CN101669171B - 光拾取装置以及物镜光学元件 - Google Patents
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Abstract
为了提供一种既小型又能够对不同种类的光信息记录介质良好地进行信息记录及/或再生的光拾取装置以及用于其中的物镜光学元件，物镜光学元件的光学功能面至少具有含光轴的中央区域和围着该中央区域的周边区域之2个区域，中央区域的光程差付与构造是重合了用高低差划分的环带形构造的第1中央基础构造和第2中央基础构造的构造，周边区域的光程差付与构造是重合了用高低差划分的环带形构造的第1周边基础构造和第2周边基础构造的构造。
Description
技术领域
本发明涉及光拾取装置以及物镜光学元件，尤其涉及能够用不同波长的光源对不同的光信息记录介质确切地进行信息记录以及/或再生的光拾取装置以及用于其中的物镜光学元件。
背景技术
近年来，利用波长400nm左右的蓝紫色半导体激光能够进行信息记录/再生的高密度光盘的研究和开发正在迅速进展。例如，用NA0.85、光源波长405nm的规格进行信息记录/再生的光盘、即所谓Blu-ray Disc(以下称为BD)，对于其大小与DVD(NA0.6、光源波长650nm、记忆容量4.7GB)相同的直径12cm的光盘，每1层能够记录23～27GB的信息；还有用NA0.65、光源波长405nm的规格进行信息记录/再生的光盘、即所谓HD DVD(以下称为HD)，对于其直径12cm的光盘每1层能够记录15～20GB的信息。BD时起因于光盘倾斜的彗形像差大，所以保护层设计得比DVD薄(相对DVD的0.6mm来说只有0.1mm)，以便减少倾斜引起的彗形像差量。以下本说明书中，称这种光盘为“高密度光盘”。
但是，光是能够对上述种类的高密度光盘确切地信息记录/再生，这作为光盘播放/记录机产品价值来说不充分。考虑到现在有记录着多种多样信息的DVD出售，光是能够对高密度光盘记录/再生信息还不够，对用户持有的DVD也同样能够确切地信息记录/再生，则能够提高作为高密度光盘用光盘播放/记录机产品价值。出于上述背景，希望搭载于高密度光盘用光盘播放/记录机中的光拾取装置，具有对高密度光盘和DVD的任何一种都维持互换性同时能够确切地记录/再生信息的性能。
作为对高密度光盘和DVD的任何一种维持互换性同时能够确切地记录/再生信息的方法，可以考虑根据进行记录/再生信息光盘的记录密度选择性地切换高密度光盘用光学***和DVD用光学***的方法，但是需要多 个光学***，不利于小型化而且成本上升。
因此，为了简化光拾取装置的结构实现降低成本，在具有互换性的光拾取装置中，也优选使高密度光盘用的光学***和DVD用的光学***通用化，尽量减少构成光拾取装置的光学部件个数。然而，使面对光盘配置的物镜通用化，并且使该物镜为单透镜结构，则是最有利于光拾取装置的结构简化和低成本化的。作为对记录/再生波长互不相同的多种光盘通用的物镜，其表面上形成了具有球面像差波长依存性的衍射构造、利用该衍射构造的波长依存性修正记录/再生波长和保护层厚度差异引起的球面像差的物镜，已经有所公开。
专利文献1中，公开了一种能够对高密度光盘和DVD及CD互换可能地进行信息记录及/或再生的单透镜结构RL1 信息记录面
光束使光量为最高的衍射光的次数不同。因此，在高密度光盘和DVD双方不能充分降低对斑点没有贡献的高次像差，存在问题。
本发明鉴于上述课题，目的在于提供一种光拾取装置以及用于其中的物镜光学元件，其能够对高密度光盘和DVD双方充分降低高次像差，既小型又能够对不同种类的光信息记录介质良好地进行信息记录及/或再生。
用来解决课题的手段
方案1记载的光拾取装置，用从第1光源射出的波长λ1之第1光束、对具有厚度t1之保护层的第1光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，用从第2光源射出的波长λ2(λ1＜λ2)之第2光束、对具有厚度t2(t1≤t2)之保护层的第2光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，用从第3光源射出的波长λ3(1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1)之第3光束、对具有厚度t3(t2＜t3)之保护层的第3光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，其特征在于，
备有由单透镜构成的物镜光学元件，同时，当以所述第1光束、第2光束及第3光束向所述物镜光学元件的入射光束倍率分别为m1、m2、 m3时，m1、m2、m3略相等，所述物镜光学元件的光学功能面至少具有含光轴的中央区域和围着该中央区域的周边区域之2个区域，
所述中央区域被用于对所述第1光信息记录介质、所述第2光信息记录介质及所述第3光信息记录介质的信息记录面都形成聚光斑点，同时，所述周边区域只被用于对所述第1光信息记录介质、所述第2光信息记录介质及所述第3光信息记录介质的信息记录面中、所述第1光信息记录介质及所述第2光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，
所述中央区域上重合形成了第1中央基础构造和第2中央基础构造，所述第1中央基础构造是用高低差划分的环带形构造，其中，所述第1光束穿过时a次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第2光束穿过时b次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第3光束穿过时c次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第2中央基础构造是用高低差划分的环带形构造，其中，所述第1光束穿过时x次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第2光束穿过时y次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第3光束穿过时z次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，
所述周边区域上重合形成了第1周边基础构造和第2周边基础构造，所述第1周边基础构造是用高低差划分的环带形构造，其中，所述第1光束穿过时a次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第2光束穿过时b次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第2周边基础构造是用高低差划分的环带形构造，其中，所述第1光束穿过时x次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第2光束穿过时y次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，
所述a为奇数，所述x为偶数。
根据本发明，穿过所述中央区域的光束和穿过所述周边区域的光束之间不产生相位差，所以，能够在第1光信息记录介质和第2光信息记录介质的双方降低高次像差，对任何一种光信息记录介质的信息记录面都能够形成良好的聚光斑点。另外，第1、第2中央基础构造、第1、第2周边基础构造都能够形成锯齿形的构造，所以，与采用阶梯形和二进制形构造的情况相比，因为相对光轴倾斜的面多，所以能够减少平行于光轴的高低差和深的高低差，制造光学元件用的模具的加工容易，能够降低制造成本。 并且，因为能够提高形状的转印性，所以，能够减少伴随面下垂等制造误差的光量损失问题。
方案2记载的光拾取装置，是方案1中记载的发明，其特征在于，满足下述式(1)、(2)、(3)：
-0.02＜m1＜0.02 (1)，
-0.02＜m2＜0.02 (2)，
-0.02＜m3＜0.02 (3)。
方案3记载的光拾取装置，是方案1或2中记载的发明，其特征在于，满足下述关系：
a＝3、b＝2、c＝2或1，
x＝2、y＝1、z＝1。
方案4记载的光拾取装置，是方案1或2中记载的发明，其特征在于，满足下述关系：
a＝1、b＝1、c＝1，
x＝2、y＝1、z＝1。
方案5记载的光拾取装置，是方案1至4的任何一方案中记载的发明，其特征在于，所述第1中央基础构造和所述第2中央基础构造重合形成的构造的平均齿距，大于所述第1周边基础构造和所述第2周边基础构造重合形成的构造的平均齿距。
方案6记载的光拾取装置，用从第1光源射出的波长λ1之第1光束、对具有厚度t1之保护层的第1光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，用从第2光源射出的波长λ2(λ1＜λ2)之第2光束、对具有厚度t2(t1≤t2)之保护层的第2光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，用从第3光源射出的波长λ3(1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1)之第3光束、对具有厚度t3(t2＜t3)之保护层的第3光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，其特征在于，
备有由单透镜构成的物镜光学元件，同时，当以所述第1光束、第2光束及第3光束向所述物镜光学元件的入射光束倍率分别为m1、m2、m3时，m1、m2、m3略相等，
所述物镜光学元件的光学功能面至少具有含光轴的中央区域和围着该中央区域的周边区域之2个区域，
所述中央区域被用于对所述第1光信息记录介质、所述第2光信息记录介质及所述第3光信息记录介质的信息记录面都形成聚光斑点，同时，所述周边区域只被用于对所述第1光信息记录介质、所述第2光信息记录介质及所述第3光信息记录介质的信息记录面中、所述第1光信息记录介质及所述第2光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，
