物镜以及光拾取装置.pdf

提供一种物镜，其用于至少对第1光盘进行信息的再生、对第2光盘以及第3光盘进行信息的再生以及/或记录的光拾取装置，其中，所述物镜的通用区域上形成了截面为锯齿形的、分割成以光轴为中心的多个环带的衍射构造，所述形成了衍射构造的光学面的光源侧的介质A与所述光学面的光盘侧的介质B对所述波长λ1光束的折射率的差nd1、所述介质A与所述介质B对所述波长λ2光束的折射率的差nd2满足57≤|(nd2－nd1)/(λ2－λ1)|≤90，对所述多个环带的各环带间的段差中的平行于光轴的深度以及从光轴起的垂直距离，分别采用由最小二乘法近似时的皮尔逊(Pearson，Karl)的相关系数R为0.99998≤R的近似系数C0，用α＝C0×|nd1/λ1|定义α时，α在一定范围内的物镜。

1.  一种物镜，其用于至少：使用从第1光源射出的波长λ1的光束对保护基板厚t1的第1光盘进行信息的再生；使用从第2光源射出的波长λ2的光束对保护基板厚t2的第2光盘进行信息的再生以及/或记录；使用从第3光源射出的波长λ3的光束对保护基板厚t3的第3光盘进行信息的再生以及/或记录的光拾取装置，其中，1.5×λ1≤λ2≤1.7×λ1，1.8×λ1≤λ3≤2.2×λ1，1.9×t1≤t3≤2.1×t1，其中，
所述物镜的至少1个光学面上备有用于为了进行所述第1盘的再生和、第2以及第3光盘的再生以及/或记录的通用区域，
所述通用区域上形成了截面为锯齿形的、分割成以光轴为中心的多个环带的衍射构造，
以形成了所述衍射构造的所述光学面为境界，所述光学面的光源侧的介质A与所述光学面的光盘侧的介质B对所述波长λ1光束的折射率的差n_d1、所述介质A与所述介质B对所述波长λ2光束的折射率的差n_d2，满足
57≤|(n_d2-n_d1)/(λ2-λ1)|≤90，
所述多个环带的各环带间的段差，其中，以平行于光轴的深度以及从光轴起的垂直距离分别为di、hi，其单位均为mm，
所述各环带间的所述段差的数目m为m＞7时，使用以下(1)式，用由最小二乘法近似时得到的C_2k计算从光轴起的垂直距离hi中的平行于光轴的深度d，其中k为从0到5的整数，
除去所述从光轴起的垂直距离hi中的平行于光轴的深度d的计算值与所述di之差为最大的段差和最小的段差以外，其他所有的段差用(1)式再近似，
所述各环带间的所述段差的数目m为m≤7时，所述从光轴起的垂直距离hi中的平行于光轴的深度d的计算中，用以下(2)式取代以下(1)式、用由最小二乘法近似时得到的C_2k，其中，k为从0到m-3的整数，同时，当所述从光轴起的垂直距离hi中的平行于光轴的深度d的计算值的数值为3以下的情况时，在所述再近似时，不除去所述d的计算值与所述di之差为最大的段差和最小的段差，采用将所有的段差再近似时的皮尔逊(Pearson，Karl)的相关系数R为0.99998≤R的近似系数C₀，用α＝＝C₀×|n_d1/λ1|定义α，则满足

3.  38≤α≤3.45、

5.  37≤α≤5.46、

7.  25≤α≤7.39、

9.  38≤α≤9.45、

11.  41≤α≤11.43中的任何一个，
di = Σ k = 0 5 ( C 2 k · h i 2 k ) , i = 1,2,3 . . . . . . m - - - ( 1 ) ]]>
di = Σ k = 0 m - 3 ( C 2 k · h i 2 k ) , i = 1,2,3 . . . . . . m - - - ( 2 ) ]]>
其中，C_2k为常数、k为整数、i为自然数、m表示所述各环带间的段差数。

2.  根据权利要求1中记载的物镜，其中，α的整数部分为3。

3.  根据权利要求1中记载的物镜，其由2个透镜构成。

4.  根据权利要求3中记载的物镜，其中，所述衍射构造形成在所述物镜的所述2个透镜中的配置在光源侧的透镜上。

5.  根据权利要求1中记载的物镜，其中，满足60≤|(n_d2-n_d1)/(λ2-λ1)|≤80。

6.  根据权利要求1中记载的物镜，其中，所述衍射构造用光程差函数(h)，由(h)＝B₂×h²+B₄×h⁴+......+B_2i×h²ⁱ定义，B₄＜0。
其中，B_2i为光程差函数系数，i为自然数。

7.  根据权利要求1中记载的物镜，其中，所述衍射构造的衍射力为负。

8.  根据权利要求7中记载的物镜，其中，所述物镜对所述波长λ1光束的每波长变化1nm的光轴方向的波阵面像差最小位置变化量dfb/dλ满足
|dfb/dλ|≤0.1[μm/nm]。
fb：所述物镜到所述第1光盘的距离。

9.  根据权利要求7中记载的物镜，其中，所述物镜对所述波长λ2光束的每波长变化1nm的光轴方向的波阵面像差最小位置变化量dfb/dλ满足
|dfb/dλ|≤0.1[μm/nm]。
fb：所述物镜到所述第2光盘的距离。

10.  根据权利要求1中记载的物镜，其中，所述物镜对所述波长λ1、λ2以及λ3光束的光学系统放大倍率m1、m2以及m3中，m1＝0，m2和m3中的至少一个满足以下公式。
1/100＜|m|≤1/10

11.  根据权利要求1中记载的物镜，其中，t1＝t2。

12.  根据权利要求1中记载的物镜，其中，所述物镜对所述波长λ1光束的焦点距离f1满足

0.  8mm≤f1≤4.0mm。

13.  根据权利要求1中记载的物镜，所述物镜是塑料制的。

14.  根据权利要求1中记载的物镜，其中，满足

0.  9×t1≤t2≤1.1×t1。

15.  根据权利要求1中记载的物镜，其中，所述介质A以及所述介质B的一个为空气，另一个为具有所述衍射构造的透镜的透镜材料。

16.  一种物镜，其用于至少：使用从第1光源射出的波长λ1的光束对保护基板厚t1的第1光盘进行信息的再生；使用从第2光源射出的波长λ2的光束对保护基板厚t2的第2光盘进行信息的再生以及/或记录；使用从第3光源射出的波长λ3的光束对保护基板厚t3的第3光盘进行信息的再生以及/或记录的光拾取装置，其中，1.5×λ1≤λ2≤1.7×λ1，1.8×λ1≤λ3≤2.2×λ1，1.9×t1≤t3≤2.1×t1，其中，
所述物镜的至少1个光学面上备有用于为了进行所述第1盘的再生和、第2以及第3光盘的再生以及/或记录的通用区域，
所述通用区域上形成了对第1光盘的所述波长λ1光束的衍射效率为50％以上，且对第3光盘的所述波长λ3光束的衍射效率为70％以上的衍射构造。

