专利名称：物镜、光拾取器装置及信息记录再生方法
技术领域：
本发明涉及光拾取器装置使用的物镜、光拾取器装置以及信息记录再生方法，特别涉及用一个物镜进行记录密度不同的光信息记录介质的记录/再生的物镜、光拾取器装置以及信息记录再生方法，进而，还涉及在物镜上形成衍射构造并可以以有限倍率(相对于有限光的倍率)使用的、且在高记录密度的光信息记录介质中满足良好的温度特性，同时又能够减少低记录密度的光信息记录介质聚焦驱动时的噪声信号的物镜、光拾取器装置以及信息记录再生方法。
这里，作为要求记录密度不同的光信息记录介质彼此的互换性的例子，有DVD和CD。如[表1]给出的那样，这些光信息记录介质透明基板的厚度各不相同。为了确保其互换性，必须采用某些手段校正因该透明基板厚度的不同导致产生的球差。进而，在DVD和CD中，因为要求数值孔径不同，故对此也需要采取某些对策。
作为用物镜达成DVD/CD的互换性的例子，开发有在物镜上设置衍射构造的物镜。作为这样的物镜，例如，有在物镜的一侧的面上，在距光轴特定距离h的内外设置不同的衍射构造，在内侧的区域相对于各种透明基板厚度校正球差，在外侧的区域只对DVD校正球差，对CD则不校正球差地使之光斑化的构成。通过这样地构成物镜，可以在各种光信息记录介质上适当地形成各种信息的记录或再生时所要求的会聚光点。
这里，关于外侧区域的使用CD时的光斑化，可以考虑形成焦前(オ-バ-)光斑的情况和形成焦后(アンダ-)光斑的情况。如果是形成焦后光斑，则采用加强衍射效果的设计，衍射间隔有变窄的倾向。因此，从衍射效率这一点上考虑，设计上最好形成焦前光斑。
此外，另一方面，在对DVD进行信息的记录或再生的最近的光拾取器装置的物镜中，多采用无限倍率的构成，但为此通常需要对上述物镜照射平行光的平行光透镜，而如果做成省略了平行光透镜的有限倍率构成，则在机械方面有可以简化光拾取器装置的光学系统的优点。但是，通过在光学上从无限倍率变更到有限倍率，物镜会产生由道跟踪方向偏移引起的慧差，或因温度变化而产生的球差劣化剧烈之类的问题。
这里，如果设物镜的像侧数值孔径为NA、焦距为f、成像倍率为m、激光光源波长为λ，则由温度变化产生的球差的3次成分的变化量可用下式表示δSA3/δT∝f·(1-m)4·NA4/λ (1)由此可知，如果光拾取器装置的有限化、短波长化、高NA化进展，则对温度变化的要求将变严。
特别地，在用塑料构成物镜时，起因于由温度变化造成的折射率变化的球差的劣化将成为问题。
图16给出了m＝-1/7.2、NA＝0.6、λ＝650nm、在25℃的标准温度下经过像差校正的塑料(相对于材料的温度变化的折射率变化dn/dT为-0.00012(/℃))物镜中温度变化时(25℃到55℃)的球差的变化量。
这里，如果在物镜上形成衍射构造，则即便是塑料物镜，也可以减少由温度变化而产生的球差。这是因为衍射构造具有比例于波长的性质，例如，在温度上升时，虽然因塑料的折射率下降而产生正球差，但因在衍射部分激光激励波长偏向长波长侧，从而可以使之产生负球差，从而具有可相互抵消球差的效果。
但是，在有限倍率大的塑料物镜中，如果想利用衍射来校正温度特性将产生下面这样的不适宜的情况。
如由图16可知的那样，在由物镜的折射部分产生了强的正球差时，如果不让衍射部分产生强的负球差，则用物镜单体将不能消除球差。这是因为其等同于加强对应衍射部分的温度变化的折射率变化(称之为波长依存性)，所以，衍射的效果变强。于是，在上述外侧区域，CD中的焦前光斑部分朝向焦后方向，结果是光斑部分靠近光轴。
这意味着在CD中，利用通过内侧区域的光束所形成的会聚光点和利用通过外侧区域的光束所形成的光斑内径的间隔接近。该光斑的内径越接近会聚光点，则越增大不希望被光检测器检测出来的光斑光，增加了聚焦过程的噪声信号等而不够理想。也就是说，要想改善温度特性而加强衍射效果会存在产生恶化聚焦噪声之类的问题。
方案(1)所记载的光拾取器装置用物镜，它具有通过相对于透明基板厚度为t1的第1光信息记录介质照射光束来进行信息的记录或再生的波长为λ1的第1光源；通过相对于透明基板厚度为t2(t1＜t2)的第2光信息记录介质照射光束来进行信息的记录或再生的波长为λ2(λ1＜λ2)的第2光源；和包含将上述第1光源以及上述第2光源出射的光束经由上述第1以及上述第2光信息记录介质的透明基板会聚在信息记录面上的物镜的聚光光学系统，其特征在于上述物镜使用有限倍率m(-0.33＜m＜-0.10)，此外，在垂直于光轴的方向上配置2个以上形成有衍射构造的光学功能区域，其中利用上述光学功能区域中的近光轴侧的内侧光学功能区域的衍射构造，校正通过上述内侧光学功能区域的光束对各种光信息记录介质的信息的记录或者再生时的球差，利用上述光学功能区域中的远光轴侧的外侧光学功能区域的衍射构造，校正通过上述外侧光学功能区域的光束对上述第1光信息记录介质的信息的记录或者再生时的球差，且在对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时可以光斑化，进而，因为在上述外侧光学功能区域上述波长λ2的透过率低于上述波长λ1的透过率，故提高了上述衍射构造的波长依存性，使对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时使用的光束中的光斑部分朝向负的方向，作为结果，即便是光斑部分成为靠近光轴的情况，由于上述波长λ2的透过率低于上述波长λ1时的透过率，故不易被检测来自上述第2光信息记录介质的反射光的光检测器检测出，可以抑制误检测的危险。
方案(2)所记载的光拾取器装置用物镜，它具有通过相对于透明基板厚度为t1的第1光信息记录介质照射光束来进行信息的记录或再生的波长为λ1的第1光源；通过相对于透明基板厚度为t2(t1＜t2)的第2光信息记录介质照射光束来进行信息的记录或再生的波长为λ2(λ1＜λ2)的第2光源；包含将上述第1光源以及上述第2光源出射的光束经由上述第1以及上述第2光信息记录介质的透明基板会聚在信息记录面上的物镜的聚光光学系统；和光检测器，其特征在于上述物镜使用有限倍率m(-0.33＜m＜-0.10)，此外，在垂直于光轴的方向上配置3个以上的光学功能区域，其中利用在近光轴侧的内侧光学功能区域形成的衍射构造，校正通过上述内侧光学功能区域的光束对各种光信息记录介质的信息的记录或者再生时的球差，利用在远光轴侧的外侧光学功能区域形成的衍射构造，校正通过上述外侧光学功能区域的光束对上述第1光信息记录介质的信息的记录或者再生时的球差，且在对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时可以光斑化，并在从上述光源到上述光检测器的光路内设置使到达上述光检测器的光的光量下降的光量降低构件，因为上述光量降低构件至少在对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时，可以使通过位于上述内侧光学功能区域和上述外侧光学功能区域之间的中间光学功能区域到达上述光检测器的光束的光量在上述物镜对焦时降低，故提高了上述衍射构造的波长依存性，使上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时使用的光束中的光斑部分朝向负的方向，作为结果，即便是光斑部分成为靠近光轴的情况，也可以利用上述光量降低构件，至少在上述物镜对焦时降低通过中间光学功能区域到达上述光检测器的光束的光量，从而，不易被检测来自上述第2光信息记录介质的反射光的光检测器检测出，可以抑制误检测的危险。
方案(3)所记载的光拾取器装置用物镜，上述光量降低构件是设置在上述中间光学功能区域的折射面或者衍射构造，关于通过上述中间光学功能区域的光束，由于至少可以在对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时被光斑化，故可以相对于具有不同的透明基板厚度的多种光信息记录介质适宜地进行信息的记录或者再生。
方案(4)所记载的光拾取器装置用物镜，上述光量降低构件是设置在上述中间光学功能区域的衍射构造，关于通过上述中间光学功能区域的光束，因为其至少在对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时具有负的球差，故可以相对于具有不同的透明基板厚度的多种光信息记录介质适宜地进行信息的记录或者再生。
方案(5)所记载的光拾取器装置用物镜，利用上述光量降低构件可以对通过上述中间光学功能区域的光束，在对上述第1光信息记录介质的信息的记录或者再生时校正球差，故可以相对于具有不同的透明基板厚度的多种光信息记录介质适宜地进行信息的记录或者再生。
