KR101593789B1 - Complex aspherical lens - Google Patents

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Abstract

본 발명은 임의의 서로 다른 곡률을 갖도록 렌즈의 반사면과 출사면을 형성하여 렌즈를 통해 출사되는 빛이 평행 배광을 형성하도록 개선한 복합 비구면 렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명은 입사부와 반사부와 출사부를 구비한 복합 비구면 렌즈로서, 상기 입사부와, 반사부와, 출사부는 임의의 곡률을 갖는 적어도 하나 이상의 비구면을 형성한 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 렌즈의 입사면과 반사면과 출사면이 임의의 서로 다른 곡률을 갖도록 형성하여 빛의 출력 경로가 임의의 방향으로 제어되도록 함으로써, 빛이 평행 배광을 형성하고 빛의 집광 효율을 개선할 수 있고, 반사면에서 반사된 빛과 출사면에서 출사되는 빛의 출력 경로를 제어함으로써, 사용자가 원하는 배광 패턴으로 빛을 출사할 수 있는 장점이 있다.It is an object of the present invention to provide a composite aspheric lens in which a reflection surface and an emission surface of a lens are formed so as to have arbitrary different curvatures so that light emitted through the lens forms parallel light distribution. To this end, the present invention is a composite aspherical lens having an incident portion, a reflecting portion and an emitting portion, wherein the incident portion, the reflecting portion, and the emitting portion are formed with at least one aspherical surface having an arbitrary curvature. Therefore, according to the present invention, the incidence plane, the reflection plane and the emission plane of the lens are formed to have arbitrary different curvatures so that the light output path is controlled in an arbitrary direction so that the light forms a parallel light distribution, There is an advantage that light can be emitted in a desired light distribution pattern by controlling the output path of the light reflected from the reflection surface and the light emitted from the emission surface.

Description

복합 비구면 렌즈 {COMPLEX ASPHERICAL LENS}[0001] COMPLEX ASPHERICAL LENS [0002]

본 발명은 복합 비구면 렌즈에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 임의의 서로 다른 곡률을 갖도록 렌즈의 반사면과 출사면을 형성하여 렌즈를 통해 출사되는 빛이 평행 배광을 형성하도록 개선한 복합 비구면 렌즈에 관한 것이다.
The present invention relates to a composite aspherical lens, and more particularly, to a composite aspherical lens having a reflection surface and an emission surface of a lens so as to have arbitrary curvature so that light emitted through the lens forms parallel light distribution .

일반적으로, LED는 현재까지 그 특성상 조명하는 광의 조사 즉 방사각이 매우 크기 때문에, 광범위한 영역을 조사하는 역할 또는 가까운 거리를 조명하는 역할로서 주로 사용되었다.In general, LEDs have been used mainly as a function of irradiating a wide area or illuminating a close range since the irradiation of the illuminating light, that is, the radiation angle is very large up to now.

이러한 LED는 그 특성상 방사각이 매우 크기 때문에, 원거리의 국부적인 영역을 조사하는 역할로는 에텐듀(etendue) 문제가 발생하여 효율적으로 광을 사용하지 못하였다.Since the LED has a very large radiation angle due to its characteristics, the etendue problem occurs as a role of investigating the local region at a long distance, so that the light can not be efficiently used.

따라서, 이러한 문제를 최소화하기 위해 LED에서 방사되는 광을 집광시키기 위한 집광 렌즈가 도 1과 같이 개발되었다.Accordingly, in order to minimize such a problem, a condenser lens for condensing the light emitted from the LED has been developed as shown in Fig.

도 1은 종래기술에 따른 집광용 렌즈를 나타낸 단면도로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 집광 렌즈(10)는 LED(2)의 광이 방사되는 측에 배치되어 설치된다.FIG. 1 is a cross-sectional view of a light-converging lens according to the related art. As shown in FIG. 1, the conventional condensing lens 10 is disposed on the side where the light of the LED 2 is emitted.

상기 집광 렌즈(10)는 몸체(11)의 전체가 투명한 유리와 같은 재질로 형성되고, 그 상면은 상방향으로 볼록한 곡면의 비구면 렌즈면(12)으로 형성된다.The entire body 11 of the condenser lens 10 is formed of a material such as transparent glass, and the upper surface of the condenser lens 10 is formed of an aspherical lens surface 12 having an upward convex curved surface.

이와 같이 형성된 비구면렌즈의 집광 렌즈(10)로 인해 180°로 방사되는 LED(2)의 광은 집광 렌즈(10)의 평탄한 하면을 투과하여 상면의 비구면 렌즈면(12)에서 대략 150° 미만의 방사각으로 집광되어 조사된다.Due to the condenser lens 10 of the aspheric lens thus formed, the light of the LED 2 emitted at 180 degrees is transmitted through the flat bottom surface of the condenser lens 10 to be incident on the aspherical surface 12 of the upper surface, It is collected by a radiation angle.

