CN101789243B - 物镜、光拾取装置及光信息记录再生装置 - Google Patents

物镜、光拾取装置及光信息记录再生装置 Download PDF

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Abstract

一种物镜，其是光拾取装置中所用的物镜，其特征在于，具有：在具有光焦度的透镜的一面上，具有使第1光程差赋予结构和第2光程差赋予结构彼此重叠而成的重叠结构，所述第1光程差赋予结构是当将所入射的光束波长变成更长波长时使球差往校正不足方向变化，所述第2光程差赋予结构是当将所入射的光束波长变成更长波长时使球差往校正过剩方向变化。

Description

物镜、光拾取装置及光信息记录再生装置
本申请是申请日为2006年1月31日、申请号为200680000043.3(国际申请号为PCT/JP2006/301542)的发明专利申请的分案申请。 
技术领域
本发明是涉及物镜、光拾取装置及光信息记录再生装置，尤其是涉及能够使用不同波长的光源而对不同的光信息记录媒体适当地进行信息记录及/或再生的光拾取装置及光信息记录再生装置，以及用于该装置的物镜。 
背景技术
近年来，使用波长400nm左右的蓝紫色半导体激光，而能进行信息的记录及/或再生(以下将记录及/或再生，记作记录/再生，或简称为记录再生)的高密度光盘系统的研究.开发正急速进行中。作为一例，以NA0.85、光源波长405nm的规格进行信息记录/再生的光盘，也就是所谓的Blu-ray Disc(以下简称BD)中，对于和DVD(NA0.6、光源波长650nm、记忆容量4.7GB)同样大小的直径12cm的光盘而言，每1层可记录23～27GB的信息；另外，以NA0.65、光源波长405nm的规格进行信息记录/再生的光盘，也就是所谓的HD DVD(High DefinitionDVD：以下简称为HD)中，对于直径12cm的光盘而言，每1层可记录15～20GB的信息。此外，在BD中，光盘的倾斜(偏斜)所造成的彗差会增大，因此保护膜是设计成比DVD的还薄(相对于DVD的0.6mm是0.1mm)，以降低偏斜所导致的彗差量。以下，本说明书中，将此种光盘称为高密度光盘。 
但是，仅仅是能够对所述类型的高密度光盘进行适当的记录/再生，作为光盘播放机/录像机的产品的价值不能说是足够的。现在而言，若考虑已经有记录着各式各样的信息的DVD在销售的现实，则仅能对高密度光盘进行信息记录/再生是不足够的，即使例如对于使用者所拥有的DVD也能同样适当地进行信息记录/再生者，才能提高作为高密度光盘用的光盘播放机/录像机的商品价值。由于如此背景，高密度光 盘用的光盘播放机/录像机中所搭载的光拾取装置，必须具有无论对高密度光盘还是DVD都可一面维持兼容性一面适当地记录/再生信息的性能，才是理想的。 
作为无论对高密度光盘还是DVD都可一面维持兼容性一面适当地记录/再生信息的方法，虽然有考虑将高密度光盘用的光学系统和DVD用的光学系统根据记录/再生信息的光盘的记录密度来选择性地加以切换的方法，但由于需要多个的光学系统，因此不利于小型化，且会增大成本。 
因此，为了谋求光拾取装置的结构的简单化、低成本化，即使在具有兼容性的光拾取装置中，理想上也是希望将高密度光盘用的光学系统和DVD用的光学系统予以共通化，来极力减少构成光拾取装置的光学零件数量。而且，将面对光盘而配置的光盘予以共通化，再将此物镜设计成单透镜结构，对于光拾取装置结构的简单化、低成本化是最为有利的。此外，对于进行信息记录/再生之际所使用的光束的波长为不同的多个种类的光盘的共通物镜，公知的有，在其表面形成具有球差的波长依存性的衍射结构，利用所述的衍射结构的波长依存性，来校正因记录/再生波长、或光盘保护层厚度差异所导致的球差的物镜。 
此处，在专利文献1中，揭露了能够对高密度光盘与DVD彼此兼容地进行信息的记录及/或再生的单透镜结构的物镜。 
〔专利文献1〕日本特开2004-79146号公报 
此处，专利文献1所揭露的物镜具有：对蓝紫色激光束将其发生2级衍射光，对DVD用红色激光束将其发生1级衍射光的此种衍射结构，通过所述衍射结构的衍射作用，来校正高密度光盘与DVD的保护层厚度差异所导致的球差。可是，该物镜虽然因为是单透镜结构而可能低成本地生产，但仍具有下述2个课题。 
课题的1是，通过衍射结构所产生的球差的波长依存性大。此种情形下，不能使用振荡波长是偏离设计波长的激光光源，而需要对激光光源的选择，因此光拾取装置的制造成本增大。衍射光的衍射角以“衍射级数×波长/衍射间距”来表示。为了实现利用衍射作用而使用波长(以下，使用波长也称为记录/再生波长)为不同的光信息记录媒体(以 下，光信息记录媒体也称为光盘)间的兼容，必须要让使用波长间的衍射角，带有所定的差。上述“激光光源的选择问题”起因于在高密度光盘和DVD的使用波长间，是利用衍射级数×波长的值为几乎相同的衍射结构。专利文献1所揭露的物镜中，蓝紫色激光束和红色激光束的“衍射级数×”的比为810/655＝1.24是接近于1(其中，波长的单位是nm)，因此要得到为了校正高密度光信息记录媒体和DVD的保护层厚度差异所导致的球差获得必要的衍射角的差异，必须要缩小衍射间距。因此，衍射结构的球差的波长依存性大，如上所述，会使“激光光源的选择问题”明显化。 
另1个课题是，由于是在倾斜大的光学面上形成衍射结构，因此台阶部分的光束的散乱、衍射结构的环带形状角部等细微结构的转印不良将导致透过率降低的发生，无法获得充分的光利用效率。由于物镜的数值孔径越大，则光学面的倾斜越大，因此使用数值孔径0.85的物镜的BD中，所述的透过率降低会更为显著。 
发明内容
本发明有鉴于上记课题而研发，本发明的目的在于，提供一种属于使用不同波长的光束，对多个种类的光信息记录媒体进行信息的记录及/或再生的光拾取装置上所能适用的物镜，而其球差的波长依存性为小的物镜，并且使用该物镜的光拾取装置，以及，搭载该光拾取装置的光信息记录再生装置。本发明的又一目的提供一种对不同种类的光信息记录媒体能良好进行信息的记录及/或再生的物镜，而其球差的波长依存性小，且具有高透过率的单透镜结构的物镜，使用该物镜的光拾取装置，以及，搭载该光拾取装置的光信息记录再生装置。 
为了解决上记课题，本发明中所记载的物镜是光拾取装置中所用的物镜，其特征在于，在具有光焦度的透镜的一面上，具有将带有所定特性的第1光程差赋予结构与第2光程差赋予结构予以重叠而成的重叠结构。 
附图说明
图1是物镜的纵球差图的概略图； 
图2是物镜的纵球差图的概略图； 
图3是物镜的纵球差图的概略图； 
图4是光源侧的光学面上形成有衍射结构与相位结构的物镜OBJ的例子的剖面图； 
图5是光源侧的光学面上形成有衍射结构与相位结构的物镜OBJ的其它例子的剖面图； 
图6是本实施形态的光拾取装置的结构的概略图示。 
具体实施方式
以下说明本发明的优选形态。 
第1结构的物镜，其是光拾取装置中所用的物镜，其特征在于，具有光焦度的透镜的一面上，具有使第1光程差赋予结构和第2光程差赋予结构彼此重叠而成的重叠结构，具有使第1光程差赋予结构和第2光程差赋予结构彼此重叠而成的重叠结构，所述第1光程差赋予结构是当将所入射的光束波长变成更长波长时使球差往校正不足方向变化，所述第2光程差赋予结构是当将所入射的光束波长变成更长波长时使球差往校正过剩方向变化。 
