KR20210058073A - 광 확산 렌즈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광을 일정 방향으로 확산시키는 광 확산 렌즈에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 광 확산 렌즈는 입광부, 반사부 및 출광부를 포함하는 몸체와 몸체의 하면에서 하부 방향으로 돌출된 복수의 다리부를 포함한다. 입광부는 몸체의 하면에 형성되며, 발광 다이오드 칩에서 방출된 광이 입사되는 부분이다. 반사부는 몸체의 상면에 해당하며, 광을 반사한다. 출광부는 몸체의 상면과 하면 사이에 위치하는 측면에 해당하며, 광이 외부로 방출되는 부분이다. 몸체의 상면 및 하면은 장축 및 단축을 갖는다. 반사부는 장축에 위치한 몸체의 양측 단부에서 단축으로 갈수록 몸체의 내부로 함몰된 구조의 곡면인 제1 반사면을 포함한다. 입광부는 하면과 연결되어 몸체 내부로 함몰된 구조의 곡면인 제1 입광면을 포함한다. 또한, 출광부는 장축의 양 끝단에 각각 위치하는 제1 출광면들 및 제1 출광면들 사이를 연결하는 제2 출광면을 포함한다.

Description

광 확산 렌즈{LIGHT DIFFUSING LENS}

본 발명은 광을 일정 방향으로 확산시키는 확산 렌즈에 관한 것이다.

발광 다이오드는 전자와 정공의 재결합을 통해 발생하는 광을 방출하는 무기 반도체 소자이다. 최근, 발광 다이오드는 디스플레이 장치, 차량용 램프, 일반 조명 등과 같은 여러 분야에 다양하게 이용된다. 발광 다이오드는 수명이 기존 광원 대비 소비 전력이 낮으며, 응답속도가 빠른 장점이 있으며, 이러한 장점으로 인해 기존 광원을 빠르게 대치하고 있다.

이러한 발광 다이오드를 이용하여 디스플레이 장치나 일반 조명 등에 사용할 때, 수 개 내지 수십 개의 발광 다이오드가 이용될 수 있다. 이렇게 많은 발광 다이오드를 사용할 때, 발광 다이오드들에서 방출된 광이 디스플레이 장치의 발광 면에 균일하게 방출되는 것이 중요하다.

발광 다이오드에서 방출된 광을 넓은 영역에 확산시키기 위해서 렌즈가 사용된다.

최근에 화질 향상을 위해서 디스플레이 장치에 직하형 렌즈를 적용하고 있다.

직하형 렌즈는 광을 모든 방향으로 균일하게 확산시키는 등방형 확산 렌즈와 광을 일정 방향에 집중 확산시키는 비등방형 확산 렌즈가 있다.

등방형 확산 렌즈를 이용하여 디스플레이 전체에 광을 확산시키는 경우, 많은 수의 발광 다이오드가 필요하다. 또한, 서로 이웃하는 렌즈들에서 방출되는 광들의 간섭이 발생하여 디스플레이의 중앙 부분만 유독 밝아진다는 문제가 발생한다.

디스플레이 장치에 비등방형 확산 렌즈를 적용하는 경우, 서로 가까이 이웃하는 렌즈들 간의 광 간섭이 줄이고 다른 방향으로 광을 더 확산시킬 수 있다.

비등방형 확산 렌즈는 일반적으로 상면이 상부 방향으로 볼록한 곡면으로 이루어지며, 단면이 타원형인 반구형 구조를 갖는다.

그러나 이와 같은 반구형 구조의 렌즈는 등방형 렌즈보다 일정 방향으로 광을 집중 시킬 수는 있지만, 확산되는 거리에 한계가 있다는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광의 확산 거리를 증가시킬 수 있는 광 확산 렌즈를 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 입광부, 반사부 및 출광부를 포함하는 몸체와 몸체의 하면에서 하부 방향으로 돌출된 복수의 다리부를 포함하는 렌즈가 제공된다.

입광부는 몸체의 하면에 형성되며, 발광 다이오드 칩에서 방출된 광이 입사되는 부분이다. 반사부는 몸체의 상면에 해당하며, 광을 반사한다. 출광부는 몸체의 상면과 하면 사이에 위치하는 측면에 해당하며, 광이 외부로 방출되는 부분이다.

몸체의 상면 및 하면은 장축 및 단축을 갖는다.

반사부는 장축에 위치한 몸체의 양측 단부에서 단축으로 갈수록 몸체의 내부로 함몰된 구조의 곡면인 제1 반사면을 포함한다.

