专利名称：光拾取装置及对物光学元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可对不同种类的光信息记录媒体互换地执行信息的记录和/或再现的光拾取装置及对物光学元件。
背景技术：
近年来，就光拾取装置而言，推进作为再现记录在光盘中的信息、或向光盘记录信息的光源而被使用的激光光源的短波长化，例如，使蓝紫色半导体激光器、利用第2高频波来执行红外半导体激光器的波长变换的蓝色SHC激光器等、波长为400-420nm的激光器光源被实用化。当使用这些蓝紫色半导体激光器光源时，在使用数值孔径(NA)与DVD(数字通用盘)相同的物镜时，可向直径为12cm的光盘记录15-20GB的信息，在将物镜的NA提高至0.85的情况下，可向直径为12cm的光盘记录23-25GB的信息。下面，在本说明书中，将使用蓝紫色激光器光源的光盘及磁光盘统称为‘高密度光盘’。
另外，在使用NA为0.85的物镜的高密度光盘中，由于光盘倾斜(skew歪斜)而产生的彗形像差增大，所以将保护层设计得比DVD的薄(相对于DVD的0.6mm，为0.1mm)，以降低歪斜引起的彗形像差量。但是，只要认为可对这种类型的高密度光盘适当记录/再现信息，就不能说作为光盘播放器/记录器的产品的价值是充分的。目前，若根据出售记录多种多样信息的DVD或CD(致密盘)的现实，则仅能对高密度光盘记录/再现信息是不够的，例如用户即便对所有的DVD或CD都能同样适当地记录/再现信息，但这样提高了作为高密度光盘用的光盘播放器/记录器的商品价值。在这种背景下，期望装载于高密度光盘用光盘播放器/记录器上的光拾取装置具有对高密度光盘与DVD、以及CD之一均可边维持互换性边适当地记录/再现信息的性能。
作为对高密度光盘与DVD、以及CD之一均可边维持互换性边适当地记录/再现信息的方法，考虑对应于记录/再现信息的光盘的记录密度来选择性地切换高密度光盘用光学系统与DVD或CD用光学系统的方法，但由于需要多个光学系统，所以不利于小型化，另外，成本增大。
因此，为了简化光拾取装置的构成，实现低成本化，就具有互换性的光拾取装置而言，最好共享高密度光盘用光学系统与DVD或CD用光学系统，尽量减少构成光拾取装置的光学部件的个数。另外，共享针对光盘配置的对物光学系统最有利于光拾取装置的构成简化、低成本化。另外，为了得到为记录/再现波长各不相同的多种光盘共用的对物光学系统，需要在对物光学系统中形成具有球面像差的波长依赖性的相位构造。
专利文献1中，记载了一种具有作为相位构造的衍射构造、可共同用于高密度光盘与现有DVD和CD中的对物光学系统及装载了该对物光学系统的光拾取装置。
专利文献1欧洲公开专利第1304613号然而，上述专利文献1中记载的可向3个不同光盘互换地进行信息记录和/或再现的光拾取装置中的对物光学元件由于是沿光轴方向与物镜和形成相位构造的光学元件接合的构造，所以比较大型，而且重，在跟踪或聚焦时使驱动它的致动器的负担变大，因此，存在不得不使用大型的致动器、无法实现光拾取装置的紧凑化和节能的问题。
发明内容
本发明考虑了上述问题而做出，其目的在于提供一种可实现构造简化、低成本化的光拾取装置和对物光学元件，该光拾取装置装载如下对物光学元件，该对物光学元件具有相位构造，可对包含使用蓝紫色激光器光源的高密度光盘和DVD及CD的记录密度不同的3种盘适当地执行信息的记录和/或再现。
为了解决上述问题，项1的光拾取装置具有射出波长为λ1的第1光束的第1光源；射出波长为λ2(λ2＞λ1)的第2光束的第2光源；射出波长为λ3(λ3＞λ2)的第3光束的第3光源；和聚光光学系统，使所述第1光束聚光到保护基板厚度为t1的第1光信息记录媒体的信息记录面上，使所述第2光束聚光到保护基板厚度为t2(t1≤t2)的第2光信息记录媒体的信息记录面上，使所述第3光束聚光到保护基板厚度为t3(t2＜t3)的第3光信息记录媒体的信息记录面上，其中通过将来自所述光源的光束经所述聚光光学系统聚光到所述光信息记录媒体的信息记录面上，来执行信息的记录和/或再现，其特征在于所述聚光光学系统包括单片透镜的对物光学元件，该对物光学元件是对所述第1至第3光信息记录媒体共同使用的对物光学元件，在光源侧具有第1相位构造，在光信息记录媒体侧具有第2相位构造，并且至少一个面为非球面；耦合透镜，为了使至少来自所述第1光源的射出光束以无限平行光的方式入射到所述对物光学元件，并使来自所述第2光源和第3光源的射出光束以无限平行光或弱有限发散光的方式入射到所述对物光学元件，而为所述第1光源至第3光源中的每一个独立或共同使用；和补偿元件，配置在使至少从所述第1光源射出的光束通过且到达所述对物光学元件为止的光路中，其中，使从所述第1光源射出的光束仅通过所述非球面所具有的折射作用、或通过该折射作用与由所述第1相位构造和所述第2相位构造中的至少一方提供的光学作用的组合，在所述第1光信息记录媒体的信息记录面上形成聚光光斑，使从所述第2光源射出的光束通过所述非球面所具有的折射作用与由所述第1相位构造和所述第2相位构造中的至少一方提供的光学作用的组合，在所述第2光信息记录媒体的信息记录面上形成聚光光斑，使从所述第3光源射出的光束通过所述非球面所具有的折射作用与由所述第1相位构造和所述第2相位构造中的至少一方提供的光学作用的组合，在所述第3光信息记录媒体的信息记录面上形成聚光光斑。
这里，为了能对BD、DVD与CD记录/再现信息，需要补偿由BD与DVD的保护层厚度差异引起的球面像差、和由BD与CD的保护层厚度差异引起的球面像差。
另一方面，为了能对HD-DVD、DVD与CD记录/再现信息，需要补偿由HD-DVD与DVD的使用波长差异引起的球面像差、和由HD-DVD与CD的保护层厚度差异引起的球面像差。
这样，无论在使用作为高密度光盘的BD与HD-DVD之一的情况下，为了实现与DVD和CD的下位互换，都必需补偿两种球面像差，所以在对物光学元件中设置至少两个相位构造。
另外，为了对使用蓝紫色激光器光源的光盘稳定地执行记录/再现，必需适当补偿聚光光学系统的球面像差。即，为了使用共同的对物光学系统来对高密度光盘与DVD和CD可互换地执行信息的记录/再现，期望两全地进行对上述两种球面像差的补偿、以及对基于在使用波长为λ1的光束的情况下的温度变化所引起的折射率变化(称为温度特性)的球面像差的补偿。
但是，让对物光学元件进一步具有基于温度特性的球面像差的补偿功能从以下两个理由看是不现实的。(1)当在对物光学元件中形成用于补偿上述两种球面像差的两个相位构造的情况下，若此外还进一步设置用于补偿温度特性的相位构造，则由于各个波长的激光光束通过的相位构造的数量变多，所以导致形状误差引起的透过率的下降变大的问题。(2)虽然也可使用于补偿光信息记录媒体间的球面像差的相位构造具有用于补偿蓝紫色区域的温度特性的功能，但在这种情况下，因为相位构造的形状变细微，所以对衍射图案的形状误差所引起的折射效率下降的影响更大。另一方面，即便设计成相位构造的形状不变细微，也由于光信息记录媒体间的球面像差补偿功能或蓝紫色区域的球面像差补偿功能不充分，所以担心不能两全地实现光信息记录媒体间的互换性与温度特性的补偿。
因此，在本发明中，通过在至少从所述第1光源射出的光束通过后到达所述对物光学元件的光路中配置温度补偿元件，即便使用单片透镜的对物光学元件，也可两全地实现光信息记录媒体间的互换性与温度特性的补偿，对3种不同的光信息记录媒体适当地执行信息的记录和/或再现。
另外，上述项1的构成中，所谓‘弱有限发散光’是指在将光学系统倍率设为m时，光学系统倍率m满足下式-1/100＜m＜0另外，所谓‘相位构造’是指在各轮带间赋予相位差的构造。
另外，所谓‘形成聚光光斑’是指在波面像差为软化(マレシヤル)界限以下的状态下、使光几何光学地大致会聚成1点。
图1是示意表示光拾取装置PU2的构成图。
具体实施例方式
在本说明书中，将使用蓝紫色半导体激光器或蓝紫色SHG激光器作为信息记录/再现用光源的光盘(也称为光信息记录媒体)而统称为‘高密度光盘’，除利用NA为0.85的对物光学系统来执行信息的记录/再现、且保护层的厚度为0.1mm左右规格的光盘(例如BD蓝色射线盘)外，还包含利用NA为0.65-0.67的对物光学系统来执行信息的记录/再现、保护层的厚度为0.6mm左右规格的光盘(例如HD-DVD也简称为HD)。另外，除在该信息记录面上具有这种保护层的光盘外，还包含在信息记录面上具有几nm-几十nm左右厚度的保护膜的光盘、或保护层或保护膜的厚度为0的光盘。另外，在本说明书中，在高密度光盘中，还包含使用蓝紫色半导体激光器或蓝紫色SHG激光器作为信息记录/再现用光源的磁光盘。
另外，在本说明书中，所谓DVD是DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等DVD系列光盘的统称，所谓CD是CD-ROM、CD-Audio、CD-Video、CD-R、CD-RW等CD系列光盘的统称。记录密度中，高密度光盘最高，按DVD、CD的顺序依次降低。
下面说明用于实现上述目的的最佳构成。
项2的光拾取装置就项1所述的光拾取装置而言，其特征在于所述温度补偿元件通过使至少一个光学元件沿光轴方向移动，补偿由温度变化而产生的球面像差。
项3的光拾取装置就项1所述的光拾取装置而言，其特征在于所述温度补偿元件具有补偿由温度变化而产生的球面像差的光学功能面。作为光学功能面，例如有设置了相位构造的光学面等。这里，所谓‘光学功能面’是指通过光在该面上进行折射或衍射来帮助形成光斑的面。
项4的光拾取装置就项1所述的光拾取装置而言，其特征在于所述温度补偿元件包含仅通过来自所述第1光源的光束的耦合透镜。
项5的光拾取装置就项1-3之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述温度补偿元件包含通过来自所述第1光源至所述第3光源的光束任一或至少两个的耦合透镜。
项6的光拾取装置就项1-3之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述温度补偿元件包含光束扩展器光学系统。
