KR20160060256A - 광학 렌즈용 성형장치 및 이를 이용한 렌즈 성형 방법 - Google Patents

광학 렌즈용 성형장치 및 이를 이용한 렌즈 성형 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학 렌즈용 성형장치 및 이를 이용한 렌즈 성형 방법에 관한 것으로서, 상기 광학 렌즈용 성형장치는 상호 형합되어 유리소재의 광학렌즈를 성형하기 위한 캐비티를 이루는 상부금형과 하부금형이 마련된 금형부와, 상부금형과 하부금형 사이에 삽입된 유리소재의 원재료에 레이져 빔을 조사하여 상기 원재료를 성형에 적합한 온도로 가열하는 가열유닛을 구비한다.
본 발명에 따른 광학렌즈용 성형 장치 및 이를 이용한 렌즈 성형 방법은 상하부금형 사이에 삽입되는 원재료에 레이저 빔을 조사하여 가열시키므로 구조가 단순하여 성형장치를 제조하는 데 소요되는 비용 및 시간이 절약되는 장점이 있다.

Description

광학 렌즈용 성형장치 및 이를 이용한 렌즈 성형 방법{Apparatus for optical class lens and manufacturing method using the same}
본 발명은 광학 렌즈용 성형장치 및 이를 이용한 렌즈 성형 방법으로서, 더욱 상세하게는 레이저 빔을 이용하여 원재료를 가열시키는 광학 렌즈용 성형장치 및 이를 이용한 렌즈 성형 방법에 관한 것이다.
종래, 고정밀의 광학 소자를 제작하기 위해서는 그 가공의 용이성에서 수지를 직접 가공하는 방법이나 성형에 의한 방법이 채용되고 있었다.
그러나 이러한 수지제의 미세 광학 소자는 온도나 습도 등의 환경의 변화에 의해서 수지가 체적변화를 일으켜서 형상이 변화하므로 미세 광학 소자의 정밀도가 나빠지는 문제점이 있다. 또, 수지의 강도가 낮으므로 표면에 상처가 발생하기 쉬운 문제점도 있어서, 수지제에서는 신뢰성이 높은 고정밀의 광학소자를 얻기 어렵다.
반면 유리제의 광학 소자는 내구성이 좋고, 표면에 상처가 발생하기 어려우며, 환경의 변화에 대해서도 정밀도가 손상되지 않는다. 그래서 유리제 광학 소자의 제작방법으로 유리를 직접 드라이 에칭에 의해 미세 광학 소자형상으로 가공하는 방법이 제안되어 있다.
한편 최근에는 비구면 유리렌즈와 같은 광학유리소자의 양산방법으로 유리를 프레스 성형하는 방법이 제안되어 있다. 유리를 반복해서 프레스성형을 하여 유리 제 광학렌즈를 제작할 수 있으면 신뢰성이 높은 고정밀도의 미세 광학 소자의 양산화가 가능하다.
이러한 프레스 성형을 통한 유리렌즈의 성형시에는 렌즈 성형용 원재료를 가열하여 연화시킨 다음 금형을 가압하여 성형하는 데, 기존의 성형장치는 금형 내부에 별도의 가열수단을 설치하여 금형과 함께 원재료를 가열하므로 금형 및 금형에 설치된 장비가 내열소재로 형성되며, 구조가 복잡하여 제작에 많은 시간과 비용이 소요되는 단점이 있다.
한국 등록특허공보 제10-1050540호: 렌즈 성형장치
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 상하부금형 사이에 삽입된 원재료에 레이저 빔을 조사하여 가열시키는 광학렌즈용 성형장치 및 이를 이용한 렌즈 성형 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광학렌즈용 성형장치는 상호 형합되어 유리소재의 광학렌즈를 성형하기 위한 캐비티를 이루는 상부금형과 하부금형이 마련된 금형부와, 상기 상부금형과 하부금형 사이에 삽입된 유리소재의 원재료에 레이져 빔을 조사하여 상기 원재료를 성형에 적합한 온도로 가열하는 가열유닛을 구비한다.
