도로 조명용 LED가로등을 위한 2차 Lens 설계 및 배광 특성 분석
- Abstract
- LED is located on every corner of life in one of the light receiving current attention. LED is capable of replacing the existing light because of the characteristics such as high luminance, high-speed response, monochromaticity, high visibility. However, LED lighting nature straightness is stronger directivity angle is narrow and deep glare should be used in parallel, or multiple series-parallel, so there is a limit to the brightness (LED brightness) per Cell.
Road lighting equipment is to be installed by the illumination criteria. In this paper, road lighting street lamps Standard (KS C 7658) 3 lanes for Highway, Street Lights organizations height 12 [m], streetlights Organization interval 50 [m] of the opposite view on the installation conditions, road lighting rating M3, pavement rating corresponding to R3 the average road surface illuminance and luminance LED street lights will be to analyze the distribution efficiency through LED design with a second lens that meets the uniformity of light distribution.
- Issued Date
- 2015
- Awarded Date
- 2015. 2
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교
- Affiliation
- 이미지시스템공학과
- Department
- 대학원 이미지시스템공학과
- Advisor
- 김종태
- Table Of Contents
- 목 차
목차 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• ⅰ
그림 차례 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• ⅴ
표 차례 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• Ⅶ
Abstract ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• Ⅷ
제 Ⅰ장. 서 론
1.1 연구 배경 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 1
1.2 연구 목적 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 2
제 Ⅱ장. 빛의 이해 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 4
2.1 빛의 정의 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 4
2.2 빛의 특성 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 5
2.3 빛의 법칙 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 5
2.3.1 반사 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 5
2.3.2 굴절 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 6
2.3.3 회절 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 6
2.3.4 산란 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 6
2.3.5 방사 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 7
2.3.6 흡수 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 7
2.3.7 투과 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 7
2.3.8 분산 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 7
2.3.9 간섭 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 7
제 Ⅲ 3장. 조명 개요 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 8
3.1 측광량과 단위 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 8
3.1.1 방사속 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 8
3.1.2 광속 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 8
3.1.3 조도 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 9
3.1.4 광속발산도 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 11
3.1.5 광도 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 11
3.1.6 휘도 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 12
3.2 광원의 색 특성 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 13
3.2.1 색온도 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 13
3.2.2 연색성 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 14
제 Ⅳ 장. 조명 기구 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 15
4.1 고압나트륨램프 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 15
4.1.1 구조와 발광원리 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 15
4.1.2 에너지 배분 및 분광분포 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 16
4.2 LED(발광 다이오드) ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 18
4.2.1 발광원리 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 18
4.2.2 특징과 용도 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 19
제 Ⅴ 장. 광학적 특성 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 21
5.1 초기 광속 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 21
5.2 광효율 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 21
5.2.1 광속유지율 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 21
5.3 배광특성 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 22
제 Ⅵ 장. 조명 계산 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 24
6.1 직사 조도 계산 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 24
6.1.1 점광원 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 24
6.1.2 선광원 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 24
6.1.3 면광원 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 26
제 Ⅶ 장 KS(한국산업표준) 도로조명기준 ••••••••••••••••••••••••••••••••• 27
7.1 도로 및 교통의 종류에 따른 조명등급 분류 ••••••••••••••••••••• 27
7.2 CIE(국제조명위원회) 도로조명기준 •••••••••••••••••••••••••••••••••• 28
7.3 고속도로 조명기준 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 30
7.4 LED 도로조명기구의 선정 기준 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 32
7.4.1 표준 도로조건에 대한 조명기구 소요광속의 추정 ••••••••• 32
7.4.2 고속도로 표준도로에 대한 LED 도로조명기구 선정 기준 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 33
제 Ⅷ 장. 2차 광학계 설계 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 36
8.1 LightTools Features •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 36
8.1.1 Source Library ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 36
8.1.2 Optical ProRerties •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 36
8.1.3 Simulation & Analysis •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 36
8.2 광원 LED 선택 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 37
8.3 재질 선택 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 38
8.4 2차 렌즈 설계 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 39
제 Ⅸ 장. 결론 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 44
참고문헌 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 47
감사의 글 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 48
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