光学头装置的制作方法

专利名称：光学头装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学头装置。
背景技术：
最近，作为短波长红色激光器的实际应用，具有与CD(致密盘)几乎相同的尺寸但具有更大容量的高密度光信息记录媒体(也称为光盘)DVD投入生产。在DVD记录/再现装置中，使用650nm的半导体激光器时物镜的光盘一侧上的数值孔径NA为0.6-0.65。DVD具有0.74μm的光道间距和0.4μm的最小信号坑长度，并且处于致密化状态，其中尺寸比具有1.6μm的光道间距和0.83μm的最小信号坑长度的CD的一半还低。另外，在DVD中，为了把光盘相对光轴倾斜时产生的彗差降低到很小，透明衬底的厚度为0.6mm，是CD的透明衬底的厚度的一半。
另外，除上述CD或DVD之外，光源波长或透明衬底厚度不同的各种标准的光盘如CD-R、RW(附录型致密盘)、VD(视频盘)、MD(小型盘)、MO(光电磁盘)等也进入市场并广为传播。另外，半导体激光器的波长被进一步缩短，具有大约400nm的发出波长的短波长蓝色激光器正被投入实际应用。当波长被缩短时，即使使用与DVD相同的数值孔径，光信息记录媒体的容量也会被进一步提高。
此外，在与上述传统光信息记录媒体CD相同的尺寸中，多种光信息记录媒体的开发在推进，如可执行记录和再现的CD-R、记录面的透明衬底厚度不同或者用于记录和再现的激光的波长不同的记录密度被提高的DVD的开发，因此，要求能对这些光信息记录媒体由同一光学头执行记录和再现。从而，建议了各种光学头，其具有相应于使用波长的多个激光源，通过这些激光源经必要的数值孔径由同一物镜把激光会聚到记录面上(例如，日本特开平8-55363和10-92010等)。
在上面的说明中，在日本特开平9-54973中，公开了使用全息光学元件的光学系统，其中应用635nm的透射光(零阶衍射光线)和785nm的负一阶衍射光线；和使用全息光学系统的光学系统，其中应用635nm的正一阶衍射光线和785nm的透射光(零阶衍射光线)。另外，日本特开平10-283668中，公开了一种波长为650nm、全息环形透镜以100％透射并且780nm的光被全息环形透镜一阶衍射的光学系统。
但是，在这些全息元件和全息型环形透镜中，当对于一侧的波长而言，零阶光的衍射效率为100％时，对于另一侧的波长，正一阶衍射光线或负一阶衍射光线的衍射效率必定受到限制，从而不能获得所需的高衍射效率，引起光量的损失，使用光量的效率变坏而出现问题。当引起光量的损失时，需要大功率的激光器，尤其是在信息记录时。
另外，在全息元件和全息型环形透镜中，当对于一侧的波长零阶光的衍射效率为100％，并且对于另一侧的波长，通过尽可能防止零阶光被透射而使正一阶衍射光线或负一阶衍射光线的衍射效率变大时，全息图已经被作成3.8-5.18μm那么深。因此，当全息光学元件或全息型环形透镜的功能特别是集成在物镜中时，处理金属模具和模塑变得困难，这已经成为一个问题。
另外，本发明人原来建议了一种物镜(日本特愿平9-286954)，其中构造了一种由多个被分割为同心圆的分割表面构成的光学头，各个分割表面进行象差校正而达到具有不同波长的多个光源和/或具有记录面的不同厚度的透明衬底的衍射极限，并且结构简单。这种物镜具有一种功能，通过它可自动获得相应于使用波长和/或透明衬底的厚度的必要的孔径。但是，当使用其中激光源和光检测器被集成起来的激光器/检测器集成单元时，有由于弥散光进入光检测器而致使检测不能正确进行的情况发生，从而出现问题。尤其在通过利用全息技术偏斜光通量并将之引入光检测器的类型的激光器/检测器集成单元中这个问题显著。此外，当在DVD系统(DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R等)的可记录盘或CD系统(CD-R、CD-RW等)的可记录盘中执行高速记录时，由于局部光束弥散，与使用专用透镜的光学系统相比，该光量的使用效率很差，因此必须提高激光源的功率。
对于使用的波长和透明衬底厚度彼此不同的DVD和CD，提出了各种可互换的光学系统，其中一个物镜被用于记录和/或再现信息而不产生大的球差或色差。但是，实际应用中的光学系统被构造为来自光源的发散光的光通量的发散程度通过耦合物镜被弱化，或者使得发散光的光通量成为平行光通量或成为弱发散光的光通量，并且光通量经物镜和光信息记录媒体的透明衬底被会聚到信息记录面上，因此需要耦合透镜和物镜两个透镜。因此，难以把光学头装置的大小减小到很小很薄，并且还有成本提高的问题。
另一方面，如上所述，广为使用除CD和DVD之外的各种光盘，因此，对于这些光盘而言可互换的并且结构简单的光学系统和带有这种光学系统的光学头装置是必要的。

发明内容
本发明的目的是提供一种光学头装置、一种记录和再现装置、一种光学元件以及记录和再现方法，其中一种光学头装置可对使用至少两种不同波长的光线的不同类型光信息记录媒体执行记录和/或再现。
另一个目的是对于各个不同光信息记录媒体可使信息记录和/或信息再现由一个光学头装置来执行而且甚至在使用具有至少两种不同波长的光并应用于不同类型的光信息记录媒体的情况下都不产生严重的球差和色差。此外，另一个目的是提供一种具有简单结构的光学头装置。尤其，当使用不同类型的各自具有不同厚度的透明衬底的光信息记录媒体时，球差问题变得很严重。另一个目的是用一个光学头装置可对不同类型的光信息记录媒体进行信息的记录和/或再现而不产生严重的球差和色差，甚至是在前述的情况中也不产生。
另外，还有一个目的是通过光检测器的光检测可满意地进行并且检测中的S状弯曲特性可做到令人满意，甚至是在光学头装置使用由多个激光器和多个检测器组成的集成单元的情况下也不会产生对光检测器的检测有负面影响的弥散光的辐射。而且，提供光量损失更小并且光量使用效率良好的光学头装置、记录和再现装置、光学元件以及记录和再现方法也是本发明的目的。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于再现来自光信息记录媒体的信息或用于把信息记录到光信息记录媒体上的光学头装置，包括用于发出具有第一波长的第一光通量的第一光源，用于对具有厚度为t1的透明基底的第二光信息记录媒体进行记录和/或再现；用于发出具有第二波长的第二光通量的第二光源，第二波长大于第一波长，用于对具有厚度为t1的透明基底的第一光信息记录媒体进行记录和/或再现；用于发出具有第三波长的第三光通量的第三光源，第三波长大于第二波长，用于对具有厚度为t2的透明基底的第三光信息记录媒体进行记录和/或再现，t2大于t1；物镜，当对第二光信息记录媒体进行信息的记录和/或再现时将从第一光源发出的第一光通量会聚到第二光信息记录媒体的信息记录面上，当对第一光信息记录媒体进行信息的记录和/或再现时将从第二光源发出的第二光通量会聚到第一光信息记录媒体的信息记录面上，当对第三光信息记录媒体进行信息的记录和/或再现时将从第三光源发出的第三光通量会聚到第三光信息记录媒体的信息记录面上；以及光检测器。
上述目的还可通过下面的结构和方法来实现。
(1)一种用于再现来自光信息记录媒体的信息或者用于把信息记录到光信息记录媒体上的光学头装置，包括用于发出具有第一波长的第一光通量的第一光源；用于发出具有第二波长的第二光通量的第二光源，第一波长不同于第二波长；具有光轴和衍射部分的会聚光学系统；光检测器；其特征在于在第一光通量通过衍射部分产生至少一个衍射光线的情况下，第一光通量的n阶衍射光线的光量大于第一光通量的任何其它阶衍射光线的光量，在第二光通量通过衍射部分产生至少一个衍射光线的情况下，第二光通量的n阶衍射光线的量大于第二光通量的任何其它阶衍射光线的量，其中n代表非零整数。
(2)一种用于再现来自光信息记录媒体的信息或把信息记录在光信息记录媒体上的光学头装置的光学元件，包括光轴；衍射部分；其特征在于在第一光通量通过衍射部分产生至少一个衍射光线的情况下，第一光通量的n阶衍射光线的量大于第一光通量的任何其它阶衍射光线的量，并且在其波长不同于第一光通量的波长的第二光通量通过衍射部分产生至少一个衍射光线的情况下，第二光通量的n阶衍射光线的量大于第二光通量的任何其它阶衍射光线的量，其中第一光通量与第二光通量的波长差是80-400nm并且n代表非零整数。
(3)一种用于再现来自光信息记录媒体的信息或把信息记录在光信息记录媒体上的装置，包括光学头装置，包括用于发出具有第一波长的第一光通量的第一光源；用于发出具有第二波长的第二光通量的第二光源，第一波长不同于第二波长；具有光轴和衍射部分的会聚光学系统；光检测器；其特征在于在第一光通量通过衍射部分产生至少一个衍射光线的情况下，第一光通量的n阶衍射光线的量大于第一光通量的任何其它阶衍射光线的量，并且在第二光通量通过衍射部分产生至少一个衍射光线的情况下，第二光通量的n阶衍射光线的量大于第二光通量的任何其它阶衍射光线的量，其中n代表非零整数。
(4)一种由包括第一光源、第二光源、光检测器和具有光轴和衍射部分的会聚光学系统的光学头装置再现来自至少两种光信息记录媒体的信息或把信息记录在其上的方法，该方法包括从第一光源发出第一光通量或从第二光源发出第二光通量，其中第二光通量的波长不同于第一光通量的波长；使第一或第二光通量通过衍射部分产生第一光通量的至少一个衍射光线或第二光通量的至少一个衍射光线，其中当第一光通量的至少一个衍射光线中n阶衍射光线的量大于第一光通量的任何其它阶衍射光线的量时，第二光通量的至少一个衍射光线中n阶衍射光线的量大于第二光通量的任何其它阶衍射光线的量，为使光学头装置把信息记录到第一信息记录面或第二信息记录面或者从第一信息记录面或第二信息记录面再现信息，由会聚光学系统把第一光通量的n阶衍射光线会聚到第一光信息记录媒体的第一信息记录面或把第二光通量的n阶衍射光线会聚到第二光信息记录媒体的第二信息记录面，由光检测器检测来自第一信息记录面的会聚的n阶衍射光线的第一反射光通量或来自第二信息记录面的会聚的n阶衍射光线的第二反射光通量，其中n代表非零整数。


