KR101730142B1 - Lens for a lighting unit - Google Patents

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KR101730142B1
KR101730142B1 KR1020100033041A KR20100033041A KR101730142B1 KR 101730142 B1 KR101730142 B1 KR 101730142B1 KR 1020100033041 A KR1020100033041 A KR 1020100033041A KR 20100033041 A KR20100033041 A KR 20100033041A KR 101730142 B1 KR101730142 B1 KR 101730142B1
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Abstract

실시 형태는 조명 장치에 사용되는 조명 유닛용 렌즈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 빛이 조사되는 면에서 효율적인 조도 분포를 가능하게 하는 조명 유닛용 렌즈에 관한 것이다. 실시 형태에 따른 렌즈는, 각각 입사면과 출사면을 갖는 복수의 개별렌즈부; 및 상기 복수의 개별렌즈부가 배열되는 렌즈베이스;를 포함하고, 상기 출사면의 형상은, XY Polynomial 표면이고, 상기 출사면의 중심부는 상기 XY Polynomial 표면에서 베지어 곡선으로 형성된 입체를 빼낸 오목한 형상을 갖고, 상기 베지어 곡선으로 형성된 입체를 상기 입사면과 상기 출사면의 중심을 통과하는 광축 방향에서 바라본 형상은 사각형이고, 상기 렌즈를 통하여 출사되는 광의 조사면에서의 조도분포가 사각형이다.Embodiments relate to a lens for a lighting unit used in an illumination apparatus, and more particularly to a lens for an illumination unit that enables an efficient illumination distribution in a light-irradiated plane. A lens according to an embodiment includes a plurality of individual lens portions each having an incident surface and an exit surface; And a lens base on which the plurality of individual lens sections are arranged, wherein the shape of the exit surface is an XY Polynomial surface, and a center portion of the exit surface has a concave shape in which a three-dimensional body formed by a Bezier curve on the XY Polynomial surface is taken out And the shape formed by the Bezier curve in a direction of the optical axis passing through the center of the incident surface and the emitting surface is a quadrangle and the illuminance distribution on the irradiated surface of the light emitted through the lens is a quadrangle.

Description

조명 유닛용 렌즈 {LENS FOR A LIGHTING UNIT}LENS FOR FOR LIGHTING UNIT

실시 형태는 조명 장치에 사용되는 조명 유닛용 렌즈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 빛이 조사되는 면에서 효율적인 조도 분포를 가능하게 하는 조명 유닛용 렌즈에 관한 것이다. Embodiments relate to a lens for a lighting unit used in an illumination apparatus, and more particularly to a lens for an illumination unit that enables an efficient illumination distribution in a light-irradiated plane.

발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED)는 전력 소모가 낮고, 수명이 길어 저 비용으로 운용할 수 있기 때문에, 각종 전자 부품이나 전광판, 조명 장치 등의 광원으로 응용되고 있다. 또한 렌즈를 추가적으로 구비하여 의도하는 배광 특성을 달성하고자 하는 조명 장치가 당업계에 존재하고 있다. 일반적으로 조명 장치용 렌즈는 넓은 조사면을 갖도록 빛을 확산시키기 위한 것과 좁은 조사면에 높은 조도의 빛을 집중시키기 위한 것이 있다.BACKGROUND ART [0002] Light emitting diodes (LEDs) have been used as light sources for various electronic parts, electric sign boards, and lighting devices because they have low power consumption and long life and can operate at low cost. There is also a lighting device in the industry that is further equipped with a lens to achieve the intended light distribution characteristics. Generally, a lens for a lighting device is used for diffusing light so as to have a wide irradiation surface and for concentrating light of high illumination on a narrow irradiation surface.

넓은 면적의 발광면을 갖고 있는 조명 장치를 제외하면, 조명 장치의 대부분은 점광원과 같은 특성을 지니고 있다. 다시 말해서, 조명 장치로부터 빛이 조사되는 조사면에서의 조도 분포는 균일하지 않으며, 대부분의 경우에 원형을 이루고 있다. 이 경우에 특정 면적의 공간을 밝게 하기 위해서는 여러 개의 조명 장치를 사용하게 되며, 조사면의 조도 분포가 원형이므로 각각 다른 조명 장치로부터 조사되는 빛이 서로 겹치게 되어 특정 면적의 공간을 밝게 하는데 있어서 전력 낭비를 초래할 수 있다. 이러한 현상을 방지하기 위하여 각 조명 장치 사이의 거리를 넓히게 되면 각각의 원형의 조사면 사이에 빛이 도달하지 않는 사각 지대가 발생하게 된다. 따라서 특정 면적의 공간을 밝게 하는데 있어서, 조명 장치로부터 빛이 조사되는 조사면이 사각형에 가까울수록, 조사면 전체의 휘도가 균일할수록, 그 조명 장치는 효율이 뛰어나게 된다. Except for a lighting device having a large-area light-emitting surface, most of the lighting devices have characteristics similar to point light sources. In other words, the illuminance distribution on the irradiation surface irradiated with light from the illumination device is not uniform, and in most cases is circular. In this case, in order to brighten the space of a specific area, a plurality of lighting apparatuses are used. Since the illuminance distribution of the illuminating surface is circular, the lights emitted from different illuminating apparatuses overlap each other, ≪ / RTI > In order to prevent such a phenomenon, if a distance between the illumination devices is widened, a blind spot in which light does not reach between the circular irradiation surfaces is generated. Therefore, in illuminating a specific area of space, the closer the illumination surface irradiated with the light from the illuminator is to the quadrangle, and the more uniform the brightness of the entire illuminated surface, the better the efficiency of the illumination device.

따라서 본 발명은 조사면의 휘도를 목표 휘도로 맞추면서도, 전력 소모를 최소화 할 수 있는 효율적인 조명 장치에 필요한 렌즈를 제공하는데 목적이 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a lens necessary for an efficient illumination device capable of minimizing power consumption while adjusting the luminance of an illuminated surface to a target luminance.

실시 형태에 따른 렌즈는, 각각 입사면과 출사면을 갖는 복수의 개별렌즈부; 및 상기 복수의 개별렌즈부가 배열되는 렌즈베이스;를 포함하고, 상기 출사면의 형상은, XY Polynomial 표면이고, 상기 출사면의 중심부는 상기 XY Polynomial 표면에서 베지어 곡선으로 형성된 입체를 빼낸 오목한 형상을 갖고, 상기 렌즈를 통하여 출사되는 광의 조사면에서의 조도분포가 사각형이다.A lens according to an embodiment includes a plurality of individual lens portions each having an incident surface and an exit surface; And a lens base on which the plurality of individual lens sections are arranged, wherein the shape of the exit surface is an XY Polynomial surface, and a center portion of the exit surface has a concave shape in which a three-dimensional body formed by a Bezier curve on the XY Polynomial surface is taken out And the illuminance distribution on the irradiation surface of the light emitted through the lens is a quadrangle.

실시 형태에 따른 렌즈는, 각각 입사면과 출사면을 갖는 복수의 개별렌즈부; 및 상기 복수의 개별렌즈부가 배열되는 렌즈베이스;를 포함하고, 상기 출사면은, 다음의 <수학식 2>를 만족하고,A lens according to an embodiment includes a plurality of individual lens portions each having an incident surface and an exit surface; And a lens base on which the plurality of individual lens sections are arranged, wherein the exit surface satisfies the following expression (2)

<수학식 2>&Quot; (2) &quot;

Figure 112010022931226-pat00001
Figure 112010022931226-pat00001

여기서,

Figure 112015112316565-pat00002
, z는 렌즈베이스에서 출사면까지의 높이, D는 출사면의 폭, r은 출사면의 곡률반경, k는 원추계수(conic constant), Cj는 xm yn 의 계수값. 단, j=((m+n)2 +m+3n)/2+1, D는 D1 또는 D2, r은 r1 또는 r2 이며, m+n≤10 이고, 상기 출사면은 상기 <수학식 2>를 만족하는 표면에서 다음의 베지어(Bezier) 곡선으로 형성된 입체를 빼낸 오목한 형상을 갖는다.
<Bezier 곡선>
Figure 112015112316565-pat00055

단, 상기 베지어(Bezier) 곡선은 상기 베지어(Bezier) 곡선을 만족하는 오목부를 XZ평면으로 자른 단면과 YZ평면으로 자른 단면의 형상.
실시 형태에 따른 조명 장치는, 기판; 상기 기판 상에 배치된 복수의 발광 소자; 및 상기 기판과 상기 복수의 발광 소자 상에 배치된 렌즈;를 포함하고, 상기 렌즈는, 각각 입사면과 출사면을 갖는 복수의 개별렌즈부; 및 상기 복수의 개별렌즈부가 배열되는 렌즈베이스;를 포함하고, 상기 출사면의 형상은, XY Polynomial 표면이고, 상기 출사면의 중심부는 상기 XY Polynomial 표면에서 베지어 곡선으로 형성된 입체를 빼낸 오목한 형상을 갖고, 상기 렌즈를 통하여 출사되는 광의 조사면에서의 조도분포가 사각형이다.here,
Figure 112015112316565-pat00002
, z is the height from the lens base to the exit surface, D is the width of the exit surface, r is the radius of curvature of the exit surface, k is the conic constant, and C j is the coefficient value of x m y n . However, j = ((m + n ) 2 + m + 3n) / 2 + 1, D is D1 or D2, r is r1 or r2, m + n≤10, and said exit surface has the <Equation 2 &Gt; a concave shape formed by the following Bezier curve is drawn.
<Bezier curve>
Figure 112015112316565-pat00055

However, the Bezier curve is a cross-section cut into an XZ plane and a cross-section cut into a YZ plane, the concave portion satisfying the Bezier curve.
A lighting apparatus according to an embodiment includes: a substrate; A plurality of light emitting elements arranged on the substrate; And a lens disposed on the substrate and the plurality of light emitting elements, the lens comprising: a plurality of individual lens portions each having an incident surface and an exit surface; And a lens base on which the plurality of individual lens sections are arranged, wherein the shape of the exit surface is an XY Polynomial surface, and a center portion of the exit surface has a concave shape in which a three-dimensional body formed by a Bezier curve on the XY Polynomial surface is taken out And the illuminance distribution on the irradiation surface of the light emitted through the lens is a quadrangle.

실시 형태는 조사면에서의 빛이 닿지 않는 사각 지대를 최소로 하기 위한 조명 장치에서 사용되는 조명 유닛용 렌즈를 제공할 수 있다.The embodiments can provide a lens for a lighting unit used in an illumination device for minimizing a blind spot where light does not reach the irradiation surface.

실시 형태는 이미 충분히 높은 조도를 달성했음에도 사각 지대를 없애기 위하여 불가결하게 각 조명 장치로부터 나오는 빛이 겹치게 되는 영역을 줄일 수 있는 조명 장치에 사용되는 조명 유닛용 렌즈를 제공할 수 있다.Embodiments can provide a lens for a lighting unit that is used in an illumination device that is capable of reducing the area over which light from each lighting device is superimposed to eliminate blind spots even though it has already achieved sufficiently high illumination.

실시 형태는 기존의 조명 장치에 비해 낮은 전력을 소모하면서도 같은 면적의 공간을 목표 조도로 맞출 수 있는 조명 장치에 사용되는 조명 유닛용 렌즈를 제공할 수 있다.The embodiments can provide a lens for a lighting unit used in a lighting device that can match a space of the same area to a target illuminance while consuming less power than an existing lighting device.

실시 형태는 조명 장치로부터 빛이 조사되는 조사면에서의 조도 분포가 근사 정사각형의 분포를 보이는 조명 장치에 사용되는 조명 유닛용 렌즈를 제공할 수 있다.The embodiments can provide a lens for a lighting unit in which an illuminating device in which the illuminance distribution on the illuminating surface irradiated with light from the illuminating device exhibits an approximate square distribution.

실시 형태는 별도의 기구물을 이용하지 않고도 원하는 조도 분포로 조명할 수 있는 조명 장치에 사용되는 조명 유닛용 렌즈를 제공할 수 있다. The embodiment can provide a lens for a lighting unit used in a lighting apparatus that can illuminate with a desired illumination distribution without using a separate mechanism.

실시 형태는 가로등, 옥외등과 같은 실외등의 광 분포 및 조도 분포를 개선시켜 줄 수 있으며, 가로등, 옥외등의 간격을 고려한 조도 분포를 갖는 조명 장치에 사용되는 조명 유닛용 렌즈를 제공할 수 있다.The embodiment can provide a lens for a lighting unit used in an illumination apparatus having an illuminance distribution that can improve light distribution and illuminance distribution such as street lamps and outdoor lights, and can take an interval such as street lamps and outdoors .

