KR101942754B1 - 프레넬 렌즈 제작용 금형 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프레넬 렌즈 제작용 금형 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일실시 예에 따른 프레넬 렌즈 제작용 금형의 제조방법은 보다 구체적으로 소정의 직경을 갖는 중심 원기둥을 준비하는 단계; 상기 원기둥을 중심으로 직경이 순차적으로 커지는 복수 개의 원형관을 간극 없이 끼워 하나의 다단 원기둥을 준비하는 단계; 상기 다단 원기둥의 상, 하부면 중 일면을 비구면으로 가공하는 단계; 상기 다단 원기둥의 원형관을 각각 가압 및 돌출시켜 상기 비구면을 프레넬 렌즈 형상으로 정렬하는 단계; 및 일면이 프레넬 형상으로 정렬된 상기 다단 원기둥의 타면을 평평하게 컷팅하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 프레넬 렌즈 제작용 금형 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기계가공으로 이루어진 종래의 프레넬 렌즈를 금형을 이용한 성형 공법으로 간단하고 정밀하게 제작할 수 있어 프레넬 렌즈의 생산성을 높이고 제조비용 절감이 가능한 프레넬 렌즈 제작용 금형 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
프레넬 렌즈는 렌즈 전체의 광축을 중심으로 반경 방향으로 미세한 폭을 갖는 렌즈 면을 반복 형성한 것이며, 투사스크린과 같은 디스플레이 장치나 오버헤드 프로젝터(OHP)를 위시한 많은 광학기기에는 프레넬 렌즈(Fresnel Lens)가 사용된다.
이러한 프레넬 렌즈는 통상적으로 기계 가공방식에 의해 제작되어왔다.
그러나 기계 가공방식으로 프레넬 렌즈를 제작하는 경우 불량률이 매우 높다는 문제점이 있었다.
한편, 상기 기계 가공방식 대신에 프레스를 사용하여 프레넬 렌즈를 제작하는 시도도 행해지고 있지만, 이 역시 렌즈의 불량률을 크게 낮추지 못하였다.
아울러, 종래 기계 가공방식이나 프레스 방식에 의해 제작되는 프레넬 렌즈의 불량률이 이처럼 높음으로 말미암아, 종래의 프레넬 렌즈 제조 방법은 생산성이 현저히 낮은 문제점이 있었다.
예컨대 기계 가공방식으로 대형 프레넬 렌즈를 제조하는 생산 라인의 경우, 통상 하루에 한 장의 프레넬 렌즈만을 제작하는 경우가 일반적이었다.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로, 기계가공으로 이루어진 종래의 프레넬 렌즈를 금형을 이용한 성형 공법으로 간단하고 정밀하게 제작할 수 있어 프레넬 렌즈의 생산성을 높이고, 제조비용 절감이 가능한 프레넬 렌즈 제작용 금형 및 이의 제조방법 제공을 목적으로 한다.
한편, 본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시 예에 따른 프레넬 렌즈 제작용 금형의 제조방법은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 소정의 직경을 갖는 중심 원기둥을 준비하는 단계, 상기 원기둥을 중심으로 직경이 순차적으로 커지는 복수 개의 원형관을 간극 없이 끼워 하나의 다단 원기둥을 준비하는 단계, 상기 다단 원기둥의 상, 하부면 중 일면을 비구면으로 가공하는 단계, 상기 다단 원기둥의 원형관을 각각 가압 및 돌출시켜 상기 비구면을 프레넬 렌즈 형상으로 정렬하는 단계 및 일면이 프레넬 형상으로 정렬된 상기 다단 원기둥의 타면을 평평하게 컷팅하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 중심 원기둥 및 원형관은 텅스텐 카바이드로 이루어질 수 있다.
본 발명은 기계가공으로 이루어진 종래의 프레넬 렌즈를 금형을 이용한 성형 공법으로 간단하고 정밀하게 제작할 수 있어 프레넬 렌즈의 생산성을 높이고, 제조비용 절감이 가능한 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 프레넬 렌즈 제작용 금형의 제조방법에 대한 전체 공정도다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 프레넬 렌즈 제작용 금형의 제조방법에 대한 단계별 이미지다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 프레넬 렌즈 제작용 금형의 제조방법에 대한 단계별 이미지다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시 예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
이와 관련하며 먼저, 도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 프레넬 렌즈 제작용 금형의 제조방법에 대한 전체 공정도이며, 도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 프레넬 렌즈 제작용 금형의 제조방법에 대한 단계별 이미지다.
상기 도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 프레넬 렌즈 제작용 금형의 제조방법은 먼저 소정의 직경을 갖는 중심 원기둥(110)을 준비하는 단계(S100)를 포함한다.
이때, 상기 중심 원기둥(110)은 후술한 복수 개의 원형관(120)이 끼워지는 중심으로, 상기 중심 원기둥(110)의 직경은 제작되는 프레넬 렌즈의 직경에 따라 다양한 범위 내에서 선택 가능하므로 특별한 한정은 두지 아니한다.
