KR20140064189A - Led lens for wide diffusion light - Google Patents

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KR20140064189A
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Abstract

Disclosed is a light diffusion lens. The disclosed light diffusion lens includes a refractive surface which refracts light inputted from a light source; a reflective surface which totally reflects the light refracted by the refractive surface; and a transmitting surface which transmits the light totally reflected by the reflective surface and the light refracted by the refractive surface to the outside.

Description

광 확산렌즈{LED LENS FOR WIDE DIFFUSION LIGHT}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a light diffusing lens,

본 발명은 광 확산렌즈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광원의 모든 빛을 측면 투사가 가능하고, 빛의 각도 조절이 용이하며, 광효율이 높고, 제작비용이 낮은 광 확산렌즈에 관한 것이다.
The present invention relates to a light diffusion lens, and more particularly, to a light diffusion lens capable of projecting all light of a light source on its side, easily adjusting the angle of light, high in light efficiency, and low in manufacturing cost.

근래 들어오면서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 하여, 소형 및 경량화 되면서 성능이 더욱 향상된 평판 표시장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.Recently, demand for flat panel display devices, which have been improved in size and weight and have improved performance, has been explosively increasing, centering on semiconductor technology which is rapidly developing.

이러한 평판 표시장치 중에서 근래에 각광받고 있는 액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD)는 소형화, 경량화 및 저전력 소비화 등의 이점을 가지고 있어서 기존의 브라운관(cathode ray tube; CRT)의 단점을 극복 할 수 있는 대체 수단으로서 점차 주목받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치가 필요한 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되어 사용되고 있다.Among these flat panel displays, liquid crystal displays (LCDs), which have been popular in recent years, have advantages such as miniaturization, light weight, and low power consumption, which can overcome the drawbacks of conventional cathode ray tubes Has been gradually attracting attention as an alternative means, and is currently used in almost all information processing devices requiring a display device.

액정 표시장치는 일반적으로 공통 전극과 색필터(color filter) 등이 형성되어 있는 상부 기판과 박막 트랜지스터와 화소전극 등이 형성되어 있는 하부 기판 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표현하는 장치이다.A liquid crystal display generally includes a liquid crystal material injected between an upper substrate on which a common electrode and a color filter are formed, a lower substrate on which a thin film transistor and a pixel electrode are formed, And an electric field is formed by applying different electric potentials to change the arrangement of the liquid crystal molecules, thereby controlling the transmittance of light to thereby display an image.

액정 표시장치에서의 액정 표시패널은 스스로 발광하지 못하는 수광 소자이므로, 액정 표시패널 하부에서 액정 표시패널에 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛을 구비하고 있다. 백라이트 유닛은 램프, 도광판, 반사 시트 및 광학 시트류 등을 포함한다. 램프는 비교적 발열량이 적으며 자연광에 가까운 백색광을 발생시키고 수명이 긴 냉음극선관 방식 램프나 색재현성이 좋고 저전력이 소비되는 LED를 이용한 LED 방식 램프를 사용한다. 종래에는 냉음극선관 방식의 램프를 사용하였으나, LED 방식 램프가 색재현성이 좋으며, 소비전력도 적게 든다는 장점을 가지고 있어서 LED 방식 램프 제품이 사용되기 시작하였다.Since the liquid crystal display panel in the liquid crystal display device is a light receiving element that can not emit light by itself, the backlight unit is provided below the liquid crystal display panel to provide light to the liquid crystal display panel. The backlight unit includes a lamp, a light guide plate, a reflective sheet, an optical sheet, and the like. The lamp uses a cold-cathode tube type lamp with a relatively low calorific value, white light close to natural light, a long life, or an LED type lamp using a color reproducible and low power consumption LED. Conventionally, cold-cathode tube type lamps have been used, but LED type lamps have been used because of their excellent color reproducibility and low power consumption.

LED 방식의 램프는 적색, 녹색, 청색의 LED를 배치하여 이들 3색을 합한 흰색의 빛을 액정 표시패널에 제공하는 방식을 사용한다. 이러한 LED 방식의 램프가 액정 표시패널에 빛을 제공하는 위치에 따라서 에지(edge)형과 직하형으로 나뉘어The LED type lamp uses red, green, and blue LEDs to provide white light combined with the three colors to the liquid crystal display panel. Such an LED-type lamp is divided into an edge type and a direct-type type according to the position where light is provided to the liquid crystal display panel

진다. 에지형은 액정 표시패널의 측면에 LED가 위치하여 측면에서 빛을 제공하는 방식이며, 직하형은 액정 표시패널의 뒷면에 LED가 위치하여 뒤에서 빛을 제공하는 방식이다.Loses. In the edge type, the LED is positioned on the side of the liquid crystal display panel to provide light from the side, and the direct type is a method in which the LED is positioned on the back side of the liquid crystal display panel to provide light from behind.

