좁은 광속각을 갖는 전반사형 LED 복합 렌즈 구현을 위한 Fresnel 렌즈 방식의 출사면 구조 개선

초록

최근 LED의 활용이 보편화되면서 LED의 방출 특성을 제어하는 다양한 조명 광학계에 대한 연구가 진행되고 있다. LED 조명 제품의 초소형화와 고성능화 외에도 좁은 광속각(beam angle)을 구현하는 특수 목적의 조명광학계에 대한 관심도 높아지고 있다[1]. 흔히 광학계 설계에서는 광속을 제어하거나 결상 성능을 개선하기 위해 비구면 렌즈(aspheric lens) 구조를 도입하여 최적 설계를 진행한다. 그러나 조명 광학계에서는 광학계의 광속 효율을 극대화하는 것이 매우 중요하므로, 광원에서 큰 방출각으로 방출된 광선까지도 조명영역에 도달하도록 해야 한다. 이러한 이유에서 조명광학계는 반사경 구조를 포함하거나 전반사(Total Internal Reflection, TIR) 현상을 부분적으로 이용하는 TIR LED 광학계가 유용하게 활용된다.