物镜、耦合透镜、聚光光学系统及光拾取装置的制作方法

专利名称：物镜、耦合透镜、聚光光学系统及光拾取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于光信息记录媒体的记录及/或再生的物镜、耦合透镜、聚光光学系统及光拾取装置。
背景技术：
近年来，随着短波红色半导体激光器的实用化，大小与现有光盘(光信息记录媒体)即CD(压缩盘)程度相同、大容量高密度的光盘DVD正在开发并形成商品，可以预见在不远的将来，密度更高的下代光盘将会登场。在以这种下代光盘为记录媒体的光信息记录再生装置的光学系统中，为了实现记录信号的高密度化或为了再生高密度记录信号，需要减小经物镜聚光于信息记录面上的光点的直径。为此，需要使作为光源的激光器的短波化和物镜的高数值孔径化。作为短波激光光源的实用化期待的是振荡波长为400nm左右的蓝紫色半导体激光器。
但当实现激光光源的短波化及物镜的高数值孔径化之后，在对CD及DVD等现有光盘进行信息记录或再生的、由波长较长的激光光源和低数值孔径的物镜组合构成的光拾取装置中几乎可以忽略的问题会更加显著。
其一是由激光光源的振荡波长的微小变动而在物镜上产生的轴上色象差的问题。通常的光学透镜材料的微小波长变动引起的折射率变化会变得像处理短波般大。因此，微小波长变动产生的焦点的散焦量变大。但是，物镜的焦点深度正如由k乏 /NA2(k为比例常数，λ为波长，NA为物镜的像侧数值孔径)所表示的，使用波长越短焦点深度越小，连微小的散焦也不允许。因此，在使用了蓝紫色半导体激光器这样的短波光源及高数值孔径的物镜的光学系统中，为了防止半导体激光器的模式跳跃及输出变化引起的波长变动和高频重叠引起的波面像差的劣化，轴上色象差的矫正就很重要了。
另外，在激光光源的短波化和物镜的高数值孔径化中显现的另一问题是温度湿度变化引起的光学系统的球面像差的变动。也就是说，在光拾取装置中通常使用的塑料透镜容易受温度及湿度变化的影响而变形，或使折射率产生较大的变化。在现有光拾取装置所使用的光学系统中几乎不成问题的折射率变化引起的球面像差的变动，在激光光源的短波化及物镜的高数值孔径化中变成了不能忽略的量。
在激光光源的短波化和物镜的高数值孔径化中显现的再一问题是光盘的保护层(也称透明基板)的厚度误差引起的光学系统的球面像差的变动。众所周知，保护层的厚度误差引起的球面像差以物镜数值孔径的四次方的比例发生。因此，随着物镜数值孔径的增大，保护层厚度误差的影响变大，有可能不能进行稳定的信息记录或再生。
另外，塑料透镜与玻璃透镜相比，由于温度变化引起的折射率和形状的变化大，故由此引起的性能劣化也容易成为问题。该性能劣化即球面像差的增大，随NA增大而增大(通常以NA的四次方的比例增大)，故若为塑料材料形成的NA0.70以上的物镜，则若有30℃左右的温度变化，就有可能对信息的记录及/或再生带来障碍。另外，若由两个正透镜构成NA大且直径小的物镜，则工作距离往往变小，所以存在由于光信息记录媒体的弯曲而使物镜与光信息记录媒体接触的可能性变大的问题。
本发明就是鉴于上述现有技术的问题而开发的，其目的在于，提供一种物镜，它是一种对应于物镜的高数值孔径(NA)化的高性能物镜，同时，与现有塑料的单透镜同样，价廉且重量轻。
本发明的另一目的在于，提供一种即使是由塑料材料形成的两个正透镜构成的高NA的物镜其可利用温度范围也大的光信息记录媒体的记录及/或再生用物镜。
本发明的再一目的在于，提供一种光信息记录媒体的记录及/或再生用物镜，其即使是由两个正透镜构成的高NA的物镜，也可以直径小且工作距离大。
本发明的目的还在于提供一种耦合透镜，其可矫正激光光源的模式跳跃现象及高频重叠引起的在物镜上产生的轴上色象差，结构简单且便宜。
本发明的目的还在于提供一种聚光光学系统及光拾取装置，可由简单的结构有效地矫正由激光光源的振荡波长变化、温度湿度变化、光信息记录媒体的透明基板的厚度误差引起的在光拾取装置的各光学面上发生的球面像差的变动。
本发明的目的还在于提供一种聚光光学系统及光拾取装置，可有效地矫正激光光源的模式跳跃现象及高频重叠引起的在物镜上产生的轴上色象差。
本发明的目的还在于提供一种聚光光学系统及光拾取装置，具有短波激光光源和高数值孔径的物镜，可对夹着透明基板具有多个记录层的光信息记录媒体进行信息的记录或再生。
作为NA0.7以上的高NA物镜，提出了下述透镜，其通过由两个正透镜构成将折射力分配在四个面上，使各面的曲率增大，从而缓和了金属模型加工时和加压成形时的误差感度。但是，当如此由两个正透镜构成NA大且直径小的物镜时，工作距离往往变小，故存在因光信息记录媒体的弯曲而增大物镜与光信息记录媒体接触的可能性的问题。
由于塑料透镜与玻璃透镜相比温度变化引起的折射率和形状的变化大，故由此引起的性能劣化容易成为问题。该性能劣化即球面像差的增大，随NA增大而增大(通常以NA的四次方的比例增大)，故若为NA0.70以上的由塑料材料形成的物镜，则若有30℃左右的温度变化，就有可能对信息的记录及/或再生带来障碍。
另外，激光光源的短波化及物镜的高数值孔径化中显现的另一问题是因光源的振荡波长的微小变动在物镜上发生的球面像差的变动。在光拾取装置中，作为光源使用的半导体激光器的振荡波长存在±10nm左右的个体间的偏差。在将具有偏移基准波长的振荡波长的半导体激光器用作光源时，由于物镜上发生的球面像差随数值孔径的增大而增大，故不能使用具有偏移基准波长的振荡波长的半导体激光器，需要选择作为光源使用的半导体激光器。
当如上所述更高密度的下代光盘实用化时，需要具有互换性，即DVD等现有光盘也可以在上述高密度光盘的记录再生装置、光拾取装置上记录、再生。
另外，目前衍射光学元件在光拾取装置中是作为高性能像差矫正元件使用的，但所述衍射光学元件为防止衍射效率的降低将衍射结构以无限接近于设计值的形状形成是重要的。但是，在将衍射光学元件用于如上所述在不远的将来将实用化的使用蓝紫色半导体激光器等短波光源及高数值孔径的物镜的光拾取装置的情况下，由于象差等的矫正所需的衍射能力变大，故衍射结构的周期如闪耀结构的闪耀的间隔形成所用波长的数倍即数μm左右。目前，在通常作为衍射光学元件的金属模型的制作方法使用的金刚石超精密切削加工技术(SPDT)中，刀具前端的形状反映在硬钎焊结构的台阶上，必然会产生相位不匹配部分。因此，在诸如所用波长的数倍左右的周期小的衍射结构的情况下，相位不匹配部分的影响非常显著，故存在不能得到充分的衍射效率的问题。
形成数μm程度的周期小的衍射结构的公知的方法有电子束描绘方式，该方法的衍射结构的形成过程如下首先，将光致抗蚀剂涂敷在基板上，然后，由电子束曝光装置在该光致抗蚀剂上扫描，同时提供与衍射结构的形状分布对应的电子束曝光量分布。接着，经过蚀刻工序和镀敷工序，除去光致抗蚀剂，在基板上形成衍射结构的凹凸图形。利用这种电子束描绘方式将微小的闪耀结构形成于平板基板上的衍射元件众所周知的有Optics japan99，23a A2(1999)的衍射透镜。
但是，由于用于光拾取装置的衍射光学元件要将衍射结构的衍射作用和折射面的折射作用适当组合进行像差矫正，故在不具有折射能力的平板基板上形成衍射结构的上述衍射透镜不能作为像差矫正元件用于光拾取装置。
本发明的目的在于，提供一种耦合透镜、聚光光学系统、光拾取装置、记录装置及再生装置，可有效地矫正激光光源的模式跳跃现象等引起的物镜上发生的轴上色象差。
另外，本发明的目的还在于，提供一种具有可由电子束描绘方式形成衍射结构的形状的衍射光学元件及具有所述衍射光学元件的光拾取装置，所述衍射光学元件是一种具有用于光拾取装置的衍射结构的光学元件。

