CN102037512B - 物镜及光拾取装置 - Google Patents

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Abstract

为了提供一种能够对记录密度不同的3种光盘确切地进行信息记录及/或再生的既结构简单又能够提高光的利用效率的光拾取装置及物镜，在物镜的光学面上形成了第1光程差付与构造，第1光程差付与构造是阶梯型构造，其中以光轴为中心同心圆状地排列多个具有相同梯级数的环带状的阶梯单位，所述阶梯形构造中的至少1个所述阶梯单位的最高位梯级或最低位梯级的光轴垂直方向上的宽度w1，是在光轴垂直方向上夹着所述最高位梯级或所述最低位梯级的2个梯级的平均值w2的约一半。

Description

物镜及光拾取装置
技术领域
本发明涉及能够对不同种类的光盘互换可能地进行信息记录及/或再生的光拾取装置以及用于其中的物镜。 
背景技术
近年来，光拾取装置中，作为用来再生光盘上记录的信息以及向光盘记录信息的光源，使用的激光光源的短波长化有所进展，例如，蓝紫色半导体激光及利用二次谐波进行红外半导体激光波长变换的蓝色SHG激光等波长400～420nm的激光光源越来越实用化。使用这些蓝紫色激光光源的话，在使用与DVD(数码通用盘)相同数值孔径(NA)的物镜时，对直径12cm的光盘能够记录约15GB信息，将物镜的NA提高到0.85时，对直径12cm的光盘能够记录约25GB信息。本说明书中，将使用蓝紫色激光光源的光盘以及光磁盘总称为“高密度光盘”。 
使用NA0.85物镜的高密度光盘时，由于起因于光盘倾斜(skew)而产生的彗形像差增大，所以有的保护层设计得比DVD的还要薄(相对于DVD的0.6mm来说只有0.1mm)，以此降低倾斜引起的彗形像差量。但是，单是能够对这种类型的高密度光盘确切地记录/再生信息的话，作为光盘播放/录音机(光信息记录再生装置)产品来说价值还不够充分。现在，考虑到有记录着各种各样信息的DVD和CD(小型盘)出售之现况，单是能够对高密度光盘记录/再生信息还不够，对例如用户持有的DVD和CD都同样能够确切地进行信息记录/再生，是提高作为高密度光盘用的光盘播放/录音机的商品价值的必经之路。出于这种背景，希望搭载在高密度光盘用光盘播放/录音机中的光拾取装置具有既对高密度光盘、DVD、CD的任何一种都维持互换性又能够确切地进行信息记录/再生的性能。 
作为实现能够对高密度光盘、DVD、且CD的任何一种既维持互换 性又确切地记录/再生信息的方法，可以考虑相应信息记录/再生光盘的记录密度切换高密度光盘用光学系统和DVD、CD用光学系统的方法，但这样需要多个光学系统，所以不利于小型化，另外成本上升。 
因此，为了简化光拾取装置实现低成本化，在具有互换性的光拾取装置中，也优选使高密度光盘用光学系统和DVD、CD用光学系统通用，尽量减少构成光拾取装置的光学部件个数。然而，使对着光盘配置的物镜通用化，是最有利于光拾取装置结构简化和低成本的。为了得到能够通用于记录/再生波长互不相同的多种光盘的物镜，必须在物镜光学元件上形成具有球面像差的波长依存性的光程差付与构造，由此降低由于波长不同及保护层厚度不同而引起的球面像差。 
专利文献1中记载了一种光拾取装置，其中搭载的物镜备有有4个梯级的阶梯型光程差付与构造，能够通用于高密度光盘和以往的光盘。 
先行技术 
专利文献 
专利文献1：特开2005-129227号公报 
发明内容
发明欲解决的课题 
但是，专利文献1的物镜上，因为光程差付与构造是周期性反复具有4个梯级且光轴方向的小台阶高度都相等的阶梯单位而形成的阶梯型的，是采用各梯级的宽度略相等的构造，所以，高密度光盘用的蓝紫色激光和CD用的红外激光的衍射效率高，但是DVD用的红色激光的衍射效率会有些降低，存在问题。对此，作为提高DVD用衍射效率的手段，可以考虑改变阶梯型光程差付与构造的梯级数、做成5个梯级的方法。但是做成5个梯级的话，台阶变高，略微的波长变动就会引起较大的衍射效率变动，出现问题。加上对各光束的衍射效率的变化也大，因此还存在难以微调整衍射效率之课题。所以，以往的阶梯型光程差付与构造中，难以实现使高密度光盘的衍射效率、DVD的衍射效率、CD的衍射效率保持良好的平衡都能够得到高的效率。尤其是 在例如只有阶梯型的光程差付与构造，且穿过光程差付与构造时发生的光量最多的衍射光的衍射次数在高密度光盘时为1次衍射光、DVD时为-1次衍射光、CD时为-2次衍射光的物镜等、欲采用特殊次数的衍射光对不同光盘进行互换使用时，DVD或CD使用时的衍射效率明显降低，存在不能互换使用的担忧。另外，专利文献1的以往技术中也记载了别的形状的阶梯型栅格，但是阶梯型栅格的形状复杂，尤其是被高的台阶夹着的细小区域中树脂等难以进入，难以制造精度良好的复合物镜，存在问题。 
本发明考虑上述问题，目的在于提供一种光拾取装置以及物镜，是能够对高密度光盘(尤其是Blu-ray Disc，以下又称BD)、DVD、CD等记录密度不同的3种光盘确切地进行信息记录及/或再生的光拾取装置及物镜，其中，既简单结构、提高向模具的转印性，又能够用设计微调整光的利用效率，实现BD、DVD、CD的光利用效率的良好的平衡性。 
用来解决课题的手段 
为了解决以上的课题，第1项记载的发明，是一种备有物镜的光拾取装置的物镜，该物镜用第1光源射出的波长λ1的第1光束对具有厚度t1之保护层的第1光盘的信息记录面进行聚光斑点形成、用第2光源射出的波长λ2(λ1＜λ2)的第2光束对具有厚度t2(t1≤t2)之保护层的第2光盘的信息记录面进行聚光斑点形成、用第3光源射出的波长λ3(λ2＜λ3)的第3光束对具有厚度t3(t2＜t3)之保护层的第3光盘的信息记录面进行聚光斑点形成，物镜的特征在于， 
所述物镜的光学面上形成了第1光程差付与构造， 
所述第1光程差付与构造是阶梯型构造，其中以光轴为中心同心圆状地排列多个具有相同梯级数的环带状的阶梯单位， 
所述阶梯形构造中的至少1个所述阶梯单位的最高位梯级或最低位梯级的光轴垂直方向上的宽度w1，与在光轴垂直方向上夹着所述最高位梯级或所述最低位梯级的2个梯级的平均值w2，满足以下关系式： 
0.2w2≤w1≤0.8w2                 (1)。 
参照附图，对本发明的原理作说明。图1(a)是以往技术的阶梯型第1光程差付与构造的沿光轴所在面截断的截面图，图1(b)是本发明一例的阶梯型第1光程差付与构造的沿光轴所在面截断的截面图。图2是各波长的衍射效率示意图，纵轴表示衍射效率，横轴表示波长。以下以高密度光盘为第1光盘、DVD为第2光盘、CD为第3光盘进行说明，但本发明并不局限于此。 
一部分如图1所示的第1光程差付与构造是阶梯型构造，其中周期性反复具有相同梯级数的阶梯单位SU(以光轴为中心形成为同心圆状的)。图1例中，梯级S1～S5的梯级数为5，最高位梯级是S5，最低位梯级是S1，相邻的梯级与梯级之间通过延伸在光轴方向上的等高低台阶连结。图2是用于各光盘光束的衍射效率示意图，纵轴表示衍射效率，横轴表示波长。为了方便理解和说明，这里以在平面上形成了第1光程差付与构造的情况作说明。 
以往技术的阶梯型第1光程差付与构造中，如图1(a)所示，是使阶梯单位中的梯级的光轴垂直方向的宽度相等，所以如图2(a)所示，DVD使用时(虚线的655nm)衍射效率小于50％，难以移动其峰值位置调整衍射效率。改变各梯级的光轴方向的台阶高低的话虽然能够改变衍射效率的特性，但使梯级的台阶高低改变的话则变化量太大，存在调整困难和不能付与所望的光程差之问题。 
对此，本发明者通过锐意研究结果发现，在阶梯单位中，不改变光轴方向的台阶高低，而是使梯级的光轴垂直方向的宽度改变，由此能够调整衍射效率的特性。具体如下，如图1(b)所示，加长最高位梯级S5之外的其他梯级S1、S2、S3、S4的光轴垂直方向的宽度，缩短最高位梯级S5的光轴垂直方向的宽度w1，使之满足式(1)，这样，因为能够改变阶梯单位的宏观高度(图中倾斜的虚线在图中右侧与纵轴相交的位置)，所以能够任意地改变衍射效率的特性，能够微调整衍射效率。于是，如图2(b)所示，能够向长波长方向移动DVD用光束时的衍射效率的波形峰值位置，所以能够提高DVD用光束时的效率，同时，能够使DVD用的衍射效率的波形整体变得平稳，且使DVD用波长时的波形斜率也小，所以，能够提 供效率不随波长变化而变化的第1光程差付与构造。与此相应，CD用光束时的衍射效率的波形的峰值位置也向长波长方向移动，但CD的波形整体原来就平稳，几乎没有衍射效率的降低。这样，相比以往5梯级阶梯型光程差付与构造中DVD使用时的衍射效率降低和4梯级阶梯型光程差付与构造中CD使用时的衍射效率降低来说，能够实现几乎不降低高密度光盘使用时的衍射效率地维持DVD及CD使用时的高衍射效率。另外，在一个阶梯单位中，因为最高位梯级或最低位梯级之外的其他梯级的宽度增宽，所以可以容易模具制作，良好转印性，出于该点也优选。 
