CN1715985A - 物镜和光学拾取装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于光学拾取装置的物镜，该光学拾取装置利用波长为λ1的光束在保护基板厚度为t1的第1光学信息记录介质上进行信息再生和/或记录；利用波长为λ2(λ1＜λ2)的光束在保护基板厚度为t2(t1＜t2)的第2光学信息记录介质上进行信息再生和/或记录；利用波长为λ2的光束在保护基板厚度为t3(t2＜t3)的第3光学信息记录介质上进行信息再生和/或记录，所述物镜包括：一个光学表面，包括中央区域和位于所述中央区域外侧的周边区域，当所述物镜使通过了所述中央区域的所述波长为λ2的光束部分通过厚度为t4的基板而形成会聚光点时，所述物镜使所述会聚光点的球面象差为最小值。

Description

物镜和光学拾取装置
技术领域
本发明涉及物镜和具有该物镜的光学拾取装置。
背景技术
目前，DVD(数字通用光盘)或CD(高密度磁盘)等光盘(也称为光学信息记录介质)在全世界得到广泛普及。
通常，DVD的保护基板厚度约为0.6mm，激光的波长在635nm～675nm的范围内，CD的保护基板厚度约为1.2mm，激光波长在765nm～805nm的范围内，但上述光盘的保护基板厚度存在制造误差，作为对它们进行记录再生的光学拾取装置，人们更希望即使光盘的保护基板厚度略有波动，所述光学拾取装置也完全可以处理。
除了要考虑由于上述制造误差而导致的保护基板厚度的略有波动外，在希望降低光盘的制造成本时，将来还要特别考虑尽可能地减小CD的1.2mm厚的保护基板厚度，从而减少保护基板的材料消耗。例如，可以设想将来会有使DVD和CD一体化的光盘，这种情况下，为了抑制光盘的厚度，还可以设想减小CD的保护基板厚度(例如，保护基板厚度为0.9mm)(以下将实际规格与通常的CD相同，但保护基板厚度极薄、超越原来规格的保护基板厚度约为0.9mm的CD在此称为“新格式光盘”)。
设想将来市场上流通有新格式光盘的情况下，不仅对现有的DVD/CD，对新格式光盘也可以进行信息记录·再生的互换用光学拾取装置的开发显得尤为重要，其中，利用一个物镜进行互换的单透镜方式的光学拾取装置是最为理想的形态。
在可以对DVD和CD两者进行记录·再生的光学拾取装置中，在进行CD的再生·记录时，不必使用通过物镜的光学面中数据孔径NA大于0.45的区域的光线。
因此，利用在物镜的光学面上形成的衍射结构，使通过数值孔径NA大于0.45的区域的CD用激光在CD的信息记录面上成为所谓的光斑光，另一方面使DVD用激光在DVD的信息记录面上基本无象差地会聚，这种技术是公知的(例如参照专利文献1：特开2001-195769号公报)。
一般情况下，光束在通过衍射结构时，产生多次衍射的衍射光，利用这些衍射光中衍射效率最高的衍射光来进行光盘的记录·再生，但衍射效率低、不被利用的剩余衍射光(以下称为“无用衍射光”)会对光学拾取装置的动作产生不良影响。
具体地说，当无用衍射光通过物镜后与光轴相交的位置和可供利用的衍射光通过物镜后与光轴相交的位置重合时，会产生光盘的信息记录面上的会聚光点的光点直径扩大、视在的数值孔径NA减小的问题。特别是，当无用衍射光的近轴会聚位置与可供利用的衍射光的近轴会聚位置重合时，两种衍射光的相位在会聚光点上一致，从而光点直径扩大的问题更为显著。
而且，当无用衍射光通过物镜后与光轴相交的位置接近可供利用的衍射光通过物镜后与光轴相交的位置时，在光盘的信息记录面上反射的无用衍射光会进入用于检测反射光的传感器中，从而在RF信号中混入噪声、产生记录·再生信号的读取误差。所谓RF信号是指利用非点象差法进行焦点检测时使用的信号，表示相对从最佳焦点位置的偏离(ΔfB)的、从传感器的返回特性。利用该RF信号的线性进行焦点检测。
另外，衍射光的近轴会聚位置在光轴方向上的间隔依赖于衍射功率，因此影响到所使用的激光光束的色差。
而且，专利文献1中公开的技术是用于实现DVD和CD两种光盘间的互换，但作为用于实现不仅包含DVD和CD、还包含上述新格式光盘在内的三种光盘间互换的技术，专利文献1中公开的技术难以直接适用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种可以实现保护基板厚度为1.2mm、激光波长为785nm的新格式光盘和DVD、CD这3种光盘间的互换的物镜以及具有该物镜的光学拾取装置。
为了解决上述问题，本发明的技术方案1的结构是，在用于光学拾取装置的物镜中，在利用波长为λ1的光束对保护基板厚度为t1的第1光学信息记录介质进行信息的再生或记录时，可以使所述波长为λ1的光束在所述第1光学信息记录介质的信息记录面上会聚；在利用波长为λ2(λ1＜λ2)的光束对保护基板厚度为t2(t1＜t2)的第2光学信息记录介质进行信息的再生或记录时，可以使所述波长为λ2的光束在所述第2光学信息记录介质的信息记录面上会聚；在利用所述波长为λ2(λ1＜λ2)的光束对保护基板厚度为t3(t2＜t3)的第3光学信息记录介质进行信息的再生或记录时，可以使所述波长为λ2的光束在所述第3光学信息记录介质的信息记录面上会聚；并且在至少一个光学面上具有中央区域和周边区域，其中，所述中央区域与所述波长为λ2的光束中、在对所述第2光学信息记录介质和所述第3光学信息记录介质进行信息的再生或记录时使用的光束通过的区域相对应，所述周边区域是位于所述中央区域外侧的区域，是所述波长为λ2的光束中、在对所述第2光学信息记录介质和所述第3光学信息记录介质进行信息的再生或记录时未被使用的光束通过的区域；并且设定为使通过了所述中央区域的所述波长为λ2的光束在通过厚度为t4(t2＜t4＜t3)的基板时形成的会聚光点的球面象差最小。
技术方案1的结构是将物镜设计成：在光学拾取装置的光学系统中，使通过保护基板厚度为t4(t2＜t4＜t3)的基板时形成的会聚光点的球面象差在该第4光学信息记录介质的信息记录面上为最小值。即，虚拟配置第4光学信息记录介质，并将物镜设计成：使通过了物镜的中央区域的波长为λ2的光束的球面象差，即通过厚度为t4(t2＜t4＜t3)的基板时形成的会聚光点的球面象差在该第4光学信息记录介质的信息记录面上为最小值。
一般情况下，在对CD或新格式光盘进行信息再生等时所需的光束的光量与DVD的情况相比要小。
因此，通过使通过了物镜的中央区域的波长为λ2的光束在保护基板厚度为t2的第2光学信息记录介质(例如上述的新格式光盘)的信息记录面与保护基板厚度为t3的第3光学信息记录介质(例如CD)的信息记录面之间(该位置与虚拟配置的上述第4光学信息记录介质的信息记录面一致)的近轴上会聚，可以将波长为λ2的光束用于对第2光学信息记录介质和第3光学信息记录介质两者进行信息再生等。
另外，在本说明书中，所谓物镜是指，在将光学信息记录介质安装在光学拾取装置上的状态下，在最靠近光学信息记录介质的位置上，与光学信息记录介质对向配置的具有会聚作用的光学元件。
而且，作为物镜，不限于仅由单一透镜(单片透镜)构成，也可以是通过在光轴方向上组合多个透镜而构成的透镜群。
所谓光学信息记录介质是指新格式光盘、CD、DVD、CD-R、MD、MO、高密度光盘等利用规定波长的光束进行信息的再生和/或记录的一般光盘。
所谓高密度光盘是对使用蓝紫色半导体激光器或蓝紫色SHG激光器作为信息的记录/再生用光源的光盘的统称，包括使用NA为0.85的物镜且保护层厚度为0.1mm的blue-lay disk？(以下简称为BD)和使用NA为0.65～0.67的物镜且保护层厚度为0.6mm的HD DVD(以下简称为HD)。另外，除了在其信息记录面上具有上述保护层的光盘，还包括在信息记录面上具有数～数十nm厚度的保护膜的光盘和保护层或保护膜厚度为0的光盘。而且，在本说明书中，高密度光盘中还包括使用蓝紫色半导体激光器或蓝紫色SHG激光器作为信息的记录/再生用光源的光磁盘。
在本说明书中，DVD是对DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等DVD系列的光盘的统称，CD是对CD-ROM、CD-Audio、CD-Video、CD-R、CD-RW等CD系列的光盘的统称。
新格式光盘是对与CD同样使用红外半导体激光器作为信息的记录/再生用光源的光盘的统称，是指利用NA为0.45的物镜光学系统进行信息记录/再生且保护层的厚度为0.9mm的光盘。
技术方案2的结构是，在技术方案1的物镜中，在所述中央区域中形成由以光轴为中心的同心圆状的多个环带构成的第1相位结构，在所述周边区域中形成由以光轴为中心的同心圆状的多个环带构成的第2相位结构。
技术方案3的结构是，在技术方案2的物镜中，所述第1相位结构和所述第2相位结构分别是第1衍射结构和第2衍射结构，当所述波长为λ2的光束由于通过所述第1衍射结构而产生的衍射光中、具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为m，所述波长为λ2的光束由于通过第2衍射结构而产生的衍射光中、具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为n时，满足m≤n；所述中央区域和所述周边区域使所通过的所述波长为λ1的光束以0.07[λ1rms]以下的波面象差在所述第1光学信息记录介质的信息记录面上会聚；所述中央区域使所通过的所述波长为λ2的光束以0.07[λ2rms]以下的波面象差在所述第2光学信息记录介质的信息记录面上和所述第3光学信息记录介质的信息记录面上会聚；所述周边区域使所通过的所述波长为λ2的光束的波面象差在所述第2光学信息记录介质的信息记录面上和所述第3光学信息记录介质的信息记录面上为0.15[λ2rms]以上，并且使其球面象差在所述中央区域和所述周边区域的边界附近不连续。
另外，在本说明书中，所谓“相位结构”是对在光轴方向上具有多个段差并向入射光束附加光路差(相位差)的结构的统称。由于该段差而附加到入射光束上的光路差可以是入射光束波长的整数倍，也可以不是入射光束波长的整数倍。上述相位结构的具体示例包括：使上述段差在光轴垂直方向上以周期性间隔配置的衍射结构，或使上述段差在光轴垂直方向上以非周期性间隔配置的光路差附加结构(也称为相位差附加结构)。
技术方案4的结构是，在技术方案3的物镜中，满足m＜n。
技术方案3的结构使通过了中央区域的波长为λ1的光束和通过了周边区域的波长为λ1的光束共同以0.07[λ1rms]以下的波面象差在第1光学信息记录介质的信息记录面上会聚，从而可以形成良好的会聚光点。
而且，使通过了中央区域的波长为λ2的光束的m次衍射光以0.07[λ2rms]以下的波面象差在第2光学信息记录介质的信息记录面上和第3光学信息记录介质的信息记录面上会聚，从而可以形成良好的会聚光点。
而且，使通过了周边区域的波长为λ2的光束的n次(m≤n)衍射光在第2光学信息记录介质的信息记录面上和第3光学信息记录介质的信息记录面上，其波面象差为0.15[λ2rms]以上，并且其球面象差在中央区域和周边区域的边界附近不连续，并且使波长为λ2的光束的n次衍射光成为所谓的光斑光，从而不用于对第2光学信息记录介质和第3光学信息记录介质进行信息的再生等。
