CN101556809A - 多焦距物镜和光学信息记录/再现设备 - Google Patents

多焦距物镜和光学信息记录/再现设备 Download PDF

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CN101556809A CNA2009101333716A CN200910133371A CN101556809A CN 101556809 A CN101556809 A CN 101556809A CN A2009101333716 A CNA2009101333716 A CN A2009101333716A CN 200910133371 A CN200910133371 A CN 200910133371A CN 101556809 A CN101556809 A CN 101556809A
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Abstract

本发明公开了一种多焦距物镜和光学信息记录/再现设备，提供一种用于两种光盘的多焦距物镜。第一和第二光盘的保护层厚度t1、t2具有如下关系：t1＜t2。多焦距物镜的至少一个表面包括第一区域，配置为使光束的第i阶衍射光聚焦在第一光盘上，使第j阶衍射光聚焦在第二光盘上。第一区域包括阶梯结构，该阶梯结构具有产生光程长度差的至少单一类型的阶梯组，且阶梯结构通过光程差函数φ(h)来定义：φ(h)＝(p2h2+p4h4+p6h6+p8h8+p10h10+p12h12)jλ，其中P2、P4、P6…分别代表第2阶、4阶、6阶系数，h表示距离光轴的高度，j定义为i+1。该多焦距物镜满足条件：630＜(P2/t2－t1)+110×f1+735×(n－1)＜800…(1)。

Description

多焦距物镜和光学信息记录/再现设备
技术领域
本发明涉及物镜和用于记录信息和/或从多种不同标准的光盘中再现信息的光学信息记录/再现设备，特别涉及光学信息记录/再现设备和安装在该设备上的物镜，该物镜对于多种光盘使用相同波长的光束从而来执行信息记录或再现。
背景技术
已有各种标准的光盘(CD、DVD等等)，其记录密度、保护层厚度等不同。同时，近年来在实际中还使用了比DVD具有更高记录密度的两种光盘(HD DVD(高分辨率DVD)，BD(蓝光盘)等)，以实现更高的信息存储量。
考虑到具有多种标准的这些光盘的使用便利性，近年来要求光学信息记录/再现设备(更具体的，安装在这些设备中的物镜光学***)对具有更高记录密度的BD和HD DVD具有兼容性。这里需说明，在本说明书中，“光学信息记录/再现设备”包括用于信息再现和信息记录的设备、只用于信息再现的设备和只用于信息记录的设备。上述“兼容性”是指所述光学信息记录/再现设备能保证当变换所使用的光盘时，不需要更换部件即可进行信息再现和/或信息记录。
为了提供对多种标准的光盘具有兼容性的光学信息记录/再现设备，该设备必须设置为能够通过改变信息再现/记录所使用的物镜光学***的NA(数值孔径)、同时还能校正球面像差，所述的球面像差根据变换不同标准的光盘而导致的保护层厚度的变化而改变，来形成适用于所采用的光盘记录密度的光束点(beam spot)。日本专利临时公开No.HEI 9-120027(下称JP HEI 9-120027A)，No.2007-128654(下称JP2007-128654A)和No.2008-027491(下称JP2008-027491A)公开了在每张光盘的记录表面上形成适当的光束点的光学信息记录/再现设备，以获得对多种不同标准的光盘的兼容性。
JP HEI 9-120027A中公开的光学信息记录/再现设备具有一个物镜光学***，该物镜光学***设计为对于CD和DVD具有基本相同的彗形像差(coma)校正条件，且该光学信息记录/再现设备设置为通过对物镜光学***执行纠偏(skew adjustment)来适当的校正当使用CD和DVD中的每一个时引起的彗形像差，从而得到CD和DVD的兼容性。如上所述，日本专利临时公开JP HEI 9-120027A中公开的光学信息记录/再现设备适用于CD和DVD，但是，其不适用于高记录密度的光盘，例如BD和HD DVD，因为其没有配置为支持高记录密度的光盘。具体地说，该光学信息记录/再现设备不能在BD和HD DVD这种高记录密度光盘(与CD和DVD相比，其像差容限(tolerance to aberration)较低)的任何记录表面上形成足够的光束点。因此，日本专利临时公开No 9-120027中公开的设备不能获得对BD和HD DVD的兼容。
JP2007-128654A和JP2008-027491A中公开的光学信息记录/再现设备具有衍射结构和物镜，且构造为允许被该衍射结构衍射的衍射光会聚在高记录密度光盘BD或HD DVD的每一个的记录表面上。如上所述，JP2007-128654A中公开的光学信息记录/再现设备获得了对BD和HD DVD的兼容性。但是，由于衍射表面的近轴能量没有被最优的配置，当离轴光进入物镜时，光学性能可能变差，并且物镜和激光器的组装误差的公差可能变小。
发明内容
本发明的优点在于其提供了至少一个物镜和一种光学信息记录/再现设备，该光学信息记录/再现设备通过在每一光盘的记录表面上形成适当的光束点而获得不同标准的多种高记录密度光盘的兼容性，同时抑制了离轴像差，且安装简便。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于光学信息记录/再现设备的多焦距物镜，该光学信息记录/再现设备通过对第一和第二光盘使用具有相同波长λ的光束来从包括第一光盘和第二光盘的至少两种光盘中记录信息和/或再现信息，所述第二光盘的记录密度低于第一光盘的记录密度。当第一和第二光盘的保护层厚度分别定义为t1(mm)和t2(mm)时，保护层厚度t1和t2具有如下关系：t1＜t2。多焦距物镜的至少一个表面具有第一区域，该第一区域配置为使光束的第i阶衍射光聚焦在第一光盘的记录表面上，且使第j阶衍射光聚焦在第二光盘的记录表面上。该第一区域包括具有关于预定轴同心形成的多个折射表面区域的阶梯结构。第一区域中的该阶梯结构包括至少单一类型的阶梯组，该阶梯组在多个折射表面区域的相邻表面区域之间对于入射光束产生光程长度差。
此外，通过光程差函数φ(h)来定义该阶梯结构：
φ(h)＝(p2h2+p4h4+p6h6+p8h8+p10h10+p12h12)jλ
其中P2、P4、P6……分别代表第2阶、4阶、6阶系数，h表示距离光轴的高度，j被定义为i+1。多焦距物镜满足如下条件：
630 < P 2 t 2 - t 1 + 110 &times; f 1 + 735 &times; ( n - 1 ) < 800 - - - ( 1 )
其中n表示多焦距物镜相对于波长λ的折射率，f1(mm)表示多焦距物镜相对于第一光盘的焦距。
这种结构可以为具有不同标准的多种高记录密度光盘中的每一种形成适当的光束点，同时恰当地校正每种光盘的离轴特性，并获得安装的简便性。
根据至少一个方面，多焦距物镜还满足如下条件：
670 < P 2 t 2 - t 1 + 110 &times; f 1 + 735 &times; ( n - 1 ) < 780 - - - ( 2 )
根据至少一个方面，多焦距物镜还满足如下条件：
