CN102103871A - 光学信息记录/再现装置和用于该装置的物镜 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光信息记录/再现装置和用于该装置的物镜，物镜包括将第一光束和第二光束分别聚集在第一光盘的记录面和第二光盘的记录面上的第一区域，以及位于第一区域的外部并且将第一光束聚集在第一光盘的记录面上而不将第二光束聚集在第一光盘和第二光盘的记录面上的第二区域，其中，第一区域被划分成多个以物镜的光轴为中心形成的同心折射面区并且具有第一台阶，使通过第一台阶的第一光束和第二光束的衍射效率均最大化的衍射级为第一级，并且物镜满足条件(1)：0.80＜((Sout-Sd)/Sout)²/ηin＜1.45。

Description

光学信息记录/再现装置和用于该装置的物镜

技术领域

本发明涉及一种将信息记录在基于不同标准的两种光盘上并且/或者从该光盘中再现信息的光学信息记录/再现装置的物镜，以及一种安装有这种物镜的光学信息记录/再现装置。

背景技术

存在有例如DVD(Digital Versatile Disc，数字通用光盘)和BD(Blu-ray Disc，蓝光盘)等各种标准的光盘，它们有不同的记录密度、保护层厚度等。因此，在光学信息记录/再现装置上安装的物镜光学***需要具有与多种光盘的兼容性。这里，“兼容性”是指即使当所用的光盘改变时也不需要更换部件就能保证实现信息记录和信息再现。另外，在本说明书中，“光学信息记录/再现装置”包括既能再现信息也能记录信息的装置，专用于信息再现的装置，和专用于信息记录的装置。

为了对基于不同标准的多种光盘有兼容性，需要校正不同光盘间的随光盘保护层厚度(即，光盘的记录面与保护层表面之间的距离)的不同而变化的球面像差，并通过改变物镜光学***的数值孔径NA，随光盘记录密度的不同形成适当的束斑。通常，束斑随激光波长变短而变小。因此，光学信息记录/再现装置根据所使用的光盘的记录密度从波长不同的多种激光中选择使用一种激光。例如，光学信息记录/再现装置将波长大约为660nm的光(即，所谓红激光)用于DVD的信息记录或信息再现，将波长大约为405nm的光(即，所谓蓝激光)用于BD的信息记录或信息再现。

日本专利公开第2004-265573A号和第2004-326862A号均公开了对BD和DVD具有兼容性的光学信息记录/再现装置。该光学信息记录/再现装置设有具有衍射结构的物镜，该衍射结构具有多个以光轴为中心形成的同心环状区。该衍射结构具有将蓝激光聚集在BD的记录面上并将红激光聚集在DVD的记录面上的第一区域，以及仅将蓝激光聚集在BD的记录面上的第二区域。为了提高基于不同标准的各种激光束的衍射效率，光学信息记录/再现装置对基于不同标准的激光束使用不同的高衍射级的衍射光。然而上述文献中公开的衍射结构存在有以下缺点，即，由于各个台阶较高，难于进行透镜的加工和成型。

为了克服上述缺点，有必要将基于不同标准的各激光束的衍射级(使衍射效率最大化的衍射级)设为低衍射级。然而，在衍射级被设为低衍射级时，当使用基于不同标准的激光束中的一种时，衍射效率将不可避免地下降。因此，本发明的发明人注意到应当将衍射结构设计为，对基于不同标准的激光束使用光的同一低衍射级。

然而，如果第一区域被设计成对基于不同标准的激光束使用光的同一低衍射级，蓝激光束在第一区域的衍射效率将变得比第二区域低。因为蓝激光束的光传输量在光瞳中央与光瞳周边之间表现出不均匀性，所以蓝激光束会受到超分辨率的影响。“超分辨率”是指当在光瞳周边的光传输量大于在光瞳中央的光传输量时束斑减小的现象。因此，当发生超分辨率时，在光盘的记录面上形成的束斑相对于束斑大小的期待值显著减小。在这种情形下，因为相对于记录面上的凹坑而言束斑太小，所以不能正确进行信息记录和信息再现。

在日本专利公开第HEI 7-98431A号(下面，被称作JP HEI7-98431A)中公开的光学信息记录/再现装置，利用越靠近激光的周边位置激光束的光量越低这一特性，来解决光传输量在光瞳中央与光瞳周边之间不均匀的问题。具体地，在JP HEI 7-98431A中，光学信息记录/再现装置的设计者将准直透镜的受光角设宽，从而使中央区域的光传输量接近周边区域的光传输量，来试图减少进入物镜光学***的周边区域的光的量。然而，在这种情形下，对准直透镜的焦距的设计要求变严格，因此很难自由设定物镜光学***的放大倍率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将信息记录在诸如BD和DVD等基于不同标准的两种光盘上并且/或者从该光盘中再现信息的光学信息记录/再现装置的物镜，以及一种安装有这种物镜的光学信息记录/再现装置。

根据本发明的第一方面，提供一种用于光学信息记录/再现装置的物镜，光学信息记录/再现装置通过选择使用具有第一波长和第二波长的准直光束，将信息记录在两种光盘上、并且/或者从该两种光盘中再现信息，两种光盘包括记录密度不同的第一光盘和第二光盘。当λ1表示第一波长，λ2表示第二波长时，λ1和λ2满足如下关系：380＜λ1＜420，以及640＜λ2＜700，λ1和λ2的单位为nm。当t1表示使用波长为λ1的光束进行信息记录或信息再现的第一光盘的保护层厚度，t2表示使用波长为λ2的光束进行信息记录或信息再现的第二光盘的保护层厚度时，t1和t2满足如下关系：0.05＜t1＜0.15，以及0.50＜t2＜0.70，t1和t2的单位为mm。当NA1表示第一光盘的信息记录或信息再现所需要的数值孔径，NA2表示第二光盘的信息记录或信息再现所需要的数值孔径时，NA1和NA2满足如下关系：NA1＞NA2。

其中，物镜在物镜的至少一个面上包括：第一区域，将具有第一波长的光束聚集在第一光盘的记录面上，并且将具有第二波长的光束聚集在第二光盘的记录面上；以及第二区域，位于第一区域的外部，将具有第一波长的光束聚集在第一光盘的记录面上，而不将具有第二波长的光束聚集在第一光盘和第二光盘的记录面上。第一区域被划分成多个以物镜的光轴为中心形成的同心折射面区，并且具有第一台阶，第一台阶形成在多个同心折射面区当中两两相邻的折射面区之间，对入射光束产生光路差。使具有第一波长和第二波长并通过第一台阶的每一光束的衍射效率最大化的衍射级为第一级。第二区域被划分成多个以物镜的光轴为中心形成的同心折射面区，并且具有第二台阶，第二台阶形成在多个同心折射面区当中两两相邻的折射面区之间，对入射光束产生光路差。当ηin表示第一区域中的衍射效率，Sout表示第二区域在与光轴正交的平面上的投影面积，并且Sd表示在第二区域中的各个台阶部形成并且宽度与光轴方向上定义的各个台阶的高度相等的圆角的投影面积时，物镜满足条件：

0.80＜((Sout-Sd)/Sout)²/ηin＜1.45        (1)。

这样，可以提供一种将信息记录在基于不同标准的多种光盘上并且/或者从该光盘中再现信息的光学信息记录/再现装置的物镜，以及一种安装有这种物镜的光学信息记录/再现装置。

