KR102030406B1 - 광 확산렌즈 및 이를 포함하는 라이트 모듈 - Google Patents

광 확산렌즈 및 이를 포함하는 라이트 모듈 Download PDF

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KR102030406B1 KR1020180090290A KR20180090290A KR102030406B1 KR 102030406 B1 KR102030406 B1 KR 102030406B1 KR 1020180090290 A KR1020180090290 A KR 1020180090290A KR 20180090290 A KR20180090290 A KR 20180090290A KR 102030406 B1 KR102030406 B1 KR 102030406B1
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정재유
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Abstract

실시예는 기판; 상기 기판에 소정의 간격으로 실장되는 복수 개의 광원; 및 상기 광원을 덮도록 배치되는 복수 개의 광 확산렌즈를 포함하고, 상기 광 확산렌즈는 하부면; 상기 하부면에 타원 형상의 입사구를 형성하며 상기 하부면에서 내부로 오목하게 비구면으로 형성된 입사면; 및 상기 입사면을 통해 입사된 광이 출사되는 출사면을 포함하고, 광축에서 바라볼 때, 상기 출사면은 타원 형상으로 형성되며, 상기 입사구의 장축과 상기 출사면의 장축은 수직하게 배치되고, 상기 광 확산렌즈는 Px : Py = k*S1x*S2x : S1y*S2y에 따라 배치되는 광 확산렌즈 및 라이트 모듈에 관한 것이다. 이에 따라, 상기 광 확산렌즈를 포함하는 라이트 모듈은 광 확산렌즈의 대각선 방향에 발생하는 암부를 최소화할 수 있다.

Description

광 확산렌즈 및 이를 포함하는 라이트 모듈{LENS FOR WIDE DIFFUSION LIGHT AND LIGHT MODULE HAVING THE SAME}
실시예는 광 확산렌즈 및 이를 포함하는 라이트 모듈에 관한 것이다. 좀 더 상세하게는, 액정 표시 장치의 백라이트 모듈에 사용되어 광 균일도를 향상시키는 광 확산렌즈 및 이를 포함하는 라이트 모듈에 관한 것이다.
급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 하여, 소형 및 경량화되면서 성능이 더욱 향상된 평판 표시장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.
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.
액정 표시장치에서의 액정 표시패널은 스스로 발광하지 못하는 수광 소자이므로, 액정 표시패널 하부에서 액정표시패널에 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛을 구비하고 있다. 여기서, 백라이트 유닛은 램프, 도광판, 반사 시트 및 광학 시트류 등을 포함한다. 그리고, 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 장점을 갖기 때문에, LED 방식 램프 제품이 사용되기 시작하였다.
도 1은 등방형 면 조사 특성을 갖는 복수 개의 렌즈의 배열 및 광 조사 분포를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 등방형 면 조사 특성을 갖는 종래의 복수 개의 렌즈(10)는 기판(20)상에 동일한 간격으로 배치될 수 있다. 이때, 상기 렌즈(10)는 기판(20) 상에 실장되는 광원을 덮도록 배치될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 렌즈(10)를 기준으로 대각선 방향에는 암부 형태의 무라가 발생하는 문제가 있다. 예컨데, 상기 광원으로 LED가 이용되는 경우, 상기 LED가 발하는 빛은 직진성이 강해 LED 정면 방향으로 집중하는 경향이 있다. 그에 따라, 복수 개의 LED의 빛을 효과적으로 그리고 균일하게 확산시키기 위한 기술에 대한 수요가 늘어나고 있다.
따라서, 비등방형 면조사를 구현하도록 광이 입사하는 입사면과 광이 출사되는 출사면을 설계하고, 이를 기반으로 렌즈의 대각선 방향에 발생하는 암부를 최소화하여 균일한 면광원을 구현할 수 있도록 광의 균일도를 향상시킬 수 있는 렌즈 기술에 대한 요구 또한 높아지고 있는 실정이다.
실시예는 입사면과 출사면의 형상을 기반으로 기판에 배치되는 복수 개의 광 확산렌즈의 배치 위치를 결정함으로써, 암부의 발생을 최소화할 수 있는 라이트 모듈을 제공한다.
상세하게, 복수 개의 광 확산렌즈의 대각선 방향에 발생하는 암부를 최소화하도록 광이 입사되는 입사면과 광이 출사되는 출사면이 형성된 광 확산렌즈를 제공하고 이를 기반으로 상기 광 확산렌즈의 배치 위치를 제시하는 라이트 모듈을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제는 실시예에 따라, 기판; 상기 기판에 소정의 간격으로 실장되는 복수 개의 광원; 및 상기 광원을 덮도록 배치되는 복수 개의 광 확산렌즈를 포함하고, 상기 광 확산렌즈는 하부면; 상기 하부면에 타원 형상의 입사구를 형성하며 상기 하부면에서 내부로 오목하게 비구면으로 형성된 입사면; 및 상기 입사면을 통해 입사된 광이 출사되는 출사면을 포함하고, 광축에서 바라볼 때, 상기 출사면은 타원 형상으로 형성되며, 상기 입사구의 장축과 상기 출사면의 장축은 수직하게 배치되고, 상기 광 확산렌즈는 하기의 식 1에 따라 배치되는 라이트 모듈에 의해 달성된다.
<식 1>
Px : Py = k*S1x*S2x : S1y*S2y
Px: 출사면의 장축 방향으로 하나의 광 확산렌즈에서 다른 하나의 광 확산렌즈까지의 거리, Py: 출사면의 단축 방향으로 하나의 광 확산렌즈에서 다른 하나의 광 확산렌즈까지의 거리, k 상수, S1x: 입사구의 단축 방향의 폭, S2x: 출사면의 장축 방향의 폭, S1y: 입사구의 장축 방향의 폭, S2y: 출사면의 단축 방향의 폭.
여기서, 상기 k는 하기의 식 2를 만족할 수 있다.
<식 2>
Figure 112018076574079-pat00001
또는, Px:Py = 340:75 일 경우 상기 k는 5.89이상이고 10.88이하일 수 있다.