项7的光拾取装置具有射出波长为λ1的第1光束的第1光源；射出波长为λ2(λ2＞λ1)的第2光束的第2光源；射出波长为λ3(λ3＞λ2)的第3光束的第3光源；和聚光光学系统，使所述第1光束聚光到保护基板厚度为t1的第1光信息记录媒体的信息记录面上，使所述第2光束聚光到保护基板厚度为t1(t1≤t2)的第2光信息记录媒体的信息记录面上，使所述第3光束聚光到保护基板厚度为t3(t2＜t3)的第3光信息记录媒体的信息记录面上，通过经所述聚光光学系统将来自所述光源的光束聚光到所述光信息记录媒体的信息记录面上，执行信息的记录和/或再现，其特征在于所述聚光光学系统具有单片透镜的对物光学元件，该对物光学元件是对所述第1至第3光信息记录媒体共同使用的对物光学元件，在光源侧具有第1相位构造，在光信息记录媒体侧具有第2相位构造，同时，至少一个面为非球面；耦合透镜，为了以无限平行光使至少来自所述第1光源的射出光束入射到所述对物光学元件，同时，以无限平行光或弱有限发散光使来自所述第2光源和第3光源的射出光束入射到所述对物光学元件，对所述第1-第3光源每个独立或共同使用；和近轴的色差补偿元件，配置在至少从所述第1光源射出的光束通过后到达所述对物光学元件之前的光路中，从所述第1光源射出的光束仅通过所述非球面具有的折射作用、或通过该折射作用与由所述第1相位构造和所述第2相位构造至少一方提供的光学作用之组合，在所述第1光信息记录媒体的信息记录面上形成聚光光斑，从所述第2光源射出的光束通过所述非球面具有的折射作用与由所述第1相位构造和所述第2相位构造至少一方提供的光学作用之组合，在所述第2光信息记录媒体的信息记录面上形成聚光光斑，从所述第3光源射出的光束通过所述非球面具有的折射作用与由所述第1相位构造和所述第2相位构造至少一方提供的光学作用之组合，在所述第3光信息记录媒体的信息记录面上形成聚光光斑。
如上所述，就为了对第1-第3光信息记录媒体记录和/或再现信息而共用的对物光学系统而言，必需补偿两种球面像差，但为了让对物光学元件具有良好的互换性，期望在对物光学元件中最低形成两个相位构造。
另一方面，为了对使用蓝紫色激光器光源的光盘稳定地执行记录/再现，必需适当补偿聚光光学系统的球面像差。即，为了使用共同的对物光学系统来对高密度光盘与DVD和CD可互换地执行信息的记录/再现，期望使两种球面像差的补偿与蓝紫色区域的色差的补偿两全。
但是，让对物光学元件进一步具有色差补偿功能从以下两个理由看是不现实的。(1)当在对物光学元件中形成用于补偿上述两种球面像差的两个相位构造的情况下，若此外还进一步设置用于补偿温度特性的相位构造，则由于各个波长的激光光束通过的相位构造的数量变多，所以导致由形状误差引起的透过率的下降变大的问题。(2)虽然也可使用于补偿光信息记录媒体间的球面像差的相位构造具有用于补偿蓝紫色区域的色差的功能，但在这种情况下，因为相位构造的形状变细微，所以对衍射图案的形状误差所引起的折射效率下降的影响更大。另一方面，即便设计成相位构造的形状不变细微，也由于光信息记录媒体间的球面像差补偿功能或蓝紫色区域的色差补偿功能不充分，所以担心不能两全地实现光信息记录媒体间的互换性与色差的补偿。
因此，在本发明中，通过在至少从所述第1光源射出的光束通过后到达所述对物光学元件的光路中配置近轴的色差补偿元件，即便使用单片透镜的对物光学元件，也可两全地实现光信息记录媒体间的互换性与蓝紫色区域的色差的补偿，对3种不同的光信息记录媒体适当地执行信息的记录和/或再现。
另外，所谓‘色差’是指波长变化前后的、聚光光斑在光轴方向上的错位。但是，这里设聚光光斑形成于波面像差最小的位置上。作为波长变化的因素，假设包括激光器的个体差异、模式跳跃、温度变化时的激光器振荡，但由于色差成为问题的是相对于光轴方向上的错位、致动器的动作未追随等瞬间的波长变化，所以主要以模式跳跃补偿为对象。
项8的光拾取装置就项7所述的光拾取装置而言，其特征在于所述色差补偿元件通过使至少一个光学元件沿光轴方向移动，补偿色差。
项9的光拾取装置就项7所述的光拾取装置而言，其特征在于所述色差补偿元件具有补偿色差的光学功能面。
项10的光拾取装置就项7-9之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述色差补偿元件包含仅通过来自所述第1光源的光束的耦合透镜。
项11的光拾取装置就项7-9之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述色差补偿元件包含通过来自所述第1光源至所述第3光源的光束任一或至少两个的耦合透镜。
项12的光拾取装置就项7-9之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述色差补偿元件包含光束扩展器光学系统。
项13的光拾取装置就项1-12之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述第1相位构造是重叠型衍射构造，该重叠型衍射构造将包含光轴的截面形状为阶梯状的图案排列成同心圆状，且按每个规定的水平面个数，使段移位对应于该水平面数量的段数大小之高度，由该第1相位构造的各图案内的段差附加于λ1光束上的光路差是λ1的整数倍。所谓‘重叠型衍射构造’是指将多个衍射功能设置在同一面中的构造。例如，是指如下构造，将至少一个光学功能面分割成以光轴为中心的多个光学功能区域，将该多个光学功能区域中的至少一个分割成以光轴为中心的轮带状的区域，并且，在各轮带中设置规定数量的不连续的段差，同时，连续地配置设置了该不连续段差的轮带。重叠型衍射构造也称为多水平构造、DOE构造，例如，衍射构造是将光学元件的光学功能面分割成以光轴为中心的多个轮带，将该轮带分别形成锯齿状，在该一个锯齿部中还设置规定数量的阶段形状的构造。由此，可向光学元件提供具有波长选择性的衍射作用。另外，阶段形状的段数或阶段的高度、宽度等可适当设计。具体而言，如特开平1706018号中记载的那样。另外，‘锯齿状衍射构造’是可高效率地衍射光的衍射构造的一例。
项14的光拾取装置就项1-12之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述第1相位构造是锯齿状衍射构造。所谓‘锯齿状衍射构造’是指如下构造，即将例如至少一个光学功能面分割成以光轴为中心的多个光学功能区域，将该多个光学功能区域中的至少一个分割成以光轴为中心的轮带状的区域，并且，在各轮带中设置规定数量的不连续的段差，同时，光轴方向截面为锯齿状。
项15的光拾取装置就项1-12之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述第1相位构造是光路差赋予构造。‘光路差赋予构造’是由包含在光轴的中心区域与在该中心区域的外侧具有细微段差并被分割的多个轮带构成的构造，是指具有如下特性的构造，即在规定温度下，在透过相邻轮带的波面间产生入射光束的波长的整数倍的光路差，在温度从所述规定温度变化的情况下，伴随折射率的变化，透过相邻轮带的波面间产生的光路差偏离入射光束的波长的整数倍。光路差赋予构造也称为NPS(Non Periodic Surface)构造、相位构造。
项16的光拾取装置就项1-15之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述第2相位构造是重叠型衍射构造，该重叠型衍射构造将包含光轴的截面形状为阶梯状的图案排列成同心圆状，且按每个规定的水平面个数，使段移位对应于该水平面数量的段数大小之高度，由该第2相位构造的各图案内的段差附加于λ1光束上的光路差是λ1的整数倍。
项17的光拾取装置就项1-15之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述第2相位构造是锯齿状衍射构造。
项18的光拾取装置就项1-15之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述第2相位构造是光路差赋予构造。
项19的光拾取装置就项1-18之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述第1相位构造对入射的波长为λ1的光束与波长为λ3的光束不发挥衍射效应，对入射的波长为λ2的光束发挥衍射效应，补偿由所述第1光信息记录媒体的保护基板厚度t1与所述第2光信息记录媒体的保护基板厚度t2的厚度差异引起的球面像差、或因来自第1光源的光束之波长λ1与来自第2光源的光束之波长λ2的波长差引起的球面像差，所述第2相位构造对入射的波长为λ1的光束与波长为λ2的光束不发挥衍射效应，对入射的波长为λ3的光束发挥衍射效应，补偿由所述第1光信息记录媒体的保护基板厚度t1与所述第3光信息记录媒体的保护基板厚度t3的厚度差异引起的球面像差。
项20的光拾取装置就项19所述的光拾取装置而言，其特征在于在所述第1相位构造与所述第2相位构造是重叠型衍射构造的情况下，由所述重叠型衍射构造的图案中之段差附加于所述波长为λ1的光束上的光路差是所述波长λ1的整数倍。
项21的光拾取装置就项20所述的光拾取装置而言，其特征在于沿基础非球面来形成所述第1相位构造与所述第2相位构造的各图案中形成的水平面。
项22的光拾取装置就项21所述的光拾取装置而言，其特征在于形成所述第1相位构造与所述第2相位构造的基础非球面，以使当使用所述波长为λ1的光束经所述厚度为t1的保护基板在所述第1光信息记录媒体的信息记录面中进行信息的记录和/或再现时，球面像差最佳。
项23的光拾取装置就项20-22之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述对物光学元件由物镜的阿贝数vd在40～80范围内的材料形成，所述第1相位构造的各图案内的水平面数量为5，所述第2相位构造的各图案内的水平面数量为2。
项24的光拾取装置就项20-22之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述对物光学元件由阿贝数vd在20～40范围内的材料形成，所述第1相位构造的各图案内的水平面数量为5，所述第2相位构造的各图案内的水平面数量为3或4。
项25的光拾取装置就项20-22之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述对物光学元件具有沿光轴方向接合阿贝数vd在40～80范围内的第1材料与阿贝数vd在20～40范围内的第2材料的构成，所述第1相位构造形成于所述第1材料的表面，所述第1相位构造的各图案内的水平面数量为5，所述第2相位构造形成于所述第2材料的表面，第2相位构造的各图案内的水平面数量为3或4。
项26的光拾取装置就项20-22之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述对物光学元件具有沿光轴方向接合阿贝数vd在40～80范围内的第1材料与阿贝数vd在20～40范围内的第2材料的构成，所述第1相位构造形成于所述第1材料的表面，所述第1相位构造的各图案内的水平面数量为5，所述第2相位构造形成于所述第1材料与所述第2材料的界面，所述第2相位构造的各图案内的水平面数量为3、4、5之一。
项27的光拾取装置就项19-26之一所述的光拾取装置而言，其特征在于形成所述第1相位构造与所述第2相位构造的光学面被分割成包含光轴的中央区域与包围中央区域的周边区域，所述第1相位构造与所述第2相位构造分别形成于中央区域中。
