KR20180096634A - 렌즈 코팅용 진공-코팅 시스템 - Google Patents

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KR20180096634A
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로만 아르넷
다니엘 피오트로프스키
루츠 쾨르너
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인터글라스 테크놀로지 아게
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Abstract

본 발명은 진공 챔버, 하나 이상의 전극(16)을 구비한 전극 홀더(14), 및 각각 하나의 렌즈(19)를 수용하기 위한 하나 이상의 렌즈 홀더(17)를 구비한 렌즈 홀더 리셉터클(18)을 포함하는 렌즈 코팅용 진공-코팅 시스템에 관한 것이다. 각각의 렌즈(19)에는, 개별 전극(16)이 할당된다. 렌즈(19)에 대향하여 위치되는 전극(16)의 표면은 곡면이다. 외부 영역(8)에서, 전극(들)(16)의 표면의 곡률은 내부 영역(9)에서보다 더 클 수 있다. 전극(16)과 관련 렌즈(19) 사이의 거리는 조절될 수 있다.

Description

렌즈 코팅용 진공-코팅 시스템
본 발명은 렌즈 코팅용 진공-코팅 시스템에 관한 것이다.
2개의 몰드 쉘(mold shell) 및 시일(seal)에 의해 경계가 지어지는 캐비티(cavity) 안으로 단량체(monomer)가 주입되고, 예를 들어 UV 방사에 의해, 큐어링되는, 주조 공정(casting process)을 이용하여 렌즈를 제조하는 것이 공지되어 있다. 큐어링(curing) 중에, 단량체는 중합되고 렌즈가 형성된다. 이어서 시일이 제거되고 렌즈가 2개의 몰드 쉘로부터 분리된다. 이러한 제조 공정은 예를 들어 EP 15202 및 WO 02/087861로부터 공지되어 있다. 반가공품(blank)으로부터 그라인딩(grinding)하여 렌즈를 제조하는 것도 또한 공지되어 있다. 이어서 침지 조(immersion bath) 내에서 또는 진공 코팅 시스템에서 렌즈에 광학 층(optical layer)들이, 예를 들어 반사방지 층, 스크래치 보호 층 등이, 제공될 수 있다.
그러한 렌즈는, 이후에 예를 들어 렌즈가 커팅되고 안경사에 의해 프레임 안으로 끼워맞춰지는, 반제품(semi-finished product)이다. 그러한 렌즈는 안과용 렌즈라고도 한다.
본 발명은, 균질한 굴절률 및 균일한 두께를 갖는 층들을 제조하는, 렌즈의 코팅을 위한 진공 코팅 시스템을 제공하는 목적에 기초한다.
상기 목적은 청구항 1의 특징에 의해 본 발명에 따라 달성된다. 유리한 실시형태들은 종속항들로부터 이루어진다.
본 발명은 수 개의 렌즈를 동시에 코팅하기 위한 진공-코팅 시스템에 관한 것이다. 이러한 진공-코팅 시스템은 진공 챔버를 포함하며, 그 안에는 N개의 렌즈홀더와 동일한 수 N개의 전극이 배치되어서 개별 전극은 각각의 렌즈에 할당된다. 렌즈와 전극은 서로 대향하여 위치된다. 본 발명에 따르면, 렌즈를 향하는 전극의 표면은 곡면이다. 이러한 곡면은 내부 영역 및 외부 영역을 포함하며, 이들은 서로 인접하거나 중간 영역에 의해 서로 분리될 수 있다. 외부 영역에서 표면의 곡률은 적어도 동일하지만, 바람직하게는 내부 영역에서보다 더 크다.
전극(들)의 표면은 내부 영역 및 이에 인접한, 전극의 대칭축에 동심으로 연장되는, 복수의 원형 링을 가질 수 있으며, 전극(들)의 표면의 곡률은 원형 링에서 원형 링으로 중심에서 외측으로 이산적 단계로(in discrete steps) 또는 연속적으로 증가하며, 최외측 원형 링은 반드시 그럴 필요는 없지만 전극의 에지(edge)까지 연장될 수 있다.
