KR101233631B1 - 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계에 관한 것으로서, 결합 및 분리가 가능한 2장의 독립된 렌즈를 갖는 플레이트 타입으로 구성하되 플레이트의 선택적인 사용과 렌즈 구성에 따른 배열상태에 따라 LED 광원을 경관조명, 공장등, 보안등, 해양조명으로 구분하여 적용할 수 있는 등 다목적으로 활용 및 응용범위를 넓힐 수 있으며, 플레이트 타입으로 다중의 멀티 확장을 보다 용이하게 구현할 수 있으면서도 콤팩트한 구성을 이룰 수 있으며, 비구면을 이용함으로써 점광원인 LED 발산광에 대해 효율 높은 콜리메이터로서 기능할 수 있으며, PCB기판 측에 용이하게 조립하여 사용할 수 있고 대형 원거리 조명에 더욱 유용하게 사용할 수 있는 솔루션을 제공할 수 있으며, 염분에 강한 특성을 발휘할 수 있는 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계에 관한 것이다.

Description

다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계{plate type multi collimator optical system}

본 발명은 엘이디(발광다이오드; 이하 "LED"라 한다.)를 광원으로 갖는 엘이디 조명에 있어 LED의 점광원에 대해 효율 높은 평행광으로 광 조정하여주기 위한 콜리메이터(collimator) 광학계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 1차렌즈가 붙어있는 LED 광원에 적용하고 다중 확장이 가능하도록 플레이트(plate) 타입으로 구성하며 다목적으로 활용할 수 있도록 한 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계에 관한 것이다.

최근 전력소비가 낮고 발광효율이 좋으며 긴 수명을 갖는 LED가 각종 조명용이나 백라이트용의 광원으로 활발히 적용되고 있다.

도 1은 LED를 광원으로 하고 LED의 발산광을 광 조정하기 위한 콜리메이터(collimator) 광학렌즈가 함께 구비된 종래 LED 조명장치의 일 실시예를 나타낸 것인데, 광원으로 사용되는 LED(30)와, 상기 LED(30)의 발산광에 대해 광분포를 1차적으로 조정하는 1차렌즈(10) 및, 상기 1차 렌즈 위에 배치되어 LED의 발산광에 대해 광분포를 2차 조정하는 2차렌즈(20)를 포함하여 이루어진다.

이와 같이, 현재 개발 및 유통되고 있는 대부분의 LED 조명장치들은 도 1에서와 같은 유형으로 1차렌즈(10) 및 2차렌즈(20)를 구성함으로써 콜리메이터로서 기능하여 LED(30)에서 발광하는 빛에 대해 평행광을 갖도록 광분포를 조정하여주고 있다.

하지만, 상술한 도 1에서와 같은 유형의 콜리메이터 광학렌즈를 포함하는 종래 LED 조명장치는 빛의 지향성을 맞추기 위해 2차렌즈(20)의 체적이 커질 수밖에 없는 단점을 갖는 것일뿐더러 콜리메이터로서 기능하게 되는 1차렌즈와 2차렌즈의 작용력이 떨어지는 문제점이 있었으며, 소형 솔루션에 적합한 것으로서 대형 원거리 조사에는 효율이 떨어져 활용할 수 없는 등 사용상 제한이 큰 문제점이 있었다.

특히, 광원인 LED의 발산광에 대해 효율 높은 평행광을 유도하도록 구비되는 콜리메이터 광학렌즈가 각 LED 조명장치의 사용처별 용도에 맞게 제대로 적용되지 못하고 있으며, 다중으로 확장하는데 상당한 어려움이 존재하고 있고 컴팩트한 구조설계를 전혀 이루어내지 못하고 있을 뿐만 아니라 하나의 콜리메이터 광학계를 다목적으로 활용하기에는 효율성 저하 및 기술 수준이 미치지 못하는 실정에 있다.

