專利名稱：無(wú)需使用粘合劑而使透鏡與透鏡架連接的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光盤驅(qū)動(dòng)裝置等里面所用的使透鏡固定到透鏡架上的結(jié)構(gòu)和方法。
參照?qǐng)D1，將詳細(xì)描述有關(guān)現(xiàn)有的光學(xué)拾像器中將物鏡40固定到透鏡架50上的結(jié)構(gòu)。
物鏡40的外周緣處有一凸緣41。另一方面，透鏡架50有一用于透過激光束的通孔51和用以容納物鏡40的臺(tái)階部分52。臺(tái)階部分52具有安裝物鏡40之凸緣41的裝配面53和多個(gè)粘合劑加給部分54，它們?cè)谘匮b配面53的圓周方向等間距的三個(gè)位置從所述裝配面53向外伸展。
物鏡40和透鏡架50被固定地連接在一起或者以下述方式互相粘結(jié)在一起。
首先，將物鏡40裝入臺(tái)階部分52中，使凸緣41被置于裝配面53上。然后再將適量的紫外固化樹脂作為粘合劑加入到透鏡架50的粘合劑加給部分54以及部分與每個(gè)粘合劑加給部分54對(duì)應(yīng)的部分裝配面53上。繼而，用紫外線照射，使所述紫外固化樹脂固化。
在圖1所示的粘結(jié)結(jié)構(gòu)中，物鏡40和透鏡架50是用粘合劑粘結(jié)在一起的。于是，在物鏡40與透鏡架50之間就難于得到足夠的粘結(jié)強(qiáng)度。由于粘合劑的厚度，物鏡40可能是在物鏡40與透鏡架50脫離的狀態(tài)下被粘結(jié)于透鏡架50上的。在加給粘合劑時(shí)，粘合劑可能附著于物鏡40的有效部分，從而約束激光束的傳輸。此外，由于需要多個(gè)粘合劑加給部分54，透鏡架50的尺寸必須比為容納物鏡40所需的尺寸大。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述結(jié)構(gòu)和方法，能夠達(dá)到足夠的連接強(qiáng)度并避免透鏡與透鏡架脫離。
本發(fā)明的又一目的在于提供上述結(jié)構(gòu)和方法，能夠防止透鏡的有效部分受到附著于其上的粘合劑的損害。
本發(fā)明的再一目的在于提供上述結(jié)構(gòu)和方法，能夠采用小尺寸的透鏡架。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種光學(xué)拾像器，包含利用上述結(jié)構(gòu)與透鏡架固定連接的物鏡。
通過接下去的描述將使本發(fā)明的其它目的變得更清楚。
按照本發(fā)明的一方面，提供一種使透鏡與具有裝配面的透鏡架連接的結(jié)構(gòu)，所述透鏡具有凸緣，被置于所述裝配面上。按照這種結(jié)構(gòu)，所述凸緣具有面向所述裝配面的特定表面，所述特定表面上至少有三個(gè)凸起，所述裝配面具有多個(gè)凹窩，形成于與所述凸起對(duì)應(yīng)的部分，所述每個(gè)凹窩的深度小于對(duì)應(yīng)凸起的高度，而容積大于所述大于的凸起體積，所述各凸起分別被置于所述各凹窩內(nèi)，并超聲焊接到所述透鏡架上。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種使透鏡與具有裝配面之透鏡架連接的方法，所述透鏡具有凸緣，該凸緣被置于所述裝配面上并具有面向所述裝配面的特定表面。所述方法包括下述步驟提供所述具有三個(gè)以上凸起的特定表面；提供具有所述多個(gè)凹窩的裝配面，所述各凹窩形成于與所述凸起對(duì)應(yīng)的位置，每個(gè)凹窩的深度小于對(duì)應(yīng)之凸起的高度，并且容積大于該對(duì)應(yīng)凸起的體積；使所述特定表面面向所述裝配面，以使所述各凸起分別被容納于各凹窩；利用超聲焊接機(jī)將所述各凸起超聲焊接到所述透鏡架上。
按照本發(fā)明的再一方面，提供一種具有上述結(jié)構(gòu)的光學(xué)拾像器。


圖1是組裝之前的現(xiàn)有光學(xué)拾像器中物鏡和透鏡架的透視圖；圖2是用以描述光學(xué)拾像器一般結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3是本發(fā)明一種實(shí)施例光學(xué)拾像器的透視圖；圖4是圖3所示光學(xué)拾像器中物鏡和透鏡架在互相連接之前的透視圖；圖5是圖4所示部分物鏡和透鏡架互相連接之后的局部放大視圖。
