CN101046996B

CN101046996B - 保护构件和采用该保护构件的光学拾取器件

Info

Publication number: CN101046996B
Application number: CN2007100890569A
Authority: CN
Inventors: 森山顺一; 持田一明; 井上悌
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2027-03-29
Also published as: EP1840889A2; JP2007265572A; US7710846B2; CN101046996A; JP4187751B2; DE602007000208D1; US20070230310A1; ATE412963T1; EP1840889B1; EP1840889A3; KR20070098659A

Abstract

本发明提供：在光信息记录介质上记录信息或从其上重放信息时，用于防止用于将光聚焦到所述光信息记录介质上的透镜与所述光信息记录介质间接触的保护构件，该保护构件包括超高分子量聚乙烯多孔膜；本发明还提供具有所述保护构件的光学拾取器件。

Description

保护构件和采用该保护构件的光学拾取器件

技术领域

本发明涉及用于防止可由用于将光聚焦到光信息记录介质上的透镜与所述光信息记录介质间接触而导致的损坏的保护构件，以及涉及采用该保护构件的光学拾取器件。

背景技术

在光信息记录介质，例如DVD(数字多功能光碟)上记录信息或从其上重放信息的光学拾取器件具有用于将从光源发射的光聚焦到所述光信息记录介质上的透镜。为了聚焦调整和跟踪控制的目的，该透镜在记录和重放中与所述光信息记录介质相对，并在垂直于所述光信息记录介质的信息记录表面的方向和在水平方向内可移动地设置。

最近，为了实现高密度记录，已经有人提出了使用短波长激光束的或具有大的孔径数(NA)的透镜的光学拾取器件，来用于记录或重放信息。光信息记录介质的记录刻度的大小与光斑的大小成比例，并可通过减小所述光斑而减小所述记录刻度，从而获得记录密度方面的改进。当所述激光束的波长用λ表示时，所述光斑的大小由λ/NA确定。即，通过使用短波长激光束和/或通过使用具有大的NA的透镜可改进光学拾取器件的记录密度。例如，在作为大容量光信息记录介质而开发的BD(蓝光盘)的情况下，通过采用使用波长为405nm的蓝-紫激光束和NA为0.85的物镜的光学拾取器件，可在一面上记录信息直至27GB。

然而，当采用具有大的NA的透镜时，焦距变得更短，所述透镜的到所述光信息记录介质表面最接近的途径的距离(下文中有时被称为透镜的操作距离)被降低了。例如，在用于BD的光学拾取器件的一个例子中，焦距为约0.32mm，并且所述透镜的操作距离为约0.31mm，这些都非常短。如上所述，由于近来为了实现高密度记录而趋向于降低所述透镜的操作距离的趋势，可能很容易导致例如在聚焦调整和跟踪控制的操作过程中由所述透镜和所述光信息记录介质之间的接触引起的损坏。由于所述光信息记录介质在记录或重放的过程中在其外缘处的最高旋转速度为约150km/h，所以当所述透镜和所述光信息记录介质彼此接触时，它们中的至少一个会被损坏，使其不能记录和重放信息。

为了解决上述问题，此前已经对光学拾取器件提供了用于保护所述透镜和所述光信息记录介质不受损坏的方法。例如已经有人提出提供有保护构件的光学拾取器件，所述保护构件被安放在保持透镜的部件(例如透镜镜筒)的与光信息记录介质相对的面上，并突出为比所述透镜更接近于所述光信息记录介质。作为这样的保护构件，已经有人提出由羊毡制备的缓冲材料(例如参见参考文献1)、由比光信息记录介质更有弹性的塑料制备的突出部件(例如参见参考文献2)、由硅橡胶制备的保护物(例如参见参考文献3)、由非结晶碳膜等制备的保护润滑膜(例如参见参考文献4)、通过采用氟树脂等作为基础制备的树脂膜(例如参见参考文献5)等。

[参考文献1]JP-5-144041

[参考文献2]JP-2-54433

[参考文献3]JP-11-312322

[参考文献4]JP-2001-297478

[参考文献5]JP-2003-272206

对于所述保护构件，必须可靠地防止在所述透镜和所述光信息记录介质之间的接触，以及当该保护构件与所述光信息记录介质接触时避免损坏光信息记录介质的信息记录表面。因此，所述保护构件需要具有用于实现低摩擦性质的合适的硬度，用于缓冲接触的冲击的缓冲性质(弹性)，以及耐磨擦性。

