JP2012247767A - レンズスタンプの製造方法及びこれにより製造されたレンズスタンプ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、レンズスタンプの製造方法及びこれにより製造されたレンズスタンプに関する。
【解決手段】本発明は、レンズの球面と対応する球面を有するレンズマスターの表面に樹脂を塗布する樹脂塗布段階と、前記レンズマスターの表面にモスアイパターンを有する転写用テンプレートをインプリンティングし、前記レンズマスターの球面にモスアイパターンを転写するパターン転写段階と、前記レンズマスターの表面を電鋳成形し、前記レンズマスターの球面と対応するようにモスアイパターンが形成された溝面を有するレンズスタンプを製作するスタンプ成形段階と、を含む。本発明によると、レンズの成形工程時、前記レンズの球面に反射防止部を同時に成形することができるため、レンズの製造コストを低減し、レンズの生産性を向上させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、レンズスタンプの製造方法に関し、より詳細には、簡単な方法でレンズの球面に反射防止部を成形することができるレンズスタンプの製造方法及びこれにより製造されたレンズスタンプに関する。

一般的に、カメラには、被写体、即ち、カメラで撮影するための物体から来る光を集光または発散させて光学的像を結ばせるために、少なくとも一つ以上のレンズが含まれて構成される。

ここで、メガピクセル級カメラのレンズ表面には、前記カメラにより具現されるイメージのゴースト（ｇｈｏｓｔ）現象及び画質むら現象などを防止するために、反射防止（Ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）処理が行われる。

前記レンズ表面の反射防止処理は、前記レンズの表面反射を減らすために、ガラスより屈折率が小さく、透明な誘電体を前記レンズの表面に真空蒸着して非常に薄い膜を形成することである。

この際、前記レンズの表面への真空蒸着は湿式または乾式の方式で行われ、必要に応じて前記レンズの表面に複数層の薄膜をコーティングして反射防止膜を形成することができる。

上述したように、前記レンズ表面に反射防止膜が形成されることにより、前記レンズの表面での反射を減らして透過効率を高め、反射光による干渉や散乱を除去することにより、上述のカメラでのゴースト現象及び画質むら現象などを効果的に防止し、高画質のイメージを具現することができる。

より詳細には、従来には図１に示すように、機械的な切削加工によりレンズ１の球面１ａと対応する溝面２ａを有するレンズ金型２を製作した後、前記レンズ金型２に紫外線（ＵＶ）硬化性ポリマーをエンボッシング（ｅｍｂｏｓｓｉｎｇ）し、前記エンボッシング工程を経たポリマーを紫外線で硬化することによりレンズ１を製作した。

次に、前記レンズ１が製作された後、前記レンズ１の表面、即ち、球面１ａでの反射率を減らすために、真空状態でスパッタリング方式により前記レンズ１の表面に屈折率の小さい誘電体を薄膜形態に蒸着することにより、反射防止（Ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）膜を形成する。

しかし、従来の真空蒸着によって前記レンズ１の表面に反射防止膜を形成する工程は、レンズ１を成形した後に別途の真空蒸着工程が行われるため、レンズの製造コストを上昇させ、工程の複雑性及び難解性によりレンズの生産性が低下するという問題点があった。

特開２００４−０１２８５６号公報 韓国公開特許第２０１０−０１０４１０３号公報

本発明は上述した問題点を解決するために導き出されたものであり、本発明は、レンズの成形と同時に、前記レンズの球面に反射防止部を成形することができるレンズスタンプの製造方法及びこれにより製造されたレンズスタンプを提供することをその目的とする。

本発明の他の目的は、レンズの球面への反射防止部の成形過程を単純化することにより、レンズの製造コストを低減し、生産性を向上させることができるレンズスタンプの製造方法及びこれにより製造されたレンズスタンプを提供することにある。

