KR101282815B1 - double stack micro lens array - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 이중 미세 렌즈 배열은, 다수 개의 렌즈부를 각각 포함하는 제 1, 제 2 미세 렌즈 배열 및 상기 제 1 미세 렌즈 배열과 제 2 미세 렌즈 배열 사이에 구비되어 상기 제 1 미세 렌즈 배열과 제 2 미세 렌즈 배열을 접착하는 접착부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The dual microlens array according to an embodiment of the present invention includes a first microlens array including a plurality of lens units, and a first microlens array disposed between the first microlens array and the second microlens array, respectively. And an adhesive part for adhering the lens array and the second fine lens array.

Description

이중 미세 렌즈 배열{double stack micro lens array}Double stack micro lens array

본 발명은 조명 장치에서 사용되는 미세 렌즈 배열에 대한 것이다. 상세하게는 원통형 렌즈 배열을 마주하여 직교하게 배열하고 중간에 저 굴절률 레진을 채운 이중 미세 렌즈 배열에 대한 것이다.The present invention is directed to a fine lens array used in lighting devices. Specifically, it relates to a dual microlens array in which orthogonal arrays face the cylindrical lens array and are filled with a low refractive index resin in the middle.

발광다이오드(LED, light emitting diode)를 사용하여 손전등 또는 헤드라이트와 같은 조명 장치를 만들 때, 렌즈를 사용하게 된다. 렌즈는 광원에서 나오는 빛을 조명 위치까지 모아주는 역할을 하게 되므로, 조명 목표 위치의 조도를 밝게 하다보면 조명 위치에 상이 생기기 쉽다. 또한 렌즈 경우 굴절 현상을 이용하는데 굴절률은 파장에 따라 달라져서 청색이 더 많이 굴절되고 적색이 적게 굴절하여 가장 자리 부분에서 노란색과 청색의 띠가 생기는 색분리 현상이 생기기 쉽다.When using a light emitting diode (LED) to make a lighting device such as a flashlight or a headlight, a lens is used. Since the lens collects the light from the light source up to the illumination position, it is easy to create an image at the illumination position by brightening the illumination of the illumination target position. In addition, the lens uses a refraction phenomenon. The refractive index varies depending on the wavelength so that more blue is refracted and less red is refraction, which is likely to cause color separation in which yellow and blue bands are formed at the edges.

이러한 문제점을 해결하는 방법 중의 하나는 미세 렌즈 배열을 사용하는 것인데, 수치 구경(numerical aperture)가 작은 미세 렌즈를 조명계에서 사용하는 주 렌즈와 함께 사용하면 미세 렌즈를 통과하는 빔들이 일정한 각도로 퍼져서 상이 생기는 것을 방지하고, 주변 미세 렌즈의 광선 다발과 섞이는 작용을 일으킴으로써 색 분리 현상도 사라지게 된다.One way to solve this problem is to use a microlens array. When a microlens with a small numerical aperture is used together with a main lens used in an illumination system, the beams passing through the microlens are spread out at a constant angle and are different from each other. It prevents the formation and mixes with the light bundle of the surrounding microlenses, so that the color separation phenomenon disappears.

그러나 원형 미세 렌즈 배열을 사용할 경우, 원형 미세 렌즈 사이에 빈 공간이 발생하여, 그 빈 공간을 통과하는 광선들은 미세 렌즈 효과를 일으키지 않고 여전히 주 렌즈에 의한 상 효과와 색 분리 현상을 일으키는데 기여하게 된다. 원형 렌즈(10)를 정사각형 격자에 배치할 경우, 채움 비율을 가장 높일 수 있는 한계는 78% 정도이다(도 11 참조). 이것은 반지름이 1인 원과 변의 길이가 2인 정사각형의 면적 비율에서 얻을 수 있는 값이다. 그러나 이 값 또한 원형 렌즈 가장자리 사이의 거리를 0으로 만들었을 때 얻을 수 있는 값으로서, 실제 제작에서, 미세 렌즈의 채움 비율은 대략 70% 이하라고 볼 수 있다. 채움 비율을 높이기 위해서는 원형 렌즈를 사각형으로 잘라서 배치하는 방법이 있으나 가공이 힘들고 가격도 높아지는 단점이 있다. 미세 렌즈를 만들기 가장 간단한 방법 중 하나는 포토레지스트(photoresist, PR)와 같은 감광성 폴리머로 원기둥 패턴을 형성한 후, 녹히는 용융(reflow)법이 있으며, 이 방법으로는 채움 비율을 높이는데 한계가 있다. 포토리소그라피시에 원형 패턴사이에 PR 두께 만큼 발생하기 때문이다. 결국 30% 정도의 빛은 미세 렌즈의 효과를 볼 수 없기 때문에 미세 렌즈를 사용하여 조명 균일도를 증가시키고 색분리를 막는 효과는 반감될 수 밖에 없다. 도 13에는 채움 비율이 낮은 미세 렌즈 배열을 사용한 경우 상의 모양을 보이고 있다. 미세 렌즈를 사용하지 않은 도 12에 비해서는 어느 정도 개선되었지만, 여전히 상의 윤곽이 보인다.However, when using a circular microlens array, an empty space is generated between the circular microlenses so that light rays passing through the empty microlenses do not cause the microlens effect but still contribute to the image effect and color separation caused by the main lens. . When the circular lens 10 is disposed in the square grating, the limit that can maximize the filling ratio is about 78% (see Fig. 11). This is the value obtained from the area ratio of a circle with radius 1 and a square with side length 2. However, this value is also a value obtained when the distance between the edges of the circular lens is zero, and in actual production, the filling ratio of the fine lens is about 70% or less. In order to increase the filling ratio, there is a method of cutting and arranging a circular lens into a rectangle, but it has a disadvantage in that processing is difficult and the price is high. One of the simplest ways to make a microlens is to form a cylindrical pattern with a photosensitive polymer, such as photoresist (PR), and then to melt it. have. This is because PR thickness is generated between the circular patterns in the photolithography. After all, about 30% of the light cannot see the effect of the micro lens, so the effect of increasing the illumination uniformity and preventing color separation by using the micro lens is halved. FIG. 13 shows the shape of an image when a microlens array having a low filling ratio is used. Although somewhat improved compared to FIG. 12 without the use of a fine lens, the contour of the image is still visible.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 채움 비율이 높은 이중 미세 렌즈 배열을 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a dual microlens array having a high filling ratio.

