KR101568269B1 - 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈 - Google Patents

자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈에 관한 것으로서, USB단자용 소켓과 Aux단자용 소켓 및 1개 이상의 LED가 장착된 PCB를 후방(後方)에서 내부로 삽입 및 이를 수용할 수 있도록 사출 성형된 케이스몸체의 렌즈구조체이며; 상기 렌즈구조체에는, 상기 LED의 발산광에 대해 전방(前方)으로 빛을 유도하기 위한 광도파부가 후단부에 형성되고, 상기 LED의 발산광에 대해 곡률면에 의한 내부 전반사를 이용하여 빛을 확산하기 위한 곡률확산부가 후단부에 형성되고, 상기 USB단자용 소켓과 Aux단자용 소켓의 외부 노출을 위해 선단 디스플레이면 상에 USB 노출개구 및 Aux 노출개구가 간격 배치되어 형성되며, 상기 광도파부 및 곡률확산부에 의해 전방으로 유도되는 LED의 빛에 대해 자유곡면에 의한 내부 전반사를 이용하여 확산시킴으로써 선단 디스플레이면에서의 밝기를 전체적으로 균일하게 표출하기 위한 내측 볼록형 구조의 광확산부가 일정 개소에 다수 형성되어 구비되는 구성으로 저가형이면서도 양질의 광 특성을 구현할 수 있는 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈에 관한 것이다.

Description

자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈{LIGHT DISPLAY LENS FOR DECORATION LIGHTING OF SOCKET ACCESSORY FOR VEHICLE}
본 발명은 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차의 소켓 액세서리 측에 조명용으로 구비되는 LED 광원에 대해 광 도파 및 내부 전반사를 유도하는 구조배치설계를 통해 광 확산 및 광 조정을 수행하도록 함으로써 문자, 기호, 선, 면 등의 디스플레이 부분에서의 광균일도를 향상시킬 수 있도록 하고 감성조명을 연출할 수 있도록 하며, 저가 제작과 더불어 고품질의 조명을 구현할 수 있도록 한 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈에 관한 것이다.
근래 들어 자동차 산업에서도 LED 조명을 내외장재로 사용하는 경우가 늘고 있다.
특히, 내부조명은 감성 조명에 초점을 두고 있으며, LED 조명의 특성을 적극적으로 활용함으로써 기존 전통 전구형 조명이나 총알형 저전력 LED에서 구현하기 힘든 부드러운 선(線) 조명이나 은은한 면(面) 조명을 구현하여 보다 감성적인 분위기를 연출하고자 노력하고 있다.
이러한 감성 분위기 제공은 자동차 실내를 매우 편안하고 안락한 장소가 될 수 있게 만드는 것을 의미하는데, 이는 점점 시장의 추세가 되고 있다.
이미 선진 자동차 제조회사들은 콘셉트(Concept) 카에서 양산하는 자동차로 적용하고 있는 상태이고, 국내 자동차 제조회사들도 이러한 추세에 동승하여 시도하는 단계에 있으며, 이에 차량 내 부가적인 옵션(Option) 액세서리(예를 들면, 소켓 타입의 USB단자, Aux단자, Power단자 등)에서도 신차 디자인과 더불어 이에 어울리는 조명디자인의 적용이 요구되고 있다.
기존의 선도 시장(Early Market)에서는 아직 콘셉트 단계에 머무르는 기술 수준이라 할 수 있는데, USB단자 및/또는 Aux단자 등의 전기적 구동부와 LED 실장부를 개별 PCB에 각각 실장하여 구비하고 조립 공정에서 커넥터 방식으로 90도 꺾어 조립하는 방식을 사용하고 있다.
이러한 기존의 선도 기술은 광원인 LED에서 나오는 광(光)의 방향을 맞추는데 물리적으로 광원을 꺾는 방식을 사용하는 것으로서, 빛의 직진성이 다른 LED내장재와 어울리지 않는 문제점이 있으며, 부가공정에 따른 양산 제조로 제조가격의 증가가 야기되는 문제점이 있다.
