KR100950685B1 - Optical lens for point source of light - Google Patents

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김용우
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    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Abstract

본 발명에 따른 점 광원을 위한 광학렌즈는, 원통형의 개구가 형성되며, 상기 개구내에 상기 점 광원이 내삽되는 돔형 렌즈로서, 상기 개구의 수평면에 위치하며, 상기 점 광원의 광 중 미리 정해둔 제1각도범위의 광을 입사받아 미리 정해둔 목표 출사각도범위의 광으로 굴절하여 상기 돔형 렌즈의 외부 수평면을 통해 출사하는 수평 입사면; 상기 개구의 수평면에 위치하며, 상기 수평 입사면의 둘레를 따라 형성된 톱니로서, 일측면은 수직면으로 상기 점 광원의 광 중 미리 정해둔 제2각도범위의 광을 입사받고, 타측면은 상기 일측면을 통해 입사된 광을 상기 목표 출사각도범위의 광으로 내부 반사하는 내부 반사면이 형성된 하나 이상의 내부 반사 부재; 상기 개구의 수직면에 위치하며, 상기 점 광원의 광 중 미리 정해둔 제3각도범위의 광을 입사받는 수직 입사면; 상기 수직 입사면을 통해 입사되는 광을 상기 목표 출사각도범위의 광으로 내부 반사하는 반사면이 형성된 외부 측면; 상기 수평 입사면을 통해 굴절된 광 및 상기 하나 이상의 내부 반사 부재를 통해 내부 반사된 광 및 상기 외부 측면을 통해 내부 반사된 광을 입사받아 외부로 출사시키는 외부 수평면;으로 구성됨을 특징으로 한다. An optical lens for a point light source according to the present invention is a dome-shaped lens in which a cylindrical opening is formed and the point light source is interpolated in the opening, which is located on a horizontal plane of the opening, and is previously determined among the light of the point light source. A horizontal incidence plane that receives light in a first angle range and refracts it into light in a predetermined target emission angle range and exits through an external horizontal plane of the dome-shaped lens; Is a tooth located on the horizontal plane of the opening, formed along the circumference of the horizontal incidence surface, one side is a vertical plane receives the light of the second predetermined angle range of the light of the point light source, the other side is the one side surface At least one internal reflection member having an internal reflection surface configured to internally reflect the light incident through the light into the target emission angle range; A vertical incident surface positioned on a vertical surface of the opening and receiving light having a predetermined third angle range among the light of the point light source; An outer side surface having a reflective surface for internally reflecting light incident through the vertical incident surface as light in the target emission angle range; And an external horizontal plane that receives the light refracted through the horizontal incident surface, the light internally reflected through the at least one internal reflection member, and the light internally reflected through the outer side, and exits the light.

점 광원, 렌즈, 배광분포 Point light source, lens, light distribution

Description

점 광원을 위한 광학렌즈{optical lens for point source of light} Optical lens for point source of light

본 발명은 점 광원을 위한 광학렌즈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 점 광원으로부터 출사되는 광을 미리 정해둔 각도범위로 고르게 출사할 수 있는 점 광원을 위한 광학렌즈에 관한 것이다. The present invention relates to an optical lens for a point light source, and more particularly to an optical lens for a point light source capable of evenly emitting light emitted from the point light source in a predetermined angle range.

점 광원의 한 종류인 LED는 시간의 지남에 따라 비약적으로 발전하여 디스플레이 목적의 광학부품의 역할을 넘어 에너지를 절감할 수 있는 대체용 조명의 역할을 담당하고 있다. LEDs, a type of point light source, are rapidly evolving over time, and serve as alternative lighting that can save energy beyond the role of optical components for display purposes.

이러한 LED가 일반 조명으로 활용되기 위해서는 다양한 조명 응용 분야를 만족시킬 수 있는 배광분포를 제공할 수 있어야 하며, 이를 위해 다양한 형태의 렌즈가 개발되고 있다. In order to use the LED as general lighting, it is necessary to provide a light distribution to satisfy various lighting applications, and various types of lenses are being developed for this purpose.

예를 들어, 대한민국 특허청에 "LED용 집광렌즈"를 명칭으로 특허출원된 제10-2007-0017123호는, 투명한 몸체인 제1렌즈부와 상기 제1렌즈부를 감싸는 제2렌즈부로 구성되되, 상기 제1렌즈부는 대칭되는 면에 서로 다른 크기의 볼록한 제1 및 제2비구면 렌즈면이 형성되고, 상기 제2렌즈부는 상기 제2비구면 렌즈면의 외주연에서 돌출 형성되어 LED가 삽입되며 LED에서 방사된 광이 입사되어 굴절되는 입 사면과, 상기 입사면에서 제2비구면 렌즈면측으로 갈수록 점차 넓어지는 볼록한 곡면으로 경사지게 연장 형성하여 LED의 광을 전반사시키는 LED 광을 광축에 평행한 광으로 굴절시켜 출사시키는 출사면을 포함하는 LED용 집광렌즈를 개시한다. For example, Korean Patent No. 10-2007-0017123 filed with the name "condensing lens for LEDs" is composed of a first lens unit and a second lens unit surrounding the first lens unit is a transparent body, Convex first and second aspherical lens surfaces of different sizes are formed on a symmetrical surface of the first lens unit, and the second lens unit protrudes from the outer circumference of the second aspherical lens surface to insert an LED and emit light from the LED. The incident light refracted by the incident light and the convex curved surface gradually increasing toward the second aspherical lens surface from the entrance surface to be inclined to be refracted by the light parallel to the optical axis. Disclosed is a light collecting lens for an LED comprising an exit surface.

이와같은 종래의 LED용 집광렌즈의 동작을 도 1을 참조하여 설명한다. The operation of the conventional condensing lens for LED will be described with reference to FIG. 1.

LED(100)로부터 출사되는 광 중 일부(A1,A2)는 LED용 집광렌즈(102)의 제1렌즈부(104)를 통해 광축에 평행한 평행광으로 출사되고, 상기 LED로부터 출사되는 광 중 일부(A3,A4)는 제2렌즈부(106)를 통해 광축에 평행한 평행광으로 출사된다. Some of the lights A1 and A2 emitted from the LED 100 are emitted as parallel light parallel to the optical axis through the first lens unit 104 of the condenser lens 102 for LEDs, and among the light emitted from the LEDs. Portions A3 and A4 are emitted as parallel light parallel to the optical axis through the second lens unit 106.

상기한 바와 같이 종래 LED용 집광렌즈는 LED(100)로부터 출사되는 광을 광축에 평행한 광으로 출사시킴에 따라, 상기 조명장치의 용도에 따라 상기 평행광을 다시 확산 또는 수렴시켜야 했다.As described above, the conventional LED condensing lens emits light emitted from the LED 100 as light parallel to the optical axis, and thus, the parallel light has to be diffused or converged again according to the use of the lighting device.

이에 LED용 집광렌즈의 설계를 완료한 후에 다시 평행광을 확산 또는 수렴되도록 변경하여야 하였으며, 이를 위해 렌즈의 상부면 등을 오목 또는 볼록 렌즈의 곡률을 가지도록 변형하여야 하므로, LED를 위한 광학렌즈의 구현하는 과정이 복잡한 문제가 있었다. Therefore, after the design of the LED condenser lens was completed, the parallel light had to be changed to diffuse or converge again. For this purpose, the upper surface of the lens should be modified to have the curvature of the concave or convex lens. The implementation process was a complex problem.

더욱이 제1렌즈부(104)를 통해 출사되는 광의 광량과 제2렌즈부(104)를 통해 출사되는 광의 광량이 상이하여, LED용 집광렌즈를 통해 출사되는 광의 광량이 광의 출사각도에 따라 상이하게 되는 문제가 있었다. 이는 조명장치의 품위를 저하시키는 주요 원인이 되었다. In addition, the amount of light emitted through the first lens unit 104 and the amount of light emitted through the second lens unit 104 are different, and thus the amount of light emitted through the condensing lens for LEDs is different depending on the angle of light emission. There was a problem. This is a major cause of deterioration of the lighting device.

