KR101355815B1 - Light emitting device and lighting device having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발광장치 및 이를 구비하는 조명장치에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting device and a lighting device having the same.
근래 들어오면서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 하여, 소형 및 경량화 되면서 성능이 더욱 향상된 평판표시장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.Recently, demand for flat panel display devices, which have been improved in size and weight and have improved performance, has been explosively increasing, centering on semiconductor technology which is rapidly developing.
이러한 평판 표시 장치 중에서 근래에 각광받고 있는 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 소형화, 경량화 및 저전력 소비화 등의 이점을 가지고 있어서 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로서 점차 주목받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치가 필요한 거의 모든 정보처리기기에 장착되어 사용되고 있다. Among these flat panel display devices, a liquid crystal display (LCD), which has been popular in recent years, has advantages such as miniaturization, light weight, and low power consumption, and is an alternative means to overcome the shortcomings of conventional cathode ray tubes And has been used in almost all information processing apparatuses requiring a display device at present.
액정표시장치는 일반적으로 공통 전극과 색필터(color filter)등이 형성되어 있는 상부 기판과 박막 트랜지스터와 전극 등이 형성되어 있는 하부 기판 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변형시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표현하는 장치이다. 액정표시장치에서의 액정표시패널은 스스로 발광하지 못하는 비발광 소자이므로, 액정표시패널 하부에서 액정표시패널에 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛과 같은 발광장치를 구비하고 있다. A liquid crystal display device generally has a liquid crystal material injected between an upper substrate on which a common electrode and a color filter are formed, a lower substrate on which a thin film transistor and an electrode are formed, An electric field is formed by applying electric potential to deform the arrangement of liquid crystal molecules, thereby controlling the transmittance of light to thereby display an image. Since the liquid crystal display panel in the liquid crystal display device is a non-light emitting element that can not emit light by itself, it has a light emitting device such as a backlight unit for providing light to the liquid crystal display panel under the liquid crystal display panel.
백라이트 유닛은 램프, 도광판, 반사 시트 및 광학 시트류 등을 포함한다. 램프는 비교적 발열량이 적으며 자연광에 가까운 백색광을 발생시키고 수명이 긴 냉음극선관 방식 램프나 색재현성이 좋고 저전력이 소비되는 발광 다이오드(LED)를 이용한 LED 방식 램프를 사용한다. 종래에는 냉음극선관 방식의 램프를 사용하였으나, LED 방식 램프가 색재현성이 좋으며, 소비전력도 적게 든다는 장점을 가지고 있어서 LED 방식 램프 제품이 사용되기 시작하였다. The backlight unit includes a lamp, a light guide plate, a reflective sheet, an optical sheet, and the like. The lamp uses a cold-cathode tube type lamp having a relatively low calorific value and generating white light close to natural light, a long-life cold cathode tube type lamp, or an LED type lamp using a light-emitting diode (LED) with good color reproducibility and low power consumption. Conventionally, cold-cathode tube type lamps have been used, but LED type lamps have been used because of their excellent color reproducibility and low power consumption.
그러나, 이러한 LED 방식의 램프는 빛의 직진성이 강해서 빛이 액정표시패널의 전체로 고르게 분산되지 못하는 문제점이 있었다.However, such a LED-type lamp has a problem in that light can not be uniformly dispersed throughout the liquid crystal display panel due to strong directivity of light.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 같은 광원으로부터 방출되는 빛을 넓은 각도로 퍼뜨려 줌으로써 휘점 및 암부가 발생하지 않는 발광장치 및 이를 구비하는 조명장치에 관한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a light emitting device that emits light emitted from the same light source at a wide angle and does not generate bright spots and dark areas, and a lighting device having the same.
