KR101896841B1 - Lens and lighting unit using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발광 소자용 렌즈 및 이를 이용한 발광 유닛에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 조명 또는 디스플레이 장치의 백라이트에 사용하고, 색의 균질도를 향상시킬 수 있는 발광 소자용 렌즈 및 이를 이용한 발광 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a lens for a light-emitting element and a light-emitting unit using the same, and more particularly to a lens for a light-emitting element which can be used for a backlight of a lighting or display device and can improve the homogeneity of color, .
일반적으로, 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED)는 반도체의 P-N 접합 구조를 이용하여 주입된 소수의 캐리어를 만들어내고, 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 전광변환 반도체 소자이다. 2. Description of the Related Art Generally, a light emitting diode (LED) is an electro-optic conversion semiconductor device that produces a small number of injected carriers using a P-N junction structure of a semiconductor and emits light by recombination of the carriers.
발광파장은 반도체에 첨가되는 불순물의 종류에 따라 다른데, 예컨대 인화갈륨인 경우, 아연 및 산소 원자가 관여하는 발광은 적색(파장 700nm)이고, 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색(파장 550nm)이다. 발광 다이오드는 종래의 광원(光源)에 비해 소형이고, 수명이 길며, 전기에너지가 빛 에너지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율이 좋다.The emission wavelength depends on the kind of the impurity added to the semiconductor. For example, in the case of gallium phosphide, the emission involving zinc and oxygen atoms is red (wavelength 700 nm) and the emission involving nitrogen atoms is green (wavelength 550 nm). The light emitting diode is smaller in size than the conventional light source (light source), has a long life, and has low power and efficiency because the electric energy is directly converted into light energy.
발광 표시 소자 또는 저조도 광원용으로 주로 사용되는 LED는 환경 친화성, 긴 수명, 저 전력 소모, 색 재현성, 고효율 발광성, 정밀 제어성 등에서 많은 장점을 가지고 있으며, 근래 들어 고휘도화 및 박형화라는 기술발전에 힘입어 그 활용 범위가 점차 확대되어 가고 있다.LEDs, which are mainly used for light emitting display devices or low illumination light sources, have many advantages in terms of environmental friendliness, long life, low power consumption, color reproducibility, high efficiency luminescence and precision controllability. Recently, The application range is gradually increasing.
최근 이러한 발광소자를 이용하여 다양한 디스플레이 장치가 개시되고 있으며, 액정패널 또는 광 확산판 등과 같은 대략 평판형 객체 아래에 일정 간격으로 복수의 발광소자를 배치하여 해당 객체를 조명하는 직하형 백라이트 유닛이 면 조명 또는 액정 디스플레이의 백라이트용으로 이용되고 있다. Recently, various display devices using such a light emitting device have been disclosed. A direct-type backlight unit for illuminating a corresponding object by disposing a plurality of light emitting devices at regular intervals below a substantially planar object such as a liquid crystal panel, And is used for backlighting of illumination or liquid crystal display.
복수의 발광소자만으로 객체를 균일하게 조명하기 위해서는, 많은 개수의 발광소자를 조밀하게 배열해야 하며, 이에 따라 전력 소모가 증가한다. In order to uniformly illuminate an object with only a plurality of light emitting elements, a large number of light emitting elements must be densely arranged, thereby increasing power consumption.
나아가, 발광소자들 사이에 품질의 편차가 있을 경우, 객체가 불균일하게 백라이팅 되고, 발광소자의 사용 개수를 줄이기 위해, 각 발광소자에 광 확산 렌즈를 배치하여 광을 넓게 분산시키는 기술이 사용될 수 있으며, 광 확산 렌즈 및 그에 대응되는 적어도 하나의 발광소자가 하나의 발광유닛을 구성한다.Further, when there is a quality deviation between the light emitting elements, a technique of backlighting the object nonuniformly and a technique of dispersing light widely by disposing a light diffusion lens in each light emitting element may be used in order to reduce the number of use of the light emitting element , The light diffusion lens and at least one light emitting element corresponding thereto form one light emitting unit.
