KR101235345B1 - Lens for light emitting diode, back light unit and display device including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발광다이오드용 렌즈, 이를 구비하는 백라이트유닛 및 표시장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 발광다이오드의 상부에 구비되어 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)에서 발산되는 광을 고르게 분산시킬 수 있는 새로운 형태의 발광다이오드용 렌즈와, 이를 구비하는 백라이트유닛(Back Light Unit, BLU) 및 표시장치(display device)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 컴퓨터의 모니터나 TV 등으로 사용되는 표시 장치(display device)에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)가 구비되는데, 이러한 액정표시장치는 스스로 발광하지 못하기 때문에 별도의 광원을 필요로 한다. In general, a display device used as a computer monitor or TV is provided with a liquid crystal display (LCD). Since the liquid crystal display does not emit light by itself, a separate light source is required. .
액정표시장치용 광원으로는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp) 등과 같은 여러 개의 형광램프(fluorescent lamp)가 사용되거나 복수개의 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)가 사용되며, 이러한 광원은 백라이트유닛(Back Light Unit, BLU)에 도광판, 복수의 광학 시트, 반사판 등과 함께 구비된다. As a light source for a liquid crystal display, a plurality of fluorescent lamps such as Cold Cathode Fluorescent Lamp (CCFL) and External Electrode Fluorescent Lamp (EEFL) are used, or a plurality of Light Emitting Diodes (LEDs) are used. Such a light source is provided with a light guide plate, a plurality of optical sheets, a reflecting plate, and the like in a back light unit (BLU).
근래에는 이러한 광원 중 발광다이오드가 전력소모가 적고, 내구성이 좋으며 제조원가를 낮출 수 있어서, 차세대 광원으로 주목받고 있다. Recently, the light emitting diode of the light source has a low power consumption, good durability and low manufacturing cost, attracting attention as the next generation light source.
그러나, 광원으로 발광다이오드를 사용하는 경우에는 빛이 좁은 영역으로 집중하여 발산하는 경향이 있어서, 이를 표시 장치와 같은 면 광원에 적용하기 위해서는 빛을 넓은 영역에 고르게 분포되도록 할 필요가 있다.However, when a light emitting diode is used as a light source, the light tends to concentrate in a narrow area and diverge, and in order to apply it to a surface light source such as a display device, it is necessary to distribute the light evenly over a wide area.
따라서, 근래에는 이러한 기능을 수행하는 발광다이오드용 렌즈에 대한 연구가 활발히 진행 중이며, 이 중 대표적인 선행기술로는 한국등록특허 제10-0971639호, 한국등록특허 제10-0789835호, 한국등록특허 제10-1080355호 등이 있다. Therefore, in recent years, researches on lenses for light emitting diodes that perform these functions have been actively conducted. Among them, representative prior arts are Korean Patent Nos. 10-0971639, Korean Patent Nos. 10-0789835, and Korean Patent Nos. 10-1080355.
이러한 선행기술들에 의한 발광다이오드용 렌즈는 발광다이오드에서 발산된 광을 고르게 분산시키기 위하여 상면이 연속한 곡면으로 이루어지는데, 이와 같이 상면이 연속한 곡면으로 이루어지면 배광설계가 용이하지 않다는 문제가 있다. 발광다이오드에서 발산된 광을 고르게 분산시키기 위한 배광설계는 발광다이오드의 사양, 배광목적 등에 따라 배광분포가 달라지도록 할 필요가 있는데, 상면이 연속한 곡면으로 이루어지면 이와 같이 배광분포가 변경됨에 따라 그에 적합한 연속한 곡면을 변경설계하는 것은 용이하지 않기 때문이다.Lenses for light emitting diodes according to the prior arts have a continuous curved surface in order to evenly disperse the light emitted from the light emitting diodes. Thus, when the upper surface is a continuous curved surface, there is a problem that light distribution design is not easy. . The light distribution design for evenly distributing the light emitted from the light emitting diode needs to have a different light distribution according to the light emitting diode's specification and the purpose of light distribution. When the upper surface is a continuous curved surface, the light distribution is changed accordingly. This is because it is not easy to design a suitable continuous curved surface.
또한, 이러한 선행기술들에 의한 발광다이오드용 렌즈는 광을 고르게 분산시키기 위하여 발광다이오드의 중심축으로부터 멀어질수록 볼록한 곡면의 형상으로 이루어지기 때문에, 렌즈의 전체적인 볼륨(volume)이 커지는 문제가 있다.In addition, the lens for light emitting diodes according to the prior arts has a problem that the overall volume of the lens becomes larger because the light emitting diode lens has a convex curved shape as it moves away from the central axis of the light emitting diode.
또한, 이러한 선행기술들에 의한 발광다이오드용 렌즈는 그 전체적인 형상이 일정하게 이루어질 수밖에 없으며, 따라서 그 전체적인 형상을 다양한 배광설계에 따른 가장 적합한 형태로 변경하기가 용이하지 않다는 문제가 있다.In addition, the overall shape of the light emitting diode lens according to the prior art is inevitably made, there is a problem that it is not easy to change the overall shape to the most suitable form according to various light distribution design.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 발광다이오드에서 발산되는 광을 고르게 분산시키기 위한 배광설계를 용이하게 하며, 전체적인 볼륨(volume)을 줄일 수 있으며, 전체적인 형상을 다양한 형태로 쉽게 변경할 수 있는 새로운 형태의 발광다이오드용 렌즈를 제공하는 것이다.Therefore, the problem to be solved by the present invention is to facilitate the light distribution design to evenly distribute the light emitted from the light emitting diode, to reduce the overall volume (volume), a new form that can easily change the overall shape in various forms A lens for a light emitting diode is provided.
본 발명에 따른 발광다이오드용 렌즈는 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)에서 발산되는 광을 고르게 분산시키기 위한 발광다이오드용 렌즈에 있어서, 상기 발광다이오드에서 발산된 광이 입사되는 입사면과, 상기 입사면으로 입사된 광이 출사되는 출사면을 가지며, 상기 출사면은, 상기 발광다이오드의 중심축을 포함하는 중심영역에 구비되며, 상기 발광다이오드에서 발산되어 상기 입사면으로 입사된 광을 상기 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시키도록 오목한 형상을 가지는 다수의 불연속한 굴절면이 구비되는 제1출사면과, 상기 제1출사면의 주위에 구비되며, 상기 발광다이오드에서 발산되어 상기 입사면으로 입사된 광을 상기 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시키도록 볼록한 형상을 가지는 다수의 불연속한 굴절면이 구비되는 제2출사면을 포함하여 이루어질 수 있다. The light emitting diode lens according to the present invention is a light emitting diode lens for evenly dispersing light emitted from a light emitting diode (LED), the incident surface to which the light emitted from the light emitting diode is incident, and the incident And a light emitting surface for emitting light incident on the surface, wherein the light emitting surface is provided in a central region including a central axis of the light emitting diode and emits light emitted from the light emitting diode and incident on the incident surface from the central axis. A first emission surface having a plurality of discontinuous refraction surfaces having a concave shape to be refracted in a distant direction, and provided around the first emission surface, the light emitted from the light emitting diode and incident to the entrance surface; A number of discontinuous refraction surfaces with convex shapes are provided to refract the direction away from the central axis. The can be done, including the second exit surface.
