光扩散复合透镜的制作方法

本申请要求于2017年12月12日提交的韩国专利申请no.10-2017-0170390的优先权和权益，上述申请的全部内容以引用方式并入本文。本发明涉及光扩散复合透镜，并且更具体地涉及即使使用发光二极管(led)的点光源也通过复合透镜部件提供线光源的光扩散复合透镜。
背景技术：
：通常，光扩散材料及其部件已用于实现灯线照明(lamplinelightening)。然而，为了实现光照明，所开发的材料具有复杂的结构。因此，本发明提供了通过实现包括导光功能(亮度增强)和扩散功能(线照明实现)的复合透镜而设计的线照明。技术实现要素：本发明的一个方面提供了光扩散复合透镜，即使在采用led的点光源的情况下，该光扩散复合透镜也通过复合透镜部件提供线光源。根据本发明示例性实施例的光扩散复合透镜，其中光从后侧朝向前侧照射和透射，该光扩散复合透镜可包括具有预定厚度的主体，并且形成有沿竖直方向穿透的孔；以及折射透镜部件，该折射透镜部件从孔的内表面中的靠近前侧的第一表面朝向后侧突出。多个孔可从一侧到另一侧排列。分隔肋(barrierrib)可设置在多个孔中的任何一个孔与相邻的孔之间。分隔肋的宽度朝向前侧逐渐减小。分隔肋的前端处的宽度与主体的厚度的比率可小于约0.3。透镜可进一步包括具有多个突出部件的锯齿部件，该多个突出部件从孔的内表面中靠近后侧的第二表面朝向前侧延伸。当从上向下观察时，突出部件可以三角形形状延伸。突出部件可满足等式1。等式10.375<h/p<0.5在等式1中，h为从第二表面到突出部件的顶点的长度，以及p为突出部件的底边的长度。光扩散复合透镜可进一步包括聚焦透镜部件，该聚焦透镜部件与主体的后端一起形成并且从主体的后表面朝向后侧突出。当从侧面方向观察时，聚焦透镜部件可以圆弧形状延伸。聚焦透镜部件的半径与主体的厚度的比率可小于约0.6。当从上向下观察时，折射透镜部件可以圆弧形状延伸。折射透镜部件的半径与主体的厚度的比率可大于约3且小于约10。主体可具有弯曲形状，其中两端指向下方并且中心指向上方。主体可具有前端长度大于后端长度的形状，并且主体的后端和前端可以设置在主体后侧的虚构中心点为基础形成为圆弧形状。即使使用led的点光源，根据本发明的示例性实施例的光扩散复合透镜也可通过复合透镜部件提供线光源来增强美学价值，从而在设计上产生更高的附加值。另外，通过提供均匀的线光源而不使用附加材料(诸如漫射板)，可节省材料成本。附图说明通过以下结合附图的详细描述，本发明的上述和其它方面、特征和优点将更加明显，其中：图1为示出根据本发明的示例性实施例的光扩散复合透镜的视图；图2为示出根据本发明的示例性实施例的光如何通过光扩散复合透镜扩散的视图；图3为示出根据本发明的示例性实施例的光扩散复合透镜的视图；图4为示出根据本发明的示例性实施例的光扩散复合透镜的锯齿部件的视图；图5为示出根据本发明的示例性实施例的光扩散复合透镜的三角形锯齿部件的视图；图6为示出当在侧面方向上观察时根据本发明的示例性实施例的光扩散复合透镜的视图；图7为示出根据本发明的示例性实施例的光扩散复合透镜的视图；图8为示出根据本发明的示例性实施例的光扩散复合透镜的视图；图9为示出根据本发明的示例性实施例的光扩散复合透镜的视图；图10为示出根据示例和比较例的亮度测量位置处的测量值，亮度和均匀度如何变化的视图；图11为示出根据示例和比较例的亮度测量位置处的测量值，亮度和均匀度如何变化的视图；图12为示出根据示例和比较例的亮度测量位置处的测量值，亮度和均匀度如何变化的视图；图13为示出根据示例和比较例的亮度测量位置处的测量值，亮度和均匀度如何变化的视图；以及图14示出根据本发明的示例性实施例的光扩散复合透镜的圆弧形锯齿部件。附图标记说明：10：点光源100：主体110：孔200：折射透镜部件300：分隔肋400：锯齿部件410：突出部件500：聚焦透镜部件。具体实施方式本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。如本文所使用，除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一”、和“该”也旨在包括复数形式。进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联所列项目的任何和所有组合。除非特别说明或从上下文中显而易见，否则如本文所用，术语“约”应理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均值的2个标准偏差内。“约”可理解为在规定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％之内。除非上下文中另有说明，否则本文提供的所有数值均由术语“约”修饰。在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例，使得本发明所属
技术领域：
