(57)【要約】【課題】微細かつ精度の良い回折パターンを有する回折素子を作成する。【解決手段】ベース部材２０Ｃの一面に塗布した光硬化性樹脂１００Ａに対して金型を押圧し、紫外線を照射して硬化させることにより、複数段の階段状でなる回折パターンＰＴｃを形成してなる回折パターン層２０Ｄを設ける際、当該回折パターン層２０Ｄを回折パターンの一部の段ごとに複数層に分けて形成するようにしたことにより、金型の型形状深さを削減してその精度を向上し、形状精度が良く高い回折効率を有する回折素子２０を得ることができる。【選択図】図９
2008159140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材の一面に塗布された光硬化性樹脂に金型を押圧して硬化させることにより、当該ベース部材に接する面の反対面に複数段の階段状でなる回折パターンを形成してなる回折パターン層
を具え、
上記回折パターン層は、上記回折パターンの一部の段ごとに複数層に分けて形成される
ことを特徴とする回折素子。
【請求項２】
上記回折パターン層の上記回折パターンに密着して設けられ、上記光硬化性樹脂と異なる屈折率を有する第２の光硬化性樹脂で形成されたカバー層を具える
ことを特徴とする請求項１に記載の回折素子。
【請求項３】
上記カバー層は、
上記回折パターン層の一部の層が形成された都度、当該形成された一部の層の表面に上記第２の光硬化性樹脂を塗布した後、平板状の金型を押圧して硬化させることにより、当該形成された層の溝部に当該第２の光硬化性樹脂を充填して順次形成される
ことを特徴とする請求項２に記載の回折素子。
【請求項４】
上記カバー層は、
上記回折パターン層の一部の層が形成された都度、当該形成された一部の層の表面に上記第２の光硬化性樹脂を塗布した後、次に形成される上記回折パターン層の一部の層の溝形状と同じ型形状を有する金型を押圧して硬化させることにより、上記第２の光硬化性樹脂を、当該形成された層の溝部に充填するととともに次に形成される一部の層の溝部に対応する形状で硬化させて順次形成される
ことを特徴とする請求項２に記載の回折素子。
【請求項５】
上記金型はシリコンを基材として形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の回折素子。
【請求項６】
ベース部材の一面に、光硬化性樹脂で形成された複数段の階段状でなる回折パターンを有する回折パターン層が設けられた回折素子の製造方法において、
上記ベース部材の一面に塗布した上記光硬化性樹脂に対し、上記回折パターンの最下段を含む一部の段の形状を反転した型形状を有する金型を押圧して硬化させることにより、上記回折パターン層の一部の層を形成するステップと、
形成済みの上記回折パターン層の一部の層の表面に塗布した上記光硬化性樹脂に対し、上記回折パターンにおける未形成の段の全て又は一部の段の形状を反転した型形状を有する金型を押圧して硬化させることにより、上記回折パターン層における残りの全て又は一部の層を形成するステップと
を具えることを特徴とする回折素子の製造方法。
【請求項７】
上記回折パターン層の上記回折パターンに、上記光硬化性樹脂と異なる屈折率を有する第２の光硬化性樹脂を密着させて硬化させカバー層を形成する
ことを特徴とする請求項６に記載の回折素子の製造方法。
【請求項８】
上記回折パターン層の一部の層を形成した都度、当該形成した一部の層の表面に上記第２の光硬化性樹脂を塗布した後、平板状の金型を押圧して硬化させることにより、当該形成された層の溝部に当該第２の光硬化性樹脂を充填して、上記カバー層を順次形成する
ことを特徴とする請求項７に記載の回折素子の製造方法。
【請求項９】
上記回折パターン層の一部の層を形成した都度、当該形成した一部の層の表面に上記第２の光硬化性樹脂を塗布した後、次に形成する上記回折パターン層の一部の層の溝形状と同じ型形状を有する金型を押圧して硬化させることにより、上記第２の光硬化性樹脂を、当該形成された層の溝部に充填するととともに次に形成される一部の層の溝部に対応する形状で硬化させて、上記カバー層を順次形成する
ことを特徴とする請求項７に記載の回折素子の製造方法。
【請求項１０】
上記金型はシリコンを基材として形成されている
ことを特徴とする請求項６に記載の回折素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回折素子及び回折素子の製造方法に関し、例えば光ピックアップに用いられる回折素子に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスク装置の光ピックアップにおいて、光ビームの収差を補正するなどの目的で回折素子が用いられている。回折素子は、透明な板状の素子基板の表面に微細な溝状の回折格子を形成し、当該回折格子の山及び谷を通過する際の光路差によって光ビームを回折させるものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで回折素子は、回折格子を形成する回折パターンの溝の深さ及び光ビームの波長に応じて回折効率が変化するとともに、回折パターンの周期（あるいは溝の幅）に応じて回折角度が変化する。
【特許文献１】特開２００５−３３９７６２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような回折素子の製造方法として、例えば透明樹脂の射出成型品でなるベース部材に対し、紫外線硬化樹脂（以下ＵＶ（Ultra Violet ray）硬化樹脂と呼ぶ）を塗布した後、当該塗布されたＵＶ硬化樹脂に対し、回折パターンを反転させた型形状を有する金型を押圧しながら紫外線を照射することにより、金型の型形状を転写した状態でＵＶ硬化樹脂を硬化させて、ベース部材上にＵＶ硬化樹脂による回折パターンを形成する、いわゆるＵＶレプリカ法がある。かかるＵＶレプリカ法は、従来の射出成型による回折素子に比べ、変形が少なく精密な回折パターンを形成し得るという利点を有している。
【０００５】
かかるＵＶレプリカ法で用いられる金型を作製する技術として、機械加工法やウェハープロセスなどがある。
【０００６】
機械加工法は、金型の基材に対し切削加工によって型形状を作成するものであるが、ピッチが小さく深さが深い（すなわちアスペクト比が大きい）回折パターンでは（例えばピッチ１０[μm]以下、深さ１０[μm]以上）、金型を加工するためのバイトが小さくなって寸法精度や剛性が低下し、このため精密な型形状を作成し得えず、これにより微細で精度の良い回折パターンを形成できないという問題がある。
【０００７】
これに対してウェハープロセスは、基材をエッチング加工することにより型形状を作成するものであり、上述した機械加工法に比べて精密な型形状を作成することができる。図１はウェハープロセスを用いた金型の作成手順を示し、まず図１（Ａ）に示すように、例えばシリコンでなる基材５１の表面にレジスト５２を塗布する。
【０００８】