또한, 상기 광원 각각의 광축을 기준으로 상기 기판에 대각선 방향으로 이격되어 배치되는 상기 광 확산렌즈의 중심을 잇는 가상의 선(L1, L2)의 교점에 대한 방향을 A 방향이라 하고, 상기 출사면의 장축 방향을 x 방향이라 하며, 상기 출사면의 단축 방향을 y 방향이라 할 때, 상기 입사면의 상부측에 배치되며 상기 광축에 대해 수직하는 가상의 제1 평면(B1)상에 소정의 반경 거리(R1)로 위치하는 가상의 점(P1)에서 상기 광축과 평행하게 상기 x 방향의 상기 입사면의 일점(Px1)까지의 거리 Zx1, 상기 A 방향의 상기 입사면의 일점(PA1)까지의 거리 ZA1 및 상기 y 방향의 상기 입사면의 일점(Py1)까지의 거리 Zy1은 하기의 식 3을 만족할 수 있다.
<식 3>
Zx1 > ZA1 > Zy1
또한, 상기 출사면은 비구면의 상부면; 및 상기 상부면과 하부면 사이에 배치되는 측부면을 포함하고, 상기 상부면의 상부측에 배치되며 상기 광축에 대해 수직하는 가상의 제2 평면(B2)상에 소정의 반경 거리(R2)로 위치하는 가상의 점(P2)에서 상기 광축과 평행하게 상기 x 방향의 상기 상부면의 일점(Px2)까지의 거리 Zx2, 상기 A 방향의 상기 상부면의 일점(PA2)까지의 거리 ZA2 및 상기 y 방향의 상기 상부면의 일점(Py2)까지의 거리 Zy2는 하기의 식 4를 만족할 수 있다.
<식 4>
Zx2 < ZA2 < Zy2
그리고, 상기 광원의 광축정점에서 상기 광축에 대해 제1 각(α)으로 상기 입사면을 향해 조사되는 광은 하기의 식 5를 만족할 수 있다.
<식 5>
Figure 112018076574079-pat00002
Φx1: x 방향으로 입사면의 일점(Px1)에 조사되는 광과 광축이 이루는 각, Φx2: x 방향으로 입사면의 일점(Px1)에서 출사되는 광과 광축이 이루는 각, ΦA1: A 방향으로 입사면의 일점(PA1)에 조사되는 광과 광축이 이루는 각, ΦA2: A 방향으로 입사면의 일점(PA1)에서 출사되는 광과 광축이 이루는 각, Φy1: y 방향으로 입사면의 일점(Py1)에 조사되는 광과 광축이 이루는 각, Φy2: y 방향으로 입사면의 일점(Py1)에서 출사되는 광과 광축이 이루는 각.
그리고, 상기 제1 각(α)으로 상기 입사면에 입사되어 상기 상부면을 향해 조사되는 광은 하기의 식 6을 만족하게 굴절될 수 있다.
<식 6>
Figure 112018076574079-pat00003
Φx4: x 방향으로 상부면의 일점(Px2)에서 출사되는 광과 광축이 이루는 각, ΦA4: A 방향으로 상부면의 일점(PA2)에서 출사되는 광과 광축이 이루는 각, Φy4: y 방향으로 상부면의 일점(Py2)에서 출사되는 광과 광축이 이루는 각.
그리고, 상기 측부면은 광축을 기준으로 각각 서로 마주보게 제1 높이로 형성된 제1 측부 및 제2 높이로 형성된 제2 측부를 포함하고, 상기 하부면을 기준으로 상기 제1 높이는 상기 제2 높이보다 높게 형성되며, 상기 입사구의 단축 방향에는 상기 제1 측부가 배치되고, 상기 입사구의 장축 방향에는 상기 제2 측부가 배치될 수 있다.
그리고, 상기 광원의 광축정점에서 상기 제1 측부의 상부측으로 조사되는 광이 이루는 제2 각(β)은 상기 제1 각(α)보다 클 수 있다.
상기 과제는 실시예에 따라, 하부면; 상기 하부면에 타원 형상의 입사구를 형성하며 상기 하부면에서 내부로 오목하게 비구면으로 형성된 입사면; 및 상기 입사면을 통해 입사된 광이 출사되는 출사면을 포함하고, 광축에서 바라볼 때, 상기 출사면은 타원 형상으로 형성되며, 상기 입사구의 장축과 상기 출사면의 장축은 수직하게 배치되고, 상기 광축에 대해 수직하는 가상의 제1 평면(B1)상에 소정의 반경 거리(R)로 위치하는 가상의 점(P1)에서 상기 광축과 평행하게 상기 x 방향의 상기 입사면의 일점(Px1)까지의 거리 Zx1, 상기 A 방향의 상기 입사면의 일점(PA1)까지의 거리 ZA1 및 상기 y 방향의 상기 입사면의 일점(Py1)까지의 거리 Zy1은 하기의 식 3을 만족하는 광 확산렌즈에 의해 달성된다.
<식 3>
Zx1 > ZA1 > Zy1
그리고, 상기 출사면은 비구면의 상부면; 및 상기 상부면과 하부면 사이에 배치되는 측부면을 포함하고, 상기 상부면의 상부측에 배치되며 상기 광축에 대해 수직하는 가상의 제2 평면(B2)상에 소정의 반경 거리(R)로 위치하는 가상의 점(P2)에서 상기 광축과 평행하게 상기 x 방향의 상기 상부면의 일점(Px2)까지의 거리 Zx2, 상기 A 방향의 상기 상부면의 일점(PA2)까지의 거리 ZA2 및 상기 y 방향의 상기 상부면의 일점(Py2)까지의 거리 Zy2는 하기의 식 4를 만족할 수 있다.
<식 4>
Zx2 < ZA2 < Zy2
여기서, 상기 측부면은 광축을 기준으로 각각 서로 마주보게 제1 높이로 형성된 제1 측부 및 제2 높이로 형성된 제2 측부를 포함하고, 상기 하부면을 기준으로 상기 제1 높이는 상기 제2 높이보다 높게 형성되며, 상기 입사구의 단축 방향에는 상기 제1 측부가 배치되고, 상기 입사구의 장축 방향에는 상기 제2 측부가 배치될 수 있다.