본 발명은 점 광원으로부터 출사되는 광이 미리 정해둔 목표 출사각도범위내에서 고른 광량으로 출사될 수 있게 굴절 및 반사시키며, 얇은 두께를 가지는 점 광원을 위한 광학렌즈를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide an optical lens for a point light source having a thin thickness, refracted and reflected so that light emitted from the point light source can be emitted with an even amount of light within a predetermined target emission angle range.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 점 광원을 위한 광학렌즈는, 원통형의 개구가 형성되며, 상기 개구내에 상기 점 광원이 내삽되는 돔형 렌즈로서, 상기 개구의 수평면에 위치하며, 상기 점 광원의 광 중 미리 정해둔 제1각도범위의 광을 입사받아 미리 정해둔 목표 출사각도범위의 광으로 굴절하여 상기 돔형 렌즈의 외부 수평면을 통해 출사하는 수평 입사면; 상기 개구의 수평면에 위치하며, 상기 수평 입사면의 둘레를 따라 형성된 톱니로서, 일측면은 수직면으로 상기 점 광원의 광 중 미리 정해둔 제2각도범위의 광을 입사받고, 타측면은 상기 일측면을 통해 입사된 광을 상기 목표 출사각도범위의 광으로 내부 반사하는 내부 반사면이 형성된 하나 이상의 내부 반사 부재; 상기 개구의 수직면에 위치하며, 상기 점 광원의 광 중 미리 정해둔 제3각도범위의 광을 입사받는 수직 입사면; 상기 수직 입사면을 통해 입사되는 광을 상기 목표 출사각도범위의 광으로 내부 반사하는 반사면이 형성된 외부 측면; 상기 수평 입사면을 통해 굴절된 광 및 상기 하나 이상의 내부 반사 부재를 통해 내부 반사된 광 및 상기 외부 측면을 통해 내부 반사된 광을 입사받아 외부로 출사시키는 외부 수평면;으로 구성됨을 특징으로 한다. An optical lens for a point light source according to the present invention for achieving the above object is a domed lens in which a cylindrical opening is formed, and the point light source is interpolated within the opening, the optical lens being located on a horizontal plane of the opening, A horizontal incidence plane that receives light of a first predetermined angle range among the light of the light source and refracts it into a light having a predetermined target emission angle range and emits the light through an external horizontal plane of the domed lens; Is a tooth located on the horizontal plane of the opening, formed along the circumference of the horizontal incidence surface, one side is a vertical plane receives the light of the second predetermined angle range of the light of the point light source, the other side is the one side surface At least one internal reflection member having an internal reflection surface configured to internally reflect the light incident through the light into the target emission angle range; A vertical incident surface positioned on a vertical surface of the opening and receiving light having a predetermined third angle range among the light of the point light source; An outer side surface having a reflective surface for internally reflecting light incident through the vertical incident surface as light in the target emission angle range; And an external horizontal plane that receives the light refracted through the horizontal incident surface, the light internally reflected through the at least one internal reflection member, and the light internally reflected through the outer side, and exits the light.

상기한 본 발명의 점 광원을 위한 광학렌즈는 점 광원으로부터 출사되는 광이 미리 정해둔 목표 출사각도범위내에서 고른 광량으로 출사될 수 있게 하여 고품위의 광을 출사시킬 수 있게 함과 아울러 두께가 얇음에 따라 조명장치의 디자인을 제한하지 않는 이점이 있다. The optical lens for the point light source of the present invention as described above allows the light emitted from the point light source to be emitted at an even amount of light within a predetermined target emission angle range, thereby allowing high quality light to be emitted and at the same time being thin. According to the advantage that does not limit the design of the lighting device.

<광학렌즈의 구조><Structure of Optical Lens>

도 1a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 점 광원을 위한 광학렌즈의 단면도이고, 도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 점 광원을 위한 광학렌즈의 평면도이고, 도 1c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 점 광원을 위한 광학렌즈의 사시도를 도시한 것이다. 1A is a cross-sectional view of an optical lens for a point light source according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 1B is a plan view of an optical lens for a point light source according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 1C is a preferred embodiment of the present invention. A perspective view of an optical lens for a point light source according to an example is shown.

상기한 도 1의 (a) 내지 (c)를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 점 광원을 위한 광학렌즈의 구조를 설명한다. The structure of an optical lens for a point light source according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A to 1C.

상기 광학렌즈(100)는 점 광원(200)이 내장될 원통형의 개구부(102)가 형성된 돔형 렌즈이다. The optical lens 100 is a domed lens having a cylindrical opening 102 in which a point light source 200 is to be built.

상기 개구부(102)는 상기 점 광원(200)의 전면에 위치하는 수평면과 상기 점 광원(200)의 측면을 둘러싸는 수직 입사면(106)으로 나눌 수 있다. The opening 102 may be divided into a horizontal plane positioned at the front surface of the point light source 200 and a vertical incident surface 106 surrounding the side surface of the point light source 200.

상기 수평면에는 수평 입사면(108)과 제1내부반사 부재(110)와 제2내부반사 부재(112)가 형성된다. The horizontal incident surface 108, the first internal reflection member 110, and the second internal reflection member 112 are formed on the horizontal plane.

상기 제1입사면(108)는 점 광원(200)의 광 출사 각도범위 중 제1각도범위(α 1)의 광을 입사받아 목표 출사각도 범위로 출사되도록 굴절한 후에 광학렌즈(100)의 외부 수평면(114)으로 입사시킨다. The first incident surface 108 is refracted to receive light in the first angle range α 1 of the light exit angle range of the point light source 200 to be emitted to a target exit angle range, and then to the outside of the optical lens 100. Incident on the horizontal plane 114.

상기 제1내부반사 부재(110)는 톱니 형태로서 제1입사면(116)과 제1내부반사면(118)으로 구성되며, 상기 제1입사면(116)은 수직면으로 상기 점 광원(200)의 광 출사 각도범위 중 제2각도범위(α2)의 광을 입사받아 스넬의 법칙에 따라 굴절시킨 후에 제1내부반사면(118)으로 입사시키며, 상기 제1내부 반사면(118)은 상기 입사된 광을 목표 출사각도 범위의 광으로 출사되도록 내부 반사한 후에 렌즈(100)의 외부 수평면(114)으로 입사시킨다. The first internal reflection member 110 has a sawtooth shape and is composed of a first incident surface 116 and a first internal reflection surface 118, and the first incident surface 116 is a vertical plane of the point light source 200. After receiving the light in the second angle range α2 of the light emission angle range of the light beam and refracting it according to Snell's law, the light is incident on the first internal reflection surface 118, and the first internal reflection surface 118 is incident. The reflected light is internally reflected to be emitted as light in a target emission angle range and then incident on the external horizontal plane 114 of the lens 100.

상기 제2내부반사 부재(112)는 톱니 형태로서 제2입사면(120)과 제2내부반사면(122)으로 구성되며, 상기 제2입사면(120)은 수직면으로 상기 점 광원(200)의 광 출사 각도범위 중 제3각도범위(α3)의 광을 입사받아 스넬의 법칙에 따라 굴절시킨 후에 제2내부반사면(122)으로 입사시키며, 상기 제2내부 반사면(122)은 상기 입사된 광을 목표 출사각도 범위의 광으로 출사되도록 내부 반사한 후에 렌즈(100)의 외부 수평면(114)으로 입사시킨다. The second internal reflection member 112 has a sawtooth shape and includes a second incidence surface 120 and a second internal reflection surface 122, and the second incidence surface 120 is vertical to the point light source 200. After receiving the light in the third angle range (α3) of the light output angle range of the refracted light and refracts according to Snell's law, the light is incident on the second internal reflection surface 122, and the second internal reflection surface 122 is incident The reflected light is internally reflected to be emitted as light in a target emission angle range and then incident on the external horizontal plane 114 of the lens 100.

상기 수직 입사면(106)은 상기 점 광원(200)의 광 출사 각도범위 중 제4각도범위(α4)의 광을 입사받아 스넬의 법칙에 따라 굴절시킨 후에 외부 측면(124)으로 입사시킨다. The vertical incident surface 106 receives light in the fourth angle range α4 of the light emission angle range of the point light source 200 and refracts it according to Snell's law and then enters the outer side surface 124.

상기 외부 측면(124)은 상기 돔형 렌즈의 외부 측면으로, 상기 수직 입사면(106)으로 입사되는 광을 목표 출사각도 범위의 광으로 출사되도록 내부 반사한 후에 렌즈(100)의 외부 수평면(114)으로 입사시킨다. The outer side surface 124 is an outer side surface of the dome-shaped lens, and after reflecting the light incident to the vertical incident surface 106 to the light in the target emission angle range to the inner horizontal surface 114 of the lens 100 Incident.

상기 외부 수평면(114)은 상기 수평 입사면(108)에 의해 굴절되어 입사되는 광과, 제1내부 반사 부재(110)를 통해 내부 반사되어 입사되는 광과, 상기 제2내부 반사 부재(112)를 통해 내부 반사되어 입사되는 광과, 상기 외부 측면(124)을 통해 내부 반사되어 입사되는 광을 스넬의 법칙에 따라 굴절하여 최종 목표 출사각도 범위의 광으로 출사한다. The outer horizontal plane 114 may be light refracted by the horizontal incidence plane 108, light that is internally reflected and incident through the first internal reflection member 110, and the second internal reflection member 112. The light that is reflected internally through the incident light and the light that is reflected internally through the outer side surface 124 are refracted according to Snell's law to emit light in the final target emission angle range.

상기한 바와 같이 본 발명의 광학렌즈(100)는 점 광원(200)으로부터 출사되는 광을 미리 정해둔 목표 출사각도 범위로 굴절 및 내부 반사하여 출력하며, 수평 입사면(108) 및 상기 제1내부 반사 부재(110)의 제1내부 반사면(118), 상기 제2내부 반사 부재(120)의 제2내부 반사면(122), 상기 외부 측면(124)은 상기 목표 출사각도 범위의 광의 광량이 일정하게 유지되도록 하기 위한 형상을 가진다. As described above, the optical lens 100 of the present invention refracts and internally reflects the light emitted from the point light source 200 to a predetermined target emission angle range, and outputs the horizontal incident surface 108 and the first internal portion. The first inner reflecting surface 118 of the reflecting member 110, the second inner reflecting surface 122 of the second inner reflecting member 120, and the outer side surface 124 have a light amount of light in the target emission angle range. It has a shape to be kept constant.

