CN102211386B - 透镜形成金属模具、透镜形成方法和拾取装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透镜形成金属模具、透镜形成方法和拾取装置。该金属模具包括：第一内金属模，其形成透镜的第一透镜表面和第一平面部分；第一外金属模，其形成第二平面部分；第二内金属模，其形成第二透镜表面和第三平面部分；以及第二外金属模，其形成第四平面部分，其中在所述第一内金属模的外周的周围形成第一突出部分，所述第一突出部分形成所述透镜上的第一凹入部分，所述第一凹入部分作为毛刺的空隙，以及在所述第二内金属模的外周的周围形成第二突出部分，所述第二突出部分形成所述透镜上的第二凹入部分，所述第二凹入部分作为毛刺的空隙。

Description

透镜形成金属模具、透镜形成方法和拾取装置
技术领域
本发明涉及一种透镜形成金属模具、一种透镜形成方法以及一种拾取装置。
背景技术
用于从诸如CD或DVD的光盘读取信息的光盘驱动器具有拾取装置。拾取装置包括至少一个激光源以及用于将激光源发射的激光束聚焦到光盘上的透镜。
透镜通常是通过注模形成的树脂模制品。日本专利临时公开No.2008-126611(在下文中被称为专利文件1)中显示了用于形成透镜的金属模具的一个示例。为了调整透镜的厚度，作为用于形成透镜的金属模具，其优选的是将用于主要形成透镜的透镜表面的内金属模与用于形成透镜的外周的外金属模组合使用。
对于上述配置的透镜，由于内金属模和外金属模的边界位于透镜的外周，因此有可能在透镜的外周出现毛刺。在透镜的一个透镜表面(当透镜被固定到拾取装置上时位于激光源那一侧)的外周上形成用于将透镜安装到拾取装置的透镜架上的安装面。由于毛刺和透镜架互相干涉，如果不去除毛刺，无法将安装面精确地安装在透镜架上。此外，用于防止透镜与光盘相接触的盖子被固定到透镜的另一透镜表面(当透镜被固定到拾取装置上时位于光盘那一侧)的外周。但是，如果不去除毛刺，毛刺的末端有可能更靠近光盘的那一侧。因此，光盘可能会因为与毛刺接触而被损坏。
发明内容
为了解决上述问题实现了本发明。本发明的有利之处在于：本发明提供了一种用于形成透镜的透镜形成金属模具和透镜形成方法，使得不需要去除毛刺就可以将透镜精确固定到透镜架上，并且可以通过盖子来防止透镜与光盘的接触，本发明还提供了一种使用该透镜的拾取装置。
根据本发明的一方面，提供了一种用于形成透镜的金属模具，所述透镜由树脂制成，且所述透镜具有第一透镜表面和第二透镜表面，所述第二透镜表面形成在所述第一透镜表面的相反侧。所述金属模具包括：第一内金属模，其形成所述第一透镜表面和第一平面部分，所述第一平面部分形成在所述第一透镜表面的外周的周围，所述第一平面部分是与所述透镜的光轴垂直的环形表面；第一外金属模，其形成第二平面部分，所述第二平面部分形成在所述第一平面部分的外周的周围并且比所述第一平面部分更靠近所述第二透镜表面的一侧，所述第二平面部分是与所述透镜的光轴垂直的环形表面；第二内金属模，其形成所述第二透镜表面和第三平面部分，所述第三平面部分形成在所述第二透镜表面的外周的周围，所述第三平面部分是与所述透镜的光轴垂直的环形表面，以及第二外金属模，其形成第四平面部分，所述第四平面部分形成在所述第三平面部分的外周的周围并且比所述第三平面部分更靠近所述第一透镜表面的一侧，所述第四平面部分是与所述透镜的光轴垂直的环形表面。在该配置中，在所述第一内金属模的外周的周围(all around an outer periphery of the first inner metal mold)形成第一突出部分，所述第一突出部分形成所述透镜上的第一凹入部分，所述第一凹入部分作为在形成所述透镜时出现在所述第一外金属模和所述第一内金属模的边界处的毛刺的空隙。在所述第二内金属模的外周的周围(all around an outer periphery of the second inner metalmold)形成第二突出部分，所述第二突出部分形成所述透镜上的第二凹入部分，所述第二凹入部分作为在形成所述透镜时出现在所述第二外金属模和所述第二内金属模之间的边界处的毛刺的空隙。
