KR20110047122A - Optical lens - Google Patents

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KR20110047122A KR1020100090985A KR20100090985A KR20110047122A KR 20110047122 A KR20110047122 A KR 20110047122A KR 1020100090985 A KR1020100090985 A KR 1020100090985A KR 20100090985 A KR20100090985 A KR 20100090985A KR 20110047122 A KR20110047122 A KR 20110047122A
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Abstract

PURPOSE: An optical lens is provided to form a circular light field by controlling light outputted from a light source. CONSTITUTION: An optical lens(10) includes a body unit. The body unit includes a first surface(110) and a second surface(120). A recess is formed on the first surface and guides light from a light source(101) to the body unit. The second surface is symmetrically aspheric and functions as the light output surface of the optical lens. The second surface and the side of the recess form an optical field by controlling light outputted from the light source.

Description

광학 렌즈{OPTICAL LENS}Optical lens {OPTICAL LENS}

본 발명은, 광학 렌즈에 관한 것으로, 특히 광원의 출광 균일성을 향상시킨 광학 렌즈에 관한 것이다.
TECHNICAL FIELD This invention relates to an optical lens. Specifically, It is related with the optical lens which improved the light emission uniformity of the light source.

반도체 조명기술의 발전에 따라 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)의 발광 효율이 향상되면서 차츰 전통적인 광원을 대체하고 있다. LED 광원에 있어서, LED가 발생하는 광에너지를 어떻게 효과적으로 분배하는가는 LED 광원의 설계에서 관건적인 문제이다. 목전의 LED 광원은 출광이 균일하지 못하다. 보다 균일한 조명을 위해서는, LED 광원으로부터 출사되는 광에 대해 조절을 행할 필요가 있다. 따라서, 광원의 출광 균일성이 보다 향상된 광학 렌즈를 제공할 필요가 있다.
With the development of semiconductor lighting technology, the luminous efficiency of Light Emitting Diodes (LEDs) has been improved, replacing the traditional light sources. In the LED light source, how to effectively distribute the light energy generated by the LED is a key issue in the design of the LED light source. Present LED light source is not uniform output. For more uniform illumination, it is necessary to adjust the light emitted from the LED light source. Therefore, there is a need to provide an optical lens with more improved light uniformity of the light source.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 광원의 출광 균일성을 향상시킨 광학 렌즈를 제공함에 그 목적이 있다.
The present invention has been made in view of the above point, and an object thereof is to provide an optical lens having improved light emission uniformity of a light source.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 광원으로부터 출사된 광에 대해 조절을 행하여 원형의 광필드(light field)을 형성하는 광학 렌즈를 제공한다. 상기 광학 렌즈는 대향하는 제1표면 및 제2표면을 갖는 몸체부(main body)를 구비한다. 상기 제1표면에는, 측면을 상기 광학 렌즈의 광입사면으로 하여 상기 광원으로부터 출사된 광을 상기 몸체부에 입사시키는 요홈이 설치되어 있고, 상기 제2표면은 대칭적인 비구면으로서 상기 광학 렌즈의 광출사면으로서 작용한다. 상기 요홈의 측면 및 상기 제2표면은 상기 광원으로부터 출사된 광에 대해 조절을 행하여 빛의 세기(intensity of a light field)의 반치폭 각도가 80˚보다 크거나 같은 광필드를 형성한다.
The present invention for achieving the above object provides an optical lens for adjusting the light emitted from the light source to form a circular light field. The optical lens has a main body having opposing first and second surfaces. The first surface is provided with grooves for injecting light emitted from the light source into the body portion, with the side serving as the light incident surface of the optical lens, and the second surface being a symmetric aspheric surface, the light of the optical lens. It acts as an exit surface. Side surfaces of the grooves and the second surface are adjusted with respect to the light emitted from the light source to form an optical field having a half width width of an intensity of a light field greater than or equal to 80 °.

본 발명에 따른 광학 렌즈에 있어서, 상기 측면과 상기 제2표면은 상기 광원으로부터 출사된 광에 대해 교정(校正)작용을 한다. 즉, 상기 광원으로부터 출사된 광은 상기 광학 렌즈의 몸체부에 입사된 후, 상기 요홈의 측면의 표면특징에 의해 상기 제2표면의 예정된 위치로 전달되고, 상기 제2표면의 표면특징에 의해 상기 제2표면에 전달된 광은 예정된 광로를 따라 출사됨으로써, 균일성이 우수한 원형의 광필드를 형성한다.
In the optical lens according to the present invention, the side surface and the second surface correct a light emitted from the light source. That is, after the light emitted from the light source is incident on the body portion of the optical lens, the light is transmitted to the predetermined position of the second surface by the surface feature of the side surface of the groove, and the surface feature of the second surface is Light transmitted to the second surface is emitted along a predetermined light path, thereby forming a circular light field having excellent uniformity.

도 1은 본 발명의 제1실시형태에 따른 광학 렌즈의 구조도이다.
도 2는 도 1에 도시된 광학 렌즈의 II-II에 따른 단면도이다.
도 3은 광이 본 발명에 따른 광학 렌즈를 통하여 형성한 광필드의 반치폭을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 광학 렌즈에 의해 형성된 빛의 세기의 분포도이다.
도 5는 도 1에 도시된 광학 렌즈에 의해 형성된 광필드의 조명도(照明度)의 모의도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시형태에 따른 광학 렌즈의 구조도이다.
도 7은 도 6에 도시된 광학 렌즈에 의해 형성된 빛의 세기의 분포도이다.
도 8은 도 6에 도시된 광학 렌즈에 의해 형성된 광필드의 조명도의 모의도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시형태에 따른 광학 렌즈의 구조도이다.
도 10은 도 9에 도시된 광학 렌즈에 의해 형성된 빛의 세기의 분포도이다.
도 11은 도 9에 도시된 광학 렌즈에 의해 형성된 광필드의 조명도의 모의도이다.
도 12는 본 발명의 제4실시형태에 따른 광학 렌즈의 구조도이다.
도 13은 도 12에 도시된 광학 렌즈에 의해 형성된 빛의 세기의 분포도이다.
도 14는 도 12에 도시된 광학 렌즈에 의해 형성된 광필드의 조명도의 모의도이다.
도 15는 본 발명의 제5실시형태에 따른 광학 렌즈의 구조도이다.
도 16은 도 15에 도시된 광학 렌즈에 의해 형성된 빛의 세기의 분포도이다.
도 17은 도 15에 도시된 광학 렌즈에 의해 형성된 광필드의 조명도의 모의도이다.1 is a structural diagram of an optical lens according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of the optical lens shown in FIG. 1.
3 is a diagram showing a half width of a light field in which light is formed through the optical lens according to the present invention.
FIG. 4 is a distribution chart of light intensities formed by the optical lens shown in FIG. 1.
FIG. 5 is a schematic diagram of illuminance of the light field formed by the optical lens shown in FIG. 1.
6 is a structural diagram of an optical lens according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a distribution chart of light intensities formed by the optical lens shown in FIG. 6.
FIG. 8 is a schematic diagram of an illumination diagram of a light field formed by the optical lens shown in FIG. 6.
9 is a structural diagram of an optical lens according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a distribution chart of light intensities formed by the optical lens shown in FIG. 9.
FIG. 11 is a schematic diagram of an illumination diagram of a light field formed by the optical lens shown in FIG. 9.
12 is a structural diagram of an optical lens according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a distribution chart of light intensities formed by the optical lens shown in FIG. 12.
FIG. 14 is a schematic diagram of an illumination diagram of a light field formed by the optical lens shown in FIG. 12.
15 is a structural diagram of an optical lens according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a distribution chart of light intensities formed by the optical lens shown in FIG. 15.
FIG. 17 is a schematic diagram of an illumination diagram of a light field formed by the optical lens shown in FIG. 15.

이하, 예시도면을 참조하면서 본 발명에 따른 광학 렌즈에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, an optical lens according to the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings.