而且，如技术方案4的结构，对于波长为λ2的光束，最好使通过了物镜的周边区域的波长为λ2的光束的n次衍射光和通过了物镜的中央区域的波长为λ2的光束的m次衍射光满足m＜n。
即，即使为了提高光学拾取装置的传感器中的反射光的检测精度，而确保由于通过周边区域而被光斑化的波长为λ2的光束和由于通过中央区域而形成会聚光点的波长为λ2的光束之间的间隙(球面象差在中央区域和周边区域的边界附近的不连续量)，也可以防止温度变化时光学特性的恶化。
另外，在本说明书中，所谓“会聚光点”是指在由物镜所会聚的光的波面象差最小的散焦位置上形成的光点。
技术方案5的结构是，在技术方案2～4中的任意一个的物镜中，所述波长为λ2的光束由于通过所述第2衍射结构而产生的衍射光中、衍射效率仅次于所述n次衍射光的衍射光的衍射次数为p时，所述n次衍射光的衍射效率和所述p次衍射光的衍射效率相加后的衍射效率为80％以上，并且相对通过了所述中央区域的所述波长为λ2的光束在所述信息记录面上的近轴会聚位置，所述p次衍射光比所述n次衍射光会聚在近轴上的更近位置上。
在技术方案5的结构中，第2衍射结构对由于通过周边区域而成为光斑光的波长为λ2的光束产生衍射作用，从而将其光量的绝大部分分成n次衍射光和p次衍射光。然后，使这两种衍射光中光量小的一方，即衍射效率低的p次衍射光在与通过了中央区域的波长为λ2的光束在信息记录面上的近轴会聚位置相接近的位置上会聚。即，使衍射效率高、光量大的n次衍射光分布到比p次衍射光更加远离会聚光点的位置上。
这样，即使通过了中央区域的波长为λ2的光束在信息记录面上的球面象差变化到超过或低于一侧，也容易进行光斑光和会聚光点的分离，对于新格式光盘，可以提高传感器中的反射光的检测精度。
技术方案6的结构是，在技术方案1～5中的任意一个的物镜中，当规定对所述第1光学信息记录介质进行信息的再生和/或记录所必要的所述物镜的成像侧数值孔径为NA1、对所述第2光学信息记录介质进行信息的再生和/或记录所必要的所述物镜的成像侧数值孔径为NA2时，满足：
0.60≤NA1≤0.67
0.45≤NA2≤0.55。
技术方案7的结构是，在技术方案1～6中的任意一个的物镜中，满足：
λ1＝655±20nm
λ2＝785±20nm
0.5mm≤t1≤0.7mm
0.8mm≤t2＜1.05mm
1.05mm≤t3≤1.3mm。
技术方案8的结构是，在技术方案7的物镜中，在所述第1衍射结构以波长λB1和衍射次数L1实现最优化，所述第2衍射结构以波长λB2和衍射次数L2实现最优化的情况下，满足：
λ1＜λB1＜λ2
λB2＝λ1
L1＝1
3≤L2≤5。
在本说明书中，所谓“衍射结构以波长λBn和衍射次数Ln实现最优化”表示构成了当波长为λBn的光束透过时，衍射次数为Ln的衍射光的衍射效率最大的衍射结构。这里的n表示任意数值。
技术方案9的结构是，在技术方案1～8中的任意一个的物镜中，在进一步利用波长为λ5(λ5＜λ1)的光束对保护基板厚度为t5(t5≤t1)的第5光学信息记录介质进行信息的再生或记录时，使所述波长为λ5的光束在所述第5光学信息记录介质的信息记录面上会聚。
技术方案10的结构是，在技术方案9的物镜中，在所述中央区域中形成由以光轴为中心的同心圆状的多个环带构成的第1相位结构，在所述周边区域中形成由以光轴为中心的同心圆状的多个环带构成的第2相位结构。
技术方案11的结构是，在技术方案10的物镜中，在所述中央区域中形成由以光轴为中心的同心圆状的多个环带构成的第1衍射结构，在所述周边区域中形成由以光轴为中心的同心圆状的多个环带构成的第2衍射结构。
技术方案11的结构是，在技术方案10的物镜中，所述第1相位结构和所述第2相位结构中的至少一个为衍射结构。
技术方案12的结构是，在技术方案9～11中的任意一个的物镜中，通过了所述中央区域和所述周边区域的所述波长为λ5的光束以0.07[λ1rms]以下的波面象差在所述第5光学信息记录介质的信息记录面上会聚；
通过了所述中央区域和所述周边区域的所述波长为λ1的光束以0.07[λ1rms]以下的波面象差在所述第1光学信息记录介质的信息记录面上会聚；
通过了所述中央区域的所述波长为λ2的光束以0.07[λ2rms]以下的波面象差在所述第2光学信息记录介质的信息记录面上和所述第3光学信息记录介质的信息记录面上会聚；
通过了所述周边区域的所述波长为λ2的光束在所述第2光学信息记录介质的信息记录面上和第3光学信息记录介质的信息记录面上，其波面象差为0.15[λ2rms]以上，并且其球面象差在所述中央区域和所述周边区域的边界附近不连续。
技术方案13的结构是，在技术方案9～12中的任意一个的物镜中，当规定对所述第5光学信息记录介质进行信息再生和/或记录所必要的所述物镜的成像侧数值孔径为NA5时，满足：
0.60≤NA5≤0.67。
技术方案14的结构是，在技术方案9～13中的任意一个的物镜中，满足：
λ5＝405±20nm
0.5mm≤t5≤0.7mm。
技术方案15的结构是，在技术方案9～12中的任意一个的物镜中，当规定对所述第5光学信息记录介质进行信息再生和/或记录所必要的所述物镜的成像侧数值孔径为NA5时，满足：
0.80≤NA5≤0.99。
技术方案16的结构是，在技术方案9～12、15中的任意一个的物镜中，满足：
λ5＝405±20nm
0.0mm≤t5≤0.3mm。
技术方案17的结构是，在技术方案1～16中的任意一个的物镜中，所述厚度t4、所述保护基板厚度t2、t3满足下式：
t 2 + t 3 2 - 0.2 < t 4 < t 2 + t 3 2 + 0.1 - - - ( 1 )
t3-t2＜0.5                              (2)
t4高于式(1)的下限时，通过了中央区域的第2光束在透过基板厚度为t3的基板时，其球面象差在中央区域和周边区域的边界附近不连续。因此，没有透过了周边区域的光的影响，可以利用透过了中央区域的光束良好地进行信息记录、再生。
t4低于式(1)的上限时，通过了中央区域的第2光束在透过基板厚度为t2的基板时，其球面象差在中央区域和周边区域的边界附近不连续。因此，没有透过了周边区域的光的影响，可以利用透过了中央区域的第2光束良好地进行信息的记录、再生。
而且，如果t2、t3在式(2)的范围内，在基板厚度为t2、t3的光学信息记录介质中，可以保持通过了中央区域的光束的球面象差与通过了周边区域的光束的球面象差的不连续性。因此，没有透过了周边区域的光的影响，可以利用透过了中央区域的第2光束良好地进行信息的记录、再生。
技术方案18是一种光学拾取装置，包括：第1光源，射出用于对保护基板厚度为t1的第1光学信息记录介质进行信息的再生或记录的波长为λ1的第1光束；第2光源，射出用于对保护基板厚度为t2(t1＜t2)的第2光学信息记录介质和保护基板厚度为t3(t2＜t3)的第3光学信息记录介质进行信息的再生或记录的波长为λ2(λ1＜λ2)的第2光束；和技术方案1～17中的任意一个的物镜。
技术方案19的结构是，在技术方案18的光学拾取装置中，还包括：第5光源，射出用于对保护基板厚度为t5(t5≤t1)的第5光学信息记录介质进行信息的再生或记录的波长为λ5(λ5＜λ1)的第5光束。
根据本发明，可以得到一种可以实现保护基板厚度为1.2mm、激光波长为785nm左右的新格式光盘和DVD、CD这3种光盘间的互换的物镜以及具有该物镜的光学拾取装置。
而且，可以得到一种可以实现HD、BD等高密度光盘、新格式光盘和DVD这4种光盘间的互换的物镜以及具有该物镜的光学拾取装置。
附图说明
图1是表示光学拾取装置结构的主要部分平面图。
图2是表示物镜结构的主要部分截面图。
图3是表示物镜结构的正面图。
图4是纵球面象差图4(a)和光点图4(b)。
图5是纵球面象差图5(a)和光点图5(b)。
图6是纵球面象差图6(a)和光点图6(b)。
图7是纵球面象差图7(a)和光点图7(b)。
图8是纵球面象差图8(a)和光点图8(b)。
图9是纵球面象差图9(a)和光点图9(b)。
图10是纵球面象差图10(a)和光点图10(b)。
图11是纵球面象差图11(a)和光点图11(b)。
图12是表示光学拾取装置结构的主要部分平面图。
图13是表示物镜结构的主要部分截面图。
图14是纵球面象差图。
图15是纵球面象差图。
图16是纵球面象差图。
图17是纵球面象差图。
图18是纵球面象差图。
图19是纵球面象差图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的具体实施方式。
(第1实施方式)
图1所示为可以对DVD(第1光学信息记录介质)、新格式光盘(第2光学信息记录介质)和CD(第3光学信息记录介质)中的任意一种适当地进行信息记录/再生的光学拾取装置PU的概略结构。
DVD的光学参数为：波长λ1＝655nm，保护基板PL1的厚度t1＝0.60mm，数值孔径NA1＝0.60；新格式光盘的光学参数为：波长λ2＝785nm，保护基板PL2的厚度t2＝0.9mm，数值孔径NA2＝0.47；CD的光学参数为：波长λ2＝785nm，保护基板PL3的厚度t3＝1.2mm，数值孔径NA2＝0.47。
在对DVD、新格式光盘和CD进行信息的记录和/或再生时的物镜OBJ的倍率(倍率m1、m2和m3)构成为m1＝m2＝m3＝0，即，波长为λ1和λ2的光束作为平行光一起向物镜入射。
另外，最好在满足0.60≤NA1≤0.67、0.45≤NA2≤0.55的范围内，并且最好在λ1＝655±20nm、λ2＝785±20nm、0.5≤t1≤0.7mm、0.8≤t2＜1.05mm、1.05≤t3≤1.3mm的范围内。但是，数值孔径、波长、保护基板的厚度以及倍率的组合不限于此。
光学拾取装置PU包括：将红色半导体激光器LD1(第1光源)和红外半导体激光器LD2(第2光源)容纳在同一框架内而形成为一体的光源单元LU、物镜OBJ、两轴致动器AC、与DVD的数值孔径NA1相对应的光圈STO、准直透镜COL、1/4波长板RE、分光镜BS、传感透镜SEN、光检测器(传感器)PD等，其中，红色半导体激光器LD1在对DVD进行信息记录/再生时发光，并且射出655nm的激光光束(第1光束)；红外半导体激光器LD2在对新格式光盘和CD进行信息记录/再生时发光，并且射出785nm的激光光束(第2光束)；物镜OBJ在光学面上形成衍射结构DOE、具有使各光束在信息记录面RL1、RL2和RL3上会聚的功能，并且两面为非球面。
在光学拾取装置PU中，在对DVD进行信息记录/再生时，如图1中用实线描绘的光路所示，首先使红色半导体激光器LD1发光。从红色半导体激光器LD1射出的发散光束通过分光镜BS到达准直透镜COL。
然后，上述光束在透过准直透镜COL时被转换成平行光，并在通过1/4波长板RE后到达物镜OBJ，然后在物镜OBJ的作用下成为通过第1保护基板PL1形成在信息记录面RL1上的光点。物镜OBJ通过配置在其周围的两轴致动器AC进行聚焦或跟踪。
