KR102671971B1 - 렌즈 및 이를 포함하는 렌즈 조립체 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈는 광학부; 및 상기 광학부의 반경 방향의 외측으로 연장된 리브부;를 포함하고, 상기 리브부는 투광 영역 및 차광 영역을 포함하며, 상기 차광 영역은 상기 리브부의 내부에 배치될 수 있다.
Description
본 발명은 렌즈 및 이를 포함하는 렌즈 조립체에 관한 것이다.
카메라 모듈 등에 포함되는 렌즈는 형광등 불빛이나 어두운 암실에서 일정한 각도로 강한 빛을 입사시키면 특정한 각도의 빛이 렌즈의 리브면에서 내면 반사를 일으키는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 빛은 결상과는 관련이 없는 빛으로 화면에 플레어나 고스트 현상을 일으키는 원인이 된다. 따라서, 렌즈의 리브면에서의 불필요한 빛의 입사를 차단해야 할 필요성이 대두되고 있다.
본 발명의 여러 목적 중 하나는 플레어나 고스트 현상을 방지할 수 있는 렌즈 및 렌즈 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 여러 목적 중 하나는 리브부의 내부에 차광 영역이 형성된 렌즈 및 렌즈 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 여러 목적 중 하나는 생산 공정의 효율을 향상시킬 수 있는 렌즈 및 렌즈 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈는 광학부; 및 상기 광학부의 반경 방향의 외측으로 연장된 리브부;를 포함하고, 상기 리브부는 투광 영역 및 차광 영역을 포함하며, 상기 차광 영역은 상기 리브부의 내부에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 조립체는 내부 공간을 포함하는 렌즈 배럴; 및 상기 렌즈 배럴의 내부 공간에 광축을 따라 적층되는 하나 이상의 렌즈;를 포함하며, 상기 렌즈는 광학부; 및 상기 광학부의 반경 방향의 외측으로 연장된 리브부;를 포함하고, 상기 리브부는 투광 영역 및 차광 영역을 포함하며 상기 차광 영역은 상기 리브부의 내부에 배치될 수 있다.
본 발명의 여러 효과 중 하나는 렌즈의 플레어나 고스트 현상을 방지할 수 있는 것이다.
본 발명의 여러 효과 중 하나는 리브부의 내부에 차광 영역이 형성된 렌즈 및 렌즈 조립체를 제공할 수 있는 것이다.
본 발명의 여러 효과 중 하나는 렌즈 및 렌즈 조립체의 생산 공정의 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I'의 단면도이다.
도 3은 도 2의 변형 형태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 및 비교예의 파장별 투과율을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 및 비교예의 렌즈 리브부에 대한 착색 두께를 나타내는 그래프이다.
도 7은 서로 다른 용매를 사용하여 리브부를 착색한 실시예 1, 비교예 2 및 3의 파장에 따른 광투과율을 나타낸 그래프이다.
도 2는 도 1의 I-I'의 단면도이다.
도 3은 도 2의 변형 형태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 및 비교예의 파장별 투과율을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 및 비교예의 렌즈 리브부에 대한 착색 두께를 나타내는 그래프이다.
도 7은 서로 다른 용매를 사용하여 리브부를 착색한 실시예 1, 비교예 2 및 3의 파장에 따른 광투과율을 나타낸 그래프이다.
이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 이는 본 명세서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시예의 다양한 변경 (modifications), 균등물 (equivalents), 및/또는 대체물 (alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조부호가 사용될 수 있다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명할 수 있다.
본 명세서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징 (예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 명세서에서, "A 및/또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 및/또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 및 B 중 하나 또는 그 이상"은, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
도면에서, X 방향은 제1 방향, L 방향 또는 길이 방향, Y 방향은 제2 방향, W 방향 또는 폭 방향, Z 방향은 제3 방향, T 방향, 두께 방향 또는 광축 방향으로 정의될 수 있다.