第2项记载的物镜，是第1项中记载的发明，其特征在于，所述阶梯型构造中的所有所述阶梯单位的所述最高位梯级或所述最低位梯级满足(1)式，所以，DVD时能够进一步增加可用于记录再生的光量，另外，能够提供相对波长变化的光量变动较小的第1光程差付与构造。 
第3项记载的物镜，是第1项或第2项中记载的发明，其特征在于，所述物镜的光学面至少具有含光轴的中央区域、形成在所述中央区域周围的环带状周边区域、形成在所述周边区域周围的环带状最周边区域，穿过所述中央区域和所述周边区域及所述最周边区域的所述第1光束被能够信息记录及/或再生地聚光于所述第1光盘的信息记录面上，穿过所述中央区域和所述周边区域的所述第2光束被能够信息记录及/或再生地聚光于所述第2光盘的信息记录面上，穿过所述最周边区域的所述第2光束不被能够信息记录及/或再生地聚光于所述第2光盘的信息记录面上，穿过所述中央区域的所述第3光束被能够信息记录及/或再生地聚光于所述第3光盘的信息记录面上，穿过所述周边区域和所述最周边区域的第3光束不被能够信息记录及/或再生地聚光于所述第3光盘的信息记录面上，所述第1光程差付与构造被形成在所述中央区域上。 
第4项记载的物镜，是第1项至第3项的任何一项中记载的发明，其特征在于，只有所述最低位梯级满足(1)式，所以，例如从模具成型物镜时，因为所述最高位梯级放宽，所以透镜素材容易进入模具 深处，所以能够提高转印性，降低制造误差，结果能够降低光量损失，提高光的利用效率，所以优选。 
第5项记载的物镜，是第1项至第4项的任何一项中记载的发明，其特征在于，所述第1光程差付与构造是下述光程差付与构造：使穿过所述第1光程差付与构造的所述第1光束的1次衍射光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量；使穿过所述第1光程差付与构造的所述第2光束的-1次衍射光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量；使穿过所述第1光程差付与构造的所述第3光束的-2次衍射光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量。 
参照附图，对本发明的原理作说明。图3是产生第5项中所述衍射光的阶梯型第1光程差付与构造的沿光轴所在面截断的截面图。图4是各波长的衍射效率示意图，纵轴表示衍射效率，横轴表示波长。为了方便理解和说明，这里以在平面上形成了第1光程差付与构造的情况作说明。 
图3中，第1光程差付与构造是周期性反复具有相同梯级数的阶梯单位SU的(以光轴为中心形成为同心圆状的)阶梯型构造。图3(a)、(c)例子中，梯级S1～S5的梯级数为5，最高位梯级是S5，最低位梯级是S1，相邻的梯级与梯级之间通过延伸在光轴方向上的台阶连结。而图3(b)的例子中，梯级S1～S4的梯级数为4，最高位梯级是S4，最低位梯级是S1，相邻的梯级与梯级之间通过延伸在光轴方向上的等高低台阶连结。 
首先，图3(a)中所示的比较例1的第1光程差付与构造的场合，持有图4(a)所示的衍射特性。具体如下，第1波长的1次衍射光在405nm附近持峰值，第2波长的-1次衍射光在580nm附近持峰值，第3波长的-2次衍射光在770nm附近持峰值。因此，在作为第1光束采用405nm附近波长的光束时以及作为第3光束采用785nm附近波长的光束时，能够得到接近波形峰值的衍射效率，但在作为第2光束采用655nm附近波长的光束时，波形峰值大大偏离，不能得到高的衍射效率。也就是说，在采用1次、-1次、-2次衍射光进行互换使用的光拾取装置中，具备使梯级宽度均 等的5梯级第光程差付与构造的物镜，不适合于实际使用。 
接下去，图3(b)中所示的比较例2的第1光程差付与构造的场合，持有图4(b)所示的衍射特性。具体如下，第1波长的1次衍射光在405nm附近持峰值，第2波长的-1次衍射光在650nm附近持峰值，第3波长的-2次衍射光在远远超过800nm的高波长持峰值。因此，在作为第1光束采用405nm附近波长的光束时以及作为第2光束采用655nm附近波长的光束时，能够得到接近波形峰值的衍射效率，但在作为第3光束采用785nm附近波长的光束时，波形峰值大大偏离，不能得到高的衍射效率。并且CD时，虽然-1次衍射光的衍射效率(31％左右)比-2次衍射光的衍射效率(19％左右)高，但都不是足够的衍射效率。也就是说，在采用1次、-1次、-2次(或-1次)衍射光进行互换使用的光拾取装置中，具备4梯级第光程差付与构造的物镜，也不适合于实际使用。 
对此，图3(c)中所示的本发明的第1光程差付与构造的场合，持有图4(c)所示的衍射特性。具体如下，第1波长的1次衍射光在405nm附近持峰值，第2波长的-1次衍射光在600nm附近持峰值，第3波长的-2次衍射光在800nm附近的持峰值。因此，在作为第1光束采用405nm附近波长的光束时当然、在作为第2光束采用655nm附近波长的光束时以及作为第3光束采用785nm附近波长的光束时，能够平衡性良好地都得到高的衍射效率。也就是说，在采用1次、-1次、-2次衍射光进行互换使用的光拾取装置中，尤其能够平衡性良好地得到高的衍射效率，具有本发明第1光程差付与构造的物镜，尤其适合于实际使用。 
在表1中归纳出示上述结果。 
【表1】 
    BD   DVD   CD
  波长   405nm   655nm   785nm
  5梯级   88％   48％   57％
  4梯级   81％   81％   31％
  本发明   85％   66％   49％
第6项记载的物镜，是第1项至第4项的任何一项中记载的发明，其特征在于，所述第1光程差付与构造是下述光程差付与构造：使穿过所述第1光程差付与构造的所述第1光束的1次衍射光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量；使穿过所述第1光程差付与构造的所述第2光束的-2次衍射光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量；使穿过所述第1光程差付与构造的所述第3光束的-3次衍射光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量。 
参照附图，对本发明的原理作说明。图11是产生第6项中所述衍射光的阶梯型第1光程差付与构造的沿光轴所在面截断的截面图。图12是各波长的衍射效率示意图，纵轴表示衍射效率，横轴表示波长。为了方便理解和说明，这里以在平面上形成了第1光程差付与构造的情况作说明。 
图11中，第1光程差付与构造是周期性反复具有相同梯级数的阶梯单位SU的(以光轴为中心形成为同心圆状的)阶梯型构造。图11(a)、(c)的例子中，梯级S1～S7的梯级数为7，最高位梯级是S7，最低位梯级是S1，相邻的梯级与梯级之间通过延伸在光轴方向上的台阶连结。而图11(b)的例子中，梯级S1～S6的梯级数为6，最高位梯级是S6，最低位梯级是S1，相邻的梯级与梯级之间同样通过延伸在光轴方向上的等高低台阶连结。 
首先，图11(a)中所示的比较例1的第1光程差付与构造的场合，持有图12(a)所示的衍射特性。具体如下，第1波长的1次衍射光在405nm附近持峰值，第2波长的-2次衍射光在630nm附近持峰值，第3波长的-3次衍射光在780nm附近持峰值。因此，在作为第1光束采用405nm附近波长的光束时以及作为第3光束采用785nm附近波长的光束时，能够得到接近波形峰值的衍射效率，但在作为第2光束采用655nm附近波长的光束时，波形峰值大大偏离，不能得到高的衍射效率。也就是说，在采用1次、-2次、-3次衍射光进行互换使用的光拾取装置中，重视DVD的效率时，具备使梯级宽度均等的7梯级第光程差付与构造的物镜，不适合于实际 使用。 
接下去，图11(b)中所示的比较例2的第1光程差付与构造的场合，持有图12(b)所示的衍射特性。具体如下，第1波长的1次衍射光在405nm附近持峰值，第2波长的-2次衍射光在680nm附近持峰值，第3波长的-3次衍射光在远远超过800nm的高波长持峰值。因此，在作为第1光束采用405nm附近波长的光束时以及作为第2光束采用655nm附近波长的光束时，能够得到接近波形峰值的衍射效率，但在作为第3光束采用785nm附近波长的光束时，波形峰值大大偏离，不能得到高的衍射效率。也就是说，在采用1次、-2次、-3次衍射光进行互换使用的光拾取装置中，具备6梯级第光程差付与构造的物镜，也不适合于实际使用。 