在信息记录面RL1上利用信息凹槽调制后的反射光束再次通过物镜OBJ、1/4波长板RE和准直透镜COL，然后由分光镜BS分光、通过传感透镜SEN附加非点象差，最后在光检测器PD的受光面上会聚。然后，可以利用光检测器PD的输出信号来读取记录在DVD上的信息。
另外，在对新格式光盘进行信息记录/再生时，如图1中用虚线描绘的光路所示，首先使红外半导体激光器LD2发光。从红外半导体激光器LD2射出的发散光束通过分光镜BS到达准直透镜COL。
然后，上述光束在透过准直透镜COL时被转换成平行光，并在通过1/4波长板RE后到达物镜OBJ，然后在物镜OBJ的作用下成为通过第2保护基板PL2形成在信息记录面RL2上的光斑。物镜OBJ通过配置在其周围的两轴致动器AC进行聚焦或跟踪。
在信息记录面RL2上利用信息凹槽调制后的反射光束再次通过物镜OBJ、1/4波长板RE和准直透镜COL，然后由分光镜BS分光、通过传感透镜SEN附加非点象差，最后在光检测器PD的受光面上会聚。然后可以利用光检测器PD的输出信号来读取记录在新格式光盘上的信息。
在对CD进行信息记录/再生时，与对新格式光盘进行信息记录/再生时相同，如图1中用虚线和二点点划线描绘的光路所示，首先使红外半导体激光器LD2发光。从红外半导体激光器LD2射出的发散光束通过分光镜BS到达准直透镜COL。
然后，上述光束在透过准直透镜COL时被转换成平行光，并在通过1/4波长板RE后到达物镜OBJ，然后在物镜OBJ的作用下成为通过第3保护基板PL3形成在信息记录面RL3上的光斑。物镜OBJ通过配置在其周围的两轴致动器AC进行聚焦或跟踪。
在信息记录面RL3上利用信息凹槽调制后的反射光束再次通过物镜OBJ、1/4波长板RE和准直透镜COL，然后由分光镜BS分光、通过传感透镜SEN附加非点象差，最后在光检测器PD的受光面上会聚。然后可以利用光检测器PD的输出信号来读取记录在CD上的信息。
以下说明物镜OBJ的结构。
如图2所示，物镜是其入射面S1(光源侧的光学面)和出射面S2(光盘侧的光学面)均由非球面构成的塑胶制成的单透镜。
如图3所示，物镜的光学面S1被分割成作为包含光轴L的同心圆形状区域的中央区域AREA1和覆盖中央区域AREA1周围的周边区域AREA2。
中央区域AREA1与波长为λ2的光束中、在对新格式光盘和CD进行信息再生或记录时使用的光束所通过的区域相对应，周边区域AREA2是位于中央区域AREA1外侧的区域，与波长为λ2的光束中、在对新格式光盘和CD进行信息再生或记录时未被使用的光束所通过的区域相对应。
中央区域AREA1和周边区域AREA2上形成的第1衍射结构DOE1和第2衍射结构DOE2由以光轴L为中心的同心圆形状的多个环带构成，利用该环带对通过光束产生衍射作用。
环带的形状和设计方法是公知常识，因此省略说明，但在以波长λB1和衍射次数L1使中央区域AREA1上形成的第1衍射结构DOE1最优化、在以波长λB2和衍射次数L2使周边区域AREA2上形成的第2衍射结构DOE2最优化的情况下，最好将各衍射结构设定为满足λ1＜λB1＜λ2、λB2＝λ1、L1＝1、3≤L2≤5。
然后，如图2所示，假设在光学拾取装置PU的光学系统中配置厚度为t4(t2＜t4＜t3)的基板，设定使通过了物镜OBJ的中央区域AREA1的波长为λ2的光束在基板的信息记录面RL4上产生的球面象差在通过基板厚度为t4(t2＜t4＜t3)的基板时最小。
另外，最好在0.95mm≤t4≤1.05mm的范围内。
这样，通过使通过了中央区域AREA1的波长为λ2的光束会聚在新格式光盘的信息记录面RL2和CD的信息记录面RL3之间(该位置在假设配置的基板的信息记录面RL4上一致)的近轴上，可以在对新格式光盘和CD两者进行信息再生时使用波长为λ2的光束。
另外，当波长为λ2的光束通过第1衍射结构DOE1而产生的衍射光中具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为m、波长为λ2的光束通过第2衍射结构DOE2而产生的衍射光中具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为n时，设定满足m≤n。
通过了中央区域AREA1的波长为λ2的光束以0.07[λ2rms]以下的波面象差会聚在新格式光盘的信息记录面上和CD的信息记录面上，通过了周边区域AREA2的波长为λ2的光束在新格式光盘的信息记录面上和CD的信息记录面上的波面象差为0.15[λ2rms]以上，并且其球面象差在中央区域AREA1和周边区域AREA2的边界附近不连续，通过这样的设定，使通过了周边区域AREA2的波长为λ2的光束的n次衍射光被进行了所谓的光斑化，不用于对新格式光盘和CD的信息再生等。
这样，对于波长为λ2的光束，通过使通过了物镜的周边区域AREA2的光束的衍射次数高于通过了中央区域AREA1的光束的衍射次数，即所谓的周边高次衍射，可以得到如下效果。
即，即使为了可以提高光学拾取装置PU的光检测器PD的反射光的检测精度，而确保由于通过周边区域AREA2而被光斑化的波长为λ2的光束和由于通过中央区域AREA1而形成会聚光点的波长为λ2的光束之间的间隙(球面象差在中央区域AREA1和周边区域AREA2的边界附近的不连续量)，也可以防止温度变化时光学特性的恶化。
而且，设定使通过了中央区域AREA1和周边区域AREA2的波长为λ1的光束以0.07[λ1rms]以下的波面象差会聚在DVD的信息记录面上。这样可以实现新格式光盘、DVD和CD这3种光盘间的互换。
而且，为了提高波长为λ2的光束的反射光在光检测器PD中的检测精度，在波长为λ2的光束由于在通过周边区域AREA2时受到第2衍射结构DOE2的衍射作用而产生的多种衍射光中衍射效率次于n次衍射光的衍射效率的衍射光的衍射次数为p的情况下，设定n次衍射光的衍射效率和p次衍射光的衍射效率相加后的衍射效率为大于或等于80％，并且针对通过了中央区域AREA1的波长为λ2的光束在信息记录面上的近轴会聚位置，最好设定与n次衍射光相比，p次衍射光会聚在近轴上的更近的位置上。
通过使n次衍射光的衍射效率和p次衍射光的衍射效率相加后的衍射效率大于或等于80％，波长为λ2的光束的光量的绝大部分可以分成n次衍射光和p次衍射光。因此，使这两种衍射光中光量小的一方，即衍射效率低的p次衍射光会聚在离通过了中央区域AREA1的波长为λ2的光束在信息记录面上的近轴会聚位置近的位置上。即，使衍射效率高、光量大的n次衍射光分布到比p次衍射光更加远离会聚光点的位置上。
这样，即使可供用于信息再生等的、通过了中央区域AREA1的波长为λ2的光束在信息记录面上的球面象差变化到超过(过剩)或低于(不足)一侧，也可以使不用于信息再生等的无用光中、衍射效率较高的n次衍射光的近轴会聚位置处于从会聚光点离开的状态，从而可以防止会聚光点的光点直径扩大，容易进行光斑光和会聚光点的分离，对于新格式光盘，可以提高传感器中的反射光的检测精度。
另外，在本发明的实施方式中，虽然在物镜OBJ上设置衍射结构不是必须的，但在设置衍射结构的情况下，可以设置在物镜OBJ的入射面S1和出射面S2中的任意一面上，或者也可以设置在两面上。
而且，在本发明的实施方式中，光学拾取装置PU在作为第1光学信息记录介质的DVD、作为第2光学信息记录介质的新格式光盘和作为第3光学信息记录介质的CD这3种光学信息记录介质间具有互换性，但不限于此，例如，为了实现作为第1光学信息记录介质的BD、作为第2光学信息记录介质的HD和作为第3光学信息记录介质的DVD或CD这3种光盘间的互换性，也可以使用本发明的技术。
(实施例1)
以下说明实施例1。
在本实施例中，物镜的入射面和出射面分别为非球面形状，入射面被区分为0≤h＜1.095mm的中央区域和h≥1.095mm的周边区域，并且在入射面上形成作为衍射结构的、以光轴为中心的锯齿状的多个衍射环带。
表1所示为物镜的透镜数据。
【表1】
<实施例1>
焦距            f1＝2.330mm    f2＝2.346mm
数值孔径        NA1＝0.65       NA2＝0.47
成像倍率        m＝0.0           m＝0.0
    第i面   Ri   di(655nm)     ni(655nm)   di(785nm)   ni(785nm)
    0   ∞   ∞
    1   ∞   0.00000     1.00000   0.00000   1.00000 光圈直径2.76mm
    2   1.32147   1.20000     1.52915   1.20000   1.52541 非球面-衍射面
    2′   1.41766   -0.00841     -   -0.00841   - 非球面-衍射面
    3   -6.68889   1.26716     -   1.02525   - 非球面
    4   ∞   0.60000     1.57752   1.00000   1.57063
    5   ∞
di表示从第i面到第i+1面的光轴上的移位
d2′表示从第2面到第2′面的光轴上的移位
非球面-衍射面数据
第2面(0≤h＜1.095mm)         第2′面(1.095mm≤h)
非球面系数                   非球面系数
κ-1.1991E+00                κ-1.1851E+00
A4+1.9562E-02                A4+1.2182E-02
A6+3.3287E-03                A6-1.4272E-02
A8-3.3235E-03                A8+1.6526E-02
A10+5.3515E-04               A10-4.1125E-03
A12+2.8330E-04
光程差函数的系数(基准波长为720nm)     光程差函数的系数(基准波长为655nm
B2 0.0000                                   B2+6.0423E-03
B4-4.5076E-03                               B4-1.2050E-02
B6+1.7285E-03                               B6+6.0970E-03
B8-2.3737E-03                               B8-1.2847E-03
B10+7.7854E-04                              B10+1.0505E-04
衍射次数  以1次实现最优化           衍射次数  以1次实现最优化
第3面(0≤h＜1.016)
非球面系数
κ-3.4356E+00
A4+1.6768E-02
A6-2.3956E-03
A8-6.3964E-03
