KR20140133314A - Light guide device - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a light guide device. The light guide device includes: a light source unit which radiates light; an active unit which is placed near the light source unit and delivers the light radiated from the light source unit; and an introducing unit which is placed between the light source unit and the active unit, has a greater thickness than the effective unit, is connected to the active unit, and delivers the light radiated from the light source unit to the active unit. By increasing the amount of incident light to the inclusion unit of the light guide unit, the present invention is able to improve the uniformity of light of the light guide device.

Description

라이트 가이드 장치{LIGHT GUIDE DEVICE}[0001] LIGHT GUIDE DEVICE [0002]

본 발명은 라이트 가이드 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 라이트 가이드의 도입부 입사 광량을 증가시켜 라이트 가이드 내에 빛의 균일도를 향상시킬 수 있는 라이트 가이드 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a light guide device, and more particularly, to a light guide device capable of increasing the amount of light incident on an entrance portion of a light guide to improve the uniformity of light in the light guide.

일반적으로 자동차용 램프에는 헤드램프, 안개등, 방향지시등, 브레이크등, 후진등 등이 있다.Generally, automobile lamps include head lamps, fog lights, turn signals, brakes, and back lights.

헤드램프는 차량의 전방으로 빛을 조사하여 야간 주행 중 전방 시야가 확보되도록 한다. 안개등은 안개가 낀 흐린 날 운전자의 시야 확보를 돕는다. 방향지시등, 브레이크등, 후진등은 램프의 점등을 통해 다른 차량이 이를 인식하도록 한다.The headlamp illuminates the front of the vehicle to ensure a forward view during nighttime driving. The fog lights help to ensure the driver's visibility in the misty cloudy day. A turn signal lamp, a brake light, a back light, etc. are turned on so that other vehicles can recognize it.

이러한 자동차용 램프는 통상 전구에서 조사된 빛이 전방으로 조사됨으로써 식별력을 제공하는 것이지만, 최근에는 외관형상 향상을 위해 자동차용 램프의 내부에 라이트를 안내하는 라이트 가이드 장치가 채택되고 있다.Such automotive lamps usually provide discrimination power by irradiating the light irradiated from a bulb to the front. Recently, however, a light guide device for guiding the light to the inside of the automobile lamp has been adopted for improving the appearance of the lamp.

라이트 가이드 장치는 균일한 점등 필링 구현을 통해 디자인 고급화 및 완성차 캐릭터 조형을 통한 디자인 아이덴티티를 구현하기 위하여 사용되며, 라이트 가이드의 두께 단면 형상, 뒷면 컷의 크기 형상을 제어하여 전면부 이미지를 동일하게 제어한다.The light guide device is used to realize design identity by designing high-end design and finished car character by implementing uniform lighting fill, controlling the thickness of cross-section shape of light guide, size of back cut, do.

그런데, 이러한 종래의 라이트 가이드 장치에 있어서는, 도입부에서 입사한 빛이 점차 약해지며, 이로 인해 도입부 인근은 밝지만 도입부로부터 멀어질수록 어두워지는 문제점이 있다.However, in such a conventional light guide device, the light incident at the lead-in portion gradually weakens, which causes the vicinity of the lead-in portion to be bright but darker as the lead-in portion is further away from the lead-in portion.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 라이트 가이드의 도입부 입사 광량을 증가시켜 라이트 가이드의 빛의 균일도를 향상시킬 수 있는 라이트 가이드 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.It is therefore an object of the present invention to provide a light guide device capable of increasing the light uniformity of the light guide by increasing the incident light amount of the light guide at the entrance of the light guide.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 빛이 조사되는 광원부; 상기 광원부와 인접하게 마련되어 상기 광원부로부터 조사되는 빛을 전달하는 유효부; 및 상기 광원부와 상기 유효부 사이에 상기 유효부보다 큰 두께를 가지고 상기 유효부와 연결되도록 마련되어 상기 광원부로부터 조사되는 빛을 상기 유효부로 전달하는 도입부를 포함하는 라이트 가이드 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a light source device including: a light source unit irradiated with light; An effective part provided adjacent to the light source part and transmitting light emitted from the light source part; And an introducing portion provided between the light source and the effective portion and having a thickness greater than the effective portion and connected to the effective portion to transmit light emitted from the light source portion to the effective portion.