17.  根据权利要求16中记载的物镜，其中，所述衍射构造被分割成截面为锯齿状的、以光轴为中心的多个环带。

18.  根据权利要求16中记载的物镜，其中，以形成了所述衍射构造的所述光学面为境界，所述光学面的光源侧的介质A和所述光学面的光盘侧的介质B对所述波长λ1光束的折射率的差n_d1、所述介质A和所述介质B对所述波长λ2光束的折射率的差n_d2满足
57≤|(n_d2-n_d1)/(λ2-λ1)|≤90。

19.  根据权利要求17中记载的物镜，其中，以所述多个环带的各环带间的段差中的平行于光轴的深度以及从光轴起的垂直距离分别为di[mm]、hi[mm]，
所述各环带间的所述段差的数目m为m＞7时，使用以下(1)式，用由最小二乘法近似时得到的C_2k计算从光轴起的垂直距离hi中的平行于光轴的深度d，其中，k为从0到5的整数，
除去所述从光轴起的垂直距离hi中的平行于光轴的深度d的计算值与所述di之间的差为最大的段差和最小的段差以外，其他所有的段差用(1)式再近似，
所述各环带间的所述段差的数目m为m≤7时，所述从光轴起的垂直距离hi中的平行于光轴的深度d的计算中，用以下(2)式取代以下(1)式、用由最小二乘法近似时得到的C_2k，其中k为从0到m-3的整数，同时，所述从光轴起的垂直距离hi中的平行于光轴的深度d的计算值的数值为3以下的情况时，在所述再近似时，不除去所述d的计算值与所述di的差为最大的段差和最小的段差，采用将所有的段差再近似时的皮尔逊(Pearson，Karl)的相关系数R为0.99998≤R的近似系数C₀，用α＝＝C₀×|n_d1/λ1|定义α，则满足

3.  38≤α≤3.45、

5.  37≤α≤5.46、

7.  25≤α≤7.39、

9.  38≤α≤9.45、

11.  41≤α≤11.43中的任何一个，
di = Σ k = 0 5 ( C 2 k · h i 2 k ) , i = 1,2,3 . . . . . . m - - - ( 1 ) ]]>
di = Σ k = 0 m - 3 ( C 2 k · h i 2 k ) , i = 1,2,3 . . . . . . m - - - ( 2 ) ]]>
其中，C_2k为常数、k为整数、i为自然数、m表示所述各环带间的段差数。

20.  根据权利要求19中记载的物镜，其中，α的整数部分为3。

21.  根据权利要求16中记载的物镜，其由2个透镜构成。

22.  根据权利要求21中记载的物镜，其中，所述衍射构造形成在所述物镜的所述2个透镜中的配置在光源侧的透镜上。

23.  根据权利要求18中记载的物镜，其中，满足
60≤|(n_d2-n_d1)/(λ2-λ1)|≤80。

24.  一种光拾取装置，其备有：使用从第1光源射出的波长λ1的光束对保护基板厚t1的第1光盘进行信息再生的第1光源；使用从第2光源射出的波长λ2的光束对保护基板厚t2的第2光盘进行信息再生以及/或记录的第2光源；使用从第3光源射出的波长λ3的光束对保护基板厚t3的第3光盘进行信息再生以及/或记录的第3光源；权利要求1中记载的物镜，其中，1.5×λ1≤λ2≤1.7×λ1，1.8×λ1≤λ3≤2.2×λ1，1.9×t1≤t3≤2.1×t1。

25.  一种光拾取装置，其备有：使用从第1光源射出的波长λ1的光束对保护基板厚t1的第1光盘进行信息再生的第1光源；使用从第2光源射出的波长λ2的光束对保护基板厚t2的第2光盘进行信息再生以及/或记录的第2光源；使用从第3光源射出的波长λ3的光束对保护基板厚t3的第3光盘进行信息再生以及/或记录的第3光源；权利要求16中记载的物镜，其中，1.5×λ1≤λ2≤1.7×λ1，1.8×λ1≤λ3≤2.2×λ1，1.9×t1≤t3≤2.1×t1。

