专利名称：光拾取装置用对物光学系统、光拾取装置以及光信息记录再生装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对多种光盘的信息的再生以及/或记录为可能的光拾取装置用对物光学系统、光拾取装置以及光信息记录再生装置。
背景技术：
根据以往的技术，能够对记录密度不同的多种光盘进行记录/再生的、具有互换性的光拾取装置已经有所知晓，例如，有使用1个光拾取装置，对DVD(数字通用盘)和CD(小型盘)进行记录/再生的装置。另外，近年来，越来越要求光拾取装置对作为记录密度不同的光盘，使用蓝紫色激光光源的高密度光盘HD(以下，将使用蓝紫色激光光源作为记录/再生用的激光光源的光盘，总称为“高密度光盘”)和以往的DVD、且CD具有互换性。
另外，考虑到激光光源的发光波长的参差，优选在用于高密度光盘HD的波长附近以及用于DVD的波长附近的任何波长区域中色像差为小。尤其是用于高密度光盘HD的光束是蓝紫色区域，因为蓝紫色区域中透镜材料的波长分散较大，所以有必要对色像差进行修正。并且，因为每单位波长的球面像差的变化量以及伴随环境温度变化的球面像差的变化量，是与对物光学系统的数值孔径(NA)的4次方成比例地增大，所以，在如高密度光盘HD的一种规格即蓝光光盘那样的NA0.85的对物光学系统中，上述问题更显得明显。
每单位波长的球面像差的变化量和相对环境温度变化的球面像差的变化量，可以通过付加衍射构造来加以缓和。但是，每单位波长的球面像差的变化量和伴随环境温度变化的球面像差的变化量，因为是权衡关系而不能达到两者齐全，所以，有必要导入其他参量，来减低每单位波长的球面像差的变化量和伴随环境温度变化的球面像差的变化量的总和。
另外，通过减小在高密度光盘HD的放大率和在DVD的放大率的差，达到光拾取装置的简略化。
作为对记录密度不同的多种光盘具有互换性的对物光学系统以及光拾取装置，利用在光学面上形成的衍射构造之技术已经有所公开(参照例如专利文献1)。
专利文献1公开了具有作为相位构造的衍射构造的2组结构的，能够通用于高密度光盘HD和DVD和CD的对物光学系统的有关技术。该2组结构的对物光学系统，通过使光盘侧的聚光元件负担几乎所有的近轴作用，确保了对DVD、CD等保护层厚度大的光盘的工作距离，同时，通过在光源侧的像差修正元件上形成作为相位构造的衍射构造，防止了因衍射构造的段差引起的光线的光食，提高了透过率。
(专利文献1)欧洲专利申请公开第1304689号说明书发明内容发明企图解决的课题专利文献1中记载了在2组结构的对物光学系统中，怎样修正起因于各光盘的保护层厚度而产生的球面像差或起因于各光盘的使用波长不同而产生的球面像差的相位构造的有关内容。但是，除了修正起因于各光盘的保护层厚度而产生的球面像差或起因于各光盘的使用波长不同而产生的球面像差的相位构造以外，还有为了抑制在高密度光盘HD用的蓝紫色波长区域中，相对波长变化的聚光特性变化以及环境温度变化伴随的聚光特性变化的相位构造，且在蓝紫色波长区域中，抑制伴随波长变化以及环境温度变化的聚光特性的变化之最适合的，指定了2个透镜的近轴力之比的2组结构的对物光学系统，其有关内容在专利文献1中却没有记载。
另外，为了使入射到对物光学系统的光束聚光于光盘的信息记录面上，必须要有折射力，所以，对物光学系统用单个透镜构成时光学面的曲率半径不得不大一些，而要在如此曲率大的光学面上设置衍射构造，从透镜的制造观点出发，存在困难之问题。
本发明的课题，是考虑到上述问题，提供一种能够对记录密度不同的多种光盘，在充分修正了球面像差的状态下，进行信息的再生以及/或记录，并且，透镜的制造是容易的光拾取装置用对物光学系统、光拾取装置以及光信息记录再生装置。
本说明书中，将使用蓝紫色半导体激光或蓝紫色SHG激光作为信息记录/再生用光源的光盘，总称为“高密度光盘HD”，由NA0.85的对物光学系统进行信息的记录/再生，保护层的厚度为0.1mm左右规格的光盘(例如蓝光盘)，之外，也包括由NA0.65至0.67的对物光学系统进行信息的记录/再生，保护层的厚度为0.6mm左右规格的光盘(例如HD DVD)。另外，在其信息记录面上具有如此保护层的光盘之外，也包括在信息记录面上具有数～数十nm左右厚度保护层的光盘，或保护层又保护膜的厚度为0的光盘。另外，本说明书中，高密度光盘也包括使用蓝紫色半导体激光或蓝紫色SHG激光作为信息记录/再生用光源的光磁盘。
另外，本说明书中，DVD是DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等DVD系列光盘的总称，CD是CD-ROM、CD-Audio、CD-Video、CD-R、CD-RW等CD系列光盘的总称。
另外，本说明书中，“对物光学系统”是指在光拾取装置中，由配置在对着光盘位置的，具有将从光源射出的波长相互不同的光束分别聚光于记录密度相互不同的光盘的信息记录面上之功能的聚光元件和与该聚光元件成一体的，通过传动装置驱动进行追踪以及对焦的光学元件构成的透镜组。
另外，本说明书中的数值孔径是指由光盘规格规定的数值孔径，或能够得到为了对光盘进行信息的记录以及/或再生所必须的光斑的，具有衍射限度性能的对物光学系统的像侧数值孔径。
为了解决上述课题，本发明中的光拾取装置用对物光学系统具有以下的结构。
一种使用从第1光源射出的波长λ1的第1光束，对具有厚度t1保护层的第1光盘进行信息的再生以及/或记录，使用从第2光源射出的波长λ2(λ2＞λ1)的第2光束，对具有厚度t2(t2≥t1)保护层的第2光盘进行信息的再生以及/或记录之光拾取装置用对物光学系统，其中，所述对物光学系统至少由至少具有第1相位差构造和第2相位差构造的像差修正元件和，具有使从该像差修正元件射出的所述第1光束聚光于所述第1光盘的信息记录面上，使从该像差修正元件射出的所述第2光束聚光于所述第2光盘的信息记录面上之功能的聚光元件之2个光学元件构成，所述第2相位构造具有抑制所述第1光束的波长变化所伴随的所述对物光学系统的聚光特性的变化以及/或环境温度变化所伴随的所述对物光学系统的聚光特性的变化之功能。
附图的简单说明
图1衍射构造的一个例子的侧面示意图(a)、(b)。
图2衍射构造的一个例子的侧面示意图(a)、(b)。
图3衍射构造的一个例子的侧面示意图(a)、(b)。
图4衍射构造以及光程差付与构造的一个例子的侧面示意图(a)、(b)。
图5光拾取装置之结构的主要部分平面示意图。
图6对物光学系统之结构的主要部分平面示意图。
图7环境温度上升30度时的波阵面像差图。
实施发明的最佳形态首先，对解决本发明上述课题的优选实施形态进行说明。
第1项记载的结构，是使用从第1光源射出的波长λ1的第1光束，对具有厚度t1保护层的第1光盘进行信息的再生以及/或记录，使用从第2光源射出的波长λ2(λ2＞λ1)的第2光束，对具有厚度t2(t2≥t1)保护层的第2光盘进行信息的再生以及/或记录之光拾取装置用对物光学系统，其中，其特征在于，所述对物光学系统由具有第1相位差构造和第2相位差构造之至少2个相位构造的像差修正元件和；具有使从该像差修正元件射出的所述第1光束聚光于所述第1光盘的信息记录面上，使从该像差修正元件射出的所述第2光束聚光于所述第2光盘的信息记录面上功能的聚光元件之至少2个光学元件构成；当以所述像差修正元件对所述第1光束的近轴力为P1(mm-1)，所述聚光元件对所述第1光束的近轴力为P2(mm-1)，以对所述第1光盘进行信息的再生以及/或记录之际，所述对物光学系统的放大率为m1，对所述第2光盘进行信息的再生以及/或记录之际，所述对物光学系统的放大率为m2时，满足以下(1)式以及(2)式-0.05≤P1/P2≤0.30 (1)0≤||m1|-|m2||≤0.05(2)。