입광부는 하면과 연결되어 몸체 내부로 함몰된 구조의 곡면인 제1 입광면을 포함한다.

출광부는 장축의 양 끝단에 각각 위치하는 제1 출광면들 및 제1 출광면들 사이를 연결하는 제2 출광면을 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 광 확산 렌즈는 일정 방향으로 광이 집중되어 외부로 출사되도록 할 수 있다.

또한, 광 확산 렌즈는 일정 방향으로 광을 집중시켜 광의 확산 거리가 증가하도록 할 수 있다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 렌즈를 나타낸 예시도이다.
도 5 및 도 6은 본 실시 예의 렌즈의 광 진행 경로를 도시한 도면이다.
도 7은 종래의 비등방 렌즈의 광 확산을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 실시 예의 비등방 렌즈의 광 확산을 나타낸 도면이다.
도 9 내지 도 14는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 렌즈를 나타낸 예시도이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 렌즈를 나타낸 예시도이다.
도 17 내지 도 19는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 렌즈를 나타낸 예시도이다.
도 20 내지 도 22는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 렌즈를 나타낸 예시도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예시로써 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타내고 유사한 참조번호는 대응하는 유사한 구성요소를 나타낸다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 광 확산 렌즈는 입광부, 반사부 및 출광부를 포함하는 몸체와 상기 몸체의 상기 하면에서 하부 방향으로 돌출된 복수의 다리부를 포함한다.

상기 입광부는 상기 몸체의 하면에 형성되며, 발광 다이오드 칩에서 방출된 광이 입사되는 부분이다. 상기 반사부는 상기 몸체의 상면에 해당하며, 상기 광을 반사한다. 상기 출광부는 상기 몸체의 상기 상면과 상기 하면 사이에 위치하는 측면에 해당하며, 상기 광이 외부로 방출되는 부분이다.

상기 몸체의 상면 및 하면은 장축 및 단축을 갖는다.

상기 반사부는 장축에 위치한 몸체의 양측 단부에서 단축으로 갈수록 상기 몸체의 내부로 함몰된 구조의 곡면인 제1 반사면을 포함한다.

상기 입광부는 상기 하면과 연결되어 상기 몸체 내부로 함몰된 구조의 곡면인 제1 입광면을 포함한다.

상기 출광부는 상기 장축의 양 끝단에 각각 위치하는 제1 출광면들 및 상기 제1 출광면들 사이를 연결하는 제2 출광면을 포함한다.

상기 반사면은 상기 반사부의 함몰 공간으로 볼록한 곡면일 수 있다.

상기 반사부는 상기 몸체의 상기 양측 단부와 상기 제1 반사면 사이에 위치하는 제2 반사면을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2 반사면은 평면일 수 있다.

상기 입광부는 상기 몸체의 단축을 따라 연속적으로 형성될 수 있다.

상기 제1 입광면은 상기 입광부의 함몰 공간으로 볼록한 곡면일 수 있다.

상기 제1 입광면은 상기 몸체의 내부로 오목한 곡면일 수 있다.

상기 입광부는 상기 제1 입광면의 하부에서 연장된 곡면인 제2 입광면을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2 입광면은 상기 몸체 내부로 오목한 곡면일 수 있다.

상기 입광부는 상기 장축에서 상기 제2 입광면으로 이루어진 내부 공간이 상기 제1 입광면으로 이루어진 내부 공간보다 큰 직경을 가질 수 있다.

상기 입광부는 상기 제2 입광면의 하부에서 연장된 곡면인 제3 입광면을 더 포함할 수 있다. 상기 제3 입광면은 상기 입광부의 내부 공간으로 볼록한 곡면일 수 있다.

상기 입광부는 상기 제3 입광면으로 이루어진 내부 공간이 상기 제1 입광면 및 상기 제2 입광면으로 이루어진 내부 공간보다 큰 직경을 가질 수 있다.

상기 제1 출광면은 평면으로 이루어질 수 있다.

상기 제1 출광면은 상기 장축과 직각 또는 예각을 이룰 수 있다.

상기 제1 출광면은 상기 몸체의 상면과 연결되는 제1-1 출광면 및 상기 몸체의 하면과 연결되는 제1-2 출광면을 포함할 수 있다. 상기 제1-1 출광면은 상기 상면과 직각을 이룰 수 있다. 또한, 상기 제1-2 출광면은 상기 하면과 둔각을 이룰 수 있다.

