KR102597694B1 - 렌즈 코팅 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

렌즈 코팅 장치는, 진공 챔버, 진공 챔버의 내부에 위치하며, 렌즈가 수용될 수 있는 적어도 하나의 렌즈 홈을 포함하는 렌즈 지지부, 진공 챔버의 내부에 회전 가능하도록 배치되는 마스크부, 진공 챔버의 내부에 위치하며, 적어도 하나의 렌즈 홈에 수용되는 렌즈에 전자 빔을 조사하는 전자 빔 조사원 및 마스크부 및 전자 빔 조사원과 전기적으로 연결되고, 전자 빔 조사원의 동작을 제어하여 적어도 하나의 렌즈 홈에 수용되는 렌즈의 표면에 박막(thin film)을 증착시키는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

렌즈 코팅 장치 및 그 제어 방법{LENS COATING APPARTUS AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
실시예들은 렌즈 코팅 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 박막 증착 공정(thin film deposition)을 통해 안경 렌즈의 표면에 코팅층을 형성할 수 있는 렌즈 코팅 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
스마트폰과 태블릿과 같은 모바일 기기가 대중화되고, 노령화가 가속화됨에 따라, 시력을 교정하거나, 외부 이물질로부터 눈을 보호하는 차원에서 안경을 착용하는 인구가 점차 증가하고 있다.
안경은 초점이 망막보다 앞이나 뒤에 맺히는 근시(nearsightedness)나 원시(farsightedness) 또는 안구 면이 고르지 않아 한 점에서 초점을 맺지 못하는 난시(astigmatism)를 개선하기 위한 렌즈를 포함하는 도구를 의미할 수 있다.
기존에는 안경 렌즈의 재료로 선명도가 높고, 흠집이 잘 나지 않는 광학 유리를 사용하는 것이 일반적이었으나, 1980년대부터는 무게가 무겁고, 완전 파손의 위험이 있는 유리 렌즈를 대신하여 플라스틱 렌즈가 안경 렌즈의 재료로 주로 사용되고 있다.
플라스틱 렌즈의 경우, 무게가 가볍고, 성형성이 우수한 반면, 유리 렌즈에 비해 흠집에 취약하고, 선명도가 떨어질 수 있다는 문제가 있어, 플라스틱 렌즈의 상술한 문제를 보완하기 위한 방안에 대한 연구가 점차 증가하고 있다.
이에 따라, 최근에는 플라스틱 렌즈의 표면에 다양한 종류의 코팅층을 형성함으로써, 렌즈의 표면에 흠집 발생을 최소화하고, 빛 투과율을 높여 선명도를 향상시킬 수 있는 방안이 제안된 바 있다. 예를 들어, 플라스틱 렌즈의 표면에 하드 코팅층(hard coating layer)을 형성하여 표면 경도를 향상시키거나, AR 코팅층(Anti-Reflection coating layer)을 형성하여 표면 반사율을 낮추거나, IR 코팅층(Infrared ray cut coating layer)을 형성하여 적외선을 차단하는 방안이 제안된 바 있다.
안경 렌즈의 표면에 코팅층을 형성하기 위해, 일정한 색상 및 두께를 갖는 박막(thin film)을 형성하는데 적합한 물리적 증착 공정(PVD, physical vapor deposition)이 주로 활용되었다.
특히, 다양한 물리적 증착 공정 중에서도 전자 빔 증착법(electron beam evaporation)이 주로 활용되었는데, 이는 박막의 증착 속도가 빠르고, 증착 제어가 용이한 방법이다.
기존의 전자 빔 증착법을 이용한 렌즈 코팅 장치는 안경 렌즈가 수용되는 렌즈 지지부를 고정된 마스크(또는 '증착 마스크')를 기준으로 회전시키는 과정에서 안경 렌즈의 표면에 전자 빔을 조사하여 안경 렌즈의 표면에 박막의 코팅층을 형성하는 것이 일반적이었다.
안경 렌즈의 표면에 일정한 두께 및 색상을 갖는 박막을 형성하기 위해서는 렌즈의 표면을 지속적으로 식별하고, 박막의 두께 또는 렌즈 표면의 색상 변화에 대응하여 전자 빔의 조사량을 조절하는 것이 중요한데, 기존의 렌즈 코팅 장치는 렌즈의 표면이 지속적으로 회전 이동함에 따라 렌즈의 표면에 형성되는 박막의 두께 또는 렌즈 표면의 색상 변화를 식별하기 어렵다는 문제가 있었다.
또한, 기존의 렌즈 코팅 장치에서는 박막 증착 공정에서 렌즈가 수용되는 렌즈 지지부가 지속적으로 회전 이동하는 과정에서 발생되는 렌즈 지지부의 움직임(예: 롤링(rolling))에 의해 렌즈 지지부의 특정 영역에 수용된 렌즈의 표면에는 균일하지 못한 박막이 형성될 수 있다는 문제가 있었다.
이에 따라, 본 개시는 박막 증착 공정에서 렌즈의 움직임을 방지하여 안경 렌즈의 표면에 일정한 두께 및 색상을 박막 코팅층을 생성할 수 있는 렌즈 코팅 장치 및 그 제어 방법을 제공함으로써, 상술한 문제들을 해결하고자 한다.
본 개시의 실시예들을 통해 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치는, 진공 챔버, 진공 챔버의 내부에 위치하며, 렌즈가 수용될 수 있는 적어도 하나의 렌즈 홈을 포함하는 렌즈 지지부, 진공 챔버의 내부에 회전 가능하도록 배치되는 마스크부, 진공 챔버의 내부에 위치하며, 적어도 하나의 렌즈 홈에 수용되는 렌즈에 전자 빔을 조사하는 전자 빔 조사원 및 마스크부 및 전자 빔 조사원과 전기적으로 연결되고, 전자 빔 조사원의 동작을 제어하여 적어도 하나의 렌즈 홈에 수용되는 렌즈의 표면에 박막(thin film)을 증착시키는 제어부를 포함할 수 있다.
일 예시에서, 렌즈 지지부는 진공 챔버의 내부에 고정 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 렌즈 코팅 장치는 일단이 진공 챔버와 연결되고, 타단이 렌즈 지지부와 연결되는 고정 부재를 더 포함할 수 있으며, 렌즈 지지부는 고정 부재를 통해 진공 챔버의 내부에서 위치가 고정될 수 있다.
