光拾取光學系統、光拾取裝置和光信息記錄再現裝置的製作方法
2023-09-23 00:16:40 2
專利名稱：光拾取光學系統、光拾取裝置和光信息記錄再現裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及光拾取光學系統、光拾取裝置和光信息記錄再現裝置。
本申請基於在日本提交的第2003-340305號專利申請，從而其全部內容被參考引用。
背景技術：
近年來作為圖像信息等的光記錄媒體正在迅速普及的DVD(數字多用盤)通過使用波長650nm的紅色半導體雷射和數值孔徑(NA)0.65的物鏡光學系統能在每一個面上記錄4.7GB的信息，但為了把更高密度的信息用高傳送速度進行記錄/再現就強烈希望更加高密度化·大容量化。為了達到光碟的高密度化·大容量化，眾所周知只要減小用物鏡光學系統聚焦的點徑便可，因此就需要雷射光源的短波長化和物鏡光學系統的高數值孔徑化。
對雷射光源的短波長化是波長405nm的蘭紫色半導體雷射和蘭紫色SHG雷射等正在實用化，通過這些蘭紫色雷射光源與NA0.65的物鏡光學系統的組合就能對直徑12cm的光碟進行每一面15GB左右的信息記錄(以下在本說明書中把使用蘭紫色雷射光源的光碟總稱叫做為「高密度光碟」)。
有關物鏡光學系統的高NA化，把來自蘭紫色雷射光源的光束用NA0.85的物鏡光學系統聚焦來進行信息的記錄及/或再現的光碟規格被提案，該規格的光碟對直徑12cm的光碟能進行每一面23GB左右的信息記錄。
使用NA0.85物鏡光學系統的高密度光碟由於光碟傾斜(扭曲)而產生的慧差會增大，所以與DVD的情況相比其把保護層設計薄(與DVD的0.6mm相對其是0.1mm)，降低了相對扭曲的慧差量。
但這種僅能對高密度光碟能恰當地進行信息的記錄/再現，還不能說作為光碟唱機製品其價值充分。根據現在記錄各種各樣信息的DVD和CD(小型雷射盤)在販賣的現實，僅能對高密度光碟進行信息的記錄/再現是不夠的，例如對用戶所擁有的DVD和CD也同樣地能恰當地進行信息的記錄/再現將提高作為高密度光碟用光碟唱機的商品價值。根據這種背景，安裝在高密度光碟用光碟唱機上的光拾取裝置就要求對高密度光碟、DVD和CD的任一個都維持互換性同時還具有能恰當地記錄/再現信息的性能。
作為對高密度光碟、DVD和CD的任一個都維持互換性同時還能恰當地記錄/再現信息的方法，可考慮把高密度光碟用的光學零件與DVD和CD用的光學零件根據記錄/再現信息用的光碟的記錄密度有選擇地進行切換的方法，但其需要多個光學零件，所以對小型化不利，而且成本增大。
因此，為了謀求把光拾取裝置的結構簡單化、低成本化，即使在具有互換性的光拾取裝置中也最好是把高密度光碟用的光學零件與DVD和CD用的光學零件通用化，並極力減少構成光拾取裝置的光學零件的個數，可以說把物鏡光學系統通用化是最為理想的。
對記錄密度不同的多種光碟具有互換性的物鏡光學系統從對大量生產也有利的方面考慮，最好也使用塑料透鏡。但塑料透鏡的折射率隨溫度的變化與玻璃透鏡相比大兩位數左右，所以包含塑料透鏡的物鏡光學系統其球差隨溫度變化而變化。該球差的變化量與λ/NA4成比例，所以包含對多種光碟具有互換性的塑料透鏡的物鏡光學系統有對高密度DVD用進行信息的記錄/再現時隨溫度變化而球差變化的問題。
本發明者在先提出了一種光拾取裝置，其是高密度光碟用的光拾取裝置，其具備光源和具有至少一個塑料透鏡的物鏡光學系統，其在光源與物鏡光學系統間具有作為像差修正光學系統的兩組結構的光束擴展器光學系統(參照專利文獻1特開2002-82280號公報)。
根據專利文獻1公開的光拾取裝置，能把隨溫度變化而在物鏡光學系統發生的球差變化通過可變調整光束擴展器光學系統的透鏡間隔來進行修正。
但該光拾取裝置由於需要球差檢測裝置，其用於檢測在對高密度光碟進行記錄/再現中隨溫度變化的物鏡光學系統的球差變化；傳動裝置，其用於對光束擴展器光學系統的透鏡進行可變調整；控制電路，其用於根據球差檢測裝置的檢測結果控制該傳動裝置，所以有由光拾取裝置的零件個數增加引起的製造成本增大、光拾取裝置大型化、光拾取裝置複雜化的問題。
發明內容
考慮了所述問題，本發明的目的在於提供一種結構簡單的光拾取光學系統，其是對雷射光源波長不同的高密度光碟和DVD等光碟或對高密度光碟、DVD和CD等多種光碟在維持互換性的同時能恰當地進行記錄/再現信息，並適合小型化、重量輕、低成本化、結構簡單化的光拾取光學系統，其具備對高密度光碟進行信息的記錄/再現時隨環境溫度變化在包含塑料透鏡的物鏡光學系統發生的球差變化不進行對光束擴展器光學系統等構成它的多個透鏡的透鏡間隔做可變調整就能進行修正的像差修正光學系統。
本發明的另一目的在於提供安裝了這些光拾取光學系統的光拾取裝置和安裝了該光拾取裝置的光信息記錄再現裝置。
這些目的和其他目的是通過下面的光拾取光學系統來達到的，該光拾取光學系統包括第一光源，其射出具有450nm以下波長的第一光束；第二光源，其射出具有630nm到680nm範圍內波長的第二光束；物鏡光學系統，其用於把從所述第一光源射出的第一光束向第一光碟的信息記錄面上聚焦，並把從所述第二光源射出的第二光束向與所述第一光碟記錄密度不同的第二光碟的信息記錄面上聚焦；像差修正光學系統，其配置在所述第一光源與所述物鏡光學系統間的光路中，由至少兩個透鏡組構成，所述物鏡光學系統至少具有一個近軸光焦度為正的塑料透鏡，所述像差修正光學系統至少各具有一個玻璃透鏡和近軸光焦度為正的塑料透鏡，其使對所述第一光碟進行信息記錄或再現時伴隨所述物鏡光學系統的溫度上升的球差的變化率ΔSA/ΔT滿足下面的(1)式。
ΔSA/ΔT＞0 (1)而且本發明的所述目的通過具備所述光拾取光學系統的光拾取裝置來達到。
而且本發明的所述目的通過安裝了所述光拾取裝置的光信息記錄再現裝置來達到。
根據本發明，能得到一種結構簡單的光拾取光學系統，其是對雷射光源波長不同的高密度光碟和DVD等光碟或對高密度光碟、DVD和CD等多種光碟在維持互換性的同時能恰當地進行信息的記錄/再現，並適合小型化、重量輕、低成本化、結構簡單化的光拾取光學系統，其具備對高密度光碟進行信息的記錄/再現時隨環境溫度變化在包含塑料透鏡的物鏡光學系統發生的球差變化能進行修正的像差修正光學系統。而且能得到安裝了這些光拾取光學系統的光拾取裝置和安裝了該光拾取裝置的光信息記錄再現裝置。
根據本發明的第一形態提供一種光拾取光學系統，該光拾取光學系統包括光源，其是射出450nm以下第一光束的第一光源和射出630nm到680nm範圍內第二光束的第二光源等波長相互不同的至少兩種光源；物鏡光學系統，其用於把從所述波長相互不同的至少兩種光源射出的光束向記錄密度相互不同的至少兩種光碟的信息記錄面上聚焦；像差修正光學系統，其配置在所述第一光源與所述物鏡光學系統間的光路中，由至少兩個透鏡組構成，所述物鏡光學系統至少具有一個近軸光焦度為正的塑料透鏡，所述像差修正光學系統至少具有玻璃透鏡和近軸光焦度為正的塑料透鏡各一個，在所述記錄密度相互不同的至少兩種光碟中把用所述第一光束進行信息的記錄和/或再現的光碟定為第一光碟時，其使對所述第一光碟進行信息記錄和/或再現時伴隨所述物鏡光學系統的溫度上升的球差的變化率ΔSA/ΔT滿足下面的(1)式。
ΔSA/ΔT＞0(1)在像差修正光學系統中配置了近軸光焦度(以後簡稱光焦度)為正的塑料透鏡時，則在光拾取光學系統的溫度上升了時該塑料透鏡的光焦度降低，所以向物鏡光學系統射入的光束其邊緣光線的發散程度變小。這就相當於物鏡光學系統的倍率變小，利用該倍率變化在物鏡光學系統中使球差向修正不足方向變化。
具有光焦度為正的塑料透鏡的物鏡光學系統中一般來說，當光拾取光學系統的溫度上升時則球差如(1)式那樣向修正過量方向變化(以後把隨溫度變化的物鏡光學系統的球差變化叫做溫度特性)。
在此，把像差修正光學系統中的塑料透鏡的光焦度恰當設定就能把物鏡光學系統中由塑料透鏡折射率低下的影響而向修正過量方向變化的球差和像差修正光學系統中伴隨塑料透鏡折射率低下由物鏡光學系統的倍率變化而向修正不足方向變化的球差消除。
這樣就不需要跟隨高密度光碟記錄/再現中的溫度變化，通過傳動裝置使構成像差修正光學系統的多個透鏡中至少一個透鏡移動來修正物鏡光學系統的溫度特性，所以能把互換型光拾取裝置的結構簡單化。
但像差修正光學系統中的塑料透鏡的光焦度只單純依賴物鏡光學系統的溫度特性決定，所以像差修正光學系統僅用塑料透鏡構成的話則焦距、後焦距、倍率等決定像差修正光學系統近軸量用的自由度不足。對此，本發明第一形態的發明能自由選擇配置在像差修正光學系統中的不受溫度變化影響的玻璃透鏡的光焦度，所以能應對像差修正光學系統的種種規格。
本說明書中物鏡光學系統球差變化率ΔSA/ΔT的符號是被定義為球差向修正過量方向變化時為正，球差向修正不足方向變化時為負。ΔSA是用把第一光束的波長λ1作為單位的RMS(Root Mean Square)值表示的，ΔSA/ΔT的單位是RMS/℃。
本說明書中把作為信息記錄/再現用的光源而使用蘭紫色半導體雷射和蘭紫色SHG雷射的光碟總稱叫做為「高密度光碟」，除了用NA0.85的物鏡光學系統進行信息的記錄/再現且保護層厚度是0.1mm左右規格的光碟外，還包含用NA0.65的物鏡光學系統進行信息的記錄/再現且保護層厚度是0.6mm左右規格的光碟。除了在其信息記錄面上具有這種保護層的光碟外還包含在信息記錄面上具有數nm～數十nm左右厚度保護膜的光碟和這些保護層或保護膜的是0的光碟。本說明書的高密度光碟中還包含作為信息記錄/再現用的光源使用蘭紫色半導體雷射和蘭紫色SHG雷射的光磁碟。
本說明書把DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等DVD系列光碟總稱叫做為「DVD」，把CD-ROM、CD-Audio、CD-Video、CD-R、CD-RW等CD系列光碟總稱叫做為「CD」。
作為對高密度光碟進行記錄/再現用的來自第一光源的第一光束是射出450nm以下，最好是380nm～450nm範圍內，更理想是390nm～430nm範圍內波長(λ1)的光束。作為對DVD進行記錄/再現用的來自第二光源的第二光束最好是射出630nm～680nm範圍內波長(λ2)的光束，作為對CD進行記錄/再現用的來自第三光源的第三光束最好是射出750nm～800nm範圍內波長(λ3)的光束。
根據本發明的第二形態，是在第一形態所述的光拾取光學系統中所述光拾取光學系統還具有設置在所述第一光源與所述像差修正光學系統間的光路中把射入的所述第一光束的發散角變換小並射出的耦合光學系統，所述像差修正光學系統是把射入的所述第一光束的直徑變換後射出的光束擴展器光學系統，該光束擴展器光學系統最好至少具有近軸光焦度為負的玻璃透鏡和近軸光焦度為正的塑料透鏡各一個。
這樣，在耦合光學系統與光束擴展器光學系統間即使產生溫度變化時，也能使光束的發散程度不變，所以即使配置了構成光束整形稜鏡的一對光學元件也能使像散不發生。在擴大射入光束直徑時能把光源與光束擴展器光學系統間緊湊化。光束擴展器光學系統除了擴大光束直徑外還包含縮小光束直徑的功能。
根據本發明的第三形態，是在第二形態所述的光拾取光學系統中所述光束擴展器光學系統最好配置在所述第一光束與所述第二光束的共同光路中。
這樣，對使用第二光束的DVD也能修正溫度特性。而且在構成光束擴展器光學系統的多個透鏡內至少把一個透鏡設置成可通過傳動裝置移動時，則不僅對高密度光碟，而且在對DVD進行記錄/再現時也能修正球差。作為球差發生的原因例如有由用於光源的蘭紫色半導體雷射器和紅色半導體雷射器的製造誤差引起的波長偏差，和對兩層盤、四層盤等多層盤進行記錄/再現時層間的焦距跳變，和由光碟保護層的製造誤差引起的厚度偏差和厚度分布等。
根據本發明的第四形態，是在第二形態所述的光拾取光學系統中所述光拾取光學系統還具有把所述第一光束與所述第二光束的光路合成用的光束組合器，最好從所述第一光源側開始按所述耦合光學系統、所述光束擴展器光學系統中近軸光焦度為負的所述玻璃透鏡、所述光束組合器、所述光束擴展器光學系統中近軸光焦度為正的所述塑料透鏡、所述物鏡光學系統的順序來進行配置。
這樣，光束擴展器光學系統中的塑料透鏡就位於第一光束與第二光束的共同光路中，所以在物鏡光學系統對DVD進行記錄/再現時有隨溫度上升而球差向修正過量方向變化的溫度特性時也能修正對DVD進行記錄/再現時的溫度特性。通過塑料透鏡兼用於第二光束的耦合光學系統(更理想的是準直光學系統)的結構能減少零件個數。使塑料透鏡通過傳動裝置能移動時，則不僅對高密度光碟，而且在對DVD進行記錄/再現時也能修正所述球差。
根據本發明的第五形態，是在第二形態所述的光拾取光學系統中所述光拾取光學系統還具有把所述第一光束與所述第二光束的光路合成用的光束組合器，最好從所述第一光源側開始按所述耦合光學系統、所述光束擴展器光學系統中近軸光焦度為正的所述塑料透鏡、所述光束組合器、所述光束擴展器光學系統中近軸光焦度為負的所述玻璃透鏡、所述物鏡光學系統的順序來進行配置。
這樣，光束擴展器光學系統中的塑料透鏡就位於第一光束的專用光路中，所以光束擴展器光學系統的有無對利用第二光束對DVD進行記錄/再現時的溫度特性沒有影響。因此僅考慮利用第一光束對高密度光碟進行記錄/再現時的溫度特性進行修正就能決定塑料透鏡的光焦度。
根據本發明的第六形態，是在第二形態所述的光拾取光學系統中所述光束擴展器光學系統最好配置在所述第一光束的專用光路中。
這樣，光束擴展器光學系統中的塑料透鏡就位於第一光束的專用光路中，所以光束擴展器光學系統的有無對利用第二光束對DVD進行記錄/再現時的溫度特性沒有影響。因此僅考慮對利用第一光束對高密度光碟進行記錄/再現時的溫度特性進行修正就能決定光束擴展器光學系統中的塑料透鏡的光焦度。
根據本發明的第七形態，是在第二到第六形態的任一項所述的光拾取光學系統中所述耦合光學系統最好至少具有一個近軸光焦度為正的塑料透鏡。
這樣，利用耦合光學系統的正塑料透鏡就能用包含該耦合光學系統的光學系統修正溫度特性。這樣就能把修正所需要的正光焦度分配給光束擴展器光學系統和耦合光學系統，所以能增加光束擴展器光學系統的透鏡設計自由度。
根據本發明的第八形態，是在第三形態所述的光拾取光學系統中在所述記錄密度相互不同的至少兩種光碟中把用所述第一光束進行信息的記錄和/或再現的光碟定為第一光碟、把用所述第二光束進行信息的記錄和/或再現的光碟定為第二光碟時，使對所述第一光碟進行信息的記錄和/或再現時的所述物鏡光學系統對所述第一光束的倍率m1與對所述第二光碟進行信息的記錄和/或再現時的所述物鏡光學系統對所述第二光束的倍率m2大致一致，所述光束擴展器光學系統中近軸光焦度為負的所述玻璃透鏡的阿貝數vdN和所述光束擴展器光學系統中近軸光焦度為正的所述塑料透鏡的阿貝數vdP最好滿足下式(2)。
vdP＞vdN(2)用第一光束設計了光束擴展器光學系統時，由第一光束與第二光束折射率不同產生的色差影響使第二光束不射出平行光束，在從高密度光碟向DVD變盤時，需要利用傳動裝置使構成光束擴展器光學系統的多個透鏡內的至少一個透鏡移動，使第二光束作為平行光束射出。於是通過如第八形態那樣把負玻璃透鏡和正塑料透鏡選擇成阿貝數滿足式(2)，消除第一光束與第二光束間的色差，從而不用使光束擴展器光學系統中的透鏡利用傳動裝置移動就能把第二光束作為平行光射出，能把DVD的信息記錄或再現時的控制因子減少一個。
根據本發明的第九形態，是在第一形態所述的光拾取光學系統中所述像差修正光學系統是把射入的所述第一光束的發散角變換小而射出的耦合光學系統，該耦合光學系統最好至少具有玻璃透鏡和近軸光焦度為正的塑料透鏡各一個。
