KR20210019805A - 광원모듈용 렌즈 및 그가 설치된 광원모듈 - Google Patents

광원모듈용 렌즈 및 그가 설치된 광원모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20210019805A
KR20210019805A KR1020190098887A KR20190098887A KR20210019805A KR 20210019805 A KR20210019805 A KR 20210019805A KR 1020190098887 A KR1020190098887 A KR 1020190098887A KR 20190098887 A KR20190098887 A KR 20190098887A KR 20210019805 A KR20210019805 A KR 20210019805A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
light source
source module
lens
incident
Prior art date
Application number
KR1020190098887A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102274715B1 (ko
Inventor
유승범
Original Assignee
주식회사 퍼스트옵틱스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 퍼스트옵틱스 filed Critical 주식회사 퍼스트옵틱스
Priority to KR1020190098887A priority Critical patent/KR102274715B1/ko
Publication of KR20210019805A publication Critical patent/KR20210019805A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102274715B1 publication Critical patent/KR102274715B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Stroboscope Apparatuses (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

본 발명은, 광원모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광을 발생시키는 광원모듈에 설치되어 광을 굴절, 수렴 및 발산시켜 광원모듈의 광특성을 변화시키는 렌즈 및 그가 설치된 광원모듈에 관한 것이다.
본 발명은, 광원으로부터 조사되는 광이 입사되는 입사면(100)과; 상기 입사면(100)을 통하여 입사된 광이 출사되는 출사면(200)을 포함하며, 상기 입사면(100)은, 입사되는 광을 확산시키는 광확산부(110)와, 상기 광확산부(110)에 둘러싸여 형성되어 상기 출사면(200)을 통해 출사되는 광의 출사방향을 제어하는 복수의 광제어부(120)들을 포함하는 광원모듈용 렌즈를 개시한다.

Description

광원모듈용 렌즈 및 그가 설치된 광원모듈 {Lens for lighting source module, and lighting source module having the same}
본 발명은, 광원모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광을 발생시키는 광원모듈에 설치되어 광을 굴절, 수렴 및 발산시켜 광원모듈의 광특성을 변화시키는 렌즈 및 그가 설치된 광원모듈에 관한 것이다.
광원모듈은, 가시광선, 적외선, 자외선, 레이저 등의 광을 발생시키는 모듈로서, 요구되는 광원모듈의 성능 및 기능에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
한편 LED는, 전류를 흐르게 할 때 적외선이나 가시광선을 방출하는 반도체 소자로서, 저전력, 장수명의 특성으로 광원모듈의 광원으로서 각광을 받고 있다.
그런데 LED의 경우 직진성이 강하며, 미리 설정된 조명영역에 대하여 각 위치에 대한 조도의 편차가 큰 단점이 있으며, 렌즈 및 리플렉터 등을 이용하여 보완되는 것이 일반적이다.
한편 광원모듈의 응용으로서, 스마트 폰 등에서 카메라에 의한 촬영시 후레쉬 기능, 홍채인식을 위하여 사용자의 눈으로 적외선을 조사하는 적외선 광원모듈 등 다양하게 사용될 수 있으며, 특히 최근에는 스마트 폰에 적용되는 카메라의 성능이 점차 향상되면서 스마트 폰에 광각 카메라가 적용되는 사례가 늘고 있다.
그런데, 광원모듈이 스마트 폰에서 광각 카메라에 의한 촬영시 후레쉬 기능을 위한 광원모듈로 사용되는 경우, 그에 맞는 화각을 가지는 후레쉬로 적용이 필요하나, 일반적인 렌즈를 사용하는 경우 80도 이상의 화각을 갖는 광각 카메라에 가장자리 부분이 어두워지는 현상이 발생하는 문제점이 있다.
즉, 광각 카메라가 탑재된 스마트 폰에서 촬영에 의한 후레쉬 기능으로 광원모듈이 사용되는 경우, 광각 카메라의 화각에 맞는 배광을 가지는 광원모듈의 적용이 필요하나, 일반적인 광원모듈을 적용함으로써, 광각 카메라에 의한 촬영 시 가장자리까지 충분히 배광되지 못해 가장자리가 어두운 문제점이 있다.
또한, 종래 광원모듈을 광각 카메라 후레쉬용 광원모듈로 적용하는 경우, 가장자리로 갈수록 자연스럽게 조도가 낮아지는 등 광각 카메라 화각에 맞는 이상적인 배광분포를 보이지 못하고, 높은 중심조도로부터 가장자리에 자연스럽게 조도가 낮아지지 못하고 급격하게 조도가 낮아지는 등의 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 광각 카메라의 화각에 대응되도록 광을 확산시키면서도 중심에서 가장자리로 갈수록 자연스럽게 조도가 줄어드는 광원모듈용 렌즈 및 그가 설치되는 광원모듈을 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 광원으로부터 조사되는 광이 입사되는 입사면(100)과; 상기 입사면(100)을 통하여 입사된 광이 출사되는 출사면(200)을 포함하며,상기 입사면(100)은, 입사되는 광을 확산시키는 광확산부(110)와, 상기 광확산부(110)에 둘러싸여 형성되어 상기 출사면(200)을 통해 출사되는 광의 출사방향을 제어하는 복수의 광제어부(120)들을 광원모듈용 렌즈를 개시한다.