이를 위해 본 발명은 상기 수평 입사면(104) 및 상기 제1내부 반사 부재(110)의 제1내부 반사면(118), 상기 제2내부 반사 부재(120)의 제2내부 반사면(122), 상기 외부 측면(124) 별로 입사되는 광의 출사각도를 분할한다. To this end, the present invention provides the horizontal incidence surface 104 and the first internal reflection surface 118 of the first internal reflection member 110 and the second internal reflection surface 122 of the second internal reflection member 120. The emission angle of the light incident on the outer side surface 124 is divided.

이를 점 광원(200)의 배광분포를 도시한 도 2를 참조하여 좀 더 설명하면, 상기 점 광원(200)으로부터 출사되는 광의 광량은 0°를 기준으로 제1각도범위에 가장 많고, 제2각도범위 내지 제4각도범위에서는 감소된다. Referring to FIG. 2, which illustrates a light distribution of the point light source 200, the amount of light emitted from the point light source 200 is the largest in the first angle range based on 0 ° and the second angle. In the range from the fourth angle range.

상기한 점 광원(200)으로부터 출사되는 광을 제1 내지 제4각도범위별로 분할하고, 상기 제1 내지 제4각도범위별 광량(A,B,C,D) 각각에 대응되되, 목표각도범위(-t~t)내에서 광량이 고르게 유지되도록 하기 위한 수평 입사면(108) 및 상기 제1내부 반사 부재(110)의 제1내부 반사면(118), 상기 제2내부 반사 부재(120)의 제2 내부 반사면(122), 상기 외부 측면(124)의 형상을 결정한다. 즉, 제1각도범위의 광들을 입사받는 수평 입사면(108)의 굴절각도 및, 제2각도범위의 광들을 입사받는 제1내부 반사 부재(110)의 제1내부 반사면(118)의 내부 반사 각도 및, 제3각도범위의 광들을 입사받는 제2내부 반사 부재(120)의 제2내부 반사면(122)의 내부 반사 각도 및 제4각도범위의 광을 내부 반사하기 위한 외부 측면(124)의 내부 반사 각도를 결정한다. The light emitted from the point light source 200 is divided into first to fourth angular ranges, and corresponding to light amounts A, B, C, and D of each of the first to fourth angular ranges, respectively. A horizontal incidence plane 108 and a first internal reflection surface 118 of the first internal reflection member 110 and the second internal reflection member 120 to maintain a uniform amount of light within (-t to t). The shape of the second inner reflecting surface 122, the outer side 124 of the. That is, the angle of refraction of the horizontal incident surface 108 that receives the light of the first angle range and the inside of the first internal reflection surface 118 of the first internal reflection member 110 that receive the light of the second angle range are incident. Inner reflection angle of the second inner reflection surface 122 of the second inner reflection member 120 which receives the reflection angle and the light in the third angle range and the outer side surface 124 for inner reflection of the light in the fourth angle range Determines the internal reflection angle.

상기한 수평 입사면(108)의 굴절각도에 따른 형상결정과정과 제1내부 반사 부재(110)의 제1내부 반사면(118)의 내부 반사각도에 따른 형상결정과정과 제2내부 반사 부재(120)의 제2내부 반사면(122)의 내부 반사각도에 따른 형상결정과정과 외부 측면(124)의 내부 반사각도에 따른 형상결정과정을 상세히 설명한다. The shape determination process according to the angle of refraction of the horizontal incident surface 108 and the shape determination process according to the internal reflection angle of the first internal reflection surface 118 of the first internal reflection member 110 and the second internal reflection member ( The shape determination process according to the internal reflection angle of the second internal reflection surface 122 of 120 and the shape determination process according to the internal reflection angle of the outer side surface 124 will be described in detail.

<수평 입사면(108)의 형상결정과정><Shaping Process of Horizontal Incident Surface 108>

도 3은 상기 수평 입사면(108)로 입사되는 광의 굴절과정을 도시한 것이다. 3 illustrates a process of refraction of light incident on the horizontal incident surface 108.

점 광원(200)으로부터 출사되는 광 중 제1각도범위 중 어느 한 제1입사각(θ1)의 광은 목표 출사각도 범위에 속하는 제1내부 진행각(θ3)으로 제1차 굴절(R1)되고, 제1차 굴절된 광은 렌즈 내부에서 진행하여 상기 광학렌즈(100)의 외부 수평면 (114)에서 제2차 굴절(R2)되어 제1출사각(θ3)의 광으로 출사된다. 즉, 상기 수평 입사면(108)은 제1각도범위의 광들을 입사받아 목표 출사 각도범위에 따른 제1내부 진행각들의 광들로 굴절시키기 위한 입사면을 가진다. The light of the first incident angle θ 1 of the first angle range among the light emitted from the point light source 200 is the first refraction R1 at the first internal traveling angle θ 3 which belongs to the target emission angle range. In addition, the first refracted light travels inside the lens and is emitted to the first emission angle θ 3 by the second refracted light R2 on the external horizontal plane 114 of the optical lens 100. That is, the horizontal incident surface 108 has an incident surface for receiving the light of the first angle range and refracting the light of the first internal traveling angles according to the target emission angle range.

제1각도범위에 대응되는 목표배광특성을 도시한 도 4의 (b)를 참조하면, 상기 수평 입사면(108)을 산출하기 위해 목표 출사 각도 범위를 제2단위각도(Δθ2)로 분할하여 제1출사각들을 생성한다. Referring to FIG. 4B, which shows a target light distribution characteristic corresponding to a first angle range, the target emission angle range is divided into a second unit angle Δθ 2 to calculate the horizontal incident surface 108. Generate first exit angles.

상기 제1출사각들은 상기 광학렌즈(100)의 외부 수평면(114)에서 스넬의 법칙에 따라 제2차 굴절(R2) 되므로, 상기 제1출사각들에 대응되는 제1내부 진행각들은 스넬의 법칙에 따라 산출된다. 또한 상기 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이 점 광원(200)으로부터 출사되는 광 중 제1각도범위도 제1단위각도(Δθ1)로 분할하여 제1입사각들을 생성한다. 여기서, 상기 제1단위각도(Δθ1)와 상기 제2단위각도(Δθ2)는 제1출사각들의 수와 제1입사각들의 수가 동일하게 되도록 정해진다. Since the first emission angles are the second refraction R2 in the outer horizontal plane 114 of the optical lens 100 according to Snell's law, the first internal angles of travel corresponding to the first emission angles are the Snell's. It is calculated according to the law. In addition, as shown in FIG. 4A, the first angle range among the light emitted from the point light source 200 is also divided into the first unit angle Δθ 1 to generate the first incident angles. Here, the first unit angle Δθ 1 and the second unit angle Δθ 2 are determined such that the number of first exit angles and the number of first incident angles are the same.

상기 점광원(200)의 출사광 중 제1각도범위의 각들의 광의 전체 광량은 수학식 1로 표현될 수 있다. The total amount of light of angles in the first angle range of the exit light of the point light source 200 may be represented by Equation 1.

Figure 112009044550911-pat00001
Figure 112009044550911-pat00001

그리고 광학렌즈(100)를 통해 출사되는 제1출사각들의 광에 대한 전체 광량은 수학식 2로 표현될 수 있다. The total amount of light with respect to the light of the first emission angles emitted through the optical lens 100 may be expressed by Equation 2.

Figure 112009044550911-pat00002
Figure 112009044550911-pat00002

상기 제1출사각들을 스넬의 법칙에 따라 제1내부 진행각들로 변환하는 경우에 상기 제1내부 진행각들의 광에 대한 전체 광량은 수학식 3으로 표현될 수 있다. When the first emission angles are converted into first internal traveling angles according to Snell's law, the total amount of light with respect to the light of the first internal traveling angles may be expressed by Equation 3 below.

Figure 112009044550911-pat00003
Figure 112009044550911-pat00003

여기서, 상기 스넬의 법칙에 따른 굴절률의 산출은 수학식 4에 따른다. Here, the calculation of the refractive index according to Snell's law is based on Equation 4.

굴절률 = 진공 중 광의 속도 / 매질내의 광의 속도Refractive index = speed of light in vacuum / speed of light in the medium

상기 수학식 1과 상기 수학식 3은 수학식 5에 따른 관계식으로 나타낼 수 있다. Equations 1 and 3 may be represented by relations according to Equation 5.

Figure 112009044550911-pat00004
Figure 112009044550911-pat00004

상기 수학식 5에서 k1은 상수이고, 상기 Δθ1은 허용 오차 범위내에서 지정 되는 제1입사각이고, (IS)n은 점광원의 배광특성정보에 따른 광량이고, (IO)n은 목표 배광특성정보에 따른 광량이고, 미지의 항은 제1내부 진행각인 (Δθ3)만 남게 되므로, 상기 (Δθ3)는 상기 수학식 5로부터 산출될 수 있다. In Equation 5, k 1 is a constant, Δθ 1 is a first incident angle specified within an allowable error range, (I S ) n is the amount of light according to light distribution characteristic information of a point light source, and (I O ) n is a target Since the quantity of light according to the light distribution characteristic information and the unknown term remains only the first internal traveling angle Δθ 3 , the Δθ 3 may be calculated from Equation 5.