项28的光拾取装置就项1-18之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述第1相位构造在所述波长为λ1的光束入射时产生偶数次数的衍射光，补偿由所述第1光信息记录媒体的保护基板厚度t1与所述第2光信息记录媒体的保护基板厚度t2的厚度差异引起的球面像差、或因来自第1光源的光束之波长λ1与来自第2光源的光束之波长λ2的波长差引起的球面像差，所述第2相位构造对入射的波长为λ1的光束与波长为λ2的光束不发挥衍射效应，对入射的波长为λ3的光束发挥衍射效应，补偿由所述第1光信息记录媒体的保护基板厚度t1与所述第3光信息记录媒体的保护基板厚度t3的厚度差异引起的球面像差。
项29的光拾取装置就项28所述的光拾取装置而言，其特征在于所述第1相位构造在所述波长为λ1的光束入射时，产生8次、6次、2次之一次数的衍射光。
项30的光拾取装置就项29所述的光拾取装置而言，其特征在于在所述第2相位构造是重叠型衍射构造的情况下，由所述重叠型衍射构造的图案中之段差附加于所述波长为λ1的光束上的光路差是所述波长λ1的整数倍。
项31的光拾取装置就项30所述的光拾取装置而言，其特征在于沿基础非球面来形成所述第2相位构造的各图案中形成的水平面。
项32的光拾取装置就项30或31所述的光拾取装置而言，其特征在于所述对物光学元件由物镜的阿贝数vd在40～80范围内的材料形成，所述第2相位构造的各图案内的水平面数量为2。
项33的光拾取装置就项30或31所述的光拾取装置而言，其特征在于所述对物光学元件由物镜的阿贝数vd在20～40范围内的材料形成，所述第2相位构造的各图案内的水平面数量为3或4。
项34的光拾取装置就项30或31所述的光拾取装置而言，其特征在于所述对物光学元件具有沿光轴方向接合阿贝数vd在40～80范围内的第1材料与阿贝数vd在20～40范围内的第2材料的构成，所述第1相位构造形成于所述第1材料的表面，所述第2相位构造形成于所述第2材料的表面，第2相位构造的各图案内的水平面数量为3或4。
项35的光拾取装置就项30或31所述的光拾取装置而言，其特征在于所述对物光学元件具有沿光轴方向接合阿贝数vd在40～80范围内的第1材料与阿贝数vd在20～40范围内的第2材料的构成，所述第1相位构造形成于所述第1材料的表面，所述第2相位构造形成于所述第1材料与所述第2材料的界面，所述第2相位构造的各图案内的水平面数量为3、4、5之一。
项36的光拾取装置就项20-35之一所述的光拾取装置而言，其特征在于形成所述第2相位构造的光学面被分割成包含光轴的中央区域与包围中央区域的周边区域，所述第2相位构造形成于中央区域中。
项37的光拾取装置就项1-18之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述第1相位构造在所述波长为λ1的光束入射时产生偶数次数的衍射光，补偿由所述第1光信息记录媒体的保护基板厚度t1与所述第2光信息记录媒体的保护基板厚度t2的厚度差异引起的球面像差、或因来自第1光源的光束之波长λ1与来自第2光源的光束之波长λ2的波长差引起的球面像差，所述第2相位构造在所述波长为λ1的光束入射时产生奇数次数的衍射光，补偿由所述第1光信息记录媒体的保护基板厚度t1与所述第3光信息记录媒体的保护基板厚度t3的厚度差异引起的球面像差。
项38的光拾取装置就项37所述的光拾取装置而言，其特征在于所述第1相位构造在所述波长为λ1的光束入射时，产生8次、6次、2次之一次数的衍射光，
所述第2相位构造在所述波长为λ1的光束入射时，产生9次、7次、5次、3次之一次数的衍射光。
项39的光拾取装置就项37或38所述的光拾取装置而言，其特征在于所述对物光学元件由物镜的阿贝数vd在20～40范围内的材料形成。
项40的光拾取装置就项37或38所述的光拾取装置而言，其特征在于所述对物光学元件具有沿光轴方向接合阿贝数vd在40～80范围内的第1材料与阿贝数vd在20～40范围内的第2材料的构成，所述第1相位构造形成于所述第1材料的表面，所述第2相位构造形成于所述第2材料的表面。
项41的光拾取装置就项1-18之一所述的光拾取装置而言，其特征在于从所述第1光源射出的光束仅通过所述非球面的折射作用在所述第1光信息记录媒体的信息记录面中形成聚光光斑，从所述第2光源射出的光束通过所述非球面的折射作用和基于所述第1相位构造的作用，在所述第2光信息记录媒体的信息记录面中形成聚光光斑，从所述第3光源射出的光束通过所述非球面的折射作用和基于所述第2相位构造的作用，在所述第3光信息记录媒体的信息记录面中形成聚光光斑。
项42的光拾取装置就项1-18之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述第1相位构造对所述波长为λ1的光束产生n1次的衍射光，对所述波长为λ2的光束产生n2次的衍射光，对所述波长为λ3的光束产生n3次的衍射光，所述第2相位构造对所述波长为λ1的光束产生m1次的衍射光，对所述波长为λ2的光束产生m2次的衍射光，对所述波长为λ3的光束产生m3次的衍射光，其中，n1～n3、m1～m3为自然数，n1≠n2，n1≠n3，m1≠m2，m1≠m3。
项43的光拾取装置就项1-42之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述波长λ1为380nm＜λ1＜420nm，所述波长λ2为630nm＜λ2＜680nm，所述波长λ3为760nm＜λ3＜830nm。
项44的光拾取装置就项1-43之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述第1光信息记录媒体的保护基板厚度t1为0.1mm或0.6mm。
项45的光拾取装置就项1-44之一所述的光拾取装置而言，其特征在于设置温度补偿元件，当使用所述波长为λ2的光束在所述第2光信息记录媒体的信息记录面中进行信息的记录和/或再现时，补偿基于所述对物光学元件的温度变化引起的折射率变化的球面像差。
项46的光拾取装置就项1-45之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述对物光学元件由低融点玻璃制造。
项47的光拾取装置就项1-45之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述对物光学元件由树脂制造。
项48的光拾取装置就项1-45之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述对物光学元件使树脂层贴合在玻璃制的透镜表面，在所述树脂层的表面，形成所述第1相位构造或所述第2相位构造。
项49的光拾取装置就项47或48所述的光拾取装置而言，其特征在于所述树脂使直径为小于或等于30nm的粒子分散。
项50的光拾取装置就项49所述的光拾取装置而言，其特征在于所述对物光学元件满足以下条件|A|＜8×10-5，其中，A为由下式表示的值，[式2]A=(n2+2)(n2-1)6n{(-3a)+1[R]∂[R]∂t}]]>α线膨胀系数，[R]分子折射。
说明折射率的温度变化。折射率的温度变化根据洛伦兹·洛伦兹公式，通过以温度t来微分折射率n，由上式2来表示。
树脂原料的情况下，第2项的帮助一般比第1项小，基本上可忽视。例如，在PMMA树脂的情况下，线膨胀系数α为7×10-5，若代入上述式，则变为-1.2×10-4，与实测值基本一致。
这里，在本发明中，通过使微粒子、最好是无机微粒子分散到树脂中，实质上增大上述式的第2项的帮助，以与第1项的线性膨胀引起的变化相抵消。
具体而言，最好将以前为-1.2×10-4左右的变化抑制到绝对值不足10×10-5。另外，最好不足8×10-5，更好是不足6×10-5在光学设计或作为光学元件最好。
另外，也可进一步增大第2项的帮助，具有与最初的树脂材料相反的温度特性。即，也可得到通过温度上升，折射率不下降、相反折射率增加的基本材料。
项51的光拾取装置就项50所述的光拾取装置而言，其特征在于所述对物光学元件满足以下条件|A|＜6×10-5。
项52的光拾取装置就项50或51所述的光拾取装置而言，其特征在于所述对物光学元件满足以下条件0＜A＜8×10-4。
项53的光拾取装置就项49-52之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述粒子是无机材料。
项54的光拾取装置就项53所述的光拾取装置而言，其特征在于所述无机材料是氧化物。
项55的光拾取装置就项54所述的光拾取装置而言，其特征在于所述氧化物是饱和氧化状态。
项56的光拾取装置就项49-55之一所述的光拾取装置而言，其特征在于向所述树脂中添加抗氧化剂。
项57的光拾取装置就项49-56之一所述的光拾取装置而言，其特征在于所述树脂与所述粒子的体积比为9∶1或3∶2。
项58的光拾取装置的对物光学元件，通过将从第1光源射出的第1波长λ1的第1光束在保护基板厚度为t1的第1光信息记录媒体之信息记录面中形成聚光光斑，执行信息的再现和/或记录，通过将从第2光源射出的第2波长λ2(λ1＜λ2)的第2光束在保护基板厚度为t2(t1≤t2)的第2光信息记录媒体之信息记录面中形成聚光光斑，执行信息的再现和/或记录，通过将从第3光源射出的第3波长λ3(λ2＜λ3)的第3光束在保护基板厚度为t3(t2＜t3)的第3光信息记录媒体之信息记录面中形成聚光光斑，执行信息的再现和/或记录，其特征在于所述对物光学元件是对所述第1至第3光信息记录媒体共同使用的对物光学元件，是具有第1相位构造与第2相位构造等两个相位构造，同时，至少一个面为非球面的1群构成的对物光学元件，所述第1光束至所述第3光束的任一光束的光利用效率为50％以下。
通过将所述对物光学元件设为1组构成，利用制造工序的简化、低成本化、轻量化，可实现驱动所述对物光学元件用的致动器的小型化。另外，利用第1相位构造取得第1光信息记录媒体与第2光信息记录媒体的互换，利用第2相位构造取得第2光信息记录媒体与第3光信息记录媒体的互换，另外，将3个光束中任一光束的光利用效率设为小于或等于50％，由此可减小3个波长间的倍率差。
另外，这里所谓的‘光利用效率’是指在将通过本发明的对物光学元件、形成于光信息记录媒体的信息记录面上的聚光光斑之面积区域内的光量设为A，通过由同一材料形成并且具有相同的焦距、轴上厚度、数值孔径、波面像差、不形成第1相位构造与第2相位构造的对物光学元件、形成于光信息记录媒体的信息记录面上的聚光光斑的面积盘内的光量设为B时，利用A/B算出的值。
项59的对物光学元件就项58所述的对物光学元件而言，其特征在于所述光利用效率为小于或等于50％的光束为所述第3波长，所述第1光束和所述第2光束的光利用效率均大于或等于75％。