바람직하게는, 전극과 대향하여 배치되는 렌즈 사이의 거리는 조절될 수 있다.
진공-코팅 시스템은 특히 PECVD 또는 PACVD 시스템일 수 있다.
이와 관련하여, 두 종류의 렌즈, 즉 마이너스 렌즈(minus lens)와 플러스 렌즈(plus lens)가 구별된다. 마이너스 렌즈는 중간이 가장 얇고 에지 쪽으로 두께가 연속적으로 증가하는 렌즈이다. 플러스 렌즈는 중간이 가장 두껍고 에지 쪽으로 두께가 연속적으로 감소하는 렌즈이다.
본 발명을 이해하기 위해 필요한 진공-코팅 시스템의 부분들은 이하에서 예시적인 실시형태 및 도면에 의해 보다 상세히 설명된다. 도면의 명료성을 이유로, 도면은 축척에 맞게 도시되어 있지 않다.
본 발명에 의하면, 균질한 굴절률 및 균일한 두께를 갖는 층들을 제조하는, 렌즈의 코팅을 위한 진공-코팅 시스템이 제공된다.
도 1, 도 2, 도 4, 도 5는 전극 및 렌즈를 단면도로 도시한다.
도 3 및 도 6은 도 1 및 도 4의 전극을 도시한다.
도 7은 전극을 수용하기 위한 리세스(recess)들을 갖는 플레이트(plate)를 도시한다.
도 8은 도 7의 선 I-I을 따라 단면을 도시한다.
본 발명의 제1 태양은 전극의 곡률에 관한 것이다. 이는 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된다. 본 발명의 제2 태양은 전극과 렌즈 사이의 거리의 조절가능성에 관한 것이다. 이는 도 7 및 도 8을 참조하여 설명된다.
도 1 및 도 2는 전극(1) 및, 전극(1)에 대향하여 위치되는, 렌즈(2) 또는 렌즈(3)를 단면도로 도시한다. 렌즈들(2 및 3)은 볼록한 표면(4)과 오목한 표면(5)을 가지며, 볼록한 표면(4)은, 화살표로 표시된 바와 같이, 코팅될 것이다. 전극(1)은 볼록한 표면(6)을 갖는다. 볼록한 표면(6)은, 반드시 그래야 하는 것은 아니지만, 전극(1)의 에지까지 연장될 수 있다. 렌즈(2) 또는 렌즈(3)의 오목한 표면(5)은 전극(1)의 볼록한 표면(6)을 향한다. 렌즈(2)는 마이너스 렌즈이다. 렌즈(3)는 플러스 렌즈이다.
도 3은 전극(1)만을 도시한다. 전극(1)은 대칭축(7)을 가지며, 대칭축(7)에 대해 통상적으로 회전 대칭이다. 전극(1)의 볼록한 표면(6)은 곡면이다. 제1 실시형태에서 곡률은 균일하며, 즉 표면(6)은 곡률 반경이 r0 값을 갖는 구형 표면이다. 제2 실시형태에서, 표면(6)의 곡률은 내부 영역(9)에서보다 외부 영역(8)에서 더 크다. 곡률은 중심, 즉 대칭축(7),으로부터 에지 쪽으로 연속적으로 또는 이산적 단계로 증가한다. 예를 들어, 내부 영역(9)은 곡률 반경이 r1 값을 갖는 구형 표면일 수 있고, 외부 영역(8)은 내부 영역(9)에 인접하는 구형 표면이며 그 곡률 반경이 r2 < r1 인 r2 값을 가질 수 있다. 그러나, 표면(6)은 내부 영역(9)과 이에 인접한, 대칭축(7)에 동심으로 연장되는, 수 개의 원형 링을 가질 수도 있으며, 이 경우 표면(6)의 곡률은 원형 링에서 원형 링으로 중심으로부터, 즉 대칭축(7)으로부터, 외측으로 증가한다. 최외측 원형 링은, 반드시 그래야 하는 것은 아니지만, 전극(1)의 에지까지 연장될 수 있다.