第2结构的物镜在第1结构所记载的物镜中，所述透镜的所述一面上，具有形成了所述重叠结构的部分和未形成所述重叠结构的部分。 
第3结构的物镜在第1或第2结构所记载的物镜中，未形成所述重叠结构的部分是非球面。 
第4结构的物镜在第1至第3结构的任一记载的物镜中，所述透镜的所述一面具有包含光轴的中央区域和围绕所述中央区域的周边区域，且所述重叠结构被形成在所述中央区域。 
第5结构的物镜在第1至第4结构的任一记载的物镜中，所述透镜的所述一面搭载于光拾取装置之际，被配置在光源侧的面。 
第6结构的物镜在第1至第5结构的任一记载的物镜中，所述透镜的所述一面是凸面。 
第7结构的物镜在第1至第6结构的任一记载的物镜中，所述透镜的另一面是非球面。 
第8结构的物镜在第1至第7结构的任一记载的物镜中，所述透镜在光拾取装置中相向配置光信息记录媒体之际，是被配置在最靠近光信息记录媒体侧的透镜。 
第9结构的物镜在第1至第8结构的任一记载的物镜中，所述透镜组成为单透镜结构。 
第10结构的物镜在第1至第9结构的任一记载的物镜中，其用于光拾取装置，其至少具有：出射第1波长λ1的第1光束的第1光源、出射第2波长λ2的第2光束的第2光源、含有物镜的聚光光学系统和光检测器；且，对具有厚度t1的保护层的第1光信息记录媒体，能够使用从所述第1光源所出射的第1波长λ1的第1光束来进行信息的再生及/或记录；对具有厚度t2(t1≤t2)的保护层的第2光信息记录媒体，能够使用从第2光源所出射的第2波长λ2(λ1＜λ2)的第2光束来进行信息的再生及/或记录。 
第11结构的物镜在第1至第10结构的任一记载的物镜中，所述第1光程差赋予结构是衍射结构。 
第12结构的物镜在第10结构所述的物镜中，所述第1光程差赋予结构对于所述第1光束的入射而言衍射效率为最大的衍射级数，和对于所述第2光束的入射而言衍射效率为最大的衍射级数，是为同一级数的衍射结构；所述第2光程差赋予结构对所述第1光束及所述第2光束，附加同量的光程差的相位结构。 
第13结构的物镜在第12结构所述的物镜中，在所述相位结构的1个环带内，所述衍射结构的环带是形成1以上的整数个。 
第14结构的物镜在第12或第13结构所记载的物镜中，所述同一级数为1，所述衍射结构的闪耀化波长λB是满足下式： 
λ1＜λB＜λ2          (1) 
第15结构的物镜在第12至第14结构的任一记载的物镜中，满足以下(2)式及(3)式。 
380nm＜λ1＜420nm      (2) 
630nm＜λ2＜680nm      (3) 
第16结构的物镜在第15结构所记载的物镜中，当将对所述第1光 信息记录媒体进行信息再生或记录之际的所述物镜的数值孔径设为NA1，将对所述第2光信息记录媒体进行信息再生或记录之际的所述物镜的数值孔径设为NA2时，在相当于所述数值孔径NA2内的区域内具备所述重叠结构，且所述衍射结构的闪耀化波长λB、所述数值孔径NA1、及所述数值孔径NA2满足以下(4)式及(5)式。 
1.15×λ1＜λB＜0.85×λ2    (4) 
NA2/NA1＜0.8                 (5) 
第17结构的物镜在第15或第16结构所记载的物镜中，所述同量的光程差相对于所述第1光束为所述第1波长λ1的大致5倍，且相对于所述第2光束为所述第2波长λ2的大致3倍。 
第18结构的物镜在第11至第17结构的任一记载的物镜中，所述衍射结构随着从光轴远离，闪耀结构的方向是至少从负的方向往正的方向变换一次。 
第19结构的物镜在第11至第17结构的任一记载的物镜中，所述衍射结构是正方向的闪耀结构。 
第20结构的物镜在第10结构所记载的物镜中，所述第1光程差赋予结构对于所述第1光束的入射而言衍射效率为最大的衍射级数，和对于所述第2光束的入射而言衍射效率为最大的衍射级数，是为不同级数的衍射结构；所述第2光程差赋予结构是对所述第1光束及所述第2光束，附加同量的光程差的相位结构。 
第21结构的物镜在第20结构所记载的物镜中，对于所述第1光束的入射而言衍射效率为最大的衍射级数为3，对于所述第2光束的入射而言衍射效率为最大的衍射级数为2。 
第22结构的物镜在第20或第21结构所记载的物镜中，所述同量的光程差相对于所述第1光束为所述第1波长λ1的大致5倍，且相对于所述第2光束为所述第2波长λ2的大致3倍。 
第23结构的物镜在第1至第10结构的任一记载的物镜中，所述第2光程差赋予结构是衍射结构。 
第24结构的物镜在第23结构所记载的物镜中，所述第2光程差赋予结构对于所述第1光束的入射而言衍射效率为最大的衍射级数，和对 于所述第2光束的入射而言衍射效率为最大的衍射级数，是为不同级数的衍射结构；所述第1光程差赋予结构是对所述第1光束及所述第2光束，附加同量的光程差的相位结构。 
第25结构的物镜在第24结构所记载的物镜中，对于所述第1光束的入射而言衍射效率为最大的衍射级数为2，对于所述第2光束的入射而言衍射效率为最大的衍射级数为1。 
第26结构的物镜在第24或第25结构所记载的物镜中，所述同量的光程差相对于所述第1光束为所述第1波长λ1的大致5倍，且相对于所述第2光束为所述第2波长λ2的大致3倍。 
第27结构的物镜在第1至第26结构的任一记载的物镜中，所述透镜为玻璃透镜。 
第28结构的物镜在第1至第26结构的任一记载的物镜中，所述透镜具有所述重叠结构的树脂层被接合在玻璃组件上而结构。 
第29结构的物镜，其用于光拾取装置，所述光拾取装置具有：出射第1波长λ1的第1光束的第1光源、出射第2波长λ2的第2光束的第2光源、含有物镜的聚光光学系统和光检测器；对具有厚度t1的保护层的第1光信息记录媒体，使用从所述第1光源所出射的第1波长λ1的第1光束来进行信息的再生及/或记录；对具有厚度t2(t1≤t2)的保护层的第2光信息记录媒体，使用从第2光源所出射的第2波长λ2(λ1＜λ2)的第2光束来进行信息的再生及/或记录，其特征在于， 
具有单透镜结构； 
具有光学面，其至少具有包含光轴的中央区域、围绕该中央区域的周边区域的2个区域； 
所述中央区域中形成有：衍射效率呈最大的衍射级数，是无论对所述第1光束及所述第2光束的任一者都是同一级数的衍射结构；和对所述第1光束及所述第2光束，附加同量的光程差的相位结构。 
此外，这里所谓“相位结构”指光轴方向具有多个台阶，且对入射光束通过该台阶间来附加光程差的结构的总称。利用该台阶而附加至入射光束的光程差可为入射光束波长的整数倍，也可为入射光束波长的非整数倍。 
此外，本说明书中，所谓“光程差赋予结构”指包含上述的相位结构及包含衍射结构的相位差赋予结构。 
为了将思及本发明的物镜的思考方式，容易理解地加以说明，虽然以下举出具体一例来说明，但本发明并非限定于此具体例。图1～3是物镜的纵球差图的概略图。图1～3所示的以近轴像点位置为原点的球差中，是将在近轴像点近前侧与光轴相交的情形(图中为原点的左侧，亦即靠近物镜侧)称为校正不足，在离开近轴像点较远位置上与光轴相交的情形(图中为原点的右侧，亦即远离物镜侧)称为校正过剩。此处，作为第1光信息记录媒体是以BD、作为第2光信息记录媒体是以DVD为例来说明。纵轴的瞳坐标E2相当于DVD的数值孔径，E1相当于BD的数值孔径。 