A10+1.3290E-02
A12-1.1787E-02
A14+4.6545E-03
A16-6.9227E-04
如表1所示，本实施例的光学拾取装置被设定成：当从第1光源射出的波长λ1＝655nm时，焦距f1＝2.330mm、成像侧数值孔径NA1＝0.65、成像倍率m＝0.0，当从第2光源射出的波长λ2＝785nm时，焦距f2＝2.346mm、成像侧数值孔径NA2＝0.47、成像倍率m＝0.0。
表1中的面编号2和2′表示物镜入射面的中央区域AREA1和周边区域AREA2，面编号3表示物镜的出射面。另外，Ri表示曲率半径，di表示从第i面到第i+1面的光轴L方向上的位置，ni表示各面的折射率。
第2面、第2′面、第3面分别形成在由将表1所示的系数代入下式(公式1)后得到的式子所规定的、在光轴L的周围成轴对称的非球面上。
【公式1】
非球面形状公式
X ( h ) = ( h 2 / R ) 1 + 1 - ( 1 + &kappa; ) ( h / R ) 2 + &Sigma; i = 0 9 A 2 i h 2 i
其中，X(h)为光轴方向的轴(以光的行进方向为正)，κ为圆锥系数，A2i为非球面系数。
而且，在第2面和第2′面上形成第1衍射结构和第2衍射结构。该衍射结构以通过该结构附加在透射波面上的光程差来表示。这样的光程差在以h(mm)为与光轴垂直的方向上的高度、B2i为光程差函数系数时，以将表1所示系数代入下面的公式2而定义的光程差函数Φ(h)(mm)来表示。
【公式2】
光程差函数
&Phi; ( h ) = &Sigma; i = 0 5 B 2 i h 2 i
另外，中央区域的第1衍射结构为闪耀波长(基准波长)为720nm，该720nm波长的入射光束的衍射光中具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为1次，即以衍射次数1次实现最优化的结构。
另外，周边区域的第2衍射结构为闪耀波长(基准波长)为655nm，该655nm波长的入射光束的衍射光中具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为1次，即以衍射次数1次实现最优化的结构。
在本实施例中，虚拟配置厚度为1.0mm(t4＝1.0mm)的基板，并且将物镜设计成：使通过了物镜中央区域的波长为λ2的光束会聚在新格式光盘(保护基板厚度t2＝0.9mm)的信息记录面RL2和CD(保护基板厚度t3＝1.2mm)的信息记录面RL3之间的近轴上，并且使会聚后的光束的球面象差在基板的信息记录面上为最小值。
图4(a)所示为在虚拟配置的第4光学信息记录介质的信息记录面上的纵向球面象差图(纵轴表示数值孔径，横轴表示光轴上的距离[mm]。以下的纵向球面象差图上同样。)，图4(b)所示为光点图。
从图4可知，在有效直径范围内球面象差几乎被抑制为0，并且，在有效直径外产生的杂散(flare)光和会聚光点完全分离。
图5(a)所示为使用如上设定的物镜时，在新格式光盘的信息记录面上的纵向球面象差图，图5(b)所示为光点图。
从图5可知，有效直径范围内的球面象差的发生量被抑制在不妨碍使用的程度，并且，在有效直径外产生的杂散光和会聚光点完全分离。
图6(a)所示为使用如上设定的物镜时，在CD光盘的信息记录面上的纵向球面象差图，图6(b)所示为光点图。
从图6可知，有效直径范围内的球面象差的发生量被抑制在不妨碍使用的程度，并且，在有效直径外产生的杂散光和会聚光点完全分离。
(实施例2)
以下说明实施例2。
在本实施例中，物镜的入射面和出射面分别为非球面形状，入射面被区分为0≤h＜1.095mm的中央区域和h≥1.095mm的周边区域，并且在入射面上形成作为衍射结构的、以光轴为中心的锯齿状的多个衍射环带。
表2所示为物镜的透镜数据。
【表2】
<实施例2>
焦距             f1＝2.330mm    f2＝2.346mm
数值孔径         NA1＝0.65        NA2＝0.47
成像倍率         m＝0.0           m＝0.0
    第i面     Ri   di(655nm)     ni(855nm)   di(785nm)   ni(785nm)
    0   ∞   ∞
    1     ∞   0.00000     1.00000   0.00000   1.00000 光圈直径2.76mm
    2     1.33904   1.20000     1.52915   1.20000   1.52541 非球面-衍射面
    2′     1.41358   -0.00688     -   -0.00688   - 非球面-衍射面
    3     -6.81272   1.26519     -   0.89598   - 非球面
    4     ∞   0.60000     1.57752   1.20000   1.57063
    5     ∞
*di表示从第i面到第i+1面的光轴上的移位
*d2′表示从第2面到第2′面的光轴上的移位
非球面-衍射面数据
第2面(0≤h＜1.095mm)                   第2′面(1.095mm≤h)
非球面系数                             非球面系数
κ-1.2198E+00                         κ-1.1955E+00
A4+1.8791E-02                         A4+1.1942E-02
A6+2.9538E-03                         A8-1.4109E-02
A8-3.4720E-03                         A8+1.6528E-02
A10+7.3891E-04                        A10-4.1197E-03
A12+1.6673E-04
光程差函数的系数(基准波长为720nm)    光程差函数的系数(基准波长为655nm)
B2 0.0000                            B2+1.0615E-03
B4-6.0903E-03                        B4-3.2446E-03
B6+1.4774E-03                        B6+1.4537E-03
B8-2.4824E-03                        B8-3.3123E-04
B10+8.0039E-04                       B10+3.9318E-05
衍射次数   以1次实现最优化          衍射次数以  4次实现最优化
第3面(0≤h＜1.016)
非球面系数
κ-6.9739E+00
A4+1.7840E-02
A6-2.2970E-03
A8-6.4853E-03
A10+1.3216E-02
A12-1.1833E-02
A14+4.6468E-03
A16-6.7977E-04
如表2所示，本实施例的光学拾取装置被设定成：当从第1光源射出的波长λ1＝655nm时，焦距f1＝2.330mm、成像侧数值孔径NA1＝0.65、成像倍率m＝0.0，当从第2光源射出的波长λ2＝785nm时，焦距f2＝2.346mm、成像侧数值孔径NA2＝0.47、成像倍率m＝0.0。
表1中的面编号2和2′表示物镜入射面的中央区域AREA1和周边区域AREA2，面编号3表示物镜的出射面。另外，Ri表示曲率半径，di表示从第i面到第i+1面的光轴L方向上的位置，ni表示各面的折射率。
第2面、第2′面、第3面分别形成在由将表2所示的系数代入上述公式1后得到的式子所规定的、在光轴L的周围成轴对称的非球面上。
而且，在第2面和第2′面上形成第1衍射结构和第2衍射结构。该衍射结构以通过该结构附加在透射波面上的光程差来表示。这样的光程差在以h(mm)为与光轴垂直的方向上的高度、B2i为光程差函数系数时，以将表2所示系数代入上述公式2而定义的光程差函数Φ(h)(mm)来表示。
另外，中央区域的第1衍射结构为闪耀波长(基准波长)为720nm，该720nm波长的入射光束的衍射光中具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为1次，即以衍射次数1次实现最优化的结构。
另外，周边区域的第2衍射结构为闪耀波长(基准波长)为655nm，该655nm波长的入射光束的衍射光中具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为4次，即以衍射次数4次实现最优化的结构。
而且，在本实施例中设定成：规定在波长为λ2的光束通过中央区域时由于受到衍射结构的衍射作用而产生的衍射光中、具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为1(m＝1)，在波长为λ2的光束通过周边区域时由于受到衍射结构的衍射作用而产生的衍射光中、具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为3(n＝3)，并且满足m≤n。
图7(a)所示为在新格式光盘(保护基板厚度t2＝0.9mm)的信息记录面上的纵向球面象差图，图7(b)所示为光点图。
图8(a)所示为在CD(保护基板厚度t3＝1.2mm)的信息记录面上的纵向球面象差图，图8(b)所示为光点图。
从图7(a)、7(b)和图8(a)、8(b)可知，通过了中央区域的波长为λ2的光束以0.07[λ2rms]以下的波面象差会聚在新格式光盘的信息记录面上和CD的信息记录面上。而且，通过了周边区域的波长为λ2的光束在新格式光盘的信息记录面上和CD的信息记录面上，其波面象差为0.15[λ2rms]以上，并且其球面象差在中央区域AREA1和周边区域AREA2的边界附近不连续，通过这样的设定，使通过了周边区域的波长为λ2的光束的n(n＝3)次衍射光进行了所谓的光斑化，不用于对新格式光盘和CD的信息再生等。
而且，通过了周边区域的波长为λ2的光束中的大部分可以分成衍射效率为71.5％的n(＝3)次衍射光和衍射效率为15％的p(＝4)次衍射光。因此设定为：相对通过了中央区域的波长为λ2的光束在各信息记录面上的近轴会聚位置，p次衍射光比n次衍射光会聚在近轴上的更近位置上。
这样，使衍射效率高、光量大的n次衍射光分布到比p次衍射光更加远离会聚光点的位置上。
(实施例3)
以下说明实施例3。
在本实施例中，物镜的入射面和出射面分别为非球面形状，入射面被区分为0≤h＜1.095mm的中央区域和h≥1.095mm的周边区域，并且在入射面上形成作为衍射结构的、以光轴为中心的锯齿状的多个衍射环带。
表3所示为物镜的透镜数据。
【表3】
<实施例3>
焦距           f1＝2.330mm    f2＝2.346mm