본 발명의 일 실시예에 따른 이중 미세 렌즈 배열은, 다수 개의 렌즈부를 각각 포함하는 제 1, 제 2 미세 렌즈 배열 및 상기 제 1 미세 렌즈 배열과 제 2 미세 렌즈 배열 사이에 구비되어 상기 제 1 미세 렌즈 배열과 제 2 미세 렌즈 배열을 접착하는 접착부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The dual microlens array according to an embodiment of the present invention may include a first microlens array including a plurality of lens units, and a first microlens array disposed between the first microlens array and the second microlens array, respectively. And an adhesive part for adhering the lens array and the second fine lens array.

상기 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열은, 원통형(cylindrical) 미세 렌즈 배열로 이루어지는 것이 바람직하다.Preferably, the first and second microlens arrays comprise a cylindrical microlens array.

상기 다수 개의 렌즈부 각각은, 서로 다른 방향으로 번갈아 배치되는 것이 바람직하다.Each of the plurality of lens units is preferably arranged alternately in different directions.

상기 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열의 렌즈부는, 서로 수직하게 배치되는 것이 바람직하다.Preferably, the lens units of the first and second fine lens arrays are disposed perpendicular to each other.

상기 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열은, 렌즈부가 상기 접착부를 향하는 방향에 형성되는 것이 바람직하다.Preferably, the first and second fine lens arrays are formed in a direction in which a lens portion faces the adhesive portion.

상기 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열은, 렌즈부가 상기 접착부의 반대 방향에 형성되는 것이 바람직하다.In the first and second fine lens arrays, it is preferable that the lens portion is formed in the opposite direction to the adhesive portion.

상기 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열은, 상기 제 1 미세 렌즈 배열의 렌즈부가 상기 접착부를 향하는 방향에 형성되고 상기 제 2 미세 렌즈 배열의 렌즈부가 상기 접착부의 반대 방향에 형성되거나, 또는, 상기 제 1 미세 렌즈 배열의 렌즈부가 상기 접착부의 반대 방향에 형성되고 상기 제 2 미세 렌즈 배열의 렌즈부가 상기 접착부를 향하는 방향에 형성되는 것이 바람직하다.The first and second microlens arrays may include a lens portion of the first microlens array formed in a direction toward the bonding portion and a lens portion of the second microlens array formed in an opposite direction of the bonding portion, or Preferably, the lens portion of the first fine lens array is formed in the opposite direction to the adhesive portion and the lens portion of the second fine lens array is formed in the direction facing the adhesive portion.

상기 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열은, 각각의 렌즈부 폭이 1mm 이하(단, 0은 포함하지 않음)인 것이 바람직하다.It is preferable that each of the first and second fine lens arrays has a width of 1 mm or less (but not including 0).

상기 접착부는, 투명한 레진으로 이루어지는 것이 바람직하다.It is preferable that the said adhesion part consists of transparent resin.

상기 접착부는, 상기 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열의 렌즈부와 굴절률이 다르거나, 또는, 일치하는 것이 바람직하다.It is preferable that the adhesion part is different from or coincides with the lens parts of the first and second fine lens arrays.

