透镜射入λ3＝780nm的发散光束，补正在像侧数值孔径0.50以下的球面像差，对第3光盘进行信息的记录以及再生。
进而，在实施例5的聚光光学系统的物镜的光学面上，形成作为对第3光盘进行信息的记录以及再生时的孔径限制装置的具有选择性的滤波器。在对第3光盘进行信息的记录以及再生的情况下，用具有波长选择性的环带滤波器遮挡超过需要数值孔径的光束。由此，在光盘的信息记录面上可以得到所希望的点。作为具有波长选择性的环带滤波器，在图50那样的物镜中，可以列举把反射率具有如图52所示那样的波长依存性的滤波器以环带形状形成在物镜的光学面上的例子。
进而实施例5的聚光光学系统的物镜的球面像差是，
在λ1＝405nm，NA1 0.85，t1＝0.1mm时，0.007λ1rms
在λ2＝650nm，NA2 0.65，t2＝0.6mm时，0.002λ2rms
在λ3＝780nm，NA3 0.50，t3＝1.2mm时，0.005λ3rms
实施例13的聚光光学系统的准直透镜，和实施例10的聚光系统的准直透镜一样，通过形成在光盘侧的非球面上的由同心圆形状的多个环带组成的衍射构造的作用，当从第1光源射出的光的波长从405nm向长波长方变化的情况下，具有准直透镜的后焦距变短的波长特性，补偿当从第1光源射出的光的波长变化情况下的物镜的焦点位置的变化。相对于实施例13的只有物镜的系统中的波型跳变时的波面像差的聚焦成分是0.163λrms，在实施例13的聚光光学系统的准直透镜和物镜的合成系统中的波型跳变时的波面像差的聚焦成分是0.001λrms，可知可以良好地补偿因波长变化引起的物镜的最佳像面位置的变化。
进而，实施例13的聚光光学系统，作为球面像差补正元件的准直透镜(对应于图48的准直透镜39)可以在光轴方向上移动，该球面像差补正元件用于补正，当对第1光盘记录以及再生信息的情况下，因光盘的保护基片厚度的制造误差、构成物镜和准直透镜等的聚光光学系统的光学元件的制造误差、由于光源的制造误差引起的波长的变化，以及由于温度变化和湿度变化引起的构成物镜和准直透镜等的聚光光学系统的光学元件的变形和折射率变化引起的球面像差的变化。作为用于移动准直透镜的传动器，可以使用音圈型的传动器和压电传动器。
表24展示通过使准直透镜在光轴方向上移动，补正因相对因光源的制造误差引起的相对405nm的基准误差的±10nm的波长的变化、由于相对25℃的基准温度的±30℃的温度变化产生的塑料透镜的折射率变化、相对第1光盘的0.1mm的基准保护基片厚度的±0.02mm的制造误差，在聚光光学系统中产生的球面像差的变化的结果。
表24
| 补正前的波面像差 | 补正后的波面像差 | d0 | d2 | ||
| 波长误差 | +10nm-10nm | 0.143λrms0.145λrms | 0.010λrms0.013λrms | 9.7129.990 | 15.13514.857 |
| 温度变化 | +30℃-30℃ | 0.010λrms0.013λrms | 0.008λrms0.008λrms | 9.8589.840 | 14.99015.007 |
| 透明基片厚度的误差 | +0.02mm-0.02mm | 0.204λrms0.207λrms | 0.013λrms0.016λrms | 9.65610.048 | 15.19114.799 |
在温度变化时，只考虑塑料透镜的折射率变化，其变化量是-10×10-5/℃。进而，在本实施例13的聚光光学系统中，塑料透镜是准直透镜。此外，把温度变化时的光源的波长变化量设置为+0.05nm/℃。从表24可知，无论哪种情况，都可以良好地补正波面像差，即使对需要0.85这种高数值孔径的第1光盘记录以及再生信息的情况下，可以始终得到聚光状态良好的点。
进而，在表24中，d0、d2，分别相当于后述的表25中的可变间隔d0、d2。d0、d2的初始值分别是9.847mm、15.000mm。
表25展示实施例13的物镜的透镜数据。在表25的透镜数据中，第2面的衍射面系数的基准波长(火焰波长)与波长λ1一致。
[表25]
在波长λ1＝405nm时
焦点距离f1＝2.35mm，像侧数值孔径NA1＝0.85，成像倍率m1＝0
| 面号码 | r(mm) | d(mm) | Nλ1 | Nλ2 | Nλ3 | υd | 备注 |
| 0 | d0(可变) | 光源 | |||||
| 12 | -29.607-9.413 | 1.500d2(可变) | 1.52491 | 1.50690 | 1.50355 | 56.5 | 准直透镜 |
| 34 | 1.820-102.819 | 2.8500.689 | 1.76904 | 1.73912 | 1.73324 | 49.3 | 物镜 |
| 56 | ∞∞ | 0.100 | 1.61949 | 1.57756 | 1.57062 | 30.0 | 透明基片 |
非球面系数
| 第2面 | 第3面 | 第4面 | |
