(57)【要約】      （修正有）【課題】熱変化があっても、光学特性が安定した波長板、およびその波長板を組み込んだ光ヘッド装置を提供する。【解決手段】接着剤２、３を介して有機薄膜１をガラス基板４、５に接着した波長板が、光ヘッド光学系に内蔵される。接着剤２、３は、所定使用温度範囲よりも高いガラス転移温度を有し、所定使用温度範囲の下で、接着剤の線膨張係数（Ｋ１）、有機薄膜の線膨張係数（Ｋ２）、ガラス基板４、５の線膨張係数（Ｋ３）が、Ｋ３≦Ｋ１かつＫ１≦Ｋ２の関係を有する。また、光ヘッド光学系内が常温のとき、接着剤２、３の線膨張係数（Ｋ１）、有機薄膜１の線膨張係数（Ｋ２）、ガラス基板の線膨張係数（Ｋ３）が、Ｋ３＜Ｋ１＜Ｋ２の関係を満たし、光ヘッド光学系内が接着剤２、３のガラス転移温度より高いとき、Ｋ３＜Ｋ２＜Ｋ１の関係を有するようにもできる。温度変化によりレーザー波長が変動したとき、その波長変動に整合するように位相差が変化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の使用温度範囲で使用される光ヘッド光学系に内蔵され、接着剤を介して有機薄膜をガラス基板に接着した波長板において、
接着剤は、前述の所定の使用温度範囲よりも高いガラス転移温度を有し、
前述の所定の使用温度範囲の下で、接着剤の線膨張係数（Ｋ１）、有機薄膜の線膨張係数（Ｋ２）、ガラス基板の線膨張係数（Ｋ３）が、Ｋ３≦Ｋ１かつＫ１≦Ｋ２の関係を満たすことを特徴とする波長板。
【請求項２】
光ヘッド光学系に内蔵され、接着剤を介して有機薄膜をガラス基板に接着した波長板において、
光ヘッド光学系内が常温のとき、接着剤の線膨張係数（Ｋ１）、有機薄膜の線膨張係数（Ｋ２）、ガラス基板の線膨張係数（Ｋ３）が、Ｋ３＜Ｋ１＜Ｋ２の関係を満たし、かつ、光ヘッド光学系内が接着剤のガラス転移温度より高いとき、Ｋ３＜Ｋ２＜Ｋ１の関係を満たすことを特徴とする波長板。
【請求項３】
前記常温は２５℃程度であることを特徴とする請求項２に記載の波長板。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の波長板を有することを特徴とする光ヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長板および光ヘッド装置に関し、たとえば、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ、登録商標）、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（登録商標）その他の光ディスクなどの光記録媒体に対して半導体レーザ光を照射して情報の記録・再生を行うために用いられる波長板およびそれを組み込んだ光ヘッド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光ヘッド装置に用いられる波長板には、例えば特許文献１〜６に示すように、一軸延伸したポリカーボネイトなどの有機薄膜が用いられている。
【０００３】
一方、光ヘッド装置を長時間稼動させると、経時的に光ヘッド装置内部で温度変化が生じてしまう。光ヘッド装置に波長板が組み込んである場合、そのような温度変化により半導体レーザの発振波長が変動すると、レーザ光が波長板を通過する際に所定の位相差を得ることができなくなる。
【０００４】
そのため、例えば特許文献１〜３に示すように、光ヘッド装置に波長板を組み込んで使用する際に、温度変化による半導体レーザからの出射光の波長変動を補償するとともに、温度上昇を伴う位相差フィルム（有機薄膜の典型例）の変形を接着剤で吸収して所定の位相差を得ることができる波長板が提案されている。
【０００５】
また、例えば特許文献４や５に示すように、上述した特許文献１〜３に示す接着剤、位相差フィルム、基板の線膨張係数の不等式の関係を逆さまにして、接着剤を工夫し、接着剤の線膨張係数を位相差フィルムの線膨張係数よりも小さくした関係の波長板も提案されている。
【０００６】
また、例えば特許文献６には、接着剤のガラス転移温度が４０℃以上、好ましくは６０℃以上、さらに８０℃以上である波長板が記載されている（特許文献６の第２１頁０１１７段落参照）。
【特許文献１】特開２０００−３１０７１８号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００１−１６６２７号Ａ１公報
【特許文献３】特開２００３−１３９９５６号公報
