透镜夹及其制备方法、生产透镜夹的金属模和物镜装置制造方法及图纸

一种能够以无需调节方式固定多个透镜以及在透镜之间实现高精度相对定位的透镜夹。为此，向着物点一侧形成第二安装表面４ｂ的光轴方向第一参考表面４ａ１和光轴方向第二参考表面４ｂ１，起确定第一与第二透镜２、３之间沿光轴间隔的参考表面作用。光轴方向第一表面４ａ１和光轴方向第二参考表面４ｂ１也用于控制透镜２、３的倾斜。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及支承物镜的透镜夹，该物镜装载在记录和/或再现诸如光盘的信息记录媒体所用的光头上。本专利技术还涉及制备这种透镜夹的方法、制备透镜夹中所用的金属模和由物镜和透镜夹构成的物镜装置。信息记录媒体，如只读光盘、相位变化盘、磁光盘、或光卡在存储图象信息、语音信息和计算机程序数据方面得到广泛应用。因此，提高这些信息记录媒体的记录密度和记录容量的要求正逐年提高。为了增大信息记录媒体的记录密度，增大物镜的数值孔径NA或者缩短光源的光发射波长是有效的。例如，在紧凑型光盘(CD)(这是数字光盘或主要记录音乐信号)的光头中，物镜的数值孔径NA和光源的光发射波长分别为0.45和780nm，而在数字通用盘(DVD)的所谓光头中，物镜的数值孔径NA和光源的光发射波长分别为0.6和650nm。采用这种DVD，记录密度比CD的记录密度有所提高，使得它有可能记录图象信号。用于记录和/再现常规CD或DVD信息的物镜普遍是由玻璃或塑料模制成的单个非球面透镜。由透镜夹携载的这种单个非球面透镜构成物镜装置并装载在光头上。例如，将单个非球面透镜固定或安装在透镜夹的参考表面上。携载这一单个非球面透镜的透镜夹以预定精确度装载在光头上。最近，要求信息记录媒体的记录密度更高和记录容量更大，这就需要更大的物镜数值孔径NA以及从图象信号辐射的光的波长短于例如650nm。然而，由于在金属模加工方面和在透镜注模时控制偏心率方面的困难，不可能产生数值孔径NA不小于0.75的单个非球面透镜。即，在加工金属模中，用于模制数值孔径NA不小于0.75和透镜表面相对于透镜附近光轴的倾角不小于40°的单个非球面透镜的金属模，考虑到切割刃，如金刚石钻头的远端的尺寸，这种加工变得很困难。此外，如果透镜表面的曲率增大，沿光轴从透镜表面顶点到透镜外缘的下陷(深度)增大，使得金属模加工变困难。为此，作为单个透镜构成数值孔径NA不小于0.75的物镜仍然是困难的。近年来，作为实现数值孔径NA不小于0.75的物镜的一种技术，已经开始采用双组物镜。采用这种双组物镜，物镜由多个透镜构成，减小每个透镜的折射率。这便有可能增大制造数值孔径NA不小于0.75的物镜的非球面透镜表面的曲率半径。然而，采用双组物镜，具有较大的数值孔径NA，要求极高的精度作为在将多个透镜组装成透镜组时的相对透镜位置精确度。例如，偏心率和透镜之间的间距要求在微米量级精确度，而透镜倾斜要求分量级精确度。通过作三维位置调节，组装透镜足以能够满足这一精度要求。可是，这一三维位置调节需要昂贵的夹具和先进的位置调节技术，因此本身不宜批量生产过程。作为对将它们组装成单个透镜单元的透镜定位的手段，可能要正视将各个透镜组装在透镜夹中，其参考部分已经高精度地形成，具有透镜安装在其上的参考表面。在透镜夹中形成的参考部分设定为能够针对透镜偏移、倾斜和透镜-透镜间隔对各个透镜进行定位的形状。透镜偏移、倾斜和间隔以下称为三要素。通过针对这三要素高精度地形成参考部分，能够高精度地组装物镜，无需对各透镜的位置调节。即通过使透镜夹的形状设计充分优化，能够高精度地组装物镜。下面将说明透镜夹的形状，包括假定的制造方法。附图说明图15和16示出物镜装置201的结构，它包括被组装到透镜夹204中的双组物镜的第一透镜202和第二透镜203。第一透镜202是从光源(图中未示出)辐射的激光落在其上的透镜。第一透镜202具有其面向第二透镜203的中部，以下称为辐射表面，作为非球面透镜表面202a形成在垂直于光轴形成的平面部分的外缘上。另一方面，从光源辐射的光落在其上的表面，它为第一透镜202的相对表面，具有形成为非球面表面202b的中部。在透镜表面202b的外缘上形成垂直于光轴的平面部分。