KR101942651B1

KR101942651B1 - 광학렌즈

Info

Publication number: KR101942651B1
Application number: KR1020170059161A
Authority: KR
Inventors: 콴 유 탕
Original assignee: 원렌솔루션 옵티컬 테크놀로지 에스디엔 비에이치디
Priority date: 2017-05-12
Filing date: 2017-05-12
Publication date: 2019-01-25
Also published as: KR20180124506A

Abstract

이러한 목적 달성을 위하여 본 고안에 따른 광학렌즈는 렌즈 기판의 일측단에 부분 청색광 및 적외선을 차단할 수 있는 다층막이 형성되어 있고, 상기 다층막은 복수 개의 층으로 이루어진 저굴절률 박막(이산화규소 박막 혹은 이산화규소와 산화알루미늄으로 구성된 혼합재 박막, 또는 산화규소와 이산화규소로 구성된 혼합재 박막)과 고굴절률 박막(산화지르코늄 박막, 오산화티타늄 박막, 산화티타늄 박막, 오산화탄탈럼 박막 혹은 산화지르코늄과 산화티타늄으로 구성된 혼합재 박막)이 서로 적층되면서 만들어지며, 상기 다층막의 각 층별 박막에는 특정한 재료와 두께를 사용하여 광학렌즈가 과도하게 염색되지 않은 조건하에서 일부 청색광과 적외선을 차단하는 효과를 생성토록 함으로써 사용자의 눈이 일부 적외선이 차단됨에 따라 청량한 느낌을 유지할 수 있도록 하고, 또 일부 청색광이 차단됨에 따라 사용자의 눈에 황반부 변성 및 백내장 등 문제가 발생하는 확률을 줄일 수 있어 광학렌즈로 하여금 눈의 피로감을 줄이고 오래 보는 시간을 연장하는 효과를 얻도록 한다.

Description

광학렌즈{OPTICAL LENSES}

본 고안은 청색광과 적외선을 효과적으로 차단할 수 있는 광학렌즈에 관한 것이다.

과학기술의 발전과 인간의 생활습관이 변하면서 텔리비젼, 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 및 스마트폰 등 전자제품과 조명설비는 이미 수많은 사람들의 일살생활에서 없어서는 안 되는 필수품이 되었다. 그리고 이러한 전자제품의 스크린 및 조명설비의 광원빔은 모두 청색광을 함유하고 있고, 실외의 강렬한 햇빛에도 높은 에너지의 가시광 및 비가시광을 포함하고 있는데, 그 중 가시광에 함유된 청색광은 안구를 투과하여 황반부와 망막에 집적 도달할 수 있다. 그러므로, 눈이 장시간 청색광에 노출될 경우 망막층의 황반부 변성으로 인해 황반 퇴화 및/또는 백내장을 유발하는 것이 큰 우려가 되고 있다.

기존의 광학렌즈, 특히 시력교정에 사용되는 광학렌즈는 모두 반사 방지, 외부 광원을 흡수하는 적외선 및 자외선 또는 정전기 해소, 저주파 방사선 및 휘광 등 기술에 대한 개량에 중점을 두고 있는데, 예컨대 대만 실용신안출원공고 제M311893호에는 렌즈의 기본 재료에 적어도 하나의 코팅층이 형성되어 있고, 상기 코팅층은 화학적 코팅법(침적 코팅, 분사 코팅) 혹은 물리적 코팅법(진공 증착, 이온 플레이팅)으로 상기 기본 재료의 외부 표면에 도포되어 상기 코팅층이 상기 기본 재료 외부 표면의 곡률 반경에 알맞도록 함으로써 반사 방지, 높은 투과율 및 전도성을 갖는 렌즈를 얻을 수 있도록 하는 '강화렌즈'가 게시되어 있다.

상술한 바와 같이, 기존의 광학렌즈는 모두가 눈에 대한 청색광의 영향을 고려하지 않고 있다. 따라서, 상술한 기존의 광학렌즈에 사용되는 코팅 기술 및 방법은 광학렌즈를 사용해 청색광을 효과적으로 차단할 수 없기 때문에 과도한 청색광의 피해로부터 눈을 보호할 수 없는 문제점이 있다.

이에, 본 방명인은 전술한 종래 기술에 따른 광학렌즈가 청색광과 적외선을 차단할 수 없는 문제점에 대하여 오랜 기간 동안의 연구와 실험을 거쳐 본 고안을 안출하게 되었다.