그리고, 상기 입사면은 수직 단면이 반타원 형상 또는 포물선 형상으로 형성되는 광 확산렌즈.
실시예에 따른 광 확산렌즈를 포함하는 라이트 모듈은 광 확산렌즈의 출사면의 장축 방향으로 하나의 광 확산렌즈에서 다른 하나의 광 확산렌즈까지의 거리(Px) 대비 상기 출사면의 단축 방향으로 하나의 광 확산렌즈에서 다른 하나의 광 확산렌즈까지의 거리(Py)의 비율에 의해 광 확산렌즈를 배치함으로써, 광 확산렌즈의 대각선 방향에 발생하는 암부를 최소화할 수 있다.
실시예의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 실시예의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 등방형 면 조사 특성을 갖는 복수 개의 렌즈의 배열 및 광 조사 분포를 나타내는 도면이고,
도 2는 실시예에 따른 라이트 모듈을 나타내는 도면이고,
도 3은 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 사시도이고,
도 4는 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 평면도이고,
도 5는 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 저면도이고,
도 6은 실시예에 따른 라이트 모듈에 의해 형성된 배광 이미지를 나타내는 도면이고,
도 7은 실시예에 따른 라이트 모듈의 광 지향각 특성을 나타내는 도면이고,
도 8은 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 정면도이고,
도 9는 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 측면도이고,
도 10은 실시예에 따른 광 확산렌즈의 상부면을 기준으로 장축 방향에 대한 단면도이고,
도 11은 실시예에 따른 광 확산렌즈의 상부면을 기준으로 단축 방향에 대한 단면도이고,
도 12는 실시예에 따른 광 확산렌즈에 배치되는 가상의 제1 평면을 나타내는 도면이고,
도 13은 실시예에 따른 광 확산렌즈의 입사면과 제1 평면과의 관계를 나타내는 도면이고,
도 14는 실시예에 따른 광 확산렌즈에 배치되는 가상의 제2 평면을 나타내는 도면이고,
도 15는 실시예에 따른 광 확산렌즈의 상부면과 제2 평면과의 관계를 나타내는 도면이고,
도 16은 실시예에 따른 광 확산렌즈의 입사면과 상부면에 의한 광 경로를 나타내는 도면이고,
도 17은 실시예에 따른 광 확산렌즈의 입사면에 광을 조사하는 광원을 나타내는 도면이다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 실시예에 따른 라이트 모듈을 나타내는 도면이고, 도 3은 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 사시도이고, 도 4는 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 평면도이고, 도 5는 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 저면도이다.
도 2에 있어서 상기 광 확산렌즈(2)를 기준으로 x 방향은 출사면의 장축 방향이고, y 방향은 출사면의 단축 방향이며, z 방향은 광축 방향을 나타낸다. 그리고, A 방향은 상기 기판(20)에 대각선 방향으로 상호 이격되어 배치되는 상기 광 확산렌즈(2)의 중심을 잇는 가상의 선(L1, L2)의 교점에 대한 방향을 나타낸다. 여기서, 상기 x 방향, 상기 y 방향 및 A 방향은 동일 수평면상에 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 z 방향은 상기 평면과 수직한 방향일 수 있다.
한편, 광축(C)이라 함은 상기 광원에서 조사되는 광의 중심이며, 상기 광 확산렌즈(2)의 중심과 일치할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 라이트 모듈(1)은 실시예에 따른 광 확산렌즈(2), 상기 광 확산렌즈(2)가 배치되는 기판(20) 및 기판(20)에 소정의 간격으로 실장되는 복수 개의 광원을 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 실시예에 따른 광 확산렌즈(2)는 하부면(100), 광이 입사되는 입사면(200) 및 상기 입사면(200)을 통해 입사된 광이 출사되는 출사면(300)을 포함할 수 있다.
상기 광 확산렌즈(2)는 상기 광원을 덮도록 배치되어 상기 광원에서 조사되는 광을 확산시킬 수 있다. 예컨데, 상기 광 확산렌즈(2)의 입사면(200)을 통해 입사된 광은 출사면(300)을 통해 출사되면서 확산될 수 있다.
입사면(200)은 하부면(100)의 중앙에서 내부로 오목하게 형성될 수 있다. 그에 따라, 하부면(100)의 중앙에는 입사구(210)가 형성될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 입사구(210)가 타원 형상으로 형성됨에 따라, 입사구(210)는 소정의 폭(S1y)으로 형성된 장축(211)과 소정의 폭(S1x)으로 형성된 단축(212)을 포함할 수 있다. 이때, 입사구(210)의 장축 방향의 폭(S1y)은 단축 방향의 폭(S1x)보다 크다.
상기 광원의 광축 방향에서 바라볼 때, 상기 광 확산렌즈(2)는 타원 형상으로 형성될 수 있다. 상세하게, 상기 광원의 광축 방향에서 바라볼 때, 상기 광 확산렌즈(2)의 출사면(300)은 타원 형상으로 형성될 수 있으며, 그에 따라 출사면(300)의 장축은 소정의 폭(S2x)으로 형성되고, 단축은 소정의 폭(S2y)으로 형성될 수 있다. 이때, 출사면(300)의 장축 방향의 폭(S2x)은 단축 방향의 폭(S2y)보다 크다.
도 5를 참조하면, 상기 광 확산렌즈(2)에 있어서, 입사구(210)의 장축(211)과 상기 출사면(300)의 장축은 수직하게 배치될 수 있다.
그리고, 상기 광 확산렌즈(2)는 하기의 <식 1>에 따라 상기 라이트 모듈(1)의 기판(20)에 배치될 수 있다.
<식 1>
Px : Py = k*S1x*S2x : S1y*S2y
Px: 출사면의 장축 방향으로 하나의 광 확산렌즈에서 다른 하나의 광 확산렌즈까지의 거리, Py: 출사면의 단축 방향으로 하나의 광 확산렌즈에서 다른 하나의 광 확산렌즈까지의 거리, k: 상수, S1x: 입사구의 단축 방향의 폭, S2x: 출사면의 장축 방향의 폭, S1y: 입사구의 장축 방향의 폭, S2y: 출사면의 단축 방향의 폭.