由于满足条件(1)，即，根据第二区域中的台阶的数目适当控制第一区域的闪耀波长，换句话说，将第一区域的衍射效率设为接近考虑了由第二区域中的环状区引起的光量的损失而定义的第二区域的透光率，所以可以在第一区域的光传输量与第二区域的光传输量之间得到平衡，从而在第一光盘的记录面上形成适当的束斑。由环状区引起的光量损失是指因金属铸模的处理中精度不当或模铸工艺中不当的转移特性所引起的圆角而使环状区不能汇聚光束这一现象。当条件(1)的中间项大于条件(1)的上限时，第二区域的光传输量相对于第一区域的光传输量过大。在这种情形下，将不可避免超分辨率的影响，因此第一光盘的记录面上的束斑被过度减小。当条件(1)的中间项小于条件(1)的下限时，第二区域的光传输量过小。也就是说，不可避免超分辨率的影响，因此第一光盘的记录面上的束斑被过度减小。即，因为第二区域用作波长为λ1的光束的孔径光阑，所以数值孔径NA改变，因而在第一光盘的记录面上不能形成适当的束斑。

衍射效率ηin定义如下：

ηin＝sinc²(α-1)，

α＝λB1[n(λ1)-1]/{λ1[n(λB1)-1]}，

λB1：第一区域中的闪耀波长(单位：nm)，

n(λ1)：波长为λ1时的折射率，

n(λB1)：波长为λB1时的折射率。

条件(1)可以改写为如下条件(2)。因此，根据本发明的另一方面，提供了一种物镜，满足条件：

0.80＜ηout/ηin＜1.45        (2)。

这里的ηin表示第一区域的衍射效率，ηout表示具有圆角的第二区域的光使用效率。

即，ηout是考虑了衍射效率和由圆角引起的光量的损失而定义的数值，表示当第二区域具有台阶结构时的透光率与当第二区域不具有台阶结构时的透光率的比率。

由于满足条件(2)，即，根据第二区域的光使用效率适当控制第一区域的闪耀波长，可以在第一区域的光传输量与第二区域中的光传输量之间得到平衡，从而在第一光盘的记录面上形成适当的束斑。当条件(2)的中间项大于条件(2)的上限时，第二区域的光传输量相对于第一区域中的光传输量过大。因此，在这种情形下，不能避免超分辨率的影响，从而第一光盘的记录面上的束斑被过度减小。当条件(2)的中间项小于条件(2)的下限时，第二区域的光传输量过小。即，因为第二区域用作波长为λ1的光束的孔径光阑，所以数值孔径NA改变，从而不可能在第一光盘的记录面上形成适当的束斑。

在本发明的至少一个方面，当λB1表示第一区域的闪耀波长时，λB1可以满足条件：

450≤λB1≤530        (3)，

λB1的单位为nm。

由于满足条件(3)，可以得到第一区域的光传输量与第二区域的光传输量之间更加适当的平衡，因此，可以进一步抑制超分辨率对束斑形状的影响。当条件(3)的中间项小于条件(3)的下限时，波长为λ2的光束在第一区域的衍射效率降低，因此，对第二光盘不能适当进行信息记录和信息再现。当条件(3)的中间项大于条件(3)的上限时，第一区域的光传输量太小，因超分辨率的影响，有可能使束斑形状劣化。如果使第二区域的光传输量减少来抑制束斑形状的劣化，会出现另一个问题。即，在这种情形下，因光量不足，对第一光盘不能正确进行信息记录和信息再现。

在本发明的至少一个方面中，当λB2表示第二区域中的闪耀波长时，λB2可以满足条件：

390≤λB2≤420        (4)，

λB2的单位为nm。

由于满足条件(4)，波长为λ1的光束在第二区域的衍射效率大约为100％。如果条件(4)的中间项落到条件(4)所定义的范围之外，波长为λ1的光束在第二区域中的衍射效率降低，这是不希望的结果。

在本发明的至少一方面中，当NA1’表示波长为λ1的光束的数值孔径，NA2’表示波长为λ2的光束的数值孔径时，物镜可以满足以下条件：

0.78＜NA1’＜0.90    (5)，以及

0.58＜NA2’＜0.68    (6)，

对应于条件(1)，物镜可以满足条件：

0.85＜((Sout-Sd)/Sout)²/ηin＜1.15    (7)。

由于满足条件(7)，可以得到第一区域的光传输量与第二区域的光传输量之间更适当的平衡。

对应于条件(2)，物镜可以满足条件：

0.85＜ηout/ηin＜1.15                (8)。

在本发明的至少一个方面中，在第一区域和第二区域中的台阶的总数可以大于或等于20。

在本发明的至少一个方面中，在第二区域中的台阶的总数可以大于或等于1。

在本发明的至少一个方面中，使具有波长λ1的光束在第二区域的衍射效率最大化的衍射级可以为第一级。因为波长为λ1时衍射效率被最优化，所以使具有波长λ1的光束的衍射效率最大化的衍射级可以设为高衍射级，比如第二级、第三级、和第五级。

根据本发明的另一方面，提供了一种光学信息记录/再现装置，其设置有：光源，发射具有第一波长和第二波长的光束；物镜；以及信号处理单元，检测从第一光盘和第二光盘之一的记录面反射的光束并进行规定的信号处理。

附图说明

图1表示根据一个实施方式的光学信息记录/再现装置的整体结构。

图2A和2B概括表示根据一个实施方式的物镜的结构。

图3是说明物镜表面上的台阶处的圆角的图。

图4A、4B和4C是说明束斑大小随条件(1)的值变化的图。

图5A是表示在第一实施例中当使用光盘D1时产生的球面像差的曲线图，图5B是表示在第一实施例中当使用光盘D2时产生的球面像差的曲线图。

图6A是表示在第二实施例中当使用光盘D1时产生的球面像差的曲线图，图6B是表示在第二实施例中当使用光盘D2时产生的球面像差的曲线图。

图7A是表示在第三实施例中当使用光盘D1时产生的球面像差的产生图，图7B是表示在第三实施例中当使用光盘D2时产生的球面像差的图。

具体实施方式

下面，说明本发明的具体实施方式的光学信息记录/再现装置。该光学信息记录/再现装置与两种光盘有兼容性，该两种光盘有不同的保护层厚度、记录密度等。下面，在这两种光盘当中，高记录密度光盘(例如，BD)称作光盘D1，记录密度比BD低的光盘(例如，DVD和DVD-R)称作光盘D2。

当光盘D1和D2的保护层厚度分别被定义为t1(单位：mm)和t2(单位：mm)时，以下关系成立：

t1＜t2。

鉴于产品的个体差异，保护层厚度t1和t2落入如下范围：

0.05＜t1＜0.15，

0.50＜t2＜0.70。

当对光盘D1和D2进行信息记录和信息再现时，需要改变数值孔径NA，以便随光盘D1与D2记录密度的不同能够形成适当的束斑。当对光盘D1和D2进行信息记录或信息再现所需要的光学设计数值孔径分别被定义为NA1和NA2时，以下关系成立：

NA1＞NA2。

即，当使用高记录密度的光盘D1时，需要形成比使用光盘D2时小的束斑，因此，对光盘D1需要较大的NA。例如，NA1为0.85，NA2为0.60。

当对记录密度不同的光盘D1和D2进行信息记录或信息再现时，在光学信息记录/再现装置中使用波长不同的激光束，以便随光盘D1和D2的记录密度的不同能够分别得到适当的束斑。具体地，当使用光盘D1时，从光源发射波长为λ1(单位：nm)的激光束，以在光盘D1的记录面上形成较小的束斑。另一方面，当使用光盘D2时，从光源发射波长为λ2(单位：nm)的激光束，以在光盘D2的记录面上形成比光盘D1上的束斑大的束斑。即，关于波长λ1和λ2，以下关系成立：

