KR102471181B1 - An illumination apparatus - Google Patents

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Abstract

실시 예는 보드 및 상기 보드의 상부면 상에 배치되는 적어도 하나의 발광 소자를 포함하는 발광부; 상기 발광부 주위에 위치하는 제1 개구(opening), 상기 제1 개구 상부에 위치하고 상기 발광부로부터 조사되는 빛이 출사되는 제2 개구, 및 상기 제1 개구와 상기 제2 개구 사이에 위치하는 반사면을 포함하는 반사부; 및 상기 반사면 내측의 상기 발광부 상에 배치되고, 입사면과 출사면을 갖는 렌즈를 포함하며, 상기 반사면은 타원 형상이고, 상기 렌즈의 상기 입사면과 상기 출사면이 만나는 모서리는 기준 직선에 접하도록 정렬되고, 상기 기준 직선은 상기 적어도 하나의 발광 소자의 중앙과 상기 반사면의 최상단을 잇는 가상의 직선이고, 수직 기준선과 상기 기준 직선 사이의 각도는 30°~ 51°이고, 상기 수직 기준선은 상기 반사부의 중앙 및 상기 렌즈의 중앙을 지나고, 상기 보드의 상부면에 수직인 가상의 직선이다.Embodiments include a board and a light emitting unit including at least one light emitting device disposed on an upper surface of the board; A first opening located around the light emitting unit, a second opening located above the first opening and through which light irradiated from the light emitting unit is emitted, and a half located between the first opening and the second opening. a reflector including slopes; and a lens disposed on the light emitting unit inside the reflective surface and having an incident surface and an emitting surface, wherein the reflective surface has an elliptical shape, and an edge where the incident surface and the emitting surface of the lens meet is a reference straight line. Aligned to contact, the reference straight line is an imaginary straight line connecting the center of the at least one light emitting element and the top of the reflective surface, the angle between the vertical reference line and the reference straight line is 30 ° ~ 51 °, the vertical The reference line is an imaginary straight line that passes through the center of the reflector and the center of the lens and is perpendicular to the upper surface of the board.

Figure 112015084740586-pat00010
Figure 112015084740586-pat00010

Description

조명 장치{AN ILLUMINATION APPARATUS}Lighting device {AN ILLUMINATION APPARATUS}

실시 예는 실시 예는 발광 소자를 포함하는 조명 장치에 관한 것이다.Embodiments Embodiments relate to a lighting device including a light emitting device.

일반적으로, 발광다이오드(LED: Light Emitting Diode, 이하 'LED'라 한다)는 전류 인가에 의해 P-N 반도체 접합(P-N junction)에서 전자와 정공이 만나 빛을발하는 소자로서, LED는 저전압, 저전류로 연속 발광이 가능하고 소비 전력이 작은이점 등 기존의 광원에 비해 많은 이점을 갖는다.In general, a light emitting diode (LED) is a device that emits light when electrons and holes meet at a P-N junction when current is applied. It has many advantages over existing light sources, such as continuous light emission and low power consumption.

특히, LED는 각종 표시 장치, 백라이트 광원 등에 널리 사용되고 있으며, 최근, 적, 녹, 청색광을 각각 방출하는 3개의 발광 다이오드 칩들을 이용하거나, 또는 형광체를 사용하여 파장을 변환시킴으로써 백색광을 방출하는 기술이 개발되어조명 장치로도 그 적용 범위를 넓히고 있다.In particular, LEDs are widely used in various display devices, backlight light sources, etc., and recently, a technology for emitting white light by using three light emitting diode chips each emitting red, green, and blue light or by converting the wavelength using a phosphor is used. It has been developed and is expanding its application range to lighting devices.

광량이 큰 램프에 비하여 상대적으로 광량이 작은 LED를 광원으로 사용하여, 광원의 크기와 유사한 크기를 갖는 광섬유 또는검출기(detector)에 광원의 파워(Power)를 집중시키고자 할 때, 단순한 리플렉터(reflector) 형태로는 검출기 면적 전체로 광원의 파워를 집중시키기 어렵다.When using an LED with relatively low light intensity compared to a lamp with high light intensity as a light source and concentrating the power of the light source on an optical fiber or detector having a size similar to that of the light source, a simple reflector ) form, it is difficult to concentrate the power of the light source on the entire detector area.

실시 예는 발광 소자의 발광면의 직경과 유사한 직경을 갖는 타겟에 광을 집중시킬 수 있는 조명 장치를 제공한다.The embodiment provides a lighting device capable of concentrating light on a target having a diameter similar to that of a light emitting surface of a light emitting device.

실시 예에 따른 조명 장치는 보드 및 상기 보드의 상부면 상에 배치되는 적어도 하나의 발광 소자를 포함하는 발광부; 상기 발광부 주위에 위치하는 제1 개구(opening), 상기 제1 개구 상부에 위치하고 상기 발광부로부터 조사되는 빛이 출사되는 제2 개구, 및 상기 제1 개구와 상기 제2 개구 사이에 위치하는 반사면을 포함하는 반사부; 및 상기 반사면 내측의 상기 발광부 상에 배치되고, 입사면과출사면을 갖는 렌즈를 포함하며, 상기 반사면은 타원 형상이고, 상기 렌즈의 상기 입사면과 상기 출사면이 만나는 모서리는 기준 직선에 접하도록 정렬되고, 상기 기준 직선은 상기 적어도 하나의 발광 소자의 중앙과 상기 반사면의최상단을 잇는 가상의 직선이고, 수직 기준선과 상기 기준 직선 사이의 각도는 30°~ 51°이고, 상기 수직 기준선은 상기 반사부의 중앙 및 상기 렌즈의 중앙을 지나고, 상기 보드의 상부면에 수직인 가상의 직선이다.A lighting device according to an embodiment includes a light emitting unit including a board and at least one light emitting element disposed on an upper surface of the board; A first opening located around the light emitting unit, a second opening located above the first opening and through which light irradiated from the light emitting unit is emitted, and a half located between the first opening and the second opening. a reflector including slopes; and a lens disposed on the light emitting unit inside the reflective surface and having an incident surface and an emitting surface, wherein the reflective surface has an elliptical shape, and an edge where the incident surface and the emitting surface of the lens meet is a reference straight line. Aligned to contact, the reference straight line is a virtual straight line connecting the center of the at least one light emitting element and the uppermost end of the reflective surface, the angle between the vertical reference line and the reference straight line is 30 ° ~ 51 °, the vertical The reference line is an imaginary straight line that passes through the center of the reflector and the center of the lens and is perpendicular to the upper surface of the board.

상기 반사부의 제1 개구의 직경은 상기 발광 소자의 발광면의 직경의 1.2배 이상이고, 상기 발광 소자의 발광면의 직경의 5.0배 이하일 수 있다.The diameter of the first opening of the reflection part may be 1.2 times or more than the diameter of the light emitting surface of the light emitting device and 5.0 times or less than the diameter of the light emitting surface of the light emitting device.

상기 렌즈의 높이는 상기 반사부의 높이의 2분의 1일 수 있다.The height of the lens may be half of the height of the reflector.

