KR20230095504A - Apparatus and method for manufacturing substrates of optical devices for augmented reality - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증강 현실용 광학 장치의 렌즈를 구성하는 기판을 성형할 때 발생하는 자외선 경화 수지의 수축을 적절히 보상하여 수축으로 인한 형상 오차를 억제할 수 있는 기판 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for manufacturing a substrate of an optical device for augmented reality, and more particularly, by appropriately compensating for shrinkage of a UV curable resin that occurs when a substrate constituting a lens of an optical device for augmented reality is molded. It relates to a substrate manufacturing apparatus and manufacturing method capable of suppressing shape errors due to
증강 현실(AR, Augmented Reality)이라 함은, 주지된 바와 같이, 현실 세계의 실제 영상에 컴퓨터 등에 의해 제공되는 가상 영상을 겹쳐서 제공함으로써, 현실 세계의 시각 정보에서 확장된(augmented) 가상 영상 정보를 사용자에게 동시에 제공하는 기술을 의미한다.As is well known, augmented reality (AR) refers to virtual image information augmented from visual information of the real world by overlapping a virtual image provided by a computer or the like with a real image of the real world. It refers to technology that is simultaneously provided to users.
이러한 증강 현실을 구현하기 위한 장치는, 가상 영상을 현실 세계의 실제 영상과 동시에 관찰할 수 있도록 하는 광학 합성기(optical combiner)를 필요로 한다. 이러한 광학 합성기로서는, 반거울(half mirror) 방식과 홀로그래픽/회절 광학 소자(Holographic/Diffractive Optical Element : HOE/DOE) 방식이 알려져 있다.An apparatus for realizing such augmented reality requires an optical combiner that enables simultaneous observation of virtual images and real images in the real world. As such an optical synthesizer, a half mirror method and a holographic/diffractive optical element (HOE/DOE) method are known.
반거울 방식은, 가상 영상의 투과율이 낮다는 문제점과 넓은 시야각을 제공하기 위해 부피 및 무게가 증가하므로 편안한 착용감을 제공하기 어렵다는 문제점이 있다. 부피와 무게를 줄이기 위하여 복수개의 소형 반거울을 도파로(waveguide) 내부에 배치하는 이른바 LOE(Light guide Optical Element) 등과 같은 기술도 제안되고 있으나, 이러한 기술 또한 도파로 내부에서 가상 영상의 화상광이 반거울을 여러번 통과해야 하기 때문에 제조 공정이 복잡하고 일반적으로 광균일도가 낮아진다는 한계가 있다.The semi-mirror method has a problem in that the transmittance of the virtual image is low and it is difficult to provide a comfortable fit because the volume and weight are increased to provide a wide viewing angle. In order to reduce the volume and weight, a technology such as a so-called LOE (Light guide Optical Element) in which a plurality of small half mirrors are placed inside a waveguide has also been proposed, but this technology also has a half mirror of a virtual image inside the waveguide. Since it has to pass through several times, the manufacturing process is complicated and there is a limitation that the light uniformity is generally lowered.
또한, 홀로그래픽/회절 광학 소자 방식은, 일반적으로 나노 구조 격자나 회절 격자를 사용하는데, 이들은 매우 정밀한 공정으로 제작되기 때문에 제작 단가가 높고 양산을 위한 수율이 낮다는 한계점을 갖는다. 또한 파장 대역 및 입사 각도에 따른 회절 효율의 차이로 인하여 색상 균일도 측면 및 영상의 선명도가 낮다는 한계점을 갖는다. 홀로그래픽/회절 광학 소자는, 전술한 LOE와 같은 도파로와 함께 사용되는 경우가 많은데, 따라서 마찬가지의 문제점도 여전히 가지고 있다.In addition, the holographic/diffractive optical element method generally uses a nanostructured grating or a diffraction grating, and since they are manufactured in a very precise process, they have limitations in that the manufacturing cost is high and the yield for mass production is low. In addition, due to the difference in diffraction efficiency according to the wavelength band and the incident angle, it has limitations in terms of color uniformity and low sharpness of the image. Holographic/diffractive optical elements are often used with waveguides such as the LOEs described above, and therefore still have the same problems.
또한, 종래의 광학 합성기들은, 사용자가 현실 세계를 응시할 때 초점 거리를 변경하는 경우 가상 영상의 초점이 맞지 않게 된다는 한계가 있다. 이를 해결하기 위하여 가상 영상에 대한 초점 거리를 조절할 수 있는 프리즘을 이용하거나 전기적으로 초점 거리를 제어할 수 있는 가변형 초점 렌즈를 이용하는 기술이 제안된 바 있다. 그러나, 이러한 기술 또한 초점 거리를 조절하기 위하여 사용자가 별도의 조작을 해야 하거나 초점 거리 제어를 위한 별도의 하드웨어 및 소프트웨어를 필요로 한다는 점에서 문제가 있다.In addition, conventional optical synthesizers have limitations in that a virtual image is out of focus when a user changes a focal length when gazing at the real world. In order to solve this problem, a technique using a prism capable of adjusting the focal length of a virtual image or a variable focus lens capable of electrically controlling the focal length has been proposed. However, this technique also has a problem in that a user must perform a separate operation to adjust the focal length or require separate hardware and software for controlling the focal length.
이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 출원인은 사람의 동공보다 작은 크기의 핀미러(pin mirror) 형태의 반사부를 이용하여 가상 영상을 동공을 통해 망막에 투영하는 기술을 개발한 바 있다(선행 기술 문헌 1 참조).In order to solve the problems of the prior art, the present applicant has developed a technique of projecting a virtual image onto the retina through the pupil using a reflector in the form of a pin mirror having a size smaller than that of the human pupil ( see Prior Art Document 1).
도 1은 선행기술문헌 1에 기재된 바와 같은 증강 현실용 광학 장치(100)를 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing an
도 1의 증강 현실용 광학 장치(100)는, 렌즈(10), 반사부(20) 및 화상 출사부(30)를 포함한다.The
렌즈(10)는 실제 세계의 사물로부터 출사된 화상광인 실제 사물 화상광을 동공(40)으로 투과시키는 한편 반사부(20)에서 반사된 가상 영상 화상광을 동공(40)으로 출사하는 기능을 수행하는 수단이다. 렌즈(10) 내부에는 반사부(20)가 매립 배치되어 있다.The
렌즈(10)는 예컨대 안경 렌즈와 같은 투명 수지(resin)재로 형성될 수 있으며, 안경테와 같은 프레임(미도시)에 의해 고정될 수 있다.The
화상 출사부(30)는 가상 영상 화상광을 출사하는 수단으로서, 예컨대 가상 영상을 화면에 표시하고 표시된 가상 영상에 상응하는 가상 영상 화상광을 출사하는 마이크로 디스플레이 장치와 마이크로 디스플레이 장치로부터 출사하는 화상광을 평행광으로 시준(collimation)하기 위한 콜리메이터(collimator)를 구비할 수 있다The
반사부(20)는 화상 출사부(30)로부터 출사된 가상 영상 화상광을 반사시켜 사용자의 동공(40)을 향해 전달하는 수단이다.The
도 1의 반사부(20)는 사람의 동공보다 작은 크기로 형성된다. 사람의 일반적인 동공의 크기는 4~8mm 정도인 것으로 알려져 있으므로, 반사부(20)는 바람직하게는 8mm 이하로, 보다 바람직하게는 4mm 이하의 크기로 형성하는 것이 바람직하다. 반사부(20)를 8mm 이하로 형성함으로써, 반사부(20)를 통해 동공(40)으로 입사하는 빛에 대한 심도(Depth of Field)를 거의 무한대에 가깝게 즉, 매우 깊게 할 수 있다. The
여기서, 심도라 함은, 초점이 맞는 것으로 인식되는 범위를 말하는데, 심도가 깊어지면 그에 상응하여 가상 영상에 대한 초점 거리도 길어진다. 따라서 사용자가 실제 세계를 응시하면서 실제 세계에 대한 초점 거리를 변경하더라도 이와 관계없이 가상 영상의 초점이 항상 맞는 것으로 인식하게 된다. 이는 일종의 핀홀 효과(pinhole effect)라고 볼 수 있다.Here, the depth of field refers to a range recognized as being in focus. As the depth of field increases, the focal length of the virtual image correspondingly increases. Therefore, even if the user changes the focal length of the real world while gazing at the real world, it is recognized that the focus of the virtual image is always correct regardless of this. This can be regarded as a kind of pinhole effect.