상기 원재료는 이산화규소가 포함된 유리소재이고, 상기 가열유닛은 상기 원재료에 1060nm 내지 1070nm의 레이져 빔을 조사한다.
한편, 상기 원재료는 칼코지나이드 유리소재이고, 상기 가열유닛은 상기 원재료에 530nm 내지 540nm의 레이져 빔을 조사할 수도 있다.
상기 가열유닛은 상기 레이저 빔을 발생시키는 레이저 광원과, 상기 레이저 광원으로부터 발생된 상기 레이저 빔을 상기 원재료에 집속하는 렌즈부를 구비한다.
상기 렌즈부는 상기 레이저 광원으로부터 발생되는 상기 레이저 빔의 광 경로 상에 설치되며, 상기 원재료에 대한 상기 레이저 빔의 조사범위를 조절할 수 있도록 포커싱 렌즈를 구비하고, 상기 가열유닛은 상기 상부금형 또는 하부금형에 설치되어 상기 상부금형과 하부금형 사이의 이격거리를 측정하는 거리측정센서와, 상기 거리측정센서로부터 제공되는 데이터를 토대로 상기 레이저 빔의 조사범위의 폭이 상기 상부금형과 하부금형 사이의 이격거리에 대응되도록 상기 렌즈부를 제어하는 제어부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 가열유닛은 레이저 빔을 발생시키는 보조광원과, 상기 보조광원으로부터 발생되는 상기 레이저 빔을 도파하는 광섬유와, 상기 상부금형 또는 하부금형에 설치되는 것으로서, 상기 광섬유에 연결되어 상기 광섬유를 통해 출사되는 광을 상기 상부금형 또는 하부금형에 인접된 상기 원재료의 단부에 상기 레이저 빔을 조사하는 보조조사부를 더 구비할 수도 있다.
상기 가열유닛은 상기 캐비티에 삽입된 상기 원재료에 대향되도록 상기 상부금형 또는 하부금형에 설치되어 상기 레이저 빔을 상기 원재료의 외주면에 조사하기 위해 확산패턴이 마련된 도광판과, 상기 도광판의 가장자리에 설치되어 상기 도광판을 통하여 상기 원재료에 상기 레이저 빔을 조사하기 위한 레이저 발생부를 구비한다.
한편, 본 발명에 따른 렌즈 성형 방법은 상호 형합되어 유리소재의 광학렌즈를 성형하기 위한 캐비티를 이루는 상부금형과 하부금형을 준비하는 금형 준비단계와, 상기 상부금형과 하부금형 사이에 원재료를 삽입하는 재료 삽입단계와, 상기 상부금형과 하부금형 사이에 삽입된 유리소재의 원재료에 가열유닛을 이용하여 레이져 빔을 조사하여 상기 원재료를 가열하는 가열단계와, 상기 원재료가 성형에 적합한 온도로 가열되면 상기 상부금형 또는 하부금형을 가압하여 상기 원재료를 성형하는 성형단계를 포함한다.
상기 원재료는 이산화규소가 포함된 유리소재이고, 상기 가열유닛은 상기 원재료에 1060nm 내지 1070nm의 레이져 빔을 조사한다.
상기 원재료는 칼코지나이드 유리소재이고, 상기 가열유닛은 상기 원재료에 530nm 내지 540nm의 레이져 빔을 조사할 수도 있다.
