CN1307629C - 用于对光信息记录媒体记录和再生的聚光系统、拾光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种象差补偿元件、拾光装置、记录·再生装置、物镜、和包含所述象差补偿元件的高密度DVD用聚光系统。该聚光系统包括使从光源(2)射出的光束会聚在光信息记录媒体(6)的信息记录面上并配置在与光信息记录媒体对置的位置上且具有由全是塑料的物镜的正透镜(4b)和负透镜(4a)的二组构成的象差补偿元件(4)，正透镜和负透镜中至少一方上有至少一个形成有衍射构造的衍射面，象差补偿元件的总的近轴焦率具有满足下面任何一式那样的温度依赖关系：PT1＜PT0＜PT2，PT1＞PT0＞PT2。式中PT0：25℃时象差补偿元件的总的近轴焦率(mm-1)，PT1：-5℃时的象差补偿元件的总的近轴焦率，PT2：55℃时象差补偿元件的总的近轴焦率(mm-1)。

Description

用于对光信息记录媒体记录和 再生的聚光系统、拾光装置
技术领域
本发明涉及用于对光信息记录媒体记录和再生中至少之一的聚光系统、拾光装置、记录·再生装置、象差正元件和物镜。
背景技术
迄今为止，光盘广泛用在所谓音乐信息、图像信息的存在或计算机数据保存的数字数据的保存上。在这些数据的保存中，近年来随着信息化社会的到来，迫切需要这些光盘的大容量化，对于与CD(光碟)同样大小的盘其每单位面积的记录容量(记录密度)已提高约7倍的DVD(数字光碟)已经商品化。
在光盘中，能通过使从拾光光学系统得到的束斑直径变小来实现提高记录密度。因为该束斑的最小直径如公知的那样，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，所以由于使束斑直径变小，而可以对拾光装置使用的光源的波长变短和在光学系统中与光学信息记录媒体对置配置的物镜的数值孔径变高是有效的。
其中关于光源的短波长产生400nm左右的光的兰紫光半导体激光器和SHG兰紫色光的激光器的研究显示出进展并被认为接近实用化。如果使用这些短波长光源，即使在使用与DVD相同的NA0.65的物镜的场合，也能对与DVD同直径12cm的光盘进行15GB左右的信息记录。
另外，关于物镜的高数值孔化，由一至二个透镜组成的NA0.85的高数值孔径物镜的研究正在取得进展。通过上述的短波长光源和NA0.85的高数值孔径物镜组合使用可以对直径12cm的光盘记录25GB左右的信息，可以进一步达到高密度化。
在这样的背景下，使用短波长的兰紫光源和高数值孔径物镜的更高密度的下一代光盘(以下在本说明书中称为“高密度DVD”)的研究·开发被各公司争先进行。
可是，为了使拾光装置中的物镜有利大生产，而多使用塑料。然而其折射率随温度变化，众所周知，塑料透镜的折射率随温度的变化率比玻璃透镜大二个数量级。
由塑料材料制成的物镜的环境温度上升时该物镜的折射率也变化，从而使物镜的球面象差严重。因为由该折射率变化引起的球面象差的劣化量与物镜数值孔径值的4次方成比例，所以在把高密度DVD用的数值孔径0.85的物镜作为塑料透镜的场合，会使由折射率变化引起的球面象差的劣化变大。
本发明人把高密度DVD用的塑料物镜作为物镜，建议在特愿2001～324673号公报中记载那样的一组一个构成的塑料透镜和在特开2001-256422中记载那样的二组二个构成的塑料透镜，但其数值孔径0.85的物镜因上述理由而存在能使用的温度范围非常窄的实际使用问题的这样的课题。
下面举例说明。在图1中示出了NA0.85、设计基准波长405nm，焦点距离1.76mn和设计温度是25℃的一组一个构成的塑料透镜、二组两个构成的塑料物镜相对温度化的波阵面象差的球面象差分量的变化情况。在拾光装置中，为了对光盘进行信息的记录·再生，而拾光装置的光学系统的全体性能必需满足临界值(设波长为λ时，波阵面相差在0.07λrms以下)。因为实际的拾光光学系统包括准直透镜、棱镜等的物镜以外的光学元件，所以被物镜允许的性能(残留波阵面相差)的上限在0.03λrms左右。从图1中可以看出，一组一个构成的物镜在+10℃左右的温度变化下超过0.03λrms。另外，虽然二组两个构成的物镜没有象一组一个构成的物镜那样劣化的大，但在一般的光盘播放机的动作保证温度即85℃时超过0.03λms。因此作为搭载在高密度DVD用的播放机上的拾光用的物镜，为了能适用高数值孔径塑料物镜必需要用某种绝窍。
本发明者首先建议一种拾光装置(特开2002-82280号公报)，该拾光装置是包括具有光源和至少一个塑料透镜的高密度光盘用的拾光装置，并在光源与物镜之间包括作为象差补偿元件的二组构成的束扩展器。如果用该拾光装置可以通过调整束扩展器的透镜间隔可变地调整来补偿因环境温度上升引起包含在物镜中的塑料透镜的折射率变化的劣化的球面象差，所以可以把高数值孔径的塑料透镜作该拾光装置用的物镜使用。
然而，该拾光装置存在下述的问题：因必需用于检测随环境温度变化的塑料透镜的球面象差变化的球面象差检测单元，和用于根据该检测结果可变调整光束扩展器的透镜间隔的执行机构，所以使因拾光装置的部件数的增加引起制造成本增加，并使拾光装置体积变大。
因此，在把400nm左右的波长的光的兰紫色半导体激光器作为光源使用的场合，存在由物镜发生的色差问题。在拾光装置中，从半导体激光器射出的激光一般是单一波长(单模)的，所以虽然认为物镜的色差没有变成为问题，但实际上随着温度变化和输出变化等会引起中心波长瞬时变化数nm的模干扰，由于模干扰使物镜的聚焦机构不能跟踪那样的瞬间引起的波长变化，所以如不补偿物镜的色差，则会附加对应成象位置移动量的散焦分量，使物镜的聚光性能劣化。
在物镜中使用的一般透镜材料的分散性，因在作为红外半导体激光器和红光半导体激光器的波长范围的600nm至800nm好象不是很大，所以在CD和DVD中，由模干扰引起的物镜的聚光性能的劣化还没成为问题。
然而，在作为兰紫色半导体激光器的波长范围400nm附近，因为透镜材料的分散非常大，即使少许变化数nm波长，也能使物镜的成象位置偏差很大。因此在高密度DVD中，在半导体激光器光源引起模干扰的场合，存在物镜的集光性能严重劣化，甚至有不能进行稳定的记录和再生的危险。
图2是表示有关上述二个塑料透镜的入射在物镜上的光的波长从设计基准波长(405nm)变化场合的物镜的散焦分量引入的波阵面象差的变化的图。考虑青紫色半导体激光器的波长随着模式干扰变化1nm左右，从图2可以看出，波长变化1nm变化的场合的散焦分量引入的波阵面象差两个透镜总合超过0.03λrms。因此，在高密度光盘用的拾光装置中，在兰紫色半导体激光器光源引起模干扰的场合，为了使聚光性能不劣化地进行稳定的记录和再生，而必需补偿物镜的色差。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而提出的，是高密度DVD用的聚光系统，其目的是提供包括以比较简单的构成就能使用高NA塑料物镜的温度变化引起的球面象差抑制很小的象差补偿元件的聚光系统。
另外的目的是提供包括在使例如半导体激光器其振荡波长瞬时间变化的光源场合能使由物镜发生的色差抑制很小的相差补偿元件的聚光系统。
本发明的又一目的是提供搭载有这些系统的拾光装置和搭载有该拾光装置的记录再生装置。
另外，本发明是能适用于包括高NA塑料物镜的高密度DVD用的拾光装置的象差补偿元件，其目的是提供以比较简单的构成就能使随高NA塑料物镜变化引起的球面象差变化抑制很小的象差补偿元件。另一目的是提供在使用例如半导体激光器等其振荡波长瞬间变化的光源的场合能使由物镜产生的色差抑制很小的象差补偿元件。再一个目的是提供能用在上述聚光系统上的物镜。
为了达到上述目的，按照本发明的第一聚光系统，是用于使从光源射出的光束会聚在光信息记录媒体的信息记录面上的光信息记录媒体的记录和/或再生用的聚光系统。
上述聚光系统包括：配置在与上述光信息记录媒体对置的位置上并具有至少一个塑料透镜的物镜，和配置在上述光源与上述物镜之间的光路中并由都是塑料透镜的正透镜和负透镜的二组构成的象差补偿元件。
其特征在于：上述正透镜和上述负透镜中至少一方具有至少一个形成有衍射构造的衍射面，上述象差补偿元件的总的近轴焦率具有满足下面的(1)或(2)式那样的温度依存关系：
PT1＜PT0＜PT2...(1)
PT1＞PT0＞PT2...(2)
式中：PT0是在25℃的上述象差补偿元件的总的近轴焦率(mm-1)
      PT1是在-5℃下的上述象差补偿元件的总的近轴焦率(mm-1)
      PT2是在55℃下的上述象差补偿元件的总的近轴焦率。
按照本发明的第二聚光系统是用于使从光源射出的光束聚光在信息记录媒体的信息记录面上的光信息记录媒体和/或再生用的聚光系统，其特征在于：上述聚光系统包括配置在与上述光信息记录媒体对置的位置上具有至少一个塑料透镜的物镜、和配置在上述光源与上述物镜之间的光路中的象差补偿元件；上述象差补偿元件由某一方作为塑料透镜，而另一方作为玻璃透镜的正透镜和负透镜二组构成，上述象差补偿元件的总的近轴焦率满足下面(1)或(2)式那样的温度依存特性：
PT1＜PT0＜PT2...(1)