따라서, 반사부(20)를 동공(40)보다 작은 크기로 형성함으로써, 사용자가 실제 사물에 대한 초점 거리를 변경하더라도 사용자는 항상 선명한 가상 영상을 관찰할 수 있다.Accordingly, by forming the
도 2 내지 도 4는 선행기술문헌 2에 개시된 바와 같은 증강 현실용 광학 장치(200)를 나타낸 도면으로서, 도 2는 측면도이고, 도 3은 사시도이고, 도 4는 정면도이다.2 to 4 are views showing an
도 2 내지 도 4의 증강 현실용 광학 장치(200)는 도 1의 증강 현실용 광학 장치(100)와 기본적인 원리는 동일하되, 시야각 및 아이박스를 넓힐 수 있도록 반사부(20)가 복수개의 반사 모듈(21~26)로 구성되어 어레이(array) 형태로 렌즈(10) 내부에 배치된다는 점과, 화상 출사부(30)에서 출사된 가상 영상 화상광이 렌즈(10) 내면에서 전반사되어 반사부(20)로 전달된다는 점에서 차이가 있다.The
도 2 내지 도 4의 증강 현실용 광학 장치(200)에서는, 화상 출사부(30)에서 출사된 가상 영상 화상광은 렌즈(10)의 내면에서 전반사된 후 반사 모듈(21~26)로 전달되고, 복수개의 반사 모듈(21~26)들은 입사하는 가상 영상 화상광을 반사시켜 동공(40)으로 전달한다.In the
이와 같이, 화상 출사부(30)로부터 출사된 가상 영상 화상광은 반사 모듈(21~26)로 전달되고, 반사 모듈(21~26)들은 사용자의 동공(40)을 향해 가상 영상 화상광을 반사시켜 전달해야 하므로, 반사 모듈(21~26)는 화상 출사부(30) 및 동공(40)의 위치를 고려하여 도 2에 나타낸 바와 같이 렌즈(10)의 내부에서 적절한 경사각을 가지도록 배치되어야 한다. In this way, the virtual image image light emitted from the
이러한 증강 현실용 광학 장치(200)의 렌즈(10)는 다음과 같은 과정을 통해 형성될 수 있다.The
도 5 및 도 6은 증강 현실용 광학 장치(200)의 제조 과정을 설명하기 위한 도면이다.5 and 6 are views for explaining a manufacturing process of the
도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 렌즈(10)를 구성하는 제1 기판(10A) 및 제2 기판(10B)을 형성한다.As shown in FIG. 5(a), a
제1 기판(10A) 및 제2 기판(10B)은 서로 맞물리도록 형성된 톱니 형상의 단위 경사부(15)를 갖는다. 단위 경사부(15)들의 형태, 크기 및 높이 등의 프로파일은 요구되는 증강 현실용 광학 장치(200)의 설계 사항에 따라 다를 수 있으며, 도 5 및 도 6에서는 도 2 내지 도 4와 같은 형태의 증강 현실용 광학 장치(200)를 제조하는 경우를 예로 들어서 설명하는 것으로 한다.The
제1 기판(10A) 및 제2 기판(10B)이 형성되면, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 제1 기판(10A)의 단위 경사부(15)의 각각의 경사면(151)에 반사 모듈(21~26)들을 각각 형성한다. 반사 모듈(21~26)이 형성되면, 제1 기판(10A)과 제2 기판(10B)을 접착제(16)로 접착하여 밀착 고정시킴으로써 렌즈(10)가 완성된다.When the
여기에서, 제1 기판(10A) 및 제2 기판(10B)은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 이들 각각의 단위 경사부(15)의 형태에 상응하는 형상을 갖는 몰드(80)에 자외선 경화 수지(17)를 주입한 후 자외선을 조사하여 경화시키는 방식으로 형성될 수 있다.Here, as shown in FIG. 6, the
이 때, 자외선 경화 수지(17)는 자외선에 의해 경화되면서 응력 등의 차이로 인하여 수축하게 되는데, 이로 인하여 자외선 경화 수지(17)가 몰드(80)와 접촉하는 면에서 형상 오차가 발생하게 된다. 이는 특히 단위 경사부(15)의 경사면(151)과 단부에서 두드러진다. 따라서, 기판(10A, 10B) 및 렌즈(10)의 광학 성능이 저하되고, 결과적으로 증강 현실용 광학 장치(200)의 전체적인 광학 성능을 저하시키게 된다. 이러한 점에서, 렌즈(10)를 구성하는 기판(10A, 10B)을 성형할 때, 수축 문제를 적절히 보상하여 수축으로 인한 형상 오차를 최소화할 수 있는 방법 및 장치가 요망되고 있다.At this time, the UV
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 증강 현실용 광학 장치의 렌즈를 구성하는 기판을 성형할 때 발생하는 자외선 경화 수지의 수축을 적절히 보상하여 수축으로 인한 형상 오차를 억제할 수 있는 기판 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, and to appropriately compensate for the shrinkage of the UV curable resin that occurs when molding a substrate constituting a lens of an optical device for augmented reality, thereby suppressing shape errors due to shrinkage. It aims at providing a substrate manufacturing apparatus and manufacturing method.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 장치로서, 복수개의 단위 경사부가 형성된 제1 몰드; 상기 제1 몰드에 대향하여 이격되어 배치되는 제2 몰드; 상기 제2 몰드를 상기 제1 몰드쪽으로 이동시키는 이송 장치; 및 상기 제1 몰드와 제2 몰드 사이의 성형 공간으로 주입된 자외선 경화 수지로 자외선을 조사하는 자외선 조사기를 포함하는 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is an apparatus for manufacturing a substrate of an optical device for augmented reality, comprising: a first mold formed with a plurality of unit inclined portions; a second mold disposed to be spaced apart from the first mold; a transfer device for moving the second mold toward the first mold; and an ultraviolet irradiator for irradiating ultraviolet light to the ultraviolet curable resin injected into the molding space between the first mold and the second mold.