发明内容
为了实现上述目的，本发明(1)所述的物镜提供一种光信息记录媒体的记录及/或再生用物镜，其包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，所述第一透镜及所述第二透镜分别由比重2.0以下的材料形成，并满足下式NA≥0.70(1)其中，NA为进行光信息记录媒体的记录或再生所需的规定的像侧数值孔径。
本发明(2)所述的物镜是一种光信息记录媒体的记录及/或再生用物镜，其包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，所述第一透镜及所述第二透镜分别由塑料材料形成，并满足下式NA≥0.70(1)其中，NA为进行光信息记录媒体的记录或再生所需的规定的像侧数值孔径。
本发明(3)所述的物镜在本发明(1)或(2)所述的物镜中，自第一面至第三面中至少两个面是非球面。
本发明(4)所述的物镜在本发明(1)至(3)任一项所述的物镜中，满足下式1.1≤f1/f2≤3.3 (2)其中，fi是第i透镜的焦点距离。
本发明(5)所述的物镜在本发明(1)至(4)任一项所述的物镜中，满足下式0.3≤(r2+r1)/(r2-r1)≤3.2 (3)其中，ri是各面的近轴曲率半径。
本发明(6)所述的物镜在本发明(1)至(5)任一项所述的物镜中，所用波长为500nm以下，所用波长区域由厚度3mm的内部透射比85％以上的材料形成。
本发明(7)所述的物镜在本发明(1)至(6)任一项所述的物镜中，进行信息记录及/或再生的信息记录媒体的透明基板的厚度为0.6mm以下。
本发明(8)所述的物镜在本发明(1)至(7)任一项所述的物镜中，其由饱和吸水率为0.5％以下的材料形成。
本发明(9)所述的物镜提供一种光信息记录媒体的记录及/或再生用物镜，其包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，所述第一透镜及所述第二透镜分别由比重2.0以下的材料形成，至少在一个面上具有环带状衍射结构，并满足下式νdi≤65.0(4)NA≥0.70 (5)其中，νdi是第i透镜的d线的阿贝数(i＝1及2)，NA为进行光信息记录媒体的记录或再生所需的规定的像侧数值孔径。
本发明(10)所述的物镜提供一种光信息记录媒体的记录及/或再生用物镜，其包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，所述第一透镜及所述第二透镜分别由塑料材料形成，至少在一个面上具有环带状衍射结构，并满足下式νdi≤65.0 (4)NA≥0.70 (5)其中，νdi是第i透镜的d线的阿贝数(i＝1及2)，NA为进行光信息记录媒体的记录或再生所需的规定的像侧数值孔径。
本发明(11)所述的物镜在本发明(9)或(10)所述的物镜中，自第一面至第三面中至少两个面是非球面。
本发明(12)所述的物镜在本发明(9)至(11)任一项所述的物镜中，在所述衍射结构中，设第i面的衍射结构发生的衍射光中具有最大衍射光量的衍射光次数为ni，第i面的环带数为Mi，环带间隔的最小值为Pi(mm)，物镜整个系统中的焦点距离为f(mm)，所用波长为λ(mm)，则满足下式0.04≤λ·f·∑(ni/(Mi·Pi2))≤0.3(6)本发明(13)所述的物镜在本发明(9)至(12)任一项所述的物镜中，满足下式1.1≤f1/f2≤3.3(7)其中，fi是第i透镜的焦点距离(在第i透镜具有衍射结构的情况下，是组合折射透镜和衍射结构的第i透镜整个系统的焦点距离)。
本发明(14)所述的物镜在本发明(9)至(13)任一项所述的物镜中，满足下式0.3≤(r2+r1)/(r2-r1)≤3.2 (8)其中，ri是各面的近轴距离半径。
本发明(15)所述的物镜在本发明(9)至(14)任一项所述的物镜中，所用波长为500nm以下，所用波长区域由厚度3mm的内部透射比85％以上的材料形成。
本发明(16)所述的物镜在本发明(9)至(15)任一项所述的物镜中，进行信息记录及/或再生的光信息记录媒体的透明基板的厚度为0.6mm以下。
本发明(17)所述的物镜在本发明(9)至(16)任一项所述的物镜中，所述衍射结构发生的n次衍射光量大于其他的任何次数的衍射光量，为了相对于所述光信息记录媒体进行信息记录及/或再生，可将所述衍射结构发生的n次衍射光聚光于光信息记录媒体的信息记录面上，这里，n是0、±1以外的整数。
本发明(18)所述的物镜在本发明(9)至(17)任一项所述的物镜中，其由饱和吸水率为0.5％以下的材料形成。
本发明(19)所述的物镜是一种光信息记录媒体的记录及/或再生用物镜，其包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，所述第一透镜及所述第二透镜分别由塑料材料形成，并满足下式0.09≤WD/f≤0.24(9)其中，WD为所述物镜的工作距离，f为所述物镜的焦点距离。
本发明(20)所述的物镜在本发明(19)所述的物镜中，自第一面至第三面中至少两个面是非球面。
本发明(21)所述的物镜在本发明(19)或(20)所述的物镜中，满足下式1.1≤f1/f2≤5.0 (10)其中，fi是第i透镜的焦点距离。
本发明(22)所述的物镜在本发明(19)至(21)任一项所述的物镜中，满足下式0.3≤(r2+r1)/(r2-r1)≤4.8 (11)其中，ri是各面的近轴距离半径。
本发明(23)所述的物镜在本发明(19)至(22)任一项所述的物镜中，所用波长为500nm以下，所用波长区域由厚度3mm的内部透射比85％以上的材料形成。
本发明(24)所述的物镜在本发明(19)至(23)任一项所述的物镜中，进行光信息记录媒体的记录及/或再生所需的规定的像侧数值孔径是0.70以上，所述光信息记录媒体的透明基板的厚度为0.6mm以下。
本发明(25)所述的物镜在本发明(19)至(24)任一项所述的物镜中，其由饱和吸水率为0.5％以下的材料形成。
本发明(26)所述的物镜是一种光信息记录媒体的记录及/或再生用物镜，其包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，进行光信息记录媒体的记录及/或再生所需的规定的像侧数值孔径是0.70以上，并满足下式0.07≤WD/ENP≤0.20(12)其中，WD为所述物镜的工作距离，ENP为所述物镜的入射瞳径。
本发明(27)所述的物镜在本发明(26)所述的物镜中，自第一面至第三面中至少两个面是非球面。
本发明(28)所述的物镜在本发明(26)或(27)所述的物镜中，满足下式1.1≤f1/f2≤5.0 (13)其中，fi是第i透镜的焦点距离。
本发明(29)所述的物镜在本发明(26)至(28)任一项所述的物镜中，满足下式0.3≤(r2+r1)/(r2-r1)≤4.8(14)其中，ri是各面的近轴距离半径。
本发明(30)所述的物镜在本发明(26)至(29)任一项所述的物镜中，所用波长为500nm以下，所用波长区域由厚度3mm的内部透射比85％以上的材料形成。
本发明(31)所述的物镜在本发明(26)至(30)任一项所述的物镜中，进行信息记录及/或再生的光信息记录媒体的透明基板的厚度为0.6mm以下。
本发明(32)所述的物镜在本发明(26)至(31)任一项所述的物镜中，其由饱和吸水率为0.5％以下的材料形成。
本发明(33)所述的聚光光学系统是包括光源和通过光信息记录媒体的透明基板将自所述光源射出的光束聚光于信息记录面上的物镜的记录及/或再生用聚光光学系统，所述物镜是本发明(1)至(32)任一项所述的物镜，在所述光源和所述物镜之间设有矫正在所述聚光光学系统的各光学面上发生的球面象差的变动的球面象差矫正部件。
本发明(34)所述的聚光光学系统是包括光源和通过光信息记录媒体的透明基板将自所述光源射出的光束聚光于信息记录面上的物镜的记录及/或再生用聚光光学系统，所述物镜是本发明(1)至(32)任一项所述的物镜，在所述光源和所述物镜之间设有矫正因温度湿度变化在所述聚光光学系统的各光学面上发生的球面象差的变动的球面象差矫正部件。
本发明(35)所述的聚光光学系统是包括光源和通过光信息记录媒体的透明基板将自所述光源射出的光束聚光于信息记录面上的物镜的记录及/或再生用聚光光学系统，所述物镜是本发明(1)至(32)任一项所述的物镜，在所述光源和所述物镜之间设有矫正因所述信息记录媒体的透明基板厚度的微小变动在所述聚光光学系统的各光学面上发生的球面象差的变动的球面象差矫正部件。
本发明(36)所述的聚光光学系统是包括光源和通过光信息记录媒体的透明基板将自所述光源射出的光束聚光于信息记录面上的物镜的记录及/或再生用聚光光学系统，所述光信息记录媒体夹着透明基板具有多个记录层，所述物镜是本发明(1)至(32)任一项所述的物镜，在聚光于所述不同的记录层时，将所述物镜向光轴方向变位，在所述光源和所述物镜之间设有矫正因所述信息记录媒体的不同的记录层的透明基板的厚度差异发生的球面象差的变动的球面象差矫正部件。
本发明(37)所述的聚光光学系统是包括光源和通过光信息记录媒体的透明基板将自所述光源射出的光束聚光于信息记录面上的物镜的记录及/或再生用聚光光学系统，所述物镜是本发明(1)至(32)任一项所述的物镜，在所述光源和所述物镜之间设有矫正因所述光源的振荡波长的微小变动在所述聚光光学系统的各光学面上发生的球面象差的变动的球面象差矫正部件。
本发明(38)所述的聚光光学系统是包括光源和通过光信息记录媒体的透明基板将自所述光源射出的光束聚光于信息记录面上的物镜的记录及/或再生用聚光光学系统，所述物镜是本发明(1)至(32)任一项所述的物镜，在所述光源和所述物镜之间，设有矫正因温度湿度变化、所述信息记录媒体的透明基板的厚度变动及所述光源的振荡波长的变动中至少二者的组合引起的、在所述聚光光学系统的各光学面上发生的球面象差的变动的球面象差矫正部件。
本发明(39)所述的聚光光学系统，在本发明(33)至(38)任一项所述的聚光光学系统中，所述球面象差矫正部件的折射率分布可变。
本发明(40)所述的聚光光学系统，在本发明(33)至(38)任一项所述的聚光光学系统中，所述球面象差矫正部件包括至少一个正透镜和至少一个负透镜，具有将大致平行地入射的光束大致平行地入射并大致平行地射出的光束膨胀器(ビムエキスパンダ)的结构，构成至少一个透镜可沿光轴方向变位的可动元件。
本发明(41)所述的聚光光学系统，在本发明(40)所述的聚光光学系统中，所述正透镜和所述负透镜满足下式νdP＞νdN (15)其中，νdP为所述球面象差矫正部件包含的正透镜的d线的阿贝数的平均值，νdN为所述球面象差矫正部件包含的负透镜的d线的阿贝数的平均值。
本发明(42)所述的聚光光学系统，在本发明(41)所述的聚光光学系统中，所述正透镜和所述负透镜满足下式νdP＞55.0 (16)νdN＜35.0 (17)本发明(43)所述的聚光光学系统，在本发明(42)所述的聚光光学系统中，所述球面象差矫正部件包含的正透镜的d线的阿贝数的平均值和所述球面象差矫正部件包含的负透镜的d线的阿贝数的平均值之差Δν满足以下条件式，所述可动元件由比重为2.0以下的材料形成，30≤Δν≤50 (18)本发明(44)所述的聚光光学系统，在本发明(40)所述的聚光光学系统中，所述球面象差矫正部件包含的正透镜的阿贝数为70.0以下或所述球面象差矫正部件包含的负透镜的阿贝数为40.0以上，所述正透镜和所述负透镜至少一者包括具有至少一个环带状衍射结构的衍射面。
本发明(45)所述的聚光光学系统，在本发明(44)所述的聚光光学系统中，所述可动元件由比重2.0以下的材料形成。
本发明(46)所述的聚光光学系统，在本发明(44)或(45)所述的聚光光学系统中，所述球面象差矫正部件由塑料材料形成。
本发明(47)所述的聚光光学系统，在本发明(46)所述的聚光光学系统中，所述球面象差矫正部件由饱和吸水率为0.5％以下的材料形成。
本发明(48)所述的聚光光学系统，在本发明(44)至(47)任一项所述的聚光光学系统中，所述衍射结构发生的n次衍射光量大于其他的任何次数的衍射光量，为了对所述光信息记录媒体进行信息记录及/或再生，可将所述衍射结构发生的n此衍射光聚光于光信息记录媒体的信息记录面上，这里，n是0、±1以外的整数。
本发明(49)所述的聚光光学系统，在本发明(40)至(48)任一项所述的聚光光学系统中，所述球面象差矫正部件的所用波长为500nm以下，所用波长区域由厚度3mm的内部透射比85％以上的材料形成。
本发明(50)所述的聚光光学系统，在本发明(40)至(49)任一项所述的聚光光学系统中，所述球面象差矫正部件包括一个正透镜和一个负透镜，具有至少一个非球面，构成至少一个透镜可沿光轴方向变位的可动元件。
本发明(51)所述的聚光光学系统，在本发明(50)所述的聚光光学系统中，所述可动元件沿光轴方向变位，使得在所述聚光光学系统的球面象差向过补偿侧变动时，减小所述正透镜和所述负透镜的间隔，在所述聚光光学系统的球面象差向欠补偿侧变动时，增加所述正透镜和所述负透镜的间隔。
本发明(52)所述的聚光光学系统，在本发明(33)至(51)任一项所述的聚光光学系统中，满足下式NA≥0.70 (19)t≤0.6mm (20)λ≤500nm(21)其中，NA为对所述光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的物镜的像侧数值孔径，t为光信息记录媒体的透明基板的厚度，λ为光源的波长。
本发明(53)所述的聚光光学系统，在本发明(33)至(52)任一项所述的聚光光学系统中，所述球面象差矫正部件和所述物镜的合成系统的轴上色象差满足下式|δfB·NA2|≤0.25μm (22)其中，δfB为所述光源波长变化+1nm时合成系统焦点位置的变化(μm)。
本发明(54)所述的耦合透镜是用于使来自光信息记录媒体的记录及/或再生用的光源的光准直并使其向物镜入射的耦合透镜，对轴上色象差进行过矫正，从而使焦点距离相对于比所用波长短10nm的波长变长。
本发明(55)所述的耦合透镜，在本发明(54)所述的耦合透镜中，至少使一个面形成随着远离光轴曲率半径变大的非球面，由至少一个面形成由多个同心环带台阶构成的衍射面的单透镜构成。
本发明(56)所述的耦合透镜，在本发明(55)所述的耦合透镜中，所述光源侧的面从宏观上看为球面状衍射面，远离所述光源一侧的面为随着远离光轴曲率半径变大的非球面。
本发明(57)所述的耦合透镜，在本发明(55)或(56)所述的耦合透镜中，设所述衍射面的衍射次数即表示相邻的环带间的光轴方向的台阶的长度和衍射面前后的折射率差之积是所用波长λ(mm)的大约几倍的整数为n，所述衍射面的环带数为M，环带间隔的最小值为P(mm)，所述耦合透镜整个系统的焦点距离为fc(mm)，则满足下述条件式0.20≤n·fc·λ/(M·P2)≤1.0 (23)本发明(58)所述的耦合透镜，在本发明(55)至(57)任一项所述的耦合透镜中，所述衍射结构发生的n次衍射光量大于其他任何次数的衍射光量，为了对所述光信息记录媒体进行信息记录及/或再生，将所述衍射结构发生的n次衍射光聚光于光信息记录媒体的信息记录面上，这里，n为0、±1以外的整数。
本发明(59)所述的耦合透镜，在本发明(54)所述的耦合透镜中，具有相对而言阿贝数大的正透镜和相对而言阿贝数小的负透镜接合而成的一组两个的结构。
本发明(60)所述的耦合透镜，在本发明(59)所述的耦合透镜中，满足下式，所述正透镜及所述负透镜的至少一个面具有非球面，νdP＞55.0 (24)νdN＜35.0 (25)其中，νdP为正透镜的d线的阿贝数，νdN为负透镜的d线的阿贝数。
本发明(61)所述的耦合透镜，在本发明(54)至(60)任一项所述的耦合透镜中，其由比重为2.0以下的材料形成。
本发明(62)所述的耦合透镜，在本发明(61)所述的耦合透镜中，其由塑料材料形成。
本发明(63)所述的耦合透镜，在本发明(62)所述的耦合透镜中，其由饱和吸水率为0.5％以下的塑料材料形成。
本发明(64)所述的聚光光学系统是包括光源和通过光信息记录媒体的透明基板将自所述光源射出的光束聚光于信息记录面上的物镜的记录及/或再生用聚光光学系统，在所述光源和所述物镜之间设有本发明(54)至(63)任一项所述的耦合透镜，通过使所述耦合透镜在光轴方向变位，矫正所述聚光光学系统的各光学面发生的球面象差的变动。
本发明(65)所述的聚光光学系统，在本发明(64)所述的聚光光学系统中，其矫正因所述光源的振荡波长的微小变动产生的所述球面象差的变动。
本发明(66)所述的聚光光学系统，在本发明(65)所述的聚光光学系统中，其矫正因温度湿度变化使构成所述聚光光学系统的透镜的折射率改变而产生的所述球面象差的变动。
本发明(67)所述的聚光光学系统，在本发明(64)所述的聚光光学系统中，其矫正因所述信息记录媒体的透明基板厚度差的微小变动产生的所述球面象差的变动。
本发明(68)所述的聚光光学系统，在本发明(64)所述的聚光光学系统中，其矫正因温度湿度变化引起的折射率变化、所述光源的振荡波长的变动及所述信息记录媒体的透明基板厚度的微小变动中至少二者的组合产生的球面象差的变动。
本发明(69)所述的聚光光学系统是包括光源和通过光信息记录媒体的透明基板将自所述光源射出的光束聚光于信息记录面上的物镜的记录及/或再生用聚光光学系统，在所述光源和所述物镜之间设有本发明(54)至(63)任一项所述的耦合透镜，所述光信息记录媒体夹着透明基板具有多个记录层，在聚光于不同的所述记录层时使所述物镜沿光轴方向变位，通过使所述耦合透镜在光轴方向变位，矫正因所述不同的记录层的透明基板的厚度差发生的球面象差的变动。
本发明(70)所述的聚光光学系统，在本发明(64)至(69)任一项所述的聚光光学系统中，沿光轴方向使耦合透镜变位，在所述聚光光学系统的球面象差向超补偿侧变动时使所述光源和所述耦合透镜的间隔减小，在所述聚光光学系统的球面象差向欠补偿侧变动时使所述光源和所述耦合透镜的间隔增大。
本发明(71)所述的聚光光学系统，在本发明(64)至(70)任一项所述的聚光光学系统中，所述物镜是本发明(1)至(32)任一项所述的物镜。
本发明(72)所述的聚光光学系统，在本发明(64)至(71)任一项所述的聚光光学系统中，满足下式NA≥0.70 (26)t≤0.6mm (27)λ≤500nm(28)其中，NA为对所述光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的物镜的像侧数值孔径，t为光信息记录媒体的透明基板的厚度，λ为光源的波长。
本发明(73)所述的聚光光学系统，在本发明(64)至(72)任一项所述的聚光光学系统中，所述球面象差矫正部件和所述物镜的合成系统的轴上色象差满足下式
|δfB·NA2|≤0.25μm(29)其中，δfB为所述光源波长变化+1mm时合成系统焦点位置的变化(μm)。
本发明(74)所述的光拾取装置包括聚光光学系统，其包括光源、将来自该光源的光束聚光于光信息记录媒体的记录面上的物镜、及配置于所述光源和所述物镜之间的球面象差矫正部件；受光部件，其用于检测来自所述记录面的反射光；第一驱动装置，通过检测所述反射光，为将光束聚光于所述记录面而驱动所述物镜；第二驱动装置，通过检测所述反射光检测聚光于所述记录面上的光束的聚光状态，驱动所述球面象差矫正部件，其中，所述聚光光学系统是本发明(33)至(53)及(64)至(73)任一项所述的聚光光学系统。
本发明(75)所述的物镜是在本发明(1)、(2)、(9)、(10)任一项所述的物镜中满足下式(8’)NA≥0.80(8’)本发明(76)所述的物镜是光信息记录媒体的记录及/或再生用且具有发生500nm以下的波长的光源的光拾取装置用的物镜，其包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，所述第一透镜及所述第二透镜分别由塑料材料形成，所述塑料材料是厚度3mm的光源发生的光波长的内部透射比90％以上的材料，所述塑料材料的饱和吸水率为0.1％以下，并满足下式(15’)NA≥0.70 (15’)其中，NA为进行光信息记录媒体的记录或再生所需的规定的像侧数值孔径。
本发明(77)所述的物镜是在本发明(1)、(2)、(9)、(10)、(19)、(26)、(76)任一项所述的物镜中满足下式(19’)-0.15＜(X1’-X3’)/((NA)4·f)＜0.10 (19’)其中，X1’和X3’由下式(20’)、(21’)给出，X1’＝X1·(N1-1)3/f1(20’)X3’＝X3·(N2-1)3/f2(21’)其中，X1是与光轴垂直与第一透镜的最靠光源侧的面的顶点相切的平面和有效直径最周边(上述NLA的边缘光线入射的第一透镜的最靠光源侧的面上的位置)的第一透镜的最靠光源侧的面的光轴方向的差(mm)，在以上述切平面为基准向光信息记录媒体的方向测量时为正，向光源方向测量时为负。
X3是与光轴垂直与第二透镜的最靠光源侧的面的顶点相切的平面和有效直径最周边(上述NLA的边缘光线入射的第二透镜的最靠光源侧的面上的位置)的第二透镜的最靠光源侧的面的光轴方向的差(mm)，在以上述切平面为基准向光信息记录媒体的方向测量时为正，向光源方向测量时为负。
f为所述物镜的整个系统的焦点距离(mm)，N1为第一透镜组的所用波长中的折射率，N2为第二透镜组的所用波长中的折射率。
本发明(78)所述的物镜在本发明(77)所述的物镜中，满足下式(22’)-0.08＜(X1’-X3’)/((NA)4·f)＜0.05(22’)本发明(79)所述的物镜是在本发明(1)、(2)、(9)、(10)、(19)、(26)、(76)任一项所述的物镜中，其由厚度3mm的光源发生的光的内部透射比为90％以上的材料形成。
本发明(80)所述的物镜在本发明(79)所述的物镜中，由饱和吸水率为0.1以下的材料形成。
本发明(81)所述的记录装置、再生装置搭载有本发明(68)所述的光拾取装置，可进行声音及/或图像的记录，及/或可进行声音及/或图像的再生。
当如本发明(1)所述，由两个正透镜构成物镜时，各折射面的象差的发生量小，即使对NA为0.70以上的光束，也可良好地矫正球面象差及各象差，并且，当由比重2.0以下的材料形成时，NA大，即使是由体积大的两个透镜构成的物镜，重量也很轻，可以不对物镜的聚焦用调节器施加负担而实现高速对应，或者，可用更小型的调节器进行驱动，可使光拾取装置小型化。另外，由于透镜由两个构成，故尽管NA较大，为0.70以上，但仍可减小各折射面的偏心等误差引起的各象差的劣化，得到容易制造的物镜。
本发明物镜的第一透镜可以是相对而言阿贝数大的正透镜和相对而言阿贝数小的负透镜接合而成的一组两个结构的透镜。通过将第一透镜做成上述结构，可有效地矫正物镜整个系统发生的色象差，进而通过由比重2.0以下的材料形成正透镜和负透镜两者，即使是一组两个的结构也可形成重量轻的透镜。另外，第二透镜也可以同样做成相对而言阿贝数大的正透镜和相对而言阿贝数小的负透镜接合而成的一组两个结构的透镜。通过将第二透镜做成上述结构，可有效地矫正物镜整个系统发生的色象差，进而通过由比重2.0以下的材料形成正透镜和负透镜两者，即使是一组两个的结构也可形成重量轻的透镜。
当如本发明(2)所述，由塑料材料形成各透镜时，可利用压注成形等进行大量生产，可得到廉价的物镜。
当如本发明(3)所述，在全部四个面的折射面中，使第一面至第三面中至少两个面形成非球面时，除球面象差外，还可良好地矫正慧差及象散性现象，可减小聚光性能伴随物镜的倾斜及其和光源的光轴的偏移的劣化。另外，如果透镜是塑料制品，则容易使折射面形成非球面，不会增加制造成本。
本发明(4)的条件式(2)是用于适当分配第一透镜和第二透镜的折射力的条件式，当不超过条件式(2)的上限时，则第三面即第二透镜的光源侧的面的曲率半径不会过小，可将第一透镜和第二透镜的光轴偏移引起的象差劣化抑制得较小，当不超过条件式(2)的下限时，可良好地矫正慧差及象散性现象等像高特性。
当不超过本发明(5)的条件式(3)的上限时，第一透镜的半月形的程度不会过大，第一透镜的第一面和第二面之间的轴偏移引起的象差劣化不会过大。当不超过下限时，则球面象差的矫正不够。
当如本发明(6)所述，所用波长为500nm以下时，衍射带来的影响变小，聚光点更小，可进行高密度的记录和再生，当在所用波长区域采用对材料厚度3mm的内部透射比为85％以上的材料时，可充分得到用于记录的光强，在为了再生而进行读出时，即使往复通过所述物镜，也可得到充分的入射传感器的光量，可使读出信号的S/N比良好。另外，当为500nm以下尤其是400nm左右时，吸收引起的透镜材料的劣化虽不能忽略，但是，只要是使用满足上述条件的材料的物镜，劣化的影响就很小，可以半永久性地使用。
当如本发明(7)所述，光信息记录媒体的透明基板的厚度为0.6mm以下时，虽然透明基板引起的球面象差的矫正效果减小，但通过将物镜形成两个组成的结构，可充分矫正球面象差。即使物镜的NA为0.7以上，所述光信息记录媒体的微小倾斜及弯曲引起的慧差的发生也小，可得到良好的聚光性能。
当如本发明(8)所述选择材料时，在各透镜吸收空气中的水分的过程中，难于在透镜内产生因吸水率的差引起的折射率分布，可减小由其引起的象差。特别是当NA大时，虽然象差的发生具有变大的倾向，但如上操作时，可使其充分小。
根据本发明(9)所述的物镜，满足条件式(4)的阿贝数不具有特异值的光学材料也可通过使其具有环带状衍射结构而良好地矫正色象差。尤其是，在短波长光源中，波长的微小变化也会使光学材料的折射率发生很大的变化，但若满足条件式(4)，则可充分矫正色象差，即使发生光源的模式跳跃等瞬间波长变化，聚光点也不会变大。另外，由于由比重为2.0以下的材料形成，故即使是如条件式(5)所述的NA为0.7以上的两个构成透镜，也可形成很轻的物镜。另外，如本发明(1)所述，施加于聚焦用调节器的负担小。
上述物镜的第一透镜也可以是相对而言阿贝数大的正透镜和相对而言阿贝数小的负透镜接合而构成的一组两个结构的透镜。通过将第一透镜构成上述结构，可有效地矫正物镜整个系统发生的色象差，进而，通过由比重2.0以下的材料形成正透镜和负透镜两者，即使是一组两个的结构，也可形成很轻的透镜。第二透镜也同样可以是相对而言阿贝数大的正透镜和相对而言阿贝数小的负透镜接合而构成的一组两个结构的透镜。通过将第二透镜构成上述结构，可有效地矫正物镜整个系统发生的色象差，进而，通过由比重2.0以下的材料形成正透镜和负透镜两者，即使是一组两个的结构，也可形成很轻的透镜。
当如本发明(10)所述，由塑料材料形成各透镜时，更可以利用压注成形等进行大量生产，可得到廉价的物镜。
当如本发明(11)所述，在全部四个面的折射面中，使第一面至第三面中至少两个面形成非球面时，除球面象差外，还可良好地矫正慧差及象散性现象，可减小聚光性能伴随物镜的倾斜及其和光源的光轴的偏移的劣化。另外，如果透镜是塑料制品，则容易使折射面形成非球面，不会增加制造成本。
当构成所述衍射结构而满足本发明(12)的条件式(6)时，可适当进行色象差矫正。当不超过条件式(6)的上限时，则色象差不会被过矫正，当不超过条件式(6)的下限时，不会形成矫正不足。
本发明(13)的条件式(7)是用于适当分配第一透镜和第二透镜的折射力的条件式，当不超过条件式(7)的上限时，则第三面即第二透镜的光源侧的面的曲率半径不会过小，可将第一透镜和第二透镜的光轴偏移引起的象差劣化抑制得较小，当不超过条件式(7)的下限时，可良好地矫正慧差及象散性现象等像高特性。
当不超过本发明(14)的条件式(8)的上限时，第一透镜的半月形的程度不会过大，第一透镜的第一面和第二面之间的轴偏移引起的象差劣化不会过大。当不超过下限时，则球面象差的矫正不会不够。
当如本发明(15)所述，所用波长为500nm以下时，衍射带来的影响变小，聚光点更小，可进行高密度的记录和再生，当在所用波长区域采用对材料厚度3mm的内部透射比为85％以上的材料时，可充分得到用于记录的光强，在为了再生而进行读出时，即使往复通过所述物镜，也可得到充分的入射传感器的光量，可使读出信号的S/N比良好。另外，当为500nm以下尤其是400nm左右时，吸收引起的透镜材料的劣化虽不能忽略，但是，只要是使用满足上述条件的材料的物镜，劣化的影响就很小，可以半永久性地使用。
当如本发明(16)所述，光信息记录媒体的透明基板的厚度为0.6mm以下时，虽然透明基板引起的球面象差的矫正效果减小，但通过将物镜形成两个组成的结构，可充分矫正球面象差。即使物镜的NA为0.7以上，所述光信息记录媒体的微小倾斜及弯曲引起的慧差的发生也小，可得到良好的聚光性能。
当如本发明(17)所述，使衍射结构形成利用两次以上的衍射光的结构时，各环带间的台阶变大，并形成各环带间的间隔变大的结构，衍射结构的形状要求精度不很高。通常，与利用一次衍射的情况相比，在利用两次以上的情况下，衍射效率因波长变化引起的降低大，但是，在使用接近单一波长的光源的情况下，几乎不成问题，故可得到容易制造且具有充分的衍射效率的物镜。
当如本发明(18)所述选择材料时，在各透镜吸收空气中的水分的过程中，难于在透镜内产生因吸水率的差引起的折射率分布，可抑制由其引起的象差及伴随相位变化的衍射效率的降低。特别是当NA大时，虽然象差的发生和衍射效率降低具有变大的倾向，但如上操作时，可使其充分小。
当如本发明(19)所述，由两个正透镜构成透镜时，由于可将对光线的折射力分配在四个面上，故各折射面上象差的发生量小，即使是高NA的光束，也可良好地矫正球面象差及各象差的劣化，且可采用因各折射面的偏心等误差引起的各象差的劣化小并容易制造的物镜。且当由塑料材料形成各透镜时，即使是由体积大的两个透镜构成的高NA的物镜，重量也很轻，故可减轻对聚焦用调节器施加的负担，实现高速对应，且可用小型调节器进行驱动等，并且，可利用压注成形等进行廉价的大量生产。
由于塑料透镜与玻璃透镜相比，温度变化引起的折射率和形状变化大，故由此造成的性能劣化容易成为问题，但是，该性能劣化即球面象差的增大以NA的四次方的比例增大，故NA越高越成问题。通常，塑料透镜相对于温度变化发生的折射率的变化为-10×10-5/℃左右。在利用由塑料材料形成的两个透镜构成高NA物镜的情况下，当工作距离相对物镜的焦点距离小时，在温度上升时，会发生矫正不足的低次的球面象差，在温度下降时会发生低次的过补偿的球面象差。与此相对，当工作距离相对物镜的焦点距离大时，在温度变化时，可发生与上述低次的球面象差相反极性的高次的球面象差。这时，通过使物镜的焦点距离和工作距离满足式(9)，可良好地获得低次的球面象差的发生量和相反极性的高次的球面象差发生量的平衡，即使是由塑料材料形成的高NA的物镜，也可形成温度变化时波面象差的劣化少的物镜。在式(9)的下限以上，温度上升时的球面象差不会过分地矫正不足，在上限以上，温度上升时的球面象差不会过分地过矫正。在式(9)的下限以上，温度下降时的球面象差不会过分地过矫正，在上限以下，温度下降时的球面象差不会过分矫正不足。
为了良好地矫正温度变化时的球面象差，式(1)的值最好为0.14左右。以下以具体例进行说明。图49表示自基准温度上升+30℃时的三种物镜的球面象差图。均是由塑料材料形成的两个正透镜构成的物镜。式(9)的值分别是(a)0.08、(b))0.14、(c)0.25。在超过式(9)的下限的(a)的情况下，温度上升时大幅度地发生欠补偿的低次球面象差，但超补偿的高次球面象差的发生小，故整体上形成矫正不足的球面象差。与此相对，在超过式(9)的上限的(c)的情况下，温度上升时，虽然欠补偿的低次球面象差的发生小，但是超补偿的高次球面象差大程度地发生，故整体上形成过矫正的球面象差。在式(1)的最佳条件即(a)的情况下，温度上升时发生的欠补偿的低次球面象差和超补偿的高次球面象差取得平衡，整体上形成几乎完全矫正型的球面象差。
当由两个正透镜构成NA大的物镜时，工作距离往往会变小，故由于光信息记录媒体的弯曲，物镜与光信息记录媒体接触的可能性很大，但是，通过满足式(9)，即使是小直径也可确保工作距离很大，所以，可以防止光信息记录媒体的弯曲引起的物镜和光信息记录媒体的接触。
光拾取装置中，用作光源的半导体激光器的振荡波长个体间存在着±10nm左右的偏差，在将具有偏离基准波长的振荡波长的半导体激光器用于光源的情况下，数值孔径越大物镜产生的球面象差越大，故不能使用具有偏离基准波长的振荡波长的半导体激光器，需要选择用作光源的半导体激光器。并且，由于塑料透镜与玻璃透镜相比折射率小，故在将具有偏离基准波长的振荡波长的半导体激光器用于光源的情况下，物镜产生的球面象差往往很大。但是，通过满足式(9)，即使是塑料材料形成的高NA的物镜，在将具有偏离基准波长的振荡波长的半导体激光器用于光源时产生的球面象差也可抑制得很小。在式(9)的下限以上，振荡波长向长波长侧偏移时的球面象差不会过分地矫正不足，在上限以下，振荡波长向长波长侧偏移时的球面象差不会过分地过补偿。另外，在式(9)的下限以上，振荡波长向短波长侧偏移时的球面象差不会过分地过补偿，在上限以下，振荡波长向短波长侧偏移时的球面象差不会过分地矫正不足。
当如本发明(20)所述，上述物镜中，在全部四个折射面中使第一面至第三面中至少两个面形成非球面时，可良好地矫正球面象差、慧差及象散性，故可减小伴随物镜和光源的光轴偏移的波面象差的劣化。此时，若至少使第一面和第三面两个面为非球面，则可更精细地矫正上述象差，故很理想。若第二面也做成非球面，则可将第一透镜和第二透镜的光轴偏移产生的象差抑制得很小，故更理想。若物镜为塑料制品，则容易将折射面形成非球面，不会增加制造成本。
本发明(21)的条件式(10)是用于适当地分配第一透镜和第二透镜的折射力的，在式(10)的下限以上，温度上升时的球面象差及光源波长自基准波长偏移向长波长侧时的球面象差不会过分地过补偿。温度下降时的球面象差及光源波长自基准波长偏移向短波长侧时的球面象差不会过分地矫正不足。另外，可良好地矫正慧差及象散性等像高特性。另外，第一透镜的第一面和第二面的光轴偏移及第一透镜和第二透镜的光轴偏移引起的象差劣化不会过分地变大。在式(10)的上限以下，温度上升时的球面象差及光源波长自基准波长偏移向长波长侧时的球面象差不会过分地矫正不足。温度下降时的球面象差及光源波长自基准波长偏移向短波长侧时的球面象差不会过分地过补偿。另外，第三面即第二透镜的光源侧的面的曲率半径不会过分地变小，可将第二透镜的倾斜引起的象差劣化限制得很小，第三面的最大有效直径位置的非球面的切面和垂直于光轴的平面形成的角度不会过分变大，故透镜成形所用的金属模型的加工容易。另外，由于第一透镜和第二透镜的间隔不会过分变大，故可将物镜的全长抑制得较小，可实现光拾取装置的小型化。根据上述，式(10)最好满足1.3≤f1/f2≤4.2。
本发明(22)的条件式(11)是关于第一透镜的适当的形状的条件式，在式(11)的下限以上，第二面即第一透镜的光信息记录媒体侧的面的、最大有效直径位置的面的法线和入射光线形成的角度不会过分变小，故可防止第一面上的反射光入射到光拾取装置的受光元件而引起的不需要信号的检测。另外，由于第一透镜的中心厚度不会过分变大，故可将物镜的全长抑制得较小，可实现光拾取装置的小型化。在式(11)的上限以下，第一透镜的第一面和第二面的光轴偏移引起的象差劣化不会过分变大。根据上述，式(11)最好满足0.8≤(r2+r1)/(r2-r1)≤4.0。
当如本发明(23)所述，所用波长为500nm以下时，衍射的影响变小，聚光点变得更小，可进行高密度的记录和再生，当在所用波长区域采用厚度3mm的内部透射比85％以上的材料为材料时，可充分得到用于记录的光强，在为了再生而进行读出时，即使使所述物镜往复通过，也可得到充分的入射传感器的光量，可使读出时的S/N比良好。另外，在500nm以下，尤其是400nm左右时，吸收引起的透镜材料的劣化虽然不能忽略，但是，只要是使用满足上述条件的材料的物镜，则劣化的影响很小，可半永久性使用。
如本发明(24)所述，通过将进行光信息记录媒体的记录及/或再生所需的规定的物镜的像侧数值孔径(NA)提高到0.70以上(现有光信息记录媒体例如CD为0.45，DVD为0.60)，可减小聚光于信息记录面上的光点的尺寸，可对光信息记录媒体进行比现有光信息记录媒体更高密度的记录及/或进行高密度记录的信息的再生。这样，通过提高物镜的数值孔径，虽然会发生来自垂直于光轴的面的光信息记录媒体的倾斜或弯曲引起的慧差的产生变大的问题，但是，通过减小光信息记录媒体的透明基板的厚度，可抑制这种慧差的产生，在物镜的数值孔径提高到0.70以上时，光信息记录媒体的透明基板的厚度(t)最好为0.6mm以下(现有光信息记录媒体例如CD为1.2mm，DVD为0.6mm)。
当如本发明(25)所述选择材料时，在吸收空气中的水分的过程中，在光学元件中难于产生吸水率之差引起的折射率分布，可抑制由此产生的象差。特别是，当物镜的数值孔径大时，虽然象差的发生有变大的倾向，但通过上述操作可将其抑制得足够小。
当如本发明(26)所述，由两个正透镜构成透镜时，可将相对于光线的折射力分配在四个面上，故各折射面上象差的发生量小，即使是高NA的光束，也可良好地矫正球面象差及各象差，且各折射面的偏心等误差引起的各种象差劣化少，可采用容易制造的物镜。
通过将对光信息记录媒体进行记录及/或再生所需的规定的物镜的像侧数值孔径(NA)提高到0.70以上，可减小聚光于信息记录面上的光点的尺寸，故可对光信息记录媒体进行比现有光信息记录媒体更高密度的记录及/或进行高密度记录的信息的再生。另一方面，当由两个正透镜构成NA大的物镜时，工作距离往往变小，故发生由于光信息记录媒体的弯曲而使物镜与光信息记录媒体接触的可能性大的问题。为了确保工作距离大，加大物镜的焦点距离即增大物镜的入射瞳径是有效的，但是，这种情况下，会使光拾取装置大型化，故实用上不理想。为了使拾取装置的小型化和工作距离的确保都能实现，最好满足式(12)。若不超过式(12)的上限，则第二透镜的能力不会过分变强，故第二透镜的制造误差感度及第一透镜和第二透镜的光轴偏移引起的象差劣化可抑制得较小，可采用容易制造的透镜。且可采用正弦条件被良好矫正的透镜。若不超过式(12)的下限，则即使是小直径，也可确保大的工作距离，故可防止光信息记录媒体的弯曲引起的物镜和光信息记录媒体的接触，可使光拾取装置小型化。根据上述，式(12)最好满足0.07≤WD/ENP≤0.14。
当如本发明(27)所述，在上述物镜中使全部四个折射面中的自第一面至第三面中至少两个面是非球面，则可良好地矫正球面象差及慧差和象散性，故可减小波面象差随物镜和光源的光轴偏移的劣化。此时，若至少使第一面和第三面两个面为非球面，则可更精细地矫正上述象差，故很理想。若第二面也做成非球面，则可将第一透镜和第二透镜的光轴偏移产生的象差抑制得很小，故更理想。
本发明(28)的条件式(13)是用于适当地分配第一透镜和第二透镜的折射力的，在不超过条件式(13)的上限时，第三面即第二透镜的光源侧的面的曲率半径不会过分地变小，可将第一透镜和第二透镜的光轴偏移引起的象差劣化限制得很小，第三面的最大有效直径位置的非球面的切面和垂直于光轴的平面形成的角度不会过分变大，故透镜成形所用的金属模型的加工容易。在不超过条件式(13)的下限时，可良好地矫正慧差及象散性等像高特性。
当不超过本发明(29)的条件式(14)的上限时，第一透镜的半月形的程度不会过度变大，第一透镜的第一面和第二面之间的轴偏移引起的象差劣化不会过分变大。当不超过本发明(29)的条件式(14)的下限时，第二面即第一透镜的光信息记录媒体侧的面的、最大有效直径位置的面的法线和入射光线形成的角度不会过分变小，故可防止第二面上的反射光入射到光拾取装置的受光元件而引起的不需要信号的检测。
当如本发明(30)所述，所用波长为500nm以下时，衍射的影响变小，聚光点变得更小，可进行高密度的记录和再生，当在所用波长区域采用厚度3mm的内部透射比85％以上的材料为材料时，可充分得到用于记录的光强，在进行读出时，即使使所述物镜往复通过，也可得到充分的入射传感器的光量，可使读出信号的S/N比良好。另外，在500nm以下，尤其是400nm左右时，吸收引起的透镜材料的劣化虽然不能忽略，但是，只要是使用满足上述条件的材料的物镜，则劣化的影响很小，可半永久性使用。
如本发明(31)所述，当将光信息记录媒体的透明基板的厚度形成为0.6mm以下时，虽然透明基板对球面象差的矫正效果减小，但是，通过使物镜由两个透镜构成，可充分矫正球面象差。即使物镜的NA为0.70以上，所述光信息记录媒体的微小倾斜及弯曲引起的慧差的发生也小，可得到良好的聚光性能。
当如本发明(32)所述选择材料时，在各透镜吸收空气中的水分的过程中，在透镜内难于因吸水率之差产生折射率分布，可抑制由此产生的象差。特别是，当物镜的NA大时，虽然象差的发生有变大的倾向，但通过上述操作可将其抑制得足够小。
如上所述，根据本发明(1)～(32)，可得到良好的物镜。但在使用NA大、波长更短的光源而增大记录密度时，不能忽略各种误差的影响特别是球面象差的变动。因此，当如本发明(33)所述，在光源和物镜之间设置矫正球面象差变动的球面象差矫正部件时，可得到即使有各种误差也可维持良好的聚光特性的聚光光学系统。
当如本发明(34)所述，设有矫正因温度湿度变化在物镜尤其是塑料透镜形成的物镜等上产生的球面象差变动的球面象差矫正部件时，可得到即使环境变化时聚光点也良好的聚光光学系统。
当如本发明(35)所述，设有矫正因光信息记录媒体的透明基板厚度的变动产生的球面象差变动的球面象差矫正部件时，可得到即使所述光信息记录媒体存在制造误差等聚光点也良好的聚光光学系统。
当如本发明(36)所述，在光信息记录媒体夹着保护层等的透明基板具有多个记录层的情况下，设有矫正因各记录层的透明基板的厚度差异发生的球面象差变动的球面象差矫正部件时，朝向各记录层的聚光点均可良好，可得到记录面密度大的光存储用聚光光学系统。
当如本发明(37)所述，设有矫正因光源的振荡波长之差发生的球面象差的变动的球面象差矫正部件时，即使存在光源装置的误差，也可得到聚光点良好的聚光光学系统。
当如本发明(38)所述，设有矫正因温度湿度变化、光信息记录媒体的透明基板的厚度变动及光源的振荡波长的变动中至少二者的组合引起的球面象差的变动的球面象差矫正部件时，可得到聚光性总是良好的聚光光学系统。当设置这种球面象差矫正部件时，对物镜、光源及光信息记录媒体等的精度要求不会过严，由此，可得到性能优良的聚光光学系统。
当如本发明(39)所述，通过可由例如施加电压等产生折射率的分布的装置矫正球面象差的变动时，可得到无可动部的机械结构简单的聚光光学系统。
当如本发明(40)所述，所述球面象差矫正部件构成包括至少一个正透镜和至少一个负透镜的光束膨胀器的结构，使至少一个透镜可沿光轴方向变位时，可改变入射物镜的光线束的分散度，可改变球面象差。另外，通过包括正透镜和负透镜，变得容易矫正象差，如果固定透镜位置，则可抑制波长变动引起的分散度即球面象差的变动，可得到即使在因模式跳跃等瞬间发生的波长变动球面象差矫正部件不能对应的情况下聚光点也良好的聚光光学系统。
当满足本发明(41)的条件式(15)而选择正透镜和负透镜的阿贝数时，可得到具有色象差被良好矫正的球面象差矫正部件的聚光光学系统。
当满足本发明(42)的条件式(16)及条件式(17)时，可得到具有更理想地矫正色象差的球面象差矫正部件的聚光光学系统。
当满足本发明(43)的条件式(18)而选择正透镜和负透镜的阿贝数之差时，则更理想。若不超过条件式(18)的下限，则色象差的矫正容易，可在不过分增大正透镜及负透镜的折射力的情况下矫正象差，可得到慧差等像高特性的劣化少的聚光光学系统。若不超过条件式(18)的上限，则材料的获得容易，不会形成内部透射比及加工性能存在问题的材料。当可动元件的材料由比重为2.0以下的材料形成时，可动元件足够轻，可得到具有即使在球面象差的变动高速产生的情况下也可很容易地对应的球面象差矫正部件的聚光光学系统。
如果如本发明(44)所述，正透镜采用阿贝数为70以下的材料，可选择耐酸性及耐气候性等优良的材料，若负透镜采用阿贝数为40以上的材料，则可选择内部透射比尤其是短波中的透射比优良的材料，通过具有环带状衍射结构，也可充分矫正色象差。
若如本发明(45)所述，可动元件由比重2.0以下的材料形成，则可动元件非常轻，可得到具有即使在球面象差的变动高速产生的情况下也可很容易地对应的球面象差矫正部件的聚光光学系统。
当如本发明(46)所述，所述球面象差矫正部件由塑料材料形成，则可进一步通过压注成形等进行大量生产，可得到廉价的球面象差矫正部件。
若如本发明(47)所述，则在各透镜吸收空气中的水分的过程中，透镜中难于产生吸水率之差引起的折射率分布，可抑制由此产生的象差及伴随相位变化出现的衍射效率的降低。特别是当NA大时，虽然象差发生及衍射效率降低有增大的倾向，但通过上述操作可使其足够小。
当如本发明(48)所述，衍射结构形成利用两次以上的衍射光的结构时，各环带间的台阶变大，并且形成各环带间的间隔变大的结构，衍射结构的形状精度要求不会过分变严。与通常的利用一次衍射光的情况相比，在使用两次以上衍射光的情况下，虽然波长变化引起的衍射效率的降低大，但是，在使用接近单一波长的光源的情况下，几乎不成为问题，故可得到容易制造且具有足够的衍射效率的球面象差矫正部件。
当如本发明(49)所述，所用波长为500nm以下时，衍射的影响小，聚光点更小，可进行高密度的记录和再生，当所用波长区域以厚度3mm的内部透射比85％以上的材料为材料时，可充分得到用于记录的光强，在为了再生而进行读出时，即使在往复通过所述球面象差矫正部件而入射传感器的情况下，也可得到足够的光量，可使读出信号的S/N比良好。另外，当为500nm以下尤其是400nm左右时，吸收引起的透镜材料的劣化虽不能忽略，但是，只要是使用满足上述条件的材料的球面象差矫正部件，劣化的影响就很小，可以半永久性地使用。
如果采用本发明(50)所述结构的球面象差矫正部件，则形成简单、廉价且性能良好的球面象差矫正部件。
当如本发明(51)所述，在聚光光学系统的球面象差向过补偿方向变动时，减小正透镜和负透镜的间隔，则向物镜入射的光束的分散度变大，在物镜产生球面象差，整体上球面象差被矫正。相反，在球面象差向欠补偿方向变动时，增加正透镜和负透镜的间隔，向物镜入射的光束的分散度变小，或入射聚光光束，在物镜的球面象差的产生减少，因此，整个系统的球面象差被矫正。
当采用满足本发明(52)所述的条件式(19)和条件式(21)的聚光光学系统时，衍射形成的光点的扩大变小，可得到更高密度的聚光光学系统。若采用满足条件式(20)的光信息记录媒体，则光信息记录媒体的倾斜及弯曲等引起的聚光点的扩大变小，可进行良好的记录及/或再生。
当满足本发明(53)所述的条件式(22)而矫正色象差时，即使NA为0.7以上，也可充分防止光源的微小波长变动引起的光点尺寸的扩大。
若如本发明(54)所述，耦合透镜为使对光信息记录媒体进行记录及/或再生用时来自光源的光准直并使其向物镜入射，而采用以10nm的波长变动使色象差过补偿的耦合透镜时，可得到可与物镜等其他光学系统发生的色象差相抵矫正的耦合透镜。通常，耦合透镜由于自光源射出的光束的分散度小，故与物镜相比，折射力可较小，制造时精度的要求没有物镜那么严，工作距离等的限制少，故象差矫正容易。只要由耦合透镜消除色象差，未严格矫正象差的物镜通过与该耦合透镜组合使用，也可以作为波长变动的影响很大的高密度光信息记录用聚光光学系统的物镜使用。
如本发明(55)所述，通过使至少一个面形成随着远离光轴曲率半径变大的非球面，即使是一个透镜也可良好地矫正球面象差，并且，通过使一个面形成具有多个同心环带台阶的衍射面，可过矫正色象差，可以简单的结构得到具有本发明(54)所述的作用的耦合透镜。
当如本发明(56)所述，使远离所述光源一侧的面为随着远离光轴曲率半径变大的非球面时，则除球面象差外还可矫正慧差。如果使光源侧的面从宏观上看为球面衍射面，则结构简单并可如上述一样过矫正色象差。
如果如本发明(57)所述形成所述衍射面，则可得到期望的象差矫正状态的耦合透镜。只要不超过条件式(23)的下限，色象差就形成过矫正倾向，可抵消物镜等的色象差。只要不超过条件式(23)的上限，最小环带间距就不会过分变小，可得到容易制造的耦合透镜。
当如本发明(58)所述的耦合透镜，衍射结构形成利用两次以上的衍射光的结构时，各环带间的台阶变大，并且形成各环带间的间隔变大的结构，衍射结构的形状精度要求不会过分变严。与通常的利用一次衍射光的情况相比，在使用两次以上衍射光的情况下，虽然波长变化引起的衍射效率的降低大，但是，在使用接近单一波长的光源的情况下，几乎不成为问题，故可得到容易制造且具有足够的衍射效率的耦合透镜。
即使是本发明(59)所述的一组两个接合透镜的结构，也可得到适当过矫正色象差的耦合透镜。
如本发明(60)所述，使至少一个面为非球面时，可矫正球面象差，所以可不考虑接合面的球面象差矫正效果，可恰当地矫正色象差。当满足条件式(24)及(25)时，可得到性能更好的耦合透镜。
如本发明(61)所述，由比重为2.0以下的材料形成，则耦合透镜可做得非常轻，可得到具有即使在球面象差的变动高速产生的情况下也可容易应对的球面象差矫正部件的聚光光学系统。
当如本发明(62)所述，各透镜由塑料材料形成时，可进一步利用压注成形进行大量生产，得到廉价的耦合透镜。
如本发明(63)所述，在各透镜吸收空气中的水分的过程中，难于在透镜内产生因吸水率的差引起的折射率分布，可抑制由此产生的象差及伴随相位变化的衍射效率的降低。特别是当NA大时，虽然象差的发生及衍射效率降低具有变大的倾向，但如上操作时，可使其充分小。
如本发明(64)所述，在所述光源和所述物镜之间设有所述耦合透镜，使所述耦合透镜可在光轴方向变位，这种聚光光学系统通过使所述耦合透镜在光轴方向变位，矫正包括光信息记录媒体的各光学面发生的球面象差的变动，从而可作为光源波长更短、NA更大、尺寸更小的聚光点所需的高密度光存储用聚光光学系统使用。
如本发明(65)所述，当存在光源的振荡波长的误差及偏差时，因波长的不同引起的折射率差使象差矫正的平衡破坏，球面象差发生变化，但是采用使所述耦合透镜变位而对其进行矫正的聚光光学系统时，可得到聚光特性总是维持最佳的聚光光学系统。
当如本发明(66)所述，矫正因温度湿度变化使构成聚光光学系统的透镜的折射率改变而产生的球面象差的变动时，可得到即使使用塑料等材料也不受温度湿度变化的影响的性能良好的聚光光学系统。
如本发明(67)所述，即使在所述光信息记录媒体的透明基板厚度因制造误差而产生偏差或存在局部厚度不同的情况下，也可使所述耦合透镜变位而矫正由此产生的球面象差的变动，所以可应对各种媒体的状态，可得到总是维持良好聚光状态的聚光光学系统。
如本发明(68)所述，只要矫正温度湿度变化、光源的振荡波长的差异及光信息记录媒体的透明基板厚度的变动中至少二者的组合产生的球面象差的变动，即可得到更便于使用、聚光特性总是良好的聚光光学系统。
如本发明(69)所述，所述光信息记录媒体夹着保护层等的透明基板具有多个记录层，当设有矫正因各记录层的透明基板的厚度差异发生的球面象差的变动的矫正部件时，向各记录层聚光的聚光点均可形成良好，可得到记录面密度大的光存储用聚光光学系统。
如本发明(70)所述，若在所述聚光光学系统的球面象差向超补偿方向变动时使所述光源和耦合透镜的间隔减小，使入射物镜的光束的分散度变大时，物镜产生球面象差，整体上球面象差被矫正。相反，在球面象差向欠补偿方向变动时使所述光源和所述耦合透镜的间隔增大，入射物镜的光束的分散度小，或入射聚光光束，物镜上的球面象差的产生减少，因此，整个系统的球面象差被矫正。
本发明(64)～(70)所述的聚光光学系统均使用本发明(54)～((63)所述的耦合透镜，故包括物镜的聚光光学系统整体的色象差被良好矫正，因此，即使在光源的模式跳跃等瞬间产生耦合透镜的变位不能即时对应的波长变动，聚光点也不会劣化。另外，在光源的振荡波长的差异等变动量大、球面象差的矫正平衡被破坏的情况下，可通过耦合透镜的变位矫正剩余的球面象差。
如本发明(71)所述，当组合本发明(1)～(32)所述的物镜时，可得到更好的聚光光学系统。
当如本发明(72)所述，采用满足条件式(26)的高NA物镜时，可减小聚光点，当采用满足条件式(27)的厚度的透明基板厚度时，可防止因光信息记录媒体倾斜或弯曲而引起聚光点直径增大，当将光源用于满足条件式(28)的短波长时，衍射影响小，可减小聚光点。另外，由于聚光光学系统整体被良好地矫正了色象差，故在短波区域微小的波长变化引起的大的折射率变化的影响被矫正，使聚光点增大的各种误差因素引起的球面象差变动也可通过耦合透镜的变位而矫正，可总是维持小的聚光点，可实现高密度的光存储。
当如本发明(73)所述，满足条件式(29)而矫正聚光光学系统的色象差时，可一直得到足够小的聚光点。
当如本发明(74)所述构成光拾取装置时，可得到记录点尺寸小、记录密度大的对光信息记录媒体良好地进行记录及/或再生的、高性能且廉价的光拾取装置。通过聚光光学系统的选择，可得到分别具有上述特性的光拾取装置。
如本发明(75)所述，通过使物镜满足式(8’)，可得到廉价且重量轻的物镜，且可对应高数值孔径(NA)化。
如本发明(76)所述，即使在使用发生500nm以下的波长的光源的情况下，通过由厚度3mm的光源发生的光的波长的内部透射比90％以上的材料形成本发明的物镜，与现有单透镜构成的物镜相比，即使是厚度及体积大的两组透镜构成的物镜，光的透射比也大，故可改善记录再生信号的S/N比，并且，由于重量轻，因而可由更小型的调节器实现驱动和节省功率。另外，通过由饱和吸水率为0.1％以下的塑料材料形成，即使是NA为7.0以上的物镜，也可将吸水引起的成象性能的劣化抑制得很小。这里，所谓的透射比是指塑料材料的入射光强和出射光强之比，不考虑表面反射损失和面间反射的影响。
在两组结构的透镜设计中，矫正第一透镜和第二透镜的光轴偏移引发的象散性及慧差等，采用组装容易的透镜从降低工时及降低成本的观点出发是很重要的。另外，高NA的物镜在对制造误差确保足够的公差的情况下，工作距离往往减小，但是，当工作距离小时，由调节器进行驱动时，有可能与光信息记录媒体接触，使信息记录面产生破损。本发明(77)的条件式(19’)是用于良好地矫正第一透镜和第二透镜的光轴偏移引发的象差、并确保对制造误差的足够的公差的、为了确保实用上不成问题的工作距离的、有关第一透镜的最靠光源侧的面和第二透镜的最靠光源侧的面的沉降量的条件式。当不超过上述条件式的下限时，第二透镜的功率负担不会过分变大，故第二透镜光源侧的面的加工角度不会过分变大，可由金刚石刀具正确地进行金属模型加工。可良好地矫正第一透镜和第二透镜的光轴偏移引发的象差，可得到组装容易的透镜。当不超过上述条件式的上限时，工作距离不会过分减小，故可得到容易由调节器驱动的物镜，且第一透镜的功率负担不会过分变大，因此，第一透镜光源侧的面的加工角度不会过分变大，可由金刚石刀具正确地进行金属模型加工。可良好地矫正第一透镜和第二透镜的光轴偏移引发的象差，可得到组装容易的透镜。
为了实现上述作用，如本发明(78)所述，更理想的是满足式(22’)。
根据本发明(79)所述，可更充分地得到用于记录的光强，即使在为了再生而进行读出时，即使往复通过所述物镜，也可更充分地得到入射传感器的光量，可进一步改善读出信号的S/N比。
当如本发明(18)所述选择材料时，在各透镜吸收空气中的水分的过程中，难于在透镜内产生因吸水率的差引起的折射率分布，可减小由其引起的象差。特别是当NA大时，虽然象差的发生具有变大的倾向，但如上操作时，可使其充分小。这一点若如本发明(80)所述进行，则更具效果。
(2-1)、本发明所述的物镜是一种光信息记录媒体的信息记录及/或再生用物镜，其包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，至少一个面具有环带状衍射结构，并满足下式(30)、(31)NA≥0.70 (30)0.05≤WD/ENP≤0.25 (31)其中，NA为进行光信息记录媒体的记录及/或再生所需的规定的像侧数值孔径，WD为所述物镜的工作距离(mm)，ENP为所述物镜的入射瞳径(mm)。
如该物镜那样，当由两个正透镜构成物镜时，可将对光线的折射力分配在四个面上，故各折射面的象差的发生量小，即使在高NA的光束下，也可良好地矫正以球面象差和各象差，并且，各折射面的偏心等误差引起的各象差的劣化少，可得到容易制造的物镜。
通过将进行光信息记录媒体的记录及/或再生所需的规定的物镜像侧数值孔径(NA)提高到0.70以上，(现有光信息记录媒体例如CD为0.45，DVD为0.60)，可减小聚光于信息记录面上的光点的尺寸，可对光信息记录媒体进行比现有光信息记录媒体更高密度的记录及/或进行高密度记录的信息的再生。但是，当由两个正透镜构成NA大的物镜时，工作距离往往变小，故会产生因光信息记录媒体的弯曲使物镜和光信息记录媒体接触的可能性加大的问题。为了确保大的工作距离，加大物镜的焦点距离即加大物镜的入射瞳径是有效的，但是，在这种情况下，光拾取装置会大型化，故实用上并不理想。为了拾取装置的小型化和确保工作距离两者同时实现，最好满足式(31)。当不超过式(31)的上限时，第二透镜的本领不会过分变强，可将第二透镜的制造误差感度及第一透镜和第二透镜的光轴偏移引起的象差劣化抑制得较小，可得到容易制造的透镜。并且，可得到良好地矫正正弦条件的透镜。当不超过式(31)的下限时，即使直径小，也可确保大的工作距离，故可防止光信息记录媒体的弯曲引起的物镜和光信息记录媒体的接触，可使光拾取装置小型化。
(2-2)、本发明的另一物镜是一种光信息记录媒体的信息记录及/或再生用物镜，其包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，所述第一透镜及所述第二透镜分别由塑料材料形成，至少一个面具有环带状衍射结构，并满足下式(32)0.05≤WD/ENP≤0.15 (32)其中，WD为所述物镜的工作距离(mm)，ENP为所述物镜的入射瞳径(mm)。
如该物镜那样，当由塑料材料形成各透镜时，即使是由体积大的两个透镜构成的高NA的物镜，重量也很轻，故可减轻聚焦用调节器的负担，实现高速对应，实现由小型调节器进行的驱动等，且可由压注成形等廉价地进行大量生产。
一般塑料材料的阿贝数为55左右，虽然阿贝数不具有特异的值，但通过设置环带状的衍射结构适当组合衍射透镜的衍射作用和折射透镜的折射作用，可良好地矫正轴上色象差。特别是即使波长短的光源相对波长的微小变化光学材料的折射率发生很大的变化也可充分矫正轴上色象差，故即使发生光源的模式跳跃现象等瞬间波长变化，聚光点也不会变大。
塑料透镜与玻璃透镜相比，温度变化引起的折射率和形状变化大，故由此引起的性能劣化容易成为问题。该性能劣化即球面象差的增大与NA的四次方成比例增大，故NA越高问题越大。通常塑料透镜相对于温度变化的折射率的变化为-10×10-5/℃左右。在利用由塑料材料形成的两个透镜构成高NA物镜的情况下，当相对物镜的入射瞳径工作距离小时，在温度上升时，会发生矫正不足方向的3次球面象差，在温度下降时会发生过补偿方向的3次球面象差。与此相对，当相对物镜的入射瞳径工作距离增大时，在温度变化时，可发生与上述3次球面象差相反极性的5次以上的高次球面象差。这时，通过使物镜的入射瞳径和工作距离满足式(32)，可良好地获得3次球面象差的发生量和相反极性的高次球面象差的发生量的平衡，即使是由塑料材料形成的高NA的物镜，也可形成温度变化时波面象差的劣化少的物镜。在式(32)的下限以上，温度上升时的边缘光线的球面象差不会过分地矫正不足，在上限以下，温度上升时的边缘光线的球面象差不会过分地过矫正。在式(32)的下限以上，温度下降时的边缘光线的球面象差不会过分地过矫正，在上限以下，温度下降时的边缘光线的球面象差不会过分矫正不足。
(2-3)、本发明所述的另一物镜是一种光信息记录媒体的信息记录及/或再生用物镜，其包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，至少一个面具有环带状衍射结构，并满足下式(33)0.05≤PD/PT≤0.20 (33)其中，PD为所述第i面上形成的衍射结构由Φb＝b2ih2+b4ih4+b6ih6+……(A)定义的光路差函数表示时(这里，h为距光轴的高度(mm)，b2i、b4i、b6i、……分别是2次、4次、6次、……的光路差函数)由PD＝∑(-2·b2i)定义的仅衍射结构的本领(mm-1)，PT为组合折射透镜和衍射结构的物镜整个系统的本领(mm-1)。
如该物镜这样，通过决定物镜的衍射结构，使仅衍射结构的本领和物镜整个系统的本领满足(33)式，可良好地矫正物镜产生的轴上色象差。在(33)式的下限以上，将光点联结于光信息记录媒体的信息记录面上时的波面的轴上色象差不会过分地矫正不足，在上限以下，将光点联结于光信息记录媒体的信息记录面上时的波面的轴上色象差不会过分地过矫正。
(2-4)、本发明所述的另一物镜是一种光信息记录媒体的信息记录及/或再生用物镜，其包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，至少一个面具有环带状衍射结构，在组合了衍射透镜的衍射作用和折射透镜的折射作用的情况下，具有在光源的波长偏向长波长侧时向反焦距变短的方向变化的轴上色象差特性，并满足下式(34)-1＜ΔCA/ΔSA＜0 (34)其中，ΔCA是轴上色象差相对于波长变化的变化量(mm)，ΔSA是边缘光线的球面象差相对于波长变化的变化量(mm)。
如该物镜这样，在组合了衍射透镜的衍射作用和折射透镜的折射作用的情况下，具有在光源的波长偏向长波长侧时向反焦距变短的方向变化的轴上色象差特性，最好满足下式(34)。当利用衍射作用进行矫正，几乎完全矫正物镜的轴上色象差，且使长、短波长侧的球面象差曲线与基准波长的球面象差曲线平行(以下称色象差完全矫正型)时，可得到激光光源的模式跳跃现象及高频重叠时的波面象差的劣化小的物镜。但是，在形成色象差完全矫正型的衍射型物镜中，衍射环带的间隔往往变小，故显示环带结构的形状误差的影响很大，不能得到充分的衍射效率。因此，本发明人为了解决上述问题，提出光源的模式跳跃现象及高频重叠时的波面象差的劣化小且衍射环带间隔不过分小的衍射型物镜。也就是说，不矫正长、短波长侧的球面象差，使物镜的轴上色象差过矫正，通过使基准波长的球面象差曲线和长、短波长侧的球面象差曲线交叉(以下称过矫正型)，可将光源波长偏移时的最佳写入位置的移动抑制得较小，可得到光源的模式跳跃现象及高频重叠时的波面象差的劣化小的物镜，并且，可由此比色象差过矫正型物镜更增大衍射环带间隔。
(2-5)、本发明所述的另一物镜是一种光信息记录媒体的信息记录及/或再生用物镜，其包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，至少一个面具有环带状衍射结构，并满足下式(35)1.0≤(r2+r1)/(r2-r1)≤6.035)其中，ri是各面的近轴曲率半径(mm)(i＝1或2)。
如该物镜这样，当不超过(35)式的上限时，第一透镜的半月形程度不会过分变大，第一透镜的第一面和第二面之间的轴偏移引起的象差劣化不会过分变大。在不超过下限时，球面象差的矫正不会不足。
(2-6)、本发明所述的另一物镜是一种光信息记录媒体的信息记录及/或再生用物镜，其包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，包括第二面的至少一个面具有环带状衍射结构，并满足下式(36)1.0＜(r2+r1)/(r2-r1) (36)
其中，ri是各面的近轴曲率半径(mm)(i＝1或2)。
在由两个正透镜构成的高NA的物镜中，在第一透镜具有满足(36)式的形状即半月形形状的情况下，边缘光线对第二面的入射角具有变小的倾向。该倾向当工作距离(WD)与入射瞳径(ENP)之比(WD/ENP)的值大于0.05时，特别显著。因此，为了防止光点联结在光拾取装置的光检测器的受光面上引起的光检测器对不需要的光的检测，在两个正透镜构成的高NA的物镜中，在第一透镜具有半月形形状的情况下，需要控制第二面的反射光，以使边缘光线对第二面的入射角不过分变小。如该物镜这样，在包括具有半月形形状的第一透镜的两个透镜构成的高NA物镜上设置衍射结构的情况下，在第二面上设置衍射结构时，由于以下所述的理由，可更精细地矫正球面象差及慧差。对透射光，在以n次衍射光的强度形成最大的方式使光轴方向的台阶最佳化的环带衍射结构发生的反射衍射光中，具有最大强度的是m(Δn)次衍射光，故入射设有衍射结构的第二面的边缘光线的入射角和第二面发生的上述m次衍射光的反射角必定形成不同的值，反射光不会联结到光检测器的受光面上。其结果，边缘光线对第二面的入射角可自由选择，可得到更精细地矫正球面象差和慧差的高性能物镜。
(2-7)、本发明所述的另一物镜是一种光信息记录媒体的信息记录及/或再生用物镜，其包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，至少一个面具有环带状衍射结构，所用波长为500nm以下，所述所用波长区域由厚度3mm的内部透射比85％以上的材料形成。
如该物镜这样，通过使所用波长为500nm以下，可使聚光于信息记录面上的光点的尺寸较小，与现有光信息记录媒体相比，可对光信息记录媒体高密度地进行记录及/或进行高密度记录的信息的再生。本发明的物镜最好由相对于光源的振荡波长的光，厚度3mm的内部透射比为85％以上的光学材料形成。在使用具有500nm以下尤其是400nm左右的振荡波长的短波光源的情况下，光学材料的因光的吸收引起的透射比的降低会成为问题，但是，通过由具有如上所述的内部透射比的材料形成物镜，记录时，不需增大光源的输出，且可改善再生时的读出信号的S/N比。
(2-8)、在上述各物镜中，最好第一面至第三面中至少两个面为非球面。这样，当使全部四个光学面中第一面至第三面中至少两个面为非球面时，可良好地矫正球面象差及慧差和象散性。此时，通过至少使第一面和第三面两个面为非球面，可更细致地进行象差矫正，故是理想的。进而，通过使第二面也为非球面，则可将第一透镜和第二透镜的光轴偏移发生的象差抑制得很小，故更理想。另外，若物镜为塑料制品，则容易使折射面为非球面，不会增加制造成本。另外，在本说明书中，透镜面自光源侧起为第一面。
(2-9)、在上述各物镜中，最好满足下式(37)NA≥0.70 (37)(2-10)、在上述各物镜中，最好在两个以上的面上形成环带状衍射结构。这样，通过使两个以上的面形成衍射面，将衍射本领分配给两个以上的面，可增大设置于各面上的衍射环带的间隔，故可形成容易制造、且衍射效率高的物镜。
(2-11)、在上述各物镜中，最好所述第一透镜及所述第二透镜分别由塑料材料形成。这样，当由塑料材料形成各透镜时，即使是体积大的由两个透镜构成的高NA物镜，重量也很轻，故可减轻对调焦用的调节器的负担，可实现高速对应，由小型调节器进行驱动等，而且，可由压注成形等低成本进行大量生产。
(2-12)、在上述各物镜中，最好满足下式(38)。这样，即使在由阿贝数满足式(38)的不具有特异值的通常的光学材料形成上述透镜的情况下，通过使其具有衍射结构也可以良好地矫正轴上色象差，故可增大光学材料的选择范围，实现材料费的成本降低。
νdi≤65.0(38)其中，νdi是第i透镜的d线的阿贝数(i＝1或2)。
(2-13)、在上述各物镜中，设基准波长为λ(mm)，所述物镜整个系统中的焦点距离为f(mm)，设于所述第i面的衍射结构发生的衍射光中具有最大衍射光量的衍射光次数为ni，所述第i面的有效直径内的衍射结构的环带数为Mi，第i面的有效直径内的衍射结构的环带间隔的最小值为Pi(mm)，则最好满足下式(39)。这样，通过以满足式(39)的方式决定物镜的衍射结构，可良好地矫正物镜产生的轴上色象差。在式(39)的下限以上将光点联结在光信息记录媒体的信息记录面上时波面的轴上色象差不会变得过分地矫正不足，而在上限以下将光点联结在光信息记录媒体的信息记录面上时波面的轴上色象差不会变得过分地过矫正0.04≤f·λ·∑(ni/(Mi·Pi2))≤0.60 (39)
(2-14)、在上述各物镜中，最好满足下式(40)。这样，通过决定物镜的衍射结构，以使衍射结构独自的本领和物镜整个系统的本领满足式(40)，可良好地矫正物镜产生的轴上色象差。在式(40)的下限以上将光点联结在光信息记录媒体的信息记录面上时波面的轴上色象差不会变得过分地矫正不足，而在上限以下将光点联结在光信息记录媒体的信息记录面上时波面的轴上色象差不会变得过分地过矫正0.01≤PD/PT≤0.20 (40)其中，PD为所述第i面上形成的衍射结构由Φb＝b2ih2+b4ih4+b6ih6+……定义的光路差函数表示时(这里，h为距光轴的高度(mm)，b2i、b4i、b6i、……分别是2次、4次、6次、……的光路差函数)，由PD＝∑(-2·b2i)定义的仅衍射结构的本领(mm-1)，PT为组合折射透镜和衍射结构的物镜整个系统的本领(mm-1)。
(2-15)、在上述各物镜中，最好满足下式(41)。这样，在适当组合衍射透镜的衍射作用和折射透镜的折射作用进行轴上色象差矫正的情况下，最好满足式(41)。在式(41)的上限以下，即使发生光源的模式跳跃现象等瞬间波长变化，聚光点也不会过分变大|ΔfB·NA2|≤0.25μm(41)其中，ΔfB为所述光源波长变化+1nm时物镜的焦点位置的变化(μm)。
(2-16)、在上述各物镜中，在组合了衍射透镜的衍射作用和折射透镜的折射作用的情况下，具有在光源的波长偏向长波长侧时向反焦距变短的方向变化的轴上色象差特性，最好满足下式(42)。通过该衍射作用，不矫正长、短波长侧的球面象差，而过矫正物镜的轴上色象差，使基准波长的球面象差曲线和长、短波长侧的球面象差曲线交叉，从而可将光源波长偏移时的最佳写入位置的移动抑制得很小，可形成光源的模式跳跃现象及高频重叠时波面象差劣化小的物镜，并且，由此可使衍射环带间隔增大至大于色象差过矫正型的物镜-1＜ΔCA/ΔSA＜0(42)其中，ΔCA是轴上色象差相对于波长变化的变化量(mm)，ΔSA是边缘光线的球面象差相对于波长变化的变化量(mm)。
(2-17)、在上述各物镜中，最好满足下式。这样，通过使衍射结构的环带间隔即与光轴垂直方向的环带间的间隔满足式(43)，可矫正轴上色象差，同时也可良好地矫正波长变动时的球面象差，故将具有偏离基准波长的振荡波长的激光光源组装在光拾取装置上时，不需要准直仪调节，可大幅度缩短光拾取装置的组装时间。如果光路差函数仅有2次光路差函数系数(也称衍射面系数)，则(Ph/Pf)-2＝0，但为了利用衍射作用良好地矫正由基于基准波长的微小波长变化产生的球面象差的变化，要使用光路差函数的高次光路差函数系数。这时，(Ph/Pf)-2最好取一定程度偏离0的值，若满足式(43)，则可利用衍射作用良好地矫正波长变化引起的球面象差的变化。在下限以上波长自基准波长变化时的球面象差的矫正不会过分不足，在上限以下波长自基准波长变化时的球面象差的矫正不会过分过矫正0.2≤|(Ph/Pf)-2|≤5.0(43)其中，Pf为在光信息记录媒体进行记录及/或再生所需的规定的像侧数值孔径的衍射环带间隔(mm)，Ph为在光信息记录媒体进行记录及/或再生所需的规定的像侧数值孔径的1/2数值孔径的衍射环带间隔(mm)。
(2-18)、在上述各物镜中，最好所述第i面上形成的衍射结构产生的ni次衍射光量大于其他的任何次数的衍射光量，为了对所述光信息记录媒体进行信息记录及/或再生，最好可将所述衍射结构产生的ni次衍射光聚光于光信息记录媒体的信息记录面上。该结构涉及利用2次以上的高次衍射光对光信息记录媒体进行信息记录及/或再生的物镜。当以2次以上的高次衍射光的衍射效率为最大的方式形成环带状衍射结构时，各环带间的台阶及各环带间的间隔变大，衍射结构的形状精度要求不会过分变严。与通常利用一次衍射光的情况相比，在使用2次以上的情况下，衍射效率因波长变化引起的降低幅度很大，但在使用接近单一波长的光源的情况下，几乎不成问题，故可得到制造容易且设有具有充分的衍射效率的衍射结构的物镜。
(2-19)、在上述各物镜中，最好满足下式(44)、(45)。这样，(44)式是用于使第一透镜和第二透镜的本领分配恰当的关系式，当不超过上限时，即当不使第二透镜的本领过分变大时，第三面即第二透镜的光源侧的面的曲率半径不会过分变小，可将第一透镜和第二透镜的光轴偏移引起的象差劣化抑制得很小，且第二透镜相对于中心透镜厚度的误差感度不会过分变大。当不超过下限时，即当不使第一透镜的本领过分变大时，可良好地矫正慧差及象散性等像高特性。而当不超过(45)式的上限时，第一透镜的半月形的程度不会变得过大，第一透镜的第一面和第二面之间的轴偏移引起的象差劣化不会过分变大。当不超过下限时，球面象差的矫正不会不足。
1.5≤f1/f2≤5.0 (44)0.3≤(r2+r1)/(r2-r1)≤6.0(45)其中，fi是第i透镜的焦点距离(mm)(i＝1或2)，ri是各面的近轴曲率半径(mm)(i＝1或2)。
(2-20)、在上述各物镜中，最好所用波长为500nm以下，所用波长区域由厚度3mm的内部透射比85％以上的材料形成。这样，通过使所用波长为500nm以下，可减小聚光于信息记录面上的光点的尺寸，故可对光信息记录媒体进行比现有光信息记录媒体更高密度的记录及/或进行高密度记录的信息的再生。另外，本物镜最好由相对于光源的振荡波长的光、厚度3mm的内部透射比为85％以上的光学材料形成。在使用具有500nm以下尤其是400nm左右的振荡波长的短波光源的情况下，光学材料因光的吸收引起的透射比降低会成为问题，但是，通过使用具有如上所述的内部透射比的材料形成物镜，记录时可不必加大光源的输出，且可改善再生时读出信号的S/N比。
(2-21)、在上述各物镜中，最好由饱和吸水率为0.5％以下的材料形成。这样，在物镜吸收空气中的水分的过程中，不易在光学元件中产生因吸水率之差引起的折射率分布，可抑制由此产生的象差及相位变化带来的衍射效率的降低。尤其是，当物镜的数值孔径大时，象差产生及衍射效率降低的倾向增大，但是，当如上操作时，可将其抑制得足够小。另外，塑料材料最好是聚烯烃类树脂，更理想的是聚烯烃类的降冰片烷类树脂。
如上所述，根据本发明的各物镜，即使是由两个正透镜构成的高NA的物镜，也可得到直径小、工作距离大且有效地矫正了激光光源的模式跳跃现象等引起的轴上色象差的物镜，即使是由塑料材料形成的高NA物镜，也可得到可利用的温度范围大且有效地矫正了激光光源的模式跳跃现象等引起的轴上色象差的物镜，但是，在欲使用NA大、波长更短的光源而增大记录密度的情况下，不能忽略各种误差的影响特别是球面象差的变动。
因此，本发明的聚光光学系统是包括将自光源射出的光束聚光于光信息记录媒体的信息记录面上的物镜的光信息记录媒体的信息记录及/或再生用聚光光学系统，所述物镜是所述的各物镜，在所述光源和所述物镜之间设有矫正在所述聚光光学系统的各光学面上发生的球面象差的变动的部件。这样，当在光源和物镜之间设置矫正球面象差的变动的部件时，可得到即使存在各种误差也可维持良好的聚光特性的聚光光学系统。
(2-22)、本发明所述的另一聚光光学系统是包括将自光源射出的光束聚光于光信息记录媒体的信息记录面上的物镜的光信息记录媒体的信息记录及/或再生用聚光光学系统，所述物镜是所述的各物镜，在所述光源和所述物镜之间设有矫正因所述光源的振荡波长的微小变动在所述聚光光学系统的各光学面上发生的球面象差的变动的部件。这样，当设置矫正因所述光源的振荡波长之差发生的球面象差的变动的矫正部件时，即使在使用具有偏离基准波长的振荡波长的激光光源的情况下也可得到聚光点良好的聚光光学系统，由于不需要进行激光光源的选择，故可缩短光拾取装置的制造时间。
(2-23)、本发明所述的另一聚光光学系统是包括将自光源射出的光束聚光于光信息记录媒体的信息记录面上的物镜的光信息记录媒体的信息记录及/或再生用聚光光学系统，所述物镜是所述的各物镜，所述聚光光学系统至少包括一个由塑料材料形成的光学元件，在所述光源和所述物镜之间设有矫正因温度湿度变化在所述聚光光学系统的各光学面上发生的球面象差的变动的部件。这样，当设置有矫正因温度湿度变化而在由塑料材料形成的光学元件上发生的球面象差变动的矫正部件时，可使聚光点对于环境变化也总是保持良好，故可由塑料材料形成聚光光学系统中包括的构成元件，可大幅度降低成本。
(2-24)、本发明所述的另一聚光光学系统是包括将自光源射出的光束聚光于光信息记录媒体的信息记录面上的物镜的光信息记录媒体的信息记录及/或再生用聚光光学系统，所述物镜是所述的各物镜，在所述光源和所述物镜之间设有矫正因所述信息记录媒体的透明基板厚度的微小变动产生的球面象差的变动的部件。这样，当设置有矫正因所述信息记录媒体的透明基板厚度的微小变动产生的球面象差的变动的矫正部件时，即使光信息记录媒体存在制造误差等聚光点也可总是保持良好，故光信息记录媒体对制造误差的精度要求不是很严，故可提高光信息记录媒体的生产率。