N 1 - 0.75 < | d &times; ( n - 1 ) &lambda; | < N 1 - 0.15 - - - ( 3 ) ; 以及
3.9×10-04＜λ＜4.2×10-4    (4)
其中d(mm)表示阶梯组的平均高度，N1表示自然数。
根据至少一个方面，多焦距物镜还满足如下条件：
N 1 - 0.70 < | d &times; ( n - 1 ) &lambda; | < N 1 - 0.40 - - - ( 5 )
根据至少一个方面，多焦距物镜还满足如下条件：
1.50≤n≤1.66    (6)
根据至少一个方面，多焦距物镜的光盘侧表面配置为曲率的符号在有效直径内变化。
根据至少一个方面，多焦距物镜的至少一个表面具有位于第一区域外的第二区域。在这种情况下，第二区域设置为使光束聚焦在第一光盘的记录表面上而不使光束聚焦在第二光盘的记录表面上。
根据至少一个方面，多焦距物镜的至少一个表面满足如下条件：
0.2×10-3＜d1-d2＜1.0×10-3    (7)
其中d1(mm)表示形成在第一区域的最外部分的阶梯的高度，d2(mm)表示形成在第二区域11b的最内部分的阶梯的高度。
根据至少一个方面，第二区域形成为折射表面。
根据本发明的另一方面，提供了一种光学信息记录/再现设备，该光学信息记录/再现设备通过对第一和第二光盘使用具有相同波长λ的光束来从包括第一光盘和记录密度低于第一光盘的第二光盘的至少两种光盘中记录信息和/或再现信息。当第一和第二光盘的保护层厚度分别定义为t1(mm)和t2(mm)时，保护层厚度t1和t2具有如下关系：t1＜t2。该光学信息记录/再现设备具有上述多焦距物镜之一。
这种结构可以为具有不同标准的多种高记录密度光盘中的每一种形成适当的光束点，同时恰当地校正每种光盘的离轴特性，并获得安装的简便性。
附图说明
图1显示了配备有根据本发明的实施例的物镜的光学信息记录/再现设备的外形结构以及每一光盘。
图2是放大视图，显示了根据本发明的实施例的物镜的附近区域。
图3A显示了在根据第一实例的光学信息记录/再现设备的设计标准条件中使用第一光盘时引起的球面像差SA和“反正弦条件(offenceagainst the sine condition)”SC，图3B显示了在根据第一实例的光学信息记录/再现设备的设计标准条件中使用第二光盘时引起的球面像差SA和“反正弦条件”SC。
图4A显示了在根据对比例的光学信息记录/再现设备的设计标准条件中使用第一光盘时产生的球面像差SA和“反正弦条件”SC，图4B显示了在根据对比例的光学信息记录/再现设备的设计标准条件中使用第二光盘时产生的球面像差SA和“反正弦条件”SC。
图5A显示了在根据第二实例的光学信息记录/再现设备的设计标准条件中使用第一光盘时产生的球面像差SA和“反正弦条件”SC，图5B显示了在根据第二实例的光学信息记录/再现设备的设计标准条件中使用第二光盘时产生的球面像差SA和“反正弦条件”SC。
图6A显示了在根据第三实例的光学信息记录/再现设备的设计标准条件中使用第一光盘时产生的球面像差SA和“反正弦条件”SC，图6B显示了在根据第三实例的光学信息记录/再现设备的设计标准条件中使用第二光盘时产生的球面像差SA和“反正弦条件”SC。
图7A显示了在根据第四实例的光学信息记录/再现设备的设计标准条件中使用第一光盘时产生的球面像差SA和“反正弦条件”SC，图7B显示了在根据第四实例的光学信息记录/再现设备的设计标准条件中使用第二光盘时产生的球面像差SA和“反正弦条件”SC。
图8是物镜的截面图，显示了形成于其上的环形区域结构。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明的实施例。
下面将描述根据本发明的实施例的物镜和其中安装有该物镜的光学信息记录/再现设备。根据所述实施例的光学信息记录/再现设备对于分别具有不同保护层厚度和记录密度的两种不同标准的光盘具有兼容性。在此实施例中，所述的两种不同标准的光盘是BD标准和HD DVD标准光盘。下文中，为了便于解释，具有相对较高的记录密度的光盘，例如BD标准盘，被称为光盘D1，具有相对较低的记录密度的光盘，例如HD DVD标准盘，被称为光盘D2。
当光盘D1和D2的保护层厚度分别定义为t1和t2时，保护层厚度t1和t2具有如下关系：
t1＜t2
在此实施例中，光盘D1的保护层厚度t1大约是0.1mm，光盘D2的保护层厚度t2大约是0.6mm。
当对每一光盘D1和D2进行信息记录或再现时，必须改变所要求的数值孔径(NA)，从而可以获得对应于所用光盘的记录密度的光束点。当光盘D1和D2的信息记录或再现所要求的最优设计数值孔径分别定义为NA 1和NA 2时，NA 1和NA 2具有如下关系：
NA 1＞NA 2
由于对光盘D1进行信息记录或再现所要求的光束点直径小于对光盘D2进行信息记录或再现所要求的光束点直径，对光盘D1进行信息记录或再现所要求的NA大于对光盘D2进行信息记录或再现所要求的NA。
如上所述，当使用所要求的NA各不相同的光盘时，通常要使用不同波长的激光束，从而可以分别获得所需的光束点直径。但是，对于光盘D1和D2，使用了与设计波长具有相同波长的激光束，具体的说，是所说的波长大约为405nm的蓝光。如下所述，根据此实施例的光学信息记录/再现设备设置为尽管光盘D1和D2具有不同的标准，但是仍为光盘D1和D2使用具有相同波长的激光束以在每一光盘D1和D2的记录表面上形成适当的光束点。
图1显示了配备有根据该实施例的物镜10的光学信息记录/再现设备100的外形结构。如图1所示，光学信息记录/再现设备100包括设置为发射蓝色激光束的光源1、半反光镜(halfmirror)2、准直透镜3、感光器4和物镜10。图1中显示的点划线是光学信息记录/再现设备100的参考轴AX。实线显示了光盘D1的入射光束或来自其的返回光束，虚线显示了光盘D2的入射光束或来自其的返回光束。通常，物镜10的光轴对应于参考轴AX。但是，跟踪操作等类似操作可能会导致物镜10的光轴从参考轴AX偏离的情况发生。
每一光盘D1和D2具有保护层和记录表面(未显示)。实际上，每一光盘D1和D2的记录表面夹在保护层和基片层或标签层之间。当执行信息记录或再现时，光盘放置在转盘(未显示)上并在其上旋转。
如图1所示，从光源1发出的激光束被半反光镜2偏转并通过准直透镜3变为准直光束，然后，入射到物镜10的第一表面11上。进入第一表面11的激光束从物镜10的第二表面12离开，聚焦在所使用的光盘D1或光盘D2的记录表面附近。从光盘D1或光盘D2的记录表面反射的激光束沿着与进入时相同的光程返回，通过半反光镜2，并被感光器4接收。
如上所述，光学信息记录/再现设备100采用的结构中准直光束入射到物镜10上。因此，即使当进行跟踪操作时物镜10在垂直于光轴的方向中被偏移了微小的值(称为跟踪偏移(tracking shift))，光学信息记录/再现设备100中也不会出现离轴像差，例如彗形像差(coma)。但实际上，由于诸如透镜元件的偏轴或装配误差等误差，不能完全抑制离轴像差的产生。因此，要求对于HD DVD进一步增强离轴光的性能，同时保持要求更高的NA并具有更高的记录密度的BD的适当性能。换言之，要求抑制BD的离轴特性对于诸如透镜元件的偏轴或装配误差等误差的敏感度，同时抑制HD DVD的离轴特性对于上述误差的敏感度。
如上所述，光盘D1和D2的保护层厚度分别是互不相同的0.1mm和0.6mm。因此，如果光学信息记录/再现设备100为光盘D1进行最优设计，当使用光盘D2时，由于保护层厚度的差别，将引起球面像差。因此，使光盘D1最优化的光学信息记录/再现设备100的设计不适用于光盘D2。