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 프레넬 렌즈 제작용 금형의 제조방법은 상기 중심 원기둥(110)을 중심으로 직경이 순차적으로 커지는 복수 개의 원형관(120)을 간극 없이 끼워 하나의 다단 원기둥(130)을 준비하는 단계(S200)를 포함한다.
즉, 본 발명의 일실시 예에 따른 프레넬 렌즈 제작용 금형의 제조방법은 상술한 바와 같이 상기 중심 원기둥(110)을 중심으로, 상기 중심 원기둥(110) 보다 직경이 더 큰 원형관(120)에 상기 중심 원기둥(110)이 삽입되며, 상기 중심 원기둥(110)이 삽입된 원형관(120)은 직경이 더 큰 원형관(120)에 상기 중심 원기둥(110)과 함께 삽입된다.
본 발명의 일실시 예에 따른 프레넬 렌즈 제작용 금형의 제조방법은 상술한 과정이 선택된 횟수만큼 반복되며 상술한 기술적 구성을 통해 하나의 다단으로 이루어진 하나의 원기둥(130)이 준비된다.
이때, 상기 원형관(120)의 두께는 모두 동일하며 상기 중심 원기둥(110) 및 원형관(120)은 다양한 소재로 이루어질 수 있으나, 본 발명의 일실시 에에 있어서 상기 중심 원기둥(110) 및 원형관(120)은 내구성 및 내식성을 포함하는 물리적 특성을 향상시키기 위하여 텅스텐 카바이드(tungsten carbide)로 이루어진다.
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 프레넬 렌즈 제작용 금형의 제조방법은 상기 다단 원기둥(130)의 상, 하부면 중 일면을 비구면으로 가공하는 단계(S300)를 포함한다.
이때, 상기 비구면으로 가공하는 단계(S300)는 다양한 절삭 또는 연마수단을 이용하여 수행될 수 있으므로 이에 대한 특별한 한정은 두지 아니한다.
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 프레넬 렌즈 제작용 금형의 제조방법은 상기 다단 원기둥(130)의 원형관(120)을 각각 가압 및 돌출시켜 상기 비구면을 프레넬 렌즈 형상으로 정렬하는 단계(S400)를 포함한다.
즉, 본 발명의 일실시 예에 있어서 상기 프레넬 렌즈 형상으로 정렬하는 단계(S400)는 상술한 바와 같이 비구면이 형성된 상기 다단 원기둥(130)의 반대 면에서 상기 다단 원기둥(130)을 구성하는 각각의 원형관(120)을 선택된 길이만큼 돌출시켜 상기 비구면을 프레넬 렌즈 형상으로 정렬한다.
아울러, 본 발명의 일실시 예에 따른 프레넬 렌즈 제작용 금형의 제조방법은 일면이 프레넬 형상으로 정렬된 상기 다단 원기둥(130)의 타면 즉, 프레넬 형상으로 정렬된 면의 반대 면을 평평하게 컷팅하는 단계(S500)를 포함한다.
이때, 상기 반대 면의 컷팅방식은 다양한 절단기 또는 절삭기를 이용하여 컷팅될 수 있으므로 이에 대한 특별한 한정은 두지 아니한다.
한편, 상기 반대 면은 상술한 바와 같이 컷팅되어 평평한 면의 상태로 유지될 수 있으나, 경우에 따라서는 도 2의 (d)처럼 단차진 상태로 유지될 수도 있다.
결과적으로, 본 발명의 일실시 예에 따른 프레넬 렌즈 제작용 금형 및 이의 제조방법은 상술한 기술적 구성들을 통해 기계가공으로 이루어진 종래의 프레넬 렌즈를 금형을 이용한 성형 공법으로 간단하고 정밀하게 제작할 수 있어 프레넬 렌즈의 생산성을 높이고, 제조비용 절감이 가능한 우수한 효과가 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다 할 것이다.
110 : 중심 원기둥
120 : 원형관
130 : 다단 원기둥
120 : 원형관
130 : 다단 원기둥
Claims (3)
- 소정의 직경을 갖는 중심 원기둥을 준비하는 단계;
상기 원기둥을 중심으로 직경이 순차적으로 커지는 복수 개의 원형관을 간극 없이 끼워 하나의 다단 원기둥을 준비하는 단계;
상기 다단 원기둥의 상, 하부면 중 일면을 비구면으로 가공하는 단계;
상기 다단 원기둥의 원형관을 각각 가압 및 돌출시켜 상기 비구면을 프레넬 렌즈 형상으로 정렬하는 단계; 및
일면이 프레넬 형상으로 정렬된 상기 다단 원기둥의 타면을 평평하게 컷팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 제작용 금형의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 중심 원기둥 및 원형관은 텅스텐 카바이드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 제작용 금형의 제조방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항 중, 어느 한 항으로 제조되는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 제작용 금형.
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