본 발명은 렌즈(100)에 관한 것이다. 이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈(100)에 대하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈(100)는 광학부(110); 및 상기 광학부(110)의 반경 방향의 외측으로 연장된 리브부(120);를 포함하고, 상기 리브부(120)는 투광 영역(122) 및 차광 영역(121)을 포함할 수 있다.
이 때, 상기 차광 영역(121)은 상기 리브부(120)의 내부에 배치될 수 있다. 본 명세서에서 어떤 "영역"이 리브부의 내부에 배치된다는 것은 상기 영역의 제1 방향, 제2 방향 및 제3 방향의 최대 치수가 상기 리브부의 제1 방향, 제2 방향 및 제3 방향의 최대 치수 보다 작은 것을 의미할 수 있으며, 상기 영역의 외측 경계가 모두 상기 리브부의 내부에 존재하는 것을 의미할 수 있다. 본 발명에 따른 렌즈(100)는 후술하는 바와 같이 리브부(120)를 착색하여 차광 영역(121)을 형성할 수 있으며, 이를 통해 리브부(120)의 내부에 차광 영역(121)이 배치되도록 할 수 있다.
상기 렌즈(100)의 형상이나 종류는 특별히 제한되지 않으며 카메라 모듈 등의 광학기기에 사용될 수 있는 렌즈를 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 렌즈(100)는 수지 성분을 포함하는 플라스틱 수지 렌즈일 수 있으며, 본 발명의 일 예시에 따르면, 상기 수지 성분은 고리형 올레핀 화합물을 포함할 수 있다. 상기 렌즈(100)는 고리형 올레핀 화합물을 포함하는 수지 조성물을 소정의 형상으로 성형하여 제조할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 예시에서, 고리형 올레핀 화합물은 예를 들어 노르보르넨 골격을 가지는 단량체를 개환(공) 중합하고 또한 수소 첨가해 얻어진 수지, 노르보르넨 골격을 가지는 단량체 단독으로 또는 α-올레핀과 부가(공) 중합해 얻어진 수지, 방향족 올레핀 단량체를 부가(공) 중합하고 또한 수소 첨가해 얻어진 수지 중 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 고리형 올레핀 화합물의 예시로, 노르보르넨계 폴리머/코폴리머, 벤조사이클로부텐계 폴리머/코폴리머 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 단량체의 구체예로, 2-노르보르넨,5-메틸-2-노르보르넨, 5, 5-디메틸-2-노르보르넨, 5-에틸-2-노르보르넨, 5-부틸-2-노르보르넨, 5-에틸리덴-2-노르보르넨, 5-메톡시카르보닐-2-노르보르넨, 5-시아노-2-노르보르넨, 5-메틸-5-메톡시카르보닐-2-노르보르넨, 5-페닐-2-노르보르넨, 5-페닐-5-메틸-2-노르보르넨, 디사이클로펜타디엔, 2,3-디히드로디사이클로펜타디엔, 테트라사이클로-3-도데센,8-메틸 테트라 사이클로-3-도데센,8-에틸테트라 사이클로-3-도데센,8-헥실 테트라사이클로-3-도데센, 2,10-디메틸테트라사이클로-3-도데센, 5,10-디메틸테트라사이클로-3-도데센, 1,4:5,8-디메타노-1,2,3,4,4a,5,8,8a-2,3-사이클로펜타디에노 나프탈렌,6-에틸-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8 a-옥타하이드로나프탈렌, 1,4:5,10:6,9-트리메타노- 1,2,3,4,4a,5,5a,6,9,9a,10,10 a-도데카히드로-2,3-사이클로펜타디에노 안트라센, 사이클로펜타디엔과 테트라하이드로인덴의 부가물, 그 유도체 또는 치환체를 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈(100)는 광학부(110) 및 리브부(120)를 포함할 수 있다.