본 발명의 실시예에 따른 발광장치는 광원과 광학렌즈를 포함하되, 상기 광학렌즈는 상기 광원으로부터 출사된 광이 상기 광학렌즈에 입사되는 광입사면과 상기 광입사면에 입사한 광이 상기 광학렌즈로부터 출사되는 광출사면을 구비하고, 상기 광입사면은 기준광축에 대해 축 대칭인 평평한 면과 볼록한 곡면을 포함하고, 상기 광출사면은 상기 기준광축에 대해 축 대칭인 두 부분의 볼록한 곡면을 포함한다.A light emitting device according to an embodiment of the present invention includes a light source and an optical lens, wherein the optical lens is a light incident surface in which light emitted from the light source is incident on the optical lens and the light incident on the light incident surface is the optical A light exit plane exiting the lens, the light entrance plane including a flat surface and a convex surface axially symmetrical with respect to the reference optical axis, the light exit surface being two convex curved surfaces axially symmetrical with respect to the reference optical axis It includes.
여기서, 상기 광원에서 광이 출사되는 부분과 상기 기준광축의 교점을 기준점으로 하고, 상기 광입사면 상의 임의의 점과 상기 기준점을 연결하는 직선과 상기 기준광축이 이루는 임의의 각을 θ1, 상기 광입사면 상의 임의의 점과 상기 기준점을 연결하는 직선의 거리가 R1, 광입사면 상의 특정 지점과 상기 기준점을 연결하는 직선과 상기 기준광축이 이루는 특정 각이 a1일 때, 0≤θ1≤a1의 범위에서는 θ1의 증가에 따라 R1이 증가하고, a1<θ1≤π/2의 범위에서는 θ1의 증가에 따라 R1이 감소하며, 상기 광출사면 상의 임의의 점과 상기 기준점을 연결하는 직선과 상기 기준광축이 이루는 각을 θ2, 상기 광출사면 상의 임의의 점과 상기 기준점을 연결하는 직선의 거리가 R2, 광출사면 상의 특정 지점과 상기 기준점을 연결하는 직선과 상기 기준광축이 이루는 특정 각이 a2일 때, 0≤θ2≤a2의 범위에서는 θ2의 증가에 따라 R2가 감소하고, a2<θ2≤π/2의 범위에서는 θ2의 증가에 따라 R2가 증가하는 것을 특징으로 한다.Here, the intersection of the light emitted from the light source and the reference optical axis as a reference point, θ1, an arbitrary angle formed by a straight line connecting an arbitrary point on the light incident surface and the reference point and the reference optical axis When the distance between the arbitrary point on the incident surface and the straight line connecting the reference point is R1, the specific angle formed between the specific point on the light incident surface and the straight line connecting the reference point and the reference optical axis is a1, 0≤θ1≤a1 In the range, R1 increases with the increase of θ1, and R1 decreases with the increase of θ1 in the range of a1 <θ1≤π / 2, and the straight line connecting the arbitrary point and the reference point on the light exit surface and the reference The angle formed by the optical axis is θ2, the distance between the arbitrary point on the light exit surface and the straight line connecting the reference point is R2, the straight line connecting the specific point on the light exit surface and the reference point and the reference optical axis When the constant angle a2, is within the range of 0≤θ2≤a2 R2 is reduced with the increase of θ2 and, a2 <θ2≤π in the range of / 2 is characterized in that R2 is increased with the increase of θ2.
본 발명의 실시예에 따른 조명장치는 광원과 광학렌즈를 구비한 발광장치를 포함하되, 상기 광학렌즈는 상기 광원으로부터 출사된 광이 상기 광학렌즈에 입사되는 광입사면과 상기 광입사면에 입사한 광이 상기 광학렌즈로부터 출사되는 광출사면을 구비하고, 상기 광입사면은 기준광축에 대해 축 대칭인 평평한 면과 볼록한 곡면을 포함하고, 상기 광출사면은 상기 기준광축에 대해 축 대칭인 두 부분의 볼록한 곡면을 포함한다.An illumination apparatus according to an embodiment of the present invention includes a light emitting device having a light source and an optical lens, wherein the optical lens is incident on the light incident surface and the light incident surface in which light emitted from the light source is incident on the optical lens A light having a light exit surface exiting the optical lens, the light entrance plane comprising a flat surface and a convex curved surface axially symmetric with respect to a reference optical axis, the light exit surface being axial symmetric with respect to the reference optical axis It includes two convex surfaces.