한편, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 광원으로 사용하는 백라이트유닛(Back Light Unit, BLU)에 있어서, 상기 발광다이오드의 상부에 상술한 바와 같은 구성을 가지는 발광다이오드용 렌즈가 구비되어 상기 발광다이오드에서 발산되는 광을 고르게 분산시키는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the backlight unit according to the present invention is a backlight unit (BLU) using a light emitting diode (Light Emitting Diode, LED) as a light source, the light emitting diode having the configuration as described above on the light emitting diode A lens is provided for evenly dispersing the light emitted from the light emitting diode.
또한, 본 발명에 따른 표시장치는 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 광원으로 사용하는 표시장치(display device)에 있어서, 상기 발광다이오드의 상부에 상술한 바와 같은 구성을 가지는 발광다이오드용 렌즈가 구비되어 상기 발광다이오드에서 발산되는 광을 고르게 분산시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the display device according to the present invention is a display device using a light emitting diode (LED) as a light source, the light emitting diode lens having the above-described configuration on the light emitting diode It is characterized in that it evenly distributes the light emitted from the light emitting diode.
한편, 본 발명에 따른 발광다이오드용 실린더 렌즈는 일방향으로 배열된 다수개의 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED) 상부에 구비되어 발광다이오드에서 발산되는 광을 고르게 분산시키는 길이 방향으로 단면이 일정한 발광다이오드용 실린더 렌즈에 있어서, 상기 발광다이오드용 실린더 렌즈의 수직단면의 형상은 상술한 바와 같은 발광다이오드용 렌즈의 수직단면의 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the cylinder lens for a light emitting diode according to the present invention is provided on a plurality of light emitting diodes (LED) arranged in one direction for a light emitting diode having a constant cross-section in the longitudinal direction to evenly distribute the light emitted from the light emitting diode In the cylindrical lens, the shape of the vertical cross section of the light emitting diode cylinder lens is characterized in that the shape of the vertical cross section of the light emitting diode lens as described above.
본 발명에 따른 발광다이오드용 렌즈에 의하면, 광을 고르게 분산시키기 위한 배광설계를 용이하게 할 수 있으며, 전체적인 볼륨을 줄일 수 있고 그 전체적인 형상을 배광설계에 가장 적합한 형태로 쉽게 변경할 수 있는 효과가 있다. According to the lens for a light emitting diode according to the present invention, it is possible to facilitate the light distribution design to evenly distribute the light, and to reduce the overall volume and to easily change the overall shape to the shape most suitable for the light distribution design. .
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 발광다이오드용 렌즈를 나타내는 수직단면도이고,
도 2는 도 1의 'A' 부분 확대도이고,
도 3은 도 1의 'B' 부분 확대도이고,
도 4는 도 1의 'C' 부분 확대도이고,
도 5는 도 1의 'D' 부분 확대도이고,
도 6은 도 1의 'E' 부분 확대도이고,
도 7은 도 1의 'F' 부분 확대도이고,
도 8은 도 1의 'G' 부분 확대도이고,
도 9는 일반적인 발광다이오드의 배광분포를 나타내는 도표이고,
도 10은 본 발명에 다른 발광다이오드용 렌즈에 의한 배광분포를 나타내는 도표이고,
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광다이오드용 렌즈를 나타내는 수직단면도이고,
도 12 내지 도 17은 본 발명에 따른 발광다이오드용 렌즈의 형태에 대한 다양한 실시 예를 나타내는 수직단면도이고,
도 18은 본 발명에 따른 발광다이오드용 실린더 렌즈의 일실시 예를 나타내는 사시도이다.1 is a vertical cross-sectional view showing a light emitting diode lens according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is an enlarged view of a portion 'A' of FIG. 1;
3 is an enlarged view of a portion 'B' of FIG. 1;
4 is an enlarged view of a portion 'C' of FIG. 1;
FIG. 5 is an enlarged view of a portion 'D' of FIG. 1;
6 is an enlarged view of a portion 'E' of FIG. 1;
FIG. 7 is an enlarged view of a portion 'F' of FIG. 1;
8 is an enlarged view of a portion 'G' of FIG. 1;
9 is a diagram illustrating a light distribution of a general light emitting diode,
Fig. 10 is a chart showing light distribution by another light emitting diode lens according to the present invention;
11 is a vertical cross-sectional view showing a light emitting diode lens according to another embodiment of the present invention,
12 to 17 is a vertical cross-sectional view showing various embodiments of the shape of a lens for a light emitting diode according to the present invention,
18 is a perspective view showing an embodiment of a cylinder lens for a light emitting diode according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시 예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. Rather, the intention is not to limit the invention to the particular forms disclosed, but rather, the invention includes all modifications, equivalents and substitutions that are consistent with the spirit of the invention as defined by the claims.
한편, 첨부 도면에서, 두께 및 크기는 명세서의 명확성을 위해 과장되어진 것이며, 따라서 본 발명은 첨부도면에 도시된 상대적인 크기나 두께에 의해 제한되지 않는다. In the accompanying drawings, the thickness and the size are exaggerated for clarity of description and the present invention is not limited by the relative size or thickness shown in the attached drawings.