所述中央区域和所述周边区域具有用高低差划分的环带形构造，
所述中央区域及/或所述周边区域中所述环带构造的相邻两环带的高低差，至少具有满足下式(4)、(5)、(6)的d1(μm)、d2(μm)、d3(μm)中的2种光轴方向长度：
1.6＜|d1[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜2.4 (4)，
2.6＜|d2[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜3.4 (5)，
4.6＜|d3[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜5.4 (6)，
其中，
n：所述物镜对波长λ1(μm)光束的折射率，
θ：所述物镜光学面的母非球面的面角度。
方案7记载的光拾取装置，是方案6中记载的发明，其特征在于，所述环带构造的高低差至少具有满足下式(4’)、(5’)、(6’)的d1(μm)、d2(μm)、d3(μm)中的2种光轴方向长度：
1.8＜|d1[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜2.2 (4’)，
2.9＜|d2[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜3.3 (5’)，
4.8＜|d3[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜5.2 (6’)。
方案8记载的光拾取装置，用从第1光源射出的波长λ1之第1光束、对具有厚度t1之保护层的第1光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，用从第2光源射出的波长λ2(λ1＜λ2)之第2光束、对具有厚度t2(t1≤t2)之保护层的第2光信息记录介质的信息记录面形成聚 光斑点，用从第3光源射出的波长λ3(1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1)之第3光束、对具有厚度t3(t2＜t3)之保护层的第3光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，其特征在于，
备有由单透镜构成的物镜光学元件，同时，当以所述第1光束、第2光束及第3光束向所述物镜光学元件的入射光束倍率分别为m1、m2、m3时，m1、m2、m3略相等，
所述物镜光学元件的光学功能面至少具有含光轴的中央区域和围着该中央区域的周边区域之2个区域，
所述中央区域被用于对所述第1光信息记录介质、所述第2光信息记录介质及所述第3光信息记录介质的信息记录面都形成聚光斑点，同时，所述周边区域只被用于对所述第1光信息记录介质、所述第2光信息记录介质及所述第3光信息记录介质的信息记录面中、所述第1光信息记录介质及所述第2光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，
所述中央区域和所述周边区域具有用高低差划分的环带形构造，所述中央区域及/或所述周边区域中所述环带构造的相邻两环带的高低差，至少具有满足下式(7)、(8)、(9)的d1(μm)、d2(μm)、d3(μm)中的2种光轴方向长度：
0.7＜|d1[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜1.5 (7)，
1.6＜|d2[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜2.4 (8)，
2.6＜|d3[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜3.4 (9)，
其中，
n：所述物镜对波长λ1(μm)光束的折射率，
θ：所述物镜光学面上所述高低差的母非球面的面角度。
方案9记载的光拾取装置，是方案8中记载的发明，其特征在于，所述环带构造的高低差至少具有满足下式(7’)、(8’)、(9’)的d1(μm)、d2(μm)、d3(μm)中的2种光轴方向长度：
0.9＜|d1[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜1.3 (7’)，
1.8＜|d2[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜2.2 (8’)，
2.8＜|d3[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜3.2 (9’)。
方案10记载的光拾取装置，是方案1至9的任何一方案中记载的发明，其特征在于，设有所述环带构造的光学面在光源侧。
方案11记载的光拾取装置，是方案1至10的任何一方案中记载的发明，其特征在于，所述物镜光学元件具有围着所述周边区域的最外区域，所述最外区域只被用于对所述第2光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点。
方案12记载的光拾取装置，是方案1至10的任何一方案中记载的发明，其特征在于，所述物镜光学元件具有围着所述周边区域的最外区域，所述最外区域只被用于对所述第1光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点。
方案13记载的光拾取装置，是方案1至12的任何一方案中记载的发明，其特征在于，所述第1中央基础构造、所述第2中央基础构造、所述第1周边基础构造、所述第2周边基础构造是锯齿形衍射构造。
方案14记载的光拾取装置，是方案1至13的任何一方案中记载的发明，其特征在于，所述第1光信息记录介质的保护层厚度t1为0.5mm≤t1≤0.7mm，所述第2光信息记录介质的保护层厚度t2为0.5mm≤t2≤0.7mm，所述第3光信息记录介质的保护层厚度t3为1.1mm≤t3≤1.3mm。
方案15记载的光拾取装置，是方案1至13的任何一方案中记载的发明，其特征在于，所述第1光信息记录介质的保护层厚度t1为0.0750mm≤t1≤0.1125mm，所述第2光信息记录介质的保护层厚度t2为0.5mm≤t2≤0.7mm，所述第3光信息记录介质的保护层厚度t3为1.1mm≤t3≤1.3mm。
方案16记载的光拾取装置，是方案1至15的任何一方案中记载的发明，其特征在于，所述物镜光学元件以玻璃为原材料。
方案17记载的光拾取装置，是方案1至15的任何一方案中记载的发明，其特征在于，所述物镜光学元件以塑料为原材料。
方案18记载的物镜光学元件，被用于下述光拾取装置：用从第1光源射出的波长λ1之第1光束、对具有厚度t1之保护层的第1光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，用从第2光源射出的波长λ2(λ1＜λ2)之第2光束、对具有厚度t2(t1≤t2)之保护层的第2光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，用从第3光源射出的波长λ3(1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1)之第3光束、对具有厚度t3(t2＜t3)之保护层的第3光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，物镜光学元件的特征在于，
所述物镜光学元件由单透镜构成，
所述物镜光学元件的光学功能面至少具有含光轴的中央区域和围着该中央区域的周边区域之2个区域，
所述中央区域被用于对所述第1光信息记录介质、所述第2光信息记录介质及所述第3光信息记录介质的信息记录面都形成聚光斑点，同时，所述周边区域只被用于对所述第1光信息记录介质、所述第2光信息记录介质及所述第3光信息记录介质的信息记录面中、所述第1光信息记录介质及所述第2光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，
所述中央区域上重合形成了第1中央基础构造和第2中央基础构造，所述第1中央基础构造是用高低差划分成的环带形构造，其中，所述第1光束穿过时a次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第2光束穿过时b次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第3光束穿过时c次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第2中央基础构造是用高低差划分成的环带形构造，其中，所述第1光束穿过时x次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第2光束穿过时y次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第3光束穿过时z次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，
所述周边区域上重合形成了第1周边基础构造和第2周边基础构造，所述第1周边基础构造是用高低差划分成的环带形构造，其中，所述第1光束穿过时a次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第2光束穿过时b次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第2周边基础构造是用高低差划分成的环带形构造，其中，所述第1光束穿过时x次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第2光束穿 过时y次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，
所述a为奇数，所述x为偶数。