方案(6)所记载的光拾取器装置用物镜，如果其上述光量降低构件是二向色性滤光片，则可以不必较大地变更已有的光拾取器装置的构成，即可相对于具有不同的透明基板厚度的多种光信息记录介质适宜地进行信息的记录或者再生。
方案(7)所记载的光拾取器装置用物镜，如果其上述光量降低构件是液晶光阀，则由于可以任意地进行光量的降低，故可以相对于具有不同的透明基板厚度的多种光信息记录介质适宜地进行信息的记录或者再生。
方案(8)所记载的光拾取器装置用物镜，在相对于上述第2光信息记录介质进行信息的记录或者再生时，因为由上述外侧光学功能区域的衍射构造产生的最高强度的衍射光的衍射次数nout和由上述内侧光学功能区域的衍射构造产生的最高强度的衍射光的衍射次数nin满足|nout|≥|nin| (2)所以，如通过使由上述外侧光学功能区域的衍射构造产生的衍射光的效率下降，可以降低光斑光的光量，可以相对于具有不同的透明基板厚度的多种光信息记录介质适宜地进行信息的记录或者再生。
方案(9)所记载的光拾取器装置用物镜，如果设上述外侧光学功能区域的上述衍射构造的设计基准波长为λB，则由于0.5λ1＜λB＜1.1λ1，故通过较上限更小地设计基准波长λB，可以抑制在第2光信息记录介质的透过率，通过较下限更大地设计基准波长λB，可以较高地维持在上述第1光信息记录介质的透过率。
方案(10)所记载的光拾取器装置用物镜，它具有通过相对于透明基板厚度为t1的第1光信息记录介质照射光束来进行信息的记录或再生的波长为λ1的第1光源；通过相对于透明基板厚度为t2(t1＜t2)的第2光信息记录介质照射光束来进行信息的记录或再生的波长为λ2(λ1＜λ2)的第2光源；包含将上述第1光源以及上述第2光源出射的光束经由上述第1以及上述第2光信息记录介质的透明基板会聚在信息记录面上的物镜的聚光光学系统；和光检测器，其特征在于上述物镜在垂直于光轴的方向上配置有2个以上的形成有衍射构造的光学功能区域，其中利用在上述光学功能区域的近光轴侧的内侧光学功能区域的衍射构造，校正在对各种光信息记录介质的信息的记录或者再生时使用的光束的球差，利用在上述光学功能区域的远光轴侧的外侧光学功能区域形成的衍射构造，校正在对上述第1光信息记录介质的信息的记录或者再生时使用的光束的球差，且由于通过上述外侧光学功能区域的上述波长λ2的光束的、对上述物镜的透过率是50％以下，故提高了上述衍射构造的波长依存性，使对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时使用的光束中的焦前光斑部分朝向负的方向，作为结果，即便是光斑部分成为靠近光轴的情况，因为通过上述外侧光学功能区域的上述波长λ2的光束的、对上述物镜的透过率是50％以下，所以不易被检测来自上述第2光信息记录介质的反射光的光检测器检测出，可以抑制误检测的危险。
方案(11)所记载的光拾取器装置用物镜，如果其通过上述内侧光学功能区域的上述波长λ1以及上述波长λ2的光束的、对上述物镜的透过率是90％以上，则因其可以提高用于对上述第1光信息记录介质进行信息的记录或者再生的光束的强度而比较理想。这里，方案(9)、(10)的透过率的设定可以考虑在物镜的至少一侧面上被覆具有波长选择性的镀膜，但并非只限于此。
方案(12)所记载的光拾取器装置用物镜，其在对上述第1光信息记录介质的信息的记录或者再生时的上述物镜的倍率m1为-1/2.5≥m1≥-1/10 (3)但如果倍率m1是下限以上，则将成为像高特性良好的构成，如果是上限以下，因为这样可以确保上述物镜的工作间隔，故较为理想，进而，如果上述第1光信息记录介质的必要数值孔径NA为0.65≥NA1≥0.55 (4)则可以提供适合于如DVD等高密度的信息记录或者再生的物镜。
方案(13)所记载的光拾取器装置用物镜，其在对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时的上述物镜的倍率m2为-1/2.5≥m2≥-1/10(5)但如果倍率m2是下限以上，则为像高特性良好的构成，如果是上限以下，则因其可以确保上述物镜的工作间隔，故较为理想，进而，如果上述第2光信息记录介质的必要数值孔径NA2为0.57≥NA2≥0.43 (6)则可以提供适合于如CD用等与DVD用相比为低密度的信息记录或者再生时的物镜。
方案(14)所记载的光拾取器装置用物镜，如果用塑料材料做成上述物镜，则其因可以低成本地大量生产而比较理想。
方案(15)所记载的光拾取器装置，它具有通过相对于透明基板厚度为t1的第1光信息记录介质照射光束来进行信息的记录或再生的波长为λ1的第1光源；通过相对于透明基板厚度为t2(t1＜t2)的第2光信息记录介质照射光束来进行信息的记录或再生的波长为λ2(λ1＜λ2)的第2光源；和包含将上述第1光源以及上述第2光源出射的光束经由上述第1以及上述第2光信息记录介质的透明基板会聚在信息记录面上的物镜的聚光光学系统，其特征在于上述物镜使用有限倍率m(-0.33＜m＜-0.10)，此外，在垂直于光轴的方向上配置2个以上形成有衍射构造的光学功能区域，其中利用上述光学功能区域中的近光轴侧的内侧光学功能区域的衍射构造，校正通过上述内侧光学功能区域的光束对各种光信息记录介质的信息的记录或者再生时的球差，利用上述光学功能区域中的远光轴侧的外侧光学功能区域的衍射构造，校正通过上述外侧光学功能区域的光束对上述第1光信息记录介质的信息的记录或者再生时的球差，且在对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时可以光斑化，进而，在上述外侧光学功能区域，上述波长λ2的透过率低于上述波长λ1的透过率。方案(15)所记载的发明的作用效果与方案(1)所记载的发明一样。
方案(16)所记载的光拾取器装置，它具有通过相对于透明基板厚度为t1的第1光信息记录介质照射光束来进行信息的记录或再生的波长为λ1的第1光源；通过相对于透明基板厚度为t2(t1＜t2)的第2光信息记录介质照射光束来进行信息的记录或再生的波长为(λ1＜λ2)的第2光源；包含将上述第1光源以及上述第2光源出射的光束经由上述第1以及上述第2光信息记录介质的透明基板会聚在信息记录面上的物镜的聚光光学系统；和光检测器，其特征在于上述物镜使用有限倍率m(-0.33＜m＜-0.10)，此外，在垂直于光轴的方向上配置3个以上的光学功能区域，其中利用在近光轴侧的内侧光学功能区域形成的衍射构造，校正通过上述内侧光学功能区域的光束对各种光信息记录介质的信息的记录或者再生时的球差，利用在远光轴侧的外侧光学功能区域形成的衍射构造，校正通过上述外侧光学功能区域的光束对上述第1光信息记录介质的信息的记录或者再生时的球差，且在对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时可以光斑化，并在从上述光源到上述光检测器的光路内设置使到达上述光检测器的光的光量下降的光量降低构件，上述光量降低构件至少在对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时，可以使通过位于上述内侧光学功能区域和上述外侧光学功能区域之间的中间光学功能区域到达上述光检测器的光束的光量在上述物镜对焦时降低。方案(16)所记载的发明的作用效果与方案(2)所记载的发明一样。
方案(17)所记载的光拾取器装置，其特征在于上述光量降低构件是设置在上述中间光学功能区域的折射面或者衍射构造，关于通过上述中间光学功能区域的光束，至少可以在对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时被光斑化。方案(17)所记载的发明的作用效果与方案(3)所记载的发明一样。
方案(18)所记载的光拾取器装置，其特征在于上述光量降低构件是设置在上述中间光学功能区域的衍射构造，关于通过上述中间光学功能区域的光束，其至少在对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时具有负的球差。方案(18)所记载的发明的作用效果与方案(4)所记载的发明一样。
方案(19)所记载的光拾取器装置，其特征在于利用上述光量降低构件，在对上述第1光信息记录介质的信息的记录或者再生时，可以对通过上述中间光学功能区域的光束校正球差。方案(19)所记载的发明的作用效果与方案(5)所记载的发明一样。
方案(20)所记载的光拾取器装置，其特征在于上述光量降低构件是二向色性滤光片。方案(20)所记载的发明的作用效果与方案(6)所记载的发明一样。