(2-25)、本发明所述的另一聚光光学系统是包括将自光源射出的光束聚光于光信息记录媒体的信息记录面上的物镜的光信息记录媒体的信息记录及/或再生用聚光光学系统，所述物镜是所述的各物镜，其矫正因所述信息记录媒体的透明基板的厚度的微小变动、所述光源的振荡波长的微小变动及温度湿度变化中至少二者的组合引起的、在聚光光学系统的各光学面(包括光信息记录媒体的透明基板)上发生的球面象差的变动。如果这样设置矫正因温度湿度变化、或所述光信息记录媒体的透明基板的厚度的微小变动、或所述光源的振荡波长的微小变动的组合引起的球面象差的变动的部件，则可得到聚光特性总是良好的聚光光学系统。如果设置这种矫正部件，则对物镜、光源、光信息记录媒体等的制造精度要求不必过严，因此，可得到性能好的聚光光学系统。
(2-26)、在上述各聚光光学系统中，最好所述球面象差矫正部件的折射率分布可变。这样，利用通过施加电压等产生折射率分布的装置矫正球面象差的变动，则可得到无可动部的机械结构简单的聚光光学系统。
(2-27)、在所述各聚光光学系统中，所述球面象差矫正部件最好至少包括一个可通过沿光轴移动而改变射出的光束的发散度的光学元件。这样，球面象差矫正部件也可以是至少包括一个可通过沿光轴移动而改变射出的光束的发散度的光学元件的结构。如果使所述光学元件沿光轴移动，改变入射物镜的光束的发散度，则由于因温度湿度变化或光信息记录媒体的透明基板厚度的变动或光源的振荡波长的微小变动等产生的球面象差主要是3次球面象差，故可矫正它们。
(2-28)、在所述各聚光光学系统中，所述光学元件最好由比重2.0以下的材料形成。如果这样由比重2.0以下的材料形成可沿光轴移动的光学元件，则所述光学元件足够轻，可得到具有即使在球面象差的变动高速产生的情况下也能很容易地应对的球面象差矫正部件的聚光光学系统。可由更小型的调节器使所述光学元件移动，可实现光拾取装置的小型化。
(2-29)、在所述各聚光光学系统中，所述光学元件最好由塑料材料形成。如果这样由塑料材料形成可沿光轴移动的光学元件，则可进一步利用压注成形等进行大量生产，可得到廉价的球面象差矫正部件。
(2-30)、在所述各聚光光学系统中，提供一种具有自表面侧依序多层层积透明基板和信息记录层的结构的可对光信息记录媒体进行信息记录及/或再生的聚光光学系统，最好通过使所述物镜沿光轴方向移动变位，为对所述多个信息记录面进行信息记录及/或再生而进行对焦，并利用所述球面象差矫正部件矫正因所述多个信息记录层的透明基板的厚度差而产生的球面象差的变动。
该聚光光学系统涉及可对具有自光信息记录媒体的表面侧依序多层层积透明基板和信息记录层的结构的光信息记录媒体进行信息记录及/或再生的光拾取装置用聚光光学系统。可利用球面象差矫正部件良好地矫正自表面至信息记录层的透明基板的厚度不同所引起的球面象差，并且，如果通过使物镜在光轴方向移动变位，可对所希望的信息记录层对焦，故可在各信息记录面上形成良好的波面。因此，可在光信息记录媒体单侧的面上记录及/或再生两倍或两倍以上的容量的信息。
(2-31)、本发明的光拾取装置包括光源，其发生500nm以下的波长的光；矫正球面象差的变动的部件；和聚光光学系统，其包括将通过该球面象差矫正部件的光束聚光于光信息记录媒体的信息记录面上的物镜，所述光拾取装置通过检测来自所述信息记录面的反射光对所述光信息记录媒体进行信息的记录及/或再生，其包括第一检测部件，其通过检测来自所述信息记录面的反射光，检测所述物镜的跟踪误差及/或对焦误差；第一驱动装置，根据所述第一检测部件的检测结果，为降低该跟踪误差及/或对焦误差而驱动所述物镜；第二检测部件，其通过检测来自所述信息记录面的反射光，检测所述聚光光学系统发生的球面象差的变动；第二驱动装置，根据所述第二检测部件的检测结果，为降低该球面象差的变动而驱动所述球面象差矫正部件，所述聚光光学系统是上述各聚光光学系统。
该光拾取装置涉及对与DVD相比为高密度、大容量的下代光信息记录媒体进行记录及/或再生的光拾取装置。通过在物镜的至少一个面上设置具有在光源波长向长波长侧发生微小变动的情况下物镜的反焦距变短的波长特性的衍射结构，有效地矫正在使用500nm以下的短波光源时成为问题的物镜产生的轴上色像差，并且，通过在光源和物镜之间设置球面象差矫正部件而良好地矫正聚光光学系统中各光学面产生的球面象差的变动。第二驱动装置驱动球面象差矫正部件，此时，一边监视检测聚光于信息记录面上的光束的聚光状态的第二检测部件的信号，一边驱动上述球面象差矫正部件以使聚光光学系统发生的球面象差得到最佳矫正。该第二驱动装置可使用音圈调节器及压电调节器等。
(2-32)、根据以搭载所述光拾取装置为特征的声音及/或图像记录装置、及/或声音及/或图像再生装置，声音、图像记录装置、再生装置通过搭载上述光拾取装置，可对比DVD高密度、大容量的下代光信息记录媒体良好地进行声音、图像的记录或再生。
(3-1)、本发明(3-1)所述的物镜为用于信息记录再生用光拾取装置的物镜，所述光拾取装置具有包括将来自波长不同的光源的光束聚光于光信息记录媒体的记录面的物镜的聚光光学系统、和检测来自所述记录面的反射光的受光部件，其可对透明基板的厚度不同的多个光信息记录媒体进行信息记录及/或再生，由自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜构成，所述第一透镜和所述第二透镜分别由比重2.0以下的材料形成，在至少一个面上具有环带状衍射结构，所述透明基板的厚度相互不同的多个光信息记录媒体中设任意两个光信息记录媒体的透明基板的厚度为t1、t2(t1＜t2)，设对所述透明基板的厚度为t1的光信息记录媒体进行信息记录或再生时的波长为λ1，对所述透明基板的厚度为t2的光信息记录媒体进行信息记录或再生时的波长为λ2(λ1＜λ2)，设利用波长λ1的光束对透明基板的厚度为t1的光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的像侧数值孔径为NA1，利用波长λ2的光束对透明基板的厚度为t2的光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的像侧数值孔径为NA2(NA1≥NA2)时，则相对于波长λ1、透明基板的厚度t1及像侧数值孔径NA1的组合，其波面象差为0.07λ1rms以下，而相对于波长λ2、透明基板的厚度t2及像侧数值孔径NA2的组合，其波面象差为0.07λ2rms以下。
(3-2)、本发明(3-2)所述的物镜为用于信息记录再生用光拾取装置的物镜，所述光拾取装置具有包括将来自波长不同的光源的光束聚光于光信息记录媒体的记录面的物镜的聚光光学系统、和检测来自所述记录面的反射光的受光部件，其可对透明基板的厚度不同的多个光信息记录媒体进行信息记录及/或再生，由自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜构成，所述第一透镜和所述第二透镜分别由塑料材料形成，在至少一个面上具有环带状衍射结构，所述透明基板的厚度相互不同的多个光信息记录媒体中设任意两个光信息记录媒体的透明基板的厚度为t1、t2(t1＜t2)，设对所述透明基板的厚度为t1的光信息记录媒体进行信息记录或再生时的波长为λ1，对所述透明基板的厚度为t2的光信息记录媒体进行信息记录或再生时的波长为λ2(λ1＜λ2)，设利用波长λ1的光束对透明基板的厚度为t1的光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的像侧数值孔径为NA1，利用波长λ2的光束对透明基板的厚度为t2的光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的像侧数值孔径为NA2(NA1≥NA2)时，则相对于波长λ1、透明基板的厚度t1及像侧数值孔径NA1的组合，其波面象差为0.07λ1rms以下，而相对于波长λ2、透明基板的厚度t2及像侧数值孔径NA2的组合，其波面象差为0.07λ2rms以下。
(3-3)、本发明(3-3)所述的物镜是在本发明(3-1)或(3-2)中，相对于波长λ2、透明基板的厚度t2及像侧数值孔径NA2的组合，其波面象差为0.07λ2rms以下，且相对于波长λ2、透明基板的厚度t2及像侧数值孔径NA1的组合，其波面象差为0.07λ2rms以下。
(3-4)、本发明(3-4)所述的物镜是在本发明(3-1)、(3-2)或(3-3)中，相对于规定位置的物点、波长λ1、透明基板的厚度t1及像侧数值孔径NA1的组合，其波面象差为0.07λ1rms以下，且相对于与所述规定位置光学上处于相等距离的物点、波长λ2、透明基板的厚度t2及像侧数值孔径NA2的组合，其波面象差为0.07λ2rms以下。
(3-5)、本发明(3-5)所述的物镜是在本发明(3-1)、(3-2)或(3-3)中，相对于规定位置的物点、波长λ1、透明基板的厚度t1及像侧数值孔径NA1的组合，其波面象差为0.07λ1rms以下，且相对于与所述规定位置光学上处于不等距离的物点、波长λ2、透明基板的厚度t2及像侧数值孔径NA2的组合，其波面象差为0.07λ2rms以下。
(3-6)、本发明(3-6)所述的物镜是在(3-1)～(3-5)任一项中，自第一面至第三面中至少两个面为非球面。
(3-7)、本发明(3-7)所述的物镜是在(3-1)～(3-6)任一项中，满足下式0.4≤|(Ph/Pf)-2|≤25 (46)其中，Pf是在透明基板的厚度为t1的光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的像侧数值孔径NA1的衍射环带间隔，Ph为NA1的1/2数值孔径的衍射环带间隔。
(3-8)、本发明(3-8)所述的物镜是在(3-1)～(3-7)任一项中，满足下式1.3≤f1/f2≤4.0(47)0.3≤(r2+r1)/(r2-r1)≤3.2 (48)其中，fi是第i透镜的焦点距离(在第i透镜具有衍射结构的情况下，是组合折射透镜和衍射结构的第i透镜整个系统的焦点距离)，ri是各面的近轴曲率半径(i＝1或2)。
(3-9)、本发明(3-9)所述的物镜是在(3-1)～(3-8)任一项中，满足下式t1≤0.6mm (49)t2≥0.6mm (50)λ1≤500nm (51)600nm≤λ2≤800nm (52)NA1≥0.65 (53)NA2≤0.65 (54)(3-10)、本发明(3-10)所述的物镜是在(3-1)～(3-9)任一项中，在所用波长区域由厚度3mm的内部透射比为85％以上的材料形成。
(3-11)、本发明(3-11)所述的物镜是在(3-1)～(3-10)任一项中，由饱和吸水率为0.5％以下的材料形成。
(3-12)、本发明(3-12)所述的聚光光学系统是一种记录及/或再生用聚光光学系统，包括波长不同的光源和将自所述光源射出的光束通过光信息记录媒体的透明基板聚光于信息记录媒面上的物镜，其可对透明基板的厚度不同的多个光信息记录媒体进行信息记录及/或再生，所述物镜是本发明(3-1)～(3-11)任一项所述的物镜，设所述相互不同的波长中任意两个波长为λ1、λ2(λ1＜λ2)，设所述透明基板的厚度相互不同的多个光信息记录媒体中任意两个光信息记录媒体的透明基板的厚度为t1、t2(t1＜t2)，设利用波长λ1的光束对透明基板的厚度为t1的光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的像侧数值孔径为NA1，利用波长λ2的光束对透明基板的厚度为t2的光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的像侧数值孔径为NA2(NA1≥NA2)时，则可聚光，使得相对于波长λ1、透明基板的厚度t1及像侧数值孔径NA1的组合，其波面象差为0.07λ1rms以下，而相对于波长λ2、透明基板的厚度t2及像侧数值孔径NA2的组合，其波面象差为0.07λ2rms以下，所述光源和所述物镜之间设有矫正所述聚光光学系统的各光学面产生的球面象差的变动的球面象差矫正部件。
(3-13)、本发明(3-13)所述的聚光光学系统是一种记录再生用聚光光学系统，包括波长不同的光源和将自所述光源射出的光束通过光信息记录媒体的透明基板聚光于信息记录面上的物镜，其可对透明基板的厚度不同的多个光信息记录媒体进行信息记录及/或再生，所述物镜是本发明(3-1)～(3-11)任一项所述的物镜，设所述相互不同的波长中任意两个波长为λ1、λ2(λ1＜λ2)，设所述透明基板的厚度相互不同的多个光信息记录媒体中任意两个光信息记录媒体的透明基板的厚度为t1、t2(t1＜t2)，设利用波长λ1的光束对透明基板的厚度为t1的光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的像侧数值孔径为NA1，利用波长λ2的光束对透明基板的厚度为t2的光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的像侧数值孔径为NA2(NA1≥NA2)时，则可聚光，使得相对于波长λ1、透明基板的厚度t1及像侧数值孔径NA1的组合，其波面象差为0.07λ1rms以下，而相对于波长λ2、透明基板的厚度t2及像侧数值孔径NA2的组合，其波面象差为0.07λ2rms以下，所述光源和所述物镜之间设有矫正因温度、湿度变化在所述聚光光学系统的各光学面产生的球面象差的变动的球面象差矫正部件。
(3-14)、本发明(3-14)所述的聚光光学系统是一种记录再生用聚光光学系统，包括波长不同的光源和将自所述光源射出的光束通过光信息记录媒体的透明基板聚光于信息记录媒面上的物镜，其可对透明基板的厚度不同的多个光信息记录媒体进行信息记录及/或再生，所述物镜是本发明(3-1)～(3-11)任一项所述的物镜，设所述相互不同的波长中任意两个波长为λ1、λ2(λ1＜λ2)，设所述透明基板的厚度相互不同的多个光信息记录媒体中任意两个光信息记录媒体的透明基板的厚度为t1、t2(t1＜t2)，设利用波长λ1的光束对透明基板的厚度为t1的光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的像侧数值孔径为NA1，利用波长λ2的光束对透明基板的厚度为t2的光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的像侧数值孔径为NA2(NA1≥NA2)时，则可聚光，使得相对于波长λ1、透明基板的厚度t1及像侧数值孔径NA1的组合，其波面象差为0.07λ1rms以下，而相对于波长λ2、透明基板的厚度t2及像侧数值孔径NA2的组合，其波面象差为0.07λ2rms以下，所述光源和所述物镜之间设有矫正因所述光信息记录媒体的透明基板厚度的微小变动引起的、所述聚光光学系统的各光学面产生的球面象差的变动的球面象差矫正部件。
(3-15)、本发明(3-15)所述的聚光光学系统是一种记录再生用聚光光学系统，包括波长不同的光源和将自所述光源射出的光束通过光信息记录媒体的透明基板聚光于信息记录面上的物镜，其可对透明基板的厚度不同的多个光信息记录媒体进行信息记录及/或再生，所述物镜是本发明(3-1)～(3-11)任一项所述的物镜，设所述相互不同的波长中任意两个波长为λ1、λ2(λ1＜λ2)，设所述透明基板的厚度相互不同的多个光信息记录媒体中任意两个光信息记录媒体的透明基板的厚度为t1、t2(t1＜t2)，设利用波长λ1的光束对透明基板的厚度为t1的光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的像侧数值孔径为NA1，利用波长λ2的光束对透明基板的厚度为t2的光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的像侧数值孔径为NA2(NA1≥NA2)时，则可聚光，使得相对于波长λ1、透明基板的厚度t1及像侧数值孔径NA1的组合，其波面象差为0.07λ1rms以下，而相对于波长λ2、透明基板的厚度t2及像侧数值孔径NA2的组合，其波面象差为0.07λ2rms以下，所述光源和所述物镜之间设有矫正所述光源的振荡波长的微小变动引起的、所述聚光光学系统的各光学面产生的球面象差的变动的球面象差矫正部件。
(3-16)、本发明(3-16)所述的聚光光学系统是一种记录再生用聚光光学系统，包括波长不同的光源和将自所述光源射出的光束通过光信息记录媒体的透明基板聚光于信息记录面上的物镜，其可对透明基板的厚度不同的多个光信息记录媒体进行信息记录及/或再生，所述物镜是本发明(3-1)～(3-11)任一项所述的物镜，设所述相互不同的波长中任意两个波长为λ1、λ2(λ1＜λ2)，设所述透明基板的厚度相互不同的多个光信息记录媒体中任意两个光信息记录媒体的透明基板的厚度为t1、t2(t1＜t2)，设利用波长λ1的光束对透明基板的厚度为t1的光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的像侧数值孔径为NA1，利用波长λ2的光束对透明基板的厚度为t2的光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的像侧数值孔径为NA2(NA1≥NA2)时，则可聚光，使得相对于波长λ1、透明基板的厚度t1及像侧数值孔径NA1的组合，其波面象差为0.07λ1rms以下，而相对于波长λ2、透明基板的厚度t2及像侧数值孔径NA2的组合，其波面象差为0.07λ2rms以下，所述光源和所述物镜之间设有球面象差矫正部件，该球面象差矫正部件矫正温度湿度变化、所述光信息记录媒体的透明基板厚度的微小变动及所述光源的振荡波长的微小变动中至少两者以上的组合引起的、所述聚光光学系统的各光学面产生的球面象差的变动。
(3-17)、本发明(3-17)所述的聚光光学系统，在本发明(3-12)～(3-16)任一项中，所述球面象差矫正部件对于具有相互不同的透明基板厚度的各个光信息记录媒体，根据各自的透明基板的厚度改变入射所述物镜的光束的发散角。
(3-18)、本发明(3-18)所述的聚光光学系统，在本发明(3-12)～(3-16)任一项中，聚光光学系统的所述球面象差矫正部件折射率分布可变。
(3-19)、本发明(3-19)所述的聚光光学系统，在本发明(3-12)～(3-17)任一项中，所述球面象差矫正部件包括至少一个正透镜和至少一个负透镜，构成将大致平行入射的光束大致平行出射的光束膨胀器结构，所述正透镜和所述负透镜中至少一个透镜形成可沿光轴方向移动变位的可动元件。
(3-20)、本发明(3-20)所述的聚光光学系统，在本发明(3-19)中，所述正透镜和所述负透镜满足下式νdP＞νdN(55)其中，νdP为所述球面象差矫正部件包含的正透镜的d线的阿贝数的平均值，νdN为所述球面象差矫正部件包含的负透镜的d线的阿贝数的平均值。
(3-21)、本发明(3-21)所述的聚光光学系统，在本发明(3-20)中，所述正透镜和所述负透镜满足下式νdP＞55.0 (56)νdN＜35.0 (57)(3-22)、本发明(3-22)所述的聚光光学系统，在本发明(3-21)中，所述球面象差矫正部件包含的正透镜的d线的阿贝数的平均值和所述球面象差矫正部件包含的负透镜的d线的阿贝数的平均值之差Δν满足以下条件式，所述可动元件由比重为2.0以下的材料形成，30≤Δν≤50 (58)(3-23)、本发明(3-23)所述的聚光光学系统，在本发明(3-19)中，所述球面象差矫正部件包含的所有的正透镜的阿贝数为70.0以下或所述球面象差矫正部件包含的所有负透镜的阿贝数为40.0以上，包括具有至少一个环带状衍射结构的衍射面。
(3-24)、本发明(3-24)所述的聚光光学系统，在本发明(3-22)或(3-23)中，所述可动元件由比重2.0以下的材料形成。
(3-25)、本发明(3-25)所述的聚光光学系统，在本发明(3-22)、(3-23)或(3-24)中，所述球面象差矫正部件由塑料材料形成。
(3-26)、本发明(3-26)所述的聚光光学系统，在本发明(3-25)中，所述球面象差矫正部件由饱和吸水率为0.5％以下的材料形成。
(3-27)、本发明(3-27)所述的聚光光学系统，在本发明(3-19)～(3-26)任一项所述的聚光光学系统中，所述球面象差矫正部件所用波长区域由厚度3mm的内部透射比85％以上的材料形成。
(3-28)、本发明(3-28)所述的聚光光学系统，在本发明(3-19)～(3-27)任一项中，所述球面象差矫正部件包括一个正透镜和一个负透镜，具有至少一个非球面，所述正透镜和所述负透镜中至少一个透镜构成可沿光轴方向变位的可动元件。
(3-29)、本发明(3-29)所述的聚光光学系统，在本发明(3-28)中，所述可动元件沿所述光轴方向变位，使得在所述光学系统的球面象差向过补偿侧变动时，减小所述正透镜和所述负透镜的间隔，在所述光学系统的球面象差向欠补偿侧变动时，增加所述正透镜和所述负透镜的间隔。
(3-30)、本发明(3-30)所述的聚光光学系统，在本发明(3-28)或(3-29)中，设所述透明基板的厚度相互不同的多个光信息记录媒体中任意两个光信息记录媒体的透明基板的厚度为t1、t2(t1＜t2)时，则所述可动元件沿光轴方向变位，在对透明基板厚度为t1的光信息记录媒体进行信息记录或再生时，增加所述正透镜和所述负透镜的间隔，在对透明基板厚度为t2的光信息记录媒体进行信息记录或再生时，减小所述正透镜和所述负透镜的间隔。
(3-31)、本发明(3-31)所述的聚光光学系统，在本发明(3-12)～(3-17)任一项中，所述球面象差矫正部件是改变自所述光源射出的发散光的发散角的耦合透镜，所述耦合透镜形成可沿光轴方向变位的可动元件。
(3-32)、本发明(3-32)所述的聚光光学系统，在本发明(3-31)中，所述球面象差矫正部件为至少使一个面形成具有环带状衍射结构的衍射面的单透镜。
本发明(3-33)所述的聚光光学系统，在本发明(3-32)中，所述球面象差矫正部件至少一个面形成随着远离光轴曲率半径变大的非球面，至少一个面形成具有环带状衍射结构的衍射面。
本发明(3-34)所述的聚光光学系统，在本发明(3-33)中，所述球面象差矫正部件光源侧的面从宏观上看为球面状衍射面，远离光源一侧的面为随着远离光轴曲率半径变大的非球面。
本发明(3-35)所述的聚光光学系统，在本发明(3-31)中，所述球面象差矫正部件由阿贝数相对较大的正透镜和阿贝数相对较小的负透镜接合构成一组两个的结构。
本发明(3-36)所述的聚光光学系统，在本发明(3-35)中，所述正透镜及所述负透镜满足下式，至少具有一个非球面，νdP＞55.0 (59)νdN＜35.0 (60)其中，νdP为正透镜的d线的阿贝数，νdN为负透镜的d线的阿贝数。
本发明(3-37)所述的聚光光学系统，在本发明(3-31)～(3-36)任一项中，所述球面象差矫正部件由比重为2.0以下的材料形成。
本发明(3-38)所述的聚光光学系统，在本发明(3-37)中，所述球面象差矫正部件由塑料材料形成。
本发明(3-39)所述的聚光光学系统，在本发明(3-38)中，所述球面象差矫正部件由饱和吸水率为0.5％以下的塑料材料形成。
本发明(3-40)所述的聚光光学系统，在本发明(3-31)～(3-39)任一项所述的聚光光学系统中，所述球面象差矫正部件所用波长区域由厚度3mm的内部透射比85％以上的材料形成。
本发明(3-41)所述的聚光光学系统，在本发明(3-31)～(3-40)任一项中，所述球面象差矫正部件沿光轴方向变位，在所述聚光光学系统的球面象差向过补偿侧变动时，增加其与所述物镜的间隔，在所述聚光光学系统的球面象差向欠补偿侧变动时，减小其与所述物镜的间隔。
本发明(3-42)所述的聚光光学系统，在本发明(3-31)～(3-41)任一项中，设所述透明基板的厚度相互不同的多个光信息记录媒体中任意两个光信息记录媒体的透明基板的厚度为t1、t2(t1＜t2)，则所述可动元件沿光轴方向变位，在对透明基板厚度为t1的光信息记录媒体进行信息记录或再生时，减小其与所述物镜的间隔，在对透明基板厚度为t2的光信息记录媒体进行信息记录或再生时，增加其与所述物镜的间隔。
本发明(3-43)所述的聚光光学系统，在本发明(3-12)～(3-42)任一项中，满足下式t1≤0.6mm(61)t2≥0.6mm(62)λ1≤500mm (63)600nm≤λ2≤800nm(64)NA1≥0.65(65)
NA2≤0.65 (66)本发明(3-44)所述的聚光光学系统，在本发明(3-12)～(3-43)任一项中，所述球面象差矫正部件和所述物镜的合成系统的轴上色象差满足下式|δfBi·NAi2|≤0.25μm(i＝1或2) (67)其中，δfBi为所述光源波长λi变化+1nm时合成系统焦点位置的变化(μm)。
本发明(3-45)所述的光拾取装置包括聚光光学系统，其包括波长不同的光源、将来自所述光源的光束聚光于光信息记录媒体的记录面上的物镜、及配置于所述光源和所述物镜之间的球面象差矫正部件；受光部件，其用于检测来自所述记录面的反射光；第一驱动装置，通过检测所述反射光，为将光束聚光于所述记录面而驱动所述物镜；第二驱动装置，通过检测所述反射光检测聚光于所述记录面上的光束的聚光状态，驱动所述球面象差矫正部件，其是一种可对透明基板的厚度不同的多个光信息记录媒体进行信息记录及/或再生的信息记录再生用光拾取装置，其中，所述聚光光学系统是本发明12～44任一项所述的聚光光学系统。
如本发明(3-1)所述，可得到适用于可对透明基板厚度不同的任意光信息记录媒体以不同的波长进行信息记录或再生的光拾取装置的物镜，同时，当由两个正透镜构成物镜时，各折射面的象差的发生量小，即使对NA为例如0.65以上的光束，也可良好地矫正以球面象差及各象差，并且，当由比重2.0以下的材料形成时，即使是NA大的、由体积大的两个透镜构成的物镜，重量也很轻，可以不对物镜的聚焦用调节器施加负担而实现高速对应，或者，可用更小型的调节器进行驱动，可使光拾取装置小型化。另外，由于透镜由两个构成，故即使NA较大，例如为0.65以上，也可减小各折射面的偏心等误差引起的各象差的劣化，得到容易制造的物镜。利用衍射结构的作用，可在相对于波长λ1、透明基板的厚度t1及像侧数值孔径NA1的组合，其波面象差为0.07λ1rms以下，而相对于波长λ2、透明基板的厚度t2及像侧数值孔径NA2的组合，其波面象差为0.07λ2rms以下的状态下，将光束聚光于信息记录面上，故可使用不同波长的光源，对不同透明基板厚度的光信息记录媒体恰当地进行信息记录及/或再生。
并且，通过使衍射结构具有在光源振荡波长向长波长侧变动时物镜的反焦距变短的波长特性，可有效地矫正物镜产生的色像差。
本发明物镜的第一透镜可以是相对而言阿贝数大的正透镜和相对而言阿贝数小的负透镜接合而成的一组两个结构的透镜。通过将第一透镜做成上述结构，可有效地矫正物镜整个系统发生的色像差，进而通过由比重2.0以下的材料形成正透镜和负透镜两者，即使是一组两个的结构也可形成重量轻的透镜。
另外，第二透镜也可以同样做成相对而言阿贝数大的正透镜和相对而言阿贝数小的负透镜接合而成的一组两个结构的透镜。通过将第二透镜做成上述结构，可有效地矫正物镜整个系统发生的色像差，进而通过由比重2.0以下的材料形成正透镜和负透镜两者，即使是一组两个的结构也可形成重量轻的透镜。
当如本发明(3-2)所述，由塑料材料形成各透镜时，容易附加非球面和衍射结构，并且可利用压注成形等进行大量生产，可得到廉价的物镜。
当如本发明(3-3)所述，在相对于波长λ1、透明基板的厚度t1及像侧数值孔径NA1的组合球面象差被良好地矫正的物镜中，相对于波长λ2、透明基板的厚度t2及像侧数值孔径NA2的组合，利用所述衍射作用矫正直至所需的数值孔径NA2的范围的球面象差，自数值孔径NA2至NA1的范围最好使球面象差作为反射光斑成分大程度地发生。在使波长λ2的光束通过由波长λ1和数值孔径NA1决定的整个光圈而入射时，对光点的成象无用的数值孔径NA2以上的光束由于在信息记录面上光点直径不会过分变小，故可防止光拾取装置的受光部件检测不需要的信号，并且，不需要设置切换与各波长及数值孔径的组合对应的光圈的部件，因此可得到简单的光拾取装置。
如本发明(3-4)所述，在相对于透明基板厚度小的记录媒体的物点位置与相对于透明基板厚度大的记录媒体的物点位置相等的情况下，例如，在任何情况下均以准直的平行光入射物镜的情况下，仅利用衍射作用矫正透明基板的厚度不同引起的球面象差。由于不需要对透明基板的厚度不同的各个记录媒体设置改变入射物镜的光束的发散度的机构，故可得到结构简单的光拾取装置。
如本发明(3-5)所述，在相对于透明基板厚度小的记录媒体的物点位置与相对于透明基板厚度大的记录媒体的物点位置不相等的情况下，例如，对透明基板厚度小的记录媒体向物镜入射平行光，对透明基板厚度大的记录媒体向物镜入射发散光，这种情况下，由于可通过物点位置的不同在一定程度上矫正透明基板厚度不同引起的球面象差，故可更精密地矫正球面象差。由于可减轻衍射结构矫正球面象差的负担，故可将衍射结构的形状设定为容易制造的形状，且可提高衍射效率。并且，由于在对透明基板厚度大的记录媒体向物镜入射发散光的情况下，可确保工作距离较大，故可防止记录媒体的弯曲及倾斜引起的物镜和记录媒体的接触。
如本发明(3-6)所述，在全部四个面的折射面中，当使第一面至第三面中至少两个面形成非球面时，除球面象差外，还可良好地矫正慧差及象散性现象，可减小聚光性能伴随物镜的倾斜及其和光源的光轴的偏移的劣化。另外，如果透镜是塑料制品，则容易使折射面形成非球面，不会增加制造成本。
如本发明(3-7)所述的条件式涉及衍射结构的环带间隔即垂直于光轴的方向的环带间的间隔。如果光路差函数只有2次光路差函数系数(也称衍射面系数)，则(Ph/Pf)-2＝0，但是，在本发明中，为了利用衍射作用良好地矫正透明基板厚度之差所产生的球面象差之差，最好使用光路差函数的高次光路差函数系数。此时，(Ph/Pf)-2最好取一定程度偏离0的值，在条件式的下限以上矫正高次球面象差的衍射的作用变强，故可良好地矫正因透明基板厚度的不同产生的两波长间的球面象差之差。在条件式的上限以下，衍射结构的环带间隔不会过分变小，容易制造衍射效率高的衍射透镜。
如本发明(3-8)所述的条件式(47)是用于适当分配第一透镜和第二透镜的折射力的条件式，当不超过条件式(47)的上限时，则第三面即第二透镜的光源侧的面的曲率半径不会过小，可将第一透镜和第二透镜的光轴偏移引起的象差劣化抑制得较小，当不超过条件式(47)的下限时，可良好地矫正慧差及象散性现象等像高特性。另外，当不超过条件式(48)的上限时，第一透镜的半月形的程度不会过大，第一透镜的第一面和第二面之间的轴偏移引起的象差劣化不会过大。当不超过下限时，则球面象差的矫正不会不够。
当满足本发明(3-9)的条件式(49)～(54)时，可对例如DVD等光信息记录媒体和更高密度的光信息记录媒体两者进行记录、再生。另外，虽然当光信息记录媒体的透明基板厚度为0.6mm以下时，透明基板引起的球面象差的矫正效果会变小，但是由于物镜由两个构成，故可充分矫正球面象差，即使物镜的NA为0.65以上，光信息记录媒体的微小倾斜及弯曲引起的慧差的产生也很小，可得到良好的聚光性能。
如本发明(3-10)所述，当在所用波长区域采用对材料厚度3mm的内部透射比为85％以上的材料时，可充分得到用于记录的光强，在为了再生而进行读出时，即使往复通过所述物镜，也可得到充分的入射传感器的光量，可使读出信号的S/N比良好。另外，当为500nm以下尤其是400nm左右时，吸收引起的透镜材料的劣化虽不能忽略，但是，只要是使用满足上述条件的材料的物镜，劣化的影响就很小，可以半永久性地使用。
当如本发明(3-11)所述选择材料时，在各透镜吸收空气中的水分的过程中，难于在透镜内产生因吸水率的差引起的折射率分布，可减小由其引起的象差。特别是当NA大时，虽然象差的发生具有变大的倾向，但如上操作时，可使其充分小。
如上所述，根据本发明(3-1)～(3-11)可得到适用于对多种光信息记录媒体的记录、再生的良好的物镜，但是，在想要使用NA大、波长更短的光源增大记录密度的情况下，不能忽视各种误差的影响尤其是球面象差的变动。因此，当如本发明(12)所述在光源和物镜之间设置矫正球面象差的变动的球面象差矫正部件时，即使有各种误差也可维持良好的聚光特性且可得到对多种光信息记录媒体进行记录再生用的良好的聚光光学系统。
如本发明(3-13)所述，当设有矫正因温度湿度变化在物镜尤其是塑料透镜形成的物镜等产生的球面象差变动的球面象差矫正部件时，可得到即使环境变化时聚光点也良好的聚光光学系统。
当如本发明(3-14)所述，设有矫正因光信息记录媒体的透明基板厚度的变动产生的球面象差变动的球面象差矫正部件时，可得到即使所述光信息记录媒体存在制造误差等聚光点也良好的聚光光学系统。
当如本发明(3-15)所述，设有矫正因光源的振荡波长之差发生的球面象差的变动的球面象差矫正部件时，即使存在光源装置的误差，也可得到聚光点良好的聚光光学系统。
当如本发明(3-16)所述，设有矫正因温度湿度变化、光信息记录媒体的透明基板的厚度变动及光源的振荡波长的变动中至少二者的组合引起的球面象差的变动的球面象差矫正部件时，可得到聚光性总是良好的聚光光学系统。当设置这种球面象差矫正部件时，对物镜、光源及光信息记录媒体等的精度要求不会过严，由此，可得到性能优良的聚光光学系统。
根据本发明(3-17)，球面象差矫正部件可改变发散角，根据光信息记录媒体的种类使入射物镜的光束自无限光变为有限光，或相反自有限光变为无限光。
如本发明(3-18)所述，当通过可由例如施加电压等产生折射率的分布的装置矫正球面象差的变动时，可得到无可动部的、机械结构简单的聚光光学系统。
如本发明(3-19)所述，当球面象差矫正部件构成包括至少一个正透镜和至少一个负透镜的光束膨胀器的结构，使至少一个透镜可沿光轴方向变位时，可改变入射物镜的光线束的发散度，可改变球面象差。另外，通过包括正透镜和负透镜，变得容易矫正色像差，如果固定透镜位置，则可抑制波长变动引起的发散度即球面象差的变动，可得到即使在因模式跳跃等瞬间发生的波长变动球面象差矫正部件不能对应的情况下聚光点也良好的聚光光学系统。
当满足本发明(3-20)的条件式(55)而选择正透镜和负透镜的阿贝数时，可得到具有色像差被良好矫正的球面象差矫正部件的聚光光学系统。
当满足本发明(3-21)的条件式(56)及条件式(57)时，可得到具有更理想地矫正色像差的球面象差矫正部件的聚光光学系统。
当满足本发明(3-22)的条件式(58)而选择正透镜和负透镜的阿贝数之差时，则更理想。若不超过条件式(58)的下限，则色像差的矫正容易，可在不过分增大正透镜及负透镜的折射力的情况下矫正色像差，可得到慧差等像高特性的劣化少的聚光光学系统。若不超过条件式(58)的上限，则材料的获得容易，不会形成内部透射比及加工性能存在问题的材料。当可动元件的材料由比重为2.0以下的材料形成时，可动元件足够轻，可得到具有即使在球面象差的变动高速产生的情况下也可很容易地对应的球面象差矫正部件的聚光光学系统。
如果如本发明(3-23)所述，正透镜采用阿贝数为70以下的材料，可选择耐酸性及耐气候性等优良的材料，若负透镜采用阿贝数为40以上的材料，则可选择内部透射比尤其是短波长中的透射比优良的材料，通过具有环带状衍射结构，也可充分矫正色像差。另外，通过使上述衍射结构具有下述波长特性，即至少两个不同波长的光束形成的同一次数的衍射光对透明基板厚度不同的至少两种光信息记录媒体分别形成良好的波面，可对透明基板厚度不同的多种光信息记录媒体进行记录及/或再生。
如本发明(3-24)所述，如果可动元件由比重2.0以下的材料形成，则可动元件足够轻，可得到具有即使在球面象差的变动高速产生的情况下也可很容易地对应的球面象差矫正部件的聚光光学系统。
如本发明(3-25)所述，当由塑料材料形成各透镜时，则可进一步通过压注成形等进行大量生产，可得到廉价的球面象差矫正部件。
若如本发明(3-26)所述，则在各透镜吸收空气中的水分的过程中，透镜中难于产生吸水率之差引起的折射率分布，可抑制由此产生的象差及伴随相位变化引起的衍射效率的降低。特别是当NA大时，虽然象差发生及衍射效率降低有增大的倾向，但通过上述操作可使其足够小。
如本发明(3-27)所述，当所用波长区域以厚度3mm的内部透射比85％以上的材料为材料时，可充分得到用于记录的光强，在为了再生而进行读出时，即使在往复通过所述球面象差矫正部件而入射传感器的情况下，也可得到足够的光量，可使读出信号的S/N比良好。另外，当为500nm以下尤其是400nm左右时，吸收引起的透镜材料的劣化虽不能忽略，但是，只要是使用满足上述条件的材料的球面象差矫正部件，劣化的影响就很小，可以半永久性地使用。
如果采用本发明(3-28)所述结构的球面象差矫正部件，则形成简单、廉价且性能良好的球面象差矫正部件。
当如本发明(3-29)所述，在聚光光学系统的球面象差向过补偿方向变动时，减小所述正透镜和负透镜的间隔，也就是说使向物镜入射的光束的发散度变大，则在物镜上产生欠补偿方向的球面象差，整体上球面象差被矫正。相反，在聚光光学系统的球面象差向欠补偿方向变动时，增加所述正透镜和负透镜的间隔，也就是说使向物镜入射的光束的发散度变小，在物镜上产生过补偿方向的球面象差，因此，整个系统的球面象差被矫正。
在物镜被矫正成相对于厚度为t1的透明基板象差良好的情况下，要对具有厚度t2的透明基板的光信息记录媒体进行信息记录及/或再生时，透明基板会产生过补偿方向的球面象差。此时，当如本发明(3-30)所述，减小所述正透镜和负透镜的间隔，也就是说使向物镜入射的光束的发散度变大，则在物镜上产生欠补偿方向的球面象差，整体上球面象差被矫正。在物镜被矫正成相对于厚度为t2的透明基板象差良好的情况下，要对具有厚度t1的透明基板的光信息记录媒体进行信息记录及/或再生时，透明基板会产生欠补偿方向的球面象差，故当增加所述正透镜和负透镜的间隔，也就是说使向物镜入射的光束的发散度变小时，在物镜上产生过补偿方向的球面象差，因此，整个系统的球面象差被矫正。
根据本发明(3-31)，作为球面象差矫正部件在所述光源和所述物镜之间配置采用在光轴方向可变位的可动元件的耦合透镜，通过使耦合透镜变位，可矫正包括光信息记录媒体的各光学面发生的球面象差的变动，耦合透镜可根据光信息记录媒体的种类改变发散角，使入射物镜的光束由无限光变为有限光或相反自有限光变为无限光。
根据本发明(3-32)，利用耦合透镜可由环带状衍射面矫正轴上色像差，且可得到结构简单的球面象差矫正部件。通过使上述衍射结构具有下述波长特性，即至少两个不同波长的光束形成的同一次数的衍射光对透明基板厚度不同的至少两种光信息记录媒体分别形成良好的波面，可对透明基板厚度不同的多种光信息记录媒体进行记录及/或再生。
如本发明(3-33)所述，通过使至少一个面形成随着远离光轴曲率半径变大的非球面，即使是一个耦合透镜也可良好地矫正球面象差，并且，通过使一个面形成环带状的衍射面，可过矫正色像差。
如本发明(3-34)所述，当使耦合透镜的远离光源一侧的面为随着远离光轴曲率半径变大的非球面时，则除球面象差外还可良好地矫正慧差。如果使光源侧的面从宏观上看为球面衍射面，则结构简单并可如上述一样过矫正色像差。
如本发明(3-35)所述，可得到即使耦合透镜构成一组两个的接合结构也可适当过矫正色像差的球面象差矫正部件。
如本发明(3-36)所述，使至少一个面为非球面时，可矫正球面象差，所以可不考虑接合面的球面象差矫正效果，可恰当地矫正色像差。当满足条件式(59)及(60)时，可得到性能更好的球面象差矫正部件。
如本发明(3-37)所述，如果由比重为2.0以下的材料形成耦合透镜，则球面象差矫正部件可做得非常轻，可得到具有即使在球面象差的变动高速产生的情况下也可容易应对的球面象差矫正部件的聚光光学系统。
当如本发明(3-38)所述，耦合透镜由塑料材料形成时，可进一步利用压注成形等进行大量生产，得到廉价的球面象差矫正部件。
如本发明(3-39)所述，在耦合透镜吸收空气中的水分的过程中，难于在透镜内产生因吸水率的差引起的折射率分布，可抑制由此产生的象差及伴随相位变化的衍射效率的降低。特别是当NA大时，虽然象差的发生及衍射效率降低具有变大的倾向，但如上操作时，可使其充分小。
如本发明(3-40)所述，当所用波长区域以厚度3mm的内部透射比85％以上的材料作为耦合透镜的材料时，可充分得到用于记录的光强，在为了再生而进行读出时，即使在往复通过球面象差矫正部件而入射传感器的情况下，也可得到足够的光量，可使读出信号的S/N比良好。另外，当为500nm以下尤其是400nm左右时，吸收引起的透镜材料的劣化虽不能忽略，但是，只要是使用满足上述条件的材料的球面象差矫正部件，劣化的影响就很小，可以半永久性地使用。
如本发明(3-41)所述，如果在聚光光学系统的球面象差向过补偿方向变动时，使耦合透镜变位，增大其与物镜的间隔，也就是说使向物镜入射的光束的发散度变大，则在物镜上产生欠补偿方向的球面象差，整体上球面象差被矫正。相反，如果在聚光光学系统的球面象差向欠补偿方向变动时，使耦合透镜变位，减小其与物镜的间隔，也就是说使向物镜入射的光束的发散度变小，则在物镜上产生过补偿方向的球面象差，因此，整个系统的球面象差被矫正。
在物镜被矫正成相对于厚度为t1的透明基板象差良好的情况下，要对具有厚度t2的透明基板的光信息记录媒体进行信息记录及/或再生时，透明基板会产生过补偿方向的球面象差。此时，当如本发明(3-42)所述，使耦合透镜变位，增大其与物镜的间隔，也就是说使向物镜入射的光束的发散度变大时，则在物镜上产生欠补偿方向的球面象差，整体上球面象差被矫正。在物镜被矫正成相对于厚度为t2的透明基板象差良好的情况下，要对具有厚度t1的透明基板的光信息记录媒体进行信息记录及/或再生时，透明基板会产生欠补偿方向的球面象差，故当使耦合透镜变位，减小其与物镜的间隔，也就是说使向物镜入射的光束的发散度变小时，在物镜上产生过补偿方向的球面象差，因此，整个系统的球面象差被矫正。
当满足本发明(3-43)的条件式(61)～(66)时，可得到能对例如DVD等光信息记录媒体和更高密度的光信息记录媒体两者进行记录、再生的聚光光学系统。
当以满足本发明(3-44)的条件式(67)的方式矫正色像差时，即使NA为0.65以上，也可充分地防止光源的微小波长变动引起的光点尺寸的扩大。
当如本发明(3-45)所述构成光拾取装置时，可得到高性能低成本的光拾取装置，该光拾取装置可对记录点尺寸小记录密度大的光信息记录媒体及记录点尺寸较大记录密度较小的光信息记录媒体两者良好地进行记录及/或再生。另外，可通过选择聚光光学系统得到具有上述特性的光拾取装置。
本发明(4-1)所述的聚光光学系统是一种光信息记录媒体的记录及/或再生用光拾取装置的聚光光学系统，包括改变自光源射出的发散光的发散角的耦合透镜和将通过该耦合透镜的光束经光信息记录媒体的透明基板聚光于信息记录面上的物镜，构成所述聚光光学系统的光学元件的至少一个光学面上形成有环带状衍射结构，所述耦合透镜为两组结构，通过使构成所述耦合透镜的至少一个透镜组沿光轴方向变位，矫正所述聚光光学系统的各光学面产生的球面象差的变动。
本发明(4-1)所述的聚光光学系统涉及对与DVD相比为高密度、大容量的下代光信息记录媒体进行记录及/或再生的光拾取装置所用的聚光光学系统的理想结构。通过在构成聚光光学系统的光学元件的至少一个光学面上设置具有在光源波长向长波长侧发生微小变动的情况下物镜的反焦距变短的波长特性的衍射结构，可有效地矫正在使用蓝紫色半导体激光等短波长光源时成为问题的物镜产生的轴上色像差。设置上述衍射结构的也可以是在比物镜更靠光源侧另外配置的耦合透镜以外的光学元件，但设置在物镜及/或耦合透镜上不会增加聚光光学系统的构成元件，故可使光拾取装置小型化，很理想。在耦合透镜的光学面上设置衍射结构的情况下，可将衍射功能分担在两个以上的光学面上，故可增大设在一个光学面上的衍射结构的最小环带间隔，可提高衍射效率。
通过使构成耦合透镜的两个透镜组中至少一个沿光轴方向变位，可矫正聚光光学系统中的各光学面特别是物镜的光学面产生的球面象差的变动。可实时矫正光源的振荡波长的微小变动、及/或温度湿度变化、及/或光信息记录媒体透明基板厚度的误差等引起的物镜产生的很大的球面象差，该球面象差在使用高数值孔径的物镜的情况下成为问题，该高数值孔径是为了比现有光信息记录媒体更高密度地进行信息记录及/或再生高密度记录的信息所需的，故可总是在光信息记录媒体的信息记录面上形成适当的光点。
通过使上述耦合透镜的可位移的透镜组沿光轴动作，形成聚光光学系统的光学元件的成形误差引起的球面象差也可矫正。通常是指在用使用金属模型的成形方法制造光学元件的情况下，金属模型的加工误差及光学元件的成形误差产生的例如中心厚度误差及光学面形状误差。如果这些误差产生的象差成分是3次球面象差，则在本发明的聚光光学系统中，可通过使上述耦合透镜的可变位透镜组沿光轴动作而矫正。因此，可增大形成聚光光学系统的光学元件制造时的误差允许量，可提高生产率。
本发明(4-2)所述的聚光光学系统，所述光源射出600nm以下波长的光，使所述聚光光学系统中的各折射面的折射作用产生的轴上色像差和所述衍射结构产生的轴上色像差相抵。
如本发明本发明(4-2)所述，通过使用产生600nm以下的振荡波长的光源，可对光信息记录媒体进行比现有光信息记录媒体更高密度的记录及/或再生高密度记录的信息，但是，如上所述，聚光光学系统特别是物镜产生的轴上色像差会成为问题。通过由所述衍射结构产生与聚光光学系统的各折射面产生的轴上色像差相反极性的轴上色像差，通过聚光光学系统在光信息记录媒体的信息记录面上形成光点时的波面形成轴上色像差相抵的状态，聚光光学系统整体在光源波长变动范围内可形成轴上色像差被良好矫正的系统。
另外，本发明的聚光光学系统对光源的振荡波长的光，最好由厚度3mm的内部透射比为85％以上的光学材料形成。在使用具有600nm以下尤其是400nm左右的振荡波长的短波光源的情况下，光学材料因光的吸收引起的透射比的降低会成为问题，但是，通过由具有上述内部透射比的材料形成聚光光学系统，记录时即使不增大光源的输出，也可形成高光量的光点，可改善再生时读出信号的S/N比。
并且，本发明的聚光光学系统最好由饱和吸水率为0.5％以下的光学材料形成。这样，在构成聚光光学系统的各光学元件吸收空气中的水分的过程中光学元件中不易产生因吸水率之差引起的折射率分布，可抑制由此产生的象差及伴随相位变化的衍射效率的降低。特别是当物镜的数值孔径大时，虽然象差产生及衍射效率的降低有增大的倾向，但是，通过上述操作，可将其抑制得很小。
本发明(4-3)所述的聚光光学系统，是包括所述耦合透镜、设有所述衍射结构的光学元件和所述物镜的合成系统，其轴上色像差满足下式
|ΔfB·NA2|≤0.25μm (68)其中，NA为对光信息记录媒体进行记录及/或再生所需的规定的所述物镜的像侧数值孔径，ΔfB为所述光源波长变化+1nm时合成系统的焦点位置的变化(μm)。
在利用衍射结构的作用矫正聚光光学系统的各折射面产生的轴上色像差的情况下，最好聚光光学系统的轴上色像差，即包括耦合透镜、设有衍射结构的光学元件和物镜的合成系统的轴上色像差满足本发明(4-3)的条件式(68)。
本发明(4-4)所述的聚光光学系统，对所述光信息记录媒体进行记录及/或再生所需的规定的所述物镜的像侧数值孔径为0.65以上，所述光信息记录媒体的透明基板的厚度为0.6mm以下。
如本发明(4-4)所述，通过使对所述光信息记录媒体进行记录及/或再生所需的规定的所述物镜的像侧数值孔径(NA)提高到0.65以上(现有光信息记录媒体例如CD为0.45，DVD为0.60)，可减小聚光于信息记录面上的光点的尺寸，故可对光信息记录媒体进行比现有光信息记录媒体高密度的记录及/或再生高密度记录的信息的再生。但是，通过这样提高物镜的数值孔径，会发生来自与光轴垂直的面的光信息记录媒体的倾斜及弯曲引起的慧差的产生变大的问题。通过减小光信息记录媒体的透明基板的厚度可抑制这种慧差的产生。在将物镜的数值孔径提高到0.65以上的情况下，最好将光信息记录媒体的透明基板的厚度(t)设为0.6mm以下(现有的光信息记录媒体例如CD为1.2，DVD为0.6mm)。具体地说，在0.65≤NA≤0.70的情况下，最好设为0.3≤t≤0.6mm，在0.70≤NA≤0.85的情况下，最好设为0.0≤t≤0.3mm。
本发明(4-5)所述的聚光光学系统，构成所述耦合透镜的透镜组中可沿光轴变位的透镜组具有正折射力，并满足下式4≤fCP/fOBJ≤17 (69)其中，fCP为可沿所述光轴变位的具有正折射力的透镜组的焦点距离(mm)，fOBJ为所述物镜的焦点距离(mm)。
如本发明(4-5)所述，在构成耦合透镜的透镜组中使具有正折射力的透镜组可沿光轴变位的情况下，最好满足式(69)。当不超过式(69)的上限时，用于矫正聚光光学系统产生的球面象差变动的变位量不大，故可采用整体紧凑的聚光光学系统。当不超过式(69)的下限时，可将可变位的透镜组的折射力抑制得很小，故可抑制在可变位的透镜组产生象差。另外，在构成耦合透镜的两个透镜组均具有正折射力的情况下，通过满足式(69)，可平衡良好地向上述两个透镜组分配折射力，故可使各透镜组采用容易制造的形状。
本发明(4-6)所述的聚光光学系统，构成所述耦合透镜的透镜组中可沿光轴变位的透镜组具有负折射力，并满足下式-20≤fCN/fOBJ≤-3(70)其中，fCN为可沿所述光轴变位的具有负折射力的透镜组的焦点距离(mm)，fOBJ为所述物镜的焦点距离(mm)。
如本发明(4-6)所述，在构成耦合透镜的透镜组中使具有负折射力的透镜组可沿光轴变位的情况下，最好满足式(70)。当不超过式(70)的下限时，用于矫正聚光光学系统产生的球面象差变动的变位量不大，故可采用整体紧凑的聚光光学系统。当不超过式(70)的上限时，可将可变位的透镜组的折射力抑制得很小，故可抑制在可变位的透镜组产生象差。并且，由于在构成耦合透镜的两个透镜组中可将具有正折射力的透镜组的折射力抑制得很小，故可抑制在具有正折射力的透镜组产生象差，从而容易制造。
本发明(4-7)所述的聚光光学系统，所述物镜为一组一个构成，至少一个面为非球面。
如本发明(4-7)所述，通过使物镜由至少一个面为非球面的一组一个透镜构成，可得到一组一个构成的简易结构、且可良好地矫正球面象差及象差的、适用于可对光信息记录媒体进行比现有光信息记录媒体更高密度的记录及/或高密度记录的信息的再生的光拾取装置的物镜。另外，使两面为非球面更理想，由此可更精密地矫正象差。通过由一组一个透镜构成物镜，即使数值孔径变大也可确保很大的工作距离，故可防止由光信息记录媒体的弯曲及倾斜引起的物镜和光信息记录媒体的接触。
本发明(4-8)所述的聚光光学系统，所述物镜为两组两个透镜构成，第一面至第三面中至少两个面为非球面。
如本发明(4-8)所述，通过使物镜由两组两个透镜构成，可将对光线的折射力分配在四个面上，故即使数值孔径很大，每个面的折射力也只需较小即可。其结果，可增大金属模型加工及透镜成形时透镜面间的偏心允许量，采用容易制造的透镜。另外，通过将对光线的折射力分配在四个面上，设于第一面至第三面中至少两个面上的非球面的象差矫正作用即可足够，故可精细地矫正球面象差及慧差。此时，最好使至少第一面和第三面两个面为非球面。并且，通过使第二面也为非球面，可将第一透镜和第二透镜的光轴偏移产生的象差抑制得很小，故更理想。
本发明(4-9)所述的聚光光学系统，设有所述衍射结构的光学元件由塑料材料形成，故容易附加衍射结构，并且可通过利用金属模型的压注成形等廉价地进行大量生产。
本发明(4-10)所述的聚光光学系统，当构成所述耦合透镜的透镜组中可沿光轴变位的透镜组由比重2.0以下的材料形成时，可将变位时的惯性力抑制得很小，可进行更迅速的变位，故很理想。由于作为用于使上述可变位的透镜组变位的驱动装置的调节器的驱动电流很小即可，故可使用更小型的调节器。
本发明(4-11)所述的聚光光学系统，所述衍射结构产生的n(n为0、±1以外的整数)次衍射光的光量大于其他任何次数的衍射光的光量，所述聚光光学系统当可使为对所述光信息记录媒体进行信息记录及/或再生而由衍射结构产生的n次衍射光聚光于所述光信息记录媒体的信息记录面上时，在由多个环带形成所述衍射结构的情况下，由于可加大环带间隔，故容易制造，很理想。
本发明(4-12)所述的聚光光学系统，当通过使构成所述耦合透镜的至少一个透镜组沿光轴方向变位，矫正所述光源的振荡波长的变动引起的聚光光学系统的各光学面产生的球面象差的变动时，可在光信息记录媒体的信息记录面上形成良好的光点，故不需要光源的选择，很理想。
本发明(4-13)所述的聚光光学系统，所述物镜包括至少一个由塑料材料形成的透镜，当通过使构成所述耦合透镜的至少一个透镜组沿光轴方向变位，矫正温度湿度变化引起的聚光光学系统的各光学面产生的球面象差的变动时，即使是容易因温度变化和湿度变化引起成象性能降低的塑料材料，也可用作高数值孔径的物镜，故可大幅度降低光拾取装置的成本。
本发明(4-14)所述的聚光光学系统，当通过使构成所述耦合透镜的至少一个透镜组沿光轴方向变位，矫正所述信息记录媒体的透明基板的厚度变动引起的球面象差的变动时，可增大光信息记录媒体的允许制造误差，故可提高生产率。
本发明(4-15)所述的聚光光学系统，通过使构成所述耦合透镜的至少一个透镜组沿光轴方向变位，矫正所述光源的振荡波长的变动、或温度湿度变化、或所述信息记录媒体的透明基板的厚度变动中至少两者以上的组合引起的聚光光学系统的各光学面产生的球面象差的变动。
本发明的聚光光学系统由于可如本发明(4-13)所述矫正温度湿度变化、或所述信息记录媒体的透明基板的厚度的误差、或光源的振荡波长对基准波长的偏差的组合产生的球面象差的变动，故可得到聚光特性总是良好的聚光光学系统。
本发明(4-16)所述的聚光光学系统，所述光信息记录媒体具有自表面侧依序交互层叠多个透明基板和信息记录层的结构，通过使所述物镜沿光轴方向变位，为了对各信息记录面进行信息的记录及/或再生进行对焦，且通过将构成所述耦合透镜的至少一个透镜组沿光轴方向变位，矫正各信息记录层因透明基板的厚度不同而产生的球面象差的变动。
本发明(4-16)所述的聚光光学系统，涉及可对具有自光信息记录媒体的表面侧依序交互层叠多个透明基板和信息记录层的结构的光信息记录媒体进行信息记录及/或再生的光拾取装置用聚光光学系统。根据该聚光光学系统，通过使耦合透镜的可变位的光学元件沿光轴动作，可矫正自表面至信息记录层的透明基板的厚度不同引起的球面象差，如果进一步使物镜沿光轴方向变位，则可与所希望的信息记录层对焦，故可在各信息记录面上形成良好的波面。因此，可在光信息记录媒体单侧的面上记录及/或再生两倍或两倍以上容量的信息。
本发明(4-17)所述的光拾取装置包括光源；聚光光学系统，其包括改变自所述光源射出的发散光的发散角的两组结构的耦合透镜和将通过该耦合透镜的光束经光信息记录媒体的透明基板聚光于信息记录面上的物镜；检测器，其检测来自所述信息记录面的反射光；第一驱动装置，为将光束聚光于所述信息记录面上，使所述物镜在光轴方向及光轴直角方向变位；第二驱动装置，使所述耦合透镜的至少一个光学元件沿光轴方向变位，所述光拾取装置对所述光信息记录媒体的信息记录面进行信息的记录及/或再生，在构成所述聚光光学系统的光学元件的至少一个光学面上形成有环带状的衍射结构，所述第二驱动装置通过使构成所述耦合透镜的至少一个透镜组沿光轴方向变位，矫正所述聚光光学系统的各光学面产生的球面象差的变动。
本发明(4-17)所述的光拾取装置涉及用于对比DVD高密度大容量的下代光信息记录媒体进行记录及/或再生的光拾取装置。通过在该光拾取装置的构成聚光光学系统的光学元件的至少一个光学面上设置具有在光源波长向长波长侧微小变动时物镜的反焦距变短的波长特性的衍射结构，可有效地矫正使用蓝紫色半导体激光器那样的短波光源时成为问题的、物镜产生的轴上色像差，并且，通过使构成耦合透镜的两个透镜组中至少一个可沿光轴方向变位，可良好地矫正聚光光学系统中的各光学面产生的球面象差的变动。第二驱动装置使构成耦合透镜的两个透镜组中至少一个沿光轴方向变位，此时，一边监视检测聚光于信息记录面上的光束的聚光状态的传感器的信号，一边使上述光学元件变位，从而最佳地矫正聚光光学系统产生的球面象差。该第二驱动装置可使用音圈调节器及压电调节器等。另外，也具有与本发明(4-1)所述的发明同样的作用效果。
本发明(4-18)所述的光拾取装置，所述光源射出600nm以下的波长的光，使由所述聚光光学系统中的各折射面的折射作用产生的轴上色像差和由所述衍射结构产生的轴上色像差相抵，故具有与本发明(4-2)所述的发明同样的作用效果。
本发明(4-19)所述的光拾取装置，由所述耦合透镜、设有所述衍射结构的光学元件和所述物镜构成的合成系统，其轴上色像差满足下式，故具有与本发明(4-3)所述的发明同样的作用效果|ΔfB·NA2|≤0.25μm (71)其中，NA为对光信息记录媒体进行记录及/或再生所需的规定的所述物镜的像侧数值孔径，ΔfB为所述光源波长变化+1nm时合成系统的焦点位置的变化(μm)。
本发明(4-20)所述的光拾取装置，对所述光信息记录媒体进行记录及/或再生所需的规定的所述物镜的像侧数值孔径为0.65以上，所述光信息记录媒体的透明基板的厚度为0.6mm以下，故具有与本发明(4-4)所述的发明同样的作用效果。
本发明(4-21)所述的光拾取装置，构成所述耦合透镜的透镜组中可沿光轴变位的透镜组具有正折射力，并满足下式，故具有与本发明(4-5)所述的发明同样的作用效果4≤fCP/fOBJ≤17(72)其中，fCP为可沿所述光轴变位的具有正折射力的透镜组的焦点距离(mm)，fOBJ为所述物镜的焦点距离(mm)。
本发明(4-22)所述的光拾取装置，构成所述耦合透镜的透镜组中可沿光轴变位的透镜组具有负折射力，并满足下式，故具有与本发明(4-6)所述的发明同样的作用效果-20≤fCN/fOBJ≤-3 (73)其中，fCN为可沿所述光轴变位的具有负折射力的透镜组的焦点距离(mm)，fOBJ为所述物镜的焦点距离(mm)。
本发明(4-23)所述的光拾取装置，所述物镜为一组一个构成，至少一个面为非球面，故具有与本发明(4-7)所述的发明同样的作用效果。
本发明(4-24)所述的光拾取装置，所述物镜为两组两个透镜构成，第一面至第三面中至少两个面为非球面，故具有与本发明(4-8)所述的发明同样的作用效果。
本发明(4-25)所述的光拾取装置，设有所述衍射结构的光学元件由塑料材料形成，故具有与本发明(4-9)所述的发明同样的作用效果。
本发明(4-26)所述的光拾取装置，构成所述耦合透镜的透镜组中可沿光轴变位的透镜组由比重2.0以下的材料形成，故具有与本发明(4-10)所述的发明同样的作用效果。
本发明(4-27)所述的光拾取装置，所述衍射结构产生的n(n为0、±1以外的整数)次衍射光的光量大于其他任何次数的衍射光的光量，所述聚光光学系统可使为对所述光信息记录媒体进行信息记录及/或再生而由衍射结构产生的n次衍射光聚光于所述光信息记录媒体的信息记录面上，故具有与本发明(4-11)所述的发明同样的作用效果。
本发明(4-28)所述的光拾取装置，通过使构成所述耦合透镜的至少一个透镜组沿光轴方向变位，矫正所述光源的振荡波长的变动引起的聚光光学系统的各光学面产生的球面象差的变动，故具有与本发明(4-12)所述的发明同样的作用效果。
本发明(4-29)所述的光拾取装置，所述物镜包括至少一个由塑料材料形成的透镜，通过使构成所述耦合透镜的至少一个透镜组沿光轴方向变位，矫正温度湿度变化引起的聚光光学系统的各光学面产生的球面象差的变动，故具有与本发明(4-13)所述的发明同样的作用效果。
本发明(4-30)所述的光拾取装置，通过使构成所述耦合透镜的至少一个透镜组沿光轴方向变位，矫正所述信息记录媒体的透明基板的厚度变动引起的球面象差的变动，故具有与本发明(4-14)所述的发明同样的作用效果。
本发明(4-31)所述的光拾取装置，通过使构成所述耦合透镜的至少一个透镜组沿光轴方向变位，矫正所述光源的振荡波长的变动、或温度湿度变化、或所述信息记录媒体的透明基板的厚度变动中至少两者以上的组合引起的聚光光学系统的各光学面产生的球面象差的变动，故具有与本发明(4-15)所述的发明同样的作用效果。
本发明(4-32)所述的光拾取装置，所述光信息记录媒体具有自表面侧依序交互层叠多个透明基板和信息记录层的结构，通过使所述物镜沿光轴方向变位，为了对各信息记录面进行信息的记录及/或再生进行对焦，且通过将构成所述耦合透镜的至少一个透镜组沿光轴方向变位，矫正各信息记录层因透明基板的厚度不同而产生的球面象差的变动，故具有与本发明(4-16)所述的发明同样的作用效果。
本发明(4-33)所述的再生装置是搭载有本发明(4-17)至(4-32)任一项所述的光拾取装置的声音及/或图像的记录、以及/或声音及/或图像的再生装置。
根据本发明(4-33)的再生装置，声音图像记录装置及再生装置通过搭载上述光拾取装置，可对比DVD高密度、大容量的下代光信息记录媒体良好地进行声音图像的记录或再生。
本说明书中使用的衍射结构是指在光学元件的表面例如透镜的表面上设置起伏，从而使之具有利用衍射改变光线角度的作用的形态(或面)。起伏的形状包括在例如光学元件的表面上作为以光轴为中心的大致同心圆状的环带形成，在包括光轴的平面上观察其断面，则各环带呈锯齿般的形状。
在本说明书中，物镜狭义上是指在将光信息记录媒体安装在光拾取装置上的状态下，在最靠近光信息记录媒体侧的位置，与其相对配置的具有聚光作用的透镜，广义上是指与该透镜一起，利用调节器至少可在光轴方向动作的透镜组。这里所述透镜组是指至少一个以上的透镜。因此，在本说明书中，物镜的光信息记录媒体侧的数值孔径NA是指自物镜的最靠近光信息记录媒体侧的透镜面向光信息记录媒体侧射出的光束的数值孔径NA。在本说明书中，对光信息记录媒体进行信息的记录或再生时所需的规定的数值孔径是指各光信息记录媒体的标准规定的数值孔径，或对各光信息记录媒体，根据所用的光源的波长，可得到为进行信息记录或再生所需的光点直径的衍射界限性能的物镜的数值孔径。
在本说明书中，光信息记录媒体(光盘)还包括例如CD-R，CD-RW，CD-Video，CD-ROM等各种CD、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-Video等各种DVD、或MD等盘状的现有光信息记录媒体及下代记录媒体等。在大多光信息记录媒体的信息记录面上存在透明基板。但是，透明基板的厚度几乎接近于零的、或完全没有透明基板的光信息记录媒体也存在或也提出了方案。为了便于说明，本说明书中有时写“经透明基板”，但是，也包括透明基板厚度为零即完全没有透明基板的情况。
在本说明书中，信息的记录及再生是指将信息记录在上述光信息记录媒体的信息记录面上，及将记录在信息记录面上的信息再生。本发明的光拾取装置可以是仅用于记录或仅用于再生的装置，也可以是用于进行记录及再生两者的装置。或者，可以是对信息记录媒体进行记录，对另外的信息记录媒体进行再生所用的装置，亦或是对信息记录媒体进行记录或再生，对另外的信息记录媒体进行记录或再生所用的装置。另外，这里所述的再生仅包括读取信息。
解决问题的方案(5-1)、为了实现上述目的，本发明的耦合透镜为用于改变自光源射出的发散光的发散角并使其入射物镜的耦合透镜，所述耦合透镜至少一个面形成具有环带状衍射结构的衍射面，对比所述光源的基准波长短10nm的波长过矫正轴上色像差，使焦点距离变长，并满足下式0.05≤NA≤0.50(74)其中，NA为耦合透镜的数值孔径。
另外，耦合透镜的数值孔径NACOL在设自光源射出的光束中最大倾角为θ的情况下，由NACOL＝sinθ来定义，与物镜的像侧数值孔径NAOBJ具有下述关系NACOL＝NAOBJ×(f1/f2)其中，f1为物镜的焦点距离(mm)，f2为耦合透镜的焦点距离(mm)。
根据该耦合透镜，对光信息记录媒体进行记录及/或再生时，用于改变来自光源的发散光的发散角并使其入射物镜的耦合透镜采用衍射透镜，该衍射透镜利用至少设于一个面上的环带状衍射结构的衍射作用，以10nm左右的波长变动过矫正轴上色像差，从而，可得到可与物镜等其他光学元件产生的轴上色像差相抵而矫正轴上色像差的耦合透镜。由于入射耦合透镜的来自光源的射出光的发散度小，故通常耦合透镜与物镜相比，折射力可较小，制造时的精度要求也不象物镜那样严格，另外，工作距离等的限制很小，故很容易进行象差矫正。如果用耦合透镜矫正轴上色像差，则即使是未严格矫正轴上色像差的物镜，通过与该耦合透镜组合使用，也可作为波长变动对成象性能影响显著的高密度光信息记录再生用聚光光学系统的物镜使用。此时，耦合透镜的数值孔径最好满足式(74)。在式(74)中，当为下限以上时，耦合透镜的焦点距离不会过分变大，故与物镜组合时合成系统的总长不会过分变大，可形成紧凑的聚光光学系统。当为上限以下时，耦合透镜的数值孔径不会过分变大，故可将耦合透镜产生的象差抑制得很小。
(5-2)、在上述耦合透镜中，最好满足下式0.3＜PD/PTOTAL＜3.0 (75)其中，PD为所述衍射面自光源侧依序称作第一衍射面、第二衍射面、…第N衍射面时，由Φbi＝ni·(b2i·hi2+b4i·hi4+b6i·hi6+…)定义的光路差函数表示所述第i面上形成的衍射结构附加于透过波面上的光路差的情况下(这里，ni为所述第i衍射面上形成的衍射结构产生的衍射光中具有最大衍射光量的衍射光的衍射次数，hi为距光轴的高度(mm)，b2i、b4i、b6i、……分别是2次、4次、6次、…的光路差函数系数(也称衍射面系数))，由数学式1定义的仅衍射结构的功能(mm-1)， PTOTAL为组合折射功能和所述衍射结构的衍射功能的耦合透镜整个系统的功能(mm-1)。
如上所述，通过决定耦合透镜的衍射结构，使仅衍射结构的功能满足式(75)，可利用耦合透镜产生的轴上色像差良好地相抵并矫正物镜等其他光学元件产生的轴上色像差。在式(75)的下限以上，经耦合透镜和物镜将光点成象于光信息记录媒体的信息记录面上时波面的轴上色像差不会过分矫正不足，在上限以下，经耦合透镜和物镜将光点成象于光信息记录媒体的信息记录面上时波面的轴上色像差不会过分过矫正。
(5-3)、设所述基准波长为λ(mm)，基准波长下的焦点距离为f(mm)，所述第i衍射面上形成的衍射结构产生的衍射光中具有最大衍射光量的衍射光的次数为ni，第i衍射面的有效直径内的衍射结构的环带数为Mi，第i衍射面的有效直径内的衍射结构的环带间隔的最小值为Pi(mm)时，则最好满足下式0.1≤f·λ·Σi=1N(ni/(mi·Pi2))≤3.0.....(76)]]>当满足条件式(76)而构成耦合透镜的衍射结构时，可利用耦合透镜产生的轴上色像差良好地相抵并矫正物镜等其他光学元件产生的轴上色像差。在式(76)的下限以上，经耦合透镜和物镜将光点成象于光信息记录媒体的信息记录面上时波面的轴上色像差不会过分矫正不足，在上限以下，经耦合透镜和物镜将光点成象于光信息记录媒体的信息记录面上时波面的轴上色像差不会过分过矫正。
(5-4)、设所述基准波长为λ(mm)，自所述基准波长的微小波长变化为Δλ(mm)，基准波长下的焦点距离为f(mm)，所述光源的波长自所述基准波长仅变化Δλ(mm)时焦点距离的变化为Δf(mm)，则最好满足下式-0.12≤(Δf/f)·NA·(λ/Δλ)≤-0.01(77)如上所述，耦合透镜的焦点距离相对于10nm左右的微小波长变动的变化量最好满足式(77)。在式(77)中，若为下限以上，则经耦合透镜和物镜将光点成象于光信息记录媒体的信息记录面上时波面的轴上色像差不会过分过矫正，在上限以下，则经耦合透镜和物镜将光点成象于光信息记录媒体的信息记录面上时波面的轴上色像差不会过分矫正不足。
(5-5)、通过使上述耦合透镜的两个以上的面形成具有环带状衍射结构的衍射面，将衍射功能分配在两个以上的面上，可增大衍射环带的间隔，故容易制造，由此，可得到衍射效率良好的耦合透镜。
(5-6)、另外，至少一个面为非球面，并满足下式0.10≤NA≤0.50 (78)这样，在耦合透镜的数值孔径为0.10以上的情况下，最好使至少一个面为非球面。由此，可良好地矫正耦合透镜产生的象差。
通过使上述耦合透镜由塑料材料形成，可容易地附加衍射结构及非球面，且可廉价地进行大量生产。
(5-7)、作为制造方法，最好为采用金属模型的压注成形法。在由塑料材料形成耦合透镜的情况下，最好由所用波长区域的厚度3mm的内部透射比为85％以上的材料形成，并且，最好由饱和吸水率为0.5％以下的材料形成。另外，塑料材料最好为聚烯烃类树脂，更理想的是聚烯烃类的降冰片烷类树脂。
(5-8)、本发明的聚光光学系统，是包括产生600nm以下的波长的光源、改变所述光源射出的发散光的发散角的耦合透镜和将经所述耦合透镜的光束聚光于光信息记录媒体的信息记录面上的物镜的光信息记录媒体的记录及/或再生用聚光光学系统，所述耦合透镜是上述耦合透镜，伴随所述光源发生±10nm以下的波长变化时的波长变化在所述物镜产生的轴上色像差与所述耦合透镜的衍射结构产生的轴上色像差相抵。
根据该聚光光学系统，通过采用产生600nm以下的振荡波长的光源，可对光信息记录媒体进行比现有光信息记录媒体更高密度的记录及/或高密度记录的信息的再生，但是，所述聚光光学系统尤其是物镜产生的轴上色像差会成为问题，而通过由设于耦合透镜的衍射结构产生与物镜产生的轴上色像差相反极性的轴上色像差，通过聚光光学系统将光点成象于光信息记录媒体的信息记录面上时的波面形成轴上色像差相抵的状态，作为聚光光学系统整体，在光源的波长变动范围内可得到轴上色像差被良好矫正的系统。
在将像侧数值孔径为0.7以上、阿贝数65以下的光学材料形成的物镜用于使用600nm以下的短波光源的光拾取装置的情况下，物镜会产生较大的轴上色像差，有可能不能进行稳定的信息记录及/或再生。但是，如上所述，由于在耦合透镜产生与物镜产生的轴上色像差极性相反的轴上色像差，故即使未严格矫正轴上色像差的物镜，通过与本发明的耦合透镜组合使用，也可应用于使用600nm以下的短波光源的光拾取装置。
(5-9)、所述物镜和所述耦合透镜组合而成的合成系统具有所述光源的波长向长波长侧偏移时向反焦距变短的方向变化的轴上色像差特性，设边缘光线相对于波长变化的球面象差的变化量为ΔSA，轴上色像差的变化量为ΔCA，则最好满足下式-1＜ΔCA/ΔSA＜0(79)这样，组合物镜和轴上色像差被过矫正的耦合透镜的合成系统由于具有所述光源的波长向长波长侧偏移时向反焦距变短的方向变化的轴上色像差特性，并满足式(79)，最好通过利用耦合透镜的衍射结构的作用过矫正合成系统的轴上色像差，使基准波长的球面象差曲线和长短波长侧的球面象差曲线交叉。由此，可将光源波长偏移时最佳写入位置的移动抑制得很小，可得到光源的模式跳跃现象及高频重叠时的波面象差的劣化小的合成系统。
并且，与通过耦合透镜的衍射作用，矫正长短波长侧的球面象差曲线，使其与基准波长的球面象差曲线平行，且安全矫正合成系统的轴上色像差相比，如上所述，不矫正长短波长侧的球面象差，过矫正合成系统的轴上色像差，从而使基准波长的球面象差曲线和长短波长侧的球面象差曲线交叉，可使象差矫正所需的衍射能力较小，故可增大衍射环带的间隔且减少环带数，可缩短金属模型加工的时间及提高衍射效率。激光光源的振荡波长具有±10nm左右的个体差，但如上所述作为以使基准波长的球面象差曲线和长短波长侧的球面象差曲线交叉的方式矫正了球面象差的合成系统的光源，在使用振荡波长偏离基准波长的激光光源的情况下，通过沿光轴方向使耦合透镜变位从而改变入射物镜的光束的发散度，可矫正该波长下的球面象差，故搭载该合成系统的光拾取装置不需选择激光光源。
(5-10)、设所述光源波长变化±10nm时所述耦合透镜和所述物镜的合成系统的焦点位置的变化为ΔfB(μm)，进行所述光信息记录媒体的记录或再生所需的所述物镜的规定的像侧数值孔径为NAOBJ，则所述合成系统的轴上色像差最好满足下式|ΔfB·(NAOBJ)2|≤2.5μm (80)这样，聚光光学系统的轴上色像差即耦合透镜和物镜的合成系统的轴上色像差最好满足式(80)。
(5-11)、本发明的光拾取装置具有光源、改变自所述光源射出的发散光的发散角的耦合透镜和包括将经过所述耦合透镜的光束聚光于光信息记录媒体的信息记录面上的物镜的聚光光学系统，通过检测来自所述信息记录面的反射光，对所述光信息记录媒体进行信息的记录及/或再生，所述聚光光学系统为上述聚光光学系统。
该光拾取装置涉及对比DVD高密度、大容量的下代光信息记录媒体进行记录及/或再生的光拾取装置。通过搭载上述轴上色像差被良好矫正的聚光光学系统，即使在使用产生600nm以下的振荡波长的光源的情况下，也能够进行稳定的信息记录或再生。
本发明的声音图像记录装置及再生装置通过搭载上述光拾取装置，可对比DVD密度高、容量大的下代光信息记录媒体良好地进行声音图像的记录或再生。
为了解决用于光拾取装置的衍射光学元件的上述现有技术的问题，本发明者提出了对某一光学元件，使其单侧的光学面为平面，另一侧的光学面为球面/或非球面，并在设定为平面的光学面上形成环带状衍射结构的形状的提案。
也就是说，由于在光学元件的平面侧设有衍射结构，故形成该衍射结构时可比较容易地采用电子束绘图方式。在利用使用金属模型的成形方法制造该光学元件时，与上述平面侧对应的金属模型的光学面当然为平面状，故该金属模型的衍射结构的形成也可较容易地采用电子束绘图方式。
(5-12)、在上述光学元件中，设所用波长为λ(mm)，所述平面上形成的衍射结构的有效直径内环带间隔的最小值为P(mm)，则满足下式(81)，最好满足下式(82)，通过将衍射结构的周期小的衍射面设在平面的光学面上，可利用电子束绘图方式形成高精度的环带结构P/λ＜30(81)P/λ＜20(82)。
(5-13)、通过将球面及/或非球面的另外的光学面设定为折射面，可适当组合衍射作用和折射作用精密地进行象差矫正。
(5-14)、也可通过在设定为球面及/或非球面的光学面上附加环带状的衍射结构，将两面做成衍射面，通过将两面做成衍射面，可使衍射面的象差矫正功能充足，故可将本发明的光学元件作为更高性能的象差矫正元件利用。
(5-15)、当在设定为球面及/或非球面的光学面上附加环带状的衍射结构的情况下，令其衍射结构满足下式(83)时，可利用现有衍射结构的形成技术即SPDT(金刚石超精密切削技术)进行金属模型加工P/λ＞20(83)。
另外，可采用由上述光学元件构成的耦合透镜。
(5-16)为本发明(5-1)至(5-5)任一项所述的耦合透镜，所述衍射面中至少一个衍射面在n为0、±1以外的整数时，以该衍射面产生的衍射光中n次衍射光的衍射光量大于其他任何次数的衍射光的衍射光量的方式决定各衍射环带的光轴方向的台阶量。
(5-17)为本发明(5-1)至(5-6)任一项所述的耦合透镜，至少包括最靠近光源侧的面的一个面形成具有环带状衍射结构的衍射面。
设n为0、±1以外的整数，当以n次高次衍射光具有最大衍射光量的方式决定所述耦合透镜的衍射面中至少一个衍射面的环带结构的光轴方向的台阶量时(以下将如此决定了环带结构的衍射面称作高次衍射面)，与利用±1次衍射光的情况相比，可缓和环带间隔的最小值，可减小环带结构的形状误差引起的衍射效率降低的影响。此时，可以将耦合透镜上形成的衍射面中所有的衍射面作为高次衍射面，也可以仅将利用±1次衍射光的情况下环带间隔的最小值特别小的衍射面作为高次衍射面。另外，衍射光量最大的衍射次数的值也可因衍射面而不同。
另外，在以n为整数，以n次衍射光的衍射光量大于其他任何次数的衍射光的衍射光量的方式决定衍射环带的光轴方向的台阶量Δ(mm)的情况下，台阶量Δ在设λ0为光源产生的光的波长(mm)，N为波长λ0时的物镜的折射率时，Δ≈Pn·λ0/(N-1)成立。
另外，上述耦合透镜至少包括最靠近光源侧的面的一个面形成具有环带状衍射结构的衍射面，这一点在下述方面很理想。也就是说，在耦合透镜的设计中，为了防止使最靠近光源侧的面的反射光入射到光检测器的受光面上，而使光检测器检测不需要的信号，需要考虑使入射光的边缘光线不对最靠近光源侧的面垂直入射。但是，当将最靠近光源侧的面设为具有光轴方向的台阶量最佳的衍射环带结构的衍射面，使得以n为整数、对于透射光使n次衍射光的衍射光的强度大于其他任何次数的衍射光的强度时，最靠近光源侧的面的反射光为由衍射结构衍射的衍射光，其中，具有最大强度的是m次衍射光，其中，m为不同于n的整数，故最靠近光源侧的面的入射光的边缘光线的入射角与上述m次反射衍射光的边缘光线的反射角的绝对值必定不同。因此，最靠近光源侧的面的反射光即使在入射光的边缘光线接近垂直入射的情况下，也不会使光点在光检测器的受光面上成象，故可自由选择入射光的边缘光线相对于最靠近光源侧的面的入射角，可得到球面象差及慧差被更精密地矫正的高性能耦合透镜。


