(57)【要約】【課題】本発明の回折素子２０は、良好な特性を呈すことができる。【解決手段】本発明の回折素子２０におけるカバー層２０Ｄは、第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂでなり、ＣＤ用回折パターンＰＴｃに接合されたカバー下層２０Ｄｕと、第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃでなり、当該カバー下層２０Ｄｕに接合されたカバー上層２０Ｄｏとによって構成されるようにする。【選択図】図８
2007293955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射される光ビームを当該光ビームの波長に応じて回折する回折素子であって、
回折パターンが形成されたベース部と、
上記ベース部を覆うカバー部と
を具え、
上記カバー部は、
上記回折パターンに接合された第１の材料でなる第１層と、上記第１の材料とは異なる第２の材料でなり、上記第１層に接合された第２層とを有する
ことを特徴とする回折素子。
【請求項２】
上記回折パターンは、
幅が１０[μｍ]以下の微細な溝形状を有し、
上記第１の材料は、
固化する前の状態において上記回折パターン内における流動性を有し、
上記第２の材料は、
固化する前の状態において上記第１の材料より流動性が低い
ことを特徴とする請求項１に記載の回折素子。
【請求項３】
上記第２の材料の屈折率は、
上記第１の材料の屈折率より高い
ことを特徴とする請求項１に記載の回折素子。
【請求項４】
上記第１の材料及び上記第２の材料とは、
その屈折率の差異が３．５％未満でなる
ことを特徴とする請求項１に記載の回折素子。
【請求項５】
上記第１の材料及び上記第２の材料は、
同一系統の樹脂でなる
ことを特徴とする請求項１に記載の回折素子。
【請求項６】
上記第１の材料及び上記第２の材料は、
紫外線硬化型樹脂でなる
ことを特徴とする請求項１に記載の回折素子。
【請求項７】
光源から発射される光ビームを光ディスクに照射する対物レンズユニットであって、
回折パターンが形成されたベース部と、上記ベース部を覆うカバー部とを有し、入射される光ビームを当該光ビームの波長に応じて回折する回折素子と、
上記回折素子と一体に構成され、上記回折素子から入射される上記光ビームを集光して光ディスクに照射する対物レンズと
を具え、
上記カバー部は、
上記回折パターンに接合された第１の材料でなる第１層と、上記第１の材料とは異なる第２の材料でなり、上記第１層に接合された第２層とを有する
ことを特徴とする対物レンズユニット。
【請求項８】
光ビームを発射する光源と、
上記光ビームを集光して光ディスクに照射する対物レンズと、
回折パターンが形成されたベース部と、上記ベース部を覆うカバー部とを有し、入射される光ビームを当該光ビームの波長に応じて回折する回折素子と、
を具え、
上記カバー部は、
上記回折パターンに接合された第１の材料でなる第１層と、上記第１の材料とは異なる第２の材料でなり、上記第１層に接合された第２層とを有する
を具えることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項９】
光ビームを発射する光源と、
上記光ビームを集光して光ディスクに照射する対物レンズと、
回折パターンが形成されたベース部と、上記ベース部を覆うカバー部とを有し、入射される光ビームを当該光ビームの波長に応じて回折する回折素子と、
上記対物レンズを上記光ディスクの所望のトラックに追従させるよう駆動する駆動部と
を具え、
上記回折パターンに接合された第１の材料でなる第１層と、上記第１の材料とは異なる第２の材料でなり、上記第１層に接合された第２層とを有する
ことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回折素子に関し、例えば複数波長に対応した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】
回折素子の製造方法としては、金型内に光学樹脂を充填して成型品を作製する射出成型が広く用いられている。しかしながら、溝が深くて狭い回折パターンを有する回折素子を射出成型で製造する場合、離型抵抗が大きいために成型品に歪みが生じ、製造された回折素子は収差を発生してしまう。
【０００５】
そこで、ベースとなる回折パターンを有する成型品を射出成型によって形成すると共に、この回折パターン上に塗布された紫外線硬化型樹脂に平板金型を押圧させて硬化する、いわゆるＵＶレプリカ法により、この回折パターンを当該紫外線硬化型樹脂で覆って光学平面を形成し、所望の回折性能を発揮するようになされたものがある。
【０００６】
しかしながら、この成型品が微細な構造の回折パターンを有している場合、紫外線硬化型樹脂として高粘度の樹脂を使用すると、この微細な構造の内部まで樹脂が充填されなくなったり、構造の内部に充填された樹脂が、流動できないことから密度の上昇を伴うことなく硬化し、硬化後の樹脂の屈折率が設計値から変化することになる。
【０００７】
一方で低粘度の樹脂を使用すると、塗布された樹脂が外部に流れ出してしまうため、回折パターンの凹凸を充填すると共にこの凹凸の影響を小さくするために必要な量の樹脂を塗布できず、光学平面を平坦に形成することができない。
【０００８】
このことから、微細な構造の回折パターンを有している成型品に対して紫外線硬化型樹脂で覆って光学平面を形成した場合、回折特性が低下してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、良好な特性を呈し得る回折素子、対物レンズユニット、光ピックアップ及び光ディスク装置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】
