KR101583647B1 - Light Guide Lens for LED - Google Patents

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KR101583647B1
KR101583647B1 KR1020130153049A KR20130153049A KR101583647B1 KR 101583647 B1 KR101583647 B1 KR 101583647B1 KR 1020130153049 A KR1020130153049 A KR 1020130153049A KR 20130153049 A KR20130153049 A KR 20130153049A KR 101583647 B1 KR101583647 B1 KR 101583647B1
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Abstract

본 발명은 광 출사 경로를 사각 방향으로 제어하여 정방 배열로 복수 개 배치되는 발광다이오드에 대하여 외관 특성을 개선하는 발광다이오드용 광 편향 렌즈에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 편향 렌즈는, 점광원을 수용하는 홈을 형성하면서 점광원으로부터의 빛이 입사되도록 상측으로 오목하거나 하측으로 볼록한 곡면을 갖는 하부의 입광면; 상기 하면에서 입사된 빛을 반사 및 굴절시키는 상부의 제1출광면; 및 상기 상면에서 반사된 빛을 외측으로 출사시키는 측부의 제2출광면;을 포함하되, 상기 제2출광면은, 서로 대향되는 한 쌍의 제1면과 다른 한 쌍의 제2면이 사각 형상으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 광 편향 렌즈는 점광원의 빛을 가로 및 세로 방향으로 편향시켜 출사시킴으로써, 사각 형상의 배광 분포를 나타낼 수 있으며, 정방 배열되는 점광원에 대하여 대각선 방향에서의 암부가 제거되어 백라이트 장치의 광 균일도를 향상시킬 수 있다.The present invention relates to an optical deflecting lens for a light emitting diode that improves the appearance characteristics of a plurality of light emitting diodes arranged in a square array by controlling the light exit path in a quadratic array, A lower light incidence surface having a concave upward or convex downward convex surface so that light from the point light source is incident on the light source while forming a groove for receiving the point light source; An upper first light output surface for reflecting and refracting light incident from the lower surface; And a second light exiting surface of a side portion for emitting light reflected from the upper surface to the outside, wherein the second light exiting surface has a pair of first surfaces opposed to each other and a pair of second surfaces different from each other in a rectangular shape As shown in FIG.
The light deflecting lens having the above-described configuration deflects the light of the point light source in both the lateral and longitudinal directions to emit a rectangular light distribution, and the dark portion in the diagonal direction is removed from the vertex- The light uniformity of the device can be improved.

Description

발광다이오드용 광 편향 렌즈{Light Guide Lens for LED}Light guide lens for light emitting diode (LED)

본 발명은 발광다이오드용 광학 렌즈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광 출사 경로를 사각 방향으로 제어하여 정방 배열로 복수 개 배치되는 발광다이오드에 대하여 외관 특성을 개선하는 발광다이오드용 광 편향 렌즈에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical lens for a light emitting diode, and more particularly, to an optical deflecting lens for a light emitting diode that improves appearance characteristics for a plurality of light emitting diodes arranged in a square array by controlling a light output path in a square direction .

발광다이오드(Light Emitting Diode; 이하, 'LED'라 함)는 P-N 접합구조에서 전류 인가에 의해 전자와 정공의 재결합으로 빛을 발하는 반도체 발광 소자로서, 표시장치에서 백라이트 장치의 광원으로 각광받고 있다. 다만, LED는 점광원의 특성상 백라이트 광원으로서 사용되는 경우 LED 바로 위쪽의 패널에서는 조도가 크게 나타나고, LED와 LED 사이의 영역에서는 조도가 낮게 나타나서 결국 패널 전체의 조도가 불균일해지는 문제가 있다. 이를 해결하기 위하여 LED의 상부에 광 확산 렌즈를 적용하는 기술이 국내등록특허 제10-0789835호, 제10-0661719호 등에서 제안되고 있다.2. Description of the Related Art A light emitting diode (hereinafter, referred to as 'LED') is a semiconductor light emitting device that emits light by recombination of electrons and holes by application of a current in a P-N junction structure and has been spotlighted as a light source of a backlight device in a display device. However, when the LED is used as a backlight light source due to the nature of a point light source, the illuminance is greatly increased in the panel immediately above the LED, and the illuminance is low in the area between the LED and the LED, resulting in a problem that the illuminance of the entire panel becomes uneven. In order to solve this problem, a technique of applying a light diffusion lens to the upper portion of the LED has been proposed in Korean Patent No. 10-0789835 and No. 10-0661719.

