KR20110066147A - 광학용 성형품, 특히 필터 링 또는 렌즈 홀더 - Google Patents

광학용 성형품, 특히 필터 링 또는 렌즈 홀더 Download PDF

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KR20110066147A
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Abstract

본 발명은 유리 소재의 디스크형 광학 컴포넌트(2)와 마운트(3)로 구성되는 광학용 성형품(1)에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 마운트(3)는 강성의 플라스틱 재료로 이루어지고 디스크형 광학 컴포넌트를 형상 끼워 맞춤 방식으로 에워싸는 일체형 오버몰드된 마운트(3)이다.

Description

광학용 성형품, 특히 필터 링 또는 렌즈 홀더{MOLDING FOR OPTICAL PURPOSES, PARTICULARLY FILTER RING OR LENS HOLDER}
본 발명은, 렌즈, 필터 또는 렌즈 후드와 같은 유리 소재의 디스크형 광학 컴포넌트뿐 아니라, 마운트를 포함하는 광학용 성형품에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 클로즈업 렌즈 또는 클로즈업 필터, 특히 필터 링(filter ring)에 관한 것이다.
사진 실무에서 종종 사진 카메라의 대물렌즈 마운트에 일시적으로 고정되는 추가 렌즈, 필터, 및 렌즈 후드를 이용해야 할 때가 있다.
통상적으로, 상기 추가 렌즈, 필터 또는 렌즈 후드는 금속 소재의 링 모양 마운트를 포함한다. 마운트는 종종 암나사부 및 수나사부를 보유한다. 링의 외연부 표면에 형성되는 수나사부에 의해서는 마운트가 대물렌즈 표면에 형성되는 상보적인 암나사부 내에 나사 체결될 수 있다. 마운트의 내연부 표면에 형성되는 마운트의 암나사부는 또 다른 렌즈 등을 구비한 동일한 형태의 추가 마운트를 고정시킬 수 있게 한다. 요컨대 사용자는 자신의 필요에 따라 나사 체결부들을 이용하여 대물렌즈에 다양한 광학 시스템을 고정할 수 있다.
오늘날 이용되는 링 모양 마운트는 복수의 개별 부재로 구성되는데, 더욱 정확하게 말하면, 외부 링과, 이 외부 링 내에 나사 체결되는 내부 링과, 스냅 링으로 구성된다. 외부 링은 자체 내연부 표면에 동심으로 원주를 따라 형성되는 리브를 포함하며, 이 리브는 링의 대략 절반 정도의 축방향 높이에 형성된다. 상기 리브 상에는, 스냅 링에 의해 자체 위치에서 고정 유지되는 디스크형 필터(또는 여타의 광학 부재)가 안착된다. 이와 관련하여 스냅 링은 외부 링 내에 나사 체결되는 내부 링에 의해 고정 유지되고, 내부 링은 자체 선단부에 동심으로 원주를 따라 형성되고 마운트의 회전축 방향으로 연장되는 리브를 포함한다. 따라서 내부 링의 리브는 스냅 링에 의해 디스크형 필터 쪽에 압착된다. 이와 관련하여 내부 링은 외부 링 내에 완전하게 나사 체결되는 것이 아니라, 그 외부 링보다 축방향으로 더욱 돌출된다. 그리고 내부 링의 돌출 부분의 외연부는 대물렌즈 마운트에 대한 고정을 가능하게 하는 마운트의 수나사부를 보유한다. 리브의 측면 중 필터 디스크의 반대 방향으로 향해 있는 그런 측면에 인접하는 외부 링의 내연부 표면에는 동일한 형태의 추가 마운트의 고정을 가능하게 하는 마운트의 암나사부가 형성된다.
상기와 같은 마운트들의 구조 부재는 금속으로, 대개는 (거의 언제나 검은색) 도료 코팅으로 마감 처리된 황동으로 구성된다.
