KR102411072B1

KR102411072B1 - Led 광원용 확산 렌즈

Info

Publication number: KR102411072B1
Application number: KR1020210186441A
Authority: KR
Inventors: 이승현; 김학준; 양기석; 정평수
Original assignee: (주)지에스옵티텍
Priority date: 2021-12-23
Filing date: 2021-12-23
Publication date: 2022-06-22

Abstract

LED 광원용 확산 렌즈가 개시된다. 본 발명의 LED 광원용 확산 렌즈는, 사출 성형시 게이트가 연결된 렌즈부; 및 렌즈부에 연결되고, 게이트 커팅장치에 의해 절단된 절단면을 갖는 게이트 커팅부를 포함하고, 게이트 커팅장치는, 게이트의 아래에 구비되는 하부 커터; 게이트를 절단하도록 상하이동하는 상부 커터를 포함하고, 절단면은, 상부 커터의 날과 물리적 접촉에 의해 형성 가능한 상부절단면; 및 하부 커터의 날과 물리적 접촉에 의해 형성 가능한 하부절단면을 포함하고, 상부절단면과 하부절단면의 경계부에서 절단면에 입사한 빛이 확산하는 것을 특징으로 한다.

Description

LED 광원용 확산 렌즈{DIFFUSING LENS FOR LED LIGHT SOURCE}

본 발명은 LED 광원용 확산 렌즈에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 광원이 발광한 빛을 광축을 중심으로 확산시키도록 이루어지는 LED 광원용 확산 렌즈에 관한 것이다.

근래 들어오면서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 하여, 소형 및 경량화되면서 성능이 더욱 향상된 평판 표시장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.

이러한 평판 표시장치 중에서 액정 표시 장치(liquid crystal display)는 소형화, 경량화 및 저전력 소비 등의 이점이 있다. 액정 표시 장치는 기존의 브라운관(cathode ray tube)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로서 주목받아 왔다. 액정 표시 장치는 현재 디스플레이 장치가 필요한 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되어 사용되고 있다.

액정 표시장치에서의 액정 표시패널은 스스로 발광하지 못하므로, 액정 표시패널 배면에서 액정 표시패널에 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛을 구비하고 있다. 백라이트 유닛은 광원, 도광판 또는 확산판, 및 복수의 광학 시트 등을 포함한다.

광원이 액정 표시패널에 빛을 제공하는 위치에 따라서 백라이트 유닛은 에지형 백라이트 유닛과 직하형 백라이트 유닛으로 구분된다. 에지형 백라이트 유닛은 액정 표시패널의 측면에 광원 위치하여 표시패널 측면에서 빛을 제공하는 방식이다. 한편, 직하형 백라이트 유닛은 액정 표시패널의 배면에 광원이 위치하여 표시패널 배면에서 빛을 제공하는 방식이다.

직하형 백라이트 유닛은 광원에서 발광하는 빛의 직진성이 강해 정면 방향으로 광이 집중되는 경향이 있다. 따라서, 광이 액정 표시패널의 전체로 고르게 분산되지 못하여 광원 정면에 해당하는 부분에서 더 밝고 정면에서 멀어질수록 어두워지는 문제가 있다.

LED 광원이 직하 조명 방식으로 사용되는 경우 점광원의 특성상 광원의 수직 전면부에서는 조도가 크게 나타나지만, 광원의 중심부로부터 멀어지는 외곽 부근에서의 조도가 급격히 낮아져 전체적인 조도가 불균일해지는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 LED 상부에 확산(산란) 렌즈를 추가로 배치하는 기술이 적용되고 있다. LED 광원용 확산 렌즈는 LED 광원 상부에 구비되어 LED 광원에서 방출되는 빛을 확산시키게 된다. 직하형 백라이트 유닛의 광 확산 렌즈는 일반적으로 굴절형과 반사형이 있다.

굴절형 광 확산 렌즈는 상면이 볼록한 굴절면을 형성하여 상면을 통과하는 빛을 측면으로 굴절시킨다.

이와 관련하여 대한민국 공개특허공보 제2014-0132300호(이하 '선행문헌1')는 광 산란 렌즈 및 이를 포함하는 광원 패키지를 개시한다.

선행문헌1의 광 산란 렌즈는 광원이 삽입되도록 광 산란 렌즈의 저면에 내부로 함몰되어 형성되고, 광원으로부터 출사되는 빛이 산란되도록 그 표면이 헤이즈 처리되는 광원 홈과, 광원 홈에서 산란된 빛의 경로를 제어하기 위하여 그 표면이 경면 처리되는 외주면을 포함한다.

굴절형 광 확산 렌즈는 전면으로 향하는 빛이 많으므로 중심 휘도가 큰 특징이 있다. 따라서 선행문헌1의 광 산란 렌즈는 광원 홈 표면을 헤이즈(haze) 처리하고, 광 산란 렌즈의 외측 상면 및 측면은 경면 처리함으로써, 색분리 현상 발생 가능성을 낮추고 있다.

한편, 반사형 광 확산 렌즈는 상면이 오목한 반사면을 형성하여 상측으로 진행하는 빛을 측면으로 반사시킨다. 굴절형 광 확산 렌즈는 후면으로 향하는 빛이 많으므로 중심 휘도는 상대적으로 낮지만 넓은 배광을 가진다. 따라서 일반적으로 반사형 광 산란 렌즈는 후면으로 향하는 빛의 빛 샘 현상 발생 가능성을 낮추기 위해 광 산란 렌즈의 측면을 헤이즈 처리하고 있다.

대한민국 공개특허공보 제2020-0050199호(이하 '선행문헌2')는 사출제품의 게이트 커팅장치를 개시하고 있다.

선행문헌2의 게이트 커팅장치는 게이트로 복수개 연결된 플라스틱 사출물이 안착되는 제품 안착부와, 제품 안착부에 안착된 사출물의 게이트를 절단하기 위해 상하로 이송되는 커터가 구비되는 커팅부와, 플라스틱 사출물의 종류에 따라 커터를 적절한 온도로 가열하기 위한 가열온도정보가 저장되며, 제품 안착부에 안착되는 사출물을 가열온도정보에 기초하여 커터의 가열온도를 설정하는 온도설정DB와, 커터의 온도를 센싱하여 커터가 가열온도에 도달하도록 커터를 가열하는 히팅부를 포함한다.

선행문헌2의 게이트 커팅장치는 사출물 수지의 용융점과 사물출 게이트의 절단면 특성에 따라 커터의 가열온도를 다르게 설정할 수 있어, 게이트 절단면의 불량을 최소화할 수 있고, 깨끗한 게이트 절단면을 형성할 수 있는 이점이 있다.

굴절형 광 확산 렌즈의 측면은 매끈한 표면이 요구되고, 반사형 광 확산 렌즈의 측면은 헤이즈 처리된 표면이 요구된다. 그리고 광 확산 렌즈의 게이트 절단면은 광 확산 렌즈의 측면에 형성된다. 따라서 굴절형 광 확산 렌즈의 게이트 절단면은 매끈한 표면이 요구되고, 반사형 광 확산 렌즈의 게이트 절단면은 헤이즈 처리된 표면이 요구된다.