상기 입사면(100)은, 입사되는 광의 출사방향으로 파여 형성될 수 있다.
상기 광확산부(110)는, 상기 광원의 광축(ℓ)과의 사이에 제1경사각(θ1)을 이루도록, 경사를 가지는 선형면으로 형성될 수 있다.
상기 광확산부(110)는, 광 출사방향으로 갈수록 상기 입사면(100)의 중심을 향하도록 경사질 수 있다.
상기 제1경사각(θ1)는, 40°이상 60°이하일 수 있다.
상기 광확산부(110)는, 곡면으로 형성될 수 있다.
상기 광확산부(110)는, 상기 광축(ℓ)을 포함하는 가상의 평면으로의 단면 상 곡률을 가지도록, 곡면으로 형성될 수 있다.
상기 광확산부(110)는, 광 출사방향으로 갈수록 상기 입사면(100)의 중심을 향하도록 경사질 수 있다.
상기 광확산부(110)는, 평면 상 최외측이 원, 타원, 또는 다각형 중 적어도 어느 하나를 이룰 수 있다.
상기 복수의 광제어부(120)들은, 상기 광축(ℓ)에 수직이며, 상기 광확산부(110)에 둘러싸인 가상의 수평면(m)으로부터 광의 출사방향으로 오목하게 형성될 수 있다.
상기 복수의 광제어부(120)들은, 상기 광축(ℓ)에 수직이며 상기 광확산부(110)에 둘러싸인 가상의 수평면(m)과 함께 사각뿔대 형상을 이루도록 4개의 내측면(121)들과, 상기 수평면(m)과 평행한 상측면(122)이 형성될 수 있다.
상기 복수의 광제어부(120)들은, 상기 내측면(121)이 상기 광축(ℓ)과의 사이에 제2경사각(θ2)을 이룰 수 있다.
상기 제2경사각(θ2)은, 20°이상 35°이하일 수 있다.
상기 출사면(200)은, 상기 입사면(100)을 통해 입사된 광의 출사방향을 조절하기 위하여 동심원을 이루는 복수의 광조절부(210)들을 포함할 수 있다.
상기 복수의 광조절부(210)들은, 광의 출사방향과 반대방향으로 오목하게 형성된 요홈부(211) 및 광의 출사방향으로 볼록하게 형성된 볼록부 중 어느 하나일 수 있다.
또한 본 발명은, 상기 광원과 상기 광원이 설치되는 기판(20)을 포함하는 광원부(10)와; 상기 광원으로부터 발산되어 상기 입사면(100)을 통해 입사되는 광을 확산하는 광원모듈용 렌즈(30)를 포함하는 광원모듈을 개시한다.
본 발명에 따른 광원모듈용 렌즈 및 그가 설치된 광원모듈은, 광각 카메라가 적용되는 스마트 폰에 설치되어, 광각 카메라의 화각에 맞는 후레쉬 기능을 제공할 수 있는 이점이 있다.
특히, 본 발명에 따른 광원모듈용 렌즈 및 그가 설치된 광원모듈은, 광각 카메라의 화각에 대응되어, 80도 이상의 화각을 가지는 카메라의 가장자리에도 충분한 배광이 가능하도록 광의 확산이 뛰어난 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 광원모듈용 렌즈 및 그가 설치된 광원모듈은, 중심조도는 높은 수준을 유지하고, 가장자리로 갈수록 조도가 자연스럽게 낮아지는 패턴을 보임으로써, 광각 카메라의 화각에 맞는 이상적이며 최적화된 후레쉬 배광 조성이 가능한 이점이 있다.
더 나아가, 본 발명에 따른 광원모듈용 렌즈 및 그가 설치된 광원모듈은, 중심으로부터 가장자리로 갈수록 자연스럽게 조도가 낮아지면, 그 경사도가 낮아 카메라 촬영시 자연스러운 광 환경 조성이 가능한 이점이 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 광원모듈의 모습을 보여주는 분해사시도이다.
도 2는, 도 1의 광원모듈 중 광원모듈용 렌즈의 제1실시예를 보여주는 저면사시도이다.
도 3은, 도 2의 광원모듈용 렌즈의 모습을 보여주는 평면도이다.
도 4는, 도 2의 광원모듈용 렌즈의 모습을 보여주는 단면도이다.