在此，若以像差修正元件对第1光束的焦点距离为f1(mm)，聚光元件对第1光束的焦点距离为f2(mm)，则所述近轴力P1和所述近轴力P2由下式定义P1＝1/f1P2＝1/f2。
第2项记载的结构，是第1项中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，其特征在于，所述第1相位构造修正由于所述t1与所述t2的差而产生的球面像差，所述第2相位构造具有抑制所述第1光束的波长变化所伴随的所述对物光学系统的聚光特性的变化以及/或环境温度变化所伴随的所述对物光学系统的聚光特性的变化之功能。
第3项记载的结构，是第1项中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，其特征在于，所述第1相位构造修正由于入射到该第1相位构造的所述第1光束与所述第2光束的波长差而产生的球面像差；所述第2相位构造具有抑制所述第1光束的波长变化所伴随的所述对物光学系统的聚光特性的变化以及/或环境温度变化所伴随的所述对物光学系统的聚光特性的变化之功能。
如第1项记载的结构那样，用具有第1相位构造和第2相位构造的至少2个相位构造的像差修正元件和，聚光元件的至少2个光学元件来构成对物光学系统，通过将这些像差修正元件以及聚光元件的近轴力或对物光学系统的放大率设定为使满足上述(1)式以及(2)式，则能够得到对记录密度不同的多种光盘，能够在充分修正了球面像差的状态下，进行信息的再生以及/或记录的对物光学系统。
例如，在使用保护层厚度为0.1mm左右规格的光盘(例如，蓝光光盘)作为第1光盘的场合，如第2项记载的那样，能够用第1相位构造修正由于t1和t2的差而产生的球面像差；用第2相位构造抑制所述第1光束的波长变化所伴随的所述对物光学系统的聚光特性的变化以及/或环境温度变化所伴随的所述对物光学系统的聚光特性的变化。
又例如，在使用保护层厚度为0.6mm左右规格的光盘(例如，HD DVD)作为第1光盘的场合，如第3项记载的那样，能够用第1相位构造修正由于入射到该第1相位构造的所述第1光束与所述第2光束的波长差而产生的球面像差；用第2相位构造抑制所述第1光束的波长变化所伴随的所述对物光学系统的聚光特性的变化以及/或环境温度变化所伴随的所述对物光学系统的聚光特性的变化。
另外，因为使配置在光盘侧的聚光元件集中持有对入射光束的折射力，所以，能够充分确保对DVD的工作距离。
另外，因为像差修正元件的入射面以及出射面的曲率变小，略成平行状，所以，能够抑制由于形成在入射面以及出射面的第1相位构造以及第2相位构造的段差部分，其光路被遮断而对形成聚光斑点不起作用的光束的比例，这样能够防止透过率的低下，且与在曲率大的光学面上设置相位构造的场合相比较，透镜的制造成为容易。
第4项记载的结构，是第2或第3项中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，其特征在于，
所述第1相位构造以及所述第2相位构造是在配列了多个同心圆状环带的同时，所述各环带由不连续的光轴方向的段差分割为阶梯状，实质上不给与所述第1光束相位差，实质上给与所述第2光束相位差之波长选择型衍射构造和；由光轴方向的段差分割的同心圆状的多个环带构成的光程差付与构造和；是配列了同心圆状的多个环带的构造，在以所述第1光束入射之际发生的衍射光中，具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为n1，所述第2光束入射之际发生的衍射光中，具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为n2时，满足n1＞n2的异次衍射构造之中的任何一个。
上述第1相位构造以及第2相位构造如第4项中记载的那样，可以是波长选择型衍射构造、光程差付与构造、以及异次衍射构造的任何一个。
本说明书中记载的“波长选择型衍射构造”如图3模拟所示，是配列了同心圆状的多个环带的同时，所述各环带由不连续的光轴方向的段差分割为阶梯状的构造(以下称为“波长选择型衍射构造HOE”)，通过适宜地设定波长选择型衍射构造HOE的段差量d和段差数N，例如，对波长λ1的第1光束不付与相位差，是不使其衍射地就此透过，对波长λ2的第2光束通过付与相位差，使其衍射的衍射构造。
本说明书中记载的“光程差付与构造”如图4模拟所示，是由由光轴方向的段差分割的同心圆状的多个环带105构成(以下称为“光程差付与构造NPS”)。段差104的方向可以是在有效径内中途变化的截面形状。光程差付与构造NPS的段差设计为在一定的温度以及设定的波长时，在邻接的环带间发生入射光束波长整数倍的光程差，段差d满足以下数3。
d＝5k·λ1/(N1-1)＝3k·λ2/(N2-1) (数3)其中，λ1为用于高密度光盘HD的波长区域中的波长，λ2为用于DVD的波长区域中的波长。另外，N1为像差修正元件对波长λ1的折射率，N2为像差修正元件对波长λ2的折射率，k为自然树。
本说明书中记载的“异次衍射构造”如图1模拟所示，是配列了同心圆状的多个环带100的构造(以下称为“异次衍射构造DOE”)。另外，可以是如图2模拟所示，段差101的方向是在有效径内为相同的多个环带102构成的、含光轴的截面形状为阶梯形状的构造，也可以是如图4模拟所示，段差104的方向是在有效径内中途变化的多个环带105构成的、含光轴的截面形状为阶梯形状的构造。在以所述第1光束入射之际发生的衍射光中，具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为n1，所述第2光束入射之际发生的衍射光中，具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为n2时，满足n1＞n2地设定了衍射构造的段差d。作为具体的衍射次数n1、n2的组合，优选(n1、n2)＝(2、1)、(3、2)、(5、3)、(8、5)、(10、6)的任何一个，通过选择该组合，能够维持各光盘波长的高衍射效率。
图1至图4模拟显示了将各相位构造形成在平面上的情况，但是，也可以将各相位构造形成在球面或非球面上。
第5项记载的结构，是第4项中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，其特征在于，所述像差修正元件是塑料透镜，所述聚光元件是玻璃透镜，所述P1和所述P2满足以下(3)式。
-0.05≤P1/P2≤0.05 (3)第6项记载的结构，是第5项中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，其特征在于，所述聚光元件在所述第1光束的波长λ1中的折射率在1.6及以上。
第7项记载的结构，是第4项中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，其特征在于，所述像差修正元件和所述聚光元件都是塑料透镜，所述P1和所述P2满足以下(4)式。
0.03≤P1/P2≤0.03(4)第8项记载的结构，是第7项中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，其特征在于，