然而，如上所述，因为记录和重放在如下状态下进行：其中所述透镜和所述光信息记录介质在高记录密度的光信息记录介质的情况下彼此非常接近，所以在它们之间的接触导致的冲击很大，并且应用常规的保护构件已经难于保护所述透镜和所述光信息记录介质两者。

发明内容

因此，本发明一些方面的优点是，提供一种保护构件，其在透镜和光信息记录介质彼此非常靠近用于记录和重放的情况下能够更可靠地防止所述透镜和所述光信息记录介质损坏。本发明主要涉及如下条目：

1.一种保护构件，其用于在光信息记录介质上记录信息或从其上重放信息时，防止用于将光聚焦到所述光信息记录介质上的透镜与所述光信息记录介质间接触，该保护构件包含超高分子量聚乙烯多孔膜。

2.条目1的保护构件，其还包含层压到所述超高分子量聚乙烯多孔膜上的压敏粘合剂膜。

3.条目2的保护构件，其还包含在所述超高分子量聚乙烯多孔膜和所述压敏粘合剂膜之间的渗透抑制膜。

4.条目1的保护构件，其中所述超高分子量聚乙烯多孔膜的动摩擦系数为0.3或更小。

5.条目1的保护构件，其中所述超高分子量聚乙烯多孔膜的压缩弹性模量为980-9,800N/cm²。

6.条目1的保护构件，其中所述超高分子量聚乙烯多孔膜的肖氏D硬度为30-50。

7.条目1的保护构件，其中所述超高分子量聚乙烯多孔膜的厚度为0.05-0.5mm。

8.一种光学拾取器件，其用于在光信息记录介质上记录信息或从其上重放信息，该光学拾取器件包含：用于将光聚焦到所述光信息记录介质上的透镜；和条目1-7中任一项的保护构件，该保护构件被突出安放，比所述透镜更接近于所述光信息记录介质。

9.条目8的光学拾取器件，其中所述的超高分子量聚乙烯多孔膜面向所述光信息记录介质。

在本发明的保护构件和光学拾取器件中，“超高分子量聚乙烯”指粘均分子量为500,000至10,000,000，优选1,000,000至7,000,000的聚乙烯。

本发明的保护构件包括超高分子量聚乙烯多孔膜。因为所述超高分子量聚乙烯多孔膜是通过增加具有低摩擦系数的超高分子量聚乙烯的多孔性而获得的，所以该超高分子量聚乙烯多孔膜显示出低摩擦系数和良好的滑动性。另外，所述超高分子量聚乙烯多孔膜还具有高的弹性和高的硬度两者。通过包括具有这些性质的超高分子量聚乙烯多孔膜，本发明的保护构件在将透镜和光信息记录介质彼此非常靠近的情况下，能可靠地防止所述透镜和所述光信息记录介质之间的接触。另外，本发明的保护构件甚至当该保护构件与所述光信息记录介质接触时，也不会将所述光信息记录介质损坏到不可能进行信息的记录/重放的程度。因此，当用于高记录密度用光学拾取器件中时，其中所述透镜和所述光信息记录介质彼此非常靠近，本发明的保护构件能可靠地防止所述透镜和所述光信息记录介质的损坏。

由于本发明的光学拾取器件采用了本发明的保护构件，所以该光学拾取器件能够防止所述光信息记录介质受到使信息记录/重放不可能进行的损坏，以及在高密度记录的光信息记录介质上记录信息和从其上重放信息的情况下能可靠地防止透镜的损坏。

本发明的保护构件适用于大容量的光信息记录介质，例如BD(蓝光盘)，其中在记录和重放的过程中所述透镜被安放得与其非常接近，因为所述保护构件有效地防止了所述透镜和所述光信息记录介质的损坏。同样，本发明的光学拾取器件基于同样原因也适用于其中在记录和重放的过程中所述透镜和所述光信息记录介质被安放得彼此非常接近的情况。