对此，图11(c)中所示的本发明的第1光程差付与构造的场合，持有图12(c)所示的衍射特性。具体如下，第1波长的1次衍射光在405nm附近持峰值，第2波长的-2次衍射光在640nm附近持峰值，第3波长的-3次衍射光在800nm附近的持峰值。因此，在作为第1光束采用405nm附近波长的光束时当然、作为第2光束采用655nm附近波长的光束时以及作为第3光束采用785nm附近波长的光束时，都能够平衡性良好地得到高的衍射效率。也就是说，在采用1次、-2次、-3次衍射光进行互换使用的光拾取装置中，也能够平衡性良好地得到高的衍射效率，具备本发明第1光程差付与构造的物镜，尤其适合于实际使用。 
在表2中归纳出示上述结果。 
【表2】 
    BD   DVD   CD
  波长   405nm   655nm   785nm
  7梯级   93％   61％   52％
  6梯级   91％   63％   20％
  本发明   92％   72％   45％
第7项记载的物镜，是第1项至第6项的任何一项中记载的发明， 其特征在于，所述最高位梯级或所述最低位梯级满足以下关系式： 
0.4w2≤w1≤0.6w2            (2)。 
较优选W1＝0.5W2。 
第8项记载的物镜，是第1项至第7项的任何一项中记载的发明，其特征在于，在所述阶梯单位中，相邻梯级间的台阶高低略相等。 
第9项记载的物镜，是第1项至第8项的任何一项中记载的发明，其特征在于，满足(1)式的所述最高位梯级或所述最低位梯级之外的其他梯级的光轴垂直方向的宽度是函数性均等的。 
第10项记载的物镜，是第1项至第8项的任何一项中记载的发明，其特征在于，在一个所述阶梯单位中，满足(1)式的所述最高位梯级或所述最低位梯级之外的其他梯级的光轴垂直方向的宽度略相等。 
第11项记载的光拾取装置，备有物镜，该物镜用第1光源射出的波长λ1的第1光束对具有厚度t1之保护层的第1光盘的信息记录面进行聚光斑点形成、用第2光源射出的波长λ2(λ1＜λ2)的第2光束对具有厚度t2(t1≤t2)之保护层的第2光盘的信息记录面进行聚光斑点形成、用第3光源射出的波长λ3(λ2＜λ3)的第3光束对具有厚度t3(t2＜t3)之保护层的第3光盘的信息记录面进行聚光斑点形成，光拾取装置的特征在于， 
所述物镜的光学面上形成了第1光程差付与构造， 
所述第1光程差付与构造是阶梯型构造，其中以光轴为中心同心圆状地排列多个具有相同梯级数的环带状的阶梯单位， 
所述阶梯形构造中的至少1个所述阶梯单位的最高位梯级或最低位梯级的光轴垂直方向上的宽度w1，与在光轴垂直方向上夹着所述最高位梯级或所述最低位梯级的2个梯级的平均值w2，满足以下关系式： 
0.2w2≤w1≤0.8w2                    (1)。 
第12项记载的光拾取装置，是第11项中记载的发明，其特征在于，所述阶梯型构造中的所有所述阶梯单位的所述最高位梯级或所述最低位梯级满足(1)式。 
第13项记载的光拾取装置，是第11项或第12项中记载的发明，其特征在于，所述物镜的光学面至少具有含光轴的中央区域、形成在所 述中央区域周围的环带状周边区域、形成在所述周边区域周围的环带状最周边区域，穿过所述中央区域和所述周边区域及所述最周边区域的所述第1光束被能够信息记录及/或再生地聚光于所述第1光盘的信息记录面上，穿过所述中央区域和所述周边区域的所述第2光束被能够信息记录及/或再生地聚光于所述第2光盘的信息记录面上，穿过所述最周边区域的所述第2光束不被能够信息记录及/或再生地聚光于所述第2光盘的信息记录面上，穿过所述中央区域的所述第3光束被能够信息记录及/或再生地聚光于所述第3光盘的信息记录面上，穿过所述周边区域和所述最周边区域的第3光束不被能够信息记录及/或再生地聚光于所述第3光盘的信息记录面上，所述第1光程差付与构造被形成在所述中央区域上。 
第14项记载的光拾取装置，是第11项至第13项的任何一项中记载的发明，其特征在于，只有所述最低位梯级满足(1)式。 
第15项记载的光拾取装置，是第11项至第14项的任何一项中记载的发明，其特征在于，所述第1光程差付与构造是下述光程差付与构造：使穿过所述第1光程差付与构造的所述第1光束的1次衍射光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量；使穿过所述第1光程差付与构造的所述第2光束的-1次衍射光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量；使穿过所述第1光程差付与构造的所述第3光束的-2次衍射光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量。 
第16项记载的光拾取装置，是第11项至第14项的任何一项中记载的发明，其特征在于，所述第1光程差付与构造是下述光程差付与构造：使穿过所述第1光程差付与构造的所述第1光束的1次衍射光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量；使穿过所述第1光程差付与构造的所述第2光束的-2次衍射光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量；使穿过所述第1光程差付与构造的所述第3光束的-3次衍射光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量。 
第17项记载的光拾取装置，是第11项至第16项的任何一项中记载的发明，其特征在于，所述最高位梯级或所述最低位梯级满足以下关系式： 
0.4w2≤w1≤0.6w2                (2)。 
第18项记载的光拾取装置，是第11项至第17项的任何一项中记载的发明，其特征在于，在所述阶梯单位中，相邻梯级间的台阶高低略相等。 
第19项记载的光拾取装置，是第11项至第18项的任何一项中记载的发明，其特征在于，满足(1)式的所述最高位梯级或所述最低位梯级之外的其他梯级的光轴垂直方向的宽度是函数性均等的。 
第20项记载的光拾取装置，是第11项至第18项的任何一项中记载的发明，其特征在于，在一个所述阶梯单位中，满足(1)式的所述最高位梯级或所述最低位梯级之外的其他梯级的光轴垂直方向的宽度略相等。 
本发明的光拾取装置至少备有第1光源、第2光源、第3光源之3个光源。本发明的光拾取装置进一步备有用来使第1光束聚光于第1光盘的信息记录面上、使第2光束聚光于第2光盘的信息记录面上、使第3光束聚光于第3光盘的信息记录面上的聚光光学系统。另外，本发明的光拾取装置还备有受光元件，用来接受第1光盘、第2光盘或第3光盘的信息记录面的反射光束。此时，优选第1光盘是BD(Blu-ray Disc)或HD DVD(以下称为HD)、第2光盘是DVD，优选第3光盘是CD，但并不局限于此。第1光盘、第2光盘或第3光盘也可以是具有多个信息记录面的多层光盘。 
BD用NA0.85的物镜进行信息记录/再生，保护基板的厚度为0.1mm程度。HD用NA0.65至0.67的物镜进行信息记录/再生，保护基板的厚度为0.6mm程度。DVD是DVD系列光盘的总称，用NA0.60～0.67程度的物镜进行信息记录/再生，保护基板的厚度为0.6mm程度，包括DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等。本说明书中，CD是CD系列光盘的总称，用NA0.45～0.53程度的物镜进行信息记录/再生，保护基板的厚度为1.2mm程度，包括CD-ROM、CD-Audio、CD-Video、CD-R、CD -RW等。记录密度是BD最高，以下按HD、DVD、CD顺序降低。 
有关保护基板的厚度t1、t2、t3，优选满足以下条件式(3)、(4)、(5)，但并不局限于此： 
0.05mm≤t1≤0.11mm或 
0.5mm≤t1≤0.7mm        (3) 
0.5mm≤t2≤0.7mm        (4) 
1.0mm≤t3≤1.3mm        (5)。 
本说明书中，优选第1光源、第2光源、第3光源是激光光源。作为激光光源可以优选采用半导体激光和硅激光等。优选第1光源射出的第1光束的第1波长λ1、第2光源射出的第2光束的第2波长λ2(λ2＞λ1)、第3光源射出的第3光束的第3波长λ3(λ3＞λ2)满足以下条件式(6)、(7)： 
