KR101389323B1 - 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈, 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조방법 - Google Patents

광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈, 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 위상회절소자 코팅층을 갖는 렌즈, 위상회절소자 코팅층을 갖는 렌즈 제조방법 및 위상회절소자 코팅층을 갖는 렌즈 제조장치에 대한 것이다. 보다 상세하게는 특정폭을 갖는 레이저빔을 발생시키는 레이저발생부; 레이저발생부에서 발생된 레이저빔을 투과시키는 노광렌즈; 노광렌즈의 초점부분에 설치되어 레이저빔이 주사되어 레이저빔에 의해 굴절률이 변화되는 광경화성 수지가 일측 표면에 코팅된 렌즈; 및 렌즈 또는 노광렌즈를 평면방향으로 이동시키는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조장치에 관한 것이다.

Description

광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈, 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조방법{phase­type diffraction hybrid lens using photo curable resin, Apparatus and method manufacturing for the hybrid lens}
본 발명은 위상회절소자 코팅층을 갖는 렌즈, 위상회절소자 코팅층을 갖는 렌즈 제조방법 및 위상회절소자 코팅층을 갖는 렌즈 제조장치에 대한 것이다. 보다 상세하게는 렌즈의 일측표면에 위상회절소자 코팅층을 구비시킴으로써 초점거리를 더욱 짧게 할 수 있는 하이브리드 렌즈에 관한 것이다.
종래 미세패턴을 제작하는 방법으로서 포토 리소그래피 방식, 이온빔 방식, 레이저 노광방식 등이 존재한다. 여기서 이온빔 방식은 이온빔의 선폭이 좁기 때문에 더욱 미세한 선폭을 가진 미세패턴을 제조할 수 있어 첨단 제품이나, 고집적도의 반도체를 제조할 때 사용된다. 그리고, 레이저 노광방식은 레이저에 의해 물성이 변환되는 감광막(2)을 기판(3)에 코팅한 후 레이저 광을 주사시켜 식각공정을 거쳐 미세패턴을 형성하게 된다.
도 1은 종래 감광막(2)에 주사되는 노광렌즈(70)를 투과한 레이저 빔(1)을 모식적으로 도시한 단면도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 감광막(2)에 노광렌즈(70)를 투과한 레이저 빔(1)을 주사시키고, 식각공정을 거쳐 미세패턴을 제조할 수 있다.
또한, 이러한 직접 레이저 노광방식을 적용하여 위상회절소자를 제조할 수도 있다. 즉, 광경화성수지는 레이저 빔(1)의 강도, 위상에 따라 굴절률이 변화하게 됨으로써 직접레이저 노광방식을 적용하여 원하는 굴절률을 갖는 위상회절소자를 제조할 수 있다.
이러한 광경화성 수지는 종래 렌즈를 제조하기 위해 사용되었다. 그러나 광경화성 수지로 구성된 렌즈 표면에 노광렌즈(70)를 투과한 레이저 빔(1)을 주사하게 될 때, 렌즈는 내부에 균일한 굴절률이 필요하나 렌즈 표면에 주사되는 레이저의 출력을 일정하게 하기 어려운 문제점이 존재하였다.
도 2a는 광경화성 수지로 구성된 렌즈(4) 표면에 주사되는 노광렌즈(70)를 투과한 레이저 빔(1)을 모식적으로 도시한 단면도를 도시한 것이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 노광렌즈(70)에 투과된 레이저 빔(1)을 광경화성 수지로 구성된 렌즈(4)에 주사하게 될 때, 노광렌즈(70)를 평면방향으로 평행하게 이동시키게 되면, 광경화성 수지로 구성된 렌즈(4) 끝단에 주사되는 레이저출력과 렌즈(4) 중단에 주사되는 레이저출력이 달라지게 되어 균일한 굴절률을 갖지 못하게 되는 문제가 발생되게 된다. 또한, 광경화성수지로 구성된 렌즈(4) 속이 경화될 때 겉의 경화가 다시 변하게 되는 악영향을 끼치게 되며 균일한 굴절률을 갖는 렌즈를 제조하기 어려운 점이 있었다.
