KR102137746B1 - 광학 렌즈 및 램프 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학 렌즈 및 램프 모듈에 관한 것으로, 본 발명에 따른 광학 렌즈는 발광 모듈로부터 출사되는 빛을 집광하는 집광부; 및 상기 집광부를 통해 유입된 상기 빛을 확산하도록 돌출되는 표면인 확산부;를 포함한다.

Description

광학 렌즈 및 램프 모듈{OPTICAL LENS AND LAMP MODULE}

본 발명의 실시예는 광학 렌즈 및 램프 모듈에 관한 것이다.

발광 소자(LED)는 전기에너지를 빛 에너지로 변환하는 반도체소자로서, 화합물 반도체의 조성을 제어하여 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 파장(색)의 빛을 구현할 수 있으며, 형광물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 빛을 구현할 수 있다.

발광 소자는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성 등의 장점이 있다. 따라서, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광다이오드 조명장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용범위가 확대되고 있다.

이와 같은 발광 소자로부터의 빛을 확산하기 위하여 발광 소자의 전면에는 확산 렌즈가 포함되는 구조의 램프 모듈이 구성된다.

그러나, 종래 기술에 따르면 발광 소자의 개수를 줄이기 위해 확산 렌즈를 사용해 발광 소자로부터의 빛을 확산하여 면발광을 제공하는 경우, 확산성은 유지하나 중심 광도가 낮아 광효율이 낮은 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예는 빛의 면발광 확산 기능과 중심광도를 높인 집광 기능을 모두 구비하도록 하여, 확산성을 유지하면서도 고 광효율을 가진 광학 렌즈와 램프 모듈을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시예는 광원의 수량이 많고 면발광을 필요로 하는 차량용 램프로서 적합한 램프 모듈을 제공하고자 한다.

전술한 문제를 해결하기 위한 본 실시예에 따른 광학 렌즈는 발광 모듈로부터 출사되는 빛을 집광하는 집광부; 및 상기 집광부를 통해 유입된 상기 빛을 확산하도록 돌출되는 표면인 확산부;를 포함한다.

본 발명의 따른 실시예에 따르면, 상기 집광부는 상기 발광 모듈로부터 출사되는 빛이 수용되는 발광 모듈 수용 공간으로 구성될 수 있다.

본 발명의 따른 실시예에 따르면, 상기 광학 렌즈의 내경은 상기 발광 모듈 수용 공간의 깊이보다 크게 형성될 수 있다.

본 발명의 따른 실시예에 따르면, 상기 집광부는 평면으로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 램프 모듈은 백색 광원, 적색 광원 및 황색 광원 중에서 어느 하나를 포함하는 발광 모듈; 복수개의 상기 발광 모듈이 배치되는 하우징; 발광 모듈로부터 출사되는 빛을 집광하는 집광부와 상기 집광부를 통해 유입된 상기 빛을 확산하도록 돌출되는 표면인 확산부를 포함하는 광학 렌즈;를 포함한다.

본 발명의 따른 실시예에 따르면, 상기 하우징은 단차를 포함하고, 복수개의 상기 발광 모듈은 상기 단차 상에 각각 배치될 수 있다.

본 발명의 따른 실시예에 따르면, 상기 복수개의 발광 모듈은 서로 상이한 색의 광원이 교차되어 배치될 수 있다.

본 발명의 따른 실시예에 따르면, 상기 광학 렌즈의 전면에 배치되는 클리어 렌즈(clear lens);를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 빛의 면발광 확산 기능과 중심광도를 높인 집광 기능을 모두 구비하도록 하여, 확산성을 유지하면서도 고 광효율을 가진 광학 렌즈와 램프 모듈을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 광원의 수량이 많고 면발광을 필요로 하는 차량용 램프로서 적합한 램프 모듈을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 램프 모듈을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 램프 모듈의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 광학 렌즈의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 램프 모듈의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 광학 렌즈의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 광학 렌즈를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 광학 렌즈를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 광학 렌즈를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 광학 렌즈를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 램프 모듈의 하우징을 도시한 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 본 발명의 일실시예에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 램프 모듈을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 램프 모듈의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 램프 모듈의 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 램프 모듈을 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 램프 모듈은 발광 모듈(110), 광학 렌즈(120) 및 하우징(130)을 포함하며, 클리어 렌즈(clear lens: 140)를 더 포함할 수 있다.