그러나 선행문헌2의 게이트 커팅장치는 깨끗한 게이트 절단면만을 형성한다. 따라서 반사형 광 확산 렌즈의 게이트 절단면에서 빛 샘 현상이 발생하는 문제가 있었다.

(선행문헌1) 대한민국 공개특허공보 제2014-0132300호 (공개일: 2014.11.17) (선행문헌2) 대한민국 공개특허공보 제2020-0050199호(공개일: 2020.05.11)

본 발명의 목적은, 게이트 절단면에서 빛 샘 현상 및 색분리 현상 발생이 방지되도록 이루어지는 LED 광원용 확산 렌즈를 제공하는 것이다.

또한, 게이트의 단면적 및 재질에 상관없이 확산 렌즈의 타입에 대응하는 게이트 절단면을 형성하도록 이루어지는 LED 광원용 확산 렌즈를 제공하는 것이다.

아울러, 표면상태가 일정한 게이트 절단면을 형성하도록 이루어지는 LED 광원용 확산 렌즈를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 사출 성형시 게이트가 연결된 렌즈부; 및 상기 렌즈부의 측부면에 연결되고, 게이트 커팅장치에 의해 절단된 절단면을 갖는 게이트 커팅부를 포함하고, 상기 게이트 커팅장치는, 상기 게이트의 아래에 구비되는 하부 커터; 및 상기 게이트를 절단하도록 상하이동하는 상부 커터를 포함하고, 상기 절단면은 상기 측부면의 표면보다 거친 것을 특징으로 하는 LED 광원용 확산 렌즈에 의하여 달성된다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 사출 성형시 게이트가 연결된 렌즈부; 및 상기 렌즈부에 연결되고, 게이트 커팅장치에 의해 절단된 절단면을 갖는 게이트 커팅부를 포함하고, 상기 게이트 커팅장치는, 상기 게이트의 아래에 구비되는 하부 커터; 및 상기 게이트를 절단하도록 상하이동하는 상부 커터를 포함하고, 상기 절단면은, 상기 상부 커터의 날과 물리적 접촉에 의해 형성 가능한 상부절단면; 및 상기 하부 커터의 날과 물리적 접촉에 의해 형성 가능한 하부절단면을 포함하고, 상기 상부절단면과 상기 하부절단면의 경계부에서 상기 절단면에 입사한 빛이 확산하는 것을 특징으로 하는 LED 광원용 확산 렌즈에 의하여 달성된다.

상기 상부 커터의 날의 하단부 곡률반경은 상기 하부 커터의 날의 상단부 곡률반경 이하로 이루어질 수 있다.

상기 하부 커터의 날의 상단부 곡률반경이 상기 상부 커터의 날의 하단부 곡률반경보다 커질수록 상기 하부절단면의 면적이 0에 수렴하도록 이루어질 수 있다.

상기 상부 커터의 날의 하단부 곡률반경과 상기 하부 커터의 날의 상단부 곡률반경 간 차이가 작아질수록 상기 경계부에서 상기 절단면에 입사한 빛의 확산도가 증가하도록 이루어질 수 있다.

상기 상부절단면에 입사한 빛이 확산하도록 상기 상부 커터의 날에 세로방향의 홈이 형성되도록 이루어질 수 있다.

상기 상부절단면에 입사한 빛이 확산하도록 상기 상부 커터의 날은 요철면을 형성하도록 이루어질 수 있다.

상기 요철면은, 상기 렌즈부 쪽으로 돌출된 복수의 볼록면; 및 상기 볼록면들 사이에 각각 형성되고, 상기 볼록면들 보다 위쪽에 구비된 오목면을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 상부 커터의 날은 상기 하부 커터의 날과 접촉하는 상부평면을 형성하고, 상기 하부 커터의 날은 상기 상부평면과 접촉하는 하부평면을 형성하며, 상기 상부평면의 연장선과 상기 하부평면의 연장선은 서로 교차하도록 이루어질 수 있다.

상기 상부 커터는 제1 열선이 구비된 이동 클램프에 결합되고, 상기 하부 커터는 제2 열선이 구비된 고정 클램프에 결합되고, 상기 상부 커터의 날의 온도가 상기 하부 커터의 날의 온도보다 높게 유지되도록 상기 제1 열선 및 상기 제2 열선에 공급되는 전원을 제어하도록 이루어질 수 있다.

상기 게이트 커팅장치는, 상기 하부 커터로부터 위쪽으로 연장되고, 상기 상부 커터의 날을 상기 하부 커터의 날로 안내하는 가이드부를 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명에 의하면, 상부절단면과 하부절단면의 경계부에서 절단면에 입사한 빛이 확산하되, 하부 커터의 날의 상단부 곡률반경이 상부 커터의 날의 하단부 곡률반경보다 커질수록 하부절단면의 면적이 0에 수렴함으로써, 게이트 절단면에서 색분리 현상 발생이 방지되도록 이루어지는 LED 광원용 확산 렌즈를 제공할 수 있게 된다.

또한, 상부절단면과 하부절단면의 경계부에서 절단면에 입사한 빛이 확산하되, 상부 커터의 날의 하단부 곡률반경과 하부 커터의 날의 상단부 곡률반경 간 차이가 작아질수록 경계부에서 절단면에 입사한 빛의 확산도가 증가함으로써, 게이트 절단면에서 빛 샘 현상 발생이 방지되도록 이루어지는 LED 광원용 확산 렌즈를 제공할 수 있게 된다.

아울러, 가이드부가 상부 커터의 날을 하부 커터의 날로 안내하며 게이트가 절단됨으로써, 표면상태가 일정한 게이트 절단면을 형성하도록 이루어지는 LED 광원용 확산 렌즈를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원용 확산 렌즈의 사출품들을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 LED 광원용 확산 렌즈의 렌즈부 및 게이트 커팅부를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1의 LED 광원용 확산 렌즈의 사출품들과 게이트 커팅장치를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 LED 광원용 확산 렌즈의 사출품들과 게이트 커팅장치를 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 3의 LED 광원용 확산 렌즈의 사출품들의 게이트가 게이트 커팅장치에 의해 커팅된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5의 LED 광원용 확산 렌즈의 사출품들과 게이트 커팅장치를 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 3의 게이트 커팅장치를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 게이트 커팅장치의 상부 커터, 하부 커터, 제1 열선 및 제2 열선을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 3의 LED 광원용 확산 렌즈의 사출품들과 게이트 커팅장치를 나타내는 부분 확대도이다.
도 10은 도 5의 LED 광원용 확산 렌즈의 사출품들의 게이트가 게이트 커팅장치에 의해 커팅된 상태를 나타내는 부분 확대도이다.
도 11a는 상부 커터 및 하부 커터를 나타내는 부분 확대도로서, 상부 커터의 날이 가이드부에 접촉한 상태를 나타내는 도면이다.
도 11b는 상부 커터 및 하부 커터를 나타내는 부분 확대도로서, 상부 커터의 날이 가이드부에 의해 안내되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 11c는 상부 커터 및 하부 커터를 나타내는 부분 확대도로서, 상부 커터의 날이 하부 커터 쪽으로 진행한 상태를 나타내는 도면이다.
도 12a는 도 9의 B 부분 확대도이다.
도 12b는 도 9의 C 부분 확대도이다.
도 13a는 도 10의 D 부분 확대도이다.
도 13b는 도 10의 D 부분 확대도로서, 상부 커터 및 하부 커터가 제거된 상태를 나타내는 도면이다.
도 13c는 도 13b의 부분 확대도로서, 절단면에서 빛의 반사와 확산을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 광원용 확산 렌즈의 사출품들과 게이트 커팅장치를 나타내는 부분 확대도이다.
도 15는 도 14의 LED 광원용 확산 렌즈의 사출품들의 게이트가 게이트 커팅장치에 의해 커팅된 상태를 나타내는 부분 확대도이다.
도 16a는 도 14의 E 부분 확대도이다.
도 16b는 도 14의 F 부분 확대도이다.
도 17a는 도 16의 G 부분 확대도이다.
도 17b는 도 16의 G 부분 확대도로서, 상부 커터 및 하부 커터가 제거된 상태를 나타내는 도면이다.
도 18은 도 7의 A 부분 확대도로서, 상부 커터의 날의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 19a는 도 7의 A 부분 확대도이다. 상부 커터의 날의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 19b는 도 19a의 상부 커터의 날을 나타내는 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명의 LED 광원용 확산 렌즈는, 게이트 절단면에서 빛 샘 현상 및 색분리 현상 발생이 방지된다. 또한, 게이트의 단면적 및 재질에 상관없이 확산 렌즈의 타입에 대응하는 게이트 절단면을 형성한다. 아울러, 표면상태가 일정한 게이트 절단면을 형성한다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예의 용이한 이해를 위해 3차원 직교좌표(Three Dimensional Cartesian Coordinate)를 사용하여 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원용 확산 렌즈(10)의 사출품(10A)들을 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1의 LED 광원용 확산 렌즈(10)의 렌즈부(11) 및 게이트 커팅부(12)를 나타내는 사시도이다.

