KR20200005179A - 프리폼 제조장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

프리폼 제조장치 및 방법을 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 몰드 성형으로 제조되는 렌즈의 프리폼(Preform)을 생산하는 장치에 있어서, 렌즈 디스크를 가열하기 위한 광을 조사하는 광원과 상기 렌즈 디스크가 배치될 하나 이상의 관통공을 구비하는 중판 및 상기 중판의 상단부에 배치되어 상기 중판을 고정하는 상판을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리폼 생산장치를 제공한다.

Description

프리폼 제조장치 및 방법{Apparatus and Method for Producing Preforms}

본 발명은 렌즈 디스크를 이용하여 프리폼을 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

렌즈는 다양한 광학분야에서 필수적으로 사용되는 소자이다. 이러한 렌즈를 구성하는 재료로서 최근 각광받는 재료가 칼코지나이드(Chalcogenide) 계열의 소재이다. 칼코지나이드 계열의 소재는 매장량이 풍부하고, 가공이 상대적으로 쉬워 렌즈를 제조하는 데 많이 사용된다.

렌즈를 제조하는 데 사용되는 칼코지나이드 계열의 소재로서는 게르마늄(Ge), 안티몬(Sb) 및 셀레늄(Se)가 포함된다. 이때, 게르마늄은 산소와 만나면 산화되는 성질을 갖기 때문에, 칼코지나이드 계열의 소재로 렌즈를 제조함에 있어서는 진공상태에서 제조공정이 진행된다.

새로이 개발된 진공성형을 이용한 렌즈 제조공정은 다음과 같다. 진공상태에서 렌즈 디스크를 상부 금형과 하부 금형 사이에 장입하고, 금형들을 이용해 렌즈 디스크를 가압함으로써 렌즈를 제조한다.

그러니 이와 같은 종래의 렌즈 제조공정은 단지 몰딩만을 수행하기 때문에, 제조되는 렌즈 표면의 거칠기가 나빠지는 단점이 존재한다. 또한 금형의 형상이 요철을 온전히 구현하기 곤란한 측면이 존재하여, 종래의 렌즈 제조공정으로 제조되는 렌즈는 원하는 온전한 형상을 갖지 못하는 경우가 발생하기도 한다.

또한, 렌즈의 제조공정에서는 공정이 수행되는 환경이나 렌즈 디스크의 온도가 아주 중요한 요소이다. 온도가 수도만 달라지더라도, 렌즈의 성능에 많은 영향을 미친다. 전술한 바와 같이, 종래의 렌즈 제조공정은 칼코지나이드 소재 특성상 진공상태에서 진행되는데, 진공상태에서는 열 전달 효율이 현저히 떨어진다. 이러한 문제에 의해, 종래의 렌즈 제조공정은 몰딩을 위해 열을 충분히 제공하더라도, 렌즈 디스크의 온도가 몰딩하는 데 적절한 온도까지 상승하지 못할 확률이 높아, 성능이 현저히 떨어지는(예를 들어, 렌즈의 거칠기가 나빠지거나, 곡률이 일정하지 않는 등) 문제가 존재한다.

본 발명의 일 실시예는, 렌즈를 제조하기 이전에 렌즈 디스크를 이용해 렌즈의 프리폼을 제조하는 장치 및 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예는, 균일한 열 분포와 적절한 높이(Sag)를 갖는 프리폼을 제조하는 장치 및 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예는, 균일하게 렌즈 디스크를 가열하여 일정한 성능을 갖는 복수의 프리폼을 대량생산 할 수 있도록 하는 장치 및 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 몰드 성형으로 제조되는 렌즈의 프리폼(Preform)을 생산하는 장치에 있어서, 렌즈 디스크를 가열하기 위한 광을 조사하는 광원과 상기 렌즈 디스크가 배치될 하나 이상의 관통공을 구비하는 중판 및 상기 중판의 상단부에 배치되어 상기 중판을 고정하는 상판을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리폼 생산장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 광원은 자외선 파장 대역의 광을 조사하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 상판은 상기 광원이 조사하는 광이 상기 중판에 배치된 렌즈 디스크로 투과될 수 있도록 광 투과성 재질로 구현되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 관통공은 상기 렌즈 디스크의 넓이 및 높이와 동일하거나 큰 넓이 및 높이를 갖는 제1 관통공 및 상기 렌즈 디스크의 넓이보다 좁은 넓이를 갖는 제2 관통공으로 구현되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 중판은 상기 제1 관통공을 구비하는 제1 중판 및 상기 제2 관통공을 구비하는 제2 중판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 중판의 하단부에 배치되어 상기 중판을 고정하며, 상기 관통공보다 좁은 넓이를 갖는 관통공을 구비하는 하판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 몰드 성형으로 제조되는 렌즈의 프리폼(Preform) 생산장치가 렌즈의 프리폼을 생산하는 방법에 있어서, 하나 이상의 관통공을 구비하는 중판에 렌즈 디스크가 배치되는 제1 배치과정과 상기 중판을 고정하기 위해 상기 중판의 상단부에 상판이 배치되는 제2 배치과정 및 상기 렌즈 디스크를 가열하기 위한 광을 조사하는 광 조사과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리폼 생산방법을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 광 조사과정은 자외선 파장 대역의 광을 조사하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 상판은 상기 광원이 조사하는 광이 상기 중판에 배치된 렌즈 디스크로 투과될 수 있도록 광 투과성 재질로 구현되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 관통공은 상기 렌즈 디스크의 넓이 및 높이와 동일하거나 큰 넓이 및 높이를 갖는 제1 관통공 및 상기 렌즈 디스크의 넓이보다 좁은 넓이를 갖는 제2 관통공으로 구현되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 중판은 상기 제1 관통공을 구비하는 제1 중판 및 상기 제2 관통공을 구비하는 제2 중판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 몰드 성형으로 제조되는 렌즈의 프리폼(Preform)을 생산하는 장치에 있어서, 상기 렌즈 디스크가 배치될 하나 이상의 관통공을 구비하는 중판 및 상기 중판의 상단부에 배치되어 상기 중판을 고정하며, 상기 중판에 배치된 렌즈 디스크로 열을 전달하기 위한 열원(熱源)을 구비하는 상판을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리폼 생산장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 관통공은 상기 렌즈 디스크의 넓이와 동일하거나 큰 넓이를 가지며 상기 렌즈 디스크의 높이보다 높은 높이를 갖는 제1 관통공 및 상기 렌즈 디스크의 넓이보다 좁은 넓이를 갖는 제2 관통공으로 구현되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 몰드 성형으로 제조되는 렌즈의 프리폼(Preform) 생산장치가 렌즈의 프리폼을 생산하는 방법에 있어서, 하나 이상의 관통공을 구비하는 중판에 렌즈 디스크가 배치되는 제1 배치과정과 상기 중판을 고정하기 위해 상기 중판의 상단부에 열원(熱源)을 포함하는 상판이 배치되는 제2 배치과정 및 상기 중판의 상단부에 배치된 상판 내 열원에 의해 상기 중판에 배치된 렌즈 디스크가 가열되는 가열과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리폼 생산방법을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 렌즈를 제조하기 이전에 렌즈 디스크를 이용해 렌즈의 프리폼을 제조함으로써, 렌즈 디스크의 열 균일도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 우수한 거칠기, 균일한 열 분포 및 적절한 높이(Sag)를 갖는 프리폼을 제조할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 균일하게 렌즈 디스크를 가열하여 일정한 성능을 갖는 복수의 프리폼을 대량생산 할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 제조 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프리폼 제조 장치의 구성을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 프리폼 제조 장치 내 상판, 중판 및 하판의 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 프리폼 제조 장치 내 상판, 중판 및 하판의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈 디스크가 프리폼 제조 장치 내 배치된 모습을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광원을 이용해 렌즈 디스크를 가열하는 모습을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈 디스크가 휘는 모습을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 프리폼 제조 장치가 프리폼을 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프리폼 제조 장치의 구성을 도시한 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 프리폼 제조 장치 내 상판 및 중판의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈 디스크가 프리폼 제조 장치 내 배치된 모습을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 상판이 렌즈 디스크를 가열하는 모습을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈 디스크가 휘는 모습을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프리폼 제조 장치가 프리폼을 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 15는 본 발명의 제1 또는 제2 실시예에 따른 프리폼 제조장치가 제조한 렌즈의 프리폼을 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 제조장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 제조장치가 렌즈의 프리폼이 배치된 상태에서 진공상태를 만드는 모습을 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 제조장치가 렌즈의 프리폼을 가열하는 모습을 도시한 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 제조장치가 렌즈의 프리폼을 가압하는 모습을 도시한 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 제조장치가 냉각되는 모습을 도시한 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 제조장치가 제조한 렌즈를 도시한 도면이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 적외선 렌즈의 구성을 도시한 도면이다.
도 23은 본 발명의 제3 실시예에 따른 적외선 렌즈의 왜곡 수차도를 도시한 그래프이다.
도 24는 본 발명의 제3 실시예에 따른 적외선 렌즈의 MTF 특성을 도시한 그래프이다.
도 25는 본 발명의 제3 실시예에 따른 제1 렌즈의 구성 및 Sag 값을 도시한 도면이다.
도 26는 본 발명의 제4 실시예에 따른 적외선 렌즈의 왜곡 수차도를 도시한 그래프이다.
도 27은 본 발명의 제4 실시예에 따른 적외선 렌즈의 MTF 특성을 도시한 그래프이다.
도 28은 본 발명의 제4 실시예에 따른 제1 렌즈의 구성 및 Sag 값을 도시한 도면이다.
도 29a 내지 도 29d는 게르마늄-안티몬-셀레늄 삼성분계 유리와 게르마늄-갈륨-안티몬-셀레늄 사성분계 유리(본원의 일 실시예에 따른 칼코지나이드 유리 조성물)의 2 mm 두께의 투과스펙트럼을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 30은 게르마늄-안티몬-셀레늄 삼성분계 유리와 게르마늄-갈륨-안티몬-셀레늄 사성분계 유리(본원의 일 실시예에 따른 칼코지나이드 유리 조성물)의 비커스경도를 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 31은 게르마늄-안티몬-셀레늄 삼성분계 유리와 게르마늄-갈륨-안티몬-셀레늄 사성분계 유리(본원의 일 실시예에 따른 칼코지나이드 유리 조성물)의 열팽창계수를 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 32 및 도 33은 게르마늄-안티몬-셀레늄 삼성분계 유리와 게르마늄-갈륨-안티몬-셀레늄 사성분계 유리(본원의 일 실시예에 따른 칼코지나이드 유리 조성물)의 유리전이온도 및 연화점을 비교하여 나타낸 그래프이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 제조 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 제조 시스템(100)은 프리폼 제조장치(110) 및 렌즈 제조장치(120)를 포함한다.