상기 반사부의 하면으로부터이격되어상기 제2 개구의 전방에 위치하는 타겟(target)에는 적어도 총 누적 파워(total collected power)의 40% 이상이 집광될 수 있다.At least 40% or more of the total collected power may be condensed on a target spaced apart from the lower surface of the reflector and located in front of the second opening.

상기 타겟의 직경은 상기 발광 소자의 발광면의 직경의 1.2배 이상이고, 상기 발광 소자의 발광면의 직경의 1.5배 이하일 수 있다.The diameter of the target may be 1.2 times or more than the diameter of the light emitting surface of the light emitting device and 1.5 times or less than the diameter of the light emitting surface of the light emitting device.

상기 반사부의 하면으로부터 상기 타겟까지의 거리는 상기 발광 소자의 발광면의 직경의 1.0배 이상이고, 상기 발광 소자의 발광면의 직경의 4.5배 이하일 수 있다.A distance from the lower surface of the reflective portion to the target may be 1.0 times or more of the diameter of the light emitting surface of the light emitting element and 4.5 times or less of the diameter of the light emitting surface of the light emitting element.

상기 수직 기준선과 상기 기준 직선 사이의 각도는 34°~ 51°일 수 있다.An angle between the vertical reference line and the reference straight line may be 34° to 51°.

상기 수직 기준선과 상기 기준 직선 사이의 각도는 42°~ 50°일 수 있다.An angle between the vertical reference line and the reference straight line may be 42° to 50°.

상기 렌즈의 직경은 수학식 1 및 2에 의하여 정의되고,The diameter of the lens is defined by Equations 1 and 2,

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112015084740586-pat00001
,
Figure 112015084740586-pat00001
,

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112015084740586-pat00002
,
Figure 112015084740586-pat00002
,

LD2는 렌즈의 직경이고, B는 상기 제2 개구의 직경의 1/2이고, 0.8≤k≤1이고, LH2는 상기 렌즈의 높이이고, θ는 수직 기준선과 상기 기준 직선 사이의 각도일 수 있다.LD2 is the diameter of the lens, B is 1/2 of the diameter of the second aperture, 0.8≤k≤1, LH2 is the height of the lens, θ may be an angle between a vertical reference line and the reference straight line .

상기 렌즈의 출사면을 통과한 빛은 상기 보드의 상부면과 수직한 방향과 평행하게 출사될 수 있다.Light passing through the exit surface of the lens may be emitted parallel to a direction perpendicular to the upper surface of the board.

실시 예는 발광 소자의 발광면의 직경과 유사한 직경을 갖는 타겟에 광을 집중시킬 수 있다.The embodiment may focus light on a target having a diameter similar to that of the light emitting surface of the light emitting device.

도 1은 실시 예에 따른 조명 장치의 분리 사시도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 조명 장치의 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 조명 장치의 CD 방향의 단면도를 나타낸다.
도 4는 도 1에 도시된 반사부의 반사면에 의하여 반사되는 빛을 나타낸다.
도 5는 반사면의 사이즈, 렌즈의 크기 및 위치, 및 타겟의 사이즈 및 위치를 나타낸다.
도 6은 도 7의 시뮬레이션 결과에 대한 각 케이스의 조건을 나타낸다.
도 7은 도 6에 따른 조명 장치의 집광에 관한 시뮬레이션 결과를 나타낸다.
도 8은 도 9의 시뮬레이션 결과에 대한 각 케이스의 조건을 나타낸다.
도 9는 도 8의 조건에 따른 조명 장치의 집광에 관한 시뮬레이션 결과를 나타낸다.
도 10은 도 7 및 도 9의 시뮬레이션 결과들에 대한 그래프이다.
1 shows an exploded perspective view of a lighting device according to an embodiment.
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the lighting device shown in FIG. 1 in an AB direction.
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the lighting device shown in FIG. 1 in a CD direction.
FIG. 4 shows light reflected by the reflective surface of the reflector shown in FIG. 1 .
5 shows the size of the reflective surface, the size and position of the lens, and the size and position of the target.
FIG. 6 shows the conditions of each case for the simulation results of FIG. 7 .
FIG. 7 shows a simulation result of light condensing of the lighting device according to FIG. 6 .
FIG. 8 shows the conditions of each case for the simulation results of FIG. 9 .
FIG. 9 shows simulation results of light condensing of the lighting device according to the condition of FIG. 8 .
10 is a graph of simulation results of FIGS. 7 and 9 .

이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.Hereinafter, embodiments will be clearly revealed through the accompanying drawings and description of the embodiments. In the description of the embodiment, each layer (film), region, pattern or structure is “on” or “under” the substrate, each layer (film), region, pad or pattern. In the case where it is described as being formed in, "up / on" and "under / under" include both "directly" or "indirectly" formed through another layer. do. In addition, the criterion for the upper/upper or lower/lower of each layer will be described based on the drawings.

도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다.In the drawings, sizes are exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of explanation. Also, the size of each component does not fully reflect the actual size. Also, like reference numerals denote like elements throughout the description of the drawings.

도 1은 실시 예에 따른 조명 장치(100)의 분리 사시도를 나타내고, 도 2는 도 1에 도시된 조명 장치(100)의 AB 방향의 단면도를 나타내고, 도 3은 도 1에 도시된 조명 장치(100)의 CD 방향의 단면도를 나타낸다.1 shows an exploded perspective view of a lighting device 100 according to an embodiment, FIG. 2 shows a cross-sectional view of the lighting device 100 shown in FIG. 1 in an AB direction, and FIG. 3 is a lighting device shown in FIG. 1 ( 100) shows a cross-sectional view in the CD direction.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 조명 장치(100)는 하우징(Housing, 110), 발광부(120), 반사부(reflector, 130), 및 렌즈(lens, 140)를 포함한다.1 to 3 , the lighting device 100 includes a housing 110, a light emitting unit 120, a reflector 130, and a lens 140.

하우징(110)은 발광부(120), 반사부(130), 및 렌즈(140)를 수용하는 캐비티(cavity, 111)를 구비한다.The housing 110 includes a cavity 111 accommodating the light emitting part 120 , the reflecting part 130 , and the lens 140 .

하우징(110)은 가볍고, 내열성이 강한 플라스틱 재질이거나, 열전도도가 좋은 금속 재질, 예컨대, 알루미늄일 수 있다. 하우징(110)의 내벽에는 발광부(120)로부터 조사되는 빛을 반사시킬 수 있는 반사 물질이 코팅될 수도 있다. 또는 다른 실시 예에서는 하우징(110) 자체가 광을 반사하는 반사 재질로 이루어질 수도 있다.The housing 110 may be made of a lightweight, heat-resistant plastic material or a metal material having good thermal conductivity, for example, aluminum. A reflective material capable of reflecting light emitted from the light emitting unit 120 may be coated on an inner wall of the housing 110 . Alternatively, in another embodiment, the housing 110 itself may be made of a reflective material that reflects light.

발광부(120)는 하우징(110) 내에 배치되며, 광을 조사한다.The light emitting unit 120 is disposed within the housing 110 and emits light.