方案(21)所记载的光拾取器装置，其特征在于上述光量降低构件是液晶光阀。方案(21)所记载的发明的作用效果与方案(7)所记载的发明一样。
方案(22)所记载的光拾取器装置，其特征在于在相对于上述第2光信息记录介质进行信息的记录或者再生时，由上述外侧光学功能区域的衍射构造产生的最高强度的衍射光的衍射次数nout和由上述内侧光学功能区域的衍射构造产生的最高强度的衍射光的衍射次数nin满足|nout|≥|nin|(2)方案(22)所记载的发明的作用效果与方案(8)所记载的发明一样。
方案(23)所记载的光拾取器装置，其特征在于如果设上述外侧光学功能区域的上述衍射构造的设计基准波长为λB，则有0.5λ1＜λB＜1.1λ1。方案(23)所记载的发明的作用效果与方案(9)所记载的发明一样。
方案(24)所记载的光拾取器装置，它具有通过相对于透明基板厚度为t1的第1光信息记录介质照射光束来进行信息的记录或再生的波长为λ1的第1光源；通过相对于透明基板厚度为t2(t1＜t2)的第2光信息记录介质照射光束来进行信息的记录或再生的波长为λ2(λ1＜λ2)的第2光源；包含将上述第1光源以及上述第2光源出射的光束经由上述第1以及上述第2光信息记录介质的透明基板会聚在信息记录面上的物镜的聚光光学系统；和光检测器，其特征在于上述物镜在垂直于光轴的方向上配置有2个以上的形成有衍射构造的光学功能区域，其中利用在上述光学功能区域的近光轴侧的内侧光学功能区域的衍射构造，校正在对各种光信息记录介质的信息的记录或者再生时使用的光束的球差，利用在上述光学功能区域的远光轴侧的外侧光学功能区域形成的衍射构造，校正在对上述第1光信息记录介质的信息的记录或者再生时使用的光束的球差，且通过上述外侧光学功能区域的上述波长λ2的光束的、对上述物镜的透过率是50％以下。方案(24)所记载的发明的作用效果与方案(10)所记载的发明一样。
方案(25)所记载的光拾取器装置，其特征在于通过上述内侧光学功能区域的上述波长λ1以及上述波长λ2的光束的、对上述物镜的透过率是90％以上。方案(25)所记载的发明的作用效果与方案(11)所记载的发明一样。
方案(26)所记载的光拾取器装置，其特征在于对上述第1光信息记录介质的信息的记录或者再生时的上述物镜的倍率m1为-1/2.5≥m1≥-1/10 (3)上述第1光信息记录介质的必要数值孔径NA1为0.65≥NA1≥0.55 (4)方案(26)所记载的发明的作用效果与方案(12)所记载的发明一样。
方案(27)所记载的光拾取器装置，其特征在于对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时的上述物镜的倍率m2为-1/2.5≥m2≥-1/10 (5)上述第2光信息记录介质的必要数值孔径NA2为0.57≥NA2≥0.43 (6)方案(27)所记载的发明的作用效果与方案(13)所记载的发明一样。
方案(28)所记载的光拾取器装置，其特征在于上述物镜用塑料材料做成。方案(28)所记载的发明的作用效果与方案(14)所记载的发明一样。
方案(29)所记载的光拾取器装置，它具有通过相对于透明基板厚度为t1的第1光信息记录介质照射光束来进行信息的记录或再生的波长为λ1的第1光源；通过相对于透明基板厚度为t2(t1＜t2)的第2光信息记录介质照射光束来进行信息的记录或再生的波长为λ2(λ1＜λ2)的第2光源；和包含将上述第1光源以及上述第2光源出射的光束经由上述第1以及上述第2光信息记录介质的透明基板会聚在信息记录面上的物镜的聚光光学系统，其特征在于上述物镜使用有限倍率m(-0.33＜m＜-0.10)，此外，在垂直于光轴的方向上配置2个以上形成有衍射构造的光学功能区域，其中利用上述光学功能区域中的近光轴侧的内侧光学功能区域的衍射构造，校正通过上述内侧光学功能区域的光束对各种光信息记录介质的信息的记录或者再生时的球差，利用上述光学功能区域中的远光轴侧的外侧光学功能区域的衍射构造，校正通过上述外侧光学功能区域的光束对上述第1光信息记录介质的信息的记录或者再生时的球差，且在对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时可以光斑化，关于通过上述外侧光学功能区域的光束，由于进一步具有在对上述第1光信息记录介质的信息的记录或者再生时以第1透过率使之透过，在对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时以低于第1透过率的第2透过率使之透过的光阑，故提高了上述衍射构造的波长依存性，使对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时使用的光束中的焦前光斑部分朝向负的方向，作为结果，即便是光斑部分成为靠近光轴的情况，通过设置上述光阑，可以使通过中间光学功能区域到达上述光检测器的光束的光量下降，从而，不易被检测来自上述第2光信息记录介质的反射光的光检测器检测出，可以抑制误检测的危险。这里，作为这样的光阑，可以考虑使用液晶光阀，但并非只限于此。
方案(30)所记载的光拾取器装置，其特征在于对上述第1光信息记录介质的信息的记录或者再生时的上述物镜的倍率m1为-1/2.5≥m1≥-1/10(3)上述第1光信息记录介质的必要数值孔径NA1为0.65≥NA1≥0.55 (4)方案(30)所记载的发明的作用效果与方案(12)所记载的发明一样。
方案(31)所记载的光拾取器装置其特征在于对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时的上述物镜的倍率m2为-1/2.5≥m2≥-1/10(5)上述第2光信息记录介质的必要数值孔径NA2为0.57≥NA2≥0.43 (6)方案(31)所记载的发明的作用效果与方案(13)所记载的发明一样。
方案(32)所记载的光拾取器装置，其特征在于上述物镜用塑料材料做成。方案(32)所记载的发明的作用效果与方案(14)所记载的发明一样。
方案(33)所记载的信息记录再生方法，其使用具有通过相对于透明基板厚度为t1的第1光信息记录介质照射光束来进行信息的记录或再生的波长为λ1的第1光源；通过相对于透明基板厚度为t2(t1＜t2)的第2光信息记录介质照射光束来进行信息的记录或再生的波长为λ2(λ1＜λ2)的第2光源；和包含将上述第1光源以及上述第2光源出射的光束经由上述第1以及上述第2光信息记录介质的透明基板会聚在信息记录面上的物镜的聚光光学系统的光拾取器装置，对上述第1以及上述第2光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生，其特征在于上述物镜使用有限倍率m(-0.33＜m＜-0.10)，在上述物镜上，在垂直于光轴的方向上配置2个以上形成有衍射构造的光学功能区域，利用上述光学功能区域中的近光轴侧的内侧光学功能区域的衍射构造，校正通过上述内侧光学功能区域的光束对各种光信息记录介质的信息的记录或者再生时的球差，利用上述光学功能区域中的远光轴侧的外侧光学功能区域的衍射构造，校正通过上述外侧光学功能区域的光束对上述第1光信息记录介质的信息的记录或者再生时的球差，且在对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时可以光斑化，进而，在上述外侧光学功能区域，上述波长λ2的透过率低于上述第1波长λ1的透过率。方案(33)所记载的发明的作用效果与方案(1)所记载的发明一样。
方案(34)所记载的信息记录再生方法，其使用具有通过相对于透明基板厚度为t1的第1光信息记录介质照射光束来进行信息的记录或再生的波长为λ1的第1光源；通过相对于透明基板厚度为t2(t1＜t2)的第2光信息记录介质照射光束来进行信息的记录或再生的波长为λ2(λ1＜λ2)的第2光源；包含将上述第1光源以及上述第2光源出射的光束经由上述第1以及上述第2光信息记录介质的透明基板会聚在信息记录面上的物镜的聚光光学系统；和光检测器的光拾取器装置，对上述第1以及上述第2光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生，其特征在于上述物镜使用以有限倍率m(-0.33＜m＜-0.10)，在上述物镜上，在垂直于光轴的方向上配置3个以上的光学功能区域，在近光轴侧的内侧光学功能区域形成衍射构造，校正通过上述内侧光学功能区域的光束对各种光信息记录介质的信息的记录或者再生时的球差，利用在远光轴侧的外侧光学功能区域形成的衍射构造，校正通过上述外侧光学功能区域的光束对上述第1光信息记录介质的信息的记录或者再生时的球差，且在对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时可以光斑化，并在从上述光源到上述光检测器的光路内，设置使到达上述光检测器的光的光量下降的光量降低构件，利用上述光量降低构件，至少在对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时，可以使通过位于上述内侧光学功能区域和上述外侧光学功能区域之间的中间光学功能区域到达上述光检测器的光束的光量在上述物镜对焦时降低。方案(34)所记载的发明的作用效果与方案(2)所记载的发明一样。
