KR101034209B1 - 비구면 렌즈 성형 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 장형의 제 1 유리봉을 다수 개의 제 2 유리봉으로 절단시키는 절단부재; 절단된 상기 제 2 유리봉을 가열시키는 가열부재; 및 가열된 상기 제 2 유리봉을 프레스 성형시키는 프레스 부재를 포함하고, 상기 가열부재는 상기 제 2 유리봉이 투입되도록 일측과 타측이 개방된 장형의 통로가 형성되며, 상기 통로 내부가 가열되도록 제 1 가열부 및 제 2 가열부가 연속적으로 설치되는 가열로; 상기 통로 내부로 투입되는 상기 제 2 유리봉이 이송되도록 상기 통로 저면에 위치되는 이송부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비구면 렌즈 성형 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 비구면 렌즈 성형 장치는 연속적이고 반복적으로 이루어지게 되며, 이러한 과정들을 통하여 비구면 렌즈를 대량으로 생산할 수 있으며, 이러한 연속적인 공정을 통해 제조시간 및 제조단가가 낮아지게 되는 효과가 있다.

Description

비구면 렌즈 성형 장치{Aspheric Lens Forming Apparatus}
본 발명은 비구면 렌즈 성형 장치에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 연속적이고 반복적으로 비구면 렌즈를 성형할 수 있도록 하고, 가열되는 유리봉의 정확한 프레스 타이밍을 알아내기 용이하도록 하여 불량률을 감소시킬 수 있도록 한 비구면 렌즈 성형 장치에 관한 것이다.
일반적으로 광학계를 구성하는 광학 렌즈로는 구면 렌즈와 비구면 렌즈가 있다. 구면 렌즈는 중심부와 주변부에서 맺는 초점 위치가 다르므로 화상의 선명도를 해치는 구면수차가 발생하게 되며, 이러한 수차는 렌즈를 통하여 얻어지는 결상을 불명확하게 하거나 원래의 상을 변형시킴으로서 렌즈의 광학적 특성을 저하시키게 된다. 이에 반하여 비구면렌즈는 우수한 광학성능 및 영상품질이 가능하므로 광학부품의 경량화와 아울러 비용이 절감된다는 장점이 있어, 이에 대한 생산공정의 개발이 요구되고 있다.
종래 비구면 렌즈의 성형방법은 먼저, 유리봉을 가열수단으로 가열하여 젤상태가 되게 한 다음, 젤상태의 유리봉을 절단수단으로 프레스 압착하기에 적당한 적정크기로 절단하고, 프레스 수단으로 유리제품을 프레스 성형하는 방법을 사용하여 왔다.
그러나 이러한 성형방법은 작업자가 손으로 직접 유리봉을 잡고서 가열히터 등이 내장된 가열수단에 유리봉을 넣고, 상기 유리봉을 적정속도로 돌려 가면서 용융하여야 유리봉이 고르게 젤상태로 용융되기 때문에, 작업자의 숙련도에 따라 생산 수율의 차이가 크며, 작업자가 고온의 가열수단 앞에서 작업해야 하므로 안전사고의 위험이 따르게 되고, 이에 따른 인건비가 높아지게 되는 문제점이 있다. 또한, 가열되는 유리봉의 표면온도 측정이 어렵기 때문에 정확한 프레스 타이밍을 알아내기가 어려우며, 이는 불량률의 상승을 야기시키는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명의 목적은 작업자의 숙련도와 상관없이 일정하게 비구면 렌즈를 생산하도록 하고, 가열되는 유리봉의 정확한 프레스 타이밍을 알아내기 용이하도록 하여 불량률을 감소시키도록 할 수 있는 비구면 렌즈 성형 장치를 제공하도록 하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 장형의 제 1 유리봉을 다수 개의 제 2 유리봉으로 절단시키는 절단부재; 절단된 상기 제 2 유리봉을 가열시키는 가열부재; 및 가열된 상기 제 2 유리봉을 프레스 성형시키는 프레스 부재를 포함하고, 상기 가열부재는 상기 제 2 유리봉이 투입되도록 일측과 타측이 개방된 장형의 통로가 형성되며, 상기 통로 내부가 가열되도록 제 1 가열부 및 제 2 가열부가 연속적으로 설치되는 가열로; 상기 통로 내부로 투입되는 상기 제 2 유리봉이 이송되도록 상기 통로 저면에 위치되는 이송부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비구면 렌즈 성형 장치를 제공한다.
또한, 상기 제 1 가열부는 상기 통로의 온도가 450 내지 600 ℃ 가 되도록 하고, 상기 제 2 가열부는 상기 통로의 온도가 1200 내지 1450 ℃ 가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 비구면 렌즈 성형 장치를 제공한다.
