KR101551989B1 - 렌즈 조립체 제조 방법, 렌즈 조립체, 렌즈 적층체, 카메라 및 광원 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복제 공정에 의해 렌즈 조립체를 제조하는 방법으로서, (ⅰ) 일정하게 이격된 캐비티(6)가 마련된 제 1 금형(1)내로 제 1 액체 자외선 경화형 조성물(2)을 도입하는 단계와, (ⅱ) 자외선 방사에 의해 상기 제 1 조성물을 경화시켜서, 서로 나란히 배치된 렌즈를 포함하는 제 1 렌즈 요소를 제조하는 단계로서, 상기 제조된 제 1 렌즈 요소의 표면은 상기 캐비티의 표면의 반대인, 상기 제 1 렌즈 요소를 제조하는 단계와, (ⅲ) 제 2 액체 자외선 경화형 조성물(5)을 상기 단계 (ⅱ)에서 경화된 상기 제 1 조성물에 도포하는 단계와, (ⅳ) 상기 단계 (ⅲ)에서 도포된 상기 제 2 조성물(5)상에 일정하게 이격된 리세스(7)가 마련된 제 2 금형(4)을 위치시키는 단계로서, 이러한 방법에서 상기 리세스는 상기 제 2 조성물로 충전되어 있는, 상기 제 2 금형 위치 단계와, (ⅴ) 자외선 방사에 의해 상기 제 2 조성물을 경화시켜서, 서로 나란히 배치된 렌즈를 포함하는 제 2 렌즈 요소를 제조하는 단계로서, 상기 제조된 제 2 렌즈 요소의 표면은 상기 리세스의 표면의 반대인, 상기 제 2 렌즈 요소를 제조하는 단계와, (ⅵ) 상기 제 1 및/또는 제 2 금형을 가능한 한 제거하는 단계가 실행되는 렌즈 조립체 제조 방법을 제공한다.

Description

렌즈 조립체 제조 방법, 렌즈 조립체, 렌즈 적층체, 카메라 및 광원{METHOD OF MANUFACTURING A LENS ASSEMBLY, AS WELL AS A CAMERA PROVIDED WITH SUCH AN ASSEMBLY}

본 발명은 복제 공정에 의해 렌즈 조립체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 렌즈 조립체와, 이러한 렌즈 조립체가 마련된 렌즈 적층체 및 카메라에 관한 것이다.

미국 특허 제 3,532,038 호에는, 투명 기재 부재가 렌티큘러 렌즈 캐비티를 구비하고, 이 캐비티가 굴절 유체(refractive fluid)로 충전되고, 상기 유체의 표면은 커버 부재로 커버되어 있다. 커버 부재는 최종적으로 제 2 베이스 부재가 그 위에 존재하는 개구판을 구비하며, 상기 개구판은 렌티큘러 렌즈 캐비티를 또한 구비하며, 마찬가지로 상기 캐비티는 굴절 유체로 충전된다.

미국 특허 공개 제 US 2004/0100700 호에는, 마이크로렌즈 어레이를 제조하는 방법이 공지되어 있으며, 여기에서 금형내의 캐비티는 자외선 경화형 수지로 충전되는 반면에, 캐비티 외측의 수지는 금형의 상부상에 투명 석영 기판을 위치시킴으로써 제거된다. 다음에, 캐비티내에 존재하는 유체는 복수의 별개의 렌즈로 형성되며, 게다가 제 2 자외선 경화형 수지 층이 투명 기판에 도포되며, 수지 층은 이미 형성된 별개의 렌즈를 사용함으로써 경화된다. 초과된 양의 경화된 제 2 수지 층은 유기 솔벤트를 이용하여 제거된다. 복제된 렌즈의 단지 하나의 층은 상기 미국 특허 공개에 기재되어 있으며, 렌즈는 별개로 배열되고, 어떠한 상호결합을 나타내지 않는다.

도입부에 언급한 복제 공정은 복제 공정에 의해 고품질 광학 부품을 제조하는 가능성을 개시하고 있는 미국 특허 제 4,756,972 호 및 제 4,890,905 호에 공지되어 있다. 이러한 복제 공정은 신속하고 비용저렴한 방식으로 광학 부품을 대량으로 제조할 수 있는 것으로 고려된다. 복제 공정에서, 예를 들면 비구면 표면과 같은 정밀하게 형성된 표면을 갖는 금형이 사용되며, 예를 들면 자외선 경화형 수지와 같은 적은 양의 방사 경화형 수지가 금형 표면에 도포된다. 그 결과, 수지는 금형 표면상에 분산되며, 그에 따라 금형내의 캐비티는 수지로 충전되며, 그 후 수지를 경화시키도록 전체가 방사되고, 그에 따라 경화된 생성물이 금형으로부터 제거된다. 경화된 생성물은 금형 표면과 반대이다. 복제 공정의 장점은, 구면 표면과 같은 복잡한 굴절 표면을 갖는 렌즈가 렌즈 본체에 복잡한 그라인딩 및 폴리싱 공정을 할 필요없이 간단한 방식으로 제조될 수 있다는 것이다.

본 출원인의 이름으로 출원된 국제 특허 공개 제 WO 03/069740 호에는 광학 요소가 형성되는 복제 공정이 또한 공지되어 있다.