方案(35)所记载的信息记录再生方法，其特征在于上述光量降低构件是设置在上述中间光学功能区域的折射面或者衍射构造，关于通过上述中间光学功能区域的光束，至少可以在对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时被光斑化。方案(35)所记载的发明的作用效果与方案(3)所记载的发明一样。
方案(36)所记载的信息记录再生方法，其特征在于上述光量降低构件是设置在上述中间光学功能区域的衍射构造，关于通过上述中间光学功能区域的光束，其至少在对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时具有负的球差。方案(36)所记载的发明的作用效果与方案(4)所记载的发明一样。
方案(37)所记载的信息记录再生方法，其特征在于利用其上述光量降低构件，在对上述第1光信息记录介质的信息的记录或者再生时，可以对通过上述中间光学功能区域的光束校正球差。方案(37)所记载的发明的作用效果与方案(5)所记载的发明一样。
方案(38)所记载的信息记录再生方法，其特征在于上述光量降低构件是二向色性滤光片。方案(38)所记载的发明的作用效果与方案(6)所记载的发明一样。
方案(39)所记载的信息记录再生方法，其特征在于上述光量降低构件是液晶光阀。方案(39)所记载的发明的作用效果与方案(7)所记载的发明一样。
方案(40)所记载的信息记录再生方法，其特征在于在相对于上述第2光信息记录介质进行信息的记录或者再生时，由上述外侧光学功能区域的衍射构造产生的最高强度的衍射光的衍射次数nout和由上述内侧光学功能区域的衍射构造产生的最高强度的衍射光的衍射次数nin满足|nout|≥|nin|(2)方案(40)所记载的发明的作用效果与方案(8)所记载的发明一样。
方案(41)所记载的信息记录再生方法，其特征在于如果设上述外侧光学功能区域的上述衍射构造的设计基准波长为λB，则有0.5λ1＜λB＜1.1λ1。方案(41)所记载的发明的作用效果与方案(9)所记载的发明一样。
方案(42)所记载的信息记录再生方法，其使用具有通过相对于透明基板厚度为t1的第1光信息记录介质照射光束来进行信息的记录或再生的波长为λ1的第1光源；通过相对于透明基板厚度为t2(t1＜t2)的第2光信息记录介质照射光束来进行信息的记录或再生的波长为λ2(λ1＜λ2)的第2光源；包含将上述第1光源以及上述第2光源出射的光束经由上述第1以及上述第2光信息记录介质的透明基板会聚在信息记录面上的物镜的聚光光学系统；和光检测器的光拾取器装置，对上述第1以及上述第2光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生，其特征在于上述物镜在垂直于光轴的方向上配置有2个以上的形成有衍射构造的光学功能区域，利用在上述光学功能区域的近光轴侧的内侧光学功能区域的衍射构造，校正在对各种光信息记录介质的记录或者再生时使用的光束的球差，利用在上述光学功能区域的远光轴侧的外侧光学功能区域形成的衍射构造，校正在对上述第1光信息记录介质的信息的记录或者再生时使用的光束的球差，且通过上述外侧光学功能区域的上述波长λ2的光束的、对上述物镜的透过率是50％以下。方案(42)所记载的发明的作用效果与方案(10)所记载的发明一样。
方案(43)所记载的信息记录再生方法，其特征在于通过上述内侧光学功能区域的上述波长λ1以及上述波长λ2的光束的、对上述物镜的透过率是90％以上。方案(43)所记载的发明的作用效果与方案(11)所记载的发明一样。
方案(44)所记载的信息记录再生方法，其特征在于对上述第1光信息记录介质的信息的记录或者再生时的上述物镜的倍率m1为-1/2.5≥m1≥-1/10(3)上述第1光信息记录介质的必要数值孔径NA1为0.65≥NA1≥0.55 (4)方案(44)所记载的发明的作用效果与方案(12)所记载的发明一样。
方案(45)所记载的信息记录再生方法，其特征在于对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时的上述物镜的倍率m2为-1/2.5≥m2≥-1/10(5)上述第2光信息记录介质的必要数值孔径NA2为0.57≥NA2≥0.43 (6)方案(45)所记载的发明的作用效果与方案(13)所记载的发明一样。
方案(46)所记载的信息记录再生方法，其特征在于上述物镜用塑料材料做成。方案(46)所记载的发明的作用效果与方案(14)所记载的发明一样。
方案(47)所记载的信息记录再生方法，其使用具有通过相对于透明基板厚度为t1的第1光信息记录介质照射光束来进行信息的记录或再生的波长为λ1的第1光源；通过相对于透明基板厚度为t2(t1＜t2)的第2光信息记录介质照射光束来进行信息的记录或再生的波长为λ2(λ1＜λ2)的第2光源；和包含将上述第1光源以及上述第2光源出射的光束经由上述第1以及上述第2光信息记录介质的透明基板会聚在信息记录面上的物镜的聚光光学系统的光拾取器装置，对上述第1以及上述第2光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生，其特征在于上述物镜使用有限倍率m(-0.33＜m＜-0.10)，上述物镜在垂直于光轴的方向上配置2个以上形成有衍射构造的光学功能区域，其中利用上述光学功能区域中的近光轴侧的内侧光学功能区域的衍射构造，校正通过上述内侧光学功能区域的光束对各种光信息记录介质的信息的记录或者再生时的球差，利用上述光学功能区域中的远光轴侧的外侧光学功能区域的衍射构造，校正通过上述外侧光学功能区域的光束对上述第1光信息记录介质的信息的记录或者再生时的球差，且通过在对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时光斑化，并进而通过设置光阑，关于通过上述外侧光学功能区域的光束，在对上述第1光信息记录介质的信息的记录或者再生时以第1透过率使之透过，在对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时以低于第1透过率的第2透过率使之透过。方案(47)所记载的发明的作用效果与方案(29)所记载的发明一样。
方案(48)所记载的信息记录再生方法，其特征在于对上述第1光信息记录介质的信息的记录或者再生时的上述物镜的倍率m1为-1/2.5≥m1≥-1/10 (3)上述第1光信息记录介质的必要数值孔径NA1为0.65≥NA1≥0.55(4)方案(48)所记载的发明的作用效果与方案(12)所记载的发明一样。
方案(49)所记载的信息记录再生方法，其特征在于对上述第2光信息记录介质的信息的记录或者再生时的上述物镜的倍率m2为-1/2.5≥m2≥-1/10 (5)上述第2光信息记录介质的必要数值孔径NA2为0.57≥NA2≥0.43(6)方案(49)所记载的发明的作用效果与方案(13)所记载的发明一样。
方案(50)所记载的信息记录再生方法，其特征在于上述物镜用塑料材料做成。方案(50)所记载的发明的作用效果与方案(14)所记载的发明一样。
本说明书中，关于[光学功能区域]，在用球差表示时，如果符合下列情况之一，则认为以h为边界存在不同的光学功能区域(a)以h为边界不连续的情况(图1(a))；(b)虽然在h连续但其1次微分不连续的情况(图1(b))；(c)在某一波长中，在h不连续的情况(图1(c))。
此外，将按上述条件分割的各光束所通过的区域看做是[光学功能区域]。为此，当注意透镜的1个面时，在存在折射部分和衍射部分(衍射构造)场合，以折射部和衍射部的分界部为边界分成各个[光学功能区域](参照图2(a)以及(c))。进而，即使遍及整个面形成衍射构造，以及对混杂按不同的目的设计的衍射构造的情况，也可以根据上述(c)的条件将其看做是各个[光学功能区域](参照图2(b))。另外，即使在另一侧的面上也形成用同一非球面系数表示的非球面，以及在另一侧的面上形成有不连续部分的情况，也可以看做是各个的光学面。这里，光学功能区域既可以在垂直于光轴的方向上排列2个(图2(d))，也可以排列3个以上(图2(a)～(c))。