본 발명의 실시예에 따른 발광장치 및 이를 구비하는 조명장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.The light emitting device and the lighting device including the light emitting device according to the embodiment of the present invention have the following effects.
첫째, 본 발명은 발광 다이오드와 같은 광원으로부터 방출되는 빛을 넓은 각도로 퍼뜨려 줌으로써 휘점 및 암부가 발생하지 않게 해준다. First, the present invention spreads light emitted from a light source such as a light emitting diode at a wide angle, thereby preventing a bright spot and a dark portion from occurring.
둘째, 본 발명은 광원이 광을 출사하면서 발생되는 열의 방출을 효과적으로 할 수 있다.Second, the present invention can effectively dissipate heat generated when a light source emits light.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 발광장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학렌즈의 곡률 설계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 발광장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 발광장치를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining curvature design of an optical lens according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to a third embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, it is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It is intended that the disclosure of the present invention be limited only by the terms of the appended claims.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 이외의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.Also, terms used herein are for the purpose of illustrating embodiments and are not intended to limit the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. &Quot; comprises "and / or" comprising "used in the specification do not exclude the presence or addition of components other than the components mentioned. Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 실시예들을 첨부 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에서 특별히 언급하지 않는 부분에서의 각도 표기는 라디안을 사용한다.The angular representation in the parts not specifically mentioned in the present invention uses radians.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 발광장치를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치는 광(L)을 출사하는 광원(10)과 광원(10)의 외부를 덮도록 배치되는 광학렌즈(20)를 포함한다.1, a light emitting device according to an embodiment of the present invention includes a
본 발명에서 기준광축(Z)은 광원(10)으로부터 출사되는 입체적인 광의 중심에 있어서의 광의 진행방향으로 도 1의 단면도에서 광원(10)의 연직 상향을 기준광축(Z)으로 정의한다.In the present invention, the reference optical axis Z defines the reference optical axis Z as the vertical upward direction of the
본 발명에서 기준점(O)은 광원(10)에서 광을 출사되는 부분과 기준광축(Z)이 만나는 지점으로, 광학렌즈(20)의 저면(20c)을 X축이라 할 때에 X축과 기준광축(Z)이 수직으로 만나는 지점을 의미한다. The reference point O in the present invention is a point at which a portion where light is emitted from the
