KR20170029777A - Lens and light emitting unit including the same - Google Patents

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Abstract

An embodiment comprises: a lens body; and a cavity disposed inside the lens body. An outer surface of the lens body comprises: a first side surface making an acute angle with respect to a floor surface tilted towards a central shaft; an upper surface having a flat area; and an inflection unit disposed between the side surface and the upper surface. The present invention improves uniformity of light in an entire area within a predetermined space.

Description

렌즈 및 이를 포함하는 광 출사 유닛{LENS AND LIGHT EMITTING UNIT INCLUDING THE SAME}LENS AND LIGHT EMITTING UNIT INCLUDING THE SAME [0002]

실시예는 렌즈 및 이를 포함하는 광 출사 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중앙 영역으로 광이 집중되면서도 주변 영역과의 균일도(uniformity)가 우수한 렌즈 및 이를 포함하는 광 출사 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a lens and a light output unit including the same, and more particularly to a lens and a light output unit including the same, which are excellent in uniformity with respect to a peripheral region while concentrating light into a central region.

GaN, AlGaN 등의 3-5 족 화합물 반도체는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점으로 인해 광 전자 공학 분야(optoelectronics)와 전자 소자를 위해 등에 널리 사용된다.GaN, and AlGaN are widely used for optoelectronics and electronic devices due to their advantages such as wide and easy bandgap energy.

특히, 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.Particularly, a light emitting device such as a light emitting diode or a laser diode using a semiconductor material of a 3-5 group or a 2-6 group compound semiconductor has been widely used in various fields such as red, green, blue and ultraviolet rays It can realize various colors, and it can realize efficient white light by using fluorescent material or color combination. It has low power consumption, semi-permanent lifetime, fast response speed, safety, and environment compared to conventional light sources such as fluorescent lamps and incandescent lamps Affinity.

따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.Therefore, a transmission module of the optical communication means, a light emitting diode backlight replacing a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) constituting a backlight of an LCD (Liquid Crystal Display) display device, a white light emitting element capable of replacing a fluorescent lamp or an incandescent lamp Diode lighting, automotive headlights, and traffic lights.

발광소자의 둘레에는 발광 구조물이나 와이어 등을 보호하는 몰딩부가 배치될 수 있는데, 실리콘 등의 재질로 이루어진 몰딩부를 통과할 때 광이 굴절되어 몰딩부가 1차 렌즈로 작용할 수 있다.A molding part for protecting the light emitting structure or the wire or the like may be disposed around the light emitting device. When the light passes through the molding part made of a material such as silicon, the light is refracted and the molding part can act as the primary lens.

그러나, 조명 장치의 광원으로 발광소자가 사용될 때 광의 방출 경로를 조절하기 위하여 2차 렌즈가 사용될 수 있는데, 상술한 2차 렌즈가 통상 '렌즈'라 지칭된다.However, when a light emitting element is used as a light source of a lighting apparatus, a secondary lens can be used to adjust the light emission path, and the above-mentioned secondary lens is usually referred to as a 'lens'.

렌즈의 재질이나 특히 형상에 따라 광 경로가 크게 변할 수 있으며, 특히 광원에서 방출되는 광을 전방이나 후방 등 특정 방향으로만 진행시켜야 하는 가로등과 같은 어플리케이션의 경우 렌즈의 형상은 더욱 중요하다.The shape of the lens is more important in applications such as street lamps where the light emitted from the light source must be directed only in a specific direction, such as forward or backward, depending on the material and especially the shape of the lens.

가로등에 사용되는 조명 장치의 경우 주택 방향이 아닌 조로 방향으로 광량이 집중되어야 하지만, 일정 공간 내에서 조명 장치로 사용되는 보안등의 경우 중앙 영역에서의 휘도가 우수해야 하지만 가장 자리 영역에서의 균일도도 일정 수준으로 확보되어야 한다.In the case of a lighting device used for a street lamp, the light amount should be concentrated in the direction of the Z-direction rather than the direction of the house. However, in the case of a security lamp used as a lighting device in a certain space, the luminance in the central area should be excellent, .

실시예는 발광소자 등의 광원모듈이 사용되는 광 출사 유닛에서, 중앙 영역의 휘도를 향상시키면서도 일정 공간 내의 전 영역에서 광 균일도을 향상시키고자 한다.In the embodiment, in the light output unit in which a light source module such as a light emitting element is used, it is desired to improve the light uniformity in the entire region in a certain space while improving the luminance in the central region.

실시예는 렌즈 몸체; 및 상기 렌즈 몸체의 내부에 배치된 캐비티(cavity)를 포함하고, 상기 렌즈 몸체의 외부면은, 바닥면에 대하여 예각을 이루며 중심축 방향으로 경사진 제1 측면과, 플랫(flat)한 영역을 포함하는 상부면과, 상기 측면과 상부면의 사이에 배치된 변곡부를 포함하는 렌즈를 제공한다.An embodiment includes a lens body; And a cavity disposed inside the lens body, wherein an outer surface of the lens body has a first side inclined at an acute angle with respect to a bottom surface and inclined in a central axis direction, And a curved portion disposed between the side surface and the upper surface.

변곡부의 단면은 곡면을 이룰 수 있다.The cross section of the bent portion can be a curved surface.

캐비티는 상기 바닥면에 대하여 예각을 이루며 상기 중심축 방향으로 경사진 제2 측면을 포함할 수 있다.The cavity may include an acute angle to the bottom surface and a second side inclined in the central axis direction.

제2 측면은 상기 중심축 방향으로 곡면을 이룰 수 있다.And the second side may be curved in the central axis direction.

제2 측면은 상기 캐비티의 상부 영역에서 수렴하며, 상기 제2 측면이 수렴하는 영역에서 상기 곡면의 곡률은 불연속점을 가질 수 있다.The second side converges in the upper region of the cavity, and in the region where the second side converges, the curvature of the curved surface may have a discontinuous point.

제2 측면이 상기 바닥면에 대하여 상기 중심축 방향으로 이루는 각도는, 상기 제1 측면이 상기 바닥면에 대하여 상기 중심축 방향으로 이루는 각도보다 작을 수 있다.The angle formed by the second side surface in the central axis direction with respect to the bottom surface may be smaller than the angle formed by the first side surface in the center axis direction with respect to the bottom surface.

렌즈 몸체의 바닥면은 상기 캐비티의 바닥면에 대응하는 영역에서 오픈(open)될 수 있다.The bottom surface of the lens body may be open in an area corresponding to the bottom surface of the cavity.

렌즈 몸체의 바닥면으로부터 상기 렌즈 몸체의 상부면까지의 높이는, 상기 렌즈 몸체의 바닥면으로부터 상기 캐비티의 최고점까지의 높이의 1.8배 내지 2.2배일 수 있다.The height from the bottom surface of the lens body to the top surface of the lens body may be 1.8 to 2.2 times the height from the bottom surface of the lens body to the highest point of the cavity.

캐비티의 내부에 배치되는 광원의 광출사면의 중심점으로부터 상기 변곡부를 연결한 선은, 상기 중심축으로부터 33도 내지 38도 기울어질 수 있다.The line connecting the bent portion from the center of the light exit surface of the light source disposed inside the cavity may be inclined from 33 to 38 degrees from the central axis.

