JP4458009B2 - 光学ユニットの製造方法および光学ユニット - Google Patents

Description

本発明は、光学ユニットの製造方法および光学ユニットに関するものである。

近年、大容量情報記憶媒体として光ディスクが注目を集めている。その中で、光ディスクの高密度化、高性能化を実現するために、光ピックアップ装置から出射される光スポットの品質およびディスクからの反射光から得られる制御信号、情報信号の安定性に関し、より厳しい要求が課せられている。すなわち、光の発光源であるレーザ、およびレーザ光を導く光学素子、および導かれたレーザ光を集光するための対物レンズ、等の位置精度に関して高い初期精度と安定性が求められている。

従来の対物レンズの角度を調整する例として、光学部品あるいは光学部品ホルダの一部にレーザを照射して、熱溶融性樹脂の一部を溶融して突起あるいは硬化収縮させて、光学部品の取付け角度の調整を行うものや、ＵＶ硬化樹脂を塗布し、選択的にＵＶ光を照射することにより、ＵＶ硬化樹脂を硬化収縮させて光学部品の取付け角度の調整を行うものが本出願人らにより提案されている（例えば、未公開自社出願の特願２００４−３６５６７３号参照）。

しかしながら、従来の取り付け角度調整方法では、加熱部から気泡が発生してしまうため、接着剤ないしレンズホルダからの気泡が接着剤内部に混入、残留してしまうという課題と、突起部と接着剤が接触していると、毛細管現象によって接着剤が突起部の先端に流れ込んでしまい、突起部の高さが変化して微調整困難であるという課題を有している。

本発明は、上記課題を鑑み、安価な樹脂を用い、対物レンズに対して非接触で高精度かつ高信頼性の調整、固定がなされるピックアップ装置を始めとする光学ユニットの製造方法および光学ユニットを提供するものである。

上記課題を解決するために、本発明の光学ユニット製造方法は、レンズホルダに形成された凸部の周囲に前記凸部と空隙を設けて接着剤を塗布した後、前記凸部にレンズを載置しつつ前記接着剤と前記レンズとを接触させ、前記接着剤と前記レンズとの接触および前記接着剤と前記レンズホルダとの接触を維持しながら、前記レンズと対向する前記凸部の上面を溶融させて突起部を形成し、前記突起部により前記レンズの傾きを調整した後、前記接着剤を硬化させることで前記レンズと前記レンズホルダを固定することを特徴とする。この構成により、高精度かつ高信頼性の光学ユニットの製造を行うことができる。

また、本発明の光学ユニットは、レンズホルダに接着剤で固定されたレンズを備えた光学ユニットであって、前記レンズと前記レンズホルダに形成された凸部の周囲とを固定する接着剤を有し、前記凸部の前記レンズ側の面にはこの面を溶融して突起部が形成されており、前記レンズホルダは前記凸部または前記凸部の突起部でのみ前記レンズと接触し、前記接着剤は前記凸部および前記突起部と空隙を有すると共に前記レンズと前記レンズホルダとを固定し、前記接着剤の形状が中央部がくびれた構造であることを特徴とする。また、本発明の別の光学ユニットは、レンズホルダに接着剤で固定されたレンズを備えた光学ユニットであって、前記レンズと前記レンズホルダに形成された凸部の周囲とを固定する接着剤を有し、前記凸部と対向する前記レンズの面にはこの面を溶融して突起部が形成されており、前記レンズホルダは前記凸部でのみ前記レンズと接触し、前記接着剤は前記凸部および前記突起部と空隙を有すると共に前記レンズと前記レンズホルダとを固定し、前記接着剤の形状が中央部がくびれた構造であることを特徴とする。この構成により、高精度かつ高信頼性の光学ユニットを提供することができる。

本発明により、気泡の発生を抑制し、接着強度バラツキを小さく出来るため、安価で、高精度かつ高信頼性の調整、固定がなされる光ピックアップ装置を始めとする光学装置が提供可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

本発明の光学ユニットを製造するための装置は、光学部品とこれを保持する光学部品ホルダを有し、前記光学部品と前記光学部品ホルダの当接部において、前記光学部品あるいは前記光学部品ホルダのいずれかに熱溶融性樹脂を用い、前記熱溶融性樹脂の一部が熱変形して凸部あるいは凹部を形成することにより、前記光学部品の取付け角度が調整されることを特徴とする装置である。

（実施の形態１）
図１に本発明の実施の形態１における光学ユニットの構成図を示す。

図１において、レンズホルダ１の角度調整部２に、レンズ３を載置する。レンズホルダ１の角度調整部２の周囲あるいは隣接する位置に溝状接着部４が存在する。ここで、溝状接着部４には、あらかじめＵＶ硬化樹脂である接着剤５を塗布する。理由は後述するが、ここで、接着剤５と角度調整部２との間には空隙を設けた状態で塗布することが必要である。