본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 본 고안의 목적은, 종래 기술에 따른 광학렌즈의 기술이 청색광과 적외선을 효과적으로 차단하지 못하는 문제점을 해결함으로써 나이와 관련된 눈의 황반부 변성 및 백내장을 예방하는 효과를 얻을 수 있는 광학렌즈를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 광학 렌즈의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예 (1)의 확대도 (1)이다.
도 3은 본 발명의 실시 예 (1)의 확대도 (2)이다.
도 4는 본 발명의 실시 예 (1)의 확대도 (3)이다.
도 5는 본 발명의 실시 예 (2)의 확대도 (1)이다.
도 6은 본 발명의 실시 예 (2)의 확대도 (2)이다.
도 7은 본 발명의 실시 예 (2)의 확대도 (3)이다.

도1 내지 도4에 도시된 바와 같이, 이들 도면은 본 고안에 따른 청색광과 적외선을 효과적으로 차단할 수 있는 광학렌즈의 제1 실시예로, 적어도 렌즈 기판(1); 및 다층막(2);을 포함하는데, 여기서,

상기 렌즈 기판(1)은, 유리 혹은 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 아크릴 수지(acrylic), CR39 수지, NK55 수지, MR-계열 수지(예컨대 MR7 수지, MR7.4 수지, MR8 수지, MR 10 수지 등), 트라이벡스(trivex) 등 재질로 제작된 광학렌즈로 이루어질 수 있고, 상기 렌즈 기판(1)은 미리 필요한 형상으로 절삭될 수 있는데, 예컨대 볼록 렌즈, 오목 렌즈, 근시용 렌즈, 원시용 렌즈, 난시용 렌즈, 돋보기용 렌즈, 스크린용 렌즈 혹은 기타 기하학적 형상의 렌즈와 같이 사용에 필요한 경우에 따라 정해진다.

그리고 상기 다층막(2)은, 상기 렌즈 기판(1)의 일측단에 형성되어 있고, 상기 다층막(2)은 증공 증착 방식을 이용하여 각 층별 박막을 한 층씩 상기 렌즈 기판(1) 위에 집적 혹은 간접적으로 증공 증착하고, 상기 다층막(2) 이산화규소(SiO2) 박막 혹은 이산화규소와 산화알루미늄으로 구성된 혼합재(SiO2 + Al2O3) 박막, 또는 산화규소와 이산화규소로 구성된 혼합재(SiO + SiO2) 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 130~208nm로 이루어지는 제1층 박막(21);과 산화지르코늄(ZrO2) 박막, 오산화티타늄(Ti3O5) 박막, 산화티타늄(TiO2) 박막, 오산화탄탈럼(Ta2O5) 박막 혹은 산화지르코늄과 산화티타늄으로 구성된 혼합재(ZrO2 + TiO2) 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 101~152nm로 이루어지는 제2층 박막(22);과 이산화규소(SiO2) 박막 혹은 이산화규소와 산화알루미늄으로 구성된 혼합재(SiO2 + Al2O3) 박막, 또는 산화규소와 이산화규소로 구성된 혼합재(SiO + SiO2) 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 120~184nm로 이루어지는 제3층 박막(23);과 산화지르코늄(ZrO2) 박막, 오산화티타늄(Ti3O5) 박막, 산화티타늄(TiO2) 박막, 오산화탄탈럼(Ta2O5) 박막 혹은 산화지르코늄과 산화티타늄으로 구성된 혼합재(ZrO2 + TiO2) 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 80~130nm로 이루어지는 제4층 박막(24); 및 이산화규소(SiO2) 박막 혹은 이산화규소와 산화알루미늄으로 구성된 혼합재(SiO2 + Al2O3) 박막, 또는 산화규소와 이산화규소로 구성된 혼합재(SiO + SiO2) 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 40~65nm로 이루어지는 제5층 박막(25);을 포함한다. 한편, 상기 다층막(2)의 각 층별 박막 사이에는 필요에 따라 정해지는 기타 기능성 박막이 설치될 수 있다.