일 예시에서, 렌즈 지지부는 돔 형상(dome shape)으로 형성될 수 있으며, 적어도 하나의 렌즈 홈은 렌즈 지지부의 표면 상에 방사형으로 배치될 수 있다.
일 예시에서, 마스크부는 진공 챔버의 내부에서 렌즈 지지부를 중심으로 회전할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 마스크부는 진공 챔버의 내부에 회전 가능하게 배치되는 회전 바디 및 렌즈 지지부와 전자 빔 조사원의 사이에 위치하며, 회전 바디와 연결되어 회전 바디에 대응하여 회전하는 마스크를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 렌즈 코팅 장치는 제어부와 전기적으로 연결되고, 적어도 하나의 렌즈 홈에 수용되는 렌즈의 표면에 증착되는 박막의 두께를 감지하기 위한 센서부를 더 포함할 수 있다.
일 예시에서, 제어부는 센서부를 통해 감지된 박막의 두께에 기초하여, 전자 빔 조사원의 동작을 제어할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 렌즈 코팅 장치는 제어부와 전기적으로 연결되고, 적어도 하나의 렌즈 홈에 수용되는 렌즈의 표면의 색상 변화를 감지하기 위한 카메라부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카메라부는 적어도 하나의 렌즈 홈에 수용되는 렌즈의 표면의 색상 변화를 감지하는 비전 카메라 및 비전 카메라의 동작 시, 적어도 하나의 렌즈 홈에 조명을 제공하는 조명 유닛을 포함할 수 있다.
일 예시에서, 제어부는 카메라부를 통해 감지된 렌즈의 표면의 색상 변화에 기초하여, 전자 빔 조사원의 동작을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른 진공 챔버와, 렌즈가 수용될 수 있는 적어도 하나의 렌즈 홈을 포함하는 렌즈 지지부와, 진공 챔버의 내부에 회전 가능하도록 배치되는 마스크부 및 적어도 하나의 렌즈 홈에 수용되는 렌즈에 전자 빔을 조사하는 전자 빔 조사원을 포함하는 렌즈 코팅 장치를 제어하는 방법은, 마스크부를 지정된 속도로 회전시키는 단계, 전자 빔 조사원을 통해 적어도 하나의 렌즈 홈에 수용되는 렌즈의 표면에 전자 빔을 조사하는 단계, 렌즈의 표면에 조사되는 전자 빔에 의해 렌즈의 표면에 형성되는 박막의 두께를 감지하는 단계 및 감지된 박막의 두께에 기초하여, 전자 빔 조사원의 작동을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 렌즈 코팅 장치를 제어하는 방법은, 렌즈의 표면에 형성되는 박막에 의한 렌즈의 표면의 색상 변화를 감지하는 단계 및 감지된 렌즈의 표면의 색상 변화에 기초하여, 전자 빔 조사원의 작동을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 적어도 하나의 렌즈 홈에 수용되는 렌즈의 표면에 전자 빔을 조사할 때, 렌즈 지지부에 역방향 전압을 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 실시예들에 따른 렌즈 코팅 장치 및 그 제어 방법은 박막 증착 과정에서 렌즈 지지부의 움직임을 방지함으로써, 안경 렌즈의 표면에 일정한 두께 및/또는 일정한 색상을 갖는 박막 형성을 가능하게 한다.
또한, 상술한 실시예들에 따른 렌즈 코팅 장치는 렌즈의 표면에 증착되는 박막의 두께 및/또는 렌즈 표면의 색상 변화를 식별하고, 식별 결과에 기초하여 전자 빔의 조사량을 조절함으로써, 박막 증착 공정을 자동화할 수 있다.
아울러, 상술한 실시예들에 따른 렌즈 코팅 장치 및 방법은 박막 증착 공정을 단순화함으로써, 박막 코팅된 안경 렌즈의 생산 원가를 절감할 수 있다.
실시예들에 의한 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 렌즈 코팅 장치의 렌즈 지지부와 마스크부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치를 통해 렌즈의 표면에 코팅층을 증착하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 안경 렌즈 및 안경 렌즈의 표면에 증착되는 코팅층을 나타내는 사시도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치의 구성 요소들을 나타내는 블록도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치를 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치를 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 개시에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 본 개시에 기재된 "-부", "-모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 개시에서 사용 된 바와 같이, "적어도 어느 하나의"와 같은 표현이 배열된 구성요소들 앞에 있을 때, 배열된 각각의 구성이 아닌 전체 구성 요소들을 수식한다. 예를 들어, "a, b, 및 c 중 적어도 어느 하나"라는 표현은 a, b, c, 또는 a와 b, a와 c, b와 c, 또는 a와 b와 c를 포함하는 것으로 해석하여야 한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시예들에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다 그러나 본 개시의 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시예들에서 '렌즈 코팅 장치'는 렌즈의 표면에 박막(thin film)을 증착함으로써, 렌즈의 표면에 코팅층(coating layer)를 형성할 수 있는 장치를 의미할 수 있으며, 해당 표현은 이하에서도 동일한 의미로 사용될 수 있다.
또한, 다양한 실시예들에 따른 렌즈 코팅 장치는 안경 렌즈의 표면에 코팅층을 형성할 수 있으나, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 렌즈 코팅 장치의 용도가 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 일 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 렌즈 코팅 장치의 렌즈 지지부와 마스크부를 확대하여 도시한 도면이다. 이 때, 도 1은 렌즈 코팅 장치를 횡방향으로 절단한 횡방향 단면도를 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)는 진공 챔버(110), 렌즈 지지부(120), 마스크부(130) 및 전자 빔 조사원(electron beam source, 140)를 포함할 수 있다.
