專利名稱：光拾取裝置及物鏡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光拾取裝置、光學元件及物鏡，尤其是涉及可以在透明基板的厚度不同的兩個光學信息記錄介質上進行信息記錄和/或在透明基板的厚度不同的兩個光學信息記錄介質上進行信息再生的光拾取裝置及其所用的光學元件和物鏡。
近年來，伴隨著短波長紅色半導體激光器的投入使用，人們正在開發(fā)研制與傳統(tǒng)光盤即構成光學信息記錄介質的CD(小型光盤)同樣大小但大容量化的高密度光盤DVD(數(shù)字視像盤)。在以這樣的光盤等為記錄介質的光學信息記錄再生裝置的光學系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)記錄信息的高密度化，要求物鏡在記錄介質上的聚光點要小。為此，人們正在力求實現(xiàn)作為光源的激光器的短波長化物和物鏡的高NA化。
例如，在對DVD進行信息記錄和/或再生的光拾取裝置中，當把635nm的短波長半導體激光器用作光源時，使這種激光器的激光會聚的物鏡的光盤側數(shù)值孔徑NA約為0.6。在CD、DVD中，也存在著各種規(guī)格的光盤例如CD-R(可記錄型光盤)，除了CD、DVD外，MD等也普遍商品化了。
另一方面，在對CD-R進行信息記錄和/或再生的光拾取裝置中，必須使用波長λ＝780nm的光源，而在其它光盤中，能夠使用具有特定光源波長以外的波長的光源，在這種情況下，對應于所用光源波長λ地改變必需的數(shù)值孔徑NA。例如，在CD的情況下，必需的數(shù)值孔徑NA近似等于λ(μm)/1.73，而在DVD的情況下，必需的數(shù)值孔徑NA近似等于λ(μm)/1.06。在本說明書中所說的數(shù)值孔徑是從光盤側看到的聚光光學系統(tǒng)的數(shù)值孔徑，而必需的數(shù)值孔徑是指根據(jù)在光盤記錄面上所需的光斑尺寸d和使用波長λ而算出的數(shù)值孔徑。NA一般等于0.83×λ÷d。
這樣，在市場上就存在透明基板厚度、記錄密度、使用波長等各不相同的各種光盤。購買能夠對每張光盤進行信息記錄和/或再生的專用信息記錄再生裝置對用戶是一個很大負擔、于是，人們提出了裝備有具有能夠對應各種光盤的互換性的光拾取裝置的信息記錄再生裝置。
在這樣的光拾取裝置中，在使波長不同的光束入射到厚度不同的基板中時，在必須將球面象差補正到預定量以下的同時，為了使光拾裝置適當?shù)剡M行信息的寫入讀取必須將各光束的光斑尺寸收斂在預定范圍內。
因而，人們提出了用一個聚光光學系統(tǒng)來再生許多張光盤的光拾取裝置。例如，在日本特開平7-302437號公報中揭示了這樣的光拾取裝置，即物鏡折射面被分割成多個環(huán)形區(qū)，各分割面使光束成象在厚度不同的光盤中的一個光盤上來進行信息再生。
但是，特開平7-302437號公報所述的光拾取裝置存在這樣的問題，即由于在一個物鏡中同時具有兩個以上的焦點。所以減少了每一個焦點的點光量并必須增大激光器的輸出功率。
另一方面，在日本特開平10-142494中，描述了能夠對應于透明基板厚度不同的兩種信息記錄介質的且具有高數(shù)值孔徑的光拾取用雙鏡型透鏡，可是，在該申請所公開的技術中存在這樣的問題，即由于改變2塊透鏡間隔來對應于厚度不同的透明基板。所以結構變得復雜了。
另外，在日本特開平9-54973號公報中描述了采用利用635nm為透射光(0級衍射光)且785nm為-1級衍射光的全息光學元件的光學系統(tǒng)和635nm為+1級衍射光且785nm為透射光(0級衍射光)的全息光學元件的光學系統(tǒng)。但是，根據(jù)這種全息光學元件，全息元件的臺階深難于使其與物鏡成為一體。
另外，在日本特開平11-96585中公開了這樣的光拾取裝置，它在物鏡光源側的折射面上設置了三個分割面，在再生第一張光盤時利用通過第一分割面和第三分割面的光束。在再生其透明基板厚度不同于第一張光盤的第二張光盤時利用通過第一分割面及第二分割面的光束。不過，根據(jù)這種物鏡。透明基板厚的光盤(如CD)的殘留象差會增大。
此外，本發(fā)明人等在先在日本特愿平11-312701號公報中提出了這樣的光拾取裝置，即它通過在折射面上設有衍射環(huán)帶的物鏡而針對波長不同的多個光源使衍射面與折射面的作用相互抵消地進行球面象差補正。在這種情況下，在波長短的光源中，有時波長一改變，就產生象差。另外，通過以下優(yōu)選結構也能達成上述目的。
可是，通常在光拾取裝置中，設置了通過接受光學信息記錄介質的反射光而檢測跟蹤誤差等的檢測器。在傳統(tǒng)的光拾取裝置中，由于光學信息記錄介質所反射的只是點聚光，所以只要點聚光照射到光信息記錄介質的正確的記錄位置上，在檢測器中發(fā)生誤檢的可能性就低。可是，當利用上述物鏡時，由于具有預定數(shù)值孔徑以上值的光束象光斑那樣照射在光學信息記錄介質上，所以當在檢測器上檢測出其反光時，恐怕會發(fā)生誤檢。
對此，有人提出了具有分別對應于不同光盤的單獨聚光光學系統(tǒng)。且取決于再生的光盤來轉換聚光光學系統(tǒng)的光拾取裝置。根據(jù)這種光拾取裝置，當使波長不同的光束入射到厚度不同的基板時，能夠將球面象差補正到預定范圍以下，并且也能夠將各光束的光斑尺寸收斂在預定范圍內。可是，在這種光拾取裝置中，因必須要設置多個聚光光學系統(tǒng)，所以結構變得復雜了，而且引起了成本的提高是不理想的。
本發(fā)明的目的是盡管使用少量光學元件或物鏡也能夠提供可以對厚度不同的信息記錄介質進行信息的記錄和/或再生(以下簡稱為記錄再生)的光拾取裝置及其所用的物鏡和光學元件。
另外，本發(fā)明的其它目的是要提供這樣一種光拾取裝置，即在可以對厚度不同的信息記錄介質進行信息的記錄和/或再生的光拾取裝置中，即使是在必須數(shù)值孔徑小的信息記錄介質進行記錄和/或再生時，也能夠防止不必要的光照射光檢測器并能夠提高檢測精度。
本發(fā)明的目的是提供這樣的物鏡和具有包含這種物鏡的聚光光學系統(tǒng)的光拾取裝置，即所述物鏡能夠通過有彼此不同的至少兩個波長的光源來再生或記錄具有厚度不同的透明基板的至少兩種光學信息記錄介質，并且能夠在透明基板薄的光學信息記錄介質上減小象差的同時在透明基板厚的光學信息記錄介質上使殘留象差減半。
本發(fā)明的目的是提供這樣的物鏡和裝有這種物鏡的光拾取裝置，即具有高數(shù)值孔徑NA的雙鏡型物鏡中，即使不改變透鏡間隔，所述物鏡也能夠適應于厚度不同的信息記錄介質。
本發(fā)明的目的是盡管使用少量光學元件或物鏡也能夠提供這樣的光學元件以及采用這種光學元件的光拾取裝置，即所述光學元件適用于可以對厚度不同的光學信息記錄介質進行信息記錄和/或信息再生(以下簡稱為記錄再生)且能夠減少誤檢的光拾取裝置中。
能夠通過以下結構達到上述目的。
(1-1)一種對具有厚度為t1的透明基板的第一光學信息記錄介質和具有厚度為t2(t2＞t1)的透明基板的第二光學信息記錄介質進行信息的再生和/或記錄的光拾取裝置，它包括射出波長為λ1的第一光束的第一光源；射出波長為λ2(λ2＞λ1)的第二光束的第二光源；將第一光源或第二光源射出的光束會聚在第一光學信息記錄介質或第二光學信息記錄介質的信息記錄面上的聚光光學系統(tǒng)，所述光學系統(tǒng)具有物鏡；接受來自第一光學信息記錄介質或第二光學信息記錄介質的反射光的光檢測器；所述聚光光學系統(tǒng)在至少一個面的有效直徑面上或在大致有效直徑面上具有衍射部，所述聚光光學系統(tǒng)如此在第一信息記錄面上聚光，即它能夠使第一光束通過所述衍射部的m級(m是不為零的一個整數(shù))衍射光比其它數(shù)數(shù)的衍射光更多地發(fā)生地進行第一光學信息記錄介質的信息再生和/或記錄，所述聚光光學系統(tǒng)如此在第二信息記錄面上聚光，即它能夠使第二光束通過所述衍射部的的n級(n是不為零的一個整數(shù))衍射光比其它級數(shù)的衍射光更多地發(fā)生地進行第二光學信息記錄介質的信息再生和/或記錄，當所述聚光光學系統(tǒng)把第二光束聚集在第二信息記錄面上以便進行第二光學信息記錄介質的記錄再生時，所述球面象差具有在至少一個位置的不連續(xù)部分或實質上不連續(xù)的部分。
(1-2)在(1-1)所述的光拾取裝置中，滿足以下條件m＝n。
(1-3)在(1-1)所述的光拾取裝置中，當所述聚光光學系統(tǒng)把第二光束聚集在第二信息記錄面上以便進行第二光學信息記錄介質的記錄再生時，所述球面象差如此具有在至少一個位置的不連續(xù)部分或實質上不連續(xù)的部分，即當所述衍射部的光路差函數(shù)為φ(h)時(h是在所述光軸垂直方向上與具有所述衍射部的面的光軸的距離)，在至少一個位置使或實質上使dφ(h)/dh不連續(xù)。
(1-4)在(1-3)所述的光拾取裝置中，形成于dφ(h)/dh至少在一個位置變得不連續(xù)或實質上不連續(xù)的h的內側的衍射部衍射環(huán)帶中的最外側衍射環(huán)帶的在具有所述衍射部的面的光軸的垂直方向上的寬度小于與最外側衍射環(huán)帶相鄰的、形成于所述h的外側的衍射環(huán)帶的在具有所述衍射部的面的光軸的垂直方向的寬度。
(1-5)在(1-1)所述的光拾取裝置中，設用第一光束對第一信息記錄介質進行記錄或再生所需的所述聚光光學系統(tǒng)的光學信息記錄介質側的必需數(shù)值孔徑為NA1并且設用第二光束對第二信息記錄介質進行記錄或再生所需的所述聚光光學系統(tǒng)的光學信息記錄介質側的必需數(shù)值孔徑NA2(NA1＞NA2)，當在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時的第二信息記錄面上的光斑尺寸大于w2但小于w1時，透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑大于NA2但小于NA1的部分光束滿足以下條件，10μm≤w2≤50μm，20μm≤w1-w2≤110μm。
(1-6)在(1-1)所述的光拾取裝置中，所述衍射部設置在所述物鏡的面上，以所述物鏡在光軸方向上的長度為x坐標，以垂直于所述物鏡光軸的方向上的高度為h坐標，當所述聚光光學系統(tǒng)把第二光束聚集在第二信息記錄面上以便進行第二光學信息記錄介質的記錄再生時，所述球面象差由此具有在至少一個位置不連續(xù)部分或實質上不連續(xù)的部分，即在所述物鏡的母非球面上，設置dx/dh至少在一個位置不連續(xù)或實質不連續(xù)的部分。
(1-7)在(1-1)所述的光拾裝置中，所述衍射部設置在所述物鏡的面上，所述物鏡在有效直徑面內具有至少一個臺階。
(1-8)在(1-1)所述的光拾取裝置中，設用第一光束對第一信息記錄介質進行記錄或再生所需的所述聚光光學系統(tǒng)的光學信息記錄介質側的必需數(shù)值孔徑為NA1并且設用第二光束對第二信息記錄介質進行記錄或再生所需的所述聚光光學系統(tǒng)的光學信息記錄介質側的必需數(shù)值孔徑為NA2(NA1＞NA2)，在透過所述物鏡的第一光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NA1的部分光束的在通過第一光學信息記錄介質的第一透明基板時的第一信息記錄面上的波面象差小于0.07λ1rms，在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NA2的部分光束的在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時的第二信息記錄面上的波面象差小于0.07λ2rms。
(1-9)在(1-8)所述的光拾取裝置中，在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NA2的部分光束的在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時的第二信息記錄面上的波面象差的三次球面象差分量在超出時且在其絕對值為WSA2λ2rms時滿足以下條件，0.02λrms≤WSA2≤0.06λ2rms。
(1-10)在(1-8)所述的光拾取裝置中，當在透過所述物鏡的第一光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NA1的部分光束的在通過第一光學信息記錄介質的第一透明基板時的第一信息記錄面上的波面象差的三次球面象差分量的絕對值為WSA1λ1rms時，滿足以下條件，WSA1≤0.04λ1rms。
(1-11)在(1-1)所述的光拾取裝置中，當所述聚光光學系統(tǒng)為了進行第二光學信息記錄介質的記錄再生而將第二光束會聚在第二信息記錄面上時，球面象差具有在兩個以上的位置不連續(xù)的或實質上不連續(xù)的部分。
(1-12)在(1-1)所述的光拾取裝置中，所述物鏡是具有正折射能力的單透鏡。
(1-13)在(1-1)所述的光拾取裝置中，所述物鏡由具有正折射能力的第一透鏡和具有正折射能力的第二透鏡構成。
(1-14)在(1-1)所述的光拾取裝置中，所述衍射部的至少一個衍射環(huán)帶滿足以下條件，1.2≤Pi+1/Pi≤10，Pi是從具有衍射部的面的光軸起數(shù)起在周邊方向的第I個衍射環(huán)帶在垂直于所述光軸的方向上的寬度。
(1-15)在(1-1)所述的光拾取裝置中，NA0.60的光線所通過的所述衍射部的衍射環(huán)帶的編號m滿足以下條件，22≤m≤32，衍射環(huán)帶編號是以在具有所述衍射部的面的光軸上的衍射環(huán)帶為1地按順序向外側編排的號。
(1-16)在(1-1)所述的光拾取裝置中，設用第一光束對第一信息記錄介質進行記錄或再生所需的所述聚光光學系統(tǒng)的光學信息記錄介質側的必需數(shù)值孔徑為NA1并且設用第二光束對第二信息記錄介質進行記錄或再生所需的所述聚光光學系統(tǒng)的光學信息記錄介質側的必需數(shù)值孔徑NA2(NA1＞NA2)，在透過所述物鏡的第一光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NA1的部分光束的在通過第一光學信息記錄介質的第一透明基板時的第一信息記錄面上的波面象差小于0.07λ1rms，在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NA2的部分光束的在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時的第二信息記錄面上的波面象差小于0.07λ2rms，而大于NA2的部分光束的在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時的第二信息記錄面上的波面象差大于0.07λ2rms。
(1-17)在(1-1)所述的光拾取裝置中，當0.43≤NAZ≤0.53時，在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑大于NAZ但小于NA0.7的部分光束的在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時的球面象差，小于0.07λ2rms比在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NAZ的部分光束的在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時的球面象差要大10λ2以上。
(1-18)在(1-1)所述的光拾取裝置中，所述光檢測器具有受光面，當0.43≤NAZ≤0.53時，所述光檢測器的受光面在在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NAZ的部分光束通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時接受由所述第二光學信息記錄介質所反射的光束，而由第二光學信息記錄介質反射的光束在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑大于NAZ的部分光束通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時刨除所述光檢測器的所述受光面地被照向四周。
(1-19)在(1-1)所述的光拾取裝置中，所述光檢測器具有中央受光面和周邊受光面，當0.43≤NAZ≤0.53時，由第二光學信息記錄介質反射的光束在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑大于NAZ的部分光束通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時刨除所述光檢測器的中央受光面地被照向周邊受光面或其四周。
(1-20)在(1-1)所述的光拾取裝置中，所述衍射部具有第一衍射部和第二衍射部，第一衍射部與第二衍射部分別相對預定波長而最強地產生的衍射光的級數(shù)互不相同且不為零。
(1-21)在(1-1)所述的光拾取裝置中，所述衍射部具有第一衍射部和第二衍射部，第一衍射部與第二衍射部分別相對預定波長而最強地產生的衍射光的級數(shù)彼此相同且不為零。
(1-22)一種用于進行具有透明基板的光學信息記錄介質的再生和/或記錄的光拾取裝置的物鏡，它具有至少一個面，在所述物鏡的所述面的有效直徑面或大致有效直徑面上設有衍射部，所述物鏡使通過所述衍射的m級衍射光(m是0以外的一個整數(shù))比其它級數(shù)的衍射光更多地發(fā)生，當通過具有預定厚度的透明基板會聚所述m級衍射光時，所述球面象差具有在一個位置的不連續(xù)部或實質上不連續(xù)的部分。
(1-23)在(1-22)所述的物鏡中，所述光拾取裝置是對具有厚度為t1的透明基板的第一光學信息記錄介質和具有厚度為t2(t2＞t1)的透明基板的第二光學信息記錄介質進行信息的再生和/或記錄的光拾取裝置，所述物鏡使波長為λ1的光束通過所述衍射部的m級衍射光(m是0以外的一個整數(shù))比其它級數(shù)的衍射光更多地發(fā)生，所述光拾取裝置能夠在第一信息記錄面上進行聚光以便能夠進行第一光學信息記錄介質的信息再生和/或信息記錄，所述使波長為λ2的光束通過所述衍射部的n級衍射光(n是0以外的一個整數(shù))比其它級數(shù)的衍射光更多地發(fā)生，所述光拾取裝置能夠在第二信息記錄面上進行聚光以便能夠進行第而光學信息記錄介質的信息再生和/或信息記錄，當所述物鏡把第二光束聚集在第二信息記錄面上時，球面象差具有在至少一個位置的不連續(xù)部或實質上不連續(xù)的部分。
(1-24)在(1-23)所述的物鏡中，滿足以下條件m＝n。
(1-25)在(1-23)所述的物鏡中，當所述物鏡把第二光束聚集在第二信息記錄面上以便進行第二光學信息記錄介質的記錄再生時，所述球面象差如此具有在至少一個位置的不連續(xù)部分或實質上不連續(xù)的部分，即當所述衍射部的光路差函數(shù)為φ(h)時(h是距光軸的距離)，在至少一個位置使或實質上使dφ(h)dh不連續(xù)。
(1-26)在(1-25)所述的物鏡中，形成于dφ(h)/dh至少在一個位置變得不連續(xù)或實質上不連續(xù)的h的內側的衍射部衍射環(huán)帶中的最外側衍射環(huán)帶的在具有所述衍射部的面的光軸的垂直方向上的寬度，小于與最外側衍射環(huán)帶相鄰的、形成于所述h的外側的衍射環(huán)帶的在具有所述衍射部的面的光軸的垂直方向的寬度。
(1-27)在(1-23)所述的物鏡中，以所述物鏡在光軸方向上的長度為x坐標，以垂直于所述物鏡光軸的方向上的高度為h坐標，在所述物鏡的母非球面上，設置dx/dh至少在一個位置不連續(xù)或實質上不連續(xù)的部分。
(1-28)在(1-23)所述的物鏡中，所述物鏡在有效直徑面內具有至少一個臺階。
(1-29)在(1-23)所述的物鏡中，當所述物鏡為了進行第二光學信息記錄介質的記錄再生而將第二光束會聚在第二信息記錄面上時，球面象差具有在兩個以上的位置不連續(xù)的或實質上不連續(xù)的部分。
(1-30)在(1-22)所述的物鏡中，所述物鏡是具有正折射能力的單透鏡。
(1-31)在(1-22)所述的物鏡中，所述物鏡由具有正折射能力的第一透鏡和具有正折射能力的第二透鏡構成。
(1-32)在(1-22)所述的物鏡中，所述衍射部的至少一個衍射環(huán)帶滿足以下條件，1.2≤Pi+1/Pi≤10，Pi是從具有衍射部的面的光軸起數(shù)起在周邊方向的第I個衍射環(huán)帶在垂直于所述光軸的方向上的寬度。
(1-33)在(1-22)所述的物鏡中，NA0.60的光線所通過的所述衍射部的衍射環(huán)帶的編號m滿足以下條件，22≤m≤32，衍射環(huán)帶編號是以在具有所述衍射部的面的光軸上的衍射環(huán)帶為1地按順序向外側編排的號。
(1-34)在(1-22)所述的物鏡中，所述衍射部具有第一衍射部和第二衍射部，第一衍射部與第二衍射部分別相對預定波長而最強地產生的衍射光的級數(shù)不為零且互不相同。
(1-35)在(1-22)所述的物鏡中，所述衍射部具有第一衍射部和第二衍射部，第一衍射部與第二衍射部分別相對預定波長而最強地產生的衍射光的級數(shù)不為零且彼此相同。
(1-36)一種對具有厚度為t1的透明基板的第一光學信息記錄介質和具有厚度為t2(t2＞t1)的透明基板的第二光學信息記錄介質進行信息的再生和/或記錄的光拾取裝置，它包括射出波長為λ1的第一光束的第一光源；射出波長為λ2(λ2＞λ1)的第二光束的第二光源；將第一光源或第二光源射出的光束會聚在第一光學信息記錄介質或第二光學信息記錄介質的信息記錄面上的聚光光學系統(tǒng)，所述光學系統(tǒng)具有物鏡，接受來自第一光學信息記錄介質或第二光學信息記錄介質的反射光的光檢測器；所述聚光光學系統(tǒng)在至少一個面的有效直徑面上或在大致有效直徑面上具有衍射部，所述聚光光學系統(tǒng)如此在第一信息記錄面上聚光，即它能夠使第一光束通過所述衍射部的m級(m是不為零的一個整數(shù))衍射光比其它級數(shù)的衍射光更多地發(fā)生地進行第一光學信息記錄介質的信息再生和/或記錄，所述聚光光學系統(tǒng)如此在第二信息記錄面上聚光，即它能夠使第二光束通過所述衍射部的n級(n是不為零的一個整數(shù))衍射光比其它級數(shù)的衍射光更多產生地進行第二光學信息記錄介質的信息再生和/或記錄，當所述聚光光學系統(tǒng)把第二光束聚集第二信息記錄面上以便進行第二光學信息記錄介質的記錄再生時，所述球面象差具有在至少一個位置的不連續(xù)部分或實質上不連續(xù)的部分。
另外，也能夠通過以下優(yōu)選結構來實現(xiàn)上述目的。
(2-1)在可用于光拾取裝置的光源元件中，至少一個面是具有衍射環(huán)帶的衍射面，設所述衍射面的光路差函數(shù)φ(h)，并且dφ(h)/dh在預定距離h的位置是不連續(xù)的或實質上不連續(xù)的。
(2-2)如(2-1)所述的光學元件，形成于所述預定距離h的內側的衍射部衍射環(huán)帶中的最外側衍射環(huán)帶在光軸垂直方向上的寬度小于與最外側衍射環(huán)帶相鄰的、形成于所述h的外側的衍射環(huán)帶在光軸垂直方向上的寬度。
(2-3)如(2-1)或(2-2)所述的光學元件，在波長為λ2且在預定物距上的光源通過所述光學元件照射透明基板厚度為t2的光學信息記錄介質的情況下，當數(shù)值孔徑NA小于所述預定距離h時，波面象差小于0.07λ2rms，而通過所述預定距離h的內側的光線的球面象差比通過所述預定距離h的內側的光線的球面象差小10λ2-100λ2。
(2-4)如(2-1)-(2-3)之一所述的光學元件，至少一個折射面的從光軸開始數(shù)起向周邊方向第i個衍射環(huán)帶滿足下式。1.2≤Pi+1/Pi≤10，Pi是從光軸開始數(shù)起向周邊方向的第i個衍射環(huán)帶在垂直于所述光軸的方向上寬度。
(2-5)在可用于光拾取裝置的光學元件中，至少一個面是具有衍射環(huán)帶的衍射面，所述的至少一個衍射面的從光軸開始數(shù)起向周邊方向的第i個衍射環(huán)帶滿足下式，1.2≤Pi+1/Pi≤10，Pi是從光軸開始數(shù)起向周邊方向的第i個衍射環(huán)帶在垂直于所述光軸的方向上的寬度。
(2-6)如(2-1)-(2-5)之一所述的光學元件，NA0.60的光線所通過的所述衍射面的衍射環(huán)帶的編號m滿足以下條件22≤m≤32，衍射環(huán)帶編號是以光軸上的衍射環(huán)帶為1地按順序在外側編排的數(shù)。
(2-7)在可用于光拾取裝置的光學元件中，至少一個面是具有衍射環(huán)帶的衍射面，NA0.60的光線所通過的所述衍射面的衍射環(huán)帶的編號m滿足以下條件22≤m≤32，衍射環(huán)帶編號是以光軸上的衍射環(huán)帶為1地按順序向外側編排的數(shù)。
(2-8)如(2-6)或(2-7)所述的光學元件，所述光線的波長為630nm-650nm并且以大致平行的光束射入所述光學元件中。