렌즈 몸체의 외부면의 최대 반경은, 상기 캐비티의 최대 반경의 1.25배 내지 1.75배일 수 있다.The maximum radius of the outer surface of the lens body may be 1.25 times to 1.75 times the maximum radius of the cavity.

다른 실시예는 상술한 렌즈; 및 상기 렌즈의 내부에 배치되는 광원 모듈을 포함하고, 상기 광원 모듈은 회로 기판과 발광소자를 포함하고, 상기 발광소자의 광 출사면은 상기 캐비티의 내부에 배치되는 광 출사 유닛을 제공한다.Another embodiment is the lens described above; And a light source module disposed inside the lens, wherein the light source module includes a circuit board and a light emitting element, and the light emitting surface of the light emitting element is disposed inside the cavity.

광원 모듈로부터 방출된 광이 상기 상부면으로 입사될 때, 상기 광원 모듈로부터 방출된 광이 상기 중심축과 이루는 각도는, 상기 렌즈의 외부면에서 외부로 방출되는 광이 상기 중심축과 이루는 각도보다 작을 수 있다.The angle formed by the light emitted from the light source module with the central axis when the light emitted from the light source module is incident on the upper surface is smaller than the angle formed by the light emitted from the outer surface of the lens to the center axis Can be small.

광원 모듈로부터 방출된 광이 상기 측면으로 입사될 때, 상기 광원 모듈로부터 방출된 광이 상기 중심축과 이루는 각도는, 상기 렌즈의 외부면에서 외부로 방출되는 광이 상기 중심축과 이루는 각도보다 클 수 있다.When the light emitted from the light source module is incident on the side surface, an angle formed between the light emitted from the light source module and the central axis is larger than an angle formed by the light emitted to the outside from the outer surface of the lens, .

발광소자의 광출사면의 폭은 상기 캐비티의 최대 반경의 40% 내지 60%일 수 있다.The width of the light emitting surface of the light emitting element may be 40% to 60% of the maximum radius of the cavity.

발광소자의 광출사면의 상기 바닥면으로부터의 높이는, 상기 캐비티의 높이의 32% 내지 48%일 수 있다.The height of the light emitting surface of the light emitting element from the bottom surface may be 32% to 48% of the height of the cavity.

실시예에 따른 렌즈 및 이를 포함하는 광 출사 유닛은, 광원 모듈에서 방출된 광은 렌즈의 제1 영역을 통과하여, 렌즈의 제2 영역을 통과하는 광보다 중앙 영역으로 진행할 수 있다. 따라서, 렌즈의 중앙 영역을 통과한 광은 보다 넓은 각도로 진행하되, 렌즈의 가장 자리 영역을 통과한 광은 보다 좁은 각도로 진행할 수 있다.The lens and the light output unit including the same according to the embodiment can cause the light emitted from the light source module to pass through the first region of the lens and proceed to the central region rather than the light passing through the second region of the lens. Thus, light passing through the central region of the lens travels at a wider angle, while light passing through the edge region of the lens can travel at a narrower angle.

따라서, 렌즈의 중앙 영역에 대응하는 외부의 영역에서 광의 균일도가 향상될 수 있고, 렌즈의 외부에서는 일정 범위 이내의 영역으로 광이 집중될 수 있다.Therefore, the uniformity of the light can be improved in the outer region corresponding to the central region of the lens, and the light can be concentrated in the region within the predetermined range outside the lens.

도 1a는 렌즈의 일실시예의 사시도이고,
도 1b는 도 1a의 렌즈를 포함하는 광 출사 유닛의 사시도이고,
도 2a와 도 2b는 도 1a의 렌즈의 측단면도이고,
도 3은 도 2b의 광 출사 유닛의 상면도이고,
도 4a는 광 출사 유닛에 배치된 광원 모듈의 일실시예이고,
도 4b는 도 4a의 발광소자의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 5a는 광원 모듈에서 방출되어 렌즈의 제1 영역을 통과하여 외부로 방출되는 광의 경로를 나타낸 도면이고,
도 5b는 광원 모듈에서 방출되어 렌즈의 제2 영역을 통과하여 외부로 방출되는 광의 경로를 나타낸 도면이고,
도 6은 변곡부의 양측에서 광 경로의 변화를 나타낸 도면이고,
도 7a와 도 7b는 렌즈의 크기를 달리하였을 때, 광의 입사각과 출사각의 비를 나타낸 도면이다.1A is a perspective view of one embodiment of a lens,
1B is a perspective view of a light output unit including the lens of FIG. 1A,
2A and 2B are side cross-sectional views of the lens of FIG. 1A,
Fig. 3 is a top view of the light output unit of Fig. 2b,
4A is an embodiment of the light source module disposed in the light output unit,
FIG. 4B is a view showing an embodiment of the light emitting device of FIG. 4A,
5A is a view showing a path of light emitted from the light source module and emitted to the outside through the first area of the lens,
5B is a view showing a path of light emitted from the light source module and emitted to the outside through the second region of the lens,
Fig. 6 is a diagram showing a change in the light path on both sides of the curved portion,
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing the ratios of light incident angle and exit angle when lens sizes are different. FIG.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.

본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment according to the present invention, in the case of being described as being formed "on or under" of each element, the upper (upper) or lower (lower) or under are all such that two elements are in direct contact with each other or one or more other elements are indirectly formed between the two elements. Also, when expressed as "on or under", it may include not only an upward direction but also a downward direction with respect to one element.

이하에서 첨부한 도면을 참조하여 렌즈와 광 출사 유닛의 일실시예를 설명한다.Hereinafter, one embodiment of a lens and a light output unit will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1a는 렌즈의 일실시예의 상부에서의 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 렌즈를 포함하는 광 출사 유닛의 하부에서의 사시도이다.FIG. 1A is a perspective view of an upper portion of an embodiment of a lens, and FIG. 1B is a perspective view of a lower portion of a light output unit including the lens of FIG. 1A.

실시예에 따른 렌즈(100)는 렌즈 몸체로 이루어지는데, 렌즈 몸체는 폴리카보네이트(Polycarbonate) 등으로 이루어질 수 있고, 외부에 노출되는 외부면(110)과, 내부의 캐비티(cavity)의 측벽을 이루는 내부면(120)을 포함하고, 외부면(110)과 내부면(120)은 하부의 바닥면(130)에서 연결될 수 있다.The lens 100 according to the embodiment includes a lens body. The lens body may be made of polycarbonate or the like. The lens body may include an outer surface 110 exposed to the outside, Includes an inner surface 120 and the outer surface 110 and the inner surface 120 may be connected at the bottom surface 130.

그리고, 내부의 캐비티에는 발광소자 모듈(200)이 배치되며, 발광소자 모듈(200)은 도 4a 및 도 4b를 참조하여 후술한다.A light emitting device module 200 is disposed in an internal cavity, and the light emitting module 200 will be described later with reference to FIGS. 4A and 4B.

도 2a와 도 2b는 도 1a의 렌즈의 측단면도이다.Figures 2a and 2b are side cross-sectional views of the lens of Figure 1a.