진공 챔버(110)는 렌즈 코팅 장치(100)의 전체적인 외관을 형성할 수 있으며, 진공 챔버(110)의 내부는 박막 증착 공정이 원활하게 수행될 수 있도록 진공 상태로 유지될 수 있다. 예를 들어, 진공 챔버(110)의 내부는 진공 펌프를 통해 진공 상태가 유지될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 개시에서 '박막 증착 공정'은 진공 상태에서 증착 물질을 가열함으로써, 렌즈의 표면에 박막을 증착하는 물리적 증착 공정(PVD, physical vapor deposition)을 의미할 수 있으며, 해당 표현은 이하에서 동일한 의미로 사용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 진공 챔버(110)는 전체적으로 사각형 기둥 형상으로 형성될 수 있으나, 진공 챔버(110)의 형상이 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 실시예(미도시)에 따라, 진공 챔버(110)는 원기둥 형상으로 형성되거나, 다각형 기둥(예: 삼각형 기둥) 형상으로 형성될 수도 있다.
렌즈 지지부(120)는 진공 챔버(110)의 내부에 위치하며, 렌즈를 수용할 수 있는 적어도 하나의 렌즈 홈(120h)을 포함할 수 있다. 렌즈 지지부(120)는 진공 챔버(110)의 내부에 고정 배치될 수 있으며, 렌즈 홈(120h)에 수용되는 렌즈도 렌즈 지지부(120)에 대응하여 진공 챔버(110)의 내부에 고정 배치될 수 있다.
본 개시에서 '고정 배치된다'는 표현은 위치가 고정된다는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 렌즈 지지부(120) 및/또는 렌즈가 진공 챔버(110)의 내부에 고정 배치된다는 것은 렌즈 지지부(120) 및/또는 렌즈의 위치가 진공 챔버(110)의 내부에 고정된다는 것을 의미할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 렌즈 코팅 장치(100)는 렌즈 지지부(120)를 진공 챔버(110)의 내부에 고정시키기 위한 고정 부재(121)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 고정 부재(121)는 일단이 진공 챔버(110)의 일 영역과 연결 또는 결합되고, 타단이 렌즈 지지부(120)의 일 영역과 연결 또는 결합되도록 배치되어, 렌즈 지지부(120)를 진공 챔버(110)의 내부에 고정시킬 수 있으나, 렌즈 지지부(120)를 진공 챔버(110)의 내부에 고정시킬 수 있다면 고정 부재(121)의 형상이 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 렌즈 지지부(120)는 적어도 일 영역이 볼록한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 렌즈 지지부(120)는 전체적으로 돔 형상(dome shape)으로 형성될 수 있으며, 적어도 하나의 렌즈 홈(120h)은 돔 형상의 렌즈 지지부(120)의 표면에 방사형으로 배치될 수 있다.
도면 상에서 도시된 렌즈 홈(120h)의 개수 및 배치 구조는 본 개시의 일 실시예에 불과하며, 실시예에 따라 렌즈 홈(120h)의 개수가 변경되거나, 렌즈 홈(120h)의 배치 구조가 변경될 수도 있다.
마스크부(130)는 렌즈 홈(120h)에 수용되는 렌즈의 적어도 일 영역을 가리도록 배치되어, 렌즈 홈(120h)에 수용되는 렌즈에 일정한 두께의 박막이 형성되도록 하는 역할을 수행할 수 있다.
마스크부(130)는 진공 챔버(110)의 내부에서 회전 가능하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 마스크부(130)는 진공 챔버(110)의 내부에 고정 배치된 렌즈 지지부(120)를 중심으로 지정된 속도로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 즉, 마스크부(130)는 렌즈 지지부(120)를 중심으로 회전 이동하면서, 렌즈 홈(120h)에 수용된 렌즈의 표면에 일정한 두께의 박막이 형성되도록 하는 역할을 수행할 수 있다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 마스크부(130)는 회전 바디(131) 및 회전 바디(131)와 연결 또는 결합되는 마스크(132)(또는 '증착 마스크')를 포함할 수 있다.
회전 바디(131)는 마스크(132)와 연결 또는 결합되며, 진공 챔버(110)의 내부에 회전 가능하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 회전 바디(131)는 모터(미도시)에서 제공되는 동력에 의해 진공 챔버(110)의 내부에서 지정된 속도로 회전 운동할 수 있다.
마스크(132)는 회전 바디(131)와 연결 또는 결합되어, 회전 바디(131)의 회전 운동에 대응하여 진공 챔버(110)의 내부에서 회전 운동할 수 있다. 즉, 마스크(132)는 진공 챔버(110)의 내부에서 회전 바디(131)와 함께 회전 운동할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 마스크(132)는 렌즈 지지부(120)의 하단에서 위치하며, 렌즈 지지부(120)의 적어도 하나의 렌즈 홈(120h)에 수용되는 렌즈의 표면에 일정한 두께의 박막이 형성되도록 할 수 있다.
예를 들어, 마스크(132)는 적어도 하나의 관통 홀을 포함하는 금속 재질의 판(예: 철판)을 포함하여, 적어도 하나의 렌즈 홈(120h)에 수용되는 렌즈의 표면에 증착 물질이 일정한 두께로 증착되도록 할 수 있다. 즉, 마스크(132)는 증착 물질이 렌즈의 표면의 지정된 위치에 지정된 두께로 증착될 수 있도록 가이드 역할을 수행할 수 있다.
기존의 렌즈 코팅 장치에서는 진공 챔버의 내부에 마스크부가 고정 배치되고, 렌즈가 수용되는 렌즈 지지부가 회전 가능하도록 배치됨에 따라, 회전 운동하는 렌즈의 표면을 관측하기 어려울 뿐만 아니라, 회전 운동하는 과정에서 발생되는 렌즈 지지부의 움직임(예: 롤링(rolling))에 의해 특정 영역에 수용된 렌즈의 표면에는 불규칙한 두께의 박막이 형성될 수 있다는 문제가 있었다.
다만, 일 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)는 렌즈가 수용되는 렌즈 지지부(120)를 진공 챔버(110)의 내부에 고정 배치하고, 마스크부(130)가 진공 챔버(110)의 내부에서 회전 가능하도록 배치함으로써, 렌즈의 표면 관측을 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 렌즈 지지부(120)의 움직임을 최소화할 수 있다. 결과적으로, 일 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)는 기존의 렌즈 코팅 장치에 비해 렌즈의 표면에 형성되는 박막의 두께를 보다 정밀하게 조절할 수 있다.