λ1＜λ2。

鉴于使用环境的不同和光源产品的个体差异，λ1和λ2在如下范围变化：

380＜λ1＜420，

640＜λ2＜700。

图1表示根据本发明的一个实施方式的光学信息记录/再现装置100的整体结构。光学信息记录/再现装置100包括物镜10、BD模块21、DVD模块22、光束复合器23和准直透镜24。在图1中，点划线表示光学信息记录/再现装置100的基准轴AX。在正常状态下，物镜10的光轴与基准轴AX一致。然而，当物镜10在所使用的光盘的径向上被跟踪机构(未示出)移动时，物镜10的光轴会偏离基准轴AX。

在图1中，实线表示用于光盘D1的激光束L1，虚线表示用于光盘D2的激光束L2。即，实线表示朝光盘D1行进的入射激光束和从光盘D1反射的光束，虚线表示朝光盘D2行进的入射光束和从光盘D2反射的光束。

BD模块21和DVD模块22均具有一体设置的半导体激光器和感光器。BD激光模块21具有发射波长为λ1的激光束L1的半导体激光器，DVD模块22具有发射波长为λ2的激光束L2的半导体激光器。

当使用光盘D1时，启动BD模块21。BD模块21的半导体激光器发射的激光束L1经由光束复合器23入射到准直透镜24上。准直透镜24将入射激光束L1转换成准直光束。然后，从准直透镜24发出的激光束L1入射到物镜10上。物镜10将入射光束L1聚集在光盘D1的记录面附近。经聚集的激光束L1在光盘D1的记录面上形成束斑。从光盘D1的记录面反射的激光束L1沿与该激光束朝光盘D1行进时相同的光路返回，然后被BD模块21的感光器接收。

当使用光盘D2时，启动DVD模块22。DVD模块22的半导体激光器发射的激光束L2经由光束复合器23入射到准直透镜24上。准直透镜24将入射激光束L2转换成准直光束。然后，从准直透镜24发出的激光束L2入射到物镜10上。物镜10将入射光束L2聚集在光盘D2的记录面附近。经聚集的激光束L2在光盘D2的记录面上形成束斑。从光盘D2的记录面反射的激光束L2沿与该激光束朝光盘D2行进时相同的光路返回，然后被DVD模块22的感光器接收。

分别设置于BD模块21和DVD模块22的感光器均检测反射光束，并向信号处理电路30输出信号。基于一个感光器的输出信号，信号处理电路30检测所使用的光盘的聚集误差信号、跟踪误差信号和该光盘上记录的再现信号。如上所述，对于每一种光盘D1和D2，准直激光束入射到物镜10上。因此，即使当物镜因跟踪操作在与物镜10的光轴正交的方向上微量移动时，也不会引起诸如彗差等轴外像差。

另外，由于光盘D1和光盘D2的保护层厚度不同，所以，在使用光盘D1时与使用光盘D2时，光学信息记录/再现装置100中产生的球面像差的量有变化。例如，当光学信息记录/再现装置100设计成对光盘D1最优化时，因为光盘D1和D2的保护层厚度不同，所以当使用光盘D2时，球面像差被过校正。因此，这样的结构不适于使用光盘D2。另一方面，当光学信息记录/再现装置100设计成对光盘D2最优化时，因为光盘D1和D2的保护层厚度不同，所以当使用光盘D1时，球面像差会欠校正。因此，这样的结构不适于使用光盘D1。

为了获得对光盘D1和D2的兼容性(即，确保对基于不同标准的光盘D1和D2进行信息记录和信息再现)，对光盘D1和D2均需要适当校正球面像差，还需要对光盘D1和D2均形成大小符合记录密度(即，凹坑大小)的束斑，从而提高信号(例如，再现信号)的信噪比。为了满足上述要求，根据一个实施方式，物镜10的结构如下。

图2A是物镜10的主视图，图2B是物镜10的侧剖面图。如上所述，物镜10安装在与基于不同标准的多种光盘(即，光盘D1和D2)兼容的光学信息记录/再现装置100上，将半导体激光器(光源)发射的激光束分别聚集在光盘D1和D2的记录面上。

物镜10是由树脂制成的双凸面单片透镜，具有朝向准直透镜24的第一表面10a和朝向光盘的第二表面10b。物镜10的第一表面10a和第二表面10b均为非球面。非球面的形状用下式表示：

$\mathrm{SAG}=\frac{\frac{h^2}{r}}{1+\sqrt{1-(1+\mathrm{\κ}){\left(\frac{h}{r}\right)}^2}}+A_4{h}^4+A_6{h}^6+A_8{h}^8+\·\·\·$

其中，SAG(sag amount，垂度)为非球面上距光轴高度为h(单位：mm)的点与非球面在光轴处的切面之间的距离，r为非球面在光轴上的曲率半径(单位：mm)，即，1/r表示非球面在光轴上的曲率，κ为锥度系数(conical coefficient)，A₄、A₆、...表示高于或等于四阶的非球面系数。由于物镜10的各个表面均为非球面，可以适当控制各种像差，例如球面像差和彗差。

如图2A所示，物镜10的第一表面10a具有以光轴的位置为中心的圆形的第一区域RC和位于第一区域RC外部的环形的第二区域RE。在第一表面10a上包括第一区域RC和第二区域RE在内的整个区域内，形成有环状区结构。如图2B中的圆形放大视图所示，环状区结构具有多个环状区(折射面区)，该多个环状区以光轴为中心形成同心圆状，并被在与光轴平行的方向上延伸的微台阶划分。在包括第一区域RC和第二区域RE在内的整个区域内形成的台阶的总数为，例如，至少20个。在区域RC和RE当中，第二区域RC具有至少一个台阶。环状区结构可以仅形成在物镜10的第二表面10b上，或者既形成在第一表面10a上也形成在第二表面10b上。应该注意，在图2B的圆形放大视图中，各个台阶均被表示为理想的台阶形状，没有后面说明的圆角。

由于在第一表面10a上(而不在第二表面10b上)设置环状区结构，可以得到如下效果。即，可以增加环状区结构的最小环状区的宽度，从而可以减小在环状区的台阶部发生的就有效光束宽度而言的光量损失。而且，因为具有环状区结构的光学表面(第一表面10a)不朝向旋转的光盘，所以可以减小灰尘粘附在具有环状区结构的光学表面(即，第一表面10a)上的可能性。而且，可以防止镜头清洁器刷拭时可能对物镜10造成的磨损。

环状区结构的各个台阶在通过相邻环状区的边界以内的光束与通过该边界以外的光束之间产生规定的光路差。通常，这种环状区结构可认为是衍射结构。规定的光路差为特定波长α的n倍(n：整数)的环状区结构可被认为是具有闪耀波长α的n阶衍射结构。当具有特定波长λβ的光束通过衍射结构时，使衍射效率最大化的衍射光的衍射级，可以取作波长为λβ的光束的光路差除以波长λβ得到的值最接近的整数m。

另外，通过相邻环状区(折射面区)的边界以内的光束与通过边界以外的光束之间产生光路差，可以认为是在环状区结构的各个台阶的作用下光束相互之间相位发生偏移的现象。因此，可以认为环状区结构是移动入射光束的相位的结构(即，相移结构)。

环状区结构可以由光路差函数φ(h)表示。光路差函数φ(h)表示在距物镜10的光轴的高度为h处的附加光路长度，以此表示物镜10(衍射透镜)的功能。光路差函数φ(h)可由下式表示：