| κA4A6A8A10A12A14A16 | 3.8825E-01-9.4855E-06 | -6.3649E-014.6682E-03-1.1935E-057.5113E-04-2.6398E-042.8458E-051.2402E-05-2.7120E-06 | 0.0000E+001.0443E-01-5.3585E-02-2.3630E-021.5026E-027.8677E-03-4.5941E-031.0400E-05 |
球面系数
| 第2面 | 第3面 | |
| b2b4b6b8b10 | -2.5497E-02 | 0.0000E+00-6.4108E-045.8925E-05-7.3391E-051.3055E-05 |
此外，在表25的透镜数据中，第2面的衍射面系数确定为1次衍射光具有比其他任何次数的衍射光都大的衍射光量，但也可以设置成2次以上的高次衍射光具有比其他任何次数的衍射光都大的衍射光量。
表26展示实施例13的聚光光学系统的，相对λ2＝650nm以及λ3＝780nm的透镜数据。
[表26]
在波长λ2＝650nm时
焦点距离f2＝2.45mm，像侧数值孔径NA2＝0.65，成像倍率m2＝-0.05
在波长λ3＝780nm时
焦点距离f3＝2.47mm，像侧数值孔径NA3＝0.50，成像倍率m3＝-0.09
| 面号码 | r(mm) | d(mm) | Nλ1 | Nλ2 | Nλ3 | υd | 备注 |
| 0 | d0(可变) | 光源 | |||||
| 12 | 1.820-102.819 | 2.850d2(可变) | 1.76904 | 1.73912 | 1.73324 | 49.3 | 物镜 |
| 34 | ∞∞ | d3(可变) | 1.61949 | 1.57756 | 1.57062 | 30.0 | 透明基片 |
| λ2＝650nm | λ3＝780nm | |
| d0d2d3 | 54.5000.6000.552 | 29.9001.2000.288 |
非球面系数
| 第1面 | 第2面 | |
| κA4A6A8A10A12A14A16 | -6.3649E-014.6682E-03-1.1935E-057.5113E-04-2.6398E-042.8458E-051.2402E-05-2.7120E-06 | 0.0000E+001.0443E-01-5.3585E-02-2.3630E-021.5026E-027.8677E-03-4.5941E-031.0400E-05 |
衍射面系数
| 第1面 | |
| b2b4b6b8b10 | 0.0000E+00-6.4108E-045.8925E-05-7.3391E-051.3055E-05 |
在表25以及表26的透镜数据中，因为物镜的光源侧的面(即，在表25中是第3面，在表26中是第1面)的衍射面系数的基准波长(火焰波长)，与波长λ1一致，所以波长λ1的光的衍射光量变为最大，但也可以把波长λ2作为衍射面系数的基准波长，使波长λ2的光的衍射光量为最大，还可以把波长λ3作为衍射面系数的基准波长，使波长λ3的光的衍射光量为最大。或者也可以把取波长λ1的光的衍射光量和波长λ2的光的衍射光量和波长λ3的衍射光量的平均的波长作为衍射面系数的基准波长。无论哪种情况，都可以在通过若干设计变更后构成适用于本发明的光学拾取头装置的聚光光学系统。
此外，在表25以及表26的透镜数据中，物镜的光源侧的面的衍射面系数确定为1次衍射光具有比其他任何次数的衍射光都大的衍射光量，但也可以设置成2次以上的高次衍射光具有比其他任何次数的衍射光都大的衍射光量。
[实施例14]
实施例14，是可以适用在图49的光学拾取头装置中的聚光光学系统，可以对记录密度不同的3种光盘进行信息的记录以及再生。作为高密度的下一代的第1光盘，把保护基片厚度t1设置为0.1mm，把光源的波长λ1设置为405nm，把像侧数值孔径NA1设置为0.85，作为第2光盘(DVD)，把保护基片厚度t2设置为0.6mm，把光源的波长λ2设置为650nm，把像侧数值孔径NA2设置为0.65，作为第3光盘(CD)，把保护基片厚度t3设置为1.2mm，把光源的波长λ3设置为780nm，把像侧数值孔径NA3设置为0.50。
图87展示实施例14的聚光光学系统的λ1＝405nm的光路图。此外，图88展示相对实施例14的聚光光学系统的物镜的λ1＝405nm±10nm的至数值孔径0.85的球面像差图。
实施例14的准直透镜，和实施例2的聚光系统的准直透镜一样，通过形成在光盘侧的非球面上的由同心圆形状的多个环带组成的衍射构造的作用，当从第1光源射出的光的波长从405nm向长波长方变化的情况下，具有准直透镜的后焦距变短的波长特性，补偿从第1光源射出的光的波长变化时的物镜的焦点位置的变化。