프리폼 제조장치(110)는 렌즈 디스크를 렌즈의 프리폼(Preform)으로 제조한다. 렌즈 디스크가 바로 렌즈 제조장치(120)로 유입되어 렌즈가 제조되는 것이 아니라, 렌즈 디스크는 프리폼 제조장치(110)를 거치며 렌즈의 프리폼으로 제조된다. 렌즈의 프리폼이 제조되어 렌즈 제조장치로 유입될 경우, 렌즈 디스크가 바로 유입되는 경우에 비해 제조되는 렌즈 표면의 거칠기가 우수(매끄러워 짐)해지며, 전사성이 높아져 렌즈의 곡률이 일정해지는 장점이 있다. 프리폼 제조장치(110) 및 프리폼 제조장치(110)가 렌즈 디스크를 렌즈의 프리폼으로 제조하는 공정에 대한 상세한 설명은 도 2 내지 15를 참조하여 설명하기로 한다.

여기서, 렌즈 디스크나 렌즈의 프리폼은 칼코지나이드(Chalcogenide) 계열의 소재로 구현된다. 렌즈를 제조하는 데 사용되는 칼코지나이드 계열의 소재로서는 게르마늄(Ge), 안티몬(Sb) 및 셀레늄(Se)가 포함된다. 이때, 게르마늄은 산소와 만나면 산화되는 성질을 갖기 때문에, 프리폼 제조장치(110)는 진공 환경을 가질 수 있다. 다만, 온전한 진공 환경을 구현하는 것은 비용적인 측면이나 구조적인 측면에 있어 비효율적일 수 있어, 프리폼 제조장치(110)는 산소가 거의 존재하지 않는 질소 분위기(in Nitrogen)에서 렌즈의 프리폼을 제조할 수 있다.

렌즈 제조장치(120)는 프리폼 제조장치(110)에 의해 제조된 렌즈의 프리폼을 렌즈로 제조한다. 상보적으로 렌즈의 형상을 갖는 상부 코어 및 하부 코어를 이용하여, 렌즈의 프리폼을 가압함으로써 렌즈의 프리폼을 렌즈로 제조한다. 렌즈 제조장치(120) 및 렌즈 제조장치(120)가 렌즈 디스크를 렌즈의 프리폼으로 제조하는 공정에 대한 상세한 설명은 도 16 내지 21을 참조하여 설명하기로 한다.

렌즈 제조장치(120)도 프리폼 제조장치(110)와 마찬가지로, 칼코지나이드 계열의 소재로 구현된 렌즈의 프리폼을 렌즈로 제조하며, 연화점 이상에서 산소와 렌즈의 프리폼과의 반응을 억제하여야 하기 때문에, 바람직하게는 진공 환경 또는 질소 분위기 등 산소가 거의 존재하지 않는 환경에서 렌즈를 제조한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프리폼 제조 장치의 구성을 도시한 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 프리폼 제조 장치(110)는 광원(210), 상판(220), 중판(230), 하판(240) 및 감압부(250)를 포함한다.

광원(210)은 중판(230)에 배치되는 렌즈 디스크를 가열하기 위한 광을 조사한다. 광원(210)은 할로겐 램프 등 자외선 파장대역의 광을 조사한다. 렌즈 디스크는 광원(210)이 조사하는 광을 수광하여 가열된다. 광이 도달하기만 하면 렌즈 디스크가 가열될 수 있기 때문에, 렌즈 디스크를 가열하기 위한 효율이 별도의 열원(熱源)을 이용하는 경우보다 우수하다. 열원을 이용하여 렌즈 디스크를 가열하는 방법은 열원이 배치된 부분과 그렇지 않은 부분에서 열 전달율의 차이를 갖기 때문에, 해당 부분에 배치된 렌즈 디스크가 가열되는 정도가 상이해진다. 반면, 광을 이용해 렌즈 디스크를 가열하는 방법은 광 경로 상 방해요소가 존재하지 않기 때문에 광이 각 렌즈 디스크로 고르게 도달한다. 이에 따라, 각 렌즈 디스크가 고르게 가열될 수 있다. 광원(210)은 광을 각 렌즈 디스크에 고르게 조사할 수 있을 정도만 배치되면 된다. 따라서 광원(210)은 상판(220)의 면적을 모두 채울만큼 빼곡히 배치될 필요없이, 일정한 간격마다 배치되어도 무방하다.

광원(210)은 주로 상판(220)의 상부에 배치되어, 렌즈 디스크로 광을 조사한다. 다만, 이에 반드시 한정되는 것은 아니고, 광원(210)은 하판(240)의 하부에도 함께 배치되어, 렌즈 디스크로 광을 조사할 수 있다, 하판(240)은 관통공(245)을 포함하고 있기 때문에, 하판(240)의 하부에 배치된 광원(210)이 조사하는 광이 렌즈 디스크로 조사될 수 있다. 전술한 바와 같이, 광원(210)이 일정한 간격마다 배치되어도 무방하기 때문에, 특히, 하판(240)의 하부에 배치될 광원(210)은 프리폼 제조에 영향을 미치지 않는 위치에 일정 간격을 가지고 배치될 수 있다. 프리폼 제조 장치(110)는 과도한 열원을 사용하지 않고도 광원(210)을 이용하여, 저비용으로도 보다 효율적으로 렌즈 디스크를 가열할 수 있는 장점을 갖는다.

상판(220)은 중판(230)의 상부에 배치되어 중판(230)을 고정한다. 상판(220)은 중판(230)의 면적과 넓거나 적어도 동일한 면적을 가질 수 있으며, 중판(230)의 상부에 배치되어 중판(230)을 고정한다.

상판(220)은 자외선 파장대역의 광 투과성 재질로 구현될 수 있다. 전술한 바와 같이, 광원(210)은 상판(220)의 상부에서 중판(230)에 배치된 렌즈 디스크로 자외선 파장대역의 광을 조사한다. 렌즈 디스크가 광을 조사받아 가열되기 위해서는, 광원(210)에서 조사된 광이 상판(220)을 투과해야 한다. 따라서 상판(220)은 자외선 파장대역의 광 투과성 재질로 구현될 수 있다.

중판(230)은 관통공(235)을 구비하여, 렌즈 디스크가 배치된다. 중판(230)은 하나 이상의 관통공(235)을 구비할 수 있으며, 특히, 한번에 대량의 렌즈의 프리폼을 제조하기 위해 복수의 관통공(235)을 구비할 수 있다. 렌즈 디스크는 관통공(235)에 배치된다. 중판(230)은 관통공(235)에 렌즈 디스크를 배치함으로써, 렌즈 디스크가 광에 의해 가열될 경우, 감암부(250) 및 중력에 의해 하부로 일정 높이(Sag)만큼 휠 수 있도록 한다.