物镜以及光拾取装置
技术领域
本发明涉及物镜以及光拾取装置
背景技术
近年来，在光拾取装置中，用来作为再生光盘上记录着的信息或在光盘上记录信息之光源的激光光源，其短波长化有所进展，例如，蓝紫色半导体激光、或利用第2高谐波发生进行红外半导体激光波长变换的蓝紫色SHG激光等波长405nm的激光，越来越实用化。
使用这些蓝紫色激光光源的话，在使用与数字通用盘(以下略记为DVD)为相同孔径数值(NA)之物镜的情况下，对直径12cm的光盘能够记录15～20GB的信息，在将物镜的NA提高到0.85的情况下，对直径12cm的光盘则能够记录23～27GB的信息。以下本说明书中，将使用蓝紫色激光光源的光盘以及光磁盘总称为“高密度光盘”。
但是，作为高密度光盘，现在建议有2种规格。1种是使用NA0.85物镜、保护层厚度为0.1mm的蓝光盘(以下略记为BD)，另一种是使用NA0.65乃至0.67的物镜、保护层厚度为0.6mm的HD DVD(以下略记为HD)。鉴于将来有这2种规格的高密度光盘在市场上流通的可能性，所以，不仅仅是对现有的DVD、CD，对任何一种高密度光盘都能够进行记录以及/或再生的互换用光拾取装置，显得非常重要，其中，对高密度光盘、DVD以及CD来说，使物镜通用来进行互换的1透镜方式为最理想的形态。
以往，对多个光盘持有互换性的光拾取装置，其中，作为修正起因于各光盘所使用的光束的波长、或保护基板不同而产生的球面像差的方法，有改变入射到物镜光学系统的光束的发散度程度、或在构成光拾取装置的光学元件的光学面上设置衍射构造等技术，这些都已经有所公开(例如参照专利文献1)。
但是，在达成BD、或HD DVD与CD互换的场合，因为各光盘的基板厚的差较大，所以，仅仅用改变入射光束向物镜光学系统的发散程度之方法来达成互换的话，则物镜移动所产生的彗形像差较大，不能得到良好的记录信号或再生信号。另一方面，若通过在光学元件上设衍射构造、利用衍射作用来达成互换的话，由于高密度光盘所使用的蓝紫色激光与CD所使用的红外激光的波长比，而不能同时得到90％以上的高光量。并且，由于衍射构造的波长依存性由为了达成互换的设计决定，所以，当射向物镜的各入射光的波长出现参差或变化的情况时，将影响波阵面像差。
【专利文献1】特开2002-298422号公报
专利文献1中记载的发明，是通过对于多个光盘使物镜的光学放大倍率分别为0，使得对各光盘的信息记录以及再生成为可能，该方法不易发生追踪时透镜移动所引起的彗形像差，但是，由于衍射作用波长特性的变化变大，所以，当激光各批量间出现发振波长参差时，存在波阵面像差恶化之问题。另外，虽然对密度最低的CD光盘来说是改善了光的利用效率，但是，以高密度盘为最优先的物镜设计之倾向任然较强，存在一个作为对密度最低光盘来说，光利用效率是不充分之问题。因此，存在一个难于实现对密度最低光盘、更具体的说是对CD的信息记录或再生的更高速化之问题。
另外，如将上述专利文献1中公开的技术照搬使用的的话，还存在引起光拾取装置制造成本的上升和制造作业的效率恶化之问题。
发明内容
本发明的课题是考虑了上述问题，提供一种进一步提高对密度最低光盘的光利用效率，能够容易地将其适用于高速记录或再生可能的光拾取装置，又是对包括高密度盘的3种以上不同光盘互换可能的，同时，具有良好的波长特性以及移动特性的物镜、以及采用该物镜的光拾取装置。
为了解决以上课题，第1项记载的结构是光拾取装置用的物镜，其至少：使用从第1光源射出的波长λ1的光束对保护基板厚t1的第1光盘进行信息的再生；使用从第2光源射出的波长λ2(1.5×λ1≤λ2≤1.7×λ1)的光束对保护基板厚t2的第2光盘进行信息的再生以及/或记录；使用从第3光源射出的波长λ3(1.8×λ1≤λ3≤2.2×λ1)的光束对保护基板厚t3(1.9×t1≤t3≤2.1×t1)的第3光盘进行信息的再生以及/或记录，其中，所述物镜的至少1个光学面上备有用于为了进行所述第1盘的再生和、第2以及第3光盘的再生以及/或记录的通用区域，
所述通用区域上形成了截面为锯齿形的、分割成以光轴为中心的多个环带的衍射构造，
以形成了所述衍射构造的所述光学面为境界，所述光学面的光源侧的介质A与所述光学面的光盘侧的介质B对所述波长λ1光束的折射率的差n_d1、所述介质A与所述介质B对所述波长λ2光束的折射率的差n_d2，满足
57≤|(n_d2-n_d1)/(λ2-λ1)|≤90，
所述多个环带的各环带间的段差，其中，以平行于光轴的深度以及从光轴起的垂直距离分别为di[mm]、hi[mm]，
所述各环带间的所述段差的数目m为m＞7时，使用以下(1)式，用由最小二乘法近似时得到的C_2k(k为从0到5的整数)计算从光轴起的垂直距离hi中的平行于光轴的深度d，
除去所述从光轴起的垂直距离hi中的平行于光轴的深度d的计算值与所述di之差为最大的段差和最小的段差以外，其他所有的段差用(1)式再近似，
所述各环带间的所述段差的数目m为m≤7时，所述从光轴起的垂直距离hi中的平行于光轴的深度d的计算中，用以下(2)式取代以下(1)式、用由最小二乘法近似时得到的C_2k(k为从0到m-3的整数)，同时，当所述从光轴起的垂直距离hi中的平行于光轴的深度d的计算值的数值为3以下的情况时，在所述再近似时，不除去所述d的计算值与所述di之差为最大的段差和最小的段差，采用将所有的段差再近似时的皮尔逊(Pearson，Karl)的相关系数R为0.99998≤R的近似系数C₀，用α＝＝C₀×|n_d1/λ1|定义α，则满足
3.38≤α≤3.45、
5.37≤α≤5.46、
7.25≤α≤7.39、
9.38≤α≤9.45、
11.40≤α≤11.43中的任何一个。
di = Σ k = 0 5 ( C 2 k · h i 2 k ) ]]>
(i＝0，2，3......m)…(1)
di = Σ k = 0 m - 3 ( C 2 k · h i 2 k ) ]]>
(i＝1，2，3......m)…(2)