类似的，如果光学信息记录/再现设备100为光盘D2进行最优设计，当使用光盘D1时，由于保护层厚度的差别，将引起球面像差。因此，使光盘D2最优化的光学信息记录/再现设备100的设计不适用于光盘D1。
为了获得光盘D1和D2的兼容性，即为了保证能对光盘D1和D2进行信息记录或再现，要求对每一光盘D1和D2适当的校正球面像差。
为了满足这样的要求，光学信息记录/再现设备100设置为物镜10对于具有较高记录密度的BD以及HD都能获得适当的特性。为了获得这样的特性，光学信息记录/再现设备100如下设置。下面将详细描述物镜10。
物镜10的第一表面11和第二表面12都是非球面的。
非球面形状由下列方程表述：
X ( h ) = ch 2 1 + 1 - ( 1 + K ) c 2 h 2 + &Sigma; i = 2 A 2 i h 2 i
其中，X(h)表示SAG量，该量是非球面上距离光轴高度为h的一点到在光轴上相切于非球面的平面之间的距离，符号c表示光轴上的曲率(l/r)，K是圆锥系数，A2i(i：整数≥2)表示大于或等于4阶的偶数阶非球面系数。
通过第一和第二表面11和12的每一个表面形成为非球面，可以适当地控制球面像差。
在此实施例中，物镜10是由单一材料(例如合成树脂)制成的模制品。因此，物镜10在制造的简便性、大规模生产、成本等方面是极好的。
图2显示了物镜10附近区域的结构的放大视图。如图2所示，物镜10的第一表面11具有包括光轴AX的第一区域11a和形成在第一区域11a外侧的第二区域11b。在这些区域中，至少第一区域11a具有环形区域结构。环形区域结构具有关于光轴(当未执行跟踪操作时，对应于参考轴AX)同心形成的多个折射表面区域(环形区)。折射表面区域被分为微小的阶梯，每个阶梯基本上平行于光轴的方向延伸。
通过在第一表面11上而不在第二表面12上提供环形区域结构，可以提高最小环形区域宽度，从而通过环形区域结构的每一阶梯部分相对于有效光束宽度抑制光的损耗。物镜10的结构的另一个优点是可以防止灰尘污染第二表面12，且可以防止用透镜清洁剂擦拭物镜10时磨损环形区域结构。
环形区域结构的每一个阶梯设计为在通过相邻折射表面区域之间的边界的内侧的光束和通过该边界的外侧的光束之间产生预定的光程长度差。这样的结构一般可以表述为衍射结构。预定光程长度差是特定波长α的n倍(n：整数)的环形区域结构可以被称为具有闪耀波长α的n阶衍射结构。当具有特定波长β的光束穿过衍射结构时，衍射光的衍射率最大处的衍射阶数是整数m，整数m最接近用波长β除以光程长度差所得到的值(若光束具有波长β)。
此外，在通过相邻折射表面区域之间的边界的内侧的光束和通过该边界的外侧的光束之间有光程长度差的出现可以解释为受环形区域结构的阶梯影响的相互相位(mutual phases)转移。因此，环形区域结构可以被称为移动入射光束的相位的结构，即相移结构(phase shiftstructure)。
环形区域结构可以由光程差函数φ(h)表示。在光程差函数φ(h)中，作为衍射透镜的物镜10的性能表述为距离光轴高度h处的附加光程长度的形式，其定义了环形区域结构中的每一阶梯的设置位置。更具体的，光程差函数φ(h)可以表述为方程：
φ(h)＝(P2h2+P4h4+P6h6+P8h8+P10h10+P12h12)jλ
其中P2、P4、P6……分别代表第2阶、4阶、6阶系数，h表示距离光轴的高度，λ表示入射激光束的设计波长，j表示当使用光盘D2时衍射效率最大处的衍射阶数。
物镜10设计为满足如下条件(1)，其中当使用光盘D1时衍射效率最大处的衍射阶数是第i阶，当使用光盘D2时衍射效率最大处的衍射阶数是第j阶，相对于波长λ的折射率定义为n，光盘D1的焦距定义为f1，且i(i是非负整数)定义为值j-1。在此，折射率n可假定为在1.50至1.66之间(条件(6))。
630 < P 2 t 2 - t 1 + 110 &times; f 1 + 735 &times; ( n - 1 ) < 800 - - - ( 1 )
通过满足条件(1)，可以在每一光盘D1和D2的记录表面形成适当的光束点，同时校正球面像差，且为光盘D2获得适当的离轴特性，同时为光盘D1适当的校正离轴特性。即可以保证对于光盘D1的信息记录或再现具有高准确度，且保证对于光盘D2的信息记录或再现具有高准确度。
通过配置物镜10获得上述适当的离轴特性，可以例如无需对物镜10执行纠偏。因此可以获得制造简便、缩短交货时间、降低成本等类似优点。
在条件(1)的表达式中，光程差函数φ(h)的光程差函数系数P2被赋予特定值(即作用在近轴光束上的项)，t1、t2、f1、n被定义为常数。此外，为根据条件(1)的表达式计算获得的每个值计算使用光盘D2引起的离轴像差量。
然后，为了找到近似表达，在双轴图上绘制计算结果，其中x轴表示根据条件(1)的表达式的值，y轴表示离轴像差量。因此，可以获得近似二次曲线(y＝Bx2+C)，其中最小值(极值)在条件(1)的范围内。根据上述二次近似曲线，可以看出即使光程差函数系数P2在极值(最优值)附近增大或减小，离轴像差量的增加依然很小。因此，当物镜10设置为满足条件(1)时，可以获得良好的离轴特性。
当光程差函数系数P2如上述近似二次曲线所示变化时，使用光盘D2时的离轴像差量以二次函数的形式变化。由于最小极值在条件(1)限定的范围内，当光程差函数系数P2远离最优值时，离轴像差更显著的增大。相应地，当光程差函数系数P2极大地远离最优值时，根据条件(1)的表达式的值达到上限值，且进一步超过上限值，离轴像差量快速增大。类似的，当根据条件(1)的表达式的值达到下限值，且进一步小于下限值，离轴像差量快速增大。这意味着当根据条件(1)的表达式的值大于或等于条件(1)的上限值时，或变得小于或等于条件(1)的下限值时，离轴特性快速退化，因此不能保证光盘D2的信息记录或再现具有高准确度。
物镜10可以设置为满足条件(2)。通过设计物镜10满足条件(2)，可以在每一光盘D1和D2的记录表面上形成球面像差被适当校正的光束点，而且可以进一步适当地增强使用光盘D2时的离轴特性。
670 < P 2 t 2 - t 1 + 110 &times; f 1 + 735 &times; ( n - 1 ) < 780 - - - ( 2 )
通过满足条件(2)，进一步保证了在使用光盘D2时可以获得适当的操作。其他优点在于，可以提高物镜10的装配误差的公差，且可以把环形区域结构上的阶梯的密度控制在预定范围内，从而防止模制难度过高导致的产量降低。
物镜10可以设计为满足下列条件(3)和(4)；其中环形区域结构的各个水平差的平均高度定义为d(mm)，N1是自然数。
N 1 - 0.75 < | d &times; ( n - 1 ) &lambda; | < N 1 - 0.15 - - - ( 3 ) ;
3.9×10-04＜λ＜4.2×10-4    (4)
通过满足条件(3)和(4)，物镜10可以保证对于每个光盘D1和D2都有高的光线利用率，因此可以保证对于每个光盘D1和D2的信息记录或再现都有高准确度。
当根据条件(3)的表达式的值变为小于或等于条件(3)的下限值时(即当环形区域结构的闪耀波长很小时)，对于光盘D1的光线利用率变高，而对于光盘D2的光线利用率变低，从而不能确保以高准确度对光盘D2记录或再现信息。相反，当根据条件(3)的表达式的值变为大于或等于条件(3)的上限值时(即当环形区域结构的闪耀波长很大时)，对于光盘D2的光线利用率变高，而对于光盘D1的光线利用率变低，从而不能保证对光盘D1的信息记录或再现具有高准确度。
