Korean Journal of Optics and Photonics (한국광학회지)

Optical Society of Korea (한국광학회)
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Performance evaluation by simulation for the angular luminous intensity distributions of marine lanterns using a tilting aspherical Fresnel lens and a C-8 type light bulb

기울어진 비구면 프레넬 렌즈와 C-8 type 전구를 이용한 해상용 랜턴의 배광곡선 시뮬레이션을 통한 성능평가

  • Cho Hyun Seok (Applied Optics and Electromagnetics, School of Natural Sciences, Hannam University) ;
  • Jo Jae Heung (Applied Optics and Electromagnetics, School of Natural Sciences, Hannam University) ;
  • Park Seungl Nam (Photometry and Radiometry Group, Korea Research Institute of Standards and Science) ;
  • Park Chul Woung (Photometry and Radiometry Group, Korea Research Institute of Standards and Science) ;
  • Kim Yong Wan (Photometry and Radiometry Group, Korea Research Institute of Standards and Science) ;
  • Kim Jong Tae (Division of Imaging Science and Technology, Pukyung University)
  • 조현석 (한남대학교, 자연과학부 광·전자물리학 전공) ;
  • 조재흥 (한남대학교, 자연과학부 광·전자물리학 전공) ;
  • 박승남 (한국표준과학연구원, 광도복사도그룹) ;
  • 박철웅 (한국표준과학연구원, 광도복사도그룹) ;
  • 김용완 (한국표준과학연구원, 광도복사도그룹) ;
  • 김종태 (부경대학교, 화상정보공학부)
  • Published : 2004.12.01
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Abstract

Providing marine signal lanterns with advantages of little weight as well as large aperture, a Fresnel lens has been adopted to transfer the beam from the lanterns up to 10 nautical miles (18.53 km). A Fresnel lens with the diameter of 250 mm and 300 mm was designed by a lens design program and optimized by adjusting the groove parameters of the lens. The angular luminous intensity distribution (ALID) of this lens was calculated by using an illumination analysis program considering the ALID of a light bulb. At the best alignment of the bulb, the maximum luminous intensities (MLI) of the lantern were 1000 cd (in the case of 250 mm diameter) and 1300 cd (in the case of 300 mm diameter). These are more than the critical value of 720 cd that is the Korean Standard of MLI for the marine lantern. The ALID was investigated as a function of misalignment from the lens focus to determine the tolerance of the alignment ranges.

대구경이 가능하며 가벼운 프레넬 렌즈로 10 해리 (18.53 km)까지 빛을 비출 수 있는 해상용 랜턴을 설계하고 배광곡선을 시뮬레이션하였다. 렌즈설계 프로그램으로 직경 250 mm와 300 mm인 프레넬 렌즈를 설계하였으며, 이 프레넬 렌즈의 groove 변수들을 최적화하였다. 해상용 랜턴에서 사용하는 전구의 배광곡선을 고려하여 이 프레넬 렌즈의 배광곡선을 조명설계 프로그램으로 계산하였다. 이 결과 전구를 최적의 위치로 정렬하였을 때 이 해상용 랜턴들의 최대광도는 각각 KS 규격인 720 cd를 훨씬 넘는 1000 cd(직경 250 mm의 해상용 랜턴의 경우)와 1300 cd (직경 300 mm의 해상용 랜턴의 경우)로 계산되었다. 그리고 전구의 정렬오차를 정하기 위하여 렌즈의 초점거리에서 벗어난 정도에 따라 배광곡선이 변하는 정도도 알아보았다.

Keywords

References

  1. IALA, 'Recommendation for the notation of luminous intensity and range of light', 1967
  2. 박승남, '표준화 등명기 연구개발 최종 보고서', (한국 표준과학연구원, 대전, KRlSS-2003-062) 2003
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  4. 김병렬, 박상형, '검사기판 조명장치', 한국특허 10-0400455, 2003
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  8. Seung Nam Park, Chul Woung Park, Yong Wan Kim, Hyun Seok Cho, Jae HeungJo, and Jong Tae Kim, 'Optical design and illumination simulation of Fresnel lenses for marine signal lanterns', to be submitted in proceedings of SPIE (photonics Asia 2004, Peijing, Nov. 8-11 2004) https://doi.org/10.1117/12.576609
  9. Optical Research Associates, 'LightTools ver 4.0 Illumination Module User's Guide', 2003