본 발명에 따른 광학렌즈용 성형 장치 및 이를 이용한 렌즈 성형 방법은 상하부금형 사이에 삽입되는 원재료에 레이저 빔을 조사하여 가열시키므로 구조가 단순하여 성형장치를 제조하는 데 소요되는 비용 및 시간이 절약되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광학렌즈용 성형장치에 대한 분리 사시도이고,
도 2는 도 1의 광학렌즈용 성형장치에 대한 측단면도이고,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학렌즈용 성형장치에 대한 측면도이고,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학렌즈용 성형장치에 대한 측면도이고,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학렌즈용 성형장치에 대한 측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 렌즈 성형 장치 및 이를 이용한 렌즈 성형 방법을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 2에는 본 발명에 따른 광학렌즈용 성형장치(100)가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 광학렌즈용 성형장치(100)는 상호 형합되어 유리소재의 광학렌즈를 성형하기 위한 캐비티를 이루는 상부금형(111)과 하부금형(112)이 마련된 금형부(110)와, 상기 상부금형(111)과 하부금형(112) 사이에 삽입된 유리소재의 원재료(105)에 레이져 빔을 조사하여 상기 원재료(105)를 성형에 적합한 온도로 가열하는 가열유닛(120)을 구비한다.
금형부(110)는 하부금형(112)과 상부금형(111)으로 이루어져 있으며, 하부금형(112)과 상부금형(111)에 각각 캐비티를 형성하기 위한 성형부가 형성되어 있어서, 광학렌즈를 성형하기 위한 원재료(105)를 투입한 상태에서 하부금형(112)과 상부금형(111)을 형합하여 광학렌즈를 제작한다.
한편, 금형부(110)는 상부금형(111)을 가압할 수 있도록 가압부재(113)를 더 구비한다. 상기 가압부재(113)는 상부금형(111)의 상측에 대응되는 프레임(미도시)에 상하방향으로 승강가능하게 설치된 승강로드(114)와, 승강로드(114)의 하단에 설치된 가압패널(115)과, 상기 승강로드(114)에 설치되어 상기 승강로드(114)를 상하방향으로 이동시키는 액츄에이터(미도시)를 구비한다. 상기 가압부재(113)는 상부금형(111)과 하부금형(112) 사이에 원재료(105)가 삽입되면 가압패널(115)을 하방으로 이동시켜 상부금형(111)을 가압하여 원재료(105)를 상기 캐비티의 형상으로 성형한다.
가열유닛(120)은 상기 레이저 빔을 발생시키는 레이저 광원(121)과, 상기 레이저 광원(121)으로부터 발생된 상기 레이저 빔을 상기 원재료(105)에 집속하는 렌즈부(123)를 구비한다. 상기 렌즈부(123)는 도면에 도시되진 않았지만 다수의 집속렌즈가 마련되어 있어 레이저 광원(121)으로부터 발생된 레이저 빔을 상기 원재료(105)에 조사되도록 집속한다.
이때, 상기 가열유닛(120)은 원재료(105)의 재질에 따라 원재료(105)가 에너지를 흡수할 수 있는 파장대역의 레이져 빔을 조사하는 것이 바람직하다. 즉, 원재료(105)가 이산화규소(SiO2)가 포함된 유리소재일 경우, 상기 가열유닛(120)은 상기 원재료(105)에 1060nm 내지 1070nm의 파장을 갖는 레이저 빔을 조사하며, 더욱 바람직하게는 1064nm의 파장을 갖는 레이져 빔을 조사한다. 이때, 레이저 광원(121)으로 CO2 레이저 발진기가 사용되는 것이 바람직하다.
또한, 원재료(105)가 칼코지나이드(Chalcohenide) 유리소재일 경우, 상기 가열유닛(120)은 상기 원재료(105)에 530nm 내지 540nm의 레이져 빔을 조사하며, 더욱 바람직하게는 532nm의 파장을 갖는 레이져 빔을 조사한다. 이때, 레이저 광원(121)으로 Nd-Yag 레이저 발진기가 사용되는 것이 바람직하다.
상기 언급된 바와 같이 구성된 가열유닛(120)은 원재료(105)의 재질에 따라 적합한 파장의 레이져를 원재료(105)에 조사하여 원재료(105)만 가열시키므로 금형이나 금형에 설치된 장비에 단열수단이 요구되지 않아 성형장치(100) 제작에 소요되는 비용 및 시간을 절약할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 광학렌즈용 성형장치(100)를 이용한 렌즈 성형 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다. 상기 렌즈 성형방법은 금형 준비단계, 재료 삽입단계, 가열단계, 성형단계를 구비한다.