여기서, Px : Py는 기판(20)에 배치되는 상기 광 확산렌즈(2)의 x 방향에 대한 y 방향의 이격거리 비를 나타낸다.
따라서, 상기 기판(20)에 설치되는 복수 개의 광 확산렌즈(2)의 출사면(300)의 장축 방향(x 방향)으로 하나의 광 확산렌즈에서 다른 하나의 광 확산렌즈까지의 거리(Px) 대비 상기 출사면의 단축 방향(y 방향)으로 하나의 광 확산렌즈에서 다른 하나의 광 확산렌즈까지의 거리(Py)의 비(Px : Py)에 의해 상기 라이트 모듈(1)은 상기 광 확산렌즈(2)의 대각선 방향(A 방향)에 발생하는 암부를 최소화할 수 있다.
한편, 상기 <식 1>에서 제시된 상기 상수(k)는 하기의 <식 2>를 만족할 수 있다.
<식 2>
Figure 112018076574079-pat00004
바람직하게, Px:Py = 340:75 일 경우 상기 상수(k)는 5.89이상이고 10.88이하일 수 있다.
또는, Px:Py = 2:1 일 경우 K범위는 2.6이상 4.4 이하일 수 있다. 또는, Px:Py = 3:1 일 경우 K 범위는 3.9 이상 7.2 이하일 수 있다. 또는, Px:Py = 2.5:1 일 경우 K 범위 3.25 이상 6이하일 수 있다.
도 6은 실시예에 따른 라이트 모듈에 의해 형성된 배광 이미지를 나타내는 도면이고, 도 7은 실시예에 따른 라이트 모듈의 광 지향각 특성을 나타내는 도면이다.
도 6 및 7을 참조하면, 상기 <식 1> 및 <식 2>를 만족하도록 형성된 상기 라이트 모듈(1)은 대각선 방향에 대한 암부의 형성을 최소화하여 광 균일도를 향상시킨 면광원을 형성할 수 있다.
상기 광 확산렌즈(2)는 비구면 형상의 입사면(200)과 출사면(300)을 이용하여 입사면(200)을 통해 입사된 광을 확산시킬 수 있다. 그리고, 출사면(300)은 상부면(310)과 출사면(320)을 포함할 수 있다. 이때, 상부면(310)은 상부측으로 볼록하게 형성될 수 있다. 여기서, '상부측'과 '하부측'은 상대적인 표현으로서 이하에서 별다른 정의가 없다면, 하부면(100)에서 상부면(310)으로 향하는 방향을 상부측(위쪽)으로 정하고, 이와 반대로 상부면(310)에서 하부면(100)으로 향하는 방향을 하부측(아래쪽)으로 정한다.
상기 광 확산렌즈(2)는 폴리카보네이트 또는 폴리메타메틸아크릴레이트의 재질을 이용하여 형성될 수 있다. 여기서, 상기 폴리카보네이트의 굴절율은 1.58이고, 상기 폴리메타메틸아크릴레이트의 굴절률은 1.49이다.
도 8은 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 정면도이고, 도 9는 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 측면도이고, 도 10은 실시예에 따른 광 확산렌즈의 상부면을 기준으로 장축 방향에 대한 단면도이고, 도 11은 실시예에 따른 광 확산렌즈의 상부면을 기준으로 단축 방향에 대한 단면도이다.
도 5 및 도 8 내지 도 11을 참조하면, 하부면(100)은 중앙에 타원형의 입사구(210)가 배치되는 타원형으로 형성될 수 있다.
그리고, 하부면(100)은 아래 방향으로 볼록한 형상 또는 평면 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 아래 방향으로 볼록한 형상의 하부면(100)은 상부면(310)의 중심 부분의 곡률보다 더 큰 곡률을 가지는 곡면일 수 있다.
하부면(100)은 아래 방향으로 볼록한 형상의 곡면으로 형성된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 하부면(100)은 가장자리에서 중심 방향으로 일정한 길이까지는 평면이 형성되어 있을 수 있으며, 상기 평면이 끝나는 지점부터 중심측으로 하부볼록면이 형성될 수 있다. 즉, 하부면(100)은 가장자리에서 중심 방향으로 일정 길이 동안 곡률이 0이지만, 상기 일정 길이 이상부터 상기 중심까지는 곡률이 증가하다가 다시 감소하는 형상일 수 있다.
상기 평면만으로 구성된 하부면과 비교해 볼 때, 상기 하부볼록면을 구비하는 하부면(100)의 경우 광원(10)에서 출사되는 광 중에서 하부측으로 출사되는 광을 상부측으로 더 많이 전반사 시킬 수 있다.
여기서, 상기 하부볼록면에 의해 우선적으로 상기 광이 전반사되도록 상기 하부면(100)에 배치되는 평면은 상기 하부볼록면의 외측에 배치되는 것이 바람직하다.
입사면(200)은 입사구(210)에 위치하는 광원에서 출사되는 광이 상기 광 확산렌즈(2)의 내부로 입사되는 표면 부분이다.
도 3, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 비구면 형상의 입사면(200)은 하부면(100)의 중앙에서 내부로 오목하게 형성될 수 있다. 그에 따라, 하부면(100)의 중앙에는 입사구(210)가 형성될 수 있다. 이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 입사구(210)는 장축(211)과 단축(212)을 포함한 타원 형상으로 형성될 수 있다.
입사구(210)의 장축(211)이 제1 거리(S1y)로 형성되고 단축(212)이 제2 거리(S1x)로 형성될 때, 단축(212)의 제2 거리(S1x) 대비 장축(211)의 제1 거리(S1y)는 1 초과 내지 1.5 미만의 범위에서 형성될 수 있다. 즉, 상기 단축(212)에 대한 상기 장축(211)의 비율(Dr)이 1<Dr<1.5일 수 있다.
입사구(210)의 장축(211)과 단축(212)의 교점과 하부면(200)의 중심점이 일치하도록, 입사구(210)는 하부면(100)의 중앙에 형성될 수 있다.