도 5는, 도 2의 광원모듈용 렌즈 중 출사면의 모습을 보여주는 확대단면도이다.
도 6은, 도 2의 광원모듈용 렌즈의 다른 실시예의 모습을 보여주는 단면도이다.
도 7은, 도 1의 광원모듈 중 광원모듈용 렌즈의 제2실시예를 보여주는 저면도이다.
도 8은, 도 1의 광원모듈 중 광원모듈용 렌즈의 제3실시예를 보여주는 저면도이다.
도 9는, 도 1의 광원모듈 중 광원모듈용 렌즈의 제4실시예를 보여주는 저면도이다.
도 10a 및 도 10b는, 제2경사각(θ2)이 25°이고 제1경사각(θ1)이 40°인 경우의 배광곡선과 광특성을 보여주는 그래프들이다.
도 11a 및 도 11b는, 제2경사각(θ2)이 25°이고 제1경사각(θ1)이 50°인 경우의 배광곡선과 광특성을 보여주는 그래프들이다.
도 12a 및 도 12b는, 제2경사각(θ2)이 25°이고 제1경사각(θ1)이 60°인 경우의 배광곡선과 광특성을 보여주는 그래프들이다.
도 13a 및 도 13b는, 제1경사각(θ1)이 60°이고, 제2경사각(θ2)이 20°인 경우의 배광곡선과 광특성을 보여주는 그래프들이다.
도 14a 및 도 14b는, 제1경사각(θ1)이 60°이고, 제2경사각(θ2)이 25°인 경우의 배광곡선과 광특성을 보여주는 그래프들이다.
도 15a 및 도 15b는, 제1경사각(θ1)이 60°이고, 제2경사각(θ2)이 30°인 경우의 배광곡선과 광특성을 보여주는 그래프들이다.
도 16a 및 도 16b는, 제1경사각(θ1)이 60°이고, 제2경사각(θ2)이 35°인 경우의 배광곡선과 광특성을 보여주는 그래프들이다.
이하 본 발명에 따른 광원모듈용 렌즈 및 그가 설치된 광원모듈에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 광원모듈은, 도 1에 도시된 바와 같이, 광원과 광원이 설치되는 기판(20)을 포함하는 광원부(10)와; 광원으로부터 발산되어 입사면(100)을 통해 입사되는 광을 확산하는 광원모듈용 렌즈(30)를 포함한다.
또한 본 발명에 따른 광원모듈은, 광원부(10)를 지지하고 렌즈(30)와 함께 광원부(10)가 위치하는 내부공간을 형성하는 베이스부(40)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 광원모듈은, 광원 및 광원에서 발생된 광을 확산시키는 렌즈(30)를 포함하는 구성으로서, 광원의 규격 등의 종류 및 렌즈(30)의 구조 등에 의하여 다양한 용도로 사용될 수 있다.
일예로서, 본 발명에 따른 광원모듈은 광각 카메라가 적용되는 모바일폰에 설치되어, 광각 카메라 촬영 시 촬영 대상의 조도 분위기를 조성하기 위한 후레쉬로 사용될 수 있다.
상기 광원은, 광을 발생시키는 구성으로서, 광을 발산시킬 수 있으면 다양한 구성이 가능하다.
즉, 상기 광원은 조사될 광의 특성에 따라서 LED, IRED 등이 사용될 수 있으며, 광각 카메라용 후레쉬로의 사용을 위하여 보다 바람직하게는 LED가 사용될 수 있다.
상기 기판(20)은, 리드 프레임 등과 같이 LED와 같은 소자가 설치되는 부재로서, 리드프레임, PCB, FPCB, 메탈 PCB 등 다양한 기판이 사용될 수 있다.
그리고 상기 기판(20)은, LED의 경우 발광 시 많은 양의 열이 발생됨을 고려하여, LED에서 발생되는 열이 외부로 발산될 수 있도록 광원이 결합됨이 바람직하며, 보다 구체적으로는 방열이 용이한 구조로 결합될 수 있다.
또한 상기 기판(20)은, 광원의 제어를 위한 제너다이오드 등 제어소자들이 함께 설치될 수 있다.
한편 상기 기판(20)은, 광원이 설치된 상태에서 외부노출을 방지하고 보호하기 위하여 후술하는 렌즈(30)의 연장부(51) 내부에 삽입되어 설치될 수 있으며, 이 경우 연장부(51)와 베이스부(40)가 함께 형성하는 밀폐된 내부공간에 설치될 수 있다.
상기 베이스부(40)는, 광원부(10)를 지지하고 렌즈(30)와 함께 광원부(10)가 위치하는 내부공간을 형성하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 베이스부(40)는, 상부면이 평평하게 형성되어 광원이 설치되는 기판(20)이 안정적으로 설치될 수 있으며, 후술하는 렌즈(30)의 연장부(51)가 지지 또는 결합가능한 구성일 수 있다.