其中，C_2k为常数、k为整数、i为自然数、m表示所述各环带间的段差数。
第2记载的结构是第1项中记载的物镜，其中，α的整数部分为3。
形成在物镜光学面上的衍射构造，是用来修正起因于第1光盘保护层与第2光盘保护层以及第3光盘保护层的厚度差的球面像差、以及/或起因于伴随环境温度变化的物镜折射率变化以及发振波长变化的波阵面像差的构造。
如第1项记载的结构那样，通过将α设定在上述范围的任何一个，在具有(n_d2-n_d1)/(λ2-λ1)特性的物镜中，衍射效率对于第1光盘来说达到50％以上，对第3光盘来说达到70％以上，作为对于为第1光盘的高密度光盘的信息再生专用的用途，能够确保充分的光量，另外，对于为第2光盘以及第3光盘的DVD以及CD的信息再生以及/或记录，能过确保充分的第2光束以及第3光束。
另外，衍射构造的形状如图1(a)、1(b)中模式所示，由多个环带100构成，含光轴的截面形状为锯齿形。而且，图1(a)、1(b)模拟出示了在平面上形成衍射构造的情况，但是，也可以形成在球面或非球面上。而且，本说明书中，如图1(a)、1(b)所示由多个环带构成的衍射构造用记号“DOE”表示。这样的衍射形状，垂直于光轴方向的各环带幅度由为了修正上述波阵面像差决定；各环带的平行于光轴的深度由为了对波长λ1～λ3光束的衍射效率决定。
本说明书中，付在透镜上的反射防止膜等涂层，在涂层的平行于光轴的厚度比各环带的平行于光轴的深度来的薄的情况时，不包括在介质A以及介质B中。但是，涂层的平行于光轴的厚度比各环带的平行于光轴的深度来得厚的情况时，涂层也包括在介质A或介质B中。这是因为衍射环带的深度对入射光给出的相位依存于涂层的折射率。
另外，如第1以及2项中记载的结构那样，使α的整数部分成奇数地设定衍射构造的话，则对波长λ1的光束几乎付与奇数倍的光程差，入射到该衍射构造的波长λ3(1.8×λ1≤λ3≤2.2×λ1)的光束主要产生衍射效率几乎相等的N次衍射光和N-1次衍射光。在此，在该2个衍射光中，将与物镜对波长λ1光束的光学放大倍率m1相同放大倍率中的球面像差量小的N次衍射光用于对第3光盘的再生以及/或记录用的情况与、使付与波长λ1光束几乎偶数倍光程差地设定段差的距离d，将穿过该衍射构造之际产生的波长λ3光束中具有最大衍射效率的衍射光用于再生以及/或记录的情况相比较，则前者的用来修正球面像差的光学系统放大倍率接近0，能够减小移动摄影时产生的像差。
而且，从防止波长变动时的衍射效率低下的观点出发，衍射光的衍射次数低的为好，如第2项那样，使α的整数部分为3的话，则第1光盘和第2光盘的物镜的光学系统放大率几乎接近0，移动时的彗形像差、温度特性、波长特性的性能优异。
另外，第16项记载的结构是至少：使用从第1光源射出的波长λ1的光束对保护基板厚t1的第1光盘进行信息的再生；使用从第2光源射出的波长λ2(1.5×λ1≤λ2≤1.7×λ1)的光束对保护基板厚t2的第2光盘进行信息的再生以及/或记录；使用从第3光源射出的波长λ3(1.8×λ1≤λ3≤2.2×λ1)的光束对保护基板厚t3(1.9×t1≤t3≤2.1×t1)的第3光盘进行信息的再生以及/或记录的光拾取装置用的物镜，
其中，所述物镜的至少1个光学面上备有用于为了进行所述第1盘的再生和、第2以及第3光盘的再生以及/或记录的通用区域，
所述通用区域上形成了对第1光盘的所述波长λ1光束的衍射效率为50％以上，且对第3光盘的所述波长λ3光束的衍射效率为70％以上的衍射构造的物镜。
本说明书中，除了上述BD和HD以外，高密度光盘也包括信息记录面上具有数～数十nm左右厚度保护层的光盘、保护层或保护膜的厚度为0(零)的光盘。
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。
附图说明
【图1】衍射构造的示意图(a)以及(b)。
【图2】光拾取装置结构的主要部分平面示意图。
【图3】物镜结构的主要部分平面示意图。
【图4】物镜结构的主要部分扩大平面示意图。
【图5】物镜结构的主要部分扩大平面示意图。
具体实施方式
以下，说明本发明的优选形态。
第3项记载的结构是第1～2的任何一项中记载的物镜，其由2个透镜构成。
第4项记载的结构是第3项中记载的物镜，其特征在于，所述衍射构造形成在所述物镜的所述2个透镜中的配置在光源侧的透镜上。
第5项记载的结构是第1～4项的任何一项中记载的物镜，其中，满足60≤|(n_d2-n_d1)/(λ2-λ1)|≤80。
第6项记载的结构是第1～5的任何一项中记载的物镜，其特征在于，所述衍射构造用光程差函数(h)，由(h)＝B₂×h²+B₄×h⁴+......…+B_2i×h²ⁱ定义，B₄＜0。
其中，B_2i为光程差函数系数，i为自然数。
如第6项记载的结构，通过使系数B₄＜0，使衍射构造具有正的衍射作用，能够用激光(光源)的发振波长变化引起的衍射作用来取消温度变化时衍射作用产生的球面像差。
另外，因为穿过衍射构造产生的波长λ1的衍射光具有与透镜材料引起的波长变化时产生的球面像差逆符合的衍射效果，所以，能够修正波长变化、温度变化时的球面像差特性。因为波长变化、温度变化时的球面像差量与NA的4次方成比例，所以，在NA较高的BD采用该技术是有效的。
而且，为了取得波长特性和温度特性的平衡，优选系数B₄在-1.0×10^-3＜B₄＜-1.0×10^-4的范围内，在物镜是以例如日本ゼオン(株)的「ZEONEX340R」(产品名称)、三井化学(株)的「APEL」(产品名称)等一般的光学树脂为材料的情况时，优选在-7.0×10^-4＜B₄＜-4.5×10^-4的范围内。
第7项记载的结构是第1～6的任何一项中记载的物镜，其特征在于，所述衍射构造的衍射力为负。
如第7项那样，通过使衍射力为负，能够良好的修正对第1光盘以及第2光盘进行信息的再生以及/或记录之际的波长λ1或λ2光束的色像差。
第8项记载的结构是第7项中记载的物镜，其中，所述物镜对所述波长λ1光束的每波长变化1nm的光轴方向的波阵面像差最小位置变化量dfb/dλ满足