首先，考虑仅将用来校正因BD与DVD的保护层厚度差异所引起的球差，及/或因所使用的光束的波长差异所引起的球差所需的衍射结构，形成在所述物镜的光学面的中央区域(瞳坐标0～E2的范围)的情形。图1是所述情形的纵球差图。 
如图1的实线所示，波长λ1的光束通过时，球差的值与距离光轴的位置无关而都是零。由于形成在中央区域的衍射结构为用来校正因BD与DVD的保护层厚度差异所引起的球差，因此具有，当入射光束的波长变长时，球差会往校正不足方向变化，当入射光束的波长变短时，球差会往校正过剩方向变化的特性。因此，当波长λ1是仅变长Δλ(Δλ＞0)时，如图1中的虚线所示，在中央区域中，球差是往校正不足方向变化；当波长λ1是恰变短Δλ(Δλ＞0)时，如图1中的单点虚线所示，在中央区域中，球差是往校正过剩方向变化。可是，在图1所示的例子中，在周边区域即瞳坐标E2～E1的范围中，由于不存在衍射结构，因此球差的波长依存性为小，球差几乎一定。如此，当波长变化时，一旦球差曲线呈不连续，则会发生5次以上的高次成份的球差，因此造成问题。光拾取装置中作为光源使用的半导体激光，在个体间会因为制造误差而带有数nm左右的波长误差。所述因波长误差而发生的3次球差成份，虽然可通过准直透镜的光轴方向的位置调整来校正，但是高次球差，只是通过准直透镜的光轴方向的位置调整是无法校正的。因此，在 具有如图1所示的球差的波长依存性的物镜中，无法使用偏离设计波长的半导体激光，必须要进行半导体激光的选择，对产量而言会有造成影响的虞。 
对上述此种课题，本发明中的物镜的一形态中，是形成了具有如图2所示的球差的波长依存性的相位结构。图2在物镜的光学面上，仅形成所定的相位结构时的纵球差图。该相位结构为，当入射光束的波长变长时则使球差往校正过剩方向变化，当入射光束的波长变短时则使球差往校正不足方向变化，是具有和所述的衍射结构呈相反的波长依存性。 
通过配合着图1所示的衍射结构的特性，来决定图2所示的相位结构的特性，就可将衍射结构的球差的波长依存性予以消除。另外，如图3所示的纵球差图，无论是通过了λ1-Δλ的光束时还是通过了λ1+Δλ的光束时，当球差曲线是呈连续的情况下，就可将高次球差的发生予以变小。 
此时，通过将相位结构所附加的光程差，决定为分别对于BD的设计波长(λ1)与DVD的设计波长(λ2)成为同样相位差的相位结构的台阶差量，因而，即使在形成有相位结构的情况下，不会因衍射结构导致λ1与λ2的聚光特性发生变化，而可校正衍射结构的球差的波长依存性(此处是指，在距离λ1或λ2数nm的范围内，入射光束的波长发生变化之际的球差变化)。此外，所谓“同量的光程差”指对λ1与λ2而通过相位结构所附加的光程差，是满足以下2式。 
a×0.9×λ1≤L1≤a×1.1×λ1 
b×0.9×λ2≤L2≤b×1.1×λ2 
此处，L1、L2分别为，因相位结构的一个台阶所产生的波长λ1、λ2下的光程差。另外，a代表任意的整数，b代表小于a的任意正整数。 
此外，a和b的组合，理想为(a、b)＝(5、3)、(10、6)。 
此处，本形态的物镜中，由于是决定衍射结构的台阶差量，以使得衍射效率呈最大的衍射级数，无论对所述第1光束及所述第2光束的何者皆为同一级数，因此在大的间距下的球差变化(因记录/再生波长或保护层厚度差异所导致的球差)的校正是可能的。因此，由于衍射结构的球差的波长依存性仅限于变大，所以用来校正其的相位结构的间距仅 限于变小。因此，可抑制因衍射结构或相位结构的形状误差所导致的透过率降低。 
另外，本形态的物镜中，由于是在倾斜较小的中央区域形成了具有细微台阶的衍射结构或相位结构，因此台阶部分的光束的散乱，或细微结构的转印不良所导致的透过率降低可得到抑制，而可获得充分的光利用效率。 
此外，衍射结构和相位结构即使形成在不同光学面上也可获得上述效果，但此情况下，具有因形状误差导致透过率降低发生的可能性的光学面成为2个。如本形态的物镜，将衍射结构和相位结构重叠形成在同一光学面上，藉此可获得能够抑制形状误差所导致的透过率降低的优点。 
图4是光源侧的光学面上形成有衍射结构与相位结构的物镜OBJ的例子的剖面图，但为了方便理解，衍射结构DS和相位结构PS被夸张地描绘。中央区域CR对应于通过其的第1光束及第2光束的每一个，其所分别对应的光信息记录媒体的记录或再生中所共通利用的区域；周边区域PR仅对应于，通过其的第1光束所对应的光信息记录媒体的记录或再生之际所利用的区域。图4中，由实线所示的以光轴X为中心的剖面为闪耀状的衍射结构DS由于与相位结构PS重叠，因此成为局部性地往轴线方向位移的结构。图4所示的例子中，由于衍射结构DS是仅由正方向的闪耀结构所构成，因此若将相位结构PS中的光轴方向的台阶及其延长线与通过闪耀顶点的线连结起来，则可描绘出代表相位结构PS的形状的包络线(图4所示的虚线)。此外，作为衍射结构DS，亦可混合有负方向的闪耀结构。 
第30结构的物镜在第29结构所述的物镜中，所述衍射结构具有：当入射光束的波长变长时，会使球差往校正不足方向变化的球差的波长依存性，并且所述相位结构具有：当入射光束的波长变长时，会使球差往校正过剩方向变化的球差的波长依存性。 
第31结构的物镜在第29或第30结构所述的物镜中，在所述相位结构的1个环带内，所述衍射结构的环带是形成1以上的整数个。更具体而言，在图4中，在表示相位结构PS形状的包络线的1个台阶内，衍射 结构DS的闪耀等是形成为恰好1以上的整数个份的状态。藉此，可使模具加工容易，可精度良好地制作出衍射结构或相位结构。 
第32结构的物镜在第29至第31结构的任一记载的物镜中，所述同一级数为1，所述衍射结构的闪耀化波长λB是满足以下(1)式，因此可使通过所述衍射结构的所述第1波长λ1的第1光束和所述第2波长λ2的第2光束的衍射效率获得平衡。 
λ1＜λB＜λ2 (1) 
第33结构的物镜在第29至第31结构的任一记载的物镜中， 
由于满足以下(2)式及(3)式，因此例如对BD或HD、和DVD，可具有兼容性地进行信息的记录及/或再生。 
380nm＜λ1＜420nm    (2) 
630nm＜λ2＜680nm    (3) 
本实施形态的物镜使用波长为满足(2)式或(3)式时为特别有效，其效果可发挥至最大极限。 
第34结构的物镜在第33结构所记载的物镜中，当将对所述第1光信息记录媒体进行信息再生或记录之际的所述物镜的数值孔径设为NA1，将对所述第2光信息记录媒体进行信息再生或记录之际的所述物镜的数值孔径设为NA2时，所述中央区域是相当于所述数值孔径NA2内的区域，且所述衍射结构的闪耀化波长λB、所述数值孔径NA1、及所述数值孔径NA2满足以下(4)式及(5)式。 
1.15×λ1＜λB＜0.85×λ2      (4) 
NA2/NA1＜0.8                   (5) 
通过将衍射结构的闪耀化波长λB作为第1波长λ1和第2波长λ2的中间波长，虽然可将衍射效率对个别光束加以分配而为理想的，但第1波长λ1和第2波长λ2中，由于波长差大，所以会有对任一波长都无法确保高衍射效率的可能性。 
当物镜的数值孔径NA2，相对于数值孔径NA1是非常小的时候(亦即当数值孔径NA1和数值孔径NA2是满足(5)式的时候)，由于第1波长λ1的有效直径所占据的、有形成衍射结构的区域(中央区域)的面积比例较小，因此即使将第2波长λ2的衍射效率设计成靠近第2波长λ2 的时候(亦即，闪耀化波长λB满足(4)式时)，仍有可能充分确保高的第1波长λ1的衍射效率的有效直径内面积加权平均值。 