附图说明

图1为显示本发明保护构件的一个实施方案的截面图。

图2为示意性表示本发明光学拾取器件的透镜部分的截面图。

在图中使用的参考数字分别指如下内容。

1.保护构件

2.超高分子量聚乙烯多孔膜

3.渗透抑制膜

4.压敏粘合剂膜

11.透镜

12.透镜镜筒

13.光信息记录介质

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本发明的实施方案。

图1为显示本发明保护构件的一个例子的截面图。图2为示意性表示提供有示于图1中的保护构件的光学拾取器件的透镜部分的截面图，其中描绘了透镜与光信息记录介质相对的状态。

如图2所示，本实施方案的光学拾取器件包括用于将光聚焦到光信息记录介质21上的透镜11，保持所述透镜11的透镜镜筒12，和连接于透镜镜筒12的保护构件1。每个保护构件1结合于在每个透镜镜筒12的相对于所述光信息记录介质21的表面12a上提供的凹槽，并以如下方式放置：所述保护构件1突出，比透镜12更接近于光信息记录介质21。更明确地，所述保护构件1以如下方式连接：所述保护构件1距所述光信息记录介质比透镜11(包括距所述光信息记录介质最近部分的表面，该表面与所述光信息记录介质的表面平行)距所述光信息记录介质的最近途径更近。通过如上所述安放的保护构件1，抑制了所述透镜11和所述光信息记录介质21之间的接触。

本发明的保护构件1通过如图1所示以如下顺序层压超高分子量聚乙烯多孔膜2、渗透抑制膜3和压敏粘合剂层4而成型。所述超高分子量聚乙烯膜2的一个表面暴露于所述保护构件1的一个表面，并且所述超高分子量聚乙烯膜2在记录和重放过程中，与所述光信息记录介质相对。通过压敏粘合剂膜4将保护构件1连接于镜筒12(参见图2)。尽管在本实施方案中，三层保护构件被描述为所述保护构件的一个例子，但保护构件1并不限于此，并且可使用单层结构的超高分子量多孔膜或者可包括另一层。在保护构件是单层超高分子量聚乙烯多孔膜的情况下，所述保护构件可以用粘合剂连接于镜筒等。

所述超高分子量聚乙烯多孔膜2被以在记录和重放过程中与所述光信息记录介质相对的方式安放。所述超高分子量聚乙烯多孔膜2具有在与所述光信息记录介质接触的情况下不会损坏所述光信息记录介质的信息记录表面的低摩擦性质，足够缓冲所述接触的冲击的适当的弹性，以及实现足够抗磨损性的硬度。因此，根据本实施方案的保护构件1，能够防止所述透镜和所述光信息记录介质两者都不损坏。下文将描述超高分子量聚乙烯多孔膜2的细节。

作为超高分子量聚乙烯多孔膜2，具有动摩擦系数为0.3或更小，优选0.18或更小的超高分子量聚乙烯多孔膜可以被使用，以实现低摩擦性质。借助于具有上述特定范围的动摩擦系数的超高分子量聚乙烯多孔膜，甚至在其外缘处的最高旋转速度为150km/h的光信息记录介质与所述保护构件1接触的情况下，仍能够更可靠地防止所述光信息记录介质受到损坏。如本文中所用的，本发明中的动摩擦系数指通过使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为对应物而检测的动摩擦系数。更明确地，所述动摩擦系数通过如下方法测量：使用摩擦系数测量装置(Bowden-Leben型)和直径为10mm并覆盖有PET膜的铁球；设定粘在所述铁球上的PET膜和所述超高分子量聚乙烯多孔膜的滑动速度为150mm/min；并设定往复距离为50mm。

作为超高分子量聚乙烯多孔膜2，为了实现适当的弹性，可优选采用压缩弹性模量为980至9,800N/cm²，优选为1960至3920N/cm²的超高分子量聚乙烯多孔膜。借助于具有如上确定范围的压缩弹性模量的超高分子量聚乙烯多孔膜，甚至在其外缘处的最高旋转速度为150km/h的光信息记录介质与所述保护构件1接触的情况下，仍能够满意地缓冲所述接触的冲击，从而能够更可靠地防止由所述透镜和所述光信息记录介质的接触而引起的损坏。如本文中所用的，本发明中的压缩弹性模量指通过使用由层压三片超高分子量聚乙烯多孔膜而获得的厚度为3mm的测试片，并根据JIS K 7181的测量方法测量的数值。