【００１０】
かかる課題を解決するため本発明においては、入射される光ビームを当該光ビームの波長に応じて回折する回折素子であって、回折パターンが形成されたベース部と、ベース部を覆うカバー部とを設け、カバー部は、回折パターンに接合された第１の材料でなる第１層と、第１の材料とは異なる第２の材料でなり、第１層に接合された第２層とを有するようにした。
【００１１】
また、回折パターンは、幅が１０[μｍ]以下の微細な溝形状を有し、第１の材料は、固化する前に回折パターン内における流動性を有し、第２の材料は、固化する前に第１の材料より高粘度でなるようにした。
【００１２】
これにより、回折パターン内に第１の材料を確実に充填して第１の層及びベース部間に隙間を形成させないと共に、固化する際に密度を変化させて第１層の屈折率を設計値通りにすることができ、さらに十分な量の第２の材料を用いて第２の層の表面を平坦に形成することができる。
【００１３】
また、上記第２の材料の屈折率を上記第１の材料の屈折率より高くしたことにより、第１の層に形成される凹凸によって生じる収差を、第２の層と空気との界面で相殺することができ、一段と収差を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、カバー層を２層に形成するようにしたため、回折パターン内をしっかり充填して第１の層及びベース部間に隙間を形成させないと共に、固化する際に密度を変化させて第１層の屈折率を設計値通りにすることができ、かくして良好な特性を呈する回折素子、対物レンズユニット、光ピックアップ及び光ディスク装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１６】
（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１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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
（１−２）光ピックアップの構成
図２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方式用の波長約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方式用の波長約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方式用の波長約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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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水平方向に反射するようになされている。
【００２８】
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。
【００２９】
対物レンズユニット９は、図３に斜視図を示すように、略筒状でなる鏡筒部１９（図３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。
【００３０】
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。
【００３１】
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反射し、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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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１）へ供給するようになされている。
【００３５】
これに応じて信号処理部４は、フォトディテクタ２４（図２）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。
【００３６】
また信号処理部４（図１）は、フォトディテクタ２４（図２）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。
【００３７】
（１−２−１）ＣＤ方式ディスクの場合
実際上、制御部２（図１）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２）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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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により水平方向へ反射し、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。
【００４２】
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１）へ供給する。
【００４３】
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。
【００４４】
（１−２−２）ＤＶＤ方式ディスクの場合
制御部２（図１）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２）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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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１）へ供給する。
