• 한국광학회지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.55-63
• /
• 2012

본 논문에서는 광생물 반응기의 조명 시스템으로 활용될 LED(Light-Emitting Diode)용 도광판의 광학설계 및 제작 결과에 대해 보고한다. 도광판 설계를 위해 광원, 반사필름, 도광판 패턴에 대한 모델링을 수행하였다. 특히, 도광판 패턴의 경우 램버시안 산란체(Lambertian Scatterer)로 모델링을 수행하였는데, 테스트용으로 제작된 도광판의 조도분포와 부합하는 모델 파라미터(반사율, 산란체의 폭)를 매칭 시뮬레이션을 통하여 추출하였다. 추출된 모델 파라미터를 사용하여 광학설계를 수행하였으며, CNC(Computer Numerical Control) 가공을 통해 도광판을 제작하였고, 평균조도와 조도균일도 등의 광학 특성을 측정하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
• /
• pp.326-326
• /
• 2008

갈륨 질화물 (GaN) 기반의 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 최근 디스플레이, 교동신호등, 휴대폰용 키패드의 광원 등에 널리 사용되는 전자소자로, 차세대 조명용 광원으로도 각광받고 있다. 일반적인 수평 구조의 LED에 비해 수직형 구조 LED 는 발광면이 n-GaN 표면 전체이며, 전류 확산 특성이 매우 뛰어남으로 인해 차세대 구조라고 표현되어 진다. 이런 구조에서 활성층 영역에서의 균일한 전류 분포는 전류밀집 현상을 억제하여 결과적으로 광학적 특성을 향상시킨다. 따라서 현재까지도 전류확산에 따른 발광다이오드의 성능향상에 대한 연구가 다각도로 이루어지고 있다. 본 연구에서는 수직형 GaN LED 의 전극 패턴에 따른 활성층 영역에서의 전류밀도 분포에 대해 조사하였다. 전극 패턴의 크기 및 구조 변화에 따른 활성층 영역에서의 전류분포도를 삼차원 회로 모델을 이용하여 분석하였다. 또한 활성층 영역으로 주입되는 전류 밀도의 크기가 내부양자효율에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 활성층 영역에서의 균일한 전류밀도 분포를 갖는 전극구조를 설계하였으며, 각각의 전극구조를 적용한 수직형 GaN LED의 전기/광학적 특성에 대해 전산모사 하였다. 최종적으로, n-GaN 위 전극의 크기 및 구조 변화에 대한 시뮬레이션 결과를 토대로, 균일한 전류분포 및 내부 양자효율 향상을 위한 전극패턴 설계 방침을 제안한다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제19권8호
• /
• pp.1773-1779
• /
• 2015

본 논문은 컬러 클러스터 MIMO 기술을 적용하여 육상과 해상 간의 저비용 고속 무선 데이터 전송이 가능한 해상 가시광 통신 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 각 컬러 클러스터에 50개의 RGB LED 로 구성되며, 온-오프키잉을 사용하여 변조한다. 수신기에서는 선택적 합성기술을 수행하여 컬러 클러스터의 다이버시티 효과를 얻어 비트오율 개선을 제공한다. 성능 실험에서는 해상 채널 구성을 위해 대기 난류 조건에서 바다 상태 데이터 (파고, 풍속 등)를 Pierson-Moskowitz 및 JONSWAP 스펙트럼에 적용하여 구현하였으며 해상 링크 품질을 통신거리와 비트 오율을 통해 분석하였다. 시뮬레이션 결과를 통하여 제안한 시스템은 국제항로표지협회의 해상 부표식에 충족하고, 고출력 LED를 사용하기 때문에 충분한 조명을 동시에 제공할 수 있는 효율적인 해상 가시광통신 기술임을 보여주고 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.238-239
• /
• 2010