전자 빔 조사원(140)은 진공 챔버(110)의 내부에 위치하며, 지정된 방향으로 전자 빔(electron beam)(또는 'E-beam')을 조사하여 진공 챔버(110)의 내부에 위치한 증착 물질을 가열할 수 있다. 예를 들어, 전자 빔 조사원(140)은 진공 챔버(110)의 하단에 위치하여, 렌즈 지지부(120)를 향하는 방향으로 전자 빔을 조사할 수 있다.
전자 빔 조사원(140)에서 조사 또는 방출되는 높은 에너지를 갖는 전자 빔이 증착 물질과 충돌함에 따라, 증착 물질이 가열될 수 있으며, 증기화된 증착 물질은 렌즈 지지부(120)의 적어도 하나의 렌즈 홈(120h)에 수용되는 렌즈의 표면에 증착될 수 있다.
증기화된 증착 물질이 렌즈의 표면에 증착됨에 따라, 렌즈의 표면에는 박막(thin film)이 형성될 수 있으며, 그 결과 렌즈의 표면에 코팅층이 형성될 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)는 전자 빔 증착법(E-beam evaporation)을 통해 렌즈의 표면에 코팅층을 형성할 수 있다.
본 개시에서 '코팅층'은 전자 빔에 의해 증기화된 증착 물질이 증착됨에 따라 형성되는 박막을 의미할 수 있으며, 이 때 박막은 수 옴스트롱(Å)의 두께로 형성될 수 있다.
예를 들어, 전자 빔 조사원(140)은 전자 빔을 조사하여 TiO2, SiO2 및 ZrO2 중 적어도 하나를 포함하는 증착 물질을 가열할 수 있으나, 증착 물질의 종류가 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)는 렌즈 코팅 장치(100)의 전반적인 작동을 제어하도록 구성되는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어부는 마스크부(130)와 전기적 또는 작동적으로 연결되어, 마스크부(130)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 마스크부(130)를 회전시키기 위한 동력을 제공하는 모터를 제어함으로써, 마스크부(130)의 회전 속도 및/또는 회전 방향을 제어할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 제어부는 전자 빔 조사원(140)과 전기적 또는 작동적으로 연결되어, 전자 빔 조사원(140)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 전자 빔 조사원(140)에서 조사되는 전자 빔의 세기 및/또는 전자 빔의 조사 방향을 제어함으로써, 적어도 하나의 렌즈 홈(120h)에 수용되는 렌즈의 표면에 형성되는 박막의 두께를 조절할 수 있다.
이하에서는 도 3을 참조하여, 렌즈의 표면에 박막이 증착되는 과정에 대하여 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 3은 일 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치를 통해 렌즈의 표면에 코팅층을 증착하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 안경 렌즈 및 안경 렌즈의 표면에 증착되는 코팅층을 나타내는 사시도이다.
이 때, 도 3은 도 1에 도시된 실시예에 관한 렌즈 코팅 장치(100)에 렌즈(10)가 수용된 상태를 나타내며, 도 4는 도 3의 렌즈 코팅 장치(100)에 의해 렌즈(10)의 표면에 증착된 코팅층(C)을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)는 진공 챔버(110), 렌즈 지지부(120), 마스크부(130) 및 전자 빔 조사원(140)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)의 구성 요소들 중 적어도 하나는 도 1의 렌즈 코팅 장치(100)의 구성 요소들 중 적어도 하나와 동일 또는 유사할 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
진공 챔버(110)의 내부에 고정 배치된 렌즈 지지부(120)의 적어도 하나의 렌즈 홈(120h)에는 렌즈(10)가 수용될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 렌즈 홈(120h)은 렌즈(10)와 실질적으로 동일한 형상으로 형성될 수 있으며, 그 결과 렌즈(10)가 적어도 하나의 렌즈 홈(120h)의 내부에 수용될 수 있다.
전자 빔 조사원(140)에서 조사 또는 방출되는 전자 빔에 의해 증착 물질이 가열될 수 있으며, 가열에 의해 증기화된 증착 물질은 적어도 하나의 렌즈 홈(120h)에 수용된 렌즈(10)의 표면에 증착될 수 있다.
예를 들어, 전자 빔에 의해 증기화된 증착 물질은 적어도 하나의 렌즈 홈(120h)에 수용된 렌즈(10)의 전자 빔 조사원(140)을 향하는 제1 표면에 증착될 수 있으며, 그 결과 제1 표면에는 코팅층이 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 렌즈(10)의 제1 표면에는 전자 빔에 의해 증기화된 TiO2와 SiO2가 교차로 증착되어 IR 코팅층(Infrared ray cut coating layer)가 형성될 수 있다.
본 개시에서 'IR 코팅층'은 약 750 nm 내지 1400 nm의 파장 대역을 갖는 근적외선을 차단하기 위한 코팅층으로, 렌즈에 입사되는 근적외선의 약 50 내지 약 56%를 차단할 수 있다. 그 결과, IR 코팅층은 근적외선에 의한 백내장, 수정체 이상, 망막 황반부 손상 등을 방지할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 렌즈(10)의 제1 표면에는 전자 빔에 의해 증기화된 ZrO2와 SiO2가 교차로 증착되어 AR 코팅층(Anti-reflection coating layer)가 형성될 수 있다.
본 개시에서 'AR 코팅층'은 렌즈(10)의 투과율을 높임으로써, 렌즈(10)의 반사율을 낮출 수 있는 코팅층으로, 렌즈(10) 착용자의 안구 피로도를 줄이고, 렌즈(10)의 선명도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 렌즈(10)의 표면에 AR 코팅층이 형성됨에 따라, 렌즈(10)의 투과율은 약 92%에서 약 98% 이상까지 향상될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 실시예에 따르면, 렌즈(10)의 제1 표면에는 전자 빔에 의해 증기화된 발수 물질(예: 고불소 소재, 나노 소재)가 증착되어 발수 코팅층(또는 '초발수 코팅층')이 형성될 수 있다.
본 개시에서 '발수 코팅층'은 렌즈(10)의 표면에 물방울이 퍼지거나, 번지는 것을 방지하기 위한 코팅층을 의미할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 렌즈(10)의 제1 표면에는 전자 빔에 의해 증기화된 코팅 물질(예: 멜라민, 아크릴, 우레탄을 포함하는 유기 코팅제 또는 실리콘계 코팅제)이 증착되어 하드 코팅층(hard coating layer)가 형성될 수 있다.