상기 도입부는, 상기 광원부로부터 상기 유효부로 향하는 방향을 따라 점진적으로 직경이 작아질 수 있다.The diameter of the lead-in portion may gradually decrease along the direction from the light source portion toward the effective portion.

상기 도입부의 길이는 상기 도입부의 두께 증가에 따른 광량 증가와 탈출 추가각 발생에 따른 광량 감소를 비교하고 이에 기초하여 광량이 증가되는 값으로 산출될 수 있다.The length of the lead-in portion may be calculated by comparing the light amount increase with the increase in the thickness of the lead-in portion and the light amount decrease due to each of the escape addition occurrences, and to increase the light amount based on the comparison.

상기 도입부의 길이는 반사 횟수 증가에 따른 광량 감소를 더 고려하여 산출될 수 있다.The length of the lead-in portion can be calculated by further considering a decrease in light quantity with an increase in the number of reflection times.

상기 도입부는, 중심 단면의 외곽선이 상기 유효부 외곽선의 연장선과 이루는 각 θ2가 0° < θ2 ≤ 2.86° 범위일 수 있다.The lead portion may have an angle? 2 formed by an outline of the center cross-section with an extension of the effective portion outline in a range of 0 占 <? 2 ? 2.86 占.

상기 도입부의 길이는 다음의 수식에 의하여 산출될 수 있다.The length of the lead-in portion can be calculated by the following equation.

x = (b-a)/ (2*tan(θ2))x = (ba) / (2 * tan (? 2 ))

여기서, x는 도입부의 길이, a는 유효부의 직경, b는 도입부의 직경.Where x is the length of the inlet, a is the diameter of the effective part, and b is the diameter of the inlet.

본 발명의 라이트 가이드 장치에 따르면, 라이트 가이드의 도입부 입사 광량을 증가시켜 라이트 가이드의 빛의 균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the light guide apparatus of the present invention, there is an effect that the amount of light incident on the entrance of the light guide can be increased, and the light uniformity of the light guide can be improved.

도 1은 일반적 라이트 가이드 장치 내에서 빛의 이동 경로를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 라이트 가이드 장치에서 라이트 가이드의 두께 및 길이에 따른 광밀도를 나타내는 그래프이다.
도 3은 도 1의 라이트 가이드 장치에서 라이트 가이드의 두께 및 길이에 따른 광량을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이트 가이드 장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 도 4의 라이트 가이드 장치의 도입부 및 유효부의 길이에 따른 광량을 나타낸 그래프이다.
도 6은 도 4의 라이트 가이드 장치의 도입부 길이에 따른 탈출 추가각을 나타내는 그래프이다.1 is a view for explaining a path of light movement in a general light guide device.
Fig. 2 is a graph showing light densities depending on the thickness and length of the light guide in the light guide device of Fig. 1. Fig.
3 is a graph showing the amount of light according to the thickness and length of the light guide in the light guide device of FIG.
4 is a schematic cross-sectional view of a light guide device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the amount of light according to the length of the introduction part and the effective part of the light guide device of FIG.
Fig. 6 is a graph showing an escape addition angle according to the length of the introduction part of the light guide device of Fig. 4;

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In addition, the preferred embodiments of the present invention will be described below, but it is needless to say that the technical idea of the present invention is not limited thereto and can be variously modified by those skilled in the art.

발명의 설명에 앞서, 라이트 가이드 장치의 기본 원리 및 설계 목적을 설명한다.Prior to the description of the invention, the basic principle and the design purpose of the light guide device will be described.

도 1은 일반적 라이트 가이드 장치 내에서 빛의 이동 경로를 설명하는 도면이고, 도 2는 도 1의 라이트 가이드 장치에서 라이트 가이드의 두께 및 길이에 따른 광밀도를 나타내는 그래프이며, 도 3은 도 1의 라이트 가이드 장치에서 라이트 가이드의 두께 및 길이에 따른 광량을 나타내는 그래프이다.2 is a graph showing light densities depending on the thickness and length of the light guide in the light guide device of Fig. 1, Fig. 3 is a graph showing the light intensity distribution FIG. 5 is a graph showing the amount of light according to the thickness and length of the light guide in the light guide device. FIG.