(2-9)如(2-1)-(2-8)之一所述的光學元件，所述光學元件是物鏡。
(2-10)一種可用于這樣的光拾取裝置中的物鏡，所述光拾取裝置具有包含有用于將來自于波長不同的光源的光束聚集在光學信息記錄介質的記錄面上的物鏡的聚光光學系統(tǒng)和檢測所述記錄面的反光的受光件且可以實現(xiàn)至少兩個其透明基板厚度不同的第一和第二光學信息記錄介質進行信息記錄或再生，設相互不同的兩個波長為λ1、λ2(λ1＜λ2)，相互不同的兩個光學信息記錄介質的透明基板厚度為t1、t2(t1＜t2)，當用波長為λ1的光束在透明基板厚為t1的光學信息記錄介質上進行記錄或再生所需的像側必需的數(shù)值孔徑為NA1且用波長為λ2的光束在透明基板厚為t2的光學信息記錄介質上進行記錄或再生所需的像側必需的數(shù)值值孔徑NA2(NA1≥NA2)時，對于波長λ1、透明基板厚度t1與必需數(shù)值孔徑NA1的組合來說，球面象差小于0.07λ1rms，對于波長λ2、透明基板厚度t2與必需數(shù)值孔徑NA2的組合來說，球面象差不于0.07rms，并且對波長λ2、透明基板厚度t2的組合來說，物鏡把大于必需數(shù)值孔徑NA2的光束聚集成的光斑。
(2-11)如(2-10)所述的物鏡，當波長為λ2的處于預定物距下的光源通過所述物鏡照射透明基板厚為t2的光學信息記錄介質時，大于數(shù)值孔徑NA2但小于數(shù)值孔徑NA1的光束在信息記錄面上分布在直徑大于w2但小于w1的范圍內并且它滿足以下條件，10μm≤w2≤50μm，20μm≤w1-w2≤110μm。
(2-12)如(2-10)或(2-11)所述的物鏡，至少一個面是具有衍射環(huán)帶的衍射面，當設所述衍射面的光路差函數(shù)為φ(h)時，dφ(h)/dh在預定距離h的位置是不連續(xù)的或實質上不連續(xù)的。
(2-13)如(2-12)所述的物鏡，形成于所述預定距離h的內側的環(huán)帶中的最外側環(huán)帶在光軸垂直方向上的寬度小于與最外側環(huán)帶相鄰的、形成于所述h的外側的環(huán)帶在光軸垂直方向上的寬度。
(2-14)如(2-12)或(2-13)所述的物鏡，在波長為λ2且在預定物距上的光源通過所述光學元件照射透明基板厚度為t2的光學信息記錄介質的情況下，當數(shù)值孔徑NA小于所述預定距離h時，波面象差小于0.07λ2rms，而通過所述預定距離h的內側的光線的球面象差比通過所述預定距離h的內側的光線的球面象差小10λ2-100λ2。
(2-15)如(2-10)-(2-14)之一所述的物鏡，至少一個面是具有衍射環(huán)帶的衍射面，所述的至少一個衍射面的從光軸開始數(shù)起向周邊方向的第i個衍射環(huán)帶滿足下式，1.2≤Pi+1/Pi≤10，Pi是從光軸開始數(shù)起向周邊方向的第i個衍射環(huán)帶在垂直于所述光軸的方向上的寬度。
(2-16)如(2-10)-(2-15)之一所述的物鏡，至少一個面是具有衍射環(huán)帶的衍射面，NA0.60的光線所通過的所述衍射面的衍射環(huán)帶編號m滿足以下條件22≤m≤32，衍射環(huán)帶編號是以光軸上的衍射環(huán)帶為1地按順序向外側編排的數(shù)。
(2-17)如(2-10)-(2-16)之一所述的物鏡，所述波長λ1為630nm-650nm，所述波長λ2為750nm-810nm，厚度t1為0.6mm，厚度t2為1.2mm。
(2-18)如(2-10)-(2-17)之一所述的物鏡，第一光學信息記錄介質是DVD，第二光學信息記錄介質是CD。
(2-19)一種光拾取裝置，所述光拾取裝置具有包含有用于將來自于波長不同的光源的光束聚集在光學信息記錄介質的記錄面上的物鏡的聚光光學系統(tǒng)，檢測所述記錄面的反光的受光件，并且它可以實現(xiàn)至少兩個其透明基板厚度不同的第一和第二光學信息記錄介質進行信息記錄或再生，其中所述物鏡的至少一個面是具有衍射環(huán)帶的衍射面，設相互不同的兩個波長為λ1、λ2(λ1＜λ2)，相互不同的兩個光學信息記錄介質的透明基板厚度為t1、t2(t1＜t2)，當用波長為λ1的光束在透明基板厚為t1的光學信息記錄介質上進行記錄或再生所需的像側必需的數(shù)值孔徑為NA1且用波長為λ2的光束在透明基板厚為t2的光學信息記錄介質上進行記錄或再生所需的像側必需的數(shù)值孔徑為NA2(NA1≥NA2)時，對于波長λ1、透明基板厚度t1與必需數(shù)值孔徑NA1的組合來說，球面象差小于0.07λ1rms，對于波長λ2、透明基板厚度t2與必需數(shù)值孔徑NA2的組合來說，球面象差小于0.07λ2rms，并且對波長λ2、透明基板厚度t2的組合來說，物鏡把大于必需數(shù)值孔徑NA2的光束聚集成光斑。
(2-20)如(2-19)所述的光拾取裝置，當波長為λ2的且處于預定物距下的光源通過所述物鏡照射透明基板厚為t2的光學信息記錄介質時，大于數(shù)值孔徑NA2但小于數(shù)值孔徑NA1的光束在信息記錄面上分布在直徑大于w2但小于w1的范圍內并且它滿足以下條件，10μm≤w2≤50μm，20μm≤w1-w2≤110μm。
(2-21)如(2-19)或(2-20)所述的光拾取裝置，在設所述衍射面的光路差函數(shù)為φ(h)的情況下，dφ(h)/dh在預定距離h的位置是不連續(xù)的或實質上不連續(xù)的。
(2-22)如(2-21)所述的光拾取裝置，形成于所述預定距離h的內側的環(huán)帶中的最外側環(huán)帶在光軸垂直方向上的寬度小于與最外側環(huán)帶相鄰的、形成于所述h的外側的環(huán)帶在光軸垂直方向上的寬度。
(2-23)如(2-21)或(2-22)所述的光拾取裝置，在波長為λ2且在預定物距上的光源通過所述光學元件照射透明基板厚度為t2的光學信息記錄介質的情況下，當數(shù)值孔徑NA小于所述預定距離h時，波面象差小于0.07λ2rms，而通過所述預定距離h的內側的光線的球面象差比通過所述預定距離h的內側的光線的球面象差小10λ2-100λ2。
(2-24)如(2-19)-(2-23)之一所述的光拾取裝置，至少一個面是具有衍射環(huán)帶的衍射面，所述的至少一個衍射面的從光軸開始數(shù)起向周邊方向的第i個衍射環(huán)帶滿足下式，1.2≤Pi+1/Pi≤10，Pi是從光軸開始數(shù)起向周邊方向的第i個衍射環(huán)帶在垂直于所述光軸的方向上的寬度。
(2-25)如(2-19)-(2-24)之一所述的光拾取裝置，至少一個面是具有衍射環(huán)帶的衍射面，NA0.60的光線所通過的所述衍射面的衍射環(huán)帶的編號m滿足以下條件22≤m≤32，衍射環(huán)帶編號是以光軸上的衍射環(huán)帶為1地按順序向外側編排的數(shù)。
(2-26)如(2-19)-(2-25)之一所述的光拾取裝置，用于波長λ1和透明基板厚t1的組合的物鏡的物點與用于波長λ2和透明基板厚t2的組合的物鏡的物點在光學上處于相等距離。
(2-27)如(2-19)-(2-26)之一所述的光拾取裝置，所述波長λ1為630nm-650nm，所述波長λ2為750nm-810nm，厚度t1為0.6mm，厚度t2為1.2mm。
(2-28)如(2-19)-(2-27)之一所述的光拾取裝置，第一光學信息記錄介質是DVD，第二光學信息記錄介質是CD。
(2-29)在可用于光拾取裝置的物鏡中，至少一個面是具有衍射環(huán)帶的衍射面，在數(shù)值孔徑NA為0.5-0.7的情況下，其波長為λ2的光束通過所述物鏡時的球面象差要比在數(shù)值孔徑不到0.5的情況下其波長為λ2的光束通過所述物鏡時的球面象差大10λ2-100λ2。
(2-30)在具有通過對其透明基板厚度彼此不同的兩個光學信息記錄介質照射基準波長不同的光而在所述光學信息記錄介質的信息記錄面上進行信息的記錄和/或再生的光源、分別透過來自所述光源的光并對所述光學信息記錄介質輸出所述光的物鏡的光拾取裝置中，所述物鏡的至少一個面是具有衍射環(huán)帶的衍射面，在數(shù)值孔徑NA為0.5-0.7的情況下，其波長為λ2的光束通過所述物鏡時的球面象差要比在數(shù)值孔徑不到0.5的情況下其波長為λ2的光束通過所述物鏡時的球面象差大10λ2-100λ2。
(2-31)在可用于具有波長為λ的光源，包含把來自所述光源的光聚集在光學信息記錄介質的信息記錄面上的物鏡的聚光光學系統(tǒng)。具有檢測來自所述記錄面的反射光的受光面的受光件的且可以對光學信息記錄介質進行信息的記錄和/或再生的的光拾取裝置的物鏡中，所述物鏡在至少一個面上具有衍射面，在數(shù)值孔徑NA不到0.5的且波長為λ的光束通過時，由光學信息記錄介質反射的光束被包含在所述受光件受光面內地被照向所述受光件，在數(shù)值孔徑NA大于0.5的且波長為λ的光束通過時，由光學信息記錄介質反射的光束刨除所述受光件受光面地被照射向四周。
(2-32)如(2-31)所述的可用于光拾取裝置的物鏡，所述受光件具有1-3個大致成矩形的受光面，數(shù)值孔徑NA大于0.5的光束在光學信息記錄面上的光斑尺寸大于5μm。
(2-33)如(2-31)所述的可用于光拾取裝置的物鏡，所述受光件具有在并排設置一條大致直線上的三個矩形受光面，數(shù)值孔徑NA大于0.5的光束在光學信息記錄面上的光斑尺寸大于25μm。
(2-34)在可用于具有波長為λ的光源，包含把來自所述光源的光聚集在光學信息記錄介質的信息記錄面上的物鏡的聚光光學系統(tǒng)。具有檢測來自所述記錄面的反射光的且具有中央受光面和周邊受光面的受光件的且可以對光學信息記錄介質進行信息的記錄和/或再生的光拾取裝置的物鏡中，所述物鏡在至少一個面上具有衍射面，在數(shù)值孔徑NA大于0.5的且波長為λ的光束通過時，由光學信息記錄介質反射的光束只包含所述周邊受光面在內地被照向所述受光件。
(2-35)如(2-34)所述的可用于光拾取裝置的物鏡，所述受光件具有至少兩個帶狀受光面，數(shù)值孔徑NA大于0.5的光束在光學信息記錄面上的光斑尺寸大于20μm。
(2-36)如(2-34)所述的可用于光拾取裝置的物鏡，所述受光件具有至少四個帶狀受光面，數(shù)值孔徑NA大于0.5的光束在光學信息記錄面上的光斑尺寸大于50μm。
(2-37)在具有波長為λ的光源，包含把來自所述光源的光聚集在光學信息記錄介質的信息記錄面上的物鏡的聚光光學系統(tǒng)。具有檢測來自所述記錄面的反射光的受光面的受光件并可以對光學信息記錄介質進行信息的記錄和/或再生的光拾取裝置中，所述物鏡在至少一個面上具有衍射面，在數(shù)值孔徑NA不到0.5的且波長為λ的光束通過時，由光學信息記錄介質反射的光束被包含在所述受光件受光面內地被照向所述受光件，在數(shù)值孔徑NA大于0.5的且波長為λ的光束通過時，由光學信息記錄介質反射的光束刨除所述受光件受光面地被照射向四周。
(2-38)如(2-37)所述的光拾取裝置，所述受光件具有1-3個大致成矩形的受光面，數(shù)值孔徑NA大于0.5的光束在光學信息記錄面上的光斑尺寸大于5μm。
(2-39)如(2-37)所述的光拾取裝置，所述受光件具有在并排設置一條大致直線上的三個矩形受光面，數(shù)值孔徑NA大于0.5的光束在光學信息記錄面上的光斑尺寸大于25μm。
(2-40)在具有波長為λ的光源，包含把來自所述光源的光聚集在光學信息記錄介質的信息記錄面上的物鏡的聚光學學系統(tǒng)。具有檢測來自所述記錄面的反射光的且具有中央受光面和周邊受光面的受光件的且可以對光學信息記錄介質進行信息的記錄和/或再生的光拾取裝置中，所述物鏡在至少一個面上具有衍射面，在數(shù)值孔徑NA大于0.5的且波長為λ的光束通過時，由光學信息記錄介質反射的光束只包含所述周邊受光面在內地被照向所述受光件。
(2-41)如(2-40)所述的光拾取裝置，所述受光件具有至少兩個帶狀受光面，數(shù)值孔徑NA大于0.5的光束在光學信息記錄面上的光斑尺寸大于20μm。
(2-42)如(2-40)所述的光拾取裝置，所述受光件具有至少四個帶狀受光面，數(shù)值孔徑NA大于0.5的光束在光學信息記錄面上的光斑尺寸大于50μm。
(3-1)一種利用包括物鏡的聚光光學系統(tǒng)并通過光學信息記錄介質的透明基板地把來自光源的光束聚集在信息記錄面上地進行信息的記錄或再生地構成且可以進行其透明基板厚度及記錄密度不同的至少兩種光學信息記錄介質的信息記錄或再生的光拾取裝置，它具有波長為λ1(nm)的第一光源、波長為λ2(nm)(λ2＞λ1)的第二光源、接受光學信息記錄介質對來自第一光源和第二光源的射出光束的反射光的光檢測器，設用波長λ1對透明基板厚為t1的光學信息記錄介質進行記錄或再生所需的所述聚光光學系統(tǒng)的光學信息記錄介質側的必需數(shù)值孔徑為NA1且用波長λ2對透明基板厚為t2的光學信息記錄介質進行記錄或再生所需的所述聚光光學系統(tǒng)的光學信息記錄介質側的必需數(shù)值孔徑為NA2(但NA1＞NA2)，在所述聚光光學系統(tǒng)的至少一個面上設有衍射圖樣，至少利用來自第一光源的光束的從所述聚光光學系統(tǒng)衍射圖樣開始的m級衍射光(但m是一個整數(shù))地記錄和/或再生其透明基板厚為t1的第一光學信息記錄介質，并且至少利用來自第二光源的光束的從所述聚光光學系統(tǒng)衍射圖樣開始的n級衍射光(但n是一個整數(shù)且n、m都不等于零)地記錄和/或再生其透明基板厚為t2(但t2＞t1)的第二光學信息記錄，當在透過所述物鏡的第二光源光束中的且光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NA2的那部分光束在通過第二光學信息記錄介質的透明基板時的波面象差的三次球面象差分量在超出且其絕對值為WSA2λ2rms時，滿足以下條件0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms。
(3-2)如(3-1)所述的光拾取裝置，m是不為零的一個整數(shù)且n＝m。
(3-3)如(3-1)或(3-2)所述的光拾取裝置，所述物鏡是單透鏡，所述衍射圖樣設置在所述單透鏡上。
(3-4)如(3-1)或(3-2)或(3-3)所述的光拾取裝置，在第一光學信息記錄介質的信息的記錄和/或再生時所述物鏡的從光學信息介質側看的成像倍率為M1，從在第二M2，M2大致等于M1。
(3-5)如(3-4)所述的光拾取裝置，所述M1、M2大致為零。
(3-6)如(3-1)-(3-5)之一所述的光拾取裝置，透過所述物鏡的第二光源光束中的但離開光軸的光線通過第二光學信息記錄介質的透明基板而收斂的位置比透過所述物鏡的第二光源光束中的且光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NA2的部分光束通過第二光學信息記錄介質的透明基板時的波面象差最小的位置更遠離所述物鏡，其位置差大于5μm。
(3-7)如(3-1)-(3-5)之一所述的光拾取裝置，透過所述物鏡的第二光源光束中的但離開光軸的光線通過第二光學信息記錄介質的透明基板而收斂的位置比透過所述物鏡的第二光源光束中的且光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NA2的部分光束通過第二光學信息記錄介質的透明基板時的波面象差最小的位置更遠離所述物鏡，其位置差大于15μm。
(3-8)一種利用包括物鏡的聚光光學系統(tǒng)并通過光學信息記錄介質的透明基板地把來自光源的光束聚集在信息記錄面上地進行信息的記錄或再生地構成且可以進行其透明基板厚度及記錄密度不同的至少兩種光學信息記錄介質的信息記錄或再生的光拾取裝置，它具有波長為λ1(nm)的第一光源、波長為λ2(nm)(λ2＞λ1)的第二光源、接受光學信息記錄介質對來自第一光源和第二光源的射出光束的反射光的光檢測器，設用波長λ1對透明基板厚為t1的光學信息記錄介質進行記錄或再生所需的所述聚光光學系統(tǒng)的光學信息記錄介質側的必需數(shù)值孔徑為NA1且用波長λ2對透明基板厚為t2的光學信息記錄介質進行記錄或再生所需的所述聚光光學系統(tǒng)的光學信息記錄介質側的必需數(shù)值孔徑為NA2(但NA1＞NA2)，在所述聚光光學系統(tǒng)的至少一個面上設有衍射圖樣，至少利用來自第一光源的光束的從所述聚光光學系統(tǒng)衍射圖樣開始的m級衍射光(但m是一個整數(shù))地記錄和/或再生基透明基板厚為t1的第一光學信息記錄介質，并且至少利用來自第二光源的光束的從所述聚光光學系統(tǒng)衍射圖樣開始的n級衍射光(但n是一個整數(shù)且n、m都不等于零)地記錄和/或再生其透明基板厚為t2(但t2＞t1)的第二光學信息記錄介質，設通過包含光軸的所述環(huán)帶狀衍射圖樣的周邊的光線在光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑為NAX，有0.2≤NAX/NA2≤0.9(3-9)如(3-8)所述的光拾取裝置，m是不為零的一個整數(shù)且n＝m。
(3-10)如(3-8)或(3-9)所述的光拾取裝置，所述物鏡是單透鏡。
(3-11)如(3-8)或(3-9)或(3-10)所述的光拾取裝置，在第一光學信息記錄介質的信息記錄和/或再生時所述物鏡的從光學信息介質側看的成像倍率為M1，在第二光M2，M2大致等于M1。
(3-12)如(3-11)所述的光拾取裝置，所述M1、M2大致為零。
(3-13)如(3-8)-(3-12)之一所述的光拾聚裝置，所述衍射圖樣的環(huán)帶數(shù)為7-30。
(3-14)如(3-1)、(3-2)、(3-8)或(3-9)所述的光拾取裝置，射入所述信息記錄面的光束被至少分割成光軸附近的第一光束、在第一光束外側的第二光束以及在第二光束外側的第三光束，第二光束通過遮光件而沒有到達所述信息記錄面附近，通過第一光源光束中的從所述聚光光學系統(tǒng)衍射圖樣起的m級衍射光中的主要是第一光束和第三光束形成光束聚點地進行第一光學信息記錄介質的記錄和/或再生。通過第二光源光束中的從所述聚光光學系統(tǒng)衍射圖樣起的n級衍射光中的主要是第一光束形成光束聚點地進行第二光學信息記錄介質的記錄和/或再生。
(3-15)如(3-14)所述的光拾取裝置，所述物鏡是單透鏡，所述衍射圖樣設置在所述單透鏡上。
(3-16)如(3-14)或(3-15)所述的光拾取裝置，所述物鏡是單透鏡，所述遮光件設置在所述單透鏡上。
(3-17)如(3-1)、(3-2)、(3-8)或(3-9)所述的光拾取裝置，射入所述信息記錄面的光束被至少分割成光軸附近的第一光束、在第一光束外側的第二光束以及在第二光束外側的第三光束，第一光源光束中的第一光束和第三光束至少利用從所述聚光光學系統(tǒng)衍射圖樣起的m級衍射光地形成光束聚點地，從而進行第一光學信息記錄介質的記錄和/或再生，至少利用第二光源光束中的第一光束的從所述聚光光學系統(tǒng)衍射圖樣起的m級衍射光還第二光束地形成光束聚點。從而進行第二光學信息記錄介質的記錄和/或再生。
(3-18)如(3-17)所述的光拾取裝置，所述第二光源光束的第一光束中的離光軸最遠的部分光束的收斂位置不同于第二光束的收斂位置。
(3-19)如(3-17)所述的光拾取裝置，所述物鏡是單透鏡，所述衍射圖樣設置在所述單透鏡上。
(3-20)如(3-17)、(3-18)或(3-19)所述的光拾取裝置，第二光束在所述衍射圖樣上進行衍射。
(3-21)如(3-17)、(3-18)或(3-19)所述的光拾取裝置，第二光束通過沒有所述衍射圖樣的部分。
(3-22)如(3-1)、(3-2)、(3-8)或(3-9)所述的光拾取裝置，通過遮光件遮蔽來自第二光源的光束中的且光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑大于NA3(NA2≤NA3＜NA1)的光束地不使其到達所述信息記錄面附近。
(3-23)如(3-22)所述的光拾取裝置，所述遮光件是透過波長為λ1的光且反射波長為λ2的光束的環(huán)帶二色濾光器。
(3-24)如(3-1)-(3-23)之一所述的光拾取裝置，利用在第二光源光束的從所述聚光光學系統(tǒng)衍射圖樣起的n級衍射光中的其光學信息記錄媒體側的數(shù)值孔徑略小于NA2的部分光束形成光束聚點地進行第二光學信息記錄介質的記錄和/或再生，數(shù)值孔徑大致大于NA2的部分光束成為反射光斑光。
(3-25)如(3-1)-(3-24)之一所述的光拾取裝置，將第一光源和第二光源一體化，所述光檢測器通用于第一光源及第二光源。
(3-26)用于在光學信息記錄介質上進行信息的記錄或再生的光拾取裝置的物鏡。它在至少一個面上具有衍射圖樣，當在波長為780nm的平行光束入射時通過所述物鏡的光束中的其所述光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于0.45的部分光束穿過厚1.2mm且折射率為1.57的透明基板時的波面象差的三次球面象差超出時，其絕對值為WSA2λrms，當在波長為650nm的平行光束入射時通過所述物鏡的光束中的其所述光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于0.6的部分光束穿過厚0.6mm且折射率為1.58的透明基板時的波面象差的三次球面象差超出時，其絕對值為WSA1λ1rms，滿足以下條件0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms；WSA1≤0.04λ1rms。
(3-27)在至少一個面的有效直徑面上設有大致成環(huán)帶狀的衍射圖樣，設包括光軸的所述五帶樁衍射圖樣的周邊距光軸的高度為HX，最外圈環(huán)帶的高度為HMAX，滿足以下條件0.15≤HX/HMAX≤0.65。
(3-28)如(3-27)所述的光拾取裝置物鏡，所述物鏡是單透鏡。
(3-29)在至少一個面的有效直徑面上設有大致成環(huán)帶狀的衍射圖樣，至少對于某個波長的光束來說，球面象差在兩個以上的位置是不連續(xù)的。
(3-30)在單透鏡的情況下，在一個面的有效直徑面上設置了大致成環(huán)帶狀的衍射圖樣，其它面是連續(xù)面，至少對于某個波長的光束來說，球面象差在兩個以上的位置是不連續(xù)的。
(3-31)在至少一個面的光軸部分與有效周遍上設有許多個環(huán)帶狀衍射圖樣，相鄰環(huán)帶之間是折射面，球面象差在所述折射面與所述衍射圖樣之間的區(qū)域內是不連續(xù)的。
(3-32)如(3-31)所述的光拾取裝置物鏡，所述物鏡是單透鏡。
(3-33)如(3-26)-(3-32)之一所述的物鏡，所述衍射圖樣的環(huán)帶數(shù)為7-30。
(4-1)一種被用于具有包括將來自波長不同的光源的光束聚集在光盤記錄面上的物鏡的取光光學系統(tǒng)和檢測所述記錄面的反射光的受光件的并且可以對透明基板厚度不同的第一及第二光盤進行信息的或再生的信息記錄再生用光拾取裝置中的物鏡，它從激光光源側起按順序地由具有正折射能力的第一透鏡和具有正折射能力的第二透鏡構成，至少一個面是具有衍射環(huán)帶的衍射面，設彼此不同的兩個波長為λ1、λ2(λ1＜λ2)并設彼此不同的兩個信息記錄介質的透明基板厚度為t1、t2(t1＜t2)，設用波長為λ1的光束在透明基板厚為t1的信息記錄介質上進行記錄或再生所需的預定像側數(shù)值孔徑為NA1，設用波長為λ2的光束在透明基板厚為t2的信息記錄介質上進行記錄或再生所需的預定像側數(shù)值孔徑為NA2(NA2≤NA1)，對波長λ1、透明基板厚t1以及像側數(shù)值孔徑NA1的組合來說，其波面象差小于0.07λ1rms，而對波長λ2、透明基板厚t2以及像側數(shù)值孔徑NA2的組合來說，其波面象差小于0.07λ2rms。
(4-2)如(4-1)所述的物鏡，對波長λ2、透明基板厚t2以及像側數(shù)值孔徑NA1的組合來說，其波面象差小于0.07λ2rms。
(4-3)如(4-1)或(4-2)所述的物鏡，對波長λ2、透明基板厚t2以及像側數(shù)值孔徑NA1的組合來說，其波面象差大于0.07λ2rms。
(4-4)如(4-1)-(4-3)之一所述的物鏡，對于預定位置的物點與波長λ1、透明基板厚t1的組合來說，其波面象差大于0.07λ1rms，并且對處于在光學上與所述預定位置等距離的位置上的物點、波長λ2、透明基板厚t2的組合來說，其波面象差小于0.07λ2rms。
(4-5)如(4-1)-(4-3)之一所述的物鏡，對于預定位置的物點與波長λ1、透明基板厚t1的組合來說，其波面象差大于0.07λrms，并且對處于在光學上不與所述預定位置等距離的位置上的物點、波長λ2、透明基板厚t2的組合來說，其波面象差小于0.07λ2rms。
(4-6)如(4-1)-(4-5)之一所述的物鏡滿足以下條件0.4≤|(Ph/Pf)-2|≤25，其中Ph是二分之一NA1的數(shù)值孔徑的衍射環(huán)帶節(jié)距，Pf是在透明基板厚度為t1的信息記錄介質上進行記錄或再生所需的像側數(shù)值孔徑NA1的衍射環(huán)帶節(jié)距。
(4-7)如(4-6)所述的物鏡滿足下式0.8≤|(Ph/Pf)-2|≤6.0。
