KR200473669Y1

KR200473669Y1 - 엘이디 조명기구용 광학 렌즈

Info

Publication number: KR200473669Y1
Application number: KR2020130010093U
Authority: KR
Inventors: 현 강 신; 종 선 박
Original assignee: (주)일산전자
Priority date: 2013-12-06
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2014-08-01

Abstract

엘이디 패키지의 발광소자의 전방에 설치되는 렌즈를 종래의 동일한 두께의 렌즈가 아닌 곡률반경을 달리한 광학렌즈를 사용하여 160도의 지향각을 얻어 빛이 방사형으로 퍼질 수 있도록 한 것으로, 기존의 조명기구에 사용되는 렌즈를 개선하여 160도의 지향각을 얻을 수 있는 것으로, 복잡한 공정을 거치지 않아 생산성이 향상되며, 요즘 산업계에서 요구하는 넓은 지향각을 갖는 광원을 충분히 구현시켜 주게 되고, 광을 보다 넓은 영역에 조사할 수 있는 것이다.

Description

엘이디 조명기구용 광학 렌즈{Optical Lens for LED illumination}

본 고안은 엘이디 조명기구용 광학 렌즈에 관한 것으로 보다 상세하게는 전력소모가 많은 백열전구나 이와 유사한 광원을 사용하는 대신에 전력소모가 적은 엘이디를 도입하여 절전 효과를 높이되, 광이 고르게 효과적으로 배광되는 엘이디 조명기구용 광학 렌즈에 관한 것이다.

일반적으로, 엘이디(LED; Light emission diode)는 고효율, 초절전, 소형화, 다양한 색 표현, 경량화, 친환경 발광소자로서,미래의 조명용 광원으로 주목받고 있는 것으로, 반도체의 P-N 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 정공)를 만들어내고, 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 것이다.

현재, 조명용 광원으로 사용되는 엘이디에 대해서는 다양한 색 표현, 넓은 지향각, 긴 수명 등을 점차적으로 요구하는 추세이다.

현재, 이와 같은 엘이디(발광소자)는 전자부품에 패키지형태로 많이 채택되고 있다. 그리고, 대부분의 엘이디 패키지에는 광 지향각을 넓히기 위해 구면형상의 렌즈를 추가적으로 설치한다.

요즘 조명분야에서는 150도 또는 그 이상의 넓은 지향각의 광원을 요구하는 추세이다. 즉, 형광램프처럼 빛이 방사형으로 넓게 퍼지는 특성을 갖는 광원을 요구하는 추세이다. 이는 넓은 지향각 특성의 엘이디 패키지를 사용함에 따라 적은 갯수의 엘이디 사용으로 인한 원가 절감과 실내조명이나 가이드 조명, 연출 조명 등에서 은은한 분위기를 연출하기 위한 움직임의 결과이다.

현재의 렌즈로는 120도의 지향각을 얻을 수 있어, 120도 이상의 넓은 지향각을 얻기 위해 다양한 형태로의 연구가 이루어지고 있으며, 동일 기술분야의 선행기술로는 특허 출원번호 10-2006-0016701호가 고안되어 사용되고있다.

종래의 렌즈는 구면형상으로 제작되고 있으며, 구면형상의 렌즈로는 넓은 지향각을 얻기 힘들어 렌즈의 상면을 파장 변환 몰딩부 상면과 동일한 곡률을 갖는 돔 구조로 형성함으로써, 광 중심으로부터 수지 경계면의 곡률 변화없이 광 추출 효과를 얻으며, 균일한 색상을 발산하고 있으나 이와 같은 종래의 기술은 실장 영역 및 전극을 구비하며, 상기 실장 영역에 발광 다이오드 칩이 실장된 패키지 기판을 구비하고, 상기 발광 다이오드 칩을 포장하며, 위로 볼록한 구조를 갖는 형광체 막 및 상기 형광체 막을 포장하며, 위로 볼록한 구조를 갖는 수지 포장부를 포함하는 발광 다이오드 패키지로 구성되어 있어 제조 공정이 많아 생산성이 저하되며, 제조원가가 높아지는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 엘이디 패키지의 발광소자의 전방에 설치되는 렌즈를 종래의 동일한 두께의 렌즈가 아닌 곡률반경을 달리한 광학렌즈를 사용하여 160도의 지향각을 얻어 빛이 방사형으로 퍼질 수 있도록 한 것이다.

이와 같이 된 본 고안은 기존의 조명기구에 사용되는 렌즈를 개선하여 160도의 지향각을 얻을 수 있는 것으로, 복잡한 공정을 거치지 않아 생산성이 향상되며, 요즘 산업계에서 요구하는 넓은 지향각을 갖는 광원을 충분히 구현시켜 주게 되고, 광을 보다 넓은 영역에 조사할 수 있는 것이다.