次に図１（Ｂ）に示すように、型形状に応じたマスクパターンを有するマスク５３をレジスト５２上に位置決めして所定波長の光で露光させた後、当該レジスト５２を現像することにより、図１（Ｃ）に示すように、マスクパターンに応じた露光パターンがレジスト５２の表面に形成される。
【０００９】
そして、露光パターンが形成されたレジスト５２を介して、基材５１に対し例えば反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching、以下ＲＩＥとも呼ぶ）処理及びレジストの洗浄処理を施すことにより、図１（Ｄ）に示すように、マスク５３のマスクパターンに応じた金型としての型形状が基材５１の表面に形成される。
【００１０】
ところがかかるウェハープロセスは、加工するパターンのピッチ方向については例えば１００[nm]以下の高精度な加工を行い得るものの、加工深さの増大に応じて加工精度が低下するという問題があるため、アスペクト比が大きい型形状を精度良く作成し得ず、これによりウェハープロセスで作成された金型ではアスペクト比が大きな回折パターンを精度良く形成し得ないという問題があった。
【００１１】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、微細かつ精度の良い回折パターンを有する回折素子及びその製造方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる課題を解決するため本発明の回折素子においては、ベース部材の一面に塗布された光硬化性樹脂に金型を押圧して硬化させることにより、当該ベース部材に接する面の反対面に複数段の階段状でなる回折パターンを形成してなる回折パターン層を設け、当該回折パターン層を、回折パターンの一部の段ごとに複数層に分けて形成するようにした。
【００１３】
これにより、回折パターン層を形成するための金型を複数層に分割して各金型の型深さを低減することができ、各金型を精度良く作成して、精度の良い回折パターンを有する回折素子を得ることができる。
【００１４】
また本発明の回折素子の製造方法においては、ベース部材の一面に、光硬化性樹脂で形成された複数段の階段状でなる回折パターンを有する回折パターン層が設けられた回折素子の製造方法であって、ベース部材の一面に塗布した光硬化性樹脂に対し、回折パターンの最下段を含む一部の段の形状を反転した型形状を有する金型を押圧して硬化させることにより、回折パターン層の一部の層を形成するステップと、形成済みの回折パターン層の一部の層の表面に塗布した光硬化性樹脂に対し、回折パターンにおける未形成の段の全て又は一部の段の形状を反転した型形状を有する金型を押圧して硬化させることにより、回折パターン層における残りの全て又は一部の層を形成するステップとを設けるようにした。
【００１５】
これにより、回折パターン層を形成するための金型を複数層に分割して各金型の型深さを低減することができ、各金型を精度良く作成して、精度の良い回折パターンを有する回折素子を得ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ベース部材の一面に塗布された光硬化性樹脂に金型を押圧して硬化させることにより、当該ベース部材に接する面の反対面に複数段の階段状でなる回折パターンを形成してなる回折パターン層を設ける際、当該回折パターン層を、回折パターンの一部の段ごとに複数層に分けて形成するようにしたことにより、回折パターン層を形成するための金型を複数層に分割して各金型の型深さを低減することができ、各金型を精度良く作成して、微細かつ精度の良い回折パターンを有する回折素子及びその製造方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１８】
（１）光ディスク装置の構成
（１−１）光ディスク装置の全体構成
図２において、１は本発明による回折素子を用いた光ディスク装置を示し、ＣＤ（Compact Disc）方式、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）方式又はＢＤ（Blu-ray Disc、登録商標）方式といった３方式のいずれかでなる光ディスク１００を再生し得るようになされている。
【００１９】
この光ディスク装置１は、制御部２によって全体を統括制御するようになされており、光ディスク１００が装填された状態で、図示しない外部機器からの再生指示等を受け付けると、当該制御部２から駆動部３及び信号処理部４を制御することにより当該光ディスク１００に記録された情報を読み出すようになされている。
【００２０】
実際上、駆動部３は、制御部２の制御に基づき、スピンドルモータ５により光ディスク１００を所望の回転速度で回転させ、スレッドモータ６により光ピックアップ７を光ディスク１００の径方向であるトラッキング方向へ大きく移動させ、さらに２軸アクチュエータ８により対物レンズユニット９を光ディスク１００に対して近接又は離隔させる方向であるフォーカス方向及びトラッキング方向の２方向へそれぞれ細かく移動させる。
【００２１】
これと並行して信号処理部４は、光ピックアップ７により対物レンズユニット９から所定の光ビームを光ディスク１００の所望トラックに対して照射させ、その反射光の検出結果を基に再生信号を生成し、制御部２を介してこの再生信号を図示しない外部機器へ送出させる。
【００２２】
光ピックアップ７は、いわゆる３波長対応型となっており、対物レンズユニット９から、ＣＤ方式でなる光ディスク１００（以下、これをＣＤ方式ディスク１００ｃと呼ぶ）に対して波長約７８０［ｎｍ］の光ビームを照射し、またＤＶＤ方式でなる光ディスク１００（以下、これをＤＶＤ方式ディスク１００ｄと呼ぶ）に対して波長約６５０［ｎｍ］の光ビームを照射し、さらにＢＤ方式でなる光ディスク１００（以下、これをＢＤ方式ディスク１００ｂと呼ぶ）に対して波長約４０５［ｎｍ］の光ビームを照射するようになされている。
【００２３】
このように光ディスク装置１は、ＣＤ方式、ＤＶＤ方式、又はＢＤ方式でなる光ディスク１００に対してそれぞれの方式に適した光ビームを照射することにより、当該光ディスク１００を再生し得るようになされている。
【００２４】
（１−２）光ピックアップの構成
図３に示すように、光ピックアップ７は、光ビームの光源として、ＣＤ方式に対応する波長約７８０［ｎｍ］でなる光ビーム（以下、これをＣＤ用光ビームＬｃと呼ぶ）及びＤＶＤ方式に対応する波長約６５０［ｎｍ］でなる光ビーム（以下、これをＤＶＤ用光ビームＬｄと呼ぶ）を出射し得るレーザダイオード１１と、ＢＤ方式に対応する波長約４０５［ｎｍ］でなる光ビーム（以下、これをＢＤ用光ビームＬｂと呼ぶ）を出射し得るレーザダイオード１２とを有している。
【００２５】
カップリングレンズ１３は、レーザダイオード１１から出射された光ビームの光学倍率を変換するようになされている。
【００２６】
ビームスプリッタ１４は、反射透過面１４Ａにおいて、光ビームをその波長に応じて反射又は透過させるようになされており、当該反射透過面１４Ａにおいて、波長約７８０［ｎｍ］でなるＣＤ用光ビームＬｃ及び波長約６５０［ｎｍ］でなるＤＶＤ用光ビームＬｄを反射させ、また波長約４０５［ｎｍ］でなるＢＤ用光ビームＬｂを透過させるようになされている。