한편, 기존 LED모듈을 광각 카메라의 촬영 시 조도 분위기 형성을 위한 후레쉬로 사용하는 경우, 일반 카메라에 비해 화각이 큰 광각 카메라의 특성 상 가장자리의 조도가 급격히 떨어져 충분한 조도가 유지되지 못하는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 광원으로부터 발산되는 광을 확산하는 광원모듈용 렌즈(30)를 포함한다.
본 발명에 따른 광원모듈용 렌즈는, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 광원으로부터 조사되는 광이 입사되는 입사면(100)과; 상기 입사면(100)을 통하여 입사된 광이 출사되는 출사면(200)을 포함하며, 입사면(100)은, 입사되는 광을 확산시키는 광확산부(110)와, 광확산부(110)에 둘러싸여 형성되어 출사면(200)을 통해 출사되는 광의 출사방향을 제어하는 복수의 광제어부(120)들을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 광원모듈용 렌즈는, 입사면(100)과 출사면(200)이 형성되는 렌즈본체(50)를 포함할 수 있다.
상기 렌즈본체(50)는, 상부면에 출사면(200)이 형성되고, 하부면에 입사면(100)이 형성되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 렌즈본체(50)는, 광원부(10)가 내부에 삽입되어 설치되거나, 끼워져 결합되어 설치될 수 있도록, 저면 가장자리에서 하측으로 연장형성되는 연장부(51)와, 입사면(100)의 가장자리에 형성되어 광원부(10)와 접촉되는 저면부(52)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 렌즈본체(50)는, 광원부(10)의 형상이나 그 사용태양을 고려하여 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 가공이 용이한 에폭시나 실리콘 등 다양한 재질로 구성될 수 있으며, 사출성형을 통해 가공될 수 있다.
상기 연장부(51)는, 렌즈본체(50)의 저면 가장자리에서 하측으로 연장형성되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 연장부(51)는, 렌즈본체(50)와 베이스부(40) 사이의 결합으로 밀폐된 내부공간이 형성될 수 있도록 가장자리를 따라서 하측으로 연장 형성될 수 있으며, 다른 예로서, 렌즈본체(50)가 수평으로 지지되도록 평면 상 다각형 형상인 렌즈본체(50)의 각 꼭지점에서 하측으로 연장 형성될 수 있다.
상기 입사면(100)은, 광원으로부터 조사되는 광이 입사되도록 렌즈본체(50)의 저면에 형성되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 입사면(100)은, 입사되는 광을 확산시키는 광확산부(110)와, 광확산부(110)에 둘러싸여 형성되어 출사면(200)을 통해 출사되는 광의 출사방향을 제어하는 복수의 광제어부(120)들을 포함할 수 있다.
한편, 이때 상기 입사면(100)은, 입사되는 광의 출사방향으로 오목하게 형성될 수 있으며, 이와는 반대로 입사되는 광의 출사방향과 반대로 볼록하게 형성될 수도 있다.
보다 바람직하게는 상기 입사면(100)은, 입사되는 광의 출사방향으로 파여 형성될 수 있으며, 광원으로부터 발산되는 광이 입사면(100)을 거쳐 확산 및 제어되도록 구성될 수 있다.
상기 광확산부(110)는, 광원으로부터 입사되는 광의 발산각을 확대하여 확산시키는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 광확산부(110)는, 광원의 광축(ℓ)과의 사이에 제1경사각(θ1)을 이루도록, 경사를 가지는 선형면으로 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 광확산부(110)는, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 렌즈본체(50)의 저면에서 광원의 광축(ℓ)과의 사이에 제1경사각(θ1)을 이루도록, 경사를 가지도록 선형면으로 형성될 수 있으며, 이때, 선형면은 광축(ℓ)을 포함하는 평면에 의한 단면 상 직선을 가지는 면을 의미할 수 있다.
한편, 상기 광확산부(110)는, 광원으로부터 발산되는 광을 확산하기 위한 구성인 바, 광 출사방향으로 갈수록 입사면(100)의 중심을 향하도록 경사져 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 광확산부(110)는, 광 출사방향으로 갈수록 광축(ℓ)에 가까워지는 방향으로 형성됨으로써 경사를 가질 수 있으며, 이를 통해 광확산부(110)에 입사되는 광을 발산각이 증가되는 방향으로 굴절시킬 수 있다.
즉, 상기 광확산부(110)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 광축(ℓ)과의 수평거리가 광 출사방향으로 갈수록 작아지는 방향으로 경사져 형성될 수 있다.
한편, 다른 예로서 상기 광확산부(110)는, 광축(ℓ)과의 수평거리가 광 출사방향으로 갈수록 커지는 방향으로 경사져 형성될 수도 있음은 또한 물론이다.
