KR20180037626A - LED light source device improved image contrast - Google Patents
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Abstract
본 발명은 영상 콘트라스트가 개선된 LED 광원장치에 관한 것으로, PCB기판(111)에 실장된 LED 광원모듈(110)과; 상기 LED 광원모듈(110)에서 방사된 광을 전방으로 반사시키기 위한 것으로, 일정 경사를 갖는 원뿔대형의 반사면을 갖는 리플렉터(120)와; 상기 LED 광원모듈(110)의 광축 상에 위치하여 광 일부를 차단하게 되는 광차단부(130);를 포함한다.The present invention relates to an LED light source device with improved image contrast, comprising: an LED light source module (110) mounted on a PCB substrate (111); A reflector 120 for reflecting the light emitted from the LED light source module 110 in a forward direction and having a conical large reflective surface with a predetermined inclination; And a light shielding part 130 located on the optical axis of the LED light source module 110 and blocking a part of the light.
Description
본 발명은 LED 광원에서 방사되는 광 균일도를 높여서 영상 콘트라스트를 개선할 수 있는 LED 광원장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an LED light source device capable of improving image contrast by raising the light uniformity emitted from an LED light source.
최근 광학 영상기기의 소형화 추세로 인해, 영상구현을 위한 광학 영상기기의 광원으로써 LED가 많은 주목을 받고 있으며, 특히 최근 LED의 조도 및 파워가 크게 향상되어 단일 LED를 사용한 광학 영상구현이 가능해짐에 따라 소형 광학 영상기기에 최적화된 LED 광원 모듈의 개발이 이슈가 되고 있다.Recently, due to the trend of miniaturization of optical imaging devices, LEDs have attracted much attention as a light source of optical imaging devices for image realization. Recently, the illuminance and power of LEDs have been greatly improved, Accordingly, development of an LED light source module optimized for small optical imaging devices has become an issue.
LED 광원은 조도 및 파워가 크게 향상되었음에도 불구하고, 특성상 발산각이 커서 광학 영상구현을 위한 집광 효율이 떨어지며, 또한 면광원인 LED의 특성상 광원의 균일도 저하로 광학 영상의 품질이 여전히 만족스럽지 못하다는 단점을 가지고 있으며, 실제 광학 영상기기에 적용되기 위한 LED의 개발에 여전히 많은 문제점을 가지고 있는 실정이다.Although the LED light source is greatly improved in illuminance and power, the divergence angle is large due to its characteristics, the light-condensing efficiency for optical image is inferior, and the quality of the optical image is still unsatisfactory due to the uniformity of the light source due to the characteristics of the LED, And there are still many problems in the development of LEDs to be applied to actual optical imaging devices.
특히, 광학 영상기기 중 의료기기는 광학 영상구현 시에 영상의 품질이 매우 중요하며 이를 위하여 영상구현을 위해 사용되는 광원의 제어가 매우 중요하다.
Especially, among medical devices, quality of image is very important in the implementation of optical image, and it is very important to control the light source used for image realization.
도 1은 소형 광학 영상기기용 LED 광원장치의 단면 구성도이다.1 is a sectional view of an LED light source device for a small optical imaging device.
도 1을 참고하면, 종래기술의 LED 광원장치는 PCB기판(11)에 실장된 LED 광원모듈(10)과, LED 광원모듈(10)에서 방사된 광을 전방으로 반사시키기 위한 포물경 형상의 리플렉터(20)를 포함한다.1, the LED light source device of the related art includes an LED
리플렉터(20)는 LED 광원모듈(10)의 광축(C) 상에 초점이 위치하도록 마련되어 LED 광원모듈(10)의 방사광은 리플렉터(20)에서 반사되어 광축(C)과 평행하게 전방으로 방사가 이루어진다.The
이러한 종래기술의 LED 광원장치는 발산각이 큰 면광원체인 LED 광원의 집광 효율을 높일 수 있다.The LED light source device of the related art can increase the light collection efficiency of the LED light source, which is a planar light source having a large divergence angle.
그러나 포물경 형상의 리플렉터는 반사면의 제작이 어려운 문제점이 있으며, 예를 들어, 선반 가공에 의한 포물경 형상의 반사면은 미세한 단차가 발생되어 실질적으로 집광 효율이나 광 균일도가 최초 설계 값보다 현저히 떨어지는 문제점이 있다.
