JP5525291B2 - レンズ成型用金型、レンズ成型方法及びピックアップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ成型用金型、レンズ成型方法及びピックアップ装置に関する。

ＣＤ、ＤＶＤ等の光ディスクから情報を読み取る光ディスクドライブは、ピックアップ装置を有している。ピックアップ装置は、少なくとも一基のレーザ光源と、レーザ光源から出射するレーザ光を光ディスク上で集光させるレンズを有する。

レンズは、一般的に射出成型によって成型される樹脂成型品である。レンズを成型するための金型の一例を特許文献１に示す。レンズの厚さを調整するため、レンズを成型するための金型は、レンズのレンズ面を主として形成するための内金型と、レンズの周縁部を成型するための外金型とを組み合わせて用いるようにすることが好ましい。

特開２００８−１２６６１１号公報

上記構成のレンズは、レンズの周縁部に内金型と外金型との境目が位置するため、周縁部にバリが発生する可能性がある。レンズの一方の（ピックアップ装置に取り付けた時にレーザ光源側となる）レンズ面の周縁部には、レンズをピックアップ装置のレンズホルダに取り付けるための取付面が形成されており、バリを除去しないままでは、バリとレンズホルダが干渉して取付面を正しくレンズホルダに取り付けることができない。また、レンズの他方の（ピックアップ装置に取り付けた時に光ディスク側となる）レンズ面の周縁部には、レンズと光ディスクとの接触を防止するためのキャップが取り付けられるが、バリを除去しないままでは、バリの先端部がキャップよりもディスク側に位置する可能性があり、バリと光ディスクが接触して光ディスクに傷がつく可能性がある。

本発明は上記の問題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は、バリを除去することなく、レンズを正しくレンズホルダに取り付けることができ、且つ、レンズと光ディスクとの接触をキャップにて防止可能なレンズを成型する為のレンズ成型金型及びレンズ成型方法、並びに該レンズを用いたピックアップ装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明のレンズ成型用金型は、レンズの第１レンズ面及び該第１レンズ面の外周に形成され且つ該レンズの光軸に垂直な環状の平面である第１平面部を成型する為の第１内金型と、第１平面部の外周に形成されるとともに該第１平面部よりも前記第２レンズ面側に位置し且つレンズの光軸に略垂直な環状の平面である第２平面部を成型するための第１外金型と、レンズの第２レンズ面及び該第２レンズ面の外周に形成され且つ該レンズの光軸に垂直な環状の平面である第３平面部を成型する為の第２内金型と、第３平面部の外周に形成されるとともに該第３平面部よりも前記第１レンズ面側に位置し且つレンズの光軸に略垂直な環状の平面である第４平面部を成型するための第２外金型と、を有し、第１内金型の外周部には、レンズを成型する際に第１外金型と第１内金型の境界に生じ得るバリを逃がすための凹部を該レンズに形成するための凸部が全周に亙って形成され、第２内金型の外周部には、レンズを成型する際に第２外金型と前記第２内金型の境界に生じ得るバリを逃がすための凹部を該レンズに形成するための凸部が全周に亙って形成されている。

上記構成の金型は、第１外金型と第１内金型の間及び第２外金型と第２内金型との間、すなわちバリが発し得る位置に、バリ逃げのための凹部を形成するための第１凸部及び第２凹部が形成されている。このため、取付面として使用される第１平面部よりも凹部の分だけ第２レンズ面側にシフトした位置からバリが発生することになる。このため、第１レンズ面側のバリの先端部の、第２平面部からの高さは低く抑えられ、バリの先端部が第１平面部から飛び出すことはない。従って、バリを除去しない状態であっても、バリがレンズホルダに干渉することは無く、取付面である第１平面部をピックアップ装置のレンズホルダに確実に取り付けることができる。また、同様に第２内金型に形成された凸部によって形成される凹部によって、第２レンズ面側に形成されるバリの、第４平面部からの高さは低く抑えられる。このため、バリを除去しない状態であっても、第２レンズ面側のバリの先端部は、レンズに設けられるキャップよりも低い位置となる。従って、バリによって光ディスクが傷つけられることはない。

また、第１内金型に形成される凸部は、レンズの光軸から離れるに従ってレンズの第２レンズ面に近づくよう形成され、第２内金型に形成される凸部は、レンズの光軸から離れるに従って前記レンズの第１レンズ面に近づくよう形成される構成とすることが好ましい。