렌즈 몸체와 광원 모듈(200)은 중심축(Xcenter)에 좌우 방향으로 대칭을 이루며 배치될 수 있다. 상세하게는 렌즈 몸체의 제1 측면(111)은 바닥면(130)에 대하여 중심축(Xcenter) 방향으로 예각(θ1)을 이루며 경사진 제1 측면(111)과, 플랫(flat)한 영역을 포함하는 상부면(112)과, 측면(111)과 상부면(112)의 사이에 배치된 변곡부(113)를 포함할 수 있다.The lens body and the light source module 200 may be disposed symmetrically with respect to the center axis Xcenter in the left-right direction. The first side face 111 of the lens body has a first side face 111 inclined at an acute angle? 1 in the direction of the center axis Xcenter with respect to the bottom face 130 and a flat area And a curved portion 113 disposed between the side surface 111 and the upper surface 112. The upper surface 112 may include a curved surface,

그리고, 렌즈 몸체의 바닥면(130)과 상부면(112)은 서로 나란하게 배치될 수 있다.In addition, the bottom surface 130 and the top surface 112 of the lens body may be disposed side by side.

여기서, 측면(111)은 바닥면(130)에 대하여 경사를 가지되 단면이 곡면일 수 있고, 변곡부(113)는 곡면인 측면(111)과 플랫한 상부면(112)과의 계면일 수 있으며, 변곡부(113)의 단면도 곡면일 수 있다.The side surface 111 may have a curved section with an inclination with respect to the bottom surface 130 and the curved section 113 may be a boundary surface between the curved side surface 111 and the flat upper surface 112 And the cross section of the bent portion 113 may also be a curved surface.

캐비티는 바닥면(130)에 대하여 예각(θ2)을 이루며, 중심축(Xcenter) 방향으로 경사지며 배치된 제2 측면(120)을 포함할 수 있으며, 제2 측면(120)은 렌즈 몸체의 내부면과 동일할 수 있다.The cavity may comprise a second side 120 that is angled at an acute angle 2 with respect to the bottom surface 130 and is inclined and oriented in the direction of the central axis Xcenter, Plane.

캐비티의 측면을 이루는 제2 측면(120)은 곡면을 이루며 배치될 수 있고, 제2 측면(120)은 캐비티의 상부 영역에서 하나의 점으로 수렴하는데, 제2 측면(120)이 수렴하는 영역에서 상기의 '곡면'의 곡률이 불연속점(C2)을 가질 수 있다.The second side surface 120 forming the side surface of the cavity can be arranged in a curved shape and the second side surface 120 converges to one point in the upper region of the cavity, The curvature of the curved surface may have the discontinuous point C2.

상기의 불연속점(C2)는, 렌즈 몸체의 상부면의 중심점(C1) 및 광원 모듈(200)의 광출사면의 중심점(C3)와 수직 방향으로 대응되어 배치되며, 중심점(C1, C3)와 불연속점(C2)를 연결하는 가상의 선은 중심축(Xcenter)을 이룰 수 있다.The discontinuity point C2 is arranged so as to correspond to the center point C1 of the upper surface of the lens body and the center point C3 of the light exit surface of the light source module 200 in the vertical direction, The imaginary line connecting the discontinuity point C2 can form the center axis Xcenter.

도 2b에서, 제2 측면(120)이 바닥면(130)에 대하여 중심축(Xcenter) 방향으로 이루는 각도(θ2)는, 제1 측면(111)이 바닥면(130)에 대하여 중심축(Xcenter) 방향으로 이루는 각도(θ1)보다 작을 수 있는데, 즉 바닥면(130)에 대하여 제2 측면(120)보다 제1 측면(111)이 가파르게 배치되어 캐비티의 측벽이 렌즈 몸체의 제1 측면(111)보다 바닥면에 대하여 큰 각도를 이루며 배치될 수 있다.2, the angle? 2 formed by the second side face 120 in the center axis Xcenter direction with respect to the bottom face 130 is such that the first side face 111 has a center axis Xcenter The first side surface 111 is steeper than the second side surface 120 with respect to the bottom surface 130 so that the side wall of the cavity faces the first side 111 of the lens body ) At a large angle with respect to the bottom surface.

광원 모듈(200)의 적어도 일부가 캐비티 내에 삽입되어 배치될 수 있는데, 도 1b에 도시된 바와 같이 상술한 제2 측면(120)이 캐비티의 측벽을 이루고, 캐비티의 바닥면은 오픈(open)될 수 있으며, 렌즈 몸체의 바닥면(130)과 캐비티의 바닥면은 나란할 수 있다.At least a portion of the light source module 200 may be inserted and disposed in the cavity, such that the second side 120 described above forms the side wall of the cavity as shown in FIG. 1B, and the bottom surface of the cavity is open And the bottom surface 130 of the lens body and the bottom surface of the cavity may be parallel to each other.

도 2a에서, 렌즈 몸체의 바닥면(130)으로부터 렌즈 몸체의 상부면(112)까지의 높이(h1)는, 렌즈 몸체의 바닥면(130)으로부터 캐비티의 최고점인 불연속점(C2)까지의 높이(h2)의 1.8배 내지 2.2배일 수 있다.2a, the height h1 from the bottom surface 130 of the lens body to the top surface 112 of the lens body is the height from the bottom surface 130 of the lens body to the discontinuity point C2, which is the highest point of the cavity may be 1.8 times to 2.2 times as large as the hysteresis value (h2).

상술한 h1/h2가 1.8보다 작으면 광원 모듈(200)이 삽입되어 배치되는 캐비티의 공간이 너무 커져서 캐비티 내부에서 광손실이 발생하거나 렌즈 몸체의 제2 측면(120)으로부터 상부면(112)까지의 두께가 너무 작아서 광원 모듈(200)에서 방출되는 광의 경로를 변경시키기에 충분하지 않을 수 있어서 후술하는 각도(θi)가 33도 내지 38도이더라도 렌즈로부터 방출되는 광이 진행하는 영역이 좁아질 수 있으며, 2.2보다 크면 광원 모듈(200)이 삽입되어 배치되는 캐비티의 공간이 너무 좁거나 렌즈의 수직 방향의 크기가 너무 커질 수 있으므로 광원 모듈(200)에서 방출된 광의 경로가 증가하여 광손실이 발생할 수 있다.If h1 / h2 is smaller than 1.8, the space of the cavity in which the light source module 200 is inserted is too large, so that light loss occurs in the cavity or the second side surface 120 of the lens body May not be sufficient to change the path of the light emitted from the light source module 200, so that even if the angle &thetas; i to be described later is in the range of 33 to 38 degrees, If it is larger than 2.2, the space of the cavity in which the light source module 200 is inserted may be too narrow or the size of the lens in the vertical direction may be excessively large, so that the path of the light emitted from the light source module 200 increases, .

