Based on this study, we designed a Type II Medium distribution lens suitable for LED streetlights through efficient optical design applying the road lighting distribution standards established by IESNA. We aimed to control the rays directed towards the rear by elongating the straight segment in the Y-axis direction of the primary surface and to regulate the amount of light directed towards the center by gently recessing the central portion of the secondary surface in the X-axis direction. By varying the parameter values in the determined lens configuration, we proceeded with the design to achieve Type II Medium distribution. The performance of the lens was verified using optical simulation programs, LightTools, and Photometric Cooper. We confirmed a Batwing-shaped distribution of 142° and maximum illuminance values of 29 lux at 8m, 19.3 lux at 10m, and 13.9 lux at 12m. Additionally, it satisfied the IESNA standards for Type II (1 MH ~ 1.75 MH) Medium (2.25 MH ~3.75 MH). Based on this research, it is anticipated that manufacturing the lens will enhance road lighting distribution, improving driver visibility and road safety.
한국어
본 논문에서 IESNA에서 정한 도로조명 배광 표준을 적용하여 도로용 LED 가로등에 적합한 Type Ⅱ Medium 배광 렌즈 설계를 진행하였다. 1차 면의 Y축 방향으로 직선구간을 길게 하여 후면으로 향하는 광선속을 제어하고자 하였으며, 2차 면의 X축 방향으로 중심 부분이 완만하게 함몰된 형태로 중심부로 향하는 광선속의 양을 제어하고자 하였다. 결정한 렌즈 형상에서 변수 값을 변화시켜 설계를 진행하여 Type Ⅱ Medium의 배광을 구현하였다. 렌즈에 대한 성능을 광학 시뮬레이션 프로그램인 LightTools와 Photometric Cooper를 통하여 확인하였으며, 142°의 Batwing 형태의 배광을 확인하였으며, 최대 조도값이 각각 8m, 10m, 12m에서 29㏓, 19.3㏓, 13.9㏓임을 확인하였다. 또한 IESNA에서 제시하는 기준인 Type Ⅱ (1 MH ~ 1.75 MH) Medium (2.25 MH ~3.75 MH)을 만족하였다. 본 연구를 토대로 렌즈를 제작하는 경우, 도로조명이 균일하게 분포되어 운전자의 시야를 향상시키고 도로 안전성의 향상을 기대할 수 있다.
목차
요약 Abstract Ⅰ. 서론 1. 연구 배경 Ⅱ. 배경 이론 1. 스넬의 법칙[11] 2. 비구면 방정식[12-14] Ⅲ. 연구결과 및 분석 1. 연구 방법 2. 연구 결과 3. IESNA 표준 배광 분석 Ⅳ. 결론 REFERENCES
키워드
LEDLambertian 배광광선속렌즈IESNA 표준Light Emitting DiodeLambertian patternLight IntensityLensIESNA Standard
저자
유경선 [ Kyung-Sun Yoo | 한국공학대학교 나노반도체공학과 교수(Professer, IT Semiconductor Convergence Engineering, Tech. University of Korea) ]
박승호 [ Seung-Ho Park | 한국공학대학교 IT반도체융합공학과 학생(Student, Nano Semiconductor Engineering, Tech. University of Korea) ]
신성욱 [ Seong-Uk Shin | 한국공학대학교 IT반도체융합공학과 학생(Student, Nano Semiconductor Engineering, Tech. University of Korea) ]
Corresponding Author
한국혁신산업학회 [The Korean Innovation Industry Society(KIIS)]
설립연도
2023
분야
공학>공학일반
소개
1. 혁신산업 융복합 기술 트렌드에 관한 다각적이고 깊이 있는 논의를 위한 국내 및 국제학술회의 개최를 개최함으로써 국내 융합기술의 발전 및 국제적 위상 강화
2. 산․학․연이 참여할 수 있는 국내 및 국제학술회의 개최를 통하여 혁신산업 융복합 기술의 발전 기반 조성
3. 학계, 관계, 산업계 전문가들의 창의적 융합기술에 대한 발표와 토론을 통하여 산‧학‧연 협력 체제를 더욱 확고히 함은 물론, 국내외 관련 단체와의 학술교류 및 협력으로 학문과 기술 발전에 공헌
간행물
간행물명
혁신산업기술논문지 [The Journal of Innovation Industry Technology]