【００４８】
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。
【００４９】
（１−２−３）ＢＤ方式ディスクの場合
制御部２（図１）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２）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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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）。
【００５３】
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。
【００５４】
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１）へ供給する。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
（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４に示す。
【００５８】
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１）が取り付けられているものの、図４では省略している。
【００５９】
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。
【００６０】
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０．６、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。
【００６１】
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。
【００６２】
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１）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。
【００６３】
因みに図４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４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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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４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。
【００６９】
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。
【００７０】
これに応じて対物レンズ２１は、図４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。
【００７１】
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４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。
【００７２】
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。
【００７３】
これに応じて対物レンズ２１は、図４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。
【００７４】
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。
【００７５】
（１−４）回折素子の構成
回折素子２０は、図５（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。
【００７６】
ベース層２０Ｃは、所定の屈折率を有する透明な合成樹脂でなり、屈折率の異なる他の物質や空気との境界面において、光ビームを屈折させるようになされている。
【００７７】
一方上層部２０Ａは、図５（Ｂ）に部分拡大断面図を示すように、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ており、その上側に透明な硬化樹脂でなるカバー層２０Ｄが接合されている。
【００７８】
第１の回折パターンとしてのＣＤ用回折パターンＰＴｃは、３段の階段状に形成されており、全体の高さ、すなわち１段目と３段目との距離は約１２［μｍ］とされ、またＣＤ用回折パターンＰＴｃごとの周期は最短部で約１８［μｍ］とされている。またＣＤ用回折パターンＰＴｃは、図３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。
【００７９】
第３の部材としてのカバー層２０Ｄは、第１の部材としてのベース層２０Ｃと異なる屈折率を有する材料によって構成されており、その下面が第１の回折パターンとしての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。
【００８０】