입사구(210)의 중앙에는 광원(30)이 배치될 수 있다. 그에 따라, 광원(30)과 입사면(200) 사이에는 공기층이 배치될 수 있다. 따라서, 광원(30)에서 상기 공기층으로 출사되는 광의 경우 굴절율이 다른 상기 광 확산렌즈(2)의 입사면(200)에서 더 굴절될 수 있다.
한편, 입사면(200)의 수직 단면은 반타원구 형상, 반럭비(rugby)공 형상 또는 포물선 형상으로 형성될 수 있다. 그에 따라, 입사면(200)은 비구면으로 형성될 수 있다.
도 12는 실시예에 따른 광 확산렌즈에 배치되는 가상의 제1 평면을 나타내는 도면이고, 도 13은 실시예에 따른 광 확산렌즈의 입사면과 제1 평면과의 관계를 나타내는 도면이다. 여기서, 도 13의 (a)는 가상의 제1 평면과 x 방향의 상기 입사면의 일점과의 관계를 나타내는 도면이고, 도 13의 (b)는 가상의 제1 평면과 A 방향의 입사면의 일점과의 관계를 나타내는 도면이고, 도 13의 (c)는 가상의 제1 평면과 y 방향의 입사면의 일점과의 관계를 나타내는 도면이고, 도 13의 (d)는 가상의 제1 평면과 x 방향, A 방향 및 y 방향의 입사면의 일점과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 상기 광 확산렌즈(2)의 입사면(200)은 상기 광 확산렌즈(2)의 상부측에 배치되는 가상의 제1 평면(B1)에서 소정의 거리로 이격되게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 평면(B1)은 광축(C)에 수직하게 배치되는 가상의 수평면으로써, 입사면(200)의 상부와 맞닿게 배치될 수 있다.
따라서, 상기 제1 평면(B1)을 기준으로 입사면(200)에 위치하는 일점은 z 방향에 대해 소정의 이격거리를 갖게 된다. 상세하게, 상기 제1 평면(B1)에 위치하는 임의의 점에서 x 방향의 입사면(200)까지의 거리, A 방향의 입사면(200)까지의 거리 및 y 방향의 입사면(200)까지의 거리는 각각 상이하다. 이때, 광축(C)과 제1 평면(B1)이 만나는 지점(C1)에서 입사면(200)까지의 거리는 0일 수 있다.
도 13의 (a)를 참조하면, 광축(C)을 기준으로 제1 평면(B1)상에 소정의 반경 거리(R1)로 위치하는 가상의 점(P1)에서 상기 광축(C)과 평행하게 상기 x 방향의 상기 입사면(200)의 일점(Px1)까지는 소정의 거리(Zx1)로 이격될 수 있다. 그에 따라, 상기 x 방향에 대한 입사면(200)은 x1 sag profile을 따라 형성될 수 있다.
도 13의 (b)를 참조하면, 광축(C)을 기준으로 제1 평면(B1)상에 소정의 반경 거리(R1)로 위치하는 가상의 점(P1)에서 상기 광축(C)과 평행하게 상기 A 방향의 상기 입사면(200)의 일점(PA1)까지는 소정의 거리(ZA1)로 이격될 수 있다. 그에 따라, 상기 A 방향에 대한 입사면(200)은 A1 sag profile을 따라 형성될 수 있다.
도 13의 (c)를 참조하면, 광축(C)을 기준으로 제1 평면(B1)상에 소정의 반경 거리(R1)로 위치하는 가상의 점(P1)에서 상기 광축(C)과 평행하게 상기 y 방향의 상기 입사면(200)의 일점(Py1)까지는 소정의 거리(Zy1)로 이격될 수 있다. 그에 따라, 상기 y 방향에 대한 입사면(200)은 y1 sag profile을 따라 형성될 수 있다.
도 13의 (d)를 참조하면, 상기 제1 평면(B1)에 소정의 반경 거리(R1)로 위치하는 임의의 점(P1)에서 x 방향의 입사면(200)까지의 거리(Zx1), A 방향의 입사면(200)까지의 거리(ZA1) 및 y 방향의 입사면(200)까지의 거리(Zy1)는 하기의 <식 3>을 만족할 수 있다.
<식 3>
Zx1 > ZA1 > Zy1
출사면(300)은 입사면(200)을 통해 입사된 광이 출사되는 상기 광 확산렌즈(2)의 표면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 광축(C) 방향에서 바라볼 때, 출사면(300)은 타원형으로 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 출사면(300)은 볼록 형상의 상부면(310) 및 상기 상부면(310)과 하부면(100) 사이에 배치되는 측부면(320)을 포함할 수 있다. 이때, 측부면(320)은 광축(C)과 평행하게 배치될 수 있다. 그리고, 상기 광축 방향(z 방향)에서 바라볼 때, 상부면(310)은 타원형으로 형성될 수 있다.
그리고, 입사면(200)을 통해 상기 광 확산렌즈(2)의 내부로 입사된 광 중 일부는 상부면(310)을 통해 굴절되어 외부로 출사된다. 이때, 상부면(310)은 광축(C)을 지나는 x 방향 또는 y 방향의 가상의 수직평면을 기준으로 대칭되게 형성될 수 있다. 그에 따라, 상부면(310)은 광축(C)을 기준으로 x 방향 또는 y 방향에 대한 대칭적 광 경로를 구현할 수 있다.
상부면(310)은 광축 방향(z 방향)으로 볼록하게 형성될 수 있다.
상부면(310)은 최상단 중심 부분에서 가장자리 부분으로 갈수록 곡률이 점진적으로 증가하는 볼록 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 상부면(310)의 최상단 중심 부분은 가장자리 부분보다 평탄할 수도 있다.
도 14는 실시예에 따른 광 확산렌즈에 배치되는 가상의 제2 평면을 나타내는 도면이고, 도 15는 실시예에 따른 광 확산렌즈의 상부면과 제2 평면과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 14를 참조하면, 상기 광 확산렌즈(2)의 상부면(310)은 상기 광 확산렌즈(2)의 상부측에 배치되는 가상의 제2 평면(B2)에서 소정의 거리로 이격되게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제2 평면(B2)은 광축(C)에 수직하게 배치되는 가상의 수평면으로써, 상부면(310)의 상부와 맞닿게 배치될 수 있다.
