KR100543943B1 - 광학부재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소정의 평면 및 곡면에 용이하게 반사방지용의 격자를 형성할 수 있는 광학부재를 제공하는 것이다.

단면이 V자 형상인 둥근 고리 홈(21)이 동심원형상으로 복수 형성된 광학부재(20)이고, 상기 둥근 고리 홈의 주기가, 이 광학부재(20)를 통과하는 빛의 파장의 절반 이하로 하였다. 또 동심원형상인 둥근 고리 홈(21)의 중심부 영역(22)에는 단면이 V자 형상인 직선 홈(23)이 평행하게 복수 형성된다.

Description

광학부재{OPTICAL ELEMENT}

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 광학부재의 구성을 나타내는 도,

도 2는 도 1에 나타낸 광학부재 작성용의 금형절삭의 바이트를 나타내는 도,

도 3은 본 발명의 실시형태에 관한 광학부재의 구성을 나타내는 도,

도 4는 본 발명에 관한 광학부재의 실시예에 사용한 광학부재를 나타내는 단면도,

도 5는 도 4에 나타낸 광학부재의 V자 형상 둥근 고리 홈의 상세한 형상을 나타내는 확대 단면도,

도 6은 실시예에 관한 광학부재의 투과효율을 나타내는 그래프,

도 7은 실시예에 관한 광학부재의 투과효율을 나타내는 그래프,

도 8은 실시예에 관한 광학부재의 투과효율을 나타내는 그래프이다.

※ 도면의 주요 부분에 있어서의 부호의 설명

10 : 금형 20 : 볼록렌즈

21 : 둥근 고리 홈 22 : 중심부 영역

23 : 직선 홈 40 : 금형

41 : 둥근 고리 홈 42 : 중심부 영역

43 : 격자 50 : 성형품

51 : 둥근 고리 홈 52 : 중앙부

본 발명은 광학부재에 관한 것으로, 특히 표면에 반사방지용 격자(AR 격자)를 성형한 광학부재에 관한 것이다.

광학부재의 반사방지수단으로서는, 다층막 반사방지층, 반사방지용 격자가 제안되고 있다.

그러나 여기서 광학부재의 표면에 다층막을 형성하기 위해서는 큰 설비와 온도관리 등의 제어를 행할 필요가 있어 비용이 많이든다. 또 반사방지용의 격자를 형성한다고 하여도, 곡면에 대하여 적정한 격자를 형성하는 것은 용이하지 않다.

따라서, 본 발명은 소정의 평면 및 곡면에 용이하게 반사방지용의 격자를 형성할 수 있는 광학부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 광학부재를 이하와 같이 구성하였다. 본 발명에 관한 광학부재는, 단면이 V자 형상인 둥근 고리 홈이 동심원형상으로 복수 형성된 광학부재이고, 상기 둥근 고리 홈의 주기가, 이 광학부재를 통과하는 빛의 파장의 절반 이하로 한 광학부재이다.

상기 발명에 의하면, 평면 곡면을 불문하고 둥근 고리 홈을 형성할 수 있어, 원하는 반사방지효과를 얻을 수 있다. 이 때 광학부재를 성형 가공하기 위한 금형에 둥근 고리 홈을 기계가공으로 제작할 수 있어, 특히 곡면상에 대한 가공도 정밀도 좋게 할 수 있다.

또 본 발명에 관한 광학부재에서는, 둥근 고리 홈은 광학기능면상에 겹쳐져 형성할 수 있다. 이에 의하여, 1회의 가공으로 광학기능면과 반사방지용의 둥근 고리 홈을 작성할 수 있다. 그리고 광학기능면은 회절격자나 비구면 렌즈의 표면으로 할 수 있다.

또 본 발명에 관한 광학부재의 단면이 V자 형상인 둥근 고리 홈의 단면을 톱날형상으로 할 수 있고, 또한 톱날형상의 홈 피치를 0.3㎛, 홈 깊이를 0.1 내지 0.3㎛으로 할 수 있다.