1.5×λ1＜λ2＜1.7×λ1        (6) 
1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1        (7)。 
分别用BD或HD、DVD及CD作为第1光盘、第2光盘、第3光盘时，第1光源的第1波长λ1优选在350nm以上440nm以下，较优选在380nm以上415nm以下，第2光源的第2波长λ2优选在570nm以上680nm以下，较优选在630nm以上670nm以下，第3光源的第3波长λ3优选在750nm以上880nm以下，较优选在760nm以上820nm以下。 
另外，可以使第1光源、第2光源、第3光源中的至少2个光源单元化。单元化是指例如第1光源和第2光源被固定收纳在1插件中，但不局限于此，广义则包括2个光源被固定在像差修正不能的状态。另外，还可以使后述受光元件和光源一起1插件化。 
作为受光元件，优选采用光电二极管等光检测器。在光盘的信息记录面上反射的光入射到受光元件，用其输出信号可以得到读取信号，读取各光盘上记录的信息。并且，可以检出受光元件上的斑点的形状变化和位置变化的光量变化，进行聚焦检出和跟踪检出，根据该 检出使物镜移动进行聚焦和跟踪。受光元件也可以由多个光检测器组成。受光元件也可以备有主的光检测器和副的光检测器。例如可以构成下述受光元件：在接受信息记录再生用之主光的光检测器两侧，设2个副的光检测器，由该2个副的光检测器接受跟踪调整用的副光。受光元件也可以备有与各光源相应的多个受光元件。 
聚光光学系统备有物镜。聚光光学系统可以只有物镜，但聚光光学系统也可以除了物镜之外还备有准直透镜等耦合透镜。耦合透镜是指被配置在物镜和光源之间的改变光束发散角的单透镜或透镜组。准直透镜是耦合透镜的一种，是将入射到准直透镜的光变为平行光射出的透镜。聚光光学系统并且可以备有用来将光源射出的光束分割成信息记录再生用的主光束和跟踪等用的二个副光束的衍射光学元件等光学元件。本说明书中，物镜是指在光拾取装置中被配置在对着光盘位置上的具有将光源射出的光束聚光于光盘信息记录面上之功能的光学系统。优选物镜是指在光拾取装置中被配置在对着光盘位置上的具有将光源射出的光束聚光于光盘信息记录面上之功能的光学系统，且通过传动装置至少能够在光轴方向上一体位移的光学系统。物镜优选是单透镜物镜，但也可以由多个光学元件构成。另外，物镜可以是玻璃透镜也可以是塑料透镜，或也可以是在玻璃透镜上用光固化性树脂等设了光程差付与构造的混合透镜。另外，优选物镜的折射面是非球面。还优选物镜设光程差付与构造的基底面为非球面。 
使物镜为玻璃透镜时，优选使用玻璃转移点Tg在400℃以下的玻璃材料。使用玻璃转移点Tg在400℃以下的玻璃材料能够以较低的温度成型，这样能够延长模具寿命。作为这种玻璃转移点Tg低的玻璃材料，有例如株式会社住田光学玻璃制造的K-PG325、K-PG375(同为产品名称)。 
但是，一般来说玻璃透镜比重比树脂透镜大，所以使物镜为玻璃透镜的话重量增大，驱动物镜的传动器的负担大。因此，使物镜为玻璃透镜时，优选使用比重小的玻璃材料。具体优选比重在3.0以下，较优选在2.8以下。 
使物镜为塑料透镜时，优选使用环状聚烯烃类树脂材料，环状聚 烯烃类中又较优选下述树脂材料：温度25℃时对波长405nm的折射率在1.52至1.60范围内，在-5℃到70℃温度范围内，伴随温度变化对波长405nm的折射率变化率dN/dT(℃-1)在-20×10-5至-5×10-5(较优选在-10×10-5至-8×10-5)范围内。另外，使物镜为塑料透镜时，优选使耦合透镜也为塑料透镜。 
下面对物镜作描述。物镜的至少一个光学面具有中央区域和中央区域周围的周边区域。物镜的至少一个光学面也可以在周边区域的周围具有最周边区域。优选中央区域是含物镜光轴的区域，但也可以是不含的区域。优选中央区域、周边区域及最周边区域设在同一光学面上。如图5所示，优选中央区域CN、周边区域MD、最周边区域OT在同一光学面上被设置成以光轴为中心的同心圆状。优选中央区域、周边区域、最周边区域分别邻接，但之间也可以略有间隙。 
物镜具有第1光程差付与构造。优选第1光程差付与构造被设在物镜的中央区域上。另外，还可以在周边区域上设第2光程差付与构造。并且，具有最周边区域时，最周边区域可以是折射面，最周边区域上也可以设第3光程差付与构造。 
优选第1光程差付与构造设在物镜中央区域面积的70％以上的区域上，较优选90％以上。更优选第1光程差付与构造设在中央区域的全面上。优选第2光程差付与构造设在物镜周边区域面积的70％以上的区域上，较优选90％以上。更优选第2光程差付与构造设在周边区域的全面上。优选第3光程差付与构造设在物镜最周边区域面积的70％以上的区域上，较优选90％以上。更优选第3光程差付与构造设在最周边区域的全面上。 
在物镜的中央区域上设第1光程差付与构造并在物镜的周边区域上设第2光程差付与构造时，可以设在物镜不同的光学面上，但优选设在同一光学面上。通过设在同一光学面上可以减少制造时的偏心误差，所以优选。另外，相比设在物镜光盘侧的面上来说，优选第1光程差付与构造及第2光程差付与构造设在物镜光源侧的面上。从另一个观点来说，优选第1光程差付与构造及第2光程差付与构造设在 物镜面对面的2个光学面中的曲率半径小的一个光学面上。 
物镜使穿过物镜上设有第1光程差付与构造的中央区域的第1光束和第2光束及第3光束分别形成聚光斑点地聚光。优选物镜使穿过物镜上设有第1光程差付与构造的中央区域的第1光束能够信息记录及/或再生地聚光于第1光盘的信息记录面上。另外，物镜使穿过物镜上设有第1光程差付与构造的中央区域的第2光束能够信息记录及/或再生地聚光于第2光盘的信息记录面上。并且，物镜使穿过物镜上设有第1光程差付与构造的中央区域的第3光束能够信息记录及/或再生地聚光于第3光盘的信息记录面上。另外，第1光盘保护基板的厚度t1与第2光盘保护基板的厚度t2不同时，优选第1光程差付与构造对穿过第1光程差付与构造的第1光束及第2光束，修正由于第1光盘保护基板的厚度t1与第2光盘保护基板的厚度t2不同而产生的球面像差，及/或由于第1光束与第2光束的波长不同而产生的球面像差。并且，优选第1光程差付与构造对穿过第1光程差付与构造的第1光束及第3光束，修正由于第1光盘保护基板的厚度t1与第3光盘保护基板的厚度t3不同而产生的球面像差，及/或由于第1光束与第3光束的波长不同而产生的球面像差。 
物镜上设有第2光程差付与构造时，物镜用它使穿过周边区域的第1光束及第2光束分别形成聚光斑点地聚光。优选物镜使穿过物镜上设有第2光程差付与构造的周边区域的第1光束，能够信息记录及/或再生地聚光于第1光盘的信息记录面上。另外，物镜上设有第2光程差付与构造时，物镜用它使穿过周边区域的第2光束，能够信息记录及/或再生地聚光于第2光盘的信息记录面上。另外，优选第2光程差付与构造修正由于穿过第2光程差付与构造的第1光束及第2光束的波长不同而引起产生的色球面像差。 
作为优选形态，可以举出穿过周边区域的第3光束不用于第3光盘的记录及/或再生之形态。优选使穿过周边区域的第3光束对在第3光盘信息记录面上形成聚光斑点没有贡献。也就是说，物镜上设有第2光程差付与构造时，优选由它使穿过周边区域的第3光束在第3光盘的信息记录面上形成光斑。如图6所示，优选穿过物镜的第3光 束在第3光盘的信息记录面上形成的斑点中，从光轴(或斑点中心部)向外，依次具有光量密度高的斑点中心部SCN、光量密度低于斑点中心部的斑点中间部SMD、光量密度高于斑点中间部低于斑点中心部的斑点周边部SOT。斑点中心部用于光盘的信息记录及/或再生，斑点中间部及斑点周边部不用于光盘的信息记录及/或再生。上述称该斑点周边部为光斑。也就是说，优选穿过设在物镜周边区域上的第2光程差付与构造的第3光束，在第3光盘的信息记录面上形成斑点周边部。但也有可能不是如上所述的光斑，而是光量密度高的斑点中心部周围没有斑点中间部、有光量密度低于斑点中心部的斑点周边部的情况，此时，称该斑点周边部为光斑。穿过设在物镜周边区域上的第2光程差付与构造的第3光束在第3光盘的信息记录面上也可以形成这种斑点周边部。 
作为具有最周边区域时的优选形态，可以举出穿过最周边区域的第1光束用于第1光盘的记录及/或再生、穿过最周边区域的第2光束及第3光束不用于第2光盘及第3光盘的记录及/或再生之形态。优选使穿过最周边区域的第2光束及第3光束分别对在第2光盘及第3光盘的信息记录面上形成聚光斑点没有贡献。也就是说，物镜具有最周边区域时，优选穿过物镜最周边区域的第2光束及第3光束在第2光盘及第3光盘的信息记录面上形成光斑。 