도 1은 제 1실시 형태에 따른 조명 유닛을 나타낸 측 단면도.
도 2는 도 1의 발광부의 측 단면도.
도 3은 도 1의 발광부의 평면도.
도 4는 도 1의 발광부의 다른 예.
도 5는 도 1의 발광부의 또 다른 예.
도 6는 도 1의 발광부의 또 다른 예.
도 7는 도 1의 갭부재를 나타낸 측 단면도.
도 8은 도 1의 갭부재의 사시도.
도 9는 도 1의 갭부재의 평면도.
도 10은 도 1의 갭부재의 저면도.
도 11은 도 1의 갭부재의 다른 예의 사시도.
도 12는 도 1의 갭부재의 다른 예의 평면도.
도 13은 도 1의 갭부재의 다른 예의 저면도.
도 14은 조도 분포가 원형인 경우의 조사면을 나타낸 도면.
도 15은 조도 분포가 정사각형인 경우의 조사면을 나타낸 도면.
도 16은 도 15는 렌즈가 없는 LED 조명 장치의 공간상 광분포도.
도 17은 렌즈가 없는 LED 조명 장치의 조도 분포도.
도 18은 렌즈의 평면도.
도 19은 개별렌즈부(147)의 측단면도.
도 20은 FTE Calculator에 따른 조사면의 조도 분포를 나타낸 도면.
도 21는 실험례 1의 개별렌즈부를 통해 출사되는 광경로를 나타낸 도면.
도 22은 실험례 1의 개별렌즈부를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 공간상 광분포도.
도 23은 실험례 1의 개별렌즈부를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 조도분포도.
도 24는 실험례 2의 개별렌즈부를 통해 출사되는 광경로를 나타낸 도면.
도 25은 실험례 2의 개별렌즈부를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 공간상 광분포도.
도 26은 실험례 2의 개별렌즈부를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 조도분포도.
도 27는 실험례 3의 개별렌즈부를 통해 출사되는 광경로를 나타낸 도면.
도 28은 실험례 3의 개별렌즈부를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 공간상 광분포도.
도 29은 실험례 3의 개별렌즈부를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 조도분포도.
도 30는 실험례 4의 개별렌즈부를 통해 출사되는 광경로를 나타낸 도면.
도 31은 실험례 4의 개별렌즈부를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 공간상 광분포도.
도 32은 실험례 4의 개별렌즈부를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 조도분포도.
도 33는 실험례 5의 개별렌즈부를 통해 출사되는 광경로를 나타낸 도면.
도 34은 실험례 5의 개별렌즈부를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 공간상 광분포도.
도 35은 실험례 5의 개별렌즈부를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 조도분포도.
도 36는 실험례 6의 개별렌즈부를 통해 출사되는 광경로를 나타낸 도면.
도 37은 실험례 6의 개별렌즈부를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 공간상 광분포도.
도 38은 실험례 6의 개별렌즈부를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 조도분포도.
도 39는 실험례 7의 개별렌즈부를 통해 출사되는 광경로를 나타낸 도면.
도 40은 실험례 7의 출사면을 정의하는데 사용되는 베지어(Bezier)곡선.
도 41은 실험례 7의 개별렌즈부를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 공간상 광분포도.
도 42은 실험례 7의 개별렌즈부를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 조도분포도.
도 43는 제 2실시 형태에 따른 조명 유닛을 나타낸 측 단면도.
도 44는 제 3실시 형태에 따른 조명 유닛을 나타낸 측 단면도.
도 45은 제 4실시 형태에 따른 조명 유닛을 나타낸 측 단면도.1 is a side sectional view showing a lighting unit according to a first embodiment;
2 is a side cross-sectional view of the light emitting portion of Fig.
3 is a plan view of the light emitting portion of Fig.
4 is another example of the light emitting portion of Fig.
5 is another example of the light emitting portion of Fig.
6 is another example of the light emitting portion of Fig.
FIG. 7 is a side sectional view showing the gap member of FIG. 1; FIG.
Figure 8 is a perspective view of the gap member of Figure 1;
Figure 9 is a top view of the gap member of Figure 1;
10 is a bottom view of the gap member of Fig.
11 is a perspective view of another example of the gap member of Fig.
12 is a plan view of another example of the gap member of Fig.
13 is a bottom view of another example of the gap member of Fig.
14 is a view showing an irradiation surface in the case where the illuminance distribution is circular;
Fig. 15 is a view showing an illuminated surface when the illuminance distribution is a square; Fig.
Fig. 16 is an enlarged view of a part of the LED illumination device without a lens; Fig.
17 is an illuminance distribution diagram of an LED illumination device without a lens.
18 is a plan view of the lens.
19 is a side cross-sectional view of the individual lens portion 147;
20 is a view showing an illuminance distribution of an irradiation surface according to an FTE calculator;
21 is a view showing an optical path through which the individual lens portion of Experimental Example 1 is emitted.
Fig. 22 is a graph showing the spatial light intensity distribution by the illumination unit including the lens including the individual lens portion of Experimental Example 1. Fig.
23 is an illuminance distribution diagram by a lighting unit including a lens including an individual lens portion of Experimental Example 1. Fig.
24 is a view showing an optical path exiting through the individual lens portion of Experimental Example 2. Fig.
Fig. 25 is a graph showing the spatial light intensity distribution by the illumination unit including the lens including the individual lens portions of Experimental Example 2; Fig.
26 is an illuminance distribution diagram by a lighting unit including a lens including an individual lens portion of Experimental Example 2. Fig.
27 is a view showing an optical path through which the individual lens portion of Experimental Example 3 is emitted.
28 is a graph showing the spatial light intensity distribution by the illumination unit including the lens including the individual lens portion of Experimental Example 3;
Fig. 29 is an illuminance distribution diagram by a lighting unit including a lens including an individual lens portion of Experimental Example 3; Fig.
30 is a view showing an optical path through which the individual lens portion of Experimental Example 4 is emitted.
Fig. 31 is a graph showing the spatial light intensity distribution by the illumination unit including the lens including the individual lens portion of Experimental Example 4; Fig.
32 is an illuminance distribution diagram by a lighting unit including a lens including an individual lens portion of Experimental Example 4. Fig.
33 is a view showing an optical path through which the individual lens portion of Experimental Example 5 is emitted.
Fig. 34 is a photograph of the spatial light scattering by the illumination unit including the lens including the individual lens portion of Experimental Example 5. Fig.
35 is an illuminance distribution diagram by a lighting unit including a lens including an individual lens portion of Experimental Example 5. Fig.
36 is a view showing an optical path through which the individual lens portion of Experimental Example 6 is emitted.
FIG. 37 is a graph showing the spatial light intensity distribution by the illumination unit including the lens including the individual lens portions of Experimental Example 6; FIG.
38 is an illuminance distribution diagram by a lighting unit including a lens including an individual lens portion of Experimental Example 6. Fig.
39 is a view showing an optical path through which the individual lens portion of Experimental Example 7 is emitted.
40 is a Bezier curve used to define the exit plane of Experiment 7;
Fig. 41 is a photograph of the spatial light scattering by the illumination unit including the lens including the individual lens portions of Experimental Example 7. Fig.
Fig. 42 is an illuminance distribution diagram by a lighting unit including a lens including an individual lens portion of Experimental Example 7. Fig.
43 is a side sectional view showing the illumination unit according to the second embodiment.
44 is a side sectional view showing the illumination unit according to the third embodiment;
45 is a side sectional view showing the illumination unit according to the fourth embodiment;

실시 형태들의 설명에 있어서, 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 특별한 언급이 없으면, 렌즈(140)가 있는 쪽을 위, 발광부(101)가 있는 쪽을 아래로 상정한다. 도면에서 공간을 표시하는 좌표축이 함께 도시된 경우에는 우선적으로 좌표축을 기준으로 설명하기로 한다. 도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.In the description of the embodiments, the reference to each layer above or below is assumed to be on the side where the lens 140 is present and downward with the light emitting portion 101, unless otherwise specified. In the case where coordinate axes indicating a space are also shown in the drawings, the coordinate axes will be described with reference to the coordinate axes. The thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 제 1실시 형태에 따른 조명 유닛(100)을 나타낸 측 단면도이며, 도 2는 도 1의 발광부(101)의 측 단면도, 도 3은 도 1의 발광부(101)의 평면도, 도 4는 도 1의 발광부(101)의 다른 예, 도 5는 도 1의 발광부(101)의 또 다른 예며, 도 6는 도 1의 발광부(101)의 또 다른 예이다. Fig. 1 is a side sectional view showing a lighting unit 100 according to the first embodiment, Fig. 2 is a side sectional view of the light emitting portion 101 in Fig. 1, Fig. 3 is a plan view of the light emitting portion 101 in Fig. 4 is another example of the light emitting portion 101 of Fig. 1, Fig. 5 is another example of the light emitting portion 101 of Fig. 1, and Fig. 6 is another example of the light emitting portion 101 of Fig.

도 1을 참조하면, 조명 유닛(100)는 발광부(101), 갭(Gap) 부재(130), 및 렌즈(140)를 포함한다. 조명 유닛(100)는 일정 간격으로 배치된 가로등, 옥외등과 같은 실외등에 장착되어, 실외등의 정면과 가로등, 옥외등 사이의 영역에 대해 적절한 광 분포와 조도 분포로 조명할 수 있다. Referring to FIG. 1, the illumination unit 100 includes a light emitting portion 101, a gap member 130, and a lens 140. The lighting unit 100 can be mounted on an outdoor space such as a street lamp or an outdoor unit arranged at regular intervals, and can illuminate with an appropriate light distribution and an illuminance distribution with respect to a frontal area such as an outdoor unit, a streetlight,

발광부(101)는 기판(110) 위에 복수의 LED(120)가 탑재되며, 복수의 LED(120)는 렌즈(140)의 개별렌즈부(147)의 입사면(S1) 아래 위치한다. The plurality of LEDs 120 are mounted on the substrate 110 and the plurality of LEDs 120 are positioned below the incident surface S1 of the individual lens portions 147 of the lens 140. [

기판(110)은 알루미늄 기판, 세라믹 기판, 메탈 코아 PCB, 일반 PCB 등을 포함할 수 있다. 또한, 기판(110)은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면은 빛이 효율적으로 반사되는 색, 예를 들어 백색, 은색 등으로 형성될 수 있다. 복수의 LED(120)는 백색 LED를 포함하며, 또는 레드 LED, 블루 LED, 그린 LED와 같은 유색의 LED를 선택적으로 이용할 수 있다. LED(120)의 발광 각도는 120°~ 160°또는 램버티안(Lambertian-완전확산면) 형태를 포함할 수 있다.The substrate 110 may include an aluminum substrate, a ceramic substrate, a metal-core PCB, a general PCB, and the like. In addition, the substrate 110 may be formed of a material that efficiently reflects light, or the surface may be formed of a color in which light is efficiently reflected, for example, white, silver, or the like. The plurality of LEDs 120 include white LEDs or alternatively can utilize colored LEDs such as red LEDs, blue LEDs, and green LEDs. The emission angle of the LED 120 may be in the range of 120 ° to 160 ° or a lambertian-fully diffused surface.

발광부(101)의 기판(110)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 소정 직경(D1)의 원판 형상이며, 직경(D1)은 갭부재(130) 아래에 수납될 수 있는 폭으로 형성될 수 있다. 기판(110)의 일측 외주면에는 플랫부(114)가 형성될 수 있으며, 플랫부(114)는 조명 유닛(100) 부품 간의 결합 위치를 식별하거나 회전 방지기능을 수행할 수 있다.2 and 3, the substrate 110 of the light emitting portion 101 has a disk shape of a predetermined diameter D1 and a diameter D1 is a width that can be accommodated below the gap member 130 . A flat portion 114 may be formed on one side of the substrate 110 and the flat portion 114 may identify a coupling position between components of the illumination unit 100 or may perform a rotation prevention function.

기판(110) 상에는 복수의 나사 구멍(113)이 형성될 수 있으며, 나사 구멍(113)에 나사가 삽입되어 기판(110)이 가로등, 옥외등과 같은 기구물에 체결되거나, 기판(110)이 조명 유닛(100)의 케이스에 체결된다. 여기서, 나사 구멍(113)에는 나사가 아닌, 리벳, 후크 등이 삽입되어도 무방하다. 기판(110)이 복수의 나사 구멍(113)을 갖지 않을 수도 있다.A plurality of screw holes 113 may be formed on the substrate 110. A screw may be inserted into the screw hole 113 to fasten the substrate 110 to a tool such as a street lamp or an outdoor unit, Is fastened to the case of the unit (100). Here, rivets, hooks and the like may be inserted into the screw holes 113, not with screws. The substrate 110 may not have a plurality of screw holes 113.

도 3의 발광부(101A)는 기판(110) 위에 8개의 LED(120)를 배열한 형태로서, 예컨대 기판(110)의 중심에서 소정의 반지름을 갖는 원주 상에 일정한 간격으로 8개의 LED(120)를 배열할 수 있다. 3 includes eight LEDs 120 arranged on a substrate 110. The LEDs 120 are arranged on a circumference having a predetermined radius from the center of the substrate 110 at regular intervals ) Can be arranged.

도 4의 발광부(101B)는 기판(110) 위에 10개의 LED(120)를 배열한 형태로서, 예컨대 기판의 중심에서 소정의 반지름을 갖는 원주 상에 일정한 간격으로 8개의 LED(120)를 배열하고, 원주의 안쪽 영역에 2개의 LED가 배치된 예를 나타낸다. The light emitting portion 101B of FIG. 4 is a configuration in which ten LEDs 120 are arranged on a substrate 110. For example, eight LEDs 120 are arranged at regular intervals on a circumference having a predetermined radius from the center of the substrate And two LEDs are arranged in the inner region of the circumference.

도 5의 발광부(101C)는 기판(110) 위에 12개의 LED(120)를 배열한 형태로서, 예컨대 기판의 중심에서 소정의 반지름을 갖는 원주 상에 일정한 간격으로 8개의 LED(120)를 배열하고, 상기 원주 보다 작은 반지름을 갖는 동심원의 원주 상에 일정한 간격으로 4개의 LED(120)를 배열한 예를 나타낸다. 5 includes 12 LEDs 120 arranged on a substrate 110. For example, eight LEDs 120 are arrayed at regular intervals on a circumference having a predetermined radius from the center of the substrate And four LEDs 120 are arranged at regular intervals on the circumference of a concentric circle having a smaller radius than the circumference.

도 6 에 도시된 발광부(101D)는, 도 5와 비교했을 때, 작은 원주 상의 LED(120) 전체가 기판의 중심을 기준으로 45°각도로 회전한 위치에 배열될 수도 있다. The light emitting portion 101D shown in Fig. 6 may be arranged at a position where the entire small circumferential LED 120 is rotated at an angle of 45 degrees with respect to the center of the substrate, as compared with Fig.

기판(110) 위에서의 LED(120)의 배열 형태 및 그 개수는 광도, 광 분포, 조도 분포에 따라 달라질 수 있으며, 실시 형태의 기술적 범위 내에서 변경될 수 있다. 도면 또는 명세서 등에서 특정 LED(120) 배열을 갖는 특정 발광부(101A, 101B, 101C, 101D)를 명시하지 않고, 발광부(101)라는 용어를 사용하면, 이러한 여러가지 배열을 가진 발광부를 대표하는 명칭으로 사용하는 것이다.The arrangement and the number of the LEDs 120 on the substrate 110 may vary depending on luminous intensity, light distribution, and illuminance distribution, and may be changed within the technical scope of the embodiments. When the term "light emitting portion 101" is used without specifying specific light emitting portions 101A, 101B, 101C, and 101D having specific LED 120 arrangements in drawings or the like, .