도 1을 참조하면, 일반적인 라이트 가이드 장치(10)에서는 매질이 다른 두 물질의 경계면에서 일어나는 빛의 전반사를 이용하여 광파이프를 따라 빛을 유도하며 유도 중 광추출 옵틱(Optic)을 이용하여 특정 광선을 전면부로 향하도록 한다. 이때 전면부로 나가는 광량을 유사하도록 설계하여, 전체 라이트 가이드(12)의 발광 이미지를 균일하도록 설계한다.Referring to FIG. 1, in a general light guide apparatus 10, light is guided along a light pipe using total reflection of light occurring at the interface between two materials having different media, and light is guided along a light pipe using a light extracting optic To the front. At this time, the amount of light emitted to the front portion is designed to be similar to design the light emission image of the entire light guide 12 to be uniform.

경계면에서 일어나는 빛의 전반사는 스넬의 법칙에 따라 이루어진다.The total reflection of light at the interface is made according to Snell's law.

스넬의 법칙은 다음의 수식으로 나타낸다.Snell's law is expressed by the following equation.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, n1, n2는 각각 두 매질의 굴절률이고, θ1, θ2는 각각 입사각과 굴절각을 나타낸다.Here, n1 and n2 are the refractive indices of the two media, respectively, and? 1 and? 2 represent the incident angle and the refraction angle, respectively.

임계각은 광섬유 내에서 빛이 투과되지 않고 반사되어 전달되기 위한 최소의 필요각이다. 만약 입사각이 임계각보다 작다면, 빛은 굴절된 상태로 투과되어 계속 진행될 것이고, 반대로 입사각이 임계각보다 크다면 두번째 매질로 입사한 빛은 첫번째 매질로 재입사하게 된다. 즉, 매질의 경계가 거울과 같이 빛을 반사하게 되는데 이를 전반사라고 한다.The critical angle is the minimum required angle for light to be reflected and transmitted in the optical fiber without being transmitted. If the angle of incidence is smaller than the critical angle, the light will pass through the refracted state and continue. If the angle of incidence is greater than the critical angle, the light incident on the second medium will reenter the first medium. That is, the boundary of the medium reflects light like a mirror, which is called total reflection.

일반적으로 라이트 가이드(12)로 사용되는 폴리 카보네이트(Poly Carbonate) 재질은 굴절률이 약 1.586이다. 이를 적용하여 라이트 가이드(12) 내부의 전반사 임계각은 스넬의 법칙에 따라 계산해보면 약 40도가 된다.Generally, the polycarbonate material used for the light guide 12 has a refractive index of about 1.586. When this is applied, the total reflection critical angle inside the light guide 12 is about 40 degrees when calculated according to Snell's law.

따라서 도 1에서 라이트 가이드(12) 내부에서 외부로의 입사각 90-θ2는 40도 이상이어야 라이트 가이드(12) 내부에서 전반사가 일어난다.Therefore, in FIG. 1, the angle of incidence 90 -? 2 from the inside to the outside of the light guide 12 must be 40 degrees or more so that total internal reflection occurs within the light guide 12.

다시 스넬의 법칙에 따라 공기(소한 매질, n1=1)에서 라이트 가이드(12, 밀한 매질, n2=1.586)로 광원부(11)의 빛이 입사할 때 광원부(11)의 방사각 중 0~65도 사이의 빛만 라이트 가이드(12) 내로 입사 후 전반사하게 된다. 이 범위 외의 빛은 라이트 가이드(12)를 투과하여 손실된다.When light of the light source unit 11 is incident on the light guide 12 (dense medium, n2 = 1.586) in the air (small medium, n1 = 1) according to the Snell's law again, Only light entering the light guide 12 is totally reflected. Light outside this range is transmitted through the light guide 12 and is lost.