도 3은 도 1의 LED 광원용 확산 렌즈(10)의 사출품(10A)들과 게이트 커팅장치(100)를 나타내는 사시도이다. 도 4는 도 3의 LED 광원용 확산 렌즈(10)의 사출품(10A)들과 게이트 커팅장치(100)를 나타내는 평면도이다.

도 5는 도 3의 LED 광원용 확산 렌즈(10)의 사출품(10A)들의 게이트(G)가 게이트 커팅장치(100)에 의해 커팅된 상태를 나타내는 사시도이다. 도 6은 도 5의 LED 광원용 확산 렌즈(10)의 사출품(10A)들과 게이트 커팅장치(100)를 나타내는 평면도이다.

LED 광원용 확산 렌즈(10)의 생산은 컴퓨터와 각종 계측장비를 이용하여 공장의 생산공정을 자동화한 공장 자동화 시스템(factory automation system)에 의해 수행될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 LED 광원용 확산 렌즈(10)는 금형에서 동시에 사출된다. 따라서 일정 개수의 LED 광원용 확산 렌즈 사출품(10A)들은 러너(R)와 게이트(G)에 의해 서로 연결되어 있다.

도시되지는 않았으나, 사출금형에서 꺼내진 LED 광원용 확산 렌즈 사출품(10A)들은 커팅공정으로 이송된다. 이때, 로봇팔이 스프루(S)를 잡고 LED 광원용 확산 렌즈 사출품(10A)들을 커팅공정으로 이송시킬 수 있다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 게이트 커팅장치(100)는 LED 광원용 확산 렌즈 사출품(10A)들과 러너(R)의 연결부위 즉, 게이트(G)를 커팅하게 된다. 상부 커터(110)는 리니어 액추에이터(미도시)에 의해 상하이동하여 게이트(G)를 커팅할 수 있다.

LED 광원용 확산 렌즈(10)는 폴리카보네이트 (polycarbonate), 폴리메타메틸아크릴레이트(PMMA) 등의 재질로 제조될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원용 확산 렌즈(10)는 광원이 발광한 빛을 광축(10X)을 중심으로 확산시키도록 이루어지며, 렌즈부(11) 및 게이트 커팅부(12)를 포함한다. 광원은 LED 광원으로 이루어질 수 있다.

렌즈부(11)는 LED 광원용 확산 렌즈(10)의 외관을 형성한다. 도 2는 굴절형 LED 광원용 확산 렌즈를 도시하고 있다. 굴절형 LED 광원용 확산 렌즈의 경우, 렌즈부(11)는 굴절형 LED 광원용 확산 렌즈의 외관을 형성할 수 있다. 이때, 렌즈부(11)는 저면(11A), 입광면(11B) 및 출광면(11C)을 포함한다.

저면(11A)은 광축(10X)을 중심으로 고리 형태의 면을 형성할 수 있다. 저면(11A)은 기판을 바라보는 면을 형성할 수 있다. 저면(11A)은 광축(10X)의 직각방향 평면일 수 있다. 또는, 저면(11A)은 광축(10X)의 직각방향과 경사진 면일 수 있다.

입광면(11B)은 저면(11A)의 안쪽 가장자리에서 렌즈부(11)의 내부로 오목한 면을 형성할 수 있다. 입광면(11B)은 저면(11A)의 안쪽 가장자리에서 Z축 방향으로 오목한 면을 형성할 수 있다.

입광면(11B)은 LED 광원의 빛이 렌즈부(11)의 내부로 입사되는 면을 형성한다. 입광면(11B)에 입사된 LED 광원의 빛은 굴절 및/또는 반사될 수 있다. 입광면(11B)에 입사된 LED 광원의 빛은 굴절 및/또는 반사되며 산란될 수 있다.

출광면(11C)은 입광면(11B)을 지난 빛이 외부로 나가는 면을 형성한다. 출광면(11C)은 LED 광원의 빛이 진행하는 경로를 기준으로 입광면(11B)보다 광원으로부터 이격될 수 있다. 출광면(11C)은 측부면(11C2) 및 상부면(11C1)을 포함할 수 있다.

측부면(11C2)은 저면(11A)의 바깥쪽 가장자리에서 광축(10X) 방향으로 연장된 면을 형성할 수 있다. 또는, 측부면(11C2)은 저면(11A)의 바깥쪽 가장자리에서 광축(10X)과 경사진 방향으로 연장된 면을 형성할 수 있다.

상부면(11C1)은 저면(11A)의 반대쪽에서 렌즈부(11)의 외면을 형성한다. 즉, 상부면(11C1)은 측부면(11C2)보다 Z축 방향에 형성될 수 있다. 상부면(11C1)은 측부면(11C2)보다 광축(10X)에 가까운 위치에 위치할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 게이트 커팅부(12)는 게이트 커팅장치(100)에 의해 절단된 게이트(G)의 일부를 의미한다. 게이트 커팅부(12)는 렌즈부(11)의 측면부에 연결된다.

게이트 커팅부(12)는 렌즈부(11)의 측면부로부터 반경방향으로 연장된 형태를 형성할 수 있다. 게이트 커팅부(12)는 게이트 커팅장치(100)에 의해 절단된 절단면(12S)을 형성한다. 절단면(12S)은 대략 직사각형 형태를 형성할 수 있다.