이러한 과정을 거쳐 제1입사각들에 각각 대응되는 제1내부 진행각들을 맵핑하며, 이러한 과정은 수평 입사면(108)을 통해 굴절되는 광이 목표 각도 범위에서 고른 광량을 가지도록 하기 위한 것이다. 이후 상기 제1입사각들에 대응되는 제1출사각들 각각의 연장선들이 만나는 위치들을 산출하고, 각 위치에서의 입사면의 각도(α)를 산출하며, 상기 입사면 각도(α)의 산출은 수학식 6 및 도 5에 따라 산출된다. Through this process, the first internal advancing angles respectively corresponding to the first incident angles are mapped, and the process is performed so that the light refracted through the horizontal incident surface 108 has an even amount of light in the target angle range. Then, the positions where the extension lines of each of the first exit angles corresponding to the first incident angles meet are calculated, and the angle α of the incident surface at each position is calculated. It is computed according to Formula 6 and FIG.

Figure 112009044550911-pat00005
Figure 112009044550911-pat00005

도 5는 상기 입사면의 각도(α)를 산출하는 과정을 도시한 것이다. 5 shows a process of calculating the angle α of the incident surface.

상기한 바와 같이 제1입사각들에 대응되는 제1내부 진행각 각각이 만나는 위치들 각각에서 상기 입사면의 각도가 산출되면, 상기 각 위치들 사이를 상기 입사면의 각도(α)에 대응되는 선분으로 연결하여 광학렌즈(100)의 수평 입사면(108)의 좌표정보를 생성한다.As described above, when the angle of the incidence surface is calculated at each of the positions where each of the first internal traveling angles corresponding to the first incidence angles meets, a line segment corresponding to the angle α of the incidence surface is interposed between the respective positions. By connecting to the to generate the coordinate information of the horizontal incident surface 108 of the optical lens 100.

<제1내부 반사 부재(110)의 제1내부 반사면(118)의 형상결정과정><Shaping process of the first internal reflection surface 118 of the first internal reflection member 110>

이제 상기 광학렌즈(100)의 제1내부 반사 부재(110)의 제1내부 반사면(118)의 형상결정과정을 설명한다. Now, a shape determination process of the first internal reflection surface 118 of the first internal reflection member 110 of the optical lens 100 will be described.

도 6은 상기 제1내부 반사 부재(110)로 입사되는 광의 굴절 및 내부 반사 과정을 도시한 것이다. FIG. 6 illustrates a process of refraction and internal reflection of light incident to the first internal reflection member 110.

상기 점 광원(200)으로부터 출사되는 광 중 제2각도범위 중 어느 한 제2입사각(θ4)의 광은 제1내부 반사 부재(110)의 제1입사면(116)으로 입사된 후에 제2내부 진행각(θ6)으로 제1차 굴절(R3)되고, 제1차 굴절된 광은 광학렌즈(100) 내부에서 진행하여 제1내부 반사면(118)으로 입사된다. 상기 제1내부 반사면(118)으로 입사된 제2내부 진행각(θ6)의 광은 제3내부 진행각(θ7)으로 내부 반사(R4)되어 외부 수평면(114)으로 입사되며, 상기 외부 수평면(114)에서 상기 제3내부 진행각(θ7)의 광은 제2차 굴절(R5)되어 제2출사각(θ5)의 광으로 출사된다. 즉, 상기 제1내부 반사면(118)는 제2내부 진행각들의 광들을 입사받아 목표 출사 각도범위에 따른 제3내부 진행각들의 광들로 내부 반사시키기 위한 반사면으로 이루어진다. The light of the second incident angle θ 4 of the second angle range among the light emitted from the point light source 200 is incident on the first incident surface 116 of the first internal reflection member 110, and then the second The first refraction R3 is performed at the internal traveling angle θ 6 , and the first refracted light travels inside the optical lens 100 and is incident on the first internal reflection surface 118. The light of the second internal traveling angle θ 6 incident to the first internal reflective surface 118 is internally reflected R4 at the third internal traveling angle θ 7 and is incident on the external horizontal plane 114. The light of the third inner traveling angle θ 7 is emitted from the external horizontal plane 114 as the light of the second emission angle θ 5 by the second refraction R5. That is, the first internal reflecting surface 118 is formed of a reflecting surface for receiving the light of the second internal traveling angles and reflecting the light inside the third internal traveling angles according to the target emission angle range.

상기 광학렌즈(100)의 제1내부 반사 부재(110)를 통해 출사시키기 위한 목표 배광 특성을 도시한 도 7의 (b)를 참조하면, 목표 출사 각도 범위를 제4단위각도 (Δθ5)로 분할하여 제2출사각들을 생성한다. 상기 제2출사각들은 상기 광학렌즈(100)의 외부 수평면(114)에서 스넬의 법칙에 따라 제4차 굴절(R4)되므로, 상기 제2출사각들에 대응되는 제3내부 진행각들은 스넬의 법칙에 따라 산출된다. 또한 상기 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이 점 광원(200)으로부터 출사되는 광 중 제2각도범위도 제3단위각도(Δθ4)로 분할하여 제2입사각들을 생성한다. 여기서, 상기 제3단위각도(Δθ4)와 상기 제4단위각도(Δθ5)는 제2출사각들의 수와 제2입사각들의 수가 동일하게 되도록 정해진다. 상기 제2입사각들은 상기 광학렌즈(100)의 제1내부 반사 부재(110)의 제1입사면(116)에서 스넬의 법칙에 따라 제1차 굴절(R3)되므로, 상기 제2입사각들에 대응되는 제2내부 진행각들은 스넬의 법칙에 따라 산출된다. Referring to FIG. 7B, which illustrates target light distribution characteristics for emitting light through the first internal reflection member 110 of the optical lens 100, the target emission angle range is set to the fourth unit angle Δθ 5 . Split to generate second exit angles. Since the second exit angles are the fourth order refraction R4 in the outer horizontal plane 114 of the optical lens 100 according to Snell's law, the third inner traveling angles corresponding to the second exit angles are Snell's. It is calculated according to the law. In addition, as shown in FIG. 7A, the second angle range among the light emitted from the point light source 200 is also divided into a third unit angle Δθ 4 to generate second incident angles. Here, the third unit angle Δθ 4 and the fourth unit angle Δθ 5 are determined such that the number of second exit angles and the number of second incident angles are the same. The second incidence angles correspond to the second incidence angles because the second incidence angles are R3 of the first incidence plane 116 of the first internal reflection member 110 of the optical lens 100 according to Snell's law. The second internal advancing angles are calculated according to Snell's law.

이제 상기 제2내부 진행각들의 광들을 도 7의 (b)에 따른 배광분포를 가지도록 내부 반사시키기 위한 제1내부 반사면(118)의 형상을 결정하는 과정을 설명한다.Now, a process of determining the shape of the first internal reflection surface 118 for internally reflecting the lights of the second internal traveling angles to have the light distribution distribution according to FIG. 7B will be described.

상기 점광원(200)의 출사광 중 제2각도범위를 제3단위 각도(Δθ4)로 분할하는 경우에 제2각도 범위의 전체 광량은 수학식 7로 표현될 수 있다. In the case where the second angle range of the light emitted from the point light source 200 is divided into a third unit angle Δθ 4 , the total amount of light in the second angle range may be expressed by Equation 7 below.

Figure 112009044550911-pat00006
Figure 112009044550911-pat00006

상기 점광원(200)의 출사광 중 제2각도범위의 각들의 광은 상기 광학렌 즈(100)의 제1내부 반사 부재(110)의 입사면(116)을 통해 입사될 때에 스넬의 법칙에 따라 굴절하므로, 제2내부 진행각들의 광들에 대한 전체 광량은 수학식 8로 나타낼 수 있다. When the light of the angles of the second angle range of the light emitted from the point light source 200 is incident through the incident surface 116 of the first internal reflection member 110 of the optical lens 100 to Snell's law Therefore, the total amount of light with respect to the lights of the second inner traveling angles may be represented by Equation 8.

Figure 112009044550911-pat00007
Figure 112009044550911-pat00007

그리고 상기 제2각도범위에 대응되는 목표 배광특성정보를 제4단위 각도(Δθ5)로 분할하는 경우에 전체 광량은 수학식 9와 같다. When the target light distribution characteristic information corresponding to the second angle range is divided into a fourth unit angle Δθ 5 , the total amount of light is expressed by Equation 9 below.

Figure 112009044550911-pat00008
Figure 112009044550911-pat00008

상기 제2출사각들의 광들은 광학렌즈(200)의 외부 수평면(114)에서 스넬의 법칙에 따라 굴절하므로, 제3내부 진행각들의 광들에 대한 전체 광량은 수학식 10으로 나타낼 수 있다. Since the lights of the second exit angles are refracted by Snell's law in the outer horizontal plane 114 of the optical lens 200, the total amount of light with respect to the lights of the third inner traveling angles may be represented by Equation (10).

Figure 112009044550911-pat00009
Figure 112009044550911-pat00009

상기 수학식 8과 상기 수학식 10을 관계식으로 나타내면 수학식 11과 같다. Equation 8 and Equation 10 are represented by Equation 11 as relations.

Figure 112009044550911-pat00010
Figure 112009044550911-pat00010

상기 수학식 11에서 k2은 상수이고, 상기 Δθ1은 허용 오차 범위내에서 지정되는 제2내부 진행각이고, (IS)n은 점광원의 배광특성정보에 따른 광량이고, (IO)n은 목표 배광특성정보에 따른 광량이고, 미지의 항은 제3내부 진행각인 (Δθ6)만 남게 되므로, 상기 (Δθ6)는 상기 수학식 11로부터 산출된다. In Equation 11, k 2 is a constant, Δθ 1 is a second internal traveling angle specified within an allowable error range, (I S ) n is an amount of light according to light distribution characteristic information of a point light source, and (I O ) n is the amount of light according to the target light distribution characteristic information, and since the unknown term leaves only the third internal traveling angle Δθ 6 , the Δθ 6 is calculated from Equation 11 above.