作为超高分子量聚乙烯多孔膜2，为了实现所述足够的耐磨损性，可优选采用肖氏D硬度为30至50，优选为30至52，更优选35至45的超高分子量聚乙烯多孔膜。所述肖氏D硬度为根据JIS K 6253的硬度。因为能够通过上述确定范围的硬度获得足够的耐摩擦性，所以能够防止可通过由于与所述光信息记录介质接触引起的所述保护构件1的变形(例如高度降低)导致的问题，例如所述透镜和所述光信息的接触。

所述超高分子量聚乙烯多孔膜2的厚度没有特别限制，因为它可以根据所述透镜和所述光信息记录介质间的距离而适当地设定，并且，由于耐磨损性等，所述厚度可选自0.05-0.5mm，优选0.1-0.3mm的范围。同样，所述超高分子量聚乙烯多孔膜2的平均孔径没有特别限制，并且该平均孔径可选自10-100μm，优选15-40μm的范围。通过设定所述平均孔径在上述特定范围内，可降低所述磨损系数。

下文将描述超高分子量聚乙烯多孔膜2的制备方法

通过使用超高分子量聚乙烯作为原料制备所述超高分子量聚乙烯多孔膜。适用于作为原料的超高分子量聚乙烯具有粘均分子量为500,000至10,000,000，优选1,000,000至7,000,000。作为这种超高分子量聚乙烯，“HI-ZEX MILLION”(商品名：Mistsui Chemicals，Inc.的产品)、“HOSATALENE GUR”(商品名：Ticona的产品)等是市售的。通过烧结法等可制备所述超高分子量聚乙烯多孔膜。通过采用已知的烧结法，例如由本发明的发明人提出的方法(日本专利2020026)等可制备多孔物质。更明确地，所述超高分子量聚乙烯多孔膜可通过如下方法制备：用超高分子量聚乙烯粉末填充模具；在低于所述超高分子量聚乙烯熔点的温度下进行加热，随后通过加压获得预制模塑件；将该预制模塑件放置在减压气氛中以除去空气；以及将该预制模塑件在加热至高于所述超高分子量聚乙烯熔点的温度的水蒸气气氛中烧结，随后冷却。因为在这种烧结方法中只在不向所述粉末状原料中加入任何物质下进行所述烧结从而几乎没有或不包含杂质，所以能够获得不含杂质的和清洁的原始构造片材(original fabric sheet)。

下文中将描述渗透抑制膜3。为了抑制压敏粘合剂膜4向所述超高分子量聚乙烯多孔膜2的迁移的目的，提供所述渗透抑制膜3。通过提供所述渗透抑制膜3，能够防止所述压敏粘合剂膜4的粘合剂组分渗透进入保护构件1的表面中(与于光信息记录介质相对的表面)，以及防止所述超高分子量聚乙烯多孔膜2由于变形引起的厚度的变化，否则会由所述粘合剂组分侵入所述超高分子量聚乙烯多孔膜2的孔中而导致所述的变形。同样，在难于将所述超高分子量聚乙烯多孔膜2粘合于所述压敏粘合剂膜4的情况下，所述渗透抑制膜3使将所述超高分子量聚乙烯多孔膜2粘合于所述压敏粘合剂膜4成为可能。作为所述渗透抑制膜3，优选使用能结合于所述超高分子量聚乙烯多孔膜2而不改变所述多孔结构的膜。例如，由于成本和可加工性，适当地采用由热塑性树脂制备的片，例如基于聚烯烃的膜和基于聚酯的膜。借助于由这种材料制备的渗透膜，能够通过热层压和部分浸渍具有所述熔融部分的超高分子量聚乙烯多孔膜2，由所述渗透抑制膜3的熔融表面将所述超高分子量聚乙烯多孔膜2与所述渗透抑制膜3结合。因为不用粘合剂就可以将所述超高分子量聚乙烯多孔膜和所述抑制膜3结合，所以能够使由所述粘合剂导致的所述超高分子量聚乙烯多孔膜2的多孔结构的变化最小。

