KR20180087200A - 발광 패키지 - Google Patents

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KR20180087200A KR1020180038191A KR20180038191A KR20180087200A KR 20180087200 A KR20180087200 A KR 20180087200A KR 1020180038191 A KR1020180038191 A KR 1020180038191A KR 20180038191 A KR20180038191 A KR 20180038191A KR 20180087200 A KR20180087200 A KR 20180087200A
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Abstract

발광 패키지가 개시된다. 본 발명의 발광 패키지는 발광부의 상면에 렌즈가 위치하여 발광부의 빛이 굴절되어 조사된다. 본 발명의 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 발광 패키지는, 베이스, 상기 베이스에 결합된 발광부, 상기 발광부가 생성하는 빛을 굴절시키는 렌즈부를 포함하고, 상기 렌즈부는, 한 매의 렌즈로 형성되고, 프레넬 렌즈(Fresnel lens)부 및 볼록 렌즈부를 포함한다.

Description

발광 패키지{LIGHT EMITTING PACKAGE}
본 발명은 발광 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광부의 상면에 렌즈가 위치하여 발광부의 빛이 굴절되어 조사되는 발광 패키지에 관한 것이다.
최근 발광 패키지를 탑재하고 있는 전자 장치에서 발광 패키지의 빛을 일정 정도로 기울여서 조사할 필요성이 높아지고 있다. 구체적으로, 카메라 촬상 보조용으로 사용되는 발광 패키지에 있어서, 발광부의 빛이 피사체에 집중하여 조사될 수 있도록 발광부의 빛을 기울여서 필요가 있다. 또한, 홍채 인식 시스템의 홍채 조사용 발광 패키지에 있어서, 발광부의 빛이 홍채 부분에 집중하여 조사될 수 있도록 발광부의 빛을 기울여서 조사할 필요가 있다.
종래에는 발광부의 빛을 기울여서 조사하기 위해서, 발광 패키지를 전자 장치에 조립할 때 일정 정도로 기울여서 조립하는 것이 시도되었다. 이를 위해서 전자 장치의 발광 패키지 조립 부분에 경사부를 마련하거나, 발광 패키지의 하면에 경사부를 마련하는 것이 시도되었다. 그러나 이러한 방법은 조립 공정이 어렵고, 발광 패키지의 높이가 높아진다는 문제가 있다. 또한, 조립 과정에서 발광 패키지의 기울임 정도가 정밀하게 유지되기 어렵다는 문제가 있다.
최근의 전자 장치는 전체적인 크기가 경박단소화되는 추세이다. 또한, 홍채 인식 시스템에서 홍채 조사용으로 사용되는 발광 패키지는 발광부의 조사 각도가 기울어진 정도가 상당히 정밀할 것을 요구한다. 따라서 상술한 문제점을 해결할 수 있는 발광 패키지에 대한 요구가 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 발광부가 생성한 빛을 정밀한 각도로 굴절시켜 조사하는 발광 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 전자 장치에 조립이 용이하고 조립에 따른 굴절 각도 편차를 최소화할 수 있는 발광 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 전체적인 높이를 최소화하여 전자 장치의 경박단소화에 기여할 수 있는 발광 패키지를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 발광 패키지는, 베이스, 상기 베이스에 결합된 발광부, 상기 발광부가 생성하는 빛을 굴절시키는 렌즈부를 포함하고, 상기 렌즈부는, 한 매의 렌즈로 형성되고, 프레넬 렌즈(Fresnel lens)부 및 상기 렌즈부의 중심에서 일 방향으로 편심되어 위치하는 볼록 렌즈부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 프레넬 렌즈부는 상기 볼록 렌즈부를 둘러싸는 형태일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 볼록 렌즈부는 양의 굴절력을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 프레넬 렌즈부 및 상기 볼록 렌즈부 사이에는 중간 영역이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 중간 영역은 평면으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 중간 영역은 굴절력의 절대값이 상기 볼록 렌즈부의 굴절력의 절대값보다 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 렌즈부는 상기 발광부가 생성하는 빛을 광축을 기준으로 일 방향으로 편중되게 굴절시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스 및 렌즈부 사이에 위치하고, 상기 발광부의 주변을 둘러싸도는 바디부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광부는 둘러싸게 형성되는 반사판을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 패키지는 발광부가 생성한 빛을 정밀한 각도로 굴절시켜 조사할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 패키지는 전자 장치에 조립이 용이하고 조립에 따른 굴절 각도 편차를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 패키지는 전체적인 높이를 최소화하여 전자 장치의 