도 1은 종래의 기술에 따른 일반적인 구조의 LED용 광 확산 렌즈를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 광 확산 렌즈를 나타낸 종단면도이며, 도 3은 도 1의 렌즈를 적용한 백라이트 장치의 광 분포를 나타낸 도면이다. 먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 일반적인 광 확산 렌즈(10)는 하면의 입광면(11)과 상면의 출광면(12)을 형성하면서, 횡단면은 수직 광 축(y)에 대하여 방사상으로 대칭인 원형을 이루고, 종단면은 광 축(y)에 대해 방사상으로 대칭인 구면 또는 비구면 형상을 이룬다. 상기와 같은 구조의 광 확산 렌즈(10)는 기판(30)에 실장된 LED(20)를 덮도록 배치된다.FIG. 1 is a perspective view showing a light diffusion lens for LED having a general structure according to a conventional technique, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the light diffusion lens of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross- Fig. 1 and 2, a general optical diffusion lens 10 according to a conventional technique forms a light-incident surface 11 of a lower surface and a light-exiting surface 12 of an upper surface, and a cross- (y), and the longitudinal section has a spherical or aspherical shape that is radially symmetrical with respect to the optical axis (y). The light diffusion lens 10 having the above structure is disposed so as to cover the LED 20 mounted on the substrate 30.

여기서, 렌즈(10)의 입광면(11)은 LED(20)로부터 나온 빛이 입사되는 면으로, 상측으로 갈수록 반경이 작아지는 원기둥 형상의 공간으로 형성된다. 또한, 출광면(12)은 렌즈(20)를 통과한 빛이 외부로 출사되는 면으로, 중심 광 축(y)에 대하여 소정의 곡률을 가지면서 방사상으로 대칭을 이루는 구면 또는 비구면을 이룬다. 즉, 종래의 광 확산 렌즈는 전체적인 형상이 광 축(y)을 중심으로 원형 또는 방사형의 대칭을 이루고 있다. 이러한 입광면(11) 및 출광면(12) 구조에 의하여 렌즈(10)의 중심부에서는 광 세기는 감소되고, 중심으로부터 멀어지는 외곽 부근에서는 광 세기가 증가되어, 렌즈(10)를 통하여 전체적으로 균일한 빛이 출사될 수 있도록 한다.Here, the light incidence surface 11 of the lens 10 is a surface on which light emitted from the LED 20 is incident, and is formed as a cylindrical space whose radius decreases toward the upper side. The light exiting surface 12 is a surface through which the light passing through the lens 20 is externally emitted and has a spherical or aspherical surface that has a predetermined curvature with respect to the central optical axis y and is radially symmetric. That is, the overall shape of the conventional light diffusion lens is symmetric with respect to the optical axis y in a circular or radial shape. The light intensity at the center of the lens 10 is reduced by the structure of the light incidence surface 11 and the light exiting surface 12 and the light intensity is increased at the vicinity of the outer periphery away from the center, So that it can be emitted.

그러나, 백라이트 장치에 적용되는 광원은 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(30)에 복수 개의 LED(20)가 가로 및 세로 방향으로 소정의 간격을 가지는 정방 배열로 실장되고, 각 LED(20) 광원에 대하여 광 확산 렌즈(도 2의 10)가 배치된다. 이 경우 렌즈(10)는 평면이 방사상으로 대칭인 원형을 이루므로, 광 분포(L)는 LED(20)를 중심으로 동일한 반경에 대해서는 동일한 광 세기를 나타내는 원형으로 나타난다. 이 경우 가로 및 세로 방향(수평 및 수직 방향)으로는 빛이 중첩되는 영역(A)이 발생하고, 대각선 방향으로는 충분한 양의 빛이 도달하지 못하는 영역(B)이 발생한다. 이러한 광 분포에 따라 외부에서는 빛이 중첩되는 영역에서는 명부로 나타나고, 빛이 도달하지 못하는 영역(B)에서는 암부로 나타나게 되어, 전체적으로 광의 균일도가 저하되는 문제점이 있다.
3, a plurality of LEDs 20 are mounted on the substrate 30 in a square array having predetermined intervals in the horizontal and vertical directions, and each LED 20 is mounted on the substrate 30, A light diffusing lens (10 in Fig. 2) is arranged with respect to the light source. In this case, since the lens 10 has a circular shape with a radially symmetrical plane, the light distribution L appears as a circle showing the same light intensity for the same radius about the LED 20. In this case, a region A in which light overlaps in the horizontal and vertical directions (horizontal and vertical directions) is generated, and a region B in which a sufficient amount of light does not reach in the diagonal direction is generated. According to such a light distribution, the light is displayed as a list in a region where light is superimposed on the outside, and the dark portion appears in a region (B) where light does not reach.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 점광원의 빛을 가로 및 세로 방향으로 편향시켜 출사시킴으로써, 사각 형상의 배광 분포를 나타내는 광 편향 렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide an optical deflecting lens that exhibits a rectangular light distribution by deflecting light of a point light source in both lateral and longitudinal directions.