|dfb/dλ|≤0.1[μm/nm]。
fb：所述物镜到所述第1光盘的距离。
第9项记载的结构是第7项中记载的物镜，其中，所述物镜对所述波长λ2光束的每波长变化1nm的光轴方向的波阵面像差最小位置变化量dfb/dλ满足
|dfb/dλ|≤0.1[μm/nm]。
fb：所述物镜到所述第2光盘的距离。
而且，所述结构是第1～9项的任何一项中记载的物镜，其中，优选所述物镜对所述波长λ1、λ2以及λ3光束的光学系统放大倍率m1、m2以及m3中，至少一个不为0。
另外，所述物镜中，更优选所述不为0的光学系统放大倍率在-1/10以上-1/100未满。
通过这样将光学系统放大倍率m1、m2以及m3中至少一个的光学系统放大倍率设定为不为0(优选在-1/10以上-1/100未满的范围内)，则第1光盘、第2光盘以及第3光盘的互换性由衍射作用和放大倍率变化来分担，这样，衍射作用的波长依存性不至于变得太大，在激光的批量间发振波长参差不齐那样的仅波长发生变化的情况时，也没有问题的正常工作。并且，物镜移动时产生的彗形像差，是能够再生以及/或记录程度的光学系统放大倍率。
第10项记载的结构是第1～9的任何一项中记载的物镜，其中，所述物镜对所述波长λ1、λ2以及λ3光束的光学系统放大倍率m1、m2以及m3中，m1＝0，m2和m3中的至少一个满足以下公式。
1/100＜|m|≤1/10
如第10项那样，通过设定光学系统放大倍率m1、m2以及m3中，m1＝0，m2和m3中的至少一个的光学系统放大倍率满足1/100＜|m|≤1/10，则第1光盘、第2光盘以及第3光盘的互换性由衍射作用和倍率变化分担，这样，衍射作用的波长依存性不至于变得太大，在激光的批量间发振波长参差不齐那样的仅波长发生变化的情况时，也没有问题的正常工作。并且，物镜移动时产生的彗形像差，是能够再生以及/或记录程度的光学系统放大倍率。尤其能够提高使用波长最小的波长λ1光束对第1光盘的信息再生性能。
第11项记载的结构是第1～10的任何一项中记载的物镜，其中，t1＝t2。
根据第11项记载的结构，为了达成第1光盘与第2光盘的互换，只要仅仅对由于波长λ1与波长λ2的色像差而产生的球面像差进行修正便可，能够同时减小光学放大倍率m1与m2的差以及衍射作用的波长依存性。
前述的结构是第1～10的任何一项中记载的物镜，其中，以所述物镜对所述波长λ1光束的像侧数值孔径为NA1，所述物镜对所述波长λ2光束的像侧数值孔径为NA2时，优选NA1＝NA2。
根据本结构，进行第1光盘和第2光盘的再生以及/或记录之际，物镜的有效径差较小，所以没有必要另行设置孔径限制。
前述的结构是第1～10的任何一项中记载的物镜，其中，优选在所述波长λ3光束光路上的所述第3光源与所述物镜之间配置孔径限制元件。
根据本结构，能够进行对波长λ3光束的孔径限制。
前述的结构是第1～10的任何一项中记载的物镜，其中，优选在所述波长λ1以及λ2光束中至少一个的光路上，配置具有修正穿过光束之色像差功能的色像差修正元件。
另外，所述物镜，其中，优选所述色像差修正元件为准直透镜。
根据所述的结构，即使是用物镜只能对波长λ1以及波长λ2光束中的一个光束修正色像差的情况，也能够通过色像差修正元件对另一方的波长进行色像差修正。作为该色像差修正元件，可以举出例如准直透镜。
第12项记载的结构是第1～11项的任何一项中记载的物镜，其中，所述物镜对所述波长λ1光束的焦点距离f1满足
0.8mm≤f1≤4.0mm。
第13项记载的结构是第1～12项的任何一项中记载的物镜，其是塑料制的。
第14项记载的结构是第1～20项的任何一项中记载的物镜，其满足
0.9×t1≤t2≤1.1×t1。
第15项记载的结构是第1～14项的任何一项中记载的物镜，其中，所述介质A以及所述介质B的一个为空气，另一个为具有所述衍射构造的透镜的透镜材料。
第17项记载的结构是第16项中记载的物镜，其中，所述衍射构造被分割成截面为锯齿状的、以光轴为中心的多个环带。
第18项记载的结构是第16或17项中记载的物镜，其中，以形成了所述衍射构造的所述光学面为境界，所述光学面的光源侧的介质A和所述光学面的光盘侧的介质B对所述波长λ1光束的折射率的差n_{d 1}、所述介质A和所述介质B对所述波长λ2光束的折射率的差n_d2满足
57≤|(n_d2-n_d1)/(λ2-λ1)|≤90。
第19项记载的结构是第17项中记载的物镜，其中，以所述多个环带的各环带间的段差中的平行于光轴的深度以及从光轴起的垂直距离分别为di[mm]、hi[mm]，
所述各环带间的所述段差的数目m为m＞7时，使用以下(1)式，用由最小二乘法近似时得到的C_2k(k为从0到5的整数)计算从光轴起的垂直距离hi中的平行于光轴的深度d，
除去所述从光轴起的垂直距离hi中的平行于光轴的深度d的计算值与所述di之间的差为最大的段差和最小的段差以外，其他所有的段差用(1)式再近似，
所述各环带间的所述段差的数目m为m≤7时，所述从光轴起的垂直距离hi中的平行于光轴的深度d的计算中，用以下(2)式取代以下(1)式，用由最小二乘法近似时得到的C_2k(k为从0到m-3的整数)，同时，所述从光轴起的垂直距离hi中的平行于光轴的深度d的计算值的数值为3以下的情况时，在所述再近似时，不除去所述d的计算值与所述di的差为最大的段差和最小的段差，采用将所有的段差再近似时的皮尔逊(Pearson，Karl)的相关系数R为0.99998≤R的近似系数C₀，用α＝＝C₀×|n_d1/λ1|定义α，则满足
3.38≤α≤3.45、
5.37≤α≤5.46、
7.25≤α≤7.39、
9.38≤α≤9.45、
11.41≤α≤11.43中的任何一个。
di = Σ k = 0 5 ( C 2 k · h i 2 k ) ]]>
(i＝1，2，3......m)…(1)
di = Σ k = 0 m - 3 ( C 2 k · h i 2 k ) ]]>