도 7은 도 1의 갭부재(130)를 나타낸 측 단면도, 도 8은 도 1의 갭부재(130)의 사시도, 도 9는 도 1의 갭부재(130)의 평면도, 도 10은 도 1의 갭부재(130)의 저면도, 도 11은 도 1의 갭부재(130)의 다른 예의 사시도, 도 12는 도 1의 갭부재(130)의 다른 예의 평면도이고, 도 13은 도 1의 갭부재(130)의 다른 예의 저면도이다.Fig. 7 is a side sectional view showing the gap member 130 of Fig. 1, Fig. 8 is a perspective view of the gap member 130 of Fig. 1, Fig. 9 is a plan view of the gap member 130 of Fig. Fig. 11 is a perspective view of another example of the gap member 130 of Fig. 1, Fig. 12 is a plan view of another example of the gap member 130 of Fig. 1, and Fig. 13 is a plan view of the gap member 130 of Fig. (130). &Lt; / RTI &gt;

도 1 및 도 7 내지 도 13을 참조하면, 갭부재(130)는 중심방향으로 하향 경사면이 형성되는 링 형상의 반사부(132)및, 반사부(132)와 동심원을 이루며 하방으로 연장되는 링 형상의 벽부(131)를 포함하한다. 또한, 갭부재(130)는 전체적으로 납작한 링 형상을 취하게 되므로 반사부(132)의 내경을 지름으로 하는 개구부(133)를 갖게 된다. 1 and 7 to 13, the gap member 130 includes a ring-shaped reflection portion 132 having a downwardly inclined surface formed in the center direction, and a ring-shaped reflection portion 132 formed concentrically with the reflection portion 132, Shaped wall portion 131 as shown in FIG. Since the gap member 130 has a flat ring shape as a whole, the gap portion 130 has an opening 133 having an inner diameter of the reflection portion 132 as a diameter.

반사부(132)는 LED(120)로부터 방출된 광이 소멸되지 않고 외부로 반사될 수 있도록 하여 조명 장치의 광효율을 높여줄 수 있다. 반사부(132)의 상부쪽으로 광이 방사되므로, 반사부(132)는 광의 상방향 출사를 돕게 된다. The reflector 132 can reflect the light emitted from the LED 120 without extinguishing it, thereby enhancing the light efficiency of the illumination device. Since the light is radiated toward the upper side of the reflection part 132, the reflection part 132 assists the upward light emission.

반사부(132)의 저면은 발광부(101)의 상면 둘레와 접촉하고, 벽부(131)의 내주면은 발광부(101)의 외주면과 접촉하게 되어, 발광부(101)는 갭부재(130)에 안착된다. 발광부(101)가 갭부재(130)에서 윗방향으로 이탈되는 것을 방지하기 위해 반사부(132)의 내경을 벽부(131)의 내경 및 발광부(101)의 외경보다 작게 하는 것이 바람직하다.The bottom surface of the reflective portion 132 is in contact with the upper surface of the light emitting portion 101 and the inner peripheral surface of the wall portion 131 is in contact with the outer peripheral surface of the light emitting portion 101, Respectively. It is preferable to make the inner diameter of the reflecting portion 132 smaller than the inner diameter of the wall portion 131 and the outer diameter of the light emitting portion 101 in order to prevent the light emitting portion 101 from being deviated upwardly from the gap member 130. [

이와 동시에 갭부재(130)는 기판(110)과 렌즈(140) 사이를 일정 간격(G1)으로 이격시켜 준다. 간격(G1)은 기판(110) 상에 배열된 LED(120)의 두께 보다 크거나 같기 때문에 렌즈(140)가 LED(120)를 압박하지 않으며, 렌즈(140)와 기판(110) 사이에는 공간(105)이 형성되어 발광 각도 및 광 분산을 유도할 수 있다. At the same time, the gap member 130 separates the substrate 110 and the lens 140 at a predetermined interval G1. The lens 140 does not press the LED 120 because the gap G1 is greater than or equal to the thickness of the LED 120 arranged on the substrate 110 and the space between the lens 140 and the substrate 110 The light emitting angle and the optical dispersion can be induced.

또한 갭부재(130)는 발광부(101)의 저면을 제외한 다른 면과 조명 유닛의 케이스 등 다른 부재가 직접 접촉하는 것을 방지하며, 갭부재(130)를 절연재료로 형성하면 갭부재(130)와 발광부(101)는 절연이 된다. 이에 더불어 발광부(101)의 저면에 절연재질의 방열패드를 밀착하여 접촉시키면, 결국 발광부(101)는 전기적 쇼트, EMI, EMS 등의 문제 발생을 방지할 수 있으며, 내전압 특성을 우수하게 할 수 있다. The gap member 130 prevents direct contact of other surfaces such as the case of the illumination unit with other surfaces except the bottom surface of the light emitting portion 101. When the gap member 130 is formed of an insulating material, And the light emitting portion 101 are insulated. In addition, if the heat radiating pad of the insulating material is brought into close contact with the bottom surface of the light emitting portion 101, the light emitting portion 101 can prevent problems such as electrical short, EMI and EMS, .

공간(105)에는 실리콘 또는 실리콘 수지 재질이 채워질 수 있다. 개구부(133)를 통하여 발광부(101)의 LED(120)가 노출되며, 갭부재(130)의 상면에는 렌즈(140)의 엣지(144)가 배치된다. The space 105 may be filled with silicon or a silicone resin material. The LED 120 of the light emitting portion 101 is exposed through the opening portion 133 and the edge 144 of the lens 140 is disposed on the upper surface of the gap member 130.

갭부재(130)의 일측면에는 플랫부(134)가 형성될 수 있으며, 플랫부(134)는 조명 유닛(100) 부품 간의 결합 위치를 식별하거나 회전 방지기능을 수행할 수 있다. 자세히 설명하기 위해, 도 3 내지 도 6에 도시된 발광부(101)의 기판(110)처럼 기판(110)의 일측면에 플랫부(114)가 형성되고, 도 8 내지 도 13에 도시된 갭부재(130)처럼 갭부재(130)에도 플랫부(134)가 형성된 실시 형태를 상정한다. 도 10 및 도 13을 참조하면, 갭부재(130)의 플랫부(134)의 외측면 뿐만 아니라 내측면도 평평하므로, 결국 두개의 플랫부(114, 134)가 맞닿은 채로 기판(110)이 갭부재(130)에 끼워지게된다. 벽부(131)의 내주면과 기판(110)의 외주면은 일면이 평평하기 때문에 서로간에 회전하거나 위치가 뒤틀어지지 않게 된다.A flat portion 134 may be formed on one side of the gap member 130 and the flat portion 134 may identify a coupling position between components of the illumination unit 100 or may perform a rotation prevention function. 3 to 6, the flat portion 114 is formed on one side of the substrate 110 like the substrate 110 of the light emitting portion 101, and the gap 110 shown in FIGS. 8 to 13 It is assumed that the flat member 134 is formed in the gap member 130 like the member 130. 10 and 13, not only the outer side surface but also the inner side surface of the flat portion 134 of the gap member 130 are flat so that the substrate 110 is held between the two flat portions 114, (130). The inner circumferential surface of the wall portion 131 and the outer circumferential surface of the substrate 110 are not rotated or twisted because they are flat on one side.

반사부(132)는 벽부(131)의 상면에서부터 개구부(133)의 중심을 향해 소정 경사를 갖고 연장된다. 즉, 반사부(132)는 갭부재(130)의 개구부(133)의 외측 둘레에 소정 경사 각도(θ1)로 경사진다. 반사부(132)의 내측 개구부(133)는 도 8 내지 도 10에 도시된 것과 같이, 소정 직경(D2)을 갖는 원 형상으로 형성될 수 있다. The reflecting portion 132 extends from the upper surface of the wall portion 131 with a predetermined inclination toward the center of the opening portion 133. That is, the reflecting portion 132 is inclined at a predetermined inclination angle? 1 around the outer periphery of the opening 133 of the gap member 130. The inner opening 133 of the reflecting portion 132 may be formed in a circular shape having a predetermined diameter D2 as shown in Figs.

LED(120)에서 나온 빛 중에서 반사부(132)에 닿는 빛은 반사부(132)의 경사면에서 반사되어, 렌즈(140)를 통과하여 외부로 출사된다. 따라서 반사부(132)를 포함하지 않은 통상적인 갭부재에 비하여 광효율을 향상시켜주는 효과도 추가적으로 갖게 된다. 본 실시 형태에 따른 갭부재(130)가 통상적인 갭부재에 비하여 내전압 특성을 향상시킨다는 것은 이미 살펴본 바 있다. The light that comes from the LED 120 and comes into contact with the reflective portion 132 is reflected by the inclined surface of the reflective portion 132 and exits through the lens 140 to the outside. Accordingly, the present invention further has an effect of improving light efficiency as compared with a conventional gap member not including the reflective portion 132. It has already been described that the gap member 130 according to the present embodiment improves the withstand voltage characteristic compared to the conventional gap member.

도 11 내지 도 13에 도시된 것과 같이, 갭부재(130)는 기판(110)에 연결되는 전선 또는 전극(미도시)이 통과할 수 있는 전극통과부(135)를 가질 수도 있다.11 to 13, the gap member 130 may have an electrode passage portion 135 through which electric wires or electrodes (not shown) can be connected to the substrate 110. [

도 8내지 도 13에서는 플랫부(134)를 가진 갭부재(130) 만이 도시되었고, 플랫부(134)를 갖는 갭부재(130)가 바람직한 실시 형태이다. 다만, 플랫부(134)가 없이 전체적으로 원형인 갭부재(130)는 부품간에 회전하거나 위치가 뒤틀어질 수 있지만, 이러한 단점을 제외하고는 이상에서 설명한 실시 형태의 갭부재(130)가 갖는 광효율 향상 및 내전압 특성 향상의 효과를 모두 갖게 되며, 따라서 플랫부(134)가 있는 갭부재(130)만을 한정하여 설명한 것이 아니라, 최선 실시 형태를 설명한 것으로 이해 해야 할 것이다. 8 to 13, only the gap member 130 having the flat portion 134 is shown, and the gap member 130 having the flat portion 134 is the preferred embodiment. However, the gap member 130, which is entirely circular without the flat portion 134, may be rotated or twisted between the components. However, the gap member 130 of the above- And therefore it is to be understood that the present invention is not limited to the description of the gap member 130 having the flat portion 134 but the best mode.

렌즈(140)의 형상 및 구조에 대한 설명에 앞서, 본 발명과 관련하여 게시되는 실시 형태에서 제시되는 렌즈(140)는 일반적으로 가로등, 옥외등 등 실외 조명에 장착되는 조명 유닛(100)에서 사용되는 렌즈(140)이므로, 이러한 렌즈(140)에서 효율적인 조도 분포는 어떤 것인지 먼저 알아볼 필요가 있다.Prior to the description of the shape and structure of the lens 140, the lens 140 shown in the embodiments disclosed in association with the present invention is generally used in a lighting unit 100 mounted on an outdoor light such as a street lamp, an outdoor lamp, It is necessary to first determine which of the lens 140 has an effective illuminance distribution.

<효율적인 조도 분포 및 광분포><Effective illumination distribution and light distribution>

도 14은 조도 분포가 원형인 경우의 조사면을 나타낸 도면이고, 도 15은 조도 분포가 정사각형인 경우의 조사면을 나타낸 도면이다.Fig. 14 is a view showing an illuminated surface when the illuminance distribution is circular, and Fig. 15 is a view showing illuminated surfaces when the illuminance distribution is a square.

도 14 및 도 15을 참조하면, 조명 유닛(100)으로부터 광이 조사되는 조도 분포의 형태가 정사각형을 이루게 되는 경우가, 원형이 되는 경우에 비하여, 빛이 겹치게 되어 낭비되는 빛(A2)도 줄일 수 있고, 사각 지대(A3)도 줄일 수 있으며, 조명이 비출 필요가 없는 영역에 조사되는 빛(A1)도 줄일 수 있으므로 효율이 뛰어난 것을 나타내고 있다. Referring to FIGS. 14 and 15, the case where the shape of the illuminance distribution to which the light is irradiated from the illumination unit 100 becomes a square is reduced as compared with the case where the illumination is circular, The blind spot A3 can be reduced, and the light A1 irradiated to the area where the illumination does not need to be reduced can be reduced, thereby showing an excellent efficiency.

원형의 조도 분포를 갖는 조명 유닛(100)을 사용하는 가로등, 옥외등과, 정사각형의 조도 분포를 갖는 조명 유닛(100)을 사용하는 가로등, 옥외등을 비교해본다. 전자에 비해 후자가 인접한 가로등 사이의 조도 분포 또는 인접한 옥외등 사이의 조도 분포를 개선시켜 줄 수 있고, 사각 지대(A3)를 줄이거나 제거할 수 있기 때문에 전자에서 보다 후자에서 가로등 또는 옥외등 간의 간격을 넓힐 수 있다. 또한 필요한 조도를 달성하기 위해 필요한 가로등 또는 옥외등의 수를 줄일 수 있게 되므로 유지·관리·운용비용을 절감할 수도 있다. Street lamps and outdoors using a lighting unit 100 having a circular illuminance distribution and street lamps and outdoors using a lighting unit 100 having a square illuminance distribution are compared. It is possible to improve the illuminance distribution between adjacent street lamps or the illumination distribution between adjoining outdoor lights and to reduce or eliminate the blind spot A3 so that the distance from the latter to the streetlight or the outdoors . In addition, it is possible to reduce the number of lamps or outdoor lamps required to achieve the necessary illumination, thereby reducing maintenance, management and operation costs.

단, 조명 유닛(100)이 반드시 가로등, 옥외등에만 사용될 필요는 없으며, 실내등의 용도로도 얼마든지 사용가능하다.However, the lighting unit 100 does not necessarily need to be used only for a street lamp, an outdoor unit, or the like, and may be used for indoor lighting.

도 16는 렌즈가 없는 LED 조명 장치의 공간상 광분포도이고, 도 17은 렌즈가 없는 LED 조명 장치의 조도 분포도이다.Fig. 16 shows a spatial light distribution of a lensless LED illumination device, and Fig. 17 is an illuminance distribution diagram of a lensless LED illumination device.

도 17을 참조하면, 렌즈가 없는 LED 조명 장치의 조도 분포는 원형을 이루는 것을 알 수 있으며, 도 16를 참조하면, 공간상 광분포는 물방울 또는 풍선의 형상을 이루는 것을 알 수 있다. 이는 렌즈가 없는 LED 조명 장치에 한정되는 현상이 아니라, 통상적으로 하나의 발광 소자를 포함하는 조명 장치 또는 여러 개의 발광 소자가 동심원 상에 배치되거나 밀집하여 배치된 조명장치를 구동하는 경우에도 마찬가지의 공간상 광분포와 조도분포를 보이게 된다.Referring to FIG. 17, it can be seen that the illuminance distribution of the LED illumination device without a lens has a circular shape. Referring to FIG. 16, it can be seen that the spatial light distribution forms a droplet or a balloon. This is not a phenomenon that is limited to a lens-less LED lighting device, but usually a lighting device including one light-emitting device or a plurality of light-emitting devices arranged concentrically or densely arranged, Phase light distribution and illuminance distribution.