【００２７】
偏光ビームスプリッタ１５は、偏光面１５Ａにおいて、光ビームをその偏光方向により反射又は透過させるようになされており、ビームスプリッタ１４側から入射された光ビームを透過させ、また偏光方向が調整された上でコリメータレンズ１６側から入射された光ビームを反射させるようになされている。
【００２８】
コリメータレンズ１６は、偏光ビームスプリッタ１５から入射され発散光でなる光ビームを平行光に変換し、また立ち上げミラー１７から入射され平行光でなる光ビームを収束光に変換するようになされている。
【００２９】
立ち上げミラー１７は、コリメータレンズ１６から入射される水平方向の光ビームを反射して垂直方向、すなわち光ディスク１００に対してほぼ垂直に入射させる方向に立ち上げ、また１／４波長板１８からほぼ垂直に入射された光ビームを反射して水平方向に寝かせるようになされている。
【００３０】
１／４波長板１８は、光ビームにおける一部成分の位相を１／４波長分遅延させることにより、立ち上げミラー１７から入射される光ビームを直線偏光から円偏光へ変換し、或いは対物レンズユニット９から入射される光ビームを円偏光から直線偏光に変換するようになされている。
【００３１】
対物レンズユニット９は、図４に斜視図を示すように、略筒状でなる鏡筒部１９（図４では一部切断面を示す）の下部に扁平な円盤状でなる回折素子２０が取り付けられていると共に、当該鏡筒部１９の上部から中央部にかけて、当該回折素子２０とほぼ同様の大きさでなる扁平な円盤状部の下面に当該円盤よりも若干小径の紡錘形部が一体に形成されたような形状でなる対物レンズ２１が取り付けられている。
【００３２】
対物レンズユニット９は、１／４波長板１８から入射され平行光でなる光ビームを回折素子２０及び対物レンズ２１により収束光に変換し、これを光ディスク１００の信号記録面に合焦させるようになされている。
【００３３】
また光ピックアップ７は、光ディスク１００の信号記録面において反射され発散光となった光ビームを、対物レンズユニット９の対物レンズ２１及び回折素子２０により平行光に変換し、１／４波長板１８により円偏光から直線偏光に変換し、立ち上げミラー１７により水平方向、すなわち偏光ビームスプリッタ１５が設けられている方向へ寝かせ、コリメータレンズ１６により平行光から収束光に変換した後、偏光ビームスプリッタ１５へ入射させる。
【００３４】
この場合、偏光ビームスプリッタ１５は、光ビームの偏光方向に応じて偏光面１５Ａにおいて当該光ビームを反射し、これをコンバージョンレンズ２２へ入射させる。
【００３５】
コンバージョンレンズ２２は、ＣＤ用光ビームＬｃ及びＤＶＤ用光ビームＬｄとＢＤ用光ビームＬｂとの光学倍率の変換を行うようになされている。また光軸合成素子２３は、レーザダイオード１１から出射されたＣＤ用光ビームＬｃ及びＤＶＤ用光ビームＬｄの光軸とレーザダイオード１２から出射されたＢＤ用光ビームＬｂの光軸とを一致させるようになされている。
【００３６】
フォトディテクタ２４は、その上面（すなわちコンバージョンレンズ２２及び光軸合成素子２３を通過した光ビームが照射される面）においてそれぞれ所定形状でなる複数の検出領域がそれぞれ所定の位置に形成されており、照射された光ビームの光量をそれぞれ検出して光電変換することにより複数の検出信号を生成し、これを信号処理部４（図２）へ供給するようになされている。
【００３７】
これに応じて信号処理部４は、フォトディテクタ２４（図３）からの検出信号を用いた所定の演算処理等を行うことにより再生ＲＦ信号を生成し、当該再生ＲＦ信号を基に所定の復号化処理や復調処理等を経て再生信号を生成するようになされている。
【００３８】
また信号処理部４は、フォトディテクタ２４からの検出信号を用いた所定の演算処理等を行うことにより、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等といった駆動制御用の信号を生成し、これらを制御部２へ供給するようになされている。これに応じて制御部２は、駆動部３を介してトラッキング制御やフォーカス制御等を行い、光ディスク１００に対する光ビームの照射状態を調整して再生信号を正常に生成し得るようになされている。
【００３９】
（１−２−１）ＣＤ方式ディスクの場合
実際上、制御部２（図２）は、所定のディスク種別判定手法により光ディスク１００がＣＤ方式ディスク１００ｃであることを認識した場合、光ピックアップ７（図３）におけるレーザダイオード１１の発光点１１Ａから発散光でなるＣＤ用光ビームＬｃを発射させ、カップリングレンズ１３を介してビームスプリッタ１４へ入射させる。
【００４０】
光ピックアップ７は、ビームスプリッタ１４によりＣＤ用光ビームＬｃを反射透過面１４Ａにおいて反射させ、偏光ビームスプリッタ１５を透過させて、コリメータレンズ１６により発散光から平行光に変換し、立ち上げミラー１７により水平方向から垂直方向に立ち上げ、１／４波長板１８により直線偏光から円偏光に変換した後、当該ＣＤ用光ビームＬｃを対物レンズユニット９へ入射させる。
【００４１】
対物レンズユニット９は、１／４波長板１８から入射されたＣＤ用光ビームＬｃを回折素子２０及び対物レンズ２１により収束光に変換し、これをＣＤ方式ディスク１００ｃの信号記録面に合焦させる。
【００４２】
また対物レンズユニット９は、ＣＤ方式ディスク１００ｃの信号記録面において反射され発散光となったＣＤ用光ビームＬｃを、対物レンズ２１及び回折素子２０により平行光に変換し、１／４波長板１８へ入射させる。
【００４３】
その後光ピックアップ７は、１／４波長板１８に入射されたＣＤ用光ビームＬｃを円偏光から直線偏光に変換させ、立ち上げミラー１８により水平方向へ寝かせ、コリメータレンズ１６により平行光から収束光に変換させた後、偏光ビームスプリッタ１５により偏光面１５Ａにおいて反射させ、コンバージョンレンズ２２及び光軸合成素子２３を順次通過させてフォトディテクタ２４へ照射させる。
【００４４】
フォトディテクタ２４は、照射されたＣＤ用光ビームＬｃの光量を複数の検出領域によりそれぞれ検出して複数の検出信号を生成し、これを信号処理部４（図２）へ供給する。
【００４５】
これに応じて信号処理部４は、複数の検出信号を基に再生ＲＦ信号を生成した上で再生信号を生成し、またトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等といった駆動制御用の信号を生成するようになされている。
【００４６】
（１−２−２）ＤＶＤ方式ディスクの場合
制御部２（図２）は、所定のディスク種別判定手法により光ディスク１００がＤＶＤ方式ディスク１００ｄであることを認識した場合、光ピックアップ７（図３）におけるレーザダイオード１１の発光点１１Ｂから発散光でなるＤＶＤ用光ビームＬｄを発射させ、カップリングレンズ１３を介してビームスプリッタ１４へ入射させる。
【００４７】