도1 및 도5 내지 도7에 도시된 바와 같이, 이들 도면은 본 고안에 따른 청색광과 적외선을 효과적으로 차단할 수 있는 광학렌즈의 제2 실시예로, 적어도 렌즈 기판(1);과 다층막(2);을 포함하는데, 여기서,

그리고 상기 다층막(2)은, 상기 렌즈 기판(1)의 일측단에 형성되고, 또 상기 다층막(2)은 진공 증착 방식을 이용하여 각 층별 박막을 한 층씩 상기 렌즈 기판(1) 위에 직접 혹은 간접적으로 진공 증착하고, 상기 다층막(2)은 이산화규소(SiO2) 박막 혹은 이산화규소와 산화알루미늄으로 구성된 혼합재(SiO2 + Al2O3) 박막, 또는 산화규소와 이산화규소로 구성된 혼합재(SiO + SiO2) 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 139~208nm로 이루어지는 제1층 박막(21);과 산화지르코늄(ZrO2) 박막, 오산화티타늄(Ti3O5) 박막, 산화티타늄(TiO2) 박막, 오산화탄탈럼(Ta2O5) 박막 혹은 산화지르코늄과 산화티타늄으로 구성된 혼합재(ZrO2 + TiO2) 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 101~152nm로 이루어지는 제2층 박막(22);과 이산화규소(SiO2) 박막 혹은 이산화규소와 산화알루미늄으로 구성된 혼합재(SiO2+ Al2O3) 박막, 또는 산화규소와 이산화규소로 구성된 혼합재(SiO + SiO2) 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 120~184nm로 이루어지는 제3층 박막(23);과 산화지르코늄(ZrO2) 박막, 오산화티타늄(Ti3O5) 박막, 산화티타늄(TiO2) 박막, 오산화탄탈럼(Ta2O5) 박막 혹은 산화지르코늄과 산화티타늄으로 구성된 혼합재(ZrO2 + TiO2) 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 75~114nm로 이루어지는 제4층 박막(24);과 이산화규소(SiO2) 박막 혹은 이산화규소와 산화알루미늄으로 구성된 혼합재(SiO2 + Al2O3) 박막, 또는 산화규소와 이산화규소로 구성된 혼합재(SiO + SiO2) 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 11~18nm로 이루어지는 제5층 박막(25);과 산화지르코늄(ZrO2) 박막, 오산화티타늄(Ti3O5) 박막, 산화티타늄(TiO2) 박막, 오산화탄탈럼(Ta2O5) 박막 혹은 산화지르코늄과 산화티타늄으로 구성된 혼합재(ZrO2 + TiO2) 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 9~13nm로 이루어지는 제6층 박막(26); 및 이산화규소(SiO2) 박막 혹은 이산화규소와 산화알루미늄으로 구성된 혼합재(SiO2 + Al2O3) 박막, 또는 산화규소와 이산화규소로 구성된 혼합재(SiO + SiO2) 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 2.8~4.2nm로 이루어지는 제7층 박막(27);을 포함한다. 한편, 상기 다층막(2)의 각 층별 박막 사이에는 필요에 따라 정해지는 기타 기능성 박막이 설치될 수 있다.

도3, 도4, 도6 그리고 도7에 도시된 바와 같이, 상기 각각의 실시예에 따른 광학렌즈는 렌즈 기판(1)과 다층막(2)의 사이에 1차 결합막(3)이 형성될 수 있으며, 그 박막의 두께는 4.8~7.2nm로 상기 1차 결합막(3)을 이용하여 상기 다층막(2)이 상기 렌즈 기판(1) 위에 쉽게 부착되도록 하여 상기 렌즈 기판(1)과 다층막(2) 사이의 결합 강도를 높일 수 있고 또 상기 다층막(2)이 외부의 힘에 의해 상기 렌즈 기판(1)에서 쉽게 탈착되지 않도록 할 수 있다. 한편, 상기 1차 결합막(3)을 설치하는 것은 광학렌즈의 청색광과 적외선 차단 효과에는 영향을 미치지 않으므로, 상기 렌즈 기판(1)과 다층막(2) 사이에는 필요에 따라 상기 1차 결합막(3)을 설치하거나 설치하지 않을 수 있다. 또 상기 1차 결합막(3)은 크롬(Cr) 박막, 실리콘(Si) 박막, 산화규소(SiO) 박막 혹은 산화규소와 크롬으로 구성된 혼합재(SiO + Cr) 박막으로 이루어질 수 있다.