(4-8)如(4-6)所述的物鏡滿足下式1.2≤|(Ph/Pf)-2|≤2.0。
(4-9)如(4-1)-(4-8)之一所述的物鏡滿足以下條件0.70≤d1/f≤6.0，0.60≤r1/(n1·f)≤1.10，0.3≤(r2+r1)/(r2-r1)≤2.0，其中d1是在第一透鏡軸上的透鏡厚度，f是焦距，ri是各面的近軸曲率半經，n1是第一透鏡的折射率。
(4-10)如(4-9)之一所述的物鏡滿足以下條件1.00≤d1/f≤1.40，0.70≤r1/(n1·f)≤0.90，0.4≤(r2+r1 )/(r2+r1)≤1.4。
(4-11)一種具有包括將來自波長不同的光源的光束聚集在光盤記錄面上的物鏡的聚光光學系統(tǒng)和檢測所述記錄面的反射光的受光件的并且可以對透明基板厚度不同的第一及第二光盤進行信息的或再生的信息記錄再生用光拾取裝置，它從激光光源側起按順序地由具有正折射能力的第一透鏡和具有正折射能力的第二透鏡構成，至少一個面是具有衍射環(huán)帶的衍射面，設設彼此不同的兩個波長為λ1、λ2(λ1＜λ2)并設彼此不同的兩個信息記錄介質的透明基板厚度為t1、t2(t1＜t2)，設用波長為λ1的光束在透明基板厚為t1的信息記錄介質上進行記錄或再生所需的預定像側數(shù)值孔徑為NA1，設用波長為λ2的光束在透明基板厚為t2的信息記錄介質上進行記錄或再生所需的預定像側數(shù)值孔徑為NA2(NA2≤NA1)，對波長λ1、透明基板厚t1以及像側數(shù)值孔徑NA1的組合來說，其波面象差小于0.07λ1rms，而對波長λ2、透明基板厚t2以及像側數(shù)值孔徑NA2的組合來說，其波面象差小于0.07λ2rms。
(4-12)如(4-11)所述的光拾取裝置，在所述物鏡中，對波長λ2、透明基板厚t2以及像側數(shù)值孔徑NA1的組合來說，其波面象差小于0.07λ2rms。
(4-13)如(4-11)或(4-12)所述的光拾取裝置，在所述物鏡中，對波長λ2、透明基板厚t2以及像側數(shù)值孔徑NA1的組合來說，其波面象差大于0.07λ2rms。
(4-14)如(4-11)-(4-13)之一所述的光拾取裝置，在所述物鏡中，對于預定位置的物點與波長λ1、透明基板厚t1的組合來說，其波面象差大于0.07λ1rms，并且對處于在光學上與所述預定位置等距離的位置上的物點、波長λ2、透明基板厚t2的組合來說，其波面象差小于0.07λ2rms。
(4-15)如(4-11)-(4-13)之一所述的光拾取裝置，在所述物鏡中，對預定位置的物點與波長λ1、透明基板厚t1的組合來說，其波面象差于小于0.07λ1rms，并且對處于在光學上不與所述預定位置等距離的位置上的物點、波長λ2、透明基板厚t2的組合來說，其波面象差小于0.07λ2rms(λ是各自的波長)。
(4-16)如(4-11)-(4-15)之一所述的光拾取裝置，在所述物鏡中滿足以下條件0.4≤|(Ph/Pf)-2|≤25，其中Ph是二分之一NA1的數(shù)值孔徑的衍射環(huán)帶節(jié)距，Pf是在透明基板厚度為t1的信息記錄介質上進行記錄或再生所需的像側數(shù)值孔徑NA1的衍射環(huán)帶節(jié)距。
(4-17)如(4-16)所述的光拾取裝置，在所述物鏡中滿足下式條件0.8≤|(Ph/Pf)-2|≤6.0 。
(4-18)如如(4-16)所述的光拾取裝置，在所述物鏡中滿足下式條件1.2≤|(Ph/Pf)-2|≤2.0 。
(4-19)如(4-11)-(4-18)之一所述的光拾取裝置，在所述物鏡中滿足以下條件0.70≤d1/f≤6.0，0.60≤r1/(n1·f)≤1.10，0.3≤(r2+r1)/(r2-r1)≤2.0，其中d1是在第一透鏡軸上的透鏡厚度，f是焦距，ri是各面的近軸曲率半徑n1是第一透鏡的折射率 。
(4-20)如(4-19)之一所述的光拾取裝置，在所述物鏡中滿足以下條件1.00≤d1/f≤1.40，0.70≤r1/(n1·f)≤0.90，0.4≤(r2+r1)/(r2-r1)≤1.4 。
(5-1)一種被用于根據(jù)光學信息記錄介質而再生信息或在光學信息記錄介質上記錄信息的光拾裝置中的光源元件，它具有光軸和衍射部，所述衍射部具有多個區(qū)域，所述多個區(qū)域分別針對某個波長而最強烈地產生的級數(shù)分別不為零且其絕對值各不相同。
(5-2)如(5-1)所述的光學元件，所述衍射部在每個上述區(qū)域內具有衍射環(huán)帶，在離所述光軸有預定距離的內側最強地產生了第一級數(shù)(n1≠0)的衍射光，在其外側最強地產生了不同于第一級數(shù)的第二級數(shù)(n2≠0且|n2|≠|-n1|)的衍射光。
(5-3)如(5-1)所述的光學元件，所述衍射部在每個上述區(qū)域內具有衍射環(huán)帶，所述衍射環(huán)帶的臺階最大值和臺階最小值相差1.5倍以上，由此在離所述光軸有預定距離的內側最強地產生了第一級數(shù)(n1≠0)的衍射光，在其外側最強地產生了不同于第一級數(shù)的第二級數(shù)(n2≠0且|n2|≠|-n1|)的衍射光。
(5-4)如(5-3)所述的光學元件，所述臺階的最大值與所述臺階的最小值沒有相差到6倍以上。
(5-5)如(5-2)-(5-4)之一所述的光學元件，設所述第一級數(shù)為n1，所述第二級數(shù)為n2，則以下關系成立n1＝1且n2≥2(衍射級數(shù)符號以光束在衍射收斂方向上偏離時的級數(shù)為正)。
(5-6)如(5-5)所述的光學元件，成立以下條件n2＝2。
(5-7)如(5-2)-(5-6)之一所述的光學元件，所述衍射環(huán)帶被如此閃耀化，即衍射率在離光軸有所述預定距離的內側相對具有預定波長的第一級數(shù)的衍射光變得最大，而衍射率在離光軸有所述預定距離的外側相對其波長不同于預定波長的第二級數(shù)的衍射光變得最大。
(5-8)如(5-1)-(5-7)之一所述的光學元件，所述光源元件是物鏡。
(5-9)一種使用如(5-1)-(5-8)之一所述的光學元件地根據(jù)光學信息記錄介質再生信息或在光學信息記錄介質上記錄信息的光拾取裝置。
(5-10)一種根據(jù)至少兩種光學信息記錄介質而再生信息或在光學信息記錄介質上記錄信息的光拾取裝置，它具有射出具有第一波長λ1的光束的第一光源、射出具有與第一波長λ1不同的第二波長λ2的光束的第二光源、包含有通過第一和第二光學信息記錄介質的透明基板地把來自第一光源和第二光源的第一光束和第二光束會聚在信息記錄面上的物鏡的聚光光學系統(tǒng)，接受第一及第二光學信息記錄介質的反射廣的光檢測器，所述物鏡具有光軸和衍射部，所述衍射部具有多個區(qū)域，這些區(qū)域分別針對某個波長而最強烈地產生的級數(shù)分別不為零且其絕對值各不相同，第一光源射出第一光束以便根據(jù)具有厚度為t1的透明基板的第一光學信息記錄介質再生信息或者記錄信息，第二光源射出第二光束以便根據(jù)具有厚度為t2的透明基板的第二光學信息記錄介質再生信息或者記錄信息，所述光學系統(tǒng)能夠在這樣的狀態(tài)下把來自第一光源的光束聚焦在第一光學信息記錄介質的信息記錄面上，即在利用波長為λ1的光束的第一光學信息記錄介質的記錄或再生所需的物鏡像側的預定數(shù)值孔徑NA1的情況下，波面象差小于0.07λ1rms，并且它如此把來自第二光源的光束聚集在第二光學信息記錄介質的信息記錄面上，即在利用波長為λ2的光束的第二光學信息記錄介質的記錄或再生所需的物鏡像側的預定數(shù)值孔徑NA2的情況下，波面象差小于0.07λ2rms，另外，所述光拾取裝置滿足以下條件λ1＜λ2，t1＜t2，NA1＞NA2。
(5-11)如(5-10)所述的光拾取裝置，所述衍射部在每個上述區(qū)域內具有衍射環(huán)帶，在離所述光軸有預定距離的內側最強地產生了第一級數(shù)(n1≠0)的衍射光，在其外側最強地產生了不同于第一級數(shù)的第二級數(shù)(n2≠0且|n2|≠|-n1|)的衍射光。
(5-12)如(5-10)所述的光學元件，所述衍射部在每個上述區(qū)域內具有衍射環(huán)帶，所述衍射環(huán)帶的臺階最大值和臺階最小值相差1.5倍以上，由此在離所述光軸有預定距離的內側最強地產生了第一級數(shù)(n1≠0)的衍射光，在其外側最強地產生了不同于第一級數(shù)的第二級數(shù)(n2≠0且|n2|≠|-n1|)的衍射光。
(5-13)如(5-11)或(5-12)所述的光拾取裝置，在離所述光軸有預定距離的外側，在有效直徑內，衍射環(huán)帶的最小間距為10μm-80μm。
(5-14)如(5-13)所述的光拾取裝置，所述臺階的最大值與所述臺階的最小值沒有相差到6倍以上。
(5-15)如(5-12)-(5-l4)之一所述的光拾取裝置，設所述第一級數(shù)為n1，所述第二級數(shù)為n2。則成立以下關系n1＝1且n2≥2(衍射級數(shù)符號以光束在衍射收斂方向上偏離時的級數(shù)為正)。
(5-16)如(5-15)之一所述的光拾取裝置，成立以下條件n2＝2。
(5-17)如(5-12)-(5-16)之一所述的光拾取裝置，所述衍射環(huán)帶被如此閃耀化，即衍射率在離光軸有所述預定距離的內側相對具有預定波長的第一級數(shù)的衍射光變得最大，而衍射率在離光軸有所述預定距離的外側相對其波長不同于預定波長的第二級數(shù)的衍射光變得最大。
(5-18)如(5-10)-(5-17)之一所述的光拾取裝置，所述聚光光學系統(tǒng)在數(shù)值孔徑NA1內并在波面象差大于0.07λ2rms的狀態(tài)下把來自第二光源的光束聚集在第二光學信息記錄介質的信息記錄面上。
(5-19)如(5-10)-(5-18)之一所述的光拾取裝置，所述物鏡的衍射部的預定距離大致等于所述NA2所通過的范圍。
(5-20)如(5-10)-(5-19)之一所述的光拾取裝置，在離所述光軸的預定距離的位置上，所述聚光光學系統(tǒng)相對波長為λ2的光束是球面象差不連續(xù)的。


圖1是本發(fā)明的實施例的光拾取裝置的概略結構圖。
圖2是實施例1的物鏡的截面圖。
圖3是實施例1的物鏡的球面象差圖。
圖4是實施例2的物鏡的截面圖。
圖5是實施例2的物鏡的球面象差圖。
圖6是實施例3的物鏡的截面圖。
圖7是實施例3的物鏡的球面象差圖。
圖8(a)是表示一體型受光件的受光面的模式圖，圖8(b)是表示分體型受光件的受光面的模式圖。
圖9是表示作為設有衍射環(huán)帶的光學元件的透鏡的例子的模式圖。
圖10是表示本發(fā)明的實施例的光拾取裝置的結構的光路圖。
圖11是本發(fā)明實施例4的物鏡對應于第一基準波長λ1＝650nm的球面象差圖。
圖12是實施例1的物鏡在圖11所示場合下的光路圖。
圖13是實施例1的物鏡對應于第二基準波長λ2＝780nm的球面象差圖。
圖14是實施例4的物鏡在圖13所示場合下的光路圖。
圖15是本發(fā)明實施例5的物鏡對應于第一基準波長λ1＝650nm的球面象差圖。
圖16是實施例5的物鏡在圖15所示場合下的光路圖。
圖17是實施例5的物鏡對應于第二基準波長λ2＝780nm的球面象差圖。
圖18是本發(fā)明實施例6的物鏡對應于第一基準波長λ1＝650nm的球面象差圖。
圖19是實施例6的物鏡在圖18所示場合下的光路圖。
圖20是實施例5的物鏡對應于第二基準波長λ2＝780nm的球面象差圖。
圖21是本發(fā)明實施例7的物鏡對應于第一基準波長λ1＝650nm的球面象差圖。
圖22實施例7的物鏡在圖21所示場合下的光路圖。
圖23是實施例7的物鏡對應于第二基準波長λ2＝780nm的球面象差圖。
圖24是本實施例的光拾取裝置的概略結構圖。
圖25(a)是光源波長為400nm的光束射入實施例8的物鏡時的光路圖，圖25(b)是光源波長為650nm的光束射入實施例8的物鏡時的光路圖。
圖26(a)是光源波長接近400nm的光束射入實施例8的物鏡時的球面象差圖，圖26(b)是光源波長接近650nm的光束射入實施例8的物鏡時的球面象差圖。
圖27(a)是光源波長為400nm的光束射入實施例9的物鏡時的光路圖，圖27(b)是光源波長為650nm的光束射入實施例9的物鏡時的光路圖。
圖28(a)是光源波長接近400nm的光束射入實施例9的物鏡時的球面象差圖，圖28(b)是光源波長接近650nm的光束射入實施例9的物鏡時的球面象差圖。
圖29(a)是光源波長為400nm的光束射入實施例10的物鏡時的光路圖，圖29(b)是光源波長為650nm的光束射入實施例10的物鏡時的光路圖。
圖30(a)是光源波長接近400nm的光束射入實施例10的物鏡時的球面象差圖，圖30(b)是光源波長接近650nm的光束射入實施例10的物鏡時的球面象差圖。
圖31(a)是光源波長為400nm的光束射入實施例11的物鏡時的光路圖，圖31(b)是光源波長為650nm的光束射入實施例11的物鏡時的光路圖。
圖32(a)是光源波長接近400nm的光束射入實施例11的物鏡時的球面象差圖，圖32(b)是光源波長接近650nm的光束射入實施例11的物鏡時的球面象差圖。
圖33(a)是光源波長為400nm的光束射入實施例12的物鏡時的光路圖，圖33(b)是光源波長為650nm的光束射入實施例12的物鏡時的光路圖。
圖34(a)是光源波長接近400nm的光束射入實施例12的物鏡時的球面象差圖，圖34(b)是光源波長接近650nm的光束射入實施例12的物鏡時的球面象差35是本實施例的光拾取裝置的概略結構圖。
圖36是實施例13的物鏡的截面圖。
圖37是實施例13的物鏡在DVD規(guī)格情況下球面象差圖。
圖38是實施例13的物鏡在CD規(guī)格情況下的球面象差圖。
圖39是實施例14的物鏡的截面圖。
圖40是實施例14的物鏡在DVD規(guī)格情況下的球面象差圖。
圖41是實施例14的物鏡在CD規(guī)格情況下的球面象差圖。
圖42是當利用實施例13的物鏡對CD進行信息記錄或再生時的數(shù)值孔徑NA為0.5以上的光束的點圖。
圖43是表示作為設有衍射環(huán)帶的光學元件的透鏡的例子的模式圖。
本發(fā)明的光拾取裝置是進行具有厚度為t1的第一透明基析的第一光學信息記錄介質與厚度為t2(t2＞t1)的第二透明基板的第二光學信息記錄介質的信息再生和/或信息記錄的光拾取裝置，它包括射出波長為λ1的第一光束的第一光源；射出波長為λ2(λ2＞λ1)的第二光束的第二光源；將第一光源或第二光源射出的光束會聚在第一光學信息記錄介質或第二光學信息記錄介質的信息記錄面上的聚光光學系統(tǒng)，所述光學系系具有物鏡，接受來自第一光學信息記錄介質或第二光學信息記錄介質的反射光的光檢測器。另外，所述聚光光學系統(tǒng)在至少一個面的有效直徑面上或在大致有效直徑面上具有衍射部，所述聚光光學系統(tǒng)如此在第一信息記錄面上聚光，即它能夠使第一光束通過所述衍射部的m級(m是不為零的一個整數(shù))衍射光比其它級數(shù)的衍射光更多地發(fā)生地進行第一光學信息記錄介質的信息再生和/或記錄。此外，所述聚光光學系統(tǒng)如此在第二信息記錄面上聚光，即它能夠使第二光束通過所述衍射部的n級(n是不為零的一個整數(shù))衍射光比其它級數(shù)的衍射光更多地發(fā)生地進行第二光學信息記錄介質的信息再生和/或記錄。而且，當所述聚光光學系統(tǒng)把第二光束聚集在第二信息記錄面上以便進行第二光學信息記錄介質的記錄再生時，所述球面象差具有在至少一個位置的不連續(xù)部分或實質上不連續(xù)的部分。
本發(fā)明也適用于透明基板厚度相同而必需數(shù)值孔徑不同的多種光學信息記錄介質。
在這里，“有效直徑面”是指，在某聚光光學系統(tǒng)的光學元件面上，滿足通過光拾取裝置進行再生和/或記錄的光學信息記錄介質的必需數(shù)值孔徑光束通過的整個部分。而“幾乎有效直徑面”意味著有效直徑面的80％以上，最好是90％以上。
“球面象差具有不連續(xù)部”是指，當用光行差表示球面象差時，球面象差曲線以某個NA為界地是不連續(xù)的。而“球面象差具有實質不連續(xù)部”是指，球面象差即使是連續(xù)的，但在接近某個NA的地方，球面象差變化是急劇的(例如，針對0.01的NA變化，球面象差在光軸方向上的變化大于5μm)，它是指盤片上的光線位置實質上以某個NA為界地彼此分開的狀態(tài)。
按照如上所述的結構，在對厚度不同的多種光學信息記錄介質進行信息的記錄再生的光拾取裝置的光學系統(tǒng)中，在數(shù)值孔徑NA小的那一側的使用狀態(tài)下，預定數(shù)值孔徑外側的光束容易形成光斑，并且即使不使用為了小數(shù)值孔徑NA的開口限制，也不會發(fā)生光束直徑的過度收小而能夠獲得比較大的聚光光斑尺寸。就是說，通過使用設有本發(fā)明衍射部的光學元件，可以提供一種對厚度不同的多種光學信息記錄介質進行信息的記錄再生的光拾取裝置。為了信息記錄或再生所需的部分的光斑不受壞影響，這種光斑最好在預定數(shù)值孔徑外側是十分大的光斑。根據(jù)本發(fā)明，在數(shù)值孔徑小的那側的使用狀態(tài)下，預定數(shù)值孔徑外側的球面象差實質上是不連續(xù)的，從而能夠在預定數(shù)值孔徑內側獲得良好縮小的聚光點。其外側的光束變成了大光斑，從而能夠不影響記錄再生所需的必需部分的聚光點。
另外，也可以是當聚光學系統(tǒng)為了進行第一光學信息記錄介質的記錄再生而將第一光束聚集在第一信息記錄面上時，球面象差具有在至少在一個位置上的不連續(xù)部或實質上的不連續(xù)部。
另外，也可以是當聚光光學系統(tǒng)為了進行第二光學信息記錄介質的記錄再生而將第一光束聚集在第一信息記錄面上時，球面象差具有在兩個以上位置上的不連續(xù)部分或實質上的不連續(xù)部。
本發(fā)明的光學元件(最好是用于進行具有透明基板的光學信息記錄介質的再生和/或記錄的光拾取裝置的物鏡)具有有少一個面，并且在光學元件面的大致有效直徑面上設有衍射部，當光學元件使預定波長的光束通過衍射部的m(m為不等于零的一個整數(shù))次衍射光比其他級數(shù)的衍射光更多地發(fā)生并且通過具有預定厚度的透明基板會聚m級衍射光時，球面象差具有在至少一個位置上不連續(xù)部或實質上不連續(xù)部。
最好在聚光學系統(tǒng)光學元件之一的面上設有衍射部。雖然測驗有特殊限定設有衍射部的光學元件，但它例如是透鏡、棱鏡、反光鏡、平行平板等。在把透鏡用作設有衍射部的光學元件的場合下，能夠作為光源元件的具體例子地例舉出物鏡、視準透鏡和耦合透鏡，最好在物鏡上設置衍射部。當在物鏡上設置衍射部時，物鏡可以是具有正折射能力的單透鏡，它也可以是由具有正照射能力的第一透鏡與具有正折射能力的第二透鏡構成的雙鏡型物鏡。而在雙鏡型物鏡中，不是在大致有效直徑面上設置衍射部，而是在該面的局部上設置衍射部。另外，在雙鏡型物鏡中，當為進行第二光學信息記錄介質的記錄再生而把第二光束聚集在第二信息記錄面上時，球面象差可以具有在至少一個位置上的不連續(xù)部或實質上的不連續(xù)部。
另外，雖然衍射部可以是振幅型衍射部，但從光利用效率的觀點出發(fā)，它最好是相位型衍射部。另外，衍射部的衍射圖樣最好相對光軸是旋轉對稱的。而且，從光軸方向看，衍射部具有多個環(huán)帶，這些環(huán)帶最好被制成以光軸或光軸附近的點為中央的大致同心圓的形狀。圓最好但也可以是橢圓。尤其優(yōu)選具有臺階的閃耀型的環(huán)帶衍射面。另外，形成的階梯狀的環(huán)帶衍射面也是可行的。此外，也可以是，形成為臺階狀的環(huán)帶衍射面，其中做成為隨著離開光軸，向著透鏡厚度增厚的方向離散性地偏移。另外，當在與光軸方向平行的截面內看衍射形狀時，從臺階至另一臺階視為一個環(huán)帶。另外，衍射部最好成環(huán)帶形，它也可以是一維衍射格。
在衍射光級數(shù)方面，雖然m可以不等于n，但最好m＝n。另外，為了能夠減少光量損失，最好是m＝n＝±1。最好是m＝n＝+1。
另外，設衍射部的第一光束m級衍射光的衍射率為A％，其他級數(shù)的(最好是n以外級數(shù)中的衍射率最高的級數(shù))衍射光的衍射率為B％，最好A-B≥10。設衍射部的第二光束n級衍射光的衍射率為A’％，其他級數(shù)的(最好是n以外級數(shù)中的衍射率最高的級數(shù))衍射光的衍射率B’％，最好A’-B’≥10。此外，最好是A-B≥30且A’-B’≥30，最佳地是A-B≥70且A’-B’≥70。
另外，當聚光光學系統(tǒng)為了進行第二光學信息記錄介質的記錄再生而將第二光束聚集在第二信息記錄面上時，球面象差具有至少在一個位置上的不連續(xù)部或實質上的不連續(xù)部的可能結構有以下三種情況。
第一種結構是這樣的，即當衍射部的光路差函數(shù)為φ(h)時(h是自具有所述衍射部的面的光軸的與所述光軸直方向上的距離)，在至少一個位置使或實質上使dφ(h)/dh不連續(xù)。
光路差函數(shù)φ(h)表示相對基準波長的1級衍射光因衍射面附加的光路差，光路差函數(shù)值每變化mλ(m是衍射級數(shù))設置例如衍射環(huán)帶。設基準波長是衍射效率最高的波長。
另外，“實質上使dφ(h)/dh不連續(xù)”是指，即使dφ(h)/dh是連續(xù)函數(shù)，但在根據(jù)光路差函數(shù)求衍射環(huán)帶節(jié)距時，衍射環(huán)帶節(jié)距急劇變化的狀態(tài)，且最好是滿足|d2φ(h)/dh2|達到0.2以上地充分大的情況。
第二結構是這樣的，所述衍射部設置在所述物鏡的面上，設所述物鏡在光軸方向上的長度為x，垂直于所述物鏡光軸的方向上的高度為h，在所述物鏡的母非球面上，設置dx/dh至少在一個位置不連續(xù)或實質上不連續(xù)的部分。最好在上述母非球面上設置衍射部，在母非球面上不設有衍設部也可以。
“dx/dh不連續(xù)”是指，在自光軸垂直的方向上的某個距離h的位置上，母非球面的切線方向是不連續(xù)的，就是說，母非球面形狀是曲折的。而“dx/dh實質上不連續(xù)”是指母非球面的切線方向急劇變化的狀態(tài)。
第三結構是這樣的，衍射部設置在物鏡面上，物鏡在有效直徑面內具有至少一個臺階。衍射部最好設在具有臺階的面上，但它也可以設置在沒有臺階的面上。
臺階的平面部最好設置成平行于物鏡光軸。而在物鏡有臺階的情況下，臺階的位置也可以不與球面象差不連續(xù)的位置重合，就是說，由于臺階，也可以不使球面象差不連續(xù)。
在上述第一結構中，最好是形成于dφ(h)/dh至少在一個位置變得不連續(xù)或實質上不連續(xù)的h的內側的衍射部的衍射環(huán)帶中的最外側衍射環(huán)帶的，具有衍射部的面的與光軸垂直方向上的寬度，小于與最外側衍射環(huán)帶相鄰的、形成于所述h的外側的衍射環(huán)帶的具有所述衍射部的面的與光軸垂直的方向的寬度。如圖9所示，在h內側，最外側衍射環(huán)帶3f的寬度P1比與3f相鄰的且在h外側的衍射環(huán)帶3g的寬度P2小。
更好的是衍射部的至少一個衍射環(huán)帶滿足以下條件1.2≤Pi+1/Pi≤10，Pi是從具有衍射部的面的光軸起沿周邊方向數(shù)起的第i個衍射環(huán)帶在垂直于所述光軸的方向上的寬度。
dφ(h)/dh在至少一個位置上是不連續(xù)的或實質上不連續(xù)的形成于h的側的衍射部的衍射環(huán)帶中的最外側衍射環(huán)帶是第i個衍射環(huán)帶。最好是，1.2≤Pi+1/Pi≤4.0，更好的是，1.2≤Pi+1/Pi≤2.8。
在具有衍射部的光學元件中，NA0.60的光線所通過的衍射部的衍射環(huán)帶的編號m滿足以下條件22≤m≤32。而衍射環(huán)帶編號是以具有所述衍射部的面的在光軸上的衍射環(huán)帶為1地按順序向外側編排的號。
在以下說明書中，設用第一光束對第一信息記錄介質進行記錄或再生所需的所述聚光光學系統(tǒng)的光學信息記錄介質側的必需數(shù)值孔徑為NA1并且設用第二光束對第二信息記錄介質進行記錄或再生所需的的所述聚光光學系統(tǒng)的光學信息記錄介質側的必需數(shù)值孔徑為NA2(NA1＞NA2)。
本發(fā)明的光拾取裝置最好是這樣的，即在透過所述物鏡的第一光束中的、其光學信息記錄介質的數(shù)值孔徑小于NA1的部分光束的、在通過第一光學信息記錄介質的第一透明基板時的第一信息記錄面上波面象差小于0.07λ1rms，在透過所述物鏡的二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NA2的部分光束的、在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時的第二信息記錄面上的波面象差小于0.07λ2rms。