또한, 상기 이송부는 상기 통로를 따라 가이드되면서 전후로 이송되는 가이 드부와, 상기 가이드부의 상부에 회전되도록 위치되는 이송축과, 상기 이송축의 상부에 위치되며, 그 상단에 상기 제 2 유리봉이 위치되는 받침부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비구면 렌즈 성형 장치를 제공한다.
또한, 상기 프레스 부재는 상기 가열부재에서 가열된 상기 제 2 유리봉을 상부금형과 하부금형 사이에 위치시킨 후, 가압시켜서 비구면 렌즈로 성형시키는 것을 특징으로 하는 비구면 렌즈 성형 장치를 제공한다.
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상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 비구면 렌즈 성형 장치는 연속적이고 반복적으로 이루어지게 되며, 이러한 과정들을 통하여 비구면 렌즈를 대량으로 생산할 수 있으며, 이러한 연속적인 공정을 통해 제조시간 및 제조단가가 낮아지게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 비구면 렌즈 성형 장치는 제 2 유리봉에 존재하는 기포 또는 맥리 등의 이물질을 제거한 후 성형할 수 있으므로, 이물질에 의한 불량률을 현저하게 낮출 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 비구면 렌즈 성형 장치는 제 2 유리봉이 가열부재의 가열로에서 예열 및 용융될 때, 일정하게 이동되는 가이드부와 일정하게 회전되는 이송축에 의하여 고르게 용융되므로, 작업자의 숙련도와 상관없이, 일정하게 비구면 렌즈로 성형이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 비구면 렌즈 성형 장치는 전체 공정이 작업자 없이 자동 또는 반자동적으로 이루어지므로, 제 2 유리봉을 용융시키는 과정에서 작업자의 안전사고가 발생되지 않음은 물론, 인건비가 절감되며, 숙련자와 미숙련자에 의한 생산성 차이가 거의 없으므로, 생산성이 증가하게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 비구면 렌즈 성형 장치는 가열되는 유리봉을 가열로에서 정해진 온도 및 정해진 시간만큼 가열하기 때문에, 정확한 프레스 타이밍을 파악하기가 용이한 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비구면 렌즈 성형 장치를 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비구면 렌즈 성형장치의 절단부재에 의하여 절단되는 제 1 유리봉을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비구면 렌즈 성형장치의 가열부재와 프레스 부재를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비구면 렌즈 성형장치는 장형의 제 1 유리봉(5)을 다수 개의 제 2 유리봉(7)으로 절단시키는 절단부재(미도시)와, 절단된 상기 제 2 유리봉(7)을 가열시키는 가열부재(10)와, 가열된 상기 제 2 유리봉(7)을 프레스 성형시키는 프레스 부재(30)를 포함한다.
상기 절단부재는 실린더(미도시) 등에 의하여 상하 이동되는 절단날(미도시)을 포함하며, 상기 절단날을 상하 이동시켜서, 800 내지 1400 ㎜ 의 길이를 갖는 제 1 유리봉(5)을 일정 간격 즉, 30 내지 110 ㎜의 길이를 갖는 다수 개의 제 2 유리봉(7)으로 절단시키도록 구성된다.
가열부재(10)는 제 2 유리봉(7)이 투입되도록 일측과 타측이 개방되고 내부가 빈 장형의 통로(14)가 형성되는 가열로(12)와, 통로(14) 내부를 가열시키는 가열부와, 제 2 유리봉(7)이 통로(14)를 따라 이송되도록 상기 통로(14) 내부에 설치 되는 이송부(20)를 포함하여 구성된다.
가열로(12)는 원형으로 형성되며, 가열로(12)에 구비되는 통로(14)는 원형으로 형성되는 가열로(12)의 가장자리를 따라 'C' 형으로 형성된다. 그리고 통로(14)의 개방된 일측으로 제 2 유리봉(7)이 투입되고, 통로(14)의 개방된 타측으로 제 2 유리봉(7)이 인출된다.
가열부는 통로(14) 내부를 따라 이송되는 제 2 유리봉(7)이 가열되도록 가열로(12)에 내설되는 다수 개의 가열히터 등으로 구성되며, 온도에 따라 제 1 가열부(16) 및 제 2 가열부(18)로 구분된다. 제 1 가열부(16)는 가열로(12)의 중앙에서 통로(14)의 일측방향을 따라 위치되며, 통로(14) 내부 온도가 450 내지 600 ℃ 가 되도록 발열된다. 그리고 제 2 가열부(18)는 가열로(12)의 중앙에서 통로(14)의 타측방향을 따라 위치되며, 통로(14) 내부 온도가 1200 내지 1450 ℃가 되도록 발열된다.