图1是本发明例1的衍射光学透镜的光路视图。
图2是本发明例1的衍射光学透镜对波长λ＝635nm的球差的视图。
图3是本发明例1的衍射光学透镜对波长λ＝780nm的NA＝0.45以内的球差的视图。
图4是本发明例1的衍射光学透镜对波长λ＝780nm的直到NA＝0.60的球差的视图。
图5是本发明例1的衍射光学透镜对波长λ＝635nm的波前象差的视图。
图6是本发明例1的衍射光学透镜对波长λ＝780nm的产生的波前象差的视图。
图7是本发明例2的衍射光学透镜对波长λ＝405nm的光路视图。
图8是本发明例2的衍射光学透镜对波长λ＝635nm的光路视图。
图9是本发明例2的衍射光学透镜对波长λ＝405nm的产生的球差的视图。
图10是本发明例2的衍射光学透镜对波长λ＝635nm的球差的视图。
图11是本发明例2的衍射光学透镜对波长λ＝405nm的波前象差的视图。
图12是本发明例2的衍射光学透镜对波长λ＝635nm的波前象差的视图。
图13是本发明例3的衍射光学透镜对波长λ＝405nm的光路视图。
图14是本发明例3的衍射光学透镜对波长λ＝635nm的光路视图。
图15是本发明例3的衍射光学透镜对波长λ＝405nm的球差的视图。
图16是本发明例3的衍射光学透镜对波长λ＝635nm的球差的视图。
图17是本发明例3的衍射光学透镜对波长λ＝405nm的波前象差的视图。
图18是本发明例3的衍射光学透镜对波长λ＝635nm的波前象差的视图。
图19是本发明例4的衍射光学透镜的光路视图。
图20是本发明例4的衍射光学透镜对波长λ＝635nm、650nm和780nm的球差的视图。
图21是本发明例5的衍射光学透镜的光路视图。
图22是本发明例5的衍射光学透镜对波长λ＝635nm、650nm和780nm的球差的视图。
图23是本发明例6的衍射光学透镜对波长λ＝650nm的光路视图。
图24是本发明例6的衍射光学透镜对波长λ＝780nm(NA＝0.5)的球差的视图。
图25是本发明例6的衍射光学透镜对波长λ＝650±10nm的直到数值孔径0.60的球差的视图。
图26是本发明例6的衍射光学透镜对波长λ＝780±10nm的直到数值孔径0.50的球差的视图。
图27是本发明例6的衍射光学透镜对波长λ＝780nm的直到数值孔径0.60的球差的视图。
图28是本发明例6的衍射光学透镜对波长λ＝650nm的波前象差rms的视图。
图29是本发明例6的衍射光学透镜对波长λ＝7800nm的波前象差rms的视图。
图30是本发明例7的衍射光学透镜对波长λ＝650nm的波长的光路的视图。
图31是本发明例7的衍射光学透镜对λ＝780nm(NA＝0.5)的波长的光路视图。
图32是本发明例7的衍射光学透镜对λ＝650±10nm的波长的直到数值孔径0.60的球差的视图。
图33是本发明例7的衍射光学透镜对λ＝780±10nm的波长的直到数值孔径0.50的球差的视图。
图34是本发明例7的衍射光学透镜对λ＝780nm的波长的直到数值孔径0.60的球差的视图。
图35是本发明例7的衍射光学透镜对λ＝650nm的波长的波前象差rms的视图。
图36是本发明例7的衍射光学透镜对λ＝780nm的波长的波前象差rms的视图。
图37是本发明例8的衍射光学透镜对λ＝650nm的波长的光路的视图。
图38是本发明例8的衍射光学透镜对λ＝780nm(NA＝0.5)的波长的光路视图。
图39是本发明例8的衍射光学透镜对λ＝650±10nm的波长的直到数值孔径0.60的球差的视图。
图40是本发明例8的衍射光学透镜对λ＝780±10nm的波长的直到数值孔径0.50的球差的视图。
图41是本发明例8的衍射光学透镜对λ＝780nm的波长的直到数值孔径0.60的球差的视图。
图42是本发明例8的衍射光学透镜对λ＝650nm的波长的波前象差rms的视图。
图43是本发明例8的衍射光学透镜对λ＝780nm的波长的波前象差rms的视图。
图44是表示衍射环带数目与距本发明例6中的衍射光学透镜的光轴的高度之间的关系曲线。
图45是表示衍射环带数目与距本发明例7中衍射光学透镜的光轴的高度之间的关系曲线。
图46是表示衍射环带数目与距本发明例8中衍射光学透镜的光轴的高度之间的关系曲线。
图47是典型地表示衍射透镜功率与根据本发明的示例的衍射光学透镜的透镜形状之间的关系的视图。
图48是表示根据本发明的第二实施例的光学头装置的结构的光路图。
图49是表示根据本发明的第三实施例的光学头装置的结构的光路图。
图50是本发明例9的物镜对λ＝650nm的波长的光路的视图。
图51是本发明例9的物镜对λ＝780nm的波长的光路视图。
图52是本发明例9的物镜对λ＝650nm的波长的球差的视图。
图53是本发明例9的物镜对λ＝780nm的波长的直到NA＝0.45的球差的视图。
图54是本发明例9的物镜对λ＝780nm的波长的直到NA＝0.60的球差的视图。
图55是本发明例9的物镜对λ＝650nm的波长的波前象差视图。
图56是本发明例9的物镜对λ＝780nm的波长的波前象差视图。
图57是本发明例10的物镜对λ＝650nm的波长的光路的视图。
图58是本发明的例10的物镜对λ＝400nm的波长的光路的视图。
图59是本发明的例10的物镜对λ＝780nm的波长的光路的视图。
图60是本发明的例10的物镜对λ＝650nm的波长的球差的视图。
图61是本发明的例10的物镜对λ＝400nm的波长的球差的视图。
图62是本发明的例10的物镜对λ＝780的波长的直到NA＝0.45的球差视图。
图63是本发明的例10的物镜对λ＝780的波长的直到NA＝0.65的球差视图。
图64是本发明的例10的物镜对λ＝650nm的波长的波前象差视图。
图65是本发明的例10的物镜对λ＝400nm的波长的波前象差视图。
图66是本发明的例10的物镜对λ＝780nm的波长的波前象差视图。
图67是表示根据本发明的实施例4的光学头装置的结构的视图。
图68是本发明的例11的物镜对λ＝650nm的波长的光路的视图。
图69是本发明的例11的物镜对λ＝400nm的波长的光路视图。
图70是本发明的例11的物镜对λ＝780nm的波长的光路视图。
图71是本发明的例11的物镜对λ＝650nm的波长的球差的视图。
图72是本发明的例11的物镜对λ＝400nm的波长的球差的视图。
图73是本发明的例11的物镜对λ＝780nm的波长的直到数值孔径0.45的球差的视图。
图74是本发明的例11的物镜对λ＝780nm的波长的直到数值孔径0.65的球差的视图。
图75是本发明的例11的物镜对λ＝650nm的波长的波前象差视图。
图76是本发明的例11的物镜对λ＝400nm的波长的波前象差视图。
图77是本发明的例11的物镜对λ＝780nm的波长的波前象差视图。
图78是本发明的例12的物镜对λ＝650nm的波长的光路的视图。
图79是本发明的例12的物镜对λ＝400nm的波长的光路视图。
图80是本发明的例12的物镜对λ＝780nm的波长的光路视图。
图81是本发明的例12的物镜对λ＝650nm的波长的球差的视图。
图82是本发明的例12的物镜对λ＝400nm的波长的球差的视图。
图83是本发明的例12的物镜对λ＝780nm的波长的直到数值孔径0.45的球差的视图。
图84是本发明的例12的物镜对λ＝780nm的波长的直到数值孔径0.65的球差的视图。
图85是本发明的例12的物镜对λ＝650nm的波长的波前象差视图。
图86是本发明的例12的物镜对λ＝400nm的波长的波前象差视图。
图87是本发明的例12的物镜对λ＝780nm的波长的波前象差视图。
图88是本发明的例13的物镜对λ＝650nm的波长的光路的视图。
图89是本发明的例13的物镜对λ＝400nm的波长的光路视图。
图90是本发明的例13的物镜对λ＝780nm的波长的光路视图。
图91是本发明的例13的物镜对λ＝650nm的波长的球差的视图。
图92是本发明的例13的物镜对λ＝400nm的波长的球差的视图。
图93是本发明的例13的物镜对λ＝780nm的波长的直到数值孔径0.45的球差视图。
图94是本发明的例12的物镜对λ＝780nm的波长的直到数值孔径0.65的球差视图。
图95是本发明的例13的物镜对λ＝650nm的波长的波前象差视图。
图96是本发明的例13的物镜对λ＝400nm的波长的波前象差视图。
图97是本发明的例13的物镜对λ＝780nm的波长的波前象差视图。
图98是本发明的例13的物镜对λ＝400nm的波长的光路图。
图99是本发明的例13的物镜对波长λ＝400nm±10nm的球差视图。
图100是本发明的例13的物镜对波长λ＝650nm±10nm的球差视图。
图101是本发明的例13的物镜对波长λ＝780nm±10nm的球差视图。
图102是表示根据本发明实施例8的光学头装置第一结构的光路视图。
图103是表示根据本发明实施例8的光学头装置第二结构的光路视图。
图104是表示根据本发明实施例8的光学头装置第三结构的光路视图。
图105是表示根据本发明实施例8的光学头装置第四结构的光路视图。
图106是表示根据本发明实施例8的光学头装置第五结构的光路视图。
图107是表示根据本发明实施例8的光学头装置第六结构的光路视图。
图108是表示根据本发明实施例8的光学头装置第七结构的光路视图。
图109是Super RENS系统的光盘结构的典型视图。
图110是表示成像放大率m2与根据本发明的实施例8的例15的物镜的波前象差之间关系的曲线。
图111是根据本发明的实施例8的例15的截面图。
图112是例15的球差视图。
图113是衍射图案作用的示图。
图114是表示色差对根据本发明的实施例8的物镜的球差的影响的典型视图。
图115是表示正一阶衍射对根据本发明的实施例8的物镜的球差的影响的典型视图。
图116是表示负一阶衍射对根据本发明的实施例8的物镜的球差的影响的典型视图。
图117是表示根据本发明的实施例7的光学头装置的结构的光路图。
图118是作为根据本发明的实施例7的例15的物镜的衍射光学透镜(具有衍射面的物镜)的光路图。
图119是图118中的衍射光学透镜对于波长(λ)＝640、650、660nm的直到数值孔径0.60的球差视图。
图120是在例15中在光信息媒体的透明衬底厚度大于图118中的时衍射光学透镜的光路图。
图121是图120中的衍射光学透镜对于波长λ＝770、780、790nm的直到数值孔径0.60的球差视图。
图122作为根据本发明的实施例7的例16的物镜的衍射光学透镜(具有衍射面的物镜)的光路图。
图123是图122中的衍射光学透镜对于波长(λ)＝640、650、660nm的直到数值孔径0.60的球差视图。
图124是在例16中在光信息媒体的透明衬底厚度大于图122中的时衍射光学透镜的光路图。
图125是图124中的衍射光学透镜对于波长λ＝770、780、790nm的直到数值孔径0.60的球差视图。
图126作为根据本发明的实施例7的例17的物镜的衍射光学透镜(具有衍射面的物镜)的光路图。
图127是图126中的衍射光学透镜对于波长(λ)＝640、650、660nm的直到数值孔径0.60的球差视图。
图128是在例17中在光信息媒体的透明衬底厚度大于图126中的时衍射光学透镜的光路图。
图129是图128中的衍射光学透镜对于波长(λ)＝770、780、790nm的直到数值孔径0.60的球差视图。
图130是作为根据本发明的实施例7的例18的物镜的衍射光学透镜(具有衍射面的物镜)的光路图。
图131是图130中的衍射光学透镜对于波长(λ)＝390、400、410nm的直到数值孔径0.70的球差视图。
图132是在例18中在光信息媒体的透明衬底厚度大于图130中的时衍射光学透镜的光路图。
图133是图132中的衍射光学透镜对于波长λ＝640、650、660nm的直到数值孔径0.70的球差视图。
图134是衍射环带的横截面视图。
具体实施例方式
用于再现来自光信息记录媒体的信息或把信息记录在光信息记录媒体上的光学头装置具有用于发出具有第一波长的第一光通量的第一光源；用于发出具有第二波长的第二光通量的第二光源，第一波长不同于第二波长；具有光轴和衍射部分的会聚光学系统以及光检测器。另外，衍射部分在通过衍射部分的第一光通量中产生比其它阶衍射光线更加多的n阶衍射光线，并且在也通过衍射部分的第二光通量中产生比其它阶衍射光线更加多的n阶衍射光线，n代表非零整数。本发明的光学元件是一种具有能够实现前述实施例的衍射部分的元件。用于再现来自光信息记录媒体的信息或把信息记录在光信息记录媒体上的装置具有上述的光学头装置。
顺便提出，“n阶衍射光线的量大于任何其它阶衍射光线的量”意味着对于n阶衍射光线的衍射效率高于n阶衍射光线之外的其它阶衍射光线。另外，n阶中的n还包括符号，当已经通过衍射部分的第一光通量中产生的正一阶衍射光线多于其它阶衍射光线时，意思是产生的正一阶衍射光线多于其它阶衍射光线，即使是在通过衍射部分的第二光通量中，它不包括已经通过衍射部分的第二光通量中产生的负一阶衍射光线多于其它阶衍射光线的含义。
本发明的光学头装置是一种其中一个光学头装置可对使用至少两个彼此不相同的波长的不同类型的光信息记录媒体进行记录和/或再现的装置。即，本发明的光学头装置是一种用来记录/再现不同信息记录媒体如第一光信息记录媒体和第二光信息记录媒体的装置。光学头装置的第一光源发出第一光通量来从第一光信息记录媒体再现信息或把信息记录在第一光信息记录媒体上，而光学头装置的第二光源发出第二光通量来从第二光信息记录媒体再现信息或把信息记录在第二光信息记录媒体上。通常，光信息记录媒体在信息记录面上具有透明衬底。
当以另一种方式实现本发明的功能时，会聚光学系统能够通过第一透明衬底把到达衍射部分的第一光通量在衍射部分产生的“第一光通量的n阶衍射光线”会聚到第一光信息记录媒体的第一信息记录面上来再现记录在第一光信息记录媒体中的信息或者把信息记录在第一光信息记录媒体上，而且会聚光学系统能够通过第二透明衬底把到达衍射部分的第二光通量在衍射部分产生的“第二光通量的n阶衍射光线”会聚到第二光信息记录媒体的第二信息记录面上来再现记录在第二光信息记录媒体中的信息或者把信息记录在第二光信息记录媒体上，而且光检测器能够接收从第一信息记录面或第二信息记录面反射的光通量。
下面将表示优选的实施例，其中会聚光学系统能够在物镜像侧上的第一光通量中第一光信息记录媒体的指定数值孔径范围内，波前象差不大于0.07λrms的状态下(换言之，在指定数值孔径范围内于最佳像点(最佳聚焦)光通量取衍射极限值或少些的情况下)，把第一光通量中的n阶衍射光线会聚到第一光信息记录媒体的第一信息记录面上，并且，会聚光学系统能够在物镜像侧上的第二光通量中第二光信息记录媒体的指定数值孔径范围内波前象差不大于0.07λrms的状态下(换言之，在指定数值孔径范围内于最佳像点(最佳聚焦)光通量取衍射极限值或少些的情况下)，把第二光通量中的n阶衍射光线会聚到第二光信息记录媒体的第二信息记录面上。
另外，优选地在物镜像侧上的指定数值孔径范围内，波前象差不大于0.07λrms的状态下，把n阶衍射光线会聚到各个信息记录面上，即使是在第一光源或第二光源中有由温度波动和电流波动引起的大约±10nm的波长漂移的情况下。特别优选地是n阶衍射光线在物镜像侧上的指定数值孔径范围内的0.07λrms或更小的波前象差的状态下被会聚，即使是在第一光通量或第二光通量是一个具有600nm或更小(例如350-480nm)的波长并且产生大约±10nm的波长漂移的时候。
顺便提出，当n阶衍射光线是正一阶衍射光线或负一阶衍射光线时，光量的损失小于使用比±1阶更高阶的衍射光线的情况，这是优选的。
另外，当衍射部分中第一光通量的n阶衍射光线的衍射效率以A％代表，并且其它的某阶衍射光线的衍射效率以B％代表时(优选地，最大衍射效率的阶数处于除n之外的数值中)，优选地满足A-B≥10，而当衍射部分中的第二光通量的n阶衍射光线的衍射效率以A′％代表，并且其它的某阶衍射光线的衍射效率以B′％代表时，优选地满足A′-B′≥10。A-B≥30和A′-B′≥30是更优选的，A-B≥50和A′-B′≥50是更优选的，A-B≥70和A′-B′≥70进一步优选。
当第一光通量和第二光通量均被用于向光信息记录媒体记录信息时，优选地衍射部分中的n阶衍射光线的衍射效率在第一光通量的波长和第二光通量的波长之间的波长处为最大值。
当第一光通量和第二光通量之一被用于向光信息记录媒体记录信息并且另一光通量仅用于再现时，优选地衍射部分中的n阶衍射光线的衍射效率在第一光通量的波长和第二光通量的波长之间的波长处为最小值。更优选地衍射部分中的n阶衍射光线的衍射效率在用于信息记录的第一光通量的波长和第二光通量的波长处为最大值。
作为提供有衍射部分的光学元件，给出了在会聚光学系统上设有折射面和平面型元件的透镜，但这里没有特定的限制。
当具有折射面的透镜作为提供有衍射部分的光学元件时，作为具体的光学元件的示例给出的是物镜、准直透镜和耦合透镜。在各个透镜上的折射面上，设有衍射部分。仅仅是意在提供衍射部分的平面状或透镜状光学元件也可被增加到会聚光学系统。
顺便提出，当在物镜的折射面上提供衍射部分时，优选地物镜的外径(如果有凸缘则外径包括凸缘)比光圈直径大0.4mm-2mm。
衍射部分可提供在光源侧的光学元件的光学表面上或者在像侧上(光信息记录媒体侧)，或者在两侧上。另外，衍射部分可提供在凹面和凸面上。
当衍射部分提供在物镜上时，就更好，因为部件数目减少了，制造时组装光学头装置的误差减少了。在那种情况下，优选地物镜是单元件型，但是它也可以是双元件型。优选为塑料透镜，但是玻璃透镜也可接受。也可以把上面形成有衍射部分的树脂层设置在玻璃透镜的表面上。优选地其上设有衍射部分的物镜在其外部周边上设有具有沿垂直于光轴方向延伸的表面的凸缘部分。这使得它能容易地准确安装在光学头装置上，并且使得即使在周围环境温度波动时也可能获得稳定的性能。更加优选地是物镜的折射面是非球表面并且衍射部分提供在非球表面上。衍射部分当然可提供在物镜的任何一侧上或在其两侧上。
另外，优选地其上设有衍射部分的光学元件由Abbe数vd不小于50且不大于100的材料制成。它也可由塑料或玻璃制成。顺便提到，在塑料透镜的情况中，优选地材料的折射率在1.4-1.75的范围内，并且1.48-1.6是更优选的，最好是1.5-1.56。
当衍射部分设在透镜上时(优选在塑料透镜上)，优选地满足下面的条件表达式，以获得对温度波动稳定的光学头装置和光学元件。
-0.0002/℃＜Δn/ΔT＜-0.00005/℃其中，ΔT是温度波动Δn是透镜的折射率变化量。
优选满足下面的条件表达式。
0.05nm/℃＜Δλ1/ΔT＜0.5nm/℃其中，Δλ1(nm)是第一光源的波长对于温度波动ΔT的变化量。
从光的使用效率方面看衍射部分优选是相位类型的，尽管它也可以是振幅类型。优选的衍射部分的衍射图案构形为相对于光轴对称旋转。优选的从光轴方向看衍射部分具有多个环形带，并且这些多个环形带大部分形成在其中心在光轴上或在光轴附近的同心圆上。圆形是优选的，但也可是椭圆。有台阶的火焰型环带衍射面尤其优选。还可以是形成有阶梯的环带衍射面。还可以是形成有阶梯作为随透镜远离光轴位置透镜厚度变大的方向上不连续移动的环形带的环带衍射面。顺便提到，优选地衍射部分是环带状，但也可是一维衍射栅。
当衍射部分表示环带状形式的同心圆时，衍射环状带的间距通过应用相位差函数或光路差函数来定义。在这种情况下，优选地在以表示多个环形带的位置的幂级数表示的相位差函数中除平方项之外的至少一项有一个非零系数。由于这种结构，可能校正由各自具有不同波长的光所引起的色差的球差。
当在以表示衍射部分的多个环形带的位置的幂级数表示的相位差函数中平方项有一个非零系数时，可校正修轴色差，这种情况是优选的。但是，重要的是当不把衍射环状带的间距作得很小时，也可能使以表示衍射部分的多个环形带的位置的幂级数表示的相位差函数中不包括平方项。
顺便提到，优选地衍射部分的衍射环形带的台阶数在2到45范围内。更优选地是不超过40。进一步优选地是不大于15。顺便提到，台阶数的计数通过计算环状带的台阶部分的数目而得到。
另外，优选地光轴方向上衍射部分的衍射环形带的台阶部分的深度不大于2μm。由于这种结构，光学元件可简单制造，并且n阶衍射光线可容易地成为正一阶衍射光线或负一阶衍射光线。
另外，当在光源侧光学元件的表面上设置衍射部分时，优选地台阶部分的深度随台阶部分离光轴越来越远而变得更大。
关于衍射部分对光通量偏斜的效果，在本说明书中，光通量被偏斜向光轴方向的情况称为正效果，另一方面，光通量被偏斜而离开光轴方向的情况称为负效果。
关于环带状衍射表面上的间距，这里也提供一种间距，其中提供的间距反比于其离开光轴的高度。也可能提供一种具有非球面特性的间距，其中提供间距的方式与离开光轴的高度不成反比。
尤其当提供具有非球面特性的间距时，即当所提供的间距不反比与离开光轴的高度时，优选地在光路差的函数中没有拐点，尽管也可能有拐点。
另外，增加到衍射部分中的衍射效果在衍射部分的整个表面上或者是正的或者是负的。也可能设置成使得增加到衍射部分中的衍射效果的加号或减号在垂直于光轴方向上更加远离光轴的方向上应至少被切换一阶。例如，给出一种类型，其中在垂直于光轴的方向上远离光轴的方向上符号从减号变为加号，如图47(c)所示。换言之，可以说衍射部分上刻制的多个环状带并且在靠近光轴的衍射环状带上，台阶部分被定位在远离光轴，而在远离光轴的衍射环状带上，台阶部分被定位在靠近光轴。还给出一种类型，其中在垂直于光轴的方向上远离光轴的方向上符号从加号变为减号，如图47(d)所示。换言之，可以说衍射部分上刻制的多个环状带，并且在靠近光轴的前述衍射环状带上，台阶部分被定位在靠近光轴，而在远离光轴的衍射环状带上，台阶部分被定位在远离光轴。
顺便提到，衍射环状带的间距(区段距离)意味着图134中在垂直于光轴的方向上环状带台阶与相邻的环状带台阶之间的距离p，而台阶深度的意思是图134中的光方向上的台阶的长度d。
顺便提到，当间距小时，上述部分上的会聚效果和发散效果变强，并且当间距变大时，上述部分上的会聚效果和发散效果变弱。
另外，衍射部分也可设在具有衍射部分的光学元件中的光通量所通过的整个表面部分上。换言之，也可以说也可以设置成使得物镜像侧最大数值孔径内的所有光通量可通过衍射部分。衍射部分也可简单设在光学元件的一个光表面的整个部分上或者使光学元件的一个光表面的不小于70％(优选为不小于80％，更好为不小于90％)的部分成为衍射部分。
另外，衍射部分可仅提供在光通量所通过的光学元件的一部分表面上，使另一区域成为光学元件中的折射表面或透射表面。当衍射部分仅提供在光通量所通过的表面的一部分上时，衍射部分可仅被提供在光轴附近包括光轴的部分上，或者衍射部分可仅设为环形形状而不设在光轴附近。例如，衍射部分可提供在光学元件的光表面中的10％或更多且在90％以下的表面上。或者使10％或更多并且小于50％的表面成为衍射部分。
顺便提到，当仅在光通量所通过的光学元件的一部分表面上提供衍射部分时，在NA1＞NA2的情况下NA1＞NAH1、NAH1＞NA2、NA2≥NAL1≥0是优选的。在NA2＞NA1的情况下NA2＞NAH2、NAH2＞NA1、NA1≥NAL2≥0是优选的。顺便提出，当分别使用第一光通量和第二光通量时，NA1和NA2分别是物镜像例的指定数值孔径。NAH1和NAH2的每一个是对于通过衍射部分最外侧的第一光通量和第二光通量的每一个的像侧上物镜的数值孔径。NAL1和NAL2的每一个是对于通过衍射部分最内侧的第一光通量和第二光通量的每一个的像侧上物镜的数值孔径。
当衍射部分仅提供在光通量所经过的光学元件的一部分表面上时，在NA1＞NA2的情况下，优选地第一光通量中在NA1或更小时通过衍射部分的光通量及在NA1或更小时通过除衍射部分之外的折射面的光被会聚在几乎相同的位置。在NA2＞NA1的情况下，优选地第二光通量中在NA2或更小时通过衍射部分的光通量及在NA2或更小时通过除衍射部分之外的折射面的光被会聚在几乎相同的位置。
有一个其中衍射部分具有第一衍射图案和第二衍射图案的实施例，第二衍射图案比第一衍射图案离开光轴更远的距离。可以把衍射部分与在同一面上具有非衍射部分的折射表面组合起来。
当使用两种类型的衍射图案时，也可设置成使得在通过衍射部分的第一衍射图案的第一光通量中，产生比其它阶衍射光线更多的n阶衍射光线，并能够将其会聚在第一信息记录面上，并且在通过衍射部分的第一衍射图案的第二光通量中，也产生比其它阶衍射光线更多的n阶衍射光线，并能够将其会聚在第二信息记录面上，在通过衍射部分的第二衍射图案的第一光通量中，产生比其它阶衍射光线更多的n阶衍射光线并能够将其会聚在第一信息记录面上，而在通过衍射部分的第二衍射图案的第二光通量中也产生比其它阶衍射光线更多的代表透射光的零阶光。这种情况的n阶优选是一阶。
另外，在另一实施例中，在通过衍射部分的第一衍射图案的第一光通量中产生比其它阶衍射光线更多的n阶衍射光线并能够将其会聚在第一信息记录面上，并且在通过衍射部分的第一衍射图案的第二光通量中也产生比其它阶衍射光线更多的n阶衍射光线并能够将其会聚在第二信息记录面上，在通过衍射部分的第二衍射图案的第一光通量中产生比其它阶衍射光线更多的零阶衍射光线并能够将其会聚在第一信息记录面上，而在通过衍射部分的第二衍射图案的第二光通量中也产生比其它阶衍射光线更多的不是n阶的负数阶的衍射光线。这种情况的n阶优选是正一阶并且负数阶优选是负一阶。
在用在各自具有不同厚度透明衬底的多个光信息记录媒体中的光学头装置或光学元件的情况下，尤其优选的是衍射部分的环形带的间距满足下面的条件表达式
0.4＜＝|(Ph/Pf)-2|＜＝25更优选的是0.8≤|(Ph/Pf)-2|≤6，并且最好是1.2≤|(Ph/Pf)-2|≤2。
相应于像侧上物镜的最大数值孔径的衍射部分的环形带的间距以Pf代表，并且相应于最大数值孔径1/2的衍射部分的环形带的间距以Ph代表。顺便提出，关于最大数值孔径，在光学头装置中进行信息读出/记录的一些类型的光信息记录媒体的指定数值孔径中最大的一个被认为是最大数值孔径。顺便提出，指定数值孔径意思是在其光学头装置中能使具有可能的指定波长的光通量向光信息记录媒体进行信息的读出/记录的一个数值孔径，但是也可以是某光信息记录媒体的标准所设定的数值孔径。另外，“相应于像侧上物镜的最大数值孔径的衍射部分的环形带的间距”意味着在最大数值孔径的情况下位于通过衍射部分的光通量的最外侧部分的环形带间距。“相应于最大数值孔径1/2的衍射部分的环形带的间距”意味着在数值孔径为最大数值孔径一半的情况下位于通过衍射部分的光通量的最外侧部分的环形带间距。
顺便提出，也可接受一种光学头装置，其中对于分别来自两个光源的两个光通量中的一个光通量，使其在所指定的数值孔径内没有象差，并且对于指定的数值孔径之外的部分，使象差变成弥散斑。
换言之，可有如下的说法。在使用第一光通量的情况下像侧上物镜的指定数值孔径内的第一光信息记录媒体的第一光通量在0.07λrms或更小的状态下被会聚到第一光信息记录媒体的第一信息记录面上，并且使得在使用第一光通量的情况下通过像侧物镜的指定数值孔径之外的第一光通量设成在第一信息记录面上大于0.07λrms，并把在使用第一光通量和通过前述数值孔径之外的第二光通量的情况下通过像侧物镜的指定数值孔径的第二光通量在0.07λrms或更小的状态下会聚到第二信息记录面上。在这种情况下，NA1小于NA2，并且，在记录和再现第一光信息记录媒体时使NA1与NA2之间的光通量弥散。
或者，在使用第二光通量的情况下像侧上物镜的指定数值孔径内的第二光信息记录媒体的第二光通量在0.07λrms或更小的状态下被会聚到第二光信息记录媒体的第二信息记录面上，并且使得在使用第二光通量的情况下通过像侧物镜的指定数值孔径之外的第二光通量在第二信息记录面上变成大于0.07λrms，并把在使用第二光通量和通过前述数值孔径之外的第一光通量的情况下通过像侧物镜的指定数值孔径的第一光通量在0.07λrms或更小的状态下会聚到第一信息记录面上。在这种情况下，NA1大于NA2，并且，在记录和再现第二光信息记录媒体时使NA2与NA1之间的光通量弥散。
这些实施例可通过衍射部分的设计自动建立。例如，可以在光学元件的整个表面上提供衍射部分从而通过设计衍射部分在指定数值孔径或更多处产生弥散光，或者可在光学元件的一部分表面上提供衍射部分而使其它部分成为折射面从而由折射面和衍射面产生弥散光。
在上述产生弥散光的实施例中，优选地在使用第一光通量的情况下不用提供阻挡或衍射位于像侧物镜的指定数值孔径之外的第一光通量并把第二光通量透射过去的孔径调整装置，并且不用提供在使用第二光通量的情况下阻挡或衍射位于像侧物镜的指定数值孔径之外的第二光通量并把第一光通量透射过去的孔径调整装置。即，优选地仅提供普通光圈而不用提供分色滤光器或全息滤光器。如果仅设计衍射部分来满足前述功能，那么仅提供普通的光圈就足够了，因其机构简单而成为优选。
但是，也可以使用滤光器如全息滤光器来产生弥散光。顺便说明，当提供诸如全息滤光器的滤光器时，可在光学会聚系统中提供分离的滤光器，或在物镜上提供滤光器。
可能在位于指定数值孔径更小处的光通量被会聚时，对于取得最小光斑的位置把弥散光提供在该下面，或者把弥散光提供在上面。优选是提供在上面。
当产生如上所述的弥散光时，可能在球差图上连续产生弥散光或不连续地产生弥散光。
另外，有另一个实施例，给出的是不产生弥散光的光学头装置。如下说明。
换言之，可能如下来表达。在使用第一光通量的情况下像侧上物镜的指定数值孔径内的第一光信息记录媒体的第一光通量在0.07λrms或更小的状态下被会聚到第一光信息记录媒体的第一信息记录面上，并且使得在使用第一光通量的情况下通过像侧物镜的指定数值孔径之外的第一光通量在0.07λrms或更小的状态下被会聚到第一信息记录面上，或者其被阻挡并且不到达第一信息记录面。在使用第一光通量的情况下已经通过像侧物镜的指定数值孔径内的第二光通量，和已经通过指定数值孔径之外的第二光通量在0.07λrms或更小的状态下会聚到第二光信息记录媒体的第二信息记录面上。在这种情况下，NA1小于NA2，并且，在记录和再现第一光信息记录媒体时使NA1与NA2之间的光通量也被会聚或阻挡。
或者，在使用第二光通量的情况下像侧上物镜的指定数值孔径内的第二光信息记录媒体的第二光通量在0.07λrms或更小的状态下被会聚到第二光信息记录媒体的第二信息记录面上，并且使得在使用第二光通量的情况下通过像侧物镜的指定数值孔径之外的第二光通量在0.07λrms或更小的状态下被会聚到第二信息记录面上，或者其被阻挡并且不到达第二信息记录面。在使用第二光通量的情况下已经通过像侧物镜的指定数值孔径内的第一光通量，和已经通过指定数值孔径之外的第一光通量在0.07λrms或更小的状态下会聚到第一光信息记录媒体的第一信息记录面上。在这种情况下，NA1大于NA2，并且，在记录和再现第二光信息记录媒体时使NA2与NA1之间的光通量也被会聚或被阻挡。
这些实施例可通过衍射部分的设计自动建立。
在该实施例中，弥散光没有产生，NA1与NA2之间或NA2与NA1之间的光通量被阻挡，优选地，使用第一光通量的情况下提供阻挡位于像侧物镜的指定数值孔径之外的第一光通量并透射第二光通量的孔径调整装置，或使用第二光通量的情况下阻挡位于像侧物镜的指定数值孔径之外的第二光通量并透射第一光通量的孔径调整装置。或者，优选地提供孔径调整装置，其中各个光通量具有自己的指定数值孔径。
即，优选地光通量对于第一光通量或第二光通量，在指定数值孔径或更大值处被代表孔径调整装置的环带状滤光器如分色滤光器或全息滤光器阻挡。顺便说明，当提供分色滤光器或全息滤光器时，分离的滤光器设置在光学会聚系统中，或把滤光器设置在物镜上。
但是，甚至在没有弥散光产生时，也可能使最大数值孔径内的所有光通量通过仅提供普通的光圈而不提供分色滤光器或全息滤光器而被会聚到信息记录面上。换言之，也可以使像侧物镜的最大数值孔径内的第一光通量和第二光通量在0.07λrms的状态下被会聚到信息记录面上。优选地在NA1＝NA2时上述实施例不产生弥散光。
顺便说明，均代表不同信息记录媒体的第一光信息记录媒体和第二光信息记录媒体意指各自具有用于各个记录/再现的光波长的信息记录媒体。透明衬底的厚度和折射率或相同或不同。指定的数值孔径或相同或不同。指定的数值孔径或相同或不同，并且信息记录密度也可相同或不同。
用于各个不同信息记录媒体的记录/再现的光波长的不同引起的近轴色差和球差由本发明的衍射部分校正。顺便说明，最好是近轴色差和球差均被校正，并且其中仅球差被校正而近轴色差未被校正的实施例是优选的下一个实施例，而其中仅近轴色差被校正而球差未被校正的实施例也是可接受的。顺便说明，作为光信息记录媒体的具体实施例，列出了CD、CD-R、CD-RW、DVD、DVD-RAM、LD、MD、MO等。但是，并不限于此。另外，应用蓝色激光器的光信息记录媒体也可应用。
甚至在透明衬底的厚度在不同信息记录媒体中是不相同并且球差是基于透明衬底的厚度而引起时，球差可由本发明的衍射部分校正。顺便说明，在透明衬底的厚度在第一光信息记录媒体和第二光信息记录媒体中是不相同时，所带来的球差较高，并且因此，本发明的效果更明显，是优选的。
顺便说明，优选地，第一光通量的波长与第二光通量的波长之差在80nm-400nm的范围内。更优选地是，在100nm-200nm的范围内。更优选地是在120nm-200nm的范围内。作为第一光源和第二光源，可能从例如发射波长为760-820nm、630-670nm、350-480nm的这些中选择两种类型的光源来组合起来应用。当然可使用3个或4个光源。当提供发射第三光通量的第三光源和发射第四光通量的第四光源时，优选地甚至在通过衍射部分的第三光通量和第四光通量中产生的n阶衍射光线多于其它阶衍射光线。
当第二光通量的波长长于第一光通量的波长时，优选地第二光通量和第一光通量中的近轴色差满足下面的条件表达式-λ2/(2NA22)≤Z≤λ2/(2NA22)λ2第二光通量的波长NA2第二光信息记录媒体的对于第二光通量像侧物镜的指定数值孔径当使用具有不同透明衬底厚度的记录媒体时，优选地在t2＞t1和λ2＞λ1的情况下满足下面的表达式0.2×10-6/℃＜ΔWSA3·λ1/{f·(NA1)4·ΔT}＜2.2×10-6/℃NA1第一光信息记录媒体的对于使用第一光通量的像侧物镜的指定数值孔径
λ1第一光通量的波长f1对于第一光通量的物镜的焦长ΔT环境温度波动ΔWSA(λ1rms)通过使用第一光通量而再现或记录光信息记录媒体的情况下会聚在光信息记录面上的光通量的球差的三阶球差分量的波动量也可设置成使得在使用第一光通量的情况下代表未准直的光通量如发散光或会聚光的第一光通量进入物镜，并且在使用第二光通量的情况下使代表未校准的光通量如发散光或会聚光的第二光通量进入物镜。
或者，在使用第一光通量的情况下使代表校准的光通量的第一光通量进入物镜，并且在使用第二光通量的情况下也使代表未校准的光通量如发散光或会聚光的第二光通量进入物镜。或者，也可设置成使得在使用第一光通量的情况下代表未校准的光通量如发散光或会聚光的第一光通量进入物镜，并且在使用第二光通量的情况下使代表校准的光的第二光通量进入物镜。
在第一光通量和第二光通量之一中或在两个光通量中均使用未校准的光通量时，优选地使用第一光通量的物镜的放大率m1与使用第二光通量的物镜的放大率m2之间差的绝对值在0-1/15的范围内。优选的范围是0-1/18。在λ2＞λ1且t2＞t1时，优选地m1较大。尤其在分别对CD和DVD使用第二光通量和第一光通量时，前述的范围是优选的。顺便说明，第一光源的波长以λ1代表，第二光源的波长以λ2代表，第一透明衬底的厚度以t1代表，第二透明衬底的厚度以t2代表。
或者，也可设置成使得代表校准的光通量的第一光通量和代表校准的光通量的第二光通量进入物镜。在这种情况下，优选地衍射部分处于图47(a)和47(b)所示的形式，尽管也可处于图47(a)和47(c)所示的形式。
另外，也可能在光学头装置上提供发散度变化装置，其改变进入物镜的光通量的发散度，并且从而改变第一光通量和第二光通量中进入物镜的光通量的发散度。
顺便说明，在发散光进入物镜时，优选地，物镜是玻璃透镜。
顺便说明，在仅仅对第一信息记录媒体和第二信息记录媒体之一进行再现和记录，而仅仅对另外一个进行再现时，优选地在光学头装置中对第一光通量的总的光学头装置的成像放大率不同于对第二光通量的总的光学头装置的成像放大率。在这种情况下，对第一光通量物镜的成像放大率等于或者不同于对第二光通量的物镜的成像放大率。
另外，当在λ1＜λ2且t1＜t2的情况下，仅仅对第一信息记录媒体进行再现和记录，而仅仅对第二信息记录媒体进行再现时，优选地对第一光通量的总的光学头装置的成像放大率小于对第二光通量的总的光学头装置的成像放大率。另外，当前面满足条件0.61＜NA1＜0.66时，优选地将改变放大率的耦合透镜设在第一光源与光学会聚系统中的准直透镜之间，用于第一光通量的准直透镜和用于第二光通量的准直透镜分别设在光学会聚系统中。顺便说明，优选地对第一光通量物镜的成像放大率和对第二光通量的物镜的成像放大率都为零。顺便说明，第一光源的波长以λ1代表，第二光源的波长以λ2代表，第一透明衬底的厚度以t1代表，第二透明衬底的厚度以t2代表，并且对像侧第一光信息记录媒体的记录或再现必须的物镜的指定数值孔径以NA1代表。
另外，当在λ1＜λ2且t1＜t2的情况下，仅仅对第二信息记录媒体进行再现和记录，而仅仅对第一信息记录媒体进行再现时，优选地对第一光通量的总的光学头装置的成像放大率大于对第二光通量的总的光学头装置的成像放大率。顺便说明，优选地对第一光通量物镜的成像放大率和对第二光通量的物镜的成像放大率都为零。
顺便说明，当对第一信息记录媒体和第二信息记录媒体进行再现和记录时，或仅仅对它们进行再现时，优选地在光学头装置中对第一光通量的总的光学头装置的成像放大率与对第二光通量的总的光学头装置的成像放大率几乎相同。在这种情况下，对第一光通量物镜的成像放大率等于或不同于对第二光通量的物镜的成像放大率。
另外，可对第一光通量和第二光通量共用光检测器。或者也可提供第二光检测器使得光检测器用于第一光通量，第二光检测器用于第二光通量。
光检测器和第一光源或第二光检测器和第二光源可组合起来。或者光检测器和第一光源及第二光源组合起来。或者光检测器、第二光检测器、第一光源和第二光源全部组合起来。另外也可仅仅组合第一光源和第二光源。
尤其，当第一光源和第二光源分别组合起来并被并排安置在同一面上时，在NA1＞NA2的情况下优选地在物镜光轴上提供第一光源，在NA1＜NA2的情况下优选地在物镜光轴上提供第二光源。顺便说明，对像侧第一光信息记录媒体的记录或再现必须的物镜的指定数值孔径以NA1代表，对像侧第二光信息记录媒体的记录或再现必须的物镜的指定数值孔径以NA2代表。
顺便说明，当WD1代表记录和再现第一光信息记录媒体时的工作距离并且WD2代表记录和再现第二光信息记录媒体时的工作距离时，优选地|WD1-WD2|≤0.29mm。在这种情况下，对第一光信息记录媒体记录和再现的放大率与对第二光信息记录媒体记录和再现的放大率相同。优选地放大率为零。另外在t1＜t2且λ1＜λ2的情况下，WD1＞WD2是优选的。关于工作距离的这些条件在第一光信息记录媒体为DVD而第二光信息记录媒体为CD时尤其是优选的。顺便说明，当满足前面的工作距离时，图47(b)和47(c)所示的衍射部分的形式比图47(a)和47(d)所示的衍射部分的形式更优选。
另外，会聚光学系统或光学元件如物镜形成光斑从而光通量可被会聚在光信息记录媒体的信息记录面上记录和再现信息。尤其，当NA1大于NA2并且λ1小于λ2时，使NA2之外的光通量在第二光信息记录媒体的第二信息记录面上弥散光(使像形成面上的波前像差大于0.07λ2rms)，考虑第二光通量，优选的光斑满足下面的条件。
0.66λ2/NA2≤w≤1.15λ2/NA2w＞0.83λ2/NA1λ1第一光通量的波长λ2第二光通量的波长NA1第一光信息记录媒体的对于第一光通量的指定数值孔径NA2第二光信息记录媒体的对于第二光通量的指定数值孔径w像形成面上第二光通量的13.5％的强度的光束直径顺便说明，光斑为不完全圆形时，优选的在光束直径收缩最大的方向上光束直径为前面所述光束直径(w)。
更优选的满足下面的条件0.74λ2/NA2≤w≤0.98λ2/NA2关于光斑的形式，可以是位于中心的用于记录和再现的高强度光斑，而强度降低到不足以对检测产生负面影响的一定程度的弥散光围绕光斑连续分布，也可以是用于记录和再现的高强度光斑位于中心而弥散光围绕光斑以环状分布。
另外为更好地检测信息，优选的是S型特性良好。具体说，优选的是过摄量是0％-20％。
如果第一光源的波长以λ1代表，第二光源的波长以λ2代表，第一透明衬底的厚度以t1代表，第二透明衬底的厚度以t2代表，由第一光通量进行第一光信息记录媒体的记录或再现必需的像侧物镜的指定数值孔径以NA1代表，由第二光通量进行第二光信息记录媒体的记录或再现必需的像侧物镜的指定数值孔径以NA2代表，则作为优选实施例给出下面的条件表达式。在这种情况下，优选的n阶衍射光线是正一阶衍射光线。优选实施例当然不被下面的条件表达式限制。
λ1＞λ2t1＜t2NA1＞NA2(优选的NA1＞NA2＞0.5×NA1)在满足上述条件公式的情况下，会聚光学系统的物镜包括衍射部分，在会聚光学系统把通过衍射部分的第二光通量中的n阶衍射光线会聚到第二光信息记录媒体的第二信息记录面上时，球差可包括在图112中所示的至少一个位置中的不连续部分。
在包括不连续部分的情况下，在靠近NA2的位置处，优选的是球差可包括不连续部分。例如，下面列出的情况。在NA＝0.45的位置处，球差包括不连续部分，并且NA＝0.5的位置处，球差包括不连续部分。
在包括不连续部分的情况下，会聚光学系统把具有小于通过衍射部分的第一光通量中的NA1的数值孔径的n阶衍射光线会聚到第一光信息记录媒体的第一信息记录面上，从而在最佳像点的波前相差是0.07λrms，会聚光学系统把具有小于通过衍射部分的第二光通量中的不连续部分的数值孔径的数值孔径的n阶衍射光线会聚到第二光信息记录媒体的第二信息记录面上，从而在最佳像点的波前相差是0.07λrms。
另外，在满足上述条件公式的情况下，可以是转换光学系统包括物镜，物镜有衍射部分，在会聚光学系统把通过衍射部分的第二光通量的n阶衍射光线会聚到第二光信息记录媒体的第二信息记录面上以对第二光信息记录媒体进行记录或再现的情况下，球差没有图27所示的不连续部分而是连续的。
在球差没有不连续部分而是连续的情况下，优选的是在NA1时球差不小于20μm并且在NA2时球差不大于10μm。更优选的是在NA1时球差不小于50μm，并且在NA2时球差不大于2μm。
给出下面的实施例作为具体和优选的例子，其中在前述状态中一种类型的DVD被用作第一光信息记录媒体并且一种类型的CD被用作第二光信息记录媒体，本发明并不局限于此。
0.55mm＜t1＜0.65mm1.1mm＜t2＜1.3mm630mm＜λ1＜670nm760nm＜λ2＜820nm0.55＜NA1＜0.680.40＜NA2＜0.55当在前述范围情况下衍射部分为环带状衍射时，优选地相应于NA2或更小的衍射部分不超过19个环带或不少于21个环带。也优选整个衍射部分不少于35个环带或不超过33个环带。
另外，在上述范围满足的情况下，优选地光斑的直径满足下面的实施例，转换光学系统包括物镜，物镜具有衍射部分，λ1＝650nm，t1＝0.6mm，NA1＝0.6，并且其中在由平行光构成的并具有均匀强度分布的第一光通量被引入物镜并且经第一透明衬底被会聚到第一信息记录面上的情况下，在最佳聚焦状态下会聚光斑的直径是0.88μm到0.91μm。
另外，优选地λ1＝650nm，t1＝0.6mm，NA1＝0.65，并且其中在由平行光构成的并具有均匀强度分布的第一光通量被引入物镜并且经第一透明衬底被会聚到第一信息记录面上的情况下，在最佳聚焦状态下会聚光斑的直径是0.81μm到0.84μm。
另外，在上述范围满足并且衍射部分被设在物镜上的情况下，在NA＝0.4时，衍射部分的间距为10μm到70μm。更优选地间距为20μm到50μm。
另外，给出下面的实施例作为前述条件下的具体和优选的例子，其中本发明并不局限于此。在对作为第二光信息记录媒体的CD也进行记录时，尤其，优选地NA2是0.5。另外，当对作为第一光信息记录媒体的DVD也进行记录时，NA1是0.65为优选。
t1＝0.6mmt2＝1.2mmλ1＝650nmλ2＝780nmNA1＝0.6NA2＝0.45下列实施例也可以被接受，在下面的实施例中，优选的是n阶衍射光线是负一阶光。
λ1＜λ2t1＞t2作为用来从光信息记录媒体再现信息或把信息记录在光信息记录媒体上的、具有本发明的光学头装置的光信息记录媒体再现或记录装置的具体例子，这里给出DVD/CD再现装置、DVD/CD/CD-R记录和再现装置、DVD-RAM/DVD/CD-R/CD记录和再现装置、DVD/CD/CD-RW记录和再现装置、DVD/LD记录和再现装置、DVD/使用蓝色激光器的光信息记录媒体记录和再现装置、CD/和使用蓝色激光器的光信息记录媒体记录和再现装置，但发明并不局限于此。这些光信息记录媒体再现或记录装置除具有光学头装置之外还具有电源和主轴马达。
接着将说明本发明的优选实施例。
为了实现上述目的，项1的光学系统包括1个以上的光学元件，并且在用于信息从记录媒体再现和向记录媒体记录至少之一的光学系统中，至少一个光学元件具有衍射面，其选择地对至少两个互不相同的波长的光产生同阶衍射光线。
根据项1，因为光学元件具有衍射面，对至少两个互不相同的波长的光可校正球差并且轴色差也可被校正。即，通过一种其中许多光学元件如物镜或类似的透镜被共同使用的简单的结构，球差和轴色差可被校正，从而光学系统的尺寸和重量被减少，成本也被降低。另外，因为光学系统具有可选择地对至少两个互不相同的波长的光产生同阶衍射光线的衍射面，光量的损失减少了。并且甚至在必要的数值孔径不同的时候，例如，通过使用公共物镜，可获得充足的光量。
另外，在项2的光学系统中，其包括一个以上的光学元件，并且被用于信息从记录媒体再现和向记录媒体记录的至少一种情况，选择地对具有至少两个互不相同的波长的光分别产生特定阶衍射光线的衍射面形成在上述光学元件的至少一个光学元件的至少一个光表面的几乎整个表面上。
根据项2，因为衍射面形成在光学元件上，以与项1同样的方式，对具有至少两个互不相同的波长的光可校正球差和轴色差。另外，因为衍射面形成在光学元件的至少一个光表面的几乎整个表面上，可更有效地进行校正。
顺便说明，各个术语如下定义。首先，光学元件指代应用于光学系统以向信息记录媒体记录信息和/或再现信息记录媒体上的信息的所有光学元件的每一个，并且通常列出了耦合透镜、物镜、偏振束分离器、1/4波长片或从两个以上的光源合成光的束分离器等，但是光学元件并不局限于此。另外，可使用仅提供有本发明的衍射部分而没有其它功能的光学元件。
另外，本发明的光学系统是1个以上的光学元件的组合以把信息记录到例如CD和DVD上或再现那里的信息，并且意味着不仅整个光学系统而且光学系统的一部分都能把信息记录到信息记录媒体上和/或再现信息记录媒体上的信息，并且光学系统包括如上所述的至少1个光学元件。
作为本发明的信息记录媒体，盘状信息记录媒体，列出了例如各种CD如CD、CD-R、CD-RW、CD-Video、CD-ROM等，或各种DVD如DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW等，或MD、LD、MO等。通常，透明衬底存在于信息记录媒体的信息记录面上。不用说，信息记录媒体并不局限于上述。用于本发明的信息记录媒体包括光信息记录媒体如目前市场中可得到的蓝色激光器。
在本发明中，信息向信息记录媒体的记录或者信息记录媒体上信息的再现指的是把信息记录到信息记录媒体的信息记录面上及再现记录在信息记录面上的信息。本发明的光学头装置和光学系统可以是仅用于记录或仅用于再现的光学头装置和光学系统，也可以是用于记录和再现的光学头装置和光学系统。另外，光学头装置和光学系统可用于向一个信息记录媒体记录并从另一信息记录媒体再现，或从一个信息记录媒体记录和再现并从另一信息记录媒体记录和再现。顺便说明，用于这里的再现仅包括信息的读出。
另外，用于信息记录媒体的记录或再现至少之一的光学头装置和光学系统包括光学头装置和光学系统，当然，是用于上述目的，并且也有实际用于或意在用于这种目的光学头装置和光学系统。
在本发明中，具有至少两个彼此不同的波长的光可以具有两个不同波长，如用于CD的具有780nm的波长和用于DVD的635nm或650nm的波长的光。并且可以是具有3种彼此不同的波长的光，其还包括例如具有400nm波长的用于记录和/或再现大容量的致密记录的信息记录媒体的光。当然，具有4个以上不同波长的光也可是允许的。另外，甚至在实际上3个以上的不同波长被使用的光学系统中，当然或者是意在使用3个以上的不同波长的光学系统中，它指的是其中具有至少两个不同波长的光。当然事实上，400nm和780nm的组合或400nm和650nm的组合也可使用。
在本发明中，具有不同波长的光指的是具有多个彼此之间有足够差别的波长的波长的光，其被用于相应种类的信息记录媒体，如上所述，即记录密度有差别的媒体，但是，它并非指具有由温度变化或输出1波长的光的1光源的输出变化而引起的在大约±10nm之内的暂时变动而产生不同的波长的光。另外，作为具有不同波长的光被应用的因素，列出了例如，信息记录媒体的透明衬底的厚度差别或记录与再现之间的差别，除了上述信息记录媒体的种类或记录密度差别。
另外，衍射面指的是其中在光学元件的表面上提供凹凸的表面，例如在透镜表面上，并且其具有通过衍射把光通量会聚或发散的功能，当有衍射发生的区域存在并且在同一光学表面上有衍射不发生的区域存在时，它指的是衍射发生。作为凹凸的形状，例如同心的圆环带围绕光轴在光学元件的表面上形成，并且当在包括光轴的面上看横截面时，知道各个圆环带具有锯齿状形状(此后圆环带称为环形带)，并且衍射面包括这种形状。
通常，从衍射面，可产生无限阶衍射光线如零阶光、±1阶衍射光线、±2阶衍射光线等，并且在其中子午横截面部分具有上述的锯齿状凹凸的情况下，起伏的形状可被设置来使得特定阶的衍射效率高于其它阶，或者在特定环境中，特定的一个阶(例如正一阶)的衍射效率几乎达100％。在本发明中，特定阶的衍射光线可选择地产生，指的是对于具有预定波长的光，特定阶的衍射光线的衍射效率高于除特定阶之外的其它阶的各个衍射光线的衍射效率，并且对于具有彼此不同的两个波长的各个光，分别可选择地产生的特定阶衍射光线的特定阶是相同的，意味着可选择地产生同阶的衍射波。这里衍射波的阶是相同的，意味着衍射波的阶包括符号都是相同的。
另外，衍射效率是这样得到的，根据衍射面的形状(起伏的形状)获得各阶衍射光线的光量对于所有衍射光线的比率并通过要被发出的波长被设置为预定波长的模拟计算得到。作为预定波长，列出780nm或650nm作为波长示例。
另外，衍射面形成在光学元件的至少一个光学表面的几乎整个表面上，意思是衍射结构(起伏)提供在光学表面上光通量通过的至少几乎所有的范围上，而不是其中在光学表面的一部分上提供衍射结构的光学元件，例如衍射结构仅被提供在例如圆周部分。在这种情况下，来自光源的光通量通过到信息记录媒体侧的范围由用于光学系统或光学头装置的光圈光阑确定。衍射面形成的范围在被看作提供有衍射面的光学元件单体时涉及光学表面的几乎所有表面，但是，通常，衍射面也形成在光通量不通过的圆周部分上，留有一定程度的边，从而在该部分被认作包含在光学表面中作为光学表面的可用区域时，优选地光学表面中衍射面的区域比率至少超过光学元件单体的一半以上，优选是几乎100％。
另外，项3中的光学系统特征在于可选择地分别产生的两个特定阶衍射光线与具有彼此不同的两个波长的各个光是相同的阶。
根据项3，由于对具有两个波长的各个光，衍射面使同阶衍射光线的衍射效率为最大值，光量的损失比衍射面使同阶衍射光线的衍射效率为最大值的情况下小。
另外，项4中的光学系统特征在于同阶衍射光线是一阶衍射光线。一阶衍射光线可以是正一阶衍射光线或负一阶衍射光线。
根据项4，由于同阶衍射光线是一阶衍射光线，光量的损失比同阶衍射光线是比一阶更高阶的情况下小。
另外，项5中的光学系统特征在于具有衍射面的光学元件的至少1个光学元件是具有折射率的透镜。项5中的光学系统可以是其中用于衍射的精细结构(起伏)还形成在具有折射率的透镜表面上的光学系统。在这种情况下，用于衍射的精细结构的包围表面是透镜的衍射面形状。例如，所谓的火焰型(blaze)衍射面提供在非球面单一透镜物镜的至少一个表面上，并且它可以是一个透镜，在其整个表面上提供有子午横截面是锯齿状的环状带。
根据项5，由于具有衍射面的光学元件是具有折射率的透镜，球差和色差可被校正，并且部件数目被减少。
另外，项6中的光学系统特征在于透镜的衍射面的形状是非球面的。
另外项7中的光学系统特征在于透镜使对于具有某1波长的衍射光线的衍射效率大于对于具有最大波长和最小波长的光的衍射光线的衍射效率，其中某1波长是处于至少两个彼此不同的波长的最大波长与最小波长之间的波长。
另外，项8中的光学系统特征在于透镜使对于具有至少两个彼此不同的波长的最大波长与最小波长的光的衍射光线的衍射效率大于对于具有波长在至少两个波长彼此不同的最大波长和最小波长之间的光的衍射光线的衍射效率。
另外，项9中的光学系统特征在于透镜的衍射面增加的衍射效果的正负符号在与垂直于光轴的光轴相分开的方向上被至少切换一阶。
根据项9，由于透镜的衍射面增加的衍射效果的正负符号在与垂直于光轴的光轴相分开的方向上被至少切换一阶，从而球差的波长变化可被抑制。
另外，项10中的光学系统特征在于透镜的衍射面增加的衍射效果在与垂直于光轴的光轴相分开的方向上从负号向正号被切换一阶。
根据项10，由于透镜的衍射面增加的衍射光焦度在与垂直于光轴的光轴相分开的方向上从负号向正号被切换一阶，从而当例如平行光进入CD系统和DVD系统中的物镜时，由于信息记录媒体的透明衬底的厚度差所引起的球差的波动可被有效地校正而不会使衍射面的环状带间距太小。
关于衍射光焦度，在提供有具有折射作用和衍射作用的光学表面的光学元件的情况下，换言之，在衍射面提供在具有折射作用的光学表面的光学元件的情况下，通过衍射面的作用，会聚或发散光通量的作用被增加到作为基础的折射面的衍射作用上。在这种情况下，当会聚作用被增加到处于实际有限的高度的光时，不限于近轴光，在本发明中，也限定了下面的折射面的预定位置具有正衍射光焦度，并且当增加会聚作用时，具有负衍射光焦度。
项11中的光学系统特征在于从光轴看去衍射面由多个环状带构成，并且多个环状带被构成为围绕光轴或靠近光轴的点的几乎同心的圆环状。即，项11的衍射面是例如在日本特开平6-242373公开的那种阶梯式的环状带，其在透镜厚度随着离开光轴而增加的方向上不连续地变动。
项12中的光学系统特征在于以表示多个环状带的各个位置的幂级数表达的相位差函数在除2阶幂项之外的至少1项中具有非零系数。
根据项12，球差可被控制在两个不同波长之间。这里，“可被控制”是指球差的不同在两个波长之间可被作得非常小，并且可提供对于光学规格必要的不同。
另外，项13中的光学系统特征在于以表示多个环状带的各个位置的幂级数表达的相位差函数在2阶幂项具有非零系数。
根据项14，近轴区域中色差的校正可有效进行。
另外项13中的光学系统特征在于以表示多个环状带的各个位置的幂级数表达的相位差函数不包括2阶幂项。
根据项14，由于相位差函数不包括2阶幂项，衍射面的近轴率为零，并且仅使用超过4阶以上的项，从而，衍射环状带的间距不太小，球差可被控制。
项15中的光学系统特征在于物镜被包括在一个以上的光学元件中，对于具有至少两个彼此不同的波长的各个光(波长λ)，像信息表面上的波前象差在物镜像测预定数值孔径中不超过0.07λrms。
根据项15，由于在物镜像测预定数值孔径中波前象差不超过Mareshall的允许值0.07λrms，从而可获得球差很小的良好光学特性。
项16中的光学系统特征在于如果至少两个彼此不同的波长的一个波长λ1在±10nm范围内变化，像信息表面上的波前象差在物镜像测预定数值孔径中不超过0.07λ1rms。
根据项16，即使波长λ1在±10nm范围内变化，也能获得球差很小的良好光学特性。
另外项17中的光学系统特征在于具有至少两个彼此不同的波长的一个波长λ2的光，并且对于具有其中物镜的像侧数值孔径大于具有波长λ2的光的预定数值孔径的另一个波长的光，具有波长λ2的光的像形成面上的波前象差不小于具有另一波长的光的预定数值孔径中的0.07λ2rms。
根据项17，由于具有波长λ2的光的波前象差不小于具有另一波长的光的预定数值孔径(其不小于具有波长λ2的光的预定数值孔径)中的0.07λ2rms，对于具有波长λ2的光可获得适当的光斑直径。即，对于实际应用中的数字，使象差几乎为零，并且对于其外部的部分，象差成为弥散光，从而可获得预定效果。
另外，项18中的光学系统特征在于在像形成面上具有波长λ2的光的波前象差不小于具有另一波长的光的预定数值孔径中的0.10λ2rms。
根据项18，由于具有波长λ2的光的波前象差不小于具有另一波长的光的预定数值孔径(其大于对于具有波长λ2的光的预定数值孔径)中的0.10λ2rms，对于具有波长λ2的光可获得更适当的光斑直径。
项19中的光学系统特征在于当具有另一波长的光的预定数值孔径是NA1并且具有波长λ2的光的预定数值孔径为NA2，光学系统满足NA1＞NA2＞0.5NA1。
另外，项20中的光学系统特征在于对于具有至少两个彼此不相同的波长的至少一个波长的光的平行光通量进入物镜，并且对于具有另一个波长的光的非平行光通量进入物镜。
根据项20，由于对于具有至少两个彼此不相同的波长的至少一个波长的光的平行光通量进入物镜，并且对于具有另一个波长的光的非平行光通量进入物镜，从而对于具有至少两个波长的各个光的波长的大约10nm的变动，球差的变动可被抑制到很小的值。
另外，项21中的光学系统特征在于对于具有至少两个彼此不相同的波长的至少两个波长的光的平行光通量进入物镜。
另外，项22中的光学系统特征在于对于具有至少两个彼此不相同的波长的至少两个波长的光的非平行光通量进入物镜。
另外，项23中的光学系统特征在于，当至少两个彼此不相同的波长的任何两个波长中较长的波长被定义为λ3，并且对于具有波长λ3的光物镜的像侧上预定数值孔径被定义为NA时，波长λ3和较短波长之间的轴色差不小于-λ3/(2NA2)并不大于+λ3/(2NA2)。
根据项23，当波长切换时，由于聚焦很难改变，聚焦伺服是不必要的，并且通过聚焦伺服移动的范围变窄。
另外，项24中的光学系统特征在于具有至少两个彼此不相同的波长的光被分别用于其透明衬底厚度不同的信息记录媒体。
另外，项25中的光学系统特征在于至少两个彼此不相同的波长是彼此不同的3个波长。
另外，项26中的光学系统特征在于，当彼此不相同的三个波长被分别定义为λ1、λ2、λ3(λ1＜λ2＜λ3)，并且对于彼此不相同的三个波长的每一个物镜的像侧上预定数值孔径被分别定义为NA1、NA2和NA3，满足下面的表达式0.60≤NA1、0.60≤NA2、0.40≤NA3≤0.50。
另外，项27中的光学系统特征在于提供了能遮蔽在预定数值孔径的最小预定数值孔径外侧进入物镜的至少一部分光的滤光器。
另外，项28和29中的光学系统特征在于具有衍射面的光学元件是物镜。
另外，项30中的光学系统特征在于物镜包括一个透镜。
另外，项31中的光学系统特征在于物镜衍射面提供在物镜的两个表面上。
另外，项32中的光学系统特征在于物镜材料的Abbe数vd不小于50。
根据项32，当对于具有两个不同波长的光源校正轴色差时，二阶光谱可减少。
另外，项33中的光学系统特征在于物镜是由塑料制成。根据项33，可获得低成本重量轻的光学系统。另外，项34中的光学系统特征在于物镜由玻璃制成。根据项33和34，得到可承受温度强烈变化的系统。
另外，项35中的光学系统特征在于物镜在其玻璃透镜面上有衍射面形成其上的树脂层。根据项35，由于在玻璃透镜上提供衍射面容易形成其上的树脂层，从而可获得对温度变化承受力强并且成本方面有利的光学系统。
另外，项36中的光学系统特征在于至少两个彼此不同的波长之间的波长差不小于80nm。
另外，项37中的光学系统特征在于至少两个彼此不同的波长之间的波长差不大于400nm。
另外，项38中的光学系统特征在于至少两个彼此不同的波长之间的波长差不小于100nm且不大于200nm。
另外，项39中的光学系统特征在于，对于具有至少两个彼此不同的波长的各个光，可选择地产生的特定阶衍射光线的衍射效率比除特定阶之外的阶的各个衍射光线的衍射效率高10％。
另外，项40中的光学系统特征在于，对于具有至少两个彼此不同的波长的各个光，可选择地分别产生的特定阶衍射光线的衍射效率比除特定阶之外的阶的各个衍射光线的衍射效率高30％以上。
另外，项41中的光学系统特征在于，对于具有至少两个彼此不同的波长的各个光，可选择地分别产生的特定阶衍射光线的衍射效率比除特定阶之外的阶的各个衍射光线的衍射效率高50％以上。
另外，项42中的光学系统特征在于，对于具有至少两个彼此不同的波长的各个光，可选择地分别产生的特定阶衍射光线的衍射效率比除特定阶之外的阶的各个衍射光线的衍射效率高70％以上。
另外，项43中的光学系统特征在于，当可选择地产生的具有至少两个彼此不同的波长的特定阶衍射光线聚焦时，由于提供衍射面，与没有衍射面的情况相比，球差得到改善。
另外，项44中的光学系统特征在于，对于具有至少两个彼此不同的波长的各个光(波长λ)，可选择地分别产生的特定阶衍射光线的像形成面上波前色差不超过0.07λrms。
另外，项45是一种光学头装置，其特征在于具有上述的各个光学系统。
另外，项46中的光学头装置包括至少两个输出具有彼此不同的波长的光的光源；包括一个以上的光学元件的光学系统，通过该元件光源被会聚到信息记录媒体上；及检测来自信息记录媒体的透射光或来自信息记录媒体的反射光的光检测器，其特征在于光学元件的至少一个光学元件具有可选择地产生同阶衍射光线作为具有两个从至少两个光源输出的不同波长的光的衍射面。
另外，项47中的光学头装置包括至少两个输出具有彼此不同的波长的光的光源；包括一个以上的光学元件的光学系统光学系统，通过该元件来自光源的光被会聚到信息记录媒体上；及检测来自信息记录媒体的透射光或来自信息记录媒体的反射光的光检测器，其特征在于对具有从至少两个光源输出的两个不同波长的各个光可选择地分别产生特定阶衍射光线的衍射面形成在光学元件的至少一个光学元件的至少一个光学表面的几乎整个表面上。
另外，项48中的光学头装置特征在于具有项46和47中所述的衍射面的光学元件的至少一个光学元件是具有衍射光焦度的透镜。
另外，项49中的光学头装置特征在于透镜使得对于具有处于从至少两个光源输出的最大波长和最小波长之间的某波长的光衍射光线的衍射效率大于对于具有最大波长和最小波长的光的衍射光线的衍射效率。
另外，项50中的光学头装置特征在于透镜使得对于具有从至少两个光源输出的最大波长或最小波长的光衍射光线的衍射效率大于对于具有处于至少两个彼此不同的不同波长的最大波长和最小波长之间的波长的光的衍射光线的衍射效率。
另外，项51中的光学头装置特征在于透镜在外部周边具有凸缘。另外项52中的光学头装置特征在于凸缘部分具有在几乎垂直于透镜光轴的方向上延伸的表面。通过这个凸缘部分，透镜可容易地附接于光学头装置，并且当提供有在几乎垂直于透镜光轴的方向上延伸的表面时，可容易地执行更准确地附接。
另外，项53中的光学头装置特征在于物镜被包括在至少一个以上的光学元件中，并且对于具有从至少两个光源输出的两个不同波长的各个光(波长λ)，像形成面上的波前象差不大于物镜的像侧上预定数值孔径中的0.07λrms。
另外，项54中的光学头装置特征在于物镜被包括在至少一个以上的光学元件中，并且对于具有从至少两个光源输出的两个不同波长的各个光(波长λ)，像形成面上的波前象差不大于物镜的像侧上最大数值孔径中的0.07λrms。
另外，项55中的光学头装置特征在于即使在从至少两个光源输出的两个不同波长的一个波长λ1在±10nm的范围内变化时，像形成面上的波前象差不大于物镜的像侧上预定数值孔径中的0.07λ1rms。
另外，项56中的光学头装置特征在于，对于具有从至少两个光源输出的两个不同波长的一个波长λ2的光，及对于具有其中物镜的像侧上预定数值孔径大于具有波长λ2的光的预定数值孔径的另一波长的光，具有波长λ2的光的像形成面上的波前象差不小于具有另一波长的光的预定数值孔径中的0.07λ2rms。
另外，项57中的像拾取装置特征在于具有波长λ2的光的像形成面上的波前象差不小于具有另一波长的光的预定数值孔径中的0.10λ2rms。
另外，项58中的像拾取装置特征在于，当具有另一波长的光的预定数值孔径被定义为NA1，并且具有波长λ2的光的预定数值孔径被定义为NA2，满足下面的表达式NA1＞NA2＞0.5×NA1。
另外，项59中的像拾取装置特征在于对于具有从至少两个光源输出的两个不同波长中的至少一个波长的光的平行光通量进入物镜，并且对于具有至少另一个波长的光的非平行光通量进入物镜。
另外，项60中的像拾取装置特征在于对于具有从至少两个光源输出的两个不同波长的光的平行光通量进入物镜。
另外，项61中的像拾取装置特征在于对于具有从至少两个光源输出的两个不同波长的光的非平行光通量进入物镜。
另外，项62中的像拾取装置特征在于，当从至少两个光源输出的两个不同波长中较长的波长被定义为λ3，并且对于具有波长λ3的光的物镜像侧上预定数值孔径被定义为NA时，波长λ3和较短波长之间的轴色差不小于-λ3/(2NA2)并不大于+λ3/(2NA2)。
另外，项63中的像拾取装置特征在于具有从至少两个光源输出的两个不同波长的光被分别用于透明衬底厚度不同的信息记录媒体。
另外，项64中的像拾取装置特征在于从光轴方向看去衍射面由多个环状带构成，并且多个环状带被构成为围绕光轴或靠近光轴的点的几乎同心的圆环状。并且，相应于物镜像侧上最大数值孔径的环形带的间距Pf与相应于1/2的最大数值孔径环形带的间距Ph之间建立下面的关系式0.4≤|(Ph/Pf)-2|≤25。
根据项64，在上述关系中大于下限的情况下，校正高阶球差的衍射作用不被减弱并且因此，由透明衬底的厚度差产生的两个波长之间的球差差值可被衍射作用校正。另外，在小于上限的情况下，衍射环状带的间距太小的部分几乎不被产生，从而可产生衍射效率高的透镜。另外，上述关系表达式优选是0.8≤|(Ph/Pf)-2|≤6.0，更优选1.2≤|(Ph/Pf)-2|≤2.0。
另外，项65中的像拾取装置特征在于至少两个光源是三个光源。
另外，项66中的像拾取装置特征在于，当具有从三个光源输出的三个波长的光被分别定义为λ1、λ2、λ3(λ1＜λ2＜λ3)，并且对于这三个不同的波长的每一个物镜的像侧上预定数值孔径被定义为NA1、NA2和NA3，满足下面的表达式0.60≤NA1、0.60≤NA2、0.40≤NA3≤0.50。
另外，项67中的像拾取装置在于提供了能遮蔽在预定数值孔径的最小预定数值孔径外侧进入物镜的至少一部分光的滤光器。
另外，项68内的光学头装置的特征在于提供了一种孔径限定装置，使得对具有2种不同波长的每一种光都能得到预定的数值孔径。
另外，项69中的光学头装置的特征在于没有对具有2种不同波长的每一种光都能得到的预定的数值孔径的孔径限定。例如，具体来说，最大的数值孔径具有孔径限定，孔径限定不是为较小的预定的数值孔径而设定的。因此，例如象具有波长选择性的滤波器这样的孔径限定装置就不是必需的，因此，费用可以降低，且尺寸也可以减小。
另外，项70中的光学头装置的特征在于物镜被包括在多于一个的光学元件中，且当具有彼此不同的波长的光分别会聚于信息记录媒体上时，该物镜是共用的。
另外，项71中的光学头装置的特征在于至少集中了至少两个光源和物体的单元至少与信息记录媒体的主表面平行地被驱动。
另外，项72中的光学头装置的特征在于该单元与信息记录媒体的主表面垂直地被驱动。
另外，项73是一个记录及再现装置，其特征在于安装有光学头装置，可以记录或再现音频或像中的至少一种。
另外，项74中的透镜的特征在于在用于对信息记录媒体执行信息的记录或再现中的至少一种的透镜中，所添加的来自衍射表面的正和负符号至少在垂直光轴方向上离开所述光轴的方向中发生一阶翻转，其中上述透镜具有折射率，并在至少一个光表面上具有衍射表面。
另外，项75中的透镜的特征在于在项74中的透镜中，衍射表面具有多个刻制的衍射环带，且其台阶部分位于远离靠近光轴一侧的衍射环带内的光轴的一侧，且在远离所述光轴的一侧上的衍射环带内，其阶梯部分位于靠近光轴一侧。另外，项76中的透镜的特征在于衍射面具有多个刻制的衍射环带，其台阶部分位于靠近衍射环带内的光轴的一侧，而所述衍射环带又在靠近所述光轴的一侧，在远离光轴的一侧上的衍射环带中，其台阶部分位于远离所述光轴的一侧。
另外，项77是一能应用于光学系统的光学元件，这种光学系统用于向信息记录媒体中记录信息，或用于再现来自信息记录媒体的信息，所述光学元件的特征在于当将该器件用在用于向信息记录媒体中记录信息以及/或用于再现来自信息记录媒体的信息的光学系统中，而在这种光学系统中的光使用了至少两种彼此不同的波长时，该光学元件具有衍射面，以对具有至少两种彼此不同的波长的光选择产生同阶的衍射光线。
另外，项78是一透镜，它可被当作光学系统中的一个物镜，所述光学系统是用于向信息记录媒体记录信息，或用于再现来自信息记录媒体的信息，该透镜的特征在于当将其用作用于向信息记录媒体记录信息或用于再现来自信息记录媒体的信息的光学系统中的物镜，而在所述光学系统中使用了具有至少两种彼此不同的波长的光时，其具有衍射面，以对具有两种彼此不同的波长的光选择产生同阶的衍射光线的衍射光焦度。
另外，项79是一光学元件，可将其用在用于向信息记录媒体记录信息或用于再现来自信息记录媒体的信息的光学系统中，所述光学元件的特征在于当将其用在用于向信息记录媒体记录信息以及/或用于再现来自信息记录媒体的信息的光学系统中，而在该光学系统中使用了具有至少两种彼此不同的波长的光时，至少一个光学表面的几乎整个表面上就形成了一个衍射面，以对具有至少两种彼此不同的波长的光选择产生指定的衍射光线。
另外，项80是一可被当作用在光学系统中的物镜的透镜，其中该光学系统用于向信息记录媒体记录信息或用于再现来自信息记录媒体的信息，所述透镜的特征在于当将其用作用于向信息记录媒体记录信息以及/或用于再现来自信息记录媒体的信息的光学系统中的物镜，而在该光学系统中使用了具有至少两种彼此不同的波长的光时，在至少一个光学表面的几乎整个表面上形成了衍射面，以便对具有至少两种彼此不同的波长的光选择产生指定阶的衍射光线。
另外，用于项81中的光盘的衍射光系统的特征在于在具有不同波长的两个光源且记录和再现都使用同一光学系统的记录和再现光学系统中，光学系统包括光学表面，在该光学表面上，衍射环带透镜位于折射面上，因此消除了由折射面上的波长的不同而产生的象差，并消除了由衍射环带透镜所产生的象差，用于消除作用的衍射光线对2种光源的波长是同阶衍射光线。
如上所述，这种衍射光系统的特征在于它包括光学表面，在该光表面上，衍射环带透镜位于折射面上，对具有两种不同波长的光源中的每一种，都消除了由衍射面而引起的某1种同阶衍射光线以及球面像差，因此，这些光线被校正为没有象差，这种情况几乎等于衍射极限。同阶衍射光线最好是一阶衍射光线。
作为本发明的使同阶衍射光能响应2种光源的每个波长的一种方法，该方法的优点在于与使不同阶的衍射光线做响应的情况相比，光量的总体损耗较小。例如，在使用了780nm和635nm的两个波长的情况下，当一阶衍射光线被用于这两种波长时，光量的总体损耗要比将一阶衍射光线用于一个波长而将零阶衍射光线用于另一个波长的情况要小。另外，在将同阶衍射光线用于两种不同波长的光的情况下，当使用一阶衍射光时，光量的损耗小于使用高阶衍射光线的情况。
另外，用于项82的光盘的衍射光系统的特征在于被消除的象差是球面像差以及/或色差。
另外，用于项83的光盘的衍射光系统的特征在于同阶的衍射光线是一阶衍射光线。
另外，用于项84的光盘的衍射光系统的特征在于2种不同波长的光源相应于其透明体衬底厚度相互不同的光盘。
另外，用于项85的光盘的衍射光系统的特征在于在彼此不同的两种波长中的较短波长的光源的波长不大于700nm。
另外，用于项86的光盘的衍射光系统的特征在于在彼此不同的两种波长中的较长波长的光源的波长不短于600nm。
另外，用于项87的光盘的衍射光系统的特征在于在衍射环带透镜中，表示环带位置的相位函数包括除幂级数的二阶方以外的项系数。