相对于在实施例14的只有物镜的系统中的波型跳变时的波面像差的聚焦成分是0.201λrms，在实施例14的聚光光学系统的准直透镜和物镜的合成系统中的波型跳变时的波面像差的聚焦成分是0.003λrms，可知可以良好地补偿因波长变化引起的物镜的最佳像面位置的变化。
进而，实施例14的聚光光学系统，作为球面像差补正元件的准直透镜可以在光轴方向上移动，该球面像差补正元件用于补正，当对第1光盘记录以及再生信息的情况下，因光盘的保护基片厚度的制造误差、构成物镜和准直透镜等的聚光光学系统的光学元件的制造误差、由于光源的制造误差引起的波长的变化，以及由于温度变化和湿度变化引起的构成物镜和准直透镜等的聚光光学系统的光学元件的变形和折射率变化引起的球面像差的变化。作为用于移动准直透镜的传动器，可以使用音圈型的传动器和压电传动器。
表27展示通过使准直透镜在光轴方向上移动，补正因相对由光源的制造误差引起的相对405nm的基准误差的±10nm的波长的变化、由于相对25℃的基准温度的±30℃的温度变化产生的塑料透镜的折射率变化、相对第1光盘的0.1mm的基准保护基片厚度的±0.02mm的制造误差，在聚光光学系统中产生的球面像差的变化的结果。
[表27]
| 补正前的波面像差 | 补正后的波面像差 | d0 | d2 | ||
| 波长误差 | +10nm-10nm | 0.294λrms0.300λrms | 0.013λrms0.017λrms | 15.59116.843 | 13.59412.342 |
| 温度变化 | +30℃-30℃ | 0.300λrms0.322λrms | 0.043λrms0.033λrms | 15.55616.863 | 13.62912.322 |
| 透明基片厚度的误差 | +0.02mm-0.02mm | 0.195λrms0.197λrms | 0.011λrms0.013λrms | 15.79616.591 | 13.38912.594 |
在温度变化时，只考虑塑料透镜的折射率变化，其变化量是-10×10-5/℃。进而，在本实施例14的聚光光学系统中，塑料透镜是准直透镜和物镜。此外，把温度变化时的光源的波长变化量设置为+0.05nm/℃。从表27可知，无论哪种情况，都可以良好地补正波面像差，即使对需要0.85这种高数值孔径的第1光盘记录以及再生信息的情况下，也可以始终得到聚光状态良好的点。
进而，在表27中，d0、d2，分别相当于后述的表28中的可变间隔d0、d2。d0、d2的初始值分别是16.185mm、13.000mm。
图89展示实施例14的聚光系统的物镜的λ2＝650nm中的光路图。此外，图90展示实施例14的聚光系统的物镜的λ3＝780nm中的光路图。图91展示对于λ2＝650nm的至数值孔径0.65的球面像差图。此外，图92展示对于λ3＝780nm的至数值孔径0.50的球面像差图。
实施例14的聚光光学系统的物镜，是第1光盘专用的物镜，是通过λ1＝405nm、NA1 0.85、t1＝0.1mm、成像倍率m＝0的组合经像差补正成为为没有像差的折射透镜，因而，如果要用实施例14的聚光光学系统的物镜，对与第1光盘相比对保护基片厚度大的第2光盘以及第3光盘进行信息的记录以及再生，则球面像差在补偿过剩方向上变化。因而，在耦合透镜的光盘侧的非球面上形成有同心圆形状的多个环带组成的衍射构造，通过衍射构造的作用，在对第2光盘以及第3光盘进行信息的记录以及再生的所需要的数值孔径内，良好地补正在补正过剩方向上变化的球面像差，由此，可以使用第1光盘专用的物镜，对第2光盘以及第3光盘进行信息的记录以及再生。
此外，在物镜的光学面上，形成作为孔径限制装置的有波长选择性的滤波器。当对第2以及第3光盘进行信息的记录以及再生的情况下，用具有波长选择性的环带滤波器遮挡超过需要数值孔径的光束。由此，在光盘的信息记录面上可以得到所希望的点。作为有波长选择性的环带滤波器，可以使用和实施例11一样的环带滤波器。
表28展示实施例14的物镜的透镜数据。在表28的透镜数据中，第2面的衍射面系数的基准波长(火焰波长)，与波长λ1一致。
[表28]
在波长λ1＝405nm时
焦点距离f1＝2.65mm，像侧数值孔径NA1＝0.85，成像倍率m1＝0
| 面号码 | r(mm) | d(mm) | Nλ1 | Nλ2 | Nλ3 | υd | 备注 |
| 0 | d0(可变) | 光源 | |||||
| 12 | -23.167-19.157 | 2.000d2(可变) | 1.52491 | 1.50690 | 1.50355 | 56.5 | 准直透镜 |
| 34 | 1.694-2.856 | 3.1000.918 | 1.52491 | 1.50690 | 1.50355 | 56.5 | 物镜 |
| 56 | ∞∞ | 0.100 | 1.61949 | 1.57756 | 1.57062 | 30.0 | 透明基片 |
非球面系数
| 第2面 | 第3面 | 第4面 | |