여기에서, 상기 제1 몰드와 제2 몰드 사이의 성형 공간으로 자외선 경화 수지가 주입된 후, 상기 자외선 조사기가 상기 주입된 자외선 경화 수지를 향해 자외선을 조사하여 자외선 경화 수지를 경화시키면서, 상기 이송 장치가 상기 제2 몰드를 제1 몰드 쪽으로 이동시켜서 상기 성형 공간 내의 자외선 경화 수지를 가압하는 기판 성형 공정을 수행할 수 있다.Here, after the UV curable resin is injected into the molding space between the first mold and the second mold, the UV irradiator irradiates UV rays toward the injected UV curable resin to cure the UV curable resin, while the transfer device A substrate molding process may be performed by moving the second mold toward the first mold to pressurize the UV curable resin in the molding space.
또한, 상기 기판 성형 공정을 반복 수행하되, 반복 수행시마다 상기 자외선 조사기로부터 조사되는 자외선의 광량은 그 이전 기판 성형 공정에서의 자외선의 광량과 동일하거나 증가하도록 조절될 수 있다.In addition, the substrate forming process may be repeatedly performed, but the amount of ultraviolet light irradiated from the ultraviolet irradiator may be adjusted to be the same as or increase in the previous substrate forming process.
또한, 상기 기판 성형 공정에서의 상기 자외선 조사기의 광량은 제2 몰드가 미리 설정된 목표 위치까지 이동했을 때의 조사되는 것으로 설정된 자외선의 광량보다 작게 할 수 있다.In addition, the amount of light of the ultraviolet irradiator in the substrate forming process may be smaller than the amount of light of ultraviolet light irradiated when the second mold moves to a preset target position.
또한, 상기 제2 몰드가 미리 설정된 목표 위치까지 이동할 때까지 상기 기판 성형 공정을 반복 수행한 후, 상기 자외선 조사기로부터 조사되는 자외선의 광량을 최대로 하여 자외선 경화 수지를 완전 경화시킬 수 있다.In addition, after the substrate molding process is repeatedly performed until the second mold moves to a preset target position, the UV curable resin may be completely cured by maximizing the amount of UV light irradiated from the UV irradiator.
또한, 상기 제1 몰드와 제2 몰드 사이의 성형 공간으로 자외선 경화 수지가 주입되는 통로인 주입구; 상기 주입구를 차폐하는 주입구 덮개; 상기 제1 몰드와 제2 몰드 사이의 성형 공간에서 자외선 경화 수지가 외부로 배출되는 통로인 배출구; 및 상기 배출구를 차폐하는 배출구 덮개를 더 포함할 수 있다.In addition, the injection port that is a passage through which the UV curable resin is injected into the molding space between the first mold and the second mold; an inlet cover for shielding the inlet; a discharge port through which the UV curable resin is discharged to the outside in the molding space between the first mold and the second mold; And it may further include an outlet cover for shielding the outlet.
또한, 상기 자외선 경화 수지가 완전히 경화된 이후, 상기 자외선 경화 수지를 제1 몰드와 분리시키기 위한 이형 장치를 더 포함할 수 있다.In addition, after the UV curable resin is completely cured, a release device for separating the UV curable resin from the first mold may be further included.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 방법으로서, 복수개의 단위 경사부가 형성된 제1 몰드와 상기 제1 몰드에 대향하여 이격 배치되는 제2 몰드 사이의 성형 공간에 자외선 경화 수지를 주입하는 제1 단계; 및 상기 제1 몰드와 제2 몰드 사이의 성형 공간으로 자외선을 조사하여 상기 자외선 경화 수지를 경화시키면서 상기 제2 몰드를 상기 제1 몰드쪽으로 이동시켜서 상기 성형 공간 내의 자외선 경화 수지를 가압하는 제2 단계를 포함하되, 상기 제2 단계를 적어도 1회 이상 반복하여 수행하면서, 반복 수행시 마다 조사되는 자외선의 광량을 이전 단계보다 동일하게 하거나 증가하도록 조절하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, a method for manufacturing a substrate of an optical device for augmented reality includes a UV curing resin in a molding space between a first mold formed with a plurality of unit inclined portions and a second mold spaced apart from the first mold. A first step of injecting; and a second step of irradiating ultraviolet rays into the molding space between the first mold and the second mold to cure the ultraviolet curable resin while moving the second mold toward the first mold to pressurize the ultraviolet curable resin in the molding space. Including, while repeating the second step at least once, manufacturing a substrate of an optical device for augmented reality, characterized in that for each repetition, the amount of irradiated ultraviolet rays is adjusted to be the same as or to increase compared to the previous step provides a way
여기에서, 상기 제1 단계 이후, 상기 자외선 경화 수지가 주입된 주입구를 차폐할 수 있다.Here, after the first step, the injection port into which the UV curable resin is injected may be shielded.
또한, 상기 제2 단계에서, 상기 제2 몰드가 제1 몰드 쪽으로 이동함으로써 성형 공간 내의 자외선 경화 수지를 제1 몰드 방향으로 가압할 수 있다.Also, in the second step, the second mold may be moved toward the first mold to pressurize the UV-curable resin in the molding space in the direction of the first mold.
또한, 상기 기판 성형 공정을 반복 수행하되, 반복 수행시마다 상기 자외선 조사기로부터 조사되는 자외선의 광량은 그 이전 기판 성형 공정에서의 자외선의 광량과 동일하거나 증가하도록 조절될 수 있다.In addition, the substrate forming process may be repeatedly performed, but the amount of ultraviolet light irradiated from the ultraviolet irradiator may be adjusted to be the same as or increase in the previous substrate forming process.
또한, 상기 제2 단계에서, 상기 자외선 조사기의 광량은 제2 몰드가 미리 설정된 목표 위치까지 이동했을 때의 조사되는 것으로 설정된 자외선의 광량보다 작을 수 있다.Also, in the second step, the amount of light from the ultraviolet irradiator may be less than the amount of light of ultraviolet rays set to be irradiated when the second mold moves to a preset target position.
또한, 상기 제2 몰드가 미리 설정된 목표 위치까지 이동할 때까지 상기 제2 단계를 반복 수행한 후, 상기 자외선 조사기로부터 조사되는 자외선의 광량을 최대로 하여 자외선 경화 수지를 완전 경화시킬 수 있다.In addition, after the second step is repeatedly performed until the second mold moves to a preset target position, the UV curable resin may be completely cured by maximizing the amount of UV light irradiated from the UV irradiator.
또한, 상기 제2 몰드가 미리 설정된 목표 위치까지 제2 몰드가 이동한 경우, 상기 제1 몰드와 제2 몰드 사이의 성형 공간에서 자외선 경화 수지가 외부로 배출되는 통로인 배출구를 차폐할 수 있다.In addition, when the second mold moves to a preset target position, an outlet, which is a passage through which the UV curable resin is discharged to the outside, in the molding space between the first mold and the second mold may be blocked.
또한, 상기 자외선 경화 수지가 완전히 경화된 이후, 상기 자외선 경화 수지를 제1 몰드와 분리시키기는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include separating the UV curable resin from the first mold after the UV curable resin is completely cured.