도 4 및 도 5는 전극(10) 및, 전극(10)에 대향하여 위치되는, 렌즈(11) 또는 렌즈(12)를 단면도로 도시한다. 렌즈들(11 및 12)은 볼록한 표면(4)과 오목한 표면(5)을 가지며, 여기서는 오목한 표면(5)이, 화살표로 표시된 바와 같이, 코팅될 것이다.
전극(10)은 오목한 표면(13)을 가지며, 오목한 표면(13)은, 반드시 그래야 하는 것은 아니지만, 전극(10)의 에지까지 연장될 수 있다. 렌즈들(11 및 12)의 볼록한 표면(4)은 전극(10)의 오목한 표면(13)을 향한다. 렌즈(11)는 마이너스 렌즈이다. 렌즈(12)는 플러스 렌즈이다.
도 6은 전극(10)만을 도시한다. 전극(10)도 또한 대칭축(7)을 가지며, 대칭축(7)에 대해 통상적으로 회전 대칭이다. 전극(10)의 오목한 표면(13)은 곡면이다. 제1 실시형태에서, 곡률은 균일하며, 즉 표면(13)은 곡률 반경이 r3 값을 갖는 구형 표면이다. 제2 실시형태에서, 표면(13)의 곡률은 내부 영역(9)에서보다 외부 영역(8)에서 더 크다. 곡률은 중심, 즉 대칭축(7),으로부터 에지 쪽으로 연속적으로 또는 이산적 단계로 증가한다. 예를 들어, 내부 영역(9)은 곡률 반경이 r4 값을 갖는 구형 표면일 수 있고, 외부 영역(8)은 내부 영역(9)에 인접하는 구형 표면이며 그 곡률 반경이 r5 < r4 인 r5 값을 가질 수 있다. 그러나, 표면(13)은 내부 영역(9)과 이에 인접한, 대칭축(7)에 동심으로 연장되는, 수 개의 원형 링을 가질 수도 있으며, 이 경우 표면(6)의 곡률은 원형 링에서 원형 링으로 중심으로부터, 즉 대칭축(7)으로부터, 외측으로 증가한다. 최외측 원형 링은, 반드시 그래야 하는 것은 아니지만, 전극(10)의 에지까지 연장될 수 있다.
각각, 표면(6 또는 13)의 외부 영역(8)에서의 곡률이 표면(6 또는 13)의 내부 영역(9)에서보다 더 큰, 곡면(6 또는 13)을 갖는 전극(1 및 10)의 형성은, 전극과 대향 렌즈 사이의 거리가 렌즈가 얇은 곳에서는 더 크고 렌즈가 두꺼운 곳에서는 더 작은 결과를 가져온다. 또한, 전극과 대향 렌즈 사이의 거리는 조절가능하다. 이는 각각의 렌즈에 대해 최적의 거리 D를 설정하는 것을 가능하게 한다. 각각의 렌즈에 대한 최적의 거리 D는 실험적으로 또는 이러한 목적을 위해 프로그래밍된 컴퓨터 프로그램을 이용하여 사전에 한번 결정된다.
볼록한 표면(6) 또는 오목한 표면(13)이 다양한 렌즈 기하구조를 고려한 곡면 디자인을 갖는 경우, 2가지 상이한 유형의 전극들, 즉 동일한 볼록한 표면(6)을 갖는 전극(1)들과 동일한 오목한 표면(13)을 갖는 전극(10)들만으로, 기하구조 및 두께가 상이한 다수의 렌즈들이 원하는 광학 특성을 갖는 층들로 코팅될 수 있다. 미리 정해진, 최적화된 곡률의 경로를 갖는 전극 표면의 형성 및 렌즈와 전극 사이의 거리의 개별적으로 최적화가능한 조절은, 진공 챔버 내에서 동일한 공정으로 코팅되는 모든 렌즈들에서 그리고 개별 렌즈들에서 볼 수 있는, 적용된 층(들)의 굴절률 및 두께가 전극들(1 또는 10)의 이러한 특정 표면(6 또는 13)의 형성없이 그리고 상기 거리의 조절가능성없이 달성될 수 있는 것보다 더 큰 균질성 및 균일성을 갖는 결과로 이어진다.