발광부(120)는 보드(board, 122), 및 발광 소자(124)를 포함할 수 있다. 또한 발광부(120)는 발광 소자(124)를 보호하고, 발광 소자(124)로부터 조사되는 빛을 굴절시킬 수 있는 수지층(126)을 더 포함할 수 있다.여기서 수지층(126)은 빛을 굴절시키는 렌즈 역할을 할 수 있다.The light emitting unit 120 may include a board 122 and a light emitting element 124 . In addition, the light emitting unit 120 may further include a resin layer 126 that protects the light emitting element 124 and refracts light emitted from the light emitting element 124. Here, the resin layer 126 is can serve as a lens that refracts the

발광부(120)의 보드(122)는 발광 소자(124)를 마운팅하고, 발광 소자(124)에 전원을 공급하거나, 발광 소자를 제어하거나, 보호할 수 있는 소자를 마운팅할 수 있는 판 형태의 구조일 수 있다.The board 122 of the light emitting unit 120 is in the form of a plate capable of mounting a light emitting element 124, supplying power to the light emitting element 124, controlling or protecting the light emitting element. may be a rescue.

예컨대, 보드(122)는 인쇄회로기판(Printed circuit board)이거나, 메탈 PCB일 수 있다. 도 3에서 보드(122)는 정육면체의 판 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 원형, 타원형, 또는 다면체의 판 형상일 수 있다.For example, the board 122 may be a printed circuit board or a metal PCB. In FIG. 3 , the board 122 may have a regular hexahedral plate shape, but is not limited thereto, and may have a circular, elliptical, or polyhedral plate shape.

발광 소자(124)는 보드(122)의 일면(예컨대, 상부면) 상에 배치된다. 발광 소자(124)는 LED(Light Emitting Diode) 기반의 광원일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 발광 소자(124)는 발광 다이오드 칩 형태이거나, 또는 발광 다이오드 패키지 형태일 수 있다.The light emitting element 124 is disposed on one surface (eg, upper surface) of the board 122 . The light emitting element 124 may be a light emitting diode (LED)-based light source, but is not limited thereto. For example, the light emitting device 124 may be in the form of a light emitting diode chip or a light emitting diode package.

발광 소자(124)의 개수는 1개 이상일 수 있다. 도 1에서는 1개의 발광 소자가 보드 상에 배치되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 다른 실시 예에서는 복수 개의 발광 소자들이 일렬로 보드 상에 배열되거나, 원형 또는 매트릭스(matrix) 형태 등과 같이 다양한 형태로 보드(122) 상에 배열될 수 있다.The number of light emitting elements 124 may be one or more. In FIG. 1, one light emitting device is disposed on the board, but is not limited thereto. For example, in another embodiment, a plurality of light emitting devices may be arranged on the board 122 in a row or in various shapes such as a circular shape or a matrix shape.

발광 소자(124)는 가시광선 또는 적외선 파장 범위를 갖는 빛을 방출할 수 있다.The light emitting element 124 may emit light having a wavelength range of visible light or infrared light.

예컨대, 발광 소자(124)는 청색, 적색, 또는 녹색의 파장 범위를 갖는 빛을 방출할 수 있다. 또는 발광 소자(124)는 백색의 파장 범위를 갖는 빛을 방출할 수도 있다.For example, the light emitting device 124 may emit light having a blue, red, or green wavelength range. Alternatively, the light emitting element 124 may emit light having a white wavelength range.

또는 예컨대, 발광 소자(124)는 200nm ~ 400nm의 파장 범위를 갖는 자외선을 발생할 수 있다. 또는 예컨대, 발광 소자들(124-1 내지 124-n, n>1인 자연수) 각각은 200nm ~ 280nm의 파장 범위를 갖는 UVC(ultraviolet-C)를 발생할 수도 있다.Alternatively, for example, the light emitting device 124 may generate ultraviolet rays having a wavelength range of 200 nm to 400 nm. Alternatively, for example, each of the light emitting elements 124-1 to 124-n, where n is a natural number > 1, may generate ultraviolet-C (UVC) light having a wavelength range of 200 nm to 280 nm.

발광 소자의 수가 복수 개일 때, 복수의 발광 소자들은 동일 또는 유사한 파장 범위를 갖는 빛을 발생할 수 있다. 또한 복수의 발광 소자들 중 적어도 하나는 다른 파장 범위를 갖는 빛을 방출할 수도 있다.When the number of light emitting elements is plural, the plurality of light emitting elements may generate light having the same or similar wavelength range. Also, at least one of the plurality of light emitting elements may emit light having a different wavelength range.

반사부(130)는 발광 소자(124) 주위를 감싸도록 배치되고, 발광부(120)로부터 조사되는 빛을 반사하는 반사면(132)을 포함할 수 있다.The reflector 130 may include a reflective surface 132 that is arranged to surround the light emitting element 124 and reflects light emitted from the light emitter 120 .

예컨대, 반사부(130)는 발광부(120)에 인접하고, 하단에 위치하는 제1 개구(130a), 제1 개구(130a) 상부에 위치하고, 발광부(120)로부터 조사되는 빛이 출사되는 제2 개구(130b), 및 제1 개구(130a)와 제2 개구(130b) 사이에 위치하는 반사면(132)을 포함할 수 있다.제2 개구(130b)의 직경은 제1 개구(130a)의 직경보다 크다.For example, the reflecting unit 130 is adjacent to the light emitting unit 120 and is located at the first opening 130a located at the lower end, located above the first opening 130a, and emits light from the light emitting unit 120. It may include a second opening 130b and a reflective surface 132 positioned between the first opening 130a and the second opening 130b. The diameter of the second opening 130b is the first opening 130a. ) is greater than the diameter of

도 1에 도시된 제1 개구(130a), 및 제2 개구(130b)의 형상은 원형이나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 타원형, 또는 다각형 형상일 수도 있다.The shapes of the first opening 130a and the second opening 130b shown in FIG. 1 are circular, but are not limited thereto, and may be elliptical or polygonal in other embodiments.

반사면(132)의 수직 단면은 타원(Ellipse) 형상이거나 또는 타원의 곡률을 가질 수 있다. 예컨대, 반사면(132)의 수직 단면은 제1 개구(130a)의 중앙 및 제2 개구(130b)의 중앙을 지나는 평면일 수 있다.A vertical section of the reflective surface 132 may have an ellipse shape or an ellipse of curvature. For example, a vertical section of the reflective surface 132 may be a plane passing through the center of the first opening 130a and the center of the second opening 130b.

예컨대, 도 2에서 반사면(132)과 반사면(132)의 하단의 연장선은 타원(EL)의 형상을 가질 수 있으며, 반사면(132) 하단의 연장선은 타원(EL)의 꼭지점을 형성할 수 있다.For example, in FIG. 2 , the reflective surface 132 and the extended line at the lower end of the reflective surface 132 may have the shape of an ellipse EL, and the extended line at the lower end of the reflective surface 132 may form a vertex of the ellipse EL. can

발광 소자(124)는 타원(EL)의 초점에 위치하도록 정렬될 수 있다.The light emitting element 124 may be aligned to be positioned at a focal point of the ellipse EL.