その後、光ピックアップ７は、ＣＤ方式ディスク１００ｃの場合と同様、ＤＶＤ用光ビームＬｄをカップリングレンズ１３、ビームスプリッタ１４、偏光ビームスプリッタ１５、コリメータレンズ１６、立ち上げミラー１７及び１／４波長板１８の順に通過又は反射させ、対物レンズユニット９において当該ＤＶＤ用光ビームＬｄを回折素子２０及び対物レンズ２１により収束光に変換し、これをＤＶＤ方式ディスク１００ｄの信号記録面に合焦させる。
【００４８】
また対物レンズユニット９は、ＣＤ方式ディスク１００ｃの場合と同様、ＤＶＤ方式ディスク１００ｄの信号記録面において反射され発散光となったＤＶＤ用光ビームＬｄを、対物レンズ２１、回折素子２０により平行光に変換した後、１／４波長板１８、立ち上げミラー１７、コリメータレンズ１６、偏光ビームスプリッタ１５、コンバージョンレンズ２２及び光軸合成素子２３の順に通過又は反射させ、フォトディテクタ２４へ照射させる。
【００４９】
フォトディテクタ２４は、ＣＤ方式ディスク１００ｃの場合と同様、照射されたＤＶＤ用光ビームＬｄの光量を複数の検出領域によって検出することにより複数の検出信号を生成し、これらを信号処理部４（図２）へ供給する。
【００５０】
これに応じて信号処理部４は、再生ＲＦ信号を生成した上で再生信号を生成し、またトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等といった駆動制御用の信号を生成するようになされている。
【００５１】
（１−２−３）ＢＤ方式ディスクの場合
制御部２（図２）は、所定のディスク種別判定手法により光ディスク１００がＢＤ方式ディスク１００ｂであることを認識した場合、光ピックアップ７（図３）におけるレーザダイオード１２の発光点１２Ａから発散光でなるＢＤ用光ビームＬｂを発射させ、ビームスプリッタ１４へ入射させる。
【００５２】
この場合、ビームスプリッタ１４は、ＢＤ用光ビームＬｂを反射透過面１３Ａにおいて透過させ、これを偏光ビームスプリッタ１５へ入射させる。
【００５３】
その後光ピックアップ７は、ＣＤ方式ディスク１００ｃの場合と同様、ＢＤ用光ビームＬｂを偏光ビームスプリッタ１５、コリメータレンズ１６、立ち上げミラー１７及び１／４波長板１８の順に通過又は反射させ、対物レンズユニット９において当該ＢＤ用光ビームＬｂを対物レンズ２１により収束光に変換し、これをＢＤ方式ディスク１００ｂの信号記録面に合焦させる。
【００５４】
因みに対物レンズユニット９の回折素子２０は、ＢＤ用光ビームＬｂを回折せずそのまま透過させるようになされている（詳しくは後述する）。
【００５５】
また対物レンズユニット９は、ＣＤ方式ディスク１００ｃの場合と同様、ＢＤ方式ディスク１００ｂの信号記録面において反射され発散光となったＢＤ用光ビームＬｂを、対物レンズ２１により平行光に変換した後、１／４波長板１８、立ち上げミラー１７、コリメータレンズ１６、偏光ビームスプリッタ１５、コンバージョンレンズ２２及び光軸合成素子２３の順に通過又は反射させ、フォトディテクタ２４へ照射させる。
【００５６】
フォトディテクタ２４は、ＣＤ方式ディスク１００ｃの場合と同様、照射されたＢＤ用光ビームＬｂの光量を複数の検出領域によって検出することにより複数の検出信号を生成し、これらを信号処理部４（図２）へ供給する。
【００５７】
これに応じて信号処理部４は、再生ＲＦ信号を生成した上で再生信号を生成し、またトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等といった駆動制御用の信号を生成するようになされている。
【００５８】
このように光ピックアップ７は、光ディスク１００がＣＤ方式ディスク１００ｃ、ＤＶＤ方式ディスク１００ｄ或いはＢＤ方式ディスク１００ｂのいずれであっても、対物レンズユニット９により、ＣＤ用光ビームＬｃ、ＤＶＤ用光ビームＬｄ又はＢＤ用光ビームＬｂを当該光ディスク１００の信号記録面に合焦させ得ると共に、その反射光をフォトディテクタ２４により検出し得るようになされている。
【００５９】
（１−３）対物レンズユニットの構成
次に、ＣＤ方式ディスク１００ｃ、ＤＶＤ方式ディスク１００ｄ及びＢＤ方式ディスク１００ｂと、対物レンズユニット９との拡大断面図を図５に示す。因みに、対物レンズユニット９には２軸アクチュエータ８（図２）が取り付けられているものの、図５では省略している。
【００６０】
一般に、ＣＤ方式、ＤＶＤ方式及びＢＤ方式では、互換性等の観点から、情報を読み出すための光ビームの波長、当該光ビームを集光する際の開口数、及び各光ディスク１００における下面から信号記録面までの部分（いわゆるカバー層）の厚みがそれぞれ規格により規定されている。
【００６１】
具体的にＣＤ方式では、波長が約７８０［ｎｍ］、開口数が約０．４５、カバー層の厚みが１．２［ｍｍ］と規定されており、またＤＶＤ方式では、波長が約６５０［ｎｍ］、開口数が約０．６５、カバー層の厚みが０．６［ｍｍ］と規定されており、さらにＢＤ方式では、波長が約４０５［ｎｍ］、開口数が約０．８５、カバー層の厚みが０．１［ｍｍ］と規定されている。
【００６２】
また対物レンズユニット９では、対物レンズ２１の特性上、当該対物レンズ２１からＣＤ用光ビームＬｃ、ＤＶＤ用光ビームＬｄ及びＢＤ用光ビームＬｂがそれぞれ照射される場合の焦点距離がそれぞれ異なっている。
【００６３】
このため光ディスク装置１では、実際には光ディスク１００の高さを固定したまま２軸アクチュエータ８（図２）を介して対物レンズユニット９の高さ（すなわち光ディスク１００との間隔）を調整することにより、各光ビームを各光ディスクの信号記録面に合焦させるようになされている。
【００６４】
因みに図５では、説明の都合上、対物レンズユニット９を固定し光ディスク１００の高さを変化させている。この結果、図５では、各光ディスクの下面の高さが異なっている。また図４では、ＣＤ方式ディスク１００ｃ、ＤＶＤ方式ディスク１００ｄ及びＢＤ方式ディスク１００ｂについて、いずれもカバー層のみを表している。
【００６５】
ところで対物レンズ２１は、ＢＤ用光ビームＬｂの相対的な強度やＢＤ方式で規定されている開口数等の観点から、ＣＤ用光ビームＬｃやＤＶＤ用光ビームＬｄよりも優先して当該ＢＤ用光ビームＬｂに最適化された設計となっている。
【００６６】
このため対物レンズユニット９の対物レンズ２１は、当該対物レンズ２１の下側からＢＤ用光ビームＬｂが平行光として入射されると、当該ＢＤ用光ビームＬｂを収束光に変換し、ＢＤ方式ディスク１００ｂの信号記録面に合焦させることができる。
【００６７】
しかしながら対物レンズ２１は、ＢＤ用光ビームＬｂに最適化されているため、仮にＣＤ用光ビームＬｃ又はＤＶＤ用光ビームＬｄが対物レンズ２１の下側から平行光として入射された場合、収束光に変換することはできるものの、収差が発生してしまうため光ディスク１００の信号記録層に正しく合焦させることができない。
【００６８】
そこで対物レンズユニット９は、回折素子２０によりＣＤ用光ビームＬｃ又はＤＶＤ用光ビームＬｄのみを選択的に回折させ非平行光として対物レンズ２１に入射させると共に、ＢＤ用光ビームＬｂを平行光のまま当該対物レンズ２１に入射させるようになされている。