일반적으로, 직하형 백라이트 유닛에 적용되는 렌즈는 출광부가 구면으로 형성되고, 출광부를 통해 발산되는 광을 측방향으로 유도할 수 있도록 상기 출광부의 중심에 오목한 홈이 형성될 수 있다.In general, a lens applied to a direct-type backlight unit has a light emitting portion formed in a spherical shape, and a concave groove may be formed at the center of the light emitting portion so that light emitted through the light emitting portion can be guided laterally.
그러나 이러한 종래의 렌즈는 별도의 광제어 수단이 없어서 광효율이 크게 떨어지는 문제점과, 렌즈의 상방에 암부나, 암부링이나, 휘부나 휘부링 등 광불균일 현상이 발생하는 문제점이 있다.However, such a conventional lens has a problem that light efficiency is greatly reduced because there is no separate light control means, and light unevenness phenomenon occurs such as an arm portion, an arm portion ring, a waviness portion and a whirling portion above the lens.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 조명 또는 디스플레이 장치의 백라이트에 사용할 수 있고 색의 균질도를 향상시킬 수 있는 발광 소자용 렌즈 및 이를 이용한 발광 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve such problems, it is an object of the present invention to provide a lens for a light emitting device which can be used for a backlight of an illumination or display device and can improve the homogeneity of color, and a light emitting unit using the same.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 광원의 수납공간을 형성하고, 렌즈의 중심축을 중심으로 꼭지는 뾰족하며 대칭인 아치형의 비구면 또는 자유곡면으로 이루어진 제1 입사면과, 상기 제1 입사면과 서로 다른 곡률의 비구면 또는 자유곡면으로 이루어진 제2 입사면을 형성한 입사부; 상기 제2 입사면으로 입사된 빛을 출사부로 반사하는 반사부; 및 중앙은 평탄면으로 이루어지고, 상기 입사부로 입사된 빛과 반사부에서 전반사된 빛이 광축과 동일한 방향 및 광축의 측면방향으로 배광각을 형성하며 출력되도록 하는 출사부를 구비한 렌즈 본체부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an illumination device including a light source accommodating space, the light source having a first incidence surface formed of an arcuate aspherical surface or free-form surface having a pointed symmetrical tip, An incidence portion forming a second incidence surface made of an aspherical surface or a free-form surface having different curvatures; A reflecting portion for reflecting the light incident on the second incident surface to the emitting portion; And a lens body portion having a central portion formed of a flat surface and having an emission portion for allowing the light incident on the incident portion and the light totally reflected by the reflection portion to form a light diffusion angle in the same direction as the optical axis and in the lateral direction of the optical axis, .
또한, 본 발명에 따른 상기 입사부는 제1 입사면의 곡률이 제2 입사면의 곡률보다 작은 것을 특징으로 한다.Further, the incident portion according to the present invention is characterized in that the curvature of the first incident surface is smaller than the curvature of the second incident surface.
또한, 본 발명에 따른 상기 제1 입사면이 렌즈의 중심축과 이루는 각도는 상기 제2 입사면이 렌즈의 중심축과 이루는 각도와 대비하여 작은 각도를 형성하고, 상기 제2 입사면의 각도는 제1 입사면의 각도보다 적어도 1.2배 이상 큰 각도를 형성하는 것을 특징으로 한다.The angle formed by the first incident surface with the central axis of the lens forms a small angle with respect to the angle formed by the second incident surface with the central axis of the lens, and the angle of the second incident surface is And an angle at least 1.2 times larger than the angle of the first incident surface is formed.
또한, 본 발명에 따른 상기 반사부는 제2 입사면의 가장자리로부터 출사부의 측면 상방향으로 비구면 또는 자유곡면의 반사부홈을 형성한 것을 특징으로 한다.The reflector according to the present invention is characterized in that a reflection groove of an aspherical surface or a free-form surface is formed in the direction of the side surface of the emitting portion from the edge of the second incident surface.
또한, 본 발명에 따른 상기 입사부는 제2 입사면에 상기 패턴부를 형성한 것을 특징으로 한다.Further, the incident portion according to the present invention is characterized in that the pattern portion is formed on the second incident surface.