また、第１外金型に形成された第１内金型を収容するための穴と、第２外金型に形成された形成された第２内金型を収容するための穴は、共に前記レンズの光軸を中心とする同径の円形の穴である構成とすることが好ましい。

このような構成とすると、第１外金型の穴と、第２外金型の穴とを、第１外金型と第２外金型とを重ね合わせてドリルにて穿孔することによって、一度に形成することが可能となり、金型の製造コストを低く抑えることができる。

また、上記の問題を解決するため、本発明のレンズ成型方法は、上記いずれかに記載の金型に溶融した樹脂材料を注入するものである。

また、上記の問題を解決するため、本発明のピックアップ装置は、上記のレンズ成型方法によって形成されたレンズと、該レンズを第１平面部にて保持するレンズホルダとを有する。

好ましくは、ピックアップ装置がレンズの第４平面部を覆うキャップを更に有する。

以上のように、本発明によれば、バリを除去することなく、レンズを正しくレンズホルダに取り付けることができ、且つ、レンズと光ディスクとの接触をキャップにて防止可能なレンズを成型する為のレンズ成型用金型及びレンズの成型方法、並びに該レンズを用いたピックアップ装置が実現される。

図１は、本発明の実施の形態のレンズ及びピックアップ装置の断面図である。 図２は、本発明の実施の形態のレンズ成型用金型及び該金型を使用して成型されるレンズの断面図である。 図３は、図２の一点鎖線円部におけるレンズ成型用金型及びレンズの拡大図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は、本実施形態のレンズ及びピックアップ装置の断面図である。本実施形態のピックアップ装置１００は、光ディスクに記録されたデータを読み出す、或いは光ディスクにデータを記録するための装置であり、レンズ１はピックアップ装置１００内のレンズホルダ１１０に固定されている。

図１に示されるように、レンズ１は、一方の面（図中下側）に第１レンズ面Ｒ１が、他方の面（図中上側）に第２レンズ面Ｒ２が夫々設けられた、レンズである。第１レンズ面Ｒ１及び第２レンズ面Ｒ２はいずれも凸面であり、レンズ１は、凸レンズとして機能する。

ピックアップ装置１００は、レーザ光源からのレーザ光をレンズ１に入射させ、レンズ１によって集光されるレーザ光を光ディスクに照射する。光ディスクに記録されたデータを読み出す際は、レーザ光は光ディスク上で反射した後、レンズ１を介してピックアップ装置１００のフォトディテクタに入射する。すなわち、光ディスク上で反射したレーザ光は最終的にフォトディテクタで読み取られるようになっている。なお、ピックアップ装置１００のレーザ光源及びフォトディテクタは第１レンズ面Ｒ１側に設けられており、一方、光ディスクは第２レンズ面Ｒ２側に位置するようになっている。

光ディスクからデータを確実に読み出す又は光ディスクにデータを確実に記録するためには、レンズ１（第２レンズ面Ｒ２）と光ディスクとの距離が近い、すなわち、レンズ１の焦点距離を微小とすることが望まれる。本実施形態においては、第１レンズ面Ｒ１を大きく凸として（すなわち、第１レンズ面Ｒ１の曲率半径を小さくして）、レンズのパワーを大きくすることによって、レンズ１の焦点の位置を第２レンズ面Ｒ２に極めて近接したものとしている。

レンズホルダ１１０は、レンズ１を第１レンズ面Ｒ１側で支持する台座である。図１に示されるように、レンズ１の第１レンズ面Ｒ１の外周には、レンズ１の光軸ＡＸに垂直な円環状の平面である取付面１１（特許請求の範囲の「第１平面部」に対応）が形成されている。また、レンズホルダ１１０には、レンズ１の取付面１１と当接する保持面１１１が形成されている。レンズ１の取付面１１をレンズホルダ１１０の保持面１１１に乗せ、次いで、接着剤Ａｂをレンズ１の取付面のコーナー１２に注入することによって、レンズ１はホルダ１１０上で固定される。