【００６９】
具体的に回折素子２０は、ＣＤ用光ビームＬｃを回折すると共にＤＶＤ用光ビームＬｄ及びＢＤ用光ビームＬｂを回折しないようなホログラムでなる、ＣＤ用回折格子ＤＧｃが上層部２０Ａに形成されており、図５に示したように、当該ＣＤ用回折格子ＤＧｃによってＣＤ用光ビームＬｃをやや外方へ回折させるようになされている。
【００７０】
すなわち回折素子２０の上層部２０Ａは、ＤＶＤ用光ビームＬｄ及びＢＤ用光ビームＬｂをそのまま透過させてＣＤ用光ビームＬｃのみを選択的に回折させることができ、換言すれば、ＣＤ用光ビームＬｃの収差のみを補正するレンズとして機能することになる。
【００７１】
これに応じて対物レンズ２１は、図５に示したように、回折素子２０から入射されるＣＤ用光ビームＬｃをその下面及び上面においてそれぞれ屈折させ、収束光に変換する。この結果、対物レンズユニット９は、ＣＤ用光ビームＬｃの収差を補正することができ、対物レンズ２１から照射するＣＤ用光ビームＬｃをＣＤ方式ディスク１００ｃの信号記録面に合焦させることができる。
【００７２】
また回折素子２０は、ＤＶＤ用光ビームＬｄを回折すると共にＣＤ用光ビームＬｃ及びＢＤ用光ビームＬｂを回折しないようなホログラムでなるＤＶＤ用回折格子ＤＧｄが下層部２０Ｂに形成されており、図５に示したように、当該ＤＶＤ用回折格子ＤＧｄによってＤＶＤ用光ビームＬｄをわずかに外方へ回折させるようになされている。
【００７３】
すなわち回折素子２０の下層部２０Ｂは、ＣＤ用光ビームＬｃ及びＢＤ用光ビームＬｂをそのまま透過させ、ＤＶＤ用光ビームＬｄのみを選択的に回折させることができ、換言すれば、ＤＶＤ用光ビームＬｄの収差のみを補正するレンズとして機能することになる。
【００７４】
これに応じて対物レンズ２１は、図５に示したように、回折素子２０から入射されるＤＶＤ用光ビームＬｄをその下面及び上面においてそれぞれ屈折させ、収束光に変換する。この結果、対物レンズユニット９は、ＤＶＤ用光ビームＬｄの収差を補正することができ、対物レンズ２１から照射するＤＶＤ用光ビームＬｄをＤＶＤ方式ディスク１００ｄの信号記録面に合焦させることができる。
【００７５】
このように対物レンズユニット９は、回折素子２０の上層部２０ＡによりＣＤ用光ビームＬｃのみを回折させて収差を補正し、また回折素子２０の下層部２０ＢによりＤＶＤ用光ビームＬｄのみを回折させて収差を補正することにより、ＢＤ用光ビームＬｂに最適化された対物レンズ２１から照射するＣＤ用光ビームＬｃ、ＤＶＤ用光ビームＬｄ及びＢＤ用光ビームＬｂを、ＣＤ方式ディスク１００ｃ、ＤＶＤ方式ディスク１００ｄ、及びＢＤ方式ディスク１００ｂの信号記録面にそれぞれ合焦させ得るようになされている。
【００７６】
（１−４）回折素子の構成
回折素子２０は、図６（Ａ）に示すように、全体的に扁平な円盤状に形成されたベース層２０Ｃを中心に構成されており、上述したように上層部２０ＡにＣＤ用回折格子ＤＧｃが形成され、また下層部２０ＢにＤＶＤ用回折格子ＤＧｄが形成されている。
【００７７】
ベース層２０Ｃは、平面状の上下面を有する円板でなり、所定の屈折率を有する透明な合成樹脂を射出成型して形成されたものである。
【００７８】
一方上層部２０Ａは、図６（Ｂ）に部分拡大断面図を示すように、平面状に形成されたベース層２０Ｃの上面２０ＣａにＣＤ用回折パターン層２０Ｄが接合され、さらにその上側にカバー層２０Ｅが接合されて形成されている。
【００７９】
ＣＤ用回折パターン層２０Ｄは、ベース層２０Ｃと略同等の屈折率を有する透明な樹脂でなり、階段状でなるＣＤ用回折パターンＰＴｃが上面側に周期的に形成されている。このＣＤ用回折パターンＰＴｃは２段（３ステップ）の階段状に形成されており、１段あたりの深さは、ＣＤ用回折パターン層２０Ｄ及びカバー層２０Ｅの屈折率分散および透過・回折すべき波長と次数に基づいて定められる。またＣＤ用回折パターンＰＴｃの繰り返し周期（すなわちピッチ）は、ホログラムによって補正すべき波長の位相に基づいて定められる。
【００８０】
実際上ＣＤ用回折パターンＰＴｃの全深さは１２［μｍ］とされ、またＣＤ用回折パターンＰＴｃのピッチは１０［μｍ］とされている。またＣＤ用回折パターンＰＴｃは、図４に示したように、回折素子２０の上面における、中心から外径の半分程度までの範囲に同心円状に形成されている。
【００８１】
またカバー層２０Ｅは、ＣＤ用回折パターン層２０Ｄとは異なる屈折率を有する材料によって構成されており、その下面がＣＤ用回折パターンＰＴｃと隙間無く接合するように形成されると共に、その上面が平面状に形成されている。
【００８２】
このように回折素子２０の上層部２０Ａは、ベース層２０Ｃの上面２０Ｃａに、階段状でなるＣＤ用回折パターンＰＴｃが周期的に形成されたベース層２０Ｃと略同等の屈折率を有するＣＤ用回折パターン層２０Ｄが接合され、その上側に当該回折パターン層２０Ｄと異なる屈折率を有するカバー層２０Ｅが接合されており、これにより光ビームをその波長に応じて回折又は透過させ、結果的に、第１の波長の光ビームとしてのＣＤ用光ビームＬｃのみを回折させるＣＤ用回折格子ＤＧｃとして機能するようになされている。
【００８３】
一方、下層部２０Ｂは、図６（Ｃ）に部分拡大断面図を示すように、平面状に形成されたベース層２０Ｃの下面２０Ｃｂに、ＤＶＤ用回折格子ＤＧｄが形成されたＤＶＤ用回折パターン層２０Ｆが接合されて形成されている。
【００８４】
このＤＶＤ用回折パターン層２０Ｆも、ベース層２０Ｃと略同等の屈折率を有する透明な樹脂でなり、階段状でなるＤＶＤ用回折パターンＰＴｄが下面側に周期的に形成されている。なおＤＶＤ用回折パターン層２０Ｆの下面は、他の物質に覆われていないため、直接空気に触れるようになされている。
【００８５】
ＤＶＤ用回折パターンＰＴｄは４段（５ステップ）の階段状に形成されており、全深さは６［μｍ］となされ、またピッチは１７０［μｍ］となされている。またＤＶＤ用回折パターンＰＴｄは、図４に示したように、回折素子２０の下面における、中心から外径の２／３程度までの範囲に同心円状に形成されている。
【００８６】
このように回折素子２０の下層部２０Ｂは、ベース層２０Ｃの下側に接合されたＤＶＤ用回折パターン層２０Ｆに階段状でなるＤＶＤ用回折パターンＰＴｄが周期的に形成されており、これにより光ビームをその波長に応じて回折又は透過させ、結果的に、第２の波長の光ビームとしてのＤＶＤ用光ビームＬｄのみを回折させるＤＶＤ用回折格子ＤＧｄとして機能するようになされている。
【００８７】
（２）回折素子の製造方法
次に、回折素子２０の製造方法について説明する。図６（Ａ）に示したように回折素子２０は、ベース層２０Ｃの上側及び下側に対し、それぞれＣＤ用回折パターン層２０Ｄ及びＤＶＤ用回折パターン層２０Ｆが接合されている。
【００８８】