상기와 같은 클로즈업 렌즈 또는 필터의 제조는 복잡하다. 한편으로 개별 구조 부재들을 제조하고, 다른 한편으로는 그 구조 부재들과 광학 컴포넌트를 조립해야 하며, 이는 다수의 작업 단계를 요구한다. 또한, 클로즈업 렌즈 또는 클로즈업 필터를 수회 사용하면, 이후 도료 코팅이 박리되는 경향을 나타내는데, 우선적으로 마운트의 나사부 영역에서 박리가 이루어지며, 그런 다음에는 마운트의 나머지 노출 영역에서 박리가 이루어진다. 그 외에도 마운트 내에서 광학 컴포넌트의 변위를 방지하지도 못한다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
AT 140645로부터는 클로즈업 렌즈, 필터 등을 위한 마운트가 공지되었다. 이 공지된 마운트는 탄성-연성 재료로 일체형으로 형성된다. 마운트는 자체 내연부 표면에 동심으로 원주를 따라 형성된 홈을 포함하고, 이 홈 내로는 렌즈가 삽입될 수 있되, 이런 사항은 탄성-연성 재료의 탄성 특성에 의해 가능해진다. 마운트는 자체 탄성 특성을 바탕으로 대물렌즈 마운트에 장착될 수 있다.
그러나 탄성 재료로 이루어진 마운트는 한편으로 대물렌즈 마운트와의 나사 체결과 다른 한편으로는 동일한 형태의 또 다른 마운트와의 나사 체결에 적합하다. 게다가 상기 마운트에 의해서는, 보조 렌즈 및 보조 필터 등이 실제로 대물렌즈의 광학 축 상에 배치되는 점이 보장될 수 없으며, 이런 사항은 사진 촬영의 품질을 저하시킨다.
DE 196 15 371 C2는 특히 호브(hob)를 위한 유리판을 개시하고 있다. 유리판은 오버몰드된 방식으로 제조된 플라스틱 마운트 프레임 내에 삽입된다. 이때 마운트 프레임은 유리판 상에 기밀하게 수축되며, 이를 위해 마운트 프레임과, 오버몰드된 방식으로 제조된 유리 몸체 사이에 배치되는 수축 장착 부재가 제공된다. 이와 같은 독일 공보의 경우, 수축 장착 부재는, 유리판의 정상적인 이용 시에 발생하는 응력을 흡수할 수 있으므로, 특히 유리판의 파손을 방지한다고 하고 있다.
그러나 수축이 균일하게 이루어지도록 하는 점을 결코 보장할 수 없기 때문에, 수축 장착 부재는 마찬가지로 렌즈 또는 필터의 변위를 초래할 수 있다.
본 발명의 목적은 선행 기술에 따른 단점들을 제거하는 것에 있다. 특히 본 발명의 목적은, 광학 컴포넌트 및 마운트를 포함하는 광학용 성형품에 있어서, 경제적으로 제조될 수 있고, 마운트 내에서 광학 컴포넌트의 정확하면서도 변경되지 않는 위치를 보장하면서, 대물렌즈에 대한 정확한 고정을 가능하게 하는 상기 성형품을 제공하는 것에 있다.
상기 목적은 청구항 제1항 및 제10항의 특징들에 의해 달성된다. 본 발명의 적합한 구현예들은 청구항 제2항 내지 제9항 및 제10항 내지 제12항의 특징들로부터 교시된다.
본 발명에 따라, 유리 소재의 디스크형 광학 컴포넌트뿐 아니라, 강성의 플라스틱 재료로 이루어지고 디스크형 광학 컴포넌트를 에워싸는 일체형 오버몰드된 마운트로 구성되는 광학용 성형품이 제공된다. 마운트는 디스크형 광학 컴포넌트를 형상 끼워 맞춤 방식으로 에워싼다. 마운트는 바람직하게는 링 형태이다.
디스크형 광학 컴포넌트는 유리로 제조된다. 당연히 컴포넌트는 목표되는 광학 특성 및 요구되는 기계적 안정성을 달성할 수 있도록 높은 기계적 강도 값을 보유하도록 한다.
디스크형 광학 컴포넌트는 예컨대 필터, 특히 편광 필터 또는 자외선 차단 필터일 수 있거나; 또는 렌즈일 수 있다. 디스크형 광학 컴포넌트는 바람직하게는 원통형이다.
바람직한 본 발명에 따른 광학용 성형품은 클로즈업 필터, 특히 필터 링이다.
선행 기술과 비교하여, 본 발명에 따른 성형품은, 성형품의 마운트가 개별 부재들로 구성되지 않아도 되므로 한 가지 작업 공정으로 제조될 수 있다. 또한, 개별 부재들의 나사선이 상호 간에 부합하게 형성되어야 하기 때문에, 그 개별 부재들의 제조도 회피된다. 디스크형 광학 컴포넌트의 오버몰드된 방식 및 마운트와 광학 컴포넌트 간 형상 끼워 맞춤 방식의 결합을 바탕으로, 어떤 상황에서든 광학 컴포넌트의 미끄럼은 방지된다. 이를 바탕으로 성형품 전체의 높은 안정성이 달성된다.
