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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김종태
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 부경대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수11
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항공장애표시등(이하 항공장애등)이란 비행 중인 조종사에게 건축물이나 위험물의 존재를 알리기 위해 사용되는 등화를 말한다. 현재 항공장애등에 이용되는 광원은 LED로 대체되었고, 급격하게 확장 및 보급되었으나 설치된 항공장애등이 국토교통부 고시 항공장애등과 항공장애주간표지의 설치 및 관리 기준에 명시되어 있는 광도 기준을 만족하지 못하여 헬기 및 경항공기의 충돌사고의 위험에 노출되어 있는 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 기준에 명시되어 있는 배광 규격을 만족할 수 있는 광학계의 설계가 요구된다. 본 연구에서는 고출력 LED 광원을 원형 배열 형태로 배열하여 광원 모듈을 구성하고 수평면 360˚ 전 방향으로 균일한 광도 분포를 위해 비구면 형태 단일렌즈의 집합 형태인 원통형 프레넬 렌즈를 이용하여 중광도 A형 항공장애등 광학계 설계를 진행하였다. 그러나 일반적인 시준 빔을 위한 광학계는 항공장애등의 특수한 배광 규격을 만족하기 쉽지 않다. 이에 따라 본 연구에서는 항공장애등의 배광 규격의 만족을 위해 LED 광원의 위치를 변경하거나, 프레넬 렌즈의 기울기를 변경하는 두 가지의 설계 방법을 제시하였다. 광학설계 프로그램인 Lighttools를 이용하여 광학계 시뮬레이션을 통하여 광학적인 부분의 성능을 비교 및 분석한 뒤, 중광도 A형 항공장애등의 배광 규격을 만족하는 최적의 광학계를 제시하였다.
목차
1. 서 론 12. 이 론 42.1 기하광학 이론 42.1.1 굴절률 42.1.2 빛의 직진 52.1.3 빛의 굴절 72.1.4 빛의 반사 82.1.5 렌즈에 의한 결상관계 112.2 조명광학계 이론 132.2.1 측광학 (Photometry) 132.2.2 광학적 특성 (Optical property) 183. 중광도 항공장애등 광학계 설계 233.1 중광도 A형 항공장애등 규격 233.1.1 중광도 A형 항공장애등의 배광 규격 233.1.2 중광도 A형 항공장애등의 배광 분포 253.1.3 중광도 A형 항공장애등의 색도 규격 263.2 광학계 설계 과정 283.2.1 광학계 구성 283.2.2 광학계 설계 방법 283.3 LED 광원 모듈 설계 323.3.1 LED 광원 선정 및 3D 모델링 323.3.2 LED 광원 모듈 구성 363.4 프레넬 렌즈 설계 383.4.1 프레넬 렌즈 설계 방법 383.4.2 프레넬 렌즈 광학 재질 403.4.3 프레넬 렌즈 형상 결정 413.4.4 시준 프레넬 렌즈 설계 424. 광학계 시뮬레이션 결과 454.1 시뮬레이션 조건 설정 454.2 LED 광원 모듈과 시준 프레넬 렌즈 시뮬레이션 464.3 광학계 최적화 514.3.1 LED 광원의 위치를 변경하는 방법의 광학계 최적화 514.3.2 프레넬 렌즈의 기울기를 변경하는 방법의 광학계 최적화 524.4 최적화된 광학계의 시뮬레이션 및 배광 분포 534.5 광학계 시뮬레이션 결과와 배광 규격의 비교 및 성능 분석 555. 결 론 60감사의 글 626. 참고 문헌 63
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