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、その上側に当該ベース層２０Ｃと異なる屈折率を有するカバー層２０Ｄ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。
【００８１】
一方、下層部２０Ｂは、図５（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が形成された回折パターン層２０Ｅが接合されて形成されている。
【００８２】
第２の部材としての回折パターン層２０Ｅは、第１の部材としてのベース層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。なお回折パターン層２０Ｅ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。
【００８３】
第２の回折パターンとしてのＤＶＤ用回折パターンＰＴｄは、５段の階段状に形成されており、全体の高さ、すなわち１段目と５段目との距離は約６［μｍ］となされ、またＤＶＤ用回折パターンＰＴｄごとの周期は約１７０［μｍ］となされている。またＤＶＤ用回折パターンＰＴｄは、図３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。
【００８４】
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回折パターン層２０Ｅに階段状でなる第２の回折パターンとしての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。
【００８５】
（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。上述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、それぞれカバー層２０Ｄ及び回折パターン層２０Ｅが接合されて構成されている。
【００８６】
この回折素子２０では、射出成型品でなるベース層２０Ｃに対して、その上面２０Ｃａに屈折率の異なる紫外線硬化型樹脂（以下ＵＶ（Ultra Violet ray）硬化樹脂と呼ぶ）でカバー層２０Ｄを形成すると共に、下面２０Ｃｂに同じくＵＶ硬化樹脂で回折パターン層２０Ｅを形成することにより（いわゆるＵＶレプリカ法）、ベース層２０Ｃが有する歪を当該カバー層２０Ｄ及び回折パターン層２０Ｅ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。
【００８７】
すなわち回折素子２０を製造する際には、まず図６（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第１のＵＶ硬化樹脂１００Ａを塗布する。
【００８８】
続いて図６（Ｂ）に示すように、ＤＶＤ用回折パターンＰＴｄ（図５（Ｃ））を反転した型形状を有するＤＶＤ回折格子用金型１０１Ａ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６（Ｃ）に示すように、ＤＶＤ用回折パターンＰＴｄを正確に再現した回折パターン層２０Ｅをベース層２０Ｃの下面２０Ｃｂに密着して形成する。
【００８９】
ここで、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下面２０Ｃｂにも歪が生じている。しかしながら、回折パターン層２０Ｅを形成する第１のＵＶ硬化樹脂１００Ａ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、当該回折パターン層２０Ｅ及びベース層２０Ｃは光学的に一体となり、これにより、両者の界面となる下面２０Ｃｂの歪は光学的な影響を及ぼさなくなる。
【００９０】
次に、第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂを用いた同様の手順によってベース層２０Ｃの上面２０Ｃａに光学面２０Ｄａを有するカバー層２０Ｄを形成する。この場合、ＣＤ用回折パターンＰＴｃ上に塗布されＵＶ硬化樹脂に対して、平坦な型面を有する平面金型１０１Ｂを押圧することになる。
【００９１】
ここで、このベース層２０Ｃの上面２０Ｃａに形成されたＣＤ用回折パターンＰＴｃは、非常に微細な構造をしており、その階段の深さｄと幅ｗの比でなるアスペクト比ＲがＲ＝１２[μm]／６[μm]＝２と比較的大きくなっている。そこで、微細かつアスペクト比の大きな（すなわち溝が深くて狭い）回折パターンにおいて、ＵＶ硬化樹脂が硬化するときの流動性について着目する。
【００９２】
ＵＶ硬化樹脂を硬化させる硬化処理では、樹脂成分の架橋に伴う低分子量の副生成物が蒸発するため、一般的に硬化後のＵＶ硬化樹脂は硬化前と比較して約３[％]〜１０[％]収縮する。この結果、ＵＶ硬化樹脂の密度が僅かに変化（一般的には上昇）するため、屈折率もこれに伴って変化する。
【００９３】
ここで、微細構造における流体の流動性について考えると、図７に示すように、例えば１０[μｍ]角の溝ＦＮ内における流体ＬＱの粘性に対する慣性の比を表すレイノルズ数は、平面上における同じ流体ＬＱのレイノルズ数と比較して２〜３桁小さくなり、この溝ＦＮ内においては、流体ＬＱの粘性作用が非常に強くなる。
【００９４】
換言すると、さらに小さい約６[μｍ]角（深さｄｓ＝６［μｍ］、幅ｗ＝６［μｍ］）の溝を有するＣＤ用回折パターンＰＴｃ（図５（Ｂ））においては、流体であるＵＶ硬化樹脂の粘性作用が非常に強くなり、流動性が低くなる。さらに、ＵＶ硬化樹脂では、硬化の進行に伴って樹脂自体の粘度が上昇するため、硬化処理中におけるＵＶ硬化樹脂の流動性は極めて低くなる。
【００９５】
このように流動性の低い状態で硬化処理が進行すると、ＵＶ硬化樹脂が収縮することができず、密度が変化しないまま硬化してしまう。この結果、樹脂の屈折率も変化することができず、ＣＤ用回折パターンＰＴｃ付近における屈折率が設計値と異なった値になってしまう。
