JP4040726B2

JP4040726B2 - 回折光学素子

Info

Publication number: JP4040726B2
Application number: JP27126197A
Authority: JP
Inventors: 能光野村; 正明福田; 敬志伊藤; 謙宜八木
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1997-10-03
Filing date: 1997-10-03
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2017-10-03
Also published as: US6088160A; JPH11109109A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＣＤ、ＤＶＤ再生装置に含まれる光学式ピックアップ等に利用する回折光学素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ＣＤ、ＤＶＤ再生装置等に含まれる光学式ピックアップには、レーザーダイオード等から出射した光を回折させ、メインビーム及びサブビームに振り分ける回折光学素子が装着されている。図４に従来の回折光学素子を示す。この回折光学素子１０１は、アクリル等の樹脂を射出成形することにより製造されたものであり、４〜５ｍｍ程度の外径を有する。同図に示すように、回折光学素子１０１の中央部には、回折格子１０２を備えた光学機能部１０３が形成されている。また、光学機能部１０３の周囲には、フランジ部１０４が形成されている。
【０００３】
回折光学素子１０１は、光学式ピックアップに設けられたホルダ部１１０に取り付けられる。この場合、ホルダ部１１０に形成された取付穴１１０ａに回折光学素子１０１を挿入し、回折格子１０２を所定の方向に向けた状態で皿ばね等を介して固定する。回折光学素子１０１をホルダ部１１０に取り付けた際には、回折光学素子１０１の位置ズレを防止するために、フランジ部１０４の外周面１０５と、ホルダ部１１０の取付穴１１０ａの内周面との間に生ずる隙間をできるだけ少なくする必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の回折光学素子は、上述したように構成されているため、次のような課題をもっていた。すなわち、従来の回折光学素子１０１をホルダ部１１０に取り付ける場合、フランジ部１０４の外径が取付穴１１０ａの内径よりも小さいと、図４に示すように、両者間の隙間が大きくなって位置ズレが発生してしまい、光学式ピックアップの性能の劣化を招く。一方、フランジ部１０４の外径が取付穴１１０ａの内径よりも大きいと、取付穴１１０ａに挿入できなくなってしまう。従って、従来の回折光学素子は取付性の点で問題を有していた。
【０００５】
また、フランジ部１０４の外周面１０５の外径を取付穴１１０ａの内径とほぼ一致させるためには、回折光学素子１０１を製造する際、外周面１０５の公差をできるだけ小さく設定しなければならない。例えば、外径４〜５ｍｍの回折光学素子では、公差を０．０１〜０．０３ｍｍ程度に設定する必要がある。この場合、外周面１０５の外径が取付穴１１０ａの内径よりも小さい場合、所定の公差を満足するまで成形金型全体を修正する必要が生じてしまう。また、フランジ部１０４の外径が取付穴１１０ａの内径よりも大きければ、改めて新しい金型を作らなければならない。これでは、製造コストの増加を招いてしまい、また、製造効率の点においても問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、良好な取付性を有し、かつ、低コストで効率よく製造可能な回折光学素子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る回折光学素子は、回折格子を備えた光学機能部の周囲にフランジ部を形成してなり、ホルダ部の取付穴に挿入されて固定される回折光学素子において、フランジ部の外周面における少なくとも３ヶ所に形成され、外周面から外方に突出する係合突部を備え、係合突部は、フランジ部の一端面側から他端面側に向かって先細りとなるように概略三角錐形状に形成されており、フランジ部の一端面と他端面との間の所定位置を通り且つフランジ部の中心軸に直交する平面内において、係合突起のそれぞれに外接する円の直径は、取付穴の内径と一致しており、光学機能部、フランジ部及び係合突部は、一体成形されていることを特徴とする。