에지형은 패널의 일 측면에서만 빛을 제공하기 때문에 액정 패널이 커지면 커질수록 빛이 일 측에 편중되는 문제가 발생하게 되어, 액정 패널의 크기가 점차 거대화되는 추세에 따라 에지형보다는 직하형 방식이 앞으로 더 많이 사용될 것이며, 이에 따라 직하형에 대한 개발이 활발하다.Since the edge type provides light only at one side of the panel, the larger the size of the liquid crystal panel, the more the light is biased toward one side. As the size of the liquid crystal panel gradually increases, the direct type rather than the edge type It will be used more in the future, and development for the direct type is active.

그런데 LED가 발하는 빛은 직진성이 강해 LED 정면 방향으로 집중하는 경향이 있다. 따라서 빛이 액정 표시 패널의 전체로 고르게 분산되지 못하고 LED의 정면 부분이 더 밝고 정면에서 멀어질수록 어두워지는 문제점이 있다.However, the light emitted by the LED has a strong directivity and tends to concentrate in the front direction of the LED. Accordingly, the light is not uniformly distributed throughout the liquid crystal display panel, and the front portion of the LED is brighter and the front portion is darker.

한편, 국내 등록특허 제10-0722590호(등록일:2007.05.21)에는 "백라이트용 LED 렌즈"가 개시되어 있다.
On the other hand, Korean Patent No. 10-0722590 (registered on May 21, 2007) discloses a "LED lens for backlight ".

본 발명은 광원의 빛을 측면으로 고르게 투사할 수 있어 고른 배광분포를 얻을 수 있고, 별도의 미러코팅을 배제할 수 있으며, 모든 면이 금형제작 및 사출공정에 의해 제작될 수 있어 양산성 및 원감절감에 유리한 광 확산렌즈를 제공하는 데 그 목적이 있다.
The present invention can uniformly distribute the light of the light source to the side surface, thereby obtaining a uniform light distribution, eliminating a separate mirror coating, and enabling all surfaces to be manufactured by a mold manufacturing process and an injection process. And an object of the present invention is to provide a light diffusion lens which is advantageous for reduction.

본 발명에 따른 광 확산렌즈는: 광원으로부터 입사된 빛을 굴절시키는 굴절면과, 상기 굴절면에 의해 굴절된 빛을 전반사시키는 반사면 및 상기 반사면에 의해 전반사된 빛과, 상기 굴절면에 의해 굴절된 빛을 외부로 투사하는 투사면을 포함하는 것을 특징으로 한다.A light diffusing lens according to the present invention includes: a refracting surface for refracting light incident from a light source; a reflecting surface for totally reflecting light refracted by the refracting surface; light totally reflected by the reflecting surface; And a projection surface for projecting the light to the outside.

또한, 상기 굴절면은 상기 광원의 상부에 구비되어 상기 광원으로부터 입사된 빛을 굴절시켜 상기 반사면으로 전달하는 제1굴절면 및 상기 광원의 측부에 구비되어 상기 광원으로부터 입사된 빛을 굴절시켜 상기 투사면으로 전달하는 제2굴절면을 포함하는 것을 특징으로 한다.The refracting surface may include a first refracting surface provided on the light source to refract light incident from the light source to transmit the refracted light to the reflecting surface, and a second refracting surface provided on a side of the light source to refract light incident from the light source, To the second refractive surface.

또한, 상기 투사면은 상기 반사면에 의해 전반사된 빛을 굴절시켜 외부로 투사하는 제1투사면 및 상기 굴절면에 의해 굴절된 빛을 굴절시켜 외부로 투사하는 제2투사면을 포함하는 것을 특징으로 한다.The projection surface may include a first projection surface for refracting the light totally reflected by the reflection surface and projecting the light to the outside, and a second projection surface for refracting the light refracted by the refraction surface and projecting the refracted light to the outside. do.

또한, 상기 제2굴절면과 상기 제2투사면은 양의 굴절능(Positive Power)을 갖는 것을 특징으로 한다.The second refracting surface and the second refracting surface may have a positive refracting power.

또한, 상기 반사면은 하방으로 요입된 곡률면을 형성하는 것을 특징으로 한다.Further, the reflective surface forms a curved surface recessed downward.

또한, 상기 반사면 상의 임의의 두 점과 렌즈중심축 사이의 거리를 D1, D2라 하고, 상기 D1, D2에서의 접선과 이루는 각을 a1, a2라고 했을 때, D2 > D1 이면 a2 ≥ a1 을 만족하는 것을 특징으로 한다.If a distance between any two points on the reflection surface and the lens center axis is D1 and D2 and an angle formed with the tangent line in D1 and D2 is a1 and a2, then if D2 > D1, a2 & Is satisfied.

또한, 상기 굴절면과 상기 투사면 사이 매질의 굴절률을 n2, 상기 외부의 굴절률을 n1이라고 했을 때, D1=0 이면 a1 > 90°- sin-1(n1/n2) 을 만족하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.Further, when the refractive index of the medium between the refracting surface and the projection surface is n2 and the external refractive index is n1, a1> 90-sin- 1 (n1 / n2) is satisfied when D1 = do.