這樣，就能使把從作為第一光源的蘭紫色半導體雷射器射出的發散光束的發散角變換小並向物鏡光學系統引導用的耦合光學系統具有修正物鏡光學系統溫度特性用的像差修正光學系統的功能，所以對光拾取裝置的零件個數減少、低成本化、小型化是有利的。
根據本發明的第十形態，是在第九形態所述的光拾取光學系統中所述耦合光學系統最好設置在所述第一光束與所述第二光束的共同光路中。
這樣，耦合光學系統中的塑料透鏡就位於第一光束與第二光束的共同光路中，所以在物鏡光學系統對DVD進行記錄/再現時有隨溫度上升而球差向修正過量方向變化的溫度特性時也能修正對DVD進行記錄/再現時的溫度特性。而且使構成耦合光學系統的透鏡能利用傳動裝置移動時，則不僅對高密度光碟，而且在對DVD進行記錄/再現時也能修正所述球差。
根據本發明的第十一形態，是在第九形態所述的光拾取光學系統中所述光拾取光學系統還具有把所述第一光束與所述第二光束的光路合成用的光束組合器，最好從所述第一光源側開始按所述耦合光學系統中的所述玻璃透鏡、所述光束組合器、所述耦合光學系統中近軸光焦度為正的所述塑料透鏡、所述物鏡光學系統的順序來進行配置。
這樣，耦合光學系統中的塑料透鏡就位於第一光束與第二光束的共同光路中，所以在物鏡光學系統對DVD進行記錄/再現時有隨溫度上升而球差向修正過量方向變化的溫度特性時也能修正對DVD進行記錄/再現時的溫度特性。通過採用使塑料透鏡兼用於第二光束的耦合光學系統(更理想的是準直光學系統)的結構能減少零件個數。而且使塑料透鏡能利用傳動裝置移動時，則不僅對高密度光碟，而且在對DVD進行記錄/再現時也能修正所述球差。
根據本發明的第十二形態，是在第九形態所述的光拾取光學系統中所述光拾取光學系統還具有把所述第一光束與所述第二光束的光路合成用的光束組合器，所述耦合光學系統中的所述玻璃透鏡其近軸光焦度為正，最好從所述第一光源側開始按所述耦合光學系統中近軸光焦度為正的所述塑料透鏡、所述光束組合器、所述耦合光學系統中近軸光焦度為正的所述玻璃透鏡、所述物鏡光學系統的順序來進行配置。
這樣，耦合光學系統中的塑料透鏡就位於第一光束的專用光路中，所以耦合光學系統的有無對利用第二光束對DVD進行記錄/再現時的溫度特性沒有影響。因此能僅考慮對利用第一光束對高密度光碟進行記錄/再現時的溫度特性進行修正決定塑料透鏡的光焦度。而且通過採用玻璃透鏡兼用於第二光束的耦合光學系統(更理想的是準直光學系統)的結構能減少零件個數。而且當使玻璃透鏡能利用傳動裝置移動時，則不僅對高密度光碟，而且在對DVD進行記錄/再現時也能修正所述球差。
根據本發明的第十三形態，是在第九形態所述的光拾取光學系統中所述耦合光學系統最好配置在所述第一光束的專用光路中。
這樣，耦合光學系統中的塑料透鏡就位於第一光束的專用光路中，所以耦合光學系統的有無對利用第二光束對DVD進行記錄/再現時的溫度特性沒有影響。因此能僅考慮對利用第一光束對高密度光碟進行記錄/再現時的溫度特性進行修正決定耦合光學系統中的塑料透鏡的光焦度。
根據本發明的第十四形態，是在第十形態所述的光拾取光學系統中在所述記錄密度相互不同的至少兩種光碟中把用所述第一光束進行信息的記錄和/或再現的光碟定為第一光碟、把用所述第二光束進行信息的記錄和/或再現的光碟定為第二光碟時，使對所述第一光碟進行信息的記錄和/或再現時的所述物鏡光學系統對所述第一光束的倍率m1與對所述第二光碟進行信息的記錄和/或再現時的所述物鏡光學系統對所述第二光束的倍率m2大致一致，所述耦合光學系統至少具有近軸光焦度為負的玻璃透鏡和近軸光焦度為正的塑料透鏡各一個，所述耦合光學系統中近軸光焦度為負的所述玻璃透鏡的阿貝數vdN和所述耦合光學系統中近軸光焦度為正的所述塑料透鏡的阿貝數vdP最好滿足下式(2)。
vdP＞vdN(2)用第一光束設計了耦合光學系統時，由第一光束與第二光束因折射率不同而產生的色差影響使第二光束不射出平行光束，在從高密度光碟向DVD變盤時，需要使構成耦合光學系統的透鏡利用傳動裝置移動，使第二光束作為平行光束射出。於是通過如第十四形態那樣用光焦度為負的玻璃透鏡和光焦度為正的塑料透鏡構成耦合光學系統，選擇各自的阿貝數滿足式(2)，消除第一光束與第二光束間的色差，不用使耦合光學系統中的透鏡利用傳動裝置移動就能把第二光束作為平行光束射出，能把DVD的信息記錄或再現時的控制因子減少一個。
根據本發明的第十五形態，是在第九到第十四形態的任一項所述的光拾取光學系統中所述耦合光學系統最好是把射入的所述第一光束變換成相對光軸平行的平行光束並射出的準直光學系統。
這樣，通過把耦合光學系統作為把所述第一光束變換為平行光束射出的準直光學系統來設計就能在對高密度光碟進行信息的記錄或再現時即使物鏡光學系統跟蹤時也使物點位置不移動，能得到良好的跟蹤特性。
根據本發明的第十六形態，是在第一到第十五形態的任一項所述的光拾取光學系統中所述物鏡光學系統是由從所述光源側開始順序配置的第一塑料透鏡和第二塑料透鏡構成，在所述第一塑料透鏡的至少一個光學面上形成有使所述第一光束和所述第二光束中的至少一個衍射的衍射結構，並且所述第一塑料透鏡對所述第一光束波長的近軸光焦度P1(mm-1)與所述第二塑料透鏡對所述第一光束波長的近軸光焦度P2(mm-1)的比最好滿足下面的(3)式。
|P1/P2|≤0.2 (3)為了製成對記錄密度相互不同的多種光碟具有互換性的物鏡光學系統就需要對由光碟保護層厚度不同引起的球差進行修正。為了修正該球差就最好在物鏡光學系統的光學面上形成衍射結構。衍射結構的光學特性具有大的波長依賴性，所以通過利用信息記錄/再現中所使用的波長不同就能對由光碟保護層厚度不同引起的球差進行修正。
但在物鏡光學系統中具有大的光焦度的光學面上形成該衍射結構時，有由衍射結構臺階部分引起的光線被擋的影響而使射入光束的透射率降低的問題。由該光線被擋引起的透射率降低是像側數值孔徑越大該降低也越大。
根據第十六形態，把物鏡光學系統由兩個塑料透鏡構成，把配置在光源一側的第一塑料透鏡對第一光束波長的光焦度設定成對第二塑料透鏡滿足(3)式，並且在第一塑料透鏡的光學面上形成衍射結構，這樣能減少所述衍射結構臺階部分引起的光線被擋的影響。而且特意使第二塑料透鏡具有物鏡光學系統對第一光束的光焦度，所以能確保在對如CD那樣保護層厚的光碟進行信息的記錄或再現時動作距離大。
根據本發明的第十七形態，是在第十六形態所述的光拾取光學系統中在所述記錄密度相互不同的至少兩種光碟中把用所述第一光束進行信息的記錄和/或再現的光碟定為第一光碟時，最好使對所述第一光碟進行信息的記錄和/或再現時的所述物鏡光學系統的像側數值孔徑NA1、所述第二塑料透鏡光軸上的透鏡厚度dL2、所述第二塑料透鏡對所述第一光束波長的近軸光焦度PL2(mm-1)滿足下面的(4)式和(5)式。
NA1＞0.8(4)0.9＜dL2·PL2＜1.3 (5)當對高密度光碟進行記錄/再現時的物鏡光學系統的像側數值孔徑NA1比0.8大時，第二塑料透鏡光源側光學面的光焦度就非常大，所以為了確保邊緣厚度且容易成型就需要把第二塑料透鏡光軸上的透鏡厚度dL2設定大。這時最好把dL2設定成對相對第一光束波長的光焦度PL2滿足(5)式，通過設定成比(5)式的下限大就能充分確保邊緣厚度，所以成型容易，通過設定成比(5)式的上限小就能充分確保對光碟進行記錄/再現時的動作距離。
塑料透鏡一般來說其共軛距離長的一例的光學面的光焦度比共軛距離短的一側的光學面的光焦度大，所以在溫度變化時發生的球差在共軛距離長的一側的光學面上發生的大。但如對DVD進行記錄/再現時那樣共軛距離短的一側(光碟側)的數值孔徑不太大時，通過相對塑料透鏡的光焦度而把透鏡厚度設定大就能減少溫度變化時在共軛距離長的一側(光源側)的光學面上發生的球差。
通過如第十七形態那樣把第二塑料透鏡光軸上的透鏡厚度dL2設定成比(5)式的下限大，就能把對DVD進行記錄/再現時的溫度特性抑制為相對高密度光碟進行記錄/再現時的溫度特性非常小。
因此，把修正對高密度光碟進行記錄/再現時的溫度特性用的像差修正光學系統中光焦度為正的塑料透鏡配置在第一光束與第二光束的共同光路中時，也能對DVD進行記錄/再現時的溫度特性沒有太大的影響。
根據本發明的第十八形態，是在第十七形態所述的光拾取光學系統中在所述記錄密度相互不同的至少兩種光碟中把用所述第一光束進行信息的記錄和/或再現的光碟定為第一光碟時，最好使對所述第一光碟進行信息的記錄和/或再現時的所述物鏡光學系統的像側數值孔徑NA1、所述第二塑料透鏡相對所述第一光束波長的近軸光焦度PL2(mm-1)、所述第二塑料透鏡相對所述第一光束波長的倍率mL2、所述第一光束的波長λ1(mm)、伴隨所述物鏡光學系統的溫度上升的球差變化率ΔSA/ΔT、所述像差修正光學系統中塑料透鏡相對所述第一光束波長的近軸光焦度Pi與邊緣光線通過高度hi的2次冪的總和∑(Pi·hi2)滿足下面的(6)式。
0.5×10-6＜k/∑(Pi·hi2)＜5.5×10-6(6)其中k＝(ΔSA/ΔT)·λ1·PL2/(NA1·(1-mL2))4。
而且更理想的是滿足下面的(6′)式。
1.1×10-6＜k/∑(Pi·hi2)＜3.3×10-6(6′)這樣，把配置在光源側的第一塑料透鏡相對第一光束波長的光焦度設定成對第二塑料透鏡滿足(3)式時，物鏡光學系統的溫度特性就與第二塑料透鏡的溫度特性大致相等了。
因此對高密度光碟進行記錄/再現時物鏡光學系統伴隨溫度變化的球差變化率ΔSA/ΔT通過物鏡光學系統的像側數值孔徑NA1、第二塑料透鏡對第一光束波長的光焦度PL2(mm-1)、第二塑料透鏡對第一光束波長的倍率mL2、第一光束的波長λ1，並把k作為標準化常數，能用下面的(7)式表示。
ΔSA/ΔT＝k·(NA1·(1-mL2))4/(λ1·PL2) (7)其中，k＝(ΔSA/ΔT)·λ1·PL2/(NA1·(1-mL2))4這樣，第二塑料透鏡對第一光束波長的光焦度PL2、像側數值孔徑NA、第二塑料透鏡對第一光束波長的倍率mL2、用第一光束的波長λ1標準化了的值的溫度特性k就把ΔSA/ΔT取成大致固定的值。
為了把物鏡光學系統的溫度特性k利用像差修正光學系統中塑料透鏡的作用進行修正，就需要根據溫度變化使從像差修正光學系統射出的光束的發散程度變化所希望的量。該發散程度的變化，即從像差修正光學系統射出的波陣面的散焦成分的變化與像差修正光學系統中塑料透鏡對第一光束波長的光焦度Pi與邊緣光線通過高度hi的2次冪的總和∑(Pi·hi2)成比例，為了修正溫度特性k所需要的發散程度的變化∑(Pi·hi2)根據溫度特性k的大小而決定。
因此通過溫度特性k與∑(Pi·hi2)的比大致取成固定的值，並把該比設定成滿足(6)式就能在對高密度光碟進行記錄/再現時把物鏡光學系統的溫度特性k良好地進行修正。若把溫度特性k與∑(Pi·hi2)的比設定得比(6)式的下限大，則溫度特性k的修正就不會過於不足，若把溫度特性k與∑(Pi·hi2)的比設定得比(6)式的上限小，則溫度特性k的修正就不會過於過量。
另外，在此所說的第二塑料透鏡對第一光束波長的倍率mL2是根據物鏡光學系統對第一光束波長的近軸光焦度P1(mm-1)和第一塑料透鏡對第一光束波長的近軸光焦度PL1(mm-1)用下面的式算出來的。
mL2＝PL1/P1根據本發明的第十九形態，是在第十七或第十八形態所述的光拾取光學系統中除了所述第一光源和所述第二光源之外最好還具備射出750nm到800nm範圍內的第三光束的第三光源。
這時所述像差修正光學系統最好配置在所述第一光束和所述第二光束和所述第三光束的共同光路中。這樣，由於像差修正光學系統中的塑料透鏡是位於第一光束和第二光束和第三光束的共同光路中，所以在物鏡光學系統對DVD進行記錄/再現時有隨溫度上升而球差向修正過量方向變化的溫度特性時，也能對DVD進行記錄/再現時的溫度特性進行修正，在物鏡光學系統對CD進行記錄/再現時有隨溫度上升而球差向修正過量方向變化的溫度特性時，也能對CD進行記錄/再現時的溫度特性進行修正。而且若使構成像差修正光學系統的透鏡可利用傳動裝置移動，則不僅對高密度光碟，而且對DVD和CD進行記錄/再現時也能修正所述球差。
所述第一光源和所述第二光源和所述第三光源最好是被組件化的光源單元。這樣對減少零件個數、低成本化、小型化有利。
另一方面在光拾取光學系統具備第一～第三光源的情況下，所述光拾取光學系統最好還具有配置在所述像差修正光學系統與所述物鏡光學系統間光路中的，把所述第一光束、所述第二光束、所述第三光束的光路合成用的光束組合器。
這樣，在第十七或第十八形態的物鏡光學系統中為了對CD也具有互換性，最好把記錄/再現中使用的第三光束作為發散光束向物鏡光學系統射入。這樣能充分確保對保護層厚的CD的動作距離。這時作為光拾取光學系統的結構最好是把合成第一光束、第二光束、第三光束的光路用的光束組合器配置在像差修正光學系統與物鏡光學系統間的光路中。
根據本發明的第二十形態，是在第三或第十形態所述的光拾取光學系統中所述第一光源和所述第二光源最好是被組件化的光源單元。
這樣，在把像差修正光學元件配置在第一光束與第二光束的共同光路中時就能使用第一光源和第二光源的組件化雷射器，對減少零件個數、低成本化、小型化有利。
根據本發明的第二十一形態提供一種光拾取裝置，其包括光源，其是射出450nm以下第一光束的第一光源和射出630nm到680nm範圍內第二光束的第二光源的波長相互不同的至少兩種光源；和光拾取光學系統，其用於把從所述波長相互不同的至少兩種光源射出的光束向記錄密度相互不同的至少兩種光碟的信息記錄面上聚焦，其中，所述光拾取光學系統包括物鏡光學系統，其與所述光碟相對配置；像差修正光學系統，其配置在所述第一光源與物鏡光學系統間的光路中，由至少兩個透鏡組構成，作為所述光拾取光學系統最好其具備第一到第二十形態的任一項中所述的光拾取光學系統。
這樣，能得到與第一到第二十形態的任一項同樣的效果。
根據本發明的第二十二形態，是在第二十一形態所述的光拾取裝置中把所述記錄密度相互不同的至少兩種光碟中用所述第一光束進行信息記錄和/或再現的光碟作為第一光碟時，所述光拾取裝置還具有檢測所述光來自所述第一光碟信息記錄面的所述第一光束的反射光束用的光檢測器，由所述第一光碟的信息記錄面反射的所述第一光束最好在透過所述物鏡光學系統和所述像差修正光學系統中的全部塑料透鏡後射入所述光檢測器。
這樣，為了使來自高密度光碟的信息記錄面的反射光束在透過物鏡光學系統和像差修正光學系統中的全部塑料透鏡後向高密度光碟用光檢測器射入，最好把該光檢測器配置在光拾取裝置內。這樣即使在環境溫度變化了時，也能使光源與光檢測器的共軛關係不變，所以能用高密度光碟用的光檢測器良好地進行信號檢測。
根據本發明的第二十三形態，是在第二十一或第二十二形態所述的光拾取裝置中所述光拾取裝置還具有把所述像差修正光學系統中的至少一個結構透鏡在光軸方向上驅動用的傳動裝置，最好通過用所述傳動裝置把所述像差修正光學系統中的至少一個結構透鏡在光軸方向上驅動，把所述物鏡光學系統對所述第一光束的物點位置在光軸方向上可變調整。
這樣，通過採用用傳動裝置能把像差修正光學系統中的透鏡在光軸方向上驅動的結構，就能把由兩層盤、四層盤等多層盤的層間焦距跳變、蘭紫色半導體雷射光源的製造誤差引起的波長偏差等引發的球差進行修正，所以能得到對高密度光碟的良好的記錄/再現特性。