도 1은 본 발명의 제1실시형태에 따른 광학 렌즈의 구조도이다.1 is a structural diagram of an optical lens according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시형태에 따른 광학 렌즈(10)는 서로 대향하는 제1단부(11) 및 제2단부(12)를 갖는 몸체부(100)를 구비한다. 상기 제1단부(11)는 제1표면(110)을 갖고, 상기 제2단부(12)는 제2표면(120)을 갖는다. 상기 광학 렌즈(10)는 광원(101)으로부터 출사된 광에 대해 조절을 행하여 상기 광원(101)의 출사광이 균일하게 되도록 한다. 본 실시형태에 있어서는, 상기 광원은 LED와 같은 고체형태의 전자소자 광원이고, 상기 광원(101)으로부터 출사된 광은 상기 광학 렌즈(10)에 의해 원형의 광필드를 형성한다. 또한, 상기 광원(101)은 여타의 임의의 광원일 수도 있다.Referring to FIG. 1, the optical lens 10 according to the first embodiment of the present invention includes a body portion 100 having a first end portion 11 and a second end portion 12 facing each other. The first end 11 has a first surface 110, and the second end 12 has a second surface 120. The optical lens 10 adjusts the light emitted from the light source 101 to make the light emitted from the light source 101 uniform. In this embodiment, the light source is a solid state electronic device light source such as an LED, and the light emitted from the light source 101 forms a circular light field by the optical lens 10. In addition, the light source 101 may be any other light source.

도 2를 참조하면, 상기 제1표면(110)에는 요홈(111)이 설치되어 있다. 상기 광원(101)은 상기 요홈(111) 내에 설치된다. 상기 광원(101)으로부터 출사된 광은 상기 요홈(111)의 측면(1112)을 경유하여 상기 몸체부(100)에 입사되므로, 상기 요홈(111)의 측면(1112)은 상기 광학 렌즈(10)의 광입사면으로서 작용한다. 본 실시형태에 있어서, 상기 요홈(111)은 원추형 요홈이고, 상기 측면(1112)은 대칭적인 비구면이며, 상기 측면(1112)의 대칭축은 상기 광학 렌즈(10)의 광축(O)과 중합된다.Referring to FIG. 2, the recess 111 is provided on the first surface 110. The light source 101 is installed in the groove 111. Since the light emitted from the light source 101 is incident on the body part 100 via the side surface 1112 of the groove 111, the side surface 1112 of the groove 111 is the optical lens 10. It acts as a light incident surface of. In the present embodiment, the groove 111 is a conical groove, the side surface 1112 is a symmetric aspherical surface, and the axis of symmetry of the side surface 1112 is polymerized with the optical axis O of the optical lens 10.

상기 요홈(111)의 측면(1112)은 하기의 수학식 1을 만족시킨다.The side surface 1112 of the recess 111 satisfies Equation 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

그 중에서, r1은 상기 측면(1112)의 상기 광축(O)에 따른 반경좌표를 가리키고; Z1은 상기 측면(1112)의 상기 r1을 독립변수로 하는 SAG값(Sagitta Value)을 가리키는바, 즉 상기 광학 렌즈(10)의 광축(O)을 따르는 면좌표(Surface Coordinate)를 가리키며; c1 및 k1은 각각 상기 측면(1112)의 곡률계수 및 원추계수(cone coefficient)를 가리키고; α21~α51은 상기 측면(1112)의 비구면계수를 가리킨다. 여기서, 상기 요홈(111)의 측면(1112)의 원점(A)은 상기 요홈(111)의 측면(1112)의 중심정점(頂点)을 가리킨다. 즉, 상기 요홈(111)의 측면(1112)의 원점(A)의 투영(投影)은 상기 요홈(111)의 밑면의 중심에 위치한다. 다시 말해서, 상기 요홈(111)의 측면(1112)의 원점(A)은 상기 요홈(111)의 측면(1112)과 상기 광학 렌즈(10)의 광축(O)의 교점이다.Among them, r 1 indicates a radial coordinate along the optical axis O of the side surface 1112; Z 1 is pointing to the coordinates (Surface Coordinate) surface along the optical axis (O) of the bar, that is the optical lens 10 that points to the SAG value (Sagitta Value) that the r 1 of the side surface 1112 as independent variables; c 1 and k 1 indicate the curvature coefficient and the cone coefficient of the side 1112, respectively; α 21 to α 51 indicate aspherical coefficients of the side surfaces 1112. Here, the origin A of the side surface 1112 of the groove 111 indicates a center vertex of the side surface 1112 of the groove 111. That is, the projection of the origin A of the side surface 1112 of the groove 111 is located at the center of the bottom surface of the groove 111. In other words, the origin A of the side surface 1112 of the groove 111 is the intersection of the side surface 1112 of the groove 111 and the optical axis O of the optical lens 10.

상기 측면(1112)의 초점거리(f1)는 하기의 수학식 2를 만족시킨다.The focal length f 1 of the side surface 1112 satisfies Equation 2 below.

Figure pat00002
Figure pat00002

그 중에서, N은 상기 광학 렌즈(10)의 몸체부(100)의 굴절율을 가리키고; c1은 상기 측면(1112)의 곡률계수를 가리킨다. 상기 측면(1112)의 초점거리(f1)는 -0.5mm보다 작다(즉, f1 ＜ -0.5). 상기 수학식 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 측면(1112)의 초점거리(f1)는 그 곡률계수(c1) 및 상기 광학 렌즈(10)의 굴절율(N)과 관련된다.Among them, N indicates the refractive index of the body portion 100 of the optical lens 10; c 1 indicates the curvature coefficient of the side surface 1112. The focal length f 1 of the side surface 1112 is smaller than −0.5 mm (ie, f 1 < -0.5). As can be seen from Equation 2, the focal length f 1 of the side surface 1112 is related to its curvature coefficient c 1 and the refractive index N of the optical lens 10.

본 실시형태에 있어서, 상기 광학 렌즈(10)의 재질은 굴절율이 1.49인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)이고, α21~α51은 모두 0(零)이며, 상기 측면(1112)의 구체적인 파라미터는 표 1에 나타낸 바와 같다.In the present embodiment, the material of the optical lens 10 is polymethyl methacrylate (PMMA) having a refractive index of 1.49, and α 21 to α 51 are all 0 (零), and specific parameters of the side surface 1112 Is as shown in Table 1.

Figure pat00003
Figure pat00003

또한, 상기 광학 렌즈(10)의 재료는 폴리카보네이트(PC) 또는 실리콘(Silicone)과 같은 여타의 재료일 수도 있다. 또한, α21~α51 중 적어도 하나가 0일 수 있고, 본 실시형태만에 한정되지 않고 실제 수요에 따라 결정될 수 있다.In addition, the material of the optical lens 10 may be other materials such as polycarbonate (PC) or silicon (Silicone). In addition, at least one of α 21 to α 51 may be 0, and is not limited to the present embodiment only, and may be determined according to actual demand.

상기 제2표면(120)은 광출사면이며, 상기 광학 렌즈(10)의 몸체부(100)에 입사된 광은 상기 제2표면(120)으로 출사된다. 본 실시형태에 있어서, 상기 제2표면(120)은 대칭적인 비구면이며, 그 대칭축은 상기 광학 렌즈(10)의 광축(O)과 중합된다.The second surface 120 is a light exit surface, and the light incident on the body portion 100 of the optical lens 10 is emitted to the second surface 120. In the present embodiment, the second surface 120 is a symmetric aspherical surface, and the axis of symmetry is polymerized with the optical axis O of the optical lens 10.

상기 제2표면(120)은 하기의 수학식 3을 만족시킨다.The second surface 120 satisfies Equation 3 below.