주거 상업용 건물에 있어 최근 TV, LED 조명, 컴퓨터, IT 기기들과 같은 직류를 사용하는 부하가 점차 증가함에 따라 기존의 교류 배전 기반의 건물 전력구조에서 에너지절감을 위한 하나의 방안으로 직류기반의 건물 배전구조에 대한 도입에 대한 연구가 활발히 이뤄지고 있다. 또한 직류 형태의 전원인 태양광 발전, 연료전지 등의 신재생 에너지와 가정 및 전기자동차용 배터리의 등장은 직류 기반 전력구조가 가지는 강점을 더욱 부각시키고 있다. 직류 배전 시스템은 기존 교류 배전에서 직류부하를 위한 다중의 전력 변환 과정을 최소화함으로서 전원 및 부하에서 소모되는 에너지를 절감하여 전력시장 내 전체적인 탄소배출량 저감에 기여할 수 있을 것으로 고려되어지고 있다. 이는 직류배전 시스템의 에너지 저감 효용성 이외 기존 교류배전 대비 부하단 부품 수의 감소에 따른 신뢰성 향상 및 가격 저감, 무효전력 고려사항의 제거 등 많은 장점을 가지기 때문이다. 본 논문에서는 소용량 건물에 직류배전 구조가 도입될 경우 실현 가능성이 높은 대표적 직류 배전 구조들을 Functional Modeling 기법을 통해 모델링하며, 시뮬레이션을 통해 기존의 교류 배전 건물과 함께 각각의 전력계 구조에 대한 효율 및 장단점들을 정성적으로 비교하고, 구현에 필요한 고려사항들을 제시한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2007년도 추계종합학술대회
• /
• pp.427-430
• /
• 2007

본 논문에서는 화재에 의한 인적물적 피해를 최소화하기 위하여 조기에 화재를 영상처리 기법을 이용하여 검출하는 방법을 제안한다. 인공조명으로 부터 화염을 판별하기 위해 화염의 고유한 색정보를 이용하여 화염후보영역을 판별하고 화염후보영역이 아닌 경우는 배경과 현재 프레임의 밝기차이와 채도를 측정하여 연기후보영역을 판별한다. 그러나 단순한 밝기 및 색체 정보만으로 화염이나 연기로 판별할 경우 오인식할 경우가 많아 화염 및 연기 후보영역에 대해 움직임을 측정한다. 각 후보영역에 대해 전형적인 움직임이 검출되면 최종적으로 화염인 경우는 활동성 정보를 이용하여 화염으로 판별하고 연기인 경우는 경계검출법을 적용하여 최종 연기 영역을 검출한다. 제안하는 방법에 대해 실제 CCTV 카메라의 영상신호에 적용한 시뮬레이션을 통해 효과적으로 화염과 연기를 동시에 검출할 수 있음을 확인하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제11권3호
• /
• pp.1-8
• /
• 2011

최근 차량의 출입통제 및 주차관리 그리고 불법 차량의 단속 등 다양한 분야에서 차량 번호판 자동 인식 기술들이 활용되고 있다. 그러나 기울어지거나 햇빛 또는 조명 등의 영향을 받은 차량 영상에서는 번호판의 고유한 정보가 변형될 수 있다. 본 논문에서는 왜곡에 불변한 차량 번호판 검출 및 인식 알고리즘을 제안하였다. 먼저 DoG(Difference of Gaussian) 필터를 이용해서 번호판의 문자 획이 잘 보전된 이진영상을 생성하였다. 그리고 왜곡에 불변한 연속된 큰 숫자들의 위치를 찾고 그 정보를 이용해서 번호판영역을 검출하였다. 기하학적 왜곡 보정과 영상 개선 작업을 수행한 다음 신경망을 이용해서 번호판을 인식하였다. 제안한 알고리즘을 상용 LPR(License Plate Recognition) 시스템으로부터 획득한 6,200장의 차량 영상을 대상으로 시뮬레이션 한 결과 98.4%의 번호판 영상 인식률과 0.05초의 인식 속도를 얻을 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제12권7호
• /
• pp.114-122
• /
• 2012

