KR101767384B1 - 렌즈 성형장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 렌즈 성형장치에 관한 것으로서, 렌즈 성형을 위한 렌즈성형용수지를 지지하는 웨이퍼마스크와 상기 웨이퍼마스크의 상부에 승강 가능하게 설치되어 상기 웨이퍼마스크와 대응되고 하면에 렌즈 성형을 위한 렌즈성형캐비티가 형성되는 렌즈성형금형부와 상기 렌즈성형캐비티 가장자리의 상기 렌즈성형금형부에 형성되어 렌즈 성형시 상기 렌즈성형용수지가 상기 렌즈성형캐비티 가장자리로부터 유입되도록 하여 상기 렌즈성형캐비티 내부 공기가 잔존하는 것을 방지하는 적어도 하나의 수지이동부를 구비한다.
본 발명에 따른 렌즈 성형장치는 렌즈 성형 시 렌즈성형용수지를 수지이동부와 접촉 후 렌스성형용수지를 렌즈성형캐비티의 중심으로부터 이격되도록 하여 렌즈성형캐비티에 유입된 렌즈성형용수지에 의해 렌즈성형캐비티 내부에 공기가 잔존하는 것을 방지할 수 있다.

Description

렌즈 성형장치{LENS FORMING MOLD}
본 발명은 렌즈 성형장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 렌즈 성형시 렌즈성형캐비티 내부에 잔존하는 공기를 외부로 배출하여 렌즈의 불량률을 줄일 수 있는 렌즈 성형장치에 관한 것이다.
일반적으로 고정밀의 광학 렌즈를 제작하기 위해서는 수지로 이루어진 재료를 직접 가공하는 방법이나 응용된 수지를 이용하여 성형하는 방법이 채용되고 있었다.
그러나 이러한 수지에 의해 성형된 렌즈는 성형 시 온도나 습도 등의 영향을 받게 되어 렌즈 성형 시 광학 렌즈의 정밀도가 나빠지는 문제점이 있다.
이러한 수지 성형을 통한 고정밀의 광학렌즈를 얻기 위해 사출 성형장치가 이용되며, 이러한 사출 성형장치를 통한 성형방법의 일례로 공개특허 공보 10-2010-0004858에 게시되어 있다.
이러한 종례 기술은 광학렌즈 성형 시 렌즈 성형장치 캐비티 내부에 잔존공기가 외부로 배출되지 않아 렌즈의 광학특성이 불안정하다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 상부금형에 구비된 렌즈성형용캐비티 내에 공기가 잔존하는 것을 방지하여 렌즈성형 시 렌즈의 불량률을 줄일 수 있는 렌즈 성형장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 렌즈 성형장치는 렌즈 성형을 위한 렌즈성형용수지를 지지하는 웨이퍼마스크와; 상기 웨이퍼마스크의 상부에 승강 가능하게 설치되어 상기 웨이퍼마스크와 대응되고 하면에 렌즈 성형을 위한 렌즈성형캐비티가 형성되는 렌즈성형금형부와; 상기 렌즈성형캐비티 가장자리의 상기 렌즈성형금형부에 형성되어 렌즈 성형 시 상기 렌즈성형용수지가 상기 렌즈성형캐비티 가장자리로부터 유입되도록 하여 상기 렌즈성형캐비티 내부 공기가 잔존하는 것을 방지하는 적어도 하나의 수지이동부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 수지이동부는 상기 렌즈성형금형부의 상기 렌즈성형캐비티 가장자리에 형성된 돌기부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 수지이동부는 상기 렌즈성형금형부의 상기 렌즈성형캐비티 가장자리에 제1 및 제2 돌기부가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 돌기부 내면에는 길이 방향으로 그루브가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 렌즈 성형장치는 렌즈 성형 시 렌즈성형용수지를 수지이동부와 접촉 후 렌스성형용수지를 렌즈성형캐비티의 중심으로부터 이격되도록 하여 렌즈성형캐비티에 유입된 렌즈성형용수지에 의해 렌즈성형캐비티 내부에 공기가 잔존하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 렌즈 성형장치로 성형된 렌즈에 대한 사시도이고,
도 2은 본 발명에 따른 렌즈 성형장치의 분리 사시도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수지이동부에 대한 사시도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수지이동부에 대한 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 렌즈 성형장치에 대한 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 렌즈 성형장치에 대한 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 렌즈 성형장치에 대한 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 렌즈 성형장치에 대한 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 렌즈 성형장치에 대한 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 렌즈 성형장치에 대한 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 렌즈 성형장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 10에는 본 발명에 따른 렌즈 성형장치 및 렌즈 성형 장치를 이용하여 성형한 렌즈가 도시되어 있다.