본 발명의 다른 목적은 정방 배열되는 점광원에 대하여 대각선 방향에서의 암부를 제거하여 백라이트 장치의 균일도를 향상시키면서 동시에 휘도를 향상시킬 수 있는 광 편향 렌즈를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide an optical deflecting lens capable of improving the uniformity of the backlight device while simultaneously improving the luminance by removing the dark portions in the diagonal direction with respect to the point light sources arranged in a square.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시예에 따른 광 편향 렌즈는, 점광원을 수용하는 홈을 형성하면서, 홈의 상면은 상측으로 오목하거나 하측으로 볼록한 곡면을 이루어 점광원으로부터의 빛이 입사되는 하부의 입광면; 상측으로 볼록한 형상의 굴절면을 형성하거나 하측으로 오목한 형상의 반사면을 형성하는 상부의 제1출광면; 및 상기 입광면에서 입사된 빛과 상기 제1출광면에서 일부 반사되는 빛을 출사시키는 측부의 제2출광면;을 포함하되, 상기 제2출광면은, 서로 대향되는 한 쌍의 제1면과 다른 한 쌍의 제2면이 사각 형상으로 연결되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an optical deflecting lens according to a first embodiment of the present invention is characterized in that a groove for receiving a point light source is formed, and an upper surface of the groove is concaved upwardly or curved downwardly convexly, A lower incidence surface on which light is incident; An upper first light output surface for forming a refracting surface having a convex shape on the upper side or a lower reflection surface having a concave shape; And a second light outgoing surface of a side portion for emitting light incident from the light incidence surface and light partially reflected from the first light outgoing surface, wherein the second light outgoing surface comprises a pair of first surfaces opposed to each other, And the second faces of the other pair are connected in a rectangular shape.

여기서, 상기 제2출광면은 상기 제1면과 제2면이 변의 길이를 달리하고, 이웃하는 제1면과 제2면이 곡면 형상으로 연결되는 것을 특징으로 한다.Here, the first light-emitting surface of the second light-emitting surface is different in length between the first and second surfaces, and the first and second surfaces neighboring each other are curved.

그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시예에 따른 광 편향 렌즈는, 점광원을 수용하는 홈을 형성하면서, 홈의 상면은 상측으로 오목하거나 하측으로 볼록한 곡면을 이루어 점광원으로부터의 빛이 입사되는 하부의 입광면; 상측으로 볼록한 형상의 굴절면을 형성하거나 하측으로 오목한 형상의 반사면을 형성하는 상부의 제1출광면; 및 상기 입광면에서 입사된 빛과 상기 제1출광면에서 일부 반사되는 빛을 출사시키는 측부의 제2출광면;을 포함하되, 상기 입광면은, 측면이 서로 대향되는 한 쌍의 제3면과 다른 한 쌍의 제4면이 사각 형상으로 연결되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the optical deflecting lens according to the first embodiment of the present invention forms a groove for receiving a point light source, while an upper surface of the groove has a concave upward or a convex curved surface downward, A lower light entrance surface on which light from the light source is incident; An upper first light output surface for forming a refracting surface having a convex shape on the upper side or a lower reflection surface having a concave shape; And a second light outgoing surface of a side portion that emits light incident from the light incidence surface and light partially reflected from the first light outgoing surface, wherein the light incidence surface has a pair of third surfaces, And the fourth surface of the other pair is connected in a rectangular shape.

여기서, 상기 입광면면은 상기 제3면과 제4면이 변의 길이를 달리하고, 이웃하는 제3면과 제4면이 곡면 형상으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
Here, the light incident surface has a third surface and a fourth surface that are different in length from each other, and the third and fourth surfaces neighboring each other are curved.

상기와 같은 구성의 광 편향 렌즈는 점광원의 빛을 가로 및 세로 방향으로 편향시켜 출사시킴으로써, 사각 형상의 배광 분포를 나타낼 수 있다.The optical deflecting lens having the above-described configuration can display a rectangular light distribution by deflecting the light of the point light source in the lateral and longitudinal directions.

또한, 본 발명의 광 편향 렌즈는 정방 배열되는 점광원에 대하여 대각선 방향에서의 암부가 제거되어 백라이트 장치의 광 균일도를 향상시킬 수 있다.
Further, the light deflecting lens of the present invention can improve the light uniformity of the backlight device by eliminating the dark portions in the diagonal direction with respect to the point light sources arranged in a square.