도 7은 도 3의 게이트 커팅장치(100)를 나타내는 사시도이다. 도 8은 도 7의 게이트 커팅장치(100)의 상부 커터(110), 하부 커터(120), 제1 열선(160) 및 제2 열선(170)을 나타내는 도면이다.

도 9는 도 3의 LED 광원용 확산 렌즈(10)의 사출품(10A)들과 게이트 커팅장치(100)를 나타내는 부분 확대도이다. 도 10은 도 5의 LED 광원용 확산 렌즈(10)의 사출품(10A)들의 게이트(G)가 게이트 커팅장치(100)에 의해 커팅된 상태를 나타내는 부분 확대도이다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 게이트 커팅장치(100)는 상부 커터(110), 하부 커터(120), 가이드부(130), 이동 클램프(140), 고정 클램프(150) 및 액추에이터(미도시)를 포함한다.

도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 상부 커터(110) 및 하부 커터(120)를 사용하여 2개의 게이트(G)를 커팅할 수 있다. 따라서 8개의 사출품(10A)들이 러너(R)와 게이트(G)로 연결되면, 상부 커터(110)와 하부 커터(120)는 4쌍 구비될 수 있다.

즉, 상부 커터(110)는 제1 상부 커터(110A), 제2 상부 커터(110B), 제3 상부 커터(110C) 및 제4 상부 커터(110D)를 포함할 수 있다. 그리고 하부 커터(120)는 제1 하부 커터(120A), 제2 하부 커터(120B), 제3 하부 커터(120C) 및 제4 하부 커터(120D)를 포함할 수 있다. 4개의 상부 커터(110)는 동시에 상하이동하며 8개의 게이트(G)를 절단할 수 있다.

상부 커터(110)들은 사실상 동일 형태를 형성한다. 하부 커터(120)들은 사실상 동일 형태를 형성한다. 이하에서는 상부 커터(110)들의 중복된 설명을 피하고자 상부 커터(110)를 대표하여 제1 상부 커터(110A)를 설명하고자 한다. 또한, 이하에서는 하부 커터(120)들의 중복된 설명을 피하고자 하부 커터(120)를 대표하여 제1 하부 커터(120A)를 설명하고자 한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상부 커터(110)는 이동 클램프(140)에 결합될 수 있다. 이동 클램프(140)는 상부 커터(110)의 상부와 결합력을 형성할 수 있다.

대한민국 등록실용신안공보 제213350호 트리밍 커터용 나이프 고정장치에 개시된 바와 같이, 커터를 고정하는 클램프는 공지 기술이므로 이동 클램프(140)가 상부 커터(110)를 고정하는 구조의 자세한 설명은 생략하고자 한다.

이동 클램프(140)에 제1 열선(160)이 구비될 수 있다. 제1 열선(160)은 인가된 전원에 의해 발열할 수 있다. 제1 열선(160)의 열에너지는 상부 커터(110)에 전달될 수 있다. 공장 자동화 시스템의 제어부는 제1 열선(160)에 공급되는 전원을 제어할 수 있다. 따라서 상부 커터(110)는 일정 온도로 가열된 상태를 유지할 수 있다.

도시되지는 않았으나, 이동 클램프(140)는 액추에이터(미도시)에 의해 상하이동할 수 있다. 액추에이터는 리니어 액추에이터로 구비될 수 있다. 공장 자동화 시스템의 제어부는 리니어 액추에이터를 제어할 수 있다. 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상부 커터(110)는 리니어 액추에이터에 의해 상하방향의 일정 구간을 왕복하여 이동할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 하부 커터(120)는 고정 클램프(150)에 결합될 수 있다. 고정 클램프(150)는 하부 커터(120)의 하부와 결합력을 형성할 수 있다. 고정 클램프(150)는 일 지점에 고정된다. 하부 커터(120)는 특정 위치(이하 '고정위치')에 위치할 수 있다. 고정위치는 도 3에서 하부 커터(120)의 위치를 의미할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 커팅공정으로 이송된 LED 광원용 확산 렌즈 사출품(10A)들은 일정 위치(이하 '커팅위치')로 이송될 수 있다. 로봇팔이 스프루(S)를 잡고 LED 광원용 확산 렌즈 사출품(10A)들을 커팅위치로 이송시킬 수 있다. 커팅위치는 도 3에서 LED 광원용 확산 렌즈 사출품(10A)들의 위치를 의미할 수 있다.

대한민국 등록실용신안공보 제213350호 트리밍 커터용 나이프 고정장치에 개시된 바와 같이, 커터를 고정하는 클램프는 공지 기술이므로 고정 클램프(150)가 하부 커터(120)를 고정하는 구조의 자세한 설명은 생략하고자 한다.

고정 클램프(150)에 제2 열선(170)이 구비될 수 있다. 제2 열선(170)은 인가된 전원에 의해 발열할 수 있다. 제2 열선(170)의 열에너지는 하부 커터(120)에 전달될 수 있다. 공장 자동화 시스템의 제어부는 제2 열선(170)에 공급되는 전원을 제어할 수 있다. 따라서 하부 커터(120)는 일정 온도로 가열된 상태를 유지할 수 있다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 하부 커터(120)는 게이트(G)의 아래에 구비된다. 하부 커터(120)는 상부에 날(이하 '하부날(121)')을 형성한다. 하부날(121)은 위쪽으로 뾰족한 날을 형성한다. 하부날(121)은 YZ평면과 평행한 면(이하 '하부평면(121A)')을 형성한다.

도 8 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상부 커터(110)는 하부 커터(120)의 위에 구비된다. 상부 커터(110)는 하부에 날(이하 '상부날(111)')을 형성한다. 상부날(111)은 아래쪽으로 뾰족한 날을 형성한다. 상부 커터(110)는 게이트(G)를 절단하도록 상하이동할 수 있다.

도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이, 가이드부(130)는 하부 커터(120)의 중간으로부터 위쪽으로 연장될 수 있다. 하부날(121)은 가이드부(130)의 양쪽에 구비될 수 있다. 하부날(121)은 가이드부(130)를 기준으로 서로 반대쪽에서 게이트(G)의 아래에 구비될 수 있다.

도 11a는 상부 커터(110) 및 하부 커터(120)를 나타내는 부분 확대도로서, 상부 커터(110)의 날이 가이드부(130)에 접촉한 상태를 나타내는 도면이다.

도 11a에 도시된 바와 같이, 가이드부(130)의 상면(이하 '가이드면(131)')은 하부평면(121A)의 상측으로 갈수록 아래쪽으로 경사진 경사면을 형성할 수 있다.

가이드부(130)는 가이드면(131)을 통해 상부 커터(110)의 날을 하부 커터(120)의 날로 안내할 수 있다. 액추에이터가 상부 커터(110)를 하강시키면, 상부날(111)의 하단부는 먼저 가이드면(131)에 접촉할 수 있다.

도 11b는 상부 커터(110) 및 하부 커터(120)를 나타내는 부분 확대도로서, 상부 커터(110)의 날이 가이드부(130)에 의해 안내되는 상태를 나타내는 도면이다.

도 11b에 도시된 바와 같이, 상부날(111)은 하부평면(121A)과 접촉하는 상부평면(111A)을 형성할 수 있다. 즉, 상부날(111)은 상부평면(111A)을 통해 하부평면(121A)과 접촉할 수 있다. 하부날(121)은 하부평면(121A) 을 통해 상부평면(111A)과 접촉할 수 있다.