또한, 상기 굴절면과 상기 투사면 사이에는 상기 제2굴절면으로부터 전달된 빛을 상기 반사면과 상기 투사면 중 적어도 어느 하나로 전달하는 제1확산반사면이 구비되는 것을 특징으로 한다.A diffusing reflecting surface for transmitting light transmitted from the second refracting surface to at least one of the reflecting surface and the projection surface is provided between the refracting surface and the projecting surface.

또한, 상기 제1확산반사면은 복수 개로 구비되어 상기 굴절면으로부터 전달된 빛을 전반사시키는 것을 특징으로 한다.The plurality of first diffusion reflecting surfaces may be provided to totally reflect light transmitted from the refracting surface.

또한, D1=0 일 때, 상기 반사면의 높이를 h1, 상기 제1확산반사면에서 높이가 가장 낮은 부분의 높이를 h2라고 했을 때, h1 > h2 를 만족하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.And h1 > h2 when the height of the reflective surface is h1 and the height of the portion with the lowest height at the first diffusive reflection surface is h2 when D1 = 0.

또한, 상기 굴절면과 상기 투사면 사이에는 상기 제1굴절면에서 굴절되는 빛 중에서 상기 반사면에서 전반사되고, 상기 제2투사면에서 전반사되는 빛을 상기 제2투사면으로 전달하는 제2확산반사면이 구비되는 것을 특징으로 한다.A second diffusive reflecting surface is provided between the refracting surface and the projection surface for totally reflecting the light refracted at the first refracting surface from the reflecting surface and for transmitting light totally reflected at the second projecting surface to the second projecting surface .

또한, 상기 제2확산반사면은 복수 개로 구비되어 상기 제2투사면에서 전반사되는 빛을 전반사시키는 것을 특징으로 한다.The plurality of second diffusion reflecting surfaces may be provided to totally reflect light totally reflected by the second projection surface.

또한, D1=0 일 때, 상기 반사면의 높이를 h1, 상기 제2확산반사면에서 높이가 가장 낮은 부분의 높이를 h3라고 했을 때, h1 > h3 을 만족하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.And h1 > h3 when the height of the reflecting surface is h1 when D1 = 0 and the height of the portion with the lowest height on the second diffusive reflecting surface is h3.

또한, 상기 광원은 엘이디를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Further, the light source includes an LED.

본 발명에 따른 광 확산렌즈는 모든 빛이 측면으로 고르게 투사할 수 있어 고른 배광분포를 얻을 수 있으며, 특히 반사면의 기울기가 전반사 조건을 유지하도록 구성되어 정확한 투사가 가능하고, 별도의 미러코팅을 배제할 수 있어 반사면에서의 효율 저하가 발생하지 않으며, 제작비용이 저렴한 효과를 지닌다.The light diffusing lens according to the present invention can uniformly project all the light to the side to obtain a uniform light distribution, and in particular, the slope of the reflection surface is configured to maintain the total reflection condition, It is possible to eliminate such a problem that the efficiency is not deteriorated at the reflection surface, and the production cost is low.

또한, 본 발명은 광원으로부터 큰 각으로 발산되는 빛은 양의 굴절능을 갖는 제2굴절면과 제2투사면을 이용하여 자유로이 굴절 시킴으로써 원하는 배광 분포를 얻을 수 있는 효과를 지닌다.In addition, the present invention has the effect of obtaining a desired light distribution by freely refracting light emitted from a light source at a large angle using a second refracting surface and a second projection surface having a positive refracting power.

또한, 본 발명은 광원의 크기 및 공차에 둔감한 효과를 지닌다.Further, the present invention has the effect of being insensitive to the size and tolerance of the light source.

또한, 본 발명은 렌즈를 구성하는 모든 면들이 금형제작 및 사출공정이 가능하여 양산성 및 원가절감에 유리하다.
In addition, all surfaces constituting the lens of the present invention can be manufactured and injected in a mold, which is advantageous in mass productivity and cost reduction.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 광 확산렌즈의 사시도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 광 확산렌즈의 단면도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 광 확산을 보인 도면,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 광 확산렌즈의 단면도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 광 확산렌즈의 제1변형예,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 광 확산렌즈의 제2변형예,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 광 확산렌즈의 제3변형예,
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 광 확산렌즈의 단면도이다.1 is a perspective view of a light diffusion lens according to a first embodiment of the present invention,
2 is a cross-sectional view of a light diffusion lens according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 3 illustrates optical diffusion according to a first embodiment of the present invention; FIG.
4 is a cross-sectional view of a light diffusion lens according to a second embodiment of the present invention,
5 is a first modification of the light diffusion lens according to the second embodiment of the present invention,
6 is a second modification of the light diffusion lens according to the second embodiment of the present invention,
7 shows a third modification of the light diffusion lens according to the second embodiment of the present invention,
8 is a cross-sectional view of a light diffusing lens according to a third embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 광 확산렌즈의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
Hereinafter, an embodiment of a light diffusion lens according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 광 확산렌즈의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 광 확산렌즈의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 광 확산을 보인 도면이다.1 is a perspective view of a light diffusion lens according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a light diffusion lens according to a first embodiment of the present invention, FIG. 3 is a cross- FIG.