However, there is a problem that it is difficult to fabricate a reflecting surface for a reflector of a polygonal shape. For example, when a reflective surface of a polygonal shape is formed by turning, a minute step is generated, and substantially the light convergence efficiency and the light uniformity are significantly There is a falling problem.
공개특허공보 제10-2008-0043303호(공개일자: 2008.05.16)
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2008-0043303 (publication date: 2008.05.16)
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 포물경 형상의 리플렉터를 사용하지 않으면서도 광 균일도를 높여서 광학 영상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 LED 광원장치를 제공하고자 하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an LED light source device capable of improving the contrast of an optical image by increasing the light uniformity without using a reflector in the form of a polygon.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LED 광원장치는, PCB기판에 실장된 LED 광원모듈과; 상기 LED 광원모듈에서 방사된 광을 전방으로 반사시키기 위한 것으로, 일정 경사를 갖는 원뿔대형의 반사면을 갖는 리플렉터와; 상기 LED 광원모듈의 광축 상에 위치하여 광 일부를 차단하게 되는 광차단부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an LED light source device including: an LED light source module mounted on a PCB; A reflector for reflecting the light emitted from the LED light source module forward, the reflector having a conical large reflective surface with a predetermined inclination; And a light shielding part positioned on the optical axis of the LED light source module and blocking a part of the light.
바람직하게는, 상기 광차단부는, 상기 LED 광원모듈의 광축과 수직하게 배치되는 불투광성 또는 반투광성의 판상 부재이다.Preferably, the light blocking portion is an opaque or semi-transmissive plate-like member arranged perpendicularly to the optical axis of the LED light source module.
바람직하게는, 상기 광차단부는, 상기 LED 광원모듈의 광축과 수직하게 배치되는 상기 리플렉터에 대해 수평하게 지지되는 투광층과; LED 광원모듈의 광축을 포함하는 일부 영역을 덮도록 상기 투광층에 적층된 광차단층;을 포함한다.Preferably, the light intercepting portion includes: a light transmitting layer supported horizontally with respect to the reflector disposed perpendicularly to the optical axis of the LED light source module; And a light blocking layer stacked on the light transmitting layer to cover a part of the area including the optical axis of the LED light source module.
바람직하게는, 상기 광차단부는, 상기 LED 광원모듈의 발광 면을 구성하는 덮개 렌즈에 직접 코팅된 불투광성 또는 반투광성의 광차단층이다.
Preferably, the light shielding portion is an opaque or semi-transmissive light shielding layer coated directly on the cover lens constituting the light emitting surface of the LED light source module.
본 발명에 따른 LED 광원장치는, 원뿔대형의 반사면을 갖고 LED 광원모듈에서 방사된 광을 전방으로 반사시키는 리플렉터와, LED 광원모듈의 광축 상에 위치하여 광 일부를 차단하게 되는 광차단부를 포함하므로써, 광 균일도를 높여서 광학 영상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
The LED light source device according to the present invention includes a reflector having a conical reflection surface and reflecting the light emitted from the LED light source module forwardly and a light blocking portion positioned on the optical axis of the LED light source module to block a part of the light The optical uniformity can be increased to improve the contrast of the optical image.
도 1은 종래기술에 따른 LED 광원장치의 단면 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 LED 광원장치의 단면 구성도,
도 3의 (a)(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 광원장치의 단면 구성도,
도 4의 (a)(b)는 눈의 안저 쪽을 촬영한 사진으로서, 각각 광차단부가 없는 상태와 광차단부가 적용된 것을 비교하여 보여주는 사진.1 is a cross-sectional view of a conventional LED light source device,
2 is a cross-sectional view of an LED light source device according to the present invention,
3 (a) and 3 (b) are cross-sectional structural views of an LED light source device according to another embodiment of the present invention,