若闪耀化波长λB是大于(4)式的下限，则由于可确保充分高的第2波长λ2的衍射效率，因此可使往第2光信息记录媒体的记录/再生特性变为良好。另一方面，若闪耀化波长λB是小于(4)式的上限，则由于第1波长λ1的衍射效率的有效直径内面积加权平均可获得充分高的值，因此可使往第1光信息记录媒体的记录/再生特性变为良好。 
第35结构的物镜在第33或第34结构的任一记载的物镜中，所述同量的光程差相对于所述第1光束为所述第1波长λ1的5倍，且相对于所述第2光束为所述第2波长λ2的3倍。藉此，对于满足(2)式及(3)式的第1波长λ1和第2波长λ2，就可附加同量的光程差。此外，此处所述的“5倍”或“3倍”只要在光学上记上来看为实质性的5倍或实质性的3倍即可，当然并非意指严谨意义上的整数倍的数值。本说明书中的“大致5倍”或“大致3倍”，也是同样的主旨，“大致5倍”为4.8倍～5.2倍，“大致3倍”为2.8倍～3.2倍。 
第36结构的物镜在第29至第35结构的任一记载的物镜中，所述周边区域是未形成细微的台阶结构的非球面，因此，可将倾斜大的周边区域的透过率加以提高。另外，由于仅在中央区域内，才会校正第1光信息记录媒体和第2光信息记录媒体的记录/再生波长、或保护层厚度差异所导致的球差，且不校正通过周边区域的第2光束的球差的结构，所以，通过周边区域的第2光束在第2光信息记录媒体的信息记录面上，成为了对光点形成没有贡献的眩光成份。藉此，对应于第2光信息记录媒体的数值孔径的开口限制就可自动地进行。此外，此处所谓“细微的台阶结构”指衍射结构或相位结构。 
第37结构的物镜在第29至第36结构的任一记载的物镜中，形成有所述衍射结构及所述相位结构的光学面，在搭载于所述光拾取装置的状态下是位于光源侧的光学面，因此，在平行光束入射至所述物镜的情形不用说，即使是在发散光束或收束光束入射时，因为其发散角或收束角比较小，所以能够抑制光线散乱所导致的透过率降低。 
第38结构的物镜在第29至第37结构的任一记载的物镜中，所述衍 射结构随着从光轴远离，闪耀结构的方向是至少从负的方向往正的方向变换一次。此外，本说明书中，是将随着远离光轴而光程长变短的闪耀结构称为正方向，随着远离光轴而光路长变长的闪耀结构称为负方向。 
图5是光源侧的光学面上形成衍射结构与相位结构的物镜OBJ的其它例子的剖面图，但为了方便理解，表面形状被夸张地描绘。图5所示的物镜OBJ中，中央区域CR由：包含光轴X的第1区域R1、其周围的第2区域R2和位于其更周围的周边区域PR连接的第3区域R3所构成。此处，在第1区域R1中，由于负方向的闪耀结构和相位结构是重叠的，因此若将相位结构中的光轴方向的台阶及其延长线与通过闪耀底部的线连结起来，则成为代表相位结构PS的形状的包络线(图5所示的虚线)，在第3区域R3中，由于正方向的闪耀结构和相位结构是重叠的，因此若将从相位结构中的相当于台阶的位置起沿光轴方向延伸的线与通过闪耀顶点的线连结起来，则成为代表相位结构PS的形状的包络线(图5所示的虚线)。第2区域R2是为了让负方向的闪耀结构和正方向的闪耀结构进行交替所必需的迁移区域。该迁移区域将通过衍射结构附加至透过波面的光程差，用后述的光程差函数来表现时，是相当于光程差函数的拐点的区域。一旦光程差函数带有拐点，则由于光程差函数的斜率变小，所以可使闪耀结构的环带间距扩宽，可抑制衍射结构的形状误差所导致的透过率降低。 
此外，当闪耀结构的方向是随着远离光轴而从负方向往正方向变换一次时，理想为，将相位结构的形状，设计成如图5所示，以使得至中央区域的所定高度为止是随着远离光轴而使光路长变长，比所定高度更外侧是随着远离光轴而使光路长变短的方式，而在光轴方向上转换的形状(图5中所示的虚线)。此时，更理想为，相位结构的环带当中的光路长最长的环带内，含有中央区域70％的高度位置。 
第39结构的物镜在第29至第37结构的任一记载的物镜中，所述衍射结构是正方向的闪耀结构。正方向的闪耀结构示于图4。由于通过将闪耀结构的方向在中央区域内设计成同一，模具加工具对于模具抵接的位置可经常同样地保持一定，因此可形成精度良好的闪耀结构。甚至，通过将闪耀结构的方向设计成正向，就可校正色差(伴随微小波长变化而 来的对焦位置偏差)，可获得对使用短波长激光光源(蓝紫色半导体激光等)的第1光信息记录媒体的稳定的信息再生/记录特性。此外，当闪耀结构的方向是在中央区域内为正方向时，理想为，将相位结构的形状，设计成如图4所示，以使得随着远离光轴而光路长会变得较短的方式，而在光轴方向上转换的形状(图4中所示的虚线)。 
第40结构的物镜在第29至第39结构的任一记载的物镜中是玻璃透镜，因此可将对温度变化的折射率变化抑制成较小。本发明的物镜，虽然无论树脂透镜和玻璃透镜的何者皆可适用，且能获得同样的效果，但是由于树脂透镜的伴随温度变化的折射率变化是大于玻璃透镜10倍以上，因此理想是采用玻璃透镜。球差由于以物镜的数值孔径的4次方的方式变大，因此数值孔径为0.85的BD中，物镜是使用树脂透镜时，伴随折射率变化的球差的影响会极大。通过本发明的物镜是使用玻璃透镜，可提供使用温度范围广的物镜。 
第41结构的物镜在第29至第39结构的任一记载的物镜中，因为是将形成有所述衍射结构及所述相位结构的树脂层，接合在玻璃透镜上而成，不但制造上较为容易，且可将对温度变化的折射率变化抑制成较小。 
通过采用如此结构，可提供使用温度范围广的物镜，并且还可提高衍射结构或相位结构的转印性。此外，作为树脂层的形成方法，在制造上适合的方法有，于玻璃透镜上涂布的紫外线硬化树脂上，按压形成有衍射结构或相位结构的模具，通过照射紫外线而形成树脂层。 
第42结构所述的物镜在第29至第41结构的任一记载的物镜中，当将对所述第1光信息记录媒体进行信息再生或记录之际的所述物镜的倍率设为m1，将对所述第2光信息记录媒体进行信息再生或记录之际的焦距为f2、倍率设为m2时，满足以下(6)式及(7)式。 
-0.02＜m1＜0.02     (6) 
-0.02＜m2＜0.02     (7) 
藉此，由于无论哪个波长的光束都是能够以略平行光束的状态对物镜进行入射，因此可抑制跟踪所导致的彗差发生，可获得良好的跟踪特性。另外，通过将倍率m1和倍率m2设计成同样倍率，就可使激光光源 和物镜的间所配置的光学组件、或接受来自信息记录面的反射光束的受光组件，在第1波长λ1和第2波长λ2下容易共通化，对于光拾取装置的零件数量削减、低成本化、省空间化是有利的。 
第43结构的光拾取装置具有：出射第1波长λ1的第1光束的第1光源、出射第2波长λ2的第2光束的第2光源、含有物镜的聚光光学系统、光检测器；对具有厚度t1的保护层的第1光信息记录媒体，使用从所述第1光源所出射的第1波长λ1的第1光束来进行信息的再生及/或记录；对具有厚度t2(t1≤t2)的保护层的第2光信息记录媒体，使用从第2光源所出射的第2波长λ2(λ1＜λ2)的第2光束来进行信息的再生及/或记录的光拾取装置，其特征在于， 
所述物镜具有单透镜结构，并且具有光学面，该光学面至少具有包含光轴的中央区域和围绕该中央区域的周边区域的2个区域； 
所述中央区域中形成有：衍射效率呈最大的衍射级数，是无论对所述第1光束及所述第2光束的任一者都是同一级数的衍射结构；和对所述第1光束及所述第2光束，附加同量的光程差的相位结构。其作用效果与第29结构相同。 