그러나, 이와 같이 이루어진 종래의 집광 렌즈(10)는 비구면 렌즈면(12)에 의해 광축(4) 부근에서는 집광효율이 다소 향상되지만, 이러한 집광효율은 광축(4) 부근에만 국한되게 형성되고, 광축(4)과 먼 집광 렌즈(10)의 가장자리 부위에서는 광이 광축(4)과는 먼 외측방향으로 굴절되어 확산되므로 인해 원거리를 국부적으로 조명하는 데 있어서는 한계가 있는 문제가 있었다.However, in the conventional condenser lens 10 constructed as described above, the condensing efficiency is somewhat improved near the optical axis 4 by the aspheric lens surface 12. However, such condensing efficiency is limited only to the vicinity of the optical axis 4, The light is refracted and diffused in the outward direction away from the optical axis 4 at the edge portions of the light converging lens 4 and the far converging lens 10, which has a problem in locally illuminating the far distance.

한국 특허등록번호 제10-0756174호에는 LED에서 방사된 광을 모두 광축에 평행한 직진성을 갖도록 집광시켜주는 집광 렌즈가 개시되었다.Korean Patent Registration No. 10-0756174 discloses a condenser lens that condenses all light emitted from an LED so as to have a directivity parallel to the optical axis.

도 2에 나타낸 바와 같이, LED(2)에서 방사되는 광의 손실을 감소시키고, 원거리의 국부적인 영역을 효율적으로 조명할 수 있도록 투명한 몸체(11')로 이루어지고, 상기 몸체(11')의 중앙부에 볼록한 비구면렌즈로 이루어진 제 1 렌즈부(20)와, 상기 제 1 렌즈부(20)의 테두리부위를 감싸는 제 2 렌즈부(30)로 구성된다.As shown in FIG. 2, is made of a transparent body 11 'for reducing the loss of light emitted from the LED 2 and efficiently illuminating a local area at a long distance, A first lens unit 20 made of a convex aspheric lens and a second lens unit 30 surrounding a rim of the first lens unit 20.

또한, 상기 제 1 렌즈부(20)는 대칭되는 면 즉 상,하면에 서로 다른 크기로 볼록한 제 1 및 2 비구면 렌즈면(21, 22)이 형성되고, 상기 제 2 렌즈부(30)는 상기 제 1 비구면 렌즈면(22)의 외주연에서 돌출 형성되어 LED(2)가 삽입되며 상기 LED(2)에서 방사된 빛이 입사되어 굴절되는 입사면(31)과, 상기 입사면(31)에서 제 2 비구면 렌즈면(22)측으로 갈수록 점차적으로 넓어지는 타원형 곡면으로 경사지게 연장 형성되어 LED(2)의 광을 전반사시키는 반사면(32)과, 상기 반사면(32)에서 제 2 비구면 렌즈면(22)측으로 오목한 곡면으로 경사지게 연장 형성되어 전반사된 LED(2)의 광을 광축(4)에 평행한 광으로 굴절시켜 출사시키는 출사면(33)을 포함하여 구성된다.The first lens unit 20 has first and second aspherical lens surfaces 21 and 22 which are convex on the symmetrical surfaces, that is, upper and lower surfaces, and the second lens unit 30 has convex surfaces, An incident surface 31 protruding from the outer periphery of the first aspherical lens surface 22 and inserted with the LED 2 and refracted by the light emitted from the LED 2; A reflecting surface 32 extending obliquely to an elliptic curved surface gradually becoming wider toward the second aspherical lens surface 22 so as to totally reflect the light of the LED 2 and a reflecting surface 32 which reflects light of the second aspherical surface And an exit surface 33 extending obliquely to the curved surface concave toward the optical axis 4 and deflecting the light of the totally reflected LED 2 into light parallel to the optical axis 4 and emitting the light.

그러나 이러한 종래기술에 따른 집광 렌즈(10')는 제 1 및 제 2 비구면 렌즈면(21, 22)을 통과하는 빛(L1)과, 반사면(32)에서 제 2 비구면 렌즈면(22)측으로 전반사하는 빛(L2)은 광축에 평행한 광으로 굴절되어 출사되지만, 상기 반사면(32)에서 전반사되지 못하고 측면으로 출사되는 일부의 빛(L3)은 집광되지 못하여 렌즈의 집광 효율이 감소하는 문제점이 있다.However, the condensing lens 10 'according to the related art has a configuration in which the light L1 passing through the first and second aspherical lens surfaces 21 and 22 and the light L1 passing through the reflecting surface 32 toward the second aspherical lens surface 22 The total reflection light L2 is refracted by the light parallel to the optical axis and emitted, but the light L3, which is not totally reflected by the reflection surface 32 and is emitted to the side, is not condensed, .