而且由多層盤的記錄層間的焦距跳變引發的球差以記錄層間的距離、物鏡光學系統的像側數值孔徑、記錄/再現時的波長為參數而發生，但這些參數由光碟的規格所決定。因此焦距跳變時發生的球差由光碟的種類而決定它的量，所以焦距跳變時所需要的像差修正光學系統中可動透鏡的移動量就單純由光碟的種類和像差修正光學系統的規格所決定。即在多層盤的記錄層間的焦距跳變時不需要檢測球差用的球差檢測裝置，只要檢測光碟的種類和焦距跳變的方向(例如第一層→第二層或第二層→第一層)，並向其結果決定的方向、以決定的量使可動透鏡移動便可。
由蘭紫色半導體雷射光源的製造誤差引起的波長偏差為起因發生的球差只要在光拾取裝置的製造工序中調整可動透鏡的位置便可，所以不需要在對高密度光碟進行記錄/再現時對它進行修正。
以上，在安裝了本發明光拾取光學系統的光拾取裝置中對高密度光碟進行記錄/再現時發生的伴隨溫度變化的球差變化通過像差修正光學系統中塑料透鏡的作用而被自動修正，所以不需要球差檢測裝置和根據球差檢測裝置的檢測結果控制可動透鏡傳動裝置用的複雜的控制電路，光拾取裝置的結構變簡單，能實現低成本化。
根據本發明的第二十四形態，其最好是安裝了第二十一到第二十三形態的任一項所述的光拾取裝置的光信息記錄再現裝置。該光信息記錄再現裝置最好具有保持光碟且使其可旋轉的光碟託架。
這樣，就能得到與第二十一到第二十三形態的任一項同樣的結果。
通過參照以下結合附圖的詳細說明，本發明及其他目的和伴隨的優點將得以更好的理解。
圖1是表示光拾取裝置結構的主要部分平面圖；圖2是表示物鏡光學系統結構的圖；圖3是表示像差修正元件結構的圖；圖4是表示光拾取裝置結構的主要部分平面圖；圖5是表示光拾取裝置結構的主要部分平面圖；圖6是表示光拾取裝置結構的主要部分平面圖；圖7是表示光拾取裝置結構的主要部分平面圖；圖8是表示光拾取裝置結構的主要部分平面圖；圖9是表示光拾取裝置結構的主要部分平面圖；圖10是表示光拾取裝置結構的主要部分平面圖；圖11是表示光拾取裝置結構的主要部分平面圖；圖12是表示光拾取裝置結構的主要部分平面圖；圖13是表示由高密度光碟保護層厚度的變化引起的球差的修正結果的曲線圖；圖14是表示由波長λ1的變化引起的球差的修正結果的曲線圖；圖15是表示光拾取裝置結構的主要部分平面圖；圖16是表示物鏡光學系統結構的圖。
具體實施例方式
下面參照附圖詳細說明本發明的實施例。在以下說明中，附圖中相同的部件用相同的標記。
圖1是概略表示對高密度光碟HD(第一光碟)和DVD(第二光碟)和CD(第三光碟)的任一個都能恰當地進行信息的記錄/再現的第一光拾取裝置PU1結構的圖。高密度光碟HD的光學規格是波長λ1＝408nm、保護層PL1的厚度t1＝0.0875mm、數值孔徑NA1＝0.85，DVD的光學規格是波長λ2＝658nm、保護層PL2的厚度t2＝0.6mm、數值孔徑NA2＝0.67，CD的光學規格是波長λ3＝785nm、保護層PL3的厚度t3＝1.2mm、數值孔徑NA3＝0.51。但波長、保護層厚度和數值孔徑的組合併不限定於此。
光拾取裝置PU1包括蘭紫色半導體雷射器LD1(第一光源)，其在對高密度光碟HD進行信息的記錄/再現時發光，射出408nm的雷射光束(第一光束)；紅色半導體雷射器LD2(第二光源)，其在對DVD進行信息的記錄/再現時發光，射出658nm的雷射光束(第二光束)；光檢測器PD12，其是第一光束和第二光束的共同光檢測器；CD用模塊MD3，其把在對CD進行信息的記錄/再現時發光，射出785nm雷射光束(第三光束)的紅外半導體雷射器LD3(第三光源)與光檢測器PD3製成一體；作為像差修正光學系統的光束擴展器光學系統EXP；單軸傳動裝置UAC；物鏡光學系統OBJ，其具有把各雷射光束向信息記錄面RL1、RL2、RL3上聚焦的功能；雙軸傳動裝置AC；第一光束組合器BC1；第二光束組合器BC2；第三光束組合器BC3；第一準直光學系統COL1；第二準直光學系統COL2；光圈STO；傳感器透鏡SEN；等。
光束擴展器光學系統包括近軸光焦度為負的玻璃透鏡(第一透鏡EXP1)和近軸光焦度為正的塑料透鏡(第二透鏡EXP2)，其配置在第一光束和第二光束的共同光路中。
光拾取裝置PU1在對高密度光碟HD進行信息的記錄/再現時如圖1中實線描繪的其光線路徑那樣，首先使蘭紫色半導體雷射器LD1發光。從蘭紫色半導體雷射器LD1射出的發散光束在通過透射第一準直光學系統COL1而變換成平行光束後，順次通過第一和第二光束組合器BC1、BC2，第一透鏡EXP1，第二透鏡EXP2，第三光束組合器BC3，由物鏡光學系統OBJ通過高密度光碟HD的保護層PL1在信息記錄面RL1上形成點。
對物鏡光學系統OBJ的詳細說明後述。
物鏡光學系統OBJ通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL1上由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ、第三光束組合器BC3、光束擴展器光學系統EXP的第二透鏡EXP2和第一透鏡EXP1，在第二光束組合器BC2被分支並通過傳感器透鏡SEN而收斂在光檢測器PD12的受光面上。用光檢測器PD12的輸出信號就能讀出在高密度光碟HD上記錄的信息。
在對DVD進行信息的記錄/再現時如圖1中虛線描繪的其光線路徑那樣，首先使紅色半導體雷射器LD2發光。從紅色半導體雷射器LD2射出的發散光束在第一光束組合器BC1被反射並順次通過第二光束組合器BC2，第一透鏡EXP1，第二透鏡EXP2，第三光束組合器BC3，由物鏡光學系統OBJ通過DVD的保護層PL2在信息記錄面RL2上形成光點。
物鏡光學系統OBJ通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL2上由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ、第三光束組合器BC3、第二透鏡EXP2、第一透鏡EXP1，在第二光束組合器BC2被分支並通過傳感器透鏡SEN而收斂在光檢測器PD12的受光面上。用光檢測器PD12的輸出信號就能讀出在DVD上記錄的信息。
在對CD進行信息的記錄/再現時如圖1中雙點劃線描繪的其光線路徑那樣，使CD用模塊MD3動作使紅外半導體雷射器LD3發光。從紅外半導體雷射器LD3射出的發散光束由第三光束組合器BC3反射後，由物鏡光學系統OBJ通過CD的保護層PL3在信息記錄面RL3上形成光點。物鏡光學系統OBJ通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL3上由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ後由第三光束組合器BC3反射而收斂在CD用模塊MD3的光檢測器PD3的受光面上。用光檢測器PD3的輸出信號就能讀出在CD上記錄的信息。
本實施例也可以使用把蘭紫色半導體雷射器LD1和紅色半導體雷射器LD2一體化而收容在一個框體內的組件光源單元。這時能減去第一光束組合器BC1，並且例如能除去第二準直光學系統COL2。
下面說明物鏡光學系統OBJ的結構。另外，物鏡光學系統OBJ在後面敘述的第二～第四、第六～第九實施例中也是同樣的結構。
如圖2和圖3所示，物鏡光學系統OBJ包括像差修正元件L1；聚焦元件L2，其具有把透過該像差修正元件L1的雷射光束向光碟的信息記錄面上聚焦的功能，且兩面是非球面。像差修正元件L1和聚焦元件L2都是塑料透鏡，在其各自的光學功能部周圍形成有與光學功能部一體成形的凸緣部FL1、FL2，通過把該凸緣部FL1、FL2的一部分之間相互嵌合而形成一體。
另外，本實施例是把像差修正元件L1和聚焦元件L2通過使各自的凸緣部之間嵌合而形成一體的結構，但像差修正元件L1和聚焦元件L2的一體化只要保持它們相互的相對位置關係不變便可，例如也可以是把像差修正元件L1和聚焦元件L2通過鏡框一體化的結構。
如圖3(a)所示，像差修正元件L1的光源側的光學功能面S1被劃分成與到DVD的數值孔徑0.67區域為止對應的第一區域AREA1和與從DVD的數值孔徑0.67到高密度光碟HD的數值孔徑0.85的區域對應的第二區域AREA2，如圖2(a)所示，在其內部形成有臺階結構的多個環帶以光軸為中心配列的結構即臺階形衍射結構HOE形成在第一區域AREA1內。
在第一區域AREA1內形成的臺階形衍射結構HOE中，在各環帶內形成的臺階結構的每一階的深度d0被設定成用d0＝2×λ1/(n1-1)(μm)算出的值，各環帶的劃分數N設定為5。其中λ1是用微米單位表示的從蘭紫色半導體雷射器射出的雷射光束的波長(在此λ1＝0.408μm)，n1是像差修正元件L1對波長λ1的折射率(在此n1＝1.5242)。
在波長λ1的雷射光束對該臺階形衍射結構HOE射入時，在鄰接的臺階間產生2×λ1(μm)的光路差，由于波長λ1的雷射光束並未被給予實質性的相位差，所以是不被衍射地原樣透過。在以下的說明中把並未通過臺階形衍射結構給予實質性相位差地原樣透過的光束叫做0次衍射光。
另一方面，在從紅色半導體雷射器射出的波長λ2(在此λ2＝0.658μm)的雷射光束對該臺階形衍射結構HOE射入時，在鄰接的臺階間產生d0×(n2-1)-λ2＝0.13μm的光路差，由於在劃分為五的環帶的一個上產生了0.13×5＝0.65μm和波長λ2的一個波長量的光路差，所以透過了鄰接的環帶的波陣面各自錯開一個波長重合。即利用該臺階形衍射結構HOE波長λ2的光束成為向一次方向衍射的衍射光。n2是像差修正元件L2對波長λ2的折射率(在此n2＝1.5064)。這時波長λ2的雷射光束的一次衍射光的衍射效率是87.5％，但對DVD進行信息的記錄/再現是足夠的光量。物鏡光學系統OBJ通過臺階形衍射結構HOE的作用對由高密度光碟HD與DVD的保護層厚度不同引起的球差進行修正。
在從紅外半導體雷射器射出的波長λ3(在此λ3＝0.785μm)的雷射光束對該臺階形衍射結構射入時，因為λ3≈2×λ1，所以在鄰接的臺階間產生1×λ3(μm)的光路差，由于波長λ3的雷射光束也與波長λ1的雷射光束同樣地並未被給予實質性的相位差，所以是不被衍射地原樣透過(0次衍射光)。物鏡光學系統OBJ通過使對波長λ1與波長λ3的倍率不同對由高密度光碟HD與CD的保護層厚度不同引起的球差進行修正。
第一～第四、第六～第八實施例的物鏡光學系統OBJ中如圖3(c)所示，像差修正元件L1的光碟側的光學功能面S2被劃分成與DVD的數值孔徑0.67內的區域相當的包含光軸的第三區域AREA3和與從DVD的數值孔徑0.67到高密度光碟HD的數值孔徑0.85的區域相當的第四區域AREA4，炫耀型衍射結構DOE1形成在第三區域AREA3上，炫耀型衍射結構DOE2形成在第四區域AREA4上。炫耀型衍射結構DOE1、DOE2是用於修正蘭紫色區域物鏡光學系統OBJ的色差的結構。
第九實施例的物鏡光學系統OBJ中像差修正元件L1的光碟側光學功能面S2是在近軸光碟側具有凸形狀的非球面。
各實施例的光拾取裝置對第一光碟進行信息的記錄和/或再現時的伴隨物鏡光學系統溫度變化的球差的變化率ΔSA/ΔT被設定成滿足所述(1)式。
這樣，對物鏡光學系統OBJ伴隨溫度變化的球差的變化率ΔSA/ΔT，當恰當地設定像差修正光學系統中塑料透鏡的光焦度時，就能使由物鏡光學系統中塑料透鏡折射率降低的影響而向修正過量方向變化的球差和隨像差修正光學系統中塑料透鏡折射率降低因物鏡光學系統的倍率變化向修正不足方向變化的球差消除。
因此不需要根據在高密度光碟記錄/再現中的溫度變化來利用傳動裝置使像差修正光學系統中的透鏡移動來修正物鏡光學系統的溫度特性，所以能把互換型光拾取裝置製成簡單結構。
像差修正光學系統中塑料透鏡的光焦度單純依賴於物鏡光學系統的溫度特性而決定，所以像差修正光學系統若僅由塑料透鏡構成的話則焦距、後焦距、倍率等決定像差修正光學系統近軸量用的自由度不足，但本實施例的光拾取裝置PU1能自由選擇配置在像差修正光學系統中不受溫度變化影響的玻璃透鏡的光焦度，所以能應對像差修正光學系統的各種規格。
第一～第五實施例中，在準直光學系統(COL、COL1、COL2、COL3)與光束擴展器光學系統EXP間的光路中配置光束整形稜鏡的一對光學元件時，最好用玻璃透鏡構成第一準直光學系統COL1。這樣從第一準直光學系統COL1射出的光束的平行度相對溫度變化不變，所以即使產生溫度變化時也不發生像散。
本實施例的光拾取裝置PU1由於其光束擴展器光學系統EXP配置在第一光束與第二光束的共同光路中，所以在使用第二光束對DVD進行記錄/再現時也能修正溫度特性。而且通過用單軸傳動裝置UAC使光束擴展器光學系統EXP的第一透鏡EXP1移動，不僅對高密度光碟，而且對DVD進行記錄/再現時也能修正球差。
下面說明本發明的第二實施例，對與所述第一實施例相同的結構賦予同一符號而省略其說明。
如圖4所示，光拾取裝置PU2包括蘭紫色半導體雷射器LD1，其射出第一光束；光檢測器PD1；DVD用模塊MD2，其把射出第二光束的紅色半導體雷射器LD2與光檢測器PD2製成一體；CD用模塊MD3，其把射出第三光束的紅外半導體雷射器LD3與光檢測器PD3製成一體；作為像差修正光學系統的光束擴展器光學系統EXP；單軸傳動裝置UAC；物鏡光學系統OBJ；雙軸傳動裝置AC；第一光束組合器BC1；第二光束組合器BC2；第三光束組合器BC3；準直光學系統COL；等。
本實施例的光拾取裝置PU2從蘭紫色半導體雷射器LD1側開始順序配置準直光學系統COL，光束擴展器光學系統EXP中近軸光焦度為負的玻璃透鏡(第一透鏡EXP1)，第二光束組合器BC2，光束擴展器光學系統EXP中近軸光焦度為正的塑料透鏡(第二透鏡EXP2)，物鏡光學系統OBJ。
光拾取裝置PU2在對高密度光碟HD進行信息的記錄/再現時如圖4中實線描繪的其光線路徑那樣，首先使蘭紫色半導體雷射器LD1發光。從蘭紫色半導體雷射器LD1射出的發散光束在通過第一光束組合器BC1並由透過準直光學系統COL而變換成平行光束後，順次通過第一透鏡EXP1、第二光束組合器BC2、第二透鏡EXP2、第三光束組合器BC3，由物鏡光學系統OBJ介由高密度光碟HD的保護層PL1成為在信息記錄面RL1上形成的光點。
物鏡光學系統OBJ利用配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL1上由信息坑調製了的反射光束再次透過物鏡光學系統OBJ、第三光束組合器BC3、第二透鏡EXP2、第二光束組合器BC2、第一透鏡EXP1、準直光學系統COL，在第一光束組合器BC1在被分支並通過傳感器透鏡SEN而收斂在光檢測器PD1的受光面上。用光檢測器PD1的輸出信號就能讀出在高密度光碟HD上記錄的信息。
在對DVD進行信息的記錄/再現時如圖4中虛線描繪的其光線路徑那樣，首先使紅色半導體雷射器LD2發光。從紅色半導體雷射器LD2射出的發散光束在第二光束組合器BC2被反射並在第二透鏡EXP2變換成平行光束後，順次通過第三光束組合器BC3，由物鏡光學系統OBJ通過DVD的保護層PL2成為在信息記錄面RL2上形成的光點。
物鏡光學系統OBJ通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL2上由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ、第三光束組合器BC3、第二透鏡EXP2，在第二光束組合器BC2被分支並收斂在光檢測器PD2的受光面上。用光檢測器PD2的輸出信號就能讀出在DVD上記錄的信息。