(i＝1，2，3......m)…(2)
其中，C_2k为常数、k为整数、i为自然数、m表示所述各环带间的段差数。
第20项记载结构是第19项中记载的物镜，其中，α的整数部分为3。
第21项记载的结构是第16～19的任何一项中记载的物镜，其由2个透镜构成。
第22项记载的结构是第21项中记载的物镜，其中，所述衍射构造形成在所述物镜的所述2个透镜中的配置在光源侧的透镜上。
第23项记载的结构是第18～22的任何一项中记载的物镜，其中，满足
60≤|(n_d2-n_d1)/(λ2-λ1)|≤80。
第24项记载的结构备有：使用从第1光源射出的波长λ1的光束对保护基板厚t1的第1光盘进行信息再生的第1光源；使用从第2光源射出的波长λ2(1.5×λ1≤λ2≤1.7×λ1)的光束对保护基板厚t2的第2光盘进行信息再生以及/或记录的第2光源；使用从第3光源射出的波长λ3(1.8×λ1≤λ3≤2.2×λ1)的光束对保护基板厚t3(1.9×t1≤t3≤2.1×t1)的第3光盘进行信息再生以及/或记录的第3光源；第1～15的任何一项中记载的物镜。
第25项记载的结构备有：使用从第1光源射出的波长λ1的光束对保护基板厚t1的第1光盘进行信息再生的第1光源；使用从第2光源射出的波长λ2(1.5×λ1≤λ2≤1.7×λ1)的光束对保护基板厚t2的第2光盘进行信息再生以及/或记录的第2光源；使用从第3光源射出的波长λ3(1.8×λ1≤λ3≤2.2×λ1)的光束对保护基板厚t3(1.9×t1≤t3≤2.1×t1)的第3光盘进行信息再生以及/或记录的第3光源；第16～23的任何一项中记载的物镜。
以下，参照附图对有关实施本发明的最佳形态进行说明。
图2是对HD(第1光盘)单进行恰好的信息再生，对DVD(第2光盘)和CD(第3光盘)能够进行恰好的信息再生以及/或记录的光拾取装置PU的结构概略示意图。
HD的光学性规格为波长λ1＝407nm、保护层(保护基板)PL1的厚度t1＝0.6mm、数值孔径NA1＝0.65；DVD的光学性规格为波长λ2＝655nm、保护层PL2的厚度t2＝0.6mm、数值孔径NA2＝0.65；CD的光学性规格为波长λ3＝785nm、保护层PL3的厚度t3＝1.2mm、数值孔径NA3＝0.51。
其中，波长、保护层厚度以及数值孔径的组合不限于此。另外，也可以用保护层PL1的厚度t1为0.1mm左右的BD作为第1光盘。
另外，对第1光盘、第2光盘以及第3光盘进行信息的记录以及/或再生之际，物镜的光学系统放大被率m1、m2以及m3为m1＝0，-1/10＜m2≤-1/100以及-1/10＜m3≤-1/100。也就是说，本实施形态中的物镜，是第1光束以平行光入射，第2光束以及第3光束以较缓的发散光入射的结构。但是，在本发明中，没有必要一定要使物镜的光学系统放大倍率m1、m2以及m3在上述范围内。
光拾取装置PU包括：对高密度光盘HD进行信息再生时发光的射出407nm激光光束(第1光束)的蓝紫色半导体激光LD1(第1光源)和、第1光束用检光器PD1和、对DVD进行信息再生以及/或记录时发光的射出655nm激光光束(第2光束)的红色半导体激光LD2(第2光源)和、对CD进行信息再生以及/或记录时发光的射出785nm激光光束(第3光束)的红外半导体激光LD3(第3光源)一体化了的光源单元LU；第2光束以及第3光束通用的检光器PD2；仅第1光束穿过的第1准直透镜COL1；第2光束以及第3光束穿过的第2准直透镜COL2；其光学面上形成了作为相位构造的衍射构造的、具有将激光光束聚光于信息记录面RL1、RL2，RL3上之功能的两面为非球面的物镜OBJ；第1分光器BS1；第2分光器BS2；第3分光器BS3；光圈STO；感应透镜SEN1以及SEN2等。
在光拾取装置PU中，对HD进行信息再生时，其光路图如图2中用实线描出的那样，首先，使蓝紫色半导体激光LD1发光。从蓝紫色半导体激光LD1射出的发散光束穿过第1分光器BS1到达第1准直透镜COL1。
然后，第1光束在透过第1准直透镜COL1之际被变换成平行光束，穿过第2分光器BS2以及1/4波片RE到达物镜OBJ，由物镜OBJ中介第1保护层PL1在信息记录面RL1上形成斑点。物镜OBJ通过配置在其周围的2轴传动装置AC1进行聚焦以及移动。
在信息记录面RL1被信息槽变调的反射光束，再次穿过物镜OBJ、1/4波片RE、第2分光器BS2、第1准直透镜COL1，在第1分光器BS1分支，通过感应透镜SEN1付与像散，收敛于检光器PD1的受光面上。然后，利用检光器PD1的输出信号，能够读取HD上记录着的信息。
另外，对DVD进行信息的再生以及/或记录时，其光路图如图2中用虚线描出的那样，首先，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3分光器BS3到达第2准直透镜COL2。
然后，在透过第2准直透镜COL2之际被变换成较缓的发散光束，在第2分光器BS2被反射，穿过1/4波片RE到达物镜OBJ，由物镜OBJ中介第2保护层PL2在信息记录面RL2上形成斑点。物镜OBJ通过配置在其周围的2轴传动装置AC1进行聚焦以及移动。
或也可以将第2光束在穿过第2准直透镜COL2之际变换成缓的收敛光，经第2分光器BS2反射，穿过1/4波片RE入射到物镜OBJ。
在信息记录面RL2被信息槽变调的反射光束，再次穿过物镜OBJ、1/4波片RE，在第2分光器BS2反射后，穿过准直透镜COL2，在第3分光器BS3分支，收敛于检光器PD2的受光面上。然后，利用检光器PD2的输出信号，能够读取DVD上记录着的信息。
另外，对CD进行信息的再生以及/或记录时，其光路图如图2中用点划线描出的那样，首先，使红外半导体激光LD3发光。从红外半导体激光LD3射出的发散光束穿过第3分光器BS3到达第2准直透镜COL2。