若将光利用效率为小于或等于50％的光束设为第3光束，则即便在第1波长λ1为第3波长λ3的大致2倍的关系的情况下(例如第1波长λ1为蓝紫色波长，第3波长λ3为红外波长的情况下)，也可利用相位构造的作用来补偿对第3光束的球面像差，所以可提高对第3光信息记录媒体的记录/再现特性。另外，因为第1光束和第2光束的光利用效率均为大于或等于75％，所以可提供也可对应于向记录密度大、要求记录速度高速化的第1光信息记录媒体或第2光信息记录媒体高速写入的对物光学元件。
项60的对物光学元件就项58或59所述的对物光学元件而言，其特征在于所述第1相位构造是重叠型衍射构造，该重叠型衍射构造将包含光轴的截面形状为阶梯状的图案排列成同心圆状，且按每个规定的水平面个数，使段移位对应于该水平面数量的段数的高度，该重叠型衍射构造具有不使所述第1光束与所述第3光束衍射、使所述第2光束衍射的衍射作用的波长选择性。
若使用项60所述的具有衍射作用的波长选择性之重叠型衍射构造来作为第1相位构造，则由于可独立控制第2光束的相位，所以可良好地补偿对第2光束的球面像差。结果，可提供对第2光信息记录媒体的记录/再现特性好的对物光学元件。
项61的对物光学元件就项60所述的对物光学元件而言，其特征在于由所述重叠型衍射构造的一个段差附加于所述第1光束上的光路差为2×λ1，所以通过将重叠型衍射构造的一个段差通过光路差换算设定在相当于第1波长λ1的2倍的深度，可对任何波长的光束都确保高的衍射效率(透过率)。
项62的对物光学元件就项61所述的对物光学元件而言，其特征在于所述规定的水平面个数为5。由重叠型衍射构造接收衍射作用的光束的衍射效率不仅取决于一个段差，还取决于水平面数量。通过将该水平面数量设定为5，可使第2光束的衍射效率最大。
项63的对物光学元件就项58或59所述的对物光学元件而言，其特征在于所述第1相位构造是锯齿状衍射构造，在设具有所述第1光束入射到所述锯齿衍射构造时产生的衍射光中最大衍射光量的衍射次数为dor1、具有所述第2光束入射到所述锯齿衍射构造时产生的衍射光中最大衍射光量的衍射次数为dor2、具有所述第3光束入射到所述锯齿衍射构造时产生的衍射光中最大衍射光量的衍射次数为dor3时，在满足下式的同时，所述对物光学元件使所述第1光束的所述dor1次衍射光聚光到所述第1光信息记录媒体的信息记录面中，使所述第2光束的所述dor2次衍射光聚光到所述第2光信息记录媒体的信息记录面中，使所述第3光束的所述dor3次衍射光聚光到所述第3光信息记录媒体的信息记录面中，dor1＞dor2≥dor3，其中，dor1为偶数。
作为第1相位构造，也可使用项63所述的具有衍射次数的波长选择性的锯齿型衍射构造，可在对任何波长的光束都具有高的衍射效率的同时，良好地补偿对第2光束的球面像差。
项64的对物光学元件就项63所述的对物光学元件而言，其特征在于所述衍射次数dor1为2，所述衍射次数dor2为1，所述衍射次数dor3为1。若将第1光束的衍射次数dor1设为2，将第2光束的衍射次数dor2设为1，将第3光束的衍射次数dor3设为1，则可使对第2光束的球面像差的补偿特性最好。
项65的对物光学元件就项58-64之一所述的对物光学元件而言，其特征在于所述第2相位构造是重叠型衍射构造，该重叠型衍射构造将包含光轴的截面形状为阶梯状的图案排列成同心圆状，且按每个规定的水平面个数，使段移位对应于该水平面数量的段数的高度，该重叠型衍射构造具有不使所述第1光束与所述第2光束衍射、使所述第3光束衍射的衍射作用的波长选择性。
若使用项65所述的具有衍射作用的波长选择性之重叠型衍射构造来作为第1相位构造，则由于可独立控制第3光束的相位，所以可良好地补偿对第3光束的球面像差。结果，可提供对第3光信息记录媒体的记录/再现特性好的对物光学元件。
项66的对物光学元件就项65所述的对物光学元件而言，其特征在于由所述重叠型衍射构造的一个段差附加于所述第1光束上的光路差为5×λ1。
若将重叠型衍射构造的一个段差通过光路差换算设定在相当于第1波长λ1的5倍的深度，则利用该段差附加于第2光束上的光路差变为第2波长λ2的3倍。由此，可提高第1光束和第2光束的透过率，可提供还可对应于向第1光信息记录媒体和第2光信息记录媒体高速写入的对物光学元件。
项67的对物光学元件就项66所述的对物光学元件而言，其特征在于所述规定的水平面个数为2。通过将重叠型衍射构造的水平面数量设定为2，第3光束的衍射效率变为40％左右，可在将3个波长间的倍率差保持得小的同时，补偿对第3光束的球面像差。由此，也可在3个波长的光束间共享对物光学元件以外的光学元件，可实现光拾取装置的小型化和低成本化。
项68的对物光学元件就项67所述的对物光学元件而言，其特征在于在所述第3光束入射到所述重叠型衍射构造的情况下，其光量基本上被分配给两个衍射光，所述对物光学元件使所述两个衍射光中、焦点位置远离所述对物光学元件一方的衍射光聚光到所述第3光信息记录媒体的信息记录面上。这样，在设定了水平面数量的重叠型衍射构造中，第3光束的光量基本上被分配给±1次衍射光。若确定重叠型衍射构造的衍射间距，以补偿这两个衍射光中、焦点位置远离对物光学元件的衍射光的球面像差，则可充分确保对第3光信息记录媒体的动作距离。
项69的对物光学元件就项58-64之一所述的对物光学元件而言，其特征在于所述第2相位构造是锯齿状衍射构造，在设具有所述第1光束入射到所述锯齿衍射构造时产生的衍射光中最大衍射光量的衍射次数为dor1’、具有所述第2光束入射到所述锯齿衍射构造时产生的衍射光中最大衍射光量的衍射次数为dor2’、具有所述第3光束入射到所述锯齿衍射构造时产生的衍射光中最大衍射光量的衍射次数为dor3’时，在满足下式的同时，所述对物光学元件使所述第1光束的所述dor1’次衍射光聚光到所述第1光信息记录媒体的信息记录面中，使所述第2光束的所述dor2’次衍射光聚光到所述第2光信息记录媒体的信息记录面中，使所述第3光束的所述dor3’次衍射光聚光到所述第3光信息记录媒体的信息记录面中，dor1’＞dor2’≥dor3’，其中，dor1’为奇数。
作为第2相位构造，若使用项69所述的具有衍射次数的波长选择性之锯齿型衍射构造，则可对第1光束和第2光束确保高的衍射效率，同时，可良好地补偿对第3光束的球面像差。作为结果，可提供对第3光信息记录媒体的记录/再现特性好的对物光学元件。
项70的对物光学元件就项69所述的对物光学元件而言，其特征在于所述衍射次数dor1’为3，所述衍射次数dor2’为2，所述衍射次数dor3’为2。若设第1光束的衍射次数dor1’为3，第2光束的衍射次数dor2’为2，第3光束的衍射次数dor3’为1，则第3光束的衍射效率变为45％左右，可在将3个波长间的倍率差保持得小的同时，补偿对第3光束的球面像差。由此，也可在3个波长的光束间共享对物光学元件以外的光学元件，可实现光拾取装置的小型化和低成本化。
项71的对物光学元件就项58-70之一所述的对物光学元件而言，其特征在于所述第1相位构造形成于光源侧的光学面上，所述第2相位构造形成于光信息记录媒体侧的光学面上。由此，可将补偿的球面像差量比第2相位构造多的第1相位构造之轮带间距确保得大。
项72的对物光学元件就项58-71之一所述的对物光学元件而言，其特征在于当设对所述第1波长的设计倍率为m1、设对所述第2波长的设计倍率为m2、设对所述第3波长的设计倍率为m3时，满足以下条件，m1＝m2＝0-0.15≤m3≤0。
通过满足上式，可将对第1光信息记录媒体和第2光信息记录媒体记录/再现时的跟踪驱动所产生的彗形像差变为0，同时，可良好地补偿对第3光束的球面像差。
项73的对物光学元件就项58-72之一所述的对物光学元件而言，其特征在于由转变点Tg小于或等于400度的低融点玻璃制造。通过使用这种低熔点的玻璃，可在实现成型模具长寿命化的同时，由于熔融时的粘性低，所以可利用成型来良好地转录相位构造。作为这种转变点Tg为小于或等于400度的低融点玻璃，有住田光学社制的K-PG325、K-PG375。
项74的对物光学元件就项58-72之一所述的对物光学元件而言，其特征在于由树脂制造。通过使用所述对物光学元件，可在以稳定的性能廉价地大量生产的同时，由于轻量，所以可实现聚焦驱动或跟踪驱动用的致动器之功耗减少，可将致动器变小型。另外，由于熔融状态的粘性低，所以可利用成型来良好地转录相位构造。
项75的对物光学元件就项58-72之一所述的对物光学元件而言，其特征在于使树脂层贴合在玻璃制的透镜表面，在所述树脂层的表面，形成所述第1相位构造或所述第2相位构造。通过使用玻璃的基本材料，可提供温度特性好的对物光学元件。另外，作为用作树脂层的材料，紫外线固化树脂或热固化性树脂在制造上是适合的。
项76的对物光学元件就项74或75所述的对物光学元件而言，其特征在于伴随温度变化的折射率变化率之符号与所述树脂相反，使直径为小于或等于30nm的粒子分散到所述树脂中。
若伴随温度变化的折射率变化率的符号与所述树脂相反，使直径为小于或等于30nm的粒子分散到树脂中，则得到在维持树脂的成型性的同时，伴随温度变化的折射率变化小的材料。由此，可提供在可利用成型来以稳定的性能廉价地大量生产的同时，轻量、且伴随温度变化的折射率变化小的对物光学元件。
在本说明书中，所谓对物光学元件是指在将光信息记录媒体装填在光拾取装置中的状态下，在最靠近光信息记录媒体侧的位置上，应与其相对配置的、具有聚光作用的光学元件。
根据本发明，作为一种光拾取装置，装载如下对物光学元件，该对物光学元件具有相位构造，可对包含使用蓝紫色激光器光源的高密度光盘和DVD及CD的、记录密度不同的3种盘适当地执行信息的记录和/或再现，可得到能实现其构成简化、低成本化的光拾取装置和对物光学元件。
下面，用图来说明本发明的实施方式。首先，用图1来说明本发明的光拾取装置。另外，本实施方式的光拾取装置PU1可组装在光盘驱动装置中。
图1是示意表示对高密度光盘BD、DVD与CD任一都可适当地进行信息的记录/再现之光拾取装置PU1的构成图。BD的光学规格为波长λ1＝405nm，保护层PL1的厚度t1＝0.1mm，数值孔径NA1＝0.85，DVD的光学规格为波长λ2＝655nm，保护层PL2的厚度t2＝0.6mm，数值孔径NA2＝0.65，CD的光学规格为波长λ3＝785nm，保护层PL3的厚度t3＝1.2mm，数值孔径NA3＝0.51。但是，波长、保护层的厚度和数值孔径的组合不限于此。