本说明书中所谓的光程差付与构造是对入射光束附加光程差之构造的总称。光程差付与构造中也包括付与相位差的相位差付与构造。相位差付与构造中包括衍射构造。优选光程差付与构造是衍射构造。光程差付与构造具有台阶，优选具有多个台阶。由该台阶对入射光束附加光程差及/或相位差。由光程差付与构造附加的光程差可以是入射光束波长的整数倍，也可以是入射光束波长的非整数倍。台阶可以设置成在光轴垂直方向上持周期性间隔，也可以设置成在光轴垂直方向上持非周期性间隔。 
优选光程差付与构造具有以光轴为中心的多个同心圆状的环带。光程差付与构造可以取各种截面形状(含光轴之面的截面形状)。尤其优选第1光程差付与构造含光轴之截面形状为阶梯型构造。如图7 所示，阶梯型构造是指具有光程差付与构造的光学元件的含光轴的截面形状是阶梯型的，是以光轴为中心、同心圆状地排列多个具有同数梯级的阶梯单位之构造。换而言之，光程差付与构造只有平行于基底面的面和平行于光轴的面，没有倾斜于基底面的面。 
优选周期性反复阶梯单位。这里的“周期性反复”当然也包括以同一周期反复同一阶梯单位的形状。并且，周期1单位的单位形状持有规律地周期渐渐变长和渐渐变短的形状，也属于“周期性反复”。 
作为阶梯型构造，具体会有如图7所示的反复几层同一小阶梯形状的形状等(图7的形状有时称为5分割阶梯型构造)。并且，也可以是随着在基底面方向上向前而阶梯的大小渐渐变大的形状和阶梯的大小渐渐变小的形状，但优选光轴方向(或光线穿过方向)的长度、即阶梯的台阶高低几乎不变。图7中，将沿光轴垂直方向延伸的面称为梯级，在一个阶梯单位SU中，将高度最高位置上的梯级、即最光源侧的梯级(换而言之物镜最厚部分的梯级)称为最高位梯级HS，将高度最低位置上的梯级、即最光盘侧的梯级(换而言之物镜最薄部分的梯级)称为最低位梯级LS，将联结邻接梯级的延伸在光轴方向上的面称为台阶。将该台阶的光轴方向长度称为台阶高低。因此，如图7所示的5分割的阶梯型构造，其阶梯单位具有包括最高位梯级HS和最低为梯级LS的5个梯级、4个小台阶SW、1个大台阶LW。 
第一光程差付与构造的阶梯型构造中，至少1个阶梯单位的最高位梯级或最低位梯级的光轴垂直方向上的宽度w1，与在光轴垂直方向上夹着最高位梯级或所述最低位梯级的2个梯级的平均值w2，满足以下关系式： 
0.2w2≤w1≤0.8w2                (1)。 
较优选满足以下条件式： 
0.4w2≤w1≤0.6w2                 (2)。 
满足以上条件式的话，DVD效率提高，同时CD的效率不太降低，所以能够构成效率平衡性更好的构造，优选。 
更优选w1＝0.5w2。 
有时，也可能只存在1个与最高位梯级或最低位梯级邻接的梯级， 此时，是将1个邻接梯级的光轴垂直方向的宽度作为w2。 
例如图1(b)中出示了本发明一例的阶梯型第1光程差付与构造的沿光轴所在面截断的截面图。本例中，梯级S1～S5的梯级数为5，最高位梯级是S5，最低位梯级是S1，相邻的梯级与梯级之间通过延伸在光轴方向上的等高低台阶连结。增加最高位梯级S5以外的其他梯级S1、S2、S3、S4的光轴垂直方向的宽度，缩短最高位梯级S5的光轴垂直方向的宽度w1使之满足式(1)。w2可以通过(wB+wA)/2求得。本例中w1＝0.5w2。另外，本例是表示最高位梯级满足本发明条件式(1)的例子，当然也可以使最低位梯级满足本发明的条件式(1)。优选最高位梯级或最低位梯级的仅任何一个满足本发明的条件式，不优选最高位梯级及最低位梯级双方都满足本发明的条件式(1)。也就是说，优选在一个阶梯单位中满足条件式(1)的梯级是唯一的。 
只要在至少一个阶梯单位中满足上述条件式(1)，便能够一定程度地得到的本发明效果，但为了更显著地得到本发明的效果，优选第1光程差付与构造的80％以上的阶梯单位满足上述条件式(1)。更优选第1光程差付与构造所有的阶梯单位满足上述条件式(1)。 
只有最高位梯级满足(1)式的情况和只有最低位梯级满足(1)式的情况，优选只有最低位梯级满足(1)式的情况。这是因为从模具成型物镜时最高位梯级的宽度宽，透镜素材容易进入模具深处，能够提高转印性，降低制造误差，结果能够降低光量损失，提高光的利用效率，所以优选。 
优选在一个阶梯单位中邻接梯级间的所有的台阶高低略相等。透镜设计时可以不改变台阶高低只改变梯级宽度，所以也容易设计。某一台阶高低A与某一台阶高低B略相等是指0.9A≤B≤1.1A。优选所有的阶梯单位满足所谓的“优选在一个阶梯单位中邻接梯级间的所有的台阶高低略相等”。更优选在所有的阶梯单位中邻接梯级间的所有的台阶高低略相等 
另外，优选在一个阶梯单位中满足(1)式的最高位梯级或最低位梯级之外的其他梯级的光轴垂直方向的宽度是函数性均等的。所谓 函数性均等是指用光程差函数的整数倍(后述“数2”所表示的函数)表示由光程差付与构造给出的光程差时，对有关光程差函数的整数倍付与均等光程差的宽度。参照图10举例说明如下，对于光程差函数9倍的光程差，通过使最高位梯级或最低位梯级以外都同样为2λ光程差的梯级宽度，成为函数性均等的宽度。结果，优选在一个阶梯单位中、满足(1)式的最高位梯级或最低位梯级以外的其他梯级的光轴垂直方向的宽度略相等。某一梯级的宽度C和某一梯级的宽度D略相等是指0.9C≤D≤1.1C。 
优选第1光程差付与构造是使穿过第1光程差付与构造的第1光束的1次衍射光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量、使第2光束的-1次衍射光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量、使第3光束的-2次衍射光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量之光程差付与构造。 
能够得到上述衍射次数组合的第1光程差付与构造，优选阶梯单位是5梯级，小台阶的光轴方向的台阶高低d1满足以下条件式： 
1.18λ1/(n-1)＜d1＜1.30λ1/(n-1)。 
第1光程差付与构造的最高位梯级或最低位梯级满足条件式(1)所得到的效果在于，在用第1光束的1次、第2光束的-1次、第3光束的-2次衍射光进行互换的物镜及光拾取装置中，尤其明显能够平衡良好地得到高的衍射效率。 
除上述之外，还可以举出下述第1光程差付与构造的优选例子。即，是使穿过第1光程差付与构造的第1光束的1次衍射光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量、使第2光束的-2次衍射光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量、使第3光束的-3次衍射光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量之光程差付与构造。 
能够得到上述衍射次数组合的第1光程差付与构造，优选阶梯单位是7梯级，小台阶的光轴方向的台阶高低d1满足以下条件式： 
1.10λ1/(n-1)＜d1＜1.22λ1/(n-1)。 
第1光程差付与构造的最高位梯级或最低位梯级满足条件式(1)所得到的效果在于，在用第1光束的1次、第2光束的-2次、 第3光束的-3次衍射光进行互换的物镜及光拾取装置中，尤其明显能够平衡良好地得到高的衍射效率。 
最周边区域具有第3光程差付与构造时，也可以使第3光程差付与构造对穿过第3光程差付与构造的第1光束修正因第1光源的波长略微变动而产生的色球面像差。波长略微变动是指±10nm以内的变动。例如第1光束从波长λ1发生±5nm变化时，优选由第3光程差付与构造补偿穿过最周边区域的第1光束的球面像差的变动，使第1光盘信息记录面上的波阵面像差的变化量在0.001λ2rms以上0.070λ2rms以下。 
以对第1光盘再生及/或记录信息所必需的物镜像侧数值孔径为NA1、对第2光盘再生及/或记录信息所必需的物镜像侧数值孔径为NA2(NA1≥NA2)、对第3光盘再生及/或记录信息所必需的物镜像侧数值孔径为NA3(NA2＞NA3)。优选NA1在0.6以上0.9以下。尤其优选NA1为0.8～0.9。优选NA2在0.55以上0.7以下。尤其优选NA2为0.60或0.65。优选NA3在0.4以上0.55以下。尤其优选NA3为0.45或0.53。另外，优选第1光盘、第2光盘、第3光盘的记录/再生所必需的规格数值孔径也在上述NA1、NA2、NA3范围内。 