도 1에는 본 발명에 따른 렌즈 성형장치(100)로 성형한 렌즈가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 렌즈는 렌즈 성형장치(100)의 렌즈성형금형부(110)에 구비된 렌즈성형캐비티(120)의 형상과 같은 형상을 갖도록 형성된 코어렌즈(230)와, 코어렌즈(230)의 하부에 코어렌즈(230)를 지지하도록 코어렌즈(230)의 외측으로 확장된 렌즈베이스부(240)를 포함하여 구성되어 있다. 상기, 렌즈베이스부(240)의 일 측에는 상면으로부터 하방으로 인입된 수지이동부홀(240a)이 형성되어 있다. 상기의 수지이동부홀(240a)은 후술하는 수지이동부(130)의 길이에 따라 그 깊이가 다르게 형성될 수 있다.
도 2에는 도 1에 도시된 바와 같은 렌즈를 성형하기 위한 본 발명에 따른 렌즈 성형장치(100)가 도시되어있다. 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 렌즈 성형장치(100)는 렌즈성형용수지(220)를 지지하는 웨이퍼마스크(210)와, 상기 웨이퍼마스크(210) 상측에서 승강 가능하게 된 렌즈성형금형부(110)를 구비한다.
상기 웨이퍼마스크(210)는 쿼츠(quartz)나 소다라임(soda lime)과 같이 자외선이 투과 가능한 소재로 이루어진다. 또한, 상기 웨이퍼마스크(210)의 상측 표면에는 렌즈를 성형하기 위한 렌즈성형용수지가 공급되는 위치를 설정하기 위한 패턴이 형성되어 있다. 상기의 패턴은 웨이퍼마스크의 상면 영역 중에서 렌즈성형용수지가 공급되는 위치를 제외한 나머지 영역을 자외선 차단을 위한 크롬옥사이드와 같은 산화막을 증착하여 형성한다.
상기 렌즈성형금형부(110)는 무전해 니켈도금층을 형성한 구리, 황동 및 알루미늄과 같은 비철금속으로 이루어진다.
상기 렌즈성형금형부(110)는 본체부를 구비하고, 상기 본체부의 하면에 상기 웨이퍼마스크(210)와 대응되는 측에는 코어렌즈(230)를 성형하기 위한 렌즈성형캐비티(120)가 형성된다. 상기 렌즈성형금형부(110)에는 렌즈성형용수지(220)를 상기 렌즈성형캐비티(120) 중심으로부터 이격이 가능하며 상기 렌즈성형캐비티(120) 측근에 구비된 적어도 하나의 수지이동부(130)와, 렌즈성형 시 상기 렌즈성형용수지(220)가 유입될 때, 상기 렌즈성형캐비티(120) 내부의 잔존공기를 외부로 배출하는 공기배출부(150)를 포함한다.
상기 수지이동부(130)는 상기 렌즈성형캐비티(120) 가장자리에 돌출된 돌기부로 이루어진다. 상기 공기배출부(150)는 렌즈성형 시 상기 수지이동부(130)가 상기 웨이퍼마스크(210)와 완전히 닿게 된 상태에서 상기 웨이퍼마스크(210)와 상기 렌즈성형금형부(110) 사이의 영역으로 이루어진다.
한편, 도 3에는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수지이동부(130)가 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 수지이동부(130)는 렌즈성형금형부(110) 하단에 렌즈성형캐비티(120)와 인접한 위치에 제 1돌기부(131)와, 제 2돌기부(132)를 포함하여 이루어진다.
상기 제 1돌기부(131)와 상기 제 2돌기부(132)는 렌즈성형금형부(110)가 렌즈 성형을 위해 렌즈성형용수지(220)를 향해 하강할 때, 제 1돌기부(131)와 제 2돌기부(132)가 렌즈성형용수지(220)에 닿게 되고 제 1돌기부(131)와 제 2돌기부(132) 사이의 공간에서 렌즈성형용수지(220)와 제 1돌기부(131) 및 제 2돌기부(132)의 표면장력에 의해 렌즈성형용수지(220)가 렌즈성형캐비티(120) 중심에서 이격된다.
상기 수지이동부(130)를 이루는 도 2에 도시된 바와 같이 돌기부 또는 도 3에 도시된 바와 같은 제 1돌기부(131) 및 제 2돌기부(132)는 각각 도 4에 도시된 바와 같이 길이방향으로 수지그루브(130a)가 더 형성될 수 있다. 상기 수지그루브(130a)를 구비한 수지이동부(130)가 렌즈성형용수지(220)와 닿게 되면 수지그루브(130a)를 통해 렌즈성형용수지(220)와 수지그루브(130a)의 표면장력에 의해 렌즛어형용수지(220)가 렌즈성형캐비티(120) 중심과 이격이 용이하게 이루어진다.