的技术人员可易于实施示例性实施例。然而，本公开可以许多不同的形式呈现，并且不应被解释为限于本文阐述的示例性实施例。将省略与描述无关的部件以明确描述本发明，并且在整个说明书中相同或相似的组成元件将由相同的附图标记表示。附图中所示的每个组成元件的尺寸和厚度是随机指示的，以便更好地理解和便于描述，并且本公开不必限于如图所示。在附图中，为了清楚起见，夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。此外，为了清楚起见，夸大了层、膜、区域等部件的厚度。另外，应当理解，当元件(诸如层、膜、区域或基板)被称为在另一元件“上”时，该元件可直接在另一元件上或也可存在中间元件。相反，当元件被称为“直接在”另一元件上时，不存在中间元件。另外，应当理解，当元件被称为在另一参考元件的“上面”或“上”时，该元件可设置在参考元件之上或之下，但是并不一定是在与重力相反的方向上的“上面”或“上”。另外，“平面”一词将理解为暗示从上方观察物体时的情况，以及术语“横截面”一词将理解为当从侧面观察竖直切割物体的横截面时的情况。光扩散复合透镜如图1至图3所示，根据本发明的示例性实施例的光扩散复合透镜(光从后侧照射并透射到前侧)可包括具有预定厚度的主体100，并且形成有在竖直方向上穿透的孔110和折射透镜部件200，折射透镜部分200从孔110的内表面中的靠近前侧的第一表面向后侧突出(例如，延伸)。从布置在后侧的发光二极管(led)照射的光可透过光扩散复合透镜并发射到前侧。led的点光源10可通过光扩散复合透镜成为线光源。因此，如何以高均匀度透射强光可为光扩散复合透镜的重要性能。主体100可具有预定的厚度，并且可由透明材料形成，以允许光透过。透明度表示可透射的光的状态，并且由于光的透射率不受限制，半透明度可与本发明中的“透明度”的范围有关。在竖直方向上穿透的孔110可形成在主体100中。竖直方向指的是参考图2的平行于z轴的方向。具体地，当从顶侧观察时(例如，鸟瞰图或俯视图)，孔110可形成为四边形。孔110的内表面可具有总共四个表面，包括靠近前侧的第一表面、靠近后侧的第二表面以及连接第一表面和第二表面的两个端部的一对侧面。前后方向可指平行于图2中所示的y轴的方向。两侧方向是指平行于x轴的方向。此外，折射透镜部件200可被配置成漫射从点光源10照射的光。换句话说，通过形成折射透镜部件200，可发射作为主体100的前表面的发光表面120上的光作为线光源。折射透镜部件200可形成为从第一表面向后侧突出的形状。具体地，折射透镜部件200可由与主体100相同的透明材料形成，并且可与主体100集成。特别地，当制造根据本发明的示例性实施例的光扩散复合透镜时，可通过在模具中对塑料材料进行注塑模制而集成且同时形成主体100和折射透镜部件200。当从顶部观察时，折射透镜部件200可以圆弧形状突出。更具体地，折射透镜部件200的半径与主体100的厚度的比率可大于约3且小于约10。当主体100具有约5mm的厚度时，折射透镜部件200的半径可大于约15r且小于约50r。当折射透镜部件200的半径与主体100的厚度的比率小于或等于约3时，光过度折射以转换成线光源，并且因此光不能充分折射。因此，光不能充分地转换成线光源。然而，当折射透镜部件200的半径与主体100的厚度的比率大于约10时，折射透镜的半径太大而不能折射光。因此，光可不充分地转换成线光源。在根据本发明的示例性实施例的光扩散复合透镜中，多个孔110可从第一侧到第二侧排列(例如，从一侧到另一侧)，并且可在多个孔110中的任何一个孔110(例如，第一孔)与相邻的孔110(例如，第二孔)之间设置分隔肋300。如图1所示，多个孔110可从一侧平行排列到另一侧。每个孔110都可形成有与其对应的折射透镜部件200。另外，孔110可形成为与设置在主体100的后侧中的点光源10的数量相同的数量。例如，当点光源10的数量为五个时，孔110的数量也可为五个，并且折射透镜部件200可形成在每个孔110的内表面中。此外，分隔肋300可形成在任何一个孔110与相邻孔110之间(例如，在相邻孔之间或在第一孔与第二孔之间)。特别地，分隔肋300可由与主体100相同的透明材料形成，并且也可与主体100集成。在制造根据本发明的示例性实施例的光扩散复合透镜时，主体100和分隔肋300可通过在模具中对塑料材料进行注塑模制而集成且同时模制。分隔肋300可形成为具有朝向前侧逐渐减小的宽度的形状。更具体地，分隔肋300的前端处的宽度与主体100的厚度的比率可小于约0.3。当主体100的厚度为约5mm时，分隔肋300的前端处的宽度可小于约1.5mm。当分隔肋300的前端处的宽度与主体100的厚度的比率大于或等于约0.3时，光发射可受到分隔肋300的限制，并且因此光可能不充分地转换成线光源。根据本发明的示例性实施例的光扩散复合透镜可进一步包括具有多个突出部件410的锯齿部件400，该多个突出部件410从孔110的内表面中的靠近后侧的第二表面朝向前侧延伸。如图4所示，锯齿部件400可形成为与第二表面一起具有均匀的图案。用于锯齿部件400的每个突出部件410可形成为从孔110的第二表面朝向前侧突出的形状。