우선, 본 실시예에 따른 광 확산렌즈(100)는 직하형 백라이트 유닛에 적용되는 것으로 설명한다. 즉, 회로기판(10) 상부에 광원(50)이 설치되어 있으며, 광원(50)이 삽입되는 하부 확산반사판(미도시)이 회로기판(10) 상부에 위치하고, 광원(50)의 상부이며, 하부 확산반사판의 상부면에는 광 확산렌즈(100)가 위치하게 된다. 그리고, 광 확산렌즈(100)의 상부에는 도광판이 구비되며, 도광판의 상부에는 상부확산판 및 각종시트가 구비된다.First, the light diffusion lens 100 according to the present embodiment is described as being applied to a direct-type backlight unit. A lower diffusion reflector (not shown) in which the light source 50 is inserted is positioned on the upper side of the circuit board 10 and the upper side of the light source 50, And the light diffusion lens 100 is positioned on the upper surface of the lower diffusion reflection plate. A light guide plate is provided on the upper part of the light diffusion lens 100, and an upper diffusion plate and various sheets are provided on the light guide plate.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 광 확산렌즈(100)는 굴절면(110), 반사면(120) 및 투사면(130)을 포함한다.1 to 3, a light diffusion lens 100 according to a first embodiment of the present invention includes a refracting surface 110, a reflecting surface 120, and a projection surface 130.

굴절면(110)은 광원(50)으로부터 입사된 광을 굴절시키는 것으로서, 저면에 구비된다. 즉, 광 확산렌즈(100)의 저면 중앙에는 광원(50)이 수용될 수 있는 만입된 홈이 형성되고, 만입된 홈 내부에 굴절면(110)이 구비된다.The refracting surface 110 refracts the light incident from the light source 50, and is provided on the bottom surface. That is, recessed grooves are formed at the center of the bottom of the light diffusion lens 100 to accommodate the light source 50, and a refracting surface 110 is provided in the recessed grooves.

굴절면(110)은 광원(50)의 상부에 구비되어 광원(50)으로부터 입사된 빛을 굴절시켜 반사면(120)으로 전달하는 제1굴절면(112) 및 광원(50)의 측부에 구비되어 광원(50)으로부터 입사된 빛을 굴절시켜 투사면(130)으로 전달하는 제2굴절면(114)을 포함한다. 즉, 도 2에서 도시된 바와 같이 제1굴절면(112)은 광원(50)의 상부에 나란한 면으로 형성되고, 제2굴절면(114)은 광원(50)의 수직된 면으로 형성된다.The refracting surface 110 is provided on the upper side of the light source 50 and includes a first refracting surface 112 for refracting the light incident from the light source 50 and transmitting the refracted light to the reflecting surface 120, And a second refracting surface 114 that refracts the light incident from the first reflecting surface 50 and transmits the refracted light to the projection surface 130. That is, as shown in FIG. 2, the first refracting surface 112 is formed as a surface parallel to the upper surface of the light source 50, and the second refracting surface 114 is formed as a perpendicular surface of the light source 50.

반사면(120)은 굴절면(110)에 의해 굴절된 빛을 전반사시켜 투사면(130)으로 전달한다. 반사면(120)은 하방으로 요입된 곡률면을 형성한다. 즉, 도 1에서 도시된 바와 같이 반사면(120)은 광 확산렌즈(100)의 외부면에 형성되는 것으로, 광원(50)의 상부에 구비되며, 광원(50)측으로 요입된 원뿔홈으로 구성된다.The reflective surface 120 totally reflects light refracted by the refracting surface 110 and transmits the light to the projection surface 130. The reflecting surface 120 forms a downward curved surface. 1, the reflection surface 120 is formed on the outer surface of the light diffusion lens 100 and is formed on the upper portion of the light source 50 and is formed as a conical groove recessed toward the light source 50 do.

투사면(130)은 반사면(120)에 의해 전반사된 빛과, 굴절면(110)에 의해 굴절된 빛을 외부로 투사하는 것으로서, 반사면(120)에 의해 전반사된 빛을 굴절시켜 외부로 투사하는 제1투사면(132) 및 굴절면(110)에 의해 굴절된 빛을 굴절시켜 외부로 투사하는 제2투사면(134)을 포함한다. 즉, 도 3에서 도시된 바와 같이 제1굴절면(112)에 의해 굴절된 빛은 반사면(120)으로 전달되어 전반사되고, 제1투사면(132)으로 전달되어 외부로 투사되며, 제2굴절면(114)에 의해 굴절된 빛은 제2투사면(134)으로 전달되어 외부로 투사된다.The projection surface 130 projects the light totally reflected by the reflecting surface 120 and the light refracted by the refracting surface 110 to the outside and refracts the light totally reflected by the reflecting surface 120, And a second projection surface 134 for refracting the light refracted by the refracting surface 110 and projecting the refracted light to the outside. 3, the light refracted by the first refracting surface 112 is transmitted to the reflecting surface 120 to be totally reflected, transmitted to the first reflecting surface 132 and projected to the outside, The light refracted by the second projection surface 114 is transmitted to the second projection surface 134 and projected to the outside.