액추에이터가 상부 커터(110)를 더 하강시키면, 상부날(111)의 하단부 즉, 상부평면(111A)의 하단부는 먼저 가이드면(131)을 따라 하부평면(121A)의 상측으로 이동할 수 있다. 상부날(111)의 하단부는 상부 커터(110)와 이동 클램프(140)의 탄성 한도(elastic limit) 및 허용 공차(tolerance)의 범위 내에서 이동할 수 있다.

도 11c는 상부 커터(110) 및 하부 커터(120)를 나타내는 부분 확대도로서, 상부 커터(110)의 날이 하부 커터(120) 쪽으로 진행한 상태를 나타내는 도면이다.

도 11c에 도시된 바와 같이, 액추에이터가 상부 커터(110)를 더 하강시키면, 상부날(111)의 하단부는 하부평면(121A)과 접촉하며 하부 커터(120)의 상단 아래까지 이동할 수 있다. 이때, 상부날(111)과 하부날(121)은 상부날(111)과 하부날(121) 사이에 형성된 전단력(shearing force) 또는 상부날(111)의 운동에너지에 의해 게이트(G)를 커팅할 수 있다.

도 11a에 도시된 바와 같이, 상부날(111)은 Z축과 일정 각도(δ)를 형성할 수 있다. 따라서 상부평면(111A)의 연장선과 하부평면(121A)의 연장선은 δ의 사잇각을 형성하며 서로 교차할 수 있다.

따라서 상부날(111)의 하단부가 상부 커터(110)와 이동 클램프(140)의 탄성 한도(elastic limit) 및 허용 공차(tolerance)의 범위 내에서 이동하더라도, 상부날(111)의 하단부는 하부평면(121A)과 접촉하며 하부 커터(120)의 상단 아래까지 이동할 수 있다.

도 12a는 도 9의 B 부분 확대도이다. 도 12b는 도 9의 C 부분 확대도이다.

도 12a에 도시된 바와 같이, 상부날(111)의 각도(이하 '제1 각도(θ1)')는 특정 각도를 형성할 수 있다. 제1 각도(θ1)는 예각 일 수 있다. 도 12b에 도시된 바와 같이, 하부날(121)의 각도(이하 '제2 각도(θ2)')는 특정 각도를 형성할 수 있다. 제2 각도(θ2)는 예각 일 수 있다.

제1 각도(θ1)의 상부날(111)과 제2 각도(θ2)의 하부날(121)은 마모에 저항하는 구조적 강성을 형성하면서도, 게이트(G)에 충분한 전단력을 형성할 수 있다.

상부 커터(110)가 하강하는 과정에서, 상부날(111)의 하단부가 게이트(G)의 상면에 접촉함에 따라, 상부날(111)의 하단부와 하부날(121)의 상단부 사이에서 게이트(G)에 전단력(shear force)이 형성된다. 게이트(G)는 전단력에 의해 절단된다.

도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 상부날(111)의 하단부 곡률반경(R1)은 하부날(121)의 상단부 곡률반경(R2) 이하일 수 있다. 이때 굴절형 LED 광원용 확산 렌즈의 게이트(G)를 커팅하는 게이트 커팅장치(100)의 경우, 상부날(111)의 하단부 곡률반경(R1)은 하부날(121)의 상단부 곡률반경(R2)보다 작을 수 있다.

도 17a 및 도 17b를 참조하면, 절단면(22S)은 상부절단면(22S1) 및 하부절단면(22S2)으로 구분될 수 있다. 상부절단면(22S1)은 상부날(111)과 물리적 접촉에 의해 형성된 절단면(22S)을 의미한다. 하부절단면(22S2)은 하부날(121)과 물리적 접촉에 의해 형성된 절단면(22S)을 의미한다.

도 13a는 도 10의 D 부분 확대도이다. 도 13b는 도 10의 D 부분 확대도로서, 상부 커터(110) 및 하부 커터(120)가 제거된 상태를 나타내는 도면이다.

도 13a에 도시된 바와 같이, 상부날(111)의 하단부 곡률반경(R1)이 하부날(121)의 상단부 곡률반경(R2)보다 작으면, 상부날(111)의 하단부와 게이트(G)의 접촉면에 전단력이 집중될 수 있다.

또는, 상부날(111)의 하단부 곡률반경(R1)이 하부날(121)의 상단부 곡률반경(R2)보다 작으면, 하부날(121)의 상단부와 게이트(G)의 접촉면보다 상부날(111)의 하단부와 게이트(G)의 접촉면에 상대적으로 큰 압력이 형성될 수 있다. 따라서, 하부날(121)의 상단부 곡률반경(R2)이 상부날(111)의 하단부 곡률반경(R1)보다 커질수록 하부절단면의 면적이 0에 수렴할 수 있다. 도 13b는 하부절단면의 면적이 0에 수렴한 경우를 나타내고 있다. 따라서, 도 13b에 상부절단면 및 하부절단면의 도면부호가 표시되지 않았으나, 도 13b의 절단면(12S)은 상부절단면만으로 형성된 것으로 이해되어야 한다.

상부날(111)의 온도가 하부날(121)의 온도보다 높으면, 하부날(121)보다 상부날(111)에 의한 게이트(G) 절단이 원활할 수 있다. 따라서 공장 자동화 시스템의 제어부는 상부날(111)의 온도가 하부날(121)의 온도보다 높게 유지되도록 제1 열선(160) 및 제2 열선(170)에 공급되는 전원을 제어할 수 있다.

도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이, 하부날(121)의 상단부 곡률반경(R2)이 상부날(111)의 하단부 곡률반경(R1)보다 충분히 크면, 게이트(G)는 하강하는 상부날(111)에 의해 절단될 수 있다.

이때, 게이트(G)가 하강하는 상부날(111)에 의해 절단되는 과정에서, 상부날(111)의 경사진 면(이하 '하부경사면')은 게이트 커팅부(12)를 렌즈부(11) 쪽으로 밀게 된다. 따라서 절단면(12S)은 뭉개지게 된다. 도 13b에 도시된 바와 같이, 게이트 커팅부(12)의 절단면(12S)은 하부경사면에 의해 울퉁불퉁한 부분이 뭉개지며 다소 매끈한 면을 형성하게 된다.

도 13c는 도 13b의 부분 확대도로서, 절단면(12S)에서 빛의 반사와 확산을 나타내는 도면이다. 도 13c는 절단면(12S)의 거칠기(울퉁불퉁한 정도)를 다소 과장하여 도시한 것으로 이해되어야 한다.

도 13c에 도시된 바와 같이, 게이트(G)가 하강하는 상부날(111)에 의해 절단되는 과정에서, 절단면(12S)이 하부경사면에 의해 뭉개져서 울퉁불퉁한 정도가 감소하더라도, 절단면(12S)은 사출성형되는 측부면(11C2)의 표면보다는 거친 면을 형성하게 된다. 따라서 절단면(12S)에 입사한 광원의 빛의 일부는 절단면(12S)에서 반사 및 확산될 수 있다.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 광원용 확산 렌즈(20)의 사출품(20A)들과 게이트 커팅장치(100)를 나타내는 부분 확대도이다. 도 15는 도 14의 LED 광원용 확산 렌즈(20)의 사출품(20A)들의 게이트(G)가 게이트 커팅장치(100)에 의해 커팅된 상태를 나타내는 부분 확대도이다.