当所述第1相位构造是所述异次衍射构造，所述第2相位构造是所述光程差付与构造时，所述P1和所述P2满足以下(5)式。
0.08≤P1/P2≤0.10(5)第9项记载的结构，是第7项中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，其特征在于，当所述第1相位构造是所述异次衍射构造，所述第2相位构造是所述异次衍射构造时，所述P1和所述P2满足以下(6)式。
0.07≤P1/P2≤0.10(6)第10项记载的结构，是第7项中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，其特征在于，当所述第1相位构造是所述波长选择型衍射构造，所述第2相位构造是所述光程差付与构造时，所述P1和所述P2满足以下(7)式。
0.07≤P1/P2≤0.10(7)第11项记载的结构，是第7项中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，其特征在于，当所述第1相位构造是所述波长选择型衍射构造，所述第2相位构造是所述异次衍射构造时，所述P1和所述P2满足以下(8)式。
0.08≤P1/P2≤0.10(8)第12项记载的发明，是第1至第11项中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，其特征在于，所述像差修正元件和所述聚光元件被一体化。
第13项记载的发明，其特征在于，装载了第1至第12项的任何一项中记载的光拾取装置用对物光学系统。
第14项记载的发明，其特征在于，装载了第13项中记载的光拾取装置。
根据本发明，能够在充分修正了球面像差的状态下，对记录密度不同的多种光盘进行信息的再生以及/或记录，并且，能够得到一种透镜制造容易化的光拾取装置用对物光学系统、光拾取装置以及光信息记录再生装置。
参照附图，对实施本发明的最佳形态进行说明。
图5是能够对高密度光盘进行确切的信息记录/再生的光拾取装置的结构概略示意图。
高密度光盘HD的光学规格为波长λ1＝407nm，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＝660nm，保护层PL2的厚度t2＝0.6mm，数值孔径NA2＝0.65。其中，保护层的厚度以及数值孔径的组合不限于此。
光拾取装置PU由对高密度光盘HD进行信息的记录/再生时发光的、射出波长λ1的激光光束的蓝紫色激光LD1；对DVD进行信息的再生/记录时发光的、射出波长λ2的激光光束的红色半导体激光LD2；接受来自于高密度光盘HD的信息记录面RL1的反射光和来自于DVD的信息记录面RL2的反射光之高密度光盘HD/DVD通用的光检出器PD；用来将从蓝紫色半导体激光LD1射出的激光光束的截面形状，由椭圆形整形为圆形的光整形元件BSH；第1分光器BS1；第2分光器BS2；由像差修正元件L1和具有将激光光束聚光于信息记录面RL1、RL2上之功能的两面为非球面的聚光元件L2构成的对物光学系统OBJ；2轴传动装置AC；与高密度光盘HD的数值孔径NA1对应的光圈STO；准直透镜COL；传感透镜SEN构成。并且，作为高密度光盘HD用光源，除了上述蓝紫色半导体激光LD1以外，也可以使用蓝紫色SHG激光。
光拾取装置PU，其中，对高密度光盘HD进行信息的记录/再生时，其光学径路如图5中用实线绘出的那样，使蓝色半导体激光LD1发光。从蓝色半导体激光LD1射出的发散光束，在穿过光束整形元件BSH之际，其截面形状由椭圆形被整形为圆形，穿过第1分光器BS1、第2分光器BS2，经过准直透镜COL被变成略平行光束后，通过光圈STO，光束径被规制，由对物光学系统OBJ介过高密度光盘HD的保护层PL1，在信息记录面RL1上形成斑点。对物光学系统OBJ通过配置在其周围的2轴转动装置进行聚焦或追踪移动。在信息记录面RL1由信息槽被变调的反射光束，再次穿过对物光学系统OBJ、光圈STO、准直透镜COL之后，在第2分光器BS2被分岐，通过经过传感透镜SEN被付与像散，聚光于光检出器PD。然后，利用光检出器PD的输出信号，能够读取高密度光盘HD中记录着的信息。
光拾取装置PU，其中，对DVD进行信息的记录/再生时，其光学径路如图5中用虚线绘出的那样，使红色半导体激光LD2发光。从红色半导体激光LD2射出的发散光束，穿过第1分光器BS1、第2分光器BS2，经过准直透镜COL被变成略平行光束后，由对物光学系统OBJ介过高密度光盘HD的保护层PL2在信息记录面RL2上形成斑点。对物光学系统OBJ通过配置在其周围的2轴转动装置进行聚焦或追踪移动。在信息记录面RL2由信息槽被变调的反射光束，再次穿过对物光学系统OBJ、光圈STO、准直透镜COL之后，在第2分光器BS2被分岐，通过经过传感透镜SEN被付与像散，聚光于光检出器PD。然后，利用光检出器PD的输出信号，能够读取高密度光盘HD中记录着的信息。
接下去，就有关对物光学系统OBJ的结构进行说明。如上所述，对物光学系统OBJ由像差修正元件L1；具有将从像差修正元件L1射出的第1光束聚光于高密度光盘HD的信息记录面RL1上，将从像差修正元件L1射出的第2光束聚光于DVD的信息记录面RL2上之功能的聚光元件L2构成。像差修正元件L1和聚光元件L2经接合部件B被一体化。
而且，如图6所示，像差修正元件L1和聚光元件L2可以分别是在其光学功能区域()的周边部，设有与光学功能区域为一体化的凸缘部FL1和FL2，将该凸缘部FL1、FL2相互接合，形成一体化。
像差修正元件L1的半导体激光光源侧的光学面S1(入射面)上形成有第1相位构造，光盘侧的光学面S2(射出面)上形成有第2相位构造。
具体的是，如图3所示，形成了在配列了多个同心圆状环带的同时，各环带由不连续的光轴方向的段差分割成阶梯状的波长选择型衍射构造HOE作为第1相位构造。
波长选择型衍射构造HOE，其中，各环带内形成的阶梯构造的深度d(μm)，被设定为由d＝2λ1/(N1-1)算出的数值，各环带通过4个段差被5分割。其中，λ1是用微米单位所表示的从蓝紫色半导体激光LD1射出的激光光束的波长(这里，λ1＝0.407μm)，N1是对波长λ1的折射率。
对于光轴方向的深度d被设定为这样的阶梯构造，当波长λ1的激光光束入射时，邻接的阶梯构造之间产生2×λ1(μm)的光程差，因为波长λ1的激光光束实质上是不被付与相位差，所以是不被衍射地就此透过。
另外，当来自于红色半导体激光LD2的波长λ2(这里，λ2＝0.660μm)的激光光束入射时，因由于各段差而产生δ＝2×0.407×(1.50635-1)/(1.52439-1))＝0.126μm的光程差，所以，被5分割的各环带的始点和终点则产生0.126μm×5＝0.630μm1×660nm，即波长λ2的1波长份的光程差。邻接的环带的波面，分别相差1波长份重叠，所以，波长λ2的激光是向+1次方向衍射。
在此，对于波长λ1的第1光束与保护层PL1的厚度t1＝0.1mm的组合，使波阵面像差为最小地设计像差修正元件L1以及聚光元件L2的话，此时，由于保护层PL1与保护层PL2的厚度差，穿过对物光学系统OBJ的第2光束的球面像差成为修正过剩方向。