物镜10可以设置为满足下列条件(5)。通过设计物镜10满足下列条件(5)，可以对每一光盘D1和D2都保持较高水平的光线利用率。
N 1 - 0.70 < | d &times; ( n - 1 ) &lambda; | < N 1 - 0.40 - - - ( 5 )
通过满足条件(5)，可以进一步保证在使用每一光盘D1和D2时都能恰当地操作。此外，即使当光源1的光量随时间减小时，也可以对每一光盘D1和D2执行信息记录或再现，因此可以延长光学信息记录/再现设备100的产品使用寿命。考虑到模制的稳定性、光的实际利用率、以及N1是确定每一阶梯的高度的因素，优选地，N1取相对较小的值。
如上所述，第一区域11a设置为使激光束聚焦在每一光盘D1和D2的记录表面上的公用区。另一方面，第二区域11b设置为用于光盘D1的区域。即第二区域11b设置为使激光束聚焦在光盘D1的记录表面上，而不使激光束聚焦在光盘D2的记录表面上。换言之，第二区域11b具有相对于将要聚焦在光盘D2的记录表面上的激光束的数值孔径限制函数。根据本实施例，通过在第一表面11的外部为光盘D1提供专用区来保证使用具有较高记录密度的光盘D1时所要求的NA。
当形成第一区域11a的环形区域结构使光盘D1的衍射效率最大处的衍射阶数是0阶时，第二区域11b形成为不具有环形区域结构的非球面(折射表面)。另一方面，当形成第一区域11a的环形区域结构使光盘D1的衍射效率最大处的衍射阶数是1阶或更高阶时，第二区域11b中的环形区域结构设置为具有对入射激光束产生一种光程长度差的阶梯组，如第一区域11a的情况中一样。
物镜10可以设计为满足如下条件(7)：
0.2×10-3＜d1-d2＜1.0×10-3    (7)
其中在第一区域11a的最外部分的阶梯的高度被定义为d1(mm)，在第二区域11b的最内部分的阶梯的高度被定义为d2(mm)。因此，当第二区域11b是不具有环形区域结构的非球面时，d2是0。
通过在第一表面11上形成环形区域结构以满足条件(7)，物镜10可以保证对于每一光盘D1和D2都具有高利用率。因此，可以保证对于每一光盘D1和D2都能以高准确度进行信息记录或再现。当根据条件(7)的表达式的值小于或者等于条件(7)的下限值时(即当第一区域11a边缘处的阶梯的高度与第二区域11b内侧处的阶梯的高度之差较小时)，第二区域11b的数值孔径限制函数不能充分作用，且在使用第一光盘D1时的光线利用率下降。当根据条件(7)的表达式的值大于或者等于条件(7)的上限值时(即当第一区域11a边缘处的阶梯的高度与第二区域11b内侧处的阶梯的高度之差较大时)，使用第一光盘D1时的光线利用率下降。
图8是形成在物镜10的第一表面11上的环形区域结构的概念图。即图8是物镜10的截面图，显示了形成在物镜10的第一表面11上的环形区域结构。在图8中，显示了第一和第二区域11a和11b。由于图8用于提供环形区域结构的概念图，在图8中显示的环形区域结构的每一区域均由单一类型的阶梯形成。
下面，将解释安装有物镜10的光学信息记录/再现设备100的四个具体实例。根据四个实例中的每一个的光学信息记录/再现设备100均具有图1所示的外形结构。
第一实例
下表1显示了将安装在根据第一实例的光学信息记录/再现设备100上的物镜10的规格，具体地说，用于对每一光盘进行记录或再现所采用的光束的波长、使用每一光盘时物镜10的焦距、NA、以及放大率。在此，即使考虑到跳模(mode hopping)，工作波长，即从光源1发出的激光束也在上述条件(4)所示的范围内。在第一实例至第四实例的每一个实例中，为了阐明本发明的特性，简言之，为了阐明物镜10的特性，所示数值结构限于物镜10后侧的光学元件。在第一实例中对每个表的描述也可以应用到其他具体实例的每个表中。
表1
  光盘D1   光盘D2
  波长(nm)   405   405
  焦距(mm)   1.65   1.76
  NA   0.85   0.65
  放大率   0.000   0.000
从表1中显示的放大率的值可以看出，光学信息记录/再现设备100设计为对于每一光盘D1和D2，准直光束入射到物镜10上。因此，可以有效的避免跟踪偏移时出现的离轴像差。分别使用光盘D1和D2时，光学信息记录/再现设备100的具体数值结构显示在表2和表3中。
表2
Figure A20091013337100191
表3
在表2和表3中，表面序号#1和#2分别表示物镜10的第一表面11和第二表面12，表面序号#3和#4分别表示光盘的保护层和记录层。此外，表面序号#1(第一表面11)的具体数值结构分别地显示为第一区域11a和第二区域11b。在表2和3中(以及下面类似的表中)，“r”是光学元件的每一表面的曲率半径(单位：mm)，“d”是光学元件厚度或每一光学元件之间的距离(单位：mm)，“n”在记录或再现信息时每一光学元件的折射率。在此，非球面元件的r表示在光轴上的曲率半径。
物镜10的第一表面11(表面序号#1)和第二表面12(表面序号#2)是非球面。为光盘D1最优化设计了每一表面的非球面形状。定义了每一表面的非球面形状的圆锥系数K和非球面系数A2i显示在表4中。这里每个表中的符号E表示以E右侧的数值为指数而以10为底的幂。
表4
  表面序号   1(第一区域)   1(第二区域)   2
  K   -1.8000   -1.8000   -33.5000
  A4   1.2630E-01   1.2630E-01   3.0848E-01
  A6   -1.7428E-02   -1.7428E-02   -7.1283E-01
  A8   2.0657E-02   2.0657E-02   1.0742E+00
  A10   -1.1496E-02   -1.1496E-02   -1.0922E+00
  A12   1.8557E-03   1.8557E-03   8.6905E-01
  A14   4.2731E-03   4.2731E-03   -7.8711E-01
  A16   -1.4274E-03   -1.4274E-03   7.0166E-01
  A18   -1.1015E-03   -1.1015E-03   -3.9340E-01
  A20   1.7756E-04   1.7756E-04   9.8435E-02
  A22   3.7336E-04   3.7336E-04   1.4347E-04
  A24   -9.0360E-05   -9.0360E-05   -2.7705E-03
  A26   -1.3057E-05   -1.3057E-05   0.0000E+00
表5显示了用于定义第一表面11上的每一区域的环形区域结构的光程差函数φ(h)的光程差函数系数Pn(n是正偶数)。
表5
  表面序号   1(第一区域)   1(第二区域)
  P2   7.0000E+01   0.0000E+00
  P4   -5.0229E+00   0.0000E+00
  P6   2.9645E+00   0.0000E+00
  P8   -9.4293E-01   0.0000E+00