도 16a는 도 14의 E 부분 확대도이다. 도 16b는 도 14의 F 부분 확대도이다.

도 17a는 도 16의 G 부분 확대도이다. 도 17b는 도 16의 G 부분 확대도로서, 상부 커터(110) 및 하부 커터(120)가 제거된 상태를 나타내는 도면이다.

도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 광원용 확산 렌즈(20)는 렌즈부(21) 및 게이트 커팅부(22)를 포함한다. 광원은 LED 광원으로 이루어질 수 있다.

렌즈부(21)는 LED 광원용 확산 렌즈(20)의 외관을 형성한다. 도 14는 반사형 LED 광원용 확산 렌즈를 도시하고 있다. 반사형 LED 광원용 확산 렌즈의 경우, 렌즈부(21)는 반사형 LED 광원용 확산 렌즈의 외관을 형성할 수 있다. 이때, 렌즈부(21)는 저면(21A), 입광면(21B) 및 출광면(21C)을 포함한다.

저면(21A)은 광축(10X)을 중심으로 고리 형태의 면을 형성할 수 있다. 저면(21A)은 기판을 바라보는 면을 형성할 수 있다. 저면(21A)은 광축(10X)의 직각방향 평면일 수 있다. 또는, 저면(21A)은 광축(10X)의 직각방향과 경사진 면일 수 있다.

입광면(21B)은 저면(21A)의 안쪽 가장자리에서 렌즈부(21)의 내부로 오목한 면을 형성할 수 있다. 입광면(21B)은 저면(21A)의 안쪽 가장자리에서 Z축 방향으로 오목한 면을 형성할 수 있다. 입광면(21B)은 LED 광원의 빛이 렌즈부(21)의 내부로 입사되는 면을 형성한다. 입광면(21B)에 입사된 LED 광원의 빛은 굴절 및/또는 반사될 수 있다. 입광면(21B)에 입사된 LED 광원의 빛은 굴절 및/또는 반사되며 산란될 수 있다.

출광면(21C)은 입광면(21B)을 지난 빛이 외부로 나가는 면을 형성한다. 출광면(21C)은 LED 광원의 빛이 진행하는 경로를 기준으로 입광면(21B)보다 광원으로부터 이격될 수 있다. 출광면(21C)은 측부면(21C2) 및 상부면(21C1)을 포함할 수 있다.

측부면(21C2)은 저면(21A)의 바깥쪽 가장자리에서 광축(10X) 방향으로 연장된 면을 형성할 수 있다. 또는, 측부면(21C2)은 저면(21A)의 바깥쪽 가장자리에서 광축(10X)과 경사진 방향으로 연장된 면을 형성할 수 있다.

상부면(21C1)은 저면(21A)의 반대쪽에서 렌즈부(21)의 외면을 형성한다. 즉, 상부면(21C1)은 측부면(21C2)보다 Z축 방향에 형성될 수 있다. 상부면(21C1)은 측부면(21C2)보다 광축(10X)에 가까운 위치에 위치할 수 있다.

도 17b에 도시된 바와 같이, 게이트 커팅부(22)는 게이트 커팅장치(100)에 의해 절단된 게이트(G)의 일부를 의미한다. 게이트 커팅부(22)는 렌즈부(21)의 측면부에 연결된다.

게이트 커팅부(22)는 렌즈부(21)의 측면부로부터 반경방향으로 연장된 형태를 형성할 수 있다. 게이트 커팅부(22)는 게이트 커팅장치(100)에 의해 절단된 절단면(22S)을 형성한다. 절단면(22S)은 대략 직사각형 형태를 형성할 수 있다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 게이트 커팅장치(100)는 상부 커터(110), 하부 커터(120), 가이드부(130), 이동 클램프(140), 고정 클램프(150) 및 액추에이터를 포함한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 하나의 상부 커터(110) 및 하부 커터(120)를 사용하여 2개의 게이트(G)를 커팅할 수 있다. 따라서 8개의 사출품(20A)들이 러너(R)와 게이트(G)로 연결되면, 상부 커터(110)와 하부 커터(120)는 4쌍 구비될 수 있다.

상부 커터(110)들은 사실상 동일 형태를 형성한다. 하부 커터(120)들은 사실상 동일 형태를 형성한다. 이하에서는 상부 커터(110)들의 중복된 설명을 피하고자 제1 상부 커터(110A)로서 상부 커터(110)를 설명하고자 한다. 또한, 이하에서는 하부 커터(120)들의 중복된 설명을 피하고자 제1 하부 커터(120A)로서 하부 커터(120)를 설명하고자 한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상부 커터(110)는 이동 클램프(140)에 결합될 수 있다. 이동 클램프(140)는 상부 커터(110)의 상부와 결합력을 형성할 수 있다. 대한민국 등록실용신안공보 제213350호 트리밍 커터용 나이프 고정장치에 개시된 바와 같이, 커터를 고정하는 클램프는 공지 기술이므로 이동 클램프(140)가 상부 커터(110)를 고정하는 구조의 자세한 설명은 생략하고자 한다.

도시되지는 않았으나, 이동 클램프(140)는 액추에이터에 의해 상하이동할 수 있다. 액추에이터는 리니어 액추에이터로 구비될 수 있다. 공장 자동화 시스템의 제어부는 리니어 액추에이터를 제어할 수 있다. 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 상부 커터(110)는 리니어 액추에이터에 의해 상하방향의 일정 구간을 왕복하여 이동할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 하부 커터(120)는 고정 클램프(150)에 결합될 수 있다. 고정 클램프(150)는 하부 커터(120)의 하부와 결합력을 형성할 수 있다. 고정 클램프(150)는 일 지점에 고정될 수 있다. 고정 클램프(150)에 고정된 하부 커터(120)는 특정 위치(이하 '고정위치')에 위치할 수 있다.

도 8 및 도 14에 도시된 바와 같이, 하부 커터(120)는 게이트(G)의 아래에 구비된다. 하부 커터(120)는 상부에 날(이하 '하부날(121)')을 형성한다. 하부날(121)은 위쪽으로 뾰족한 날을 형성한다. 하부날(121)은 YZ평면과 평행한 면(이하 '하부평면(121A)')을 형성한다.

도 8 및 도 14에 도시된 바와 같이, 상부 커터(110)는 하부 커터(120)의 위에 구비된다. 상부 커터(110)는 하부에 날(이하 '상부날(111)')을 형성한다. 상부날(111)은 아래쪽으로 뾰족한 날을 형성한다. 상부 커터(110)는 게이트(G)를 절단하도록 상하이동할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 가이드부(130)는 하부 커터(120)의 중간으로부터 위쪽으로 연장될 수 있다. 하부날(121)은 가이드부(130)의 양쪽에 구비될 수 있다. 하부날(121)은 가이드부(130)를 기준으로 서로 반대쪽에서 게이트(G)의 아래에 구비될 수 있다.