상기 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열은, 원형, 사각형 또는 그 외 다각형 중 어느 하나의 렌즈 배열로 이루어지고, 두 렌즈 배열 사이의 빈 공간을 통과하는 광선이 다른 렌즈 배열의 유효 구경 부분을 통과하도록 두 렌즈 배열의 중심 위치가 서로 엇갈리게 배치되는 것이 바람직하다.The first and second microlens arrays may be formed of any one of a circular, square or other polygonal array, such that a light beam passing through an empty space between the two lens arrays passes through an effective aperture portion of another lens array. It is preferable that the center positions of the two lens arrays are staggered from each other.

그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 미세 렌즈 배열은, 상술한 이중 미세 렌즈 배열이 두 장 이상 접합되어 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the multiple microlens array according to an embodiment of the present invention is characterized in that the above-described dual microlens array is formed by bonding two or more sheets.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 렌즈는, 상술한 이중 미세 렌즈 배열, 상기 이중 미세 렌즈 배열과 접착되는 평볼록렌즈(plano-convex), 평오목렌즈(plano-concave) 또는 프레넬(Fresnel)렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the integrated lens according to an embodiment of the present invention, the above-described dual microlens array, plano-convex, plano-concave or fresnel (adhesive) bonded to the dual microlens array Fresnel) lens.

본 발명에 따른 이중 미세 렌즈 배열은 채움 비율이 높아 미세 렌즈 배열을 통과하는 광선은 모두 굴절하여 주변의 광선 다발과 섞이게 됨으로써 조명 면에서 광원의 상이 생기거나 색 분리가 일어나는 현상을 현저히 줄여준다.Since the dual microlens array according to the present invention has a high filling ratio, all the rays passing through the microlens array are refracted and mixed with the surrounding light bundle, thereby significantly reducing the phenomenon of light source generation or color separation in the illumination surface.

도 1은 본원발명의 일실시예에 따른 직교 이중 미세 렌즈 배열 개념도이다.
도 2는 본원발명의 일실시예에 따른 직교 이중 미세 렌즈 배열을 입체적으로 도시한 것이다.
도 3은 본원발명의 일실시예에 따른 조명 장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 4는 도 3에서 나온 구성도에서, 미세 렌즈 배열로서 본원발명의 일실시예에 따른 직교 이중 미세 렌즈 배열을 사용하여 검출기 표면에 맺히는 상을 계산한 결과를 나타낸 것으로, 중간 레진의 굴절률은 1.4로 가정한 것이다.
도 5는 도 3에서 나온 구성도에서, 미세 렌즈 배열로서 본원발명의 일실시예에 따른 직교 이중 미세 렌즈 배열을 사용하여 검출기 표면에 맺히는 상을 계산한 결과를 나타낸 것으로, 중간 레진의 굴절률은 1.45로 가정한 것이다.
도 6은 본원발명의 일실시예에 따른 원형 이중 미세 렌즈 배열을 사용한 경우를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 7은 본원발명의 일실시예에 따른 원형 이중 미세 렌즈 배열과 평볼록렌즈를 접합한 조명용 렌즈를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 8은 본원발명의 다른 실시예에 따른 직교 이중 미세 렌즈 배열 개념도이다.
도 9는 본원발명의 또 다른 실시예에 따른 직교 이중 미세 렌즈 배열 개념도이다.
도 10은 본원발명의 일실시예에 따른 원통형 렌즈 배열의 경우, 렌즈의 방향이 다른 두 개 이상의 렌즈 배열을 렌즈면 상에서 번갈한 배치한 경우를 나타낸 개략적인 개념도이다.
도 11은 종래 일반적인 미세 렌즈 배열을 입체적으로 도시한 도이다.
도 12는 종래 이중 미세 렌즈 배열이 없는 경우 렌즈에 의한 광원의 상을 계산한 결과를 나타낸 개략적인 도이다.
도 13는 도 11에서 나온 미세 렌즈 배열을 사용하여 검출기 표면에 맺히는 상을 계산한 결과를 나타낸 개략적인 도이다.1 is a conceptual diagram of an orthogonal dual microlens array according to an embodiment of the present invention.
2 is a three-dimensional illustration of an orthogonal dual micro lens array according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram schematically showing a lighting device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 illustrates a result of calculating an image formed on a detector surface by using an orthogonal dual microlens array according to an embodiment of the present invention as a microlens array in FIG. 3, wherein the refractive index of the intermediate resin is 1.4 It is assumed.
FIG. 5 illustrates a result of calculating an image formed on a detector surface by using an orthogonal dual microlens array according to an embodiment of the present invention as a microlens array, and the refractive index of the intermediate resin is 1.45. It is assumed.
6 is a conceptual diagram schematically illustrating a case of using a circular dual micro lens array according to an embodiment of the present invention.
7 is a conceptual diagram schematically illustrating a lens for illumination in which a circular dual microlens array and a flat convex lens are bonded according to an embodiment of the present invention.
8 is a conceptual diagram of an orthogonal dual microlens array according to another embodiment of the present invention.
9 is a conceptual diagram of an orthogonal dual microlens array according to another embodiment of the present invention.
10 is a schematic conceptual view illustrating a case in which two or more lens arrays having different lens directions are alternately disposed on a lens surface in the cylindrical lens array according to an embodiment of the present invention.
11 is a diagram three-dimensionally showing a conventional general fine lens array.
12 is a schematic diagram illustrating a result of calculating an image of a light source by a lens when there is no conventional dual microlens array.
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a result of calculating an image formed on a detector surface by using the microlens array shown in FIG. 11.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that the embodiments described below are provided for illustrative purposes only, and that the present invention may be embodied with various modifications and alterations. In the following description, well-known functions or components are not described in detail to avoid obscuring the subject matter of the present invention. In addition, the attached drawings are not drawn to scale in order to facilitate understanding of the invention, but the dimensions of some of the components may be exaggerated.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 이중 미세 렌즈 배열(100)은, 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열(120,130)로써 이루어지는 미세 렌즈 배열(110)과, 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열(120,130) 사이에 구비되어, 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열(120,130)을 접착하는 접착부(150)를 포함한다.1 to 2, the dual microlens array 100 according to an embodiment of the present invention includes a microlens array 110 including first and second microlens arrays 120 and 130, and a second microlens array 110. And an adhesive part 150 provided between the first and second microlens arrays 120 and 130 to bond the first and second microlens arrays 120 and 130.