상기 광학부(110)는 렌즈(100)의 광학 성능이 발휘되는 영역일 수 있다. 예를 들어 물체(또는 피사체)로부터 반사된 빛이 굴절되는 영역일 수 있다. 상기 리브부(120)는 렌즈(100)를 다른 구성, 예를 들어 렌즈 배럴, 다른 렌즈 및/또는 스페이서 등에 고정하는 영역일 수 있다. 리브부(120)는 광학부(110)의 반경 방향의 외측으로 연장된 영역일 수 있다. 본 명세서에서 "반경 방향"이란 광학부(110)의 중심에서 렌즈(100)의 외주면을 향하는 방향을 의미할 수 있으며, 광축 방향에 수직인 방향을 의미할 수 있다. 상기 리브부(120)와 광학부(110)는 그 위치나 기능에 의해 구분되는 것이며, 동일한 렌즈 내에서 구분되는 영역을 의미할 수 있다. 따라서 상기 광학부(110)와 리브부(120)는 서로 일체화된 렌즈를 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 렌즈(100)의 리브부(120)는 투광 영역(122) 및 차광 영역(121)을 포함할 수 있다. 상기 투광 영역(122)은 빛이 통과할 수 있는 영역을 의미할 수 있으며, 차광 영역(121)이 형성되지 않은 영역을 의미할 수 있다. 상기 투광 영역(122)은 예를 들어 400 nm 내지 650 nm의 범위의 광에 대한 평균 투과율이 80% 초과인 영역을 의미할 수 있으며, 차광 영역(121)은 400 nm 내지 650 nm의 범위의 광에 대한 평균 투과율이 20% 이하인 영역을 의미할 수 있다. 상기 투광 영역(122) 및 차광 영역(121)은 동일한 렌즈 내에서 후술하는 비극성 염료로 염색된 영역 및 염색되지 않은 영역을 서로 구분하기 위하여 사용된 용어로, 상기 투광 영역(122) 및 차광 영역(121)은 서로 명확한 경계면을 갖지 않을 수 있다.
본 발명의 일 예시에서, 본 발명에 따른 렌즈(100)의 차광 영역(121)은 리브부(120)의 광축 방향의 일 표면의 내측에 배치될 수 있다. 본 명세서에서 "광축"이란 빛이 투과하는 광로를 가르키는 가상의 선을 의미할 수 있으며, 렌즈의 곡면이 회전 대칭성을 가질 때 그 대칭축을 의미할 수 있다. 예를 들어 도 2를 참조하면, 렌즈의 중심을 지나는 가상의 Z축을 상정할 때 상기 Z축이 광축이 될 수 있으며, 상기 Z축 방향이 광축 방향을 의미할 수 있다. 본 예시와 같이 차광 영역(121)이 리브부(120)의 광축 방향의 일 표면의 내측에 배치되는 경우, 상기 리브부(120)의 Z축 방향의 양 면 중 어느 한 면의 내측에 차광 영역(121)이 배치될 수 있다. 이 경우 어느 한 방향으로만 렌즈를 염색할 수 있어 생산 효율을 증대시킬 수 있다.
하나의 예시에서, 본 발명에 따른 렌즈(100)의 차광 영역(121)은 리브부(120)의 광축 방향의 양 표면의 내측에 배치될 수 있다. 즉, 본 예시의 렌즈(100)의 리브부(120)는 Z축 방향을 따라가면서 차광 영역(121), 투광 영역(122) 및 차광 영역(121)이 순차 배치된 구조를 가질 수 있다. 이 경우 상기 차광 영역(121)이 리브부(120)의 광축 방향의 양 면의 내측에 배치됨으로써 리브부(120)의 차광 영역(121)의 광투과율을 더욱 낮출 수 있다.