공간상 광분포가 도 16의 경우처럼 물방울 또는 풍선의 형상이라면 광원의 바로 아래부분이 집중적으로 밝게 비춰지게 되고, 중심의 원형 영역을 벗어나는 즉시 급격하게 어두워지게 된다. 이렇게 조도 차이가 극명하게 되면 그러한 조명 장치에 의해 조명 되는 공간에 있는 사람은 눈의 피로를 쉽게 느끼게 될 수 있으며, 균일하지 않은 광분포로 인하여 업무 효율의 저하를 초래할 수도 있다. If the spatial light distribution is a shape of a water droplet or a balloon as in the case of FIG. 16, the portion immediately below the light source is intensively brightly illuminated, and immediately becomes darker as soon as it deviates from the central circular region. If such a difference in illuminance is appreciated, a person in a space illuminated by such a lighting device may easily feel the fatigue of the eyes and may cause a decrease in work efficiency due to an uneven light scattering.

따라서 공간상 광분포는 원뿔에 가까운 근사 원뿔의 형상을 취하는 것이 바람직하다. 이러한 경우에 조사면의 중앙부위로 너무 광이 집중되지도 않고, 조도가 지나치게 높아지지 않으며, 전체적으로 광이 균일하게 분포되어 조명 장치의 아래에 있는 사람의 눈의 피로를 덜어주기 줄 수 있다.Therefore, it is preferable that the spatial light distribution takes the shape of an approximate cone close to the cone. In this case, too much light is not concentrated on the central portion of the illuminating surface, the illuminance is not excessively increased, and the light is uniformly distributed as a whole, thereby relieving the fatigue of the human eye under the illuminating device.

이후 실험례 1 내지 실험례 7에 대한 실험데이터를 통하여, 실시 형태의 렌즈(140)가 효율적인 공간상 광분포와 조도 분포를 보이는 것을 확인해 본다.Through the experimental data on Experiments 1 to 7, it is confirmed that the lens 140 of the embodiment exhibits an efficient spatial light distribution and an illuminance distribution.

< 효율적인 조도 분포 및 광분포를 보이는 렌즈의 형상 >&Lt; Efficient illuminance distribution and shape of lens showing light distribution >

도 18은 렌즈의 평면도이고, 도 19은 개별렌즈부(147)의 측단면도이다.18 is a plan view of the lens, and Fig. 19 is a side sectional view of the individual lens portion 147. Fig.

도1, 도 18 및 도 19를 참조하면, 발광부(101) 위에는 렌즈(140)가 배치된다. 렌즈(140)는 렌즈베이스(146), 개별렌즈부(147) 및 엣지(144)를 포함한다. 자세히 설명하면, 렌즈베이스(146)에 복수개의 개별렌즈부(147)이 배열되고, 렌즈베이스(146)의 둘레에는 엣지(144)가 형성된다. 도 18처럼, 엣지(144)와 렌즈베이스(146)의 사이에는 경계가 형성될 수도 있으나, 도 1처럼 경계가 없이 이어질 수도 있다. 그리고, 개별렌즈부(147)는 입사면(S1)과 출사면(S2)을 포함한다. 렌즈(140)는 투광성 재질을 이용하여 사출 성형될 수 있으며, 그 재질은 글래스, PMMA(Poly methyl methacrylate), PC(Polycarbonate) 등과 같은 플라스틱 재질로 구현될 수 있다.1, 18, and 19, a lens 140 is disposed on the light emitting portion 101. The lens 140 includes a lens base 146, an individual lens portion 147, and an edge 144. More specifically, a plurality of individual lens portions 147 are arranged in the lens base 146, and an edge 144 is formed around the lens base 146. As shown in FIG. 18, a boundary may be formed between the edge 144 and the lens base 146, but may be borderless as shown in FIG. The individual lens portion 147 includes an incident surface S1 and an exit surface S2. The lens 140 may be injection molded using a light-transmitting material. The material of the lens 140 may be a plastic material such as glass, poly methyl methacrylate (PMMA), and polycarbonate (PC).

입사면(S1) 또는 출사면(S2)은 구면 렌즈 또는 XY Polynomial 표면 렌즈로 형성되거나, 구면 렌즈 또는 XY Polynomial 표면 렌즈에서 베지어(Bezier)곡선으로 형성한 입체를 빼낸 형상으로 형성될 수도 있다. 베지어(Bezier)곡선으로 형성한 입체를 빼내는 것의 의미는, 차후에 설명할 베지어(Bezier)곡선으로 입체를 형성한 후에, 개별렌즈부(147)의 출사면(S2)의 중심부에서 형성된 입체를 빼내는 것으로서, 결국, 개별렌즈부(147)의 출사면(S2)의 중심부에 오목부가 구비되는 것을 의미한다.The incident surface S1 or the exit surface S2 may be formed of a spherical lens or an XY Polynomial surface lens or may be formed in a shape of a spherical lens or an XY Polynomial surface lens formed by a Bezier curve. Means that a three-dimensional object is formed by a Bezier curve to be described later and then a three-dimensional object is formed at the center of the exit surface S2 of the individual lens section 147 Which means that the concave portion is provided at the center of the exit surface S2 of the individual lens portion 147. [

XY Polynomial 표면 렌즈의 형상과 베지어(Bezier)곡선은 광 분포 및 조도 분포를 고려하여 선택할 수 있다. XY Polynomial 표면 렌즈와 베지어(Bezier)곡선에 대한 자세한 설명은 차후에 하도록 한다.XY Polynomial The shape of the surface lens and the Bezier curve can be selected considering the light distribution and the light intensity distribution. A detailed description of the XY Polynomial surface lens and the Bezier curve is given later.

도 18 및 도 19를 참조하여, 입사면(S1) 또는 출사면(S2)이 구면 렌즈, XY Polynomial 표면 렌즈, XY Polynomial 표면 렌즈에서 베지어(Bezier)곡선으로 형성한 입체를 빼낸 형상의 렌즈인 경우에 대해 자세히 설명한다. 도 18 및 도 19에서, D1는 입사면(S1)의 폭, r1은 입사면(S1)의 곡률반경, D2는 출사면(S2)의 폭, r2은 출사면(S2)의 곡률반경을 나타낸다. 18 and 19, it is assumed that the incident surface S1 or the exit surface S2 is a spherical lens, an XY Polynomial surface lens, a lens having a shape of Bezier curve formed from an XY Polynomial surface lens, The case will be described in detail. 18 and 19, D1 indicates the width of the incident surface S1, r1 indicates the radius of curvature of the incident surface S1, D2 indicates the width of the exit surface S2, and r2 indicates the radius of curvature of the exit surface S2 .

구면 렌즈 형상의 입사면(S1) 또는 출사면(S2)을 나타내는 식은 다음의 <수학식 1>과 같다. The formula representing the entrance surface S1 or the exit surface S2 of the spherical lens shape is expressed by Equation (1) below.

Figure 112010022931226-pat00003
Figure 112010022931226-pat00003

<수학식 1> 에서,

Figure 112010022931226-pat00004
의 관계를 만족하며, z는 렌즈베이스(146)에서 입사면(S1) 또는 출사면(S2)까지의 높이, D는 입사면(S1) 또는 출사면(S2)의 폭, r은 입사면(S1) 또는 출사면(S2)의 곡률반경을 나타낸다. D는 D1 또는 D2 이며, r은 r1 또는 r2 이다.In Equation (1)
Figure 112010022931226-pat00004
, Z is the height from the lens base 146 to the incident surface S1 or the exit surface S2, D is the width of the incident surface S1 or the exit surface S2, r is the entrance surface S1) or the exit surface S2. D is D1 or D2, and r is r1 or r2.

XY Polynomial 표면 렌즈의 형상의 입사면(S1) 또는 출사면(S2)을 나타내는 식은 다음의 <수학식 2>과 같다. The expression representing the incident surface S1 or the exit surface S2 of the shape of the XY Polynomial surface lens is expressed by Equation (2) below.

Figure 112010022931226-pat00005
Figure 112010022931226-pat00005

<수학식 2> 에서,

Figure 112010022931226-pat00006
의 관계를 만족하며, z는 렌즈베이스(146)에서 입사면(S1) 또는 출사면(S2)까지의 높이, D는 입사면(S1) 또는 출사면(S2)의 폭, r은 입사면(S1) 또는 출사면(S2)의 곡률반경, k는 원추계수(conic constant), Cj는 xm yn 의 계수값이다. 여기서, j=((m+n)2 +m+3n)/2+1 이고, D는 D1 또는 D2 이며, r은 r1 또는 r2 이다. 그리고, m+n≤10 을 만족한다.In Equation (2)
Figure 112010022931226-pat00006
, Z is the height from the lens base 146 to the incident surface S1 or the exit surface S2, D is the width of the incident surface S1 or the exit surface S2, r is the entrance surface S1 is the radius of curvature of the exit surface S2, k is a conic constant, and C j is a coefficient value of x m y n . Here, j = ((m + n) 2 + m + 3n) / 2 + 1, D is D1 or D2, and r is r1 or r2. Then, m + n? 10 is satisfied.

<수학식 1>을 만족하는 입사면(S1) 또는 출사면(S2)의 형상이면 어떠한 구면이라도 가능하며, <수학식 2>를 만족하는 입사면(S1) 또는 출사면(S2)의 형상이면 어떠한 XY Polynomial 표면이라도 가능하다. <수학식 2>의 우변 첫번째 항은 비구면을 나타내는 항이며, 원추계수 k의 값에 따라 비구면의 형상이 달라지는데, k=0일 때는 구, -1<k<0 일 때는 타원, k=-1일 때는 포물선, k<-1일 때는 쌍곡선, k>0일 때는 편구면이 된다.Any spherical surface can be used as long as it has the shape of the incident surface S1 or the exit surface S2 satisfying Equation 1. If the shape of the incident surface S1 or the exit surface S2 satisfying Equation 2 Any XY Polynomial surface is possible. The first term on the right side of Equation (2) is a term indicating an aspherical surface. The shape of the aspherical surface varies depending on the value of the cone coefficient k. When k = 0, Is a parabola, k <-1 is a hyperbola, and k> 0 is a spherical surface.

출사면(S2)이 <수학식 1> 및 <수학식 2>를 만족하는 경우는 수없이 많으며, 제1 내지 6 실험례를 통해 검토하기로 한다. 그리고 실험례 7는 XY Polynomial 표면 렌즈에서 베지어(Bezier)곡선으로 형성한 입체를 빼낸 형상의 렌즈에 대한 실험례이다.The number of cases where the exit surface S2 satisfies Equations (1) and (2) is numerous and will be examined through the first to sixth experiments. Experimental Example 7 is an experimental example of a lens having a three-dimensional shape formed by a Bezier curve on an XY Polynomial surface lens.

도 40을 참조하면, Z축의 각 눈금은 0.2133mm를 나타내고, 따라서 Z가 0일 때 X는 0.27mm이고, Z가 1.92일 때 X는 3.74mm이다. Z축 눈금은 등간격이다. Referring to FIG. 40, each scale in the Z-axis represents 0.2133 mm, so X is 0.27 mm when Z is 0 and X is 3.74 mm when Z is 1.92. The Z-axis scale is equidistant.

실험례 7의 출사면(S2)은 베지어(Bezier)곡선으로 형성한 입체를 XY Polynomial 표면 렌즈의 형상의 렌즈에서 빼면 형성되며, 베지어(Bezier)곡선으로 형성한 입체는 광축(Z축) 방향에서 보았을 때 정사각형의 형상으로 보이고, 베지어(Bezier)곡선으로 형성한 입체를 XZ평면으로 자른 단면과 YZ평면으로 자른 단면은 모두 도 40의 형상이다.The exit surface S2 of Experiment 7 is formed by subtracting a solid formed by a Bezier curve from a lens having a shape of an XY Polynomial surface lens, and a solid formed by a Bezier curve is formed by an optical axis (Z axis) Sectional view taken along the XZ plane and the YZ plane cut out of the three-dimensional body formed by the Bezier curve are both shown in Fig.

더 자세히 설명하면, 실험례 7의 출사면(S2)의 각각의 X,Y좌표에 해당하는 Z값(Z1)이 있으면, 이에 대응하는 베지어(Bezier)의 동일 X,Y좌표에 해당하는 Z값(Z2)을 뺀값(Z1- Z2)이 실험례 7의 출사면(S2)에서 해당 X,Y좌표에 해당하는 Z값이 된다.More specifically, if there is a Z value (Z 1 ) corresponding to each of the X and Y coordinates of the exit surface S2 of Experimental Example 7, the Z value corresponding to the same X, Y coordinate of the corresponding Bezier ppaengap a Z value (Z 2) (Z 1 - Z 2) in the corresponding output surface (S2) of experiment 7 X, Z is the value for the Y coordinate.

본 발명의 렌즈(140)는 실험례 1 내지 7에서 실험한 특정 수치에 제한되지는 않으며, 이러한 입사면(S1) 또는 출사면(S2)들과 같은 형상과 비율을 가진 렌즈는 모두 본 발명의 렌즈(140)에 해당하는 것으로 보아야 할 것이다. The lens 140 of the present invention is not limited to the specific numerical values measured in Experimental Examples 1 to 7, and all the lenses having the same shape and ratio as the incident surface S1 or the exit surface S2 are all examples of the present invention It should be regarded as corresponding to the lens 140.