上述したようにベース層２０Ｃは、所定の屈折率を有する透明な合成樹脂（例えばポリオレフィン系樹脂）を金型に充填することにより製造される射出成型品であり、樹脂が冷却する際の収縮等に伴う歪が生じることを避け得ない。このためこの回折素子２０では、当該ベース層２０Ｃの上面２０Ｃａ及び下面２０Ｃｂに、それぞれＣＤ用回折パターン層２０Ｄ及びＤＶＤ用回折パターン層２０ＦをＵＶレプリカ法で形成することにより、ベース層２０Ｃが有する歪を当該ＣＤ用回折パターン層２０Ｄ及びＤＶＤ用回折パターン層２０Ｆで光学的に相殺して、回折素子２０の光学的特性を良好に保つようになされている。
【００８９】
すなわち、上述したようにベース層２０Ｃは射出成型に起因する歪を有しており、このため本来は平坦であるべき上面２０Ｃａ及び下面２０Ｃｂにも歪が生じている。しかしながら、ＣＤ用回折パターン層２０Ｄ及びＤＶＤ用回折パターン層２０Ｆを形成するＵＶ硬化樹脂はベース層２０Ｃとほぼ同等の屈折率を有していることから、ＣＤ用回折パターン層２０Ｄ及びＤＶＤ用回折パターン層２０Ｆとベース層２０Ｃとは光学的に一体となり、これにより、上面２０Ｃａ及び下面２０Ｃｂの歪は光学的な影響を及ぼさなくなる。
【００９０】
（２−１）ＤＶＤ用回折パターン層の形成
回折素子２０を製造する際には、まずＤＶＤ用回折パターン層２０Ｆを形成する。すなわち図７（Ａ）に示すように、射出成型によるベース層２０Ｃの下面２０Ｃｂに、当該ベース層２０Ｃを形成する射出成型樹脂とほぼ同等の屈折率を有する光硬化性樹脂としての第１のＵＶ硬化樹脂１００Ａを塗布する。
【００９１】
続いて図７（Ｂ）に示すように、ＤＶＤ用回折パターンＰＴｄ（図６（Ｃ））を反転した型形状を有するＤＶＤ回折格子用金型１０１を、下面２０Ｃｂに塗布されたＵＶ硬化樹脂１００Ａに対して押圧するとともに、図示しない紫外線光源を用いてベース層２０Ｃの上面側から樹脂硬化用の紫外線を照射することにより、当該ＤＶＤ回折格子用金型１０１Ａの型形状を転写した状態で第１のＵＶ硬化樹脂１００Ａを硬化させ、かくして図７（Ｃ）に示すように、ＤＶＤ用回折パターンＰＴｄを正確に再現したＤＶＤ用回折パターン層２０Ｆをベース層２０Ｃの下面２０Ｃｂに密着して形成する。
【００９２】
（２−２）ＣＤ用回折パターン層の形成
このようにしてＤＶＤ用回折パターン層２０ＦをＵＶレプリカ法を用いて形成した後、ＣＤ用回折パターン層２０Ｄを形成するのであるが、当該ＣＤ用回折パターン層２０ＤのＣＤ用回折パターンＰＴｃは、ＤＶＤ用回折パターン層２０ＦのＤＶＤ用回折パターンＰＴｄに比べて微細かつアスペクト比が大きいという差異がある。
【００９３】
すなわちＤＶＤ用回折パターンＰＴｄは、図６（Ｃ）に示したように全深さ６［μｍ］、ピッチ１７０［μｍ］でなり、ピッチに対して全深さが浅いとともにピッチ自体も広く、これにより、ＤＶＤ用回折パターン層２０Ｆを形成するためのＤＶＤ回折格子用金型１０１Ａを、ＲＩＥ処理を用いるウェハープロセスによって容易に精度良く作成することができる。
【００９４】
これに対してＣＤ用回折パターンＰＴｃは、図６（Ｂ）に示したように全深さ１２［μｍ］、ピッチ１０［μｍ］（ステップ幅３．３［μｍ］）でなり、ＤＶＤ用回折パターンＰＴｄに比べてピッチが極めて狭いとともに全深さも２倍あり、全体として細く深いパターン形状を有している。
【００９５】
ここで、回折パターンのアスペクト比を「ステップに近接する２つの壁のうち大きい方の深さ÷ステップ幅」と定義すると、ＣＤ用回折パターンＰＴｃにおける最も深いステップについてのアスペクト比は、１２［μｍ］÷３．３［μｍ］＝３．６と、大きな値になる。また、ＣＤ用回折パターンＰＴｃの全深さは１２［μｍ］もあり、上述したＲＩＥ処理を用いるウェハープロセスでは、当該ＣＤ用回折パターンＰＴｃを形成するための金型を精度良く作成することができないという問題がある。
【００９６】
具体的には、ＲＩＥ処理による加工深さが増大すると、型形状における壁部の垂直性、底部の平坦性、深さの寸法精度、エッジ部のシャープさなどといった形状精度が悪化し、これにより、当該金型を用いてＵＶレプリカ法で形成される回折パターンも、形状精度が悪化して光学的性能が低下してしまう。
【００９７】
このような問題に対処するため本発明の回折素子２０では、ＣＤ用回折パターン層２０Ｄを、階段状を成しているＣＤ用回折パターンＰＴｃの１段分ずつ分割して形成するようにした。これにより金型の型形状深さを浅くして、ＲＩＥ処理を用いて当該金型を精度良く作成することができる。
【００９８】
すなわちＣＤ用回折パターン層２０Ｄを形成する際には、まず図８（Ａ）に示すように、ベース層２０Ｃの上面２０Ｃａに第１のＵＶ硬化樹脂１００Ａを塗布する。
【００９９】
続いて図８（Ｂ）に示すように、ＣＤ用回折パターンＰＴｃの第１段目を反転した型形状を有するＣＤ回折格子用金型第１段１０２Ａを、上面２０Ｃａに塗布されたＵＶ硬化樹脂１００Ａに対して押圧するとともに、図示しない紫外線光源を用いてベース層２０Ｃの下面側から樹脂硬化用の紫外線を照射することにより、当該ＣＤ回折格子用金型第１段１０２Ａの型形状を転写した状態で第１のＵＶ硬化樹脂１００Ａを硬化させ、かくして図８（Ｃ）に示すように、ＣＤ用回折パターンＰＴｃの第１段目を正確に再現したＣＤ用回折パターン層第1段２０Ｄ１をベース層２０Ｃの上面２０Ｃａに密着して形成する。
【０１００】
ここで、上述したようにＣＤ回折格子用金型第１段１０２ＡはＣＤ用回折パターンＰＴｃの第１段目を反転したものであるから、その型形状は図８（Ｂ）に示すように幅６．７[μm]、深さ幅６[μm]となり、ＲＩＥ処理を用いるウェハープロセスによって当該ＣＤ回折格子用金型第１段１０２Ａを精度良く作成することができ、これによりＣＤ用回折パターン層第1段２０Ｄ１を良好な形状精度で形成することができる。
【０１０１】
このようにしてＣＤ用回折パターン層第1段２０Ｄ１を形成した後、その溝部に、カバー層２０Ｅ（図６（Ｂ））を構成する光硬化性樹脂としての第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂを充填する。
【０１０２】
すなわち図８（Ｃ）に示すように、ＣＤ用回折パターン層第1段２０Ｄ１に第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂを塗布した後、図８（Ｄ）に示すように、例えば離型処理を施した合成石英平板でなる透明平板金型１０１Ｂを第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂに押圧することにより、当該第２のＵＶ硬化樹脂１００ＢをＣＤ用回折パターン層第1段２０Ｄ１の溝部に密着させ、さらに、当該透明平板金型１０１Ｂを介して紫外線を照射することにより、第２のＵＶ硬化樹脂１００ＢをＣＤ用回折パターン層第1段２０Ｄ１の溝部に充填した状態で硬化させる（図８（Ｅ））。
【０１０３】
続いて、ＣＤ用回折パターン層２０Ｄの２段目を形成する。すなわち図９（Ａ）に示すように、溝部に第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂが充填されたＣＤ用回折パターン層第1段２０Ｄ１に対し、第１のＵＶ硬化樹脂１００Ａを塗布した後、図９（Ｂ）に示すように、ＣＤ用回折パターンＰＴｃの第２段目を反転した型形状を有するＣＤ回折格子用金型第２段１０２Ｂを押圧し、ベース層２０Ｃの下面側から紫外線を照射することにより、当該ＣＤ回折格子用金型第２段１０２Ｂの型形状を転写した状態で第１のＵＶ硬化樹脂１００Ａを硬化させる。