따라서, 상술한 기술 상태에 있어서, 광학 시스템이 별개로 제조되는 광학 요소로 이뤄져서 제조되며, 그 결과 이러한 시스템의 치수는 대형으로 될 수 있는 방법이 공지되어 있다. 또한, 위치 정확도, 즉 이러한 시스템의 X, Y 및 Z 방향(렌즈 표면 사이)은 소위 임계적일 수 있다.

본 발명의 목적은 통상적으로 사용되고 있는 유리 기판이 더 이상 필요없는 복제 공정에 의해 렌즈 조립체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 수지의 경화 동안에 수축 현상의 발생을 최소화하는 복제 공정에 의해 렌즈 조립체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 렌즈가 서로에 대해 높은 위치 정확도를 성취하는 복제 공정에 의해 렌즈 조립체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 광학 요소의 실질적으로 모놀리식 구조체가 성취되고, 다양한 광학 기능이 조합될 수 있는 복제 공정에 의해 렌즈 조립체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 최소 두께를 갖는 렌즈가 제조될 수 있는 복제 공정에 의해 렌즈 조립체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

도입부에서 언급한 방법은,

(ⅰ) 일정하게 이격된 캐비티들이 마련된 제 1 금형 내로 제 1 액체 자외선 경화형 조성물(curable composition)을 도입하는 단계와,

(ⅱ) 자외선 방사에 의해 제 1 조성물을 경화시켜서, 서로 나란히 배치된 렌즈들을 포함하는 제 1 렌즈 요소를 제조하는 단계로서, 제조된 제 1 렌즈 요소의 표면은 캐비티의 표면의 반대인, 제 1 렌즈 요소 제조 단계와,

(ⅲ) 단계 (ⅱ)에서 경화된 제 1 조성물에 제 2 액체 자외선 경화형 조성물을 도포하는 단계와,

(ⅳ) 단계 (ⅲ)에서 도포된 제 2 조성물 상에 제 2 금형을 배치하는 단계로서, 제 2 금형은, 리세스가 제 2 조성물로 충전될 수 있는 방식으로 일정하게 이격된 리세스들이 마련되어 있는, 제 2 금형 배치 단계와,

(ⅴ) 자외선 방사에 의해 제 2 조성물을 경화시켜서, 서로 나란히 배치된 렌즈들을 포함하는 제 2 렌즈 요소를 제조하는 단계로서, 제조된 제 2 렌즈 요소의 표면은 리세스의 표면의 반대인, 제 2 렌즈 요소 제조 단계와,

(ⅵ) 제 1 금형 및/또는 제 2 금형을 가능한 한 제거하는 단계가 실행되는 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체 제조 방법이다.

상술한 목적중 하나 또는 그 이상은 상술한 단계 (ⅰ) 내지 (ⅵ)를 실행함으로써 성취된다. 따라서, 양 렌즈 요소는 복제 공정을 이용함으로써 제조된다. 제 1 조성물이 제 2 조성물과 상이한 실시예에 있어서, 제 2 금형의 리세스에 대해서 보다는 제 1 금형의 캐비티에 대해서 상이한 형상을 이용함으로써 또한 실현될 수 있는 제조된 렌즈 조립체에 특정 광학 특성을 부여하는 것이 가능하다.

다른 실시예에 있어서, 제 2 금형이 단계 (ⅵ)에서 제거되고, 이어서 단계 (ⅴ)에서 경화된 제 2 조성물 상에 스페이서 플레이트를 배치함으로써 스페이서 플레이트, 제 2 렌즈 요소 및 제 1 렌즈 요소를 포함하는 제 1 조립체를 제조하는 것을 포함하는 단계 (ⅶ)가 실행되는 것이 바람직하다. 이러한 방법에서, 스페이서 플레이트, 제 2 렌즈 요소 및 제 1 렌즈 요소를 포함하는 조립체는, 스페이서 플레이트가 제 1 조립체와 추후 마련될 제 2 렌즈 조립체 사이의 스페이서로서 기능할 수 있도록 제조된다. 스페이서 플레이트는 당해의 렌즈 요소의 메인 광학 축과 동축으로 위치되는 개구부를 포함하는 반면에, 특정 실시예에 있어서 상기 개구부의 측면은 반사 방지막이 제공된다.

다른 가능성에 따르면, 단계 (ⅱ)를 실행하기 전에 비경화 상태의 제 1 조성물 위에 필름이 배치되고, 이 필름이 제 1 금형의 캐비티 내에 존재하는 제 1 조성물을 밀봉한다. 이러한 필름이 사용될 때, 특히 다이아프램, 반사 방지, 적외선 반사 및 개구뿐만 아니라 전기 전도성과 같은 특정 광학 특성이 얻어질 수 있다. 전기 전도성 필름을 이용하면, 필름상에 복제된 렌즈의 굴절률에 영향을 미칠 가능성이 있는 것으로 발견되었다. 다른 가능성은 전기적으로 전도성 필름에 전류를 공급할 수 있으며, 그에 따라 필름상에 복제된 렌즈의 곡률을 적합하게 한다. 또한, 필름은, 수지의 경화 동안에 수축 현상의 발생이 최소화되어서, 렌즈 불균일도가 방지되는 특정 특성을 갖고 있다.