Figure pat00004
Figure pat00004

그 중에서, r2는 상기 제2표면(120)의 상기 광축(O)에 따른 반경좌표를 가리키고; Z2는 상기 제2표면(120)의 상기 r2를 독립변수로 하는 SAG값을 가리키는바, 즉 상기 광축(O)을 따르는 면좌표를 가리키며; c2 및 k2는 각각 상기 제2표면(120)의 곡률계수 및 원추계수를 가리키고, α22~α52는 상기 제2표면(120)의 비구면계수를 가리킨다. 여기서, 상기 제2표면(120)의 원점(B)은 상기 제2표면(120)의 중심정점을 가리킨다. 즉, 상기 제2표면(120)의 원점(B)은 상기 제2표면(120)의 중심에 위치한다. 다시 말해서, 상기 제2표면(120)의 원점(B)은 상기 제2표면(120)과 상기 광축(O)의 교점이다.Among them, r 2 indicates a radial coordinate along the optical axis (O) of the second surface (120); Z 2 indicates a SAG value having r 2 of the second surface 120 as an independent variable, that is, a surface coordinate along the optical axis O; c 2 and k 2 indicate the curvature coefficient and the conical coefficient of the second surface 120, respectively, and α 22 to α 52 indicate the aspheric coefficient of the second surface 120. Here, the origin B of the second surface 120 indicates the center vertex of the second surface 120. That is, the origin B of the second surface 120 is located at the center of the second surface 120. In other words, the origin B of the second surface 120 is the intersection of the second surface 120 and the optical axis O.

본 실시형태에 있어서, α22~α52는 모두 0(零)이 아니며, 상기 제2표면(120)의 구체적인 파라미터는 표 2에 나타낸 바와 같다.In the present embodiment, α 22 to α 52 are not all zeros, and specific parameters of the second surface 120 are as shown in Table 2.

Figure pat00005
Figure pat00005

또한, α22~α52 중 적어도 하나가 0일 수 있고, 본 실시형태만에 한정되지 않고 실제 수요에 따라 결정될 수 있다.In addition, at least one of α 22 to α 52 may be 0, and is not limited to the present embodiment only, and may be determined according to actual demand.

상기 광학 렌즈(10)의 초점거리(F)는 하기의 수학식 4를 만족시킨다.The focal length F of the optical lens 10 satisfies Equation 4 below.

Figure pat00006
Figure pat00006

그 중에서, N은 상기 광학 렌즈(10)의 몸체부(100)의 굴절율을 가리키고; c1 및 c2는 상기 측면(1112) 및 상기 제2표면(120)의 곡률계수를 가리키며; H는 상기 측면(1112)의 원점(A)과 상기 제2표면(120)의 원점(B) 사이의 수직거리를 가리키는바, 그 수직거리를 상기 광학 렌즈(10)의 중심두께라고 한다. 상기 광학 렌즈(10)의 초점거리(F)는 -0.5mm보다 작다(즉, F ＜ -0.5).Among them, N indicates the refractive index of the body portion 100 of the optical lens 10; c 1 and c 2 indicate the curvature coefficients of the side surface 1112 and the second surface 120; H indicates the vertical distance between the origin A of the side surface 1112 and the origin B of the second surface 120, and the vertical distance is referred to as the center thickness of the optical lens 10. The focal length F of the optical lens 10 is smaller than -0.5 mm (that is, F <-0.5).

상기 수학식 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 광학 렌즈(120)의 초점거리(F)는 상기 측면(1112) 및 상기 제2표면(120)의 곡률계수(c1 및 c2), 및 상기 광학 렌즈(10)의 굴절율(N) 및 상기 광학 렌즈(10)의 중심두께(H)와 관련된다. 본 실시형태에 있어서, 상기 광학 렌즈(10)의 재질은 굴절율이 1.49인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)이고, H＝2mm이며, F＝-2.03mm이다. 또한, H는 실제 수요에 따라 설정된다.As can be seen from Equation 4, the focal length F of the optical lens 120 is the curvature coefficients c 1 and c 2 of the side surface 1112 and the second surface 120, and the It is related to the refractive index N of the optical lens 10 and the center thickness H of the optical lens 10. In the present embodiment, the material of the optical lens 10 is polymethyl methacrylate (PMMA) having a refractive index of 1.49, H = 2 mm, and F = -2.03 mm. In addition, H is set according to actual demand.

상기 광학 렌즈(10)에 있어서의 상기 요홈(111)의 측면(1112) 및 상기 제2표면(120)은 상기 요홈(111) 내에 설치되어 있는 상기 광원(101)으로부터 출사된 광에 대해 교정작용을 한다. 즉, 상기 광원(101)으로부터 출사된 광은 상기 광학 렌즈(10)의 몸체부(100)에 입사된 후, 상기 요홈(111)의 측면(1112)의 표면특징에 의해 상기 제2표면(120)의 예정된 위치로 전달되고, 상기 제2표면(120)의 표면특징에 의해 상기 제2표면(120)에 전달된 광은 예정된 광로(光路)를 따라 출사됨으로써, 균일성이 우수한 원형의 광필드를 형성한다. 따라서, 실제 응용에도 적용된다.The side surface 1112 and the second surface 120 of the groove 111 in the optical lens 10 correct the light emitted from the light source 101 provided in the groove 111. Do it. That is, the light emitted from the light source 101 is incident on the body portion 100 of the optical lens 10, and then the second surface 120 is formed by the surface feature of the side surface 1112 of the groove 111. The light transmitted to the second surface 120 by the surface characteristic of the second surface 120 is emitted along a predetermined optical path, and has a uniform optical field. To form. Therefore, it also applies to practical applications.

상기 광학 렌즈(10)는 표 1 및 표 2의 파라미터를 채용하여 상기 광원(101)으로부터 출사된 광에 대해 교정을 행한 다음, 빛의 세기의 반치폭(full width half maximum； FWHM）각도가 80˚보다 크거나 같은 광필드를 형성한다. 즉, 최대값의 50%의 광에 의해 형성된 빛의 세기의 복사각도(輻射角度)가 80˚보다 크거나 같다(도 3 참조).The optical lens 10 employs the parameters of Tables 1 and 2 to calibrate the light emitted from the light source 101, and then has a full width half maximum (FWHM) angle of 80 °. A larger or equal light field is formed, that is, the radiation angle of the intensity of light formed by 50% of the maximum value is greater than or equal to 80 ° (see FIG. 3).

형성된 빛의 세기의 분포도 및 조명도는 각각 도 4 및 도 5에 나타낸다. 도 4에 있어서, a곡선은 XY평면에 있어서의 X방향(수평각도, Horizontal angle)의 빛의 세기의 분포상황을 표시하고, b곡선은 XY평면에 있어서의 Y방향(수직각도, Vertical angle)의 빛의 세기의 분포상황을 표시한다. 도 4 및 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 광학 렌즈(10)는 상기 광원(101)으로부터 출사된 광에 대해 교정을 행하여 상기 광학 렌즈(10)를 통과한 광은 XY평면 상에서 X방향 및 Y방향에 모두 ±60˚보다 큰 복사각도를 형성한다. 따라서, XY평면 상에 빛의 세기가 균일하게 분포된 원형의 광필드를 형성한다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, a곡선과 b곡선이 기본상 중합된 것은 XY평면 상에 형성된 광필드가 X방향 및 Y방향에서 거의 같다는 것을 의미한다. 동시에, 상기 광학 렌즈(10)를 통해 XY평면에 빛의 세기의 분포가 비교적 균일한 광필드를 형성한다. 즉, 빛의 세기가 중심으로부터 주위로 차츰 (균일하게) 저감되는 것을 가리킨다(도 5 참조).The distribution and illumination degree of the intensity of the formed light are shown in FIGS. 4 and 5, respectively. In Fig. 4, the curve a indicates the distribution of light intensity in the X direction (horizontal angle) in the XY plane, and the curve b indicates the Y direction (vertical angle, vertical angle) in the XY plane. Displays the distribution of light intensity. As can be seen from FIGS. 4 and 5, the optical lens 10 corrects the light emitted from the light source 101 so that the light passing through the optical lens 10 passes in the X direction and on the XY plane. Form a radiation angle greater than ± 60 ° in both Y directions. Thus, a circular light field in which light intensity is uniformly distributed on the XY plane is formed. In addition, as shown in FIG. 4, the a-curve a and the b-curve basically polymerized means that the light fields formed on the XY plane are almost the same in the X and Y directions. At the same time, the optical lens 10 forms a light field with a uniform distribution of light intensity on the XY plane. That is, it indicates that the intensity of light is gradually reduced (uniformly) from the center to the surroundings (see FIG. 5).