为了在所述光学拾取器件的预定位置(在本实施方案中的透镜镜筒)固定所述保护构件1的目的，提供所述压敏粘合剂膜4。例如可以使用双面粘合带作为所述压敏粘合剂膜4。

尽管示于图2中的保护构件1被结合到与所述光信息记录介质相对的透镜镜筒12的表面12a上，但所述结合位置没有具体限制，并且所述保护构件1可结合于其它位置(其它组件)上，只要它可以将所述保护构件1以如下方式安放：所述保护构件1突出，比透镜11更接近于所述光信息记录介质21。同样，所述保护构件1的形状没有特别限制，并且所述保护构件1可以是包围所述透镜11的环的形式或者是矩形的形式。待提供的保护构件1的数量没有特别限制，并且在使用所述矩形保护构件的情况下可将多个保护构件安放于所述透镜的周围。同样在所述光学拾取器件中提供的用于聚焦光的透镜不限于示于图2中的透镜，并且例如可以使用两个透镜。

实施例

参照实施例和对比例更详细地举例说明本发明的保护构件，但应当理解的是本发明不应被解释为限于此。

实施例1

作为实施例1的保护构件，制备如图1所示的具有三层结构的保护构件。作为所述超高分子量聚乙烯多孔膜2，采用厚度为0.2mm的“SUN MAP”(商品名；由Nitto Denko Corporation生产；动力学摩擦系数：0.08；压缩弹性模量：3,000N/cm²；肖氏D硬度：46)。将厚度为0.05mm的“ADMER”(商品名；由Mitsui Chemicals Inc.生产；)热层压到所述超高分子量聚乙烯多孔膜上作为渗透抑制膜3，并将厚度为0.06mm的双面粘合带(Nitto Denko Corporation的产品；NO.5606)粘合在所述渗透抑制膜3上，从而获得总厚度为0.3mm的原始构造。具有宽度为0.75mm和长度为5mm大小的保护构件的样品从该原始构造通过冲压而获得。制备两个样品，并使用能从光信息记录介质上读取信息的光学拾取器件。该光学拾取器件具有示于图2中的由透镜镜筒保持的透镜，并且将所述两个保护装置以将所述透镜夹在中间的方式粘合于所述透镜镜筒的与所述光信息记录介质相对的表面上。将所述光信息记录介质旋转以获得在其外缘的最高旋转速度为200km/h，并且将提供有所述保护构件的镜筒与该旋转的光信息记录介质的同一部分接触500次。之后，通过视觉观察评价在所述光信息记录介质上的刮擦程度和在所述透镜上是否存在刮擦，并通过采用所述光学拾取器件确定信息读取的能力。实施例1的保护构件的评价结果示于表1中。在表1中，综合评价的符号“○”和“×”分别指“该样品具有足够的用于本发明的性质”和“该样品没有足够的用于本发明的性质”。

实施例2

作为实施例2的保护构件，制备如图1所示的具有三层结构的保护构件。作为所述超高分子量聚乙烯多孔膜2，采用厚度为0.1mm的“SUN MAP”(商品名；由Nitto Denko Corporation生产；动力学摩擦系数：0.08；受压弹性模量：3,000N/cm²；肖氏D硬度：46)。将厚度为0.05mm的“ADMER”(商品名；由Mitsui Chemicals Inc.生产；)热层压到所述超高分子量聚乙烯多孔膜2上作为渗透抑制膜3，并将厚度为0.06mm的双面粘合带(Nitto Denko Corporation的产品；NO.5606)粘合在所述渗透抑制膜3上，从而获得总厚度为0.2mm的原始构造。具有与实施例1相同大小的保护构件的样品从该原始构造通过冲压而获得。以如在实施例1中相同的方式评价该保护构件。评价的结果示于表1中。

对比例1

向厚度为0.25mm的非多孔性超高分子量聚乙烯膜(Nitto DenkoCorporation的产品；No.440；动力学摩擦系数：0.18；受压弹性模量：12,000N/cm²；肖氏D硬度：60)，粘合厚度为0.06mm的双面粘合带(Nitto Denko Corporation的产品；NO.5606)以获得总厚度为0.31mm的原始构造。具有与实施例1相同大小的保护构件的对比样品从该原始构造通过冲压而获得。以如在实施例1中相同的方式评价该对比样品。评价的结果示于表1中。