第44结构的光拾取装置在第43结构所述的光拾取装置中，所述物镜的衍射结构具有：当入射光束的波长变长时，会使球差往校正不足方向变化的球差的波长依存性；所述相位结构具有：当入射光束的波长变短时，会使球差往校正过剩方向变化的球差的波长依存性。其作用效果与第30结构相同。 
第45结构的光拾取装置在第43或第44结构所述的光拾取装置中，在所述物镜的相位结构的1个环带内，所述衍射结构的环带是形成1以上的整数个。其作用效果与第31结构相同。 
第46结构的光拾取装置在第43至第45结构的任一记载的光拾取装置中，所述同一级数为1，所述衍射结构的闪耀化波长λB是满足以下的(1)式。 
λ1＜λB＜λ2       (1) 
其作用效果与第32结构相同。 
第47结构的光拾取装置在第43至第46结构的任一记载的光拾取装 置中， 
满足以下的(2)式、及(3)式。 
380nm＜λ1＜420nm    (2) 
630nm＜λ2＜680nm    (3) 
其作用效果与第33结构相同。 
第48结构的光拾取装置在第47结构所记载的光拾取装置中，当将对所述第1光信息记录媒体进行信息再生或记录之际的所述物镜的数值孔径设为NA1，将对所述第2光信息记录媒体进行信息再生或记录之际的所述物镜的数值孔径设为NA2时，所述中央区域是相当于所述数值孔径NA2内的区域，且所述衍射结构的闪耀化波长λB、所述数值孔径NA1、及所述数值孔径NA2满足以下(4)式及(5)式。 
1.15×λB＜λB＜0.85×λ2      (4) 
NA2/NA1＜0.8                   (5) 
其作用效果与第34结构相同。 
第49结构的光拾取装置在第47或第48结构的任一记载的光拾取装置中，所述同量的光程差相对于所述第1光束为所述第1波长λ1的5倍，且相对于所述第2光束为所述第2波长λ2的3倍。其作用效果与第35结构相同。 
第50结构的光拾取装置在第43至第49结构的任一记载的光拾取装置中，所述周边区域是未形成细微的台阶结构的非球面。其作用效果与第36结构相同。 
第51结构的光拾取装置在第43至第50结构的任一记载的光拾取装置中，形成有所述衍射结构及所述相位结构的所述物镜的光学面，在将所述物镜搭载于所述光拾取装置的状态下是配置在光源侧的光学面。其作用效果与第37结构相同。 
第52结构的光拾取装置在第43至第51结构的任一记载的光拾取装置中，所述衍射结构随着从光轴远离，闪耀结构的方向是至少从负的方向往正的方向变换一次。其作用效果与第38结构相同。 
第53结构的光拾取装置在第43至第51结构的任一记载的光拾取装置中，所述衍射结构是正方向的闪耀结构。其作用效果与第39结构相 同。 
第54结构的光拾取装置在第43至第53结构的任一记载的光拾取装置中，所述物镜为玻璃透镜。其作用效果与第40结构相同。 
第55结构的光拾取装置在第43至第53结构的任一记载的光拾取装置中，所述物镜将形成有所述衍射结构及所述相位结构的树脂层，接合在玻璃透镜上所成。其作用效果与第41结构相同。 
第56结构所述的光拾取装置在第43至第55结构的任一记载的光拾取装置中，当将对所述第1光信息记录媒体进行信息再生或记录之际的所述物镜的倍率设为m1，将对所述第2光信息记录媒体进行信息再生或记录之际的所述物镜的倍率设为m2时，满足以下(6)式及(7)式。 
-0.02＜m1＜0.02      (6) 
-0.02＜m2＜0.02      (7) 
其作用效果与第42结构相同。 
第57结构的光拾取装置具备：光源、第1至第28结构的任一记载的物镜、及光检测器。 
第58结构的光信息记录再生装置搭载着第43至第57结构的任一记载的光拾取装置。 
另外，本说明书中，所谓“物镜”指光拾取装置中被配置在和光信息记录媒体成相向的位置上，具有将光源所出射的光束聚光在光信息记录媒体(也称为光盘)的信息记录面上功能的光学系统；其在搭载于光拾取装置之际，可通过致动器而稍微在光轴方向上变位的光学系统。“物镜”可为单一透镜，也可以是由多个透镜所结构的，或是可含有其它光学组件。 
另外，将物镜设计成玻璃透镜时，若使用玻璃转移点Tg为400℃以下的玻璃材料，则由于能够在较低温度下成形，因此可以延长模具的寿命。作为此种玻璃转移点Tg较低的玻璃材料有，例如(股)住田光学玻璃制的K-PG325、或K-PG375(皆为商品名)。 
但是，玻璃透镜一般较树脂透镜的比重为大，因此若将物镜设计成玻璃透镜，则重量大而对用来驱动物镜的致动器会造成负担。因此，再将物镜设计成玻璃透镜时，使用比重较小的玻璃材料较为理想。具体而 言，比重在3.0以下为理想，在2.8以下则更为理想。 
另外，将物镜设计成树脂透镜时，理想为使用环状烯烃系的树脂材料；即使在环状烯烃系当中，又以使用对波长405nm的温度25℃下的折射率为1.54至1.60的范围内，且在-5℃～70℃的温度范围内的伴随温度变化的对波长405nm的折射率变化率dN/dT(℃-1)为-10×10-5乃至-8×10-5的范围内的树脂材料，更为理想。 
或者，作为适于本发明的物镜的树脂材料，除了上记环状烯烃系以外，还有“非温度依存性”树脂。所谓非温度依存性树脂指作为母材的树脂的伴随温度变化的折射率变化率，使具有相反符号的折射率变化率的直径为30nm以下的粒子分散的树脂材料。一般而言，若在透明的树脂材料中混合微粉末，就会发生光的散乱，降低透过率，因此要作为光学材料使用是有困难的，但我们逐渐了解到，通过将微粉末做成小于透过光束波长的大小，就可使散乱在事实上不会发生。 
然后树脂材料，虽然因温度上升而折射率下降，但无机粒子是温度上升则折射率上升。因此这些性质的配合抵消作用，就可使得折射率不会发生变化。作为本发明的物镜材料，是利用在作为母材的树脂中分散了30nm以下、理想为20nm以下、更理想10～15nm的无机粒子的材料，而可提供折射率没有温度依存性，或是依存性极低的物镜。 
例如，丙烯酸酯树脂中，混合了氧化铌(Nb2O5)的微粒子。 
作为母材的树脂体积比是80，氧化铌是20左右的比率，将其混合均匀。虽然微粒子会有容易凝聚的问题，但通过在粒子表面赋予电荷将其分散等技术，就可做出必要的分散状态。 
如后述，作为母材的树脂和粒子的混合、分散，是在物镜的射出成形时，在线进行者为佳。换言的，在混合、分散的后，到物镜成形以前，最好不会发生冷却、固化。 
此外，该体积比率为了控制折射率的对温度的变化程度而可适宜地增减，也可将多个种类的纳米尺寸的无机粒子予以混合分散。 
比率上，上述例子虽然是80∶20，亦即4∶1，但可在90∶10(9∶1)至60∶40(3∶2)间做适宜调整。若少于9∶1则温度变化抑制的效果小，反的若超过3∶2则树脂的成形性会产生问题，都不是理想。 
微粒子理想为无机物，更理想为氧化物。而且理想为，氧化状态已经是饱和，而无法再被氧化的氧化物。 
作为无机物，可抑制降低与高分子有机化合物的作为母材的树脂的间的反应而是理想的，而且通过采用氧化物，可防止伴随使用的恶化。尤其是在高温化、被激光光照射的此种严酷条件下，容易促进氧化，因此若为这类无机氧化物的微粒子，就可防止氧化所导致的劣化。 
另外，为了防止由于其它原因所导致的树脂的氧化，当然也可以添加氧化防止剂。
顺便一提，作为母材的树脂优选的是，可适宜地采用日本特开2004-144951号公报、日本特开2004-144954号公报、日本特开2004-144953号公报等所记载的树脂。 