PT1＞PT0＞PT2...(2)
式中：PT0是在25℃下的上述象差补偿元件的总的近轴焦率(mm-1)
      PT1是在-5℃下的上述象差补偿元件的总的近轴焦率(mm-1)
      PT2是在55℃下的上述象差补偿元件的总的近轴焦率。
在上述第一或第二聚光系统中，上述象差满足上述(1)式，同时设包含在上述象差元件中的所有的塑料透镜的折射能力的总和为PR，设3SAOBJ(55℃)为在55℃的上述物镜的残余象差三次球面象差分量，3SAOBJ(25℃)为在25℃中的上述物镜的残余象差的三次球面象差分量时，上述物镜最好满足下面的(3)和(4)式。
PR＜0...(3)
3SAOBJ(55℃)-3SAOBJ(25℃)＜0...(4)
定义上述三次球面象差成分的符号，使过补偿时为“+”，欠补偿时为“-”。
这时上述物镜最好是从光源侧顺次配置具有正折射能力的第一透镜和具有负折射能力的第二透镜的两组两个构成的物镜，而使包含上述第一透镜的至少一个透镜是塑料透镜。
另外，最好是使包含在上述象差补偿元件中的塑料透镜至少具有一个形成有衍射构造的衍射面，并满足下式(5)
PD＞0...(5)
所述PD是在用φb＝n(b2h2+b4h4+b6h6+...)...(6)定义的光程差函数表示附加在透射过上述衍射构造的波阵面上的光程差的场合(在此n是由上述衍射构造产生的衍射光中具有最大的衍射光量的衍射光的衍射级数，h是距光轴的高度(mm)b2、b4、b6分别是二次、四次、六次光程差函数的系数(也称衍射面系数))
由PD＝∑(-2·n·b2)...(7)
定义的衍射能力的总和(mm-1)
另外在上述第一和第二聚光系统中，最好是，上述象差补偿元件满足上式(2)，同时设包含在上述象差补偿元件中所有的塑料透镜的折射能力的总和为PR、3SAOBJ(55℃)为在55℃的上述物镜的残留象差的三次球面象差分量，3SAOBJ(25℃)为在25℃的上述透镜的残余象差的三次球面象差分量时，满足下式(8)和(9)。
PR＞0...(8)
3SAOBJ(55℃)-3SAOBJ(25℃)＞0...(9)
定义上述三次球面象差成分的符号，使在过补偿的场合为“+”欠补偿时为“-”
这时，上述物镜最好是1组1个构成的塑料透镜，并且最好使包含在上述象差补偿元件中的塑料透镜具有至少一个形成有衍射构造的衍射面，并满足下式(10)
PD＜0...(10)
在用φb＝n(b2h2+b4h4+b6h6+...)...(6)定义的光程差函数表示附加在透射过上述衍射构造的波阵面上的光程差的场合(在此n是由上述衍射构造产生的衍射光中具有最大的衍射光量的衍射光的衍射级数，h是距光轴的高度(mm)，b2、b4、b6分别是二次、四次、六次光程差函数(也称衍射面系数)，用PD＝∑(-2·n·b2)...(7)
定义的衍射能力的总和(mm-1)
本发明第三聚光系统是用于使从光源射出的光束聚光在光信息记录媒体的信息记录面上的光信息记录媒体的记录和/或再生用的聚光系统，上述聚光系统的特征在于：包括配置在与上述光信息记录媒体相对的位置上并且有至少一个塑料透镜的物镜、和配置在上述光源与上述物镜之间的光路中并由均为塑料透镜的正透镜和负透镜的二组构成的象差补偿元件，上述正透镜和上述负透镜中至少一个具有形成有衍射构造的至少一个衍射面并满足下式(5)、(1)和(12)
PD＞0...(5)
Δ3SAOBJ/ΔTOBJ＜0...(11)
Pλ1＜Pλ0＜Pλ2...(12)
在用φb＝n(b2h2+b4h4+b6h6+...)...(6)定义的光程差函数表示附加在透射过上述衍射构造的波阵面上的光程差的场合(在此n是由上述衍射构造产生的衍射光中具有最大的衍射光量的衍射光的衍射级数，h是距光轴的高度(mm)，b2、b4、b6分别是二次、四次、六次光程差函数(也称衍射面系数))，
用PD＝∑(-2·n·b2)...(7)
定义的衍射能力的总和(mm-1)
ΔTOBJ：上述物镜的环境温度的变化量
Δ3SAOBJ：在包含在上述物镜中的塑料透镜中至少一个塑料透镜的折射率随着上述物镜的环境温度变化ΔTOBJ变化的场合，将上述物镜的残余象差展开成Zernike多项式时的三次球面象差分量的变化量，其符号是把三次球面象差分量向过补偿方向变化的场合定义为“+”，而把三次球面象差分量向欠补偿方向的场合定义为“-”。
Pλ0：是在上述光源产生的波长中的上述象差元件的总的近轴焦率(mm-1)
Pλ1：比上述光源产生的光的波长短10nm的波长下的上述象差补偿元件的总的近轴焦率(mm-1)
Pλ2：比上述光源产生的波长长10nm的波长下的上述象差补偿元件的总的近轴焦率(mm-1)
在上述第三聚光系统中，最好是使上述物镜是从光源侧顺次配置具有正折射能力的第一透镜的第一透镜和具有正折射能力的第二透镜的二组二个构成的物镜，而包含上述第一透镜的至少一个透镜是塑料透镜。这时最好满足下式(13)、(3)、(14)和(15)。
1.0×10-2＜PD＜10.0×10-2...(13)
PR＜0...(3)
-30.0×10-4＜Δ3SAOBJ/(ΔTOBJ·NA4·fOBJ)＜0...(14)
0.5×10-3＜ΔfBOBJ/fOBJ＜2.5×10-3...(15)
式中，PR是包含在象差补偿元件中的所有塑料透镜的折射能力的总和。
NA是上述光记录媒体的记录和/或再生所必需的物镜的规定的象侧数值孔径。
fOBJ是上述物镜的焦点距离(mm)
ΔfBOBJ是比上述光线发生的光的光波长长10nm的波长光入射在上述物镜上时的轴向色差(mm)。
本发明的第四聚光系统是用于使从光源射出的光束聚光在光信息记录媒体的信息记录面上的光信息记录媒体的记录和/或再生用的聚光系统，上述聚光系统的特征在于：包括配置在与上述光信息记录媒体相对的位置上并且有至少一个塑料透镜的物镜、和配置上述光源与上述物镜之间的光路中交且至少一方由作为塑料透镜正透镜和负透镜的二组构成的象差补偿元件，作为上述正透镜和上述负透镜中塑料透镜具有形成有衍射构造的至少一个衍射面，使包含在上述物镜中的塑料透镜中至少一个塑料透镜的折射率变化引起的上述物镜的球面象差的变化，随着上述环境温度的变化，通过由上述象差补偿元件的塑料透镜的折射率变化产生的上述象差补偿元件的射出光束的发散度的变化进行补偿，同时满足下式(12)
Pλ1＜Pλ0＜Pλ2...(12)
式中，Pλ0是上述光源产生的波长下的上述象差补偿元件的总的近轴焦率(mm-1)；
Pλ1是比上述光源产生的光波长短10nm的波长下的上述象差补偿元件的总的近轴焦率(mm-1)；
Pλ2是比上述光源产生的波长长10nm的波长下的上述象差补偿元件的总的近轴焦率(mm-1)；
最好在上述第四聚光系统中，上述象差补偿元件的上述正透镜是塑料透镜，同时满足下式(16)和(18)。
Δ3SAOBJ/ΔTOBJ＞0...(16)
PR＞0...(8)
式中，Δ3SAOBJ是在包含在上述物镜中的塑料透镜中至少一个透镜的折射率随着上述物镜的环境温度变化ΔTOBJ变化的场合，将上述物镜的残余象差展开成Zernike多项式时的三次球面象差分量的变化量，其符号在三次球面象差分量向过补偿方向变化时定义为“+”，在三次球面象差分量向欠补偿方向变化时定义为“-”。
ΔTOBJ是上述物镜的环境温度变化量。
PR是包含在上述象差补偿元件中的所有的塑料透镜的折射能力的总和。
这时，上述物镜最好是一组一个构成的塑料透镜。
另外最好是，上述象差补偿元件的上述负透镜是塑料透镜，同时满足下式(17)和(3)式。
Δ3SAOBJ/ΔTOBJ＜0...(17)
PR＜0...(8)
式中：Δ3SAOBJ是在包含在上述物镜中的塑料透镜中至少一个塑料透镜随着上述物镜的环境温度变化量ΔTOBJ变化的场合，将上述物镜的残余象差展开成Zernike多项式时的三次球面象差分量的变化量，其符号在三次球面象差成分向过补偿方向变化时定义为“+”，在三次球面象差分量向欠补偿方向变化时定义为“-”。
PR是包含在上述象差补偿元件中的所有的塑料透镜的折射能力的总和。
这时，最好是使上述物镜是从光源侧顺次配置具有正折射能力的第一透镜和具有正折射能力的第二透镜的二组二个构成的物镜，而包含上述第一透镜的至少一个透镜是塑料透镜。
最好在上述第一至第四聚光系统中，上述光信息记录媒体的记录和/或再生所必需的上述物镜的规定的象侧数值孔径在0.8以下。并且上述光源最好产生550nm以下波长的光。另外上述物镜最好满足下式(18)，下式(19)
|Δ3SAOBJ|/|Δ5SAOBJ|＞1...(18)
|Δ3SAOBJ|/|Δ5SAOBJ|＞3...(19)
式中：Δ5SAOBJ是在上述物镜的塑料透镜的折射率随上述物镜的环境温度变化ΔTOBJ只变化ΔNOBJ场合将上述物镜的象差展开成Zernike的多项式时的5次球面象差分量的变化量。
按照本发明的拾光装置是包括具有光源、和使从上述光源射出的光束聚光在光信息记录媒体的信息记录面上的聚光系统的光信息记录媒体的记录和/或再生用的拾光装置，其特征在于：作上述聚光系统具有上述第一至第四中任何一种聚光系统。
最好上述拾光装置具有用于可变调整包含在上述象差补偿元件中的透镜中的至少二个透镜的间隔的执行机构，通过利用上述执行机构可变调整该间隔使由上述聚光系统的各光学面产生的球面象差变小。