이 경우, 상기 광확산부(110)는, 광원의 광축(ℓ)과의 사이에 제1경사각(θ1)을 이루며, 이때 제1경사각(θ1)은, 40°이상 60°이하의 값을 가질 수 있다.
또한 상기 광확산부(110)는, 다른 예로서, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 곡면으로 형성될 수 있다.
예를 들면, 상기 광확산부(110)는, 최외측의 평면 상 형상이 원형을 이루도록 곡률을 가지는 곡면으로 형성될 수 있으며, 다른 예로써, 광축(ℓ)을 포함하는 가상의 평면으로의 단면 상 곡률을 가지도록, 곡면으로 형성될 수 있다.
즉, 상기 광확산부(110)는, 수평면과 평행한 평면에 의한 단면 상 곡선을 이루도록 곡면을 가질 수 있으며, 수평면과 수직인 평면에 의한 단면 상 곡선을 이루도록 곡면을 가질 수 있으며, 전술한 두가지 경우 모두에 따른 곡면을 가질 수 있음은 또한 물론이다.
이 경우에도, 상기 광확산부(110)는, 광 출사방향으로 갈수록 입사면(100)의 중심을 향하도록 경사져 형성될 수 있으며, 이를 통해 광원으로부터 발산되는 광의 발산각을 크게하여 광을 확산할 수 있다.
한편, 상기 광확산부(110)는, 도 2 및 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 평면 상 최외측이 원, 타원 또는 다각형 중 적어도 어느 하나를 이루도록 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 광확산부(110)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 저면 상 최외측이 사각형을 이루도록 4개의 선형면에 의해 형성될 수 있다.
다른 예로서, 상기 광확산부(110)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 저면 상 최외측이 원형을 이룰 수 있으며, 도 8 및 도 9에 각각 도시된 바와 같이, 저면 상 최외측이 육각, 팔각을 이루도록 형성될 수 있다.
한편, 이 경우 상기 광확산부(110)는, 원, 타원 또는 다각형 중 적어도 어느 하나를 이루도록 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 이들의 조합에 의한 형상을 가질 수 있으며, 예를 들면, 광축(ℓ)을 포함하는 평면을 기준으로 일측은 반원형상을 가지고 타측은 다각형 형상을 가지는 등의 조합에 의할 수 있다.
이를 통해 상기 광확산부(110)는, 광원으로부 발산되는 광을 광각 카메라의 화각에 맞도록 확산시킬 수 있으며, 이로써 광각 카메라의 화각 내의 가장자리에서도 충분한 조도가 확보될 수 있도록 할 수 있다.
상기 복수의 광제어부(120)들은, 광확산부(110)에 둘러싸여 형성되어 출사면(200)을 통해 출사되는 광의 출사방향을 제어하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 복수의 광제어부(120)들은, 광축(ℓ)에 수직이며 광확산부(110)에 둘러싸인 가상의 수평면(m)으로부터 광의 출사방향으로 오목하게 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 복수의 광제어부(120)들은, 각각 렌즈본체(50)의 저면에서 광 출사방향으로 오목하게 형성될 수 있으며, 수직단면 상 원형 또는 타원형의 일부를 가지는 곡선으로 형성될 수 있다.
한편, 다른 예로서, 상기 복수의 광제어부(120)들은, 광축(ℓ)에 수직이며 광확산부(110)에 둘러싸인 가상의 수평면(m)과 함께 사각뿔대 형상을 이루도록 4개의 내측면(121)들과, 수평면(m)과 평행한 상측면(122)이 형성될 수 있다.
즉, 상기 복수의 광제어부(120)들은, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 광축(ℓ)에 수직이며 광확산부(110)에 둘러싸인 가상의 수평면(m)을 밑면으로 하는 사각뿔대 형상을 이루도록 4개의 내측면(121)들과, 수평면(m)과 평행한 상측면(122)이 형성될 수 있다.
이때, 상기 내측면(121)은, 광축(ℓ)과의 사이에 제2경사각(θ2)을 이루도록 경사져 형성되며, 이때의 제2경사각(θ2)은 20°이상 35°이하일 수 있다.
한편, 상기 복수의 광제어부(120)들은, 렌즈본체(50)의 저면 중 광확산부(110)에 둘러싸여 형성되며, 특정 배열이나 패턴을 가지도록 형성될 수 있다.
예를 들면, 상기 복수의 광제어부(120)들은, 도 2 및 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 평면 상 행과 열을 이루도록 복수개가 일정한 간격으로 배치되어 형성될 수 있다.