금형 준비단계는 상호 형합되어 유리소재의 광학렌즈를 성형하기 위한 캐비티를 이루는 상부금형(111)과 하부금형(112)을 준비하는 단계이다. 하부금형(112)과 상부금형(111)은 각각 캐비티를 형성하기 위한 성형부가 형성되어 있다.
재료 삽입단계는 상부금형(111)과 하부금형(112) 사이에 원재료(105)를 삽입하는 단계이다. 상기 원재료(105)는 이산화 규소가 포함된 유리소재 또는 칼코지나이드 유리소재가 사용될 수 있다.
가열단계는 상기 상부금형(111)과 하부금형(112) 사이에 삽입된 유리소재의 원재료(105)에 가열유닛(120)을 이용하여 레이져 빔을 조사하여 상기 원재료(105)를 가열하는 단계이다. 이때, 원재료(105)가 이산화규소가 포함된 유리소재일 경우, 상기 가열유닛(120)은 CO2 레이저 발진기를 레이저 광원(121)으로 사용하여 상기 원재료(105)에 1060nm 내지 1070nm의 파장을 갖는 레이저 빔을 조사하며, 더욱 바람직하게는 1064nm의 파장을 갖는 레이져 빔을 조사한다. 또한, 원재료(105)가 칼코지나이드 유리소재일 경우, 상기 가열유닛(120)은 Nd-Yag 레이저 발진기를 레이저 광원(121)으로 사용하여 상기 원재료(105)에 530nm 내지 540nm의 레이져 빔을 조사하며, 더욱 바람직하게는 532nm의 파장을 갖는 레이져 빔을 조사한다. 원재료(105)는 가열유닛(120)으로부터 조사되는 레이저로부터 에너지를 흡수하여 가열된다.
성형단계는 상기 원재료(105)가 성형에 적합한 온도로 가열되면 상기 상부금형(111) 또는 하부금형(112)을 가압하여 상기 원재료(105)를 성형하는 단계이다. 작업자는 가압부재(113)의 액츄에이터를 작동시켜 가압패널(115)을 하강시켜 상부금형(111) 및 하부금형(112)을 가압하여 원재료(105)를 성형한다.
한편, 도 3에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 가열유닛(210)이 도시되어 있다.
앞서 도시된 도면에서와 동일한 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다.
도면을 참조하면, 가열유닛(210)은 상기 상부금형(111) 또는 하부금형(112)에 설치되어 상기 상부금형(111)과 하부금형(112) 사이의 이격거리를 측정하는 거리측정센서(211)와, 상기 거리측정센서(211)로부터 제공되는 데이터를 토대로 상기 레이저 빔의 조사범위의 폭이 상기 상부금형(111)과 하부금형(112) 사이의 이격거리에 대응되도록 상기 렌즈부(123)를 제어하는 제어부(212)를 더 구비한다. 이때, 제어부(212)는 도면에 도시되진 않았지만, 상기 레이저 광원(121)으로부터 발생되는 상기 레이저 빔의 광 경로 상에 설치되며, 상기 원재료(105)에 대한 상기 레이저 빔의 조사범위를 조절할 수 있도록 포커싱 렌즈를 더 구비한다.
상기 거리측정센서(211)는 상부금형(111)에 설치되어 하부로 초음파를 발진시키는 발진부(213)와, 상기 발진부(213)로부터 발진된 상기 초음파를 반사시키는 반사부(214)와, 상기 반사부(214)에 반사된 초음파를 감지하는 감지부(미도시)와, 상기 발진부(213)로부터 발생된 초음파가 반사부(214)에 의해 반사되어 감지부에 감지되는 시간을 토대로 상부금형(111)과 하부금형(112) 사이의 이격거리를 산출하는 산출부(미도시)를 구비한다. 한편, 거리측정센서(211)는 이에 한정하는 것이 아니라 상부금형(111) 및 하부금형(112) 사이의 거리를 측정할 수 있는 수단이면 무엇이든 가능하다.