또한, 기존에는 광원인 LED의 단순 장착을 시도하고 있어 자동차 내 주변 기기장치나 부품들과 물리적 간섭이 일어날 수 있고, LED 광원의 빛의 특성인 직진성을 그대로 디스플레이 면에 반영하므로 은은한 빛을 구현하지 못하는 실정에 있으며, 디스플레이 면에서 전체적으로 밝기 편차가 크므로 광 균일도가 떨어지고 국소적으로 빛의 얼룩패턴이 발생하게 되는 문제점이 있다.
즉, 소비자의 요구에 맞춰 시장에서는 차량 내 부가적인 옵션(Option) 액세서리(예를 들면, 소켓 타입의 USB단자, Aux단자, Power단자 등)에 있어서도 자동차 실내를 매우 편안하고 안락한 장소로 만들 수 있도록 감성 조명을 실현하고자 하고 있으나, 제조업체의 실정은 아직까지 이러한 소비자 및 시장의 요구를 충족시키지 못하는 미흡한 기술 수준을 보이고 있다.
한편, 본 발명에서 제안하고자 하는 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈에 관한 선행기술은 쉽게 찾아볼 수가 없었으며, 단지 국내등록특허공보 제10-0820606호에서 차내의 안락하고 편안한 분위기를 만들기 위한 자동차용 콘솔의 무드램프에 관한 구성을 제안 및 개시하고 있는데, 본 발명과는 카테고리에서부터의 차이를 비롯하여 아주 커다란 기술적 차이를 갖는다 할 수 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0820606호(2008.04.02. 등록)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점 등을 감안하여 안출된 것으로서, 자동차의 소켓 액세서리 측에 조명용으로 구비되는 LED 광원에 대해 광 도파 및 내부 전반사를 유도하는 구조배치설계를 통해 광 확산 및 광 조정을 수행하도록 함으로써 문자, 기호, 선, 면 등의 디스플레이 부분에서의 광 균일도(uniformity)를 향상시킬 수 있도록 하고 감성조명을 연출할 수 있도록 하며, 저가 제작과 더불어 얼룩 패턴이 형성되는 것을 방지하는 등 고품질의 조명을 구현할 수 있도록 한 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 자유곡면을 이용한 빛의 확산형 구조를 갖도록 설계하되 이를 유체역학에서 사용하는 자유곡면 수식의 수치해석기법으로 수치 제어함으로써 최적화된 구조를 구현하여 광확산효율 및 광균일도를 높일 수 있도록 하며, 저가 제작 및 양산성까지 만족시킬 수 있도록 한 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈를 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명은 사출 성형시 렌즈 형상의 변형을 막고 전체적으로 균일한 두께 형성을 가능하게 하는 등 사출성을 높일 수 있도록 하며, 문자나 기호, 선, 면 등의 디스플레이 부분으로 광을 균일하게 퍼트리면서 충분한 광량이 도달될 수 있도록 광 확산 및 광 조정하는 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈는, USB단자용 소켓과 Aux단자용 소켓 및 1개 이상의 LED가 장착된 PCB를 후방(後方)에서 내부로 삽입 및 이를 수용할 수 있도록 사출 성형된 케이스몸체의 렌즈구조체이며; 상기 렌즈구조체에는, 상기 LED의 발산광에 대해 전방(前方)으로 빛을 유도 및 빛 손실을 줄여 필요 광량을 전달하기 위한 광도파부가 후단부 하측에 형성되고, 상기 LED의 발산광에 대해 곡률면에 의한 내부 전반사를 이용하여 후단부에서의 빛을 확산하기 위한 곡률확산부가 후단부 상측에 형성되고, 상기 USB단자용 소켓과 Aux단자용 소켓의 외부 노출을 위해 선단 디스플레이면 상에 USB 노출개구 및 Aux 노출개구가 간격 배치되어 형성되며, 상기 광도파부 및 곡률확산부에 의해 전방으로 유도되는 LED의 빛에 대해 자유곡면에 의한 내부 전반사를 이용하여 확산시킴으로써 선단 디스플레이면에서의 밝기를 전체적으로 균일하게 표출하기 위한 내측 볼록형 구조의 광확산부가 일정 개소에 다수 형성되어 구비되는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 내측 볼록형 구조의 광확산부는, 상기 렌즈구조체의 상면에 형성되고, USB 노출개구 및 Aux 노출개구의 동일 라인 상에 형성되는 제1 자유곡면확산부 및 제2 자유곡면확산부; 상기 렌즈구조체의 상면과 선단 디스플레이면에 걸쳐 형성되고, 제1 자유곡면확산부와 제2 자유곡면확산부 사이에 형성되는 제3 자유곡면확산부; 상기 렌즈구조체가 갖는 선단 디스플레이면의 하측에 형성되고, 제3 자유곡면확산부의 동일 라인 상에 형성되는 제4 자유곡면확산부; 상기 제3 자유곡면확산부 내 후측방향에 위치하여 후방 내측으로 돌출 형성되는 제5 자유곡면확산부; 상기 렌즈구조체의 곡률확산부 상에 형성되고, 제3 자유곡면확산부의 동일 라인 상에 형성되는 제6 자유곡면확산부; 를 포함하도록 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 광도파부는 후단부 하면에 대해 경사 처리하되, 수평면을 기준으로 13°~16.5° 범위의 경사각을 유지하도록 형성하며; 상기 곡률확산부는 후단부 상면에 대해 내측방향으로 휘어지도록 곡률 처리하되, R40~R60 범위의 곡률을 유지하도록 형성함이 바람직하다.