圖中所示的光學(xué)拾像器適于用在安裝于諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備中的光盤驅(qū)動(dòng)裝置內(nèi)。所述光學(xué)拾像器包括光發(fā)射元件—激光二極管11，這是一種半導(dǎo)體激光器，用于產(chǎn)生激光束。從激光二極管11發(fā)射的激光束穿過衍射光柵12，入射到射束分離器13。由射束分離器13使激光束分離并被使之分支開。具體地說，使部分激光束入射到具有光敏二極管的監(jiān)視器14，同時(shí)激光束的其它部分通過準(zhǔn)直透鏡15、轉(zhuǎn)向反光鏡16和物鏡17，照射到光盤18上。監(jiān)視器14檢測(cè)激光束的強(qiáng)度。所測(cè)得的光強(qiáng)被用于控制對(duì)激光二極管11的驅(qū)動(dòng)。于是，利用激光二極管11發(fā)射的激光束，可以將數(shù)據(jù)記錄于光盤18中。
另一方面，來(lái)自光盤18的反射束通過物鏡17、轉(zhuǎn)向反射鏡16、準(zhǔn)直透鏡15、射束分離器13和傳感透鏡19而入射到作為受光元件的光敏二極管21上。由此，通過利用激光二極管11發(fā)射的激光束，可使光盤18中記錄的數(shù)據(jù)參照光敏二極管21所產(chǎn)生的電信號(hào)被再現(xiàn)。
除圖2之外，將參照?qǐng)D3更為詳細(xì)地描述所述光學(xué)拾像器。
這里，可將各種光學(xué)元件，如沿激光束路徑排列的射束分離器13、準(zhǔn)直透鏡15、轉(zhuǎn)向反射鏡16以及物鏡17集中稱為光學(xué)系統(tǒng)。所述光學(xué)系統(tǒng)，激光二極管11、監(jiān)視器14和光敏二極管21被組裝成光學(xué)基座22，作為所述裝置的骨架。將光學(xué)基座22安裝到光盤驅(qū)動(dòng)裝置上，可以沿著一個(gè)為光盤驅(qū)動(dòng)裝置而設(shè)置的導(dǎo)引軸(未示出)移動(dòng)，所述導(dǎo)引軸以滑移的方式穿過導(dǎo)引孔23。激光二極管11被固定到所述光學(xué)基座22的激光二極管固定部分24上。由透鏡架25以固定的方式支持所述物鏡17，并由所述光學(xué)基座22以可移動(dòng)的方式支持所述透鏡架25。
參照?qǐng)D4，將詳細(xì)描述用以將光學(xué)透鏡17固定連接或結(jié)合到圖3所示光學(xué)拾像器的透鏡架25上結(jié)構(gòu)和方法。圖4中只示出部分透鏡架25，即支持物鏡17的那部分。
物鏡17由透明樹脂材料制成，并在其外周緣處形成凸緣26。凸緣26有一個(gè)面向著透鏡架25的表面(圖中的下表面)，它在物鏡17圓周方向的四個(gè)等間距位置處有四個(gè)凸起27。每個(gè)凸起27沿物鏡17的徑向伸展。所有凸起27的大小基本上互相相等。
另一方面，透鏡架25具有用以通過激光束的通孔28，以及臺(tái)階部分29，用以容納物鏡17。臺(tái)階部分29具有裝配面31，該面設(shè)有四個(gè)凹窩32，它們分別形成于與物鏡17的各個(gè)凸起27相應(yīng)的位置，即沿所示裝配面31圓周方向的四個(gè)等間距位置。
參照?qǐng)D5物鏡17連接到透鏡架25上。每個(gè)凸起27沿徑向伸展并沿與徑向垂直的平面所取的截面形成三角形截面。這個(gè)三角形可為等邊三角形或等腰三角形。每個(gè)凸起27的頂部面向所述裝配面31。三角形的頂角θ最好在60°到90°之間。
每個(gè)凹窩32的深度小于每個(gè)凸起27的高度，以便當(dāng)把物鏡17的凸起27裝到凹窩中時(shí)，在裝配面31與凸緣26之間形成約0.5mm的間隙。根據(jù)凹窩32的深度(沿通孔28徑向的長(zhǎng)度)確定它的寬度(沿圓周方向的長(zhǎng)度)，使得在把凸起27焊接到透鏡架25時(shí)，部分凸起27不致從凹窩32被擠出或從中伸出。于是，將凹窩32的寬度確定成使凹窩32的容積至少大于凸起27的體積。
接下去將描述將物鏡17熔合到透鏡架25中的方法。其中采用利用超聲波的所謂能量-直接-結(jié)合(energy-direct-joint)法。
首先，將物鏡17置于透鏡架的臺(tái)階部分29，使各凸起27分別被放入各凹我32中。這時(shí)，至少有部分物鏡17的凸緣26被安置到臺(tái)階部分29內(nèi)，致使物鏡17被定位。
接下去，使超聲焊接機(jī)(未示出)的電極臂在對(duì)著各凸起27的一側(cè)上壓抵物鏡17的凸緣26，并在加壓條件下產(chǎn)生超聲振動(dòng)。通過加壓作用和超聲振動(dòng)的綜合作用，各凸起27被熔融，致使物鏡17被焊接到透鏡架25上。與使用粘合劑的情況相比，以上述方式被結(jié)合的物鏡17與透鏡架25之間的結(jié)合強(qiáng)度更強(qiáng)。另外，與可能會(huì)粘附到物鏡17之有效部分的粘合劑不同，按照這種方法，不會(huì)給出什麼不利的影響。與使用粘合劑的情況相比，按照本法，可以在短時(shí)間內(nèi)，很容易地使物鏡17與透鏡架25結(jié)合到一起。再有，無(wú)需排出粘合劑的粘合劑加給部分，從而可使透鏡架的尺寸得以被縮小。