方案19记载的物镜光学元件，是方案18中记载的发明，其特征在于，被用于下述光拾取装置：当以所述第1光束、第2光束及第3光束向所述物镜光学元件的入射光束倍率分别为m1、m2、m3时，m1、m2、m3略相等。
方案20记载的物镜光学元件，是方案19中记载的发明，其特征在于，满足下式(1)、(2)、(3)：
-0.02＜m1＜0.02 (1)，
-0.02＜m2＜0.02 (2)，
-0.02＜m3＜0.02 (3)。
方案21记载的物镜光学元件，是方案18至20的任何一方案中记载的发明，其特征在于，满足以下关系：
a＝3、b＝2、c＝2或1，
x＝2、y＝1、z＝1。
方案22记载的物镜光学元件，是方案18至20的任何一方案中记载的发明，其特征在于，满足以下关系：
a＝1、b＝1、c＝1，
x＝2、y＝1、z＝1。
方案23记载的物镜光学元件，是方案18至22的任何一方案中记载的发明，其特征在于，所述第1中央基础构造和所述第2中央基础构造重合形成的构造的平均齿距，大于所述第1周边基础构造和所述第2周边基础构造重合形成的构造的平均齿距。
方案24记载的物镜光学元件，被用于下述光拾取装置：用从第1光源射出的波长λ1之第1光束、对具有厚度t1之保护层的第1光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，用从第2光源射出的波长λ2(λ1＜λ2)之第2光束、对具有厚度t2(t1≤t2)之保护层的第2光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，用从第3光源射出的波长λ3(1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1)之第3光束、对具有厚度t3(t2＜t3)之保护层的第3光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，物镜光学元件的特征在于，
所述物镜光学元件由单透镜构成，
所述物镜光学元件的光学功能面至少具有含光轴的中央区域和围着该中央区域的周边区域之2个区域，
所述中央区域被用于对所述第1光信息记录介质、所述第2光信息记录介质及所述第3光信息记录介质的信息记录面都形成聚光斑点，同时，所述周边区域只被用于对所述第1光信息记录介质、所述第2光信息记录介质及所述第3光信息记录介质的信息记录面中、所述第1光信息记录介质及所述第2光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，
所述中央区域和所述周边区域具有用高低差划分的环带形构造，
所述中央区域及/或所述周边区域中所述环带构造的相邻两环带的高低差，至少具有满足下式(4)、(5)、(6)的d1(μm)、d2(μm)、d3(μm)中的2种光轴方向长度：
1.6＜|d1[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜2.4 (4)，
2.6＜|d2[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜3.4 (5)，
4.6＜|d3[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜5.4 (6)，
其中，
n：所述物镜对波长λ1(μm)光束的折射率，
θ：所述物镜光学面上所述高低差的母非球面的面角度。
方案25记载的物镜光学元件，是方案24中记载的发明，其特征在于，所述环带构造的高低差至少具有满足下式(4’)、(5’)、(6’)的d1(μm)、d2(μm)、d3(μm)中的2种光轴方向长度：
1.8＜|d1[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜2.2 (4’)，
2.9＜|d2[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜3.3 (5’)，
4.8＜|d3[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜5.2 (6’)。
方案26记载的物镜光学元件，被用于下述光拾取装置：用从第1光源 射出的波长λ1之第1光束、对具有厚度t1之保护层的第1光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，用从第2光源射出的波长λ2(λ1＜λ2)之第2光束、对具有厚度t2(t1≤t2)之保护层的第2光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，用从第3光源射出的波长λ3(1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1)之第3光束、对具有厚度t3(t2＜t3)之保护层的第3光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，物镜光学元件的特征在于，
所述物镜光学元件由单透镜构成，
所述物镜光学元件的光学功能面至少具有含光轴的中央区域和围着该中央区域的周边区域之2个区域，
所述中央区域被用于对所述第1光信息记录介质、所述第2光信息记录介质及所述第3光信息记录介质的信息记录面都形成聚光斑点，同时，所述周边区域只被用于对所述第1光信息记录介质、所述第2光信息记录介质及所述第3光信息记录介质的信息记录面中、所述第1光信息记录介质及所述第2光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，
所述中央区域和所述周边区域上有用高低差划分的环带形构造，所述中央区域及/或所述周边区域中所述环带构造的相邻两环带的高低差，至少具有满足下式(7)、(8)、(9)的d1(μm)、d2(μm)、d3(μm)中的2种光轴方向长度：
0.7＜|d1[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜1.5 (7)，
1.6＜|d2[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜2.4 (8)，
2.6＜|d3[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜3.4 (9)，
其中，
n：所述物镜对波长λ1(μm)光束的折射率，
θ：所述物镜光学面上所述高低差的母非球面的面角度。
方案27记载的物镜光学元件，是方案26中记载的发明，其特征在于，所述环带构造的高低差至少具有满足下式(7’)、(8’)、(9’)的d1(μm)、d2(μm)、d3(μm)中的2种光轴方向长度：
0.9＜|d1[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜1.3 (7’)，
1.8＜|d2[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜2.2 (8’)，
2.8＜|d3[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜3.2 (9’)。
方案28记载的物镜光学元件，是方案18至27的任何一方案中记载的发明，其特征在于，设有所述环带构造的光学面在光源侧。
方案29记载的物镜光学元件，是方案18至28的任何一方案中记载的发明，其特征在于，所述物镜光学元件具有围着所述周边区域的最外区域，所述最外区域只被用于对所述第2光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点。
方案30记载的物镜光学元件，是方案18至28的任何一方案中记载的发明，其特征在于，所述物镜光学元件具有围着所述周边区域的最外区域，所述最外区域只被用于对所述第1光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点。
方案31记载的物镜光学元件，是方案18至30的任何一方案中记载的发明，其特征在于，所述第1中央基础构造、所述第2中央基础构造、所述第1周边基础构造、所述第2周边基础构造是锯齿形衍射构造。
方案32记载的物镜光学元件，是方案18至31的任何一方案中记载的发明，其特征在于，所述第1光信息记录介质的保护层厚度t1为0.5mm≤t1≤0.7mm，所述第2光信息记录介质的保护层厚度t2为0.5mm≤t2≤0.7mm，所述第3光信息记录介质的保护层厚度t3为1.1mm≤t3≤1.3mm。
方案33记载的物镜光学元件，是方案18至31的任何一方案中记载的发明，其特征在于，所述第1光信息记录介质的保护层厚度t1为0.0750mm≤t1≤0.1125mm，所述第2光信息记录介质的保护层厚度t2为0.5mm≤t2≤0.7mm，所述第3光信息记录介质的保护层厚度t3为1.1mm≤t3≤1.3mm。
方案34记载的物镜光学元件，是方案18至33的任何一方案中记载的发明，其特征在于，所述物镜光学元件以玻璃为原材料。
方案35记载的物镜光学元件，是方案18至33的任何一方案中记载的发明，其特征在于，所述物镜光学元件以塑料为原材料。
本发明的光拾取装置具有第1光源、第2光源以及第3光源。本发明的光拾取装置具有含物镜光学元件的聚光光学***，其被用来使第1光源射出的第1光束聚光于第1光盘(又称光信息记录介质，以下相同)的信息记录面、使第2光源射出的第2光束聚光于第2光盘的信息记录面、第3光源射出的第3光束聚光于第3光盘的信息记录面。另外，本发明的光拾取装置具有受光元件，其接受来自于第1光盘、第2光盘及第3光盘信息记录面的反射光束。
第1光盘备有厚度为t1的保护层和信息记录面。第2光盘备有厚度为t2(t1≤t2)的保护层和信息记录面。第3光盘备有厚度为t3(t2＜t3)的保护层和信息记录面。第1光盘是高密度光盘，第2光盘优选DVD，第3光盘优选CD，但并不局限于此。尤其优选第1光盘是BD或HD。第1光盘、第2光盘或第3光也可以是具有多个信息记录面的多层光盘。