본 발명은 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)에서 발산된 광이 출사되는 출사면의 영역을 적어도 2개 이상의 영역별로 나누고, 각각의 영역별에 광을 고르게 분산시키기 위한 구성을 형성시킨 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 렌즈에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 발광다이오드용 렌즈를 포함하는 백라이트유닛(Back Light Unit, BLU) 및 표시장치(display device)에 관한 것이다. 다만, 본 발명에 따른 발광다이오드용 렌즈를 제외한 백라이트유닛 및 표시장치의 다른 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 사항이므로, 본 명세서에서는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.The present invention is characterized by dividing the area of the emission surface from which light emitted from a light emitting diode (LED) is emitted into at least two or more areas, and forming a configuration for evenly dispersing light in each area. A light emitting diode lens is described. The present invention also relates to a back light unit (BLU) and a display device including such a light emitting diode lens. However, other configurations of the backlight unit and the display device except for the light emitting diode lens according to the present invention can be easily carried out by those of ordinary skill in the art, detailed description thereof Is omitted.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 발광다이오드용 렌즈를 나타내는 수직단면도이다. 1 is a vertical sectional view showing a lens for a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 발광다이오드용 렌즈(10)는 밑면(13), 상면(12) 및 밑면(13)과 상면(12)을 연결하는 측면(16)을 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 1, a light
상기 밑면(13)에는 발광다이오드(11)에서 발산된 광이 입사되는 입사면(17)이 구비되며, 상기 상면(12)에는 발광다이오드(11)에서 발산되어 입사면(17)으로 입사된 광을 출사시키는 출사면(20)이 구비된다. 여기서, 상기 입사면(17)은 밑면(13) 전체일 수 있으며, 상기 출사면(20)은 상면(13) 전체 또는 상면(13)과 측면(14)일 수 있다. The
상기 밑면(13)의 중심부에는 발광다이오드(11)를 수용하기 위한 홈(14)이 구비될 수 있으며, 이 경우 상기 입사면(17)은 홈(14)의 내면으로 이루어질 수 있다. 또한, 도 1에서 보이는 바와 같이 상기 홈(14)의 단면은 구형 단면의 형상으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 발광다이오드(11)에서 발산된 광을 1차적으로 중심축(15)으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시키는 볼록한 단면의 형상과 같은 비구면으로 이루어질 수도 있다. 물론, 본 발명에 따른 발광다이오드용 렌즈(10)는 밑면(13)에 홈(14)이 구비되지 않을 수도 있으며, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. The center of the
또한, 상기 상면(12)은 수직단면상 비구면 또는 구면으로 이루어질 수 있으며, 비구면으로 이루어지는 경우에는 곡면, 플랫(flat)한 직선 또는 소정각도 경사진 직선으로도 이루어질 수 있으며, 본 발명은 이에 한정하지 않는다.In addition, the
상기 출사면(20)은 상면(12)을 적어도 2개 이상의 영역별로 나누고 각각의 영역별에 광을 고르게 분산시키기 위한 구성을 가지도록 구비될 수 있는데, 이하에서는 상기 출사면(20)의 구체적인 구성 및 그에 대한 다양한 실시 예들에 대하여 상세히 설명한다. The
설명의 편의를 위하여 발광다이오드(11)에서 발산된 광의 발산각(θ)은 중심축(15)을 기준으로 기울어진 각도로 정의하며, 발광다이오드(11)는 점 광원이므로 발광다이오드(11)에서 발산된 모든 광의 발산각(θ)은 모두 중심축(15)과 발광다이오드(11)의 교점인 중심점으로부터 발산되는 각으로 정의한다. 이때, 상면(12)으로 입사되는 광의 입사각은 발광다이오드(11)에서 발산된 광의 발산각(θ)과 동일할 수도 있으며, 상기 밑면(13)에 구비된 홈(14)의 단면이 비구면으로 이루어진 경우와 같이 발광다이오드(11)에서 발산되어 홈(14)의 내면으로 이루어진 입사면(17)에서 굴절되는 경우에는 상기 상면(12)으로 입사되는 광의 입사각은 발산각(θ)과 다를 수도 있으며, 본 명세서에서 상면(12)으로 입사된 광의 입사각이라 하는 경우에는 상기와 같은 모든 경우를 포함하는 의미로 사용한다.For convenience of explanation, the divergence angle θ of the light emitted from the
상기 출사면(20)은 발광다이오드(11)에서 발산되는 광을 보다 고르게 분산시키기 위하여 발광다이오드(11)에서 발산되는 광의 발산각(θ)의 범위에 따라 다른 구성을 가지도록 구비됨이 바람직하며, 이를 위해 상기 출사면(20)은 상면(12)에 구비되는 제1출사면(30)과 제2출사면(40)을 포함하여 이루어질 수 있다. The
도 2 내지 도 5는 제1출사면과 제2출사면을 설명하기 위한 도면으로서, 도 2는 도 1의 'A' 부분 확대도이고, 도 3은 도 1의 'B' 부분 확대도이고, 도 4는 도 1의 'C' 부분 확대도이고, 도 5는 도 1의 'D' 부분 확대도이다.2 to 5 are views for explaining the first exit surface and the second exit surface, FIG. 2 is an enlarged view of a portion 'A' of FIG. 1, FIG. 3 is an enlarged view of a portion 'B' of FIG. 4 is an enlarged view of a portion 'C' of FIG. 1, and FIG. 5 is an enlarged view of a portion 'D' of FIG. 1.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 상기 제1출사면(30)은 중심축(15)을 포함하는 중심영역에 구비되며, 발광다이오드(11)로부터 발산되어 입사면(17)으로 입사된 광을 상기 중심축(15)으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시키도록 오목한 형상을 가지는 다수의 불연속한 굴절면(32)이 구비될 수 있다. 1 to 5, the
또한, 상기 제2출사면(40)은 제1출사면(30)의 주위에 구비되며, 발광다이오드(11)로부터 발산되어 입사면(17)으로 입사된 광을 상기 중심축(15)으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시키도록 볼록한 형상을 가지는 다수의 불연속한 굴절면(42)이 구비될 수 있다. In addition, the
상기 제1출사면(30)은 발광다이오드(11)에서 발산되는 광 중 중심축(15)과 평행하게 발산되는 광(발산각(θ)=0°)으로부터 임의의 제1발산각(θ1)으로 발산되는 광까지 범위의 광을 고르게 분산시키기 위한 것이며, 상기 제2출사면(40)은 발광다이오드(11)에서 발산되는 광 중 상기 제1발산각(θ1)으로 발산되는 광으로부터 상기 제1발산각(θ1)보다 큰 임의의 제2발산각(θ2)으로 발산되는 광까지 범위의 광을 고르게 분산시키기 위한 것이다.The
상세히, 도 2에서 보이는 바와 같이, 상기 제1출사면(30)에는 상면(12)으로 입사되는 광(S1)을 굴절시키는 불연속적으로 형성되는 다수의 굴절면(32)과, 상기 각각의 불연속적인 굴절면(32)을 연결하는 연결면(34)이 구비될 수 있으며, 상기 굴절면(32)은 발광다이오드(11)에서 작은 발산각(0≤θ≤θ1)을 가지며 발산하는 광(S1)을 중심축(15)으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시키도록 수직단면상 상면(12)을 기준으로 오목한 형상, 바람직하게는 중심축(15)으로부터 멀어질수록 상방을 향하는 오목한 형상을 가지도록 구비될 수 있다. In detail, as shown in FIG. 2, the
또한, 도 3에서 보이는 바와 같이, 상기 제2출사면(40)에는 상면(12)으로 입사되는 광(S2)을 굴절시키는 불연속적으로 형성되는 다수의 굴절면(42)과, 상기 각각의 불연속적인 굴절면(42)을 연결하는 연결면(44)이 구비될 수 있으며, 상기 굴절면(42)은 발광다이오드(11)에서 대략 중간의 발산각(θ1≤θ≤θ2)을 가지며 발산하는 광(S2)을 중심축(15)으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시키도록 수직단면상 상면(12)을 기준으로 볼록한 형상, 바람직하게는 중심축(15)으로부터 멀어질수록 상방을 향하는 볼록한 형상을 가지도록 구비될 수 있다. In addition, as shown in FIG. 3, the
이와 같이, 제1출사면(30)의 굴절면(32)을 상면(12)을 기준으로 오목한 형상으로, 제2출사면(40)의 굴절면(42)을 볼록한 형상으로 구비하는 이유는, 제1출사면(30)으로 입사되는 광은 발산각이 작은 광으로서 중심축(15)으로부터 멀어지는 방향으로 큰 굴절각으로 굴절시킬 필요가 있으며, 제2출사면(40)으로 입사되는 광은 발산각이 상대적으로 큰 광으로서 중심축(15)으로부터 멀어지는 방향으로 보다 작은 굴절각으로 굴절시킬 필요가 있기 때문이며, 이러한 제1,2출사면(30,40)에 의하면 발광다이오드(11)에서 발산되는 광을 보다 고르게 분산시킬 수 있게 된다. As described above, the reason why the
여기서, 상기 굴절면 중 어느 하나의 굴절면과 상기 어느 하나의 굴절면에 연속하는 어느 하나의 연결면을 하나의 세그먼트(segment)로, 상기 세그먼트의 높이(h)는 하나의 세그먼트를 이루는 굴절면의 저점과 고점의 높이차로, 상기 세그먼트의 피치(p)는 하나의 세그먼트를 이루는 굴절면의 일측 단부로로부터 연결면의 다른측 단부까지의 길이로 정의할 수 있다. Here, one of the refracting surfaces and any one of the connecting surfaces continuous to the one of the refracting surfaces is a segment, and the height h of the segment is a low point and a high point of the refracting surface constituting one segment. As the height difference of, the pitch p of the segment may be defined as the length from one end of the refracting surface constituting one segment to the other end of the connecting surface.