φ(h)＝(P₂×h²+P₄×h⁴+P₆×h⁶+P₈×h⁸+P₁₀×h¹⁰+P₁₂×h¹²)mλ

其中，P₂、P₄、P₆...表示二阶、四阶、六阶系数，h表示距离光轴的高度，m表示使入射激光束的衍射效率最大化的衍射级，λ表示所使用的激光束的设计波长。

形成于第一区域RC的环状区结构有助于聚集激光束L1和L2。具体地，第一区域RC的环状区结构将激光束L1聚集在光盘D1的记录面上并将激光束L2聚集在光盘D2的记录面上。当第一区域RC的环状区结构作为衍射结构时，第一区域RC的环状区结构被设置成对各激光束L1和L2衍射效率最大化的衍射级均为第一级。

由于将第一区域RC设计成对激光束L1和L2均使用第一级衍射光，可以得到激光束L1的衍射效率与激光束L2的衍射效率之间的平衡，从而可以有效避免出现激光束L1的衍射效率和激光束L2的衍射效率之一变得太低的问题。而且，在这种情形下，所需要的附加光路长度小，每个台阶的高度变小，因此，可以简化金属铸模的处理和物镜10的模铸。

第二区域RE的环状区结构仅有助于聚集激光束L1。具体地，第二区域RE的环状区结构将激光束L1聚集在光盘D1的记录面上，而不将激光束L2聚集在光盘D2的记录面上。换言之，第二区域RE可被认为是具有激光束L2的孔径光阑功能的区域。第二区域RE的环状区结构专为光盘D1设计，其对激光束L1的衍射效率大约为100％。

因为第二区域RE是光盘D1的专用区域，所以第二区域RE对激光束L1的衍射效率高于第一区域RC对激光束L1的衍射效率。在这种情形下，对于激光束L1，光传输量(即，通过物镜10的光量)可能在光瞳中央与光瞳周边之间不均匀。结果，在光盘D1的记录面上，束斑因超分辨率而被过分减小的可能性增大。因此，在本实施方式中，考虑了第二区域RE的各个台阶上的圆角引起的光透射反射损失与第一区域RC的衍射效率之间的平衡，来削弱超分辨率对束斑形状的影响。

图3是对圆角的说明图。在图3中，斜线部分表示具有圆角的台阶结构的形状，虚线表示没有圆角的各个台阶的理想形状。在图3中，在各个台阶处有一个宽度Δh(＝h2-(台阶位置h1))与台阶高度D相同的圆角。

因为金属铸模中的台阶结构为微细结构，所以在注射成型过程中，树脂可能不能注射到每个台阶部的较深部位。如图3中的例子所示的各个圆角为形状误差，该误差主要是由如下事实引起的：在各个角处的树脂因向各个台阶部中注射树脂不足而变圆的状态下将金属铸模的形状转化为物镜。各个台阶的圆角引起光量的损失。因此，这种圆角的出现是不利的。

由圆角引起的光量损失随圆角与台阶的相对大小而变化。定性地考虑，随着圆角大小相对于台阶大小增加，光量的损失增加。而且，圆角大小随各个台阶在光轴方向上的设计大小增加而变大。由圆角引起的光量损失依赖于圆角在与光轴正交的平面上的投影面积。因此，由于第二区域RE的投影面积比第一区域RC的大，第一区域RC的台阶处的圆角造成的影响大于第二区域RE的台阶处的圆角造成的影响。而且，对于第二区域RE，光传输量正比于不受第二区域RE中的圆角影响的投影面积与第二区域RE的投影面积的比率的平方。

物镜10用来获得激光束L1在第二区域RE的光传输量(下面，称为“周边部光传输量”)与激光束L1第一区域RC的光传输量(下面，称为“中央部光传输量”)之间的平衡，以减少超分辨率对束斑形状的影响。具体讲，当ηin表示第一区域RC在具有环状区结构的第一表面10a的有效光束直径之内的衍射效率，Sout表示第二区域RE在与光轴正交的平面上的投影面积，Sd表示假定各个台阶处均产生宽度与台阶在光轴方向上的高度相等的圆角时所定义的第二区域RE中的圆角的投影面积时，满足以下条件(1)：

0.80＜((Sout-Sd)/Sout)²/ηin＜1.45      ·····(1)。

换言之，Sout表示第二区域RE沿光轴方向投影到与光轴正交的平面上的投影面积，即，图2A所示的第二区域RE的面积。在Sout中定义的Sd表示第二区域RE的台阶处的圆角引起光量损失的部位的投影面积。例如，在图3中，Sd对应于宽度为Δh的各圆角所占的面积。各圆角所占的面积由下式定义：

π×{(h2)²-(h1)²}≈π×{(h1+D)²-(h1)²}。

条件(1)定义第一区域RC的光传输量与第二区域RE的光传输量之间的比率。当满足条件(1)时，第二区域RE的光传输量大致等于第一区域RC的衍射效率。也就是说，满足条件(1)，可以得到周边部光传输量与中央部光传输量之间的平衡，因此可以抑制超分辨率对束斑形状的影响。

当条件(1)的中间项大于条件(1)的上限时，第二区域RE的光传输量大于第一区域RC的衍射效率(即，周边部光传输量相对于中央部光传输量过大)。因此，不可能避免超分辨率造成的影响，因此光盘D1的记录面上的束斑过度减小。当条件(1)的中间项小于条件(1)的下限时，第二区域RE的光量损失过大，并且周边部光传输量过小。也就是说，在这种情形下，第二区域RE起激光束L1的孔径光阑的作用。因此，数值孔径NA改变，并且在光盘D1的记录面上不可能形成适当的束斑。

根据本实施方式的物镜10在第二区域RE形成台阶，来适当校正因温度变化引起的球面像差。这样的结构比JP HEI 7-98431A中公开的结构有效，在JP HEI 7-98431A中，仅仅减少入射到物镜的周边部的光的量。

根据本实施方式，物镜10可以独立地抑制超分辨率对束斑形状的影响。这有利于减小光学信息记录/再现装置100的大小。

图4A、4B和4C是说明束斑随条件(1)的值变化的图。在图4A和4B中，纵轴表示透光率(因为已归一化，所以没有定义透光率的单位)，横轴表示光瞳坐标(单位：mm)。在图4C中，纵轴表示光盘D1的记录面上形成的束斑的大小(单位：μm)，横轴表示条件(1)的值。应当注意，当周边部光传输量与中央部光传输量之间达到平衡时，束斑大小取理想值。在图4C中，条件(1)的值越接近1，束斑大小越接近理想值。下面，说明满足条件(1)的三个实施例(实施例1、2和3)。

如图4A所示，在实施例1中，第二区域RE中台阶的总数与有效光束直径内台阶的总数的比率较大，第二区域RE的透光率较小。如图4A所示，在实施例2中，第二区域RE中台阶的总数与有效光束直径内台阶的总数的比率比实施例1的小，第二区域RE的透光率比实施例1的大。如图4B所示，在实施例3中，第二区域RE中台阶的总数与有效光束直径内台阶的总数的比率比实施例2的小，第二区域RE中的透光率比实施例2大。因为实施例2中周边部光传输量与中央部光传输量的比率比实施例1的大，所以实施例2受超分辨率的影响比实施例1大。因为实施例3中周边部光传输量与中央部光传输量的比率实施例2的大，所以实施例3受超分辨率的影响比实施例2大。因此，如图4C所示，实施例1、2、3的束斑依次减小。在图4A、4B和4C所示的实施例中，束斑随条件(1)的值增大而变小。然而，只要满足条件(1)，束斑就不会过度减小，并有接近理想值的值。