여기에서, 상기 제1 자유곡면확산부 내지 제6 자유곡면확산부는 각각 아래의 수학식에 의한 자유곡면식(W)을 활용한 수치해석기법을 이용함으로써 수치 제어 및 자유곡면의 형상을 보상하여 내부 전반사에 따른 광확산효율 및 광균일도를 높일 수 있도록 구조 설계할 수 있다.
(수학식)
W =
Figure 112015087517233-pat00001

여기에서, 상기 [a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l]은 각각 실수(real number)로 나타낼 수 있는 자유곡면 계수이며, 상기 x는 3차원 x좌표축 독립변수이고 상기 y는 3차원 y좌표축 독립변수이고 상기 z는 3차원 z좌표축 독립변수이며, O는 [x,y,z]의 각 독립변수에 의해 영향을 받는 종속변수로서 3차원 좌표공간에서의 자유곡면이다.
본 발명에 따르면, 자동차의 소켓 액세서리 측에 조명용으로 구비되는 LED 광원에 대해 광 도파 및 내부 전반사를 유도하는 구조설계를 통해 문자나 기호, 선, 면까지 디스플레이 부분에서의 전체적인 광 균일도(uniformity)를 향상시킬 수 있고 감성 조명 및 데코 조명의 연출을 가능하게 하며, 저가 제작과 더불어 얼룩 패턴이 형성되는 것을 방지하는 등 고품질의 조명을 구현할 수 있는 유용함을 달성할 수 있다.
본 발명은 사출 성형시 렌즈 형상의 변형을 막고 전체적으로 균일한 두께 형성을 가능하게 하는 등 사출성을 높일 수 있는 구조설계를 제공하며, 디스플레이 부분으로 광을 균일하게 퍼트리면서 충분한 광량이 도달될 수 있도록 광 도파 및 광 확산 기능을 발휘하는 유용함을 제공한다.
본 발명은 자유곡면을 이용한 빛의 확산형 구조를 제공하며, 자유곡면 수식의 수치해석기법으로 수치 제어 및 구조형상을 보상할 수 있어 편차를 줄일 수 있는 최적화된 구조를 구현할 수 있고 광확산효율 및 광균일도를 높일 수 있으며, 저가 제작 및 양산성까지 만족시킬 수 있는 유용함을 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈를 설명하기 위해 나타낸 정면 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈를 설명하기 위해 나타낸 배면 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈를 설명하기 위해 나타낸 측면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈에 대한 광 추적상태를 나타낸 광추적도.
도 5 내지 도 10은 본 발명에 있어 광확산부를 구성하는 제1 자유곡면확산부 내지 제6 자유곡면확산부에 대한 자유곡면 수치해석기법을 설명하기 위해 나타낸 각각의 3차원 도면.
도 11은 본 발명의 실시예에 의한 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈의 적용에 따른 광 특성을 보여주는 RGB 챠트 도면.
도 12는 본 발명의 실시예에 의한 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈의 적용에 따른 광 특성을 보여주는 조도 챠트 도면.
