최근 개발된 White LED를 이용한 전구의 경우에 있어서 Blue chip에 YAG 형광체를 사용하여 백색광을 내기 때문에 연색성(Ra = 60) 이 낮다. 또한, 고휘도 LED는 직진성이 강하며 방사각에 따른 Intensity의 차가 크고, 현재 개발된 청색 LED는 적색이나 녹색 LED에 비해 상대적으로 광출력이 낮은 단점이 있다. 따라서 각각의 RGB LED를 조합하여 백색광이나 다양한 광색을 구현할 경우에 RGB LED의 비율 및 배치 형태에 따라 광색혼합 특성에 많은 변화가 발생하기 때문에, 이러한 단점들을 보완하기 위한 광학구조의 설계가 이루어져야 한다. 이 연구에서는 주백색의 ...
최근 개발된 White LED를 이용한 전구의 경우에 있어서 Blue chip에 YAG 형광체를 사용하여 백색광을 내기 때문에 연색성(Ra = 60) 이 낮다. 또한, 고휘도 LED는 직진성이 강하며 방사각에 따른 Intensity의 차가 크고, 현재 개발된 청색 LED는 적색이나 녹색 LED에 비해 상대적으로 광출력이 낮은 단점이 있다. 따라서 각각의 RGB LED를 조합하여 백색광이나 다양한 광색을 구현할 경우에 RGB LED의 비율 및 배치 형태에 따라 광색혼합 특성에 많은 변화가 발생하기 때문에, 이러한 단점들을 보완하기 위한 광학구조의 설계가 이루어져야 한다. 이 연구에서는 주백색의 색온도(4600∼5400K)를 가진 백색광을 구현하기 위한 RGB LED 전구를 광학 설계하였다. 이를 위해 선정된 5mm, 파장 652nm(593∼707nm), 녹색 LED는 520nm] (428∼641nm), 청색 LED는 464nm(411∼551nm)인 RGB LED의 정격 전압, 전류 및 스펙트럼값을 측정하여 광학설계 프로그램인 Light Tools의 기준 LED를 설계하였다. 설계된 기준 LED를 사용하여 시뮬레이션을 수행하여 백색광을 얻기 위한 RGB LED의 비율이 R:G:B=1:1.5:2.6 일 때 CIE 1931 색도좌표상에서 x : y = 0.342 : 0.291, 색온도 5100[K] 인 백색광을 얻었다. 또한, 선정된 비율로 대칭, 원형, 간격구조의 형태로 광학배치하여 시뮬레이션한 결과, 대칭구조에서 주백색과 가까운 x : y = 0.337 : 0.297, 색온도 5300[K]인 백색광을 얻을 수 있었다. 이러한 시뮬레이션 결과를 바탕으로 RGB LED 전구를 제작하여 측정한 결과, x : y = 0.325, 0.282, 색온도 5800[K]인 백색광을 얻었다. 제안된 RGB LED 전구의 광학구조에 마이크로컨트롤러를 이용한 제어회로를 구성하여 RGB LED를 PWM 제어신호에 따라 다양한 광색을 나타내는 광색혼합 특성을 확인하였다.
최근 개발된 White LED를 이용한 전구의 경우에 있어서 Blue chip에 YAG 형광체를 사용하여 백색광을 내기 때문에 연색성(Ra = 60) 이 낮다. 또한, 고휘도 LED는 직진성이 강하며 방사각에 따른 Intensity의 차가 크고, 현재 개발된 청색 LED는 적색이나 녹색 LED에 비해 상대적으로 광출력이 낮은 단점이 있다. 따라서 각각의 RGB LED를 조합하여 백색광이나 다양한 광색을 구현할 경우에 RGB LED의 비율 및 배치 형태에 따라 광색혼합 특성에 많은 변화가 발생하기 때문에, 이러한 단점들을 보완하기 위한 광학구조의 설계가 이루어져야 한다. 이 연구에서는 주백색의 색온도(4600∼5400K)를 가진 백색광을 구현하기 위한 RGB LED 전구를 광학 설계하였다. 이를 위해 선정된 5mm, 파장 652nm(593∼707nm), 녹색 LED는 520nm] (428∼641nm), 청색 LED는 464nm(411∼551nm)인 RGB LED의 정격 전압, 전류 및 스펙트럼값을 측정하여 광학설계 프로그램인 Light Tools의 기준 LED를 설계하였다. 설계된 기준 LED를 사용하여 시뮬레이션을 수행하여 백색광을 얻기 위한 RGB LED의 비율이 R:G:B=1:1.5:2.6 일 때 CIE 1931 색도좌표상에서 x : y = 0.342 : 0.291, 색온도 5100[K] 인 백색광을 얻었다. 또한, 선정된 비율로 대칭, 원형, 간격구조의 형태로 광학배치하여 시뮬레이션한 결과, 대칭구조에서 주백색과 가까운 x : y = 0.337 : 0.297, 색온도 5300[K]인 백색광을 얻을 수 있었다. 이러한 시뮬레이션 결과를 바탕으로 RGB LED 전구를 제작하여 측정한 결과, x : y = 0.325, 0.282, 색온도 5800[K]인 백색광을 얻었다. 제안된 RGB LED 전구의 광학구조에 마이크로컨트롤러를 이용한 제어회로를 구성하여 RGB LED를 PWM 제어신호에 따라 다양한 광색을 나타내는 광색혼합 특성을 확인하였다.
The improvement of LED brightness have changed dramatically in the past few years. LEDs are ready to replace incandescent in general lighting. In this paper, design principle for RGB LED cluster lamp is suggested to show white light by mixing R,G,B LEDs with appropriate proportional indices. By coun...
The improvement of LED brightness have changed dramatically in the past few years. LEDs are ready to replace incandescent in general lighting. In this paper, design principle for RGB LED cluster lamp is suggested to show white light by mixing R,G,B LEDs with appropriate proportional indices. By counting these three colors to be additive mixing producing white light, each number of LEDs is theoretically deduced and designed with several shapes for RGB LED cluster lamps. Each RGB LED's luminance ratio is selected by electrical and optical characteristics test of LED samples. A simulation program, Light Tools, is used for the verification of the model. An LED mounting containing 62 RGB LEDs is used as a basic part of its light source. For stable white light, RGB LEDs is designed the most suitable ratio acquired through simulation by using Light Tools. Using of PWM driving circuits confirmed color variation. In the Result, design of RGB LED cluster lamp can achieve white light and we confirmed the color variation by CIE 1931 2° Chromacity Diagram.
The improvement of LED brightness have changed dramatically in the past few years. LEDs are ready to replace incandescent in general lighting. In this paper, design principle for RGB LED cluster lamp is suggested to show white light by mixing R,G,B LEDs with appropriate proportional indices. By counting these three colors to be additive mixing producing white light, each number of LEDs is theoretically deduced and designed with several shapes for RGB LED cluster lamps. Each RGB LED's luminance ratio is selected by electrical and optical characteristics test of LED samples. A simulation program, Light Tools, is used for the verification of the model. An LED mounting containing 62 RGB LEDs is used as a basic part of its light source. For stable white light, RGB LEDs is designed the most suitable ratio acquired through simulation by using Light Tools. Using of PWM driving circuits confirmed color variation. In the Result, design of RGB LED cluster lamp can achieve white light and we confirmed the color variation by CIE 1931 2° Chromacity Diagram.
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