在图4C中示出了十五个实施例。十五个实施例均满足条件(1)，十五个实施例的束斑大小落入0.384至0.401的范围。图4C中各实施例的束斑大小落入理想束斑大小(即，当条件(1)的值为1时所定义的大约为0.395μm的束斑大小)的大约+1.5％至-3.0％的范围。因此，可以对光盘D1进行适当的信息记录和信息再现。应当注意，束斑大小大于理想值时产生的诸如抖动等不良影响比束斑小于理想值时所引起的不良影响大。因此，如上定义条件(1)，使得相对于实际束斑比理想束斑小的情形，在实际束斑大于理想束斑大小的情形下，实际束斑的大小与理想束斑的大小之间的可接受差异更严格(更小)。

条件(1)可以改写为下列条件(2)：

0.80＜ηout/ηin＜1.45            ····(2)，

其中，ηout表示考虑了第二区域RE中的圆角造成的影响时第二区域RE的光使用效率。具体讲，ηout表示考虑了衍射效率和由圆角引起的光量损失而定义的值，是当第二区域RE具有台阶结构时所定义的透光率与当第二区域RE不具有台阶结构时所定义的透光率的比率。

由于适当设定第一区域RC的闪耀波长λB1(单位：nm)，可以优化束斑形状，并平衡光盘D1与D2的光传输量。下列表1表示闪耀波长λB1分别与第一区域RC的激光束L1(在表1中表示为“BD”)的衍射效率以及第一区域RC的激光束L2(在表1中表示为“DVD”)的衍射效率之间的关系。如表1所示，随闪耀波长λB1接近波长λ1，激光束L1的衍射效率变大。另一方面，随闪耀波长λB1接近波长λ2，激光束L1的衍射效率而变小。因此，在这种情形下，中央部光传输量变小。

表1：

为了平衡周边部光传输量与中央部光传输量之间，并由此减弱超分辨率对束斑形状的影响，需要将中央部光传输量提高，以接近周边部光传输量。然而，如果中央部光传输量过度增加，则第一区域RC的激光束L2的衍射效率会变小。因此，将闪耀波长λB1设为满足如下条件(3)：

450≤λB1≤530                 ·····(3)。

因为满足条件(3)，激光束L1和L2的衍射效率均可以确保大于或等于65％(参见表1)。当λB1小于条件(3)的下限时，激光束L2在第一区域RC的衍射效率过低，因此，对光盘D2不可能适当地进行信息记录和信息再现。当λB1大于条件(3)的上限时，激光束L1在第一区域RC的衍射效率过低，因此，对光盘D1不可能适当进行信息记录和信息再现。

当λB2(单位：nm)表示第二区域RE中的闪耀波长时，物镜10满足下列条件(4)：

390≤λB2≤420                  ·····(4)。

下列表2表示第二区域中的闪耀波长λB2与激光束L1的衍射效率之间的关系。当λB2大于条件(4)的上限或小于条件(4)的下限时，衍射效率变低，这是不希望的。然而，如表2所示，当m(衍射级)为1(m＝1)时，闪射效率降低得很少。应该注意，表2表示衍射效率随使用波长偏移而改变。因此，衍射级优选为1(m＝1)。

表2：

由于满足条件(4)，在作为光盘D1专用区域的第二区域RE，光束L1的衍射效率变为100％。如果λB2落在条件(4)的范围之外，激光束L1的衍射效率显著降低。在这种情形下，为了平衡周边部光传输量与中央部光传输量，需要根据周边部光传输量的降低而降低中央部光传输量。然而，如果周边部光传输量与中央部光传输量均降低的话，对光盘D1进行信息记录和信息再现的光量则不足，这是不希望的。

当NA1’表示对激光束L1的数值孔径，NA2’表示对激光束L2的数值孔径时，物镜10满足下列条件(5)和(6)。

0.78＜NA1’＜0.90        ·····(5)

0.58＜NA2’＜0.68        ·····(6)

即，物镜10的NA1’和NA2’是适合于对光盘D1和D2进行信息记录和信息再现的值。

为了进一步抑制超分辨率对束斑形状的影响，物镜10可以满足下列条件(7)。

0.85＜((Sout-Sd)/Sout)²/ηin＜1.15      ·····(7)

条件(7)可以改写为下列条件(8)。

0.85＜ηout/ηin＜1.15      ·····(8)

下面，说明具有物镜100的光学信息记录/再现装置100的十五个具体实施例(第一实施例至第十五实施例)。第一至第十五实施例的光学信息记录/再现装置100均具有图1中所示的整体结构。第一至第十五实施例的物镜均具有图2A和2B中所示的结构。让我们考虑，在第一至第十五的各个实施例中，在物镜10的第一表面10a上的各个台阶处均具有图3中所示的圆角。下面说明的第一至第十五实施例分别对应于图4C中所示的十五个实施例。因为第一至第十五实施例之间物镜10的形状差异极小，用图无法表示，所以图1所示的光学信息记录/再现装置100的结构被用作说明第一至第十五各个实施例的代表性结构。

第一实施例

下面，说明光学信息记录/再现装置100的第一实施例。下列表3表示根据第一实施例的光学信息记录/再现装置100的物镜10的规格。具体讲，表3显示物镜10的使用波长、焦距、NA和放大倍率。对第一实施例中表格的各种定义也适用于其他实施例中的表格。

表3：

波长(nm)	406	662
			焦距(mm)	1.77	1.86
NA	0.85	0.60
			放大倍率	0.000	0.000

如表3中的放大倍率所示，在光学信息记录/再现装置100中，用于光盘D1和D2的激光束分别作为准直光束入射到物镜10上。因此，可以防止当物镜10因跟踪操作而被移动时产生轴外像差。

下列表4表示使用光盘D1和D2时所定义的光学信息记录/再现装置100的数值。

表4：

在表4中，表面编号1-1表示物镜10的第一表面10a的第一区域RC，表面编号1-2表示物镜10的第一表面10a的第二区域RE，表面编号2表示物镜10的第二表面10b，表面编号3表示所使用的光盘的保护层表面，表面编号4表示所使用的光盘的记录面。在表4中，“r”表示各个光学表面的曲率半径(单位：mm)，“d(406nm)”表示当使用光盘D1时的光学部件的厚度或者从各个光学表面到下一个光学表面之间的距离(单位：mm)，“n(406nm)”表示波长为λ1时的折射率，“d(660nm)”表示当使用光盘D2时的光学部件的厚度或者从各个光学表面到下一个光学表面之间的距离(单位：mm)，“n(660nm)”表示波长为λ2时的折射率。对于非球面，“r”表示光轴上的曲率半径。

物镜10的第一区域RC(表面编号1-1)、第二区域RE(表面编号1-2)和第二表面10b均为非球面。各个非球面均被优化设计为对光盘D1和D2均进行信息记录和信息再现。下列表5表示每个非球面的锥度系数κ和非球面系数A₄、A₆、...。在表5中，符号“E”表示10的幂具有E右边的数字表示的次数(例如，“E-04”表示“×10-4”)。

表5：

在第一区域RC(表面编号1-1)和第二区域RE(表面编号1-2)上，形成环状区结构。下列表6示出定义环状区结构的光路差函数φ(h)的系数。

表6：

在表6中，衍射级“1/1”是指使第一区域RC的激光束L1的衍射效率最大化的衍射级和使第一区域RC的激光束L2的衍射效率最大化的衍射级均为第一级。衍射级“1”是指使第二区域RE的激光束L1的衍射效率最大化的衍射级为第一级。