발광부(120)는 반사면(132)으로부터 이격하여 위치하며, 발광부(120)의 중앙은 수직 기준선(101)에 정렬될 수 있다. 이때 발광부(120)의 중앙은 발광 소자(124)의 중앙일 수 있고, 발광 소자(124)의 중앙은 발광 소자(124)의 발광면의 중앙일 수 있다.The light emitting part 120 is positioned apart from the reflective surface 132 , and the center of the light emitting part 120 may be aligned with the vertical reference line 101 . In this case, the center of the light emitting unit 120 may be the center of the light emitting element 124, and the center of the light emitting element 124 may be the center of the light emitting surface of the light emitting element 124.

수직 기준선(101)은 반사부(130)의 중앙, 및 렌즈(140)의 중앙을 지나고, 보드(122)의 상부면에 수직인 가상의 직선일 수 있다. 예컨대, 수직 기준선(101)은 반사부(130)의 제1 개구(130a)의 중앙, 제2 개구(130b)의 중앙, 및 렌즈(140)의 중앙을 지나고, 보드(122)의 상부면에 수직인 가상의 직선일 수 있다.The vertical reference line 101 may be an imaginary straight line that passes through the center of the reflector 130 and the center of the lens 140 and is perpendicular to the upper surface of the board 122 . For example, the vertical reference line 101 passes through the center of the first opening 130a, the center of the second opening 130b, and the center of the lens 140 of the reflector 130, and is on the upper surface of the board 122. It may be a vertical imaginary straight line.

반사부(130)는 수직 단면이 타원 형상인 반사면(132), 반사면(132)의 반대편에 위치하는 측면(134), 및 반사면(132)과 측면(134) 사이에 위치하는 하면(136)을 포함할 수 있다.The reflector 130 includes a reflective surface 132 having an elliptical cross section, a side surface 134 positioned opposite to the reflective surface 132, and a lower surface positioned between the reflective surface 132 and the side surface 134 ( 136) may be included.

반사부(130)는 반사 금속, 예컨대, 스텐레스, 은(Ag)으로 이루어질 수 있다. 또는 반사부(130)는 경면 반사가 되는 형태의 금속 재질일 수 있다.The reflector 130 may be made of a reflective metal, for example, stainless steel or silver (Ag). Alternatively, the reflector 130 may be a metal material having a specular reflection.

또는 반사부(130)는 반사율이 높은 수지 재질로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Alternatively, the reflector 130 may be made of a resin material having high reflectivity, but is not limited thereto.

렌즈(140)는 발광부(120) 상의 반사면(132) 내부의 공간에 배치되며, 발광부(120)로부터 조사되는 빛을 굴절시켜 투과시킨다. 예컨대, 렌즈(140)의 중앙은 발광부(120)의 중앙, 제1 개구(130a)의 중앙, 및 제2 개구(130b)의 중앙에 정렬될 수 있다.The lens 140 is disposed in a space inside the reflective surface 132 on the light emitting unit 120, and refracts and transmits light emitted from the light emitting unit 120. For example, the center of the lens 140 may be aligned with the center of the light emitting unit 120, the center of the first opening 130a, and the center of the second opening 130b.

렌즈(140)는 반사부(130)의 하단에서 상단 방향 또는 발광부(120)에서 렌즈(140)로 향하는 방향으로 볼록한 굴절부(142), 및 굴절부(142) 하면에 마련되는 지지부(144)를 포함할 수 있다.The lens 140 includes a convex refractive portion 142 in a direction from the bottom to the top of the reflecting portion 130 or in a direction from the light emitting portion 120 toward the lens 140, and a support portion 144 provided on the lower surface of the refractive portion 142. ) may be included.

렌즈(140)의 지지부(144)는 보드(122)의 상부면에 마련되는 결합 홈(122a)과 결합하며, 렌즈(140)를 지지할 수 있다. 지지부(144)의 개수는 2개 이상일 수 있다.The support portion 144 of the lens 140 is coupled to the coupling groove 122a provided on the upper surface of the board 122 and may support the lens 140 . The number of support parts 144 may be two or more.

도 1에는 굴절부(142)에 마련되는 4개의 지지부들(144)이 도시되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.In FIG. 1 , four support parts 144 provided on the bent part 142 are shown, but are not limited thereto.

예컨대, 지지부들(144)에 의하여 발광부(120)로부터 조사되는 빛이 굴절되는 것을 억제하기 위하여 지지부들은 서로 이격하여 굴절부(142)의 하면에 연결될 수 있다.For example, in order to suppress the refraction of light emitted from the light emitting unit 120 by the support units 144 , the support units may be spaced apart from each other and connected to the lower surface of the refracting unit 142 .

도 1에서는 렌즈(140)의 지지부(144)가 보드(122)에 마련되는 홈(122a)에 결합되지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 렌즈(140)의 지지부(144)는 하우징(110)의 캐비티(111)의 하면에 마련되는 홈에 결합될 수도 있다.1, the support 144 of the lens 140 is coupled to the groove 122a provided on the board 122, but is not limited thereto, and in another embodiment, the support 144 of the lens 140 is a housing ( 110) may be coupled to a groove provided on the lower surface of the cavity 111.

또한 또 다른 실시 예에서는 보드(122)에 홈(122a)이 마련되지 않고, 접착 부재에 의하여 지지부(144)가 보드(122) 또는 하우징(110)의 캐비티(111)의 하면에 고정될 수도 있다. In another embodiment, the groove 122a is not provided in the board 122, and the support 144 may be fixed to the lower surface of the board 122 or the cavity 111 of the housing 110 by an adhesive member. .

도 3에는 렌즈(140)에 의해 굴절되는 빛이 도시된다.3 shows light refracted by the lens 140 .

렌즈(140)의 굴절부(142)는 입사면(142a), 및 출사면(142b)을 포함할 수 있다.The refraction part 142 of the lens 140 may include an incident surface 142a and an exit surface 142b.

렌즈(140)의 굴절부(142)의 입사면(142a)은 발광 소자(124)로부터 조사되는 빛이 입사되고, 굴절되는 면일 수 있으며, 반사면(132)로부터 이격할 수 있다.The incident surface 142a of the refracting part 142 of the lens 140 may be a surface on which light irradiated from the light emitting element 124 is incident and refracted, and may be spaced apart from the reflective surface 132 .

렌즈(140)의 굴절부(142)의 출사면(142b)은 입사면(142a)을 통과한 빛을 굴절시키며, 통과시킨다. 렌즈(140)의 굴절부(142)의 입사면(142a)과 출사면(142b)을 통과한 빛은 발광부(120)에서 렌즈(140)로 향하는 방향과 평행한 광(148)으로 변환될 수 있다.The exit surface 142b of the refracting part 142 of the lens 140 refracts and passes the light passing through the incident surface 142a. The light passing through the incident surface 142a and the exit surface 142b of the refracting part 142 of the lens 140 is converted into light 148 parallel to the direction from the light emitting part 120 toward the lens 140. can

예컨대, 렌즈(140)의 입사면(142a)은 보드(122)의 상부면과 평행한 평면일 수 있고, 출사면(142b)은 발광부(120)에서 렌즈(140)로 향하는 방향으로 볼록한 반구 형상, 파라볼라 형상, 또는 타원 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 입사면(142a)과 출사면(142b)을 통과한 빛이 평행한 광(148)으로 변환될 수 있도록 입사면(142a) 및 출사면(142b)은 다양한 형태로 구현될 수 있다.For example, the incident surface 142a of the lens 140 may be a plane parallel to the upper surface of the board 122, and the exit surface 142b is a convex hemisphere in a direction from the light emitting unit 120 toward the lens 140. It may have a shape, a parabolic shape, or an elliptical shape, but is not limited thereto, and in another embodiment, light passing through the incident surface 142a and the exit surface 142b is incident so that it can be converted into parallel light 148. The surface 142a and the exit surface 142b may be implemented in various forms.