在對CD進行信息的記錄/再現時如圖4中雙點劃線描繪的其光線路徑那樣，使CD用模塊MD3動作使紅外半導體雷射器LD3發光。從紅外半導體雷射器LD3射出的發散光束由第三光束組合器BC3反射後，由物鏡光學系統OBJ通過CD的保護層PL3成為在信息記錄面RL3上形成的光點。物鏡光學系統OBJ通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL3上由信息坑調製了的反射光束再次透過物鏡光學系統OBJ後由第三光束組合器BC3反射而收斂在CD用模塊MD3的光檢測器PD3的受光面上。用光檢測器PD3的輸出信號就能讀出在CD上記錄的信息。
本實施例的光拾取裝置PU2由於其光束擴展器光學系統EXP中的塑料透鏡(第二透鏡EXP2)配置在第一光束與第二光束的共同光路中，所以在由物鏡光學系統OBJ對DVD進行記錄/再現時具有隨溫度上升而球差向修正過量方向變化的溫度特性時，通過第二透鏡EXP2的作用也能對DVD記錄/再現時的溫度特性進行修正。而且由於第二透鏡EXP2兼作第二光束的準直光學系統，所以能減少零件個數。當使塑料透鏡(第二透鏡EXP2)可利用傳動裝置移動時，則不僅對高密度光碟，而且對DVD進行記錄/再現時也能修正所述球差。
下面說明本發明的第三實施例，對與所述第一實施例相同的結構賦予同一符號而省略其說明。
如圖5所示，光拾取裝置PU3包括蘭紫色半導體雷射器LD1，其射出第一光束；光檢測器PD1；DVD用模塊MD2，其把射出第二光束的紅色半導體雷射器LD2與光檢測器PD2製成一體；CD用模塊MD3，其把射出第三光束的紅外半導體雷射器LD3與光檢測器PD3製成一體；作為像差修正光學系統的光束擴展器光學系統EXP；單軸傳動裝置UAC；物鏡光學系統OBJ；雙軸傳動裝置AC；第一光束組合器BC1；第二光束組合器BC2；第三光束組合器BC3；準直光學系統COL；耦合光學系統CUL3；等。
本實施例的光拾取裝置PU3從蘭紫色半導體雷射器LD1側開始順序配置準直光學系統COL，光束擴展器光學系統EXP中近軸光焦度為正的塑料透鏡(第二透鏡EXP2)，第二光束組合器BC2，光束擴展器光學系統EXP中近軸光焦度為負的玻璃透鏡(第一透鏡EXP1)，物鏡光學系統OBJ。
光拾取裝置PU3在對高密度光碟HD進行信息的記錄/再現時如圖5中實線描繪的其光線路徑那樣，首先使蘭紫色半導體雷射器LD1發光。從蘭紫色半導體雷射器LD1射出的發散光束在通過第一光束組合器BC1並由透過準直光學系統COL而變換成平行光束後，順次通過第二透鏡EXP2、第二光束組合器BC2、第一透鏡EXP1、第三光束組合器BC3，由物鏡光學系統OBJ介由高密度光碟HD的保護層PL1在信息記錄面RL1上形成光點。
物鏡光學系統OBJ通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL1上由信息坑調製了的反射光束再次透過物鏡光學系統OBJ、第三光束組合器BC3、第一透鏡EXP1、第二光束組合器BC2、第二透鏡EXP2、準直光學系統COL，在第一光束組合器BC1被分支並通過傳感器透鏡SEN而收斂在光檢測器PD1的受光面上。用光檢測器PD1的輸出信號就能讀出在高密度光碟HD上記錄的信息。
在對DVD進行信息的記錄/再現時如圖5中虛線描繪的其光線路徑那樣，首先使紅色半導體雷射器LD2發光。從紅色半導體雷射器LD2射出的發散光束通過耦合光學系統CUL3，在第二光束組合器BC2被反射並在第一透鏡EXP1變換成平行光束後通過第三光束組合器BC3，由物鏡光學系統OBJ通過DVD的保護層PL2在信息記錄面RL2上形成光點。
物鏡光學系統OBJ通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL2上由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ、第三光束組合器BC3、第一透鏡EXP1，在第二光束組合器BC2被分支，通過耦合光學系統CUL3並收斂在光檢測器PD2的受光面上。用光檢測器PD2的輸出信號就能讀出在DVD上記錄的信息。
在對CD進行信息的記錄/再現時如圖5中雙點劃線描繪的其光線路徑那樣，使CD用模塊MD3動作使紅外半導體雷射器LD3發光。從紅外半導體雷射器LD3射出的發散光束由第三光束組合器BC3反射後，由物鏡光學系統OBJ通過CD的保護層PL3在信息記錄面RL3上形成光點。物鏡光學系統OBJ通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL3上由信息坑調製了的反射光束再次透過物鏡光學系統OBJ後由第三光束組合器BC3反射而收斂在CD用模塊MD3的光檢測器PD3的受光面上。用光檢測器PD3的輸出信號就能讀出在CD上記錄的信息。
本實施例的光拾取裝置PU3由於其光束擴展器光學系統EXP中的塑料透鏡(第二透鏡EXP2)配置在第一光束的專用光路中，所以光束擴展器光學系統EXP的有無對利用第二光束進行DVD記錄/再現時的溫度特性沒有影響。因此僅考慮修正利用第一光束對高密度光碟進行記錄/再現時的溫度特性就能決定塑料透鏡(第二透鏡EXP2)的光焦度。而且通過用單軸傳動裝置UAC使玻璃透鏡(第一透鏡EXP1)移動，不僅對高密度光碟，而且對DVD進行記錄/再現時也能修正所述球差。
下面說明本發明的第四實施例，對與所述第一實施例相同的結構賦予同一符號而省略其說明。
如圖6所示，光拾取裝置PU4包括高密度光碟用模塊MD1，其把射出第一光束的蘭紫色半導體雷射器LD1與光檢測器PD1製成一體；DVD用模塊MD2，其把射出第二光束的紅色半導體雷射器LD2與光檢測器PD2製成一體；CD用模塊MD3，其把射出第三光束的紅外半導體雷射器LD3與光檢測器PD3製成一體；作為像差修正光學系統的光束擴展器光學系統EXP；單軸傳動裝置UAC；物鏡光學系統OBJ；雙軸傳動裝置AC；第一光束組合器BC1；第二光束組合器BC2；第一準直光學系統COL1；第二準直光學系統COL2；等。
本實施例的光拾取光學系統把光束擴展器光學系統EXP配置在第一光束的專用光路中。
光拾取裝置PU4在對高密度光碟HD進行信息的記錄/再現時如圖6中實線描繪的其光線路徑那樣，首先使蘭紫色半導體雷射器LD1發光。從蘭紫色半導體雷射器LD1射出的發散光束在利用透過第一準直光學系統而變換成平行光束後，順次通過第一透鏡EXP1(近軸光焦度為負的玻璃透鏡)、第二透鏡EXP2(近軸光焦度為正的塑料透鏡)、第一光束組合器BC1、第二光束組合器BC2，由物鏡光學系統OBJ通過高密度光碟HD的保護層PL1在信息記錄面RL1上形成光點。
物鏡光學系統OBJ通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL1上由信息坑調製了的反射光束再次透過物鏡光學系統OBJ、第二光束組合器BC2、第一光束組合器BC1、第二透鏡EXP2、第一透鏡EXP1、第一準直光學系統COL，收斂在光檢測器PD1的受光面上。用光檢測器PD1的輸出信號就能讀出在高密度光碟HD上記錄的信息。
在對DVD進行信息的記錄/再現時如圖6中虛線描繪的其光線路徑那樣，首先使紅色半導體雷射器LD2發光。從紅色半導體雷射器LD2射出的發散光束在經透過第二準直光學系統COL2而變換成平行光束後，在第一光束組合器BC1被反射並通過第二光束組合器BC2，由物鏡光學系統OBJ通過DVD的保護層PL2在信息記錄面RL2上形成光點。
物鏡光學系統OBJ通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL2上由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ、第二光束組合器BC2，在第一光束組合器BC1被分支，經透過第二準直光學系統COL2而變換成收斂光束後收斂在光檢測器PD2的受光面上。用光檢測器PD2的輸出信號就能讀出在DVD上記錄的信息。
在對CD進行信息的記錄/再現時如圖6中雙點劃線描繪的其光線路徑那樣，使CD用模塊MD3動作使紅外半導體雷射器LD3發光。從紅外半導體雷射器LD3射出的發散光束由第二光束組合器BC2反射後，由物鏡光學系統OBJ通過CD的保護層PL3在信息記錄面RL3上形成光點。物鏡光學系統OBJ通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL3上由信息坑調製了的反射光束再次透過物鏡光學系統OBJ後由第二光束組合器BC2反射而收斂在CD用模塊MD3的光檢測器PD3的受光面上。用光檢測器PD3的輸出信號就能讀出在CD上記錄的信息。
本實施例的光拾取裝置PU4由於其光束擴展器光學系統EXP中的塑料透鏡(第二透鏡EXP2)配置在第一光束的專用光路中，所以光束擴展器光學系統EXP的有無對利用第二光束進行DVD記錄/再現時的溫度特性沒有影響。因此僅考慮修正利用第一光束對高密度光碟進行記錄/再現時的溫度特性就能決定塑料透鏡(第二透鏡EXP2)的光焦度。
本實施例的光拾取裝置PU5中高密度光碟HD的光學規格是波長λ1＝407nm、保護層PL1的厚度t1＝0.6mm、數值孔徑NA1＝0.67，DVD的光學規格是波長λ2＝655nm、保護層PL2的厚度t2＝0.6mm、數值孔徑NA2＝0.66，CD的光學規格是波長λ3＝785nm、保護層PL3的厚度t3＝1.2mm、數值孔徑NA3＝0.51。但波長、保護層厚度和數值孔徑的組合併不限定於此。
如圖7所示，光拾取裝置PU5包括蘭紫色半導體雷射器LD1，其射出第一光束；紅色半導體雷射器LD2，其射出第二光束；紅外半導體雷射器LD3，其射出第三光束；第一～第三光束的共同光檢測器PD123；作為像差修正光學系統的光束擴展器光學系統EXP；單軸傳動裝置UAC；物鏡光學系統OBJ′；雙軸傳動裝置AC；第一光束組合器BC1；第二光束組合器BC2；第三光束組合器BC3；第一準直光學系統COL1；第二準直光學系統COL2；第三準直光學系統COL3；等。
本實施例的光拾取光學系統把光束擴展器光學系統EXP配置在第一光束、第二光束和第三光束的共同光路中。
光拾取裝置PU5在對高密度光碟HD進行信息的記錄/再現時如圖7中實線描繪的其光線路徑那樣，首先使蘭紫色半導體雷射器LD1發光。從蘭紫色半導體雷射器LD1射出的發散光束在經透過第一準直光學系統COL1而變換成平行光束後，順次通過第一光束組合器BC1、第二光束組合器BC2、第三光束組合器BC3、第一透鏡EXP1(近軸光焦度為負的玻璃透鏡)、第二透鏡EXP2(近軸光焦度為正的塑料透鏡)，由物鏡光學系統OBJ′通過高密度光碟HD的保護層PL1在信息記錄面RL1上形成光點。
物鏡光學系統OBJ′通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL1上由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ′、第二透鏡EXP2、第一透鏡EXP1，在第三光束組合器BC3被分支並通過傳感器透鏡SEN而收斂在光檢測器PD123的受光面上。用光檢測器PD123的輸出信號就能讀出在高密度光碟HD上記錄的信息。
在對DVD進行信息的記錄/再現時如圖7中虛線描繪的其光線路徑那樣，首先使紅色半導體雷射器LD2發光。從紅色半導體雷射器LD2射出的發散光束經通過第二準直光學系統COL2而變換成平行光束後，在第一光束組合器BC1被反射並順次通過第二光束組合器BC2、第三光束組合器BC3、第一透鏡EXP1、第二透鏡EXP2，由物鏡光學系統OBJ′通過DVD的保護層PL2在信息記錄面RL2上形成光點。
物鏡光學系統OBJ′通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL2上由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ′、第二透鏡EXP2、第一透鏡EXP1，在第三光束組合器BC3被分支並通過傳感器透鏡SEN而收斂在光檢測器PD123的受光面上。用光檢測器PD123的輸出信號就能讀出在DVD上記錄的信息。
在對CD進行信息的記錄/再現時如圖7中雙點劃線描繪的其光線路徑那樣，首先使紅外半導體雷射器LD3發光。從紅外半導體雷射器LD3射出的發散光束經通過第三準直光學系統COL3而變換成平行光束後在第三光束組合器BC3被反射，並順次通過第一透鏡EXP1、第二透鏡EXP2，由物鏡光學系統OBJ′通過CD的保護層PL3在信息記錄面RL3上形成光點。
物鏡光學系統OBJ′通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL3上由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ′、第二透鏡EXP2、第一透鏡EXP1，在第三光束組合器BC3被分支並通過傳感器透鏡SEN而收斂在光檢測器PD123的受光面上。用光檢測器PD123的輸出信號就能讀出在CD上記錄的信息。
本實施例也可以使用把紅色半導體雷射器LD2與紅外半導體雷射器LD3一體化而收容在一個框體內的組件光源單元。這時能消除第二光束組合器BC2並採用兩個準直光學系統，例如能去除第三準直光學系統COL3。
本實施例也可以使用把蘭紫色半導體雷射器LD1與紅色半導體雷射器LD2一體化而收容在一個框體內的組件光源單元。這時能去除第一光束組合器BC1並採用兩個準直光學系統，例如能去除第二準直光學系統COL2。
本實施例也可以使用把蘭紫色半導體雷射器LD1、紅色半導體雷射器LD2與紅外半導體雷射器LD3一體化而收容在一個框體內的組件光源單元。這時能去除第一、第二光束組合器BC1、BC2並採用一個準直光學系統，例如能去除第二、第三準直光學系統COL2、COL3。
下面說明物鏡光學系統OBJ′的結構。物鏡光學系統OBJ′在後面敘述的第十實施例中也是同樣的結構。
物鏡光學系統OBJ′由兩面非球面的一個塑料透鏡構成，在光源側的光學功能面S1上形成有炫耀型衍射結構DOE3。炫耀型衍射結構DOE3是用於修正由塑料透鏡的色差引起的波長λ1和波長λ2的球差的結構，利用該作用第一光束和第二光束分別在高密度光碟HD和DVD的各自信息記錄面上形成良好的光點。物鏡光學系統OBJ′通過使其對波長λ1與波長λ3的倍率不同來修正由高密度光碟HD與CD的保護層厚度不同而引起的球差。第五和第十實施例通過用單軸傳動裝置UAC使像差修正光學系統中的玻璃透鏡(第五實施例的第一透鏡EXP1、第十實施例的第一透鏡CUL1)移動來使物鏡光學系統OBJ′的倍率變化。
本實施例的光拾取裝置PU5中由於光束擴展器光學系統EXP中的塑料透鏡(第二透鏡EXP2)位於第一光束、第二光束和第三光束的共同光路中，所以在物鏡光學系統OBJ′對DVD和CD進行記錄/再現時有隨溫度上升而球差向修正過量方向變化的溫度特性時，利用第二透鏡EXP2的作用也能修正對DVD和CD進行記錄/再現時的溫度特性。而且由於第二透鏡EXP2能利用單軸傳動裝置UAC移動，所以不僅對高密度光碟，而且對DVD和CD進行記錄/再現時也能修正球差。
下面說明本發明的第六實施例，對與所述第一實施例相同的結構賦予同一符號而省略其說明。
如圖8所示，光拾取裝置PU6包括光源單元LU1，其把射出第一光束的蘭紫色半導體雷射器LD1與射出第二光束的紅色半導體雷射器LD2製成一體；光檢測器PD12，其是第一光束和第二光束的共同光檢測器；CD用模塊MD3，其把射出第三光束的紅外半導體雷射器LD3與光檢測器PD3製成一體；作為像差修正光學系統的耦合光學系統CUL；單軸傳動裝置UAC；物鏡光學系統OBJ；雙軸傳動裝置AC；第一光束組合器BC1；第二光束組合器BC2；等。