제2굴절면(114)과 제2투사면(134)은 양의 굴절능(Positive Power)을 갖는다.광원(50)에서 큰 각을 가지고 발산하는 빛이 제2굴절면(114)과 제2투사면(134)에 의해 자유로이 굴절됨으로써, 원하는 배광분포를 얻을 수 있다.The second refracting surface 114 and the second projecting surface 134 have a positive refractive power. Light emitted from the light source 50 with a large angle is transmitted through the second refracting surface 114 and the second projection surface 134. [ The light can be freely refracted by the light source 134 to obtain a desired light distribution.

반사면(120)의 기울기는 전반사 조건을 유지하도록 구성된다. 도 2에서 도시된 바와 같이 반사면(120) 상의 임의의 두 점과 렌즈중심축 사이의 거리를 D1, D2라고 하고, D1, D2에서의 접선과 이루는 각을 a1, a2 라고 했을 때, D2 > D1 이면 a2 ≥ a1 을 만족하여야 한다.The inclination of the reflecting surface 120 is configured to maintain the total reflection condition. As shown in Fig. 2, when the distances between any two points on the reflecting surface 120 and the lens center axis are D1 and D2 and the angles formed by the tangent lines at D1 and D2 are a1 and a2, If D1, a2 ≥ a1 should be satisfied.

또한, 굴절면(110)과 투사면(130) 사이 매질의 굴절률을 n2, 렌즈 외부의 굴절률을 n1 이라고 했을 때, D1=0 이면 a1 > 90°- sin-1(n1/n2) 을 만족하여야 한다.When D1 = 0, the refractive index of the medium between the refracting surface 110 and the projection surface 130 is n2 and the refractive index outside the lens is n1, then a1> 90-sin- 1 (n1 / n2) .

이와 같은 조건을 만족하면 광원(50)에서 발산되는 광은 제1굴절면(112)을 통해 반사면(120)에서 모두 전반사되어 제1투사부에 정확하게 전달될 수 있다. 이로 인해 모든 빛의 측면 투사가 가능하며 빛의 각도 조절이 용이하다.When the above condition is satisfied, the light emitted from the light source 50 is totally reflected on the reflection surface 120 through the first refracting surface 112 and can be accurately transmitted to the first projection portion. This makes it possible to project all the light on the side and to adjust the angle of light easily.

그리고, 반사면(120)에 별도의 미러코팅이 필요없으므로 반사면(120)에서의 효율 저하가 발생하지 않으며, 제작 비용을 절감할 수 있다.Since no mirror coating is required on the reflection surface 120, efficiency reduction on the reflection surface 120 does not occur, and manufacturing cost can be reduced.

또한, 광 확산렌즈(100)의 모든 면에는 언더컷 형상을 지니지 않으므로 금형제작 및 사출공정에 유리하다. 이로 인해 양산성 및 원가를 절감할 수 있다.Further, since all the surfaces of the light diffusion lens 100 do not have an undercut shape, they are advantageous in the mold manufacturing and injection processes. This can reduce mass productivity and cost.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 광 확산렌즈(100)를 설명하기로 한다.Hereinafter, a light diffusion lens 100 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

설명의 편의를 위해 상기 제1실시예와 구성 및 작용이 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호로 인용하고 이에 대한 설명은 생략한다.For the sake of convenience of description, the same reference numerals are used for the same components as those of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 광 확산렌즈의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 광 확산렌즈의 제1변형예이며, 도 6는 본 발명의 제2실시예에 따른 광 확산렌즈의 제2변형예이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 광 확산렌즈의 제3변형예이다.FIG. 4 is a cross-sectional view of a light diffusing lens according to a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a first modification of the light diffusion lens according to the second embodiment of the present invention, 7 is a third modification of the light diffusing lens according to the second embodiment of the present invention.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 굴절면(110)과 투사면(130) 사이에는 제2굴절면(114)으로부터 전달된 빛을 반사면(120)과 투사면(130) 중 적어도 어느 하나에 전달하는 제1확산반사면(140)이 구비된다.4 to 7, between the refracting surface 110 and the projection surface 130, light transmitted from the second refracting surface 114 is transmitted to at least one of the reflection surface 120 and the projection surface 130 A first diffusion reflecting surface 140 is provided.