이때 각각의 세그먼트(36,46)의 높이(h)와 피치(p)는 일정하게 구비되거나 일정하지 않게 구비될 수도 있으며, 본 발명은 그에 한정하지 않는다. 또한, 도면에는 각각의 세그먼트(36,46)가 연속적으로 연결되는 형태가 도시되지만 본 발명은 그에 한정하는 것은 아니며, 각각의 세그먼트(36,46) 사이에 소정의 간격이 형성되어 순차적으로 연결되는 형태가 될 수도 있다. 다만, 상면(12)으로 입사되는 광을 고르게 분산시키고 광 손실을 감소시키기 위해서는 도면에 도시된 바와 같이, 상기 각각의 세그먼트(36,46)는 소정의 간격 없이 연속적이고 순차적으로 연결되는 것이 바람직하다 할 것이다.At this time, the height (h) and the pitch (p) of each of the segments (36, 46) may be provided constant or not provided, but the present invention is not limited thereto. In addition, although the shape in which the
마찬가지로, 도 4에서 보이는 바와 같이, 상기 제1출사면(30)과 제2출사면(40)의 제1변곡영역(또는, 제1변곡점)(23)에서는 제1출사면(30)의 세그먼트(36)와 제2출사면(40)의 세그먼트(46)가 연속적으로 연결될 수도 있지만, 상기 제1변곡영역(23)에서 어떠한 세그먼트도 형성되지 않도록 소정의 간격이 형성될 수도 있다. 다만, 상면(12)으로 입사되는 광을 고르게 분산시키고 광 손실을 감소시키기 위해서는 도면에 도시된 바와 같이, 상기 제1변곡영역(23)에서는 제1출사면(30)의 세그먼트(36)와 제2출사면(40)의 세그먼트(46)가 연속적으로 연결되는 것이 바람직하다 할 것이다.Similarly, as shown in FIG. 4, the segment of the
한편, 도 5에서 보이는 바와 같이, 발광다이오드(11)의 중심축(15)에 해당하는 상면(12)의 중심에는 수직단면상 중심축(15)을 기준으로 서로 마주하는 제1출사면(30)의 2개의 세그먼트(36)에 의해 하나의 오목부(24)가 형성될 수 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 5, the
또한, 본 발명에 따른 발광다이오드용 렌즈(10)는 도 1에서 보이는 바와 같이 수직단면상 상기 출사면(20)이 중심축(15)을 기준으로 서로 대칭인 것이 바람직하며, 도면에는 도시되지 않지만 렌즈(10)가 평면상 원형의 형상으로 이루어지는 경우에 상기 출사면(20)은 중심축(15)을 기준으로 원형의 띠 형상으로 이루어지는 그루브(groove)의 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. In addition, the light emitting
한편, 상기 출사면(20)은 상면(12)에 구비되는 제3출사면(50)을 더 포함하여 이루어질 수 있으며, 도 6 및 도 7을 참조하여 상기 제3출사면(50)에 대하여 상세히 설명한다. Meanwhile, the
도 6은 도 1의 'E' 부분 확대도이고, 도 7은 도 1의 'F' 부분 확대도이다. 6 is an enlarged view of a portion 'E' of FIG. 1, and FIG. 7 is an enlarged view of a portion 'F' of FIG. 1.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 제3출사면(50)은 발광다이오드(11)에서 발산되는 광 중 제2발산각(θ2)으로 발산되는 광으로부터 상기 제2발산각(θ2)보다 큰 임의의 제3발산각(θ3)으로 발산되는 광까지 범위의 광을 고르게 분산시키기 위한 것으로서, 제2출사면(40)의 주위에 구비될 수 있다. 6 and 7, the
상세히, 도 6에서 보이는 바와 같이, 상기 제3출사면(50)은 상면(12)으로 입사되는 광(S3)을 굴절시키는 불연속적으로 형성되는 다수의 굴절면(52)과, 상기 각각의 불연속적인 굴절면(52)을 연결하는 연결면(54) 즉, 하나의 세그먼트(56)가 순차적으로 이루어지는 형태로 구비될 수 있으며, 상기 굴절면(52)은 수직단면상 상기 제2출사면(40)의 굴절면(42)과 반대방향으로 볼록한 형상, 즉 중심축(15)으로부터 멀어질수록 하방을 향하는 볼록한 형상을 가지도록 구비될 수 있다. 따라서 상기 제3출사면(50)의 세그먼트(56)는 제2출사면(40)의 세그먼트(46)와 서로 대칭하는 형상으로 이루어질 수 있다. In detail, as shown in FIG. 6, the
이와 같이, 제3출사면(50)의 굴절면(52)을 제2출사면(40)의 굴절면(42)과 반대방향으로 볼록한 형상으로 구비하는 이유는, 상기 제3출사면(50)의 굴절면(52)이 굴절시켜야 하는 광(S3)은 발광다이오드(11)에서 상대적으로 큰 발산각(θ2≤θ≤θ3)을 가지며 상면(12)으로 입사되는 광이기 때문에, 중심축(15)으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시키기보다는 상면(12)으로 입사되는 광의 입사각을 유지한 상태로 굴절시키거나 또는 상방을 향하도록 굴절시키는 것이 광을 보다 고르게 분산시킬 수 있기 때문이다. As such, the reason why the
이때, 도 7에서 보이는 바와 같이, 제2출사면(40)과 제3출사면(50)의 제2변곡영역(또는, 제2변곡점)(25)에는 상기 제2출사면(40)의 굴절면(42)과 상기 제3출사면(50)의 굴절면(52)이 직접 연결되어 형성되는 하나의 볼록부(57)가 구비될 수 있다. 물론, 상기 제1변곡영역(23)과 마찬가지로 상기 제2변곡영역(25)은 상기 하나의 볼록부(57)가 구비됨이 없이 제2출사면(40)의 세그먼트(46)와 제3출사면(50)의 세그먼트(56) 사이에 소정의 간격이 형성될 수도 있다.In this case, as shown in FIG. 7, the refractive surface of the
한편, 상기 출사면(20)은 측면(16)에 구비되는 제4출사면(60)을 더 포함하여 이루어질 수 있으며, 도 8을 참조하여 상기 제4출사면(60)에 대하여 상세히 설명한다. Meanwhile, the
도 8은 도 1의 'G' 부분 확대도이다. FIG. 8 is an enlarged view of a portion 'G' of FIG. 1.