따라서, 상기 제2 평면(B2)을 기준으로 상부면(310)에 위치하는 일점은 z 방향에 대해 소정의 이격거리를 갖게 된다. 상세하게, 상기 제2 평면(B2)에 위치하는 임의의 점에서 x 방향의 상부면(310)까지의 거리, A 방향의 상부면(310)까지의 거리 및 y 방향의 상부면(310)까지의 거리는 각각 상이하다. 이때, 광축(C)과 제2 평면(B2)이 만나는 지점(C2)에서 상부면(310)까지의 거리는 0일 수 있다.
도 15를 참조하면, 광축(C)을 기준으로 제2 평면(B2)상에 소정의 반경 거리(R2)로 위치하는 가상의 점(P2)에서 상기 광축(C)과 평행하게 상기 x 방향의 상기 상부면(310)의 일점(Px2)까지는 소정의 거리(Zx2)로 이격될 수 있다. 그에 따라, 상기 x 방향에 대한 상부면(310)은 x2 sag profile을 따라 형성될 수 있다.
또한, 광축(C)을 기준으로 제2 평면(B2)상에 소정의 반경 거리(R2)로 위치하는 가상의 점(P2)에서 상기 광축(C)과 평행하게 상기 A 방향의 상기 상부면(310)의 일점(PA2)까지는 소정의 거리(ZA2)로 이격될 수 있다. 그에 따라, 상기 A 방향에 대한 상부면(310)은 A2 sag profile을 따라 형성될 수 있다.
또한, 광축(C)을 기준으로 제2 평면(B2)상에 소정의 반경 거리(R2)로 위치하는 가상의 점(P2)에서 상기 광축(C)과 평행하게 상기 y 방향의 상기 상부면(310)의 일점(Py2)까지는 소정의 거리(Zy2)로 이격될 수 있다. 그에 따라, 상기 y 방향에 대한 상부면(310)은 y2 sag profile을 따라 형성될 수 있다.
따라서, 상기 제2 평면(B2)에 소정의 반경 거리(R2)로 위치하는 임의의 점(P2)에서 x 방향의 상부면(310)까지의 거리(Zx2), A 방향의 상부면(310)까지의 거리(ZA2) 및 y 방향의 상부면(310)까지의 거리(Zy2)는 하기의 <식 4>을 만족할 수 있다.
<식 4>
Zx2 < ZA2 < Zy2
도 16은 실시예에 따른 광 확산렌즈의 입사면과 상부면에 의한 광 경로를 나타내는 도면이다.
도 16을 참조하면, 광원(30)의 광축정점(31)에서 상기 광축(C)에 대해 제1 각(α)으로 상기 입사면(200)을 향해 광은 조사될 수 있다. 그리고, 상기 광은 입사면(200)을 기준으로 굴절될 수 있다. 그에 따라, 상기 광은 하기의 <식 5>를 만족할 수 있다.
<식 5>
Figure 112018076574079-pat00005
Φx1: x 방향으로 입사면의 일점(Px1)에 조사되는 광과 광축이 이루는 각, Φx2: x 방향으로 입사면의 일점(Px1)에서 출사되는 광과 광축이 이루는 각, ΦA1: A 방향으로 입사면의 일점(PA1)에 조사되는 광과 광축이 이루는 각, ΦA2: A 방향으로 입사면의 일점(PA1)에서 출사되는 광과 광축이 이루는 각, Φy1: y 방향으로 입사면의 일점(Py1)에 조사되는 광과 광축이 이루는 각, Φy2: y 방향으로 입사면의 일점(Py1)에서 출사되는 광과 광축이 이루는 각.
이때, 상기 x 방향으로 입사면(200)의 일점(Px1)에 조사되는 광과 광축이 이루는 각(Φx1), 상기 A 방향으로 입사면(200)의 일점(PA1)에 조사되는 광과 광축이 이루는 각(ΦA1) 및 상기 y 방향으로 입사면(200)의 일점(Py1)에 조사되는 광과 광축이 이루는 각(Φy1)은 동일하다. 여기서, Φx1는 제1 조사각, ΦA1는 제2 조사각, Φy1는 제3 조사각이라 불릴 수 있다. 그리고, Φx2는 제1 굴절각, ΦA2는 제2 굴절각, Φy2는 제3 굴절각이라 불릴 수 있다.
그리고, 상기 제1 각(α)으로 상기 입사면(200)에 입사되어 상기 상부면(310)을 향해 조사되어 굴절되는 광은 하기의 <식 6>을 만족할 수 있다. 즉, 상기 입사면(200)에서 굴절되어 상기 상부면(310)을 향해 조사된 광은 상부면(310)에서 굴절되어 외부로 출사될 수 있다.
<식 6>
Figure 112018076574079-pat00006
Φx4: x 방향으로 상부면의 일점(Px2)에서 출사되는 광과 광축이 이루는 각, ΦA4: A 방향으로 상부면의 일점(PA2)에서 출사되는 광과 광축이 이루는 각, Φy4: y 방향으로 상부면의 일점(Py2)에서 출사되는 광과 광축이 이루는 각.
따라서, 상기 x 방향을 기준으로 입사면(200)에서 소정의 각도(Φx2)로 출사되는 광은 상부면(310)에 의해 소정의 각도(Φx4)로 굴절될 수 있다. 그리고, 상기 A 방향을 기준으로 입사면(200)에서 소정의 각도(ΦA2)로 출사되는 광은 상부면(310)에 의해 소정의 각도(ΦA4)로 굴절될 수 있다. 그리고, 상기 y 방향을 기준으로 입사면(200)에서 소정의 각도(Φy2)로 출사되는 광은 상부면(310)에 의해 소정의 각도(Φy4)로 굴절될 수 있다. 여기서, Φx4는 제1 배광각, ΦA4는 제2 배광각, Φy4는 제3 배광각이라 불릴 수 있다.
한편, 상기 광 확산렌즈(2)는 입사구(210)의 장축(211)과 단축(212)의 배치 위치를 기준으로 상기 출사면(300) 중 자유 곡선을 형성하는 측부면(320)을 배치할 수 있다. 예컨데, 실시예에 따른 광 확산렌즈(2)는 출사면(300) 중 상부측에 높이차가 발생하도록 자유 곡선을 형성하는 측부면(320)을 포함할 수 있다.