본 실시 형태에 따른 렌즈(140)는 입사면(S1)과 출사면(S2)을 갖는 복수의 개별렌즈부(147)를 가지며, 렌즈베이스(146)를 가진다. 렌즈베이스(146) 외주면에는 엣지(144)가 있을 수 있다. 개별렌즈부(147)는 렌즈베이스(146) 상에 배열된다. 단, 렌즈베이스(146)가 개별렌즈부(147)의 입사면(S1)까지 덮는 것은 바람직하지 않다.The lens 140 according to the present embodiment has a plurality of individual lens portions 147 having an incident surface S1 and an exit surface S2 and has a lens base 146. [ There may be an edge 144 on the outer peripheral surface of the lens base 146. The individual lens portions 147 are arranged on the lens base 146. However, it is not preferable that the lens base 146 covers the incident surface S1 of the individual lens portion 147. [

실험례1 내지 7의 공간상 광분포도와 조사분포도 이외에도 렌즈(140)를 사용한 조명 유닛의 효율을 검토할 필요가 있다. 따라서 조명 유닛의 효율과, 광분포도,  It is necessary to examine the efficiency of the illumination unit using the lens 140 in addition to the spatial light scattering and irradiation distribution diagrams of Experimental Examples 1 to 7. Therefore, the efficiency of the lighting unit,

조명 유닛(100)의 효율을 검토하기 위해서 FTE Calculator라는 컴퓨터 프로그램을 사용한 시뮬레이션 데이터를 예로 들것이며, 본 컴퓨터 프로그램으로 시뮬레이션을 하는 것의 목적은 에너지스타 인증을 획득하며 조명 유닛(100)의 효율성도 동시에 검증을 하기 위한 것이다. 따라서 이하에서, 에너지스타 인증 및 시뮬레이션 데이터에 대해서 검토한다.
In order to examine the efficiency of the lighting unit 100, simulation data using a computer program called an FTE calculator will be taken as an example. The purpose of the simulation with this computer program is to acquire the energy star certification, Verification. Therefore, energy star authentication and simulation data will be discussed below.

<에너지스타(Energy star)인증 및 조사면의 광효율에 대한 검토><Review of energy efficiency of energy star certification and inspection>

에너지스타(Energy star)는 미국의 에너지 효율에 대한 국가심벌을 가리키며, 미국의 DOE(에너지성)와 EPA(환경보호국)의 공동 프로그램으로서, 에너지 효율 가이드라인을 만족하는 제품에 "ENERGY STAR"마크를 부착하는 제도이다. 에너지 스타 마크를 획득한 제품에 대한 미국 내 소비자들의 선호도가 높고, 미국 지방자치단체 별로 에너지스타 마크 획득 제품에 대한 메리트가 있기 때문에 에너지스타 인증을 획득하는 것은 제품의 상품성을 높이는데 크게 기여할 수 있다.Energy star is a national symbol for energy efficiency in the United States. It is a joint program between DOE (Energy Sustainability) and EPA (Environmental Protection Agency) in the United States. It is the "ENERGY STAR" mark . Obtaining the Energy Star certification can contribute to enhance the merchantability of the product because the consumers in the US have a high preference for products that have earned the Energy Star Mark and the merit of obtaining Energy Star Marks for each US local government .

에너지스타 인증을 획득한 조명 장치는 조명 하고자 하는 면적을 요구되는 소정의 조도로 밝히는데 더 적은 전력을 사용해도 된다는 것을 의미하며, 필요한 조명 장치의 개수도 줄일 수 있다는 것을 의미하므로 효율 높은 조명 장치라고 할 수 있다.Lighting devices that have earned the ENERGY STAR certification mean that you can use less power to illuminate the area you want to illuminate with the required illumination, and you can also reduce the number of lighting devices you need. .

본 발명과 관련하에 게시되는 실시 형태에서 제시되는 렌즈(140)는 일반적으로 가로등, 옥외등 등 실외 조명에 장착되는 조명 유닛(100)에서 사용되는 렌즈(140)이므로, 에너지스타 기준 중 카테고리 A의 Outdoor Area & Parking Garage를 만족해야 한다. 본 기준을 만족하는지 여부를 확인하기 위해서 FTE Calculator라는 컴퓨터 프로그램을 사용하게 되며, 당업자라면 본 컴퓨터 프로그램을 용이하게 입수할 수 있을 것은 자명하다. Since the lens 140 shown in the embodiment disclosed in relation to the present invention is a lens 140 used in the illumination unit 100 mounted on the outdoor lighting such as a street lamp or an outdoor lamp, Outdoor Area & Parking Garage. In order to confirm whether or not this criterion is satisfied, a computer program called FTE Calculator is used, and it is obvious to those skilled in the art that the computer program can be easily obtained.

도 20은 FTE Calculator에 따른 조사면의 조도 분포를 나타낸 도면이다.20 is a view showing the illuminance distribution of the irradiation surface according to the FTE calculator.

도 20을 참조하면, RT는 Rectangular Target, UP는 Uniform Pool, UR은 Uniform Rectangle, Sideward는 +Y,-Y방향의 조도 분포, Forward는 +X방향의 조도 분포, Backward는 -X방향의 조도 분포를 나타낸다. 도 20에서, 각 격자의 폭은 가로세로 모두 10m를 나타낸다. 예를 들어, Sideward가 2.5라면 조사면에서 +Y방향으로 25m, -Y방향으로 25m 사이의 공간에서 조도 분포가 일어나는 것을 의미한다. 에너지스타 기준 중 카테고리 A의 Outdoor Area & Parking Garage에서도 Unshielded를 기준으로 하였고, 광속 출력(Luminaire Output)이 9000루멘(lm)내외의 조명 장치인 경우를 가정한 시뮬레이션 데이터이므로, 이 경우에는 에너지스타를 만족하기 위한 FTE(lm/W)값은 53이 되어야 한다. 입력전력은 120W로 측정하였다. 실험례 중에서도 Uniform Rectangle(UR)이 넓고, 조사면의 Rectangular Target(RT)의 면적에서 Uniform Pool(UP)의 면적이 차지하는 비율(이하, Covered라 한다.)이 높고, Rectangular Target(RT)과 Uniform Rectangular(UR) 모두에서 Forward, Backward, Sideward의 폭이 넓을수록 효율적인 조명 장치이다. Referring to FIG. 20, RT is a rectangular target, UP is a uniform pool, UR is a uniform rectangle, Sideward is + Y, -Y direction illumination distribution, Forward is an illumination distribution in the + X direction, . In Fig. 20, the width of each lattice represents 10 m in both the horizontal and vertical directions. For example, if the Sideward is 2.5, it means that the illumination distribution occurs in a space of 25 m in the + Y direction and 25 m in the -Y direction on the irradiation surface. It is the simulation data assuming that Unshielded is based on the outdoor area & parking garage in category A of the energy star, and the luminaire output is about 9000 lumens (lm). In this case, The FTE (lm / W) value to be satisfied should be 53. The input power was measured at 120W. The ratio of the area of the Uniform Pool (UP) to the area of the Rectangular Target (RT) of the irradiated surface (hereinafter referred to as Covered) is high and the Rectangular Target (RT) The larger the width of Forward, Backward, and Sideward in Rectangular (UR), the more efficient the lighting system.

이하, Covered에 대해 자세히 설명하기로 한다. 예를 들어, 조명 장치로부터 방출된 빛이 조사되는 조사 영역 중에서 가장 조도가 높은 최대조도 값을 30이라고 가정하고, 최소조도 값을 1이라고 가정한다. 여기서 30과 1은 절대값이 아니라 두 값의 비율을 나타낸다. 그리고, 조도 값이 1 이상 30 이하를 만족하는 영역(S1)을 특정한다. 그리고, 이렇게 특정된 영역(S1)에서의 평균조도 값이 최소조도 값 1의 6배인 6을 넘는 경우에는 조도값이 1인 영역을 제외한다. Hereinafter, Covered will be described in detail. For example, it is assumed that the highest illuminance maximum illuminance value is 30 and the minimum illuminance value is 1 among the illuminated regions irradiated with the light emitted from the illumination device. Here, 30 and 1 represent the ratio of two values, not absolute values. Then, an area S1 satisfying the illuminance value of 1 to 30 is specified. When the average illuminance value in the specified region S1 exceeds 6, which is six times the minimum illuminance value 1, the region having the illuminance value of 1 is excluded.

조도 값이 1인 영역을 제외한 후에 가장 낮은 조도값이 1.1이 된다면 조사 영역은 조도 값이 1.1 이상 30 이하를 만족하는 영역(S2)이 된다. 다시(S2)에서의 평균 조도 값이 최소조도 값 1.1의 6배인 6.6을 넘는지 판단하여 6.6을 넘지 않으면 S2를 Uniform Pool(UP)로 특정하게 된다. 만약 6.6을 넘는다면 위와 같은 과정을 평균조도 값이 최소 조도값의 6배를 넘지 않을 때까지 반복하여 Sn을 Uniform Pool(UP)로 특정하게 된다. 이러한 방식으로 특정된 Sn을 둘러싸는 직사각형을 Rectangular Target(RT)라고 한다. 결국 Covered는 (UP/RT)*100 의 값을 나타낸다.If the lowest illuminance value is 1.1 after excluding the area having the illuminance value of 1, the illuminated area becomes the area S2 that satisfies the illuminance value of 1.1 to 30 inclusive. If it is determined that the average illuminance value at step S2 is larger than 6.6, which is six times the minimum illuminance value 1.1, and it is not more than 6.6, S2 is specified as a uniform pool (UP). If it exceeds 6.6, the above process is repeated until the average roughness value does not exceed 6 times the minimum roughness value, and Sn is specified as a uniform pool (UP). A rectangle enclosing the specified Sn in this way is called a rectangular target (RT). Finally Covered expresses the value of (UP / RT) * 100.

시뮬레이션 데이터는 이러한 전제와 수치를 기준으로 측정하였으나, 조명 장치의 용도, 설치 높이, 입력전압, 출력광도등에 따라서 요구되는 FTE값, Covered 및 효율적인 형상은 달라질 수 있다. 예를 들어, 시뮬레이션에서 사용한 수치는 예시적인 것이므로 이외에도 FTE Calculator에서 Unshielded 타입을 기준으로 측정할 수도 있고, 요구되는 FTE 값도 37, 48, 70등 다른 수치가 될 수도 있다. Simulation data were measured based on these assumptions and numerical values. However, the required FTE value, Covered, and effective shape may vary depending on the use of the lighting apparatus, the installation height, the input voltage, and the output light intensity. For example, the numerical values used in the simulation are illustrative, so the FTE calculator may measure the unshielded type, and the required FTE values may be other values such as 37, 48, and 70.

이제, 각 실험례의 입사면(S1) 및 출사면(S2)의 형상을 특정하고, 각 실험례에 대하여 FTE Calculator를 사용하여 도출된 각종 데이터, 각 실험례의 개별렌즈부(147)를 통해 출사되는 광경로, 각 실험례의 개별렌즈부(147)를 포함하는 렌즈(140)를 포함한 조명 유닛에 의한 공간상 광분포도, 각 실험례의 개별렌즈부(147)를 포함하는 렌즈(140)를 포함한 조명 유닛에 의한 조도분포도를 검토한다. 단, <수학식 2>의 Cj 값은 실질적으로 입사면(S1) 및 출사면(S2)의 형상을 정의하는데 의미가 있는 값만을 선택하였고, 따라서 <수학식 2>의 우변의 두번째 항은 최대 10가지 값에 대하여 합산하였다.Now, the shapes of the incident surface S1 and the exit surface S2 of each experimental example are specified, and various data derived by using the FTE calculator for each of the experimental examples and the individual lens portions 147 of the respective experimental examples A spatial light flux produced by the illumination unit including the lens 140 including the individual lens portions 147 of each experiment, the lens 140 including the individual lens portions 147 of each experiment, The illumination intensity distribution by the illumination unit including the illumination unit is examined. However, the C j value in Equation (2) selects only values meaningful for defining the shapes of the incident surface (S 1) and the exit surface (S 2), so that the second term of the right side of Equation We sum up to 10 values.

실험례 1은 입사면(S1)에서 D1은 8.8mm, k는 -0.045226, r1은 25.96mm, 표면 형상은 XY Polynomial, x4 y0 일 때 C4 는 -0.00023906, x6 y0 일 때 C6 은 -0.0001056723 이다. 출사면(S2)에서 D2는 8.8mm, k는 489.325, r2는 191.878mm, 표면 형상은 XY Polynomial, x2 y0 일 때 C2 는 -0.08329, x0 y2 일 때 C2 는 -0.08329, x4 y0 일 때 C4 는 -0.009823, x0 y4 일 때 C4 는 -0.009823, x6 y0 일 때 C6 은 -0.00038, x0 y6 일 때 C6 은 -0.00038, x8 y0 일 때 C8 은 6.35e-6 ,x0 y8 일 때 C8 은 6.35e-6 , x10 y0 일 때 C10 은 -3.04e-8 , x0 y10 일 때 C10 은 -3.04e-8 이다. 실험례 1은 이러한 입사면(S1)과 출사면(S2)을 만족하는 개별렌즈부(147)에 대한 실험례이고, 이때 Covered는 98%, FTE(lm/W)는 61, FTE(Rectangular Target)의 Forward는 1.3, Sideward는 1.3, Backward는 1.3 이고, FTE(Uniform Target)은 Forward는 1.2, Sideward는 1.2, Backward는 1.2이 되었다.Experiment 1 In the entrance surface (S1) is 8.8mm D1, k is -0.045226, r1 is 25.96mm, the surface shape of the XY Polynomial, x 4 y 0 when one C 4 is -0.00023906, x 6 y 0 C when the 6 is -0.0001056723. In the exit surface (S2) D2 was 8.8mm, k is 489.325, r2 is 191.878mm, the surface shape when the XY Polynomial, x 2 y 0 C 2 is -0.08329, x 0 y 2 days when C 2 is -0.08329, x 4 when y 0 il C 4 is -0.009823, x 0 y 4 be when C is 4 -0.009823, x 6 y 0 when il is C 6 -0.00038, x 0 y 6 days when C 6 is -0.00038, x 8 y 0 il when the C 8 6.35e -6, x 0 y 8 C 8 will be when 6.35e -6, x 10 y 0 il when C 10 is -3.04e -8, x 0 y 10 days when C 10 is -3.04e- 8 . Experimental Example 1 is an example of an individual lens portion 147 that satisfies the incident surface S1 and the exit surface S2. In this case, Covered is 98%, FTE (lm / W) is 61, FTE ), 1.3 for Sideward, 1.3 for Backward and 1.2 for Forward, 1.2 for Sideward, and 1.2 for Backward.

또한, 도 21는 실험례 1의 개별렌즈부(147)를 통해 출사되는 광경로를 나타낸 도면이고, 도 22은 실험례 1의 개별렌즈부(147)를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 공간상 광분포도이고, 도 23은 실험례 1의 개별렌즈부를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 조도분포도이다. 도 22는 도 16에 비해서 공간상 광분포가 훨씬 원뿔형상에 가깝고, 도 23은 도 17에 비해서 훨씬 정사각형에 가까운 조도분포를 보이는 것을 알 수 있다. 21 is a view showing an optical path through which the individual lens unit 147 of Experimental Example 1 is emitted, and FIG. 22 is a view showing a space by a lighting unit including a lens including the individual lens unit 147 of Experimental Example 1. FIG. FIG. 23 is an illuminance distribution chart by the illumination unit including the lens including the individual lens portion of Experimental Example 1. FIG. FIG. 22 shows that the spatial light distribution is much closer to the conical shape than FIG. 16, and FIG. 23 shows the roughness distribution closer to the square as compared with FIG.