이러한 과정을 거쳐 제2내부 진행각들에 각각 대응되는 제3내부 진행각을 맵핑하며, 이러한 과정은 제1내부 반사 부재(110)를 통해 굴절 및 내부 반사되는 광이 목표 각도 범위에서 고른 광량을 가지도록 하기 위한 것이다. 이후, 이를 이용하여 상기 광학렌즈(100)의 제1내부 반사 부재(110)의 제1내부 반사면(118)에 대한 좌표정보를 생성한다.Through this process, the third internal advancing angles corresponding to the second internal advancing angles are mapped, respectively. It is to have. Thereafter, coordinate information about the first internal reflection surface 118 of the first internal reflection member 110 of the optical lens 100 is generated using the same.

상기 제1내부 반사면(118)의 좌표정보 생성과정을 설명한다. A process of generating coordinate information of the first internal reflection surface 118 will be described.

먼저, 임의의 제n번째 경로와 제n-1번째 경로를 도식화하면 도 8과 같다. First, an arbitrary n-th path and an n-th path are illustrated in FIG. 8.

상기 도 8에서 w와 c는 해당 위치에서의 좌표를 나타내며, l은 해당 직선의 길이를, m은 해당 직선의 기울기를 나타낸다. 그리고 직선의 기울기 mn은 {tan(π/2-a)}n이다. 여기서, (θ6)n, (θ6)n-1, wn, wn -1, mn이 주어져 있으므로, ln -1만 알면 ln을 구할 수 있는데, l1의 값이 0이므로 n개의 l값을 모두 구할 수 있다. 상기 모든 l값을 이용하여 상기 제1내부 반사면(118)에 대한 좌표정보를 생성한다. In FIG. 8, w and c represent coordinates at the corresponding position, l represents the length of the straight line, and m represents the slope of the straight line. The slope m n of the straight line is {tan (π / 2-a)} n . Here, because (θ 6) n, (θ 6) n-1, w n, w n -1, m n , so given a, l n -1 know only may obtain the l n, the value of l is 0, 1 We can get all n values of l. Coordinate information about the first internal reflection surface 118 is generated using all l values.

좀더 설명하면, 삼각함수에 의해 cn의 좌표는 (ln(sinθ6)n,(wn+ln(cosθ6)n)이며, cn -1의 좌표는 (ln -1(sinθ6)n-1,(wn -1 +ln -1(cosθ6)n-1)이고, 기울기 mn은 (ln(cosθ6)n-ln -1(cosθ6)n-1+mn-mn -1)/(ln(sinθ6)n)-ln -1(sinθ6)n-1)이다. More specifically, the trigonometric function c n has the coordinates (l n (sinθ 6 ) n , (w n + l n (cosθ 6 ) n ), and c n -1 has the coordinate (l n -1 (sinθ). 6 ) n-1 , (w n -1 + l n -1 (cosθ 6 ) n-1) and the slope m n is (l n (cosθ 6 ) n -l n -1 (cosθ 6 ) n-1 + m n -m n -1 ) / (l n (sinθ 6 ) n ) -l n -1 (sinθ 6 ) n-1 ).

이를 ln에 대해 정리하면, 상기 ln은 (ln -1(cosθ6)n-1-mnln -1(sinθ6)n-1+mn-mn -1)/(cosθ6)n)-mn(sinθ6)n)이다. If l n is summed up, l n is (l n -1 (cosθ 6 ) n-1 -m n l n -1 (sinθ 6 ) n-1 + m n -m n -1 ) / (cosθ 6 ) n ) -m n (sinθ 6 ) n ).

이에 ln값을 이용하여 다음과 같이 cn 좌표를 수학식 12에 따라 구할 수 있다. By using the l n value, c n coordinates may be obtained according to Equation 12 as follows.

(cx)n=ln(sinθ6)n , (cy)n=(w)n+ln(sinθ6)n (c x ) n = l n (sinθ 6 ) n , (c y ) n = (w) n + l n (sinθ 6 ) n

<제2내부 반사 부재(112)의 제2내부 반사면(122)의 형상결정과정><Shaping Process of Second Internal Reflective Surface 122 of Second Internal Reflective Member 112>

이제 상기 광학렌즈(100)의 제2내부 반사 부재(112)의 제2내부 반사면(122)의 형상결정과정을 설명한다. Now, a shape determination process of the second internal reflection surface 122 of the second internal reflection member 112 of the optical lens 100 will be described.

도 9는 상기 제2내부 반사 부재(112)로 입사되는 광의 굴절 및 내부 반사 과정을 도시한 것이다. 9 illustrates a process of refraction and internal reflection of light incident on the second internal reflection member 112.

상기 점 광원(200)으로부터 출사되는 광 중 제3각도범위 중 어느 한 제3입사 각(θ8)의 광은 제2내부 반사 부재(112)의 제2입사면(120)으로 입사된 후에 제4내부 진행각(θ10)으로 제1차 굴절(R6)되고, 제1차 굴절된 광은 광학렌즈(100) 내부에서 진행하여 제2내부 반사면(122)으로 입사된다. 상기 제2내부 반사면(122)으로 입사된 제4내부 진행각(θ10)의 광은 제5내부 진행각(θ11)으로 내부 반사(R7)되어 외부 수평면(114)으로 입사되며, 상기 외부 수평면(114)에서 상기 제5내부 진행각(θ11)의 광은 제2차 굴절(R8)되어 제3출사각(θ9)의 광으로 출사된다. 즉, 상기 제2내부 반사면(122)는 제4내부 진행각들의 광들을 입사받아 목표 출사 각도범위에 따른 제5내부 진행각들의 광들로 내부 반사시키기 위한 반사면으로 이루어진다. Among the light emitted from the point light source 200, the light having the third incident angle θ 8 of the third angle range is incident on the second incident surface 120 of the second internal reflection member 112, and then The first refraction R6 is performed at the fourth internal traveling angle θ 10 , and the first refracted light travels inside the optical lens 100 and is incident on the second internal reflection surface 122. The light of the fourth internal traveling angle θ 10 incident to the second internal reflective surface 122 is internally reflected R7 at the fifth internal traveling angle θ 11 and is incident on the external horizontal plane 114. The light of the fifth inner traveling angle θ 11 in the external horizontal plane 114 is second refracted (R8) to be emitted as the light of the third emission angle θ 9 . That is, the second internal reflection surface 122 is formed as a reflection surface for receiving the light of the fourth internal traveling angles and internally reflecting the light of the fifth internal traveling angles according to the target emission angle range.

상기 광학렌즈(100)의 제2내부 반사 부재(112)를 통해 출사시키기 위한 목표 배광 특성을 도시한 도 10의 (b)를 참조하면, 목표 출사 각도 범위를 제6단위각도(Δθ9)로 분할하여 제3출사각들을 생성한다. 상기 제3출사각들은 상기 광학렌즈(100)의 외부 수평면(114)에서 스넬의 법칙에 따라 제2차 굴절(R8)되므로, 상기 제3출사각들에 대응되는 제5내부 진행각들은 스넬의 법칙에 따라 산출된다. 또한 상기 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이 점 광원(200)으로부터 출사되는 광 중 제3각도범위도 제5단위각도(Δθ8)로 분할하여 제2입사각들을 생성한다. 여기서, 상기 제5단위각도(Δθ8)와 상기 제6단위각도(Δθ9)는 제3출사각들의 수와 제3입사각들의 수가 동일하게 되도록 정해진다. 상기 제3입사각들은 상기 광학렌즈(100)의 제2내부 반사 부재(112)의 제2입사면(120)에서 스넬의 법칙에 따라 제1차 굴절(R6)되므 로, 상기 제3입사각들에 대응되는 제4내부 진행각들은 스넬의 법칙에 따라 산출된다. Referring to FIG. 10B, which illustrates a target light distribution characteristic for emitting light through the second internal reflection member 112 of the optical lens 100, the target emission angle range is set to the sixth unit angle Δθ 9 . Split to generate third exit angles. Since the third exit angles are the second refraction R8 in the outer horizontal plane 114 of the optical lens 100 according to Snell's law, the fifth inner traveling angles corresponding to the third exit angles are Snell's. It is calculated according to the law. In addition, as shown in FIG. 10A, the third angle range among the light emitted from the point light source 200 is also divided by the fifth unit angle Δθ 8 to generate second incident angles. Here, the fifth unit angle Δθ 8 and the sixth unit angle Δθ 9 are determined such that the number of third exit angles and the number of third incident angles are the same. The third incidence angles are first refracted (R6) in the second incidence plane 120 of the second internal reflection member 112 of the optical lens 100 according to Snell's law, so that the third incidence angles Corresponding fourth internal travel angles are calculated according to Snell's law.

이제 상기 제4내부 진행각들의 광들을 도 10의 (b)에 따른 배광분포를 가지도록 내부 반사시키기 위한 제2내부 반사면(122)의 형상을 결정하는 과정을 설명한다.Now, a process of determining the shape of the second internal reflection surface 122 for internally reflecting the lights of the fourth internal traveling angles to have the light distribution distribution according to FIG. 10B will be described.