此外，在以上的说明中，作为较佳的具体形态，虽然是举出将衍射结构和相位结构予以重叠而成的重叠结构形成在光学面上的透镜例子，但也可为将具有个别同样机能的光程差赋予结构予以重叠而成的重叠结构。更具体而言，具有使第1光程差赋予结构和第2光程差赋予结构彼此重叠而成的重叠结构，所述第1光程差赋予结构是当将所入射的光束波长变成更长波长时使球差往校正不足方向变化，所述第2光程差赋予结构是当将所入射的光束波长变成更长波长时使球差往校正过剩方向变化，这类不同的至少2个光程差赋予结构，在具有光焦度的透镜的一面上予以重叠而成的重叠结构，藉此可获得球差的波长依存性小的物镜。 
以下将参照图面来说明本发明的实施形态。图6是对不同的光信息记录媒体(亦称光盘)的BD与DVD能适当地进行信息记录/再生的本实施形态的光拾取装置PU1的结构概略图。所述的光拾取装置PU1可搭载于光信息记录再生装置中。此处，将第1光信息记录媒体为BD，第2光信息记录媒体为DVD。 
第1光拾取装置PU1具有：出射第1波长408nm的第1光束的作为第1光源的蓝紫色半导体激光LD1与接受来自BD的信息记录面RL1的反射光束的第1光检测器PD1被一体化而成的第1模块MD1、出射第2波长658nm的第2光束的作为第2光源的红色半导体激光LD2与接受来自第2光盘OD2的信息记录面RL2的反射光束的第2光检测器PD2被 一体化而成的第2模块MD2、分光棱镜PS、准直透镜CL、光圈ST、物镜OBJ、对焦/跟踪用的2轴致动器AC等。此外，物镜OBJ的光源测的光学面被区分成包含光轴的中央区域和其周边的周边区域；在中央区域形成有衍射结构及相位结构。 
从蓝紫色半导体激光LD1所射出的第1波长408nm的发散光束透过分光棱镜PS，被准直透镜CL变成平行光束后，通过未图示的1/4波长板而从直线偏光转换成圆偏光，并通过光圈ST将其光束直径加以限制，通过物镜OBJ而介由厚度0.0875mm的保护层PL1，在BD的信息记录面RL1上形成光点。 
在信息记录面RL1上通过信息位进行调制后的反射光束再次透过物镜OBJ、光圈ST后，通过未图示的1/4波长板而从圆偏光转换成直线偏光，通过准直透镜CL变成收敛光束，透过分光棱镜PS后，会在第1光检测器PD1的受光面上收束。然后，使用第1光检测器PD1的输出讯号，通过2轴致动器AC而促使物镜OBJ进行对焦或跟踪，就可将记录在BD上的信息予以读出。 
另外，从红色半导体激光LD2射出的第2波长658nm的发散光束被偏光分光棱镜PS反射，被准直透镜CL变成平行光束后，通过未图示的1/4波长板从直线偏光转换成圆偏光，入射至物镜OBJ。通过物镜OBJ的中央区域的第2波长658nm的光束介由厚度0.6mm的保护层PL2，在DVD的信息记录面RL2上形成光点。 
在信息记录面RL2上通过信息位进行调变后的反射光束再次透过物镜OBJ、光圈ST后，通过未图示的1/4波长板而从圆偏光转换成直线偏光，通过准直透镜CL变成收敛光束，被分光棱镜PS反射后，会在第2光检测器PD2的受光面上收束。然后，使用第2光检测器PD2的输出讯号，通过2轴致动器AC而促使对物光学组件OBJ进行对焦或跟踪，就可将记录在DVD上的信息予以读出。 
此外，物镜OBJ的周边区域，由于是未形成细微的台阶结构的非球面，因此通过了周边区域的第2波长658nm的光束在DVD的信息记录面RL2，成为了对光点形成没有贡献的眩光成份。藉此，对应于DVD数值孔径的开口限制就会自动地进行。 
(实施例) 
以下将针对本实施形态的理想实施例加以说明。此外，以下当中(含表格的透镜数据)，是将10的乘幂数(例如2.5×10-3)，以E(例如2.5E-3)来表示。另外，实施例的表中，范围h代表距光轴的距离，单位为mm，曲率半径(R，Ri)的单位也是mm。 
如式(8)所示，对物光学系统的光学面分别形成为，将表中所示的系数代入的式子所规定，在光轴的周围形成了轴对称的非球面。 
z = ( h 2 / R ) / [ 1 + { 1 - ( K - 1 ) ( h / R ) 2 } ] + A 0 + A 4 h 4 + A 6 h 6 + A 8 h 8 + A 10 h 10 +
A 12 h 12 + A 14 h 14 + A 16 h 16 + A 18 h 18 + A 20 h 20 - - - ( 8 )
其中， 
z：非球面形状(非球面的面顶点所连接的平面起算沿着光轴方向的距离) 
h：距光轴的距离 
R：曲率半径 
K：库尼科(コニック)系数 
A0：非球面的偏置量 
A4，A6，A8，A10，A12，A14，A16，A18，A20：非球面系数 
另外，通过衍射结构而对各波长光束所赋予的光程差，由在式(9)的光程差函数中将代入表中的系数的式子而规定。 
Φ＝dor×λ/λB×(C2h2+C4h4+C6h6+C8h8+C10h10+C12h12+C14h14+C16h16+C18h18+C20h20)        (9) 
其中， 
Φ：光程差函数 
λ：入射至衍射结构的光束的波长 
λB：闪耀化波长 
dor：对光盘的记录/再生所使用的衍射光的衍射级数 
h：距光轴的距离 
C2，C4，C6，C8，C10，C12，C14，C16，C18，C20：衍射面系数 
(实施例1) 
实施例1的透镜数据(包含设计波长、焦距、像侧的数值孔径、倍 率)，示于表1-1和表1-2。实施例1是适合于图6所示的光拾取装置的玻璃制(OHARA制S-BSM14)的物镜。光源侧的光学面按照距光轴近的顺序，而具有：包含光轴的第2-1面和形成在其周围的第2-2面、第2-3面、第2-4面、第2-5面、以及第2-6面的6区域。从第2-1至第2-5面止的区域相当于中央区域，第2-6面相当于周边区域。从第2-1面至第2-5面上形成了闪耀化波长λB：490nm的衍射结构，其衍射级数BD：1次、DVD：1次，其衍射效率BD：85％、DVD：79％。另外，第2-6面为非球面形状。 
Figure GSA00000013911800231
【表1-2】 
【第3面资料】 
从第2-1面至第2-5面重叠有相位结构，对于透过第2-1面的λ1的光束，在第2-2面上会赋予5×λ1(nm)的光程差，因此换算成相位差则为延迟2π×5(rad)的相位。另外，第2-3面、第2-4面、及第2-5面上，对于透过第2-1面的λ1的光束，分别会赋予10×λ1(nm)、5×λ1(nm)、0×λ1(nm)的光程差，因此换算成相位差则分别为恰好延迟2π×10(rad)、2π×5(rad)、2π×0(rad)的相位。另外，对于透过第2-1面的λ2的光束，在第2-2面、第2-3面、第2-4面、及第2-5面上，分别会赋予3×λ2(nm)、6×λ2(nm)、3×λ2(nm)、0×λ2(nm)的光程差，因此换算成相位差则分别为恰好延迟2π×3(rad)、2π×6(rad)、2π×3(rad)、2π×0(rad)的相位。亦即，通过相位结构的1个台阶而对各个波长的光束所附加的光程差，对第1波长λ1为2040nm、对第2波长λ2为1974nm，对任一波长的光束都是附加略同量的光程差。此外，本实施例中，在中央区域内，闪耀结构的方向是随着远离光轴而从负方向往正方向变换一次(参照图5)。 