또한, 본 발명에 따른 상기 렌즈는 상기 입사부 및 반사부 중 적어도 하나에 상기 출사부로 진행되는 빛의 적어도 일부분이 반사 또는 산란되도록 임의의 형상을 갖는 패턴부를 형성한 것을 특징으로 하고, 상기 패턴부는 미세 돌기로 이루어진 것을 특징으로 한다.The lens according to the present invention is characterized in that at least one of the incident portion and the reflection portion is provided with a pattern portion having an arbitrary shape so that at least a part of the light traveling to the emission portion is reflected or scattered, And is formed of fine protrusions.
또한, 본 발명은 광원의 수납공간을 형성하고, 렌즈의 중심축을 중심으로 꼭지는 뾰족하며 대칭인 아치형의 비구면 또는 자유곡면으로 이루어진 제1 입사면과, 상기 제1 입사면과 서로 다른 곡률의 비구면 또는 자유곡면으로 이루어진 제2 입사면을 형성한 입사부와, 상기 제2 입사면으로 입사된 빛을 출사부로 반사하는 반사부와, 중앙은 평탄면 또는 볼록한 곡면으로 이루어지고, 상기 입사부로 입사된 빛과 반사부에서 반사된 빛이 광축과 동일한 방향 및 광축의 측면방향으로 배광각을 형성하며 출력되도록 하는 출사부를 구비한 렌즈 본체부; 및 상기 렌즈 본체부의 하부에 설치되어 입사부로 빛을 출력하는 광원을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a light-emitting device comprising: a light-source housing space defining a space for accommodating a light source; a first incidence surface having an arcuate aspheric or free- Or a free curved surface, and a reflecting portion for reflecting the light incident on the second incident surface to the emitting portion, and a flat surface or a convex curved surface at the center, and the light incident on the incidence portion A lens main body having an output portion for allowing the light reflected by the light and the reflection portion to form a diffraction angle in the same direction as the optical axis and in the lateral direction of the optical axis and output; And a light source disposed at a lower portion of the lens body and outputting light to the incident portion.
본 발명은 광 효율과 색의 균질도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.The present invention has the advantage of improving the light efficiency and the homogeneity of color.
도 1 은 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈 및 이를 이용한 발광 유닛을 나타낸 사시도.
도 2 는 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈 및 이를 이용한 발광 유닛의 렌즈 저면을 나타낸 사시도.
도 3 은 도 2에 따른 발광 소자용 렌즈의 단면 구조를 나타낸 단면도.
도 4 는 도 2에 따른 발광 소자용 렌즈의 입사부 구조를 설명하기 위한 예시도.
도 5 는 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈 및 이를 이용한 발광 유닛의 구성을 나타낸 단면도.1 is a perspective view illustrating a lens for a light emitting device according to the present invention and a light emitting unit using the same.
2 is a perspective view of a lens for a light emitting device according to the present invention and a bottom surface of a lens of the light emitting unit using the same.
3 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of the lens for a light-emitting element according to FIG.
4 is an exemplary view for explaining the structure of an incident portion of the lens for a light emitting element according to Fig.
5 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a lens for a light-emitting element and a light-emitting unit using the same according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈 및 이를 이용한 발광 유닛의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of a lens for a light emitting device and a light emitting unit using the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈 및 이를 이용한 발광 유닛을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈 및 이를 이용한 발광 유닛의 렌즈 저면을 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2에 따른 발광 소자용 렌즈의 단면 구조를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 2에 따른 발광 소자용 렌즈의 입사부 구조를 설명하기 위한 예시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈 및 이를 이용한 발광 유닛의 구성을 나타낸 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view showing a lens for a light emitting device according to the present invention and a light emitting unit using the same, FIG. 2 is a perspective view showing a lens bottom surface of a light emitting device according to the present invention and a light emitting unit using the same, FIG. 4 is a view for explaining the structure of an incident portion of a lens for a light emitting device according to FIG. 2, and FIG. 5 is a cross sectional view showing a lens for a light emitting device according to the present invention, Sectional view showing a configuration of a light-emitting unit using a light-emitting device.