반사면(132) 내부 공간, 및 렌즈(140)와 발광부(120) 사이의 공간은 기체, 예컨대, 공기로 채워질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 투광성 재질로 채워질 수도 있다.The inner space of the reflective surface 132 and the space between the lens 140 and the light emitting unit 120 may be filled with gas, for example, air, but are not limited thereto, and may be filled with a translucent material in another embodiment.

렌즈(140)의 가장 자리(142-1)는 발광 소자(124)의 중앙과 반사면(132a)의 최상단(132-1)을 잇는 가상의 기준 직선(102a)에서 이격될 수 있다. 또는 렌즈(140)의 가장 자리(142-1)는 가상의 기준 직선(102a)에 정렬되거나 접할 수 있다.The edge 142-1 of the lens 140 may be spaced apart from an imaginary reference straight line 102a connecting the center of the light emitting element 124 and the uppermost end 132-1 of the reflective surface 132a. Alternatively, the edge 142-1 of the lens 140 may be aligned with or in contact with the imaginary reference straight line 102a.

만약 렌즈(140)의 가장 자리(142-1)가 가상의 기준 직선(102a)과 오버랩되는 경우에는 반사면(132)에 의해 반사되는 빛과 렌즈(140)에 의해 굴절되는 빛이 서로 간섭을 일으킬 수 있으며, 이러한 빛의 간섭에 의하여 타겟에 원하는 집광을 할 수 없다.If the edge 142-1 of the lens 140 overlaps the imaginary reference straight line 102a, the light reflected by the reflective surface 132 and the light refracted by the lens 140 interfere with each other. However, due to the interference of the light, the desired light cannot be focused on the target.

예컨대, 렌즈(140)의 가장 자리(142-1)는 렌즈(140)의 입사면(142a)과 출사면(142b)이 접하는 렌즈(140)의 모서리일 수 있다.For example, the edge 142-1 of the lens 140 may be a corner of the lens 140 where the incident surface 142a and the exit surface 142b of the lens 140 come into contact.

발광 소자(124)의 개수가 복수 개일 때, 발광 소자(124)의 중앙은 발광 소자들이 분포되는 영역의 중앙일 수 있다.When the number of light emitting elements 124 is plural, the center of the light emitting element 124 may be the center of a region in which the light emitting elements are distributed.

반사부(130)의 제1 영역으로 조사되는 발광 소자(124)의 빛은 렌즈(140)에 의하여 굴절되며, 굴절된 빛은 발광부(120)에서 렌즈(140)로 향하는 방향과 평행한 광(148)으로 변환되어 출사될 수 있다. 반사부(130)의 제1 영역은 발광 소자(124)의 중앙과 반사면(132a)의 최상단(132-1)을 잇는 가상의 기준 직선(102a)의 일 측에 위치하는 영역일 수 있다. 예컨대, 반사부(130)의 제1 영역은 발광 소자(124)의 중앙과 반사면(132a)의 최상단(132-1)을 잇는 가상의 기준 직선들(102a)로 이루어지는 폐곡면(예컨대, 원뿔)의 내측 영역일 수 있다.Light from the light emitting element 124 irradiated to the first region of the reflector 130 is refracted by the lens 140, and the refracted light is light parallel to the direction from the light emitting part 120 toward the lens 140. It can be converted to (148) and emitted. The first area of the reflector 130 may be an area located on one side of an imaginary reference straight line 102a connecting the center of the light emitting element 124 and the uppermost end 132-1 of the reflective surface 132a. For example, the first region of the reflector 130 is a closed curved surface (eg, a cone) formed of imaginary reference straight lines 102a connecting the center of the light emitting element 124 and the uppermost end 132-1 of the reflective surface 132a. ).

예컨대, 기준 직선(102a)의 위로 조사되는 발광 소자(124)의 빛은 렌즈(140)에 의하여 굴절되며, 굴절된 빛은 발광부(120)에서 렌즈(140)로 향하는 방향과 평행한 광(148)으로 변환되어 출사될 수 있다.For example, the light of the light emitting element 124 irradiated above the reference straight line 102a is refracted by the lens 140, and the refracted light is parallel to the direction from the light emitting unit 120 to the lens 140 ( 148) and can be emitted.

도 4는 도 1에 도시된 반사부(130)의 반사면(132)에 의하여 반사되는 빛(149)을 나타내고, 도 5는 반사면(132)의 사이즈, 렌즈(140)의 크기 및 위치, 및 타겟의 사이즈 및 위치를 나타낸다.4 shows the light 149 reflected by the reflective surface 132 of the reflective unit 130 shown in FIG. 1, and FIG. 5 shows the size of the reflective surface 132, the size and position of the lens 140, and the size and position of the target.

도 4 및 도 5를 참조하면, 기준 직선(102a) 아래로 출사되는 발광 소자(124)의 빛은 반사면(132)에 의하여 바로 반사된다. 반사면(132)은 타원 형상이므로 반사면(132)에 의하여 반사된 빛(149)은 일정 거리에 위치하는 타겟(Ta)으로 집광될 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5 , light from the light emitting element 124 emitted below the reference line 102a is directly reflected by the reflective surface 132 . Since the reflective surface 132 has an elliptical shape, the light 149 reflected by the reflective surface 132 may be focused on the target Ta located at a certain distance.

예컨대, 기준 직선(102a) 아래로 출사되는 발광 소자(124)의 빛은 반사면(132)의 반사에 의하여 수직 기준선(101)을 지나거나 또는 접하도록 집광된 광(149)으로 변환되어 출사될 수 있다.For example, the light of the light emitting element 124 emitted below the reference line 102a is converted into light 149 condensed to pass through or contact the vertical reference line 101 by reflection of the reflective surface 132 and be emitted. can

도 3 및 도 4를 참조하면, 반사부(130)의 제1 개구(130a)의 직경(ED1)은 1.2×LD ~ 5.0×LD일 수 있다. 예컨대, LD는 발광 소자(124)의 발광면의 직경일 수 있고, ED1은 반사면(132)의 최하단의 직경일 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4 , the diameter ED1 of the first opening 130a of the reflector 130 may be 1.2×LD to 5.0×LD. For example, LD may be the diameter of the light emitting surface of the light emitting element 124, and ED1 may be the diameter of the lowest end of the reflective surface 132.

제1 개구(130a)의 직경(ED1)이 1.2×LD 이상일 경우에는 발광 소자(124)로부터 발생하는 빛을 손실없이 반사면(132)으로 보낼 수 있다. 따라서 제1 개구(130a)의 직경(ED1)이 1.2×LD 미만일 경우에는 발광 소자(124)로부터 방출되는 빛의 광량이 손실될 수 있다.When the diameter ED1 of the first opening 130a is greater than or equal to 1.2×LD, light generated from the light emitting element 124 can be directed to the reflective surface 132 without loss. Accordingly, when the diameter ED1 of the first opening 130a is less than 1.2×LD, the amount of light emitted from the light emitting element 124 may be lost.

