KR20200069156A - Lens for wide diffusion light - Google Patents
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Abstract
Description
실시예는 광 확산렌즈에 관한 것이다. 좀 더 상세하게는, 액정 표시 장치의 백라이트 모듈에 사용되어 광 균일도를 향상시키는 광 확산렌즈에 관한 것이다. The embodiment relates to a light diffusing lens. More specifically, it relates to a light diffusion lens used in a backlight module of a liquid crystal display device to improve light uniformity.
급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 하여, 소형 및 경량화되면서 성능이 더욱 향상된 평판 표시장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.The demand for flat panel display devices with improved performance has been explosively increased due to their small size and light weight, centering on rapidly developing semiconductor technologies.
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 극복할 수 있는 대체 수단으로서 점차 주목 받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치가 필요한 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되어 사용되고 있다.Among these flat panel display devices, a liquid crystal display (LCD), which has recently been spotlighted, has advantages such as miniaturization, light weight, and low power consumption, so that it can overcome the disadvantages of the conventional cathode ray tube (CRT). As an alternative means, it has been gradually attracting attention, and it is currently installed and used in almost all information processing devices requiring display devices.
액정 표시장치에서의 액정 표시패널은 스스로 발광하지 못하는 수광 소자이므로, 액정 표시패널 하부에서 액정표시패널에 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛을 구비하고 있다. 여기서, 백라이트 유닛은 램프, 도광판, 반사 시트 및 광학 시트류 등을 포함한다. 그리고, 램프는 비교적 발열량이 적으며 자연광에 가까운 백색광을 발생시키고 수명이 긴 냉음극선관 방식 램프나 색 재현성이 좋고 저전력이 소비되는 발광다이오드(Light Emitting Diode: 이하 'LED'라고 한다)를 이용한 LED 방식 램프를 사용한다. 종래에는 냉음극선관 방식의 램프를 사용하였으나, LED 방식 램프가 색 재현성이 좋으며, 소비전력도 적게 든다는 장점을 갖기 때문에, LED 방식 램프 제품이 사용되기 시작하였다.Since a liquid crystal display panel in a liquid crystal display device is a light-receiving element that cannot emit light by itself, a backlight unit is provided under the liquid crystal display panel to provide light to the liquid crystal display panel. Here, the backlight unit includes a lamp, a light guide plate, a reflective sheet, and optical sheets. In addition, the lamp has a relatively small amount of heat, generates white light close to natural light, and uses a long-life cold cathode ray tube type lamp or a light-emitting diode (hereinafter referred to as'LED') that has good color reproducibility and consumes low power. Anticorrosion lamps are used. In the past, a cold cathode ray tube type lamp was used, but since the LED type lamp has the advantage of good color reproducibility and low power consumption, LED type lamp products have begun to be used.
도 1은 등방형 면 조사 특성을 갖는 복수 개의 렌즈의 배열 및 광 조사 분포를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing the arrangement and light distribution of a plurality of lenses having isotropic surface irradiation characteristics.
도 1을 참조하면, 등방형 면 조사 특성을 갖는 종래의 복수 개의 렌즈(2)는 기판(20)상에 동일한 간격으로 배치될 수 있다. 이때, 상기 렌즈(2)는 기판(20) 상에 실장되는 광원을 덮도록 배치될 수 있다. Referring to FIG. 1, a plurality of
도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 렌즈(2)를 기준으로 대각선 방향에는 암부 형태의 무라가 발생하는 문제가 있다. 예컨데, 상기 광원으로 LED가 이용되는 경우, 상기 LED가 발하는 빛은 직진성이 강해 LED 정면 방향으로 집중하는 경향이 있다. 그에 따라, 복수 개의 LED의 빛을 효과적으로 그리고 균일하게 확산시키기 위한 기술에 대한 수요가 늘어나고 있다.As illustrated in FIG. 1, there is a problem in that a mura in the form of a dark portion occurs in a diagonal direction with respect to one
따라서, 비등방형 면조사를 구현하도록 광이 입사하는 입사면과 광이 출사되는 출사면을 설계하고, 이를 기반으로 렌즈의 대각선 방향에 발생하는 암부를 최소화하여 광의 균일도를 향상시킬 수 있는 렌즈 기술에 대한 요구 또한 높아지고 있는 실정이다. Therefore, the lens technology that can improve the uniformity of light by designing the incident surface where light enters and the emitting surface through which light is emitted to implement an anisotropic surface irradiation, and minimizing the dark portion generated in the diagonal direction of the lens based on this, The demand for the situation is also increasing.
실시예는 복수 개의 광 확산렌즈의 대각선 방향에 발생하는 암부를 최소화하도록 광이 입사되는 입사면과 광이 출사되는 출사면이 형성된 광 확산렌즈를 제공한다. An embodiment provides a light diffusion lens having an incident surface on which light is incident and an emitting surface on which light is emitted so as to minimize dark portions generated in a diagonal direction of the plurality of light diffusion lenses.
평면상 장축과 단축을 갖도록 형성되며, 장축측 높이를 단축측 높이보다 높게 설계하여 상기 장축측에서 누설광의 발생을 방지하는 광 확산렌즈를 제공한다.It is formed to have a long axis and a short axis on a flat surface, and provides a light diffusion lens that prevents leakage light from being generated on the long axis side by designing a height of the long axis side higher than the height of the short axis side.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned herein will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제는 실시예에 따라, 하부면; 상기 하부면에서 내부로 오목하게 형성된 입사면; 및 상기 입사면을 통해 입사된 광이 출사되며 평면상 장축과 단축을 포함하는 출사면을 포함하고, 상기 출사면은 곡면으로 형성된 상부면, 상기 상부면과 하부면 사이에 서로 마주보게 배치되는 제1 측부면 및 제2 측부면을 포함하며, 상기 제1 측부면 및 상기 제2 측부면 각각의 단축 방향 높이(H1)는 장축 방향 높이(H2)보다 작은 광 확산렌즈에 의해 달성된다. The subject, according to the embodiment, the lower surface; An incident surface concavely formed from the lower surface to the inside; And an emission surface through which the light incident through the incident surface is emitted and includes a long axis and a short axis on a plane, and the emission surface is disposed to face each other between the upper surface formed by the curved surface and the upper surface and the lower surface. It includes one side surface and a second side surface, and the height H1 in the short axis direction of each of the first side surface and the second side surface is achieved by a light diffusion lens smaller than the height H2 in the long axis direction.
여기서, 상기 제1 측부면 및 상기 제2 측부면이 만나 형성되는 모서리를 더 포함하며, 장축 방향에 서로 마주보게 배치되는 상기 모서리는 광축과 평행하게 배치될 수 있다.Here, the first side surface and the second side surface may further include an edge formed to meet, and the edges disposed to face each other in the long axis direction may be disposed parallel to the optical axis.