제1확산반사면(140)은 도 4에서 도시된 바와 같이 광 확산렌즈(100)의 저면 가장자리에 요홈이 형성되어 형성될 수도 있다. 이러한 제1확산반사면(140)에 의해 광원(50)에서 큰 각을 가지고 발산되는 빛이 제2굴절면(114)을 통해 굴절되고, 제1확산반사면(140)에 의해 전반사되어 제2투사면(134)을 통해 투사됨으로써, 원하는 배광분포를 얻을 수 있다. The first diffusive reflection surface 140 may be formed by forming a groove in the bottom edge of the light diffusion lens 100 as shown in FIG. Light diffracted by the light source 50 with a large angle is refracted by the first diffusive reflecting surface 140 through the second refracting surface 114 and totally reflected by the first diffusing reflecting surface 140, By being projected through the slope 134, a desired light distribution can be obtained.

이러한 전반사 조건을 만족하기 위해서는 D1=0 일 때, 반사면(120)의 높이를 h1, 제1확산반사면(140)에서 높이가 가장 낮은 부분의 높이를 h2라고 하고, h1 > h2 의 조건을 만족하도록 반사면(120)과 제1확산반사면(140)의 높이가 구성된다.In order to satisfy the total reflection condition, the height h1 of the reflecting surface 120 and the height of the portion having the lowest height at the first diffusive reflecting surface 140 are denoted by h2, and the condition of h1 > The height of the reflective surface 120 and the height of the first diffusive reflective surface 140 are configured to satisfy the condition.

제1확산반사면(140)은 도 5에서 도시된 바와 같이 광 확산렌즈(100)의 저면 가장자리가 절개되어 형성될 수도 있고, 도 6에서 도시된 바와 같이 광 확산렌즈(100)의 저면 내측에 제2굴절면(114)과 인접한 위치에 형성될 수도 있으며, 도 7에서 도시된 바와 같이 광 확산렌즈의 내측과 가장자리에 각각 형성될 수도 있다.The first diffusion reflecting surface 140 may be formed by cutting the bottom edge of the light diffusing lens 100 as shown in FIG. 5 and may be formed inside the bottom surface of the light diffusing lens 100 as shown in FIG. 6 And may be formed at a position adjacent to the second refracting surface 114 or may be formed at the inner side and the edge of the light diffusing lens, respectively, as shown in FIG.

이를 설명하면, 광 확산렌즈(100)의 저면 가장자리에 형성되는 제1확산반사면(140)은 제2굴절면(114)을 통해 전달된 빛을 전반사시켜 제2투사면(134)으로 투사시키고, 저면 내측에 형성되는 제1확산반사면(140)은 제2굴절면(114)을 통해 전달된 빛을 전반사시켜 제1투사면(132)을 통해 투사시킨다. The first diffusion reflecting surface 140 formed at the bottom edge of the light diffusing lens 100 totally reflects the light transmitted through the second refracting surface 114 and projects the light to the second projecting surface 134, The first diffusion reflective surface 140 formed on the inner side of the bottom surface totally reflects the light transmitted through the second refractive surface 114 and projects the light through the first projection surface 132.

저면에 내측과 가장자리에 복수 개 형성되는 제1확산반사면(140)은 도 7에서 도시된 바와 같이 내측의 제1확산반사면(140)은 제2굴절면(114)을 통해 전달된 빛을 반사면(120)으로 전반사시키고, 반사면(120)에서는 이 빛을 다시 전반사시켜 제1투사부(132)를 통해 투사시킨다. 그리고, 외측의 제1확산반사면(140)은 제2굴절면(114)을 통해 전달된 빛을 전반사시켜 제2투사부(134)로 투사시킨다.As shown in FIG. 7, the first diffusive reflecting surface 140 on the inner side and the first diffusing reflecting surface 140 formed on the inner side and the edge of the bottom surface are divided into a half of the light transmitted through the second refracting surface 114 And the reflection surface 120 totally reflects the light again so as to project the light through the first projection section 132. [ The outer first diffusive reflection surface 140 totally reflects the light transmitted through the second refracting surface 114 and projects it to the second projection unit 134.

이처럼, 광 확산렌즈(100)의 저면에 형성되는 제1확장반사면(140)에 의해 원하는 배광분포를 얻을 수 있다.Thus, a desired light distribution can be obtained by the first extended reflection surface 140 formed on the bottom surface of the light diffusion lens 100. [

한편, 도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 광 확산렌즈(100)의 단면도이다.8 is a cross-sectional view of a light diffusion lens 100 according to a third embodiment of the present invention.

설명의 편의를 위해 상기 제1실시예와 구성 및 작용이 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호로 인용하고 이에 대한 설명은 생략한다.For the sake of convenience of description, the same reference numerals are used for the same components as those of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

도 8을 참조하면, 굴절면(110)과 투사면(130) 사이에는 제1굴절면(112)에서 굴절되는 빛 중에서 반사면(120)에서 전반사되고, 제2투사면(134)에서 전반사되는 빛을 제2투사면(134)으로 전달하는 제2확산반사면(150)이 구비된다.8, the light refracted at the first refracting surface 112 is totally reflected at the reflective surface 120 and totally reflected at the second projecting surface 134 between the refracting surface 110 and the projection surface 130 And a second diffusive reflecting surface 150 for transmitting the second diffusing surface 134 to the second diffusing surface 134.