도 8을 참조하면, 상기 제4출사면(60)은 측면(16)에 구비되어 상기 측면(16)으로 입사되는 광(S4)을 고르게 분산시키기 위한 것으로서, 발광다이오드(11)에서 발산되는 광 중 제3발산각(θ3)으로 발산되는 광으로부터 발광다이오드(11)의 중심축(15)과 수직하게 발산되는 광(발산각(θ)=90°)까지 범위의 광을 고르게 분산시키기 위한 것일 수도 있으며, 상면(12)에 제3출사면(30)이 형성되지 않는 경우에는 발광다이오드(11)에서 발산되는 광 중 제2발산각(θ2)으로 발산되는 광으로부터 발광다이오드(11)의 중심축(15)과 수직하게 발산되는 광(발산각(θ)=90°)까지 범위의 광을 고르게 분산시키기 위한 것일 수도 있다. 이 경우, 상기 제2변곡영역(25)은 상면(12)과 측면(16)의 연결부 즉, 상면(12)의 모서리가 될 수 있다.Referring to FIG. 8, the
상세히, 도 8에서 보이는 바와 같이, 상기 제4출사면(60)은 측면(16)으로 입사되는 광(S4)을 굴절시키는 불연속적으로 형성되는 다수의 굴절면(62)과, 상기 각각의 불연속적인 굴절면(62)을 연결하는 연결면(64) 즉, 하나의 세그먼트(66)가 순차적으로 이루어지는 형태로 구비될 수 있으며, 상기 굴절면(62)은 수직단면상 측면(16)을 기준으로 볼록한 형상, 바람직하게는 제3출사면(50)의 굴절면(52)과 유사하게 중심축(15)으로부터 멀어질수록 하방으로 향하는 볼록한 형상을 가지도록 구비될 수 있다. In detail, as shown in FIG. 8, the
이와 같이 제4출사면(60)의 굴절면(62)을 제3출사면(50)의 굴절면(52)과 유사하게 형성하는 이유는, 상기 제4출사면(60)의 굴절면(62)이 굴절시켜야 하는 광(S4) 또한 발광다이오드(11)에서 상대적으로 큰 발산각(θ2≤θ≤θ3 또는 θ2≤θ≤90°)을 가지며 측면(16)으로 입사되는 광이기 때문에, 중심축(15)으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시키기보다는 측면(16)으로 입사되는 광의 입사각을 유지한 상태로 굴절시키거나 또는 상방을 향하도록 굴절시키는 것이 광을 보다 고르게 분산시킬 수 있기 때문이다. The reason why the
또한, 측면(16)에 제4출사면(60)이 구비되면 발광다이오드(11)에서 발산되는 광을 더욱 고르게 분산시킬 수 있을 뿐만 아니라 제3출사면(50)을 구비하지 않을 수 있어서 렌즈(10)의 전체적인 크기 및 부피를 더욱 줄일 수 있게 된다.In addition, when the
도 9는 일반적인 발광다이오드의 배광분포를 나타내는 도표이고, 도 10은 본 발명에 다른 발광다이오드용 렌즈에 의한 배광분포를 나타내는 도표이다.FIG. 9 is a chart showing a light distribution of a general light emitting diode, and FIG. 10 is a chart showing a light distribution of a light emitting diode lens according to the present invention.
도 9 및 도 10에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 발광다이오드용 렌즈(10)에 의한 배광분포는 대략 원형의 형상을 가지는 발광다이오드(11)의 배광분포를 소정 각도에서 피크광(Ipeak)을 방출하도록 하는 것이다.As it is seen in Figs. 9 and 10, the light distribution by the light emitting
여기서, 상기 피크광(Ipeak)이 방출되는 각도는 발광다이오드(11)의 사양 및 배광목적 등에 따라 달라지게 되는데, 본 발명에 따른 렌즈(10)에 있어서 상기 피크광(Ipeak)이 방출되는 각도는 제2발산각(θ2)에 해당할 수 있으며, 이와 같이 상기 제2발산각(θ2)을 피크광(Ipeak)이 방출되는 각도로 하여 배광설계를 하면, 본 발명에 따른 발광다이오드용 렌즈(10)로 구현하고자 하는 배광분포가 결정되면 그에 따라 제2발산각(θ2)이 결정되며, 상기 제2발산각(θ2)을 기준으로 출사면(20)을 형성하면 되므로, 배광설계가 매우 쉽게 이루어질 수 있다.Here, the angle at which the peak light (I peak ) is emitted depends on the specification of the light emitting diode (11) and the light distribution purpose. In the
일 예로, 본 발명에 따른 발광다이오드용 렌즈(10)가 백라이트유닛에 구비되는 경우에는 제1발산각(θ1)과 제1변곡영역(23)은 대략 10 ~ 20°의 범위 내에 존재할 수 있으며, 상기 제2발산각(θ2)과 제2변곡영역(25)은 대략 60 ~ 80°의 범위 내에 존재할 수 있다.For example, when the light emitting
한편, 상기 연결면(34,44,54,64)은 불연속한 굴절면(32,42,52,62)을 연결하기 위한 것으로서, 그 형태는 어떠한 형태라도 무관하며, 수직단면상 구면 또는 비구면으로도 이루어질 수 있으며, 또는 상면(12)과 측면(16)의 법선으로도 이루어질 수 있다. On the other hand, the connecting surface (34, 44, 54, 64) is for connecting the discontinuous refracting surface (32, 42, 52, 62), the shape of which is irrespective of any shape, made of a spherical or aspherical surface in the vertical section It may also be made of the normal of the
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광다이오드용 렌즈를 나타내는 수직단면도이다. 11 is a vertical cross-sectional view showing a light emitting diode lens according to another embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 본 실시 예에 따른 발광다이오드용 렌즈(10)는 발광다이오드(11)에서 발산되는 광을 중심축(15)으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시키도록 홈(14)의 중심부로부터 상방으로 오목한 굴절부(70)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 11, the light emitting
상기 굴절부(70)는 발광다이오드(11)에서 발산되는 광 중 중심축(15)과 평행하게 발산되는 광(발산각(θ)=0°)으로부터 대략 제1발산각(θ1)으로 발산되는 광까지 범위의 광 즉, 중심축(15)을 포함하는 중심영역으로 입사되는 광(S5)을 더욱 고르게 분산시키기 위한 것으로서, 상기 굴절부(70)는 수직단면상 구면 또는 비구면으로도 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 곡면 또는 중심축(15)을 기준으로 하방으로 경사진 직선으로 이루어질 수 있다. The refracting
도 9에서 보이는 바와 같이, 발광다이오드(11)에 의한 배광분포는 대략 원형으로 이루어지므로 발광다이오드(11)에서 발산되는 광은 중심축(15)으로 집중되게 되는데, 이와 같은 발광다이오드(11)의 배광분포의 특성상 발광다이오드용 렌즈(10)에 의한 배광분포도 중심축(15)을 포함하는 중심영역에서 스팟(spot)이 발생하게 되며, 상기 굴절부(70)는 이러한 스팟 현상을 방지하기 위한 것으로서, 도 11에서 보이는 바와 같이 상기 굴절부(70)가 상방으로 오목한 형상으로 이루어지면 발광다이오드(11)에서 발산되는 광은 중심축(15)으로부터 멀어지는 방향으로 더욱더 굴절하게 되므로, 중심축(15)을 포함하는 중심영역에서의 스팟 현상을 더욱 감소시킬 수 있게 된다.As shown in FIG. 9, since the light distribution of the
도 12 내지 도 17은 본 발명에 따른 발광다이오드용 렌즈의 형상에 대한 다양한 실시 예를 나타내는 수직단면도이다.12 to 17 are vertical cross-sectional views illustrating various embodiments of a shape of a lens for a light emitting diode according to the present invention.