실험례 2는 입사면(S1)에서 D1은 6.61mm, k는 -0.045226, r1은 3.23mm, 표면 형상은 타원면이다. 출사면(S2)에서 D2는 6.87mm, k는 1, r2는 8.43mm, 표면 형상은 XY Polynomial, x2 y0 일 때 C2 는 0.021772, x0 y2 일 때 C2 는 0.021772, x4 y0 일 때 C4 는 0.008821, x0 y4 일 때 C4 는 0.008821, x6 y0 일 때 C6 은 -0.00032, x0 y6 일 때 C6 은 -0.00032, x8 y0 일 때 C8 은 5.06e-6 ,x0 y8 일 때 C8 은 5.06e-6 , x10 y0 일 때 C10 은 1.06e-6, x0 y10 일 때 C10 은 1.06e- 6 이다. 실험례 2는 이러한 입사면(S1)과 출사면(S2)을 만족하는 개별렌즈부(147)에 대한 실험례이고, 이때 Covered는 87%, FTE(lm/W)는 60, FTE(Rectangular Target)의 Forward는 2.0, Sideward는 2.0, Backward는 2.0 이고, FTE(Uniform Target)은 Forward는 1.6, Sideward는 1.6, Backward는 1.6이 되었다.Experimental Example 2 shows that D1 on the incident surface S1 is 6.61 mm, k is -0.045226, r1 is 3.23 mm, and the surface shape is an elliptical surface. In the exit surface (S2) is 6.87mm D2, k is 1, r2 is 8.43mm, the surface shape of the XY Polynomial, x 2 y 0 il when C 2 is 0.021772, x 0 y 2 be when C 2 is 0.021772, x 4 When y 0 , C 4 is 0.008821, when x 0 y 4 , C 4 is 0.008821, when x 6 y 0 , C 6 is -0.00032, when x 0 y 6 , and when C 6 is -0.00032, x 8 y 0 C 8 is 5.06e -6, x 0 y il at 8 C 8 is 5.06e -6, x 10 y 0 il when C 10 is 1.06e -6, x 0 y 10 days when C 10 is 1.06e - a 6 . Experimental Example 2 is an example of an individual lens portion 147 that satisfies the incident surface S1 and the exit surface S2. In this case, Covered is 87%, FTE (lm / W) is 60, FTE ), 2.0 for Sideward, 2.0 for Backward, and 1.6 for Forward, 1.6 for Sideward and 1.6 for Backward.

또한, 도 24는 실험례 2의 개별렌즈부(147)를 통해 출사되는 광경로를 나타낸 도면이고, 도 25은 실험례 2의 개별렌즈부(147)를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 공간상 광분포도이고, 도 26은 실험례 2의 개별렌즈부를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 조도분포도이다. 도 25는 도 16에 비해서 공간상 광분포가 훨씬 원뿔형상에 가깝고, 도 26은 도 17에 비해서 훨씬 정사각형에 가까운 조도분포를 보이는 것을 알 수 있다. 24 is a view showing an optical path through which the individual lens unit 147 of Experimental Example 2 is emitted, and FIG. 25 is a view showing a space by a lighting unit including a lens including the individual lens unit 147 of Experimental Example 2 And Fig. 26 is an illuminance distribution chart by a lighting unit including a lens including an individual lens portion of Experimental Example 2. Fig. FIG. 25 shows that the spatial light distribution is much closer to the conical shape than FIG. 16, and FIG. 26 shows the roughness distribution closer to square as compared with FIG.

실험례 3는 입사면(S1)에서 D1은 3.5mm, k는 0, r1은 2.092067mm, 표면 형상은 구면이다. 출사면(S2)에서 D2는 8.016mm, k는 1, r2는 12.81843mm, 표면 형상은 XY Polynomial, x2 y0 일 때 C2 는 -0.0139, x0 y2 일 때 C2 는 -0.0139, x4 y0 일 때 C4 는 0.00885, x0 y4 일 때 C4 는 0.00885, x6 y0 일 때 C6 은 -4.15 e-4, x0 y6 일 때 C6 은 -0.00042, x8 y0 일 때 C8 은 2.93e-6 ,x0 y8 일 때 C8 은 2.93e-6 , x10 y0 일 때 C10 은 1.14e-6, x0 y10 일 때 C10 은 1.14e- 6 이다. 실험례 3은 이러한 입사면(S1)과 출사면(S2)을 만족하는 개별렌즈부(147)에 대한 실험례이고, 이때 Covered는 93%, FTE(lm/W)는 64, FTE(Rectangular Target)의 Forward는 2.2, Sideward는 2.2, Backward는 2.2 이고, FTE(Uniform Target)은 Forward는 1.9, Sideward는 1.9, Backward는 2가 되었다.In Experiment 3, D1 on the incident surface S1 is 3.5 mm, k is 0, r1 is 2.092067 mm, and the surface shape is spherical. C 2 is -0.0139 when the surface shape is XY Polynomial, x 2 y 0 , C 2 is -0.0139 when the surface shape is -0.0139, x 0 y 2 , D 2 is 8.016 mm, k is 1 and r 2 is 12.81843 mm, When x 4 y 0 , C 4 is 0.00885, when x 0 y 4 , C 4 is 0.00885, when x 6 y 0 , C 6 is -4.15 e -4 , when x 0 y 6 , C 6 is -0.00042, 8 y 0 il when the C 8 2.93e -6, x 0 y 8 C 8 will be when 2.93e -6, x 10 y 0 il when C 10 is 1.14e -6, x 0 y 10 days when C 10 is 1.14e - 6 . Experimental Example 3 is an example of an individual lens portion 147 that satisfies the incident surface S1 and the exit surface S2. In this case, Covered is 93%, FTE (lm / W) is 64, FTE Forward of 2.2, Sideward of 2.2, Backward of 2.2, FTE (Uniform Target) of Forward is 1.9, Sideward is 1.9, Backward is 2.

또한, 도 27는 실험례 3의 개별렌즈부(147)를 통해 출사되는 광경로를 나타낸 도면이고, 도 28은 실험례 3의 개별렌즈부(147)를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 공간상 광분포도이고, 도 29은 실험례 3의 개별렌즈부를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 조도분포도이다. 도 28는 도 16에 비해서 공간상 광분포가 훨씬 원뿔형상에 가깝고, 도 29은 도 17에 비해서 훨씬 정사각형에 가까운 조도분포를 보이는 것을 알 수 있다.27 is a view showing an optical path through which the individual lens unit 147 of Experimental Example 3 is emitted and FIG. 28 is a view showing a space And Fig. 29 is an illuminance distribution chart by a lighting unit including a lens including an individual lens portion of Experimental Example 3. Fig. FIG. 28 shows that the spatial light distribution is much closer to the conical shape as compared with FIG. 16, and FIG. 29 shows the roughness distribution closer to the square as compared with FIG.

실험례 4는 입사면(S1)에서 D1은 3.5mm, k는 0, r1은 1.75mm, 표면 형상은 구면이다. 출사면(S2)에서 D2는 8.55mm, k는 1, r2는 7.55mm, 표면 형상은 XY Polynomial, x2 y0 일 때 C2 는 -0.052118, x0 y2 일 때 C2 는 -0.052118, x4 y0 일 때 C4 는 0.0029014, x0 y4 일 때 C4 는 0.0029014, x6 y0 일 때 C6 은 1.48 e-4, x0 y6 일 때 C6 은 0.00014847, x8 y0 일 때 C8 은 -3.57e-6 ,x0 y8 일 때 C8 은 -3.57e-6 , x10 y0 일 때 C10 은 -4.70e-8, x0 y10 일 때 C10 은 -4.70e- 6 이다. 실험례 4는 이러한 입사면(S1)과 출사면(S2)을 만족하는 개별렌즈부(147)에 대한 실험례이고, 이때 Covered는 84%, FTE(lm/W)는 57, FTE(Rectangular Target)의 Forward는 2.8, Sideward는 2.8, Backward는 2.8 이고, FTE(Uniform Target)은 Forward는 2.2, Sideward는 2.2, Backward는 2.2가 되었다.In Experiment 4, D1 on the incident surface S1 is 3.5 mm, k is 0, r1 is 1.75 mm, and the surface shape is spherical. In the exit surface (S2) is 8.55mm D2, k is 1, r2 is 7.55mm, the surface shape when the XY Polynomial, x 2 y 2 0 C is -0.052118, x 0 y 2 days when C 2 is -0.052118, x 4 y 0 day when the C 4 is 0.0029014, x 0 y is 4 C 4 is 0.0029014, x 6 y 0 when one is C 6 1.48 e -4, x 0 y 6 C 6 is 0.00014847, 8 x y when the 0 , C 8 is -3.57e -6 , x 0 y 8 , C 8 is -3.57e -6 , x 10 y 0 , C 10 is -4.70e -8 , and x 0 y 10 is C 10 Is -4.70e - 6 . Experimental Example 4 is an example of an individual lens portion 147 that satisfies the incident surface S1 and the exit surface S2. In this case, Covered is 84%, FTE (lm / W) is 57, FTE ) Was 2.8, Sideward was 2.8, Backward was 2.8 and FTE (Uniform Target) was 2.2 for Sideward, 2.2 for Sideward and 2.2 for Sideward.

또한, 도 30는 실험례 4의 개별렌즈부(147)를 통해 출사되는 광경로를 나타낸 도면이고, 도 31은 실험례 4의 개별렌즈부(147)를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 공간상 광분포도이고, 도 32은 실험례 4의 개별렌즈부를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 조도분포도이다. 도 31은 도 16에 비해서 공간상 광분포가 훨씬 원뿔형상에 가깝고, 도 32는 도 17에 비해서 훨씬 정사각형에 가까운 조도분포를 보이는 것을 알 수 있다.FIG. 30 is a view showing an optical path through which the individual lens section 147 of Experimental Example 4 is emitted, and FIG. 31 is a view showing a state in which a space by a lighting unit including a lens including the individual lens section 147 of Experimental Example 4 Fig. 32 is an illuminance distribution chart by the illumination unit including the lens including the individual lens portion of Experimental Example 4. Fig. FIG. 31 shows that the spatial light distribution is much closer to the conical shape as compared with FIG. 16, and FIG. 32 shows the roughness distribution which is much closer to the square as compared with FIG.

실험례 5는 입사면(S1)에서 D1은 3.431735mm, k는 0.004823, r1은 1.72mm, 표면 형상은 편구면이다. 출사면(S2)에서 D2는 8.7mm, k는 1, r2는 7.96mm, 표면 형상은 XY Polynomial, x2 y0 일 때 C2 는 -0.07568, x0 y2 일 때 C2 는 -0.07568, x4 y0 일 때 C4 는 0.003205, x0 y4 일 때 C4 는 0.003205, x6 y0 일 때 C6 은 1.54 e-4, x0 y6 일 때 C6 은 1.54 e-4, x8 y0 일 때 C8 은 6.48e-6 ,x0 y8 일 때 C8 은 6.48e-6 , x10 y0 일 때 C10 은 1.04e-7, x0 y10 일 때 C10 은 1.04e- 7 이다. 실험례 5는 이러한 입사면(S1)과 출사면(S2)을 만족하는 개별렌즈부(147)에 대한 실험례이고, 이때 Covered는 88%, FTE(lm/W)는 60, FTE(Rectangular Target)의 Forward는 2.9, Sideward는 2.9, Backward는 2.9 이고, FTE(Uniform Target)은 Forward는 2.4, Sideward는 2.5, Backward는 2.5가 되었다.In Experiment 5, D1 is 3.431735 mm, k is 0.004823, r1 is 1.72 mm on the incidence plane S1, and the surface shape is a flat surface. C 2 is -0.07568 when the surface shape is XY Polynomial, x 2 y 0 , C 2 is -0.07568 when x 0 y 2 , D 2 is 8.7 mm, k is 1, and r2 is 7.96 mm on the exit surface S2, x 4 when y 0 il C 4 is 0.003205, x 0 y is 4 C 4 is 0.003205, x 6 y as 0 il C 6 is 1.54 e -4, x 0 y 6 days when C 6 is 1.54 e -4, When x 8 y 0 , C 8 is 6.48e -6 , x 0 y 8 , C 8 is 6.48e -6 , x 10 y 0 , C 10 is 1.04e -7 , and x 0 y 10 is C 10 Is 1.04e - 7 . Experimental Example 5 is an example of an individual lens portion 147 that satisfies the incident surface S1 and the exit surface S2. In this case, Covered is 88%, FTE (lm / W) is 60, FTE ) Was 2.9, Sideward was 2.9, Backward was 2.9 and FTE (Uniform Target) was 2.4 for Sideward, 2.5 for Backward and 2.5 for Sideward.

또한, 도 33는 실험례 5의 개별렌즈부(147)를 통해 출사되는 광경로를 나타낸 도면이고, 도 34은 실험례 5의 개별렌즈부(147)를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 공간상 광분포도이고, 도 35은 실험례 5의 개별렌즈부를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 조도분포도이다. 도 34는 도 16에 비해서 공간상 광분포가 훨씬 원뿔형상에 가깝고, 도 35는 도 17에 비해서 훨씬 정사각형에 가까운 조도분포를 보이는 것을 알 수 있다.FIG. 33 is a view showing an optical path through which the individual lens section 147 of Experimental Example 5 is emitted, and FIG. 34 is a view showing an optical path by the illumination unit including the lens including the individual lens section 147 of Experimental Example 5. FIG. Fig. 35 is an illuminance distribution chart by the illumination unit including the lens including the individual lens portion of Experimental Example 5. Fig. FIG. 34 shows that the spatial light distribution is much closer to the conical shape than FIG. 16, and FIG. 35 shows the illumination distribution closer to the square as compared with FIG.