【特許文献４】特開２００５−６２４２８号公報
【特許文献５】米国特許公開２００５−２１３２１０号Ａ１公報
【特許文献６】特開２００５−２０８５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した従来の波長板で用いられる接着剤は、ガラス転移温度が常温よりかなり低く、光ヘッド装置内の光学系動作温度範囲内であるため、動作温度内で熱膨張係数が一桁変わってしまう変曲点を持っていた。
【０００８】
このように熱膨張係数が一桁変わることにより、当然ながら位相差フィルムに加わる応力も大きく変わってしまう。このことから、動作温度内で、位相差や透過波面収差などの光学特性が大きく変化してしまうというが問題があった。
【０００９】
また、特許文献４、５に示すような波長板に用いられる接着剤は、特許文献１〜３に示す波長板の接着剤と異なり、ガラス転移温度は２５℃程度の常温に設定されているため、光ヘッド装置内部の使用温度範囲では硬化してしまい、その使用温度範囲を超えて熱変化が生じた場合、全く使いものにならず、充分な位相差特性を発揮することができない。
【００１０】
また、特許文献６において、接着剤（Ａ）と接着剤（Ｂ）との組み合わせによって、波長板の面内収差の変化量を小さくすることができ、使用環境や製造環境の影響を受けにくく、長期間信頼性に優れており（特許文献６の第２２頁０１２２段落参照）、接着剤（Ｂ）単体で位相差フィルムとガラスとを積層した場合には、接着剤が硬く、剥がれ等が生じてしまうという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、接着剤のガラス転移温度を常温以上で光ヘッド装置の使用温度範囲にすることにより、接着剤は光ヘッド装置内の高温環境においても柔らかくて硬化することなく、接着剤と有機薄膜（位相差フィルム）の熱膨張係数をほとんど同一にし、仮に光ヘッド光学系内の熱変化があったとしても、位相差フィルムと接着剤は熱的にはあたかも同一物質のように振舞うようにし、有機薄膜（位相差フィルム）への影響を少なくし、光学特性が安定した波長板、およびその波長板を組み込んだ光ヘッド装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本願の請求項１の発明は、所定の使用温度範囲で使用される光ヘッド光学系に内蔵され、接着剤を介して有機薄膜をガラス基板に接着した波長板を改良して、前記接着剤は、所定の使用温度範囲よりも高いガラス転移温度を有し、前記所定の使用温度範囲の下で、接着剤の線膨張係数（Ｋ１）、有機薄膜の線膨張係数（Ｋ２）、ガラス基板の線膨張係数（Ｋ３）が、Ｋ３≦Ｋ１かつＫ１≦Ｋ２の関係を満たすことを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明は、光ヘッド光学系に内蔵され、接着剤を介して有機薄膜をガラス基板に接着した波長板を改良して、光ヘッド光学系内が常温のとき、接着剤の線膨張係数（Ｋ１）、有機薄膜の線膨張係数（Ｋ２）、ガラス基板の線膨張係数（Ｋ３）が、Ｋ３＜Ｋ１＜Ｋ２の関係を満たし、光ヘッド光学系内が接着剤のガラス転移温度より高いとき、Ｋ３＜Ｋ２＜Ｋ１の関係を満たすことを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明は、前記常温を２５℃付近とすることを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明は、前述の波長板を有することを特徴とする光ヘッド装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、接着剤のガラス転移温度を常温以上で光ヘッド装置の使用温度範囲にすることにより、接着剤は光ヘッド装置内の高温環境においても柔らかくて硬化することなく、接着剤と有機薄膜（位相差フィルム）の熱膨張係数をほとんど同一にすることができ、仮に、光ヘッド光学系内の熱変化があったとしても、位相差フィルムと接着剤は熱的にはあたかも同一物質のように振舞い、有機薄膜（位相差フィルム）への影響が少なく、光学特性が安定した波長板、およびその波長板を組み込んだ光ヘッド装置を提供することができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、有機薄膜（位相差フィルム）１の両面に、接着剤２、３を塗布し、それらの接着剤２、３を介して有機薄膜１を両側から挟み込むように２枚の固定基板４、５を貼り合わせた波長板を示す。