본 발명에 의하면, 증강 현실용 광학 장치의 렌즈를 구성하는 기판을 성형할 때 발생하는 자외선 경화 수지의 수축을 적절히 보상하여 수축으로 인한 형상 오차를 억제할 수 있는 기판 제조 장치 및 제조 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is to provide a substrate manufacturing apparatus and manufacturing method capable of suppressing shape errors due to shrinkage by appropriately compensating for shrinkage of an ultraviolet curable resin that occurs when a substrate constituting a lens of an augmented reality optical device is molded. can
특히, 본 발명에 의하면, 단위 경사부를 갖는 렌즈를 제조할 때 발생하는 단위 경사부에서의 수축으로 인한 형상 오차를 간편하고 효율적인 방식으로 최소화할 수 있는 장치 및 방법을 제공함으로써, 증강 현실용 광학 장치의 전체적인 광학 성능을 향상시키고 또한 제조 비용을 현저하게 절감할 수 있는 효과가 있다.In particular, according to the present invention, an optical device for augmented reality is provided by providing a device and method capable of minimizing a shape error due to shrinkage of a unit inclined portion in a simple and efficient manner when manufacturing a lens having a unit inclined portion. There is an effect of improving the overall optical performance of and significantly reducing the manufacturing cost.
도 1은 선행기술문헌 1에 기재된 바와 같은 증강 현실용 광학 장치(100)를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 4는 선행기술문헌 2에 개시된 바와 같은 증강 현실용 광학 장치(200)를 나타낸 도면으로서, 도 2는 측면도이고, 도 3은 사시도이고, 도 4는 정면도이다.
도 5 및 도 6은 증강 현실용 광학 장치(200)의 제조 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 의한 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 방법에 사용되는 기판 제조 장치(500)의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7의 A-A‘선을 따른 단면도로서, 자외선 조사기(540)의 구성의 일예를 설명하기 위한 것이다.
도 9는 본 발명에 의한 기판 제조 방법의 일실시예를 나타낸 흐름도이다.
도 10은 주입구(571)가 차폐된 상태를 나타낸 도면이다.
도 11은 단계(S110)를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 제1 몰드(510)의 단위 경사부(511)에서 발생하는 수축으로 인한 형상 오차 및 이를 보상하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 단계(S130)를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 단계(S140)를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 제1 몰드(510)와 제2 몰드(520) 사이의 거리에 대한 자외선 광량의 변화를 나타낸 그래프이다.1 is a diagram showing an
2 to 4 are views showing an
5 and 6 are views for explaining a manufacturing process of the
7 is a diagram showing the overall configuration of a
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line AA′ of FIG. 7, and is for explaining an example of the configuration of the
9 is a flowchart showing an embodiment of a substrate manufacturing method according to the present invention.
10 is a view showing a state in which the
11 is a diagram for explaining step S110.
FIG. 12 is a diagram for explaining a shape error due to shrinkage occurring in the unit inclined
13 is a diagram for explaining step S130.
14 is a diagram for explaining step S140.
15 is a graph showing a change in the amount of ultraviolet light with respect to the distance between the
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예들을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 7은 본 발명에 의한 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 방법에 사용되는 기판 제조 장치(500)의 전체적인 구성을 나타낸 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a
도 7을 참조하면, 기판 제조 장치(500)는, 제1 몰드(510), 제2 몰드(520), 이송 장치(530) 및 자외선 조사기(540)를 포함한다.Referring to FIG. 7 , the
이러한 구성의 기판 제조 장치(500)는 도 2 내지 도 4에서 설명한 바와 같이 증강 현실용 광학 장치(200)의 렌즈(10)를 구성하는 기판(10A, 10B)으로서, 단위 경사부(15)를 갖는 기판(10A, 10B)을 제조하는데 사용될 수 있다. 다만, 도 7은 설명의 편의를 위하여 도 2 내지 도 4의 증강 현실용 광학 장치(200)의 기판(10A, 10B)의 실제 크기와는 다소 차이가 있음을 유의해야 한다.As described above with reference to FIGS. 2 to 4 , the
제1 몰드(510)와 제2 몰드(520)는 서로 대향하여 이격 배치되며, 이들 사이에는 성형 공간(550)이 제공된다. 성형 공간(550)에는 자외선 경화 수지(560)가 주입된다.The
제1 몰드(510)의 표면에는 단위 경사부(511)가 형성되어 있다.A unit
여기에서, 단위 경사부(511)는 도시된 바와 같이 그 단면이 톱니 형태로 형성되어 있으며, 이는 도 2 내지 도 4에서 설명한 바와 같은 증강 현실용 광학 장치(200)의 렌즈(10)의 기판(10A, 10B)에 상응하는 형태를 갖는다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 단위 경사부(511)의 형태, 크기, 높이 등은 제조할 기판(10A, 10B)의 조건에 따라 다른 프로파일을 가질 수 있음은 물론이다. Here, the unit inclined
제2 몰드(520)는 제1 몰드(510)와 대향하여 이격 배치되며, 그 표면은 평면으로 형성된다.The
제1 몰드(510)와 제2 몰드(520)는 후술하는 바와 같이 매립되어 있는 자외선 조사기(540)로부터 조사되는 자외선을 투과시켜, 성형 공간(550)에 주입된 자외선 경화 수지(560)로 전달해야 하기 때문에, 자외선을 투과시킬 수 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 투명 재질로 형성된다.As will be described later, the
이송 장치(530)는 제2 몰드(520)를 제1 몰드(510) 방향으로 이동시키기 위한 장치이다. 이송 장치(530)는 제어기(미도시)로부터의 제어 신호에 의해 동작한다.The
이러한 이송 장치(530)는 예컨대 모터(미도시)와 결합하여 모터의 회전력에 의해 제2 몰드(520)를 슬라이드 이동시킬 수 있는 바(bar) 형태의 가이드일 수 있다. 또는, 이송 장치(530)는 나사 형태로 형성되어 모터의 회전력에 의해 회전하면서 제2 몰드(520)를 제1 몰드(510) 방향으로 이동시키도록 구성할 수도 있다.Such a
이러한 이송 장치(530) 자체는 본 발명의 직접적인 목적이 아니며, 제2 몰드(520)를 제1 몰드(510) 방향으로 이동시킬 수 있는 것이기만 하면 종래 기술에 의해 알려져 있는 다양한 메커니즘을 사용할 수 있으므로 이에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.Such a
제1 몰드(510)와 제2 몰드(520)는 스테이지(583)위에 배치되고, 제1 몰드(510)는 스테이지(583)에 고정되어 있으며, 제2 몰드(520)는 이송 장치(530)의 구동에 의해 스테이지(583) 위에서 슬라이드 이동하게 된다.The
