KR102095249B1 - 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 브이 형상의 지지면이 마련되는 마이크로 렌즈를 제조하여, 브이 형상의 홈이 형성된 기판에 용이하게 안착될 수 있어 광학정렬이 용이하며, 금형가공으로 단면이 육각형상인 마이크로 렌즈 사출물을 제조한 다음, 광축 방향으로 수직 절단하여 복수개의 마이크로 렌즈를 제조함으로써, 마이크로 렌즈의 제조 효율을 극대화시킬 수 있는 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법에 관한 것이다.

Description

브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법{Manufacturing method of microlens for seating V-shaped groove of substrate}

본 발명은 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 브이 형상의 홈이 형성된 기판에 용이하게 안착될 수 있어, 광학정렬이 용이하면서 기판과의 접착력을 증대시킬 수 있으며, 오각형의 형태를 구비하고 있어 렌즈 정렬 시 취급에 용이하고, 대량 생산에 적합한 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법에 관한 것이다.

광학렌즈는 광통신, 광 정보 저장장치, 센서, 디스플레이 등의 차세대 광학시스템에서 요구되는 중요한 구성요소이다.

상기 광통신 분야에서는 대용량 광 효율을 좌우하는 멀티채널 송수신 모듈 등에 적용이 되어 대용량 및 효율, 멀티채널화의 핵심부품으로 이용되고 있다.

또한, 상기 광통신 분야에서는 수십 ~ 수백 마이크로미터 사이즈를 갖는 마이크로 글래스 렌즈의 요구가 급격하게 증가하고 있는 실정이다.

또한, 상기 광 정보 저장장치 분야에서는 데이터 기록을 담당하는 CD 및 DVD등의 광 기록 정보 분야에 적용될 수 있고, 센서 영역에서는 광의 민감도를 향상시킴으로 고효율 광학/이미지 센서 응용분야에 적용될 수 있다.

또한, 디스플레이 영역에서는 백라이트 구형 부품 및 레이저 프로젝션 유닛에 폴리곤 미러와 함께 적용되어 영상 구현 부품분야로 이용될 수 있다.

도 1은 브이(V) 형상의 홈이 형성된 기판(20)에 광학 정렬 된 채 설치된 종래의 마이크로 렌즈(10)를 보여주는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 마이크로 렌즈(10)는 원판 형상을 이루므로, 브이 형상의 홈에 설치되어 광학 정렬 시, 정렬 공정이 어려운 문제점이 있었다.

또한, 종래의 마이크로 렌즈(10)는 기판과의 외각의 형태가 서로 다르므로, 접착면이 선접촉을 하고 있어 접착력이 낮으며, 렌즈의 외각의 형태가 원형이므로 렌즈의 취급이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 브이 형상의 지지면이 마련되는 마이크로 렌즈를 제조하여, 브이 형상의 홈이 형성된 기판에 용이하게 안착될 수 있어 광학정렬의 효율성을 극대화시킬 수 있는 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 금형가공으로 단면이 육각형상인 마이크로 렌즈 사출물을 제조한 다음, 광축 방향으로 수직 절단하여 복수개의 마이크로 렌즈를 제조함으로써, 마이크로 렌즈의 제조 효율을 증대시킬 수 있는 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 기판의 브이형 홈에 안착되는 지지면이 절삭 가공이 아닌 금형 가공으로 형성됨으로써, 렌즈의 동심도 이내의 범위로 정밀하게 마이크로 렌즈를 제조할 수 있어, 제품의 품질을 증대시킬 수 있는 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상부 금형, 상부면의 서로 다른 위치에 한 쌍의 제1 홈부가 형성된 하부 금형 및 상기 상부 금형과 상기 하부 금형 사이에 위치하며, 상기 제1 홈부와 대응되는 위치에 단면이 육각 형상인 육각 관통홀이 형성된 슬리브 금형을 포함하는 금형을 준비하는 금형 준비단계; 상기 슬리브 금형의 상기 육각 관통홀 내부에 렌즈 원료물질을 위치시키는 단계; 상기 상부 금형과 상기 하부 금형을 가압하는 단계; 하부면에 한 쌍의 마이크로 렌즈층이 형성되고, 단면이 육각형상인 마이크로 렌즈 사출물을 수득하는 단계; 및 이웃하는 상기 마이크로 렌즈층들의 사이 위치에서 광축 방향으로 커팅하는 단계;를 포함하는 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법을 제공한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 상부 금형의 하부면에는 상기 하부 금형의 제1 홈부와 대응되는 위치에 한 쌍의 제2 홈부가 형성된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 슬리브 금형에는 상기 육각 관통홀이 서로 나란하게 복수개 형성되고, 상기 제1 홈부 또는 상기 제2 홈부는 상기 육각 관통홀과 대응되는 위치에 형성되며, 상기 육각 관통홀의 개수와 대응되는 쌍으로 마련된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 홈부 및 상기 제2 홈부는 구면 또는 비구면 형상이다.