덧붙여, 종래 LED 조명장치는 등대등이나 기타 해양 조명용으로 적용시 염분에 강해야 하는데, 전혀 그렇지 못한 실정에 있어 효율 저하는 물론 잦은 교체작업이 이루어지고 있으며, 이로 인해 교체비용이 크게 상승되는 등 경제적이지 못한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점 등을 감안하여 안출된 것으로서, 1차렌즈가 붙어있는 LED 광원에 적용하고 다중 확장이 가능하도록 플레이트(plate) 타입으로 구성하며 다목적으로 활용할 수 있도록 한 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 비구면을 이용함으로써 점광원인 LED 발산광에 대해 효율 높은 평행광으로 광분포를 조정할 수 있도록 하며, 다중의 멀티 확장을 구현할 수 있으면서도 콤팩트(compact)한 구성을 갖게 할 수 있도록 한 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계를 제공하는데 있다.

본 발명은 결합 및 분리가 가능한 2장의 렌즈로 구성하되 렌즈의 선택적인 사용과 멀티 확장의 상태에 따라 LED 광원을 경관조명, 공장등, 보안등, 해양조명으로 구분하여 적용 가능하게 하는 등 다목적으로 활용 및 응용범위를 넓힐 수 있도록 하며 경제성을 구비할 수 있도록 한 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계를 제공하는데 있다.

본 발명은 등대등을 비롯한 각종 해양 조명용으로 적용시 염분에 강한 특성을 발휘할 수 있도록 한 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계를 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계는,

광원으로 LED가 사용되고, 상기 LED의 발산광에 대해 광분포를 1차적으로 조정해주기 위한 1차렌즈를 갖는 LED모듈에 적용될 수 있는 것으로서; 상기 1차렌즈를 통해 광 조정되어 확산되는 LED 발산광들을 모아주기 위한 제1렌즈를 평판형 베이스 상에 일체 형성시킨 제1플레이트; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계는,

광원으로 LED가 사용되고, 상기 LED의 발산광에 대해 광분포를 1차적으로 조정해주기 위한 1차렌즈를 갖는 LED모듈에 적용될 수 있는 것으로서; 상기 1차렌즈를 통해 광 조정되어 확산되는 LED 발산광들을 모아주기 위한 제1렌즈를 평판형 베이스 상에 일체 형성시킨 제1플레이트; 상기 제1플레이트 상에 결합하여 사용할 수 있도록 베이스틀을 갖고, 베이스틀 내측에 상기 제1렌즈를 통해 모아진 LED 발산광들을 멀리 보내주기 위한 제2렌즈를 일체 형성시킨 제2플레이트; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 제1렌즈는 광원인 LED의 입사 측으로 오목형 구면을 형성하고, 출사 측으로 볼록형 비구면을 형성하며, 전체적으로 양의 굴절력을 갖도록 구비될 수 있다.

바람직하게, 상기 제2렌즈는 광원인 LED의 입사 측과 출사 측에 모두 볼록형 비구면을 형성하며 전체적으로 양의 굴절력을 갖도록 구비될 수 있다.

바람직하게, 상기 광원인 LED의 유효광을 최대한 살릴 수 있도록 구면 또는 비구면으로 구성되는 반사갓을 더 포함하여 구비될 수 있다.

본 발명에 따르면, 결합 및 분리가 가능한 2장의 독립된 렌즈를 갖는 플레이트 타입으로 구성하되 플레이트의 선택적인 사용과 렌즈 구성에 따른 배열상태에 따라 LED 광원을 경관조명, 공장등, 보안등, 해양조명으로 구분하여 적용할 수 있는 등 다목적으로 활용 및 응용범위를 넓힐 수 있으며, 플레이트 타입으로 다중의 멀티 확장을 보다 용이하게 구현할 수 있으면서도 콤팩트한 구성을 이루게 할 수 있는 유용한 효과가 달성될 수 있다.