그리고, 상기 상부면의 상기 곡면에 대한 접선 기울기의 절대값은 가장자리에서 상기 광축으로 갈수록 증대될 수 있다.In addition, the absolute value of the tangential slope of the upper surface with respect to the curved surface may increase from the edge toward the optical axis.
그리고, 상기 상부면에 조사되는 광 중 상기 광축을 기준으로 소정의 각도(θ)로 상기 장축 방향을 향해 조사되는 광은 상기 상부면에 의해 상기 모서리로 굴절될 수 있다.Further, among the light irradiated on the upper surface, light irradiated toward the long axis at a predetermined angle (θ) with respect to the optical axis may be refracted to the corner by the upper surface.
또는, 상기 상부면에 조사되는 광 중 상기 광축을 기준으로 소정의 각도(θ)로 상기 장축 방향을 향해 조사되는 광은 상기 상부면에 의해 상기 제1 출사면과 상기 제2 출사면이 만나는 영역으로 굴절될 수 있다. Alternatively, the light irradiated toward the long axis at a predetermined angle (θ) with respect to the optical axis among the light irradiated to the upper surface is an area where the first and second exit surfaces meet by the upper surface. Can be refracted.
여기서, 상기 각도(θ)는 52.5도 이하일 수 있다.Here, the angle θ may be 52.5 degrees or less.
또한, 상기 제1 측부면 및 상기 제2 측부면 각각의 단축 방향 높이(H1)는 장축 방향 높이(H2) 대비 0.5이상이고 1미만일 수 있다. Further, the height of the short axis direction H1 of each of the first side surface and the second side surface may be 0.5 or more and less than 1 compared to the height H2 of the long axis direction.
여기서, 상기 제1 측부면 및 상기 제2 측부면의 상부측 단부는 소정의 곡률을 갖도록 형성될 수 있다. Here, the upper end of the first side surface and the second side surface may be formed to have a predetermined curvature.
또한, 상기 제1 측부면 및 상기 제2 측부면의 단축 방향 높이(H1)는 광축(C) 선상에 배치되는 상기 상부면의 일점인 꼭지점(P2)의 높이(H3)의 2.8~3.0배일 수 있다. In addition, the height (H1) in the minor axis direction of the first side surface and the second side surface may be 2.8 to 3.0 times the height (H3) of the vertex (P2) which is one point of the upper surface disposed on the optical axis (C) line. have.
한편, 상기 장축의 길이는 상기 단축의 길이의 1.1배이상일 수 있다. On the other hand, the length of the long axis may be more than 1.1 times the length of the short axis.
또한, 상기 하부면은 타원형 형상으로 형성될 수 있다. In addition, the lower surface may be formed in an oval shape.
실시예에 따른 광 확산렌즈는 평면상 장축과 단축을 갖도록 형성되며, 장축측 높이를 단축측 높이보다 높게 설계하여 상기 장축측에서 누설광의 발생을 방지할 수 있다. 그에 따라, 상기 장축측의 가장자리에서 광 균일도가 향상되며 비대칭 배광을 구현할 수 있다. The light diffusion lens according to the embodiment is formed to have a long axis and a short axis on a plane, and a height of the long axis is designed to be higher than the height of the short axis, thereby preventing leakage of light from the long axis. Accordingly, light uniformity is improved at the edge of the long axis side and asymmetric light distribution can be realized.
이때, 상부면은 곡면으로 형성되어 광축을 기준으로 52.5도이하로 조사되는 광을 반사할 수 있다. At this time, the upper surface may be formed as a curved surface to reflect light irradiated below 52.5 degrees based on the optical axis.
실시예의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 실시예의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Various and beneficial advantages and effects of the embodiments are not limited to the above, and may be more easily understood in the process of describing specific embodiments of the embodiments.
도 1은 등방형 면 조사 특성을 갖는 복수 개의 렌즈의 배열 및 광 조사 분포를 나타내는 도면이고,
도 2는 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 사시도이고,
도 3은 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 평면도이고,
도 4는 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 저면도이고,
도 5는 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 정면도이고,
도 6은 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 측면도이고,
도 7은 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈의 상부면을 기준으로 단축 방향에 대한 단면도이고,
도 8은 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈의 상부면을 기준으로 장축 방향에 대한 단면도이고,
도 9는 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈의 단축 길이 대비 장축 길이에 따른 배광을 나타내는 도면이고,
도 10은 종래의 광 확산렌즈와 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈의 실험 결과를 나타내는 도면이고,
도 11은 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈의 장축 방향과 단축 방향에서의 광 확산을 나타내는 도면이고,
도 12는 실시예에 따른 광 확산렌즈의 입사면에 광을 조사하는 광원을 나타내는 도면이고,
도 13은 제2 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 사시도이고,
도 14는 제2 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 평면도이고,
도 15는 제2 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 저면도이고,
도 16은 제2 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 정면도이고,
도 17은 제2 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 측면도이고,
도 18은 제2 실시예에 따른 광 확산렌즈의 상부면을 기준으로 단축 방향에 대한 단면도이고,
도 19는 제2 실시예에 따른 광 확산렌즈의 상부면을 기준으로 장축 방향에 대한 단면도이다. 1 is a view showing the arrangement and light distribution of a plurality of lenses having isotropic surface irradiation characteristics,
2 is a perspective view showing a light diffusing lens according to the first embodiment,
3 is a plan view showing a light diffusion lens according to the first embodiment,
4 is a bottom view showing a light diffusing lens according to the first embodiment,
5 is a front view showing a light diffusing lens according to the first embodiment,
6 is a side view showing a light diffusing lens according to the first embodiment,
7 is a cross-sectional view of a short axis direction based on an upper surface of the light diffusing lens according to the first embodiment,
8 is a cross-sectional view of a long axis direction based on an upper surface of the light diffusion lens according to the first embodiment,
9 is a view showing light distribution according to a long axis length compared to a short axis length of the light diffusion lens according to the first embodiment,
10 is a view showing experimental results of a conventional light diffusing lens and a light diffusing lens according to the first embodiment,
11 is a view showing light diffusion in a long axis direction and a short axis direction of the light diffusion lens according to the first embodiment,
12 is a view showing a light source irradiating light to the incident surface of the light diffusing lens according to the embodiment,
13 is a perspective view showing a light diffusing lens according to a second embodiment,
14 is a plan view showing a light diffusing lens according to a second embodiment,
15 is a bottom view showing a light diffusing lens according to the second embodiment,
16 is a front view showing a light diffusing lens according to the second embodiment,
17 is a side view showing a light diffusing lens according to a second embodiment,
18 is a cross-sectional view of a short axis direction based on an upper surface of a light diffusing lens according to a second embodiment,
19 is a cross-sectional view of a long axis direction based on an upper surface of a light diffusion lens according to a second embodiment.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention can be applied to various changes and can have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated and described in the drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms including ordinal numbers such as second and first may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, the second component may be referred to as a first component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. The term and/or includes any combination of a plurality of related described items or any of a plurality of related described items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When an element is said to be "connected" to or "connected" to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 구성요소가 다른 구성요소의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소가 상기 두 구성요소 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 '상(위) 또는 하(아래)(on or under)'로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment, when one component is described as being formed "on (up) or down (down)" (on or under) of the other component, the upper (up) or lower (down) (on or under) includes both two components directly contacting each other or one or more other components formed indirectly between the two components. In addition, when expressed as'on (up) or down (on or under)', it may include the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one component.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, terms such as “include” or “have” are intended to indicate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지게 된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or corresponding components are assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted.