在上述配置的金属模具中，形成第一突出部分和第二突出部分，以便在所述第一外金属模和所述第一内金属模之间以及在所述第二外金属模和所述第二内金属模之间，即在可能出现毛刺的位置形成作为毛刺的空隙的凹入部分。因此，与所述第一凹入部分的量相对应，毛刺出现在从所述第一平面部分的位置向所述第二透镜表面的一侧偏移的位置。所述第一平面部分用作安装面。因此，所述第一透镜表面一侧的毛刺末端距所述第二表面部分的高度被控制得很低。因此，毛刺的末端不从所述第一平面部分突出。因此，即使毛刺不被去除，毛刺也不会与所述透镜架干涉，并且可以确保作为安装面的所述第一平面部分被安装到所述拾取装置的透镜架上。类似地，通过形成在所述第二内金属模上的第二突出部分所形成的第二凹入部分，形成在所述第二透镜表面一侧的毛刺距所述第四表面部分的高度被控制得很低。因此，即使毛刺不被去除，所述第二透镜表面一侧的毛刺的末端的位置也低于固定在透镜上的盖子的位置。因此，毛刺不会损坏光盘。
在至少一个方面中，在所述第一内金属模周围形成的第一突出部分可被形成为：当所述第一突出部分上的位置离开所述透镜的光轴时，在所述第一内金属模周围形成的第一突出部分上的该位置接近所述透镜的第二透镜表面。在所述第二内金属模周围形成的第二突出部分可被形成为：当所述第二突出部分上的位置离开所述透镜的光轴时，在所述第二内金属模周围形成的第二突出部分上的该位置接近所述透镜的第一透镜表面。
在至少一个方面中，在所述第一外金属模中形成的用于在其中容纳所述第一内金属模的孔和在所述第二外金属模中形成的用于在其中容纳所述第二内金属模的孔可以是具有相同直径的圆孔。所述圆孔中的每一个被形成为具有等于所述透镜的光轴的位置的圆心。
使用这种配置，通过将所述第一外金属模和所述第二外金属模重叠并且用钻在其上打孔，可以同时形成所述第一外金属模的孔和所述第二外金属模的孔。因此，可以降低制造金属模的成本。
根据本发明的另一方面，提供一种透镜形成方法，包括：通过向上文所述的金属模具中的其中之一注入熔融树脂材料(molten resinmaterial)来形成透镜。
根据本发明的另一方面，提供一种拾取装置，包括：通过上文所述的透镜形成方法形成的透镜；以及用于在所述第一平面部分保持所述透镜的透镜架。
在至少一方面中，所述拾取装置可以进一步包括用于覆盖所述透镜的第四平面部分的盖子。
如上文所述，根据本发明，实现了一种透镜形成金属模具和形成透镜的方法，从而不需要去除毛刺就可以将透镜精确安装到透镜架上，并且可以通过盖子来防止透镜与光盘的接触，还实现了一种使用该透镜的拾取装置。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的透镜和拾取装置的剖面图。
图2是透镜形成金属模具和使用该透镜形成金属模具形成的透镜的剖面图。
图3是图2中的虚线圈起部分的透镜形成金属模具和透镜的放大图。
具体实施方式
在下文中使用附图解释本发明的实施例。图1是根据该实施例的透镜和拾取装置的剖面图。该实施例的拾取装置100是用于读出光盘上所记录的数据或者用于在光盘上记录数据的装置。透镜1被固定在拾取装置100内的透镜架110上。
如图1所示，透镜1是这样的透镜：在透镜的一个表面上(图中的下方)形成有第一透镜表面R1，在透镜的另一表面上(图中的上方)形成有第二透镜表面R2。第一透镜表面R1和第二透镜表面R2都是凸面，透镜1充当凸透镜。
拾取装置100使来自于激光源的激光束进入透镜1，并用透镜1所聚集的激光束照射光盘。当光盘上记录的数据被读出时，激光束在光盘上反射，之后激光束通过透镜1进入拾取装置100的光电探测器。即，在光盘反射的激光束最终被光电探测器读取。这里，激光源和拾取装置100的光电探测器布置在第一透镜表面R1的一侧，另一方面，光盘布置在第二透镜表面R2的一侧。