제2확산반사면(150)은 복수 개로 구비되어 제2투사면(134)에서 전반사되는 빛을 전반사시킬 수 있다. 이러한 전반사 조건을 만족하기 위해서는 D1=0 일 때, 반사면(120)의 높이를 h1, 제2확산반사면(150)에서 높이가 가장 낮은 부분의 높이를 h3라고 했을 때, h1 > h3 을 만족하도록 반사면(120)과 제2확산반사면(150)의 높이가 구성된다.A plurality of second diffusion reflecting surfaces 150 may be provided to totally reflect light totally reflected by the second projection surface 134. In order to satisfy the total reflection condition, when the height of the reflective surface 120 is h1 and the height of the portion with the lowest height at the second diffusive reflection surface 150 is h3 when D1 = 0, h1 > h3 is satisfied The height of the reflective surface 120 and the height of the second diffusion reflective surface 150 are configured.

즉, 제2확산반사면(150)은 빛의 발산방향의 반대반향으로 형성되어 제2투사면(134)에서 기울기에 의해 전반사되는 빛을 다시 전반사시켜 제2투사면(134)으로 통해 투사시킨다.That is, the second diffusive reflection surface 150 is formed in the opposite direction to the divergence direction of the light, totally reflects the light totally reflected by the inclination at the second projection surface 134, and projects it through the second projection surface 134 .

상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 광 확산렌즈(100)에 의하면, 광원으로부터 발산되는 모든 빛이 측면으로 고르게 투사할 수 있어 고른 배광분포를 얻을 수 있으며, 특히 반사면(120)의 기울기가 전반사 조건을 유지하도록 구성되어 정확한 투사가 가능하고, 광원으로부터 큰 각으로 발산되는 빛 또한 자유로이 굴절시켜 원하는 배광 분포를 얻을 수 있다.
As described above, according to the light diffusion lens 100 according to the embodiment of the present invention, all the light emitted from the light source can be uniformly projected to the side surface to obtain a uniform light distribution, The inclination is configured so as to maintain the total reflection condition, so that accurate projection is possible, and light emitted from the light source to a large angle is freely refracted to obtain a desired light distribution.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand.

또한, 본 발명의 상세한 설명에서 기재한 구성요소들간의 위치관계, 예를 들어 상부, 하부 등과 같은 위치 한정은 설명의 편의를 위한 것이며, 본 발명은 사용 태양에 따라 상부가 저부가 될 수도 있고, 측부가 될 수도 있는 등 다양한 변형 실시가 가능하므로, 본 발명은 이와 같은 위치 한정에 한정되는 것은 아니다. It should also be noted that the positional relationship between the components described in the detailed description of the present invention, such as top, bottom, and the like, is for convenience of explanation, and the present invention, And the present invention is not limited to such a positional limitation.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be defined by the claims.

100 : 광 확산렌즈 110 : 굴절면
112 : 제1굴절면 114 : 제2굴절면
120 : 반사면 130 : 투사면
132 : 제1투사면 134 : 제2투사면
140 : 제1확산반사면 150 : 제2확산반사면100: light diffusing lens 110: refracting surface
112: first refracting surface 114: second refracting surface
120: Reflecting surface 130: Projecting surface
132: first projection surface 134: second projection surface
140: first diffusive reflecting surface 150: second diffusing reflecting surface

Claims (14)

