본 논문에서는 통상적인 LED 구조 위에 추가적으로 상부 층을 형성하여 LED의 광 추출 효율을 개선하였다. 상부 층의 두께 및 굴절률 변화에 따른 LED의 광 방출 특성을 전산모사하였고 광 추출 효율이 개선되는 조건을 분석하였다. 약 1.05~1.40의 굴절률 범위에서 LED의 광방출이 증가하였다. 또한, 이 범위에서 두께가 증가할수록 광방출이 증가하였다. 굴절률이 1.30@589.3 nm인 인덱스 매칭 액체를 실제 LED의 상부 층으로 형성하여 LED의 광 추출 효율이 약 22% 정도 향상됨을 실험적으로 보였다. 이렇게 LED 위에 상부 층을 형성하는 개념은 간단하게 LED의 광 추출 효율을 개선할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구는 과학계량학(scientometrics)을 활용하여 LED 및 광분야의 유망기술을 탐색하였다. 우선 Web of Science의 SCIE 논문 및 미국특허청(USTPO) 특허를 수집하여 키워드를 추출하였다. 추출된 키워드를 클렌징 과정을 통해 표준화하고, 동시단어 분석을 사용하여 LED 및 광분야의 논문과 특허 서지사항에 나타나는 정보간의 연합강도(association strength)를 측정함으로써 기술의 패턴 및 경향을 밝혀내었다. 그리고 LED 및 광분야의 역동적인 변화를 추적하기 위하여 전략적 다이어그램을 도출하였다. 이를 통해 LED 및 광분야의 미래 유망연구영역 및 기술도출의 객관적인 방법으로서 과학계량학의 가능성을 보여준다.
This paper has studied dissymmetrical light distribution design using the secondary optics in the simulation. fundamental Lambertian radiation distribution based on LED has been cut off by the secondary optics, and the first surface slope of lens and second surface slope of total reflection area have been calculated through formula. PMMA (the index of refraction: 1.49361) which is material of lens has been selected. critical angle($42.02993^{\circ}$) between Air and PMMA has been calulated by snell's law, and total reflection angle slope has been selected about $16.67^{\circ}$ to occur the total reflection. when the first surface slope and the second surface slope has been set up, Rays of all total reflection area have generated the total reflection. finally, designed LED Module has been estimated by Korean Industrial Standards for LED safety street lighting. dissymmetrical light distribution have been analyzed with reached effect of road illuminance, and average road illuminance which are each 70.6 lx, 40.35 lx, and 25.88 lx have been satisfied with Korean Industrial Standards for LED safety street lighting.
목적: 본 연구는 UVA영역의 LED를 이용하여 안질환을 일으키는 대표적인 유발균인 녹농균과 포도상구균에 대한 살균효과를 알아보고, UVA영역의 LED를 콘택트렌즈 살균에 활용하고자 하였다. 방법: 안질환의 원인 세균인 녹농균과 포도상구균에 대한 살균효과 실험은 400 nm의 UVA-LED를 이용하여 소형 살균기기를 제작하여 녹농균은 $10^{-7}$ CFU/ml, 포도상구균은 $10^{-5}$ CFU/ml 로 각각 액체배지에 희석하여 넣은 후 시간대별로 15분, 30분, 60분, 120분, 240분, 360분, 480분 동안 각각 400 nm의 UVA를 조사하였다. 결과: 살균실험 결과를 직선회귀방정식(regresson line equation)으로 변환하여 목표 살균치(target log inactivation)를 도출한 결과 녹농균에 대한 3log inactivation의 UV조사량($mJ/cm^2$)이 54,847 UV dose($mJ/cm^2$)이었으며, 조사시간(irridiation time)은 135.42(min) 이었다. 또한 포도상구균의 3log inactivation은 39,066 UV dose($mJ/cm^2$)이었으며 조사시간은 98.72분이었다. 결론: 이러한 실험 결과 400 nm의 UVA-LED를 이용한 녹농균과 포도상구균에 대한 뛰어난 살균효과를 확인하였으며 콘택트렌즈의 살균에 유용하게 이용될 것으로 사료된다.