발광장치는 기준광축(Z)을 중심으로 한 회전 대칭의 형상을 가질 수 있으나, 발광장치는 다양한 형상이 가능한 바, 본 발명이 이에 한정되지는 않음을 밝혀둔다.The light emitting device may have a rotationally symmetrical shape centering on the reference optical axis Z, but the light emitting device may have various shapes, and the present invention is not limited thereto.
광원(10)은 광학렌즈(20)의 내부에 배치되는데 광원(10)에서 출사되는 광은 광학렌즈(20)에 의해서 그 방향이 변화된다. 즉, 광원(10)에서 출사된 광은 광학렌즈(20)에 의해서 기준광축(Z)에 수직에 가까운 방향으로 굴절되어 확산된다. 예를 들어, 본 발명에서 광원(10)은 발광 다이오드가 가능한데, 다양한 형태의 광원(10)이 적용 가능하다.The
광학렌즈(20)는 광원(10)으로부터 출사되는 광을 확산시키는 것으로, 다양한 굴절율을 지닌 투명재료가 가능한데, 광학렌즈는 굴절율이 1.45 ~ 1.60 사이를 가질 수 있다. 예를 들어, 광학렌즈(20)의 투명재료는 폴리메탈크릴산메틸(PMMA), 폴리카보네이트(PC) 등이 가능하다.The
광학렌즈(20)는 내부에 광원(10)을 배치할 수 있는 공간을 구비하고, 내표면인 광입사면(20a), 외표면인 광출사면(20b), 광입사면(20a)과 광출사면(20b)을 연결하는 저면(20c)을 구비한다.The
광입사면(20a)은 광원(10)으로부터 출사된 광이 광학렌즈(20)에 입사되는 부분이다. 광입사면(20a)은 기준광축(Z)에 대해 축 대칭으로 종 모양의 형상인데, 특히, 기준광축(Z) 가까운 부분은 평편한 면이고, 기준광축(Z)의 평평한 면 끝에서 저면(20c)쪽과 연결되는 부분까지는 볼록한 곡면으로 형성된다. 즉, 광입사면(20a)은 기준광축(Z)과 수직으로 교차된다. The
또한, 광입사면(20a)은 광입사면(20a) 상의 임의의 점과 기준점(O)을 연결하는 직선과 기준광축(Z)이 이루는 각을 θ1, 광입사면(20a) 상의 임의의 점과 기준점(O)을 연결하는 직선의 거리가 R1, 광입사면(20a) 상의 특정 지점인 A지점과 기준점(O)을 연결하는 직선과 기준광축(Z)이 이루는 특정 각이 a1일 때, 0≤θ1≤a1의 범위에서는 θ1의 증가에 따라 R1이 증가하고, A지점에서 광입사면(20a)이 저면(20c)과 연결되는 부분인 a1<θ1≤π/2의 범위에서는 θ1의 증가에 따라 R1이 감소한다. 여기서, A지점에서 광입사면(20a)이 저면(20c)과 연결되는 부분인 a1<θ1≤π/2의 범위에서의 경사는 갈수록 더 커진다. The
이때, a1은 R1이 증가하는 범위에서의 θ1의 최대각도를 의미하고, a1은 다양한 크기의 각도가 가능한데, 예를 들어, a1은 0<a1<π/15의 범위 내의 각도를 가질 수 있다.In this case, a1 means the maximum angle of? 1 in the range where R1 increases, and a1 can be angles of various sizes. For example, a1 may have an angle in the range of 0 <a1 <? / 15.
그리고, 기준점(O)과 광입사면(20a)의 A지점, 기준광축(Z)과 광입사면(20a)의 교차점을 세 개의 꼭지점으로 하고, R1, 기준점(O)에서 광입사면(20a)과 만나는 지점까지의 기준광축(Z)의 변, 기준광축(Z)에서 A지점까지의 변을 연결하면 직각삼각형 형상이다.The point of intersection of the reference point O and the
광출사면(20b)은 광입사면(20a)에 입사한 광이 광학렌즈(20)로부터 출사되는 부분이다. 광출사면(20b)은 기준광축(Z)에 대해 축 대칭인 두 부분의 볼록한 곡면을 포함한다. 예를 들어, 광출사면(20b)은 기준광축(Z)을 기준으로 작은 볼록한 곡면이 형성되고, 특정한 지점인 B지점에서부터 저면(20c)과 연결되는 부분까지 큰 볼록한 곡면으로 형성된다.The
또한, 광출사면(20b)은 광출사면(20b) 상의 임의의 점과 기준점(O)을 연결하는 직선과 기준광축(Z)이 이루는 각을 θ2, 광출사면(20b) 상의 임의의 점과 기준점(O)을 연결하는 직선의 거리가 R2, 광출사면(20b) 상의 특정 지점인 B지점과 기준점(O)을 연결하는 직선과 기준광축(Z)이 이루는 특정 각이 a2일 때, 광출사면(20b)의 망곡인 특정한 B지점까지인, 0≤θ2≤a2의 범위에서는 θ2의 증가에 따라 R2가 감소하고, 광출사면(20b)의 망곡인 특정한 B지점에서 저면(20c)과 연결되는 부분인 a2<θ2≤π/2의 범위에서는 θ2의 증가에 따라 R2가 증가한다. The
이때, a2은 R2이 감소하는 범위에서의 θ2의 최대각도를 의미하고, a2는 다양한 크기의 각도가 가능한데, 예를 들어, a2는 0<a2<2π/45의 범위 내의 각도를 가질 수 있다.In this case, a2 means a maximum angle of? 2 in a range where R2 decreases, and a2 can be angles of various sizes. For example, a2 may have an angle in the range of 0 < a2 <