도 6은 본 발명의 제2실시형태에 따른 광학 렌즈의 구조도이다.6 is a structural diagram of an optical lens according to a second embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제2실시형태에 따른 광학 렌즈(20)는 제1표면(210) 및 제2표면(220)을 갖는 몸체부(200)를 구비한다. 상기 광학 렌즈(20)는 광원(201)으로부터 출사된 광에 대해 조절을 행하여 상기 광원(201)의 출사광이 균일하게 되도록 한다. 상기 제1표면(210)에는 요홈(211)이 설치되어 있다. 상기 광원(201)은 상기 요홈(211) 내에 설치된다. 상기 광원(201)으로부터 출사된 광은 상기 요홈(211)의 측면(2112)을 경유하여 상기 몸체부(200)에 입사되므로, 상기 요홈(211)의 측면(2112)은 상기 광학 렌즈(20)의 광입사면으로서 작용한다. 본 실시형태에 있어서, 상기 측면(2112)은 대칭적인 비구면이며, 상기 측면(2112)의 대칭축은 상기 광학 렌즈(20)의 광축과 중합된다.Referring to FIG. 6, the optical lens 20 according to the second embodiment of the present invention includes a body 200 having a first surface 210 and a second surface 220. The optical lens 20 adjusts the light emitted from the light source 201 so that the light emitted from the light source 201 is uniform. A groove 211 is provided on the first surface 210. The light source 201 is installed in the groove 211. Since the light emitted from the light source 201 is incident on the body portion 200 via the side surface 2112 of the groove 211, the side surface 2112 of the groove 211 is the optical lens 20. It acts as a light incident surface of. In the present embodiment, the side surface 2112 is a symmetric aspherical surface, and the axis of symmetry of the side surface 2112 is polymerized with the optical axis of the optical lens 20.

상기 측면(2112)은 상기한 수학식 1을 만족시키고, 상기 측면(2112)의 초점거리(f1)는 상기한 수학식 2을 만족시키며 그 값의 범위는 상기한 바와 같다. 즉, 상기 측면(2112)의 초점거리(f1)는 -0.5mm보다 작다(즉, f1 ＜ -0.5). 본 실시형태에 있어서, α21~α51은 모두 0(零)이며, 상기 측면(2112)의 구체적인 파라미터는 표 3에 나타낸 바와 같이 된다.The side face 2112 satisfies Equation 1 above, the focal length f 1 of the side face 2112 satisfies Equation 2 above, and the range of the values is as described above. That is, the focal length f 1 of the side surface 2112 is smaller than −0.5 mm (ie, f 1 < -0.5). In the present embodiment, α 21 to α 51 are all zeros, and specific parameters of the side surface 2112 are as shown in Table 3.

Figure pat00007
Figure pat00007

상기 제2표면(220)은 광학 렌즈(20)의 광출사면이며 상기한 수학식 3을 만족시킨다. 본 실시형태에 있어서, 상기 제2표면(220)은 대칭적인 비구면이며, 그 대칭축은 상기 광학 렌즈(20)의 광축과 중합된다. 상기 제2표면(220)의 구체적인 파라미터는 표 4에 나타낸 바와 같이 된다.The second surface 220 is a light exit surface of the optical lens 20 and satisfies Equation 3 above. In the present embodiment, the second surface 220 is a symmetric aspherical surface, and the axis of symmetry is polymerized with the optical axis of the optical lens 20. Specific parameters of the second surface 220 are as shown in Table 4.

Figure pat00008
Figure pat00008

상기 광학 렌즈(20)의 초점거리(F)는 상기한 수학식 4을 만족시키며 그 값의 범위는 상기한 바와 같다. 즉, 상기 광학 렌즈(20)의 초점거리(F)는 -0.5mm보다 작다(즉, F ＜ -0.5). 본 실시형태에 있어서, N＝1.49이고, H＝2mm이며, F＝-1.22mm이다.The focal length F of the optical lens 20 satisfies Equation 4 above, and the range of the value is as described above. That is, the focal length F of the optical lens 20 is smaller than -0.5 mm (that is, F <-0.5). In this embodiment, N = 1.49, H = 2 mm, and F = 1.22 mm.

상기 광학 렌즈(20)에 있어서의 상기 요홈(211)의 측면(2112) 및 상기 제2표면(220)은 상기 요홈(211) 내에 설치되어 있는 상기 광원(201)으로부터 출사된 광에 대해 교정작용을 한다. 즉, 상기 광원(201)으로부터 출사된 광은 상기 광학 렌즈(20)의 몸체부(200)에 입사된 후, 상기 요홈(211)의 측면(2112)의 표면특징에 의해 상기 제2표면(220)의 예정된 위치로 전달되고, 상기 제2표면(220)의 표면특징에 의해 상기 제2표면(220)에 전달된 광은 예정된 광로를 따라 출사됨으로써, 균일성이 우수한 원형의 광필드를 형성한다. 따라서, 실제 응용에도 적용된다.The side surface 2112 and the second surface 220 of the groove 211 in the optical lens 20 correct the light emitted from the light source 201 provided in the groove 211. Do it. That is, the light emitted from the light source 201 is incident on the body portion 200 of the optical lens 20, and then the second surface 220 is formed by the surface characteristic of the side surface 2112 of the groove 211. Light transmitted to the second surface 220 by the surface characteristic of the second surface 220 is emitted along a predetermined light path, thereby forming a circular light field having excellent uniformity. . Therefore, it also applies to practical applications.

상기 광학 렌즈(20)는 표 3 및 표 4의 파라미터를 채용하여 상기 광원(201)으로부터 출사된 광에 대해 교정을 행한 다음, 빛의 세기의 반치폭 각도가 80˚보다 크거나 같은 광필드를 형성한다. 즉, 최대값의 50%의 광에 의해 형성된 빛의 세기의 복사각도가 80˚보다 크거나 같다.The optical lens 20 employs the parameters of Tables 3 and 4 to calibrate the light emitted from the light source 201, and then forms an optical field whose half-width width angle of the light intensity is greater than or equal to 80 °. do. That is, the radiation angle of the light intensity formed by the light at 50% of the maximum value is greater than or equal to 80 degrees.

형성된 빛의 세기의 분포도 및 조명도는 각각 도 7 및 도 8에 나타낸다. 도 7에 있어서, c곡선은 XY평면에 있어서의 X방향의 빛의 세기의 분포상황을 표시하고, d곡선은 XY평면에 있어서의 Y방향의 빛의 세기의 분포상황을 표시한다. 도 7 및 도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 광학 렌즈(20)는 상기 광원(201)으로부터 출사된 광에 대해 교정을 행하여 상기 광학 렌즈(20)를 통과한 광은 XY평면 상에서 X방향 및 Y방향에 모두 ±65˚보다 큰 복사각도를 형성한다. 따라서, XY평면 상에 빛의 세기가 균일하게 분포된 원형의 광필드를 형성한다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이, c곡선과 d곡선이 기본상 중합된 것은 XY평면 상에 형성된 광필드가 X방향 및 Y방향에서 거의 같다는 것을 의미한다. 동시에, 상기 광학 렌즈(20)를 통해 XY평면에 빛의 세기의 분포가 비교적 균일한 광필드를 형성한다. 즉, 빛의 세기가 중심으로부터 주위로 차츰 저감되는 것을 가리킨다(도 8 참조).The distribution and illumination degree of the intensity of the formed light are shown in FIGS. 7 and 8, respectively. In Fig. 7, the curve c shows the distribution of light intensity in the X direction in the XY plane, and the curve d shows the distribution of light intensity in the Y direction in the XY plane. As can be seen from FIGS. 7 and 8, the optical lens 20 corrects the light emitted from the light source 201 so that the light passing through the optical lens 20 passes in the X direction and on the XY plane. Form radiation angles greater than ± 65 ° in both Y directions. Thus, a circular light field in which light intensity is uniformly distributed on the XY plane is formed. In addition, as shown in FIG. 7, the polymerization of the c curve and the d curve basically means that the light fields formed on the XY plane are almost the same in the X direction and the Y direction. At the same time, the optical lens 20 forms an optical field with a uniform distribution of light intensity on the XY plane. That is, it indicates that light intensity gradually decreases from the center to the surroundings (see FIG. 8).