제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열(120,130)은 각각 다수 개의 렌즈부(122,132)를 포함하고, 원통형(cylindrical) 미세 렌즈 배열로 이루어진다.The first and second micro lens arrays 120 and 130 each include a plurality of lens units 122 and 132, and each includes a cylindrical micro lens array.

제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열(120,130)의 렌즈부(122,132)는 서로 마주보며 수직하게 배치된다.The lens units 122 and 132 of the first and second micro lens arrays 120 and 130 are disposed to face each other vertically.

제 1 미세 렌즈 배열(120)과 제 2 미세 렌즈 배열(130)의 렌즈부(122,132)는, 접착부(150)를 향하는 방향에 형성된다.The lens units 122 and 132 of the first microlens array 120 and the second microlens array 130 are formed in a direction toward the bonding unit 150.

제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열(120,130)의 렌즈부(122,132)는 폭이 1mm이하로 이루어지는 것이 바람직하다.Preferably, the lens parts 122 and 132 of the first and second micro lens arrays 120 and 130 have a width of 1 mm or less.

접착부(150)는, 투명한 레진으로 이루어지는 것이 바람직하다.It is preferable that the adhesion part 150 consists of transparent resin.

그리고, 접착부(150)는, 그 굴절률이 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열(120,130)의 렌즈부(122,132)와 다른 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the adhesive part 150 has a refractive index different from that of the lens parts 122 and 132 of the first and second fine lens arrays 120 and 130.

본 발명의 일실시예에 따른 이중 미세 렌즈 배열(100)의 사용 예를 살펴보면 다음과 같다.Looking at the use example of the dual microlens array 100 according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 가로 세로 폭 0.4mm인 LED 광원이 서로 0.2mm 떨어져 있고, 여기서 나오는 빛은 볼록 렌즈(200) 및 이중 미세 렌즈 배열(100)을 통과한 후 광검출판(300)에 상을 맺게 된다. 이중 미세 렌즈 배열(100)이 없을 경우에는, 광검출판(300)에는 도 12와 같은 상이 생긴다. 광원과 렌즈, 렌즈와 상면 사이 거리가 같기 때문에, 광원의 상의 크기는 광원과 같은 크기이고, 떨어져 있는 거리도 0.2mm 정도이다.As shown in FIG. 3, the LED light sources having a width and width of 0.4 mm are 0.2 mm apart from each other, and the light emitted from the LED light sources passes through the convex lens 200 and the dual fine lens array 100 and then passes through the photodetector plate 300. You will win a prize. In the absence of the dual microlens array 100, the photodetector 300 has an image as shown in FIG. 12. Since the distance between the light source and the lens and the lens and the image surface is the same, the image size of the light source is the same size as the light source, and the distance apart is about 0.2 mm.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이중 미세 렌즈 배열(100)을 사용한 경우, 조명 면에 생기는 조도 분포를 나타낸 것이다. 여기서, 이중 미세 렌즈 배열(100)은 폭이 0.5mm, 곡률 반경이 0.5mm이고, 굴절률이 1.5이고, 접착부(150)의 굴절률이 1.4이다. 이 경우, 조명 면에는 폭 2 mm 정도의 사각형 패턴이 생기고 광도가 균일함을 볼 수 있다. 접착부(150) 굴절률을 1.45로 조절하면 사각형 패턴의 폭은 도 5에서와 같이 1 mm 정도로 준다. 두 경우 모두 광원의 상 또는 광원 사이의 간격이 생기지 않는 것을 알 수 있다. 접착부(150)의 굴절률을 조절함으로써 사각형 패턴의 폭을 조절할 수 있다.4 illustrates the illuminance distribution occurring on the illumination surface when the dual microlens array 100 is used according to an embodiment of the present invention. Here, the dual microlens array 100 has a width of 0.5 mm, a radius of curvature of 0.5 mm, a refractive index of 1.5, and a refractive index of the adhesive part 150 of 1.4. In this case, a square pattern having a width of about 2 mm is formed on the illumination surface, and the luminance is uniform. When the adhesive 150 is adjusted to a refractive index of 1.45, the width of the square pattern is about 1 mm as shown in FIG. 5. In both cases, it can be seen that there is no gap between the light sources or between the light sources. The width of the rectangular pattern may be adjusted by adjusting the refractive index of the adhesive part 150.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 이중 미세 렌즈 배열은, 이중 미세 렌즈 배열이 두 장 이상 접합하여 이루어지는 다중 미세 렌즈 배열로 이루어지는 경우도 가능하고, 이 경우, 렌즈의 채움 비율이 더욱 증대될 수 있다.On the other hand, the dual microlens array according to an embodiment of the present invention, it is also possible if the dual microlens array is composed of a multi-microlens array formed by bonding two or more sheets, in this case, the filling ratio of the lens can be further increased. have.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 원형 이중 미세 렌즈 배열을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, a circular dual microlens array according to an embodiment of the present invention will be described.