另外，用于项88的光盘的衍射光系统的特征在于光衍射面是非球面的。
另外，用于项89的光盘的衍射光系统的特征在于对彼此不同的2种波长的光源来说，衍射光线的衍射效率在几乎为居中的波长时最大。
另外，用于项90的光盘的衍射光系统的特征在于对彼此不同的2种波长的光源来说，衍射光线的衍射效率在所述波长中的一个波长上为最大。
另外，用于项91的光盘的衍射光系统的特征在于在光学表面上的衍射环带透镜内，球面像差被修正到较低值，在光学表面的非球面内，球面像差被修正到较高值。
另外，在用于项91的光盘的衍射光系统内，当物镜被用于例如是CD系统(例如，其波长为780nm，衬底厚度为1.2mm)和DVD系统(例如波长为650nm，衬底厚度为0.6mm)的平行光入射时，在CD系统中，由于衬底的厚度厚，因此球面像差与DVD系统相比具有较高的值，但由于这一球面像差已经用衍射透镜的波长差进行了校正，所以该衍射透镜的球面像差被降低。顺便说一句，在这种情况下，在CD系统的长波长内，衍射透镜的球面像差被大大降低，因此由于衬底厚度而受到的影响得到修正。在非球面内，因衬底厚度的不同而受到的影响未被修正，在CD系统和DVD系统内，球面像差被过修正到几乎相同的台阶别。在上述说明中，发现，当使用了衍射的高阶项时，可以大大地控制球面像差的波运动。
另外，在用于项92的光盘的衍射光系统内，在具有2种不同波长的光源内，波长的差不小于80nm。
另外，用于项93的光盘的衍射光系统的特征在于在光盘的物镜光学系统内，当衍射环带透镜位于光学表面时，对具有2种不同波长的光源中的每一种，其某一种同阶衍射光线的轴向色差都得到校正。
另外，用于项94的光盘的衍射光系统的特征在于具有两种不同波长的光源的波长差不小于80nm，且衍射光系统具有单个的物镜，它能满足以下关系vd＞50，其中vd是物镜的玻璃材料的阿贝数。
另外，用于项95的光盘的衍射光系统的特征在于在对两种不同波长的透镜性能中，任何一个都不会具有大到实际使用的孔径的象差，在其外部，其象差变成弥散光。
另外，用于项96内的光盘的衍射光系统的特征在于在对两种不同波长的透镜性能中，当在开放孔径内没有象差的波长的数值被定义为NA1，在实际使用中的其它波长的数值孔径被定义为NA2，则以下的关系满足NA1＞NA2＞0.5×NA1。
另外，用于项97内的光盘的衍射光系统的特征在于对2种不同波长的光盘的厚度是不同的。
另外，项98内的光学头装置是一种用于记录和再现的光学系统的光学头装置，所述光学系统具有至少多于具有不同波长的2个光源，在这种光学系统中，使用同一物镜经由透明衬底，利用来自每个光源的发散的光通量向光信息记录媒体的信息记录表面记录信息以及/或再现来自光信息记录媒体的信息记录表面的信息，项98内的光学头装置的特征在于物镜包括光学表面，在表面内，类环带衍射表面位于折射面上，且对至少一个光源，通过物镜和透明衬底透射的光通量在最佳像点具有衍射极限性能。
这里，衍射极限性能意味着波前象差得到测量，且全部光通量的波前象差的均方根值(rms值)不大于Mareshal允差波长的0.07倍。另外，实际使用中的孔径意味着可得到由光信息记录媒体的相应标准规定的数值孔径，且其与具有用于记录或再现相应的光信息记录媒体的信息所必需的光斑直径的衍射极限性能的物镜的数值孔径相应。
如上所述，由于实际使用中的数值孔径是随光信息记录媒体而定的，因此穿过拾取装置的光学系统的实际光通量的光信息记录媒体一侧的数值孔径可以大于实际使用的数值孔径。
另外，在本发明中，最好是，最大数值孔径最好意味着实际使用中的数值孔径的最大的一个。这即是，在可互换地用于多个光信息记录媒体的拾取装置的情况下，确定了实际所用的多个数值孔径，且更好的做法可以是，在这些数值孔径中的最大一个被定义为最大数值孔径。另外，预定的数值孔径和必需的数值孔径与实际使用中的数值孔径具有相同的意义。
顺便说一句，在将信息记录到光信息记录媒体上或再现来自光信息记录媒体的信息的情况下，当在实际的光学头装置中所用的光源具有与由标准规定的光源不同的波长时，设定实际所用的数值孔径，使所规定的波长与所规定的数值孔径之比，以及实际所用的波长与实际所用的数值孔径之比为常数。举个例子，在CD中，当使用标准的780nm波长的光源时，数值孔径为0.45，但是，当使用具有650nm波长的光源时，数值孔径为0.38。
另外，项99中的光学头装置是用于记录和再现的光学系统的一种光学头装置，这种光学系统具有至少2个以上的光源，这2个光源具有不同的波长，在这种光学系统中，来自每个光源的散射光通量被用来通过同一物镜经由透明衬底向光信息记录媒体的信息记录表面记录信息以及/或再现来自光信息记录媒体的信息记录表面的信息，项99内的光学头装置的特征在于物镜包括光学表面，在该表面中，类环带衍射表面位于折射表面上，并且对至少一个光源，经由物镜和透明衬底而透射的光通量在最佳像点具有衍射极限特性，并且对至少一个光源，在通过物镜和透明衬底而透射的光通量中，一直到实际使用中的孔径的光通量在最佳像点具有衍射极限特性，并且提供有类环带衍射表面，以便其外部变成弥散光。
另外，项100内的光学头装置的特征在于上述装置具有至少3个光源，它们具有不同的波长。
另外，项101内的光学头装置的特征在于上述装置包括光表面，在该光表面上，至少提供有多于2个的类环带衍射表面。
另外，项102内的光学头装置的特征在于上述装置包括类环带滤波器，以便屏蔽进入物镜的光通量内的实际使用的孔径外的光通量的一部分。
另外，项103内的光学头装置的特征在于在上述装置中，所述单元包括光源和物镜，该单元至少与光信息记录媒体平行地被驱动。
另外，项104内的光学头装置的特征在于在上述装置中，所述单元包括光源和物镜，该单元进一步与光信息记录媒体垂直地被驱动。
另外，依据项105的发明是一种音频以及/或像记录以及/或一种音频以及/或像再现装置，其特征在于安装有上述光学头装置。
另外，项106内的物镜是一种用于记录和再现的光学系统的物镜，所述光学系统具有至少多于2个光源，所述2个光源具有不同的波长，在这种光学系统中，来自每个光源的发散的光通量被用来通过同一物镜经由透明衬底向光信息记录媒体的信息记录表面上记录信息以及/或再现来自光信息记录媒体的信息记录表面的信息，物镜的特征在于它包括光学表面，在该光学表面上，类环带衍射表面位于折射表面上，对于至少一个光源，通过物镜和透明衬底而透射的光通量在最佳像点具有衍射极限特性。
另外，项107内的物镜是用于记录和再现光学系统的一种物镜，所述光学系统具有至少多于2个的光源，所述光源具有不同的波长，在所述光学系统中，来自每个光源的发散的光通量被通过同一物镜经由透明衬底用于向光信息记录媒体记录信息以及/或从中再现出信息，物镜的特征在于它包括光学表面，在该表面上，类环带衍射表面位于折射表面上，对于至少一种光源，通过物镜和透明衬底而传送的光通量在最佳像点具有衍射极限特性，对于至少一种光源，在通过物镜和透明衬底而透射的光通量中，一直到实际所用的孔径的光通量在最佳像点具有衍射极限特性，提供有类环带衍射表面，这样其外部变为弥散光。
另外，在项108中的光学头装置中，从光源发射出的光通量被包括物镜的光会聚光学系统通过光信息记录媒体的透明衬底而会聚到信息记录表面上，且该光学头装置具有第一光源、第二光源和第三光源，并用来记录和播放光信息记录媒体；第一光源具有波长λ1，以记录/再现第一光信息记录媒体；第二光源具有波长λ2，以记录/再现第二光信息记录媒体；第三光源具有λ3，以记录/再现第三光信息记录媒体；这些光源的波长彼此不同；所述光学头装置的特征在于在所述物镜的至少一面上，形成了一个衍射面，该衍射面用于通过对每一个光信息记录媒体的某种同阶衍射光线将球面像差校正到与衍射极限相同或更小的程度。
另外，在项109内的光学头装置中，从光源发射出的光通量被包括物镜的光会聚光学系统通过光信息记录媒体的透明衬底而会聚到信息记录表面上，且该光学头装置具有第一光源、第二光源和第三光源，并用来记录和播放光信息记录媒体；第一光源具有波长λ1，以记录/再现第一光信息记录媒体；第二光源具有波长λ2，以记录/再现第二光信息记录媒体；第三光源具有λ3，以记录/再现第三光信息记录媒体；这些光源的波长彼此不同；所述光学头装置的特征在于在物镜的至少一面上，对每一个光信息记录媒体使用某种同阶的衍射光线，对至少一种光信息记录媒体，一直到实际所使用的孔径的象差被制作为几乎与衍射极限处于同一等级或比它还要小，且使得孔径外部的一部分象差变成弥散光。
在用于记录以及/或再现光信息记录媒体的项109内的光学头装置中，对于每一种光信息记录媒体，由物镜形成的衍射面使用了某种同阶衍射光线，对于至少一种光信息记录媒体，一直可到实际所用的孔径的象差被制作为几乎与衍射极限处于相同的台阶别或比它更小，并使得该孔径外的部分的象差变成弥散光。
另外，正如将要在下面的项中所描述的那样，最好是，在物镜的两个面上都形成衍射面，且衍射光线是一阶衍射光线。以下的特征在于衍射面形成围绕物镜光轴的类环带形，用来表示环带位置的相位函数包括除幂级数的2阶方项以外的项系数，但是，相位函数也可以包括幂级数的二阶方项，也可以不包括它。另外，最好是，在衍射面内，对第一光源、第二光源和第三光源中的每一个，衍射光线的衍射效率在两端的波长或在中间区域的波长为最大。另外，物镜具有为非球面的至少一面，且衍射面上的球面像差被校正而降低，而非球面上的球面像差被校正而提高，因此可以提供上述功能。
另外，项110中的光学头装置的特征在于衍射面形成于物镜的两面上。
另外，项111中的光学头装置的特征在于同阶衍射光线为一阶衍射光线。
另外，项112中的光学头装置的特征在于衍射面形成围绕物镜光轴的类环带状，且表示环带位置的相位函数包括除幂级数的二阶方项之外的项的系数。
另外，项113中的光学头装置的特征在于衍射面形成围绕物镜光轴的类环带状，且表示环带位置的相位函数包括幂级数的二阶方项系数。
另外，项114中的光学头装置的特征在于衍射形成面围绕物镜光轴的类环带状，且表示环带位置的相位函数不包括除幂级数的二阶方项系数。
另外，项115中的光学头装置的特征在于对于第一光源、第二光源以及第三光源中的每一个，衍射光线的衍射效率在两端或在中间区域的波长处最大。
另外，项116中的光学头装置的特征在于物镜中的至少一面为非球面，在衍射面上的球面像差被修正变小，而非球面上的球面像差被修正变大。
另外，项117中的发明是一个音频以及/或像写入以及/或一个音频以及/或像再现装置，这些装置的特征在于安装有在项108-116中任一项所描述的具有第一光源、第二光源以及第三光源的光学头装置。
另外，项118中的物镜被用于光学头装置，在这种装置中，从光源发射出的光通量通过光会聚光学系统经由光信息记录媒体的透明衬底而会聚到信息记录面上，在光学头装置中，具有第一光源、第二光源和第三光源，并记录和播放光信息记录媒体；第一光源具有波长λ1，以记录/再现第一光信息记录媒体；第二光源具有波长λ2，以记录/再现第二光信息记录媒体；第三光源具有λ3，以记录/再现第三光信息记录媒体；这些光源的波长彼此不同；所述物镜的特征在于在物镜的至少一面上，形成有衍射面，在该衍射面中，对每一种光信息记录媒体，都使用同阶衍射光线来校正球面像差，以将其校正成与衍射极限处于同一等级，或比它还要小。
另外，项119中的物镜被用于光学头装置，在这种装置中，从光源发射出的光通量通过光会聚光学系统经由光信息记录媒体的透明衬底而会聚到信息记录面上，在光学头装置中，具有第一光源、第二光源和第三光源，并记录和播放光信息记录媒体；第一光源具有波长λ1，以记录/再现第一光信息记录媒体；第二光源具有波长λ2，以记录/再现第二光信息记录媒体；第三光源具有λ3，以记录/再现第三光信息记录媒体；这些光源的波长彼此不同；所述物镜的特征在于在物镜的至少一面上，对每一个光信息记录媒体，都使用某种同阶衍射光线，且对至少一个光信息记录媒体，以及对于球面像差被校正而直到实际所用的孔径达到几乎与衍射极限处于同一台阶别或比它要小，且对于该孔径外的部分，象差变成弥散光。
另外，在项120中的光学头装置中，从光源发射出的光通量通过光会聚光学系统经由光信息记录媒体的透明衬底而会聚到信息记录面上，在光学头装置中，具有第一光源、第二光源和第三光源，并记录和播放光信息记录媒体；第一光源具有波长λ1，以记录/再现第一光信息记录媒体；第二光源具有波长λ2，以记录/再现第二光信息记录媒体；第三光源具有λ3，以记录/再现第三光信息记录媒体；这些光源的波长彼此不同；所述光学头的特征在于在光会聚系统的至少一面上形成有衍射面，在该衍射面中，对每一种光信息记录媒体，都使用某种同阶衍射光线来校正球面像差，以将其校正到与衍射极限处于同一等级，或比它还要小。
另外，在项121中的光学头装置中，从光源发射出的光通量通过光会聚光学系统经由光信息记录媒体的透明衬底而会聚到信息记录面上，在光学头装置中，具有第一光源、第二光源和第三光源，并记录和播放光信息记录媒体；第一光源具有波长λ1，以记录/再现第一光信息记录媒体；第二光源具有波长λ2，以记录/再现第二光信息记录媒体；第三光源具有λ3，以记录/再现第三光信息记录媒体；这些光源的波长彼此不同；所述光学头的特征在于在光会聚光学系统的至少一面上提供有衍射面，该衍射面中，对每一种光信息记录媒体都使用某种同阶衍射光线，对至少一种光信息记录媒体，直到实际所用的孔径，象差被校正到几乎与衍射极限处于同一台阶别或比它还小，而对在孔径外的部分，象差变成弥散光。
另外，项122内的光学头装置还具有具有波长λ1的第一光源、波长为λ2的第二光源(λ2≠λ1)；在至少一面上具有衍射图案的物镜，它将来自各个光源的光通量经由透明衬底会聚到光信息记录媒体的信息记录面上；光检测器，接收来自光信息记录媒体的第一光源和第二光源的发射光通量的反射光，当使用来自第一光源的光通量的物镜的衍射图案的至少m阶衍射光线(m是一个非零整数)时，其透明衬底的厚度为t1的第一光信息记录媒体被记录以及/或被播放，当使用来自第一光源的光通量的物镜的衍射图案的至少n阶衍射光线(n＝m)时，其厚度为t2(t2≠t1)的第二光信息记录媒体被记录以及/或被播放。
另外，项123内的光学头装置是用于有这样一种关系的光学头装置，即第一和第二光源的波长λ1和λ2的关系是λ1＜λ2，透明衬底t1和t2的厚度是t1＜t2，该光学头装置的特征在于所述m阶和n阶衍射光都是+1阶衍射光。
另外，项124内的光学头装置是用于有这样一种关系的光学头装置，即第一和第二光源的波长λ1和λ2的关系是λ1＜λ2，透明衬底t1和t2的厚度是t1＞t2，该光学头装置的特征在于所述m阶和n阶衍射光都是-1阶衍射光。
另外，项125内的光学头装置的特征在于在项122内的装置中，当用波长为λ1的第一光源对透明衬底的厚度为t1的第一光信息记录媒体执行记录以及/或执行再现时，所需的物镜的光信息记录媒体一侧的必要的数值孔径被定义为NA1，当用波长为λ2(λ2＞λ1)的第二光源对透明衬底的厚度为t2(t2＞t1)的第二光信息记录媒体执行记录以及/或再现时，所需的物镜的光信息记录媒体一侧的必要的数值孔径被定义为NA2(NA2＜NA1)，在物镜的至少一面上的衍射图案对光轴是旋转对称的，从与物镜的衍射图案的光轴分开得最远的环境中来自第一光源的光通量的+1阶衍射光线被会聚为一个光通量，其在光信息记录媒体一侧的数值孔径为NAH1，从与物镜的衍射图案的光轴一侧最近的环境中来自第一光源的光通量的+1阶衍射光线被会聚为光通量，其在光信息记录媒体一侧的数值孔径为NAL1，以下关系满足NAH1＜NA1，0≤NAL1≤NA2。
另外，项126中的光学头装置的特征在于在项122内的装置中，当由波长为λ1的第一光源对其透明衬底的厚度为t1的第一光信息记录媒体进行记录以及/或再现时，在所需物镜的光信息记录媒体一侧上的必要的数值孔径被定义为NA1，当由波长为λ2的第二光源(λ2＞λ1)对其透明衬底的厚度为t2(t2＞t1)的第二光信息记录媒体进行记录以及/或再现时，在所述的物镜的光信息记录媒体一侧上的必要的数值孔径被定义为NA2(NA2＞NA1)，物镜的至少一面上所提供的衍射图案对光轴是旋转对称的，从与物镜的衍射图案的光轴分开得最远的环境中来自第一光源的光通量的+1阶衍射光线被会聚为一个光通量，其在光信息记录媒体一侧的数值孔径为NAH1，从与物镜的衍射图案的光轴一侧最近的环境中来自第一光源的光通量的+1阶衍射光线被会聚为光通量，其在光信息记录媒体一侧的数值孔径为NAL1，以下关系满足NAH1＜NA2，0≤NAL1≤NA1。
另外，项127中的光学头装置的特征在于在项122内的装置中，当由波长为λ1的第一光源对其透明衬底的厚度为t1的第一光信息记录媒体进行记录以及/或再现时，在所需的物镜的光信息记录媒体一侧上的必要的数值孔径被定义为NA1，当由波长为λ2的第二光源(λ2＞λ1)对透明衬底的厚度为t2(t2＜t1)的第二光信息记录媒体进行记录以及/或再现时，在所述的物镜的光信息记录媒体一侧上的必要的数值孔径被定义为NA2(NA2＜NA1)，物镜的至少一面上所提供的衍射图案对光轴是旋转对称的，从与物镜的衍射图案的光轴分开得最远的环境中来自第一光源的光通量的-1阶衍射光线被会聚为一个光通量，其在光信息记录媒体一侧的数值孔径为NAH1，从与物镜的衍射图案的光轴一侧最近的环境中来自第一光源的光通量的-1阶衍射光线被会聚为光通量，其在光信息记录媒体一侧的数值孔径为NAL1，以下关系满足NAH1＜NA1，0≤NAL1≤NA2。
另外，项128中的光学头装置的特征在于在项122内的装置中，当由波长为λ1的第一光源对其透明衬底的厚度为t1的第一光信息记录媒体进行记录以及/或再现时，在物镜的光信息记录媒体一例上的必要的数值孔径被定义为NA1，当由波长为λ2的第二光源(λ2＞λ1)对其透明衬底的厚度为t2(t2＜t1)的第二光信息记录媒体进行记录以及/或再现时，在所述物镜的光信息记录媒体一侧上的必要的数值孔径被定义为NA2(NA2＞NA1)，物镜的至少一面上所提供的衍射图案对光轴是旋转对称的，从与物镜的衍射图案的光轴分开得最远的环境中来自第一光源的光通量的-1阶衍射光线被会聚为一个光通量，其在光信息记录媒体一侧的数值孔径为NAH1，从与物镜的衍射图案的光轴一侧最近的环境中来自第一光源的光通量的-1阶衍射光线被会聚为光通量，其在光信息记录媒体一侧的数值孔径为NAL1，以下关系满足NAH1＜NA2，0≤NAL1≤NA1。
另外，项129中的光学头装置的特征在于在项125内的装置中，在来自第一光源的光通量内，不通过衍射图案的光通量的光会聚位置与穿过衍射图案的光通量的光会聚位置几乎相同，不穿过衍射图案的光通量的数值孔径在该光通量穿过物镜时不大于NA1。
另外，项130中的光学头装置的特征在于在项126内的装置中，在来自第二光源的光通量内，不通过衍射图案的光通量的光会聚位置与穿过衍射图案的光通量的光会聚位置几乎相同，不穿过衍射图案的光通量的数值孔径在该光通量穿过物镜时不大于NA2。
另外，项131中的光学头装置的特征在于在项127内的装置中，在来自第一光源的光通量内，不通过衍射图案的光通量的光会聚位置与穿过衍射图案的光通量的光会聚位置几乎相同，不穿过衍射图案的光通量的数值孔径在该光通量穿过物镜时不大于NA1。
另外，项132中的光学头装置的特征在于在项128内的装置中，在来自第二光源的光通量内，不通过衍射图案的光通量的光会聚位置与穿过衍射图案的光通量的光会聚位置几乎相同，不穿过衍射图案的光通量的数值孔径在该光通量穿过物镜时不大于NA2。
另外，项133中的光学头装置的特征在于在项129内的装置中，从与物镜的衍射图案的光轴分开得最远的环境中来自第二光源的光通量的+1阶衍射光被会聚为一个光通量，其在光信息记录媒体一侧的数值孔径为NAH2，从与物镜的衍射图案的光轴最近的环境中来自第二光源的光通量的+1阶衍射光被会聚为一个光通量，其数值孔径在光信息记录媒体一侧为NAL2，如此设置穿过物镜的光通量的球面像差，使得在来自第一光源的光通量中，使用其数值孔径在该光通量穿过物镜时不大于NA1的光通量，且光斑被会聚到光信息记录媒体的信息记录表面上，这样可以实施对第一光信息记录媒体的记录以及/或再现，在来自第二光源的光通量中，使用其数值孔径在该光通量穿过物镜时不大于NAH2的光通量，且光斑被会聚到光信息记录媒体的信息记录表面上，这样可以实施对第二光信息记录媒体的记录以及/或再现。
另外，项134中的光学头装置的特征在于在项130内的装置中，从与物镜的衍射图案的光轴分开得最远的环境中来自第二光源的光通量的+1阶衍射光被会聚为一个光通量，其在光信息记录媒体一侧的数值孔径为NAH2，从与物镜的衍射图案的光轴最近的环境中来自第二光源的光通量的+1阶衍射光被会聚为一个光通量，其数值孔径在光信息记录媒体一侧为NAL2，如此设置穿过物镜的光通量的球面像差，使得在来自第一光源的光通量中，使用数值孔径在该光通量穿过物镜时不大于NAH1的光通量，且光斑被会聚到光信息记录媒体的信息记录表面上，这样可以实施对第一光信息记录媒体的记录以及/或再现，在来自第二光源的光通量中，使用数值孔径在该光通量穿过物镜时不大于NA2的光通量，且光斑被会聚到光信息记录媒体的信息记录表面上，这样可以实施对第二光信息记录媒体的记录以及/或再现。
另外，项135中的光学头装置的特征在于在项131内的装置中，从与物镜的衍射图案的光轴分开得最远的环境中来自第二光源的光通量的-1阶衍射光被会聚为一个光通量，其在光信息记录媒体一侧的数值孔径为NAH2，从与物镜的衍射图案的光轴最近的环境中来自第二光源的光通量的-1阶衍射光被会聚为一个光通量，其数值孔径在光信息记录媒体一侧为NAL2，如此设置穿过物镜的光通量的球面像差，使得在来自第一光源的光通量中，使用其数值孔径在该光通量穿过物镜时不大于NA1的光通量，且光斑被会聚到光信息记录媒体的信息记录表面上，这样可以实施对第一光信息记录媒体的记录以及/或再现，在来自第二光源的光通量中，使用其数值孔径在该光通量穿过物镜时不大于NAH2的光通量，且光斑被会聚到光信息记录媒体的信息记录表面上，这样可以实施对第二光信息记录媒体的记录以及/或再现。
另外，项136中的光学头装置的特征在于在项132内的装置中，从与物镜的衍射图案的光轴分开得最远的环境中来自第二光源的光通量的-1阶衍射光被会聚为一个光通量，其在光信息记录媒体一侧的数值孔径为NAH2，从与物镜的衍射图案的光轴最近的环境中来自第二光源的光通量的-1阶衍射光被会聚为一个光通量，其数值孔径在光信息记录媒体一侧为NAL2，如此设置穿过物镜的光通量的球面像差，使得在来自第一光源的光通量中，使用其数值孔径在该光通量穿过物镜时不大于NAH1的光通量，且光斑被会聚到光信息记录媒体的信息记录表面上，这样可以实施对第一光信息记录媒体的记录以及/或再现，在来自第二光源的光通量中，使用其数值孔径在该光通量穿过物镜时不大于NA2的光通量，且光斑被会聚到光信息记录媒体的信息记录表面上，这样可以实施对第二光信息记录媒体的记录以及/或再现。
另外，项137中的光学头装置的特征在于在项133内的装置中，在来自第一光源的光通量中，在穿过第一光信息记录媒体的透明衬底的最佳像点处，其数值孔径在光通量穿过物镜时不大于NA1的光通量的波前像差不大于0.07λrms，在来自第二光源的光通量中，在穿过第二光信息记录媒体的透明衬底的最佳像点处，其数值孔径在光通量穿过物镜时不大于NAH2的光通量的波前像差不大于0.07λrms。
另外，项138中的光学头装置的特征在于在项134内的装置中，在来自第一光源的光通量中，在穿过第一光信息记录媒体的透明衬底的最佳像点处，其数值孔径在光通量穿过物镜时不大于NAH1的光通量的波前像差不大于0.07λrms，在来自第二光源的光通量中，在穿过第二光信息记录媒体的透明衬底的最佳像点处，其数值孔径在光通量穿过物镜时不大于NA2的光通量的波前像差不大于0.07λrms。
另外，项139中的光学头装置的特征在于在项135内的装置中，在来自第一光源的光通量中，在穿过第一光信息记录媒体的透明衬底的最佳像点处，其数值孔径在光通量穿过物镜时不大于NA1的光通量的波前像差不大于0.07λrms，在来自第二光源的光通量中，在穿过第二光信息记录媒体的透明衬底的最佳像点处，其数值孔径在光通量穿过物镜时不大于NAH2的光通量的波前像差不大于0.07λrms。
另外，项140中的光学头装置的特征在于在项136内的装置中，在来自第一光源的光通量中，在穿过第一光信息记录媒体的透明衬底的最佳像点处，其数值孔径在光通量穿过物镜时不大于NAH1的光通量的波前像差不大于0.07λrms，在来自第二光源的光通量中，在穿过第二光信息记录媒体的透明衬底的最佳像点处，其数值孔径在光通量穿过物镜时不大于NA2的光通量的波前像差不大于0.07λrms。
另外，项141中的光学头装置的特征在于在项122-140中的任何一项的装置中，在第一光源和物镜之间、在第二光源和物镜之间至少包含有一个准直仪，进入物镜的来自第一光源的光通量以及进入物镜的来自第二光源的光通量分别是平行光。
另外，项142中的光学头装置的特征在于在项141内的装置中，用于来自第一光源的光通量的近轴焦点位置以及用于来自第二光源的光通量的近轴焦点位置几乎是一致的。
另外，项143内的光学头装置的特征在于在项129、133和137内的装置中，所提供的第二衍射图案位于所述衍射图案的外部，如此设置第二衍射图案，使得对于来自第一光源的光通量，第二衍射图案的+1阶衍射光被会聚到光会聚位置上，来自第二光源的光通量没有被第二衍射图案衍射。
另外，项144内的光学头装置的特征在于在项130、134和138内的装置中，所提供的第二衍射图案位于衍射图案的外部，如此设置第二衍射图案，使得来自第一光源的光通量在第二衍射图案中主要是+1阶衍射光，来自第二光源的光通量通过第二衍射图案透射出去，并被会聚到光会聚位置上。
另外，项145内的光学头装置的特征在于在项131、135和139内的装置中，所提供的第二衍射图案位于衍射图案的外部，如此设置第二衍射图案，使得第二衍射图案中的-1阶衍射光被会聚到对来自第一光源的光通量的光会聚位置上，第二衍射图案不对来自第二光源的光通量进行衍射。
另外，项146内的光学头装置的特征在于在项132、136和140内的装置中，所提供的第二衍射图案位于衍射图案的外部，如此设置第二衍射图案，使得来自第一光源的光通量在第二衍射图案中主要是-1阶衍射光，来自第二光源的光通量通过第二衍射图案透射出去，并被会聚到光会聚位置上。
另外，项147内的光学头装置的特征在于在项129、133和137内的装置中，所提供的第二衍射图案位于衍射图案的外部，如此设置第二衍射图案，使得对于来自第一光源的光通量第二衍射图案的透射光被会聚到所述光会聚位置上，来自第二光源的光通量为第二衍射图案内的-1阶衍射光的主要部分。
另外，项148内的光学头装置的特征在于在项130、134和138内的装置中，所提供的第二衍射图案位于衍射图案的外部，如此设置第二衍射图案，使得来自第一光源的光通量穿过第二衍射图案，来自第二衍射图案的光通主要量成为第二衍射图案中-1阶衍射光，并被会聚到会聚位置上。
另外，项149内的光学头装置的特征在于在项131、135和139内的装置中，所提供的第二衍射图案位于衍射图案的外部，如此设置第二衍射图案，使得对于来自第一光源的光通量，第二衍射图案透射的光被会聚到光会聚位置上，来自第二光源的光通量主要变为第二衍射图案内+1阶衍射光。
另外，项150内的光学头装置的特征在于在项132、136和140内的装置中，所提供的第二衍射图案位于衍射图案的外部，如此设置第二衍射图案，使得来自第一光源的光通量穿过第二衍射图案，来自第二衍射图案的光通量主要成为第二衍射图案中+1阶衍射光，并被会聚到光会聚位置上。
另外，项151内的光学头装置的特征在于在项129、131、133、135、137或139内的装置中，装置包括一个光合成装置以及一个开度限制装置，利用前者可以形成由第一光源所发射的光通量以及由第二光源所发射的光通量，而后者可以传送来自第一光源的光通量，并且在来自第二光源的光通量中，开度限制装置不传送穿过与光合成装置和光信息记录媒体之间的衍射图案的光轴相对一侧区域的光通量。
另外，项151内的光学头装置的特征在于在项129、131、133、135、137或139内的装置中，装置包括一个光合成装置以及一个开度限制装置，利用前者可以形成由第一光源所发射的光通量，以及形成由第二光源所发射的光通量，而后者可以传送来自第二光源的光通量，而且在来自第一光源的光通量中，开度限制装置不传送穿过与光合成装置和光信息记录媒体之间的衍射图案的光轴相对一侧区域的光通量。
另外，项153内的光学头装置的特征在于在项151内的装置中，开度限制装置是一个环带滤波器，该环带滤波器传送来自第一光源的光通量，而在来自第二光源的光通量内，该环带滤波器反射或吸收穿过与衍射图案的光轴相反一侧区域的光通量。
另外，在项154内的光学头装置的特征在于在项152内的装置中，开度限制装置是一个环带滤波器，该环带滤波器传送来自第二光源的光通量，而在来自第一光源的光通量内，该环带滤波器反射或吸收穿过与衍射图案的光轴相反一侧区域的光通量。
另外，在项155内的光学头装置的特征在于在项151内的装置中，开度限制装置是一个环带滤波器，该环带滤波器传送来自第一光源的光通量，而在来自第二光源的光通量内，该环带滤波器对穿过与衍射图案的光轴相反一侧区域的光通量进行衍射。
另外，在项156内的光学头装置的特征在于在项152内的装置中，开度限制装置是一个环带滤波器，该环带滤波器传送来自第二光源的光通量，而在来自第一光源的光通量内，该环带滤波器对穿过与衍射图案的光轴相反一侧区域的光通量进行衍射。
另外，在项157内的光学头装置的特征在于在项122-156的任何一项的装置中，光检测器对第一光源和第二光源是公用的。
另外，在项158内的光学头装置的特征在于在项122-156的任何一项的装置中，光检测器分别有用于第一光源的第一光检测器和第二光源的第二光检测器，这两个光检测器在空间上处于分离开的位置。
另外，在项159内的光学头装置的特征在于在项158内的装置中，第一光源和第一光检测器或第二光源和第二光检测器中的至少一对形成一个单元。
另外，在项160内的光学头装置的特征在于在项157内的装置中，第一光源、第二光源和公用的光检测器(单独一只光检测器)构成一个单元。
另外，在项161内的光学头装置的特征在于在项158内的装置中，在光检测器中，第一光源的第一光检测器和第二光源的第二光检测器是分别提供的，第一光源、第二光源、第一光检测器和第二光检测器构成一个单元。
另外，在项162内的光学头装置的特征在于在项122-161的任一项内的装置中，还提供了用于检测来自光盘的光的光检测器。
另外，在项163内的光学头装置具有波长为λ1的第一光源，波长为λ2(λ1≠λ2)的第二光源；波构成装置，可用于构成所发射的来自第一光源的光通量和所发射的来自第二光源的光通量；衍射光元件，在至少一面上具有衍射图案；物镜，分别将来自相应光源的光通量通过透明衬底而会聚到光信息记录媒体的信息记录表面上；光检测器，它接收从光信息记录媒体反射回来的来自第一光源和第二光源的反射光通量的光，所述光学头装置的特征在于至少使用来自第一光源的光通量的物镜的衍射图案的m阶衍射光线(其中，m是一个非零的整数)，因此，对其透明衬底厚度为t1的第一光信息记录媒体进行记录以及/或播放，至少使用来自第二光源的光通量的物镜的衍射图案的n阶衍射光(其中n＝m)，因此，对其透明衬底厚度为t2(t2≠t1)的第二光信息记录媒体进行记录以及/或播放。
另外，项164内的光学头装置的特征在于在项163内的装置中，在以下关系中使用光学头装置，即第一光源和第二光源的波长λ1和λ2的关系为λ1＜λ2，透明衬底的厚度t1和t2的关系为t1＜t2，m阶和n阶衍射光都是+1阶衍射光。
另外，项165内的光学头装置的特征在于在项163内的装置中，在以下关系中使用光学头装置，即第一光源和第二光源的波长λ1和λ2的关系为λ1＜λ2，透明衬底的厚度t1和t2的关系为t1＞t2，m阶和n阶衍射光都是-1阶衍射光。
另外，项166内的光学头装置的特征在于在项163、164和165内的装置中，衍射光元件和物镜是被整体驱动的。
另外，项167内的光学头装置的特征在于在项122-166内的装置中，第一衍射图案的光轴方向的深度不大于2μm。
另外，用于项168内的光学头装置的物镜的特征在于在其至少一面上具有衍射图案，当有波长为λ1的光通量入射时，来自衍射图案的至少m阶衍射光(其中m是一个非零整数)被会聚到第一光会聚位置，当有波长为λ2的光通量入射时，来自衍射图案的至少n阶衍射光(其中，n＝m)被会聚到第二光会聚位置上，该第二会聚位置与第一会聚位置不同。
另外，用于项169内的光学头装置的物镜的特征在于当波长λ1、λ2为λ1＜λ2时，第一光会聚位置为对其透明衬底厚度为t1的第一光信息记录媒体的光会聚位置，第二光会聚位置为对其透明衬底厚度为t2的第二光信息记录媒体的光会聚位置，透明衬底的厚度t1、t2为t1＜t2，m阶和n阶衍射光都是+1阶衍射光。
另外，用于项170内的光学头装置的物镜的特征在于当波长λ1、λ2为λ1＜λ2时，第一光会聚位置为对其透明衬底厚度为t1的第一光信息记录媒体的光会聚位置，第二光会聚位置为对其透明衬底厚度为t2的第二光信息记录媒体的光会聚位置，透明衬底的厚度t1、t2为t1＞t2，m阶和n阶衍射光都是-1阶衍射光。
另外，用于项171内的光学头装置的物镜的特征在于在其至少一面上具有衍射图案，当有波长为λ1的光通量入射时，来自衍射图案的至少m阶衍射光(其中m是一个非零整数)具有这样的光会聚位置，该位置用于对其透明衬底厚度为t1的第一光信息记录媒体执行记录以及/或再现，当有波长为λ2(其中λ2≠λ1)的光通量入射时，来自衍射图案的至少n阶衍射光(其中，n＝m)具有这样的光会聚位置，该位置用于对其透明衬底的厚度为t2(这里，t2≠t1)的第二光信息记录媒体执行记录以及/或再现。
另外，用于项172内的光学头装置的物镜的特征在于在项171内的物镜中，当波长λ1、λ2为λ1＜λ2，且透明衬底的厚度t1、t2为t1＜t2时，m阶和n阶衍射光都是+1阶衍射光。
另外，用于项173内的光学头装置的物镜的特征在于在项171内的物镜中，当波长λ1、λ2为λ1＜λ2，且透明衬底的厚度t1、t2为t1＞t2时，m阶和n阶衍射光都是-1阶衍射光。
另外，用于项174内的光学头装置的物镜的特征在于在项172内的物镜中，当由波长为λ1的第一光源对其透明衬底厚度为t1的第一光信息记录媒体执行记录以及/或再现时，所需的物镜的光信息记录媒体一侧的必要的数值孔径为NA1，当由波长为λ2(λ2＞λ1)的第二光源对其透明衬底厚度为t2(t2＞t1)的第二光信息记录媒体执行记录以及/或再现时，所需的物镜的光信息记录媒体一侧的必要的数值孔径为NA2(NA2＜NA1)，在物镜至少一面上的衍射图案对光轴是旋转对称的，从与物镜的衍射图案的光轴离开得最远的环境中自第一光源的光通量的+1阶衍射光被会聚为其数值孔径在光信息记录媒体一侧为NAH1的光通量，从与物镜的衍射图案的光轴最近的环境中自第一光源的光通量的+1阶衍射光被会聚为其数值孔径在光信息记录媒体一侧为NAL1的一个光通量，且以下条件满足NAH1＜NA1，0≤NAL1≤NA2。
另外，用于项175内的光学头装置的物镜的特征在于在项172内的物镜中，当由波长为λ1的第一光源对其透明衬底厚度为t1的第一光信息记录媒体执行记录以及/或再现时，所需的物镜的光信息记录媒体一侧的必要的数值孔径为NA1，当由波长为λ2(λ2＞λ1)的第二光源对其透明衬底厚度为t2(t2＞t1)的第二光信息记录媒体执行记录以及/或再现时，所需的物镜的光信息记录媒体一侧的必要的数值孔径为NA2(NA2＞NA1)，在物镜至少一面上的衍射图案对光轴是旋转对称的，从与物镜的衍射图案的光轴离开得最远的环境中自第一光源的光通量的+1阶衍射光被会聚为其数值孔径在光信息记录媒体一侧为NAH1的光通量，从与物镜的衍射图案的光轴最近的环境中自第一光源的光通量的+1阶衍射光被会聚为其数值孔径在光信息记录媒体一侧为NAL1的一个光通量，且以下条件满足NAH1＜NA2，0≤NAL1≤NA1。
另外，用于项176内的光学头装置的物镜的特征在于在项173内的物镜中，当由波长为λ1的第一光源对其透明衬底厚度为t1的第一光信息记录媒体执行记录以及/或再现时，所需的物镜的光信息记录媒体一侧的必要的数值孔径为NA1，当由波长为λ2(λ2＞λ1)的第二光源对其透明衬底厚度为t2(t2＞t1)的第二光信息记录媒体执行记录以及/或再现时，所需的物镜的光信息记录媒体一侧的必要的数值孔径为NA2(NA2＜NA1)，在物镜至少一面上的衍射图案对光轴是旋转对称的，从与物镜的衍射图案的光轴离开得最远的环境中自第一光源的光通量的-1阶衍射光被会聚为其数值孔径在光信息记录媒体一侧为NAH1的光通量，从与物镜的衍射图案的光轴最近的环境中自第一光源的光通量的-1阶衍射光被会聚为其数值孔径在光信息记录媒体一侧为NAL1的一个光通量，且以下条件满足NAH1＜NA1，0≤NAL1≤NA2。
另外，用于项177内的光学头装置的物镜的特征在于在项173内的物镜中，当由波长为λ1的第一光源对其透明衬底厚度为t1的第一光信息记录媒体执行记录以及/或再现时，所需的物镜的光信息记录媒体一侧的必要的数值孔径为NA1，当由波长为λ2(λ2＞λ1)的第二光源对其透明衬底厚度为t2(t2＜t1)的第二光信息记录媒体执行记录以及/或再现时，所需的物镜的光信息记录媒体一侧的必要的数值孔径为NA2(NA2＞NA1)，在物镜至少一面上的衍射图案对光轴是旋转对称的，从与物镜的衍射图案的光轴离开得最远的环境中自第一光源的光通量的-1阶衍射光被会聚为其数值孔径在光信息记录媒体一侧为NAH1的光通量，从与物镜的衍射图案的光轴最近的环境中自第一光源的光通量的-1阶衍射光被会聚为其数值孔径在光信息记录媒体一侧为NAL1的一个光通量，且以下条件满足NAH1＜NA2，0≤NAL1≤NA1。
另外，用于项178内的光学头装置的物镜的特征在于在项168-177内的任一项的物镜中，光表面包括衍射图案部分以及折射部分，衍射部分和折射部分之间的边界包括不小于5μm的高度差。
另外，用于项179内的光学头装置的物镜的特征在于在项168-177内的任一项中，与光轴一侧最近的衍射部分的衍射图案的平均深度不大于2μm。
另外，用于项180内的光学头装置的物镜的特征在于在项179中的物镜，与光轴一侧最近的衍射部分的衍射图案的平均深度不大于2μm，与光轴一侧最远的衍射部分的衍射图案的平均深度不小于2μm。
另外，用于项181内的光学头装置的物镜的特征在于在项168-180的任一项内的物镜中，光表面的衍射图案包括光轴部分。
另外，用于项182内的光学头装置的物镜的特征在于在项168-180的任一项内的物镜中，光表面的光轴部分不具有衍射图案，它是一个折射表面。
另外，用于项183内的光学头装置的物镜的特征在于在项168、169、171、172或174内的物镜中，当在650nm的光源的波长下，以预定的成像放大率通过厚度为0.6mm的透明衬底在信息记录表面上形成像时，它具有可达到至少0.6的数值孔径的衍射极限特性，当在780nm的光源的波长下，以预定的成像放大率通过厚度为1.2mm的透明衬底在信息记录表面上形成像时，它具有可达到至少0.45的衍射极限特性。
另外，用于项184内的光学头装置的物镜的特征在于在项183内的物镜中，衍射图案的台阶数目不大于15。
另外，用于项185内的光学头装置的物镜的特征在于在项168-184的任一项内的物镜中，提供有衍射图案的光表面是一个凸面。
另外，用于项186内的光学头装置的物镜的特征在于在项185内的物镜中，提供有衍射图案的光表面的折射部分是非球面。
另外，用于项187内的光学头装置的物镜的特征在于在项186内的物镜中，衍射图案包括至少一个非球面折射部分。
另外，用于项188内的光学头装置的物镜的特征在于在项168-187的任一项内的物镜中，物镜是单独的一只透镜。
另外，用于项189内的光学头装置的物镜的特征在于在项188内的物镜中，仅仅在单独一只透镜的一个光表面上提供有衍射图案。
另外，用于项185内的光学头装置的物镜的特征在于在项188内的物镜中，仅仅在单独一只透镜的一个光表面上提供有衍射图案，另一光表面是非球面的。
来自第一光源的无象差平行光被射入这样的物镜，通过使用设计成使平行光穿过第一光信息记录媒体的透明衬底(其厚度为t1)而被无象差地会聚的一只专用物镜，如下考虑来自第二光源的无象差平行光入射到这只物镜，并穿过第二光信息记录媒体的透明衬底(厚度t2，t2＞t1)的情况。
对所射入的平行光，当没有衬底且波长为λ1时，后焦点为fB1，当波长为λ2(λ2＞λ1)时，后焦点为fB2。
在这种情况下，轴向色差ΔfB定义为ΔfB＝fB2-fB1 ……(1)当物镜为折射型非球面单透镜时，ΔfB＞0。
另外，当波长为λ2，且光被会聚而穿过第二光信息记录媒体的透明衬底时，在将轴焦点位置当作参照物的情况下，球面像差由于以下原因而不为零(1)由于波长而引起的球面像差与物镜的折射率相关，折射率会随波长λ1到λ2的改变而改变。
(2)由于第一光信息记录媒体的透明衬底的厚度t1与第二光信息记录媒体的透明衬底的厚度t2之间的差而产生的球面像差。
(3)由于第一光信息记录媒体的透明衬底的折射率nd1(λ1)与第二光信息记录媒体的透明衬底的折射率nd2(λ2)之间的差而引起的球面像差。
当物镜是折射型非球面单透镜时，由于因素(1)而产生的球面像差提高。由于因素(2)而产生的球面像差也提高。另外，在nd2＜nd1时，由于因素(3)而产生的球面像差也提高。
在由于因素(1)-(3)而产生的过高球面像差中，由于因素(2)而产生的球面像差几乎占了全部份额，其阶是由于因素(1)而引起的球面像差。由于因素(3)而引起的球面像差几乎可被忽略。
上述假想与这样一种情况相应，这种情况例如是第一光信息记录媒体是DVD，第一光源的波长λ1为650nm，第二光信息记录媒体是CD，第二光源的波长λ2为780nm，在DVD(厚度t1＝0.6mm)和CD(厚度t2＝1.2mm)中，透明衬底的材料是相同的，但厚度不同。
接下来，如图113(a)所示，观察对光轴是旋转对称的衍射图案的+1阶衍射光时，当波长较长时，+1阶光的衍射角较大，+1阶光更多地朝光轴一侧衍射，更向下面一侧弯曲。即，与射入来自波长为λ1的第一光源的无象差的平行光通量的情况相比，当射入来自波长为λ2的第二光源的无象差的平行光通量时，+1阶光具有这样一种性能，它能降低轴色差和球面像差。通过使用这一性能，可以降低当波长为λ2的光穿过第二光信息记录媒体时的球面像差与当波长为λ1的光穿过第一光信息记录媒体时的球面像差之间的差异，这是通过引入旋转对称的衍射图案，以及使用+1阶衍射光来实现的。
当第一光信息记录媒体的衬底厚度t1大于第二光信息记录媒体的衬底厚度t2时，由于因素(2)而产生的球面像差降低，如图12(b)所示，通过使用具有可以提高要产生的轴色差和球差的特性的-1阶衍射光，能够降低像差。
在本发明中，在使用+1阶衍射光的情况下，当物镜材料的折射率在波长λ1时为n(λ1)，物镜材料的折射率在波长λ2时为n(λ2)，衍射图案的深度为λ1/{n(λ1)-1}或λ2/{n(λ2)-1}，甚至是使用了具有相对较小折射率的塑料材料，深度也不会大于2μm，因此，对有集成了衍射图案的物镜的生产要比对传统全息光元件的或对全息类型的环形透镜的要容易。
另外，项191内的光学头装置，它具有具有波长λ1的第一光源；具有波长λ2的第二光源(λ1≠λ2)；物镜在其至少一面上具有衍射图案，它能将来自相应光源的光通量穿过透明衬底会聚到光信息记录媒体的信息记录面上；光检测器接收由第一光源和第二光源发射出的从光信息记录媒体上反射回来的反射光，光学头装置的特征在于通过使用来自第一光源的光通量的物镜的衍射图案的至少m阶衍射光(其中m是一个非零整数)，光学头装置能对其透明衬底厚度为t1的第一光信息记录媒体执行信息记录或再现的至少一种，通过使用来自第二光源的光通量的物镜的衍射图案的至少n阶衍射光(其中n＝m)，光学头装置对其透明衬底厚度为t2(t2≠t1)的第二光信息记录媒体执行信息记录或再现中的至少一种，该物镜是由塑料材料制成的，塑料材料满足以下关系当温度改变ΔT(℃)时，折射率的改变量被定义为Δn，则-0.0002/℃＜Δn/ΔT＜-0.00005/℃，第一光源满足以下关系当温度改变ΔT(℃)时，发射波长的改变量被定义为Δλ1(nm)，则0.05nm/℃＜Δλ1/ΔT＜0.5nm/℃。
依据项191，因为塑料物镜内的折射率由于温度变化而引起的光学头装置的特性改变以及因为光源波长由于温度变化而引起的光学头装置的特性改变具有彼此趋于相互抵消的作用，可获得补偿效果，从而可得到对温度变化有很强适应性的光学头装置。
另外，项192内的光学头具有具有波长λ1的第一光源；具有波长λ2(λ1≠λ2)；物镜，至少在其一个面上具有衍射图案，它将来自相应光源的光通量穿过透明衬底会聚到光信息记录媒体的信息记录表面上；光检测器，接收从第一光源和第二光源发射出的从光信息记录媒体上反射回的反射光，光学头装置的特征在于通过使用来自第一光源的光通量的物镜的衍射图案的至少m阶衍射光(其中m是一个非零整数)，光学头装置可以对其透明衬底厚度为t1的第一光信息记录媒体执行信息记录或再现中的至少一种，通过使用来自第二光源的光通量的物镜的衍射图案的至少n阶衍射光(其中n＝m)，光学头装置可以对其透明衬底厚度为t2(t2≠t1)的第二光信息记录媒体执行信息记录或再现中的至少一种，波长λ1、λ2，透明衬底t1和t2的厚度具有如下关系λ2＞λ1，t2＞t1，在由第一光源对第一光信息记录媒体执行记录以及/或再现所需的物镜的光信息记录媒体一侧的必要的数值孔径为NA1，物镜在波长λ1(mm)时的焦距为f1(mm)，环境温度变化为ΔT(℃)的情况下，当会聚到第一信息记录媒体的信息记录表面上的光通量的波前像差的三阶球面像差分量的变化量为ΔWSA3(λ1rms)时，以下关系满足0.2×10-6/℃＜ΔWSA3·λ1/{f·(NA1)4·ΔT}＜2.2×10-6/℃依据项192，当目标项的值不大于上限时，甚至在环境温度变化时，也可很容易地维护拾取装置的特征，当目标项的值不小于下限时，即便只有温度发生改变，也可很容易地维护拾取目标装置的特性。
另外，项193内的光学头装置的特征在于在项191或192中，在第一光源和物镜之间、在第二光源和物镜之间至少包括一个准直仪，来自第一光源入射到物镜的光通量和来自第二光源入射到物镜的光通量均几乎是平行光。
另外，项194内的光学头装置的特征在于在项191、192或193中，t1为0.55mm-0.65mm，t2为1.1mm-1.3mm，λ1为630nm-670nm，λ2为760nm-820nm。
另外，项192内的光学头装置提供有具有波长λ1的第一光源；具有波长λ2的第二光源(λ1≠λ2)；物镜，在其至少一面上具有衍射图案，它使来自相应光源的光通量穿过透明衬底会聚到光信息记录媒体的信息记录表面上；光检测器，接收从第一光源和第二光源发射出的从光信息记录媒体上反射回的反射光，光学头装置的特征在于，通过使用来自第一光源的光通量的物镜的衍射图案的至少m阶衍射光(其中m是一个非零整数)，光学头对其透明衬底厚度为t1的第一光信息记录媒体执行信息记录或再现的至少一种，通过使用来自第二光源的光通量的物镜的衍射图案的至少n阶衍射光(其中n＝m)，光学头对其透明衬底厚度为t2(t2≠t1)的第二光信息记录媒体执行信息记录或再现的至少一种，该光学头还具有一个校正装置，用于补偿入射到所述物镜的来自第一和第二光源中至少一个光源的光通量的发散程度。
依据项195，通过补偿入射到物镜的光通量的发散程度，包含物镜的整个光系统的三阶球面像差可依据设计值而得到修正。
另外，项196内的光学头装置，在项195内，该装置包括在第一光源和物镜之间的、第二光源和物镜之间的至少一个准直仪，项197内的光学头装置的特征在于通过改变第一以及/或第二光源和至少一个准直仪之间的距离，从而用校正装置实现了对发散程度的校正。由校正装置对发散程度进行校正的特征在于这是通过改变第一和/或第二光源和至少一个准直仪之间的距离而实现的。通过改变光源和准直仪之间的距离，可以校正入射到物镜的来自一个光源的光通量的发散程度。
另外，项192内的光学头装置具有具有波长λ1的第一光源；具有波长λ2(λ1≠λ2)的第二光源；物镜，在其至少一面上具有衍射图案，该物镜将来自相应光源的光通量穿过透明衬底会聚到光信息记录媒体的信息记录表面上；光检测器，它接收从第一光源和第二光源发射出的而从光信息记录媒体反射回的反射光，光学头装置的特征在于通过使用来自第一光源的光通量的物镜的衍射图案的至少m阶衍射光(其中m是一个非零整数)，光学头装置对其透明衬底厚度为t1的第一光信息记录媒体执行信息记录或再现中的至少一种，通过使用来自第二光源的光通量的物镜的衍射图案的至少n阶衍射光(其中n＝m)，光学头装置对其透明衬底厚度为t2(t2≠t1)的第二光信息记录媒体执行信息记录或再现中的至少一种，对于第一和第二光源输出的具有两种不同波长(λ)的光的每一种，像形成表面上的波前像差在物镜的像侧上的最大数值孔径内不大于0.07λrms。
依据项198，在对第一和第二信息记录媒体进行记录以及/或再现时，在每一个信息记录表面和光检测器中没有弥散光，因此，光学头装置的性能变得更出色。
另外，项199内的光学头装置的特征在于在项122-156、198的任何一项中，第一光源和第二光源构成一个单元，光检测器对第一光源和第二光源是公用的。
以下，将参照附图，对本发明的实施例进行详细说明。
本发明的第一实施例的光系统基本上是一个2面非球面单透镜，且在一个非球面上有衍射环带(环形区域衍射表面)。一般来说，在非球面折射表面内，当对某种主波长的光校正球面像差，对于波长短于主波长光的波长光，球面像差降低(校正不足)。相反，在作为具有衍射表面的透镜的衍射透镜中，当球面像差受到主波长光的校正时，球面像差在短于主波长的波长上被提高(校正过度)。因此，当正确选择对折射的非球面透镜的非球面系数、折射透镜的相位差函数的系数，并合并折射光焦度和衍射光焦度时，球面像差能被2种不同波长的光进行精确校正。
另外，一般来说，衍射环带的间距是使用像差函数或光程差函数定义的，这将在后面的例子中进行详细说明。具体来说，在以下[等式1]中表示了相位差函数ΦB，其单位为弧度，在以下[等式2]中表示了光程差函数Φb，其单位为mm。
ΦB=Σi=1∞B2ih2i]]>[等式2]Φb=Σi=1∞b2ih2i]]>这2种表达方法虽然彼此的单位不同，但是它们在表示衍射环带的间距的意义上是彼此等价的。即对主波长λ(单位mm)。当相位差函数的系数B乘以λ/2π时，它可被转换为光程差函数的系数b，或相反，当光程差函数的系数b乘以2π/λ时，可将它转换为相位差函数的系数B。
在此，为简单说明起见，将说明使用1阶衍射光的衍射透镜。在光程差函数的情况下，当每阶函数值超过主波长λ的整数倍时，就刻出环带，在相位差函数的情况下，当每阶函数值超过2π的整数倍时，就刻出环带。
例如，考虑在对2面圆柱形材料的无折射光焦度的一面上刻有衍射环带的透镜，当主波长为0.5μm＝0.0005mm时，光程差函数的二阶幂项系数(二阶幂项)为-0.05(当被转换为相位差函数的二阶幂项系数时，它是-628.3)，其它阶幂项系数全部为零，第一环带的直径为h＝0.1mm，第二环带的直径为h＝0.141mm。另外，关于这一衍射透镜的焦距f，光程差函数的二阶幂项系数b2，b2＝-0.05时，我们知道f＝-1/(2·b2)＝10mm。
这里，在使用上述定义为基础的情况下，当相位差或光程差的二阶幂项系数是一个非零值时，可校正靠近光轴即所谓近轴区域内的色差。另外，当不是相位差函数或光程差函数的二阶幂项系数的系数例如是四阶幂项系数、六阶幂项系数、八阶幂项系数、十阶幂项系数等是一个非零值，可控制2个波长之间的球面像差。顺便提一句，在此，“控制”意味着可使2个波长之间的球面像差的差变得非常小，同时还可提供用于光学要求所必需的差。
作为上述说明的具体应用，当来自具有不同波长的2种光源的准直光(平行光)同时入射到物镜时，为在光盘上形成像，最好是，一开始用相位差函数或光程差函数的二阶幂项系数来校正近轴色差，然后进一步减小2个波长的球面像差之间的差，这样，通过利用相位差函数或光程差函数的四阶幂项或后面的阶幂项系数，使旁轴色差在允许值内。
另外，作为另一个例子，下面考虑说明其中一个物镜用于具有不同波长的2个光源的光的情况，对于一个波长的光，像差被校正，以用于具有厚度(透明衬底的厚度)为t1的盘，对于另一个波长的光，像差被校正，以用于具有厚度(透明衬底的厚度)为t2的盘。在这种情况下，当主要使用相位差函数或光程差函数的四阶幂项之后的系数时，提供有2个波长之间的球面像差的差，且使用对于相应厚度的相应的波长来校正该球面像差。另外，在两种情况下，对于折射面，非球面要比球面更容易进行2个波长之间的像差校正。
上述非球面折射面对不同波长具有相应的不同的折射光焦度，并具有不同的光会聚点，因此，相应的光会聚点与具有相应衬底厚度的光盘相对应。在这种情况下，光源中较短的波长不大于700nm，光源中较长的波长不小于600nm，最好是，其波长差不小于80nm。另外，最好是，波长差不大于400nm，进一步来说，更好的是，波长差不小于100nm，而不大于200nm。可取的是，对于具有2个不同波长的光来说，衍射面在其中间波长处具有最大衍射效率，但衍射面也可在任何一个波长处具有最大衍射效率。
通过使用与对球面像差的校正相同的行为，可为光面上提供衍射环带透镜，对于具有2个不同波长的光源中的每一个，可通过某种同阶衍射光来校正轴差。即，可将用于具有2个不同波长的光源的光的轴色差校正到±λ/(2NA2)的范围内。其中，λ是2个波长中较长的一个波长，NA是与较长波长相应的像一侧的数值孔径。
另外，当具有2个不同波长的光源的波长差不小于80nm时，物镜的玻璃材料的阿贝数为vd，希望能满足以下条件的表达式vd＞50 ……(1)条件表达式(1)是在对有2个不同波长的光源校正轴色差时，减小二阶谱的一个条件。
接下来，当衍射面位于很薄的单透镜的一面上时，整个单透镜就被看作是折射透镜和衍射面的合成，折射透镜作为生成衍射凸凹的基础，以下，将考虑这种合成透镜的色差。由某种波长λx和波长λy(λx＜λy)构成的无色差条件如下fR·vR+fD·vD＝0，其中fR、fD相应的折射透镜与衍射面的焦距，vR、vD相应的折射透镜与衍射面的阿贝数，并由以下表达式所确定vR＝(n0-1)/(nx-ny)vD＝λ0/(λx-λy)其中，n0在基准波长处的折射率，λ0基准波长。
在这种情况下，对某个波长λz的色差δf用以下等式表示δf＝f(θR-θD)/(vR-vD)……(2)其中，θR、θD折射透镜和衍射面的相应的局部变化比，它们由以下等式确定。
θR＝(nx-nz)/(nx-ny)θD＝(λx-λz)/(λx-λy)其中，nz在波长λz处的折射率。
举个例子，将λ0＝λx＝635nm，λy＝780nm，λz＝650nm，作为基础的折射透镜的玻璃材料为由Hoya公司制造的BSC7(vd＝64.2)，这样，得到vR＝134.5，vD＝-4.38，θR＝0.128，θD＝0.103，这样可得到δf＝0.18×10-3f。
另外，当作为基础的折射透镜的玻璃材料变为由Hoya公司制造的E-FD1(vd＝29.5)时，则可得到vR＝70.5，θR＝0.136，这样可得到δf＝0.44×10-3f。
如上所述，在等式(2)中，在右侧分母(γR-γD)中，由于|vD|远远小于|vR|，则折射透镜的阿贝数vR的变化决定着由于替换折射透镜的玻璃材料而引起色差δf的变化。另一方面，θR和θD仅仅是由波长确定的，右侧分子(θR-θD)的变化所作的贡献要小于右侧分母(vR-vD)。
依据上述说明，在具有衍射面的透镜中，为抑制二阶谱δf，使其变小，应该能理解，选择具有较大阿贝数vR的材料用于折射透镜的材料是一种有效方法。条件等式(1)显示了有效的限制，以抑制二阶谱，这样能应付光源波长的变化。
另外，在下述情况下，即消色差处理时没有使用衍射面，而是将两种材料的折射透镜粘在一起，当对每一种材料，有θR＝a+b·vR+ΔθR(a、b为常数)，如果ΔθR很小，且没有异常色散性，则第二谱δf不依赖于2个折射透镜的阿贝数vR。因此，应当理解，表达式(1)对衍射光系统是一种特定条件。
为很容易地生产本发明中的衍射透镜，物镜最好是由塑料材料构成的。作为满足条件表达式(1)的塑料材料，可使用丙烯酸系列、聚烯烃系列塑料材料，但从抗湿性和抗热性来考虑，最好使用聚烯烃系列。
接下来，将具体说明本发明第二实施例的物镜以及具有该物镜的光学头装置的结构。
在图48中，显示了本发明的光学头装置的原理结构图。作为通过光学头装置可以向其记录信息以及/或从中再现信息的光信息记录媒体的光盘20是三种类型的盘，第一种光盘(例如DVD)的透明衬底的厚度为t1，第二种光盘(例如，使用第二代高密度光盘的蓝色激光)和第三种光盘(例如CD)，其透明衬底的厚度为t2，与t1不同，以下，这些盘将被称作光盘20。这里，透明衬底的厚度t1＝0.6mm，t2＝1.2mm。
附图中所示的光学头装置具有作为光源有，作为第一光源的第一半导体激光器11(波长λ1＝610nm-670nm)，作为第二光源的蓝色激光器12(波长λ2＝400nm-440nm)，作为第三光源的第二半导体激光器13(波长λ3＝740nm-870nm)，且该光学头装置具有作为该光系统一部分的物镜1。对第一光源、第二光源和第三光源的选择使用分别与光盘相对应，以便记录以及/或再现信息。
从第一半导体激光器11、蓝色激光器12和第二半导体激光器13发射出的发散光通量穿过分束器13和光阑3，再穿过光盘20的透明衬底21，通过物镜1，光被会聚到相应的信息记录面22上，并形成光斑。
通过信息记录面22上的信息信号坑，使来自每一个激光器的入射光变为经调制的反射光，并穿过分束器18和复曲面透镜29进入公用光检测器30，通过利用其输出信号，可得到记录在光盘20上的信息的读出信号、聚焦检测信号和循道检测信号。
另外，对光通路中的光阑3，在这个例子中，光阑具有固定的数值孔径(NA0.65)，且不需要多余的装置，因此，可以实现成本的降低。顺便提一句，当记录以及/或播放第三种盘时，光阑3的数值孔径是可改变的，这样可消除不必要的(大于NA 0.45的)光。
当将带状滤波器集成在物镜1的光面上，使得实际使用的孔径之外的部分的光通量被屏蔽，也可很容易地使用低成本的结构来消除实际使用的孔径之外的弥散光。
当象本发明那样使用确定的共轭型光系统时，必须使光源和光会聚光学系统之间的关系保持恒定，以维护光会聚性能，可取的做法是随着聚焦和循道的移动，光源11、12和13，以及物镜1作为一个单元来移动。
接下来，将具体说明本发明的第三实施例的物镜以及包括该物镜的光学头装置的结构。
在图49中，显示了本发明的光学头装置的原理结构图。图49中所示的光学头装置是这样一个例子，其中使用了一个激光器/检测器综合单元40，在该单元40中，激光器、光检测器以及全息件构成了一个单元，与图48中相同的器件用与其相同的数字代码来表示。在该光学头装置中，第一半导体激光器11、蓝色激光器12、第一光检测器装置31、第二光检测器装置32以及全息分束器23被安装在一个单元内，作为激光器/检测器综合单元40。
当播放第一种光盘时，从第一半导体激光器11发出的光通量穿过全息分束器23，被光阑3缩小光圈，穿过第一种光盘20的透明衬底21被物镜1会聚在信息记录面22上。之后，光通量受到信息信号坑的调制，并在信息记录面22上被反射，并穿过物镜1和光阑3，在全息分束器23的盘一侧的表面上再阶被衍射，并进入到与第一半导体激光器11相对应的第一光检测器31。接着，通过使用第一光检测器31的输出信号，可得到记录在第一种光盘20上的信息的读出信号、聚焦检测信号以及循道检测信号。
当播放第二种光盘时，从蓝色激光器12发射出的光通量被全息分束器23的激光器一侧的面所衍射，并沿着与来自第一半导体激光器11的光通量相同的光路前进。即，全息分束器23的半导体激光器一侧的面的功能是光合成装置。另外，通过光阑3、物镜1以及第二光盘20的透明衬底21，该光通量被会聚到信息记录面22上。之后，该光通量受到信息信号坑的调制，并在信息记录面22上被反射，之后，穿过透镜1和光阑3，被全息分束器23的盘一例的面所衍射，并进入到与所述蓝色激光器12相应的第二光检测器32。之后，通过利用第二光检测器32的输出信号，可得到记录在第二种光盘20上的信息的读出信号、聚焦检测信号以及循道检测信号。
另外，当播放第三种光盘时，使用由第二半导体激光器13、第三光检测装置33以及全息分束器24构成的激光器/检测器综合单元14。从第二半导体激光器13发射出的光通量穿过全息分束器24，被构成发射光构成装置的分束器19所反射，被光阑3缩小光圈，穿过光盘20的透明衬底由透镜1会聚信息记录面22上。之后，该光通量被信息信号坑所调制，并被信息记录面22所反射，之后通过物镜1、光阑3和分束器19，并由全息分束器24再阶对其进行衍射并进入光检测器33。这样，通过利用第三光检测器33的输出信号，可得到记录在第三光盘20上的信息的读出信号、聚焦检测信号以及循道检测信号。
在第二和第三实施例内的光学头装置中，与光轴4同心的带状衍射面被安装在物镜1的非球面折射面上。一般来说，在物镜仅仅是由非球面折射面构成的情况下，当对某个波长λa校正球面像差时，对于波长短于λa的波长λb的球面像差降低。另一方面，在使用衍射面的情况下，当对于某个波长λa校正球面像差时，对短于λa的波长λb的球面像差增大。因此，当利用折射面进行非球面光学设计时，要适当选择衍射面的相位差函数的系数，使得可以组合折射光焦度和衍射光焦度，从而校正不同波长之间的球面像差。另外，在非球面折射面上，当波长不同时，衍射光焦度也改变了，光会聚位置也不同。因此，当适当地设计非球面折射面后，具有不同波长的光也可被会聚到每个透明衬底21的信息记录面22上。
另外，在第二和第三实施例的物镜1中，当适当设计了非球面折射面和环带衍射面的相位差函数后，对于由第一半导体激光器11、蓝色激光器12或第二半导体激光器13所发射的每一个光通量，就可校正由于光盘20的透明衬底厚度21的不同而产生的球面像差。另外，在环带衍射面上，当使用幂级数的四阶方以及后续项的系数作为表示环带位置的相位差函数时，可校正球面像差的色差。顺便说一句，对于第三种光盘(CD)，实际使用的孔径为NA 0.45，在第三种光盘上，球面像差被校正到NA 0.45之内，而位于NA 0.45之外的球面像差变成弥散光。通过这些校正，对于每一种光盘20，在像记录面22上的光会聚点的象差变为几乎与衍射极限处于同一台阶别(0.07λrms)或比它还低。
第二和第三实施例中的上述光学头装置可被安装在用于音频以及/或像的记录装置内，或被安装在用于可兼容播放器或驱动器的音频以及/像的再现装置内，或可安装在可安装这些设备的AV设备上、个人计算机或其它信息终端，用于任意2种或多种即多个种光信息记录媒体，例如象CD、CD-R、CD-RW、CD-Video、CD-ROM、DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、MD等。
接下来，将具体说明本发明的第四实施例的物镜以及包括该物镜的光学头装置。
图67是本发明的光学头装置10的原理结构图。在图67中，与第二和第三实施例中共同的部件被用相同的数字代码所表示。在图67中，光学头装置10对作为光信息记录媒体的多个类型的光盘20执行记录/播放。以下，多个类型的光盘20被称作其透明衬底厚度为t1的第一种光盘(DVD)、第二种光盘(蓝色激光器用第二代高密度光盘)，以及其透明衬底的厚度为t2的第三光盘(CD)，t2与t1不同。这里，透明衬底的厚度t1＝0.6mm，t2＝1.2mm。
光学头装置10具有作为光源有，作为第一光源的第一半导体激光器11(波长λ1＝610nm-670nm)，作为第二光源的蓝色激光器12(波长λ2＝400nm-440nm)，以及作为第三光源的第二半导体激光器13(波长λ3＝740nm-870nm)。这些第一光源、第二光源以及第三光源专用于对应的所要记录/播放的光盘。
光会聚光学系统5是这样一种装置，它用于使从第一半导体激光器11、蓝色激光器12以及第二半导体激光器13所发射的光通量穿过光盘20的透明衬底21而会聚到信息记录面22上，并形成光斑。在本例中，光会聚光学系统5具有一个准直透镜2，以便将从光源发射出的光通量转换为平行光(也可是几乎平行的)，还具有一个物镜1，以便对由准直透镜2转换成平行光的光通量执行会聚。
在物镜1的两面，形成有与光轴4同心的环带衍射面。一般来说，在光会聚光学系统5仅仅是由非球面折射面形成的情况下，当对于某个波长λa球面像差被校正时，对于比λa短的波长λb的球面像差减小了。另一方面，在使用折射面的情况下，当对于某个波长λa球面像差被校正时，对于比λa短的波长λb的球面像差增大了。因此，在用折射面进行非球面光学设计，且适当选择了衍射面的相位差函数的系数，且组合了折射光焦度与衍射光焦度时，可以校正不同波长之间的球面像差。另外，在非球面折射面上，当波长不同时，折射光焦度也改变了，光会聚位置也不同。因此，当适当设计非球面折射面之后，具有不同波长的光也可会聚到每一个透明衬底21的信息记录面22上。
在上述环带衍射面上，对于从第一半导体激光器11、蓝色激光器12或第二半导体激光器13中的每一个光通量，利用1阶衍射光来校正象差。当同阶衍射光与所述光通量相对应时，光量的损耗要小于不同阶的衍射光与光通量相对应的情况，进一步来说，当使用1阶衍射光时，光量的损耗要比更高阶衍射光与光通量相应的情况小。因此，本实施例的物镜1在光学头装置内能有效地向例如是DVD-RAM的光盘记录信息，这类光盘可以记录高密度信息。另外，衍射面的可取之处在于对于具有3种不同波长的光，其衍射光焦度在中间波长时为最大，但也可以在这些波长的两端具有最大衍射光焦度。
当适当设计非球面折射面和环带衍射面的相位差函数后对于从第一半导体激光器11、蓝色激光器12和第二半导体激光器13发射出的每一个光通量，由光盘20的透明衬底21的厚度的不同而产生的球面像差被校正。另外，在体现形成于物镜1上的环带位置的相位差函数中，当使用幂级数内的四阶方项以及后续项的系数时，可以校正球面像差的色差。顺便提一句，对于第三种光盘(CD)，实际所用的孔径为NA 0.45，球面像差被校正到NA 0.45以内，且位于NA 0.45以外的球面像差变成弥散光。穿过NA 0.45内的区域的光通量在信息记录面上形成光斑，穿过NA 0.45之外的弥散光通过与信息记录面上光斑相距很远的区域，这样它不会有坏影响。依据这些校正，对于每一种光盘20，在信息记录面上的光会聚点的象差几乎与衍射极限(0.07λrms)处于同一台阶别或比它更低。
在本实施例中，光路中的光阑3是一个具有固定数值孔径(NA 0.65)的光阑，且不需要多余装置，因而可实现成本的降低。顺便提一句，当对第三种盘进行记录以及/或播放时，光阑3的数值孔径可以是可变的，这样，可消除不必要的(大于NA 0.45的)光。另外，分束器67用于调整每个激光器的光的光轴。众所周知，光检测器(未示出)可分别用于每一个光源，或一个光检测器可接收与3种光源11、12和13相对应的反射光。
接下来，将说明本发明的第五实施例。
在本实施例中，在环带衍射面上，仅有表示环带位置的相位差函数使用幂级数内的二阶方项的系数这一点与上述第四实施例中的物镜不同，因此，轴色差也可被校正。另外，依据本实施例的物镜，对每一种光盘20，可使用与第四实施例相同的方式，在信息记录面22上的光会聚点的象差可变得几乎与衍射极限(0.07λrms)处于同一台阶别或比它还小。
接下来，将说明本发明的第六实施例。
在本实施例的光学头装置内，对于第一种光盘(例如是DVD)和第二种光盘(例如蓝色激光用第二代高密度光盘)，从光源发射出的光通量被耦合透镜转换为平行光，对于第三种光盘(如CD)，从光源发射出的光通量被耦合透镜转换为发散光。这些都分别由物镜会聚。第一和第二光盘的透明衬底21的厚度为0.6mm，第三光盘的透明衬底21的厚度为1.2mm。
在当前实施例中，第一种光盘和第二种光盘的球面像差都受衍射面的作用而被校正到衍射极限内，对于第三种光盘，由于盘的厚度大于第一和第二光盘的厚度而产生的球面像差主要是被由射入物镜的发散光而产生的球面像差来抵消的，在低于对第三种光盘进行记录/再现所必需的数值孔径例如NA 0.5或NA0.45的数值孔径处，球面像差校正到衍射极限内。
因此，当对与λ1、λ2、λ3(λ1＜λ2＜λ3)中每一个波长相应的光信息记录媒体，对它们执行记录/再现所需的预定的数值孔径为NA1、NA2和NA3时，对于各个波长，波前像差的RMS可被校正到这样一个值在NA1的范围内低于0.07λ1，在NA2的范围内低于0.07λ2，在NA3的范围内低于0.07λ3。
另外，对于第三种光盘，利用大于预定数值孔径NA的数值孔径NA的光通量，使光斑的直径变得非常小是不太好的。因此，最好是，使用与第四实施例相同的方法，在大于必要数值孔径的数值孔径中，球面像差变成弥散光。
在第四至第六实施例中，具有不同波长的3种光源的上述光学头装置可被安装在用于音频以及/或像的记录装置中，或安装在可兼容播放器或驱动器的用于音频以及/像的再现装置中，或安装在能安装上述设备的AV设备中，安装在个人计算机、或其它信息终端上，用于任意不同的2种或更多种即多个光信息记录媒体上，这种光信息记录媒体例如可以是CD、CD-R、CD-RW、CD-Video、CD-ROM、DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、MD等。
例子以下将说明本发明的物镜的例子。
例子1-8中的物镜是依据第一实施例的物镜的具体实例，在折射面上具有由[等式3]所表示的非球面形状。
Z=h2/R01+1-(1+k)(h/R0)2+Σi=2∞A2ih2i]]>其中，z是光轴方向的一个轴，h是与光轴垂直方向的一个轴(从光轴算起的高度沿着光的前进方向为正)，R0是曲率的近轴半径，k是圆锥系数，A是非球面系数，2i是非球面的指数。另外，在例子1-3、6-8中，衍射面由[等式1]表示为相位差函数ΦB，单位为弧度，以相同的方式，在例子4和5中，衍射面中[等式2]表示为光程差函数Φb，单位为mm。
ΦB=Σi=1∞B2ih2l]]>[等式2]Φb=Σi=1∞b2ih2l]]>例1在图1中显示了作为例1中的物镜的衍射光透镜(具有衍射面的物镜)的光路的视图。在图2中显示了用于例1中的衍射光透镜的λ＝635nm的波长的一直到数值孔径0.60的球面像差的视图。另外，图3和图4中分别显示了用于例1的衍射光透镜的λ＝780nm的波长的一直到数值孔径0.45和0.60的球面像差的视图。顺便提一句，虽然图1所示的衍射透镜在其整个透镜面上具有刻出的同轴环带，但该图中省略了衍射部分的起伏形状。同样，在以下附图中，也省略了衍射部分的起形状。
依据例1中的衍射光透镜，如图2所示，在一直到NA 0.60的所有孔径上，对波长λ＝635nm，几乎没有象差。另外，如图3所示，对波长λ＝780nm，对于一直到NA 0.45的实际所使用的范围，几乎没有象差。如图4所示，在其外部即NA 0.45-0.60的部分，球面像差被大大降低，并被变成弥散光。依据这一点，可得到合适的光斑直径。
在图5和图6中分别显示了例1中的对波长λ＝635nm和λ＝780nm的衍射透镜的波前像差。正如可从这些图中看到的那样，依据例1中的衍射光透镜，对任何一个波长，在光轴上都没有像差，甚至是在像高为0.03的情况下，在实际使用中的象差的水平都几乎为没有象差。
以下，将显示例1的透镜数据。在[表1]中，R是曲率半径，d是面之间的间距，n是在主波长处的折射率，v是阿贝常数。
例1当光源的波长λ1＝635nm时，焦距f1＝3.34，数值孔径NA1＝0.60，为无限型。
当光源的波长λ2＝780nm时，焦距f2＝3.36，数值孔径NA2＝0.45，无限型。
在这一实施例中，在λ1的光通量内，所产生的+1阶衍射光的量要比任何其它阶衍射光要大。同样，在λ2的光通量内，所产生的+1阶衍射光的量要比任何其它阶衍射光要大。假定对λ1的光通量的+1阶衍射光的衍射效率为100％，对λ2的光通量的衍射效率为84％。另外，假定对λ2的光通量的+1阶衍射光的衍射效率为100％，对λ1的光通量的衍射效率为89％。
表1