또한, 종래 기술에 따른 비구면 렌즈는 하나의 비구면으로 이루어져 있기 때문에 광선의 영역별 입사 각도에 대해 유기적으로 최적화된 방사각을 제공하는데 한계가 있는 문제점이 있다.
In addition, since the aspherical lens according to the related art is composed of one aspherical surface, there is a problem that it is limited to provide a radiation angle that is organically optimized with respect to the angle of incidence of each ray region.

한국 특허등록번호 제10-0756174호Korean Patent Registration No. 10-0756174

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 임의의 서로 다른 곡률을 갖도록 렌즈의 반사면과 출사면을 형성하여 렌즈를 통해 출사되는 빛이 평행 배광을 형성하도록 개선한 복합 비구면 렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.
In order to solve such problems, it is an object of the present invention to provide a composite aspheric lens in which a reflection surface and an emission surface of a lens are formed to have arbitrary different curvatures so that light emitted through a lens forms parallel light distribution do.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 입사부와 반사부와 출사부를 구비한 복합 비구면 렌즈로서, 광원부에서 출력된 빛이 일정 각도로 굴절하여 반사부에 입사되도록 임의의 곡률을 갖는 비구면을 형성한 입사부; 임의의 곡률이 형성되고, 상기 입사부에서 입사된 빛을 전반사하는 복수의 비구면을 형성한 반사부; 및 임의의 곡률이 형성되고, 상기 입사부로 입사된 빛과, 상기 반사부에서 전반사된 빛이 일정 각도로 굴절하여 광축(C1)에 평행하게 출력되도록 복수의 비구면을 형성한 출사부를 포함하고, 상기 입사부는 광원부에서 전면으로 출사되는 빛이 입사하는 제 1 입사면; 및 상기 광원부에서 측면으로 출사되는 빛이 입사하는 제 2 입사면을 더 포함하고, 상기 제 2 입사면은 볼록 형상의 비구면 또는 오목 형상의 비구면 중 어느 하나의 비구면으로 형성한 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a composite aspherical lens having an incident portion, a reflecting portion, and an emitting portion, the aspherical surface having an arbitrary curvature so that light output from the light source is refracted at a predetermined angle, Incidence; A reflector in which an arbitrary curvature is formed and a plurality of aspherical surfaces for totally reflecting the light incident from the incident portion are formed; And an exit portion in which a plurality of aspherical surfaces are formed so that light incident on the incidence portion and light totally reflected by the reflection portion are refracted at a certain angle and output in parallel to the optical axis C1, The incidence portion includes a first incidence surface on which light emitted from the light source portion to the front is incident; And a second incident surface through which light emitted to the side surface of the light source section is incident, wherein the second incident surface is formed of any one of aspheric surfaces of a convex aspherical surface or a concave aspherical surface.

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또한, 본 발명에 따른 상기 반사부는 비구면의 제 1 반사면, 제 2 반사면, 제 3 반사면이 출사부 방향으로 순차적으로 형성되고, 상기 제 1 내지 제 3 반사면에서 전반사된 빛은 출사부의 특정 영역으로 반사되도록 하는 것을 특징으로 한다.The reflector according to the present invention is characterized in that the first reflection surface, the second reflection surface, and the third reflection surface of the aspherical surface are sequentially formed in the direction of the emission part, and the light totally reflected by the first to third reflection surfaces And is reflected to a specific area.

또한, 본 발명에 따른 상기 출사부는 비구면의 제 1 출사면, 제 2 출사면, 제 3 출사면, 제 4 출사면이 광축(C1)에서 반경방향으로 순차 형성되고, 상기 제 1 내지 제 4 출사면은 입사부에서 입사된 빛과 반사부에서 전반된이 상기 광축(C1)에 평행한 광으로 굴절시켜 출사되도록 하는 것을 특징으로 한다.Further, the emitting portion according to the present invention is characterized in that the first emitting surface, the second emitting surface, the third emitting surface, and the fourth emitting surface of the aspherical surface are sequentially formed in the radial direction on the optical axis C1, The surface is characterized in that the light incident on the incident portion and the light propagated in the reflecting portion are refracted by the light parallel to the optical axis (C1) and emitted.

또한, 본 발명에 따른 복합 비구면 렌즈의 상기 입사부와, 반사부와, 출사부는 폴리이미드(PI) 수지, 폴리에스터(PET) 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
The incident portion, the reflection portion, and the emission portion of the composite aspheric lens according to the present invention may be made of polyimide (PI) resin, polyester resin, acrylic resin, polycarbonate (PC) resin, polymethylmethacrylate (PMMA) resin.

