專利名稱：無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。
參照圖1，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的臺階部分52。臺階部分52具有安裝物鏡40之凸緣41的裝配面53和多個粘合劑加給部分54，它們在沿裝配面53的圓周方向等間距的三個位置從所述裝配面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以及部分與每個粘合劑加給部分54對應(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，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凸起，所述裝配面具有多個凹窩，形成于與所述凸起對應(yīng)的部分，所述每個凹窩的深度小于對應(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以上凸起的特定表面；提供具有所述多個凹窩的裝配面，所述各凹窩形成于與所述凸起對應(yīng)的位置，每個凹窩的深度小于對應(yīng)之凸起的高度，并且容積大于該對應(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人計算機等電子設(shè)備中的光盤驅(qū)動裝置內(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檢測激光束的強度。所測得的光強被用于控制對激光二極管11的驅(qū)動。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)生的電信號被再現(xiàn)。
除圖2之外，將參照圖3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)動裝置上，可以沿著一個為光盤驅(qū)動裝置而設(shè)置的導(dǎo)引軸(未示出)移動，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以可移動的方式支持所述透鏡架25。
參照圖4，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圓周方向的四個等間距位置處有四個凸起27。每個凸起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，以及臺階部分29，用以容納物鏡17。臺階部分29具有裝配面31，該面設(shè)有四個凹窩32，它們分別形成于與物鏡17的各個凸起27相應(yīng)的位置，即沿所示裝配面31圓周方向的四個等間距位置。
參照圖5物鏡17連接到透鏡架25上。每個凸起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。這個三角形可為等邊三角形或等腰三角形。每個凸起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。
每個凹窩32的深度小于每個凸起27的高度，以便當(dāng)把物鏡17的凸起27裝到凹窩中時，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徑向的長度)確定它的寬度(沿圓周方向的長度)，使得在把凸起27焊接到透鏡架25時，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置于透鏡架的臺階部分29，使各凸起27分別被放入各凹我32中。這時，至少有部分物鏡17的凸緣26被安置到臺階部分29內(nèi)，致使物鏡17被定位。
接下去，使超聲焊接機(未示出)的電極臂在對著各凸起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。通過加壓作用和超聲振動的綜合作用，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)合強度更強。另外，與可能會粘附到物鏡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)合其實施例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于前述實施例。比如，在前述實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)。前述實施例是對物鏡描述的。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凸起，所述裝配面具有多個凹窩，形成于與所述凸起對應(yīng)的部分，所述每個凹窩的深度小于對應(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以上凸起的所述特定表面；提供具有多個凹窩的所述裝配面，所述各凹窩形成于與所述凸起對應(yīng)的位置，每個凹窩的深度小于對應(yīng)之凸起的高度，并且容積大于該對應(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凸起；使每個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任一項所述的結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一個物鏡具有凸緣，該凸緣至少設(shè)有三個凸起。透鏡架具有裝配面，該裝配面設(shè)有多個凹窩，與物鏡的各凸起對應(yīng)。將所述物鏡安裝到透鏡架的臺階部分，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。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B29C65/00GK1407362SQ02141978
公開日2003年4月2日 申請日期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, 根來健一 申請人:三美電機株式會社