도 9는 본 발명의 제3실시형태에 따른 광학 렌즈의 구조도이다.9 is a structural diagram of an optical lens according to a third embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제3실시형태에 따른 광학 렌즈(30)는 제1표면(310) 및 제2표면(320)을 갖는 몸체부(300)를 구비한다. 상기 광학 렌즈(30)는 광원(301)으로부터 출사된 광에 대해 조절을 행하여 상기 광원(301)의 출사광이 균일하게 되도록 한다. 상기 제1표면(310)에는 요홈(311)이 설치되어 있다. 상기 광원(301)은 상기 요홈(311) 내에 설치된다. 상기 광원(301)으로부터 출사된 광은 상기 요홈(311)의 측면(3112)을 경유하여 상기 몸체부(300)에 입사되므로, 상기 요홈(311)의 측면(3112)은 상기 광학 렌즈(30)의 광입사면으로서 작용한다. 본 실시형태에 있어서, 상기 측면(3112)은 대칭적인 비구면이며, 상기 측면(3112)의 대칭축은 상기 광학 렌즈(30)의 광축과 중합된다.Referring to FIG. 9, the optical lens 30 according to the third embodiment of the present invention includes a body 300 having a first surface 310 and a second surface 320. The optical lens 30 adjusts the light emitted from the light source 301 so that the light emitted from the light source 301 is uniform. The groove 311 is provided on the first surface 310. The light source 301 is installed in the groove 311. Since the light emitted from the light source 301 is incident on the body part 300 via the side surface 3112 of the groove 311, the side surface 3112 of the groove 311 is the optical lens 30. It acts as a light incident surface of. In the present embodiment, the side surface 3112 is a symmetric aspherical surface, and the axis of symmetry of the side surface 3112 is polymerized with the optical axis of the optical lens 30.

상기 측면(3112)은 상기한 수학식 1을 만족시키고, 상기 측면(3112)의 초점거리(f1)는 상기한 수학식 2을 만족시키며 그 값의 범위는 상기한 바와 같다. 즉, 상기 측면(3112)의 초점거리(f1)는 -0.5mm보다 작다(즉, f1 ＜ -0.5). 본 실시형태에 있어서, α21~α51은 모두 0(零)이 아니며, 상기 측면(3112)의 구체적인 파라미터는 표 5에 나타낸 바와 같이 된다.The side surface 3112 satisfies Equation 1 above, the focal length f 1 of the side face 3112 satisfies Equation 2 above, and the range of the value is as described above. That is, the focal length f 1 of the side surface 3112 is smaller than -0.5 mm (that is, f 1 < -0.5). In the present embodiment, α 21 to α 51 are not all zeros, and specific parameters of the side surface 3112 are as shown in Table 5.

Figure pat00009
Figure pat00009

상기 제2표면(320)은 광학 렌즈(30)의 광출사면이며 상기한 수학식 3을 만족시킨다. 본 실시형태에 있어서, 상기 제2표면(320)은 대칭적인 비구면이며, 그 대칭축은 상기 광학 렌즈(30)의 광축과 중합된다. 상기 제2표면(320)의 구체적인 파라미터는 표 6에 나타낸 바와 같이 된다.The second surface 320 is a light exit surface of the optical lens 30 and satisfies Equation 3 above. In the present embodiment, the second surface 320 is a symmetric aspherical surface, and the axis of symmetry is polymerized with the optical axis of the optical lens 30. Specific parameters of the second surface 320 are as shown in Table 6.

Figure pat00010
Figure pat00010

상기 광학 렌즈(30)의 초점거리(F)는 상기한 수학식 4를 만족시키며 그 값의 범위는 상기한 바와 같다. 즉, 상기 광학 렌즈(30)의 초점거리(F)는 -0.5mm보다 작다(즉, F ＜ -0.5). 본 실시형태에 있어서, N＝1.49이고, H＝9mm이며, F＝-5.52mm이다.The focal length F of the optical lens 30 satisfies Equation 4 above, and the range of the value is as described above. That is, the focal length F of the optical lens 30 is smaller than -0.5 mm (that is, F <-0.5). In this embodiment, N = 1.49, H = 9mm, and F = -5.52mm.

상기 광학 렌즈(30)에 있어서의 상기 요홈(311)의 측면(3112) 및 상기 제2표면(320)은 상기 요홈(311) 내에 설치되어 있는 상기 광원(301)으로부터 출사된 광에 대해 교정작용을 한다. 즉, 상기 광원(301)으로부터 출사된 광은 상기 광학 렌즈(30)의 몸체부(300)에 입사된 후, 상기 요홈(311)의 측면(3112)의 표면특징에 의해 상기 제2표면(320)의 예정된 위치로 전달되고, 상기 제2표면(320)의 표면특징에 의해 상기 제2표면(320)에 전달된 광은 예정된 광로를 따라 출사됨으로써, 균일성이 우수한 원형의 광필드를 형성한다. 따라서, 실제 응용에도 적용된다.The side surface 3112 and the second surface 320 of the groove 311 in the optical lens 30 correct the light emitted from the light source 301 provided in the groove 311. Do it. That is, the light emitted from the light source 301 is incident on the body portion 300 of the optical lens 30, and then the second surface 320 is formed by the surface characteristic of the side surface 3112 of the groove 311. Light transmitted to the second surface 320 by the surface characteristic of the second surface 320 is emitted along a predetermined light path, thereby forming a circular light field having excellent uniformity. . Therefore, it also applies to practical applications.

상기 광학 렌즈(30)는 표 5 및 표 6의 파라미터를 채용하여 상기 광원(301)으로부터 출사된 광에 대해 교정을 행한 다음, 빛의 세기의 반치폭 각도가 80˚보다 크거나 같은 광필드를 형성한다. 즉, 최대값의 50%의 광에 의해 형성된 빛의 세기의 복사각도가 80˚보다 크거나 같다.The optical lens 30 employs the parameters of Tables 5 and 6 to calibrate the light emitted from the light source 301, and then forms an optical field whose half-width width of the light intensity is greater than or equal to 80 °. do. That is, the radiation angle of the light intensity formed by the light at 50% of the maximum value is greater than or equal to 80 degrees.

형성된 빛의 세기의 분포도 및 조명도는 각각 도 10 및 도 11에 나타낸다. 도 10에 있어서, e곡선은 XY평면에 있어서의 X방향의 빛의 세기의 분포상황을 표시하고, f곡선은 XY평면에 있어서의 Y방향의 빛의 세기의 분포상황을 표시한다. 도 10 및 도 11로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 광학 렌즈(30)는 상기 광원(301)으로부터 출사된 광에 대해 교정을 행하는바, 상기 광학 렌즈(30)를 통과한 광은 XY평면 상에서 X방향 및 Y방향에 모두 ±62˚보다 큰 복사각도를 형성한다. 따라서, XY평면 상에 빛의 세기가 균일하게 분포된 원형의 광필드를 형성한다. 또한, 도 10에 도시된 바와 같이, e곡선과 f곡선이 기본상 중합된 것은 XY평면 상에 형성된 광필드가 X방향 및 Y방향에서 거의 같다는 것을 의미한다. 동시에, 상기 광학 렌즈(30)를 통해 XY평면에 빛의 세기의 분포가 비교적 균일한 광필드를 형성한다. 즉, 빛의 세기가 중심으로부터 주위로 차츰 저감되는 것을 가리킨다(도 11 참조).The distribution and illumination degree of the intensity of the formed light are shown in FIGS. 10 and 11, respectively. In Fig. 10, the e curve shows the distribution of light intensity in the X direction in the XY plane, and the f curve shows the distribution of light intensity in the Y direction in the XY plane. As can be seen from FIGS. 10 and 11, the optical lens 30 corrects the light emitted from the light source 301, and the light passing through the optical lens 30 is X on the XY plane. Form radiation angles greater than ± 62 ° in both the direction and the Y direction. Thus, a circular light field in which light intensity is uniformly distributed on the XY plane is formed. In addition, as shown in FIG. 10, the polymerization of the e-curve and the f-curve basically means that the light fields formed on the XY plane are almost the same in the X and Y directions. At the same time, the optical lens 30 forms a light field with a uniform distribution of light intensity on the XY plane. That is, it indicates that light intensity gradually decreases from the center to the surroundings (see FIG. 11).

