POF light guide를 이용한 간접광 방식의 수송기기 LED 램프 개발 = POF light guide type LED lamp development for vehicle|RISS 상세보기

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 혁신적인 기술개발로 전자부품 수준을 벗어나 생활조명 및 차세대 광원으로 성장하고 있는 LED조명을 부가가치가 높은 수송기기 산업으로 확대 적용하기 위해 고찰하였다.

특히 수송기기 산업의 특성상 인명의 안전에 밀접한 관련이
있는 수송기기 조명은 다른 분야보다 규정이 까다로운 편이며
신뢰성과 내구성이 더욱 중요한 것을 알 수 있다.

우선 자동차를 포함한 철도, 선박조명의 종류들을 살펴보고
요구성능 및 규격들을 분석하고 정리하였다 .

또한 경쟁력 있는 조명 제품개발을 위해 단계별 주요기술들을
살펴보고 실제 개발사례로 수송기기 후미등을 설계하고 제작하였다.

수송기기 후미등에 적용되는 LED광원의 특성상 눈부심 문제와 배광법규를 만족시키기 위해 LED수량을
증가시키는데 이는 램프 단가를 상승시키는 요인이 된다. 이에 대한 해결방안을 제안하는 개발기술이다.

Light Guide로 이용되는 POF(Plastic Optical fiber)에 프리즘 패턴을 가공하는 방식과, 램프의 출광 효율을 높이기 위한 LED
지향각 특성간의 연관성 최적화, 후미등 배광 법규를 만족하기
위한 Reflector의 기울기 각도를 최적화한 기술이다.

첫째로 POF 내에 전반사되는 광패턴을 측면 발광으로 유도
하기위해 높이 300 um, 폭 600 um, 각도 90도로 구성하였으며,

둘째로 램프의 측면 출광 효율을 높이기 위해 LED 120도 지향
각 특성을 갖는 LED를 설정하였고,

세번째는 중심배광을 만족시키기 위해 15도 Reflcetor를 기울여 법규 만족을 하였다.

이는 Light Guide를 이용한 간접광 방식으로 점광원을 선광원
으로 구현함으로서 후방 운전자의 눈부심을 감소시키고,
더불어, 배광법규 만족에 적합한 구조로 LED 수량을 절감하는
효과를 얻을 수 있었다.

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본 연구에서는 혁신적인 기술개발로 전자부품 수준을 벗어나 생활조명 및 차세대 광원으로 성장하고 있는 LED조명을 부가가치가 높은 수송기기 산업으로 확대 적용하기 위해 고찰하였다. ...

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

LED lamp have been grown not only electronic parts but also general lighting and next generation lamp by virtue of innovative technology development. In this research, I tried to apply LED lamp to high value-added vehicle industry.
The vehicle industry is closely related with human life safety; therefore, this industry has a prudent regulation, and reliability and durability are necessarily critical to this industry.

First of all, I examined variety kinds of lamps involved in automotive, train and vessel; in addition, I analyzed and organized requirement performance and standard of these lamps.
Also, I searched phased main technology for development of competitive lamp product; furthermore, I designed and produced vehicle rear lamp as development case.
To satisfy glare problem and light distribution regulation of LED lamp applied to vehicle rear lamp, we increased LED quantity; however this is one of factor to rise in unit cost of lamp. I suggested my development technology to solve this problem.
I developed three unique technologies: the POF (Plastic Optical Fiber) processing method with prism pattern, the association optimization of LED beam opening angle to improve light output efficiency of lamp and the lean angle optimized technique of reflector to satisfy taillight distribution regulation.
First, I designed lamp as height 300um, width 600um, angle 90 degrees to change light pattern of total reflection into side light in POF.
Second, I set up LED containing 120 degrees beam opening angle to improve side light output efficiency of lamp.
Third, I modified reflector 15 degrees to satisfy central light distribution.

Finally, I produced new lamp of indirect light method from point light source lamp; consequently, this lamp decreased back drivers glare problem, and lead to LED quantity reduction effect because of suitable structure for light distribution regulation.

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목차 (Table of Contents)

Ⅰ. 서 론 ……………………………………………………1 1. 연구배경 …………………………………………………… 1
2. 연구 목적 및 방법……………………………………… 2
Ⅱ. 수송기기 조명 주요기술 고찰 ……………………… 5
1. 기술 개요 ………………………………………………… 5

Ⅰ. 서 론 ……………………………………………………1 1. 연구배경 …………………………………………………… 1
2. 연구 목적 및 방법……………………………………… 2
Ⅱ. 수송기기 조명 주요기술 고찰 ……………………… 5
1. 기술 개요 ………………………………………………… 5
1-1. 전통적인 광원 조명 ………………………… 5
1-2. 반도체 광원램프 주요기술………………………… 9
2. Light Engine(광원)기술………………………………… 11
2-1. LED기술 동향 ………………………………… 11
2-2. LED 제조 공정 ……………………………………… 11
2-3. LED 시장 동향 ……………………………………… 19
3. 광학/렌즈 기술………………………………………… 22
4. 회로/컨버터 설계………………………………… 24
4-1. LED조명의 밝기와 전류 …………………24
4-2. SMPS 회로방식 종류 및 특징………………… 25
5. 방열/신뢰성 설계기술……………………………… 31
5-1. 방열 설계 …………………………………… 31
5-2. 정전기 대책 …………………………………… 38
Ⅲ. 수송기기 조명 특징 …………………………………… 43
1. 자동차 조명 ……………………………………………… 43
1-1. 배광 규격 ……………………………………… 46
1-2. 신뢰성 시험규격 ………………………………… 50
2. 철도/전동차 조명 …………………………………… 53
2-1. 요구 성능 ……………………………………… 53
2-2. 신뢰성 시험항목 …………………………… 54
3. 선 박 조명 …………………………………………… 55
3-1. 선박 조명 종류 …………………………………55
3-2. 성능 요구사항 …………………………………… 56
Ⅳ. 수송기기 조명 설계 및 제작 ………………………… 57
1. 개요 …………………………………………………… 57
2. 요구 배광 조건 ……………………………………… 57
3. 설계 및 제작 ………………………………………… 58
4. 측정 평가 …………………………………………… 67
Ⅴ. 결 론 ………………………………………………… 68
[ 참 고 문 헌 ] …………………………………………… 71
[ Abstract ] ……………………………………………… 72

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