  P10   6.5271E-01   0.0000E+00
  P12   -3.5588E-01   0.0000E+00
在第一实例中，如表5所示，环形区域结构只设置在第一表面11的第一区域11a中，第二区域11b具有不含环形区域结构的非球面形状。第一区域11a中的环形区域结构具有由一种光程差函数定义的阶梯，且设计为对于光盘D1衍射效率最大处的衍射阶数是0阶(i＝0)，对于光盘D2衍射效率最大处的衍射阶数是1阶(j＝1)。即第一实例设计为把0阶衍射光聚焦在光盘D1的记录表面上，把第1阶衍射光聚焦在光盘D2的记录表面上。如上所述，由于第一表面11的非球面是为光盘D1最优化设计的，进入第二区域11b的激光束通过非球面效应聚焦在光盘D1的记录表面上。通过形成第二区域11b为不具有阶梯的折射表面，不会出现由阶梯引起的光量损失，从而对光盘D1来说，光线的利用率进一步提高。
在第一实例中，根据条件(1)和条件(2)的表达式的值是730，因此满足了条件(1)和(2)。通过满足条件(1)和(2)，根据第一实例的物镜10可以形成光束点，在该光束点上，球面像差被适当地校正到每一光盘D1和D2的记录表面上，同时在使用光盘D2时获得良好的离轴特性。因此，可以保证对于像差的公差较低的每一光盘D1和D2的信息记录或再现都具有高准确度。
在第一实例中，根据条件(3)和条件(5)的每一个表达式的值是0.43，因此满足了条件(3)和(5)两者。通过满足条件(3)和(5)，根据第一实例的物镜10可以保证对于每一光盘D1和D2光线具有高利用率。因此，可以保证对每一光盘D1和D2的信息记录或再现都具有高准确度。
在第一实例中，根据条件(7)的表达式的值是0.40，因此满足了条件(7)。通过满足条件(7)，根据第一实例的物镜10可以保证对于每一光盘D1和D2光线具有高利用率。因此，进一步保证对每一光盘D1和D2获得适当的操作。
图3A显示了在根据第一实例的光学信息记录/再现设备100的设计标准条件中使用光盘D1时引起的球面像差SA和“反正弦条件”SC，图3B显示了在根据第一实例的光学信息记录/再现设备100的设计标准条件中使用光盘D2时引起的球面像差SA和“反正弦条件”SC。在图3A和图3B的每一图中，纵轴表示入瞳坐标(entrance pupilcoordinates)，横轴表示球面像差量(mm)或反正弦条件。在图3A和图3B中，实线显示了在设计波长处的球面像差SA，虚线显示了反正弦条件SC。在图A和B中显示的图片和线条的定义与下面的对比例以及下述的每一实例中所示的图片中的定义相同。
根据图3A和3B，可以理解对于每一光盘D1和D2都适当地校正了球面像差，且获得了适当的离轴特性。因此，根据第一实例，可以保证对每一光盘D1和D2的信息记录或再现都具有高准确度。
图4A显示了在根据对比例的光学信息记录/再现设备100的设计标准条件中使用光盘D1时引起的球面像差SA和“反正弦条件”SC，图4B显示了在根据对比例的光学信息记录/再现设备100的设计标准条件中使用光盘D2时引起的球面像差SA和“反正弦条件”SC。假设除了光程差函数系数P2是-50以外(在第一实例中是70)，根据对比例的光学信息记录/再现设备100设计为与第一实例具有基本相同的结构。在对比例中，根据条件(1)的表达式的值变为495。因此，对比例不满足条件(1)。
在图3和图4的各自图片之间的对比中，可以理解当在对比例中使用光盘D2时，“反正弦条件”SC大部分出现在下侧，同时在第一实例中，当使用光盘D2时，基本上能满足正弦条件。这意味着在对比例中不能保证对光盘D2的信息记录或再现具有高准确度，同时，与对比例相比，在第一实例中使用光盘D2时的离轴特性极大地改善，且在第一实例中能保证对光盘D2的信息记录或再现具有高准确度。
此外，在第一实例中，使用光盘D1时的光线利用率是68％，使用光盘D2时的光线利用率是30％。这些光线利用率的值足以保证对每一光盘D1和D2的信息记录或再现具有高准确度。因此，可以理解在第一实例中获得了高的光线利用率。如上所述，根据第一实例的物镜10对于每一光盘D1和D2的信息记录或再现都表现出良好的光学特性。
第二实例
下面解释第二实例。根据第二实例的物镜10的具体参数显示在表6中，分别使用光盘D1和D2时的具体数值结构分别显示在表7和8中，定义非球面形状的各个系数显示在表9中。
表6
  光盘D1   光盘D2
  波长(nm)   405   405
  焦距(mm)   1.53   1.66
  NA   0.85   0.65
  放大率   0.000   0.000
表7
Figure A20091013337100231
表8
Figure A20091013337100232
表9
  表面序号   1(第一区域)   1(第二区域)   2
  K   -1.8000   -1.8000   -34.0000
  A4   1.5691E-01   1.5691E-01   3.3546E-01
  A6   -2.3053E-02   -2.3053E-02   -7.4755E-01
  A8   2.6193E-02   2.6193E-02   1.0563E+00
  A10   -1.1620E-02   -1.1620E-02   -1.0805E+00
  A12   2.7747E-03   2.7747E-03   8.8310E-01
  A14   4.5118E-03   4.5118E-03   -7.8443E-01
  A16   -1.8948E-03   -1.8948E-03   6.9730E-01
  A18   -1.3785E-03   -1.3785E-03   -3.9771E-01
  A20   2.5463E-04   2.5463E-04   9.6521E-02
  A22   5.2523E-04   5.2523E-04   -3.2092E-04
  A24   -3.6517E-05   -3.6517E-05   -2.5861E-04
  A26   -8.8387E-05   -8.8387E-05   0.0000E+00
表10显示了用于定义第一表面11上的每一区域的环形区域结构的光程差函数φ(h)的光程差函数系数Pn。
表10
  表面序号   1(第一区域)   1(第二区域)
  P2   1.0000E+02   0.0000E+00
  P4   -8.7685E+00   0.0000E+00
  P6   1.2704E+01   0.0000E+00
  P8   -1.1929E+01   0.0000E+00
  P10   8.8810E+00   0.0000E+00
  P12   -2.5833E+00   0.0000E+00
与第一实例中的情况一样，环形区域结构只设置在根据第二实例的物镜10的第一表面11的第一区域11a中(见表10)，第二区域11b具有不含环形区域结构的非球面形状。第一区域11a中的环形区域结构具有由一种光程差函数定义的阶梯，且设计为把0阶衍射光(i＝0)聚焦在光盘D1的记录表面上，把1阶衍射光(j＝1)聚焦在光盘D2的记录表面上。第二区域11b设计为通过非球面形状效应把激光束聚焦在光盘D1的记录表面上。
