专利名称：无需使用粘合剂而使透镜与透镜架连接的结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光盘驱动装置等里面所用的使透镜固定到透镜架上的结构和方法。
参照图1，将详细描述有关现有的光学拾像器中将物镜40固定到透镜架50上的结构。
物镜40的外周缘处有一凸缘41。另一方面，透镜架50有一用于透过激光束的通孔51和用以容纳物镜40的台阶部分52。台阶部分52具有安装物镜40之凸缘41的装配面53和多个粘合剂加给部分54，它们在沿装配面53的圆周方向等间距的三个位置从所述装配面53向外伸展。
物镜40和透镜架50被固定地连接在一起或者以下述方式互相粘结在一起。
首先，将物镜40装入台阶部分52中，使凸缘41被置于装配面53上。然后再将适量的紫外固化树脂作为粘合剂加入到透镜架50的粘合剂加给部分54以及部分与每个粘合剂加给部分54对应的部分装配面53上。继而，用紫外线照射，使所述紫外固化树脂固化。
在图1所示的粘结结构中，物镜40和透镜架50是用粘合剂粘结在一起的。于是，在物镜40与透镜架50之间就难于得到足够的粘结强度。由于粘合剂的厚度，物镜40可能是在物镜40与透镜架50脱离的状态下被粘结于透镜架50上的。在加给粘合剂时，粘合剂可能附着于物镜40的有效部分，从而约束激光束的传输。此外，由于需要多个粘合剂加给部分54，透镜架50的尺寸必须比为容纳物镜40所需的尺寸大。
本发明的另一目的在于提供上述结构和方法，能够达到足够的连接强度并避免透镜与透镜架脱离。
本发明的又一目的在于提供上述结构和方法，能够防止透镜的有效部分受到附着于其上的粘合剂的损害。
本发明的再一目的在于提供上述结构和方法，能够采用小尺寸的透镜架。
本发明的再一目的在于提供一种光学拾像器，包含利用上述结构与透镜架固定连接的物镜。
通过接下去的描述将使本发明的其它目的变得更清楚。
按照本发明的一方面，提供一种使透镜与具有装配面的透镜架连接的结构，所述透镜具有凸缘，被置于所述装配面上。按照这种结构，所述凸缘具有面向所述装配面的特定表面，所述特定表面上至少有三个凸起，所述装配面具有多个凹窝，形成于与所述凸起对应的部分，所述每个凹窝的深度小于对应凸起的高度，而容积大于所述大于的凸起体积，所述各凸起分别被置于所述各凹窝内，并超声焊接到所述透镜架上。
按照本发明的另一方面，提供一种使透镜与具有装配面之透镜架连接的方法，所述透镜具有凸缘，该凸缘被置于所述装配面上并具有面向所述装配面的特定表面。所述方法包括下述步骤提供所述具有三个以上凸起的特定表面；提供具有所述多个凹窝的装配面，所述各凹窝形成于与所述凸起对应的位置，每个凹窝的深度小于对应之凸起的高度，并且容积大于该对应凸起的体积；使所述特定表面面向所述装配面，以使所述各凸起分别被容纳于各凹窝；利用超声焊接机将所述各凸起超声焊接到所述透镜架上。
按照本发明的再一方面，提供一种具有上述结构的光学拾像器。
图1是组装之前的现有光学拾像器中物镜和透镜架的透视图；图2是用以描述光学拾像器一般结构的示意图；图3是本发明一种实施例光学拾像器的透视图；图4是图3所示光学拾像器中物镜和透镜架在互相连接之前的透视图；图5是图4所示部分物镜和透镜架互相连接之后的局部放大视图。
图中所示的光学拾像器适于用在安装于诸如个人计算机等电子设备中的光盘驱动装置内。所述光学拾像器包括光发射元件—激光二极管11，这是一种半导体激光器，用于产生激光束。从激光二极管11发射的激光束穿过衍射光栅12，入射到射束分离器13。由射束分离器13使激光束分离并被使之分支开。具体地说，使部分激光束入射到具有光敏二极管的监视器14，同时激光束的其它部分通过准直透镜15、转向反光镜16和物镜17，照射到光盘18上。监视器14检测激光束的强度。所测得的光强被用于控制对激光二极管11的驱动。于是，利用激光二极管11发射的激光束，可以将数据记录于光盘18中。
另一方面，来自光盘18的反射束通过物镜17、转向反射镜16、准直透镜15、射束分离器13和传感透镜19而入射到作为受光元件的光敏二极管21上。由此，通过利用激光二极管11发射的激光束，可使光盘18中记录的数据参照光敏二极管21所产生的电信号被再现。
除图2之外，将参照图3更为详细地描述所述光学拾像器。
这里，可将各种光学元件，如沿激光束路径排列的射束分离器13、准直透镜15、转向反射镜16以及物镜17集中称为光学系统。所述光学系统，激光二极管11、监视器14和光敏二极管21被组装成光学基座22，作为所述装置的骨架。将光学基座22安装到光盘驱动装置上，可以沿着一个为光盘驱动装置而设置的导引轴(未示出)移动，所述导引轴以滑移的方式穿过导引孔23。激光二极管11被固定到所述光学基座22的激光二极管固定部分24上。由透镜架25以固定的方式支持所述物镜17，并由所述光学基座22以可移动的方式支持所述透镜架25。
参照图4，将详细描述用以将光学透镜17固定连接或结合到图3所示光学拾像器的透镜架25上结构和方法。图4中只示出部分透镜架25，即支持物镜17的那部分。
物镜17由透明树脂材料制成，并在其外周缘处形成凸缘26。凸缘26有一个面向着透镜架25的表面(图中的下表面)，它在物镜17圆周方向的四个等间距位置处有四个凸起27。每个凸起27沿物镜17的径向伸展。所有凸起27的大小基本上互相相等。