특히 가시 범위, 즉 400㎚ 내지 700㎚ 뿐만 아니라 적외선 범위에서 사용되는 파장에 투명한 특히 적합한 필름은 최대 0.75㎜, 구체적으로는 최대 0.5㎜, 보다 구체적으로는 최대 0.2㎜의 두께를 갖는 가요성 필름이며, 이 필름은 경화 공정 동안에 금형에 존재하는 경화된 중합체 재료에 의해 형성된 윤곽으로부터 이탈되지 않는다. 이러한 목적에 적합한 필름은 가시 범위, 즉 400㎚ 내지 700㎚ 뿐만 아니라 적외선 범위에서 일반적으로 사용되는 파장에 투명하다. 또한, 경화될 조성물과 이 조성물을 커버하는 필름 사이에는 어떠한 공기 함유물도 존재하지 않는다. 유리에 추가해서, 또한 촉매, 에폭시 및 유사한 타입의 광학 폴리머는 필름용 재료로서 언급될 수 있다. 적당한 필름 재료는 0.2㎜의 두께를 갖는 폴리카보네이트 필름, 0.2㎜의 두께를 갖는 유리 타입 D263T("Schott"에 의해 판매됨) 및 "Melinex(등록상표) PET"("DuPont"에 의해 판매됨)이다. 필름용의 다른 재료는 폴리비닐 부티랄, 폴리에스터, 폴리우레탄 또는 PVC이다. 광학적 및 기계적 특성에 영향을 줄 목적으로 상술한 필름에 특정 성분이 추가될 수 있으며, 연결 색소, 필러 및 수축방지제가 고려될 수 있다. 필름은 광학 특성에 영향을 주는 기능을 한다. 지지 특성은 필름에 기여하지 않을 수 있다.

본 발명의 방법을 이용하면, 제 1 조립체가, 제 2 금형이 제거되는 단계 (ⅵ) 이후에 얻어진 생성물 상에 배치됨으로써, 연속적으로 제 1 렌즈 요소, 제 2 렌즈 요소, 스페이스 플레이트, 제 2 렌즈 요소 및 제 1 렌즈 요소로 구성되는 제 2 조립체를 또한 제조할 수 있다.

따라서, 본 발명은 연속적으로 스페이서 플레이트, 제 1 렌즈 요소 및 제 2 렌즈 요소로 구성되는 렌즈 조립체에 관한 것인 반면에, 특정 실시예에서 필름은 제 1 렌즈 요소와 제 2 렌즈 요소 사이에 존재할 수 있으며, 이 필름에 특정 광학 특성이 부여될 수 있다. 또한, 스페이서의 제 1 렌즈 요소로부터 먼 측면 상에 제 3 또는 제 4 렌즈를 배치할 수 있으며, 이 경우에 상술한 복제 공정이 이용될 수 있다.

또한, 본 발명은 첨부된 특허청구범위에 한정된 렌즈 적층체 뿐만 아니라 이러한 적층체가 사용되는 카메라 또는 광원에 관한 것이다.

적당한 자외선 경화형 조성물은 GAFGARD233("DuPont"에 의해 판매되는 타입 비닐피롤리돈), Norland Inc. NOA-61, NOA-63, NOA-65, Three bond AVR-100 및 Sony Chemical 자외선-1003을 포함하며, 이들은 개시제, 활성 또는 비활성 희석제, 가교결합제, 필러, 색소 및 수축방지제가 제공될 수 있다.

특히 본 발명의 렌즈 조립체는 소형 사이즈 렌즈가 필요로 하는 카메라에 유용하다. 또한, 이러한 렌즈의 대량 제조가 가능해야 하는 반면에, 스페이서 플레이트와 조합시에 서로에 대한 렌즈의 정확도는 매우 임계적이다.

도 1은 일정하게 이격된 캐비티가 마련된 제 1 금형을 개략적으로 도시한 도면,
도 2a 및 도 2b는 필름의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 제 1 조성물상에 존재하는 가요성 필름이 제 1 조성물의 자외선 경화에 의해 야기되는 수축에 추종하게 되는 것을 도시하는 도면,
도 4는 제 2 액체 자외선 경화형 조성물이 필름에 도포되는 것을 도시하는 도면,
도 5a는 제 2 금형이 제거되는 것을 도시하는 도면,
도 5b는 제 2 금형이 볼록한 표면을 구비하는 실시예를 도시하는 도면,
도 6은 스페이스 플레이트가 제 2 렌즈 요소의 렌즈 사이에 존재하는 경화된 조성물상에 위치되는 것을 도시하는 도면,
도 7은 제 1 금형이 제거되는 것을 도시하는 도면,
도 8은 제조된 조합체를 개략적으로 도시하는 도면,
도 9는 제 1 금형이 제거되는 것을 도시하는 도면,
도 10은 본 방법을 이용하여 제조된 렌즈 조립체가 이용되는 렌즈 적층체를 개략적으로 도시하는 도면,
도 11은 렌즈 적층체를 개략적으로 도시하는 도면,
도 12는 본 발명의 방법에 사용된 필름을 개략적으로 도시하는 도면,
도 13은 상부 코팅을 도시하는 도면.