다른 예시에서, 본 발명에 따른 렌즈(100)의 차광 영역(121)은 리브부(120)의 반경 방향의 표면의 내측에 배치될 수 있다. 본 예시의 렌즈(100)의 차광 영역(121)은 리브부(120)의 반경 방향의 표면, 즉, 렌즈(100)의 리브부(120)의 Z축 방향에 수직인 방향의 최외각에 배치될 수 있다. 이 경우 광축에 수직인 리브부(120)의 면에 차광 영역(121)이 배치될 수 있으며, 이를 통해 광축 방향이 아닌 다른 방향으로부터 들어오는 빛을 차단하여 렌즈의 플레어나 고스트를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 본 발명에 따른 렌즈(100)의 차광 영역(121)은 리브부(120)의 적어도 일 표면에 접하여 배치될 수 있다. 상기 차광 영역(121)이 리브부(120)의 표면에 접하여 배치된다는 것은, 리브부(120)의 X축, Y축 및/또는 Z축 방향의 단부에 상기 차광 영역(121)이 배치되는 것을 의미할 수 있으며, 상기 리브부(120)의 X축, Y축 및/또는 Z축 방향의 공간적 경계와 상기 차광 영역(121)의 X축, Y축 및/또는 Z축 방향의 공간적 경계가 일치하는 것을 의미할 수 있고, 상기 차광 영역(121)이 리브부(120)의 표면으로 노출되는 것을 의미할 수 있다. 본 발명에 따른 렌즈(100)는, 후술하는 바와 같이 비극성 염료를 이용하여 리브부(120)를 착색한 것으로, 외부에 코팅층 등의 부가 구조가 배치되지 않으므로 우수한 밸런스를 가질 수 있다.
하나의 예시에서, 본 발명에 따른 렌즈(100)의 차광 영역(121)의 광축 방향의 평균 두께는 15 μm 이하일 수 있다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 차광 영역(121)의 광축 방향의 평균 두께(t)는 리브부(120)의 표면으로부터 수직한 방향으로 측정한 두께의 평균 값일 수 있으며, 예를 들어 리브부(120)의 반경 방향의 최대 길이의 1/2인 위치를 연결한 가상의 원을 등간격으로 10등분한 곳에서 측정한 두께의 산술 평균일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 본 발명에 따른 렌즈(100)의 차광 영역(121)은 차광 염료를 이용하여 착색된 영역일 수 있다. 본 명세서에서 "염료"란 용매에 대한 용해성을 가지고 있는 착색제를 의미할 수 있으며, 용매에 용해되지 않고 분산상태로 존재하는 안료와 구별되는 성분을 의미할 수 있다. 종래에는 렌즈의 리브부의 표면에 안료를 포함하는 코팅층을 형성하여 차광부를 형성하는 방법을 사용하였다. 하지만 별도의 층을 형성하는 방법은 코팅막의 경화 과정에서 렌즈의 표면이 손상될 수 있으며, 코팅막의 두께가 균일하게 형성되지 못하는 경우 렌즈의 무게 밸런스가 흐트러지는 문제가 발생할 수 있다. 본 발명에 따른 렌즈(100)는 차광 염료를 이용하여 리브부(120)를 착색하는 방법으로 차광 영역(121)을 형성함으로써 렌즈의 손상을 최소화 할 수 있으며, 렌즈의 외부에 부착되는 코팅막을 사용하지 않을 수 있어 우수한 밸런스를 가지는 렌즈를 제공할 수 있다.