자외선 조사기(540)는 제1 몰드(510)와 제2 몰드(520) 사이의 성형 공간(550)으로 주입된 자외선 경화 수지(560)로 자외선을 조사하는 장치이다.The
자외선 조사기(540)는 도시된 바와 같이 제1 몰드(510)와 제2 몰드(520) 내부에 매립되어 배치되어 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 제1 몰드(510) 및 제2 몰드(520)의 외부에 배치될 수도 있음은 물론이다.As shown, the
또한, 자외선 조사기(540)는 필요에 따라 제1 몰드(510) 및 제2 몰드(520) 중 어느 한쪽에만 배치될 수도 있다.In addition, the
도 8은 도 7의 A-A‘선을 따른 단면도로서, 자외선 조사기(540)의 구성의 일예를 설명하기 위한 것이다.FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line A-A′ of FIG. 7, and is for explaining an example of the configuration of the
도 8에 나타낸 바와 같이, 자외선 조사기(540)는 제1 몰드(510)와 제2 몰드(520)에 매립되는 복수개의 자외선 LED(541)로 구현될 수 있다. 동일한 성능의 복수개의 자외선 LED(541)를 균일하게 분포시켜 배치함으로써 자외선 경화 수지(560)로 균일한 광량의 자외선을 조사할 수 있도록 한다. 자외선의 광량은 파워미터를 사용하여 사전에 측정하여 자외선 LED(541)각각의 위치에서 균일한 광량을 확인하여 자외선 LED(541)를 배치할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 기타 다른 적절한 자외선 조사 수단을 사용할 수 있음은 물론이다.As shown in FIG. 8 , the
이러한 자외선 조사기(540)는 제어기(미도시)와 결합하여, 제어기로부터의 제어 신호에 의해 자외선을 조사하여 자외선 경화 수지(560)를 경화시킬 수 있다.The
한편, 기판 제조 장치(500)는 주입구(571), 주입구 덮개(572), 배출구(581) 및 배출구 덮개(582)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the
주입구(571)는 제1 몰드(510)와 제2 몰드(520) 사이의 성형 공간(550)으로 자외선 경화 수지(560)가 주입되는 통로이고, 주입구 덮개(572)는 이러한 주입구(571)를 차폐하기 위한 수단이다.The
주입구 덮개(572)는 도 7에서 수평 방향으로 이동 가능하도록 형성되어, 자외선 경화 수지(560)가 성형 공간(550)으로 주입된 이후, 우측 방향으로 이동하여 주입구(571)를 차폐한다.The
배출구(581)는 제1 몰드(510)와 제2 몰드(520) 사이의 성형 공간(550)에서 자외선 경화 수지(560)가 외부로 배출되는 통로이며, 배출구 덮개(582)는 이러한 배출구(581)를 차폐하기 위한 수단이다.The
배출구 덮개(582)도 도 7에서 수평 방향으로 이동 가능하도록 형성되어, 초기 상태 및 후술하는 바와 같이 미리 설정된 목표 위치까지 제2 몰드(520)가 이동한 상태에서는 우측 방향으로 이동하여 배출구(581)를 차폐한다. 또한, 도 11과 같은 상태에서는 배출구 덮개(582)가 배출구(581)를 완전히 차폐하지는 않도록 이동할 수 있다.The
한편, 필요에 따라 배출구(581) 및 배출구 덮개(582)는 생략할 수도 있으며, 이 경우 제1 몰드(510)와 제2 몰드(520) 사이의 성형 공간(550) 내에 주입되는 자외선 경화 수지(560)의 양을 적절히 조절할 필요가 있다.Meanwhile, the
또한, 기판 제조 장치(500)는 이형 장치(590)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
이형 장치(590)는 후술하는 바와 같이 자외선 경화 수지(560)가 완전 경화된 이후, 자외선 경화 수지(560)를 제1 몰드(510)와 분리시키기 위한 장치이다.As will be described later, the
이형 장치(590)는 제1 몰드(510) 내부에 매립 배치되며, 제2 몰드(520) 쪽으로 인출되는 슬라이드 가능한 바 형태의 가이드로 형성될 수 있다.The
한편, 도시하지는 않았으나, 기판 제조 장치(500)의 전체적인 동작을 제어하는 제어기를 더 포함할 수도 있다. 제어기는 이송 장치(530)의 구동을 제어하여 제2 몰드(520)의 이동 거리/위치를 조절할 수 있다. 또한, 제어기는 자외선 조사기(540)에서 조사되는 자외선의 광량을 조절할 수 있다. Meanwhile, although not shown, a controller for controlling the overall operation of the
이러한 기판 제조 장치(500)는 다음과 같이 동작하는 것을 특징으로 한다.This
즉, 도 7과 같은 초기 상태에서, 제1 몰드(510)와 제2 몰드(520) 사이의 주입구(571)를 통해 성형 공간(550)으로 자외선 경화 수지(560)가 주입되면, 자외선 조사기(540)가 성형 공간(550)의 자외선 경화 수지(560)를 향해 자외선을 조사하여 자외선 경화 수지(560)를 경화시킨다. 이와 함께, 이송 장치(530)가 구동되어 제2 몰드(520)를 제1 몰드(510) 쪽으로 이동시켜서 성형 공간(550) 내의 자외선 경화 수지(560)를 가압하는 기판 성형 공정을 수행한다.That is, in the initial state as shown in FIG. 7, when the UV
이러한 기판 성형 공정은 1회 이상 반복 수행될 수 있으며, 반복 수행시마다 자외선 조사기(540)로부터 조사되는 자외선의 광량은 그 이전 기판 성형 공정에서의 자외선의 광량과 동일하거나 증가하도록 조절된다.This substrate forming process may be repeated one or more times, and the amount of ultraviolet light irradiated from the
이와 같은 기판 성형 공정을 반복 수행하다가, 미리 설정된 목표 위치까지 제2 몰드(520)가 이동한 경우 자외선 조사기(540)로부터 조사되는 자외선의 광량을 최대로 하여 자외선 경화 수지(560)를 완전 경화시키고, 이에 의해 기판(10A, 10B)을 성형한다.While repeating such a substrate molding process, when the
다음으로, 도 9 이하를 참조하여 전술한 기판 제조 장치(500)에 의해 수행되는 기판 제조 방법에 대해 설명한다.Next, referring to FIG. 9 and below, a substrate manufacturing method performed by the above-described
도 9는 본 발명에 의한 기판 제조 방법의 일실시예를 나타낸 흐름도이다.9 is a flowchart showing an embodiment of a substrate manufacturing method according to the present invention.
우선 도 7과 같은 초기 상태의 기판 제조 장치(500)로 자외선 경화 수지(560)를 주입한다(S100).First, an ultraviolet
이 때, 주입구 덮개(572)는 개방된 상태이고, 배출구 덮개(582)는 차폐된 상태이다. 이러한 상태에서, 전술한 바와 같이, 복수개의 단위 경사부(511)가 형성된 제1 몰드(510)와 제1 몰드(510)에 대향하여 배치되는 제2 몰드(520) 사이의 성형 공간(550)으로 주입구(571)를 통해 자외선 경화 수지(560)를 주입한다. 이 때의 자외선 경화 수지(560)는 바람직하게는 액체 상태이고, 반액체 상태이어도 무방하다.At this time, the
자외선 경화 수지(560)가 주입되면 주입구 덮개(572)에 의해 주입구(571)가 차폐된다.When the UV
도 10은 주입구(571)가 차폐된 상태를 나타낸 도면이다.10 is a view showing a state in which the
도시된 바와 같이, 도 7과 같은 초기 상태에서 자외선 경화 수지(560)가 성형 공간(550)으로 주입이 완료되면, 주입구 덮개(572)가 우측 방향으로 이동하여 주입구(571)를 차폐시킨다.7, when the injection of the UV
다음으로, 자외선 조사기(540)로부터 자외선이 제1 몰드(510)와 제2 몰드(520) 사이의 성형 공간(550)으로 조사되고, 이에 의해 성형 공간(550) 내에 주입되어 있는 자외선 경화 수지(560)가 경화되기 시작한다. 이와 함께 이송 장치(530)가 구동되어 제2 몰드(520)를 제1 몰드(510)쪽으로 이동시키고, 따라서 성형 공간(550) 내의 자외선 경화 수지(560)를 가압하는 기판 성형 공정을 수행한다(S110).Next, ultraviolet rays from the
이 때, 도 11과 같이 배출구 덮개(582)를 좌측 방향으로 이동시켜서 배출구(581)를 완전히 차단하지 않도록 한다.At this time, as shown in FIG. 11, the
도 11은 단계(S110)를 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for explaining step S110.