상기 점광원(200)의 출사광 중 제3각도범위를 제5단위 각도(Δθ8)로 분할하는 경우에 제3각도 범위의 전체 광량은 수학식 13으로 표현될 수 있다. When the third angle range of the light emitted from the point light source 200 is divided into a fifth unit angle Δθ 8 , the total amount of light in the third angle range may be expressed by Equation 13.

Figure 112009044550911-pat00011
Figure 112009044550911-pat00011

상기 점광원(200)의 출사광 중 제3각도범위의 각들의 광은 상기 광학렌즈(100)의 제2내부 반사 부재(112)의 제2입사면(120)을 통해 입사될 때에 스넬의 법칙에 따라 굴절하므로, 제4내부 진행각의 광들에 대한 전체 광량은 수학식 14로 나타낼 수 있다. Snell's law when the light of the angle of the third angle range of the light emitted from the point light source 200 is incident through the second incident surface 120 of the second internal reflecting member 112 of the optical lens 100 Since the refraction according to, the total amount of light for the light of the fourth inner traveling angle can be represented by the equation (14).

Figure 112009044550911-pat00012
Figure 112009044550911-pat00012

그리고 상기 제3각도범위에 대응되는 목표 배광특성정보를 제6단위 각도(Δθ9)로 분할하는 경우에 전체 광량은 수학식 15와 같다. When the target light distribution characteristic information corresponding to the third angle range is divided into a sixth unit angle Δθ 9 , the total amount of light is expressed by Equation 15.

Figure 112009044550911-pat00013
Figure 112009044550911-pat00013

상기 제3출사각(θ9)들은 광학렌즈(200)의 외부 수평면(114)에서 스넬의 법칙에 따라 굴절하므로, 제5내부 진행각들의 광들에 대한 전체 광량은 수학식 16으로 나타낼 수 있다. Since the third emission angles θ 9 are refracted in accordance with Snell's law in the external horizontal plane 114 of the optical lens 200, the total amount of light with respect to the lights of the fifth inner traveling angles may be represented by Equation 16.

Figure 112009044550911-pat00014
Figure 112009044550911-pat00014

상기 수학식 14와 상기 수학식 16을 관계식으로 나타내면 수학식 17과 같다. Equation 14 and Equation 16 are expressed as Equation 17.

Figure 112009044550911-pat00015
Figure 112009044550911-pat00015

상기 수학식 17에서 k3은 상수이고, 상기 Δθ10은 허용 오차 범위내에서 지정되는 제4내부 진행각이고, (IS)n은 점 광원(200)의 배광특성정보에 따른 광량이고, (IO)n은 목표 배광특성정보에 따른 광량이고, 미지의 항은 제5내부 진행각인 (Δθ11)만 남게 되므로, 상기 Δθ10에 대응되는 (Δθ11)는 상기 수학식 17로부터 산출된다.In Equation 17, k 3 is a constant, Δθ 10 is a fourth internal traveling angle specified within an allowable error range, (I S ) n is the amount of light according to light distribution characteristic information of the point light source 200, ( I 0 ) n is the amount of light according to the target light distribution characteristic information, and since the unknown term leaves only the fifth internal traveling angle (Δθ 11 ), (Δθ 11 ) corresponding to Δθ 10 is calculated from Equation 17 above.

이러한 과정을 거쳐 제4내부 진행각들에 각각 대응되는 제5내부 진행각을 맵핑하며, 이러한 과정은 제2내부 반사 부재(112)를 통해 굴절되는 광이 목표 각도 범위에서 고른 광량을 가지도록 하기 위한 것이다. 이를 이용하여 상기 광학렌즈(100)의 제2내부 반사 부재(112)의 제2내부 반사면(122)에 대한 좌표정보를 생성한다. 여기서 상기 두개의 내부 진행각을 토대로 내부 반사면에 대한 좌표정보를 생성하는 과정은 제1내부 반사면(118)에 대한 좌표정보 생성과정과 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략한다. Through this process, the fifth internal advancing angles corresponding to the fourth internal advancing angles are mapped to each other, and the process is such that the light refracted through the second internal reflecting member 112 has an even amount of light in the target angle range. It is for. By using this, coordinate information about the second internal reflection surface 122 of the second internal reflection member 112 of the optical lens 100 is generated. Here, since the process of generating coordinate information on the internal reflection surface based on the two internal traveling angles is the same as the process of generating coordinate information on the first internal reflection surface 118, a detailed description thereof will be omitted.

<외부 측면(124)의 형상결정과정><Shaping process of the outer side 124>

이제 상기 광학렌즈(100)의 외부 측면(124)의 형상결정과정을 설명한다. The process of determining the shape of the outer side 124 of the optical lens 100 will now be described.

도 11은 상기 광학렌즈(100)의 수직 입사면(106)과 외부 측면(124)을 통해 광이 굴절 및 내부 반사되는 과정을 도시한 것이다. FIG. 11 illustrates a process in which light is refracted and internally reflected through the vertical incident surface 106 and the outer side surface 124 of the optical lens 100.

상기 점 광원(200)으로부터 출사되는 광 중 제4각도범위 중 어느 한 제4입사각(θ12)의 광은 수직 입사면(106)으로 입사된 후에 제6내부 진행각(θ14)으로 제1차 굴절(R9)되고, 제1차 굴절된 광은 광학렌즈(200) 내부에서 진행하여 외부 측면(124)으로 입사된다. 상기 외부 측면(124)으로 입사된 제6내부 진행각(θ14)의 광은 제7내부 진행각(θ15)으로 내부 반사(R10)되어 외부 수평면(114)으로 입사되며, 상기 외부 수평면(114)에서 상기 제7내부 진행각(θ15)의 광은 제2차 굴절(R11)되어 제4출사각(θ13)의 광으로 출사된다. 즉, 상기 외부 측면(124)은 제6내부 진행각들의 광들을 입사받아 목표 출사 각도범위에 따른 제7내부 진행각들의 광들로 내부 반사시키기 위한 반사면으로 이루어진다. Among the light emitted from the point light source 200, the light of the fourth incident angle θ 12 in any of the fourth angle ranges is incident on the vertical incident surface 106, and then, at the sixth internal traveling angle θ 14 . The primary refracted light (R9) and the primary refracted light travel inside the optical lens 200 and enter the external side surface 124. Light of the sixth inner traveling angle θ 14 incident to the outer side surface 124 is internally reflected R10 at the seventh inner traveling angle θ 15 to be incident on the outer horizontal plane 114, and the external horizontal plane ( At 114, the light having the seventh internal traveling angle θ 15 is second refracted (R11) and is emitted as the light having the fourth emission angle θ 13 . That is, the outer side surface 124 is formed of a reflective surface for receiving the light of the sixth internal traveling angles and reflecting the light inside the seventh internal traveling angles according to the target emission angle range.

상기 광학렌즈(100)의 수직 입사면(106) 및 외부 측면(124)을 통해 출사시키기 위한 목표 배광 특성을 도시한 도 12의 (b)를 참조하면, 목표 출사 각도 범위를 제8단위각도(Δθ13)로 분할하여 제4출사각들을 생성한다. 상기 제4출사각들은 상기 광학렌즈(100)의 외부 수평면(114)에서 스넬의 법칙에 따라 제2차 굴절(R11)되므로, 상기 제4출사각들에 대응되는 제7내부 진행각들은 스넬의 법칙에 따라 산출된다. 또한 상기 도 12의 (a)에 도시한 바와 같이 점 광원(200)으로부터 출사되는 광 중 제4각도범위도 제7단위각도(Δθ12)로 분할하여 제4입사각들을 생성한다. 여기서, 상기 제7단위각도(Δθ12)와 상기 제8단위각도(Δθ13)는 제4출사각들의 수와 제4입사각들의 수가 동일하게 되도록 정해진다. 상기 제4입사각들은 상기 광학렌즈(100)의 수직 입사면(106)에서 스넬의 법칙에 따라 제1차 굴절(R9)되므로, 상기 제4입사각들에 대응되는 제6내부 진행각들은 스넬의 법칙에 따라 산출된다. Referring to FIG. 12B, which illustrates target light distribution characteristics for emitting light through the vertical incident surface 106 and the outer side surface 124 of the optical lens 100, the target emission angle range is defined as an eighth unit angle ( By dividing by Δθ 13 ) to generate fourth exit angles. Since the fourth exit angles are the second refraction R11 in the outer horizontal plane 114 of the optical lens 100 according to Snell's law, the seventh inner traveling angles corresponding to the fourth exit angles are the Snell's. It is calculated according to the law. In addition, as shown in FIG. 12A, the fourth angle range among the light emitted from the point light source 200 is also divided into a seventh unit angle Δθ 12 to generate fourth incident angles. Here, the seventh unit angle Δθ 12 and the eighth unit angle Δθ 13 are determined such that the number of fourth exit angles and the number of fourth incident angles are the same. Since the fourth incident angles are the first refraction R9 at the vertical incident surface 106 of the optical lens 100 according to Snell's law, the sixth internal traveling angles corresponding to the fourth incident angles are Snell's law. Is calculated according to.

이제 상기 제7내부 진행각들의 광들을 도 12의 (b)에 따른 배광분포를 가지도록 내부 반사시키기 위한 외부 측면(124)의 형상을 결정하는 과정을 설명한다.Now, a process of determining the shape of the outer side 124 for internally reflecting the lights of the seventh inner traveling angles to have the light distribution according to FIG. 12B will be described.