또한 본 발명에 관한 광학부재에서는, 상기 동심원형상인 둥근 고리 홈의 중심부 영역에는 단면이 V자 형상인 직선 홈을 평행하게 복수 형성할 수 있다. 이와 같이 함으로써 기계가공에 의한 금형의 제작에서는 어려운 동심원부의 중심부에 둥근 고리 홈을 형성하는 것을 피하고, 이 중심 부근을 직선형상의 홈으로 함으로써금형의 가공을 용이하게 행할 수 있다.

그리고 본 발명에서는 단면이 V자형인 홈이 나선형상으로 형성된 광학부재 이고, 상기 인접하는 고리 홈의 주기가, 이 광학부재를 통과하는 빛의 파장의 절반이하로 한 광학부재이다. 상기 본 발명에 의하면, 금형의 홈을 연속된 절삭가공으로 행할 수 있어, 금형의 작성이 용이하게 된다.

이하, 본 발명에 관한 실시형태를 첨부도면에 의거하여 설명한다. 도 1 내 지 도 3은 본 발명에 관한 광학부재의 실시형태를 나타내는 것이다.

이 예는 비구면 볼록렌즈(20)의 표면에 단면이 V자 형상인 둥근 고리 홈(21)이 동심원형상으로 복수 형성된 것으로, 이 볼록렌즈(20)를 형성하는 금형(10)을 동시에 나타내는 것이다. 본 예에서는, 상기 볼록렌즈(20)의 둥근 고리 홈(21)의 주기(d)가, 이 볼록렌즈(20)를 통과하는 빛의 파장(λ)의 절반 이하로서 형성되어 있다.

또 본 예에서는, 금형(10)은 도 2에 나타내는 바와 같은 다이아몬드 바이트로 금형 표면에 미세한 격자를 형성하고, 이 금형으로 광학수지 등을 성형하는 것이다.

또 본 예에서는, 동심원형상인 둥근 고리 홈(21)의 중심부 영역(22)에는 단면이 V자 형상인 직선 홈(23)이 평행하게 복수 형성되어 있다. 이와 같이 함으로써, 기계가공에 의한 금형의 제작에서는 어려운 동심원부의 중심부 영역(22)에 둥근 고리 홈을 형성하는 것을 피하고, 이 중심부 영역(22)에 직선형상의 홈을 형성함으로써 금형(10)의 가공을 용이하게 행할 수 있다.

또 직선형상 격자와 둥근 고리형상의 격자가 오버랩하는 부분에서 금형제작상의 문제가 발생하는 것이면, 도 3에 나타내는 바와 같이 둥근 고리 홈(41)을 형성하는 금형(40)의 중심부 영역(42)의 격자(43)의 위치를 사용하는 빛의 1 파장분만큼 돌출시키도록 하여도 좋다.

이상, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태예에 한정되는 것은 아니고, 그 주지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 변경할 수 있다.

즉, 상기예에서는 광학부재로서 비구면의 볼록렌즈를 예로서 설명하였으나, 광학부재로서는 회절격자 그 외의 광학소자를 대상으로 할 수 있다.

(실시예)

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 도 4 내지 도 7은 본 발명에 관한 광학부재의 실시예를 나타내는 것이다.

본 예에서는, 도 4에 나타내는 조건, 즉 성형품(50)의 중앙부(52)에 20㎛의 평탄부를 설치하고, 그 주위에 300nm의 피치로 3300 테두리(輪)의 톱날형상인 둥근 고리 홈(51)을 형성하여, 그 투과효율을 계산한 것이다. 또 각 둥근 고리 홈(51)의 단면형상은 도 5에 나타내는 바와 같이 그 꼭대기부의 반경을 R1(nm), 바닥부의 반경을 R2(nm), 격자 깊이를 OT(nm)로 하여 설정하였다.