이제, 본 발명은 흐름도, 즉 도 1 내지 도 9 및 많은 응용, 즉 도 10 내지 도 13을 참조하여 보다 상세하게 설명하며, 이와 관련하여 본 발명은 이러한 특정 실시예로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다.

도 1은 일정하게 이격된 캐비티(6)가 마련된 제 1 금형(1)을 개략적으로 도시한 것이며, 이러한 캐비티(6)는 제 1 액체 자외선 경화형 조성물(2)로 충전되어 있다. 수지 또는 제 1 조성물(2)이 제 1 금형(1)의 실질적으로 전체 표면에 걸쳐서 분산된 후에, 캐비티(6)와, 제 1 금형(1)상의 캐비티(6) 사이에 존재하는 부분은 정지한 액체 제 1 조성물(2)을 구비하며, 필름(3)은 도 2a에 도시된 바와 같이 도포된다. 금형과 자외선 경화형 조성물 사이에 적절한 접착을 실행하기 위해서, 실란-타입 접착 조촉매를 사용하는 것이 바람직하다.

도 2b는 필름(3)의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 것이며, 필름(3)은 비투명 부분(52)과 교대로 투명 부분(51)을 구비하며, 투명 부분(51)이 렌즈로서 형성된 조성물(2)을 통해 통과되게 되는 광로와 대체로 일치하는 방식으로 제 1 조성물(2)상에 위치되어 있다. 비투명 부분(52)을 사용하면 인접한 렌즈 부분으로 이동하는 하나의 렌즈 부분상으로의 입사광을 방지하며, 이 현상은 "크로스토크(crosstalk)"로서 공지되어 잇다. 결과적으로, 제 1 조성물(2)상에 존재하는 가요성 필름(3)이 상기 제 1 조성물(2)의 자외선 경화에 의해 야기되는 수축에 추종하게 되는 것을 명료하게 도시하는 도 3에 따라서 자외선 방사는 이뤄진다. 또한, 이미 경화된 조성물에 후경화 공정을 가하고, 이어서 예를 들면 110℃ 내지 150℃의 온도에서 9 내지 12시간 동안 고온으로 안정화가 이어진다. 경화된 조성물(2) 및 이 위에 존재하는 필름(3)을 포함하고, 서로 나란히 배치된 경화된 렌즈의 어레이를 포함하는 제 1 렌즈 요소가 제조된 후에 제 2 액체 자외선 경화형 조성물(5)이 도 4에 도시된 바와 같이 필름(3)에 도포되며, 게다가 리세스(7)에 제공된 제 2 금형(4)은, 제 2 액체 조성물(5)이 필름(3)의 표면 및 리세스(7)상에 분산되게 되고 그리고 제 2 금형(4)상의 리세스(7) 사이에 존재하는 부분이 제 2 조성물(5)을 구비하게 되는 방식으로, 정지한 액체 제 2 조성물(5)상에 위치된다. 일 실시예에 있어서, 리세스(7)를 구비하는 제 2 금형(4)은, 제 1 금형(1)의 캐비티(6)가 제 2 금형(4)의 리세스(7)에 반대로 위치되게 되도록 제 1 금형(1)에 대해서 위치되어 있다. 따라서, 다시 자외선 경화가 이뤄지며, 이어서 후경화가 계속되고, 그 후에 제 2 금형(4)은 도 5a에 도시된 바와 같이 제거되며, 그에 따라 서로 나란히 배치된 경화된 렌즈를 포함하는 제 1 렌즈 요소(2)는 제 1 금형(1)내에 존재하며, 제 1 렌즈 요소(2)는 필름(3)을 구비하며, 제 2 금형(4)으로부터 얻은 제 2 렌즈 요소(5)는 필름(3)위에 존재한다. 제 1 렌즈 요소(2) 및 제 2 렌즈 요소(4)의 렌즈 양자는 경화된 조성물이다. 용도는 제 1 금형(1) 및 제 2 금형(4)으로 이뤄지기 때문에, 제 1 렌즈 요소(2) 및 제 2 렌즈 요소(4)의 표면 양자는 당해의 금형(1, 2)의 표면의 반대일 수 있으며, 이것은 본 복제 공정의 전형적이라고 할 수 있다.