上述的相对表面以下称为入射表面。第二透镜203是与数字光盘(如相位变化光盘或磁光盘)相对的双组物镜组的一个透镜。第二透镜203的面向光盘(图中未示出)的表面，以下称为面对表面，形成为平面形状，而面向第一透镜202的表面的中部为相对表面，以下称为入射表面，形成为非球面表面203b。在透镜表面203b的外缘上形成垂直于光轴的平面部分。从光源辐射的光落在其上的物镜装置210的一侧称为物点一侧，而物镜装置201的沿光盘阵列方向放置的一侧，即从光源辐射的光由物镜装置201形成象点的一侧，称为象点一侧。因此，采用第一和第二透镜202、203，在目标一侧形成非球面透镜表面。透镜夹204基本上形成为圆环形状。在物点的内周一侧上形成携载第一透镜202的第一安装部分204a，而在象点一侧的内周上，形成携载第二透镜203的第二安装部分204b。第一安装部分204a形成为阶梯形，物点一侧孔径的内缘为一阶，从面向物点一侧形成的第一轴向参考表面204a1以及从以光轴为轴的圆柱形径向参考表面204a2起为一阶。第二安装部分204b形成为阶梯形，从面向物点一侧形成的第二轴向参考表面204b1以及从以光轴为轴的圆柱形径向参考表面204b2起，在象点一侧孔径内缘有一阶。这个透镜夹204例如是由合成树脂注模制备的。在上述的透镜夹204中，第一安装部分204a的第一轴向参考表面204a1和第二安装部分204b的第二轴向参考表面204b1起确定第一与第二透镜202、203沿光轴的间隔的参考表面的作用。另一方面，第一轴向参考表面204a1和第二轴向参考表面204b1还起控制第一和第二透镜202、203倾斜的参考表面的作用。可以说，第一轴向参考表面204a1的取向和第二轴向参考表面204b的取向沿光轴为180°。第一安装部分204a的径向参考表面204a2和第二安装部分204b的径向参考表面204b2起确定第一和第二透镜202、203沿透镜半径位置的参考表面的作用。在这一透镜夹204上，第一透镜202通过第一安装部分204a上的外缘202c安装。第二透镜203通过第二安装部分204b上的外缘203c安装。这一透镜夹204是通过模具注模产生的，例如利用图17所述的阳模(以下称为第一金属模)和阴模302(以下称为第二金属模)制造的。当金属模301、302按照图17所示组装时，将产生透镜夹204的注模材料204a注入到第一金属模301与第二金属模302之间的腔体中，铸造出透镜夹204。在制造透镜夹的这一金属模中，第一金属模301设置有形成第一安装部分204a的注模部分301a(以下称为第一安装部分注模部分301a)，而第二金属模302设置有形成第二安装部分204b的注模部分302a(以下称为第二安装部分注模部分302a)。第一金属模301由底座301b和设置在这一底座301b上的凸块301c构成，通常形成基本上凸起形状，如图17和18所示。底座301b基本上形成为平板形状。这一底座301b在主表面301b1的中部在向着第二金属模302的方向上设置有凸块301c。向着第二金属模302的这一方向是指向着双物镜组201的象点的方向，以下称为象点一侧方向。底座301b的主表面301b1的外缘附近是向第二金属模302邻接表面302b21挤压的邻接表面301b2。凸块301c形成阶梯301d、301e、301f，在向着象点一侧的方向它们的直径逐步变小，如图19所示。在这个凸块301c中，作为凸块301c远端的阶梯301f的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种携载由多个透镜形成的物镜的透镜夹，所述多个透镜安排在适合于利用激光记录和／或再现信息记录媒体的信息信号的光头的光轴上，所述透镜构成物镜装置，其特征在于：多个参考表面分别携载所述透镜以控制透镜沿光轴位置和倾斜，所述参考表面控制透镜沿光 轴的位置和倾斜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山本健二，前田史贞，大里洁，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]