라이트 가이드(12)는 그 두께에 따라 다음과 같은 특성을 가진다.The light guide 12 has the following characteristics according to its thickness.

첫째로 라이트 가이드(12)는 두께가 두꺼울수록 많은 광원부(11)로부터 많은 광량을 확보할 수 있고, 둘째로 라이트 가이드(12)는 두께가 두꺼울수록 단면의 광밀도가 낮아진다.First, the larger the thickness of the light guide 12, the larger the amount of light can be secured from the larger number of light source portions 11. Second, as the thickness of the light guide 12 becomes thicker, the optical density of the end face decreases.

도 2 및 도 3을 참조하면 라이트 가이드(12)의 두께가 두꺼울수록 확보되는 광량은 증가하고, 단면의 광밀도는 낮아지는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 2 and FIG. 3, it can be seen that as the thickness of the light guide 12 becomes thicker, the amount of light ensured increases and the optical density of the section decreases.

이러한 특성상 라이트 가이드(12)는 길이 방향 끝부부분으로 갈수록 광추출 옵틱(Optic)이 커지게 되며 라이트 가이드(12)의 전체 길이 또한 제한받는다.Due to this characteristic, the light guide 12 has a larger optical extraction optic as it goes toward the longitudinal end portion, and the overall length of the light guide 12 is also limited.

따라서, 라이트 가이드(12)의 도입부에 두께가 두꺼운 라이트 가이드(12)를 사용하여 광원부(11)로부터 큰 광량을 추출하고, 실제 라이트 가이드(12)의 유효부에서는 얇은 라이트 가이드(12)를 사용하여 광밀도를 높이는 것이 본 발명의 특징이며 설계 목적이다.Therefore, a large light amount is extracted from the light source section 11 using the light guide 12 having a large thickness at the lead-in section of the light guide 12, and a thin light guide 12 is used in the effective section of the actual light guide 12 To increase the optical density is a feature of the present invention and is a design purpose.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이트 가이드 장치의 개략적인 단면도이고, 도 5는 도 4의 라이트 가이드 장치의 도입부 및 유효부의 길이에 따른 광량을 나타낸 그래프이며, 도 6은 도 4의 라이트 가이드 장치의 도입부 길이에 따른 탈출 추가각을 나타내는 그래프이다.FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a light guide device according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a graph showing the amount of light according to the length of an introduction part and an effective part of the light guide device of FIG. 2 is a graph showing an escape addition angle according to the length of the guide part of the guide device.

도 4를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 라이트 가이드 장치(1)는, 빛이 조사되는 광원부(100)와, 광원부(100)와 인접하게 마련되어 광원부(100)로부터 조사되는 빛을 전달하는 유효부(200)와, 광원부(100)와 유효부(200) 사이에 유효부(200)보다 큰 두께를 가지고 유효부(200)와 연결되도록 마련되어 광원부(100)로부터 조사되는 빛을 유효부(200)로 전달하는 도입부(300)를 포함한다.4, a light guide device 1 according to an embodiment of the present invention includes a light source 100 irradiated with light, and a light guide 100 provided adjacent to the light source 100 to emit light from the light source 100 The light source unit 100 includes a light source unit 100 and a light source unit 100. The light source unit 100 includes a light source unit 100 and an effective unit 200, And an introduction part 300 for transferring the light to the unit 200.

광원부(100)는 빛을 발생시키는 구성으로, 전구 등이 사용되며 본 실시예에서는 LED를 사용하였다.The light source unit 100 generates light, and a light bulb or the like is used. In the present embodiment, an LED is used.

유효부(200)와 도입부(300)는 라이트 가이드를 구성하며, 도입부(300)에서 광원부(100)로부터 방사되는 빛을 유입시켜 유효부(200)로 유도하고, 유효부(200)는 이를 안내하여 유효부(200) 내에 마련되는 노치 등과 같은 옵틱에 의하여 전면부로 빛을 균일하게 내보낸다.The effective part 200 and the introduction part 300 constitute a light guide and guide the light radiated from the light source part 100 to the effective part 200 through the introduction part 300. The effective part 200 guides And the light is uniformly emitted to the front portion by an optic such as a notch or the like provided in the valid portion 200.