도 5b는 제 2 금형(4)이 볼록한 표면(50)을 구비하는 실시예를 도시한 것으로서, 제 2 액체 조성물(5)은 도 51에 도시된 볼록한 구성과 반대로 오목한 구성을 나타내어, 제 2 금형(4)은 제 1 금형(1)에 대해서 가압될 것이다. 또한, 도 5b는 필름(3)을 개략적으로 도시한 것이며, 투명 부분(51)은 제 1 조성물(2) 및 제 2 조성물(5)을 통해 통과하는 광로내에 위치되어 있는 것을 이해할 수 있다. 또한, 볼록한 표면 뿐만 아니라 리세스를 갖는 표면을 포함하는 제 2 금형(4)(도시하지 않음)을 사용하는 것도 가능하다. 비투명 부분(52)은, 크로스토크 현상이 발생되지 않도록 2개의 렌즈 요소(2, 5)에 위치된다. 적당한 자외선 경화형 조성물은 다음과 같다: 다양한 타입의 수지 물질(아크릴성 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 엔티올 수지 또는 티오우레탄 수지) 형태 또는 포토폴리머 형태의, 디에틸렌 글리콜비스-(알릴)카보네이트와 같은 폴리카보네이트; 폴리클로린 스티렌과 같은 폴리스티렌; 폴리(트리플루오로에틸메타크릴레이트), 폴리(이소부틸메타크릴레이트), 폴리(메틸아크릴레이트), 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리(알파메틸 브로뮴 아크릴레이트), 폴리(메타크릴산)-2,3-디브로뮴, 프로필폴리(페닐메타크릴레이트), 폴리(펜타클로린 페닐-메타크릴레이트 폴리머)와 같은 폴리아크릴레이트; 디알릴프탈레이트, 폴리(비닐-벤조에이트), 폴리(비닐나프탈렌), 폴리(비닐카바졸)와 같은 폴리에스테르 화합물; 및 실리콘. 바람직하게, 노출은 100W/㎠와 2000W/㎠ 사이, 특히 700W/㎠의 강도, 1J/㎠ 내지 15J/㎠, 특히 7J/㎠의 조사량, 320㎚ 내지 400㎚ 범위의 파장 및 1초 내지 60초, 특히 10초의 노출 시간으로 이뤄지는 것이 바람직하다.

제 2 금형(4)의 제거후에, 도 5a의 실시예에 도시된 바와 같이, 도 6에 도시된 바와 같이 스페이스 플레이트(8)는 제 2 렌즈 요소상에, 특히 제 2 렌즈 요소의 렌즈 사이에 존재하는 경화된 조성물(5)상에 위치되며, 스페이서 플레이트는, 제 2 렌즈 요소의 볼록면이 상술한 높이 또는 두께보다 작게 되도록 두께 또는 높이를 갖고 있으며, 그 후에 제 1 금형(1)은 도 7에 도시된 바와 같이 제거되며, 그에 따라 연속적으로 스페이서 플레이트, 제 2 렌즈 요소, 필름 및 제 1 렌즈 요소로 구성되는 조립체를 제조한다. 스페이서 플레이트(8)는 자외선 경화형 또는 열경화성 접착제(도시하지 않음)를 통해서 제 2 렌즈 요소에 접착된다. 스페이서 플레이트(8)는 예를 들면 유리, 실리콘 또는 FR4와 같은 합성 재료와 같은 강성 재료로 제조된다. 스페이서 플레이트(8)는 2개의 별개의 렌즈 요소, 그리고 이들 렌즈 요소 사이에 존재하는 필름(3)을 통한 광로를 간섭하지 않도록 구성되어 있다. 스페이서 플레이트는 당해의 렌즈 요소의 메인 광축과 동축으로 위치된 개구부를 포함하는 반면에, 특정 실시예에 있어서 상기 개구부의 측면은 굴절방지막을 구비한다. 따라서, 스페이서 플레이트(8)는, 조성물(5)이 리세스(7) 사이에 존재하는 금형(4)의 부분 상에서 경화되는 위치에서 제 2 렌즈 요소와만 접촉된다(도 5a 및 도 5b 참조). 다음에, 상술한 조립체는 도 5a에 도시된 조립체상에 위치되며, 그에 따라 제조된 조합체는 도 8에 개략적으로 도시되어 있으며, 그 후에 도 9에 도시된 바와 같이 제 1 금형(1)이 제거된다. 또한, 도 8에 도시된 실시예에 있어서, 스페이서 플레이트(8)는 상술한 접착제에 의해서 도 5a에 도시된 조립체에 연결된다. 이러한 방법에서, 조립체는 어느 한 측면에 2개의 별개의 렌즈 요소를 구비하는 스페이서 플레이트(8)로 구성되는 것으로 제조되는 반면에, 2개의 렌즈 부분으로 제조되는 각 개별 렌즈 요소는 그 사이에 존재하는 필름을 구비한다. 이러한 방법을 이용하면, 국제 특허 공개 제 WO 2004/027880 호에 개시된 바와 같이, 카메라에서 적당히 사용할 수 있는 개별 렌즈 구조체를 제조할 수 있다. 도 2 내지 도 9에 도시된 실시예는 필름을 사용하는 것과 관련하여 설명하였지만, 이러한 필름의 용도는 선택적이라는 것을 이해해야 한다. 도 6 내지 도 9에 도시된 실시예는 도 5a에 도시된 실시예에 의거한 것이지만, 또한 도 5b에 도시된 구조체를 사용하는 것이 가능하다는 것을 이해해야 한다. 도 9에 도시된 4개의 렌즈 구조체는 단지 설명을 위한 것이며, 실제로 이러한 많은 수의 렌즈 구조체는 참고로 본원에 인용하는 국제 특허 공개 제 WO 2004/027880 호에 개시된 기술과 같은 유용한 기술을 통해서 웨이퍼 레벨상에서 동시에 제조되고 서로 분리된다.