본 발명은 비구면을 이용함으로써 점광원인 LED 발산광에 대해 효율 높은 평행광으로 광분포를 조정하는 콜리메이터로서 기능할 수 있으며, PCB기판 측에 용이하게 조립하여 사용할 수 있고 구조적으로 단순할 뿐만 아니라 사출 성형이 용이하며, 대형 원거리 조명에 더욱 유용하게 사용할 수 있는 솔루션을 제공할 수 있으며, 특히 염분에 강한 특성을 발휘할 수 있어 등대등과 같은 해양용 조명으로 아주 유용하게 활용할 수 있다.

도 1은 LED를 광원으로 하고 LED의 발산광을 광 조정하기 위한 콜리메이터 광학렌즈가 함께 구비된 종래 LED 조명장치의 일 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계를 나타낸 제1플레이트와 제2플레이트의 배열상태 예시도로서, (a)는 사시도이고, (b)는 정면도이고, (c)는 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계의 구성요소인 제1플레이트를 나타낸 예시도로서, (a)는 사시도이고, (b)는 정면도이고, (c)는 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계의 구성요소인 제2플레이트를 나타낸 예시도로서, (a)는 사시도이고, (b)는 정면도이고, (c)는 단면도.
도 5는 본 발명에 있어 광원인 LED의 콜리메이션 조정을 위한 렌즈 배열상태를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 의한 도 2의 배열상태에 있어서의 광선 추적도.
도 7은 본 발명에 있어 1차렌즈를 갖는 LED모듈에 제1렌즈를 갖는 제1플레이트만을 적용한 상태에서의 방사패턴을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 있어 1차렌즈를 갖는 LED모듈에 제1렌즈를 갖는 제1플레이트만을 적용한 상태에서의 광분포밀도를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 있어 1차렌즈를 갖는 LED모듈에 제1렌즈를 갖는 제1플레이트와 제2렌즈를 갖는 제2플레이트를 모두 적용한 상태에서의 방사패턴을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명에 있어 1차렌즈를 갖는 LED모듈에 제1렌즈를 갖는 제1플레이트와 제2렌즈를 갖는 제2플레이트를 모두 적용한 상태에서의 광분포밀도를 나타낸 도면.
도 11은 본 발명에 있어 제1렌즈를 갖는 제1플레이트에 의한 방사패턴의 유형을 나타낸 도면.
도 12는 본 발명에 있어 제1렌즈를 갖는 제1플레이트와 이에 제2렌즈를 갖는 제2플레이트를 결합한 상태에서의 방사패턴의 유형을 나타낸 도면.
도 13 및 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 의한 다중 확장의 예시를 보인 도면.
도 15 및 도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반사갓을 포함하는 구성의 예시를 보인 개략 평면도.

본 발명에 대해 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같으며, 이와 같은 상세한 설명을 통해서 본 발명의 목적과 구성 및 그에 따른 특징들을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이다.

본 발명의 실시예에 의한 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계는 도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 광원으로 LED(1)가 사용되고 상기 LED(1)의 발산광에 대해 광분포를 1차적으로 조정하는 1차렌즈(10)를 갖는 LED모듈에 적용되며, 상기 1차렌즈(10)의 광 출사 측에 배치되어 2차적으로 광분포를 조정하는 2차렌즈로서 역할을 담당하는 콜리메이터 광학계로서,

평판형 베이스(110) 상에 제1렌즈(120)가 일체 형성된 제1플레이트(100)와, 상기 제1플레이트(100) 상에 결합하여 사용할 수 있도록 베이스틀(210)을 갖고 베이스틀(210) 내측에 위치하여 제2렌즈(220)가 일체 형성된 제2플레이트(200)를 포함하여 이루어진다.

상기 제1플레이트(100) 상에 제2플레이트(200)를 결합하여 배열시 제1렌즈(120)의 출사측 면(R2)에 제2렌즈(220)의 입사측 면(R3)이 접하여 배치되도록 형성시킴이 바람직하다.

