KR101907064B1 - Optical lens - Google Patents
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Abstract
Description
실시예는 광 경로를 변경시키는 광학렌즈에 관한 것이다. 좀 더 상세하게는, 백라이트 유닛에 사용되는 광학렌즈에 있어서, 광이 출사되는 출사면에 다수의 곡면을 형성하여 광 경로를 변경시키는 광학렌즈에 관한 것이다. The embodiment relates to an optical lens for changing the optical path. More particularly, the present invention relates to an optical lens for use in a backlight unit, which changes a light path by forming a plurality of curved surfaces on an outgoing surface on which light is emitted.
근래 들어오면서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 하여, 소형 및 경량화되면서 성능이 더욱 향상된 평판 표시장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.Recently, demand for flat panel display devices, which have been improved in size and weight and have improved performance, has been explosively increasing, centering on semiconductor technology which is rapidly developing.
이러한 평판 표시장치 중에서 근래에 각광받고 있는 액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD)는 소형화, 경량화 및 저전력 소비화 등의 이점을 가지고 있어서 기존의 브라운관(cathode ray tube; CRT)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로서 점차 주목 받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치가 필요한 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되어 사용되고 있다.Among these flat panel displays, liquid crystal displays (LCDs), which have been popular in recent years, have advantages such as miniaturization, light weight, and low power consumption, which can overcome the drawbacks of conventional cathode ray tubes Has been gradually attracting attention as an alternative means, and is currently used in almost all information processing devices requiring a display device.
액정 표시장치에서의 액정 표시패널은 스스로 발광하지 못하는 수광 소자이므로, 액정 표시패널 하부에서 액정표시패널에 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛을 구비하고 있다. 백라이트 유닛은 램프, 도광판, 반사 시트 및 광학 시트류 등을 포함한다. 램프는 비교적 발열량이 적으며 자연광에 가까운 백색광을 발생시키고 수명이 긴 냉음극선관 방식 램프나 색 재현성이 좋고 저전력이 소비되는 발광다이오드(Light Emitting Diode: 이하 'LED'라고 한다)를 이용한 LED 방식 램프를 사용한다. 종래에는 냉음극선관 방식의 램프를 사용하였으나, LED 방식 램프가 색 재현성이 좋으며, 소비전력도 적게 든다는 장점이 있기 때문에 LED 방식 램프 제품이 사용되기 시작하였다.Since the liquid crystal display panel in the liquid crystal display device is a light receiving element that can not emit light by itself, the backlight unit is provided below the liquid crystal display panel to provide light to the liquid crystal display panel. The backlight unit includes a lamp, a light guide plate, a reflective sheet, an optical sheet, and the like. The lamp has a relatively low calorific value and emits white light close to natural light, and has a long lifespan, a cold cathode fluorescent tube type lamp, a LED type lamp using a light emitting diode (hereinafter referred to as "LED") with good color reproducibility and low power consumption Lt; / RTI > Conventionally, cold-cathode tube type lamps have been used, but LED type lamps have begun to be used because LED type lamps have good color reproducibility and low power consumption.
이때, LED 램프는 광을 생성하는 복수의 LED를 구비하고, 이러한 LED에 의해 LED 램프는 점광원 형태의 광 분포를 갖게 된다. 이러한 점 광원 형태의 광은 전용 렌즈에 의해 일정 영역에 면광원 형태의 광분포로 변화되어 출사된다.At this time, the LED lamp has a plurality of LEDs for generating light, and the LED lamp has a light distribution in the form of a point light source. The light of the point light source type is converted into the light scattering of the surface light source type in a certain area by the exclusive lens and is emitted.
이러한 LED 램프의 점광원은 점광원 하나당 커버할 수 있는 면적이 크지 않고, 각 광원당 발생할 수 있는 휘도의 양도 제한된다. 따라서, 백라이트 유닛은 수백개의 LED 광원이 포함되게 된다. 이 경우 광원의 개수가 증가하고, 상기 광원에 사용되는 PCB 기판의 개수나 면적이 증가하여 백라이트의 제조비용이 급격히 증가하게 되는 문제가 발생한다.The point light source of such an LED lamp does not cover a large area per point light source, and the amount of luminance that can be generated per light source is also limited. Accordingly, the backlight unit includes hundreds of LED light sources. In this case, the number of the light sources increases, and the number and area of the PCB substrates used for the light sources increase, resulting in a problem that the manufacturing cost of the backlight increases sharply.
실시예는 적은 수의 광원을 이용할 수 있도록 광원에서 조사되는 광의 경로를 변경시키는 광학렌즈를 제공한다. The embodiment provides an optical lens for changing the path of light irradiated from a light source so that a small number of light sources can be used.