【００１８】
図１の実施例において、好ましくは、有機薄膜１の厚みは、０．２〜１．０ｍｍ、接着剤２、３の厚みは、５〜２０μｍ、固定基板４、５の厚みは、０．２〜２．０ｍｍである。
【００１９】
図２は、有機薄膜６の片面に、接着剤７を塗布し、その接着剤７を塗布した片面の上から１枚の固定基板８を貼り合わせた波長板を示す。
【００２０】
図２の実施例において、好ましくは、有機薄膜６の厚みは、０．２〜１．０ｍｍ、接着剤７の厚みは、５〜２０μｍ、固定基板８の厚みは、０．２〜２．０ｍｍである。
【００２１】
図１〜２の固定基板４、５、８は、ガラス板であるのが好ましいが、他の材料、例えばプラスチック板や、シクロオレフィン系ポリマーやポリカーボネイトの有機薄膜であってもよい。
【００２２】
図には示されていないが、固定基板を有機薄膜で形成する場合、接着剤を使用せず、固定基板と位相差フィルムを圧着や融着によって固定してもよい。圧着後または融着後の、固定基板と位相差フィルムは、図１〜２の構造から接着剤を省略した構成となる。この場合、固定基板を構成する有機薄膜の厚みは、０．２〜１．０ｍｍ、位相差フィルムを構成する有機薄膜の厚みは、５〜２０μｍとするのが好ましい。
【００２３】
図１〜２の実施例において、有機薄膜１、６として位相差フィルムを用いる場合は、例えばＪＳＲ社製のアートン（登録商標）、三井化学製のアペル（登録商標）、日本ゼオン社製のゼオニクス（登録商標）などのシクロオレフィン系ポリマーやポリカーボネイトを用いることができる。
【００２４】
固定基板４、５、８をガラス基板とし、有機薄膜１、６の線膨張係数をＫ２とし、接着剤２、３、７の線膨張係数をＫ１とし、ガラス基板４、５、８の線膨張係数Ｋ３としたとき、接着剤２、３、７は、所定の使用温度範囲よりも高いガラス転移温度を有し、その所定の使用温度範囲の下で、接着剤２、３、７の線膨張係数Ｋ１と、有機薄膜１、６の線膨張係数Ｋ２と、ガラス基板４、５、８の線膨張係数Ｋ３は、Ｋ３≦Ｋ１かつＫ１≦Ｋ２の関係を満たす。
【００２５】
また、光ヘッド光学系内が常温のとき、接着剤２、３、７の線膨張係数Ｋ１と、有機薄膜１、６の線膨張係数Ｋ２と、ガラス基板４、５、８の線膨張係数Ｋ３が、Ｋ３＜Ｋ１＜Ｋ２の関係を満たし、光ヘッド光学系内が接着剤２、３、７のガラス転移温度より高いとき、Ｋ３＜Ｋ２＜Ｋ１の関係を満たす。
【００２６】
ただし、接着剤は４０ ℃程度 にガラス転移温度を持つ。
【００２７】
このような特別な関係を有する接着剤２、３、７を製造し、固定基板４、５、８と有機薄膜１、６を、その特別な接着剤２、３、７によって貼り合わせる。接着剤２、３、７は密着性を高めるためプライマーを併用することもできる。
【００２８】
以下、具体的な１例を説明する。
【００２９】
有機薄膜１、６として位相差フィルムを用いて、そのガラス転移温度は、１１０℃より低いとき（ｔ＜Ｔｇ１１０℃）、線膨張係数Ｋ２は７．０〜９．０×１０−５／℃である。これは、一般的なポリカーボネイトの代表値である。接着剤２、３、７のガラス転移温度は、通常４０℃程度であり、４０℃より高温の場合、線膨張係数Ｋ１は、２．６×１０−５／℃で、４０℃以下（通常２０℃〜２５℃）の場合、線膨張係数Ｋ１は、４．０×１０−４／℃である。
【００３０】
このような具体例では、ガラス基板である固定基板４、５、８の線膨張係数Ｋ３は、９５×１０−７／℃である。光ヘッド装置の光学系の使用範囲温度の下で、接着剤２、３、７の線膨張係数Ｋ１と、有機薄膜１、６の線膨張係数Ｋ２と、ガラス基板４、５、８の線膨張係数Ｋ３とは、Ｋ３≦Ｋ１かつＫ１≦Ｋ２の関係が満たされる。
【００３１】
また、光ヘッド装置の光学系内が常温（通常２５℃程度）のとき、接着剤２、３、７の線膨張係数Ｋ１と、有機薄膜１、６の線膨張係数Ｋ２と、ガラス基板４、５、８の線膨張係数Ｋ３とが、Ｋ３＜Ｋ１＜Ｋ２の関係を満たし、光ヘッド光学系内が接着剤２、３、７のガラス転移温度より高いとき、Ｋ３＜Ｋ２＜Ｋ１の関係が満たされる。
【００３２】
したがって、有機薄膜と接着剤とガラス基板は、高温環境においても、柔らかくて硬化せず、接着性が安定している。
【００３３】
また、例えば、ポリカーボネイト等のプラスチック製の固定基板４、５、８の線膨張係数Ｋ３は、７．０×１０−５／℃であるため、次式
Ｋ３≦Ｋ２、かつＫ３＜Ｋ１
の関係が満たされる。
【００３４】
図３は、光ヘッド装置の一例を示す。
【００３５】