상기 가열유닛(210)은 레이저 빔의 조사범위가 상부금형(111) 및 하부금형(112) 사이의 이격거리에 대응되게 변경되어 레이저 빔이 원재료(105) 외측으로 조사되는 것이 방지되므로 작업자 및 금형 외측의 장비에 레이저가 조사되어 작업을 방해하거나 장비의 결함 발생을 방지하는 장점이 있다.
한편, 도 4에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 가열유닛(220)이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 가열유닛(220)은 상부금형(111) 및 하부금형(112)에 접하는 원재료(105)의 양단부에 각각 레이저 빔을 조사하는 보조가열부(221)를 더 구비한다. 상기 보조가열부(221)는 레이저 빔을 발생시키는 보조광원(222)과, 상기 보조광원(222)으로부터 발생되는 상기 레이저 빔을 도파하는 광섬유(223)와, 상기 상부금형(111) 또는 하부금형(112)에 설치되는 것으로서, 상기 광섬유(223)에 연결되어 상기 광섬유(223)를 통해 출사되는 광을 상기 상부금형(111) 또는 하부금형(112)에 인접된 상기 원재료(105)의 단부에 상기 레이저 빔을 조사하는 보조조사부(224)를 구비한다.
상기 보조광원(222)은 CO2 레이저 발진기 또는 Nd-Yag 레이저 발진기로 구성되며, 원재료(105)가 이산화규소가 포함된 유리소재일 경우, 1060nm 내지 1070nm의 파장을 갖는 레이저 빔을 발생시키며, 더욱 바람직하게는 1064nm의 파장을 갖는 레이져 빔을 발생시킨다. 또한, 원재료(105)가 칼코지나이드 유리소재일 경우, 상기 보조광원(222)은 상기 원재료(105)에 530nm 내지 540nm의 레이져 빔을 발생시키며, 더욱 바람직하게는 532nm의 파장을 갖는 레이저 빔을 발생시킨다. 상기 보조광원(222)은 복수의 보조조사부(224)에 각각 레이저 빔을 제공할 수 있도록 복수개가 마련되는 것이 바람직하다.
광섬유(223)는 복수개가 마련되며, 일단이 보조광원(222)들에 각각 설치되며, 타단은 보조조사부(224)들에 각각 설치된다. 상기 광섬유(223)는 보조광원(222)으로부터 출사되는 레이저 빔을 일단을 통해 수신하여 타단을 통해 전송한다.
상기 보조조사부(224)는 제1브라켓에 의해 상기 상부금형(111)의 외주면에 고정되며, 광섬유(223)의 타단부가 연결되는 제1본체(225)와, 제2브라켓에 의해 상기 하부금형(112)의 외주면에 고정되며, 광섬유(223)의 타단부가 연결되는 제2본체(226)를 구비한다.
제1본체(225)는 일단부에 상기 광섬유(223)의 타단부가 연결되며, 내부에는 광섬유(223)로부터 전송된 레이저 빔이 통과되도록 제1유로가 형성되고, 타단면에는 제1유로를 통과한 레이저 빔이 외부로 출사되는 제1광출사구(미도시)가 형성되어 있다. 이때, 제1본체(225)는 제1광출사구가 하부금형(112)의 성형부 표면과 인접된 원재료(105)의 단부를 향하도록 경사지게 설치된다. 또한, 도면에 도시되진 않았지만, 제1본체(225)의 제1유로에는 다수의 집속렌즈가 설치되어 광섬유(223)를 통해 전달된 레이저 빔을 원재료(105)의 단부로 집속한다.
제2본체(226)는 일단부에 상기 광섬유(223)의 타단부가 연결되며, 내부에는 광섬유(223)로부터 전송된 레이저 빔이 통과되도록 제2유로가 형성되고, 타단면에는 제2유로를 통과한 레이저 빔이 외부로 출사되는 제2광출사구(미도시)가 형성되어 있다. 이때, 제2본체(226)는 제2광출사구가 상부금형(111)의 성형부 표면과 인접된 원재료(105)의 단부를 향하도록 경사지게 설치된다. 또한, 도면에 도시되진 않았지만, 제2본체(226)의 제2유로에는 다수의 집속렌즈가 설치되어 광섬유(223)를 통해 전달된 레이저 빔을 원재료(105)의 단부로 집속한다.