本说明书中，作为高密度光盘的例子，可以举出由NA0.85的物镜光学元件进行信息记录/再生、保护基板厚度为0.1mm左右规格的光盘(例如BD：蓝光光盘)。作为其他高密度光盘的例子，还可以举出由NA0.65至0.67的物镜光学元件进行信息记录/再生、保护基板厚度为0.6mm左右规格的光盘(例如HD DVD：简称HD)。高密度光盘中也包括信息记录面上有数～数十nm左右厚度保护膜(本说明书中保护基板也包括保护膜)的光盘和保护基板厚度为0的光盘。另外，高密度光盘中也包括用蓝紫色半导体激光和蓝紫色SHG激光作为信息记录/再生用光源的光磁盘。本说明书中，DVD是由NA0.60～0.67左右的物镜光学元件进行信息记录/再生、保护基板厚度为0.6mm左右的DVD系列光盘的总称，包括DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等。本说明书中，CD是由NA0.45～0.51左右的物镜光学元件进行信息记录/再生、保护基板厚度为1.2mm左右的CD系列光盘的总称，包括CD-ROM、CD-Audio、CD-Video、CD-R、CD-RW等。记录密度是高密度光盘的记录密 度为最高，以DVD、CD之顺序依次降低。
优选保护基板厚度t1、t2、t3满足以下条件式(10)、(11)、(12)但不局限于此：
0.0750mm≤t1≤0.1125mm或0.5mm≤t1≤0.7mm (10)，
0.5mm≤t2≤0.7mm (11)，
0.9mm≤t3≤1.3mm (12)。
以用来对第1光盘再生及/或记录信息所必需的物镜光学元件的像侧数值孔径为NA1、用来对第2光盘再生及/或记录信息所必需的物镜光学元件的像侧数值孔径为NA2(NA1≥NA2)、用来对第3光盘再生及/或记录信息所必需的物镜光学元件的像侧数值孔径为NA3(NA2＞NA3)。优选NA1在0.8以上0.9以下或0.55以上0.7以下。优选NA2在0.55以上0.7以下。优选NA3在0.4以上0.55以下。
第1光源射出波长λ1的第1光束。第2光源射出波长λ2(λ1＜λ2)的第2光束。采用第3光源时，第3光源射出波长λ3(λ2＜λ3)的第3光束。本说明书中，第1光源、第2光源优选激光光源。采用第3光源时也可以用激光光源。激光光源可以优选采用半导体激光、硅激光、SHG激光等。并且优选λ1及λ2满足以下条件式(13)。采用第3光源时，优选λ3满足以下条件式(14)。
1.5×λ1(nm)＜λ2＜1.7×λ1(nm) (13)，
1.9×λ1(nm)＜λ3＜2.1×λ1(nm) (14)。
分别用BD或HD、DVD及CD作为第1光盘、第2光盘及第3光盘时，优选第1光源的第1波长λ1在350nm以上440nm以下，较优选在380nm以上415nm，优选第2光源的第2波长λ2在570nm以上680nm以下，较优选在630nm以上670nm以下。并且，用CD作为第3光盘时，优选第3光源的第3波长λ3在750nm以上880nm以下，较优选在760nm以上820nm以下。
第1光源和第2光源也可以单元化，采用第3光源时，也可以加上第3光源作单元化。单元化是指例如第1光源和第2光源被固定收纳在1插件中，但不局限于此，广义上来说，包括2个光源被固定在不能修正像差之 状态。除了光源，后述受光元件也可以1插件化。
作为受光元件，优选采用光敏二极管等光检测器。光盘信息记录面反射的光向受光元件入射，用其输出信号能够得到各光盘上记录信息的读取信号。进一步检测受光元件上斑点形状变化、位置变化的光量变化进行对焦检测、踪迹检测，根据该检测能够使物镜光学元件移动以便跟踪。受光元件也可以由多个光检测器组成。受光元件也可以备有主的光检测器和副的光检测器。例如受光元件也可如下：在接受用于信息记录再生之主光的光检测器的两旁设2个副的光检测器，由该2个副的光检测器接受跟踪调整用的副光。受光元件也可以备有多个受光部，与各光源相对应。
聚光光学***(或后述物镜光学元件)使第1光束经由厚度t1的保护基板聚光于第1光盘的信息记录面从而能够进行信息记录/或再生、使第2光束经由厚度t2的保护基板聚光于第2光盘的信息记录面从而能够进行信息记录/或再生、使第3光束经由厚度t3的保护基板聚光于第3光盘的信息记录面从而能够进行信息记录/或再生。
光拾取装置的聚光光学***可以只有物镜光学元件，也可以除了物镜光学元件之外还备有准直透镜等耦合透镜。耦合透镜是指被配置在物镜光学元件和光源之间改变光束发散角的单透镜或透镜组。聚光光学***并且可以备有衍射光学元件等光学元件，将光源射出的光束分成用于信息记录再生的主光束和用于跟踪等的二个副光束。本说明书中，物镜光学元件是指：在光拾取装置中装有光盘的状态下，被配置在对着光盘位置上的、具有将光源射出的光束聚光于光盘的信息记录面上之功能的光学元件。
物镜光学元件由塑料形成时，塑料只要是一般被用作光学材料的塑料都可以，但优选环状聚烯烃类的树脂材料。较优选使用下述树脂材料：温度25℃时，对波长405nm的折射率在1.54至1.60范围内，在-5℃到70℃的温度范围内，伴随温度变化的对波长405nm的折射率变化率dN/dT(℃-1)在-20×10-5至-5×10-5(较优选在-10×10-5至-8×10-5)范围内。物镜光学元件是塑料时，优选耦合透镜也是塑料透镜。物镜光学元件也可以是玻璃的。
物镜光学元件由单透镜构成，物镜光学元件的光学功能面至少备有含光轴的中央区域和围着中央区域的周边区域之2个区域。还可以有围着周边区域的最外区域。优选中央区域、周边区域、最外区域是被设在同一光 学功能面上以光轴为中心的同心圆形状。
中央区域被用于对第1光盘、第2光盘及第3光盘的信息记录面都形成聚光斑点。也就是说，穿过中央区域的第1光束在第1光盘的信息记录面上形成良好的聚光斑点，穿过中央区域的第2光束在第2光盘的信息记录面上形成良好的聚光斑点，穿过中央区域的第3光束在第3光盘的信息记录面上形成良好的聚光斑点。
周边区域只被用于对第1光盘及第2光盘的信息记录面形成聚光斑点。也就是说，穿过周边区域的第1光束在第1光盘的信息记录面上形成良好的聚光斑点，穿过周边区域的第2光束在第2光盘的信息记录面上形成良好的聚光斑点，穿过周边区域的第3光束在第3光盘的信息记录面上成为耀斑，不用于信息记录再生。
第1光盘是HD时，优选最外区域只被用于对第2光盘的信息记录面形成聚光斑点。即优选如下：穿过最外区域的第1光束在第1光盘的信息记录面上成为耀斑，不用于信息记录再生；穿过最外区域的第2光束在第2光盘的信息记录面上形成良好的聚光斑点；穿过最外区域的第3光束在第3光盘的信息记录面上成为耀斑，不用于信息记录再生。
而第1光盘是BD时，优选最外区域只被用于对第1光盘的信息记录面形成聚光斑点。即优选如下：穿过最外区域的第1光束在第1光盘的信息记录面上形成良好的聚光斑点；穿过最外区域的第2光束在第2光盘的信息记录面上成为耀斑，不用于信息记录再生；穿过最外区域的第3光束在第3光盘的信息记录面上成为耀斑，不用于信息记录再生。
中央区域及周边区域具有光程差付与构造，该光程差付与构造具有用高低差划分的环带形构造。本说明书中的所谓光程差付与构造，是对入射光束附加光程差的构造的总称。一般来说，光程差付与构造中包括付与相位差的相位差付与构造。而相位差付与构造中包括衍射构造。优选光程差付与构造是衍射构造。光程差付与构造具有高低差，优选具有多个高低差。由该高低差对入射光束附加光程差及/或相位差。
本发明通过光程差付与构造的新的组合，即使使对3个不同的光信息记录介质倍率几乎相等，也确切地进行信息记录及/或再生。也就是说，为了补充以往衍射构造等光程差付与构造的缺点，用其他光程差付与构造作进一步修正，由此来解决课题。
首先，只靠物镜光学元件光学功能面的基础非球面的话，对任何一个光信息记录介质都不能形成没有像差的聚光斑点，通过2个光程差付与构造，像差得到修正。
中央区域的光程差付与构造是重叠了第1中央基础构造和第2中央基础构造之构造。第1中央基础构造是用高低差划分的环带形构造，其中，第1光束穿过时a次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，第2光束穿过时b次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，第3光束穿过时c次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度。a是奇数。优选a是1、3、5的任何一个。第2中央基础构造是用高低差划分的环带形构造，其中，第1光束穿过时x次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，第2光束穿过时y次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，第3光束穿过时z次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度。x是偶数。优选x是2、4、6的任何一个。
第1中央基础构造被设计成对由基底非球面折射的第1光束及第3光束进行适当的修正。并且在第3波长接近第1波长的偶数倍时，为了使对第1光束和第3光束的作用不同，第1中央基础构造对穿过相邻环带的第1光束付与波长λ1奇数倍相当的光程差。这样，根据波长差第3光束被给予偏差半波长分的光程差，能够使对第1光束及第3光束的光学作用不同，所以能够分别确切地修正起因于保护层厚度不同的球面像差。
但是如上设计第1中央基础构造的话，对于第2光束则存在下述担忧，即在物镜光学元件自身具有的折射力和第1中央基础构造的组合中不能形成良好的聚光斑点。在此，有必要使第2中央基础构造持有取消这种过剩分或不足分的作用，以便使得对任何光信息记录介质都能够确切地进行信息记录及/或再生。
有关第2中央基础构造，可以使它对穿过相邻环带的第1光束付与波长λ1偶数倍相当的光程差，由此使第1光束的波面相位不发生变化。并且在第3光束是第1光束的略偶数倍波长时是付与整数倍的光程差，同样波面相位不发生变化。这样，第1光束、第2光束及第3光束通过物镜光学元件的折射作用、第1中央基础构造的作用、第2中央基础构造的作用之3个的组合，能够在各光信息记录介质上形成良好的聚光斑点。所谓偶数倍相当，是指以n为自然数时，(2n-0.1)×λ1以上(2n+0.1) ×λ1以下的范围。所谓奇数倍相当，是指以n为自然数时，{(2n-1)-0.1}×λ1以上{(2n-1)+0.1}×λ1以下的范围。