따라서 이러한 광경화성 수지는 평판 형태의 광경화성수지에 균일한 광을 조사하여 코팅용 또는 광도파로(wave guide)의 제조에 사용되었다. 도 2b는 광경화성 수지(8)로 구성된 기판 표면에 광이 주사되는 상태를 나타낸 단면도를 도시한 것이다.
또한, 종래 초점거리가 짧은 렌즈를 제조하기 위하여 렌즈의 일측표면에 미세돌기를 형성한 하이브리드 렌즈(9)가 사용되었다. 도 3a는 종래 일측 표면에 미세돌기가 형성된 하이브리드 렌즈(9)의 단면도를 도시한 것이다. 그러나 종래 사용되어오던 이러한 미세돌기를 갖는 하이브리드 렌즈(9)의 경우 초점거리는 더욱 짧게 할 수 있으나 미세돌기가 존재하는 위치에서 산란이 발생하게 됨으로써 정확한 포커싱이 어렵게 되는 문제가 존재하였다. 도 3b는 광이 주사되는 종래 일측 표면에 미세돌기가 형성된 하이브리드 렌즈(9)의 단면도를 도시한 것이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 미세돌기가 존재하는 부분에서 산란이 발생됨을 알 수 있다.
따라서 이러한 악영향이 없이 렌즈의 초점거리를 짧게 할 수 있는 위상회절소자 코팅층을 갖는 하이브리드 렌즈, 그 제조방법 및 그 제조장치가 요구되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 일실시예에 따르면 렌즈의 일측표면에 코팅된 광경화성수지 코팅층에 레이저 빔(1)을 주사하여 위상회절소자 코팅층을 구비시킴으로써 렌즈표면에 미세돌기를 형성하지 않고도 초점거리를 더욱 짧게 할 수 있고, 광의 산란 영향이 없어 포커징에도 악영향이 없는 하이브리드 렌즈를 제공하게 된다.
본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 목적은 특정폭을 갖는 레이저빔을 발생시키는 레이저발생부; 레이저발생부에서 발생된 상기 레이저빔을 투과시키는 노광렌즈; 노광렌즈의 초점부분에 설치되어 상기 레이저빔이 주사되어 상기 레이저빔에 의해 굴절률이 변화되는 광경화성 수지가 일측 표면에 코팅된 렌즈; 및 렌즈 또는 상기 노광렌즈를 평면방향으로 이동시키는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조장치로서 달성될 수 있다.
상기 렌즈를 수직축인 Z축을 중심으로 회전시키는 회전구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 렌즈가 설치되는 기판설치부를 포함하고, 구동부는 평면방향과 평행인 X축으로 상기 기판설치부 또는 상기 노광렌즈를 이동시키는 X축 구동부를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 기판설치부 또는 상기 노광렌즈를 평면방향과 평행이고 상기 X축과 수직인 Y축으로 이동시키는 Y축 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 X축 구동부, 상기 Y축 구동부 및 상기 회전구동부의 이동방향과 이동속도를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 레이저발생부에서 발생된 레이저빔의 광량을 조절하는 광량조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 노광렌즈와 상기 기판 사이의 간격을 조절하여 상기 노광렌즈의 초점을 조절하는 초점조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 카테고리로서 본 발명의 목적은 레이저발생부에서 특정폭을 갖는 레이저 빔을 발생시키는 단계; 레이저 빔이 노광렌즈에 투과되는 단계; 노광렌즈의 초점 부분에 설치된 일측 표면에 광경화성 수지 코팅층을 갖는 렌즈에 상기 레이저 빔이 주사되는 단계; 레이저 빔이 주사된 광경화성 수지 코팅층의 굴절률이 변경되는 단계; 및 구동부에 의해 상기 렌즈가 설치된 기판설치부 또는 상기 노광렌즈를 이동시켜 상기 광경화성 수지 코팅층에 위상회절소자를 형성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조방법으로서 달성될 수 있다.