关于“负球差或/正球差”，如图3所示的那样，在以近轴像点位置为原点的球差中，以在较近轴像点靠前位置并与光轴相交的情况为“负”，以在较近轴像点远离的位置并与光轴相交的情况为“正”。
在本说明书中使用的所谓“衍射构造”是指在物镜表面设置凹凸，并具有利用衍射使光束会聚或者发散作用的部分。作为凹凸的形状，如图2(b)所示的那样，在物镜OL的表面形成作为以光轴为中心的近似同心圆的环带，如果在包含光轴的平面观察其断面，可知各环带是锯齿那样的形状，这里将包含这样的形状的构造，特别是这样的形状称之为“衍射环带”。
在本说明书中，所谓的物镜，狭义上是指在光拾取器装置装填了光信息记录介质的状态下，在最靠近光信息记录介质侧的位置与之相对地配置的具有聚光作用的透镜，广义上则是指与该透镜一起通过调节器至少可以在其光轴方向动作的透镜群。这里，所涉及的所谓透镜群是指至少1片以上(例如2片)的透镜。因此，在本说明书中，所谓的物镜的光信息记录介质侧(像侧)的数值孔径NA是指位于物镜的最靠近光信息记录介质侧的透镜面的数值孔径NA。此外，在本说明书中，必要数值孔径NA是由各个光信息记录介质的规格规定的数值孔径，或者表示相对于各个光信息记录介质，根据所使用的光源的波长，可得到进行信息的记录或再生所必需的光点直径的衍射限界性能的物镜的数值孔径。
在本说明书中，所谓第2光信息记录介质是指如CD-R、CD-RW、CD-Video、CD-ROM等各种CD系列的光盘，第1光信息记录介质则意味着如DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD-Video等各种DVD系列的光盘。进而，在本说明书中说到透明基板的厚度t时，也包括t＝0的情况。
图2是用于说明光学面区域的物镜的断面图。
图3所示是像差为负或者为正的图。
图4是本实施形态的光拾取器装置的概略构成图。
图5是示出使用了作为聚焦控制的例子的象散法的光检测器106的检测形式的图，图5(a)是概略地示出的照射到光检测器上的光束的视图，图5(b)给出的是光检测器的分割检测面，图5(c)所示是光检测器的输出信号。
图6是将与DVD使用波长相当地设定了衍射构造的制造波长时的波长依存性，以比较了1次衍射光和2次衍射光时的衍射效率来表示的图。
图7是实施例1的物镜的球差图。
图8所示是在模拟了使用CD时的物镜散焦信号时，内侧光学功能区域以同样衍射次数，按2次设计了外侧光学功能区域的衍射次数情况(a)和按1次设计了外侧光学功能区域的衍射次数情况(b)的比较结果。
图9是实施例2的物镜的球差图。
图10所示是在模拟了使用CD时的物镜散焦信号时，将外侧光学功能区域的衍射构造的制造波长做成较DVD使用波长(655nm)更短的525nm情况(a)和使之一致于DVD使用波长情况(b)的比较图。
图11是实施例3的物镜的球差图。
图12所示是物镜散焦信号的模拟结果(a)和用与外侧光学功能区域相同的衍射面构成了中间光学功能区域时的模拟结果(b)的图。
图13所示是对应图12(a)的CD最佳散焦时的光信息记录面上的光点剖面图。
图14所示是对应图12(b)的CD最佳散焦时的光信息记录面上的光点剖面图。
图15是本实施形态的光拾取器装置的概略构成图。
图16所示是DVD的球差特性图。
物镜103由没有图示的调节器进行散焦位置控制。相应于该散焦位置控制，进行入射到配置在会聚光点的反射光的共轭点上的光检测器106的光量分布的反馈控制。更为具体地，就是通过用光检测器106检测被光信息记录介质的记录面200、200’反射，并经由在光轴方向上移动的物镜103、光阑104在光束分离棱镜107反射且通过了平行平板108的光束，从而判定物镜103的焦点位置，进行聚焦控制。
图5所示是使用了作为聚焦控制的例子的象散法的光检测器106的检测形式的图，图5(a)是概略地示出了照射到光检测器上的光束的视图，图5(b)给出的是光检测器的分割检测面，图5(c)所示是光检测器的输出信号。在图4的光拾取器装置的返回光学系统(光信息记录介质200、200’和光检测器106之间的光学系统)中，通过用平行平板108给予象散性像差，如图5(a)所示的那样，伴随物镜103的移动，光检测器106的检测面的光点呈纵长A、圆形B、横长C那样地变化。例如，如图5(b)给出的那样，如果将光点的检测面106a分成4个部分(a1～a4)并检测、计算各个分割部的信号，可以检测出该光点形状，具体地，就是用图5(c)所示的曲线判定在FP位置光点为圆形B，即物镜位于聚焦位置。随着自位置FP的偏离，信号值在正或负的方向上增大，可判定光点形状为纵长A或者横长C。
因此，光拾取器装置的聚焦控制是基于图5(c)所示的波形，通过求位置FP来达成的。然而，由于图5(c)所示的波形是理想的曲线，而实际上可得到的波形对应入射到光检测器106的光量，存在变成山倒塌了形状的情况。特别地，如果使用CD时的光斑光靠近光轴，则其倾向显著。于是，在本实施形态中，采用以下这样做法，努力不使使用CD时的光斑光入射到光检测器106。
物镜103是两面非球面的塑料透镜，是在光源侧的非球面上一体化了衍射构造的透镜。在自光轴距离h以内的区域(内侧光学功能区域)和其外侧的区域(外侧光学功能区域)设置有不同的衍射构造(图2(d))。在内侧光学功能区域设置校正DVD和CD各自使用状态(倍率、光源波长、透明基板厚度)的球差的衍射构造。因为在DVD和CD的信息记录/再生时使用波长不同，故如果适当地设置衍射构造的能力和折射构造的能力将可以校正各种球差。在该区域，从DVD/CD各自的光利用效率的观点看，采用使使用DVD和CD时的各自的衍射次数一样的做法比较理想，进而，采用低次的衍射次数(1次等)的做法将减少由衍射构造的制造波长的不同引起的衍射效率下降。
前面已经说过在较离开光轴的距离h更外侧的外侧光学功能区域校正使用DVD时的球差，并使使用CD时的球差焦前光斑化的情况。在该使用CD时的光斑光靠近光轴时，作为使入射到光检测器106的光量降低的光量降低构件，可以在外侧光学功能区域使用增强衍射效率的波长依存性地设定高次衍射次数(即，使该次数的衍射光的强度达到最高)的衍射构造。如果选择该高次的衍射次数，则可以较高地保持使用DVD时的衍射效率的状态并相反地较低地设定使用CD时的衍射效率。由此可以使入射到使用CD时的光检测器106的光斑光的量下降。图6中给出了将与DVD使用波长相当地设定了衍射构造的制造波长时的波长依存性，以比较了1次衍射光和2次衍射光时的衍射效率来表示的图。
虽然一般情况下越是高次其波长依存性越强，但如果做成高次衍射设计，则衍射环带的台阶量也变深，如果考虑透镜加工则最好还是选择低的。因此，可以说作为整体利用2次或3次衍射光比较理想。(第2实施形态)下面对第2实施形态进行说明。这里，与第1实施形态所不同的是对应物镜的外侧光学功能区域的设计位置，我们省略与第1实施形态重复处的说明。
在距光轴距离h更外侧的外侧光学功能区域，校正使用DVD时的球差，作为降低CD的光斑光入射到光检测器的光量的光量降低构件，设置了将制造波长λB设定在比DVD用的光源波长λ1更短的波长上的衍射构造。通过这样做法，与等于DVD用的光源波长λ1地设定制造波长λB的情况相比，可以进一步降低使用CD时的衍射效率。由此，可以降低入射到使用CD时的光检测器106上的光斑光的量。其与衍射次数无关且不改变上述倾向。因而可知，这里即使是使用高次的衍射次数也可以。(第3实施形态)下面对第3实施形态进行说明。这里，与上述实施形态所不同的是物镜的设计位置，我们省略与上述实施形态重复处的说明。
物镜103是两面非球面的塑料透镜，在光源侧的面上设置有衍射构造。该衍射构造以离开光轴距离h1以及h2为边界设置了3个各自不同的光学功能区域(参照图2(b))。最内侧的内侧光学功能区域的衍射构造是校正使用DVD和CD时的各自球差的构造，是同次衍射次数(1次)。而最外侧的外侧光学功能区域的衍射构造是校正使用DVD时的球差并使使用CD时的球差焦前光斑化的构造。这里，构成光量降低构件的中间光学功能区域的衍射构造在校正使用DVD时的球差的同时，还给出了通过扩大使用CD时的光斑形状来谋求降低光量的情况。作为结果，因为扩大了光斑内径，所以，达成降低使用CD时的物镜散焦的噪声成分。