하나의 예시에서, 본 발명에 따른 렌즈(100)의 차광 영역(121)이 포함하는 차광 염료의 농도는 리브부(120)의 표면으로부터 멀어질수록 낮아질 수 있다. 상기 차광 염료의 농도가 리브부(120)의 표면으로부터 멀어질수록 낮아진다는 것은, 상기 리브부(120)의 표면으로부터 일정거리 이격된 위치에서의 차광 염료의 농도가 상기 표면에 비해 낮은 것을 의미할 수 있다. 상기 일정거리 이격된 거리는 상기 리브부(120)의 표면으로부터 수직 거리로 상기 차광 영역(121)의 평균 두께의 절반에 해당하는 깊이를 의미할 수 있다. 상기 차광 염료의 농도는 전술한 차광 영역(121)의 두께를 측정한 위치에서 측정한 값일 수 있으며, 라만(Raman) 분석을 통해 검출할 수 있다. 본 발명에 따른 렌즈(100)는 후술하는 바와 같이 소정의 염료를 소정의 용매에 용해시켜 착색한 것으로, 별도의 외부 구조를 사용하지 않고 차광 영역(121)을 형성하여 우수한 물리적 밸런스를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 본 발명에 따른 렌즈(100)에 적용되는 차광 염료는 비극성 염료일 수 있다. 본 명세서에서 "비극성"이란 전하 분리가 발생하지 않아 상대적인 양전하(+) 및/또는 음전하(-)가 발생하지 않는 것을 의미할 수 있고, 극성이 아닌 성질을 의미할 수 있다. 또한 본 명세서에서 "극성"이란 어떤 분자 내에서 전하의 치우침이 나타나 이중극자 혹은 그 이상의 다중극자를 가지게 되는 성질을 의미할 수 있으며, 상대적인 양전하(+) 및/또는 음전하(-)를 가지게 되는 성질을 의미할 수 있다. 본 발명에 따른 렌즈(100)는 차광 염료로 비극성 염료를 적용하여 후술하는 용매에 대한 높은 용해도를 가질 수 있으며, 이를 통해 렌즈의 차광 영역(121)을 효과적으로 형성할 수 있다.
상기 비극성 염료는 작용기로 알킬(alkyl)기, 페닐(phenyl)기 등의 비극성 작용기를 포함하는 것일 수 있다. 이 때, 비극성 염료는 비극성 작용기만을 포함하고 극성 작용기를 포함하지 않는 것일 수 있다. 다만, 비극성 염료는 아민기, 히드록시기, 카르복실기, 케톤기, 알데하이드기 등의 극성 작용기를 일부 포함할 수도 있으나, 이러한 경우 비극성의 성질을 갖기 위한 측면에서 비극성 염료에 포함된 극성 작용기는 3개 이하인 것이 바람직하다. 예컨대 비극성 염료는 비극성 작용기를 포함하며, 3개 이하의 아민기를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 비극성 염료의 종류를 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 유색이나 암색의 비극성 염료를 사용할 수 있다. 비극성 염료의 비제한적인 예시로, 비극성 안트라퀴논계 염료, 비극성 벤조퀴논계 염료, 비극성 페릴렌계 염료, 비극성 프탈로시아닌계 염료, 비극성 퀴나크리돈계 안료, 비극성 아조계 염료, 비극성 디페닐메탄계 염료 중 적어도 하나의 비극성 염료를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 비극성 염료로는 1종의 비극성 염료를 사용할 수도 있으나, 2종 이상의 비극성 염료를 조합한 것을 사용할 수도 있다.
본 발명의 일 예시에서, 본 발명에 따른 렌즈(100)의 차광 영역(121)은 탄소수 1 내지 16의 알케인(alkane)을 포함할 수 있다. 상기 탄소수 1 내지 16의 알케인(alkane)은 CH4(메테인, methane), C2H6(에테인, ethane), C3H8(프로페인, propane), C4H10(뷰테인, butane), C5H12(펜테인, pentane), C6H14(헥세인, hexane), C7H16(헵테인, heptane), C8H18(옥테인, octane), C9H20(노네인, nonane), C10H22(데케인, decane), C11H24(운데케인, undecane) 및 C12H26(도데케인, dodecane)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 2종 이상을 포함할 수 있다.