前述のように、光ディスクはレンズ１の第２レンズ面Ｒ２に極めて近接している。また、高速で回転する光ディスクがレンズ１の第２レンズ面Ｒ２側のコーナー２２に接触して光ディスクが傷つけられないよう、レンズ１のコーナー２２には、軟質の樹脂製のキャップ４０が取り付けられている。キャップ４０をレンズ１に取り付けたときの、キャップ４０の上面４１は、レンズ１の第２レンズ面Ｒ２側の面よりも高い（すなわち、光ディスクに近い）位置に配置されるようになっており、光ディスクがレンズ１の第２レンズ面Ｒ２に向かって傾斜したとしても、光ディスクがレンズ１に接触しないようになっている。

また、第２レンズ面Ｒ２の外周には、レンズ１の光軸ＡＸに垂直な円環状の平面である傾き検出面２１（特許請求の範囲の「第３平面部」に対応）が形成されている。レンズ１のレンズホルダ１１０への取付時に、傾き検出面２１にレーザ光を当て、その時の反射光の方向に基づいて、レンズ１がレンズホルダ１１０に対して傾いているかどうかを検出することができる。上記検出結果に基づいて、レンズ１の傾きが調整される。

次に、レンズ１の成型金型及び該金型を使用して成型するレンズの成型方法について説明する。本実施形態においては、レンズ１はプラスチック製であり、射出成型によって製造される。レンズ１及び、レンズ１を成型するための金型の断面図を図２に示す。

図２に示されるように、レンズ１を成型するための金型２００は、上金型部２１０と、下金型部２２０とを有する。上金型部２１０は、外金型（上）２１１と、内金型（上）２１２とを有する。外金型（上）２１１には、穴２１１ａが設けられており、内金型（上）２１２は、外金型（上）２１１の穴２１１ａに収容されるようになっている。また、下金型部２２０は、外金型（下）２２１と、内金型（下）２２２とを有する。外金型（下）２２１には、穴２２１ａが設けられており、内金型（下）２２２は、外金型（下）２２１の穴２２１ａに収容されるようになっている。外金型（上）２１１の下面２１１ｂと、外金型（下）２２１の上面２２１ｂは、共にレンズ１の光軸ＡＸに垂直な平面であり、外金型（上）２１１の下面２１１ｂと、外金型（下）２２１の上面２２１ｂとが互いに当接することによって、外金型（上）２１１は外金型（下）２２１上で保持される。

内金型（上）２１２には、レンズ１の第１レンズ面Ｒ１を成型する為の凹部２１２ａ及び、取付面１１を成型するための平面部２１２ｂが形成されている。また、内金型（下）２２２には、レンズ１の第２レンズ面Ｒ２を成型する為の凹部２２２ａ及び、傾き検出面２１を成型するための平面部２２２ｂが形成されている。

本実施形態においては、内金型（上）２１２は、外金型（上）２１１に対して、レンズ１の光軸ＡＸに沿った方向に移動可能となっている。同様に、内金型（下）２２２は、外金型（下）２２１に対して、レンズ１の光軸ＡＸに沿った方向に移動可能となっている。内金型（上）２１２及び内金型（下）２２２を光軸ＡＸに沿って移動させることにより、様々な厚さのレンズ１を成型する事ができる。

なお、外金型（上）２１１の穴２１１ａの内周面と、外金型（下）２２１の穴２２１ａの内周面は、共に光軸ＡＸを中心とする同一円筒面上に位置している。このような構成とすると、外金型（上）２１１を外金型（下）２２１に重ね合わせ、これらをドリルで穿孔することによって、一度に穴２１１ａと２２１ａの双方を形成することが可能となる。そして、外金型（上）２１１を外金型（下）２２１に重ね合わせたまま穴２１１ａ及び２２１ａをラップ加工することによって、穴２１１ａと２２１ａの内周面は、極めて高い精度にて同心となる円筒面となる。このように、穴２１１ａと２２１ａが高い精度にて同心に形成されているため、穴２１１ａに内金型（上）２１２を取り付け、且つ、穴２２１ａに内金型（下）２２２を取り付けた状態では、穴２１１ａ及び２２１ａによって内金型（上）２１２及び内金型（下）２２２が高精度に位置決めされた状態となり、内金型（上）２１２の凹部２１２ａと、内金型（下）２２２の凹部２２２ａとが、偏心無く外金型（上）２１１及び外金型（下）２２１に組付けられる。この結果、成型されるレンズ１は、第１レンズ面Ｒ１の光軸と第２レンズ面Ｒ２の光軸とが極めて高い精度にて一致したレンズとなる。