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학렌즈의 곡률 설계를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining curvature design of an optical lens according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학렌즈(20)의 곡률은 광출사면(20b)을 새그멘트로 나누어서 설계할 수 있다.Referring to FIG. 2, the curvature of the
본 발명의 광학렌즈(20)의 광출사면(20b) 곡률을 설계하기 위한 수식은 아래의 수학식1과 같다. 이때, 광출사면(20b)의 곡률은 광출사면(20b) B지점에서 저면(20c)과 연결되는 지점까지인 광출사면(20b)이 a2<θ2≤π/2의 범위에서의 곡률이다. The equation for designing the curvature of the
예를 들어, 광학렌즈(20)의 광출사면(20b) 곡률은 n도 각도로 분할된 빛이 광입사면(20a)에 의해 굴절된 후에 배광분포가 78~80도에서 최대값을 가지고, 특정한 조도 분포가 나오도록 광출사면(20b)을 새그먼트로 나누어서 설계할 수 있다.For example, the curvature of the
본 발명의 광학렌즈(20)의 광입사면(20a) 곡률을 설계하기 위한 수식은 아래의 수학식2와 같다. 이때, 광입사면(20a)의 곡률은 광입사면(20a) A지점에서 저면(20c)과 연결되는 지점까지인 광입사면(20a)이 a1<θ1≤π/2의 범위에서의 곡률이다.The equation for designing the curvature of the
여기서, 은 광학렌즈(20)의 굴절률, 는 공기의 굴절률, 는 x축과 광출사면(20b) 또는 광입사면(20a) 새그먼트가 이루는 각도, 은 광출사면(20b) 또는 광입사면(20a) 새그먼트의 법선과 광선이 이루는 입사각, 은 스넬의 법칙에 의해 굴절되어 나가는 광의 출사각, 는 광출사면(20b) 또는 광입사면(20a) 새그먼트에 대해 의 각도로 출사되는 빛이 리시버(Receiver, 40)에 도달할 때 리시버(40)의 법선과 이루는 각도를 의미한다.here, The refractive index of the
본 발명에서 광학렌즈(20)는 광출사면(20b) a2<θ2≤π/2의 범위에서의 곡률이 광입사면(20a) a1<θ1≤π/2의 범위에서의 곡률보다 큰 곡률을 가지고, 광원(10)으로부터 출사된 광은 광입사면(20a)에 입사되어 굴절되고, 굴절된 광이 외부와 접하는 광출사면(20b)을 통과하면서 넓은 지향각을 갖도록 설계할 수 있다.In the present invention, the
이와 같이, 본 발명은 광입사면(20a)과 광출사면(20b)의 곡률을 조절하여 광의 출사각을 조절할 수 있어서 광원(10)의 특성 및 광원(10)의 발광면의 구조에 알맞게 빛의 특성을 조절할 수 있다. 이렇게 함으로써, 본 발명의 실시예들에 따른 발광장치는 휘점 및 암부가 적게 발생하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the outgoing angle of light can be adjusted by adjusting the curvatures of the
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 발광장치를 설명하기 위한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
도 3의 발광장치는 도 1의 제1실시예의 발광장치와 비교하여 저면(20c)이 두 부분으로 나누어지고, 고정부(30)를 포함하는 차이가 있는바, 이에 대해 설명하고, 도 1의 제1실시예와 동일한 부분에 대한 설명은 생략하도록 한다.The light emitting device of FIG. 3 is different from the light emitting device of the first embodiment of FIG. 1 in that the
도 3을 참조하면, 저면(20c)은 내부와 외부로 구분할 수 있는데, C지점을 기준으로 광원(10) 쪽을 내부로 그보다 반대쪽을 외부로 하면, 저면(20c)의 내부보다 저면(20c)의 외부가 아래로 더 돌출된 형상이다. 이는 광원(10)이 광을 출사하면서 발생되는 열의 방출을 효과적으로 할 수 있는 장점이 있다.Referring to FIG. 3, the bottom 20c can be divided into an inside and an outside. When the
이때, 저면(20c)의 내부는 부식 처리되거나 3D 형상으로 패턴 처리할 수 있다.At this time, the inside of the
또한, 광학렌즈(20)는 저면(20c), 예를 들어 저면(20c)의 내부에 조명장치에 결합되는 고정부(30)를 포함할 수 있는데, 고정부(30)는 적어도 2이상을 구비할 수 있다The
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 발광장치를 설명하기 위한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to a third embodiment of the present invention.