도 12는 본 발명의 제4실시형태에 따른 광학 렌즈의 구조도이다.12 is a structural diagram of an optical lens according to a fourth embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 본 발명의 제4실시형태에 따른 광학 렌즈(40)는 제1표면(410) 및 제2표면(420)을 갖는 몸체부(400)를 구비한다. 상기 광학 렌즈(40)는 광원(401)으로부터 출사된 광에 대해 조절을 행하여 상기 광원(401)의 출사광이 균일하게 되도록 한다. 상기 제1표면(410)에는 요홈(411)이 설치되어 있다. 상기 광원(401)은 상기 요홈(411) 내에 설치된다. 상기 광원(401)으로부터 출사된 광은 상기 요홈(411)의 측면(4112)을 경유하여 상기 몸체부(400)에 입사되므로, 상기 요홈(411)의 측면(4112)은 상기 광학 렌즈(40)의 광입사면으로서 작용한다. 본 실시형태에 있어서, 상기 측면(4112)은 대칭적인 비구면이며, 상기 측면(4112)의 대칭축은 상기 광학 렌즈(40)의 광축과 중합된다.Referring to FIG. 12, an optical lens 40 according to a fourth embodiment of the present invention includes a body 400 having a first surface 410 and a second surface 420. The optical lens 40 adjusts the light emitted from the light source 401 to make the light emitted from the light source 401 uniform. The groove 411 is provided on the first surface 410. The light source 401 is installed in the groove 411. Since the light emitted from the light source 401 is incident on the body part 400 via the side surface 4112 of the groove 411, the side surface 4112 of the groove 411 is the optical lens 40. It acts as a light incident surface of. In the present embodiment, the side surface 4112 is a symmetric aspherical surface, and the axis of symmetry of the side surface 4112 is polymerized with the optical axis of the optical lens 40.

상기 측면(4112)은 상기한 수학식 1을 만족시키고, 상기 측면(4112)의 초점거리(f1)는 상기한 수학식 2을 만족시키며 그 값의 범위는 상기한 바와 같다. 즉, 상기 측면(4112)의 초점거리(f1)는 -0.5mm보다 작다(즉, f1 ＜ -0.5). 본 실시형태에 있어서, α21~α51은 모두 0(零)이며, 상기 측면(4112)의 구체적인 파라미터는 표 7에 나타낸 바와 같이 된다.The side surface 4112 satisfies Equation 1 above, the focal length f 1 of the side surface 4112 satisfies Equation 2 above, and the range of the value is as described above. That is, the focal length f 1 of the side surface 4112 is smaller than −0.5 mm (ie, f 1 < -0.5). In the present embodiment, α 21 to α 51 are all zeros, and specific parameters of the side surface 4112 are as shown in Table 7.

Figure pat00011
Figure pat00011

상기 제2표면(420)은 광학 렌즈(40)의 광출사면이며 상기한 수학식 3을 만족시킨다. 본 실시형태에 있어서, 상기 제2표면(420)은 대칭적인 비구면이며 그 대칭축은 상기 광학 렌즈(40)의 광축과 중합되고, α22~α52는 모두 0(零)이며, 상기 제2표면(420)의 구체적인 파라미터는 표 8에 나타낸 바와 같이 된다.The second surface 420 is a light exit surface of the optical lens 40 and satisfies Equation 3 above. In the present embodiment, the second surface 420 is a symmetric aspheric surface, the axis of symmetry is polymerized with the optical axis of the optical lens 40, and all of α 22 to α 52 are 0 (零), and the second surface is Specific parameters of 420 are as shown in Table 8.

Figure pat00012
Figure pat00012

상기 광학 렌즈(40)의 초점거리(F)는 상기한 수학식 4을 만족시키며 그 값의 범위는 상기한 바와 같다. 즉, 상기 광학 렌즈(40)의 초점거리(F)는 -0.5mm보다 작다(즉, F ＜ -0.5). 본 실시형태에 있어서, N＝1.49이고, H＝9mm이며, F＝-32.67mm이다.The focal length F of the optical lens 40 satisfies Equation 4 above, and the value range is as described above. That is, the focal length F of the optical lens 40 is smaller than -0.5 mm (that is, F <-0.5). In this embodiment, N = 1.49, H = 9 mm, and F = -32.67 mm.

상기 광학 렌즈(40)에 있어서의 상기 요홈(411)의 측면(4112) 및 상기 제2표면(420)은 상기 요홈(411) 내에 설치되어 있는 상기 광원(401)으로부터 출사된 광에 대해 교정작용을 한다. 즉, 상기 광원(401)으로부터 출사된 광은 상기 광학 렌즈(40)의 몸체부(400)에 입사된 후, 상기 요홈(411)의 측면(4112)의 표면특징에 의해 상기 제2표면(420)의 예정된 위치로 전달되고, 상기 제2표면(420)의 표면특징에 의해 상기 제2표면(420)에 전달된 광은 예정된 광로를 따라 출사됨으로써, 균일성이 우수한 원형의 광필드를 형성한다. 따라서, 실제 응용에도 적용된다.The side surface 4112 and the second surface 420 of the groove 411 of the optical lens 40 correct the light emitted from the light source 401 provided in the groove 411. Do it. That is, after the light emitted from the light source 401 is incident on the body 400 of the optical lens 40, the second surface 420 is formed by the surface feature of the side surface 4112 of the groove 411. And the light transmitted to the second surface 420 by the surface feature of the second surface 420 is emitted along a predetermined light path, thereby forming a circular light field having excellent uniformity. . Therefore, it also applies to practical applications.

상기 광학 렌즈(40)는 표 7 및 표 8의 파라미터를 채용하여 상기 광원(401)으로부터 출사된 광에 대해 교정을 행한 다음, 빛의 세기의 반치폭 각도가 80˚보다 크거나 같은 광필드를 형성한다. 즉, 최대값의 50%의 광에 의해 형성된 빛의 세기의 복사각도가 80˚보다 크거나 같다.The optical lens 40 employs the parameters of Tables 7 and 8 to calibrate the light emitted from the light source 401, and then forms an optical field having a half width width of the light intensity greater than or equal to 80 °. do. That is, the radiation angle of the light intensity formed by the light at 50% of the maximum value is greater than or equal to 80 degrees.

형성된 빛의 세기의 분포도 및 조명도는 각각 도 13 및 도 14에 나타낸다. 도 13에 있어서, g곡선은 XY평면에 있어서의 X방향의 빛의 세기의 분포상황을 표시하고, h곡선은 XY평면에 있어서의 Y방향의 빛의 세기의 분포상황을 표시한다. 도 13 및 도 14로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 광학 렌즈(40)는 상기 광원(401)으로부터 출사된 광에 대해 교정을 행하는바, 상기 광학 렌즈(40)를 통과한 광은 XY평면 상에서 X방향 및 Y방향에 모두 ±41˚보다 큰 복사각도를 형성한다. 따라서, XY평면 상에 빛의 세기가 균일하게 분포된 원형의 광필드를 형성한다. 또한, 도 13에 도시된 바와 같이, g곡선과 h곡선이 기본상 중합된 것은 XY평면 상에 형성된 광필드가 X방향 및 Y방향에서 거의 같다는 것을 의미한다. 동시에, 상기 광학 렌즈(40)를 통해 XY평면에 빛의 세기의 분포가 비교적 균일한 광필드를 형성한다. 즉, 빛의 세기가 중심으로부터 주위로 차츰 저감되는 것을 가리킨다(도 14 참조).The distribution and illumination degree of the intensity of the formed light are shown in FIGS. 13 and 14, respectively. In Fig. 13, the g curve shows the distribution of light intensity in the X direction in the XY plane, and the h curve shows the distribution of light intensity in the Y direction in the XY plane. As can be seen from FIGS. 13 and 14, the optical lens 40 corrects the light emitted from the light source 401, and the light passing through the optical lens 40 is X on the XY plane. Form radiation angles greater than ± 41 ° in both the Y and Y directions. Thus, a circular light field in which light intensity is uniformly distributed on the XY plane is formed. In addition, as shown in FIG. 13, the polymerization of the g curve and the h curve basically means that the light fields formed on the XY plane are almost the same in the X and Y directions. At the same time, the optical lens 40 forms an optical field with a uniform distribution of light intensity on the XY plane. That is, it indicates that light intensity gradually decreases from the center to the surroundings (see FIG. 14).