(下标1是在λ1＝635nm处，下标2是在λ2＝780nm处，vd和nd分别表示d线的值)非球面系数非球面1 非球面2κ＝-0.10721 κ＝-11.653A4＝-0.0032315A4＝0.0038456A6＝-0.00058160 A6＝-0.020800A8＝-4.6316×10-5A8＝0.0078684A10＝-3.79858×10-5A10＝-0.0019431A12＝-6.0308×10-6A12＝0.00024343衍射面系数B2＝-96.766B4＝-2.9950B6＝2.1306B8＝-0.12614B10＝-0.095285例2，例3接下来，将说明例2和例3。图7和图8分别显示了对于λ＝405nm和635nm，作为例2内的物镜的衍射光透镜的光路的视图。另外，在图9和10中，分别显示了用于例2中的衍射光透镜的、对于λ＝405nm和635nm的、一直到数值孔径0.60的球面像差视图。另外，在图11和图12中，分别显示了用于例2中的衍射光透镜的对波长λ＝405nm和635nm的波前像差视图。
另外，在图13和图14内，分别显示了对于λ＝405nm和635nm的作为例3内物镜的衍射光透镜的光路的视图。另外，图15和图16中，分别显示了用于例3中的衍射光透镜的、对于λ＝405nm和635nm的、一直到数值孔径0.60的球面像差视图。另外，在图17和图18中，分别显示了用于例3中的衍射光透镜的对波长λ＝405nm和635nm的波前像差视图。
在例2和例3中，对波长λ＝405nm和波长λ＝635nm的衬底的厚度都为0.6mm，NA为0.6，波前像差在光轴上几乎为无象差，甚至是在像高为0.03mm的情况下，其处于实际上几乎没有象差的级别。
以下将要显示例2和3的透镜数据。
例2当光源的波长λ1＝405nm时，则焦距f1＝3.23，数值孔径NA1＝0.60，为无限型。
当光源的波长λ2＝635nm时，焦距f1＝3.34，数值孔径NA2＝0.60，为无限型。
在这一实施例中，在λ1的光通量中，所产生的+1阶衍射光的量要大于任何其它阶的衍射光。同样，在λ2的光通量中，所产生的+1阶衍射光的量要大于任何其它阶的衍射光。
表2