본 개시에서 '하드 코팅층'은 렌즈(10)의 표면 강도를 높여 내마모성을 향상시킬 수 있는 코팅층을 의미할 수 있다.
렌즈(10)의 제1 표면에 형성되는 코팅층이 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라 다른 코팅층이 추가적으로 형성될 수도 있다.
이 때, 마스크부(130)는 진공 챔버(110)의 내부에서 렌즈 지지부(120)를 중심으로 회전 이동하면서, 적어도 하나의 렌즈 홈(120h)에 수용된 렌즈(10)의 제1 표면에 박막이 균일한 두께로 형성되도록 가이드 하는 역할을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 렌즈(10)는 렌즈 지지부(120)의 적어도 하나의 렌즈 홈(120h)에 탈부착 가능하게 수용될 수 있다. 이에 따라, 사용자 또는 작업자는 렌즈(10)의 제1 표면에 코팅층이 형성이 완료되면 렌즈(10)를 적어도 하나의 렌즈 홈(120h)으로부터 탈착시킬 수 있다.
사용자 또는 작업자는 코팅층이 형성되지 않은 렌즈(10)의 제2 표면에 대해서도 상술한 박막 증착 공정을 반복 수행할 수 있으며, 그 결과 렌즈(10)의 제2 표면에도 코팅층이 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 렌즈 코팅 장치(100)의 진공 챔버(110)의 내부에서 수행되는 상술한 박막 증착 공정을 통해 렌즈(10)의 적어도 일 표면에는 코팅층(C)이 형성될 수 있으며, 코팅층(C)이 형성된 렌즈(10)는 안경에 적용될 수 있다.
일 예시에서, 렌즈(10)의 제1 표면에는 제1 코팅층(C1)이 형성되고, 제1 표면과 반대 방향에 위치한 제2 표면에는 제2 코팅층(C2)이 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예시(미도시)에서, 렌즈(10)의 제1 표면 및 제2 표면 중 하나의 표면에만 코팅층(C)이 형성될 수도 있다.
예를 들어, 코팅층(C)은 렌즈(10)의 표면을 기준으로 하드 코팅층, IR 코팅층 및/또는 AR 코팅층, 발수 코팅층이 순서대로 적층된 구조일 수 있으나, 코팅층(C)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 다른 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 다른 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)는 진공 챔버(110), 렌즈 지지부(120), 마스크부(130), 전자 빔 조사원(140), 카메라부(200) 및 센서부(300)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)의 구성 요소가 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라 적어도 하나의 구성 요소가 추가되거나, 적어도 하나의 구성 요소가 생략될 수도 있다.
다른 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)는 도 1 및/또는 도 3의 렌즈 코팅 장치(100)에서 카메라부(200) 및 센서부(300)가 추가된 렌즈 코팅 장치일 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
카메라부(200)는 렌즈 지지부(120)의 적어도 하나의 렌즈 홈(예: 도 1의 적어도 하나의 렌즈 홈(120h))에 수용되는 렌즈(10)의 표면의 색상 변화를 감지할 수 있다. 카메라부(200)는 예를 들어, 진공 챔버(110)의 내부에 위치하여, 렌즈(10)의 표면에 박막이 증착됨에 따라 발생되는 렌즈(10)의 표면의 색상 변화를 감지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카메라부(200)는 렌즈(10)의 표면의 색상 변화를 감지하기 위한 비전 카메라(vision camera)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 카메라부(200)는 렌즈(10)의 표면의 색상 변화를 보다 정확하게 감지하기 위하여 렌즈 지지부(120)의 적어도 하나의 렌즈 홈을 향하는 방향으로 조명을 제공하는 조명 유닛을 더 포함할 수 있다.
센서부(300)는 렌즈 지지부(120)의 적어도 하나의 렌즈 홈에 수용되는 렌즈(10)의 표면에 증착되는 박막의 두께를 감지할 수 있다. 전자 빔 조사원(140)으로부터 조사 또는 방출되는 전자 빔에 의해 증착 물질이 가열됨에 따라, 증기화된 증착 물질이 렌즈(10)의 표면에 증착될 수 있으며, 센서부(300)는 렌즈(10)의 표면에 증착되는 박막의 두께를 감지할 수 있다.
센서부(300)는 예를 들어, 렌즈(10)의 표면에 증착되는 박막의 두께를 옴스트롱(Å) 단위로 측정할 수 있는 크리스탈 센서를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제어부는 카메라부(200) 및/또는 센서부(300)와 전기적 또는 작동적으로 연결될 수 있으며, 카메라부(200) 및/또는 센서부(300)의 감지 결과에 기초하여 전자 빔 조사원(140)의 동작을 제어함으로써, 렌즈(10)의 표면에 증착되는 박막의 두께 및/또는 색상을 조절할 수 있다. 다만, 제어부의 카메라부(200) 및/또는 센서부(300)의 감지 결과에 기초한 전자 빔 조사원(140)의 제어 동작은 후술하도록 한다.
다른 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)는 제어부의 상술한 동작을 통해 렌즈(10)의 표면에 일정한 두께 및 색상을 갖는 박막을 증착할 수 있을 뿐만 아니라, 박막 증착 공정을 자동화할 수 있다. 결과적으로, 다른 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)는 박막 증착 공정이 전체적으로 단순화될 수 있어, 숙련된 작업자 없이도 렌즈(10)의 표면에 코팅층을 생성할 수 있다.