按照本发明的记录·再生装置搭载上述拾光装置，以便能进行声音和/或图像记录和/或声音和/或图像的再生那样的构成。
按照本发明的第一象差补偿元件是配置有光源和从上述光源侧顺次配置具有正折射能力的第一透镜和具有正折射能力的第二透镜的二组二个构成，包含在上述第一透镜中的至少一个透镜是配置在与作为塑料透镜的物镜之间的光路中的象差补偿元件，上述象差补偿元件具有均为塑料透镜的正透镜和负透镜，上述正透镜和负透镜中至少一方具有形成有衍射构造的至少一个衍射面，并且满足下式(20)和(12)
Δθ/ΔTAc＜0...(20)
Pλ1＜Pλ0＜Pλ2...(12)
式中Δθ是上述象差补偿元件的温度只变化ΔTAC时从上述象差补偿元件射出的光束的上方边缘光线的倾角变化量，其符号以光轴为基准，把在顺时针方向变化场合定为正，把向反时针方向变化场合定义为负。
Pλ0是在上述光源产生波的光波波长下的上述象差补偿元件的总的近轴焦率(mm-1)
Pλ1是在比上述光源产生的波长短10nm的波长下的上述象差补偿元件的总的近轴焦率(mm-1)
Pλ2是在比上述光源产生的光波长长10nm下的上述象差补偿元件总的近轴焦率(mm-1)。
按照本发明的第二象差补偿元件是在包括光源与具有至少一个塑料透镜的物镜之间的光路中配置的象差补偿元件，上述象差补偿元件包括正透镜和负透镜，上述象差补偿元件的总的近轴焦率具满足式(1)或(2)那样的温度依存关系。
PT1＜PT0＜PT2...(1)
PT1＞PT0＞PT2...(2)
式中PT0是在25℃下上述象差补偿元件的总的近轴焦率(mm-1)
PT1是在-5℃下的上述象差补偿元件的总的近轴焦率(mm-1)
PT2是在55℃下的上述象差补偿元件的总的近轴焦率(mm-1)
在上述第一或第二象差补偿元件中，最好是，上述正透镜和上述负透镜都是塑料透镜，上述正负透镜中的至少一方具有形成有衍射构造的至少一个衍射面。并且最好是，上述正透镜和上述负透镜的某一方是塑料透镜，而另一方是玻璃透镜。
按照本发明的物镜是用在上述第一至第四聚光系统中任何一个上的物镜，其特征在于满足下式(21)。
|Δ3SAOBJ|/|Δ5SAOBJ|＞3...(21)
式中：Δ3SAOBJ是包含在上述物镜中的塑料透镜中的至少一个的折射率随着上述物镜的环境温度的变化ΔTOBJ变化场合将上述物镜的残余象差展开成Zernike多项式时的三次球面象差分量的变化量，其符号是把三次球面象差分量向过补偿方向变化时定义为“+”，把三次球面象差分量向欠补偿方向变化时定义为“-”。
Δ5SAOBJ是在包含在上述物镜中的塑料透镜中至少一个塑料透镜的折射率随着上述物镜的环境温度变化的场合将上述物镜的残留象差展开成Zernike多项式时的五次球面象差分量的变化量。
下面说明本发明的第一至第四聚光系统中的在温度变化时产生的物镜的球面象差变化的补偿原理。
塑料透镜具有当温度上升时折射率向变小的方向变化，而当温度下降时向折射率变大的方向变化的特性，球面象差随着该折射率变化而变化。该球面象差变化依赖塑料透镜的透镜构成个数和近轴焦率分配向欠补偿或过补偿方向变化。
另外，当使物镜的成象放大率变大时，即使入射在物镜上的光束的发散度变小时，可以使过补偿的方向球面象差发生，而当使物镜的成象放大率变小时，即使入射在物镜上的光束的发散度变大时，可以使欠补偿的方向的球面象差发生。
因此对在温度上升时具有球面象差向补偿不足方向变化那样的温度依赖关系的物镜，通过使入射在物镜上的光束的发散度变大，使随着折射率变化的球面象差的变化和随着成象放大率变化的球面象差的变化可以互相相消，而对在温度上升时具有球面象差向过补偿方向变化那样的温度依赖关系的物镜，通过使入射在物镜上的光束发散度变小，使随折射率变化的球面象差的变化和随成象放大率的变化的球面象差的变化互相相消。
按照本发明的第一聚光系统的补偿元件至少某一方具有作为衍射透镜的塑料正透镜和负透镜。
在象差补偿元件的塑料正透镜和塑料负透镜均是折射透镜的场合，在折射率随温度上升而变小的场合，由正透镜引起的光束的收敛作用变弱，而由负透镜引起的光束的发散作用变弱，因此从象差补偿元件射出的光束的发散度，即物镜成象的放大率在温度变化之前后几乎不变化。
因此，通过使塑料正透镜和负透镜中的至少一方制成形成有衍射构造的衍射透镜，可以自由地选择随着温度变化的来自象差补偿元件射出光束的发散度变化。因为这时使衍射能力与塑料透镜的折射能力的总和的分配最佳化，并具有满足象差补偿元件的总的近轴焦率(1)式或(2)式那样的温度依赖关系，所以可以使随温度化的物镜的球面象差变化与由来自象差补偿元件的射出光束的发散度变化(即物镜的成象放大率变化)引起的物镜球面象差变化互相抵消。
另外，按照本发明的第二聚光系统的象差补偿元件是由某一方是玻璃透镜而另一方是塑料透镜的正透镜和负透镜构成。
因为玻璃透镜伴随线膨胀系数和温度变化等的折射率变化比塑料透镜的小一个数量级，所以随温度变化的玻璃透镜的近轴焦率变化与塑料透镜的近轴焦率的变化相比小到可以略去不计，因此象第二聚光系统的象差补偿元件那样，通过由某一方是玻璃透镜而另一方是塑料透镜的正透镜和负透镜构成相差补偿元件，可以自由地选择随着温度变化的来自象差补偿元件的射出光束的发散度变化。因为这时使玻璃透镜与塑料透镜的近轴焦率的比值最佳化，并且具有满足象差补偿元件的总的近轴焦率(1)或(2)式那样的温度依赖关系，所以可以使随温度变化的物镜的球面象差变化与由来自象差补偿元件的射出光束的发散度变化(即物镜的成象放大率变化)引起的透镜的球面象差变化互相抵消。
另外，在物镜具有如(4)式那样具有在温度上升时球面相差向欠补偿方向变化那样的温度依赖关系的场合，在第一聚光系统中，最好为了使包含在象差补偿元件中的所有的塑料透镜的折射能力的总和满足(3)式而确定衍射能力与塑料透镜的折射能力的总和的分配。在第二聚光系统中，最好为了使包含在象差补偿元件中的所有的塑料透镜的折射能力的总和满足(3)式而确定玻璃透镜与塑料透镜的近轴焦率的总和的分配。
作为满足在温度上升时球面象差向欠补偿方向变化那样的温度依赖关系即(3)式那样的温度依赖关系的物镜，是配置具有正折射能力的第一透镜和具有正折射能力的第二透镜的二组二个构成物镜，并且有上述第一透镜和上述第二透镜中至少包含在上述第一透镜的一个透镜是塑料透镜的物镜。从低成本和轻重量的观点上看，比较好的是，第一透镜和第二透镜都是塑料透镜。
在按照本发明的第一和第二聚光系统的物镜具有满足(3)式那样的温度依赖关系的场合，包含在象差补偿元件中的塑料透镜最好具有至少一个形成有满足(5)那样的衍射能力的衍射构造。因此可以容易使来自象差补偿元件的射出光束的发散度变化对应随温度变化的球面象差的变化最佳化，从而有效地补偿随着温度变化的物镜的球面象差变化。
另外在物镜具有象(9)式那样在温度上升时球面象差向过补偿方向变化那样的温度依赖关系的场合，在上述第一聚光系统中，最好是为了使包含在象差补偿元件中的所有的塑料透镜的折射能力的总和满足(8)式而确定衍射能力和塑料的折射能力的总和的分配，在第二聚光系统中，最好为了使包含在象差补偿元件中的所有的塑料透镜的折射能力的总和满足(8)式而确定玻璃透镜和塑料透镜的近轴焦率的总和的分配。
作为满足在温度上升时球面象差向不过补偿方向变化那样的温度依赖关系即(9)式那样的温度依赖性的物镜有一组一个构成的塑料透镜。
在按照本发明的第一和第二聚光系统的物镜满足(9)式那样的温度依赖关系的场合，包含在象差补偿元件中的塑料透镜最好具有至少一个形成具有满足(10)式那样的衍射能力的衍射构造的衍射面。因此可以容易使来自象差补偿元件的射出光束的发散度变化对应随着温度变化的物镜的球面象差变化最佳化，从而能有效地补偿随着温度变化的物镜的球面象差变化。
另外，在本说明书中，衍射构造(或衍射图形)的衍射能力在由式(6)定义的光程差函数表示附加在透射过这些的衍射构造(或衍射图形)的波阵面上的光程差时被-2·n·b2表示。在此，在某个光学元件的二个以上的光学面上在形成有衍射构造(或衍射图形)的场合，该光学元件的(作为衍射透镜的)衍射能力如被(7)式定义那样，变成各自的衍射构造(或衍射图形)的衍射能力的总和。
按照本发明的第三和第四聚光系统既是能补偿随着具有至少一个塑料透镜的物镜的温度变化的球面象差变化的聚光系统，又是能补偿物镜的轴向色差的聚光系统。
按照本发明的第三聚光系统，包括在光源与具有至少一个塑料透镜的物镜之间的光路中配置包含均为塑料透镜的正透镜和负透镜的象差补偿元件，在正透镜和负透镜的至少一方的透镜的至少一个面上形成具有如(5)式那样的衍射能力的衍射构造。而且该聚光系统的物镜具有满足(11)式那样的温度特性。(11式)的含意是在物镜的环境温度上升时因包含在物镜中的塑料透镜的折射率变化而物镜的球面象差向欠补偿方向变化。作为具有这样温度依赖关系的物镜，有至少把配置在光源侧的透镜用塑料透镜的二组二个构成的物镜。
如上所述那样，在象差补偿元件的塑料正透镜和塑料负透镜都是折射透镜的场合，因为在折射率随温度上升变小的场合，通过正透镜的光束的收敛作用变弱，同时通过负透镜的光束的发散作用变弱，所以使从象差补偿元件射出的光束的发射率即物镜的成象放大率在温度变化前后几乎不变化。