下列表7示出第一区域RC和第二区域RE中形成的环状区结构的具体设置。在表7中，环状区从光轴侧开始顺次分配环状区编号。与环状区标号1至26对应的位置处的台阶形成在第一区域RC中，与环状区标号27至83对应的位置处的台阶形成在第二区域RE中。

表7：

(台阶的位置)

编号	光瞳坐标[mm]
		1	0.123
2	0.215
		3	0.278
4	0.331
		5	0.377
6	0.418
		7	0.457
8	0.493
		9	0.527
10	0.560
		11	0.592
12	0.623

13	0.653
		14	0.683
15	0.712
		16	0.741
17	0.769
		18	0.798
19	0.827
		20	0.856
21	0.886
		22	0.917
23	0.949
		24	0.983
25	1.021
		26	1.067
区域变换位置	1.117
		27	1.145
28	1.166
		29	1.184
30	1.200
		31	1.214
32	1.227
		33	1.238
34	1.249
		35	1.260

36	1.269
		37	1.278
38	1.287
		39	1.295
40	1.303
		41	1.311
42	1.318

编号	光瞳坐标[mm]
		43	1.325
44	1.331
		45	1.338
46	1.344
		47	1.350
48	1.356
		49	1.362
50	1.368
		51	1.373
52	1.378
		53	1.383
54	1.388
		55	1.393
56	1.398
		57	1.403

58	1.407
		59	1.412
60	1.416
		61	1.421
62	1.425
		63	1.429
64	1.433
		65	1.437
66	1.441
		67	1.445
68	1.449
		69	1.453
70	1.456
		71	1.460
72	1.464
		73	1.467
74	1.471
		75	1.474
76	1.477
		77	1.481
78	1.484
		79	1.487
80	1.491
		81	1.494

82	1.497
		83	1.500
有效半径	1.500

第二实施例

下面，说明光学信息记录/再现装置100的第二实施例。在下列表8中示出根据第二实施例的光学信息记录/再现装置100的物镜10的规格。

表8：

波长(nm)	406	662
			焦距(mm)	1.77	1.85
NA	0.85	0.60
			放大倍率	0.000	0.000

下列表9示出使用光盘D1和D2时所定义的光学信息记录/再现装置100的数值。

表9：

物镜10的第一区域RC(表面编号1-1)、第二区域RE(表面编号1-2)和第二表面10b均为非球面。各个球面均被优化设计为对光盘D1和D2均进行信息记录和信息再现。下列表10示出每个非球面的锥度系数κ和非球面系数A₄、A₆、...。

表10：

在第一区域RC(表面编号1-1)和第二区域RE(表面编号1-2)上，形成环状区结构。下列表11示出定义环状区结构的光路差函数φ(h)的系数。

表11：

下列表12示出第一区域RC和第二区域RE中形成的环状区结构的具体设置。在表12中，环状区从光轴侧开始顺次分配环状区编号。与环状区标号1至15对应的位置处的台阶形成在第一区域RC中，与环状区标号16至32对应的位置处的台阶形成在第二区域RE中。

表12：

(台阶的位置)

编号	光瞳坐标[mm]
		1	0.142
2	0.248
		3	0.323
4	0.385

5	0.440
		6	0.491
7	0.539
		8	0.586
9	0.631
		10	0.675
11	0.720
		12	0.766
13	0.815
		14	0.869
15	0.936
		区域变换位置	1.111
16	1.253
		17	1.292
19	1.321
		20	1.343
21	1.363
		22	1.380
23	1.396
		24	1.410
25	1.423
		26	1.435
27	1.447
		28	1.458

29	1.468
		30	1.477
31	1.487
		32	1.495
有效半径	1.500

第三实施例

下面，说明光学信息记录/再现装置100的第二实施例。在下列表13中示出根据第三实施例的光学信息记录/再现装置100的物镜10的规格。

表13：

波长(nm)	406	662
			焦距(mm)	1.41	1.49
NA	0.85	0.60
			放大倍率	0.000	0.000

下列表14示出使用光盘D1和D2时所定义的光学信息记录/再现装置100的数值。

表14：

物镜10的第一区域RC(表面编号1-1)、第二区域RE(表面编号1-2)和第二表面10b均为非球面。各个球面均被优化设计为对光盘D1和D2均进行信息记录和信息再现。下列表15示出每个非球面的锥度系数κ和非球面系数A₄、A₆、...。

表15：

在第一区域RC(表面编号1-1)和第二区域RE(表面编号1-2)上，形成环状区结构。下列表16示出定义环状区结构的光路差函数φ(h)的系数。

表16：

下列表17示出第一区域RC和第二区域RE中形成的环状区结构的具体设置。在表17中，环状区从光轴侧开始顺次分配环状区编号。与环状区标号1至14对应的位置处的台阶形成在第一区域RC中，与环状区标号15至19对应的位置处的台阶形成在第二区域RE中。

表17：

	光瞳坐标[mm]
		1	0.120
2	0.209
		3	0.272
4	0.325

5	0.372
		6	0.416
7	0.457
		8	0.498
9	0.538
		10	0.579
11	0.622
		12	0.670
13	0.732
		14	0.874
区域变换位置	0.891
		15	1.072
16	1.112
		17	1.140
18	1.163
		19	1.183
有效半径	1.200

除第一至第三实施例之外，还对第四至第十五实施例以及第一和第二比较例验证了当对光盘D1和D2进行信息记录和信息再现时所定义的光学性能。根据第四至第七实施例的物镜10的台阶的位置与根据第一实施例的相同，只有第一区域RC中的闪耀波长与第一实施例的不同，由此第四至第七实施例的台阶的高度D均与第一实施例的不同。根据第八至第十一实施例的物镜10的台阶的位置与根据第二实施例的相同，只有第一区域RC中的闪耀波长与第二实施例的不同，由此第八至第十一实施例的台阶的高度D均与第二实施例的不同。根据第十二至第十五实施例的物镜10的台阶的位置与根据第三实施例的相同，只有第一区域RC中的闪耀波长与第三实施例的不同，由此第十二至第十五实施例的台阶的高度D均与第三实施例的不同。根据第一比较例的物镜的定义环状区结构的闪耀波长λB1与第一实施例的不同，根据第二比较例的物镜的定义环状区结构的闪耀波长λB1与第二实施例的不同。

下列表18示出在第一至第十五实施例以及第一和第二比较例中条件(1)至(8)的值以及在光盘D1的记录面上形成的束斑的大小。

图5A是表示在第一实施例(或者第四至第七实施例当中的一个)中当使用光盘D1时引起的球面像差的图。图5B是表示在第一实施例(或者第四至第七实施例当中的一个)中当使用光盘D2时引起的球面像差的图。图6A是表示在第二实施例(或者第八至第十一实施例当中的一个)中当使用光盘D1时引起的球面像差的图。图6B是表示在第二实施例(或者第八至第十一实施例当中的一个)中当使用光盘D2时引起的球面像差的图。图7A是表示在第三实施例(或者第十二至第十五实施例当中的一个)中当使用光盘D1时引起的球面像差的图。图7B是表示在第三实施例(或者第十二至第十五实施例当中的一个)中当使用光盘D2时引起的球面像差的图。在图5A、5B、6A、6B、7A和7B中，纵轴表示入射光瞳坐标，横轴表示球面像差的量(单位：λrms)。在图5A、6A和7A中，实线、虚线和点划线分别表示当激光束L1的波长λ1为406nm时产生的球面像差，当激光束L1的波长λ1为411nm时产生的球面像差，以及当激光束L1的波长λ1为401nm时产生的球面像差。在图5B、6B和7B中，实线、虚线和点划线分别表示当激光束L2的波长λ2为662nm时产生的球面像差，当激光束L2的波长λ2为667nm时产生的球面像差，以及当激光束L2的波长λ2为657nm时产生的球面像差。

