Fabrication and Performance Evaluation of MR-16 Lamp Series with Narrow Angular Distribution of Luminous Intensity Using an Aspherical Planar-convex 2×2 Fly-eye Lens Type

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 간편하고 빠른 사출성형을 위하여 한쪽이 평면인 비구면 형상을 갖는 단일 fly-eye 렌즈형태의 2차 렌즈를 사용하는 MR-16 램프 시리즈의 설계를 보고하고자 한다. 인테리어 조명용 할로겐 램프를 대체하기 위해 효율이 높고 좁은 배광각을 갖도록 MR-16 램프용 광학계를 설계하여 이를 제작하고 성능을 확인하였다. 광학설계용 소프트웨어는 ORA사의 CODE V와 LightTools를 사용하였다. 그 결과, 제작된 MR-16 램프의 배광각은 22.4°, 31.1°, 37.3°, 59.9°였으며, 광효율은 각각 76.5 lm/W, 75.2 lm/W, 72.0 lm/W, 77.8 lm/W 이고, 복사 균제도 81%에서 발산각은 3°, 15°, 22°, 49°이다. 그리고 제작된 MR-16 램프에 확산시트를 2차 렌즈와 LED사이에 확산 시트를 적용하여 황색 띠를 제거한 후의 배광각은 각각 20.8°, 31.5°, 37.8°, 68.7°로 측정되었다. 실험적으로 2차 렌즈를 같은 렌즈 4개를 붙이는 형식으로 fly-eye 형태로 함으로써 설계 및 제작이 용이하며 배광각과 균일한 조도 분포를 갖는데 있어서 문제가 없다는 것을 알 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper reports the optical design of the MR-16 lamp series with a LED second lens and an aspherical plano-convex lens suitable for a simple and rapid injection molding fabrication method. The fabrication and performance evaluation of the MR-16 lamp series, which was designed with a narrow angular distribution of luminous intensity, were conducted to replace halogen lamps with LED lamps. Four types of LED lamps were fabricated, which have angular distributions of luminous intensity of 22.4°, 31.1°, 37.3°, and 59.9° and luminous efficiencies of 76.5 lm/W, 75.2 lm/W, 72.0 lm/W, and 77.8 lm/W, respectively, while their spreading angles with an illuminance uniformity of 81% were 3°, 15°, 22°, and 49°, respectively. After eliminating a yellow tail of the LED lamps using a diffusion sheet, the angular distributions of the luminous intensity were measured to be 20.8°, 31.5°, 37.8°, and 68.7°.

목차 (Table of Contents)

• Abstract
• 요약
• 1. Introduction
• 2. Optical design of MR-16 lamp series with a second lens
• 3. Fabrication and assembly of second lens for MR-16 lamp
• 4. Performance measurement and analysis of MR-16 lamp
• 5. Conclusions
• References

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