LED arrays with pixel numbers of $3{\times}3$, $4{\times}4$, and $5{\times}5$ have been studied in this paper in order to enhance the optical output power and decrease heat dissipation of an AlGaInP-based light emitting diode display device (pixel size of $280{\times}280{\mu}m$) fabricated by micro-opto-electro-mechanical systems. Simulation results showed that the thermal resistances of the $3{\times}3$, $4{\times}4$, $5{\times}5$ arrays were $52^{\circ}C/W$, $69.7^{\circ}C/W$, and $84.3^{\circ}C/W$. The junction temperature was calculated by the peak wavelength shift method, which showed that the maximum value appears at the center pixel due to thermal crosstalk from neighboring pixels. The central temperature would be minimized with $40{\mu}m$ pixel pitch and $150{\mu}m$ substrate thickness as calculated by thermal modeling using finite element analysis. The modeling can be used to optimize parameters of highly integrated AlGaInP-based LED arrays fabricated by micro-opto-electro-mechanical systems technology.
본 논문에서는 직경이 14.5 mm인 대면적 COB-type LED 패키지를 사용하면서도 15도 이내의 좁은 광속각을 구현하기 위해, 광학계 크기를 축소하고 동시에 satellite ring 발생을 억제할 수 있는 이중 반사경 구조를 고안하여 조명광학계용 2차 광학계를 최적 설계하였다. 최적 설계를 위해 광원 크기와 제 1 반사경의 광속각 관계를 이용하였고, satellite ring 발생을 억제하기 위한 제 2 반사경의 최적 위치 및 크기를 고려하였다. 그 결과 대체 상용 제품의 크기 제한을 만족하며 80%의 광속 효율을 달성할 수 있었다.
본 연구는 2차원 PLS(Point Light Source) 배열과 디스플레이 장치의 조합을 통하여 시역형성용 광학판이 없는 3차원 영상을 재생하는 방법에 관한 것이다. PLS를 사용하여 3차원 영상을 디스플레이 하는 경우 기존의 시차장벽(parallax barrier), 렌티큘러(lenticular), 마이크로 렌즈(microlens lens) 등의 광학판을 사용할 때 발생하는 여러 가지 광학적 문제점 등을 해소할 수 있다. PLS로 사용된 LED 광원이 가져야 할 특성을 조사하였으며 PLS 배열을 통한 입체영상 디스플레이의 시역에 대해 실험을 통하여 입증 하였다.
In this study, we researched the LED source MR16,which maintains the strong points of an ordinary MR16 while compensating for its weak points. The optical system composition of the LED MR16 includes four aspherical lens per sheet and a patterned reflector. The aspherical optical system and reflector were designed using optical software, and the performance was estimated using a lighting simulation program. Finally, a prototype was manufactured after analyzing the simulation data, and the reliability of the simulation results was estimated using a comparative analysis of the designed data and measured data.
In this paper we propose a freeform secondary lens for an LED fishing/working lamp (LFWL). This innovative LED lamp is used to replace the traditional HID fishing lamp, to satisfy the lighting demands of fishing and the on-board activities on fishing boats. To realize the freeform lens's geometry, Gaussian decomposition is involved in our optics-design process for approaching the targeted light intensity distribution curve (LIDC) of the LFWL lens. The simulated results show that the illumination on the deck, on the sea's surface, and underwater shows only small differences between LED fishing/working lamps and HID fishing lamps. Meanwhile, a lighting efficiency of 91% with just one third of the power consumption can be achieved, when the proposed LED fishing/working lamps are used instead of HID fishing lamps.
Due to the difficulty in measuring very low out-of-band cutoff depths of solar blind UV filters, we propose a cutoff depth adjustable measurement system (CDAM) to test deep cutoff filters with a large dynamic range. The CDAM utilizing the substitution method is elaborately composed of several parts, including narrow-band LED light sources, standard reflective neutral attenuators with known attenuation coefficients, and a photomultiplier (PMT). This paper also presents an attenuator combination method ensuring that the PMT works within its linear response range. In addition, numerical simulation testifies to the method, and experiment shows that the CDAM system can achieve an extension of dynamic range from 0-6 OD to 0-10 OD, which is sufficient for the measurement of out-of-band cutoff depths of solar blind UV filters. Above all, the CDAM system, being easily implemented, of wide dynamic range, and highly precise, could be widely used in the measurement of filter cutoff depth.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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