雖然已經(jīng)結(jié)合其實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于前述實(shí)施例。比如，在前述實(shí)施例中所述凸起的數(shù)目等于4。但凸起的數(shù)目可以是任何所需的不小于3的數(shù)。前述實(shí)施例是對(duì)物鏡描述的。但本發(fā)明同樣可用于其它各種透鏡，如準(zhǔn)直透鏡。此外，本發(fā)明不只可用于光學(xué)拾像器，還可在各種場(chǎng)合下使透鏡與透鏡架結(jié)合。
權(quán)利要求
1.一種使透鏡與具有裝配面的透鏡架連接的結(jié)構(gòu)，所述透鏡具有凸緣，被置于所述裝配面上，其特征在于，所述凸緣具有面向所述裝配面的特定表面，所述特定表面上至少有三個(gè)凸起，所述裝配面具有多個(gè)凹窩，形成于與所述凸起對(duì)應(yīng)的部分，所述每個(gè)凹窩的深度小于對(duì)應(yīng)凸起的高度，而容積大于所述大于的凸起體積，所述各凸起分別被置于所述各凹窩內(nèi)，并超聲焊接到所述透鏡架上。
2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述透鏡是樹脂透鏡。
3.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述每個(gè)凸起沿所述透鏡的徑向伸展，并沿與所述徑向垂直之平面所取的截面形成三角形截面。
4.如權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述三角形為等邊三角形。
5.如權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述三角形為等腰三角形。
6.如權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述每個(gè)凸起的頂部面向所述裝配面，所述三角形的頂角在60°到90°之間。
7.一種使透鏡與具有裝配面之透鏡架連接的方法，所述透鏡具有凸緣，所述凸緣被置于所述裝配面上并具有面向所述裝配面的特定表面，所述方法包括下述步驟提供具有三個(gè)以上凸起的所述特定表面；提供具有多個(gè)凹窩的所述裝配面，所述各凹窩形成于與所述凸起對(duì)應(yīng)的位置，每個(gè)凹窩的深度小于對(duì)應(yīng)之凸起的高度，并且容積大于該對(duì)應(yīng)凸起的體積；使所述特定表面面向所述裝配面，以使所述各凸起分別被容納于各凹窩內(nèi)；利用超聲焊接機(jī)將所述各凸起超聲焊接到所述透鏡架上。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括用樹脂透鏡作為所述透鏡的步驟。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟沿所述透鏡的徑向伸展所述每個(gè)凸起；使每個(gè)凸起形成沿與所述徑向垂直之平面所取的截面成為三角形截面。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述三角形為等邊三角形。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述三角形為等腰三角形。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述每個(gè)凸起的頂部面向所述裝配面，所述三角形的頂角在60°到90°之間。
13.一種光學(xué)拾像器，其特征在于，具有權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一個(gè)物鏡具有凸緣，該凸緣至少設(shè)有三個(gè)凸起。透鏡架具有裝配面，該裝配面設(shè)有多個(gè)凹窩，與物鏡的各凸起對(duì)應(yīng)。將所述物鏡安裝到透鏡架的臺(tái)階部分，使物鏡的凸起分別被容納于透鏡架的各凹窩中。使超聲焊接機(jī)的電極臂壓抵所述凸緣之凸起的背面一側(cè)，并在加壓條件下產(chǎn)生超聲振動(dòng)。于是，使所述凸起被熔融，將物鏡結(jié)合到透鏡架上。
文檔編號(hào)B29C65/00GK1407362SQ02141978
公開日2003年4月2日 申請(qǐng)日期2002年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月29日
發(fā)明者菅健司, 根來(lái)健一 申請(qǐng)人:三美電機(jī)株式會(huì)社