도 6에 도시된 바와 같이, 원형 이중 미세 렌즈 배열(500)은, 원통형 미세 렌즈 대신 렌즈 배열(510)이 제 1 및 제 2 원형 미세 렌즈 배열(520,530)로서 이루어진다. 이때, 제 1 및 제 2 원형 미세 렌즈 배열(520,530)은, 서로 중심 위치가 엇갈리게 배치되어, 렌즈 사이의 빈 공간을 통과하는 광선이 다른 렌즈 배열의 유효 구경 부분을 통과하게 되어 렌즈의 채움 비율을 높이게 된다.As shown in FIG. 6, the circular dual fine lens array 500 includes a lens array 510 as the first and second circular fine lens arrays 520 and 530 instead of the cylindrical fine lens. In this case, the first and second circular microlens arrays 520 and 530 are arranged at staggered center positions so that light rays passing through the empty space between the lenses pass through the effective aperture portions of the other lens arrays, thereby reducing the filling ratio of the lenses. Raised.

한편, 렌즈 배열(510)은 원형 뿐만 아니라 사각형, 그 외 다각형 렌즈 배열로 이루어지는 것도 가능하다.On the other hand, the lens array 510 may be formed of a rectangular, other polygonal lens array as well as circular.

그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 조명용 렌즈를 이루는 일체형 렌즈를 살펴보면 다음과 같다.And, looking at the integrated lens constituting the illumination lens according to an embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 일체형 렌즈(600)는, 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열(120,130)을 포함하는 미세 렌즈 배열(110)과, 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열(120,130) 사이에 구비된 접착부(110)와, 제 2 미세 렌즈 배열(130)과 접합된 주 렌즈(610)를 포함한다.As shown in FIG. 7, the integrated lens 600 includes a microlens array 110 including first and second microlens arrays 120 and 130, and a first and second microlens arrays 120 and 130. The adhesive unit 110 includes a main lens 610 bonded to the second micro lens array 130.

주 렌즈(610)는 평볼록렌즈, 평오목렌즈 또는 프레넬(Fresnel)렌즈로 이루어질 수 있고, 도 7은 예시적으로, 평볼록렌즈(610)를 이용한 것으로 도시하였다.The main lens 610 may be formed of a flat convex lens, a flat convex lens, or a Fresnel lens, and FIG. 7 exemplarily shows that the flat convex lens 610 is used.

본 발명의 일실시예에 따른 일체형 렌즈(600)는, 주 렌즈와 이중 미세 렌즈 배열을 따로 사용하지 않고 일체화함으로써, 시스템을 간단하게 만들 수 있으며 표면에서 일어나는 반사 손실 또한 크게 줄일 수 있다. 도 7에서는 이중 미세 렌즈 배열이 주 렌즈 두께와 비슷한 것으로 나와 있으나, 실제 이중 미세 렌즈는 광학 시트 형태로 매우 얇게 제작이 가능하므로 주 렌즈의 두께에 변화를 거의 주지 않는다.The integrated lens 600 according to the embodiment of the present invention can simplify the system by integrating the main lens and the dual microlens array separately, and can also greatly reduce the reflection loss occurring at the surface. In FIG. 7, the dual microlens array is shown to be similar to the main lens thickness. However, since the dual microlens can be manufactured very thinly in the form of an optical sheet, there is little change in the thickness of the main lens.