도 13은 본 발명의 실시예에 의한 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈의 적용에 따른 일 사용상태를 나타낸 예시도.
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 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈는 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 사출 성형방식에 의해 사출 성형되어 제작되는 케이스몸체의 렌즈구조체(100)로 이루어진다.
상기 렌즈구조체(100)는 저가 제작 및 양산성을 위해 실리콘, 폴리카보네이트(Poly Carbonate; PC), 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl Methacrylate; PMMA), 싸이클로올레핀코폴리머(Cyclo Olenfin Copolymer; COC) 등의 투명한 합성수지재 중에서 선택된 어느 1종으로 구성된다.
때론, 유리 재질로 구성할 수도 있다 할 것이나, 저가 제작 및 양산성 측면에서 불합리적일 수 있다.
상기 렌즈구조체(100)는 비구면으로 구성함으로써 비구면 코닉상수 및 비구면 계수 등을 조정하여 자유곡면의 적용에 따른 자유도를 최대한 활용 및 광원인 LED의 발산광에 대해 광분포를 보다 자유롭게 임의 조율할 수 있도록 하며, 자유곡면의 적용에 따른 수치 제어를 통해 자유곡면을 보상할 수 있도록 함으로써 광확산효율 및 광균일도를 높일 수 있도록 한다.
상기 렌즈구조체(100)는 소켓 액세서리와의 조립성 및 작업 공정의 절감을 위한 구조형상을 제공하기 위한 것으로서, USB단자용 소켓과 Aux단자용 소켓 및 1개 이상의 LED(1)가 장착된 PCB(2)를 후방(後方)에서 내부로 삽입 및 이를 내부에 수용할 수 있도록 구성된다.
상기 PCB의 내부 수용시 PCB 상에 1개 이상 장착되어 있는 광원인 LED(1)는 렌즈구조체의 후미에 위치되도록 배치함으로써 렌즈구조체에 의해 LED 발산광이 광 도파 및 광 확산될 수 있도록 구성함이 바람직하다 할 수 있다.
상기 렌즈구조체(100)에는 광원인 LED(1)의 발산광에 대해 전방(前方)으로 빛을 유도 및 빛 손실을 줄여 필요 광량을 전달하기 위한 광도파부(110)가 후단부 하측에 형성된다.
이때, 상기 광도파부(110)는 렌즈구조체의 후미 하측에 형성시켜 LED(1)의 발산광에 대해 1차적으로 도파 역할을 담당하도록 한 것으로서, 상면은 평면으로 형성하고, 하면에 대해서는 경사 처리하여 경사면으로 구성하되 수평면을 기준으로 13°~16.5° 범위의 경사각을 유지하도록 형성함이 바람직하다.
여기서, 하면 경사면을 형성함에 있어 경사각이 13° 미만일 경우에는 전방으로 유도하는 빛에 대한 필요 광량을 보내주지 못할 뿐더러 빛 밝기의 균일성이 떨어지는 문제점이 발생되며, 경사각이 16.5°를 초과할 경우에는 사출 성형성을 저해하므로 사출 성형의 시작점에서 진행이 이루어질수록 사출 변형이 일어나 형성 두께에 편차가 발생되고 이로 인해 얼룩 패턴이 발생되는 문제점을 갖게 된다.
상기 광도파부(110)의 상면에 광원인 LED(1)가 위치된다 할 것이다.
또한, 상기 렌즈구조체(100)에는 광원인 LED(1)의 발산광에 대해 곡률면에 의한 내부 전반사를 이용하여 후단부에서의 빛을 확산 전달하기 위한 곡률확산부(120)가 후단부 상측에 형성된다.
이때, 상기 곡률확산부(120)는 렌즈구조체의 후미 상측에 형성시켜 LED(1)의 발산광에 대해 후미에서의 사전 확산 역할을 담당하도록 한 것으로서, 상면에 대해 내측방향으로 휘어지도록 곡률 처리하여 곡률면으로 구성하되 R40~R60 범위의 곡률을 유지하도록 형성함이 바람직하다.
여기서, 상면 곡률면을 형성함에 있어 R40 미만일 경우에는 확산 기능이 저하됨은 물론 사출 성형시 형성 두께에 있어 균일성이 떨어지는 문제점이 발생되며, R60을 초과할 경우에는 전반사의 기능 저하가 발생되고 충분한 광량을 전방으로 전달하지 못하는 문제점을 갖게 된다.