또한, 본 발명은 상기 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법으로 제조되고, 제1 측면, 제2 측면, 제3 측면, 제4 측면 및 제5 측면을 포함하여 단면이 오각형상인 몸체부; 및 상기 몸체부의 상부면 또는 하부면에서 일체로 형성되는 구면 또는 비구면 형상의 마이크로 렌즈층;을 포함하여 이루어지며, 상기 몸체부는 상기 제1 측면과 상기 제2 측면을 잇는 단면이 브이 형상으로 마련되어, 브이형 홈에 안착되는 것을 특징으로 하는 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈를 더 제공한다.

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.

먼저, 본 발명의 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법에 의하면, 브이 형상의 지지면이 마련되는 마이크로 렌즈를 제조하여, 브이 형상의 홈이 형성된 기판에 용이하게 안착될 수 있어 광학정렬이 용이하면서 기판과의 접착력을 증대시킬 수 있고, 단면이 오각형상으로 구비되어 렌즈 정렬 시 취급이 용이한 이점을 지닌다.

또한, 본 발명의 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법에 의하면, 금형가공으로 단면이 육각형상인 마이크로 렌즈 사출물을 제조한 다음, 광축 방향으로 수직 절단하여 복수개의 마이크로 렌즈를 제조함으로써, 마이크로 렌즈의 제조 효율을 증대시킬 수 있는 장점을 지닌다.

또한, 본 발명의 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법에 의하면, 기판의 브이형 홈에 안착되는 지지면이 절삭 가공이 아닌 금형 가공으로 형성됨으로써, 렌즈의 동심도 이내의 범위로 정밀하게 마이크로 렌즈를 제조할 수 있어, 제품의 품질을 증대시킬 수 있는 이점을 지닌다.

도 1은 종래의 마이크로 렌즈를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법을 설명하기 위한 단계도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법에 이용되는 금형을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법으로 제조된 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈를 보여주는 도면이다.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.

그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 2는 본 발명에 따른 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법을 설명하기 위한 단계도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법은, 금형 가공으로 브이형 홈과 대응되는 브이형상의 지지면이 마련되는 마이크로 렌즈의 제조방법으로, 먼저, 금형을 준비하는 단계(S100)가 수행된다.

도 3은 본 발명에 따른 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법에 이용되는 금형을 설명하기 위한 도면으로, 도 3을 참조하면, 상기 금형은 상부 금형(110), 하부 금형(120) 및 슬리브 금형(130)을 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 상부 금형(110)은 판재 형상으로 구비된다.

또한, 상기 하부 금형(120)은 상기 상부 금형(110)과 대응되는 판재 형상으로 구비되며, 상부면에는 서로 다른 위치에 한 쌍의 제1 홈부(120a)가 형성된다.

이때, 상기 제1 홈부(120a)는 구면 또는 비구면 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 상부 금형(110)의 하부면에는 서로 다른 위치에 한 쌍의 제2 홈부(120a)가 형성될 수 있으며, 이때, 상기 제2 홈부(110a)는 상기 제1 홈부(120a)와 상하방향으로 대응되는 위치에 형성된다.

상기 슬리브 금형(130)은 상기 상부 금형(110)과 상기 하부 금형(120) 사이에 위치하는 판재 형상의 금형으로, 상기 제1 홈부(120a)와 상하방향으로 대응되는 위치에 단면이 육각 형상인 육각 관통홀(130a)이 형성된다.

또한, 상기 슬리브 금형(130)은 상기 육각 관통홀(130a)이 복수 개로 구비될 수 있다.

이 경우, 상기 육각 관통홀(130a)들은 서로 나란하게 배치되며, 서로 연통되도록 형성될 수 있으며, 상기 제1 홈부(120a)와 상기 제2 홈부(110a)는 상기 육각 관통홀(130a)과 대응되는 위치에 형성되고, 상기 육각 관통홀(130a)들의 개수와 대응되는 쌍으로 마련된다.

즉, 상기 육각 관통홀(130a)이 두 개로 형성될 경우, 상기 제1 홈부(120a)와 상기 제2 홈부(110a)는 각각 두 쌍으로 마련되며, 제1 육각 관통홀(130a1)과 대응되는 위치에 한 쌍의 제1 홈부(120a)와 제2 홈부(110a)가 각각 형성되고, 제2 육각 관통홀(130a2)과 대응되는 위치에 나머지 한 쌍의 제1 홈부(120a)와 제2 홈부(110a)가 각각 형성되는 것이다.

