KR102439341B1 - Surface lighting apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 면발광 장치는, 기판, 상기 기판의 일면에 상기 기판의 제1 방향으로 일정한 간격을 가지며 배치되는 복수 개의 발광 소자, 상기 복수 개의 발광 소자 상에 각각 배치되는 복수 개의 렌즈 유닛, 및 상기 기판의 일면에 대향되는 타면에 배치되는 반사판을 포함하고, 상기 렌즈 유닛은, 상부 방향으로 오목한 제1 리세스, 상기 제1 리세스에 대향되고 하부 방향으로 오목한 제2 리세스, 및 상기 제1 및 제2 리세스의 중심선을 기준으로 서로 대칭되는 제1 및 제2 렌즈를 포함하고, 상기 제1 및 제2 렌즈는, 상기 제1 리세스에 형성된 입사면, 상기 제2 리세스에 형성된 하나 이상의 반사면, 상기 입사면에 접하는 배면, 및 상기 배면과 상기 반사면 사이에 형성된 출사면을 포함한다.A surface light emitting device according to the present invention includes a substrate, a plurality of light emitting devices disposed on one surface of the substrate at regular intervals in a first direction of the substrate, a plurality of lens units respectively disposed on the plurality of light emitting devices, and and a reflecting plate disposed on the other surface opposite to one surface of the substrate, wherein the lens unit includes a first recess concave in an upward direction, a second recess opposite to the first recess and concave in a downward direction, and the second recess. and first and second lenses symmetrical to each other with respect to the center lines of the first and second recesses, wherein the first and second lenses include an incident surface formed in the first recess and an incident surface formed in the second recess. at least one reflective surface, a rear surface in contact with the incident surface, and an exit surface formed between the rear surface and the reflective surface.
Description
본 발명은 렌즈 형상을 이용하여 효과적인 면 발광을 제공하는 면 발광 장치에 대한 것이다.The present invention relates to a surface light emitting device that provides effective surface light emission using a lens shape.
최근 자외선을 이용한 살균 기술이 다양한 분야에 적용되고 있다. 자외선은 파장이 220nm 내지 280nm 영역에서 대장균을 비롯한 박테리아 등을 직접 살균하는 효과가 가장 극대화된다 통상적으로 이러한 자외선을 조사하는 광원으로 자외선 램프 및 자외선 발광 소자 등이 있다. 자외선 발광 소자는 가온(warm-up)이 필요하지 않고, 자외선 램프보다 전기 효율이 좋은 것으로 평가되고 있으며, 온도의 제한이 적어 에너지 절약 및 실용성 면에서 많은 장점을 가진다.Recently, sterilization technology using ultraviolet rays has been applied to various fields. In the wavelength range of 220 nm to 280 nm, the effect of directly sterilizing bacteria, including E. coli, is maximized. In general, as a light source for irradiating such ultraviolet rays, there are ultraviolet lamps and ultraviolet light emitting devices. The UV light emitting device does not require warming up, is evaluated as having better electrical efficiency than the UV lamp, and has many advantages in terms of energy saving and practicality because of its low temperature limitation.
이러한 자외선 발광 소자를 가지는 살균 장치는, 살균장치에 의해 노출되는 자외선 발광 소자부터 출사되는 자외선을 이용하여 살균 동작이 이루어지도록 하는 장치를 의미한다. 통상적으로 살균 장치 내의 자외선 발광 소자는 개별적인 발광 소자로 구성되어 있다. 또한, 살균 장치가 살균하기 위한 물체에 있어서 발광 소자를 통해 조사되는 자외선 광량을 일정하게 조사해야 충분한 살균 효과를 나타낼 수 있다.A sterilization device having such an ultraviolet light emitting device means a device for performing a sterilization operation using ultraviolet rays emitted from the UV light emitting device exposed by the sterilization device. Typically, the ultraviolet light emitting element in the sterilization device is composed of individual light emitting elements. In addition, a sufficient sterilization effect can be exhibited only when the amount of ultraviolet light irradiated through the light emitting element is constantly irradiated from the object to be sterilized by the sterilization apparatus.
또한, 넓은 면적을 가지는 물체에 효과적인 살균을 제공하기 위해서는 넓은 면적에 균일한 광을 제공하여야 한다. 한편, 발광 소자 모듈은 다수의 발광 소자가 일정한 간격으로 배열되어 바(bar) 형상의 인쇄회로 기판에 실장된 발광 소자 바로 이루어진다. 이에 따라, 넓은 면적에 다수의 발광 소자 바가 배치되어야 하며, 효율성이 떨어질 수 있다. 하지만 발광 소자의 램버시안(Lambertian reflectance) 특성으로 인해, 넓은 면적에 조사되기 어려워 다수의 발광 소자를 배치시켜야 균일한 자외선을 제공할 수 있다.In addition, in order to provide effective sterilization to an object having a large area, uniform light must be provided over a large area. On the other hand, the light emitting device module consists of a light emitting device bar in which a plurality of light emitting devices are arranged at regular intervals and mounted on a bar-shaped printed circuit board. Accordingly, a plurality of light emitting device bars should be disposed on a large area, and efficiency may be reduced. However, due to the Lambertian reflectance characteristic of the light emitting device, it is difficult to be irradiated over a large area, so that a plurality of light emitting devices must be disposed to provide uniform ultraviolet light.