상기 점광원(200)의 출사광 중 제4각도범위를 제7단위 각도(Δθ12)로 분할하는 경우에 제4각도 범위의 전체 광량은 수학식 18로 표현될 수 있다. When the fourth angle range of the light emitted from the point light source 200 is divided into a seventh unit angle Δθ 12 , the total amount of light in the fourth angle range may be expressed by Equation 18.

Figure 112009044550911-pat00016
Figure 112009044550911-pat00016

상기 점광원(200)의 출사광 중 제4각도범위의 각들의 광은 상기 광학렌즈(100)의 수직 입사면(106)을 통해 입사될 때에 스넬의 법칙에 따라 굴절하므로, 제6내부 진행각(θ14)의 광들에 대한 전체 광량은 수학식 19로 나타낼 수 있다. Since the light of the angles of the fourth angle range of the light emitted from the point light source 200 is refracted according to Snell's law when it is incident through the vertical incident surface 106 of the optical lens 100, the sixth internal traveling angle The total amount of light for the lights of (θ 14 ) may be represented by Equation 19.

Figure 112009044550911-pat00017
Figure 112009044550911-pat00017

그리고 상기 제4각도범위에 대응되는 목표 배광특성정보를 제8단위 각도(Δθ13)로 분할하는 경우에 전체 광량은 수학식 20과 같다. When the target light distribution characteristic information corresponding to the fourth angle range is divided into an eighth unit angle Δθ 13 , the total amount of light is expressed by Equation 20.

Figure 112009044550911-pat00018
Figure 112009044550911-pat00018

상기 제4출사각(θ13)들은 광학렌즈(100)의 외부 수평면(114)에서 스넬의 법칙에 따라 굴절하므로, 제7내부 진행각들의 광들에 대한 전체 광량은 수학식 21으로 나타낼 수 있다. Since the fourth emission angles θ 13 are refracted according to Snell's law in the external horizontal plane 114 of the optical lens 100, the total amount of light with respect to the lights of the seventh inner traveling angles may be represented by Equation 21.

Figure 112009044550911-pat00019
Figure 112009044550911-pat00019

상기 수학식 18과 상기 수학식 20을 관계식으로 나타내면 수학식 22와 같다. Equation 18 and Equation 20 are expressed as Equation 22.

Figure 112009044550911-pat00020
Figure 112009044550911-pat00020

상기 수학식 22에서 k4은 상수이고, 상기 Δθ15은 허용 오차 범위내에서 지정되는 제6내부 진행각이고, (IS)n은 점 광원(200)의 배광특성정보에 따른 광량이고, (IO)n은 목표 배광특성정보에 따른 광량이고, 미지의 항은 제7내부 진행각인 (Δθ14)만 남게 되므로, 상기 Δθ14에 대응되는 Δθ15는 상기 수학식 17로부터 산출된다.In Equation 22, k 4 is a constant, Δθ 15 is a sixth internal traveling angle specified within an allowable error range, (I S ) n is the amount of light according to light distribution characteristic information of the point light source 200, ( I O) n is the amount of light corresponding to the target light distribution characteristic, wherein, because of the unknown is left with a seventh internal progression stamping (Δθ 14), Δθ 15 corresponding to the Δθ 14 is calculated from the equation (17).

이러한 과정을 거쳐 제6내부 진행각들에 각각 대응되는 제7내부 진행각이 결정되면, 이를 이용하여 상기 광학렌즈(100)의 외부 측면(124)에 대한 좌표정보를 생성한다. 여기서 상기 두 개의 내부 진행각을 토대로 내부 반사면에 대한 좌표정보를 생성하는 과정은 제1내부 반사면(118)에 대한 좌표정보 생성과정과 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략한다. When the seventh internal travel angles corresponding to the sixth internal travel angles are determined through this process, coordinate information on the outer side surface 124 of the optical lens 100 is generated using the seventh internal travel angles. Here, since the process of generating coordinate information on the internal reflection surface based on the two internal traveling angles is the same as the process of generating coordinate information on the first internal reflection surface 118, a detailed description thereof will be omitted.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학렌즈(100)의 외부 수평면(114)이 수평한 것만을 예시하였으나, 광학렌즈(100)의 미려한 외관을 위하여 상기 외부 수평면(114)이 소정 곡률을 가질 수 있으며, 이 경우에는 상기 외부 수평면(114)에서의 출사각이 스넬의 법칙 및 상기 곡률에 의해 굴절되는 것을 감안하 여, 상기한 수평 입사면(108)과 제1내부 반사 부재(110)의 제1내부 반사면(118)과 제2내부 반사 부재(120)의 제2내부 반사면(122)과 외부 측면(124)의 형상을 결정한다. Although only the external horizontal surface 114 of the optical lens 100 according to the preferred embodiment of the present invention is illustrated as being horizontal, the external horizontal surface 114 has a predetermined curvature for the beautiful appearance of the optical lens 100. In this case, in view of the fact that the exit angle at the outer horizontal surface 114 is refracted by Snell's law and the curvature, the first horizontal reflection surface 110 and the first internal reflective member 110 The shapes of the second inner reflection surface 122 and the outer side surface 124 of the first inner reflection surface 118 and the second inner reflection member 120 are determined.

또한 본 발명의 바람직한 실시예에서는 내부 반사 부재를 2개 구비한 것만을 예시하였으나, 내부 반사 부재의 구비 수에 따라 렌즈의 두께가 얇아지므로 조명 설계시의 요구에 부응하여 상기 내부 반사 부재의 수를 증감하는 것은 본 발명으로부터 자명하다. In addition, in the preferred embodiment of the present invention, only two inner reflecting members are illustrated, but the thickness of the lens becomes thinner according to the number of the inner reflecting members, so that the number of the inner reflecting members can be adjusted to meet the requirements of the lighting design. It is apparent from the present invention to increase or decrease.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학 렌즈의 구조도. 1A to 1C are structural diagrams of an optical lens according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2 및 도 4, 도 7, 도 10, 도 12는 점 광원의 배광특성과 목표 배광 특성을 도시한 도면. 2, 4, 7, 10 and 12 show light distribution characteristics and target light distribution characteristics of a point light source.

도 3 및 도 6, 도 9, 도 11은 광학 렌즈내의 광 굴절과정을 도시한 도면. 3 and 6, 9 and 11 illustrate the optical refraction process in the optical lens.

도 5 및 도 8은 본 발명에 따른 광학 렌즈의 형상정보 생성과정을 도시한 도면. 5 and 8 illustrate a process of generating shape information of an optical lens according to the present invention;

Claims (7)