제1 The first 실시예Example
도 2는 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 사시도이고, 도 3은 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 평면도이고, 도 4는 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 저면도이고, 도 5는 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 정면도이고, 도 6은 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 측면도이고, 도 7은 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈의 상부면을 기준으로 단축 방향에 대한 단면도이고, 도 8은 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈의 상부면을 기준으로 장축 방향에 대한 단면도이다. 여기서, 도 7은 도 3의 A-A선을 나타내는 단면도이고, 도 8은 도 3의 B-B선을 나타내는 단면도이다. 도 2에 있어서 x 방향은 출사면의 단축 방향이고, y 방향은 출사면의 장축 방향이며, z 방향은 광축 방향을 나타낸다. 2 is a perspective view showing a light diffusing lens according to the first embodiment, FIG. 3 is a plan view showing the light diffusing lens according to the first embodiment, and FIG. 4 is a bottom view showing the light diffusing lens according to the first embodiment , Fig. 5 is a front view showing the light diffusing lens according to the first embodiment, Fig. 6 is a side view showing the light diffusing lens according to the first embodiment, and Fig. 7 is an upper part of the light diffusing lens according to the first embodiment 8 is a cross-sectional view of the minor axis direction with respect to the surface, and FIG. 8 is a cross-sectional view of the long axis direction with respect to the upper surface of the light diffusing lens according to the first embodiment. Here, FIG. 7 is a cross-sectional view showing the A-A line in FIG. 3, and FIG. 8 is a cross-sectional view showing the B-B line in FIG. 3. In Fig. 2, the x-direction is the minor axis direction of the exit surface, the y-direction is the major axis direction of the exit surface, and the z-direction indicates the optical axis direction.
한편, 광축(C)이라 함은 광원에서 조사되는 광의 중심이며, 상기 광 확산렌즈(1)의 중심과 일치할 수 있다. Meanwhile, the optical axis C is the center of light irradiated from the light source, and may coincide with the center of the
제1 실시예에 따른 광 확산렌즈(1)는 액정 표시장치에 사용될 수 있다. 이때, 상기 액정 표시장치는 기판 및 상기 기판에 실장되는 복수 개의 광원 포함할 수 있다. 그리고, 상기 광 확산렌즈(1)는 상기 광원을 덮도록 배치되어 비대칭적 배광을 구현한 수 있다. 그에 따라, 상기 광 확산렌즈(1)가 배치된 액정 표시장치는 상기 광 확산렌즈(1)를 통해 비대칭적 배광을 형성하여 종래의 암부 영역(도 1 참조)이 형성되는 것을 방지할 수 있다. The
도 2 내지 도 8을 참조하면, 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈(1)는 하부면(100), 광이 입사되는 입사면(200) 및 상기 입사면(200)을 통해 입사된 광이 출사되는 출사면(300)을 포함할 수 있다. 2 to 8, the
여기서, 상기 광 확산렌즈(1)는 비구면 형상의 입사면(200)과 출사면(300)을 이용하여 입사면(200)을 통해 입사된 광을 확산시킬 수 있다. 그리고, 출사면(300)은 상부면(310)과 서로 마주보게 배치되는 한 쌍의 측부면(320, 330)을 포함할 수 있다. Here, the
또한, 상기 광 확산렌즈(1)는 측부면(320, 330)이 만나 형성되는 한 쌍의 모서리(340)를 포함할 수 있다. 이때, 모서리(340)는 장축 방향에 서로 마주보게 배치될 수 있다. In addition, the
상기 광 확산렌즈(1)는 폴리카보네이트 또는 폴리메타메틸아크릴레이트의 재질을 이용하여 형성될 수 있다. 여기서, 상기 폴리카보네이트의 굴절율은 1.58이고, 상기 폴리메타메틸아크릴레이트의 굴절률은 1.49이다.The
하부면(100)은 상부면(310)의 하부측에 배치될 수 있다. 이때, 측부면(320, 330)을 통해 하부면(100)은 상부면(310)과 이격되게 배치될 수 있다. 여기서, '상부측'과 '하부측'은 상대적인 표현으로서 이하에서 별다른 정의가 없다면, 하부면(100)에서 상부면(310)으로 향하는 방향을 상부측(위쪽)으로 정하고, 이와 반대로 상부면(310)에서 하부면(100)으로 향하는 방향을 하부측(아래쪽)으로 정한다. The
하부면(100)은 하부측으로 볼록한 형상 또는 평면 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 하부측으로 볼록한 형상의 하부면(100)은 소정의 곡률을 가지는 곡면일 수 있다. The
하부면(100)은 아래 방향으로 볼록한 형상의 곡면으로 형성된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 하부면(100)은 가장자리에서 중심 방향으로 일정한 길이까지는 평면이 형성되어 있을 수 있으며, 상기 평면이 끝나는 지점부터 중심측으로 하부볼록면이 형성될 수 있다. 즉, 하부면(100)은 가장자리에서 중심 방향으로 일정 길이 동안 곡률이 0이지만, 상기 일정 길이 이상부터 상기 중심까지는 곡률이 증가하다가 다시 감소하는 형상일 수 있다.The
상기 평면만으로 구성된 하부면과 비교해 볼 때, 상기 하부볼록면을 구비하는 하부면(100)의 경우 상기 광원에서 출사되는 광 중에서 하부측으로 출사되는 광을 상부측으로 더 많이 전반사 시킬 수 있다. Compared with the lower surface composed of only the flat surface, in the case of the
여기서, 상기 하부볼록면에 의해 우선적으로 상기 광이 전반사되도록 상기 하부면(100)에 배치되는 평면은 상기 하부볼록면의 외측에 배치되는 것이 바람직하다. Here, the plane disposed on the
도 4에 도시된 바와 같이, 하부면(100)은 중앙에 원형의 입사구(210)가 배치되는 럭비공 형상으로 형성될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 하부면(100)은 장축 및 단축을 갖는 타원형 형상으로 형성될 수도 있다. As illustrated in FIG. 4, the