도 15는 본 발명의 제5실시형태에 따른 광학 렌즈의 구조도이다.15 is a structural diagram of an optical lens according to a fifth embodiment of the present invention.

도 15를 참조하면, 본 발명의 제5실시형태에 따른 광학 렌즈(50)는 제1표면(510) 및 제2표면(520)을 갖는 몸체부(500)를 구비한다. 상기 광학 렌즈(50)는 광원(501)으로부터 출사된 광에 대해 조절을 행하여 상기 광원(501)의 출사광이 균일하게 되도록 한다. 상기 제1표면(510)에는 요홈(511)이 설치되어 있다. 상기 광원(501)은 상기 요홈(511) 내에 설치된다. 상기 광원(501)으로부터 출사된 광은 상기 요홈(511)의 측면(5112)을 경유하여 상기 몸체부(500)에 입사되므로, 상기 요홈(511)의 측면(5112)은 상기 광학 렌즈(50)의 광입사면으로서 작용한다. 본 실시형태에 있어서, 상기 측면(5112)은 대칭적인 비구면이며, 상기 측면(5112)의 대칭축은 상기 광학 렌즈(50)의 광축과 중합된다.Referring to FIG. 15, the optical lens 50 according to the fifth embodiment of the present invention includes a body part 500 having a first surface 510 and a second surface 520. The optical lens 50 adjusts the light emitted from the light source 501 to make the light emitted from the light source 501 uniform. The groove 511 is provided on the first surface 510. The light source 501 is installed in the groove 511. Since the light emitted from the light source 501 is incident on the body part 500 via the side surface 5112 of the groove 511, the side surface 5112 of the groove 511 is the optical lens 50. It acts as a light incident surface of. In the present embodiment, the side surface 5112 is a symmetric aspheric surface, and the axis of symmetry of the side surface 5112 is polymerized with the optical axis of the optical lens 50.

상기 측면(5112)은 상기한 수학식 1을 만족시키고, 상기 측면(5112)의 초점거리(f1)는 상기한 수학식 2을 만족시키며 그 값의 범위는 상기한 바와 같다. 즉, 상기 측면(5112)의 초점거리(f1)는 -0.5mm보다 작다(즉, f1 ＜ -0.5). 본 실시형태에 있어서, 상기 측면(5112)의 구체적인 파라미터는 표 9에 나타낸 바와 같이 된다.The side surface 5112 satisfies Equation 1 above, the focal length f 1 of the side surface 5112 satisfies Equation 2 above, and the range of the value is as described above. That is, the focal length f 1 of the side surface 5112 is smaller than -0.5 mm (that is, f 1 < -0.5). In the present embodiment, specific parameters of the side surface 5112 are as shown in Table 9.

Figure pat00013
Figure pat00013

상기 제2표면(520)은 광학 렌즈(50)의 광출사면이며 상기한 수학식 3을 만족시킨다. 본 실시형태에 있어서, 상기 제2표면(520)은 대칭적인 비구면이며 그 대칭축은 상기 광학 렌즈(50)의 광축과 중합되고, α22~α52는 모두 0(零)이며, 상기 제2표면(520)의 구체적인 파라미터는 표 10에 나타낸 바와 같이 된다.The second surface 520 is a light exit surface of the optical lens 50 and satisfies Equation 3 above. In the present embodiment, the second surface 520 is a symmetrical aspherical surface, the axis of symmetry is polymerized with the optical axis of the optical lens 50, and α 22 to α 52 are all 0 (零), and the second surface is Specific parameters of 520 are as shown in Table 10.

Figure pat00014
Figure pat00014

상기 광학 렌즈(50)의 초점거리(F)는 상기한 수학식 4을 만족시키며 그 값의 범위는 상기한 바와 같다. 즉, 상기 광학 렌즈(50)의 초점거리(F)는 -0.5mm보다 작다(즉, F ＜ -0.5). 본 실시형태에 있어서, N＝1.49이고, H＝9mm이며, F＝-100mm이다.The focal length F of the optical lens 50 satisfies Equation 4 above, and the range of the value is as described above. That is, the focal length F of the optical lens 50 is smaller than -0.5 mm (that is, F <-0.5). In this embodiment, N = 1.49, H = 9mm, and F = -100mm.

상기 광학 렌즈(50)에 있어서의 상기 요홈(511)의 측면(5112) 및 상기 제2표면(520)은 상기 요홈(511) 내에 설치되어 있는 상기 광원(501)으로부터 출사된 광에 대해 교정작용을 한다. 즉, 상기 광원(501)으로부터 출사된 광은 상기 광학 렌즈(50)의 몸체부(500)에 입사된 후, 상기 요홈(511)의 측면(5112)의 표면특징에 의해 상기 제2표면(520)의 예정된 위치로 전달되고, 상기 제2표면(520)의 표면특징에 의해 상기 제2표면(520)에 전달된 광은 예정된 광로를 따라 출사됨으로써, 균일성이 우수한 원형의 광필드를 형성한다. 따라서, 실제 응용에도 적용된다.The side surface 5112 and the second surface 520 of the groove 511 of the optical lens 50 correct the light emitted from the light source 501 provided in the groove 511. Do it. That is, the light emitted from the light source 501 is incident on the body portion 500 of the optical lens 50, and then the second surface 520 is formed by the surface characteristic of the side surface 5112 of the groove 511. And the light transmitted to the second surface 520 by the surface feature of the second surface 520 is emitted along a predetermined light path, thereby forming a circular light field having excellent uniformity. . Therefore, it also applies to practical applications.

상기 광학 렌즈(50)는 표 9 및 표 10의 파라미터를 채용하여 상기 광원(501)으로부터 출사된 광에 대해 교정을 행한 다음, 빛의 세기의 반치폭 각도가 80˚보다 크거나 같은 광필드를 형성한다. 즉, 최대값의 50%의 광에 의해 형성된 빛의 세기의 복사각도가 80˚보다 크거나 같다.The optical lens 50 employs the parameters of Tables 9 and 10 to calibrate the light emitted from the light source 501, and then forms an optical field having a half width width of the light intensity greater than or equal to 80 °. do. That is, the radiation angle of the light intensity formed by the light at 50% of the maximum value is greater than or equal to 80 degrees.