光拾取装置PU1包括蓝紫色半导体激光器LD(第1光源)，在对BD执行信息的记录/再现时发光，射出405nm之蓝紫色激光光束(第1光束)；激光器模块LM，具有在对DVD执行信息的记录/再现时发光、射出655nm之激光光束(第2光束)的第2发光点EP1(第2光源)、在对CD执行信息的记录/再现时发光、射出785nm之激光光束(第3光束)的第2发光点EP2(第3光源)、感光来自DVD的信息记录面RL2的反射光束的第1感光部DS1、感光来自CD的信息记录面RL3的反射光束的第2感光部DS2、和棱镜PS；BD用的光检测器PD；对物光学元件OL，具有使入射的激光光束汇聚到信息记录面RL1、RL2、RL3上的功能的两个面为非球面，在光源侧设置第1相位构造，在光盘侧设置第2相位构造；2轴致动器AC1；1轴致动器AC2；光束扩展器EXP，配置在第1-第3光束共同通过的共同光路内，由可利用1轴致动器AC2沿光轴方向位移的第1透镜L1与第2透镜L2构成；第1偏光分束器BS1；第2偏光分束器BS2；1/4波长板QWP；对来自信息记录面RL1的反射光束附加象散用的传感器透镜SEN；第1准直透镜COL1，配置在仅第1光束通过的专用光路内，将第1光束变换为平行光束；第2准直透镜COL2，将第2光束与第3光束变换为平行光束。另外，作为BD用的光源，除上述蓝紫色半导体激光器LD1外，也可使用蓝紫色SHG激光器。
就光拾取装置PU1而言，在对BD执行信息的记录/再现时，利用1轴致动器AC2调整透镜L1的光轴方向的位置，以平行光束的状态从光束扩展器EXP射出第1光束，之后，使蓝紫色半导体激光器LD发光。图1中，如实线描述的其光线路径那样，从蓝紫色半导体激光器LD1射出的发散光束被第1偏光分束器BS1反射后，由准直透镜变换为平行光束，被光束扩展器EXP扩展直径，通过1/4波长板QWP，由未图示的光圈来限制光束直径，以平行光的状态入射到对物光学元件OL之后，从此经BD的保护层PL1构成形成于信息记录面RL1上的光斑。此时，仅利用对物光学元件OL的非球面具有的折射作用、或利用该折射作用与由第1相位构造和第2相位构造至少之一提供的光学作用的组合，在BD的信息记录面RL1上形成聚光光斑。对物光学元件OL利用配置在其周边上的2轴致动器AC1执行聚焦或跟踪。
在信息记录面RL1由信息凹坑调制后的反射光束再次透过对物光学元件OL、1/4波长板QWP、光束扩展器EXP和第2偏光分束器BS2之后，由第1准直透镜COL1变为收敛光束，在透过第1偏光分束器BS1之后，由传感器透镜SEN附加象散，汇聚在光检测器PD的感光面上。另外，可使用光检测器PD的输出信号来读取记录在BD中的信息。
另外，就光拾取装置PU1而言，在对DVD执行信息的记录/再现时，利用1轴致动器AC2调整透镜L1的光轴方向的位置，以平行光束的状态从光束扩展器EXP射出第2光束，之后，使第1发光点EP1发光。图1中，如虚线描述的其光线路径那样，从第1发光点EP1射出的发散光束被棱镜PS反射后，由第2准直透镜COL2变换为平行光束。之后，在被第2偏光分束器BS2反射、被光束扩展器EXP扩展直径之后，通过1/4波长板QWP，在以平行光的状态入射到对物光学元件OL之后，从此经DVD的保护层PL2构成形成于信息记录面RL2上的光斑。此时，利用对物光学元件OL的非球面具有的折射作用与由第1相位构造和第2相位构造至少之一提供的光学作用的组合，在DVD的信息记录面RL2上形成聚光光斑。对物光学元件OL利用配置在其周边上的2轴致动器AC1执行聚焦或跟踪。
在信息记录面RL2由信息凹坑调制后的反射光束再次透过对物光学元件OL、1/4波长板QWP、光束扩展器EXP之后，由第2偏光分束器BS2反射，由第2准直透镜COL2变换为收敛光束。之后，在棱镜内2次反射后，汇聚在第1感光部DS1上。另外，可使用第1感光部DS1的输出信号来读取记录在DVD中的信息。
另外，就光拾取装置PU1而言，在对CD执行信息的记录/再现时，利用1轴致动器AC2调整透镜L1的光轴方向的位置，以平行光束的状态从光束扩展器EXP射出第3光束，之后，使第2发光点EP2发光。图1中，如点划线描述的其光线路径那样，从第2发光点EP2射出的发散光束被棱镜PS反射后，由第2准直透镜COL2变换为平行光束。之后，在被第2偏光分束器BS2反射、被光束扩展器EXP扩展直径之后，通过1/4波长板QWP，在以平行光或弱有限发散光的状态入射到对物光学元件OL之后，从此经CD的保护层PL3构成形成于信息记录面RL3上的光斑。此时，利用对物光学元件OL的非球面具有的折射作用与由第1相位构造和第2相位构造至少之一提供的光学作用的组合，在CD的信息记录面RL3上形成聚光光斑。对物光学元件OL利用配置在其周边上的2轴致动器AC1执行聚焦或跟踪。
在信息记录面RL3由信息凹坑调制后的反射光束再次透过对物光学元件OL、1/4波长板QWP、光束扩展器EXP之后，由第2偏光分束器BS2反射，由第2准直透镜COL2变换为收敛光束。之后，在棱镜内2次反射后，汇聚在第2感光部DS2上。另外，可使用第2感光部DS2的输出信号来读取记录在CD中的信息。
另外，在本实施方式中，在入射BD用第1光束或DVD用第2光束的对物光学元件OL因温度变化产生折射率变化的情况下，通过与之对应地由致动器AC2使作为温度补偿元件的光束扩展器EXP之透镜L1沿光轴方向移动，可补偿产生的球面像差。
或者，在本实施方式中，当BD用第1光束入射到对物光学元件OL的情况下，通过由致动器AC2使作为色差补偿元件的光束扩展器EXP之透镜L1沿光轴方向移动，可补偿产生的色差。
这种温度补偿元件或色补偿元件不限于光束扩展器EXP，也可以是第1准直透镜COL1。在这种情况下，只要沿光轴方向移动第1准直透镜COL1即可，但通过在其光学面中设置相位构造，可补偿基于温度变化引起的折射率变化之球面像差或色差。
上述对物光学元件OL最好使用玻璃或使直径为小于或等于30nm的氧化物分散之树脂来形成。
一般，若使微粉末混合在透明的树脂材料中，则产生光的散射，透过率下降，所以难以用作光学材料，但可知通过使微粉末形成比透过光束的波长小的大小，事实上可不产生散射。
塑料树脂(也可简称为树脂)随着温度上升，折射率下降，但无机粒子随着温度上升，折射率上升。因此，还知道通过彼此抵消它们的性质来作用，从而不产生折射率变化。本发明的光学元件由使小于或等于30纳米、最好是小于或等于20纳米、更好是10-15纳米的无机粒子分散到作为基本材料的树脂中的材料来形成。因此，可提供没有折射率的温度依赖性或折射率的温度依赖性非常低的光学元件。
例如，使氧化铌(Nb2O5)的微粒子分散到丙烯基树脂中。作为基本材料的塑料的体积比为80，氧化铌的比例为20左右，将它们均匀混合。微粒子存在容易凝聚的问题，但利用向粒子表面提供电荷使之分散等技术，可产生必要的分散状态。
如后所述，树脂与粒子的混合、分散最好在光学元件的射出成型时在线执行。此时，在混合、分散之后，成型为光学元件之前，最好不冷却、固化。
另外，为了控制折射率对温度的变化比例，可适当增减该体积比率，也可搀和多种纳米尺寸无机粒子后使之分散。
比率在上述实例中为80∶20，即4∶1，但可在90∶10(9∶1)-60∶40(3∶2)之间适当调整。若比9∶1少，则温度变化抑制效果变小，相反，若超过3∶2，则由于树脂的成型性产生问题，所以不好。
微粒子最好是无机物，并且最好是氧化物。另外，最好是氧化状态饱和、更好是未氧化的氧化物。
是无机物是为了将与作为高分子有机化合物的塑料树脂之反应抑制得低，另外，是氧化物可防止伴随使用的恶化。尤其是在高温化或照射激光等过严酷的条件下，容易促进氧化，但若是这种无机氧化物的微粒子，则可防止氧化引起的恶化。
另外，为了防止其它因素引起的树脂氧化，不用说，也可添加抗氧化剂。并且，作为基本材料的塑料树脂最好适当采用特愿2002-308933号、特愿2002-309040号、特愿2002-308964号等中所述的树脂。
下面，说明成型本实施方式的对物光学元件的方法。如上所述，就使粒子分散到微粒树脂中的技术，已知让粒子具有电荷的方法。
例如，将板状的塑料树脂填充在容器中，使粒子注入该容器内、分散，加热该容器内，使塑料树脂熔融。此时，分散了的粒子被分散到熔融的塑料树脂中。此时，为了防止沉淀，也可搅拌、或施加电场、磁场，或提供超声波。
另外，还考虑在使熔融的塑料树脂射出成型时，使用在嵌搅拌器等来添加粒子的方法。此时，因为在线上混合成螺旋状，所以能很好地形成分散状态。
这里，在使分散了微粒子的塑料树脂一端冷却、固化之后，再次熔融并射出成型时，利用再加热、再熔融，分散状态变化，或在粒子周边的树脂中产生微小的烧结，所以不好。尤其是在产生烧结的情况下，烧结的部位，光线透过率会下降，担心不能用作光学元件。
因此，最好使塑料树脂一次熔融，并且边使粒子分散，边保持熔融并且分散的状态不变，得到成型品。即，最好在使直径为小于或等于30纳米的粒子分散到熔融状态的塑料树脂中之后，保持熔融状态不变地流入模具内，得到成型品。
在以上的实施方式中，作为高密度光盘的实例，例如BD，但即便是HD-DVD，也可同样互换地执行信息的记录/再现。另外，在下述的实施例1-4中，物镜的周边区域是没有衍射构造的非球面，当规定波长的光束通过时，仅由折射作用产生闪光，形成适当的聚光光斑，但为了避免闪光的坏影响并积极地执行开口限制，如实施例5所示，也可在这里设置衍射构造。
(实施例1)下面说明实施例。实施例1是适合于图1所示的光拾取装置之对物光学元件。表1示出实施例1的透镜数据。另外，此后(包含表的透镜数据)，用E(例如2.5E-3)来表示10的方次(例如2.5×10-3)。
实施例1 透镜数据物镜的焦距 f1＝2.2mmf2＝2.15mmf3＝2.82mm像面侧数值孔径 NA10.85 NA20.65 NA30.51倍率 m10 m20 m30
*di′表示从第di面至第d′面的位移。
第2面(0mm≤h≤1.398mm)非球面系数κ-6.6732E-01A4 7.3613E-03A6 3.0191E-03A8 -6.2762E-04A10 2.6178E-04A12 4.8457E-05A14-1.4395E-05A18-3.5924E-06A18-1.5168E-06A20 1.0180E-08光路差函数(HD DVD0次 DVD1次 CD0次 制造波长658nm)C2 -1.8828E-02C4 -2.8988E-03C6 -1.3584E-05C8 -2.5296E-04C10 1.3257E-05第2′面(1.3696mm＜h)非球面系数κ-6.6732E-01A4 7.3813E-03A8 3.0191E-03A8 -6.2762E-04A10 2.6178E-04A12 4.8457E-05A14-1.4395E-05A16-3.5924E-08A18-1.5168E-08A20 1.0180E-08第3面(0mm≤h≤0.76mm)非球面系数κ-2.7335E+01A4 1.2205E-01A6 -1.5468E-01A8 1.1638E-01A10-4.2162E-02A12 5.8170E-03光路差函数(HD DVD0次 DVD0次CD1次 制造波长785nm)C2 1.1277E-01C4 -1.8571E-01C6 2.8084E-01C8 -3.0947E-01C10 1.5463E-01第3′面(0.75mm＜h)非球面系数κ-2.7335E+01A4 1.2205E-01A6 -1.5468E-01A8 1.1636E-01A10-4.2162E-02A12 5.8170E-03