第六～第十實施例中作為像差修正光學系統的耦合光學系統CUL是把從蘭紫色半導體雷射器LD1射出的波長λ1的發散光束變換成平行光束的準直光學系統。
耦合光學系統包括玻璃透鏡(第一透鏡CUL1)和近軸光焦度為正的塑料透鏡(第二透鏡CUL2)，其配置在第一光束和第二光束的共同光路中。
光拾取裝置PU6在對高密度光碟HD進行信息的記錄/再現時如圖8中實線描繪的其光線路徑那樣，首先使蘭紫色半導體雷射器LD1發光。從蘭紫色半導體雷射器LD1射出的發散光束順次通過第一光束組合器BC1、第一透鏡CUL1(近軸光焦度為負的玻璃透鏡)、第二透鏡CUL2(近軸光焦度為正的塑料透鏡)、第二光束組合器BC2，由物鏡光學系統OBJ通過高密度光碟HD的保護層PL1在信息記錄面RL1上形成光點。
物鏡光學系統OBJ通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL1上由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ、第二光束組合器BC2、第二透鏡CUL2、第一透鏡CUL1，在第一光束組合器BC1被分支並通過傳感器透鏡SEN而收斂在光檢測器PD12的受光面上。用光檢測器PD12的輸出信號就能讀出在高密度光碟HD上記錄的信息。
在對DVD進行信息的記錄/再現時的情況與對高密度光碟HD進行信息的記錄/再現時的情況相同，所以省略其說明。
在對CD進行信息的記錄/再現時如圖8中雙點劃線描繪的其光線路徑那樣，使CD用模塊MD3動作使紅外半導體雷射器LD3發光。從紅外半導體雷射器LD3射出的發散光束由第二光束組合器BC2反射後，由物鏡光學系統OBJ通過CD的保護層PL3在信息記錄面RL3上形成光點。物鏡光學系統OBJ通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL3上由信息坑調製了的反射光束再次透過物鏡光學系統OBJ後由第二光束組合器BC2反射而收斂在CD用模塊MD3的光檢測器PD3的受光面上。用光檢測器PD3的輸出信號就能讀出在CD上記錄的信息。
第六～第十實施例中耦合光學系統CUL具有玻璃透鏡和光焦度為正的塑料透鏡，所以可使耦合光學系統CUL具有用於修正物鏡光學系統OBJ、OBJ′的溫度特性的像差修正光學系統的功能，對光拾取裝置的零件個數減少、低成本化、小型化是有利的。
第六～第十實施例在使用把從蘭紫色半導體雷射器LD1射出的雷射光束的斷面形狀從橢圓形整形為圓形用的光束整形元件時，最好把至少一個光學面是圓柱形面的光束整形元件配置在蘭紫色半導體雷射器LD1與耦合光學系統間的光路中。
本實施例的光拾取裝置PU6由於把耦合光學系統CUL配置在第一光束與第二光束的共同光路中，所以在物鏡光學系統OBJ對DVD進行記錄/再現時有隨溫度上升而球差向修正過量方向變化的溫度特性時，利用第二透鏡CUL2的作用也能修正對DVD進行記錄/再現時的溫度特性。通過利用單軸傳動裝置UAC使第一透鏡CUL1移動，可不僅對高密度光碟，而且對DVD進行記錄/再現時也能修正球差。
下面說明本發明的第七實施例，對與所述第一實施例相同的結構賦予同一符號而省略其說明。
如圖9所示，光拾取裝置PU7包括射出第一光束的蘭紫色半導體雷射器LD1；射出第二光束的紅色半導體雷射器LD2；光檢測器PD12，其是第一光束和第二光束的共同光檢測器；CD用模塊MD3，其把射出第三光束的紅外半導體雷射器LD3與光檢測器PD3製成一體；作為像差修正光學系統的耦合光學系統CUL；單軸傳動裝置UAC；物鏡光學系統OBJ；雙軸傳動裝置AC；第一光束組合器BC1；第二光束組合器BC2；第三光束組合器BC3；等。
本實施例的光拾取裝置PU7從蘭紫色半導體雷射器LD1側開始順序配置耦合光學系統CUL中近軸光焦度為負的玻璃透鏡(第一透鏡CUL1)、第二光束組合器BC2、耦合光學系統CUL中近軸光焦度為正的塑料透鏡(第二透鏡CUL2)、物鏡光學系統OBJ。
光拾取裝置PU7在對高密度光碟HD進行信息的記錄/再現時如圖9中實線描繪的其光線路徑那樣，首先使蘭紫色半導體雷射器LD1發光。從蘭紫色半導體雷射器LD1射出的發散光束通過第一透鏡CUL1、第一光束組合器BC1、第二光束組合器BC2，在第二透鏡CUL2變換成平行光束後通過第三光束組合器BC3，由物鏡光學系統OBJ通過高密度光碟HD的保護層PL1在信息記錄面RL1上形成光點。
物鏡光學系統OBJ通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL1上由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ、第三光束組合器BC3、第二透鏡CUL2，在第二光束組合器BC2被分支並通過傳感器透鏡SEN而收斂在光檢測器PD12的受光面上。用光檢測器PD12的輸出信號就能讀出在高密度光碟HD上記錄的信息。
在對DVD進行信息的記錄/再現時如圖9中虛線描繪的其光線路徑那樣，首先使紅色半導體雷射器LD2發光。從紅色半導體雷射器LD2射出的發散光束在第一光束組合器BC1被反射並通過第二光束組合器BC2，在第二透鏡CUL2變換成平行光束後通過第三光束組合器BC3，由物鏡光學系統OBJ通過DVD的保護層PL2在信息記錄面RL2上形成光點。
物鏡光學系統OBJ通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL2上由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ、第三光束組合器BC3、第二透鏡CUL2，在第二光束組合器BC2被分支並通過傳感器透鏡SEN而收斂在光檢測器PD12的受光面上。用光檢測器PD12的輸出信號就能讀出在DVD上記錄的信息。
在對CD進行信息的記錄/再現時如圖9中雙點劃線描繪的其光線路徑那樣，首先使CD用模塊MD3動作使紅外半導體雷射器LD3發光。從紅外半導體雷射器LD3射出的發散光束在第三光束組合器BC3被反射，由物鏡光學系統OBJ通過CD的保護層PL3在信息記錄面RL3上形成光點。
物鏡光學系統OBJ通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL3上由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ，由第三光束組合器BC3分支並收斂在光檢測器PD3的受光面上。用光檢測器PD3的輸出信號就能讀出在CD上記錄的信息。
本實施例的光拾取裝置PU7由於把耦合光學系統CUL中的塑料透鏡(第二透鏡CUL2)配置在第一光束與第二光束的共同光路中，所以在物鏡光學系統OBJ對DVD進行記錄/再現時有隨溫度上升而球差向修正過量方向變化的溫度特性時，利用第二透鏡CUL2的作用也能修正對DVD進行記錄/再現時的溫度特性。而且由於第二透鏡CUL2兼作第二光束的準直光學系統，所以能減少零件個數。而且通過由單軸傳動裝置UAC使第二透鏡移動，不僅對高密度光碟，而且對DVD進行記錄/再現時也能修正球差。
下面說明本發明的第八實施例，對與所述第一實施例相同的結構賦予同一符號而省略其說明。
如圖10所示，光拾取裝置PU8包括蘭紫色半導體雷射器LD1，其射出第一光束；光檢測器PD1；DVD用模塊MD2，其把射出第二光束的紅色半導體雷射器LD2與光檢測器PD2製成一體；CD用模塊MD3，其把射出第三光束的紅外半導體雷射器LD3與光檢測器PD3製成一體；作為像差修正光學系統的耦合光學系統CUL；單軸傳動裝置UAC；物鏡光學系統OBJ；雙軸傳動裝置AC；第一光束組合器BC1；第二光束組合器BC2；第三光束組合器BC3；等。
耦合光學系統CUL包括近軸光焦度為負的玻璃透鏡；接合了近軸光焦度為正的塑料透鏡的第二透鏡CUL2；和近軸光焦度為正的玻璃透鏡(第一透鏡CUL1)，本實施例的光拾取裝置PU8從蘭紫色半導體雷射器LD1側開始順序配置耦合光學系統CUL中的第二透鏡CUL2、第二光束組合器BC2、耦合光學系統CUL中的玻璃透鏡(第一透鏡CUL1)、物鏡光學系統OBJ。
光拾取裝置PU8在對高密度光碟HD進行信息的記錄/再現時如圖10中實線描繪的其光線路徑那樣，首先使蘭紫色半導體雷射器LD1發光。從蘭紫色半導體雷射器LD1射出的發散光束通過第一光束組合器BC1、第二透鏡CUL2、第二光束組合器BC2，在第一透鏡CUL1變換成平行光束後通過第三光束組合器BC3，由物鏡光學系統OBJ通過高密度光碟HD的保護層PL1在信息記錄面RL1上形成光點。
物鏡光學系統OBJ通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL1上由信息坑調製了的反射光束再次順序通過物鏡光學系統OBJ、第三光束組合器BC3、第一透鏡CUL1、第二光束組合器BC2、第二透鏡CUL2，在第一光束組合器BC1被分支，通過傳感器透鏡SEN並收斂在光檢測器PD1的受光面上。用光檢測器PD1的輸出信號就能讀出在高密度光碟HD上記錄的信息。
在對DVD進行信息的記錄/再現時如圖10中虛線描繪的其光線路徑那樣，首先使紅色半導體雷射器LD2發光。從紅色半導體雷射器LD2射出的發散光束在第二光束組合器BC2被反射並在第一透鏡CUL1變換成平行光束後通過第三光束組合器BC3，由物鏡光學系統OBJ通過DVD的保護層PL2在信息記錄面RL2上形成光點。
物鏡光學系統OBJ通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL2上由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ、第三光束組合器BC3、第一透鏡CUL1，在第二光束組合器BC2被分支並收斂在光檢測器PD2的受光面上。用光檢測器PD2的輸出信號就能讀出在DVD上記錄的信息。
在對CD進行信息的記錄/再現時如圖10中雙點劃線描繪的其光線路徑那樣，首先使CD用模塊MD3動作使紅外半導體雷射器LD3發光。從紅外半導體雷射器LD3射出的發散光束在第三光束組合器BC3被反射，由物鏡光學系統OBJ通過CD的保護層PL3在信息記錄面RL3上形成光點。
物鏡光學系統OBJ通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL2由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ，在第三光束組合器BC3分支並收斂在光檢測器PD3的受光面上。用光檢測器PD3的輸出信號就能讀出在CD上記錄的信息。
本實施例的光拾取裝置PU8中由於耦合光學系統CUL中包含塑料透鏡的第二透鏡CUL2位於第一光束的專用光路中，所以耦合光學系統CUL的有無對利用第二光束進行DVD記錄/再現時的溫度特性沒有影響。因此僅考慮修正利用第一光束對高密度光碟進行記錄/再現時的溫度特性就能決定第二透鏡CUL2中塑料透鏡的光焦度。而且由於第一透鏡CUL1兼作第二光束的準直光學系統，所以能減少零件個數。而且通過利用單軸傳動裝置UAC使第二透鏡CUL1移動，不僅對高密度光碟，而且對DVD進行記錄/再現時也能修正球差。
下面說明本發明的第九實施例，對與所述第一實施例相同的結構賦予同一符號而省略其說明。
如圖11所示，光拾取裝置PU9包括高密度光碟用模塊MD1，其把射出第一光束的蘭紫色半導體雷射器LD1與光檢測器PD1製成一體；DVD用模塊MD2，其把射出第二光束的紅色半導體雷射器LD2與光檢測器PD2製成一體；CD用模塊MD3，其把射出第三光束的紅外半導體雷射器LD3與光檢測器PD3製成一體；作為像差修正光學系統的耦合光學系統CUL；單軸傳動裝置UAC；物鏡光學系統OBJ；雙軸傳動裝置AC；第一光束組合器BC1；第二光束組合器BC2；準直光學系統COL；等。
耦合光學系統CUL配置在第一光束的專用光路中。
光拾取裝置PU9在對高密度光碟HD進行信息的記錄/再現時如圖11中實線描繪的其光線路徑那樣，首先使蘭紫色半導體雷射器LD1發光。從蘭紫色半導體雷射器LD1射出的發散光束通過第一透鏡CUL1(近軸光焦度為負的玻璃透鏡)、第二透鏡CUL2(近軸光焦度為正的塑料透鏡)、第一光束組合器BC1、第二光束組合器BC2，由物鏡光學系統OBJ通過高密度光碟HD的保護層PL1在信息記錄面RL1上形成光點。
物鏡光學系統OBJ通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL1上由信息坑調製了的反射光束再次順序通過物鏡光學系統OBJ、第二光束組合器BC2、第一光束組合器BC1、第二透鏡CUL2、第一透鏡CUL1，收斂在光檢測器PD1的受光面上。用光檢測器PD1的輸出信號就能讀出在高密度光碟HD上記錄的信息。
在對DVD進行信息的記錄/再現時如圖11中虛線描繪的其光線路徑那樣，首先使紅色半導體雷射器LD2發光。從紅色半導體雷射器LD2射出的發散光束在經通過準直光學系統COL而變換成平行光束後，在第一光束組合器BC1被反射並通過第二光束組合器BC2，由物鏡光學系統OBJ通過DVD的保護層PL2在信息記錄面RL2上形成光點。
物鏡光學系統OBJ通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL2上由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ、第二光束組合器BC2，在第一光束組合器BC1被分支並通過準直光學系統COL而收斂在光檢測器PD2的受光面上。用光檢測器PD2的輸出信號就能讀出在DVD上記錄的信息。
在對CD進行信息的記錄/再現時如圖11中雙點劃線描繪的其光線路徑那樣，首先使CD用模塊MD3動作使紅外半導體雷射器LD3發光。從紅外半導體雷射器LD3射出的發散光束由第二光束組合器BC2反射，由物鏡光學系統OBJ通過CD的保護層PL3在信息記錄面RL3上形成光點。
物鏡光學系統OBJ通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL3上由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ，在第三光束組合器BC3分支並收斂在光檢測器PD3的受光面上。用光檢測器PD3的輸出信號就能讀出在CD上記錄的信息。
本實施例的光拾取裝置PU9由於耦合光學系統CUL中的塑料透鏡(第二透鏡CUL2)位於第一光束的專用光路中，所以耦合光學系統CUL的有無對利用第二光束進行DVD記錄/再現時的溫度特性沒有影響。因此僅考慮修正利用第一光束對高密度光碟進行記錄/再現時的溫度特性就能決定塑料透鏡(第二透鏡CUL2)的光焦度。
下面說明本發明的第十實施例，對與所述第一實施例相同的結構賦予同一符號而省略其說明。
如圖12所示，光拾取裝置PU10包括蘭紫色半導體雷射器LD1，其射出第一光束；紅色半導體雷射器LD2，其射出第二光束；紅外半導體雷射器LD3，其射出第三光束；第一～第三光束的共同光檢測器PD123；作為像差修正光學系統的耦合光學系統CUL；單軸傳動裝置UAC；物鏡光學系統OBJ′；雙軸傳動裝置AC；第一光束組合器BC1；第二光束組合器BC2；第三光束組合器BC3；等。