【０００８】
この回折光学素子を光学式ピックアップ等に含まれるホルダ部に装着させた場合、外周面の少なくとも３ヶ所に形成された係合突部とホルダ部の内部側面とが接触することになる。これにより、回折光学素子は３点以上の接触部分を介してホルダ部に保持されるので、取付時のガタつき、位置ズレを防止することができる。また、回折光学素子をホルダ部に精度よく取り付けるために、成形金型の修正が必要になった場合でも、成形金型の係合突部形成部のみを修正すればよく、外周面形成部の修正が不要となることから、金型の修正に要するコスト、時間を削減できる。従って、全体として、製造コストが低減されると共に、製造効率も向上する。
【０００９】
更に、この回折光学素子では、ホルダ部の内部側面と接触するのは係合突部のみであることから、回折光学素子の外周面とホルダ部の内部側面との間に空間が形成される、これにより、この空間が緩衝として機能し、回折光学素子に作用する熱等による影響を緩和することができるので、回折光学素子の光学性能を良好な状態に維持することができる。
【００１０】
また、係合突部は概略三角錐形状を有すると好ましい。すなわち、係合突部を、ホルダ部に向けて先細りに形成する。このような構成を採用すれば、回折光学素子をホルダ部に押し込むことにより、回折光学素子をホルダ部に固定することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による回折光学素子の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明による回折光学素子を示す斜視図である。同図に示す回折光学素子１は、アクリル等のプラスチック樹脂を、射出成形、トランスファ成形等して製造され、４〜５ｍｍの外径を有する。この回折光学素子１は、ＣＤ、ＤＶＤ再生装置等に含まれる光学式ピックアップ（図示せず）に装着することを主目的としたものである。同図に示すように、回折光学素子１の中央部には、回折格子２を備えた光学機能部３が形成されている。回折格子２は、回折光学素子１の表面及び裏面に形成された微少な凹凸からなり、レーザーダイオード等（図示せず）から出射した光を回折させ、メインビーム及びサブビームに振り分ける。
【００１３】
光学機能部３の周囲には、フランジ部４が形成されている。図２に示すように、回折光学素子１を光学式ピックアップに設けられたホルダ部１０に取り付ける際、このフランジ部４は、いわゆる基準面として機能する。フランジ部４の外周面５は、円柱面として形成されているが、この外周面５の３ヶ所には、外周面５から外方に突出する係合突部６が設けられている。各係合突部６は、それぞれ等間隔を隔てて、すなわち、中心角１２０゜おきに形成されている。図２に示すように、この回折光学素子１をホルダ部１０に装着させた場合、外周面５の３ヶ所に形成された係合突部６と取付穴１０ａの内部側面とが接触することになる。これにより、回折光学素子１は、３点の接触部分を介してホルダ部１０に保持されるので、取付時のガタつき、位置ズレが防止され、回折光学素子１の取付性が向上する。
【００１４】
係合突部６は、底面がフランジ部４の上面と面一であり、頂点がフランジ部４の下面側に位置する概略三角錐形状を有する。回折光学素子１を中心軸に直交する平面で切断した場合、この平面と各係合突部６の稜線６ａとの交点を結んだ三角形は正三角形となる。この回折光学素子１では、フランジ部４の上面よりも下側の所定位置（例えば、フランジ部４の上面から、回折光学素子１の高さの４分の１程度下方の位置）を通り、中心軸に直交する平面と、各係合突部６の稜線６ａとの交点を結んだ正三角形に外接する円の直径が、取付穴１０ａの内径と一致する。そして、この平面よりも上側では、各係合突部６の稜線６ａと中心軸との距離は、取付穴１０ａの半径より僅かに長くなっている。また、係合突部６の高さ（上下方向の長さ）は、回折光学素子１の高さよりも短く、係合突部６の頂点は、フランジ部４の下面よりも上側に位置する。
【００１５】