도 10은 본 방법을 이용하여 제조된 렌즈 조립체가 이용되는 렌즈 적층체(20)를 개략적으로 도시한 것이다. 예를 들면 VCSL(광원), CCD/CMOS 센서(21)와 같은 광학적 활성 요소는 스페이서(22)를 구비하는 반면에, 광학 요소(21)의 길이를 따라 연장되는 유리판(23)은 스페이서(22)상에 위치되며, 이 유리판(23)은 렌즈(28, 29)가 그 위에 복제되어 있는 스페이서의 각 측면상에 마련되어 있다. 계속해서, 스페이서(24)가 배치되며, 이 스페이서(24)위에 본 발명의 방법에 따라 제조된 렌즈 요소가 존재하며, 이 스페이서(24)는 양 측면에 복제된 렌즈 요소(26, 27)를 구비하는 필름(25)을 포함한다. 스페이서(22, 24), 유리판(23) 및 렌즈 요소(28, 29, 27, 26)는 접착제에 의해 함께 접착되며, 접착제의 두께는 5㎛ 내지 100㎛ 정도의 것이 사용될 수 있다. 상술한 스페이서는 유리로 제조되며, 복제된 렌즈 요소는 폴리머 기제이다. 필름(25) 및 이 필름위에 복제된 2개의 렌즈 요소(26, 27)가 광학적 활성 요소(21)로부터 가장 멀리 위치되어 있는 것으로 설명하였지만, 상술한 필름(25) 및 렌즈 요소(26, 27)가 광학적 활성 요소(21)에 가장 근접하게 위치되는 실시예를 이용하는 것도 또한 가능하다. 스페이서(22)는 상술한 스페이서(8)와 동일한 재료로 제조될 수 있다. 스페이서(22)는 당해의 렌즈 요소의 메인 광축과 동축으로 배치된 개구부를 포함하는 반면에, 특정 실시예에 있어서 상기 개구부의 측면은 반사 방지막을 구비한다.

도 11은 렌즈 적층체(30)를 개략적으로 도시한 것이며, 여기에서 VCSL(광원), 메가픽셀 CMOS 센서(31)와 같은 광학적 활성 요소는 스페이서(32)를 구비하며, 이 스페이서(32)위에 유리판(33)이 위치되며, 이 유리판(33)에는 복제된 렌즈 요소(43, 42)가 이 유리판의 양 측면에 마련되어 있다. 도시된 실시예에 있어서, 스페이서(34)는 렌즈 요소(43)와 일체이며, 이것은 렌즈 요소(43) 및 스페이서(34)가 균일한 또는 분리할 수 없는 형태를 형성하는 것을 의미한다. 또한, 스페이서(34)가 별개의 구성요소로서 마련되는 실시예도 가능하며, 그에 따라 렌즈 요소(40), 스페이서(34) 및 렌즈 요소(43)는 접착제에 의해 영구적으로 상호결합되어 있다. 또다른 실시예에 따르면, 스페이서(34)는 렌즈 요소(40)와 일체화되며, 그 결과 단지 하나의 접착제 층이 유리판(33) 및 필름(41)을 영구적으로 상호결합시킬 필요가 있다. 이러한 일체화된 스페이서를 이용하면, 사용될 접착제 및 요소의 개수가 감소되기 때문에, 적층체 높이에 있어서 보다 유리한 허용오차 값을 달성할 수 있는 것으로 발견되었다. 본 발명의 방법에 의해 제조된 렌즈 조립체는 상기 스페이서(34)상에 배치되어 있으며, 이 렌즈 조립체는 필름(41)을 포함하며, 이 필름(41)은 이 필름의 각 측면상에 복제된 제 1 및 제 2 렌즈 요소(39, 40)를 구비한다. 추가로, 스페이서(35)가 제공되며, 이 스페이서(35)위에는 본 발명의 방법에 따라 제조된 다른 렌즈 조립체가 배치되며, 이 다른 렌즈 조립체는 필름(37)을 포함하며, 이 필름(37)은 이 필름의 각 측면상에 복제된 렌즈 요소(36, 38)를 구비한다. 스페이서(32, 35), 유리판(33) 및 렌즈 요소(42, 43, 40, 39, 38, 36)는 접착제에 의해 함께 접착된다. 렌즈 요소(42, 43)가 제공된 유리판(33)은 광학적 활성 요소(31)에 가장 근접한 것으로 설명하였지만, 예를 들면 렌즈 요소(39, 40)가 마련된 필름(41)이 스페이서(32)의 상부에 배치되고, 다음에 유리판(33) 및 최종적으로 렌즈 요소(36, 38)가 마련된 필름(37)이 배치되는 실시예를 이용하는 것도 또한 가능하다.

도 12는 본 발명의 방법에 사용된 필름(40)을 개략적으로 도시한 것이며, 이 필름(40)은 도 13의 평면도에 도시된 상부 코팅(44)을 포함한다. 상부 코팅(44)은 다이아프램으로서 사용되는 일정하게 이격된 개구부(45)를 구비한다. 예를 들면, 상부 코팅(44)은 크롬 산화물의 베이스를 갖는 비투명 층일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상부 코팅(44)으로서 적외선 코팅을 도포하는 것도 가능하며, 이 상부 코팅은 또한 자외선 광을 흡수할 폴리카보네이트 필름을 이용하는 필터 기능을 가질 수 있다. 도 12에 도시된 필름(40)은 도 10 및 도 11에 도시된 필름(25, 37, 41)으로서 간주될 수 있다.