光ヘッド装置は、半導体レーザであるレーザダイオード１０（光源）、回折格子１１、偏光ビームスプリッター１２、コリメータレンズ（図示せず）、波長板１４、対物レンズ１５、円筒レンズ１６、光検出器１７、その他を有する。
【００３６】
波長板１４は、装置内部において実線の位置と破線の位置（１４ａ）との間で配置位置が光軸に沿って変化可能になっている。
【００３７】
レーザダイオード１０から発光されたレーザ光は、回折格子１１により回折され、偏光ビームスプリッタ１２で反射され、ＣＤ１８（またはＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）の方に向かう。
【００３８】
偏光ビームスプリッタ１２で反射した光は、波長板１４で所定の波長（λ／４またはλ／２）に位相がそろえられ、対物レンズ１５を介してＣＤ１８（またはＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）に照射される。そこで反射してきた光は、光検出器１７で検出される。
【００３９】
このような形で、情報記憶媒体であるＣＤ１８（またはＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）の情報が再生されたり、記憶されたりする。
【００４０】
レーザダイオード１０から発せられる光は、青色レーザであってもよい。この場合、ＣＤ１８はＨＤ−ＤＶＤ（登録商標）あるいはＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃへの記録再生を行なうことになる。なお、レーザダイオード１０、光検出器１７、回折格子１１、偏光ビームスプリッター１２その他の素子は、複数設置してもよい。
【００４１】
図３に示す光ヘッド装置は、本発明に係る位相差板を備えている。この光ヘッド装置で用いられる波長は、好ましくは、λ１＝４０５±２０ｎｍ、λ２＝６５５±２０ｎｍ、λ３＝７８５±２０ｎｍである。
【００４２】
図４〜７を参照して、図１に示す波長板の製造方法の一例を説明する。
【００４３】
有機薄膜からなる位相差フィルムは、一般に市販されているものを所定のサイズに切断して使用することができる。
【００４４】
接着剤は、紫外線硬化型の接着剤を用いるのが好ましい。
【００４５】
固定基板は、仕様を満足するＡＲコートを片面に施したものを使用することが好ましい。
【００４６】
固定基板として使用するガラス板の大きさは７６ｍｍ×３２ｍｍ×０.９７（厚み）ｍｍの寸法にするのが好ましい。
【００４７】
図１の有機薄膜１として用いる位相差フィルム４３（図６）は、ガラス製固定基板の寸法に合わせるのが好ましい。
【００４８】
位相差フィルム４３とガラス製固定基板４１を接着する作業は、次のような手順（ａ）〜（ｄ）で行う。
【００４９】
（ａ）図４に示すように、ＡＲ膜付きのガラス製固定基板４１の接着表面（ＡＲの反対面）をよく拭きあげる。
【００５０】
なお、図１の実施例の場合、ＡＲ膜付きガラス製固定基板４１は、２枚用いるが、図２の実施例の場合は、１枚でよい。
【００５１】
（ｂ）図５に示すように、ガラス製固定基板４１の、ＡＲが付いていない面に、接着剤４２を約１．０ｇ一様に塗布する。接着剤４２を広げるとき、できるだけ気泡ができないようにする。広げ終わったら、気泡が逃げていくように、1分間程放置しておく。
【００５２】
（ｃ）図６に示すように、位相差フィルム４３の片面側の保護シート（図示せず）をはがし、位相差フィルム４３の端とガラス製固定基板４１の端との位置合わせ（位相差軸合わせ）をしながら、端の方向からゆっくりと気泡が入らないように丁寧に貼り合わせていく。
【００５３】
（ｄ）ガラス製固定基板４１の片面への位相差フィルム４３の接着が終了したら、もう一方のガラス製固定基板４１の片面の接着表面を、前述の（ａ）〜（ｃ）と同じように位相差フィルム４３の他方の面に接着する。
【００５４】
２枚のガラス製固定基板４１の間に位相差フィルム４３を挟んだ形にして、それらを接着した後、ガラス製固定基板４１の両面を５〜１０ｋｇ／ｃｍ２程度の圧力で加圧し、接着剤４１の層の厚みを均一にする。
【００５５】
以上により、接着作業は完了する。
【００５６】
その後、次の手順（ｅ）および（ｆ）で、紫外線を照射して塗布した接着剤４１を硬化させる。その際、紫外線の照度は、１０〜５０ｍＷ／ｃｍ２（ａｔ３６５ｎｍ）とする。照射装置は、ウシオ電機製の高圧水銀灯を用いることができる。
【００５７】