另外，在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NA2的部分光束的、在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時的第二信息記錄面上的波面象差的三次球面象差分量超出時，設其絕對值為WSA2λ2rms，最好滿足以下條件0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms。另外，在滿足0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms時，不在大致有效直徑面上設置衍射部，而是在該面的局部上設置衍射部。另外，在滿足0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms的場合下，當將第二光束聚集在第二信息記錄面上以便進行第二光學信息記錄介質的記錄再生時，也可以沒有球面象差在至少一個位置上的不連續(xù)部或實質不連續(xù)部。
做成滿足0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms的結構，能夠降低象差惡化，還能夠減少環(huán)帶數(shù)并使衍射透鏡等衍射光學元件的制造變得容易了，而且能夠獲得光利用率更高的衍射透鏡等衍射光學元件。而且，在0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms時的衍射部環(huán)帶數(shù)最好是7-32，最佳地是7-30。
在滿足0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms的時候，設第一光學信息記錄介質的信息記錄或再生時從光學信息記錄介質側看的物鏡成像倍率為M1，設第二光學信息記錄介質的信息記錄或再生時從光學信息記錄介質側看的物鏡成像倍率為M2，M1最好大致等于M2。最好是M2、M1幾乎等于零。
此外，當在透過所述物鏡的第一光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NA1的部分光束的、在通過第一光學信息記錄介質的第一透明基板時的第一信息記錄面上的波面象差的三次球面象差分量的絕對值為WSA1λ1rms時，最好滿足以下條件WSA1≤0.04λ1rms。
更好的是，在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NA2的部分光束的、在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時的第二信息記錄面上的波面象差小于0.07λ2rms，而大于NA2的部分光束的、在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時的第二信息記錄面上的波面象差大于0.07λ2rms(最好比0.1λrms大)。而當設球面象差具有在一個位置上的不連續(xù)部或實質不連續(xù)部的MA為NAZ時，在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NAZ的部分光束的、在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時在所述第二信息記錄面上的球面象差小于0.07λ2rms，而大于NAZ的部分光束的、在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時在第二信息記錄面上的球面象差大于0.07λ2rms(最好大于0.1λrms)。
另外，當0.43≤NAZ≤0.53時，在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑大于NAZ但小于NA0.7的部分光束的、在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時的球面象差，比在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NAZ的部分光束的、在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板的球面象差要大10λ2以上，并且最好是大10λ2-100λ2。最好是球面象差具有在至少一個位置上的不連續(xù)部或實質不連續(xù)部時的NA NAZ。
在透過物鏡的第二光束中的、光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑大于NA2但小于NA1的部分光束在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時在第二信息記錄面上的光斑尺寸大于w2但小于w1，最好滿足以下條件10μm≤w2≤50μm，20μm≤w1-w2≤110μm。
在透過物鏡的第二光束中的通過NA1的光束經第二光學信息記錄介質的第二透明基板而收斂的位置，比透過物鏡的第二光束中的且通過NA1的光束經第二光學信息記錄介質的第二透明基板而收斂的位置更遠離物鏡，這個位置差最好為5μm以上(更好的是15μm)。
在光檢測器具有受光面的場合中，當0.43≤NAZ≤0.53時，所述光檢測器受光面最好在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NAZ的部分光束通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時接受由所述第二光學信息記錄介質所反射的光束，而由第二光學信息記錄介質反射的光束最好在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄在第二光學信息記錄介質的信息記錄面上的環(huán)形光點的內徑最好在5μm以上，更好的是在25μm以上。
在光檢測器具有中央受光面和周邊受光面的場合下，當0.43≤NAZ≤0.3時，由第二光學信息記錄介質反射的光束最好在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑大于NAZ的部分光束通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時創(chuàng)除所述光檢測器的中央受光面地被照向周邊受光面或其四周。在受光面具有兩個以上的條形受光面的情況下，大于數(shù)值孔徑NAZ的光束的在第二光學信息記錄介質信息記錄面上的環(huán)形光點的內徑最好在20μm以上。在受光面具有四個以上的條狀受光面的情況下，大于數(shù)值孔徑NAZ的光束的在第二光學信息記錄介質信息記錄面上的環(huán)形光點的內徑最好在50μm以上。
另外，也可以是，所述衍射部具有第一衍射部和第二衍射部，第一衍射部與第二衍射部分別相對預定波長而最強地產生的衍射光的級數(shù)不為零且級數(shù)互不相同。另外，級數(shù)的絕對值可以是不同的，也可以是相同的。在這種情況下，也可以將折射面設置在第一衍射部和第二衍射部之間。另外，當顏色后部的非折射面位于第一衍射部與第二衍射部之間時，在其衍射部與折射面的分界點上，當聚光光學系統(tǒng)為了進行第二光學信息記錄介質的記錄再生而把第二光束聚集在第二光學信息記錄面上時，球面象差最好具有兩個位置上的不連續(xù)部。衍射面的第二光學信息記錄面上的象差可以比第一衍射部大，也可以比第一衍射部小。當把第二光束聚集在第二信息記錄面上以便進行第二光學信息記錄介質的記錄再生時，也可以沒有球面象差在至少一個位置上的不連續(xù)部或實質不連續(xù)部。
另外，光源最好是半導體激光器等激光光源。例如，第一光源例如是射出波長為630nm-665nm的第一光束的激光光源，第二光源例如是射出波長為750nm-810nm的第二光束的激光光源。在這種情況下，第一光學信息記錄介質透明基板的厚度最好為0.6mm，第二光學信息記錄介質透明基板的厚度最好為1.2mm。尤其是，第一光學信息記錄介質最好是DVD，第二光學信息記錄介質最好是CD。在雙鏡型物鏡的情況下，第一光源的波長最好為350nm-550nm，此時的第二光源的波長可以是630nm-665nm，也可以是750nm-810nm。
形成于所述光學元件預定距離h的內側的環(huán)帶中的最外側環(huán)帶在光軸垂直方向上的寬度比與最外側環(huán)帶相鄰的且形成于所述預定距離h的外側的環(huán)帶在光軸垂直方向上的寬度小。
圖9是表示作為設有衍射環(huán)帶的光源件的透鏡例子。在圖9中，為了垂直方向上的寬度比與最外側環(huán)帶相鄰的且形成于所述預宣戰(zhàn)距離h的外側的環(huán)帶在光軸垂直方向上的寬度小。
圖9所示的透鏡3的左側光學面具有這樣的點H，即所述點是當以離光軸X的距離為h且用φ(h)表示光路差函數(shù)時在預定距離h的位置上的光路差函數(shù)φ(h)的微分函數(shù)dφ(h)/dh是不連續(xù)或實質不連續(xù)的點。在點H的內側面上，成沿母非球面B形并減少漸次間距(光軸垂直方向的寬度)地設置了衍射環(huán)帶3a-3f，在拐點H外側的面上，成沿母非球面B形狀并漸次減少節(jié)距(光軸垂直方向的寬度)地設置了衍射環(huán)帶3g-3i。而且，母非球面B也成在點H處彎曲或實質彎曲的形狀。
在這里，以點H為分界地改變衍射環(huán)帶的節(jié)距。確切地說，在衍射環(huán)帶3a-3f中，漸次節(jié)距減小，點H內側的且離該點最近的衍射環(huán)帶3f的節(jié)距P1比與衍射環(huán)帶3f相鄰的且在點H外側的衍射環(huán)帶3g的節(jié)距P2小。由此一來，通過點H外側的具有預定波長的光被有效地轉換成光斑光。
在波長為λ2且在預定物距上的光源通過所述光學元件照射透明基板厚度為t2的光學信息記錄介質的情況下，當數(shù)值孔徑NA小于所述預定距離h時，波面象差小于0.7λ2rms，而通過所述預定距離h的內側的光線的球面象差比通過所述預定距離h的內側的光線的球面象差小10λ2-100λ2。
這樣，如果通過所述預定距離h的內側的光線的球面象差比通過所述預定距離h的內側的光線的球面象差10λ2-100λ2，則通過所述預定距離h外側的光線被視為光斑，即使不采用小數(shù)值孔徑NA用的孔徑限制，光束徑也不會過度縮小，從而能夠獲得比較大的光光斑尺寸。
所述光學元件的至少一個面是具有衍射環(huán)帶的衍射面，至少一個衍射面的、從光軸開始沿周邊方向數(shù)起的第i個衍射環(huán)帶滿足以下化式1.2≤Pi+1/Pi≤10 (1)Pi是從具有衍射部的面的光軸起沿周邊方向數(shù)起的第i個衍射環(huán)帶在光軸垂直方向上的寬度。
在可用于光拾取裝置中的光學元件中，其至少一個面是具有衍射環(huán)帶的衍射面，至少一個衍射面的、從光軸開始沿周邊方向數(shù)起的第i個衍射環(huán)帶滿足以下化式1.2≤Pi+1/Pi≤10 (1)Pi是從具有衍射部的面的光軸起沿周邊方向數(shù)起的第i個衍射環(huán)帶在光軸垂直方向上的寬度。
此外，作為上述第i個衍射環(huán)帶地，當以光軸上的環(huán)帶為1時，它可以是第14-第22個環(huán)帶。
根據(jù)本發(fā)明，在數(shù)值孔徑NA小的一側的使用狀態(tài)下，能夠把預定數(shù)值孔徑外側的球面象差形成很大的光斑。就是說，在數(shù)值孔徑NA小的一側的使用狀態(tài)下，使球面象差實質不連續(xù)，而在預定數(shù)值孔徑內側，獲得了良好縮小的光點。其外側的光束成為大光斑，由此沒有影響到記錄再生所需的必需部分的光點。如果值Pi+1/Pi在式(1)的下限值以上，則能夠獲得很大的光斑。另一方面，如果值Pi+/Pi在式(1)的上限值以下，在不能過度縮小環(huán)帶節(jié)距，從而容易制造衍射面。
在可被用于光拾取裝置的光學元件中，NA0.60的光線所通過衍射面的衍射環(huán)帶編號m滿足以下條件22≤m≤32(2)衍射環(huán)帶編號是以光軸環(huán)帶為1地按順序向外側編排的號。
在波長為630nm-665nm的情況下，所述光線以大致平行光束的形式被射入所述光學元件中。
根據(jù)本發(fā)明，如果編號m在式(2)的下限值以上，則充分地進行由光學信息記錄介質(例如CD、DVD)的基板厚度引起的球面象差補正，另一方面，如果編號m在式(2)的上限值以下，則有容易制成衍射率強的透鏡的好處。
本發(fā)明的特征在于所述光學元件是物鏡。
本發(fā)明的物鏡可用于這樣的光拾取裝置中，所述光拾取裝置具有包含有用于將來自于波長不同的光源的光束聚集在光學信息記錄介質的記錄面上的物鏡的聚光光學系統(tǒng)和檢測所述記錄面的反光的受光件且可以實現(xiàn)至少兩個其透明基板厚度不同的第一和第二光學信息記錄介質進行信息記錄或再生，設相互不同的兩個波長為λ1、λ2(λ1＜λ2)，當相互不同的兩個光學信息記錄介質的透明基板厚度為t1、t2(t1＜t2)，設用波長為λ1的光束在透明基板厚為t1的光學信息記錄介質上進行記錄或再生所需的像側必需的數(shù)值孔徑為NA1并且用波長為λ2的光束在透明基板厚為t2的光學信息記錄介質上進行記錄或再生所需像側必需的數(shù)值孔徑為NA2(NA1≥NA2)時，對于長λ1、透明基板厚度t1與必需數(shù)值孔徑NA1的組合來說，球面象差小于0.07λ1rms，對于波長λ2、透明基板厚度t2與必需數(shù)值孔徑NA2的組合來說，球面象差小于0.07λ2rms，并且對波長λ2、透明基板厚度t2的組合來說，物鏡把大于必需數(shù)值孔徑NA2的光束聚集成光斑。
當波長為λ2的且處于預定物距下的光源通過所述物鏡照射透明基板厚為t2的光學信息記錄介質時，大于數(shù)值孔徑NA2但小于數(shù)值孔徑NA1的光束在信息記錄面上分布在直徑大于w2但小于w1的范圍內并且它滿足以下條件10μm≤w2≤50μm (3)20μm≤w1-w2≤110μm (4)如果直徑w2在式(3)的下限以上，則對于透明基板厚為t2的光學信息記錄介質來來，能夠獲得與數(shù)值孔徑NA2理想的透鏡同等的光束直徑，而高于數(shù)值孔徑NA2的光束變成光斑，不用擔心對信息的寫入和/或讀取產生不利影響。
如果值(w1-w2)在式(4)的下限以上，則對于透明基板厚為t2的光學信息記錄介質來說。高于數(shù)值孔徑NA2的光束變成大范圍的光斑，從而能夠獲得良好的聚焦信號。
在直徑w2在式(3)上限以下且值(w1-w2)在式(4)的上限以下的情況下，當由塑料透鏡構成物鏡時，能夠通過利用伴隨溫度變化的半導體激光器的激勵波長變化的衍射面球面象差變化一定程度地補償由溫度變化引起的折射率變化的球面象差的惡化。對高于數(shù)值孔徑NA2的光束形成很大光斑，這相當于補正由基板厚度引起的球面象差的衍射作用減弱，因降低了補償由溫度變化引起的球面象差的惡化的上述效果，所以最好不要過度增大光斑。
所述物鏡的至少一個面是具有衍射環(huán)帶的衍射面，當設所述衍射面的光路差函數(shù)為φ(h)(h是與光軸的距離)時，dφ(h)/dh在預定距離h的位置上是不連續(xù)的或實質不連續(xù)的。
所述物鏡的特點是，形成于所述光學元件預定距離h的內側的環(huán)帶中的最外側環(huán)帶在光軸垂直方向上的寬度比與最外側環(huán)帶相鄰的且形成于所述預定距離h的外側的環(huán)帶在光軸垂直方向上的寬度不小。
在所述物鏡中，在波長為λ2且在預定物距上的光源通過所述光學元件照射透明基板厚度為t2的光學信息記錄介質的情況下，當數(shù)值孔徑NA小于所述預定距離h時，波面象差小于0.07λ2rms，而通過所述預定距離h的內側的光線的球面象差比通過所述預定距離h的內側的光線的球面象差小10λ2-100λ2。
所述物鏡的至少一個面是具有衍射環(huán)帶的衍射面，至少一個衍射面的從光軸開始沿周邊方向數(shù)起的第i個衍射環(huán)帶滿足以下化式1.2≤Pi+1/Pi≤10 (1)Pi是從具有衍射部的面的光軸起沿周邊方向數(shù)起的第i個衍射環(huán)帶在光軸垂直方向上的寬度。
(2-16)所述的物鏡的特點是，NA0.60的光線所通過衍射面的衍射環(huán)帶編號m滿足以下條件22≤m≤32 (2)所述物鏡適用于這樣的光拾取裝置，其中所述波長λ1為630nm-665nm并最好為635nm或650nm，而波長λ2為750nm-810nm并最好為780nm，所述厚度t1等于0.6mm，厚度t2等于1.2mm，所述光拾取裝置可對DVD、CD雙方進行信息的記錄和/或再生。
所述物鏡能夠提供用于這樣的光拾取裝置的物鏡，即第一光學信息記錄介質是DVD，第二光學信息記錄介質是CD，所述光拾取裝置可對DVD和CD雙方進行信息的記錄和/或再生。
本發(fā)明的光拾取裝置具有包含有用于將來自于波長不同的光源的光束聚集在光學信息記錄介質的記錄面上的物鏡的聚光光學系統(tǒng)。檢測所述記錄面的反光的受光件，并且它可以實現(xiàn)至少兩個其透明基板厚度不同的第一和第二光學信息記錄介質進行信息記錄或再生，其中所述物鏡的至少一個面是具有衍射環(huán)帶的衍射面，設相互不同的兩個波長為λ1、λ2(λ1＜λ2)，相互不同的兩個光學信息記錄介質的透明基板厚度為t1、t2(t1＜t2)，當用波長為λ1的光束在透明基板厚為t1的光學信息記錄介質上進行記錄或再生所需的像側必需的數(shù)值孔徑為NA1且用波長為λ2的光束在透明基板厚為t2的光學信息記錄介質上進行記錄或再生所需的像側必需的數(shù)值孔徑為NA2(NA1≥NA2)時，對于波長λ1、透明基板厚度t1與必需數(shù)值孔徑NA1的組合，球面象差小于0.07λ1rms，對于波長λ2、透明基板厚度t2與必需數(shù)值孔徑NA2的組合，球面象差小于0.07λ2rms，并且對波長λ2、透明基板厚度t2的組合來說，物鏡把大于必需數(shù)值孔徑NA2的光束聚集成光斑。
在對厚度不同的多種光學信息記錄介質進行信息的記錄再生的光拾取裝置的光學系統(tǒng)中，如果把高于對波長λ2、透明基板厚度t2的組合來說或是必需的數(shù)值孔徑NA2的光束形成光斑，則即使不采用孔徑限制，光束也不會過度縮小，從而能夠獲得比較大聚光光斑尺寸。在這里，通過使用設有如本發(fā)明所述的衍射環(huán)帶，可以提供一種可以對厚度不同的多種光學信息記錄介質進行信息記錄再生的光拾取裝置。
在所述光拾取裝置中，當波長為λ2的處于預定物距下的光源通過所述物鏡照射透明基板厚為t2的光學信息記錄介質時，大于數(shù)值孔徑NA2但小于數(shù)值孔徑NA1的光束在信息記錄面上分布在直徑大于w2但小于w1的范圍內并且它滿足以下條件10μm≤w2≤50μm (3)20μm≤w1-w2≤110μm (4)所述光拾取裝置的特點是，至少一個面是具有衍射環(huán)帶的衍射面，當設所述衍射面的光路差函數(shù)為φ(h)(h是與光軸的距離)時，dφ(h)/dh在預定距離h的位置上是不連續(xù)的或實質上不連續(xù)的。
所述光拾取裝置的特點是，形成于所述光學元件預定距離h的內側的環(huán)帶中的最外側環(huán)帶在光軸垂直方向上的寬度比與最外側環(huán)帶相鄰的且形成于所述預定距離h的外側的環(huán)帶在光軸垂直方向上的的寬度小。
在所述光拾取裝置中，在波長為λ2且在預定物距上的光源通過所述光學元件照射透明基板厚度為t2的光學信息記錄介質的情況下，當數(shù)值孔徑NA小于所述預定距離h時，波面象差小于0.07λ2rms，而通過所述預定距離h的內側的光線的球面象差比通過所述預定距離h的內側的光線的球面象差小10λ2-100λ2。
所述光拾取裝置至少一個面是具有衍射環(huán)帶的衍射面，至少一個衍射面的從光軸開始沿周邊方向數(shù)起的第i個衍射環(huán)帶滿足以下公式
1.2≤Pi+1/Pi≤10 (1)Pi是從具有衍射部的面的光軸起沿周邊方向數(shù)起的第i個衍射環(huán)帶在光軸垂直方向上的寬度。
所述光拾取裝置的特點是，NA0.60的光線所通過衍射面的衍射環(huán)帶編號m滿足以下條件22≤m≤32 (2)所述光拾取裝置的特點是，用于波長λ1與透明基板厚度t1組合的物鏡物點與用于波長λ2與透明基板厚度t2組合的物鏡物點在光學上是等距離的。
在所述光拾取裝置中，所述波長λ1為630nm-665并最好為635nm或650nm，而波長λ2為750nm-810nm并最好780nm,所述厚度t1等于0.6mm，厚度t2等于1.2mm。
在所述光拾取裝置中，第一光學信息記錄介質是DVD，第二光學信息記錄介質是CD。
在可用于本發(fā)明光拾取裝置的物鏡中，至少一個面是具有衍射環(huán)帶的衍射面，數(shù)值孔徑NA為0.5-0.7的且波長為λ2的光束通過所述物鏡時的球面象差比數(shù)值孔徑NA不到0.5的且波長為λ2的光束通過所述物鏡時的球面象差要大10λ2-100λ2。
這樣，如果在通過所述預定距離h的內側的光線的球面象差相對通過所述預定距離h的外側的光線的球面象差小10λ2-100λ2，則通過所述預定距離h的外側的光線被視作光斑，即使不采用小數(shù)值孔徑NA的孔徑限制，光束直徑也不會過度縮小，從而能夠獲得了比較大的聚光光斑尺寸。
本發(fā)明的光拾取裝置具有通過對其透明基板厚度不同的兩個光學信息記錄介質照射基準波長不同的光線而在所述光學信息記錄介質的信息記錄面上進行信息記錄和/或再生的光源、分別透過來自所述光源的光地向所述光學信息記錄介質輸出光束的物鏡，所述物鏡的至少一個面是具有衍射環(huán)帶的衍射面，數(shù)值孔徑NA為0.5-0.7的且波長為λ2的光束通過所述物鏡時的球面象差比數(shù)值孔徑NA不到0.5的且波長為λ2的光束通過所述物鏡時的球面象差要大10λ2-100λ2。
在可用于具有波長為λ的光源、包括把光源光束聚集在光學信息記錄介質的記錄面上的物鏡的聚光光學系統(tǒng)的并可以對光學信息記錄介質進行信息的記錄或再生的光拾取裝置中的物鏡中，所述物鏡在至少一個面上具有衍射面，當數(shù)值孔徑NA不到0.5的且波長為λ的光束通過時，把所述光學信息記錄介質的反射光束包括所述受光件的受光面在內地照射向受光件，而當數(shù)值孔徑NA大于0.5的且波長為λ的光束通過時，把所述光學信息記錄介質的反射光束除去所述受光件的受光面地照射向周圍。
與光拾取裝置所用受光件相關地，存在著使用激光光源和受光件一體化的組件的場合以及分別設置激光光源和受光件的場合。前者被稱為一體型受光件，后者被稱為分體型受光件。圖8(a)示出了一體型受光件的受光面，圖8(b)是表示分體型受光件的受光面的模式圖。在圖(b)中，通常由三個大致成矩形的受光面構成的受光件受光在具有中央受光面CS、設置在其兩側的一對周邊受光面PS。中央受光面CS具有檢測是否產生記錄信號的書入和/或讀取錯誤的功能，而周邊受光面PS具有檢測是否產生跟蹤誤差的功能。
在本發(fā)明中，對DVD、CD這兩個光學信息記錄介質中的、其必需數(shù)值孔徑小的光學信息記錄介質即CD來說，數(shù)值孔徑NA大于0.5的且波長為λ的光束通過所述物鏡時，通過衍射面沒有形成光斑。如圖8(b)所示地，數(shù)值孔徑NA小于0.5的波長為λ的光束在中央受光面CS的中央形成了光點。而數(shù)值孔徑NA大于0.5的波長為λ的光束成為了內徑為φ1的環(huán)狀光斑。此時，內徑φ1十分大，如果完全把中央受光面CS包括在內，則數(shù)值孔徑NA大于0.5的波長為λ的光束只射向周邊受光面PS，防止了在作為本發(fā)明受光面的中央受光面CS上檢測不需要的光，結果防止了誤檢。
另外，如果光斑內徑為大于φ1的φ2并且還完全包括周邊受光面PS，則數(shù)值孔徑NA大于0.5的波長為λ光束只被射向周邊受光面，從而防止了在作為本發(fā)明受光面的中央受光面CS和周邊受光面PS上檢測不需要的光。結果防止了誤檢。
如本發(fā)明物鏡那樣地，在所述受光件具有1-3個大致成矩形的受光面的場合下，如果數(shù)值孔徑NA大于0.5的光束在光學信息記錄面上的光斑尺寸大于5μm，則在分體型受光件中，不需要的光難以射入中央受光面CS，結果防止了誤檢。
如本發(fā)明所述的物鏡，所述受光件具有大致并排設置子一條直線上的三個矩形受光面，如果數(shù)值孔徑NA大于0.5的光束在光學信息記錄面上的光斑尺寸大于25μm，則在分體型受光件中，不需要的光更難射入周邊受光面PS，結果能進一步防止誤檢。
本發(fā)明的物鏡可用于具有波長為λ的光源、包括把光源光束聚集在光學信息記錄介質的記錄面上的物鏡的聚光光學系統(tǒng)。具有用于檢測來自所述記錄面的發(fā)射光的中央受光面和周邊受光面的受光件并可以對光學信息記錄介質進行信息的記錄或再生的光拾取裝置中，所述物鏡在至少一個面上具有衍射面，當數(shù)值孔徑NA大于0.5且波長為λ的光束通過時，所述光學信息記錄介質的反射光束僅包括所述周邊受光面在內地被射向所述受光件。
如圖8(a)所示地，一體型受光件由至少兩個以上的且通常是四個以上的條狀受光面構成。數(shù)值孔徑NA小于0.5且波長為λ的光束在中央受光面群CS之間形成光點。數(shù)值孔徑NA大于0.5且波長為λ的光束成為內徑為φ1的光斑，此時，內φ1很大，如果中央受光面群CS被完全包括在內，則數(shù)值孔徑NA大于0.5且波長為λ的光束只被射向周邊受光面PS，從而防止了在作為本發(fā)明受光面的中央受光面群CS上檢測不需要的光，結果防止了誤檢。
