KR101014329B1 - 엘이디 전광판용 집광 렌즈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 칩 엘이디 소자로부터의 디스플레이 광을 시청자 측으로 집광하여 방사할 수 있고, 시청되지 않고 낭비되는 디스플레이 광을 최소화시켜 전력 소모를 방지할 수 있는 엘이디 전광판용 집광 렌즈를 제공함에 목적이 있다.
본 발명에 따른 엘이디 전광판용 집광 렌즈는, 중앙부의 일측에 함몰되는 홈부가 형성되는 몸체; 상기 홈부의 반대면으로 돌출 형성되는 곡률부; 및 발광면을 가지고, 상기 발광면이 상기 곡률부를 향하도록 상기 홈부에 삽입되는 칩 엘이디 소자를 포함할 수 있고, 상기 곡률부는 상기 칩 엘이디 소자가 위치하는 높이를 기준으로 서로 다른 곡률을 가지는 상부 곡률부, 및 하부 곡률부로 이루어질 수 있다.

Description

엘이디 전광판용 집광 렌즈{CONDENSING LENS FOR LED DISPLAY}
본 발명은, 엘이디 전광판용 집광 렌즈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엘이디 전광판에 사용되는 엘이디 전광판용 집광 렌즈에 관한 것이다.
광고판은 안내용이나 상업적인 목적으로 사업체의 홍보에 이용되는 것으로, 정확한 내용을 전달하기 위하여 다양한 형태와 방법으로 사용되고 있다. 이러한 광고판은 특정 광고 이미지를 기재하여 사람들의 통행이 많은 장소나, 대중교통 시설, 음식점, 패스트푸드점 등 다양한 점포 등에 다수 설치된다.
일반적으로 옥외 광고판은 건물등과 같은 구조물에 고정적으로 설치되는 고정 광고판, 그리고 상기 고정 광고판과 같이 구조물에 고정 설치되지 않고 비교적 소형이며 무게가 가벼운 재질로 제작되어 이동가능한 이동 광고판으로 구별될 수 있다.
옥외 광고판은 광고문구가 표시되는 필름을 전면에 설치하고 내부에는 발광체가 설치되어 낮에는 물론 밤에도 발광빛이 필름을 통해 투과되어 문구를 알아볼 수 있도록 된 것이 대부분이었으나, 최근에는 광고판 전면에 LED 소자를 부착하여 동영상까지도 표시해주는 전광판이 각광을 받고 있다.
고정 광고판 중에서 특히 건물과 같은 구조물의 옥상 등에 설치되는 대형 전광판은 원거리에서도 정보 전달을 용이하게 할 수 있도록 디스플레이 면적이 매우 넓은 초대형으로 제작이 된다.
이러한 대형 전광판(10)은 높은 건물(20) 등의 구조물 옥상에 고정 설치됨으로써, 대형 전광판(10)을 시청하는 시청자는 대형 전광판(10)과 수평선상에서 시청하지 못하고, 도 1과 같이 대형 전광판(10)의 전방 하측으로부터 시청하게 된다.
도 2는 종래 기술에 따른 엘이디 전광판용 렌즈로서, 렌즈(40)는 칩 엘이디 소자(30)에 씌워진다. 이때 렌즈(40)는 칩 엘이디 소자(30)를 중심으로 반구 형상을 가지도록 제작된다. 따라서, 칩 엘이디 소자(30)로부터 방사되는 디스플레이 광은 도 1의 화살표와 같이 렌즈(40)를 통하여 렌즈(40)의 전 방향으로 균일하게 표출된다.
하지만 상기에 언급한 바와 마찬가지로 시청자는 대형 전광판(10)의 하측에 위치하므로 대형 전광판(10)으로부터 방사되는 디스플레이 광, 즉 렌즈(40)를 통하여 방사되는 디스플레이 광 중에서 전방, 및 측방 하측으로 방사되는 디스플레이 광만 시청할 수 있다. 도 2에서 L로 표기된 부분이 대략 시청자가 시청 가능한 디스플레이 광이며, U로 표기된 부분이 대략 시청자가 시청 불가능한 디스플레이 광이다.
즉, 시청자는 칩 엘이디 소자(30)로부터 방사되는 디스플레이 광의 일부만 시청 가능한 것이며, U 부분의 디스플레이 광은 시청되지 않고 낭비되는 것이다. 따라서, 야간에는 전광판에 기재된 광고 이미지가 비교적 시야에 잘 들어오지만, 주간에는 시인성이 떨어져 광고 이미지를 부각시키기에는 한계가 있으므로 대형 전광판(10)의 주목적인 정보 전달, 및 광고 효과가 떨어지는 단점이 있다.