플라스틱은 원하는 바에 따라 착색될 수 있다. 그로 인해 마운트 또는 이 마운트의 구조 부재의 도료 코팅은 요구되지 않는다. 이런 이유에서 도료는 박리되지도 않는다.
바람직한 실시예에 따라, 링 모양 마운트의 외연부 표면에는 수나사부가 형성되고, 링 모양 마운트의 내연부 표면에는 암나사부가 형성된다.
또한, 바람직하게는, 링 모양 마운트의 내연부 표면에는 동심으로 원주를 따라 형성되는 제1 리브와, 동심으로 원주를 따라 형성되는 제2 리브가 제공되고, 이 제2 리브는 원주를 따라 형성되는 제1 리브로부터 이격되되, 제1 리브와 제2 리브 사이에는 디스크형 광학 컴포넌트가 배치된다.
바람직하게는 제2 리브는 링 모양 마운트의 제1 선단부에 인접하고, 제1 리브는 링 모양 마운트의 제1 선단부뿐 아니라 그 제2 선단부로부터 이격된다. 이와 관련하여 당연히 링 모양 마운트의 내연부 표면의 영역 중 링 모양 마운트의 제2 선단부와 제1 리브 사이에 위치하는 그런 영역은 암나사부를 보유하도록 한다. 외연부 표면에는 바람직하게는 동심으로 원주를 따라 형성되는 홈 또는 테이퍼부가 형성되되, 홈 또는 테이퍼부의 외측면은 수나사부를 구비한다.
바람직하게는 상기 플라스틱은 열가소성 폴리머, 특히 폴리아미드 또는 폴리아미드 6이고, 특히 바람직하게는 유리 비드(bead)로 충전된 폴리아미드 6이다. 플라스틱은, 높은 응력을 보상하고, 그리고/또는 흡수할 수 있도록 충분한 기계적 강도 및 탄성뿐 아니라 작은 횡단면을 보유해야 한다. 플라스틱은 -25℃와 +85℃ 사이의 주변 온도 조건에서, 바람직하게는 유리와 플라스틱 사이의 서로 다른 온도 계수가 보상될 수 있을 만큼 탄력적이다. 이와 같은 방식으로 응력 차이는 플라스틱의 탄성에 의해 보상된다.
디스크형 컴포넌트와 마운트 사이의 결합은 형상 끼워 맞춤 및 수축 고정에 의해 보장된다.
또한, 본 발명에 따라, 다음 단계들을 포함하는, 본 발명에 따른 광학용 성형품의 제조 방법이 제공된다.
(a) 사출 성형기의 사출 성형 몰드 내에 디스크형 광학 컴포넌트를 삽입하는 단계;
(b) 디스크형 광학 컴포넌트의 표면에 접촉하는 툴(tool) 부재들을 이용하여 사출 성형 몰드 내에서 디스크형 광학 컴포넌트를 고정하고, 이 컴포넌트는 그 외측면이 자유롭게 노출되도록 하는 단계;
(c) 툴 부재들과 디스크형 광학 컴포넌트에 의해 포위되는 캐비티 내에 플라스틱 재료를 주입하는 단계; 및
(d) 일체형 오버몰드된 마운트를 형성하도록 플라스틱을 경화시키는 단계.
그런 다음에는 완성된 성형품을 사출 성형기로부터 추출할 수 있다.
디스크형 광학 컴포넌트의 표면의 비평면성은 툴 부재들에 의해 보상되어야 한다. 이를 위해 바람직하게는 디스크형 광학 컴포넌트의 삽입 후에 사출 성형 몰드를 폐쇄하는데 이용되는 폐쇄 압력에 의해 디스크형 광학 컴포넌트와 접촉하는 툴 부재들의 위치가 결정되고, 이때 상기 툴 부재들은, 광학 컴포넌트의 표면의 비평면성이 보상될 수 있도록 배치된다.
