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논문 기본 정보

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학위논문
저자정보

김정혁 (한국산업기술대학교, 한국산업기술대학교 산업기술·경영대학원)

지도교수
현동훈
발행연도
2013
저작권
한국산업기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

초록· 키워드

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LED 조명기구의 기능적 목적은 배광의 제어를 통해 충분한 빛을 의도하는 방향으로 효과적으로 보내는 것이다. 그러나 현재 보편적으로 쓰이고 있는 POB형 LED를 광원으로 사용함으로서 렌즈설계에 따른 광학계 제어가 쉽지 않고, 이를 보완해 주는 반사판은 대 면적 광원에 따라 크기가 증가하여 광 균일도 및 활용도에서 여러 문제점을 나타내고 있다.
본 논문에서는 종래기술의 문제점을 고려하여 광 출력 및 방열특성에서 우수한 평가를 받는 COB형 LED를 광원으로 사용하고 반사판에 패턴을 적용함으로써 광 균일도 및 황색 띠 현상을 개선할 수 있으며, 반사판 홀을 최소화 시켜 제품의 활용도를 높일 수 있도록 설계하였다.
그 결과 발광부에서 나오는 빛이 패턴을 통해 60°의 배광 각으로 대상을 비추는 것을 확인하였다. 또한 일정 면적에서 비구면 반사판의 패턴 유, 무에 대한 비교에서 1.5배의 균제도 개선효과를 보였으며. 거리에 따라 광 균일도가 유지됨을 보였다. 근거리에서 피 조면에 대한 중심부의 평균 조도는 100 lx 이상으로 비교적 밝다는 것을 보였다.
COB형 광원과 최소크기의 반사판 홀을 적용한 구조적 장점과 더불어, 위와 같은 결과를 뒷받침하는 패턴 설계를 통해 더 나은 패턴에 대한 연구 및 추후 제품제작에 대한 개발이 기대될 수 있음을 보였다.

목차

목 차
List of Tables ⅳ
List of Figures ⅴ
국문요약 ⅶ
제 1장 서 론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 동향 3
1.3 연구 목적 5
1.4 논문 구성 6
제 2장 연구 이론 7
2.1 조명이론 7
2.1.1 조명 7
2.1.2 조명용어의 이해 8
2.1.2.1 가시광 (可視光, Visible Light) 8
2.1.2.2 광속 (光束, Luminous Flux) 8
2.1.2.3 광도 (光度, Luminous Intensity) 9
2.1.2.4 조도 (照度, Illuminance) 10
2.1.2.5 휘도 (輝度, Luminance) 10
2.1.2.6 광속발산도 (光束發散度, Luminous Emittance) 11
2.1.2.7 광효율 (光效率, Luminouse Efficacy) 11
2.1.2.8 색온도 (色溫度, Color Temperature) 11
2.1.2.9 연색성 (演色性, Color Rendering) 12
2.1.2.10 시감도와 비시감도 13
2.2 투광 조명 13
2.2.1 조명산업의 분류 13
2.2.2 투광 조명의 정의 15
2.2.3 투광 조명의 종류 15
2.2.3.1 탐조등 15
2.2.3.2 스포트라이트 16
2.2.3.3 플랫라이트 16
2.3 비구면 방정식 16
2.3.1 코닉 구간(Conic section) 17
2.3.2 비구면 형상윤곽(Profile) 19
제 3장 연구 장비 및 방법 22
3.1 광학설계 소프트웨어 22
3.1.1 SolidWorks 22
3.1.2 LightTools 23
3.1.2 Relux 25
3.2 연구 방법 26
3.2.1 광학 설계 26
3.2.2 광원 선정 28
3.2.3 반사판 재질 선정 32
제 4장 연구 결과 및 고찰 33
4.1 광학 시뮬레이션 분석 33
4.1.1 배광 및 광도특성 34
4.1.2 조도 및 광 균일도 특성 38
4.1.2.1 패턴의 유, 무에 따른 비교 38
4.1.2.2 거리에 따른 비교 42
4.1.2.3 규격 기준에 따른 비교 51
4.2 고찰 54
제 5장 결 론 55
References 56
Abstract 59
List of Table
Table 2-1. Classification of the lighting industry 14
Table 2-1. Shape according to conic constant 17
Table 3-1. SolidWorks features 23
Table 3-2. LightTools features 24
Table 3-3. Specification of BXRA-50C9000 31
Table 4-1. Simulation conditions 33
Table 4-2. Conditions of illuminance uniformity simulation 50
Table 4-3. Conditions of illuminance simulation 51
List of Figures
Fig. 1-1 Light source technology market share trend in general lighting 2
Fig. 1-2 Technology market share by application 2
Fig. 2-1 The realities of the light 7
Fig. 2-2 Visible light 8
Fig. 2-3 Solid angle 9
Fig. 2-4 Color temperature 12
Fig. 2-5 Example of the use of floodlight 15
Fig. 2-6 Shape according to conic section 19
Fig. 2-7 The shape of each term of aspheric formula 20
Fig. 2-8 The shape of sum of aspheric section 21
Fig. 3-1 Example of SolidWorks design 22
Fig. 3-2 Example of LightTools design 25
Fig. 3-3 Example of Relux simulation 26
Fig. 3-4 Reflections of parabolic section 27
Fig. 3-5 Modeling of reflector 27
Fig. 3-6 Minimize of reflector size 28
Fig. 3-7 Mechanical dimensions of BXRA-50C9000 29
Fig. 3-8 BXRA-50C9000 29
Fig. 3-9 Typical polar radiation pattern of BXRA-50C9000 30
Fig. 4-1 Ray tracing 34
Fig. 4-2 Luminous intensity distribution 35
Fig. 4-3 Beam angle 36
Fig. 4-4 Radiant intensity 36
Fig. 4-5 RGB chart 38
Fig. 4-6 Comparison of illuminance distribution 39
Fig. 4-7 Comparison of illuminance value 41
Fig. 4-8 RGB chart of 5 m, 8 m 43
Fig. 4-9 RGB chart of 12 m, 15 m 44
Fig. 4-10 Illuminance distribution of 5 m, 8 m 45
Fig. 4-11 Illuminance distribution of 12 m, 15 m 46
Fig. 4-12 Center illuminance according to the distance 46
Fig. 4-13 Incircled energy of 5 m, 8 m 48
Fig. 4-14 Incircled energy of 12 m, 15 m 49
Fig. 4-15 Illuminance uniformity according to the distance 50
Fig. 4-16 Illuminance simulation of 4 m 52
Fig. 4-17 Illuminance simulation of 6 m 53

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