상기 제1 출광면은 곡면으로 이루어질 수 있다.

상기 출광부는 상기 장축에서 상기 몸체의 양 측면에 위치하는 평면인 제3 출광면을 더 포함할 수 있다. 상기 제3 출광면은 상기 제1 출광면의 하부에 위치하며, 하단이 상기 몸체의 상기 하면과 연결될 수 있다.

상기 제3 출광면은 하부에서 상부로 갈수록 외측으로 기울어질 수 있다.

상기 제2 출광면은 외측으로 볼록한 곡면일 수 있다.

상기 제2 출광면은 상기 장축과 평행한 평면 및 상기 평면과 상기 제1 출광면을 연결하는 곡면으로 이루어질 수 있다.

상기 몸체의 상기 하면은 테두리에서 상기 입광부로 갈수록 하부 방향으로 기울어질 수 있다.

이후, 도면을 통해서 본 발명의 광 확산 렌즈에 대해 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광 확산 렌즈를 나타낸 예시도이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(100)의 일 측면도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(100)의 타 측면도이다. 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(100)의 사시도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(100)의 저면도이다.

제1 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(100)는 몸체(110) 및 몸체(110)를 지지하는 복수의 다리부(120)를 포함한다.

다리부(120)는 몸체(110)의 하면(140)에서 하부 방향으로 돌출된다. 다리부(120)는 발광 다이오드 칩이 실장된 기판에 광 확산 렌즈(100)를 고정하는 역할을 한다. 예를 들어, 다리부(120)와 기판 사이에 접착제를 개재하여 광 확산 렌즈(100)를 기판에 고정할 수 있다. 또는 다리부(120)를 기판의 홈에 삽입하여 광 확산 렌즈(100)를 기판에 고정할 수 있다.

본 발명의 광 확산 렌즈(100)는 장축과 단축을 갖는 단면을 가지며, 장축으로 광을 확산시키는 비등방형 구조의 광 확산 렌즈이다.

몸체(110)는 하면(140), 상면 및 측면을 포함한다. 또한, 몸체(110)의 상면 및 하면(140)은 장축 및 단축을 갖는 구조이다.

몸체(110)의 하면(140)에는 발광 다이오드 칩에서 방출된 광이 입사하는 입광부(130)가 형성된다. 즉, 입광부(130)는 몸체(110)의 하면(140)에 둘러싸여 있다.

도 1을 참고하면, 입광부(130)는 몸체(110)의 하면(140)에서 몸체(110)의 내부로 함몰된 구조를 갖는다.

본 실시 예에서 입광부(130)를 이루는 입광면(131)은 함몰 공간으로 볼록한 곡면이다.

도 4를 참고하면, 입광부(130)는 단축을 따라 연속적으로 길게 형성되어 있다. 입광부(130)의 하부에는 발광 다이오드 칩이 배치된다. 예를 들어, 입광부(130)의 중앙에 하나의 발광 다이오드 칩이 배치될 수 있다. 또는 길게 형성된 입광부(130)를 따라 복수의 발광 다이오드 칩이 일정 간격으로 배치될 수 있다.

발광 다이오드 칩의 광은 입광부(130)의 곡면 구조의 입광면(131)에 의해서 넓게 퍼지면서 몸체(110) 내부로 진입할 수 있다.

도 1을 참고하면, 몸체(110)의 하면(140)은 장축에 위치한 양측 단부와 입광부(130) 사이에 경사를 갖는 경사면으로 이루어질 수 있다. 하면(140)은 양측 단부에서 입광부(130)로 갈수록 하부 방향을 향해 기울어진다.

발광 다이오드 칩의 측부 방향을 향하는 광은 몸체(110)의 경사진 하면(140)을 통해서 몸체(110) 내부로 진입할 수 있다. 또한, 광은 하면(140)의 경사에 의해서 몸체(110)의 측면 또는 상면을 향하도록 굴절될 수도 있다.

또한, 몸체(110)의 내부에서 반사 또는 굴절되어 하면(140)에 도달한 광도 하면(140)의 경사에 의해서 측면 또는 상면을 향하도록 반사될 수도 있다.

몸체(110)의 상면은 입광부(130)를 통해 입사된 광을 반사하는 반사부(150)를 이루고 있다. 즉, 몸체(110)의 상면은 반사부(150)를 이루는 반사면(151)이다.