在此，通过将波长选择型衍射构造HOE的各环带的宽设定为当第2光束入射时，对由于衍射作用的+1次衍射光附加修正不足方向的球面像差，这样，由于波长选择型衍射构造HOE的球面像差的附加量和由于保护层PL1和保护层PL2的厚度差而产生的修正过剩方向的球面像差相互抵消，使第2光束在DVD的信息记录面RL2上形成良好的斑点。
另外，如图1所示，形成了配列以光轴为中心的多个同心圆状的环带之构造，含光轴的截面形状为锯齿形状的异次衍射构造DOE作为第2相位构造。
至于异次衍射构造DOE，其衍射构造的段差设定为，当以第1光束入射之际产生的衍射光中，具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为n1，第2光束入射之际产生的衍射光中，具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为n2时，满足n1＞n2。
对于这样的异次衍射构造，当第1光束在比波长λ1若干长一些的状态下入射时，能够使球面像差向修正不足方向变化，而第1光束在比波长λ1若干短一些的状态下入射时，能够使球面像差向修正过剩方向变化，能够使异次衍射构造DOE持带球面像差的波长依存性。由此，能够抵消入射波长变化而伴随发生的球面像差变化，抑制对物光学系统OBJ的聚光特性的变化。
并且，利用异次衍射构造DOE的球面像差的波长依存性，也能够使持带抑制环境温度变化所伴随的构成对物光学系统OBJ的各透镜的折射率变化所引起的该当对物光学系统OBJ的聚光特性的变化之功能。
另外，当以像差修正元件L1对第1光束的近轴力为P1(mm-1)，聚光元件L2对第1光束的近轴力为P2(mm-1)，对高密度光盘HD进行信息再生以及/或记录之际的对物光学系统OBJ的放大率为m1，对DVD进行信息的再生以及/或记录之际的对物光学系统OBJ的放大率为m2时，使满足以下(1)式以及(2)式地设计像差修正元件L1以及聚光元件L2。
-0.05≤P1/P2≤0.30 (1)0≤||m1|-|m2||≤0.05 (2)这样，通过使配置在光盘侧的聚光元件L2集中持带对入射光束的折射力，能够充分确保对DVD的工作距离，另外，能够使像差修正元件L1与聚光元件L2的组装配置时的精度减弱。
另外，因为像差修正元件L1的入射面以及出射面的曲率变小，略成平行状，所以，能够抑制由于形成在入射面以及出射面的第1相位构造以及第2相位构造的段差部分，其光路被遮断而对形成聚光斑点不起作用的光束的比例，这样能够防止透过率的低下，且与在曲率大的光学面上设置相位构造的场合相比较，透镜的制造成为容易。
另外，通过减小高密度光盘HD的放大率与DVD的放大率的差，能够简略光拾取装置的结构，使追踪移动的控制容易化。并且，通过使在各光盘的放大率为0，因为能够抑制对物光学系统OBJ由于位移而产生的彗形像差，所以，能够得到良好的追踪移动特性。
并且，本实施形态中，作为相位构造，是采用了波长选择型衍射构造HOE和异次衍射构造DOE，但不限于此，也可以采用如图4所示的，由由光轴方向的段差分割成的多个同心圆状的环带构成的光程差付与构造NPS或异次衍射构造DOE。另外，作为第1相位构造和第2相位构造的组合，也不限于本实施形态中所示，可以将波长选择型衍射构造HOE、异次衍射构造DOE以及光程差付与构造NPS中的任何2个相位构造进行组合，或将任何1个相位构造用作第1相位构造和第2相位构造双方。
另外，使光拾取装置持带对保护层PL1的厚度t1＝0.6mm的高密度光盘HD和DVD的互换性的情况，如上所述，因为没有必要利用第1相位构造来修正由于保护层PL1与保护层PL2的厚度差而产生的球面像差，所以，此时，可以将第1相位构造作为是为了修正第1光束与第2光束的波长差而产生的球面像差的构造。
而且，以像差修正元件L1是塑料透镜，聚光元件L2是玻璃透镜时，优选所述P1和所述P2满足以下(3)式地进行设计。
-0.05≤P1/P2≤0.05 (3)并且，图示省略了，通过装载上述实施形态所示光拾取装置、保持光盘旋转自在的旋转驱动装置、控制这些各种装置驱动的控制装置，能够得到在对光盘的光信息的记录以及光盘中记录的信息的再生之中，至少能够实行一个的光信息记录再生装置。
实施例1接下去，对所述对物光学系统OBJ的实施例进行说明。
并且，以下实施例1～9的对物光学系统OBJ，其中，实施例1～8的对物光学系统中的像差修正元件L1和聚光元件L2都是塑料透镜，而实施例9的对物光学系统中的像差修正元件L1是塑料透镜，聚光元件L2是玻璃透镜。
表1是实施例1中的对物光学系统的透镜数据。
以下的表1～表9，其中，NA1、NA2表示数值孔径，f1、f2表示焦点距离(mm)，λ1、λ2表示设计波长，m1、m2表示放大率，t1、t2表示保护层厚度(mm)，OBJ表示物点(半导体激光光源的发光点)，STO表示光圈，r表示曲率半径(mm)，d1、d2表示面间隔(mm)，Nλ1、Nλ2表示对设计波长的折射率，νd表示对d线(587.6nm)的阿贝数，n1、n2表示记录/再生用光的衍射次数，λB表示衍射构造的制造波长(nm)。
表1-1对物光学系统的光学规格HDNA1＝0.85，f1＝1.762mm，λ1＝407nm，m1＝0，t1＝0.1mmDVDNA2＝0.65，f2＝1.839mm，λ2＝660nm，m2＝0，t2＝0.6mm近轴数据
第1面以及第2面的近轴曲率半径，非球面系数，衍射次数，制造波长，光程差函数系数
表1-2第3面以及第4面的非球面系数
表1中，10的乘方数(例如，4.1672×10-3)用E(例如，4.1672E-3)来表示。
像差修正元件的入射面(第1面)呈被分割为离光轴的高度h在0.00mm≤h＜1.190mm范围内的第1区域AREA1和1.190≤h范围内的第2区域AREA2的非球面形状，在第1区域AREA1形成了波长选择型衍射构造作为第1相位构造。
像差修正元件的射出面(第2面)呈非球面形状，形成了异次衍射构造作为第2相位构造。
另外，聚光元件的入射面(第3面)以及射出面(第4面)都是没有形成相位构造的非球面形状。
像差修正元件的入射面(第1面)以及射出面(第2面)，聚光元件的入射面(第3面)以及射出面(第4面)的非球面，是分别将表1所示系数代入数1式，由数式规定的对光轴为轴对称。
数1X(h)=(h2/r)1+1-(1+κ)(h/r)2+Σi=09A2ih2i]]>其中，X(h)是从与面的顶点相接的平面起的变化量(mm)，h为在光轴垂直方向的高度(mm)，r为曲率半径，κ为圆锥系数，A2i为非球面系数。
另外，第1相位构造以及第2相位构造，用由该构造附加在透过的波面上的光程差来表示。这个光程差，当以光轴垂直方向的高度为h(mm)，光程差系数为C2i，入射光的衍射光中具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为n，入射到相位构造的光束波长为λ(nm)，相位构造的制造波长为λB(nm)时，将表1所示系数代入以下数2式，由定义的光程差函数b(mm)来表示。
数2Φb=n×(λ/λB)×Σj=0C2jh2j]]>另外，像差修正元件对第1光束的近轴力P1(mm-1)和聚光元件对第1光束的近轴力P2(mm-1)的比P1/P2为0.08。
另外，异次衍射构造其段差的深度被设定为对波长λ1是+5次衍射光的衍射效率，对波长λ2是+3次衍射光的衍射效率分别为最大。
本实施例的对物光学系统，其中，可以知道，当模干扰(modehopping)引起的蓝紫色半导体激光的波长变化量为1nm时为0.036λRMS，良好地修正了模干扰(mode hopping)引起的不聚焦成分的变化。