これにより、回折光学素子１を取付穴１０ａに真っ直ぐに押し込めば、係合突部６の上部が、図３に示すように弾性変形するので、回折光学素子１をホルダ部１０に固定することが可能となる。回折光学素子１を取付穴１０ａに挿入する際の圧力は、２０〜２００ｇｆとすると実用上良好な結果が得られる。この場合、回折光学素子１をホルダ部１０に固定するための皿ばね等を省略することも可能である。また、各係合突部６は、ホルダ部１０に向けて先細りに形成されているので、回折光学素子１を取付穴１０ａに容易に挿入することができる。
【００１６】
また、回折光学素子１をホルダ部１０に装着させた場合、外周面５の３ヶ所に形成された係合突部６のみが取付穴１０ａの内部側面と接触し、回折光学素子１の外周面５は、取付穴１０ａの内部側面と直接接触しない。従って、回折光学素子１の外周面５と取付穴１０ａの内部側面との間に空間７が形成される（図２参照）。これにより、回折光学素子１と取付穴１０ａとの間に形成される空間７が緩衝として機能するので、回折光学素子１に作用する熱等による影響を緩和することができる。
【００１７】
すなわち、一般的に、ホルダ部１０はダイキャストや耐熱プラスチック等により形成されるため、光学式ピックアップの使用時に、ホルダ部１０の温度が上昇することがある。ここで、この回折光学素子１では、ホルダ部１０と回折光学素子１との接触部分が係合突部６のみである。従って、外周面５のほぼ全体が取付穴１０ａの内周面と接触する場合と比較して、ホルダ部１０から回折光学素子１に伝わる熱量を減らすことができる。これにより、光学式ピックアップを長時間連続使用しても、回折光学素子１の光学性能は良好な状態に維持される。
【００１８】
この回折光学素子１は、図示しない成形金型を用いてアクリル等のプラスチックを射出成形等することにより製造されるが、一旦、回折光学素子１が完成しても、回折光学素子１をホルダ部１０に精度よく取り付けるために成形金型の修正が必要になる場合もある。この場合、回折光学素子１は係合突部６を介してホルダ部１０に保持されることから、成形金型の係合突部形成部のみを修正すればよく、外周面形成部の修正が不要となる。これにより、金型の修正に要するコスト、時間を削減できる。従って、全体として、製造コストが低減されると共に、製造効率も向上する。
【００１９】
なお、上述した回折光学素子１では、外周面５の３ヶ所に係合突部６を形成しているが、これに限られるものではなく、外周面５の４ヶ所、６ヶ所、又は、それ以上の位置に係合突部６を設けてもよい。また、係合突部６の形状も、三角錐形状に限られるものではなく、半円錐形状等に形成してもよい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明による回折光学素子は、以上説明したように構成されているため、次のような効果を得る。すなわち、フランジ部の外周面に少なくとも３個の係合突部を設け、この係合突部を介して回折光学素子をホルダ部に取り付けるので、回折光学素子の取付性が向上する。また、良好な取付性を有する回折光学素子を低コストで効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による回折光学素子を示す斜視図である。
【図２】図１の回折光学素子をホルダ部に装着した状態を示す平面図である。
【図３】図２におけるIII−III線についての要部拡大断面図である。
【図４】従来の回折光学素子をホルダ部に装着した状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１…回折光学素子、２…回折格子、３…光学機能部、４…フランジ部、５…外周面、６…係合突部。

Claims

回折格子を備えた光学機能部の周囲にフランジ部を形成してなり、ホルダ部の取付穴に挿入されて固定される回折光学素子において、
前記フランジ部の外周面における少なくとも３ヶ所に形成され、前記外周面から外方に突出する係合突部を備え、
前記係合突部は、前記フランジ部の一端面側から他端面側に向かって先細りとなるように概略三角錐形状に形成されており、
前記フランジ部の一端面と他端面との間の所定位置を通り且つ前記フランジ部の中心軸に直交する平面内において、前記係合突起のそれぞれに外接する円の直径は、前記取付穴の内径と一致しており、
前記光学機能部、前記フランジ部及び前記係合突部は、一体成形されていることを特徴とする回折光学素子。
前記取付穴に挿入する際の圧力は、２０〜２００ｇｆであることを特徴とする請求項１記載の回折光学素子。