본 발명은 렌즈의 입사면과 반사면과 출사면이 임의의 서로 다른 곡률을 갖도록 형성하여 빛의 출력 경로가 임의의 방향으로 제어되도록 함으로써, 빛이 평행 배광을 형성하고 빛의 집광 효율을 개선할 수 있는 장점이 있다.In the present invention, the incident surface of the lens, the reflection surface and the emission surface are formed to have arbitrary different curvatures so that the output path of light is controlled in an arbitrary direction so that light forms parallel light distribution and improves light collection efficiency There are advantages to be able to.

또한, 본 발명은 반사면에서 반사된 빛과 출사면에서 출사되는 빛의 출력 경로를 제어함으로써, 사용자가 원하는 배광 각도와 배광 패턴으로 빛을 출사할 수 있는 장점이 있다.Further, the present invention has an advantage in that light can be emitted in a light distribution angle and a light distribution pattern desired by the user by controlling the output path of the light reflected from the reflection surface and the light emitted from the emission surface.

또한, 본 발명은 광원부의 전면 및 측면에서 입사되는 영역별로 렌즈에 비구면을 형성하여 입사되는 빛의 영역별로 전반사하여 초협각의 평행광을 제공할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention is advantageous in that an aspherical surface is formed in the lens by the incident area on the front surface and the side surface of the light source part, and the light is totally reflected by the incident light area to provide parallel light of a very narrow angle.

또한, 본 발명은 배광각을 개선함과 동시에 렌즈의 크기를 감소시킬 수 있어 조명장치의 크기를 축소시킬 수 있는 장점이 있다.
Further, the present invention is advantageous in that the size of the illumination device can be reduced because the angle of view can be improved and the size of the lens can be reduced.

도 1 은 종래기술에 따른 렌즈의 실시예를 나타낸 단면도.
도 2 는 종래기술에 따른 다른 렌즈의 실시예를 나타낸 단면도.
도 3 은 본 발명에 따른 복합 비구면 렌즈의 일 실시예를 나타낸 사시도.
도 4 는 도 3에 따른 복합 비구면 렌즈의 구조를 나타낸 단면도.
도 5 는 본 발명에 따른 복합 비구면 렌즈의 다른 실시예를 나타낸 일부 단면도.1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a lens according to the prior art;
2 is a cross-sectional view showing an embodiment of another lens according to the prior art;
3 is a perspective view showing an embodiment of a composite aspherical surface lens according to the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a structure of a composite aspheric lens according to FIG. 3;
5 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of a composite aspheric lens according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 복합 비구면 렌즈의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 복합 비구면 렌즈의 일 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3에 따른 복합 비구면 렌즈의 구조를 나타낸 단면도이다.FIG. 3 is a perspective view illustrating an embodiment of a composite aspheric lens according to the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the structure of a composite aspheric lens according to FIG.

도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합 비구면 렌즈(100)는 입사부(110)와, 반사부(120)와, 출사부(130)를 형성한 종 모양의 투명 부재로서, 폴리이미드(PI) 수지, 폴리에스터(PET) 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 중 어느 하나로 제조되고, 상기 입사부(110)와, 반사부(120)와, 출사부(130)는 임의의 곡률을 갖는 적어도 하나 이상의 비구면을 형성한다.3 and 4, the composite aspheric lens 100 according to the first embodiment of the present invention includes an incident portion 110, a reflection portion 120, and a bell shape (PET) resin, an acrylic resin, a polycarbonate (PC) resin, and a polymethyl methacrylate (PMMA) resin, and the incident portion 110 is made of a transparent material, The reflecting portion 120, and the emitting portion 130 form at least one aspherical surface having an arbitrary curvature.

상기 입사부(110)는 복합 비구면 렌즈(100)의 몸체 하부에 홈부를 형성하며 설치되고, 광원부(200)에서 출력된 빛이 일정 각도로 굴절하여 반사부(120)에 입사되도록 임의의 곡률을 갖는 비구면을 형성한 구성으로서, 제 1 입사면(111)과, 제 2 입사면(112)을 포함하여 구성된다.The incidence part 110 is provided to form a groove in the lower part of the body of the composite aspheric lens 100 and has an arbitrary curvature such that the light output from the light source part 200 is refracted at a certain angle and incident on the reflection part 120 And includes a first incident surface 111 and a second incident surface 112. The first incident surface 111 and the second incident surface 112 are formed in the aspheric surface.

상기 제 1 입사면(111)은 광원부(200)에서 전면(도면상에서 상방향)으로 출사되는 빛이 입사하는 부분으로서, 광축(C1)과 평행한 입사각을 갖는 빛 또는 상기 광축(C1)과 일정 각도 이하의 입사각을 갖는 빛이 입사된다.The first incidence surface 111 is a portion to which light emitted in a front direction (upward in the figure) enters the light source unit 200 and is a light having an incident angle parallel to the optical axis C1, Light having an incident angle smaller than the angle is incident.