필터 링을 제조하기 위한 본 발명의 방법의 일 실시예에 따라, 장치(핸들링으로도 지칭되는)는 호퍼에서 필터 유리 디스크를 추출하되, 핸들링에 상대적인 필터 유리 디스크의 위치는 정확하게 고정된다. 그런 다음에 핸들링은 개방된 사출 형성 몰드의 캐비티 내로 적합한 위치에 사전 고정되는 방식으로 필터 유리 디스크(이후에는 인서트로서 지칭되는)를 전달한다. 사출 성형 몰드는 진공 압력을 이용하여 흡입을 통해 인서트를 전달받으며, 그런 후에 핸들링은 개방된 사출 성형 몰드로부터 유출 이격된다. 그런 다음 사출 성형 몰드는 폐쇄되고, 폐쇄 압력이 형성되되, 툴 부재들은 필터 유리 디스크의 약 +/- 0.2㎜의 두께 공차를 보상한다. 이때 필터 유리 디스크는 반경 방향으로 사출 성형 몰드의 벽부에 접촉하지 않으면서 자체의 위치에 고정된 상태로 유지된다. 툴 부재들, 특히 몰드 인서트, 슬라이더 및 나사산 회전 코어 장치는, 필터 유리 디스크에서 플라스틱 마운트의 윤곽(contour)을 형성한다. 그런 다음, 툴 부재들과 필터 유리 디스크에 의해 포위되는 캐비티는 사출 성형기의 탕구계(sprue system)를 통해 플라스틱으로 충전된다. 플라스틱 질량의 냉각 후에 사출 성형 몰드가 개방되고, 제조된 성형품이 노출된다. 탕구는 개방 시에 성형품으로부터 자동으로 이격되고 필터 링을 얻게 된다. 오버몰드된 방식으로 형성된 필터 유리 디스크는 핸들링에 의해 사출 성형 몰드로부터 추출된다.
본 발명은 다음에서 본 발명을 제한하지 않는 일 실시예에 따라 도면과 관련하여 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 필터 링의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 필터 링을 도시한 단면도이다.
도 3a는 도 1에 도시한 필터 링을 도시한 정면도이다.
도 3b는 도 3에 도시한 필터 링을 도시한 측면도이다.
도 3c는 도 3에 도시한 필터 링을 절단선 A-A를 따라 절단하여 도시한 단면도이다.
도 3d는 도 3에 도시한 필터 링을 절단선 B-B를 따라 절단하여 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3c의 Y 부분을 도시한 확대 단면도이다.
도 5는 도 3d의 X 부분을 도시한 확대 단면도이다.
도 6은 도 3b의 Z 부분을 도시한 확대도이다.
도 7은 도 3a의 W 부분을 도시한 확대도이다.
도면들에 따라 본 발명에 따른 필터 링(1)은 원통형 필터 유리 디스크(2)와, 상기 필터 유리 디스크(2)를 에워싸는 일체형 오버몰드된 마운트(3)로 구성된다. 상기 마운트는 30 중량 퍼센트의 유리b 비드들로 충전된 폴리아미드 6으로 이루어진다(폴리아미드 6은, 독일, 니더치센(Niederzissen)에 소재한 Akro-Plastic GmbH 사에서 "Akromid B3 GK 30"의 상표명으로 판매되고 있는 소재이다).
상기 마운트(3)는 링 모양이다. 상기 링 모양 마운트(3)의 내연부 표면에는 동심으로 원주를 따라 형성되는 제1 리브(4)와, 동심으로 원주를 따라 형성되는 제2 리브(5)가 형성되고, 상기 제2 리브는 원주를 따라 형성되는 상기 제1 리브(4)로부터 이격된다. 상기 제2 리브(5)는 링 모양 마운트의 제1 선단부(6)에 인접하며, 그에 반해 제1 리브(4)는 상기 링 모양 마운트(3)의 제1 선단부(6)뿐 아니라, 그 제2 선단부(7)로부터 이격되면서, 상기 마운트(3)의 축방향 연장부와 관련하여 대략 절반의 높이에 위치한다. 상기 제1 리브(4)와 상기 제2 리브(5) 사이에는 상기 필터 유리 디스크(2)가 배치된다.
상기 링 모양 마운트(3)의 내연부 표면(8)의 영역 중 링 모양 마운트(3)의 제2 선단부(7)와 제1 리브(4) 사이에 위치하는 영역(8a)에는 추가 클로즈업 렌즈 또는 추가 클로즈업 필터, 예컨대 필터 링과 마운트(3)를 결합하기 위한 암나사부가 형성된다. 상기 외연부 표면(9)에는 바람직하게는 동심으로 원주를 따라 형성되는 테이퍼부(10)가 형성되고, 상기 테이퍼부에 동심으로 원주를 따라 형성되는 외측면은, 성형품(1)이 대물렌즈의 마운트 내에 나사 체결될 수 있도록 하는데 이용되는 수나사부를 포함한다.