对比例2

向厚度为0.25mm的氟树脂片(Nitto Denko Corporation的产品；No.900；动力学摩擦系数：0.11；受压弹性模量：15,000N/cm²；肖氏D硬度：55)上，粘合厚度为0.06mm的双面粘合带(Nitto DenkoCorporation的产品；NO.5606)以获得总厚度为0.31mm的原始构造。具有与实施例1相同大小的保护构件的对比样品从该原始构造通过冲压而获得。以如在实施例1中相同的方式评价该对比样品。评价的结果示于表1中。

表1

	在光信息记录介质上的刮擦程度	在透镜上的刮擦是否存在	信息读取能力	综合评价
					实施例1	非常小	不存在	可以	○
实施例2	非常小	不存在	可以	○
					对比例1	大	不存在	不可以	×
对比例2	小	存在	不可以	×

如图1所示，在实施例1和2中，其中在每个实施例中超高分子量聚乙烯多孔膜都用于与于所述光信息记录介质相对的表面，尽管在光信息记录介质的表面上观察到浅的刮擦(刮擦程度：非常小)，但还能够读取信息。而且在所述透镜上也没有观察到刮擦。尽管实施例2的样品在厚度上小于其它样品，但该样品令人满意地保护了所述光信息记录介质和所述透镜。

相反，对比例1的样品在所述光信息记录介质的表面上导致大的刮擦，使得不能从所述光信息记录介质上读取信息，尽管它没有在透镜上导致任何刮擦。经考虑认为，所述的刮擦是因为所述超高分子量聚乙烯膜由于与所述超高分子量聚乙烯多孔膜相比较大的动摩擦系数导致的滑动性差。采用基于氟树脂材料的对比例2的样品导致在所述透镜上产生刮擦，使得不能读取信息，尽管在所述光信息记录介质上的刮擦是小的。经考虑认为，在所述透镜上的产生刮擦的原因是由通过所述接触产生的冲击和磨损引起的所述保护构件的厚度变形，因为所述基于氟树脂的材料与所述超高分子量聚乙烯多孔膜相比弹性和硬度是差的。

鉴于上述评价结果，可以确定通过使用超高分子量聚乙烯多孔膜制备的保护构件能可靠地保护所述光信息记录介质和所述透镜，因为该保护构件具有对光信息记录介质和所述透镜二者获得满意保护的低摩擦性质，弹性和硬度。

尽管本发明参考其明确的实施方案被详细描述，但对于本领域技术人员而言显而易见的是，可不背离本发明的主旨和范围地进行多种修改和变化。

本申请基于2006年3月29日提交的日本专利申请2006-092105，并且其内容通过引用而并入本文中。

Claims

1.一种保护构件，其用于在光信息记录介质上记录信息或从光信息记录介质上重放信息时，防止用于将光聚焦到所述光信息记录介质上的透镜与所述光信息记录介质间接触，该保护构件包含超高分子量聚乙烯多孔膜。

2.如权利要求1的保护构件，其还包含层压到所述超高分子量聚乙烯多孔膜上的压敏粘合剂膜。

3.如权利要求2的保护构件，其还包含在所述超高分子量聚乙烯多孔膜和所述压敏粘合剂膜之间的渗透抑制膜。

4.如权利要求1的保护构件，其中所述超高分子量聚乙烯多孔膜的动摩擦系数为0.3或更小。

5.如权利要求1的保护构件，其中所述超高分子量聚乙烯多孔膜的压缩弹性模量为980至9,800N/cm²。

6.如权利要求1的保护构件，其中所述超高分子量聚乙烯多孔膜的肖氏D硬度为30至50。

7.如权利要求1的保护构件，其中所述超高分子量聚乙烯多孔膜的厚度为0.05至0.5mm。

8.一种光学拾取器件，其用于在光信息记录介质上记录信息或从光信息记录介质上重放信息，该光学拾取器件包含：

用于将光聚焦到所述光信息记录介质上的透镜；和

如权利要求1至7中任一项的保护构件，该保护构件被突出安放，比所述透镜更接近于所述光信息记录介质。

9.如权利要求8的光学拾取器件，其中所述的超高分子量聚乙烯多孔膜面向所述光信息记录介质。