(下标1是在λ1＝405nm处，下标2是在λ2＝635nm处，vd和nd分别表示d线的值)非球面系数非球面1非球面2κ＝-0.15079 κ＝-3.8288A4＝-0.0021230 A4＝0.0036962A6＝-0.00076528A6＝-0.020858A8＝-8.84957×10-5A8＝0.0079732A10＝-3.49803×10-5A10＝-0.0018713A12＝-2.38916×10-6A12＝0.00022504衍射面系数B2＝0.0B4＝-6.7169B6＝2.0791B8＝-0.31970B10＝0.00016708例3当光源的波长λ1＝405nm时，焦距f1＝3.31，数值孔径NA1＝0.60，为无限型。
当光源的波长λ2＝635nm时，焦距f1＝3.34，数值孔径NA2＝0.60，为无限型。
在这一实施例中，在λ1的光通量中，所产生的+1阶衍射光的量要大于任何其它阶的衍射光。同样，在λ2的光通量中，所产生的+1阶衍射光的量要大于任何其它阶的衍射光。
表3

(下标1是在λ1＝405nm处，下标2是在λ2＝635nm处，vd和nd分别表示d线的值)非球面系数非球面1 非球面2κ＝-0.19029 κ＝6.4430A4＝0.00030538 A4＝0.037045A6＝-0.0010619 A6＝-0.021474A8＝-7.5747×10-5A8＝0.0078175A10＝-6.7599×10-5A10＝-0.0016064A12＝-3.3788×10-6A12＝0.00014332衍射面系数B2＝-96.766B4＝-2.9950B6＝-0.25560B8＝-0.08789B10＝0.014562例4，例5接下来，将说明例4和例5，其中使用了色差校正。图19中显示了作为例4内的物镜的衍射光透镜的光路的视图。另外，在图20中，分别显示了用于例4中的衍射光透镜的、对于λ＝635nm、650nm和780nm的、一直到数值孔径0.50的球面像差视图。另外，在图21中，显示了作为例5内的物镜的衍射光透镜的光路的视图。另外，在图22中，分别显示了用于例5中的衍射光透镜的对波长λ＝635nm、650nm和780nm一直到数值孔径0.50的波前像差视图。
正如可从图20和图22中看到的那样，依据例4和5中的衍射光透镜，对于波长λ＝635nm以及波长λ＝780nm，由于颜色而引起的漂移几乎得到了最好的校正，对波长λ＝650nm，它也被校正到在实际中没有问题的程度。
以下将显示例4和5中的透镜数据。
例4当光源的波长λ1＝635nm时，焦距f1＝3.40，数值孔径NA1＝0.50，为无限型。
当光源的波长λ2＝780nm时，焦距f2＝3.41，数值孔径NA2＝0.50，为无限型。
在这一实施例中，在λ1的光通量中，所产生的+1阶衍射光的量要大于任何其它阶的衍射光。同样，在λ2的光通量中，所产生的+1阶衍射光的量要大于任何其它阶的衍射光。
表4