本实施例的对物光学元件在第1位层构造和第2位层构造中使用重叠型衍射构造。另外，对物光学元件的光学面分别形成为通过将表1所示的系数代入算式3中的算式来规定的、绕光轴轴对称的非球面。
式3X(h)=(h2/r)1+1-(1+κ)(h/r)2+Σi=010A2ih2i]]>这里，X(h)是光轴方向的轴(将光的前进方向设为正)，k为圆锥系数，A2I为非球面系数，h为距光轴的高度。
另外，利用衍射构造对各波长的光束提供的光路长度由将表1所示的系数代入算式4的光路差函数中的算式来规定。
式4Φ(h)=λ/λB×dor×Σi=06C2ih2i]]>λ为入射光束的波长，λB为制造波长(闪光化波长)，dor为衍射次数，C2I为光路差函数的系数。
(实施例2)实施例2是适合于图1所示的光拾取装置之对物光学元件。表2示出实施例2的透镜数据。本实施例的对物光学元件在第1位层构造中使用闪光型衍射构造，在第2位层构造中使用重叠型衍射构造。
实施例2 透镜数据物镜的焦距f1＝2.2mmf2＝2.29mmf3＝2.81mm像面侧数值孔径NA10.85 NA20.65 NA30.51倍率 m10 m20 m30
*di′表示从第di面至第d′面的位移。
第2面(0mm≤h≤1.433mm)非球面系数κ-7.6632E-01A4 -1.5305E-02A8 1.2685E-02A8 -5.8253E-03A10 5.6461E-04A12 1.8930E-04A14-4.4422E-05A16-7.8388E-06A18 2.2392E-06A20 4.4683E-07光路差函数数(HD DVD6次 DVD4次 CD3次 制造波长408nm)C2 6.8377E-03C4 -2.3350E-03C6 8.9466E-04C8 -5.5180E-04C10 8.1720E-05第2′面(1.433mm＜h)非球面系数κ-7.8832E-01A4 -1.5305E-02A8 1.2695E-02A8 -5.8253E-03A10 5.6481E-04A12 1.8930E-04A14-4.4422E-05A18-7.6388E-08A18 2.2382E-08A20 4.4883E-07光路差函数(HD DVD3次 DVD2次 制造波长408nm)C2 1.3875E-02C4 -4.6700E-03C8 1.7893E-03C8 -1.1032E-03C10 1.8344E-04第3面(0mm≤h≤0.738mm)非球面系数κ-2.8613E+01A4 2.0406E-01A6 -2.5577E-01A8 1.8888E-01A10-7.0583E-02A12 1.0338E-02光路差函数(HD DVD0次 DVD0次 CD1次 制造波长785nm)C2 1.1013E-01C4 -1.7553E-01C6 2.4351E-01C8 -2.3995E-01C10 1.0637E-01第3′面(0.736mm＜h)非球面系数κ-2.8813E+01A4 2.0408E-01A6 -2.5577E-01A8 1.8888E-01A10-7.0583E-02A12 1.0338E-02
(实施例3)实施例3与图1所示的光拾取装置的构成相同，但是适合于代替BD而对HD-DVD记录和/或再现信息的光拾取装置之对物光学元件。表3示出实施例3的透镜数据。本实施例的对物光学元件在第1位层构造和第2位层构造中使用重叠型衍射构造。
实施例3 透镜数据物镜的焦距 f1＝2.2mmf2＝2.00mmf3＝1.69mm像面侧数值孔径 NA10.65 NA20.65 NA30.51倍率m10 m20 m30
*di′表示从第di面至第d′面的位移。
第2面(0mm≤h≤1.3mm)非球面系数κ -6.4520E-01A4 6.8025E-03A6 3.0191E-03A8 2.4474E-04A10 -9.1138E-05A121.2044E-04A141.0309E-05A16 -1.0050E-05A18 -1.4460E-05A206.5701E-06光路差函数(HD DVD0次 DVD1次 CD0次 制造波长658nm)C2-3.3305E-02C4-2.8706E-03C6 1.8429E-05C8-9.2718E-05C108.8964E-06第2′面(1.3mm＜h)非球面系数κ -6.4520E-01A4 8.8025E-03A6 3.0191E-03A8 2.4474E-04A10 -9.1138E-05A121.2044E-04A141.0309E-05A16 -1.0050E-05A18 -1.4460E-05A206.5701E-06第3面(0mm≤h≤0.60mm)非球面系数κ -3.0933E+01A4 1.8137E-02A6-4.3591E-03A8-2.9782E-04A103.3395E-04A125.6412E-05光路差函数(HD DVD0次 DVD0次 CD1次 制造波长785nm)C2-1.2153E-01C4 4.3456E-02C8-2.1003E-02C8 8.2702E-03C10 -1.6107E-03第3′面(0.60mm＜h)非球面系数κ -3.0933E+01A4 1.9137E-02A6-4.3581E-03A8-2.9782E-04A103.3395E-04A125.8412E-05
(实施例4)实施例4与图1所示的光拾取装置的构成相同，但是适合于代替BD而对HD-DVD记录和/或再现信息的光拾取装置之对物光学元件。表4示出实施例4的透镜数据。本实施例的对物光学元件在第1位层构造中使用闪光型衍射构造，在第2位层构造中使用重叠型衍射构造。
实施例4 透镜数据物镜的焦距f1＝2.2mmf2＝2.31mmf3＝1.74mm像面侧数值孔径NA10.65 NA20.61 NA30.51倍率 m10 m20 m30
*di′表示从第di面至第d′面的位移。
第2面非球面系数κ-6.1907E-01A4 8.5993E-03A6 2.7776E-03A8 2.7481E-04A10-1.7620E-05A12 1.7408E-04A14 2.8144E-05A16-8.5368E-06A18-2.1074E-05A20 1.1988E-05光路差函数(HD DVD2次 DVD1次 CD1次 制造波长408nm)C2 -1.3357E-02C4 -4.0635E-04C6 1.9526E-04C8 -2.9677E-05C10 3.3852E-06第3面(0mm≤h≤0.60mm)非球面系数κ-5.8832E+01A4 2.0756E-02A6 -4.3165E-03A8 3.0358E-04A10 1.5853E-03A12-8.0091E-05光路差函数(HD DVD0次 DVD0次 CD1次 制造波长785nm)C2 -1.1125E-01C4 3.4458E-02C6 -1.6304E-02C8 6.5328E-03C10-1.5883E-03第3′面(0.80mm＜h)非球面系数κ-5.8832E+01A4 2.0756E-02A6 -4.3165E-03A8 3.0358E-04A10 1.5853E-03A12-8.0091E-05
(实施例5)实施例5与图1所示的光拾取装置的构成相同，但是适合于代替BD而对HD-DVD记录和/或再现信息的光拾取装置之对物光学元件。表5示出实施例5的透镜数据。本实施例的对物光学元件在第1位层构造和第2位层构造中使用重叠型衍射构造。
实施例5 透镜数据物镜的焦距f1＝2.2mmf2＝2.00mmf3＝1.59mm像面侧数值孔径NA10.65 NA20.65 NA30.51倍率 m10 m20 m30
*di′表示从第di面至第d′面的位移。
第2面(0mm≤h≤1.3mm)非球面系数κ-6.4520E-01A4 6.8025E-03A6 3.0191E-03A8 2.4474E-04A10-9.1138E-05A12 1.2044E-04A14 1.0309E-05A16-1.0050E-05A18-1.4480E-05A20 6.5701E-08光路差函数(HD DVD0次 DVD1次 CD0次 制造波长658nm)C2 -3.3305E-02C4 -2.6708E-03C6 1.6429E-05C8 -8.2718E-05C10 8.8964E-06第2′面(1.3mm＜h)非球面系数κ-6.4520E-01A4 6.8025E-03A6 3.0191E-03A8 2.4474E-04A10-9.1138E-05A12 1.2044E-04A14 1.0309E-05A16-1.0050E-05A18-1.4460E-05A20 8.5701E-08第3面(0mm≤h≤0.60mm)非球面系数κ-3.0933E+01A4 1.9137E-02A6 -4.3591E-03A8 -2.9782E-04A10 3.3395E-04A12 5.6412E-05光路差函数(HD DVD0次 DVD0次 CD1次 制造波长785mm)C2 -1.2153E-01C4 4.3456E-02C6 -2.1003E-02C8 8.2702E-03C10-1.6107E-03第3面(0.60mm＜h)非球面系数κ-3.0933E+01A4 1.9137E-02A6 -4.3591E-03A8 -2.9782E-04A10 3.3395E-04A12 5.6412E-05光路差函数(HD DVD0次 DVD0次 CD1次 制造波长785nm)C2 -6.6094E-02C4 2.9813E-02C6 8.1836E-03C8 -1.1065E-03C10-2.8721E-0权利要求