상기 제1플레이트(100)의 평판형 베이스(110)에는 모서리 부분으로 다리(111)가 구비되는데, 다리(111)의 상면에 제2플레이트(200)와의 결합 사용이 가능하도록 결합홈(112)이 형성되고, 다리(111)의 하면에 PCB 기판측으로 제1플레이트(100)를 용이하게 조립하여 결합 사용할 수 있도록 조립돌기(113)가 형성된다.

이때, 상기 PCB 기판은 광원인 LED(1)와, 이 LED(1)에서 방사되는 발산광에 대해 광분포를 1차적으로 조정해주기 위한 1차렌즈(10)를 포함하는 LED모듈이 탑재된 어셈블리 상태를 의미한다.

상기 제1플레이트(100)의 제1렌즈(120)는 광원인 LED(1)의 입사 측으로 오목형 구면(R1)을 형성하고 출사 측으로 볼록형 비구면(R2)을 형성하되 전체적으로 양의 굴절력을 갖도록 구비함으로써 1차렌즈(10)를 통해 광 조정되어 확산되는 LED 발산광들을 구면과 비구면 계수를 이용하여 적절하게 모아주는 역할을 수행하도록 구성된다.

여기서, 상기 제1렌즈(120)는 1차렌즈(10)에 의해 광 확산되어 입사각 120~130도를 벗어나 새어나가는 광들을 굴절작용을 통해 중심방향으로 모아주도록 함은 물론 입사각을 제어함으로써 입사광 효율을 높이면서 직진성 유도를 통해 파워를 키울 수 있도록 구성한 것이다.

부연하여, 상기 제1렌즈(120)에서는 입사 측으로 오목형 구면(R1)을 형성하고 출사 측으로 볼록형 비구면(R2)을 형성한 렌즈 구성을 통해 1차렌즈(10)에 의해 광 확산되어 입사되는 LED(1)의 발산광에 대해 120~130도 입사각의 것을 내측방향으로 굴절시킴으로써 LED 광들을 모아주는 기능으로 도 11에서 보여주는 방사패턴에서와 같이 40~50도의 방사각으로 콜리메이션 조정하게 되며, 직교좌표계에서 기구모양 형태의 방사패턴을 형성하는 콜리메이터로서 기능하게 된다.

상기 제2플레이트(200)의 베이스틀(210)에도 제2렌즈(220)를 갖는 제2플레이트(200)를 제1플레이트(100) 측에 결합하여 사용할 수 있도록 모서리 부분으로 다리(211)가 구비되는데, 다리(211)의 하면에 제1플레이트(100) 상의 결합홈(112)에 대응되는 결합돌기(212)가 형성된다.

상기 제2플레이트(200)의 제2렌즈(220)는 광원인 LED(1)의 입사 측과 출사 측에 모두 볼록형 비구면(R3)(R4)을 형성하되 전체적으로 양의 굴절력을 갖도록 구비함으로써 제1렌즈(100)를 통해 모아진 LED 발산광들을 비구면 계수를 이용하여 광을 평행광으로 콜리메이션(colimation) 처리함과 아울러 멀리 보내는 역할을 수행하도록 구성된다.

여기서, 상기 제2렌즈(220)는 제1렌즈(120)에 비해 광들의 화각을 더욱 줄어들게 하면서 파워를 키워주며 모아진 광들을 원거리로 멀리 보낼 수 있도록 구성한 것이다.

부연하여, 상기 제2렌즈(220)에서는 입사 측과 출사 측에 모두 볼록형 비구면(R3)(R4)을 형성한 렌즈 구성을 통해 제1렌즈(120)에 의해 40~50도의 방사각으로 1차 콜리메이션 조정된 LED(1) 광들을 내측방향으로 더 굴절시킴으로써 모아진 광들을 멀리 보냄과 함께 15~20도의 방사각으로 2차 콜리메이션 조정되어 도 12에서 보여주는 방사패턴에서와 같이 15~20도의 방사각으로 광 조정하게 되며, 직교좌표계에서 방망이모양 형태의 방사패턴을 형성하는 콜리메이터로서 기능하게 된다.