レンズホルダ１は液晶ポリマー、ポリカーボネイト等の熱溶融性樹脂を用い、レンズ３は非晶質ポリオレフィン類樹脂、ポリカーボネイト等の熱溶融性樹脂を用いている。

角度調整部２の大きさは、レンズ３側に形成される突起状の土台を支える際にはみ出さないように、突起状の土台よりの寸法より大きい０．３ｍｍから１．０ｍｍの間で設定した方が好ましく、また、深さは０．１ｍｍ程度がよい。レンズ３は、角度調整部２でのみレンズホルダ１と接触している。

本発明の実施の形態１は、以下、図２を用いて説明するように光学ユニットを調整した後、図３において説明するように光学ユニットを固定する光学ユニットの製造方法である。

図２に本発明の実施の形態１における光学ユニットの調整方法を示す図を示す。

図２において、角度調整部２に波長８１０ｎｍ、出力０．５Ｗ、スポット径０．１ｍｍのレーザ光６を照射する。なお、レーザ光６は電子ビームなどを用いることができる。ここで、レーザ光６を用いることで非接触調整を行うことができ、レンズ３を保持する必要がないため、例えば、円筒の中での調整等、機械的に保持して調整することが困難な箇所でも本発明を用いることは可能である。角度調整部２にレーザ光６を照射することにより、角度調整部２の表面が溶融して突起状に固化し、突起部７を形成するため、レンズ３の角度を調整することが可能である。なお、ここでは、レンズホルダ１の角度調整部２に突起を形成することによりレンズ３の角度を調整したが、レンズ３の角度調整部２と対向する面に凹部と前記凹部の周囲に筒状の突起を形成することによりレンズ３の角度を調整することも可能である。

図３に、本発明の実施の形態１における光学ユニットの固定方法を示す図を示す。

図３において、ＵＶ照射ヘッド８よりＵＶ光９が接着剤５に照射される。このとき、接着剤５の全面にＵＶ光９が照射されるように、ＵＶ照射ヘッド８の位置を調整しておく。ＵＶ光９を接着剤５に照射することで、接着剤５を硬化させる。

接着剤５を硬化させて、レンズホルダ１とレンズ３を固定するが、ここで、角度調整部２と接着剤５の間に空隙を設けたことで、取付け角度調整時の熱によって接着剤が気化することがなく、また、分解した樹脂蒸気が接着剤内部に残留することがないため、環境変化時の接着剤の膨張、収縮による取付け角度のおよび位置の変化への影響が軽減できる。また、溝状接着部４を設けていることにより、常に一定量の接着剤５を塗布することで接着面積の一定化を図ることが出来、接着強度のばらつきの低減と、硬化時の収縮によるレンズ３の位置ずれの低減も可能である。

図４に本発明の実施の形態１における光学ユニット固定部の拡大図を示す。

以上のことより、レンズホルダ１の保持台を、加熱して突起部を形成する角度調整部２と接着剤塗布用の溝状接着部４に分離することにより、接着強度ばらつきの低減、接着剤硬化時の位置ずれ、および環境変化時の取付け角度・取付け位置のずれを低減することができるという効果が期待できる。

なお、レンズ３を固定する接着剤５は、紫外線硬化接着剤等で可能であるが、各ホルダに対して接着性のあるものであればアクリル系、エポキシ系接着剤、一液性、二液性を問わない。

さらに、レンズ３の代わりに示すように、レンズのコバ面をＵＶ接着剤によりリング状の非晶質ポリオレフィン類樹脂、ポリカーボネイト等の熱溶融性樹脂からなる台座に固定し、このリング状台座に突起状の土台を形成することでも、同様の効果が得られる。

本実施の形態では、溝部深さを０．１ｍｍ、調整部の大きさを０．３ｍｍから１．０ｍｍとしたが、これらは塗布する接着剤の量、突起状の土台の大きさ、角度調整量によって任意の値をとるものである。

なお、レンズ３の傾き調整後に接着剤５を硬化させているのは、接着剤塗布用のディスペンサニードルの先端が接触することにより、レンズ３が動く可能性があるため、調整前に接着剤を塗布し、調整後に硬化させる方法が有効であるためである。硬化後の接着剤５の形状は、図４に示すように、中央部がくびれた構造となっている。

なお、レンズホルダ１に突起部７を形成し、レンズ３に凹部と筒状の突起を形成すると、突起部７と凹部とが接合することにより仮固着でき、接着剤を硬化させる前でもレンズ３とレンズホルダ１との位置関係を固定することも可能である。また、突起部７と凹部の固着状況によっては、接着剤が不要となる構成を採ることも可能である。

（実施の形態２）
実施の形態１にあわせて、レンズに片側２点以上の支点を設けることにより、本実施の形態２に示す方法で、１軸方向には高精度に再現性良く調整し、前記１軸と垂直な方向には角度を変化させない調整が可能である。