또한, 상기 렌즈구조체(100)에는 PCB(2)에 장착되어 내부로 수용되는 USB단자용 소켓과 Aux단자용 소켓의 외부 노출을 위해 선단 디스플레이면(130) 상에 USB 노출개구(131) 및 Aux 노출개구(132)가 간격 배치되어 형성된다.
이때, 도시하지는 않았으나, 렌즈구조체의 선단 디스플레이면(130)에는 소켓 액세서리의 용도를 육안으로 쉽게 확인할 수 있도록 하거나 또는 브랜드 등을 표현 및 조명할 수 있도록 각종 문자나 기호, 선 등의 형태가 홈 또는 홀의 구조로 형성될 수 있다.
또한, 상기 렌즈구조체(100)에는 광도파부(110) 및 곡률확산부(120)에 의해 전방으로 유도되는 LED(1)의 빛에 대해 자유곡면에 의한 내부 전반사를 이용하여 확산시킴으로써 선단 디스플레이면(130)에서의 밝기를 전체적으로 균일하게 표출하기 위한 내측 볼록형(또는 외측 오목형) 구조의 광확산부(140)가 일정 개소에 다수 형성된다.
이때, 상기 광확산부(140)를 표현하는 내측 볼록형 구조는 내부 전반사를 통해 빛의 확산을 유도 및 광균일도를 갖도록 광 조정함과 더불어 사출 성형시 전체적으로 균일한 두께로의 형성을 가능하게 함으로써 광확산효율을 높여 조명품질의 저하를 방지하면서 사출성 및 양산성을 만족시킬 수 있도록 하기 위한 것으로서, 제1 자유곡면확산부(141) 내지 제6 자유곡면확산부(146)가 형성된다.
여기서, 상기 제1 자유곡면확산부(141)는 렌즈구조체의 선단 디스플레이면(130)에 연결되는 상면에 형성되고, USB 노출개구(131)가 형성되는 동일 라인 상으로 형성된다.
상기 제2 자유곡면확산부(142)는 렌즈구조체의 선단 디스플레이면(130)에 연결되는 상면에 형성되고, Aux 노출개구(132)가 형성되는 동일 라인 상으로 형성된다.
상기 제3 자유곡면확산부(143)는 렌즈구조체의 상면과 선단 디스플레이면(130)에 걸쳐 형성되고, 제1 자유곡면확산부(141)와 제2 자유곡면확산부(142)의 사이에 형성된다.
상기 제4 자유곡면확산부(144)는 렌즈구조체가 갖는 선단 디스플레이면(130)의 하측부에 형성되고, 제3 자유곡면확산부(143)가 형성되는 동일 라인 상으로 형성된다.
상기 제5 자유곡면확산부(145)는 제3 자유곡면확산부(143) 내 후측방향에 위치하여 후방(後方) 내측으로 돌출 형성된다.
상기 제6 자유곡면확산부(146)는 렌즈구조체의 후미에 형성되는 곡률확산부(120) 상에 형성되고, 제3 자유곡면확산부(143)가 형성되는 동일 라인 상으로 형성된다.
덧붙여, 상기 제1 자유곡면확산부(141) 내지 제6 자유곡면확산부(146)는 각각 내측 볼록형(또는 외측 오목형) 구조에 의해 외부에서 바라보았을 때 요홈형 곡면으로 형성 및 하나의 연속 곡률을 갖는 자유곡면으로 형성된다.
상기 제1 자유곡면확산부(141) 내지 제6 자유곡면확산부(146) 각각에 대해 자유곡면으로 형성함에 의해 수치 제어를 수행할 수 있게 되는데, 이를 통해 자유곡면을 보상 및 편차를 줄일 수 있으며, 내부 전반사에 따른 광확산효율 및 광균일도를 높일 수 있다.
부연하여, 상기 제1 자유곡면확산부(141) 내지 제6 자유곡면확산부(146) 각각에 대해 자유곡면 형성에 따른 광확산효율 및 광균일도를 높이기 위해서는 아래의 수학식과 같은 자유곡면식(W)을 활용한 수치해석기법을 이용함으로써 계수 조정에 따른 수치 제어 및 자유곡면의 형상을 보상할 수 있도록 함이 바람직하다.