本发明并非只限定于本实施形态。可以用折射面构成中间光学功能区域(参照图2(a))，校正使用DVD时的球差并在使用CD时让其焦前光斑化，也可以在中间光学功能区域采用使使用CD时的衍射效率变低的衍射构造。或者只在通过中间光学功能区域的光束从物镜出射的面(图2(a)的CT)上设置CD用的光束的透过率低的镀层也没有关系。因为只要降低CD用光束的透过率就足够了。(第4实施形态)下面对第4实施形态进行说明。这里，与上述实施形态同样地，省略对重复处的说明。
例如，在第1实施形态，为了进一步减少使用CD时的光斑光的影响，可考虑使用CD时遮蔽通过外侧光学功能区域的光束来降低透过率。具体地，可以使用如液晶光阀那样，可对应信息记录光或信息记录介质使电压变化从而达到数值孔径可变的构件，或设置二元形状的衍射滤光片，或最好设置透过率具有波长选择性的光阑。在使用二元形状的衍射滤光片时，通过控制台阶可以设定在DVD使用波长透过率高，在CD使用波长透过率低。关于液晶光阀或二元形状的滤光片，因众所周知，故下面没有详细记载。
下面对本发明的实施例进行说明。(实施例1)本实施例与上述的第1实施形态关连，是关于作为高记录密度的第1光信息记录介质使用DVD、作为低记录密度的第2光信息记录介质使用CD、并可以分别对它们进行信息的记录或者再生的物镜的实施例。
在DVD中，光信息记录介质透明基板的厚度是0.6mm，必要数值孔径NA1＝0.60，光源波长λ1＝655nm，在CD中，光信息记录介质透明基板的厚度是1.2mm，必要数值孔径NA2＝0.45，光源波长λ2＝785nm。
物镜的两面是用〖公式1〗表示的非球面。这里，Z是光轴方向的轴，h是与光轴垂直方向的轴，r是近轴曲率半径，κ是圆锥系数，A是非球面系数，P是非球面的幂次数。〖公式1〗Z=h2/R01+1-(1+κ)(h/R0)2+Σi=1∞AihPi]]>进而，在物镜的光源侧非球面的表面按整体形成有衍射构造。该衍射构造相位差函数Φb以弧度为单位，用〖公式2〗表示。该2次系数表示衍射部分的近轴的能力。此外，可以用2次以外的系数，例如用4次、6次系数等控制球差。这里的所谓可以控制，意味着使折射部分所带有的球差在衍射部分具有逆特性的球差从而以总体来校正球差，操作衍射部分的球差使总体的球差成为所期望的光斑量。此时，也可以认为温度变化时的球差是折射部分球差的温度变化和衍射部分的球差变化的总和。〖公式2〗Φb=Σi=1∞b2ih2i]]>在距光轴距离h靠外侧的外侧光学功能区域和其内侧的内侧光学功能区域，形成有不同目的的衍射构造。内侧光学功能区域的衍射构造在DVD和CD各自使用状态对通过该区域的光束校正球差。因为该内侧光学功能区域同时利用于DVD和CD，故从光利用效率的观点来看，使用同次衍射次数最为理想，在本实施形态作为衍射次数使用了1次衍射光。
另一方面，由于通过外侧光学功能区域的光束只对DVD使用，故在使用DVD时校正球差，而在使用CD时则为焦前光斑。这里，在外侧光学功能区域，如利用2次衍射次数的光，使CD使用波长的光的衍射效率低于DVD使用波长。如由图6可以理解的那样，如果将制造波长设定为DVD使用波长，则在使用高次衍射次数时，CD使用波长的衍射效率降低。
在本实施例中使用的物镜的透镜数据示于[表2]，球差图示于图7。图8给出了在模拟了实际使用CD时的物镜散焦信号时，内侧光学功能区域用同一衍射次数，用2次设计了外侧光学功能区域的衍射次数的情况(a)和用1次设计了外侧光学功能区域的衍射次数的情况(b)的比较结果。图8中，纵轴是光检测器的信号值，横轴是物镜的移动量(以下，同样的图中相同)。如由该图可以明了的那样，在外侧光学功能区域，通过在使用CD时使之光斑化并利用高次衍射次数，可以降低使用CD状态下散焦时的噪声信号。[表2]实施例1透镜数据f1＝3.40mmm1＝-1/6.8
非球面数据第2面(0＜h＜1.77653mmDVD/CD共有区域)非球面系数κ-4.8740×E-1A1-2.6458×E-3 P1 4.0A2+1.8535×E-4 P2 6.0A3-5.2811×E-4 P3 8.0A4+2.2666×E-4 P4 10.0A5-4.7529×E-5 P5 12.0A6+4.0351×E-6 P6 14.0光程差函数(光程差函数的系数基准波长720nm)B2-5.2503×E-0B4-1.2037×E-0B6+2.3295×E-2B8-2.5110×E-2B10+4.2122×E-3
第2’面(1.77653mm＜hDVD专用区域)非球面系数κ-8.2230×E-1A1+1.1653×E-2P1 4.0A2-7.0244×E-3P2 6.0A3+2.0291×E-3P3 8.0A4-2.8510×E-4P4 10.0A5+1.5360×E-5P5 12.0A6-6.0691×E-8P6 14.0光程差函数(光程差函数的系数基准波长655nm)B2+4.7541×E-0B4-3.8635×E-0B6+1.5428×E-0B8-3.1025×E-1B10+2.1616×E-2第3面 非球面系数κ-1.90222×E-0A1+2.23498×E-2P1 4.0A2-1.11325×E-2P2 6.0A3+5.18333×E-3P3 8.0A4-1.48863×E-3P4 10.0A5+2.17667×E-4P5 12.0A6-1.25321×E-5P6 14.0此外，物镜以有限倍率用塑料材料构成，光信息记录介质的要求数值孔径为0.6，进而，有温度变化(包括激光光源激励波长偏移)时的球差的变化量也是良好的0.039λ1rms。(实施例2)本实施例与上述的第2实施形态关连，是关于作为高记录密度的第1光信息记录介质使用DVD、作为低记录密度的第2光信息记录介质使用CD、并可以分别对它们进行信息的记录或者再生的物镜的实施例。这里，省略与实施例1重复处的说明。
在本实施例中，特征是通过在外侧光学功能区域的衍射构造中将制造波长(用于衍射构造的形状设计的波长)设定在较DVD波长更短的波长，可以缓和使用CD时通过外侧区域的光束引起的噪声。
给出本实施例的物镜的透镜数据，球差图示于图9。图10给出了在模拟了实际使用CD时的物镜散焦信号时，外侧光学功能区域的衍射构造的制造波长设定为较DVD使用波长(655nm)更短的525nm的情况(a)和使之一致于DVD使用波长的情况(b)的比较结果。如由该图可以明了的那样，在外侧光学功能区域，通过把衍射构造的制造波长设置成较DVD使用波长更短的波长，可以降低使用CD状态下散焦时的噪声信号。[表3]实施例2透镜数据f1＝3.40mmm1＝-1/6.8
非球面数据第2面(0＜h＜1.77653mmDVD/CD共有区域)非球面系数κ-4.8740×E-1A1-2.6458×E-3 P1 4.0A2+1.8535×E-4 P2 6.0A3-5.2811×E-4 P3 8.0A4+2.2666×E-4 P4 10.0A5-4.7529×E-5 P5 12.0A6+4.0351×E-6 P6 14.0光程差函数(光程差函数的系数基准波长720nm)B2-5.2503×E-0B4-1.2037×E-0B6+2.3295×E-2B8-2.5110×E-2B10+4.2122×E-3第2’面(1.77653mm＜hDVD专用区域)非球面系数κ-8.2230×E-1A1+1.1653×E-2 P1 4.0A2-7.0244×E-3 P2 6.0A3+2.0291×E-3 P3 8.0A4-2.8510×E-4 P4 10.0A5+1.5360×E-5 P5 12.0A6-6.0691×E-8 P6 14.0光程差函数(光程差函数的系数基准波长525nm)B2+4.7541×E-0
B4-3.8635×E-0B6+1.5428×E-0B8-3.1025×E-1B10+2.1616×E-2第3面 非球面系数κ-1.90222×E-0A1+2.23498×E-2P1 4.0A2-1.11325×E-2P2 6.0A3+5.18333×E-3P3 8.0A4-1.48863×E-3P4 10.0A5+2.17667×E-4P5 12.0A6-1.25321×E-5P6 14.0此外，物镜以有限倍率用塑料材料构成，光信息记录介质的要求数值孔径为0.6，进而，有温度变化(包括激光光源激励波长偏移)时的球差的变化量也是良好的0.039λ1rms。(实施例3)本实施例与上述的第3实施形态关连，是关于作为高记录密度的第1光信息记录介质使用DVD、作为低记录密度的第2光信息记录介质使用CD、并可以分别对它们进行信息的记录或者再生的物镜的实施例。
在DVD中，光信息记录介质透明基板的厚度是0.6mm，必要数值孔径NA1＝0.60，光源波长λ1＝655nm，在CD中，光信息记录介质透明基板的厚度是1.2mm，必要数值孔径NA2＝0.45，光源波长λ2＝785nm。