상기 위상회절소자를 형성시키는 단계는 제어부가 평면방향과 평행인 X축방향으로 기판설치부 또는 상기 노광렌즈를 이동시키는 X축 구동부를 구동시키거나 상기 X축과 수직이고 평면방향과 평행인 Y축방향으로 기판설치부 또는 상기 노광렌즈를 이동시키는 Y축 구동부를 구동시키고, 제어부가 수직축인 Z축을 중심으로 상기 기판설치부를 회전시키는 회전구동부를 구동하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제어부는 상기 X축 구동부, 상기 Y축 구동부 및 상기 회전구동부 중 적어도 어느 하나를 제어하여 상기 기판설치부와 상기 노광렌즈의 이동방향 및 이동속도를 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.
초점조절부가 노광렌즈와 상기 기판 사이의 간격을 조절하여 상기 노광렌즈의 초점을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 레이저발생부의 출력단에 구비된 광량조절부에서 상기 레이저 빔을 설정된 광량이 되도록 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 앞서 언급한 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 광경화성수지코팅층을 갖는 위상격자 하이브리드 렌즈로서 달성될 수 있다.
광경화성수지 코팅층은 위상회절소자로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
따라서, 설명한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의하면, 렌즈의 일측표면에 코팅된 광경화성수지 코팅층에 레이저 빔을 주사하여 위상회절소자 코팅층을 구비시킴으로써 렌즈표면에 미세돌기를 형성하지 않고도 초점거리를 더욱 짧게 할 수 있고, 광의 산란 영향이 없어 포커징에도 악영향이 없는 장점이 있다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허 청구 범위에 속함은 자명하다.
도 1은 종래 감광막에 주사되는 노광렌즈를 투과한 레이저 빔을 모식적으로 도시한 단면도,
도 2a는 광경화성 수지로 구성된 렌즈 표면에 주사되는 노광렌즈를 투과한 레이저 빔을 모식적으로 도시한 단면도,
도 2b는 광경화성 수지로 구성된 기판 표면에 광이 주사되는 상태를 나타낸 단면도,
도 3a는 종래 일측 표면에 미세돌기가 형성된 하이브리드 렌즈의 단면도,
도 3b는 광이 주사되는 종래 일측 표면에 미세돌기가 형성된 하이브리드 렌즈의 단면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조장치의 단면도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 광경화성 수지 코팅층을 갖는 렌즈의 단면도,
도 6a은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저빔의 주사방향을 나타낸 렌즈의 평면도,
도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저빔이 주사되어 제조된 위상격자 하이브리드 렌즈의 평면도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈의 단면도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조장치의 제어부의 신호흐름을 나타낸 블록도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조방법의 흐름도를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조장치(100)의 구성과 이러한 제조장치(100)에 의한 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조장치(100)의 단면도를 도시한 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈는 레이저발생부(10), 광량조절부(20), 셔터(30), 노광헤드(40), 틸트미러(50), 초점조절부, 노광렌즈(70), 기판용지그(81), 기판설치부(80), 회전구동부(90), X축 구동부(92), Y축 구동부(93) 등을 포함하고 있음을 알 수 있다.
레이저발생부(10)(구체적 실시예에서는 아르곤(Ar) 레이저 발생기를 사용하였다.)에서 발생된 레이저빔(1)은 광량조절부(20)를 거치면서 광량이 조절되고, 레이저 빔(1)을 단속하는 셔터(30)를 투과하여 노광헤드(40)로 입사되게 된다. 본 발명의 구체적 실시예에서 광량조절부(20)는 도 3에 도시된 바와 같이, 광음향변조기(acousto-optic modulator, 22), 빔스플리터(21), 포토다이오드(23) 및 컨트롤러(24)를 포함하여 구성될 수 있다.
노광헤드(40)로 입사된 레이저 빔(1)은 도 4에 도시된 바와 같이, 빔스플리터(21)와 틸트미러(50) 및 빔스플리터(21)에 의해 경로가 변경되면서 노광렌즈(70)에 투과되게 된다. 틸트미어에 의해 반사되어 경로가 변경되는 구성은 구체적 실시예에 한정되는 것은 아니고, 노광헤드(40)의 구조 및 노광렌즈(70)의 위치에 따라 변경될 수 있고, 이러한 구체적인 구조는 본 발명의 권리범위에 영향을 미치지 않음은 자명하다. 도 4에 도시된 바와 같이, 경로를 변경시키기 위한 미러 중 틸트미러(50)를 포함할 수 있고, 틸트미러(50)의 각도를 조절하기 위해 틸트미러 각도 조절부를 포함할 수도 있다.