하판(240)은 중판(230)의 하부에 배치되어 중판(230)을 함께 고정하며, 관통공(245)을 구비하여 감압부(250)의 흡입력이 렌즈 디스크로 전달될 수 있도록 한다. 관통공(245)은 중판(230) 상에 형성된 관통공(235)과 동일한 위치의 하판(240) 상에 구비된다. 즉, 위에서 바라볼 경우, 관통공(245)의 중심과 관통공(235)의 중심이 동일한 좌표를 갖는 동심원 형태를 갖도록 관통공(245)이 하판(240) 상에 배치된다.

감압부(250)는 중판(230)에 배치된 렌즈 디스크에 하부로 힘을 가한다. 감압부(250)는 공기를 흡입하는 등 다양한 방법을 이용하여, 중판(230)에 배치된 렌즈 디스크에 하부로 힘을 가한다. 중판(230) 및 하판(240)은 각각 관통공(235, 245)을 포함하고 있기 때문에, 감압부(250)는 렌즈 디스크에 하부로 힘을 가할 수 있다. 감압부(250)가 렌즈 디스크에 하부로 힘을 가함으로써, 렌즈 디스크가 보다 낮은 온도로 예열된 후 원활히 휠 수 있도록 한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 프리폼 제조 장치 내 상판, 중판 및 하판의 단면을 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 프리폼 제조 장치 내 상판, 중판 및 하판의 평면도이다.

상판(220)은 중판(230)의 상부에 배치된다

중판(230)은 렌즈 디스크가 배치될 관통공(235)을 포함한다. 관통공(235)은 렌즈 디스크의 넓이(폭) 및 높이와 동일하거나 큰 넓이(폭) 및 높이를 갖는 제1 관통공(310) 및 제1 관통공(310)과 렌즈 디스크의 넓이(폭)보다 좁은 넓이(폭)를 갖는 제2 관통공(315)을 포함한다. 제2 관통공(315)의 넓이(폭)가 제1 관통공(310)과 렌즈 디스크의 넓이(폭)보다 좁기 때문에, 렌즈 디스크가 제1 관통공(310)에 배치되고 제1 관통공(310)의 하부로 이탈하지 않을 수 있다.

제2 관통공(315)의 넓이(폭)는 렌즈의 프리폼에서 돌출되는 부분의 유효직경보다 넓게 형성될 수 있다. 제2 관통공(315)의 넓이(폭)가 유효직경보다 좁은 경우, 렌즈의 프리폼이 하부로 휘며 돌출되는 부분이 중판(230)과 접촉할 수 있다. 가열된 상태에서 휘는 렌즈의 프리폼이 중판(230)과 접촉하게 되면, 생성되는 렌즈의 표면 거칠기가 나빠지고, 렌즈의 곡률도 일정치 못해질 우려가 존재한다. 제2 관통공(315)의 넓이(폭)는 렌즈의 프리폼에서 돌출되는 부분의 유효직경보다 넓게 형성됨으로써, 렌즈의 프리폼, 특히, 가열되어 휘는 렌즈의 프리폼이 중판(230)과 접촉하지 않도록 하여 전술한 문제를 방지할 수 있다.

중판(230)은 기 설정된 간격마다 배치된 제1 관통공(310)을 구비하는 제1 중판(234) 및 기 설정된 간격마다 배치된 제2 관통공(315)을 구비하는 제2 중판(238)을 포함할 수 있다. 중판(230)은 제1 관통공(310) 및 제2 관통공(315)을 모두 구비하여야 하는데, 넓이가 서로 상이한 관통공을 한번에 형성하는 것은 용이하지 않을 수 있다. 따라서 중판(230)은 제1 관통공(310)을 구비하는 제1 중판(234)과 제2 관통공(315)을 구비하는 제2 중판(238) 각각을 결합하는 형태로 포함함으로써, 용이하게 넓이가 서로 상이한 관통공을 구비할 수 있다.

하판(240)은 중판(230)의 하부에 배치된다.

하판(240)은 중판의 관통공(235)와 동일한 위치에 배치되며, 관통공(310, 315) 보다 좁은 직경을 갖는 관통공(320)을 포함한다. 하판(240)은 관통공(310, 315) 보다 좁은 직경을 갖는 관통공(320) 및 일정 각도의 경사면(320)을 포함하기 때문에, 가열되어 휘는 렌즈의 프리폼의 중앙부분이 보다 매끄러운 곡률을 가지며 보다 돌출될 수 있다. 통상적으로, 프리폼 제조 없이 렌즈 디스크를 몰딩하여 렌즈를 제조하는 종래의 렌즈 제조장치는 렌즈를 제조하기 위해 금형을 이용해 렌즈 디스크에 가압하여 렌즈를 제조한다. 이때, 금형이 렌즈 디스크를 가압함에 있어, 통상적으로 금형의 바깥부분으로는 압력이 많이 전달되는 반면, 금형의 중앙부분으로는 압력이 상대적으로 적게 전달되게 된다. 또한, 금형의 중앙부분에는 몰딩과정에서 발생할 수 있는 가스(Gas)나 잔류물들이 존재할 수도 있다. 이에 따라, 종래의 렌즈 제조장치에 의해 제조되는 렌즈는 중앙부분에서는 금형의 형태가 온전히 전달되지 않아(전사성 낮음), 일정한 곡률을 갖지 못하는 문제가 존재하였다. 그러나 프리폼 제조장치(110)는 전술한 바와 같이, 하판(240)의 구조 및 감압부(250)를 이용해 프리폼의 중앙부분이 보다 매끄럽게 돌출되기 때문에, 렌즈 제조장치의 금형의 중앙부분으로 압력이 상대적으로 적게 전달된다 하더라도 곡률이 일정한 렌즈가 제조될 수 있는 장점을 갖는다.

도 4를 참조하면, 중판(230)의 제1 관통공(310), 제2 관통공(315) 및 하판의 관통공(245)은 서로 동일한 위치에 배치된다. 즉, 각 관통공 중심이 동일한 좌표를 갖는 동심원 형태를 갖도록 배치된다. 이에 따라, 중판(230)에 배치된 렌즈 디스크의 중앙부에서부터 일정하게 하부로 휠 수 있다.

또한, 중판(230)은 중판(230)의 관통공(235)을 상호간 연결하는 홈(410)을 더 포함할 수 있다. 프리폼 제조장치(110)가 프리폼을 제조하며, 제조 공정상에서 가스가 발생할 수 있다. 이러한 가스가 중판(230), 특히, 관통공(235)에서 배출되지 않는 경우, 가스에 의해 제조되는 각 렌즈의 프리폼의 높이(Sag)가 일정치 못하게 되고, 렌즈의 표면의 거칠기도 나빠지는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해소하기 위해, 중판(230)은 중판(230)의 관통공(235)을 상호간 연결하는 홈(410)을 더 포함하여, 제조 공정상에서 발생하는 가스가 관통공(235)으로부터 홈(410)으로 빠져나올 수 있도록 한다. 이에 따라, 제조되는 렌즈의 프리폼 및 그로부터 제조되는 렌즈의 성능이 우수해지는 장점이 있다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈 디스크가 프리폼 제조 장치 내 배치된 모습을 도시한 도면이다.

렌즈의 프리폼 제조를 위해, 렌즈 디스크(510)가 프리폼 제조장치(110) 내에 배치된다. 렌즈 디스크(510)는 프리폼 제조장치(110) 내 중판(310)에 구비된 관통공(235)에 배치된다. 전술한 바와 같이, 렌즈 디스크(510)의 소재는 칼코지나이드 계열의 소재일 수 있으며, 소재 특성상 프리폼 제조장치(110) 내

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광원을 이용해 렌즈 디스크를 가열하는 모습을 도시한 도면이다.

상판(220)의 상부에 배치된 광원(210)이 광을 조사함으로써, 배치된 렌즈 디스크(510)를 가열한다. 전술한 바와 같이, 별도의 열원을 사용하는 것이 아니라, 광원(210)이 자외선 파장대역의 광을 조사함으로써, 렌즈 디스크(510)를 가열한다. 도 6에는 상판(220)의 상부에 배치된 광원(210)만이 도시되어 있으나, 하판(240)의 하부에도 광원(210)이 배치되어 렌즈 디스크(510)로 광을 조사할 수 있다. 광원(210)이 추가로 배치될 경우, 각 렌즈 디스크(510)를 보다 균일하고 빠르게 가열할 수 있는 장점이 있다.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈 디스크가 휘는 모습을 도시한 도면이다.

렌즈 디스크(510)가 가열되는 경우, 중판(230)의 관통공(235) 상에 배치되어 있기 때문에, 중력에 의해 하부로 자연히 휘게 된다. 다만, 가열된 렌즈 디스크(510)가 중력에만 의존하여 휠 경우, 유효한 높이(Sag)까지 휘지 못할 가능성도 존재하고, 유효한 높이(Sag)까지 휜다 하더라도 오랜 시간이 소모된다. 이에 따라, 프리폼 제조장치(110)는 감압부(250)를 이용하여 렌즈 디스크(510)의 하부로 흡입력을 가함으로써, 렌즈 디스크(510)가 하부로 보다 원활히 휠 수 있도록 한다. 전술한 바와 같이, 렌즈 디스크(510)가 중판(230)과 접촉하지 않고 온전히 휠 수 있으며, 중앙부분이 보다 매끄럽게 돌출될 수 있다.