与此相对应，在不使塑料正透镜总的近轴焦率(设＝P凸)变化，而塑料正透镜上形成具有正的衍射能力(设＝PD)的衍射构造时，塑料正透镜的折射能力变成下式(22)的右边的第一项。
P凸＝(P凸-PD)+PD...(22)
因为根据(22)式塑料透镜的折射放大率只由衍射构造的衍射能力那份变小，所以在环境温度上升的场合的光线收敛作用的变化比塑料透镜是折射透镜的场合变小。因此在环境温度上升的场合从象差补偿元件射出的光束的上方的边缘光线的倾角与环境温度变化前相比，向变小的方向变化。因为这相当于向物镜的成象放大率变大的方向变化，所以能抵消向欠补偿方向变化的物镜的球面象差。
另外，如果不使塑料负透镜总的近轴焦率(设为＝P凹)变化而在塑料负透镜上形成具有正的衍射能力(设为＝PD)的衍射构造时，则塑料负透镜的折射能力变成下式(23)的右边第一项那样。
P凹＝(P凹-PD)+PD...(23)
从(23)式可看出，因为塑料负透镜的折射率仅由衍射构造的衍射能力那份变大，所以在环境温度上升场合的光线的发散作用的变化比负透镜是折射透镜的场合变化。因此在环境温度上升的场合从象差补偿元件射出的光束的M上线的倾角向比环境温度变化前变小的方向变化，因为这相当于向物镜的成象放大率向变大的方向变化，所以能抵消向欠补偿方向变化的物镜的球面象差。
另外，因为在该象差补偿元件的塑料透镜上形成具有(5)式那样的衍射能力的衍射构造，所以该象差补偿元件的总的近轴焦率具有满足(12)式那样的波长特性。因此由于在与光源产生的波长仅相差10nm的波长的光入射时，象差补偿元件产生的色差与由物镜产生的色差相互抵消，所以通过象差补偿用元件与物镜的光在光信息记录媒体的信息记录面上的聚光束斑变成色差被抑制很小的状态。通过使与本聚光系统的象差元件组合，即使是不能严格补偿色差的物镜，也能作为高密度DVD用的物镜作用。
(3)式和(13)式至(15)式是为了有效地抵消在环境温度变化时的物镜的球面象差的变化和使通过象差补偿用元件和物镜的光在光信息记录媒体记录面上的聚光束斑的色差抑制得充分小的条件。由于使形成在象差补偿元件的塑料透镜上的衍射构造的衍射能力、包含在象差补偿元件中的所有的塑料透镜的折射能力的和、在环境温度变化时物镜的三次球面象差的变化量和物镜的色差的偏差尽量满足(3)式、(13)式至(15)式，所以可以使物镜的温度特性的补偿和色差的补偿独立进行。
按照本发明的第四聚光系统在与具有至少一个塑料透镜的物镜之间的光路中包括由至少一方是塑料透镜的正透镜和负透镜组成的二组二个象差补偿元件，并且在正透镜与负透镜中作为塑料透镜的透镜的至少一个面上形成衍射构造。
在按照本发明的第四聚光系统包括具有满足(16)式那样的温度特性的物镜的场合，最好使象差补偿元件的正透镜为塑料透镜。这时，使包含在象差补偿元件中的所有的塑料透镜折射能力的总和满足(8)式，同时适当地设定正透镜的折射能力与包含在象差补偿元件中的所有的塑料透镜的折射能力的总和的比值，从而使从象差补偿元件射出的光束的边缘光线的倾角随着温度的变化量变成所希望值，借此可以有效地补偿随着温度变化引起的物镜的三次球面象差分量的变化。
另外本发明的第四聚光系统包括具有满足(17)式那样的温度特性的物镜的场合，最好使象差补偿元件的负透镜为塑料透镜。这时使包含在象差补偿元件中的所有的塑料透镜的折射能力的总和满足(3)式，同时适当地设定负透镜的衍射能力与包含在象差元件的所有的塑料透镜的折射能力的总和的比值，从而使从象差补偿元件射出的光束的边缘光线的倾角随着温度变化成所希望的值，可以有效地补偿随着温度变化的物镜的三次球面象差分量的变化量。
另外，因为按照本发明的聚光系统的象差补偿元件具有满足(12)式那样的波长特性，所以因与第三聚光系统有同样的作用效果，而能补偿物镜的轴向色差。
如上述那样，因折射率随着温度变化产生的塑料透镜的球面象差变化与数值孔径的4次方成比例增大。在按照本发明的聚光系统中，在物镜的数值孔径在0.8以上的场合，可以使象差补偿元件对随温度变化的球面象差变化的补偿效果变大。
虽然当使按照本发明的聚光系统的使用波长变成550nm以下时，能进行高密度记录，但如上所述那样，存在由物镜产生的色差的问题。在此，如果使按照本发明的聚光系统的象差补偿元件具有满足(12)式那样的波长特性，则可以使由象差补偿元件产生的色差与由物镜产生的色差互相抵消，从而可解决色差的问题。
另外，按照本发明的物镜最好满足(18)式。因此可以使在环境温度变化时的物镜的三次球面象差变化随着物镜的成象放大率的变化抵消后的残留高次球面象差变小。为了达到以上的效果，更优选的是物镜具有满足(19)式那样的温度特性。
作为按照本发明的聚光系统中的象差补偿元件，最好是使配置在准直透镜与物镜之间的光路中的光束扩展器或光束收缩器。在本说明书中所谓光束扩展器是指把入射光束扩大射出的光学元件，所谓光束收缩器是指把入射光束收缩射出的光学元件。
如上所述，如果用按照本发明的第一至第四聚光系统，则如特平2002-82280号公报中记载的拾光装置那样，不用移动象差补偿元件的透镜，就可以补偿因包含塑料透镜的物镜的折射率变化的球面象差变化，从而可以实现搭载按照本发明聚光系统拾光装置的部件个数减少，制造成本的降低等。
按照包括本发明的第一至第四聚光系统的拾光装置最好具有用于可变调整包含在象差补偿元件的透镜中至少二个透镜的间隔的执行机构。借此可以在记录·再生在二层光盘或三层光盘等同一光束入射面一侧具有多个记录层的光信息媒体的场合，层间跳跃时变化的三次球面象差抵消。并且即使在物镜上残留因制造误差和环境温度变化引起的三次球面象差的场合，也能通过可调整透镜间隔补偿残留三次球面象差。
按照本发明的第一象差补偿元件是由光源和从光源侧顺次配置由具有正折射力的第一透镜和具有正折射力的第二透镜的二组二个构成，并且在与第一透镜和第二透镜中包含第一透镜的至少一个透镜配置在与作为塑料透镜的物镜之间的光路中。而且具有都是塑料透镜的正透镜和负透镜，在正透镜和负透镜的至少一方的透镜的至少一个面上形成衍射构造。并且在象差补偿元件的环境温度只变化ΔTAC时的从象差补偿元件射出的光束的上方边缘光线的倾角的变化量满足(20)式而该总的近轴焦率还具有满足(12)式那样的波长特性。
至少包含第一透镜的一个透镜用塑料透镜的二组二个构成的物镜在环境温度上升后塑料透镜的折射率变小的场合，具有三次球面象差分量向欠补偿方向变化的温度特性。因为按照本发明的象差补偿元件满足环境温度变化时的射出光束的上方边缘光线的倾角变化量满足(20)式，所以可以抵消向欠补偿方向变化的物镜的三次球面象差。
另外，虽然在折射型的正透镜中，在入射的光波波长向变成的方向变化时具有成象位置向变长的方向变化的波长特性，但因为按照本发明的象差补偿元件的总的近轴焦率具有满足(12)式那样的波长特性，所以可以在与光源产生的光只相差10nm的波长的光入射时使由象差补偿元件产生的色差与由物镜产生的色差互相抵消。结果通过象差补偿元件和物镜的光在光信息记录媒体的信息记录面上的聚光束斑点变成色差(波长变化时成象位置的移动)被抑制很小的状态。通过与本发明的象差补偿元件组合，即使是没有严格补偿色差的透镜，也能作高密度DVD用的物镜使用。
按照本发明的第二象差补偿元件是在光源与具有至少一个塑料透镜的物镜之间的象差补偿元件，具有正透镜和负透镜，总的近轴焦率满足(1)式或(2)式。
作为具体的构成，正透镜和负透镜都是塑料透镜，正透镜和负透镜中至少一方具有至少一个形成衍射构造的衍射面那样构成的象差补偿元件、正透镜和负透镜的某一方是塑料透镜，另一方是用塑料透镜的象差补偿元件。
通过如上述那样构成按照本发明的象差补偿元件，因为与按照本发明的第一聚光系统和第二聚光系统的作用效果相同，所以可以抵消由物镜产生的温度变化的球面象差的变化。
另外，按照上述的本发明的拾光装置可以搭载在例如用于下一代更高密度的光信息记录媒体的演凑装置，或驱动器等或使它们组合的AV设备、个人计算机其它的信息终端等的声音和/或图像的记录装置和/或再生装置上。
附图说明
图1是表示现有技术的NA0.58，设计基准波长405nm、焦点距离1.76mm、设计基准温度25°的一组一个构成的塑料透镜和二组两个构成的塑料物镜的对应温度变化的波阵面象差分量变化情况的图。
图2是关于图1的两个塑料透镜表示入射在物镜上的光的波长离开设计基准波长(405nm)变化的场合的物镜散焦成分引入的波长象差的变化的图。
图3是概略表示包含与第一实施方式有关的聚光系统的拾光装置的构成的图。
图4是概略表示包含与第二实施方式有关的聚光系统的拾光装置的构成图。
图5是实施例1的聚光系统的光路图。
图6是表示在实施例1的聚光系统的波长405±1nm的球面象差和轴向色差的图。
图7是实施例2的聚光系统的光路图。
图8是在实施例2的聚光系统的波长405±1nm的球面象差和轴向色差的图。
图9是实施例3的聚光系统的光路图。
图10是表示在实施例3的聚光系统的波长405±1nm的球面象差和轴向色差的图。
图11是实施例4的聚光系统的光路图。
图12是实施例5的聚光系统的光路图。