Claims (34)

1. 복제 공정(replication process)에 의해 렌즈 조립체를 제조하는 방법에 있어서,
   (ⅰ) 일정하게 이격된 캐비티들이 마련된 제 1 금형 내로 제 1 액체 자외선 경화형 조성물(curable composition)을 도입하는 단계와,
   (ⅱ) 자외선 방사에 의해 제 1 조성물을 경화시켜서, 서로 나란히 배치된 렌즈들을 포함하는 제 1 렌즈 요소를 제조하는 단계로서, 제조된 제 1 렌즈 요소의 표면은 상기 캐비티의 표면의 반대인, 제 1 렌즈 요소 제조 단계와,
   (ⅲ) 단계 (ⅱ)에서 경화된 제 1 조성물에 제 2 액체 자외선 경화형 조성물을 도포하는 단계와,
   (ⅳ) 단계 (ⅲ)에서 도포된 제 2 조성물 상에 제 2 금형을 배치하는 단계로서, 상기 제 2 금형은, 리세스가 제 2 조성물로 충전될 수 있는 방식으로 일정하게 이격된 리세스들이 마련되어 있는, 제 2 금형 배치 단계와,
   (ⅴ) 자외선 방사에 의해 제 2 조성물을 경화시켜서, 서로 나란히 배치된 렌즈들을 포함하는 제 2 렌즈 요소를 제조하는 단계로서, 제조된 제 2 렌즈 요소의 표면은 상기 리세스의 표면의 반대인, 제 2 렌즈 요소 제조 단계와,
   (ⅵ) 상기 제 1 금형 및/또는 제 2 금형을 제거하는 단계가 실행되는 것을 특징으로 하는
   렌즈 조립체 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 금형이 단계 (ⅵ)에서 제거되고, 이어서 단계 (ⅴ)에서 경화된 제 2 조성물 상에 스페이서 플레이트를 배치함으로써 스페이서 플레이트, 제 2 렌즈 요소 및 제 1 렌즈 요소를 포함하는 제 1 조립체를 제조하는 것을 포함하는 단계 (ⅶ)가 실행되는 것을 특징으로 하는
   렌즈 조립체 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   단계 (ⅱ)를 실행하기 전에 비경화 상태의 제 1 조성물 위에 필름이 배치되고, 이 필름이 상기 제 1 금형의 캐비티 내에 존재하는 제 1 조성물을 밀봉하는 것을 특징으로 하는
   렌즈 조립체 제조 방법.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 조립체가, 상기 제 2 금형이 제거되는 단계 (ⅵ) 이후에 얻어진 생성물 상에 배치됨으로써, 연속적으로 제 1 렌즈 요소, 제 2 렌즈 요소, 스페이스 플레이트, 제 2 렌즈 요소 및 제 1 렌즈 요소로 구성되는 제 2 조립체를 제조하는 것을 특징으로 하는
   렌즈 조립체 제조 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 렌즈 요소는 상기 제 2 렌즈 요소의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는
   렌즈 조립체 제조 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 캐비티 사이에 존재하는 부분에도 제 1 자외선 경화형 조성물이 제공되면서 상기 제 1 금형 전체에 걸쳐서 제 1 자외선 경화형 조성물이 유출되는 방식으로 단계 (ⅰ)이 실행되는 것을 특징으로 하는
   렌즈 조립체 제조 방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 리세스 사이에 존재하는 부분에도 제 2 자외선 경화형 조성물이 제공되면서 상기 제 2 금형 전체에 걸쳐서 제 2 자외선 경화형 조성물이 유출되는 방식으로 단계 (ⅲ) 및 (ⅳ)가 실행되는 것을 특징으로 하는
   렌즈 조립체 제조 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 이용하여 제조되는, 제 1 복제 렌즈 요소와 이 렌즈 요소 위에 복제된 제 2 렌즈 요소가 연속해서 구성되고,
   상기 제 1 복제 렌즈 요소와 이 렌즈 요소 위에 복제된 제 2 렌즈 요소 사이에 필름이 존재하는 것을 특징으로 하는
   렌즈 조립체.
9. 삭제
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 필름은 다이아프램, 반사 방지, 적외선 반사, 전기 전도성 및 개구로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 기능을 갖고 있는
    렌즈 조립체.
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 필름은 400㎚ 내지 700㎚의 파장 범위에서 투과성인 것을 특징으로 하는
    렌즈 조립체.
12. 제 8 항에 있어서,
    상기 필름은 가요성이며, 최대 0.75㎜의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는
    렌즈 조립체.
13. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 복제 렌즈 요소에 스페이서가 접촉하는 것을 특징으로 하는
    렌즈 조립체.
14. 렌즈 조립체에 있어서,
    제 1 복제 렌즈 요소와 이 렌즈 요소 위에 복제된 제 2 렌즈 요소; 상기 제 복제 렌즈 요소에 접촉하는 스페이서; 및 각각 스페이서의 상기 제 1 복제 렌즈 요소로부터 먼 측면 상에 존재하는 제 3 및 제 4 렌즈 요소를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 렌즈 요소와 제 3 및 제 4 렌즈 요소는 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 이용하여 제조되며,