도 3을 참고하면, 반사부(150)는 장축의 양측 단부에서 단축을 향할수록 몸체(110)의 내부로 함몰된 구조를 갖는다. 따라서, 본 실시 예의 광 확산 렌즈(100)는 단축에서 장축 방향의 외측으로 갈수록 두께가 점점 두꺼워지는 구조를 갖는다.

도 1을 참고하면, 본 실시 예의 반사부(150)는 장축에 위치한 양측 단부 부분의 테두리는 서로 평행한 직선이며, 양측 단부를 연결하는 테두리는 곡선으로 이루어져 있다.

또한, 본 실시 예에서 반사부(150)는 장축의 양측 단부와 각각 연결되는 곡면으로 이루어진다. 이때, 반사부(150)의 곡면은 반사부(150)의 함몰 공간을 향해 볼록한 구조이다.

입광부(130)를 지나 몸체(110)의 상부를 향하는 광은 반사부(150)에서 반사되어 출광부(160)를 향하게 된다.

몸체(110)의 측면은 몸체(110)의 상면과 하면(140) 사이 위치하며, 상면과 하면(140)을 연결한다. 본 실시 예에서 몸체(110)의 측면은 광이 외부로 방출하는 출광부(160)를 이루고 있다. 즉, 몸체(110)의 측면은 출광부(160)를 이루는 출광면이다.

출광부(160)는 제1 출광면(161) 및 제2 출광면(162)을 포함한다.

제1 출광면(161)은 장축에 위치한 양 측면이다. 도 2를 참고하면, 제1 출광면(161)은 반사부(150)의 직선 테두리와 연결되며, 평면으로 이루어 진다.

제2 출광면(162)은 반사부(150)의 직선 테두리를 연결하는 곡선 테두리와 연결된 측면이다. 도 2 및 도 3을 참고하면, 제2 출광면(162)은 외측으로 볼록한 곡면으로 이루어진다.

도 1을 참고하면 제1 출광면(161)은 기울기를 가지며, 몸체(110)의 하면(140)과 둔각을 이룬다. 그러나 이 구조로 본 발명의 광 확산 렌즈(100)의 구조가 한정되는 것은 아니다. 본 실시 예의 광 확산 렌즈(100)는 제1 출광면(161)이 장축 또는 하면(140)과 직각을 이루거나 몸체(110)의 하면(140)과 예각을 이루는 구조일 수 도 있다.

도 5 및 도 6은 본 실시 예의 광 확산 렌즈의 광 진행 경로를 도시한 도면이다.

도 5 및 도 6을 참고하면, 기판(20)에 실장된 발광 다이오드 칩(30)에서 방출된 광은 광 확산 렌즈(100)의 몸체(110)의 내부로 함몰된 구조의 입광부(130)를 통과하면서 굴절되어 장축 방향으로 퍼지게 된다.

입광부(130)를 통과한 광은 경사진 곡면으로 이루어진 반사부(150)에 의해서 반사되어 광 확산 렌즈(100)의 출광부(160)를 향하게 된다. 이때, 광은 제1 출광면(161) 및 제2 출광면(162) 중에서 제1 출광면(161)에 가까운 부분에 집중되어 외부로 방출될 수 있다. 즉, 본 실시 예의 광 확산 렌즈(100)는 광을 입광부(130)에서 장축 방향으로 1차 확신시키고, 반사부(150)에서 장축 방향으로 집중적으로 향하도록 2차 확산시킨다. 따라서, 광 확산 렌즈(100)는 반사부(150)의 곡면 구조에 의해서 광이 장축 방향으로 집중적으로 방출되도록 할 수 있다.

도 7은 종래의 비등방형 확산 렌즈(10)의 광 확산을 나타낸 도면이다. 여기서 종래의 비등방형 확산 렌즈는 반타원구 구조의 렌즈이다. 또한, 도 8은 본 실시 예의 비등방형인 광 확산 렌즈(도 1 내지 도 4의 100)의 광 확산을 나타낸 도면이다.

도 7 및 도 8을 비교하면, 본 실시 예의 광 확산 렌즈(도 1 내지 도 4의 100)가 종래의 비등방형 확산 렌즈보다 장축 방향으로 집중되도록 광을 확산시킨다는 것을 알 수 있다.

이후, 다른 실시 예의 광 확산 렌즈를 설명을 할 때, 이전 실시 예의 광 확산 렌즈와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하거나 간략하게 할 것이다. 따라서, 생략되거나 간략하게 설명한 구성의 자세한 설명은 이전 실시 예의 설명을 참고하도록 한다.