上記の目的を果たすために、本発明は、レンズの球面（ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｓｕｒｆａｃｅ）と対応する球面を有するレンズマスター（ｍａｓｔｅｒ）の表面に樹脂を塗布する樹脂塗布段階と、前記レンズマスターの表面にモスアイ（ｍｏｔｈ−ｅｙｅ）パターンを有する転写用テンプレート（ｔｅｍｐｌｅｔ）をインプリンティング（ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ）し、前記レンズマスターの球面にモスアイパターンを転写するパターン転写段階と、前記レンズマスターの表面を電鋳（ｅｌｅｃｔｒｏｆｏｒｍｉｎｇ）成形し、前記レンズマスターの球面と対応するようにモスアイパターンが形成された溝面を有するレンズスタンプを製作するスタンプ成形段階と、を含むレンズスタンプの製造方法を提供する。

前記レンズマスターはレンズ金型から複製されることができる。

前記転写用テンプレートはモスアイパターンを有するモスアイプレートから複製されることができる。

ここで、前記転写用テンプレートはフレキシブルなポリマー材質からなることができる。

前記樹脂は紫外線（ＵＶ）硬化性であることができる。

前記電鋳成形はニッケル（Ｎｉ）電鋳メッキを含むことができる。

前記モスアイパターンはナノ（ｎａｎｏ）サイズに形成されることができる。

ここで、前記モスアイパターンは円錐（ｃｏｎｅ）状を有することができる。

上記の目的を果たすための他の形態として、本発明は前記製造方法により製造されたレンズスタンプを提供することができる。

上記の目的を果たすためのさらに他の形態として、本発明は前記レンズスタンプにより製造されたＬＥＤレンズを提供することができる。

上述したように、本発明によるレンズスタンプの製造方法及びこれにより製造されたレンズスタンプによると、レンズの成形と同時に、前記レンズの球面に反射防止部を成形することができるため、レンズの成形工程を単純化することができる利点がある。

また、本発明によるレンズスタンプの製造方法及びこれにより製造されたレンズスタンプによると、レンズの球面への反射防止部の成形工程を単純化することにより、レンズの製造コストを低減し、レンズの生産性を向上させることができる利点がある。

従来技術によるレンズスタンプを概略的に示した切開斜視図である。 本発明によるレンズスタンプの一実施形態を概略的に示した切開斜視図である。 本発明によるレンズスタンプの製造方法の一実施形態を説明するための図面で、レンズ金型からレンズマスターを複製することを示した図面である。 本発明によるレンズスタンプの製造方法の一実施形態を説明するための図面で、モスアイプレートから転写用テンプレートを複製することを示した図面である。 本発明によるレンズスタンプの製造方法の一実施形態を説明するための図面で、転写用テンプレートを利用してレンズマスターの表面にモスアイパターンを転写することを示した図面である。 本発明によるレンズスタンプの製造方法の一実施形態を説明するための図面で、表面にモスアイパターンが転写されたレンズマスターを示した図面である。 本発明によるレンズスタンプの製造方法の一実施形態を説明するための図面で、レンズマスターの表面に電鋳メッキを行うことを示した図面である。 レンズスタンプを示した図面である。

以下、本発明の目的を具体的に実現するための本発明の好ましい実施形態を、添付の図面を参照して説明する。本実施形態を説明するにあたり、同一構成については同一名称及び同一符号を用い、これに伴う付加説明は下記で省略する。

まず、添付の図２を参照して本発明によるレンズスタンプの一実施形態をより詳細に説明すると次のとおりである。

図２は本発明によるレンズスタンプの一実施形態を概略的に示した切開斜視図である。

図２を参照すると、本発明の一実施形態によるレンズスタンプ１００は、レンズの成形時に前記レンズの球面（ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｓｕｒｆａｃｅ）が成形される溝面１１１を有するスタンプ本体１１０を含んで構成されることができる。

ここで、本実施形態によるレンズスタンプ１００は、前記溝面１１１にモスアイ（ｍｏｔｈ−ｅｙｅ）パターン１１２が形成されることができる。

この際、前記モスアイパターン１１２は、前記溝面１１１にナノサイズを有する複数の溝からなることができる。

これにより、本実施形態のレンズスタンプ１００によりレンズを成形する場合、前記レンズの成形と同時に、前記レンズの球面に前記モスアイパターン１１２と反対となるナノサイズを有する複数の突起を形成することができる。