따라서, 넓은 면적에 균일한 살균 효과를 제공하며, 많은 양의 발광 소자가 필요하지 않는 면발광 장치의 개발이 요구된다.Therefore, it is required to develop a surface light emitting device that provides a uniform sterilization effect over a large area and does not require a large amount of light emitting devices.
본 발명은 발광 장치에 배치되는 렌즈 형상을 이용하여 배광 효율을 높인 면 발광 장치를 제공할 수 있도록 한다.The present invention makes it possible to provide a surface light emitting device having improved light distribution efficiency by using a lens shape disposed in the light emitting device.
본 발명은 면발광 장치의 배광 각도를 넓혀 넓은 면적까지 광이 도달할 수 있도록 한다.The present invention expands the light distribution angle of the surface light emitting device so that light can reach a large area.
본 발명의 면발광 장치는, 기판, 상기 기판의 일면에 상기 기판의 제1 방향으로 일정한 간격을 가지며 배치되는 복수 개의 발광 소자, 상기 복수 개의 발광 소자 상에 각각 배치되는 복수 개의 렌즈 유닛, 및 상기 기판의 일면에 대향되는 타면에 배치되는 반사판을 포함하고, 상기 렌즈 유닛은, 상부 방향으로 오목한 제1 리세스, 상기 제1 리세스에 대향되고 하부 방향으로 오목한 제2 리세스 및 상기 제1 및 제2 리세스의 중심선을 기준으로 서로 대칭되는 제1 및 제2 렌즈를 포함하고, 상기 제1 및 제2 렌즈는, 상기 제1 리세스에 형성된 입사면, 상기 제2 리세스에 형성된 하나 이상의 반사면, 상기 입사면에 연장 형성된 배면, 및 상기 배면과 상기 반사면 사이에 형성된 출사면을 포함할 수 있다.The surface light emitting device of the present invention includes a substrate, a plurality of light emitting devices disposed on one surface of the substrate at regular intervals in a first direction of the substrate, a plurality of lens units respectively disposed on the plurality of light emitting devices, and the a reflective plate disposed on the other surface opposite to one surface of the substrate, wherein the lens unit includes a first recess concave in an upward direction, a second recess opposite to the first recess and concave in a downward direction, and the first and and first and second lenses symmetrical to each other with respect to a center line of a second recess, wherein the first and second lenses include an incident surface formed in the first recess and one or more lenses formed in the second recess. It may include a reflective surface, a rear surface extending from the incident surface, and an emitting surface formed between the rear surface and the reflective surface.
본 발명의 상기 제1 방향과 수직한 방향인 제2 방향으로, 상기 발광 소자와 상기 제1 리세스 사이의 길이인 제1 길이와 상기 출사면의 제2 방향 길이인 제2 길이의 비율이 1:8 내지 1:10 일 수 있다.In the second direction perpendicular to the first direction of the present invention, the ratio of the first length between the light emitting element and the first recess to the second length of the emission surface in the second direction is 1 It may be from :8 to 1:10.
본 발명의 상기 기판은 상기 반사판의 상기 제1 및 제2 방향과 수직한 제3 방향인 제3 방향의 중앙에 배치될 수 있다.The substrate of the present invention may be disposed at the center of a third direction that is a third direction perpendicular to the first and second directions of the reflection plate.
본 발명의 상기 입사면은, 상기 제1 및 제2 리세스의 중심선을 기준으로 85°내지 90°의 범위에서, 상기 발광 소자로부터 출사된 광이 도달하는 영역에 제1 변곡점을 가질 수 있다.The incident surface of the present invention may have a first inflection point in a region to which the light emitted from the light emitting device reaches in a range of 85° to 90° with respect to the center line of the first and second recesses.
본 발명의 상기 제1 변곡점은, 상기 렌즈 유닛을 향하는 상기 발광 소자의 일면과 동일 평면 상에 배치될 수 있다.The first inflection point of the present invention may be disposed on the same plane as one surface of the light emitting device facing the lens unit.
본 발명의 상기 반사면은, 제2 변곡점 및 제3 변곡점을 기준으로 상이한 곡률을 가지는 제1 반사면, 제2 반사면, 제3 반사면을 포함할 수 있다.The reflective surface of the present invention may include a first reflective surface, a second reflective surface, and a third reflective surface having different curvatures based on the second inflection point and the third inflection point.
본 발명의 상기 반사판은, 상기 제1 및 제2 리세스의 중심선을 기준으로 85°내지 90°의 범위에서 상기 발광 소자로부터 출사된 광이, 상기 렌즈 유닛을 통과하여 도달하는 영역에서부터 곡률을 가질 수 있다.In the reflection plate of the present invention, the light emitted from the light emitting device in the range of 85° to 90° with respect to the center line of the first and second recesses has a curvature from a region to which it passes through the lens unit. can
본 발명의 상기 반사판은, 상기 제1 및 제2 리세스의 중심선을 기준으로, 상기 렌즈 유닛을 통과하여 도달하는 영역의 제3 방향 길이와 상기 반사판의 제3 방향 길이의 비율이 1: 11 내지 1: 13 일 수 있다.In the reflector of the present invention, with respect to the center line of the first and second recesses, a ratio of a third direction length of a region reaching through the lens unit to a third direction length of the reflecting plate is 1: 11 to It could be 1:13.