도 1은 본 고안에 의한 엘이디 조명기구용 광학 렌즈의 사시도
도 2는 본 고안에 의한 엘이디 조명기구용 광학 렌즈의 저면도
도 3은 본 고안에 의한 엘이디 조명기구용 광학 렌즈의 단면도
도 4는 본 고안의 실시예에 따른 렌즈가 채용된 엘이디 조명기구에서 발산된 광을 나타낸 챠트
도 5는 종래의 렌즈가 채용된 엘이디 조명기구에서 발산된 광을 나타낸 챠트
도 6은 본 고안의 다른 실시예로써 내부에 볼록렌즈와 오목렌즈가 더 구비된 광학 렌즈의 단면도
도 7은 본 고안의 다른 실시예로써 이중으로 형성된 광학 렌즈의 단면도
도 8은 본 고안의 다른 실시예로써 엘이디에 각각 광학 렌즈를 씌워 빛의 확산을 효율적으로 할 수 있도록 한 상태의 단면도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예에 따른 엘이디 조명기구용 광학 렌즈에 대하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

엘이디 패키지의 발광소자의 전방에 설치되는 렌즈에 있어서,

발광소자와 기판이 구비된 엘이디 조명기구의 홈에 삽입하여 개구부를 덮을 수 있도록 체결부(11)가 하측 둘레방향으로 형성되어 있으며, 체결부(11)의 상측으로는 조명기구 소켓의 상측에 맞닿아 견고하게 고정되는 단턱(12)이 형성되어 있으며, 상측으로 갈수록 두께가 얇아져 빛을 확산하기 용이한 형태로 확산부(13)가 구비된 광학렌즈(10)에 관한 것이다.

이와 같이 된 본 고안을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5에서 보는 바와 같이 종래의 렌즈는 대략 110°~ 120°정도의 지향각을 얻을 뿐임을 알 수 있으며, 도 4를 참고하여 보면 본 고안에 의한 렌즈는 확산부(13)에 의해 빛이 확산되어 대략 140°~ 150°의 지향각을 얻을 수 있는 것이다.

특히, 요즘 조명분야에서는 150도 또는 그 이상의 넓은 지향각의 광원을 요구하는 추세이다. 즉, 형광램프처럼 빛이 방사형으로 넓게 퍼지는 특성을 갖는 광원을 요구하는 것으로, 이는 넓은 지향각 특성의 엘이디 패키지를 사용함에 따라 적은 갯수의 엘이디 사용으로 인한 원가 절감과 실내조명이나 가이드 조명, 연출 조명 등에서 은은한 분위기를 연출할 수 있는 것이다.

도 6은 본 고안의 다른 실시예로써 내부에 볼록렌즈(14)와 오목렌즈(15)가 더 구비된 광학 렌즈의 단면도이며, 이를 참고하여 보면 광학 렌즈(10)의 내측에 위치하게 되는 엘이디(17)에서 빛을 발산하면 볼록렌즈(14)와 오목렌즈(15)에 의해 빛이 굴절되어 빛의 확산이 더 원활하게 이루어지게 되는 것이다.

도 7은 본 고안의 다른 실시예로써 이중으로 형성된 광학 렌즈의 단면도로써, 광학 렌즈(10)의 내부에 이중 광학렌즈(16)를 구비하여 엘이디(17)에서 발산되는 빛이 이중 광학렌즈(16)와 광확 렌즈(10)를 거치며 두 번 확산되어 빛이 넓은 지향각을 가지게 되는 것이다.

도 8은 본 고안의 다른 실시예로써 엘이디에 각각 광학 렌즈를 씌워 빛의 확산을 효율적으로 할 수 있도록 한 상태의 단면도로써 광학 렌즈(10)의 내부에 위치한 엘이디(17)에 각각 이중 광학렌즈(18)를 구비하여 엘이디(17)에서 발산되는 빛이 이중 광학렌즈(18)와 광확 렌즈(10)를 거치며 두 번 확산되어 빛이 넓은 지향각을 가지게 되는 것이다.

10; 광학 렌즈
11; 체결부
12; 단턱
13; 확산부
14; 볼록렌즈
15; 오목렌즈
16; 이중 광학 렌즈
17; 엘이디
18; 이중 광학 렌즈

Claims

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엘이디 패키지의 발광소자의 전방에 설치되는 렌즈의 구성이 발광소자와 기판이 구비된 엘이디 조명기구의 홈에 삽입하여 개구부를 덮을 수 있도록 체결부(11)가 하측 둘레방향으로 형성되어 있으며, 체결부(11)의 상측으로는 조명기구 소켓의 상측에 맞닿아 견고하게 고정되는 단턱(12)이 형성되어 있으며, 상측으로 갈수록 두께가 얇아져 빛을 확산하기 용이한 형태로 확산부(13)가 구비된 엘이디 조명기구용 광학 렌즈광학 렌즈에 있어서,
광학 렌즈(10)의 내부에 볼록렌즈(14)와 오목렌즈(15)가 더 구비되어, 광학 렌즈(10)의 내측에 위치하게 되는 엘이디(17)에서 빛을 발산하면 볼록렌즈(14)와 오목렌즈(15)에 의해 빛이 굴절되어 빛의 확산이 더 원활하게 이루어지게 되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기구용 광학 렌즈.
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