【００９６】
従って、ＣＤ用回折パターンＰＴｃにおいて使用されるＵＶ硬化樹脂として、その粘度が可能な限り小さい樹脂を選定して流動性を向上させることが好ましい。
【００９７】
しかしながら、ＣＤ用回折パターンＰＴｃにおいて十分流動できるまでＵＶ硬化樹脂の粘度を低くした場合、ＵＶ硬化樹脂をベース層２０Ｃ上に塗布したときにＵＶ硬化樹脂が外部に流れ出してしまうため、十分な量のＵＶ硬化樹脂を塗布することができない。この結果、カバー層２０Ｄの厚さをＣＤ用回折パターンＰＴｃの平面性を確保するために必要な厚さにすることができず、平坦な光学面２０Ｄａを形成することができない。
【００９８】
そこで、本発明の回折素子２０では、ＣＤ用回折パターンＰＴｃにおいて十分流動できる粘度を有する第２のＵＶ硬化樹脂１００ＢによってＣＤ用回折パターンＰＴｃの溝を埋めた後、より高い粘度を有する第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃによって光学面２０Ｄａを形成するようにする。
【００９９】
すなわち、図８（Ａ）に示すように、ＣＤ用回折パターンＰＴｃ上に、当該ＣＤ用回折パターンＰＴｃの溝内で十分に流動できる粘度を有する第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂを塗布した後、平板金型１０１Ｂを第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂに対して押圧することにより、当該第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂをベース層２０Ｃの上面２０Ｃａに形成されているＣＤ用回折パターンＰＴｃに密着させてしっかりとＣＤ用回折パターンＰＴｃの溝内に充填する（図８（Ｂ））。さらに、ベース層２０Ｃの下面側から紫外線を照射して第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂを硬化させて固化することにより、当該ＣＤ用回折パターンＰＴｃを覆うカバー下層２０Ｄｕを形成する（図８（Ｃ））。
【０１００】
これにより、硬化する際に、ＣＤ用回折パターンＰＴｃ内で第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂが十分に流動できるため、本来有する硬化収縮率に応じて収縮できその密度を変化させることができる。この結果、設計値に近い屈折率を有するカバー下層２０Ｄｕを形成することができる。
【０１０１】
さらに、図８（Ｄ）に示すように、カバー下層２０Ｄｕ上に第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂより粘度の高い第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃを適量塗布した後、平板金型１０１Ｂを第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃに対して押圧することにより、当該第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃをカバー下層２０Ｄｕに密着させ（図８（Ｅ））、さらに、ベース層２０Ｃの下面側から紫外線を照射して第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃを硬化させて固化することにより、カバー下層２０Ｄｕを覆って平坦な光学面２０Ｄａを有するカバー上層２０Ｄｏを形成する（図８（Ｆ））。
【０１０２】
これにより、カバー下層２０Ｄｕに十分な量の第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃを塗布して、ＣＤ用回折パターンＰＴｃの凹凸の影響を小さくできる十分な厚さのカバー上層２０Ｄｏを形成することができるため、このカバー上層２０Ｄｏの表面である光学面２０Ｄａを平坦にすることができる。
【０１０３】
ここで図９に示すように、カバー下層２０Ｄｕ及びカバー上層２０Ｄｏの界面ＩＦは、カバー下層２０Ｄｕの形成の際に、塗布された第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂの厚さに応じて当該第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂが硬化収縮することにより生じた凹凸を有している。
【０１０４】
しかしながら、第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂの屈折率（４０５ｎｍ、以下同じ）が１．６６０６２であるのに対し、第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃの屈折率が１．６６１９４であり、カバー下層２０Ｄｕ及びカバー上層２０Ｄｏとの屈折率の差異は０．００１３２と微小である。このため、カバー層２０Ｄは、カバー下層２０Ｄｕの平面に形成された凹凸によって光ビームを殆ど屈折させずに通過させることができ、このカバー下層２０Ｄｕ及びカバー上層２０Ｄｏのカバー界面ＩＦにおいて収差を殆ど発生させないようになされている。
【０１０５】
また、ベース層２０Ｃの上面２０Ｃａに形成されたＣＤ用回折パターンＰＴｃには射出成型に起因する歪が生じており、この歪によって収差が発生する。そして、回折格子による光の回折は回折パターンを介して接する２つの層の屈折率差によって生じるものであるから、この屈折率の差が大きいほど、回折パターンの歪による収差も大きくなる。
【０１０６】