图13是表示通过实施例1至5的象差补偿在物镜上元件补偿随着环境温度上升变化的三次球面象差的补偿的结果的图。
图14是表示通过实施例1至3的象差补偿元件补偿在物镜上随着光源的瞬间的波长变化发生的轴向色差的结果的图。
图15是表示在实施例2的聚光系统中通过使象差补偿元件的间隔变化补偿在保护层的厚度变化时变化的三次球面象差的结果图。
图16是表示按图15的补偿后环境温度上升时的波阵面象差的RMS值的图。
图17是表示按图15的补偿后光源的瞬时的波长变化发生时的波阵面象差的RMS值的图。
具体实施方式
下面参照附图说明按照本发明的第一和第二实施方式。
(第一实施方式)
图3是概略表示包含与第一实施方式有关的聚光系统的拾光装置构成的图。拾光装置1包括作为光源的半导体光源半导体激光器2、将来自半导体激光器2的发射光束变换成平行光束的准直器3、象差补偿元件4和物镜5。
半导体激光器2是产生波长400nm左右的光的GaN系兰紫光的激光器。而作为产生波长400nm左右的光的光源除上述GaN系兰紫光的激光器外也可以是SHG兰紫光的激光器。
高密度光盘6是在同一光束入射面侧上夹着中间层6a具有第一信息记录面6b和第二信息记录面6c的二层光盘。
另外，配置在准直器3与物镜5之间的平行光束中的象差补偿元件4是由均是塑料透镜的负透镜4a和正透镜4b组成的二组二个构成的光束扩展器，在正透镜4b的物镜5一侧的面上设置大致同心圆状的衍射图形。
物镜5是将来自象差补偿元件4的光束在衍射极限内聚光在高密度光盘6的信息记录面6b上的透镜，由通过保持部件5a形成为一体的二个塑料透镜构成，具有至少一个非球面，光盘6一侧的数值孔径为0.85。另外，物镜5包括具有相对光轴垂直延伸的面的凸缘部5b，通过该凸缘部5b可以更精确地将物镜5安装在拾光装置1上。
从半导体激光器射出的发散光束通过准直器3变成平行光束，再经偏光分束器7和1/4波长片8变成圆偏振光，透射象差补偿元件4后，通过物镜5经高密度光盘6的保护层6a变成在第一信息记录面6b上形成的光束斑。物镜5被配置在其周边的二轴执行机构9聚焦控制和跟踪控制。
在第一信息记录面6b上被信息位调制的反射光束再透射物镜5、象差补偿元件4和1/4波长片后被偏光分束器7反射，随着经过准直透镜10变成收敛光束，同时被赋于非点象差，会聚在光检测器上。于是可以利用光检测器11的输出信息读出在密度光盘6上已记录的信息。
在本实施方式中，因为当物镜5和象差补偿元件4的环境温度随着来自安装在物镜5的附近的聚焦线圈和跟踪线圈等的放热或拾光装置1的外部温度的上升而上升时塑料透镜的象差分量向变小方向变化，所以在物镜5中的三次球面象差分量向欠补偿方向。另外，在作为设计基准温度25℃下，象差补偿元件4的总的近轴焦率是零，从象差补偿元件射出的光束是平行光束。在此因为在正透镜4b上的光学面上设置最有正的衍射能力的衍射图形，所以在设计基准温度是25℃下作为象差补偿元件的总的折射透镜的折射分辨率是负的。因此如果负透镜4a和正透镜4b的折射率随着环境的上升而变小，则从象差补偿元件4射出的光束变成收敛光束。结果通过使收敛光束入射在物镜5上消除向欠补偿方向变化的三次球面象差，所以从半导体激光器2射出的光束因通过象差补偿元件4物镜5，而即使在环境温度上升的场合也能在球面象差被抑制很小的状态聚光在第一信息记录面6b上。
另外，因为在象差补偿元件4的正透镜4b上的光学面上设置具有正的衍射能力的衍射图形，所以对应从半导体激光器射出的光的瞬间的波长变化用与物镜5相反的符号且发生其绝对值大致一致的轴向色差。因此由于从半导体激光器2射出的光束通过象差补偿元件4和物镜5而即使从半导体激光器2射出的光束的波长瞬间变化的场合，也几乎无轴向色差地聚光在第一信息记录面6b上。
因为象差补偿元件4的负透镜4a能通过单轴执行机构12沿光轴方向移动，所以在从第一信息记录面6b向第二信息记录面6c进行聚焦跳动的场合，可以消除随着中间层6a变化的物镜5的球面象差，从而能对第二信息记录面6c进行信息的记录·再生。
(第二实施方式)
图4是概略表示包含与第二实施方式有关的聚光系统的拾光装置的构成的图。第二实施方式中的拾光装置1′是把使来自半导体激光器2的发光束变换成平行光束的准直器和象差补偿元件形成一体的例子。
作为象差补偿元件的准直器14是由作为玻璃透镜的负透镜14a和作为塑料透镜的正透镜14b组成的二组两个构成，正透镜14b的物镜15侧的面上设置大致同心圆状的衍射图形。
物镜15是使来自准直器14的光束在衍射界限内聚光在高密度16的第一信息记录面6b上的透镜，由1个塑料透镜构成，具有至少一个非球面，光盘6侧的数值孔径为0.85。另外，物镜15包括具有相对光轴垂直延伸的面的凸缘部15，通过该凸缘部15，可以将物镜15更精密地安装在拾光装置1′上。
在本实施方式中，因为当物镜15和准直器14的环境温度随着来自安装在物镜15附近的聚光线圈和跟踪线圈等的放热或拾光装置1′的外部温度的上升时，塑料透镜的折射率向变小的方向变化，所以在物镜15中，三次球面象差分量向过补偿方向变化。另外，在作为设计基准温度25℃下，从准直器14射出的光束是平行光束，在此因为当正透镜14b的折射随环境温度上升变小时，通过正透镜14b的光束的收敛作用变弱，所以从准直器14射出的光束变成发散光束。结果因为通过使发射光束入射在物镜15上，消除向过补偿方向变化的三次球面象差，所以从半导体激光器2射出的光束因通过准直器14和物镜15而即使在环境温度上升的场合，也能在球面象差被抑制很小的状态聚光在第一信息记录面6b上。
另外，由于准直器14的正透镜14b通过单轴执行机构12沿光轴方向可变移动，所以在从第一信息记录面向第二信息记录面6c进行聚焦跳跃的场合，可以消除物层随中间层6的变化的球面象差，从而可以对第二信息记录面进行信息记录·再生。
另外，按照本发明的聚光系统、拾光装置和象差补偿元件不限于上述第一实施方式和第二实施方式中的聚光系统、拾光装置和象差补偿元件的形态，在不脱离本发明的范围内可以进行各种方式的变更。
实施例
下面通过实施例1～5更具体地说明本发明，但本发明不限于这些实施例。另外在本实施例的聚光系统的透镜中的非球面用把X轴方向设为X轴、把与光轴垂直的方向高度设为h，把面的曲率半径设为r时的下面的数1表示。并设k为圆度的系数、A2i为非球面系数
[数1]
X = h 2 / r 1 + 1 - ( 1 + k ) h 2 / r 2 + Σ i = 2 A 2 i h 2 i
另外，设置在本实施例的聚光系统的透镜上的环状衍射面可以通过下面的数2表示作为光程差函数φb，在此，n是在该衍射面上产生的衍射光中具有最大衍射光量的衍射光的衍射级数，h是与光轴垂直的高度，b2j是光程差函数的系数。
[数2]
φ b = n Σ j = 1 b 2 j h 2 j
(实施例1)
在表1中示出了关于实施例1的光学系统的数据，在图5中示出了光路。本实施例的聚光系统的设计基准波长是405nm，设计基准温度是25℃。在本实施例中，在二组二个构成的塑料物镜的光源侧具有作为由都为塑料透镜的负透镜和正透镜的二组二个构成的象差补偿元件的光束扩展器。
                                        表1
                                      实施例1
面序号 r(mm) d(mm) N404 N405 N406 备注
0 ∞ 光源
1234 -7.083∞∞-32.058 1.0002.8601.50010.000 1.524851.52485 1.524691.52469 1.524541.52454 象差补偿元件
5678 1.95910.2070.892∞ 2.4500.0501.1000.201 1.524851.52485 1.524691.52469 1.524541.52454 物镜
910 ∞∞ 0.100 1.61990 1.61950 1.61909 保护层
非球面系数
第1面 第4面 第5面 第6面 第7面
kA4A6A8A10A12A14A16 -3.0078E-01 4.9763E+00 -1.6847E-01-4.8527E-03-3.6816E-04-3.6905E-04-2.1477E-04-6.5049E-051.3300E-04-4.2576E-05 8.3955E+015.4087E-03-6.1028E-03-1.4958E-021.9993E-02-1.7848E-02 -7.4973E-011.2350E-011.6589E-021.8042E-01-1.0532E-01
衍射面系数
   第4面
 b2    -1.9595E-02
在本实施例中，因为把光束扩展器的正透镜的物镜侧的光学面制成具有正的衍射能力的衍射面，所以作为光束扩展器的总的折射透镜的折射分辨率在25°变成负的。因此可以使在温度变化时随着物镜的折射率的变化的三次球面象差变化与因来自光束扩展器的射出光束的发散度的变化而引起的物镜的球面象差变化互相抵消。并且使随着来自光源的光的瞬间的波长变化由光束扩展器的衍射面产生的轴向色差与由物镜产生的轴向色差互相抵消。