이와 같은, 상기 평판형 베이스(110) 및 제1렌즈(120)를 갖는 제1플레이트(100)와 상기 베이스틀(210) 및 제2렌즈(220)를 갖는 제2플레이트(200)는, 성형의 용이성과 광 투과 및 굴절작용을 위해 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl Methacrylate; PMMA), 싸이클로올레핀코폴리머(Cyclo Olenfin Copolymer; COC), 폴리카보네이트(Poly Carbonate; PC)의 소재 중에서 어느 1종을 선택하여 사용할 수 있다 할 것이다.

이러한 소재의 적용을 통해서는 염분에 강한 특성을 발휘할 수 있어 등대등을 비롯한 각종 해양 조명용으로 유용하게 활용할 수 있으며, 수명 연장 효과는 물론 교체비용 등을 절감할 수 있다.

덧붙여, 상기 제1렌즈(120)와 제2렌즈(220)는 각각 도시된 바에 의하면, 제1플레이트(100)와 제2플레이트(200) 상에 4개가 1조로 되어 일체 형성된 것만을 보여주고 있으나, 적용 형태에 따라 형성 개수에 차이가 있는데 1개 이상이 형성될 수 있다 할 것이며, 도 13의 예시에서와 같이 수평으로 다수를 멀티 확장하여 렌즈를 일렬 배열한 일체의 형태로 구성할 수 있고 또는 도 14의 예시에서와 같이 실시예와 같은 4개 1조의 콜리메이터 광학계 다수 개를 PCB기판 측에 일렬로 조립하는 형태로 사용할 수 있는 등 다중 확장이 아주 용이한 구조를 갖는 것이며, 사출 성형을 통해 용이하게 생산해낼 수 있다.

이와 같이, 렌즈의 배열에 따른 구조 수정 및 변형을 통해 다중 확장이 가능한 본 발명에 의한 콜리메이터 광학계는 1차렌즈를 갖는 LED모듈을 포함하는 LED 조명에 더욱 다양하게 접목할 수 있다 할 것이다.

한편, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 콜리메이터 광학계는, 제2렌즈(220)를 갖는 제2플레이트(200)를 제1플레이트(100) 측에 조립하지 않은 상태로, 제1렌즈(120)를 갖는 제1플레이트(100)만을 PCB기판 측에 조립하여 LED(1) 광원을 조정하는 콜리메이터로서 단독으로 사용할 수 있는데,

이때, 이와 같이 제1렌즈(120)를 갖는 제1플레이트(100)만을 단독으로 사용하는 경우에는 LED(1)의 발산광에 대해 40~50도의 화각으로 방사각도를 조정하게 되므로 다운 라이트(down light; 피사체 위쪽에서 빛을 직접 내리 쏘는 조명)로 활용할 수 있다.

덧붙여, 이미 상술한 바와 같이, 제1렌즈(120)를 갖는 제1플레이트(100) 상에 제2렌즈(220)를 갖는 제2플레이트(200)를 결합함으로써 제1렌즈(120)와 제2렌즈(220)를 연속 배열하여 사용한 경우에는 LED(1)의 발산광에 대해 최종 15~20도의 화각으로 방사각도를 조정하게 되므로 스포트 라이트(spot light; 어느 한 부분이나 특정한 부분만 특별히 밝게 비추기 위한 조명)로 활용할 수 있다.

예를 들어, 본 발명에 의한 콜리메이터 광학계의 구성요소인 제1렌즈(120)를 갖는 제1플레이트(100)를 소수로 사용하는 경우에는 경관 조명에 적합하고 다수로 사용하는 경우에는 공장 조명이나 전시회 조명 또는 보안등으로 적합하며, 또한 제1플레이트(100) 측에 제2플레이트(200)를 결합하여 제1렌즈(120)와 제2렌즈(220)를 동시 배열 및 다수로 사용하는 경우에는 등대 조명이나 스키장 또는 스포츠 라이트로 적합하다 할 수 있다.