即ち、本実施形態のレンズスタンプ１００により成形されたレンズは、成形と同時に、表面にナノサイズを有する複数の突起からなるモスアイパターンが形成される。この際、前記モスアイパターンは、数十ナノメートルから数百ナノメートルあるいはマイクロ級に至るナノ構造を有することにより特殊な機能を具現することができ、例えば、前記レンズの表面での反射率を減少させることができる。

このようなモスアイ効果は、光の波長帯より小さいサイズのパターンでより効果的に示され、前記モスアイパターン、即ち、ナノサイズを有する複数の突起に入射された光の屈折率を連続して変化させることにより、前記レンズの表面での反射率を急激に減少させ、これにより光透過率を著しく高めることができる。

換言すれば、本実施形態のレンズスタンプ１００は、レンズの成形と同時に、レンズの球面にナノサイズのモスアイパターンからなる反射防止部を形成させる。この反射防止部は、既存レンズの表面に真空蒸着される反射防止膜の機能を果たすことができる。これにより、本実施形態のレンズスタンプ１００は、既存レンズの表面に反射防止膜を形成するために行われていた複雑で難解な真空蒸着工程を単純化し、これにより成形されるレンズの製造コストを低減し、レンズの生産性を向上させることができる。

次に、添付の図３から図８を参照して本発明によるレンズスタンプの製造方法の一実施形態をより詳細に説明すると次のとおりである。

図３から図７は本発明によるレンズスタンプの製造方法の一実施形態を説明するための図面で、図３はレンズ金型からレンズマスターを複製することを示した図面、図４はモスアイプレートから転写用テンプレートを複製することを示した図面、図５は転写用テンプレートを利用してレンズマスターの表面にモスアイパターンを転写することを示した図面、図６は表面にモスアイパターンが転写されたレンズマスターを示した図面、図７はレンズマスターの表面に電鋳メッキを行うことを示した図面、図８はレンズスタンプを示した図面である。

本実施形態によるレンズスタンプの製造方法は、樹脂塗布段階と、パターン転写段階と、スタンプ成形段階と、を含んで構成されることができる。

より詳細には、図３を参照すると、まず、レンズの球面（ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｓｕｒｆａｃｅ）と対応する溝面１１を有するレンズ金型１０からレンズの形状と対応するレンズマスター２０をエンボッシング工程により複製する。

尚、図４に図示されたように、前記レンズマスター２０の複製と別に、表面にナノサイズを有する複数の突起、即ち、突起形態のモスアイパターン３１が形成されたモスアイプレート３０を準備し、前記モスアイプレート３０にポリマーをエンボッシングした後硬化して、表面にナノサイズを有する複数の溝、即ち、溝形態のモスアイパターン４１を有するフレキシブルな転写用テンプレート４０を複製する。即ち、前記転写用テンプレート４０はフレキシブルなポリマーフィルムで製作される。

そして、図５に図示されたように、前記レンズマスター２０の表面に樹脂５０を塗布する。この際、前記樹脂５０は紫外線（ＵＶ）硬化性樹脂であることができる。

次に、前記樹脂５０が塗布された前記レンズマスター２０の表面に前記転写用テンプレート４０をインプリンティング（ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ）して、前記レンズマスター２０の表面にモスアイパターンを転写する。即ち、前記転写用テンプレート４０の溝形態のモスアイパターン４１を前記レンズマスター２０の表面に塗布された樹脂５０に押し付け、紫外線硬化させることにより前記樹脂５０がナノサイズを有する複数の突起に成形される。これにより、図６に図示されたように、前記レンズマスター２０の表面には突起形態のモスアイパターンが形成されることができる。

そして、図７に図示されたように、前記突起形態のモスアイパターンが形成された前記レンズマスター２０の表面を電鋳（ｅｌｅｃｔｒｏｆｏｒｍｉｎｇ）成形し、図８に示されたように、前記レンズマスター２０の突起形態のモスアイパターンと反対となる溝形態のモスアイパターン１１２が形成されたレンズスタンプ１００を製作する。