在表1的透镜数据中，衍射面系数为了使一级衍射光具有最大的衍射量而确定。图6是表示本实施例的聚光系统在405nm±1nm的球面象差图和轴向色差图，表示不管波波长如何，成象位置几乎不移动。
(实施例2)
在表2示出关于实施例2的聚光系统的数据，在图7中示出光路图。本实施例的聚光系统的设计基准波长是405nm，设计基准温度是25℃。在本实施例中，在二组二个构成的塑料物镜的光源侧具有作为由全是塑料透镜的负透镜和正透镜组成的二组二个构成的补偿元件的光束扩展器。
                                        表2
                                      实施例2
面序号 r(mm) d(mm) N404 N405 N406 备注
0 ∞ 光源
1234 -3.604∞∞-9.444 1.0002.8631.50010.000 1.524851.52485 1.524691.52469 1.524541.52454 象差补偿元件
5678 1.95910.2070.892∞ 2.4500.0501.1000.201 1.524851.52485 1.524691.52469 1.524541.52454 物镜
910 ∞∞ 0.100 1.61990 1.61950 1.61909 保护层
非球面系数
第1面 第4面 第5面 第6面 第7面
kA4A6A8A10A12A14A16 -7.8317E-01 -1.7522E-01 -1.6847E-01-4.8527E-03-3.6816E-04-3.6905E-04-2.1477E-04-6.5049E-051.3300E-04-4.2576E-05 8.3955+015.4087E-03-6.1028E-03-1.4958E-021.9993E-02-1.7848E-02 -7.4973E-011.2350E-011.6589E-021.8042E-01-1.0532E-01
衍射面系数
第1面
 b2 -3.5748E-02
在本实施例中，因为把光束扩展器的负透镜的光源侧的光学面制成具有正的衍射能力的衍射面，所以作为光束扩展器的总的折射透镜的折射分辨率在25℃变成负的。因此使温度变化时因物镜的折射率变化引起的三次球面象差变化与因来自光束扩展器的射出光束的发散度的变化引起的物镜的球面象差变化互相抵消。并且使随着来自光源的瞬间的波长变化由光束扩展器的衍射面发生的轴向色差与由物镜发生的轴向色差互相抵消。
在表2的透镜数据中，衍射面系数为使一级衍射光具有最大的衍射量而确定。图8是表示在本实施例的聚光系统的405nm±1nm下的球面象差图和轴向色差的图，示出不管波长如何，成象位置几乎不移动。
(实施例3)
在表3中示出了关于实施例的聚光系统的数据，在图9中示出光路图。本实施例的聚光系统的设计基准波长是405nm，设计基准温度是25℃。在本实施例中，在二组二个构成的塑料物镜的光源侧具有作为由全是塑料透镜的负透镜和正透镜组成的二组二个构成的准直器。
                                                表3
                                               实施例3
面序号 r(mm) d(mm) N404 N405 N406 备注
0 21.412 光源
1234 -5.680-14.29334.016-43.880 1.0001.9011.50010.000 1.524851.52485 1.524691.52469 1.524541.52454 象差补偿元件
5678 1.95910.2070.892∞ 2.4500.0501.1000.201 1.524851.52485 1.524691.52469 1.524541.52454 物镜
910 ∞∞ 0.100 1.61990 1.61950 1.61909 保护层
非球面系数
第1面 第4面 第5面 第6面 第7面
kA4A6A8A10A12A14A16 -3.9296E-01 1.7397E+01 -1.6847E-01-4.8527E-03-3.6816E-04-3.6905E-04-2.1477E-04-6.5049E-051.3300E-04-4.2576E-05 8.3955+015.4087E-03-6.1028E-03-1.4958E-021.9993E-02-1.7848E-02 -7.4973E-011.2350E-011.6589E-021.8042E-01-1.0532E-01
衍射面系数
第1面 第4面
 b2 -2.1302E-02 -1.0270E-02
在本实施例中，因为把准直器的负透镜的光源侧的光学面制成具有正的衍射能力的衍射面，所以作为准直器的总的折射透镜的折射能力在25°变成负的。因此可以使在温度变化时因物镜的折射率变化引起的球面象差变化与因来自光束扩展器的射出光束的发散度变化引起的物镜的球面象差变化互相抵消，并且使随着来自光源的光瞬间的波长变化由光束扩展器的衍射面产生的轴向色差与由物镜产生的轴向色差互相抵消。
在表3的透镜数据中，衍射面系数为了使一级衍射光量具有最大的衍射光量而确定。图10是表示本实施例的光学系统在405nm±1nm时的球面象差和轴向色差的图，示出不管波长如何，成象位置几乎不移动。
(实施例4)
在表4中示出关于实施例4的聚光系统的数据，在图11中示出光路图。本实施例的聚光系统的设计基准波长是405nm，设计基准温度是25℃。在本实施例中，在一组一个构成的塑料物镜的光源侧包括由是玻璃透镜的负透镜和是塑料的透镜的正透镜组成的二组二个构成的象差补偿元件的光束扩展器。并且象差补偿元件的正透镜的物镜侧的面制成衍射面。
                                          表4
                                         实施例4
面序号 r(mm) d(mm) N404 N405 N406 备注
0 ∞ 光源
1234 -0.984∞∞-1.044 0.4000.5000.5503.000 1.530301.56030 1.530171.56013 1.530051.55997 象差补偿元件
56 0.410-0.518 0.7900.119 1.56030 1.56013 1.55997 物镜
78 ∞∞ 0.100 1.61990 1.61950 1.61909 保护层
非球面系数
第4面 第5面 第6面
kA4A6A8A10A12A14A16A18A20 -5.4282E-011.5515E-024.7401E-03 -6.8225E-014.7569E-01-7.5261E-029.7904E+00-2.9021E+00-1.3130E+022.4202E+022.2763E+03-2.2834E+03-1.8263E+04 -2.7583E+015.6751E+00-6.8184E+013.5710E+02-7.5179E+02-4.5183E+01
衍射面系数
第4面
 b2 1.0000E-01
在本实施例中，通过使负透镜与正透镜的近轴焦率的分配和正透镜的折射能力与衍射能力的分配最佳化，抵消向物镜过补偿方向变化的三次球面象差。在表4的透镜数据中衍射面系数为了使一级衍射光具有最大衍射光量而确定。
(实施例5)
在表5中示出了关于实施例5的聚光系统的数据，在图12中示出了光路图。本实施例的聚光系统的设计基准波长是405nm，设计基准温度是25℃。在本实施例中，在二组二个构成的塑料物镜的光源侧包括由是玻璃透镜的负透镜和是塑料透镜的正透镜组成的二组二个构成的象差补偿元件的光束扩展器。
                                                表5
                                               实施例5
面序号 r(mm) d(mm) N404 N405 N406 备注
0 ∞ 光源
12 -10.08279.480 0.8002.791 1.52485 1.52469 1.52454 象差补偿元件
34 ∞-10.778 1.50010.000 1.50728 1.50718 1.50708
5678 2.0997.4880.850∞ 2.5000.0501.1000.240 1.524851.52485 1.524691.52469 1.524541.52454 物镜
910 ∞∞ 0.100 1.61990 1.61950 1.61909 保护层
非球面系数
第1面 第2面 第5面 第6面 第7面
kA4A6A8A10A12A14A16 -3.4571E+00-2.5932E-04-1.4472E-05 0.0000E+001.7939E-04-1.5680E-05 -1.2962E-01-3.3246E-03-6.2010E-05-5.1594E-04-1.1806E-04-6.6480E-051.2115E-04-3.9441E-05 4.2122E+017.0525E-03-1.8316E-029.1215E-03-6.4308E-03-7.4409E-03 -7.5218E-011.3349E-018.6490E-032.1567E-01-1.0997E-01