바꾸어 말하면, 칩 엘이디 소자(30)로부터 방사되는 광을 시청자 측을 향하여 보다 효과적으로 방출할 수 있다면, 디스플레이 시인성 향상이 가능하고 정보 전달 효과 또한 더욱 뛰어날 것이다.
또한, U 부분의 디스플레이 광은 시청되지 않고 낭비되므로 불필요한 전력소모가 발생하는 단점이 있으며, 칩 엘이디 소자(30)로부터 방사되는 광을 시청자 측을 향하여 보다 효과적으로 방출할 수 있다면, 저전력으로도 종래의 엘이디 전광판용 렌즈 이상의 시인성 향상이 가능할 것이다.
본 발명은 칩 엘이디 소자로부터의 디스플레이 광을 시청자 측으로 집광하여 방사할 수 있는 엘이디 전광판용 집광 렌즈를 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 시청되지 않고 낭비되는 디스플레이 광을 최소화시켜 전력 소모를 저감할 수 있는 엘이디 전광판용 집광 렌즈를 제공함에 다른 목적이 있다.
본 발명에 따른 엘이디 전광판용 집광 렌즈는, 중앙부의 일측에 함몰되는 홈부가 형성되는 몸체; 상기 홈부의 반대면으로 돌출 형성되는 곡률부; 및 발광면을 가지고, 상기 발광면이 상기 곡률부를 향하도록 상기 홈부에 삽입되는 칩 엘이디 소자를 포함할 수 있고, 상기 곡률부는 상기 칩 엘이디 소자가 위치하는 높이를 기준으로 서로 다른 곡률을 가지는 상부 곡률부, 및 하부 곡률부로 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 하부 곡률부는, 상기 칩 엘이디 소자의 발광면의 중심을 기준으로 일정한 곡률 반경을 가질 수 있다.
바람직하게는, 상기 상부 곡률부는 A < B의 형상을 가지며, 여기서, 상기 "A"는 상기 발광면의 중심으로부터 상기 상부 곡률부의 최상단까지의 길이이고, 상기 "B"는 상기 발광면의 중심으로부터 상기 상부 곡률부의 전면까지의 수직 길이일 수 있다.
바람직하게는, 상기 A : B는 1 : 1.5 내지 1 : 1.9일 수 있다.
바람직하게는, 상기 홈부의 크기는 상기 광원의 크기보다 클 수 있다.
본 발명의 엘이디 전광판용 집광 렌즈에 따르면, 칩 엘이디 소자로부터의 디스플레이 광을 시청자 측으로 집광하여 방사함으로써 야간은 물론 특히 주간 시인성을 향상시킬 수 있으므로 정보 전달, 및 광고 효과가 뛰어난 효과가 있다. 또한, 시청되지 않고 낭비되는 디스플레이 광을 최소화시킴으로써 저전력으로도 종래의 엘이디 전광판용 렌즈 이상의 시인성 향상이 가능한 효과가 있다.
도1은 종래의 대형 전광판의 설치를 나타내는 도면,
도2는 종래의 엘이디 전광판용 렌즈의 측단면도,
도3a는 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 전광판용 집광 렌즈의 평면도,
도3b는 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 전광판용 집광 렌즈의 측단면도,
도3c는 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 전광판용 집광 렌즈의 하면도, 및
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 전광판용 집광 렌즈의 곡률을 나타내기 위한 측단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도3a는 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 전광판용 집광 렌즈의 평면도, 도3b는 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 전광판용 집광 렌즈의 측단면도, 도3c는 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 전광판용 집광 렌즈의 하면도, 및 도4는 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 전광판용 집광 렌즈의 곡률을 나타내기 위한 측단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 전광판용 집광 렌즈는 상부 곡률부(100), 하부 곡률부(200), 및 홈부(300)를 포함한다.
판형의 몸체(400) 전방에 상부 곡률부(100), 및 하부 곡률부(200)가 형성되는데, 하부 곡률부(200)는 일정한 곡률 반경을 가지는 구형상이며, 상부 곡률부(100)는 동일한 곡률 반경을 가지지 않고 구형상에 비하여 찌그러진 형상이다.
도시되지 않은 기판 등에 부착되는 칩 엘이디 소자(30)는 정면으로부터 홈부(300)에 삽입되고, 칩 엘이디 소자(30)로부터 방사되는 디스플레이 광은 엘이디 전광판용 집광 렌즈를 통하여 표출된다. 이때 상부 곡률부(100)는 찌그러진 형상이므로 칩 엘이디 소자(30)로부터 방사되는 디스플레이 광은 하부 곡률부(200)로 향하는 성질을 가진다. 또한, 상부 곡률부(100)를 향하는 디스플레이 광의 상당량은 상부 곡률부(100) 표면에 반사되고, 반사된 디스플레이 광은 하부 곡률부(200)를 통하여 표출된다.