본 실시예에서는 직경 10 mm의 도입부(300)와 직경 8 mm의 유효부(200)를 연결한 라이트 가이드를 사용한다.In this embodiment, a light guide is used in which an inlet portion 300 having a diameter of 10 mm and an effective portion 200 having a diameter of 8 mm are connected.

도입부(300)는, 광원부(100)로부터 유효부(200)로 향하는 방향을 따라 점진적으로 직경이 작아지도록 마련된다. 이에 따라, 도입부(300)의 중심 단면의 외곽선은 경사지게 형성되며, 유효부(200)의 외곽선의 연장선과 이루는 각 θ2를 형성한다.The introduction part 300 is provided such that the diameter gradually decreases along the direction from the light source part 100 to the effective part 200. [ Accordingly, the outline of the central cross-section of the lead-in portion 300 is formed obliquely and forms an angle? 2 with the extension of the outline of the effective portion 200.

도 4를 참조하면, 라이트 가이드의 직경이 유효부(200)의 직경인 8 mm로 형성된다면, 2 mm 떨어진 1*1 크기의 광원부(100)에서 라이트 가이드로 입사되는 방사각의 범위는 -60°~ 60°이다. 또한 라이트 가이드의 직경이 도입부(300)의 직경인 10 mm 일 때는 -66°~ 66°이다. 즉, 도입부(300)의 직경이 유효부(200)의 직경보다 크게 형성됨에 따라 도입부(300)를 통하여 입사되는 빛의 방사각 증가량 θ1은 6°이다.Referring to FIG. 4, if the diameter of the light guide is 8 mm, which is the diameter of the effective part 200, the range of the radiation angle incident on the light guide in the 1 * 1 light source part 100, ° to 60 °. When the diameter of the light guide is 10 mm, which is the diameter of the lead-in portion 300, it is -66 to 66 degrees. That is, since the diameter of the introduction part 300 is formed larger than the diameter of the effective part 200, the radiation angle increase amount? 1 of the light incident through the introduction part 300 is 6 °.

또한, 도 4에서 도입부(300)의 길이(x)에 따라 도입부(300)의 외곽선이 유효부(200) 외곽선의 연장선과 이루는 각 θ2와, 광원으로부터 도입부(300)와 유효부(200)가 만나는 지점을 연결한 선분과 광원으로부터 유효부(200) 외곽선과 나란한 선분이 이루는 각 θ3가 발생한다.4, the angle? 2 formed by the outline of the introduction part 300 with the extension line of the effective part 200 along the length x of the introduction part 300 and the angle? 2 formed by the introduction part 300 and the effective part 200 An angle? 3 formed by a line segment connected to the point of contact and a line segment parallel to the outline of the effective portion 200 is generated from the light source.

위에서 살펴본 바와 같이 광원부(100)에서 65도 이하로 방사되는 빛은 라이트 가이드의 굴절률이 1.586 일 때 라이트 가이드 내에서 전반사를 이룬다. 도 4에서 표시된 각은 광원부(100)의 방사각이 라이트 가이드 내부로 통과한 후의 각도이다. 따라서, 라이트 가이드 내에서의 입사각이 50°이하이면 라이트 가이드 내에서 전반사가 발생된다.As described above, light radiated to 65 degrees or less from the light source 100 is totally reflected in the light guide when the refractive index of the light guide is 1.586. The angle indicated in FIG. 4 is an angle after the radiation angle of the light source unit 100 passes through the inside of the light guide. Therefore, if the incident angle in the light guide is 50 DEG or less, total reflection occurs in the light guide.

이를 고려하여, 라이트 가이드가 직경 8 mm의 단일 구성인 경우와 도입부(300)가 10 mm로 마련되었을 때를 대비하여 광량 증가 요인과 감소 요인을 살펴본다.Considering this, the increase and decrease factors of the light amount are examined in comparison with the case where the light guide has a single structure having a diameter of 8 mm and the case where the introduction part 300 is provided with 10 mm.