입사면(200)은 입사구(210)에 위치하는 광원에서 출사되는 광이 상기 광 확산렌즈(1)의 내부로 입사되는 표면 부분이다.The
입사면(200)은 하부면(100)의 중앙에서 내부로 오목하게 형성될 수 있다. 그에 따라, 하부면(100)의 중앙에는 입사구(210)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 입사구(210)에는 입사면(200)을 향해 광을 조사하는 광원이 배치될 수 있다. The
상기 광원과 입사면(200) 사이에는 공기층이 배치될 수 있다. 따라서, 상기 광원에서 상기 공기층으로 출사되는 광의 경우 굴절율이 다른 상기 광 확산렌즈(1)의 입사면(200)에서 더 굴절될 수 있다.An air layer may be disposed between the light source and the
도 2, 도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 입사면(200)은 평면상 원형으로 형성된 제1 영역(220) 및 제1 영역(220)에서 내부로 오목하게 형성된 제2 영역(230)을 포함할 수 있다. 2, 7 and 8, the
제1 영역(220)은 제2 영역(230)의 하부측에 배치될 수 있다. 그리고, 제1 영역(220)이 원기둥 형상으로 형성됨에 따라, 입사구(210) 또한 원형으로 형성될 수 있다. 그에 따라, 입사구(210)는 광축(C)을 기준으로 소정의 반지름을 가질 수 있다. 그리고, 입사구(210)의 중앙에는 상기 광원이 배치될 수 있다. The
제1 영역(220)에는 상기 광원으로부터 측부면(320, 330)으로 방출된 광이 입사될 수 있다. Light emitted from the light source to the side surfaces 320 and 330 may be incident on the
제2 영역(230)은 제1 영역(220)의 상부측에서 연장될 수 있다. 이때, 제2 영역(230)은 상기 광축(C) 상에 꼭지점(P1)이 형성되도록 상부측으로 오목하게 형성될 수 있다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 영역(230)은 곡면을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 곡면은 소정의 곡률을 갖도록 광축(C)을 향해 볼록하게 형성될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 상기 곡면은 타원 또는 포물선 형상으로 형성될 수도 있다. The
제2 영역(230)은 상기 광원의 상부측에 위치할 수 있다. 이때, 제2 영역(230)의 상기 곡면의 접선 기울기의 절대값은 상기 곡면의 상단에서 하단으로 갈수록 점진적으로 감소될 수 있다. The
여기서, 입사면(200)이 서로 다른 형상의 제1 영역(220)과 제2 영역(230)을 포함하는 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 입사면(200)의 수직 단면이 반구 형상, 반타원 형상, 반럭비(rugby)공 형상 또는 포물선 형상으로 형성될 수도 있다. 그에 따라, 입사면(200)은 비구면으로 형성될 수 있다. Here, although the
한편, 상기 광원의 광축 방향에서 바라볼 때, 상기 광 확산렌즈(1)는 평면상 장축과 단축을 구비하도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 광 확산렌즈(1)의 제1 측부면(320) 및 상기 제2 측부면(330) 각각의 단축 방향 높이(H1)는 장축 방향 높이(H2)보다 작다. 여기서, 제1 측부면(320) 및 상기 제2 측부면(330) 상기 장축을 기준으로 대칭되게 형성될 수 있다. On the other hand, when viewed in the direction of the optical axis of the light source, the
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 광축(C)에서 바라볼 때, 상기 광 확산렌즈(1)는 평면상 럭비공 형상으로 형성될 수 있다.2 to 4, when viewed from the optical axis C, the
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 광축 방향에서 바라볼 때, 상기 광 확산렌즈(1)는 소정의 길이(Lx)로 형성된 단축과 소정의 길이(Ly)로 형성된 장축을 포함할 수 있다. 상세하게, 상기 광 확산렌즈(1)의 출사면(300) 중 상부면(310)의 단축은 소정의 길이(Lx)로 형성되고, 장축은 소정의 길이(Ly)로 형성될 수 있다. 이때, 상기 장축의 길이(Ly)는 상기 단축의 길이(Lx)보다 크다. 따라서, 상기 광 확산렌즈(1)는 장축 방향으로 광 확산량을 증대시킬 수 있다. As shown in FIG. 3, when viewed in the direction of the optical axis, the
여기서, 상기 광 확산렌즈(1)의 상기 장축과 상기 단축은 평면상 수직하게 배치되며, 상기 장축과 상기 단축이 만나는 가상의 일점에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 광축(C)이 배치된다. 그에 따라, 광축(C)에서 바라볼 때, 상기 광 확산렌즈(1)는 상기 장축 및 상기 단축에 대해 대칭으로 형성될 수 있다. Here, the long axis and the short axis of the
상기 광 확산렌즈(1)의 상기 장축의 길이는 상기 단축의 길이의 1.1배 이상이고 2.0배 이하일 수 있다. 여기서, 상기 광 확산렌즈(1)의 상기 장축의 길이(Ly)는 장축 방향에 대한 상기 광 확산렌즈(1)의 폭이라 불릴 수 있고, 상기 광 확산렌즈(1)의 상기 단축의 길이(Lx)는 단축 방향에 대한 상기 광 확산렌즈(1)의 폭이라 불릴 수 있다. The length of the long axis of the
상기 광 확산렌즈(1)의 상기 단축 길이 대비 상기 장축 길이가 1.1배 미만인 경우, 상술된 암부 영역을 제거하기 어려우며, 2.0배를 초과하는 경우 광 균일도 및 생산 효율에 영향을 미치게 된다. When the length of the long axis compared to the length of the short axis of the
도 9는 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈의 단축 길이 대비 장축 길이에 따른 배광을 나타내는 도면으로서, 도 9의 (a)는 광 확산렌즈의 단축 길이와 장축 길이가 동일한 경우의 배광을 나타내고, 도 9의 (b)는 광 확산렌즈의 단축 길이 대비 장축 길이가 1.1배 미만인 경우의 배광을 나타내고, 도 9의 (c)는 광 확산렌즈의 단축 길이 대비 장축 길이가 1.1배 이상인 경우의 배광을 나타낸다. FIG. 9 is a view showing light distribution according to a long axis length compared to a short axis length of the light diffusion lens according to the first embodiment, and FIG. 9A shows light distribution when the short axis length and the long axis length of the light diffusion lens are the same. 9(b) shows light distribution when the major axis length of the light diffusion lens is shorter than 1.1 times, and FIG. 9(c) shows light distribution when the major axis length of the light diffusion lens is 1.1 times or more. Shows.