또한 제1 개구(130a)의 직경(ED1)이 5.0×LD을 초과하는 경우에는 광원의 면적 대비 제1 개구(130a)의 직경이 너무 멀어져서 광량의 손실이 증가하여 광 파워가 떨어진다.Also, when the diameter ED1 of the first opening 130a exceeds 5.0×LD, the diameter of the first opening 130a is too far apart from the area of the light source, so the loss of light quantity increases and the optical power decreases.

발광 소자(124)의 발광면의 직경(LD)과 유사한 직경을 갖는 타겟(Ta)에 빛을 집광하도록 하기 위하여, 실시 예에 따른 타겟(Ta)의 직경(TD)은 1.2×LD ~ 1.5×LD일 수 있다.In order to condense light on a target Ta having a diameter similar to the diameter LD of the light emitting surface of the light emitting element 124, the diameter TD of the target Ta according to the embodiment is 1.2×LD to 1.5× may be LD.

또한 반사부(130)의 하면(136)으로부터 타겟(Ta)까지의 거리(TH)는 1.0×LD ~ 4.5×LD일 수 있다.In addition, the distance TH from the lower surface 136 of the reflector 130 to the target Ta may be 1.0×LD to 4.5×LD.

TH가 4.5×LD 초과일 경우, 집광되는 거리가 멀어지기 때문에 집광되는 광 파워가 40% 미만으로 감소하기 때문이다.This is because when TH is greater than 4.5×LD, the condensed optical power decreases to less than 40% because the condensed distance increases.

TH가 1.0×LD 미만일경우, 반사부(130)의 하면(136)으로부터 타겟(Ta)까지의 거리(TH)가 너무 가까워져서 반사부(130)와 렌즈(140)에 의한 집광 효과를 얻을 수 없습니다.When TH is less than 1.0 × LD, the distance TH from the lower surface 136 of the reflector 130 to the target Ta is too close to obtain a light condensing effect by the reflector 130 and the lens 140 There is not.

수직 기준선(101)과 기준 직선(102a) 사이의 각도(θ)는 수학식 1에 의하여 정의된다.An angle θ between the vertical reference line 101 and the reference straight line 102a is defined by Equation 1.

Figure 112015084740586-pat00003
Figure 112015084740586-pat00003

ED2는 제2 개구(130b)의 직경일 수 있다. 예컨대, ED2는 반사면(132)의 최상단의 직경일 수 있다.ED2 may be the diameter of the second opening 130b. For example, ED2 may be the diameter of the top of the reflective surface 132 .

EH는 반사부(130)의 높이를 나타낸다. 예컨대, EH는 반사부(130)의 하면(136)으로부터 반사면(132)의 최상단(132-1)까지의 거리일 수 있다.EH represents the height of the reflector 130 . For example, EH may be a distance from the lower surface 136 of the reflecting part 130 to the uppermost end 132-1 of the reflecting surface 132.

수직 기준선(101)과 기준 직선(102a) 사이의 각도(θ)는 30°~ 51°일 수 있다.An angle θ between the vertical reference line 101 and the reference straight line 102a may be 30° to 51°.

θ가 30°미만일 경우는 타원 형상(EL)의 초점 거리(a)가 멀어져서 광량이 떨어지고, θ가 51°초과일 경우에는 타원 형상(EL)의 초점 거리(a)가 짧아져서 집광하기 어렵다.When θ is less than 30°, the focal length a of the elliptical shape EL becomes farther away and the amount of light decreases. When θ exceeds 51°, the focal length a of the elliptical shape EL becomes shorter and it is difficult to collect light. .

렌즈(140)의 직경(LD2)은 수학식 2 및 수학식 3에 의하여 정의된다.The diameter LD2 of the lens 140 is defined by Equations 2 and 3.

Figure 112015084740586-pat00004
Figure 112015084740586-pat00004

Figure 112015084740586-pat00005
Figure 112015084740586-pat00005

k는 빛들의 간섭에 관한 상수를 나타내며, 0.8≤k≤1일 수 있다.k represents a constant related to the interference of lights, and may be 0.8≤k≤1.

k=1 일 때는 렌즈(140)의 가장 자리(142-1)가 가상의 기준 직선(102a)에 정렬될 수 있다.When k=1, the edge 142-1 of the lens 140 may be aligned with the imaginary reference straight line 102a.

k>1 일 때는 렌즈(140)의 가장 자리(142-1)가 가상의 기준 직선(102a)과 오버랩되기 때문에, 빛의 간섭이 발생할 수 있다.When k>1, light interference may occur because the edge 142-1 of the lens 140 overlaps the virtual reference straight line 102a.

k<0.8 일 때는 렌즈(140)의 직경이 작아져서 렌즈(140)에 의한 빛의 집광 효과를 얻을 수 없다.When k<0.8, the diameter of the lens 140 becomes small, so that the light condensing effect by the lens 140 cannot be obtained.

LH2는 렌즈(140)의 높이를 나타낸다.LH2 represents the height of the lens 140.

예컨대, LH2는 반사부(130)의 하면(136)으로부터 렌즈(140)의 입사면(142a)까지의 거리일 수 있다.For example, LH2 may be a distance from the lower surface 136 of the reflector 130 to the incident surface 142a of the lens 140 .

렌즈(140)가 타원의 곡률을 갖는다는 점, 및 타겟(Ta)까지의 거리를 고려하여 렌즈(140)의 높이(LH2)는 반사부(130)의 높이(EH)의 1/2로 설정한다. 렌즈(140)의 곡률은 타겟까지의 거리(TH)에 따라 달라질 수 있다. 즉 렌즈(140)가 집광하는 영역이 작아질수록 렌즈(140)의 곡률의 높이가 증가하면서 타겟(Ta)까지의 거리(TH)도 증가할 수 있다. 타원의 곡률을 갖는 렌즈(140)가 집광할 수 있는 타겟까지의 거리를 고려할 때, 실시 예는 LH2를 EH의 1/2로 설정함으로써, 발광 소자(124)로부터 발생하는 빛의 광량의 25% ~ 60%를 원하는 타겟(Ta)까지 집광할 수 있다.Considering the fact that the lens 140 has an elliptical curvature and the distance to the target Ta, the height LH2 of the lens 140 is set to 1/2 of the height EH of the reflector 130. do. The curvature of the lens 140 may vary according to the distance TH to the target. That is, as the light condensing area of the lens 140 decreases, the height of the curvature of the lens 140 increases and the distance TH to the target Ta may also increase. Considering the distance to the target that the lens 140 having an elliptical curvature can condense, the embodiment sets LH2 to 1/2 of EH, thereby reducing the amount of light emitted from the light emitting element 124 by 25%. ~ 60% can be condensed to a desired target (Ta).