도 1은 종래의 기술에 따른 LED용 광 확산 렌즈를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 광 확산 렌즈를 나타낸 종단면도,
도 3은 도 1의 광 확산 렌즈를 이용한 백라이트 장치의 광 분포의 일 예를 나타낸 평면도,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 광 편향 렌즈를 나타낸 사시도,
도 5는 도 4의 광 편향 렌즈를 나타낸 종단면도,
도 6은 도 4의 광 편향 렌즈를 나타낸 횡단면도,
도 7은 종래의 광 확산 렌즈 및 본 발명의 광 편향 렌즈에 대한 출광 특성을 나타낸 평면도,
도 8은 종래의 광 확산 렌즈 및 본 발명의 광 편향 렌즈가 적용된 백라이트 장치에 대한 광 특성을 나타낸 평면도,
도 9는 도 4의 광 편향 렌즈의 다양한 변형 예를 나타낸 평면도,
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 광 편향 렌즈를 나타낸 평면도, 및
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 광 편향 렌즈를 나타낸 도면이다.1 is a perspective view showing a conventional light diffusion lens for LED,
Fig. 2 is a longitudinal sectional view of the light diffusion lens of Fig. 1,
FIG. 3 is a plan view showing an example of light distribution of a backlight device using the light diffusion lens of FIG. 1;
4 is a perspective view showing an optical deflecting lens according to the first embodiment of the present invention,
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the optical deflecting lens of FIG. 4,
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the optical deflecting lens of FIG. 4,
7 is a plan view showing outgoing light characteristics for a conventional light diffusion lens and an optical deflecting lens of the present invention,
8 is a plan view showing optical characteristics of a conventional light diffusion lens and a backlight device to which the optical deflecting lens of the present invention is applied,
FIG. 9 is a plan view showing various modified examples of the optical deflecting lens of FIG. 4,
10 is a plan view showing an optical deflecting lens according to a second embodiment of the present invention, and Fig.
11 is a view showing an optical deflecting lens according to a third embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광 편향 렌즈를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4의 광 편향 렌즈를 나타낸 종단면도이며, 도 6은 도 4의 광 편향 렌즈를 나타낸 횡단면도이다. FIG. 4 is a perspective view showing an optical deflecting lens according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the optical deflecting lens of FIG. 4, and FIG. 6 is a transverse sectional view of the optical deflecting lens of FIG.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 광 편향 렌즈(100)는 돔 형상을 이루며 하면에는 LED 광원(도 2의 20 참조)이 수용되는 홈(100a)이 형성된다. 광 편향 렌즈(100)는 하측의 LED 광원에서 대략 수직 방향으로 출사되는 빛을 흡수하여 내부 전반사와 산란을 통하여 상면 및 측면 방향으로 출사되도록 유도한다. 이러한 광 편향 렌즈(100)는 실리콘, 에폭시, 유리 또는 PMMA와 같은 투광성 재질로 이루어지며, 내부에는 확산제가 첨가될 수 있다. 특히, 본 발명에서의 광 편향 렌즈(100)는 하부의 입광면(110), 상부의 제1출광면 및 측부의 제2출광면(130)으로 구성된다.As shown in these drawings, the optical deflecting lens 100 of the present invention has a dome shape and a groove 100a in which a LED light source (see 20 in FIG. 2) is accommodated is formed on the bottom surface. The optical deflecting lens 100 absorbs light emitted in a substantially vertical direction from the lower LED light source and induces the light to be emitted in the top and side directions through total internal reflection and scattering. The optical deflecting lens 100 is made of a light-transmitting material such as silicon, epoxy, glass, or PMMA, and a diffusion agent may be added to the inside. In particular, the optical deflecting lens 100 in the present invention is composed of the lower light entrance surface 110, the first light exit surface at the upper portion, and the second light exit surface 130 at the side portion.

구체적으로 살펴보면, 입광면(110)은 LED 광원의 빛을 렌즈 내부로 받아들이기 위한 면으로 LED 광원의 수용 홈(100a)에 의하여 형성된다. 이러한 입광면(110)은 측면과 상면으로 구분될 수 있으며, 상면은 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 상측으로 오목한 곡면 형상을 이루거나 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 하측으로 볼록한 곡면 형상을 이룰 수 있다. 이때, 측면은 상측으로 향할수록 직경이 좁아질 수 있으며, 측면과 상면이 연결되는 모서리는 접선이 생기지 않도록 곡면을 이루는 것이 바람직하다. 측면과 상면의 연결부가 접선을 형성하는 경우 접선에 의하여 빛 튐 현상이 발생할 수 있기 때문이다. 이러한 입광면(110)은 중심부의 광 축(y)을 중심으로 대칭을 이룬다.Specifically, the light incidence surface 110 is formed by the receiving groove 100a of the LED light source as a surface for receiving the light of the LED light source into the lens. The light incidence surface 110 may be divided into a side surface and an upper surface. The upper surface may have a concave curved surface shape as shown in FIG. 5 (a) or may be curved downward as shown in FIG. 5 (b) A convex curved surface shape can be obtained. At this time, the diameter of the side surface may be decreased toward the upper side, and the edge where the side surface and the upper surface are connected may be curved so as to avoid tangency. This is because when the connection part between the side surface and the top surface forms a tangential line, light tangling may occur due to the tangential line. This light incidence surface 110 is symmetrical about the optical axis y at the center.