如本發(fā)明所述的物鏡，它具有至少兩個條狀受光面，如果數(shù)值孔徑NA大于0.5且波長為λ的光束在光學信息記錄面上的光斑尺寸大于20μm，則在一體型受光件中，不需要的光很難射入中央受光面CS，結果防止了誤檢。
另外，如本發(fā)明所述的物鏡，它具有至少四個條狀受光面，如果數(shù)值孔徑NA大于0.5且波長為λ的光束在光學信息記錄面上的光斑尺寸大于50μm，則在一體型受光件中，不需要的光更難射入周邊受光面PS，因此能防止誤檢。
在具有波長為λ的光源、包括把光源光束聚集在光學信息記錄介質的記錄面上的物鏡的聚光光學系統(tǒng)、具有用于檢測所述記錄面的反射光的受光面的受光件并可以對光學信息記錄介質進行信息的記錄或再生的本發(fā)明光拾取裝置中，所述物鏡在至少一個面上具有衍射面，當數(shù)值孔徑NA不到0.5的波長為λ的光束通過時，把所述光學信息記錄介質的反射光束包括所述受光件受光面在內地被射向受光件，而當數(shù)值孔徑NA大于0.5的波長為λ的光束通過時，把所述光學信息記錄介質的反射光束除去所述受光件的受光面地被射向周圍。
所述光拾取裝置的特點是，當所述受光件具有1-3個大致成矩形的受光面時，如果數(shù)值孔徑NA大于0.5的光束在光學信息記錄面上的光斑尺寸大于5μm，則在分體型受光件中，不需要的光難以射入中心受光面CS，結果防止了誤檢。
在所述光拾取裝置中，當所述受光元件具有在大致一條直線上排列的3個矩形受光面時，如果數(shù)值孔徑NA大于0.5的光束在光學信息記錄面上的光斑尺寸大于25μm，則在分體型受光元件中，不需要的光更難射入周邊受光面，能進一步防止誤檢。
在具有波長為λ的光源、包括把光源光束聚集在光學信息記錄介質記錄面上的物鏡的聚光光學系統(tǒng)、具有用于檢測來自所述記錄面的發(fā)射光的中央受光面和周邊受光面的受光件的并且可以對光學信息記錄介質進行信息的記錄或再生的光拾裝置中，所述物鏡在至少一個面上具有衍射面，當數(shù)值孔徑NA大于0.5且波長為λ的光束通過時，所述光學信息記錄介質的反射光束包括所述周邊受光面在內地被射向所述受光件。
如果所述光拾取裝置具有至少兩個條狀受光面，數(shù)值孔徑NA大于0.5且波長為λ的光束在光學信息記錄面上的光斑尺寸大于20μm，則在一體型受光件中，不需要的光很難射入中央受光面CS，結果防止了誤檢。
如果所述光拾取裝置具有至少四個條狀受光面，數(shù)值孔徑NA大于0.5且波長為λ的光束在光學信息記錄面上的光斑尺寸大于50μm，則在一體型受光件中，不需要的光更難射入中央受光面CS，因此能防止誤檢。
為實現(xiàn)上述目的，在利用包括物鏡的聚光光學系統(tǒng)并通過光學信息記錄介質透明基板地把來自光源的光束聚集在信息記錄面上地進行信息的記錄或再生地構成的并且可以進行其透明基板厚度及記錄密度不同的至少兩種光學信息記錄介質的信息記錄或再生的本發(fā)明光拾取裝置中，它具有波長為λ1(nm)的第一光源、波長為λ2(nm)(λ2＞λ1)的第二光源、接受光學信息記錄介質對來自第一光源和第二光源的射出光束的反射光的光檢測器，設用波長λ1對透明基板厚為t1的光學信息記錄介質進行記錄或再生所需的所述聚光光學系統(tǒng)的光學信息記錄介質側的必需數(shù)值孔徑為NA1且用波長λ2對透明基板厚為t2的光學信息記錄介質進行記錄或再生所需的所述聚光光學系統(tǒng)的光學信息記錄介質側的必需數(shù)值孔徑為NA2(但NA1＞NA2)，在所述聚光光學系統(tǒng)的至少一個面上設有衍射圖樣，至少利用來自第一光源的光束的從所述聚光光學系統(tǒng)衍射圖樣開始的m級衍射光(但m是一個整數(shù))地記錄和/或再生其透明基板厚為t1的第一光學信息記錄介質，并且至少利用來自第二光源的光束的從所述聚光光學系統(tǒng)衍射圖樣開始的n級衍射光(但n是一個整數(shù)且n、m都不等于零)地記錄和/或再生其透明基板厚為t2(但t2＞t1)的第二光學信息記錄介質，當在透過所述物鏡的第二光源光束中的且光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NA2的那部分光束在通過第二光學信息記錄介質的透明基板時的波面象差的三次球面象差分量在超出且絕對值為WSA2λ2rms時，滿足以下條件0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms。
根據(jù)這種光拾取裝置，在也能降低衍射圖樣中的象差的同時，透明基板厚的第二光學信息記錄介質的球面象差減小了。
另外，所述m是不為零的一個整數(shù)，n最好等于m。另外，所述物鏡是單透鏡，所述衍射圖樣最好設置在所述單透鏡上。
另外，在第一光學信息記錄介質的信息的記錄和/或再生時從所述物鏡的光學信息介質側看的成像倍率為M1，在第二光學信息記錄介質的信息的記錄和/或再生時從所述物鏡的光學信息介質側看的成像倍率為M2，M2最好大致等于M1。如此一來，可以實現(xiàn)受光器件的單一化和第一光源與第二光源的單元化，裝置結構可以更緊湊。另外，所述M1、M2最好大致為零，由此一來，光源位置調整變得容易了。
在透過所述物鏡的第二光源光束中的最離開光軸的光線通過二光學信息記錄介質的透明基板而收斂的位置比透過所述物鏡的第二光源光束中的且光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NA2的部分光束通過第二光學信息記錄介質的透明基板時的波面象差最小的位置更遠離所述物鏡，其位置差最好大于5μm。當所述位置差大于5μm時，來自第二光源的光束中的且其數(shù)值孔徑接近NA1的光束的象差增大，由此光束聚點不會通過物鏡而過度縮小。
另外，在透過所述物鏡的第二光源光束中的最離開光軸的光線通過第二光學信息記錄介質的透明基板而收斂的位置比透過所述物鏡的第二光源光束中的且光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NA2的部分束通過第二光學信息記錄介質的透明基板時的波面象差最小的位置更遠離所述物鏡，其位置差最好大于15μm。當所述位置差大于15μm時，第二光源光束中的且其數(shù)值孔徑略大于NA2的光束形成了光斑，不僅光束聚點不會通過物鏡而過度縮小，而且不需要孔徑限制，從而聚光光學系統(tǒng)變得簡單了。
在利用包括物鏡的聚光光學系統(tǒng)并通過光學信息記錄介質透明基板地把來自光源的及記錄密度不同的至少兩種光學信息記錄介質的信息記錄或再生的本發(fā)明其它光拾取裝置中，它具有波長為λ1(nm)的第一光源、波長為λ2(nm)(λ2＞λ1)的第二光源、接受光學信息記錄介質對來自第一光源和第二光源的射出光束的反射光的光檢測器，設用波長λ1對透明基板厚為t1的光學信息記錄介質進行記錄或生所需的所述聚光光學系統(tǒng)的光學信息記錄介質側的必需數(shù)值孔徑為NA1且用波長λ2對透明基板厚為t2的光學信息記錄介質進行記錄或再生所需的所述聚光光學系統(tǒng)的光學信息記錄介質側的必需數(shù)值孔徑為NA2(但NA1＞NA2)，在所述聚光光學系統(tǒng)的至少一個面上設有衍射圖樣，至少利用來自第一光源的光束的從所述聚光光學系統(tǒng)衍射圖樣開始的m級衍射光(但m是一個整數(shù))地記錄和/或再生其透明基板厚為t1的第一光學信息記錄介質，并且至少利用來自第二光源的光束的從所述聚光光學系統(tǒng)衍射圖樣開始的n級衍射光(但n是一整數(shù)且n、m都不等于零)地記錄和/或再生其透明基板厚為t2(但t2＞t1)的第二光學信息記錄介質，設通過包括光軸的所述大致成環(huán)帶形的衍射圖樣的周邊的光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑為NAX，其中0.2≤NAX/NA2≤0.9。
在這種情況下，所述m是不為零的一個整數(shù)，n最好等于m。另外，所述物鏡最好是單透鏡。
另外，在第一光學信息記錄介質的信息的記錄和/或再生時從所述物鏡的光學信息介質側看的成像倍率為M1，在第二光學信息記錄介質的信息的記錄和/或再生時從所述物鏡的光學信息介質側看的成像倍率為M2，M2最好大致等于M1。而且，M1、M2最好大致為零。
另外，前述衍射圖形的環(huán)帶數(shù)最好為7-30，與通過衍射完全修正球面象差的情況相比，能夠進一步減少環(huán)帶數(shù)，從而易于制造。
入射至前述信息記載面的光束至少被分為光軸附近的第1光束，在前述第一光束外側的第2光束，以及在前述第2光束外側的第3光束，前述第2光束通過屏蔽裝置不會到達前述信息記錄面附近，來自前述第1光源的光束由光束的前述聚光光學系統(tǒng)的前述圖象產生的m級衍射光中，主要由前述第1光束及前述第3光束形成電子束光點而記錄和/或再生前述第1光信息記錄媒體，來自前述第2光源的光束由光束的前述聚光光學系統(tǒng)的前述圖象產生的n級衍射光中，主要由前述第1光束及前述第2光束形成電子束光點而記錄和/或再生前述第2光信息記錄媒體。
前述物鏡最好為單透鏡，前述衍射圖形最好設置在前述單透鏡中。
前述物鏡最好為單透鏡，前述屏蔽裝置設置在前述單透鏡中。
射至前述信息記載面的光束至少被分為光軸附近的第1光束，在前述第一光束外側的第2米束，以及在前述第2光束外側的第3光束，來自前述第1光源的光束中的前述第1光束及前述第3光束通過至少利用來自前述聚光光學系統(tǒng)的前述衍射圖象的m級衍射光記錄和/或再生形成電子束光點的前述第1光信息記錄媒體。
來自前述第2光源的光束的前述第1光束中，離光軸最遠部分的會聚位置最好與前述第2光束的會聚位置不同。
前述物鏡最好為單透鏡，前述衍射圖形最好設置在前述單透鏡中，另外，前述第2光束最好在前述衍射圖形被衍射。
能夠使前述第2光束通過無前述衍射圖形的部分。在從前述第2光源發(fā)出的光束中，光信息記錄媒體側的數(shù)值孔徑無法通過屏蔽裝置使NA3(NA2≤NA3＜NA1)以上的光束到達前述信息記錄面附近。
前述屏蔽裝置最好為環(huán)帶雙濾光器，其能夠透過波長λ1的光束且反射波長λ2的光束。
由來自前述第2高于的光束的前述聚光光學系統(tǒng)中前述衍射圖象產生的n級衍射光的光信息記錄媒體側的數(shù)值孔徑通過大致鈉NA2以下部分的光束記錄和/或再生形成電子束光點的前述第2光信息記錄媒體，數(shù)值孔徑大致大于NA2的部分會形成胘光。
前述第1光源和前述第2光源最好均為單元化裝置，前述光檢測器最好可通用于前述第1光源和前述第2光源。
本發(fā)明的物鏡為能夠關于光信息記錄媒體，進行信息記錄或再生的光拾取裝置裝置用的物鏡，其至少在一個面具有衍射圖形，在波長780mm的平行光束入射時，對于通過前述物鏡的光束中前述光信息記錄媒體側的數(shù)值孔徑小于0.45的部分，通過厚度1.2mm，折射率1.57的透明基板時的波面象差中3次球面象差充分過量，絕對值為WSA2λ2rms，對于以波長650mm的平行光束入射時，通過前述物鏡的光束中前述光信息記錄媒體側的數(shù)值孔徑小于0.6以下的部分，在通過厚度0.6mm、折射率1.5的透明基板時的波面象差的3次波面象差充分的絕對值為WSA1λrms時，滿足0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms，及WSA1≤0.04λ1rms。
本發(fā)明的裝置用物鏡至少在一個面的有效直徑的整個面具有大致環(huán)帶狀的衍射圖形，其距含有光軸的前述大致環(huán)帶狀衍射圖形周邊光軸的高度為HX，最外周環(huán)帶高度為HMAX時，滿足0.15≤HX/HMAX≤0.65。
前述物鏡最好采用單透鏡。
本發(fā)明其它的光拾取裝置用物鏡在至少一個面的有效直徑的整個面中設有大致環(huán)帶狀的衍射圖象，至少對于具有某一波長的光束來說，球面象差在2處以上是不連續(xù)的。
本發(fā)明的其它光光拾取裝置用物鏡為單透鏡，在一個面的有效直徑的整個面中設有大致環(huán)帶狀衍射圖象，其它的面為連續(xù)面，至少對于具有某一波長的光束來說，球面象差在2處以上是不連續(xù)的。
本發(fā)明其它的光拾取裝置用物鏡至少在一個面的光軸部分及有效直徑周邊設有多個環(huán)帶狀衍射圖形，在環(huán)帶和與其相鄰的環(huán)帶之間為折射面，球面象差在前述折射面和前述衍射圖形之間的邊界處是不連續(xù)的，在這種情況下，前述物鏡最好采用單透鏡。
能夠使前述衍射圖形的環(huán)帶數(shù)為7-30。
另外，本發(fā)明的聚光光學系統(tǒng)例如為可記錄或再生CD和DVD的光學系統(tǒng)的一個以上的集合，不僅意味著為向信息記錄媒體進行信息記錄及/或再生信息記錄媒體上的信息的光學系統(tǒng)整體，而且還意味著所述光學系統(tǒng)的一部分含有物鏡的裝置。
本發(fā)明的物鏡設有聚光光學系統(tǒng)和光接收裝置，所述聚光光學系統(tǒng)含有用于將從具有波長不同的光源發(fā)出的光束聚集在光盤記錄面的物鏡，所述光接收裝置用于檢測從前述記錄面發(fā)出的反射光，對應于透明基板厚度不同的第1及第2光盤(但是，第一光盤與第2光盤相比，對于物鏡所需要的數(shù)值孔徑更大)，在可進行信息記錄或再生的信息記錄再生用的光拾取裝置中使用的物鏡中，從激光光源側順次由具有正折射力的第1透鏡和正折射力的第2透鏡構成，至少一個面為帶有衍射環(huán)帶的衍射射面，相互不同的2個波長為λ1、λ2(λ1＜λ2)，相互不同的2個信息記錄媒體的厚度為t1、t2(t1＜t2)，當利用波長λ1的光束，在透明基板厚度t1的信息記錄媒體進行記錄或再生中必需的規(guī)定圖象側數(shù)值孔徑為NA1，通過波長λ2的光束，在透明基板厚度t2的信息記錄媒體進行記錄或再生所必需的規(guī)定圖象側數(shù)值孔徑為NA2(NA1＝NA2)時，對于波長λ1且透明基板厚度為t1和圖象側數(shù)值孔徑為NA1的組合，其波面象差小于0.07λ1rms，且對于波長λ2且透明基板厚度為t2和圖象側數(shù)值孔徑為NA2的組合，其波面象差小于0.07λ2rms。
由于對于波長λ1且透明基板厚度為t1和圖象側數(shù)值孔徑為NA1的組合，前述物鏡的波面象差小于0.07λ1rms，且對于波長λ2且透明基板厚度為t2和圖象側數(shù)值孔徑為NA2的組合，其波面象差應小于0.07λ2rms，所以利用不同波長的光源，對應具有同基板厚度的光盤，能夠適當?shù)剡M行信息的記錄和/或再生。
由于對于波長λ2且透明基板厚度為t2和圖象側數(shù)值孔徑為NA1的組合，前述物鏡的波面象差應小于0.07λ2rms，所以在即使改變光源波長和基板厚度的情況下，也能夠以致波面象差，從而能夠適當?shù)剡M行信息的記錄和/或再生。
但是，對于波長λ2且透明基板厚度為t2和圖象側數(shù)值孔徑NA1的組合，其波面象差最好大于0.07λ2rms。
對于規(guī)定位置的物點和波長λ1及透明基板厚度t1的組合，前述物鏡的波面象差小于0.07λ1rms，而對于在光學上與前述規(guī)定位置距離相等的物點波長λ2及透明基板厚度t2的組合，前述物鏡的波面象差小于0.07λ2rms。
對于規(guī)定位置的物點和波長λ1及透明基板厚度t1的組合，前述物鏡的波面象差應小于0.07λ1rms，而對于在光學上與前述規(guī)定位置距離不等的物點和波長λ2及透明基板厚度t2的組合，前述物鏡的波面象差小于0.07λ2rms(λ為各個波長)。
前述物鏡滿足以下公式。
0.4≤|Ph/Pf)-2|≤25 (5)其中Pf.關于在透明基板厚度t1的信息記錄媒體進行記錄或再生所必要的圖象側數(shù)值孔徑NA1的衍射環(huán)帶節(jié)距。
Ph關于NA1的1/2數(shù)值孔徑的衍射環(huán)帶節(jié)距(5)式涉及衍射環(huán)帶節(jié)距，即垂直方向的環(huán)帶之間的間隔。雖然光程差函數(shù)如果不具有h的二次方項，(Ph/Pf)-2＝0，但在本發(fā)明中，為了利用衍射良好地修正由兩個基板厚度差異產生的球面象差的差，最好使用光程差函數(shù)的高次項，此時最好采用足以使(Ph/pf)-2為0的獨立值。當在(5)式下限之外時，會減弱修正高次球面象差的衍射作用，因此難于通過衍射作用修正由基板厚度的不同而產生的兩波長間的球面象差的差。當在(5)式上限之外時，會產生衍射環(huán)帶節(jié)距過小的部位，因此難于制造衍射效率較高的透鏡。
較理想的是，前述物鏡滿足以下化式。
0.8≤|(Ph/Pf)-2|≤6.0(6)更理想的是，前述物鏡滿足以下化式。
1.2≤|(Ph/Pf)-2|≤2.0(7)前述物鏡最好應滿足以下化式。
0.70≤d1/f≤1.70 (8)0.60≤r1/(n1·f)≤1.10 (5)0.3≤(r2+r1)/(r2-r1)≤2.0(6)其中d1第1透鏡的軸上透鏡厚度f焦點距離ri各面的近軸曲率半徑n1第1透鏡的折射率(8)式涉及第1透鏡的中心厚度，若在其下限之外則會導致像高特性惡化。另一方面，若在其上限之外透鏡的壁厚會加大，從而加大光拾取裝置的節(jié)距。(9)式涉及第1透鏡的曲率半徑，若在其下限之外且r1減小，則會增大第1透鏡面的位移敏感度或傾斜敏感度。另一方面，若在其上限之外且r1增大，則會增加第2透鏡面的光焦度負擔，并增大對應第2透鏡的透鏡厚度的誤差敏感度，(10)式涉及第1透鏡的形狀，若在其下限之外近似形成兩個凸形對稱形狀，則難于進行球面象差的修正。另一方面，若在其上限之外形成較大的彎月形程度，則會因第1透鏡的第1面和第2面間的軸偏離而加大象差惡化。
進而，前述物鏡最好應滿足以下公式。
1.00≤d1/f≤1.40 b (7)
0.70≤r1/(n1·f)≤0.90 (8)0.4≤(r2+r1)/(r2-r1)≤1.4 (9)本發(fā)明的光拾取裝置具有含有用于將從波長不同的光源發(fā)出的光束聚集在光盤記錄面上的透鏡的聚光光學系統(tǒng)，檢測從前述記錄面發(fā)出的反射光的光接收裝置，對于透明基板厚度不同的第1及第2光盤(但是，第1光盤與第2光盤相比，對應于物鏡的必要數(shù)值孔徑更大)，在可進行下限記錄或再生的信息記錄再生用的光拾取裝置中，前述物鏡沿激光光源側依次由具有正折射力的第1透鏡和具有正折射力的第2透鏡構成。
相互不同的2個波長分別為λ1、λ2(λ1＜λ2)，相互不同的2個信息記錄媒體中透明基板的厚度分別為t1、t2(t1＜t2)，當由于波長λ1的光束，在透明基板厚度t1的信息記錄媒體進行記錄或再生所必需的規(guī)定像側數(shù)值孔徑為NA1，且由于波長λ2的光束，因此在透明基板中厚度t2的信息記錄媒體進行記錄或再生所必須的規(guī)定像側數(shù)值孔徑為NA2(NA1≥NA2)時，對于波長λ1，透明基板的厚度t1與像側數(shù)值孔徑為NA1的組合，其波面象差小于0.07λ1rms，且對于波長λ2，透明基板的厚度t2與像側數(shù)值孔徑NA2的組合，其波面象差小于0.07λ2rms。
由于前述光拾取裝置的物鏡對應波長λ1，透明基板的厚度t1與像側數(shù)值孔徑為NA1的組合，其波面象差應小于0.07λ1rms，且對應于波長λ2，透明基板的厚度t2與像側數(shù)值孔徑為NA2的組合，其波面象差小于0.07λ2rms，因此在不同波長的光源中，能夠對不同基板厚度的光盤進行適當?shù)剡M行信息的記錄和/或再生。
由于前述光拾取裝置的物鏡對應波長λ2，透明基板的厚度t2與像側數(shù)值孔徑為NA1的組合，其波面象差小于0.07λ2rms，因此，即使在改變光源波長和局部厚度的組合的情況下，也能夠抑制波面象差，從而能夠適當?shù)剡M行信息的記錄和/或再生。
但是，對于波長λ2，透明基板的厚度t2與像側數(shù)值孔徑為NA1的組合，其波面象差最好大于0.07λ2rms。
前述光拾取裝置的物鏡對于規(guī)定位置的物點，波長λ1及透明基板的厚度t1的組合，其波面象差應小于0.07λ1rms，且對于在光學上與前述規(guī)定位置距離相等的物點，波長λ1和透明基板厚度t2的組合，其波面象差小于0.07λ2rms。
前述拾取裝置的物鏡對于規(guī)定位置的物點，波長λ1及透明基板的厚度t1的組合，其波面象差應小于0.07λ1rms，且對于在光學上與前述規(guī)定位置距離不等物點，波長λ2和透明基板厚度t2的組合，其波面象差小于0.07λ2rms(λ為各個波長)。
前述光拾取裝置的物鏡滿足以下公式。
0.4≤|(Ph/Pf)-2|≤25 (5’)其中Pf為關于透明基板厚度t1的信息記錄媒體上進行記錄或再生所必需的圖象側數(shù)值孔徑NA1的衍射環(huán)帶節(jié)距Ph關于NA1的1/2數(shù)值孔徑的衍射環(huán)帶節(jié)距(5’)式涉及衍射環(huán)帶節(jié)距，即垂直方向的環(huán)帶之間的間隔，如果光程差函數(shù)沒有h的二次方項，雖然(Ph/Pf)-2＝0，但在本發(fā)明中，為了利用衍射良好地修正由兩個基板厚度差異產生的球面象差的差，最好使用光程差函數(shù)的高次項，此時最好采用足以使(Ph/Pf)-2為0的獨立值。當在(5’)式下限之外時，會減弱修正高次球面象差的衍射作用，因此難于通過衍射作用修正由基板厚度的不同而產生的兩波長間的球面象差的差。當在(5’)式上限之外時，會產生衍射環(huán)帶節(jié)距過小的部位，因此難于制造衍射效率較高的透鏡。
較理想的是，前述光拾取裝置的物鏡滿足以下公式。
0.8≤|(Ph/Pf)-2|≤6.0 (6’)更理想的是，前述光拾取裝置的物鏡滿足以下公式。
1.2≤|(Ph/Pf)-2|≤2.0 (7’)前述光拾取裝置的物鏡最好應滿足以下公式。
0.70≤d1/f≤1.70(8’)0.60＝r1(n1·f)＝1.10 (9’)0.3＝(r2+r1)/(r2-r1)＝2.0 (10’)其中d1第1透鏡的軸上透鏡厚度f焦點距離ri各面的近軸曲率半徑n1第1透鏡的折射率(8’)或涉及第1透鏡的中心厚度，若在其下限之外則會導致像高特性惡化，另一方面，若在其上限之外增大透鏡的壁厚，會導致光拾取裝置的節(jié)距加大。(9’)式涉及第1透鏡的曲率半徑，若在其下限之外r1減小，則會增大第1透鏡面的位移敏感度或傾斜敏感度。另一方面，若在其上限之外r1增大，則會增加第2透鏡面的放大率負擔，并增大對應第2透鏡的透鏡厚度的誤差敏感度。(10’)式涉及第1透鏡的形狀，若在其下限之外近似于形成兩個凸形對稱形狀，則難于進行球面象差的修正，另一方面，若在其上限之外形成較大的彎月形程度，則會因第1透鏡的第1面和第2面間的軸編離而加大象差惡化。
進而，前述光拾取裝置的物鏡最好滿足以下公式。
1.00≤d1/f≤1.40 (11’)0.70≤r1/(n1·f)≤0.90 (12’)0.4≤(r2+r1)/(r2-r1)≤1.4(13’)本發(fā)明的光學元件作為在用于從光信息記錄媒體再生信息或在光信息記錄媒體中記錄信息的光拾取裝置中使用的光學元件，設有光軸和衍射部，所述衍射部具有多個區(qū)域，所述多個區(qū)域對應各規(guī)定波長最強地產生級數(shù)均不為0且絕對值互不相同。
例如，在利用數(shù)值孔徑不同的光束進行信息記錄再生的光拾取裝置中，若在數(shù)值孔徑較小的使用狀態(tài)下，以規(guī)定數(shù)值孔徑外側的光束作為反射光斑，那么即使不對較小的數(shù)值孔徑NA作孔徑限制，也能在無需過分縮小光束的情況下，獲得較大的光斑直徑。因此，若使用如本發(fā)明那樣設有衍射圖形的光學元件，則在使用任何數(shù)值孔徑的光束時，都能夠形成適合的光斑，因此，例如對于CD和DVD等不同的多種光信息記錄媒體，可提供能進行信息記錄再生的光拾取裝置。
更具體地說，使用閃耀化(blaze)光學元件，在對不同的光信息記錄媒體進行信息記錄或再生的情況下，即使使用具有大于規(guī)定數(shù)值孔徑的光闌直徑的光束，也能獲得與使用具有規(guī)定設置的光學元件的情況相同的光斑直徑，從而在大于規(guī)定數(shù)值孔徑的光束中產生球面象差以實現(xiàn)反射光斑?？墒牵谒龉獍呒仍讵M窄范圍內收斂又增大了強度時，會擔心檢測器錯誤檢測聚焦信號和光道信號。
所以，根據(jù)本發(fā)明，例如，在使用CD和DVD作為信息記錄媒體的情況下，若對應DVD記錄或再生對應于CD的規(guī)定數(shù)值孔徑部分用的光束波長使光學元件閃耀最強地產生+2級衍射光，則與對于+1級衍射光產生閃耀化相比，由于能夠減低折射率，因此會減輕主級數(shù)(此處為+2級)的反射光斑的影響。此時，+1級光等其它無用級數(shù)光束在記錄面上會產生更大的反射光斑，從而能夠減小影響。另外。在本發(fā)明中，多個區(qū)域為2個以上的區(qū)域，進而，前述所述光學元件的前述衍射部在前述每一多個區(qū)域中具有衍射環(huán)帶，在距離前述光軸規(guī)定距離的內側，最強地產生第1級數(shù)(n1≠0)的衍射光，在其外側，最強地產生與前述第1級數(shù)不同的第2級數(shù)(n2≠0且|n1|≠|n2|)的衍射光，另外，第1級數(shù)與第2級數(shù)只要不為0級光且其絕對值不相等，可選擇任意級數(shù)。
在本發(fā)明中，在距離前述光軸具有規(guī)定距離的內側，最強地產生第1級數(shù)的衍射光，因此，能良好地獲得縮小的光點。