본 발명에 따른 발광다이오드용 렌즈(10)의 상면(12)은 수직단면상 구면 또는 비구면으로도 이루어질 수 있으며, 비구면으로 이루어지는 경우에는 곡면으로도 이루어질 수 있지만, 수직단면상 직선으로 이루어지는 것이 제조측면에서 보다 바람직하다 할 수 있다. The
이와 같이 상기 상면(12)이 수직단면상 직선으로 이루어지는 경우에는 도 1에서 보이는 바와 같이 상면(12)이 중심축(15)과 교차하는 플랫(flat)한 직선으로 이루어질 수도 있으며, 도 12에서 보이는 바와 같이 중심축(15)을 기준으로 하방으로 경사진 직선으로도 이루어질 수 있다. As described above, when the
다만, 도 1과 같이 상기 상면(12)이 플랫한 직선으로 이루어지는 경우에는 어느 하나의 세그먼트의 굴절면에서 굴절된 광 중 일부는 인접한 다른 세그먼트의 굴절면에 간섭받게 되어 광손실이 발생할 염려가 있지만, 도 12와 같이 상기 상면(12)이 하방으로 소정각도 경사진 직선으로 이루어지면 간섭에 의한 광손실을 방지할 수 있는 장점이 있다. However, when the
또한, 본 발명에 따른 발광다이오드용 렌즈(10)의 형태는 도 1 및 도 12에서 보이는 바와 같이 상면(12)이 변곡점 없는 연속한 하나의 면으로 이루어질 수도 있지만, 도 13 내지 도 17에서 보이는 바와 같이 적어도 하나 이상의 변곡점을 가지도록 구비될 수도 있는데, 이 경우 상기 변곡점은 제1출사면(30)과 제2출사면(40)의 변곡영역인 제1변곡영역(23)인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 발광다이오드용 렌즈(10)의 형태는 제2출사면(40)과 제3출사면(50)의 변곡영역인 제2변곡영역(25)에서도 변곡점을 가지도록 구비될 수도 있지만, 도면에서 보이는 바와 같이 제2출사면(40)과 제3출사면(50)은 변곡점이 없는 연속한 하나의 면으로 이루어지는 것이 보다 바람직하다.In addition, the shape of the light emitting
이러한 본 발명에 따른 발광다이오드용 렌즈(10)의 일 형태는 도 13에서 보이는 바와 같이, 상기 제1출사면(30)이 수직단면상 중심축(15)을 기준으로 상방으로 경사진 직선으로 이루어지고 상기 제2출사면(40)이 수직단면상 제1출사면(30)에 연결된 플랫한 직선으로 이루어지거나, 또는 도 14에서 보이는 바와 같이 상기 제2출사면(40)은 하방으로 경사진 직선으로 이루어질 수 있다. As shown in FIG. 13, one embodiment of the
이와 같이, 상기 제1출사면(30)이 중심축(30)을 기준으로 상방으로 경사진 직선 즉, 하방으로 오목한 형태로 이루어지면 발광다이오드(11)의 중심부로 집중되는 광을 중심축(15)으로부터 멀어지는 방향으로 보다 고르게 분산시킬 수 있어서 바람직하다. As such, when the
본 발명에 따른 발광다이오드용 렌즈(10)의 다른 형태는 도 15에서 보이는 바와 같이 상기 제1출사면(30)이 수직단면상 중심축(15)과 직교하는 플랫한 직선으로 이루어지고 상기 제2출사면(40)이 수직단면상 제1출사면(30)에 연결된 하방으로 경사진 직선으로 이루어질 수도 있다. Another embodiment of the
본 발명에 따른 발광다이오드용 렌즈(10)의 또 다른 형태는 도 16에서 보이는 바와 같이 상기 제1출사면(30)이 수직단면상 중심축(15)을 기준으로 하방으로 경사진 직선으로 이루어지고 상기 제2출사면(40)이 수직단면상 제1출사면(30)에 연결된 플랫한 직선으로 이루어지거나, 또는 도 17에서 보이는 바와 같이 상기 제2출사면(40)은 제1출사면(30)에 연결된 하방으로 경사진 직선으로 이루어질 수도 있다. In another embodiment of the light emitting
물론, 상기 제1출사면(30), 제2출사면(40) 및 제3출사면(50) 각각은 수직단면상 직선이 아닌 곡면으로도 이루어질 수 있으며, 또한 구면으로도 이루어질 수 있으며, 본 발명은 그에 한정하지 않는다 할 것이다.Of course, each of the
이와 같이, 본 발명에 따른 발광다이오드용 렌즈(10)의 전체적인 형태는 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 따라서 각각의 배광설계의 목적에 따라 가장 적합한 형태로 변경하기가 용이하다.As such, the overall shape of the light emitting
한편, 본 발명에 따른 발광다이오드용 렌즈(10)는 일방향으로 배열된 다수개의 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED) 상부에 구비되어 발광다이오드에서 발산되는 광을 고르게 분산시키는 길이 방향으로 단면이 일정한 실린더 렌즈의 형태로도 이루어질 수 있다. On the other hand, the light emitting
도 18은 본 발명에 따른 발광다이오드용 실린더 렌즈의 일형태를 나타내는 사시도이다. 18 is a perspective view showing one embodiment of a cylinder lens for light emitting diode according to the present invention.