도 1 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 렌즈(100)는 입사부(111)와, 반사부(112)와, 출사부(113)와, 패턴부(114)를 구비한 렌즈 본체부(110)를 포함하여 구성된다.1 to 5, a
또한, 상기 렌즈 본체부(110)는 하부 둘레를 따라 테두리가 형성되고, 상면의 출사부(113)는 중심부가 평탄면을 형성한 투광성 재질의 일체형 구조로 이루어진다.In addition, the
또한, 상기 렌즈 본체부(110)는 유리, 아크릴, 에폭시 수지는 물론, EMC, 에폭시 수지 조성물, 실리콘 수지 조성물, 변성 에폭시 수지 조성물, 변성 실리콘 수지 조성물, 폴리이미드 수지 조성물, 변성 폴리이미드 수지 조성물, 폴리프탈아미드(PPA), 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 액정 폴리머(LCP), ABS 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, PBT 수지 등을 선택하여 이루어질 수 있다.The lens
또한, 상기 렌즈 본체부(110)는 폴리카보네이트 계열, 폴리술폰계열, 폴리아크릴레이트 계열, 폴리스틸렌계, 폴리비닐클로라이드계, 폴리비닐알코올계, 폴리노르보넨 계열, 폴리에스테르 등이 적용될 수 있고, 이외에도 각종 투광성 수지 계열의 재질이 적용될 수 있다.The
상기 입사부(111)는 빛을 출력하는 광원(120)이 설치되는 수납공간을 형성하고, 제1 입사면(111a)과, 제2 입사면(111b)을 포함하여 구성된다.The
상기 제1 입사면(111a)은 렌즈의 중심축(C)을 중심으로 꼭지는 뾰족하게 형성되고, 상기 중심축(C)에 대칭인 아치형의 비구면 또는 자유곡면으로 이루어진 종형상으로 이루어지며, 상기 제1 입사면(111a)으로 입사되는 빛은 도면상에서 렌즈 본체부(110)의 상방향 및 측방향으로 진행된다.The
상기 제2 입사면(111b)은 제1 입사면(111a)의 말단부에 설치되고, 상기 제1 입사면(111a)의 곡률과 다른 곡률을 갖는 비구면 또는 자유곡면으로 이루어진다.The
또한, 상기 제1 입사면(111a)의 곡률은 제2 입사면(111b)의 곡률보다 작게 형성되고, 더욱 상세하게는 상기 제1 입사면(111a)이 렌즈의 중심축(C)과 이루는 각도(θ1)는 상기 제2 입사면(111b)이 상기 렌즈의 중심축(C)과 이루는 각도(θ2)와 대비하여 작은 각도를 갖도록 형성된다.The curvature of the
또한, 상기 제2 입사면(111b)이 렌즈의 중심축(C)과 이루는 각도(θ2)는 상기 제1 입사면(111a)이 렌즈의 중심축(C)과 이루는 각도(θ1)보다 적어도 1.2배 이상 큰 각도를 갖도록 형성되어 렌즈 본체부(110)의 측방향으로 진행되어 반사부(112)를 통해 반사되는 빛이 증가될 수 있도록 한다.The angle? 2 formed by the
상기 반사부(112)는 제2 입사면(111b)으로 입사된 빛을 전반사시켜 렌즈 본체부(110)의 측면을 통해 출사되도록 전반사하는 구성으로서, 상기 반사부(112)는 렌즈 본체부(110)의 저면으로부터 출사부(113)측으로 반사부홈(112a)을 형성하여 구성되고, 바람직하게는 제2 입사면(111b)의 가장자리로부터 출사부(113)의 측면 상방향으로 비구면 또는 자유곡면을 형성한다.The
즉 상기 반사부(112)는 제2 입사부(111b)를 통해 입사된 측방향 빛을 상방향으로 굴절시킴으로써, 광효율의 증가와 함께 균질한 광원이 제공될 수 있도록 한다.That is, the
상기 출사부(113)는 중앙부분이 평탄면으로 이루어지고, 상기 입사부(111)로 입사된 빛과 반사부(112)에서 전반사된 빛이 렌즈의 중심축과 동일한 방향 및 상기 중심축의 측면방향으로 배광각을 형성하며 출력되도록 하고, 평탄면으로 구성된 제1 출사면(113a)과, 비구면으로 구성된 제2 출사면(113b)으로 이루어진다.The
즉 상기 출사부(113)는 제1 출사면(113a)을 평탄면으로 구성함으로써, 제1 입사부(111a)를 통해 입사된 빛이 도면상에서 상방향으로 진행되는 빛으로 변환될 수 있도록 하고, 제2 출사면(113b)을 비구면으로 구성함으로써, 반사부(112)에서 전반사를 통해 굴절된 빛이 측면 상측으로 진행되는 빛으로 변환될 수 있도록 한다.That is, the
상기 패턴부(114)는 빛의 산란, 확산 또는 반사를 유도하는 구성으로서, 입사부(111) 및 반사부(112)에 형성되고, 출사부(113)로 진행되는 빛의 적어도 일부분이 산란, 반사 또는 산란되도록 임의의 형상을 갖도록 이루어진다.The
