• Current Optics and Photonics
• /
• 제7권6호
• /
• pp.755-760
• /
• 2023

In this paper, an illumination optical system that can mitigate the saturation phenomenon in the center of an image (caused by the typical flexible-endoscope illumination system using LEDs with Lambertian light distribution) is designed. When an LED with Lambertian light distribution is used as a light source, the amount of light in the center of the endoscopic illumination system is relatively high, compared to the periphery, causing saturation in the image. Since this phenomenon causes difficulty in detecting the patient's lesion, it is necessary to find a lighting-system design that can alleviate the saturation phenomenon. Therefore, in this paper a lighting system with bat-wing light distribution, which can lower the intensity at the center and secure the maximum amount of light at the maximum light distribution angle, is designed. In addition, to check the performance of the designed lighting system, a simulation of illumination and luminance is conducted for a system using a common aspherical lens with otherwise the same components. As a result, it is confirmed that the lighting system designed in this paper effectively reduces the luminance value at the center and secures more luminance values at the periphery than the familiar lighting system.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제1권1호
• /
• pp.26-36
• /
• 1998

2차원 밝기 영상에서 3차원 정보를 얻는 문제는 컴퓨터 시각 연구에서 매우 중요한 분야를 차지하고 있다. 이러한 목적을 위해 먼저 2차원 영상을 취득할 때 카메라의 위치, 광원의 방향, 영상내 물체의 반사특성 등 본질적인 정보를 이용한다. 이중에서 물체의 표면 반사특성은 매우 중요한 단서가 된다. 과거에는 물체의 반사특성을 Lambertian 반사만을 전제하여 연구를 진행했지만 실세계의 물체는 대부분 Non-Lambertian 반사특성을 갖는다. 본 논문에서는 2차원 밝기 영상에서 물체의 반사특성을 해석하고, 반사특성 파라미터를 추정하여 물체의 형상을 복구하는 새로운 방법과 반사특성을 모르는 상황에서 신경회로망 학습에 의해 형상을 복구하는 방법을 제안한다. 물체의 반사특성은 전반사 성분과 난반사 성분을 함께 갖는 Non-Lambertian 면을 그 대상으로 하며, 이러한 반사특성은 전반사(Torrance-Sparrow) 모델과 난반사(Lambertian) 모델의 선형적인 합으로 설명될 수 있다. 본 논문에서 제안한 Photometric Matching은 주변 화소의 밝기 분포를 고려하여 참조영상과의 매칭을 통한 형상복구 알고리듬으로써 기존의 Photometric Stereo에 근본을 두고 있지만, 잡음 및 오차의 누적 정도가 향상되었다. 또한 물체의 반사특성을 모르는 상황에서 신경회로망 학습에 의한 형상복구방법을 제안한다. 이 방법은 역전파 학습알고리듬을 이용해 광원 방향에 따른 밝기값에 대해 면법선을 교사하여 형상을 결정한다.

• 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.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2002년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
• /
• pp.197-199
• /
• 2002

This paper describes the effects of chip arrangement configurations and the dimension of a reflecting cup upon the light output characteristics of a white lamp composed of RGB LED chips. As a result of simulation, the shorter distance between adjacent chips leads to a relative decrease in the light output efficiency due to inter-chip absorption of quanta, but rather uniform color mixing is expected. Among the factors of designing a reflecting cup it is the tilt angle of the cup wall that plays a determining role upon the variation of the light distribution. The light distribution shows a sudden change of pattern from Lambertian to Batwing at about $35^{\circ}{\sim}40^{\circ}$ of tilt angle in case of a silver-coated wall cup.