도 18을 참조하면, 본 실시 예에 따른 발광다이오드용 실린더 렌즈(100)는 그 수직단면이 길이방향으로 일정하며, 상기 수직단면은 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 발광다이오드용 렌즈(10)의 수직단면과 동일하게 이루어질 수 있으며, 따라서 그에 대한 상세한 설명은 상기 실시 예들에서의 상세한 설명을 원용한다.Referring to FIG. 18, the
다만, 본 실시 예에 따른 발광다이오드용 실린더 렌즈(100)는 발광다이오드(11)를 수용하기 위한 홈(102)의 형태가 일방향으로 배열된 다수개의 발광다이오드(11) 각각을 수용하기 위한 홈이 소정간격으로 구비될 수도 있으나, 바람직하게는 도 18에서 보이는 바와 같이 다수개의 발광다이오드(11)를 수용하도록 길이방향으로 길게 형성될 수 있다. However, the light emitting
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)에서 발산된 광이 출사되는 출사면의 영역을 적어도 2개 이상의 영역별로 나누고, 각각의 영역별에 광을 고르게 분산시키기 위한 구성을 형성시킴으로써, 배광설계를 용이하게 하며, 전체적인 볼륨을 줄일 수 있고 그 전체적인 형상을 쉽게 변경할 수 있는 발광다이오드용 렌즈에 관한 것으로서, 그 실시 형태는 다양한 형태로 변경가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명은 본 명세서에서 개시된 실시 예에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 변경 가능한 모든 형태도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.As described above, the present invention is configured to divide the area of the emission surface from which light emitted from the light emitting diode (LED) is emitted into at least two or more regions, and to evenly distribute the light in each region. The present invention relates to a light emitting diode lens that facilitates light distribution design, can reduce overall volume, and can easily change its overall shape, and the embodiment can be modified in various forms. Accordingly, the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein, and all changes which can be made by those skilled in the art are also within the scope of the present invention.
10 : 렌즈 11 : 발광다이오드
12 : 상면 13 : 밑면
14 : 홈 15 : 중심축
16 : 측면 17 : 입사면
20 : 출사면 30 : 제1출사면
40 : 제2출사면 50 : 제3출사면
60 : 제4출사면 32,42,52,62 : 굴절면
34,44,54,64 : 연결면 36,46,56,66 : 세그먼트
70 : 굴절부10
12: top face 13: bottom face
14: groove 15: central axis
16: side 17: incident surface
20: exit surface 30: first exit surface
40: second exit plane 50: third exit plane
60:
34,44,54,64: connecting
70: refraction
Claims (12)
상기 렌즈는 밑면과 상면을 가지며, 상기 밑면에는 상기 발광다이오드에서 발산된 광이 입사되는 입사면이 구비되고, 상기 상면에는 상기 입사면으로 입사된 광이 출사되는 출사면이 구비되며,
상기 출사면은,
상기 발광다이오드의 중심축을 포함하는 상기 상면의 중심영역에 구비되며, 상기 발광다이오드에서 발산되어 상기 입사면으로 입사된 광을 상기 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시키도록 상기 상면을 기준으로 오목한 형상을 가지는 다수의 불연속한 굴절면이 구비되는 제1출사면과,
상기 상면의 상기 제1출사면의 주위에 구비되며, 상기 발광다이오드에서 발산되어 상기 입사면으로 입사된 광을 상기 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시키도록 상기 상면을 기준으로 볼록한 형상을 가지는 다수의 불연속한 굴절면이 구비되는 제2출사면을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 렌즈.In the light emitting diode lens for evenly dispersing the light emitted from the light emitting diode (LED),
The lens has a bottom surface and an upper surface, the bottom surface is provided with an incident surface on which light emitted from the light emitting diode is incident, the upper surface is provided with an emission surface on which light incident on the incident surface is emitted,
The exit surface,
It is provided in the center region of the upper surface including the central axis of the light emitting diode, and has a concave shape with respect to the upper surface so as to refracted light emitted from the light emitting diode incident on the incident surface in a direction away from the central axis A first exit surface provided with a plurality of discontinuous refractive surfaces,
A plurality of discontinuities provided around the first emission surface of the upper surface and having a convex shape with respect to the upper surface so as to refracted light emitted from the light emitting diode and incident on the incident surface away from the central axis; A light emitting diode lens comprising a second exit surface provided with one refractive surface.
상기 제1출사면의 굴절면은 상기 중심축으로부터 멀어질수록 상방을 향하는 오목한 형상을 가지며, 상기 제2출사면의 굴절면은 상기 중심축으로부터 멀어질수록 상방을 향하는 볼록한 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 렌즈.The method of claim 1,
The refracting surface of the first exit surface has a concave shape facing upwards away from the central axis, and the refracting surface of the second exit surface has a convex shape facing upwards away from the central axis Lens for diode.
상기 출사면은 상기 제2출사면의 주위에 구비되며, 상기 중심축으로부터 멀어질수록 하방을 향하는 볼록한 형상을 가지는 다수의 불연속한 굴절면이 구비되는 제3출사면을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 렌즈.The method of claim 2,
The exit surface is provided around the second exit surface, characterized in that it further comprises a third exit surface provided with a plurality of discontinuous refracting surface having a convex shape downward facing away from the central axis. Lens for light emitting diode.
상기 발광다이오드에서 발산된 광이 입사되는 입사면과, 상기 입사면으로 입사된 광이 출사되는 출사면을 가지며,
상기 출사면은,
상기 발광다이오드의 중심축을 포함하는 중심영역에 구비되며, 상기 발광다이오드에서 발산되어 상기 입사면으로 입사된 광을 상기 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시키도록 오목한 형상을 가지는 다수의 불연속한 굴절면이 구비되는 제1출사면;
상기 제1출사면의 주위에 구비되며, 상기 발광다이오드에서 발산되어 상기 입사면으로 입사된 광을 상기 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시키도록 볼록한 형상을 가지는 다수의 불연속한 굴절면이 구비되는 제2출사면; 및
상기 렌즈의 밑면과 상면을 연결하는 측면에 볼록한 형상을 가지는 다수의 불연속한 굴절면이 구비되는 제4출사면;을 포함하는 발광다이오드용 렌즈.In the light emitting diode lens for evenly dispersing the light emitted from the light emitting diode (LED),
An incident surface to which light emitted from the light emitting diode is incident, an exit surface to which light incident to the incident surface is emitted,
The exit surface,
Is provided in the central region including the central axis of the light emitting diode, a plurality of discontinuous refracting surface having a concave shape to be refracted in the direction away from the central axis emitted from the light emitting diode incident to the incident surface is provided First exit surface;
A second emission having a plurality of discontinuous refracting surfaces provided around the first emission surface and having a convex shape to refract light emitted from the light emitting diode to the incident surface in a direction away from the central axis; if; And
And a fourth exit surface having a plurality of discontinuous refraction surfaces having a convex shape on a side surface connecting the bottom surface and the top surface of the lens.