另外，当第1光束的波长λ1增加5nm、第2光束的波长λ2增加20nm时，对应于各波长的波阵面像差的RMS值(9次以下的球面像差成分的总和)分别为-0.027λRMS、-0.036λRMS。并且，当环境温度上升30℃时，对应于第1光束以及第2光束的波阵面像差的RMS值(9次以下的球面像差成分的总和)分别为0.028λRMS、-0.025λRMS。
根据上述，可以知道，本实施例的对物光学系统，对高密度光盘HD和DVD分别具有良好的性能。
实施例2表2是实施例2中的对物光学系统的透镜数据。
表2-1(对物光学系统的光学规格)HDNA1＝0.85，f1＝1.765mm，λ1＝405nm，m1＝0，t1＝0.1mmDVDNA2＝0.65，f2＝1.821mm，λ2＝655nm，m2＝0，t2＝0.6mm近轴数据
第1面以及第2面的近轴曲率半径，非球面系数，衍射次数，制造波长，光程差函数系数
表2-2第3面的非球面系数
像差修正元件的入射面(第1面)呈被分割为离光轴的高度h在0.00mm≤h＜1.20mm范围内的第1区域AREA1和1.20≤h范围内的第2区域AREA2的非球面形状，在第1区域AREA1形成了波长选择型衍射构造作为第1相位构造。
像差修正元件的射出面(第2面)呈非球面形状，形成了异次衍射构造作为第2相位构造。
另外，聚光元件的入射面(第3面)是没有形成相位构造的非球面形状，射出面(第4面)是没有形成相位构造的对光轴垂直的平面形状。
像差修正元件的入射面(第1面)以及射出面(第2面)，聚光元件的入射面(第3面)的非球面，是分别将表2所示系数代入上记数1式，由数式规定的对光轴为轴对称。
另外，第1相位构造以及第2相位构造，用由该构造附加在透过的波面上的光程差来表示。这个光程差，是将表2所示系数代入以上记数2式，由定义的光程差函数b(mm)来表示。
另外，像差修正元件对第1光束的近轴力P1(mm-1)和聚光元件对第1光束的近轴力P2(mm-1)的比P1/P2为0.27。
另外，异次衍射构造其段差的深度被设定为对波长λ1是+5次衍射光的衍射效率，对波长λ2是+3次衍射光的衍射效率分别为最大。
本实施例的对物光学系统，其中，可以知道，当模干扰(modehopping)引起的蓝紫色半导体激光的波长变化量为1nm时为0.065λRMS，良好地修正了模干扰(mode hopping)引起的不聚焦成分的变化。
另外，当第1光束的波长λ1增加5nm、第2光束的波长λ2增加20nm时，对应于各波长的波阵面像差的RMS值(9次以下的球面像差成分的总和)分别为-0.011λRMS、-0.021λRMS。并且，当环境温度上升30℃时，对应于第1光束以及第2光束的波阵面像差的RMS值(9次以下的球面像差成分的总和)分别为0.018λRMS、-0.020λRMS。
根据上述，可以知道，本实施例的对物光学系统，对高密度光盘HD和DVD分别具有良好的性能。
实施例3
表3是实施例3中的对物光学系统的透镜数据。
表3-1对物光学系统的光学规格HDNA1＝0.85，f1＝2.035mm，λ1＝405nm，m1＝0，t1＝0.1mmDVDNA2＝0.63，f2＝2.126mm，λ2＝655nm，m2＝0，t2＝0.6mm近轴数据
第1面的近轴曲率半径，非球面系数，衍射次数，制造波长，光程差函数系数
表3-2第2面、第3面以及第4面的非球面系数
第2面光程差付与构造
像差修正元件的入射面(第1面)呈被分割为离光轴的高度h在0.00mm≤h＜1.35mm范围内的第1区域AREA1和1.35≤h范围内的第2区域AREA2的非球面形状，在第1区域AREA1以及第2区域AREA2形成了异次衍射构造作为第1相位构造。
像差修正元件的射出面(第2面)，是在非球面形状上附加段差，形成了光程差付与构造作为第2相位构造。
另外，聚光元件的入射面(第3面)以及射出面(第4面)都是没有形成相位构造的非球面形状。
像差修正元件的入射面(第1面)以及射出面(第2面)，聚光元件的入射面(第3面)以及射出面(第4面)的非球面，是分别将表3所示系数代入上记数1式，由数式规定的对光轴为轴对称。
另外，第1相位构造，用由该构造附加在透过的波面上的光程差来表示。这个光程差，是将表3所示系数代入以上记数2式，由定义的光程差函数b(mm)来表示。
另外，像差修正元件对第1光束的近轴力P1(mm-1)和聚光元件对第1光束的近轴力P2(mm-1)的比P1/P2为0.10。
另外，第1区域AREA1的异次衍射构造，其段差的深度被设定为对第1光束波长λ1是+2次衍射光的衍射效率，对第2光束波长λ2是+1次衍射光的衍射效率分别为最大。另外，第2区域AREA2的段差的深度被设定为对波长λ1是+2次衍射光的衍射效率为最大。
另外，附加在第2面上的作为第2相位构造的光程差付与构造，其各段差被设定为对于波长λ1以及λ2满足上记数3式，是实质上不付与相位差的深度。表中的i表示光程差付与构造的各环带的编号，以含光轴的环带i＝1，其外侧(远离光轴的方向)邻接的环带为i＝2，更外侧邻接的环带i＝3，...。即本实施例是形成了7根环带。另外，HiS、HiL分别表示各环带的始点高度以及终点高度。Mi1d表示各环带相对第1环带(i＝1)的在光轴方向的变移量，其符号以相对第1环带来说是朝激光光源侧变移时为“-”，相对第1环带来说是朝光盘侧变移时为“+”。ki1表示第1光束波长λ1的情况，相对穿过第1环带的波面的相位来说，穿过第i环带的波面的相位，为几个λ不同，ki2表示第2光束波长λ1的情况，相对穿过第1环带的波面的相位来说，穿过第i环带的波面的相位，为几个λ不同，其符号以相对穿过第1环带的波面来说，相位落后时为“-”，相对穿过第1环带的波面来说，相位领先时为“+”。
图7出示了本实施例中当温度上升30℃时的波阵面像差。图7中，出示了只有异次衍射构造时的波阵面像差，只有光程差付与构造时的波阵面像差，以及有异次衍射构造与光程差付与构造两个构造时的波阵面像差。根据图7可以知道，通过付与光程差付与构造，良好地抵消了异次衍射构造的球面像差特性。
本实施例的对物光学系统，其中，可以知道，当模干扰(modehopping)引起的蓝紫色半导体激光的波长变化量为1nm时为0.032λRMS，良好地修正了模干扰(mode hopping)引起的不聚焦成分的变化。
另外，当第1光束的波长λ1增加5nm、第2光束的波长λ2增加20nm时，对应于各波长的波阵面像差的RMS值(9次以下的球面像差成分的总和)分别为-0.031λRMS、-0.068λRMS。并且，当环境温度上升30℃时，对应于第1光束以及第2光束的波阵面像差的RMS值(9次以下的球面像差成分的总和)分别为0.043λRMS、-0.027λRMS。
根据上述，可以知道，本实施例的对物光学系统，对高密度光盘HD和DVD分别具有良好的性能。
实施例4表4是实施例4中的对物光学系统的透镜数据。
表4-1对物光学系统的光学规格HDNA1＝0.85，f1＝1.762mm，λ1＝407nm，m1＝0，t1＝0.1mmDVDNA2＝0.65，f2＝1.827mm，λ2＝655nm，m2＝0，t2＝0.6mm近轴数据
第1面以及第2面的近轴曲率半径，非球面系数，衍射次数，制造波长，光程差函数系数
表4-2第3面以及第4面的非球面系数