이들을 조건으로 하여 3개의 예에 대하여 반사방지효과의 계산값을 도 6, 도 7 및 도 8에 나타내었다. 또한 그래프 명칭을「주기 300nm - R1 - R2」로서 표시하고 있다. 또 각 그래프중의 OT-127 등의 숫자는 격자의 깊이 치수(OT)를 나타내고 있다.

이상의 계산에 의하면, R1의 반경이 작으면 작을수록 반사방지효율, 즉 투과효율이 향상하는 것을 알 수 있다. 또 모든 경우에 있어서 충분한 반사방지효율을 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

또한 이 예에서는, 홈 주기 300nm 에 대하여 계산을 행하였으나, 이 주기의 2배 이상의 파장, 예를 들면 DVD, CD에서 사용되는 650nm 대, 780nm 대에서도 98% 이상의 투과율을 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 또 본 발명의 원주홈 및 직선 홈의 조합은 상기 실시예에 나타내 예에 한정되지 않고, 여러가지 조합으로 실시할 수 있는 것은 물론이다.

이상, 설명한 바와 같이 본 발명에 관한 광학부재에 의하면, 이하의 뛰어난 효과를 가질 수 있다. 본 발명에 의하면, 평면 곡면을 불문하고 둥근 고리 홈을 형성할 수 있어, 원하는 반사방지효과를 얻을 수 있다. 이 때 광학부재를 성형가공하기 위한 금형에 둥근 고리 홈을 기계가공으로 제작할 수 있어, 특히 곡면상에 대한 가공도 정밀도 좋게 할 수 있다.

또 본 발명에 관한 광학부재에서는 둥근 고리 홈은 광학기능면상에 겹쳐져 형성할 수 있다. 이에 의하여 1회의 가공으로 광학기능면과 반사방지용의 둥근 고리 홈을 작성할 수 있다. 그리고 광학기능면은 회절격자나 비구면 렌즈의 표면으로 할 수 있다.

또 단면이 V자 형상인 둥근 고리 홈의 단면을 톱날형상으로 할 수 있고, 또한 톱날형상의 홈 피치를 0.3㎛ 이고, 홈깊이를 0.1 내지 0.3㎛ 로 한 것에 대해서는 사용파장의 빛에 대하여 투과효율을 98% 이상으로 할 수 있다.

또한 동심원형상인 둥근 고리 홈의 중심부 영역에 단면이 V자 형상인 직선 홈을 평행하게 복수 형성한 본 발명에 대해서는, 기계가공에 의한 금형의 제작에서는 어려운 동심원부의 중심부에 둥근 고리 홈을 형성하는 것을 피하고, 이 중심 부근을 직선형상의 홈으로 함으로써 금형의 가공을 용이하게 행할 수 있다.

그리고 단면이 V자형인 홈이 나선형상으로 형성된 본 발명에 의하면, 금형의 홈을 연속된 절삭가공으로 행할 수 있어, 금형의 작성이 용이하게 된다.

Claims (8)

1. 삭제
2. 단면이 V자 형상인 둥근 고리 홈이 동심원형상으로 복수 형성된 광학부재이고, 상기 둥근 고리 홈의 주기가, 이 광학부재를 통과하는 빛의 파장의 절반 이하로 한 것을 특징으로 하는 광학부재에 있어서,

   상기 둥근 고리 홈은 광학 기능면위에 겹쳐져 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학부재.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 광학 기능면은 회절격자인 것을 특징으로 하는 광학부재.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 광학 기능면은 비구면 렌즈인 것을 특징으로 하는 광학부재.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 단면이 V자 형상인 둥근 고리 홈의 단면이 톱날형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 광학부재.
6. 제 5항에 있어서,

   톱날형상의 홈 피치가 0.3㎛ 이고, 홈 깊이가 0.1 내지 0.3㎛ 인 것을 특징으로 하는 광학부재.
7. 제 2항에 있어서,

   상기 동심원형상인 둥근 고리 홈의 중심부 영역에는, 단면이 V자 형상인 직선 홈이 평행하게 복수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학부재.
8. 삭제

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