도시된 X축을 기준으로 X축의 하부는 하부 곡률부(200)로서, 일정한 칩 엘이디 소자(30)의 중심을 기준으로 일정한 곡률 반경을 가지는 구형상이다. 도 4를 참조하면, 칩 엘이디 소자(30) 발광면의 중심을 기준으로 곡률 반경 R을 가지며, 정면에서 바라볼 때도 일정한 곡률 반경을 가짐은 물론이다.
X축의 상부는 하부 곡률부(200)로서, 하부 곡률부(200)의 형상은 길이의 비율로 표현될 수 있다. 도 4를 참조하고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 칩 엘이디 소자(30) 발광면의 중심을 기준으로 길이 A : B는 약 1 : 1.7 내지 1 : 1.9일 수 있다. 바람직하게는 A : B는 약 1 : 1.7일 수 있으며, A와 B가 1 : 1.7일 때, 하부 곡률부(200)로의 집광 성능이 가장 우수한 것으로 나타났다.
표1은 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 전광판용 집광렌즈를 통하여 표출되는 광량을 측정한 측정 각도별로 나타낸 것이다.
θ A:B=1:1.4 A:B=1:1.5 A:B=1:1.6 A:B=1:1.7 A:B=1:1.8 A:B=1:1.9 A:B=1:2
64.8° 268 307 322 332 319 302 264
70.2° 343 365 381 395 381 364 324
75.6° 361 411 428 442 428 410 361
79.2° 413 469 487 503 488 469 416
84.6° 428 487 505 521 504 484 426
90° 336 314 304 299 308 318 346
95.4° 223 183 170 160 171 185 225
100.8° 164 134 124 117 129 140 174
여기서, 표1에 기재된 광량은 도 3b에서 θ = 90 °에서의 광량을 299로 설정할 때의 상대값이다.
한편, 본 발명의 일실시예에서 디스플레이 광원은 칩 엘이디 소자(30)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 어떠한 발광 수단이라도 가능하다.
본 발명의 엘이디 전광판용 집광 렌즈는, 칩 엘이디 소자(30)로부터의 디스플레이 광을 하부 곡률부(200), 즉 시청자 측으로 집광하여 방사할 수 있으므로, 높은 곳에 위치하는 엘이디 전광판의 야간 시인성은 물론 특히 주간 시인성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 정보 전달, 및 광고 효과가 뛰어나다.
또한, 시청되지 않고 낭비되는 디스플레이 광을 최소화시킬 수 있다. 즉 렌즈의 전방 상부 방향으로 표출될 수 있는 디스플레이 광을 전방 하부 방향으로 표출되도록 유도할 수 있다. 따라서, 동일한 디스플레이 광량으로도 시청자에게 보다 밝고 선명한 디스플레이 화면을 제공함으로써 시인성을 향상시킬 수 있다. 바꾸어 말하면, 동일한 밝기와 선명도를 가짐으로써 동일한 시인성을 제공하는 디스플레이 화면을 위하여 저용량 광원, 또는 저전력 광원을 사용할 수 있으므로 광원의 구입 비용 감소, 및 광원의 전력 소모 감소가 가능하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
30: 칩 엘이디 소자 100: 상부 곡률부
200: 하부 곡률부 300: 홈부
400: 몸체

Claims (5)

  1. 중앙부의 일측에 함몰되는 홈부가 형성되는 몸체;
    상기 홈부의 반대면으로 돌출 형성되는 곡률부; 및
    발광면을 가지고, 상기 발광면이 상기 곡률부를 향하도록 상기 홈부에 삽입되는 칩 엘이디 소자를 포함하고,
    상기 곡률부는 상기 칩 엘이디 소자가 위치하는 높이를 기준으로 외면의 곡률이 연속적으로 변화하는 상부 곡률부, 및 하부 곡률부로 이루어지며,
    상기 상부 곡률부는 A < B의 형상을 가지고,
    여기서, 상기 "A"는 상기 발광면의 중심으로부터 상기 상부 곡률부의 최상단까지의 길이이고, 상기 "B"는 상기 발광면의 중심으로부터 상기 상부 곡률부의 전면까지의 수직 길이인 엘이디 전광판용 집광 렌즈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부 곡률부는, 상기 칩 엘이디 소자의 발광면의 중심을 기준으로 일정한 곡률 반경을 가지는 엘이디 전광판용 집광 렌즈.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 A : B는 1 : 1.5 내지 1 : 1.9인 엘이디 전광판용 집광 렌즈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 홈부의 크기는 광원의 크기보다 큰 엘이디 전광판용 집광 렌즈.
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