物镜是两面非球面，光源侧的面由3个光学功能区域构成，分别用于不同的目的。如图2(b)所示的那样，在距光轴的距离h1以内的内侧光学功能区域以及距离h2以外的外侧光学功能区域的非球面上整体地形成有衍射构造。这里，在位于它们中间的中间光学功能区域也设置了衍射构造。
在此，h1以内的内侧光学功能区域的衍射构造在DVD和CD的各自的使用状态对通过该区域的光束校正球差。因为该内侧光学功能区域共同利用于DVD和CD，故从光利用效率的观点来看使用同次衍射次数最为理想，在本实施形态作为衍射次数使用了1次衍射光。
通过距离h2以外的外侧光学功能区域的光束与上述实施例同样地，光斑化CD光束并对DVD光束校正球差的区域。DVD/CD各自的使用衍射次数作为1次衍射光，其制造波长设定为与DVD波长相同。
中间光学功能区域的衍射构造校正使用DVD时的球差，而在使用CD时则形成光斑，对此与外侧光学功能区域的衍射构造是同样的，但却更多地设计了光斑量(在此为离开主光点的偏离量)。[表4]给出了本实施例物镜的透镜数据，图11给出了球差图。[表4]实施例3 透镜数据f1＝3.40mmm1＝-1/7.2
非球面数据第2面(0＜h＜1.757mmDVD/CD共有区域)非球面系数κ+1.9482×E-0A1-7.8168×E-3 P1 4.0A2-2.6336×E-3 P2 6.0A3+6.5161×E-4 P3 8.0A4-4.5809×E-4 P4 10.0A5+1.3052×E-4 P5 12.0A6-1.7981×E-5 P6 14.0光程差函数(光程差函数的系数基准波长720nm)B4-6.8480×E-1B6-3.4672×E-1B8+9.4038×E-2B10-1.0037×E-2第2’面(1.757mm＜h＜1.952mmDVD专用区域)非球面系数κ-7.5473×E-1A1+1.3248×E-2 P1 4.0A2-7.5434×E-3 P2 6.0A3+1.9491×E-3 P3 8.0A4-2.6331×E-4 P4 10.0A5+1.8217×E-5 P5 12.0A6-5.1106×E-7 P6 14.0光程差函数(光程差函数的系数基准波长655nm)B2+8.3505×E-0B4-6.7131×E-0B6+1.4679×E-0B8-2.2767×E-1
B10+1.6721×E-2第2”面(1.952mm＜hDVD专用区域)非球面系数κ-6.7190×E-1A1+1.4186×E-2 P1 4.0A2-7.4834×E-3 P2 6.0A3+1.9399×E-3 P3 8.0A4-2.6720×E-4 P4 10.0A5+1.7809×E-5 P5 12.0A6-4.5775×E-7 P6 14.0光程差函数(光程差函数的系数基准波长655nm)B2+1.9429×E-0B4-4.1994×E-0B6+1.4300×E-0B8-2.6371×E-1B10+1.7489×E-2第3面 非球面系数κ-1.63569×E+1A1+1.02626×E-2P1 4.0A2-9.93228×E-2P2 6.0A3+5.40235×E-3P3 8.0A4-1.52935×E-3P4 10.0A5+2.13329×E-4P5 12.0A6-1.17997×E-5P6 14.0图12给出了模拟了本实施例的用与外侧光学功能区域不同的衍射面构成中间光学功能区域时的物镜散焦信号的结果(a)和模拟了用与外侧光学功能区域相同的衍射面构成中间光学功能区域时的结果(b)。此外，图13所示是对应图12(b)的CD最佳散焦时的光信息记录面上的光点剖面图，图14所示是对应图12(a)的CD最佳散焦时光信息记录面上的光点剖面图。如比较这些图可以明了的那样，因为通过加大主光点和光斑的间隔可以减少光斑光中入射到光检测器的光量，所以，可以低减使用CD状态下物镜散焦时的噪声信号。
此外，物镜以有限倍率用塑料材料构成，光信息记录介质的要求数值孔径为0.6，进而，有温度变化(包括激光光源激励波长偏移)时的球差的变化量也是良好的0.041λ1rms。(实施例4)本实施例与上述的第4实施形态关连，是关于作为高记录密度的第1光信息记录介质使用DVD、作为低记录密度的第2光信息记录介质使用CD、并可以分别对它们进行信息的记录或者再生的物镜的实施例。
物镜的两面是非球面形状，且在光源侧的面上整体形成有衍射构造。图15所示是本实施例的光拾取器装置的概略构成图。相对于图4的光拾取器装置，所涉及的光拾取器装置只是在替代光阑104，作为可变孔径光阑的例子设置了液晶光阀404这一点上不同。即，作为光量降低构件使用的液晶光阀404，可以在使用DVD时使数值孔径增大，在使用CD时让数值孔径缩小，限制入射到物镜103上的光束孔径，因此可以降低使用CD时入射到光传感器106的光斑光的光量。这里，也可以考虑代替液晶光阀404使用二向色性滤光片等。
进而，如果在物镜103上设置通过内侧光学功能区域的光束的透过率为90％以上、在内侧光学功能区域使用CD时的光源波长光束的透过率为50％的镀膜，则也可以使使用CD时入射到光传感器106的光斑光的光量降低。
在温度特性严格的标准的物镜中，通过在良好地保持温度特性的同时，在物镜上形成不同的光学功能区域，可以提供能够进行不同种类的光信息记录介质的记录/再生的光拾取器装置用的物镜、光拾取器装置以及信息记录再生方法。
权利要求
1.一种用于光拾取器装置的物镜，上述光拾取器包括第1光源，用于向透明基板厚度为t1的第1光信息记录介质照射波长为λ1的第1光束从而进行信息的记录或再生；第2光源，用于向透明基板厚度为t2(t1＜t2)的第2光信息记录介质照射波长为λ2的第2光束从而进行信息的记录或再生；聚光光学系统，它具有将上述第1光束以及上述第2光束通过透明基板会聚在上述第1以及上述第2光信息记录介质的信息记录面上的物镜，以及光检测器，上述物镜具有满足如下公式的倍率m-0.33＜m＜-0.10，上述物镜包括在垂直于一个光轴的方向上配置的至少2个均具有衍射构造的光学功能区域，其中利用上述两个光学功能区域中离光轴较近的一个内侧光学功能区域的衍射构造，校正当上述第1或第2光束透过上述内侧光学功能区域对上述第1或第2信息记录介质进行记录或再生时上述第1或第2光束的球差；其中利用上述两个光学功能区域中离光轴较远的一个外侧光学功能区域的衍射构造，校正当上述第1光束透过上述外侧光学功能区域对上述第1信息记录介质进行记录或再生时上述第1光束的球差；其中上述外侧光学功能区域的衍射构造使得上述第2光束透过上述外侧光学功能区域时光斑化，并且上述物镜包括一个光量降低构件，用于降低除了上述内侧光学功能区域外的一个物镜区域的第2光束的光量。
2.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于向上述外侧光学功能区域提供上述光量降低构件，从而使得上述第2光束透过上述外侧光学功能区域时上述第2光束的透过率小于上述第1光束透过上述外侧光学功能区域时上述第1光束的透过率。
3.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于上述物镜还包括一个在上述内侧光学功能区域和上述外侧光学功能区域之间提供的一个中间光学功能区域，并且上述光量降低构件被提供给上述中间光学功能区域从而降低当上述第2光束透过上述中间光学功能区域时上述第2光束的光量。
4.根据权利要求3所述的物镜，其特征在于上述光量降低构件是提供给上述中间光学功能区域的折射面和衍射构造其中之一，并且上述中间光学功能区域使得上述第2光束透过上述中间光学功能区域从而在上述第2信息记录介质上进行记录或再生信息时光斑化。
5.根据权利要求3所述的物镜，其特征在于上述光量降低构件是提供给上述中间光学功能区域的衍射构造，并且当上述第2光束透过上述中间光学功能区域从而在上述第2信息记录介质上进行记录或再生信息时将上述第2光束的球差变为负的。
6.根据权利要求3所述的物镜，其特征在于上述光量降低构件校正当上述第1光束透过上述中间光学功能区域对上述第1光信息记录介质进行信息的记录或者再生时上述第1光束的球差。
7.根据权利要求3所述的物镜，其特征在于上述光量降低构件是提供给上述中间光学功能区域的一个二向色性滤光片。
8.根据权利要求3所述的物镜，其特征在于上述光量降低构件是一个液晶光阀。
9.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于在对上述第2光信息记录介质进行信息的记录或者再生时满足如下公式，|nout|≥|nin|其中nout是由上述外侧光学功能区域的衍射构造产生的最高强度的衍射光的衍射次数，nin是由上述内侧光学功能区域的衍射构造产生的最高强度的衍射光的衍射次数。