    상기 스페이서는 상기 제 3 및 제 4 렌즈 요소의 서로 나란히 배치된 렌즈들 사이에 존재하는 부분에 접촉하는
    렌즈 조립체.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 3 렌즈 요소와 상기 제 4 렌즈 요소 사이에 필름이 존재하며, 상기 필름은 가요성이며, 최대 0.75㎜의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는
    렌즈 조립체.
16. 제 8 항에 있어서,
    상기 필름은 일정하게 이격된 개구부들을 구비하며, 상기 개구부의 위치는 각 렌즈 요소를 통하는 광로에 대응하는 것을 특징으로 하는
    렌즈 조립체.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 필름은 400㎚ 내지 700㎚의 활성 범위 내의 광에 불투과성이어서, 서로 나란하게 배치된 렌즈 요소들 사이의 바람직하지 못한 크로스토크(crosstalk)를 방지하는 것을 특징으로 하는
    렌즈 조립체.
18. 제 13 항에 있어서,
    접착제가 상기 스페이서와 각 렌즈 요소 사이에 존재하는 것을 특징으로 하는
    렌즈 조립체.
19. 광학적 활성 요소와, 하나 또는 그 이상의 스페이서 기판과, 이 기판 위에 배치된 렌즈 요소들을 포함하는 렌즈 적층체(lens stack)에 있어서,
    상기 렌즈 적층체는, 연속적으로,
    (ⅰ) 광학적 활성 요소와,
    (ⅱ) 제 1 스페이서와,
    (ⅲ) 상기 광학적 활성 요소의 전체 영역에 걸쳐서 연장되는 유리판과,
    (ⅳ) 제 2 스페이서와,
    (ⅴ) 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 이용하여 제조되는 제 1 렌즈 요소 및 제 2 렌즈 요소의 조립체로 구성되는 것을 특징으로 하는
    렌즈 적층체.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 렌즈 요소와 상기 제 2 렌즈 요소 사이에 필름이 존재하는 것을 특징으로 하는
    렌즈 적층체.
21. 제 20 항에 있어서,
    상기 유리판은 이 유리판의 적어도 하나의 측면에 복제된 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는
    렌즈 적층체.
22. 광학적 활성 요소와, 하나 또는 그 이상의 스페이서 기판과, 이 기판 위에 배치된 렌즈 요소들을 포함하는 렌즈 적층체에 있어서,
    상기 렌즈 적층체는, 연속적으로,
    (ⅰ) 광학적 활성 요소와,
    (ⅱ) 제 1 스페이서와,
    (ⅲ) 상기 광학적 활성 요소의 전체 영역에 걸쳐서 연장되는 유리판과,
    (ⅳ) 제 2 스페이서와,
    (ⅴ) 제 1 렌즈 요소 및 제 2 렌즈 요소의 제 1 조립체와,
    (ⅵ) 제 3 스페이서와,
    (ⅶ) 제 3 및 제 4 렌즈 요소를 포함하는 제 2 조립체로 구성되며,
    상기 제 1 및 제 2 렌즈 요소와 제 3 및 제 4 렌즈 요소는 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는
    렌즈 적층체.
23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 3 렌즈 요소와 상기 제 4 렌즈 요소 사이에 필름이 존재하는 것을 특징으로 하는
    렌즈 적층체.
24. 제 20 항에 있어서,
    상기 필름은 다이아프램, 반사 방지, 적외선 반사, 전기 전도성 및 개구로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 기능을 갖고 있는
    렌즈 적층체.
25. 제 20 항에 있어서,
    상기 필름은 400㎚ 내지 700㎚의 파장 범위에서 투과성인 것을 특징으로 하는
    렌즈 적층체.
26. 제 20 항에 있어서,
    상기 필름은 가요성이며, 최대 0.75㎜의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는
    렌즈 적층체.
27. 제 20 항에 있어서,
    상기 필름은 일정하게 이격된 개구부들을 구비하며, 상기 개구부의 위치는 각 렌즈 요소를 통하는 광로에 대응하는 것을 특징으로 하는
    렌즈 적층체.
28. 제 27 항에 있어서,
    상기 필름은 400㎚ 내지 700㎚의 활성 범위 내의 광에 불투과성이어서, 서로 나란하게 배치된 렌즈 요소들 사이의 바람직하지 못한 크로스토크를 방지하는 것을 특징으로 하는
    렌즈 적층체.
29. 제 19 항에 있어서,
    상기 스페이서 (ⅳ)는 상기 조립체 (ⅴ)의 상기 제 1 렌즈 요소에 일체화된 것을 특징으로 하는
    렌즈 적층체.
30. 제 21 항에 있어서,
    상기 스페이서 (ⅳ)는 상기 유리판 (ⅲ)에 복제된 렌즈에 일체화된 것을 특징으로 하는
    렌즈 적층체.
31. 제 19 항에 따른 렌즈 적층체가 마련된
    카메라.
32. 제 19 항에 따른 렌즈 적층체가 마련된
    광원.
33. 제 8 항에 따른 렌즈 조립체가 마련된
    카메라.
34. 제 8 항에 따른 렌즈 조립체가 마련된
    광원.

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