또한, 다수의 곡면을 이용하여 특정방향으로 지향성을 갖는 광의 광 경로를 변경하여 광 확산성을 확보할 수 있는 광학렌즈를 제공한다. Further, there is provided an optical lens capable of changing the optical path of light having directivity in a specific direction by using a plurality of curved surfaces to secure light diffusibility.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned here can be understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제는 실시예에 따라, 광원에서 출사되는 광의 경로를 변경시키는 광학렌즈에 있어서, 상부측으로 볼록하게 형성된 출사면; 하부면; 및 상기 하부면에서 상기 출사면 방향으로 오목하게 형성되는 입사면을 포함하고, 상기 출사면은 광축을 기준으로 소정의 반지름(R)을 갖는 평면; 상기 평면에서 외측으로 연장되고 제1 곡률을 갖는 제1 곡면; 상기 제1 곡면에서 외측으로 연장되고 제2 곡률을 갖는 제2 곡면; 및 상기 제2 곡면에서 외측으로 연장되고 제3 곡률을 갖는 제3 곡면을 포함하는 광학렌즈에 의해 달성된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an optical lens for changing a path of light emitted from a light source, the optical lens comprising: an emitting surface convexly formed upward; Lower surface; And an incident surface formed concavely in the direction of the exit surface from the lower surface, wherein the exit surface has a plane having a predetermined radius (R) with respect to the optical axis; A first curved surface extending outwardly from the plane and having a first curvature; A second curved surface extending outwardly from the first curved surface and having a second curvature; And a third curved surface extending outwardly from the second curved surface and having a third curvature.
여기서, 상기 하부면을 기준으로 상기 평면의 높이(H1)는 상기 제3 곡면의 높이(H2)보다 낮게 형성될 수 있다.Here, the height H1 of the plane may be lower than the height H2 of the third curved surface with respect to the lower surface.
또한, 상기 제1 곡면의 중심(C1), 상기 제2 곡면의 중심(C2) 및 상기 제3 곡면의 중심(C3)을 잇는 선(L)은 상기 하부면과 평행하게 배치될 수 있다.A line L connecting the center C1 of the first curved surface, the center C2 of the second curved surface, and the center C3 of the third curved surface may be disposed in parallel with the lower surface.
그리고, 상기 제1 곡면, 상기 제2 곡면 및 상기 제3 곡면은 동일한 반지름을 갖도록 형성될 수 있다.The first curved surface, the second curved surface, and the third curved surface may be formed to have the same radius.
그리고, 광축에서 상기 제1 곡면의 중심(C1)까지의 거리(D1)를 1이라 할 때, 상기 광축에서 상기 제2 곡면의 중심(C2)까지의 거리(D2)는 1.25일 수 있다.The distance D2 from the optical axis to the center C2 of the second curved surface may be 1.25 when the distance D1 from the optical axis to the center C1 of the first curved surface is 1.
또한, 광축에서 상기 제1 곡면의 중심(C1)까지의 거리(D1)를 1이라 할 때, 상기 광축에서 상기 제3 곡면의 중심(C3)까지의 거리(D3)는 1.5일 수 있다.Further, when the distance D1 from the optical axis to the center C1 of the first curved surface is 1, the distance D3 from the optical axis to the center C3 of the third curved surface may be 1.5.
또한, 상기 제3 곡면의 반지름과 광축에서 상기 제3 곡면의 중심(C3)까지의 거리(D3)는 동일할 수 있다. In addition, the radius of the third curved surface and the distance D3 from the optical axis to the center C3 of the third curved surface may be the same.
또한, 광축에서 상기 제1 곡면의 중심(C1)까지의 거리(D1)를 1이라 할 때, 상기 평면의 반지름(R)은 0.4일 수 있다. In addition, when the distance D1 from the optical axis to the center C1 of the first curved surface is 1, the radius R of the plane may be 0.4.
또한, 상기 광학렌즈는 상기 출사면과 하부면 사이에 배치되되 상기 출사면의 가장자리에서 외측으로 돌출되게 형성된 돌출부;를 더 포함하고 상기 돌출부는 광축(C)을 기준으로 상기 출사면의 가장자리에서 반경 방향으로 기 설정된 간격(d)만큼 이격되게 배치되는 측부면; 및 상기 측부면과 상기 출사면 사이에 배치되는 연결면을 포함하며, 상기 측부면은 상기 하부면에서 소정의 각도(θ)를 갖도록 외측으로 경사지게 형성될 수 있다.The optical lens may further include a protrusion disposed between the emission surface and the lower surface and protruding outward from an edge of the emission surface, wherein the protrusion has a radius (R) at the edge of the emission surface with respect to the optical axis (C) Side surfaces spaced apart from each other by a predetermined distance d; And a connection surface disposed between the side surface and the emission surface, and the side surface may be inclined outwardly at a predetermined angle (?) From the bottom surface.