周边区域的光程差付与构造是重叠了第1周边基础构造和第2周边基础构造之构造。第1周边基础构造是用高低差划分的环带形构造，其中，第1光束穿过时a次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，第2光束穿过时b次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度。第1中央基础构造中的a、b和第1周边基础构造中的a、b是相同值。第2周边基础构造是用高低差划分的环带形构造，其中，第1光束穿过时x次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，第2光束穿过时y次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度。第2中央基础构造中的x、y和第2周边基础构造中的x、y是相同值。
通过在中央区域和周边区域使a、b以及x、y的值相同，在第1光盘和第2光盘双方的记录再生时，能够防止在中央区域和周边区域的边界发生相位偏差，由此能够防止发生高次像差。如果发生这种高次像差的话，那么单靠改变倍率则不能进行修正，所以单靠在光轴方向移动物镜和准直透镜则难以进行修正。因此，为了修正高次像差必须液晶等装置，拾取装置的结构变得复杂，成本也高额化。通过防止高次像差的发生，能够简化拾取装置的结构，能够降低成本。
第1周边基础构造对穿过相邻环带的第1光束付与波长λ1奇数倍相当的光程差。第2周边基础构造对穿过相邻环带的第1光束付与波长λ1偶数倍相当的光程差。
作为a、b、c、x、y、z值的优选一例，可以举出a＝3、b＝2、c＝2或1，x＝2、y＝1、z＝1。
满足上述值时，优选中央区域和周边区域的环带构造的相邻两环带的高低差至少具有满足(4)、(5)、(6)式的d1(μm)、d2(μm)、d3(μm)中的2种光轴方向长度：
1.6＜|d1[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜2.4 (4)，
2.6＜|d2[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜3.4 (5)，
4.6＜|d3[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ /n)}]/λ1|＜5.4 (6)，
其中，
n：物镜对波长λ1(μm)光束的折射率，
θ：物镜光学面上高低差上的母非球面的面角度。
如图4所示，母非球面的面角度是指存在虚线高低差之位置上的母非球面(如实线所示各高低差之顶点的包罗面)的切线的法线与光轴所成的角度(图中的θ)。
较优选至少具有满足下式(4’)、(5’)、(6’)的d1(μm)、d2(μm)、d3(μm)中的2种光轴方向长度：
1.8＜|d1[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜2.2 (4’)，
2.9＜|d2[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜3.3 (5’)，
4.8＜|d3[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜5.2 (6’)。
作为a、b、c、x、y、z值优选的其他例子，可以举出a＝1、b＝1、c＝1，x＝2、y＝1、z＝1。
满足上述值时，优选中央区域和周边区域的环带构造的相邻两环带的高低差至少具有满足下式(7)、(8)、(9)的d1(μm)、d2(μm)、d3(μm)中的2种光轴方向长度：
0.7＜|d1[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜1.5 (7)，
1.6＜|d2[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜2.4 (8)，
2.6＜|d3[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜3.4 (9)。
较优选至少具有满足下式(7’)、(8’)、(9’)的d1(μm)、d2(μm)、d3(μm)中的2种光轴方向长度：
0.9＜|d1[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜1.3 (7’)，
1.8＜|d2[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ /n)}]/λ1|＜2.2 (8’)，
2.8＜|d3[1-n·cos{θ-arcs in(sinθ/n)}]/λ1|＜3.2 (9’)。
并且，虽然在中央区域和周边区域a、b及x、y的值相同，中央区域的折射能力和第1中央基础构造、第2中央基础构造的衍射能力合起来的总的能力，以及周边区域的折射能力和第1周边基础构造、第2周边基础构造的衍射能力合起来的总的能力，对第1光束及第2光束来说是相同的，但是，通过使得在第1中央基础构造、第2中央基础构造的衍射能力的平衡以及第1周边基础构造、第2周边基础构造的衍射能力的平衡的各自不同，能够使穿过周边区域的第3光束在第3光盘的信息记录面上成为耀斑。这里所说的能力，是指弯折光线和波面的力。优选中央区域的能力小于周边区域的能力。因此，优选中央区域上重叠第1中央基础构造和第2中央基础构造形成的构造的平均齿距，大于重叠第1周边基础构造和第2周边基础构造而形成的构造的平均齿距。有关平均齿距，中央区域上的平均齿距表示为h1/M1，周边区域上的平均齿距表示为h2/M2。M1是中央区域上重叠第1中央基础构造和第2中央基础构造形成的构造的总环带数，M2是周边区域上重叠第1周边基础构造和第2周边基础构造形成的构造的总环带数。h1表示中央区域最外周在光轴垂直方向上离开光轴的高度，h2表示周边区域最内周与最外周之间的光轴垂直方向的距离。
另外，优选中央区域最外侧环带的齿距的大小，小于周边区域最内侧环带的齿距的大小。这种结构能够使耀斑射向更远，能够更确切地防止不要光对记录再生产生不良影响。这里的所谓齿距，是指一个环带在光轴垂直方向的长度(宽)。
另外，在第1中央基础构造和第1周边基础构造a、b值相等，第1光束和第2光束时产生的衍射次数相等，但是，优选第1中央基础构造和第1周边基础构造起到的作用不同。具体优选使第1中央基础构造利用第3光束的c次衍射光能够对第3光信息记录介质互换。相对于此，优选第1周边基础构造是防止波长特性的相位偏差，尤其是第2光信息记录介质使用时的相位偏差。
另外，优选最外区域也具有光程差付与构造。优选最外区域的光程差付与构造仅由第1最外基础构造构成。第1最外基础构造是用高低差划分 的环带形构造，其中，第2光束穿过时d次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度。d可以选择任意整数。最外区域也可以是折射面。
优选第1中央基础构造、第2中央基础构造、第1周边基础构造、第2周边基础构造都是锯齿形衍射构造，结果是优选中央区域的光程差付与构造、周边区域的光程差付与构造都是锯齿形衍射构造。锯齿形衍射构造如图2A、图2B和图2C所示，是指环带构造的高低差都朝着同一方向(图2C中是朝着光轴)的构造。图2C中的Δ是高低差的光轴方向长度。
另外，优选中央区域的光程差付与构造以及周边区域的光程差付与构造不是具有返回构造的构造。具有返回构造的构造是如图3A、图3B所示的构造，该例中，隔着环带STO光轴侧和有效径侧高低差的朝向发生替换。换一句话也可以说，到光轴垂直方向的所定高度为止是深度逐渐变深地设置高低差，超过所定高度之后是深度逐渐变浅地设置高低差。
优选中央区域的光程差付与构造和周边区域的光程差付与构造设在物镜光学元件光源侧的光学功能面(一般是曲率大的一个光学功能面)上。
并且，第1光束、第2光束及第3光束向物镜光学元件的入射光束倍率m1、m2、m3略相等。所谓m1、m2、m3略相等是指2个值之差的绝对值在0.01以下。
如果进一步使第1光束、第2光束及第3光束向所述物镜光学元件的入射光束倍率m1、m2、m3分别满足以下关系式(1)、(2)、(3)：
-0.02＜m1＜0.02 (1)，
-0.02＜m2＜0.02 (2)，
-0.02＜m3＜0.02 (3)，
那么，物镜光学元件上可以入射无穷平行光或略无穷平行光，物镜光学元件跟踪工作时能够抑制彗形像差的发生等，用作光拾取装置性能优异，尤其可优选用于刻写类和高速型的信息记录再生装置。
本发明光信息记录再生装置中的光盘驱动装置备有上述光拾取装置。对光信息记录再生装置中备有的光盘驱动装置作说明，光盘驱动装置有下述方式：只有搭载并能支撑光盘的托盘，被从收纳着光拾取装置等的光信息记录再生装置本体，向外部抽出；整个收纳着光拾取装置等的光盘驱动装置本体，被向外部抽出。
采用上述各方式的光信息记录再生装置中，大致装备了下述构成部件， 但不局限于此：被收纳在外壳等中的光拾取装置；使光拾取装置连同外壳一起向光盘内周或外周移动的追索马达等光拾取装置驱动源；备有向光盘内周或外周导向光拾取装置外壳之导向轨等的光拾取装置移送手段；旋转驱动光盘的主轴马达等。
前者的方式中，除了上述各构成部件之外还设有搭载并能支撑光盘的托盘以及用来使托盘滑动的装卸机构等；后者的方式中没有托盘及装卸机构，优选设有相当于能够向外部抽出各构成部件的底架的抽屉。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种既小型又能够对不同种类的高密度光盘确切地记录及/或再生信息的光拾取装置。
附图说明
图1：本实施方式光拾取装置的结构概略示意图。
图2A、图2B和图2C：具有锯齿形环带构造的物镜概略示意图。
图3A、图3B：本实施方式物镜光学元件4的概略示意图。