在第二实例中，根据条件(1)和条件(2)的表达式的值是775。因此满足了条件(1)和(2)。通过满足条件(1)和(2)，根据第二实例的物镜10可以形成光束点，在该光束点上，球面像差被适当地校正到每一光盘D1和D2的记录表面上，同时在使用光盘D2时获得良好的离轴特性。因此，可以保证对于像差的公差较低的每一光盘D1和D2的信息记录或再现都具有高准确度。
在第二实例中，根据条件(3)和条件(5)的每一个的表达式的值是0.5，因此满足了条件(3)和(5)。通过满足条件(3)和(5)，根据第二实例的物镜10可以保证对于每一光盘D1和D2光线具有高利用率。因此，可以保证对每一光盘D1和D2的信息记录或再现都具有高准确度。
在第二实例中，根据条件(7)的表达式的值是0.46，因此满足了条件(7)。通过满足条件(7)，物镜10可以保证对于每一光盘D1和D2光线具有高利用率。因此，进一步保证对每一光盘D1和D2获得适当的操作。
图5A显示了在根据第二实例的光学信息记录/再现设备100的设计标准条件中使用光盘D1时引起的球面像差SA和“反正弦条件”SC。图5B显示了在根据第二实例的光学信息记录/再现设备100的设计标准条件中使用光盘D2时引起的球面像差SA和“反正弦条件”SC。
根据图5A和5B，可以理解对于每一光盘D1和D2都适当地校正了球面像差，且获得了适当的离轴特性。因此，根据第二实例，可以保证对每一光盘D1和D2的信息记录或再现都具有高准确度。
此外，在第二实例中，使用光盘D1时的光线利用率是60％，使用光盘D2时的光线利用率是40％。虽然光盘D1的光线利用率略低于第一实例中的光线利用率，但是光盘D1的光线利用率仍保持在较高的水平。这些光线利用率的值足以保证对每一光盘D1和D2的信息记录或再现具有高准确度。如上所述，根据第二实例的物镜10对于每一光盘D1和D2的信息记录或再现都表现出良好的光学特性。
第三实例
下面解释第三实例。根据第三实例的物镜10的具体参数显示在表11中，分别使用光盘D1和D2时的具体数值结构分别显示在表12和13中，定义非球面形状的各个系数显示在表14中。
表11
  光盘D1   光盘D2
  波长(nm)   405   405
  焦距(mm)   1.65   1.71
  NA   0.85   0.65
  放大率   0.000   0.000
表12
Figure A20091013337100251
Figure A20091013337100261
表13
Figure A20091013337100262
表14
  表面序号   1(第一区域)   1(第二区域)   2
  K   -0.6500   -0.6500   -200.0000
  A4   1.7942E-02   1.7942E-02   2.0280E-01
  A6   2.5424E-03   2.5424E-03   -4.4304E-01
  A8   8.8642E-03   8.8642E-03   7.9290E-01
  A10   -7.8979E-03   -7.8979E-03   -1.0716E+00
  A12   8.0842E-04   8.0842E-04   1.0222E+00
  A14   4.9601E-03   4.9601E-03   -8.0952E-01
  A16   -1.7883E-03   -1.7883E-03   6.0426E-01
  A18   -1.6004E-03   -1.6004E-03   -3.6017E-01
  A20   4.4458E-04   4.4458E-04   1.2944E-01
  A22   8.2510E-04   8.2510E-04   -1.9792E-02
  A24   -4.9151E-04   -4.9151E-04   0.0000E+00
  A26   7.4811E-05   7.4811E-05   0.0000E+00
表15显示了用于定义第一表面11上的每一区域的环形区域结构的光程差函数φ(h)的光程差函数系数Pn。
表15
  表面序号   1(第一区域)   1(第二区域)
  P2   3.0000E+01   0.0000E+00
  P4   -5.0620E+00   0.0000E+00
  P6   2.1194E-02   0.0000E+00
  P8   -1.9451E+00   0.0000E+00
  P10   8.4951E-01   0.0000E+00
  P12   -3.8320E-01   0.0000E+00
与第一实例中的情况一样，环形区域结构只设置在根据第三实例的物镜10的第一表面11的第一区域11a中(见表15)，第二区域11b具有不含环形区域结构的非球面形状。第一区域11a中的环形区域结构具有由一种光程差函数定义的阶梯，且设计为把0阶衍射光(i＝0)聚焦在光盘D1的记录表面上，把1阶衍射光(j＝1)聚焦在光盘D2的记录表面上。第二区域11b设计为通过非球面形状效应把入射光束聚焦在光盘D1的记录表面上。
在第三实例中，根据条件(1)和条件(2)的表达式的值是719。因此满足了条件(1)和(2)。通过满足条件(1)和(2)，根据第三实例的物镜10可以形成光束点，在该光束点上，球面像差被适当地校正到每一光盘D1和D2的记录表面上，同时在使用光盘D2时获得良好的离轴特性。因此，可以保证对于像差的公差较低的每一光盘D1和D2的信息记录或再现都具有高准确度。
在第三实例中，根据条件(3)和条件(5)的每一个的表达式的值是0.40，因此满足了条件(3)和(5)。通过满足条件(3)和(5)，根据第三实例的物镜10可以保证对于每一光盘D1和D2具有高的光线利用率。因此，可以保证对每一光盘D1和D2的信息记录或再现都具有高准确度。
在第三实例中，根据条件(7)的表达式的值是0.32，因此满足了条件(7)。通过满足条件(7)，物镜10可以保证对于每一光盘D1和D2光线具有高利用率。因此，进一步保证对每一光盘D1和D2获得适当的操作。
图6A显示了在根据第三实例的光学信息记录/再现设备100的设计标准条件中使用光盘D1时引起的球面像差SA和“反正弦条件”SC。图6B显示了在根据第三实例的光学信息记录/再现设备100的设计标准条件中使用光盘D2时引起的球面像差SA和“反正弦条件”SC。
根据图6A和6B，可以理解对于每一光盘D1和D2都适当地校正了球面像差，且获得了适当的离轴特性。因此，根据第三实例，可以保证对每一光盘D1和D2的信息记录或再现都具有高准确度。
此外，在第三实例中，使用光盘D1时的光线利用率是72％，使用光盘D2时的光线利用率是25％。虽然光盘D2的光线利用率略低于第一实例和第二实例中的光线利用率，但是光盘D2的光线利用率仍足以保证信息记录和再现具有高准确度。即可以保证对每一光盘D1和D2都有较高的光线利用率。如上所述，根据第三实例的物镜10对于每一光盘D1和D2的信息记录或再现都表现出良好的光学特性。
第四实例
下面解释第四实例。根据第四实例的物镜10的具体参数显示在表16中，分别使用光盘D1和D2时的具体数值结构分别显示在表17和18中，定义非球面形状的各个系数显示在表19中。
表16
  光盘D1   光盘D2
  波长(nm)   405   405
  焦距(mm)   1.53   1.57
  NA   0.85   0.65
  放大率   0.000   0.000
表17
表18
Figure A20091013337100282
表19
  表面序号   1(第一区域)   1(第二区域)   2