1.一种光拾取装置，具有射出波长为λ1的第1光束的第1光源；射出波长为λ2(λ2＞λ1)的第2光束的第2光源；射出波长为λ3(λ3＞λ2)的第3光束的第3光源；和聚光光学系统，使所述第1光束聚光到保护基板厚度为t1的第1光信息记录媒体的信息记录面上，使所述第2光束聚光到保护基板厚度为t2(t1≤t2)的第2光信息记录媒体的信息记录面上，使所述第3光束聚光到保护基板厚度为t3(t2＜t3)的第3光信息记录媒体的信息记录面上，其中通过将来自所述光源的光束经所述聚光光学系统聚光到所述光信息记录媒体的信息记录面上，来执行信息的记录和/或再现，其特征在于所述聚光光学系统包括单片透镜的对物光学元件，该对物光学元件是为所述第1至第3光信息记录媒体所共用的对物光学元件，在光源侧具有第1相位构造，在光信息记录媒体侧具有第2相位构造，并且至少一个面为非球面；耦合透镜，为了使至少来自所述第1光源的射出光束以无限平行光的方式入射到所述对物光学元件，并使来自所述第2光源和第3光源的射出光束以无限平行光或弱有限发散光的方式入射到所述对物光学元件，而为所述第1光源至第3光源中的每一个独立或共同使用；和补偿元件，配置在使至少从所述第1光源射出的光束通过且到达所述对物光学元件为止的光路中，其中，使从所述第1光源射出的光束仅通过所述非球面所具有的折射作用、或通过该折射作用与由所述第1相位构造和所述第2相位构造中的至少一方提供的光学作用的组合，在所述第1光信息记录媒体的信息记录面上形成聚光光斑，使从所述第2光源射出的光束通过所述非球面所具有的折射作用与由所述第1相位构造和所述第2相位构造中的至少一方提供的光学作用的组合，在所述第2光信息记录媒体的信息记录面上形成聚光光斑，使从所述第3光源射出的光束通过所述非球面所具有的折射作用与由所述第1相位构造和所述第2相位构造中的至少一方提供的光学作用的组合，在所述第3光信息记录媒体的信息记录面上形成聚光光斑。
2.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于所述补偿元件为温度补偿元件。
3.根据权利要求2所述的光拾取装置，其特征在于所述温度补偿元件通过使至少一个光学元件沿光轴方向移动，来补偿由温度变化而产生的球面像差。
4.根据权利要求2所述的光拾取装置，其特征在于所述温度补偿元件具有补偿由温度变化而产生的球面像差的光学功能面。
5.根据权利要求2所述的光拾取装置，其特征在于所述温度补偿元件包含仅使来自所述第1光源的光束通过的耦合透镜。
6.根据权利要求2所述的光拾取装置，其特征在于所述温度补偿元件包含使来自所述第1光源至所述第3光源的光束中的任意至少两个通过的耦合透镜。
7.根据权利要求2所述的光拾取装置，其特征在于所述温度补偿元件包含光束扩展器光学系统。
8.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于所述补偿元件为色差补偿元件。
9.根据权利要求8所述的光拾取装置，其特征在于所述色差补偿元件通过使至少一个光学元件沿光轴方向移动来补偿色差。
10.根据权利要求8所述的光拾取装置，其特征在于所述色差补偿元件具有补偿色差的光学功能面。
11.根据权利要求8所述的光拾取装置，其特征在于所述色差补偿元件包含仅使来自所述第1光源的光束通过的耦合透镜。
12.根据权利要求8所述的光拾取装置，其特征在于所述色差补偿元件包含使来自所述第1光源至所述第3光源的光束中的任意至少两个通过的耦合透镜。
13.根据权利要求8所述的光拾取装置，其特征在于所述色差补偿元件包含光束扩展器光学系统。
14.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于所述第1相位构造是重叠型衍射构造，该重叠型衍射构造将包含光轴的截面形状为阶梯状的图案排列成同心圆状，且按每个规定的水平面个数，使段仅被移位对应于该水平面数量的段数的高度，由该第1相位构造的各图案内的段差附加于λ1光束上的光路差是λ1的整数倍。
15.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于所述第1相位构造是锯齿状衍射构造。
16.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于所述第1相位构造是光路差赋予构造。
17.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于所述第2相位构造是重叠型衍射构造，该重叠型衍射构造将包含光轴的截面形状为阶梯状的图案排列成同心圆状，且按每个规定的水平面个数，使段仅被移位对应于该水平面数量的段数的高度，由该第2相位构造的各图案内的段差附加于λ1光束上的光路差是λ1的整数倍。
18.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于所述第2相位构造是锯齿状衍射构造。
19.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于所述第2相位构造是光路差赋予构造。
20.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于所述第1相位构造对入射的波长为λ1的光束和波长为λ3的光束不发挥衍射效应，对入射的波长为λ2的光束发挥衍射效应，补偿由所述第1光信息记录媒体的保护基板厚度t1和所述第2光信息记录媒体的保护基板厚度t2的厚度差异引起的球面像差、或由来自第1光源的光束的波长λ1与来自第2光源的光束的波长λ2的波长差引起的球面像差，所述第2相位构造对入射的波长为λ1的光束和波长为λ2的光束不发挥衍射效应，对入射的波长为λ3的光束发挥衍射效应，补偿由所述第1光信息记录媒体的保护基板厚度t1和所述第3光信息记录媒体的保护基板厚度t3的厚度差异引起的球面像差。
21.根据权利要求20所述的光拾取装置，其特征在于在所述第1相位构造与所述第2相位构造是重叠型衍射构造的情况下，由所述重叠型衍射构造的图案中的段差而附加于所述波长为λ1的光束上的光路差是所述波长λ1的整数倍。
22.根据权利要求21所述的光拾取装置，其特征在于沿基础非球面来形成在所述第1相位构造与所述第2相位构造的各图案中所形成的水平面。
23.根据权利要求22所述的光拾取装置，其特征在于形成所述第1相位构造与所述第2相位构造的基础非球面，以使在利用所述波长为λ1的光束经所述厚度为t1的保护基板在所述第1光信息记录媒体的信息记录面上进行信息的记录和/或再现时，球面像差最佳。
24.根据权利要求21所述的光拾取装置，其特征在于所述对物光学元件由物镜的阿贝数νd在40～80的范围内的材料形成，所述第1相位构造的各图案内的水平面数量为5，所述第2相位构造的各图案内的水平面数量为2。
25.根据权利要求21所述的光拾取装置，其特征在于所述对物光学元件由阿贝数νd在20～40的范围内的材料形成，所述第1相位构造的各图案内的水平面数量为5，所述第2相位构造的各图案内的水平面数量为3或4。
26.根据权利要求21所述的光拾取装置，其特征在于所述对物光学元件具有使阿贝数νd在40～80的范围内的第1材料与阿贝数νd在20～40的范围内的第2材料沿光轴方向接合的结构，所述第1相位构造形成于所述第1材料的表面，所述第1相位构造的各图案内的水平面数量为5，所述第2相位构造形成于所述第2材料的表面，第2相位构造的各图案内的水平面数量为3或4。
27.根据权利要求21所述的光拾取装置，其特征在于所述对物光学元件具有使阿贝数νd在40～80的范围内的第1材料与阿贝数νd在20～40的范围内的第2材料沿光轴方向接合的结构，所述第1相位构造形成于所述第1材料的表面，所述第1相位构造的各图案内的水平面数量为5，所述第2相位构造形成于所述第1材料与所述第2材料的界面，所述第2相位构造的各图案内的水平面数量为3、4、5中的任一个。
28.根据权利要求20所述的光拾取装置，其特征在于形成所述第1相位构造与所述第2相位构造的光学面被分割成包含光轴的中央区域与包围中央区域的周边区域，所述第1相位构造与所述第2相位构造分别形成于中央区域中。
29.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于所述第1相位构造在所述波长为λ1的光束入射时产生偶数次数的衍射光，补偿由所述第1光信息记录媒体的保护基板厚度t1与所述第2光信息记录媒体的保护基板厚度t2的厚度差异引起的球面像差、或由来自第1光源的光束的波长λ1与来自第2光源的光束的波长λ2的波长差引起的球面像差，所述第2相位构造对入射的波长为λ1的光束与波长为λ2的光束不发挥衍射效应，对入射的波长为λ3的光束发挥衍射效应，补偿由所述第1光信息记录媒体的保护基板厚度t1与所述第3光信息记录媒体的保护基板厚度t3的厚度差异引起的球面像差。
30.根据权利要求29所述的光拾取装置，其特征在于所述第1相位构造在所述波长为λ1的光束入射时，产生次数为8次、6次、2次之一的衍射光。
31.根据权利要求30所述的光拾取装置，其特征在于在所述第2相位构造是重叠型衍射构造的情况下，由所述重叠型衍射构造的图案中的段差而附加于所述波长为λ1的光束上的光路差是所述波长λ1的整数倍。
32.根据权利要求31所述的光拾取装置，其特征在于沿基础非球面来形成在所述第2相位构造的各图案中所形成的水平面。
33.根据权利要求31所述的光拾取装置，其特征在于所述对物光学元件由物镜的阿贝数νd在40～80的范围内的材料形成，所述第2相位构造的各图案内的水平面数量为2。
34.根据权利要求31所述的光拾取装置，其特征在于所述对物光学元件由物镜的阿贝数νd在20～40的范围内的材料形成，所述第2相位构造的各图案内的水平面数量为3或4。
35.根据权利要求31所述的光拾取装置，其特征在于所述对物光学元件具有使阿贝数νd在40～80的范围内的第1材料与阿贝数νd在20～40的范围内的第2材料沿光轴方向接合的结构，所述第1相位构造形成于所述第1材料的表面，所述第2相位构造形成于所述第2材料的表面，第2相位构造的各图案内的水平面数量为3或4。
36.根据权利要求31所述的光拾取装置，其特征在于所述对物光学元件具有使阿贝数νd在40～80的范围内的第1材料与阿贝数νd在20～40的范围内的第2材料沿光轴方向接合的结构，所述第1相位构造形成于所述第1材料的表面，所述第2相位构造形成于所述第1材料与所述第2材料的界面上，所述第2相位构造的各图案内的水平面数量为3、4、5之一。
37.根据权利要求29所述的光拾取装置，其特征在于形成所述第2相位构造的光学面被分割成包含光轴的中央区域与包围中央区域的周边区域，所述第2相位构造形成于中央区域中。
38.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于所述第1相位构造在所述波长为λ1的光束入射时产生偶数次数的衍射光，补偿由所述第1光信息记录媒体的保护基板厚度t1与所述第2光信息记录媒体的保护基板厚度t2的厚度差异引起的球面像差、或由来自第1光源的光束的波长λ1与来自第2光源的光束的波长λ2的波长差引起的球面像差，所述第2相位构造在所述波长为λ1的光束入射时产生奇数次数的衍射光，补偿由所述第1光信息记录媒体的保护基板厚度t1与所述第3光信息记录媒体的保护基板厚度t3的厚度差异引起的球面像差。