먼저 광량 증가요인으로는 입사각 증가량 θ1(약 6°)을 통해 라이트 가이드 내로 들어오는 광량이 증가하는 것을 들 수 있다.First, as the light intensity increase factor, the amount of light entering the light guide increases through the incident angle increasing amount? 1 (about 6 °).

광량 감소요인은 크게 두가지로 나눌 수 있다. 먼저, 도 4를 참고하면 도입부(300)에서 도입부(300)가 유효부(200)와 θ2 만큼 경사지도록 마련됨에 따라 도입부(300)의 경계면에서 도입부(300) 밖으로 투과되어 손실되는 빛이 발생한다. 이에 따른 빛의 손실량은 상수 처리 가능하다. 즉, 도 4를 참조하면, 사용 유효각이 50°에서 (50°-θ2)로 감소되는 효과가 도입부(300)에서 발생된다.There are two main reasons for the reduction of light intensity. Referring to FIG. 4, in the introduction part 300, the introduction part 300 is inclined with respect to the effective part 200 by? 2, so that the light is transmitted through the introduction part 300 from the interface of the introduction part 300 to be lost . The resulting loss of light is constant. That is, referring to FIG. 4, an effect that the usable effective angle is reduced from 50 degrees (50 degrees -? 2) is generated in the introduction section 300.

두번째 광량 감소 요인으로는, 도 4에서 (50°-θ3-θ2) 각도 영역의 빛은 도입부(300)의 경계면에 반사됨에 따라 반사 각도에 변화가 생겨 라이트 가이드 내에서 반사되는 횟수가 증가한다. 경계면에서 반사되는 빛의 에너지는 1회 반사 당 4% 정도 감소되며, 이에 따라 빛이 라이트 가이드 내에서 멀리 갈수록 에너지 감쇄 효과가 커지게 된다.In the second light intensity reduction factor, the angle of reflection in the angle range of (50 ° -? 3 -? 2) in FIG. 4 is reflected on the boundary of the entrance 300, and the number of reflection in the light guide increases. The energy of the light reflected from the interface is reduced by about 4% per reflection, so that as the light travels farther away from the light guide, the energy attenuation becomes larger.

이와 같이 광량 증가 요인과 광량 감소 요인을 고려하여 광량이 증가될 수 있는 라이트 가이드의 조건을 찾아본다.In this way, we consider the conditions of the light guide which can increase the light amount in consideration of the light amount increase factor and the light amount reduction factor.

도 5는 그래프는 도입부(300)의 길이 x별 길이 방향에 대한 광량을 기존 직경 8 mm 두께의 라이트 가이드와 비교한 그래프이다. 도 5를 참조하면, 도입부(300)의 길이가 10 mm인 경우 오히려 직경 8 mm 라이트 가이드 단독 사용보다 효율이 더 좋지 않으며, 도입부(300)의 길이가 20 mm 이상일 경우는 전체적으로 약 450mm 구간까지는 기존보다 더 좋은 성능을 보임을 알 수 있다. 즉, 도입부(300)의 길이를 20 mm 미만으로 구성하는 경우에는 광량 감소 요인에 의한 영향이 더 큰 것으로 볼 수 있다.5 is a graph in which the amount of light with respect to the longitudinal direction of the length x of the lead-in part 300 is compared with that of a conventional light guide having a diameter of 8 mm. 5, when the length of the introduction part 300 is 10 mm, the efficiency is not better than that of the light guide alone 8 mm. When the length of the introduction part 300 is 20 mm or more, The performance is better than the performance. That is, when the length of the lead-in portion 300 is less than 20 mm, the influence of the light amount reduction factor is more significant.

광량 감소 요인 중 θ2의 값을 탈출 추가각이라는 이름으로 정의하고, 도입부(300) 길이의 변화에 따른 탈출 추가각의 변화를 그래프로 나타내면 도 6과 같다.The value of? 2 among the light amount reduction factors is defined as the exit addition angle and the change of the exit addition angle according to the change of the length of the introduction part 300 is shown in FIG. 6 as a graph.