수학식 3에서는 B는 LH2가 반사부(130)의 높이(EH)의 1/2일 때, 반사면(132)의 최상단의 직경의 1/2, 또는 제2 개구(130b)의 직경(ED2)의 1/2일 수 있다.In Equation 3, B is 1/2 of the uppermost diameter of the reflective surface 132 when LH2 is 1/2 of the height EH of the reflector 130, or the diameter of the second opening 130b (ED2 ) may be 1/2 of

반사부(130)에 의하여 반사부(130)의 제2 영역으로 조사되는 발광 소자(124)의 빛은 타겟 영역으로 집광될 수 있다.Light from the light emitting device 124 radiated to the second area of the reflector 130 by the reflector 130 may be focused on the target area.

렌즈(140)에 의하여 손실되는 광을 고려하더라도 실시 예는 조명 장치로부터 출사된 빛의 전체 광 파워의 적어도 40% 이상을 타겟 영역에 집광할 수 있다.Even considering the light lost by the lens 140, the embodiment is from the lighting device. At least 40% or more of the total optical power of emitted light may be focused on the target area.

도 6은 도 7의 시뮬레이션 결과에 대한 각 케이스(case)의 조건을 나타내고, 도 7은 도 6에 따른 조명 장치의 집광에 관한 시뮬레이션 결과를 나타낸다. LES는 발광 소자(124)의 발광면의 직경을 나타내고, LES는 3.5mm이고, 타겟, 예컨대, 검출기(detector)의 크기(size)는 5mm × 5mm일 수 있다. 여기서 검출기는 수신되는 빛의 파워 또는 광량을 측정할 수 있다. F1, F2는 타원의 초점을 나타내고, R은 타원의 버텍스라디우스(vertex radius)이고, k는 코닉 상수(conic constant)이고, F는 타원의 원점에서 초점(또는 발광 소자(124))까지의 거리이다.FIG. 6 shows conditions of each case for the simulation results of FIG. 7 , and FIG. 7 shows simulation results of light condensing of the lighting device according to FIG. 6 . LES represents the diameter of the light emitting surface of the light emitting element 124, LES is 3.5 mm, and the size of a target, for example, a detector, may be 5 mm × 5 mm. Here, the detector may measure the power or amount of light received. F1 and F2 represent the focus of the ellipse, R is the vertex radius of the ellipse, k is a conic constant, and F is the distance from the origin of the ellipse to the focus (or the light emitting element 124). It is a distance.

총 누적 파워(Total collected power)는 조명 장치로부터 출사되는 전체 광의 수집된 파워를 나타내고, 검출기 누적 파워(Detector collected power)는 타겟(Ta), 예컨대, 검출기에 의하여 검출되는 광의 파워를 나타내고, rate는 총 누적 파워와 검출기 누적 파워의 비율을 나타낸다.Total collected power represents the collected power of all light emitted from the lighting device, and detector collected power represents the power of light detected by a target (Ta), for example, a detector, and rate is It represents the ratio of total cumulative power and detector cumulative power.

타겟(Ta), 예컨대, 검출기의 사이즈는 발광면의 직경의 1.2배 내지 1.5배일 수 있다.The size of the target Ta, for example, the detector, may be 1.2 to 1.5 times the diameter of the light emitting surface.

도 6 및 도 7을 참조하면, 비율(rate)이 40% 이상이 되는 경우는 case 1 내지 case 4일 수 있으며, θ는 30°~ 51°일 수 있다.Referring to FIGS. 6 and 7 , the case where the rate is 40% or more may be case 1 to case 4, and θ may be 30° to 51°.

도 8은 도 9의 시뮬레이션 결과에 대한 각 case의 조건을 나타내고, 도 9는 도 8의 조건에 따른 조명 장치의 집광에 관한 시뮬레이션 결과를 나타낸다.FIG. 8 shows conditions of each case for the simulation results of FIG. 9 , and FIG. 9 shows simulation results of light condensing of the lighting device according to the conditions of FIG. 8 .

LES는 14.5mm이고, 타겟, 예컨대, 검출기(detector)의 크기(size)는 18mm × 18mm일 수 있다.The LES may be 14.5 mm, and the size of the target, eg, detector, may be 18 mm × 18 mm.

도 8 및 도 9를 참조하면, 비율(rate)이 40% 이상이 되는 경우는 case 1 내지 case 4일 수 있으며, θ는 30°~ 51°일 수 있다.Referring to FIGS. 8 and 9 , cases in which the rate is 40% or more may be case 1 to case 4, and θ may be 30° to 51°.

도 10은 도 7 및 도 9의 시뮬레이션 결과들에 대한 그래프이다.10 is a graph of simulation results of FIGS. 7 and 9 .

f1은 도 7의 시뮬레이션 결과에 따른 그래프이고, f2는 도 9의 시뮬레이션 결과에 따른 그래프이다.f1 is a graph according to the simulation result of FIG. 7 , and f2 is a graph according to the simulation result of FIG. 9 .

도 10을 참조하면, 비율(rate)이 40%인 θ는 28°일 수 있다. 2°의 오차 마진을 고려하여 비율(rate)이 40% 이상이 되도록 하기 위하여 실시 예에 따른 조명 장치(100)의 θ는 30°이상일 수 있으며, 51°이하일 수 있다. θ가 51°초과에서는 반사면(132)의 높이(EH)가 너무 작아져서, 반사면(132)이 타원의 형상을 갖기 어렵고, 이로 인하여 원하는 타겟에 집광을 할 수 없기 때문에, θ의 상한치를 51°로 설정한다.Referring to FIG. 10 , θ at a rate of 40% may be 28°. Considering the error margin of 2°, θ of the lighting device 100 according to the embodiment may be 30° or more and 51° or less so that the rate is 40% or more. When θ exceeds 51°, the height (EH) of the reflective surface 132 becomes too small, and it is difficult for the reflective surface 132 to have an elliptical shape, so that light cannot be focused on a desired target. Set to 51°.

θ는 30°~ 51°일 때, 비율(rate)은 40% 이상 68% 이하일 수 있다.When θ is 30 ° to 51 °, the rate may be 40% or more and 68% or less.

또한 비율(rate)이 50% 이상이 되도록 하기 위하여θ는 34°~ 51°일 수 있다.In addition, θ may be 34 ° to 51 ° so that the rate is 50% or more.

또한 비율(rate)이 60% 이상이 되도록 하기 위하여θ는 42°~ 50°일 수 있다.In addition, θ may be 42 ° to 50 ° so that the rate is 60% or more.

광량이 큰 램프에 비하여 상대적으로 광량이 작은 LED를 광원으로 사용하여, 광원의 크기와 유사한 크기를 갖는 광섬유 또는 검출기(detector)에 광원의 파워(Power)를 집중시키고자 할 때, 단순한 리플렉터(reflector) 형태로는 검출기 면적 전체로 광원의 파워를 집중시키기 어렵다.When using an LED with relatively low light intensity compared to a lamp with high light intensity as a light source and concentrating the power of the light source on an optical fiber or detector having a size similar to that of the light source, a simple reflector ) form, it is difficult to concentrate the power of the light source on the entire detector area.

실시 예는 다음과 같은 효과가 있다.The embodiment has the following effects.

첫째, 집광을 위하여 집광 렌즈를 타원면의 반사면으로 갖는 반사부의 중앙 렌즈로 사용함으로써 광학계군으로 손실되는 광량을 줄일 수 있다.First, the amount of light lost to the optical system group can be reduced by using a condensing lens as a central lens of a reflector having an ellipsoidal reflective surface for condensing light.