本実施形態は、上記のように外金型と内金型とを組み合わせて金型２００を形成するものであるため、金型２００の内部に樹脂を注入してレンズ１の成型を行う際に、外金型（上）２１１と内金型（上）２１２の隙間、及び外金型（下）２２１と内金型（下）２２２の隙間に樹脂が流れ込み、レンズ１にバリが発生する。

本実施形態においては、バリが取付面１１及び傾き検出面２１から飛び出さないよう、バリの高さが抑えられている。バリの高さを抑えるための金型の構成について、以下に説明する。

図３は、レンズ１及び金型２００の、図２の一点鎖線円部に対応する拡大断面図である。本実施形態においては、取付面１１の外周に円環状の平面である第１外周平面部１３（特許請求の範囲の「第２平面部」に対応）が形成されている。また、傾き検出面２１の外周に円環状の平面である第２外周平面部２３（特許請求の範囲の「第４平面部」に対応）が形成されている。第１外周平面部１３及び第２外周平面部２３は共に、レンズ１の光軸ＡＸ（図１）に略垂直な平面である。なお、図２に示されるように、第１外周平面部１３は、取付面１１よりも第２レンズ面Ｒ２側（図中下側）に位置している。同様に、第２外周平面部２３は、傾き検出面２１よりも第１レンズ面Ｒ１側（図中上側）に位置している。これは、レンズ１の成型時に、溶融した樹脂が金型２００の内部全体に確実に行き渡るようにするためである。このため、取付面１１と第１外周平面部との間には第１円筒面１４が、傾き検出面２１と第２外周平面部との間には第２円筒面２４が、夫々形成されている。

図２に示されるように、第１円筒面１４は、外金型（上）２１１の穴２１１ａによって形成され、第２円筒面２４は、外金型（下）２２１の穴２２１ａによって形成されるようになっている。また、第１外周平面部１３は、外金型（上）２１１に形成された、光軸ＡＸ（図２）に垂直な面である外周平面部形成面２１１ｃによって形成されるようになっている。更に、第２外周平面部２３は、外金型（下）２２１の上面２２１ｂによって形成される。上記のように、金型２００は、外金型（上）２１１、内金型（上）２１２、外金型（下）２２１及び内金型（下）２２２によって形成されているため、レンズ１の成型時に第１レンズ面Ｒ１側及び第２レンズ面Ｒ２側に形成され得るバリＭＦ１及びＭＦ２は、図３に示されるように、夫々金型の継ぎ目である第１円筒面１４及び第２円筒面２４の延長面上に形成される。

本実施形態においては、内金型（上）２１２の外周縁部（すなわち、外金型（上）２１１の穴２１１ａ近傍の部分）に、レンズ１の光軸ＡＸから遠ざかるに従って第２レンズ面Ｒ２に近づくようなテーパ面を持った凸部２１２ｃが、全周に亙って形成されている。同様に、内金型（下）２２２の外周縁部（すなわち、外金型（下）２２１の穴２２１ａ近傍の部分）に、レンズ１の光軸ＡＸから遠ざかるに従って第１レンズ面Ｒ１（図２）に近づくようなテーパ面を持った凸部２２２ｃが、全周に亙って形成されている。従って、内金型（上）２１２及び内金型（下）２２２の外周縁部に上記の凸部２１２ｃ及び２２２ｃが形成されているので、この金型によって成型されるレンズ１の、第１円筒面１４と取付面１１との間のコーナー部及び、第２円筒面２４と傾き検出面２１との間のコーナー部の夫々には、それぞれ前記凸部２１２ｃ及び２２２ｃに対応する第１凹部１５及び第２凹部２５が形成される。

本実施形態においては、バリＭＦ１及びＭＦ２が形成され得る位置に、バリの逃げとなる第１凹部１５及び第２凹部２５が形成されている。このため、バリＭＦ１は、取付面１１よりも第１凹部１５の分だけ第２レンズ面Ｒ２（図１）側にシフトした位置から発生する。このため、バリＭＦ１の先端部の、第１外周平面部１３からの高さは低く抑えられ、バリＭＦ１の先端部が取付面１１から飛び出すことはない。従って、バリＭＦ１を除去しない状態であっても、取付面１１をレンズホルダ１１０の保持面１１１（図１）に確実に当接させることができる。また、バリＭＦ２は、傾き検出面２１よりも第２凹部２５の分だけ第１レンズ面Ｒ１（図１）側にシフトした位置から発生する。このために、バリＭＦ２の先端部の、第２外周平面部２３からの高さは低く抑えられ、バリＭＦ２の先端部が傾き検出面２１から飛び出すことはない。従って、バリＭＦ２を除去しない状態であっても、バリＭＦ２の先端部は、キャップ４０の上面４１（図１）よりも低い位置となる。