상기 탄소수 1 내지 16의 알케인(alkane)은 본 발명에 따른 렌즈(100)의 차광 영역(121)의 내부에 분포하고 있을 수 있으며, 전술한 고리형 올레핀 화합물이 형성하고 있는 가교 구조의 내부에 포함될 수 있다. 본 명세서에서 "가교 구조"란, 분자와 분자 간의 가교 결합에 의해 형성된 구조를 의미할 수 있으며, "가교 결합"이란 분자와 분자간에 공유 결합, 이온 결합, 반 데르 발스(Van der Waals) 결합 또는 수소 결합 등의 화학적/물리적 결합을 통해 망상 구조를 형성하는 것을 의미할 수 있다. 상기 탄소수 1 내지 16의 알케인(alkane)은 ToF-SIMS(Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometer, 독일 ION-TOF 社제 TOF.SIMS M6 등)를 이용하여 그 존재 여부를 확인할 수 있다.
하나의 예시에서, 본 발명에 따른 렌즈(100)의 차광 영역(121)에 포함되는 탄소수 1 내지 16의 알케인(alkane)은 차광 영역(121)을 착색하기 위해 사용한 용매일 수 있다. 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 렌즈(100)는 고리형 올레핀 화합물을 포함할 수 있다. 상기 고리형 올레핀 화합물을 포함하는 본 발명에 따른 렌즈(100)가 상기 용매와 접촉하는 경우 상기 용매는 렌즈의 표면을 팽윤(swelling)시킬 수 있다. 이 때, 상기 용매에 의해 평윤된 렌즈의 표면을 통해 전술한 비극성 염료가 침투하여 차광 영역(121)을 형성할 수 있다.
종래 빛을 차단하거나 빛의 경로를 제어하기 위해 렌즈를 염색하는 경우, 물 등의 분산매에 안료를 분산시켜 염색하는 방법 등을 사용하였다. 하지만 분산 안료를 이용하여 렌즈를 염색하는 경우 렌즈의 성질과 용매의 특성에 따라 염색이 어려운 경우가 많으며, 염색도가 낮아 빛을 효과적으로 차단하지 못하여 플레어나 고스트 현상이 발생하는 문제점이 있다. 예를 들어 소수성 렌즈에 안료가 분산매에 분산된 분산 안료를 사용하여 염색하는 경우, 고온에서 장시간 동안 염색을 수행해야 하거나 염색 용액에 트리클로로벤젠, 디클로로벤젠 등의 캐리어를 첨가하여야 하나, 이러한 경우 렌즈 자체에 변형이 발생하여 광학적 특성이 저하되는 문제점이 있다.
이에 비해 본 발명의 경우, 비극성 염료를 탄소수 1 내지 16의 알케인(alkane)에 용해시키고 이를 이용하여 렌즈(100)의 차광 영역(121)을 염색함으로써 저온에서 단 시간 동안 염색을 수행하는 경우에도 염료의 착색이 우수한 효과를 가질 수 있다. 또한, 염색된 영역에서 렌즈의 광 투과율을 크게 낮출 수 있어 플레어나 고스트 현상을 방지할 수 있으며, 동시에 렌즈의 변형 등을 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 렌즈(100)의 차광 영역(121)은 전술한 비극성 염료를 탄소수 1 내지 16의 알케인(alkane)에 용해시킨 염색 용액을 이용하여 형성할 수 있으며, 예를 들어 상기 염색 용액에 렌즈를 침지시키거나, 염색 용액을 도포하여 염색할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 염색 용액의 용매에 대한 비극성 염료의 농도는 특별히 제한되지는 않으나, 0.01 중량% 이상 및/또는 10 중량% 이하일 수 있다.