제1출광면(120)은, 렌즈 내부에서 소정의 각도로 상측으로 진행하는 빛의 일부는 굴절시켜 상측으로 출사시키고, 일부는 측면으로 반사시켜 빛의 출사 방향을 제어한다. 이를 위한 제1출광면(120)은 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 상측으로 볼록한 곡면 형상을 이루거나, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 하측으로 오목한 곡면 형상을 이룰 수 있다. 제1출광면(120)이 (a)와 같이 상측으로 볼록한 곡면을 이루는 경우 렌즈 내부의 대부분의 빛은 곡면에서 굴절되면서 상측으로 출사되어 제1출광면(120)은 굴절면으로 기능을 한다. 이와 달리 제1출광면(120)이 (a)와 같이 하측으로 오목한 곡면을 이루는 경우 렌즈 내부의 대부분의 빛은 곡면에서 반사되어 외 측면의 제2출광면(130)을 통하여 외부로 출사되어 제1출광면(120)은 반사면으로 기능을 한다. 따라서, 제1출광면(120)에 대한 곡면의 방향에 따라 상부 또는 측부로 출사되는 빛의 양을 제어할 수 있고, 광 편향 렌즈는 굴절형 렌즈 또는 반사형 렌즈로서 기능을 할 수 있다. 이때, 제1출사면(120)의 곡면은 중심부와 가장자리부에서의 곡률(즉, 경사)을 달리할 수 있다. The first light exiting surface 120 refracts a part of the light traveling upward at a predetermined angle in the lens, emits the light upward, and partially reflects the light to the side to control the light emitting direction. 5A, the first light emitting surface 120 may have a convex curved surface shape as shown in FIG. 5A, or may have a concave curved surface shape as shown in FIG. 5B . When the first light exiting surface 120 forms a convex curved surface as shown in (a), most of the light in the lens is refracted from the curved surface and is emitted upward, so that the first light exiting surface 120 functions as a refracting surface. In contrast, when the first light exiting surface 120 forms a concave curved surface as shown in (a), most of the light in the lens is reflected from the curved surface and is emitted to the outside through the second light exiting surface 130 of the outer surface, 1 light exiting surface 120 functions as a reflecting surface. Accordingly, it is possible to control the amount of light emitted to the upper side or the side side according to the direction of the curved surface with respect to the first light exit surface 120, and the light deflecting lens can function as a refraction type lens or a reflection type lens. At this time, the curved surface of the first exit surface 120 may have different curvatures (i.e., inclination) in the center portion and the edge portion.

제2출광면(130)은, 입광면(110)으로부터 입사된 빛을 직접 출사시키거나 반사면(120)에 반사된 빛을 출사시키며, 가로 및 세로 방향으로의 배광 분포를 제어한다. 이를 위한 제2출광면(130)은 광 축(y)과 평행하거나 소정의 경사를 갖는 경면을 이룬다.The second light exiting surface 130 directs the light incident from the light incidence surface 110 or emits the light reflected on the reflection surface 120 and controls the light distribution in the transverse and longitudinal directions. The second light exiting surface 130 for this purpose is a mirror surface parallel to the optical axis y or having a predetermined inclination.

또한, 제2출광면(130)은 도 6에 도시된 바와 같이 서로 대향되는 한 쌍의 제1면(130a)과 다른 한 쌍의 제2면(130b)의 네 면으로 구성된다. 이때, 제1면(130a)과 제2면(130b)이 서로 이웃하도록 연결되어 전체적으로 사각 형상을 이루게 된다. 이때, 이웃하는 제1면(130a)과 제2면(130b)이 연결되는 모서리는 접선이 생기지 않도록 곡면을 이루는 것이 바람직하다. 사각 형상의 제2출광면(130)에 의하여 측면으로 출사되는 빛은 전체적으로 사각 형상의 배광 분포를 나타낸다.The second light emitting surface 130 is composed of a pair of first surfaces 130a opposed to each other and four surfaces of a pair of second surfaces 130b as shown in FIG. At this time, the first surface 130a and the second surface 130b are connected so as to be adjacent to each other, thereby forming a rectangular shape as a whole. At this time, it is preferable that the corner where the neighboring first surface 130a and the second surface 130b are connected forms a curved surface so that a tangent line is not generated. The light emitted to the side surface by the second light exiting surface 130 having a rectangular shape generally exhibits a light distribution distribution of a rectangular shape.