图4：母非球面的面角度说明图。
符号说明
AC 2轴传动装置
PPS 二向色性棱镜
CL 准直透镜
LD1 蓝紫色半导体激光
LM 激光模件
OBJ 物镜光学元件
PL1 保护层
PL2 保护层
PL3 保护层
PU1 光拾取装置
RL1信息记录面
RL2 信息记录面
RL3 信息记录面
ST 光圈
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式。图1是能够对不同的光信息记录介质(又称光盘)HD DVD(或BD)、DVD、CD确切地进行信息记录/再生的本实施方式的光拾取装置PU1的结构概略示意图。这种光拾取装置PU1能够搭载于光信息记录再生装置。这里以第1光信息记录介质为HD、以第2光信息记录介质为DVD、以第3光信息记录介质为CD。并且备有激光模件LM，其中包括：对DVD进行信息记录/再生时发光、射出680nm激光光束(第2光束)的第2半导体激光EP1(第2光源)；对CD进行信息记录/再生时发光、射出750nm激光光束(第3光束)的第3半导体激光EP2(第3光源)；接受DVD信息记录面RL2的反射光束的第1受光部DS1；接受CD信息记录面RL3的反射光束的第2受光部DS2；棱镜PS。
本实施方式的物镜光学元件OBJ，其光源侧的非球面光学面上形成了含光轴的中央区域、中央区域周围的周边区域、周边区域周围的最外区域，中央区域上重叠形成了第1中央基础构造和第2中央基础构造，周边区域上重叠形成了第1周边基础构造和第2周边基础构造。第1中央基础构造由截面为锯齿形的环带构造构成，对于穿过相邻环带的光束付与波長λ1奇数倍相当的光程差，同时使第1光束穿过时3(或1)次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度、第2光束穿过时2(或1)次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度、第3光束穿过时2或1(或1)次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度。另外，第2中央基础构造使第1光束穿过时2次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度、第2光束穿过时1次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度、第3光束穿过时1次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度。
第1周边基础构造使第1光束穿过时3(或1)次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度、第2光束穿过时2(或1)次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度。另外，第2周边基础构造使第1光束穿过时2次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度、第2光束穿过时1次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度。
中央区域上重叠第1中央基础构造和第2中央基础构造形成的光程差 付与构造的平均齿距，大于周边区域上重叠第1周边基础构造和第2周边基础构造形成的光程差付与构造的平均齿距。
最外区域上形成了锯齿形的环带构造，该环带构造使第2光束穿过时3次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度。
从蓝紫色半导体激光LD1射出的波长λ1光束以平行光束入射到物镜光学元件OBJ上时，能够对保护层厚度t1的HD确切地进行信息记录及/或再生。从红色半导体激光EP1射出的波长λ2光束以平行光束入射到物镜光学元件OBJ上时，能够对保护层厚度t2的DVD确切地进行信息记录及/或再生。从红外半导体激光EP2射出的波长λ3光束以平行光束入射到物镜光学元件OBJ上时，能够对保护层厚度t3的CD确切地进行信息记录及/或再生。
从蓝紫色半导体激光LD1射出的第1波长408nm发散光，透过二向色性棱镜PPS，由准直透镜CL变换成平行光束之后，由没有图示的λ/4波片从直线偏振变换为圆偏振，入射到物镜光学元件OBJ上。由物镜光学元件OBJ的中央区域和周边区域聚光(穿过其他的光束被耀斑化)的光束，经由厚度0.6mm的保护层PL1在HD的信息记录面RL1上形成斑点。
在信息记录面RL1上经信息槽调制的反射光束，再次透过物镜光学元件OBJ，然后由没有图示的λ/4波片从圆偏振变换为直线偏振，由准直透镜CL变为收敛光束，透过二向色性棱镜PPS之后，收束于第1光检测器PD1的受光面。利用第1光检测器PD1的输出信号，通过2轴传动装置AC使物镜光学元件OBJ聚焦、跟踪，可以读取HD上记录的信息。
从红色半导体激光EP1射出的660nm发散光，在棱镜PS被反射后由二向色性棱镜PPS反射，由准直透镜CL变换成平行光束之后，由没有图示的λ/4波片从直线偏振变换为圆偏振，通过光圈ST光束径被规制，入射到物镜光学元件OBJ上。由物镜光学元件OBJ的中央区域和周边区域以及最外区域聚光的光束，经由厚度0.6mm的保护层PL2在DVD的信息记录面RL2上形成斑点。
在信息记录面RL2上经信息槽调制的反射光束，再次透过物镜光学元件OBJ、光圈ST，然后由没有图示的λ/4波片从圆偏振变换为直线 偏振，由准直透镜CL变为收敛光束，由二向色性棱镜PPS反射后，之后在棱镜内被2次反射，然后收束于第1受光部DS1。利用第1受光部DS1的输出信号，可以读取DVD上记录的信息。
从红外半导体激光EP2射出的785nm发散光，在棱镜PS被反射后由二向色性棱镜PPS反射，由准直透镜CL变换成平行光束之后，由没有图示的λ/4波片从直线偏振变换为圆偏振，入射到物镜光学元件OBJ上。仅仅由物镜光学元件OBJ的中央区域聚光的(穿过其他的光束被耀斑化)聚光光束，经由厚度1.2mm的保护层PL3在CD的信息记录面RL3上形成斑点。
在信息记录面RL3上经信息槽调制的反射光束，再次透过物镜光学元件OBJ、光圈ST，然后由没有图示的λ/4波片从圆偏振变换为直线偏振，由准直透镜CL变为收敛光束，由二向色性棱镜PPS反射后，之后在棱镜内被2次反射，然后收束于第2受光部DS2。利用第2受光部DS2的输出信号，可以读取CD上记录的信息。
实施例1
接下去，说明能够用于上述实施方式的实施例。实施例1中，单透镜物镜光学元件的光学面的中央区域上，重叠第1中央基础构造和第2中央基础构造形成了第1光程差付与构造，周边区域上，重叠第1周边基础构造和第2周边基础构造形成了第2光程差付与构造。最外区域上形成了第1最外基础构造。表1中出示实施例1的透镜数据。表1中，ri表示曲率半径，di表示从第i面到第i+1面的光轴方向的位置，ni表示各面的折射率。下面(包括表中的透镜数据)10的幂乘数(例如2.5×10-3)用E(例如2.5×E-3)表示。另外，第2-1面是中央区域，第2-2面是周边区域，第2-3面是最外区域。
【表1】
实施例1
| 用途 | HD DVD | DVD | CD |
| 物镜的焦点距离 | 2.27 | 2.34 | 2.33 |
| 像侧数值孔径 | 0.65 | 0.65 | 0.51 |
| 物镜的光学***倍率 | 0 | 0 | 0 |
*di表示从第i面到第i+1面的位移
第2-1面0mm＜y＜1.19mm
| 非球面系数 | 第1光程差函数 (第1中央基础构造) m(HD：3次 DVD：2次CD：2次) | 第2光程差函数 (第2中央基础构造) m(HD：2次 DVD：1次CD：1次) |
| κ -5.1932E-01 A0 0.0000E+00 A4 -7.5326E-03 A6 -1.6290E-03 A8 1.3259E-03 A10 -1.4206E-03 A12 1.1086E-03 A14 -5.8522E-04 | λB 445nm C2 -3.0898E-03 C4 -1.1645E-03 C6 -9.0702E-04 C8 8.8635E-04 C10 -6.0895E-04 C12 1.4632E-04 | λB 395nm C2 4.0556E-04 C4 -2.5514E-0 C6 4.4478E-05 C8 -1.0276E-0 C10 1.1392E-03 C12 -4.1341E-04 |
第2-2面1.19mm＜y＜1.477mm
| 非球面系数 | 第1光程差函数 (第1周边基础构造) m(HD：3次 DVD：2次) | 第2光程差函数 (第2周边基础构造) m(HD：2次 DVD：1次) |
| κ 5.1846E-01 A0 8.1982E-03 A4 -6.0655E-03 A6 1.6501E-03 A8 -1.8140E-03 A10 3.4054E-04 A12 -2.8349E-04 A14 6.2237E-05 | λB 422nm C2 -4.2401E-03 C4 1.2735E-04 C6 -1.3480E-04 C8 -3.9898E-04 C10 8.6824E-05 C12 8.4209E-06 | λB 395nm C2 -1.2151E-03 C4 1.2601E-03 C6 1.1082E-04 C8 -5.8287E-04 C10 1.3273E-04 C12 8.9481E-06 |
第2-3面1.477mm＜y
| 非球面系数 | 第1光程差函数 (第1最外基础构造) m(DVD：3次) |
| κ -5.1846E-01 A0 -8.1982E-03 A4 -6.0655E-03 A6 1.6501E-03 A8 -1.8140E-03 A10 3.4054E-04 A12 -2.8349E-04 A14 6.2237E-05 | λB 660nm C2 -5.0978E-03 C4 8.3461E-04 C6 -7.8823E-05 C8 -7.4064E-04 C10 1.6445E-04 C12 1.3764E-05 |