像差修正元件的入射面(第1面)呈被分割为离光轴的高度h在0.00mm≤h＜1.20mm范围内的第1区域AREA1和1.20≤h范围内的第2区域AREA2的非球面形状，在第1区域AREA1以及第2区域AREA2形成了异次衍射构造作为第1相位构造。
像差修正元件的射出面(第2面)呈被分割为离光轴的高度h在0.00mm≤h＜1.20mm范围内的第3区域AREA3和1.20≤h范围内的第4区域AREA4的非球面形状，在第3区域AREA3以及第4区域AREA4形成了异次衍射构造作为第2相位构造。
另外，聚光元件的入射面(第3面)以及射出面(第4面)都是没有形成相位构造的非球面形状。
像差修正元件的入射面(第1面)以及射出面(第2面)，聚光元件的入射面(第3面)以及射出面(第4面)的非球面，是分别将表4所示系数代入上记数1式，由数式规定的对光轴为轴对称。
另外，第1相位构造以及第2相位构造，用由该构造附加在透过的波面上的光程差来表示。这个光程差，是将表4所示系数代入以上记数2式，由定义的光程差函数b(mm)来表示。
另外，像差修正元件对第1光束的近轴力P1(mm-1)和聚光元件对第1光束的近轴力P2(mm-1)的比P1/P2为0.00。
另外，第1区域AREA1的异次衍射构造，其段差的深度被设定为对波长λ1是+2次衍射光的衍射效率，对波长λ2是+1次衍射光的衍射效率分别为最大，第3区域AREA3的异次衍射构造，其段差的深度被设定为对波长λ1是+5次衍射光的衍射效率，对波长λ2是+3次衍射光的衍射效率分别为最大。另外，第2区域AREA2的段差深度被设定为对波长λ1是+2次衍射光的衍射效率为最大，第4区域AREA4的段差深度被设定为对波长λ1是+5次衍射光的衍射效率为最大。
本实施例的对物光学系统，其中，可以知道，当模干扰(modehopping)引起的蓝紫色半导体激光的波长变化量为1nm时为0.084λRMS，良好地修正了模干扰(mode hopping)引起的不聚焦成分的变化。
另外，当第1光束的波长λ1增加5nm、第2光束的波长λ2增加20nm时，对应于各波长的波阵面像差的RMS值(9次以下的球面像差成分的总和)分别为-0.046λRMS、-0.021λRMS。并且，当环境温度上升30℃时，对应于第1光束以及第2光束的波阵面像差的RMS值(9次以下的球面像差成分的总和)分别为0.049λRMS、0.010λRMS。
根据上述，可以知道，本实施例的对物光学系统，对高密度光盘HD和DVD分别具有良好的性能。
实施例5表5是实施例5中的对物光学系统的透镜数据。
表5-1对物光学系统的光学规格HDNA1＝0.85，f1＝1.765mm，λ1＝407nm，m1＝0，t1＝0.1mmDVDNA2＝0.65，f2＝1.842mm，λ2＝660nm，m2＝0，t2＝0.6mm近轴数据
第1面以及第2面的近轴曲率半径，非球面系数，衍射次数，制造波长，光程差函数系数
表5-2第3面以及第4面的非球面系数
像差修正元件的入射面(第1面)呈被分割为离光轴的高度h在0.00mm≤h＜1.192mm范围内的第1区域AREA1和1.192≤h范围内的第2区域AREA2的非球面形状，在第1区域AREA1以及第2区域AREA2形成了异次衍射构造作为第1相位构造。
像差修正元件的射出面(第2面)呈被分割为离光轴的高度h在0.00mm≤h＜1.192mm范围内的第3区域AREA3和1.192≤h范围内的第4区域AREA4的非球面形状，在第3区域AREA3以及第4区域AREA4形成了异次衍射构造作为第2相位构造。
另外，聚光元件的入射面(第3面)以及射出面(第4面)都是没有形成相位构造的非球面形状。
像差修正元件的入射面(第1面)以及射出面(第2面)，聚光元件的入射面(第3面)以及射出面(第4面)的非球面，是分别将表5所示系数代入上记数1式，由数式规定的对光轴为轴对称。
另外，第1相位构造以及第2相位构造，用由该构造附加在透过的波面上的光程差来表示。这个光程差，是将表5所示系数代入以上记数2式，由定义的光程差函数b(mm)来表示。
另外，像差修正元件对第1光束的近轴力P1(mm-1)和聚光元件对第1光束的近轴力P2(mm-1)的比P1/P2为0.07。
另外，第1区域AREA1的异次衍射构造，其段差的深度被设定为对波长λ1是+2次衍射光的衍射效率，对波长λ2是+1次衍射光的衍射效率分别为最大，第3区域AREA3的异次衍射构造，其段差的深度被设定为对波长λ1是+5次衍射光的衍射效率，对波长λ2是+3次衍射光的衍射效率分别为最大。另外，第2区域AREA2的段差深度被设定为对波长λ1是+2次衍射光的衍射效率为最大，第4区域AREA4的段差深度被设定为对波长λ1是+2次衍射光的衍射效率为最大。
本实施例的对物光学系统，其中，可以知道，当模干扰(modehopping)引起的蓝紫色半导体激光的波长变化量为1nm时为0.035λRMS，良好地修正了模干扰(mode hopping)引起的不聚焦成分的变化。
另外，当第1光束的波长λ1增加5nm、第2光束的波长λ2增加20nm时，对应于各波长的波阵面像差的RMS值(9次以下的球面像差成分的总和)分别为-0.028λRMS、-0.036λRMS。并且，当环境温度上升30℃时，对应于第1光束以及第2光束的波阵面像差的RMS值(9次以下的球面像差成分的总和)分别为0.029λRMS、-0.023λRMS。
根据上述，可以知道，本实施例的对物光学系统，对高密度光盘HD和DVD分别具有良好的性能。
实施例6表6是实施例6中的对物光学系统的透镜数据。
表6-1对物光学系统的光学规格
HDNA1＝0.85，f1＝1.768mm，λ1＝405nm，m1＝0，t1＝0.1mmDVDNA2＝0.65，f2＝1.821mm，λ2＝655nm，m2＝0，t2＝0.6mm近轴数据
第1面以及第2面的近轴曲率半径，非球面系数，衍射次数，制造波长，光程差函数系数
表6-2第3面的非球面系数
像差修正元件的入射面(第1面)呈被分割为离光轴的高度h在0.00mm≤h＜1.20mm范围内的第1区域AREA1和1.20≤h范围内的第2区域AREA2的非球面形状，在第1区域AREA1以及第2区域AREA2形成了异次衍射构造作为第1相位构造。
像差修正元件的射出面(第2面)呈被分割为离光轴的高度h在0.00mm≤h＜0.93mm范围内的第3区域AREA3和0.93≤h范围内的第4区域AREA4的非球面形状，在第3区域AREA3以及第4区域AREA4形成了异次衍射构造作为第2相位构造。
另外，聚光元件的入射面(第3面)是没有形成相位构造的非球面形状，射出面(第4面)是没有形成相位构造的对光轴垂直的平面形状。
像差修正元件的入射面(第1面)以及射出面(第2面)，聚光元件的入射面(第3面)，是分别将表6所示系数代入上记数1式，由数式规定的对光轴为轴对称。
另外，第1相位构造以及第2相位构造，用由该构造附加在透过的波面上的光程差来表示。这个光程差，是将表6所示系数代入以上记数2式，由定义的光程差函数b(mm)来表示。
另外，像差修正元件对第1光束的近轴力P1(mm-1)和聚光元件对第1光束的近轴力P2(mm-1)的比P1/P2为0.27。
另外，第1区域AREA1的异次衍射构造，其段差的深度被设定为对波长λ1是+2次衍射光的衍射效率，对波长λ2是+1次衍射光的衍射效率分别为最大，第3区域AREA3的异次衍射构造，其段差的深度被设定为对波长λ1是+5次衍射光的衍射效率，对波长λ2是+3次衍射光的衍射效率分别为最大。另外，第2区域AREA2的段差深度被设定为对波长λ1是+2次衍射光的衍射效率为最大，第4区域AREA4的段差深度被设定为对波长λ1是+5次衍射光的衍射效率为最大。