従来の回折素子では、回折パターンが空気に直接接するよう形成されており、当該回折素子を形成する材料の屈折率と空気の屈折率（ｎAIR＝１）との屈折率差が大きいのに対し、本発明の回折素子２０では、ベース層２０ＣのＣＤ用回折パターンＰＴｃ（屈折率約１．５）をカバー下層２０Ｄｕ（屈折率が１．６６０６２）で覆うよう形成したことにより、当該ＣＤ用回折パターンＰＴｃを介して接するベース層２０Ｃとカバー下層２０Ｄｕとの屈折率差を、従来の回折素子に比べて小さく設定でき、これによりＣＤ用回折パターンＰＴｃの歪に起因する収差を低減することができる。
【０１０７】
（３）動作及び効果
以上の構成において、回折素子２０のカバー層２０Ｄは、第１の材料である第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂでなり、ＣＤ用回折パターンＰＴｃに接合されたカバー下層２０Ｄｕと、当該第１の材料とは物性の異なる第２の材料である第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃでなり、当該カバー下層２０Ｄｕに接合されたカバー上層２０Ｄｏとによって構成されている。
【０１０８】
すなわち、第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂとして、１０［μｍ］以下である約６［μｍ］角の溝を有する微細なＣＤ用回折パターンＰＴｃ内において流動性を有する樹脂を選定することにより、ＣＤ用回折パターンＰＴｃ内を確実に充填して第１層であるカバー下層２０Ｃｕを形成する。
【０１０９】
さらに、第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂと比較して粘度が高く、流動性の低い第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃを用いて第２層であるカバー上層２０Ｄｏを形成することより、十分な量の第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃを使用してＣＤ用回折パターンＰＴｃの凹凸の影響を十分に小さくできる。この結果、カバー上層２０Ｄｏ上に平坦な光学面２０Ｄａを形成することができ、良好な特性を呈する回折素子２０を製造することができる。
【０１１０】
また、このカバー上層２０Ｄｏを形成する第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃの屈折率（１．６６１９４）と、カバー下層２０Ｄｕを形成する第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂの屈折率（１．６６０６２）との差異を３．５％未満に抑えることにより、カバー下層２０Ｄｕとカバー上層２０Ｄｏとのカバー界面ＩＦにおける収差をλ／２０（λ＝４０５ｎｍ）未満にすることができ、実用上問題を生じさせないようにできる。
【０１１１】
ここで、ＣＤ用回折パターンＰＴｃはアスペクト比が大きく凹凸の激しい構造を有しているため、回折カバー下層２０Ｄｕが形成されるときに、階段の一段目の上方に塗布される第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂの厚さと、三段目の上方に塗布される第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂの厚さは異なってしまう。
【０１１２】
この第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂは、上述したように３[％]〜１０[％]の硬化収縮率を有しており、カバー下層２０Ｄｕに塗布された第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂの厚さに応じた凹凸がその表面に形成される。
【０１１３】
このカバー下層２０Ｄｕ上に塗布される第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃも同様の硬化収縮率を有し、厚く塗布された部分の収縮量は大きく、薄く塗布された部分の収縮量は小さくなるため、カバー上層２０Ｄｏの表面には、その大きさは硬化収縮率に応じて非常に小さくなるものの、カバー下層２０Ｄｕに形成された凹凸とほぼ同形状のパターンを有する凹凸が形成される。
【０１１４】
そこで、回折素子２０では、カバー上層２０Ｄｏの屈折率が、カバー下層２０Ｄｕの屈折率より高くなるように第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃを選定した。
【０１１５】
これにより図１０に示すように、カバー層２０を通過する光ビームＢＡがカバー界面ＩＦで屈折する方向と、カバー上層２０Ｄｏと空気との空気界面ＡＲで屈折する方向を逆方向にすることができ、カバー界面ＩＦで生じる光ビームＢＡの収差をキャンセルすることができる。この結果、このカバー層２０Ｄを通過する光ビームに生じる収差をさらに小さくすることができる。
【０１１６】
すなわち、回折素子２０は、カバー上層２０Ｄｏの屈折率がカバー下層２０Ｄｕの屈折率より低い場合を表す光ビームＢＢとは異なりカバー界面ＩＦ及び空気界面ＡＲで同一方向に屈折することにより収差が拡大されることなく、通過する光ビームの収差を小さく抑えることができる。
【０１１７】
さらに、第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂ及び第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃとして、ともに同系統であるアクリル系の樹脂を使用したことにより、カバー上層２０Ｄｏ及びカバー下層２０Ｄｕの化学的及び物理的特性を類似させることができるため、カバー上層２０Ｄｏ及びカバー下層２０Ｄｕの密着性を向上させたり、温度や湿度に対する寸法変化率を近似させることができ、カバー上層２０Ｄｏ及びカバー下層２０Ｄｕを強固に接合することができる。