도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 광 확산렌즈의 단축 길이와 장축 길이가 동일한 경우 암부 영역(도 1 참조)을 제거할 수 없다. As shown in FIG. 9(a), when the short and long axes of the light diffusion lens are the same, the dark region (see FIG. 1) cannot be removed.
도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 광 확산렌즈의 단축 길이 대비 장축 길이가 1.1배 미만인 경우에도 암부 영역(도 1 참조)을 제거할 수 없다.As shown in FIG. 9(b), even when the short axis length and the long axis length of the light diffusion lens are less than 1.1 times, the dark region (see FIG. 1) cannot be removed.
도 9의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 광 확산렌즈(1)의 장축의 길이가 상기 단축의 길이의 1.1배 이상일 때, 비대칭적 배광을 형성하여 암부 영역을 제거할 수 있다. As shown in FIG. 9C, when the length of the long axis of the
도 10은 종래의 광 확산렌즈와 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈의 실험 결과를 나타내는 도면으로서, 도 10의 (a)는 종래의 광 확산렌즈의 실험 결과를 나타내는 도면이고, 도 10의 (b)는 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈의 실험 결과를 나타내는 도면이다. 10 is a view showing the experimental results of the conventional light diffusing lens and the light diffusing lens according to the first embodiment, Figure 10 (a) is a view showing the experimental results of the conventional light diffusing lens, Figure 10 ( b) is a diagram showing the experimental results of the light diffusing lens according to the first embodiment.
도 10를 참조하면, 종래의 렌즈(2)에 비해 상기 광 확산렌즈(1)는 상기 장축 방향으로 광 확산량이 증대됨을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 10, it can be seen that the light diffusion amount of the
도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 광 확산렌즈(1)는 비등방형 광 확산을 구현한다. 나아가, 도 10의 (a)의 A1 영역과 도 10의 (b)의 A2 영역을 비교해 볼 때, 상기 광 확산렌즈(1)는 A2 영역(상기 광 확산렌즈(1)의 장축 방향의 가장자리)에서 균등한 광을 구현하고 있다. As shown in FIG. 10B, the
출사면(300) 중 상부면(310)은 가장자리에서 중심 방향으로 함몰된 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 상부면(310)은 상부측으로 돌출된 볼록한 곡면 형상일 수 있다. The
상부면(310)은 입사면(200)에 의해 굴절된 광을 측부면(320, 330) 및 모서리(340)로 반사시킬 수 있다. 예컨데, 상기 광원에서 상부면(310)으로 조사되는 광 중 광축(C)을 기준으로 소정의 각도(θ)로 상기 장축 방향을 향해 조사되는 광은 상기 상부면(310)에 의해 상기 모서리로 굴절될 수 있다. 그에 따라, 상기 광 확산렌즈(1)는 상기 장축 방향으로 누설광의 발생을 방지할 수 있다. 여기서, 상부면(310)은 반사면이라 불릴 수 있다. The
상기 광 확산렌즈(1)는 공기보다 밀도가 높은 재질이기 때문에, 광축(C)을 기준으로 상기 상부면(310)에 소정의 각도(θ)로 입사되는 광을 전반사시킬 수 있다. 여기서, 상기 각도(θ)는 광축(C)과 상기 광원에서 조사되는 광이 이루는 각으로써, 도 11에 도시된 바와 같이, 예각일 수 있다. 그리고, 상기 각도(θ)는 측부면(320, 330)의 단축 방향에 대한 상부측 모서리와 상기 광원의 상부발광면의 중심(광축정점(11a))을 잇는 가상의 선과 상기 광축(C)이 이루는 각도일 수 있다. Since the
그리고, 상기 각도(θ)는 52.5도 이하일 수 있다. 만일, 상기 각도(θ)가 52.5도를 초과하여 곡면으로 형성된 상부면(310)으로 입사되는 경우, 상기 장축 방향에서 광의 누설을 초래할 수 있다. In addition, the angle θ may be 52.5 degrees or less. If the angle θ is more than 52.5 degrees and is incident on the
도 11은 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈의 장축 방향과 단축 방향에서의 광 확산을 나타내는 도면으로서, 도 11의 (a)는 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈의 단축 방향에서 발생하는 누설광을 나타내는 도면이고, 도 11의 (b)는 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈의 장축 방향에서 누설광이 방지된 유효광을 나타내는 도면이다. 11 is a view showing light diffusion in a long axis direction and a short axis direction of the light diffusion lens according to the first embodiment, and FIG. 11(a) is a leakage occurring in the short direction of the light diffusion lens according to the first embodiment FIG. 11B is a view showing effective light in which leakage light is prevented in the long axis direction of the light diffusion lens according to the first embodiment.
도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 광 확산렌즈(1)의 단축 방향에서 누설광이 발생한다. 여기서, 상기 누설광이라 함은 측부면(320, 330)측으로 조사되지 않는 광을 의미할 수 있다. 특히, 상기 누설광은 측부면(320, 330)에서 상방으로 조사되는 광을 의미할 수 있다. As shown in (a) of FIG. 11, leakage light is generated in the minor axis direction of the
그에 따라, 도 10의 (b)의 A3 영역과 같이 상기 광 확산렌즈(1)의 단축 방향에서 광 처짐이 발생할 수 있다. Accordingly, as shown in the area A3 of FIG. 10B, light sag may occur in the minor axis direction of the
도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 광 확산렌즈(1)의 장축 방향에서 상부면(310)의 길이가 단축 방향에 비해 길고, 높이가 단축 방향에 비해 높기 때문에 상기 단축 방향에서 형성되던 누설광이 유효광으로 변환된다.As shown in (b) of FIG. 11, the length of the
그에 따라, 도 10의 (b)의 A2 영역과 같이 광이 균일하게 배광된다. Accordingly, light is uniformly distributed as in the area A2 of FIG. 10B.