도 4의 발광장치는 도 3의 제2실시예의 발광장치와 비교하여, 광출사면(200b)의 형상에 차이가 있다.The light emitting device of Fig. 4 differs from the light emitting device of the second embodiment of Fig. 3 in the shape of the
도 4를 참조하면, 광출사면(200b)은 기준광축(Z)과 축 대칭이고, 기준광축(Z)과 평행인 면을 포함한다. 즉, 광출사면(200b)이 저면(200c)과 연결되는 부분에서 특정 길이의 광출사면(200b)은 기준광축(Z)과 평행이다.Referring to FIG. 4, the
광출사면(200b)은 광출사면(200b) 상의 임의의 점과 기준점(O)을 연결하는 직선과 기준광축(Z)이 이루는 각을 θ2, 광출사면(200b) 상의 임의의 점과 기준점(O)을 연결하는 직선의 거리가 R2, 광출사면(200b) 상의 특정한 B지점(제1지점)과 기준점(O)을 연결하는 직선과 기준광축(Z)이 이루는 제1각이 a2, 광출사면(200b) 상의 특정한 D지점(제2지점)과 기준점(O)을 연결하는 직선과 기준광축(Z)이 이루는 제2각이 a3일 때, 0≤θ2≤a2의 범위에서는 θ2의 증가에 따라 R2가 감소하고, a2<θ2≤a3의 범위에서는 θ2의 증가에 따라 R2가 증가하고, a3<θ2≤π/2의 범위에서는 θ2의 증가에 따라 R2가 감소한다.The
본 발명에서 제2, 제3실시예에 따른 발광장치에서 광학렌즈의 곡률 설계도 상기 도 2에서 설명한 제1실시예의 발광장치에서의 광학렌즈와 같이 설계할 수 있는바, 상세한 설명은 생략한다.In the present invention, the curvature design of the optical lens in the light emitting devices according to the second and third embodiments may be designed like the optical lens in the light emitting device of the first embodiment described with reference to FIG.
본 발명은 기준광축에서 광입사면까지의 거리, 기준광축에서 광출사면까지의 거리 등 몸체 반경이나 높이를 변경하고, 이에 따른 광입사면과 광출사면의 곡률을 설계하여 다양한 형태의 광학렌즈를 포함한 발광장치에도 적용가능하다.In the present invention, the radius or height of the body, such as the distance from the reference optical axis to the light incident surface, the distance from the reference optical axis to the light exit surface, etc., is changed and the curvature of the light incident surface and the light exit surface is designed, The present invention is also applicable to a light emitting device including a light emitting device.
따라서, 본 발명의 광학렌즈를 이용하면 광원에서 출사되는 광을 전방으로 많이 향하도록 하면서도 원하는 영역에 광을 보낼 수 있다.Therefore, by using the optical lens of the present invention, it is possible to direct the light emitted from the light source toward the forward direction, and to transmit light to a desired region.
이상에서 설명한 발광장치는 하나의 광원에 하나의 광학렌즈를 포함하고, 다수 개의 발광장치가 하나의 조명장치를 형성할 수 있다. 본 발명은 위에서 설명한 다양한 실시예의 발광장치가 구비된 조명장치에도 적용됨을 밝혀둔다.The light emitting device described above includes one optical lens in one light source, and a plurality of light emitting devices can form one lighting device. It is noted that the present invention is also applied to a lighting apparatus provided with the light emitting device of the various embodiments described above.
이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be appreciated that one embodiment is possible. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the claims.