도4 및 도7에 도시된 바와 같이, 상기 다층막(2)의 적어도 하나의 서로 인접한 박막의 사이(예컨대 제1층 박막(21)과 제2층 박막(22)의 사이, 제2층 박막(22)과 제3층 박막(23)의 사이, 제3층 박막(23)과 제4층 박막(24)의 사이, … 혹은 제6층 박막(26)과 제7층 박막(27)의 사이)에는 2차 결합막(4)이 설치될 수 있으며, 상기 2차 결합막(4)을 이용하여 상기 다층막(2)의 각 층별 박막 사이의 부착력과 결합 강도를 증가시킬 수 있고 또 상기 다층막(2)이 외부의 힘에 의해 쉽게 탈착되지 않도록 할 수 있다. 한편, 상기 2차 결합막(4)을 설치하는 것은 광학렌즈의 청색광과 적외선 차단 효과에는 영향을 미치지 않으므로, 상기 다층막(2)의 서로 인접한 박막 사이에는 필요에 따라 상기 2차 결합막(4)을 설치하거나 설치하지 않을 수 있다. 또 상기 2차 결합막(4)은 산화알루미늄(Al2O3) 박막으로 이루어질 수 있다.

도4 및 도7에 도시된 바와 같이, 상기 다층막(2)의 어느 하나의 서로 인접한 박막의 사이에는 대전방지막(5)이 설치될 수 있으며, 그 박막의 두께는 2~9nm로 광학렌즈로 하여금 대전방지 효과를 갖도록 한다. 한편, 상기 대전방지막(5)을 설치하는 것은 광학렌즈의 청색광과 적외선 차단 효과에는 영향을 미치지 않으므로, 상기 다층막(2)의 서로 인접한 박막 사이에는 필요에 따라 상기 대전방지막(5)을 설치하거나 설치하지 않을 수 있다. 또 상기 대전방지막(5)은 주석 산화물(ITO) 박막으로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 다층막(2)의 가장 끝단 층 박막의 외측단에는 필요에 따라 광학 렌즈의 기능성을 높일 수 있도록 올레포빅 필름, 김서림 방지필름, 보호필름 혹은 기타 기능성 박막(미도시)을 설치할 수 있다.

본 발명의 광학 렌즈, 여기서 청색광(파장 476~495nm)의 반사율은 약5~20%, 그리고 적외선(파장 760~1000nm)의 반사율은 약30~70%이다; 여기서 청색광(파장 476~495nm)의 투과율은 약80~95%, 그리고 적외선(파장 760~1000nm)의 투과율은 약30~70%이다.

당연히 본 고안에 따른 다층막(2)은 9층, 11층, 13층 등 다층 구조로 설치될 수도 있으나, 당층막(2)의 층수가 많을수록 각 층별 박막의 두께는 반드시 더욱 얇은 두께로 조정되어야 한다. 이 경우, 제조가 더욱 어려워지고 결함이 쉽게 발생하고 더 많은 제조원가를 증가시키기 때문에 경제적 효과가 없다. 그러므로, 본 발명인은 오랜 시간의 시험을 거쳐 전술한 제1 실시예와 제2 실시예의 5층으로 이루어진 다층막(2)과 7층으로 이루어진 다층막(2)이 가장 우수한 생산효율과 수율을 가지며, 광학렌즈에 1차 결합막(3), 2차 결합막(4), 대전방지막(5), 소유성 박막, 안개방지 박막, 보호막 혹은 기타 기능성 박막을 추가하더라도 상기 광학렌즈의 청색광과 적외선 방지 효과에는 영향을 미치지 않음을 발견하였다.

상술한 내용을 종합하면, 본 고안에 따른 광학렌즈는 다층막(2)의 각 층별 박막에 특정한 재료와 두께를 사용하여 광학렌즈가 과고하게 염색되지 않은 조건(차단된 청색광이 많을수록 렌즈의 색상이 어두어짐)하에서 부분 청생광 및 적외선을 차단하는 효과를 생성토록 함으로써 사용자의 눈이 일부 청량한 느낌을 유지하고 눈에 황반부 변성 및 백내장 등 문제가 발생하지 않도록 예방할 수 있으며, 더 나가 눈의 피로감을 줄이고 오래 보는 시간을 연장하는 효과를 얻을 수 있는 것을 본 고안의 구성으로 한다.