탈출 추가각 θ2의 의미는, 도입부(300)의 외곽선이 경사지게 형성됨에 따라 도입부(300) 내의 경계면에서 전반사를 이룰 수 있는 각의 범위도 도 6의 그래프에 나타나는 탈출 추가각, θ2 만큼 작아지는 것을 나타낸다.The meaning of the escape addition angle? 2 means that the range of the angle at which the total internal reflection at the boundary surface in the inlet portion 300 is formed as the outline of the inlet portion 300 is formed obliquely becomes smaller by the escape addition angle? 2 shown in the graph of FIG. 6 .

예를 들어, 도 6에서 도입부(300)의 길이가 6 mm인 경우 약 10도의 탈출 추가각을 가지며, 이 값 만큼의 방사각을 손실하게 되는 것이다.For example, in FIG. 6, when the length of the lead-in portion 300 is 6 mm, it has an escape addition angle of about 10 degrees, and a radiation angle corresponding to this value is lost.

도 6의 그래프에서 알 수 있듯이 20 mm 이하의 경우 추가 탈출각이 지수적으로 증가하므로, 도입부(300)의 길이가 20 mm 일 때의 탈출 추가각인 2.86도를 기준으로 도입부(300)의 길이는 탈출 추가각이 2.86도 이하가 되도록 20 mm 이상으로 마련하는 것이 바람직하다.As can be seen from the graph of FIG. 6, since the additional escape angle increases exponentially when the length is 20 mm or less, the length of the inlet 300 is 2.86 degrees, which is the escape additional angle when the length of the inlet 300 is 20 mm It is preferable that the angle of escape is set to 20 mm or more so as to be 2.86 degrees or less.

즉, 라이트 가이드의 유효부(200) 두께를 'a', 라이트 가이드의 도입부(300) 두께를 'b'라고 하였을 때, 도입부(300) 길이 x = (b-a)/ (2*tan(θ2))와 같이 표현되므로, 이 식에서 0°< θ2 ≤ 2.86°범위 내에서 도입부(300)의 길이를 선택한다. 이에 따르는 도입부(300)를 사용하는 라이트 가이드는 450 mm 구간 내에서 광량 증대의 효과를 가져올 수 있다.That is, when the thickness of the effective portion 200 of the light guide is set to 'a' and the thickness of the light guide 300 is set to 'b', the length x of the guide portion 300 = (ba) / ), The length of the lead-in portion 300 is selected within the range of 0 ° <θ 2 ≦ 2.86 °. The light guide using the lead-in portion 300 can have an effect of increasing the light amount within the 450 mm section.

이와 같이, 도입부(300)의 길이는 도입부(300)의 두께 증가에 따른 광량 증가와 탈출 추가각 발생 및 에 반사 횟수 증가에 따른 광량 감소를 비교하고 이에 기초하여 광량이 증가되는 값으로 산출한다.As described above, the length of the lead-in portion 300 is calculated by comparing the amount of light increase due to the increase in the thickness of the lead-in portion 300 and the decrease in the amount of light due to the increase in the number of reflections.

이와 같이, 본 발명의 라이트 가이드 장치(1)에 의하면, 라이트 가이드의 도입부(300) 입사 광량을 증가시켜 라이트 가이드의 빛의 균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the light guide device 1 of the present invention, there is an effect that the amount of light incident on the entrance portion 300 of the light guide can be increased to improve the uniformity of light of the light guide.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

1 : 라이트 가이드 장치
100 : 광원부
200 : 유효부
300 : 도입부1: Light guide device
100:
200: valid part
300:

Claims (6)