| κA4A6A8A10A12A14A16A18A20 | 2.2006E+013.3389E-042.0267E-05 | -6.6664E-014.3203E-037.2364E-041.0865E-041.1601E-059.6720E-073.2018E-071.7930E-07-2.1404E-08-3.4886E-09 | -2.4860E+016.5486E-02-3.4626E-029.6814E-03-1.4277E-037.9143E-052.9499E-06-3.1761E-07 |
衍射面系数
| 第2面 | |
| b2 | -2.4285E-02 |
此外，在表28的透镜数据中，第2面的衍射面系数确定为1次衍射光具有比其他任何次数的衍射光都大的衍射光量，但也可以设置成2次以上的高次衍射光具有比其他任何次数的衍射光都大的衍射光量。
表29展示实施例14的聚光光学系统的，相对λ2＝650nm以及λ3＝780nm的透镜数据。
[表29]
在波长λ2＝650nm时
焦点距离f2＝2.72mm，像侧数值孔径NA2＝0.65，成像倍率m2＝0
在波长λ3＝780nm时
焦点距离f3＝2.74mm，像侧数值孔径NA3＝0.50，成像倍率m3＝0
| 面号码 | r(mm) | d(mm) | Nλ1 | Nλ2 | Nλ3 | υd | 备注 |
| 0 | d0(可变) | 光源 | |||||
| 12 | ∞-6.392 | 2.00013.000 | 1.52491 | 1.50690 | 1.50355 | 56.5 | 耦合透镜 |
| 34 | 1.694-2.856 | 3.100d4(可变) | 1.52491 | 1.50690 | 1.50355 | 56.5 | 物镜 |
| 56 | ∞∞ | d5(可变) | 1.61949 | 1.57756 | 1.57062 | 30.0 | 透明基片 |
| λ2＝650nm | λ3＝780nm | |
| d0d4d5 | 9.6660.6000.744 | 9.4271.2000.388 |
非球面系数
| 第2面 | 第3面 | 第4面 | |
| κA4A6A8A10A12A14A16A18A20 | -1.9871E+01 | -6.6664E-014.3203E-037.2364E-041.0865E-041.1601E-059.6720E-073.2018E-071.7930E-07-2.1404E-08-3.4886E-09 | -2.4860E+016.5486E-02-3.4626E-029.6814E-03-1.4277E-037.9143E-052.9499E-06-3.1761E-07 |
衍射面系数
| 第2面 | |
| b2b4b6b8b10 | 0.0000E+00-5.9163E-038.9910E-04-1.3278E-049.6884E-06 |
在表29的透镜数据中，第2面的衍射面系数的基准波长(火焰波长)，如取波长λ2的光的衍射光量和波长λ3的光的衍射的平均那样，设置成作为波长λ2和波长λ3的中间的730nm，但也可以把波长λ2作为衍射面系数的基准波长，使波长λ2的光的衍射光量为最大，还可以把波长λ3作为衍射面系数的基准波长，使波长λ3的光的衍射光量为最大。无论哪种情况，都可以在通过若干设计变更后构成适用于本发明的光学拾取头装置的聚光光学系统。
此外，在表29的透镜数据中，第2面的衍射面系数确定为1次衍射光具有比其他任何次数的衍射光都大的衍射光量，但也可以设置成2次以上的高次衍射光具有比其他任何次数的衍射光都大的衍射光量。
此外，-在本实施例的聚光光学系统中，在耦合透镜的光盘侧的面(表29中的第2面)的非球面上，形成如表30所示那样的环带形的衍射构造。在表30中，“始点高度”表示该环带的始点到光轴的距离，“终点高度”表示该环带的终点到光轴的距离，在有效直径内的环带数是36条。
[表30]
| 环带号码 | 始点高度(mm) | 終点高度(mm) |
| 123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536 | 0.0000.6010.7180.7980.8610.9130.9580.9981.0351.0681.0991.1281.1551.1801.2041.2271.2491.2701.2901.3101.3281.3461.3641.3811.3971.4131.4291.4441.4591.4731.4881.5011.5151.5281.5411.554 | 0.6010.7180.7980.8610.9130.9580.9981.0351.0681.0991.1281.1551.1801.2041.2271.2491.2701.2901.3101.3281.3461.3641.3811.3971.4131.4291.4441.4591.4731.4881.5011.5151.5281.5411.5541.566 |