在本說明書中，光學元件為透鏡，棱鏡，平行平板等。且環(huán)帶(衍射環(huán)帶)在含有光軸的斷面觀察衍射形狀時，把從臺階到臺階視為一個環(huán)帶。
圖43為示意圖，其表示設置了作為衍射部的衍射環(huán)帶的光學元件的透鏡的例子。在圖43中，衍射環(huán)帶分節(jié)距及臺階為了易于理解，比實際作了放大描述，其數(shù)目為易于理解而作了減小描述。
在圖43所示的透鏡3左側的光學面，與光軸X相距規(guī)定距離H的光的內側和外側，衍射環(huán)帶的形狀有很大不同。具體地說，在與光軸X具有相距規(guī)定距離H的光的內側，衍射環(huán)帶3a具有使第1級數(shù)(如+1級)的衍射光強度最強的節(jié)距和臺階。另一方面，在距離光軸X具有規(guī)定距離H的點外側，衍射環(huán)帶3b具有使與第1級數(shù)不同的第2級數(shù)(例如+2級)衍射光強度最強的節(jié)距和臺階。但是，衍射級數(shù)的符號是以通過衍射使光束偏向聚集方向時為正的級數(shù)。
此外，通過調整節(jié)距和臺階，確定了強度最高的衍射光的級數(shù)。順便說一下，在當光束通過衍射環(huán)帶3a時，+1級的衍射光強度最高，而當通過衍射環(huán)帶3a時，+2級的衍射光強度最高的情況下，在與光軸X相距規(guī)定距離H的點外側的衍射環(huán)帶3b的節(jié)距P2及臺階d2分別為在+1級衍射光處閃耀的情況下的2倍。
前述衍射部在前述多個區(qū)域中每一區(qū)域均具有衍射環(huán)帶，前述衍射環(huán)帶中的臺階最大值應大于臺階最小值的1.5倍，由此，在與前述光軸相距前述規(guī)定距離的內側，最強地產生第1級數(shù)(n1≠0)的衍射光，在其外側，最強地產生與前述第1級數(shù)不同的第2級數(shù)(n2≠0且|n1|≠|n2|)的衍射光。
通過對物鏡等光學元件進行閃耀化而設置環(huán)帶的情況下，衍射環(huán)帶的臺階深度是根據(jù)提高最大強度的衍射級數(shù)，入射光束的波長，光束入射角確定的。這樣的條件為在一個光學面上同時設置產生例如+1級光和+2級光這樣的不同級數(shù)衍射光的環(huán)帶的情況下所必需的條件。若采用由位置改變入射光束以及光束入射角的條件，使衍射環(huán)帶臺階最大值與最小值的比大于1.5，為適于產生不同級數(shù)的衍射光的條件中的一個條件。
前述臺階的最大值與最小值不應相差6倍以上。若進行適于過高級數(shù)的衍射光的閃耀，則會擔心在信息記錄或再生所必需級數(shù)的衍射光附近，無用級數(shù)的衍射光成像會產生不利影響。
當前述第1級數(shù)為n1，前述第2級數(shù)為n2時，使n1＝1及n2≥2(但是，衍射級數(shù)的符號通過衍射在會聚方向變化光束時的級數(shù)為正值)成立。
前述光學元件滿足n2＝2。
前述學元件中前述衍射環(huán)帶的特征在于，在距離光軸的前述規(guī)定距離內側，針對規(guī)定波長的前述第1級數(shù)的衍射光，以使衍射效率達到最大的方式進行閃耀化，在距離光軸規(guī)定距離的外側，針對具有與前述規(guī)定波長不同的波長的前述第2級數(shù)的衍射光，以使衍射效率達到最大化的方式進行閃耀化。
此處，所謂閃耀化，就是在光學元件的母體非球面表面上形成使規(guī)定級數(shù)的衍射效率最大的斷面形狀為鋸齒狀衍射環(huán)帶。
前述光學元件為光拾取裝置用的物鏡。
本發(fā)明的光拾取裝置使用了前述學元件，以便從光信息記錄媒體再生信息或在光信息記錄媒體記錄信息。
本發(fā)明的光拾取裝置為用于從至少兩種光信息記錄媒體再生信息或在光信息記錄媒體記錄信息的光拾取裝置，其設有第1光源，其能夠射出具有第1波長λ1的第1光束。
第2光源，其能夠射出與前述第1波長λ1不同的、具有第2波長λ2的第2光束，含有物鏡的聚光光學系統(tǒng)，所述物鏡通過前述第1和前述第2光信息記錄媒體的透明基板能夠將從前述第1光源和前述第2光源射出的前述第1光束和前述第2光束會聚在信息記錄面上，光檢測器，其用于接收由前述第1和第2光信息記錄媒體發(fā)出的反射光，前述物鏡具有光軸和衍射部，前述衍射部具有多個區(qū)域，前述多個區(qū)域對應各個規(guī)定的波長最強發(fā)生的級數(shù)均不為0且其絕對值互不相同，前述第1光源射出前述第1光束，所述第1光束用于從第1光源信息記錄媒體再生信息，或用于記信息，其中，所述第1光源信息記錄媒體具有厚度為t1的第1透明基板，前述第2光源射出前述第2光束，所述第2光束用于從第2光源信息記錄媒體再生信息，或用于記錄信息，其中，所述第2光源信息記錄媒體具有第2透明基板，該基板具有與前述第1透明基板的厚度t1不同的厚度為t2，前述聚光光學系統(tǒng)能夠使用波長λ1的光束，在前述第1光信息記錄媒體的記錄或再生所必需的物鏡的像側的規(guī)定數(shù)值孔徑NA1內、波面象差應小于0.07λ1rms的狀態(tài)下，使來自前述第1光源的光束聚集在前述第1光信息記錄媒體的信息記錄面上，且使用波長λ2的光束，在前述第2光信息記錄媒體的記錄或再生所必需的物鏡的象側的規(guī)定數(shù)值孔徑NA2內、波面象差應小于0.07λ2rms的狀態(tài)下，使來自前述第2光源的光束聚集在前述第2光信息記媒體的信息記錄面上，另外，光拾取裝置滿足以下條件。
λ1＜λ2 (14)t1＜t2 (15)NA1＞NA2 (16)在利用數(shù)值孔徑NA1，NA2不同的第1和第2光束進行信息記錄再生的光拾取裝置中，若在數(shù)值孔徑較小(NA2)的使用狀態(tài)下使規(guī)定數(shù)值孔徑外側的光束形成光斑，則即使由于較小的數(shù)值孔徑(NA2)而不用孔徑限制，也不會過分縮小光束的直徑，從而能夠獲得比較大的光點直徑。所以，若使用設有如本發(fā)明這樣的衍射環(huán)帶的物鏡，由于在使用任何數(shù)值孔徑的的光束的情況下，能夠形成適合的光點，因此，能夠提供對例如CD和DVD等不同的多種光信息記錄媒體進行信息記錄再生的光拾取裝置。
更具體地說，使用閃耀化的物鏡，在對不同的光信息記錄媒體進行信息記錄或再生的情況下，即使使用大于規(guī)定數(shù)值孔徑的縮徑光束，也能夠獲得與具有規(guī)定數(shù)值孔徑的光學元件情況相同的光點直徑，因此，能夠在具有大于規(guī)定數(shù)值孔徑的光束上形成球面象差，從而能夠實現(xiàn)閃耀化?？墒牵瑫乃龇瓷涔獍呔劢乖讵M小的范圍內，且強度加大，那么通過檢測器會錯誤地檢測出聚焦信號和跟蹤信號等。
所以，如本發(fā)明所述，若在使用例如以CD和DVD作為光信息記錄媒體的情況下，若對于DVD記錄或再生對應CD的的規(guī)定數(shù)值孔徑以上部分所用的光束波長，使物鏡閃耀化最強地產生+2級衍射光，則與對+1級衍射光的物鏡閃耀相比，對于CD，適于形成規(guī)定數(shù)值孔徑以上的光斑的光束分散在其它的級數(shù)中，從而減低了衍射效率，因此減輕了主級數(shù)(此處，為+2級)的反射光斑的影響。+1級光，+3級光等其它無用級數(shù)的光束在記錄面上會加大反射光斑，從而減小了影響。另外，本發(fā)明的多個區(qū)域為2個以上的區(qū)域。
在前述光拾取裝置中，前述衍射部在所述多個區(qū)域的每一區(qū)域中均具有衍射環(huán)帶，在距離前述光軸具有規(guī)定距離內側最強地產生第1級數(shù)(n1≠0)的衍射光，在其外側，最強地產生與前述第1級數(shù)不同的第2級數(shù)((n1≠0且|n1|≠|n2|)的衍射光。
更進一步說，在本發(fā)明中，在距離前述光軸具有規(guī)定距離的內側最強地產生第1級數(shù)(n1≠0)的衍射光，從而能夠良好地獲得縮小了的光點。
前述光拾取裝置的前述衍射部在復數(shù)區(qū)域每一區(qū)域中均具有衍射環(huán)帶，前述衍射環(huán)帶中臺階的最大值與臺階中的最小值相差1.5倍以上，由此在距離前述光軸具有規(guī)定距離的內側最強地產生第1級數(shù)(n1≠0)衍射光，在其外側，最強地產生與前述第1級數(shù)不同的第2級數(shù)(n1≠0且|n1|≠|n2|)的衍射光。
在通過使物鏡閃耀化而設置衍射環(huán)帶的情況下，衍射環(huán)帶臺階的深度是根據(jù)適于提高至最強度的衍射級數(shù)，入射光束波長，光束入射角確定的。這樣的條件為在一個光學面上附設產生例如+1級光和+2級光這樣的不同級數(shù)的衍射光環(huán)帶的情況下所需的條件。若采用入射光束的波長和光束的入射角通過位置而改變的情況，則衍射環(huán)帶臺階的最大值和最小值之比大于1.5倍為適宜產生不同級數(shù)的衍射光條件中的一個條件。
在前述光拾取裝置中，在距離前述光軸具有規(guī)定距離的外側，在有效直徑內衍射環(huán)帶的最小節(jié)距大于10μm，小于80μm。最小節(jié)距大于10μm時易于環(huán)帶加工，最小節(jié)距小于80μm時，能有效地獲得衍射作用。
在前述光拾取裝置中，前述臺階的最大值和前述臺階的最小值不能相差6倍以上。若以適于高級數(shù)衍射光的方式進行閃耀化，則會擔心在進行信息記錄或再生所必需級數(shù)的衍射光的附近，因無用級數(shù)的衍射光成象而造成不利的影響。
在前述光拾取裝置中，當前述第1級數(shù)為n1，前述第2級數(shù)為n2時，使n1＝1及n2≥2(其中，衍射級數(shù)的符號為在通過衍射的會聚方向改變光束時的級數(shù)為正值)成立。
前述光拾取裝置滿足n2＝2。
在前述光拾取裝置中，前述衍射環(huán)帶在距離光軸具有前述規(guī)定距離內側，對于規(guī)定波長的前述第1級數(shù)的衍射光進行閃耀化使衍射效率達到最大，在距離光軸具有前述規(guī)定距離外側，對于具有與前述規(guī)定波長不同的波長的前述第2級數(shù)的衍射光進行使衍射效率達到最大的閃耀化。
在前述光拾取裝置中，由于前聚光光學系統(tǒng)是在NA1內、波面象差大于0.07λ2rms的狀態(tài)下將來自前述第2光源的光束聚集在前述第2光信息記錄媒體的信息記錄面上的，因此，能夠形成更大的眩光。
在前述光拾取裝置中，前述物鏡中的前述衍射部的前述規(guī)定距離與NA2的光束通過的范圍大致相當。
在前述光拾取裝置中，前述聚光光學系統(tǒng)對于波長λ2的光束，在距離前述光軸的規(guī)定距離內，球面象差是不連續(xù)的。
所謂用于本發(fā)明的衍射圖形(或衍射面，衍射部)，一般認為是在光學元件表面，例如在透鏡表面設置凹凸，并能夠通過衍射保持聚集光束或發(fā)散光束的作用的形式(或面)，在一個光學面上產生衍射的區(qū)域或在不產生衍射的區(qū)域的情況，一般認為是產生衍射的區(qū)域，所謂凹凸的形狀，例如，在光學元件的表面形成以光軸為中心的大致同心圓狀環(huán)帶，雖然在含有光軸的平面觀察其斷面可知各環(huán)帶為鋸齒狀，但也包含其它形狀。
在本說明書中，物鏡這樣的透鏡狹義上是指，在光拾取裝置中裝填光信息記錄媒體的狀態(tài)下，在最靠近光信息記錄媒體側的位置處，具有應與其相對設置的聚光作用，廣義上是指連同所述透鏡，通過調節(jié)器可至少沿光軸方向運動的透鏡群。此處，所述透鏡群是指至少一個以上(例如2個)透鏡。因此，在本說明書中，物鏡中光信息記錄媒體側的數(shù)值孔徑NA是指位于物鏡中最靠近信息記錄媒體側的透鏡面的數(shù)值孔徑NA。另外，在本說明書中，數(shù)值孔徑NA是指以各光信息記錄媒體的規(guī)格規(guī)定的數(shù)值孔徑，或為具有衍射極限性能的物鏡的數(shù)值孔徑，其能夠相對于各光信息記錄媒體，根據(jù)使用的光源波長能夠獲得用于信息記錄或再生的所必需的光點直徑。
在本說明書中，作為光信息記錄媒體(光盤)，包含例如，CD-R，CD-RW，CD-Video，CD-ROM等各種CD，DVD-ROM，DVD-ROM，DVD-R，DVD-RW，DVD-Video等各種DVD，或MD等盤狀當前的光信息記錄媒體及第二代記錄媒體等。透明基板存在于大多數(shù)光信息記錄媒體的信息記錄面上。然而，也存在透明基板厚度實際近似為零，或完全不存在透明基板的情況。在所說明的情況中，雖本說明書中記載的是通過透明基板，但是也包含所述透明基板厚度為零，即完全沒有透明基板的情況。
在本說明書中，作為信息的記錄及再生，一般認為是在上述信息記錄媒體的信息記錄面上記錄信息，并在信息記錄面上再生記錄的信息。本發(fā)明的光拾取裝置可以為用于進行記錄或再生的裝置，也可以為用于記錄和再生的裝置。另外，或可以為用于對信息記錄媒體進行記錄，對別的信息記錄媒體進行再生的裝置；或為對信息記錄媒體進行記錄或再生、對別的信息記錄媒體經記錄和再生的裝置。此處，所謂再生僅包括讀取信息。
本發(fā)明的光拾取裝置為能夠裝載在各種重放裝置或驅動裝置等，或組入了這些裝置的AV設備，個人計算機，其它信息終端等聲音和/或圖象記錄或再生裝置。所述記錄及/或再生裝置最好設有主軸電動機等。
下面，參照附圖對本發(fā)明的最佳實施例進行說明。衍射面是以顯示去掉衍射凹凸的宏觀形狀的母非球面和光程差函數(shù)表示的。光程差函數(shù)表示了通過衍射面、對基準波長的1級衍射光施加的光程差，每當光程差作mλ(m為衍射級數(shù))變化，均設置衍射環(huán)帶。
在本發(fā)明的實施例中，以距離光軸距離hb為邊界，在其內側(光軸側)和外側(周邊側)分別以其它函數(shù)表示衍射面的母非球面和光程差函數(shù)。
此時的非母球面和光程差函數(shù)在邊界hb實質上是連續(xù)的，因此，在外側母非球面和外側光程差函數(shù)中設定常數(shù)項。光程差函數(shù)φ(h)＝b0+b2*h2+b4*h4+b6*h6+…(5)其中h與光軸的距離b0、b2、b4、b6、…光程差函數(shù)的系數(shù)另一方面，非球面以下式表示。X＝(h2/r)/(1+(1-(1+k)h2/r2)+A0+A2*h2+A4*h4+A6*h6+…其中A0、A2、A4、A6…非球面系數(shù)k圓錐系數(shù)r近軸曲率半徑r、d、n、υd表示透鏡的曲率半徑，面間隔，在基準波長的折射率，阿貝數(shù)。
在根據(jù)上述定義的情況下，由于光程差函數(shù)的2次系數(shù)為不是零的值。因此能夠在透鏡中維持放大率。另外，由于光程差系數(shù)中2次以外的系數(shù)，例如，4次系數(shù)，6次系數(shù)，8次系數(shù)，10級系數(shù)等為不是零的值，因此能夠限制球面象差。并且，此處，所謂限制是指產生相反球面象差修正帶有具有折射放大率部分的球面象差，使整個球面象差達到所希望的值。
圖1為關于本實施例的光拾取裝置的概略結構圖。在圖1中，設有對第1光信息記錄媒體(光盤，例如CD)進行記錄和/或再生的第1光源11，對第2光信息記錄媒體(光盤，例如DVD)進行記錄和/或再生的、與第1光源11波長不同的第2光源12，設有將從各個光源射出的發(fā)散光束的發(fā)散角轉換為所希望的發(fā)散角的耦合透鏡21，22，射束分裂器62，其作為以沿大致一個方向送進的方式合成上述光束的光合成裝置，將從射束分裂器62發(fā)出的光束聚集光信息記錄媒體的信息記錄面5的物鏡3，及作為從光信息記錄媒體接收反射光的受光裝置的光檢測器41，42。圖中，8為光闌，9為圓柱形透鏡，71，72為1/4波長板，15為用于減小來自關于11的發(fā)散光束的發(fā)散度的耦合透鏡，16為凹透鏡，17為用于分離分散光束的全息圖。物鏡13可采用后述實施例11-30。
第1光源11射出波長λ1＝635或650nm的激光，并將對所述透明基板厚度t1＝0.6nm的光息息記錄媒體(DVD)進行記錄和/或再生所必需的物鏡的數(shù)值孔徑定為NA1＝0.6-0.65。第2光源12射出波長λ2＝780nm的激光，并將對所述透明基板厚度t2＝1.2nm的光信息記錄媒體(CD)進行記錄和/或再生所必需的物鏡的數(shù)值孔徑定為NA1＝0.5。
為了通過本實施例中的高NA物鏡，獲得對應厚度不同的信息記錄媒體的物鏡，衍射面的任務是進行球面象差的修正，球面象差的修正如下所述。
在本實施例中，由于對于具有透明基板厚度t1的記錄媒體的物點位置與具有透明基板厚度t2的記錄媒體的物點位置相同，例如在物鏡中入射各種校準的平行光，因此，僅通過衍射面的作用修正由基板厚度不同形成的球面象差。在本實施例中，對于透明基板厚度T2的記錄媒體，在必要的數(shù)值孔徑NA2的范圍內減小了球面象差。
(實施例1)圖2為實施例1的物鏡的剖面圖。圖3為實施例1的物鏡的球面象差圖。[表1]及[表2]中表示了實施例1中物鏡的透鏡數(shù)據(jù)。表1
下面，參照附圖對本發(fā)明的最佳實施例的光拾取裝置進行說明。圖10為表示本實施例的物鏡及含有該物鏡的光拾取裝置的概略結構示意圖。
圖10中的光拾取裝置對于例如作為光信息記錄媒體的CD，DVD兩者而言，能夠用來自第1及第2光源的各波長為650nm和780nm的光從所述信息記錄面讀取信息。
如圖10所示，在光拾取裝置中，DVD用的射出波長650nm的光的第1半導體激光器111，CD用的射出波長780nm的光的第2半導體激光器112作為光源一體化形成，射束分裂器120設置在準直器13和物鏡16之間，在準直器13中大致平行的光通過射束分裂器120射向物鏡16。另外，通過作為光路變換裝置的射束分裂器120，能改變從具有透明基板21的光盤20的信息記錄面22反射的光束的光路朝向檢測器30。物鏡16在其外周具有凸緣16a，通過所述凸緣16a能夠容易地將物鏡16裝配在光拾取裝置。另外，由于凸緣16a具有相對于物鏡16光軸、沿大致垂直方向延伸的面，因此，易于以更高精度進行裝配。
在再生第1光盤(DVD)的情況下，如圖中實線所述，從第1半導體激光器111射出的光束為通過準直器13的平行光束。其經過射束分裂器120由光闌17縮小，并由物鏡16通過第1光盤20的透明基板21聚集在信息記錄面22上。之后，在信息記錄面22通過信息凹點調制的反射光束再通過物鏡16，光闌17在射束分裂器120處反射，由圓柱形透鏡180產生象散，經凹透鏡50，射向光檢測器30，利用從光檢測器30射出的信號，可獲得記錄在第1光盤20上的信息讀取信號。
檢測出在光檢測器30上的基于光點的形狀變化、位置變化的光量變化，以進行合焦檢測及光道檢測。根據(jù)所述檢測，2維促動器150以使來自第1半導體激光器111的光束在第1光盤20的信息記錄面22上成象的方式移動物鏡16，同時，以使來自第1半導體激光器111的光束在規(guī)定光道成象的方式移動物鏡16。
在再生第2光盤(CD)的情況下，如圖中虛線所示，從第2半導體激光器112射出的光束為通過準直器13的平行光束。進而，經過射束分裂器120、由光闌17縮小，并由物鏡16、通過第2光盤20的透明基板21聚集在信息記錄面22上。之后，在信息記錄面22通過信息凹點調制的反射光束再通過物鏡16，光闌17在射束分裂器120處反射，由圓柱形透鏡180產生象散，經凹透鏡50，射向光檢測器30，利用從光檢測器30射出的信號，可獲得記錄在第1光盤20上的信息讀取信號。檢測出在光檢測器30上的基于光點的形狀變化、位置變化的光量變化，以進行合焦檢測及光道檢測。根據(jù)所述檢測，2維促動器15以使來自第1半導體激光器112的光束在第2光盤20的信息記錄面22上成象的方式移動物鏡16，同時，以使來自第2半導體激光器112的光束在規(guī)定光道成象的方式移動物鏡16。
圖10中物鏡16為設有衍射圖形的單透鏡，在來自透過物鏡16的第2半導體激光器112的光束中，使光盤側的數(shù)值孔徑小于NA2部分的通過第2光盤的透明基板時的波面象差的3次球面象差成分過多(修正過剩)，在使其絕對值變?yōu)閃SA2λ2rms時，以0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rmas進行設計，僅在該范圍內存在殘留象差。并且，NA1為第1光盤側必需的數(shù)值孔徑，NA2為第2光盤側必需的數(shù)值孔徑。
另外，來自第1半導體激光器111和第2半導體激光器112的光束通過衍射圖形所產生的各衍射光為0級以外的同級數(shù)衍射光。在第1光盤再生時的物鏡16的光盤側的成象倍率M1和在第2光盤再生時的物鏡16的光盤側的成象倍率M2大致相等，大致為零。因此，在圖1的光拾取裝置中，使用了一個光檢測器，另外，第1半導體激光器111和第2半導體激光器112能夠構成一體部件，從而可以實現(xiàn)單元化。
在圖10中，使第1光盤為DVD(光源波長為650nm)，第2光盤為CD(光源波長為780nm)，但本發(fā)明并不局限于此，例如，可以以第1光盤作為下一代高密度光盤(光源波長為400nm)，以第2光盤作為DVD(光源波長為650nm)。
接著，對上述物鏡進行說明。本實施例中的聚光光學系統(tǒng)為雙面非球面單片透鏡，在一個非球面上設有作為衍射圖形的衍射環(huán)帶(環(huán)帶狀衍射面)。
即，物鏡的折射面形成了以下面的[數(shù)學式1]表示的非球面形狀。數(shù)學式1Z=h2/R01+1-(1+κ)(h/R0)2+Σi=1∞AihPi]]>其中，Z為光軸方向的軸，h為垂直于光軸方向的軸(距離光軸的高度以光的前進方向為正)，RO為近軸曲率半徑，κ為圓錐系數(shù)，Ai為非球面系數(shù)，Pi為非球面的冪數(shù)。
一般來說，衍射環(huán)帶的節(jié)距是利用相位差函數(shù)或光程差函數(shù)定義的。具體地說，相位差函數(shù)ΦB是以弧度為單位通過以下的[數(shù)學式2]表示的，光程差函數(shù)Φb是以mm為單位通過以下的[數(shù)3]表示的。光程差函數(shù)是關于第1基準波長λ1的函數(shù)。
數(shù)學式2ΦB=Σi=1∞B2ih2i]]>數(shù)學式2Φb=Σi=1∞b2ih2i]]>這兩個表示方法雖單位不同，但是所表示的環(huán)帶節(jié)距卻是相同的。即，對于主波長λ(單位nm)，可將相位差函數(shù)的系數(shù)B乘以λ/2π換算為光程差函數(shù)的系數(shù)b，相反，可將相位差函數(shù)的系數(shù)b乘以2π/λ換算為光程差函數(shù)的系數(shù)B。
接著，作為涉及本實施例的物鏡的具體例子，對實施例1，2和3進行說明。各實施例均為單透鏡，對于第1基準波長λ1＝650nm。焦點距離f＝3.3nm，數(shù)值孔徑NA1＝0.6，第1光盤中透明基板的厚度t1＝0.6nm，及第2基準波長λ2＝780nm，數(shù)值孔徑NA2＝0.45，第2光盤中透明基板的厚度t2＝1.2nm，具有充分的成象性能。另外，對于具有短波長的第1基準波長λ1，透明基板厚度t1，大致不會產生象差。以下描述中，像側是指光學信息記錄媒體側。[實施例4]在表8中給出了實施例4的透鏡參數(shù)。在以下的表8-表11中例如[2.2E-02]表示[2.2×10-2]。表8f＝3.30 NA＝0.60基準波長1λ＝650nm基準波長2780nm
非球面參數(shù)第2面 非球面系數(shù)K＝-6.4076106E-01A1＝8.7771931E-04P1 4.0A2＝-1.1822482E-04 P2 6.0A3＝8.7454145E-05P3 8.0A4＝-2.8067977E-05 P4 10.0光程差函數(shù)B2＝0.0000000E+00B4＝-6.3249197E-04B6＝-3.9811935E-05B8＝-3.1571369E-06第3面 非球面系數(shù)K＝-2.0640628E+01A1＝1.1494445E-02P1 4.0A2＝-3.1428889E-03 P2 6.0A3＝2.127173E-04 P3 8.0A4＝9.1906090E-06 P4 10.0圖11為實施例4的透鏡的第1基準波長λ1＝650nm，透明基板的厚度t1＝0.6nm的球面象差圖，圖12為該情況下實施例4的透鏡的光程圖。從圖11中可理解，若采用第1基準波長，則可充分進行球面象差的修正。同樣，圖13為實施例1的透鏡的第2基準波長λ2＝780nm，透明基板的厚度t1＝1.2nm的球面象差圖，圖14為該情況下實施例4的透鏡的光程圖。從圖13中可理解，雖采用第2基準波長會殘留球面象差，但與加有有色球面象差的球面象差相比，其中，有色球面象差是通過由通常折射透鏡產生的透明基板厚度差產生的球面象差和波長差產生的，由于衍射環(huán)帶產生的衍射效果可實現(xiàn)一定程度的象差修正。
在圖10中，通過將圖中未示出的環(huán)帶雙濾光器垂直設置在光闌17和物鏡16間的光軸上，所述透鏡最好通過反射來自射出具有第2基準波長λ2的光的第2光源的光束中大于像側的數(shù)值孔徑NA3的光束而使其不會到達信息記錄面22。最好通過如屏蔽部10這樣的屏蔽裝置而使其不會到達信息記錄面22。[實施例5]在表9中給出了實施例5的透鏡參數(shù)。表9f＝3.30NA＝0.60基準波長1λ＝650nm基準波長2780nm