优选物镜中央区域与周边区域的境界形成在第3光束使用时相当于0.9NA3以上1.2NA3以下(较优选0.95NA3以上1.15NA3以下)范围的部分上。较优选物镜中央区域与周边区域的境界形成在相当于NA3的部分上。优选物镜周边区域与最周边区域的境界形成在第2光束使用时相当于0.9NA2以上1.2NA2以下(较优选0.95NA2以上1.15NA2以下)范围的部分上。较优选物镜周边区域与最周边区域的境界形成在相当于NA2的部分上。 
将穿过物镜的第3光束聚光于第3光盘的信息记录面上时，优选球面像差至少有1处不连续部。此时，优选不连续部存在于第3光束使用时的0.9NA3以上1.2NA3以下(较优选0.95NA3以上1.15NA3以下)范围中。 
另外，在球面像差连续而没有不连续部时将穿过物镜的第3光束聚光于第3光盘的信息记录面上时，优选NA2上纵球面像差的绝对值在0.03μm以上、NA3上纵球面像差的绝对值在0.02μm以下。较优选NA2上纵球面像差的绝对值在0.08μm以上、NA3上纵球面像差的绝对值在0.01μm以下。 
另外，衍射效率依存于衍射构造的环带深度，所以，可以根据光拾取装置的用途，适当设定中央区域对各波长的衍射效率。例如，对第1光盘进行记录及再生、对第2和第3光盘只进行再生的光拾取装置时，优选重视第1光束地设定中央区域及/或周边区域的衍射效率。而对第1光盘只进行再生、对第2和第3光盘进行记录及再生的光拾取装置时，优选重视第2和第3光束地设定中央区域的衍射效率、重视第2光束地设定周边区域的衍射效率。 
任何场合都可以通过满足以下条件式(8)来确保高的由各区域的面积加重平均计算的第1光束的衍射效率。 
η11≤η21                        (8) 
其中，η11表示第1光束在中央区域的衍射效率，η21表示第1光束在周边区域的衍射效率。中央区域的衍射效率重视第2、第3波长光束时，虽然中央区域上第1光束的衍射效率降低，但在第1光盘的数值孔径大于第3光盘的数值孔径的情况时，考虑第1光束整个有效径的话，中央区域的衍射效率降低并没有很大的影响。 
本说明书中的衍射效率可定义如下。 
(1)分中央区域和周边区域，测定用相同材料形成的具有相同焦点距离、透镜厚度、数值孔径的没有形成第1及第2光程差付与构造的物镜的透过率。测定中央区域的透过率时遮断入射到周边区域上的光束，测定周边区域的透过率时遮断入射到中央区域上的光束。 
(2)分中央区域和周边区域，测定备有第1及第2光程差付与构造的物镜的透过率。 
(3)用(1)的结果除上述(2)的结果，以除得的值为各区域的衍射效率。 
并且，以物镜在第1光束时的焦点距离为f1(mm)、物镜的 中心厚度为d(mm)时，优选满足下式(9)： 
0.7≤d/f1≤1.5            (9)。 
较优选满足下式(10)： 
1.0≤d/f1≤1.5            (10)。 
用上述结构可以不减小光程差付与构造的齿距地确保第3光盘CD的工作距离，可以使物镜的制造变得容易，并能够维持高的光利用效率。另外，采用像BD那样高NA短波长的光盘时，偏心彗形像差和像散的问题变大，但通过满足条件式(10)，能够良好偏心彗形像差和像散，所以从该观点来说优选。从该观点出发，更优选满足条件式(10)’： 
1.1≤d/f1≤1.5                        (10)’。 
另外，优选满足以下条件式： 
2.1mm≤φ≤4.2mm。 
Φ表示第1光盘使用时物镜的有效径。通过满足上述范围，能够将第3光盘CD的工作距离确保在实际使用上没有问题的距离，同时，即使例使物镜为塑料透镜，也能够将温度变化时的像差变化维持在不成问题的程度。 
第1光束、第2光束及第3光束可以作为平行光入射到物镜上，也可以作为发散光或收敛光入射到物镜上。优选第1光束入射到物镜上时的物镜的成像倍率m1满足下式(11)： 
-0.02＜m1＜0.02                (11)。 
而使第1光束为发散光入射到物镜上时，优选第1光束入射到物镜上时的物镜的成像倍率m1满足下式(12)： 
-0.10＜m1＜0                   (12)。 
另外，使第2光束为平行光或略平行光入射到物镜上时，优选第2光束入射到物镜上时的物镜的成像倍率m2满足下式(13)： 
-0.02＜m2＜0.02                (13)。 
而使第2光束为发散光入射到物镜上时，优选第2光束入射到物镜上时的物镜的成像倍率m2满足下式(14)： 
-0.10＜m2＜0                    (14)。 
另外，使第3光束为平行光或略平行光入射到物镜上时，优选第3光束入射到物镜上时的物镜的成像倍率m3满足下式(15)： 
-0.02＜m3＜0.02(15)。 
第3光束是平行光时，跟踪时容易发生问题，但本发明实现即使第3光束是平行光，也能够得到良好的跟踪特性，能够对3种不同的光盘确切地进行记录及/或再生。 
使第3光束为发散光入射到物镜上时，优选第3光束入射到物镜上时的物镜的成像倍率m3满足下式(16)： 
-0.10＜m3＜0                    (16)。 
另外，使用第3光盘时物镜的工作距离(WD)在0.20mm以上1.5mm以下较好。优选在0.3mm以上1.20mm以下。优选使用第2光盘时物镜的WD在0.4mm以上1.3mm以下。优选使用第1光盘时物镜的WD在0.4mm以上1.2mm以下。 
本发明涉及的光信息记录再生装置备有光盘驱动装置，该光盘驱动装置中备有上述光拾取装置。 
对光信息记录再生装置中装备的光盘驱动装置作说明，光盘驱动装置有下述方式：只有搭载并能够支撑光盘的盘，从收纳光拾取装置等的光信息记录再生装置本体向外部取出；连同收纳光拾取装置等的光驱动驱动装置本体一起向外部取出。 
采用上述各方式的光信息记录再生装置中大致装备下述构成部件，但并不局限于此。收纳在外壳等中的光拾取装置；连同外壳一起使光拾取装置向光盘内周或外周移动的搜索马达等光拾取装置的驱动源；备有向光盘的内周或外周导向光拾取装置外壳之导向轨等的光拾取装置移送手段；进行光盘旋转驱动的主轴马达等。 
前者方式中除了上述各构成部件之外，还设有搭载并能够支撑光盘的盘以及用来使盘滑动的装载机构等，后者方式中没有盘及装载机构，优选设能够向外部拉出各构成部件的相当于机身底座的抽屉。 
发明的效果 
根据本发明，能够提供一种对高密度光盘(尤其是Blu-ray Disc，又称BD)、DVD、CD等记录密度不同的3种光盘 能够确切地进行信息记录及/或再生的光拾取装置及物镜，其中，结构简单，同时能够提高光的利用效率。 
附图说明
图1：(a)是以往技术的阶梯型第1光程差付与构造的沿光轴所在面截断的截面图，(b)是本发明一例的阶梯型第1光程差付与构造的沿光轴所在面截断的截面图。 
图2：(a)、(b)是各波长的衍射效率示意图，纵轴表示衍射效率，横轴表示波长。 
图3：(a)、(b)、(c)是产生第4项所述衍射光的阶梯型第1光程差付与构造的沿光轴所在面截断的截面图。 
图4：(a)、(b)、(c)是各波长的衍射效率示意图，纵轴表示衍射效率，横轴表示波长。 
图5：(a)是本发明物镜OBJ一例从光轴方向看到的图，(b)是截面图。 
图6：本发明物镜的聚光斑点的形状示意图。 
图7：本发明物镜OBJ上设有的光程差付与构造的模式性截面示意图。 
图8：本发明光拾取装置的结构概略示意图。 
图9：实施例光程差付与构造的光轴方向放大截面图。 
图10：用来说明“函数性均等”的光程差函数和光程差付与构造的关系示意图表。 
图11：(a)、(b)、(c)是产生第6项所述衍射光的阶梯型第1光程差付与构造的沿光轴所在面截断的截面图。 
图12：(a)、(b)、(c)是各波长的衍射效率示意图，纵轴表示衍射效率，横轴表示波长。 
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施方式。图8是能够对不同光盘BD、DVD、CD确切地进行信息记录及/或再生的本实施方式光拾 取装置PU1的结构概略示意图。这种光拾取装置PU1可以搭载在光信息记录再生装置中。这里以BD为第1光盘、DVD为第2光盘、CD为第3光盘。本发明并不局限于本实施方式。 
光拾取装置PU1备有物镜OBJ、光阑ST、准直透镜CL、二向色性棱镜PPS、对BD进行信息记录/再生时发光射出波长λ1＝405nm激光光束(第1光束)的第1半导体激光LD1(第1光源)、接受BD信息记录面RL1反射光束的第1受光元件PD1、激光模件LM等。 