틸트미러 각도조절부는 도 4에 도시된 바와 같이, 포토 다이오드(23)와 빔스플리터(21)로 구성될 수 있다. 빔스플리터(21)는 레이저 빔(1)을 반사시켜 틸트미러(50)에 입사시키고, 포토 다이오드(23)에서 주사되는 광은 투과시키게 된다. 포토 다이오드(23)에서 방출된 광은 빔스플리터(21)를 투과하여 틸트미러(50)에 반사되어 다시 포토다이오드(23)에 입사되어 틸트미러(50)의 각도를 조절하게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조장치(100)는 초점조절부를 더 포함할 수 있다. 초점조절부에 의해 노광렌즈(70)와 광경화성수지 기판 사이의 간격을 변화시켜 초점을 조절할 수 있다. 구체적 실시예에 따른 초점조절부는 레이저 다이오드(60), 빔스플리터(21), 광검출기(61), 초점제어부(62), PZT 구동기(63)를 포함하고 있다. 레이저 다이오드(60)에서 발생된 레이저광이 빔스플리터(21)에 반사되어 도 4에 도시된 하부측 빔스플리터(21)를 통과하여 노광렌즈(70)에 입사되고, 노광렌즈(70)에 반사된 레이저광이 빔스플리터(21) 2개를 모두 투과하여 광검출기(61)로 입사되게 된다. 반사된 레이저광에 대한 정보를 기초로 초점제어부(62)가 PZT 구동기(63)에 제어신호를 전송하여 PZT 구동기(63)가 노광렌즈(70)를 이동시켜 노광렌즈(70)와 광경화성수지 기판 사이의 이격거리를 변화시키게 된다.
노광렌즈(70)를 투과한 레이저 빔(1)은 초점부근에 구비된 기판설치부(80)에 설치된 렌즈의 일측 표면에 구비된 광경화성수지 코팅층(5)에 주사되게 된다. 이러한 레이저 빔(1)은 가우시안 빔 또한 광강도가 균일한 레이저 빔(1)이 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 광경화성 수지 코팅층(5)을 갖는 렌즈의 단면도를 도시한 것이다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 렌즈 제조장치(100)는, X축 구동부(92), Y축구동부 및 회전구동부(90)를 포함할 수 있다. X축 구동부(92)는 도 4에 도시된 바와 같이, 노광헤드(40) 일측에 구비되어 노광헤드(40)를 X축 방향으로 이동시키게 된다. 그리고, 광경화성수지 코팅층(5)이 구비된 렌즈는 기판 설치부(80)에 설치되게 되고, 기판용지그(81)에 의해 광경화성수지 코팅층(5)이 구비된 렌즈를 기판설치부(80)에 고정시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조장치는 기판 설치부(80)를 수직축인 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 구동부를 더 포함할 수도 있다. 그리고 회전구동부(90)는 기판설치부(80)를 Z축을 중심으로 회전시킬 수 있도록 구성되며, 회전구동부(90) 하부에 결합된 Y축 구동부(93)를 포함하여 회전구동부(90) 및 기판설치부(80) 일체를 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 회전구동부(90)와 Y축 구동부(93) 사이에 틸트 테이블(91)을 더 포함하여 회전 스테이지 및 기판 설치부(80)를 틸트시켜 각도를 변화시킬 수 있다.
따라서 레이저 빔(1)이 렌즈의 일측표면에 구비된 광경화성수지 코팅층(5)에 주사되면서 X축 구동부(92), Y축 구동부(93), 회전구동부(90)를 구동시켜 광경화성수지 코팅층(5)의 굴절률을 변화시켜 광경화성수지 코팅층(5)을 위상회절소자(6)으로 제조하게 됨으로써 렌즈의 초점이 더욱 짧게 되도록 할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈의 제조방법을 더욱 구체적으로 설명하도록 한다. 이러한 제조방법은 앞서 설명한 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈의 제조장치(100)를 이용한 것이다.