측부면(320)의 상부측이 곡선의 형태로 형성됨에 따라, 측부면(320)은 제1 높이(H1)로 형성된 한 쌍의 제1 측부(321) 및 제2 높이(H2)로 형성된 한 쌍의 제2 측부(322)를 포함할 수 있다. 여기서, 한 쌍의 제1 측부(321)와 한 쌍의 제2 측부(322) 각각은 광축(C)을 기준으로 각각 서로 마주보게 배치된다. 이때, 상기 하부면(100) 또는 측부면(320)의 하부측 모서리를 기준으로 상기 제1 높이(H1)는 상기 제2 높이(H2)보다 높게 형성된다. 그에 따라, 상기 제1 높이(H1)는 측부면(320)의 최대 높이가 될 수 있고, 상기 제2 높이(H2)는 측부면(320)의 최소 높이가 될 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 입사구(210)의 단축 방향에는 상기 제1 측부(321)가 배치되며, 입사구(210)의 장축 방향에는 상기 제2 측부(322)가 배치된다. 예컨데, 도 5에 도시된 바와 같이, 입사구(210)의 단축 방향을 가로지르는 가상의 선상에는 상기 제1 측부(321)가 서로 마주보게 배치되며, 입사구(210)의 장축 방향을 가로지르는 가상의 선상에는 상기 제2 측부(322)가 서로 마주보게 배치된다.
이때, 무라의 형성을 방지하여 상기 광 확산렌즈(2)의 광 균일도를 향상시키도록, 제1 측부(321)의 제1 높이(H1)와 제2 측부(322)의 제2 높이(H2)의 비율은 입사구(210)의 단축(212)에 대한 장축(211)의 비율을 고려하여 설계될 수 있다.
도 11 및 도 16을 참조하면, 상기 광원(30)의 광축정점(31)에서 상기 제1 측부(321)의 상부측으로 조사되는 광이 상기 광축(C)과 이루는 제2 각(β)은 상기 제1 각(α)보다 클 수 있다. 이때, 제2 각(β)은 상기 광축(C)과 상기 광축정점(31)에서 상기 x 방향에 배치되는 x2 sag profile의 하부측 끝점을 잇는 가상의 선 사이의 사잇각일 수 있다.
따라서, 상기 제1 각(α)과 제2 각(β)은 0°< α < β 를 만족할 수 있다.
도 3, 도 8 및 도 9를 참조하면, 상부면(310)과 측부면(320) 만나는 영역은 곡선으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 곡선은 소정의 곡률을 갖도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 측부면(320)을 바라볼 때, 상기 측부면(320)의 상부측은 제1 측부(321)에서 제2 측부(322)로 갈수록 상기 측부면(320)의 높이가 감소하는 곡선의 형상으로 형성될 수 있다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 곡선 중 제1 측부(321)의 상부측은 제1 곡률(1/R1)로 형성되는 곡선을 포함하고, 상기 제2 측부(322)의 상부측은 제2 곡률(1/R2)로 형성되는 곡선을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 곡률(1/R1)과 상기 제2 곡률(1/R2)은 동일할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 17을 참조하면, 입사면(200)을 향해 광을 조사하는 광원(30)은 상부발광면(32)과 네 개의 측부발광면(33)을 포함할 수 있다. 그에 따라, 상기 광원(10)은 5면 발광을 구현할 수 있다. 이때, 광원(30)의 하면은 기판(20)의 상면과 접촉되게 배치될 수 있다.
광원(30)의 상부발광면(32)에서 조사되는 광은 광축 방향(z 방향)으로 조사되고, 측부발광면(33)에서 조사되는 광은 상기 광 확산렌즈(2)의 반경 방향으로 조사될 수 있다.
나아가, 상부발광면(32)의 광축정점(31)에서 조사되는 광은 비구면 형상의 입사면(200)과 상부면(310)에 의해 광 경로가 변경될 수 있다.
여기서, 상기 광원(30)으로는 LED가 이용될 수 있다. 그리고, 상기 LED에는 노란색(Yellow) 형광체가 도포될 수 있다.
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.
1: 광 확산렌즈 30: 광원
100: 하부면
200: 입사면 210: 입사구
300: 출사면
310: 상부면 320: 측부면
321: 제1 측부 322: 제2 측부
C: 광축

Claims (11)

  1. 기판;
    상기 기판에 소정의 간격으로 실장되는 복수의 광원; 및
    상기 복수의 광원의 각각의 상부에서, 상기 복수의 광원으로부터 출사되는 광을 각각 확산하는 복수의 광 확산렌즈를 포함하고,
    상기 광 확산렌즈는
    하부면;
    상기 하부면에 형성된 타원 형상의 입사구로부터 상기 하부면의 내부로 오목하게 비구면으로 형성된 입사면; 및
    상기 입사면을 통해 입사된 광이 출사되는 출사면을 포함하고,
    광축에서 바라볼 때, 상기 출사면은 타원 형상으로 형성되고,
    상기 입사구의 장축과 상기 출사면의 장축은 수직하고,
    상기 광 확산렌즈는 하기의 식 1에 따라 배치되는 라이트 모듈.
    <식 1>
    Px : Py = k*S1x*S2x : S1y*S2y
    Px: 출사면의 장축 방향으로 하나의 광 확산렌즈에서 다른 하나의 광 확산렌즈까지의 거리, Py: 출사면의 단축 방향으로 하나의 광 확산렌즈에서 다른 하나의 광 확산렌즈까지의 거리, k 상수, S1x: 입사구의 단축 방향의 폭, S2x: 출사면의 장축 방향의 폭, S1y: 입사구의 장축 방향의 폭, S2y: 출사면의 단축 방향의 폭.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 k는 하기의 식 2를 만족하는 라이트 모듈.