  K   -1.9200   -1.9200   -41.0000
  A4   1.8400E-01   1.8400E-01   2.9439E-01
  A6   -4.5960E-02   -4.5960E-02   -6.1545E-01
  A8   4.5183E-02   4.5183E-02   9.3998E-01
  A10   -3.0820E-02   -3.0820E-02   -1.1085E+00
  A12   1.3248E-02   1.3248E-02   9.4959E-01
  A14   5.0854E-03   5.0854E-03   -7.5673E-01
  A16   -4.2651E-03   -4.2651E-03   6.2852E-01
  A18   -2.4545E-03   -2.4545E-03   -3.6635E-01
  A20   1.1011E-03   1.1011E-03   9.1775E-02
  A22   1.2293E-03   1.2293E-03   0.0000E+00
  A24   -5.9362E-04   -5.9362E-04   0.0000E+00
  A26   0.0000E+00   0.0000E+00   0.0000E+00
表20显示了用于定义第一表面11上的每一区域的环形区域结构的光程差函数φ(h)的光程差函数系数Pn。
表20
  表面序号   1(第一区域)   1(第二区域)
  P2   3.0000E+01   3.0000E+01
  P4   -8.2467E+00   -8.2467E+00
  P6   1.6629E+00   1.6629E+00
  P8   -6.5088E+00   -6.5088E+00
  P10   3.9902E+00   3.9902E+00
  P12   -1.6125E+00   -1.6125E+00
在第四实例中，环形区域结构设置在物镜10的第一表面11的第一区域11a和第二区域11b中(见表20)。第一区域11a中的环形区域结构具有由一种光程差函数定义的阶梯，且设计为把1阶衍射光(i＝1)聚焦在光盘D1的记录表面上，把2阶衍射光(j＝2)聚焦在光盘D2的记录表面上。第二区域11b中的环形区域结构具有由一种光程差函数定义的阶梯，且设计为把1阶衍射光聚焦在光盘D1的记录表面上，而不会把任何阶的衍射光聚焦在光盘D2的记录表面上。虽然在第四实例中，第一区域11a和第二区域11b中的环形区域结构由相同的光程差函数定义，第一区域11a和第二区域11b中的环形区域结构也可以由互不相同的光程差函数定义。
在第四实例中，根据条件(1)和条件(2)的表达式的值是639。因此满足了条件(1)。通过满足条件(1)，根据第四实例的物镜10可以形成光束点，在该光束点上，球面像差被适当地校正到每一光盘D1和D2的记录表面上，同时在使用光盘D2时获得良好的离轴特性。因此，可以保证对于像差的公差较低的每一光盘D1和D2的信息记录或再现都具有高准确度。
在第四实例中，根据条件(3)和条件(5)的每一个的表达式的值是1.43，因此满足了条件(3)和(5)。通过满足条件(3)和(5)，根据第四实例的物镜10可以保证对于每一光盘D1和D2具有高的光线利用率。即使相对所使用的激光束的波长发生了跳模，也可以抑制球面像差的波动，同时把光线利用率保持在较高水平。
在第四实例中，根据条件(7)的表达式的值是0.39，因此满足了条件(7)。通过满足条件(7)，物镜10可以保证对于每一光盘D1和D2具有高的光线利用率。因此，进一步保证对每一光盘D1和D2获得适当的操作。
图7A显示了在根据第四实例的光学信息记录/再现设备100的设计标准条件中使用光盘D1时引起的球面像差SA和“反正弦条件”SC。图7B显示了在根据第四实例的光学信息记录/再现设备100的设计标准条件中使用光盘D2时引起的球面像差SA和“反正弦条件”SC。
根据图7A和7B，可以理解对于每一光盘D1和D2都适当地校正了球面像差，且获得了适当的离轴特性。因此，根据第四实例，可以保证对每一光盘D1和D2的信息记录或再现都具有高准确度。
此外，在第四实例中，使用光盘D1时的光线利用率是67％，使用光盘D2时的光线利用率是30％。根据第四实例，可以保证对每一光盘D1和D2都有较高的光线利用率。如上所述，根据第四实例的物镜10对于每一光盘D1和D2的信息记录或再现都表现出良好的光学特性。
虽然参考本发明的特定优选实施例详细描述了本发明，但其他实施例也是可能的。
在上述实施例中，环形区域结构只形成在物镜10的第一表面11上。但是，环形区域结构可以同时形成在第一表面11和第二表面12上。环形区域结构可以形成在第二表面12的至少一部分上。
在上述实施例中，环形区域结构由单一类型的光程差函数定义。但是，环形区域结构也可以通过组合多种类型的光程差函数来定义。例如，通过组合两种类型的光程差函数，环形区域结构设置为对入射光束具有两种不同类型的光学效应的两种阶梯。这样设置的具有组合光学效应的环形区域结构可以获得更适当的光束点。
此外，在光学信息记录/再现设备100中，根据记录密度，可以适当调整使用保护层厚度为0.6mm的光盘D2时的物镜10的NA，其不限于上述例子中描述的值。例如，当假定光盘D2是DVD或与DVD具有相同的记录密度的光盘(例如DVD±R)时，物镜10的NA可以设计为0.4。在这种情况下，即使对每一光盘D1和D2进行信息记录或再现所使用的光源是只发出波长约为405nm的光束的单一光源，光学信息记录/再现设备100也可以对BD和DVD具有兼容性。

Claims (18)

1、一种用于光学信息记录/再现设备的多焦距物镜，该光学信息记录/再现设备通过对第一光盘和记录密度低于所述第一光盘的第二光盘使用具有相同波长λ的光束而在包括所述第一光盘和第二光盘的至少两种光盘中记录信息和/或再现信息，
当所述第一和第二光盘的保护层厚度分别定义为t1(mm)和t2(mm)时，保护层厚度t1和t2具有如下关系：
t1＜t2，
所述多焦距物镜的至少一个表面包括：
第一区域，该第一区域配置为使光束的第i阶衍射光聚焦在所述第一光盘的记录表面上，且使第j阶衍射光聚焦在所述第二光盘的记录表面上，
所述第一区域包括具有关于预定轴同心形成的多个折射表面区域的阶梯结构，
所述第一区域中的所述阶梯结构包括至少单一类型的阶梯组，所述阶梯组在多个折射表面区域的相邻表面区域之间相对于入射光束产生光程长度差，
所述阶梯结构通过光程差函数φ(h)来定义：
φ(h)＝(p2h2+p4h4+p6h6+p8h8+p10h10+p12h12)jλ
其中P2、P4、P6……分别代表第2阶、4阶、6阶等系数，h表示距离光轴的高度，j被定义为i+1，
所述多焦距物镜还满足如下条件：
630 < P 2 t 2 - t 1 + 110 &times; f 1 + 735 &times; ( n - 1 ) < 800 - - - ( 1 )
其中n表示所述多焦距物镜相对于波长λ的折射率，f1(mm)表示所述多焦距物镜相对于第一光盘的焦距。
2、根据权利要求1所述的多焦距物镜，其中所述多焦距物镜还满足如下条件：
670 < P 2 t 2 - t 1 + 110 &times; f 1 + 735 &times; ( n - 1 ) < 780 - - - ( 2 ) .