본 발명의 상기 출사면이 헤이즈 처리될 수 있다.The emission surface of the present invention may be haze-treated.
본 발명의 상기 복수 개의 발광 소자는, 자외선 영역대의 광을 방출할 수 있다.The plurality of light emitting devices of the present invention may emit light in the ultraviolet region.
본 발명에 의하면, 발광 소자로부터 방출되는 광의 손실없이 조사면에 제공하여 면발광 장치의 효율을 개선시킬 수 있다. According to the present invention, the efficiency of the surface light emitting device can be improved by providing light emitted from the light emitting element to the irradiated surface without loss.
본 발명에 의하면, 동일한 발광 소자를 이용하여 더 넓은 조사면에 광을 균일하게 제공할 수 있다.According to the present invention, light can be uniformly provided to a wider irradiated surface using the same light emitting element.
본 발명에 의하면, 하나의 면발광 장치를 이용하여 넓은 면적에 균일한 살균 효과를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a uniform sterilization effect over a large area using one surface light emitting device.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 면발광 장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 면발광 장치를 A-A' 라인을 따라 절단한 단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 면발광 장치의 B 영역을 확대 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 면발광 장치의 배광 각도를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 면발광 장치의 발광 소자로부터 출사된 광이 렌즈 유닛을 통하여 이동하는 광경로를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 면발광 장치의 발광 소자로부터 출사된 광이 반사판에 도달하는 광경로를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 면발광 장치의 발광 소자로부터 출사된 광이 일부 조사면에 도달하는 광경로를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 면발광 장치의 발광 소자로부터 출사된 광이 전체 조사면에 도달하는 광경로를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 면발광 장치의 배광 곡선을 나타낸 그래프이다.1 is a perspective view schematically showing the configuration of a surface light emitting device of the present invention.
2 is a view showing a cross-section of the surface light emitting device of the present invention cut along line AA'.
3 is an enlarged view of region B of the surface light emitting device of the present invention.
4 is a view showing a light distribution angle of the surface light emitting device of the present invention.
5 is a view showing an optical path through which light emitted from the light emitting element of the surface light emitting device of the present invention travels through the lens unit.
6 is a view showing an optical path through which the light emitted from the light emitting element of the surface light emitting device of the present invention reaches the reflecting plate.
7 is a view showing an optical path through which the light emitted from the light emitting element of the surface light emitting device of the present invention reaches a part of the irradiation surface.
8 is a view showing an optical path through which the light emitted from the light emitting element of the surface light emitting device of the present invention reaches the entire irradiated surface.
9 is a graph showing a light distribution curve of the surface light emitting device of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments published below, but can be implemented in various different forms, and only these embodiments make the publication of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular. The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural, unless specifically stated otherwise in the phrase.