이송부(20)는 가열로(12)의 통로(14)를 따라 가이드되면서 전후로 이송되는 가이드부(22)와, 가이드부(22)의 상부에 회전되도록 위치되는 이송축(24)과, 이송축(24)의 상부에 위치되며, 그 상단에 상기 제 2 유리봉(7)이 위치되는 받침부(26)를 포함한다.
가이드부(22)는 사용자에 의하여 미리 정해진 속도로 자동 또는 반자동으로 통로(14)를 따라 이동하는 것으로서, 이를 위하여 통로(14)에는 가이드레일(미도시)이 설치되고, 가이드부(22)가 상기 가이드레일에 가이딩되면서 이동되도록 구성된다. 상기 가이드부(22)는 원형으로 형성되어, 'C' 형상의 통로(14) 내부는 물론, 통로(14)의 일측에서 외부를 거쳐 타측으로도 연장되도록 구성된다.
이송축(24)은 가이드부(22)의 상부에 일정 간격을 두고 다수 개가 연속적으로 위치되며, 가이드부(22)의 이동에 의하여 이송축(24)이 이동된다. 그리고 이송축(24)은 가이드부(22)에 회전되도록 위치되어, 이송축(24)의 상부에 위치되는 받침부(26)를 회전시킨다. 받침부(26)는 이송축(24)의 상부에 위치되며, 받침부(26)의 상면으로 제 2 유리봉(7)이 위치된다.
이와 같이 구성되는 가열부재(10)는 가열로(12)의 통로(14) 일측에 위치되는 받침부(26)의 상면에 제 2 유리봉(7)이 위치되면, 가이드부(22)를 이동시켜서 제 2 유리봉(7)이 통로(14) 일측을 통하여 통로(14) 내부로 투입된 후, 통로(14)를 따라 이송되도록 한다. 이때, 제 2 유리봉(7)은 제 1 가열부(16)에 의하여 예열되고, 이어서 제 2 가열부(18)에 의하여 프레스 성형하기에 알맞도록 용융된다. 그리고 제 2 유리봉(7)이 통로(14)를 따라 이송되면서 예열 및 용융될 때, 이송축(24)이 회전되도록 구성되어 제 2 유리봉(7)은 어느 한 부분도 빠짐없이 골고루 예열 및 용융되도록 구성된다.
이렇게 용융된 제 2 유리봉(7)은 통로(14)의 타측을 통하여 통로(14) 밖으로 인출되며, 이렇게 인출된 제 2 유리봉(7)은 프레스 부재(30)로 이송된다.
프레스 부재(30)는 가열부재(10)에 의해서 예열 및 용융된 제 2 유리봉(7)을 프레스 성형시켜서 비구면 렌즈로 형성시키는 것으로서, 가열부재(10)의 일측에 위치되며, 상부금형(32)과, 하부금형(34)과, 상부금형(32)을 상하이동시키는 실린더부(33)를 포함하여 구성된다.
그리고 프레스 부재(30)는 상부금형(32)과 하부금형(34) 사이에 상기 제 2 유리봉(7)을 위치시킨 후, 상부금형(32)을 상하이동시켜서 상기 제 2 유리봉(7)을 비구면 렌즈로 프레스 성형시키게 된다. 용융된 유리봉을 프레스 성형 시켜서 비구면 렌즈로 형성시키는 것은 일반적인 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비구면 렌즈 성형 방법을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비구면 렌즈 성형 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 먼저, 장형의 제 1 유리봉(5)이 상기 절단부재에 의하여 절단되어 다수 개의 제 2 유리봉(7)으로 형성된다.
그 후, 상기 제 2 유리봉(7)에 맥리 또는 기포를 포함하는 이물질이 잔재하는지를 검사한다(검사 단계). 검사 결과, 제 2 유리봉(7)에 이물질이 발견되면, 제 2 유리봉(7)을 연마하여 상기 이물질을 제거한다(연마 단계). 상기 이물질이 제거된 제 2 유리봉(7)은 그 표면에 물 등의 분사액을 분사시켜서 제 2 유리봉(7)이 세척되도록 한다(세척 단계). 이러한 검사, 연마 및 세척 작업은 통상적인 과정이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이렇게 세척된 제 2 유리봉(7)은 통로(14)의 일측에 위치되는 받침부(26)에 위치되며, 이때, 상기 절단부재에서 형성되는 제 2 유리봉(7)은 작업자 또는 로봇 과 같은 자동화장치(미도시)에 의하여 받침부(26)로 위치되도록 구성된다.