图1是实施例1的光路图；图2是实施例1的球面象差图及象散性图；图3是实施例2的光路图；图4是实施例2的球面象差图及象散性图；图5是实施例3的光路图；图6是实施例3的球面象差图及象散性图；图7是实施例4的光路图；图8是实施例4的球面象差图及象散性图；图9是实施例5的光路图；图10是实施例5的球面象差图及象散性图；图11是实施例6的光路图；图12是实施例6的球面象差图及象散性图；图13是实施例7的光路图；图14是实施例7的球面象差图及象散性图；图15是实施例8的光路图；图16是实施例8的球面象差图及象散性图；图17是实施例9的光路图；图18是实施例9的球面象差图及象散性图；图19是实施例10的光路图；图20是实施例10的球面象差图及象散性图；图21是实施例11的光路图；图22是实施例11的球面象差图及象散性图；图23是实施例12的光路图；图24是实施例12的球面象差图；图25是实施例13的光路图；图26是实施例13的球面象差图；图27是实施例14的光路图；图28是实施例14的球面象差图；图29是实施例15的光路图；图30是实施例15的球面象差图；图31是实施例16的光路图；图32是实施例16的球面象差图；图33是实施例17的光路图；图34是实施例17的球面象差图；图35是实施例18的光路图；图36是实施例18的球面象差图；图37是实施例19的光路图；图38是实施例19的球面象差图；图39是实施例20的光路图；图40是实施例20的球面象差图；图41是实施例21的光路图；图42是实施例21的球面象差图；图43是实施例22的光路图；图44是实施例22的球面象差图；图45是实施例23的光路图；图46是实施例23的球面象差图；图47是本实施形态的光拾取装置的概略示意图；图48是图47的光拾取装置的另一例的概略示意图；图49是用于说明式(9)的三种物镜的球面象差图；图50是实施例24的光路图；图51是实施例24的球面象差图及象散性图；图52是实施例25的光路图；图53是实施例25的球面象差图及象散性图；图54是实施例26的光路图；图55是实施例26的球面象差图及象散性图；图56是实施例27的光路图；图57是实施例27的球面象差图及象散性图；图58是实施例28的光路图；图59是实施例28的球面象差图及象散性图；图60是实施例28的光路图；图61是实施例28的球面象差图及象散性图；图62(a)、图62(b)、图62(c)是用于说明第2-1实施例的物镜的、温度高于基准温度+30℃的情况下的球面象差图，图62(a)是式(3)的值为0.05的温度象差矫正不足的情况，图62(b)是在本实施例的物镜中式(3)的值为0.10的情况，图62(c)是式(3)的值为0.15的温度象差过矫正的情况；
图63是第2-2实施例的色像差过矫正型的物镜(a)和色像差完全矫正型的物镜(b)的球面象差图；图64是用于说明在第2-2实施例中色像差过矫正型物镜的最小环带间隔大于色像差完全矫正型的物镜的最小环带间隔的理由的理论分析的图，是显示以射出瞳的中心位置为原点的坐标系的图；图65(a)、图65(b)用于说明第2-2实施例，图65(a)显示利用衍射作用矫正波长自基准波长向短波长侧偏移时的色像差使其形成色像差过矫正型的情况下的、矫正前及矫正后的球面象差曲线，图65(b)显示矫正波长自基准波长向短波长侧偏移时的色像差使其形成色像差完全矫正型的情况下的、矫正前及矫正后的球面象差曲线；图66用于说明第2-2实施例，是以φ(h)(mm)为横轴、以h(mm)为纵轴显示色像差过矫正型情况下的光路差函数及色像差完全矫正型情况下的光路差函数；图67是表示配置于第2-3实施例的聚光光学系统的作为球面象差矫正部件的折射率分布可变元件例的图；图68是表示配置于第2-3实施例的聚光光学系统的作为球面象差矫正部件的折射率分布可变元件另一例的图；图69是第2-4实施例的光拾取装置的概略示意图；图70是第2-4实施例的另一光拾取装置的概略示意图；图71是实施例2-1的光路图；图72是实施例2-1的球面象差图；图73是实施例2-2的光路图；图74是实施例2-2的球面象差图；图75是实施例2-3的光路图；图76是实施例2-3的球面象差图；图77是实施例2-4的光路图；图78是实施例2-4的球面象差图；图79是实施例2-5的光路图；图80是实施例2-5的球面象差图；图81是实施例2-6的光路图；图82是实施例2-6的球面象差图；图83是实施例2-7的光路图；图84是实施例2-7的球面象差图；图85是实施例2-8的光路图；图86是实施例2-8的球面象差图；图87是实施例2-9的光路图；图88是实施例2-9的球面象差图；图89是实施例3-1的光路图(NA0.85)；图90是实施例3-1的光路图(NA0.65)；图91是实施例3-1的球面象差图(NA0.85)；图92是实施例3-1的球面象差图(NA0.65)；图93是实施例3-2的光路图(NA0.85)；图94是实施例3-2的光路图(NA0.65)；图95是实施例3-2的球面象差图(NA0.85)；图96是实施例3-2的球面象差图(NA0.65)；图97是实施例3-3的光路图(NA0.85)；图98是实施例3-3的光路图(NA0.65)；图99是实施例3-3的球面象差图(NA0.85)；图100是实施例3-3的球面象差图(NA0.65)；图101是实施例3-4的光路图(NA0.85)；图102是实施例3-4的光路图(NA0.65)；图103是实施例3-4的球面象差图(NA0.85)；图104是实施例3-4的球面象差图(NA0.65)；图105是实施例3-5的光路图(NA0.85)；图106是实施例3-5的光路图(NA0.65)；图107是实施例3-5的球面象差图(NA0.85)；图108是实施例3-5的球面象差图(NA0.65)；图109是实施例3-6的光路图(NA0.85)；图110是实施例3-6的光路图(NA0.65)；图111是实施例3-6的球面象差图(NA0.85)；图112是实施例3-6的球面象差图(NA0.65)；图113是实施例3-7的光路图(NA0.85)；图114是实施例3-7的光路图(NA0.65)；图115是实施例3-7的球面象差图(NA0.85)；图116是实施例3-7的球面象差图(NA0.65)；图117是实施例3-8的光路图(NA0.85)；图118是实施例3-8的光路图(NA0.65)；图119是实施例3-8的球面象差图(NA0.85)；图120是实施例3-8的球面象差图(NA0.65)；图121是实施例3-9的光路图(NA0.85)；图122是实施例3-9的光路图(NA0.65)；图123是实施例3-9的球面象差图(NA0.85)；图124是实施例3-9的球面象差图(NA0.65)；图125是实施例3-10的光路图(NA0.85)；图126是实施例3-10的光路图(NA0.65)；图127是实施例3-10的球面象差图(NA0.85)；图128是实施例3-10的球面象差图(NA0.65)；图129是本实施形态的光拾取装置的概略示意图；图130是另一本实施形态的光拾取装置的概略示意图；图131是第4-1实施例的光拾取装置的概略结构图；图132是第4-1实施例的聚光光学系统的概略剖面图；图133是第4-1实施例的聚光光学系统的球面象差图；图134是第4-2实施例的聚光光学系统的概略剖面图；图135是第4-2实施例的聚光光学系统的球面象差图；图136是第4-2实施例的光拾取装置的概略结构图；图137是第4-3实施例的聚光光学系统的概略剖面图；图138是第4-3实施例的聚光光学系统的球面象差图；图139是第4-4实施例的聚光光学系统的概略剖面图；图140是第4-4实施例的聚光光学系统的球面象差图；图141是第4-5实施例的聚光光学系统的概略剖面图；图142是第4-5实施例的聚光光学系统的球面象差图；图143是第4-6实施例的聚光光学系统的概略剖面图；图144是第4-6实施例的聚光光学系统的球面象差图；
图145是第4-3实施形态的光拾取装置的概略结构图；图146是第4-4实施形态的光拾取装置的概略结构图；图147是第5-1实施形态的光拾取装置的示意图；图148是第5-2实施形态的另一光拾取装置的示意图；图149是实施例5-1的聚光光学系统的光路图；图150是实施例5-1的球面象差图；图151是实施例5-2的聚光光学系统的光路图；图152是实施例5-2的球面象差图；图153是实施例5-3的聚光光学系统的光路图；图154是实施例5-3的球面象差图；图155是实施例5-4的聚光光学系统的光路图；图156是实施例5-4的球面象差图；图157(a)、图157(b)、图157(c)分别是本发明第5-2实施形态的光学元件的剖面图(图157(a))，自A方向看的正面图(图157(b))，及S2面的放大图(图157(c))；图158是用于说明图151的光学元件的效果的图，表示切削加工中分别使用前端部的半径(Rb)分别为1.0μm、0.7μm、0.5μm的刀头在平板基板上形成闪耀结构时、闪耀结构的周期(P/λ)和一次衍射效率的理论值的关系；图159是实施例5-5的聚光光学系统的光路图；图160是实施例5-5的球面象差图；图161是实施例5-6的聚光光学系统的光路图；图162是实施例5-6的球面象差图；图163是实施例5-7的光路图；图164是实施例5-7的球面象差图。
具体实施例方式
下面说明本发明的实施形态及实施例的透镜。本实施形态的透镜的非球面在设光轴方向为X轴、垂直于光轴的方向的高度为h、折射面的曲率半径为r时，以下式数1表示。其中，K为圆锥系数，A2i为非球面系数。
X=h2/r1+1-(1+K)h2/r2+Σi=2A2ih2i]]>本实施形态的透镜的衍射面作为光路差函数Φb可由下式数2表示。这里，h为垂直于光轴的高度，b2i为光路差函数的系数。
Φb=Σj=1b2jh2j]]>在上述数式中n为衍射面产生的衍射光中光量最大的衍射光线的衍射次数。另外，在下述的实施例中，关于衍射次数，除有特殊记载的实施例外，衍射次数均为1。
实施例(实施例1～5)有关实施例1、2、3、4、5的透镜数据分别表示于表1、2、3、4、5中。在所有实施例中，均是将两个非球面塑料透镜组合，得到NA为0.85的物镜。关于各实施例，分别由图1、图3、图5、图7、图9表示光路图，由图2、图4、图6、图8、图10表示球面象差图及象散性图。塑料材料为聚烯烃类树脂，比重约为1.0，饱和吸水率为0.01％以下，其结果，重量可为玻璃制透镜两个组合的物镜的一半以下，虽然NA大到0.85，重量也仅为0.02g(不含镜框)。如各表所示，包括第一面和第三面的2至3个面为非球面。其他有关上述条件式的值记载于表36中。实施例1表1NAOBJ0.85 fOBJ＝1.765 λ＝405nm