이처럼 제조된 렌즈의 프리폼은 취출되고 렌즈 제조장치(120)로 투입되어, 렌즈 제조에 이용된다.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 프리폼 제조 장치가 프리폼을 제조하는 방법을 도시한 순서도이다. 도 2 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명하였기 때문에, 프리폼을 제조하는 방법에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

하나 이상의 관통공을 구비하는 중판(230)에 렌즈 디스크(510)가 배치된다(S810).

프리폼 제조장치(110)는 중판(230)을 고정하기 위해 중판의 상단부에 상판(220) 및 중판(230)의 하단부에 하판(240)을 배치한다(S820).

프리폼 제조장치(110)는 광원(210)을 이용하여 렌즈 디스크(510)를 가열하기 위한 광을 조사한다(S830).

프리폼 제조장치(110)는 감압부(250)를 이용하여 렌즈 디스크(510)를 하단부로 추가적으로 휜다(S840).

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프리폼 제조 장치의 구성을 도시한 구성도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 프리폼 제조 장치(110)는 상판(910), 중판(920) 및 감압부(930)를 포함한다.

상판(910)은 중판(920)의 상부에 배치되어 중판(920)을 고정한다. 상판(910)은 중판(920)의 면적과 넓거나 적어도 동일한 면적을 가질 수 있으며, 중판(920)의 상부에 배치되어 중판(920)을 고정한다.

상판(910)은 내부에 열원(熱援, 미도시)을 포함하여, 중판(920)의 상부에서 중판(920)에 배치된 렌즈 디스크로 열을 가한다. 제2 실시예에 따른 프리폼 제조장치(110)는 별도의 광원 대신 열원을 포함한 상판(910)을 이용하여 렌즈 디스크를 가열한다.

중판(920)은 관통공(925)을 구비하여, 렌즈 디스크가 배치된다. 중판(920)은 하나 이상의 관통공(925)을 구비할 수 있으며, 특히, 한번에 대량의 렌즈의 프리폼을 제조하기 위해 복수의 관통공(925)을 구비할 수 있다. 렌즈 디스크는 관통공(925)에 배치된다. 중판(920)은 관통공(925)에 렌즈 디스크를 배치함으로써, 렌즈 디스크가 광에 의해 가열될 경우, 감암부(930) 및 중력에 의해 하부로 일정 높이(Sag)만큼 휠 수 있도록 한다.

감압부(930)는 중판(920)에 배치된 렌즈 디스크에 하부로 힘을 가한다. 감압부(930)는 공기를 흡입하는 등 다양한 방법을 이용하여, 중판(920)에 배치된 렌즈 디스크에 하부로 힘을 가한다. 중판(920) 및 하판(240)은 각각 관통공(235, 245)을 포함하고 있기 때문에, 감압부(930)는 렌즈 디스크에 하부로 힘을 가할 수 있다. 감압부(930)가 렌즈 디스크에 하부로 힘을 가함으로써, 렌즈 디스크가 보다 원활히 휠 수 있도록 한다.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 프리폼 제조 장치 내 상판 및 중판의 평면도이다.

중판(920)은 제1 실시예에 따른 중판(230)과 마찬가지로, 관통공(925)를 포함하며, 관통공(925)은 렌즈 디스크의 넓이(폭)과 동일하거나 큰 넓이(폭)을 갖되, 렌즈 디스크의 높이 보다는 높은 높이를 갖는 제1 관통공(1010) 및 제1 관통공(1010)과 렌즈 디스크의 넓이(폭)보다 좁은 넓이(폭)를 갖는 제2 관통공(1015)을 포함한다. 제1 관통공(1010)의 높이가 렌즈 디스크의 높이와 동일할 경우, 중판(920)의 상부에 배치되는 상판(910)과 렌즈 디스크가 접촉할 수 있으며, 상판(910) 내 포함된 열원의 높은 온도에 의해 렌즈 디스크에 손상이 가해질 우려가 존재하기 때문이다.

제1 실시예에 따른 중판(230)과 마찬가지로, 중판(920) 내 포함된 각 관통공(1010, 1015)도 중심이 동일한 좌표를 갖는 동심원 형태를 갖도록 배치된다.

또한, 제1 실시예에 따른 중판(230)과 마찬가지로, 중판(920)도 관통공(925)을 상호간 연결하는 홈(1020)을 더 포함할 수 있다.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈 디스크가 프리폼 제조 장치 내 배치된 모습을 도시한 도면이다.

렌즈 디스크(510)가 중판(920)의 관통공(920)에 배치된다. 전술한 바와 같이, 제1 관통공(1010)의 높이가 렌즈 디스크(510)의 높이보다 높게 형성된다.

도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 상판이 렌즈 디스크를 가열하는 모습을 도시한 도면이다.

상판(910)이 중판(920)의 상부에 배치된다. 상판(910)은 내부에 열원을 포함하므로, 상판(910)이 중판(920)의 상부에 배치될 경우, 중판(920)에 배치된 렌즈 디스크(510)가 가열된다.

도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈 디스크가 휘는 모습을 도시한 도면이다.

렌즈 디스크(510)가 가열되는 경우, 중판(920)의 관통공(925) 상에 배치되어 있기 때문에, 중력에 의해 하부로 자연히 휘게 된다. 추가적으로, 제2 실시예에 따른 프리폼 제조장치(110)는 감압부(930)를 이용하여 렌즈 디스크(510)의 하부로 흡입력을 가함으로써, 렌즈 디스크(510)가 하부로 보다 원활히 휠 수 있도록 한다. 전술한 바와 같이, 렌즈 디스크(510)가 중판(920)과 접촉하지 않고 온전히 휠 수 있으며, 중앙부분이 보다 매끄럽게 돌출될 수 있다.

도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프리폼 제조 장치가 프리폼을 제조하는 방법을 도시한 순서도이다. 프리폼 제조 방법은 도 9 내지 13을 참조하여 상세히 설명하였기 때문에, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

하나 이상의 관통공을 구비하는 중판(920)에 렌즈 디스크(510)가 배치된다(S1410).

프리폼 제조장치(110)는 중판(920)을 고정하기 위해 중판의 상단부에 상판(910)을 배치한다(S1420).

프리폼 제조장치(110)는 중판(920)의 상단부에 배치된 상판(910) 내 열원을 이용해 중판(920)에 배치된 렌즈 디스크(510)를 가열한다(ㄴ1430).

프리폼 제조장치(110)는 감압부(930)를 이용하여 렌즈 디스크(510)를 하단부로 추가적으로 휜다(S1440).

도 15는 본 발명의 제1 또는 제2 실시예에 따른 프리폼 제조장치가 제조한 렌즈의 프리폼을 도시한 도면이다.

제1 또는 제2 실시예에 따른 프리폼 제조장치(110)에 의해 렌즈의 프리폼(1510)은 중력 뿐만 아니라 감암부의 흡입력에 의해 제조되는 모든 렌즈의 프리폼들이 유효한 높이(Sag)를 가질 수 있다. 특히, 제1 실시예에 따른 프리폼 제조장치(110)는 광원을 이용하여 렌즈 디스크(510)를 가열하기 때문에, 모든 렌즈 디스크(510)가 균일하게 가열될 수 있어, 더욱 신뢰성 있는 결과를 도출할 수 있다.

또한, 제1 또는 제2 실시예에 따른 프리폼 제조장치(110)에 의해 렌즈의 프리폼(1510)은 제조 과정상에서 1차적으로 가열이 되기 때문에, 추후, 렌즈의 제조공정 상에서도 균일한 적절한 열 분포를 가질 수 있다. 종래의 렌즈 제조장치에서는 렌즈 디스크(510)의 소재 특성상 진공 상태 또는 질소 분위기 상에서 제조 공정이 진행되는데, 진공 상태 또는 질소 분위기 상은 열 전달 효율이 상대적으로 떨어져 렌즈 디스크 또는 렌즈의 프리폼이 온전히 가열되거나 균일하게 가열되지 못하는 경우가 자주 발생하였다. 렌즈 제조장치(120)로 유입될 렌즈의 프리폼(510)은 이미 프리폼 제조 공정상에서 1차적으로 가열되어 균일한 열 분포를 갖기 때문에, 추후, 렌즈의 제조공정 상에서도 균일한 적절한 열 분포를 가질 수 있다. 이에 따라, 제조되는 렌즈는 거칠기, 곡률의 균일도 등 우수한 성능을 가질 수 있다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 제조장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 제조장치(120)는 상부 코어(1610), 하부 코어(1620), 열원부(1630) 및 기체 출입구(1640)를 포함한다.