또한, 상기 슬리브 금형(130)은 상기 상부 금형(110) 또는 상기 하부 금형(120)과 일체형으로 구비될 수 있고, 서로 분리 가능한 형태로 구비될 수 있다.

다음, 상기 슬리브 금형(130)의 상기 육각 관통홀(130a) 내부에 렌즈 원료물질(a)을 위치시키는 단계(S200)가 수행된다.

즉, 상기 렌즈 원료물질(a)을 상기 상부 금형(110)과 상기 하부 금형(120) 사이에 위치시키는 것이다.

또한, 상기 렌즈 원료물질(a)은 유리재질이 이용되는 것이 바람직하나, 광학 렌즈로 기능할 수 있는 물질이면 제한되는 바가 아니다.

다음, 상기 상부 금형(110)과 상기 하부 금형(120)을 상하 방향으로 가압하는 단계(S300)가 수행된다.

이때, 상기 렌즈 원료 물질(a)은 상기 제1 홈부(120a) 및 상기 제2 홈부(110a)의 전면적에 면접되도록 가압되며, 상기 제1 홈부(120a) 및 상기 제2 홈부(110a)와 각각 대응되는 제1 마이크로 렌즈층 및 제2 마이크로 렌즈층이 형성된다.

즉, 상기 제1 홈부(120a) 및 상기 제2 홈부(110a)가 구면 형상일 경우에는 상기 제1 마이크로 렌즈층 및 상기 제2 마이크로 렌즈층이 이와 대응되는 구면 형상으로 형성되고, 상기 제1 홈부(120a) 및 상기 제2 홈부(110a)가 비구면 형상일 경우에는, 상기 제1 마이크로 렌즈층 및 상기 제2 마이크로 렌즈층은 비구면 형상으로 형성된다.

다음, 하부면에 한 쌍의 마이크로 렌즈층이 형성되고, 단면이 육각 형상인 마이크로 렌즈 사출물(a1)을 상기 금형으로부터 분리해내어 수득한다(S400).

한편, 상기 상부 금형(110)과 상기 하부 금형(120)에 각각 제1 홈부(120a)와 제2 홈부(110a)가 형성된 금형을 이용할 경우에는, 하부면에는 한 쌍의 제1 마이크로 렌즈층이 형성되고, 상부면에는 한 쌍의 제2 마이크로 렌즈층이 형성된다.

또한, 상기 육각 관통홀(130a)이 복수 개로 구비될 경우에는, 상기 육각 관통홀(130a)들과 대응되는 형상으로 마이크로 렌즈 사출물(a1)이 수득된다.

일 예로, 상기 육각 관통홀(130a)이 두 개로 구비될 경우, 상기 제1 홈부(120a)와 상기 제2 홈부(110a)는 각각 두 쌍으로 마련되며, 상기 마이크로 렌즈 사출물(a1)은 제1 육각 관통홀(130a1)과 대응되는 위치의 하부면에는 한 쌍의 제1 마이크로 렌즈층이 형성되고, 제1 육각 관통홀(130a1)과 대응되는 위치의 상부면에는 한 쌍의 제2 마이크로 렌즈층이 형성되며, 제2 육각 관통홀(130a2)과 대응되는 위치의 하부면에는 다른 한 쌍의 제1 마이크로 렌즈층이 형성되고, 제2 육각 관통홀(130a2)과 대응되는 위치의 상부면에는 다른 한 쌍의 제2 마이크로 렌즈층이 형성된다.

즉, 상기 육각 관통홀(130a)이 두 개로 구비될 경우, 상기 상부 금형과 하부 금형에는 각각 4개의 홈부가 마련되고, 이와 대응하여 상기 마이크로 렌즈 사출물(a1)의 상부면과 하부면에 각각 4개의 마이크로 렌즈층이 형성되는 것이다.

다음, 상기 마이크로 렌즈 사출물(a1)을 이웃하는 상기 마이크로 렌즈층들의 사이 위치에서 광축 방향으로 커팅하는 단계가 수행된다(S500).

여기서, 커팅 위치는 이웃하는 단위 마이크로 렌즈층들의 대칭이 되는 가상의 선을 의미한다.

또한, 상기 마이크로 렌즈 사출물(a1)를 커팅하기 위한 커팅 수단은 유리 재질 또는 합성 수지 재질을 용이하게 자를수 있는 수단이면 제한되는 바는 아니나, 바람직하게는 날을 형성하는 영역이 다이아몬드로 코팅된 글라인더(b)가 이용될 수 있다.