4 (a) and (b) are photographs taken on the fundus of the eye, each showing a state in which no light shielding portion is provided and a case in which the light shielding portion is applied.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The specific structure or functional description presented in the embodiment of the present invention is merely illustrative for the purpose of illustrating an embodiment according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention can be implemented in various forms. And should not be construed as limited to the embodiments described herein, but should be understood to include all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.Meanwhile, in the present invention, the terms first and / or second etc. may be used to describe various components, but the components are not limited to the terms. The terms may be referred to as a second element only for the purpose of distinguishing one element from another, for example, to the extent that it does not depart from the scope of the invention in accordance with the concept of the present invention, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.Whenever an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but it should be understood that other elements may be present in between something to do. On the other hand, when it is mentioned that an element is "directly connected" or "directly contacted" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions for describing the relationship between components, such as "between" and "between" or "adjacent to" and "directly adjacent to" should also be interpreted.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다"등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. It will be further understood that the terms " comprises ", or "having ", and the like in the specification are intended to specify the presence of stated features, integers, But do not preclude the presence or addition of steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 LED 광원장치(100)는, PCB기판(111)에 실장된 LED 광원모듈(110)과; LED 광원모듈(110)에서 방사된 광을 전방으로 반사시키기 위한 것으로, 일정 경사를 갖는 원뿔대형의 반사면을 갖는 리플렉터(120)와; LED 광원모듈(110)의 광축(C) 상에 위치하여 광 일부를 차단하게 되는 광차단부(130)를 포함한다.2, the LED
LED 광원모듈(110)은 하나 또는 복수의 LED로 구성되어 PCB기판(111)에 실장되어 제공될 수 있으며, 방열을 위한 부재가 구비될 수 있다.The LED
본 발명에서 리플렉터(120)는 포물경 구조가 아닌 일정한 경사를 갖는 원뿔대형의 반사면(121)을 갖는 것을 특징으로 하며, 따라서 반사면의 기계적인 가공 시에 반사면의 단차 발생이 없이 설계 값을 충분히 만족할 수 있는 장점이 있다.In the present invention, the
다음으로, 본 발명은 원뿔대형의 반사면을 갖는 리플렉터(120)를 적용하여 발생될 수 있는 광 균일도는 광차단부(130)에 의해 보완이 이루어질 수 있다.Next, the light uniformity that can be generated by applying the
통상적으로 리플렉터(120) 특성상 광원의 광축을 중심으로 광이 집중되어 광 분포가 중심은 밝고 주변은 상대적으로 어둡게 나타난다. 이에 본 발명은 광원의 광축 상의 광 일부를 차단하여 광 균일도를 높여서 광학 영상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.Typically, the light is concentrated around the optical axis of the light source due to the nature of the
본 실시예에서 광차단부(130)는 LED 광원모듈(110)의 광축(C) 상에서 리플렉터(120)의 전단부에 수평하게 배치되어 광축 상에 광 일부를 차단하며, 이때 광차단부(130)는 불투명한 재질의 스크린일 수 있으며, 또는 광량을 저감할 수 있는 반투광성의 시트 또는 필터일 수 있다.In this embodiment, the
통상적으로 투광성, 반투광성은 가시광 파장 대를 기준으로 이해될 수 있으나 본 발명에서는 광원장치의 목적 또는 용도에 따라서 사용 파장대가 적외선 또는 자외선인 경우에 해당 파장 대에 대한 투과도로 사용됨을 이해하여야 할 것이다.In general, the translucency and translucency can be understood on the basis of the visible light wavelength band, but it should be understood that the present invention is used as the transmittance for the wavelength band when the wavelength band to be used is infrared or ultraviolet depending on the purpose or use of the light source device .
이러한 광차단부(130)는 소정의 면적(w)을 갖고 광축(C)과 수직하게 배치되어 광축(C)으로 방사되는 광량을 줄이게 되어 리플렉터(120) 전체에서 방사되는 광은 균일하게 된다. The
한편, 광차단부(130)는 사이즈는 소재의 광투과율과 함께 LED 광원의 발산각 특성과 휘도 등을 고려하고 적절히 결정될 수 있다. On the other hand, the size of the
도시되지 않았으나, 광차단부는 리플렉터에서 연장된 구조물에 의해 지지되어 광축(C) 상에서 고정될 수 있을 것이다.
Although not shown, the light blocking portion may be supported on the optical axis C by being supported by a structure extending from the reflector.
도 3의 (a)(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 광원장치의 단면 구성도로서, 앞서 실시예와 중복되는 설명은 생략하고 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.3 (a) and 3 (b) are cross-sectional views of an LED light source device according to another embodiment of the present invention.