명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.As used herein, "comprises" and/or "comprising" refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements mentioned. or addition is not excluded.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 면발광 장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 면발광 장치를 A-A' 라인을 따라 절단한 단면을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 면발광 장치의 B 영역을 확대 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 면발광 장치(100)는 기판(20), 발광 소자(30), 렌즈 유닛(10) 및 반사판(40)을 포함할 수 있다.1 is a perspective view schematically showing the configuration of a surface light emitting device of the present invention, FIG. 2 is a view showing a cross section of the surface light emitting device of the present invention cut along line A-A', and FIG. 3 is a surface light emitting device of the present invention It is an enlarged view of area B of the device. 1 to 3 , the surface
기판(20)은 인쇄회로기판(PCB) 또는 메탈 코어 인쇄회로기판(MCPCB)일 수 있다. 기판(20)은 단단한 하드 타입(hard type)이거나 구부릴 수 있는 플렉서블 타입(flexible type)일 수 있다. 실시예에 따라, 기판(20)은 한 방향으로 긴 바(bar) 형상으로 복수 개의 발광 소자(20)가 하나의 기판(20)에 배치되거나, 하나의 정사각 형태의 단위 기판(20)에 복수 개의 발광 소자(30) 각각이 배치될 수 있다. The
발광 소자(30)는 기판(20)의 일면에 전기적으로 연결되어 배치될 수 있다. 본 발명에서, 복수 개의 발광 소자(30)는 자외선 영역대의 광을 방출할 수 있다. 또한, 기판(20)의 제1 방향으로 일정한 간격을 가지고 배치될 수 있다. The
본 발명에 있어서, 발광 소자(30)는 면발광 장치(1)가 활용되는 공간에서 가장 효율이 좋은 자외선의 파장을 피크파장으로 가지는 발광 소자(30)를 사용함으로써 면발광 장치(100)의 효율을 높일 수 있다.In the present invention, the
반사판(40)은 발광 소자(30)가 배치된 기판(20)의 일면과 대향되는 타면에 배치될 수 있다. 본 발명에서, 반사판(40)은 발광 소자(30)로부터 방출된 빛이 렌즈 유닛(10)을 통과하여 도달하는 곳으로 최종적으로 빛이 조사되는 조사면(50)을 향하도록 다양한 형태를 가질 수 있다. 실시예에 따라, 반사판(40)은 소정의 곡률을 가지는 형상일 수 있다. 아울러, 이와 같은 형상에 알루미늄 코팅 처리를 수행하여, 발광 소자(30)로부터 방출된 빛의 반사율을 높이는 어떠한 소재로도 코팅 처리를 수행할 수 있다.The
렌즈 유닛(10)은 복수 개의 발광 소자(20) 각각에 배치될 수 있다. 렌즈 유닛(10)는 발광 소자(20) 상광원에 배치되어 광원으로부터 입사되는 광의 경로를 변경시킬 수 있다. 렌즈 유닛(1)는 투광성 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 렌즈 유닛(1)은 석영, 폴리카보네이트, 실리콘 수지 등으로 이루어질 수 있다.The
본 발명에 있어서, 보다 바람직하게는, 렌즈 유닛(10)은 투광율이 뛰어난 석영으로 이루어질 수 있다.In the present invention, more preferably, the
본 발명에 있어서, 렌즈 유닛(10)은 유닛 형태가 아닌 바 형태로 제작할 수 있으나, 면발광 장치(100)의 제작 공정 상 편의를 위해 렌즈 유닛(10)의 길이를 작게 사출할 수 있다.In the present invention, the
본 발명에 따르면, 렌즈 유닛(10)은 제1 및 제2 리세스(11, 13) 및 제1 및 제2 렌즈(15, 17)를 포함할 수 있다.According to the present invention, the
제1 리세스(11)는 제1방향과 수직한 제2 방향 축을 중심으로 상부 방향으로 오목하도록 형성되고, 제2 리세스(13)는 제2 방향 축을 중심으로 하부 방향으로 오목하도록 형성될 수 있다.The
본 발명에 따르면, 제1 리세스(11)는 렌즈 유닛(10)의 하부에 형성되고, 제2 리세스(13)는 렌즈 유닛(10)의 상부에 형성될 수 있다.According to the present invention, the
제1 및 제2 렌즈(15, 17)는 제1 및 제2 리세스(11, 13)의 중심선을 기준으로 서로 동일한 형상으로 대칭될 수 있다. 본 발명에서, 제1 및 제2 렌즈(15, 17)는 서로 동일한 형상이므로, 설명의 편의상 제1 렌즈(15)를 중심으로 설명하도록 한다.The first and
설명되지 않은 제2 렌즈(17)는 제1 렌즈(15)의 설명으로부터 용이하게 이해될 수 있다.The
제1 렌즈(15)는 입사면(21), 제1, 2, 3반사면(23a, 23b, 23c), 배면(25) 및 출사면(27)을 형성할 수 있다. 본 발명에서, 3개의 반사면이 도시되어 있지만, 이에 대해 한정하지 않는다.The
입사면(21), 제1, 2, 3반사면(23a, 23b, 23c), 배면(25) 및 출사면(27) 각각은 광의 진행 경로를 제어하는 역할을 할 수 있다. 즉, 입사면(21), 제1, 2, 3반사면(23a, 23b, 23c), 배면(25) 및 출사면(27) 각각에 의해 렌즈 유닛(10) 내의 광이 반사 또는 투과 되도록 할 수 있다.Each of the
본 발명에 있어서, 제1 렌즈(15) 내의 광은 입사면(21), 제1, 2, 3반사면(23a, 23b, 23c), 배면(25) 및 출사면(27) 각각에 의해 반사되어 제2 렌즈(17)로 진행될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.In the present invention, the light in the
입사면(21)은 발광 소자(30)의 광이 입사되는 면으로서, 발광 소자(30)의 광을 손실없이 렌즈 유닛(10)의 내부로 제공하여 주는 역할을 할 수 있다.The
제1, 2, 3반사면(23a, 23b, 23c)은 복수 개의 변곡점을 가지며 변곡점을 기준으로 상이한 곡률을 가질 수 있으며, 면발광 장치(100)가 광을 제공하고자 하는 조사면(50)에 따라, 제1, 2, 3반사면(23a, 23b, 23c)의 영역은 달라질 수 있다.The first, second, and third
배면(25)은 입사면(21)에 연장 형성되는 영역으로, 직선, 곡선 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 또한, 배면(25)은 제1 렌즈(15) 내부의 광을 반사시키는 역할을 수행할 수 있다.The
출사면(27)은 제1 렌즈(15)를 통과하는 빛이 최종적으로 출사되는 영역으로 출사면(27)의 면적은 면발광 장치(100)가 광을 제공하고자 하는 물체의 면적에 따라 상이할 수 있다.The emitting
본 발명에 있어서, 렌즈 유닛(10)과 이에 따른 출사면(27)의 크기는 조사면적에 따라 상이하지만, 발광 소자(30)와 렌즈 유닛(10)의 출사면(27)은 일정한 비율을 가질 수 있다.In the present invention, the size of the