그리고, 바닥면(130)으로부터 발광소자의 광출사면까지의 높이(h3)는 캐비티의 높이(h2)의 32% 내지 48%일 수 있다.The height h3 from the bottom surface 130 to the light exit surface of the light emitting device may be 32% to 48% of the height h2 of the cavity.

h3/h2가 0.32보다 작으면 광원 모듈(200)이 삽입되어 배치되는 캐비티의 공간이 너무 커져서 캐비티 내부에서 광손실이 발생하거나, 캐비티 내에 삽입되는 광원 모듈(200)의 부피가 너무 작아서 광원 모듈(200)에서 방출되는 광 중 렌즈의 상부면(112)으로 진행하는 광량이 줄고 제1 측면(111)으로 진행하는 광량이 증가할 수 있다. 그리고, h3/h2가 0.48보다 크면 렌즈의 수직 방향의 크기가 너무 커질 수 있으므로 광원 모듈(200)에서 방출된 광의 경로가 증가하여 광손실이 발생할 수 있다.If h3 / h2 is less than 0.32, the space of the cavity in which the light source module 200 is inserted is so large that light loss occurs inside the cavity, or the volume of the light source module 200 inserted into the cavity is too small, The amount of light traveling to the top surface 112 of the lens decreases and the amount of light traveling to the first side surface 111 increases. If h3 / h2 is larger than 0.48, the size of the lens in the vertical direction may become too large, so that the path of the light emitted from the light source module 200 increases and light loss may occur.

예를 들면, 렌즈 몸체의 바닥면(130)으로부터 렌즈 몸체의 상부면(112)까지의 높이(h1)는 5 밀리미터이고, 렌즈 몸체의 바닥면(130)으로부터 캐비티의 최고점인 불연속점(C2)까지의 높이(h2)는 2.50 밀리미터일 있고, 렌즈 몸체의 바닥면(130)으로부터 광원 모듈(200)의 광출사면까지의 높이(h3)는 1 밀리미터일 수 있다.For example, the height h1 from the bottom surface 130 of the lens body to the top surface 112 of the lens body is 5 millimeters, and the distance from the bottom surface 130 of the lens body to the discontinuous point C2, The height h2 from the bottom surface 130 of the lens body to the light exit surface of the light source module 200 may be one millimeter.

캐비티의 내부에 배치되는 광원인 광원 모듈의 광출사면의 중심점(C3)으로부터 변곡부를 연결한 선(Xi)이 변곡부와 만나는 점을 'i'라고 표시할 수 있으며, 이때 중심축(Xcenter)과 상술한 선(Xi)이 이루는 각도(θi)는 33도 내지 38도일 수있으며, 예를 들면 35도일 수 있다.The point at which the line Xi connecting the curved portion with the center point C3 of the light exit surface of the light source module, which is the light source disposed inside the cavity, meets the curved portion can be denoted by i, And the above-described line Xi may be 33 degrees to 38 degrees, and may be, for example, 35 degrees.

도 3은 도 2b의 광 출사 유닛의 상면도이며 이해의 편의를 위하여 렌즈 몸체의 내부면(120)과 광원 모듈(200)을 점선으로 도시하고 있다.FIG. 3 is a top view of the light output unit of FIG. 2b. For convenience of understanding, the inner surface 120 of the lens body and the light source module 200 are shown by broken lines.

렌즈의 외부면의 최대 반경(R1)은 캐비티의 최대 반경인 렌즈의 내부면의 최대 반경(R2)보다 클 수 있으며 예를 들면 1.25배 내지 1.75배일 수 있다. 그리고, 광원 모듈(200)의 제1 방향의 길이(W31)와 제2 방향의 길이(W32)는 서로 동일하되 렌즈의 내부면의 최대 반경(R2)보다 작을 수 있다.The maximum radius R1 of the outer surface of the lens can be greater than the maximum radius R2 of the inner surface of the lens, which is the maximum radius of the cavity, and can be, for example, 1.25 times to 1.75 times. The length W31 of the light source module 200 in the first direction and the length W32 of the second direction may be less than the maximum radius R2 of the inner surface of the lens.

그리고, 광원 모듈의 표면인 발광소자의 광출사면의 폭(W31, W32)은 캐비티의 최대 반경(R2)의 40% 내지 60%일 수 있는데, 예를 들면 발광소자의 광출사면의 폭(W31, W32)은 3 밀리미터일 수 있다.The widths W31 and W32 of the light emitting surface of the light emitting element which is the surface of the light source module may be 40% to 60% of the maximum radius R2 of the cavity. For example, W31, W32) may be 3 millimeters.

도 4a는 광 출사 유닛에 배치된 광원 모듈의 일실시예이고, 도 4b는 도 4a의 발광소자의 일실시예를 나타낸 도면이다.4A is an embodiment of a light source module disposed in a light output unit, and FIG. 4B is a diagram illustrating an embodiment of the light emitting device of FIG. 4A.

광원 모듈(200)은 회로 기판(circuit board)과 발광 소자(Light emitting device)로 이루어질 수 있다. 회로 기판은 인쇄회로기판(Printedcircuit board)이나 연성회로기판(flexible circuit board) 등이 사용될 수 있다.The light source module 200 may include a circuit board and a light emitting device. The circuit board may be a printed circuit board (PCB) or a flexible circuit board.

발광 소자는 발광 다이오드(Light emitting diode)일 수 있고, 예를 들면 수직형 발광소자, 수평형 발광소자 또는 플립칩 타입의 발광소자 등이 사용될 수 있으며, 도 4b에서 수직형 발광소자가 일례로 도시되고 있다.The light emitting device may be a light emitting diode, for example, a vertical light emitting device, a horizontal light emitting device, or a flip chip type light emitting device. In FIG. 4B, .

발광소자(210)는 지지기판(215) 상에 접합층(214)과 반사층(213) 및 오믹층(212)이 배치되고, 오믹층(212) 상에 발광 구조물(light emitting structure, 211)이 배치될 수 있고, 발광 구조물의 하부의 가장 자리 영역에는 채널층(channel layer, 219)이 배치될 수 있다.The light emitting device 210 includes a bonding layer 214, a reflective layer 213 and an ohmic layer 212 disposed on a support substrate 215. A light emitting structure 211 is formed on the ohmic layer 212 And a channel layer 219 may be disposed in the edge region of the lower portion of the light emitting structure.

지지기판(215)은 베이스 기판으로서, 구리(Cu), 금(Au), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 구리-텅스텐(Cu-W) 등 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다. 또한 지지기판(215)은 캐리어 웨이퍼, 예를 들어 Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC, SiGe, Ga2O3, GaN 등으로 구현될 수 있다.The support substrate 215 may be at least one of copper (Cu), gold (Au), nickel (Ni), molybdenum (Mo), and copper-tungsten (Cu-W) The support substrate 215 may be a carrier wafer such as Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC, SiGe, Ga 2 O 3 , GaN, or the like.

상기 지지기판(215)상에는 접합층(350이 배치될 수 있다. 접합층(214)은 지지기판(215)에 반사층(213)을 접합시킬 수 있다. 접합층(214)는 예를 들어 Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.A bonding layer 350 may be disposed on the support substrate 215. The bonding layer 214 may bond the reflective layer 213 to the supporting substrate 215. The bonding layer 214 may be formed of, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag or Ta.