另一方面，光盘侧光学面(第3面)是非球面形状。所述的实施例1的物镜中，第1波长λ1为+5nm波长变化之际的球差的变化量为3次成 分：0.029λ1RMS、高次成分：0.010λ1RMS，相对于第2面的衍射结构上未重叠相位结构时的变化量(3次成份：0.009λ1RMS、高次成分：0.029λRMS)，高次成分降低。此外，此处将高次成份，将为5次成份与7次成份的平方和的平方根。 
(实施例2) 
实施例2适合于图6所示的光拾取装置的树脂制的物镜。实施例2的透镜数据(包含设计波长、焦距、像侧的数值孔径、倍率)，示于表2-1和表2-2。光源侧的光学面按照距光轴近的顺序，而具有：包含光轴的第2-1面和形成在其周围的第2-2面、第2-3面、第2-4面、第2-5面、以及第2-6面的6区域。从第2-1至第2-5面止的区域相当于中央区域，第2-6面相当于周边区域。从第2-1面至第2-5面上形成了闪耀化波长λB：490nm的衍射结构，其衍射级数BD：1次、DVD：1次，其衍射效率BD：85％、DVD：78％。另外，第2-6面为非球面形状。 
Figure GSA00000013911800261
【表2-2】 
【第3面资料】 
Figure GSA00000013911800271
从第2-1面至第2-5面重叠有相位结构，对于透过第2-1面的λ1的光束，在第2-2面上会赋予5×λ1((nm)的光程差，因此换算成相位差则为恰好延迟2π×5(rad)的相位。另外，第2-3面、第2-4面、及第2-5面上，对于透过第2-1面的λ1的光束，分别会赋予10×λ1(nm)、5×λ1(nm)、0×λ1(nm)的光程差，因此换算成相位差则分别为恰好延迟2π×10(rad)、2π×5(rad)、2π×0(rad)的相位。另外，对于透过第2-1面的λ2的光束，在第2-2面、第2-3面、第2-4面、及第2-5面上，分别会赋予3×λ2(nm)、6×λ2(nm)、3×λ2(nm)、0×λ2(nm)的光程差，因此换算成相位差则分别为恰好延迟2π×3(rad)、2π×6(rad)、2π×3(rad)、2π×0(rad)的相位。亦即，通过相位结构的1个台阶而对各个波长的光束所附加的光程差，对第1波长λ1为2040nm、对第2波长λ2为1974nm，对任一波长的光束都是附加略同量的光程差。此外，本实施例中，在中央区域内，闪耀结构的方向是随着远离光轴而从负方向往正方向变换一次(参照图5)。 
另一方面，光盘侧光学面(第3面)是非球面形状。所述的实施例2的物镜中，第1波长λ1为+5nm波长变化之际的球差的变化量为3次成 分：0.035λ1RMS、高次成分：0.014λ1RMS，相对于第2面的衍射结构上未重叠相位结构时的变化量(3次成份：0.020λ1RMS、高次成分：0.032λRMS)，高次成分降低。此外，此处将高次成份，将为5次成份与7次成份的平方和的平方根。 
(实施例3) 
实施例3适合于图6所示的光拾取装置的玻璃制(OHARA制S-BSM14)的物镜。实施例3的透镜数据(包含设计波长、焦距、像侧的数值孔径、倍率)，示于表3-1、3-2。光源侧的光学面按照距光轴近的顺序，而由：包含光轴的第2-1面和形成在其周围的第2-2面、第2-3面、第2-4面、第2-5面、以及第2-6面的6区域所构成。从第2-1至第2-5面止的区域相当于中央区域，第2-6面相当于周边区域。从第2-1面至第2-5面上形成了闪耀化波长λB：490nm的衍射结构，其衍射级数BD：1次、DVD：1次，其衍射效率BD：85％、DVD：79％。另外，第2-6面为非球面形状。 
Figure GSA00000013911800291
【表3-2】 
【第3面资料】 
Figure GSA00000013911800301
从第2-1面至第2-5面重叠有相位结构，对于透过第2-1面的λ1的光束，在第2-2面上会赋予-5×λ1(nm)的光程差，因此换算成相位差则为恰好前进2π×5(rad)的相位。另外，第2-3面、第2-4面、及第2-5面上，对于透过第2-1面的λ1的光束，分别会赋予-10×λ1(nm)、-15×λ1(nm)、-20×λ1(nm)的光程差，因此换算成相位差则分别为恰好前进2π×10(rad)、2π×5(rad)、2π×0(rad)的相位。另外，对于透过第2-1面的λ2的光束，在第2-2面、第2-3面、第2-4面、及第2-5面上，分别会赋予-3×λ2(nm)、-6×λ2(nm)、-9×λ2(nm)、-12×λ2(nm)的光程差，因此换算成相位差则分别为恰好前进2π×3(rad)、2π×6(rad)、2π×9(rad)、2π×12(rad)的相位。亦即，通过相位结构的1个台阶而对各个波长的光束所附加的光程差，对第1波长λ1为2040nm、对第2波长λ2为1974nm，对任一波长的光束都是附加略同量的光程差。此外，本实施例中，在中央区域内，闪耀结构的方向正向且为一定(参照图4)。 
另一方面，光盘侧光学面(第3面)是非球面形状。所述的实施例3的物镜中，第1波长λ1为+5nm波长变化之际的球差的变化量为3次成 分：0.006λ1RMS、高次成分：0.014λ1RMS，相对于第2面的衍射结构上未重叠相位结构时的变化量(3次成份：0.085λ1RMS、高次成分：0.042λRMS)，高次成分降低。此外，此处将高次成份，将为5次成份与7次成份的平方和的平方根。 
此外，实施例1至实施例3的物镜中，若计算第1波长λ1的衍射效率的有效直径内面积加权平均值，则为90.7％，对于追求记录/再生的高速化的BD可获得高的光利用效率。 
另外，实施例1至实施例3的物镜中，虽然将衍射结构的闪耀化波长λB为490nm，但并非局限于此，可以通过改变闪耀化波长λB，来适宜地变更第1波长λ1和第2波长λ2的衍射效率的平衡。 
甚至，在以上的实施例中，虽然是举出了将第1光程差赋予结构为衍射结构、第2光程差赋予结构为相位结构的数个例子，但本发明并非限定于这些例子。 
作为理想的其它例子，可列举有，对于第1波长λ1的光束衍射效率为最大的衍射级数为3次衍射光，且对第2波长λ2的光束衍射效率为最大的衍射级数为2次衍射光的衍射结构，是被设定为第1光程差赋予结构，对于第1波长λ1的光束则是赋予λ1的大致5倍的光程差，且对第2波长λ2的光束则是赋予λ2的大致3倍的光程差的相位结构，是被设定为第2光程差赋予结构，而使用将这些第1及第2光程差赋予结构予以重叠而成的重叠结构。 
另外，对于第1波长λ1的光束则是赋予λ1的大致5倍的光程差，且对第2波长λ2的光束则是赋予λ2的大致3倍的光程差的相位结构，是被设定为第1光程差赋予结构，对于第1波长λ1的光束衍射效率为最大的衍射级数为2次衍射光，且对第2波长λ2的光束衍射效率为最大的衍射级数为1次衍射光的衍射结构，是被设定为第2光程差赋予结构，而使用将这些第1及第2光程差赋予结构予以重叠而成的重叠结构，也是可当成理想例子而列举。 
另外，本发明并非仅为BD，对于包含HD的其它高密度光盘用的物镜也可适用，且可获得和上述同样的效果。 
产业上利用的可能性 
根据本发明，能够提供可以适用于利用不同的波长的光束、对各种的光信息记录媒体进行信息的记录和/或再生的光拾取装置的球差的波长依存性小的物镜、使用该物镜的光拾取装置以及搭载于该光拾取装置的的光信息记录再生装置。另外，能够提供对不同种的光信息记录媒体进行良好的信息的记录和/或再生的并且球差的波长依存性小以及具有高透过率的单透镜构成的物镜、使用该物镜的光拾取装置以及搭载于该光拾取装置的的光信息记录再生装置。 