10, 100: 광원
20, 200: 광학렌즈
20a, 200a: 광입사면
20b, 200b: 광출사면
20c, 200c: 저면
30, 300: 고정부
O: 기준점
Z: 기준광축10, 100: light source
20, 200: Optical lens
20a, 200a: light incidence plane
20b, 200b: light emitting surface
20c, 200c: bottom surface
30, 300:
O: Reference point
Z: reference optical axis
Claims (8)
상기 광학렌즈는 상기 광원으로부터 출사된 광이 상기 광학렌즈에 입사되는 광입사면과 상기 광입사면에 입사한 광이 상기 광학렌즈로부터 출사되는 광출사면을 구비하고,
상기 광입사면은 기준광축에 대해 축 대칭인 평평한 면과 볼록한 곡면을 포함하고,
상기 광출사면은 상기 기준광축에 대해 축 대칭인 두 부분의 볼록한 곡면을 포함하되,
상기 광원에서 광이 출사되는 부분과 상기 기준광축의 교점을 기준점으로 하고,
상기 광입사면 상의 임의의 점과 상기 기준점을 연결하는 직선과 상기 기준광축이 이루는 임의의 각을 θ1, 상기 광입사면 상의 임의의 점과 상기 기준점을 연결하는 직선의 거리가 R1, 상기 광입사면 상의 특정 지점과 상기 기준점을 연결하는 직선과 상기 기준광축이 이루는 특정 각이 a1일 때, 0≤θ1≤a1의 범위에서는 θ1의 증가에 따라 R1이 증가하고, a1<θ1≤π/2의 범위에서는 θ1의 증가에 따라 R1이 감소하며,
상기 광출사면 상의 임의의 점과 상기 기준점을 연결하는 직선과 상기 기준광축이 이루는 각을 θ2, 상기 광출사면 상의 임의의 점과 상기 기준점을 연결하는 직선의 거리가 R2, 상기 광출사면 상의 특정 지점과 상기 기준점을 연결하는 직선과 상기 기준광축이 이루는 특정 각이 a2일 때, 0≤θ2≤a2의 범위에서는 θ2의 증가에 따라 R2가 감소하고, a2<θ2≤π/2의 범위에서는 θ2의 증가에 따라 R2가 증가하는 것을 특징으로 하는 발광장치.A light emitting device comprising a light source and an optical lens,
Wherein the optical lens has a light incident surface on which light emitted from the light source is incident on the optical lens and a light exit surface on which light incident on the light incident surface is emitted from the optical lens,
The light incidence surface includes a flat surface and a convex surface that are axisymmetric with respect to a reference optical axis,
The light exit surface includes two convex curved surfaces axially symmetric with respect to the reference optical axis,
Wherein a reference point is defined as an intersection point between a portion where light is emitted from the light source and the reference optical axis,
A distance between a straight line connecting an arbitrary point on the light incidence surface and the reference point and an arbitrary angle formed by the reference optical axis is? 1, a straight line connecting an arbitrary point on the light incidence surface and the reference point is R1, When a specific angle formed by a straight line connecting a specific point on the plane and the reference point and the reference optical axis is a1, R1 increases with increase of? 1 in the range of 0?? 1? A1, In the range, R1 decreases with increase of? 1,
Θ2 is the angle formed by a straight line connecting the arbitrary point on the light exit surface and the reference point and the reference optical axis is θ2, and the distance between the arbitrary point on the light exit plane and the straight line connecting the reference point is R2, on the light exit surface When a specific angle formed by a straight line connecting a specific point and the reference point and the reference optical axis is a2, in the range of 0≤θ2≤a2, R2 decreases with increasing θ2, and in the range of a2 <θ2≤π / 2 Light emitting device characterized in that R2 increases with the increase of θ2.
상기 a1은 0<a1<π/15의 범위 내의 각도이며, 상기 a2는 0<a2<2π/45의 범위 내 의 각도인 것을 특징으로 하는 발광장치.The method of claim 1,
Wherein a1 is an angle within a range of 0 <a1 <π / 15 and a2 is an angle within a range of 0 <a2 <2π / 45.