表30的衍射环带构造，在波长(λB)730nm、衍射次数1处被最佳化为衍射效率理论上为100％。在该衍射构造中，当作为第2光盘(DVD)使用的波长的波长650nm的光入射的情况下、当作为第3光盘(CD)使用的波长的波长780nm的光入射的情况下，1次衍射光具有最大的衍射光量。
通过在波长(λB)730nm、衍射次数1上最佳化衍射构造，可以得到在各个光盘的使用波长区域中的衍射效率为：
DVD(波长650nm)：95.1％
CD(波长780nm)：96.7％
进而，在本说明书中，所谓形成有衍射构造的面(衍射面)，是指在光学元件的表面，例如透镜的表面上设置起伏，使其具有使入射光束衍射的作用的面，当在同一光学面上具有产生衍射的区域和不产生衍射的区域的情况下，是指产生衍射的区域。作为起伏的形状，例如，是在光学元件的表面上，以光轴为中心形成大致同心圆形状的环带，包含光轴的平面，如果看其断面，则可知各环带是如锯齿形状，或者阶梯形状那样的形状，并且包含这些形状。
一般，从衍射面产生0次衍射光、±1次衍射光、±2次衍射光、……无数次数的衍射光，但例如，当上述那样的子午断面是具有锯齿形状的起伏的衍射面的情况下，可以使特定次数的衍射效率比另一次数的衍射效率还高，根据情况，可以设定该起伏的形状使得特定的1个次数(例如，+1次衍射光)的衍射效率几乎为100％。在本发明中，所谓“衍射构造在波长λB、衍射次数n被最佳化”是指，如在入射波长λB的光时，衍射次数n的衍射光的衍射效率为理论上100％那样地设定衍射构造(起伏)的形状。换言之，可以说明如下。所谓“衍射构造在波长λB、衍射次数n被最佳化”是，在实际中，在被形成在光学元件(透镜)上的锯齿形状的衍射构造(火焰)中，如果把火焰的光轴方向的高差量设置为Δd(μm)，把在入射到火焰中的光的波长中最短的波长(即，在本说明书中，是第1光源发出的λ1的光波长)中的火焰的折射率设置为Nλmin，则Δd、Nλmin，和最佳波长λB(nm)、衍射次数n之间存在以下关系。
λB(nm)＝Δd×(Nλmin-1)/(n×10-3)
在上述式子中，n用以下式子算出。
n＝INT(Y)
Y＝Δd×(Nλmin-1)/(λmin×10-3)
其中，INT(Y)是把Y四舍五入得到的整数。
在此，当实际的火焰具有因制造误差引起的形状误差的情况下，如图98所示，把近似地求火焰的理想形状下的光轴方向的高差量设置为Δd。
此外，在本说明书中，所谓“物镜”是指，在包含于用于在光信息记录介质(光盘)的信息记录面上记录信息，以及/或者，再生信息记录面的信息的光学系统的光学元件中，被配置在和光信息记录介质(光盘)相对的位置上的，用于把来自光源的光束聚光在光信息记录介质(光盘)的信息记录面上的光学元件。
而后，所谓“由1个透镜群构成的物镜”是被配置在与光信息记录介质(光盘)相对的位置上的光学元件，指由1个群(可以包含由1个光学元件构成的情况，也可以包含粘合多个光学元件的情况)构成的，把来自光源的光束聚光在光信息记录介质(光盘)的信息记录面上的光学元件。
此外，在本说明书中，“光学元件”和“透镜”意思相同。
此外，当物镜由多个光学元件(或者，透镜群)构成的情况下，把被配置在与光信息记录介质(光盘)相对的位置上的光学元件，和用镜框和突缘等组成一体的多个光学元件的集合称为在本说明书中定义的物镜。
此外，在本说明书中，关于对透明基片厚度不同的3种光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录，所谓由1个透镜群构成的“使用共同的物镜”是指，当对各种光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的情况下，被配置在与光信息记录介质相对的位置上的，用于把来自光源的光束聚光在光信息记录介质(光盘)的信息记录面上的光学元件，是同一光学元件，把该同一光学元件定义为“共同的物镜”。
然而，只在对具有某一特定的透明基片的光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的情况下，插入到光源和光信息记录介质之间的光路中，或者作为起到光学元件功能起的光学元件，不包含在上述的共同物镜中。
此外，在本说明书中，所谓“保护基片”，以及“透明基片”，以及“保护层”是指，为了保护光信息记录介质(光盘)的信息记录面，被形成在信息记录面的光束入射面一侧的光学透明的平行平板，从光源射出的光束，通过物镜，隔着上述的平行平板被聚光在光信息记录介质(光盘)的信息记录面上。而后，在本说明书中，所谓“保护基片厚度”是指上述的平行平板的厚度，在DVD标准的光信息记录介质中，保护基片厚度是0.6mm，在CD标准的光信息记录介质中，保护基片厚度是1.2mm，而在本说明书中，在高密度DVD(第1光信息记录介质，或者，第1光盘)中，除了在说明书中作为一例的，具有0.1mm保护基片厚度的光信息记录介质外，还包含保护基片厚度是零，即没有保护基片的情况。