상기 제 2 입사면(112)은 광원부(200)에서 양측방향으로 출사되는 빛 즉 광축(C1)을 중심으로 일정 각도 이상의 입사각을 갖는 빛이 입사되는 부분으로서, 상기 제 2 입사면(112)은 상기 광축(C1)방향으로 돌출된 볼록 형상의 비구면으로 이루어진다.The second incident surface 112 is a part of the light incident on the light source 200 in the direction of both sides, that is, the light incident on the optical axis C1, And a convex aspheric surface protruding in the direction of the optical axis C1.

상기 광축(C1)방향으로 돌출된 볼록 형상의 제 2 입사면(112)은 입사되는 빛을 반사부(120)의 하단까지 굴절되도록 함으로써, 상기 반사부(120)의 전반사 유도를 통해 렌즈의 집광 효율이 더욱 증가될 수 있게 한다.The convex second incident surface 112 protruding in the direction of the optical axis C1 causes the incident light to be refracted to the lower end of the reflector 120 so that the condensed light of the lens So that the efficiency can be further increased.

상기 반사부(120)는 임의의 곡률을 형성한 다수의 비구면을 포함하고, 상기 입사부(110)를 통해 입사된 빛을 출사부(130) 방향으로 전반사하는 구성으로서, 제 1 반사면(121)과, 제 2 반사면(122)과, 제 3 반사면(123)을 포함하여 구성된다.The reflector 120 includes a plurality of aspherical surfaces forming an arbitrary curvature and totally reflects the light incident through the incidence portion 110 toward the output portion 130. The first reflector 121 A second reflection surface 122, and a third reflection surface 123. The second reflection surface 122 is a reflection surface.

상기 제 1 반사면(121)은 반사부(120)의 하단에 임의의 곡률을 갖는 비구면의 부재로 형성되고, 광원부(200)에서 출력된 빛이 제 2 입사면(112)에 임의의 입사각으로 입사되면, 상기 입사된 빛을 출사부(130)의 특정 영역으로 전반사되도록 한다.The first reflection surface 121 is formed as an aspherical surface member having an arbitrary curvature at the lower end of the reflection unit 120 and the light output from the light source unit 200 is incident on the second incident surface 112 at an arbitrary incident angle The incident light is totally reflected to a specific area of the output unit 130. [

상기 제 2 반사면(122)은 제 1 반사면(121)의 상부에 임의의 곡률을 갖는 비구면의 부재로 형성되고, 광원부(200)에서 출력된 빛이 제 2 입사면(112)에 임의의 입사각으로 입사되면, 상기 입사된 빛을 출사부(130)의 특정 영역으로 전반사되도록 한다.The second reflecting surface 122 is formed as an aspherical surface member having an arbitrary curvature on the first reflecting surface 121 and the light output from the light source unit 200 is incident on the second incident surface 112 at an arbitrary The incident light is totally reflected to a specific region of the output unit 130.

상기 제 3 반사면(123)은 제 2 반사면(122)의 상부에 임의의 곡률을 갖는 비구면의 부재로 형성되고, 광원부(200)에서 출력된 빛이 제 2 입사면(112)에 임의의 입사각으로 입사되면, 상기 입사된 빛을 출사부(130)의 특정 영역으로 전반사되도록 한다.The third reflection surface 123 is formed as an aspherical surface member having an arbitrary curvature on the second reflection surface 122 and the light output from the light source unit 200 is incident on the second incident surface 112 at an arbitrary The incident light is totally reflected to a specific region of the output unit 130.

또한, 상기 제 1 내지 제 3 반사면(121, 122, 123)은 서로 다른 곡률을 형성하고, 상기 제 1 내지 제 3 반사면(121, 122, 123)에서의 전반사 각도를 조절함으로써, 렌즈 전체의 크기를 감소시킬 수도 있게 된다.The first through third reflecting surfaces 121, 122 and 123 form different curvatures and the total reflection angle of the first through third reflecting surfaces 121, 122 and 123 is adjusted, As shown in FIG.

상기 출사부(130)는 입사부(110)로 입사된 빛과 반사부(120)에서 전반사된 빛이 광축(C1)과 평행하게 출력되도록 일정 각도의 출사각을 형성하는 구성으로서, 임의의 곡률을 갖는 다수의 비구면으로 구성되며, 제 1 출사면(131)과, 제 2 출사면(132)과, 제 3 출사면(133)과, 제 4 출사면(134)을 포함하여 구성된다. The output unit 130 is configured to form an output angle at a certain angle so that the light incident on the incident unit 110 and the light totally reflected by the reflection unit 120 are output in parallel with the optical axis C1. And includes a first exit surface 131, a second exit surface 132, a third exit surface 133, and a fourth exit surface 134. The first exit surface 131, the second exit surface 132, the third exit surface 133,

상기 제 1 출사면(131)은 출사부의 중앙에 임의의 곡률을 갖도록 돌출된 반구 형상으로 형성되어 입사면(111)에서 입사된 빛(L1)을 광축(C1)과 평행하게 출력되도록 굴절시켜 출사되도록 한다.The first exit surface 131 is formed in a hemispherical shape protruding to have an arbitrary curvature at the center of the exit portion so that the light L1 incident on the entrance surface 111 is refracted so as to be output in parallel with the optical axis C1, .