도 9 내지 도 14는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광 확산 렌즈를 나타낸 예시도이다.

도 9는 제2 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(200)의 사시도이다. 도 10은 제2 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(200)의 일 측면도이다. 도 11은 제2 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(200)의 타 측면도이다. 도 12는 제2 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(200)의 저면도이다. 도 13은 제2 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(200)의 일 측단면도이다. 또한, 도 14는 제2 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(200)의 타 측단면도이다.

제2 실시 예에 따르면, 광 확산 렌즈(200)는 입광부(230)가 서로 다른 복수의 곡면으로 이루어진 구조를 갖는다.

도 12 내지 도 14를 참고하면, 입광부(230)는 제1 입광면(231), 제2 입광면(232) 및 제3 입광면(233)으로 이루어진다.

제1 입광면(231)은 몸체(110)의 중심을 지나는 수직축에 위치한 입광부(230)의 꼭짓점에서 연장된 면이다. 제3 입광면(233)은 몸체(110)의 하면(140)과 연결된 면이다. 제2 입광면(232)은 제1 입광면(231)과 제3 입광면(233) 사이에 위치하며, 제1 입광면(231) 및 제3 입광면(233)과 각각 연결된다.

도 13을 참고하면, 제1 입광면(231)은 입광부(230)의 내부 공간에서 몸체(110) 내부로 오목한 곡면으로 이루어진다. 이때, 제1 입광면(231)으로 이루어진 입광부(230) 내부 공간은 상부에서 하부로 갈수록 직경이 점점 커진다.

제2 입광면(232)은 상단이 제1 입광면(231)과 연결되며 몸체(110) 내부로 오목한 곡면으로 이루어진다. 이때, 제2 입광면(232)으로 이루어진 입광부(230)의 내부 공간은 상부에서 하부로 갈수록 직경이 점점 커진다.

또한, 도 13을 참고하면, 장축을 기준으로 제2 입광면(232)에 의한 내부 공간은 제1 입광면(231)에 의한 내부 공간보다 더 큰 직경을 갖는다.

도 14를 참고하면, 단축을 기준으로 제2 입광면(232)에 의한 내부 공간은 제1 입광면(231)에 의한 내부 공간보다 약간 작거나 동일한 직경을 가질 수 있다.

제3 입광면(233)은 상단이 제2 입광면(232)과 연결되며, 하단이 몸체(110)의 하면(140)과 연결된다. 제3 입광면(233)은 입광부(230)의 내부 공간 또는 하부 방향으로 볼록한 곡면으로 이루어진다. 이때, 제3 입광면(233)으로 이루어진 내부 공간은 상부에서 하부로 갈수록 직경이 점점 커진다. 또한, 제3 입광면(233)에 의한 내부 공간은 제2 입광면(232)에 의한 내부 공간보다 더 큰 직경을 갖는다.

제3 입광면(233)의 경우 몸체(110)의 단축을 따라 연속적으로 형성된다. 또한, 제2 입광면(232) 및 제3 입광면(233)은 몸체(110)의 하면(140)에 길게 형성된 제1 입광면(231)의 중앙에 위치한다.

또한, 복수의 제2 입광면(232) 및 제3 입광면(233)이 제1 입광면(231)을 따라 형성될 수도 있다. 이 경우, 광 확산 렌즈(200)는 복수의 발광 다이오드 칩을 수용할 수 있다.

도 9 및 도 10을 참고하면, 광 확산 렌즈(200)의 반사부(250)는 제1 반사면(251) 및 제2 반사면(252)으로 이루어진다. 여기서, 제1 반사면(251)은 곡면이며, 제2 반사면(252)은 평면이다.

제1 반사면(251)은 장축을 기준으로 양측에서 단축으로 갈수록 함몰되는 구조의 곡면으로 이루어진다.

제2 반사면(252)은 장축에 위치한 반사부(250)의 양측 단부와 제1 반사면(251) 사이에 위치한다. 즉, 반사부(250)의 장축에 위치한 양측 단부는 제2 반사면(252)의 테두리의 일부이다. 또한, 제2 반사면(252)은 몸체(110)의 중심을 지나는 수직축과 직각을 이룰 수 있다. 그러나 제2 반사면(252)이 몸체(110)의 중심 수직축과 직각을 이루는 구조로 본 실시 예의 광 확산 렌즈(200)의 구조가 한정되는 것은 아니다. 제2 반사면(252)은 경사면일 수도 있다. 제2 반사면(252)은 제1 반사면(251)으로 갈수록 상부 방향 또는 하부 방향으로 기울어질 수 있다.