锯齿部件400可被配置成将从点光源10照射的光漫射到左右宽度方向。特别地，锯齿部件400可由与主体100中相同的透明材料形成，并且可与主体100集成。在制造根据本发明的示例性实施例的光扩散复合透镜时，主体100和锯齿部件400可通过在模具中对塑料材料进行注塑模制而集成且同时模制。具体地，当从顶部观察时，突出部件410可如图5所示以三角形形状突出。突出部件410可满足等式1。等式10.375<h/p<0.5在等式1中，h为从第二表面到突出部件410的顶点的长度，并且p为突出部件410的底边的长度。当从顶部观察时，突出部件410可具有三角形形状，并且因此存在底边(p)和从底边到顶点的高度(h)。当高度与底边的比率小于或等于约0.375时，光可能在左右宽度方向(例如，水平方向)上不充分地漫射。因此，光可能不充分地转换为线光源。然而，当该比率大于约0.5时，光可过度地漫射，并且因此光可能不充分地转换成线光源。此外，根据本发明的示例性实施例的光扩散复合透镜可进一步包括聚焦透镜部件500，该聚焦透镜部件500与主体100的后端一起形成并且从主体100的后表面朝向后侧延伸。聚焦透镜部件500可被配置成将光的辐射角聚焦在透镜中的竖直方向上，如图6所示，这可使光发射表面120上的光效率最大化。聚焦透镜部件500可与点光源10维持预定距离，并且可具有凸透镜形状。具体地，聚焦透镜部件500可由与主体100中相同的透明材料形成，并且可与主体100集成。在制造根据本发明的示例性实施例的光扩散复合透镜时，主体100和聚焦透镜部件500可通过在模具中对塑料材料进行注塑模制而集成且同时模制。当从侧面方向观察时，聚焦透镜部件500可以圆弧形状突出。聚焦透镜部件500的半径与主体100的厚度的比率可小于约0.6。当主体100具有约5mm的厚度时，聚焦透镜部件500的半径可小于约3r。当聚焦透镜部件500的半径与主体100的厚度的比率大于或等于约0.6时，聚焦透镜的半径太大而不能提供聚焦光的辐射角度在竖直方向上的效果。如图7所示，在根据本发明的示例性实施例的光扩散复合透镜中，主体100可具有弯曲形状，该弯曲形状具有指向下侧(例如，指向下方)的两端和指向上侧(例如，指向上方)的中心。换句话说，主体100的中心可以凸起的方式向上弯曲。根据本发明的光扩散复合透镜可形成为各种形状，并且从主体的前侧发射的光可呈现圆弧形状。另选地，如图8所示，主体100可具有前端的长度大于后端的长度的形状，并且主体的后端和前端可基于设置在主体100后侧的虚构中心点形成为圆弧形状。换句话说，主体100可形成为部分扇形。如上所述，根据本发明的光扩散复合透镜可形成为各种形状。从主体100的前侧发射的光可在左右方向(例如，水平)上漫射。同时，如图9所示，在根据本发明的示例性实施例的光扩散复合透镜中，形成在主体100中的孔110可沿左右宽度方向纵向形成，并且折射透镜部件200的数量与点光源10的数量相同，以及用于锯齿部件400的突出部件410可设置有多个，并且形成为与折射透镜部件200或点光源10的数量相同的数量且形成在第二表面上。换句话说，分隔肋300的前端的宽度可更窄，并且因此，当充分确保刚度时，可省略分隔肋300以提供光扩散复合透镜。示例1)根据聚焦透镜部件的半径与主体的厚度的比率变化进行性能评估如表1所示，制备了在没有聚焦透镜部件500的情况下形成的平面光扩散复合透镜和聚焦透镜部件500的半径与主体100的厚度的比率分别为0.5、0.6、0.8和1的光扩散复合透镜。此外，使用15pled，主体100具有5mm的厚度，折射透镜部件200的半径为35r，并且锯齿部件400的突出部件410具有三角形形状，高度为0.3mm，并且底边长度为0.7mm。通过确定光发射表面120上从一侧到另一侧(例如，第一侧到第二侧)的测量点并且照射来自led的光，在每个点测量光亮度。表1123456789高低平均注释平面456904692046500460804797045110468304169044060462104495045650比较例0.5648206185061390622306057059960615905715057150613526029760883示例0.6605106058059340626205858059290572405570055700595475794658658比较例0.8527205666051800569005030056970502305318053180559285064052990比较例1487805423050060555305008053020490205078048000533904918851056比较例如表1所示，与其它比较例比较，聚焦透镜部件500的半径与主体100的厚度的比率为0.5的示例具有测量值的最大值与最小值之间的最小偏差以及最高平均测量值。另外，如图10所示，证实了该示例具有最大改善的光均匀度。2)根据折射透镜部件的半径与主体的厚度的比率变化进行性能评估如表2所示，制备了折射透镜部件200的半径与主体100的厚度的比率分别为3、4、5、6、7、8、10和12的光扩散复合透镜。