然后，在透过第2准直透镜COL2之际被变换成较缓的发散光束，在第2分光器BS2被反射，穿过1/4波片RE到达物镜OBJ，由物镜OBJ中介第3保护层PL3在信息记录面RL3上形成斑点。物镜OBJ通过配置在其周围的2轴传动装置AC1进行聚焦以及移动。
在信息记录面RL3被信息槽变调的反射光束，再次穿过物镜OBJ、1/4波片RE，在第2分光器BS2反射后，穿过准直透镜COL2，在第3分光器BS3分支，收敛于检光器PD2的受光面上。然后，利用检光器PD2的输出信号，能够读取CD上记录着的信息。
接下去，对物镜OBJ的结构进行说明。
如图3所示，物镜OBJ是一组一个结构的塑料制的单透镜。
物镜OBJ的光学面S1，其中，在用来进行第1盘的再生和第2以及第3光盘的再生以及/或记录的通用区域RC上，形成了衍射构造DOE，出射面S2为折射面。
衍射构造DOE由以光轴为中心的同心圆状的多个环带R(R1～Rn)构成，同时，含光轴L的截面形状为锯齿形状。
形成了衍射构造的光学面，以其光学面为境界，光源侧为空气(介质A)，光盘侧为物镜的介质(介质B)。因为空气对任何波长光的折射率为1，所以，若以物镜的介质对波长λ1光的折射率为n₁，物镜的介质对波长λ2光的折射率为n₂，则n_d2-n_d1＝n₁-n₂。因此，有(n_d2-n_d1)/(λ2-λ1)＝(n₁-n₂)/(λ2-λ1)，这表示介质B的折射率的波长依存性，满足5.7×10⁵≤|(n_d2-n_d1)/(λ2-λ1)|≤9.0×10⁵。
另外，若以多个环带的各环带间的段差的平行于光轴的深度以及从光轴起的垂直距离为di[mm]、hi[mm]的话，则所述环带间的段差的数目m为m＞7时，使用以下(1)式，用由最小二乘法近似得到的C_2k(k为从0到5的整数)计算从光轴起的垂直距离hi中的平行于光轴的深度d，除去计算值d中与所述di值的差为最大的段差和最小的段差以外，对其他所有的段差再近似，所述各环带间的所述段差的数目m为m≤7时，所述从光轴起的垂直距离hi中的平行于光轴的深度d的计算中，用以下(2)式取代以下(1)式，用由最小二乘法近似时得到的C_2k(k为从0到m-3的整数)，同时，当计算值d的数值为3以下的情况时，在所述再近似时，不除去所述计算值d与所述di的差为最大的段差和最小的段差，对所有的段差再近似。形成了所述衍射构造的光学面，采用进行上述近似时的皮尔逊(Pearson，Karl)的相关系数R为0.99998≤R的近似系数C₀，用α＝＝C₀×|n_d1/λ1|定义α，则满足
3.38≤α≤3.45、
5.37≤α≤5.46、
7.25≤α≤7.39、
9.38≤α≤9.45、
11.41≤α≤11.43中的任何一个。
di = Σ k = 0 5 ( C 2 k · h i 2 k ) ]]>
(i＝1，2，3......m)…(1)
di = Σ k = 0 m - 3 ( C 2 k · h i 2 k ) ]]>
(i＝1，2，3......m)…(2)
其中，C_2k为常数、k为整数、i为自然数、m表示所述各环带间的所述段差数。
如上所述，环带间的平行于光轴的深度由对波长λ1乃至λ3光的衍射效率决定。若将衍射效率为100％的光的波长表示为闪耀化波长λB、其衍射次数表示为mB的话，则穿过相邻环带的光束具有λB ×mB的光程差。光程差是沿着光的方向的光的距离之差，衍射构造DOE的入射光束以及出射光束，与光轴成角度的离开光轴的位置中的段差量(＝d参照图4)从mB ×λB/(n_A’-n_B’)(＝1参照图5)(λB：闪耀化波长、n_A’以及n_B’：介质A、介质B对λB的折射率、mB：闪耀化波长衍射次数)偏离。该偏离量由用光程差函数设计衍射构造时的光程差函数决定。因为一般的修正球面像差的光程差函数用幂级数来表示，所以也能够用幂级数来表示高度hi和深度di的关系。在此，如用上述(1)式来表示di和hiと的关系的话，则常数项C₀为假定从光轴起的高度为0的位置上有段差时的段差量。
而且，当由于制造误差引起衍射构造的锯齿形状的先端部位不成锐角而被圆形了的情况时，以光学面的延长线与段差的延长线的相交点为上述di的深度的测量点。
另外，在离光轴的高度为0的位置，因为对衍射构造的入射光束、出射光束相对光轴来说成的角度为0，所以，上述C₀也可以表示为C₀＝mB×λB/(n_A’-n_B’)((2)式)。
在此，当以介质A对波长λ1[mm]光束的折射率为n_A、介质B对波长λ1[mm]光束的折射率为n_B时，则可以变形为α＝C₀×n_d1/λ1は、C₀＝α×λ1/n_d1＝α×λ1/(n_A-n_B)((3)式)，比较(2)式与(3)式，则从λB≠λ1以及n_A’-n_B’≠n_A-n_B之关系，得到mB≠α，即可以知道α从mB(闪耀化波长的衍射次数(整数))偏离。
另外，相对波长变化的光的入射侧的介质A与出射侧的介质B的折射率的差nd的变化(n_d2-n_d1)/(λ2-λ1)，可以变形为{(n_A’-n_B’)-(n_A-n_B)}/(λB-λ1)，因为满足57≤|(n_d2-n_d1)/(λ2-λ1)|≤90，所以，使α在上述范围之做法其结果等于限定λB的范围。
另外α从mB偏离的量是随mB的增大变小，但是，这是因为越是高次衍射对波长变化的衍射效率的低下越大，所以，作为使用波长λ1λB有必要提高对波长λ1光的衍射效率。
α是接近mλ的数值，所以，α的整数部分为mλ。
假定光程的差正好为波长λ1的整数倍的话，则α＝整数，能够抑制第1光束窜过物镜OBJ之际的光量的低下，能够确保几乎100％的光量，假设α≠整数的话，则对应α的值发生光量的低下。
具体的是，只要在3.38≤α≤3.45、5.37≤α≤5.46、7.25≤α≤7.39、9.38≤α≤9.45、11.41≤α≤11.43范围内，第1光束的光量虽然有所低下，但作为对HD的信息的再生专用的用途来说，能够确保充分的光量，另外，能够确保用来对DVD以及CD的信息再生以及/或记录的充分的第2光束以及第3光束的光量。