이때, 상기 입사면을 통해 입사된 광 중 일부는 상기 제1 곡면에 의해 상기 제3 곡면의 일 영역과 상기 돌출부의 상기 측부면으로 반사될 수 있다. At this time, part of the light incident through the incident surface may be reflected by the first curved surface to one side of the third curved surface and the side surface of the protruded portion.
또한, 상기 입사면을 통해 상기 제2 곡면으로 입사된 광 중 일부는 상기 제2 곡면에 의해 상기 돌출부의 상기 측부면으로 반사될 수 있다.Further, part of the light incident on the second curved surface through the incident surface may be reflected by the second curved surface to the side surface of the projection.
또한, 상기 선(L) 상에는 상기 돌출부의 상기 연결면이 배치될 수 있다.Also, the connection surface of the protrusion may be disposed on the line L.
실시예에 따른 광학렌즈는 출사면에 다수의 곡면을 형성하여 광원에서 출사되는 광 중 일부의 광 경로를 변경시켜 광 확산성을 향상시킬 수 있다. The optical lens according to the embodiment can form a plurality of curved surfaces on the exit surface to change the optical path of a part of the light emitted from the light source to improve the light diffusibility.
바람직하게, 다수의 곡면을 이용하여 광을 굴절 및 분산시킴으로써 광 확산성을 향상시킬 수 있다. Preferably, the light diffusing property can be improved by refracting and dispersing light using a plurality of curved surfaces.
본 실시예의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 실시예의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.The various and advantageous advantages and effects of the present embodiment are not limited to the above description, and can be more easily understood in the course of describing a specific embodiment of the present embodiment.
도 1은 실시예에 따른 광학렌즈를 나타내는 사시도이고,
도 2는 실시예에 따른 광학렌즈를 나타내는 평면도이고,
도 3은 실시예에 따른 광학렌즈를 나타내는 측면도이고,
도 4는 실시예에 따른 광학렌즈를 나타내는 저면도이고,
도 5는 실시예에 따른 광학렌즈를 나타내는 단면사시도이고,
도 6은 실시예에 따른 광학렌즈를 나타내는 단면도이고,
도 7은 실시예에 따른 광학렌즈의 광경로를 나타내는 도면이고,
도 8은 실시예에 따른 광학렌즈의 출사면 중 평면에 의한 광 경로를 나타내는 도면이고,
도 9는 실시예에 따른 광학렌즈의 출사면 중 제1 곡면에 의한 광 경로를 나타내는 도면이고,
도 10은 실시예에 따른 광학렌즈의 출사면 중 제2 곡면에 의한 광 경로를 나타내는 도면이고,
도 11은 실시예에 따른 광학렌즈의 출사면 중 제3 곡면에 의한 광 경로를 나타내는 도면이고,
도 12는 실시예에 따른 광학렌즈의 돌출부 중 측부면에 의한 광 경로를 나타내는 도면이고,
도 13은 실시예에 따른 광학렌즈의 입사면에 광을 조사하는 광원을 나타내는 도면이다.1 is a perspective view showing an optical lens according to an embodiment,
2 is a plan view showing an optical lens according to an embodiment,
3 is a side view showing an optical lens according to an embodiment,
4 is a bottom view showing an optical lens according to an embodiment,
5 is a cross-sectional perspective view showing an optical lens according to an embodiment,
6 is a cross-sectional view showing an optical lens according to the embodiment,
7 is a view showing an optical path of the optical lens according to the embodiment,
8 is a view showing an optical path by a plane in an outgoing plane of an optical lens according to the embodiment,
9 is a view showing an optical path by the first curved surface of the exit surface of the optical lens according to the embodiment,
10 is a view showing an optical path by the second curved surface of the exit surface of the optical lens according to the embodiment,
11 is a view showing an optical path by the third curved surface of the exit surface of the optical lens according to the embodiment,
12 is a view showing a light path by the side surface of the protruding portion of the optical lens according to the embodiment,
13 is a view showing a light source for irradiating light onto an incident surface of an optical lens according to the embodiment.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms including ordinal, such as second, first, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 구성요소가 다른 구성요소의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소가 상기 두 구성요소 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 '상(위) 또는 하(아래)(on or under)'로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiments, when an element is described as being formed "on or under" another element, the upper or lower (lower) (on or under) all include that the two components are in direct contact with each other or that one or more other components are indirectly formed between the two components. Also, when expressed as 'on or under', it may include not only an upward direction but also a downward direction based on one component.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지게 된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.