상기 광학렌즈는 상기 광입사면과 상기 광출사면을 연결하는 저면을 더 포함하되, 상기 저면은 내부보다 외부가 아래로 더 돌출된 형상인 것을 특징으로 하는 발광장치.The method of claim 3,
The optical lens further comprises a bottom surface connecting the light incident surface and the light exit surface, wherein the bottom surface is a light emitting device characterized in that the outside protrudes further down than the inside.
상기 광학렌즈는 상기 저면에 적어도 2이상의 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.5. The method of claim 4,
The optical lens further comprises at least two fixing parts on the bottom surface.
상기 광학렌즈는 상기 광원으로부터 출사된 광이 상기 광학렌즈에 입사되는 광입사면과 상기 광입사면에 입사한 광이 상기 광학렌즈로부터 출사되는 광출사면을 구비하고,
상기 광입사면은 기준광축에 대해 축 대칭인 평평한 면과 볼록한 곡면을 포함하고,
상기 광출사면은 상기 기준광축에 대해 축 대칭인 두 부분의 볼록한 곡면과 상기 기준광축에 대해 축 대칭이고, 상기 기준광축과 평행인 면을 포함하되,
상기 광원에서 광이 출사되는 부분과 상기 기준광축의 교점을 기준점으로 하고,
상기 광입사면 상의 임의의 점과 상기 기준점을 연결하는 직선과 상기 기준광축이 이루는 임의의 각을 θ1, 상기 광입사면 상의 임의의 점과 상기 기준점을 연결하는 직선의 거리가 R1, 상기 광입사면 상의 특정 지점과 상기 기준점을 연결하는 직선과 상기 기준광축이 이루는 특정 각이 a1일 때, 0≤θ1≤a1의 범위에서는 θ1의 증가에 따라 R1이 증가하고, a1<θ1≤π/2의 범위에서는 θ1의 증가에 따라 R1이 감소하며,
상기 광출사면 상의 임의의 점과 상기 기준점을 연결하는 직선과 상기 기준광축이 이루는 각을 θ2, 상기 광출사면 상의 임의의 점과 상기 기준점을 연결하는 직선의 거리가 R2, 상기 광출사면 상의 특정 지점과 상기 기준점을 연결하는 직선과 상기 기준광축이 이루는 특정 각이 a2일 때, 0≤θ2≤a2의 범위에서는 θ2의 증가에 따라 R2가 감소하고, a2<θ2≤π/2의 범위에서는 θ2의 증가에 따라 R2가 증가하는 것을 특징으로 하는 발광장치.A light emitting device comprising a light source and an optical lens,
Wherein the optical lens has a light incident surface on which light emitted from the light source is incident on the optical lens and a light exit surface on which light incident on the light incident surface is emitted from the optical lens,
The light incidence surface includes a flat surface and a convex surface that are axisymmetric with respect to a reference optical axis,
The light emitting surface includes two convex curved surfaces axially symmetrical with respect to the reference optical axis and a surface axially symmetrical with respect to the reference optical axis and parallel to the reference optical axis,
Wherein a reference point is defined as an intersection point between a portion where light is emitted from the light source and the reference optical axis,
A distance between a straight line connecting an arbitrary point on the light incidence surface and the reference point and an arbitrary angle formed by the reference optical axis is? 1, a straight line connecting an arbitrary point on the light incidence surface and the reference point is R1, When a specific angle formed by a straight line connecting a specific point on the plane and the reference point and the reference optical axis is a1, R1 increases with increase of? 1 in the range of 0?? 1? A1, In the range, R1 decreases with increase of? 1,
Θ2 is the angle formed by a straight line connecting the arbitrary point on the light exit surface and the reference point and the reference optical axis is θ2, and the distance between the arbitrary point on the light exit plane and the straight line connecting the reference point is R2, on the light exit surface When a specific angle formed by a straight line connecting a specific point and the reference point and the reference optical axis is a2, in the range of 0≤θ2≤a2, R2 decreases with the increase of θ2, and in the range of a2 <θ2≤π / 2 Light emitting device characterized in that R2 increases with the increase of θ2.
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