【０１０４】
かくして図９（Ｃ）に示すように、ＣＤ用回折パターンＰＴｃの第２段目を正確に再現したＣＤ用回折パターン層第２段２０Ｄ２をＣＤ用回折パターン層第１段２０Ｄ１に積層して形成し、当該ＣＤ用回折パターン層第１段２０Ｄ１及び第２段２０Ｄ２からなるＣＤ用回折パターン層２０Ｄが完成する。
【０１０５】
上述したようにＣＤ回折格子用金型第２段１０２ＢはＣＤ用回折パターンＰＴｃの第２段目を反転したものであるから、その型形状は図９（Ｂ）に示すように幅３．３[μm]、深さ幅６[μm]となり、ＲＩＥ処理を用いるウェハープロセスによって当該ＣＤ回折格子用金型第２段１０２Ｂを精度良く作成することができ、これによりＣＤ用回折パターン層第２段２０Ｄ２を良好な形状精度で形成することができる。
【０１０６】
ここで、上述したＣＤ回折格子用金型第２段１０２Ｂを押圧してＣＤ用回折パターン層第２段２０Ｄ２を形成する際、先に形成されているＣＤ用回折パターン層第１段２０Ｄ１に対し、当該ＣＤ回折格子用金型第２段１０２Ｂを正確に位置決めする必要がある。
【０１０７】
かかる位置決め方法としては、例えばＣＤ回折格子用金型第１段１０２Ａ及び第２段１０２Ｂの双方に対し適切な位置にマーキングを施しておき、顕微鏡観察下で双方のマーキングを合致させるようにすれば良い。
【０１０８】
このようにしてＣＤ用回折パターン層２０Ｄを形成した後、図９（Ｃ）に示すように当該ＣＤ用回折パターン層２０Ｄの上面に第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂを塗布する。
【０１０９】
そして図９（Ｄ）に示すように、透明平板金型１０１ＢをＣＤ用回折パターン層２０Ｄの上面から所定間隔（例えば３[μm]程度）離して押圧し、さらに、当該透明平板金型１０１Ｂを介して紫外線を照射することにより、ＣＤ用回折パターン層２０Ｄ全体（すなわちＣＤ用回折パターンＰＴｃ（図６（Ｂ））全体）を平坦に覆うカバー層２０Ｅを形成する（図９（Ｅ））。
【０１１０】
ここでＣＤ用回折パターン層２０Ｄには、ＣＤ用回折パターン層第1段２０Ｄ１の溝部に第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂを充填する際において（図８（Ｄ））、ＣＤ用回折パターン層第1段２０Ｄ１に対して透明平板金型１０１Ｂを完全には密着させ得ないことから、図１０に示すように、ＣＤ用回折パターン層第1段２０Ｄ１の頂部とＣＤ用回折パターン層第２段２０Ｄ２との間に、第２のＵＶ硬化樹脂の薄膜１００Ｂ１が形成されてしまい、この薄膜１００Ｂ１の介在によってＣＤ用回折パターン層第1段２０Ｄ１とＣＤ用回折パターン層第２段２０Ｄ２とが不連続となる。
【０１１１】
同様に、ＣＤ用回折パターン層第２段２０Ｄ２を形成する際においても（図９（Ｂ））、ＣＤ回折格子用金型第２段１０２Ｂを完全には密着させ得ないことから、図１０に示すように、ＣＤ用回折パターン層第1段２０Ｄ１の溝部に充填された第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂと、ＣＤ用回折パターン層第２段２０Ｄ２の溝部に充填された第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂとの間に、第１のＵＶ硬化樹脂の薄膜１００Ａ１が形成されてしまい、この薄膜１００Ａ１の介在によってカバー層２０Ｅも不連続となる。
【０１１２】
このような薄膜１００Ａ１及び１００Ｂ１の介在は、ＣＤ用回折パターンＰＴｃの回折効率低下の要因となり得るが、実際上当該薄膜１００Ａ１及びＢ１の膜厚を２[μm]以下に抑えることができるため、各波長での回折効率変動を±０．５％内に収めることができるとともに、収差への影響も生じない。
【０１１３】
（３）動作及び効果
以上の構成において、この回折素子２０では、ＵＶレプリカ法を用いてＣＤ用回折パターン層２０Ｄを形成する際、当該ＣＤ用回折パターン層２０ＤをＣＤ用回折パターンＰＴｃの１段ごとに工程を分けて形成するようにした。
【０１１４】
このため、ＣＤ用回折パターンＰＴｃの形状を転写するための金型をＣＤ回折格子用金型第１段１０２ＡとＣＤ回折格子用金型第２段１０２Ｂとに分割して、それぞれの型形状深さを削減することができ、これにより、ＲＩＥ処理によって金型を作成した場合の壁部の垂直性、底部の平坦性、深さの寸法精度、エッジ部のシャープさといった形状精度を向上することができる。
【０１１５】
そして、このようにして作成されたＣＤ回折格子用金型第１段１０２Ａ及びＣＤ回折格子用金型第２段１０２Ｂを用いてＣＤ用回折パターン層２０Ｄを形成することで、ＣＤ用回折パターンＰＴｃの形状精度を高めることができ、これにより、ＣＤ用光ビームＬｃに対して高い回折効率を有する回折素子２０を製造することができる。
【０１１６】
実際上、本発明のＣＤ回折格子用金型第１段１０２Ａ及びＣＤ回折格子用金型第２段１０２Ｂを用いて製造した回折素子２０は、従来の一体型の型形状を有する金型を用いて製造した回折素子と比べて回折効率が約３％向上した。
【０１１７】
以上の構成によれば、ＣＤ用回折パターンＰＴｃの形状を転写するための金型をＣＤ回折格子用金型第１段１０２ＡとＣＤ回折格子用金型第２段１０２Ｂとに分割して作成することによって型形状精度を向上し、これらの金型を用いて、ＣＤ用回折パターンＰＴｃの１段ごとにＣＤ用回折パターン層２０Ｄを形成することにより、形状精度が良く高い回折効率を有する回折素子２０を得ることができる。
【０１１８】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、回折パターンの段数が２段でなる回折格子に本発明を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、３段以上の回折パターンを有する回折格子を製造する際にも本発明を適用することができる。
【０１１９】
例えば図１１（Ａ）は、ＣＤ用光ビームＬｃに対してさらに高い回折効率を得るために段数を３段（４ステップ）に増加したＣＤ用回折パターン層２０Ｄを示し、そのＣＤ用回折パターンＰＴｃ３は全深さ１８［μｍ］、ピッチ１０［μｍ］、ステップ幅２．５［μｍ］でなり、図６（Ｂ）に示した２段のＣＤ用回折パターン層２０Ｄに比べてステップ幅が狭いとともに全深さが深く、アスペクト比は１８［μｍ］÷２．５［μｍ］＝７．２となる。
【０１２０】
このような狭く深いＣＤ用回折パターンＰＴｃ３を有するＣＤ用回折パターン層２０Ｄを形成する際にも、金型を段ごとに分割して作成し、図１１（Ｂ）に示すようにＣＤ用回折パターンＰＴｃ３の段ごとにＣＤ用回折パターン層２０Ｄを形成するようにすれば、各段の金型それぞれの型形状深さを削減して精度の良い金型を作成でき、これを用いて形状精度が良く高い回折効率を有する回折格子を作成することができる。