상기 렌즈의 밑면 중심부에는 상기 발광다이오드를 수용하는 홈이 구비되고, 상기 홈의 중심부에는 상기 발광다이오드에서 발산된 광을 상기 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시키도록 상방으로 오목한 굴절부가 구비되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 렌즈.The method of claim 1,
A groove for accommodating the light emitting diode is provided in the center of the bottom surface of the lens, and a central concave portion of the groove is provided with a concave upward portion to refract the light emitted from the light emitting diode in a direction away from the central axis. Light emitting diode lens.
상기 제1출사면은 수직단면상 상기 중심축을 기준으로 상방으로 경사진 직선으로 이루어지고, 상기 제2출사면은 수직단면상 상기 제1출사면에 연결된 플랫(flat)한 직선 또는 하방으로 경사진 직선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 렌즈.The method of claim 1,
The first exit surface is formed as a straight line inclined upwardly with respect to the center axis on a vertical cross section, and the second exit surface is a flat straight line connected to the first exit surface on a vertical cross section or a straight slope inclined downward. A light emitting diode lens, characterized in that made.
상기 제1출사면은 수직단면상 상기 중심축과 직교하는 플랫(flat)한 직선으로 이루어지고, 상기 제2출사면은 수직단면상 상기 제1출사면에 연결된 하방으로 경사진 직선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 렌즈.The method of claim 1,
The first exit surface is formed of a flat straight line orthogonal to the central axis on the vertical cross section, the second exit surface is characterized in that the straight line inclined downward connected to the first exit surface on a vertical cross section Lens for light emitting diode.
상기 제1출사면은 수직단면상 상기 중심축을 기준으로 하방으로 경사진 직선으로 이루어지고, 상기 제2출사면은 수직단면상 상기 제1출사면에 연결된 플랫(flat)한 직선 또는 하방으로 경사진 직선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 렌즈.The method of claim 1,
The first exit surface is a straight line inclined downward with respect to the center axis on a vertical cross section, and the second exit surface is a flat straight line connected to the first exit surface on a vertical cross section or a straight slope inclined downward. A light emitting diode lens, characterized in that made.
상기 출사면은 수직단면상 상기 중심축과 직교하는 플랫(flat)한 직선 또는 상기 중심축을 기준으로 하방으로 경사진 직선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 렌즈.The method of claim 1,
The emission surface is a light emitting diode lens, characterized in that consisting of a straight straight line orthogonal to the central axis on the vertical cross-section or a straight line inclined downward based on the central axis.
상기 발광다이오드의 상부에 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 발광다이오드용 렌즈가 구비되어 상기 발광다이오드에서 발산되는 광을 고르게 분산시키는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.In a Back Light Unit (BLU) using a light emitting diode (LED) as a light source,
The backlight unit of claim 1, wherein the light emitting diode lens of any one of claims 1 to 9 is provided above the light emitting diode to evenly distribute the light emitted from the light emitting diode.
상기 발광다이오드의 상부에 제 1 항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 기재된 발광다이오드용 렌즈가 구비되어 상기 발광다이오드에서 발산되는 광을 고르게 분산시키는 것을 특징으로 하는 표시장치.A display device using a light emitting diode (LED) as a light source,
A display device according to any one of claims 1 to 9, wherein the lens for a light emitting diode is provided above the light emitting diode to evenly distribute the light emitted from the light emitting diode.
상기 발광다이오드용 실린더 렌즈의 수직단면의 형상은 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 발광다이오드용 렌즈의 수직단면의 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 실린더 렌즈.
In the light emitting diode cylinder lens having a cross-section uniform in the longitudinal direction is provided on the plurality of light emitting diodes (LEDs) arranged in one direction to evenly distribute the light emitted from the light emitting diodes,
A shape of a vertical cross section of the light emitting diode cylinder lens has a shape of a vertical cross section of the light emitting diode lens according to any one of claims 1 to 9.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103591550A (en) * | 2013-11-22 | 2014-02-19 | 成都派斯光学有限公司 | LED light distributing lens |
KR20160080910A (en) * | 2014-12-29 | 2016-07-08 | 엘지전자 주식회사 | Optical lens and back light unit comprising it |
WO2017043782A1 (en) * | 2015-09-08 | 2017-03-16 | 엘지이노텍(주) | Lens and light emitting unit including same |
CN113985651A (en) * | 2021-10-19 | 2022-01-28 | 深圳创维-Rgb电子有限公司 | Uniform light lens and backlight module |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20060127672A (en) * | 2005-06-08 | 2006-12-13 | 삼성전기주식회사 | Led lens structure capable of providing uniform upward illumination, led module and backlight apparatus incorporating the same |
KR20070117689A (en) * | 2005-03-29 | 2007-12-12 | 필립스 루미리즈 라이팅 캄파니 엘엘씨 | Wide emitting lens for led useful for backlighting |
-
2012
- 2012-03-14 KR KR1020120025842A patent/KR101235345B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7352011B2 (en) | 2004-11-15 | 2008-04-01 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | Wide emitting lens for LED useful for backlighting |
KR20070117689A (en) * | 2005-03-29 | 2007-12-12 | 필립스 루미리즈 라이팅 캄파니 엘엘씨 | Wide emitting lens for led useful for backlighting |
KR20060127672A (en) * | 2005-06-08 | 2006-12-13 | 삼성전기주식회사 | Led lens structure capable of providing uniform upward illumination, led module and backlight apparatus incorporating the same |
KR100691181B1 (en) * | 2005-06-08 | 2007-03-09 | 삼성전기주식회사 | Led lens structure capable of providing uniform upward illumination, led module and backlight apparatus incorporating the same |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103591550A (en) * | 2013-11-22 | 2014-02-19 | 成都派斯光学有限公司 | LED light distributing lens |
KR20160080910A (en) * | 2014-12-29 | 2016-07-08 | 엘지전자 주식회사 | Optical lens and back light unit comprising it |
KR102400494B1 (en) * | 2014-12-29 | 2022-05-20 | 엘지전자 주식회사 | Optical lens and back light unit comprising it |
WO2017043782A1 (en) * | 2015-09-08 | 2017-03-16 | 엘지이노텍(주) | Lens and light emitting unit including same |
US10495284B2 (en) | 2015-09-08 | 2019-12-03 | Lg Innotek Co., Ltd. | Lens and light emitting unit including same |
CN113985651A (en) * | 2021-10-19 | 2022-01-28 | 深圳创维-Rgb电子有限公司 | Uniform light lens and backlight module |
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