【０１１８】
同様に、第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂ及び第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃとして、紫外線硬化型樹脂を使用したことにより、カバー上層２０Ｄｏ及びカバー下層２０Ｄｕの化学的及び物理的特性を一段と類似させることができる。
【０１１９】
以上の構成によれば、回折素子２０のカバー層２０Ｄは、異なる２種類の材料を使用してカバー上層２０Ｄｏ及びカバー下層２０Ｄｕを形成することにより、微細な構造に埋め込む必要のあるカバー下層２０Ｄｕには粘度の低い樹脂を選定し、平坦な光学面２０Ｄａを形成する必要のあるカバー上層２０Ｄｏには粘度の高い樹脂をそれぞれ選定することができる。これにより、ＣＤ用回折パターンＰＴｃ内に埋め込まれる樹脂をその硬化収縮率に応じて硬化収縮させて設計値通りの屈折率にする一方、平面性の高い光学面２０Ｄａを形成することができ、かくして良好な特性を呈すことができる。
【０１２０】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、カバー下層２０Ｄｕの屈折率（１．６６０６２）及びカバー上層２０Ｄｏの屈折率（１．６６１９４）の差異を小さくし、カバー界面ＩＦにおいて発生する収差を小さくする場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図１１に示すように、カバー下層２０Ｄｏの屈折率（１．６６０６２）に対して、カバー上層２０Ｄｏの屈折率を敢えて高く設定し、カバー界面ＩＦで発生した収差の殆どを空気界面ＡＲで相殺するようにしても良い。
【０１２１】
この場合、図１２に示すように、ＣＤ用回折パターンＰＴｃの深さをｄとし、硬化収縮率α（１００[％]を１とする）に応じてカバー界面ＩＦ及び空気界面ＡＲの凹凸の大きさが決定されると仮定すると、カバー界面ＩＦの凹凸の深さｄｉと、空気界面ＡＲの凹凸の深さｄａは（１）式及び（２）式によって表される。なお、この（１）式及び（２）式において、使用される第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂ及び第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃの硬化収縮率を同一として計算している。
【０１２２】
ｄｉ＝α×ｄ                                                ……（１）
【０１２３】
ｄａ＝α２×ｄ                                               ……（２）
【０１２４】
ここで、カバー下層２０Ｄｕの屈折率をｎ１、カバー上層２０Ｄｏの屈折率をｎ２、空気の屈折率を１としたとき、（３）式に示すように、カバー界面ＩＦにおける屈折率の差分値に対してカバー界面ＩＦの凹凸の深さｄｉを掛けた乗算値が、空気界面ＡＲにおける屈折率の差分値に対して空気界面ＡＲの凹凸の深さｄａを掛けた乗算値と等しくなるとき、カバー界面ＩＦで発生する収差を空気界面ＡＲで相殺することができる。
【０１２５】
（ｎ２−ｎ１）×ｄｉ＝（ｎ２−１）×ｄａ                    ……（３）
【０１２６】
この（３）式に（１）式及び（２）式を当て嵌めて変形すると、（４）式が得られる。
【０１２７】
ｎ２＝（ｎ１−α）／１−α                                  ……（４）
【０１２８】
例えば、カバー下層２０Ｄｕの屈折率ｎ１が１．６６０６２、第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂ及び第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃの硬化収縮率αが０．０５（５［％］）であった場合、カバー上層２０Ｄｏの屈折率ｎ２を（４）式に従って算出すると、１．６９５３９となる。
【０１２９】
従って、第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃとして、屈折率ｎ２が１．６９５３９の樹脂を選定することにより、光ビームがカバー層２０Ｄを通過した際に生じる収差をほぼゼロにすることができる。
【０１３０】
ちなみに、使用される第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂの硬化収縮率αに対して第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃの硬化収縮率α´が異なるようにしても良く、この場合、上述した（１）式と、以下に表す（５）式とを（３）式に当て嵌めることにより、同様に第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃ１００Ｂの屈折率ｎ２を算出することができる。
【０１３１】
ｄａ＝α×α´×ｄ                                          ……（５）
【０１３２】
また上述の実施の形態においては、第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃの屈折率は、第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂの屈折率より高くするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その屈折率差を３．５％未満にすることにより、第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃの屈折率を第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂの屈折率より低くしても収差をλ／２０未満にして、実用上問題を生じさせないようにできる。