상부 코어(1610) 및 하부 코어(1620)는 렌즈의 프리폼(1510)을 가압하여 몰드성형함으로서, 렌즈를 제조한다. 상부 코어(1610) 및 하부 코어(1620)는 제조하고자 하는 렌즈의 형상을 상보적으로 가져, 렌즈의 프리폼(1510)을 가압하여 몰드성형함으로서, 렌즈를 제조한다.

열원부(1630)는 렌즈의 프리폼(1510)을 가열한다. 상부 코어(1610) 및 하부 코어(1620)가 렌즈의 프리폼(1510)을 몰드성형하기 위해서는, 렌즈의 프리폼(1510)이 적정 온도까지 가열되어야 한다. 열원부(1630)는 렌즈의 프리폼(1510)을 가열하여, 렌즈의 프리폼(1510)의 온도가 몰드 성형에 적절한 온도까지 이르도록 한다.

기체 출입구(1640)는 기체를 렌즈 제조장치(120) 외부로 배출하여 렌즈 제조장치(120) 내부를 진공상태로 만들거나, 냉각 기체를 렌즈 제조장치(120) 내부로 유입시켜 렌즈 제조장치(120) 내부를 냉각시킨다. 특히, 기체 출입구(1640)가 렌즈 제조장치(120) 내부를 진공상태로 만듦으로써, 렌즈 제조 공정 중 렌즈 소재에서 발생할 수 있는 가스의 흔적이 렌즈의 표면상에서 제거될 수 있다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 제조장치가 렌즈의 프리폼이 배치된 상태에서 진공상태를 만드는 모습을 도시한 도면이다.

하부 코어(1620) 상에 가압되어 몰드 성형될 렌즈의 프리폼(1510)이 배치된다. 이후, 렌즈 제조장치(120)는 렌즈의 제작에 필요한 적정 환경을 만들기 위해 기체 출입구(1640)를 이용해 내부를 진공상태로 만든다. 렌즈의 프리폼(1510) 소재의 특성상 또한 렌즈 제조공정상에서 가스가 발생할 수 있는 특성상, 진공상태나 산소가 거의 포함되지 않은 환경이 바람직하므로, 바람직하게, 렌즈 제조장치(120)는 기체 출입구(1640)를 이용해 내부를 진공상태로 만들거나, 아니면 질소를 유입하여 내부를 질소 분위기로 형성한다.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 제조장치가 렌즈의 프리폼을 가열하는 모습을 도시한 도면이다.

진공상태 또는 질소 분위기가 형성된 경우, 렌즈의 프리폼(1510)을 몰드 성형하기 위해 열원부(1630)를 이용하여 가열한다. 프리폼 제작공정에서 1차적으로 가열되었기 때문에, 진공상태 또는 질소 분위기가 형성되었다 하더라도 렌즈의 프리폼(1510)은 몰드 성형에 적절한 온도까지 용이하게 이를 수 있으며, 렌즈의 프리폼(1510)이 균일한 온도 분포를 가질 수 있다.

도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 제조장치가 렌즈의 프리폼을 가압하는 모습을 도시한 도면이다.

렌즈의 프리폼(1510)이 충분히 가열된 경우, 상부 코어(1610) 및 하부 코어(1620)는 렌즈의 프리폼(1510)을 가압하여 몰드성형한다.

도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 제조장치가 냉각되는 모습을 도시한 도면이다.

상부 코어(1610) 및 하부 코어(1620)로 몰드 성형한 후, 렌즈 제조장치(120)는 높아진 내부 온도를 낮춘다. 냉각가스가 기체 출입구(1640)를 거쳐 렌즈 제조장치(120)의 내부로 유입됨으로써, 렌즈 제조장치(120)의 내부 온도가 낮아진다. 이후, 제조된 렌즈가 취출됨으로써, 렌즈의 제조공정이 완료된다.

도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 제조장치가 제조한 렌즈를 도시한 도면이다.

전술한 프리폼 공정 및 렌즈 제조공정을 거쳐 제조된 렌즈(2110)는 유효한 높이(Sag)를 가질 수 있으며, 1차적인 열처리가 프리폼 공정에서 수행되기 때문에 우수한 표면의 거칠기를 갖는다. 또한, 프리폼 공정이 수행됨에 따라, 모든 부분, 특히, 중앙부분에서도 균일한 곡률을 갖는 렌즈가 제조될 수 있다.

이하에서 개시되는 적외선 렌즈(2200), 제1 렌즈(2210) 및 제2 렌즈(2220)는 전술한 프리폼 제조장치 및 렌즈 제조장치의 각 공정에 의해 제조된 렌즈일 수 있다.

도 22은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 렌즈의 구성을 도시한 도면이고, 도 23 및 24는 본 발명의 제1 실시예에 따른 적외선 렌즈의 왜곡 수차도 및 MTF 특성을 도시한 그래프이며, 도 25는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 렌즈의 구성 및 Sag 값을 도시한 도면이다.

도 22 내지 25를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 렌즈(2200)는 제1 렌즈(2210), 제2 렌즈(2220) 및 센서부(2230)를 포함한다.

적외선 렌즈(2200)는 물체측(제1 렌즈의 -y축 방향)으로부터 순차적으로 제1 렌즈(2210), 제2 렌즈(2220) 및 센서부(2230)를 포함하며, 센서부(2230)의 +y 축 방향 상에 상(2240)을 맺는다.

제1 렌즈(2210)는 제1 면(2214)과 제2 면(2218)을 포함한다.

제1 면(2214)은 비구면(Aspheric Surface)으로 구성되고, 곡률반경(Radius)으로 11.16mm를, 두께(Thickness)로 5.50mm를 갖는다. 또한, 제1 면(2214)는 굴절률(Refractive Index)로 2.61을, 분산율(아베 수, Abbe Number)로 108.52를 갖는다. 여기서, 제1 면(2214)의 두께는 제1 면(2214)과 제2 면(2218) 사이의 거리를 의미한다.

또한, 분산율은 다음의 수학식 1로 연산된다.

여기서, Nr은 10μm 파장에서의 소재 굴절률을, Nl은 12μm 파장에서의 소재 굴절률을, N1은 8μm 파장에서의 소재 굴절률을 의미한다.

제2 면(2218)은 제1 면(2214)과 마찬가지로 비구면으로 구성되고, 곡률반경으로 8.79mm를, 두께로 5.93mm를 갖는다. 제2 면(2218)은 제1 면(2214)에 비해 상대적으로 작은 곡률반경으로 구현된다. 여기서, 제2 면(2218)의 두께는 제2 면(2218)과 제2 렌즈(2220)의 사이의 거리를 의미한다.

도 25에 도시된 바와 같이, 제2 면(2218)은 회절 광학소자(2510, DOE: Diffractive Optical Element)를 포함한다. 회절 광학소자(2510)는 제1 렌즈(2210)의 제2 면(2218)에 구현되어, 적외선 렌즈(2200)에서 발생할 수 있는 수차를 최소화한다. 회절 광학소자(2510)는 3개의 링(Number of Ring)으로 구현될 수 있으며, 패인 깊이(Depth Height)로 6.226μm를 구비할 수 있다. 제1 렌즈(2210)는 제2 면(2218)에 회절 광학소자(2510)를 구비함에 따라, 초점거리(Focal Length)로 419.31mm를 갖는다.

제2 렌즈(2220)는 제3 면(2224)과 제4 면(2228)을 포함한다.

제3 면(2224)은 비구면(Aspheric Surface)으로 구성되고, 곡률반경으로 23.95mm를, 두께로 4.50mm를 갖는다. 또한, 제3 면(2224)는 굴절률로 2.61을, 분산율로 108.52를 갖는다. 제2 렌즈(2220)는 제1 렌즈(2210)와 동일한 굴절률 및 분산율을 갖도록 구현될 수 있다. 여기서, 제3 면(2224)의 두께는 제3 면(2224)과 제4 면(2228) 사이의 거리를 의미한다.

제4 면(2228)은 제3 면(2224)과 마찬가지로 비구면으로 구성되고, 곡률반경으로 -88.26mm를, 두께로 6.06mm를 갖는다. 여기서, 제4 면(2228)의 두께는 제4 면(2228)과 센서(2230)의 사이의 거리를 의미한다.

각 면의 곡률반경은 아래의 표 1의 각 비구면 계수에 따라 아래의 수학식 2에 의해 구해진다.

면	K	A	B	C	D	E
제1 면	-0.439531	0.274800 E-04	0.786217 E-06	-0.203333 E-07	0.836154 E-10	0.000000
제2 면	0.203870	0.328725 E-04	0.254764 E-05	-0.288032 E-06	0.191166 E-08	0.000000
제3 면	1.946014	-0.568063 E-04	0.414937 E-05	-0.332197 E-06	0.808806 E-08	-0.110960 E-09
제4 면	-221.704664	-0.882338 E-04	0.529436 E-05	-0.299315 E-06	0.972805 E-08	-0.163132 E-10

여기서, k는 원추곡면계수를, c는 중심 곡률을, h는 광축으로부터 오목면 또는 볼록면까지의 거리이며, K, A, B, C, D, E는 표 1의 비구면 계수를 의미한다.

