국내 광학산업계에서 결상광학계에 대한 기술은 구면 광학계를 위주로 하고 있고, 소형 플라스틱 렌즈분야에서 비구면의 활용이 일반화되어 가고 있다. 앞으로 고성능 결상광학계를 중심으로 유리 비구면 렌즈의 활용이 늘어날 것으로 예상돼 유리비구면 렌즈의 성형기술의 개발이 필요하다. 또한 비구면 플라스틱렌즈의 경우 비구면의 면정도를 0.1$\mu$m 수준으로 높여야 하며, 이를 위해 탐침법에 의한 기계적 형상측정에서 간섭계를 이용하는 정밀한
복굴절이란 하나의 매질로부터 다른 매질로 진입하는 파동이 그 경계면에서 나가는 방향을 바꾸는 현상으로 등방성 매질에서 이방성 매질로 나아갈 때는 경계면에서 굴절파가 두 개로 나뉘어 굴절하게 되는 것을 말한다. 휴대폰용 카메라모듈 렌즈의 사출성형공정에서 발생하는 렌즈 내의 잔류응력에 의한 복굴절률은 사출공정에서의 렌즈불량 발생의 원인이 되며, 잔류응력은 또한 사출성형 이후에 완화되어 렌즈의 외관 치수의 변형을 가져오게 된다. 그러나 플라스틱류를 사용하는 정밀가공 생산 공정 등 실생활에서는 제품의 제조에 있어서 복굴절은 광학적 특성을 결정하는 가장 중요한 요소 중의 하나로서 성형시 복굴절을 최소화할 필요가 있다. 이를 어느 정도 달성했는가의 수준에 따라 플라스틱 정밀 성형 제품의 등급이 결정되는 중요한 측정요소이다.
최근들어 플라스틱 렌즈는 여러 분야에 응용되고 있으며 광학적 시스템에도 널리 사용되고 있다. 광학적 플라스틱은 제작이 용이하고 크기에 제한을 받지 않아 그 수요가 크게 확대되고 있다. 그러나, 광학적인 시스템에 사용되기 위해서는 높은 순도가 요구되면서 또한 재질의 균일성이 확보되어야 하고 개구율이 점차 높아 가는 현실에서는 그 특성의 연구가 또한 중요하다. 본 연구에서는 간섭계를 구성하여 광학 디스크 경사에 따른 파면을 측정하고 광학수차 평가를 통하여 광학적인 시스템에 미치는 영향을 분석하였다. (중략)
광학산업에 관한한 척박했던 국내 여건 속에서도 지난 1997년 자체 기술연구소를 통해 국내 최초로 카메라 폰에 들어가는 비구면 플라스틱 렌즈를 개발하며 연간 1억 개가 넘는 카메라 렌즈를 만들어내는 세코닉스(대표 박원희, www.sekonix.com)는 이제 세계시장에서도 주목받는 글로벌 기업으로 성장했다. 매출액의 15%를 연구개발비로 출연할 만큼 기술개발에 매진한 결과 플라스틱 렌즈가 들어가는 주요 영상기기 및 응용기기에는 세코닉스의 기술이 심어졌다고 해도 과언이 아니다. 이처럼 앞선 미래를 바라보는 연구개발을 통해 무한질주를 거듭하고 있는 세코닉스 기술연구소를 다녀왔다.
렌즈는 광학제품의 성능에 직접적인 영향을 미치는 주요 부품으로서, 고정도의 형상 및 안정된 내부물성을 요구하는 정밀 부품이다. 광학 렌즈는 특정 광학계 내에서 입사광이 원하는 위치에 초점을 맺을 수 있도록 굴절시켜주는 역할을 하며, 이를 위해 초점거리, 배율, 렌즈의 성능 등을 종합적으로 고려하여 렌즈의 형상을 설계해야 한다. 이러한 설계과정은 기하광학에 기반한 광선추적(Ray tracing) 기법을 통해 이루어지며, 주로 CodeV, OSLO 등의 상용 광학계설계 소프트웨어를 사용하여 수행되고 있다.(중략)
고화질 프로젝션 TV에서 광학부품들이 가격 및 성능면에서 경쟁력을 갖춘 최적의 시스템을 설정하고, 그로부터 현재 방송규격인 NTSC 및 향후에 시행될 디지털 TV에 공용적용할 투사렌즈를 설계 개발 하였다. 플라스틱 렌즈 2매와 구면 glass 렌즈 1매로 구성된 투사렌즈에 대해, 3차 수차가 모두 보정된 초기설계치로부터, 플라스틱 렌즈의 비구면화, 공차를 고려한 최적화 설계, 그리고 온도보상등의 과정을 통해 설계 하였다. 최종적으로 개발된 렌즈의 구현가능한 화면크기는 40∼50인치, 해상도는 800TV-line 이상 이다.
프로젝션 TV, 비디오 카메라나 CD 등과 같은 전자 광학((Electro-optics) 제품 시장이 확대되고 있다. 이들 제품의 광학 부품을 소형경량화·고성능화·저가격화 하기 위해 각 제조업체에서 독자적인 비구면 가공 기술을 개발하고 있으며, 종전의 유리 렌즈에서 좀더 가벼운 플라스틱 렌즈로 이동하고 있다. 이 광학 부품들의 요구 정밀도는 형상 정밀도, 면 거칠기 모두 요구값이 높아지고 있으며 초정밀 비구면 경면 절삭 기술이 이용되고 있다. 본 고에서는 프로젝션 TV 및 비디오 카메라의 비구면 플라스틱용 금형을 대상으로 무전해 니켈 도금막의 초정밀 경면 절삭 기술에 대해 소개한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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