도 11을 참조하면, 도 7과 같은 초기 상태에서 자외선 조사기(540)로부터 자외선이 조사되는 한편 제2 몰드(520)가 제1 몰드(510) 방향으로 이동되어 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 11 , it can be seen that the
이와 같이 제2 몰드(520)가 제1 몰드(510) 쪽으로 이동하면 자외선 경화 수지(560)를 제1 몰드(510) 방향으로 가압하게 되고, 이에 의해 자외선 경화 수지(560)가 제1 몰드(510)의 단위 경사부(511)의 경사면(512) 쪽으로 이동하게 된다. 따라서, 제1 몰드(510)의 단위 경사부(511)의 경사면(512)에서 자외선 경화 수지(560)의 가압으로 인한 자외선 경화 수지(560)의 수축을 보상하여 형상 오차의 발생을 억제할 수 있다.As such, when the
도 12는 제1 몰드(510)의 단위 경사부(511)에서 발생하는 수축으로 인한 형상 오차 및 이를 보상하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 12 is a diagram for explaining a shape error due to shrinkage occurring in the unit inclined
도시된 바와 같이, 자외선 경화 수지(560)는 자외선 조사기(540)로부터 조사되는 자외선에 의해 경화되는데, 이 때 자외선이 입사하는 방향과 가까운 쪽부터 서서히 수축 및 경화된다. 즉, 자외선 경화 수지(560) 중에서 제1 몰드(510)와 접촉하는 부분부터 수축이 발생하고 이로 인하여 제1 몰드(510)와의 사이에 갭(gap, 513)이 발생하게 된다.As shown, the UV
이 때, 전술한 바와 같이, 이송 장치(530)에 의해 제2 몰드(520)가 제1 몰드(510) 쪽으로 이동하게 되면, 자외선 경화 수지(560)를 제1 몰드(510) 방향으로 가압하게 되고, 이에 의해 갭(513)쪽으로 자외선 경화 수지(560)가 밀려서 이동하게 되고 따라서 갭(513)을 제거할 수 있다.At this time, as described above, when the
한편, 도시하지는 않았으나, 제2 몰드(520)쪽으로부터도 자외선이 조사되기 때문에 제2 몰드(520)와 가까운 쪽의 자외선 경화 수지(560) 또한 전술한 바와 마찬가지로 경화되고 수축이 발생할 수 있다. 이러한 수축으로 인해 갭이 발생할 수 있으나 이러한 갭 또한 전술한 바와 같은 제2 몰드(520)가 제1 몰드(510)로 이동하면서 미는 힘에 의해 제거될 수 있다.On the other hand, although not shown, since ultraviolet rays are also irradiated from the side of the
여기에서, 자외선 경화 수지(560)는 제2 몰드(520)에 의해 가압되어야 하기 때문에, 완전히 경화되지 않은 상태로서, 점성을 갖는 반액체 상태이어야 한다. 따라서, 이 때 조사되는 자외선의 광량은 자외선 경화 수지(560)가 완전히 경화되지 않을 정도의 크기를 가져야 한다. 바꾸어 말하면, 상기 기판 성형 공정(S110)에서의 자외선의 광량은 자외선 경화 수지(560)가 완전 경화되는 시점, 즉, 제2 몰드(520)가 목표 위치까지 이동했을 때 조사되는 것으로 설정된 자외선의 광량보다 작은 값을 가져야 한다.Here, since the UV
한편, 상기 단계(S110)는 동시에 수행되는 것으로 설명하였으나, 별도로 이루어질 수도 있음은 물론이다. 예컨대, 자외선 조사기(540)에서 먼저 자외선이 조사되고, 이후 제2 몰드(520)를 제1 몰드(510) 방향으로 이동시킬 수도 있다. 또는, 경우에 따라 제2 몰드(520)를 제1 몰드(510) 방향으로 먼저 이동시킨 후 자외선을 조사할 수도 있다.Meanwhile, although the above step (S110) has been described as being performed simultaneously, it goes without saying that it may be performed separately. For example, ultraviolet rays may be first irradiated by the
한편, 제2 몰드(520)가 제1 몰드(510) 방향으로 이동하면서, 전술한 바와 같이, 갭(513)을 제거하는 한편, 배출구(581)를 통해 여분의 자외선 경화 수지(560)가 배출될 수 있다.Meanwhile, while the
전술한 바와 같이, 배출구(581)는 배출구 덮개(582)에 의해 완전히 차폐되어 있지 아니하므로, 배출구(581)의 일부를 통해 자외선 경화 수지(560)가 배출될 수 있다. 이 때, 배출구 덮개(582)의 이동 위치를 조절함으로써, 공정상의 압력, 부피 등의 기타 조건에 따라 배출되는 자외선 경화 수지(560)의 양을 조절할 수 있다. 배출구(581)가 너무 많이 개방되어 있으면 제2 몰드(520)가 제1 몰드(510) 방향으로 이동하면서 가압에 의해 갭(513)을 완전히 제거하기 어려울 수 있으므로, 배출구 덮개(582)의 이동 위치를 조절하여 배출구(581)의 개방 정도를 적절히 조절할 필요가 있다. 경우에 따라서는, 배출구(581)를 완전히 차폐시키는 것도 가능하다.As described above, since the
다음으로, 제2 몰드(520)가 목표 위치까지 이동했는지를 판단한다(S120).Next, it is determined whether the
목표 위치까지 이동하지 않은 것으로 판단된 경우, 전술한 바와 같은 기판 성형 공정인 단계(S110)을 반복 수행한다.When it is determined that the substrate has not moved to the target position, the above-described substrate forming process (S110) is repeatedly performed.
이 때, 기판 성형 공정인 단계(S110)를 반복 수행하면서, 반복 수행시마다 자외선 조사기(540)로부터 조사되는 자외선의 광량이 그 이전의 기판 성형 공정(S110)에서의 자외선의 광량과 동일하거나 크게 되도록 조절한다.At this time, while the substrate forming process (S110) is repeatedly performed, the amount of ultraviolet light irradiated from the
따라서, 기판 성형 공정 단계(S110)를 반복 수행함에 따라 자외선의 광량은 점진적으로 커지게 되고, 따라서 자외선 경화 수지(560)도 그에 상응하여 서서히 경화된다.Accordingly, as the substrate molding process step ( S110 ) is repeatedly performed, the amount of UV light gradually increases, and accordingly, the
한편, 상기 단계(S110)를 반복 수행할 때, 제2 몰드(520)가 이동해야 할 거리는 미리 설정해 두거나, 자외선 경화 수지(560)의 상태에 따라 가변적으로 조절될 수 있다.Meanwhile, when the above step S110 is repeatedly performed, the distance to be moved by the
이후, 제2 몰드(520)가 목표 위치까지 이동한 것으로 판단되면, 배출구 덮개(582)에 의해 배출구(581)를 차폐한다. 그리고, 자외선 조사기(540)에서 조사되는 자외선의 광량을 최대로 하여 자외선 경화 수지(560)를 완전 경화시킨다(S130).Then, when it is determined that the
도 13은 단계(S130)를 설명하기 위한 도면으로서, 배출구(581)가 차폐된 상태에서 자외선 조사기(540)가 최대 광량의 자외선을 조사함으로써 자외선 경화 수지(560)를 최종 경화시키게 되는 상태를 나타낸 것이다.FIG. 13 is a diagram for explaining step S130, showing a state in which the
자외선 경화 수지(560)가 최종적으로 완전 경화되면, 제2 몰드(520)를 반대 방향으로 이동시킨 후, 자외선 경화 수지(560)를 제1 몰드(510)와 분리시킨다(S140).When the UV
도 14는 단계(S140)를 설명하기 위한 도면이다.14 is a diagram for explaining step S140.