실험례 6은 입사면(S1)에서 D1은 3.5mm, k는 0, r1은 1.75mm, 표면 형상은 XY Polynomial, x4 y0 일 때 C4 는 0.25803, x6 y0 일 때 C6 는 -0.054838 이다. 출사면(S2)에서 D2는 8.6mm, k는 1, r2는 6.33mm, 표면 형상은 XY Polynomial, x2 y0 일 때 C2 는 -0.059109, x0 y2 일 때 C2 는 -0.059109, x4 y0 일 때 C4 는 0.0057393, x0 y4 일 때 C4 는 0.0057393, x6 y0 일 때 C6 은 -1.07 e-5, x0 y6 일 때 C6 은 -1.07 e-5, x8 y0 일 때 C8 은 -2.22e-5 , x0 y8 일 때 C8 은 -2.22e-5 , x10 y0 일 때 C10 은 6.84e-7, x0 y10 일 때 C10 은 6.84e- 7 이다. 실험례 6은 이러한 입사면(S1)과 출사면(S2)을 만족하는 개별렌즈부(147)에 대한 실험례이고, 이때 Covered는 80%, FTE(lm/W)는 54, FTE(Rectangular Target)의 Forward는 3.9, Sideward는 3.9, Backward는 3.9 이고, FTE(Uniform Target)은 Forward는 2.8, Sideward는 2.8, Backward는 2.8이 되었다.Experimental Example 6 shows that in the incidence plane S1, D1 is 3.5 mm, k is 0, r1 is 1.75 mm, the surface shape is XY Polynomial, C 4 is 0.25803 when x 4 y 0 , C 6 is x 6 y 0 -0.054838. In the exit surface (S2) D2 was 8.6mm, k is 1, r2 is 6.33mm, the surface shape when the XY Polynomial, x 2 y 2 0 C is -0.059109, x 0 y 2 days when C 2 is -0.059109, x 4 when y 0 il C 4 is 0.0057393, x 0 y is 4 C 4 is 0.0057393, x 6 y 0 when il is C 6 -1.07 e -5, x 0 y 6 days when C 6 is -1.07 e - 5 , x 8 y 0 , C 8 is -2.22e -5 , x 0 y 8 , C 8 is -2.22e -5 , and x 10 y 0 , C 10 is 6.84e- 7 , x 0 y 10 , C 10 is 6.84e - 7 . Experimental Example 6 is an example of an individual lens portion 147 that satisfies the incident surface S1 and the exit surface S2, wherein Covered is 80%, FTE (lm / W) is 54, FTE ), 3.9 for Sideward, 3.9 for Backward, and 2.8 for Sideward, 2.8 for Backward, and 2.8 for Forward (Uniform Target).

또한, 도 36는 실험례 6의 개별렌즈부(147)를 통해 출사되는 광경로를 나타낸 도면이고, 도 37은 실험례 6의 개별렌즈부(147)를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 공간상 광분포도이고, 도 38은 실험례 6의 개별렌즈부를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 조도분포도이다. 도 37은 도 16에 비해서 공간상 광분포가 훨씬 원뿔형상에 가깝고, 도 38은 도 17에 비해서 훨씬 정사각형에 가까운 조도분포를 보이는 것을 알 수 있다.FIG. 36 is a view showing an optical path through which the individual lens section 147 of Experimental Example 6 is emitted. FIG. 37 is a view showing a space Fig. 38 is an illuminance distribution diagram by a lighting unit including a lens including an individual lens portion of Experimental Example 6. Fig. FIG. 37 shows that the spatial light distribution is much closer to the conical shape than FIG. 16, and FIG. 38 shows the roughness distribution closer to the square as compared with FIG.

실험례 7은 입사면(S1)에서 D1은 3.5mm, k는 0, r1은 1.75mm, 표면 형상은 XY Polynomial, x4 y0 일 때 C4 는 0.25803, x6 y0 일 때 C6 는 -0.054838 이다. 출사면(S2)에서 D2는 8.6mm, k는 1, r2는 6.33mm, 표면 형상은 XY Polynomial에서 베지어(Bezier)곡선으로 형성한 입체를 빼낸 형상이고, XY Polynomial에서, x2 y0 일 때 C2 는 -0.059109, x0 y2 일 때 C2 는 -0.059109, x4 y0 일 때 C4 는 0.0057393, x0 y4 일 때 C4 는 0.0057393, x6 y0 일 때 C6 은 -1.07 e-5, x0 y6 일 때 C6 은 -1.07 e-5, x8 y0 일 때 C8 은 -2.22e-5 ,x0 y8 일 때 C8 은 -2.22e-5 , x10 y0 일 때 C10 은 6.84e-7, x0 y10 일 때 C10 은 6.84e- 7 이며, 베지어(Bezier)곡선으로 형성한 입체를 XZ평면으로 자른 단면과 YZ평면으로 자른 단면은 모두 도 40의 형상이고, Z축의 각 눈금은 0.2133mm 를 나타내고, 따라서 Z가 0일 때 X는 0.27mm이고, Z가 1.92일 때 X는 3.74mm 이며, Z축 눈금은 등간격이다. 실험례 7은 이러한 입사면(S1)과 출사면(S2)을 만족하는 개별렌즈부(147)에 대한 실험례이고, 이때 Covered는 78%, FTE(lm/W)는 53, FTE(Rectangular Target)의 Forward는 4.2, Sideward는 4.2, Backward는 4.1 이고, FTE(Uniform Target)은 Forward는 3.0, Sideward는 2.9, Backward는 3.0이 되었다.Experimental Example 7 shows that in the incident surface S1, D1 is 3.5 mm, k is 0, r1 is 1.75 mm, the surface shape is XY Polynomial, C 4 is 0.25803 when x 4 y 0 , C 6 is x 6 y 0 -0.054838. D2 is 8.6 mm, k is 1, and r2 is 6.33 mm on the exit surface S2. The surface shape is a shape extracted from a Bezier curve in the XY Polynomial. In the XY Polynomial, x 2 y 0 days when C 2 is -0.059109, x 0 y 2 be when C 2 is -0.059109, x 4 y 0 il when C 4 is 0.0057393, x 0 y is 4 C 4 is 0.0057393, x 6 y 0 il when C 6 is -1.07 e -5 , x 0 y 6 , C 6 is -1.07 e -5 , x 8 y 0 , C 8 is -2.22e -5 , x 0 y 8 , and C 8 is -2.22e -5 to 7, and the Bezier section and YZ plane cut a three-dimensional form to (Bezier) curve in the XZ plane -, x 10 y 0 il when C 10 is 6.84e -7, x 0 y 10 be when C 10 is 6.84e The cross sections are all in the shape of FIG. 40, and each scale of the Z axis represents 0.2133 mm, so that X is 0.27 mm when Z is 0, X is 3.74 mm when Z is 1.92, . Experimental Example 7 is an example of an individual lens portion 147 that satisfies the incident surface S1 and the exit surface S2. In this case, Covered is 78%, FTE (lm / W) is 53, FTE ), 4.2 for Sideward, 4.1 for Backward, and 3.0 for Forward, 2.9 for Sideward, and 3.0 for Backward.

또한, 도 39는 실험례 7의 개별렌즈부(147)를 통해 출사되는 광경로를 나타낸 도면이고, 도 41은 실험례 7의 개별렌즈부(147)를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 공간상 광분포도이고, 도 42는 실험례 7의 개별렌즈부를 포함하는 렌즈를 포함한 조명 유닛에 의한 조도분포도이다. 도 41은 도 16에 비해서 공간상 광분포가 훨씬 원뿔형상에 가깝고, 도 42는 도 17에 비해서 훨씬 정사각형에 가까운 조도분포를 보이는 것을 알 수 있다.FIG. 39 is a view showing an optical path through which the individual lens section 147 of Experimental Example 7 is emitted, and FIG. 41 is a view showing a space FIG. 42 is an illuminance distribution diagram by the illumination unit including the lens including the individual lens portion of Experimental Example 7. FIG. FIG. 41 shows that the spatial light distribution is much closer to the conical shape than FIG. 16, and FIG. 42 shows the roughness distribution closer to the square as compared with FIG.

이러한 실험례를 표로 나타내면 다음의 <표 1>과 같다.Table 1 shows the results of these experiments.

최대조도의 10% 영역의 X축 방향의 최소폭(m)The minimum width (m) in the X-axis direction of the 10% 최대조도의 10% 영역의 Y축 방향의 최대폭(m)Maximum width in the Y-axis direction of the 10% area of maximum illumination (m) FTE(Rectangular Target)Rectangular Target (FTE) FTE(Uniform Rectangle)FTE (Uniform Rectangle) ForwardForward SidewardSideward BackwardBackward Covered(%)Covered (%) ForwardForward SidewardSideward BackwardBackward 1One 1414 1414 1.31.3 1.31.3 1.31.3 9898 1.21.2 1.21.2 1.21.2 22 1515 1515 2.02.0 2.02.0 2.02.0 8787 1.61.6 1.61.6 1.61.6 33 1818 1818 2.22.2 2.22.2 2.22.2 9393 1.91.9 1.91.9 2.02.0 44 2121 2121 2.82.8 2.82.8 2.82.8 8484 2.22.2 2.22.2 2.22.2 55 2424 2424 2.92.9 2.92.9 2.92.9 8888 2.42.4 2.52.5 2.52.5 66 2727 2727 3.93.9 3.93.9 3.93.9 8080 2.82.8 2.82.8 2.82.8 77 3434 3434 4.24.2 4.24.2 4.14.1 7878 3.03.0 2.92.9 3.03.0

이상의 실험례에서는 개별렌즈부(147)에 대한 실험데이터를 나타냈으나, 도 3 내지 도 6과 같이 발광부(101)의 기판(110)상에 LED(120)가 배열되고, 발광부(101) 상에 복수의 개별렌즈부(147)를 포함하는 렌즈가 배열되는 조명 유닛(100)에 대한 실험데이터도 실험레 1 내지 7의 데이터와 의미있는 차이를 보이지 않는다. 따라서 실험례 1 내지 7을 포괄하는 본 실시 형태의 조명 유닛(100)은 도 16과는 달리 대체적으로 원뿔 형상의 공간상 광분포를 보이는 것을 확인할 수 있으며, 또한 도 17과는 달리 정사각형에 가까운 조도분포를 보이는 것을 알 수 있다. 3 to 6, the LED 120 is arranged on the substrate 110 of the light emitting portion 101, and the light emitting portion 101 The experimental data on the illumination unit 100 in which the lenses including the plurality of individual lens parts 147 are arranged on the light source side does not show a meaningful difference from the data of the experimental results 1 to 7. [ Therefore, unlike Fig. 16, it can be seen that the illumination unit 100 of the present embodiment including Experiments 1 to 7 exhibits a spatially distributed light distribution in a generally conical shape, and unlike Fig. 17, Distribution.

그리고, 위의 실험례 중에서 가장 효율적인 경우는 실험례 7이다. 실험례 7에서 FTE(Rectangular Target)의 Forward, Sideward 는 4.2, Backward는 4.1로 가장 큰 수치를 보이고, FTE(Uniform Target)의 Forward, Backward 는 3.0, Sideward 는 2.9로 가장 큰 수치를 보이고, Covered는 78%로 비록 가장 낮은 수치이지만, covered 수치가 문제될 만큼 낮은 것은 아니며, FTE(lm/W)도 53으로 에너지스타 기준을 만족하였다. 따라서 실험례 7에 해당하는 수치를 갖는 렌즈(140)를 사용하는 것이 바람직할 것이다. In addition, the most efficient example among the above experimental examples is Experimental Example 7. In Experiment 7, Forward, Sideward and Backward of FTE (Rectangular Target) are 4.2 and 4.1, respectively. Forward and Backward of FTE (Uniform Target) is 3.0 and Sideward is 2.9. 78%, which is the lowest level, but the covered value is not low enough to cause a problem, and the FTE (lm / W) Therefore, it is preferable to use the lens 140 having the numerical value corresponding to the experimental example 7.

그러나, 렌즈(140)의 효율을 평가하는 기준은 이상에서 검토한 것과 같이 Forward, Backward, Sideward의 폭, Covered, FTE(lm/W)값등 여러가지가 있으며, 실험례 7이 모든 기준에서 절대적인 우위를 보이는 것은 아니라는 것도 발견할 수 있다. 따라서 실제 조명 장치가 사용될 때는 Forward, Backward, Sideward의 폭, Covered, FTE(lm/W)값 중에서 어느 한 기준이 특히 더 중요할 수 있으며, 이러한 경우에는 실험례 7 이외의 다른 실험례 또는 이상에서 명시된 실험례 1 내지 실험례 7 이외의 렌즈(140)가 더 우수한 효율을 보일 수 있다
However, as discussed above, the criteria for evaluating the efficiency of the lens 140 are various such as Forward, Backward, Sideward width, Covered, and FTE (lm / W) values. Experiment 7 has an absolute advantage You can also see that it is not visible. Therefore, when the actual lighting system is used, one of the values of Forward, Backward, Sideward width, Covered, and FTE (lm / W) may be particularly important. In this case, The lenses 140 other than the specified Experiments 1 to 7 can exhibit higher efficiency

< 조명 유닛(100) 다양한 변형례>&Lt; Various Modifications of Lighting Unit (100)

도 43은 제 2실시 형태에 따른 조명 유닛(100A)을 나타낸 측 단면도이다. 제 2실시 형태를 설명함에 있어서, 제 1실시 형태와 동일한 부분에 대해서는 제 1실시 형태를 참조하며 중복 설명은 생략하기로 한다.43 is a side sectional view showing the illumination unit 100A according to the second embodiment. In describing the second embodiment, the same parts as those of the first embodiment will be referred to in the first embodiment, and redundant description will be omitted.

도 43을 참조하면, 조명 유닛(100A)은 발광부(101), 렌즈(140), 갭부재(130)를 포함한다. 갭부재(130)는 에폭시 또는 실리콘 수지 재질을 사용하고 고리 형태로 형성될 수 있으며, 발광부(101)의 기판(110) 상면의 가장자리와 접촉하고, 렌즈(140)의 엣지(144)의 하면과 접촉한다. 따라서 기판(110)과 렌즈(140)의 사이에 위치하게 되고, 기판(110)과 렌즈(140) 사이를 일정 간격(G1)으로 이격시켜 준다. 갭부재(130)에 의해 형성되는 공간(105)은 발광부(101)의 LED(120)의 광 지향 분포를 개선시켜 줄 수 있다.Referring to Fig. 43, the illumination unit 100A includes a light emitting portion 101, a lens 140, and a gap member 130. Fig. The gap member 130 may be formed in an annular shape using an epoxy or a silicone resin material and may be in contact with the edge of the upper surface of the substrate 110 of the light emitting portion 101 and the lower surface of the edge 144 of the lens 140 / RTI &gt; Therefore, it is positioned between the substrate 110 and the lens 140, and the substrate 110 and the lens 140 are separated from each other by a predetermined gap G1. The space 105 formed by the gap member 130 can improve the light directivity distribution of the LED 120 of the light emitting portion 101. [

한편, 갭부재(130)에는 필요시 형광체가 첨가될 수 있다. 또한 발광부(101)의 기판(110) 상면에는 기판(110)으로 진행하는 광을 반사시켜 주기 위해 반사 물질이 코팅될 수 있다.On the other hand, a phosphor may be added to the gap member 130 when necessary. A reflective material may be coated on the upper surface of the substrate 110 of the light emitting portion 101 to reflect light traveling to the substrate 110.