도 6은 다른 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치의 구성 요소들을 나타내는 블록도이다. 도 6은 도 5에 도시된 렌즈 코팅 장치(100)의 일부 구성 요소들을 나타내며, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 6을 참조하면, 다른 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)의 제어부(400)는 렌즈 코팅 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(400)는 렌즈 코팅 장치(100)의 구성 요소들의 동작을 제어하기 위한 구동 제어부(410) 및 렌즈 코팅 장치(100)의 일부 구성 요소들에 전압을 인가하기 위한 전압 제어부(420)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 제어부(400)는 마스크부(예: 도 5의 마스크부(130))와 전기적 또는 작동적으로 연결되어, 마스크부의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(400)는 마스크부가 회전 운동하기 위한 동력을 제공하는 모터(130m)를 통해 마스크부와 전기적으로 연결되어 마스크부의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(400)의 구동 제어부(410)는 모터(130m)의 회전 속도 및/또는 회전 방향을 제어함으로써, 마스크부의 회전 속도 및/또는 회전 방향을 제어할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 제어부(400)는 카메라부(200)와 전기적 또는 작동적으로 연결될 수 있으며, 카메라부(200)로부터 렌즈의 표면의 색상 변화에 관한 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 카메라부(200)는 렌즈 지지부(예: 도 5의 렌즈 지지부(110))에 수용되는 렌즈의 표면의 색상 변화를 감지할 수 있으며, 감지된 렌즈의 표면의 색상 변화에 관한 데이터는 제어부(400)로 전송될 수 있다.
이 때, 제어부(400)의 구동 제어부(410)는 카메라부(200)로부터 수신된 렌즈의 표면의 색상 변화에 관한 데이터에 기초하여, 전자 빔 조사원(예: 도 5의 전자 빔 조사원(140))의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(400)는 렌즈의 표면의 색상 변화에 관한 데이터에 기초하여, 전자 빔 조사원에서 조사되는 전자 빔의 세기를 조절함으로써, 렌즈의 표면의 색상을 일정한 색상으로 유지할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 제어부(400)는 센서부(300)와 전기적 또는 작동적으로 연결될 수 있으며, 센서부(300)로부터 렌즈의 표면에 증착되는 박막의 두께에 관한 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 센서부(300)는 렌즈 지지부에 수용되는 렌즈의 표면에 증착되는 박막의 두께를 감지할 수 있으며, 감지된 박막의 두께에 관한 데이터는 제어부(400)로 전송될 수 있다.
이 때, 제어부(400)의 구동 제어부(410)는 센서부(300)로부터 수신된 박막의 두께에 관한 데이터에 기초하여, 전자 빔 조사원의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(400)는 렌즈의 표면에 증착되는 박막의 두께에 관한 데이터에 기초하여, 전자 빔 조사원에서 조사되는 전자 빔의 세기를 조절함으로써, 박막의 두께를 지정된 두께로 유지할 수 있다.
렌즈의 표면에 일정한 두께 및 색상을 갖는 박막을 형성하기 위해서는 렌즈의 표면에 증착되는 박막의 두께 및 렌즈의 표면의 색상 변화에 대응하여 전자 빔의 조사량을 조절하는 것이 중요하다.
기존의 렌즈 코팅 장치에서는 박막 증착 공정에서 렌즈가 수용되는 렌즈 지지부가 지속적으로 회전 운동함에 따라, 렌즈의 표면에 증착되는 박막의 두께 및/또는 렌즈의 표면의 색상 변화를 정확하게 식별하기 어려워, 렌즈의 표면에 일정한 두께 및 색상을 갖는 박막을 증착하기 어려웠다.
다른 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)에서는 렌즈가 수용되는 렌즈 지지부의 위치가 진공 챔버의 내부에 고정됨에 따라, 카메라부(200) 및/또는 센서부(300)를 통해 렌즈의 표면에 증착되는 박막의 두께 및/또는 렌즈의 표면의 색상 변화를 정밀하게 감지할 수 있다. 이에 따라, 다른 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)는 카메라부(200) 및/또는 센서부(300)의 감지 결과에 기초하여 전자 빔 조사원의 동작을 자동으로 제어할 수 있으며, 그 결과 렌즈의 표면에 증착되는 박막의 두께 및 색상을 일정하게 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 색상 변화에 민감한 특수한 색상의 박막도 자유롭게 생산할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 제어부(400)는 전자 빔 조사원에서 전자 빔에 조사 또는 방출되는 것에 대응하여 렌즈가 수용되는 렌즈 지지부의 적어도 일 영역에 전압을 인가할 수 있다. 예를 들어, 제어부(400)의 전압 제어부(420)는 렌즈 지지부의 적어도 일 영역에 전압을 인가할 수 있다.
일 예시에서, 제어부(400)의 전압 제어부(420)는 렌즈 지지부의 전자 빔 조사원을 향하는 일 영역에 전압을 전압(예: (-) 전압)을 인가하여 렌즈의 표면에 박막이 증착되는 속도를 향상시킬 수 있다.
진공 챔버의 내부에는 증착 물질뿐만 아니라, 비활성 가스 또는 반응성 가스가 저장될 수 있으며, 비활성 가스 또는 반응성 가스는 전자 빔 조사원에 의해 조사되는 전자 빔에 의해 이온화될 수 있다.
전압 제어부(420)에서 렌즈 지지부의 전자 빔 조사원을 향하는 일 영역에 전압을 인가함에 따라, 전자 빔에 의해 증기화된 증착 물질와 이온화된 가스는 렌즈 지지부를 향하는 방향으로 가속될 수 있으며, 그 결과 렌즈의 표면의 박막 증착 속도가 향상될 수 있다.
다만, 렌즈 지지부에 전압이 인가됨에 따라, 증기화된 증착 물질의 일부는 렌즈의 전자 빔 조사원을 향하는 제1 표면에 증착되지 않고, 제1 표면의 반대 방향에 위치한 제2 표면에 증착되는 상황이 발생할 수 있다.
예를 들어, 렌즈의 제1 표면에 제1 박막을 증착한 후, 제2 표면에 제2 박막을 증착하는 과정에서 증기화된 증착 물질의 일부는 렌즈의 제2 표면에 증착되지 않고, 제1 표면으로 이동하여 증착된 제1 박막 상에 증착되는 상황이 발생할 수 있다.
증기화된 증착 물질의 일부가 제1 박막에 추가적으로 증착됨에 따라, 렌즈의 제1 표면에는 굴곡이 발생할 수 있으며, 제1 표면에 발생된 굴곡은 렌즈의 성능에 영향을 줄 수 있다.
예를 들어, 렌즈의 제1 표면에 AR 코팅층을 증착한 후, 제2 표면에 AR 코팅층을 증착하는 과정에서 일부 증착 물질이 제2 표면이 아닌 제1 표면에 증착됨에 따라, 제1 표면의 AR 코팅층에 굴곡이 발생할 수 있다.