상기 언급된 바와 같이 구성된 보조가열부(221)는 상부금형(111) 및 하부금형(112)의 내측으로 인입된 성형부의 표면에 인접된 원재료(105)의 단부에 레이져 빔을 조사하므로 원재료(105)에 보다 균일하게 레이저 빔이 조사되어 원재료(105)의 가열시간을 단축할 수 있다는 장점이 있다.
한편, 도 5에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 가열유닛(230)이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 가열유닛(230)은 상기 캐비티에 삽입된 상기 원재료(105)에 대향되도록 상기 상부금형(111) 또는 하부금형(112)에 설치되어 상기 레이저 빔을 상기 원재료(105)의 외주면에 조사하기 위해 확산패턴(233)이 마련된 도광판(231)과, 상기 도광판(231)의 가장자리에 설치되어 상기 도광판(231)을 통하여 상기 원재료(105)에 상기 레이저 빔을 조사하기 위한 레이저 발생부(232)를 구비한다.
도광판(231)은 상부금형(111) 및 하부금형(112) 사이에 삽입된 원재료(105)에 대향되도록 지지바(미도시)에 의해 하부금형(112)에 설치되어 있다. 상기 지지바는 다수개가 마련되며, 일단이 하부금형(112)에 고정되고, 타단은 도광판(231)에 고정되어 도광판(231)을 지지한다.
상기 도광판(231)은 레이저 발생부(232)로부터 조사되는 레이저 빔을 원재료(105)로 조사할 수 있도록 산란 또는 반사키기 위해 확산패턴(233)이 형성되어 있다. 상기 확산패턴(233)은 원재료(105)에 대향되는 일측면의 반대편인 타측면에 그루브(예컨대, 단면 V형상의 홈)이 소정의 패턴으로 형성되어 이루어질 수 있다. 상기 그루브의 형성패턴은 도면에 도시되진 않았지만, 스크롤 형상, 격자형사, 중첩된 다각형의 형상, 피치가 다른 수평 또는 수직의 홈들로 이루어질 수 있다. 이때, 도광판(231)은 4개가 마련되어 원재료(105)를 기준으로 사방측에 설치되어 있다.
레이저 발생부(232)는 레이저 광원(234)과, 양단이 각각 레이저 광원(234)과 도광판(231)에 연결되는 광섬유(235)를 구비한다.
상기 레이저 광원(234)은 CO2 레이저 발진기 또는 Nd-Yag 레이저 발진기로 구성되며, 원재료(105)가 이산화규소가 포함된 유리소재일 경우, 1060nm 내지 1070nm의 파장을 갖는 레이저 빔을 발생시키며, 더욱 바람직하게는 1064nm의 파장을 갖는 레이저 빔을 발생시킨다. 또한, 원재료(105)가 칼코지나이드 유리소재일 경우, 상기 레이저 광원(234)은 상기 원재료(105)에 530nm 내지 540nm의 레이져 빔을 발생시키며, 더욱 바람직하게는 532nm의 파장을 갖는 레이저 빔을 발생시킨다. 상기 레이저 광원(234)은 다수의 도광판(231)에 각각 레이저 빔을 제공할 수 있도록 4개가 마련되는 것이 바람직하다.
상기 광섬유(235)는 레이저 광원(234)으로부터 출사되는 레이저 빔을 일단을 통해 수신하여 타단을 통해 전송한다.