먼저, 도 6a은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 빔(1)의 주사방향(7)을 나타낸 렌즈의 평면도를 도시한 것이다. 도 6b는 또 다른 실시예에 따른 레이저 빔(1) 주사방법에 의해 제조된 위상격자 하이브리드 렌즈의 평면도를 도시한 것이다. 도 6a에 도시된 것은 나선형이 되도록 레이저 빔을 광경화성수지에 주사하는 방식이고, 도 6b는 동심원 형태가 되도록 레이저 빔을 광경화성 수지에 주사하는 방식이다.
그리고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈의 단면도를 도시한 것이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조장치(100)의 제어부(94)의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. 그리고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조방법의 흐름도를 도시한 것이다.
먼저, 렌즈의 일측 표면에 광경화성수지 코팅층(5)을 형성시키게 된다(S10). 그리고, 앞서 설명한 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조장치(100)의 일구성인 기판설치부(80)에 제조된 광경화성수지 코팅층(5)을 갖는 렌즈를 설치하게 된다(S20).
그리고, 레이저발생부(10)에서 특정폭을 갖는 레이저 빔(1)을 발생시키게 된다(S30). 이러한 레이저 빔(1)은 광량조절부(20)에서 광량이 조절되게 되며(S40). 광량이 조절된 레이저 빔(1)은 노광헤드(40)에 구비된 노광렌즈(70)에 입사되어 투과되게 된다(S50). 이때, 초점조절부가 노광렌즈(70)와 기판 사이의 간격을 조절하여 노광렌즈(70)의 초점을 조절할 수 있다.
그리고, 노광렌즈(70)의 초점 부분에 구비된 기판설치부(80)에 설치된 광경화성 수지 코팅층(5)을 갖는 렌즈에 레이저 빔(1)이 주사되게 된다(S60). 따라서 레이저 빔(1)이 주사된 광경화성 수지 코팅층(5)의 굴절률이 변경되게 된다(S70).
그리고, 레이저 빔(1)이 광경화성수지 코팅층(5)에 주사되는 동안, 제어부(94)는 X축 구동부(92)를 구동하여 평면방향과 평행인 X축방향으로 노광렌즈(70)를 이동시키거나, Y축 구동부(93)를 구동시켜 X축과 수직이고 평면방향과 평행인 Y축방향으로 기판설치부(80)를 이동시키게 된다. 이때 제어부(94)는 X축 구동부(92) 또는 Y축 구동부(93)를 제어하여, 이동거리와 이동속도를 조절하게 된다.
동시에 제어부(94)는 회전구동부(90)를 구동시켜 수직축인 Z축을 중심으로 기판설치부(80)를 회전시키게 된다(S80). 이때 제어부(94)는 회전 구동부를 제어하여, 이동거리와 이동속도를 조절하게 된다. 즉, 제어부(94)는 X축 구동부(92), Y축 구동부(93), 회전구동부(90)를 제어하여 레이저의 주사방향(7)이 도 6a 또는 도 6b에 도시된 바와 같이, 나선형 또는 동심원 형상이 되도록 한다.
동심원 형태로 레이저 빔(1)을 렌즈의 일측 표면에 구비된 광경화성수지 코팅층(5)에 주사하게 되면, 레이저 빔(1)이 주사된 부분의 굴절률이 변경되면서 광경화성수지 코팅층(5)을 위상회절소자(6)로 제조하게 된다.
이러한 위상회절소자(6)가 렌즈의 일측표면에 구비되게 됨으로써 렌즈의 표면일측에 미세 돌기를 형성하지 않고도 초점거리를 짧게 할 수 있고, 종래 미세돌기가 형성된 하이브리드 렌즈와는 달리 산란에 따른 문제점이 발생되지 않고도 초점거리를 짧게 할 수 있게 된다.