또한, 반사부(250)의 장축에 위치한 양측 단부에 해당하는 제2 반사면(252)의 테두리는 직선으로 이루어져 있다.

도 9 내지 도 11을 참고하면, 광 확산 렌즈(200)의 출광부(260)는 제1 출광면(261) 및 제2 출광면(262)을 포함한다. 제1 출광면(261)은 광 확산 렌즈(200)의 장축의 양끝에 각각 위치한 광 확산 렌즈(200)의 측면이고 평면이다. 제2 출광면(262)은 서로 마주하는 제1 출광면들(261)을 연결하는 광 확산 렌즈(200)의 측면이고 곡면이다.

제1 출광면(261)은 제1-1 출광면(265) 및 제1-2 출광면(266)을 포함한다. 본 실시 예에서, 제1-1 출광면(265) 및 제1-2 출광면(266)은 모두 평면이다.

제1-1 출광면(265)은 몸체(110)의 반사부(250)와 연결된다. 그리고 제1-2 출광면(266)은 제1-1 출광면(265)의 하부에 위치하며, 몸체(110)의 하면(140)과 연결된다.

제1-1 출광면(265)과 제1-2 출광면(266)은 서로 다른 경사를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 것처럼, 제1-1 출광면(265)은 몸체(110)의 장축과 직각을 이룰 수 있다. 또한, 제1-2 출광면(266)은 하부에서 상부로 갈수록 몸체(110)의 외측으로 기울어져, 몸체(110)의 하면(140)과 둔각을 이룰 수 있다.

도 15 및 도 16은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광 확산 렌즈를 나타낸 예시도이다.

도 15는 제3 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(300)의 사시도이다. 또한, 도 16은 제3 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(300)의 평면도이다.

제3 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(300)에 대한 설명은 제2 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(도 9 내지 도 14의 200)와의 차이점 위주로 설명하도록 한다.

본 실시 예에서, 광 확산 렌즈(300)의 반사부(350)는 제1 반사면(351) 및 제2 반사면(352)을 포함한다.

제1 반사면(351)은 단축으로 갈수록 반사부(350)의 함몰 공간으로 볼록한 곡면이다.

본 실시 예에서 제1 반사면(351)은 몸체(110)의 장축과 평행한 직선 테두리를 갖는 구조이다. 또한, 제1 반사면(351)은 직선 테두리와 제2 반사면(352)의 테두리를 연결하는 테두리 부분은 외측으로 볼록한 곡선으로 이루어져 있다.

제2 반사면(352)은 제2 실시 예와 동일하게 몸체(110)의 장축의 양 끝단에 위치하고 평면이다.

본 실시 예에서 광 확산 렌즈(300)의 출광부(360)는 제1 출광면(361) 및 제2 출광면(362)을 포함한다.

제1 출광면(361)은 평면으로 이루어져 제2 반사면(352)의 테두리와 연결된다.

제2 출광면(362)은 제1 반사면(351)의 테두리와 연결된다. 따라서, 제2 출광면(362)은 제1 반사면(351)의 직선 테두리와 연결된 부분은 평면으로 이루어지며, 곡선 테두리와 연결된 부분은 곡면으로 이루어진다.

도 17 내지 도 19는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 광 확산 렌즈를 나타낸 예시도이다.

도 17은 제4 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(400)의 측면도이다. 도 18은 제4 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(400)의 저면도이다. 또한, 도 19는 제4 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(400)의 측단면도이다.

제4 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(400)는 제1 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(도 1 내지 도 4의 100)와의 차이점 위주로 설명하도록 한다.

제4 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(400)는 하면(440) 및 입광부(430)의 구조가 제1 실시 예의 광 확산 렌즈(도 1 내지 도 4 100)와 차이가 있다.

도 17을 참고하면, 몸체(110)의 하면(440)은 몸체(110) 중심의 수직축과 직각을 이루는 평면으로 이루어진다. 또한, 하면(440)은 입광부(430)가 형성된 중앙 부분은 그 주변 부분보다 하부로 돌출된 다단 구조일 수 있다.

도 18을 참고하면, 입광부(430)는 몸체(110)의 하면(440)의 중앙에 위치한다.