렌즈의 제1 표면 및 제2 표면에 AR 코팅층 증착을 완료하고, AR 코팅층 상에 발수 코팅층을 추가로 증착하는 경우, 렌즈의 제2 표면에 AR 코팅층을 증착하는 과정에서 생성된 제1 표면의 AR 코팅층의 굴곡에 의해 제1 표면에 증착되는 발수 코팅층의 발수 성능이 현저하게 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
이 때, 제어부(400)의 전압 제어부(420)는 전자 빔 조사원의 전자 빔 조사 동작에 대응하여 렌즈 지지부의 전자 빔 조사원과 반대 방향에 위치한 다른 영역에 역방향 전압(reverse bias)을 인가함으로써, 증기화된 증착 물질이 렌즈의 전자 빔 조사원과 반대 방향에 위치한 표면에 증착되는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 렌즈 지지부의 전자 빔 조사원과 반대 방향에 위치한 다른 영역에 역방향 전압(reverse bias)이 인가됨에 따라, 렌즈의 전자 빔 조사원과 반대 방향에 위치한 표면에서는 반발 현상이 발생할 수 있으며, 그 결과 증기화된 증착 물질이 렌즈의 전자 빔 조사원과 반대 방향에 위치한 표면에 증착되지 않을 수 있다.
즉, 다른 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)는 상술한 제어부(400)의 동작을 통해 렌즈의 표면에 증착되는 코팅층의 성능을 유지할 수 있다. 이하에서는 도 7 내지 도 8을 참조하여 렌즈 코팅 장치(100)를 제어하는 방법에 대하여 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 7은 일 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치를 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 도 7에 도시된 렌즈 코팅 장치를 제어하는 단계를 설명함에 있어, 도 5 내지 도 6에 도시된 렌즈 코팅 장치(100)의 구성 요소들을 참고하도록 한다.
도 7을 참조하면, 701 단계에서, 일 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)의 제어부(400)는 마스크부(130)를 지정된 속도로 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 제어부(400)는 모터(130m)를 통해 마스크부(130)를 지정된 속도로 회전시킬 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
702 단계에서, 일 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)의 제어부(400)는 전자 빔 조사원(140)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(400)는 전자 빔 조사원(140)을 작동시켜 진공 챔버(110)의 내부에 전자 빔(E-beam)을 조사 또는 방출할 수 있다.
전자 빔 조사원(140)에서 조사되는 전자 빔에 의해 진공 챔버(110)의 내부에 위치한 증착 물질이 가열될 수 있으며, 가열에 의해 증기화된 증착 물질은 렌즈 지지부(120)의 적어도 하나의 렌즈 홈(예: 도 1의 렌즈 홈(120h))에 수용된 렌즈(10)의 표면에 증착될 수 있다.
도 7 상에는 702 단계가 701 단계 이후에 수행되는 실시예에 대해서만 도시되어 있으나, 본 개시의 실시예들이 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 701 단계와 702 단계가 동시에 수행되거나, 702 단계가 701 단계보다 먼저 수행될 수도 있다.
703 단계에서, 일 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)의 제어부(400)는 카메라부(200) 및/또는 센서부(300)를 통해 렌즈 지지부(120)에 수용된 렌즈(10)의 표면에 증착되는 박막의 두께 및/또는 렌즈(10)의 표면의 색상 변화를 감지할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 카메라부(200) 및/또는 센서부(300)를 통해 감지된 박막의 두께 및/또는 렌즈(10)의 표면의 색상 변화에 기초하여, 전자 빔 조사원(140)의 작동을 제어할 수 있다.
일 예시에서, 제어부(400)는 렌즈(10)의 표면의 색상 변화에 기초하여, 전자 빔 조사원(140)에서 조사되는 전자 빔의 세기를 증가시키거나 또는 줄임으로써, 렌즈(10)의 표면의 색상을 일정한 색상으로 유지할 수 있다.
예를 들어, 렌즈(10)의 표면에 박막이 증착되거나, 진공 챔버(110)의 내부에 오염이 발생하는 경우, 렌즈(10)의 표면의 색상이 변화할 수 있는데, 제어부(400)는 렌즈(10)의 표면의 색상 변화에 기초하여 전자 빔 조사원(140)의 작동을 제어함으로써, 렌즈(10)의 표면 색상을 소정의 색상으로 유지할 수 있다.
다른 예시에서, 제어부(400)는 렌즈(10)의 표면에 증착되는 박막의 두께에 기초하여, 전자 빔 조사원(140)에서 조사되는 전자 빔의 세기를 증가시키거나 또는 줄임으로써, 렌즈(10)의 표면의 증착되는 박막의 두께를 일정하게 유지할 수 있다.
즉, 일 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)는 상술한 701 단계 내지 703 단계를 통해 렌즈의 표면에 증착되는 박막의 두께 및 색상을 일정하게 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 색상 변화에 민감한 특수한 색상의 박막도 자유롭게 생산할 수 있다.
도 8은 다른 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치를 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 도 8에 도시된 렌즈 코팅 장치를 제어하는 단계를 설명함에 있어, 도 5 내지 도 6에 도시된 렌즈 코팅 장치(100)의 구성 요소들을 참고하도록 한다.
도 8을 참조하면, 801 단계에서, 다른 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)의 제어부(400)는 전자 빔 조사원(140)을 통해 렌즈 지지부(120)에 수용된 렌즈(10)의 표면에 전자 빔을 조사할 수 있다.
전자 빔 조사원(140)에서 조사되는 전자 빔에 의해 진공 챔버(110)의 내부에 위치한 증착 물질이 가열될 수 있으며, 가열에 의해 증기화된 증착 물질은 렌즈 지지부(120)에 수용된 렌즈(10)의 표면에 증착될 수 있다.