그리고 받침부(26)에 위치된 제 2 유리봉(7)은 가이드부(22)의 이동에 의하여 통로(14) 내부로 투입된다(투입 단계). 그 후, 통로(14) 내부로 투입된 제 2 유리봉(7)은 통로(14)를 따라 이송되면서, 제 1 가열부(16)에 의하여 예열되고(예열 단계), 이어서 제 2 가열부(18)에 의하여 제 2 유리봉(7)이 프레스 성형될 수 있도록 용융된다(용융 단계). 그리고 제 2 유리봉(7)이 통로(14)를 따라 이송될 때, 이송축(24)이 회전되도록 구성되어, 제 2 유리봉(7)은 어느 한 부분도 빠짐없이 골고루 예열 및 용융된다.
이렇게 용융된 제 2 유리봉(7)은 통로(14)의 타측을 통하여 외부로 인출되며(인출 단계), 인출된 제 2 유리봉(7)은 프레스 부재(30)의 상부금형(32)과 하부금형(34) 사이에 위치된다. 이때, 가열부재(10)에서 용융된 제 2 유리봉(7)은 작업자 또는 로봇과 같은 자동화장치에 의하여 프레스 부재(30)로 위치되도록 구성된다. 이렇게 상부금형(32)과 하부금형(34) 사이에 위치된 제 2 유리봉(7)은 상부금형(32)의 상하이동에 의하여 비구면 렌즈(8)로 프레스 성형된다(성형 단계).
상기 각 단계들은 연속적이고 반복적으로 이루어지게 되며, 이러한 과정들을 통하여 비구면 렌즈를 대량으로 생산할 수 있다. 이처럼 본 발명은 연속적인 공정을 통해 제조시간 및 제조단가를 낮출 수 있다.
또한, 제 2 유리봉(7)에 존재하는 기포 또는 맥리 등의 이물질을 제거한 후 성형할 수 있으므로, 이물질에 의한 불량률을 현저하게 낮출 수 있다.
또한, 제 2 유리봉(7)이 가열부재(10)의 가열로(12)에서 예열 및 용융될 때, 일정하게 이동되는 가이드부(22)와 일정하게 회전되는 이송축(24)에 의하여 고르게 용융되므로, 작업자의 숙련도와 상관없이, 일정하게 비구면 렌즈로 성형이 가능하다.
또한, 전체 공정이 작업자 없이 자동 또는 반자동적으로 이루어지므로, 제 2 유리봉(7)을 용융시키는 과정에서 작업자의 안전사고가 발생되지 않음은 물론, 인건비가 절감되며, 숙련자와 미숙련자에 의한 생산성 차이가 거의 없으므로, 생산성이 증가하게 든다.
또한, 가열되는 유리봉을 가열로(12)에서 정해진 온도 및 정해진 시간만큼 가열하기 때문에, 정확한 프레스 타이밍을 파악하기가 용이하다.
본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비구면 렌즈 성형장치의 절단부재에 의하여 절단되는 제 1 유리봉을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비구면 렌즈 성형장치의 가열부재와 프레스 부재를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비구면 렌즈 성형 방법을 개략적으로 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
5: 제 1 유리봉 7: 제 2 유리봉
10: 가열부재 12: 가열로
14: 통로 16: 제 1 가열부
18: 제 2 가열부 20: 이송부
22: 가이드부 24: 이송축
26: 받침부 30: 프레스 부재
32: 상부금형 33: 실린더
34: 하부금형

Claims (8)

  1. 장형의 제 1 유리봉을 다수 개의 제 2 유리봉으로 절단시키는 절단부재; 절단된 상기 제 2 유리봉을 가열시키는 가열부재; 및 가열된 상기 제 2 유리봉을 프레스 성형시키는 프레스 부재를 포함하고,
    상기 가열부재는 :
    상기 제 2 유리봉이 투입되도록 일측과 타측이 개방된 장형의 통로가 형성되며, 상기 통로 내부가 가열되도록 제 1 가열부 및 제 2 가열부가 연속적으로 설치되는 가열로; 및
    상기 통로 저면을 따라 가이드되면서 전후로 이송되는 가이드부와, 상기 가이드부의 상부에 회전되도록 위치되는 이송축과, 상기 이송축의 상부에 위치되며, 그 상단에 상기 제 2 유리봉이 위치되어, 상기 통로 내부로 투입되는 상기 제 2 유리봉이 이송되도록 하는 받침부를 포함하는 이송부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비구면 렌즈 성형 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 가열부는 상기 통로의 온도가 450 내지 600 ℃ 가 되도록 하고,
    상기 제 2 가열부는 상기 통로의 온도가 1200 내지 1450 ℃ 가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 비구면 렌즈 성형 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레스 부재는 :
    상기 가열부재에서 가열된 상기 제 2 유리봉을 상부금형과 하부금형 사이에 위치시킨 후, 가압시켜서 비구면 렌즈로 성형시키는 것을 특징으로 하는 비구면 렌즈 성형 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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