도 11을 참조하면, 상기 광 확산렌즈(1)는 상부면(310)에 조사되는 광 중 상기 광축(C)을 기준으로 52.5도 이하로 조사되는 광은 상기 단축 방향으로 갈수록 누설광이 증가한다. 즉, 상부면(310)에 광축(C)을 기준으로 52.5도 이하로 조사되는 광에 대해 상기 광 확산렌즈(1)는 평면상 상기 단축 방향에서 장축 방향으로 갈수록 누설광이 감소시킬 수 있다.Referring to FIG. 11, the
따라서, 상기 광 확산렌즈(1)는 장축 방향의 길이(Ly) 및 높이(H2)를 조절하여 곡면으로 형성된 상기 상부면(310)을 형성함으로써, 상기 장축 방향에 대한 누설광의 발생을 방지할 수 있다. 그리고, 상기 광 확산렌즈(1)는 상기 장축 방향에 대한 광의 커버리지(Coverage)를 확대시켜며, 확대된 커버리지에 의해 비대칭적 배광을 도출할 수 있다. Therefore, the
상기 상부면(310)의 곡면은 접선의 기울기의 절대값이 가장자리에서 상기 광축(C)으로 갈수록 증대될 수 있다. 그리고, 상기 광 확산렌즈(1)의 상기 곡면은 장축 방향의 길이(Ly)가 단축 방향의 길이(Lx)보다 길기 때문에, 상기 광 확산렌즈(1)의 제1 측부면(320) 및 제2 측부면(330) 각각의 단축 방향 높이(H1)는 장축 방향 높이(H2)보다 작다. 여기서, 상기 장축 방향 높이(H2)는 모서리(340)의 높이일 수 있다. 그리고, 상기 높이에 대한 기준은 하부면(100) 또는 제1 측부면(320) 및 제2 측부면(330) 각각의 하측 모서리일 수 있다.The curved surface of the
이때, 제1 측부면(320) 및 제2 측부면(330) 각각의 단축 방향 높이(H1)는 장축 방향 높이(H2) 대비 0.5이상이고 1미만일 수 있다. 즉, 제1 측부면(320) 및 제2 측부면(330) 각각의 단축 방향 높이(H1)는 0.5*H2 ≤ H1〈 1*H2의 범위 내에서 형성될 수 있다. At this time, the height of the short axis direction H1 of each of the
상기 단축 방향 높이(H1)가 장축 방향 높이(H2)의 0.5배 미만인 경우 제1 측부면(320) 및 제2 측부면(330)에서 누설광이 발생할 수 있으며, 상기 단축 방향 높이(H1)가 장축 방향 높이(H2)와 동일한 경우 상부면(310)에서 광축(C)을 기준으로 52.5도 이하로 조사되는 광에 대한 광 투과 현상이 발생할 수 있다. When the height in the minor axis direction H1 is less than 0.5 times the height in the major axis direction H2, leakage light may be generated in the
또한, 상기 상부면(310)의 곡면은 소정의 곡률(1/R1)을 갖도록 형성될 수 있으며, 도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 장축 방향의 곡률(1/R1)과 상기 단축 방향의 곡률(1/R1)은 동일할 수 있다. 이때, 상기 곡률(1/R1)의 중심은 상기 광 확산렌즈(1)의 외측에 배치될 수 있다. In addition, the curved surface of the
즉, 상기 상부면(310)은 광축(C)을 기준으로 회전대칭되게 형성되되, 장축 방향으로 더 긴 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 상부면(310)의 곡률은 제1 곡률이라 불릴 수 있다. 따라서, 상부면(310)은 광축(C)으로 갈수록 반경이 좁아지게 형성되고, 함몰되는 형상으로 형성될 수 있다. That is, the
상기 상부면(310)의 곡면이 소정의 곡률을 갖도록 형성된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 상기 곡면은 포물선 또는 타원의 일부 형상으로 형성될 수도 있다. It is exemplified that the curved surface of the
하부면(100)과 상부면(310) 사이에 배치되는 측부면은 제1 측부면(320)과 제2 측부면(330)을 포함할 수 있다. The side surface disposed between the
제1 측부면(320)과 제2 측부면(330)은 광축(C)을 사이에 두고 서로 마주보게 배치될 수 있다. 이때, 제1 측부면(320)과 제2 측부면(330)은 광축(C)과 평행하게 형성될 수 있다. The
이때, 제1 측부면(320) 및 상기 제2 측부면(330) 각각의 단축 방향 높이(H1)는 장축 방향 높이(H2)보다 작다.At this time, the height of the short axis direction H1 of each of the
그에 따라, 상기 단축 방향에는 제1 측부면(320)의 제1 측부(321)가 배치되고, 제2 측부면(330)에는 제2 측부(331)가 배치될 수 있다. 따라서, 상기 제1 측부면(320) 및 상기 제2 측부면(330)의 단축 방향 높이(H1)는 제1 측부(321) 및 제2 측부(331)의 높이일 수 있다. Accordingly, a
그리고, 상기 제1 측부면(320) 및 상기 제2 측부면(330)의 단축 방향 높이(H1)는 광축(C) 선상에 배치되는 상부면(310)의 일점인 꼭지점(P2)의 높이(H3)보다 크다. 이때, 제1 측부면(320) 및 상기 제2 측부면(330)의 단축 방향 높이(H1)는 광축(C) 선상에 배치되는 상부면(310)의 일점인 꼭지점(P2)의 높이(H3)의 2.8~3.0배일 수 있다. 바람직하게 제1 측부면(320) 및 상기 제2 측부면(330)의 단축 방향 높이(H1)는 광축(C) 선상에 배치되는 상부면(310)의 일점인 꼭지점(P2)의 높이(H3)의 2.9배일 수 있다.In addition, the height (H1) in the minor axis direction of the
상부면(310)의 일점인 꼭지점(P2)의 높이(H3)는 광축(C) 선상에 배치되기 때문에, 상기 장축 방향 및 상기 단축 방향에 관계없이 일정한 높이로 형성될 수 있다. Since the height H3 of the vertex P2 which is one point of the
그리고, 상기 꼭지점(P2)의 높이(H3)가 조정됨에 따라, 곡면으로 형성된 상기 상부면(310)의 접선에 대한 기울기의 증가폭이 조절될 수 있다. 그에 따라, 제1 측부면(320) 및 상기 제2 측부면(330)의 단축 방향 높이(H1) 또한 상기 꼭지점(P2)의 높이(H3)를 고려하여 조절될 수 있다. In addition, as the height H3 of the vertex P2 is adjusted, an increase in the slope with respect to the tangent of the
따라서, 상부면(310)에 의한 전반사 및 광 투과 현상을 고려하여 제1 측부면(320) 및 상기 제2 측부면(330)의 단축 방향 높이(H1)를 광축(C) 선상에 배치되는 상부면(310)의 일점인 꼭지점(P2)의 높이(H3)의 2.8~3.0배로 형성할 수 있다. Accordingly, in consideration of total reflection and light transmission by the
한편, 모서리(340)의 높이(H2)에 비해 제1 측부면(320) 및 상기 제2 측부면(330)의 단축 방향 높이(H1)가 작게 형성됨에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 측부면(320) 및 상기 제2 측부면(330)의 상부측은 소정의 곡률(1/R2)을 갖도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 곡률(1/R2)은 제2 곡률이라 불릴 수 있다. Meanwhile, as the height H1 of the
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 측부면(320)과 제2 측부면(330)은 평면상 외측으로 볼록하게 형성될 수 있다. 여기서 외측이라 함은 광축(C)을 향하는 방향의 반대방향을 의미한다. 그에 따라, 제1 측부면(320)과 제2 측부면(330)은 외측으로 볼록한 곡면을 포함할 수 있다. 그리고, 제1 측부면(320)과 제2 측부면(330)의 곡면은 소정의 곡률을 갖도록 형성될 수 있다. 3 and 4, the
그리고, 제1 측부면(320)과 제2 측부면(330) 각각의 곡률의 중심은 평면상 광축(C)과 이격되게 배치될 수 있다. 이때, 제1 측부면(320)의 곡률의 중심은 제2 측부면(330)측에 형성되고 제2 측부면(330)의 곡률의 중심은 제1 측부면(320)측에 형성될 수 있기 때문에, 상기 광 확산렌즈(1)는 제1 측부면(320)과 제2 측부면(330)이 만나 형성되는 한 쌍의 모서리(340)를 포함할 수 있다.In addition, the centers of curvature of each of the