본 발명에 따르면, 발광 소자(30)와 제1 리세스(11) 사이의 제2 방향 길이인 제1 길이(l1)와 출사면(27)의 제2 방향 길이인 제2 길이(l2)의 비율이 1:8 내지 1:10 일 수 있다. 보다 바람직하게는 발광 소자(30)와 제1 리세스 사이의 거리, 출사면(27) 높이의 비율은 1:9일 수 있다. 이에 따라, 면발광 장치(100)는 조사면(50)에 균일한 광을 제공할 수 있다.According to the present invention, a first length l 1 that is a length in the second direction between the light emitting
렌즈 유닛(10)의 하부에는 지지대(19)가 추가로 형성될 수 있다. 지지대(19)는 렌즈 유닛(10)을 장치 등에 고정할 때, 바텀 샤시 등에 렌즈 유닛(10)을 지지하는 역할을 수행할 수 있다.A
본 발명에 따르면, 이와 같은 렌즈 유닛(10) 및 이를 실장하고 있는 기판(20)은 반사판(40)의 제1 및 제2 방향과 수직한 제3 방향의 중앙에 배치 될 수 있다.According to the present invention, the
이에 따라, 조사면(50)에 면발광 장치(100)를 배치하였을 때, 균일한 광을 제공하고, 살균 효과를 제공함에 있어서 보다 효율적일 수 있다.Accordingly, when the surface light-emitting
본 발명에 있어서, 도 1을 참조하면, 제1 방향은 x축 방향, 제2 방향은 y축 방향, 제3 방향은 z축 방향일 수 있다.In the present invention, referring to FIG. 1 , the first direction may be the x-axis direction, the second direction may be the y-axis direction, and the third direction may be the z-axis direction.
도 4는 본 발명의 면발광 장치의 배광 각도를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 면발광 장치의 발광 소자로부터 출사된 광이 렌즈 유닛을 통하여 이동하는 광경로를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 면발광 장치의 발광 소자로부터 출사된 광이 반사판에 도달하는 광경로를 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 면발광 장치의 발광 소자로부터 출사된 광이 일부 조사면에 도달하는 광경로를 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명의 면발광 장치의 발광 소자로부터 출사된 광이 전체 조사면에 도달하는 광경로를 나타낸 도면이다.4 is a view showing a light distribution angle of the surface light emitting device of the present invention, FIG. 5 is a view showing an optical path through which the light emitted from the light emitting element of the surface light emitting device of the present invention moves through the lens unit, FIG. is a view showing the optical path of the light emitted from the light emitting element of the surface light emitting device of the present invention to reach the reflecting plate, Figure 7 is the light emitted from the light emitting element of the surface light emitting device of the present invention reaches a part of the irradiation surface 8 is a view showing an optical path through which the light emitted from the light emitting element of the surface light emitting device of the present invention reaches the entire irradiated surface.
도 4 내지 도 8을 참조하면, 제1 및 제2 리세스(11, 13)의 중심선을 중심축이라고 할 때, 발광소자(30)와 제1 렌즈(15) 사이의 각도(θ)는 90°이하의 예각일 수 있지만, 이에 대해 한정하지 않는다.4 to 8 , when the center lines of the first and
또한, 본 발명에 따르면, 제1 반사면(23a)이 중심축과 이루는 각도는 제2 반사면(23b)이 중심축과 이루는 각도보다 작고, 제2 반사면(23b)이 중심축과 이루는 각도는, 제3 반사면(23c)이 중심축과 이루는 각도보다 작을 수 있다.Further, according to the present invention, the angle between the first
본 발명에 있어서, 앞서 언급한 바와 같이 제1 렌즈(15)의 제1, 2, 3반사면(23a, 23b, 23c)은 각각은 상이한 곡률 및 폭을 가질 수 있으며, 각 영역의 곡률은 매우 작아서 구분하기 힘들 수 있다.In the present invention, as mentioned above, the first, second, and third
실시예에 따라, 제1, 2, 3 반사면(23a, 23b, 23c)은 제2 변곡점(29b) 및 제3 변곡점(29c)을 기준으로 상이한 곡률을 가질 수 있다. 이 때, 제1 변곡점(29a)은 입사면(21)에 존재하는 것으로 후술하기로 한다. 이렇게 제2 변곡점(29b) 및 제3 변곡점(29c)을 기준으로 상이한 곡률을 가짐에 따라, 면발광 장치(100)는 발광 소자(30)를 이용한 최대 배광 각도를 구현할 수 있다.According to an embodiment, the first, second, and third
도 5를 참조하면, 중심축을 기준으로 발광 소자(30)로부터 방출된 제1 광(L1)은 제1 각도(θ1)를 이루며 입사면(21)으로 입사하여 제1 반사면(23a)에 도달할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the first light L 1 emitted from the
중심축을 기준으로 발광 소자(30)로부터 방출된 제2 광(L2)은 제2 각도(θ2)를 이루며 입사면(21)으로 입사하여 제2 반사면(23b)에 도달할 수 있다.The second light L 2 emitted from the
또한, 중심축을 기준으로 발광 소자(30)로부터 방출된 제3 광(L3)은 제3 각도(θ3)를 이루며 입사면(21)으로 입사하여 제3 반사면(23c)에 도달할 수 있다.In addition, the third light L 3 emitted from the
실시예에 따라, 제3 각도(θ3)는 85°내지 90°범위 내의 각도일 수 있다. 본 발명에서, 제3 각도(θ3)는 바람직하게는 90°일 수 있다.According to an embodiment, the third angle θ 3 may be an angle within a range of 85° to 90°. In the present invention, the third angle (θ 3 ) may preferably be 90°.