(수학식)
W =
Figure 112015087517233-pat00002

여기에서, 상기 [a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l]은 각각 실수(real number)로 나타낼 수 있는 자유곡면 계수이며, 상기 x는 3차원 x좌표축 독립변수이고 상기 y는 3차원 y좌표축 독립변수이고 상기 z는 3차원 z좌표축 독립변수이며, O는 [x,y,z]의 각 독립변수에 의해 영향을 받는 종속변수로서 3차원 좌표공간에서의 자유곡면이다.
여기서, z가 독립변수가 되어 독립변수가 3개이므로 종속변수까지 합하면 원칙적으로 4차원함수가 되나, 함수 f(x,y,z) = W 로 정의하고, 이때 W = 1로 레벨 세트(level set)하여 단일 수식으로 전개한 것으로서, 이는 최종적으로 3차원의 비선형 자유 곡면식을 나타낸다.
즉, 각 독립변수(x, y, z)가 갖는 자유곡면 계수(a, b, c, ...)를 조정하는 수치 제어에 따라 상기 제1 자유곡면확산부(141) 내지 제6 자유곡면확산부(146) 각각이 갖는 자유곡면에 대해 구조형상의 보정작업을 가능하게 하는 등 최적화된 구조를 구현 및 구조설계를 이끌어낼 수 있다.
도 5는 상기 제1 자유곡면확산부(141)가 갖는 자유곡면에 대하여 자유곡면식을 활용한 수치해석기법으로 구조 설계하는 예시를 나타낸 3차원 도면이다.
도 6은 상기 제2 자유곡면확산부(142)가 갖는 자유곡면에 대하여 자유곡면식을 활용한 수치해석기법으로 구조 설계하는 예시를 나타낸 3차원 도면이다.
도 7은 상기 제3 자유곡면확산부(143)가 갖는 자유곡면에 대하여 자유곡면식을 활용한 수치해석기법으로 구조 설계하는 예시를 나타낸 3차원 도면이다.
도 8은 상기 제4 자유곡면확산부(144)가 갖는 자유곡면에 대하여 자유곡면식을 활용한 수치해석기법으로 구조 설계하는 예시를 나타낸 3차원 도면이다.
도 9는 상기 제5 자유곡면확산부(145)가 갖는 자유곡면에 대하여 자유곡면식을 활용한 수치해석기법으로 구조 설계하는 예시를 나타낸 3차원 도면이다.
도 10은 상기 제6 자유곡면확산부(146)가 갖는 자유곡면에 대하여 자유곡면식을 활용한 수치해석기법으로 구조 설계하는 예시를 나타낸 3차원 도면이다.
한편, 도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 의한 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈의 적용에 따른 광 특성을 보여주는 것으로서, 라이트 툴을 이용한 시뮬레이션 데이터이다.
여기서, 도 11은 RGB 챠트를 나타낸 데이터로서, 실제 빛이 눈에 보이는 형태를 갖추고 있음을 보여주고 있으며, 광 도파 및 광 확산에 의해 선단 디스플레이면까지 충분한 광량이 도달되어 표출되고 있음을 보여주고 있다.
여기서, 도 12는 조도(illumination) 챠트를 나타낸 데이터로서, 선단 디스플레이면에 미치는 빛의 밝기를 색상별로 나타낸 것이며, 선단 디스플레이면에 있어 전체적으로 밝기가 균일하게 형성되고 있음을 보여주고 있다.
한편, 도 13은 본 발명의 실시예에 의한 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈의 적용에 따른 실 사용상태를 보여주는 것으로서, LED 광원에 대해 광 도파 및 내부 전반사를 통해 선단 디스플레이면까지 광량이 도달되어 빛을 조명하고 있음을 보여주고 있으며, 문자나 기호, 선까지 전체적인 장식 조명을 잘 수행하고 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.