(下标1是表示在λ1＝635nm时，下标2是表示在λ2＝780nm时，vd和nd分别均为d线的值。)非球面系数非球面表面1 非球面表面2k＝-0.53245 k＝7.3988A4＝0.24033×10-2A4＝0.90408×10-2A6＝-0.91472×10-3A6＝-0.18704×10-2A8＝0.15590×10-4A8＝-0.47368×10-3
A10＝-0.11131×10-3A10＝0.16891×10-3衍射面系数b2＝-0.36764×10-2b4＝-0.91727×10-4b6＝-0.34903×10-4b8＝0.77485×10-5b10＝-0.15750×10-5例5当光源的波长λ1＝635nm时，焦距f1＝3.40，数值孔径NA1＝0.50，为无限型。
当光源的波长λ2＝780nm时，焦距f2＝3.40，数值孔径NA2＝0.50，为无限型。
在这个实施例中，在λ1的光通量中，所产生的+1阶衍射光线的量要比任何一个其它阶衍射光线的量大。同样，在λ2的光通量中，所产生的+1阶衍射光线的量要比任何一个其它阶衍射光线的量大。
表5

(下标1是表示在λ1＝635nm时，下标2是表示在λ2＝780nm时，vd和nd分别为d线的值。)非球面系数非球面表面1 非球面表面2k＝-0.17006 k＝-40.782A4＝-0.30563×10-2A4＝0.73447×10-2A6＝-0.45119×10-3A6＝0.85177×10-3A8＝0.58811×10-5A8＝-0.82795×10-3
A10＝-0.13002×10-4A10＝0.23029×10-3衍射面系数b2＝-0.74461×10-2b4＝-0.11193×10-2b6＝-0.85257×10-3b8＝0.50517×10-3b10＝-0.11242×10-3例6-8下面，将描述实例6-8。在图23、图30以及图37中分别显示了在λ＝650nm条件下在例6-8中作为物镜的衍射光透镜的光路图。另外，在图24、图31以及图38中，分别显示了在λ＝780nm(NA＝0.5)条件下例6-8中的衍射光透镜的光路图。此外，在图25、图32以及图39中，分别显示了例6-8中的对于衍射光透镜在λ＝650±10nm条件下，数值孔径一直到0.60的球面像差图。另外，在图26、33以及图40中，分别显示了例6-8中对于衍射光透镜在λ＝780±10nm条件下，数值孔径一直到0.50的球面像差图。此外，在图27、图34以及图41中，分别显示了实例6-8中对于衍射光透镜在λ＝780nm条件下，数值孔径一直到0.60的球面像差图。
另外，在图28、图35和图42中，分别显示了例子6-8中对于λ＝650nm的衍射光透镜的波前像差rms的图形。此外，在图29、图36和图43中，分别显示了例子6-8中对于λ＝780nm的衍射光透镜的波前像差rms的图形。另外，在图44、图45和图46中分别显示了对于例子6-8中的衍射光透镜的衍射环形带的量与从光轴算起的高度之间的关系曲线。这里，衍射环形量被定义为这样一个值其中相位差函数被除以2π。
在例子6-8中，如球面像差图中所示，对于波长λ＝650nm，直到NA0.60所有的孔径，几乎没有像差。另外，对于波长λ＝780nm，直到作为实际使用范围的NA0.50，几乎没有像差，但是，在此范围之外的部分NA0.50-0.60，该球面像差就很大，并且变成弥散光。据此，对于波长λ＝780nm，可以获得一个合适的光斑直径。
其阶，将显示例子6-8中的透镜数据。在[表6]-[表8]中，STO表示光阑，IMA表示像面并且以包括该光阑的形式来表示。
例6
当光源波长λ＝650nm时，焦距f＝3.33，像侧数值孔径NA＝0.60，为无限型。
当光源波长λ＝780nm时，焦距f＝3.37，像侧数值孔径NA＝0.50(NA＝0.60)，为无限型。当位于像形成面上的780nm光通量的13.5％强度处的光束直径是w时，w＝1.20μm。
在这个实施例中，如图44所示，在其中心部分，即从光轴算起的高度几乎小于λ1的光通量和λ2的光通量的有效半径的一半处，产生许多-1阶衍射光线从而使之大于任何一个其它阶的衍射光线量，并且在外围部分，即从光轴算起的高度几乎大于有效半径的一半处，产生许多+1阶衍射光线，从而使之大于任何一个其它阶的衍射光线量。但是，在本实施例中，通过将环形带的间距乘以一个整数来取代-或+1阶衍射光线，有可能产生高阶的相同阶的衍射光线。
另外，在本实施例中，如图27所示，在第二光信息媒体中，在NA1＝0.6时的球面像差是+29μm，而在NA2＝0.5时的球面像差是+1μm。此外，在本实施例中，在NA＝0.4时的衍射部分的间距是14μm。
表6


非球面系数非球面1 非球面2k＝-1.7952 k＝-3.452929
A4＝0.51919725×10-2A4＝0.15591292×10-1A6＝0.10988861×10-2A6＝-0.44528738×10-2A8＝-0.44386519×10-3A8＝0.65423404×10-3A10＝5.4053137×10-5A10＝-4.7679992×10-5衍射面系数B2＝29.443104B4＝-14.403683B6＝3.9425951B8＝-2.1471955B10＝0.31859248例子7当光源波长λ＝650nm时，焦距f＝3.33，像侧数值孔径NA＝0.60，为无限型。
当光源波长λ＝780nm时，焦距f＝3.37，像侧数值孔径NA＝0.50(NA＝0.60)，为无限型。
在这个实施例中，如图45所示，在其整个部分，产生许多+1阶衍射光线，从而使其量大于λ1的光通量和λ2的光通量中的任何一个其它阶的衍射光线的量。但是，在本实施例中，通过环形带的间距乘以一个整数来取代+1阶衍射光束，有可能产生高阶的同阶衍射光线。
表7



非球面系数非球面1 非球面2k＝-1.801329 k＝-8.871647A4＝0.1615422×10-1A4＝0.1492511×10-1A6＝-0.4937969×10-3A6＝-0.4447445×10-2A8＝0.11038322×10-3A8＝0.60067143×10-3A10＝-2.1823306×10-5A10＝-3.4684206×10-5衍射面系数B2＝-17.150237B4＝-4.1227045B6＝1.1902249B8＝-0.26202222B10＝0.018845315例8当光源波长λ＝650nm时，焦距f＝3.33，像侧数值孔径NA＝0.60，无限型。
对于光源波长λ＝780nm时，焦距f＝3.35，像侧数值孔径NA＝0.50(NA＝0.60)，无限型。
(在成像平面上具有780nm波长的光通量的13.5％强度的光束直径)w＝1.27μm。
在这个实施例中，如图46所示，在λ1的光通量和λ2的光通量中，仅在非常外围部分中，产生许多-1阶衍射光线，其量大于任何一个其它阶的衍射光线的量，而在其它部分中，产生许多+1阶衍射光束，其量大于任何一个其它阶的衍射光线的量。但是，在本实施例中，通过将环形带的间距乘以一个整数来取代-或+1阶衍射光束有可能产生高阶的同阶衍射光线。
另外，在本实施例中，如图41所示，在第二光信息记录介质中，在NA1＝0.6时的球面像差是+68μm，而在NA2＝0.5时的球面像差是+9μm。
此外，在NA＝0.4时的衍射部分的间距是61μm。
表8


非球面系数非球面1k＝-1.2532A4＝0.1007×10-1A6＝-0.85849×10-3A8＝-0.15773×10-5A10＝3.2855×10-5非球面2k＝-9.151362A4＝0.133327×10-1A6＝-0.378682×10-2A8＝0.3001×10-3A10＝4.02221×106衍射面系数B2＝3.4251×10-21B4＝0.0763977B6＝-5.5386B8＝0.05938B10＝0.2224
现在，将基于例子6-8来考虑导致进入一个透镜的半导体激光束的波长波动的原因。考虑到半导体激光器波长的单独分散是±2-±3nm，多模式振荡的宽度是大约±2nm，并且用于写入的模式跳跃是大约2nm。这里将会解释由于半导体激光器的波长波动而导致的透镜球面像差波动的情况，而该波长波动也是由于上述原因所导致的。
当光盘的透明衬底的厚度分别对于具有不同波长的两个光源而言不同时，从与例6有关的数据中可以理解到，被修正使其对于从具有不同波长的两个光源发射出的无限光(平行光通量)而言没有像差的透镜具有相对大的球面像差，这是与一个光源的大约10nm的波长波动相比较而言的。在例6中，尽管在650nm的波长中波前像差是0.001λrms，但是在640nm和660nm的波长中它还被降到大约0.035λrms。对于具有激光波长被很好控制的光学系统，自然可以将例6充分地用于实际中。相反，在下述情况的透镜中即对于来自任何一个光源的无限光而言几乎没有像差并且被修正使其对于来自其它波长光源的有限光(非平行光通量)来说几乎没有像差，如同例7中的透镜那样，对于一个光源的大约10nm的波长波动，可以将球面像差波动控制到非常小。
其阶，将解释本发明的衍射光学系统(具有衍射光透镜的光学系统)的温度导致的容量波动。首先，当温度上升30℃时，半导体激光器的波长具有延伸6nm的趋势。另一方面，当衍射光系统是由塑性透镜组成时，当温度上升30℃时，折射率具有被降低大约0.003-0.004的趋势。在被修正使其对于类似于例6中的两个波长中的任何一个无限光而言没有像差的透镜的这种情况中，由温度改变而导致的半导体激光波长改变的因数以及由于温度改变而导致的塑性透镜的折射率改变的因数显示了相互补偿的有效性，并且使其有可能产生一种对温度改变非常有抵抗力的光学系统。另外，在例6中，甚至当原料是玻璃时，还是有可能产生具有一个允许温度变化的范围的光学系统，此外，即使在例7的情况中，对于30℃温度改变，波前像差的降到大约为0.035λrms，这对于实际使用中的温度补偿是足够的，但比例6稍差。
下面，将进一步解释上述的温度改变的补偿效果。当用波长不同的两个光源在透明衬底厚度不同的两种类型的光信息记录介质上进行记录和/或再现时，可以获得与专用物镜一样的成像特性，这是因为通过使用具有衍射图案的一个物镜，可以使波前像差的rms值是每个波长的0.07或者更小，甚至在每个光盘的信息记录表面中所需的数值孔径的情况中或者在数值孔径等于或大于前述孔径值的情况中。为了使光学头装置便宜以及小型化，通常将半导体激光器用做光源，并且通常将一个塑性物镜用做物镜。
被用做物镜的塑料材料有各种类型，但是由温度导致的它们折射率的改变以及线性膨胀系数都比玻璃的大。尤其是，由于温度导致的折射率的改变对于透镜的各种特性都有影响。在将塑料材料用做光学光学头的光学材料的情况中，由25℃附近的温度变化而导致的折射率变化是-0.0002/℃-0.00005/℃。另外，对于大多数具有低双折射的材料而言是-0.0001/℃。用做透镜的热固性材料的折射率由于温度改变而导致的变化更大，并且其中一些超过了上述范围。
即使在半导体激光的情况中，振荡波长依赖于温度，就通过当前技术生产出的半导体激光器而言，由25℃附近的温度变化而导致的振荡波长变化是0.05nm/℃-0.5nm/℃。
当用于再现光信息记录介质上信息或用于将信息记录到光信息记录介质上的光通量的波前像差由于温度而改变从而导致rms值变为0.07或更大时，很难维持作为光学头装置的特性。在高密度的光信息介质情况中，尤其是，有必要关注由于温度导致的波前像差的改变。在由于温度改变而导致的塑性透镜的波前像差改变的情况中，由于这个波前像差改变而导致了焦点的位移和球面像差的改变，但是后者更重要，这是由于对于前者是在光学头装置中进行聚焦控制的。在这种情况中，当塑料材料满足下列关系-0.0002/℃＜Δn/ΔT＜-0.00005/℃当Δn表示对于温度改变ΔT(℃)而使导致的折射率的变化量，并且当半导体激光满足下列关系0.05nm/℃＜Δλ1/ΔT＜0.5nm/℃当Δλ1表示对于温度改变ΔT而导致的振荡波长的改变量时，由于温度改变而导致塑料物镜的折射率的改变从而导致的波前像差的波动以及由于温度改变而导致半导体激光器波长的改变从而导致的波前像差的波动相互抵触，因此，可以获得补偿的效果。
当对于ΔT(℃)的环境温度改变而导致波前像差的立方球面像差分量的变化量由ΔWSA3(λrms)来表示时，则对于经过物镜的光能量该变化量与位于光信息介质一侧的物镜的数值孔径4阶幂成正比以及与可塑性透镜的焦距f(mm)成正比，并且由于以波长为单位计算波前像差所以与光源波长λ(mm)成反比。所以，下式成立，ΔWSA3＝k·(NA)4·f·ΔT/λ (a1)其中k表示依赖于物镜类型的量。附带地，在焦距是3.36mm、光信息介质一侧的数值孔径是0.6、并且入射光是一准直光的情况下，塑料双非球面物镜是最佳的，这在MOC/GRIN′97技术杂志第5卷p40-p43的“TheTemperature characteristics of a new optical system with quasi-finite conjugateplastic objective for high density optical disk use”中进行了描述。它估计波长是650nm，由于在该文献的曲线显示对于30℃的温度变化，WSA3变化了0.045λrms，因此，可以考虑将该物镜用于DVD。当将上述数据代入表达式(a1)中时，则可得到k＝2.2×10-6。虽然没有说明由于温度改变而导致的波长变化的影响，但是当振荡波长的改变小时，就使用没有衍射的物镜而言，由于温度改变而导致的波长变化的影响是很大的。
对于用于记录和/或再现相关DVD的光学头装置，k不大于上述值是有必要的。当对于具有不同厚度的衬底的两种类型光信息记录介质进行记录和/或再现时，在具有衍射图案的物镜中，不能忽略由于温度改变而导致的波长改变。对于k，特别地，k的值依赖于下述而改变焦距，由于温度改变而导致的塑料材料的折射率的改变，透明衬底之间的厚度差以及两个光源之间的振荡波长差。并且在例6中，由温度改变导致的半导体激光器波长改变的主要原因以及由温度改变导致的塑料透镜的折射率变化的主要原因都使补偿有效，并且甚至当物镜是塑料透镜时，由温度改变导致的波前像差变化也很小，在模拟中其结果是k＝2.2×10-6/℃以及k＝0.4×10-6/℃。
对于k来说可以取0.3＜k＜2.2这个范围。所以，从表达式(a1)中可以使下式成立k＝ΔWSA3·λ/{f·(NA1)4·ΔT(NA)}(a2)所以，下式成立0.3×10-6/℃＜ΔWSA3·λ/{f·(NA1)4·ΔT}＜2.2×10-6/℃ (a3)在表达式(a3)中，当k值超过上限时，由于温度改变很难保持光学头装置的特性，而当超过下限时，它会在仅改变波长的情况下很难保持光学头装置的特性，尽管各种温度改变都很小。
在例8中，与例6相比，在允许范围内，一方面通过稍稍降低，即780nm波长的效率，在另一方面，即在650nm波长附近±10nm使球差变化很小。虽然在例6中在640nm波长或660nm波长处的波前像差是大约0.035λrms，但是在例8中还是可以将在640nm波长或660nm波长处的波前像差提高到大约0.020λrms。在权衡关系中存在这两个因素，并且重要的是具有一个平衡，并且当超过0.07λrms时，透镜性能就变坏并且难于作为光盘上的光学系统。
现在，将描述衍射光焦度和透镜形状之间的关系。在图47中，说明性地示出了衍射光焦度和透镜形状之间的关系。图47(a)是显示在所有部分中衍射光焦度是正的透镜形状图，而图47(b)是显示在所有部分中衍射光焦度是负的透镜形状图。如图47(c)所示，设计图6中的透镜以便在光轴附近衍射光焦度是负的并且在路径一半时变为正的。由于这种情况，可以防止衍射环带的间距太细。另外，通过设计透镜以便如图8所示在透镜的外围附近将衍射光焦度从正度变为负度，从而可以在两个波长之间获得满意的像差。可以这样安排以便于衍射光焦度在光轴附近是正的并且在路程的一半处变为负度，如图47(d)中所示的。
在图47(c)中，衍射面具有多个刻出的衍射环形带，并且将靠近光轴的衍射环形带的台阶部分设置为远离光轴，而将远离光轴的衍射环形带的台阶部分设置为靠近光轴。在图47(d)中，衍射面具有多个刻出的衍射环形带，并且将靠近光轴的衍射环形带的台阶部分设置为靠近光轴，而将远离光轴的衍射环形带的台阶部分设置为远离光轴。
例9和10例9和10中的物镜，在其折射面上有一个由表达式(a3)所示的非球面形状，并且例9是依据两个光源的有限共扼类型，而例10是与第二实施例有关的物镜的具体例子并且是一个依据三个光源的有限共扼类型。在例9和10中，由作为相差函数ΦB的表达式(a1)表示衍射面，其中单位是弧度。
图50和51示出了对于λ＝650nm和λ＝780nm时例9中物镜的光路。图52示出了对于λ＝650nm时覆盖到例9中物镜的数值孔径0.60的球面像差图。图53和54示出了对于λ＝780nm时覆盖到例9中物镜的数值孔径0.45和0.60的球面像差图。图55和56示出了对于波长为λ＝650nm和λ＝780nm时例9中物镜的波前像差图。
图57-59示出了对于λ＝650nm、λ＝400nm和λ＝780nm时例10中物镜的光路。图60和61示出了对于λ＝650nm和λ＝400nm时覆盖到例10中物镜的数值孔径0.65的球面像差图。图62和63示出了对于λ＝780nm时覆盖到例10中物镜的数值孔径0.45和0.65的球面像差图。图64-66示出了对于λ＝650nm、λ＝400nm和λ＝780nm时例10中物镜的波前像差图。
根据例9和10中的每个物镜，在任何一例子中，在实际使用中超过NA0.45的光通量对于具有780nm波长的光而言会导致大的球面像差，而且作为弥散光，它不能用于信息的记录和/或再现。
下面将显示例9和10的透镜数据。在表9和10中，r表示透镜的曲率半径，d表示各表面之间的距离，n表示在每个波长处的折射率，而γ表示Abbe数。作为参考，将描述d线(λ＝587.6nm)的折射率和γd(Abbe数)。所示的表面号数包括一个孔径，并且在本例子中，为了方便起见，将空间分为对应光盘透明衬底的部分的前面和后面位置。
例9f＝3.33像侧NA0.60放大率-0.194(对于波长为λ＝650nm)f＝3.35像侧NA0.45(NA0.60)放大率-0.195(对于波长为λ＝780nm)表9


非球面1 k＝-0.1295292
A4＝-0.045445253A8＝-0.00011777995A10＝-5.3843777×10-5A12＝-9.0807729×10-6衍射面1 B2＝0B4＝-7.6489594B6＝0.9933123B8＝-0.28305522B10＝0.011289605非球面2A4＝0.019003845A6＝-0.010002187A8＝0.004087239A10＝-0.00085994626A12＝7.5491556×10-5例10f＝3.31像侧NA 0.65放大率-0.203(对于波长为λ＝650nm)f＝3.14像侧NA 0.65放大率-0.190(对于波长为λ＝400nm)f＝3.34像侧NA 0.65放大率-0.205(对于波长为λ＝780nm)表10



非球面1k＝-0.08796008A4＝-0.010351744A6＝0.0015514472A8＝-0.00043894535A10＝5.481801×10-5A12＝-4.2588508×10-6衍射面1B2＝0B4＝-61.351934B6＝5.9668445B8＝-1.2923244B10＝0.041773541非球面2 k＝-302.6352A4＝0.002A6＝-0.0014A8＝0.0042A10＝-0.0022A12＝0.0004衍射面2 B2＝0B4＝341.19136B6＝-124.16233B3＝49.877242B10＝-5.9599182附带地，可以将例10中的物镜的具体例子等效地用于第三实施例。
例11-14例11-14中的物镜在其折射面上有一个由表达式(a3)所表示的非球面形状。在例11-13中，由作为相差函数ΦB的表达式(a1)表示衍射面，其中单位是弧度。在例14中，由作为光路差函数Φb的表达式(a2)表示衍射面，其中单位是mm。
当获得例11-14每个中的物镜特性时，将第一光盘(DVD)的光源波长设置为650nm，将第二光盘(使用蓝色激光的先进的高密度光盘)的光源波长设置为400nm，并且第一和第二光盘的透明衬底厚度t1为0.6mm。将具有透明衬底厚度t2的第三光盘(CD)的光源波长设置为780nm，透明衬底厚度t2不同于t1，是1.2mm。分别对应于光源波长400nm、650nm以及780nm的数值孔径NA被假设为0.65、0.65和0.5。
例11例11是与第四实施例有关物镜的一个具体例子，其结构中，准直光进入该物镜。在这个例子中，平方项没有被包括在相差函数的系数中，而仅使用除平方项之外的各项系数。
图68-70示出了分别对应于λ＝650nm、λ＝400nm以及λ＝780nm的例11中物镜光路图。图71和图72示出了分别对应于λ＝650nm和λ＝400nm的直到数值孔径0.65的例11中物镜的球面像差图。图73和图74示出了对应于波长λ＝780nm的直到数值孔径0.45和数值孔径0.65的例11中物镜的球面像差图。图75-77示出了分别对应于λ＝650nm、λ＝400nm和λ＝780nm的例11中物镜的球面像差图。
下面将显示例11的透镜数据。在表11中，r表示透镜的曲率半径，d表示表面之间的距离，n表示在每个波长处的折射率。所示的表面号数包括一个孔径。
例11f＝3.33像侧NA 0.65(对于波长为λ＝650nm)f＝3.15像侧NA 0.65(对于波长为λ＝400nm)f＝3.37像侧NA 0.45(对于波长为λ＝780nm)(NA0.65)表11