非球面參數(shù)第2面 非球面系數(shù)K＝-6.4076106E-01A1＝8.7771931E-04 P1 4.0A2＝-1.1822482E-04 P2 6.0A3＝8.7454145E-05 P3 8.0A4＝-2.8067977E-05 P4 10.0光程差函數(shù)B2＝0.0000000E+00B4＝-6.3249197E-04B6＝-3.9811935E-05B8＝-3.1571369E-06第3面 非球面系數(shù)K＝-2.0640628E+01A1＝1.1494445E-02 P1 4.0A2＝-3.1428889E-03 P2 6.0A3＝2.271773E-04 P3 8.0A4＝9.1906090E-06 P4 10.0圖15為實施例2的透鏡的第1基準波長λ1＝650nm，透明基板的厚度t1＝0.6nm的球面象差圖，圖16為該情況下實施例2的光程圖。從圖15中可理解，若采用第1基準波長λ1，可充分進行球面象差的修正。圖17為實施例2的透鏡的第2基準波長λ2＝780nm，透明基板的厚t1＝1.2nm的球面象差圖。從圖17中可理解，雖在第2基準波長λ2中會殘留球面象差，但與實施例1一樣，由于衍射效果可實現(xiàn)一定程度的象差修正。另外，如圖16所示，通過在透鏡面上設置環(huán)帶狀屏蔽部10，能夠獲得必要的成象性能。所述屏蔽部10是通過例如在透鏡面上形成象差環(huán)帶狀切柄及環(huán)帶雙濾光器構成的。并且，屏蔽部10對第1基準波長λ的光成象性能產生的影響很小。[實施例6]在表10中給出了實施例6的透鏡參數(shù)。表10f＝3.30NA＝0.60基準波長1λ＝650nm基準波長2780nm
非球面參數(shù)第2面 非球面系數(shù)K＝-5.90367060E-01A1＝5.737492480E-04P1 4.0A2＝-5.03830100E-04P2 6.0A3＝1.52560680E-05 P3 8.0A4＝-2.48642350E-05P4 10.0光程差函數(shù)B2＝0.000000E+00B4＝-4.4383698E-04B6＝-2.2720694E-05B8＝4.2690709E-06第3面 非球面系數(shù)K＝-2.0640628E+01A1＝1.14944450E-02 P1 4.0A2＝-3.14288890E-03P2 6.0A3＝2.12717730E-04 P3 8.0A4＝9.19060900E-06P4 10.0圖18為實施例3的透鏡的第1基準波長λ1＝650nm，透明基板的厚度t1＝0.6nm的球面象差圖，圖19為該情況下實施例6的光程圖。從圖19中可理解，若采用第1基準波長λ1，可充分進行球面象差的修正。圖20為實施例3的透鏡的第2基準波長λ2＝780nm，透明基板的厚度t1＝1.2nm的球面象差圖，從圖20中可理解，由于在實施例3中，在第2基準波長λ2時能夠獲得必要的成象性能，因此，即使數(shù)值孔徑較大(NA大于0.45)也會造成球面象差過大(修正過量)。
最好由像側數(shù)值孔徑大致小于NA2的部分的光束在信息記錄面22形成電子束光點，使數(shù)值孔徑大于NA2的部分形成眩光。[實施例7]在表11中給出了實施例7的透鏡參數(shù)。表10f＝3.30NA＝0.60基準波長1λ＝650nm 基準波長2780nm
非球面參數(shù)第2面第1分割面及第3分割面(0≤H≤1.512 H≥1.628)非球面系數(shù)光程差函數(shù)K＝-5.9036706E-01A1＝5.73749248E-02 P1 4.0 B2＝0.0000000E+00A2＝-5.0383010E-04 P2 6.0 B4＝-4.4383698E-04A3＝1.5256068E-05 P3 8.0 B6＝-2.2720694E-04A4＝-2.4864235E-05 P4 10.0 B8＝4.2690709E-05第2分割面(1.512≤1.628)K＝-6.69900E-01A1＝9.05960E-04 P1 4.0B2A2＝-1.17000E-04 P2 6.0B4＝-8.21920E-04A3＝8.12510E-05 P3 8.0B6＝-5.26490E-04A4＝-2.71720E-05 P4 10.0 B8＝-3.75320E-06第3面非球面系數(shù)K＝-2.06406280E+01A1＝1.14944450E-02P1 4.0A2＝-3.14288890E-03 P2 6.0A3＝2.12717730E-04P3 8.0A4＝9.19060900E-06P4 10.0圖21為實施例7的透鏡的第1基準波長λ1＝650nm，透明基板的厚度t1＝0.6mm的球面象差圖，圖22為該情況下實施例7的光程圖。從圖21中可理解，第1基準波長λ1時，可充分進行球面象差的修正。圖14為實施例7的透鏡的第2基準波長λ2＝780nm，透明基板的厚度t1＝1.2mm的球面象差圖。從圖23中可理解，與實施例6相同，在第7實施例中，由于在第2基準波長λ2時能夠獲得必要的成象性能，因此，即使在數(shù)值孔徑較大也會使球面象差過大(修正過量)。在本實施例中，進而將透鏡的一個面分為三份，從光軸獲得第1光束，第2光束，第3光束，如圖23所示，在第2基準波長λ2時設置球面象差不連續(xù)的部分，從而與實施例3相比能夠獲得更好的成象性能。
第1光束中離光軸最遠部分的象差位置與第2光束的象差位置不一致，因此能夠使殘留象差較少。
在本實施例中，第1分割面和第3分割面雖具有相同的表面形狀，但是也采用不同的形狀。
雖然在各實施例的透鏡材料中使用了烯烴系樹脂，在透明基板中使用了聚碳酸酯(PC)，但在表5中對于各基準波長表示了各材料的折射率。表12
接著，對設置在上述實施例中的各透鏡的多個環(huán)帶進行說明。在透鏡面的多個環(huán)帶形成了以光軸為中心的大致同心圓，和沒有象差情況的比較例一起給出了對應透鏡像側的最大數(shù)值孔徑的環(huán)帶的節(jié)距PH，對應最大數(shù)值孔徑的1/2的數(shù)值孔徑的環(huán)帶節(jié)距PH的實施例。
(實施例)第1環(huán)帶990.7μm最小節(jié)距22.0μmPH 990.7μmPF 22.0μm環(huán)帶數(shù) 20(比較例)第1環(huán)帶850.2μm最小節(jié)距11.5μmPH 55.6μmPF 11.5μm環(huán)帶數(shù) 38如以上所示，在本實施例中，雖然對于第2基準波長λ2(650nm)殘留有球面象差，但是由于與殘留有象差的比較例的透鏡相比，能夠減少環(huán)帶數(shù)，因此，易于形成透鏡的衍射圖形，從而降低了透鏡的制造成本。
在將衍射環(huán)帶設置在透鏡面中有效直徑的整個面的情況下，距離衍射環(huán)帶周緣的光軸的高度HX及最外周環(huán)帶高度HMAX最好滿足0.15≤HX/HMAX≤0.65。
一般來說，衍射環(huán)帶(各環(huán)帶的位置)的節(jié)距是使用在后述實施例中詳細論述的光程差函數(shù)定義的。具體地說，衍射面是以光程差函數(shù)φ(h)表示的，光程差函數(shù)為由衍射面對具有基準波長的1級衍射光施加的光程差。每當光程差函數(shù)的值作mλ(m為衍射級數(shù))變化時，設置衍射環(huán)帶。φ(h)＝b2*h2+b4*h4+b6*h6+……(17)其中h與光軸的距離b0、b2、b4、b6、……光程差函數(shù)的系數(shù)在根據(jù)上述定義的情況下，通過將光程差函數(shù)的2次系數(shù)定定為非零的值，能夠維持透鏡中的放大率。另外，通過將光程差函數(shù)的2次以外的系數(shù)，例如，4次系數(shù)，6次系數(shù)，8次系數(shù)，10級系數(shù)等定為非零的值，能夠控制球面象差。另外，此處，所謂控制是指產生相反的球面象差來修正具有帶有折射放大率的部分的球面象差，以使全部球面象差變?yōu)樗Ｍ闹怠?br> 圖24為關于本實施例的光拾取裝置的概略結構圖。在圖24中，設有對第1光信息記錄媒體(光盤)進行記錄和/或再生的第1光源11，第2光源12，所述第2光源用于對第2光信息記錄媒體(光盤)進行記錄和/或再生且波不同于第1光源11，將從各光源射出的發(fā)散光束的發(fā)散角改變?yōu)樗Ｍ陌l(fā)散角的耦合透鏡21，22，作為以大致一個前進方向的方式合成上述光束的光合成裝置的射束分裂器62，及光檢測器41，42，用于從將來自射束分裂器62的光束聚集在光信息記錄媒體的信息記錄面5的物鏡光學系統(tǒng)3和光信息記錄媒體接收反射光。圖中，8為光闌，9為圓柱透鏡，71，72為1/4波長板，15為用于減小從光源11發(fā)出的發(fā)散光束的發(fā)散角的耦合透鏡，16為凹透鏡，17為用于分離反射光束的全息片。
第1光源11射出波長λ1＝400nm的激光，此時將對透明基板厚度t1＝0.01mm的記錄煤體進行記錄和/或再生所必需的物鏡數(shù)值孔徑定為NA1＝0.85。第2光源12射出波長λ2＝650nm的激光。此時將對透明基板厚度t2＝0.6mm的記錄媒本進行記錄和/或再生所必需的物鏡數(shù)值孔徑定為NA2＝0.65。
由于通過本實施例中2個高NA物鏡，能夠獲得對應于厚度不同的信息記錄媒體的物鏡，因此，雖然衍射面的任務在于球面象差的修正，但是關于球面象差的修正應是以下的情況。對應于具有透明基板厚度t1的記錄媒體的物點位置與對應于具有透明基板厚度t2的記錄媒體的物點d位位置相等的情況，例如在物鏡中入射全部被準直的平行光的情況。
僅通過此時的衍射面的作用，能夠修正由基板厚度不同產生的球面象差。對于透明基板厚度t2的記錄媒體，(イ)對于透明基板厚度t1的記錄媒體，在所必需的數(shù)值孔徑A1的范圍為減小球面象差的情況，(ロ)對于透明基板厚度t2的記錄媒體，在所必需的數(shù)值孔徑NA2的范圍為減小球面象差，從數(shù)值孔徑NA1至數(shù)值孔徑NA2的范圍為增大球面象差的情況。在(イ)的情況下，即使對于任一記錄媒體，對于較大的數(shù)值孔徑NA1，也能夠獲得較小的光點。在(ロ)的情況下，對于厚度t2的記錄媒體，在小于與數(shù)值孔徑NA2相當?shù)谋匾墓恻c尺寸時，能夠防止過份縮小光點。對應于具有透明基板厚度t1的記錄媒體的物點位置與對應于具有透明基板厚度t2的記錄媒體的物點位置不同的情況，例如對于厚度為t1的記錄媒體為平行光射入物鏡。對于厚度t2的記錄媒體，為發(fā)散光射入物鏡的情況。
由于物點位置的不同能夠以一定程度地修正此時由基板厚度差異產生的球面象差。然而，難于將前述[1]情況中的(イ)(ロ)的球面象差控制成為任意的形狀，因此，衍射面是必要的。由于物點位置的不同和衍射面的作用，能夠更精確地修正球面象差，或能夠形成并容易地控制衍射面形狀。
因此，如上所述，物鏡最好滿足以下化式。
0.4≤|(Ph/Pf)-2|≤25 (5)其中Pf為在透明基板厚度t1的信息記錄媒體進行記錄或再生關于必要的象側數(shù)值孔徑NA1的衍射環(huán)帶節(jié)距Ph關于NA1的1/2數(shù)值孔徑的衍射環(huán)帶節(jié)距(5)式涉及的是衍射環(huán)帶的節(jié)距，即垂直于光軸方向的環(huán)帶間的間隔。如果光程差函數(shù)沒有h的2次項，雖然會產生(Ph/pf)-2＝0，但在本發(fā)明中，為了利用衍射能夠良好地修正由兩個基板厚度的差異產生的球面象差的差，因此，希望使用光程差函數(shù)的高次項，此時希望獲得一定程度偏離(Ph/Pf)-2為0的值。在(5)式中，在超出下限時，會減弱修正高次球面象差的衍射作用，因此難于通過衍射作用來修正由基板厚度差產生的2個波長間的球面象差的差。在(5)式中，在超出上限時，會產生衍射環(huán)帶節(jié)距過小的部位，因此難于制造出衍射效率較高的透鏡。
另外，物鏡較理想的是滿足以下公式。
0.8≤|(Pf/pf)-2|≤6.0 (6)更理想的是，物鏡滿足以下公式。
1.2≤|(Ph/pf)-2|≤2.0 (7)最理想的是，物鏡滿足以下公式。
0.70≤d1/f≤1.70 (8)0.70≤r1/(n1·f)≤1.10 (9)0.3≤(r2+r1)/(r2-r1)≤2.0(10)其中d1第1透鏡軸上的透鏡厚度f焦點距離ri各面的近軸曲率半徑n1第1透鏡的折射率(8)式涉及第1透鏡的中心厚度，在其下限之外時會導致像高特性惡化。一方面，在其上限之外時，在透鏡較厚的情況下，會加大光拾取裝置的尺寸。(9)式涉及第1透鏡的曲率半徑，在其下限之外并減小r1時，會增大第1透鏡面的偏移靈敏度或傾斜靈敏度。另一方面，在其上限之外并增大r1時，會增加第2透鏡的光焦度負擔，增大對第2透鏡的透鏡厚度的誤差敏感度。(10)式涉及第1透鏡的形狀，在其下限之外且近似形成兩凸起對稱形狀時，難于進行球面象差的修正。另一方面，若在其上限之外，在彎月形增大時，會增大由第1透鏡的第1面和第2面間軸偏移所形成的象差惡化。
另外，物鏡最好滿足以下公式。
1.00≤d1/f≤1.40 (11)0.70≤r1/(n1·f)≤0.90(12)0.5≤(r2+r1)/(r2-r1)≤1.4 (13)下面，說明本發(fā)明物鏡的實施例8-12。
另外，各實施例滿足λ1＝400nm，λ2＝650nmt1＝0.1mm，t2＝0.6mmNA1＝0.85，NA2＝0.65。
構成實施例8-12的光拾取裝置用光學系統(tǒng)的各透鏡在光學面具有以下公式表示的非球面形狀。
X＝(h2/r2)/(1+(1-(1+K)h2/r2)+A2h2+A4h4+A6h6+…(19)其中A2，A4，A6…非球面系數(shù)
K圓錐系數(shù)r近軸曲率半徑d面間隔n在基準波長的折射率υd阿貝數(shù)。
表13歸納了各實施例的條件值。表13
表14為關于實施例8的物鏡的透鏡參數(shù)，表15為關于實施例8的物鏡的非球面透鏡。圖25(a)為對實施例8的物鏡射入光源波長為400nm的光束的情況下的光路圖，圖25(b)為對實施例8的物鏡射入光源波長為650nm的光束的情況下的光路圖，圖26(a)為對實施例8的物鏡入射光源波長為大約400nm的光束的情況下的光路圖，圖26(b)為對實施例8的物鏡入射光源波長為大約650nm的光束的情況下的光路圖。表14

表15非球面/衍射面系數(shù)非球面1K＝0.0A4＝-1.8391×10-3A6＝-5.3123×10-3A8＝1.2959×10-3A10＝-4.8366×10-4非球面2K＝0.0A4＝9.9905×10-2A6＝-3.6972×10-2A8＝-1.0407×10-2A10＝5.1889×10-3衍射面1b2＝1.4999×10-2b4＝-2.0384×10-3b6＝8.1239×10-4b8＝-4.9012×10-4b10＝5.8249×10-5非球面2K＝0.0A4＝2.6769×10-2A6＝4.82747×10-2A8＝-7.9311×10-2A10＝1.3345×10-2表16為關于實施例2的物鏡的透鏡參數(shù)，表17為關于實施例9的物鏡的非球面透鏡。圖27(a)為對實施例9的物鏡射入光源波長為400nm的光束情況下的光路圖，圖27(b)為對實施例9的物鏡射入光源波長為650nm的光束情況下的光路圖，圖28(a)為對實施例9的物鏡入射光源波長為大約400nm的光束的情況下的光路圖，圖28(b)為對實施例9的物鏡入射光源波長為大約650nm的光束的情況下的光路圖。表16

表17非球面/衍射面系數(shù)非球面1K＝0.0A4＝-1.1046×10-2A6＝-4.1053×10-3A8＝9.8081×10-4A10＝-6.7767×10-4非球面2K＝0.0A4＝3.0270×10-2A6＝-1.2017×10-2A8＝-4.1606×10-3A10＝-1.7831×10-3衍射面1b2＝2.5620×10-2b4＝-2.2713×10-3b6＝8.5691×10-4b8＝-2.4725×10-4b10＝3.4787×10-5非球面3K＝0.0A4＝5.7028×10-3A6＝1.2791×10-2A8＝-1.5440×10-2A10＝-7.1393×10-3
表18為關于實施例10的物鏡的透鏡參數(shù)，表19為關于實施例10的物鏡的非球成透鏡。圖29(a)為對實施例10的物鏡射入光源波長為400nm的光束的情況下的光路圖，圖29(b)為對實施例10的物鏡射入光源波長為650nm的光束的情況下的光路圖，圖30(a)為對實施例10的物鏡入射光源波長為大約400nm的光束的情況下的光路圖，圖30(b)為對實施例10的物鏡入射光源波長為大約650nm的光束的情況下的光路圖。表18

表19非球面/衍射面系數(shù)非球面1 非球面4K＝0.0K＝0.0A4＝-4.0233×10-4A4＝-4.7382×10-4A6＝-4.0368×10-3A6＝-6.3116×10-2A8＝9.8676×10-4A8＝1.571810-1A10＝-1.7886×10-4A10＝-6.6075×10-2非球面2K＝0.0A4＝8.4214×10-2A6＝-5.8551×10-2A8＝1.4917×10-2A10＝-1.3672×10-3衍射面1b2＝0.0b4＝-8.1431×10-4b6＝-3.5697×0-4b8＝8.5236×10-5b10＝-1.8259×10-5非球面3K＝0.0A4＝2.8036×10-2A6＝3.5282×10-2A8＝-6.4449×10-2A10＝1.3535×10-2表20為關于實施例4的物鏡的透鏡參數(shù)。表21為關于實施例4的物鏡的非球面透鏡。圖31(a)為關于實例11的物鏡射入光源波長為400nm的光束的情況的光路圖，圖31(b)為關于實施例11的物鏡射入光源波長為650nm的光束的情況下的光路圖。圖31(a)為關于實施例11的物鏡入射光源波長為大約400nm的光束的情況下的光路圖，圖31(b)為關于實施例11的物鏡入射光源波長為大約650nm的光束的情況的光路圖。
表20

表21非球面·衍射面系數(shù)非球面1 非球面2K＝0.0 K＝0.0A4＝6.2324×10-3A4＝6.0944×10-2A6＝-2.7258×10-3A6＝-3.1980×10-2A8＝4.9835×10-4A8＝6.3385×10-3A10＝-9.2157×10-5A10＝-4.0811×10-4衍射面1b2＝-7.5479×10-3b4＝6.5354×10-4b6＝-5.9254×0-4b8＝1.8987×10-4b10＝-2.4754×10-5非球面3K＝0.0A4＝6.7309×10-2A6＝-8.8713×10-2A8＝4.2080×10-2A10＝-3.8927×10-2非球面4K＝0.0A4＝9.9287×10-2A6＝-2.0045×10-1A8＝1.9940×10-1A10＝1.3539×10-1表22為關于實施例12的鏡的透鏡參數(shù)，表23為關于實施例12的物鏡的非球面透鏡。圖33(a)為對實施例12的物鏡入光源波長為400nm的光束的情況下的光路圖，圖33(b)為關于實施例12的物鏡射入光源波長為650nm的光束的情況下的光路圖。圖34(a)為對實施例12的物鏡入射光源波長為大約400nm的光束的情況下的光路圖，圖34(b)為關于實施例12的物鏡入射光源波長為大約650nm的光束的情況下的光路圖。
表22

表23非球面·衍射面系數(shù)非球面1 非球面4K＝0.0 K＝0.0A4＝4.4218×10-3A4＝5.5520×10-2A6＝-2.8290×10-3A6＝-3.2287×10-2A8＝4.8087×10-4A8＝6.4661×10-3A10＝-9.6310×10-5A10＝-3.4616×10-4衍射面1b2＝-7.1549×10-3b4＝6.8588×10-4b6＝-6.1172×0-4b8＝1.8122×10-4b10＝-2.0035×10-5非球面3K＝0.0A4＝6.6942×10-2A6＝-1.1213×10-1A8＝6.2206×10-2A10＝7.6179×10-2非球面4K＝0.0A4＝1.2260×10-1A6＝-4.4575×10-1A8＝4.4697×10-1A10＝6.3971×10-2如所說明的那樣，得知在任意實施例的物鏡中，都能把球面象差抑制得很小。
另外，在圖8，9，10中，對于第1信息記錄媒體，第2信息記錄媒體中的任意一個，物點位置是無限遠的。實施例11，12對于第1信息記錄媒體，物點位置是無限遠的，對于第2信息記錄媒體，物點位置是有限的。實施例8，12相對于第2信息記錄媒體，以對應NA2至NA1的孔徑的球面象差作為反射光斑，進而，實施例9，10，11對于第2信息記錄媒體，以較小量修正對應NA2至NA1的孔徑的球面象差。
在物鏡的使用狀態(tài)下，從物鏡射出的光束的像側數(shù)值孔徑，可以是不同的各信息記錄媒體記錄再生所必需的數(shù)值孔徑NA1，NA2。
在各實施例中，象差圖上的NA表示為以設置在第1面的正切平面上的規(guī)定孔徑的光闌確定的NA，但是光闌也可設置在別的位置處，對于第2信息記錄媒體，可縮小光闌直徑，在用于波面象差計算的各波長中最大NA為由具有上述規(guī)定孔徑的光闌確定的NA，雖與第1信息記錄媒體的記錄再生所必需的數(shù)值孔徑NA1略有不同，但在波面象差的值上無顯著差異。
下面，參照附圖對本發(fā)明的最佳實施例進行說明。
衍射面是以去掉了衍射凹凸的呈現(xiàn)宏觀形狀的母非球面和光程差函數(shù)表示的。光程差函數(shù)表示了由衍射面對具有規(guī)定制造波長的規(guī)定級數(shù)的衍射光施加的光程差，每當光程差函數(shù)的值作mλ(m為衍射級數(shù))變化時應設置衍射環(huán)帶。
在本實施例中，以距離光軸的距離hb作為邊界，在其內側(光軸側)和外側(周邊側)分別以各個函數(shù)表示衍射面的母非球面和光程差函數(shù)。
此時為了使母非球面和光程差函數(shù)實質上在邊界hb處是連續(xù)的，在外側的母非球面和光程差函數(shù)中設置常數(shù)項。光程差函數(shù)φ(h)＝b0+b2*h2+b4*h4+b6*h6+…(17)其中h與光軸的距離b0、b2、b4、b6、…光程差函數(shù)的系數(shù)另一方面，非球面以下式表示。X＝(h2/r)/(1+(10(1+k)h2/r2))+A0+A2*h2+A4*h4+A6*h6+…其中A0、A2、A4、A6…非球面系數(shù)k圓錐系數(shù)r近軸曲率半徑r、d、n、υd表示透鏡的曲率半徑，面間隔，在基準波長的折射率，阿貝數(shù)。
在基于上述定義的情況下，通過使光程差函數(shù)的2次系數(shù)為不是零的值，能夠在透鏡中維持放大率。另外，通過使光程差系數(shù)的2次以外的系數(shù)，例如，4次系數(shù)，6次系數(shù)，8次系數(shù)。10級系數(shù)等為不是零的值。能夠限制球面象差。并且，此處，所謂限制是指產生相反的球面象差來修正具有帶有折射放大率的部分的球面象差，從而使全部球面象差達到所希望的值。
圖35為關于本實施例的光拾取裝置的概略結構圖。在圖35中，設有對第1光信息記錄媒體(光盤，例如CD)進行記錄和/或再生的第1光源11，對第2光信息記錄媒體(光盤，例如DVD)進行記錄和/或再生、與第1光源11波長不同的第2光源12，設有將從各個光源射出的發(fā)散光束的發(fā)散角轉換為所希望的發(fā)散角的耦合透鏡21，22，射束分裂器62，其作為以沿大致一個方向送進的方式合成上述光束的光合成裝置，將從射束分裂器62發(fā)出的光束聚集在光信息記錄媒體的信息記錄面5的物鏡3，及作為從光信息記錄媒體接收反射光的光檢測器41，42。圖中，8為光闌，9為圓柱形透鏡。71，72為1/4波長板，15為用于減少從光源11發(fā)出的發(fā)散光束的分散度的耦合透鏡，16為凹透鏡，17為用于分離光束的全息片。物鏡3采用了后述的實施例13，14。
第1光源11射出波長λ1＝650nm的激光，并將對所述透明基板厚度t1＝0.6mm的光信息記錄媒體(DVD)進行記錄和/或再在所必需的物鏡的數(shù)值孔徑定為NA1＝0.63。第2光源12射出波長λ2＝780nm的激光，并將對所述透明基板厚度t2＝1.2mm的光信息記錄媒體(CD)進行記錄和/或再生所必需的物鏡的數(shù)值孔徑定為NA1＝0.5。
(實施例13)圖36為實施例1的物鏡的剖面圖，圖37，38為關于實施例13的物鏡的球面象差圖。在[表24]中，表示了實施例13的物鏡的透鏡參數(shù)。
表24實施例(1)光源波長λ＝650nm時，焦點距離f1＝3.36(mm)，像側數(shù)值孔徑NA＝0.63。光源波長λ2＝780nm時，焦點距離f2＝3.38(mm)，像側數(shù)值孔徑NA＝0.63(規(guī)定數(shù)值孔徑NA＝0.5)