非球面系数非球面1 非球面2k＝-0.110336 k＝105.469400A4＝-0.606085×10-2A4＝0.729587×10-2A6＝-0.128275×10-2A6＝-0.189725×10-2A8＝-0.542297×10-3A8＝0.480216×10-3A10＝-0.100527×10-3A10＝-0.210959×10-2A12＝-0.310215×10-5A12＝0.607924×10-3A14＝0.139738×10-7A16＝-0.824879×10-5非球面3k＝-0.193622A4＝0.188729×10-1A6＝-0.173007×10-1A8＝0.114561×100A10＝-0.142900×100实施例2表2NAOBJ0.85 fOBJ＝1.765 λ＝405nm

非球面系数非球面1 非球面2k＝-0.161673k＝303.022857A4＝-0.788688×10-2A4＝0.646329×10-2A6＝-0.190065×10-2A6＝-0.128072×10-2A8＝-0.461976×10-3A8＝-0.266976×10-2A10＝-0.191069×10-3A10＝0.109133×10-3A12＝-0.457597×10-4A14＝0.180742×10-4A16＝-0.124644×10-4实施例3表3NAOBJ0.85fOBJ＝1.765 λ＝405nm

非球面系数非球面1 非球面2k＝-0.176315k＝238.838905A4＝-0.982791×10-2A4＝0.227228×10-2A6＝-0.239662×10-2A6＝-0.901448×10-3A8＝-0.738613×10-3A8＝-0.865489×10-3A10＝-0.326873×10-3A10＝-0.131119×10-2A12＝-0.551180×10-4A14＝0.501483×10-4A16＝-0.317230×10-4非球面3k＝0.066760A4＝-0.746263×10-2A6＝-0.674263×10-2A8＝-0.725839×10-2A10＝0.483039×10-1实施例4表4NAOBJ0.85 fOBJ＝1.765 λ＝405nm

非球面系数非球面1 非球面2k＝-0.207684 k＝14.660631A4＝-0.343635×10-2A4＝-0.539072×10-1A6＝-0.170996×10-2A6＝0.954683×10-1A8＝-0.437574×10-3A8＝-0.508916×10-1A10＝0.511484×10-4A10＝-0.113718×100A12＝0.878473×10-7A14＝-0.300568×10-5A16＝-0.117105×10-4非球面3k＝-0.340640A4＝-0.297686×10-1A6＝0.137936×100A8＝0.622567×100A10＝-0.131808×10+1实施例5表5NAOBJ0.85fOBJ＝1.765 λ＝405nm

非球面系数非球面1 非球面2k＝-0.091659 k＝-28.340577A4＝-0.663594×10-2A4＝0.263271×10-1A6＝-0.117822×10-2A6＝-0.472160×10-1A8＝-0.265531×10-3A8＝0.109902×10-1A10＝0.108093×10-4A10＝0.518183×10-2A12＝0.170171×10-4A14＝-0.496141×10-4A16＝0.113761×10-4非球面3k＝0.052454A4＝0.304019×10-1A6＝-0.105823×10-1A8＝-0.249552×10-1A10＝-0.244590×100(实施例6～11)有关实施例6、7、8、9、10的透镜数据分别表示于表6、7、8、9、10中。通过将包括第一面的1至2面设计成具有环带状台阶的衍射面，可良好地矫正物镜的色像差。关于各实施例，分别由图11、图13、图15、图17、图19、图21表示光路图，由图12、图14、图16、图18、图20、图22表示球面象差图及象散性图。实施例6～11的物镜为塑料制，塑料材料为聚烯烃类树脂，比重约为1.0，饱和吸水率为0.01％以下。其他有关上述条件式的值记载于表36中。另外，在各实施例的表中，衍射面通过给出忽略台阶的上述数2表示的相位函数的系数来表现，实际衍射面的形状以各环带间的台阶引起的光路差为波长的1倍或2倍的方式制作环带形状。实施例6表6NAOBJ0.85 fOBJ＝1.765 λ＝405nm

非球面系数非球面1非球面2k＝-0.10247k＝-354.211152A4＝-5.5546×10-3A4＝0.287649×10-2A6＝-1.5637×10-3A6＝0.713128×10-3A8＝-4.5919×10-4A8＝0.232361×10-2A10＝-9.0730×10-5A10＝-0.271692×10-2A12＝-4.8123×10-6A12＝0.122473×10-2A14＝9.7834×10-6A16＝-3.0273×10-6非球面3k＝-0.312587A4＝0.215505×10-1A6＝-0.340499×10-1A8＝0.120851×100A10＝-0.107335×100衍射面系数衍射面1b2＝-1.5428×10-2b4＝-1.6716×10-4b6＝-4.3482×10-4实施例7表7NAOBJ0.85fOBJ＝1.765 λ＝405nm

非球面系数非球面1 非球面2k＝-0.10167 k＝-347.282906A4＝-6.3824×10-2A4＝0.311088×10-2A6＝-1.0712×10-3A6＝0.842228×10-3A8＝-3.8459×10-4A8＝0.279401×10-2A10＝-8.7158×10-5A10＝-0.261774×10-2A12＝2.9718×10-6A12＝0.101541×10-2A14＝8.3886×10-6A16＝-4.1865×10-6非球面3k＝-0.290745A4＝0.206726×10-1A6＝-0.227468×10-1A8＝0.112447×100A10＝-0.970951×10-1衍射面系数衍射面1b2＝-6.3411×10-3b4＝-9.0875×10-5实施例8表8NAOBJ0.85fOBJ＝1.765 λ＝-405nm

非球面系数非球面1 非球面2k＝-0.12837 k＝-347.28A4＝-6.8769×10-3A4＝3.5358×10-3A6＝-1.2838×10-3A6＝5.3892×10-4A8＝-3.9729×10-4A8＝2.2870×10-3A10＝-8.5426×10-5A10＝-2.5233×10-3A12＝-4.2277×10-6A12＝7.7429×10-4A14＝3.0743×10-6A16＝-4.1621×10-6非球面3k＝-0.309757A4＝0.141331×10-1A6＝-0.245971×10-1A8＝0.110065×100A10＝-0.102902×100衍射面系数衍射面1 衍射面2b2＝-1.0117×10-2b2＝1.1317×10-2b4＝-1.2794×10-4b4＝-1.5464×10-3实施例9表9NAOBJ0.85fOBJ＝1.765 λ＝405nm

非球面系数非球面1 非球面2k＝-0.18259 k＝292.538934A4＝-1.1684×10-2A4＝0.209616×10-2A6＝-2.4696×10-3A6＝-0.193960×10-2A8＝-5.2974×10-4A8＝-0.400256×10-3A10＝-2.9709×10-4A10＝-0.881532×10-3A12＝-7.7145×10-5A14＝4.4544×10-5A16＝-2.1248×10-5非球面3k＝0.145033A4＝-0.185433×10-1A6＝-0.214689×10-1A8＝0.524988×10-2A10＝0.534332×10-1衍射面系数衍射面1b2＝-1.4938×10-2b4＝-2.4619×10-3实施例10表10NAOBJ0.85 fOBJ＝1.765 λ＝405nm

非球面系数非球面1 非球面2k＝-0.22560 k＝10.549426A4＝-6.1791×10-3A4＝-0.131211×100A6＝-1.0042×10-3A6＝0.984014×10-1A8＝-6.4740×10-4A8＝-0.497711×10-1A10＝-1.1578×10-4A10＝-0.731102×10-1A12＝2.7678×10-5A14＝1.7069×10-5A16＝-1.6811×10-5非球面3k＝-0.378420A4＝-0.841437×10-1A6＝-0.152828×100A8＝0.75172×100A10＝-0.119708×10+1衍射面系数衍射面1b2＝-1.3812×10-2b4＝-2.0039×10-3实施例11表11NAOBJ0.85fOBJ＝1.765 λ＝405nm

非球面系数非球面1非球面2k＝-0.17510k＝-6.663812A4＝-8.1876×10-3A4＝0.186859×10-1A6＝-1.0237×10-3A6＝-0.415246×10-1A8＝-5.1004×10-4A8＝0.161642×10-1A10＝4.5566×10-7A10＝-0.363829×10-3A12＝7.3953×10-5A14＝-5.7905×10-5A16＝8.9902×10-6非球面3k＝0.023136A4＝0.998825×10-2A6＝-0.344025×10-1A8＝0.333581×10-1A10＝-0.280500×100衍射面系数衍射面1b2＝-1.0363×10-2b4＝-1.4490×10-3
(实施例12)在透镜数据表示于表12的实施例12中，由两个非球面塑料透镜组合构成物镜，球面象差矫正部件为使用高折射率分散大的玻璃材料的负透镜和使用低分散的玻璃材料的正透镜构成的光束膨胀器，通过使该两个透镜间隔可变，良好地矫正球面象差的变动。本实施例12的光路图示于图23，球面象差图示于图24。通过如上所述选择玻璃材料，聚光光学系统整体的1nm的模式跳跃引起的焦点位置变化为0.12μm，即使NA为0.85，也足够为深度内。在本实施例12中，通过使光束膨胀器的可动透镜沿光轴动作矫正各种原因引起的光学系统产生的球面象差的变动的结果示于后述的表24中。由该表可知，在本实施例的光学系统中，可良好地矫正激光光源的波长变动、温度变化及透明基板厚度误差引起的球面象差。实施例12表12NAOBJ0.85 fOBJ＝1.765fOBJ+SA＝1.494λ＝405nm

非球面系数非球面1 非球面2k＝-0.110336 k＝105.469400A4＝-0.606085×10-2A4＝0.729587×10-2A6＝-0.128275×10-2A6＝-0.189725×10-2
A8＝-0.542297×10-3A8＝0.480216×10-3A10＝-0.100527×10-3A10＝-0.210959×10-2A12＝-0.310215×10-5A12＝0.607924×10-3A14＝0.139738×10-7A16＝-0.824879×10-5非球面3k＝-0.193622A4＝0.188729×10-1A6＝-0.173007×10-1A8＝0.114561×100A10＝-0.142900×100(实施例13)在透镜数据表示于表13的实施例13中，由两个非球面塑料透镜组合构成物镜，球面象差矫正部件为由两面非球面的负透镜和两面设有环带状衍射面的正透镜构成的光束膨胀器。本实施例13的光路图示于图25，球面象差图示于图26。两个透镜均由聚烯烃类树脂的塑料材料形成，为阿贝数为56左右的普通材料，通过设置衍射结构可非常良好地矫正色像差。在本实施例13中，通过使光束膨胀器的可动透镜沿光轴动作矫正各种原因引起的光学系统产生的球面象差的变动的结果示于表25中。实施例13表13NAOBJ0.85 fOBJ＝1.765 fOBJ+SA＝1.455 λ＝405nm

非球面系数非球面1 非球面2k＝-762.332639 k＝1.490706A4＝0.104036×10-2A4＝0.287567×10-3A6＝0.368940×10-3A6＝0.230977×10-3A8＝0.126187×10-3A8＝-0.147743×10-4A10＝-0.290226×10-3A10＝-0.232832×10-3非球面3 非球面4k＝-0.110336k＝105.469A4＝-0.606085×10-2A4＝0.729587×10-2A6＝-0.128275×10-2A6＝-0.189725×10-2A8＝-0.542297×10-3A8＝0.480216×10-3A10＝-0.100527×10-3A10＝-0.210959×10-2A12＝-0.310215×10-5A12＝0.607924×10-3A14＝0.139738×10-7A16＝-0.824879×10-5非球面5k＝-0.193622A4＝0.188729×10-1A6＝-0.173007×10-1A8＝0.114561×100A10＝-0.142900×100衍射面系数衍射面1 衍射面2b2＝-9.6124×10-3b2＝-9.2202×10-3b4＝-6.0036×10-4b4＝1.5289×10-4
(实施例14)在透镜数据表示于表14的实施例14中，由两个非球面塑料透镜组合构成物镜，球面象差矫正部件是由两面非球面的负透镜和两面为球面的正透镜构成的。正透镜均由聚烯烃类的塑料材料形成，负透镜采用由高折射率分散大的塑料形成的光束膨胀器，矫正合成系统的色像差。本实施例14的光路图示于图27，球面象差图示于图28。在本实施例14中，通过使光束膨胀器的可动透镜沿光轴动作矫正各种原因引起的光学系统产生的球面象差的变动的结果示于表26中。实施例14NAOBJ0.85fOBJ＝1.765 fOBJ+SA＝1.547λ＝405nm

非球面系数非球面1 非球面2k＝-59.802056 k＝1.007642A4＝0.492931×10-3A4＝0.107646×10-3A6＝0.170031×10-3A6＝0.132326×10-3A8＝0.531483×10-4A8＝-0.151895×10-5A10＝-0.736214×10-4A10＝-0.481466×10-4非球面3 非球面4k＝-0.110336k＝105.469400A4＝-0.606085×10-2A4＝0.729587×10-2A6＝-0.128275×10-2A6＝-0.189725×10-2A8＝-0.542297×10-3A8＝0.480216×10-3A10＝-0.100527×10-3A10＝-0.210959×10-2A12＝-0.310215×10-5A12＝0.607924×10-3A14＝0.139738×10-7A16＝-0.824879×10-5非球面5k＝-0.193622A4＝0.188729×10-1A6＝-0.173007×10-1A8＝0.114561×100A10＝-0.142900×100
(实施例15)透镜数据表示于表15的实施例15由两个非球面塑料透镜组合构成物镜，球面象差矫正部件选择一组两个耦合透镜，该耦合透镜负透镜采用分散大的材料，可矫正物镜的色像差。本实施例15的光路图示于图29，球面象差图示于图30。在本实施例15中，通过使耦合透镜沿光轴动作矫正各种原因引起的光学系统产生的球面象差的变动的结果示于表27中。实施例15表15NAOBJ0.85 fOBJ＝1.765 fOBJ+SA＝8.244λ＝405nm

非球面系数非球面1k＝0.299104A4＝-0.116889×10-2A6＝-0.226521×10-3A8＝-0.151997×10-4A10＝-0.999215×10-5非球面2 非球面3k＝-0.110336 k＝105.469400A4＝-0.606085×10-2A4＝0.729587×10-2A6＝-0.128275×10-2A6＝-0.189725×10-2A8＝-0.542297×10-3A8＝0.480216×10-3A10＝-0.100527×10-3A10＝-0.210959×10-2A12＝-0.310215×10-5A12＝0.607924×10-3A14＝0.139738×10-7A16＝-0.824879×10-5非球面4k＝-0.193622A4＝0.188729×10-1A6＝-0.173007×10-1A8＝0.114561×100A10＝-0.142900×100
(实施例16)在透镜数据表示于表16的实施例16中，采用将光源侧宏观上形成平面的衍射面而将远离光源侧的面形成非球面的塑料耦合透镜。本实施例的耦合透镜结构简单且成本低，重量非常轻，故可减小为矫正球面象差而驱动耦合透镜的调节器的负担，并且由于惯性小，故可高速驱动。并且，利用衍射面可良好地矫正包括物镜的色像差的合成系统的色像差。本实施例16的光路图示于图31，球面象差图示于图32。在本实施例16中，通过使耦合透镜沿光轴动作矫正各种原因引起的光学系统产生的球面象差的变动的结果示于表28中。实施例16表16NAOBJ0.85 fOBJ＝1.765 fOBJ+SA＝3.159λ＝405nm

非球面系数非球面1k＝-1.326573A4＝0.149622×10-3A6＝-0.115965×10-4A8＝0.386094×10-5A10＝-0.399163×10-6非球面2 非球面3k＝-0.110336 k＝105.469400A4＝-0.606085×10-2A4＝0.729587×10-2A6＝-0.128275×10-2A6＝-0.189725×10-2A8＝-0.542297×10-3A8＝0.480216×10-3A10＝-0.100527×10-3A10＝-0.210959×10-2A12＝-0.310215×10-5A12＝0.607924×10-3A14＝0.139738×10-7A16＝-0.824879×10-5非球面4k＝-0.193622A4＝0.188729×10-1A6＝-0.173007×10-1A8＝0.114561×100A10＝-0.142900×100衍射面系数衍射面1b2＝-1.9039×10-2b4＝-5.4751×10-5
(实施例17)透镜数据表示于表17的实施例17由两个非球面塑料透镜组合构成物镜，一个面上设置衍射面，矫正色像差。球面象差矫正部件为组合正和负两个由相同的塑料材料构成的非球面透镜而成的光束膨胀器，虽然球面象差矫正部件矫正色像差不足，但是利用物镜的衍射面的作用良好地矫正合成系统的色像差。本实施例17的光路图示于图33，球面象差图示于图34。在本实施例17中，通过使光束膨胀器的可动透镜沿光轴动作矫正各种原因引起的光学系统产生的球面象差的变动的结果示于表29中。实施例17表17NAOBJ0.85 fOBJ＝1.765 fOBJ+SA＝1.583 λ＝405nm

非球面系数非球面1非球面2k＝-6.217954 k＝10.650678A4＝0.248545×10-3A4＝0.165177×10-3A6＝0.101205×10-3A6＝0.836892×10-4A8＝0.200087×10-4A8＝0.221189×10-4A10＝-0.172459×10-4A10＝-0.164006×10-4非球面3非球面4k＝-0.10247k＝-354.211152A4＝-5.5546×10-3A4＝0.287649×10-2A6＝-1.5637×10-3A6＝0.713128×10-3A8＝-4.5919×10-4A8＝0.232361×10-2A10＝-9.0730×10-5A10＝-0.271692×10-2A12＝-4.8123×10-6A12＝0.122473×10-2A14＝9.7834×10-6A16＝-3.0273×10-6非球面5k＝-0.312587A4＝0.215505×10-1A6＝-0.340499×10-1A8＝0.120851×100A10＝-0.107335×100衍射面系数衍射面1b2＝-1.5428×10-2b4＝-1.6716×10-4b6＝-4.3482×10-4
(实施例18)透镜数据表示于表18的实施例18由两个非球面塑料透镜组合构成物镜，一个面上设置衍射面，矫正色像差。球面象差矫正部件为由两面非球面的负透镜和两面为球面的正透镜构成的、正透镜由聚烯烃类塑料材料形成的光束膨胀器。本实施例18的光路图示于图35，球面象差图示于图36。由于光束膨胀器负担色像差矫正，故可减小物镜的衍射面的折射力，因此可增大最小环带间距，容易制造，不易引起衍射效率降低。在本实施例18中，通过使光束膨胀器的可动透镜沿光轴动作矫正各种原因引起的光学系统产生的球面象差的变动的结果示于表30中。实施例18表18NAOBJ0.85 fOBJ＝1.765 fOBJ+SA＝1.542λ＝405nm

非球面系数非球面1 非球面2k＝15.803380 k＝-3.81090A4＝0.792641×10-5A4＝-0.607994×10-4A6＝0.207367×10-4A6＝-0.168746×10-4A8＝-0.304918×10-4A8＝-0.430104×10-5A10＝-0.202154×10-4A10＝-0.222084×10-4非球面3 非球面4k＝-0.10167 k＝-347.282906A4＝-6.3824×10-3A4＝0.311088×10-2A6＝-1.0712×10-3A6＝0.842228×10-3A8＝-3.8459×10-4A8＝0.279401×10-2A10＝-8.7158×10-5A10＝-0.261774×10-2A12＝2.9718×10-6A12＝0.101541×10-2A14＝8.3886×10-6A16＝-4.1865×10-6非球面5k＝-0.290745A4＝0.206726×10-1A6＝-0.227468×10-1A8＝0.112447×100A10＝-0.970951×10-1衍射面系数衍射面1b2＝-6.3411×10-3b4＝-9.0875×10-5
(实施例19)透镜数据表示于表19的实施例19由两个非球面塑料透镜组合构成物镜，一个面上设置衍射面，矫正色像差。球面象差矫正部件为由两面为非球面的负塑料透镜和两面为球面的在两侧的面上设有衍射面的正塑料透镜构成的光束膨胀器。本实施例19的光路图示于图37，球面象差图示于图38。在本实施例中由于在物镜和光束膨胀器两处设有衍射面，矫正色像差，故可减小各衍射面的折射力，可增大最小环带间距，容易制造，不易引起衍射效率降低。在本实施例19中，通过使光束膨胀器的可动透镜沿光轴动作矫正各种原因引起的光学系统产生的球面象差的变动的结果示于表31中。实施例19表19NAOBJ0.85fOBJ＝1.765 fOBJ+SA＝1.586 λ＝405nm

非球面系数非球面1 非球面2k＝-45.250451k＝42.724519A4＝0.921085×10-3A4＝0.733944×10-3A6＝0.655964×10-3A6＝0.436368×10-3A8＝-0.118168×10-3A8＝-0.120250×10-3A10＝-0.654080×10-5A10＝-0.105031×10-4非球面3 非球面4k＝-0.10167 k＝-347.282906A4＝-6.3824×10-3A4＝0.311088×10-2A6＝-1.0712×10-3A6＝0.842228×10-3A8＝-3.8459×10-4A8＝0.279401×10-2A10＝-8.7158×10-5A10＝-0.261774×10-2A12＝2.9718×10-6A12＝0.101541×10-2A14＝8.3886×10-6A16＝-4.1865×10-6非球面5k＝-0.290745A4＝0.206726×10-1A6＝-0.227468×10-1A8＝0.112447×100A10＝-0.970951×10-1衍射面系数衍射面1 衍射面2b2＝-3.7752×10-3b2＝-3.8256×10-3b4＝-3.0596×10-4b4＝6.0638×10-5衍射面3b2＝-6.3411×10-3b4＝-9.0875×10-5
(实施例20)透镜数据表示于表20的实施例20由两个非球面塑料透镜组合构成物镜，一个面上设置衍射面，矫正色像差。球面象差矫正部件为由两面为非球面的塑料形成的耦合透镜。利用在物镜上设置的衍射面良好地矫正合成系统的色像差。本实施例20的光路图示于图39，球面象差图示于图40。耦合透镜在廉价、重量轻方面是相同的。在本实施例20中，通过使耦合透镜沿光轴动作矫正各种原因引起的光学系统产生的球面象差的变动的结果示于表32中。实施例20表20NAOBJ0.85fOBJ＝1.765 fOBJ+SA＝3.922 λ＝405nm

非球面系数非球面1 非球面2k＝-4336.984251 k＝-0.267994A4＝-0.249284×10-3A4＝0.137299×10-3A6＝-0.768502×10-4A6＝-0.186504×10-4A8＝-0.471233×10-4A8＝-0.293545×10-4A10＝-0.386475×10-4A10＝-0.215252×10-4非球面3 非球面4k＝-0.10247 k＝-354.211152A4＝-5.5546×10-3A4＝0.287649×10-2A6＝-1.5637×10-3A6＝0.713128×10-3A8＝-4.5919×10-4A8＝0.232361×10-2A10＝-9.0730×10-5A10＝-0.271692×10-2A12＝-4.8123×10-6A12＝0.122473×10-2A14＝9.7834×10-6A16＝-3.0273×10-6非球面5k＝-0.312587A4＝0.215505×10-1A6＝-0.340499×10-1A8＝0.120851×100A10＝-0.107335×100衍射面系数衍射面1b2＝-1.5428×10-2b4＝-1.6716×10-4b6＝-4.3482×10-4
(实施例21)透镜数据表示于表21的实施例21由两个非球面塑料透镜组合构成物镜，一个面上设置衍射面，矫正色像差。球面象差矫正部件采用将光源侧宏观上形成平面的衍射面而将远离光源侧的面形成非球面的塑料耦合透镜。本实施例21的光路图示于图41，球面象差图示于图42。由于在物镜和耦合透镜两处设有衍射面，矫正色像差，故可减小各衍射面的折射力，可增大最小环带间距，容易制造，不易引起衍射效率降低。在本实施例21中，通过使耦合透镜沿光轴动作矫正各种原因引起的光学系统产生的球面象差的变动的结果示于表33中。实施例21表21NAOBJ0.85 fOBJ＝1.765 fOBJ+SA＝4.685 λ＝405nm

非球面系数非球面1k＝0.878937A4＝-0.781949×10-3A6＝-0.206309×10-4A8＝0.857589×10-5A10＝-0.203961×10-5非球面2 非球面3k＝-0.10167 k＝-347.283A4＝-6.3824×10-3A4＝0.311088×10-2A6＝-1.0712×10-3A6＝0.842228×10-3A8＝-3.8459×10-4A8＝0.279401×10-2A10＝-8.7158×10-5A10＝-0.261774×10-2A12＝2.9718×10-6A12＝0.101541×10-2A14＝8.3886×10-6A16＝-4.1865×10-6非球面4k＝-0.290745A4＝0.206726×10-1A6＝-0.227468×10-1A8＝0.112447×100A10＝-0.970951×10-1衍射面系数衍射面1 衍射面2b2＝-1.4762×10-2b2＝-6.3411×10-3b4＝1.2805×10-3b4＝-9.0875×10-5
(实施例22)透镜数据表示于表22的实施例22由两个非球面塑料透镜组合构成物镜，球面象差矫正部件为由两面为非球面的负塑料透镜和两面为球面的在球面上设有衍射面的正塑料透镜构成的光束膨胀器。本实施例22的光路图示于图43，球面象差图示于图44。由于在光束膨胀器上设有两个衍射面，矫正色像差，故可减小各衍射面的折射力，可增大最小环带间距，容易制造，不易引起衍射效率降低。在本实施例22中，通过使光束膨胀器的可动透镜沿光轴动作矫正各种原因引起的光学系统产生的球面象差的变动的结果示于表34中。另外，本实施例的光学系统可对单侧面上具有两层记录层的光信息记录媒体进行记录及/或再生。第一记录层的透明基板厚度为0.1mm，第二记录层的透明基板厚度为0.2mm。如表34所示，通过使光束膨胀器的可动透镜沿光轴动作矫正该透明基板的厚度差产生的球面象差。通过增大可动透镜的变位量，也可对具有三层以上的记录层的光信息记录媒体进行记录及/或再生。实施例22表22NAOBJ0.85fOBJ＝1.765fOBJ+SA＝1.233λ＝405nm

非球面系数非球面1 非球面2k＝-423.235373 k＝1.165359A4＝0.439197×10-3A4＝0.110225×10-3A6＝-0.311637×10-3A6＝-0.997977×10-6A8＝-0.297922×10-4A8＝-0.453330×10-3A10＝-0.245602×10-3A10＝-0.958223×10-4非球面3 非球面4k＝-0.110336k＝105.469400A4＝-0.606085×10-2A4＝0.729587×10-2A6＝-0.128275×10-2A6＝-0.189725×10-2A8＝-0.542297×10-3A8＝0.480216×10-3A10＝-0.100527×10-3A10＝-0.210959×10-2A12＝-0.310215×10-5A12＝0.607924×10-3A14＝0.139738×10-7A16＝-0.824879×10-5非球面5k＝-0.193622A4＝0.188729×10-1A6＝-0.173007×10-1A8＝0.114561×100A10＝-0.142900×100衍射面系数衍射面1衍射面2b2＝-1.0252×10-2b2＝-9.8124×10-3b4＝-4.5888×10-4b4＝2.4328×10-5
(实施例23)透镜数据表示于表23的实施例23由两个非球面塑料透镜组合构成物镜，一个面设有衍射面，矫正色像差。球面象差矫正部件为由两面为非球面的塑料形成的耦合透镜。采用由高折射率、且发散大的塑料材料形成的光束膨胀器。本实施例23的光路图示于图45，球面象差图示于图46。在本实施例23中，通过使耦合透镜沿光轴动作矫正各种原因引起的光学系统产生的球面象差的变动的结果示于表35中。另外，本实施例的光学系统可对单侧面上具有两层记录层的光信息记录媒体进行记录及/或再生。第一记录层的透明基板厚度为0.1mm，第二记录层的透明基板厚度为0.2mm。如表35所示，通过使耦合透镜沿光轴动作矫正该透明基板的厚度差产生的球面象差。通过增大耦合透镜的变位量，也可对具有三层以上的记录层的光信息记录媒体进行记录及/或再生。实施例23表23NAOBJ0.85 fOBJ＝1.765 fOBJ+SA＝3.609 λ＝405nm