Claims

적어도 렌즈 기판;과 다층막;을 포함하는 광학렌즈에 있어서,
상기 다층막은 상기 렌즈 기판의 일측단에 설치되고, 상기 다층막은 진공 증착 방식을 이용하여 각 층별 박막을 한 층씩 상기 렌즈 기판 위에 직접 혹은 간접적으로 진공 증착하고, 또 상기 다층막은,
이산화규소 박막 혹은 이산화규소와 산화알루미늄으로 구성된 혼합재 박막, 또는 산화규소와 이산화규소로 구성된 혼합재 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 130~208nm로 이루어지는 제1층 박막;
산화지르코늄 박막, 오산화티타늄 박막, 산화티타늄 박막, 오산화탄탈럼 박막 혹은 산화지르코늄과 산화티타늄으로 구성된 혼합재 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 101~152nm로 이루어지는 제2층 박막;
이산화규소 박막 혹은 이산화규소와 산화알루미늄으로 구성된 혼합재 박막, 또는 산화규소와 이산화규소로 구성된 혼합재 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 120~184nm로 이루어지는 제3층 박막;
산화지르코늄 박막, 오산화티타늄 박막, 산화티타늄 박막, 오산화탄탈럼 박막 혹은 산화지르코늄과 산화티타늄으로 구성된 혼합재 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 80~130nm로 이루어지는 제4층 박막; 및
이산화규소 박막 혹은 이산화규소와 산화알루미늄으로 구성된 혼합재 박막, 또는 산화규소와 이산화규소로 구성된 혼합재 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 40~65nm로 이루어지는 제5층 박막;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
적어도 렌즈 기판;과 다층막;을 포함하는 광학렌즈에 있어서,
상기 다층막은 상기 렌즈 기판의 일측단에 설치되고, 상기 다층막은 진공 증착 방식을 이용하여 각 층별 박막을 한 층씩 상기 렌즈 기판 위에 직접 혹은 간접적으로 진공 증착하고, 또 상기 다층막은,
이산화규소 박막 혹은 이산화규소와 산화알루미늄으로 구성된 혼합재 박막, 또는 산화규소와 이산화규소로 구성된 혼합재 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 130~208nm로 이루어지는 제1층 박막;
산화지르코늄 박막, 오산화티타늄 박막, 산화티타늄 박막, 오산화탄탈럼 박막 혹은 산화지르코늄과 산화티타늄으로 구성된 혼합재 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 101~152nm로 이루어지는 제2층 박막;
이산화규소 박막 혹은 이산화규소와 산화알루미늄으로 구성된 혼합재 박막, 또는 산화규소와 이산화규소로 구성된 혼합재 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 120~184nm로 이루어지는 제3층 박막;
산화지르코늄 박막, 오산화티타늄 박막, 산화티타늄 박막, 오산화탄탈럼 박막 혹은 산화지르코늄과 산화티타늄으로 구성된 혼합재 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 75~114nm로 이루어지는 제4층 박막;
이산화규소 박막 혹은 이산화규소와 산화알루미늄으로 구성된 혼합재 박막, 또는 산화규소와 이산화규소로 구성된 혼합재 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 11~18nm로 이루어지는 제5층 박막;
산화지르코늄 박막, 오산화티타늄 박막, 산화티타늄 박막, 오산화탄탈럼 박막 혹은 산화지르코늄과 산화티타늄으로 구성된 혼합재 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 9~13nm로 이루어지는 제6층 박막; 및
이산화규소 박막 혹은 이산화규소와 산화알루미늄으로 구성된 혼합재 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 2.8~4.2nm로 이루어지는 제7층 박막;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 렌즈 기판과 상기 다층막 사이에는 1차 결합막이 설치되어 있으며, 상기 1차 결합막을 이용하여 상기 다층막이 상기 렌즈 기판 위에 쉽게 부착될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
제3항에 있어서,
상기 1차 결합막은 크롬 박막, 실리콘 박막, 산화규소 박막 혹은 산화규소와 크롬으로 구성된 혼합재 박막으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 4.8~7.2nm로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 다층막의 적어도 하나의 서로 인접한 박막 사이에는 2차 결합막이 설치되어 있으며, 상기 2차 결합막을 이용하여 상기 다층막의 각 층별 박막 사이의 부착력과 결합 강도를 증가시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
제5항에 있어서,
상기 2차 결합막은 산화알루미늄 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 다층막의 어느 하나의 서로 인접한 박막 사이에는 대전방지막이 설치될 수 있으며, 이에 따라 대전방지 효과를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
제7항에 있어서,
상기 대전방지막은 주석 산화물 박막으로 이루어지며, 그 박막의 두께는 2~9nm로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 다층막의 가장 끝단 층 박막의 외측단에는 올레포빅 필름, 김서림 방지필름, 또는보호필름을 설치할 수 있는 것을 특징으로 하는 광학렌즈.