此外，在本说明书中，当光信息记录介质(光盘)在同一光束入射面一侧具有多层信息记录层的所谓的多层盘的情况下，在“保护基片”中，在上述的多层信息记录层中，除了被形成在最接近光束入射面的信息记录层的信息记录面的光束入射面侧的平行平板外，还包含被形成在上述多个信息记录层间的中间层上。
此外，在本说明书中，所谓“基片厚度差补正装置”是指，如在对光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生所需要的物镜的规定的像侧数值孔径内是0.07λrms以下，理想的是在0.05λrms以下那样补正球面像差的光学元件，使得可以记录以及/或者再生信息。而一般在把记录以及/或者再生信息的光信息记录介质，更换为具有不同的透明基片厚度的光信息记录介质时(例如，从CD向DVD转换，或者从DVD向CD转换等)，由于标准不同的光信息记录介质的保护基片厚度的差异，在信息记录面上的点的波面像差的球面像差成分变化，会比0.07λrms(其中，λ是波长)还大。
此外，在本说明书中，所谓“基片厚度误差补正装置”是指，如在对光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生所需要的物镜的规定的像侧数值孔径内是0.07λrms以下，理想的是在0.05λrms以下那样补正球面像差的光学元件，使得可以记录以及/或者再生信息。而一般在某一特定标准的光信息记录介质中，由于光信息记录介质的制造误差，保护基片的厚度不均匀，场所不同存在差异，以及/或者，因制造商的制造机器的不同，在保护基片的厚度上存在个体差异，由此产生球面像差，在信息记录面上的点的球面像差会比0.07λrms(其中，λ是波长)还大。
此外，在本说明书中，所谓“色差补正装置”是指，在对某一特定标准的光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生时使用的光源中，当因制造误差和温度变化和湿度变化等的环境变化、输出的变化等，射出的光的波长的单色性变差的情况下，补正在物镜中产生的色差的光学元件，具体地说是指，相对±1nm的波长变化，在把上述光学元件配置未配置在光源和物镜之间的光路中的情况下的物镜的焦点移动量设为A，把上述光学元件配置在光源和物镜之间的光路中的情况下的物镜的焦点移动量设为B时，满足下式的光学元件。
|A|＞|B|
此外，在本说明书中，所谓在光信息记录介质(光盘)的信息记录面上“形成良好的波面”是指，波面像差在0.07λ以下，理想的是在0.05λ以下的状态下聚光。
此外，本说明书中的“光斑”被定义如下。把在对第i光信息记录介质(i＝1或者2或者3)进行信息的记录以及/或者再生时的，波长设为λi，把透镜的像侧数值孔径设为NAi。在对第j光信息记录介质(j＝2或者3)进行信息的记录以及/或者再生时，在满足以下的2个条件之一(理想的是两方面)时，把通过在NAj外侧达到第1j光信息记录介质的信息记录面的光束设置为光斑。
第1个条件，是在通过了根据NA1和λ1确定的光圈的全部的波长λj的光束中，通过在NAj的外侧的光束的在信息记录面上的球面像差的最大值比10μm大，并且，在NAj中的球面像差比5μm小的情况下。
第2个条件，是在通过了根据NA1和λ1确定的光圈的全部的波长λj的光束的在信息记录面上的球面像差比0.07λj大，并且，在NAj以内，在信息记录面上的球面像差比0.07λj小的情况下。
在上述第1条件以及/或者第2条件中，球面像差，可以在NAj中连续，也可以在NAj中不连续。
此外，在本说明书中，所谓信息的记录以及再生是指，在上述那样的光信息记录介质的信息记录面上记录信息，和再生已记录在信息记录面上的信息。本发明的聚光光学系统，可以是只进行记录或者只进行再生所使用的光学系统，也可以是用于进行记录以及再生两方面的系统。此外，也可以对某一光信息记录介质进行记录，而对另一光信息记录介质进行再生，还可以用于对某一光信息记录介质进行记录或者再生，对另一光信息记录介质进行记录以及再生。进而，在此所谓的再生，只包含读取信息。
此外，在本说明书中，当第1保护基片厚度至第3保护基片厚度的全部是相同的值的情况下，即，当第1光信息记录介质至第3光信息记录介质的全部具有同样厚度的保护基片的情况下，不存是本发明的课题，不属于本发明的记述范围。
如果采用本发明的光学拾取头装置，则可以提供可以使用共同的物镜实现标准(记录密度)不同的例如高密度DVD、DVD、CD这3种光盘的相互互换的光学拾取头装置。此外，可以提供对于如CD那样种保护基片厚度厚的光盘可以确保充分的动作距离的光学拾取头装置。
此外，可以提供使用衍射光学元件和共同的物镜实现标准(记录密度)不同的例如高密度DVD、DVD、CD这3种光盘的相互互换，在各种光盘的使用波长区域中得到充分的光量的利用效率的光学拾取头装置。