또한, 제2출광면(130)은 제1면(130a)과 제2면(130b)이 변(邊)의 길이(X1,X2)를 서로 달리하도록 형성된다. 즉, 2차원 평면에서 직사각 형상을 이루게 되며, 이 경우 가로 축과 세로 축 방향에 대하여 서로 다른 배광 분포를 나타낸다. 이와 같이 제1면(130a)과 제2면(130b)의 변의 길이를 달리함으로써, 가로 및 세로 방향(즉, 각 변의 방향)에 대한 배광 거리를 제어할 수 있다.The second light exiting surface 130 is formed such that the first surface 130a and the second surface 130b have different lengths X1 and X2. That is, a rectangular shape is formed in a two-dimensional plane, and in this case, different light distribution distributions are shown for the horizontal axis and the vertical axis. By thus varying the lengths of the sides of the first surface 130a and the second surface 130b, it is possible to control the light distribution distance in the horizontal and vertical directions (i.e., the directions of the respective sides).

또한, 제2출광면(130)은 제1면(130a)과 제2면(130b) 중 적어도 어느 한 쌍의 면이 곡면으로 형성될 수 있다. 이때, 곡면은 제2출광면(130)이 전체적으로 사각 형상에 가깝도록 비구면 또는 타원 형상을 이루는 것이 바람직하다.Also, at least one of the first and second surfaces 130a and 130b may have a curved surface. At this time, it is preferable that the curved surface has an aspherical surface or an elliptical shape such that the second light exit surface 130 is nearly rectangular in shape as a whole.

도 7은 종래의 광 확산 렌즈 및 본 발명의 광 편향 렌즈에 대한 출광 특성을 나타낸 평면도이고, 도 8은 종래의 광 확산 렌즈 및 본 발명의 광 편향 렌즈가 적용된 백라이트 장치에 대한 광 특성을 나타낸 평면도로, 각각 (a)는 종래의 기술에 따른 광 확산 렌즈가 적용되었으며, (b)는 본 발명의 제1실시예에 따른 광 편향 렌즈가 적용되었다.8 is a plan view showing optical characteristics of a conventional optical diffusing lens and a backlight device to which the optical deflecting lens of the present invention is applied. FIG. 7 is a plan view showing outgoing light characteristics for a conventional light diffusing lens and an optical deflecting lens of the present invention, (A), a light diffusing lens according to a conventional technique is applied, and (b) an optical deflecting lens according to the first embodiment of the present invention is applied.

먼저, 도 7을 참조하여 종래의 기술에 본 발명에 따른 렌즈의 광 특성을 살펴보면, 종래의 광 확산 렌즈에서는 빛이 원형으로 분포되는 배광 특성을 나타내지만, 본 발명의 광 편향 렌즈에서는 빛이 사각 형상으로 분포되는 배광 특성을 나타냄을 확인할 수 있다. 본 발명에서는 이러한 배광 분포에 의하여 가로 및 세로 방향으로 다수개 배열되는 점광원에 대하여 균일한 휘도 분포를 제공할 수 있다.Referring to FIG. 7, the optical characteristics of the lens according to the present invention are shown in FIG. 7. In the optical diffusing lens according to the present invention, light is distributed in a circular shape, It can be confirmed that the light distribution characteristics are distributed in the shape. According to the present invention, it is possible to provide a uniform luminance distribution for the point light sources arranged in a plurality of in the lateral and longitudinal directions by the light distribution.

도 8에는 종래의 광 확산 렌즈와 본 발명의 광 편향 렌즈가 가로 및 세로 방향으로 2 x 5 개가 배열되고, 그 상측에 1매의 확산 플레이트가 적층된 백라이트 장치에 대한 광 특성이 도시되어 있다. (a)에 도시된 바와 같이 종래의 광 확산 렌즈가 적용된 백라이트 장치에서는 대각선 방향의 점광원 사이에 빛이 분포되지 않는 암부 영역이 발생하여 전체적으로 휘도 분포가 불균일하게 나타난다. 그러나, (b)에 도시된 바와 같이 본 발명의 광 편향 렌즈가 적용된 백라이트 장치에서는 암부 영역이 발생하지 않고 전체적으로 균일한 휘도 분포를 나타낸다.FIG. 8 shows optical characteristics of a backlight device in which a conventional light diffusion lens and an optical deflecting lens of the present invention are arranged in a matrix of 2 x 5 in the horizontal and vertical directions, and a diffusion plate is stacked on the light diffusion lens. (a), in a backlight device to which a conventional light diffusion lens is applied, a dark region where light is not distributed between the point light sources in the diagonal direction is generated, and the luminance distribution is unevenly distributed as a whole. However, as shown in (b), in the backlight device to which the optical deflecting lens of the present invention is applied, the dark region does not occur, and the uniform luminance distribution as a whole is exhibited.