1:레이저 빔
2:감광막
3:기판
4:렌즈
5:광경화성 수지 코팅층
6:위상회절소자
7:주사방향
8:광경화성 수지
9:미세돌기를 갖는 하이브리드 렌즈
10:레이저발생부
20:광량조절부
21:빔스플리터
22:광음향변조기
23:포토다이오드
24:컨트롤러
30:셔터
40:노광헤드
50:틸트미러
60:레이저다이오드
61:광검출기
62:초점제어부
63:PZT구동기
70:노광렌즈
80:기판설치부
81:기판용지그
90:회전구동부
91:틸트테이블
92:X축 구동부
93:Y축 구동부
94:제어부
100:위상회절소자 코팅층을 갖는 렌즈 제조장치

Claims (14)

  1. 특정폭을 갖는 레이저빔을 발생시키는 레이저발생부;
    상기 레이저발생부에서 발생된 상기 레이저빔을 투과시키는 노광렌즈;
    상기 노광렌즈의 초점부분에 설치되어 상기 레이저빔이 주사되어 상기 레이저빔에 의해 굴절률이 변화되는 광경화성 수지가 일측 표면에 코팅된 렌즈;
    상기 렌즈 또는 상기 노광렌즈를 평면방향으로 이동시키는 구동부;
    상기 렌즈를 수직축인 Z축을 중심으로 회전시키는 회전구동부; 및
    상기 렌즈가 설치되는 기판설치부를 포함하고,
    상기 구동부는
    평면방향과 평행인 X축으로 상기 기판설치부 또는 상기 노광렌즈를 이동시키는 X축 구동부를 구비하며
    상기 기판설치부 또는 상기 노광렌즈를 평면방향과 평행이고 상기 X축과 수직인 Y축으로 이동시키는 Y축 구동부를 포함하고,
    상기 X축 구동부, 상기 Y축 구동부 및 상기 회전구동부의 이동방향과 이동속도를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 광경화성수지 코팅층은 상기 레이저 빔의 주사에 의해 위상회절소자로 구성되는 것을 특징으로 하는 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저발생부에서 발생된 레이저빔의 광량을 조절하는 광량조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 노광렌즈와 상기 기판 살치부 사이의 간격을 조절하여 상기 노광렌즈의 초점을 조절하는 초점조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조장치.
  8. 레이저발생부에서 특정폭을 갖는 레이저 빔을 발생시키는 단계;
    상기 레이저 빔이 노광렌즈에 투과되는 단계;
    상기 노광렌즈의 초점 부분에 설치된 일측 표면에 광경화성 수지 코팅층을 갖는 렌즈에 상기 레이저 빔이 주사되는 단계;
    상기 레이저 빔이 주사된 광경화성 수지 코팅층의 굴절률이 변경되는 단계; 및
    구동부에 의해 상기 렌즈가 설치된 기판설치부 또는 상기 노광렌즈를 이동시켜 상기 광경화성 수지 코팅층에 위상회절소자를 형성시키는 단계;를 포함하고,
    상기 위상회절소자를 형성시키는 단계는
    제어부가 평면방향과 평행인 X축방향으로 기판설치부 또는 상기 노광렌즈를 이동시키는 X축 구동부를 구동시키거나 상기 X축과 수직이고 평면방향과 평행인 Y축방향으로 기판설치부 또는 상기 노광렌즈를 이동시키는 Y축 구동부를 구동시키고,
    상기 제어부가 수직축인 Z축을 중심으로 상기 기판설치부를 회전시키는 회전구동부를 구동하며,
    상기 제어부는 상기 X축 구동부, 상기 Y축 구동부 및 상기 회전구동부 중 적어도 어느 하나를 제어하여 상기 기판설치부와 상기 노광렌즈의 이동방향 및 이동속도를 조절하고,
    상기 광경화성수지 코팅층은 위상회절소자로 구성되는 것을 특징으로 하는 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 8항에 있어서,
    초점조절부가 노광렌즈와 상기 기판 사이의 간격을 조절하여 상기 노광렌즈의 초점을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 레이저발생부의 출력단에 구비된 광량조절부에서 상기 레이저 빔을 설정된 광량이 되도록 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
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