数值孔径       NA1＝0.65        NA2＝0.47
成像倍率       m＝0.0           m＝0.0
    第i面   Ri   di(655nm)     ni(655nm)   di(785nm)   ni(785nm)
    0   ∞   ∞
    1   ∞   0.00000     1.00000   0.00000   1.00000 光圈直径2.76mm
    2   1.32147   1.20000     1.52915   1.20000   1.52541 非球面-衍射面
    2′   1.41766   -0.00841     -   -0.00841   - 非球面-衍射面
    3   -6.68889   1.26716     -   1.02525   - 非球面
    4   ∞   0.60000     1.57752   1.00000   1.57063
    5   ∞
*di表示从第i面到第i+1面的光轴上的移位
*d2′表示从第2面到第2′面的光轴上的移位
非球面-衍射面数据
第2面(0≤h＜1.095mm)                 第2′面(1.095mm≤h)
非球面系数                           非球面系数
κ-1.1991E+00                        κ-1.1851E+00
A4+1.9562E-02                        A4+1.2182E-02
A6+3.3287E-03                        A6-1.4272E-02
A8-3.3235E-03                        A8+1.6526E-02
A10+5.3515E-04                       A10-4.1125E-03
A12+2.6330E-04
光程差函数的系数(基准波长为720nm)   光程差函数的系数(基准波长为655nm)
B2 0.0000                             B2+1.5106E-03
B4-4.5076E-03                         B4-3.0125E-03
B6+1.7285E-03                         B6+1.5243E-03
B8-2.3737E-03                         B8-3.2116E-04
B10+7.7854E-04                        B10+2.6263E-05
衍射次数  以1次实现最优化          衍射次数  以4次实现最优化
第3面(0≤h＜1.016)
非球面系数
κ-3.4356E+00
A4+1.6766E-02
A6-2.3956E-03
A8-6.3964E-03
A10+1.3290E-02
A12-1.1787E-02
A14+4.6545E-03
A16-6.9227E-04
如表3所示，本实施例的光学拾取装置被设定成：当从第1光源射出的波长λ1＝655nm时，焦距f1＝2.330mm、成像侧数值孔径NA1＝0.65、成像倍率m＝0.0，当从第2光源射出的波长λ2＝785nm时，焦距f2＝2.346mm、成像侧数值孔径NA2＝0.47、成像倍率m＝0.0。
表3中的面编号2和2′表示物镜入射面的中央区域AREA1和周边区域AREA2，面编号3表示物镜的出射面。另外，Ri表示曲率半径，di表示从第i面到第i+1面的光轴L方向上的位置，ni表示各面的折射率。
第2面、第2′面、第3面分别形成在由将表3所示的系数代入上述公式1后得到的式子所规定的、在光轴L的周围成轴对称的非球面上。
而且，在第2面和第2′面上形成第1衍射结构DOE1和第2衍射结构DOE2。该衍射结构以通过该结构附加在透射波面上的光程差来表示。这样的光程差在以h(mm)为与光轴垂直的方向上的高度、B2i为光程差函数系数时，以将表3所示系数代入上述公式2而定义的光程差函数Φ(h)(mm)来表示。
另外，中央区域的第1衍射结构为闪耀波长(基准波长)为720nm，该720nm波长的入射光束的衍射光中具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为1次，即以衍射次数1次实现最优化的结构。
另外，周边区域的第2衍射结构为闪耀波长(基准波长)为655nm，该655nm波长的入射光束的衍射光中具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为4次，即以衍射次数4次实现最优化的结构。
在本实施例中，虚拟配置厚度为1.0mm(t4＝1.0mm)的基板，并且将物镜设计成：使通过了物镜中央区域的波长为λ2的光束会聚在新格式光盘(保护基板厚度t2＝0.9mm)的信息记录面RL2和CD(保护基板厚度t3＝1.2mm)的信息记录面RL3之间的近轴上，并且使会聚后的光束的球面象差在基板的信息记录面上为最小值。
图9(a)所示为在虚拟配置的第4光学信息记录介质的信息记录面上的纵向球面象差图，图9(b)所示为光点图。
从图9可知，在有效直径范围内球面象差几乎被抑制为0，并且，在有效直径外产生的杂散光和会聚光点完全分离。
图10(a)所示为使用如上设定的物镜时，在新格式光盘的信息记录面上的纵向球面象差图，图10(b)所示为光点图。
从图10(a)、10(b)可知，有效直径范围内的球面象差的发生量被抑制在不妨碍使用的程度，并且，在有效直径外产生的杂散光和会聚光点完全分离。
图11(a)所示为使用如上设定的物镜时，在CD光盘的信息记录面上的纵向球面象差图，图11(b)所示为光点图。
从图11(a)、11(b)可知，有效直径范围内的球面象差的发生量被抑制在不妨碍使用的程度，并且，在有效直径外产生的杂散光和会聚光点完全分离。
而且，在本实施例中设定成：规定在波长为λ2的光束通过中央区域时由于受到衍射结构的衍射作用而产生的衍射光中、具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为1(m＝1)，在波长为λ2的光束通过周边区域时由于受到衍射结构的衍射作用而产生的衍射光中、具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为3(n＝3)，并且满足m≤n。
从图10(a)、10(b)和图11(a)、11(b)可知，通过了中央区域的、波长为λ2的光束以0.07[λ2rms]以下的波面象差会聚在新格式光盘的信息记录面上和CD的信息记录面上。而且，通过了周边区域的波长为λ2的光束在新格式光盘的信息记录面上和CD的信息记录面上，其波面象差为0.15[λ2rms]以上，并且其球面象差在中央区域AREA1和周边区域AREA2的边界附近不连续，通过这样的设定，使通过了周边区域的波长为λ2的光束的n(n＝3)次衍射光进行了所谓的光斑化，不用于对新格式光盘和CD的信息再生等。
而且，通过了周边区域的波长为λ2的光束中的大部分可以分成衍射效率为71.5％的n(＝3)次衍射光和衍射效率为15％的p(＝4)次衍射光。因此设定为：相对通过了中央区域的波长为λ2的光束在各信息记录面上的近轴会聚位置，p次衍射光比n次衍射光会聚在近轴上的更近位置上。
这样，使衍射效率高、光量大的n次衍射光分布到比p次衍射光更加远离会聚光点的位置上。
(第2实施方式)
以下参照附图说明本发明的第2实施方式，对具有与上述第1实施方式相同结构的部分省略说明。
图12所示为可以对DVD(第1光学信息记录介质)、新格式光盘(第2光学信息记录介质)、CD(第3光学信息记录介质)和高密度光盘(第5光学信息记录介质)中的任意一种适当地进行信息记录/再生的光学拾取装置PU的概略结构。
高密度光盘的光学规格为：波长λ5＝407nm，保护基板PL5的厚度t5＝0.60mm，数值孔径NA5＝0.65。
本实施方式的特征在于，进一步在光学拾取装置PU中增加了相位结构，作为用于对高密度光盘适当地进行信息记录/再生的结构。
对DVD、新格式光盘、CD和高密度光盘进行信息记录和/或再生时的物镜OBJ的倍率(倍率m1、m2、m3和m5)为m1＝1/48.1，m2＝m3＝-1/56.7，m5＝1/30。
另外，最好在满足0.60≤NA1≤0.67、0.45≤NA2≤0.55、0.60≤NA5≤0.67的范围内，并且最好在λ1＝655±20nm、λ2＝785±20nm、λ5＝405±20nm、0.5≤t1≤0.7mm、0.8≤t2＜1.05mm、1.05≤t3≤1.3mm、0.0≤t5≤0.3mm的范围内。但是，数值孔径、波长、保护基板厚度以及倍率的组合不限于此。
光学拾取装置PU包括：使蓝紫色半导体激光器LD1(第5光源)、第1发光点EP1(第1光源)和第2发光点EP2(第2光源)形成在一个芯片上的DVD/CD用激光光源单元LU、高密度光盘/DVD/CD共用的光检测器PD、在光学表面上形成相位结构并且具有使各光束会聚在信息记录面RL1、RL2、RL3、RL5上的功能的物镜OU、两轴致动器AC1、单轴致动器AC2、由第1透镜EXP1和第2透镜EXP2构成的扩束透镜EXP、第1偏光分光镜BS1、第2偏光分光镜BS2、第1准直透镜COL1、第2准直透镜COL2、第3准直透镜COL3以及传感透镜SEN等，其中，蓝紫色半导体激光器LD1在对高密度光盘进行信息记录/再生时发光，并且射出408nm的蓝紫色激光光束(第5光束)；第1发光点EP1在对DVD进行信息记录/再生时发光，并且射出658nm的红色激光光束(第1光束)；第2发光点EP2在对CD进行信息记录/再生时发光，并且射出785nm的红外激光光束(第2光束)。
在光学拾取装置PU中，在对高密度光盘进行信息记录/再生时，如图12中用实线描绘的光路所示，首先使蓝紫色半导体激光器LD1发光。从蓝紫色半导体激光器LD1射出的发散光束由第1准直透镜COL1转换成平行光束后，被第1偏光分光镜BS1反射，然后通过第2偏光分光镜BS2，在透过第1透镜EXP1和第2透镜EXP2被扩束后，通过图上未示出的光圈STO对光束直径进行规制，然后在物镜OU的作用下成为通过高密度光盘的保护层PL5而形成在信息记录面RL5上的光点。物镜OU通过配置在其周围的两轴致动器AC1进行聚焦或跟踪。
在信息记录面RL5上利用信息凹槽调制后的反射光束再次透过物镜OU、第2透镜EXP2、第1透镜EXP1、第2偏光分光镜BS2和第1偏光分光镜BS1后，在通过第3准直透镜COL3时成为收敛光束，然后由传感透镜SEN附加非点象差，最后会聚在光检测器PD的受光面上。然后，可以利用光检测器PD的输出信号来读取记录在高密度光盘上的信息。