在本实施例中，通过使负透镜和正透镜的近轴焦率的分配最佳化来抵消随着环境温度变化向物镜的过补偿方向变化的三次球面象差。在表5的透镜数据中，衍射面系数为了使一级衍射光具有最大衍射光量而确定。
另外，在图13中示出了通过实施例1至5的象差补偿元件补偿随着环境温度上在物镜上变化的三次球面象差的结果。在光盘播放器的动作补偿温度是85℃下，在实施例1至5的场合也能达到0.03λrms以下。另外，在计算图13的波阵面象差的RMS值时，只考虑对应环境温度变化的塑料透镜的折射能力的变化，该变化量是约-1.0×10-4/℃。
另外，在图14中示出了通过实施例1至3的象差补偿元件补偿随着光源的瞬间波长的变化由物镜产生的轴向色差的结果。在相当于产生由兰紫光的半导体激光器的模干扰引起的波长变化的±1nm的波长变化的场合，在实施例1至3的任何的场合，对应±1nm的波长变化，限制在0.03λrms以下。另外在图14中，波长变化相应于是设计基准波长405nm，在计算波阵面象差的RMS值时，物镜固定在405nm下的最佳聚焦的位置上。
在图15中示出了在实施例2的聚光系统中通过使象差元件的间隔变化补偿在保护层的厚度变化的场合变化的三次球面象差的结果，在图16中示出了环境温度上升的场合的波阵面象差的RMS值，在图17中示出了在光源的瞬间的波长变化产生时的波阵面象差的RMS值。在图15中，“透镜间隔”表示象差补偿元件的负透镜与正透镜的光轴上的间隔。图15至17表示实施例2的聚光系统是在具有同一光束入射面侧上具有多个信息记录面的多层盘上也能充分对应。
另外，在表1至表6的透镜数据中，r(mm)表示曲率半径，d(mm)表示面间距，N404、N405、N406分别表示波长404nm、405nm和406nm的折射率。
另外，在上述的表或图中，有用E与10的幂相乘例如E-02(＝10-2)这样表示的情况。
另外，在本说明书中，所谓形成衍射面或衍射构造的(光学)面是提供通过在光学元件的表面侧如透镜的表面上设置起伏而使其具有使入射光束衍射的作用的面，在同一光学面上有产生衍射的区域和不产生衍射的区域的场合，称为产生衍射的区域。另外，所谓衍射构造或衍射图形是指产生该衍射的区域。作为起伏形状例如在光学元件的表面上以光轴为中心形成变成大致同心圆状的环带，如果在包含光轴的平面上看该断面，则被发现各环带是象锯齿状或阶梯形状那样的形状，但包含这样形状的起伏。
另外，在本说明书中，所谓信息的记录和再生是指在上述那样的光信息记录媒体的信息记录面上记录信息、再生已在信息记录面上记录的信息。本发明的聚光系统也可以只用于进行记录或只用于进行再生，也可以用于进行记录和再生两者。并且也可以用对某个光信息记录媒体进行记录和用于对另外的光信息记录媒体进行再生，也可以对某个光信息记录媒体进行记录或再生，对另光信息记录媒体进行记录和再生。另外在此所谓再生是包含仅读取信息。
另外，在本说明书中，所谓物镜犷狭义地是指在把光记录媒体装在拾光装置的状态在靠近光信息记录媒体侧的位置具有待与其对向配置的聚光作用的透镜，广义地是指与该透镜一起通过执行机构至少能沿其光轴方向动作的透镜。因此，在本说明书中，所谓物镜的光信息记录媒体侧(像侧)的数值孔径是指位于物镜的最靠近光记录媒体侧的光学面的数值孔径。必要的规定的数值孔径是指由各个信息记录媒体的规格规定的数值孔径或对各个光信息记录媒体能根据使用的光源的波长为了信息的记录或再生而得到的必要的光束斑点直径的和具有衍射阈值性能的物镜的数值孔径。
另外，本发明中的象差补偿元件的定义如下：
也就是说，将包含至少一个塑料透镜的物镜放置在25℃的环境温度下在经过足够的长的时间后(即在塑料透镜的折射率变化变成恒定状态后)，设测定该物镜波阵面象差时的三次球象差分量为SA1OBJ，将该物镜放置在55℃的环境温度下，经过足够长的时间后，同样测定该物镜的波阵面象差，设其三次球面象差分量为SA2OBJ。并把某光学元件配置在光源与该物镜之间的光路的光学系统放置在25℃的环境温度下，经足够长的时间后，把测定该光学系统的波阵面象差时的三次球面象差分量为SA1OBJ+AC，再把该光学系统放置在55℃的环境温度下，经足够长的时间后，同样测定该光学系统波阵面象差，设该三次球面象差成分为SA2OBJ+AC。在这四个三次球面象差分量的测定之间|SA2OBJ-SA1OBJ|＞|SA1OBJ+AC-SA2OBJ+AC|的关系成立的场合，就把该“某光学元件”定义为按照本发明的象差补偿元件。
按照本发明，能提供一种聚光系统，该聚光系统是上述高密度DVD那样的高密度的光信息记录媒体用的聚光系统，包括以比较简单的构成能使高NA塑料透镜物镜随温度变化引起的球面象差的变化抑制得很小的象差补偿元件。还提供包括在使用如半导体其振荡波长瞬间变化的光源的场合。能使由物镜产生的色差抑制得很小的象差补偿元件的聚光系统。
并且能提供搭载上述聚光系统的拾光装置和搭载该拾光装置的记录再生装置。
另外能提供一种象差补偿元件，所述象差补偿元件是适用于包括高NA塑料物镜的高密度DVD那样的更高密度的光信息记录媒体用的拾光装置的象差补偿元件，该象差补偿元件能以比较简单的构成使随着高NA塑料透镜随温度变化引起的球面象差的变化抑制得很小，并且提供在使用如半导体激光器那样的其振荡波长瞬间变化的光源的场合能使由物镜产生的色差抑制得很小的象差补偿元件。还提供能用于上述聚光系统的物镜。

Claims (27)

1.一种用于使从光源射出的光束会聚在光信息记录媒体的一个记录面上以便对该光信息记录媒体进行记录和/或再生的聚光系统，包括：
配置在与上述光信息记录媒体对置的位置上并且包括至少一个塑料透镜的物镜；和
配置在上述光源与上述物镜的光路之间的光路上并由二个均是塑料透镜的一个正透镜和一个负透镜组成的分二组构成的象差补偿元件；
其中，上述正透镜和负透镜中至少一个上具有形成有衍射构造的衍射面，并且上述象差补偿元件的总的近轴焦率具有满足下式的温度依赖关系：
PT1＜PT0＜PT2或PT1＞PT0＞PT2，式中：PT0是在温度25℃下，象差补偿元件总的近轴焦率(mm-1)，
PT1是在-5℃温度下象差补偿元件总的近轴焦率(mm-1)，和
PT2是在55℃温度下象差补偿元件总的近轴焦率(mm-1)。
2.一种用于使从光源射出的光束会聚在光信息记录媒体的一个记录面上以便对该光信息记录媒体进行记录和/或再生的聚光系统，包括：
配置在与上述光信息记录媒体对置的位置上并且包括至少一个是塑料透镜的物镜；和
配置在上述光源与上述物镜之间的光路上并由两个一个正透镜和一个负透镜组成的分二组构成的象差补偿元件，所述的正透镜和负透镜中的一个是塑料透镜而另一个是玻璃透镜；
其中，上述象差补偿元件的总的焦率具有满足下式的温度依赖关系：
PT1＜PT0＜PT2，或PT1＞PT0＞PT2，式中：PT0是在温度25℃下象差补偿元件总的近轴焦率(mm-1)，
PT1是在温度-5℃下象差补偿元件总的近轴焦率(mm-1)，和
PT2是在55℃温度下象差补偿元件总的近轴焦率(mm-1)。
3.如权利要求1或2所述的聚光系统，其特征在于：所述象差补偿元件满足式PT1＜PT0＜PT2，并且满足下式：
PR＜0
3SAOBJ(55℃)-3SAOBJ(25℃)＜0式中：PR是包含在象差补偿元件中的所有塑料透镜的折射能力的总和
3SAOBJ(55°)是在温度55℃下物镜残留象差的三次球面象差分量，和
3SAOBJ(25°)是在温度25℃下物镜残留象差的三次球面象差分量；其中，当三次球面象差分量是过补偿时，三次球面象差分量的符号是正号(+)，而当三次球面象差分量是欠补偿时，三次球面象差的符号是负号(-)。
4.如权利要求3所述的聚光系统，其特征在于：上述物镜是由二组二个元件构成的物镜，其中具有正的折射能力的第一透镜和具有负的折射能力的第二透镜从光源侧顺次配置，以及
至少包括第一透镜的一个透镜是塑料透镜。
5.如权利要求3所述的聚光系统，其特征在于：包括在象差补偿元件中的塑料透镜具有一个上面形成有衍射结构的至少一个衍射面，并且满足下式：
PD＞0
PD是在用公式φb＝n(b2h2+b4h4+b6h6+...)表示附加在已经通过上述衍射结构的波阵面上的光程差时由公式PD＝∑(-2·n·b2)定义的衍射能力的总和，其中，n是在由上述衍射结构产生的衍射光线中具有最大的衍射光量的衍射光线的衍射级数，h是距光轴的高度(mm)，b2、b4和b6分别是二次、四次和六次光程差函数的系数，即所谓衍射面系数。
6.如权利要求1或2所述的聚光系统，其特征在于：上述象差补偿元件满足公式：
PT1＞PT0＞PT2并满足下面的公式
PR＞0
3SAOBJ(55℃)-3SAOBJ(25℃)＞0式中：PR是包含在象差补偿元件中的所有塑料透镜的折射能力的总和
3SAOBJ(55°)是在温度55℃下物镜残留象差的三次球面象差分量；和
3SAOBJ(25°)是在温度25℃下物镜残留象差的三次球面象差分量；其中，当三次球面象差分量是过补偿时，三次球面象差分量的符号是正号(+)，而当三次球面象差分量是欠补偿时，三次球面象差的符号是负号(-)。
