• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.428-428
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• 2007

최근 고화질 카메라폰이 경박단소화 되는 경향에 따라 Plastic렌즈 또는 구면 Glass렌즈만으로는 요구되는 광학적 성능 구현이 힘들기 때문에 비구면 Glass렌즈에 대한 요구가 증가하고 있다. 이러한 비구면 Glass렌즈는 일반적으로 초경합금 성형용 코어를 이용한 고온압축 성형방식으로 제작되어지기 때문에 코어면의 초정밀 연삭가공 및 코어면 코팅기술 개발이 시급한 상황이다. 한편, 대표적인 난삭재 Silicon Carbide(SiC)는 광학적 특성 및 기계적 특성, 전기적 특성 등 우수한 특성을 가진 재료로서 우주망원경, 레이저 광 및 X선 반사용 미러 등 다종, 다양한 용도로 이용되고 있으며 전기, 전자, 정보, 정밀기기의 급격한 발전으로 SiC의 수요가 급격히 증가하고 있다. 비구면 Glass렌즈 성형용 코어를 SiC소재로 제작할 경우 성형용 코어의 수명향상, 렌즈 생산원가의 절감 및 코팅 과정의 간소화 등의 다양한 장점을 가지므로 SiC를 이용한 성형용 코어의 나노 정밀도급 초정밀 연삭가공기술의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 3 메가픽셀, 2.5배 광학 줌 카메라폰 모듈용 비구면 Glass렌즈 개발을 목적으로 실험계획법을 적용하여 초경합금 성형용 코어의 연삭조건을 규명하였다. 초경합금 비구면 성형용 코어의 초정밀 연삭가공조건 및 결과를 바탕으로 난삭재인 Silicon Cabide(SiC)의 연삭가공조건을 구하고 이를 이용하여 비구면 Glass렌즈 성형용 코어를 초정밀 연삭가공하였다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2007.07a
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• pp.243-244
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• 2007

본 연구에서는 성형용 코어 가공에서 초경합금(WC, Co 0.5%)의 초정밀 가공특성을 파악하기 위하여 다이아몬드 휠의 메시, 주축 회전속도, 터빈 회전속도, 이송속도 및 연삭깊이에 따른 표면거칠기를 측정하여 최적연삭조건을 규명하였다. 규명된 최적연삭가공조건을 활용하여 페러렐 연삭법으로 초정밀 연삭가공을 수행하였다. 연삭가공은 초정밀가공기(ASP01, Nachi-Fujikoshi Co., Japan)를 사용하였다. 최종 정삭가공을 수행한 비구면 성형용 코어의 형상측정결과 형상정도(PV; ${\varphi}$ 3.0mm) 0.15${\mu}m$(비구면), 0.10${\mu}m$(평면)으로 3M급 이상의 고화질 카메라폰에 채용되고 있는 비구면 Glass렌즈 양산용 성형용 코어 규격에 만족한 결과로서 본 연구에 수행된 초정밀 가공조건 및 측정방법이 매우 유효함을 알 수 있었다. 형상정도(PV) 및 표면조도(Ra) 측정은 초정밀 자유곡면 측정기(UA3P, Panasonic Co., Japan)와 3차원 표면조도 측정기(NewView5000, Zygo Co., USA)를 각각 사용하였다. 초정밀 가공된 성형용 코어면에 이온증착법을 활용하여 DLC 코팅을 수행하였다. 코팅 전후의 성형용코어를 활용하여 Glass소재(K-BK7, Sumita Co., Japan)를 최적의 성형조건(성형온도, 압력, 냉각속도)으로 성형하였다. DLC 코팅과 성형은 DLC 코팅기(NC400, Nanotech Co., Japan)와 Glass렌즈 성형기(Nano Press-S, Sumitomo Co., Japan)을 각각 사용하였다. Fig. 1은 초정밀 연삭가공, DLC 코팅막 구조, 코팅된 성형용 코어, 그리고, 성형된 비구면Glass렌즈를 각각 나타낸다.

• The Optical Journal
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• s.102
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• pp.18-21
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• 2006

최근에는 난이도가 높은 다양한 초정밀 광학 소자, 비구면 광학 소자나 마이크로 광학 소자 등 대부분의 가공 공정이 초정밀이면서 초미세한 연삭 가공에 의해 이루어지게 되었다. 그리고 일반적으로 초정밀 및 미세 가공 기술로서 자주 예로 드는 반도체 공정 기술에서는 제조가 어려운 다양한 광학 재료, 광학 부품 가공에 자유롭게 접근할 수 있는 초정밀 및 초미세 기계 가공으로서의 연삭 가공 기술의 진보가 새롭게 인식되기 시작했다고 할 수 있다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• v.21 no.2
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• pp.141-152
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• 2004

Optics fabrication process for precision space optical parts includes bound abrasive grinding, loose abrasive lapping and polishing. The traditional bound abrasive grinding with bronze bond cupped diamond wheel leaves the machine marks of about $20{mu}m$ rms in height and the subsurface damage of about 1 ${mu}m$ rms in height to be removed by subsequent loose abrasive lapping. We explored an efficient quantitative control of precision CNC grinding. The machining parameters such as grain size, work-piece rotation speed and feed rate were altered while grinding the work-piece surfaces of 20-100 mm in diameter. The input grinding variables and the resulting surface quality data were used to build grinding prediction models using empirical and multi-variable regression analysis. The effectiveness of such grinding prediction models was then examined by running a series of precision CNC grinding operation with a set of controlled input variables and predicted output surface quality indicators. The experiment achieved the predictability down to ${pm}20$ nm in height and the surface roughness down to 36 nm in height. This study contributed to improvement of the process efficiency reaching directly the polishing and figuring process without the need for the loose abrasive lapping stage.

• Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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• v.15 no.2
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• pp.1-9
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• 2006

As consumers in optics, electronics, aerospace and electronics industry grow, the demand for ultra-precision aspheric surface lens increases higher. To enhance the precision and productivity of ultra precision aspheric surface micro lens, the development of ultra-precision grinding system and process for the aspheric surface micro lens are described. In the work reported in this paper, an ultra-precision grinding system for manufacturing the aspheric surface micro lens was developed by considering the factors affecting the ground surface roughness and profile accuracy. This paper deals with mirror grinding of an aspheric surface micro lens by resin bonded diamond wheel and spherical lens of BK7. The optimization of grinding conditions on ground surface roughness and profiles accuracy is investigated using the design of experiments.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2005.10a
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• pp.344-349
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• 2005

This paper presents a geometrical error analysis of wheel curve generation method for micro aspheric surface machining using parallel grinding method. In aspheric grinding, wheel wear in process is crucial parameter for profile error of the ground surface. To decrease wheel weal parallel grinding method is adopted. Wheel and work piece (Tungsten carbide) contact point changes during machining process. In truing process of the wheel radius is determined by the angle and distance between wheel and truer. Wheel radius error is predominantly affected by vertical deviation between the wheel rotation center and the truer center Simulation for vertical error and wheel radius error shows same tendency that expected by geometrical analysis. Experimental results show that the analysis of curve generation method matches with simulations and wheel radius errors.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.18 no.5
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• pp.362-366
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• 2007

In this research, the optimal grinding condition has been obtained by design of experiment (DOE) fur the development of aspheric lens for the 3 Mega Pixel, 2.5x optical zoom camera-phone module. Also, the tungsten carbide (WC) mold was processed by the method of ultra precision grinding under this optimal grinding condition. The influence of diamond-liked carbon (DLC) coating on form accuracy (PV) and surface roughness (Ra) of the mold was evaluated through measurements after DCL coating using ion plating on the ground mold. Also, aspheric glass lenses were molded, some before DLC coating of the mold and some after the DLC coating. The optical characteristics of each sample, molded by the different molds, were compared with each other.

• The Optical Journal
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• s.105
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• pp.49-56
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• 2006

한국광학기기협회에서는‘한·일 광산업 기술협력’을 보다 효율적으로 추진하기 위하여 해마다 일본 연수기관 및 기업에 대한 현장연수를 실시하고 있는 가운데, 올해는 처음으로 지난 8월에 일본정밀공학회(JSPE)에서 주최하는‘차세대 초정밀광학부품 나노가공기술연수’를 실시했다. 연수기관은 일본 센다이 소재의 동북대학(Tohoku University)으로 구리야가와 츠네모토 교수가 교육을 담당했다. 주요 연수 내용으로는 마이크로 광학부품가공/초정밀 비구면 렌즈 가공/전기점성유체를 이용한 비구면 렌즈 코아 연마/특수광학렌즈 SPDT 가공/초고속 가공/마이크로 AJM 가공/마이크로 초음파가공이며 본 고에서는 직접 연수에 참가 못한 독자들을 위해 연수내용을 번역 게재하고자 한다. 이달에는 제1장 연삭가공의 기초 게재를 시작으로 11월호에 이어서 나머지 2,3,4장 교육과정내용을 게재할 예정이다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.197-197
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• 2004

일반적으로 가공기는 주로 직선 운동 축과 회전 운동 축으로 구성되어 있으며, 여러 개의 축의 조합에 의하여 원하는 경로를 얻어내게 된다 여러 축이 조합이 되더라도 대부분 가공 동작의 경우는 하나의 축에 의한 단축 운동으로 충분히 만족할 만한 결과를 얻을 수 있다. 그러나, 금형 가공이나 렌즈가공 등은 단순한 회전이나 직선의 조합에 의한 곡선이 아닌 임의의 함수에 의한 곡선이므로 이러한 경우 2축 이상을 적절히 이동시켜서 원하는 형상을 얻어야 한다.(중략)

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2004.04a
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• pp.1099-1104
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• 2004

As consumer in optics, electronics, aerospace and electronics industry grow, the demand for ultra precision aspherical surface lens increases higher. To enhance the precision and productivity of ultra precision aspherical surface micro lens, the following specification of ultra precision grinding system is required: the highest rotational speed of the grinder is 100,000rpm and its turning accuracy is $0.1{\mu}m$, positioning accuracy is $0.1{\mu}m$. The development process of the grinding system for the ultra precision aspherical surface micro lens for optoelectronics industry is introduced. In the work reported in this paper, an intelligent grinding system for ultra precision aspherical surface machining was designed by considering the factors affecting the surface roughness and profiles accuracy. An aerostatic form was adopted to build the spindle of the workpiece and the spindle of grinder and ultra precision LM guide way was adopted in this system.