둘째, 집광을 위하여 다수의 렌즈들을 사용하는 광학계에서는 시스템 효율이 통상 70% 정도되는 반면에, 실시 예는 2개의 광학 요소들(optical elements), 예컨대, 2개의 렌즈들을 사용하기 때문에 렌즈군 효율은 적어도 84% 정도가 될 수 있으며, 광학 축의 정렬(align)이 용이할 수 있다.Second, while the system efficiency is usually about 70% in an optical system using multiple lenses for light condensation, the embodiment uses two optical elements, for example, two lenses, so the lens group efficiency is It may be at least 84%, and alignment of the optical axis may be easy.

셋째, 발광 소자(124)의 면적 및 분포에 따른 규칙에 따라 렌즈의 크기 및 위치 조절이 용이할 수 있다.Third, the size and position of the lens can be easily adjusted according to the rules according to the area and distribution of the light emitting element 124 .

실시 예는 조명 장치의 반사부(130)로부터 출사되는 광량의 총 누적 파워의 40% 이상을 타겟으로 집광할 수 있다.In the embodiment, 40% or more of the total cumulative power of the amount of light emitted from the reflector 130 of the lighting device may be condensed to the target.

이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, etc. described in the embodiments above are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, etc. illustrated in each embodiment can be combined or modified with respect to other embodiments by a person having ordinary knowledge in the field to which the embodiments belong. Therefore, contents related to these combinations and variations should be construed as being included in the scope of the present invention.

110: 하우징 120: 발광부
122: 보드 124: 발광 소자
126: 수지층 130: 반사부
132: 반사면 140: 렌즈.
110: housing 120: light emitting part
122: board 124: light emitting element
126: resin layer 130: reflector
132 reflective surface 140 lens.

Claims (10)

보드 및 상기 보드의 상부면 상에 배치되는 적어도 하나의 발광 소자를 포함하는 발광부;
상기 발광부 주위에 위치하는 제1 개구(opening), 상기 제1 개구 상부에 위치하고 상기 발광부로부터 조사되는 빛이 출사되는 제2 개구, 및 상기 제1 개구와 상기 제2 개구 사이에 위치하는 반사면을 포함하는 반사부; 및
상기 반사면 내측의 상기 발광부 상에 배치되고, 입사면과 출사면을 갖는 렌즈를 포함하며,
상기 반사면은 타원 형상이고, 상기 렌즈의 상기 입사면과 상기 출사면이 만나는 모서리는 기준 직선에 접하도록 정렬되고,상기 기준 직선은 상기 적어도 하나의 발광 소자의 중앙과 상기 반사면의 최상단을 잇는 가상의 직선이고,
수직 기준선과 상기 기준 직선 사이의 각도는 30°~ 51°이고, 상기 수직 기준선은 상기 반사부의 중앙 및 상기 렌즈의 중앙을 지나고, 상기 보드의 상부면에 수직인 가상의 직선이고,
상기 반사면에 의하여 반사된 빛은, 상기 반사부의 하면으로부터 이격되어 상기 제2 개구의 전방에 위치하는 타겟(target)의 한 점에 집광되고, 상기 렌즈에 의하여 굴절된 빛은, 상기 수직 기준선과 평행하게 진행하여, 상기 타겟(target)에 적어도 총 누적 파워(total collected power)의 40% 이상이 집광되고,
상기 타겟의 직경은, 상기 발광 소자의 발광면의 직경보다 크고, 상기 제2 개구의 직경보다 작은 조명 장치.
a light emitting unit including a board and at least one light emitting element disposed on an upper surface of the board;
A first opening located around the light emitting unit, a second opening located above the first opening and through which light irradiated from the light emitting unit is emitted, and a half located between the first opening and the second opening. a reflector including slopes; and
A lens disposed on the light emitting unit inside the reflective surface and having an incident surface and an exit surface,
The reflective surface has an elliptical shape, and an edge where the incident surface and the emitting surface of the lens meet is aligned to contact a reference straight line, and the reference straight line connects the center of the at least one light emitting element and the uppermost end of the reflective surface. is an imaginary straight line,
The angle between the vertical reference line and the reference line is 30 ° to 51 °, and the vertical reference line is an imaginary straight line passing through the center of the reflector and the center of the lens and perpendicular to the upper surface of the board,
The light reflected by the reflective surface is condensed on a point of a target located in front of the second opening and spaced apart from the lower surface of the reflective part, and the light refracted by the lens is separated from the vertical reference line. Proceeding in parallel, at least 40% or more of the total collected power is condensed on the target,
A diameter of the target is larger than a diameter of a light emitting surface of the light emitting element and smaller than a diameter of the second opening.
제1항에 있어서,
상기 반사부의 제1 개구의 직경은 상기 발광 소자의 상기 발광면의 직경의 1.2배 이상이고, 상기 발광 소자의 발광면의 직경의 5.0배 이하인 조명 장치.
According to claim 1,
The lighting device of claim 1 , wherein a diameter of the first opening of the reflecting portion is 1.2 times or more of a diameter of the light emitting surface of the light emitting element and 5.0 times or less of a diameter of the light emitting surface of the light emitting element.
제1항에 있어서,
상기 렌즈의 직경은 수학식 1 및 2에 의하여 정의되고,
[수학식 1]
Figure 112022088071776-pat00018
,
[수학식 2]
Figure 112022088071776-pat00019
,
LD2는 렌즈의 직경이고, B는 상기 제2 개구의 상기 직경의 1/2이고, 0.8≤k≤1이고, LH2는 상기 렌즈의 높이이고, θ는 수직 기준선과 상기 기준 직선 사이의 각도인 조명 장치.
According to claim 1,
The diameter of the lens is defined by Equations 1 and 2,
[Equation 1]
Figure 112022088071776-pat00018
,
[Equation 2]
Figure 112022088071776-pat00019
,
LD2 is the diameter of the lens, B is 1/2 of the diameter of the second aperture, 0.8≤k≤1, LH2 is the height of the lens, θ is the angle between the vertical reference line and the reference straight line Illumination Device.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 렌즈의 높이는 상기 반사부의 높이의 2분의 1인 조명 장치.
According to any one of claims 1 to 3,
The lighting device of claim 1, wherein the height of the lens is half of the height of the reflector.
제4항에 있어서,
상기 타겟의 상기 직경은 상기 발광 소자의 발광면의 상기 직경의 1.2배 이상이고, 상기 발광 소자의 발광면의 직경의 1.5배 이하이고,
상기 반사부의 상기 하면으로부터 상기 타겟까지의 거리는 상기 발광 소자의 발광면의 직경의 1.0배 이상이고, 상기 발광 소자의 발광면의 직경의 4.5배 이하인 조명 장치.
According to claim 4,
The diameter of the target is 1.2 times or more of the diameter of the light emitting surface of the light emitting element and 1.5 times or less of the diameter of the light emitting surface of the light emitting element;
A distance from the lower surface of the reflector to the target is 1.0 times or more of a diameter of a light emitting surface of the light emitting element and 4.5 times or less of a diameter of a light emitting surface of the light emitting element.
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