尚、本実施形態においては、凸部２１２ｃ及び凸部２２２ｃは、上述のようなテーパ面を有しているが、本発明は、この形状に限定されるものではなく、単に切り立った凸形状の凸部でも本発明の効果を達成することができる。しかしながら、本実施形態の凸部２１２ｃ及び２２２ｃは、レンズ成型後に型抜きをする際に型からレンズが抜け易い、或いは金型２００の製造に係る工数が少ないという長所を有する。

又、本実施形態においては、取付面１１、傾き検出面２１、第１外周平面部１３及び第２外周平面部２３は共に円環状の平面であるが、これらの平面は他の形状の環状の平面であってもよく、必ずしも円環状である必要はない。

１ レンズ
１１ 取付面
１５，２５ 凹部
２１ 傾き検出面
１００ ピックアップ装置
１１０ レンズホルダ
２００ 金型
ＭＦ１，ＭＦ２ バリ
Ｒ１ 第１レンズ面
Ｒ２ 第２レンズ面

Claims (5)

1. 第１レンズ面と、該第１レンズ面の裏側に形成される第２レンズ面とを備えた樹脂製のレンズを成型によって形成するためのレンズ成型用金型であって、
   前記第１レンズ面及び、該第１レンズ面の外周に形成され且つ前記レンズの光軸に垂直な環状の平面である第１平面部を成型する為の第１内金型と、
   前記第１平面部の外周に形成されるとともに該第１平面部よりも前記第２レンズ面側に位置し且つ前記レンズの光軸に略垂直な環状の平面である第２平面部を成型するための第１外金型と、
   前記第２レンズ面及び、該第２レンズ面の外周に形成され且つ前記レンズの光軸に垂直な環状の平面である第３平面部を成型する為の第２内金型と、
   前記第３平面部の外周に形成されるとともに該第３平面部よりも前記第１レンズ面側に位置し且つ前記レンズの光軸に略垂直な環状の平面である第４平面部を成型するための第２外金型と、
   を有し、
   前記第１内金型の外周部には、前記レンズを成型する際に前記第１外金型と該第１内金型の境界に生じ得るバリを逃がすための凹部を該レンズに形成するための第１の凸部が全周に亙って形成され、
   前記第２内金型の外周部には、前記レンズを成型する際に前記第２外金型と該第２内金型の境界に生じ得るバリを逃がすための凹部を該レンズに形成するための第２の凸部が全周に亙って形成され、
   前記第１の凸部は、
   前記レンズの光軸から離れるに従って該レンズの第２レンズ面に近づくよう形成され、
   前記光軸方向に関し、前記第２レンズ面に最も近い前記第１の凸部の高さ位置は、
   前記第１外金型に形成された前記第２平面部の成型面の位置よりも前記第１レンズ面側に位置し、
   前記第２の凸部は、
   前記レンズの光軸から離れるに従って該レンズの第１レンズ面に近づくよう形成され、
   前記光軸方向に関し、前記第１レンズ面に最も近い前記第２の凸部の高さ位置は、
   前記第２外金型に形成された前記第４平面部の成型面の位置よりも前記第２レンズ面側に位置する、
   レンズ成型用金型。
2. 前記第１外金型に形成された前記第１内金型を収容するための穴と、該第２外金型に形成された該第２内金型を収容するための穴は、共に前記レンズの光軸を中心とする同径の円形の穴である、
   請求項１に記載のレンズ成型用金型。
3. 請求項１又は請求項２に記載のレンズ成型用金型に溶融した樹脂材料を注入することによって、前記レンズを成型する、
   レンズ成型方法。
4. 請求項３に記載のレンズ成型方法によって成型されたレンズと、
   前記レンズを第１平面部にて保持するレンズホルダと、
   を有する、
   ピックアップ装置。
5. 前記レンズの第４平面部を覆うキャップ
   を更に有する、
   請求項４に記載のピックアップ装置。

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