도 1은 실시예에 따른 광학렌즈를 나타내는 사시도이고, 도 2는 실시예에 따른 광학렌즈를 나타내는 평면도이고, 도 3은 실시예에 따른 광학렌즈를 나타내는 측면도이고, 도 4는 실시예에 따른 광학렌즈를 나타내는 저면도이고, 도 5는 실시예에 따른 광학렌즈를 나타내는 단면사시도이고, 도 6은 실시예에 따른 광학렌즈를 나타내는 단면도이다. 2 is a plan view showing an optical lens according to an embodiment, FIG. 3 is a side view showing an optical lens according to an embodiment, and FIG. 4 is a cross- FIG. 5 is a cross-sectional perspective view showing an optical lens according to the embodiment, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing an optical lens according to the embodiment.
도 1 내지 도 6을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시예에 따른 광 확산 렌즈(1)는 출사면(100), 하부면(200), 돌출부(300) 및 입사면(400)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 광학렌즈(1)는 광원(10)에서 출사되는 광의 경로를 변경시킬 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 광학렌즈(1)는 광원(10)에서 출사되는 광을 출사면(100)에 형성된 다수의 곡면을 이용하여 확산시킨다.1 to 6, a
이때, 상기 광학렌즈(1)는 폴리카보네이트 또는 폴리메타메틸아크릴레이트의 재질을 이용하여 형성될 수 있다. 여기서, 상기 폴리카보네이트의 굴절율은 1.58이고, 상기 폴리메타메틸아크릴레이트의 굴절률은 1.49이다.At this time, the
출사면(100)은 상부측으로 볼록하게 형성될 수 있다. 그리고, 입사면(400)을 통해 상기 광학렌즈(1)의 내부로 입사된 광 중 일부는 출사면(100)을 통해 출사된다. 여기서, '상부측'과 '하부측'은 상대적인 표현으로서 이하에서 별다른 정의가 없다면, 하부면(200)에서 출사면(100)으로 향하는 방향을 상부측(위쪽)으로 정하고, 이와 반대로 출사면(100)에서 하부면(200)으로 향하는 방향을 하부측(아래쪽)으로 정한다. The emitting
출사면(100)은 광축(C)을 중심으로 하여 광축 방향(z 방향)으로 볼록하게 형성될 수 있다. 그에 따라, 입사면(400)을 통해 입사된 광 중 일부는 출사면(100)의 형상에 의해 굴절되어 외부로 출사될 수 있다. 여기서, 광축(C)이라 함은 광원(10)에서 조사되는 광의 중심이며, 상기 광학렌즈(1)의 중심과 일치할 수 있다. The emitting
따라서, 상기 광학렌즈(1)는 출사면(100)의 형상을 통해 상기 광의 확산성을 향상시켜 전체적으로 균일한 광의 분포를 얻을 수 있게 한다.Accordingly, the
도 1 내지 도 6을 참조하면, 출사면(100)은 광축(C)을 기준으로 소정의 반지름(R)을 갖는 평면(110), 평면(110)에서 외측으로 연장되고 제1 곡률을 갖는 제1 곡면(120), 제1 곡면(120)에서 외측으로 연장되고 제2 곡률을 갖는 제2 곡면(130) 및 제2 곡면(130)에서 외측으로 연장되고 제3 곡률을 갖는 제3 곡면(140)을 포함할 수 있다. 이때, 광축(C)을 기준으로 평면(110), 제1 곡면(120), 제2 곡면(130) 및 제3 곡면(140)은 회전 대칭될 수 있다.1 to 6, an
평면(110)은 광축(C) 상에 배치되어 입사면(400)을 통해 입사된 광의 광 경로를 변경시킬 수 있다. The
평면(110)은 입사면(400)을 통해 입사된 광을 확산시킬 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 광원(10)에서 출사되어 입사면(400)을 통과한 광은 평면(110)에 소정의 각도를 갖도록 입사된다. 그에 따라, 평면(110)에 입사된 광은 소정의 각도로 더 굴절되어 확산될 수 있다. The
평면(110)은 평면 형상으로 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 평면(110)은 광축(C)을 기준으로 소정의 반지름(R)을 갖도록 형성될 수 있다. 그리고, 평면(110)은 하부면(200)과 평행하게 배치될 수 있다. The
도 5에 도시된 바와 같이, 하부면(200)을 기준으로 평면(110)의 높이(H1)는 제3 곡면(140)의 높이(H2)보다 낮게 형성될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 광축(C)을 기준으로 평면(110)을 통해 굴절되는 광보다 제3 곡면(140)을 통해 굴절되는 광의 굴절량이 크다. 5, the height H1 of the
한편, 광축에서 제1 곡면(120)의 중심(C1)까지의 거리(D1)를 1이라 할 때, 평면(110)의 반지름(R)은 0.4일 수 있다. On the other hand, when the distance D1 from the optical axis to the center C1 of the first