【０１２１】
また図１２（Ａ）は、段数を４段（５ステップ）に増加したＣＤ用回折パターン層２０Ｄを示し、そのＣＤ用回折パターンＰＴｃ４は全深さ２４［μｍ］、ピッチ１０［μｍ］、ステップ幅２［μｍ］でなり、さらにステップ幅が狭いとともに全深さが深く、アスペクト比は２４［μｍ］÷２［μｍ］＝１２にもなる。
【０１２２】
このようなＣＤ用回折パターンＰＴｃ４を有するＣＤ用回折パターン層２０Ｄを形成する際にも、段ごとに分割すれば精度の良い金型を作成できる。なお、このような段数の多い回折パターン層の場合、中間段における見かけのアスペクトが減少することから、当該中間段を複数段まとめて１つの金型で形成することもできる。
【０１２３】
すなわち図１２（Ｂ）に示すＣＤ用回折パターン層２０Ｄのように、最上段及び最下段（ＣＤ用回折パターン層第１段２０Ｄ１及び第４段２０Ｄ１）をそれぞれ１段ずつ形成するとともに、中間段のＣＤ用回折パターン層第２及び３段２０Ｄ２３については２段まとめて形成するようにしても、当該ＣＤ用回折パターン層第２及び３段２０Ｄ２３の底部幅及び頂部幅はステップ幅２［μｍ］の２倍となることから、そのアスペクト比はＣＤ用回折パターン層第１段２０Ｄ１と同一になり、これにより形状精度が良い金型を作成することができる。
【０１２４】
さらには、回折パターンのパターン形状によっては、まず当該回折パターンの最下段から複数段を形成した後、残りの段を形成するようにしても良く、要は十分な精度で作成できるよう、適宜金型を段ごとに分割すればよい。
【０１２５】
さらに上述の実施の形態においては、カバー層２０Ｅを形成する第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂを、透明平板金型１０１Ｂを用いて回折パターン層の溝部に１段分ずつ充填していくようにしたが、本発明はこれに限らず、カバー層２０Ｅについても回折パターンに応じた型形状の金型を用いて段状に形成するようにすれば、全体の工程数を削減することができる。
【０１２６】
すなわち図１３（Ａ）に示すように、まずベース層２０Ｃの表面に第１のＵＶ硬化樹脂１００Ａを塗布した後、回折パターンの第１段目を反転した型形状を有する回折層金型第１段２０１Ａを押圧し、さらにベース層２０Ｃの下面側から樹脂硬化用の紫外線を照射することにより、当該回折層金型第１段２０１Ａの型形状を転写した状態で第１のＵＶ硬化樹脂１００Ａを硬化させて、回折パターン層第1段２０Ｄ１をベース層２０Ｃの上面に密着して形成する（図１３（Ｂ））。
【０１２７】
続いて、回折パターン層第1段２０Ｄ１の上面に第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂを塗布した後、カバー層の第２段目を反転した型形状（すなわち回折パターン層の第２段目と同形状）を有するカバー層金型第１段２０１Ａを押圧し、さらにベース層２０Ｃの下面側から樹脂硬化用の紫外線を照射することにより、当該カバー層金型第１段２０１Ａの型形状を転写した状態で第２のＵＶ硬化樹脂１００Ａを硬化させて、カバー層第１及び第２段２０Ｅ１２を回折パターン層第1段２０Ｄ１の上面に密着して形成する（図１３（Ｃ））。
【０１２８】
そして、カバー層第１及び第２段２０Ｅ１２並びに回折パターン層第1段２０Ｄ１の上面に第１のＵＶ硬化樹脂１００Ａを塗布した後、回折パターンの第３段目を反転した型形状を有する回折層金型第２段２０１Ｂを押圧し、さらにベース層２０Ｃの下面側から樹脂硬化用の紫外線を照射することにより、当該回折層金型第２段２０１Ｂの型形状を転写した状態で第１のＵＶ硬化樹脂１００Ａを硬化させて、回折パターン層第２及び第３段２０Ｄ２３を回折パターン層第1段２０Ｄ１の上面に密着して形成する（図１３（Ｄ））。
【０１２９】
さらに、カバー層第１及び第２段２０Ｅ１２並びに回折パターン層第２及び３段２０Ｄ２３の上面に第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂを塗布した後、平板状でなるカバー層金型第２段２０２Ｂを押圧し、さらにベース層２０Ｃの下面側から樹脂硬化用の紫外線を照射することにより、カバー層第１及び第２段２０Ｅ１２並びに回折パターン層第２及び３段２０Ｄ２３を平坦に覆った状態で第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂを硬化させて、カバー層第３段２０Ｅ３を形成する（図１３（Ｅ））。
【０１３０】
かくして、４回のレプリカ工程を行うことにより、回折パターン層第1段２０Ｄ１、カバー層第１及び第２段２０Ｅ１２、回折パターン層第２及び第３段２０Ｄ２３、カバー層第３段２０Ｅ３を順次形成し、回折パターン層第1段２０Ｄ１と回折パターン層第２及び第３段２０Ｄ２３とでなる回折パターン層２０Ｄと、カバー層第１及び第２段２０Ｅ１２とカバー層第３段２０Ｅ３とでなるカバー層２０Ｅが形成される。
【０１３１】
このような工程で回折格子を形成した場合、図１２に示したような回折パターン層２０Ｄ及びカバー層２０Ｅそれぞれの段間には、図１０に示したようなＵＶ硬化樹脂の薄膜が形成されることがないという利点も生じる。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
本発明は、複数の波長でなる光ビームを利用する種々の光学素子でも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】ウェハープロセスによる金型作成の説明に供する略線図である。
【図２】光ディスク装置の全体構成を示すブロック図である。
【図３】光ピックアップの構成を示す略線図である。
【図４】対物レンズユニットの構成を示す略線的斜視図である。
【図５】対物レンズユニット内の光路を示す略線図である。
【図６】回折素子の構成を示す略線図である。
【図７】ＤＶＤ用回折パターン層の形成方法を示す略線図である。
【図８】ＣＤ用回折パターン層の形成方法を示す略線図である。
【図９】ＣＤ用回折パターン層の形成方法を示す略線図である。
【図１０】ＣＤ用回折パターン層及びカバー層に形成される薄膜の説明に供する略線図である。
【図１１】他の実施の形態の回折素子の構成を示す略線図である。
【図１２】他の実施の形態の回折素子の構成を示す略線図である。
【図１３】他の実施の形態の回折素子の構成を示す略線図である。
【符号の説明】
【０１３４】
１……光ディスク装置、７……光ピックアップ、９……対物レンズユニット、２０……回折素子、２０Ａ……上層部、２０Ｂ……下層部、２０Ｃ……ベース層、２０Ｄ……カバー層、２０Ｅ……ＣＤ用回折パターン層、２０Ｆ……ＤＶＤ用回折パターン層、２１……対物レンズ、ＤＧｃ……ＣＤ用回折格子、ＤＧｄ……ＤＶＤ用回折格子、ＤＧ……回折格子、ＰＴｃ……ＣＤ用回折パターン、ＰＴｄ……ＤＶＤ用回折パターン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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