한편, 상기 복수의 광제어부(120)들은, 전술한 바와 같이 사각뿔대 형상을 가지는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다각뿔, 다각뿔대, 원뿔, 원뿔대 등 다양한 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
이를 통해, 상기 복수의 광제어부(120)들은, 광각 카메라용 후레쉬로서 적용 가능하도록, 광각 카메라의 화각 내에서 조도가 높은 중심 측으로부터 조도가 상대적으로 낮은 가장자리 측으로의 조도 분포가 비교적 완만하도록 광을 제어하는 역할을 수행할 수 있다.
즉, 최대조도를 보이는 중심측으로부터 최저조도를 보이는 가장자리측까지 조도차이를 최소화하여, 완만한 경사도를 갖는 조도분포를 유지하도록 할 수 있다.
상기 출사면(200)은, 입사면(100)을 통하여 입사된 광이 출사되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 출사면(200)은, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 렌즈본체(50)의 상부면에 형성되며, 입사면(100)을 통해 입사된 광의 출사방향을 조절하기 위하여 동심원을 이루는 복수의 광조절부(210)들을 포함할 수 있다.
상기 복수의 광조절부(210)들은, 광의 출사방향과 반대방향으로 오목하게 형성된 요홈부(211) 및 광의 출사방향으로 볼록하게 형성된 볼록부 중 어느 하나일 수 있으며, 구체적으로는 렌즈본체(50)의 상부면에 광의 출사방향과 반대방향으로 오목하게 형성되는 요홈부(211)들일 수 있다.
상기 요홈부(211)는, 광축(ℓ)의 반대측에 위치한 제1경사면(212)과, 광축(ℓ)에 인접한 측에 위치한 제2경사면(213)을 포함하며, 제1경사면(212)과 제2경사면(213)이 대칭으로 형성될 수 있다.
한편, 이와는 반대로 제1경사면(212)과 제2경사면(213)이 비대칭으로 형성될 수 있으며, 광축(ℓ)에 인접한 제2경사면(213)의 기울기가 광축(ℓ)의 반대측에 위치하는 제1경사면(212)의 기울기보다 작게 형성될 수 있다.
또한, 복수의 요홈부(211)들 중 광축(ℓ)으로부터 최장거리에 위치하는 요홈부(211)는 제1경사면(212)과 제2경사면(213)이 대칭으로 형성될 수 있으며, 광축(ℓ)에 가까워질수록 요홈부(211) 내의 제1경사면(212)과 제2경사면(213) 사이의 기울기 차이가 커질 수 있다.
또한, 복수의 요홈부(211)들은, 도 3에 도시된 바와 같이, 광축(ℓ)을 기준으로 평면상 대칭으로 형성될 수 있으며, 다른 예로써 비대칭으로 형성될 수 있음은 또한 물론이다.
더 나아가, 복수의 요홈부(211)들은, 동심원들을 이루도록 형성될 수 있으며 다른 예로서, 출사면(200)의 중심을 공유하는 다각형, 타원형 등의 다양한 형상으로 형성될 수도 있다.
이하, 본 발명에 따른 광원모듈용 렌즈 및 그가 설치되는 광원모듈에 대한 효과에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
1. 제1경사각(θ1)을 변화하고, 제2경사각(θ2)을 25°로 고정하는 경우
제1경사각(θ1)(°) 제2경사각(θ2)(°) 중심조도
(Lux)		 120°화각 코너조도(Lux) 120°화각 균일도(%)
1 25 160 6 3.8
10 25 153 7 4.6
20 25 146 4.3 2.9
30 25 142 7.0 4.9
40 25 127 8.3 6.5
50 25 112 8.5 7.6
60 25 120 9.0 7.5
70 25 152 7.5 4.9
상기 표 1은 제1경사각(θ1)을 변화에 따른 광각 카메라용 화각인 120°화각 코너 조도 및 화각 균일도와 중심조도의 변화를 나타낸 표로서, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 제1경사각(θ1)이 40°인 경우 화각 코너조도는 8.3lux이며, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 제1경사각(θ1)이 50°인 경우 화각 코너조도는 8.5lux이며, 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 제1경사각(θ1)이 60°인 경우 화각 코너조도는 9.0lux이다.
이러한 화각 코너조도는, 그 경계값인 제1경사각(θ1)이 30°인 경우의 화각 코너조도인 7.0lux와, 제1경사각(θ1)이 70°인 경우의 화각 코너조도인 7.5lux에 비하여 월등한 차이가 있음을 나타내며, 이러한 화각 코너조도의 차이는 광원으로부터 발산되는 광의 발산각도를 크게하여 120°의 화각을 가지는 광각 카메라의 가장자리에도 충분한 조도 분위기를 조성할 수 있음을 보여준다.