激光模件LM备有对DVD进行信息记录/再生时发光射出波长λ2＝658nm激光光束(第2光束)的第2半导体激光EP1(第2光源)、对CD进行信息记录/再生时发光射出波长λ3＝785nm激光光束(第3光束)的第3半导体激光EP2(第3光源)、接受DVD信息记录面RL2反射光束的第2受光元件DS1、接受CD信息记录面RL3反射光束的第3受光元件DS2、棱镜PS。 
如图5(a)及(b)所示，本实施方式物镜OBJ的光源侧非球面光学面上，以光轴为中心同心圆状地形成了的含光轴的中央区域CN、被配置在其周围的周边区域MD、进一步被配置在其周围的最周边区域OT。图中没有出示，中央区域CN上形成了第1光程差付与构造，周边区域MD上形成了第2光程差付与构造。最周边区域OT上形成了第3光程差付与构造。第1光程差付与构造具有图3(c)中所示的截面形状，使穿过的第1光束的1次的衍射光量大于其他任何次数的衍射光量、第2光束的-1次的衍射光量大于其他任何次数的衍射光量、第3光束的-2次的衍射光量大于其他任何次数的衍射光量。第2光程差付与构造使穿过的第1光束的1次衍射光量大于其他任何次数的衍射光量、第2光束的-1次衍射光量大于其他任何次数的衍射光量。第3光程差付与构造使穿过的第1光束的3次衍射光量大于其他任何次数的衍射光量。图5(a)及(b)的中央区域、周边区域、最周边区域的面积等比率并非正确表示。 
从蓝紫色半导体激光LD1射出的第1光束(λ1＝405nm)的发散光束，透过二向色性棱镜PPS，由准直透镜CL变为平 行光束后，由没有图示的1/4波片从直线偏振光变换成圆偏振光，其光束径由光阑ST规制，入射到物镜OBJ上。由物镜OBJ的最周边区域、中央区域、周边区域聚光的光束，经过厚度0.1mm的保护基板PL1，在BD的信息记录面RL1上形成斑点。在中央区域产生的第1光束的1次衍射光、在周边区域产生的第1光束的1次衍射光、以及在最周边区域产生的第1光束的3次衍射光在BD的信息记录面上聚光。 
在信息记录面RL1上经信息槽调制的反射光束，再次透过物镜OBJ、光阑ST，然后由没有图示的1/4波片从圆偏振光变换成直线偏振光，由准直透镜CL变为收敛光束，透过二向色性棱镜PPS后，收敛于第1受光素子PD1的受光面上。用第1受光素子PD1的输出信号，通过2轴传动装置AC使物镜OBJ聚焦、跟踪，由此能够读取BD上记录的信息。 
从红色半导体激光EP1射出的第2光束(λ2＝658nm)的发散光束，被棱镜PS反射后，经二向色性棱镜PPS反射，由准直透镜CL变为平行光束后，经没有图示的1/4波片偏振光变换，入射到物镜OBJ上。由物镜OBJ的中央区域和周边区域聚光(穿过最周边区域的光束被光斑化，形成斑点周边部)的光束，经过厚度0.6mm的保护基板PL2，在DVD的信息记录面RL2上形成斑点，形成斑点中心部。在中央区域产生的第2光束的-1次衍射光、在周边区域产生的第2光束的-1次衍射光在DVD的信息记录面上聚光。 
在信息记录面RL2上经信息槽调制的反射光束，再次透过物镜OBJ、光阑ST，然后经没有图示的1/4波片偏振光变换，由准直透镜CL变为收敛光束，由二向色性棱镜PPS反射后，在棱镜内被反射2次，然后收敛于第2受光素子DS1。用第2受光素子DS1的输出信号，能够读取DVD上记录的信息。通过在往复路上用λ1/4波片进行偏振光变换，与没有λ1/4波片的情况相比，能够提高光利用效率。 
从红外半导体激光EP2射出的第3光束(λ3＝785nm) 的发散光束，被棱镜PS反射后，由二向色性棱镜PPS反射，由准直透镜CL变为平行光束后，经没有图示的1/4波片偏振光变换，入射到物镜OBJ上。由物镜OBJ的中央区域聚光(穿过周边区域及最周边区域的光束被光斑化，形成斑点周边部)的光束，经过厚度1.2mm的保护基板PL3，在CD的信息记录面RL3上形成斑点。在中央区域产生的第3光束的-2次衍射光在CD的信息记录面上聚光。 
在信息记录面RL3上经信息槽调制的反射光束，再次透过物镜OBJ、光阑ST，然后经没有图示的1/4波片偏振光变换，由准直透镜CL变为收敛光束，由二向色性棱镜PPS反射后，在棱镜内被反射2次，然后收敛于第3受光素子DS2。用第3受光素子DS2的输出信号，能够读取CD上记录的信息。通过在往复路上用λ1/4波片进行偏振光变换，与没有λ1/4波片的情况相比，能够提高光利用效率。 
实施例
接下去，对能够用于上述实施方式的实施例作说明。 
在表3中出示实施例1的透镜数据。在图9中出示实施例的截面图。本实施例中，物镜光源侧光学面的中央区域上形成了阶梯型构造的第1光程差付与构造，周边区域上形成了阶梯型构造的第2光程差付与构造，最周边区域上形成了火焰型衍射构造的第3光程差付与构造，中央区域的第1光程差付与构造中w1＝0.5w2。以下，10的乘方数(例如2.5×10-3)用E(例如2.5E-3)表示。 
Figure BPA00001258004400291
【表3】 
非球面·衍射面(光程差函数)数据 
非球面系数 
    第1-1面   第1-2面   第1-3面   第2面
    中央区域   周边区域   最周边区域  
  κ   -6.0762E-01   -3.1092E+01   -3.1092E+01   -3.1092E+01
  A0   0.0000E+00   0.0000E+00   0.0000E+00   0.0000E+00
  A4   8.1454E-03   8.0690E-02   8.0690E-02   8.0690E-02
  A6   8.7988E-04   -5.7930E-02   -5.7930E-02   -5.7930E-02
  A8   2.6303E-04   1.8637E-02   1.8637E-02   1.8637E-02
  A10   1.2237E-04   -7.0213E-04   -7.0213E-04   -7.0213E-04
  A12   1.6637E-05   -1.2306E-03   -1.2306E-03   -1.2306E-03
  A14   -1.1944E-05   2.4548E-04   2.4548E-04   2.4548E-04
  A16   -8.9121E-07   -   -   -
  A18   2.3355E-06   -   -   -
  A20   -4.8778E-07   -   -   -
光程差函数的系数(第1面) 
    第1-1面   第1-2面   第1-3面
    中央区域   周边区域   最周边区域
    0≤h＜1.155   1.155≤h＜1.448   1.448≤h
  B2   -7.3166E-03   -7.6387E-03   -2.7283E-03
  B4   6.6183E-04   1.3720E-03   7.6430E-04
  B6   -5.6772E-04   -1.1025E-03   -2.8021E-04
  B8   2.8528E-04   4.0846E-04   -7.0206E-05
  B10   -6.8156E-05   -5.7435E-05   3.5542E-05
  衍射形状   阶梯   阶梯   火焰
  λB   405nm   405nm   405nm
  dor：(λ1)   1   1   3
  dor：(λ2)   -1   -1   -
  dor：(λ3)   2   -   -
  p   4.5   4   -
  M   1.22   1.25   -
物镜的光学面被形成为绕光轴轴对称的非球面，该非球面由将表中所示的系数分别代入数1式中的数式规定。 
【数1】 
X ( h ) = = ( h / R ) 2 1 + 1 - ( 1 + κ ) ( h / R ) 2 + Σ i = 0 10 A 2 i h 2 i
其中，X(h)是光轴方向的轴(以光行进方向为正)，κ是圆锥系数，A2i是非球面系数，h是离开光轴的高度。 
衍射构造的间距由数2式的光程差函数的整数部分决定，各环带对各波长光束给出的光程由将表中所示系数代入数3式的函数中的数式规定。 
【数2】 
Φ ( h ) = dor × Σ i = 0 6 B 2 i h 2 × λ B λ i
【数3】 
Φ ′ ( h ) = M × INT [ p × MOD { Σ i = 0 6 B 2 i h 2 } ]