优选的是，透镜1(第二透镜表面R2)和光盘之间的距离很短，即优选将焦距设定成极小的长度，以便确保从光盘读出数据，或者确保数据被记录到光盘上。在该实施例中，通过将第一透镜表面R1的凸度设定成大凸度(即通过将第一透镜表面R1的曲率半径设定成小的长度)来放大透镜的屈光力(optical power)。因此，透镜1的焦点位置接近第二透镜表面R2。
透镜架110是用于在第一透镜表面R1的一侧上支撑透镜1的底座。如图1所示，围绕透镜1的第一透镜表面R1的外圆周形成安装面11(第一平面部分)，其为与透镜1的光轴AX垂直的环形表面。此外，在透镜架110上形成与透镜1的安装面11相接触的保持表面111。将透镜1的安装面11置于透镜架110的保持表面111上，然后向透镜1的安装面的角12处注入粘合剂Ab，从而将透镜1固定在透镜架110上。
如上文所述，光盘与透镜1的第二透镜表面R2靠得很近。此外，由软树脂制成的盖子40被固定到透镜1的角22处，以免因为高速转动的光盘与透镜1的第二透镜表面R2一侧的角22接触而损坏光盘。当盖子40固定在透镜1上时，盖子40的上表面41所处的位置高于透镜1的第二透镜表面R2的表面的位置(即更靠近光盘)。因此，即使光盘向透镜1的第二透镜表面R2倾斜，光盘也不会与透镜1接触。
此外，围绕第二透镜表面R2的外周形成有用于检测倾斜的表面21(第三表面部分)，其为与透镜1的光轴AX垂直的环形表面。在透镜1被固定在透镜架110上时，通过用激光束照射用于检测倾斜的表面21，可以基于反射光的角度来检测透镜1是否关于透镜架110倾斜。基于上述检测的结果来调整透镜1的倾斜。
接下来，解释透镜1的透镜形成金属模具和使用该金属模具形成透镜的方法。在该实施例中，透镜1是由塑料制成，且透镜1是通过注模(mold injection)形成的。图2显示了透镜1和用于形成透镜1的金属模具的剖面图。
如图2所示，金属模具200包括上金属模部分210和下金属模部分220。上金属模部分210包括外金属模(上)211和内金属模(上)212。外金属模(上)211具有孔211a，内金属模(上)212被形成为内金属模(上)212处于外金属模(上)的孔211a内。此外，下金属模部分220包括外金属模(下)221和内金属模(下)222。外金属模(下)221具有孔221a，内金属模(下)222被形成为内金属模(下)222处于外金属模(下)221的孔221a内。外金属模(上)211的下表面211b和外金属模(下)221的上表面221b都是与透镜1的光轴AX垂直的表面。通过使外金属模(上)211的下表面211b和外金属模(下)221的上表面221b接触，将外金属模(上)211保持在外金属模(下)221上。
内金属模(上)212形成有用于形成透镜1的第一透镜表面R1的凹入部分212a以及用于形成安装面11的平面部分212b。此外，内金属模(下)222形成有用于形成透镜1的第二透镜表面R2的凹入部分222a以及用于形成用于检测倾斜的表面21的平面部分222b。
在该实施例中，内金属模(上)212能够在沿透镜1的光轴AX的方向上相对于外金属模(上)211移动。类似地，内金属模(下)222能够在沿透镜1的光轴AX的方向上相对于外金属模(下)221移动。通过沿透镜1的光轴AX的方向移动内金属模(上)212和内金属模(下)222，可以形成具有各种厚度的透镜1。