또한, 상기 패턴부(114)는 입사부(111) 및 반사부(112)의 표면에 형성된 미세 패턴으로서, 빛의 산란, 확산 및 반사를 유도하기 위해 일정 크기의 지름, 높이 등을 갖는 미세 돌기 등으로 형성되고, 1㎛ ~ 20㎛ 크기로 형성된다.The
또한, 상기 패턴부(114)는 식각, 스탬프, 프린팅, 도포, 그라인딩, 스퍼터링, 절삭, 방전 가공 등 다양한 방법으로 형성될 수 있고, 미세 기포를 형성하는 방법으로 렌즈 본체부(110)의 내부에 형성될 수도 있다.The
또한, 상기 패턴부(114)는 입사부(111)의 제2 입사면(111b)에만 형성하여 반사부(112)에서 굴절되는 빛의 산란 및 확산을 증가시켜 출사부(113)를 통해 균일한 빛이 출력될 수 있도록 한다.The
다음은 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈를 이용한 발광 유닛을 설명한다.Next, a light emitting unit using a lens for a light emitting element according to the present invention will be described.
본 발명에 따른 발광 유닛은 렌즈 본체부(110)와, 광원(120)을 포함하여 구성된다.The light emitting unit according to the present invention includes a
상기 렌즈 본체부(110)는 상기 광원(120)을 수납하는 수납공간이 형성되고, 렌즈의 중심축(C)을 중심으로 꼭지는 뾰족하며 대칭인 아치형의 비구면 또는 자유곡면으로 이루어진 제1 입사면(111a)과, 상기 제1 입사면(111a)과 서로 다른 곡률의 비구면 또는 자유곡면으로 이루어진 제2 입사면(111b)을 형성한 입사부(111)와, 상기 제2 입사면(111b)으로 입사된 빛을 출사부(113)로 반사하는 반사부(112)와, 중앙은 평탄면 또는 볼록한 곡면으로 이루어지고, 상기 입사부(111)로 입사된 빛과 반사부(112)에서 반사된 빛이 광축과 동일한 방향 및 광축의 측면방향으로 배광각을 형성하며 출력되도록 출사부(113)를 포함하여 구성된다.The
상기 광원(120)은 렌즈 본체부(110)의 하부에 설치되어 입사부(111)로 빛을 출력하는 구성으로서, CSP(Chip Scale Package) LED 칩으로 이루어지며, 바람직하게는 광량이 증가될 수 있도록 5면 발광 LED 칩으로 이루어진다.The
상기 5면 발광 LED 칩은 LED 칩의 상면과 측면으로 빛을 조사할 수 있도록 이루어진 LED 칩으로서, 상면으로 발광된 빛은 제1 입사면(111a)으로 입사되어 출사부의 제1 출사면(111a)으로 출력되고, 측면으로 발광되는 빛은 제2 입사면(111b)으로 입사되어 반사부(112)에서 굴절되고, 상기 굴절된 빛은 출사부(113)의 제2 출사면(113b)으로 출력된다.The five-sided light emitting LED chip is an LED chip capable of irradiating light to the top and side surfaces of the LED chip. The light emitted from the top surface is incident on the
또한, 광원(120)의 측면으로 발광된 빛은 제2 입사면(111b)과 반사부(112)에 형성된 패턴부(114)에서 부분적으로 산란되거나 확산 또는 반사되어 렌즈 본체부(110)의 측면으로 누출되지 않고, 출사부(113) 방향으로 진행하여 손실되는 빛의 양을 크게 감소시킬 수 있어 광효율 및 광량의 증가와 함께, 균일한 광을 제공할 수 있게 된다.The light emitted from the side surface of the
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It can be understood that
또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the course of the description of the embodiments of the present invention, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation, , Which may vary depending on the intentions or customs of the user, the operator, and the interpretation of such terms should be based on the contents throughout this specification.