본 발명에 있어서, 중심축을 기준으로 발광 소자(30)로부터 광이 방출되는 지점(P0)에서 제3 각도(θ3)를 이루고 방출되는 제3 광(L3)이 제1 렌즈(13)에 도달하는 지점(P1)이, 제1 렌즈(13)의 제1 변곡점(29a)일 수 있다.In the present invention, the third light (L 3 ) emitted after forming a third angle (θ 3 ) at the point (P 0 ) at which the light is emitted from the light emitting device (30) with respect to the central axis (L 3 ) is the first lens (13) A point P 1 reaching to may be the
제1 변곡점(29a)을 기준으로 제1 렌즈(13)의 입사면(21)과 배면(25)이 구분될 수 있으며, 제1 변곡점(29a)을 지나 제3 반사면(23c)에 도달하는 지점(P2)은 제1 렌즈(13)의 끝단 부분일 수 있다.The
본 발명에 있어서, 제1 변곡점(29a)을 가지는 제1 렌즈(13)의 제2 방향으로의 최저 높이는 발광 소자(30)의 제2 방향으로의 높이와 동일할 수 있다.In the present invention, the lowest height of the
다시 말해서, 제1 변곡점(29a)와 발광 소자(30)의 상부면은 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 발광 소자(30)로부터 방출되는 빛을 손실 없이 렌즈 유닛(10)으로 입사 시킬 수 있고, 이를 이용하여 최대 각도의 배광을 제공할 수 있다.In other words, the
또한, 제3 각도(θ3)를 이루는 제3 광(L3)이 제1 렌즈(13)를 통과하여 반사판(40)에 도달하는 지점(P3)을 기준으로 제3 방향으로, 반사판(40)은 곡률을 가질 수 있다. 반사판(40)의 곡률은 조사면(50)에 따라 상이하게 설정될 수 있다.In addition, the third light (L 3 ) forming the third angle (θ 3 ) passes through the
다만, 본 발명에 있어서, 제1 및 제2 리세스(11, 13)의 중심선을 기준으로 반사판(40)의 제3 방향 길이(W3)와 반사판(40)에서 90°의 각도를 가지는 제3 광(L3)이 도달 영역의 제3 방향 길이(W4)의 비율은 11:1 내지 13:1일 수 있다. 보다 바람직하게는 제3 광(L3)이 도달하는 반사판(40)의 제3 방향 길이(W3)와 반사판(40) 전체 제3 방향 길이(W4)의 비율은 12:1일 수 있다. 이에 따라, 면발광 장치(100)는 발광 소자(30)로부터 방출된 광을 최대한 넓은 범위까지 조사면(50)에 제공할 수 있다.However, in the present invention, the third direction length (W 3 ) of the
실시예에 따라, 반사판(40)의 크기는 중심축을 기준으로 600mm일 수 있으며, 중심축에서부터 50mm가 되는 구간부터 곡률을 가질 수 있다.According to an embodiment, the size of the
본 발명에 있어서, 제1 각도(θ1)를 가지는 제1 광(L1)은 제1 반사면(23a)을 지나 출사면(27)의 중앙 영역을 통과하고, 제2 각도(θ2)를 제2 광(L2)은 제2 반사면(23b)을 지나 제2 방향으로 제1 광(L1)보다 위쪽 영역의 출사면(27)을 통과할 수 있다. 이와 동일하게, 제3 광(L3)은 제2 광(L2)의 제2 방향으로 위쪽 영역의 출사면(27)을 통과할 수 있다.In the present invention, the first light (L 1 ) having a first angle (θ 1 ) passes through the first reflective surface (23a) and passes through the central region of the emission surface (27), and the second angle (θ 2 ) The second light L 2 may pass through the second
이렇게 발광 소자(30)로부터 출사된 광이 입사면(21)과 제1, 2, 3 반사면(23a, 23b, 23c)을 지나 출사면(27)으로 모두 통과함으로 인해, 면발광 장치(100)의 광 효율을 최대화 할 수 있다.Since the light emitted from the
또한, 본 발명에 따르면, 출사면(27)에 헤이즈가 형성될 수 있다. 예를 들어, 헤이즈는 샌딩(sanding) 처리 또는 비즈(beads) 처리로 형성될 수 있다. 이와 같이 출사면(27)에 헤이즈를 형성할 경우, 발광 소자(30)로부터 방출된 빛이 확산되어 퍼지는 효과가 커질 수 있다.In addition, according to the present invention, haze may be formed on the
이렇게 발광 소자(30)로부터 출사되어 렌즈 유닛(10)을 통과한 광은 조사면(50)에 도달하게 되고, 발광 소자(30)가 자외선 영역대의 파장을 가지는 광을 방출하는 경우 조사면(50)에 살균 효과를 제공할 수 있다.In this way, the light emitted from the
예를 들어, 넓은 면적을 가지며, 면발광 장치(100)가 내장될 수 있는 공기 청정기, 에어컨 등의 전자제품 등에 배치되어 살균 효과를 제공할 수 있다.For example, it has a large area and is disposed in an electronic product such as an air purifier or an air conditioner in which the surface
도 9는 본 발명의 면발광 장치의 배광 곡선을 나타낸 그래프이다. 도 8을 참조하면, 직진성이 강한 발광 조사(30)에 렌즈 유닛(10)을 적용한 경우, 배광 곡선은 170°~ 180°로 배광 특성이 향상됨을 알 수 있다. 이에 따라, 동일한 광원으로 더 넓은 곳까지 광이 도달하여 효율이 높아지게 된다. 9 is a graph showing a light distribution curve of the surface light emitting device of the present invention. Referring to FIG. 8 , it can be seen that when the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can realize that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