우수한 특허기술을 보유한 지역 기업들에게 매출 성장과 시장 경쟁력을 강화하기 위해서는 디자인개발이 절실히 요구되고 있다. 이러한 중소기업의 요구를 해결하기 위하여 특허청과 충청북도의 매칭으로 지역 디자인 가치제고사업이 진행되고 있으며 이를 통해 디자인 가치를 향상시키고 있다. 본 연구는 S사에서 발주한 프로젝트로 '터널 내 환경에 적합한 LED LAMP 외관디자인 개발'을 사업수행 V사가 개발한 디자인으로, 특허기술을 바탕으로 외관 디자인개발을 성공적으로 수행함으로서 지원업체의 디자인 인지도와 제품의 경쟁력을 제고시키면서 시뮬레이션 개발과 함께 개량 특허를 창출한 사례이다. 터널내 LED LAMP의 효율적인 교체방법과 LED LAMP 반사 방법에 제안한 결과를 통해 수혜기업에서는 개인사업자에서 법인화를 진행하였고 제작 판매를 위해 제조기반시설 확충을 하여 현재 초기 제품이 완료되었다. 디자인과 특허의 융합으로 매출향상과 디자인 권리를 확보함으로써 기업 고유의 디자인 가치를 향상시켰다.

• 한국광학회지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.401-409
• /
• 2007

액정 디스플레이에 사용하는 직하형 Back Light Unit(BLU)의 확산판과 프리즘판의 개수를 줄이면서도 성능을 개선한 새로운 일체형 복합필름을 제안하고 이들의 광학적 성능을 시뮬레이션으로 분석하였다. 막대 프리즘의 형태와 원통 렌즈 형태를 하나로 합친 복잡한 일차원 형태의 광학프리즘을 만든 후, 이를 연속적으로 배열하여 일체형 복합필름을 구성하였다. 일체형 복합필름의 성능은 조명계 프로그램으로 확인하여 최적의 구조를 정하였다. 이러한 최적 조건하에서 한 장의 일체형 복합필름을 사용하는 10인치 크기의 BLU에서 계산한 광효율은 53.5%이고, 광휘도 균일도는 83.5%였으며, 각도별 광휘도 분포인 배광곡선은 수직으로 $90^{\circ}$이고 수평방향으로 $112.5^{\circ}$이다. 그리고 이러한 설계로 새로운 일체형 복합필름을 제작하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.275-283
• /
• 2021

본 연구에서는 저내압 반도체 공정으로 제작 가능한 교류 구동 LED 드라이버 IC를 설계하여, 그 성능들에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 교류 220V에서 직접 구동하기 위한 드라이버 IC를 제작하기 위하여 500V 이상의 항복전압을 만족하는 반도체 제조공정이 필요하다. 고내압 반도체 제조공정은 일반적인 저내압 반도체 공정보다 매우 높은 제조비용을 요구한다. 따라서 낮은 내압의 소자를 구현하는 반도체 공정기술로도 제작할 수 있도록 LED 드라이버 IC를 직렬로 설계하였다. 이는 입력전압이 고전압이라도 각 LED 블록마다 전압이 나누어 인가되는 것을 가능하게 한다. LED 조명회로는 220V에서 96%의 역률을 나타내고 있다. pnp 트랜지스터를 이용한 역률 개선 회로에서는 99.7%의 아주 높은 역률을 얻을 수 있으며, 입력전압의 변동과 관계없이 매우 안정된 동작을 보여주었다.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.71-76
• /
• 2022

밝기가 동작 전류에 비례하는 LED 조명은 다수의 LED를 직렬 연결하여 정전류원으로 구동하는 방식을 널리 사용하고 있다. 이러한 방식에서는 일부 LED가 고장으로 개방되면 전류 통로가 끊어져 직렬 연결된 모든 LED가 꺼지게 된다. 본 논문에서는 LED 동작 전압보다 약 0.4V 정도 높은 항복전압을 갖는 제너 다이오드를 개별 LED와 병렬로 연결하여 LED 고장 시 전류 우회로를 확보하므로 이러한 문제점을 해결하는 회로를 설계하였다. 시뮬레이션과 실험을 통해 LED 정상 동작 시에는 제너 다이오드로 전류가 거의 흐리지 않고, LED 고장 시에는 제너 다이오드가 안정적으로 전류 우회로로 동작함을 확인하였다.