구면 렌즈가 비구면 렌즈가 갖는 효과를 발휘하기 위해서는 더 많은 개수의 렌즈가 사용되어야 하므로, 구면렌즈로 구현된 적외선 렌즈는 크기가 커지는 문제가 있다. 이러한 문제를 해소하고자, 적외선 렌즈(2200)는 비구면 렌즈(2210, 2220)를 구비함으로써, 종래의 구면렌즈로 구현된 적외선 렌즈에 비해 작은 크기로도 종래의 적외선 렌즈와 동일 또는 그 이상의 효과를 가질 수 있다.

센서(2230)는 제5 면(2234)과 제6 면(2238)을 포함한다.

제5 면(2234)는 무한(Infinite)의 곡률반경을 가지며, 두께로서 0.7mm를 가진다. 또한, 제5 면(2234)은 굴절률로 3.42를, 분산율로 2017.92를 갖는다. 제5 면(2234)의 두께는 제5 면(2234)과 제6 면(2238) 사이의 거리를 의미한다.

제6 면(2238)는 무한(Infinite)의 곡률반경을 가지며, 두께로서 1.04mm를 가진다. 여기서, 두께의 의미는 제6 면(2238)과 상(2240)의 거리를 의미하는 것으로, 즉, 상(2240)은 센서(2230)의 1.04mm 뒤(센서의 +y축 방향)에 맺힌다.

적외선 렌즈(2200)는 0.0F(센서의 중심영역)에서 0.00%의 왜곡률을 가지며, 0.7F에서 -1.48%의 왜곡률을, 1.0F(센서의 외곽영역)에서 -3.07%의 왜곡률을 갖는다.

적외선 렌즈(2200)는 전술한 각 구성을 구비함에 따라, 초점거리로 15.0mm를, f값(Aperture-based f-number)으로 f/1.03을 갖는다. 적외선 렌즈(2200)는 최대 이미지 서클(Maximun Image Circle)로 8.16mm를, 파장대역(Waveband)으로 8 내지 12μm를 갖는다. 또한, 적외선 렌즈(2200)는 가로 24.5˚, 세로 18.5˚ 및 대각선 30.4˚의 화각(FOV: Field of View)을 갖는다.

적외선 렌즈(2200)는 전술한 각 구성을 구비함에 따라, 다음과 같은 MTF(Modulation Transfer Function)을 갖는다. 적외선 렌즈(2200)는 0.0F에서 56.6%의 MTF를, 0.7F에서 Tangential 성분으로 48.1%와 Sagittal 성분으로 51.2%의 MTF를, 1.0F에서 Tangential 성분으로 39.8%와 Sagittal 성분으로 40.7%의 MTF를 갖는다. 즉, 적외선 렌즈(2200)는 1.0F에서도 30%를 월등히 초과하는 MTF를 가짐으로써, 우수한 성능을 갖는다.

도 22은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 렌즈의 구성을 도시한 도면이고, 도 26 및 27은 본 발명의 제2 실시예에 따른 적외선 렌즈의 왜곡 수차도 및 MTF 특성을 도시한 그래프이며, 도 28은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 렌즈의 구성 및 Sag 값을 도시한 도면이다.

제1 렌즈(2210)는 제1 면(2214)과 제2 면(2218)을 포함한다.

제1 면(2214)은 비구면(Aspheric Surface)으로 구성되고, 곡률반경(Radius)으로 14.01mm를, 두께(Thickness)로 6.00mm를 갖는다. 또한, 제1 면(2214)는 굴절률(Refractive Index)로 2.61을, 분산율(아베 수, Abbe Number)로 108.52를 갖는다. 여기서, 제1 면(2214)의 두께는 제1 면(2214)과 제2 면(2218) 사이의 거리를 의미한다.

제2 면(2218)은 제1 면(2214)과 마찬가지로 비구면으로 구성되고, 곡률반경으로 12.11mm를, 두께로 6.30mm를 갖는다.

도 28에 도시된 바와 같이, 제2 면(2218)은 회절 광학소자(2810, DOE: Diffractive Optical Element)를 포함한다. 회절 광학소자(2810)는 제1 렌즈(2210)의 제2 면(2218)에 구현되어, 적외선 렌즈(2200)에서 발생할 수 있는 수차를 최소화한다. 회절 광학소자(2810)는 4개의 링(Number of Ring)으로 구현될 수 있으며, 패인 깊이(Depth Height)로 6.226μm를 구비할 수 있다. 제1 렌즈(2210)는 제2 면(2218)에 회절 광학소자(2510)를 구비함에 따라, 초점거리(Focal Length)로 470.85mm를 갖는다.

제2 렌즈(2220)는 제3 면(2224)과 제4 면(2228)을 포함한다.

제3 면(2224)은 비구면(Aspheric Surface)으로 구성되고, 곡률반경으로 60.14mm를, 두께로 4.80mm를 갖는다. 또한, 제3 면(2224)는 굴절률로 2.61을, 분산율로 108.52를 갖는다. 제2 렌즈(2220)는 제1 렌즈(2210)와 동일한 굴절률 및 분산율을 갖도록 구현될 수 있다.

제4 면(2228)은 제3 면(2224)과 마찬가지로 비구면으로 구성되고, 곡률반경으로 -48.56mm를, 두께로 9.08mm를 갖는다.

각 면의 곡률반경은 아래의 표 2의 각 비구면 계수에 따라 전술한 수학식 2에 의해 구해진다.

면	K	A	B	C	D	E
제1 면	-0.549800	0.145660 E-04	0.384960 E-07	-0.281521 E-08	-0.177904 E-10	0.000000
제2 면	-0.153466	0.760369 E-05	0.499915 E-06	-0.699259 E-07	0.416112 E-09	0.000000
제3 면	-14.449233	-0.325849 E-04	-0.212482 E-06	-0.419932 E-07	0.414432 E-09	-0.477982 E-11
제4 면	28.033542	0.219654 E-04	-0.874826 E-06	-0.370851 E-08	0.549507 E-10	0.641932 E-12

센서(2230)는 제5 면(2234)과 제6 면(2238)을 포함한다.

제5 면(2234)는 무한(Infinite)의 곡률반경을 가지며, 두께로서 0.73mm를 가진다. 또한, 제5 면(2234)은 굴절률로 4.01을, 분산율로 942.38을 갖는다.

제6 면(2238)는 무한(Infinite)의 곡률반경을 가지며, 두께로서 1.10mm를 가진다.

적외선 렌즈(2200)는 0.0F(센서의 중심영역)에서 0.00%의 왜곡률을 가지며, 0.7F에서 -0.27%의 왜곡률을, 1.0F(센서의 외곽영역)에서 -0.68%의 왜곡률을 갖는다.

적외선 렌즈(2200)는 전술한 각 구성을 구비함에 따라, 초점거리로 19.0mm를, f값(Aperture-based f-number)으로 f/1.03을 갖는다. 적외선 렌즈(2200)는 최대 이미지 서클(Maximun Image Circle)로 8.16mm를, 파장대역(Waveband)으로 8 내지 12μm를 갖는다. 또한, 적외선 렌즈(2200)는 가로 19.8˚, 세로 14.9˚ 및 대각선 24.6˚의 화각(FOV: Field of View)을 갖는다.

적외선 렌즈(2200)는 전술한 각 구성을 구비함에 따라, 다음과 같은 MTF(Modulation Transfer Function)을 갖는다. 적외선 렌즈(2200)는 0.0F에서 40.4%의 MTF를, 0.7F에서 Tangential 성분으로 52.1%와 Sagittal 성분으로 56.1%의 MTF를, 1.0F에서 Tangential 성분으로 39.6%와 Sagittal 성분으로 38.5%의 MTF를 갖는다.

제1 실시예에 따른 적외선 렌즈(2200) 내 포함된 제1 렌즈(2210)와 제2 렌즈(2220) 또는 제2 실시예에 따른 적외선 렌즈(2200) 내 포함된 제1 렌즈(2210)와 제2 렌즈(2220)는 저분산 렌즈로 구현될 수 있다. 각 렌즈(2210, 2220)가 저분산 렌즈로 구현됨으로써, 종래의 적외선 렌즈에 비해 색수차를 보정하는데 유리한 효과를 가져올 수 있다.

각 렌즈(2210, 2220)는 칼코지나이드계 조성물로 구현될 수 있으며, 조성물의 각 성분비는 다음과 같다.

Ge 22.5 내지 27.5중량%, Sb 12.5 내지 17.5중량%, Se 60중량%로 조성된다.