100 : 렌즈
110 : 렌즈 본체부
111 : 입사부
111a : 제1 입사면
111b : 제2 입사면
112 : 반사부
112a : 반사부홈
113 : 출사부
113a : 제1 출사면
113b : 제2 출사면
114 : 패턴부
120 : 광원100: lens
110: Lens body part
111:
111a: first incident surface
111b: second incident surface
112:
112a: reflection groove
113:
113a: first emission surface
113b: second emitting surface
114:
120: Light source
Claims (10)
상기 제2 입사면(111b)으로 입사된 빛을 출사부(113)로 반사하는 반사부(112); 및
상기 제1 입사면(111a)을 통해 입사된 빛이 렌즈의 중심축과 동일한 방향으로 진행되는 빛으로 변환될 수 있도록 중앙부분은 평탄면으로 이루어진 제1 출사면(113a)과, 상기 반사부(112)에서 전반사된 빛이 렌즈의 중심축과 측면방향으로 배광각을 형성하며 출력되도록 비구면으로 형성딘 제2 출사면(113b)으로 이루어진 출사부(113)를 구비한 렌즈 본체부(110)를 포함하는 발광 소자용 렌즈.A first incidence surface 111a having an arcuate aspheric surface or a free-form surface that is sharp and symmetrical with respect to the central axis C of the lens and forms a storage space for the light source 120; An incidence portion 111 forming a second incident surface 111b made of an aspherical surface or a free-form surface having a different curvature from the first incident surface 111a;
A reflection unit 112 for reflecting the light incident on the second incident surface 111b to the output unit 113; And
A first exit surface 113a having a flat surface at a central portion so that the light incident through the first incident surface 111a can be converted into light traveling in the same direction as the center axis of the lens, The lens body portion 110 having the emitting portion 113 composed of the aspheric surface formed with the second exit surface 113b such that the light totally reflected by the lens 112 forms a diffraction angle in the lateral direction with the central axis of the lens, .
상기 입사부(111)는 제1 입사면(111a)의 곡률이 제2 입사면(111b)의 곡률보다 작은 것을 특징으로 하는 발광 소자용 렌즈. The method according to claim 1,
Wherein the incidence portion (111) has a curvature of the first incident surface (111a) smaller than a curvature of the second incident surface (111b).
상기 제1 입사면(111a)이 렌즈의 중심축(C)과 이루는 각도(θ1)는 상기 제2 입사면(111b)이 렌즈의 중심축(C)과 이루는 각도(θ2)와 대비하여 작은 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 소자용 렌즈.3. The method of claim 2,
The angle? 1 formed by the first incident surface 111a with the center axis C of the lens is smaller than the angle? 2 formed by the second incident surface 111b with the center axis C of the lens. Is formed on the surface of the light-emitting element.
상기 제2 입사면(111b)의 각도(θ2)는 제1 입사면(111a)의 각도(θ1)보다 적어도 1.2배 이상 큰 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 소자용 렌즈.The method of claim 3,
And the angle? 2 of the second incident surface 111b is at least 1.2 times greater than the angle? 1 of the first incident surface 111a.
상기 반사부(112)는 제2 입사면(111b)의 가장자리로부터 출사부(113)의 측면 상방향으로 비구면 또는 자유곡면의 반사부홈(112a)을 형성한 것을 특징으로 하는 발광 소자용 렌즈.5. The method of claim 4,
Wherein the reflective portion has an aspheric or free-form reflective groove (112a) in the direction of the side surface of the emitting portion (113) from the edge of the second incident surface (111b).
상기 입사부(111)는 제2 입사면(111b)에 패턴부(114)를 형성한 것을 특징으로 하는 발광 소자용 렌즈.6. The method of claim 5,
Wherein the incident portion (111) has a pattern portion (114) formed on a second incident surface (111b).