상기 제 2 출사면(132)은 제 1 출사면(131)의 둘레에 임의의 곡률을 갖도록 돌출된 비구면의 링 형상으로 형성되어 제 1 반사면(121)에서 전반사된 빛(L2)를 광축(C1)과 평행하게 또는 임의의 방향으로 출력되도록 굴절시켜 출사한다.The second exit surface 132 is formed in an aspheric ring shape protruding to have an arbitrary curvature around the first exit surface 131 so that the light L2 totally reflected by the first reflection surface 121 is reflected by the optical axis C1 so as to be output in an arbitrary direction.

또한, 상기 제 2 출사면(132)의 굴절각은 제 1 반사면(121)에서 전반사되는 빛의 반사각과 대응하도록 구성함으로써, 상기 제 1 반사면(121)에서 전반사되어 제 2 출사면(132)으로 출사되는 빛(L2)의 배광 패턴을 조절할 수 있도록 한다.The angle of refraction of the second exit surface 132 corresponds to the angle of reflection of light totally reflected by the first reflection surface 121 so that the second exit surface 132 is totally reflected by the first reflection surface 121, So that the light distribution pattern of the light L2 emitted from the light source can be adjusted.

상기 제 3 출사면(133)은 제 2 출사면(132)의 둘레에 임의의 곡률을 갖도록 돌출된 비구면의 링 형상으로 형성되어 제 2 반사면(122)에서 전반사된 빛(L3)을 광축(C1)과 평행하게 또는 임의의 방향으로 출력되도록 굴절시켜 출사한다.The third exit surface 133 is formed in an aspheric ring shape protruding to have an arbitrary curvature around the second exit surface 132 so that the light L3 totally reflected by the second reflection surface 122 is reflected by the optical axis C1 so as to be output in an arbitrary direction.

또한, 상기 제 3 출사면(133)의 굴절각은 제 2 반사면(122)에서 전반사되는 빛의 반사각과 대응하도록 구성함으로써, 상기 제 2 반사면(122)에서 전반사되어 제 3 출사면(133)으로 출사되는 빛(L3)의 배광 패턴을 조절할 수 있도록 한다.The angle of refraction of the third exit surface 133 corresponds to the angle of reflection of light totally reflected by the second reflection surface 122 so that the third exit surface 133 is totally reflected by the second reflection surface 122, So that the light distribution pattern of the light L3 emitted from the light source can be adjusted.

상기 제 4 출사면(134)은 제 3 출사면(133)의 둘레에 임의의 곡률을 갖도록 돌출된 비구면의 링 형상으로 형성되어 제 3 반사면(123)에서 전반사된 빛(L4)을 광축(C1)과 평행하게 또는 임의의 방향으로 출력되도록 굴절시켜 출사한다.The fourth exit surface 134 is formed in an aspheric ring shape protruding to have an arbitrary curvature around the third exit surface 133 so that the light L4 totally reflected by the third reflection surface 123 is reflected by the optical axis C1 so as to be output in an arbitrary direction.

또한, 상기 제 4 출사면(134)의 굴절각은 제 3 반사면(123)에서 전반사되는 빛의 반사각과 대응하도록 구성함으로써, 상기 제 3 반사면(123)에서 전반사되어 제 4 출사면(134)으로 출사되는 빛(L4)의 배광 패턴을 조절할 수 있도록 한다.The reflection angle of the fourth exit surface 134 corresponds to the reflection angle of the light totally reflected by the third reflection surface 123 so that the fourth exit surface 134 is totally reflected by the third reflection surface 123, So that the light distribution pattern of the light L4 emitted from the light source can be adjusted.

상기 광원부(200)는 빛을 출력하는 광원 모듈로서, 바람직하게는 LED 칩으로 구성된 광원 모듈이다.
The light source unit 200 is a light source module that outputs light, and is preferably a light source module including an LED chip.

도 5는 본 발명에 따른 복합 비구면 렌즈의 다른 실시예를 나타낸 일부 단면도로서, 제 2 실시예에 따른 복합 비구면 렌즈(100')는 상술한 제 1 실시예에 따른 복합 비구면 렌즈와 입사부(110')의 형상에서 차이점이 있다.5 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of the composite aspheric lens according to the present invention. The composite aspheric lens 100 'according to the second embodiment includes the composite aspheric lens according to the first embodiment and the incidence portion 110 ').