즉, 본 발명의 광 편향 렌즈는 다수개 배열되는 점광원의 LED 광원에 대하여 2차원 평면 상에서 빛이 중첩되는 영역을 최소화함과 동시에 빛이 도달하지 않는 영역을 제거하여 전체적으로 균일한 빛을 분포시킬 수 있다.That is, the light deflecting lens of the present invention minimizes a region where light is superimposed on a two-dimensional plane with respect to LED light sources of a plurality of point light sources arranged at the same time, and removes a region where light does not reach, .

도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 광 편향 렌즈의 다양한 변형 예를 나타낸 평면도이다. 도시된 바와 같이 4개의 면으로 이루어지는 제2출광면(130)은 서로 대향하는 한 쌍의 제1면(130a)과 다른 한 쌍의 제2면(130b)이 서로 이웃하도록 연결된다. 이때, 이웃하는 제1면(130a)과 제2면(130b)은 (a)와 같이 소정의 경사를 갖는 평면으로 연결될 수 있으나, (b)와 같이 접선이 생기지 않도록 곡면으로 연결되는 것이 바람직하다. 이웃하는 면의 연결부가 접선을 형성하는 경우 접선에 의하여 빛 튐 현상이 발생할 수 있기 때문이다.9 is a plan view showing various modified examples of the optical deflecting lens according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the second light emitting surface 130 having four surfaces is connected such that a pair of first surfaces 130a facing each other and a pair of second surfaces 130b are adjacent to each other. At this time, the first side 130a and the second side 130b adjacent to each other may be connected by a plane having a predetermined inclination as shown in (a), but it is preferable that the first side 130a and the second side 130b are connected to each other by a curved surface . This is because the tangent line can cause the phenomenon of light emission when the connecting portion of the neighboring surface forms a tangent line.

도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 광 편향 렌즈를 나타낸 도면이다.10 is a view showing an optical deflecting lens according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제2실시예에 따른 광 편향 렌즈(100)는 입광면(110)의 형상에 의하여 사각 형상의 배광 분포를 나타내도록 구성된다. 즉, 도시된 바와 같이 입광면(110)의 측면은 서로 대향하는 한 쌍의 제1면(110a)과 다른 한 쌍의 제2면(110b)으로 구성된다. 이때, 제1면(110a)과 제2면(110b)이 서로 이웃하도록 연결되어 전체적으로 사각 형상을 이루게 된다. 사각 형상의 입광면(110)에 의하여 외부로 출사되는 빛은 전체적으로 사각 형상의 배광 분포를 나타낸다. 이때, 이웃하는 제1면(110a)과 제2면(110b)이 연결되는 모서리는 접선이 생기지 않도록 곡면을 이루는 것이 바람직하다.The optical deflecting lens 100 according to the second embodiment of the present invention is configured to show a light distribution distribution of a rectangular shape by the shape of the light incidence surface 110. [ That is, as shown in the drawing, the side surface of the light incidence surface 110 is composed of a pair of first surfaces 110a and a pair of second surfaces 110b, which are opposed to each other. At this time, the first surface 110a and the second surface 110b are connected so as to be adjacent to each other, thereby forming a rectangular shape as a whole. The light emitted to the outside by the rectangular light incidence surface 110 generally exhibits a light distribution distribution of a rectangular shape. At this time, it is preferable that the corner where the neighboring first surface 110a and the second surface 110b are connected forms a curved surface so that no tangent line is formed.

또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 광 편향 렌즈(100)의 입광면(110)은 제1실시예에 따른 제2출광면(130)과 마찬가지로 서로 대향하는 한 쌍과 다른 쌍 면은 변의 길이를 서로 달리할 수 있으며, 어느 한 쌍의 면은 비구면 또는 타원 형상의 곡면으로 형성될 수 있다.The light incidence plane 110 of the optical deflecting lens 100 according to the second embodiment of the present invention is similar to the second light exiting face 130 according to the first embodiment, The lengths may be different from each other, and a pair of surfaces may be formed into an aspherical or elliptical curved surface.

도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 광 편향 렌즈를 나타낸 도면이다.11 is a view showing an optical deflecting lens according to a third embodiment of the present invention.