제1 곡면(120)은 평면(110)에서 외측으로 연장되게 형성될 수 있다. 이때, 제1 곡면(120)은 소정의 제1 곡률(1/R1)로 형성될 수 있다. 예컨데, 수직단면을 기준으로 제1 곡면(120)은 호 형상으로 형성될 수 있다. 그에 따라, 제1 곡면(120)은 중심(C1)을 기준으로 소정의 반지름(R1)으로 형성될 수 있다. The first
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 곡면(120)은 평면상에서 링 형상으로 형성될 수 있다. As shown in Figs. 1 and 2, the first
도 9에 도시된 바와 같이, 제1 곡면(120)은 제1 곡률(1/R1)로 형성되는바, 제1 곡면(120)에 입사된 광 중 일부는 외부로 굴절되어 출사될 수 있다. 그리고, 제1 곡면(120)에 입사된 광 중 다른 일부는 제1 곡면(120)에 의해 제3 곡면(130)의 일 영역과 돌출부(300)의 측부면(310)으로 반사될 수 있다. 그리고, 제3 곡면(130)의 일 영역과 돌출부(300)의 측부면(310)으로 입사된 광의 일부는 외부로 출사되거나 하부면(200)으로 반사될 수 있다. 9, the first
따라서, 상기 광 확산렌즈(1)는 제1 곡면(120)을 통해 광 확산성을 향상시킬 수 있다.Therefore, the
제2 곡면(130)은 제1 곡면(120)에서 외측으로 연장되게 형성될 수 있다. 이때, 제2 곡면(130)은 소정의 제2 곡률(1/R2)로 형성될 수 있다. 예컨데, 수직단면을 기준으로 제2 곡면(130)은 호 형상으로 형성될 수 있다. 그에 따라, 제2 곡면(130)은 중심(C2)을 기준으로 소정의 반지름(R2)으로 형성될 수 있다. The second
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 곡면(130)은 평면상에서 링 형상으로 형성될 수 있다.As shown in Figs. 1 and 2, the second
도 10에 도시된 바와 같이, 제2 곡면(130)은 제2 곡률(1/R2)로 형성되는바, 제2 곡면(130)에 입사된 광 중 일부는 외부로 굴절되어 출사될 수 있다. 그리고, 제2 곡면(130)에 입사된 광 중 다른 일부는 제2 곡면(130)에 의해 돌출부(300)의 측부면(310)으로 반사될 수 있다. 그리고, 제3 곡면(130)의 일 영역과 돌출부(300)의 측부면(310)으로 입사된 광의 일부는 외부로 출사될 수 있다. 여기서, 측부면(310)은 소정의 각도(θ)로 경사지게 형성되기 때문에, 제2 곡면(130)을 통해 반사된 광은 측부면(310)을 지나 외부로 출사될 수 있다.10, the second
따라서, 상기 광 확산렌즈(1)는 제2 곡면(130)을 통해 광 확산성을 향상시킬 수 있다.Therefore, the
한편, 광축에서 제1 곡면(120)의 중심(C1)까지의 거리(D1)를 1이라 할 때, 광축(C)에서 제2 곡면(130)의 중심(C2)까지의 거리(D2)는 1.25일 수 있다. On the other hand, when the distance D1 from the optical axis to the center C1 of the first
제3 곡면(140)은 제2 곡면(130)에서 외측으로 연장되게 형성될 수 있다. 이때, 제3 곡면(140)은 소정의 제3 곡률(1/R3)로 형성될 수 있다. 예컨데, 수직단면을 기준으로 제3 곡면(140)은 호 형상으로 형성될 수 있다. 그에 따라, 제3 곡면(140)은 중심(C3)을 기준으로 소정의 반지름(R3)으로 형성될 수 있다. The third
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제3 곡면(140)은 평면상에서 링 형상으로 형성될 수 있다.As shown in Figs. 1 and 2, the third
도 11에 도시된 바와 같이, 제3 곡면(140)은 제2 곡률(1/R3)로 형성되는바, 제3 곡면(140)에 입사된 광은 외부로 굴절되어 출사될 수 있다. 11, the third
따라서, 상기 광 확산렌즈(1)는 제3 곡면(140)을 통해 광 확산성을 향상시킬 수 있다.Therefore, the
한편, 광축에서 제1 곡면(120)의 중심(C1)까지의 거리(D1)를 1이라 할 때, 광축(C)에서 제3 곡면(140)의 중심(C3)까지의 거리(D3)는 1.5일 수 있다. On the other hand, when the distance D1 from the optical axis to the center C1 of the first
그리고, 하부면(200)을 기준으로 제3 곡면(140)의 높이(H2)는 평면(110)의 높이(H1)보다 클 수 있다.The height H2 of the third
또한, 제3 곡면(140)의 반지름(R3)과 광축(C)에서 제3 곡면(140)의 중심(C3)까지의 거리(D3)는 동일할 수 있다.The distance D3 from the radius R3 of the third
한편, 제1 곡면(120)의 중심(C1), 제2 곡면(130)의 중심(C2) 및 제3 곡면(140)의 중심(C3)을 잇는 가상의 선(L)은 하부면(200)과 평행하게 배치될 수 있다. 이때, 제1 곡면(120), 제2 곡면(130) 및 제3 곡면(140) 각각의 반지름(R1, R2, R3)은 동일한 반지름을 갖도록 형성될 수 있다.On the other hand, an imaginary line L connecting the center C1 of the first