100: 면발광 장치
10: 렌즈 유닛 20: 기판
11: 제1 리세스 13: 제2 리세스
15: 제1 렌즈 17: 제2 렌즈
19: 지지대 21: 입사면
23a, 23b, 23c: 제1, 2, 3 반사면
25: 배면
27: 출사면
29a, 29b, 29c: 변곡점
30: 발광 소자
40: 반사판
50: 조사면100: surface light emitting device
10: lens unit 20: substrate
11: first recess 13: second recess
15: first lens 17: second lens
19: support 21: incident surface
23a, 23b, 23c: first, second and third reflective surfaces
25: back
27: exit side
29a, 29b, 29c: inflection point
30: light emitting element
40: reflector
50: irradiation surface
Claims (11)
상기 기판의 일면상에 배치되는 발광 소자; 및
상기 발광 소자 상에 배치되는 렌즈 유닛;
을 포함하고,
상기 렌즈 유닛은,
상기 발광 소자로부터 방출되는 광이 입사되고 상부 방향으로 오목한 제1리세스를 포함하는 입사면과, 상기 제1 리세스와 대향되고 하부 방향으로 오목한 제2 리세스를 포함하는 반사면과, 상기 입사면으로 입사된 광이 상기 반사면에서 반사된 후 출사되는 출사면과, 상기 입사면에서 연장되는 배면을 포함하고,
상기 제1 리세스의 중심과 상기 제2 리세스의 중심을 수직으로 연결하는 중심선을 기준으로 서로 좌우 대칭을 이루는 영역을 포함하며,
상기 출사면은 상기 배면과 상기 반사면 사이에 배치되고,
상기 입사면은,
상기 중심선과, 상기 발광소자의 상면과 접하고 상기 중심선과 수직한 직선을 기준으로, 상기 중심선으로부터 85°내지 90°의 각도 범위 내에 제1 변곡점을 포함하며,
상기 제1 변곡점은 상기 입사면 중 상기 기판의 일면으로부터 가장 가까운 거리에 위치하고,
상기 입사면으로 입사된 모든 광이 상기 반사면을 향하는 것을 특징으로 하는 면 발광장치.Board;
a light emitting device disposed on one surface of the substrate; and
a lens unit disposed on the light emitting element;
including,
The lens unit is
an incident surface on which light emitted from the light emitting element is incident and including a first recess concave in an upward direction, a reflective surface opposite to the first recess and including a second recess concave in a downward direction, and the incident surface and an emitting surface from which light incident on the reflective surface is reflected and then emitted from the reflective surface, and a rear surface extending from the incident surface,
and a region symmetrical to each other with respect to a center line vertically connecting the center of the first recess and the center of the second recess;
The emitting surface is disposed between the rear surface and the reflective surface,
The incident surface is
and a first inflection point within an angular range of 85° to 90° from the centerline based on a straight line that is in contact with the centerline and the upper surface of the light emitting device and is perpendicular to the centerline,
The first inflection point is located at the closest distance from one surface of the substrate among the incident surfaces,
A surface light emitting device, characterized in that all the light incident on the incident surface is directed toward the reflective surface.
상기 발광 소자 상면으로부터 상기 제1 리세스 중심까지의 수직 방향 길이인 제1 길이(l1)와 상기 출사면의 수직 방향 길이인 제2 길이(l2)의 비율이 1:8 내지 1:10 인 면발광 장치.According to claim 1,
A surface in which a ratio of a first length l1 that is a vertical length from the upper surface of the light emitting device to the center of the first recess and a second length l2 that is a vertical length of the emission surface is 1:8 to 1:10 light emitting device.
상기 제1변곡점은 상기 입사면과 상기 배면의 경계에 위치하고, 상기 제1변곡점으로 입사되는 광은 상기 반사면의 끝단 영역에서 반사되는 면 발광장치.According to claim 1,
The first inflection point is located at a boundary between the incident surface and the rear surface, and the light incident to the first inflection point is reflected from an end region of the reflective surface.