• Journal of Information Display
• /
• 제12권4호
• /
• pp.167-171
• /
• 2011

The angular distribution of the luminance on each optical component of 40-inch light-emitting diode backlight was measured and studied, using the optical-simulation method. Several scattering functions were investigated as the reflection distribution function of the scattering dots printed on the bottom surface of the light guide plate (LGP). It was found that both the diffuse Lambertian and near-specular Gaussian scattering functions were necessary for the successful reproduction of the experimental angular distribution of the luminance. The optimization of the scattering parameters included in these scattering functions led to almost the same luminance distribution as that obtained from the experiment. This approach may be an effective way of indirectly estimating the reflection distribution function of the scattering dots of the LGP, which cannot be made accessible through any other experimental method.

• Current Optics and Photonics
• /
• 제6권3호
• /
• pp.332-336
• /
• 2022

Given a cubic space, it is easy to uniformly illuminate the floor with light sources placed on top. However, little has been reported about uniform illumination on walls with the same configuration of light sources. Here we present a luminaire consisting of nine light-emitting diodes (LEDs) with perfect Lambertian distribution, placed on the top as a 3 × 3 rectangular LED array. The distances between LEDs and tilt angles of each individual LED are adjustable and optimized by an annealing algorithm. After optimization, the array produces a rectangular illumination pattern on one wall with a uniformity of about 89%. Analysis shows that the tilt angles of individual LEDs are key parameters for uniform side illumination. In a scenario that is more practical, the tilt angles of all the LEDs are set to be the same, only decreasing the uniformity to 83%.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제23권6호
• /
• pp.471-476
• /
• 2010

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.

• 한국광학회지
• /
• 제35권1호
• /
• pp.18-23
• /
• 2024

미술관 등 전시 공간에서의 조명은 바닥보다는 주로 전시물이 붙어 있는 벽면에 비춰져야 한다. 일반적으로 사용되는 LED 조명은 LED에 확산판이 결합된 형태로서 각도별 배광 분포가 일정한 램버시안 광원에 가까우며, 수직 입사가 이뤄지는 바닥면에 조명이 집중된다. 따라서 이러한 일반적 형태의 조명 방법은 벽면을 조명하기에는 적합하지 않으며, 벽면에 조명을 집중시키기 위해서는 각도별 배광 분포 중 각도가 큰 영역에서의 광량이 커지도록 해야 한다. 본 연구에서는 광원에서의 발산각을 180도로 확산시키기 위해 초광각 변환기를 사용하는 조명 광학계에 대해 논의하고자 한다.

• 한국생산제조학회지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.64-68
• /
• 2014

This paper introduces the use of a crown-shaped (CR) lens to effectively diffuse the light from a light-emitting diode (LED) without any loss in the light intensity, in contrast to polymer-bulb-type diffusers. The diffusion lens was designed based on the Snell's law, which describes the physical path of a ray passing through the boundary between different media. CR lenses were fabricated by polydimethylsiloxane (PDMS) casting and UV-embossing processes, which used a pre-designed metal mold and UV-curable resin, respectively. Through experiments and optical evaluations, it was verified that the newly proposed CR lens not only decreased the vertical light strength and glare effect from an LED light source but also improved the diffusion characteristics while maintaining the quality of the LED's light intensity.

• 한국광학회지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.6-15
• /
• 2009

2매의 비구면 렌즈로 구성된 카메라 폰 렌즈를 설계하고 상면에서 미광의 분포를 분석하였다. 미광분석에서는 렌즈 경통의 내면과 스페이서에서 대부분의 입사광은 흡수하고 일부만 균일하게 산란하는 것으로 가정하였으며, 경통과 스페이서에서 10%가 산란된다고 가정할 때, 미광의 최대치는 이상적인 상의 강도의 7.1%였다. 이 분석을 통하여 대부분의 미광은 렌즈 리브에서의 내부반사에 의하여 발생하며, 경통과 스페이서에 의한 산란의 기여는 상대적으로 작음을 알 수 있었다. 내부반사를 줄이기 위하여 렌즈사이에 얇은 흡광판을 삽입하고 스페이서의 모양을 수정하였으며, 경통의 재설계 후에는 산란광의 최대치가 이상적인 상의 강도의 1.1%로 감소하였다.