또한, 상기 외연부 표면(9)에는, 대물렌즈의 마운트에 대해 성형품(1)의 나사 조임 및 그 풀림을 용이하게 할 수 있도록, 마찬가지로 원주를 따라 형성되는 홈부(11)가 제공될 수 있다.
1: 필터 링
2: 필터 유리 디스크
3: 마운트
4: 제1 리브
5: 제2 리브
6: 제1 선단부
7: 제2 선단부
8: 내연부 표면
8a: 내연부 표면의 영역
9: 외연부 표면
10: 테이퍼부
11: 홈부

Claims (12)

  1. 광학용 성형품으로서,
    디스크형 광학 컴포넌트(2)와, 강성의 플라스틱 재료로 이루어지고 상기 디스크형 광학 컴포넌트(2)를 에워싸는 일체형 오버몰드된 마운트(3)로 구성되는 광학용 성형품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마운트(3)는 링 모양이고, 상기 디스크형 광학 컴포넌트(2)를 형상 끼워 맞춤 방식으로 에워싸는 것을 특징으로 하는 광학용 성형품.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 링 모양 마운트(3)의 외연부 표면(9)에는 수나사부가 형성되고, 상기 링 모양 마운트(3)의 내연부 표면(8)에는 암나사부가 형성되는 것을 특징으로 하는 광학용 성형품.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 링 모양 마운트(3)의 내연부 표면(8)에는 동심으로 원주를 따라 형성되는 제1 리브(4)와 동심으로 원주를 따라 형성되는 제2 리브(5)가 제공되며, 상기 제2 리브(5)는 상기 제1 리브(4)로부터 이격되되, 상기 제1 리브(4) 및 상기 제2 리브(5) 사이에는 상기 디스크형 광학 컴포넌트(2)가 배치되는 것을 특징으로 하는 광학용 성형품.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제2 리브(5)는 상기 링 모양 마운트(3)의 제1 선단부(6)에 인접하고, 상기 제1 리브(4)는 상기 링 모양 마운트(3)의 제1 선단부(6) 및, 제2 선단부(7)로부터 이격되되, 상기 링 모양 마운트(3)의 내연부 표면(8)의 영역(8a)은 상기 링 모양 마운트(3)의 제2 선단부(7)와 상기 제1 리브(4) 사이에 위치하는 암나사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학용 성형품.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외연부 표면(9)에는 동심으로 원주를 따라 형성되는 테이퍼부(10)가 형성되되, 테이퍼부(10)의 외측면은 수나사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학용 성형품.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스크형 광학 컴포넌트(2)는 원통형인 것을 특징으로 하는 광학용 성형품.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스크형 광학 컴포넌트(2)는, 필터, 특히 편광 필터이거나, 또는 자외선 차단 필터이거나; 또는 렌즈인 것을 특징으로 하는 광학용 성형품.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라스틱 재료는 열가소성 폴리머, 바람직하게는 폴리아미드인 것을 특징으로 하는 광학용 성형품.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따르는 광학용 성형품을 제조하기 위한 방법으로서,
    - 사출 성형기의 사출 성형 몰드 내에 디스크형 광학 컴포넌트(2)를 삽입하는 단계와;
    - 상기 디스크형 광학 컴포넌트(2)의 표면에 접촉하는 툴 부재들을 이용하여 사출 성형 몰드 내에서 상기 디스크형 광학 컴포넌트(2)를 고정하되, 상기 컴포넌트(2)는 그 외측면이 노출되도록 하는 단계와;
    - 상기 사출 성형 몰드, 상기 툴 부재들 및 상기 디스크형 광학 컴포넌트(2)에 의해 포위되는 캐비티 내에 상기 플라스틱 재료를 주입하는 단계와;
    - 일체형 오버몰드된 마운트(3)를 형성하도록 상기 플라스틱을 경화시키는 단계를; 포함하는 광학용 성형품 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 디스크형 광학 컴포넌트(2)의 표면의 비평면성은 상기 툴 부재들에 의해 보상되는 것을 특징으로 하는 광학용 성형품 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 디스크형 광학 컴포넌트(2)를 삽입한 후에 상기 사출 성형 몰드를 폐쇄하는 폐쇄 압력에 의해, 상기 디스크형 광학 컴포넌트(2)와 접촉하는 상기 툴 부재들의 위치가 결정되고, 이때 상기 툴 부재들은 상기 광학 컴포넌트(2)의 표면의 비평면성이 보상될 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 광학용 성형품 제조 방법.
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