39.根据权利要求38所述的光拾取装置，其特征在于所述第1相位构造在所述波长为λ1的光束入射时，产生次数为8次、6次、2次之一的衍射光，所述第2相位构造在所述波长为λ1的光束入射时，产生次数为9次、7次、5次、3次之一的衍射光。
40.根据权利要求38所述的光拾取装置，其特征在于所述对物光学元件由物镜的阿贝数νd在20～40的范围内的材料形成。
41.根据权利要求38所述的光拾取装置，其特征在于所述对物光学元件具有使阿贝数νd在40～80的范围内的第1材料与阿贝数νd在20～40的范围内的第2材料沿光轴方向接合的结构，所述第1相位构造形成于所述第1材料的表面，所述第2相位构造形成于所述第2材料的表面。
42.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于使从所述第1光源射出的光束仅通过所述非球面的折射作用而在所述第1光信息记录媒体的信息记录面上形成聚光光斑，使从所述第2光源射出的光束通过所述非球面的折射作用和基于所述第1相位构造的作用，在所述第2光信息记录媒体的信息记录面上形成聚光光斑，使从所述第3光源射出的光束通过所述非球面的折射作用和基于所述第2相位构造的作用，在所述第3光信息记录媒体的信息记录面上形成聚光光斑。
43.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于所述第1相位构造对所述波长为λ1的光束产生n1次的衍射光，对所述波长为λ2的光束产生n2次的衍射光，对所述波长为λ3的光束产生n3次的衍射光，所述第2相位构造对所述波长为λ1的光束产生m1次的衍射光，对所述波长为λ2的光束产生m2次的衍射光，对所述波长为λ3的光束产生m3次的衍射光，其中，n1～n3、m1～m3为自然数，且n1≠n2，n1≠n3，m1≠m2，m1≠m3。
44.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于所述波长λ1为380nm＜λ1＜420nm，所述波长λ2为630nm＜λ2＜680nm，所述波长λ3为760nm＜λ3＜830nm。
45.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于所述第1光信息记录媒体的保护基板厚度t1为0.1mm或0.6mm。
46.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于设置温度补偿元件，用以在使用所述波长为λ2的光束在所述第2光信息记录媒体的信息记录面上进行信息的记录和/或再现时，补偿基于由所述对物光学元件的温度变化引起的折射率变化的球面像差。
47.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于所述对物光学元件由低融点玻璃制成。
48.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于所述对物光学元件由树脂制成。
49.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于所述对物光学元件使树脂层贴合在玻璃制的透镜表面，在所述树脂层的表面上形成所述第1相位构造或所述第2相位构造。
50.根据权利要求48所述的光拾取装置，其特征在于所述树脂使直径小于或等于30nm的粒子分散。
51.根据权利要求50所述的光拾取装置，其特征在于所述对物光学元件满足以下条件|A|＜8×10-5其中，A为由下式表示的值，[式1]A=(n2+2)(n2-1)6n{(-3α)+1[R]∂[R]∂t}]]>α线膨胀系数，[R]分子折射。
52.根据权利要求51所述的光拾取装置，其特征在于所述对物光学元件满足以下条件|A|＜6×10-5。
53.根据权利要求51所述的光拾取装置，其特征在于所述对物光学元件满足以下条件0＜A＜8×10-4。
54.根据权利要求50所述的光拾取装置，其特征在于所述粒子是无机材料。
55.根据权利要求54所述的光拾取装置，其特征在于所述无机材料是氧化物。
56.根据权利要求55所述的光拾取装置，其特征在于所述氧化物为饱和氧化状态。
57.根据权利要求50所述的光拾取装置，其特征在于向所述树脂中添加抗氧化剂。
58.根据权利要求50所述的光拾取装置，其特征在于所述树脂与所述粒子的体积比为9∶1或3∶2。
59.一种光拾取装置的对物光学元件，通过使从第1光源射出的第1波长λ1的第1光束在保护基板厚度为t1的第1光信息记录媒体的信息记录面上形成聚光光斑，来执行信息的再现和/或记录，通过使从第2光源射出的第2波长λ2(λ1＜λ2)的第2光束在保护基板厚度为t2(t1≤t2)的第2光信息记录媒体的信息记录面上形成聚光光斑，来执行信息的再现和/或记录，通过使从第3光源射出的第3波长λ3(λ2＜λ3)的第3光束在保护基板厚度为t3(t2＜t3)的第3光信息记录媒体的信息记录面上形成聚光光斑，来执行信息的再现和/或记录，其特征在于所述对物光学元件是为所述第1至第3光信息记录媒体所共同使用的对物光学元件，是具有第1相位构造和第2相位构造两个相位构造、并且至少一个面为非球面的1组结构的对物光学元件，所述第1光束至所述第3光束中的任一光束的光利用效率小于或等于50％。
60.根据权利要求59所述的对物光学元件，其特征在于所述光利用效率小于或等于50％的光束为所述第3光束，所述第1光束和所述第2光束的光利用效率均大于或等于75％。
61.根据权利要求59所述的对物光学元件，其特征在于所述第1相位构造是重叠型衍射构造，该重叠型衍射构造将包含光轴的截面形状为阶梯状的图案排列成同心圆状，且按每个规定的水平面个数，使段仅被移位对应于该水平面数量的段数的高度，该重叠型衍射构造具有不使所述第1光束与所述第3光束发生衍射、而使所述第2光束发生衍射的衍射作用的波长选择性。
62.根据权利要求61所述的对物光学元件，其特征在于由所述重叠型衍射构造的一个段差而附加于所述第1光束上的光路差为2×λ1。
63.根据权利要求62所述的对物光学元件，其特征在于所述规定的水平面个数为5。
64.根据权利要求59所述的对物光学元件，其特征在于所述第1相位构造是锯齿状衍射构造，在设具有所述第1光束入射到所述锯齿衍射构造时所产生的衍射光中的最大衍射光量的衍射次数为dor1、具有所述第2光束入射到所述锯齿衍射构造时所产生的衍射光中的最大衍射光量的衍射次数为dor2、具有所述第3光束入射到所述锯齿衍射构造时所产生的衍射光中的最大衍射光量的衍射次数为dor3时，在满足下式的同时，所述对物光学元件使所述第1光束的所述dor1次衍射光聚光到所述第1光信息记录媒体的信息记录面上、使所述第2光束的所述dor2次衍射光聚光到所述第2光信息记录媒体的信息记录面上、使所述第3光束的所述dor3次衍射光聚光到所述第3光信息记录媒体的信息记录面上，dor1＞dor2≥dor3，其中，dor1为偶数。
65.根据权利要求64所述的对物光学元件，其特征在于所述衍射次数dor1为2，所述衍射次数dor2为1，所述衍射次数dor3为1。
66.根据权利要求59所述的对物光学元件，其特征在于所述第2相位构造是重叠型衍射构造，该重叠型衍射构造将包含光轴的截面形状为阶梯状的图案排列成同心圆状，且按每个规定的水平面个数，使段仅被移位对应于该水平面数量的段数的高度，该重叠型衍射构造具有不使所述第1光束与所述第2光束发生衍射、而使所述第3光束发生衍射的衍射作用的波长选择性。
67.根据权利要求66所述的对物光学元件，其特征在于由所述重叠型衍射构造的一个段差而附加于所述第1光束上的光路差为5×λ1。
68.根据权利要求67所述的对物光学元件，其特征在于所述规定的水平面个数为2。
69.根据权利要求68所述的对物光学元件，其特征在于在所述第3光束入射到所述重叠型衍射构造的情况下，其光量基本上被分配给两个衍射光，所述对物光学元件使所述两个衍射光中、焦点位置远离所述对物光学元件的一方的衍射光聚光到所述第3光信息记录媒体的信息记录面上。
70.根据权利要求59所述的对物光学元件，其特征在于所述第2相位构造是锯齿状衍射构造，在设具有所述第1光束入射到所述锯齿衍射构造时所产生的衍射光中的最大衍射光量的衍射次数为dor1’、具有所述第2光束入射到所述锯齿衍射构造时所产生的衍射光中的最大衍射光量的衍射次数为dor2’、具有所述第3光束入射到所述锯齿衍射构造时所产生的衍射光中的最大衍射光量的衍射次数为dor3’时，在满足下式的同时，所述对物光学元件使所述第1光束的所述dor1’次衍射光聚光到所述第1光信息记录媒体的信息记录面上，使所述第2光束的所述dor2’次衍射光聚光到所述第2光信息记录媒体的信息记录面上，使所述第3光束的所述dor3’次衍射光聚光到所述第3光信息记录媒体的信息记录面上，dor1’＞dor2’≥dor3’，其中，dor1’为奇数。
71.根据权利要求70所述的对物光学元件，其特征在于所述衍射次数dor1’为3，所述衍射次数dor2’为2，所述衍射次数dor3’为2。
72.根据权利要求59所述的对物光学元件，其特征在于所述第1相位构造形成于光源侧的光学面上，所述第2相位构造形成于光信息记录媒体侧的光学面上。
73.根据权利要求59所述的对物光学元件，其特征在于在设针对所述第1波长的设计倍率为m1、针对所述第2波长的设计倍率为m2、针对所述第3波长的设计倍率为m3时，满足以下条件，m1＝m2＝0-0.15≤m3≤0。
74.根据权利要求59所述的对物光学元件，其特征在于由转变点Tg小于或等于400度的低融点玻璃制成。
75.根据权利要求59所述的对物光学元件，其特征在于由树脂制成。
76.根据权利要求59所述的对物光学元件，其特征在于使树脂层贴合在玻璃制的透镜表面上，在所述树脂层的表面上形成所述第1相位构造或所述第2相位构造。
77.根据权利要求75所述的对物光学元件，其特征在于伴随温度变化的折射率变化率的符号与所述树脂相反，使直径小于或等于30nm的粒子分散到所述树脂中。
全文摘要
提供一种可实现构造简化、低成本化的光拾取装置和对物光学元件，该光拾取装置装载如下对物光学元件，该对物光学元件具有相位构造，可对包含使用蓝紫色激光器光源的高密度光盘和DVD及CD的记录密度不同之3种盘适当地执行信息的记录和/或再现。当在入射BD用的第1光束或DVD用的第2光束之对物光学元件OL中因温度变化产生折射率变化的情况下，通过利用致动器AC2与之对应地使作为温度补偿元件的光束扩展器EXP之透镜L1沿光轴方向移动，可补偿产生的球面像差。
文档编号G11B7/1374GK1767021SQ20051009998
公开日2006年5月3日 申请日期2005年9月12日 优先权日2004年9月15日
发明者木村彻, 新勇一, 池中清乃, 荻原贤治, 野村英司 申请人:柯尼卡美能达精密光学株式会社