802 단계에서, 다른 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)의 제어부(400)는 전자 빔 조사원(140)에서 전자 빔에 조사 또는 방출되는 것에 대응하여 렌즈(10)가 수용되는 렌즈 지지부(120)의 적어도 일 영역에 전압을 인가할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어부(400)는 렌즈 지지부(120)의 전자 빔 조사원(140)과 반대 방향에 위치한 영역에 역방향 전압(reverse bias)을 인가함으로써, 전자 빔에 의해 증기화된 증착 물질이 렌즈(10)의 전자 빔 조사원(140)과 반대 방향에 위치한 표면에 증착되는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 렌즈 지지부(120)의 전자 빔 조사원(140)과 반대 방향에 위치한 영역에 역방향 전압이 인가됨에 따라, 렌즈(10)의 전자 빔 조사원(140)과 반대 방향에 위치한 표면에서는 반발 현상이 발생할 수 있으며, 그 결과 증기화된 증착 물질이 렌즈(10)의 전자 빔 조사원과 반대 방향에 위치한 표면에 증착되지 않을 수 있다.
다른 실시예에 따른 렌즈 코팅 장치(100)는 상술한 801 단계 내지 802 단계를 통해 렌즈(10)의 일 표면에 박막을 증착 시키는 과정에서 렌즈(10)의 다른 표면에 증기화된 증착 물질이 증착되는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 렌즈(10)에 형성되는 코팅층의 성능 저하를 방지할 수 있다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 렌즈
100: 렌즈 코팅 장치
110: 진공 챔버
120: 렌즈 지지부
120h: 렌즈 홈
121: 고정 부재
130: 마스크부
130m: 모터
131: 회전 바디
132: 마스크
140: 전자 빔 조사원
200: 카메라부
300: 센서부
400: 제어부
410: 구동 제어부
420: 전압 제어부
C: 코팅층

Claims (15)

  1. 진공 챔버;
    상기 진공 챔버의 내부에 위치하며, 렌즈가 수용될 수 있는 적어도 하나의 렌즈 홈을 포함하는 렌즈 지지부;
    상기 진공 챔버의 내부에 회전 가능하도록 배치되는 마스크부;
    상기 진공 챔버의 내부에 위치하며, 상기 적어도 하나의 렌즈 홈에 수용되는 렌즈에 전자 빔(electron beam)을 조사하는 전자 빔 조사원(electron beam source); 및
    상기 마스크부 및 상기 전자 빔 조사원과 전기적으로 연결되고, 상기 전자 빔 조사원의 동작을 제어하여 상기 적어도 하나의 렌즈 홈에 수용되는 렌즈의 표면에 박막(thin film)을 증착시키는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 전자 빔 조사원을 통해 상기 적어도 하나의 렌즈 홈에 수용되는 렌즈의 표면에 전자 빔을 조사할 때, 상기 렌즈 지지부에 역방향 전압(reverse bias)을 인가하는, 렌즈 코팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 지지부는 상기 진공 챔버의 내부에 고정 배치되는, 렌즈 코팅 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    일단이 상기 진공 챔버와 연결되고, 타단이 상기 렌즈 지지부와 연결되는 고정 부재;를 더 포함하고,
    상기 렌즈 지지부는 상기 고정 부재를 통해 상기 진공 챔버의 내부에서 위치가 고정되는, 렌즈 코팅 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 렌즈 지지부는 돔 형상(dome shape)으로 형성되고,
    상기 적어도 하나의 렌즈 홈은 상기 렌즈 지지부의 표면 상에 방사형으로 배치되는, 렌즈 코팅 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 마스크부는 상기 진공 챔버의 내부에서 상기 렌즈 지지부를 중심으로 회전하는, 렌즈 코팅 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 마스크부는,
    상기 진공 챔버의 내부에 회전 가능하게 배치되는 회전 바디; 및
    상기 렌즈 지지부와 상기 전자 빔 조사원의 사이에 위치하며, 상기 회전 바디와 연결되어 상기 회전 바디에 대응하여 회전하는 마스크;를 포함하는, 렌즈 코팅 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부와 전기적으로 연결되고, 상기 적어도 하나의 렌즈 홈에 수용되는 렌즈의 표면에 증착되는 박막의 두께를 감지하기 위한 센서부;를 더 포함하는, 렌즈 코팅 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 센서부를 통해 감지된 박막의 두께에 기초하여, 상기 전자 빔 조사원의 동작을 제어하는, 렌즈 코팅 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부와 전기적으로 연결되고, 상기 적어도 하나의 렌즈 홈에 수용되는 렌즈의 표면의 색상 변화를 감지하기 위한 카메라부;를 더 포함하는, 렌즈 코팅 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 카메라부는
    상기 적어도 하나의 렌즈 홈에 수용되는 렌즈의 표면의 색상 변화를 감지하는 비전 카메라(vision camera); 및
    상기 비전 카메라의 동작 시, 상기 적어도 하나의 렌즈 홈에 조명을 제공하는 조명 유닛;을 포함하는, 렌즈 코팅 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 카메라부를 통해 감지된 상기 렌즈의 표면의 색상 변화에 기초하여, 상기 전자 빔 조사원의 동작을 제어하는, 렌즈 코팅 장치.
  12. 삭제
  13. 진공 챔버와, 렌즈가 수용될 수 있는 적어도 하나의 렌즈 홈을 포함하는 렌즈 지지부와, 상기 진공 챔버의 내부에 회전 가능하도록 배치되는 마스크부 및 상기 적어도 하나의 렌즈 홈에 수용되는 렌즈에 전자 빔을 조사하는 전자 빔 조사원을 포함하는 렌즈 코팅 장치를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 마스크부를 지정된 속도로 회전시키는 단계;
    상기 전자 빔 조사원을 통해 상기 적어도 하나의 렌즈 홈에 수용되는 렌즈의 표면에 전자 빔을 조사하는 단계;
    상기 렌즈의 표면에 조사되는 전자 빔에 의해 렌즈의 표면에 형성되는 박막의 두께를 감지하는 단계;
    상기 감지된 박막의 두께에 기초하여, 상기 전자 빔 조사원의 작동을 제어하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 렌즈 홈에 수용되는 렌즈의 표면에 전자 빔을 조사할 때, 상기 렌즈 지지부에 역방향 전압을 인가하는 단계;를 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 렌즈의 표면에 형성되는 박막에 의한 상기 렌즈의 표면의 색상 변화를 감지하는 단계; 및
    상기 감지된 렌즈의 표면의 색상 변화에 기초하여, 상기 전자 빔 조사원의 작동을 제어하는 단계;를 더 포함하는, 방법.
  15. 삭제
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