도 14에 나타낸 바와 같이, 자외선 경화 수지(560)가 최종적으로 완전 경화되면, 이송 장치(530)가 구동되어 제2 몰드(520)를 최초 위치로 복귀시킨다. 그리고, 이형 장치(590)가 제1 몰드(510) 내부에서 제2 몰드(520) 방향으로 인출되고 이에 의해 경화가 완료된 자외선 경화 수지(560)를 제2 몰드(520) 방향으로 밀게 된다. 이에 의해, 자외선 경화 수지(560)가 제1 몰드(510)와 분리될 수 있다.As shown in FIG. 14 , when the UV
본 발명에 의한 기판 제조 방법은, 전술한 바와 같이, 자외선 경화 수지(560)가 완전 경화되기 이전 상태에서 기판 성형 공정(S110)를 반복 수행하면서 제2 몰드(520)를 이동시키면서 자외선 경화 수지(560)의 수축을 보상하기 때문에, 각각의 기판 성형 공정(S110) 및 자외선 경화 수지를 완전히 경화시키는 공정(S130)에서의 자외선의 광량을 적절히 조절해야 한다.As described above, in the substrate manufacturing method according to the present invention, while moving the
도 15는 제1 몰드(510)와 제2 몰드(520) 사이의 거리에 대한 자외선 광량의 변화를 나타낸 그래프이다.15 is a graph showing a change in the amount of ultraviolet light with respect to the distance between the
도 15에서, 자외선의 광량의 최대값은 10으로 나타나 있으며, 이는 자외선 경화 수지(560)가 완전히 경화될 때의 자외선의 광량을 상대적으로 나타낸 것이다.In FIG. 15 , the maximum value of the amount of light of ultraviolet rays is indicated as 10, which indicates the amount of light of ultraviolet rays when the ultraviolet
도 15에 나타낸 바와 같이, 거리가 멀수록 자외선의 광량은 1부터 서서히 증가하고, 거리가 점차 가까워질수록 자외선의 광량이 급격히 증가함을 알 수 있다.As shown in FIG. 15, it can be seen that as the distance increases, the amount of ultraviolet light gradually increases from 1, and as the distance gradually decreases, the amount of ultraviolet light increases rapidly.
이와 같이, 제2 몰드(520)와 제1 몰드(510)의 거리에 따라 자외선의 광량을 조절함으로써 자외선 경화 수지(560)가 완전 경화되기 이전 상태에서 기판 성형 공정(S110)를 반복 수행하면서 자외선 경화 수지(560)의 수축을 효율적으로 보상할 수 있다.In this way, by adjusting the amount of ultraviolet light according to the distance between the
이러한 과정을 통해 자외선 경화 수지(560)의 경화가 완료되면, 필요한 경우 이를 적절한 크기로 절단하는 등의 후처리 공정을 수행하여 최종적으로 기판(10A, 10B)을 형성한다.When the curing of the UV
이후, 기판(10A, 10B)에 도 5에서 설명한 바와 같이 반사 모듈(21~26)들을 형성하고 기판(10A, 10B)를 접착제(16)로 접착함으로써 렌즈(10)를 형성할 수 있다.Thereafter, the
이상에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아님은 물론이다.In the above, the present invention has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, but the present invention is, of course, not limited to the above embodiments.
예컨대, 상기 실시예에서는 제2 몰드(520)만을 이동시키는 것으로 설명하였으나, 제1 몰드(510)도 이동시키는 구성도 가능하다.For example, although it has been described that only the
또한, 상기 실시예에서는 자외선 경화 수지를 사용하였으나, 열경화 수지를 사용하여 열경화 방식을 사용하는 것도 가능하다.In addition, although an ultraviolet curing resin was used in the above embodiment, it is also possible to use a thermal curing method using a thermosetting resin.
또한, 상기 실시예에서는 제1 몰드(510)와 제2 몰드(520)가 지면에 대해 수직하게 배치되어 제2 몰드(520)가 수평 방향으로 이동하도록 한 것으로 설명하였으나, 제2 몰드(520)를 위쪽에 배치하고 제1 몰드(510)를 아래쪽에 배치한 후 제2 몰드(520)가 상하 방향으로 이동하도록 할 수도 있음은 물론이다.In addition, in the above embodiment, it has been described that the
500...기판 제조 장치
510...제1 몰드
520...제2 몰드
530...이송 장치
540...자외선 조사기
550...성형 공간
560...자외선 경화 수지
571...주입구
572...주입구 덮개
581...배출구
582...배출구 덮개
590...이형 장치500 ... Substrate manufacturing equipment
510 ... first mold
520 ... second mold
530 ... transport unit
540 ... UV irradiator
550 ... forming space
560 ... UV curing resin
571 ... inlet
572 ... inlet cover
581 ... Outlet
582 ... outlet cover
590 ... release device
Claims (15)
복수개의 단위 경사부가 형성된 제1 몰드;
상기 제1 몰드에 대향하여 이격되어 배치되는 제2 몰드;
상기 제2 몰드를 상기 제1 몰드쪽으로 이동시키는 이송 장치; 및
상기 제1 몰드와 제2 몰드 사이의 성형 공간으로 주입된 자외선 경화 수지로 자외선을 조사하는 자외선 조사기
를 포함하는 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 장치.An apparatus for manufacturing a substrate of an optical device for augmented reality,
a first mold in which a plurality of unit inclined portions are formed;
a second mold disposed to be spaced apart from the first mold;
a transfer device for moving the second mold toward the first mold; and
An ultraviolet irradiator that irradiates ultraviolet rays to the ultraviolet curable resin injected into the molding space between the first mold and the second mold
A substrate manufacturing apparatus of an optical device for augmented reality comprising a.
상기 제1 몰드와 제2 몰드 사이의 성형 공간으로 자외선 경화 수지가 주입된 후, 상기 자외선 조사기가 상기 주입된 자외선 경화 수지를 향해 자외선을 조사하여 자외선 경화 수지를 경화시키면서, 상기 이송 장치가 상기 제2 몰드를 제1 몰드 쪽으로 이동시켜서 상기 성형 공간 내의 자외선 경화 수지를 가압하는 기판 성형 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 장치.The method of claim 1,
After the UV curable resin is injected into the molding space between the first mold and the second mold, the UV irradiator irradiates ultraviolet rays toward the injected UV curable resin to cure the UV curable resin, and the transfer device moves the first 2. An apparatus for manufacturing a substrate of an optical device for augmented reality, characterized in that a substrate molding process of moving the mold toward the first mold and pressing the ultraviolet curable resin in the molding space is performed.