ここで、前記電鋳成形はニッケル（Ｎｉ）電鋳メッキによりなることができ、より詳細には、前記電鋳成形、即ち、ニッケル電鋳メッキは、前記レンズマスター２０の表面にニッケル金属を電着させた後前記電着金属を分離することにより、前記レンズマスター２０の表面と反対の凹凸、即ち、溝形態のモスアイパターン１１２を有するレンズスタンプ１００を成形することができる。本実施形態によると、前記レンズスタンプ１００は、前記レンズマスター２０に電鋳メッキによって成形されるため、微細なナノサイズを有するモスアイパターンの転写及び複製が容易である。

一方、前記モスアイパターン１１２、即ち、前記レンズスタンプ１００の溝形態のモスアイパターンは円錐（ｃｏｎｅ）状を有することができるが、これに限定されるものではない。

その後、図２を参照すると、上記のように電鋳成形によって製作されたレンズスタンプ１００においてレンズの球面が成形される溝面１１１を除き、他の部分のモスアイパターンは機械加工により除去されてもよい。

上述した本実施形態のレンズスタンプ１００を利用してレンズをエンボッシング方式で成形すると、前記レンズの成形と同時に、少なくともレンズの球面にナノサイズのモスアイパターンからなる反射防止部を形成することができる。

上記のように製造された球面にモスアイパターンからなる反射防止部が形成されたレンズは、多様な製品に適用可能であり、特に、ＬＥＤの光の拡散度を向上させるためのＬＥＤレンズに適用されることができる。このようにＬＥＤレンズに適用される場合、球面に形成されたモスアイパターンを有する反射防止部によって光の反射率を低め、透過率を高めることにより、光の拡散度をより著しく向上させることができる。

本実施形態のレンズスタンプ１００は、反射防止膜を形成するために既存レンズの表面に行われていた複雑で高コストの真空蒸着工程を単純化することができる。これにより、成形されるレンズの製造コストを低減し、レンズの生産性を向上させることができる。

上述した本発明の好ましい実施形態は例示の目的のために開示されたものであり、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者において、本発明の技術的思想を外れない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であり、このような置換、変形及び変更などは添付の特許請求範囲に属するとするべきであろう。

１０ レンズ金型
２０ レンズマスター
３０ モスアイプレート
４０ 転写用テンプレート
５０ 樹脂
５０ａ 突起形態のモスアイパターン
１００ レンズスタンプ
１１１ 溝面
１１２ 溝形態のモスアイパターン

Claims (10)

1. レンズの球面（ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｓｕｒｆａｃｅ）と対応する球面を有するレンズマスター（ｍａｓｔｅｒ）の表面に樹脂を塗布する樹脂塗布段階と、
   前記レンズマスターの表面にモスアイ（ｍｏｔｈ−ｅｙｅ）パターンを有する転写用テンプレート（ｔｅｍｐｌｅｔ）をインプリンティング（ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ）し、前記レンズマスターの球面にモスアイパターンを転写するパターン転写段階と、
   前記レンズマスターの表面を電鋳（ｅｌｅｃｔｒｏｆｏｒｍｉｎｇ）成形し、前記レンズマスターの球面と対応するようにモスアイパターンが形成された溝面を有するレンズスタンプを製作するスタンプ成形段階と
   を含むレンズスタンプの製造方法。
2. 前記レンズマスターはレンズ金型から複製される請求項１に記載のレンズスタンプの製造方法。
3. 前記転写用テンプレートはモスアイパターンを有するモスアイプレートから複製される請求項１または２に記載のレンズスタンプの製造方法。
4. 前記転写用テンプレートはフレキシブルなポリマー材質からなる請求項３に記載のレンズスタンプの製造方法。
5. 前記樹脂は紫外線（ＵＶ）硬化性である請求項１から４の何れか１項に記載のレンズスタンプの製造方法。
6. 前記電鋳成形はニッケル（Ｎｉ）電鋳メッキを含む請求項１から５の何れか１項に記載のレンズスタンプの製造方法。
7. 前記モスアイパターンはナノ（ｎａｎｏ）サイズに形成される請求項１から６の何れか１項に記載のレンズスタンプの製造方法。
8. 前記モスアイパターンは円錐（ｃｏｎｅ）状を有する請求項７に記載のレンズスタンプの製造方法。
9. 請求項１から８の何れか１項に記載の製造方法により製造されたレンズスタンプ。
10. 請求項９に記載のレンズスタンプにより製造されたＬＥＤレンズ。

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