각 렌즈(2210, 2220)가 이와 같은 조성물로 구현될 경우, 각 렌즈(2210, 2220)는 8 내지 12마이크로미터 파장의 광에 대해 60%이상의 투과율을 가지며, 270 내지 300℃의 유리전이 온도를 갖고, 170kgf/mm2 이상의 비커스 경도를 갖는다. 또한, 몰드를 이용해 성형될 경우, 각 렌즈(2210, 2220)는 광학 성능을 구현할 수 있다.

한편, 각 렌즈(2210, 2220)는 아래와 같은 칼코지나이드계 조성물로 구현될 수 있다.

각 렌즈(2210, 2220)의 조성물은 게르마늄(Ge), 갈륨(Ga), 안티몬(Sb) 및 셀레늄(Se)을 포함하되, 몰% 기준으로 5≤게르마늄≤25, 2≤갈륨≤20, 5≤안티몬≤25, 55≤셀레늄≤70의 함량을 가질 수 있다. 갈륨이 게르마늄의 함량을 대체하여 첨가될 수 있도록, 갈륨의 함량과 게르마늄의 함량을 합산한 값은 일정할 수 있다.

각 렌즈(2210, 2220)의 조성물은 바람직하게는, 몰% 기준으로 10≤게르마늄≤22.5, 5≤갈륨≤15, 7.5≤안티몬≤12.5, 60≤셀레늄≤67.5의 함량을 가지면서, 갈륨이 게르마늄의 함량을 대체할 수 있다. 이러한 함량 수치 범위에 관련하여서는 구체적인 실시예와 함께 이하에서 후술하기로 한다.

또한, 각 렌즈(2210, 2220)의 조성물은 할로겐 원소, 할로겐화물, 알칼리 금속, 알칼리 토금속 및 셀레늄화합물로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 첨가물을 더 포함할 수 있다. 첨가물은 몰% 기준으로 0<첨가물≤10의 함량을 가질 수 있다.

할로겐 원소는 단일 할로겐 원소 형태로 첨가될 수 있다. 예를 들어, 할로겐 원소는 Cl, Br, 또는 I일 수 있다. 또한, 할로겐화물은 할로겐원소와 알칼리 금속의 화합물 형태를 의미한다. 예를 들어, 할로겐화물은 RY(여기서, R은 Li, Na, K, Rb, 또는 Cs이고, Y는 Cl, Br 또는 I)일 수 있다. 또한, 알칼리 금속이나 알칼리 토금속 성분의 경우, 유리에 첨가될 때 금속성 원소(단일 원소) 형태 또는 각 성분의 셀레늄 화합물 형태로 첨가될 수 있다. 예를 들어, 알칼리 금속은 Li, Na, K, Rb 또는 Cs이거나, 각 단일 원소(Li, Na, K, Rb 또는 Cs)의 셀레늄(Se) 화합물일 수 있다. 또한, 알칼리 토금속은 Ca, Sr 또는 Ba이거나, 각 단일 원소(Ca, Sr 또는 Ba)의 셀레늄 화합물일 수 있다.

이처럼 각 렌즈(2210, 2220)의 조성물에 첨가물이 포함되는 경우, 갈륨과 첨가물이 게르마늄의 함량을 대체하여 첨가될 수 있도록, 갈륨의 함량과 첨가물의 함량과 게르마늄의 함량을 합산한 값은 일정할 수 있다.

즉, 각 렌즈(2210, 2220)의 조성물은 Ge-Ga-Sb-Se 또는 Ge-Ga-Sb-Se-X의 조성을 가질 수 있다. 여기서, X는 첨가물을 가리킨다. 게르마늄의 함량이 낮아짐에 따라 열적 안정성의 급격한 저하가 수반될 수 있다. 각 렌즈(2210, 2220)의 조성물은 갈륨 및 X 성분의 함량을 조절함으로써 열적 안정성의 급격한 저하를 방지할 수 있다.

또한, 각 렌즈(2210, 2220)의 조성물의 굴절률 및 분산 특성 중 적어도 하나 이상은 안티몬의 함량의 변화, 또는 안티몬과 첨가물의 함량 변화 조합에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 각 렌즈(2210, 2220)의 조성물의 굴절률 값은 안티몬 함량에 따라 조절될 수 있다. 또한, 각 렌즈(2210, 2220)의 조성물의 분산 특성과 열 특성은 첨가되는 첨가물의 함량에 따라 조절될 수 있다.

즉, 각 렌즈(2210, 2220)의 조성물은 게르마늄, 갈륨, 안티몬, 셀레늄의 상대 조성비를 상술한 함량 범위 및 대체 조건에 따라 바꿈으로써 높은 열적 안정성과 굴절률을 확보할 수 있다. 또한, 각 렌즈(2210, 2220)의 조성물은 X 성분을 선별적으로 첨가함으로써, 기계적/광학적 물성을 조절할 수 있다.

이하에서는 투과도, 비커스경도, 열팽창계수, 유리전이온도 및 연화점과 같은 각 렌즈(2210, 2220)의 조성물의 특성 확인을 위한 시험결과에 대해 서술한다.

시험에 사용된 모든 시편은 전형적으로 칼코지나이드 유리를 제조하는 용융/급냉 공정을 따라 제작되었다. 각 조성의 유리시편은 원형 막대 형태이고 공통적으로 10 mm의 지름으로 고정되었으며, 길이는 최소한 10cm를 상회하도록 제작되었다. 구체적인 제조공정은 예시적으로 다음과 같다.

실리카 앰퓰의 전처리 과정으로서, 실리카 앰퓰을 아세톤으로 세척한 후 600℃에서 열처리를 한다. 그리고 Ar 가스로 충진된 글로브 박스에서 각 시편의 조성비대로 출발물질을 칭량한 후 실리카 앰퓰에 장입한다. 그리고 내부가 진공인 상태가 되도록 한 후에 실리카 앰퓰을 용융하여 밀봉시킨다. 전기로를 이용하여 22000℃까지 6시간 이상에 걸쳐 승온하고, 22000℃에서 12시간 이상 유지 후 냉각을 실시한다. 냉각조건의 경우 일반적으로 가장 많이 사용되는 water quenching과 공기 중에서 서냉하는 두 가지 방법을 이용하였다. 이후, 각 조성의 유리전이온도를 기준으로 하여 설정한 온도에서 3시간 유지 후 6시간에 걸쳐 상온으로 서냉시켜 소둔공정을 실시하였다.

도 29a 내지 도 29d는 게르마늄-안티몬-셀레늄 삼성분계 유리와 게르마늄-갈륨-안티몬-셀레늄 사성분계 유리(본원의 일 실시예에 따른 칼코지나이드 유리 조성물)의 2 mm 두께의 투과스펙트럼을 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 29a 내지 도 29d 중 어느 하나를 참조하면, 사성분계 출발조성을 기준으로 안티몬과 셀레늄 함량을 고정하고 갈륨이 게르마늄 함량을 대체하여 첨가되도록 하였다. 도 29a 내지 도 29d를 참조하면, 삼성분계 유리(x=0인 경우)와 대비하여 본원의 사성분계 유리(x=5, 10, 또는 15인 경우)도 적외선 투과단이 크게 이동하지 않으며, 8~12 ㎛ 대역에서 50% 이상의 양호한 적외선 투과도가 나타난다. 이러한 유리조성의 경우 산화물 유리보다 굴절율이 상대적으로 크기 때문에 프레스넬 반사에 의해 비교적 낮은 투과도를 보인다. 하지만, 렌즈는 반사방지막이 코팅되며 제작됨에 따라, 8~12 ㎛ 대역에서의 투과도가 90% 이상으로 높아질 수 있다. 추가적으로, 투과 스펙트럼에서 12.5 ㎛ 파장의 위치에서 발생하는 흡수는 산소에 의한 것으로서, 갈륨이 들어가지 않은 게르마늄-안티몬-셀레늄 삼성분계 유리에서 가장 크게 나타난다(도 29a, 도 29c 및 도 29d 참조). 이는 게르마늄의 출발물질이 갈륨의 경우보다 산화되기 쉬운 경향성을 보임에 따라 나타나는 현상이라 해석할 수 있다. 즉, 게르마늄의 함량을 갈륨으로 대체하여 첨가함에 따라 12 ㎛ 근방의 투과도 손실을 줄이는 효과가 동시에 발생할 수 있다.

도 30은 게르마늄-안티몬-셀레늄 삼성분계 유리와 게르마늄-갈륨-안티몬-셀레늄 사성분계 유리(본원의 일 실시예에 따른 칼코지나이드 유리 조성물)의 비커스경도를 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 30을 참조하면, 게르마늄의 함량을 대체하며 갈륨이 첨가되어도 유리의 경도 값은 비슷한 수준으로 유지됨을 확인할 수 있다. 구체적으로, 갈륨이 몰%기준 5, 10 및 15의 함량만큼 게르마늄을 대체하여 첨가되었을 때, 유리의 경도 값은 삼성분계 유리와 비슷한 수준으로 유지된다.