본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 미세 렌즈 배열을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the dual microlens array according to another embodiment of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 이중 미세 렌즈 배열(700)은, 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열(720,730)로 이루어진 미세 렌즈 배열(710)과, 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열(720,730) 사이에 구비된 접착부(750)를 포함한다.As shown in FIG. 8, the dual microlens array 700 may include a microlens array 710 including first and second microlens arrays 720 and 730, and a first and second microlens arrays 720 and 730. It includes an adhesive portion 750 provided in.

제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열(720,730)은, 렌즈부(722,733)가 접착부(750)의 반대 방향에 형성된다.In the first and second fine lens arrays 720 and 730, the lens parts 722 and 733 are formed in the opposite direction to the adhesive part 750.

본 실시예에 따른 이중 미세 렌즈 배열(700)은, 렌즈부(722,733)가 모두 바깥 방향으로 향하게 되므로, 렌즈 곡면과 공기가 경계를 이루기 때문에 렌즈부(722,733)가 접착부(750) 방향으로 향하는 경우보다 초점 거리가 짧아지게 된다. 때문에, 본 실시예에 따른 이중 미세 렌즈 배열(700)은 초점 거리가 짧아지게 되어, 빛을 넓은 각도 퍼트리기 때문에, 광원의 눈부심 현상을 줄여주게 된다. 물론, 본 실시예에 따른 이중 미세 렌즈 배열(700) 역시 고 채움 비율(high fill factor)을 만족함은 물론이다.In the dual microlens array 700 according to the present exemplary embodiment, since the lens parts 722 and 733 are all directed outward, the lens curved parts and the air are bounded so that the lens parts 722 and 733 are directed toward the adhesive part 750. The focal length becomes shorter. Therefore, the dual microlens array 700 according to the present embodiment shortens the focal length and spreads the light at a wide angle, thereby reducing the glare of the light source. Of course, the dual microlens array 700 according to the present embodiment also satisfies a high fill factor.

본 실시예에 따른 이중 미세 렌즈 배열(700)은 접착부(750)의 굴절률이 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열(720,730)의 굴절률과 일치하는 것이 바람직하고, 접착부 없이 전체 구조를 하나의 플라스틱 성형으로 제작하는 것도 가능하다.In the dual microlens array 700 according to the present embodiment, it is preferable that the refractive indices of the adhesive parts 750 match the refractive indices of the first and second microlens arrays 720 and 730, and the entire structure is formed into one plastic molding without the adhesive parts. It is also possible to produce.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이중 미세 렌즈 배열을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the dual fine lens array according to another embodiment of the present invention.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 이중 미세 렌즈 배열(800)은, 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열(820,830)로 이루어진 미세 렌즈 배열(810)과, 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열(820,830) 사이에 구비된 접착부(850)를 포함한다.As shown in FIG. 9, the dual microlens array 800 according to the present exemplary embodiment includes a microlens array 810 including first and second microlens arrays 820 and 830, and first and second microlenses. And an adhesive portion 850 provided between the arrays 820 and 830.

제 1 미세 렌즈 배열(820)의 렌즈부(822)는 접착부(850)를 향하는 방향에 형성되고, 제 2 미세 렌즈 배열(830)의 렌즈부(833)는 접착부(850)의 반대 방향에 형성된다. 여기서, 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열(820,830)의 렌즈부(822,833)의 방향은 상술한 방향과 반대로 형성되도 무방하다. 결론적으로, 한 쪽은 안쪽을 향하고, 다른 쪽은 바깥쪽을 향하는 형성되면 족하다.The lens unit 822 of the first microlens array 820 is formed in the direction toward the bonding unit 850, and the lens unit 833 of the second microlens array 830 is formed in the opposite direction of the bonding unit 850. do. Here, the directions of the lens units 822 and 833 of the first and second fine lens arrays 820 and 830 may be opposite to the above-described directions. In conclusion, one side is inward and the other is outward.