하부면(200)은 평면으로 제공될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 하부면(200)은 소정의 반지름을 갖는 원형으로 형성될 수 있다. 여기서, 하부면(200)은 평면으로 제공되는 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. The
예컨데, 하부면(200)은 가장자리에서 중심 방향으로 일정한 길이까지는 평면이 형성되어 있을 수 있으며, 상기 평면이 끝나는 지점부터 중심측으로 하부볼록면(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 하부볼록면은 아래 방향으로 볼록한 형상일 수 있다. For example, the
즉, 하부면(200)은 가장자리에서 중심 방향으로 일정 길이 동안 곡률이 0이지만, 상기 일정 길이 이상부터 상기 중심까지는 곡률이 증가하다가 다시 감소하는 형상일 수도 있다.That is, the
평면만으로 구성된 하부면과 비교해 볼 때, 상기 하부볼록면을 구비하는 하부면(200)의 경우 광원(10)에서 출사되는 광 중에서 하부측으로 출사되는 광을 상부측으로 더 많이 전반사 시킬 수 있다. The light emitted from the
여기서, 상기 하부볼록면에 의해 우선적으로 상기 광이 전반사되도록 상기 평면은 하부볼록면의 외측에 배치되는 것이 바람직하다. Here, it is preferable that the plane is disposed outside the lower convex surface so that the light is totally reflected by the lower convex surface.
돌출부(300)는 출사면(100)과 하부면(200) 사이에 배치될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 돌출부(300)는 제3 곡면(140)의 외측 원주에서 소정의 이격거리(d)를 갖도록 외측으로 돌출되게 형성될 수 있다. The
도 1 내지 도 5를 참조하면, 돌출부(300)는 측부면(310)과 연결면(320)을 포함할 수 있다. 1 to 5, the
측부면(310)은 광축(C)을 기준으로 제3 곡면(140)의 외측 원주에서 반경 방향(x 방향)으로 기 설정된 이격거리(d)만큼 이격되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 광학렌즈(1)의 내부를 따라 이동하는 광 중 측부면(310)을 통해 출사되는 광의 경우 출사면(100)을 통해 출사되는 광보다 적어도 이격거리(d)만큼 진행된 후 출사될 수 있다. 따라서, 상기 광학렌즈(1)는 돌출부(300)를 통해 광의 확산성을 향상시킬 수 있다. 이때, 측부면(310)을 통해 출사되는 광은 상기 광학렌즈(1)와 외부와의 굴절률 차이에 의해 굴절될 수 있다. The
도 3을 참조하면, 측부면(310)은 하부면(200)에서 소정의 각도(θ)를 갖도록 외측으로 경사지게 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 광학렌즈(1)의 광 확산성이 향상될 수 있다.Referring to FIG. 3, the
예컨데, 도 12에 도시된 바와 같이, 입사면(400)을 통해 입사된 광은 소정의 각도(θ)로 경사진 측부면(310)에 의해 광의 조사방향(상부측)으로 굴절되어 광 확산성을 향상시킬 수 있다. 여기서, 입사면(400)을 통해 입사된 광은 광원(10)의 측부발광면(12)에서 출사되는 광일 수 있다.12, the light incident through the
연결면(320)은 출사면(100)과 측부면(310) 사이에 배치될 수 있다. 상세하게, 연결면(320)은 제3 곡면(140)의 외측 원주에서 측부면(310)의 상부 모서리까지 연장되게 형성될 수 있다. 위에서 볼 때, 연결면(320)의 사이즈에 따라 상기 이격거리(d)는 조절될 수 있다. The connecting
한편, 연결면(320)은 측부면(310)과 소정의 각도가 형성되게 배치될 수도 있는바, 연결면(320)에서 출사되는 광의 경우 측부면(310)에서 출사되는 광과 광 경로에서 차이가 발생할 수 있다. 그에 따라, 상기 광학렌즈(1)의 광 확산성이 더욱 향상될 수 있다.The
또한, 측부면(310)과 연결면(320)이 만나는 영역은 소정의 곡률로 라운딩 처리될 수 있다. 그에 따라, 상기 광학렌즈(1)의 광 확산성은 더욱 향상되면서도 상기 영역에서 출사되는 광에 의해 균일성이 확보될 수 있다. In addition, the area where the
도 6에 도시된 바와 같이, 연결면(320)은 상기 선(L) 상에 배치될 수 있다. As shown in FIG. 6, the connecting
입사면(400)은 하부면(200)의 중앙에서 출사면(100) 방향으로 오목하게 형성될 수 있다. 즉, 입사면(400)은 수직 단면이 반타원 형상 또는 포물선 형상으로 형성된 홈으로 제공될 수 있다. The
그에 따라, 광원(10)과 입사면(400) 사이에는 공기층이 배치될 수 있다. 따라서, 광원(10)에서 상기 공기층으로 출사되는 광의 경우 굴절율이 다른 상기 광학렌즈(1)의 입사면(400)에서 굴절될 수 있다. Accordingly, an air layer may be disposed between the
한편, 입사면(400)이 형성됨에 따라 상기 광학렌즈(1)에는 입사구(E)가 형성될 수 있다. Meanwhile, as the