상기 기판 성형 공정을 반복 수행하되, 반복 수행시마다 상기 자외선 조사기로부터 조사되는 자외선의 광량은 그 이전 기판 성형 공정에서의 자외선의 광량과 동일하거나 증가하도록 조절되는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 장치.The method of claim 2,
The substrate forming process is repeatedly performed, but the amount of ultraviolet light irradiated from the ultraviolet irradiator is adjusted to equal or increase the amount of ultraviolet light emitted from the ultraviolet irradiator in the previous substrate forming process. manufacturing device.
상기 기판 성형 공정에서의 상기 자외선 조사기의 광량은 제2 몰드가 미리 설정된 목표 위치까지 이동했을 때의 조사되는 것으로 설정된 자외선의 광량보다 작은 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 장치.The method of claim 3,
The substrate manufacturing apparatus of an optical device for augmented reality, characterized in that the amount of light of the ultraviolet irradiator in the substrate forming process is smaller than the amount of ultraviolet light set to be irradiated when the second mold moves to a preset target position.
상기 제2 몰드가 미리 설정된 목표 위치까지 이동할 때까지 상기 기판 성형 공정을 반복 수행한 후, 상기 자외선 조사기로부터 조사되는 자외선의 광량을 최대로 하여 자외선 경화 수지를 완전 경화시키는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 장치.The method of claim 4,
After repeating the substrate molding process until the second mold moves to a preset target position, the UV curable resin is fully cured by maximizing the amount of UV light irradiated from the UV irradiator For augmented reality, characterized in that A device for manufacturing a substrate for an optical device.
상기 제1 몰드와 제2 몰드 사이의 성형 공간으로 자외선 경화 수지가 주입되는 통로인 주입구;
상기 주입구를 차폐하는 주입구 덮개;
상기 제1 몰드와 제2 몰드 사이의 성형 공간에서 자외선 경화 수지가 외부로 배출되는 통로인 배출구; 및
상기 배출구를 차폐하는 배출구 덮개
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 장치.The method of claim 1,
an injection port through which an ultraviolet curable resin is injected into a molding space between the first mold and the second mold;
an inlet cover for shielding the inlet;
a discharge port through which the UV curable resin is discharged to the outside in the molding space between the first mold and the second mold; and
The outlet cover for shielding the outlet
A substrate manufacturing apparatus of an optical device for augmented reality, characterized in that it further comprises.
상기 자외선 경화 수지가 완전히 경화된 이후, 상기 자외선 경화 수지를 제1 몰드와 분리시키기 위한 이형 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 장치.The method of claim 1,
After the UV curable resin is completely cured, the substrate manufacturing apparatus of the optical device for augmented reality, characterized in that it further comprises a release device for separating the UV curable resin from the first mold.
복수개의 단위 경사부가 형성된 제1 몰드와 상기 제1 몰드에 대향하여 이격 배치되는 제2 몰드 사이의 성형 공간에 자외선 경화 수지를 주입하는 제1 단계; 및
상기 제1 몰드와 제2 몰드 사이의 성형 공간으로 자외선을 조사하여 상기 자외선 경화 수지를 경화시키면서 상기 제2 몰드를 상기 제1 몰드쪽으로 이동시켜서 상기 성형 공간 내의 자외선 경화 수지를 가압하는 제2 단계
를 포함하되,
상기 제2 단계를 적어도 1회 이상 반복하여 수행하면서, 반복 수행시 마다 조사되는 자외선의 광량을 이전 단계보다 동일하게 하거나 증가하도록 조절하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 방법.A method for manufacturing a substrate of an optical device for augmented reality,
A first step of injecting an ultraviolet curable resin into a molding space between a first mold formed with a plurality of unit inclined portions and a second mold spaced apart from the first mold; and
A second step of irradiating ultraviolet rays into the molding space between the first mold and the second mold to cure the ultraviolet curable resin and moving the second mold toward the first mold to pressurize the ultraviolet curable resin in the molding space.
Including,
A method of manufacturing a substrate for an optical device for augmented reality, characterized in that the second step is repeatedly performed at least once, and the amount of ultraviolet light irradiated at each repetition is adjusted to be equal to or increased from the previous step.
상기 제1 단계 이후, 상기 자외선 경화 수지가 주입된 주입구를 차폐하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 방법.The method of claim 8,
After the first step, the substrate manufacturing method of the optical device for augmented reality, characterized in that for shielding the injection hole into which the ultraviolet curable resin is injected.
상기 제2 단계에서, 상기 제2 몰드가 제1 몰드 쪽으로 이동함으로써 성형 공간 내의 자외선 경화 수지를 제1 몰드 방향으로 가압하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 방법.The method of claim 8,
In the second step, the substrate manufacturing method of the optical device for augmented reality, characterized in that by moving the second mold toward the first mold to press the ultraviolet curable resin in the molding space in the direction of the first mold.
상기 기판 성형 공정을 반복 수행하되, 반복 수행시마다 상기 자외선 조사기로부터 조사되는 자외선의 광량은 그 이전 기판 성형 공정에서의 자외선의 광량과 동일하거나 증가하도록 조절되는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 방법.The method of claim 10,
The substrate forming process is repeatedly performed, but the amount of ultraviolet light irradiated from the ultraviolet irradiator is adjusted to equal or increase the amount of ultraviolet light emitted from the ultraviolet irradiator in the previous substrate forming process. manufacturing method.
상기 제2 단계에서, 상기 자외선 조사기의 광량은 제2 몰드가 미리 설정된 목표 위치까지 이동했을 때의 조사되는 것으로 설정된 자외선의 광량보다 작은 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 방법.The method of claim 11,
In the second step, the amount of light of the ultraviolet irradiator is smaller than the amount of ultraviolet light set to be irradiated when the second mold moves to a preset target position.
상기 제2 몰드가 미리 설정된 목표 위치까지 이동할 때까지 상기 제2 단계를 반복 수행한 후, 상기 자외선 조사기로부터 조사되는 자외선의 광량을 최대로 하여 자외선 경화 수지를 완전 경화시키는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 방법.The method of claim 12,
After repeating the second step until the second mold moves to a preset target position, the UV curable resin is fully cured by maximizing the amount of UV light irradiated from the UV irradiator For augmented reality, characterized in that A method for manufacturing a substrate for an optical device.
상기 제2 몰드가 미리 설정된 목표 위치까지 제2 몰드가 이동한 경우, 상기 제1 몰드와 제2 몰드 사이의 성형 공간에서 자외선 경화 수지가 외부로 배출되는 통로인 배출구를 차폐하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 방법.The method of claim 13,
When the second mold moves to a preset target position, an outlet, which is a passage through which the UV curable resin is discharged to the outside, is shielded in the molding space between the first mold and the second mold. A method for manufacturing a substrate of an optical device for reality.
상기 자외선 경화 수지가 완전히 경화된 이후, 상기 자외선 경화 수지를 제1 몰드와 분리시키기는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 방법.The method of claim 14,
After the UV curable resin is completely cured, the method of manufacturing a substrate for an optical device for augmented reality further comprising the step of separating the UV curable resin from the first mold.
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