도 19를 참고하면, 입광부(430)는 복수의 곡면으로 이루어진 구조를 갖는다. 예를 들어, 입광부(430)는 곡면인 제1 입광면(431) 및 제2 입광면(432)으로 이루어진다.

제1 입광면(431)은 몸체(110)의 중심을 지나는 수직축에 위치한 입광부(430)의 꼭짓점에서 연장된 면이다.

제2 입광면(432)은 제1 입광면(431)의 하면(440)에 위치하여 일단은 제1 입광면(431)과 연결되며, 타단은 몸체(110)의 하면(440)과 연결된다.

도 19를 참고하면, 제1 입광면(431) 및 제2 입광면(432)은 몸체(110) 내부로 오목한 곡면으로 이루어진다. 또한, 제1 입광면(431) 및 제2 입광면(432)으로 이루어진 입광부(430) 내부 공간은 상부에서 하부로 갈수록 직경이 점점 커진다. 이때, 제2 입광면(432)에 의한 내부 공간이 제1 입광면(431)에 의한 내부 공간보다 더 큰 직경을 가질 수 있다.

도 20 내지 도 22는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 광 확산 렌즈를 나타낸 예시도이다.

도 20은 제5 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(500)의 사시도이다. 도 21은 제5 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(500)의 평면도이다. 또한, 도 22는 제5 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(500)의 단축의 측면도이다.

제5 실시 예에 따른 광 확산 렌즈(500)는 반사부(550) 및 출광부(560)의 구조가 제2 실시 예의 광 확산 렌즈(도 9 내지 도 14의 200)와 차이가 있다.

반사부(550)는 제1 반사면(551) 및 제2 반사면(552)을 포함한다.

본 실시 예에서 반사부(550)는 단면이 타원형이다. 따라서, 반사부(550)의 테두리는 모두 곡선이다. 이에 따라, 도 21에 도시된 것처럼 제2 반사면(552)의 테두리 역시 모두 곡선으로 이루어져 있다.

도 22를 참고하면, 출광부(560)는 제1 출광면(561), 제2 출광면(562) 및 제3 출광면(563)을 포함한다. 제1 출광면(561) 및 제2 출광면(562)은 반사부(550)의 테두리와 연결되어 곡면으로 이루어진다. 본 실시 예에서, 제1 출광면(561)은 장축에 위치하는 몸체(110)의 양 측면에 해당하고, 제2 출광면(562)은 장축과 평행하는 양 측면에 해당한다.

제3 출광면(563)은 장축의 양 끝단에 각각 위치하며 평면으로 이루어진다. 제3 출광면(563)은 하단은 몸체(110)의 하면(140) 테두리와 연결되며, 상단은 제1 출광면(561)과 연결된다. 예를 들어, 제3 출광면(563)은 상단 테두리가 곡선으로 이루어져 하단 테두리의 양끝과 연결되는 구조를 가질 수 있다.

또한, 제3 출광면(563)은 하부에서 상부로 갈수록 외측으로 기울어지는 경사면일 수 있다.

본 발명의 광 확산 렌즈의 구조에 대해서 다양한 실시 예를 설명하였다.

본 발명의 다양한 실시 예의 광 확산 렌즈는 공통적으로 하면에 위치한 입광부를 통해서 발광 다이오드 칩의 광이 입사되고, 상면인 반사부에 반사되어 측면인 출광부로 광이 방출된다. 또한, 다양한 실시 예의 광 확산 렌즈는 단축의 중심선상에서 장축의 외측으로 갈수록 두께가 두꺼워지는 구조를 갖는다.

이와 같은 구조의 광 확산 렌즈는 장축의 양 측면에 광이 집중되어 방출되도록 할 수 있다. 이에 따라 광 확산 렌즈는 장축 방향으로 광이 도달하는 거리를 종래의 등방형 구조의 렌즈보다 증가시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 광 확산 렌즈를 디스플레이 장치에 적용한다면, 디스플레이 장치의 핫 스팟 및 음영을 감소하고 광 균일도를 향상시킬 수 있다. 더 나아가 디스플레이 장치에 적용되는 광 확산 렌즈 개수를 감소시키면서 광 균일도를 향상시킬 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 자세한 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시 예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리 범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.