此外，可以提供一种能进行稳定的高密度DVD这种高记录密度的光盘的记录以及/或者再生的光学拾取头装置，它使用共同的物镜实现标准(记录密度)不同的例如高密度DVD、DVD、CD这3种光盘的相互互换，可以良好地补正成为在记录以及/或者再生高密度DVD这种高记录密度的光盘时的问题的，因光源的单色性差引起的色差、因温度变化和湿度变化等环境变化引起的在塑料透镜中产生的球面像差、因保护基片厚度的制造误差引起的球面像差。
此外，可以提供可以使用上述光学拾取头装置的物镜、基片厚度差补正装置、色差补正装置、基片厚度误差补正装置、孔径限制/切换装置、衍射光学元件以及光学元件。
进而，可以提供使用上述的光学拾取头装置对标准(记录密度)不同的3种光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生的记录·再生装置。
Claims (22)
1.一种用于光学拾取头装置的物镜，上述光学拾取头装置使用来自第1光源的具有波长λ1的第1光束对第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，上述第1光信息记录介质包括具有第1厚度t1的第1保护基片；使用来自第2光源的具有大于λ1的波长λ2的第2光束对第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，上述第2光信息记录介质包括具有大于t1的第2厚度t2的第2保护基片；使用来自第3光源的具有大于λ2的波长λ3的第3光束对第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，上述第3光信息记录介质包括具有大于t2的第3厚度t3的第3保护基片；上述光学拾取头装置将上述物镜共同地用于对上述第1、第2以及第3光信息记录介质进行的信息的再生以及/或者记录，上述物镜包括：
入射光瞳面；
其中，
上述物镜是单片透镜；
上述入射光瞳面按照从光轴附近的内侧向外侧的顺序被分为第1光束区域、第2光束区域、第3光束区域3个环带形状的光束区域；
入射到上述第1光束区域中的上述第1、第2以及第3光束在衍射界限内分别在上述第1、第2以及第3光信息记录介质的各信息记录面上被聚光；
入射到上述第2光束区域中的上述第1以及第2光束在衍射界限内分别在上述第1以及第2光信息记录介质的各信息记录面上被聚光，而入射到上述第2光束区域中的上述第3光束不在上述第3光信息记录介质的信息记录面上聚光；
入射到上述第3光束区域中的上述第1光束在衍射界限内在上述第1光信息记录介质的信息记录面上被聚光，而入射到上述第3光束区域中的上述第2以及第3光束分别不在上述第2以及第3光信息记录介质的各信息记录面上聚光。
2.如权利要求1所述的物镜，其中，满足下式：
0.7＜d/f1＜1.5
2.8＜Φ1＜5.8，
其中，f1是上述物镜在上述波长λ1的焦点距离，单位为mm；d是上述物镜在光轴上的厚度，单位为mm；Φ1是入射到上述物镜的具有波长λ1的光束的直径，单位为mm。
3.如权利要求2所述的物镜，其中，满足下式：
fB3＞0.2，
其中，fB3是对上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的情况下的上述物镜的动作距离，单位为mm。
4.如权利要求2所述的物镜，其中，
设用于利用具有上述波长λ1的上述第1光束对上述第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录所需的上述物镜的规定的像侧数值孔径为NA1；
用于利用具有上述波长λ2的上述第2光束对上述第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录所需的上述物镜的规定的像侧数值孔径为NA2，其中NA2＜NA1；
用于利用具有上述波长λ3的上述第3光束对上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录所需的上述物镜的规定的像侧数值孔径为NA3，其中NA3＜NA2时，满足下式：
NA2＝N2·SINθ2
NA3＝N3·SINθ3，
其中，
SINθ2是在上述第2光束中通过了上述第2光束区域的最外侧的边缘光线的出射角θ2的绝对值的正弦值，上述出射角θ2的单位是deg，该出射角θ2是以光轴为基准从上述物镜最终面测得的；
SINθ3是在上述第3光束中通过了上述第1光束区域的最外侧的边缘光线的出射角θ3的绝对值的正弦值，上述出射角θ3的单位是deg，该出射角θ3是以光轴为基准从上述物镜最终面测得的；
N2是上述物镜的像侧空间对于上述波长λ2的折射率；
N3是上述物镜的像侧空间对于上述波长λ3的折射率。
5.如权利要求2所述的物镜，其中，
在上述第1、第2以及第3光束区域中的至少1个光束区域上，形成了由多个同轴的环带形状区域组成的衍射构造。
6.如权利要求5所述的物镜，其中，满足下式：
|ni1|＞|ni2|，
其中，i是1、2或者3；