본 실시예에 따른 이중 미세 렌즈 배열(800)은, 제 1 미세 렌즈 배열(820)의 렌즈부(822)에 의한 발산각과 제 2 미세 렌즈 배열(830)의 렌즈부(833)에 의한 발산각을 다르게 조절할 수 있어, 조명에서 방향에 따른 다른 발산각을 구현할 때 사용할 수 있다.The dual microlens array 800 according to the present exemplary embodiment has a divergence angle by the lens unit 822 of the first microlens array 820 and a divergence angle by the lens unit 833 of the second microlens array 830. Can be adjusted differently, can be used to implement a different divergence angle according to the direction in the lighting.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 원통형으로 이루어진 이중 미세 렌즈 배열의 경우, 도 10에 도시된 바와 같이, 원통형 렌즈의 방향이 다른 두 개 이상의 렌즈 배열을 렌즈면 상에서 번갈아가며 배치한 경우에, 빔 패턴을 사각형에서 사각 이상의 다각형으로 바꾸는 것도 가능하다. 즉, 렌즈 크기가 10mm×10mm 인 이중 미세 렌즈 배열인 경우, 2.5mm×2.5mm 크기의 구획으로 나누어 서로 다른 방향의 원통형 렌즈 배열을 배치하면 빔 패턴 제어가 가능하다. 보다 일반적으로, 원통형 미세 렌즈 배열은 두 장 뿐 아니라 그 이상의 장 수를 겹쳐서 만들 수 있으며 패턴 모양을 제어하는데 사용할 수 있다.On the other hand, in the case of the dual micro-lens array made of a cylindrical according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 10, when two or more lens arrays having different directions of the cylindrical lens alternately arranged on the lens surface, It is also possible to change the beam pattern from quadrangle to polygon over square. That is, in the case of a dual microlens array having a lens size of 10 mm × 10 mm, beam patterns can be controlled by dividing the cylindrical lens arrays in different directions by dividing the sections into 2.5 mm × 2.5 mm sections. More generally, cylindrical microlens arrays can be made of two or more sheets and can be used to control the pattern shape.

그리고, 이상에서는 본 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.In the above description, one embodiment of the present invention has been illustrated and described, but the present invention is not limited to the above-described specific embodiment, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.

100: 이중 미세 렌즈 배열 110: 미세 렌즈 배열
120: 제 1 미세 렌즈 배열 130: 제 2 미세 렌즈 배열
122: 렌즈부 150: 접착부
200: 볼록렌즈 300: 광검출면
600: 일체형 렌즈 610: 주 렌즈100: dual fine lens array 110: fine lens array
120: first fine lens array 130: second fine lens array
122: lens portion 150: adhesive portion
200: convex lens 300: photodetection surface
600: integrated lens 610: main lens

Claims (16)