h是离开光轴的高度、B2i是光程差函数的系数、MOD是数的小数部分、INT是数的整数部分、λB是火焰形状衍射构造的基准波长、λi是入射光束的波长、M是阶梯形状每1层的光程差(单位λB)、p是阶梯形状的分割数。实施例1的表中，中央区域的第1光程差付与构造的p(分割数)为4.5，表示5梯级中1个梯级的宽度减半。也就是说，实施例1的第1光程差付与构造是阶梯型构造，其阶梯单位的一个小台阶给出1.22λB光程差，阶梯单位为5梯级。另外，实施例1的第1光程差付与构造是使穿过第1光程差付与构造的405nm光束的1次衍射光量大于其他任何次数的衍射光量、使穿过第1光程差付与构造的658nm光束的-1次衍射光量大于 其他任何次数的衍射光量、使穿过第1光程差付与构造的785nm光束的-2次衍射光量但于其他任何次数的衍射光量的光程差付与构造。实施例1的第1光程差付与构造并且满足w1＝0.5w2。 
本实施例中央区域上的衍射效率图出示在图2(b)中，从中可以得知，BD、DVD、CD都能够平衡性良好地得到高的衍射效率。 
符号说明 
AC   二轴传动装置 
PPS  二向色性棱镜 
CL   准直透镜 
LD1  蓝紫色半导体激光 
LM   激光模件 
OBJ  物镜 
PL1  保护基板 
PL2  保护基板 
PL3  保护基板 
PU1  光拾取装置 
RL1  信息记录面 
RL2  信息记录面 
RL3  信息记录面 
CN   中央区域 
MD   周边区域 
OT   最周边区域 

Claims (20)

1.一种备有物镜的光拾取装置的物镜，该物镜用第1光源射出的波长λ1的第1光束对具有厚度t1之保护层的第1光盘的信息记录面进行聚光斑点形成、用第2光源射出的波长λ2的第2光束对具有厚度t2之保护层的第2光盘的信息记录面进行聚光斑点形成、用第3光源射出的波长λ3的第3光束对具有厚度t3之保护层的第3光盘的信息记录面进行聚光斑点形成，其中，λ1＜λ2，t1≤t2，λ2＜λ3，t2＜t3，物镜的特征在于，
所述物镜的光学面上形成了第1光程差付与构造，
所述第1光程差付与构造是阶梯型构造，其中以光轴为中心同心圆状地排列多个具有相同梯级数的环带状的阶梯单位，
所述阶梯型构造中的至少1个所述阶梯单位的最高位梯级或最低位梯级的光轴垂直方向上的宽度w1，与在光轴垂直方向上夹着所述最高位梯级或所述最低位梯级的2个梯级的宽度平均值w2，满足以下关系式：
0.2w2 ≤w1≤0.8w2    (1)。
2.如权利要求1中记载的物镜，其特征在于，所述阶梯型构造中的所有所述阶梯单位的所述最高位梯级或所述最低位梯级满足(1)式。
3.如权利要求1中记载的物镜，其特征在于，
所述物镜的光学面至少具有含光轴的中央区域、形成在所述中央区域周围的环带状周边区域、形成在所述周边区域周围的环带状最周边区域，
穿过所述中央区域和所述周边区域及所述最周边区域的所述第1光束被能够信息记录及/或再生地聚光于所述第1光盘的信息记录面上，
穿过所述中央区域和所述周边区域的所述第2光束被能够信息记录及/或再生地聚光于所述第2光盘的信息记录面上，穿过所述最周边区域的所述第2光束在所述第2光盘的信息记录面上不被聚光成能够进行信息记录及/或再生，
穿过所述中央区域的所述第3光束被能够信息记录及/或再生地 聚光于所述第3光盘的信息记录面上，穿过所述周边区域和所述最周边区域的第3光束在所述第3光盘的信息记录面上不被聚光成能够进行信息记录及/或再生，
所述第1光程差付与构造被形成在所述中央区域上。
4.如权利要求1中记载的物镜，其特征在于，只有所述最低位梯级满足(1)式。
5.如权利要求1中记载的物镜，其特征在于，所述第1光程差付与构造是下述光程差付与构造：使穿过所述第1光程差付与构造的所述第1光束的1次衍射光量大于包括0次的其他任何次数的衍射光量；使穿过所述第1光程差付与构造的所述第2光束的-1次衍射光量大于包括0次的其他任何次数的衍射光量；使穿过所述第1光程差付与构造的所述第3光束的-2次衍射光量大于包括0次的其他任何次数的衍射光量。
6.如权利要求1中记载的物镜，其特征在于，所述第1光程差付与构造是下述光程差付与构造：使穿过所述第1光程差付与构造的所述第1光束的1次衍射光量大于包括0次的其他任何次数的衍射光量；使穿过所述第1光程差付与构造的所述第2光束的-2次衍射光量大于包括0次的其他任何次数的衍射光量；使穿过所述第1光程差付与构造的所述第3光束的-3次衍射光量大于包括0次的其他任何次数的衍射光量。
7.如权利要求1中记载的物镜，其特征在于，所述最高位梯级或所述最低位梯级满足以下关系式：
0.4w2≤w1≤0.6w2    (2)。
8.如权利要求1中记载的物镜，其特征在于，在所述阶梯单位中，相邻梯级间的光轴方向的台阶高低略相等。
9.如权利要求1中记载的物镜，其特征在于，满足(1)式的所述最高位梯级或所述最低位梯级之外的其他梯级的光轴垂直方向的宽度是函数性均等的。
10.如权利要求1中记载的物镜，其特征在于，在一个所述阶梯单位中，满足(1)式的所述最高位梯级或所述最低位梯级之外的其 他梯级的光轴垂直方向的宽度略相等。
11.一种光拾取装置，备有物镜，该物镜用第1光源射出的波长λ1的第1光束对具有厚度t1之保护层的第1光盘的信息记录面进行聚光斑点形成、用第2光源射出的波长λ2的第2光束对具有厚度t2之保护层的第2光盘的信息记录面进行聚光斑点形成、用第3光源射出的波长λ3的第3光束对具有厚度t3之保护层的第3光盘的信息记录面进行聚光斑点形成，其中，λ1＜λ2，t1≤t2，λ2＜λ3，t2＜t ，光拾取装置的特征在于，
所述物镜的光学面上形成了第1光程差付与构造，
所述第1光程差付与构造是阶梯型构造，其中以光轴为中心同心圆状地排列多个具有相同梯级数的环带状的阶梯单位，
所述阶梯型构造中的至少1个所述阶梯单位的最高位梯级或最低位梯级的光轴垂直方向上的宽度w1，与在光轴垂直方向上夹着所述最高位梯级或所述最低位梯级的2个梯级的宽度平均值w2，满足以下关系式：
0.2w2≤w1≤0.8w2    (1)。
12.如权利要求11中记载的光拾取装置，其特征在于，所述阶梯型构造中的所有所述阶梯单位的所述最高位梯级或所述最低位梯级满足(1)式。
13.如权利要求11中记载的光拾取装置，其特征在于，
所述物镜的光学面至少具有含光轴的中央区域、形成在所述中央区域周围的环带状周边区域、形成在所述周边区域周围的环带状最周边区域，
穿过所述中央区域和所述周边区域及所述最周边区域的所述第1光束被能够信息记录及/或再生地聚光于所述第1光盘的信息记录面上，
穿过所述中央区域和所述周边区域的所述第2光束被能够信息记录及/或再生地聚光于所述第2光盘的信息记录面上，穿过所述最周边区域的所述第2光束在所述第2光盘的信息记录面上不被聚光成能够进行信息记录及/或再生， 
穿过所述中央区域的所述第3光束被能够信息记录及/或再生地聚光于所述第3光盘的信息记录面上，穿过所述周边区域和所述最周边区域的所述第3光束在所述第3光盘的信息记录面上不被聚光成能够进行信息记录及/或再生，
所述第1光程差付与构造被形成在所述中央区域上。
14.如权利要求11中记载的光拾取装置，其特征在于，只有所述最低位梯级满足(1)式。
15.如权利要求11中记载的光拾取装置，其特征在于，所述第1光程差付与构造是下述光程差付与构造：使穿过所述第1光程差付与构造的所述第1光束的1次衍射光量大于包括0次的其他任何次数的衍射光量；使穿过所述第1光程差付与构造的所述第2光束的-1次衍射光量大于包括0次的其他任何次数的衍射光量；使穿过所述第1光程差付与构造的所述第3光束的-2次衍射光量大于包括0次的其他任何次数的衍射光量。
16.如权利要求11中记载的光拾取装置，其特征在于，所述第1光程差付与构造是下述光程差付与构造：使穿过所述第1光程差付与构造的所述第1光束的1次衍射光量大于包括0次的其他任何次数的衍射光量；使穿过所述第1光程差付与构造的所述第2光束的-2次衍射光量大于包括0次的其他任何次数的衍射光量；使穿过所述第1光程差付与构造的所述第3光束的-3次衍射光量大于包括0次的其他任何次数的衍射光量。
17.如权利要求11中记载的光拾取装置，其特征在于，所述最高位梯级或所述最低位梯级满足以下关系式：
0.4w2≤w1≤0.6w2    (2)。
18.如权利要求11中记载的光拾取装置，其特征在于，在所述阶梯单位中，相邻梯级间的光轴方向的台阶高低略相等。
19.如权利要求11中记载的光拾取装置，其特征在于，满足(1)式的所述最高位梯级或所述最低位梯级之外的其他梯级的光轴垂直方向的宽度是函数性均等的。
20.如权利要求11中记载的光拾取装置，其特征在于，在一个所 述阶梯单位中，满足(1)式的所述最高位梯级或所述最低位梯级之外的其他梯级的光轴垂直方向的宽度略相等。 
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