本實施例的光拾取光學系統把耦合光學系統CUL配置在第一光束、第二光束和第三光束的共同光路中。
光拾取裝置PU10在對高密度光碟HD進行信息的記錄/再現時如圖12中實線描繪的其光線路徑那樣，首先使蘭紫色半導體雷射器LD1發光。從蘭紫色半導體雷射器LD1射出的發散光束順次通過第一光束組合器BC1、第二光束組合器BC2、第三光束組合器BC3、第一透鏡CUL1(近軸光焦度為負的玻璃透鏡)、第二透鏡CUL2(近軸光焦度為正的塑料透鏡)，由物鏡光學系統OBJ′通過高密度光碟HD的保護層PL1在信息記錄面RL1上形成光點。
物鏡光學系統OBJ′通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL1上由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ′、第二透鏡CUL2、第一透鏡CUL1，在第三光束組合器BC3被分支，通過傳感器透鏡SEN並收斂在光檢測器PD123的受光面上。用光檢測器PD123的輸出信號就能讀出在高密度光碟HD上記錄的信息。
在對DVD進行信息的記錄/再現時如圖12中虛線描繪的其光線路徑那樣，首先使紅色半導體雷射器LD2發光。從紅色半導體雷射器LD2射出的發散光束在第一光束組合器BC1被反射並順次通過第二光束組合器BC2、第三光束組合器BC3、第一透鏡CUL1、第二透鏡CUL2，由物鏡光學系統OBJ′通過DVD的保護層PL2在信息記錄面RL2上形成光點。
物鏡光學系統OBJ′通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL2上由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ′、第二透鏡CUL2、第一透鏡CUL1，在第三光束組合器BC3被分支，通過傳感器透鏡SEN並收斂在光檢測器PD123的受光面上。用光檢測器PD123的輸出信號就能讀出在DVD上記錄的信息。
在對CD進行信息的記錄/再現時如圖12中雙點劃線描繪的其光線路徑那樣，首先使紅外半導體雷射器LD3發光。從紅外半導體雷射器LD3射出的發散光束在第二光束組合器BC2被反射，並順次通過第一透鏡CUL1、第二透鏡CUL2，由物鏡光學系統OBJ′通過CD的保護層PL3在信息記錄面RL3上形成光點。
物鏡光學系統OBJ′通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL3上由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ′、第二透鏡CUL2、第一透鏡CUL1，在第三光束組合器BC3被分支，通過傳感器透鏡SEN並收斂在光檢測器PD123的受光面上。用光檢測器PD123的輸出信號就能讀出在CD上記錄的信息。
本實施例的光拾取裝置PU10中由於耦合光學系統CUL中的塑料透鏡(第二透鏡CUL2)位於第一光束、第二光束和第三光束的共同光路中，所以在物鏡光學系統OBJ′對DVD和CD進行記錄/再現時有隨溫度上升而球差向修正過量方向變化的溫度特性時，利用第二透鏡CUL2的作用也能修正對DVD和CD進行記錄/再現時的溫度特性。通過使耦合光學系統CUL中的玻璃透鏡(第一透鏡CUL1)利用單軸傳動裝置UAC移動，不僅對高密度光碟，而且對DVD和CD進行記錄/再現時也能修正球差。
本實施例的光拾取裝置PU11中高密度光碟HD的光學規格是波長λ1＝405nm、保護層PL1的厚度t1＝0.1mm、數值孔徑NA1＝0.85，DVD的光學規格是波長λ2＝655nm、保護層PL2的厚度t2＝0.6mm、數值孔徑NA2＝0.65，CD的光學規格是波長λ3＝785nm、保護層PL3的厚度t3＝1.2mm、數值孔徑NA3＝0.45。但波長、保護層厚度和數值孔徑的組合併不限定於此。
如圖15所示，光拾取裝置PU11包括雷射光源單元LD123，其把射出第一光束的蘭紫色半導體雷射器LD1與射出第二光束的紅色半導體雷射器LD2與射出第三光束的紅外半導體雷射器LD3製成一體；第一～第三光束的共同光檢測器PD123；作為像差修正光學系統的光束擴展器光學系統EXP；單軸傳動裝置UAC；物鏡光學系統OBJ″；雙軸傳動裝置AC；光束組合器BC；準直光學系統COL；等。
本實施例的光拾取光學系統把光束擴展器光學系統EXP配置在第一光束、第二光束和第三光束的共同光路中。
光拾取裝置PU11在對高密度光碟HD進行信息的記錄/再現時為了使第一光束以平行光束的狀態從光束擴展器光學系統EXP射出，是在用單軸傳動裝置UAC把第一透鏡EXP1在光軸方向上的位置進行調整後使蘭紫色半導體雷射器LD1發光。從蘭紫色半導體雷射器LD1射出的發散光束如圖15中實線描繪的其光線路徑那樣，在光束組合器BC被反射，在經透過準直光學系統COL而變換成平行光束後，順次通過第一透鏡EXP1、第二透鏡EXP2，用光圈STO限制光束徑，由物鏡光學系統OBJ″通過高密度光碟HD的保護層PL1在信息記錄面RL1上形成光點。
物鏡光學系統OBJ″通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL1上由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ″、第二透鏡EXP2、第一透鏡EXP1，並經透過準直光學系統COL而變換成收斂光束後，通過光束組合器BC、傳感器透鏡SEN並收斂在光檢測器PD123的受光面上。用光檢測器PD123的輸出信號就能讀出在高密度光碟HD上記錄的信息。
在對DVD進行信息的記錄/再現時為了使第二光束以平行光束的狀態從光束擴展器光學系統EXP射出，是在用單軸傳動裝置UAC把第一透鏡EXP1在光軸方向上的位置進行調整後使紅色半導體雷射器LD2發光。從紅色半導體雷射器LD2射出的發散光束如圖15中虛線描繪的其光線路徑那樣，在光束組合器BC被反射，在經透過準直光學系統COL而大致變換成平行光束後，透過第一透鏡EXP1、第二透鏡EXP2而被變換成平行光束。然後由物鏡光學系統OBJ″通過DVD的保護層PL2在信息記錄面RL2上形成光點。
物鏡光學系統OBJ″通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL1上由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ″、第二透鏡EXP2、第一透鏡EXP1，經透過準直光學系統COL而變換成收斂光束後通過光束組合器BC、傳感器透鏡SEN並收斂在光檢測器PD123的受光面上。用光檢測器PD123的輸出信號就能讀出在DVD上記錄的信息。
在對CD進行信息的記錄/再現時為了使第三光束以平行光束的狀態從光束擴展器光學系統EXP射出，是在用單軸傳動裝置UAC把第一透鏡EXP1在光軸方向上的位置進行調整後使紅外半導體雷射器LD3發光。從紅外半導體雷射器LD3射出的發散光束如圖15中雙點劃線描繪的其光線路徑那樣，在光束組合器BC被反射，在經透過準直光學系統COL而大致變換成平行光束後，透過第一透鏡EXP1、第二透鏡EXP2而被變換成平行光束。然後由物鏡光學系統OBJ″通過CD的保護層PL3在信息記錄面RL3上形成光點。
物鏡光學系統OBJ″通過配置在其周邊的雙軸傳動裝置AC進行聚焦和跟蹤。在信息記錄面RL3上由信息坑調製了的反射光束再次通過物鏡光學系統OBJ″、第二透鏡EXP2、第一透鏡EXP1，經透過準直光學系統COL而變換成收斂光束後通過光束組合器BC、傳感器透鏡SEN而收斂在光檢測器PD123的受光面上。用光檢測器PD123的輸出信號就能讀出在CD上記錄的信息。
下面說明物鏡光學系統OBJ″的結構。
如圖16其概略圖所示，物鏡光學系統OBJ″包括像差修正元件L1；聚焦元件L2，其具有把透過該像差修正元件L1的雷射光束向光碟的信息記錄面上聚焦的功能，且兩面是非球面。像差修正元件L1和聚焦元件L2都是塑料透鏡，且通過鏡框LB把像差修正元件L1和聚焦元件L2一體化。如上所述，也可以在像差修正元件L1和聚焦元件L2各自的光學功能部周圍形成與光學功能部一體成形的凸緣部FL1、FL2，通過把該凸緣部FL1、FL2的一部分相互之間進行嵌合而形成一體。
像差修正元件L1的光源側光學功能面S1被劃分成與到DVD的數值孔徑0.67為止的區域對應的第一區域AREA1和與從DVD的數值孔徑0.67到高密度光碟HD的數值孔徑0.85的區域對應的第二區域AREA2(未圖示)，其內部形成有臺階結構的多個環帶以光軸為中心配列的結構即臺階形衍射結構HOE形成在第一區域AREA1內。
臺階形衍射結構HOE是用於修正由高密度光碟HD與DVD的保護層厚度不同而引起的球差的結構，其功能和結構與所述物鏡光學系統OBJ的臺階形衍射結構HOE相同，所以在此不詳細說明。
而且物鏡光學系統OBJ″中像差修正元件L1的光碟側光學功能面S2被劃分成與CD的數值孔徑0.45內的區域相當的包含光軸的第三區域AREA3和與從CD的數值孔徑0.45到高密度光碟HD的數值孔徑0.85的區域相當的第四區域AREA4(未圖示)，其內部形成有臺階結構的多個環帶，即以光軸為中心配列的結構的臺階形衍射結構HOE′形成在第三區域AREA3內。
在第三區域AREA3形成的臺階形衍射結構HOE′中，在各環帶內形成的臺階結構的每一階的深度d0被設定成用d0＝5×λ1/(n1-1)(μm)算出的值，各環帶的劃分數N設定為2。其中λ1是用微米單位表示的從蘭紫色半導體雷射器射出的雷射光束的波長(在此λ1＝0.405μm)，n1是像差修正元件L1對波長λ1的折射率(在此n1＝1.5601)。
在波長λ1的雷射光束射入該臺階形衍射結構HOE′時，在鄰接的臺階間產生5×λ1(μm)的光路差，由于波長λ1的雷射光束並未被給予實質性的相位差，所以是不被衍射地原樣透過(0次衍射光)。
在從紅色半導體雷射器射出的波長λ2(在此λ2＝0.655μm)的雷射光束射入該臺階形衍射結構HOE′時，由於d0×(n2-1)/λ3＝2.98≈3，所以在鄰接的臺階間產生3×λ2(μm)的光路差，由于波長λ2的雷射光束也與波長λ1的雷射光束同樣未被給予實質性的相位差，所以是不被衍射地原樣透過(0次衍射光)。n2是像差修正元件L2對波長λ2的折射率(在此n2＝1.5407)。
另一方面在從紅外半導體雷射器射出的波長λ3(在此λ3＝0.785μm)的雷射光束射入該臺階形衍射結構HOE′時，因為d0×(n3-1)/λ3＝2.47≈2.5，所以鄰接的臺階間的透射波陣面錯開半個波長的量，向臺階形衍射結構HOE′射入的第三光束的大部分光量被分成±1次衍射光。n3是像差修正元件L1對波長λ3的折射率(在此n3＝1.5372)。臺階形衍射結構HOE′的環帶間距定為使±1次衍射光中+1次衍射光聚焦在CD的信息記錄面RL3上，利用臺階形衍射結構HOE′的作用修正由高密度光碟HD與CD的保護層厚度不同引起的球差。
臺階形衍射結構HOE僅在DVD的數值孔徑NA2內形成，所以通過比NA2還靠外側的區域的光束在DVD的信息記錄面RL2上成為雜光成分，形成自動進行對DVD孔徑限制的結構。
臺階形衍射結構HOE′僅在CD的數值孔徑NA3內形成，所以通過比NA3還靠外側的區域的光束在CD的信息記錄面RL3上成為雜光成分，形成自動進行對CD孔徑限制的結構。
光束擴展器光學系統EXP把近軸光焦度為負的第一透鏡EXP1定為玻璃透鏡，把近軸光焦度為正的第二透鏡EXP2定為塑料透鏡。物鏡光學系統OBJ″的球差在對高密度光碟HD進行信息記錄/再現時，有在溫度上升了30度時向修正過量方向變化的溫度依賴性，但相對伴隨該溫度變化的球差的變化量第二透鏡EXP2的光焦度被最佳化，與第一實施例同樣地作為由光束擴展器光學系統EXP與物鏡光學系統OBJ″構成的整個光學系統伴隨溫度變化的球差變化被補償。
本實施例的光拾取裝置PU11由於光束擴展器光學系統EXP中塑料透鏡(第二透鏡EXP2)位於第一光束、第二光束與第三光束的共同光路中，所以物鏡光學系統OBJ″在對DVD和CD進行記錄/再現時有隨溫度上升而球差向修正過量方向變化的溫度特性時，利用第二透鏡EXP2的作用也能修正對DVD和CD進行記錄/再現時的溫度特性。而且通過用單軸傳動裝置UAC能使第一透鏡EXP1移動，所以不僅對高密度光碟，而且對DVD和CD進行記錄/再現時也能修正球差。
光束擴展器光學系統EXP的第二透鏡EXP2通過單軸傳動裝置UAC能在光軸方向上位移，所以能對光束擴展器光學系統EXP的焦距進行調整，如上述使各個波長的光束以平行光束的狀態從光束擴展器光學系統EXP射出。
本實施例中採用了把雷射光源單元LD123和光檢測器PD123分體配置的結構，但並不限定於此，也可以使用把雷射光源單元LD123和光檢測器PD123集成的雷射光源模塊。
在準直光學系統COL或光束擴展器光學系統EXP的光學面上形成衍射結構而對物鏡光學系統OBJ″的蘭紫色波長區域的色差進行修正的結構，由於能提高光拾取裝置PU11記錄/再現特性的可靠性，所以是理想的。用這種用衍射結構修正色差的結構能得到用簡單結構修正色差的光拾取用光學系統。
或者也可以取代所述衍射結構，將把具有正光焦度且d線的阿貝數為vd1的正透鏡與具有負光焦度且d線的阿貝數為vd2(vd2＜vd1)的負透鏡接合的雙合透鏡作為構成準直光學系統COL或光束擴展器光學系統EXP的至少一部分的元件進行配置。當衍射結構的形狀因製造誤差而從設計值偏離時，衍射效率就會降低，所以光拾取光學系統的透射率就會低下。但當採用通過這種折射型雙合透鏡修正色差的結構時，則能得到色差被修正，且透過率高的光拾取光學系統。
本實施例採用了準直光學系統COL和光束擴展器光學系統EXP分體配置的結構，但並不限定於此，也可以省略準直光學系統COL，使從雷射光源單元LD123射出的發散光束直接射入光束擴展器光學系統EXP的結構。這樣更能減少光拾取裝置PU11的零件個數。
在上述光拾取裝置PU1～3、5～8、10、11中設置的傳感器透鏡SEN用於對朝向光檢測器的來自光碟的反射光束賦予像散。
上述光拾取裝置PU1～10具備在對CD進行記錄/再現時限制孔徑用的二向性濾光器DFL，該二向性濾光器DFL通過保持部件HM與物鏡光學系統成為一體，由雙軸傳動裝置AC沿與光軸垂直的方向驅動。
雖然省略了圖示，但通過搭載所述第一～第十一實施例所示的光拾取裝置、保持光碟並使其自由旋轉的旋轉驅動裝置、和控制這些各種裝置的驅動用的控制裝置等，就能得到可執行對光碟記錄信息和把光碟記錄的信息再現的這兩種中至少一種的光信息記錄再現裝置。
下面以具體的數值說明所述光拾取裝置PU1～11中搭載的作為光拾取光學系統的恰當的光學系統。
形成各實施例的重疊型衍射結構(臺階形衍射結構)和衍射結構的光學面、或形成有衍射結構的光學面等，光學面的非球面在把距離與該面的頂點相切的平面的變形量定為x(mm)、把與光軸垂直方向的高度定為h(mm)、把曲率半徑定為r(mm)時，可用把後面所示表2～表9中的係數代入下面(8)式的數式表示。k是圓錐係數，A2i是非球面係數。
x=h2/r1+1-(1+k)(h/r)2+j=2A2jh2j---(8)]]>表2～表12中NA是數值孔徑，λ(nm)是設計波長，f(mm)是焦距，m是整個物鏡系統的倍率，t(mm)是保護層厚度，r(mm)是曲率半徑，Nλ是在25℃時對設計波長的折射率，vd是d線的阿貝數。