나아가, 상술한 본 발명에 의한 콜리메이터 광학계는 도 15 및 도 16의 예시에서와 같이, 반사갓(300)을 더 포함하도록 구성하여 광원인 LED(1)의 유효광을 최대한으로 살릴 수 있도록 함이 바람직한데, 이를 통해 조명효율을 최대로 이끌어낼 수 있다 할 것이다.

이러한, 반사갓(300)의 배치를 통해서는 광원인 LED(1)에서 측면 수평방향으로 새는 광 등의 손실광들을 굴적작용을 통해 직진광으로 유도할 수 있다.

이때, 상기 반사갓(300)은 구면 또는 비구면으로 구성할 수 있고, 포물곡면을 갖는 원형구조 또는 직선 경사면을 갖는 다각구조로 구성할 수 있다.

이러한 반사갓(300)은 도 15에 나타낸 예시에서와 같이, 제1렌즈(120)를 갖는 제1플레이트(100)만의 사용시에도 적용할 수 있다 할 것이다.

한편, 아래의 표 1은 본 발명의 실시예에 의한 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계에 대한 비구면 데이터를 나타낸 것이다.

표 1. 본 발명의 실시예에 의한 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계의 비구면 데이터.

상기한 표 1은 본 발명에 있어 제1렌즈(120)의 출사면(R2)이 곡률값을 갖는 비구면임을 보여주고 있고, 제2렌즈(220)의 입사면(R3)과 출사면(R4) 모두가 곡률값을 갖는 비구면임을 보여주고 있으며, 즉 비구면 코닉상수(conic constant) 및 비구면 표면계수를 가지고 있음을 보여주고 있습니다.

이와 같은 비구면의 형성은 비구면(R2,R3,R4)에 대해 곡률값을 조정하는 등 형상구조를 용이하게 설계 변경할 수 있고 이와 더불어 비구면 코닉상수 및 비구면계수를 조정할 수 있음을 나타내는 것이며, 이를 통해 LED(1)의 발산광에 대해 방사경로 및 광분포를 자유롭게 임의 조율할 수 있음을 보여주고 있다.

도 6은 본 발명에 의한 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계에 있어 1차렌즈를 갖는 LED모듈에서의 LED 발산광 입사에 따른 광 추적상태를 보인 광 추적도로서, 제1렌즈(120)에서 1차렌즈(10)에 의해 광 확산된 LED(1) 발산광에 대해 입사측 구면(R1)과 출사측 비구면(R2)을 통해서 LED 발산광들을 적절히 모아주고 120~130도의 광을 제어하여 방사각을 축소 조정하고 있음을 보여주고 있으며, 제2렌즈(220)에서 입사측 비구면(R3)과 출사측 비구면(R4)을 통해서 제1렌즈에 의해 축소 조정되고 모아진 LED 발산광들을 멀리 보낼 수 있도록 콜리메이션 처리하고 있음을 보여주고 있습니다.

도 7은 본 발명에 의한 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계에 있어 1차렌즈를 갖는 LED모듈에 제1렌즈(120)를 갖는 제1플레이트(100)만을 적용하여 구좌표계에서의 방사패턴을 나타낸 도면으로서, LED의 발산광에 대해 40~50도의 배광각도를 형성하도록 광 조정하고 있음을 보여주고 있습니다.

도 8은 본 발명에 의한 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계에 있어 1차렌즈를 갖는 LED모듈에 제1렌즈(120)를 갖는 제1플레이트(100)만을 적용하여 LED 광원의 광분포밀도를 나타낸 데이터로서, (a)는 제1렌즈(120)를 갖는 제1플레이트(100) 1개를 적용한 상태의 광분포밀도를 나타낸 것이고, (b)는 제1렌즈(120)를 갖는 제1플레이트(100)의 4개 1조 구성의 것을 5×5 배열로 적용한 상태의 광분포밀도를 나타낸 것이다.