10, 100, 200, 300, 400, 500: 광 확산 렌즈
110: 몸체
120: 다리부
130, 230, 430: 입광부
131: 입광면
140, 440: 몸체의 하면
150, 250, 350, 550: 반사부
151: 반사면
160, 260, 360, 560: 출광부
161, 261, 361, 561: 제1 출광면
162, 262, 362, 562: 제2 출광면
231, 431: 제1 입광면
232, 432: 제2 입광면
233: 제3 입광면
251, 351, 551: 제1 반사면
252, 352, 552: 제2 반사면
265: 제1-1 출광면
266: 제1-2 출광면
563: 제3 출광면

Claims (19)

1. 하면에 형성된 광이 입사하는 입광부, 상면인 상기 광을 반사하는 반사부, 및 상기 상면과 하면 사이에 위치한 측면인 상기 광을 외부로 방출하는 출광부를 포함하는 몸체; 및
   상기 몸체의 상기 하면에서 하부 방향으로 돌출된 복수의 다리부;를 포함하며,
   상기 몸체의 상면 및 하면은 장축 및 단축을 가지고,
   상기 반사부는 장축에 위치한 몸체의 양측 단부에서 단축으로 갈수록 상기 몸체의 내부로 함몰된 구조의 곡면인 제1 반사면을 포함하며,
   상기 입광부는 상기 하면과 연결되어 상기 몸체 내부로 함몰된 구조의 곡면인 제1 입광면을 포함하고,
   상기 출광부는 상기 장축의 양 끝단에 각각 위치하는 제1 출광면들 및 상기 제1 출광면들 사이를 연결하는 제2 출광면을 포함하는 광 확산 렌즈.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 반사면은 상기 반사부의 함몰 공간으로 볼록한 곡면인 광 확산 렌즈.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 반사부는 상기 몸체의 상기 양측 단부와 상기 제1 반사면 사이에 위치하는 제2 반사면을 더 포함하며,
   상기 제2 반사면은 평면인 광 확산 렌즈.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 입광부는 상기 몸체의 단축을 따라 연속적으로 형성된 광 확산 렌즈.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 입광면은 상기 입광부의 함몰 공간으로 볼록한 곡면인 광 확산 렌즈.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 입광면은 상기 몸체의 내부로 오목한 곡면인 광 확산 렌즈.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 입광부는 상기 제1 입광면의 하부에서 연장된 곡면인 제2 입광면을 더 포함하고,
   상기 제2 입광면은 상기 몸체 내부로 오목한 곡면인 광 확산 렌즈.
   
8. 청구항 7에있어서,
   상기 입광부는 상기 장축에서 상기 제2 입광면으로 이루어진 내부 공간이 상기 제1 입광면으로 이루어진 내부 공간보다 큰 직경을 갖는 광 확산 렌즈.
   
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 제2 입광면의 하부에서 연장된 곡면인 제3 입광면을 더 포함하고,
   상기 제3 입광면은 상기 입광부의 내부 공간으로 볼록한 곡면인 광 확산 렌즈.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 입광부는 상기 제3 입광면으로 이루어진 내부 공간이 상기 제1 입광면 및 상기 제2 입광면으로 이루어진 내부 공간보다 큰 직경을 갖는 광 확산 렌즈.
    
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 출광면은 평면으로 이루어진 광 확산 렌즈.
    
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 출광면은 상기 장축과 직각 또는 예각을 이루는 광 확산 렌즈.
    
13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 출광면은 상기 몸체의 상면과 연결되는 제1-1 출광면 및 상기 몸체의 하면과 연결되는 제1-2 출광면을 포함하고,
    상기 제1-1 출광면은 상기 상면과 직각을 이루며,
    상기 제1-2 출광면은 상기 하면과 둔각을 이루는 광 확산 렌즈.
    
14. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 출광면은 곡면으로 이루어진 광 확산 렌즈.
    
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 출광부는 상기 장축에서 상기 몸체의 양 측면에 위치하는 평면인 제3 출광면을 더 포함하며,
    상기 제3 출광면은 상기 제1 출광면의 하부에 위치하며, 하단이 상기 몸체의 상기 하면과 연결되는 광 확산 렌즈.
    
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제3 출광면은 하부에서 상부로 갈수록 외측으로 기울어지는 광 확산 렌즈.
    
17. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 출광면은 외측으로 볼록한 곡면인 광 확산 렌즈.
    
18. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 출광면은 상기 장축과 평행한 평면 및 상기 평면과 상기 제1 출광면을 연결하는 곡면으로 이루어진 광 확산 렌즈.
    
19. 청구항 1에 있어서,
    상기 몸체의 상기 하면은 테두리에서 상기 입광부로 갈수록 하부 방향으로 기울어진 광 확산 렌즈.

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