2. 제1경사각(θ1)을 60°로 고정하고, 제2경사각(θ2)을 변화하는 경우
제1경사각(θ1)(°) 제2경사각(θ2)(°) 중심조도
(Lux)		 120°화각 코너조도(Lux) 120°화각 균일도(%)
60 5 136 8.5 6.3
60 10 131 8.4 6.4
60 15 129 8.5 6.6
60 20 126 8.6 6.8
60 25 120 9.0 7.5
60 30 111 9.4 8.5
60 35 102 9.8 9.6
60 40 101 10.0 9.9
상기 표 2는 제2경사각(θ2)의 변화에 따른 광각 카메라용 화각인 120°화각 코너 조도 및 화각 균일도와 중심조도의 변화를 나타낸 표로서, 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이, 제2경사각(θ2)이 20°인 경우 화각 균일도는 6.8%이며, 도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같이, 제2경사각(θ2)이 25°인 경우 화각 균일도는 7.5%이며, 도 15a 및 도 15b에 도시된 바와 같이, 제2경사각(θ2)이 30°인 경우 화각 균일도는 8.5%이며, 도 16a 및 도 16b에 도시된 바와 같이, 제2경사각(θ2)이 35°인 경우 화각 균일도는 9.6%이다.
이러한 화각 균일도는, 최대조도인 중심측 조도와 최저조도인 가장자리측 조도 사이의 차이크기를 보여줌으로써, 완만한 조도분포를 보이는지를 확인할 수 있다.
한편, 화각 균일도는, 그 경계값인 제2경사각(θ2)이 15°인 경우의 화각 균일도가 6.6%로 떨어지며, 제2경사각(θ2)이 40°인 경우 비록 화각균일도는 9.9%로 높으나, 중심조도가 101lux로 현저히 떨어져 광각 카메라용 후레쉬로서 충분한 조도 분위기 조성이 어려운 점을 알 수 있다.
따라서, 제2경사각(θ2)이 20°이상 35°이하인 경우 화각균일도가 뛰어나면서도 중심조도가 충분한 값으로써, 광각 카메라용 화각에 맞는 조도 조성이 가능함을 알 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10: 광원부 20: 기판
30: 렌즈 40: 베이스부
100: 입사면 200: 출사면

Claims (16)

  1. 광원으로부터 조사되는 광이 입사되는 입사면(100)과;
    상기 입사면(100)을 통하여 입사된 광이 출사되는 출사면(200)을 포함하며,
    상기 입사면(100)은,
    입사되는 광을 확산시키는 광확산부(110)와, 상기 광확산부(110)에 둘러싸여 형성되어 상기 출사면(200)을 통해 출사되는 광의 출사방향을 제어하는 복수의 광제어부(120)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원모듈용 렌즈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 입사면(100)은,
    입사되는 광의 출사방향으로 파여 형성되는 것을 특징으로 하는 광원모듈용 렌즈.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 광확산부(110)는,
    상기 광원의 광축(ℓ)과의 사이에 제1경사각(θ1)을 이루도록, 경사를 가지는 선형면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광원모듈용 렌즈.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 광확산부(110)는,
    광 출사방향으로 갈수록 상기 입사면(100)의 중심을 향하도록 경사진 것을 특징으로 하는 광원모듈용 렌즈.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1경사각(θ1)는,
    40°이상 60°이하인 것을 특징으로 하는 광원모듈용 렌즈.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 광확산부(110)는,
    곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광원모듈용 렌즈.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 광확산부(110)는,
    상기 광축(ℓ)을 포함하는 가상의 평면으로의 단면 상 곡률을 가지도록, 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광원모듈용 렌즈.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 광확산부(110)는,
    광 출사방향으로 갈수록 상기 입사면(100)의 중심을 향하도록 경사진 것을 특징으로 하는 광원모듈용 렌즈.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 광확산부(110)는,
    평면 상 최외측이 원, 타원, 또는 다각형 중 적어도 어느 하나를 이루는 것을 특징으로 하는 광원모듈용 렌즈.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 광제어부(120)들은,
    상기 광축(ℓ)에 수직이며, 상기 광확산부(110)에 둘러싸인 가상의 수평면(m)으로부터 광의 출사방향으로 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 광원모듈용 렌즈.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 광제어부(120)들은,
    상기 광축(ℓ)에 수직이며 상기 광확산부(110)에 둘러싸인 가상의 수평면(m)과 함께 사각뿔대 형상을 이루도록 4개의 내측면(121)들과, 상기 수평면(m)과 평행한 상측면(122)이 형성되는 것을 특징으로 하는 광원모듈용 렌즈.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 복수의 광제어부(120)들은,
    상기 내측면(121)이 상기 광축(ℓ)과의 사이에 제2경사각(θ2)을 이루는 것을 특징으로 하는 광원모듈용 렌즈.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2경사각(θ2)은,
    20°이상 35°이하인 것을 특징으로 하는 광원모듈용 렌즈.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 출사면(200)은,
    상기 입사면(100)을 통해 입사된 광의 출사방향을 조절하기 위하여 동심원을 이루는 복수의 광조절부(210)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원모듈용 렌즈.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 복수의 광조절부(210)들은,
    광의 출사방향과 반대방향으로 오목하게 형성된 요홈부(211) 및 광의 출사방향으로 볼록하게 형성된 볼록부 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광원모듈용 렌즈.