另外，在光学拾取装置PU中，在对DVD进行信息记录/再生时，使发光点EP1发光。从发光点EP1射出的发散光束如图12中用虚线描绘的光路所示，由第2准直透镜COL2转换成平行光束后，被第2偏光分光镜BS2反射，在透过第1透镜EXP1和第2透镜EXP2被扩束后，在物镜OU的作用下成为通过DVD的保护层PL1而形成在信息记录面RL1上的光点。物镜OU通过配置在其周围的两轴致动器AC1进行聚焦或跟踪。
在信息记录面RL1上通过信息凹槽调制后的反射光束再次透过物镜OU、第2透镜EXP2、第1透镜EXP1、第2偏光分光镜BS2和第1偏光分光镜BS1后，在通过第3准直透镜COL3时成为收敛光束，然后由传感透镜SEN附加非点象差，最后会聚在光检测器PD的受光面上。然后，可以利用光检测器PD的输出信号来读取记录在DVD上的信息。
另外，在光学拾取装置PU中，在对新格式光盘进行信息记录/再生时，由单轴致动器AC2沿光轴方向驱动第1透镜EXP1，从而使第1透镜EXP1与第2透镜EXP2的间隔比对高密度光盘进行信息记录/再生时窄，然后使发光点EP2发光。从发光点EP2射出的发散光束如图12中用点划线描绘的光路所示，由第2准直透镜COL2转换成平缓的发散光束后，被第2偏光分光镜BS2反射，在透过第1透镜EXP1和第2透镜EXP2被扩束并被转换成发散光束后，在物镜OU的作用下成为通过CD的保护层PL2而形成在信息记录面RL2上的光点。物镜OU通过配置在其周围的两轴致动器AC1进行聚焦或跟踪。
在信息记录面RL2上通过信息凹槽调制后的反射光束再次透过物镜OU、第2透镜EXP2、第1透镜EXP1、第2偏光分光镜BS2和第1偏光分光镜BS1后，在通过第3准直透镜COL3时成为收敛光束，然后由传感透镜SEN附加非点象差，最后会聚在光检测器PD的受光面上。然后可以利用光检测器PD的输出信号来读取记录在新格式光盘上的信息。
另外，物镜OU具有与第1实施方式相同的结构，光源侧的光学面S1被分割成作为包含光轴L的同心圆形状区域的中央区域AREA1和覆盖中央区域AREA1周围的周边区域AREA2。
中央区域AREA1与波长为λ2的光束中、在对新格式光盘和CD进行信息再生或记录时使用的光束所通过的区域相对应，周边区域AREA2是位于中央区域AREA1外侧的区域，与波长为λ2的光束中、在对新格式光盘和CD进行信息再生或记录时未被使用的光束所通过的区域相对应。
中央区域AREA1和周边区域AREA2上形成的第1衍射结构DOE1和第2衍射结构DOE2由以光轴L为中心的同心圆形状的多个环带构成，如图2所示，在光学拾取装置PU的光学系统中虚拟配置厚度为t4(t2＜t4＜t3)的基板，设定为使通过了物镜OU的中央区域AREA1的、波长为λ2的光束在基板的信息记录面RL4上产生的球面象差在通过基板厚度为t4(t2＜t4＜t3)的基板时最小。
另外，最好在0.95mm≤t4≤1.05mm的范围内。
这样，通过使通过了中央区域AREA1的波长为λ2的光束会聚在新格式光盘的信息记录面RL2和CD的信息记录面RL3之间(该位置在虚拟配置的基板的信息记录面RL4上一致)的近轴上，可以在对新格式光盘和CD两者进行信息再生时使用波长为λ2的光束。
另外，设定为使通过了中央区域AREA1的、波长为λ2的光束在新格式光盘的信息记录面上和CD的信息记录面上，以0.07[λ2rms]以下的波面象差会聚，通过了周边区域AREA2的、波长为λ2的光束在新格式光盘的信息记录面上和CD的信息记录面上的波面象差为0.15[λ2rms]以上，并且其球面象差在中央区域AREA1和周边区域AREA2的边界附近不连续。
另外，设定为使通过了中央区域AREA1的波长为λ1的光束以0.07[λ1rms]以下的波面象差在DVD的信息记录面上会聚，通过了中央区域AREA1和周边区域AREA2的波长为λ5的光束以0.07[λ1rms]以下的波面象差在高密度光盘的信息记录面上会聚。这样可以实现新格式光盘、DVD、CD和高密度光盘这4种光盘间的互换。
(实施例4)
以下说明实施例4。
在本实施例中，物镜的入射面和出射面分别为非球面形状，入射面被区分为0≤h＜1.67mm的中央区域和h≥1.67mm的周边区域，并且在入射面上形成作为衍射结构的、以光轴为中心的锯齿状的多个衍射环带。
表4所示为物镜的透镜数据。
表4
<实施例4>
                   HD                DVD                  CD
焦距              f5＝3.10         f1＝3.18             f2＝3.19936
数值孔径          NA5＝0.65        NA1＝0.65            NA2＝0.51
成像倍率          m5＝1/30         m1＝1/48.1           m2＝-1/56.7
    第1面     Ri     di(407mm)     ni(407mm)     di(655mm)     ni(655mm)     di(785mm)     ni(785mm)     备注
    0     -90.0000     -149.7221     184.4274
    1     ∞     0.000     0.000     0.000     光圈直径_4.04mm
    2     1.80555     1.700     1.54277     1.700     1.52915     1.700     1.52541     非球面-衍射面
    2′     1.79829     -0.026     1.54277     -0.026     1.52915     -0.026     1.52541     非球面-衍射面
    3     -12.88985     1.5717     1.6692     1.5539     非球面
    4     ∞     0.6000     1.62110     0.6000     1.57975     1.0000     1.57326
    5     ∞
非球面-衍射面数据
第2面(0≤h＜1.67)              第2′面(1.67≤h)         第3面
              非球面系数              非球面系数             非球面系数
κ                          -9.8159E-01     κ              -7.0360E-01     κ          -137.1668273
A4            -1.9735E-02     A4      -9.8236E-03     A4     5.7767E-04
A6             1.8065E-02     A6       5.3416E-03     A6     5.2379E-03
A8            -3.8974E-03     A8       4.0906E-04     A8    -3.0823E-03
A10            1.3479E-04     A10     -7.5735E-04     A10    8.8889E-04
A12            4.7549E-05     A12      2.0228E-04     A12   -1.5416E-04
A14           -5.1705E-06     A14     -1.9699E-05     A14    1.1146E-05
         光程差函数的系数(基准波长为407nm)         光程差函数的系数(基准波长为407nm)
B2       3.2464E-04                        B2      -1.8050E-03
B4      -1.6051E-03                        B4      -1.1154E-03
B6       1.0198E-03                        B6       1.1115E-03
B8      -2.7554E-04                        B8      -3.3125E-04
B10      2.4625E-05                        B10      3.1541E-05
衍射次数  以10次实现最优化               衍射次数  以5次实现最优化
如表4所示，本实施例的光学拾取装置被设定成：当从第1光源射出的波长λ1＝655nm时，焦距f1＝3.18mm、成像侧数值孔径NA1＝0.65、成像倍率m1＝1/48.1，当从第2光源射出的波长λ2＝785nm时，焦距f2＝3.19936mm、成像侧数值孔径NA1＝0.51、成像倍率m2＝-1/56.7，当从第5光源射出的波长λ5＝407nm时，焦距f5＝3.1mm、成像侧数值孔径NA2＝0.65、成像倍率m5＝1/30。
表4中的面编号2和2′表示物镜入射面的中央区域AREA1和周边区域AREA2，面编号3表示物镜的出射面。另外，Ri表示曲率半径，di表示从第i面到第i+1面的光轴L方向上的位置，ni表示各面的折射率。
第2面、第2′面、第3面分别形成在由将表4所示的系数代入上述公式1后得到的式子所规定的、在光轴L的周围成轴对称的非球面上。
而且，在第2面和第2′面上形成第1衍射结构和第2衍射结构。该衍射结构以通过该结构附加在透射波面上的光程差来表示。这样的光程差在以h(mm)为与光轴垂直的方向上的高度、B2i为光程差函数系数时，以将表4所示系数代入上述公式2而定义的光程差函数Φ(h)(mm)来表示。
另外，中央区域的第1衍射结构为闪耀波长(基准波长)为407nm，该407nm波长的入射光束的衍射光中具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为10次，即以衍射次数10次实现最优化的结构。
另外，周边区域的第2衍射结构为闪耀波长(基准波长)为407nm，该407nm波长的入射光束的衍射光中具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为5次，即以衍射次数5次实现最优化的结构。
在本实施例中，设定为在使波长为λ2的光束通过中央区域时由于受到衍射结构的衍射作用而产生的衍射光中、具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为5(m＝5)，波长为λ2的光束通过周边区域时不受衍射结构的衍射作用。
图14所示为在虚拟配置的第4光学信息记录介质的信息记录面上的纵向球面象差图，从图14可知，在有效直径范围内球面象差几乎被抑制为0。
图15所示为在新格式光盘(保护基板厚度t2＝0.9mm)的信息记录面上的纵向球面象差图。
图16所示为在CD(保护基板厚度t3＝1.2mm)的信息记录面上的纵向球面象差图。