접합층(214) 상에는 반사층(213)이 형성될 수 있다. 반사층(213)은 반사특성이 우수한 물질, 예를 들어 은(Ag), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 루비듐(Rh), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 백금(Pt), 금(Au), 하프늄(Hf) 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질 중에서 형성되거나, 상기 금속 물질과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성할 수 있다. 또한 반사층(213)은 IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni 등으로 적층할 수 있으며 이에 한정하지 않는다.A reflective layer 213 may be formed on the bonding layer 214. The reflective layer 213 may be formed of a material having excellent reflective properties such as silver (Ag), nickel (Ni), aluminum (Al), rubidium (Rh), palladium (Pd), iridium (Ir), ruthenium IZO, IZO, IGZO, IGTO, IGZO, IGZO, IGZO, IGZO, IGZO, AZO, ATO, or the like can be used as a single layer or multiple layers. Also, the reflective layer 213 may be laminated with IZO / Ni, AZO / Ag, IZO / Ag / Ni, AZO / Ag / Ni,

반사층(213) 상에는 오믹층(212)이 형성되는데, 오믹층(212)은 발광 구조물의 하면에 오믹 접촉되며, 층 또는 복수의 패턴으로 형성될 수 있다.An ohmic layer 212 is formed on the reflective layer 213. The ohmic layer 212 may be in ohmic contact with the lower surface of the light emitting structure and may be formed in a layer or a plurality of patterns.

오믹층(212)은 투광성 전극층과 금속이 선택적으로 사용될 수 있으며, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni, Ag, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 하나 이상을 이용하여 단층 또는 다층으로 구현할 수 있다.The ohmic layer 212 may be made of a metal such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), indium aluminum zinc oxide (IAZO) , Indium gallium zinc oxide (IGZO), indium gallium tin oxide (IGTO), aluminum zinc oxide (AZO), antimony tin oxide (ATO), gallium zinc oxide (GZO), IrOx, RuOx, RuOx / Ni / IrOx / Au, and Ni / IrOx / Au / ITO.

지지기판(215), 접합층(214), 반사층(213) 및 반사층(212)은 제2 전극으로 작용할 수 있으며 발광 구조물에 전류를 공급할 수 있다.The support substrate 215, the bonding layer 214, the reflective layer 213, and the reflective layer 212 can serve as a second electrode and can supply current to the light emitting structure.

제2 전극과 발광 구조물(211)의 가장 자리 사이에 채널층(219)이 배치될 수 있다. 채널층(219)은 발광 구조물의 하부 가장자리 영역에 배치될 수 있고 투광성 물질로 형성될 수 있으며 예컨대 금속 산화물, 금속 질화물, 투광성 질화물, 투광성 산화물 또는 투광성 절연층으로 형성될 수 있다.A channel layer 219 may be disposed between the second electrode and the edge of the light emitting structure 211. The channel layer 219 may be disposed in the lower edge region of the light emitting structure and may be formed of a light transmitting material and may be formed of, for example, a metal oxide, a metal nitride, a transparent nitride, a transparent oxide, or a light-

예를 들어, 채널층(219)는 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZON(IZO nitride), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiO2 등에서 선택적으로 형성될 수 있다.For example, the channel layer 219 may be formed of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), IZO nitride, IZTO (indium zinc oxide), indium aluminum zinc oxide (IAZO) zinc oxide), IGTO (indium gallium tin oxide), AZO (aluminum zinc oxide), ATO (antimony tin oxide), GZO (gallium zinc oxide), SiO 2, SiO x, SiO x N y, Si 3 N 4, Al 2 O 3 , TiO 2, and the like.

오믹층(212) 상에는 발광 구조물(211)이 배치될 수 있다. 발광 구조물(211)은 제1 도전형반도체층(211a)과 활성층(211b) 및 제2 도전형 반도체층(211c)을 포함하여 이루어진다.The light emitting structure 211 may be disposed on the ohmic layer 212. The light emitting structure 211 includes a first conductivity type semiconductor layer 211a, an active layer 211b, and a second conductivity type semiconductor layer 211c.

제1 도전형 반도체층(211a)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(211a)은 AlxInyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, AlGaN, GaN, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.The first conductive semiconductor layer 211a may be formed of a compound semiconductor such as a Group III-V or a Group II-VI, and may be doped with a first conductive dopant. The first conductive semiconductor layer 211a may be a semiconductor material having a composition formula of Al x In y Ga 1-xy N (0? X? 1, 0? Y? 1, 0? X + y? 1), AlGaN, GaN , InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, and AlGaInP.

제1 도전형 반도체층(211a)이 n형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(211a)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.When the first conductive semiconductor layer 211a is an n-type semiconductor layer, the first conductive dopant may include n-type dopants such as Si, Ge, Sn, Se, and Te. The first conductive semiconductor layer 211a may be formed as a single layer or a multilayer, but the present invention is not limited thereto.

활성층(211b)은 제1 도전형 반도체층(211a)과 제2 도전형 반도체층(211c) 사이에 배치되며, 단일 우물 구조(Double Hetero Structure), 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(MQW:Multi Quantum Well) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The active layer 211b is disposed between the first conductivity type semiconductor layer 211a and the second conductivity type semiconductor layer 211c and has a structure of a double well structure, a multi-well structure, a single quantum well structure, A multi quantum well (MQW) structure, a quantum dot structure, or a quantum wire structure.

활성층(211b)은 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 구현될 수 있고, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가질 수 있으며, 우물층과 장벽층, 예를 들면 AlGaN/AlGaN, InGaN/GaN, InGaN/InGaN, AlGaN/GaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.An active layer (211b) is Ⅲ-Ⅴ group may be implemented using a compound semiconductor material of the element, In x Al y Ga 1 -x- y N (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x + (InGaAs) / AlGaAs / InGaAs / GaAs (InGaAs) / AlGaAs / InGaAs / InGaN / InGaN / InGaN / InGaN / InGaN / GaN ) / AlGaP, but the present invention is not limited thereto.

우물층은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.The well layer may be formed of a material having an energy band gap smaller than the energy band gap of the barrier layer.

제2 도전형 반도체층(211c)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(211c)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(211c)은 예컨대, InxAlyGa1 -x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, AlGaN, GaNAlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.The second conductive type semiconductor layer 211c may be formed of a semiconductor compound. The second conductive semiconductor layer 211c may be formed of a compound semiconductor such as a Group III-V or a Group II-VI, and may be doped with a second conductive dopant. The second conductive semiconductor layer 211c may be a semiconductor material having a composition formula of In x Al y Ga 1 -xy N (0? X? 1, 0? Y? 1, 0? X + y? 1) , GaNAlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, and AlGaInP.

제2 도전형 반도체층(211c)이 p형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트일 수 있다. 제2 도전형 반도체층(211c)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.When the second conductive type semiconductor layer 211c is a p-type semiconductor layer, the second conductive type dopant may be a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, and Ba. The second conductive semiconductor layer 211c may be formed as a single layer or a multilayer, but is not limited thereto.

도시되지는 않았으나, 활성층(211b)과 제2 도전형 반도체층(211c)의 사이에는 전자 차단층(Electron blocking layer)가 배치될 수 있다. 전자 차단층은 초격자(superlattice) 구조로 이루어질 수 있는데, 초격자는 예를 들어 제2 도전형 도펀트로 도핑된 AlGaN이 배치될 수 있고, 알루미늄의 조성비를 달리하는 GaN이 층(layer)을 이루어 복수 개 서로 교대로 배치될 수도 있으나 이에 한정하지 않는다.Although not shown, an electron blocking layer may be disposed between the active layer 211b and the second conductive semiconductor layer 211c. The electron blocking layer may have a superlattice structure. For example, the superlattice may include AlGaN doped with a second conductive dopant, and GaN having a different composition ratio of aluminum may be formed as a layer But a plurality of them may be alternately arranged, but the present invention is not limited thereto.