상기 제1 변곡점은,
상기 렌즈 유닛을 향하는 상기 발광 소자의 일면과 동일 평면 상에 배치되는 면 발광장치.According to claim 1,
The first inflection point is
A surface light emitting device disposed on the same plane as one surface of the light emitting element facing the lens unit.
상기 반사면은,
제2 변곡점 및 제3 변곡점을 기준으로 상이한 곡률을 가지는 제1 반사면, 제2 반사면, 제3 반사면을 포함하고,
상기 제1변곡점으로 입사되는 광은 상기 출사면과 가장 인접한 상기 제3반사면에서 반사되는 면 발광장치.According to claim 1,
The reflective surface is
A first reflective surface, a second reflective surface, and a third reflective surface having different curvatures based on the second inflection point and the third inflection point,
The light incident to the first inflection point is reflected by the third reflective surface closest to the exit surface.
상기 기판의 일면에 대향되는 타면에 배치되는 반사판을 포함하고,
상기 반사판은,
상기 제1변곡점으로 입사되어 반사면에서 반사된 후 출사면을 통과한 광이 도달하는 영역에부터 시작되는 곡률을 포함하는 면 발광장치.The method of claim 1
A reflective plate disposed on the other surface opposite to one surface of the substrate,
The reflector is
A surface light emitting device including a curvature starting from a region where light that is incident to the first inflection point, is reflected from the reflective surface, and has passed through the emitting surface arrives.
상기 기판의 일면에 대향되는 타면에 배치되는 반사판을 더 포함하고,
상기 제1변곡점으로 입사된 광이 상기 반사면에서 반사되어 상기 출사면을 통과하여 상기 반사판의 상면에 도달하는 제2지점과 상기 중심선이 상기 반사판과 만나는 제1지점 사이의 제1거리와, 상기 제2지점을 지나는 방향으로 상기 제1지점에서 상기 반사판의 일측 끝단까지의 제2거리의 비율은 1: 11 내지 1: 13 인 면 발광장치.According to claim 1,
Further comprising a reflective plate disposed on the other surface opposite to one surface of the substrate,
A first distance between a second point where the light incident to the first inflection point is reflected from the reflective surface and passes through the exit surface to reach the upper surface of the reflective plate and a first point where the center line meets the reflective plate, and A ratio of a second distance from the first point to one end of the reflective plate in a direction passing through the second point is 1: 11 to 1: 13.
상기 기판상에 제1 방향으로 배치된 복수 개의 발광 소자; 및
상기 복수 개의 발광 소자 상에 배치되는 렌즈 유닛;
을 포함하고,
상기 렌즈 유닛은,
상기 제1방향으로 장축을 갖고, 상기 제1방향과 수직한 제2 방향으로 단축을 갖는 형태이며,
상기 발광 소자로부터 방출되는 광이 입사되고 상부 방향으로 오목한 제1리세스를 포함하는 입사면과, 상기 제1 리세스와 대향되고 하부 방향으로 오목한 제2 리세스를 포함하는 반사면과, 상기 입사면으로 입사된 광이 상기 반사면에서 반사된 후 출사되는 출사면과, 상기 입사면에서 연장되는 배면을 포함하고,
상기 제1 리세스의 중심과 상기 제2 리세스의 중심을 수직으로 연결하는 중심선을 기준으로 서로 좌우 대칭을 이루는 영역을 포함하며,
상기 출사면은 상기 배면과 상기 반사면 사이에 배치되고,
상기 입사면은 제1변곡점을 포함하며,
상기 제1변곡점은,
상기 제1방향과 수직하고 상기 제1 리세스의 중심을 통과하는 제1직선과 상기 복수개의 발광소자 중 하나의 발광소자의 상면과 접하고 상기 제1직선과 수직한 제2직선을 기준으로 상기 제2직선으로부터 0°내지 5°의 각도 범위 내에 위치하고,
상기 입사면 중 상기 기판의 일면으로부터 가장 가까운 거리에 위치하며,
상기 입사면으로 입사된 모든 광이 상기 반사면을 향하는 것을 특징으로 하는 면 발광장치.Board;
a plurality of light emitting devices disposed on the substrate in a first direction; and
a lens unit disposed on the plurality of light emitting devices;
including,
The lens unit is
It has a major axis in the first direction, and has a minor axis in a second direction perpendicular to the first direction,
an incident surface on which light emitted from the light emitting element is incident and including a first recess concave in an upward direction, a reflective surface opposite to the first recess and including a second recess concave in a downward direction, and the incident surface and an emitting surface from which light incident on the reflective surface is reflected and then emitted from the reflective surface, and a rear surface extending from the incident surface,
and a region symmetrical to each other with respect to a center line vertically connecting the center of the first recess and the center of the second recess;
The emitting surface is disposed between the rear surface and the reflective surface,
The incident surface includes a first inflection point,
The first inflection point is
Based on a first straight line perpendicular to the first direction and passing through the center of the first recess and a second straight line in contact with an upper surface of one of the plurality of light emitting devices and perpendicular to the first straight line 2 located within an angle range of 0 ° to 5 ° from the straight line,
It is located at the closest distance from one surface of the substrate among the incident surfaces,
A surface light emitting device, characterized in that all the light incident on the incident surface is directed toward the reflective surface.
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2017
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