즉 제 2 실시예에 따른 복합 비구면 렌즈(100')의 입사부(110')는 광원부(200)에서 출력된 빛이 일정 각도로 굴절하여 반사부에 입사되도록 임의의 곡률을 갖는 비구면의 제 1 입사면(111)과 제 2 입사면(112')을 포함하여 구성된다.That is, the incidence portion 110 'of the composite aspheric lens 100' according to the second embodiment has the aspheric first surface having an arbitrary curvature such that the light output from the light source portion 200 is refracted at a certain angle and incident on the reflection portion. And includes an incident surface 111 and a second incident surface 112 '.

상기 제 1 입사면(111)은 광원부(200)에서 전면(도면상에서 상방향)으로 출사되는 빛이 입사하는 부분으로서, 제 1 실시예와 동일하게 광축과 평행한 입사각을 갖는 빛 또는 상기 광축과 일정 각도 이하의 입사각을 갖는 빛이 입사된다.The first incident surface 111 is a portion of the light source unit 200 on which light emitted in a front direction (upward in the drawing) is incident. In the same manner as in the first embodiment, light having an incident angle parallel to the optical axis, Light having an incident angle of less than a certain angle is incident.

상기 제 2 입사면(112')은 광원부(200)에서 양측방향으로 출사되는 빛 즉 광축을 중심으로 일정 각도 이상의 입사각을 갖는 빛이 입사되는 부분으로서, 상기 제 2 입사면(112')은 반사부 방향으로 오목하게 수용된 오목 형상의 비구면으로 이루어지게 하여 입사되는 빛이 굴절되지 않고 반사부로 입사될 수 있게 한다.
The second incident surface 112 'is a portion where light having an incident angle of a predetermined angle or more is incident on light emitted from both sides of the light source 200, that is, the optical axis, and the second incident surface 112' Concave aspheric surfaces accommodated concavely in the negative direction so that incident light can be incident on the reflective portion without being refracted.

따라서 렌즈의 입사면과 반사면과 출사면이 임의의 서로 다른 곡률을 갖도록 형성하여 빛의 출력 경로가 임의의 방향으로 제어되도록 함으로써, 빛이 평행 배광을 형성하고 빛의 집광 효율을 개선할 수 있으며, 반사면에서 반사된 빛과 출사면에서 출사되는 빛의 출력 경로를 제어함으로써, 사용자가 원하는 배광 패턴으로 빛을 출사할 수 있게 된다.
Therefore, by forming the incident surface, the reflection surface, and the emission surface of the lens to have arbitrary different curvatures so that the light output path is controlled in an arbitrary direction, the light can form parallel light distribution and improve the light collection efficiency By controlling the light reflected from the reflecting surface and the output path of the light emitted from the emitting surface, light can be emitted in a desired light distribution pattern.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It can be understood that

또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
In the course of the description of the embodiments of the present invention, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation, , Which may vary depending on the intentions or customs of the user, the operator, and the interpretation of such terms should be based on the contents throughout this specification.

100 : 복합 비구면 렌즈
110 : 입사부
111 : 제 1 입사면
112 : 제 2 입사면
120 : 반사부
121 : 제 1 반사면
122 : 제 2 반사면
123 : 제 3 반사면
130 : 출사부
131 : 제 1 출사면
132 : 제 2 출사면
133 : 제 3 출사면
134 : 제 4 출사면
200 : 광원부100: Composite aspherical lens
110:
111: first incident surface
112: second incident surface
120:
121: first reflection surface
122: second reflection surface
123: Third reflection plane
130:
131: first emission surface
132: second exit surface
133: Third emission surface
134: fourth emission surface
200: light source

Claims (6)