형성된 빛의 세기의 분포도 및 조명도는 각각 도 16 및 도 17에 나타낸다. 도 16에 있어서, i곡선은 XY평면에 있어서의 X방향의 빛의 세기의 분포상황을 표시하고, j곡선은 XY평면에 있어서의 Y방향의 빛의 세기의 분포상황을 표시한다. 도 16 및 도 17로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 광학 렌즈(50)는 상기 광원(501)으로부터 출사된 광에 대해 교정을 행하는바, 상기 광학 렌즈(50)를 통과한 광은 XY평면 상에서 X방향 및 Y방향에 모두 ±41˚보다 큰 복사각도를 형성한다. 따라서, XY평면 상에 빛의 세기가 균일하게 분포된 원형의 광필드를 형성한다. 또한, 도 16에 도시된 바와 같이, i곡선과 j곡선이 기본상 중합된 것은 XY평면 상에 형성된 광필드가 X방향 및 Y방향에서 거의 같다는 것을 의미한다. 동시에, 상기 광학 렌즈(50)를 통해 XY평면에 빛의 세기의 분포가 비교적 균일한 광필드를 형성한다. 즉, 빛의 세기가 중심으로부터 주위로 차츰 저감되는 것을 가리킨다(도 17 참조).The distribution and illumination degree of the intensity of the formed light are shown in FIGS. 16 and 17, respectively. In Fig. 16, the i curve shows the distribution of light intensity in the X direction in the XY plane, and the j curve shows the distribution of light intensity in the Y direction in the XY plane. As can be seen from FIGS. 16 and 17, the optical lens 50 corrects the light emitted from the light source 501, and the light passing through the optical lens 50 is X on the XY plane. Form radiation angles greater than ± 41 ° in both the Y and Y directions. Thus, a circular light field in which light intensity is uniformly distributed on the XY plane is formed. Further, as shown in Fig. 16, the i-curve and the j-curve basically polymerized mean that the light fields formed on the XY plane are almost the same in the X and Y directions. At the same time, the optical lens 50 forms a light field with a uniform distribution of light intensity on the XY plane. That is, it indicates that light intensity gradually decreases from the center to the surroundings (see FIG. 17).

이상, 본 발명을 바람직한 실시형태를 사용하여 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
As mentioned above, although this invention was demonstrated using preferable embodiment, the scope of the present invention is not limited to a specific embodiment and should be interpreted by the attached Claim. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

10 --- 광학 렌즈 100 --- 몸체부
101 --- 광원 11 --- 제1단부
110 --- 제1표면 111 --- 요홈
1112 --- 측면 12 --- 제2단부
120 --- 제2표면 20 --- 광학 렌즈
200 --- 몸체부 201 --- 광원
210 --- 제1표면 211 --- 요홈
2112 --- 측면 220 --- 제2표면
30 --- 광학 렌즈 300 --- 몸체부
301 --- 광원 310 --- 제1표면
311 --- 요홈 3112 --- 측면
320 --- 제2표면 40 --- 광학 렌즈
400 --- 몸체부 401 --- 광원
410 --- 제1표면 411 --- 요홈
4112 --- 측면 420 --- 제2표면
50 --- 광학 렌즈 500 --- 몸체부
501 --- 광원 510 --- 제1표면
511 --- 요홈 5112 --- 측면
520 --- 제2표면10 --- optical lens 100 --- body
101 --- light source 11 --- first end
110 --- First surface 111 --- Grooves
1112 --- side 12 --- second end
120 --- Second surface 20 --- Optical lens
200 --- Body 201 --- Light source
210 --- First surface 211 --- Groove
2112 --- side 220 --- second surface
30 --- optical lens 300 --- body
301 --- light source 310 --- first surface
311 --- Groove 3112 --- Side
320 --- Second surface 40 --- Optical lens
400 --- Body 401 --- Light source
410 --- First surface 411 --- Grooves
4112 --- Side 420 --- Second surface
50 --- optical lens 500 --- body
501 --- light source 510 --- first surface
511 --- Groove 5112 --- Side
520 --- Second surface

Claims (9)

광원으로부터 출사된 광에 대해 조절을 행하여 원형의 광필드를 형성하는 광학 렌즈에 있어서,
상기 광학 렌즈는 대향하는 제1표면 및 제2표면을 갖는 몸체부를 구비하고,
상기 제1표면에는, 측면을 상기 광학 렌즈의 광입사면으로 하여 상기 광원으로부터 출사된 광을 상기 몸체부에 입사시키는 요홈이 설치되어 있고,
상기 제2표면은 대칭적인 비구면이며 상기 광학 렌즈의 광출사면으로서 작용하고,
상기 요홈의 측면 및 상기 제2표면은 상기 광원으로부터 출사된 광에 대해 조절을 행하여 빛의 세기의 반치폭 각도가 80˚보다 크거나 같은 광필드를 형성하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
In the optical lens for adjusting the light emitted from the light source to form a circular light field,
The optical lens has a body portion having opposing first and second surfaces,
The first surface is provided with a groove for allowing the light emitted from the light source to enter the body portion, with the side as the light incident surface of the optical lens,
The second surface is a symmetric aspheric surface and acts as a light exit surface of the optical lens,
The side surface and the second surface of the groove are adjusted to the light emitted from the light source to form an optical field in which the half width width of the light intensity is greater than or equal to 80 °.
제1항에 있어서,
상기 요홈의 측면은 대칭적인 비구면이며 그 대칭축은 상기 광학 렌즈의 광축과 중합되고, 상기 제2표면의 대칭축도 상기 광학 렌즈의 광축과 중합되는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
The method of claim 1,
And the side surface of the groove is a symmetric aspherical surface, the axis of symmetry of which is polymerized with the optical axis of the optical lens, and the axis of symmetry of the second surface is also polymerized with the optical axis of the optical lens.
제1항에 있어서,
상기 요홈의 측면 및 제2표면은 모두 하기의 식에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
Figure pat00015

(그 중에서, r은 광축에 따른 반경을 가리키고; Z는 상기 측면 또는 제2표면의 상기 r을 독립변수로 하는 SAG값을 가리키며; c 및 k는 각각 상기 측면 또는 제2표면의 곡률계수 및 원추계수를 가리키고; α21~α51은 상기 측면 또는 제2표면의 비구면계수를 가리키며; 상기 측면의 원점은 상기 측면과 상기 광학 렌즈의 광축의 교점이고; 상기 제2표면의 원점은 상기 제2표면과 상기 광학 렌즈의 광축의 교점이다.)
The method of claim 1,
Both the side surface and the second surface of the groove is defined by the following equation.
Figure pat00015

(Where r denotes a radius along the optical axis; Z denotes a SAG value having r as the independent variable of the side or second surface; c and k are the coefficient of curvature and the cone of the side or second surface, respectively) Α 21 to α 51 indicate aspherical coefficients of the side or second surface; the origin of the side is the intersection of the optical axis of the side and the optical lens; and the origin of the second surface is the second surface. And the optical axis of the optical lens.)
제3항에 있어서,
상기 측면의 비구면계수가 모두 영(零)인 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
The method of claim 3,
The aspherical surface coefficient of the said side surface is all zero, The optical lens characterized by the above-mentioned.
제3항에 있어서,
상기 측면의 비구면계수가 모두 영(零)이 아닌 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
The method of claim 3,
An optical lens, characterized in that the aspheric coefficient of the side is not all zero.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 제2표면의 비구면계수가 모두 영(零)이 아니거나, 또는 모두 영(零)인 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
The method according to claim 4 or 5,
And the aspheric coefficients of the second surface are not all zero or all are zero.
제1항에 있어서,
상기 측면의 초점거리(f1)가 하기의 식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
Figure pat00016

(그 중에서, N은 상기 광학 렌즈의 몸체부의 굴절율을 가리키고; c1은 상기 측면의 곡률계수를 가리키며; 상기 측면의 초점거리(f1)의 범위는 -0.5mm보다 작다.)
The method of claim 1,
The focal length f 1 on the side satisfies the following equation.
Figure pat00016

(Wherein N indicates the refractive index of the body portion of the optical lens; c 1 indicates the curvature coefficient of the side surface; the focal length f 1 of the side surface is smaller than −0.5 mm.)
제4항에 있어서,
상기 광학 렌즈의 초점거리(F)가 하기의 식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
Figure pat00017

(그 중에서, N은 상기 광학 렌즈의 몸체부의 굴절율을 가리키고; c1 및 c2는 상기 측면 및 상기 제2표면의 곡률계수를 가리키며; H는 상기 광학 렌즈의 중심두께를 가리키고; 상기 광학 렌즈의 초점거리(F)는 -0.5mm보다 작다.)
The method of claim 4, wherein
The focal length F of the optical lens satisfies the following equation.
Figure pat00017

Wherein N indicates the refractive index of the body portion of the optical lens; c 1 and c 2 indicate the curvature coefficients of the side and the second surface; H indicates the center thickness of the optical lens; Focal length F is less than -0.5mm.)
제1항에 있어서,
상기 광원은 상기 요홈 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
The method of claim 1,
The light source is installed in the groove, the optical lens.
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