Claims (29)

1.一种物镜，其用于光拾取装置，所述光拾取装置具有：出射第1波长λ1的第1光束的第1光源、出射第2波长λ2的第2光束的第2光源、含有物镜的聚光光学系统和光检测器，对具有厚度t1的保护层的第1光信息记录媒体，使用从所述第1光源所出射的第1波长λ1的第1光束来进行信息的再生及/或记录，对具有厚度t2的保护层的第2光信息记录媒体，使用从第2光源所出射的第2波长λ2的第2光束来进行信息的再生及/或记录，其中t1≤t2，λ1＜λ2，其特征在于，
所述物镜具有单透镜；
具有光学面，其具有包含光轴的中央区域和围绕该中央区域的周边区域的2个区域，
所述中央区域中形成有：衍射效率呈最大的衍射级数，是无论对所述第1光束及所述第2光束的任一者都是同一级数的衍射结构；和对所述第1光束及所述第2光束，附加同量的光程差的相位结构。
2.如权利要求1所述的物镜，其特征在于，所述衍射结构具有：当入射光束的波长变长时，会使球差往校正不足方向变化的球差的波长依存性，并且所述相位结构具有：当入射光束的波长变长时，会使球差往校正过剩方向变化的球差的波长依存性。
3.如权利要求1所述的物镜，其特征在于，在所述相位结构的1个环带内，所述衍射结构的环带是形成1以上的整数个。
4.如权利要求1所述的物镜，其特征在于，所述同一级数为1，所述衍射结构的闪耀化波长λB满足下式(1)：
λ1＜λB＜λ2。    (1)
5.如权利要求1所述的物镜，其特征在于，其满足下式(2)和(3)：
380nm＜λ1＜420nm    (2)
630nm＜λ2＜680nm    (3)。
6.如权利要求5所述的物镜，其特征在于，当将对所述第1光信息记录媒体进行信息再生或记录之际的所述物镜的数值孔径设为NA1，将对所述第2光信息记录媒体进行信息再生或记录之际的所述物镜的数值孔径设为NA2时，所述中央区域是相当于所述数值孔径NA2内的区域；且所述衍射结构的闪耀化波长λB、所述数值孔径NA1、及所述数值孔径NA2满足下式(4)和(5)：
1.15×λ1＜λB＜0.85×λ2    (4)
NA2/NA1＜0.8                 (5)。
7.如权利要求5所述的物镜，其特征在于，所述同量的光程差相对于所述第1光束为所述第1波长λ1的5倍，且相对于所述第2光束为所述第2波长λ2的3倍。
8.如权利要求1所述的物镜，其特征在于，所述周边区域是未形成细微的台阶结构的非球面。
9.如权利要求1所述的物镜，其特征在于，形成有所述衍射结构及所述相位结构的光学面，在搭载于所述光拾取装置的状态下是配置在光源侧的光学面。
10.如权利要求1所述的物镜，其特征在于，所述衍射结构随着从光轴远离，闪耀结构的方向是至少从负的方向往正的方向变换一次。
11.如权利要求1所述的物镜，其特征在于，所述衍射结构是正方向的闪耀结构。
12.如权利要求1所述的物镜，其特征在于，其是玻璃透镜。
13.如权利要求1所述的物镜，其特征在于，将形成有所述衍射结构及所述相位结构的树脂层，接合在玻璃透镜上。
14.如权利要求1所述的物镜，其特征在于，当将对所述第1光信息记录媒体进行信息再生或记录之际的所述物镜的倍率设为m1，将对所述第2光信息记录媒体进行信息再生或记录之际的所述物镜的倍率设为m2时，满足下式(6)和(7)：
-0.02＜m1＜0.02    (6)
-0.02＜m2＜0.02    (7)。
15.一种光拾取装置，其具有：出射第1波长λ1的第1光束的第1光源、出射第2波长λ2的第2光束的第2光源、含有物镜的聚光光学系统和光检测器；对具有厚度t1的保护层的第1光信息记录媒体，使用从所述第1光源所出射的第1波长λ1的第1光束来进行信息的再生及/或记录；对具有厚度t2的保护层的第2光信息记录媒体，使用从第2光源所出射的第2波长λ2的第2光束来进行信息的再生及/或记录，其中t1≤t2，λ1＜λ2，其特征在于，
所述物镜具有单透镜结构，并且具有光学面，该光学面具有包含光轴的中央区域和围绕该中央区域的周边区域的2个区域，
所述中央区域中形成有：衍射效率呈最大的衍射级数，是无论对所述第1光束及所述第2光束的任一者都是同一级数的衍射结构；和对所述第1光束及所述第2光束，附加同量的光程差的相位结构。
16.如权利要求15所述的光拾取装置，其特征在于，所述物镜的衍射结构具有：当入射光束的波长变长时，会使球差往校正不足方向变化的球差的波长依存性；所述相位结构具有：当入射光束的波长变长时，会使球差往校正过剩方向变化的球差的波长依存性。
17.如权利要求15所述的光拾取装置，其特征在于，在所述物镜的相位结构的1个环带内，所述衍射结构的环带是形成1以上的整数个。
18.如权利要求15所述的光拾取装置，其特征在于，所述同一级数为1，所述衍射结构的闪耀化波长λB满足下式(1)：
λ1＜λB＜λ2    (1)。
19.如权利要求15所述的光拾取装置，其特征在于，其满足下式(2)和(3)：
380nm＜λ1＜420nm    (2)
630nm＜λ2＜680nm    (3)。
20.如权利要求19所述的光拾取装置，其特征在于，当将对所述第1光信息记录媒体进行信息再生或记录之际的所述物镜的数值孔径设设为NA1，将对所述第2光信息记录媒体进行信息再生或记录之际的所述物镜的数值孔径设为NA2时，所述中央区域是相当于所述数值孔径NA2内的区域；且所述衍射结构的闪耀化波长λB、所述数值孔径NA1、及所述数值孔径NA2满足下式(4)和(5)：
1.15×λ1＜λB＜0.85×λ2    (4)
NA2/NA1＜0.8                 (5)。
21.如权利要求19所述的光拾取装置，其特征在于，所述同量的光程差相对于所述第1光束为所述第1波长λ1的5倍，且相对于所述第2光束为所述第2波长λ2的3倍。
22.如权利要求15所述的光拾取装置，其特征在于，所述周边区域是未形成细微的台阶结构的非球面。
23.如权利要求15所述的光拾取装置，其特征在于，形成有所述衍射结构及所述相位结构的所述物镜的光学面，在将所述物镜搭载于所述光拾取装置的状态下是配置在光源侧的光学面。
24.如权利要求15所述的光拾取装置，其特征在于，所述衍射结构随着从光轴远离，闪耀结构的方向是至少从负的方向往正的方向变换一次。
25.如权利要求15所述的光拾取装置，其特征在于，所述衍射结构是正方向的闪耀结构。
26.如权利要求15所述的光拾取装置，其特征在于，所述物镜为玻璃透镜。
27.如权利要求15所述的光拾取装置，其特征在于，所述物镜将形成有所述衍射结构及所述相位结构的树脂层，接合在玻璃透镜上。
28.如权利要求15所述的光拾取装置，其特征在于，当将对所述第1光信息记录媒体进行信息再生或记录之际的所述物镜的倍率设为m1，将对所述第2光信息记录媒体进行信息再生或记录之际的所述物镜的倍率设为m2时，满足下式(6)和(7)：
～0.02＜m1＜0.02    (6)
-0.02＜m2＜0.02     (7)。
29.一种光信息记录再生装置，其特征在于，搭载了权利要求15至28中任意一项所述的光拾取装置。
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