도 12를 참조하면, 입사면(200)을 향해 광을 조사하는 광원(10)은 상부발광면(11)과 네 개의 측부발광면(12)을 포함할 수 있다. 그에 따라, 상기 광원(10)은 5면 발광을 구현할 수 있다. 이때, 광원(10)의 하면은 기판(20)의 상면과 접촉되게 배치될 수 있다. Referring to FIG. 12, the
광원(10)의 상부발광면(11)에서 조사되는 광은 광축 방향(z 방향)으로 조사되고, 측부발광면(12)에서 조사되는 광은 상기 광 확산렌즈(1)의 반경 방향으로 조사될 수 있다. Light irradiated from the upper
그리고, 상부발광면(11)의 중심에는 광축정점(11a)이 형성될 수 있다. 이때, 광축정점(11a)은 광축(C) 선상에 배치될 수 있다. In addition, an
여기서, 상기 광원(10)으로는 LED가 이용될 수 있다. 그리고, 상기 LED에는 노란색(Yellow) 형광체가 도포될 수 있다. Here, an LED may be used as the
종합해보면, 상기 광 확산렌즈(1)는 평면상 상기 장축과 단축을 포함하고, 상기 단축 방향 대비 상기 장축 방향으로 곡면으로 형성된 상부면(310)의 길이를 증가시킴과 동시에 측부면(320, 330)의 장축 방향 높이(H2)를 단축 방향 높이(H1)보다 크게 형성할 수 있다. 그에 따라, 상기 광 확산렌즈(1)는 곡면으로 형성된 상부면(310)을 이용하여 내부로 입사된 광을 모서리(340)측으로 전반사되게 한다. Taken together, the
이에, 상기 장축 방향으로 길이가 증가된 상부면(310)에 의해 상기 광 확산렌즈(1)는 상기 장축 방향으로 광 확산성을 증가시킬 수 있다. 그에 따라, 상기 광 확산렌즈(1)는 상기 장축 방향측에서 발생할 수 있는 누설광의 존재를 방지 또는 최소화할 수 있다. Accordingly, the
제2 2nd 실시예Example
도 13은 제2 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 사시도이고, 도 14는 제2 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 평면도이고, 도 15는 제2 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 저면도이고, 도 16은 제2 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 정면도이고, 도 17은 제2 실시예에 따른 광 확산렌즈를 나타내는 측면도이고, 도 18은 제2 실시예에 따른 광 확산렌즈의 상부면을 기준으로 단축 방향에 대한 단면도이고, 도 19는 제2 실시예에 따른 광 확산렌즈의 상부면을 기준으로 장축 방향에 대한 단면도이다. 여기서, 도 18은 도 14의 A1-A1선을 나타내는 단면도이고, 도 19는 도 14의 B1-B1선을 나타내는 단면도이다. 도 13에 있어서 x 방향은 출사면의 단축 방향이고, y 방향은 출사면의 장축 방향이며, z 방향은 광축 방향을 나타낸다. 13 is a perspective view showing a light diffusing lens according to a second embodiment, FIG. 14 is a plan view showing a light diffusing lens according to a second embodiment, and FIG. 15 is a bottom view showing a light diffusing lens according to a second embodiment , Fig. 16 is a front view showing the light diffusing lens according to the second embodiment, Fig. 17 is a side view showing the light diffusing lens according to the second embodiment, and Fig. 18 is an upper part of the light diffusing lens according to the second embodiment 19 is a cross-sectional view of the minor axis direction with respect to the surface, and FIG. 19 is a cross-sectional view of the long axis direction with respect to the upper surface of the light diffusion lens according to the second embodiment. Here, FIG. 18 is a cross-sectional view showing line A1-A1 in FIG. 14, and FIG. 19 is a cross-sectional view showing line B1-B1 in FIG. In Fig. 13, the x-direction is the minor axis direction of the exit surface, the y-direction is the major axis direction of the exit surface, and the z-direction indicates the optical axis direction.
도 13 내지 도 19를 참조하면, 제2 실시예에 따른 광 확산렌즈(1a)는 하부면(100a), 광이 입사되는 입사면(200) 및 상기 입사면(200)을 통해 입사된 광이 출사되는 출사면(300a)을 포함할 수 있다. 여기서, 하부면(100a)과 출사면(300a)의 상부면(310a)은 광축 방향에서 바라볼 때, 타원형으로 형성된다는 점에서 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈(1)와 형상적 차이를 갖는다. 13 to 19, the
상기 광 확산렌즈(1a)는 비구면 형상의 입사면(200)과 출사면(300a)을 이용하여 입사면(200)을 통해 입사된 광을 확산시킬 수 있다. 그리고, 출사면(300a)은 상부면(310a)과 하나의 측부면(350)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈(1)는 측부면(320, 330)이 만나 형성되는 한 쌍의 모서리(340)를 포함함으로써, 상기 광축 방향에서 바라볼 때 럭비공 형상으로 형성되나, 제2 실시예에 따른 광 확산렌즈(1a)의 경우, 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈(1)는 측부면(320, 330)이 만나 형성되는 한 쌍의 모서리(340)를 라운딩 처리하여 타원형 형상으로 형성된다. The
하부면(100a)은 상부면(310a)의 하부측에 배치될 수 있다. 이때, 측부면(350)을 통해 하부면(100a)은 상부면(310a)과 이격되게 배치될 수 있다.The
도 15에 도시된 바와 같이, 하부면(100a)은 중앙에 원형의 입사구(210)가 배치되는 타원형 형상으로 형성될 수 있다. As illustrated in FIG. 15, the
한편, 상기 광원의 광축 방향에서 바라볼 때, 상기 광 확산렌즈(1a)는 평면상 장축과 단축을 구비하도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 광 확산렌즈(1a)의 측부면(350)의 단축 방향 높이(H1)는 장축 방향 높이(H2)보다 작다. On the other hand, when viewed in the optical axis direction of the light source, the
도 14에 도시된 바와 같이, 상기 광축 방향에서 바라볼 때, 상기 광 확산렌즈(1a)는 소정의 길이(Lx)로 형성된 단축과 소정의 길이(Ly)로 형성된 장축을 포함할 수 있다. 상세하게, 상기 광 확산렌즈(1a)의 출사면(300a) 중 상부면(310a)의 단축은 소정의 길이(Lx)로 형성되고, 장축은 소정의 길이(Ly)로 형성될 수 있다. 이때, 상기 장축의 길이(Ly)는 상기 단축의 길이(Lx)보다 크다. 따라서, 상기 광 확산렌즈(1a)는 장축 방향으로 광 확산량을 증대시킬 수 있다. 14, when viewed in the optical axis direction, the
여기서, 상기 광 확산렌즈(1a)의 상기 장축과 상기 단축은 평면상 수직하게 배치되며, 상기 장축과 상기 단축이 만나는 가상의 일점에는, 도 14에 도시된 바와 같이, 광축(C)이 배치된다. Here, the long axis and the short axis of the
출사면(300a) 중 상부면(310a)은 가장자리에서 중심 방향으로 함몰된 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 상부면(310a)은 상부측으로 돌출된 볼록한 곡면 형상일 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 광 확산렌즈(1)는 모서리(340)에 의해 꼭지점이 형성될 수 있으나, 도 16에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 광 확산렌즈(1a)는 라운딩 처리에 의해 상기 꼭지점이 삭제될 수 있다. The