제1 도전형 반도체층(211a)의 표면이 요철 등의 패턴을 이루어 광추출 효율을 향상시킬 수 있고, 제1 도전형 반도체층(211a)의 표면에는 제1 전극(216)이 배치되는데 도시된 바와 같이 제1 전극(216)이 배치되는 제1 도전형 반도체층(211a)의 표면은 제1 도전형 반도체층(211a)의 표면을 따라 패턴을 이루거나 패턴을 이루지 않을 수 있다. 제1 전극(216)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.The surface of the first conductivity type semiconductor layer 211a may have a pattern of irregularities or the like to improve the light extraction efficiency and the first electrode 216 may be disposed on the surface of the first conductivity type semiconductor layer 211a The surface of the first conductive type semiconductor layer 211a on which the first electrode 216 is disposed may not be patterned or patterned along the surface of the first conductive type semiconductor layer 211a. The first electrode 216 may be formed of a single layer or a multilayer structure including at least one of aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), copper have.

발광 구조물(211)의 하부에는 제1 전극(216)과 대응하여 전류 차단층(218, current blocking layer)이 배치될 수 있는데, 전류 차단층은 절연성 물질로 이루어질 수 있으며, 전류 차단층에 의하여 지지기판(215) 방향에서 공급되는 전류가 제2 도전형 반도체층(211c)의 전 영역으로 고루 공급될 수 있다. 전류 차단층(218)은 제1 전극(216)과 수직적으로 중첩하는 영역에 배치될 수 있으나 이에 한정하지 않는다.A current blocking layer 218 may be disposed on the lower portion of the light emitting structure 211 in correspondence with the first electrode 216. The current blocking layer may be formed of an insulating material, A current supplied in the direction of the substrate 215 can be uniformly supplied to the entire region of the second conductive type semiconductor layer 211c. The current blocking layer 218 may be disposed in a region vertically overlapping the first electrode 216, but is not limited thereto.

발광 구조물(211)의 둘레에는 패시베이션층(217)이 형성될 수 있는데, 패시베이션층(217)은 절연물질로 이루어질 수 있으며, 절연물질은 비전도성인 산화물이나 질화물로 이루어질 수 있다. 일 예로서, 상기 패시베이션층(217)은 실리콘 산화물(SiO2)층, 산화 질화물층, 산화 알루미늄층 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.A passivation layer 217 may be formed around the light emitting structure 211. The passivation layer 217 may be made of an insulating material and the insulating material may be made of a non-conductive oxide or nitride. As an example, the passivation layer 217 may include at least one of a silicon oxide (SiO 2 ) layer, an oxynitride layer, and an aluminum oxide layer.

상술한 렌즈의 캐비티 내에 광원 모듈(200)이 삽입되어 광 출사 유닛을 이룰 수 있다. 이때, 광원 모듈(200)은 전체 또는 일부가 캐비티 내에 삽입될 수 있으며, 특히 발광소자의 광출사면은 캐비티 내에 배치될 수 있다.The light source module 200 may be inserted into the cavity of the lens described above to form the light output unit. At this time, the light source module 200 may be partially or wholly inserted into the cavity, and in particular, the light exit surface of the light emitting device may be disposed in the cavity.

도 5a는 광원 모듈에서 방출되어 렌즈의 제1 영역을 통과하여 외부로 방출되는 광의 경로를 나타낸 도면이고, 도 5b는 광원 모듈에서 방출되어 렌즈의 제2 영역을 통과하여 외부로 방출되는 광의 경로를 나타낸 도면이다.5A is a view showing a path of light emitted from the light source module and emitted to the outside through the first area of the lens, and FIG. 5B is a view illustrating a path of light emitted from the light source module, Fig.

도 2b에서 광출사면의 중심점(C3)으로부터 변곡부를 연결한 선(Xi)이 변곡부와 만나는 점을 'i'로부터 중심축(Xcenter) 방향을 렌즈 내지 렌즈 몸체의 제1 영역이라 하고, 반대 영역을 렌즈 내지 렌즈 몸체의 제2 영역이라 할 수 있다.In FIG. 2B, the point at which the line Xi connecting the curved portion from the center point C3 of the light exit surface meets the curved portion is referred to as a first region of the lens or lens body from the i'th to the central axis Xcenter, The region can be referred to as a lens or a second region of the lens body.

도 5a와 같이 광원 모듈(200)로부터 방출된 광이 렌즈(100)의 제1 영역을 통과하여 외부면(110)의 상부면으로 입사될 때, 광원 모듈(200)로부터 방출된 광이 중심축(Xcenter)과 이루는 각도(θ31)는, 렌즈(100)의 외부면(110)에서 외부로 방출되는 광이 중심축(Xcenter)과 이루는 각도(θ41)보다 작을 수 있다.5A, when the light emitted from the light source module 200 passes through the first area of the lens 100 and is incident on the upper surface of the outer surface 110, The angle? 31 with the center axis Xcenter may be smaller than the angle? 41 formed by the light emitted to the outside from the outer surface 110 of the lens 100 with the center axis Xcenter.

그리고, 도 5b와 같이 광원 모듈(200)로부터 방출된 광이 렌즈(100)의 제2 영역을 통과하여 외부면(110)의 측면면으로 입사될 때, 광원 모듈(200)로부터 방출된 광이 중심축(Xcenter)과 이루는 각도(θ32)는, 렌즈(100)의 외부면(110)에서 외부로 방출되는 광이 중심축(Xcenter)과 이루는 각도(θ42)보다 클 수 있다.5b, when the light emitted from the light source module 200 passes through the second area of the lens 100 and enters the side surface of the outer surface 110, the light emitted from the light source module 200 The angle? 32 with the central axis Xcenter may be larger than the angle? 42 formed by the light emitted to the outside from the outer surface 110 of the lens 100 and the central axis Xcenter.

도 6은 변곡부의 양측에서 광 경로의 변화를 나타낸 도면이다. 렌즈 몸체와 에어의 경계면에서의 접선 방향과 법선 방향을 각각 일점 쇄선으로 도시하고 있다.Fig. 6 is a diagram showing a change in the optical path on both sides of the curved portion. Fig. And the tangential direction and the normal direction at the interface between the lens body and the air are indicated by chain dashed lines.

스넬의 법칙에 의하여 서로 다른 굴절률을 가지는 매질을 광이 진행할 때, 두 매질의 경계면의 법선에 대하여 광이 이루는 각도는 굴절률이 더 큰 매질에서 더 크다.When the light propagates through the medium having different refractive indexes according to Snell's law, the angle formed by the light with respect to the normal of the interface between the two mediums is larger in the medium having a larger refractive index.