此外，使用15pled，主体100具有5mm的厚度，折射透镜部件200的半径为2.5r，并且锯齿部分400的突出部件410具有三角形形状，高度为0.3mm，并且底边长度为0.7mm。通过确定光发射表面120上从一侧到另一侧的测量点并且照射来自led的光，在每个点测量光亮度。表2123456789高低平均均匀度注释358520474105609047850551704986055860500805530056188488005290486.9比较例460730616905895062590567205989057710581005504060567578305904795.5示例559760628605974066490574106262057800569505382062230577065971792.7示例660030617505912063690579606041056980578105424060915576665911094.7示例761240616605874062390583805907056630559205450059760578985872696.9示例858980536405945055020575405598057700553805406057546550055641795.6示例1060120481505828050050578605136056460531205336050670572165430788.6比较例1260820453605932046620569404932057230511205334048105575305334183.6比较例如表2所示，与其它比较例比较，折射透镜部件200的半径与主体100的厚度的比率为4至8的示例具有测量值的最大值与最小值之间的较小偏差以及更高的平均测量值。另外，如图11所示，证实了光均匀度大于或等于92.7，这优于比较例。3)根据分隔肋的前端处的宽度与主体的厚度的比率变化进行性能评价如表3所示，制备了光扩散复合透镜，其中分隔肋300的前端处的宽度与主体100的厚度的比率分别为0.2、0.3、0.4、0.5和0.6。此外，使用15pled，主体100的厚度为5mm，聚焦透镜部件500的半径为2.5r，折射透镜部件200的半径为35r，锯齿部件400的突出部件410具有三角形形状，高度为0.3mm，并且底边长度为0.7mm。通过确定光发射表面120上从一侧到另一侧的测量点并且照射来自led的光，在每个点测量光亮度。表3123456789高低平均均匀度注释0.260870637606276064690628806290061000607405666063023608346180796.5示例0.347720568804789057870461205533045960500304459055028464565026684.4比较例0.449140426504816042250464104003045790373904462040580468244404986.7比较例0.548870264104743025560465602425045530225304454024688465863685353.0比较例0.6495901104048420108404663098224523092244533010232470403068121.8比较例如表3所示，与其它比较例比较，分隔肋300的前端处的宽度与主体100的厚度的比率为0.2的示例具有测量值的最大值和最小值之间的较小偏差以及更高的平均测量值。另外，如图12所示，证实了该示例具有96.5的光均匀度，这比比较例中的更加改善。4)根据突出部件的高度与底边长度的比率变化进行性能评估如表4所示，制备了具有突出部件410的光扩散复合透镜，突出部件具有高度和底边长度。0.3r的情况参考比较例，其中突出部件410具有圆弧形状而不是三角形形状。此外，使用15pled，主体100具有5mm的厚度，聚焦透镜部件500的半径为2.5r，并且折射透镜部件200的半径为35r。通过确定光发射表面120上从一侧到另一侧的测量点并且照射来自led的光，在每个点测量光亮度。表4如表4所示，与其它比较例比较，突出部件410的高度与底边长度的比率约为0.43的示例具有测量值的最大值与最小值之间的较小偏差以及更高的平均测量值。另外，如图13所示，证实了示例具有96.5的光均匀度，这比比较例中的更加改善。另外，如图14所示，证实了该示例具有优于其中突出部件410形成为圆弧形状的比较例的性能。虽然已经结合目前被认为是实用的示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例和/或示例，而是相反地，旨在涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。因此，前述示例性实施例和/或示例应理解为示例性的，但不以任何方式限制本发明。当前第1页12