表18：

如表18中所示，第一和第二比较例不满足条件(1)。具体讲，对于第一比较例，因为条件(1)的中间项的值低于条件(1)的下限，所以第二区域RE中的光传输量极小，因此，第二区域RE实质上起激光束L1的孔径光阑的作用。结果，数值孔径NA改变，在光盘D1的记录面上不可能形成适当的束斑。对于第二比较例，因为条件(1)的中间项的值大于条件(1)的上限，相对于第一区域RC的光传输量而言，第二区域RE的光传输量过大。在这种情形下，不可能避免超分辨率的影响，由此，光盘D1的记录面上的束斑的大小被不必要地减小。相反，如表18中所示，对第一至第十五实施例，条件(1)均满足。因此，如图5A、5B、6A、6B、7A和7B中所示，在第一至第十五的各个实施例中，如果对光盘D1和D2均适当校正球面像差，就可以平衡周边部光传输量与中央部光传输量。结果，如表18和图4B所示，可以在光盘D1的记录面上形成与理想透镜形成的束斑大小(例如，0.395μm)大致相等的束斑，并且可以对光盘D1和D2适当地进行信息记录和信息再现。应当注意，在第一至第十五实施例中，还满足条件(2)至(6)。在各实施例1、2、5、6、8、9、14和15中，进一步满足条件(7)和(8)。因此，由于还满足上述条件，第一至第十五实施例可以得到进一步的效果。

在第一至第十五实施例中，由于在第二区域RE中形成多个台阶，物镜10在减少周边部光传输量的同时加强衍射功能。因此，由温度变化引起的球面像差可以被适当校正。具体地，在第一实施例以及第四至第十一实施例中由温度变化引起的球面像差的变化量可以被抑制到-0.011λrms/50℃，在第三实施例和第十二至第十五实施例中，由温度变化引起的球面像差的变化量被抑制到-0.159λrms/50℃。

尽管在第一至第十五实施例中假定每个台阶处的圆角Δh等于台阶高度D，但是，即使当圆角Δh随模铸条件变化而变化时，仍可以通过满足条件(1)和(2)来得到本发明的效果。而且，通过满足条件(7)和(8)，可以提高发明效果。应当注意，在典型的模铸条件下，每个台阶处的圆角Δh可以在台阶高度D的0.3倍值至台阶高度D的2倍值之间变化。

尽管参照优选实施方式相当详细地说明了本发明，但本发明也可以有其他实施方式。

Claims (18)

1.一种用于光学信息记录/再现装置的物镜，所述光学信息记录/再现装置通过选择使用具有第一波长和第二波长的准直光束，将信息记录在两种光盘上、并且/或者从该两种光盘中再现信息，所述两种光盘包括记录密度不同的第一光盘和第二光盘，

当λ1表示所述第一波长，λ2表示所述第二波长时，λ1和λ2满足如下关系：

380＜λ1＜420，以及

640＜λ2＜700，

λ1和λ2的单位为nm，

当t1表示使用波长为λ1的光束进行信息记录或信息再现的所述第一光盘的保护层厚度，t2表示使用波长为λ2的光束进行信息记录或信息再现的所述第二光盘的保护层厚度时，t1和t2满足如下关系：

0.05＜t1＜0.15，以及

0.50＜t2＜0.70，

t1和t2的单位为mm，

当NA1表示所述第一光盘的所述信息记录或信息再现所需要的数值孔径，NA2表示所述第二光盘的所述信息记录或信息再现所需要的数值孔径时，NA1和NA2满足如下关系：

NA1＞NA2，

所述物镜在所述物镜的至少一个面上包括：

第一区域，将具有所述第一波长的所述光束聚集在所述第一光盘的记录面上，并且将具有所述第二波长的所述光束聚集在所述第二光盘的记录面上，以及

第二区域，位于所述第一区域的外部，将具有所述第一波长的所述光束聚集在所述第一光盘的所述记录面上，而不将具有所述第二波长的所述光束聚集在所述第一光盘和所述第二光盘的所述记录面上，

其中，

所述第一区域被划分成多个以所述物镜的光轴为中心形成的同心折射面区，并且具有第一台阶，所述第一台阶形成在所述多个折射面区中相邻的折射面区之间，对入射光束产生光路差；

使具有所述第一波长和第二波长并通过所述第一台阶的各个光束的衍射效率最大化的衍射级为第一级；

所述第二区域被划分成多个以所述物镜的所述光轴为中心形成的同心折射面区，并且具有第二台阶，所述第二台阶形成在所述多个折射面区中相邻的折射面区之间，对入射光束产生光路差；以及

当ηin表示所述第一区域中的衍射效率，Sout表示所述第二区域在与所述光轴正交的平面上的投影面积，Sd表示在所述第二区域中的各个台阶部形成并且宽度与所述光轴方向上定义的各个台阶的高度相等的圆角的投影面积时，所述物镜满足条件：

0.80＜((Sout-Sd)/Sout)²/ηin＜1.45   (1)。

2.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于，

当λB1表示所述第一区域中的闪耀波长时，λB1满足条件：

450≤λB1≤530       (3)，

λB1的单位nm。

3.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于，

当λB2表示所述第二区域中的闪耀波长时，λB2满足条件：

390≤λB2≤420       (4)，

λB2的单位nm。

4.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于，

当NA1’表示对于所述波长为λ1的光束的数值孔径，NA2’表示对于所述波长为λ2的光束的数值孔径时，所述物镜满足以下条件：

0.78＜NA1’＜0.90    (5)，以及

0.58＜NA2’＜0.68    (6)。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的物镜，其特征在于，

所述物镜满足条件：

0.85＜((Sout-Sd)/Sout)²/ηin＜1.15   (7)。

6.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于，在所述第一区域和所述第二区域中的台阶的总数大于或等于20。

7.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于，在所述第二区域中的台阶的总数大于或等于1。

8.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于，使具有所述波长λ1的光束的衍射效率在所述第二区域中最大化的衍射级为第一级。

9.一种光学信息记录/再现装置，该光学信息记录/再现装置通过选择使用具有第一波长和第二波长的准直光束，将信息记录在两种光盘上、并且/或者从该两种光盘中再现信息，所述两种光盘包括记录密度不同的第一光盘和第二光盘，所述光学信息记录/再现装置包括：

光源，发射具有第一波长和第二波长的光束；

物镜；以及

信号处理单元，检测从所述第一光盘和第二光盘之一的记录面反射的光束并进行规定的信号处理，

当λ1表示所述第一波长，λ2表示所述第二波长时，λ1和λ2满足如下关系：

380＜λ1＜420，以及

640＜λ2＜700，

λ1和λ2的单位为nm，

当t1表示使用波长为λ1的光束进行信息记录或信息再现的所述第一光盘的保护层厚度，t2表示使用波长为λ2的光束进行信息记录或信息再现的所述第二光盘的保护层厚度时，t1和t2满足如下关系：