（ｅ）図７に示すように、２枚のガラス製固定基板４１の間に位相差フィルム４３を挟んだ状態で、ガラス製固定基板４１の両面に同時に紫外線を１〜２分照射する。
【００５８】
（ｆ）２枚のガラス製固定基板４１の外側の表面をきれいにアセトンを使って拭きあげる。
【００５９】
以上により、位相差フィルム４３の両面に２枚のガラス製固定基板４１をサンドイッチ形に接着する作業が終了する。
【００６０】
その後、必要に応じて所定の大きさに切断して、洗浄し、所望の波長板を得ることができる。
【００６１】
図８〜１１を参照して、位相差（Ｒｅ値、つまりリタデーション値）と温度変化との関係を説明する。
【００６２】
図８は、６５０ｎｍにおけるＲｅ値の変化を示しており、図９は、７８０ｎｍにおけるＲｅ値の変化を示しており、図１０は、６５０ｎｍにおける変化量を示しており、図１１は、７８０ｎｍにおける変化量を示している。
【００６３】
図８〜１１には、いずれも、３種類の波長板、つまり、フィルム単品、試料＃１、試料＃２の位相差（Ｒｅ値、つまり、リタデーション値）と温度変化との関係が示されている。なお、４０５ｎｍにおけるＲｅ値の変化においても、３種類の波長板、つまり、フィルム単品、試料＃１、試料＃２の位相差（Ｒｅ値、つまり、リタデーション値）と温度変化との関係は、６５０ｎｍ、７８０ｎｍの波長の場合の関係と同様であったので、省略する。
【００６４】
すなわち、図８〜１１には、有機薄膜からなる位相差フィルム単品を用いる場合のグラフと、接着剤を用いて、２枚のガラス製固定基板で挟み込むように貼り合せた波長板（試料＃１）を用いる場合のグラフと、１つのガラス製固定基板を接着剤で貼り合わせた波長板（試料＃２）を用いる場合のグラフが示されている。
【００６５】
試料＃１は、図１に示されている構造を有し、試料＃２は、図２に示されている構造を有し、位相差フィルム単品は図示されていない。
【００６６】
図８〜１１のグラフから理解されるように、位相差フィルム単品の場合であっても、図１〜２に示すように接着剤を用いて貼り合わせた波長板の場合であっても、リタデーション値（Ｒｅ値）の変化は変わらない。とくに、８０℃以上の高温であっても、リタデーション値の変化は変わらない。したがって、光ヘッド装置内の環境温度が例えば１５０℃以上の高温になったとしても、レーザ光による温度変化により位相差板は影響を受けることがない。
【００６７】
そこで、位相差板を図３に実線で示す位置（１４）と破線で示す位置（１４ａ）との間で移動させても、つまり、光ヘッド装置内のレーザ光源（レーザダイオード１０）に近い位置と、そこから遠く離れた位置との間の任意の位置に位相差板１４を移動して配置したとしても、レーザ光による温度変化により位相差板１４は影響を受けない。そのため、光ヘッド装置内での位相差板の配置に関する設計の自由度が大きくなる。その結果、多種多様の光ヘッド装置への対応度を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の１つの実施例による位相差板を示す断面図。
【図２】本発明の他の実施例による位相差板を示す断面図。
【図３】本発明による光ヘッド装置の一例を示す説明図。
【図４】図１に示す位相差板を製造する一連の工程の１つを示す。
【図５】図４に続く次の工程を示す。
【図６】図５に続く次の工程を示す。
【図７】図６に続く次の工程を示す。
【図８】３種類の位相差板の位相差（Ｒｅ値）と温度変化との関係、とくに６５０ｎｍにおけるＲｅ値の変化を示す。
【図９】３種類の位相差板の位相差（Ｒｅ値）と温度変化との関係、とくに７８０ｎｍにおけるＲｅ値の変化を示す。
【図１０】３種類の位相差板の位相差（Ｒｅ値）と温度変化との関係、とくに６５０ｎｍにおける変化量を示す。
【図１１】３種類の位相差板の位相差（Ｒｅ値）と温度変化との関係、とくに７８０ｎｍにおける変化量を示す。
【符号の説明】
【００６９】
１、６  有機薄膜（位相差フィルム）
２、３  接着剤
４、５  固定基板
７  接着剤
８  固定基板
【図１】
2007213665.tif 000003
【図２】
2007213665.tif 000004
【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】
2007213665.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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