物镜光学元件的光学面被形成为绕光轴轴对称的非球面，该非球面由将表1中出示的系数分别代入以下数1式而得到的数式规定。第1光程差付与构造和第2光程差付与构造对各波长光束给出的光路长，由将表1出示的系数代入下面数2式光程差函数而得到的数式规定。
(数1)
z＝(y2/γ)/[1+√{1-(κ+1)(y/γ)2}]+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12+A14y14+A16y16+A18y18+A20y20
其中，
z：非球面形状(从非球面面顶点的切平面起沿光轴方向的距离)
y：离开光轴的距离
γ：曲率半径
κ：圆锥系数
A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20：非球面系数
(数2)
其中，
λ：入射到衍射构造的光束的波长
λB：闪耀化波长
dor：对光盘记录/再生所使用的衍射光的衍射次数
y：离开光轴的距离
C2、C4、C6、C8、C10、C12：光程差函数系数
数1式和数2式在实施例2中也相同。
实施例2
实施例2中，单透镜的物镜光学元件的光学面的中央区域上，重叠第1中央基础构造和第2中央基础构造形成了第1光程差付与构造，周边区域上，重叠第1周边基础构造和第2周边基础构造形成了第2光程差付与构造。最外区域上形成了第1最外基础构造。表2中出示实施例2的透镜数据。第2-1面是中央区域，第2-2面是周边区域，第2-3面是最外区域。
【表2】
实施例2
| 用途 | HD DVD | DVD | CD |
| 物镜的焦点距离 | 1.85 | 1.90 | 1.89 |
| 像侧数值孔径 | 0.65 | 0.65 | 0.51 |
| 物镜的光学***倍率 | 0 | 0 | 0 |
*di表示从第i面到第i+1面的位移
第2-1面0mm＜y＜1.015mm
| 非球面系数 | 第1光程差函数 (第1中央基础构造) m(HD：3次 DVD：2次CD：2次) | 第2光程差函数 (第2中央基础构造) m(HD：2次 DVD：1次CD：1次) |
| κ -5.2267E-01 A0 0.0000E+00 A4 -1.3732E-02 A6 -8.1690E-03 A8 1.0796E02 A10 -2.0887E-02 A12 1.1896E-02 A14 -3.0907E-03 | λB 445nm C2 5.0000E-03 C4 1.9561E-03 C6 -2.7491E-03 C8 4.5649E-04 C10 1.0209E-03 C12 -6.7811E-04 | λB 395nm C2 1.0700E-03 C4 -3.3550E-03 C6 3.2206E-03 C8 -2.1713E-03 C10 -1.3456E-03 C12 1.1413E-03 |
第2-2面1.015mm＜y＜1.204mm
| 非球面系数 | 第1光程差函数 (第1周边基础构造) m(HD：3次 DVD：2次) | 第2光程差函数 (第2周边基础构造) m(HD：2次 DVD：1次) |
| κ -5.3953E-01 A0 -4.2057E-03 A4 -1.4100E-02 A6 8.2090E-03 A8 -6.0246E-03 A10 7.3556E-04 A12 -4.0230E-03 A14 1.9127E-03 | λB 422nm C2 -6.1506E-03 C4 -4.8170E-04 C6 -1.1667E-03 C8 -6.8704E-04 C10 3.6861E-04 C12 2.4860E-05 | λB 395nm C2 -1.9863E-03 C4 2.4599E-03 C6 -5.0226E-04 C8 -1.4554E-03 C10 4.2913E-05 C12 3.2573E-04 |
第2-3面1.204mm＜y
| 非球面系数 | 第1光程差函数 (第1最外基础构造) m(DVD：3次) |
| κ -5.3953E-01 A0 -4.2057E-03 A4 -1.4100E-02 A6 8.2090E-03 A8 6.0246E-03 A10 7.3556E-04 A12 -4.0230E-03 A14 1.9127E-03 | λB 660nm C2 -7.5280E-03 C4 8.7632E-04 C6 -1.4872E-03 C8 -1.5348E-03 C10 4.0434E-04 C12 2.1024E-04 |
关于实施例1和2，与各个条件式相关的值，归纳在表3中。
【表3】
| 实施例 | a，b，c | X，Y，Z | m1，m2，m3 | 存在满足(4)、(5)、(6) 之任何一个的高低差吗 |
| 1 | 3，2，2 | 2，1，1 | 0，0，0 | (4)，(5)，(6) |
| 2 | 3，2，2 | 2，1，1 | 0，0，0 | (4)，(5)，(6) |
Claims (32)
1.一种物镜光学元件，被用于下述光拾取装置：用从第1光源射出的波长λ1之第1光束、对具有厚度t1之保护层的第1光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，用从第2光源射出的波长λ2之第2光束、对具有厚度t2之保护层的第2光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，用从第3光源射出的波长λ3之第3光束、对具有厚度t3之保护层的第3光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，物镜光学元件的特征在于，
所述物镜光学元件由单透镜构成，
所述物镜光学元件的光学功能面至少具有含光轴的中央区域和围着该中央区域的周边区域之2个区域，
所述中央区域被用于对所述第1光信息记录介质、所述第2光信息记录介质及所述第3光信息记录介质的信息记录面都形成聚光斑点，同时，所述周边区域只被用于对所述第1光信息记录介质、所述第2光信息记录介质及所述第3光信息记录介质的信息记录面中、所述第1光信息记录介质及所述第2光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，
所述中央区域上重合形成了第1中央基础构造和第2中央基础构造，所述第1中央基础构造是用高低差划分的环带形构造，其中，所述第1光束穿过时a次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第2光束穿过时b次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第3光束穿过时c次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第2中央基础构造是用高低差划分的环带形构造，其中，所述第1光束穿过时x次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第2光束穿过时y次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第3光束穿过时z次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，
所述周边区域上重合形成了第1周边基础构造和第2周边基础构造，所述第1周边基础构造是用高低差划分的环带形构造，其中，所述第1光束穿过时a次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第2光束穿过时b次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第2周边基础构造是用高低差划分的环带形构造，其中，所述第1光束穿过时x 次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，所述第2光束穿过时y次衍射光的光强度高于其他次数的衍射光的光强度，
λ1＜λ2；1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1；
t1≤t2；t2＜t3；
所述a为奇数，所述x为偶数。
2.如权利要求1中记载的物镜光学元件，其特征在于，被用于下述光拾取装置：当以所述第1光束、第2光束及第3光束向所述物镜光学元件的入射光束倍率分别为m1、m2、m3时，m1、m2、m3略相等，即m1、m2、m3中任两个值之差的绝对值在0.01以下。
3.如权利要求2中记载的物镜光学元件，其特征在于，满足下式(1)、(2)、(3)：
-0.02＜m1＜0.02 (1)，
-0.02＜m2＜0.02 (2)，
-0.02＜m3＜0.02 (3)。
4.如权利要求1记载的物镜光学元件，其特征在于，满足以下关系：
a＝3、b＝2、c＝2或1，
x＝2、y＝1、z＝1。
5.如权利要求1记载的物镜光学元件，其特征在于，满足以下关系：
a＝1、b＝1、c＝1，
x＝2、y＝1、z＝1。
6.如权利要求1记载的物镜光学元件，其特征在于，所述第1中央基础构造和所述第2中央基础构造重合形成的构造的平均齿距，大于所述第1周边基础构造和所述第2周边基础构造重合形成的构造的平均齿距。
7.一种物镜光学元件，被用于下述光拾取装置：用从第1光源射出的波长λ1之第1光束、对具有厚度t1之保护层的第1光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，用从第2光源射出的波长λ2之第2光束、对具有厚度t2之保护层的第2光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，用从第3光源射出的波长λ3之第3光束、对具有厚度t3之保护层的第3光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，物镜光学元件的特征在于，
所述物镜光学元件由单透镜构成，