下標1表示λ＝655nm時，下標2表示λ＝785nm時。NA小于0.5采用1級衍射，NA大于0.5采用2級衍射界限hb＝1.68光程差函數(shù)的系數(shù)h≤hb時，b2＝0 *1級衍射光的光程差函數(shù)b4＝-0.14329×10-2(制造波長710nm)b6＝0.13445×10-2*每作1λ變化時設置衍射環(huán)帶b8＝-0.66304×104b10＝0.56136×10-6h＞hb時，b0＝-0.12780×10-3b2＝-0.15989×102*2級衍射光的光程差函數(shù)b4＝-0.12325×102(制造波長650nm)b6＝0.29589×102*每作2λ變化時設置衍射環(huán)帶b8＝-0.51877×10-4b10＝0.31523×10-6非球面系數(shù)第1面 第1面Rh≤hb時，K＝-2.5093A4＝0.25830×10-1h≤hb時 R＝2.241A6＝0.29872×10-2h＜hb時 R＝2.102A8＝0.34107×10-3A10＝-0.23030×104H＞hb時K＝-0.41071A0＝0.16800×10-3A4＝0.13119×10-1A6＝-0.66292×10-2A8＝0.13863×10-2A10＝-0.12236×103非球面系數(shù)第2面K＝8.53682A4＝0.250210×101A6＝-0.140613×10-1A8＝0.689092×10-2A10＝-0.205553×10-2A12＝0.327714×10-3A14＝-0.216581×104(實施例14)圖39為實施例14的物鏡的剖面圖，圖40，41為關于實施例14的物鏡的球面象差圖，在[表25]中，表示了實施例14的物鏡的透鏡參數(shù)。
表25實施例(2)光源波長λ＝650nm時，焦點距離f1＝3.36(mm)，像側數(shù)值孔徑NA＝0.63。光源波長λ2＝780nm時，焦點距離f2＝3.38(mm)，像側數(shù)值孔徑NA＝0.63，(規(guī)定數(shù)值孔徑NA＝0.50)，
下標1表示λ＝655nm時，下標2表示λ＝785nm時。NA小于0.5采用1級衍射，NA大于0.5采用2級衍射界限hb＝1.68光程差函數(shù)的系數(shù)(基準波長655nm)h≤hb時，b2＝0 *1級衍射光的光程差函數(shù)b4＝-0.11414×103(制造波長710nm)b6＝-0.83830×103*每作1λ變化時設置衍射環(huán)帶b8＝0.19320×10-3b10＝-0.10580×10-4h＞hb時，b4＝-0.10449×10-3*2級衍射光的光程差函數(shù)b6＝-0.76746×10-3(制造波長650nm)b8＝0.17687×10-3*每作2λ變化時設置衍射環(huán)帶b10＝-0.10580×10-4非球面系數(shù)非球面系數(shù)第1面 第2面K＝-0.97964K＝19.22147A4＝0.63335×10-2A4＝0.946779×102A6＝0.17357×102A6＝0.222870×102A8＝0.59220×103A8＝-0.114464×10-2A10＝-0.52764×104A10＝0.164623×10-3并且，在[表26]中給出了在實施例13，14的物鏡中被閃耀化的衍射環(huán)帶的臺階的最大值和最小值。實施例13 實施例14臺階的最大值(μm)3.29 3.31臺階的最小值(μm)1.36 1.37比 2.4 2.4基于實施例13，14的物鏡進行更詳細地說明。實施例13，14的物鏡能夠用于以從波長為650nm的光源中發(fā)出的光束、對基板厚度為0.6mm的第1光信息記錄媒體的DVD進行信息記錄或再生，還能用于以從波長為780nm的光源中發(fā)出的光束、對基板厚度為1.2mm的第2光信息記錄媒體的CD進行信息記錄或再生。最大數(shù)值孔徑NA為0.63，在波長為780nm時、對于CD所必需的的數(shù)值孔徑NA為0.50。
物鏡的衍射面設置在第1面上，在小于0.5的范圍內相對于+1級衍射光進行閃耀經化，即+1級衍射光的強度最高。+1級衍射光的方向比0級光成為更會聚光束的方向。適于閃耀化的光源的制造波長為780nm，即相對于從波長為780nm的光源發(fā)出的光束，衍射效率最大。
在數(shù)值孔徑大于0.5的范圍內，相對于+2級衍射光進行閃耀化，即+2級衍射光的強度最高。與以+1級衍射光進行閃耀化相比，環(huán)帶間隔約為2倍，環(huán)帶間的臺階深度也約為2倍。適于這種閃耀化的光源的制造波長為650nm。
所述物鏡也可利用具有數(shù)值孔徑NA0.63的光闌直徑的光束，獲得在CD側與數(shù)值孔徑NA0.5的折射極限透鏡同等的光點直徑，從而在CD側的大于數(shù)值孔徑NA0.5的光束上產生球面象差以實現(xiàn)光斑化，若所述光斑會聚在狹小的范圍內，且強度加大，則會擔心檢測器錯誤地檢測處聚焦信號和跟蹤信號等。
在以+1級光進行最適合的閃耀化的情況下，若以光源波長650mm形成折射效率100％的理想閃耀形狀，則在光源波長780mm時的折射效率為91％。同樣，在以+2級光進行最適合的閃耀化的情況下，在光源波長780mm時的折射效率為68％。因此，若在數(shù)值孔徑NA0.5以上的部分使用+2衍射光，由于因在CD信息記錄或再生時象差光斑的光束會分散在其它的級數(shù)中而減低折射效率，所以能夠減輕主級數(shù)(+2)的光斑影響。此時，+1級光+3級光等其它我用級數(shù)的光束在記錄面上會形成更大的光斑，從而能夠減小了其影響。
圖42為表示利用實施例1的物鏡，對CD進行信息記錄或再生時，數(shù)值孔徑NA0.5以上的光束的光點圖表。如所述圖表所示，在對DVD進行信息記錄或再生的情況下，通過數(shù)值孔徑NA0.5-0.63的+2級衍射光作為光點光形成在信息記錄面上。所以，利用高強度的光能夠實現(xiàn)良好的信息記錄或再生。另一方面，在對CD進行信息記錄或再生的情況下，通過數(shù)值孔徑NA0.5-0.63的+1級衍射光作為寬范圍的光斑光形成在信息記錄面上，由此能夠防止檢測器的錯誤檢測。另外，對于CD，DVD兩者而言，1級，3級光也可形成為寬范圍的光。
另外，光拾取裝置的物鏡一般是通過對塑料或玻璃進行模制而成的，用于所述模制的模型是通過使用了超精密車床的物削加工而成的。在具有衍射環(huán)帶的衍射透鏡中，如圖43所示，雖然含有光軸的剖面形狀為鋸齒形狀，但是在加工所述模型時，由于切削用的刀尖具有一定尺寸的圓角，因此，在環(huán)帶間的臺階部分，對應所述圓角的尺寸會產生鋸齒邊緣崩潰，雖然所述形狀崩潰的部分會損失有效光量，但是在環(huán)帶間間隔(間距)較小時會導致?lián)p失變大。
例如，若以實施例1的物鏡可求出所述損失，則在通過具有半徑4μm的圓角的刀尖以+1級衍射光使最外層環(huán)帶(環(huán)帶間隔μm)閃耀化時，所述環(huán)帶的透光量損失計算值為16.4％。與此相對，如上述實施例那樣，若在數(shù)值孔徑NA0.5以上使+2級衍射光的光強度達到最高的方式進行閃耀化，由于衍射環(huán)帶的間隔為44μm，在所述環(huán)帶的透光量損失計算值為14.9％。因此，系本實施例能實現(xiàn)透光量的提高。
若采用本發(fā)明，盡管使用了少量的光學件或物間，但是能夠提供適用于可對厚度不同的光信息記錄媒體進行信息的記錄和/或再生，而且能夠抑制誤檢測的光拾取裝置的光學元件，以及使用了該光學元件的光拾取裝置。
權利要求
1.一種對具有厚度為t1的透明基板的第一光學信息記錄介質和具有厚度為t2(t2＞t1)的透明基板的第二光學信息記錄介質進行信息的再生和/或記錄的光拾取裝置，它包括射出波長為λ1的第一光束的第一光源；射出波長為λ2(λ2＞λ1)的第二光束的第二光源；將第一光源或第二光源射出的光束會聚在第一光學信息記錄介質或第二光學信息記錄介質的信息記錄面上的聚光光學系統(tǒng)，所述光學系統(tǒng)具有物鏡；接受來自第一光學信息記錄介質或第二光學信息記錄介質的反射光的光檢測器；所述聚光光學系統(tǒng)在至少一個面的有效直徑面上或在大致有效直徑面上具有衍射部，所述聚光光學系統(tǒng)如此在第一信息記錄面上聚光。即它能夠使第一光束通過所述衍射部的m級(m是不為零的一個整數(shù))衍射光比其它級數(shù)的衍射光更多地發(fā)生地進行第一光學信息記錄介質的信息再生和/或記錄，所述聚光光學系統(tǒng)如此在第二信息記錄面上聚光。即它能夠使第二光束通過所述衍射部的n級(n是不為零的一個整數(shù))衍射光比其它級數(shù)的衍射光更多地發(fā)生地進行第二光學信息記錄介質的信息再生和/或記錄，當所述聚光光學系統(tǒng)把第二光束聚集在第二信息記錄面上以便進行第二光學信息記錄介質的記錄再生時，所述球面象差具有在至少一個位置的不連續(xù)部分或實質上不連續(xù)的部分。
2.如權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于，它滿足以下條件m＝n。
3.如權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于，當所述聚光光學系統(tǒng)把第二光束聚集在第二信息記錄面上以便進行第二光學信息記錄介質的記錄再生時，所述球面象差如此具有在至少一個位置的不連續(xù)部分或實質上不連續(xù)的部分，即當所述衍射部的光路差函數(shù)為φ(h)時(h是在所述光軸垂直方向上與具有所述衍射部的面的光軸的距離)，在至少一個位置使或實質上使dφ(h)/dh不連續(xù)。
4.如權利要求3所述的光拾取裝置，其特征在于，形成于dφ(h)/dh至少在一個位置變得不連續(xù)或實質上不連續(xù)的h的內側的衍射部衍射環(huán)帶中的最外側衍射環(huán)帶的具有所述衍射部的面的光軸的垂直方向上的寬度小于與最外側衍射環(huán)帶相鄰的、形成于所述h的外側的衍射環(huán)帶的具有所述衍射部的面的光軸的垂直方向的寬度。
5.如權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于，設用第一光束對第一信息記錄介質進行記錄或再生所需的所述聚光光學系統(tǒng)的光學信息記錄介質側的必需數(shù)值孔徑為NA1并且設用第二光束對第二信息記錄介質進行記錄或再生所需的所述聚光光學系統(tǒng)的光學信息記錄介質側的必需數(shù)值孔徑為NA2(NA1＞NA2)，當在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時的第二信息記錄面上的光斑尺寸大于w2但小于w1時，透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑大于NA2但小于NA1的部分光束滿足以下條件，10μm≤w2≤50μm，20μm≤w1-w2≤110μm。
6.如權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于，所述衍射部設置在所述物鏡的面上，以所述物鏡在光軸方向上的長度為x坐際，以垂直于所述物鏡光軸的方向上的高度為h坐標，當所述聚光光學系統(tǒng)把第二光束聚集在第二信息記錄面上以便進行第二光學信息記錄介質的記錄再生時，所述球面象差由此具有在至少一個位置的不連續(xù)部分或實質上不連續(xù)的部分，即在所述物鏡的母非球面上，設置dx/dh至少在一個位置不連續(xù)或實質不連續(xù)的部分。
7.如權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于，所述衍射部設置在所述物鏡的面上，所述物鏡在有效直徑面內具有至少一個臺階。
8.如權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于，設用第一光束對第一信息記錄介質進行記錄或再生所需的所述聚光光學系統(tǒng)的光學信息記錄介質側的必需數(shù)值孔徑為NA1并且設用第二光束對第二信息記錄介質進行記錄或再生所需的所述聚光光學系統(tǒng)的光學信息記錄介質側的必需數(shù)值孔徑為NA2(NA1＞NA2)，在透過所述物鏡的第一光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NA1的部分光束的在通過第一光學信息記錄介質的第一透明基板時的第一信息記錄面上的波面象差小于0.07λrms，在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NA2的部分束的在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時的第二信息記錄面上的波面象差小于0.07λ2rms。
9.如權利要求8所述的光拾取裝置，其特征在于，在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NA2的部分光束的且在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時的第二信息記錄面上的波面象差的三次球面象差分量超出時，設其絕對值為WSA2λ2rms，滿足以下條件0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms。
10.如權利要求8所述的光拾取裝置，其特征在于，當在透過所述物鏡的第一光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NA1的部分光束的且在通過第一光學信息記錄介質的第一透明基板時的第一信息記錄面上的波面象差的三次球面象差分量的絕對值為WSA1λ1rms時，滿足以下條件，WSA1≤0.04λ1rms。
11.如權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于，當所述聚光光學系統(tǒng)為了進行第二光學信息記錄介質的記錄再生而將第二光束會聚在第二信息記錄面上時，球面象差具有在兩個以上的位置不連續(xù)的或實質上不連續(xù)的部分。
12.如權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于，所述物鏡是具有正折射能力的單透鏡。
13.如權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于，所述物鏡由具有正折射能力的第一透鏡和具有正折射能力的第二透鏡構成。
14.如權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于，所述衍射部的至少一個衍射環(huán)帶滿足以下條件1.2≤Pi+1/Pi≤10，Pi是從具有衍射部的面的光軸起數(shù)起向周邊方向的第i個衍射環(huán)帶在垂直于所述光軸的方向上的寬度。
15.如權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于，NA0.60的光線所通過的所述衍射部的衍射環(huán)帶的編號m滿足以下條件，22≤m≤32，衍射環(huán)帶編號是以在具有所述衍射部的面的光軸上的衍射環(huán)帶為1地按順序向外側編排的號。
16.如權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于，設用第一光束對第一信息記錄介質進行記錄或再生所需的所述聚光光學系統(tǒng)的光學信息記錄介質側的必需數(shù)值孔徑為NA1并且設用第二光束對第二信息記錄介質進行記錄或再生所需的所述聚光光學系統(tǒng)的光學信息記錄介質側的必需數(shù)值孔徑為NA2(NA1＞NA2)，在透過所述物鏡的第一光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NA1的部分光束的在通過第一光學信息記錄介質的第一透明基板時的第一信息記錄面上的波面象差小于0.07λ1rms，在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NA2的部分光束的且在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時的第二信息記錄面上的波面象差小于0.07λ2rms，而大于NA2的部分光束的在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時的第二信息記錄面上的波面象差大于0.07λ2rms。
17.如權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于，當0.43≤NAZ≤0.53時，在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑大于NAZ但小于NA0.7的部分光束的在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時的球面象差，比在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NAZ的部分光束的在通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時的球面象差要大10λ2以上。
18.如權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于，所述光檢側器具有受光面，當0.43≤NAZ≤0.53時，所述光檢測器的受光面在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑小于NAZ的部分光束通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時接受由所述第二光學信息記錄介質所反射的光束，而由第二光學信息記錄介質反射的光束在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑大于NAZ的部分光束通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時刨除所述光檢測器的所述受光面地被照向四周。
19.如權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于，所述光檢測器具有中央受光面和周邊受光面，當0.43≤NAZ≤0.53時，由第二光學信息記錄介質反射的光束在透過所述物鏡的第二光束中的、其光學信息記錄介質側的數(shù)值孔徑大于NAZ的部分光束通過第二光學信息記錄介質的第二透明基板時刨除所述光檢測器的中央受光面地被照向周邊受光面或其四周。
20.如權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于，所述衍射部具有第一衍射部和第二衍射部，第一衍射部與第二衍射部分別相對預定波長而最強地產生的衍射光的級數(shù)互不相同且不為零。
21.如權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于，所述衍射部具有第一衍射部和第二衍射部，第一衍射部和第二衍射部分別相對預定波長最強地產生的衍射光的級數(shù)分別相同且不為零。
22.一種用于進行具有透明基板的光學信息記錄介質的再生和/或記錄的光拾取裝置的物鏡，它具有至少一個面，在所述物鏡的所述面的有效直徑面或大致有效直徑面上設有衍射部，所述物鏡使通過所述衍射的m級衍射光(m是0以外的一個整數(shù))比其它級數(shù)的衍射光更多地發(fā)生，當通過具有預定厚度的透明基板會聚所述m級衍射光時，所述球面象差具有在一個位置的不連續(xù)部或實質上不連續(xù)的部分。
23.如權利要求22所述的物鏡，其特征在于，所述光拾取裝置是對具有厚度為t1的透明基板的第一光學信息記錄介質和具有厚度為t2(t2＞t1)的透明基板的第二光學信息記錄介質進行信息的再生和/或記錄的光拾取裝置，所述物鏡使波長為λ1的光束通過所述衍射部的m級衍射光(m是0以外的一個整數(shù))比其它級數(shù)的衍射光更多地發(fā)生，所息再生和/或信息記錄，所述使波長為λ2的光束通過所述衍射部的n級衍射光(n是0以外的一個整數(shù))比其它級數(shù)的衍射光更多地發(fā)生，所述光拾取裝置能夠在第二信息記錄面上進行聚光以便能夠進行第而光學信息記錄介質的信息再生和/或信息記錄，當所述物鏡把第二光束聚集在第二信息記錄面上時，球面象差具有在至少一個位置的不連續(xù)部或實質上不連續(xù)的部分。
24.如權利要求23所述的物鏡，其特征在于，它滿足以下條件，m＝n。
25.如權利要求23所述的物鏡，其特征在于，當所述物鏡把第二光束聚集在第二信息記錄面上以便進行第二光學信息記錄介質的記錄再生時，所述球面象差如此具有在至少一個位置的不連續(xù)部分或實質上不連續(xù)的部分，即當所述衍射部的光路差函數(shù)為φ(h)時(h是距光軸的距離)，在至少一個位置使或實質上使dφ(h)/dh不連續(xù)。
26.如權利要求23所述的物鏡，其特征在于，形成于dφ(h)/dh至少在一個位置變得不連續(xù)或實質上不連續(xù)的h的內側的衍射部衍射環(huán)帶中的最外側衍射環(huán)帶的在具有所述衍射部的面的光軸的垂直方向上的寬度，小于與最外側衍射環(huán)帶相鄰的、形成于所述h的外側的衍射環(huán)帶的在具有所述衍射部的面的光軸垂直方向的寬度。
27.如權利要求23所述的物鏡，其特征在于，以所述物鏡在光軸方向上的長度為x坐標，以垂直于所述物鏡光軸的方向上的高度為h坐標，在所述物鏡的母非球面上，設置dx/dh至少在一個位置不連續(xù)或實質上不連續(xù)的部分。
28.如權利要求22所述的物鏡，其特征在于，所述物鏡在有效直徑面內具有至少一個臺階。
29.如權利要求22所述的物鏡，其特征在于，當所述物鏡為了進行第二光學信息記錄介質的記錄再生而將第二光束會聚在第二信息記錄面上時，球面象差具有在兩個以上的位置不連續(xù)的或實質上不連續(xù)的部分。
30.如權利要求21所述的物鏡，其特征在于，所述物鏡是具有正折射能力的單透鏡。
31.如權利要求21所述的物鏡，其特征在于，所述物鏡由具有正折射能力的第一透鏡和具有正折射能力的第二透鏡構成。
32.如權利要求21所述的物鏡，其特征在于，所述衍射部的至少一個衍射環(huán)帶滿足以下條件，1.2≤Pi+1/Pi≤10，Pi是從具有衍射部的面的光軸起數(shù)起在周邊方向的第I個衍射環(huán)帶在垂直于所述光軸的方向上的寬度。
33.如權利要求21所述的物鏡，其特征在于，NA0.60的光線所通過的所述衍射部的衍射環(huán)帶的編號m滿足以下條件，22≤m≤32，衍射環(huán)帶編號是以在具有所述衍射部的面的光軸上的衍射環(huán)帶為1地按順序向外側編排的號。
34.如權利要求22所述的物鏡，其特征在于，所述衍射部具有第一衍射部和第二衍射部，第一衍射部與第二衍射部分別相對預定波長而最強地產生的衍射光的級數(shù)各不相同且不為零。
35.如權利要求22所述的物鏡，其特征在于，所述衍射部具有第一衍射部和第二衍射部，第一衍射部與第二衍射部分別相對預定波長而最強地產生的衍射光的級數(shù)彼此相同且不為零。
36.一種對具有厚度為t1的透明基板的第一光學信息記錄介質和具有厚度為t2(t2＞t1)的透明基板的第二光學信息記錄介質進行信息的再生和/或記錄的光拾取裝置，它包括射出波長為λ1的第一光束的第一光源；射出波長為λ2(λ2＞λ1)的第二光束的第二光源；將第一光源或第二光源射出的光束會聚在第一光學信息記錄介質或第二光學信息記錄介質的信息記錄面上的聚光光學系統(tǒng)，所述光學系統(tǒng)具有物鏡；接受來自第一光學信息記錄介質或第二光學信息記錄介質的反射光的光檢測器；所述聚光光學系統(tǒng)在至少一個面的有效直徑面上或在大致有效直徑面上具有衍射部，所述聚光光學系統(tǒng)如此在第一信息記錄面上聚光。即它能夠使第一光束通過所述衍射部的m級(m是不為零的一個整數(shù))衍射光比其它級數(shù)的衍射光更多地發(fā)生地進行第一光學信息記錄介質的信息再生和/或記錄，所述聚光光學系統(tǒng)如此在第二信息記錄面上聚光，即它能夠使第二光束通過所述衍射部的n級(n是不為零的一個整數(shù))衍射光比其它級數(shù)的衍射光更多產生地進行第二光學信息記錄介質的信息再生和/或記錄，當所述聚光光學系統(tǒng)把第二光束聚集在第二信息記錄面上以便進行第二光學信息記錄介質的記錄再生時，所述球面象差具有在至少一個位置的不連續(xù)部分或實質上不連續(xù)的部分。
全文摘要
一種對具有厚度為t1的透明基板的第一光學信息記錄介質和具有厚度為t2(t2>t1)的透明基板的第二光學信息記錄介質進行信息的再生和/或記錄的光拾取裝置,其聚光光學系統(tǒng)在至少一個面的有效直徑面上或在大致有效直徑面上具有衍射部,當所述聚光光學系統(tǒng)把第二光束聚集在第二信息記錄面上以便進行第二光學信息記錄介質的記錄再生時,球面象差具有在至少一個位置的不連續(xù)部分或實質上不連續(xù)的部分。
文檔編號G11B7/125GK1307332SQ00137639
公開日2001年8月8日 申請日期2000年11月7日 優(yōu)先權日1999年11月18日
發(fā)明者荒井則一, 小嶋俊之, 大田耕平 申請人:柯尼卡株式會社