하나의 예시에서, 렌즈를 염색 용액에 침지시켜 염색하는 경우 상기 염색은 50℃이하의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 염색은 50℃이하, 45℃이하, 44℃이하, 43℃이하, 42℃이하, 41℃이하 또는 40℃이하에서 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 온도 조건에서 렌즈를 용매에 침지하는 경우, 렌즈를 손상시키지 않으면서도 비극성 염료의 착색에 소요되는 시간을 줄일 수 있어 생산성에 유리한 효과를 가질 수 있다. 상기 온도의 하한은 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 15 ℃ 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명은 또한 렌즈 조립체(200)에 관한 것이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체(200)를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체(200)는 내부 공간을 포함하는 렌즈 배럴; 및 상기 렌즈 배럴의 내부 공간에 광축을 따라 적층되는 하나 이상의 렌즈(100);를 포함하며, 상기 렌즈(100)는 광학부(110); 및 상기 광학부(110)의 반경 방향의 외측으로 연장된 리브부(120)를 포함하고, 상기 리브부(120)는 투광 영역(122) 및 차광 영역(121)을 포함하며 상기 차광 영역(121)은 상기 리브부(120)의 내부에 배치될 수 있다.
상기 하나 이상의 렌즈(100)는 광축을 따라 적층되어 렌즈 배럴의 내부 공간에 배치된다. 이 때, 복수의 렌즈(100) 각각의 리브부(120)는 인접한 렌즈(100)의 리브부(120)와 접촉할 수 있다. 또한, 복수의 렌즈(100) 각각은 렌즈 배럴의 내주면과 접촉할 수 있다.
상기 렌즈 조립체(200)에 포함되는 렌즈(100)의 개수는 특별히 제한되지 않으며, 복수의 렌즈(100) 각각의 굴절률 등의 광학적 특성은 서로 동일할 수도 있으며, 서로 상이할 수도 있다.
상기 렌즈 배럴은 중공이 형성된 원통 형상을 가질 수 있으며, 렌즈 배럴의 일면에는 광 투과를 위한 렌즈공(200a)이 관통 형성될 수 있다.
상기 하나 이상의 렌즈(100)에 포함되는 차광 영역(121)에 대한 설명은 전술한 바와 동일하므로 생략하기로 한다.
이하 실시예 및 비교예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 후술하는 실시예들로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
렌즈로 시클로올레핀코폴리머(Cyclo Olefin Copolymer) 수지 렌즈를 사용하고, 비극성 염료로 안트라퀴논계와 아조계 염료 혼합물을 사용하였으며, 용매로 헵테인(heptanes)을 사용하였다. 상기 용매에 염료를 1~10 중량% 이하의 농도, 예를 들어 10 중량%로 용해시켜 염색 용액을 제조한 후, 상기 염색 용액에 렌즈를 침지하여 차광 영역을 형성하였다. 상기 염색 용액의 염색 온도는 상온~50℃ 이하의 온도, 예를 들어 50℃이고, 약 600초의 시간 동안 렌즈를 침지시켜 차광 영역을 형성하고, 이후 이를 수세한 후 건조시켜 차광 영역이 형성된 렌즈를 제조하였다.
실시예 2
용매로 데케인(decane)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 차광 영역이 형성된 렌즈를 제조하였다.
비교예 1
비교예 1로 별도의 차광 영역이 형성되지 않은 시클로올레핀코폴리머(Cyclo Olefin Copolymer) 수지 렌즈를 사용하였다.
비교예 2
용매로 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, THF)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 차광 영역이 형성된 렌즈를 제조하였다.
비교예 3
용매로 톨루엔(Toluene)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 차광 영역이 형성된 렌즈를 제조하였다.
도 5는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1에 따른 렌즈의 광 투과율을 나타낸 그래프다. 도 5를 참조하면, 비극성 염료를 비극성 용매에 용해시킨 실시예 1에 비하여 비교예 1의 경우 매우 높은 광투과율을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해 본 발명에 따른 렌즈는 우수한 광차단율을 가지는 것을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1에 따른 리브부의 깊이에 따른 착색 염료의 함량을 분석한 그래프이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예 1의 경우 약 5000nm 이상의 깊이까지 염료가 일정 수준 이상의 농도로 검출되는 것을 확인할 수 있으며, 이후 약 7000nm 깊이 이상부터 염료의 농도가 리브부의 표면으로부터 멀어질수록 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해 본 발명의 실시예에 따른 렌즈의 차광 영역이 충분한 깊이까지 형성되는 것을 확인할 수 있다.