  16. 상기 광원과 상기 광원이 설치되는 기판(20)을 포함하는 광원부(10)와;
    상기 광원으로부터 발산되어 상기 입사면(100)을 통해 입사되는 광을 확산하는 청구항 제1항 내지 제15항 중 어느 하나의 항에 따른 광원모듈용 렌즈(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원모듈.


KR1020190098887A 2019-08-13 2019-08-13 광원모듈용 렌즈 및 그가 설치된 광원모듈 KR102274715B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190098887A KR102274715B1 (ko) 2019-08-13 2019-08-13 광원모듈용 렌즈 및 그가 설치된 광원모듈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190098887A KR102274715B1 (ko) 2019-08-13 2019-08-13 광원모듈용 렌즈 및 그가 설치된 광원모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210019805A true KR20210019805A (ko) 2021-02-23
KR102274715B1 KR102274715B1 (ko) 2021-07-08

Family

ID=74687987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190098887A KR102274715B1 (ko) 2019-08-13 2019-08-13 광원모듈용 렌즈 및 그가 설치된 광원모듈

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102274715B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010152282A (ja) * 2008-12-26 2010-07-08 Mitsubishi Electric Corp レンズ、光源装置および照明装置
JP2012256595A (ja) * 2011-06-07 2012-12-27 Champ Tech Optical (Foshan) Corp レンズ及びそれを備えた照明装置
JP2014021218A (ja) * 2012-07-13 2014-02-03 Omron Corp 光偏向素子並びに当該素子を用いた照光スイッチ及び面光源装置
KR20140132300A (ko) * 2013-05-07 2014-11-17 (주)뉴옵틱스 광 산란 렌즈 및 이를 포함하는 광원 패키지
KR20150042631A (ko) * 2013-10-11 2015-04-21 엘지이노텍 주식회사 광학 렌즈 및 이를 구비한 카메라 모듈

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010152282A (ja) * 2008-12-26 2010-07-08 Mitsubishi Electric Corp レンズ、光源装置および照明装置
JP2012256595A (ja) * 2011-06-07 2012-12-27 Champ Tech Optical (Foshan) Corp レンズ及びそれを備えた照明装置
JP2014021218A (ja) * 2012-07-13 2014-02-03 Omron Corp 光偏向素子並びに当該素子を用いた照光スイッチ及び面光源装置
KR20140132300A (ko) * 2013-05-07 2014-11-17 (주)뉴옵틱스 광 산란 렌즈 및 이를 포함하는 광원 패키지
KR20150042631A (ko) * 2013-10-11 2015-04-21 엘지이노텍 주식회사 광학 렌즈 및 이를 구비한 카메라 모듈

Also Published As

Publication number Publication date
KR102274715B1 (ko) 2021-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102405126B1 (ko) 루미너리로부터의 비대칭 광 세기 분포
US20140084809A1 (en) Variable-beam light source and related methods
US10648644B2 (en) Optics for chip-on-board lighting having a protrusion
ES2758681T3 (es) Fuente de luz LED
JP5409595B2 (ja) 照明装置
WO2011027596A1 (ja) 光源モジュールおよび該モジュールを備えた電子機器
US10955111B2 (en) Lens and lamp having a lens
TWM526654U (zh) 具有蝠翼型配光曲線之投射光源結構
KR102274715B1 (ko) 광원모듈용 렌즈 및 그가 설치된 광원모듈
KR101053951B1 (ko) 엘이디 조명장치용 아이시클형 광 조정렌즈
JP6988249B2 (ja) 光源ユニット及び照明器具
KR20100065607A (ko) 카메라 플래시용 렌즈
CN111033349B (zh) 用于减少眩光同时维持led光源的混色和光束控制的全内反射透镜
KR20120079665A (ko) 카메라 플래시 발광소자용 렌즈
KR20150067861A (ko) 발광다이오드용 광 편향 렌즈
KR101464277B1 (ko) 틸트 구조의 등기구용 복합 굴절 렌즈 및 이를 갖는 가로등 장치
CN109416154B (zh) 来自照明设备的不对称光强分布
JP6740171B2 (ja) 照明装置
TWI624622B (zh) Lighting device
KR20210026630A (ko) 반사형 확산 렌즈 및 이를 포함하는 발광 모듈
TWI795896B (zh) 發光裝置
JP6928139B2 (ja) 照明装置
JP6606832B2 (ja) 照明器具
KR20240048061A (ko) 벽부 조명장치
JP2020161247A (ja) 照明装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right