从图15和图16可知，通过了中央区域的波长为λ2的光束以0.07[λ2rms]以下的波面象差会聚在新格式光盘的信息记录面上和CD的信息记录面上。而且，通过了周边区域的波长为λ2的光束在新格式光盘的信息记录面上和CD的信息记录面的波面象差为0.15[λ2rms]以上，并且其球面象差在中央区域AREA1和周边区域AREA2的边界附近不连续，通过这样的设定，使通过了周边区域的波长为λ2的光束进行了所谓的光斑化，不用于对新格式光盘和CD的信息再生等。
(第3实施方式)
以下参照附图说明本发明的第3实施方式。光学拾取装置PU的概略结构与上述第2实施方式相同，但物镜OU的结构如图13所示，使树脂制第1象差补偿透镜L1与会聚光学元件OL通过镜框B实现同轴一体化，其中，会聚光学元件OL将其非球面形状设计成针对第5波长λ5和高密度光盘的保护层厚度t5，使其球面象差最小。具体地说，圆筒状镜框B的一端上嵌合固定有第1象差补偿透镜L1，另一端上嵌合固定有会聚光学元件OL，使它们沿光轴L实现同轴一体化。
高密度光盘的光学规格为：波长λ5＝408nm，保护基板PL5的厚度t5＝0.20mm，数值孔径NA5＝0.85。
在会聚光学元件OL的光源侧光学面上形成第1相位结构PS1。
在第1象差补偿透镜L1的光源侧光学面上形成第2相位结构PS2，在L1的光盘侧光学面(S1)上形成第3相位结构PS3。
如图13所示，光学面S1被分割成作为包含光轴L的同心圆形状区域的中央区域AREA1和覆盖中央区域AREA1周围的周边区域AREA2，在中央区域AREA1上设有第2相位结构PS2。
中央区域AREA1与波长为λ2的光束中、在对新格式光盘和CD进行信息再生或记录时使用的光束所通过的区域相对应，周边区域AREA2是位于中央区域AREA1外侧的区域，与波长为λ2的光束中、在对新格式光盘和CD进行信息再生或记录时未被使用的光束所通过的区域相对应。
第1相位结构PS1为不使第5光束和第2光束发生衍射，而仅使第1光束发生衍射，包含光轴的截面形状是具有多个级面的阶段状的图形成同心圆形状排列的结构，并且为按照规定的级面(在本实施方式中为5个级面)个数，使段仅偏移与该级面数相对应的段数的高度的结构(在本实施方式中为4段偏移结构)。
阶段结构的各段差Δ1的高度被设定为满足Δ1＝2·λ1/(n1-1)＝1.44μm。在此，n1为第1象差补偿透镜L1在波长为λ5(在本实施方式中，λ5＝408nm)时的折射率。
利用段差Δ1而附加给第5光束的光路差为2×λ5，因此第5光束不受第1相位结构PS1的任何作用而直接透过。
由段差Δ1附加给第2光束的光路差为1×λ2(在本实施方式中，λ2＝785nm)，因此第2光束也不受第1相位结构PS1的任何作用而直接透过。
另一方面，利用段差Δ1附加给第1光束的光路差为1.20×λ1(在本实施方式中，λ1＝658nm)，并且通过段差Δ1的前后级面的第1光束的相位偏移2π/5。1个图形被进行5次分割，因此在一个图形部分，第1光束的相位偏移正好为5×2π/5＝2π，从而产生1次衍射光。
这样，第1相位结构PS1仅选择性地使第1光束发生衍射，从而可以补偿由于高密度光盘的保护层厚度与DVD的保护层厚度的差异而导致的球面象差。
并且，在第1相位结构PS1上产生的第5光束的0次衍射光(透射光)的衍射效率为100％，第1光束的1次衍射光的衍射效率为87.5％，第2光束的0次衍射光(透射光)的衍射效率为100％，从而对任何光束都可以得到较高的衍射效率。
第2相位结构PS2为不使第5光束和第1光束发生衍射，而仅使第2光束发生衍射，包含光轴的截面形状是阶段状的图形成同心圆形状排列的结构，并且为按照规定的级面(在本实施方式中为2个级面)个数，使段仅偏移与该级面数相对应的段数的高度的结构(在本实施方式中为1段偏移结构)。
阶段结构的各段差Δ2的高度被设定为满足Δ2＝5·λ1/(n1-1)＝3.60μm。在此，n1为第1象差补偿透镜在波长为λ5时的折射率。
利用段差Δ2附加给第5光束的光路差为5×λ5，因此第5光束不受第2相位结构PS2的任何作用而直接透过。
利用段差Δ2附加给第1光束的光路差为3×λ1，因此第1光束也不受第2相位结构PS2的任何作用而直接透过。
而利用段差Δ2附加给第2光束的光路差为2.5×λ2，并且通过段差Δ2的前后级面的第2光束的相位偏移π/2。1个锯齿被进行2次分割，因此在一个锯齿部分，第2光束的相位偏移正好为2×π/2＝π，因此入射到第2相位结构PS2的第2光束的光量的绝大部分被分成1次衍射光和-1次衍射光。第2相位结构PS2被设计成使其中的1次衍射光会聚在CD的信息记录面RL2上。
这样，第2相位结构PS2仅选择性地使第2光束发生衍射，从而可以补偿由于高密度光盘的保护层厚度与CD的保护层厚度的差异而导致的球面象差。
并且，在第2相位结构PS2上产生的第5光束的0次衍射光(透射光)的衍射效率为100％，第1光束的0次衍射光(透射光)的衍射效率为100％，第2光束的1次衍射光的衍射效率为40.5％，从而对要求记录/再生高速化的高密度光盘和DVD可以得到较高的衍射效率。
第3相位结构是包含光轴的截面形状为锯齿状的衍射结构，被设定为在第5光束入射的情况下，产生α1＝2次的衍射光。这样，可以利用第5光束的α1＝2次衍射光来适当地进行信息记录/再生。
而且，第3相位结构PS3被设定为在第1光束入射的情况下，产生β1＝1(β1＜α1)次的衍射光，在第2光束入射的情况下，产生γ1＝1(γ1≤β1)次的衍射光。
第5光束的α1＝2次衍射光、第1光束的β1＝1次衍射光、第2光束的γ1＝1次衍射光的衍射效率分别为100％、87.8％、100％，对于任何光束都可以得到较高的衍射效率。
另外，如图2所示，在光学拾取装置PU的光学系统中虚拟配置厚度为t4(t2＜t4＜t3)的基板，设定为使通过了物镜OU的中央区域AREA1的波长为λ2的光束在基板的信息记录面RL4上产生的球面象差在通过基板厚度为t4(t2＜t4＜t3)的基板时最小。
另外，最好在0.95mm≤t4≤1.05mm的范围内。
这样，通过使通过了中央区域AREA1的波长为λ2的光束会聚在新格式光盘的信息记录面RL2和CD的信息记录面RL3之间(该位置在虚拟配置的基板的信息记录面RL4上一致)的近轴上，可以在对新格式光盘和CD两者进行信息再生时使用波长为λ2的光束。
另外，设定为使通过了中央区域AREA1的波长为λ2的光束在新格式光盘的信息记录面上和CD的信息记录面上，以0.07[λ2rms]以下的波面象差会聚，通过了周边区域AREA2的波长为λ2的光束在新格式光盘的信息记录面上和CD的信息记录面上的波面象差为0.15[λ2rms]以上，并且其球面象差在中央区域AREA1和周边区域AREA2的边界附近不连续，从而对通过周边区域AREA2的光进行所谓的光斑化，不用于对新格式光盘和CD的信息再生等。
另外，设定为使通过了中央区域AREA1和周边区域AREA2的波长为λ1的光束以0.07[λ1rms]以下的波面象差会聚在DVD的信息记录面上。通过中央区域AREA1和周边区域AREA2的波长为λ5的光束以0.07[λ1rms]以下的波面象差会聚在高密度光盘的信息记录面上。这样可以实现新格式光盘、DVD、CD和高密度光盘这4种光盘间的互换。
(实施例5)
在本实施例中，物镜中包含的象差补偿元件的入射面和出射面分别形成平板状，出射面被区分为0≤h＜1.11mm的中央区域和h≥1.11mm的周边区域，并且在中央区域中形成作位相位结构的、以光轴为中心的多个衍射环带。
表5所示为物镜的透镜数据。
表5
<实施例5>
                  HD              DVD              CD
焦距           f5＝2.2mm       f1＝2.28mm       f2＝2.37mm
数值孔径       NA5＝0.85       NA1＝0.65        NA2＝0.45
成像倍率       m5＝0           m1＝0            m2＝0
    第i面     Ri     di(408mm)     ni(408mm)     di(658mm)   ni(658mm)   di(785mm)     ni(785mm)     备注
    0     ∞     ∞   ∞
    1     ∞     0.000     0.000   0.000     光圈直径_3.74mm
    2     ∞     0.900     1.56652     0.900   1.54691   0.900     1.54316     第1相体结构
    3     ∞     0.100     0.100   0.100     第2相体结构
    4     1.41914     2.620     1.56652     2.620   1.54691   2.620     1.54316     非球面-衍射面
    5     -3.35718     0.6758     0.4500   0.4357     非球面
    6     ∞     0.0875     1.62110     0.6000   1.57975   1.0000     1.57326
    7     ∞   1.0000
非球面-衍射面数据
第2面                                          第3面(0≤h＜1.11)
   光程差函数的系数(基准波长为658nm)               光程差函数的系数(基准波长为785nm)
B2     4.2997E-03                              B2     2.4471E-02
B4    -2.3238E-03                              B4    -1.9338E-03
B6     3.2549E-04                              B6     1.7641E-03
B8    -1.6286E-04                              B8    -7.8868E-04
B10    1.3701E-05                              B10    1.5513E-04
衍射次数  以1次实现最优化                      衍射次数  以1次实现最优化
第4面                              第5面
       非球面系数                    非球面系数
κ     -6.5353E-01                 κ           -100
A4     -3.0407E-03             A4     1.0205E-01
A6      7.6952E-04             A6    -9.3503E-02