非球面1k＝-0.1847301A4＝-0.0090859227A6＝0.0016821871A8＝-0.0071180761A10＝0.00012406905A12＝-1.4004589×10-5衍射面1B2＝0B4＝-69.824562B6＝0.35641549B8＝0.6877372B10＝-0.18333885非球面2k＝-186.4056A4＝0.002A6＝-0.0014A8＝0.0042A10＝-0.0022A12＝0.0004衍射面2B2＝0B4＝745.72117B6＝-334.75078B8＝81.232224B10＝-5.3410176在具有如同例11(以及将随后描述的例12)中的物镜以及三个光源的光学头装置中，可以通过设计非球面系数以及相差函数的系数来修正由透明衬底厚度的不同而导致的球面像差以及由用于每个盘的波长不同所导致的球面像差的色差。如同图74所表明的，在实际应用中，在第三光盘上数值孔径NA0.45的外部变成弥散光。
例12
例12中物镜的结构是，来自有限距离的发散光可以进入该物镜。在这个例子中，平方项没有被包括在像差函数的系数中，而仅使用除平方项之外的各项系数。
图78-80示出了分别对应于λ＝650nm、λ＝400nm以及λ＝780nm的例12中物镜光路图。图81和图82示出了分别对应于λ＝650nm和λ＝400nm的直到数值孔径0.65的例12中物镜的球面像差图。图83和图84示出了对应于波长λ＝780nm的直到数值孔径0.45和数值孔径0.65的例12中物镜的球面像差图。图85-87示出了分别对应于λ＝650nm、λ＝400nm和λ＝780nm的例12中物镜的球面像差图。
下面将显示例12的透镜数据。
例12f＝3.31像侧NA 0.65放大率-0.203(对于波长为λ＝650nm)f＝3.14像侧NA 0.65放大率-0.190(对于波长为λ＝400nm)f＝3.34像侧NA 0.65放大率-0.205(对于波长为λ＝780nm)(NA0.65)表12


非球面1k＝-0.08796008A4＝-0.010351744A6＝0.0015514472
A8＝-0.00043894535A10＝5.481801×10-5A12＝-4.2588508×10-6衍射面1 B2＝0B4＝-61.351934B6＝5.9668445B8＝-1.2923244B10＝0.041773541非球面2k＝-302.6352A4＝0.002A6＝-0.0014A8＝0.0042A10＝-0.0022A12＝0.0004衍射面2B2＝0B4＝341.19136B6＝-124.16233B8＝49.877242B10＝-5.9599182在具有如同例12中的物镜以及三个光源的光学头装置中，可以通过设计非球面系数以及相差函数的系数来修正由透明衬底厚度的不同而导致的球面像差以及由用于每个盘的波长不同所导致的球面像差的色差。如同图84所表明的，在实际应用中，在第三光盘上数值孔径NA0.45的外部变为弥散光。
例13例13的物镜是另一个与第四实施例有关的物镜的具体例子，其结构中来自无限距离的准直光可以进入该物镜。在这个实施例中，将平方项以及除平方项之外的各项用做衍射面相差函数的系数。
图88-90示出了分别对应于λ＝650nm、λ＝400nm以及λ＝780nm的例13中物镜光路图。图91和图92示出了分别对应于λ＝650nm和λ＝400nm的直到数值孔径0.60的例13中物镜的球面像差图。图93和图94示出了对应于波长λ＝780nm的直到数值孔径0.45和数值孔径0.60的例13中物镜的球面像差图。图95-97示出了分别对应于λ＝650nm、λ＝400nm和λ＝780nm的例13中物镜的球面像差图。
下面将示出例13的透镜数据。
例13f＝3.31像侧NA 0.60(对于波长为λ＝650nm)f＝3.14像侧NA 0.60(对于波长为λ＝400nm)f＝3.34像侧NA 0.45(对于波长为λ＝780nm)(NA0.60)表13


非球面1k＝-0.3363369A4＝-0.0025421455A6＝-0.0010660122A8＝4.7189743×10-5A10＝1.5406396×10-6A12＝-7.0004876×10-6衍射面1B2＝-177.66083B4＝-46.296284B6＝-6.8014831
B8＝1.6606499B10＝-0.39075825非球面2k＝43.44262A4＝0.002A6＝-0.0014A8＝0.0042A10＝-0.0022A12＝0.0004衍射面2B2＝241.52445B4＝402.41974B6＝-191.87213B8＝64.779696B10＝-8.6741764在当前例子中，可以修正由透明衬底厚度的不同而导致的球面像差以及可以修正由用于每个盘的波长不同所导致的球面像差的色差以及沿轴的色差，这是因为将平方项和除平方项之外的各项用做衍射面相差函数的系数。如同图94所表明的，在实际应用中，在第三光盘上数值孔径NA0.45的外部变为弥散光。
例14例14的物镜是一个与第六实施例有关的物镜的具体例子，其结构中，来自无限距离的波长400nm和650nm的准直光以及波长780nm的发散光可以进入该物镜。在这个实施例中，将平方项以及除平方项之外的各项用做衍射面相差函数的系数。
图98示出了对应于λ＝400nm的例14中物镜光路图。图99-101示出了分别对应于λ＝400±10nm、λ＝650nm±10nm以及λ＝780nm±10nm的直到数值孔径0.65的例14中物镜的球面像差图。
下面将示出例13的透镜数据。
例14f＝3.44像侧NA 0.65(对于波长为λ＝650nm)f＝3.33像侧NA 0.65(对于波长为λ＝400nm)f＝3.46像侧NA 0.45(对于波长为λ＝780nm)
(NA0.65)表14


非球面1 k＝-2.0080A4＝0.18168×10-1A6＝-0.91791×10-3A8＝0.16455×10-3A10＝-0.11115×10-4衍射面b2＝-0.51589×10-3b4＝-0.24502×10-3b6＝0.49557×10-4b8＝-0.14497×10-4非球面2k＝3.1831A4＝0.14442×10-1A6＝-0.17506×10-2A8＝0.21593×10-4A10＝0.12534×10-4随便提到，本发明不限于上面所解释的例子。虽然在每个物镜的两侧上构成衍射面，但是也可以在光学系统的光学头装置中的一个光元件的某个面上提供这种衍射面。另外，虽然是在透镜整个面上形成环形带状衍射面，但是也可以部分地形成。此外，虽然在假设光源波长是400nm并且透明衬底的厚度是0.6mm目标为采用蓝色激光器的先进的高密度光盘的情况下已经提高了光学系统的设计，但是也可以将本发明用于除上述技术规格之外的其它技术规格的光盘。
其阶，下面将描述本发明的第七实施例。
图117示出了一个物镜以及包括当前实施例中的该物镜的光学头装置的结构示意图。如图117所示，第一半导体激光器111和第二半导体激光器112作成一个单元作为光源。在准直透镜13和物镜16之间，安排有分束器120，大部分由准直透镜13准直的光束经过该分束器而向物镜16传播。此外，用做光路改变装置的分束器120改变在信息记录面22上反射回的光通量的光路，以便于该光通量可以到达光检测器30。物镜16在其外围部分有凸缘部分16a，这样可以容易地将物镜16安装在光学头装置上。另外，由于凸缘部分16a的表面在与物镜16的光轴几乎垂直方向上延伸，因此可以更准确地安装该物镜。
当再现第一光盘时，从第一半导体激光器111中发射出的光通量穿过准直透镜13变成进一步穿过分束器120从而由孔径17将其缩小光圈的准直光通量，并且通过物镜16经第一光盘20的透明衬底21会聚到信息记录面22上。然后，由信息位调制并且在信息记录面22上反射的光通量经孔径17被反射在分束器120上，然后通过柱面镜180散光，并经凹透镜50进入光检测器30。因此，使用从光检测器30输出的信号来获得记录在第一光盘20上的信息的读信号。
此外，检测由于光检测器30上光点形状和位置的改变而引起的光量的变化，以检测聚焦点和光道。基于这个检测，移动物镜16以便于可以通过二维调节器150使来自第一半导体激光器111的光通量在第一光盘20的信息记录面22上构成一个像，而且移动物镜16以便于来自第一半导体激光器111的光通量可以在指定光道上形成像。
当再现第二光盘时，从第二半导体激光器112中发射出的光通量穿过准直透镜13变成进一步穿过分束器120从而由孔径17将其缩小光圈的准直光通量，并且通过物镜16经第二光盘20的透明衬底21会聚到信息记录面22上。然后，由信息位调制并且在信息记录面22上反射的光通量经孔径17被反射在分束器120上，然后通过柱面镜180散光，并经凹透镜50进入光检测器30。因此，使用从光检测器30输出的信号来获得记录在第一光盘20上的信息的读信号。此外，检测由于光检测器30上光点形状和位置的改变而引起的光量的变化，以检测聚焦点和光道。基于这个检测，移动物镜16以便于可以通过二维调节器150使来自第二半导体激光器112的光通量在第二光盘20的信息记录面22上构成一个像，而且移动物镜16以便于来自第二半导体激光器112的光通量可以在指定光道上形成像。
设计物镜(衍射透镜)16以便于对于来自每个半导体激光器的入射光的每个波长(λ)而言，其波前像差可以是0.07λrms或更小，直到达数值孔径(最大数值孔径比用于第一和第二光盘的记录和/或再现所需的要大)。所以，在每个光通量的像形成面上的波前像差是0.07λrms或更小。因此，当记录和/或再现任一光盘时，在像形成面和检测器30上没有产生弥散光，其结果对于聚焦误差检测以及光道误差检测而言产生了更好的特性。
附带地，这里假设这样一种情况其中第一光盘是DVD(光源波长是650nm)而第二光盘是CD(光源波长是780nm)，以及这种情况第一光盘是先进的高密度盘(光源波长是400nm)而第二光盘是DVD(光源波长是650nm)。特别地，当如上述两种情况中的两个光盘的必需数值孔径之间存在很大差别时，与所必需的光点直径相比，有时光点太小了。在这种情况中，可以引入在本文件其它地方解释过的孔径调节装置来获得所需的光点直径。
下面将解释有关球面像差修正透镜的例15、16、17以及18，来作为与第七实施例有关的物镜的一个具体例子。在每个例子中，对于最大数值孔径，将波前像差修正为0.07λrms或更小。附带地，在下文的解释中提及的像侧是指光信息记录介质一侧。
例15图118示出了代表例15中物镜的衍射光透镜(具有衍射面的物镜)的光路图。图119示出了与例15的衍射光透镜有关的在波长(λ)＝640、650以及660nm情况下直到数值孔径0.60的球面像差图。图120示出了例15的衍射光透镜的光路图，其中光信息记录介质的透明衬底厚度比图118中的大。图121示出了与图120中的衍射光透镜有关的在波长λ＝770、780以及790nm情况下直到数值孔径0.60的球面像差图。
根据例15的衍射光透镜，如图119所示，对于波长λ＝650nm，直到NA0.60的孔径几乎都没有像差。如图120和121所示，其中的透明衬底都是厚的，对于波长λ＝780nm，直到NA0.60的孔径几乎都没有像差。附带地，对于λ＝780nm，指定的数值孔径是0.45。
如上所述，在例15中，可以将在波长为780nm的情况中的球面像差修正到与其中透明衬底要薄些以及波长为650nm情况中一样的数值孔径(NA0.60)，在波长为780nm的情况中光信息记录介质的透明衬底比例1、6和8中的厚。
下面将示出例15中的透镜数据。
对于波长λ＝650nm的情况，焦距f＝3.33像侧的数值孔径NA＝0.60无限型(入射准直后的光通量)对于波长λ＝780nm的情况，焦距f＝3.38像侧的数值孔径NA＝0.60无限型表15


非球面系数非球面1k＝-1.0358A4＝4.8632×10-3A6＝5.3832×10-4A8＝-1.5773×10-4
A10＝3.8683×10-7非球面2k＝-9.256352A4＝1.5887×10-2A6＝-5.97422×10-3A8＝1.11613×10-3A10＝-9.39682×10-5衍射面系数(标准波长650nm)b2＝6.000×10-3b4＝-1.317×10-3b6＝1.5274×10-4b8＝-6.5757×10-5b10＝6.2211×10-6例16图122示出了代表例16中物镜的衍射光透镜(具有衍射面的物镜)的光路图。图123示出了与例16的衍射光透镜有关的在波长(λ)＝640、650以及660nm情况下直到数值孔径0.60的球面像差图。图124示出了例16的衍射光透镜的光路图，其中光信息记录介质的透明衬底厚度比图122中的大。图125示出了与图124中的衍射光透镜有关的在波长λ＝770、780以及790nm情况下直到数值孔径0.60的球面像差图。
根据例16的衍射光透镜，如图123所示，对于波长λ＝650nm，直到NA0.60的孔径几乎都没有像差。如图124和125所示，其中的透明衬底都是厚的，对于波长λ＝780nm，直到NA0.60的孔径几乎都没有像差。附带地，对于λ＝780nm，指定的数值孔径是0.45。
如上所述，在例16中，可以将在波长为780nm的情况中的球面像差修正到与其中透明衬底要薄些以及波长为650nm情况中一样的数值孔径(NA0.60)，在波长为780nm的情况中光信息记录介质的透明衬底比例1、6和8中的厚。顺便提一下，在例15和16中，对于一直到NA0.6，修正由透明衬底的厚度差而引起的球面像差，需要由衍射产生的对球面像差强有力的修正。由于这个原因，降低了环形区域间距，但是该间距的减小是通过使衍射的近轴光焦度变为负的来减少的。
下面将示出例16中的透镜数据。
对于波长λ＝650nm的情况，焦距f＝3.33像侧的数值孔径NA＝0.60无限型(入射准直后的光通量)对于波长λ＝780nm的情况，焦距f＝3.36像侧的数值孔径NA＝0.60无限型表16


非球面系数非球面1k＝-1.1331A4＝4.5375×10-3A6＝1.2964×10-3A8＝-3.6164×10-4A10＝2.0765×10-5非球面2k＝-4.356298A4＝1.57427×10-2A6＝-4.91198×10-3A8＝7.72605×10-4A10＝-5.75456×10-5衍射面系数(标准波长650nm)b2＝2.1665×10-3b4＝-2.0272×10-3b6＝5.5178×10-4
b8＝-1.8391×10-4b10＝1.8148×10-5例17图126示出了代表例17中物镜的衍射光透镜(具有衍射面的物镜)的光路图。图127示出了与例17的衍射光透镜有关的在波长(λ)＝640、650以及660nm情况下直到数值孔径0.60的球面像差图。图128示出了例17的衍射光透镜的光路图，其中光信息记录介质的透明衬底厚度比图126中的大。图129示出了与图128中的衍射光透镜有关的在波长λ＝770、780以及790nm情况下直到数值孔径0.60的球面像差图。
根据例17的衍射光透镜，如图127所示，对于波长λ＝650nm，所有一直到0.60的孔径几乎都没有像差。如图128和129所示，其中的透明衬底都是厚的，对于波长λ＝780nm，所有一直到NA0.60的孔径几乎都没有像差。附带地，对于λ＝780nm，指定的数值孔径是0.45。在例15-17的每一个例子中轴向色差都彼此不同，并且环形区域的间距也彼此不同。
如上所述，在例17中，可以将在波长为780nm的情况中的球面像差修正到与其中透明衬底经薄些以及波长为650nm情况中一样的数值孔径(NA0.60)，在波长为780nm的情况中光信息记录介质的透明衬底比例1、6和8中的厚。
下面将示出例17中的透镜数据。
对于波长λ＝650nm的情况，焦距f＝3.33像侧的数值孔径NA＝0.60无限型对于波长λ＝780nm的情况，焦距f＝3.34像侧的数值孔径NA＝0.60无限型表17


非球面系数非球面1 k＝-1.0751A4＝5.0732×10-3A6＝4.3722×10-4A8＝-1.4774×10-4A10＝9.6694×10-7非球面2 k＝-10.41411A4＝1.59463×10-2A6＝-6.02963×10-3A8＝1.11268×10-3A10＝-9.3151×10-5衍射面系数(标准波长650nm)b2＝-2.000×10-3b4＝-1.4462×10-3b6＝1.1331×10-4b8＝-6.6211×10-5b10＝6.8220×10-6例18图130示出了代表例18中物镜的衍射光透镜(具有衍射面的物镜)的光路图。图131示出了与例18的衍射光透镜有关的在波长(λ)＝390、400以及410nm情况下一直到数值孔径0.70的球面像差图。图132示出了例18的衍射光透镜的光路图，其中光信息记录介质的透明衬底厚度比图130中的大。图133示出了与图132中的衍射光透镜有关的在波长λ＝640、650以及660nm情况下一直到数值孔径0.70的球面像差图。
根据例18的衍射光透镜，如图131所示，对于波长λ＝400nm，所有一直到NA0.70的孔径几乎都没有像差。如图132和133所示，其中的透明衬底都是厚的，对于波长λ＝650nm，所有一直到NA0.70的孔径几乎都没有像差。
如上所述，在例17中，可以将在波长为650nm的情况中的球面像差修正到与其中透明衬底要薄些以及波长为400nm情况中一样的数值孔径(NA0.70)，在波长为650nm的情况中光信息记录介质的透明衬底比例1、6和8中的厚。
下面将示出例18中的透镜数据。
对于波长λ＝400nm的情况，焦距f＝3.33像侧的数值孔径NA＝0.70无限型对于波长λ＝650nm的情况，焦距f＝3.34像侧的数值孔径NA＝0.70无限型表18


非球面系数非球面1 K＝0.0A4＝-7.9616×10-4A6＝-5.7265×10-4A8＝8.3209×10-5A10＝-4.1599×10-5非球面2 K＝0.0A4＝3.11131×10-2A6＝-1.18548×10-2A8＝1.63937×10-3
A10＝-6.60514×10-5衍射面系数(标准波长400nm)b2＝-1.4046×10-3b4＝-8.6959×10-4b6＝2.3488×10-4b8＝-5.2455×10-5b10＝3.6385×10-6其阶，将解释例1-3以及例14-18的每一个中的衍射光透镜的多个环形带的间距。构造这些环形带中的每一个以使其成为其中心是光轴的同心圆的形式，并且环形带的间距Pf(mm)值对应于像侧透镜的最大数值孔径，在表19中示出了对应于表示最大数值孔径一半的数值孔径的环形带间距Pf(mm)和((Ph/Pf)-2)。
表19