非球面系数非球面1 非球面2k＝181947.0772 k＝-1.956974A4＝0.549647×10-2A4＝0.201267×10-2A6＝0.106005×10-2A6＝0.134232×10-2A8＝-0.755968×10-4A8＝-0.165037×10-3A10＝-0.448479×10-3A10＝-0.231114×10-3非球面3 非球面4k＝-0.10247 k＝-354.211152A4＝-5.5546×10-3A4＝0.287649×10-2A6＝-1.5637×10-3A6＝0.713128×10-3A8＝-4.5919×10-4A8＝0.232361×10-2A10＝-9.0730×10-5A10＝-0.271692×10-2A12＝-4.8123×10-6A12＝0.122473×10-2A14＝9.7834×10-6A16＝-3.0273×10-6非球面5k＝-0.312587A4＝0.215505×10-1A6＝-0.340499×10-1A8＝0.120851×100A10＝-0.107335×100衍射面系数衍射面1b2＝-1.5428×10-2b4＝-1.6716×10-4b6＝-4.3482×10-4实施例12表24

实施例13表25

实施例14表26

实施例15表27

实施例16表28

实施例17表29

实施例18表30

实施例19表31

实施例20表32

实施例21表33

实施例22表34

实施例23表35

表36

实施例12～23的上述各条件式的值示于表37。
表37


(实施例24、25、26)实施例24、25、26的透镜数据分别示于表38、39、40。每个实施例均是组合两个非球面塑料透镜得到NA为0.85的物镜。实施例24表38λ＝405nmNA0.85

非球面系数非球面1 非球面2k-1.4194E-01 k3.7095E+01A4-2.2034E-03 A47.5947E-03A61.5180E-04A6-9.4569E-03A8-2.5653E-04 A8-2.6912E-03A10-3.5698E-05 A104.7391E-03A122.1881E-06 A12-1.9974E-03A148.7335E-06A16-1.9481E-06非球面3k-7.1132E-01A46.5324E-02A6-1.5684E-02A85.4690E-02A10-1.9670E-02实施例25表39λ＝405nmNA0.85

非球面系数非球面1 非球面2k-1.2955E-01 k4.7554E+01A4-3.7832E-03 A41.3641E-02A65.1667E-04A6-2.9201E-02A8-1.1780E-03 A8-9.3339E-03A10-2.0628E-04 A103.3011E-02A122.5941E-05 A12-2.2626E-02A141.4917E-04A16-5.1578E-05非球面3k-7.1425E-01A41.3647E-01A6-5.3414E-02A83.0269E-01A10-1.6898E-01实施例26表40λ＝405nmNA0.85

非球面系数非球面1 非球面2k-1.8058E-01k3.3791E+01A4-5.9021E-03 A42.1872E-02A61.2566E-03 A6-2.4130E-02A8-1.6003E-03 A8-1.2718E-02A10-4.1637E-04 A102.2673E-02A123.3619E-05 A12-1.3767E-02A141.7795E-04A16-6.6205E-05非球面3k-7.7858E-01A41.2025E-01A6-5.8633E-02A81.9722E-01A10-1.1463E-01各实施例24、25、26中，分别由图50、图52、图54表示光路图，由图51、图53、图55表示球面象差图及象散性图。塑料材料为聚烯烃类树脂，比重约为1.0，饱和吸水率为0.01％以下，其结果，重量可为玻璃制透镜两个组合的物镜的一半以下，虽然NA大到0.85，重量也仅为0.02～0.04g(不含镜框)。如各表38～40所示，第一面至第三面为非球面。并且虽然由两个透镜构成NA大到0.85的物镜，但确保了工作距离很大。
另外，各实施例24、25、26的基准状态(温度25℃、波长405nm)及±30℃的温度变化时和±10nm的波长变化时的波面象差的值示于表42。由此可知，虽然在每个实施例中，物镜均是由NA大到0.85的的塑料材料构成的，但温度变化时和波长变化时的波面象差的劣化非常小。其中，温度变化时的光源的波长变化为+0.05nm/℃，且反射率变化为-12×10-5/℃。另外，有关其他上述条件式(9)～(14)的值示于表41。在表的透镜数据及附图中，有时将10的幂(例如2.5×10-3)用E(例如2.5×E-3)表示。
表41

表42温度变化时及波长变化时的波面象差

(实施例27、28、29)各实施例27、28、29中，分别由图56、图58、图60表示光路图，由图57、图59、图61表示球面象差图及象散性图。各条件式的值示于表36。塑料材料为聚烯烃类树脂，比重约为1.0，饱和吸水率为0.01％以下，其结果，重量可为玻璃制透镜两个组合的物镜的一半以下，虽然NA大到0.85、0.80，重量也仅为0.02～0.04g(不含镜框)。如各表43～45所示，第一面至第三面为非球面。并且，虽然由两个透镜构成NA大到0.85、0.80的物镜，但确保了工作距离很大。实施例27表43NA0.85，f1.76，λ405nm

非球面系数

实施例28表44NA0.85，f1.76，λ405nm

非球面系数

实施例29表45NA0.80，f1.88，λ405nm

非球面系数

下面参照图47说明本发明实施形态的光拾取装置。
图47的光拾取装置包括用保持部件1c将本发明的上述塑料透镜1a、1b保持为一体的两组两个构成的物镜1；作为光源的半导体激光器3；变换自光源3射出的发散光的发散角的耦合透镜2；接收来自光信息记录媒体的信息记录面5的反射光的光检测器4。物镜1将来自耦合透镜2的光束聚光于光信息记录媒体的信息记录面5上。
图47的光拾取装置还包括将来自信息记录面5的反射光向光检测器4分离的射束分裂器6；配置于耦合透镜2和物镜1之间的1/4波长板7；前置于物镜1的光圈8；圆柱形透镜9；聚焦跟踪用的双轴调节器10。也就是说，在本实施例中，聚光光学系统具有射束分裂器、耦合透镜、1/4波长板、物镜和光圈。另外，在本实施例中，射束分裂器也可视为不包含于聚光光学系统。
物镜1包括在其保持部件1c的外周具有向与光轴垂直方向延伸的面的凸缘部1d。利用该凸缘部1d可将物镜1高精度地安装在光拾取装置上。
耦合透镜2也可以是将入射的发散光束相对于光轴大致形成平行光束的准直透镜。这种情况下，最好使光源3或准直透镜2可沿准直透镜的光轴方向移动调节，以使来自准直透镜2的射出光束大致形成平行光。
如上所述，本发明的光拾取装置可由用于将来自光源的发散光束变换为大致的平行光的准直透镜和用于将该平行光聚光于信息记录面上的物镜构成，也可由改变来自光源的发散光束的角度用于使其变换为发散光束或聚束光束的变换透镜即耦合透镜和将来自该耦合透镜的光束聚光于信息记录面上的物镜构成。也可仅由将来自光源的发散光束聚光于信息记录面上的物镜(有限共轭物镜)构成。
通过在这种光拾取装置上使用本发明的物镜，可得到可进行光盘用高密度记录再生的光拾取装置。
其次，图48表示在图47的光拾取装置中作为球面象差矫正部件具有用于使耦合透镜2沿光轴方向变位的单轴调节器11的光拾取装置。
如图48所示，利用作为变位装置的单轴调节器11，以适当的量使耦合透镜沿光轴方向变位，从而改变入射物镜1的光束的发散角，由此，可消除光学系统产生的球面象差的变动。在光源的半导体激光器3的振荡波长变动的情况下，在温度或湿度变化的情况下，在光信息记录媒体的保护层的厚度误差在光学系统产生球面象差的情况下等，通过用单轴调节器11以适当量使耦合透镜变位适当量改变入射物镜1的光束的发散角，可消除光学系统产生的球面象差的变动。
在本实施形态中，在耦合透镜2的至少一侧的光学面上设有相对于光轴大致呈同心圆状的衍射图形。另外，大致同心圆状的衍射图形可设置在耦合透镜2的两面上，也可设在物镜1的至少一个光学面上。耦合透镜2的衍射图形虽然设计为相对于光轴大致呈同心圆状，但也可以设置另外的衍射图形。在耦合透镜2上通过将上述大致同心圆状的衍射图形设在光学面上，相对于半导体激光器3的振荡波长会产生与物镜1符号相反绝对值大致一致的轴上色像差。因此，自半导体激光器3射出的光束经耦合透镜2及物镜1而几乎无轴上色像差地被聚光于光盘的信息记录面5上。
如上所述，根据本发明(1)～(18)所述的发明，可提供对应物镜的高数值孔径(NA)化的高性能的物镜，其与现有塑料单透镜同样廉价且重量轻。
根据本发明(19)～(25)所述的发明，即使是由塑料材料形成的两个正透镜构成的高NA的物镜也可提供可利用温度范围大的光信息记录媒体的记录及/或再生用的物镜。
根据本发明(26～(32)所述的发明，即使是由两个正透镜构成的高NA的物镜也可提供小径且工作距离大的光信息记录媒体的记录及/或再生用的物镜。
根据本发明(54)～(63)所述的发明，可提供可矫正激光光源的模式跳跃现象及高频重叠引起的物镜产生的轴上色像差的、结构简单且廉价的耦合透镜。
根据本发明(33)～(53)及(74)所述的发明，可提供可用简单的结构有效地矫正激光光源的振荡波长变化、温度湿度变化及光信息记录媒体的透明基板的厚度误差等引起的光拾取装置的各光学面产生的球面象差的变动的聚光光学系统及光拾取装置。
根据本发明(64)～(68)及(74)所述的发明，可提供可高效地矫正激光光源的模式跳跃现象及高频重叠引起的物镜产生的轴上色像差的聚光光学系统及光拾取装置。
根据本发明(69)～(73)及(74)所述的发明，可提供在具有短波激光光源及高数值孔径的物镜的情况下，可对夹着透明基板具有多个记录层的光信息记录媒体进行信息的记录或再生的聚光光学系统及光拾取装置。
下面，参照

本发明的第2-1～第2-4实施形态。
(第2-1实施形态)第2-1实施形态的物镜用于光信息记录媒体的信息记录及/或再生，是由塑料材料形成的自光源侧依序配置的两个正透镜构成的NA为0.85的物镜，基准波长分别是405nm，入射光瞳径分别是3.00mm，各透镜各自在至少一个面上具有环带状衍射结构，满足上述式(32)，从而减少了温度变化时的波面象差的劣化。
图62表示温度自基准温度(+25℃)上升+30℃情况下的三种物镜的球面象差图。(32)式的值分别为(a)0.05、(b)0.10(本实施形态)、(c)0.15。在(32)式的下限即(a)的情况下，温度上升时，虽然会产生很大的矫正不足方向的三次球面象差，但是，由于与其极性相反的高次球面象差的发生小，故边缘光线的球面象差为矫正不足。在(32)式的上限即(c)的情况下，温度上升时，虽然矫正不足方向的三次球面象差的产生小，但是，由于与其极性相反的高次球面象差很大地发生，故边缘光线的球面象差为过矫正。
与此相对，在(32)式的最理想的条件即(a)的情况下，温度上升时，三次球面象差的发生量和与其极性相反的高次球面象差的发生量取得平衡，故整体形成大致完全矫正型的球面象差。另外，相对塑料材料的温度变化的折射率的变化量取-12×10-5/℃，蓝紫色半导体激光器相对于温度变化的振荡波长的变动量取+0.05nm/℃。
(第2-2实施形态)第2-2实施形态的物镜是光信息记录媒体的信息记录及/或再生用物镜，是两组两个结构的由塑料材料形成的NA为0.85的物镜，焦点距离为1.765mm，基准波长是405nm，通过组合至少一个面上设置的环带状衍射结构的衍射作用和折射透镜的折射作用矫正轴上色像差。色像差过矫正型的物镜(a)在组合衍射透镜的衍射作用和折射透镜的折射作用的情况下，具有在光源波长向长波长侧偏移时向反焦距变短方向变化的轴上色像差特性，通过满足上述式(34)，将光源波长微小变动时的最佳写入位置的移动抑制得很小，形成高频重叠时及模式跳跃时的波面象差劣化很小的透镜。与此相对，色像差完全矫正型的物镜(b)不仅轴上色像差被矫正，而且波长变化时的球面象差的变化也大致完全被矫正，从而将高频重叠时及模式跳跃时的波面象差劣化抑制得很小。
图63是本实施形态的色像差过矫正型的物镜(a)和色像差完全矫正型的物镜(b)的球面象差图。均是在假定蓝紫色半导体激光器的模式跳跃时的波长(λ)偏移量为+1nm的情况下，色像差过矫正型的物镜和色像差完全矫正型的物镜的模式跳跃时的波面象差均是0.005λ(其中包括散焦分量)，有效直径内的环带间隔的最小值，色像差完全矫正型的物镜为4.8μm，而色像差过矫正型的物镜为7.1μm。
另外，轴上色像差的变化量ΔCA在光源波长向长波长侧偏移+10nm的情况下，在图63的色像差过矫正型的物镜(a)的球面象差图中，用405nm及415nm的球面象差曲线的下端移动幅度表示，移动方向通过光源波长向长波长侧的偏移，变为反焦距变短的方向。边缘光线的球面象差的变化量ΔSA用使405nm的球面象差曲线的下端平行移动至与415nm的球面象差曲线的下端重叠的位置时的球面象差曲线的上端和415nm的球面象差曲线的上端的宽度来表示。
下面参照附图64、附图65说明如上所述色像差过矫正型的物镜的最小环带间隔大于色像差完全矫正型的物镜的最小环带间隔的理由的理论性分析。
假定以射出光孔中心位置为原点的图64所示的坐标系。取与光轴垂直方向为h轴，以光轴为z轴。象面处于沿z轴(光轴)距射出光孔中心+R的位置，设象空间的折射率为n。设自基准波长偏移后的波长的光线在基准波长的象面的横向色像差为Δh，与其对应的纵向的色像差为Δz。
横向色像差Δh与由衍射结构的衍射作用施加于波面的光路差函数φ(h)具有下述关系Δh＝(R/n)·(dΦ/dh)(84)在横向色像差Δh与纵向色像差Δz间，Δz＝(R/h)·Δh的关系成立，因此，(84)式可写为Δz＝(R2/n)·(1/h)·(dΦ/dh) (85)在利用衍射作用矫正波长自基准波长偏移至短波长侧时的色像差使其变为色像差过矫正型(a)的情况下，矫正前及矫正后的球面象差曲线成为图65(a)所示。使轴上色像差为过矫正，基准波长的球面象差曲线和长波长侧的球面象差曲线交叉，为了简单，设矫正前的球面象差曲线和光轴的交点为原点，矫正前的轴上色像差为0，矫正后的轴上色像差(ΔCA)为+2ε，基准波长的轴上色像差为+ε，矫正后的边缘光线的球面象差的变化量(ΔSA)为-2ε。
色像差过矫正型情况下的光路差函数Φ(a)(h)用Φ(a)(h)＝b2·h2+b4·h4(86)表示。其中光路差函数设为直至h的4次方的项。
将(86)式代入(85)式，为了简单，设R＝1，n＝1，则变为Δz＝2·b2+4·b4·h2(87)在h＝0时，Δz＝2ε，在h＝hMAX时，Δz＝0，故b2＝ε，b4＝-ε/(2·hMAX2)，(86)式可写为Φ(a)＝ε·h2-ε/(2·hMAX2)·h4(88)在矫正波长自基准波长偏移至短波长侧时的色像差使其变为色像差完全矫正型(b)的情况下，矫正前及矫正后的球面象差曲线成为图65(b)所示。为了简单，设矫正前的球面象差曲线和光轴的交点为原点，矫正前的轴上色像差为0，矫正后的轴上色像差(ΔCA)为+ε，矫正后的边缘光线的球面象差的变化量(ΔSA)为0。色像差完全矫正型的情况下，与h的值无关，Δz＝ε，故根据(85)式，光路差函数Φ(b)(h)看成dΦ(b)(h)＝(n·ε/R2)·h·dh (89)的微分方程式。用h积分，设R＝1，n＝1则变为Φ(b)(h)＝(ε/2)·h2(90)光路差函数φ(h)和与光轴垂直方向测得的环带间隔P具有下述关系。
P＝|λ/(dΦ(h)/dh)|(91)这里，试求光路差函数为Φ(a)(h)及Φ(b)(h)各自情况下的P的最小值。
在P取最小值时是由式(91)|dΦ(h)/dh|取最大值时。
在Φ(a)(h)的情况下，由式(88)可得Φ(a)(h)/dh＝2·ε·h-2·ε/hMAX2·h3，故Φ(a)(h)/dh取最大值是在d/dh(dΦ(h)/dh)＝2·ε-6·ε/hMAX2·h2＝0成立时。
因此，在 之时，Φ(a)(h)/dh取最大值dΦ(a)(hMAX/3)/dh=4·3/9·ϵ·hMAX]]>，故P的最小值成为P(a)MIN=9/(4·3)·λ/(ϵ·hMAX)=1.3·λ/(ϵ·hMAX)...(92)]]>另一方面，在Φ(b)(h)的情况下，由(90)式可得Φ(b)(h)/dh＝ε·h，故dΦ(b)(h)/dh在h＝hMAX时取最大值dΦ(b)(hMAX)/dh＝ε·hMAX。
因此，P的最小值成为P(b)MIN＝λ(ε·hMAX) (93)根据(92)式及(93)式，P(a)MIN＞P(b)MIN(94)式成立，故色像差过矫正型物镜的最小环带间隔大于色像差完全矫正型的物镜的最小环带间隔。
图66显示色像差过矫正型(a)情况下的光路差函数(88)式和色像差完全矫正型(b)情况下的光路差函数(90)式。其中，横轴为Φ(h)(mm)，纵轴为h(mm)。
(第2-3实施形态)
第2-3实施形态的聚光光学系统是用于光信息记录媒体的信息记录及/或再生的聚光光学系统，该光信息记录媒体包括用于将自光源射出的光束聚光于光信息记录媒体的信息记录面上的上述物镜，具有球面象差矫正部件，该球面象差矫正部件矫正因信息记录媒体的透明基板厚度的微小变动、光源振荡波长的微小变动或温度湿度变化引起的或它们的组合引起的、聚光光学系统的各光学面产生的球面象差的变动，由此，可得到聚光特性总是良好的聚光光学系统。
图67显示上述球面象差矫正部件采用折射率分布可变的元件的聚光光学系统。如图67所示，在物镜和准直透镜之间设置了折射率分布可变的折射率分布可变元件21。
折射率分布可变元件21，如图67所示，可采用例如相互电连接的光学透明的电极层a、b、c和与电极层a、b、c电绝缘的根据施加的电压改变折射率分布的折射率分布可变层d、e交互层叠、且光学透明的电极层a、b、c被分割为多个区域的元件。
图67中，在检测出球面象差变动的情况下，由折射率分布可变元件21的驱动部件22向电极层a、b、c施加电压，根据场所改变折射率分布可变层d、e的折射率，控制来自.折射率分布可变元件21的射出光的相位，使球面象差的变动为零。
图68表示另外的折射率分布可变元件的例子。图68的折射率分布可变元件23包括在与光轴垂直的面内使液晶分子聚合排列于任意的X方向的液晶元件23a和在与光轴垂直的面内使液晶分子聚合排列于与X方向垂直的Y方向的液晶元件23b。使液晶元件23a和液晶元件23b夹着玻璃基板23c交互层叠，在内侧的玻璃基板23c之间配置1/2波长板23d。
在图62中，在检测出球面象差的变动的情况下，通过由驱动部件22将电压施加在折射率分布可变元件23的各液晶元件23a和液晶元件23b上，独立控制来自折射率分布可变元件23的射出光的相位的X向分量及Y向分量，从而矫正球面象差的变动。
根据上述图67及图68所示的折射率分布可变元件21、23，通过利用施加电压等产生折射率分布来矫正球面象差的变动，从而可构成无可动部的机械结构简单的聚光光学系统。
(第2-4实施形态)
图69是概略显示第2-4实施形态的光拾取装置的图。图69的光拾取装置包括两组两个构成的物镜1、光源即半导体激光器3、改变光源3射出的发散光的发散角的一组一个构成的耦合透镜2和接收来自光信息记录媒体的信息记录面5的反射光的光检测器4。半导体激光器3产生500nm以下的波长的激光，可再生比现有光信息记录媒体高密度地记录于信息记录面5上的信息及/或比现有光盘高密度地向信息记录面5记录信息。
图69的物镜1由塑料材料形成的第一透镜1a和第二透镜1b构成，以第一面为衍射面矫正(参照后述的实施例2)轴上色像差及球面象差。第一透镜1a和第二透镜1b由保持部件1c形成一体。利用保持部件1c的凸缘部1d可将物镜1高精度地安装在光拾取装置上。
图69的光拾取装置还包括将来自信息记录面5的反射光向光检测器4分离的偏振光射束分裂器6；配置于耦合透镜2和物镜1之间的1/4波长板7；前置于物镜1的光圈8；聚光透镜9；聚焦及跟踪用的双轴调节器10。另外，球面象差矫正部件包括耦合透镜2和将耦合透镜2沿光轴方向变位的单轴调节器11。在本实施形态中，聚光光学系统具有光源、射束分裂器、耦合透镜、1/4波长板、物镜和光圈。另外，在本实施例中，射束分裂器也可视为不包含于聚光光学系统。
下面说明来自光信息记录媒体的信息记录面5的信息的再生。自半导体激光器3射出的发散光用耦合透镜2改变发散角，经1/4波长板7、光圈8由物镜1聚光于光信息记录媒体的信息记录面5上，在该信息记录面5上由信息位调制反射的光束经物镜1、光圈8、1/4波长板7、耦合透镜2、偏振光射束分裂器6、聚光透镜9向光检测器4入射，利用由此产生的输出信号可再生记录于光信息记录媒体的信息记录面上的信息。
在再生以上的信息时，由于装置环境的温度湿度变化、光信息记录媒体的透明基板厚度的变动或半导体激光器3的振荡波长的微小变动等在聚光光学系统的各光学面上产生了球面象差变动的情况下，利用单轴调节器11使耦合透镜2沿光轴方向以适当的量变位，改变入射物镜1的光束的发散角，可矫正聚光光学系统的各光学面产生的球面象差。另外，在向光信息记录媒体的信息记录面5记录信息的情况下，同上述说明一样也可矫正聚光光学系统的各光学面产生的球面象差。
下面利用图70说明另外的光拾取装置。图70的物镜1由塑料材料形成，是两组两个结构，以第一面为衍射面矫正轴上色像差，并将温度变化时的象差劣化抑制得很小。另外，图70的光拾取装置的球面象差矫正部件包括由正透镜12a和负透镜12b构成的光束膨胀器12和使该负透镜12b沿光轴方向可变位的单轴调节器11。在图70中，将耦合透镜2和1/4波长板7配置在半导体激光器3和偏振光射束分裂器6之间。
根据图70的光拾取装置，与图69同样，在由于装置环境的温度湿度变化、光信息记录媒体的透明基板厚度的变动或半导体激光器3的振荡波长的微小变动等在聚光光学系统的各光学面上产生了球面象差变动的情况下，利用单轴耦合透镜11使光束膨胀器12的负透镜12b沿光轴方向以适当的量变位，改变入射物镜1的光束的发散角，可矫正聚光光学系统的各光学面产生的球面象差。
另外，上述图69、图70中的球面象差矫正部件也可以采用图67、图68所示的折射率分布可变元件21或23。
实施例下面说明本发明的实施例2-1～2-8的物镜及聚光光学系统。实施例2-1～2-8的一览表示于表46。实施例一览表

温度变化及光源波长变动时的波面象差

(注1)温度变化时透镜材料折射率的变化量ΔN＝-1.2E-4/℃(注2)温度变化时光源的振荡波长的变化量Δλ＝+0.05nm/℃(注3)模式跳跃时的波面象差包括散焦(注4)实施例6及7的波面象差仅是物镜系统的值在各实施例中，表示设于各透镜的衍射面的光路差函数由上述式(A)表示，非球面由下述式(B)表示。x=(h2/r)/{1+(1-(1+k)(h2/r2))}+A4h4+A6h6+...(B)]]>其中A4、A6、…为非球面系数，k为圆锥系数，r为近轴曲率半径，r、d、n表示透镜的曲率半径、面间隔、折射率。(实施例2-1)本实施例是基准波长405nm、NA0.85、入射光瞳直径3.00mm的塑料材料形成的物镜。其透镜数据示于表47中。通过使第一面为衍射面，矫正轴上色像差及光源波长变动时的球面象差。虽是两个构成的塑料制高NA物镜，但确保了工作距离较大为0.24mm，并且，由此将温度变化时的象差劣化抑制得很小，故可增大可利用温度范围。通过使用四次以上的高次衍射面系数，将光源波长变动时的球面象差劣化抑制得很小，从而，可采用振荡波长偏离基准波长的激光光源。实施例2-1的光路图示于图71，球面象差图示于图66。实施例2-1表47

非球面系数



衍射面系数

(实施例2-2)本实施例是基准波长405nm、NA0.85、入射光瞳直径3.75mm的塑料材料形成的物镜。其透镜数据示于表48中。通过使第一面为衍射面，矫正轴上色像差及光源波长变动时的球面象差。虽是两个构成的塑料制高NA物镜，但确保了工作距离较大、为0.30mm，并且，由此将温度变化时的象差劣化抑制得很小，故可增大可利用温度范围。通过使用四次以上的高次衍射面系数，将光源波长变动时的球面象差劣化抑制得很小，从而，可采用振荡波长偏离基准波长的激光光源。实施例2-2的光路图示于图73，球面象差图示于图74。实施例2-2表48

非球面系数



衍射面系数

(实施例2-3)本实施例是基准波长405nm、NA0.85、入射光瞳直径3.00mm的塑料材料形成的物镜。其透镜数据示于表49中。通过使第二面为衍射面，矫正轴上色像差及光源波长变动时的球面象差。虽是两个构成的塑料制高NA物镜，但确保了工作距离较大、为0.30mm，并且，由此将温度变化时的象差劣化抑制得很小，故可增大可利用温度范围。通过使用四次以上的高次衍射面系数，将光源波长变动时的球面象差劣化抑制得很小，从而，可采用振荡波长偏离基准波长的激光光源。实施例2-3的光路图示于图75，球面象差图示于图76。实施例2-3表49

非球面系数


衍射面系数

(实施例2-4)本实施例是基准波长405nm、NA0.85、入射光瞳直径3.00mm的塑料材料形成的物镜。其透镜数据示于表50中。通过使第一面为衍射面，矫正轴上色像差。虽是两个构成的塑料制高NA物镜，但确保了工作距离较大、为0.22mm，并且，将温度变化时的象差劣化抑制得很小，故可增大可利用温度范围。本实施例的物镜如象差图所示使轴上色像差过矫正，从而使基准波长(405nm)的球面象差曲线和长短(415nm、395nm)侧的球面象差曲线交叉，故是模式跳跃现象及高频重叠时的象差劣化小的物镜，且可使衍射环带间隔的最小值增大到7.1μm。实施例2-4的光路图示于图77，球面象差图示于图78。实施例2-4表50

非球面系数



衍射面系数

(实施例2-5)本实施例是基准波长405nm、NA0.85、入射光瞳直径3.00mm的塑料材料形成的物镜。其透镜数据示于表51中。通过使第一面及第三面为衍射面，矫正轴上色像差。虽是两个构成的塑料制高NA物镜，但确保了工作距离较大、为0.22mm，并且，将温度变化时的象差劣化抑制得很小，故可增大可利用温度范围。本实施例的物镜将衍射功能分配在两个面上，且如象差图所示使轴上色像差过矫正，从而使基准波长(405nm)的球面象差曲线和长短(415nm、395nm)侧的球面象差曲线交叉，故是模式跳跃现象及高频重叠时的象差劣化小的物镜，且可使衍射环带间隔的最小值增大到11.0μm。实施例2-5的光路图示于图79，球面象差图示于图80。实施例2-5表51

非球面系数



衍射面系数


(实施例2-6)本实施例是包括实施例2-4的物镜和由负透镜和正透镜构成且负透镜可沿光轴方向变位的作为球面象差矫正部件的光束膨胀器及将来自光源的发散光准直为平行光的准直透镜的聚光光学系统(参照图70)，各光学元件的数据示于表52。基准波长为405nm，物镜的像侧数值孔径为0.85。通过使光束膨胀器的正透镜的光信息记录媒体侧的面为衍射面，矫正准直透镜和光束膨胀器产生的轴上色像差。实施例2-6的光路图示于图81，球面象差图示于图82。
另外，表53表示通过使负透镜沿光轴方向变位矫正由温度湿度变化或光信息记录媒体的透明基板厚度的变动或光源的振荡波长的微小变动等引起的、聚光光学系统的各光学面产生的球面象差变动的结果。另外，作为本发明的球面象差矫正部件的光束膨胀器只要至少包括一个如下的光学元件即可，不限于本实施例的形态，该光学元件使入射的平行光以大致平行光射出，通过沿光轴方向变位可改变自光束膨胀器出射的光束的发散度。实施例2-6表52

非球面系数






衍射面系数


实施例2-6表53

(注1)温度变化时透镜材料折射率的变化量ΔN＝-1.2E-4/℃(注2)温度变化时光源振荡波长的变化量Δλ＝+0.05nm/℃(实施例2-7)本实施例是包括实施例2-2的物镜和可沿着光轴方向变位的、将来自光源的发散光准直为平行光的准直透镜的聚光光学系统(参照图69)，各光学元件的数据示于表54。基准波长为405nm，物镜的像侧数值孔径为0.85。实施例2-7的光路图示于图83，球面象差图示于图84。
表55表示通过使准直透镜沿光轴方向变位矫正由温度湿度变化或光信息记录媒体的透明基板厚度的变动或光源的振荡波长的微小变动等引起的、聚光光学系统的各光学面产生的球面象差变动的结果。另外，在本实施例中，作为球面象差矫正部件采用了将来自光源的发散光准直为平行光且可沿光轴方向变位的准直透镜，但也可以是将来自光源的发散光变换为大致平行光的耦合透镜。另外，作为球面象差矫正部件的耦合透镜不限于一组结构，也可以是两组结构。实施例2-7表54

非球面系数




衍射面系数

实施例2-7表55

(注1)温度变化时透镜材料折射率的变化量ΔN＝-1.2E-4/℃(注2)温度变化时光源振荡波长的变化量Δλ＝+0.05nm/℃另外，实施例2-6及实施例2-7的光学系统所包含的光学元件均是由塑料材料形成的，故可廉价地进行大量生产。实施例2-6及实施例2-7的光学系统可矫正超过±0.030mm的光信息记录媒体的透明基板厚度变动引起的球面象差。因此，可对具有自表面侧依序多层叠置透明基板和信息记录层结构的多层型光信息记录媒体进行信息记录及/或再生。
(实施例2-8)本实施例是基准波长405nm、NA0.85、入射光瞳直径3.00mm的塑料材料形成的物镜。其透镜数据示于表56中。通过使第一面为衍射面，矫正轴上色像差及光源波长变动时的球面象差。虽是两个构成的塑料制高NA物镜，但确保了工作距离较大、为0.40mm，并且，由此将温度变化时的象差劣化抑制得很小，故可增大可利用温度范围。通过使用四次以上的高次衍射面系数，将光源波长变动时的球面象差劣化抑制得很小，从而，可采用振荡波长偏离基准波长的激光光源。实施例2-8的光路图示于图85，球面象差图示于图86。实施例2-8表56

非球面系数



衍射面系数

(实施例2-9)本实施例是基准波长405nm、NA0.85、入射光瞳直径3.00mm的塑料材料形成的物镜。其透镜数据示于表57中。通过使第二面为衍射面，矫正轴上色像差。虽是两个构成的塑料制高NA物镜，但确保了工作距离较大、为0.24mm，并且，由此将温度变化时的象差劣化抑制得很小，故可增大可利用温度范围。通过使用四次以上的高次衍射面系数，矫正第一透镜和第二透镜的光轴偏移产生的慧差。并且，通过取得三次球面象差的发生量及五次以上的高次球面象差发生量的平衡，良好地矫正波长自基准波长发生微小变动时的球面象差。通过使第二面为衍射面可自由选择边缘光线对第二面的入射角，从而，增加透镜设计时的一个自由度，由此可精密地矫正球面象差及慧差。实施例2-9的光路图示于图87，球面象差图示于图88。实施例2-9表57

非球面系数


衍射面系数

另外，在各表及各图中，10的幂的表现用E(或e)表示，例如E-2(＝10-2)。
根据本发明可提供由两个正透镜构成的高NA的物镜，即提供一种光信息记录媒体的信息记录及/或再生用物镜，其直径小、工作距离大，且可高效地矫正激光光源的模式跳跃现象等引起的轴上色像差。
可提供由塑料材料形成的高NA的物镜，即提供一种光信息记录媒体的信息记录及/或再生用的由两个正透镜构成的物镜，其可利用温度范围大，且可高效地矫正激光光源的模式跳跃现象等引起的轴上色像差。
另外，可提供聚光光学系统、光拾取装置及记录再生装置，其可用简单的结构高效地矫正激光光源的振荡波长变化、温度湿度变化及光信息记录媒体的透明基板厚度的误差等引起的光拾取装置的各光学面产生的球面象差的变动。
(实施例3-1～3-5)有关实施例3-1、3-2、3-3、3-4、3-5的条件及上述条件式的值示于表58中，各透镜数据分别示于表59、60、61、62、63中。每个实施例均是组合两个非球面塑料透镜，得到波长405nm的光束、NA0.85及波长655nm的光束、NA0.65的物镜。如表59～表63所示，第一面～第三面为非球面，第一面为衍射面。塑料材料使用聚烯烃类树脂，比重约为1.0，饱和吸水率为0.01％以下，其结果，可使重量为组合玻璃制的两个透镜的物镜的重量的一半以下，虽然NA大到0.85，但只有约0.02g(不含镜框)。通过使第一面为具有环带状台阶的衍射面，可良好地矫正物镜的色像差。<p>表2

实施例3-1中，NA0.85情况下的光路图示于图89，球面象差图示于图91，NA0.65情况下的光路图示于图90，球面象差图示于图92。实施例3-2中，NA0.85情况下的光路图示于图93，球面象差图示于图95，NA0.65情况下的光路图示于图94，球面象差图示于图96。实施例3-3中，NA0.85情况下的光路图示于图97，球面象差图示于图99，NA0.65情况下的光路图示于图98，球面象差图示于图100。实施例3-4中，NA0.85情况下的光路图示于图101，球面象差图示于图103，NA0.65情况下的光路图示于图102，球面象差图示于图104。实施例3-5中，NA0.85情况下的光路图示于图105，球面象差图示于图107，NA0.65情况下的光路图示于图106，球面象差图示于图108。由各实施例可知，在NA0.85及NA0.65两种情况下可良好地矫正球面象差，对NA0.65、波长655nm条件下透明基板厚度较厚的光信息记录媒体(DVD等)及NA0.85、波长405nm条件下透明基板厚度较薄的更高密度的光信息记录媒体两者可得到良好的物镜。
(实施例3-6～3-10)如表64所示，实施例3-6、3-7、3-8是在一面、二面、三面为非球面以一面为衍射面的由两个非球面塑料透镜构成的物镜上组合作为球面象差矫正部件的光束膨胀器而成的聚光光学系统，实施例3-9、3-10是在一面、二面、三面为非球面以一面为衍射面的由两个非球面塑料透镜构成的物镜上组合作为球面象差矫正部件的单透镜或一组两个结构的耦合透镜而成的聚光光学系统。实施例3-6～3-10的透镜数据分别示于表65、66、67、68、69中。实施例3-7、3-8、3-9的各球面象差矫正部件为塑料制，材料为聚烯烃类树脂，比重约为1.0，饱和吸水率为0.01％以下。由表64可知，各聚光光学系统的轴上色像差满足上述条件式(22)，被良好地矫正。
另外，在各实施例3-1～3-10的表中，衍射面通过提供由忽略台阶的上述数2表示的相位函数的系数来表现，实际衍射面的形状制作为环带形状，使各环带间的台阶的光路差是波长的1倍或2倍。实施例一览表表64

实施例3-6表65NA1OBJ0.85 f1OBJ＝1.765 f1OBJ+SA＝1.453 λ1＝405nmNA2OBJ0.65 f2OBJ＝1.802 f2OBJ+SA＝1.552 λ2＝655nm

非球面系数第5面第6面k＝-0.23074 k＝1.833506A4＝-8.8938×10-3A4＝0.104570×10-1A6＝-1.6455×10-3A6＝-0.610124×10-2A8＝-2.0864×10-3A8＝-0.473274×10-2A10＝-3.4710×10-4A10＝0.208277×10-2第7面k＝-0.280330A4＝0.196148×10-1A6＝-0.275545×10-1A8＝0.404679×10-1A10＝-0.640745×10-2衍射面系数第5面b2＝-8.000×10-3b4＝-3.4516×10-3b6＝-1.2546×10-3b8＝2.0867×10-4b10＝-1.8680×10-4实施例3-7表66NA1OBJ0.85 f1OBJ＝1.76 5f1OBJ+SA＝1.453 λ1＝405nmNA2OBJ0.65 f2OBJ＝1.802 f2OBJ+SA＝1.539 λ2＝655nm

非球面系数第1面 第2面k＝44.971394 k＝36.803919A4＝0.212008×10-2A4＝-0.222701×10-3A6＝-0.738326×10-4A6＝-0.217421×10-3A8＝-0.451694×10-3A8＝-0.411907×10-3第5面 第6面k＝-0.23074 k＝1.833506A4＝-8.8938×10-3A4＝0.104570×10-1A6＝-1.6455×10-3A6＝-0.610124×10-2A8＝-2.0864×10-3A8＝-0.473274×10-2A10＝-3.4710×10-4A10＝0.208277×10-2第7面k＝-0.280330A4＝0.196148×10-1A6＝-0.275545×10-1A8＝0.404679×10-1A10＝-0.640745×10-2衍射面系数第5面b2＝-8.000×10-3b4＝-3.4516×10-3b6＝-1.2546×10-3b8＝2.0867×10-4b10＝-1.8680×10-4实施例3-8表67NA1OBJ0.85 f1OBJ＝1.765 f1OBJ+SA＝0.597λ1＝405nmNA2OBJ0.65 f2OBJ＝1.806 f2OBJ+SA＝1.326λ2＝655nm

非球面系数第3面 第4面k＝4.624628 k＝952.297894A4＝0.311837×10-3A4＝0.324604×10-3A6＝0.151011×10-3A6＝0.732188×10-4A8＝0.940372×10-4A8＝0.994591×10-4第5面 第6面k＝-0.24607 k＝-467.45A4＝-8.1286×10-3A4＝-0.576950×10-2A6＝-2.8072×10-3A6＝-1.05310×10-1A8＝-1.4748×10-3A8＝-0.132770×10-2A10＝-2.9670×10-4A10＝0.109067×10-2第7面k＝-0.249022A4＝-0.818609×10-2A6＝-0.850912×10-1A8＝0.213282×10-1A10＝-0.562502×10-1衍射面系数第1面第2面b2＝-2.000×10-3b2＝-2.000×10-3b4＝-2.2880×10-4b4＝2.4872×10-5第5面b2＝-8.000×10-3b4＝-1.2367×10-3b6＝-4.9877×10-4b8＝-4.9264×10-4b10＝1.6272×10-4实施例3-9表68NA1OBJ0.85 f1OBJ＝1.765 f1OBJ+SA＝6.428 λ1＝405nmNA2OBJ0.65 f2OBJ＝1.816 f2OBJ+SA＝-11.725 λ2＝655nm

非球面系数非球面1k＝0.189894A4＝0.219134×10-3A6＝-0.730077×10-3A8＝0.578869×10-3非球面2 非球面3k＝-0.14947 k＝-636.960794A4＝-8.1974×10-3A4＝0.3448750×10-2A6＝-1.3168×10-3A6＝-0.819356×10-2A8＝-2.4204×10-3A8＝-0.430397×10-2A10＝-2.7064×10-4A10＝0.138561×10-2非球面4k＝-0.356004A4＝0.322674×10-1A6＝-0.374793×10-1A8＝0.253643×10-1A10＝-0.117646×10-1衍射面系数衍射面1 衍射面2b2＝-2.0000×10-2b2＝0.00b4＝6.1463×10-4b4＝-9.8787×10-4b6＝6.8341×10-4b6＝-5.8176×10-4b8＝-6.5716×10-4b8＝-5.1035×10-4b10＝6.3514×10-5b10＝1.9833×10-4实施例3-10表69NA1OBJ0.85 f1OBJ＝1.765f1OBJ+SA＝3.329 λ2＝405nmNA2OBJ0.65 f2OBJ＝1.816f2OBJ+SA＝9.419 λ2＝655nm

非球面系数第3面k＝0.174134A4＝-0.834473×10-4A6＝-0.928688×10-4A8＝0.342877×10-9第4面 第5面k＝-0.14947 k＝-636.960794A4＝-8.1974×10-3A4＝0.3448750×10-2A6＝-1.3168×10-3A6＝-0.819356×10-2A8＝-2.4204×10-3A8＝-0.430397×10-2A10＝-2.7064×10-4A10＝0.138561×10-2第6面k＝-0.356004A4＝0.322674×10-1A6＝-0.374793×10-1A8＝0.253643×10-1A10＝-0.117646×10-1第4面衍射面1b2＝0.00b4＝-9.8787×10-4b6＝-5.8176×10-4b8＝-5.1035×10-4b10＝1.9833×10-4
实施例3-6中，NA0.85情况下的光路图示于图109，球面象差图示于图111，NA0.65情况下的光路图示于图110，球面象差图示于图112。实施例3-7中，NA0.85情况下的光路图示于图113，球面象差图示于图115，NA0.65情况下的光路图示于图114，球面象差图示于图116。实施例3-8中，NA0.85情况下的光路图示于图117，球面象差图示于图119，NA0.65情况下的光路图示于图118，球面象差图示于图120。实施例3-9中，NA0.85情况下的光路图示于图121，球面象差图示于图123，NA0.65情况下的光路图示于图122，球面象差图示于图124。实施例3-10中，NA0.85情况下的光路图示于图125，球面象差图示于图127，NA0.65情况下的光路图示于图126，球面象差图示于图128。由各实施例可知，在NA0.85及NA0.65两种情况下可良好地矫正球面象差，对NA0.65、波长655nm条件下透明基板厚度较厚的光信息记录媒体(DVD等)及NA0.85、波长405nm条件下透明基板厚度较薄的更高密度的光信息记录媒体两者可得到良好的聚光光学系统。
在实施例3-6、3-7、3-8中，通过使光束膨胀器的正透镜和负透镜的间隔可变矫正球面象差的变动，在实施例3-9、3-10中，通过使耦合透镜和物镜的间隔可变矫正球面象差的变动。在各实施例3～6～3-10中，如上所述矫正各种原因引起的光学系统产生的球面象差的变动的结果示于表70、表71、表72、表73、表74中。由各表可知，在本实施例的聚光光学系统中，可良好地矫正激光光源(LD)的波长变动、温度变化、透明基板厚度误差引起的球面象差。实施例3-6表70