폴리카보네이트(PC)로 이루어지는 렌즈 몸체의 굴절률은 1.58 내지 1.60 정도이므로 에어(Air)에 비하여 굴절률이 크고, 따라서 도 6에 도시된 바와 같이 변곡부의 내측에서 에어(Air)로 진행하는 광(L1)은 렌즈 몸체 내부에서의 경로보다 더 가장 자리 방향으로 굴절되고, 또한 변곡부의 외측에서 메어(Air)로 진행하는 광(L2)은 렌즈 몸체 내부에서의 경로보다 더 중앙 방향으로 굴절된다.Since the refractive index of the lens body made of polycarbonate (PC) is about 1.58 to 1.60, the refractive index is larger than that of air, and therefore the light L1 traveling from the inside of the curved portion to the air, Is further refracted in the outermost direction than the path inside the lens body and the light L2 traveling from the outside of the inflection portion to the air is refracted in a more central direction than the path inside the lens body.

도 5a에서 광원 모듈에서 방출된 광은 렌즈의 제1 영역을 통과하여, 렌즈의 제2 영역을 통과하는 도 5b에 도시된 광보다 중앙 영역으로 진행할 수 있다. 따라서, 렌즈의 중앙 영역을 통과한 광은 보다 넓은 각도로 진행하되, 렌즈의 가장 자리 영역을 통과한 광은 보다 좁은 각도고 진행할 수 있다. 따라서, 렌즈의 중앙 영역에 대응하는 외부의 영역에서 광의 균일도가 향상될 수 있고, 렌즈의 외부에서는 일정 범위 이내의 영역으로 광이 집중될 수 있다.The light emitted from the light source module in FIG. 5A may pass through the first area of the lens and proceed to the center area than the light shown in FIG. 5B passing through the second area of the lens. Thus, light passing through the central region of the lens travels at a wider angle, while light passing through the edge region of the lens can travel at a narrower angle. Therefore, the uniformity of the light can be improved in the outer region corresponding to the central region of the lens, and the light can be concentrated in the region within the predetermined range outside the lens.

도 7a와 도 7b는 렌즈의 크기를 달리하였을 때, 상술한 각도들의 비(θ41/θ31, θ42/θ32)의 변화를 나타낸 도면이며, 세로축이 상술한 각도들의 비(θ41/θ31, θ42/θ32)의 값이고 가로축이 상술한 중심축(Xcenter)과 선(Xi)이 이루는 각도(θi)이다.Figs. 7A and 7B show changes in the ratios of the above-described angles (? 41 /? 31,? 42 /? 32) when the sizes of the lenses are different. And the axis of abscissas is the angle? I formed by the center axis Xcenter and the line Xi.

도 7a는 광원 모듈의 높이를 1이라 하고 광출사면의 가로와 세로 방향의 길이가 같을 때, 렌즈의 외부면의 높이가 광원 모듈의 높이의 5배이고, 내부면의 높이는 광원 모듈의 높이의 2.5배이고, 렌즈의 외부면의 직경은 렌즈 내부면의 직경의 1.6배인 경우를 나타낸다.7A is a graph showing the relationship between the height of the light source module and the height of the light source module when the height of the light source module is 1 and the length of the light exit surface is equal to the length of the light source module, And the diameter of the outer surface of the lens is 1.6 times the diameter of the inner surface of the lens.

도 7b는 도 7a와 동일하되, 렌즈의 외부면의 직경이 도 7a의 실시예의 80%인 경우이다.FIG. 7B is the same as FIG. 7A, where the diameter of the outer surface of the lens is 80% of the embodiment of FIG. 7A.

도 7a와 도 7b에서 광원 모듈에서 방출된 광이 중심축으로부터 약 35도 이내의 범위 즉 렌즈의 제1 영역을 지날 때, 렌즈의 외부면으로부터 방출되는 광은 광원 모듈에서 방출된 각도보다 넓은 각도로 진행함을 알 수 있다. 또한, 광원 모듈에서 방출된 광이 중심축으로부터 약 35도 이상의 범위 즉 렌즈의 제2 영역을 지날 때, 렌즈의 외부면으로부터 방출되는 광은 광원 모듈에서 방출된 각도보다 좁은 각도고 진행함을 알 수 있다.7A and 7B, when the light emitted from the light source module passes through the first region of the lens within a range of about 35 degrees from the central axis, the light emitted from the outer surface of the lens is reflected at an angle . ≪ / RTI > Further, when the light emitted from the light source module passes through the second region of the lens, that is, in the range of about 35 degrees or more from the central axis, the light emitted from the outer surface of the lens advances at a narrower angle than the angle emitted from the light source module. .

상술한 렌즈는, 외부 영역에서 평균 조도가 4 럭스(Lux) 이상이고, 휘도 균일도(unifority)는 0.5 이상일 수 있다.The lens described above may have an average roughness of at least 4 Lux and an unifority of at least 0.5 in the outer region.

여기서, 평균 조도는 렌즈가 바닥면으로부터 4미터 높이에 배치될 경우 가로와 세로가 각각 8미터와 4미터인 영역에서 측정하고, 렌즈가 바닥면으로부터 5미터 높이에 배치될 경우 가로와 세로가 각각 12미터와 6미터인 영역에서 측정하고, 렌즈가 바닥면으로부터 6미터 높이에 배치될 경우 가로와 세로가 각각 16미터와 8미터인 영역에서 측정할 수 있다.Here, the average roughness is measured in the area of 8 meters and 4 meters in width and 4 meters in height when the lens is placed 4 meters above the floor, and when the lens is placed 5 meters above the floor, Measured in the 12-meter and 6-meter areas, and when the lens is placed 6 meters (6 meters) above the floor, measurements can be made in the areas 16 and 8 meters in width and height, respectively.

그리고, 휘도 균일도은 상술한 영역에서 측정된 최소 휘도 값을 최대 휘도 값으로 나눈 값이다.The luminance uniformity is a value obtained by dividing the minimum luminance value measured in the above-mentioned area by the maximum luminance value.

표 1은 렌즈의 중심축으로부터 변곡부가 이루는 각도를 달리하였을 때, 광효율과 평균 조도 및 휘도 균일도를 나타낸다.Table 1 shows the light efficiency, the average illuminance, and the luminance uniformity when the angles formed by the bent portions from the central axis of the lens are different.

각도(θi)The angle & 광효율Light efficiency 평균 조도Average illumination 휘도 균일도Luminance uniformity 비고Remarks 35.9735.97 0.5320.532 4.3994.399 0.5420.542 도 7a7A 35.9735.97 0.6700.670 5.5125.512 0.5430.543 도 7b7B 32.1332.13 0.5820.582 4.8554.855 0.4930.493 33.1133.11 0.5660.566 4.7234.723 0.5060.506 37.7737.77 0.4940.494 4.1304.130 0.5900.590 38.6938.69 0.4880.488 3.9843.984 0.6020.602

표 1로부터 상술한 도 6a 및 도 6b의 실시예는 평균 조도가 4.0보다 크고 휘도 균일도가 0.5 이상임을 알 수 있다.It can be seen from Table 1 that the embodiments of Figs. 6A and 6B described above have an average roughness greater than 4.0 and a luminance uniformity of 0.5 or more.