A8      2.0042E-03             A8     6.0215E-02
A10    -1.3387E-03             A10   -3.3522E-02
A12     2.4426E-04             A12    1.1443E-02
A14     2.2537E-04             A14   -1.6675E-03
A16    -1.6578E-04             A16             0
A18     4.3765E-05             A18             0
A20    -4.3780E-06             A20             0
光程差函数的系数(基准波长为408nm)
B2                  0
B4        -3.7303E-03
B6         4.8674E-04
B8        -6.0552E-05
B10       -2.4194E-05
衍射次数  以2次实现最优化
如表5所示，本实施例的光学拾取装置被设定成：当从第1光源射出的波长λ1＝658nm时，焦距f1＝2.28mm、成像侧数值孔径NA1＝0.65、成像倍率m1＝0.0，当从第2光源射出的波长λ2＝785nm时，焦距f2＝2.37mm、成像侧数值孔径NA2＝0.45、成像倍率m2＝0.0，当从第5光源射出的波长λ5＝408nm时，焦距f5＝2.2mm、成像侧数值孔径NA5＝0.85、成像倍率m5＝0。
表5中的面编号2、3、4、5分别表示象差补偿元件的入射面和出射面、物镜的入射面和出射面。另外，Ri表示曲率半径，di表示从第i面到第i+1面的光轴L方向上的位置，ni表示各面的折射率。
第4面、第5面分别形成在由将表5所示的系数代入上述公式1后得到的式子所规定的、在光轴L的周围成轴对称的非球面上。
而且，在第2面、第3面和第4面上分别形成第1相位结构、第2相位结构和衍射结构。该衍射结构以通过该结构附加在透射波面上的光程差来表示。这样的光程差在以h(mm)为与光轴垂直的方向上的高度、B2i为光程差函数系数时，以将表5所示系数代入上述公式2而定义的光程差函数Φ(h)(mm)来表示。
另外，第1相位结构为基准波长为407nm，该407nm波长的入射光束的衍射光中具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为10次，即以衍射次数10次实现最优化的结构。
另外，第2相位结构为基准波长为407nm，该407nm波长的入射光束的衍射光中具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为5次，即以衍射次数5次实现最优化的结构。
在本实施例中，设定为在使波长为λ2的光束通过中央区域时由于受到衍射结构的衍射作用而产生的衍射光中、具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为5(m＝5)，波长为λ2的光束通过周边区域时不受衍射结构的衍射作用。
图17所示为在虚拟配置的第4光学信息记录介质的信息记录面上的纵向球面象差图，从图17可知，在有效直径范围内球面象差几乎被抑制为0。
图18所示为在新格式光盘(保护基板厚度t2＝0.9mm)的信息记录面上的纵向球面象差图。
图19所示为在CD(保护基板厚度t3＝1.2mm)的信息记录面上的纵向球面象差图。
从图18和图19可知，通过了中央区域的波长为λ2的光束以0.07[λ2rms]以下的波面象差会聚在新格式光盘的信息记录面上和CD的信息记录面上。而且，通过了周边区域的波长为λ2的光束在新格式光盘的信息记录面上和CD的信息记录面的波面象差为0.15[λ2rms]以上，并且其球面象差在中央区域AREA1和周边区域AREA2的边界附近不连续，通过这样的设定，使通过了周边区域的波长为λ2的光束进行了所谓的光斑化，不用于对新格式光盘和CD的信息再生等。

Claims (19)

1.一种用于光学拾取装置的物镜，该光学拾取装置利用波长为λ1的光束在保护基板厚度为t1的第1光学信息记录介质上进行信息再生和/或记录；
利用波长为λ2(λ1＜λ2)的光束在保护基板厚度为t2(t1＜t2)的第2光学信息记录介质上进行信息再生和/或记录；并
利用波长为λ2的光束在保护基板厚度为t3(t2＜t3)的第3光学信息记录介质上进行信息再生和/或记录，其中，所述物镜包括：
一个光学表面，包括中央区域和位于所述中央区域外侧的周边区域，
其中，所述中央区域传输用于在所述第2光学信息记录介质或所述第3光学信息记录介质上进行信息再生或记录的、所述波长为λ2的光束；
所述周边区域传输不用于在所述第2光学信息记录介质和所述第3光学信息记录介质上进行信息再生或记录的、所述波长为λ2的光束，
所述物镜使所述波长为λ1的光束会聚在所述第1光学信息记录介质的信息记录面上；
使所述波长为λ2的光束会聚在所述第2光学信息记录介质的信息记录面上；
使所述波长为λ2的光束会聚在所述第3光学信息记录介质的信息记录面上，
当所述物镜使通过了所述中央区域的所述波长为λ2的光束部分通过厚度为t4(t2＜t4＜t3)的基板而形成会聚光点时，所述物镜使所述会聚光点的球面象差为最小值。
2.如权利要求1所述的物镜，其中，
所述中央区域具有包括以光轴为中心设置的多个环形区域的第1相位结构，
所述周边区域具有包括以光轴为中心设置的多个环形区域的第2相位结构。
3.如权利要求2所述的物镜，其中，
所述第1相位结构是第1衍射结构，
所述第2相位结构是第2衍射结构，
所述物镜满足m≤n，其中，m是通过所述第1衍射结构的、所述波长为λ2的光束产生的衍射光中衍射效率最大的衍射光的衍射次数，n是通过第2衍射结构的、所述波长为λ2的光束产生的衍射光中衍射效率最大的衍射光的衍射次数，
所述中央区域和所述周边区域传输波长为λ1的光束，并且使所述波长为λ1的光束以小于或等于0.07λ1 rms的波面象差会聚在所述第1光学信息记录介质的信息记录面上；
所述中央区域传输波长为λ2的光束，并且使所述波长为λ2的光束以小于或等于0.07λ2 rms的波面象差会聚在所述第2或第3光学信息记录介质的信息记录面上；
所述周边区域传输波长为λ2的光束，使所述波长为λ2的光束的波面象差在所述第2或第3光学信息记录介质的信息记录面上大于或等于0.15λ2 rms，并且使球面象差在所述中央区域和所述周边区域间的边界附近不连续。
4.如权利要求3所述的物镜，其中满足m＜n。
5.如权利要求2所述的物镜，其中，
当通过所述第2衍射结构的所述波长为λ2的光束产生的衍射光中、在所述n次衍射光之后衍射效率为第二高的衍射光的衍射次数为p时，所述n次衍射光的衍射效率和所述p次衍射光的衍射效率相加后的衍射效率大于或等于80％，并且
所述物镜使所述p次衍射光会聚在比所述n次衍射光更靠近通过了所述中央区域的所述波长为λ2的光束在所述信息记录面上的近轴会聚位置的位置上。
6.如权利要求1所述的物镜，其中，满足下述条件：
0.60≤NA1≤0.67
0.45≤NA2≤0.55
其中，NA1为在所述第1光学信息记录介质上进行信息再生或记录所必要的所述物镜的成像侧数值孔径、NA2为在所述第2光学信息记录介质上进行信息再生或记录所必要的所述物镜的成像侧数值孔径。
7.如权利要求1所述的物镜，其中，满足下述条件：
λ1＝655±20nm
λ2＝785±20nm
0.5mm≤t1≤0.7mm
0.8mm≤t2＜1.05mm
1.05mm≤t3≤1.3mm。
8.如权利要求7所述的物镜，其中，满足下述条件：
λ1＜λB1＜λ2
λB2＝λ1
L1＝1
3≤L2≤5
其中，所述第1衍射结构以波长λB1和衍射次数L1实现最优化，
所述第2衍射结构以波长λB2和衍射次数L2实现最优化。
9.如权利要求1所述的物镜，其中，当所述光学拾取装置利用波长为λ5(λ5＜λ1)的光束对保护基板厚度为t5(t5≤t1)的第5光学信息记录介质进行信息的再生和/或记录时，所述物镜使所述波长为λ5的光束会聚在所述第5光学信息记录介质的信息记录面上。
10.如权利要求9所述的物镜，其中，
所述中央区域具有包括以光轴为中心设置的多个环形区域的第1相位结构，
所述周边区域具有包括以光轴为中心设置的多个环形区域的第2相位结构。
11.如权利要求10所述的物镜，其中，所述第1相位结构和所述第2相位结构中的至少一个为衍射结构。
12.如权利要求9所述的物镜，其中，
所述中央区域和所述周边区域传输波长为λ5的光束，并且使所述波长为λ5的光束以小于或等于0.07λ1 rms的波面象差会聚在所述第5光学信息记录介质的信息记录面上；
所述中央区域和所述周边区域传输波长为λ1的光束，并且使所述波长为λ1的光束以小于或等于0.07λ1 rms的波面象差会聚在所述第1光学信息记录介质的信息记录面上；
所述中央区域传输波长为λ2的光束，并且使所述波长为λ2的光束以小于或等于0.07λ2 rms的波面象差会聚在所述第2或第3光学信息记录介质的信息记录面上；
所述周边区域传输波长为λ2的光束，并使所述波长为λ2的光束的波面象差在所述第2或第3光学信息记录介质的信息记录面上大于或等于0.15λ2 rms，并且使球面象差在所述中央区域和所述周边区域间的边界附近不连续。
13.如权利要求9所述的物镜，其中，满足下述条件：
0.60≤NA5≤0.67
其中，NA5是在所述第5光学信息记录介质上进行信息再生或记录所必要的所述物镜的成像侧数值孔径。
14.如权利要求9所述的物镜，其中，满足下述条件：
λ5＝405±20nm
0.5mm≤t5≤0.7mm。
15.如权利要求9所述的物镜，其中，满足下述条件：
0.80≤NA5≤0.99
其中，NA5是在所述第5光学信息记录介质上进行信息再生或记录所必要的所述物镜的成像侧数值孔径。
16.如权利要求9所述的物镜，其中，满足下述条件：
λ5＝405±20nm
0.0mm≤t5≤0.3mm。
17.如权利要求1所述的物镜，其中，满足下述条件：
t 2 + t 3 2 - 0.2 < t 4 < t 2 + t 3 2 + 0.1
t3-t2＜0.3。
18.一种光学拾取装置，包括：
第1光源，射出用于在保护基板厚度为t1的第1光学信息记录介质上进行信息再生和/或记录的、波长为λ1的光束；
第2光源，射出用于在保护基板厚度为t2(t1＜t2)的第2光学信息记录介质和保护基板厚度为t3(t2＜t3)的第3光学信息记录介质上进行信息再生和/或记录的、波长为λ2(λ1＜λ2)的光束；和
如权利要求1所述的物镜。
19.如权利要求18所述的光学拾取装置，还包括：
第5光源，射出用于在保护基板厚度为t5(t5≤t1)的第2光学信息记录介质上进行信息再生和/或记录的、波长为λ5(λ5＜λ1)的光束。
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