도 2에서와 같이 상기 발광 모듈(110)은 백색 광원, 적색 광원 및 황색 광원 중에서 어느 하나를 포함한다.

상기와 같이 구성된 발광 모듈(110)은 하우징(130)에 배치되고, 클리어 렌즈(140)는 상기 광학 렌즈(120)의 전면에 배치된다.

상기 발광 모듈(110)의 배치 시에는 백색 광원, 적색 광원 및 황색 광원 중에서 어느 하나를 포함하는 각 발광 모듈(110)이 필요에 따라 교차되어 배치될 수 있다.

광학 렌즈(120)는 발광 모듈(110)로부터 출사되는 빛을 집광하는 집광부(123)와 상기 집광부(123)를 통해 유입된 상기 빛을 확산하도록 돌출되는 표면인 확산부(127)을 포함한다.

상기 광학 렌즈(120)는 광을 외부로 확산할 수 있도록 외부로 돌출되는 구조의 곡률을 가지도록 구성된다. 또한, 상기 광학 렌즈(120)는 투명 수지를 이용하여 형성될 수 있으며, 나아가 상기 렌즈는 형광제를 포함하는데, 상기 렌즈부는 상기 형광제를 포함한 수지로 사출성형되거나, 또는 투명 또는 반투명의 수지, 유리 또는 필름에 상기 형광제를 코팅하여 제조될 수 있다.

도 2의 실시예에서는 상기 광학 렌즈(120)는 상기 하우징(130)에 의해 고정되고, 상기 집광부(123)가 발광 모듈 수용 공간으로 구성될 수 있으며, 발광 모듈(110)은 광학 렌즈(120) 내의 발광 모듈 수용 공간인 집광부(123) 내에 배치될 수 있다.

발광 모듈(110)은 광원(111)과 PCB(112)를 포함할 수 있으며, 광원(111)은 PCB(112) 상에 실장되어 구성될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 상기 광원은 백색 광원, 적색 광원 및 황색 광원 중에서 어느 하나로 구성될 수 있으며,

상기 발광 모듈(110)은 복수개의 발광 모듈이 서로 상이한 다양한 색의 광원이 서로 교차되어 배치될 수 있다.

상기 발광 모듈(110)의 광원(111)으로부터 광학 렌즈(120)의 간격은 10 mm 내지 60 mm로 구성되어 광원(111)으로부터의 빛을 보다 효율적으로 확산 할 수 있다.

광학 렌즈(120)는 발광 모듈(110)로부터 출사되는 빛을 집광하여 확산한다. 즉, 광학 렌즈(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 집광부(123) 및 확산부(127)를 포함하여, 집광부(123)가 발광 모듈(110)로부터 출사되는 빛을 집광하고, 확산부(127)가 상기 집광부(123)를 통해 유입된 상기 빛을 확산한다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 램프 모듈의 단면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 일실시예에 따른 램프 모듈을 설명하기로 한다.

도 3의 일실시예와 마찬가지로, 도 4의 일실시예에 따른 램프 모듈도 발광 모듈(110), 광학 렌즈(120) 및 하우징(130)을 포함한다.

상기 발광 모듈(110)은 백색 광원, 적색 광원 및 황색 광원 중에서 어느 하나를 포함한다.

상기 발광 모듈(110)은 하우징(130)에 의해 고정되며, 이를 위하여 도 4 및 도 5의 일실시예에 따른 발광 모듈(110)은 지지부(128) 및 결합 홀(129)을 포함한다.

상기 발광 모듈(110)의 결합 홀(129)에는 상기 하우징(130)이 결합되어 상기 하우징(130) 상에 상기 발광 모듈(110)이 고정된다.

또한, 도 4 및 도 5의 실시예에서도, 발광 모듈(110)은 광원(111)과 PCB(112)를 포함하고, 광학 렌즈(120)는 발광 모듈(110)로부터 출사된 빛이 수용되는 발광 모듈 수용 공간으로 구성되는 집광부(123)와, 상기 집광부(123)를 통해 유입된 상기 빛을 확산하는 확산부(127)를 포함한다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 광학 렌즈의 단면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 광학 렌즈의 구성을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 광학 렌즈(120)는 집광부(123)와 확산부(127)를 포함하여 구성된다.