경박단소화에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 패키지의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 패키지의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 패키지의 렌즈의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 패키지의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부한 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 패키지에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 패키지의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 패키지의 분해사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광 패키지는 베이스(100), 발광부(200), 바디부(300), 반사판(400) 및 렌즈부(500)를 포함한다.
베이스(100)는 평판 형태로 형성되어, 발광 패키지의 하부를 이룬다. 베이스(100)는 첨부한 도면에 표시된 3축 좌표계에서 xy평면에 평행하게 배치될 수 있다. 베이스(100)는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)으로 형성될 수 있다. 베이스(100)의 상면에는 발광부(200)와 전기적으로 연결되는 연결 단자가 형성될 수 있다. 베이스(100)의 하면에는 발광부(200)에 인가되는 전력이 입력되는 전원단자(미도시) 또는 신호입력 단자(미도시) 등이 형성될 수 있다.
베이스(100)의 상면에는 발광부(200)가 위치한다. 발광부(200)는 베이스(100)의 상면 중앙 부분에 위치할 수 있다. 또한, 베이스(100)의 상면에는 바디부(300)가 위치할 수 있다. 바디부(300)는 베이스(100)의 상면 테두리 부분에 하면이 결합되어 지지될 수 있다.
발광부(200)는 전원이 인가되면 빛을 방출하는 전기 소자이다. 발광부(200)는 예를 들어, 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode)일 수 있다. 발광부(200)는 외부에서 인가되고, 베이스(100)를 통해 전달된 전원을 인가받아 작동한다. 발광부(200)는 미리 정해진 파장 대역의 빛을 방출한다. 예를 들어, 발광부(200)는 가시광선 대역의 빛을 방출할 수도 있고, 적외선 대역의 빛을 방출할 수도 있다.
발광부(200)는 대략적으로 베이스(100)에 직교하는 방향을 중심으로 빛을 방출한다. 즉, 발광부(200)는 첨부된 도면에 표시된 3축 좌표계에서 z축을 중심으로 빛을 방출한다.
바디부(300)는 베이스(100)의 상부에 위치하고, 발광부(200)의 주변을 둘러싸는 형태로 형성된다. 바디부(300)는 상하 방향(z축 방향)으로 관통된 개구부를 포함하여, 발광부(200)가 개구부 내부에 위치하도록 베이스(100)의 상면에 결합된다. 개구는 하측 개구면이 좁고, 상측 개구면이 넓은 형태로 형성될 수 있다. 바디부(300)는 차광성으로 형성되고, 바디부(300)의 하면과 베이스(100)의 상면은 밀착되어 결합되어 발광부(200)의 빛이 베이스(100) 및 바디부(300) 부분을 통해 유출되지 않도록 형성된다.
반사판(400)은 발광부(200)를 둘러싸게 형성된다. 반사판(400)은 바디부(300)의 개구부 내부면에 밀착되어 결합된다. 반사판(400)은 발광부(200)가 방출하는 빛에 대해서 반사율이 높은 표면으로 형성되어, 발광부(200)가 방출한 빛이 반사되어 상방(+z축 방향)으로 조사되도록 한다.
렌즈부(500)는 발광부(200)의 상부에 위치한다. 렌즈부(500)는 바디부(300)의 개구부를 상부에서 덮는 형태로 결합된다. 따라서 발광부(200)가 방출한 빛은 렌즈부(500)를 통과하여 렌즈 패키지의 외부로 조사되게 된다. 렌즈부(500)는 굴절력을 가지는 형태로 형성되어, 발광부(200)의 빛이 굴절되게 된다. 렌즈부(500)에 대해서는 아래에서 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 발광 패키지의 렌즈부(500)에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 패키지의 렌즈부의 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 패키지의 단면도이다.
렌즈부(500)는 한 매의 렌즈로 형성된다. 한 매의 렌즈는 바디부(300)의 개구부를 상부에서 덮는 형태로 형성된다. 렌즈부(500)는 테두리 부분에 해당하고, 실질적을 굴절력이 없는 주변 부분 및 중심 부분에 해당하고, 대체적으로 굴절력이 있는 부분 중심 부분으로 구분된다. 렌즈부(500)의 주변 부분의 하면은 바디부(300) 및/또는 반사판(400)의 상면과 결합되어, 바디부(300)의 개구를 밀봉할 수 있다.
렌즈부(500)의 굴절력이 있는 중심 부분은 프레넬 렌즈(Fresnel lens)부(510) 및 볼록 렌즈부(550)를 포함한다. 중심 부분을 전체적으로 봤을 때, 프레넬 렌즈부(510)는 볼록 렌즈부(550)를 둘러싸는 형태로 형성된다. 구체적으로, 볼록 렌즈부(550)는 중심 프레넬 렌즈부(510)의 중심에서 일 방향으로 편심되어 위치하게 된다.
프레넬 렌즈부(510)는 렌즈의 두께를 줄이기 위해서 구면 또는 비구면 렌즈를 복수의 구분 렌즈부로 구분되어 형성된 렌즈이다. 프레넬 렌즈를 통해서 렌즈의 두께를 크게하지 않고 구경이 큰 렌즈를 만들 수 있다는 장점이 있다.