다수 개의 렌즈부를 각각 포함하는 제 1, 제 2 미세 렌즈 배열; 및
상기 제 1 미세 렌즈 배열과 상기 제 2 미세 렌즈 배열 사이에 구비되어 상기 제 1 미세 렌즈 배열과 상기 제 2 미세 렌즈 배열을 접착하는 접착부;를 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열의 렌즈부는,
서로 수직하게 배치되며,
상기 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열은,
렌즈부가 상기 접착부를 향하는 방향에 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 미세 렌즈 배열.First and second fine lens arrays each including a plurality of lens units; And
And an adhesive part provided between the first micro lens array and the second micro lens array to bond the first micro lens array and the second micro lens array.
The lens unit of the first and second fine lens array,
Are placed perpendicular to each other,
The first and second fine lens array,
Dual lens array, characterized in that the lens portion is formed in the direction toward the adhesive portion. 제1항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열은,
원통형(cylindrical) 미세 렌즈 배열로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중 미세 렌즈 배열.The method of claim 1,
The first and second fine lens array,
A dual microlens array, characterized in that it consists of a cylindrical microlens array. 다수 개의 렌즈부를 각각 포함하는 제 1, 제 2 미세 렌즈 배열; 및
상기 제 1 미세 렌즈 배열과 상기 제 2 미세 렌즈 배열 사이에 구비되어 상기 제 1 미세 렌즈 배열과 상기 제 2 미세 렌즈 배열을 접착하는 접착부;를 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열은,
원통형 미세 렌즈 배열로 이루어지며,
상기 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열 각각은,
수평 방향에서 서로 다른 방향으로 번갈아 배치되는 것을 특징으로 하는 이중 미세 렌즈 배열.First and second fine lens arrays each including a plurality of lens units; And
And an adhesive part provided between the first micro lens array and the second micro lens array to bond the first micro lens array and the second micro lens array.
The first and second fine lens array,
It consists of a cylindrical microlens array,
Each of the first and second fine lens arrays is
Dual lens arrangement, characterized in that arranged in a different direction in the horizontal direction. 삭제delete 삭제delete 다수 개의 렌즈부를 각각 포함하는 제 1, 제 2 미세 렌즈 배열; 및
상기 제 1 미세 렌즈 배열과 상기 제 2 미세 렌즈 배열 사이에 구비되어 상기 제 1 미세 렌즈 배열과 상기 제 2 미세 렌즈 배열을 접착하는 접착부;를 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열의 렌즈부는,
서로 수직하게 배치되며,
상기 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열은,
렌즈부가 상기 접착부의 반대 방향에 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 미세 렌즈 배열.First and second fine lens arrays each including a plurality of lens units; And
And an adhesive part provided between the first micro lens array and the second micro lens array to bond the first micro lens array and the second micro lens array.
The lens unit of the first and second fine lens array,
Are placed perpendicular to each other,
The first and second fine lens array,
Dual lens array, characterized in that the lens portion is formed in the opposite direction of the adhesive portion. 다수 개의 렌즈부를 각각 포함하는 제 1, 제 2 미세 렌즈 배열; 및
상기 제 1 미세 렌즈 배열과 상기 제 2 미세 렌즈 배열 사이에 구비되어 상기 제 1 미세 렌즈 배열과 상기 제 2 미세 렌즈 배열을 접착하는 접착부;를 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열의 렌즈부는,
서로 수직하게 배치되며,
상기 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열은,
상기 제 1 미세 렌즈 배열의 렌즈부가 상기 접착부를 향하는 방향에 형성되고 상기 제 2 미세 렌즈 배열의 렌즈부가 상기 접착부의 반대 방향에 형성되거나, 또는, 상기 제 1 미세 렌즈 배열의 렌즈부가 상기 접착부의 반대 방향에 형성되고 상기 제 2 미세 렌즈 배열의 렌즈부가 상기 접착부를 향하는 방향에 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 미세 렌즈 배열.First and second fine lens arrays each including a plurality of lens units; And
And an adhesive part provided between the first micro lens array and the second micro lens array to bond the first micro lens array and the second micro lens array.
The lens unit of the first and second fine lens array,
Are placed perpendicular to each other,
The first and second fine lens array,
The lens portion of the first microlens array is formed in a direction facing the bonding portion and the lens portion of the second microlens array is formed in the opposite direction of the bonding portion, or the lens portion of the first microlens array is opposite to the bonding portion. And a lens portion of the second microlens array arranged in a direction toward the adhesive portion. 제1항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열은,
각각의 렌즈부 폭이 1mm 이하(단, 0은 포함하지 않음)인 것을 특징으로 하는 이중 미세 렌즈 배열.The method of claim 1,
The first and second fine lens array,
A dual microlens array, wherein each lens unit has a width of 1 mm or less (without 0). 제1항에 있어서,
상기 접착부는,
투명한 레진으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중 미세 렌즈 배열.The method of claim 1,
The adhesive portion
Dual fine lens array, characterized in that made of transparent resin. 제1항에 있어서,
상기 접착부는,
상기 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열의 렌즈부와 굴절률이 다른 것을 특징으로 하는 이중 미세 렌즈 배열.The method of claim 1,
The adhesive portion
And a refractive index different from that of the lens unit of the first and second fine lens arrays. 제6항에 있어서,
상기 접착부는,
상기 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열의 렌즈부와 굴절률이 일치하는 것을 특징으로 하는 이중 미세 렌즈 배열.The method according to claim 6,
The adhesive portion
And a refractive index coinciding with the lens portion of the first and second micro lens arrays. 다수 개의 렌즈부를 각각 포함하는 제 1, 제 2 미세 렌즈 배열; 및
상기 제 1 미세 렌즈 배열과 상기 제 2 미세 렌즈 배열 사이에 구비되어 상기 제 1 미세 렌즈 배열과 상기 제 2 미세 렌즈 배열을 접착하는 접착부;를 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 미세 렌즈 배열은,
원형, 사각형 또는 그 외 다각형 중 어느 하나의 렌즈 배열로 이루어지고,
두 렌즈 배열 사이의 빈 공간을 통과하는 광선이 다른 렌즈 배열의 유효 구경 부분을 통과하도록 두 렌즈 배열의 중심 위치가 서로 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 하는 이중 미세 렌즈 배열.First and second fine lens arrays each including a plurality of lens units; And
And an adhesive part provided between the first micro lens array and the second micro lens array to bond the first micro lens array and the second micro lens array.
The first and second fine lens array,
Consisting of a lens array of any one of circular, square or other polygons,
And the center positions of the two lens arrays are staggered so that light rays passing through the empty space between the two lens arrays pass through the effective aperture portion of the other lens array. 제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 이중 미세 렌즈 배열이 두 장 이상 접합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 미세 렌즈 배열.The multiple microlens array of claim 1, wherein two or more dual microlens arrays of claim 1 are bonded to each other. 제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 이중 미세 렌즈 배열;
상기 이중 미세 렌즈 배열과 접착되는 평볼록(plano-convex)렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 렌즈.A dual microlens array according to any one of claims 1 to 3 and 6 to 12;
And a plano-convex lens adhered to the dual microlens array. 제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 이중 미세 렌즈 배열;
상기 이중 미세 렌즈 배열과 접착되는 평오목(plano-concave)렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 렌즈.A dual microlens array according to any one of claims 1 to 3 and 6 to 12;
And a plano-concave lens adhered to the dual microlens array. 제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 이중 미세 렌즈 배열;
상기 이중 미세 렌즈 배열과 접착되는 프레넬(Fresnel)렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 렌즈.A dual microlens array according to any one of claims 1 to 3 and 6 to 12;
And a Fresnel lens adhered to the dual microlens array.
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