도 16a에 도시된 바와 같이, 상부날(111)의 각도(이하 '제1 각도(θ1)')는 특정 각도를 형성할 수 있다. 제1 각도(θ1)는 예각 일 수 있다. 도 16b에 도시된 바와 같이, 하부날(121)의 각도(이하 '제2 각도(θ2)')는 특정 각도를 형성할 수 있다. 제2 각도(θ2)는 예각 일 수 있다.

상부 커터(110)가 하강하는 과정에서, 상부날(111)의 하단부가 게이트(G)의 상면에 접촉하는 순간부터 상부날(111)의 하단부와 하부날(121)의 상단부 사이에서 게이트(G)에 전단력(shear force)이 형성된다. 게이트(G)는 전단력에 의해 절단된다.

도 16a 및 도 16b에 도시된 바와 같이, 상부날(111)의 하단부 곡률반경(R1)은 하부날(121)의 상단부 곡률반경(R2) 이하일 수 있다. 반사형 LED 광원용 확산 렌즈의 게이트(G)를 커팅하는 게이트 커팅장치(100)의 경우, 상부날(111)의 하단부 곡률반경(R1)과 하부날(121)의 상단부 곡률반경(R2)은 동일할 수 있다.

도 17a 및 도 17b에 도시된 바와 같이, 절단면(22S)은 상부절단면(22S1) 및 하부절단면(22S2)으로 구분될 수 있다. 상부절단면(22S1)은 상부날(111)과 물리적 접촉에 의해 형성된 절단면(22S)을 의미한다. 하부절단면(22S2)은 하부날(121)과 물리적 접촉에 의해 형성된 절단면(22S)을 의미한다.

도 17a에 도시된 바와 같이, 상부 커터(110)의 날의 하단부 곡률반경(R1)과 하부 커터(120)의 날의 상단부 곡률반경(R2) 간 차이가 작아질수록, 상부날(111)의 하단부와 게이트(G)의 접촉면에 형성되는 전단력과 하부날(121)의 상단부와 게이트(G)의 접촉면에 형성되는 전단력 간 차이가 작아질 수 있다.

상부 커터(110)의 날의 하단부 곡률반경(R1)과 하부 커터(120)의 날의 상단부 곡률반경(R2)이 동일하면, 상부날(111)의 하단부와 게이트(G)의 접촉면에 형성되는 전단력과 하부날(121)의 상단부와 게이트(G)의 접촉면에 형성되는 전단력은 동일할 수 있다.

또는, 상부 커터(110)의 날의 하단부 곡률반경(R1)과 하부 커터(120)의 날의 상단부 곡률반경(R2) 간 차이가 작아질수록, 상부날(111)의 하단부와 게이트(G)의 접촉면에 형성되는 압력과 하부날(121)의 상단부와 게이트(G)의 접촉면에 형성되는 압력 간 차이가 작아질 수 있다.

상부 커터(110)의 날의 하단부 곡률반경(R1)과 하부 커터(120)의 날의 상단부 곡률반경(R2)이 동일하면, 상부날(111)의 하단부와 게이트(G)의 접촉면에 형성되는 압력과 하부날(121)의 상단부와 게이트(G)의 접촉면에 형성되는 압력은 동일할 수 있다.

따라서, 상부 커터(110)의 날의 하단부 곡률반경(R1)과 하부 커터(120)의 날의 상단부 곡률반경(R2) 간 차이가 작아질수록, 하부절단면(22S2)의 면적이 상부절단면(22S1)의 면적에 수렴할 수 있다. 상부 커터(110)의 날의 하단부 곡률반경(R1)과 하부 커터(120)의 날의 상단부 곡률반경(R2)이 동일하면, 하부절단면(22S2)의 면적이 상부절단면(22S1)의 면적과 유사하거나 동일할 수 있다.

상부날(111)의 온도와 하부날(121)의 온도가 동일하면, 상부날(111) 및 하부날(121)에 의한 게이트(G) 절단이 동시에 원활할 수 있다. 따라서 공장 자동화 시스템의 제어부는 상부날(111)의 온도와 하부날(121)의 온도가 동일하게 유지되도록 제1 열선(160) 및 제2 열선(170)에 공급되는 전원을 제어할 수 있다.

도 17a 및 도 17b에 도시된 바와 같이, 상부 커터(110)의 날의 하단부 곡률반경(R1)과 하부 커터(120)의 날의 상단부 곡률반경(R2) 간 차이가 작아질수록, 상부날(111)과 하부날(121)은 함께 게이트(G)를 절단할 수 있다.

게이트(G)가 상부날(111) 및 하부날(121)에 의해 동시에 절단되는 과정에서, 상부날(111)의 경사면(이하 '하부경사면')은 게이트 커팅부(22)를 렌즈부(21) 쪽으로 다소 밀게 된다. 도 13a와 비교하면, 하부경사면이 게이트 커팅부(22)를 렌즈부(21) 쪽으로 미는 거리가 감소한다.

게이트 커팅부(22)의 상부절단면(22S1)은 하부경사면에 의해 다소 뭉개지지만, 울퉁불퉁한 파단면을 대부분 유지하게 된다. 따라서 상부절단면(22S1)에 입사한 빛은 확산하여, 절단면(22S)에 입사한 빛의 확산도가 증가하게 된다.

도 17b에 도시된 바와 같이, 상부절단면(22S1)의 하단부 형상에 의해 상부절단면(22S1)과 하부절단면(22S2)의 경계 부분(이하 '경계부')은 매우 울퉁불퉁한 파단면을 형성하게 된다. 따라서 경계부에서 절단면(22S)에 입사한 빛의 확산도가 증가하게 된다.

결과적으로, 상부 커터(110)의 날의 하단부 곡률반경(R1)과 하부 커터(120)의 날의 상단부 곡률반경(R2) 간 차이가 작아질수록 경계부에서 절단면(22S)에 입사한 빛의 확산도가 증가하게 된다. 경계부에서 절단면(22S)에 입사한 빛은 확산하게 된다. 도 17b의 점선은 확산하는 빛을 의미한다.

도 18은 도 7의 A 부분 확대도로서, 상부 커터(110)의 날의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 18에 도시된 바와 같이, 상부날(111)에 세로방향의 홈(이하 '세로홈(112)')이 형성될 수 있다.

도 17a 및 도 17b에 도시된 바와 같이, 게이트(G)가 상부날(111) 및 하부날(121)에 의해 동시에 절단되는 과정에서, 하부경사면은 게이트 커팅부(22)를 렌즈부(21) 쪽으로 다소 밀게 된다.

게이트 커팅부(22)의 상부절단면(22S1)은 하부경사면에 의해 다소 뭉개지더라도, 상부날(111)의 세로홈(112) 형상에 의해 울퉁불퉁한 정도가 증가하게 된다. 따라서 상부절단면(22S1)에 입사한 빛은 확산하여, 절단면(22S)에 입사한 빛의 확산도가 증가하게 된다.

도 19a는 도 7의 A 부분 확대도이다. 상부 커터(110)의 날의 다른 실시예를 나타내는 도면이다. 도 19b는 19A의 상부 커터(110)의 날을 나타내는 측면도이다.

도 19a 및 도 19b에 도시된 바와 같이, 상부날(111)은 요철면(113)을 형성할 수 있다. 요철면(113)은 복수의 볼록면(113A) 및 복수의 오목면(113B)을 포함한다.