另外，使α的整数部分成奇数(优选3)地即：付与波长λ1的第1光束几乎奇数倍的光程差地设定了衍射构造DOE的段差的距离d。由此，对于波长407nm(形成了衍射构造DOE的物镜对波长407nm的折射率为1.559806)来说，衍射次数为奇数的衍射光(例如+3次衍射光)的衍射效率几乎为100％，对于该衍射构造来说，若第2光束(形成了衍射构造DOE的物镜对波长655nm的折射率为1.540725)入射的话，则+2次衍射光以88％的衍射效率发生，所以，在第1光束和第2光束的任何一个波长区域中都能够得到充分的衍射效率。
另一方面，若第3光束(形成了衍射构造DOE的物镜对波长785nm的折射率为1.537237)入射到衍射构造DOE的话，则+2次衍射光和+3次衍射光以几乎相同的约40％的衍射效率发生。在此，对将该2个衍射光中与所述光学放大倍率m1相同放大倍率中的球面像差量小的2次衍射光用于对CD的再生以及/或记录用的情况、与对波长λ1的第1光束几乎付与偶数倍光程差地设定段差距离d，将穿过该衍射构造之际发生的第3光束中具有最大衍射效率的衍射光用于对CD的再生以及/或记录用的情况作比较话，则前者的用来修正球面像差的光学放大倍率接近0，能够减小移动时产生的像差。
另外，衍射构造DOE用该衍射构造付加在透过波阵面的光程差来表示，以h(mm)为光轴垂直方向的高度、B_2i为光程差函数、i为自然数时，将一定的系数代入以下数1式、用定义的光程差函数(h)(mm)来表示该光程差。
【数1】
φ ( h ) = Σ i = 0 B 2 i h 2 i ]]>
本实施形态中，设定上述数1中的B₄为B₄＜0，使衍射构造DOE具有应有的正的衍射作用。
而且，优选满足-1.0×10^-3＜B₄＜-1.0×10^-4，更优选满足-7.0×10^-4＜B₄＜-4.5×10^-4。
通过设定这样的衍射构造DOE，对穿过该衍射构造的波长λ1、λ2以及λ3光束中的至少1个光束(本实施行形态中为波长λ1的第1光束)给与正的衍射作用，能够抑制起因于环境温度变化的第1光束的波长变动而产生的波阵面像差的变化量，得到温度特性优异的物镜。
而且，具体的是设定为，伴随环境温度变化的λ1の光束的波长发生+5nm变动时，波阵面像差变化量AW[λrms]满足ΔW≤0.05。
并且，优选使衍射构造持有负的衍射力，这样，能够修正对HD以及DVD进行信息再生以及/或记录之际的波长λ1或λ2的光束的色像差。
具体的是通过设定衍射构造DOE，使物镜对波长λ1光束的每波长变化1nm的光轴方向的波阵面像差最小位置变化量dfb/dλ满足|dfb/dλ|≤0.1[μm/nm]，能够得到波长λ1光束的色像差修正、波长特性优异的物镜OBJ。另外，通过设定衍射构造DOE，使物镜对波长λ2光束的每波长变化1nm的光轴方向的波阵面像差最小位置变化量dfb/dλ满足|dfb/dλ|≤0.1[μm/nm]，能够得到波长λ2光束的色像差修正、波长特性优异的物镜OBJ。
另外，本实施形态中，第1光源LD1以及第3光源分别分开，且配置在光轴L上，同时，物镜OBJ主要对性能允许范围较狭的高密度光盘满足正弦条件。
因此，在使用高密度光盘时，对物镜来说，即使是例如缓的收敛光束入射的情况时，物镜OBJ的移动产生的彗形像差也几乎不成问题，另外，CD与高密度光盘相比，主要是保护层厚和物镜的光学系统放大倍率有较大不同，所以不满足正弦条件，但是，物镜OBJ移动之际的彗形像差发生的主要因素是放大倍率和正弦条件，其中，放大倍率较小，所以，彗形像差是在能够用于充分再生以及/或记录的程度，能够得到移动特性优异的物镜。
而且，欲进一步修正移动时的彗形像差时，可以在物镜OBJ的光源侧设置彗形像差修正元件、或设置具有修正功能的准直透镜或耦合透镜。
另外，作为作与NA3对应的孔径限制的孔径元件，可以是在物镜OBJ的光学面S1近旁配置孔径限制元件AP，构成通过2轴传动装置一体地移动驱动孔径限制元件AP和物镜OBJ之结构。
此时的孔径限制元件AP，其光学面上形成了具有透过率的波长选择性的波长选择过滤器WF。因为该波长选择过滤WF器具有：在NA3内的区域透过第1波长λ1乃至第3波长λ3的所有波长，在NA3至NA1的区域仅遮断第3波长λ3透过第1波长λ1以及第2波长λ2之透过率的波长选择性，所以，通过这种波长选择性能够进行对应NA3的孔径限制。
另外，作为孔径的限制方法，不仅仅有利用波长选择过滤器之方法，也可以是机械性的切换光圈的方式或在后面叙述的利用液晶相位控制元件LCD之方式。
从轻量、廉价的观点出发，物镜OBJ优选是塑料的，但是，若考虑耐温性耐光性的话，则也可以用玻璃制作。现在市场上主要出现的是折射型玻璃模式非球面透镜，但是，如果采用正在研究开发的低熔点玻璃，则也可以制作设置了衍射构造的玻璃模式透镜。另外，光学用途的塑料的开发正在进行中，已经有由于温度而引起的折射率变化较小的材料。这是通过混合由温度引起的折射率变化的符号为相反的无机微粒子，使树脂整体的由温度引起的折射率变化较小，同样也有通过混合分散小的无机微粒子，减小了树脂整体分散的材料，将这些用于BD用物镜的话则更有效。
如本实施形态所示，通过在物镜的光学面上形成截面为锯齿形状的衍射构造，设定为满足例如5.37≤α≤5.46，可以得到能够对第1光盘进行恰当的信息再生专用、对第2光盘以及第3光盘进行恰当的信息再生以及/或记录的物镜以及光拾取装置。
【実施例】
接下去，就上述实施形态中所示的物镜的实施例(实施例1)进行说明。
在表1中出示实施例1的透镜数据。
【表1】
实施例1  透镜数据
         物镜的焦点距离  f₁＝3.2mm    f₂＝3.29mm  f₃＝3.27mm
         像面侧数值孔径  NA1：0.65     NA2：0.65    NA3：0.51
         2面衍射次数     n1：3         n2：2        n3：2
         放大倍率        m1：0         m2：1/87.7   m3：0