此外，外金属模(上)211的孔211a的内圆周表面和外金属模(下)221的孔221a的内圆周表面都处于以光轴AX为圆心的同一圆柱面上。使用这种配置，通过将外金属模(上)211与外金属模(下)221叠放，并用钻在其上打孔，可以同时形成孔211a和孔221a两者。并且，在将外金属模(上)211和外金属模(下)221重叠时镜面抛光(finishing)孔211a和孔221a，从而孔211a和孔221a的内圆周表面成为具有极高精度的同心圆柱面。以这种方式，由于孔211a和孔221a是以极高的精度同心形成的，因此在内金属模(上)212贴在孔211a上且内金属模(下)222贴在孔221a上的状态下，内金属模(上)212和内金属模(下)222通过孔211a和孔221a以高精度定位。此外，内金属模(上)212的凹入部分212a和内金属模(下)222的凹入部分222a分别被装配到外金属模(上)211和外金属模(下)221上，而不会偏心。因此，所形成的透镜1成为第一透镜表面R1的光轴与第二透镜表面R2的光轴以极高的精度重合的透镜。
在该实施例中，如上文所述，通过装配外金属模和内金属模来形成金属模具200。因此，当通过向金属模具200内注入树脂形成透镜1时，树脂流入到外金属模(上)211和内金属模(上)212之间的空隙以及外金属模(下)221和内金属模(下)222之间的空隙之中，并且在透镜1上出现毛刺。
在该实施例中，控制毛刺的高度，以便防止毛刺从安装面11和用于检测倾斜的表面21突出。下面解释用于控制毛刺的高度的金属模具的配置。
图3是与透镜1和金属模具200的图2的虚线圈起部分相对应的放大剖面图。在该实施例中，围绕安装面11的外圆周形成作为环形表面的第一外圆周表面部分13(第二平面部分)。此外，围绕用于检测倾斜的表面21的外圆周形成作为环形表面的第二外圆周表面部分23(第四平面部分)。第一外圆周表面部分13和第二外圆周表面部分23都是与透镜1的光轴AX(图1)垂直的表面。此外，如图2所示，第一外圆周表面部分13比安装面11更靠近第二透镜表面R2的一侧(图的下方)。类似地，第二外圆周表面23比用于检测倾斜的表面21更靠近第一透镜表面R1的一侧(图的上方)。这是为了在形成透镜1时确保熔融树脂遍及金属模具200的整个内部。因此，分别在安装面11和第一外圆周表面部分之间形成第一圆柱面14以及在用于检测倾斜的表面21和第二外圆周表面部分之间形成第二圆柱面24。
如图2所示，通过外金属模(上)211的孔211a来形成第一圆柱面14，通过外金属模(下)221的孔221a来形成第二圆柱面24。此外，通过外圆周表面部分形成表面211c(其为与光轴AX(图2)垂直的表面)来形成第一外圆周表面部分13。此外，通过外金属模(下)221的上表面221b来形成第二外圆周表面部分23。如上文所述，金属模具200形成有外金属模(上)211、内金属模(上)212、外金属模(下)221以及内金属模(下)222。因此，形成透镜1时在第一透镜表面R1和第二透镜表面R2的侧面可能形成的毛刺MF1和MF2分别形成在作为模具的分别的接合处的第一圆柱面14和第二圆柱面24的延伸面上，如图3所示。
在该实施例中，在围绕内金属模(上)212的外周(即，与外金属模(上)211的孔211a相邻的部分)的整个圆周上形成具有锥形表面的突出部分212c，锥形表面使得当锥形表面上的点离透镜1的光轴AX更远时，该点更靠近第二透镜表面R2。类似地，在围绕内金属模(下)222的外周(即与外金属模(下)221的孔221a相邻的部分)的整个圆周上形成具有锥形表面的突出部分222c，锥形表面使得当锥形表面上的点离透镜1的光轴AX更远时，该点更靠近第一透镜表面R1。因此，由于上述突出部分212c和突出部分222c形成在内金属模(上)212和内金属模(下)222的外周的周围，因此在第一圆柱面14和安装面11之间的角部分处以及第二圆柱面24和用于检测倾斜的表面21之间的角处分别形成与突出部分212c和突出部分222c分别对应的第一凹入部分15和第二凹入部分25。