입사부와 반사부와 출사부를 구비한 복합 비구면 렌즈로서,
광원부(200)에서 출력된 빛이 일정 각도로 굴절하여 반사부(120)에 입사되도록 임의의 곡률을 갖는 비구면을 형성한 입사부(110);
임의의 곡률이 형성되고, 상기 입사부(110)에서 입사된 빛을 전반사하는 복수의 비구면을 형성한 반사부(120); 및
임의의 곡률이 형성되고, 상기 입사부(110)로 입사된 빛과, 상기 반사부(120)에서 전반사된 빛이 일정 각도로 굴절하여 광축(C1)에 평행하게 출력되도록 복수의 비구면을 형성한 출사부(130)를 포함하고,
상기 입사부(110)는 광원부(200)에서 전면으로 출사되는 빛이 입사하는 제 1 입사면(111); 및
상기 광원부(200)에서 측면으로 출사되는 빛이 입사하는 제 2 입사면(112, 112')을 더 포함하고,
상기 제 2 입사면(112, 112')은 볼록 형상의 비구면 또는 오목 형상의 비구면 중 어느 하나의 비구면으로 형성한 것을 특징으로 하는 복합 비구면 렌즈.
A composite aspherical lens having an incident portion, a reflecting portion, and an output portion,
An incidence part 110 forming an aspherical surface having an arbitrary curvature such that light output from the light source part 200 is refracted at a predetermined angle and incident on the reflection part 120;
A reflector 120 in which an arbitrary curvature is formed and in which a plurality of aspherical surfaces for totally reflecting the light incident from the incident portion 110 are formed; And
A plurality of aspherical surfaces are formed such that light incident on the incidence portion 110 and light totally reflected by the reflection portion 120 are refracted at a predetermined angle and output in parallel to the optical axis C1 And an output unit 130,
The incident portion 110 includes a first incident surface 111 through which light emitted to the front surface of the light source 200 is incident; And
Further comprising a second incident surface (112, 112 ') through which light emitted to the side of the light source unit (200) enters,
And the second incident surface (112, 112 ') is formed of any one aspheric surface of a convex aspheric surface or a concave aspheric surface.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 반사부(120)는 비구면의 제 1 반사면(121), 제 2 반사면(122), 제 3 반사면(123)이 출사부(130) 방향으로 순차적으로 형성되고, 상기 제 1 내지 제 3 반사면(121, 122, 123)에서 전반사된 빛은 출사부(130)의 특정 영역으로 반사되도록 하는 것을 특징으로 하는 복합 비구면 렌즈.
The method according to claim 1,
The reflection unit 120 includes a first reflection surface 121, a second reflection surface 122 and a third reflection surface 123 sequentially formed in the direction of the output unit 130, And the total reflection light from the three reflective surfaces (121, 122, 123) is reflected to a specific area of the exit portion (130).
제 1 항에 있어서,
상기 출사부(130)는 비구면의 제 1 출사면(131), 제 2 출사면(132), 제 3 출사면(133), 제 4 출사면(134)이 광축(C1)에서 반경방향으로 순차 형성되고, 상기 제 1 내지 제 4 출사면(131, 132, 133, 134)은 입사면(111)에서 입사된 빛과 반사부(120)에서 전반된이 상기 광축(C1)에 평행한 광으로 굴절시켜 출사되도록 하는 것을 특징으로 하는 복합 비구면 렌즈.
The method according to claim 1,
The output unit 130 is configured such that the first exit surface 131, the second exit surface 132, the third exit surface 133 and the fourth exit surface 134 of the aspheric surface are sequentially arranged in the radial direction on the optical axis C1 And the first to fourth exit surfaces 131, 132, 133 and 134 are formed of light incident on the incident surface 111 and light parallel to the optical axis C1 propagated in the reflection portion 120 And refracts and emits the light.
제 1 항에 있어서,
상기 입사부(110)와, 반사부(120)와, 출사부(130)는 폴리이미드(PI) 수지, 폴리에스터(PET) 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합 비구면 렌즈.The method according to claim 1,
The incident portion 110, the reflection portion 120 and the emission portion 130 may be formed of any one of polyimide (PI) resin, polyester resin, acrylic resin, polycarbonate (PC) resin, polymethyl methacrylate (PMMA) resin. ≪ IMAGE >
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101875026B1 (en) 2017-04-21 2018-07-06 주식회사 에이치엘옵틱스 Light distribution lens
KR102616540B1 (en) 2018-10-15 2023-12-21 현대모비스 주식회사 Optical device
KR102152504B1 (en) * 2018-10-31 2020-09-04 한국광기술원 Apparatus and method for manufacturing free form lens
KR102213297B1 (en) * 2018-12-06 2021-02-08 주식회사 에이치엘옵틱스 Lens for wide diffusion light
CN110736032A (en) * 2019-11-06 2020-01-31 深圳市诚信神火科技有限公司 novel composite optical system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012099409A (en) * 2010-11-04 2012-05-24 Nittoh Kogaku Kk Lens for lighting
KR101236736B1 (en) 2012-06-13 2013-02-25 신경준 Aspherical lens for a light emitting diode and light source assembly including the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100756174B1 (en) 2007-02-20 2007-09-05 주식회사 세코닉스 Focusing lens for led
KR20090128103A (en) * 2008-06-10 2009-12-15 파워옵틱스 주식회사 Led flash lens
KR20120067155A (en) * 2010-12-15 2012-06-25 삼성엘이디 주식회사 Flash lens and flash module employing the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012099409A (en) * 2010-11-04 2012-05-24 Nittoh Kogaku Kk Lens for lighting
KR101236736B1 (en) 2012-06-13 2013-02-25 신경준 Aspherical lens for a light emitting diode and light source assembly including the same

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