광원으로부터 입사된 빛을 굴절시키는 굴절면;
상기 굴절면에 의해 굴절된 빛을 전반사시키는 반사면; 및
상기 반사면에 의해 전반사된 빛과, 상기 굴절면에 의해 굴절된 빛을 외부로 투사하는 투사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 확산렌즈.
A refracting surface for refracting light incident from a light source;
A reflecting surface for totally reflecting the light refracted by the refracting surface; And
And a projection surface for projecting the light totally reflected by the reflecting surface and the light refracted by the refracting surface to the outside.
제 1항에 있어서,
상기 굴절면은 상기 광원의 상부에 구비되어 상기 광원으로부터 입사된 빛을 굴절시켜 상기 반사면으로 전달하는 제1굴절면; 및
상기 광원의 측부에 구비되어 상기 광원으로부터 입사된 빛을 굴절시켜 상기 투사면으로 전달하는 제2굴절면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 확산렌즈.
The method according to claim 1,
Wherein the refracting surface is provided on the light source to refract light incident from the light source and transmit the refracted light to the reflecting surface; And
And a second refracting surface provided at a side of the light source for refracting the light incident from the light source and transmitting the refracted light to the projection surface.
제 2항에 있어서,
상기 투사면은 상기 반사면에 의해 전반사된 빛을 굴절시켜 외부로 투사하는 제1투사면; 및
상기 굴절면에 의해 굴절된 빛을 굴절시켜 외부로 투사하는 제2투사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 확산렌즈.
3. The method of claim 2,
Wherein the projection surface is a first projection surface for refracting the light totally reflected by the reflection surface and projecting the light to the outside; And
And a second projection surface for refracting the light refracted by the refracting surface and projecting the refracted light to the outside.
제 3항에 있어서,
상기 제2굴절면과 상기 제2투사면은 양의 굴절능(Positive Power)을 갖는 것을 특징으로 하는 광 확산렌즈.
The method of claim 3,
Wherein the second refracting surface and the second projecting surface have a positive refracting power.
제 3항에 있어서,
상기 반사면은 하방으로 요입된 곡률면을 형성하는 것을 특징으로 하는 광 확산렌즈.
The method of claim 3,
Wherein the reflective surface forms a downward curved surface.
제 5항에 있어서,
상기 반사면 상의 임의의 두 점과 렌즈중심축 사이의 거리를 D1, D2라 하고;
상기 D1, D2에서의 접선과 이루는 각을 a1, a2라고 했을 때;
D2 > D1 이면 a2 ≥ a1
을 만족하는 것을 특징으로 하는 광 확산렌즈.
6. The method of claim 5,
A distance between any two points on the reflection surface and the lens center axis is D1, D2;
A1 and a2 are the angles formed by the tangent lines at D1 and D2;
If D2 > D1, a2 > a1
Is satisfied.
제 6항에 있어서,
상기 굴절면과 상기 투사면 사이 매질의 굴절률을 n2, 상기 외부의 굴절률을 n1이라고 했을 때;
D1=0 이면 a1 > 90°- sin-1(n1/n2)
을 만족하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광 확산렌즈.
The method according to claim 6,
A refractive index of the medium between the refracting surface and the projection surface is n2, and an external refractive index is n1;
If D1 = 0, then a1> 90-sin- 1 (n1 / n2)
Is satisfied. ≪ / RTI >
제 6항에 있어서,
상기 굴절면과 상기 투사면 사이에는 상기 제2굴절면으로부터 전달된 빛을 상기 반사면과 상기 투사면 중 적어도 어느 하나로 전달하는 제1확산반사면이 구비되는 것을 특징으로 하는 광 확산렌즈.
The method according to claim 6,
And a first diffusive reflecting surface for transmitting light transmitted from the second refracting surface to at least one of the reflecting surface and the projection surface is provided between the refracting surface and the projecting surface.
제 8항에 있어서,
상기 제1확산반사면은 복수 개로 구비되어 상기 굴절면으로부터 전달된 빛을 전반사시키는 것을 특징으로 하는 광 확산렌즈.
9. The method of claim 8,
Wherein the plurality of first diffusive reflecting surfaces are provided to totally reflect light transmitted from the refracting surface.
제 8항에 있어서,
D1=0 일 때, 상기 반사면의 높이를 h1, 상기 제1확산반사면에서 높이가 가장 낮은 부분의 높이를 h2라고 했을 때;
h1 > h2
를 만족하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광 확산렌즈.
9. The method of claim 8,
When D1 = 0, the height of the reflective surface is h1, and the height of the portion with the lowest height at the first diffusive reflection surface is h2;
h1> h2
Is satisfied. ≪ / RTI >
제 6항에 있어서,
상기 굴절면과 상기 투사면 사이에는 상기 제1굴절면에서 굴절되는 빛 중에서 상기 반사면에서 전반사되고, 상기 제2투사면에서 전반사되는 빛을 상기 제2투사면으로 전달하는 제2확산반사면이 구비되는 것을 특징으로 하는 광 확산렌즈.
The method according to claim 6,
And a second diffusive reflecting surface is provided between the refracting surface and the projection surface for totally reflecting the light refracted at the first refracting surface and transmitting the light totally reflected at the second projecting surface to the second projecting surface Wherein the light diffusing lens is a light diffusing lens.
제 11항에 있어서,
상기 제2확산반사면은 복수 개로 구비되어 상기 제2투사면에서 전반사되는 빛을 전반사시키는 것을 특징으로 하는 광 확산렌즈.
12. The method of claim 11,
Wherein the second diffusive reflecting surfaces are provided in a plurality of positions to totally reflect light totally reflected by the second projecting surface.
제 11항에 있어서,
D1=0 일 때, 상기 반사면의 높이를 h1, 상기 제2확산반사면에서 높이가 가장 낮은 부분의 높이를 h3라고 했을 때;
h1 > h3
을 만족하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광 확산렌즈.
12. The method of claim 11,
When D1 = 0, the height of the reflecting surface is h1, and the height of the portion with the lowest height at the second diffusive reflecting surface is h3;
h1> h3
Is satisfied. ≪ / RTI >
제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광원은 엘이디를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 확산렌즈.14. The method according to any one of claims 1 to 13,
Wherein the light source comprises an LED.
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