10.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于满足如下公式0.5λ1＜λB＜1.1λ1其中λB是上述外侧光学功能区域的上述衍射构造的设计基准波长。
11.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于向上述外侧光学功能区域提供上述光量降低构件，从而使得上述第2光束透过上述外侧光学功能区域时上述第2光束的透过率为50％以下。
12.根据权利要求11所述的物镜，其特征在于上述第1或第2光束透过上述内侧光学功能区域时上述第1或第2光束的透过率为90％以上。
13.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于满足如下公式-1/2.5≥m1≥-1/100.65≥NA1≥0.55。其中m1为对上述第1光信息记录介质进行信息的记录或者再生时上述物镜的倍率，NA1为对于在光学信息记录介质侧的上述第1光信息记录介质上述物镜的必要数值孔径。
14.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于满足如下公式-1/2.5≥m2≥-1/100.57≥NA2≥0.43m2为对上述第2光信息记录介质进行信息的记录或者再生时上述物镜的倍率，NA2为对于在光学信息记录介质侧的上述第2光信息记录介质上述物镜的必要数值孔径。
15.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于上述物镜用塑料材料做成。
16.一种光拾取器装置，包括第1光源，用于向透明基板厚度为t1的一个第1光信息记录介质照射波长为λ1的第1光束从而进行信息的记录或再生；第2光源，用于向透明基板厚度为t2(t1＜t2)的第2光信息记录介质照射波长为λ2的第2光束从而进行信息的记录或再生；聚光光学系统，它具有将上述第1光束以及上述第2光束通过透明基板会聚在上述第1以及上述第2光信息记录介质的信息记录面上的物镜，以及光检测器，上述物镜具有满足如下公式的倍率m-0.33＜m＜-0.10，上述物镜包括在垂直于一个光轴的方向上配置的至少2个均具有衍射构造的光学功能区域，其中利用上述两个光学功能区域中离光轴较近的一个内侧光学功能区域的衍射构造，校正当上述第1或第2光束透过上述内侧光学功能区域对上述第1或第2信息记录介质进行记录或再生时上述第1或第2光束的球差；其中利用上述两个光学功能区域中离光轴较远的一个外侧光学功能区域的衍射构造，校正当上述第1光束透过上述外侧光学功能区域对上述第1信息记录介质进行记录或再生时上述第1光束的球差；其中上述外侧光学功能区域的衍射构造使得上述第2光束透过上述外侧光学功能区域时光斑化，并且上述物镜包括一个光量降低构件，用于降低除了上述内侧光学功能区域外的一个物镜区域的第2光束的光量。
17.根据权利要求16所述的光学拾取器装置，其特征在于向上述外侧光学功能区域提供上述光量降低构件，从而使得上述第2光束透过上述外侧光学功能区域时上述第2光束的透过率小于上述第1光束透过上述外侧光学功能区域时上述第1光束的透过率。
18.根据权利要求16所述的光学拾取器装置，其特征在于上述物镜还包括一个在上述内侧光学功能区域和上述外侧光学功能区域之间提供的一个中间光学功能区域，并且上述光量降低构件被提供给上述中间光学功能区域从而降低当上述第2光束透过上述中间光学功能区域时上述第2光束的光量。
19.根据权利要求18所述的光学拾取器装置，其特征在于上述光量降低构件是提供给上述中间光学功能区域的折射面和衍射构造其中之一，并且上述中间光学功能区域使得上述第2光束透过上述中间光学功能区域从而在上述第2信息记录介质上进行记录或再生信息时光斑化。
20.根据权利要求18所述的光学拾取器装置，其特征在于上述光量降低构件是提供给上述中间光学功能区域的衍射构造，并且当上述第2光束透过上述中间光学功能区域从而在上述第2信息记录介质上进行记录或再生信息时将上述第2光束的球差变为负的。
21.根据权利要求18所述的光学拾取器装置，其特征在于上述光量降低构件校正当上述第1光束透过上述中间光学功能区域对上述第1光信息记录介质进行信息的记录或者再生时上述第1光束的球差。
22.根据权利要求18所述的光学拾取器装置，其特征在于上述光量降低构件是提供给上述中间光学功能区域的一个二向色性滤光片。
23.根据权利要求16所述的光学拾取器装置，其特征在于上述光量降低构件是一个液晶光阀。
24.根据权利要求16所述的光学拾取器装置，其特征在于在对上述第2光信息记录介质进行信息的记录或者再生时满足如下公式，|nout|≥|nin|其中nout是由上述外侧光学功能区域的衍射构造产生的最高强度的衍射光的衍射次数，nin是由上述内侧光学功能区域的衍射构造产生的最高强度的衍射光的衍射次数。
25.根据权利要求16所述的光学拾取器装置，其特征在于满足如下公式0.5λ1＜λB＜1.1λ1其中λB是上述外侧光学功能区域的上述衍射构造的设计基准波长。
26.根据权利要求16所述的光学拾取器装置，其特征在于向上述外侧光学功能区域提供上述光量降低构件，从而使得上述第2光束透过上述外侧光学功能区域时上述第2光束的透过率为50％以下。
27.根据权利要求26所述的光学拾取器装置，其特征在于上述第1或第2光束透过上述内侧光学功能区域时上述第1或第2光束的透过率为90％以上。
28.根据 权 利要求16所述的光学拾取器装置，其特征在于满足如下公式-1/2.5≥m1≥-1/100.65≥NA1≥0.55。其中m1为对上述第1光信息记录介质进行信息的记录或者再生时上述物镜的倍率，NA1为对于在光学信息记录介质侧的上述第1光信息记录介质上述物镜的必要数值孔径。
29.根据权利要求16所述的光学拾取器装置，其特征在于满足如下公式-1/2.5≥m2≥-1/100.57≥NA2≥0.43m2为对上述第2光信息记录介质进行信息的记录或者再生时上述物镜的倍率，NA2为对于在光学信息记录介质侧的上述第2光信息记录介质上述物镜的必要数值孔径。
30.根据权利要求16所述的光学拾取器装置，其特征在于上述物镜用塑料材料做成。
31.根据权利要求16所述的光拾取器装置，其特征在于上述光量降低构件是一个光阑，它具有在对上述第1光信息记录介质进行信息的记录或者再生时，以第1透过率使上述第1光束透过上述外侧光学功能区域；在对上述第2光信息记录介质进行信息的记录或者再生时，以低于上述第1透过率的第2透过率使上述第2光束透过上述外侧光学功能区域的孔径。
32.一种信息记录再生方法，用于向透明基板厚度为t1的一个第1光信息记录介质或透明基板厚度为t2(t1＜t2)的第2光信息记录介质进行信息的记录或再生，包括第1光源，用于向第1光信息记录介质照射波长为λ1的第1光束从而进行信息的记录或再生；第2光源，用于向第2光信息记录介质照射波长为λ2的第2光束从而进行信息的记录或再生；聚光光学系统，它具有将上述第1光束以及上述第2光束通过透明基板会聚在上述第1以及上述第2光信息记录介质的信息记录面上的物镜，以及光检测器，上述物镜具有满足如下公式的倍率m-0.33＜m＜-0.10，上述物镜包括在垂直于一个光轴的方向上配置的至少2个均具有衍射构造的光学功能区域，其中利用上述两个光学功能区域中离光轴较近的一个内侧光学功能区域的衍射构造，校正当上述第1或第2光束透过上述内侧光学功能区域对上述第1或第2信息记录介质进行记录或再生时上述第1或第2光束的球差；其中利用上述两个光学功能区域中离光轴较远的一个外侧光学功能区域的衍射构造，校正当上述第1光束透过上述外侧光学功能区域对上述第1信息记录介质进行记录或再生时上述第1或第2光束的球差；其中上述外侧光学功能区域的衍射构造使得上述第2光束透过上述外侧光学功能区域时光斑化，并且上述物镜包括一个光量降低构件，用于降低除了上述内侧光学功能区域外的一个物镜区域的第2光束的光量。
全文摘要
提供构成简洁且又可以对不同的光信息记录介质适宜地进行信息的记录或再生的光拾取器装置用物镜、光拾取器装置以及信息记录再生方法。为提高衍射构造的波长依存性,使对CD的记录或者再生时使用的光束中的焦前光斑部分朝向负的方向,作为结果,即便是光斑部分成为靠近光轴的情况,因为CD用的波长λ
文档编号G11B7/135GK1380565SQ0210587
公开日2002年11月20日 申请日期2002年4月12日 优先权日2001年4月12日
发明者坂本勝也 申请人:柯尼卡株式会社