0.05＜t1＜0.15，以及

0.50＜t2＜0.70，

t1和t2的单位为mm，

当NA1表示所述第一光盘的所述信息记录或信息再现所需要的数值孔径，NA2表示所述第二光盘的所述信息记录或信息再现所需要的数值孔径时，NA1和NA2满足如下关系：

NA1＞NA2，

所述物镜在所述物镜的至少一个面上包括：

第一区域，将具有所述第一波长的所述光束聚集在所述第一光盘的记录面上，并且将具有所述第二波长的所述光束聚集在所述第二光盘的记录面上，以及

第二区域，位于所述第一区域的外部，将具有所述第一波长的所述光束聚集在所述第一光盘的所述记录面上，而不将具有所述第二波长的所述光束聚集在所述第一光盘和所述第二光盘的所述记录面上，

其中，

所述第一区域被划分成多个以所述物镜的光轴为中心形成的折射面区，并且具有第一台阶，所述第一台阶形成在所述多个折射面区当中两两相邻的区之间，对入射光束产生光路差；

使具有所述第一波长和第二波长并通过所述第一台阶的每一所述光束的衍射效率最大化的衍射级为第一级；

所述第二区域被划分成多个以所述物镜的所述光轴为中心形成的折射面区，并且具有第二台阶，所述第二台阶形成在所述多个折射面区当中两两相邻的区之间，对入射光束产生光路差；以及

当ηin表示所述第一区域中的衍射效率，Sout表示所述第二区域在与所述光轴正交的平面上的投影面积，Sd表示在所述第二区域中的各个台阶部形成并且宽度与所述光轴方向上定义的各个台阶的高度相等的圆角的投影面积时，所述物镜满足条件：

0.80＜((Sout-Sd)/Sout)²/ηin＜1.45     (1)。

10.一种用于光学信息记录/再现装置的物镜，所述光学信息记录/再现装置通过选择使用具有第一波长和第二波长的准直光束，将信息记录在两种光盘上、并且/或者从该两种光盘中再现信息，所述两种光盘包括记录密度不同的第一光盘和第二光盘，

当λ1表示所述第一波长，λ2表示所述第二波长时，λ1和λ2满足如下关系：

380＜λ1＜420，以及

640＜λ2＜700，

λ1和λ2的单位为nm，

当t1表示使用波长为λ1的光束进行信息记录或信息再现的所述第一光盘的保护层厚度，t2表示使用波长为λ2的光束进行信息记录或信息再现的所述第二光盘的保护层厚度时，t1和t2满足如下关系：

0.05＜t1＜0.15，以及

0.50＜t2＜0.70，

t1和t2的单位为mm，

当NA1表示所述第一光盘的所述信息记录或信息再现所需要的数值孔径，NA2表示所述第二光盘的所述信息记录或信息再现所需要的数值孔径时，NA1和NA2满足如下关系：

NA1＞NA2，

所述物镜在所述物镜的至少一个面上包括：

第一区域，将具有所述第一波长的所述光束聚集在所述第一光盘的记录面上，并且将具有所述第二波长的所述光束聚集在所述第二光盘的记录面上，以及

第二区域，位于所述第一区域的外部，将具有所述第一波长的所述光束聚集在所述第一光盘的所述记录面上，而不将具有所述第二波长的所述光束聚集在所述第一光盘和所述第二光盘的所述记录面上，

其中，

所述第一区域被划分成多个以所述物镜的光轴为中心形成的折射面区，并且具有第一台阶，所述第一台阶形成在所述多个折射面区当中两两相邻的区之间，对入射光束产生光路差；

使具有所述第一波长和第二波长并通过所述第一台阶的每一所述光束的衍射效率最大化的衍射级为第一级；

所述第二区域被划分成多个以所述物镜的所述光轴为中心形成的折射面区，并且具有第二台阶，所述第二台阶形成在所述多个折射面区当中两两相邻的区之间，对入射光束产生光路差；以及

当ηin表示所述第一区域中的衍射效率，ηout表示具有圆角的所述第二区域的光使用效率时，所述物镜满足条件：

0.80＜ηout/ηin＜1.45       (2)。

11.根据权利要求10所述的物镜，其特征在于，

当λB1表示所述第一区域中的闪耀波长时，λB1满足条件：

450≤λB1≤530         (3)，

λB1的单位为nm。

12.根据权利要求10所述的物镜，其特征在于，

当λB2表示所述第二区域中的闪耀波长时，λB2满足条件：

390≤λB2≤420         (4)，

λB2的单位为nm。

13.根据权利要求10所述的物镜，其特征在于，

当NA1’表示用于所述波长为λ1的所述光束的数值孔径，NA2’表示用于所述波长为λ2的所述光束的数值孔径时，所述物镜满足以下条件：

0.78＜NA1’＜0.90      (5)，以及

0.58＜NA2’＜0.68      (6)。

14.根据权利要求10-13中任一项所述的物镜，其特征在于，

所述物镜满足条件：

0.85＜ηout/ηin＜1.15 (8)。

15.根据权利要求10所述的物镜，其特征在于，在所述第一区域和所述第二区域中的台阶的总数大于或等于20。

16.根据权利要求10所述的物镜，其特征在于，在所述第二区域中的台阶的总数大于或等于1。

17.根据权利要求10所述的物镜，其特征在于，使具有所述波长λ1的所述光束的衍射效率在所述第二区域中最大化的衍射级为第一级。

18.一种光学信息记录/再现装置，该光学信息记录/再现装置通过选择使用具有第一波长和第二波长的准直光束，将信息记录在两种光盘上、并且/或者从该两种光盘中再现信息，所述两种光盘包括记录密度不同的第一光盘和第二光盘，所述光学信息记录/再现装置包括：

光源，发射具有第一波长和第二波长的光束；

物镜；以及

信号处理单元，检测从所述第一光盘和第二光盘之一的记录面反射的光束并进行规定的信号处理，

当λ1表示所述第一波长，λ2表示所述第二波长时，λ1和λ2满足如下关系：

380＜λ1＜420，以及

640＜λ2＜700，

λ1和λ2的单位为nm，

当t1表示使用波长为λ1的光束进行信息记录或信息再现的所述第一光盘的保护层厚度，t2表示使用波长为λ2的光束进行信息记录或信息再现的所述第二光盘的保护层厚度时，t1和t2满足如下关系：

0.05＜t1＜0.15，以及

0.50＜t2＜0.70，

t1和t2的单位为mm，

当NA1表示所述第一光盘的所述信息记录或信息再现所需要的数值孔径，NA2表示所述第二光盘的所述信息记录或信息再现所需要的数值孔径时，NA1和NA2满足如下关系：

NA1＞NA2，

所述物镜在所述物镜的至少一个面上包括：

第一区域，将具有所述第一波长的所述光束聚集在所述第一光盘的记录面上，并且将具有所述第二波长的所述光束聚集在所述第二光盘的记录面上，以及

第二区域，位于所述第一区域的外部，将具有所述第一波长的所述光束聚集在所述第一光盘的所述记录面上，而不将具有所述第二波长的所述光束聚集在所述第一光盘和所述第二光盘的所述记录面上，

其中，

所述第一区域被划分成多个以所述物镜的光轴为中心形成的折射面区，并且具有第一台阶，所述第一台阶形成在所述多个折射面区当中两两相邻的区之间，对入射光束产生光路差；

使具有所述第一波长和第二波长并通过所述第一台阶的每一所述光束的衍射效率最大化的衍射级为第一级；

所述第二区域被划分成多个以所述物镜的所述光轴为中心形成的折射面区，并且具有第二台阶，所述第二台阶形成在所述多个折射面区当中两两相邻的区之间，对入射光束产生光路差；以及

当ηin表示所述第一区域中的衍射效率，ηout表示包括圆角的所述第二区域的光使用效率时，所述物镜满足条件：

0.80＜ηout/ηin＜1.45        (2)。

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