상기 수지이동부(130)의 돌기부 또는 제 1돌기부(131) 및 제 2돌기부(132)는 렌즈성형 시 수지이동부홀(240a)을 형성하므로 돌기부 또는 제 1돌기부(131) 및 제 2돌기부(132)의 길이는 렌즈베이스부(240) 두께와 대응되게 형성하거나 렌즈베이스부(240)의 두께보다 얇게 형성할 수 있다. 또한, 상기 렌즈성형용수지(220)의 원활한 표면장력을 위해 상기 수지그루브(130a)형상은 U자로 형성할 수 있다.
도 5 내지 도 10에는 본 발명의 따른 렌즈 성형장치(100)를 이용하여 렌즈를 제작하는 과정이 도시되어 있다.
먼저, 웨이퍼마스크(210)상에 렌즈성형용수지(220)를 공급하고, 렌즈성형금형부(110)를 렌즈성형용수지(220) 방향으로 하강시켜 수지이동부(130)가 렌즈성형용수지(220)에 접촉되면 수지이동부(130)의 표면장력에 의해 렌즈성형용수지(220)가 수지이동부(130)로 이동되어 상기 렌즈성형캐비티(120) 중심에서 이격이 이루어진다.
이 상태에서 렌즈성형금형부(110)가 계속 하강하면, 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이 렌즈성형캐비티(120)의 중심에서 이격된 렌즈성형용수지(220)가 수지이동부(130)를 따라 렌즈성형캐비티(120)의 가장자리로부터 내측으로 유입되면서 렌즈성형캐비티(120) 내부에 잔존하는 공기를 외부로 밀어낸다.
이후, 렌즈성형금형부(110)를 더욱 하강시키면, 렌즈성형용수지(220)가 렌즈성형캐비티 내부로 완전 유입되는 과정에서 렌즈성형캐비티(120) 내부에 잔존하는 공기가 모두 외부로 배출된다. 이후, 웨이퍼마스크(210)의 하부에서 렌즈성형용수지를 향해 자외선을 조사하면 렌즈성형캐비티(120) 내부의 렌즈성형용수지(220)가 경화되면서 코어렌즈(230)가 성형된다. 이때, 렌즈성형캐비티(120) 내부의 렌즈성형용수지(220)는 코어렌즈(230)로 성형되고, 수지이동부(130)와 공기배출부(150) 측의 렌즈성형용수지(220)는 수지이동부홀(240a)가 형성된 렌즈베이스부(240)로 성형된다.
이후, 상기 렌즈성형금형부(110)를 상승시키면 성형 완료된 코어렌즈(230)만 남게된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 렌즈 성형장치(100)를 이용하여 렌즈를 성형하면 렌즈성형금형부(110) 하면에 구비된 렌즈성형캐비티(120) 내부에 공기가 잔존하는 것을 방지할 수 있어 렌즈성형 시 렌즈의 불량률을 줄일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 렌즈 성형장치는 도면에 도시된 일 예를 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 렌즈 성형장치
110: 렌즈성형금형부
120: 렌즈성형캐비티
130: 수지이동부
130a: 수지그루브
131: 제 1돌기부
132: 제 2돌기부
140: 표면장력부
150: 공기배출부
210: 웨이퍼마스크
220: 렌즈성형용수지
230: 코어렌즈
240: 렌즈베이스부
240a: 수지이동부홀

Claims (4)

  1. 렌즈 성형을 위한 렌즈성형용수지를 지지하는 웨이퍼마스크와;
    상기 웨이퍼마스크의 상부에 승강 가능하게 설치되어 상기 웨이퍼마스크와 대응되고 하면에 렌즈 성형을 위한 렌즈성형캐비티가 형성되는 렌즈성형금형부와;
    상기 렌즈성형캐비티 가장자리의 상기 렌즈성형금형부에 형성되어 렌즈 성형 시 상기 렌즈성형용수지가 상기 렌즈성형캐비티 가장자리로부터 유입되도록 하여 상기 렌즈성형캐비티 내부 공기가 잔존하는 것을 방지하는 적어도 하나의 수지이동부;를 구비하며,
    상기 수지이동부는 상기 렌즈성형금형부의 상기 렌즈성형캐비티 가장자리에 형성된 돌기부로 이루어지고, 상기 돌기부 내면에는 길이 방향으로 그루브가 형성된 것을 특징으로 하는 렌즈 성형장치.
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