프레넬 렌즈부(510)는 구분선(521~525)에 의해 구분되는 복수의 구분 렌즈부를 포함한다. 첨부한 도면에 표시된 3축 좌표계에서 프레넬 렌즈부(510)는 y축에 평행한 구분선(521~525)에 의해 복수의 구분 렌즈부로 구분된다. 구분 렌즈부는 첨부한 도면에 표시된 3축 좌표계에서 x축을 따라 배열되는 형태로 형성된다. 첨부한 도면을 참조하면, 프레넬 렌즈부(510)는 5개의 구분선(521~525)으로 구분된 6개의 구분 렌즈부를 포함한다.
복수의 구분 렌즈부는 전부 또는 대부분이 동일한 방향을 바라보도록 형성된다. 구체적으로, 복수의 구분 렌즈부의 70% 이상이 동일한 방향을 바라보도록 형성될 수 있다. 동일한 방향을 바라보도록 형성될 수 있다. 첨부한 도면을 참조하면, 프레넬 렌즈부(510)의 6개의 구분 렌즈부는 모두가 동일한 방향을 바라보도록 형성된다.
복수의 구분 렌즈부의 전부 또는 대부분은 출사면(511~516)이 동일한 방향을 바라보도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 복수의 구분 렌즈부의 출사면(511~516)은 첨부한 도면에 표시된 3축 좌표계에서 x축의 일 방향으로 기울어지게 형성될 수 있다. 첨부한 도면을 참조하면, 프레넬 렌즈부(510)는 6개의 구분 렌즈부의 출사면(511~516)은 모두 x축의 양의 방향으로 기울어지게 형성된다.
프레넬 렌즈부(510)의 출사면(511~516)은 상술한 것과 같이 일 방향으로 기울어지게 형성되지만, 프레넬 렌즈부(510)의 입사면은 실질적으로 평면으로 형성될 수 있다. 도 4에 도시된 것과 같이, 프레넬 렌즈부(510)의 출사면(511~516)에 대응하는 하면의 입사면은 프레넬 렌즈부(510)의 입사면이 아니라 볼록 렌즈부(550)의 입사면(552)으로 형성될 수 있다. 따라서 볼록 렌즈부(550)는 상면의 출사면(551)이 하면의 입사면(552)보다 더 작은 면적으로 형성될 수 있다.
볼록 렌즈부(550)는 상면의 출사면(551)과 하면의 입사면(552)을 포함한다. 볼록 렌즈부(550)의 출사면(551)과 입사면(552)은 모두 볼록인 형태로 형성될 수 있다. 볼록 렌즈부(550)는 양의 굴절력을 가진다.
볼록 렌즈부(550)는 프레넬 렌즈부(510)에 의해 둘러싸이게 위치한다. 발광부(200)의 z축의 양의 방향에 해당하는 위치를 렌즈부(500)의 중심으로 하면, 볼록 렌즈부(550)는 상기 렌즈부(500)의 중심에서 일 방향으로 편심되게 형성된다. 구체적으로, 볼록 렌즈부(550)는 첨부한 도면에 표시된 3축 좌표계에서 x축의 음의 방향으로 편심되어 위치할 수 있다.
볼록 렌즈부(550)는 출사면(551)과 입사면(552)이 서로 다른 형상으로 형성될 수 있다. 상술한 것과 같이, 볼록 렌즈부(550)의 출사면(551)은 입사면(552)보다 더 작은 면적으로 형성될 수 있다. 또한, 볼록 렌즈부(550)의 출사면(551)은 입사면(552)보다 일 방향으로 편심되어 위치할 수 있다. 구체적으로, 볼록 렌즈부(550)의 출사면(551)은 입사면(552)보다 첨부한 도면에 표시된 3축 좌표계에서 x축의 음의 방향으로 편심되어 위치할 수 있다.
프레넬 렌즈부(510)와 볼록 렌즈부(550) 사이에는 중간 영역(530)이 형성된다. 중간 영역(530)은 실질적으로 평면으로 형성되어, 굴절력이 없거나 거의 없도록 형성된다. 적어도 중간 영역(530)은 굴절력이 볼록 렌즈부(550)의 굴절력의 절대값보다 작게 형성된다. 렌즈부(500)의 출사면에서는 프레넬 렌즈부(510)의 출사면(511~516)과 볼록 렌즈부(550)의 출사면(551) 사이에 실질적으로 평면으로 형성된 중간 영역(530)의 출사면(531)이 상대적으로 명확하게 구분된다. 반면에, 렌즈부(500)의 입사면에서는 프레넬 렌즈부(510)의 입사면 부분이 실질적으로 평면으로 형성되어 중간 영역(530)의 입사면이 없거나 명확하게 구분되지 않을 수 있다.
이러한 렌즈부(500)는 발광부(200)가 생성하는 빛을 광축 기준으로 일 방향으로 편중되게 굴절시킨다. 구체적으로, 발광부(200)가 생성한 빛의 빔은 렌즈부(500)에 입사하기 전에는 z축에 평행한 중심축을 가진다. 발광부(200)가 생성한 빛의 빔이 렌즈부(500)를 통과하여 출사한 후에는 z축에서 기울어진 방향의 중심축을 가지게 된다. 구체적으로, 첨부한 도면에 도시된 렌즈부(500)를 통과하면 발광부(200)가 생성한 빛의 빔은 렌즈부(500)를 통과하여 출사한 후에는 x축의 양의 방향으로 기울어진 방향의 중심축을 가지게 된다.
상술한 렌즈부(500)의 형태에 의해서, 발광부(200)가 생성한 빛은 상당한 수준으로 집광되는 것을 유지하면서도 빔의 중심축이 적절한 각도로 기울어질 수 있다. 또한, 동일한 기울임을 달성하는 다른 광학적 형태의 렌즈와 비교했을 때 그 두께를 상대적으로 얇게 유지할 수 있다. 렌즈부(500)의 두께를 얇게 유지하는 것은 발광 패키지 전체의 높이를 낮출 수 있는 것을 의미하는 것이고, 이는 발광 패키지가 탑재되는 전자 장치의 소형화 및 박형화에 기여할 수 있다.
본 발명은 첨부한 도면에 도시된 렌즈부(500)의 구체적인 형태에 의해서 한정지 않음은 자명하다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자는 프레넬 렌즈부(510)와 볼록 렌즈부(550)의 위치 관계, 프레넬 렌즈부(510)의 출사면(511~516) 및 입사면의 각도 및 볼록 렌즈부(550)의 굴절력 등을 조절하여 발광부(200)의 빛이 굴절되는 정도 등을 용이하게 조절할 수 있을 것이다.
이상, 본 발명의 발광 패키지의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 베이스 200: 발광부
300: 바디부 400: 반사판
500: 렌즈부 510: 프레넬 렌즈부
530: 중간 영역 550: 볼록 렌즈부