100: 렌즈구조체 110: 광도파부
120: 곡률확산부 130: 디스플레이면
131: USB 노출개구 132: Aux 노출개구
140: 광확산부 141: 제1 자유곡면확산부
142: 제2 자유곡면확산부 143: 제3 자유곡면확산부
144: 제4 자유곡면확산부 145: 제5 자유곡면확산부
146: 제6 자유곡면확산부

Claims (4)

  1. USB단자용 소켓과 Aux단자용 소켓 및 1개 이상의 LED(1)가 장착된 PCB(2)를 후방(後方)에서 내부로 삽입 및 이를 수용할 수 있도록 사출 성형된 케이스몸체의 렌즈구조체(100)이되,
    상기 렌즈구조체(100)에는 상기 LED(1)의 발산광에 대해 전방(前方)으로 빛을 유도 및 빛 손실을 줄여 필요 광량을 전달하기 위한 광도파부(110)가 후단부 하측에 형성되고, 상기 LED(1)의 발산광에 대해 곡률면에 의한 내부 전반사를 이용하여 후단부에서의 빛을 확산하기 위한 곡률확산부(120)가 후단부 상측에 형성되고, 상기 USB단자용 소켓과 Aux단자용 소켓의 외부 노출을 위해 선단 디스플레이면(130) 상에 USB 노출개구(131) 및 Aux 노출개구(132)가 간격 배치되어 형성되고, 상기 광도파부(110) 및 곡률확산부(120)에 의해 전방으로 유도되는 LED(1)의 빛에 대해 자유곡면에 의한 내부 전반사를 이용하여 확산시킴으로써 선단 디스플레이면(130)에서의 밝기를 전체적으로 균일하게 표출하기 위한 내측 볼록형 구조의 광확산부(140)가 일정 개소에 다수 형성되어 구비되며;
    상기 내측 볼록형 구조의 광확산부(140)는,
    상기 렌즈구조체(100)의 상면에 형성되고, USB 노출개구(131) 및 Aux 노출개구(132)의 동일 라인 상에 형성되는 제1 자유곡면확산부(141) 및 제2 자유곡면확산부(142);
    상기 렌즈구조체(100)의 상면과 선단 디스플레이면(130)에 걸쳐 형성되고, 제1 자유곡면확산부(141)와 제2 자유곡면확산부(142) 사이에 형성되는 제3 자유곡면확산부(143);
    상기 렌즈구조체(100)가 갖는 선단 디스플레이면(130)의 하측에 형성되고, 제3 자유곡면확산부(143)의 동일 라인 상에 형성되는 제4 자유곡면확산부(144);
    상기 제3 자유곡면확산부(143) 내 후측방향에 위치하여 후방 내측으로 돌출 형성되는 제5 자유곡면확산부(145);
    상기 렌즈구조체(100)의 곡률확산부(120) 상에 형성되고, 제3 자유곡면확산부(143)의 동일 라인 상에 형성되는 제6 자유곡면확산부(146); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 광도파부(110)는 후단부 하면에 대해 경사 처리하되, 수평면을 기준으로 13°~16.5° 범위의 경사각을 유지하도록 형성하며;
    상기 곡률확산부(120)는 후단부 상면에 대해 내측방향으로 휘어지도록 곡률 처리하되, R40~R60 범위의 곡률을 유지하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 자유곡면확산부(141) 내지 제6 자유곡면확산부(146)는 각각 아래의 수학식에 의한 자유곡면식(W)을 활용한 수치해석기법을 이용함으로써 수치 제어 및 자유곡면의 형상을 보상하여 내부 전반사에 따른 광확산효율 및 광균일도를 높일 수 있도록 구조 설계하는 것을 특징으로 하는 자동차의 소켓 액세서리 데코 조명용 광디스플레이 렌즈.
    (수학식)
    W =
    Figure 112015087517233-pat00003

    여기에서, 상기 [a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l]은 각각 실수(real number)로 나타낼 수 있는 자유곡면 계수이며, 상기 x는 3차원 x좌표축 독립변수이고 상기 y는 3차원 y좌표축 독립변수이고 상기 z는 3차원 z좌표축 독립변수이며, O는 [x,y,z]의 각 독립변수에 의해 영향을 받는 종속변수로서 3차원 좌표공간에서의 자유곡면이다.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101922679A (zh) 2009-06-09 2010-12-22 富士康(昆山)电脑接插件有限公司 导光元件、包括导光元件的电连接器模组及其组装方法
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