도 3에 도시된 바와 같이, 입사구(E)가 하부면(200)의 중앙 부분에 원 형상으로 형성될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 입사구(E)의 중앙에는 광원(10)이 배치될 수 있다. As shown in FIG. 3, the entrance E may be formed in a circular shape at a central portion of the
입사면(400)은, 입사구(E)에 위치하는 광원(10)에서 출사되는 광이 상기 광학렌즈(1)의 내부로 입사되는 표면 부분이다. 그리고, 입사면(400)을 통해 내부로 입사된 광은 출사면(100) 및 돌출부(300)를 통해 굴절되면서 외부로 출사될 수 있다. The
도 13은 실시예에 따른 광학렌즈의 입사면에 광을 조사하는 광원을 나타내는 도면이다.13 is a view showing a light source for irradiating light onto an incident surface of an optical lens according to the embodiment.
도 13을 참조하여 살펴보면, 입사면(400)을 향해 광을 조사하는 광원(10)은 상부발광면(11)과 네 개의 측부발광면(12)을 포함할 수 있다. 그에 따라, 상기 광원(10)은 5면 발광을 구현할 수 있다. Referring to FIG. 13, the
이때, 광원(10)의 상부발광면(11)에서 조사되는 광은 광축 방향(z 방향)으로 조사되고, 측부발광면(12)에서 조사되는 광은 반경 방향(x 방향)으로 조사될 수 있다. At this time, the light emitted from the upper
여기서, 상기 광원(10)으로는 LED가 이용될 수 있다. 그리고, 상기 LED에는 노란색(Yellow) 형광체가 도포될 수 있다. Here, the
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 수정과 변경에 관계된 차이점들을 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the appended claims. It will be understood that the present invention can be changed. It is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.
1: 광학렌즈 10: 광원
100: 출사면 110: 평면
120: 제1 곡면 130: 제2 곡면
140: 제3 곡면
200: 하부면
300: 돌출부
310: 측부면 320: 연결면
400: 입사면
500: 입사면
C: 광축 1: optical lens 10: light source
100: exit surface 110: plane
120: first curved surface 130: second curved surface
140: Third surface
200: Lower surface
300: protrusion
310: side surface 320: connection surface
400: incidence plane
500: incidence plane
C: optical axis
Claims (12)
상부측으로 볼록하게 형성된 출사면;
하부면; 및
상기 하부면에서 상기 출사면 방향으로 오목하게 형성되는 입사면을 포함하고,
상기 출사면은
광축을 기준으로 소정의 반지름(R)을 갖는 평면;
상기 평면에서 외측으로 연장되고 제1 곡률을 갖는 제1 곡면;
상기 제1 곡면에서 외측으로 연장되고 제2 곡률을 갖는 제2 곡면; 및
상기 제2 곡면에서 외측으로 연장되고 제3 곡률을 갖는 제3 곡면을 포함하며,
상기 제1 곡면의 중심(C1), 상기 제2 곡면의 중심(C2) 및 상기 제3 곡면의 중심(C3)을 잇는 선(L)은 상기 하부면과 평행하게 배치되는 광학렌즈. An optical lens for changing a path of light emitted from a light source,
An emission surface convexly formed on the upper side;
Lower surface; And
And an incident surface formed concavely in the direction of the exit surface from the lower surface,
The exit surface
A plane having a predetermined radius (R) with respect to an optical axis;
A first curved surface extending outwardly from the plane and having a first curvature;
A second curved surface extending outwardly from the first curved surface and having a second curvature; And
A third curved surface extending outwardly from the second curved surface and having a third curvature,
Wherein a line L connecting the center C1 of the first curved surface, the center C2 of the second curved surface and the center C3 of the third curved surface is disposed in parallel with the lower surface.