상기 렌즈는 상기 입사부(111) 및 반사부(112) 중 적어도 하나에 상기 출사부(113)로 진행되는 빛의 적어도 일부분이 반사 또는 산란되도록 임의의 형상을 갖는 패턴부(114)를 형성한 것을 특징으로 하는 발광 소자용 렌즈.The method according to claim 6,
The lens may have a pattern portion 114 having an arbitrary shape so that at least a part of light traveling to the emitting portion 113 is reflected or scattered on at least one of the incident portion 111 and the reflecting portion 112 And a light-emitting element.
상기 패턴부(114)는 미세 돌기로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 소자용 렌즈.8. The method of claim 7,
Wherein the pattern portion (114) is made of fine protrusions.
상기 렌즈 본체부(110)의 하부에 설치되어 입사부(111)로 빛을 출력하는 광원(120)을 포함하는 발광 소자용 렌즈를 이용한 발광 유닛.A first incidence surface 111a having an arcuate aspheric surface or a free-form surface that is sharp and symmetrical with respect to the central axis C of the lens and forms a storage space for the light source 120; And a second incidence surface 111b formed of aspherical or free curved surfaces having different curvatures from the first incidence surface 111a and the second incidence surface 111b. And a central portion of the first incident surface 111a is formed as a flat surface so that light incident through the first incident surface 111a can be converted into light traveling in the same direction as the central axis of the lens, And an exit part 113 composed of a second exit surface 113b formed as an aspherical surface so that the light totally reflected by the reflection part 112 forms a diffraction angle with respect to the central axis of the lens in a lateral direction, A lens main body 110; And
And a light source (120) provided below the lens body (110) and outputting light to an incident part (111).
상기 광원(120)은 CSP(Chip Scale Package) LED 칩인 것을 특징으로 하는 발광 소자용 렌즈를 이용한 발광 유닛.10. The method of claim 9,
Wherein the light source (120) is a CSP (Chip Scale Package) LED chip.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021112303A1 (en) * | 2019-12-06 | 2021-06-10 | 이재용 | Optical lens for lighting and lighting device using same |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080038925A (en) * | 2006-10-31 | 2008-05-07 | 삼성전자주식회사 | Light source and lens for light source and backlight assembly having the same |
| KR20090124057A (en) * | 2008-05-29 | 2009-12-03 | 삼성전기주식회사 | Spread lens and lighting device using it |
| JP2012064654A (en) * | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Enplas Corp | Light-emitting device, lighting apparatus, and display device |
| JP2013077830A (en) * | 2004-10-18 | 2013-04-25 | Samsung Electronics Co Ltd | Light-emitting diode and lens therefor |
| KR101532985B1 (en) | 2014-08-20 | 2015-07-02 | 주식회사 루멘스 | Lens for light emitting device package, backlight unit and its manufacturing method |
| KR101652509B1 (en) * | 2015-05-27 | 2016-08-30 | (주)애니캐스팅 | Led lens for back light unit |
-
2017
- 2017-05-26 KR KR1020170065141A patent/KR101896841B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013077830A (en) * | 2004-10-18 | 2013-04-25 | Samsung Electronics Co Ltd | Light-emitting diode and lens therefor |
| KR20080038925A (en) * | 2006-10-31 | 2008-05-07 | 삼성전자주식회사 | Light source and lens for light source and backlight assembly having the same |
| KR20090124057A (en) * | 2008-05-29 | 2009-12-03 | 삼성전기주식회사 | Spread lens and lighting device using it |
| JP2012064654A (en) * | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Enplas Corp | Light-emitting device, lighting apparatus, and display device |
| KR101532985B1 (en) | 2014-08-20 | 2015-07-02 | 주식회사 루멘스 | Lens for light emitting device package, backlight unit and its manufacturing method |
| KR101652509B1 (en) * | 2015-05-27 | 2016-08-30 | (주)애니캐스팅 | Led lens for back light unit |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021112303A1 (en) * | 2019-12-06 | 2021-06-10 | 이재용 | Optical lens for lighting and lighting device using same |
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