본 발명의 제3실시예에 따른 광 편향 렌즈는 입광면(110)과 제2출광면(130) 모두의 형상에 의하여 사각 형상의 배광 분포를 나타내도록 구성된다. 즉, 도시된 바와 같이, 입광면(110)의 측면과 제2출광면(130)은 각각 서로 대향되는 한 쌍의 제1면(110a,130a)과 다른 한 쌍의 제2면(110b,130b)으로 구분되어 사각 형상을 이룬다. 이때, 입광면(110)의 사각 형상과 제2출광면(130)의 사각 형상은 서로 어긋나도록 형성되며, 도시된 바와 같이 입광면(110)과 제2출광면(130)이 정사각 형상을 이루는 경우 각 모서리의 위치는 광 축(y)을 중심으로 대략 45°각으로 어긋나도록 형성된다.The optical deflecting lens according to the third embodiment of the present invention is configured to exhibit a light distribution distribution of a quadrangular shape by the shape of both the light incidence surface 110 and the second light exiting surface 130. [ That is, as shown in the drawing, the side surface of the light incidence surface 110 and the second light exiting surface 130 have a pair of first surfaces 110a and 130a opposite to each other and a pair of second surfaces 110b and 130b ) To form a square shape. At this time, the rectangular shape of the light incidence surface 110 and the rectangular shape of the second light exiting surface 130 are formed to be shifted from each other. As shown in the figure, when the light incidence surface 110 and the second light exiting surface 130 have a square shape The positions of the respective corners are formed such that they are shifted at an angle of about 45 with respect to the optical axis y.

이러한 구조에서 입광면(110)을 통하여 사각 형상으로 입사되는 빛은 제2출광면(130)을 통하여 제2출광면(130)의 형상에 따라 사각 형상으로 출사되며, 더욱 선명한 사각 형상의 배광 분포를 나타낸다.
In this structure, light incident in a rectangular shape through the light incidence surface 110 is emitted in a rectangular shape according to the shape of the second light exiting surface 130 through the second light exiting surface 130, .

이상에서 본 발명에 있어서 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
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.

100 : 광 편향 렌즈
110 : 입광면
120 : 제1출광면
130 : 제2출광면100: Optical deflection lens
110: mouth surface
120: first outgoing light plane
130: second outgoing light plane

Claims (6)

점광원을 수용하는 홈을 형성하면서, 홈의 상면은 하측으로 볼록한 곡면을 이루어 점광원으로부터의 빛이 입사되는 하부의 입광면(110);
하측으로 오목한 형상의 반사면을 형성하는 상부의 제1출광면(120);
상기 입광면에서 입사된 빛과 상기 제1출광면에서 일부 반사되는 빛을 출사시키기 위하여 광축(y)과 나란한 측부의 제2출광면(130);을 포함하되,
상기 입광면(110)의 측면과 상기 제2출광면(130)은, 서로 대향되는 한 쌍의 제1면(110a,130a)과 다른 한 쌍의 제2면(110b,130b)는 각각 사각 형상으로 연결되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 광 편향 렌즈.The upper surface of the groove has a curved surface that is convex downward, and a lower light-incoming surface 110 on which light from the point light source is incident;
An upper first light output surface 120 forming a lower-concave reflective surface;
And a second light output surface (130) side-by-side parallel to the optical axis (y) to emit light incident from the light incidence surface and light partially reflected from the first light emission surface,
The side surfaces of the light incidence surface 110 and the second light exiting surface 130 may have a pair of first surfaces 110a and 130a opposite to each other and a pair of second surfaces 110b and 130b may have a rectangular shape And an optical axis of the optical deflecting lens. 제1항에 있어서,
상기 제1면(110a,130a)과 제2면(110b,130b)은 변의 길이를 달리하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 광 편향 렌즈.The method according to claim 1,
Wherein the first surface (110a, 130a) and the second surface (110b, 130b) have different sides. 제1항에 있어서,
상기 제1면(110a,130a)과 제2면(110b,130b)은 이웃하는 각 면들이 곡면 형상으로 연결되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 광 편향 렌즈.The method according to claim 1,
Wherein the first surface (110a, 130a) and the second surface (110b, 130b) are connected to each other in a curved shape. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 입광면의 제1면(110a) 및 제2면(110b)에 의한 사각 형상과 상기 제2출광면의 제1면(130a) 및 제2면(130b)에 의한 사각 형상은 서로 어긋나도록 형성되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 광 편향 렌즈.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
A square shape formed by the first surface 110a and the second surface 110b of the light incidence surface and a rectangular shape formed by the first surface 130a and the second surface 130b of the second light exiting surface are formed to be shifted from each other Wherein the light deflecting lens is made of a transparent material. 삭제delete 삭제delete
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