7.如权利要求6所述的聚光系统，其特征在于：所述的物镜由一个透镜按一组构成的一个塑料透镜。
8.如权利要求6所述的聚光系统，其特征在于：包括在象差补偿元件中的塑料透镜具有一个上面形成有衍射结构的至少一个衍射面，并且满足下式：
PD＜0
PD是在用公式φb＝n(b2h2+b4h4+b6h6+...)表示附加在已经通过上述衍射结构的波阵面上的光程差时由公式PD＝∑(-2·n·b2)定义的衍射能力的总和，其中，n是在由上述衍射结构产生的衍射光线中具有最大的衍射光量的衍射光线的衍射级数，h是距光轴的高度(mm)，b2、b4和b6分别是二次、四次和六次光程差函数的系数，即所谓衍射面系数。
9.一种用于使从光源射出的光束会聚在光信息记录媒体的一个记录面上以便对该光信息记录媒体进行记录和/或再生的聚光系统，包括：
配置在与上述光信息记录媒体对置的位置上并且具有至少一个塑料透镜的物镜；和
配置在光源与物镜之间的光路上并由均二组二个是塑料透镜的一个正透镜和一个负透镜构成的象差补偿元件；
其特征在于：上述正透镜和负透镜的至少一个具有上面形成有至少一个衍射结构的衍射表面，并且满足下述公式：
PD＞0
Δ3SAOBJ/ΔTOBJ＜0
Pλ1＜Pλ0＜Pλ2，
式中：PD是在用公式φb＝n(b2h2+b4h4+b6h6+...)表示附加在已经通过上述衍射结构的波阵面上的光程差时由公式PD＝∑(-2·n·b2)定义的衍射能力的总和，其中，n是在由上述衍射结构产生的衍射光线中具有最大的衍射光量的衍射光线的衍射级数，h是距光轴的高度(mm)，b2、b4和b6分别是二次、四次和六次光程差函数的系数，即所谓衍射面系数，
ΔTOBJ表示物镜的环境温度的变化量，
Δ3SAOBJ表示在包含在上述物镜中的塑料透镜中至少一个塑料透镜的折射率随着上述物镜的环境温度变化量ΔTOBJ变化时，将上述物镜的残余象差展开成Zernike多项式时的三次球面象差分量的变化量，其中，当三次球面象差分量是过补偿时，其符号是正号(+)，而当三次球面象差分量是欠补偿时，其符号是负号(-)，
Pλ0是在从光源射出的光束的波长下象差补偿元件的近轴焦率(mm-1)；
Pλ1是在比从光源射出的光束的波长短10nm下象差补偿元件的总的近轴焦率(mm-1)；
Pλ2是在比从光源射出的光束的波长长10nm下象差补偿元件的总的近轴焦率(mm-1)。
10.如权利要求9所述的聚光系统，其特征在于：上述物镜是由二个元件组成二组构成的物镜，其中具有正的折射能力的第一透镜和具有负的折射能力的第二透镜从光源侧顺次配置，以及
至少包括第一透镜的一个透镜是塑料透镜。
11.如权利要求9所述的聚光系统，其特征在于：满足以下的公式
1.0×10-2＜PD＜10.0×10-2
PR＜0
-30.0×10-4＜Δ3SAOBJ/(ΔTOBJ·NA4·fOBJ)＜0
0.5×10-3＜ΔfBOBJ/fOBJ＜2.5×10-3式中PR是包含在象补偿元件中的所有塑料透镜的折射能力的总和
NA是为对光信息记录媒体进行记录和/或再生所必需的物镜规定的成象侧的数值孔径；
fOBJ是物镜的焦距(mm)，和
ΔfBOBJ是当具有比从光源射出的光束的波长长10nm的光入射到物镜时的轴向色差。
12.一种用于使从光源射出的光束会聚在光信息记录媒体的一个记录面上以便对该光信息记录媒体进行记录和/或再生的聚光系统，包括：
配置在与上述光信息记录媒体对置的位置上并且具有至少一个塑料透镜的物镜；和
配置在上述光源与上述物镜之间的光路上并由至少一个是塑料透镜的一个正透镜和一个负透镜组成的两组构成的象差补偿元件；其中，所述正透镜和负透镜中的塑料透镜具有至少一个衍射面，该衍射面上形成有衍射结构；
其中，象差补偿元件补偿由聚光系统的环境温度的变化而引起的至少包含在物镜中的塑料透镜中的一个塑料透镜的折射率的变化产生的物镜的球面象差的变化，所述象差补偿元件通过由它的塑料透镜的折射率的变化引起的从象差补偿元件射出的光束的发散强度的变化进行补偿，并满足下述的公式：
Pλ1＜Pλ0＜Pλ2
式中：Pλ0是在从光源射出的光束的波长下的象差补偿元件的总的近轴焦率(mm-1)，
Pλ1是在比从光源射出的光束的波长短10nm下的象差补偿元件总的近轴焦率(mm-1)，和
Pλ2是在比从光源射出的光束的波长长10nm下的象差补偿元件总的近轴焦率(mm-1)。
13.如权利要求12所述的聚光系统，其特征在于：上述象差补偿元件的正透镜是塑料透镜，并满足下述的公式：
Δ3SAOBJ/ΔTOBJ＞0
PR＞0
式中：Δ3SAOBJ表示在包含在上述物镜中的塑料透镜中至少一个塑料透镜的折射率随着上述物镜的环境温度变化量ΔTOBJ变化时，将上述物镜的残余象差展开成Zernike多项式时的三次球面象差分量的变化量，其中当三次球面象差分量是过补偿时，其符号是正号(+)，而当三次球面象差分量是欠补偿时，其符号是负号(-)，
ΔTOBJ表示物镜的环境温度的变化量，
PR是包含在象差补偿元件中的塑料透镜的折射能力的总和。
14.如权利要求13所述的聚光系统，其特征在于：上述物镜是1个为一个元件构成一组的塑料透镜。
15.如权利要求14所述的聚光系统，其特征在于：上述补偿元件的负透镜是塑料透镜，并且满足下述公式：
Δ3SAOBJ/ΔTOBJ＜0
PR＜0
式中：Δ3SAOBJ表示在包含在上述物镜中的塑料透镜中至少一个塑料透镜的折射率随着上述物镜的环境温度变化量ΔTOBJ变化时，将上述物镜的残余象差展开成Zernike多项式时的三次球面象差分量的变化量，其中当三次球面象差分量是过补偿时，其符号是正号(+)，而当三次球面象差分量是欠补偿时，其符号是负号(-)，
ΔTOBJ表示物镜的环境温度的变化量，
PR是包含在象差补偿元件中的塑料透镜的折射能力的总和。
16.如权利要求15所述的聚光系统，其特征在于：上述物镜是由两个元件按两组构成的物镜，其中具有正折射能力的第一透镜和具有正折射能力的第二透镜按从光源侧顺序配置，并且其中至少包括第一透镜的一个透镜是塑料透镜。
17.如权利要求1、2、9或12所述的聚光系统，其特征在于：为了记录和/或再生光信息记录媒体所必需的规定象侧的数值孔径是0.8或大于0.8。
18.如权利要求1、2、9或12所述的聚光系统，其特征在于：光源发射具有波长550nm或小于550nm的光束。
19.如权利要求1、2、9或12所述的聚光系统，其特征在于：物镜满足下面的公式
|Δ3SAOBJ|/|Δ5SAOBJ|＞1
式中：Δ5SAOBJ表示在因物镜的环境温度的变化ΔTOBJ而物镜的塑料透镜的折射率变化为ΔNOBJ时，将物镜的残余象差展开Zernike′s多项式情况下的球面象差的五次分量的变化。
20.如权利要求19所述的聚光系统，其特征在于：上述物镜满足下述公式
|Δ3SAOBJ|/|Δ5SAOBJ|＞3。
21.一种用于记录和/或再生光信息记录媒体的拾光装置，包括：
一个光源，和
用于权利要求1、2、9和1 2所述的任何一个把从光源射出的光束会聚在光信息记录介质的信息记录面上的聚光系统。
22.如权利要求21所述的拾光装置，其特征在于，还包括：以使在光会聚的光学系统中的每个光学表面上产生的球面象差达到最少的方式可改变地调整在包括在象差补偿元件的透镜中至少二个透镜之间的距离的执行机构。
23.一种利用权利要求21所述的拾光装置的声音和/或图像记录装置和/或一种声音和/或图像的再生装置。
24.一种配置在光源与包括至少一个塑料透镜的物镜之间的光路上的象差补偿元件，包括：
一个正透镜和一个负透镜；
其中所述的象差补偿元件的总的焦率具有满足下述公式的温度依赖关系：
PT1＜PT0＜PT2，或PT1＞PT0＞PT2，
式中：PT0是在温度25℃下象差补偿元件总的近轴焦率(mm-1)
PT1是在温度-5℃下象差补偿元件总的近轴焦率(mm-1)，和
PT2是在55℃温度下象差补偿元件总的近轴焦率(mm-1)。
25.如权利要求24所述的象差补偿元件，其特征在于：正透镜和负透镜都是塑料透镜，并且正透镜和负透镜中的至少一个具有上面形成有衍射结构的至少一个衍射面。
26.如权利要求24所述的象差补偿元件，其特征在于：所述的正透镜和负透镜中的一个是塑料透镜，而另一个是玻璃透镜。
27.一种用在权利要求1、2、9和12中任何一项所述的会聚光系统上的物镜，其特征在于：满足下面的公式
|Δ3SAOBJ|/|Δ5SAOBJ|＞3
式中：Δ3SAOBJ表示在包含在上述物镜中的塑料透镜中至少一个塑料透镜的折射率随着上述物镜的环境温度变化量ΔTOBJ变化时，将上述物镜的残余象差展开成Zernike多项式时的三次球面象差分量的变化量，其中，当三次球面象差分量是过补偿时，其符号是正号(+)，而当三次球面象差分量是欠补偿时，其符号是负号(-)，
Δ5SAOBJ表示在包括在物镜中的塑料透镜中的至少一个塑料透镜的折射率因物镜的环境温度的变化ΔTOBJ而变化时，将物镜的残余象差展开Zernike多项式情况下的球面象差的五次分量的变化。
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