3、根据权利要求1所述的多焦距物镜，其中所述多焦距物镜还满足如下条件：
N 1 - 0.75 < | d &times; ( n - 1 ) &lambda; | < N 1 - 0.15 - - - ( 3 ) ; 以及
3.9×10-4＜λ＜4.2×10-4       (4)
其中d(mm)表示所述阶梯组的平均高度，N1表示自然数。
4、根据权利要求3所述的多焦距物镜，其中所述多焦距物镜还满足如下条件：
N 1 - 0.70 < | d &times; ( n - 1 ) &lambda; | < N 1 - 0.40 - - - ( 5 ) .
5、根据权利要求1所述的多焦距物镜，其中所述多焦距物镜还满足如下条件：
1.50≤n≤1.66          (6)。
6、根据权利要求1所述的多焦距物镜，其中所述多焦距物镜的光盘侧表面配置为曲率的符号在有效直径内变化。
7、根据权利要求1所述的多焦距物镜，其中：
所述多焦距物镜的至少一个表面具有位于所述第一区域外的第二区域；以及
所述第二区域设置为使光束聚焦在所述第一光盘的记录表面上而不使光束聚焦在所述第二光盘的记录表面上。
8、根据权利要求7所述的多焦距物镜，其中所述多焦距物镜的所述至少一个表面满足如下条件：
0.2×10-3＜d1-d2＜1.0×10-3          (7)
其中d1(mm)表示形成在所述第一区域的最外部分的阶梯的高度，d2(mm)表示形成在所述第二区域11b的最内部分的阶梯的高度。
9、根据权利要求7所述的多焦距物镜，其中所述第二区域形成为折射表面。
10、一种光学信息记录/再现设备，该光学信息记录/再现设备通过对第一光盘和记录密度低于第一光盘的第二光盘使用具有相同波长λ的光束而在包括所述第一光盘和第二光盘的至少两种光盘中记录信息和/或再现信息，
当所述第一和第二光盘的保护层厚度分别定义为t1(mm)和t2(mm)时，保护层厚度t1和t2具有如下关系：
t1＜t2，
所述光学信息记录/再现设备包括多焦距物镜，
所述多焦距物镜的至少一个表面包括：
第一区域，该第一区域配置为使光束的第i阶衍射光聚焦在所述第一光盘的记录表面上，且使第j阶衍射光聚焦在所述第二光盘的记录表面上，
所述第一区域包括具有关于预定轴同心形成的多个折射表面区域的阶梯结构，
所述第一区域中的所述阶梯结构包括至少单一类型的阶梯组，所述阶梯组在多个折射表面区域的相邻表面区域之间相对于入射光束产生光程长度差，
所述阶梯结构通过光程差函数φ(h)来定义：
φ(h)＝(p2h2+p4h4+p6h6+p8h8+p10h10+p12h12)jλ
其中P2、P4、P6……分别代表第2阶、4阶、6阶等系数，h表示距离光轴的高度，j被定义为i+1，
所述多焦距物镜还满足如下条件：
630 < P 2 t 2 - t 1 + 110 &times; f 1 + 735 &times; ( n - 1 ) < 800 - - - ( 1 )
其中n表示所述多焦距物镜相对于波长λ的折射率，f1(mm)表示所述多焦距物镜相对于第一光盘的焦距。
11、根据权利要求10所述的光学信息记录/再现设备，其中所述多焦距物镜还满足如下条件：
670 < P 2 t 2 - t 1 + 110 &times; f 1 + 735 &times; ( n - 1 ) < 780 - - - ( 2 ) .
12、根据权利要求10所述的光学信息记录/再现设备，其中所述多焦距物镜还满足如下条件：
N 1 - 0.75 < | d &times; ( n - 1 ) &lambda; | < N 1 - 0.15 - - - ( 3 ) ; 以及
3.9×10-4＜λ＜4.2×10-4       (4)
其中d(mm)表示所述阶梯组的平均高度，N1表示自然数。
13、根据权利要求12所述的光学信息记录/再现设备，其中所述多焦距物镜还满足如下条件：
N 1 - 0.70 < | d &times; ( n - 1 ) &lambda; | < N 1 - 0.40 - - - ( 5 ) .
14、根据权利要求10所述的光学信息记录/再现设备，其中所述多焦距物镜还满足如下条件：
1.50≤n≤1.66         (6)。
15、根据权利要求10所述的光学信息记录/再现设备，其中所述多焦距物镜的光盘侧表面配置为曲率的符号在有效直径内变化。
16、根据权利要求10所述的光学信息记录/再现设备，其中：
所述多焦距物镜的至少一个表面具有位于所述第一区域外的第二区域；以及
所述第二区域配置为使光束聚焦在所述第一光盘的记录表面上而不使光束聚焦在所述第二光盘的记录表面上。
17、根据权利要求16所述的光学信息记录/再现设备，其中所述多焦距物镜的所述至少一个表面满足如下条件：
0.2×10-3＜d1-d2＜1.0×10-3         (7)
其中d1(mm)表示形成在所述第一区域的最外部分的阶梯的高度，d2(mm)表示形成在所述第二区域11b的最内部分的阶梯的高度。
18、根据权利要求16所述的光学信息记录/再现设备，其中所述第二区域形成为折射表面。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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