빛이 조사되는 광원부;
상기 광원부와 인접하게 마련되어 상기 광원부로부터 조사되는 빛을 전달하는 유효부; 및
상기 광원부와 상기 유효부 사이에 상기 유효부보다 큰 두께를 가지고 상기 유효부와 연결되도록 마련되어 상기 광원부로부터 조사되는 빛을 상기 유효부로 전달하는 도입부를 포함하는 라이트 가이드 장치.A light source unit to which light is irradiated;
An effective part provided adjacent to the light source part and transmitting light emitted from the light source part; And
And a light guiding unit disposed between the light source unit and the effective unit and having a greater thickness than the effective unit and connected to the effective unit to transmit light emitted from the light source unit to the effective unit. 제1항에 있어서,
상기 도입부는,
상기 광원부로부터 상기 유효부로 향하는 방향을 따라 점진적으로 직경이 작아지는 것을 특징으로 하는 라이트 가이드 장치.The method according to claim 1,
The lead-
And the diameter gradually decreases along the direction from the light source portion toward the effective portion. 제2항에 있어서,
상기 도입부의 길이는 상기 도입부의 두께 증가에 따른 광량 증가와 탈출 추가각 발생에 따른 광량 감소를 비교하고 이에 기초하여 광량이 증가되는 값으로 산출되는 것을 특징으로 하는 라이트 가이드 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the length of the lead-in portion is calculated by comparing a light amount increase due to an increase in the thickness of the lead-in portion and a light amount decrease due to each additional occurrence of the lead-out portion and to increase the light amount based on the light amount decrease. 제3항에 있어서,
상기 도입부의 길이는 반사 횟수 증가에 따른 광량 감소를 더 고려하여 산출되는 것을 특징으로 하는 라이트 가이드 장치.The method of claim 3,
Wherein the length of the lead-in portion is calculated in consideration of a decrease in light quantity with an increase in the number of reflection times. 제2항에 있어서,
상기 도입부는,
중심 단면의 외곽선이 상기 유효부 외곽선의 연장선과 이루는 각 θ2가 0° < θ2 ≤ 2.86° 범위인 것을 특징으로 하는 라이트 가이드 장치.3. The method of claim 2,
The lead-
Wherein an angle? 2 formed by an outline of the central section with an extension of the effective portion outline is in the range of 0 占 <? 2 ? 2.86 占 퐉. 제5항에 있어서,
상기 도입부의 길이는 다음의 수식에 의하여 산출되는 것을 특징으로 하는 라이트 가이드 장치.
x = (b-a)/ (2*tan(θ2))
여기서, x는 도입부의 길이, a는 유효부의 직경, b는 도입부의 직경.6. The method of claim 5,
Wherein the length of the introduction portion is calculated by the following equation.
x = (ba) / (2 * tan (? 2 ))
Where x is the length of the inlet, a is the diameter of the effective part, and b is the diameter of the inlet.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160149595A (en) 2015-06-18 2016-12-28 에스엘 주식회사 Lamp for vehicle
KR20170003436U (en) 2016-03-25 2017-10-12 에스엘 주식회사 Lamp for vehicle
KR20170003437U (en) 2016-03-25 2017-10-12 에스엘 주식회사 Lamp for vehicle

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3408184B2 (en) * 1999-03-11 2003-05-19 三洋電機株式会社 Light guide plate, surface light source device and display device using the light guide plate
GB0123815D0 (en) * 2001-10-03 2001-11-21 3M Innovative Properties Co Light-guide lights providing a substantially monochromatic beam
JP4436105B2 (en) * 2002-11-29 2010-03-24 富士通株式会社 Reflector, illumination device, light guide plate, and display device
JP2005347223A (en) 2004-06-07 2005-12-15 Olympus Corp Light source device
US20090162628A1 (en) * 2006-01-06 2009-06-25 Haruhiko Kurokawa Aromatic polycarbonate resin composition for light guide plates, and light guide plate
CN101377586A (en) * 2007-08-29 2009-03-04 奇力光电科技股份有限公司 Backlight module unit and LCD device having the same
KR101597335B1 (en) 2008-11-17 2016-02-24 삼성디스플레이 주식회사 Backlight assembly using flexible light guiding film and liquid crystal display module using the same
JP4991834B2 (en) * 2009-12-17 2012-08-01 シャープ株式会社 Vehicle headlamp
JP5059208B2 (en) * 2010-04-07 2012-10-24 シャープ株式会社 Lighting device and vehicle headlamp

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160149595A (en) 2015-06-18 2016-12-28 에스엘 주식회사 Lamp for vehicle
KR20170003436U (en) 2016-03-25 2017-10-12 에스엘 주식회사 Lamp for vehicle
KR20170003437U (en) 2016-03-25 2017-10-12 에스엘 주식회사 Lamp for vehicle

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