볼록면(113A)들은 오목면(113B)보다 렌즈부(21) 쪽으로 돌출된 면을 형성한다. 볼록면(113A)은 제1점(P1), 제2점(P2) 및 상부날(111)의 상단을 연결한 삼각형 형태를 형성한다. 제1점(P1)은 상부날(111)의 최하단에 위치하는 지점이다. 제2점(P2)은 이웃한 제1점(P1)들 사이에 위치하는 지점이다. 제2점(P2)은 제1점(P1)과 Z축 방향으로 이격된다.

오목면(113B)은 볼록면(113A)들 사이에 각각 형성된다. 오목면(113B)의 하단은 제2점(P2)에 구비된다. 따라서 오목면(113B)들은 볼록면(113A)들 보다 위쪽에 구비된다. 볼록면(113A)들과 오목면(113B)들에 의해 요철면(113)은 X축 방향 및 Z축 방향으로 경사진 울퉁불퉁한 면을 형성한다.

게이트 커팅부(22)의 상부절단면(22S1)은 하부경사면에 의해 다소 뭉개지더라도, 요철면(113)의 형상에 의해 울퉁불퉁한 정도가 증가하게 된다. 따라서 상부절단면(22S1)에 입사한 빛은 확산하여, 절단면(22S)에 입사한 빛의 확산도가 증가하게 된다.

본 발명에 의하면, 상부절단면(22S1)과 하부절단면(22S2)의 경계부에서 절단면(22S)에 입사한 빛이 확산하되, 하부 커터(120)의 날의 상단부 곡률반경(R2)이 상부 커터(110)의 날의 하단부 곡률반경(R1)보다 커질수록 하부절단면(22S2)의 면적이 0에 수렴함으로써, 게이트 절단면(22S)에서 색분리 현상 발생이 방지되도록 이루어지는 LED 광원용 확산 렌즈(10,20)를 제공할 수 있게 된다.

또한, 상부절단면(22S1)과 하부절단면(22S2)의 경계부에서 절단면(22S)에 입사한 빛이 확산하되, 상부 커터(110)의 날의 하단부 곡률반경(R1)과 하부 커터(120)의 날의 상단부 곡률반경(R2) 간 차이가 작아질수록 경계부에서 절단면(22S)에 입사한 빛의 확산도가 증가함으로써, 게이트 절단면(22S)에서 빛 샘 현상 발생이 방지되도록 이루어지는 LED 광원용 확산 렌즈(20)를 제공할 수 있게 된다.

아울러, 가이드부(130)가 상부 커터(110)의 날을 하부 커터(120)의 날로 안내하며 게이트(G)가 절단됨으로써, 표면상태가 일정한 게이트 절단면(12S,22S)을 형성하도록 이루어지는 LED 광원용 확산 렌즈(10,20)를 제공할 수 있게 된다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10,20 : LED 광원용 확산 렌즈
10X,20X : 광축
11 : 렌즈부 12 : 게이트 커팅부
11A : 저면 12S,22S : 절단면
11B : 입광면 22S1 : 상부절단면
11C : 출광면 22S2 : 하부절단면
11C1 : 상부면
11C2 : 측부면
10A,20A : 사출품
S : 스프루
R : 러너
G : 게이트
100 : 커팅장치
110 : 상부 커터 120 : 하부 커터
110A : 제1 상부 커터 121 : 하부날
110B : 제2 상부 커터 121A : 하부평면
110C : 제3 상부 커터 R2 : 곡률반경
110D : 제4 상부 커터 θ2 : 제2 각도
111 : 상부날 130 : 가이드부
R1 : 곡률반경 131 : 가이드면
θ1 : 제1 각도 140 : 이동 클램프
112 : 세로홈 150 : 고정 클램프
113 : 요철면 160 : 제1 열선
113A : 볼록면 170 : 제2 열선
113B : 오목면
P1 : 제1점
P2 : 제2점

Claims

삭제
사출 성형시 게이트가 연결된 렌즈부; 및
상기 렌즈부에 연결되고, 게이트 커팅장치에 의해 절단된 절단면을 갖는 게이트 커팅부를 포함하고,
상기 게이트 커팅장치는,
상기 게이트의 아래에 구비되는 하부 커터; 및
상기 게이트를 절단하도록 상하이동하는 상부 커터를 포함하고,
상기 절단면은,
상기 상부 커터의 날과 물리적 접촉에 의해 형성 가능한 상부절단면; 및
상기 하부 커터의 날과 물리적 접촉에 의해 형성 가능한 하부절단면을 포함하고,
상기 상부절단면과 상기 하부절단면의 경계부에서 상기 절단면에 입사한 빛이 확산하고,
상기 상부 커터의 날의 하단부 곡률반경은 상기 하부 커터의 날의 상단부 곡률반경 이하이며,
상기 상부 커터의 날의 하단부 곡률반경과 상기 하부 커터의 날의 상단부 곡률반경 간 차이가 작아질수록 상기 경계부에서 상기 절단면에 입사한 빛의 확산도가 증가하고,
상기 상부 커터의 날의 하단부 곡률반경과 상기 하부 커터의 날의 상단부 곡률반경 간 차이가 작아질수록 상기 상부 커터의 날의 경사면이 상기 게이트 커팅부를 상기 렌즈부 쪽으로 미는 거리가 감소함에 따라, 상기 상부절단면에 입사한 빛의 확산도가 증가하는 것을 특징으로 하는 LED 광원용 확산 렌즈.
삭제
제2항에 있어서,
상기 하부 커터의 날의 상단부 곡률반경이 상기 상부 커터의 날의 하단부 곡률반경보다 커질수록 상기 하부절단면의 면적이 0에 수렴하는 것을 특징으로 하는 LED 광원용 확산 렌즈.
삭제
제2항에 있어서,
상기 상부절단면에 입사한 빛이 확산하도록 상기 상부 커터의 날에 세로방향의 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 광원용 확산 렌즈.
제2항에 있어서,
상기 상부절단면에 입사한 빛이 확산하도록 상기 상부 커터의 날은 요철면을 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 광원용 확산 렌즈.
제7항에 있어서,
상기 요철면은,
상기 렌즈부 쪽으로 돌출된 복수의 볼록면; 및
상기 볼록면들 사이에 각각 형성되고, 상기 볼록면들 보다 위쪽에 구비된 오목면을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 광원용 확산 렌즈.
제2항에 있어서,
상기 상부 커터의 날은 상기 하부 커터의 날과 접촉하는 상부평면을 형성하고,
상기 하부 커터의 날은 상기 상부평면과 접촉하는 하부평면을 형성하며,
상기 상부평면의 연장선과 상기 하부평면의 연장선은 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 LED 광원용 확산 렌즈.
제2항에 있어서,
상기 상부 커터는 제1 열선이 구비된 이동 클램프에 결합되고,
상기 하부 커터는 제2 열선이 구비된 고정 클램프에 결합되고,
상기 상부 커터의 날의 온도가 상기 하부 커터의 날의 온도보다 높게 유지되도록 상기 제1 열선 및 상기 제2 열선에 공급되는 전원을 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 광원용 확산 렌즈.