实施例3-7表71


实施例3-8表72


实施例3-9表73


实施例3-10表74


下面利用图129说明作为本发明实施形态的光拾取装置。
图129的光拾取装置包括两组两个构成的物镜3，其利用保持部件3c将本发明的上述塑料透镜3a、3b保持为一体；第一半导体激光器11，其是用于透明基板厚度较厚较低密度的第一光盘23的第一光源，波长较大；第二半导体激光器12，其是用于透明基板厚度较薄较高密度的第二光盘24的第二光源，波长较小；光束膨胀器1，其由正透镜4和负透镜5构成，使来自第一光源11或第二光源12的光束向物镜3发散且改变其发散角；第一光检测器41，其接收来自第一光盘23的反射光；第二光检测器42，其通过全息图17接收来自入射受光元件12的第二光盘24的反射光。物镜3为了记录或再生，使来自光束膨胀器1的光束在光信息记录媒体即第一或第二光盘23或24的信息记录面上形成光点，并聚光。
图129的光拾取装置还包括光圈8，其前置于物镜3上；射束分裂器62，其将来自第二光盘24的反射光向第二光检测器42分离；1/4波长板72和对焦透镜22，配置于射束分裂器62和第二光检测器42之间；射束分裂器61，其将来自第一光盘23的反射光向第一光检测器41分离；透镜9、16，配置于射束分裂器61和第二光检测器41之间；1/4波长板71和准直透镜21，配置于射束分裂器61和62之间；透镜15，配置于第一光源11和射束分裂器61之间；双轴调节器6，其作为第一驱动装置，为聚焦跟踪而驱动物镜3；单轴调节器7，其为了矫正聚光光学系统的球面象差，作为第二驱动装置，使光束膨胀器1的负透镜5向光轴方向移动。总之，在本实施形态中，聚光光学系统具有光束膨胀器、射束分裂器、物镜和光圈。另外，在本实施形态中，射束分裂器也可看成不包括于聚光光学系统中。
如上所述，根据本实施形态的光拾取装置，使来自第一光源11的光束通过光束膨胀器1由物镜3聚光于较低密度的第一光盘23的信息位上，将由此调波的反射光经相反的路线由第一光检测器41接收，从而可进行再生。使来自第二光源12的光束通过光束膨胀器1由物镜3聚光于较高密度的第二光盘24的信息位上，将由此调波的反射光经相反的路线由第二光检测器42接收，从而可进行再生。同样，可向第一或第二光盘进行记录。
在上述记录或再生时，通过使光束膨胀器1的负透镜4由单轴调节器7沿光轴方向移动，改变其和正透镜5的间隔，可改变光束的发散角并矫正球面象差。这样，可对透明基板厚度不同、记录密度不同的多种光盘消除聚光光学系统因各种原因产生的球面象差的变动，并进行良好的记录或再生。
下面参照图130说明另一实施形态的光拾取装置。图130的光拾取装置在再生透明基板厚度较厚较低密度的第一光盘时，振荡波长较长的第一半导体激光器111(第一光源)在激光器/检测器集成单元410上与第一光检测器301及全息图231组件化，自第一半导体激光器111射出的光束透过全息图231，透过光合成部件即射束分裂器190、准直器130形成平行光束。再由光圈170缩束，由物镜160经第一光盘200的透明基板聚光于信息记录面210上。物镜160是由保持部件163将上述塑料透镜161、162保持为一体的两组两个结构。
在信息记录面210由信息位调波反射的光束再经物镜160、光圈170，透过准直器130、射束分裂器190，由全息图231衍射，向第一光检测器301上入射，用其输出信号，得到记录于第一光盘上的信息的读取信号。
检测光检测器302上的光点的形状变化、位置变化引起的光量变化，进行对焦检测及跟踪检测，由双轴调节器150为了对焦及跟踪使物镜160移动。
然后，在再生透明基板厚度较薄较高密度的第二光盘的情况下，振荡波长较短的第二半导体激光器112(第二光源)在激光器/检测器集成单元42上与第二光检测器302及全息图232组件化，自第二半导体激光器112射出的光束透过全息图232，由光合成部件即射束分裂器190反射，透过准直器130形成平行光束。再经光圈170、物镜160经第二光盘200的透明基板聚光于信息记录面220上。
在信息记录面220由信息位调波反射的光束再经物镜160、光圈170，透过准直器130，由射束分裂器190反射，由全息图232衍射，向第二光检测器302上入射，用其输出信号，得到记录于第二光盘上的信息的读取信号。
检测光检测器302上的光点的形状变化、位置变化引起的光量变化，进行对焦检测及跟踪检测，根据该检测，由双轴调节器150为了对焦及跟踪使物镜160移动。
在本实施形态中，在光检测器301或302上，检测聚光于信息记录面220或210上的光点的状态，根据该检测，由单轴调节器151使准直器130沿光轴方向动作，从而良好地矫正聚光光学系统的各光学面产生的球面象差。进而，沿光轴方向可动的准直器130根据光盘的透明基板厚度，改变入射物镜160的光束的发散度。
如上所述，根据图130所示的光拾取装置，可对透明基板厚度不同、记录密度不同的多种光盘消除聚光光学系统因各种原因产生的球面象差的变动，并进行良好的记录或再生。
如上所述，根据本发明(3-1)～(3-11)所述的发明，可对应物镜的高数值孔径(NA)化及透明基板厚度不同的多种光信息记录媒体，可提供高性能的物镜，且是与现有塑料单透镜同样廉价、重量轻的物镜。
根据本发明(3-12)～(3-45)所述的发明，可提供聚光光学系统及光拾取装置，其具有互换性，可对透明基板厚度不同的多种光信息记录媒体进行记录再生，可以简单的结构有效地矫正激光光源的振荡波长变化、温度湿度变化、光信息记录媒体的透明基板的厚度误差等引起的聚光光学系统、光拾取装置的各光学面产生的球面象差的变动。另外，具有互换性，可对透明基板厚度不同的多种光信息记录媒体进行记录再生，可有效地矫正激光光源的模式跳跃现象及高频重叠引起的物镜产生的轴上色像差。
下面参照

本发明的恰当的实施形态。图131是第4-1实施形态的光拾取装置的概略结构图。
在图131的光拾取装置中，包括光源即半导体激光器3、变换自光源3射出的发散光的发散角的耦合透镜2(由两个透镜组即透镜元件2a、2b构成，透镜元件2a具有正折射力，透镜元件2b具有负折射力。以下的实施形态中也相同)、将来自耦合透镜2的光束聚光于光信息记录媒体的信息记录面5上的物镜1、接收来自光信息记录媒体的信息记录面5的反射光的检测器4。由耦合透镜2和物镜1构成聚光光学系统。
图131的光拾取装置还包括将来自信息记录面5的反射光向检测器4分离的射束分裂器6、配置于耦合透镜2和物镜1之间的1/4波长板7、前置于物镜8的光圈8、圆柱形透镜9及对焦跟踪用调节器(第一驱动装置，以下实施形态也相同)10。
物镜1包括其外周具有向垂直于光轴方向延伸的面的凸缘部1a。利用该凸缘部1a，可将物镜1高精度地安装在光拾取装置上。物镜1利用双轴调节器10为了对焦可沿光轴方向变位，为了跟踪可沿光轴垂直方向变位。
耦合透镜2可以是使入射的发散光束对光轴形成大致平行光束的准直透镜。在本实施形态中，为了抑制半导体激光器3的振荡波长变化、温度湿度变化及光信息记录媒体的透明基板厚度的误差等引起的光拾取装置的各光学面产生的球面象差的变动，可由调节器(第二驱动装置，以下的实施形态也相同)11使耦合透镜2的透镜元件2a沿其光轴方向变位。
(实施例)下面对可应用于本实施形态的聚光光学系统的第4-1实施例进行说明。在第4-1实施例及其他实施例中，半导体激光器3的光源波长为405nm，物镜1的数值孔径为0.85。第4-1实施例中的非球面由所述的(数1)表示。
衍射面用所述的式(数2)的光路差函数Φb表示。
第4-1实施例的聚光光学系统的透镜数据示于表75。本实施例的聚光光学系统的概略剖面图示于图132，球面象差图示于图133。在本实施例中，利用设于两组两个结构的耦合透镜2的第一面及第三面上的衍射结构的作用矫正聚光光学系统产生的轴上色像差。并且，如表76所示，通过改变耦合透镜2的透镜元件2a、2b的间隔，可矫正激光光源3的波长变动、温度变化及透明基板厚度的误差引起的聚光光学系统发生的球面象差。实施例4-1表75λ405nmNA 0.85

非球面系数




衍射面系数


实施例4-1表76

(注)温度变化时的光源振荡波长变化量Δλ＝+0.05nm/℃。
另外，在本说明书中(包括表的透镜数据)，10的幂(例如2.5×10-3)用E(例如2.5×E-3)表示。
下面对可用于图131的光拾取装置的第2实施例的聚光光学系统进行说明。首先，本实施例的聚光光学系统的透镜数据示于表77。本实施例的聚光光学系统的概略剖面图示于图134，球面象差图示于图135。在本实施例中，利用设于两组两个结构的耦合透镜2的第三面及一组一个结构的物镜1的第一面上的衍射结构的作用矫正聚光光学系统产生的轴上色像差。并且，如表78所示，通过改变耦合透镜2的透镜元件2a、2b的间隔，可矫正激光光源3的波长变动、温度变化及透明基板厚度的误差引起的聚光光学系统发生的球面象差。另外，在使发散光束入射物镜1时，与通过相同直径的光圈的平行光束入射的情况相比，物镜1的光源侧的面的光线通过高度变大。为了抑制此时高次非球面引起的光斑分量的产生，在本实施例中，将限制光束的光圈配置在比物镜1的光源侧的面的顶点更靠近光信息记录媒体侧。实施例4-2表77λ405nmNA 0.85

非球面系数





衍射面系数


实施例4-2表78

(注)温度变化时的光源振荡波长变化量Δλ＝+0.05nm/℃。
下面说明第4-2实施形态的光拾取装置。图136的光拾取装置包括由保持部件1c将塑料透镜1a、1b保持为一体的两组两个结构的物镜1、光源即半导体激光器3、变换自光源3射出的发散光的发散角的耦合透镜2(由透镜元件2a、2b构成)、接收来自光信息记录媒体的信息记录面5的反射光的检测器4。物镜1将来自耦合透镜2的光束聚光于光信息记录媒体的信息记录面5上。
图136的光拾取装置还包括将来自信息记录面5的反射光向检测器4分离的射束分裂器6、配置于耦合透镜2和物镜1之间的1/4波长板7、前置于物镜1的光圈8、圆柱形透镜9及对焦跟踪用双轴调节器10。
物镜1包括其保持部件1c的外周具有向垂直于光轴方向延伸的面的凸缘部1d。利用该凸缘部1d，可将物镜1高精度地安装在光拾取装置上。
耦合透镜2可以是使入射的发散光束对光轴形成大致平行光束的准直透镜。这种情况下，为了抑制半导体激光器3的振荡波长变化、温度湿度变化及光信息记录媒体的透明基板厚度的误差等引起的光拾取装置的各光学面产生的球面象差的变动，可使耦合透镜2的透镜元件2a沿其光轴方向变位。
下面对可应用于本实施形态的聚光光学系统的第4-3实施例进行说明。首先，本实施例的聚光光学系统的透镜数据示于表79。本实施例的聚光光学系统的概略剖面图示于图137，球面象差图示于图138。在本实施例中，利用设于两组两个结构的耦合透镜2的第一面及第三面上的衍射结构的作用矫正聚光光学系统产生的轴上色像差。并且，如表80所示，通过改变耦合透镜2的透镜元件2a、2b的间隔，可矫正激光光源3的波长变动、温度变化及透明基板厚度的误差引起的聚光光学系统发生的球面象差。实施例4-3表79λ405nmNA 0.85

非球面系数





回折面系数


实施例4-3表80

(注)温度变化时的光源振荡波长变化量Δλ＝+0.05nm/℃下面对可用于图146(以下描述)的光拾取装置的第4-4实施例的聚光光学系统进行说明。首先，本实施例的聚光光学系统的透镜数据示于表81。本实施例的聚光光学系统的概略剖面图示于图139，球面象差图示于图140。在本实施例中，利用设于两组两个结构的耦合透镜2的第三面及两组两个结构的物镜的第一面上的衍射结构的作用矫正聚光光学系统产生的轴上色像差。并且，如表82所示，通过改变耦合透镜2的透镜元件2a、2b的间隔，可矫正激光光源3的波长变动、温度变化及透明基板厚度的误差引起的聚光光学系统发生的球面象差。实施例4-4表81λ405nmNA 0.85

非球面系数






衍射面系数


实施例4-4表82

(注)温度变化时的光源振荡波长变化量Δλ＝+0.05nm/℃下面对可用于图131的光拾取装置的第4-5实施例的聚光光学系统进行说明。首先，本实施例的聚光光学系统的透镜数据示于表83。本实施例的聚光光学系统的概略剖面图示于图141，球面象差图示于图142。在本实施例中，利用设于两组两个结构的耦合透镜2的第三面及一组一个结构的物镜1的第一面上的衍射结构的作用矫正聚光光学系统产生的轴上色像差。并且，如表84所示，通过改变耦合透镜2的透镜元件2a、2b的间隔，可对单面层叠3层透明基板和信息记录层的所谓3层记录方式的光信息记录媒体进行信息记录及/或再生。与第4-1～4-4同样，也可矫正对各信息记录媒体进行信息记录及/或再生时的激光光源3的波长变动、温度变化及透明基板厚度的误差引起的聚光光学系统发生的球面象差。实施例4-5表83λ405nmNA 0.85

非球面系数





衍射面系数


实施例4-5表84

在本实施例中，光信息记录媒体采用了信息记录层间的透明基板厚度为0.05mm的3层记录方式的光信息记录媒体，但是，本实施例的聚光光学系统也可对例如上述以外的形态的多层记录方式的光信息记录媒体进行信息记录及/或再生。
下面对可应用于图131的光拾取装置的第4-6实施例的聚光光学系统进行说明。首先，本实施例的聚光光学系统的透镜数据示于表85、86。本实施例的聚光光学系统的概略剖面图示于图143，球面象差图示于图144。在本实施例中，利用设于两组两个结构的耦合透镜2的第三面及第四面上的衍射结构的作用矫正聚光光学系统产生的轴上色像差。并且，如表87所示，通过改变耦合透镜2的透镜元件2a、2b的间隔，可矫正激光光源3的波长变动、温度变化及透明基板厚度的误差引起的聚光光学系统发生的球面象差。实施例4-6表85λ405nmNA 0.85

表86非球面系数




衍射面系数


实施例4-6表87

(注)温度变化时的光源振荡波长变化量Δλ＝+0.05nm/℃以上的第4-1～4-6实施例的聚光光学系统采用饱和吸水率为0.01％以下、所用波长区域的厚度3mm的内部透射比为90％以上的塑料材料，故吸水对成象性能的影响小、光的利用效率高，且可通过压注成形低成本地进行大量生产。通过采用比重2.0以下的塑料，可减轻整个聚光光学系统的重量，可减轻物镜1的驱动机构(调节器10等)和耦合透镜2的驱动机构(调节器11)的负担，故可实现高速驱动及驱动机构的小型化。
图145是第4-3实施形态的光拾取装置的概略结构图。图145的光拾取装置相对于图131的光拾取装置，区别仅在于不是利用调节器11使耦合透镜2的透镜元件2a沿光轴方向变位，而是利用调节器11使透镜元件2b沿光轴方向变位，故在此省略除此之外的说明。
图146是第4-4实施形态的光拾取装置的概略结构图。图146的光拾取装置相对于图136的光拾取装置，区别仅在于不是利用调节器11使耦合透镜2的透镜元件2a沿光轴方向变位，而是利用调节器11使透镜元件2b沿光轴方向变位，故在此省略除此之外的说明。另外，相对于图145、图146的光拾取装置，第4-1～4-6实施例的聚光光学系统均可应用。作为图145、图146的光拾取装置的变形例，也可以通过使耦合透镜2的透镜元件2a、2b两者变位来改变其间隔。
根据本发明，可提供一种聚光光学系统及光拾取装置，其可以简单的结构有效地矫正激光光源的振荡波长变化、温度湿度变化及光信息记录媒体的透明基板厚度的误差等引起的光拾取装置的各光学面产生的球面象差的变动。
并且，根据本发明，可提供一种可有效地矫正激光光源的模式跳跃现象引起的物镜发生的轴上色像差。
根据本发明，可提供具有短波激光光源和高数值孔径的物镜，可对透明基板厚度不同的多个信息记录媒体进行信息记录或再生的聚光光学系统及光拾取装置。
(第5-1实施形态)图147是概略显示本发明第5-1实施形态的光拾取装置的图。
图147的光拾取装置包括一组一个结构的物镜1、光源即半导体激光器3、变换自光源3射出的发散光的发散角的一组一个结构的耦合透镜2和接收来自光信息记录媒体的信息记录面5的反射光的光检测器4。半导体激光器3发生600nm以下的波长的激光，可再生比现有的光信息记录媒体更高密度地记录于信息记录面5上的信息及/或比现有的光盘更高密度地向信息记录面5记录信息。
图147的光拾取装置还包括将来自信息记录面5的反射光向光检测器4分离的射束分裂器6、配置于耦合透镜2和物镜1之间的1/4波长板7、前置于物镜1的光圈8、聚光透镜9和对焦及跟踪用双轴调节器10。在本实施形态中，聚光光学系统具有光源、射束分裂器、耦合透镜、1/4波长板、物镜和光圈。另外，在本实施形态中，射束分裂器也可视为不包含于聚光光学系统。
物镜1包括具有向垂直于光轴方向延伸的面的凸缘部1e。利用该凸缘部1e可将物镜1高精度地安装在光拾取装置上。耦合透镜2具有衍射结构，以产生与物镜1产生的轴上色像差极性相反的轴上色像差。
下面说明来自光信息记录媒体的信息记录面5的信息的再生。自半导体激光器3射出的发散光由耦合透镜2改变发散角，经1/4波长板7、光圈8由物镜1聚光于光信息记录媒体的信息记录面5上，在该信息记录面5上由信息位调波反射的光束经物镜1、光圈8、1/4波长板7、耦合透镜2、射束分裂器6和聚光透镜9，向光检测器4入射，利用由此产生的输出信号可再生记录于光信息记录媒体的信息记录面上的信息。
在进行如上所述的信息的再生时，当在半导体激光器3产生模式跳跃现象时，半导体激光器3会产生600nm以下的波长的激光，故物镜1中聚光位置的变化量变大并产生轴上色像差，但是由于耦合透镜2的衍射结构会产生与该物镜1产生的轴上色像差相反极性的轴上色像差，故通过包括耦合透镜2和物镜1的聚光光学系统使光点在光信息记录媒体的信息记录面5上成象时的波面形成轴上色像差相抵的状态，作为聚光光学系统整体在光源波长变动的范围内，轴上色像差被良好地矫正。在对光信息记录媒体的信息记录面5进行信息记录的情况下，也与上述说明同样，即使在半导体激光器3产生模式跳跃现象，通过包括耦合透镜2和物镜1的聚光光学系统使光点在光信息记录媒体的信息记录面5上成象时的波面也形成轴上色像差相抵的状态，故可进行稳定的信息记录。
下面用图148说明另一光拾取装置。图148的光拾取装置与图141相比，不同点在于物镜1形成两组两个结构。图148中，物镜1由第一透镜1a和第二透镜1b构成，第一透镜1a和第二透镜1b由保持部件1c形成一体。可利用保持部件1c的凸缘部1d将物镜1高精度地安装于光拾取装置上。根据图148的光拾取装置，与图147同样，由于由耦合透镜2的衍射结构产生与物镜1产生的轴上色像差极性相反的轴上色像差，故作为聚光光学系统整体，在光源波长的变动范围内轴上色像差被良好地矫正。
(第5-2实施形态)下面说明本发明的第5-2实施形态的光学元件。该光学元件是设有环带状衍射结构的衍射光学元件，可构成例如上述图147、图142的耦合透镜。
图157(a)、图157(b)分别是光学元件的剖面图和自A方向看的正面图，其中，光学元件是使一侧的光学面(S1)为平面并在其上形成环带状衍射结构，而使另一侧的光学面(S2)为非球面的折射面的光学元件。在图157(a)、图157(b)中，强调描绘了S1面的衍射结构，而实际的衍射结构是与光轴垂直方向的环带间隔为数μm左右、光轴方向环带的高度为1μm左右的微小结构。S2面采用了非球面的折射面，但也可是球面的折射面，且如图147(c)的S2面的放大图所示，也可在非球面及/或非球面的折射面之上形成环带状衍射结构。这种情况下，通过决定环带结构，使其满足上述式(9)P/λ＞20，可由SPDT进行金属模型切削加工。
图158是表示闪耀结构的周期(P/λ)与一次衍射效率的理论值的关系的图，所述闪耀结构是在切削加工中分别使用前端部的半径(Rb)分别为1.0μm、0.7μm、0.5μm的刀具在平板上形成闪耀结构时的闪耀结构。其中，基板的折射力为1.5，波长(λ)为405nm。
由图158可知，即使采用前端部的半径(Rb)为0.5μm的刀具，在闪耀结构的周期P/λ变为10以下的情况下，衍射效率也会变为80％以下，不能得到充分的光利用效率。因此，在闪耀结构的周期P/λ变为20以下、尤其是变为10以下的情况下，不会产生相位不匹配部的电子束绘图方式的衍射光学元件的制作方法非常有效。
下面说明本发明的实施例5-1～5-6。各实施例的耦合透镜、物镜及它们的合成系统的数据一览表示于表88。实施例一览表表88



设于各实施例的耦合透镜上的衍射面由表示除去了衍射起伏的宏观形状的母非球面和光路差函数表示。光路差函数是表示利用衍射面对基准波长的衍射光施加的光路差的函数，光路差函数的值每变换mλ(m为衍射次数)设置衍射环带。光路差函数由上述式(A)表示。
另外，各实施例的耦合透镜、物镜的非球面由下述式(B)表示。x=(h2/r)/{1+(1-(1+k)(h2/r2))}+A4h4+A6h6+...(B)]]>其中，A4、A6、…为非球面系数，k为圆锥系数，r为近轴曲率半径，r、d、n表示透镜的曲率半径、面间隔和折射率。
(实施例5-1)本实施例采用振荡波长405nm的蓝紫色半导体激光器，物镜采用一组一个结构、数值孔径为0.85的透镜。通过使一组一个结构的耦合透镜的光源侧的面为衍射面，矫正物镜产生的轴上色像差。通过使耦合透镜的光信息记录媒体侧的面为非球面精细地矫正耦合透镜的象差。实施例5-1的透镜数据示于表89。实施例5-1的光路图示于图149，球面象差图示于图150。<p>表1

并且，如上所述，不矫正长短波长侧的球面象差曲线，使聚光光学系统整个系统的轴上色像差过矫正，从而使基准波长(405nm)的球面象差曲线和长短波长侧的球面象差曲线交叉，比利用衍射作用进行矫正，使物镜产生的长短波长侧的球面象差曲线与基准波长的球面象差曲线大致平行且矫正聚光光学系统的轴上色像差，所需的衍射功能小，故可增大环带间隔。
轴上色像差的变化量ΔCA在图150及图152的球面象差图中由405nm、415nm的球面象差曲线的下端的移动幅度表示，移动方向通过光源波长向长波长侧的偏移变为反焦距变短的方向。另外，边缘光线的球面象差的变化量ΔSA由使405nm的球面象差曲线的下端平行移动至与415nm的球面象差曲线的下端重叠的位置时的球面象差曲线的上端和415nm的球面象差曲线的上端的宽度来表示。
(实施例5-3)本实施例光源采用振荡波长405nm的蓝紫色半导体激光器，物镜采用两组两个结构、数值孔径为0.85的透镜。通过使一组一个结构的耦合透镜的两面为衍射透镜，矫正物镜产生的轴上色像差。通过使耦合透镜的光信息记录媒体侧的面为非球面细致地矫正耦合透镜的象差。通过将衍射功能分配在两个面上，确保各面的衍射环带的间隔较大、为约13μm左右，形成制造误差等引起的衍射效率降低小的耦合透镜。实施例5-3的透镜数据示于表91。实施例5-3的光路图示于图153，球面象差图示于图154。实施例5-3表91

非球面系数




衍射面系数


(实施例5-4)本实施例光源采用振荡波长405nm的蓝紫色半导体激光器，物镜采用两组两个结构、数值孔径为0.85的透镜。通过使一组一个结构的耦合透镜的两面为衍射透镜，矫正物镜产生的轴上色像差。通过将衍射功能分配在两个面上，确保各面的衍射环带的间隔较大、为约13μm左右，形成制造误差等引起的衍射效率降低小的耦合透镜。实施例5-4的透镜数据示于表92。实施例5-4的光路图示于图155，球面象差图示于图156。实施例5-4表92

非球面系数



衍射面系数


(实施例5-5)本实施例光源采用振荡波长405nm的蓝紫色半导体激光器，物镜采用一组一个结构、数值孔径为0.85的透镜。通过使一组一个结构的耦合透镜的光源侧的面为形成环带状衍射结构的衍射面，矫正物镜产生的轴上色像差。
该环带结构的环带的最小间隔在有效直径内为3.1μm(P/λ＝7.7)，故在由SPDT(单点金刚石刀具)进行的金属模型加工中，会产生很多不需要的光，不能得到充分的衍射效率。因此，通过使形成衍射结构的基础面为平面，可利用电子束绘图方式进行高精度的金属模型加工。通过使耦合透镜的光信息记录媒体侧的面为非球面的折射面，精细地矫正耦合透镜的象差。实施例5-5的透镜数据示于表93。实施例5-5的光路图示于图159，球面象差图示于图160。实施例5-5表93

非球面系数



衍射面系数

(实施例5-6)本实施例光源采用振荡波长405nm的蓝紫色半导体激光器，物镜采用一组一个结构、数值孔径为0.85的透镜。通过使一组一个结构的耦合透镜的光源侧的面为形成环带状衍射结构的衍射面，矫正物镜产生的轴上色像差及光源的振荡波长变化时的球面象差。
该环带结构的环带的最小间隔在有效直径内为3.0μm(P/λ＝7.4)，因此通过使形成衍射结构的基础面为平面，可利用电子束绘图方式进行高精度的金属模型加工。通过使耦合透镜的光信息记录媒体侧的面为非球面上形成由环带状衍射结构的衍射面，更精细地矫正耦合透镜的象差及光学系统整个系统的象差。由于该形成于光信息记录媒体侧的面上的环带衍射结构的最小间隔在有效直径内、为14.7μm(P/λ＝36.3)，故SPDT进行的金属模型加工可得到充分的衍射效率。实施例5-6的透镜数据示于表94。实施例5-6的光路图示于图161，球面象差图示于图162。实施例5-6表94

非球面系数



衍射面系数


另外，在实施例5-1～5-6中，透镜数据中的衍射面系数以衍射面产生的衍射光中一次衍射光具有最大衍射光量的方式决定。
(实施例5-7)本实施例光源采用振荡波长405nm的短波光源，物镜采用两组两个结构、数值孔径为0.85的透镜。通过使一组一个结构的耦合透镜的两面为衍射面，矫正物镜产生的轴上色像差。使矫正色像差所需的衍射功能分配在两个面上，并以2次衍射光具有最大衍射光量的方式决定衍射面系数，故确保各面的衍射环带的间隔较大、为约20μm左右，形成制造误差等引起的衍射效率降低小的耦合透镜。由于光源侧的面为衍射面，故设计时可自由选择入射光的边缘光线的入射角，因此，形成除球面象差外慧差也可被精密矫正的高性能耦合透镜。另外，本实施例的耦合透镜由聚烯烃类树脂形成。实施例5-7的透镜数据示于表95。实施例5-7的光路图示于图163，球面象差图示于图164。球面象差图显示与波长无关，交点几乎不移动。
另外，实施例5-1至5-7的聚光光学系统的光学元件的材料均采用塑料材料，故重量轻，且可廉价地大量生产。在表86～表95中，10的幂用E(或e)表示，例如E-2(＝10-2)。
根据本发明，可提供可有效地矫正激光光源的模式跳跃现象等引起的物镜产生的轴上色像差的耦合透镜、聚光光学系统、光拾取装置、记录装置及再生装置。可提供衍射光学元件及具有该衍射光学元件的光拾取装置，所述衍射光学元件是用于光拾取装置的具有衍射结构的光学元件，具有可利用电子束绘图方式形成衍射结构的形状。实施例5-7表95