另一方面，透镜架25具有用以通过激光束的通孔28，以及台阶部分29，用以容纳物镜17。台阶部分29具有装配面31，该面设有四个凹窝32，它们分别形成于与物镜17的各个凸起27相应的位置，即沿所示装配面31圆周方向的四个等间距位置。
参照图5物镜17连接到透镜架25上。每个凸起27沿径向伸展并沿与径向垂直的平面所取的截面形成三角形截面。这个三角形可为等边三角形或等腰三角形。每个凸起27的顶部面向所述装配面31。三角形的顶角θ最好在60°到90°之间。
每个凹窝32的深度小于每个凸起27的高度，以便当把物镜17的凸起27装到凹窝中时，在装配面31与凸缘26之间形成约0.5mm的间隙。根据凹窝32的深度(沿通孔28径向的长度)确定它的宽度(沿圆周方向的长度)，使得在把凸起27焊接到透镜架25时，部分凸起27不致从凹窝32被挤出或从中伸出。于是，将凹窝32的宽度确定成使凹窝32的容积至少大于凸起27的体积。
接下去将描述将物镜17熔合到透镜架25中的方法。其中采用利用超声波的所谓能量-直接-结合(energy-direct-joint)法。
首先，将物镜17置于透镜架的台阶部分29，使各凸起27分别被放入各凹我32中。这时，至少有部分物镜17的凸缘26被安置到台阶部分29内，致使物镜17被定位。
接下去，使超声焊接机(未示出)的电极臂在对着各凸起27的一侧上压抵物镜17的凸缘26，并在加压条件下产生超声振动。通过加压作用和超声振动的综合作用，各凸起27被熔融，致使物镜17被焊接到透镜架25上。与使用粘合剂的情况相比，以上述方式被结合的物镜17与透镜架25之间的结合强度更强。另外，与可能会粘附到物镜17之有效部分的粘合剂不同，按照这种方法，不会给出什麽不利的影响。与使用粘合剂的情况相比，按照本法，可以在短时间内，很容易地使物镜17与透镜架25结合到一起。再有，无需排出粘合剂的粘合剂加给部分，从而可使透镜架的尺寸得以被缩小。
虽然已经结合其实施例描述了本发明，但本发明并不局限于前述实施例。比如，在前述实施例中所述凸起的数目等于4。但凸起的数目可以是任何所需的不小于3的数。前述实施例是对物镜描述的。但本发明同样可用于其它各种透镜，如准直透镜。此外，本发明不只可用于光学拾像器，还可在各种场合下使透镜与透镜架结合。
权利要求
1.一种使透镜与具有装配面的透镜架连接的结构，所述透镜具有凸缘，被置于所述装配面上，其特征在于，所述凸缘具有面向所述装配面的特定表面，所述特定表面上至少有三个凸起，所述装配面具有多个凹窝，形成于与所述凸起对应的部分，所述每个凹窝的深度小于对应凸起的高度，而容积大于所述大于的凸起体积，所述各凸起分别被置于所述各凹窝内，并超声焊接到所述透镜架上。
2.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述透镜是树脂透镜。
3.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述每个凸起沿所述透镜的径向伸展，并沿与所述径向垂直之平面所取的截面形成三角形截面。
4.如权利要求3所述的结构，其特征在于，所述三角形为等边三角形。
5.如权利要求3所述的结构，其特征在于，所述三角形为等腰三角形。
6.如权利要求3所述的结构，其特征在于，所述每个凸起的顶部面向所述装配面，所述三角形的顶角在60°到90°之间。
7.一种使透镜与具有装配面之透镜架连接的方法，所述透镜具有凸缘，所述凸缘被置于所述装配面上并具有面向所述装配面的特定表面，所述方法包括下述步骤提供具有三个以上凸起的所述特定表面；提供具有多个凹窝的所述装配面，所述各凹窝形成于与所述凸起对应的位置，每个凹窝的深度小于对应之凸起的高度，并且容积大于该对应凸起的体积；使所述特定表面面向所述装配面，以使所述各凸起分别被容纳于各凹窝内；利用超声焊接机将所述各凸起超声焊接到所述透镜架上。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括用树脂透镜作为所述透镜的步骤。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤沿所述透镜的径向伸展所述每个凸起；使每个凸起形成沿与所述径向垂直之平面所取的截面成为三角形截面。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述三角形为等边三角形。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述三角形为等腰三角形。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述每个凸起的顶部面向所述装配面，所述三角形的顶角在60°到90°之间。
13.一种光学拾像器，其特征在于，具有权利要求1至6任一项所述的结构。
全文摘要
一个物镜具有凸缘，该凸缘至少设有三个凸起。透镜架具有装配面，该装配面设有多个凹窝，与物镜的各凸起对应。将所述物镜安装到透镜架的台阶部分，使物镜的凸起分别被容纳于透镜架的各凹窝中。使超声焊接机的电极臂压抵所述凸缘之凸起的背面一侧，并在加压条件下产生超声振动。于是，使所述凸起被熔融，将物镜结合到透镜架上。
文档编号B29C65/00GK1407362SQ02141978
公开日2003年4月2日 申请日期2002年8月29日 优先权日2001年8月29日
发明者菅健司, 根来健一 申请人:三美电机株式会社