도 7은 서로 다른 용매를 사용하여 리브부를 착색한 실시예 1, 비교예 2 및 3의 파장에 따른 광투과율을 나타낸 그래프이다. 도 7을 참조하면, 알케인(alkane)을 용매로 하여 리브부의 차광 영역을 염색한 경우 350 nm 내지 650 nm의 범위 전체에서 고르게 낮은 투과율을 나타내는 것을 확인할 수 있으며, 전 구간에서 투과율이 10% 보다 낮은 것을 확인할 수 있다. 반면 비교예 2 및 3의 경우 파장 대역에 따라 투과율이 차이가 나며, 높게는 20%를 넘는 투과율을 보임을 알 수 있다. 이를 통해 알케인(alkane)을 이용하여 고리형 올레핀 화합물을 포함하는 렌즈의 차광 영역을 착색하는 경우 알케인이 렌즈의 표면을 팽윤(swelling)시켜 비극성 염료가 효과적으로 차광 영역을 형성하는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
100: 렌즈
110: 광학부
120: 리브부
121: 차광영역
122: 투광영역
200: 렌즈 조립체
200a: 렌즈공
110: 광학부
120: 리브부
121: 차광영역
122: 투광영역
200: 렌즈 조립체
200a: 렌즈공
Claims (14)
- 광학부; 및 상기 광학부의 반경 방향의 외측으로 연장된 리브부;를 포함하고,
상기 리브부는 투광 영역 및 차광 영역을 포함하여 이루어지고,
상기 차광 영역은 모든 외측 경계가 상기 리브부의 내부에 존재하도록 상기 리브부의 내부에 배치되고, 상기 광학부의 광축 방향의 양 표면에는 배치되지 않고, 상기 리브부의 광축 방향의 양 표면의 내측과 상기 리브부의 반경 방향의 표면의 내측에 배치되는 렌즈.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 차광 영역은 상기 리브부의 적어도 일 표면에 접하여 배치되는 렌즈.
- 제1항에 있어서,
상기 차광 영역의 광축 방향의 평균 두께는 15 μm 이하인 렌즈.
- 제1항에 있어서,
상기 차광 영역은 400 nm 내지 650 nm의 파장의 광에 대한 평균 투과율이 20% 이하인 렌즈.
- 제1항에 있어서,
상기 차광 영역은 탄소수 1 내지 16의 알케인(alkane)을 포함하는 렌즈.
- 제1항에 있어서,
상기 차광 영역은 차광 염료를 포함하고,
상기 차광 염료의 농도는 상기 리브부의 표면으로부터 멀어질수록 낮아지는 렌즈.
- 제1항에 있어서,
상기 렌즈는 고리형 올리핀 화합물을 포함하는 렌즈.
- 내부 공간을 포함하는 렌즈 배럴; 및
상기 렌즈 배럴의 내부 공간에 광축을 따라 적층되는 하나 이상의 렌즈;를 포함하며,
상기 렌즈는 광학부; 및 상기 광학부의 반경 방향의 외측으로 연장된 리브부;를 포함하고,
상기 리브부는 투광 영역 및 차광 영역을 포함하여 이루어지고,
상기 차광 영역은 모든 외측 경계가 상기 리브부의 내부에 존재하도록 상기 리브부의 내부에 배치되고, 상기 광학부의 광축 방향의 양 표면에는 배치되지 않고, 상기 리브부의 광축 방향의 양 표면의 내측과 상기 리브부의 반경 방향의 표면의 내측에 배치되는 렌즈 조립체.
- 삭제
- 삭제
- 제11항에 있어서,
상기 차광 영역은 상기 리브부의 적어도 일 표면에 접하여 배치되는 렌즈 조립체.
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