여기서, (a)와 (b)는 X축선상과 Y축선상에서의 각각의 광분포밀도가 모두 직진광을 유도하는 방사형태를 이루고 있음을 보여주고 있다.

도 9는 본 발명에 의한 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계에 있어 1차렌즈를 갖는 LED모듈에 제1렌즈(120)를 갖는 제1플레이트(100)와 제2렌즈(220)를 갖는 제2플레이트(200)를 모두 적용한 상태의 방사패턴을 나타낸 도면으로서, LED의 발산광에 대해 15~20도의 배광각도를 형성하도록 광 조정하고 있음을 보여주고 있습니다.

도 10은 본 발명에 의한 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계에 있어 1차렌즈를 갖는 LED모듈에 제1렌즈(120)를 갖는 제1플레이트(100)와 제2렌즈(220)를 갖는 제2플레이트(200)를 모두 적용한 상태에서 LED 광원의 광분포밀도를 나타낸 데이터로서, (a)는 제1플레이트(100)와 제2플레이트(200)가 결합된 구성의 1개를 적용한 상태에 있어서의 광분포밀도를 나타낸 것이고, (b)는 제1플레이트(100)와 제2플레이트(200)가 결합된 구성의 4개 1조 구성의 것을 5×5 배열로 적용한 상태에 있어서의 광분포밀도를 나타낸 것이다.

여기서, (a)와 (b)는 X축선상과 Y축선상에서의 각각의 광분포밀도가 모두 직진광을 유도하는 방사형태를 이루고 있음을 보여주고 있다.

이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 기술분야의 당업자에 의하여 수정과 변형 또는 치환이 이루어질 수 있다 할 것이며, 이는 본 발명의 기술적 범위에 속한다 할 것이다.

1: LED 10: 1차렌즈
100: 제1플레이트 110: 평판형 베이스
120: 제1렌즈 200: 제2플레이트
210: 베이스틀 220: 제2렌즈

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2. 광원으로 LED(1)가 사용되고 상기 LED의 발산광에 대해 광분포를 1차적으로 조정하는 1차렌즈(10)를 갖는 LED모듈에 적용되며, 상기 1차렌즈(10)의 광 출사 측에 배치되어 2차적으로 광분포를 조정하는 2차렌즈로서의 역할을 담당하기 위한 콜리메이터 광학계에 있어서,
   상기 1차렌즈(10)를 통해 광 조정되어 확산되는 LED(1) 발산광들을 모아주기 위한 제1렌즈(120)를 평판형 베이스(110) 상에 일체 형성시킨 제1플레이트(100);
   상기 제1플레이트(100) 상에 결합하여 사용할 수 있도록 베이스틀(210)을 갖고, 베이스틀(210) 내측에 상기 제1렌즈(120)를 통해 모아진 LED 발산광들을 멀리 보내주기 위한 제2렌즈(220)를 일체 형성시킨 제2플레이트(200); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제1렌즈(120)는 광원인 LED(1)의 입사 측으로 오목형 구면(R1)을 형성하고 출사 측으로 볼록형 비구면(R2)을 형성하되, 전체적으로 양의 굴절력을 갖도록 구비되며;
   상기 제2렌즈(220)는 광원인 LED(1)의 입사 측과 출사 측에 모두 볼록형 비구면(R3)(R4)을 형성하며 전체적으로 양의 굴절력을 갖도록 구비되는 것을 특징으로 하는 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계.
4. 삭제
5. 제 2항에 있어서,
   상기 광원인 LED(1)의 유효광을 최대한 살릴 수 있도록 구면 또는 비구면으로 구성되는 반사갓(300)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 확장이 가능한 플레이트타입 멀티 콜리메이터 광학계.

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