ni1是在被形成在第i光束区域上的上述衍射构造中，在上述第1光束入射的情况下产生的上述第1光束的衍射光中，具有最大的衍射光量的衍射光的衍射次数；
ni2是在被形成在第i光束区域上的上述衍射构造中，在上述第2光束入射的情况下产生的上述第2光束的衍射光中，具有最大的衍射光量的衍射光的衍射次数。
7.如权利要求5所述的物镜，其中，满足下式：
|ni1|＞|ni3|，
其中，i是1、2或者3；
ni1是在被形成在第i光束区域上的上述衍射构造中，在上述第1光束入射的情况下产生的上述第1光束的衍射光中，具有最大的衍射光量的衍射光的衍射次数；
ni3是在被形成在第i光束区域上的上述衍射构造中，在上述第3光束入射的情况下产生的上述第3光束的衍射光中，具有最大的衍射光量的衍射光的衍射次数。
8.如权利要求5所述的物镜，其中，
在上述第2以及第3光束区域的每个上，形成由多个同轴的环带形状区域组成的衍射构造，并且满足下式：
|n31|＞|n21|，
其中，n21是在被形成在上述第2光束区域上的上述衍射构造中，在上述第1光束入射的情况下产生的上述第1光束的衍射光中，具有最大的衍射光量的衍射光的衍射次数；
n31是在被形成在上述第3光束区域上的上述衍射构造中，在上述第1光束入射的情况下产生的上述第1光束的衍射光中，具有最大的衍射光量的衍射光的衍射次数。
9.如权利要求8所述的物镜，其中，
被形成在上述第2光束区域上的上述衍射构造在衍射次数n21和波长λB2上被最佳化，并且，被形成在上述第3光束区域上的上述衍射构造在上述衍射次数n31和波长λB3上被最佳化，且满足下式：
λB2≠λB3。
10.如权利要求5所述的物镜，其中，满足下式：
340nm＜λB＜440nm，其中，λB是上述物镜的上述衍射构造的最佳化了的波长。
11.如权利要求2所述的物镜，其中，
上述物镜是塑料透镜。
12.如权利要求2所述的物镜，其中，
上述物镜是玻璃透镜。
13.一种光学拾取头装置，包括：
第1光源，发射具有波长λ1的第1光束以对第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，上述第1光信息记录介质包括具有第1厚度t1的第1保护基片；
第2光源，发射具有大于λ1的波长λ2的第2光束以对第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，上述第2光信息记录介质包括具有大于t1的第2厚度t2的第2保护基片；
第3光源，发射具有大于λ2的波长λ3的第3光束以对第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录，上述第3光信息记录介质包括具有大于t2的第3厚度t3的第3保护基片；以及
权利要求1所述的物镜。
14.如权利要求13所述的光学拾取头装置，其中，满足下式：
0.7＜d/f1＜1.5
2.8＜Φ1＜5.8，
其中，f1是上述物镜在上述波长λ1的焦点距离，单位为mm；d是上述物镜在光轴上的厚度，单位为mm；Φ1是入射到上述物镜的上述波长λ1的光束的直径，单位为mm。
15.如权利要求14所述的光学拾取头装置，其中，满足下式：
fB3＞0.2，
其中，fB3是对上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录情况下的上述物镜的动作距离，单位为mm。
16.如权利要求14所述的光学拾取头装置，其中，满足下式：
m3＜0，
其中，m3是在对上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录时上述物镜的成像倍率。
17.如权利要求16所述的光学拾取头装置，其中，满足下式：
-0.25＜m3＜-0.05。
18.如权利要求16所述的光学拾取头装置，其中，满足下式：
m2＜0，
其中，m2是在对上述第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录时上述物镜的成像倍率。
19.如权利要求18所述的光学拾取头装置，其中，满足下式：
-0.20＜m2＜-0.02。
20.一种声音以及/或者图像的记录/再生装置，包括：
权利要求13所述的光学拾取头装置。
21.如权利要求20所述的声音以及/或者图像的记录/再生装置，其中，满足下式：
0.7＜d/f1＜1.5
2.8＜Φ1＜5.8，
其中，f1是上述物镜在上述波长λ1的焦点距离，单位为mm；d是上述物镜在光轴上的厚度，单位为mm；Φ1是入射到上述物镜的上述波长λ1的光束的直径，单位为mm。
22.权利要求21所述的声音以及/或者图像的记录/再生装置，其中，满足下式：
fB3＞0.2，
其中，fB3是对上述第3光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录情况下的上述物镜的动作距离，单位为mm。
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