図５に本発明の実施の形態２におけるレンズの上面図を示す。

図５において、レンズ１０は、その周囲に傾ける方向θｙの回転軸方向（Ｙ方向）に、必ずレンズ１０を支える保持台に接する点１１を片側につき２点以上有する。

レンズ１０の形状がレンズ３と異なること以外は、実施の形態１と同様の調整を行った。

樹脂製ホルダの表面を溶融させ突起状に固化させレンズ１２の取付け角度を調整する際に、Ｙ方向に設けた２つの点１１はレンズ３と常に接し角度調整時の支点となり、Ｙ方向の角度変化を規制することで、θｘ方向の角度を変化させることなく、θｙ方向には取付け角度の調整を再現性良く実施することが可能であった。

以上のことより、レンズ３に片側２点以上の支点１１を設けることにより、本実施の形態に示す方法で１軸方向には高精度に再現性良く調整し、それと垂直な方向には角度を変化させない調整が可能であることがわかった。

ここでは、レンズ１０に支点１１を設けたが、レンズを保持するレンズホルダごと傾きを調整する場合には、レンズホルダに支点を設けても同様の効果が得られる。

（実施の形態３）
図６に本発明の実施の形態３におけるレンズの上面図を示す。

図６において、本発明の実施の形態２として図５に示した２点の突起以外に、図６に示すようにＹ方向に無数の点と同等の意味を持つ直線形状１３を設けた形状のレンズ１２を用いても良い。また、図示しないが、レンズのコバをＤカットすることで直線部を設けても同様の効果が得られる。

さらに、レンズの代わりに、レンズのコバ面をＵＶ接着剤によりリング状の非晶質ポリオレフィン類樹脂からなる台座に固定し、このリング状台座に片側２点以上の支点を設けることでも、同様の効果が得られる。

本発明は、光ピックアップやカメラ、レーザを用いた光学加工装置等の光学装置に関するものである。具体的に言えば、レンズ等の光学部品の取付け角度を、安価で、精度が高くかつ信頼性の高い方法で調整された光学装置を提供するものである。その一例としてより具体的には、光ピックアップの対物レンズの取付け角度の調整方法である。

本発明の実施の形態１における光学ユニットの構成図 本発明の実施の形態１における光学ユニットの調整方法を示す図 本発明の実施の形態１における光学ユニットの固定方法を示す図 本発明の実施の形態１における光学ユニット固定部の拡大図 本発明の実施の形態２におけるレンズの上面図 本発明の実施の形態３におけるレンズの上面図

符号の説明

１ レンズホルダ
２ 角度調整部
３ レンズ
４ 溝状接着部
５ 接着剤
６ レーザ光
７ 突起部
８ ＵＶ照射ヘッド
９ ＵＶ光
１０ レンズ
１１ 支点
１２ レンズ
１３ 直線形状

Claims (5)

1. レンズホルダに形成された凸部の周囲に前記凸部と空隙を設けて接着剤を塗布した後、前記凸部にレンズを載置しつつ前記接着剤と前記レンズとを接触させ、
   前記接着剤と前記レンズとの接触および前記接着剤と前記レンズホルダとの接触を維持しながら、前記レンズと対向する前記凸部の上面を溶融させて突起部を形成し、前記突起部により前記レンズの傾きを調整した後、
   前記接着剤を硬化させることで前記レンズと前記レンズホルダを固定すること
   を特徴とする光学ユニットの製造方法。
2. レンズホルダに形成された凸部の周囲に前記凸部と空隙を設けて接着剤を塗布した後、前記凸部にレンズを載置しつつ前記接着剤と前記レンズとを接触させ、
   前記接着剤と前記レンズとの接触および前記接着剤と前記レンズホルダとの接触を維持しながら、前記凸部と対向する前記レンズの面を溶融させて突起部を形成し、前記突起部により前記レンズの傾きを調整した後、
   前記接着剤を硬化させることで前記レンズと前記レンズホルダを固定すること
   を特徴とする光学ユニットの製造方法。
3. 前記接着剤の硬化後の形状が、中央部がくびれた構造となること
   を特徴とする請求項１又は２記載の光学ユニットの製造方法。
4. レンズホルダに接着剤で固定されたレンズを備えた光学ユニットであって、
   前記レンズと前記レンズホルダに形成された凸部の周囲とを固定する接着剤を有し、前記凸部の前記レンズ側の面にはこの面を溶融して突起部が形成されており、前記レンズホルダは前記凸部または前記凸部の突起部でのみ前記レンズと接触し、前記接着剤は前記凸部および前記突起部と空隙を有すると共に前記レンズと前記レンズホルダとを固定し、
   前記接着剤の形状が中央部がくびれた構造であること
   を特徴とする光学ユニット。
5. レンズホルダに接着剤で固定されたレンズを備えた光学ユニットであって、
   前記レンズと前記レンズホルダに形成された凸部の周囲とを固定する接着剤を有し、前記凸部と対向する前記レンズの面にはこの面を溶融して突起部が形成されており、前記レンズホルダは前記凸部でのみ前記レンズと接触し、前記接着剤は前記凸部および前記突起部と空隙を有すると共に前記レンズと前記レンズホルダとを固定し、
   前記接着剤の形状が中央部がくびれた構造であること
   を特徴とする光学ユニット。

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