各實施例的重疊型衍射結構(臺階形衍射結構)或衍射結構用通過這些結構附加在透射波陣面上的光路差表示。該光路差當λ是射入光束的波長，λB是製造波長，h(mm)是垂直於光軸方向的高度、B2j是光路差函數係數，n是衍射次數時，是用由下面(9)式定義的光路差函數φb(mm)表示的。
b=/Bni=0B2ih2i---(9)]]>各實施例的上述式(1)、(3)、(5)、(6)的值示於表1。
實施例1作為安裝在第一光拾取裝置PU1上的光拾取光學系統是最佳的光學系統，其具體的數值數據示於表2。
物鏡光學系統的光學規格
HDNA1＝0.85，f1＝2.200mm，λ1＝408nm，m1＝0，t1＝0.0875mmDVDNA2＝0.67，f2＝2.309mm，λ2＝658nm，m2＝0，t2＝0.6mmCDNA3＝0.51，f3＝2.281mm，λ3＝785nm，m3＝-1/8.000，t3＝1.2mm近軸數據
第四面的非球面係數
第八面和第九面的近軸曲率半徑、非球面係數、衍射次數、製造波長、光路差函數係數
第十面和第十一面的非球面係數
本實施例把由近軸光焦度為負的玻璃透鏡和近軸光焦度為正的塑料透鏡這兩個透鏡構成的光束擴展器光學系統EXP配置在波長λ1和波長λ2的共同光路中，而且在光束擴展器光學系統EXP與物鏡光學系統OBJ間的光路中配置有把波長λ3的光路合成在波長λ1和波長λ2光路中用的光束組合器。
本實施例中物鏡光學系統OBJ的球差具有溫度上升30度時其向修正過量方向變化的溫度依賴性，由此引起的波像差的變化量是0.057λRMS。通過把光束擴展器光學系統EXP組合在具有這種溫度特性的物鏡光學系統OBJ中，能把溫度上升30度時的波像差的變化量抑制到0.010λRMS。
在計算溫度變化時的波像差變化量之際，僅考慮包含在光學系統中的塑料透鏡隨溫度變化的折射率變化，光束擴展器光學系統EXP的塑料透鏡和物鏡光學系統OBJ的第一塑料透鏡(像差修正元件L1)的折射率變化率為-1.1×10-4/℃，物鏡光學系統OBJ的第二塑料透鏡(聚焦元件L2)的折射率變化率為-0.9×10-4/℃。
通過把光束擴展器光學系統中的玻璃透鏡和塑料透鏡的阿貝數設定成滿足(2)式，對波長λ1和波長λ2進行消色，所以波長λ1和波長λ2的光束這兩者作為平行光束從光束擴展器光學系統射出。
本實施例中通過採用使波長λ2的平行光束不通過光束擴展器光學系統EXP地向物鏡光學系統OBJ射入的結構，可形成作為搭載在第四光拾取裝置PU4的光拾取光學系統能最佳的光學系統。
實施例2是作為安裝在第二光拾取裝置PU2上的光拾取光學系統最佳的光學系統，其具體的數值數據示於表3。
物鏡光學系統的光學規格HDNA1＝0.85，f1＝2.200mm，λ1＝408nm，m1＝0，t1＝0.0875mmDVDNA2＝0.67，f2＝2.309mm，λ2＝658nm，m2＝0，t2＝0.6mmCDNA3＝0.51，f3＝2.281mm，λ3＝785nm，m3＝-1/8.000，t3＝1.2mm
近軸數據
(*)光束擴展器光學系統第一面和第六面的非球面係數
第十面和第十一面的近軸曲率半徑、非球面係數、衍射次數、製造波長、光路差函數係數
第十二面和第十三面的非球面係數
本實施例由近軸光焦度為負的玻璃透鏡和近軸光焦度為正的塑料透鏡這兩個構成光束擴展器光學系統EXP，在玻璃透鏡與塑料透鏡間的光路中配置把波長λ2的光路合成在波長λ1的光路中用的光束組合器。該光學系統中光束擴展器光學系統中的塑料透鏡具備把從第二光源LD2射出的波長λ2的發散光束變換成平行光束並導向物鏡光學系統OBJ的準直光學系統的功能。而且在光束擴展器光學系統EXP與物鏡光學系統OBJ間的光路中配置有把波長λ3的光路合成在波長λ1和波長λ2的光路中用的光束組合器。
本實施例中物鏡光學系統OBJ與所述實施例1的物鏡光學系統OBJ相同，具有溫度上升30度時球差向修正過量方向變化的溫度依賴性，這樣，波像差變化0.057λRMS。通過把光束擴展器光學系統EXP組合在該物鏡光學系統OBJ中，能把溫度上升30度時的波像差的變化量抑制到0.011λRMS。
在計算溫度變化時的波像差變化量之際，僅考慮包含在光學系統中的塑料透鏡隨溫度變化的折射率變化，把光束擴展器光學系統EXP的塑料透鏡和物鏡光學系統OBJ的第一塑料透鏡L1的折射率變化率定為-1.1×10-4/℃，把物鏡光學系統OBJ的第二塑料透鏡L2的折射率變化率定為-0.9×10-4/℃。
實施例3是作為搭載在第三光拾取裝置PU3上的光拾取光學系統最佳的光學系統，其具體的數值數據示於表4。
物鏡光學系統的光學規格HDNA1＝0.85，f1＝2.200mm，λ1＝408nm，m1＝0，t1＝0.0875mmDVDNA2＝0.67，f2＝2.309mm，λ2＝658nm，m2＝0，t2＝0.6mmCDNA3＝0.51，f3＝2.281mm，λ3＝785nm，m3＝-1/8.000，t3＝1.2mm
近軸數據
(*)光束擴展器光學系統第一面和第二面的非球面係數
第三面和第八面的非球面係數
第十二面和第十三面的近軸曲率半徑、非球面係數、衍射次數、製造波長、光路差函數係數
第十四面和第十五面的非球面係數
本實施例中由近軸光焦度為正的塑料透鏡和近軸光焦度為負的玻璃透鏡這兩個構成光束擴展器光學系統EXP，在塑料透鏡與玻璃透鏡的光路中配置把波長λ2的光路合成在波長λ1的光路中用的光束組合器。該光學系統中，從第二光源LD2射出的波長λ2的發散光束被用耦合光學系統變換成收斂光束並經通過光束擴展器光學系統EXP中的玻璃透鏡而成為平行光。而且在光束擴展器光學系統EXP與物鏡光學系統OBJ間的光路中配置有把波長λ3的光路合成在波長λ1和波長λ2光路中用的光束組合器。
本實施例的物鏡光學系統OBJ與所述實施例1的光學系統OBJ相同，具有溫度上升30度時球差向修正過量方向變化的溫度依賴性，這樣，波像差變化0.057λRMS。通過把光束擴展器光學系統EXP組合在該物鏡光學系統OBJ中，能把溫度上升30度時的波像差的變化量抑制到0.011λRMS。
在計算溫度變化時的波像差變化量之際，僅考慮包含在光學系統中的塑料透鏡隨溫度變化的折射率變化，並把光束擴展器光學系統EXP的塑料透鏡和物鏡光學系統OBJ的第一塑料透鏡L1的折射率變化率定為-1.1×10-4/℃，把物鏡光學系統OBJ的第二塑料透鏡L2的折射率變化率定為-0.9×10-4/℃。
實施例4是作為搭載在第四光拾取裝置PU4上的光拾取光學系統最佳的光學系統，其具體的數值數據表示在表5。
物鏡光學系統的光學規格HDNA1＝0.85，f1＝2.200mm，λ1＝408nm，m1＝0，t1＝0.0875mmDVDNA2＝0.67，f2＝2.309mm，λ2＝658nm，m2＝0，t2＝0.6mmCDNA3＝0.51，f3＝2.281mm，λ3＝785nm，m3＝-1/8.000，t3＝1.2mm
近軸數據
第二面和第六面的非球面係數
第十二面和第十三面的近軸曲率半徑、非球面係數、衍射次數、製造波長、光路差函數係數
第十四面和第十五面的非球面係數
本實施例中，用近軸光焦度為正的塑料透鏡構成波長λ1的準直光學系統COL，並配置在波長λ1的專用光路中。用近軸光焦度為負的玻璃透鏡和近軸光焦度為正的塑料透鏡構成光束擴展器光學系統EXP，並配置在波長λ1的專用光路中。並且在光束擴展器光學系統EXP與物鏡光學系統OBJ的光路中配置有把波長λ2的光路合成在波長λ1的光路中用的光束組合器和把波長λ3的光路合成在波長λ1和波長λ2光路中用的光束組合器。
本實施例的物鏡光學系統OBJ具有溫度上升30度時球差向修正過量方向變化的溫度依賴性，這樣，波像差變化0.057λRMS。通過把準直光學系統COL與光束擴展器光學系統EXP組合在該物鏡光學系統OBJ中，能把溫度上升30度時的波像差的變化量抑制到0.011λRMS。這樣通過把用塑料透鏡構成的準直光學系統COL組合在光束擴展器光學系統EXP中，可將為了修正物鏡光學系統OBJ的溫度特性，所需的塑料透鏡的光焦度分配給準直光學系統COL，所以增加了光束擴展器光學系統EXP的透鏡的設計自由度(角放大率的選擇等)。
在計算溫度變化時的波像差變化量之際，僅考慮包含在光學系統中的塑料透鏡隨溫度變化的折射率變化，把準直光學系統COL的塑料透鏡、光束擴展器光學系統EXP的塑料透鏡和物鏡光學系統OBJ的第一塑料透鏡L1的折射率變化率定為-1.1×10-4/℃，把物鏡光學系統OBJ的第二塑料透鏡L2的折射率變化率定為-0.9×10-4/℃。
實施例5是作為搭載在第六光拾取裝置PU6上的光拾取光學系統最佳的光學系統，其具體的數值數據表示在表6。
物鏡光學系統的光學規格HDNA1＝0.85，f1＝2.200mm，λ1＝408nm，m1＝0，t1＝0.0875mmDVDNA2＝0.67，f2＝2.309mm，λ2＝658nm，m2＝0，t2＝0.6mmCDNA3＝0.51，f3＝2.281mm，λ3＝785nm，m3＝-1/8.000，t3＝1.2mm
近軸數據
第三面和第六面的非球面係數
第十面和第十一面的近軸曲率半徑、非球面係數、衍射次數、製造波長、光路差函數係數
第十二面和第十三面的非球面係數
本實施例中，把由近軸光焦度為負的玻璃透鏡和近軸光焦度為正的塑料透鏡這兩個構成的耦合光學系統CUL配置在波長λ1與波長λ2的共同光路中，而且在耦合光學系統CUL與物鏡光學系統OBJ間的光路中配置有把波長λ3的光路合成在波長λ1和波長λ2光路中用的光束組合器。在把射出波長λ1光束的發光點與射出波長λ2光束的發光點收納在一個框體內的密封光源單元與耦合光學系統CUL間的光路中設置把由光碟信息記錄面反射的波長λ1的光束和波長λ2的光束向光檢測器引導用的光束組合器。
通過把耦合光學系統CUL中的玻璃透鏡和塑料透鏡的阿貝數設定成滿足(2)式，對波長λ1和波長λ2進行消色，所以波長λ1和波長λ2的光束這兩者作為平行光束從耦合光學系統CUL射出。
本實施例的物鏡光學系統OBJ的球差具有溫度上升30度時向修正過量方向變化的溫度依賴性，基於此的波像差的變化量是0.057λRMS。通過把耦合光學系統CUL組合在具有這種溫度特性的物鏡光學系統OBJ中，能把溫度上升30度時的波像差的變化量抑制到0.010λRMS。
在計算溫度變化時的波像差變化量之際，僅考慮包含在光學系統中的塑料透鏡隨溫度變化的折射率變化，把耦合光學系統CUL的塑料透鏡和物鏡光學系統OBJ的第一塑料透鏡L1的折射率變化率定為-1.1×10-4/℃，把物鏡光學系統OBJ的第二塑料透鏡L2的折射率變化率定為-0.9×10-4/℃。
實施例6是作為搭載在第七光拾取裝置PU6上的光拾取光學系統最佳的光學系統，其具體的數值數據表示在表7。
物鏡光學系統的光學規格HDNA1＝0.85，f1＝2.200mm，λ1＝408nm，m1＝0，t1＝0.0875mmDVDNA2＝0.67，f2＝2.309mm，λ2＝658nm，m2＝0，t2＝0.6mmCDNA3＝0.51，f3＝2.281mm，λ3＝785nm，m3＝-1/8.000，t3＝1.2mm
近軸數據
(*)耦合光學系統第一面和第六面的非球面係數
第十面和第十一面的近軸曲率半徑、非球面係數、衍射次數、製造波長、光路差函數係數
第十二面和第十三面的非球面係數
在本實施例中，把近軸光焦度為正的玻璃透鏡和近軸光焦度為正的塑料透鏡這兩個構成耦合光學系統CUL，在塑料透鏡與玻璃透鏡的光路中配置有把波長λ2的光路合成在波長λ1的光路中用的光束組合器和把由光碟信息記錄面反射的波長λ1和波長λ2的光束向光檢測器引導用的光束組合器。而且在耦合光學系統CUL與物鏡光學系統OBJ間配置有把波長λ3的光路合成在波長λ1和波長λ2光路中用的光束組合器。
本實施例的物鏡光學系統OBJ的球差具有溫度上升30度時向修正過量方向變化的溫度依賴性，基於此的波像差的變化量是0.057λRMS。通過把耦合光學系統CUL組合在具有這種溫度特性的物鏡光學系統OBJ中，能把溫度上升30度時的波像差的變化量抑制到0.010λRMS。
在計算溫度變化時的波像差變化量之際，僅考慮包含在光學系統中的塑料透鏡隨溫度變化的折射率變化，把耦合光學系統CUL的塑料透鏡和物鏡光學系統OBJ的第一塑料透鏡L1的折射率變化率定為-1.1×10-4/℃，把物鏡光學系統OBJ的第二塑料透鏡L2的折射率變化率定為-0.9×10-4/℃。
實施例7是作為搭載在第八光拾取裝置PU8上的光拾取光學系統最佳的光學系統，其具體的數值數據表示在表8。
物鏡光學系統的光學規格HDNA1＝0.85，f1＝2.200mm，λ1＝408nm，m1＝0，t1＝0.0875mmDVDNA2＝0.67，f2＝2.309mm，λ2＝658nm，m2＝0，t2＝0.6mmCDNA3＝0.51，f3＝2.281mm，λ3＝785nm，m3＝-1/8.000，t3＝1.2mm
近軸數據
(*)耦合光學系統第三面、第五面和第九面的非球面係數
第十三面和第十四面的近軸曲率半徑、非球面係數、衍射次數、製造波長、光路差函數係數
第十五面和第十六面的非球面係數
本實施例中，由將近軸光焦度為負的玻璃透鏡和近軸光焦度為正的塑料透鏡粘合的接合透鏡與近軸光焦度為正的玻璃透鏡構成耦合光學系統CUL，在接合透鏡與玻璃透鏡的光路中配置有把波長λ2的光路合成在波長λ1的光路中用的光束組合器。而且配置有波長λ1的光源和把在耦合光學系統CUL的波長λ1的光路中由光碟反射的波長λ1的光束向光檢測器引導用的光束組合器，在耦合光學系統CUL與物鏡光學系統OBJ間配置有把波長λ3的光路合成在波長λ1和波長λ2光路中用的光束組合器。
本實施例的物鏡光學系統OBJ的球差具有溫度上升30度時向修正過量方向變化的溫度依賴性，基於此的波像差的變化量是0.057λRMS。通過把耦合光學系統CUL組合在具有這種溫度特性的物鏡光學系統OBJ中，能把溫度上升30度時的波像差的變化量抑制到0.010λRMS。
在計算溫度變化時的波像差變化量之際，僅考慮包含在光學系統中的塑料透鏡隨溫度變化的折射率變化，把耦合光學系統CUL的塑料透鏡和物鏡光學系統OBJ的第一塑料透鏡L1的折射率變化率定為-1.1×10-4/℃，把物鏡光學系統OBJ的第二塑料透鏡L2的折射率變化率定為-0.9×10-4/℃。
實施例8是作為搭載在第九光拾取裝置PU9上的光拾取光學系統最佳的光學系統，其具體的數值數據表示在表9。
物鏡光學系統的光學規格HDNA1＝0.85，f1＝2.200mm，λ1＝408nm，m1＝0，t1＝0.0875mmDVDNA2＝0.67，f2＝2.295mm，λ2＝658nm，m2＝0，t2＝0.6mmCDNA3＝0.51，f3＝2.281mm，λ3＝785nm，m3＝-1/8.000，t3＝1.2mm
近軸數據
第一面和第四面的非球面係數
第十二面和第十三面的近軸曲率半徑、非球面係數、衍射次數、製造波長、光路差函數係數
第十四面和第十五面的非球面係數
本實施例中，把由近軸光焦度為負的玻璃透鏡和近軸光焦度為正的塑料透鏡構成的耦合光學系統CUL配置在波長λ1的專用光路中，在耦合光學系統CUL與物鏡光學系統OBJ間分別配置有把波長λ2和波長λ3的光路合成在波長λ1的光路中用的光束組合器。
本實施例的物鏡光學系統OBJ的球差具有溫度上升30度時向修正過量方向變化的溫度依賴性，基於此的波像差的變化量是0.085λRMS。通過把耦合光學系統CUL組合在具有這種溫度特性的物鏡光學系統OBJ中，能把溫度上升30度時的波像差的變化量抑制到0.007λRMS。