이때, 상부면(310a)은 입사면(200)에 의해 굴절된 광을 측부면(350)으로 반사시킬 수 있다. At this time, the
따라서, 상기 광 확산렌즈(1a)는 장축 방향의 길이(Ly) 및 높이(H2)를 조절하여 곡면으로 형성된 상기 상부면(310a)을 형성함으로써, 상기 장축 방향에 대한 누설광의 발생을 방지할 수 있다. 그에 따라, 상기 광 확산렌즈(1a)는 상기 장축 방향에 대한 광의 커버리지(Coverage)를 확대시켜며, 확대된 커버리지에 의해 비대칭적 배광을 도출할 수 있다. Therefore, the
하부면(100a)과 상부면(310a) 사이에 배치되는 측부면(350)은 상기 장축과 단축을 기준으로 대칭되게 형성될 수 있다. 이때, 측부면(350)은 광축(C)과 평행하게 형성될 수 있다. The
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 수정과 변경에 관계된 차이점들을 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although described above with reference to embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can change it. And, it should be interpreted that the differences related to the modifications and changes are included in the scope of the present invention defined in the appended claims.
1, 1a: 광 확산렌즈
100, 100a: 하부면
200: 입사면 210: 입사구
300, 300a: 출사면
310, 310a: 상부면 320, 330, 350: 측부면
321: 제1 측부 322: 제2 측부
C: 광축 1, 1a: light diffusing lens
100, 100a: lower surface
200: entrance surface 210: entrance
300, 300a: exit surface
310, 310a:
321: first side 322: second side
C: Optical axis
Claims (10)
상기 하부면에서 내부로 오목하게 형성된 입사면; 및
상기 입사면을 통해 입사된 광이 출사되며 평면상 장축과 단축을 포함하는 출사면을 포함하고,
상기 출사면은
곡면으로 형성된 상부면,
상기 상부면과 하부면 사이에 서로 마주보게 배치되는 제1 측부면 및 제2 측부면을 포함하며,
상기 제1 측부면 및 상기 제2 측부면 각각의 단축 방향 높이(H1)는 장축 방향 높이(H2)보다 작은 광 확산렌즈. Lower side;
An incident surface concavely formed from the lower surface to the inside; And
Light incident through the incident surface is emitted and includes an exit surface including a long axis and a short axis on a plane,
The exit surface is
The upper surface formed of a curved surface,
It includes a first side surface and a second side surface disposed to face each other between the upper surface and the lower surface,
A light diffusing lens having a height in the minor axis direction H1 of each of the first side surface and the second side surface is smaller than the height in the long axis direction H2.
상기 제1 측부면 및 상기 제2 측부면이 만나 형성되는 모서리를 더 포함하며,
장축 방향에 서로 마주보게 배치되는 상기 모서리는 광축과 평행하게 배치되는 광 확산렌즈. According to claim 1,
Further comprising an edge formed by the first side surface and the second side surface meet,
The corners facing each other in the long axis direction are light diffusing lenses arranged parallel to the optical axis.
상기 상부면의 곡면에 대한 접선 기울기의 절대값은 가장자리에서 상기 광축으로 갈수록 증대되는 광 확산렌즈. According to claim 2,
A light diffusing lens in which an absolute value of the tangential slope of the upper surface with respect to the curved surface increases from the edge toward the optical axis.
상기 상부면에 조사되는 광 중 상기 광축을 기준으로 소정의 각도(θ)로 상기 장축 방향을 향해 조사되는 광은 상기 상부면에 의해 상기 모서리로 굴절되는 광 확산렌즈.According to claim 3,
A light diffusing lens in which light irradiated toward the long axis at a predetermined angle (θ) based on the optical axis among the light irradiated on the upper surface is refracted to the corner by the upper surface.
상기 각도(θ)는 52.5도 이하인 광 확산렌즈. The method of claim 4,
The angle (θ) is 52.5 degrees or less light diffusing lens.
상기 제1 측부면 및 상기 제2 측부면 각각의 단축 방향 높이(H1)는 장축 방향 높이(H2) 대비 0.5이상이고 1미만인 광 확산렌즈. According to claim 1,
A light diffusion lens having a height in the minor axis direction H1 of each of the first side surface and the second side surface is greater than or equal to 0.5 and less than 1 compared to the height in the long axis direction H2.
상기 제1 측부면 및 상기 제2 측부면의 상부측 단부는 소정의 곡률을 갖도록 형성되는 광 확산렌즈.The method of claim 6,
The first side surface and the upper side end portion of the second side surface is formed to have a predetermined curvature light diffusion lens.
상기 제1 측부면 및 상기 제2 측부면의 단축 방향 높이(H1)는 광축(C) 선상에 배치되는 상기 상부면의 일점인 꼭지점(P2)의 높이(H3)의 2.8~3.0배인 광 확산렌즈. The method of claim 6,
The light diffusing lens is 2.8 to 3.0 times the height (H3) of the vertex (P2) which is one point of the upper surface disposed on the line of the optical axis (C), the height (H1) of the first side surface and the second side surface in the minor axis direction. .
상기 장축의 길이는 상기 단축의 길이의 1.1배이상인 광 확산렌즈. According to claim 1,
The length of the long axis is 1.1 times or more of the length of the short axis light diffusing lens.
상기 하부면은 타원형 형상으로 형성되는 광 확산렌즈. According to claim 1,
The lower surface is a light diffusion lens formed in an oval shape.
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