本实施例的对物光学系统，其中，可以知道，当模干扰(modehopping)引起的蓝紫色半导体激光的波长变化量为1nm时为0.011λRMS，良好地修正了模干扰(mode hopping)引起的不聚焦成分的变化。
另外，当第1光束的波长λ1增加5nm、第2光束的波长λ2增加20nm时，对应于各波长的波阵面像差的RMS值(9次以下的球面像差成分的总和)分别为-0.025λRMS、0.014λRMS。并且，当环境温度上升30℃时，对应于第1光束以及第2光束的波阵面像差的RMS值(9次以下的球面像差成分的总和)分别为-0.026λRMS、-0.007λRMS。
根据上述，可以知道，本实施例的对物光学系统，对高密度光盘HD和DVD分别具有良好的性能。
实施例7表7是实施例7中的对物光学系统的透镜数据。
表7-1对物光学系统的光学规格HDNA1＝0.85，f1＝2.024mm，λ1＝407nm，m1＝0，t1＝0.1mm
DVDNA2＝0.64，f2＝2.093mm，λ2＝655nm，m2＝0，t2＝0.6mm近轴数据
第1面的近轴曲率半径，非球面系数，衍射次数，制造波长，光程差函数系数
表7-2第2面、第3面以及第4面的非球面系数
第2面光程差付与构造
像差修正元件的入射面(第1面)呈被分割为离光轴的高度h在0.00mm≤h＜1.33mm范围内的第1区域AREA1和1.33≤h范围内的第2区域AREA2的非球面形状，在第1区域AREA1以及第2区域AREA2形成了异次衍射构造作为第1相位构造。
像差修正元件的射出面(第2面)，是在非球面形状上附加段差，形成了光程差付与构造作为第2相位构造。
另外，聚光元件的入射面(第3面)以及射出面(第4面)都是没有形成相位构造的非球面形状。
像差修正元件的入射面(第1面)以及射出面(第2面)，聚光元件的入射面(第3面)以及射出面(第4面)的非球面，是分别将表7所示系数代入上记数1式，由数式规定的对光轴为轴对称。
另外，第1相位构造，用由该构造附加在透过的波面上的光程差来表示。这个光程差，是将表7所示系数代入以上记数2式，由定义的光程差函数b(mm)来表示。
另外，像差修正元件对第1光束的近轴力P1(mm-1)和聚光元件对第1光束的近轴力P2(mm-1)的比P1/P2为0.00。
另外，第1区域AREA1的异次衍射构造，其段差的深度被设定为对第1光束波长λ1是+2次衍射光的衍射效率，对第2光束波长λ2是+1次衍射光的衍射效率分别为最大，另外，第2区域AREA2的段差深度被设定为对波长λ1是+2次衍射光的衍射效率为最大。
另外，附加在第2面上的作为第2相位构造的光程差付与构造，其各段差被设定为对于波长λ1以及λ2满足上记数3式，是实质上不付与相位差的深度。本实施例中形成了12根环带。
本实施例的对物光学系统，其中，可以知道，当模干扰(modehopping)引起的蓝紫色半导体激光的波长变化量为1nm时为0.015λRMS，良好地修正了模干扰(mode hopping)引起的不聚焦成分的变化。
另外，当第1光束的波长λ1增加5nm、第2光束的波长λ2增加20nm时，对应于各波长的波阵面像差的RMS值(9次以下的球面像差成分的总和)分别为-0.035λRMS、-0.063λRMS。并且，当环境温度上升30℃时，对应于第1光束以及第2光束的波阵面像差的RMS值(9次以下的球面像差成分的总和)分别为0.081λRMS、-0.015λRMS。
根据上述，可以知道，本实施例的对物光学系统，对高密度光盘HD和DVD分别具有良好的性能。
实施例8表8是实施例8中的对物光学系统的透镜数据。
表8-1对物光学系统的光学规格HDNA1＝0.85，f1＝2.034mm，λ1＝405nm，m1＝0，t1＝0.1mmDVDNA2＝0.63，f2＝2.094mm，λ2＝655nm，m2＝0，t2＝0.6mm近轴数据
第1面以及第2面的近轴曲率半径，非球面系数，衍射次数，制造波长，光程差函数系数
表8-2第2面AREA3光程差付与构造
第3面的非球面系数
像差修正元件的入射面(第1面)呈被分割为离光轴的高度h在0.00mm≤h＜1.35mm范围内的第1区域AREA1和1.35≤h范围内的第2区域AREA2的非球面形状，在第1区域AREA1以及第2区域AREA2形成了异次衍射构造作为第1相位构造。
像差修正元件的射出面(第2面)呈被分割为离光轴的高度h在0.00mm≤h＜1.05mm范围内的第3区域AREA3和1.05≤h范围内的第4区域AREA4的非球面形状，在第3区域AREA3形成了光程差付与构造作为第2相位构造，在非球面形状上附加了段差。
另外，聚光元件的入射面(第3面)是没有形成相位构造的非球面形状，射出面(第4面)是没有形成相位构造的对光轴垂直的平面形状。
像差修正元件的入射面(第1面)以及射出面(第2面)，聚光元件的入射面(第3面)以及射出面(第4面)的非球面，是分别将表8所示系数代入上记数1式，由数式规定的对光轴为轴对称。
另外，第1相位构造，用由该构造附加在透过的波面上的光程差来表示。这个光程差，是将表8所示系数代入以上记数2式，由定义的光程差函数b(mm)来表示。
另外，像差修正元件对第1光束的近轴力P1(mm-1)和聚光元件对第1光束的近轴力P2(mm-1)的比P1/P2为0.28。
另外，第1区域AREA1的异次衍射构造，其段差的深度被设定为对第1光束波长λ1是+2次衍射光的衍射效率，对第2光束波长λ2是+1次衍射光的衍射效率分别为最大。另外，第2区域AREA2的段差深度被设定为对波长λ1是+2次衍射光的衍射效率为最大。
另外，附加在第2面上的作为第2相位构造的光程差付与构造，其各段差被设定为对于波长λ1以及λ2满足上记数3式，是实质上不付与相位差的深度。本实施例中形成了7根环带。
本实施例的对物光学系统，其中，可以知道，当模干扰(modehopping)引起的蓝紫色半导体激光的波长变化量为1nm时为0.056λRMS，良好地修正了模干扰(mode hopping)引起的不聚焦成分的变化。
另外，当第1光束的波长λ1增加5nm、第2光束的波长λ2增加20nm时，对应于各波长的波阵面像差的RMS值(9次以下的球面像差成分的总和)分别为-0.030λRMS、0.031λRMS。并且，当环境温度上升30℃时，对应于第1光束以及第2光束的波阵面像差的RMS值(9次以下的球面像差成分的总和)分别为0.029λRMS、0.012λRMS。
根据上述，可以知道，本实施例的对物光学系统，对高密度光盘HD和DVD分别具有良好的性能。
实施例9表9是实施例9中的对物光学系统的透镜数据。
表9-1对物光学系统的光学规格HDNA1＝0.85，f1＝1.791mm，λ1＝405nm，m1＝0，t1＝0.1mmDVDNA2＝0.64，f2＝1.856mm，λ2＝655nm，m2＝0，t2＝0.6mm近轴数据
第1面的近轴曲率半径，非球面系数，衍射次数，制造波长，光程差函数系数
表9-2第2面光程差付与构造
第3面以及第4面的非球面系数
像差修正元件的入射面(第1面)呈对光轴垂直的平面形状，形成了波长选择型衍射构造作为第1相位构造。
像差修正元件的射出面(第2面)形成了在对光轴垂直的平面形状上附加了段差的光程差付与构造作为第2相位构造。