    <식 2>
    Figure 112018076574079-pat00007
  3. 제1항에 있어서,
    상기 Px:Py = 340:75일 경우 상기 k는 5.89이상이고 10.88이하인 라이트 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광축을 기준으로 상기 기판에 대각선 방향으로 이격되어 배치되는 상기 광 확산렌즈의 중심을 잇는 가상의 선(L1, L2)의 교점에 대한 방향을 A 방향이라 하고, 상기 출사면의 장축 방향을 x 방향이라 하며, 상기 출사면의 단축 방향을 y 방향이라 할 때,
    상기 광축에 대해 수직하는 가상의 제1 평면(B1)상에 소정의 반경 거리(R1)로 위치하는 가상의 점(P1)에서 상기 광축과 평행하게 상기 x 방향의 상기 입사면의 일점(Px1)까지의 거리 Zx1, 상기 A 방향의 상기 입사면의 일점(PA1)까지의 거리 ZA1 및 상기 y 방향의 상기 입사면의 일점(Py1)까지의 거리 Zy1은 하기의 식 3을 만족하는 라이트 모듈.
    <식 3>
    Zx1 > ZA1 > Zy1
  5. 제4항에 있어서,
    상기 출사면은
    비구면의 상부면; 및
    상기 상부면과 하부면 사이에 배치되는 측부면을 포함하며,
    상기 광축에 대해 수직하는 가상의 제2 평면(B2)상에 소정의 반경 거리(R2)로 위치하는 가상의 점(P2)에서 상기 광축과 평행하게 상기 x 방향의 상기 상부면의 일점(Px2)까지의 거리 Zx2, 상기 A 방향의 상기 상부면의 일점(PA2)까지의 거리 ZA2 및 상기 y 방향의 상기 상부면의 일점(Py2)까지의 거리 Zy2는 하기의 식 4를 만족하는 라이트 모듈.
    <식 4>
    Zx2 < ZA2 < Zy2
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광원의 광축정점에서 상기 광축에 대해 제1 각(α)으로 상기 입사면을 향해 조사되는 광은 하기의 식 5를 만족하는 라이트 모듈.
    <식 5>
    Figure 112018076574079-pat00008

    Φx1: x 방향으로 입사면의 일점(Px1)에 조사되는 광과 광축이 이루는 각, Φx2: x 방향으로 입사면의 일점(Px1)에서 출사되는 광과 광축이 이루는 각, ΦA1: A 방향으로 입사면의 일점(PA1)에 조사되는 광과 광축이 이루는 각, ΦA2: A 방향으로 입사면의 일점(PA1)에서 출사되는 광과 광축이 이루는 각, Φy1: y 방향으로 입사면의 일점(Py1)에 조사되는 광과 광축이 이루는 각, Φy2: y 방향으로 입사면의 일점(Py1)에서 출사되는 광과 광축이 이루는 각.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 각(α)으로 상기 입사면에 입사되어 상기 상부면을 향해 조사되는 광은 하기의 식 6을 만족하게 굴절되는 라이트 모듈.
    <식 6>
    Figure 112018076574079-pat00009

    Φx4: x 방향으로 상부면의 일점(Px2)에서 출사되는 광과 광축이 이루는 각, ΦA4: A 방향으로 상부면의 일점(PA2)에서 출사되는 광과 광축이 이루는 각, Φy4: y 방향으로 상부면의 일점(Py2)에서 출사되는 광과 광축이 이루는 각.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 측부면은 광축을 기준으로 각각 서로 마주보게 제1 높이로 형성된 제1 측부 및 제2 높이로 형성된 제2 측부를 포함하고,
    상기 하부면을 기준으로 상기 제1 높이는 상기 제2 높이보다 높게 형성되며,
    상기 입사구의 단축 방향에는 상기 제1 측부가 배치되고,
    상기 입사구의 장축 방향에는 상기 제2 측부가 배치되는 라이트 모듈.
  9. 하부면;
    상기 하부면에 형성된 타원 형상의 입사구로부터 상기 하부면의 내부로 오목하게 비구면으로 형성된 입사면; 및
    상기 입사면을 통해 입사된 광이 출사되는 출사면을 포함하고,
    광축에서 바라볼 때, 상기 출사면은 타원 형상이고,
    상기 입사구의 장축과 상기 출사면의 장축은 수직하고,
    상기 광축을 기준으로 상기 기판에 대각선 방향으로 이격되어 배치되는 광 확산렌즈의 중심을 잇는 가상의 선(L1, L2)의 교점에 대한 방향을 A 방향이라 하고, 상기 출사면의 장축 방향을 x 방향이라 하며, 상기 출사면의 단축 방향을 y 방향이라 할 때,
    상기 광축에 대해 수직하는 가상의 제1 평면(B1)상에 소정의 반경 거리(R)로 위치하는 가상의 점(P1)에서 상기 광축과 평행하게 상기 x 방향의 상기 입사면의 일점(Px1)까지의 거리 Zx1, 상기 A 방향의 상기 입사면의 일점(PA1)까지의 거리 ZA1 및 상기 y 방향의 상기 입사면의 일점(Py1)까지의 거리 Zy1은 하기의 식 3을 만족하는 광 확산렌즈.
    <식 3>
    Zx1 > ZA1 > Zy1
  10. 제9항에 있어서,
    상기 출사면은
    비구면의 상부면; 및
    상기 상부면과 하부면 사이에 배치되는 측부면을 포함하며,
    상기 광축에 대해 수직하는 가상의 제2 평면(B2)상에 소정의 반경 거리(R)로 위치하는 가상의 점(P2)에서 상기 광축과 평행하게 상기 x 방향의 상기 상부면의 일점(Px2)까지의 거리 Zx2, 상기 A 방향의 상기 상부면의 일점(PA2)까지의 거리 ZA2 및 상기 y 방향의 상기 상부면의 일점(Py2)까지의 거리 Zy2는 하기의 식 4를 만족하는 광 확산렌즈.
    <식 4>
    Zx2 < ZA2 < Zy2
  11. 제10항에 있어서,
    상기 측부면에서, 광축을 기준으로 서로 마주보는 제1측부의 제1높이는, 상기 제1측부와 수직으로서 광축을 기준으로 서로 마주보는 제2측부의 제2높이보다 높게 형성되고,
    상기 제1측부는 상기 입사구의 단축방향에 형성되고, 상기 제2측부는 상기 입사구의 장축방향에 형성되는 광 확산렌즈.
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