도 31은 게르마늄-안티몬-셀레늄 삼성분계 유리와 게르마늄-갈륨-안티몬-셀레늄 사성분계 유리(본원의 일 실시예에 따른 칼코지나이드 유리 조성물)의 열팽창계수를 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 31을 참조하면, 게르마늄의 함량을 대체하며 갈륨이 첨가되어도 유리의 열팽창계수 값은 비슷한 수준으로 유지되거나 향상되는 경향을 보인다. 구체적으로, 갈륨이 몰%기준 5, 10 및 15의 함량만큼 게르마늄을 대체하여 첨가되었을 때, 유리의 열팽창계수 값은 삼성분계 유리와 비슷한 수준으로 유지되거나 경우에 따라서는 향상된다.

도 32 및 도 33은 게르마늄-안티몬-셀레늄 삼성분계 유리와 게르마늄-갈륨-안티몬-셀레늄 사성분계 유리(본원의 일 실시예에 따른 칼코지나이드 유리 조성물)의 유리전이온도 및 연화점을 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 32 및 도 33을 참조하면, 갈륨이 게르마늄의 함량을 대체하여 첨가됨에 따라, 유리의 유리전이온도 및 연화점은 다소 감소되는 경향을 보인다. 하지만, 각 렌즈(2210, 2220)의 조성물로 제조된 유리의 유리전이온도 및 연화점은 여전히 몰드성형공정에 적합한 물성 영역이며, 필요에 따라 기타 첨가물을 포함 할 수 있다.

기타 첨가물은 할로겐 원소, 할로겐화물, 알칼리 금속, 알칼리 토금속 및 셀레늄화합물로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 첨가물을 더 포함할 수 있다. 첨가물은 몰% 기준으로 0<첨가물≤10의 함량을 가질 수 있다.

또한 예시적으로, 할로겐 원소는 Cl, Br, 또는 I일 수 있다. 또한, 할로겐화물은 RY (여기서, R은 Li, Na, K, Rb, 또는 Cs이고, Y는 Cl, Br 또는 I)일 수 있다. 또한, 알칼리 금속은 Li, Na, K, Rb 또는 Cs일 수 있다. 또한, 알칼리 토금속은 Ca, Sr 또는 Ba일 수 있다. 알칼리 금속이나 알칼리 토금속 성분의 경우, 유리에 첨가될 때 금속성 원소 형태 또는 각 성분의 셀레늄 화합물 형태로 첨가될 수 있다.

이상에서 살펴본 시험결과를 참조하면, 각 렌즈(2210, 2220)의 조성물은, 몰% 기준으로 5≤게르마늄≤25, 2≤갈륨≤20, 5≤안티몬≤25, 55≤셀레늄≤70의 함량, 바람직하게는, 10≤게르마늄≤22.5, 5≤갈륨≤15, 7.5≤안티몬≤12.5, 60≤셀레늄≤67.5의 함량을 가지면서, 갈륨은 게르마늄의 함량을 대체하는 형태로 설정될 수 있다.

각 렌즈(2210, 2220)의 조성물은 몰드 성형공정을 통해 렌즈로 가공될 수 있다는 점에서, 종래의 결정질 소재를 이용할 때에 비해 크게 낮은 공정 가격을 가질 수 있다. 또한, 원료단가가 상대적으로 높은 게르마늄의 함량이 낮아짐에 따라, 각 렌즈(2210, 2220)의 조성물은 기존 유리소재에 비해 원료가격 또한 저렴하다는 장점을 갖는다.

또한, 각 렌즈(2210, 2220)의 조성물은 상술한 조성 및 함량으로 이루어진 유리에서 각 성분을 선별하고 조성비를 변경함으로써, 높은 굴절률과 조절 가능한 다양한 분산을 가질 수 있다. 나아가, 제조되는 렌즈가 보다 소형화될 수 있다.

도 8 및 14에서는 각 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 8 및 14에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 8 및 14는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.

한편, 도 8 및 14에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 렌즈 제조 시스템
110: 프리폼 제조 장치
120: 렌즈 제조장치
210: 광원
220, 910: 상판
230, 920: 중판
234: 제1 중판
238: 제2 중판
235, 245, 320: 관통공
240: 하판
250, 930: 감압부
310, 1010: 제1 관통공
315, 1015: 제2 관통공
410, 1020: 홈
510: 렌즈 디스크
1510: 렌즈의 프리폼
1610: 상부 코어
1620: 하부 코어
1630: 열원부
1640: 기체 출입구
2110: 렌즈
2220: 적외선 렌즈
2210: 제1 렌즈
2214: 제1 면
2218: 제2 면
2220: 제2 렌즈
2224: 제3 면
2228: 제4 면
2230: 센서부
2234: 제5 면
2238: 제6 면
2240: 상
2510, 2810: 회절 광학소자

Claims (14)

1. 몰드 성형으로 제조되는 렌즈의 프리폼(Preform)을 생산하는 장치에 있어서,
   렌즈 디스크를 가열하기 위한 광을 조사하는 광원;
   상기 렌즈 디스크가 배치될 하나 이상의 관통공을 구비하는 중판; 및
   상기 중판의 상단부에 배치되어 상기 중판을 고정하는 상판
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리폼 생산장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 광원은,
   자외선 파장 대역의 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 프리폼 생산장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 상판은,
   상기 광원이 조사하는 광이 상기 중판에 배치된 렌즈 디스크로 투과될 수 있도록 광 투과성 재질로 구현되는 것을 특징으로 하는 프리폼 생산장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 관통공은,
   상기 렌즈 디스크의 넓이 및 높이와 동일하거나 큰 넓이 및 높이를 갖는 제1 관통공 및 상기 렌즈 디스크의 넓이보다 좁은 넓이를 갖는 제2 관통공으로 구현되는 것을 특징으로 하는 프리폼 생산장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 중판은,
   상기 제1 관통공을 구비하는 제1 중판 및 상기 제2 관통공을 구비하는 제2 중판을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리폼 생산장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 중판의 하단부에 배치되어 상기 중판을 고정하며, 상기 관통공보다 좁은 넓이를 갖는 관통공을 구비하는 하판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리폼 생산장치.
7. 몰드 성형으로 제조되는 렌즈의 프리폼(Preform) 생산장치가 렌즈의 프리폼을 생산하는 방법에 있어서,
   하나 이상의 관통공을 구비하는 중판에 렌즈 디스크가 배치되는 제1 배치과정;
   상기 중판을 고정하기 위해 상기 중판의 상단부에 상판이 배치되는 제2 배치과정; 및
   상기 렌즈 디스크를 가열하기 위한 광을 조사하는 광 조사과정
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리폼 생산방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 광 조사과정은,
   자외선 파장 대역의 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 프리폼 생산방법.
9. 제7항에 있어서,
   상기 상판은,
   상기 광 조사과정에서 조사되는 광이 상기 중판에 배치된 렌즈 디스크로 투과될 수 있도록 광 투과성 재질로 구현되는 것을 특징으로 하는 프리폼 생산방법.
10. 제7항에 있어서,
    상기 관통공은,
    상기 렌즈 디스크의 넓이 및 높이와 동일하거나 큰 넓이 및 높이를 갖는 제1 관통공 및 상기 렌즈 디스크의 넓이보다 좁은 넓이를 갖는 제2 관통공으로 구현되는 것을 특징으로 하는 프리폼 생산방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 중판은,
    상기 제1 관통공을 구비하는 제1 중판 및 상기 제2 관통공을 구비하는 제2 중판을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리폼 생산방법.
12. 몰드 성형으로 제조되는 렌즈의 프리폼(Preform)을 생산하는 장치에 있어서,
    상기 렌즈 디스크가 배치될 하나 이상의 관통공을 구비하는 중판; 및
    상기 중판의 상단부에 배치되어 상기 중판을 고정하며, 상기 중판에 배치된 렌즈 디스크로 열을 전달하기 위한 열원(熱源)을 구비하는 상판
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리폼 생산장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 관통공은,
    상기 렌즈 디스크의 넓이와 동일하거나 큰 넓이를 가지며 상기 렌즈 디스크의 높이보다 높은 높이를 갖는 제1 관통공 및 상기 렌즈 디스크의 넓이보다 좁은 넓이를 갖는 제2 관통공으로 구현되는 것을 특징으로 하는 프리폼 생산장치.
14. 몰드 성형으로 제조되는 렌즈의 프리폼(Preform) 생산장치가 렌즈의 프리폼을 생산하는 방법에 있어서,
    하나 이상의 관통공을 구비하는 중판에 렌즈 디스크가 배치되는 제1 배치과정;
    상기 중판을 고정하기 위해 상기 중판의 상단부에 열원(熱源)을 포함하는 상판이 배치되는 제2 배치과정; 및
    상기 중판의 상단부에 배치된 상판 내 열원에 의해 상기 중판에 배치된 렌즈 디스크가 가열되는 가열과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리폼 생산방법.
    

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