非球面系数



衍射面系数


权利要求
1.一种物镜，其是光信息记录媒体的记录及/或再生用物镜，其特征在于，包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，所述第一透镜及所述第二透镜分别由比重2.0以下的材料形成，并满足下式NA≥0.70其中，NA为进行光信息记录媒体的记录或再生所需的规定的像侧数值孔径。
2.如权利要求1所述的物镜，其特征在于，满足下式NA≥0.80。
3.如权利要求1所述的物镜，其特征在于，所述第一透镜及所述第二透镜分别由塑料材料形成。
4.如权利要求1所述的物镜，其特征在于，自第一面至第三面中至少两个面是非球面。
5.如权利要求1所述的物镜，其特征在于，满足下式1.1≤f1/f2≤3.3其中，fi是第i透镜的焦点距离(mm)。
6.如权利要求5所述的物镜，其特征在于，满足下式1.2≤f1/f2≤3.3。
7.如权利要求1所述的物镜，其特征在于，满足下式0.3≤(r2+r1)/(r2-r1)≤3.2其中，ri是各面的近轴曲率半径(mm)。
8.如权利要求1所述的物镜，其特征在于，满足下式-0.15＜(X1’-X3’)/((NA)4·f)＜0.10其中，X1’和X3’由下式给出，X1’＝X1·(N1-1)3/f1X3’＝X3·(N2-1)3/f2其中，X1是与光轴垂直与第一透镜的最靠光源侧的面的顶点相切的平面和有效直径最周边(上述NA的边缘光线入射的第一透镜的最靠光源侧的面上的位置)的第一透镜的最靠光源侧的面的光轴方向的差(mm)，在以上述切平面为基准向光信息记录媒体的方向测量时为正，向光源方向测量时为负，X3是与光轴垂直与第二透镜的最靠光源侧的面的顶点相切的平面和有效直径最周边(上述NA的边缘光线入射的第二透镜的最靠光源侧的面上的位置)的第二透镜的最靠光源侧的面的光轴方向的差(mm)，在以上述切平面为基准向光信息记录媒体的方向测量时为正，向光源方向测量时为负，f为所述物镜的整个系统的焦点距离(mm)，N1为第一透镜组的所用波长的折射率，N2为第二透镜组的所用波长的折射率。
9.如权利要求8所述的物镜，其特征在于，满足下式-0.08＜(X1’-X3’)/((NA)4·f)＜0.05。
10.如权利要求1所述的物镜，其特征在于，其所用波长为500nm以下，所用波长区域由厚度3mm的内部透射比85％以上的材料形成。
11.如权利要求10所述的物镜，其特征在于，其由厚度3mm的内部透射比95％以上的材料形成。
12.如权利要求1所述的物镜，其特征在于，进行信息记录及/或再生的光信息记录媒体的透明基板的厚度为0.6mm以下。
13.如权利要求1所述的物镜，其特征在于，其由饱和吸水率为0.5％以下的材料形成。
14.如权利要求13所述的物镜，其特征在于，其由饱和吸水率为0.1％以下的材料形成。
15.如权利要求1所述的物镜，其特征在于，其所述第一透镜及所述第二透镜分别由比重2.0以下的材料形成，至少在一个面上具有环带状衍射结构，并满足下式νdi≤65.0NA≥0.70其中，νdi是第i透镜的d线的阿贝数(i＝1及2)，NA为进行光信息记录媒体的记录或再生所需的规定的像侧数值孔径。
16.如权利要求15所述的物镜，其特征在于，在所述衍射结构中，设第i面的衍射结构发生的衍射光中具有最大衍射光量的衍射光次数为ni，第i面的环带数为Mi，环带间隔的最小值为Pi(mm)，物镜整个系统中的焦点距离为f(mm)，所用波长为λ(mm)，则满足下式0.04≤λ·f·∑(ni/(Mi·Pi2))≤0.3。
17.如权利要求15所述的物镜，其特征在于，所述衍射结构发生的n次衍射光量大于其他的任何次数的衍射光量，为了对所述光信息记录媒体进行信息记录及/或再生，可将所述衍射结构发生的n次衍射光聚光于光信息记录媒体的信息记录面上，这里，n是0、±1以外的整数。
18.一种物镜，其是一种光信息记录媒体的记录及/或再生用物镜，其特征在于，包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，所述第一透镜及所述第二透镜分别由塑料材料形成，并满足下式0.09≤WD/f≤0.24其中，WD为所述物镜的工作距离，f为所述物镜的焦点距离。
19.如权利要求18所述的物镜，其特征在于，满足下式NA≥0.70其中，NA为进行光信息记录媒体的记录或再生所需的规定的像侧数值孔径。
20.如权利要求19所述的物镜，其特征在于，满足下式NA≥0.80。
21.如权利要求18所述的物镜，其特征在于，自第一面至第三面中至少两个面是非球面。
22.如权利要求18所述的物镜，其特征在于，满足下式1.1≤f1/f2≤5.0其中，fi是第i透镜的焦点距离。
23.如权利要求22所述的物镜，其特征在于，满足下式1.2≤f1/f2≤5.0。
24.如权利要求18所述的物镜，其特征在于，满足下式0.3≤(r2+r1)/(r2-r1)≤4.8其中，ri是各面的近轴距离半径。
25.如权利要求18所述的物镜，其特征在于，满足下式-0.15＜(X1’-X3’)/((NA)4·f)＜0.10其中，X1’和X3’由下式给出，X1’＝X1·(N1-1)3/f1X3’＝X3·(N2-1)3/f2其中，X1是与光轴垂直与第一透镜的最靠光源侧的面的顶点相切的平面和有效直径最周边(上述NA的边缘光线入射的第一透镜的最靠光源侧的面上的位置)的第一透镜的最靠光源侧的面的光轴方向的差(mm)，在以上述切平面为基准向光信息记录媒体的方向测量时为正，向光源方向测量时为负，X3是与光轴垂直与第二透镜的最靠光源侧的面的顶点相切的平面和有效直径最周边(上述NA的边缘光线入射的第二透镜的最靠光源侧的面上的位置)的第二透镜的最靠光源侧的面的光轴方向的差(mm)，在以上述切平面为基准向光信息记录媒体的方向测量时为正，向光源方向测量时为负，f为所述物镜的整个系统的焦点距离(mm)，N1为第一透镜组的所用波长中的折射率，N2为第二透镜组的所用波长中的折射率。
26.如权利要求25所述的物镜，其特征在于，满足下式-0.08＜(X1’-X3’)/((NA)4·f)＜0.05。
27.如权利要求18所述的物镜，其特征在于，所用波长为500nm以下，所用波长区域由厚度3mm的内部透射比85％以上的材料形成。
28.如权利要求27所述的物镜，其特征在于，其由厚度3mm的内部透射比90％以上的材料形成。
29.如权利要求18所述的物镜，其特征在于，所述光信息记录媒体的透明基板的厚度为0.6mm以下。
30.如权利要求18所述的物镜，其特征在于，其由饱和吸水率为0.5％以下的材料形成。
31.如权利要求30所述的物镜，其特征在于，其由饱和吸水率为0.1％以下的材料形成。
32.一种物镜，其是一种光信息记录媒体的记录及/或再生用物镜，其特征在于，包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，并满足下式NA≥0.700.05＜WD/ENP＜0.25其中，NA为对光信息记录媒体进行记录及/或再生所需的规定的像侧数值孔径，WD为所述物镜的工作距离(mm)，ENP为所述物镜的入射光瞳径(mm)。
33.如权利要求32所述的物镜，其特征在于，满足下式NA≥0.80
34.如权利要求32所述的物镜，其特征在于，其至少一个面具有环带状衍射结构。
35.如权利要求32所述的物镜，其特征在于，所述第一透镜及所述第二透镜分别由塑料材料形成，并满足下式0.05≤WD/ENP≤0.15。
36.如权利要求32所述的物镜，其特征在于，满足下式νdi≤65.0其中，νdi是第i透镜的d线的阿贝数(i＝1及2)。
37.如权利要求32所述的物镜，其特征在于，设基准波长为λ(mm)，所述物镜整个系统的焦点距离为f(mm)，所述第i面上形成的衍射结构发生的衍射光中具有最大衍射光量的衍射光次数为ni，所述第i面的有效直径内的衍射结构的环带数为Mi，第i面的有效直径内的衍射结构的环带间隔的最小值为Pi(mm)，则满足下式0.04≤f·λ·∑(ni/(Mi·Pi2))≤0.60。
38.如权利要求32所述的物镜，其特征在于，满足下式0.01≤PD/PT≤0.20其中，PD为所述衍射面自光源侧依次称为第一衍射面、第二衍射面、…第N衍射面时，所述第i衍射面上形成的衍射结构附加在透过波面上的光路差由Φbi＝ni·(b2i·hi2+b4i·hi4+b6i·hi6+…)定义的光路差函数表示时(这里，ni为所述第i衍射面上发生的衍射光中具有最大衍射光量的衍射光次数，hi为距光轴的高度(mm)，b2i、b4i、b6i、…分别是2次、4次、6次、…的光路差函数系数(也称衍射系数))由PD＝∑(-2·ni·b2i)定义的仅衍射结构的本领(mm-1)，PT为组合折射透镜和衍射结构的物镜整个系统的本领(mm-1)。
39.如权利要求32所述的物镜，其特征在于，满足下式|ΔfB·NA2|≤0.25μm其中，ΔfB为光源波长变化+1nm时物镜焦点位置的变化(μm)。
40.如权利要求32所述的物镜，其特征在于，在组合了衍射透镜的衍射作用和折射透镜的折射作用的情况下，具有在光源的波长向长波长侧偏移时向反焦距变短的方向变化的轴上色象差特性，并满足下式-1＜ΔCA/ΔSA＜0其中，ΔCA是轴上色象差相对于波长变化的变化量(mm)，ΔSA是边缘光线的球面象差相对于波长变化的变化量(mm)。
41.如权利要求32所述的物镜，其特征在于，满足下式0.2≤|(Ph/Pf)-2|≤5.0其中，Pf为在光信息记录媒体进行记录及/或再生所需的规定的像侧数值孔径的衍射环带间隔(mm)，Ph为在光信息记录媒体进行记录及/或再生所需的规定的像侧数值孔径的1/2数值孔径的衍射环带间隔(mm)。
42.如权利要求32所述的物镜，其特征在于，所述第i面上形成的衍射结构产生的ni次衍射光量大于其他的任何次数的衍射光量，为了对所述光信息记录媒体进行信息记录及/或再生，可将所述衍射结构产生的ni次衍射光聚光于光信息记录媒体的信息记录面上，其中n为0、±1以外的整数。
43.如权利要求32所述的物镜，其特征在于，满足下式1.5≤f1/f2≤5.00.3≤(r2+r1)/(r2-r1)≤6.0其中，fi是第i透镜的焦点距离(mm)(i＝1或2)，ri是各面的近轴曲率半径(mm)(i＝1或2)。
44.如权利要求32所述的物镜，其特征在于，满足下式-0.15＜(X1’-X3’)/((NA)4·f)＜0.10其中，X1’和X3’由下式给出，X1’＝X1·(N1-1)3/f1X3’＝X3·(N2-1)3/f2其中，X1是与光轴垂直与第一透镜的最靠光源侧的面的顶点相切的平面和有效直径最周边(上述NA的边缘光线入射的第一透镜的最靠光源侧的面上的位置)的第一透镜的最靠光源侧的面的光轴方向的差(mm)，在以上述切平面为基准向光信息记录媒体的方向测量时为正，向光源方向测量时为负，X3是与光轴垂直与第二透镜的最靠光源侧的面的顶点相切的平面和有效直径最周边(上述NA的边缘光线入射的第二透镜的最靠光源侧的面上的位置)的第二透镜的最靠光源侧的面的光轴方向的差(mm)，在以上述切平面为基准向光信息记录媒体的方向测量时为正，向光源方向测量时为负，f为所述物镜的整个系统的焦点距离(mm)，N1为第一透镜组的所用波长中的折射率，N2为第二透镜组的所用波长中的折射率。
45.如权利要求44所述的物镜，其特征在于，满足下式-0.08＜(X1’-X3’)/((NA)4·f)＜0.05。
46.如权利要求32所述的物镜，其特征在于，所用波长为500nm以下，所述所用波长区域由厚度3mm的内部透射比85％以上的材料形成。
47.如权利要求46所述的物镜，其特征在于，其由厚度3mm的内部透射比90％以上的材料形成。
48.如权利要求32所述的物镜，其特征在于，其由饱和吸水率为0.5％以下的材料形成。
49.如权利要求48所述的物镜，其特征在于，其由饱和吸水率为0.1％以下的材料形成。
50.一种物镜，其是一种光信息记录媒体的记录及/或再生用物镜，其特征在于，包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，进行光信息记录媒体的记录及/或再生所需的规定的像侧数值孔径为0.70以上，并满足下式0.07≤WD/ENP≤0.20其中，WD为所述物镜的工作距离，ENP为所述物镜的入射光瞳径。
51.如权利要求50所述的物镜，其特征在于，自第一面至第三面中至少两个面是非球面。
52.如权利要求50所述的物镜，其特征在于，满足下式1.1≤f1/f2≤5.0其中，fi是第i透镜的焦点距离。
53.如权利要求52所述的物镜，其特征在于，满足下式1.2≤f1/f2≤5.0其中，fi是第i透镜的焦点距离。
54.如权利要求50所述的物镜，其特征在于，满足下式0.3≤(r2+r1)/(r2-r1)≤4.8其中，ri是各面的近轴距离半径。
55.如权利要求50所述的物镜，其特征在于，进行信息记录及/或再生的光信息记录媒体的透明基板的厚度为0.6mm以下。
56.一种物镜，其是用于信息记录再生用光拾取装置的物镜，所述光拾取装置具有包括将来自波长不同的光源的光束聚光于光信息记录媒体的记录面上的物镜的聚光光学系统、和检测来自所述记录面的反射光的受光部件，其可对透明基板的厚度不同的多个光信息记录媒体进行信息记录及/或再生，其特征在于，由自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜构成，所述第一透镜和所述第二透镜分别由比重2.0以下的材料形成，在至少一个面上具有环带状衍射结构，所述透明基板的厚度相互不同的多个光信息记录媒体中设任意两个光信息记录媒体的透明基板的厚度为t1、t2(t1＜t2)，设对所述透明基板的厚度为t1的光信息记录媒体进行信息记录或再生时的波长为λ1，对所述透明基板的厚度为t2的光信息记录媒体进行信息记录或再生时的波长为λ2(λ1＜λ2)，设利用波长λ1的光束对透明基板的厚度为t1的光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的像侧数值孔径为NA1，利用波长λ2的光束对透明基板的厚度为t2的光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的像侧数值孔径为NA2(NA1≥NA2)时，则相对于波长λ1、透明基板的厚度t1及像侧数值孔径NA1的组合，其波面象差为0.07λ1rms以下，而相对于波长λ2、透明基板的厚度t2及像侧数值孔径NA2的组合，其波面象差为0.07λ2rms以下。
57.如权利要求56所述的物镜，其特征在于，所述第一透镜及所述第二透镜分别由塑料材料形成。
58.如权利要求56所述的物镜，其特征在于，相对于波长λ2、透明基板的厚度t2及像侧数值孔径NA2的组合，其波面象差为0.07λ2rms以下，且相对于波长λ2、透明基板的厚度t2及像侧数值孔径NA1的组合，其波面象差为0.07λ2rms以上。
59.如权利要求56所述的物镜，其特征在于，相对于规定位置的物点、波长λ1、透明基板的厚度t1及像侧数值孔径NA1的组合，其波面象差为0.07λ1rms以下，且相对于与所述规定位置光学上处于相等距离的物点、波长λ2、透明基板的厚度t2及像侧数值孔径NA2的组合，其波面象差为0.07λ2rms以下。
60.如权利要求56所述的物镜，其特征在于，相对于规定位置的物点、波长λ1、透明基板的厚度t1及像侧数值孔径NA1的组合，其波面象差为0.07λ1rms以下，且相对于与所述规定位置光学上处于不等距离的物点、波长λ2、透明基板的厚度t2及像侧数值孔径NA2的组合，其波面象差为0.07λ2rms以下。
61.如权利要求56所述的物镜，其特征在于，自第一面至第三面中至少两个面为非球面。
62.如权利要求56所述的物镜，其特征在于，满足下式0.4≤|(Ph/Pf)-2|≤25其中，Pf是在透明基板的厚度为t1的光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的像侧数值孔径NA1的衍射环带间隔，Ph为NA1的1/2数值孔径的衍射环带间隔。
63.如权利要求56所述的物镜，其特征在于，满足下式1.3≤f1/f2≤4.00.3≤(r2+r1)/(r2-r1)≤3.2其中，fi是第i透镜的焦点距离(在第i透镜具有衍射结构的情况下，是组合折射透镜和衍射结构的第i透镜整个系统的焦点距离)，ri是各面的近轴曲率半径(i＝1或2)。
64.如权利要求56所述的物镜，其特征在于，满足下式t1≤0.6mmt2≥0.6mmλ1≤500nm600nm≤λ2≤800nmNA1≥0.65NA2≤0.65
65.如权利要求56所述的物镜，其特征在于，在所用波长区域由厚度3mm的内部透射比为85％以上的材料形成。
66.如权利要求56所述的物镜，其特征在于，由饱和吸水率为0.5％以下的材料形成。
67.一种物镜，其是光信息记录媒体的信息记录及/或再生用物镜，其特征在于，由自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜构成，在至少一个面上具有环带状衍射结构，并满足下式0.05≤PD/PT≤0.20其中，PD为所述衍射面自光源侧依次称为第一衍射面、第二衍射面、…第N衍射面时，所述第i衍射面上形成的衍射结构附加在透过波面上的光路差由Φbi＝ni·(b2i·hi2+b4i·hi4+b6i·hi6+…)定义的光路差函数表示时(这里，ni为所述第i衍射面上发生的衍射光中具有最大衍射光量的衍射光次数，hi为距光轴的高度(mm)，b2i、b4i、b6i、…分别是2次、4次、6次、…的光路差函数系数(也称衍射系数))由PD＝∑(-2·ni·b2i)定义的仅衍射结构的本领(mm-1)，PT为组合折射透镜和衍射结构的物镜整个系统的本领(mm-1)。
68.一种物镜，其是光信息记录媒体的信息记录及/或再生用物镜，其特征在于，由自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜构成，在至少一个面上具有环带状衍射结构，在组合了衍射透镜的衍射作用和折射透镜的折射作用的情况下，具有在光源的波长向长波长侧偏移时向反焦距变短的方向变化的轴上色象差特性，并满足下式-1＜ΔCA/ΔSA＜0其中，ΔCA是轴上色象差相对于波长变化的变化量(mm)，ΔSA是边缘光线的球面象差相对于波长变化的变化量(mm)。
69.一种物镜，其是光信息记录媒体的信息记录及/或再生用物镜，其特征在于，由自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜构成，在至少一个面上具有环带状衍射结构，并满足下式1.0≤(r2+r1)/(r2-r1)≤6.0其中，ri是各面的近轴曲率半径(mm)(i＝1或2)。
70.如权利要求69所述的物镜，其特征在于，满足下式1.5≤f1/f2≤5.0其中，fi是第i透镜的焦点距离(mm)(i＝1或2)，
71.一种物镜，其是光信息记录媒体的信息记录及/或再生用物镜，其特征在于，由自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜构成，在至少一个面上具有环带状衍射结构，所用波长为500nm以下，所述所用波长区域由厚度3mm的内部透射比85％以上的材料形成。
72.一种物镜，其是光信息记录媒体的信息记录及/或再生用物镜，其特征在于，由自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜构成，在包括第二面的至少一个面上具有环带状衍射结构，并满足下式1.0＜(r2+r1)/(r2-r1)其中，ri是各面的近轴曲率半径(mm)(i＝1或2)。
73.一种聚光光学系统，其是包括光源和通过光信息记录媒体的透明基板将自所述光源射出的光束聚光于信息记录面上的物镜的记录及/或再生用聚光光学系统，其特征在于，所述物镜包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，所述第一透镜及所述第二透镜分别由比重2.0以下的材料形成，并满足下式NA≥0.70其中，NA为进行光信息记录媒体的记录或再生所需的规定的像侧数值孔径，在所述光源和所述物镜之间，设有矫正所述聚光光学系统的各光学面产生的球面象差的变动的球面象差矫正部件。
74.如权利要求73所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件矫正因温度湿度变化引起的、在所述聚光光学系统的各光学面上发生的球面象差的变动。
75.如权利要求73所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件矫正因所述信息记录媒体的透明基板厚度的微小变动引起的、在所述聚光光学系统的各光学面上发生的球面象差的变动。
76.如权利要求73所述的聚光光学系统，其特征在于，所述光信息记录媒体在同一光束入射面侧具有夹着透明基板的多个记录层，所述物镜在聚光于所述不同的记录层时，可沿光轴方向变位，所述球面象差矫正部件矫正因自光束入射面侧至各记录层的透明基板的厚度差异发生的球面象差的变动。
77.如权利要求73所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件矫正因所述光源的振荡波长的微小变动在所述聚光光学系统的各光学面上发生的球面象差的微小变动。
78.如权利要求73所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件折射率分布可变。
79.如权利要求73所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件包括至少一个正透镜和至少一个负透镜，具有将大致平行地入射的光束大致平行地入射并大致平行地出射的光束膨胀器的结构，构成至少一个透镜可沿光轴方向变位的可动元件。
80.如权利要求79所述的聚光光学系统，其特征在于，所述正透镜和所述负透镜满足下式νdP＞νdN其中，νdP为所述球面象差矫正部件包含的正透镜的d线的阿贝数的平均值，νdN为所述球面象差矫正部件包含的负透镜的d线的阿贝数的平均值。
81.如权利要求80所述的聚光光学系统，其特征在于，所述正透镜和所述负透镜满足下式νdP＞55.0νdN＜35.0
82.如权利要求81所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件包含的正透镜的d线的阿贝数的平均值与所述球面象差矫正部件包含的负透镜的d线的阿贝数的平均值之差Δν满足以下条件式，所述可动元件由比重为2.0以下的材料形成，30≤Δν≤50
83.如权利要求79所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件包含的所有正透镜的阿贝数为70.0以下或所述球面象差矫正部件包含的所有负透镜的阿贝数为40.0以上，所述正透镜和所述负透镜至少一者至少包括一个具有环带状衍射结构的衍射面。
84.如权利要求83所述的聚光光学系统，其特征在于，所述可动元件由比重2.0以下的材料形成。
85.如权利要求83所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件由塑料材料形成。
86.如权利要求83所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件由饱和吸水率为0.5％以下的材料形成。
87.如权利要求83所述的聚光光学系统，其特征在于，所述衍射结构发生的n次衍射光量大于其他的任何次数的衍射光量，为了对所述光信息记录媒体进行信息记录及/或再生，可将所述衍射结构发生的n次衍射光聚光于光信息记录媒体的信息记录面上，这里，n是0、±1以外的整数。
88.如权利要求79所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件的所用波长为500nm以下，所用波长区域由厚度3mm的内部透射比85％以上的材料形成。
89.如权利要求79所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件包括一个正透镜和一个负透镜，具有至少一个非球面，构成至少一个透镜可沿光轴方向变位的可动元件。
90.如权利要求89所述的聚光光学系统，其特征在于，所述可动元件沿光轴方向变位，使得在所述聚光光学系统的球面象差向过补偿侧变动时，与变动前相比，以规定量减小所述正透镜和所述负透镜的间隔，在所述聚光光学系统的球面象差向欠补偿侧变动时，与变动前相比，以规定量增加所述正透镜和所述负透镜的间隔。
91.如权利要求73所述的聚光光学系统，其特征在于，满足下式NA≥0.70t≤0.6mmλ≤500nm其中，NA为对所述光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的物镜的像侧数值孔径，t为光信息记录媒体的透明基板的厚度，λ为光源的波长。
92.如权利要求73所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件和所述物镜的合成系统的轴上色象差满足下式|δfB·NA2|≤0.25μm其中，δfB为所述光源波长变化+1nm时合成系统焦点位置的变化(μm)。
93.一种聚光光学系统，其是包括光源和通过光信息记录媒体的透明基板将自所述光源射出的光束聚光于信息记录面上的物镜的记录及/或再生用聚光光学系统，其特征在于，在所述光源和所述物镜之间设有耦合透镜，所述耦合透镜对轴上色象差进行过矫正，从而使焦点距离相对于比所用波长短10nm的波长变长，通过使所述耦合透镜在光轴方向变位，矫正所述聚光光学系统的各光学面发生的球面象差的变动。
94.如权利要求93所述的聚光光学系统，其特征在于，通过根据所述光源的振荡波长的微小差异使所述耦合透镜在光轴方向变位，矫正球面象差的变动。
95.如权利要求93所述的聚光光学系统，其特征在于，通过根据温度湿度变化使所述耦合透镜在光轴方向变位，矫正球面象差的变动。
96.如权利要求93所述的聚光光学系统，其特征在于，通过根据所述信息记录媒体的透明基板厚度差的微小变动使所述耦合透镜在光轴方向变位，矫正球面象差的变动。
97.如权利要求93所述的聚光光学系统，其特征在于，所述光信息记录媒体在同一光束入射面侧具有夹着透明基板的多个记录层，所述物镜为了聚光于所述各记录层可沿光轴方向变位，通过使所述耦合透镜在光轴方向变位，矫正因自光束入射面至各记录层的所述不同的记录层的透明基板的厚度差发生的球面象差的变动。
98.如权利要求93所述的聚光光学系统，其特征在于，沿光轴方向使耦合透镜变位，在所述聚光光学系统的球面象差向超补偿侧变动时，与变动前相比，使所述光源和所述耦合透镜的间隔以规定量减小，在所述聚光光学系统的球面象差向欠补偿侧变动时，与变动前相比，使所述光源和所述耦合透镜的间隔以规定量增大。
99.如权利要求93所述的聚光光学系统，其特征在于，所述物镜包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，所述第一透镜及所述第二透镜分别由比重2.0以下的材料形成，并满足下式NA≥0.70其中，NA为进行光信息记录媒体的记录或再生所需的规定的像侧数值孔径。
100.如权利要求93所述的聚光光学系统，其特征在于，满足下式NA≥0.70t≤0.6mmλ≤500nm其中，NA为对所述光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的物镜的像侧数值孔径，t为光信息记录媒体的透明基板的厚度，λ为光源的波长。
101.如权利要求93所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件和所述物镜的合成系统的轴上色象差满足下式|δfB·NA2|≤0.25μm其中，δfB为所述光源波长变化+1nm时合成系统焦点位置的变化(μm)。
102.一种聚光光学系统，其是一种记录再生用聚光光学系统，包括波长不同的光源和将自所述光源射出的光束通过光信息记录媒体的透明基板聚光于信息记录面上的物镜，其可对透明基板的厚度不同的多个光信息记录媒体进行信息记录及/或再生，其特征在于，包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，所述第一透镜及所述第二透镜分别由比重为2.0以下的材料形成，至少一个面具有环带状衍射结构，设所述相互不同的波长中任意两个波长为λ1、λ2(λ1＜λ2)，设所述透明基板的厚度相互不同的多个光信息记录媒体中任意两个光信息记录媒体的透明基板的厚度为t1、t2(t1＜t2)，设利用波长λ1的光束对透明基板的厚度为t1的光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的像侧数值孔径为NA1，设利用波长λ2的光束对透明基板的厚度为t2的光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的像侧数值孔径为NA2(NA1≥NA2)时，则可聚光，使得相对于波长λ1、透明基板的厚度t1及像侧数值孔径NA1的组合，其波面象差为0.07λ1rms以下，而相对于波长λ2、透明基板的厚度t2及像侧数值孔径NA2的组合，其波面象差为0.07λ2rms以下，所述光源和所述物镜之间设有矫正所述聚光光学系统的各光学面产生的球面象差的变动的球面象差矫正部件。
103.如权利要求102所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件矫正因温度湿度变化引起的、在所述聚光光学系统的各光学面上发生的球面象差的变动。
104.如权利要求102所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件矫正因所述光信息记录媒体的透明基板厚度的微小变动引起的、在所述聚光光学系统的各光学面上发生的球面象差的变动。
105.如权利要求102所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件矫正因所述光源的振荡波长的微小变动在所述聚光光学系统的各光学面上发生的球面象差的变动。
106.如权利要求102所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件对具有相互不同的透明基板厚度的各光信息记录媒体，根据各透明基板的厚度改变入射所述物镜的光束的发散角。
107.如权利要求102所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件折射率分布可变。
108.如权利要求102所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件包括至少一个正透镜和至少一个负透镜，具有将大致平行地入射的光束大致平行地入射并大致平行地射出的光束膨胀器的结构，构成所述正透镜和所述负透镜中至少一个透镜可沿光轴方向变位的可动元件。
109.如权利要求108所述的聚光光学系统，其特征在于，所述正透镜和所述负透镜满足下式νdP＞νdN其中，νdP为所述球面象差矫正部件包含的正透镜的d线的阿贝数的平均值，νdN为所述球面象差矫正部件包含的负透镜的d线的阿贝数的平均值。
110.如权利要求109所述的聚光光学系统，其特征在于，所述正透镜和所述负透镜满足下式νdP＞55.0νdN＜35.0
111.如权利要求110所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件包含的正透镜的d线的阿贝数的平均值和所述球面象差矫正部件包含的负透镜的d线的阿贝数的平均值之差Δν满足以下条件式，所述可动元件由比重为2.0以下的材料形成，30≤Δν≤50
112.如权利要求108所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件包含的所有正透镜的阿贝数为70.0以下或所述球面象差矫正部件包含的所有负透镜的阿贝数为40.0以上，至少包括一个具有环带状衍射结构的衍射面。
113.如权利要求112所述的聚光光学系统，其特征在于，所述可动元件由比重2.0以下的材料形成。
114.如权利要求112所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件由塑料材料形成。
115.如权利要求114所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件由饱和吸水率为0.5％以下的材料形成。
116.如权利要求108所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件所用波长区域由厚度3mm的内部透射比85％以上的材料形成。
117.如权利要求108所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件包括一个正透镜和一个负透镜，具有至少一个非球面，构成所述正透镜和所述负透镜中至少一个透镜可沿光轴方向变位的可动元件。
118.如权利要求117所述的聚光光学系统，其特征在于，所述可动元件沿光轴方向变位，使得在所述聚光光学系统的球面象差向过补偿侧变动时，与变动前相比，以规定量减小所述正透镜和所述负透镜的间隔，在所述聚光光学系统的球面象差向欠补偿侧变动时，与变动前相比，以规定量增加所述正透镜和所述负透镜的间隔。
119.如权利要求117所述的聚光光学系统，其特征在于，设所述透明基板的厚度相互不同的多个光信息记录媒体中任意两个光信息记录媒体的透明基板的厚度为t1、t2(t1＜t2)，则所述可动元件沿光轴方向变位，在对透明基板厚度为t1的光信息记录媒体进行信息记录或再生时，与对透明基板厚度为t2的光信息记录媒体进行信息记录或再生时相比，以规定量增加所述正透镜和所述负透镜的间隔；在对透明基板厚度为t2的光信息记录媒体进行信息记录或再生时，与对透明基板厚度为t1的光信息记录媒体进行信息记录或再生时相比，以规定量减小所述正透镜和所述负透镜的间隔。
120.如权利要求102所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件是改变自所述光源射出的发散光的发散角的耦合透镜，所述耦合透镜形成可沿光轴方向变位的可动元件。
121.如权利要求120所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件为至少使一个面形成具有环带状衍射结构的衍射面的单透镜。
122.如权利要求121所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件至少一个面形成随着远离光轴曲率半径变大的非球面，至少一个面形成具有环带状衍射结构的衍射面。
123.如权利要求122所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件光源侧的面从宏观上看为球面状衍射面，远离光源一侧的面为随着远离光轴曲率半径变大的非球面。
124.如权利要求120所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件由阿贝数相对较大的正透镜和阿贝数相对较小的负透镜接合构成一组两个的结构。
125.如权利要求124所述的聚光光学系统，其特征在于，所述正透镜及所述负透镜满足下式，至少具有一个非球面，νdP＞55.0νdN＜35.0其中，νdP为正透镜的d线的阿贝数，νdN为负透镜的d线的阿贝数。
126.如权利要求120所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件由比重为2.0以下的材料形成。
127.如权利要求126所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件由塑料材料形成。
128.如权利要求127所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件由饱和吸水率为0.5％以下的塑料材料形成。
129.如权利要求120所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件所用波长区域由厚度3mm的内部透射比85％以上的材料形成。
130.如权利要求120所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件沿光轴方向变位，在所述聚光光学系统的球面象差向过补偿侧变动时，与变动前相比，以规定量增加其与所述物镜的间隔，在所述聚光光学系统的球面象差向欠补偿侧变动时，与变动前相比，以规定量减小其与所述物镜的间隔。
131.如权利要求120所述的聚光光学系统，其特征在于，设所述透明基板的厚度相互不同的多个光信息记录媒体中任意两个光信息记录媒体的透明基板的厚度为t1、t2(t1＜t2)，则所述可动元件沿光轴方向变位，在对透明基板厚度为t1的光信息记录媒体进行信息记录或再生时，与对透明基板厚度为t2的光信息记录媒体进行信息记录或再生时相比，以规定量增加其与所述物镜的间隔；在对透明基板厚度为t2的光信息记录媒体进行信息记录或再生时，与对透明基板厚度为t1的光信息记录媒体进行信息记录或再生时相比，以规定量减小其与所述物镜的间隔。
132.如权利要求102所述的聚光光学系统，其特征在于，满足下式t1≤0.6mmt2≥0.6mmλ1≤500nm600nm≤λ2≤800nmNA1≥0.65NA2≤0.65。
133.如权利要求102所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件和所述物镜的合成系统的轴上色象差满足下式|δfBi·NAi2|≤0.25μm(i＝1及2)其中，δfBi为所述光源波长λi变化+1nm时合成系统焦点位置的变化(μm)。
134.一种聚光光学系统，其是一种光信息记录媒体的记录及/或再生用光拾取装置的聚光光学系统，包括改变自光源射出的发散光的发散角的耦合透镜和将通过该耦合透镜的光束经光信息记录媒体的透明基板聚光于信息记录面上的物镜，其特征在于，构成所述聚光光学系统的光学元件的至少一个光学面上形成有环带状衍射结构，所述耦合透镜为两组结构，通过使构成所述耦合透镜的至少一个透镜组沿光轴方向变位，矫正所述聚光光学系统的各光学面产生的球面象差的变动。
135.如权利要求134所述的聚光光学系统，其特征在于，所述光源射出600nm以下波长的光，所述聚光光学系统中的各折射面的折射作用产生的轴上色像差和所述衍射结构产生的轴上色像差相抵。
136.如权利要求135所述的聚光光学系统，其特征在于，包括所述耦合透镜、设有所述衍射结构的光学元件和所述物镜的合成系统的轴上色像差满足下式|ΔfB·NA2|≤0.25μm其中，NA为对光信息记录媒体进行记录及/或再生所需的规定的所述物镜的像侧数值孔径，ΔfB为所述光源波长变化+1nm时合成系统的焦点位置的变化(μm)。
137.如权利要求134所述的聚光光学系统，其特征在于，对所述光信息记录媒体进行记录及/或再生所需的规定的所述物镜的像侧数值孔径为0.65以上，所述光信息记录媒体的透明基板的厚度为0.6mm以下。
138.如权利要求134所述的聚光光学系统，其特征在于，构成所述耦合透镜的透镜组中可沿光轴变位的透镜组具有正折射力，并满足下式4≤fCP/fOBJ≤17其中，fCP为可沿所述光轴变位的具有正折射力的透镜组的焦点距离(mm)，fOBJ为所述物镜的焦点距离(mm)。
139.如权利要求134所述的聚光光学系统，其特征在于，构成所述耦合透镜的透镜组中可沿光轴变位的透镜组具有负折射力，并满足下式-20≤fCN/fOBJ≤-3其中，fCN为可沿所述光轴变位的具有负折射力的透镜组的焦点距离(mm)，fOBJ为所述物镜的焦点距离(mm)。
140.如权利要求134所述的聚光光学系统，其特征在于，构成所述耦合透镜的透镜组中可沿光轴变位的透镜组由比重2.0以下的材料形成。
141.如权利要求134所述的聚光光学系统，其特征在于，通过使构成所述耦合透镜的至少一个透镜组沿光轴方向变位，矫正所述光源的振荡波长的变动引起的聚光光学系统的各光学面产生的球面象差的变动。
142.如权利要求134所述的聚光光学系统，其特征在于，所述物镜包括至少一个由塑料材料形成的透镜，通过使构成所述耦合透镜的至少一个透镜组沿光轴方向变位，矫正温度湿度变化引起的聚光光学系统的各光学面产生的球面象差的变动。
143.如权利要求134所述的聚光光学系统，其特征在于，通过使构成所述耦合透镜的至少一个透镜组沿光轴方向变位，矫正所述信息记录媒体的透明基板的厚度变动引起的球面象差的变动。
144.如权利要求134所述的聚光光学系统，其特征在于，所述光信息记录媒体具有在同一光束入射面侧交互层叠多个透明基板和信息记录层的结构，通过使所述物镜沿光轴方向变位，为了对各信息记录面进行信息的记录及/或再生进行对焦，且通过将构成所述耦合透镜的至少一个透镜组沿光轴方向变位，矫正因自光束入射面至各记录层的透明基板的厚度不同而产生的球面象差的变动。
145.如权利要求134所述的聚光光学系统，其特征在于，所述耦合透镜在所述球面象差向过补偿侧变动时，与变动前相比，以规定量减小构成所述耦合透镜的两个透镜组的间隔，在球面象差向欠补偿侧变动时，与变动前相比，以规定量增加构成所述耦合透镜的两个透镜组的间隔。
146.一种聚光光学系统，其是包括产生600nm以下的波长的光源、改变所述光源射出的发散光的发散角的耦合透镜和将经所述耦合透镜的光束聚光于光信息记录媒体的信息记录面上的物镜的光信息记录媒体的记录及/或再生用聚光光学系统，其特征在于，所述耦合透镜至少一个面形成具有环带状衍射结构的衍射面，对比所述光源的基准波长短10nm的波长过矫正轴上色像差，使焦点距离变长，并满足下式0.05≤NA≤0.50其中，NA为耦合透镜的数值孔径，伴随所述光源发生±10nm以下的波长变化时的波长变化，在所述物镜上产生的轴上色像差与所述耦合透镜的衍射结构产生的轴上色像差相抵。
147.如权利要求146所述的聚光光学系统，其特征在于，所述物镜和所述耦合透镜组合而成的合成系统具有所述光源的波长向长波长侧偏移时向反焦距变短的方向变化的轴上色像差特性，设边缘光线相对于波长变化的球面象差的变化量为ΔSA，轴上色像差的变化量为ΔCA，则满足下式-1＜ΔCA/ΔSA＜0
148.如权利要求146所述的聚光光学系统，其特征在于，设所述光源波长变化±10nm时所述耦合透镜和所述物镜的合成系统的焦点位置的变化为ΔfB(μm)，进行所述光信息记录媒体的记录或再生所需的所述物镜的规定的像侧数值孔径为NAOBJ，则所述合成系统的轴上色像差满足下式|ΔfB·(NAOBJ)2|≤2.5μm
149.一种聚光光学系统，其是一种光信息记录媒体的信息记录及/或再生用聚光光学系统，包括将光源射出的光束聚光于光信息记录媒体的信息记录面上的物镜，其特征在于，所述物镜包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，至少一个面具有环带状衍射结构，并满足下式NA≥0.700.05＜WD/ENP＜0.25其中，NA为对光信息记录媒体进行记录及/或再生所需的规定的像侧数值孔径，WD为所述物镜的工作距离(mm)，ENP为所述物镜的入射光瞳径(mm)，所述光源和所述物镜之间设有矫正所述聚光光学系统的各光学面产生的球面象差的变动的部件。
150.如权利要求149所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件矫正因所述光源的振荡波长的微小变动在所述聚光光学系统的各光学面上发生的球面象差的变动。
151.如权利要求149所述的聚光光学系统，其特征在于，所述聚光光学系统至少包括一个由塑料材料形成的光学元件，所述球面象差矫正部件矫正因温度湿度变化引起的、在所述聚光光学系统的各光学面上发生的球面象差的变动。
152.如权利要求149所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件矫正因所述光信息记录媒体的透明基板厚度的微小变动引起的球面象差的变动。
153.如权利要求149所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件折射率分布可变。
154.如权利要求149所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件至少包括一个可通过沿光轴变位而改变射出的光束的发散度的光学元件。
155.如权利要求154所述的聚光光学系统，其特征在于，所述光学元件由比重2.0以下的材料形成。
156.如权利要求154所述的聚光光学系统，其特征在于，所述光学元件由塑料材料形成。
157.如权利要求149所述的聚光光学系统，其特征在于，所述聚光光学系统是一种具有在同一光束入射面侧交替多层层积透明基板和信息记录层的结构的、可对光信息记录媒体进行信息记录及/或再生的聚光光学系统，通过使所述物镜沿光轴方向移动变位，为对上述多个信息记录面进行信息记录及/或再生而进行对焦，并利用所述球面象差矫正部件矫正因自光束入射面至各信息记录层的透明基板的厚度不同而产生的球面象差的变动。
158.一种耦合透镜，其是用于使来自光信息记录媒体的记录及/或再生用的光源的光准直并使其向物镜入射的耦合透镜，其特征在于，相对于比所用波长短10nm的波长，对轴上色象差进行过矫正，从而使焦点距离变长。
159.如权利要求158所述的耦合透镜，其特征在于，由单透镜构成，所述单透镜至少使一个面形成随着远离光轴曲率半径变大的非球面，至少一个面形成由多个同心环带台阶构成的衍射面。
160.如权利要求159所述的耦合透镜，其特征在于，所述光源侧的面从宏观上看为球面状衍射面，远离所述光源一侧的面为随着远离光轴曲率半径变大的非球面。
161.如权利要求159所述的耦合透镜，其特征在于，设所述衍射面的衍射次数即表示相邻的环带间的光轴方向的台阶的长度和衍射面前后的折射率差之积是所用波长λ(mm)的大约几倍的整数为n，所述衍射面的环带数为M，环带间隔的最小值为P(mm)，所述耦合透镜整个系统的焦点距离为fc(mm)，则满足下式0.20≤n·fc·λ/(M·P2)≤1.0
162.如权利要求159所述的耦合透镜，其特征在于，所述衍射结构发生的n次衍射光量大于其他任何次数的衍射光量，为了对所述光信息记录媒体进行信息记录及/或再生，可将所述衍射结构发生的n次衍射光聚光于光信息记录媒体的信息记录面上，这里，n为0、±1以外的整数。
163.如权利要求158所述的耦合透镜，其特征在于，具有相对而言阿贝数大的正透镜和相对而言阿贝数小的负透镜接合而成的一组两个的结构。
164.如权利要求163所述的耦合透镜，其特征在于，满足下式，所述正透镜及所述负透镜的至少一个面具有非球面，νdP＞55.0νdN＜35.0其中，νdP为正透镜的d线的阿贝数，νdN为负透镜的d线的阿贝数。
165.如权利要求158所述的耦合透镜，其特征在于，其由比重为2.0以下的材料形成。
166.如权利要求165所述的耦合透镜，其特征在于，其由塑料材料形成。
167.如权利要求166所述的耦合透镜，其特征在于，其由饱和吸水率为0.5％以下的塑料材料形成。
168.一种耦合透镜，用于改变自光源射出的发散光的发散角，并使其入射物镜，其特征在于，所述耦合透镜至少一个面形成具有环带状衍射结构的衍射面，对比所述光源的基准波长短10nm的波长，过矫正轴上色像差，使焦点距离变长，并满足下式0.05≤NA≤0.50其中，NA为耦合透镜的数值孔径，
169.如权利要求168所述的耦合透镜，其特征在于，满足下式0.3＜PD/PTOTAL＜3.0其中，PD为所述衍射面自光源侧依序称作第一衍射面、第二衍射面、…第N衍射面时，由Φbi＝ni·(b2i·hi2+b4i·hi4+b6i·hi6+…)定义的光路差函数表示所述第i面上形成的衍射结构附加于透过波面上的光路差的情况下(这里，ni为所述第i面上形成的衍射结构产生的衍射光中具有最大衍射光量的衍射光的衍射次数，hi为距光轴的高度(mm)，b2i、b4i、b6i、…分别是2次、4次、6次、…的光路差函数系数(也称衍射面系数))，由 定义的仅衍射结构的功能(mm-1)，PTOTAL为组合折射功能和所述衍射结构的衍射功能的耦合透镜整个系统的功能(mm-1)。
170.如权利要求168所述的耦合透镜，其特征在于，设所述基准波长为λ(mm)，基准波长下的焦点距离为f(mm)，所述第i面上形成的衍射结构产生的衍射光中具有最大衍射光量的衍射光的次数为ni，第i面的有效直径内的衍射结构的环带数为Mi，第i面的有效直径内的衍射结构的环带间隔的最小值为Pi(mm)，则满足下式0.1≤f·λ·∑(ni/(Mi·Pi2))≤3.0。
171.如权利要求168所述的耦合透镜，其特征在于，设所述基准波长为λ(mm)，自所述基准波长的微小波长变化为Δλ(mm)，基准波长下的焦点距离为f(mm)，所述光源的波长自所述基准波长变化Δλ(mm)时焦点距离的变化为Δf(mm)，则满足下式-0.12≤(Δf/f)·NA·(λ/Δλ)≤-0.01。
172.如权利要求168所述的耦合透镜，其特征在于，其两个以上的面形成具有环带状衍射结构的衍射面。
173.如权利要求168所述的耦合透镜，其特征在于，所述衍射面中至少一个衍射面在n为0、±1以外的整数时，以该衍射面产生的衍射光中n次衍射光的衍射光量大于其他任何次数的衍射光的衍射光量的方式决定各衍射环带的光轴方向的台阶量。
174.如权利要求168所述的耦合透镜，其特征在于，包括光源的面的至少一个衍射面为具有环带状衍射结构的衍射面。
175.如权利要求168所述的耦合透镜，其特征在于，至少一个面为非球面，并满足下式0.10≤NA≤0.50。
176.如权利要求168所述的耦合透镜，其特征在于，其由塑料材料形成。
177.如权利要求168所述的耦合透镜，其特征在于，所述耦合透镜的一个面由平面上形成有环带状衍射结构的衍射面构成，其相反侧的面由球面及/或非球面构成。
178.如权利要求177所述的耦合透镜，其特征在于，形成于所述平面上的衍射结构为闪耀结构。
179.如权利要求177所述的耦合透镜，其特征在于，设所用波长为λ(mm)，所述平面上形成的衍射结构的有效直径内环带间隔的最小值为P(mm)，则满足下式P/λ＜30。
180.如权利要求179所述的耦合透镜，其特征在于，满足下式P/λ＜20。
181.如权利要求177所述的耦合透镜，其特征在于，所述球面及/或非球面构成的光学面为折射面。
182.如权利要求177所述的耦合透镜，其特征在于，所述球面及/或非球面构成的光学面上附加有环带状的衍射结构。
183.如权利要求182所述的耦合透镜，其特征在于，设所用波长为λ(mm)，所述球面及/或非球面构成的光学面上形成的衍射结构的有效直径内环带间隔的最小值为P(mm)，则满足下式P/λ＞20。
184.一种光拾取装置，包括聚光光学系统，其包括光源、将来自该光源的光束聚光于光信息记录媒体的记录面上的物镜、及配置于所述光源和所述物镜之间的球面象差矫正部件；受光部件，其用于检测来自所述记录面的反射光；第一驱动装置，通过检测所述反射光，为将光束聚光于所述记录面而驱动所述物镜；第二驱动装置，通过检测所述反射光检测聚光于所述记录面上的光束的聚光状态，驱动所述球面象差矫正部件，其特征在于，所述物镜包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，所述第一透镜及所述第二透镜分别由比重2.0以下的材料形成，并满足下式NA≥0.70其中，NA为进行光信息记录媒体的记录或再生所需的规定的像侧数值孔径。
185.一种光拾取装置，是信息记录再生用光拾取装置，包括聚光光学系统，其包括波长不同的光源、将来自所述光源的光束聚光于光信息记录媒体的记录面上的物镜和设置在所述光源及所述物镜之间的球面象差矫正部件；受光部件，其用于检测来自所述记录面的反射光；第一驱动装置，通过检测所述反射光，为聚光于所述记录面而驱动所述物镜；第二驱动装置，通过检测所述反射光检测聚光于所述记录面上的光束的聚光状态，驱动所述球面象差矫正部件，其可对透明基板的厚度不同的多个光信息记录媒体进行信息记录及/或再生，其特征在于，所述聚光光学系统包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，所述第一透镜及所述第二透镜分别由比重2.0以下的材料形成，至少一个面具有环带状衍射结构，设所述相互不同的波长中任意两个波长为λ1、λ2(λ1＜λ2)，设所述透明基板的厚度相互不同的多个光信息记录媒体中任意两个光信息记录媒体的透明基板的厚度为t1、t2(t1＜t2)，设利用波长λ1的光束对透明基板的厚度为t1的光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的像侧数值孔径为NA1，设利用波长λ2的光束对透明基板的厚度为t2的光信息记录媒体进行记录或再生所需的规定的像侧数值孔径为NA2(NA1≥NA2)时，则可聚光，使得相对于波长λ1、透明基板的厚度t1及像侧数值孔径NA1的组合，其波面象差为0.07λ1rms以下，而相对于波长λ2、透明基板的厚度t2及像侧数值孔径NA2的组合，其波面象差为0.07λ2rms以下，所述光源和所述物镜之间设有矫正所述聚光光学系统的各光学面产生的球面象差的变动的球面象差矫正部件。
186.一种光拾取装置，对所述光信息记录媒体的信息记录面进行信息记录及/或再生，包括光源；聚光光学系统，其包括改变自所述光源射出的发散光的发散角的两组结构的耦合透镜和将通过该耦合透镜的光束经所述光信息记录媒体的透明基板聚光于所述信息记录面上的物镜；受光部件，其检测来自所述光信息记录媒体的信息记录面的反射光；第一驱动装置，为将光束聚光于所述信息记录面上，使所述物镜在光轴方向及光轴直角方向上变位；第二驱动装置，使所述耦合透镜的至少一个光学元件沿光轴方向变位，其特征在于，在构成所述聚光光学系统的光学元件的至少一个光学面上形成有环带状的衍射结构，所述第二驱动装置通过使构成所述耦合透镜的至少一个透镜组沿光轴方向变位，矫正所述聚光光学系统的各光学面产生的球面象差的变动。
187.一种光拾取装置，包括光源；耦合透镜，改变自所述光源射出的发散光的发散角；聚光光学系统，其包括将通过所述耦合透镜的光束聚光于光信息记录媒体的信息记录面上的物镜，通过检测来自所述信息记录面的反射光，对光信息记录媒体进行信息记录及/或再生，其特征在于，所述聚光光学系统是光信息记录媒体的记录及/或再生用聚光光学系统，包括产生600nm以下波长的光的光源、改变所述光源射出的发散光的发散角的耦合透镜和将经所述耦合透镜的光束聚光于光信息记录媒体的信息记录面上的物镜，所述耦合透镜至少一个面形成具有环带状衍射结构的衍射面，对比所述光源的基准波长短10nm的波长过矫正轴上色像差，使焦点距离变长，并满足下式0.05≤NA≤0.50其中，NA为耦合透镜的数值孔径，伴随所述光源发生±10nm以下的波长变化时的波长变化在所述物镜产生的轴上色像差与所述耦合透镜的衍射结构产生的轴上色像差相抵。
188.一种光拾取装置，包括光源，其发生500nm以下的波长的光；矫正球面象差的变动的部件；和聚光光学系统，其包括将通过该球面象差矫正部件的光束聚光于光信息记录媒体的信息记录面上的物镜，所述光拾取装置通过检测来自所述信息记录面的反射光对所述光信息记录媒体进行信息的记录及/或再生，其特征在于，其包括第一检测部件，其通过检测来自所述信息记录面的反射光，检测所述物镜的跟踪误差及/或对焦误差；第一驱动装置，根据所述第一检测部件的检测结果，为降低该跟踪误差及/或对焦误差而驱动所述物镜；第二检测部件，其通过检测来自所述信息记录面的反射光，检测所述聚光光学系统发生的球面象差的变动；第二驱动装置，根据所述第二检测部件的检测结果，为降低该球面象差的变动而驱动所述球面象差矫正部件，所述物镜包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜，至少一个面具有衍射结构，由饱和吸水率为0.5％以下的材料形成，并满足下式NA≥0.700.05＜WD/ENP＜0.25其中，NA为对光信息记录媒体进行记录及/或再生所需的规定的像侧数值孔径，WD为所述物镜的工作距离(mm)，ENP为所述物镜的入射光瞳径(mm)。
189.一种声音及/或图像的记录以及/或声音及/或图像的再生装置，其特征在于，搭载有如权利要求186所述的光拾取装置。
190.一种声音及/或图像的记录装置以及/或声音及/或图像的再生装置，其特征在于，搭载有如权利要求187所述的光拾取装置。
191.一种声音及/或图像的记录装置以及/或声音及/或图像的再生装置，其特征在于，搭载有如权利要求188所述的光拾取装置。
192.一种声音及/或图像的记录装置以及/或声音及/或图像的再生装置，其特征在于，搭载有如权利要求184所述的光拾取装置。
193.一种声音及/或图像的记录装置以及/或声音及/或图像的再生装置，其特征在于，搭载有如权利要求185所述的光拾取装置。
194.如权利要求93所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件为至少使一个面形成具有环带状衍射结构的衍射面的单透镜。
195.如权利要求194所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件至少一个面形成随着远离光轴曲率半径变大的非球面，至少一个面形成具有环带状衍射结构的衍射面。
196.如权利要求195所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件光源侧的面从宏观上看为球面状衍射面，远离光源一侧的面为随着远离光轴曲率半径变大的非球面。
197.如权利要求93所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件由阿贝数相对较大的正透镜和阿贝数相对较小的负透镜接合构成一组两个的结构。
198.如权利要求197所述的聚光光学系统，其特征在于，所述正透镜及所述负透镜满足下式，至少具有一个非球面，νdP＞55.0νdN＜35.0其中，νdP为正透镜的d线的阿贝数，νdN为负透镜的d线的阿贝数。
199.如权利要求93所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件由比重为2.0以下的材料形成。
200.如权利要求199所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件由塑料材料形成。
201.如权利要求200所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件由饱和吸水率为0.5％以下的材料形成。
202.如权利要求93所述的聚光光学系统，其特征在于，所述球面象差矫正部件所用波长区域由厚度3mm的内部透射比85％以上的材料形成。
全文摘要
一种物镜,其是光信息记录媒体的记录及/或再生用物镜,包括自光源侧依序配置的正折射力的第一透镜和正折射力的第二透镜,所述第一透镜及所述第二透镜分别由比重2.0以下的材料形成,并满足下式:NA≥0.70。其中,NA为进行光信息记录媒体的记录或再生所需的规定的像侧数值孔径。
文档编号G11B7/135GK1349121SQ01137059
公开日2002年5月15日 申请日期2001年10月16日 优先权日2000年10月16日
发明者木村彻, 森伸芳 申请人:柯尼卡株式会社