在計算溫度變化時的波像差變化量之際，僅考慮包含在光學系統中的塑料透鏡隨溫度變化的折射率變化，把耦合光學系統CUL的塑料透鏡和物鏡光學系統OBJ的第一塑料透鏡L1的折射率變化率定為-1.1×10-4/℃，把物鏡光學系統OBJ的第二塑料透鏡L2的折射率變化率定為-0.9×10-4/℃。
所述實施例1～7中，通過使像差修正光學系統中的一個透鏡在光軸方向上移動能修正由高密度光碟HD的保護層PL1的厚度誤差(製造誤差等)引起的球差和由波長λ1的波長變化引起的球差。
實施例9是作為搭載在第五光拾取裝置PU5上的光拾取光學系統最佳的光學系統，其具體的數值數據表示在表10。
物鏡光學系統的光學規格HDNA1＝0.67，f1＝3.100mm，λ1＝407nm，m1＝0，t1＝0.6mmDVDNA2＝0.66，f2＝3.186mm，λ2＝655nm，m2＝0，t2＝0.6mmCDNA3＝0.50，f3＝3.164mm，λ3＝785nm，m3＝-1/33.898，t3＝1.2mm
近軸數據
第一、第二和第四面的非球面係數
第六面的衍射次數、製造波長、光路差函數係數
第六面和第七面的非球面係數
把由近軸光焦度為負的玻璃透鏡和近軸光焦度為正的塑料透鏡這兩個透鏡構成的光束擴展器光學系統EXP配置在波長λ1、波長λ2和波長λ3的共同光路中，通過把光束擴展器光學系統中的玻璃透鏡和塑料透鏡的阿貝數設定成滿足(2)式，對波長λ1和波長λ2進行消色，所以波長λ1和波長λ2的光束這兩者作為平行光束從光束擴展器光學系統射出。本實施例的物鏡光學系統OBJ′的球差具有溫度上升30度時其向修正過量方向變化的溫度依賴性，基於此的波像差的變化量是0.027λRMS。通過把光束擴展器光學系統EXP組合在具有這種溫度特性的物鏡光學系統OBJ′中，能把溫度上升30度時的波像差的變化量抑制到0.005λRMS。
在計算溫度變化時的波像差變化量之際，僅考慮包含在光學系統中的塑料透鏡隨溫度變化的折射率變化，把光束擴展器光學系統EXP的塑料透鏡的折射率變化率定為-1.1×10-4/℃，把物鏡光學系統OBJ′的折射率變化率定為-0.9×10-4/℃。
實施例10是作為安裝在第十光拾取裝置PU10上的光拾取光學系統最佳的光學系統，其具體的數值數據表示在表11。
物鏡光學系統的光學規格HDNA1＝0.67，f1＝3.100mm，λ1＝407nm，m1＝0，t1＝0.6mmDVDNA2＝0.66，f2＝3.186mm，λ2＝655nm，m2＝0，t2＝0.6mmCDNA3＝0.50，f3＝3.164mm，λ3＝785nm，m3＝-1/33.898，t3＝1.2mm
近軸數據
第一、第二和第四面的非球面係數
第八面的衍射次數、製造波長、光路差函數係數
第八面和第九面的非球面係數
把由近軸光焦度為負的玻璃透鏡和近軸光焦度為正的塑料透鏡這兩個透鏡構成的耦合光學系統CUL配置在波長λ1、波長λ2和波長λ3的共同光路中，而且在把射出波長λ1光束的發光點、射出波長λ2光束的發光點、射出波長λ3光束的發光點收納在一個框體內的組件光源單元與耦合光學系統CUL間的光路中設置把由光碟信息記錄面反射的波長λ1、波長λ2和波長λ3的光束向光檢測器引導用的光束組合器。
通過把耦合光學系統CUL中的玻璃透鏡和塑料透鏡的阿貝數設定成滿足(2)式，對波長λ1和波長λ2進行消色，所以波長λ1和波長λ2的光束這兩者作為平行光束從耦合光學系統CUL射出。
本實施例的物鏡光學系統OBJ′的球差具有溫度上升30度時其向修正過量方向變化的溫度依賴性，基於此的波像差的變化量是0.027λRMS。通過把耦合光學系統CUL組合在具有這種溫度特性的物鏡光學系統OBJ′中，能把溫度上升30度時的波像差的變化量抑制到0.006λRMS。
在計算溫度變化時的波像差變化量之際，僅考慮包含在光學系統中的塑料透鏡隨溫度變化的折射率變化，把耦合光學系統CUL的塑料透鏡的折射率變化率定為-1.1×10-4/℃，把物鏡光學系統OBJ的折射率變化率定為-0.9×10-4/℃。
實施例11是作為搭載在第十一光拾取裝置PU11上的光拾取光學系統最佳的光學系統，其具體的數值數據表示在表12。
物鏡光學系統的光學規格HDNA1＝0.85，f1＝1.757mm，λ1＝405nm，m1＝0，t1＝0.1mmDVDNA2＝0.65，f2＝1.840mm，λ2＝658nm，m2＝0，t2＝0.6mmCDNA3＝0.45，f3＝2.155mm，λ3＝785nm，m3＝0，t3＝1.2mm近軸數據
第八面和第九面的非球面係數、衍射次數、製造波長、光路差函數係數
第一面、第四面、第十面和第十一面的非球面係數
把由近軸光焦度為負的玻璃透鏡和近軸光焦度為正的塑料透鏡這兩個透鏡構成的光束擴展器光學系統EXP配置在波長λ1、波長λ2和波長λ3的共同光路中。
根據射入光束的波長通過用單軸傳動裝置UAC調整光束擴展器光學系統EXP中的玻璃透鏡(第一透鏡EXP)在光軸方向上的位置，使第一光束到第三光束都能以平行光束的狀態從光束擴展器光學系統EXP射出。
本實施例的物鏡光學系統OBJ″的球差在對高密度光碟HD進行信息的記錄/再現時具有溫度上升30度時向修正過量方向變化的溫度依賴性，基於此的波像差的變化量是0.068λRMS。通過把光束擴展器光學系統EXP組合在具有這種溫度特性的物鏡光學系統OBJ″中，能把溫度上升30度時的波像差的變化量抑制到0.029λRMS。
在計算溫度變化時的波像差變化量之際，僅考慮包含在光學系統中的塑料透鏡隨溫度變化的折射率變化，把光束擴展器光學系統EXP中的塑料透鏡(第二透鏡EXP2)的折射率變化率和物鏡光學系統OBJ″的折射率變化率定為-0.9×10-4/℃。
圖13表示實施例1的光學系統中通過改變光束擴展器光學系統EXP的玻璃透鏡與塑料透鏡的間隔而相對高密度光碟HD的保護層PL1的厚度變化(厚度誤差等)修正球差的結果。
圖14表示實施例5的光學系統中通過改變耦合光學系統CUL的玻璃透鏡與塑料透鏡的間隔而相對波長λ1的變化修正球差的結果。
根據這些結果可知，實施例1～8的光學系統對兩層盤的記錄/再現特性也很優良，而且對蘭紫色半導體雷射光源LD1的振蕩波長具有足夠的公差。
在以上的實施方式和實施例中以對高密度光碟HD、DVD和CD這三種光碟能進行記錄/再現的光拾取光學系統和光拾取裝置為例進行了說明，但很容易理解對高密度光碟HD和DVD這兩種光碟、或對高密度光碟HD和CD這兩種光碟能進行記錄/再現的光拾取光學系統和光拾取裝置也能適用本發明。
例如可製成把對上述兩種光碟進行記錄/再現所必要的光學系統元件留下而把其他的光學系統元件去除的結構，這樣就能實現更加小型化、重量輕、低成本化、結構簡單化的光拾取光學系統和光拾取裝置。
需要注意，對本領域技術人員而言，各種變化和變更都是明顯的，因此，應被視作被本文所包括，除非上述變化和變更脫離了本發明的範圍。
權利要求
1.一種光拾取光學系統，其包括第一光源，其射出具有450nm以下波長的第一光束；第二光源，其射出具有630nm到680nm範圍內波長的第二光束；物鏡光學系統，其用於把從所述第一光源射出的第一光束向第一光碟的信息記錄面上聚焦，並把從所述第二光源射出的第二光束向與所述第一光碟的記錄密度不同的第二光碟的信息記錄面上聚焦，所述物鏡光學系統至少具有一個近軸光焦度為正的塑料透鏡，且在對所述第一光碟進行信息的記錄或再現時所述物鏡光學系統伴隨溫度上升的球差的變化率ΔSA/ΔT滿足下面的(1)式；像差修正光學系統，其配置在所述第一光源與所述物鏡光學系統間的光路中，由至少兩個的透鏡組構成，且所述像差修正光學系統至少具有玻璃透鏡和近軸光焦度為正的塑料透鏡各一個，ΔSA/ΔT＞0(1)。
2.如權利要求1所述的光拾取光學系統，其中，還具有配置在所述第一光源與所述像差修正光學系統間的光路中，把射入的所述第一光束的發散角變小並射出的耦合光學系統，所述像差修正光學系統的所述玻璃透鏡其近軸光焦度為負，所述像差修正光學系統是變換射入的所述第一光束的直徑而射出的光束擴展器光學系統。
3.如權利要求2所述的光拾取光學系統，其中，所述光束擴展器光學系統配置在所述第一光束與所述第二光束的共同光路中。
4.如權利要求2所述的光拾取光學系統，其中，還具有把所述第一光束與所述第二光束的光路合成用的光束組合器，從所述第一光源側開始順序配置所述耦合光學系統、所述光束擴展器光學系統的所述玻璃透鏡、所述光束組合器、所述光束擴展器光學系統的所述塑料透鏡、所述物鏡光學系統。
5.如權利要求2所述的光拾取光學系統，其中，還具有把所述第一光束與所述第二光束的光路合成用的光束組合器，從所述第一光源側開始順序配置所述耦合光學系統、所述光束擴展器光學系統的所述塑料透鏡、所述光束組合器、所述光束擴展器光學系統的所述玻璃透鏡、所述物鏡光學系統。
6.如權利要求2所述的光拾取光學系統，其中，所述光束擴展器光學系統配置在所述第一光束的專用光路中。
7.如權利要求2所述的光拾取光學系統，其中，所述耦合光學系統至少具有一個近軸光焦度為正的塑料透鏡。
8.如權利要求3所述的光拾取光學系統，其中，使對所述第一光碟進行信息的記錄或再現時所述物鏡光學系統對所述第一光束的倍率m1與對所述第二光碟進行信息的記錄或再現時所述物鏡光學系統對所述第二光束的倍率m2大致一致，所述光束擴展器光學系統的所述玻璃透鏡的阿貝數νdN和所述光束擴展器光學系統的所述塑料透鏡的阿貝數νdP滿足下式(2)，νdP＞νdN(2)。
9.如權利要求1所述的光拾取光學系統，其中，所述像差修正光學系統是把射入的所述第一光束的發散角變小並射出的耦合光學系統。
10.如權利要求9所述的光拾取光學系統，其中，所述耦合光學系統設置在所述第一光束與所述第二光束的共同光路中。
11.如權利要求9所述的光拾取光學系統，其中，還具有把所述第一光束與所述第二光束的光路合成用的光束組合器，從所述第一光源側開始順序配置所述耦合光學系統的所述玻璃透鏡、所述光束組合器、所述耦合光學系統的所述塑料透鏡、所述物鏡光學系統。
12.如權利要求9所述的光拾取光學系統，其中，其還具有把所述第一光束與所述第二光束的光路合成用的光束組合器，所述耦合光學系統的所述玻璃透鏡其近軸光焦度為正，從所述第一光源側開始順序配置所述耦合光學系統的所述塑料透鏡、所述光束組合器、所述耦合光學系統的所述玻璃透鏡、所述物鏡光學系統。
13.如權利要求9所述的光拾取光學系統，其中，所述耦合光學系統配置在所述第一光束的專用光路中。
14.如權利要求10所述的光拾取光學系統，其中，對所述第一光碟進行信息的記錄或再現時所述物鏡光學系統對所述第一光束的倍率m1與對所述第二光碟進行信息的記錄或再現時所述物鏡光學系統對所述第二光束的倍率m2大致一致，所述耦合光學系統的所述玻璃透鏡其近軸光焦度為負，所述耦合光學系統的所述玻璃透鏡的阿貝數νdN和所述耦合光學系統的所述塑料透鏡的阿貝數νdP滿足下式(2)，νdP＞νdN(2)。
15.如權利要求9所述的光拾取光學系統，其中，所述耦合光學系統是把射入的所述第一光束變換成平行於光軸的平行光束並射出的準直光學系統。
16.如權利要求1所述的光拾取光學系統，其中，所述物鏡光學系統由從所述光源側開始順序配置的第一塑料透鏡和第二塑料透鏡構成，在所述第一塑料透鏡的至少一個光學面上形成有使所述第一光束和所述第二光束中的至少一個衍射的衍射結構，並且所述第一塑料透鏡對所述第一光束波長的近軸光焦度P1(mm-1)與所述第二塑料透鏡對所述第一光束波長的近軸光焦度P2(mm-1)的比滿足下面的(3)式，|P1/P2|≤0.2 (3)。
17.如權利要求16所述的光拾取光學系統，其中，對所述第一光碟進行信息的記錄或再現時所述物鏡光學系統的像側數值孔徑NA1、所述第二塑料透鏡在光軸上的透鏡厚度dL2、所述第二塑料透鏡對所述第一光束波長的近軸光焦度PL2(mm-1)滿足下面的(4)式和(5)式，NA1＞0.8 (4)0.9＜dL2·PL2＜1.3(5)。
18.如權利要求17所述的光拾取光學系統，其中，對所述第一光碟進行信息的記錄或再現時所述物鏡光學系統的像側數值孔徑NA1、所述第二塑料透鏡對所述第一光束波長的近軸光焦度PL2(mm-1)、所述第二塑料透鏡對所述第一光束波長的倍率mL2、所述第一光束的波長λ1(mm)、所述物鏡光學系統伴隨溫度上升的球差變化率ΔSA/ΔT、所述像差修正光學系統的所述塑料透鏡對所述第一光束波長的近軸光焦度Pi與邊緣光線通過高度hi的2次冪的總和∑(Pi·hi2)滿足下面的(6)式，0.5×10-6＜k/∑(Pi·hi2)＜5.5×10-6(6)其中k＝(ΔSA/ΔT)·λ1·PL2/(NA1·(1-mL2))4。
19.如權利要求1 8所述的光拾取光學系統，其中，滿足下面的(6′)式，
1.1×10-6＜k/∑(Pi·hi2)＜3.3×10-6(6′)。
20.如權利要求17所述的光拾取光學系統，其中，還具備射出具有750nm到800nm範圍內的波長的第三光束的第三光源。
21.如權利要求20所述的光拾取光學系統，其中，所述像差修正光學系統配置在所述第一光束和所述第二光束和所述第三光束的共同光路中。
22.如權利要求20所述的光拾取光學系統，其中，所述第一光源和所述第二光源和所述第三光源是被組件化的光源單元。
23.如權利要求20所述的光拾取光學系統，其中，還具有配置在所述像差修正光學系統與所述物鏡光學系統間光路中的，用於把所述第一光束、所述第二光束、和所述第三光束的光路合成的光束組合器。
24.如權利要求3所述的光拾取光學系統，其中，所述第一光源和所述第二光源是被組件化的光源單元。
25.如權利要求10所述的光拾取光學系統，其中，所述第一光源和所述第二光源是被組件化的光源單元。
26.一種光拾取裝置，其具有權利要求1所述的光拾取光學系統。
27.如權利要求26所述的光拾取裝置，其中，還具有檢測來自所述第一光碟信息記錄面的所述第一光束的反射光束用的光檢測器，由所述第一光碟的信息記錄面反射的所述第一光束在透過所述物鏡光學系統和所述像差修正光學系統中的全部塑料透鏡後射入所述光檢測器。
28.如權利要求26所述的光拾取裝置，其中，還具有用於在光軸方向驅動所述像差修正光學系統中的至少一個透鏡的傳動裝置，通過用所述傳動裝置把所述像差修正光學系統中的所述至少一個透鏡在光軸方向上驅動而在光軸方向上可變調整相對所述第一光束的所述物鏡光學系統的物點位置。
29.一種光信息記錄再現裝置，其安裝了權利要求26所述的光拾取裝置。
全文摘要
一種光拾取光學系統、光拾取裝置及光信息記錄再現裝置，其包括第一光源，其射出具有450nm以下波長的第一光束；第二光源，其射出具有630nm到680nm範圍內波長的第二光束；物鏡光學系統，其用於把從第一光源射出的第一光束向第一光碟的信息記錄面上聚焦，並把從第二光源射出的第二光束向與第一光碟的記錄密度不同的第二光碟的信息記錄面上聚焦；像差修正光學系統，其配置在第一光源與物鏡光學系統間的光路中，由至少兩個的透鏡組構成，物鏡光學系統至少具有一個近軸光焦度為正的塑料透鏡，像差修正光學系統至少具有玻璃透鏡和近軸光焦度為正的塑料透鏡各一個，對第一光碟進行信息記錄或再現時伴隨物鏡光學系統的溫度上升的球差的變化率ΔSA/ΔT滿足下面的(1)式，ΔSA/ΔT＞0 (1)。
文檔編號G11B7/135GK1603878SQ200410011910
公開日2005年4月6日 申請日期2004年9月24日 優先權日2003年9月30日
發明者木村徹, 森伸芳, 野口一能 申請人:柯尼卡美能達精密光學株式會社