도 3의 (a)를 참고하면, 다른 실시예에 따른 LED 광원장치(200)는, LED 광원모듈(210)과, LED 광원모듈(210)에서 방사된 광을 전방으로 반사시키기 위한 원뿔대형의 반사면을 갖는 리플렉터(220)와, LED 광원모듈(110)의 광축(C) 상에 위치하여 광 일부를 차단하게 되는 광차단부(230)를 포함하는 것은 앞서의 실시예와 동일하며, 특히 본 실시예에서 광차단부(230)는 LED 광원모듈(210)과 인접하여 리플렉터(220)에 수평하게 지지될 수 있다.3, the LED
본 실시예에서 광차단부(230)는 리플렉터(220)에 수평하게 지지되는 투광성의 투광층(231)과, 투광층(231)의 일부에 적층된 광차단층(232)에 의해 제공된다.The
투광층(231)은 투광성을 갖는 유리 또는 수지 필름일 수 있으며, 광차단층(232)은 광축(C)을 포함한 일부 영역을 덮도록 투광층(231) 상부에 적층된 불투광성 또는 반투광성의 재료일 수 있으며, 예를 들어, 광차단층(232)은 투광층(231)에 코팅된 금속 박막 또는 도료일 수 있다.The
다음으로, 도 3의 (b)를 참고하면, 본 또 실시예에 따른 LED 광원장치(300)는, LED 광원모듈(310)과, LED 광원모듈(310)에서 방사된 광을 전방으로 반사시키기 위한 원뿔대형의 반사면을 갖는 리플렉터(320)를 포함하는 것은 앞서의 실시예들과 동일하며, 바람직하게는, LED 광원모듈(310)의 광축(C) 상에 위치하여 광 일부를 차단하게 되는 광차단부(330)는 LED 광원모듈(310)의 발광 면을 구성하는 덮개 렌즈(311)에 직접 마련될 수 있다.3 (b), the LED
구체적으로 본 실시예에서 광차단부(330)는 덮개 렌즈(311)에 직접 코팅된 불투광성 또는 반투광성의 광차단층일 수 있으며, 이때 광차단층은 금속 박막 또는 도료일 수 있다.
Specifically, in this embodiment, the
도 4의 (a)(b)는 동일한 구조의 LED 광원장치를 사용하여 눈의 안저 쪽을 촬영한 사진으로서, (a)는 광차단부가 사용되지 않은 상태의 사진이며, (b)는 광차단부가 적용된 상태의 사진이다.4A and 4B are photographs of the fundus of the eye taken using an LED light source device having the same structure, wherein FIG. 4A is a photograph of a state in which no light shielding portion is used, FIG. 4B is a photograph It is a photograph of the state of addition applied.
도 4에서 확인할 수 있듯이, 광차단부가 없는 경우(a)에 사진의 중심부가 밝게 나타나는 반면에, 광차단부가 적용된 경우(b)에는 전체적으로 광 분포가 균일하게 나타는 것을 알 수 있다.
As can be seen from FIG. 4, in the case (a), the central portion of the photograph is bright, whereas in the case of the light blocking portion, the light distribution as a whole is uniform.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
110 : LED 광원모듈
111 : PCB기판
120 : 리플렉터
130 : 광차단부110: LED light source module 111: PCB substrate
120: Reflector 130: Light blocking part
Claims (4)
상기 LED 광원모듈에서 방사된 광을 전방으로 반사시키기 위한 것으로, 일정 경사를 갖는 원뿔대형의 반사면을 갖는 리플렉터와;
상기 LED 광원모듈의 광축 상에 위치하여 광 일부를 차단하게 되는 광차단부;를 포함하는 LED 광원장치.An LED light source module mounted on a PCB substrate;
A reflector for reflecting the light emitted from the LED light source module forward, the reflector having a conical large reflective surface with a predetermined inclination;
And a light blocking unit positioned on an optical axis of the LED light source module and blocking a part of the light.
상기 LED 광원모듈의 광축과 수직하게 배치되는 상기 리플렉터에 대해 수평하게 지지되는 투광층과;
LED 광원모듈의 광축을 포함하는 일부 영역을 덮도록 상기 투광층에 적층된 광차단층;을 포함하는 LED 광원장치.The light-emitting device according to claim 1,
A light-transmitting layer supported horizontally with respect to the reflector disposed perpendicular to an optical axis of the LED light source module;
And a light blocking layer laminated on the light transmitting layer to cover a part of the area including the optical axis of the LED light source module.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021241799A1 (en) * | 2020-05-25 | 2021-12-02 | 주식회사 제이투씨 | Ir-led light intensity amplification device |
| CN115655397A (en) * | 2022-09-27 | 2023-01-31 | 江苏爱尔数字科技有限公司 | Camera shooting water meter with protection function |
-
2016
- 2016-10-04 KR KR1020160127498A patent/KR20180037626A/en not_active Ceased
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