所述物镜光学元件的光学功能面至少具有含光轴的中央区域和围着该 中央区域的周边区域之2个区域，
所述中央区域被用于对所述第1光信息记录介质、所述第2光信息记录介质及所述第3光信息记录介质的信息记录面都形成聚光斑点，同时，所述周边区域只被用于对所述第1光信息记录介质、所述第2光信息记录介质及所述第3光信息记录介质的信息记录面中、所述第1光信息记录介质及所述第2光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，
所述中央区域和所述周边区域具有用高低差划分的环带形构造，
所述中央区域及/或所述周边区域中所述环带形构造的相邻两环带的高低差，至少具有满足下式(4)、(5)、(6)的d1μm、d2μm、d3μm中的2种光轴方向长度：
1.6＜|d1[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜2.4 (4)，
2.6＜|d2[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜3.4 (5)，
4.6＜|d3[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜5.4 (6)，
其中，
n：所述物镜光学元件对波长λ1μm光束的折射率，
θ：所述物镜光学元件的光学功能面上所述高低差的母非球面的面角度，
λ1＜λ2；1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1；
t1≤t2；t2＜t3。
8.如权利要求7中记载的物镜光学元件，其特征在于，所述环带形构造的高低差至少具有满足下式(4’)、(5’)、(6’)的d1μm、d2μm、d3μm中的2种光轴方向长度：
1.8＜|d1[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜2.2 (4’)，
2.9＜|d2[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜3.3 (5’)，
4.8＜|d3[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜5.2 (6’)。
9.一种物镜光学元件，被用于下述光拾取装置：用从第1光源射出的波长λ1之第1光束、对具有厚度t1之保护层的第1光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，用从第2光源射出的波长λ2之第2光束、对具有厚度t2之保护层的第2光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，用从第3光源射出的波长λ3之第3光束、对具有厚度t3之保护层的第3光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，物镜光学元件的特征在于，
所述物镜光学元件由单透镜构成，
所述物镜光学元件的光学功能面至少具有含光轴的中央区域和围着该中央区域的周边区域之2个区域，
所述中央区域被用于对所述第1光信息记录介质、所述第2光信息记录介质及所述第3光信息记录介质的信息记录面都形成聚光斑点，同时，所述周边区域只被用于对所述第1光信息记录介质、所述第2光信息记录介质及所述第3光信息记录介质的信息记录面中、所述第1光信息记录介质及所述第2光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点，
所述中央区域和所述周边区域上有用高低差划分的环带形构造，所述中央区域及/或所述周边区域中所述环带形构造的相邻两环带的高低差，至少具有满足下式(7)、(8)、(9)的d1μm、d2μm、d3μm中的2种光轴方向长度：
0.7＜|d1[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜1.5 (7)，
1.6＜|d2[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜2.4 (8)，
2.6＜|d3[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜3.4 (9)，
其中，
n：所述物镜光学元件对波长λ1μm光束的折射率，
θ：所述物镜光学元件的光学功能面上所述高低差的母非球面的面角度，
λ1＜λ2；1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1；
t1≤t2；t2＜t3。
10.如权利要求9中记载的物镜光学元件，其特征在于，所述环带形 构造的高低差至少具有满足下式(7’)、(8’)、(9’)的d1(μm)、d2(μm)、d3(μm)中的2种光轴方向长度：
0.9＜|d1[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜1.3 (7’)，
1.8＜|d2[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜2.2 (8’)，
2.8＜|d3[1-n·cos{θ-arcsin(sinθ/n)}]/λ1|＜3.2 (9’)。
11.如权利要求1记载的物镜光学元件，其特征在于，设有所述环带形构造的光学面在光源侧。
12.如权利要求1记载的物镜光学元件，其特征在于，所述物镜光学元件具有围着所述周边区域的最外区域，所述最外区域只被用于对所述第2光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点。
13.如权利要求1记载的物镜光学元件，其特征在于，所述物镜光学元件具有围着所述周边区域的最外区域，所述最外区域只被用于对所述第1光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点。
14.如权利要求1记载的物镜光学元件，其特征在于，所述第1中央基础构造、所述第2中央基础构造、所述第1周边基础构造、所述第2周边基础构造是锯齿形衍射构造。
15.如权利要求1记载的物镜光学元件，其特征在于，所述第1光信息记录介质的保护层厚度t1为0.0750mm≤t1≤0.1125mm，所述第2光信息记录介质的保护层厚度t2为0.5mm≤t2≤0.7mm，所述第3光信息记录介质的保护层厚度t3为1.1mm≤t3≤1.3mm。
16.如权利要求1记载的物镜光学元件，其特征在于，所述物镜光学元件以玻璃为原材料。
17.如权利要求1记载的物镜光学元件，其特征在于，所述物镜光学元件以塑料为原材料。
18.如权利要求7记载的物镜光学元件，其特征在于，设有所述环带形构造的光学面在光源侧。
19.如权利要求7记载的物镜光学元件，其特征在于，所述物镜光学元 件具有围着所述周边区域的最外区域，所述最外区域只被用于对所述第2光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点。
20.如权利要求7记载的物镜光学元件，其特征在于，所述物镜光学元件具有围着所述周边区域的最外区域，所述最外区域只被用于对所述第1光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点。
21.如权利要求7记载的物镜光学元件，其特征在于，所述第1中央基础构造、所述第2中央基础构造、所述第1周边基础构造、所述第2周边基础构造是锯齿形衍射构造。
22.如权利要求7记载的物镜光学元件，其特征在于，所述第1光信息记录介质的保护层厚度t1为0.5mm≤t1≤0.7mm，所述第2光信息记录介质的保护层厚度t2为0.5mm≤t2≤0.7mm，所述第3光信息记录介质的保护层厚度t3为1.1mm≤t3≤1.3mm。
23.如权利要求7记载的物镜光学元件，其特征在于，所述物镜光学元件以玻璃为原材料。
24.如权利要求7记载的物镜光学元件，其特征在于，所述物镜光学元件以塑料为原材料。
25.如权利要求9记载的物镜光学元件，其特征在于，设有所述环带形构造的光学面在光源侧。
26.如权利要求9记载的物镜光学元件，其特征在于，所述物镜光学元件具有围着所述周边区域的最外区域，所述最外区域只被用于对所述第2光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点。
27.如权利要求9记载的物镜光学元件，其特征在于，所述物镜光学元件具有围着所述周边区域的最外区域，所述最外区域只被用于对所述第1光信息记录介质的信息记录面形成聚光斑点。
28.如权利要求9记载的物镜光学元件，其特征在于，所述第1中央基础构造、所述第2中央基础构造、所述第1周边基础构造、所述第2周边基础构造是锯齿形衍射构造。
29.如权利要求9记载的物镜光学元件，其特征在于，所述第1光信息记录介质的保护层厚度t1为0.5mm≤t1≤0.7mm，所述第2光信息记录介质的保护层厚度t2为0.5mm≤t2≤0.7mm，所 述第3光信息记录介质的保护层厚度t3为1.1mm≤t3≤1.3mm。
30.如权利要求9记载的物镜光学元件，其特征在于，所述物镜光学元件以玻璃为原材料。
31.如权利要求9记载的物镜光学元件，其特征在于，所述物镜光学元件以塑料为原材料。
32.一种光拾取装置，其具有如权利要求1-31中的任意一项所记载的物镜光学元件，该物镜光学元件具有：从射出波长λ1的第1光束之第1光源、从射出波长λ2的第2光束之第2光源、从射出波长λ3的第3光束之第3光源和单透镜，
λ1＜λ2；1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1；
t1≤t2；t2＜t3；
当以所述第1光束、第2光束及第3光束向所述物镜光学元件的入射光束倍率分别为m1、m2、m3时，m1、m2、m3略相等，即m1、m2、m3中任两个值之差的绝对值在0.01以下。
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