在该实施例中，在可能形成毛刺MF1和毛刺MF2的位置处形成可作为毛刺的空隙的第一凹入部分15和第二凹入部分25。因此，与第一凹入部分15的量相对应，毛刺MF1出现在从安装面11的位置向第二透镜表面R2(图1)一侧偏移的位置。因此，毛刺MF1的末端距第一外圆周表面部分13的高度被控制得很低。因此，毛刺MF1的末端不从安装面11突出。因此，即使毛刺MF1不被去除，也可以确保安装面11与透镜架110的保持表面111(图1)相接触。此外，与第二凹入部分25的量相对应，毛刺MF2出现在从用于检测倾斜的表面21的位置向第一透镜表面R1(图1)一侧偏移的位置。因此，毛刺MF2的末端距第二圆周表面部分23的高度被控制得很低。因此，毛刺MF2的末端不从用于检测倾斜的表面21突出。因此，即使毛刺MF2不被去除，毛刺MF2的末端的位置也低于盖子40的上表面41的位置(图1)。
此外，在该实施例中，突出部分212c和突出部分222c具有上述锥形表面，但是本发明不限于这些形状。通过仅仅是陡峭突起的突出部分，可以实现本发明的效果。但是，该实施例的突出部分212c和突出部分222c的优点在于，当在形成透镜之后打孔(punching out)时，可以从模具上容易地卸下透镜，或者是用于制造金属模具200的生产要求比较少。
另外，在该实施例中，安装面11、用于检测倾斜的表面21、第一外圆周表面13以及第二外圆周表面23为环形表面。但是，这些表面不是必需为环形表面，而可以是圆形表面或不同的形状。

Claims (3)

1.一种用于形成透镜的金属模具，所述透镜由树脂制成，且所述透镜具有第一透镜表面和第二透镜表面，所述第二透镜表面形成在所述第一透镜表面的相反侧，所述金属模具包括：
第一内金属模，其形成所述第一透镜表面和第一平面部分，所述第一平面部分形成在所述第一透镜表面的外周的周围，所述第一平面部分是与所述透镜的光轴垂直的环形表面；
第一外金属模，其形成第二平面部分，所述第二平面部分形成在所述第一平面部分的外周的周围并且比所述第一平面部分更靠近所述第二透镜表面的一侧，所述第二平面部分是与所述透镜的光轴垂直的环形表面；
第二内金属模，其形成所述第二透镜表面和第三平面部分，所述第三平面部分形成在所述第二透镜表面的外周的周围，所述第三平面部分是与所述透镜的光轴垂直的环形表面，以及
第二外金属模，其形成第四平面部分，所述第四平面部分形成在所述第三平面部分的外周的周围并且比所述第三平面部分更靠近所述第一透镜表面的一侧，所述第四平面部分是与所述透镜的光轴垂直的环形表面，
其中在所述第一内金属模的外周的周围形成第一突出部分，所述第一突出部分形成所述透镜上的第一凹入部分，所述第一凹入部分作为在形成所述透镜时出现在所述第一外金属模和所述第一内金属模的边界处的毛刺的空隙，
其中在所述第二内金属模的外周的周围形成第二突出部分，所述第二突出部分形成所述透镜上的第二凹入部分，所述第二凹入部分作为在形成所述透镜时出现在所述第二外金属模和所述第二内金属模之间的边界处的毛刺的空隙，
其中在所述第一内金属模周围形成的第一突出部分被形成为：当所述第一突出部分上的位置离开所述透镜的光轴时，在所述第一内金属模周围形成的第一突出部分上的该位置接近所述透镜的第二透镜表面，以及
其中在所述第二内金属模周围形成的第二突出部分被形成为：当所述第二突出部分上的位置离开所述透镜的光轴时，在所述第二内金属模周围形成的第二突出部分上的该位置接近所述透镜的第一透镜表面。
2.根据权利要求1所述的用于形成透镜的金属模具，
其中在所述第一外金属模中形成的用于在其中容纳所述第一内金属模的孔和在所述第二外金属模中形成的用于在其中容纳所述第二内金属模的孔是具有相同直径的圆孔，所述圆孔中的每一个被形成为具有等于所述透镜的光轴的位置的圆心。
3.一种透镜形成方法，包括：
通过向根据权利要求1或2所述的用于形成透镜的金属模具中注入熔融树脂材料来形成透镜。
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