점 광원을 위한 광학렌즈에 있어서, In the optical lens for the point light source, 원통형의 개구가 형성되며, 상기 개구내에 상기 점 광원이 내삽되는 돔형 렌즈로서,A domed lens in which a cylindrical opening is formed and in which said point light source is interpolated, 상기 개구의 수평면에 위치하며, 상기 점 광원의 광 출사각도 중 제1각도범위의 광을 입사받아 목표 출사각도범위의 광으로 굴절시켜 상기 돔형 렌즈의 외부 수평면을 통해 출사하는 수평 입사면; A horizontal incidence surface positioned on a horizontal plane of the opening and receiving light having a first angle range among the light emission angles of the point light source and refracting the light into a target emission angle range and emitting the light through an external horizontal plane of the dome-shaped lens; 상기 개구의 수평면에 위치하며, 상기 수평 입사면의 둘레를 따라 형성된 톱니로서, 일측면은 수직면으로 상기 점 광원의 광 출사각도 중 제2각도범위의 광을 입사받고, 타측면은 상기 일측면을 통해 입사된 광을 상기 목표 출사각도범위의 광으로 내부 반사하는 내부 반사면이 형성된 하나 이상의 내부 반사 부재;Is a tooth located on the horizontal plane of the opening, formed along the circumference of the horizontal incident surface, one side is a vertical plane receives the light of the second angle range of the light exit angle of the point light source, the other side is the one side At least one internal reflection member having an internal reflection surface for internally reflecting the light incident through the light into the target emission angle range; 상기 개구의 수직면에 위치하며, 상기 점 광원의 광 출사각도 중 제3각도범위의 광을 입사받는 수직 입사면;A vertical incident surface positioned on a vertical surface of the opening and receiving light in a third angle range of light output angles of the point light source; 상기 수직 입사면을 통해 입사되는 광을 상기 목표 출사각도범위의 광으로 내부 반사하는 반사면이 형성된 외부 측면;An outer side surface having a reflective surface for internally reflecting light incident through the vertical incident surface as light in the target emission angle range; 상기 수평 입사면을 통해 굴절된 광 및 상기 하나 이상의 내부 반사 부재를 통해 내부 반사된 광 및 상기 외부 측면을 통해 내부 반사된 광을 입사받아 외부로 출사시키는 외부 수평면;으로 구성되며, And an external horizontal plane that receives the light refracted through the horizontal incidence plane, the light internally reflected through the at least one internal reflection member, and the light internally reflected through the external side, and exits the light. 상기 수평 입사면이, The horizontal incident surface, 상기 제1각도범위를 제1단위 각도로 분할하여 제1입사각들을 생성하고,Generating first incident angles by dividing the first angle range into a first unit angle; 상기 목표 출사각도범위를 제2단위 각도로 분할하여 제1출사각들을 생성하고, Generating first emission angles by dividing the target emission angle range into a second unit angle; 상기 제1출사각들이 상기 외부 수평면에서 굴절되기 전의 제1내부 진행각들을 산출하고,Calculate first inner traveling angles before the first emission angles are refracted in the outer horizontal plane, 상기 제1입사각들과 상기 제1내부 진행각들을 하나씩 대응시키고, Correspond the first incident angles and the first internal advancing angles one by one, 서로 대응되는 제1입사각과 제1내부 진행각 각각에 대해, 서로 대응되는 제1입사각과 제1내부 진행각이 만나는 지점에서 제1입사각의 광이 제1내부 진행각의 광으로 굴절되도록 하는 입사면을 가지도록 형성됨을 특징으로 하는 점 광원을 위한 광학렌즈.Incident that the light of the first incident angle is refracted by the light of the first internal traveling angle at a point where the first incident angle and the first internal traveling angle corresponding to each other meet each other. An optical lens for a point light source, characterized in that it is formed to have a surface. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1입사각들과 상기 제1내부 진행각들을 하나씩 대응시킬때에, When the first incident angles correspond to the first internal advancing angles one by one, 상기 제1입사각들의 광들의 전체광량과 상기 제1내부 진행각들의 광들의 전체광량이 비례되는 것을 이용하여 수학식 23에 따라 상기 제1입사각들 각각 대응되는 제1내부 진행각들이 결정됨을 특징으로 하는 점 광원을 위한 광학렌즈. The first internal advancing angles corresponding to each of the first incident angles are determined according to Equation 23 by using the proportion of the total light quantity of the lights of the first incident angles and the total light quantity of the lights of the first internal traveling angles. Optical lens for point source.
Figure 112009077585634-pat00021
Figure 112009077585634-pat00021
 상기 To1은 제1내부 진행각들의 광들의 전체광량, Ts1은 제1입사각들의 광들의 전체광량, k1은 상수이고, 상기 θ1은 허용 오차 범위내에서 지정되는 제1입사각, (IS)n은 점광원의 배광특성정보에 따르는 광량이고, (IO)n은 목표 배광특성정보에 따른 광량이고, θ3은 제1내부 진행각임. T o1 is the total light quantity of the lights of the first internal traveling angles, T s1 is the total light quantity of the lights of the first incident angles, k 1 is a constant, and θ 1 is the first incident angle specified within an allowable error range, (I S ) n is the light quantity according to the light distribution characteristic information of the point light source, (I O ) n is the light quantity according to the target light distribution characteristic information, and θ 3 is the first internal traveling angle. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 내부 반사 부재의 타측면은,The other side of the internal reflection member, 상기 제2각도범위를 제3단위 각도로 분할하여 제2입사각들을 생성하고, Dividing the second angle range into a third unit angle to generate second incident angles; 상기 제2입사각들이 상기 내부 반사 부재의 일측면에서 굴절된 후의 제2내부 진행각들을 산출하고, Calculating second internal advancing angles after the second incident angles are refracted at one side of the internal reflection member, 상기 목표 출사각도를 제4단위 각도로 분할하여 제2출사각들을 생성하고,Dividing the target exit angle into a fourth unit angle to generate second exit angles; 상기 제2출사각들이 상기 외부 수평면에서 굴절되기 전의 제3내부 진행각들을 산출하고,Calculate third internal advancing angles before the second exit angles are refracted in the outer horizontal plane, 상기 제2내부 진행각들과 상기 제3내부 진행각들을 하나씩 서로 대응시키고,The second internal traveling angles and the third internal traveling angles correspond to each other one by one, 서로 대응되는 제2내부 진행각과 제3내부 진행각 각각에 대해, 서로 대응되는 제2내부 진행각과 제3내부 진행각이 만나는 지점에서 제2내부 진행각의 광이 제3내부 진행각의 광으로 내부 반사되도록 하는 내부 반사 각도의 반사면을 가지도록 형성됨을 특징으로 하는 점 광원을 위한 광학렌즈. For each of the second internal traveling angle and the third internal traveling angle corresponding to each other, the light of the second internal traveling angle is the light of the third internal traveling angle at the point where the second internal traveling angle and the third internal traveling angle corresponding to each other meet. An optical lens for a point light source, characterized in that it has a reflective surface of the internal reflection angle to be internally reflected. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제2내부 진행각들과 상기 제3내부 진행각들을 하나씩 대응시킬 때에는, When the second internal traveling angles correspond to the third internal traveling angles one by one, 상기 제2내부 진행각들의 광들의 전체광량과, 상기 제3내부 진행각들의 광들의 전체광량이 비례되는 것을 이용하여 수학식 24에 따라 상기 제2내부 진행각들 각각에 대응되는 제3내부 진행각들이 결정됨을 특징으로 하는 점 광원을 위한 광학렌즈. The third internal travel corresponding to each of the second internal travel angles according to Equation 24 using the proportion of the total light amount of the lights of the second internal travel angles and the total light amount of the light of the third internal travel angles. Optical lens for a point light source, characterized in that the angles are determined.
Figure 112009077585634-pat00022
Figure 112009077585634-pat00022
 상기 To2은 제3내부 진행각들의 광들의 전체광량, Ts2은 제2내부 진행각들의 광들의 전체광량, k2은 상수이고, 상기 θ6은 허용 오차 범위내에서 지정되는 제2내부 진행각, (IS)n은 점광원의 배광특성정보에 따르는 광량이고, (IO)n은 목표 배광특성정보에 따른 광량이고, θ7은 제3내부 진행각임. T o2 is the total light quantity of the lights of the third internal traveling angles, T s2 is the total light quantity of the lights of the second internal traveling angles, k 2 is a constant, and θ 6 is a second internal traveling specified within an allowable error range. Where (I S ) n is the amount of light in accordance with the light distribution characteristic information of the point light source, (I 0 ) n is the amount of light in accordance with the target light distribution characteristic information, and θ 7 is the third internal traveling angle. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 외부 측면은, The outer side is, 상기 제3각도범위를 제5단위 각도로 분할하여 제3입사각들을 생성하고, Dividing the third angle range into a fifth unit angle to generate third incident angles; 상기 제3입사각들이 상기 수직 입사면에서 굴절된 후의 제4내부 진행각들을 산출하고, Calculate fourth internal advancing angles after the third incident angles are refracted at the perpendicular incident surface, 상기 목표 출사각도를 제6단위각도로 분할하여 제3출사각들을 생성하고, Dividing the target exit angle into a sixth unit angle to generate third exit angles; 상기 제3출사각들이 상기 외부 수평면에서 굴절되기 전의 제5내부 진행각들을 산출하고, Calculate fifth internal advancing angles before the third exit angles are refracted in the outer horizontal plane, 상기 제4내부 진행각들과 상기 제5내부 진행각들을 하나씩 대응시키고, Correspond the fourth internal traveling angles and the fifth internal traveling angles one by one, 서로 대응되는 제4내부 진행각과 제5내부 진행각 각각에 대해, 서로 대응되는 제4내부 진행각과 제5내부 진행각이 만나는 지점 각각에서 제4내부 진행각의 광이 제5내부 진행각의 광으로 내부 반사되도록 하는 내부 반사 각도의 반사면을 가지도록 형성됨을 특징으로 하는 점 광원을 위한 광학렌즈. For each of the fourth internal traveling angle and the fifth internal traveling angle corresponding to each other, the light of the fourth internal traveling angle is the light of the fifth internal traveling angle at the points where the fourth internal traveling angle and the fifth internal traveling angle corresponding to each other meet, respectively. Optical lens for a point light source, characterized in that it is formed to have a reflective surface of the internal reflection angle to be internally reflected. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제4내부 진행각들과 상기 제5내부 진행각들을 하나씩 대응시킬 때에는, When the fourth internal traveling angles correspond to the fifth internal traveling angles one by one, 상기 제4내부 진행각들의 광들의 전체광량과 상기 제5내부 진행각들의 광들의 전체광량이 비례되는 것을 이용하여 수학식 25에 따라 상기 제4내부 진행각들 각각에 대응되는 제5내부 진행각들이 결정됨을 특징으로 하는 점 광원을 위한 광학렌즈. A fifth internal propagation angle corresponding to each of the fourth internal propagation angles according to Equation 25 using the proportion of the total light quantity of the lights of the fourth internal traveling angles and the total light quantity of the lights of the fifth internal traveling angles Optical lens for a point light source, characterized in that is determined.
Figure 112009077585634-pat00023
Figure 112009077585634-pat00023
 상기 To4은 제5내부 진행각들의 광들의 전체광량, Ts4은 제4내부 진행각들의 광들의 전체광량, k4은 상수이고, 상기 θ14는 허용 오차 범위내에서 지정되는 제4내부 진행각, (IS)n은 점광원의 배광특성정보에 따르는 광량이고, (IO)n은 목표 배광특성정보에 따른 광량이고, θ15은 제5내부 진행각임. T o4 is the total light quantity of the lights of the fifth internal traveling angles, T s4 is the total light quantity of the lights of the fourth internal traveling angles, k 4 is a constant, and θ 14 is a fourth internal traveling specified within an allowable error range. (I S ) n is the amount of light in accordance with the light distribution characteristic information of the point light source, (I 0 ) n is the amount of light in accordance with the target light distribution characteristic information, and θ 15 is the fifth internal traveling angle.
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