제조된 렌즈는 반제품이라는 것과 예를 들어 안경 렌즈와 같은 광학 요소가 추가 공정 동안 렌즈로부터 커팅된다는 것을 주목해야 한다. 이러한 이유로, 전극(1, 10)의 에지에 인접한 영역은, 대향하여 놓이는 렌즈 영역이 어쨌든 폐기물이 될 것이기 때문에, 위의 조건들을 충족시킬 필요는 없다. 이는 전극(1 또는 10)의 표면(6 또는 13)의 앞서 언급된 외부 영역(8)이 전극(1 또는 10)의 에지까지 연장될 수 있지만, 반드시 그래야 하는 것은 아니라는 것을 의미한다.
도 7은 스레드(thread)를 구비하는 소정 개수 M의 리세스(15)를 갖는 전극 홀더(14)를 사시도로 도시한다. 이 실시예에서 M=7 이다. 전극 홀더(14)는 전기 전도성 플레이트이다. 각각의 리세스(15)는 하나의 전극을 수용하도록 구성된다. 전극은 스레드를 또한 구비해서 리세스(15)에 나사 결합될 수 있다. 도면의 명료성의 이유로, 4개의 리세스(15)는 전극없이 도시되어 있으며, 3개의 리세스(15)는 각각 하나의 전극을 포함하고 있고, 즉 1개의 리세스(15)는 볼록한 표면(6)을 갖는 전극(1)을 포함하고 있고 2개의 리세스(15)는 오목한 표면(13)을 갖는 전극(10)을 포함하고 있다.
도 8은 도 7의 선 I-I을 따라 전극 홀더(14)의 단면을 도시하며, 각각의 리세스(15)에 하나의 전극(16)이 나사결합되어 있다. 렌즈 홀더(17)가 렌즈 홀더 리셉터클(18) 내에 배치되어 있다. 렌즈 홀더 리셉터클(18)은 전기 비-전도성 재료로 제조되며, 유리하게는 렌즈 홀더(17) 내로 또는 렌즈 홀더(17)로부터 렌즈(19)의 용이한 배치 및 제거를 위해 2개의 부분으로 제조된다. 렌즈 홀더 리셉터클(18)은 개개의 렌즈 홀더(17)를 전극 홀더(14)로부터 소정의 동일한 거리에 유지한다. 렌즈 홀더 리셉터클(18)은 전극 홀더(14) 상에 배치될 수 있는 커버로서 유리하게 또한 구성되며, 코팅되지 않을 전극 홀더(14) 및 전극(16)의 가능한 한 많은 표면을 덮는 작업을 이에 따라 동시에 수행한다. 렌즈 홀더 리셉터클(18)은 다른 방식으로 진공 챔버에 착탈가능하게 부착될 수도 있다.
전극 홀더(14)의 리세스(15)의 스레드는 전극(16)이 특정 회전 위치로 설정될 수 있도록 마킹으로 유리하게 설계된다. 각각의 회전 위치는 전극(16)의 상이한 높이에 대응한다. 하나의 회전 위치에서 다음 회전 위치로의 전극(16)의 회전은 높이의, 그리고 이에 따라 관련 렌즈 홀더(17)에 의해 유지되는 렌즈(19)와 전극(16) 사이의 거리의, 소정의 변화를 일으킨다. 이러한 구성으로, 전극(16)과 렌즈(19) 사이의 거리가 높은 정확도로 설정될 수 있으며, 각각의 렌즈에 대해 설정될 회전 위치 또는 설정될 거리가 해당 렌즈 제조방법으로부터 결과로 나타난다. 렌즈(19)는 로봇 또는 운용자에 의해 렌즈 홀더(17)에 배치되고, 각각의 전극(16)의 높이는 해당 렌즈 제조방법에 따라 로봇 또는 운용자에 의해 조절된다. 이후에 렌즈 홀더 리셉터클(18)은 전극 홀더(14) 상에 배치되고, 코팅을 위해 그 전체가 진공-코팅 시스템의 진공 챔버 내로 운반된다.