另外，聚光元件的入射面(第3面)是没有形成相位构造的非球面形状。
聚光元件的入射面(第3面)以及射出面(第4面)的非球面，是分别将表9所示系数代入上记数1式，由数式规定的对光轴为轴对称。
另外，第1相位构造，用由该构造附加在透过的波面上的光程差来表示。这个光程差，是将表9所示系数代入以上记数2式，由定义的光程差函数b(mm)来表示。
另外，像差修正元件对第1光束的近轴力P1(mm-1)和聚光元件对第1光束的近轴力P2(mm-1)的比P1/P2为0.00。
另外，附加在第2面上的作为第2相位构造的光程差付与构造，其各段差被设定为对于波长λ1以及λ2满足上记数3式，是实质上不付与相位差的深度。本实施例中形成了4根环带。
本实施例的对物光学系统，其中，当第1光束的波长λ1增加5nm、第2光束的波长λ2增加20nm时，对应于各波长的波阵面像差的RMS值(9次以下的球面像差成分的总和)分别为0.014λRMS、-0.013λRMS。并且，当环境温度上升30℃时，对应于第1光束以及第2光束的波阵面像差的RMS值(9次以下的球面像差成分的总和)分别为0.005λRMS、-0.004λRMS。
根据上述，可以知道，本实施例的对物光学系统，对高密度光盘HD和DVD分别具有良好的性能。
权利要求
1.一种使用从第1光源射出的波长λ1的第1光束，对具有厚度t1保护层的第1光盘进行信息的再生以及/或记录，使用从第2光源射出的波长λ2(λ2＞λ1)的第2光束，对具有厚度t2(t2≥t1)保护层的第2光盘进行信息的再生以及/或记录的光拾取装置用对物光学系统，所述对物光学系统由具有第1相位构造和第2相位构造之至少2个相位构造的像差修正元件和；具有使从该像差修正元件射出的所述第1光束聚光于所述第1光盘的信息记录面上，使从该像差修正元件射出的所述第2光束聚光于所述第2光盘的信息记录面上功能的聚光元件之至少2个光学元件构成，所述第2相位构造具有抑制所述第1光束的波长变化所伴随的所述对物光学系统的聚光特性的变化以及/或环境温度变化所伴随的所述对物光学系统的聚光特性的变化之功能。
2.权利要求1中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，以所述像差修正元件对所述第1光束的近轴力为P1(mm-1)，所述聚光元件对所述第1光束的近轴力为P2(mm-1)时，满足以下(1)式-0.05≤P1/P2≤0.30(1)。
3.权利要求1中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，以对所述第1光盘进行信息的再生以及/或记录之际，所述对物光学系统的放大率为m1，对所述第2光盘进行信息的再生以及/或记录之际，所述对物光学系统的放大率为m2时，满足以下(2)式0≤||m1|-|m2||≤0.05(2)。
4.权利要求1中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，所述第1相位构造修正由于所述t1与所述t2的差而产生的球面像差。
5.权利要求1中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，所述第1相位构造修正由于入射到该第1相位构造的所述第1光束与所述第2光束的波长差而产生的球面像差。
6.权利要求1中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，所述第1相位构造以及所述第2相位构造是在配列了多个同心圆状环带的同时，所述各环带由不连续的光轴方向的段差分割为阶梯状，实质上不给与所述第1光束相位差，实质上给与所述第2光束相位差之波长选择型衍射构造和；由光轴方向的段差分割的同心圆状的多个环带构成的光程差付与构造和；是配列了同心圆状的多个环带的构造，在以所述第1光束入射之际发生的衍射光中，具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为n1，所述第2光束入射之际发生的衍射光中，具有最大衍射效率的衍射光的衍射次数为n2时，满足n1＞n2的异次衍射构造之中的任何一个。
7.权利要求4中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，所述像差修正元件是塑料透镜，所述聚光元件是玻璃透镜，所述P1和所述P2满足以下(3)式-0.05≤P1/P2≤0.05(3)。
8.权利要求7中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，所述聚光元件在所述第1光束的波长λ1中的折射率在1.6及以上。
9.权利要求4中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，所述像差修正元件和所述聚光元件都是塑料透镜，所述P1和所述P2满足以下(4)式0.03≤P1/P2≤0.30 (4)。
10.权利要求9中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，当所述第1相位构造是所述异次衍射构造，所述第2相位构造是所述光程差付与构造时，所述P1和所述P2满足以下(5)式0.08≤P1/P2≤0.10 (5)。
11.权利要求9中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，当所述第1相位构造是所述异次衍射构造，所述第2相位构造是所述异次衍射构造时，所述P1和所述P2满足以下(6)式0.07≤P1/P2≤0.10 (6)。
12.权利要求9中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，当所述第1相位构造是所述波长选择型衍射构造，所述第2相位构造是所述光程差付与构造时，所述P1和所述P2满足以下(7)式0.07≤P1/P2≤0.10 (7)。
13.权利要求9中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，当所述第1相位构造是所述波长选择型衍射构造，所述第2相位构造是所述异次衍射构造时，所述P1和所述P2满足以下(8)式0.08≤P1/P2≤0.10 (8)。
14.权利要求1中记载的光拾取装置用对物光学系统，其中，所述像差修正元件和所述聚光元件被一体化。
15.一种光拾取装置，其装载了权利要求1中记载的光拾取装置用对物光学系统。
16.一种光信息记录再生装置，其装载了权利要求15中记载的光拾取装置。
全文摘要
本发明的光拾取装置，由具有第1相位差构造和第2相位差构造之至少2个相位构造的像差修正元件和具有使从该像差修正元件射出的所述第1光束聚光于所述第1光盘的信息记录面上，使从该像差修正元件射出的所述第2光束聚光于所述第2光盘的信息记录面上功能的聚光元件之至少2个光学元件构成，所述第2相位构造具有抑制所述第1光束的波长变化所伴随的所述对物光学系统的聚光特性的变化以及/或环境温度变化所伴随的所述对物光学系统的聚光特性的变化之功 能。
文档编号G11B7/135GK1910671SQ20058000226
公开日2007年2月7日 申请日期2005年3月9日 优先权日2004年3月19日
发明者野村英司, 桥村淳司, 野口一能, 木村徹 申请人:柯尼卡美能达精密光学株式会社