상술한 각도(θi)가 33도보다 작을 때 휘도 균일도가 0.5 이하로 작아지며, 38도보다 클 때 평균 조도가 4.0 이하로 작아짐을 알 수 있다.When the angle? I is smaller than 33 degrees, the luminance uniformity becomes smaller than 0.5, and when the angle is larger than 38 degrees, the average illuminance becomes smaller than 4.0.

상술한 렌즈를 포함하는 광 출사 유닛이 조명 장치, 예를 들면 일정 영역을 비추는 보안등으로 사용될 때, 평균 조도가 4.0 이하로 밝으면서도 휘도 균일도도 0.5 이상으로 유지되어, 일정 영역을 고르게 일정 밝기 이상으로 비출 수 있다.When the light output unit including the above-described lens is used as an illumination device, for example, a security lamp that illuminates a certain area, the average illuminance is kept at 4.0 or less while the luminance uniformity is maintained at 0.5 or more, Can be lit.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

100: 렌즈 110: 외부면
111: 제1 측면 112: 상부면
113: 변곡부 120: 제2 측면
130: 바닥면 200: 광원 모듈
210: 발광소자 211: 발광 구조물100: lens 110: outer surface
111: first side 112: upper surface
113: bent portion 120: second side
130: bottom surface 200: light source module
210: light emitting device 211: light emitting structure

Claims (15)

렌즈 몸체; 및
상기 렌즈 몸체의 내부에 배치된 캐비티(cavity)를 포함하고,
상기 렌즈 몸체의 외부면은,
바닥면에 대하여 예각을 이루며 중심축 방향으로 경사진 제1 측면과, 플랫(flat)한 영역을 포함하는 상부면과, 상기 측면과 상부면의 사이에 배치된 변곡부를 포함하는 렌즈.A lens body; And
And a cavity disposed within the lens body,
Wherein an outer surface of the lens body
A lens comprising a first side inclined at an acute angle to a bottom surface and inclined in a central axis direction, an upper face including a flat area, and a bent portion disposed between the side face and the upper face. 제1 항에 있어서,
상기 변곡부의 단면은 곡면을 이루는 렌즈.The method according to claim 1,
Wherein the cross section of the bent portion forms a curved surface. 제1 항에 있어서,
상기 캐비티는 상기 바닥면에 대하여 예각을 이루며 상기 중심축 방향으로 경사진 제2 측면을 포함하는 렌즈.The method according to claim 1,
Wherein the cavity includes an acute angle to the bottom surface and a second side that is inclined in the central axis direction. 제3 항에 있어서,
상기 제2 측면은 상기 중심축 방향으로 곡면을 이루는 렌즈.The method of claim 3,
And the second side surface forms a curved surface in the central axis direction. 제4 항에 있어서,
상기 제2 측면은 상기 캐비티의 상부 영역에서 수렴하며, 상기 제2 측면이 수렴하는 영역에서 상기 곡면의 곡률은 불연속점을 가지는 렌즈.5. The method of claim 4,
Wherein the second side converges in an upper region of the cavity and the curvature of the curved surface has a discontinuous point in a region where the second side converges. 제1 항에 있어서,
상기 제2 측면이 상기 바닥면에 대하여 상기 중심축 방향으로 이루는 각도는, 상기 제1 측면이 상기 바닥면에 대하여 상기 중심축 방향으로 이루는 각도보다 작은 렌즈.The method according to claim 1,
Wherein the angle formed by the second side surface with respect to the bottom surface in the central axis direction is smaller than the angle formed by the first side surface with respect to the bottom surface in the direction of the central axis. 제1 항에 있어서,
상기 렌즈 몸체의 바닥면은 상기 캐비티의 바닥면에 대응하는 영역에서 오픈(open)된 렌즈.The method according to claim 1,
Wherein a bottom surface of the lens body is open in an area corresponding to a bottom surface of the cavity. 제1 항에 있어서,
상기 렌즈 몸체의 바닥면으로부터 상기 렌즈 몸체의 상부면까지의 높이는, 상기 렌즈 몸체의 바닥면으로부터 상기 캐비티의 최고점까지의 높이의 1.8배 내지 2.2배인 렌즈.The method according to claim 1,
Wherein the height from the bottom surface of the lens body to the top surface of the lens body is 1.8 to 2.2 times the height from the bottom surface of the lens body to the highest point of the cavity. 제1 항에 있어서,
상기 캐비티의 내부에 배치되는 광원의 광출사면의 중심점으로부터 상기 변곡부를 연결한 선은, 상기 중심축으로부터 33도 내지 38도 기울어진 렌즈.The method according to claim 1,
And a line connecting the bent portion from the center of the light exit surface of the light source disposed inside the cavity is inclined at 33 to 38 degrees from the central axis. 제1 항에 있어서,
상기 렌즈 몸체의 외부면의 최대 반경은, 상기 캐비티의 최대 반경의 1.25배 내지 1.75배인 렌즈.The method according to claim 1,
Wherein the maximum radius of the outer surface of the lens body is 1.25 to 1.75 times the maximum radius of the cavity. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항의 렌즈; 및
상기 렌즈의 내부에 배치되는 광원 모듈을 포함하고,
상기 광원 모듈은 회로 기판과 발광소자를 포함하고, 상기 발광소자의 광 출사면은 상기 캐비티의 내부에 배치되는 광 출사 유닛.11. A lens according to any one of the preceding claims, And
And a light source module disposed inside the lens,
Wherein the light source module includes a circuit board and a light emitting element, and a light exit surface of the light emitting element is disposed inside the cavity. 제11 항에 있어서,
상기 광원 모듈로부터 방출된 광이 상기 상부면으로 입사될 때, 상기 광원 모듈로부터 방출된 광이 상기 중심축과 이루는 각도는, 상기 렌즈의 외부면에서 외부로 방출되는 광이 상기 중심축과 이루는 각도보다 작은 광 출사 유닛.12. The method of claim 11,
Wherein an angle formed between the light emitted from the light source module and the central axis when the light emitted from the light source module is incident on the upper surface is an angle formed by the light emitted to the outside from the outer surface of the lens, Smaller light output unit. 제11 항에 있어서,
상기 광원 모듈로부터 방출된 광이 상기 측면으로 입사될 때, 상기 광원 모듈로부터 방출된 광이 상기 중심축과 이루는 각도는, 상기 렌즈의 외부면에서 외부로 방출되는 광이 상기 중심축과 이루는 각도보다 큰 광 출사 유닛.12. The method of claim 11,
The angle formed between the light emitted from the light source module and the central axis when the light emitted from the light source module is incident on the side surface is greater than the angle formed by the light emitted from the outer surface of the lens to the center axis Large light outgoing unit. 제11 항에 있어서,
상기 발광소자의 광출사면의 폭은 상기 캐비티의 최대 반경의 40% 내지 60%인 광 출사 유닛.12. The method of claim 11,
Wherein a width of a light output surface of the light emitting element is 40% to 60% of a maximum radius of the cavity. 제11 항에 있어서,
상기 발광소자의 광출사면의 상기 바닥면으로부터의 높이는, 상기 캐비티의 높이의 32% 내지 48%인 광 출사 유닛.12. The method of claim 11,
Wherein the height of the light emitting surface of the light emitting element from the bottom surface is 32% to 48% of the height of the cavity.
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