Claims (9)

  1. 베이스;
    상기 베이스에 결합된 발광부;
    상기 발광부가 생성하는 빛을 굴절시키는 렌즈부를 포함하고,
    상기 렌즈부는,
    한 매의 렌즈로 형성되고, 프레넬 렌즈(Fresnel lens)부 및 상기 렌즈부의 중심에서 일 방향으로 편심되어 위치하는 볼록 렌즈부를 포함하는 발광 패키지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 프레넬 렌즈부는 상기 볼록 렌즈부를 둘러싸는 형태인 발광 패키지.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 볼록 렌즈부는 양의 굴절력을 가지는 발광 패키지.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 프레넬 렌즈부 및 상기 볼록 렌즈부 사이에는 중간 영역이 형성되는 발광 패키지.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 중간 영역은 평면으로 형성되는 발광 패키지.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 중간 영역은 굴절력의 절대값이 상기 볼록 렌즈부의 굴절력의 절대값보다 작은 발광 패키지.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 렌즈부는 상기 발광부가 생성하는 빛을 광축을 기준으로 일 방향으로 편중되게 굴절시키는 발광 패키지.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스 및 렌즈부 사이에 위치하고, 상기 발광부의 주변을 둘러싸는 바디부를 더 포함하는 발광 패키지.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 발광부는 둘러싸게 형성되는 반사판을 더 포함하는 발광 패키지.
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KR20060124867A (ko) * 2005-05-26 2006-12-06 서울반도체 주식회사 백라이트용 발광 장치
KR100744031B1 (ko) * 2005-12-21 2007-08-01 서울반도체 주식회사 프레넬 렌즈를 포함하는 발광소자

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