상기 집광부(123)는 발광 모듈을 수용하기 위한 발광 모듈 수용 공간으로 구성되고, 확산부(127)는 상기 집광부(123)를 통해 유입된 빛을 확산하도록 표면이 돌출되어 구성된다.

도 6 및 도 7의 일실시예에 따른 광학 렌즈(120)는 내경(d1)이 2 mm 내지 18 mm로 구성되고, 발광 모둘 수용 공간의 깊이(d2)는 0.1 mm 내지 19 mm 로 구성되고, 광학 렌즈(120)의 외경(d3)은 5 mm 내지 20 mm로 구성되고, 광학 렌즈(120)의 높이(d4)는 3 mm 내지 20 mm로 구성될 수 있다.

이때, 도 6 및 도 7의 일실시예에 따른 광학 렌즈(120)는 발광 모듈 수용 공간에 해당하는 광학 렌즈(120)의 내경(d1)이 상기 발광 모듈 수용 공간의 깊이(d2) 보다 크게 형성될 수 있다. 상기와 같이 광학 렌즈(120)를 구성하면, 빛의 면발광 확산 기능과 중심광도를 높인 집광 기능을 모두 구비하도록 하여, 확산성을 유지하면서도 고광효율을 가진다.

그에 따라, 본 발명의 실시예들에 따르면 광원의 수량이 많고 면발광을 필요로 하는 차량용 램프로서 적합한 램프 모듈을 제공할 수 있다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 광학 렌즈를 설명하기 위한 도면이다.

도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 광학 렌즈의 구성을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 광학 렌즈(120)는 집광부(123)와 확산부(127)를 포함하여 구성된다.

이때, 도 8 및 도 9의 실시예에서는 집광부(123)가 평면으로 구성된다.

이와 같이 집광부(123)가 별도의 발광 모듈 수용 공간 없이 구성되는 경우에는 보다 단순한 구조로서 제조 공정이 간단하여 제조 비용을 절감하고, 빛의 면발광 확산 기능과 집광 기능을 모두 구비한 광학 렌즈(120)를 제공할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 램프 모듈의 하우징을 도시한 도면이다.

도 10에 도시된 바와 같이 램프 모듈(100) 내에 포함되는 하우징(130)은 복수개의 단차를 포함한다.

상기 하우징(130)의 복수개의 단차는 각각 발광 모듈이 배치되는 위치로서, 상기 발광 모듈이 배치뒤는 배면에는 방열을 효과적으로 하기 위한 히트 싱크(heat sink: 131)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서와 같이 하우징(130)에 복수개의 단차를 형성하면, 다수의 발광 모듈을 각 단차에 효율적으로 배치하여 광원의 수량이 많고 면발광을 필요로 하는 차량용 램프로서 보다 적합한 램프 모듈을 제공할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

110: 발광 모듈
111: 광원
112: PCB
120: 광학 렌즈
123: 집광부
127: 확산부
128: 지지부
129: 결합 홀
130: 하우징
131: 히트 싱크
140: 클리어 렌즈

Claims (11)

1. 백색 광원, 적색 광원 및 황색 광원 중에서 어느 하나를 포함하는 복수개의 발광 모듈;
   상기 복수개의 발광 모듈이 배치되는 하우징;상기 복수개의 발광 모듈로부터 출사되는 광을 집광하는 집광부와 상기 집광부를 통해 유입된 상기 광을 확산하도록 돌출되는 표면인 확산부를 포함하는 광학 렌즈; 및
   상기 광학 렌즈로부터 외부로 연장되고 결합 홀이 형성된 한 쌍의 지지부;를 포함하고,
   상기 하우징의 일부가 상기 결합 홀에 삽입되어 상기 하우징과 상기 지지부가 결합되고,
   상기 집광부는 에어 영역으로 형성되는 램프 모듈.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 광학 렌즈의 내경은 상기 발광 모듈 수용 공간의 깊이보다 크게 형성되는 램프 모듈.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 집광부는 평면으로 구성되는 램프 모듈.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 하우징은 단차를 포함하고 상기 복수개의 발광 모듈은 각각은 상기 단차 상에 배치되는 램프 모듈.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 복수개의 발광 모듈은 서로 상이한 광을 방출하는 광원이 교차되어 배치되는 램프 모듈.
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