도 44는 제 3실시 형태에 따른 조명 유닛(100B)을 나타낸 측 단면도이다. 제 3실시 형태를 설명함에 있어서, 제 1실시 형태와 동일한 부분에 대해서는 제 1실시 형태를 참조하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.44 is a side sectional view showing the illumination unit 100B according to the third embodiment. In describing the third embodiment, the same parts as those of the first embodiment will be referred to in the first embodiment, and redundant description will be omitted.

도 44를 참조하면, 조명 유닛(100B)은 발광부(101)쪽을 향해 아래 방향으로 돌출된 렌즈(140)의 엣지(144A)가 갭부재(130)를 대신하게 된다. 렌즈(140)의 엣지(144A)는 발광부(101)의 기판(110)의 상면 가장자리와 접촉하여 배치될 수 있으며, 또는 발광부(101)의 기판(110)의 상면 가장자리 및 기판(110)의 외주면에 모두 접촉하여 배치될 수 있다. Referring to FIG. 44, the edge 144A of the lens 140 protruding downward toward the light emitting unit 101 is substituted for the gap member 130 in the illumination unit 100B. The edge 144A of the lens 140 may be disposed in contact with the upper surface edge of the substrate 110 of the light emitting portion 101 or may be disposed on the upper surface of the substrate 110 of the light emitting portion 101, As shown in Fig.

렌즈(140)의 엣지(144A)는 발광부(101)의 기판(110)과 렌즈(140) 사이를 일정 간격(G1)으로 이격시켜 준다.The edge 144A of the lens 140 separates the substrate 110 of the light emitting portion 101 from the lens 140 at a predetermined interval G1.

발광부(101)과 렌즈(140) 사이의 공간(105)에는 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지물이 채워질 수 있으며, 수지물에는 형광체가 첨가될 수 있다.The space 105 between the light emitting portion 101 and the lens 140 may be filled with a resin such as silicone or epoxy, and a phosphor may be added to the resin.

발광부(101)의 기판(110)은 렌즈(140)의 엣지(144A) 아래에 배치되며, 렌즈 엣지(144A)가 입사면(S1)에 대해 단차진 형상이다. 다른 예로서, 기판(110)의 상면 외측 둘레에 돌기를 형성하여, 렌즈(140)와의 간격을 유지시켜 줄 수 있다. The substrate 110 of the light emitting portion 101 is disposed below the edge 144A of the lens 140 and the lens edge 144A has a stepped shape with respect to the incident surface S1. As another example, protrusions may be formed on the outer circumference of the upper surface of the substrate 110 to maintain a gap with the lens 140.

도 45는 제 4실시 형태에 따른 조명 유닛(100C)을 나타낸 측 단면도이다. 제 4실시 형태를 설명함에 있어서, 제 1실시 형태와 동일한 부분에 대해서는 제 1실시 형태를 참조하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.45 is a side sectional view showing the illumination unit 100C according to the fourth embodiment. In describing the fourth embodiment, the same portions as those of the first embodiment will be referred to in the first embodiment, and redundant description will be omitted.

도 45를 참조하면, 조명 유닛(100C)의 발광부(101)의 기판(110) 상에 반사 플레이트(155)가 배치된다. 반사 플레이트(155)는 LED(120)를 가리지 않도록, LED 구멍(155A)을 갖고 기판(110)상에서 LED(120)가 노출된 이외의 영역을 덮도록 배치된다. 따라서, LED(120)로부터 방출된 광의 일부는 반사 플레이트(155)에 의해 반사될 수 있어, 반사 광량을 증가시켜 주며, 광 효율이 개선될 수 있다. 반드시 반사 플레이트(155)가 기판(110)과 별도의 부재일 필요는 없고, 상면의 반사율이 높은 기판(110)을 사용하여 기판(110)의 상면이 반사플레이트(155)를 대체할 수도 있다. 또한 반사 플레이트(155)의 상면에는 확산제가 도포될 수 있다.45, a reflection plate 155 is disposed on the substrate 110 of the light emitting portion 101 of the illumination unit 100C. The reflective plate 155 is disposed so as to cover the area other than the area where the LED 120 is exposed on the substrate 110 with the LED hole 155A so as not to cover the LED 120. [ Therefore, a part of the light emitted from the LED 120 can be reflected by the reflection plate 155, thereby increasing the amount of reflected light, and the light efficiency can be improved. The reflective plate 155 does not have to be a member separate from the substrate 110 and the upper surface of the substrate 110 may be replaced with the reflective plate 155 by using the substrate 110 having a high reflectivity on the upper surface. Further, a diffusion agent may be applied to the upper surface of the reflection plate 155.

기판(110)과 렌즈(140)의 엣지(144) 사이에는 갭부재(130)가 배치되어, 기판(110)과 렌즈(140) 사이는 일정 간격(G1)으로 이격된다. 갭부재(130)에 의해 형성되는 공간(105)은 발광부(101)의 LED(120)의 광 지향 분포를 개선시켜 줄 수 있다.A gap member 130 is disposed between the substrate 110 and the edge 144 of the lens 140 so that the substrate 110 and the lens 140 are spaced apart from each other by a predetermined gap G1. The space 105 formed by the gap member 130 can improve the light directivity distribution of the LED 120 of the light emitting portion 101. [

한편, 나머지 구성은 도 45의 제 4실시 형태와 같고, 제 4실시 형태의 갭부재(130) 대신 제 1실시 형태에서 설명한 갭부재(130)를 사용하는 제 5실시 형태(미도시)도 있다. 제 5실시 형태에서는, 제 1실시 형태에서 설명한 갭부재(130)가 갖는 효과와 동일하게 내전압 특성과 광 효율을 모두 향상시키며, 또한, 제 4실시 형태에서 사용된 반사 플레이트(155)가 사용되므로 광효율을 더욱 향상시킬 수 있다.45, and a fifth embodiment (not shown) using the gap member 130 described in the first embodiment instead of the gap member 130 of the fourth embodiment is also available . In the fifth embodiment, both the withstand voltage characteristics and the light efficiency are improved in the same manner as the effect of the gap member 130 described in the first embodiment, and the reflection plate 155 used in the fourth embodiment is used The light efficiency can be further improved.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications other than those described above are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments of the present invention can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

100 : 조명 유닛
101 : 발광부
130 : 갭부재
140 : 렌즈
147 : 개별렌즈부
S1 : 입사면
S2 : 출사면100: Lighting unit
101:
130: gap member
140: lens
147: Individual lens section
S1: incident surface
S2: exit surface

Claims (9)

각각 입사면과 출사면을 갖는 복수의 개별렌즈부; 및
상기 복수의 개별렌즈부가 배열되는 렌즈베이스;를 포함하고,
상기 출사면의 형상은, XY Polynomial 표면이고,
상기 출사면의 중심부는 상기 XY Polynomial 표면에서 베지어(Bezier) 곡선으로 형성된 입체를 빼낸 오목한 형상을 갖고,
상기 베지어 곡선으로 형성된 입체를 상기 입사면과 상기 출사면의 중심을 통과하는 광축 방향에서 바라본 형상은, 사각형이고,
상기 렌즈를 통하여 출사되는 광의 조사면에서의 조도분포가 사각형인, 렌즈.
A plurality of individual lens portions each having an entrance surface and an exit surface; And
And a lens base on which the plurality of individual lens portions are arranged,
The shape of the exit surface is an XY Polynomial surface,
The central portion of the exit surface has a concave shape in which a three-dimensional body formed of a Bezier curve is formed on the XY Polynomial surface,
The shape of the three-dimensional object formed by the Bezier curve in the direction of the optical axis passing through the center of the incident surface and the exit surface is a quadrangle,
And the illuminance distribution on the irradiation surface of the light emitted through the lens is a quadrangle.
각각 입사면과 출사면을 갖는 복수의 개별렌즈부; 및
상기 복수의 개별렌즈부가 배열되는 렌즈베이스;를 포함하고,
상기 출사면은, 다음의 <수학식 2>를 만족하고,
<수학식 2>
Figure 112016051626214-pat00056

여기서,
Figure 112016051626214-pat00057
, z는 렌즈베이스에서 출사면까지의 높이, D는 출사면의 폭, r은 출사면의 곡률반경, k는 원추계수(conic constant), Cj는 xm yn 의 계수값. 단, j=((m+n)2 +m+3n)/2+1, D는 D1 또는 D2, r은 r1 또는 r2 이며, m+n≤10,
상기 출사면은 상기 <수학식 2>를 만족하는 표면에서 다음의 베지어(Bezier) 곡선으로 형성된 입체를 빼낸 오목한 형상을 갖고,
상기 베지어 곡선으로 형성된 입체를 상기 입사면과 상기 출사면의 중심을 통과하는 광축 방향에서 바라본 형상은, 사각형인, 렌즈.
<Bezier 곡선>
Figure 112016051626214-pat00058

단, 상기 베지어(Bezier) 곡선은 상기 베지어(Bezier) 곡선을 만족하는 오목부를 XZ평면으로 자른 단면과 YZ평면으로 자른 단면의 형상.
A plurality of individual lens portions each having an entrance surface and an exit surface; And
And a lens base on which the plurality of individual lens portions are arranged,
The exit surface satisfies the following expression (2)
&Quot; (2) &quot;
Figure 112016051626214-pat00056

here,
Figure 112016051626214-pat00057
, z is the height from the lens base to the exit surface, D is the width of the exit surface, r is the radius of curvature of the exit surface, k is the conic constant, and C j is the coefficient value of x m y n . However, j = ((m + n ) 2 + m + 3n) / 2 + 1, D is D1 or D2, r is r1 or r2, m + n≤10,
The exit surface has a concave shape in which a three-dimensional body formed by the next Bezier curve is drawn from a surface satisfying Equation (2)
Wherein the shape of the three-dimensional object formed by the Bezier curve is a quadrangular shape viewed from the direction of the optical axis passing through the center of the incident surface and the exit surface.
<Bezier curve>
Figure 112016051626214-pat00058

However, the Bezier curve is a cross-section cut into an XZ plane and a cross-section cut into a YZ plane, the concave portion satisfying the Bezier curve.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 입사면은 XY Polynomial 표면인, 렌즈.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein said incidence surface is an XY Polynomial surface.
제 3 항에 있어서,
상기 입사면은 상기 출사면 방향으로 오목한, 렌즈.
The method of claim 3,
And the incident surface is concave in the direction of the exit surface.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 입사면은 구면 또는 비구면인, 렌즈.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the incident surface is spherical or aspherical.
기판;
상기 기판 상에 배치된 복수의 발광 소자; 및
상기 기판과 상기 복수의 발광 소자 상에 배치된 렌즈;를 포함하고,
상기 렌즈는,
각각 입사면과 출사면을 갖는 복수의 개별렌즈부; 및
상기 복수의 개별렌즈부가 배열되는 렌즈베이스;를 포함하고,
상기 출사면의 형상은, XY Polynomial 표면이고,
상기 출사면의 중심부는 상기 XY Polynomial 표면에서 베지어 곡선으로 형성된 입체를 빼낸 오목한 형상을 갖고,
상기 베지어 곡선으로 형성된 입체를 상기 입사면과 상기 출사면의 중심을 통과하는 광축 방향에서 바라본 형상은, 사각형이고,
상기 렌즈를 통하여 출사되는 광의 조사면에서의 조도분포가 사각형인, 조명 장치.
Board;
A plurality of light emitting elements arranged on the substrate; And
And a lens disposed on the substrate and the plurality of light emitting elements,
The lens,
A plurality of individual lens portions each having an entrance surface and an exit surface; And
And a lens base on which the plurality of individual lens portions are arranged,
The shape of the exit surface is an XY Polynomial surface,
A center portion of the exit surface has a concave shape in which a three-dimensional body formed by Bezier curves at the XY Polynomial surface is taken out,
The shape of the three-dimensional object formed by the Bezier curve in the direction of the optical axis passing through the center of the incident surface and the exit surface is a quadrangle,
And the illuminance distribution on the irradiation surface of the light emitted through the lens is a quadrangle.
제 6 항에 있어서,
상기 기판과 상기 렌즈 사이에 배치되어 상기 복수의 발광 소자와 상기 렌즈의 입사면 사이를 소정 간격 이격시키는 갭부재를 더 포함하는, 조명 장치.
The method according to claim 6,
And a gap member disposed between the substrate and the lens and spaced apart a predetermined distance between the plurality of light emitting elements and the incident surface of the lens.
제 6 항에 있어서,
상기 렌즈는 상기 렌즈베이스의 둘레에서 상기 기판 방향으로 돌출된 엣지를 포함하고,
상기 엣지는 상기 기판의 상면 가장자리와 접촉하도록 배치되어 상기 복수의 발광 소자와 상기 렌즈의 입사면 사이를 소정 간격 이격시키는, 조명 장치.The method according to claim 6,
Wherein the lens includes an edge protruding from the periphery of the lens base toward the substrate,
And the edge is arranged to be in contact with the upper surface edge of the substrate to make a space between the plurality of light emitting elements and the incident surface of the lens at a predetermined interval. 제 7 항에 있어서,
상기 갭부재의 일 측면은 플랫부를 포함하고,
상기 갭부재의 플랫부는 내측면과 외측면을 포함하고,
상기 기판의 일 측면은 플랫부를 포함하고,
상기 기판의 플랫부는 상기 갭부재의 플랫부의 내측면과 대응되도록 배치된, 조명 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein one side of the gap member includes a flat portion,
Wherein the flat portion of the gap member includes an inner side surface and an outer side surface,
Wherein one side of the substrate includes a flat portion,
And a flat portion of the substrate is disposed so as to correspond to an inner surface of the flat portion of the gap member.
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