도 6에 도시된 3개의 렌즈(19)는 상이한 렌즈(19)이다. 3개의 전극(16)의 높이(H1, H2 및 H3)는 렌즈(19)와 관련 전극(16) 사이의 거리가 최적의 거리(D1 또는 D2 또는 D3)를 갖도록 개별적으로 설정된다. 그러한 거리(D1, D2 및 D3)는 각각 전극(16)의 대칭축상에서의 거리이다.
가능한 진공 코팅 방법들로는 CVD(chemical vapor deposition, 화학 기상 증착) 공정들, 특히 PECVD(plasma-enhanced chemical vapor deposition, 플라즈마-강화 화학 기상 증착) 공정과 PACVD(plasma-assisted chemical vapor deposition, 플라즈마-보조 화학 기상 증착) 공정이 있다. 이 목록이 완전한 것은 아니다.
진공 챔버의 내벽은 전기 전도성이고 보통 전기적으로 접지된다. 따라서, 그것은 전극들 및 전극 홀더(14)로부터 전기적으로 절연되는 상대 전극(counter electrode)을 나타낸다.
본 발명의 실시형태들이 도시되고 설명되었지만, 앞서 언급된 것보다 더 많은 변형형태들이 본 발명의 개념으로부터 벗어나지 않고 가능하다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 청구범위에 의해서만 제한된다.

Claims (5)

  1. 렌즈 코팅용 진공-코팅 시스템으로서,
    진공 챔버,
    하나 이상의 전극(1, 10, 16)을 갖춘 전극 홀더(14),
    각각 하나의 렌즈(2, 3, 11, 12, 19)를 수용하기 위한 렌즈 홀더(17)를 하나 이상 갖춘 렌즈 홀더 리셉터클(18)
    을 포함하며,
    각각의 렌즈(2, 3, 11, 12, 19)에는 개별 전극(1, 10, 16)이 할당되고,
    렌즈(2, 3, 11, 12, 19)를 향하는 전극(1, 10, 16)의 표면(6, 13)은 곡면인 것을 특징으로 하는 렌즈 코팅용 진공-코팅 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    외부 영역(8)에서 전극(들)(1, 10, 16)의 표면(6, 13)의 곡률은 내부 영역(9)에서보다 더 큰 것을 특징으로 하는 렌즈 코팅용 진공-코팅 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    전극(들)(1, 10, 16)의 표면(6, 13)은 내부 영역(9) 및 이에 인접한 복수의 원형 링을 가지고, 복수의 원형 링은 전극(1, 10, 16)의 대칭축(7)에 동심으로 연장되며,
    전극(들)(1, 10, 16)의 표면(6, 13)의 곡률은 원형 링에서 원형 링으로 중심에서 외측으로 이산적 단계로 또는 연속적으로 증가하며,
    최외측 원형 링은, 반드시 그래야 하는 것은 아니지만, 전극(1, 10, 16)의 에지까지 연장될 수 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 코팅용 진공-코팅 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    렌즈(2, 3, 11, 12, 19)와 관련 전극(1, 10, 16) 사이의 거리는 조절가능한 것을 특징으로 하는 렌즈 코팅용 진공-코팅 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공-코팅 시스템은 PECVD 또는 PACVD 시스템인 것을 특징으로 하는 렌즈 코팅용 진공-코팅 시스템.
KR1020187017525A 2015-12-22 2016-12-19 렌즈 코팅용 진공-코팅 시스템 KR20180096634A (ko)

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PCT/EP2016/081787 WO2017108713A1 (de) 2015-12-22 2016-12-19 Vakuumbeschichtungsanlage zum beschichten von linsen

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