상기 하부면을 기준으로 상기 평면의 높이(H1)는 상기 제3 곡면의 높이(H2)보다 낮은 광학렌즈.The method according to claim 1,
Wherein a height (H1) of the plane with respect to the lower surface is lower than a height (H2) of the third curved surface.
상기 제1 곡면, 상기 제2 곡면 및 상기 제3 곡면은 동일한 반지름을 갖는 광학렌즈. The method according to claim 1,
Wherein the first curved surface, the second curved surface, and the third curved surface have the same radius.
광축에서 상기 제1 곡면의 중심(C1)까지의 거리(D1)를 1이라 할 때,
상기 광축에서 상기 제2 곡면의 중심(C2)까지의 거리(D2)는 1.25인 광학렌즈.5. The method of claim 4,
And a distance (D1) from the optical axis to the center (C1) of the first curved surface is 1,
And a distance (D2) from the optical axis to a center (C2) of the second curved surface is 1.25.
광축에서 상기 제1 곡면의 중심(C1)까지의 거리(D1)를 1이라 할 때,
상기 광축에서 상기 제3 곡면의 중심(C3)까지의 거리(D3)는 1.5인 광학렌즈.5. The method of claim 4,
And a distance (D1) from the optical axis to the center (C1) of the first curved surface is 1,
And a distance (D3) from the optical axis to the center (C3) of the third curved surface is 1.5.
상기 제3 곡면의 반지름과 광축에서 상기 제3 곡면의 중심(C3)까지의 거리(D3)는 동일한 광학렌즈.5. The method of claim 4,
The distance D3 from the radius of the third curved surface to the center C3 of the third curved surface from the optical axis is the same.
광축에서 상기 제1 곡면의 중심(C1)까지의 거리(D1)를 1이라 할 때,
상기 평면의 반지름(R)은 0.4인 광학렌즈. 5. The method of claim 4,
And a distance (D1) from the optical axis to the center (C1) of the first curved surface is 1,
And the radius (R) of the plane is 0.4.
상기 출사면과 하부면 사이에 배치되되 상기 출사면의 가장자리에서 외측으로 돌출되게 형성된 돌출부;를 더 포함하고
상기 돌출부는,
광축(C)을 기준으로 상기 출사면의 가장자리에서 반경 방향으로 기 설정된 간격(d)만큼 이격되게 배치되는 측부면; 및
상기 측부면과 상기 출사면 사이에 배치되는 연결면을 포함하며,
상기 측부면은 상기 하부면에서 소정의 각도(θ)를 갖도록 외측으로 경사지게 형성되는 광학렌즈. 5. The method of claim 4,
And a protrusion disposed between the emission surface and the lower surface and protruding outward from an edge of the emission surface
The projection
A side surface spaced from the edge of the emitting surface by a predetermined distance d in the radial direction with respect to the optical axis C; And
And a connection surface disposed between the side surface and the emission surface,
Wherein the side surface is formed to be inclined outwardly at a predetermined angle (&thetas;) on the lower surface.
상기 입사면을 통해 입사된 광 중 일부는 상기 제1 곡면에 의해 상기 제3 곡면의 일 영역과 상기 돌출부의 상기 측부면으로 반사되는 광학렌즈.10. The method of claim 9,
Wherein some of the light incident through the incident surface is reflected by the first curved surface to one side of the third curved surface and the side surface of the protruded portion.
상기 입사면을 통해 상기 제2 곡면으로 입사된 광 중 일부는 상기 제2 곡면에 의해 상기 돌출부의 상기 측부면으로 반사되는 광학렌즈.10. The method of claim 9,
And a part of the light incident on the second curved surface through the incident surface is reflected by the second curved surface to the side surface of the projection.
상기 선(L) 상에는 상기 연결면이 배치되는 광학렌즈.10. The method of claim 9,
And the connecting surface is disposed on the line (L).
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GRNT | Written decision to grant |