상기 커팅하는 단계(S400)를 통해, 상기 육각 관통홀(130a)이 하나로 구비될 경우, 2개의 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈가 수득되고, 상기 육각 관통홀(130a)이 두개로 구비될 경우, 4개의 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈가 수득된다.

또한, 본 발명은 본 발명의 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법으로 제조되는 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈를 더 제공한다.

도 4는 본 발명에 따른 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈를 보여주는 도면으로, 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈(100)는 몸체부와 마이크로 렌즈층을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 몸체부는 제1 측면(100a)과 제2 측면(100b), 제3 측면, 제4 측면, 제5 측면을 포함하여, 단면이 오각형상으로 구비되며, 상기 제1 측면(100a)과 상기 제2 측면(100b)을 잇는 단면이 브이(V)형상으로 마련된다.

즉, 상기 몸체부의 제1 측면과 제2 측면은 기판의 브이 형상의 홈과 대응되는 형상으로 마련되는 것이다.

또한, 상기 마이크로 렌즈층은 상기 몸체부의 상부면 또는 하부면에서 일체로 형성되며, 구면 형상이거나 비구면 형상으로 마련될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법 및 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈는 브이 형상의 지지면이 마련되므로, 브이 형상의 홈이 형성된 기판에 용이하게 안착될 수 있어 광학정렬의 효율성을 극대화시킬 수 있으며, 브이 형상의 지지면은 절삭 가공이 아닌 금형 가공으로 형성됨으로써, 렌즈의 동심도 이내의 범위로 정밀하게 마이크로 렌즈를 제조할 수 있어, 제품의 품질을 증대시킬 수 있는 이점을 지닌다.

동시에, 금형가공으로 단면이 육각형상인 마이크로 렌즈 사출물을 제조한 다음, 광축 방향으로 수직 절단하여 복수개의 마이크로 렌즈를 제조함으로써, 마이크로 렌즈의 제조 효율을 증대시킬 수 있는 장점을 지닌다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

110 : 상부 금형 110a : 제2 홈부
120 : 하부 금형 120a : 제1 홈부
130 : 슬리브 금형 130a : 육각 관통홀
100 : 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈
100a : 제1 측면 100b : 제2 측면

Claims (5)

1. 상부 금형, 상부면의 서로 다른 위치에 한 쌍의 제1 홈부가 형성된 하부 금형 및 상기 상부 금형과 상기 하부 금형 사이에 위치하며, 상기 제1 홈부와 대응되는 위치에 단면이 육각 형상인 육각 관통홀이 형성된 슬리브 금형을 포함하는 금형을 준비하는 금형 준비단계;
   상기 슬리브 금형의 상기 육각 관통홀 내부에 렌즈 원료물질을 위치시키는 단계;
   상기 상부 금형과 상기 하부 금형을 가압하는 단계;
   하부면에 한 쌍의 마이크로 렌즈층이 형성되고, 단면이 육각형상인 마이크로 렌즈 사출물을 수득하는 단계; 및
   이웃하는 상기 마이크로 렌즈층들의 사이 위치에서 광축 방향으로 커팅하는 단계;를 포함하고,
   상기 상부 금형의 하부면에는 상기 하부 금형의 제1 홈부와 대응되는 위치에 한 쌍의 제2 홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 슬리브 금형에는 상기 육각 관통홀이 서로 나란하게 복수개 형성되고,
   상기 제1 홈부 또는 상기 제2 홈부는 상기 육각 관통홀과 대응되는 위치에 형성되며, 상기 육각 관통홀의 개수와 대응되는 쌍으로 마련되는 것을 특징으로 하는 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 홈부 및 상기 제2 홈부는
   구면 또는 비구면 형상인 것을 특징으로 하는 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법.
   
5. 제 1항, 제 3항 및 제 4항 중 어느 한 항의 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈의 제조방법으로 제조되고,
   제1 측면, 제2 측면, 제3 측면, 제4 측면 및 제5 측면을 포함하여 단면이 오각형상인 몸체부; 및
   상기 몸체부의 상부면 또는 하부면에서 일체로 형성되는 구면 또는 비구면 형상의 마이크로 렌즈층;을 포함하여 이루어지며,
   상기 몸체부는 상기 제1 측면과 상기 제2 측면을 잇는 단면이 브이 형상으로 마련되어, 브이형 홈에 안착되는 것을 특징으로 하는 브이형 홈 안착형 마이크로 렌즈.
   

Images