【０１３３】
さらに上述の実施の形態においては、第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂ及び第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃは、同系統であるアクリル系樹脂を組み合わせるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、異なる系統の樹脂を組み合わせるようにしても良い。
【０１３４】
さらに上述の実施の形態においては、第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂ及び第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃは、共にＵＶ硬化樹脂であるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂の中から適宜選択するようにしても良い。
【０１３５】
さらに上述の実施の形態においては、ＣＤ用回折パターンＰＴｃが約６［μｍ］角の溝を有するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その溝の形状や深さに拘らず、例えば１０［μｍ］以下の凹部を有するパターンに対して本発明を適用することができる。
【０１３６】
さらに上述の実施の形態においては、ＣＤ用回折パターンＰＴｃにおける階段一段当たりの深さｄｓ（６［μｍ］）と幅ｗ（６［μｍ］）とのアスペクト比が約１であるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、凹形状を有するパターンの開口部分と深さとのアスペクト比が例えば０．８以上になるような各種形状に本発明を適用しても良い。
【０１３７】
さらに上述の実施の形態においては、カバー上層２０Ｄｏが光学平面２０Ｄａを形成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばカバー上層２０Ｄｏに所定の回折パターンが設けられるようにしても良く、この場合、この回折パターンに応じた要求を満たすような樹脂が第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃとして選定される。
【０１３８】
さらに上述の実施の形態においては、カバー層２０Ｄがカバー上層２０Ｄｏ及びカバー下層２０Ｄｕの２層によって構成されるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、３層若しくは、３層以上の構造にしても良い。この場合であっても、各層に応じた要求を満たすような樹脂が第３及び第４のＵＶ硬化樹脂として選定される。
【０１３９】
さらに上述の実施の形態においては、微細な溝であるＣＤ用回折パターンＰＴｃを有するベース部としてのベース層２０Ｃと、第１層としてのカバー下層２０ｕ及び第２層としてのカバー上層２０ｏを有するカバー層としてのカバー部とによって回折素子としての回折素子２０を構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなるベース部と、カバー部とによって本発明の回折素子を構成するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１４０】
本発明は、例えば各種電子機器に搭載される光ディスク装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】光ディスク装置の全体構成を示す略線図である。
【図２】光ピックアップの構成を示す略線図である。
【図３】対物レンズユニットの構成を示す略線図である。
【図４】対物レンズユニット内の光路を示す略線図である。
【図５】回折素子の構成を示す略線図である。
【図６】ベース層の製造方法の説明に供する略線図である。
【図７】微細構造内の流体の説明に供する略線図である。
【図８】カバー層の製造方法の説明に供する略線図である。
【図９】カバー層の構成を示す略線図である。
【図１０】収差の補正効果の説明に供する略線図である。
【図１１】他の実施の形態における収差の補正の説明に供する略線図である。
【図１２】他の実施の形態におけるカバー層の構成を示す略線図である。
【符号の説明】
【０１４２】
１……光ディスク装置、２……制御部、３……駆動部、４……信号処理部、７……光ピックアップ、９……対物レンズユニット、１１……レーザダイオード、１９……鏡筒部、２０……回折素子、２０Ａ……上層部、２０Ｂ……下層部、２０Ｃ……ベース層、２０Ｄ……カバー層、２０Ｄｕ……カバー上層、２０Ｄｏ……カバー下層、２０Ｅ……回折パターン層、２１……対物レンズ、ＤＧｃ……ＣＤ用回折素子、ＤＧｄ……ＤＶＤ用回折素子、Ｌｂ……ＢＤ用光ビーム、Ｌｄ……ＤＶＤ用光ビーム、Ｌｃ……ＣＤ用光ビーム、１００Ａ……第１のＵＶ硬化樹脂、１００Ｂ……第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂ、１００Ｃ……第３のＵＶ硬化樹脂１００Ｃ、ＩＦ……カバー界面、ＡＲ……空気界面。
【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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