상기 언급된 바와 같이 가열유닛(230)은 도광판(231)을 이용하여 레이저 빔을 원재료(105)에 조사한다. 이때, 도광판(231)의 확산패턴(233)에 의해 레이저 빔은 확산되어 보다 균일하게 원재료(105)에 조사되므로 원재료(105)의 가열시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
100: 광학렌즈용 성형장치
105: 원재료
110: 금형부
111: 상부금형
112: 하부금형
113: 가압부재
114: 승강로드
115: 가압패널
120: 가열유닛
121: 레이저 광원
123: 렌즈부

Claims (10)

  1. 상호 형합되어 유리소재의 광학렌즈를 성형하기 위한 캐비티를 이루는 상부금형과 하부금형이 마련된 금형부와;
    상기 상부금형과 하부금형 사이에 삽입된 유리소재의 원재료에 레이져 빔을 조사하여 상기 원재료를 성형에 적합한 온도로 가열하는 가열유닛;을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학렌즈용 성형장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원재료는 이산화규소가 포함된 유리소재이고,
    상기 가열유닛은 상기 원재료에 1060nm 내지 1070nm의 레이져 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 광학렌즈용 성형장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 원재료는 칼코지나이드 유리소재이고,
    상기 가열유닛은 상기 원재료에 530nm 내지 540nm의 레이져 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 광학렌즈용 성형장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가열유닛은
    상기 레이저 빔을 발생시키는 레이저 광원과,
    상기 레이저 광원으로부터 발생된 상기 레이저 빔을 상기 원재료에 집속하는 렌즈부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광학렌즈용 성형장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 렌즈부는 상기 레이저 광원으로부터 발생되는 상기 레이저 빔의 광 경로 상에 설치되며, 상기 원재료에 대한 상기 레이저 빔의 조사범위를 조절할 수 있도록 포커싱 렌즈를 구비하고,
    상기 가열유닛은 상기 상부금형 또는 하부금형에 설치되어 상기 상부금형과 하부금형 사이의 이격거리를 측정하는 거리측정센서와, 상기 거리측정센서로부터 제공되는 데이터를 토대로 상기 레이저 빔의 조사범위의 폭이 상기 상부금형과 하부금형 사이의 이격거리에 대응되도록 상기 렌즈부를 제어하는 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광학렌즈용 성형장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 가열유닛은 레이저 빔을 발생시키는 보조광원과, 상기 보조광원으로부터 발생되는 상기 레이저 빔을 도파하는 광섬유와, 상기 상부금형 또는 하부금형에 설치되는 것으로서, 상기 광섬유에 연결되어 상기 광섬유를 통해 출사되는 광을 상기 상부금형 또는 하부금형에 인접된 상기 원재료의 단부에 상기 레이저 빔을 조사하는 보조조사부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광학렌즈용 성형장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가열유닛은 상기 캐비티에 삽입된 상기 원재료에 대향되도록 상기 상부금형 또는 하부금형에 설치되어 상기 레이저 빔을 상기 원재료의 외주면에 조사하기 위해 확산패턴이 마련된 도광판과, 상기 도광판의 가장자리에 설치되어 상기 도광판을 통하여 상기 원재료에 상기 레이저 빔을 조사하기 위한 레이저 발생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광학렌즈용 성형장치.
  8. 상호 형합되어 유리소재의 광학렌즈를 성형하기 위한 캐비티를 이루는 상부금형과 하부금형을 준비하는 금형 준비단계와;
    상기 상부금형과 하부금형 사이에 원재료를 삽입하는 재료 삽입단계와;
    상기 상부금형과 하부금형 사이에 삽입된 유리소재의 원재료에 가열유닛을 이용하여 레이져 빔을 조사하여 상기 원재료를 가열하는 가열단계와;
    상기 원재료가 성형에 적합한 온도로 가열되면 상기 상부금형 또는 하부금형을 가압하여 상기 원재료를 성형하는 성형단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 성형 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 원재료는 이산화규소가 포함된 유리소재이고, 상기 가열유닛은 상기 원재료에 1060nm 내지 1070nm의 레이져 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 렌즈 성형 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 원재료는 칼코지나이드 유리소재이고, 상기 가열유닛은 상기 원재료에 530nm 내지 540nm의 레이져 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 렌즈 성형 방법.




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