0.4≤|(Ph/Pf)-2|≤25(b1)根据本发明发明人的进一步研究，已经发现当前述表达式(b1)成立时，即，当|(Ph/Pf)-2|的值不小于该表达式的下限值时，就不衰减对高阶球面像差进行修正的衍射行为，并且因此，可以通过这个衍射行为来修正由透明衬底的厚度差所导致的两上述波长之间的球面像差之差，并且当上述值不大于上限值时，几乎不产生衍射环形带间距太小的部分，因此能够产生具有高衍射效率的透镜。
关于上述相关表达式，下列表达式(b2)较好，而表达式(b3)则更好。
0.8≤|(Ph/Pf)-2|≤0.6(b2)
1.2≤|(Ph/Pf)-2|≤2.0(b3)下面，将解释本发明的第八个实施例。
通过使用波长为650nm的光源来记录和再现DVD时位于光信息记录介质一侧物镜的必需的数值孔径NA1大约是0.6，而通过使用波长为780nm的光源来再现CD时位于光信息记录介质一侧物镜的需要的数值孔径NA2大约是0.45(记录时为0.5)。因此，用于上述修正一直到数值孔径NA1的像差的衍射图案不是必不可少的。
另外，因为焦深很大并且球面像差量很小，所以在光轴附近该衍射图案不是必不可少的。
通过在必需以及最少的部分上形成衍射图案并且通过使剩余部分成为折射面，可以防止在金属模制过程中工具的损坏，从而提高释放特性，并且可以防止容量的恶化，容量的恶坏是这样引起的当存在由光会聚点比CD一侧所需的要窄时所导致的各盘厚度差，或者当盘倾斜时所导致的。
为了这个目的，物镜的衍射图案需要对于光轴而言是旋转对称的，并且需要满足下列条件对于从第一光源发出的光通量，当将来自离光轴最远的物镜上的衍射图案圆圈外围的正的主要衍射光束转换为光信息记录介质一侧数值孔径为NAH1的光通量，对于从第一光源发出的光通量，当将来自离光轴最近的物镜上的衍射图案圆圈外围的正主要衍射光束转换为光信息记录介质一侧上数值孔径为NAL1的光通量时，NAH1＜NA10≤NAL1≤NA2当第一光信息记录介质是DVD，第一光源的波长λ1是650nm，第二光信息记录介质是CD并且第二光源的波长λ2是780nm时，则最好是NAH1从0.43到0.55，NAL1从0.10到0.40。
对与具有衍射图案的部分有关的物镜进行光学设计，使来自第一光源的进入该物镜的光通量的正主要衍射光束可以是一个几乎没有像差的光会聚点。另一方面，对与不具有衍射图案的部分有关的物镜进行光学设计时，使来自第一光源的进入该物镜的光通量可以是一个几乎没有像差的光会聚点。
对与上述两种情况中的光会聚位置需要大概一致。另外，重要的是，每个光通量的相位要彼此一致。附带地，对于相位，当k表示一个小的整数时，尽管有2kπ的偏差，在所设计波长的条件下，光会聚特性几乎不改变，但是当|k|的绝对值很大时，由于波长波动很容易地使光会聚特性改变。最好是，|k|在1-10的范围内。
在从第二光源发出的光通量中，在这种情况中，将来自物镜上离光轴最远的衍射图案的圆圈外围的正主要衍射光束转换为在光信息记录介质一侧的数值孔径是NAH2的光通量，与此同时，将来自物镜上离光轴最近的衍射图案的圆圈外围的正主要衍射光束转换为在光信息记录介质一侧的数值孔径是NAL2的光通量。
建立穿过物镜的光通量的球面像差，从而对于每一个光通量，可以使来自具有衍射图案那部分的每个光通量以及来自没有衍射图案那部分的光通量的光会聚位置和相位差达到最佳，因此，通过使用从第二光源发出的光通量中穿过物镜的数值孔径为NAH2或更小的光通量，可以在光信息记录介质的信息记录面上形成可以进行第二光信息记录介质的记录和再现的光点。
实际中，最好的是，对于从第一光源发出的光通量中穿过物镜的数值孔径为NA1或更小的光通量而言，经第一光信息记录介质的透明衬底在最佳像点处的波前像差是0.07λrms或更小，而对于从第二光源发出的光通量中穿过物镜的数值孔径为NAH2或更小的光通量而言，经第二光信息记录介质的透明衬底在最佳像点处的波前像差是0.07λrms或更小。
附带地，尤其最好的是，对于从第一光源发出的光通量中穿过物镜的数值孔径为NA1或更小的光通量而言，经第一光信息记录介质的透明衬底在最佳像点处的波前像差的球面像差分量是0.05λrms或更小。
在使光学头装置成为这样的时候其中在第一光源和第二光源之间并且在第二光源和物镜之间至少提供一个准直透镜，由此，每个从第一光源进入该物镜的光通量以及每个从第二光源进入该物镜的光通量都是准直光，从而容易调整光学头。
另外，对于分别从第一光源和第二光源发出的光通量而言，通过使用一个准直透镜可以降低光学头装置的成本。
附带地，当第一光源和第二光源的每一个都是单独的单元时，对于准直透镜，可以设置每个光源的位置以便于每个光通量可以彼此平行。
当第一光源和第二光源在同一单元中时，可以通过在光束方向上适当设置两个光源的位置差使入射到物镜中的光束彼此平行，或者还可以这样，当不能进行调整时，通过使用准直透镜的色差最佳的一个光源来使入射到物镜中的光束彼此平行。
另外，进入物镜的光通量可以是会聚的光通量也可以是发散的光通量，通过使从第二光源进入物镜的光通量散度比从第一光源进入物镜的光通量散度要高，从而产生基于散度差别所导致的球面像差，这样可以减少通过衍射图案修正的球面像差量。
图114是示意图，其中数值孔径NAH2与数值孔径NAL2相同，并且在图上示出了对于下列情况下从第二光源发出的光能量穿过第二光信息记录介质(CD)透明衬底的光通量的球面像差，这些情况是其中没有修正轴向色差的情况以及其中修正了近轴色差(ΔfB＝0)的情况。
当没有通过衍射图案修正时，对具有NAH2或更小的用于再现第二光信息记录介质的光通量的会聚位置是在点B处，而在通过衍射图案修正光能量从而使ΔfB几乎为0之后，它被会聚在点A处。但是，在NAH2外部，不通过衍射图案进行修正，并且它的像差仅通过折射面来显示像差曲线S。
从图中可以明显看出，在光通量的会聚点与NAH2中的球面像差之间的间隙增大了近轴色差的修正量ΔfB，并从NAH2到NA1的弥散光分量被会聚的位置大大地远离对于NAH2或其更小的情况下用于第二光信息记录介质再现的光通量的会聚位置。所以弥散光分量对光检测器的影响很小。
另外，由于在λ1和λ2处修正近轴色差，所以即使在λ1和λ2附近近轴色差也会很小，并且甚至当在光信息记录介质上记录信息的过程中由于激光功率的波动使振荡波长改变时，几乎不会使焦点移动，而且使高速记录成为可能。
为了使从NAH2到NA1的弥散光分量会聚的位置和对于NAH2或更小的光通量会聚位置彼此远离，通过设计第二衍射图案使第二衍射图案位于上述衍射图案的外部，从而可以获得如图115所示的修正像差状态，因此，对于来自第一光源的光通量，第二衍射图案的正主要衍射光线在上述会聚位置处会聚，而来自第二光源的光线通过第二衍射图案透射而不会被其衍射。
也就是，图115(a)示出了对于从第一光源发出的光通量的修正像差状态，其中通过对于NAH1或更多以及NAH1或更少而言的正主要衍射光线的修正效果，使由所建立的衍射面产生的相对大的像差变为没有像差，并且在会聚位置处会聚该光通量。但是，如图115(b)所示，第二光源发出的光通量中穿过在NAH2外部的衍射图案的光通量是没有受到衍射作用的零阶光。所以，在其修正像差状态中，没有被衍射图案修正的像差以本来面貌出现。因此，在NAH2处的球面像差间隙变大，弥散光分量的会聚位置大大地远离用于信息再现的光通量的会聚位置。所以，弥散光分量对光检测器的影响很小。
还可以这样设计第二衍射图案，使来自第一光源的光通量可以不被第二衍射图案衍射，而来自第二光源的光通量可以主要地变成负主要衍射光线。由于这种情况，当放大由衍射引起的范围从NAH2到NA1的光通量的球面像差时，对于第二光源可以适当修正穿过物镜的数值孔径是NAH2或更小的光通量经过第二光信息记录介质透明衬底的球面像差，如图113所示，另一方面，可以使放大的在NAH2外部的光通量的球面像差变得更大。其结果，如图116(b)所示，在NAH2处的球面像差间隙变大，并且弥散光分量的会聚位置大大地远离用于信息再现的光通量的会聚位置。所以，弥散光分量对光检测器的影响很小。
以同样的方式，通过在从光源到物镜的光路中提供一个孔径调节装置，该装置透过来自第一光源的光通量而不透过来自第二光源的光通量中经过与第一衍射图案光轴相反区域的光通量，并因而，通过减少达到光检测器上的弥散光分量，从而可以使弥散光分量的影响变小。
对于这个孔径调节装置，在用一个光合成装置组合来自第一光源的输出光通量和来自第二光源的输出光通量之后，可以在光路中安排一个环形带状滤光器，它可以传送来自第一光源的光通量并反射或吸收来自第二光源光通量中经过第一衍射图案上与光轴相对区域的光通量。
对于这种滤光器，例如，可以使用采用多层的分色滤光器。当然可以使物镜的任一面具有上述的滤光器效果。
孔径调节装置还可以是一个这样的环形带状滤光器它可以透射来自第一光源的光通量，而使第二光源光通量中通过衍射图案的与光轴相对区域的光通量被衍射。
随后将参考附图具体解释与本发明第八个实施例有关的第一光学头装置-第七光学头装置。
在图102中所示的第一光学头装置中有一个表示用于第一光盘再现的第一光源的半导体激光器111，以及用于再现第二光盘的半导体激光器112。
首先，当再现第一光盘时，从第一半导体激光器111中发出一束光，发出的光束经代表用于从半导体激光器111和112发出光束的组合装置的分束器190传送，然后经偏振分束器120、准直透镜130以及1/4波长板140传送从而变成一个圆形偏振以及准直光通量。这个光通量被孔径170缩小范围，并由物镜160经第一光盘200的透明衬底210会聚在信息记录面220上。
由信息位调制并由信息记录面220反射的这个光通量经物镜160、孔径170、1/4波长板140以及准直透镜130被再阶传送进入到偏振分束器120中，在偏振分束器120中，光通量被反射并且由柱面透镜18像散。然后，该光通量进入光检测器300，从该检测器中输出的信号被用于获得读出记录在第一光盘200上信息的信号。
检测出由于光检测器300上光点的构成和位置的改变而导致的光量改变从而进行聚焦检测和循道检测。基于这个检测，二维调节器150移动物镜160，便来自第一半导体激光器111的光通量可以在第一光盘200的记录面220上形成一个像，而且移动物镜160使来自半导体激光器111的光通量可以在指定光道上形成一个像。
当再现第二光盘时，从第二半导体激光器112中发出一束光，发出的光束在代表光束的组合装置的分束器190上被反射，并且以与来自第一半导体激光器111的光通量相同的方式，经偏振分束器120、准直透镜130、1/4波长板140以及物镜160，并经第二光盘200的透明基底210会聚在信息记录面220上。
由信息位调制并由信息记录面220反射的这个光通量经物镜160、孔径170、1/4波长板14、准直透镜130、偏振分束器120以及柱面透镜18再阶进入到光检测器300，并且从光检测器上输出的信号被用于获得读出记录在第二光盘200上信息的信号。
以与第一光盘情况相同的方式，检测出由于光检测器300上光点的形状和位置的改变而导致的光量改变从而进行聚焦检测和循道检测，二维调节器150移动物镜160以便于调焦和循道。
图103中的第二拾取装置具有适合于用于记录和再现的光学系统的结构，下面将解释再现的一种情况。附带地，在下面的例子中，对于与图102中的光学头装置相同的部分都给出了相同的标记。
当再现第一光盘时，从第一半导体激光器111中发出一束光，发出的光束被偏振分束器121反射并且经准直透镜131以及1/4波长板141变成圆形偏振准直光。它进一步经表示光合成装置的分束器190传送，然后被孔径170截止，并由物镜160经第一光盘200的透明衬底210会聚在信息记录面220上。
由信息位调制并在信息记录面220反射的这个光通量经分束器190、1/4波长板141以及准直透镜131被再阶传送并经物镜160和孔径170进入到偏振分束器121中，在偏振分束器120中，光通量通过时被像散。然后，该光通量进入光检测器301，在该检测器中使用从其上被输出的信号来获得读出记录在第一光盘200上信息的信号。
检测出由于光检测器301上光点的形状和位置的改变而导致的光量改变从而进行聚焦检测和循道检测。基于这个检测，二维调节器150移动物镜160使来自第一半导体激光器111的光通量可以在第二光盘200的记录面220上形成一个像，而且移动物镜160使来自半导体激光器111的光通量可以在规定光道上形成一个像。
当再现第二光盘时，从第二半导体激光器112中发出一束光，发出的光束偏振分束器122反射并且经准直透镜132以及1/4波长板142变成圆形偏振准直光。它进一步经代表光合成装置的分束器190传送，然后被孔径170和物镜160经第一光盘200的透明衬底210会聚在信息记录面220上。
由信息位调制并在信息记录面220反射的这个光通量经物镜160和孔径170被再阶反射在分束器190上，并且经1/4波长板142以及准直透镜132传送并进入到偏振分束器122中，在偏振分束器122中，当光通量通过时被像散。然后，该光通量进入光检测器302，在该检测器中使用从其输出的信号来获得读出记录在第一光盘200上信息的信号。
检测出由于光检测器302上光点的形状和位置的改变而导致的光量改变从而进行聚焦检测和循道检测。基于这个检测，二维调节器150移动物镜160使来自第二半导体激光器112的光通量可以在第二光盘200的记录面220上形成一个像，而且移动物镜160使来自半导体激光器112的光通量可以在规定光道上形成一个像，与前述过程一样。
图104中的第三拾取装置具有适合于用于记录和再现的光学系统的结构，下面将解释再现的一种情况。
当再现第一光盘时，从第一半导体激光器111中发出一束光，发出的光束经使发散光源的光束散度变小的耦合透镜60、代表光合成装置的分束器190以及分束器120传送，并且进一步经准直透镜130以及1/4波长板140传送变成圆形偏振准直光。然后它被孔径170截止并由物镜160经第一光盘200的透明衬底210会聚在信息记录面220上。
由信息位调制并由信息记录面220反射的这个光通量由1/4波长板140以及准直透镜130经物镜160和孔径170再阶传送并进入到偏振分束器120中，在偏振分束器120中，它被反射并被柱面透镜180像散。然后，该光通量经凹透镜50进入光检测器301，在该检测器中使用从其输出的信号来获得读出记录在第一光盘200上信息的信号。
检测出由于光检测器301上光点的形状和位置的改变而导致的光量改变，从而进行聚焦检测和循道检测。基于这个检测，二维调节器150移动物镜160，使来自第一半导体激光器111的光通量可以在第二光盘200的记录面220上形成一个像，而且移动物镜160，使来自半导体激光器111的光通量可以在规定光道上形成一个像。
在用于再现第二光盘的第二半导体激光器112中，使用了激光器/检测器合成单元400、光检测器302以及全息件230一体化。“单元”或“一体化”意味着一体化的元件和装置可以稳固地装在一个光学头装置中，并且该单元可以在设备装配时作为一个部件安装。
从第二半导体激光器112中发出的光通量经全息件230传送，然后被反射在表示光合成装置的分束器190上，并经分束器120、准直透镜130以及1/4波长板140传送变成准直光。进一步经孔径170、物镜160并且经第二光盘200的透明衬底210将它会聚在信息记录面220上。
由信息位调制并在信息记录面220反射的这个光通量由1/4波长板140以及准直透镜130和分束器120经物镜160和孔径170再阶传送，然后在分束器190中被反射并由全息件230衍射，并进入到光检测器302，在该检测器中使用从其输出的信号来获得读出记录在第一光盘200上信息的信号。
通过检测由于光检测器302上光点的形状和位置的改变而引起的光量改变来进行聚焦检测和循道检测，从而由用于聚焦和循道的二维调节器150来移动物镜160。
当再现位于图105中的第四光学头装置中的第一光盘时，在图105中用了激光器/检测器合成单元410、光检测器301以及全息件231一体化并成为第一半导体激光器111，从第一半导体激光器111发出的光通量穿过全息件231，然后经表示光合成装置的光束发离器190和准直透镜130传送从而变成准直光通量，它进一步由孔径170缩小光圈，从而由物镜160经第二光盘200的透明衬底210将它会聚在信息记录面220上。
由信息位调制并在信息记录面220上反射的这个光通量由准直透镜130和分束器190经物镜160和孔径170再阶传送，然后由全息件230衍射而进入到光检测器301，在该检测器中使用从其输出的信号来获得读出记录在第一光盘200上信息的信号。
通过检测由于光检测器302上光点的形状和位置的改变而导致的光量改变来进行聚焦检测和循道检测，从而由用于调焦和循道的二维调节器150来移动物镜160。
当再现第二光盘时，在图105中激光器/检测器合成单元42、光检测器302以及全息件232一体化而为第二半导体激光器112，从第二半导体激光器112发出的光通量穿过全息件232，然后反射在表示光合成装置的分束器190上并经准直透镜130传送变成准直光通量，进一步经物镜160和第二光盘200的透明衬底210将它会聚在信息记录面220上。
由信息位调制并由信息记录面220反射的这个光通量由准直透镜130经物镜160和孔径170再阶传送并被反射在分束器190上，然后由全息件230衍射从而进入到光检测器302，在该检测器中使用从其输出的信号来获得读出记录在第一光盘200上信息的信号。
通过检测由于光检测器302上光点的形状和位置的改变而导致的光量改变来进行聚焦检测和循道检测，并基于这个检测，由用于调焦和循道的二维调节器150来移动物镜160。
在图106的光学头装置中，将第一半导体激光器111、第二半导体激光器112、光检测器30以及全息件230一体化为激光器/检测器合成单元430。
当再现第一光盘时，从第一半导体激光器111中发出的光通量由全息件230和准直透镜130传送，变成准直光，它被孔径170缩小光圈，并由物镜160经第一光盘200的透明衬底210会聚在信息记录面220上。
由信息位调制并由信息记录面220反射的这个光通量由准直透镜130经物镜160和孔径170再阶传送并由全息件230衍射从而进入到光检测器300，在该检测器中使用从其输出的信号来获得读出记录在第一光盘200上信息的信号。
通过检测由于光检测器300上光点的构成和位置的改变而导致的光量改变来进行聚焦检测和循道检测，并由此由用于调焦和循道的二维调节器150来移动物镜160。
当再现第二光盘时，从第二半导体激光器112中发出的光通量由全息相230和准直透镜130传送多数变成一个准直光，它由物镜160经第二光盘200的透明衬底210会聚在信息记录面220上。
由信息位调制并由信息记录面220反射的这个光通量由准直透镜130经物镜160和孔径170再阶传送并由全息件230衍射从而进入到光检测器300，在该检测器中使用从其输出的信号来获得读出记录在第一光盘200上信息的信号。
通过检测由于光检测器302上光点的形状和位置的改变而导致的光量改变来进行聚焦检测和循道检测，并由此由用于调焦和循道的二维调节器150来移动物镜160。
在图107的光学头装置中，将第一半导体激光器111、第二半导体激光器112、第一光检测器301、第二光检测器302以及全息件230一体化为激光器/检测器合成单元430。
当再现第一光盘时，从第一半导体激光器111中发出的光通量经光盘一侧的全息件230和准直透镜130传送变成一个准直光通量，它进一步被孔径170缩小光圈，并由物镜160经第一光盘200的透明衬底210会聚在信息记录在220上。
由信息位调制并在信息记录面220上反射的这个光通量由准直透镜130经物镜160和孔径170再阶传送并由位于光盘一侧的全息件230衍射，从而进入到与第一光源相对应的光检测器301，在该检测器中使用从其输出的信号来获得读出记录在第二光盘200上信息的信号。
通过检测由于光检测器300上光点的形状和位置的改变而导致的光量改变来进行聚焦检测和循道检测，并因此由用于调焦和循道的二维调节器150来移动物镜160。
当再现第二光盘时，从第二半导体激光器112发出的光通量被半导体激光器一侧的全息件230的表面衍射，并穿过准直器130，以成为大部分被准直的光通量。该半导体激光器一侧上的全息件232的表面具有作为光合成装置的这样一种功能。该光通量穿过孔径170、物镜160以及第二光盘200的透明衬底而会聚到信息记录面220上。
由信息位调制并由信息记录面220反射的这个光通量再阶由准直透镜130经物镜160和孔径170传送，然后由全息件230的光盘侧表面衍射从而进入到与第二光源相对应的光检测器302，在该检测器中使用从其输出的信号来获得读出记录在第一光盘200上信息的信号。
通过检测由于光检测器302上光点的形状和位置的改变而导致的光量改变来进行聚焦检测和循道检测，并基于这个检测，由用于调焦和循道的二维调节器150来移动物镜160。
在图108中示出的第七拾取装置具有适合于用于记录和再现的光学系统的结构，下面将解释再现的一种情况。
当再现第一光盘时，从第一半导体激光器111发出一束光，发出的光束经使发散光源的光束度散变小的耦合透镜60、代表光合成装置的分束器190以及分束器120传送，并且进一步经准直透镜130以及1/4波长板140传送变成圆偏振准直光。然后它进一步被孔径170缩小光圈并由物镜160经第一光盘200的透明衬底210会聚在信息记录面220上。
由信息位调制并由信息记录面220反射的这个光通量由1/4波长板140以及准直透镜130经物镜160和孔径170而进入到分束器120中，在分束器120中，它被反射并被柱面透镜180像散。然后，该光通量经凹透镜50进入光检测器301，在该检测器中使用从其输出的信号来获得读出记录在第一光盘200上信息的信号。
检测出由于光检测器301上光点的形状和位置的改变而导致的光量改变从而进行聚焦检测和循道检测。基于这个检测，二维调节器150移动物镜160使来自第一半导体激光器111的光通量可以在第一光盘200的记录面220上形成一个像，而且移动物镜160使来自半导体激光器111的光通量可以在规定光道上形成一个像。
在用于再现第二光盘的第二半导体激光器112中，光检测器302以及全息件230被一体化在激光器/检测器合成单元400中。
从第二半导体激光器112中发出的光通量经全息件230传送，然后在表示光合成装置的分束器190上反射，并经分束器120、准直透镜130以及1/4波长板140传送变成准直光。进一步经孔径170、物镜160并且经第二光盘200的透明衬底210将它会聚在信息记录面220上。
由信息位调制并在信息记录面220反射的这个光通量由1/4波长板140、准直透镜130和分束器120经物镜160和孔径170再阶传送，然后在分束器190中被反射并由全息件230衍射，从而进入到光检测器302，在该检测器中使用从其输出的信号来获得读出记录在第二光盘200上信息的信号。
通过检测由于光检测器302上光点的形状和位置的改变而导致的光量改变来进行聚焦检测和循道检测，并且通过用于调焦和循道的二维调节器150来移动物镜160。
这里将解释用于第三Super RENS系统的光盘的光的记录和再现的情况，该光盘在透明衬底厚度t1以及位于光信息记录介质一侧的所述物镜所需的数值孔径NA方面大体上与第一光盘相同，该光信息记录介质需要用具有波长为λ1的第一光源进行记录和再现。
第三Super RENS系统的盘现正被深入细致地研究，并且在图109中示出了其结构实例。它的记录和再现是基于近场光学，并且再现信号包括一个用于反射光的系统和一个使用透射光的系统，当前实例的结构显示了一个通过使用透射光来获得再现信号的系统。
当记录和再现Super RENS系统的第三盘时，第一半导体激光器111发出一束光，发出的光束经使发散光源的光束发散度变小的耦合透镜60、代表光合成装置的分束器190以及分束器120传送，并且进一步经准直透镜130以及1/4波长板140传送变成准直光。然后它进一步被孔径170缩小光圈，并由物镜160经第一光盘200的透明衬底210以及第一保护薄膜240会聚在非线性光薄膜250上。在非线性光薄膜250上，构成有一些小开口，能量经第二保护薄膜260传送到信息记录层上的信息记录面220上。然后，经保护薄膜270传送由信息位调制并经信息记录面220传送的光束，并由位于物镜相对一侧的会聚透镜90会聚到达光检测器305，在那里通过从光检测器输出的信号获得记录在第三光盘200上的读出信号。
另一方面，由非线性光薄膜250反射的光通量再阶由1/4波长板140和准直透镜130经物镜160和孔径170传送进入分束器120，在其上光通量被反射并且由柱状透镜180进行像散，从而经凹透镜50进入光检测器301。通过检测由光检测器301上光点的构成以及位置变化所导致的光量变化来执行聚焦检测和循道检测。基于这个检测，二维调节器150移动物镜160使从第一半导体激光器111发射的光通量可以在第一光盘的非线性光薄膜250上构成一个像，而且可以移动物镜160使从第一半导体激光器111发射的光通量可以在规定轨道上构成一个像。
当专用物镜设计成使无像差准直光通量可以从第一光源进入并且经DVD透明衬底形成无像差的光点，并且作前述光学头装置的物镜，并且当无像差准直光从第二光源进入物镜并且经CD的透明衬底形成一个光点时，产生由下列情况所导致的球面像差(1)依赖于波长的物镜折射率，(2)信息记录介质的透明衬底之间的厚度差，以及(3)依赖于波长的透明衬底折射率，并且多数的球面像差是由所述上面项(2)所导致的，这一点上面已经谈过。
在用于CD记录和再现所必需的数值孔径NA2的条件下，由上述项(2)因素所导致的球面像差与|t1-t2|以及(NA2)4成正比。图110显示了当具有波长λ1＝650nm的准直光通量进入物镜时，对于被设计为使其经DVD透明衬底没有像差的专门物镜的成像放大率M2和波前像差之间的关系，其条件是其透明衬底厚度与CD一样、使用波长λ2＝780nm，并且从物镜发出的光通量的数值孔径是0.45。当成像放大率M2是0时，准直的光通量进入物镜，情况与DVD一样。
在所述M2＝0的情况中，产生大约0.13λrms的球面像差，该球面像差大于作为衍射极限光焦度的Marechal极限的0.07λrms。所以，有必要借助于用于DVD和CD的一些装置来设置球面像差以便于使波前像差不大于Marechal限制。
当该物镜的成像放大率为负时，在该物镜中产生负的球面像差，并且在M≈-0.06的情况下在Marechal限制内取最小值。如上所述，需要校正的球面像差量根据成像放大率而变化，并且在所示例子中，在M≈-0.06的情况下不需要用其它装置来校正球面像差。另外，当用于CD-R信息记录所需的NA是0.5时，需要校正的球面像差变得大些。
下面，将解释在上述每个光学头装置中的优选的准直器调节准装置。为了简化解释，将考虑使用由一个准直透镜和一个物镜所组成的光会聚光学系统的光学头装置。对于准直器和光源之间的距离，当该光源被安排在位于其光轴上的准直器焦点上时，可以从该准直器中发出所希望的准直光。由于准直透镜的后焦点的制造离散性，半导体激光器的安装位置和发光点以及光学头装置外壳之间的距离保持得比较小，因此有可能获得具有不影响实际使用精度的一个准直光束，即使在不调整半导体激光器和准直器之间的距离的情况下。
当使用具有不同波长的两个光源记录和再现具有不同厚度的透明衬底的两种类型光信息记录介质，并且，当使用具有衍射图案的物镜并且对于每个光源使用非零的同阶衍射光线时，与传统的双非球面物镜相比，由激光器的振荡波长的改变所导致的球面像差的波动变大。实际上，在例6的物镜情况中，当波长变化为±10nm时，在波长为650nm处的0.001λrms的波前像差变差到0.03λrms。在这种情况中所产生的是球面像差。在半导体激光器中，存在振荡波长的个体差别，当在光学头装置中使用具有较大个体差别的半导体激光器时，具有衍射图案的物镜的球面像差的标准变得严格。这是一个问题。
在用于光学头装置中的物镜中，当入射的光通量从准直光改变为发散光时，则增大负的3阶球面像差，而当光束从准直光变为会聚光时，则增大正的3阶球面像差，因此，可以通过改变到达物镜的入射光通量的散度来控制3阶球面像差。在例6的物镜中，由半导体激光器的振荡波长中的个体差别所导致的球面像差的主分量是3阶球面像差，因此，可以通过改变到达物镜的入射光通量的散度来将总的光会聚光学系统的3阶球面像差变为设计值。
附带地，当在光束会聚光学系统中存在一个诸如准直器的耦合透镜时，可以通过在光轴方向上移动该耦合透镜来控制物镜的3阶球面像差。另外，当存在一个诸如准直器的耦合透镜时，可以通过在光轴方向上移动半导体激光器来获得与上述相同的目的。即使当存在诸如准直器的一个耦合透镜时，也当然可以在光轴方向上移动该半导体激光器。
例19作为与第8实施例有关的物镜的一个具体例子，下面示出了图111、表20和表21中的修正了球面像差的透镜的例19。
在表20中，ri表示折射面的曲率半径，每个di和di’表示各面之间的距离，每个ni和ni’表示在主波长处的折射率。另外，下面示出了用于构成面的表达式。
X=h2/r1+-(1+k)(h/r2)+ΣjAkhPk]]>在该表达式中，X表示光轴方向上的一个轴，h表示垂直光轴垂直方向上的一个轴，光束前进方向是正的，r表示曲率的近轴半径，κ表示锥形常数，Aj表示非球面系数，Pj(Pj≥3)表示非球面功率数。
在表达式1中所示的衍射面作为光路径差的函数。单位是mm。
表20

di和ni都表示用于第一光信息记录介质的值(t1＝0.6mm)。
di’和ni’都表示用于第二光信息记录介质的值(t2＝1.2mm)。
表21


在图111中示出了上述例子中的透镜剖视图，在图112中示出了它的球面像差图。在图111中，包括第二面S2光轴的部分S2d具有衍射图案，其外部部分S2r是一个非球面折射面。图112(a)示出了在波长635nm以及第一光信息介质(t1＝0.6nm)时的球面像差图，该球面像差被充分地修正。图112(b)示出了在波长780nm以及第二光信息介质(t2＝1.2nm)时的球面像差图，其中通过衍射效果来修正穿过第一分束面S2d的光通量的球面像差，而经过第二分束面S2r的光通量变成弥散光并且具有与经过孔径相同的效果。
上述例子中的透镜是具有NAH2＝0.5以及NAL2＝0的一个物镜。该物镜的衍射图案部分变成环形带上的图案，其中心是光轴，其台阶数大约为13。其离光轴最远的衍射图案的圆周部分与折射面之间的边界具有大约21μm的台阶。
在NAH2＝0.45的情况中，衍射图案的台阶数大约为9，台阶量大约为13μm。该衍射图案的台阶数和台阶量大概与NAH2的四阶幂成正比。
如同上述例子，在NAL2＝0的情况中，该衍射图案的台阶数的增加与要修正的球面像差成正比。
在本发明的物镜中，即使在光轴方向上的衍射图案深度为2μm或更小的情况下，也可以获得满意的效果。但是，当衍射图案的台阶数较大时，很难处理金属模以及模制。因此，希望台阶数尽可能地小。
这可以通过以下方式获得。
(1)将CD的成像放大率设置得比用于DVD的稍微小些，并且提前将要修正的球面像差量设置得小些。最好是，mCD(用于CD的记录和再现的放大率)-mDVD(用于DVD的记录和再现的放大率)是在-1/15-0的范围内。
(2)不在其深度很大而数值孔径很小的部分提供衍射图案。
例如，如果DVD的成像放大率被设置为0，CD的成像放大率被设置为-0.03，则要修正的球面像差变为一半，即使当NAH2被设置为0.5以便适用于CD-R，台阶数大约为7并且一个台阶的量大约为11μm。
当台阶数小时，台阶S2s的形式也可以是这样的从衍射图案部分S2d平滑地过渡到折射面部分S2r。
当用于DVD和CD的成像放大率是0时，如果NAL2被设置为0.36，则数值孔径不超过NAL2的光通量的波前像差的剩余球面像差分量WSA(NAL2)大约为0.053λrms。通过提供最佳的衍射图案，可以将直到NAH2的波前像差的RMS变得较小，而保持DVD的波前像差为0。
可以通过下列表达式来近似表示其数值孔径不超过NAH2的光通量的波前像差的剩余球面像差分量WSA(NAH2)WSA(NAH@)＝(NAL2/NAH2)2×WSA(NAL2)所以，对于NAH2＝0.45，上述值是0.034λrms，对于NAH2＝0.5，上述值是0.027λrms，该值比Marechal限制值充分地小。
在这种情况下，对于NAL2或更小的孔径，产生额外的球面像差。所以，从NAL2到NAH2的球面像差没有变为0，但是可以将它设置得与NAL2或更小的光通量的最佳焦点一致。由于这个最佳焦点位置是在超过近轴焦点的位置上，所以通过衍射图案修正的球面像差可以很小。另外，对于NAL2或更小的光通量，不需要这个衍射图案。由于这两种效果，在NAH2＝0.5情况中的衍射图案的台阶数可以大约为6，而在NAH2＝0.45情况中的衍射图案的台阶数可以大约为4。
当然有可能通过将CD的成像放大率设置得比DVD的小从而将衍射图案设置得更小，并且这两个台阶的最小值可以使DVD和CD的互换再现成为可能。
附带地，建议使用透明衬底厚度为0.1mm的高密度光信息记录介质。对于这种记录介质的记录和再现，可以使用蓝色半导体激光器、两部件物镜，以及NA1为0.85。另外，CD-RW使用这样一种光源，使透明衬底的厚度是1.2mm并且波长是780，NA2设置为0.55。在这种交互式光学系统中，与DVD和CD-R相比(NAH2＝0.5)，由于NA2很大而且t1-t2也很大，所以球面像差的修正量变大2.7倍。因此，衍射图案的台阶数大约为35。
为了进一步修正近轴色差，可以增加衍射图案的台阶数。为了校正包括直到NA1的近轴色差，需要数以百计的台阶。在这种情况中，还可能给多个光表面提供衍射图案。
在需要的时候，还可以将在NAL2到NAH2范围内的某个部分上设置一个折射面。
另外，在t1＞t2的情况中，由于所产生的球面像差的符号相反，所以使用-1阶光束。
相同地，即使在DVD和CD的情况中，用于CD的物镜的成像放大率比用于DVD的要小，当在保持球面像差的情况下，同样使用-1阶光束。
附带地，对于表示当前主要考虑情况的DVD和CD，示出了一个例子，是通过使用具有不同记录波长的两个激光器利用单个物镜来实现的。如前所述，当假设λ1表示第一光源的波长而λ2(λ2＞λ1)表示第二光源的波长时，引入第一衍射图案，其中在t1＜t2的情况中使用+1阶衍射光线，而在t1＞t2的情况中使用-1阶衍射光线，并且前者适用于DVD(使用第一光源)和CD(使用第二光源)。
目前已经使用了具有不同波长的各种光源，诸如蓝色半导体激光器和SHG激光器，据估计大量的新光信息记录介质将进一步出现在市场上。在这种情况中，尽管从光信息记录介质的记录密度中可以确定所必需的光点大小，还是要根据所使用的光源波长来改变记录或记录/再现所需的NA。因此，对于两个光信息记录介质，将每个光信息记录介质的透明衬底厚度以及所需的NA分成下列四种情况。
(1)t1＜t2，NA1＞NA2(2)t1＜t2，NA1＜NA2(3)t1＞t2，NA1＞NA2(4)t1＞t2，NA1＜NA2在上述解释中，已经特别详细地描述了各项，诸如对于每个光源，用于上述情况(1)中的第一衍射图案的衍射阶数；范围(NAH1、NAL1、NAH2以及NAL2)；类型以及光源NA范围，其中要求衍射图案部分和透明部分会聚在相同的位置上；对于每个光源设定球面像差的NA范围；其中要求对于每个光源的波前像差为0.07λrms或更小的NA范围；对于每个光源的第二衍射图案的衍射阶数以及第一衍射图案会聚在相同位置的必要性；以及在引入孔径限制的情况下限制来自光源的光通量的条件。略去对于(2)、(3)以及(4)情况的详细解释，因为它们可以容易地从对于(1)的详细描述中实现。
关于透镜的制造，还可以借助于使用其中刻有衍射图案的金属模来整体模制塑料材料或者玻璃材料，或者通过使用UV塑化树脂在玻璃或塑料的基底材料上形成一个包括本发明衍射图案的一个光面。还可以进一步经镀层或直接处理进行制造。
如上所述，还可以这样安排，在与物镜分离的一个光学元件上提供具有本发明效果的光学表面，并且该光学表面设在靠近光源的物镜一侧或在靠近光学记录介质的一侧上。当然还可以将其设在准直透镜或光合成装置的一个光学表面上，其中来自第一光源的光通量以及来自第二光源的光通量经过该光合成装置。但是，循道的量是有限制的，这是因为当移动物镜循道时，衍射图案的光轴和物镜的光轴相对运动。
尽管为便于解释将衍射图案设置为与光轴同心的同心圆形式，但是本发明不局限于此。
尽管作为例子在例1-19中具体显示的物镜是由单个物镜所组成的，但是该物镜也可以由许多物镜所组成，并且本发明还包括这种情况其中许多物镜的至少一个表面具有本发明的衍射图案。
在本发明中，对于具有预定波长的光束，有选择地产生具有特定阶数的衍射光线意味着具有特定阶数的衍射光线的衍射效率高于具有除该特定阶数以外的阶数的每个衍射光线的衍射效率，这已经阐述过。最好是，对于具有彼此不同的两个波长的光线而言，具有特定阶数的衍射光线的衍射效率比其它阶数的每个衍射光线的衍射效率高10％或更多，更好是该效率高30％或更多，特定阶数的衍射光线的50％的衍射效率或更多是比较好的，并且从实际应用的角度看，最好是70％或更多，这样可以减小光量的损失。
关于本发明的衍射面，如同在透镜具体例子中以及上述实施例中所显示的那样，当有选择地产生的衍射光线至少具有两个彼此不同波长并分别聚焦时，最好是，该衍射面的存在与没有衍射面相比改善了球面像差，没有衍射面即是这种情况假设覆盖该衍射面形貌的面。
另外，在本发明中，从获得在实际应用中有效的所希望光点的角度看，最好是，对于至少具有两个彼此不同波长的光线中的每个(波长λ)而言，有选择地产生具有特定阶数的衍射光线的波前像差是0.07λrms。
如上所述，本发明利有使用至少一个具有一个衍射面的光学元件的简单结构，可以获得一个光学系统，其中对于具有至少两个彼此不同波长的光线而言其球面像差和轴向色差可以修正，该光学系统还带有光学头装置、记录和再现装置、透镜、光学元件、用于光盘的衍射光系统、用于声音和/或像的记录和/或再现装置、以及物镜。本发明还可以使光学系统在尺寸上很小、重量上很轻以及低成本。当该光学元件具有一个衍射面，对于具有至少两个彼此不同波长的光线而言，该衍射面可以使具有相同阶数的衍射光线的衍射效率达到最大时，与使具有不同阶数的衍射面的衍射光线的衍射效率成为最大的情况相比，它可以减小光量的损失。
特别地，对于在项72-88中所描述的本发明，通过在衍射面上提供一个衍射透镜可以获得一个衍射光学系统，其中用于记录和再现的光学系统使用了具有两个彼此不同波长的光源的光学系统，对于每个光源波长的光量损失很小，并且可以将像差修正到几乎为衍射极限。
特别对于在项89-98中所描述的本发明，对于带有一个物镜的不同光盘，可以执行信息的记录和/或信息的再现，对于每一个都具有不同波长的三个光源，可以使光学头装置做得很薄，并且可以解决高成本的问题，如同上面所描述的。
特别地，对于在项99-112中所描述的本发明，可以提供一个光学头装置和一个物镜，其中在具有每个都带有不同波长的三个光源的光学头装置中，通过恰当地设计非球面系数以及相差函数的系数，可以修正由透明衬底的厚度差异所导致的球面像差、由波长差所产生的球面像差的色差以及轴向色差。
特别地，对于在项113-181中所描述的本发明，可以提供一个用于记录和再现光信息记录介质的球面像差修正物镜和一个光学头装置，其中可以通过具有不同波长的光通量以及通过单个光会聚光学系统来进行记录和再现过程，对于具有不同厚度的透明衬底的光信息记录介质，可以通过在物镜上提供许多分束面并因此通过在第一分束面上安排衍射面来进行记录和再现操作。
此外，用于光学头装置的物镜是由分开为同心圆形式的多个环形带所组成，并且对于每个具有不同波长的多个光源以及对于每个都具有不同厚度的透明衬底而言，对每个环形带进行像差修正，直到几乎为衍射极限，因此，减小了进入光检测器的弥散光，从而使物镜的制造变得容易。“在不脱离本发明实质和范围的情况下，可以由普通技术人员对所公开的实施例进行改变。”
权利要求
1.一种用于再现来自光信息记录媒体的信息或用于把信息记录到光信息记录媒体上的光学头装置，包括用于发出具有第一波长的第一光通量的第一光源，用于对具有厚度为t1的透明基底的第二光信息记录媒体进行信息记录和/或再现；用于发出具有第二波长的第二光通量的第二光源，第二波长大于第一波长，用于对具有厚度为t1的透明基底的第一光信息记录媒体进行信息记录和/或再现；用于发出具有第三波长的第三光通量的第三光源，第三波长大于第二波长，用于对具有厚度为t2的透明基底的第三光信息记录媒体进行信息记录和/或再现，t2大于t1；物镜，当对第二光信息记录媒体进行信息的记录和/或再现时将从第一光源发出的第一光通量会聚到第二光信息记录媒体的信息记录面上，当对第一光信息记录媒体进行信息的记录和/或再现时将从第二光源发出的第二光通量会聚到第一光信息记录媒体的信息记录面上，当对第三光信息记录媒体进行信息的记录和/或再现时将从第三光源发出的第三光通量会聚到第三光信息记录媒体的信息记录面上；以及光检测器。
2.如权利要求1的光学头装置，其特征在于，具有第一波长的第一光通量是蓝色激光束。
3.如权利要求1的光学头装置，其特征在于，第二光信息记录媒体是用蓝色激光束进行信息记录和/或再现的下一代高密度光盘。
4.如权利要求1的光学头装置，其特征在于，如果物镜用来对第一光信息记录媒体进行记录和/或再现信息的像侧数值孔径是NA2，用来对第二光信息记录媒体进行记录和/或再现信息的像侧数值孔径是NA1，用来对第三光信息记录媒体进行记录和/或再现信息的像侧数值孔径是NA3，则NA1加上NA2大于NA3。
5.如权利要求4的光学头装置，其特征在于，NA1等于NA2。
6.如权利要求4的光学头装置，其特征在于，当对第三光信息记录媒体进行信息的记录和/或再现时，通过物镜数上值孔径大于NA3的区域的光通量，其在第三光信息记录媒体上的球差会急剧增大。
7.如权利要求1的光学头装置，其特征在于，物镜包括环形衍射表面。
8.如权利要求1的光学头装置，其特征在于，物镜包括非球面折射表面和环形衍射表面。
9.如权利要求8的光学头装置，其特征在于，在设计非球面折射表面和环形衍射表面时，要校正第一、二、三光通量间波长不同所引起的球差以及第一、二、三光信息记录媒体间透明基底厚度不同所引起的球差。
10.如权利要求7的光学头装置，其特征在于，环形衍射表面是用相差函数来设计的，其中，二次幂项的系数是非零的，除二次幂项以外的其他一项的系数是非零的。
11.如权利要求1的光学头装置，其特征在于，第一、二、三光通量间波长不同所引起的球差通过物镜的折射能力和衍射能力的结合来校正。
12.如权利要求10的光学头装置，其特征在于，物镜是单个的透镜。
全文摘要
本发明公开了一种用于再现来自光信息记录媒体的信息或用于把信息记录到光信息记录媒体上的光学头装置。其中，第一、二、三光源分别发出具有第一、二、三波长的第一、二、三光通量，分别对具有厚度为t1、t1、t2的透明基底的第二、一、三光信息记录媒体进行记录和/或再现。第三波长大于第二波长，第二波长大于第一波长。t2大于t1。当对第二或第一或第三光信息记录媒体进行信息的记录和/或再现时，物镜将从第一或第二或第三光源发出的第一、第二或第三光通量会聚到第二、第一或第三光信息记录媒体的信息记录面上。
文档编号G11B7/00GK1553440SQ20041004910
公开日2004年12月8日 申请日期2000年1月22日 优先权日1999年1月22日
发明者荒井则一, 之, 小嵨俊之, 彦, 桐木俊彦, 大田耕平, 平, 一郎, 齐藤真一郎 申请人:柯尼卡美能达精密光学株式会社