RAYWIZ

RAYWIZ는 Ray & Wave Optics Wizard 의 약어로 조명계 및 광학계 설계를 위한 제품이며 광학제품 제작 전에 미리 성능을 예측해 볼 수 있는 Simulation 프로그램.

기존 Ray Tracing 툴들과 같은 조도, 광도 데이터 뿐만 아니라 Color mixing과 Moire와 같은 Radiance 데이터 계산.

CAD등에서 설계한 IGES, STEP 포멧의 Geometry 파일을 RAYWIZ에서 불러들여 CSG 연산 뿐만 아니라 BSDF와 같은 표면특성을 적용할 수 있으며 작업한 Geometry를 IGES, STEP 포멧으로 Export하여 사용할 수 있음.

기존 Ray tracing 툴이 지원하지 못하는 다양한 표면 형상 제작과 물성 정의가 가능.     [Immersed Slab for Primitive & CAD Object]

특정 항목 변수화하여 대량의 반복계산 수행을 가능하게 하는 Macro기능 제공.

Illuminance System의 최적화를 위한 비선형 Optimization 기능 제공.

 

[ 특징 ]

• 사용자 설계 자유도가 큰 스크립트 기반의 시스템 파일구조
• OpenGL 기반의 Geometry View
• IGES, STEP 파일 Import, Export 기능을 통한 CAD 프로그램과의 인터페이스
• 다양한 분석용 Data View
• 대규모 시스템과 빠른 시뮬레이션이 가능한 최적화된 코드
• Slab_Outline 기능을 통한 대량의 반복 형상에 대한 빠른 시뮬레이션 속도지원 (예: LGP Pattern, LDF, Color Filter Geometry 등 반복구조 정의에 용이.)
• *.rbt 파일을 통한 대량의 자동 반복계산 수행 (공차 분석 및 최적설계에 활용)
  
• 한번의 계산 수행으로 Radiometric, Photometric System 분석가능
• 실제 광원 특성 부여를 위한 다양한 옵션지원 (Angular, Spatial, UserDefine, RayData 등)
• 정밀한 계산을 위한 다양한 표면 재질 특성 부여 가능 (Grating, Coated thin film spectrum, BSDF 등)
• BTF(Birefringence Thin Film) 물성적용 기능으로 비등방 필름 정의 가능 [RaywizFILM 필요]
• CIE 기반의 RGB 색혼합율 분석
  
• Physical Based Bidirectional Ray Tracing을 통한 Radiance 계산
• 설계 기간을 단축 시킬 수 있는 Non Linear Optimization 기능 제공

[ 응용 범위 ]

• Optical System Design : Camera, Projection System, Scanner
• Lighting System Design
• Optical Film Design : BEF, DBEF, LDF, Fresnel Lens Screen, 3D Lenticular
• Flat Panel Display : LCD/PDP/OLED/Projection Display, Illumination (Illuminance, Luminance), CIE Color(XYZ, RGB, Spectrum), Radiance (Moire)
• Architecture
• Automotive
• Medical System
• Aerospace
• Industrial Vision System

[ Optical Design Flow ]

• 스크립트 명령어 또는 CAD파일을 이용한 시스템을 구성.
• 각 Object의 IOR(Index of Refraction) 및 표면 물성의 정의.
• Light Source의 특성 및 tracing 조건들을 설정한 후 Simulation 수행.
• 시스템 내 ray path 및 분석하고자하는 물리량들을 다양한 결과 그래프 이용해서 분석.

[ Geometry Design ]

RAYWIZ상에서 시스템은 Primitive Object 명령어와 CSG 연산을 이용해서 정의하는 방법과 외부의 CAD Object를 불러와서 정의하는 방법을 사용할 수 있음.

6. Bidirectional Ray Tracing:

최적설계를 위한 전반적인 작업은 forward tracing 옵션들로 이루어지며 시야각이나 특정한 분석을 위해서는 backward tracing 옵션을 이용할 수 있고, Moire 현상과 3D image simulation 등과 같이 forward tracing 방식을 사용할 경우 상대적으로 많은 ray 수가 필요한 때 bacward tracing을 통해서 보다 신속하고 정확한 결과를 얻을 수 있음.

[ System Design Examples ]

<Radiance Simulation [47 inch 21 CCFL]>

<Prism LGP>

<LED BLU>

<Optical Film>

<Digital Projector System>

<E – Paper>

<Moire Simulation>

<Real Display Image Simulation>

<Digital Scanner System>

<Grating System>

 

<3D TV System [Passive Type]>

 

<LGP Pattern Uniformity Optimization>

– LED Source

– CCFL Source

[ Solar Module ]

개요:

• Solar Module은 Solar Cell 및 모듈 시스템 개발에 필요한 광학적 특성을 Simulation하는 Software로 Bulk 타입의 Solar cell 뿐만 아니라 박막형 Solar cell 내의 흡수에너지를 정확하게 계산.
• Ray Tracing 기반으로 ray 진행 중에 만나게 되는 object 영역의 특성에 따라 coherent, incoherent case를 자동으로 구분하여 광학적으로 정확한 이론을 적용하여 계산 수행.
• 기존의 박막 계산을 적용한 근사방식이나 기존의 위상을 고려하지 않은 기하학광학적 Ray Tracing 방식이 아닌 광학적인 실제 상황 모사.
• 시스템 구성에 필요한 Object들의 구성법은 RAYWIZ와 동일하게 primitive object CSG 와 CAD 파일을 지원함으로써 어떠한 형상의 시스템이라도 구성 가능.

특징:

• OpenGL 기반의 3D 시스템 모델링 지원.
• 스크립트 기반의 향상된 설계 자유도 제공.
• Texturing 되어진 표면 특성을 BSDF (Bidirectional scattering distribution function) 또는 측정데이터를 적용하여 실제에 보다 더 가까운 값 제공.
• Primitive object CSG 및 CAD 파일을 이용한 복잡한 CPV(concentrating photovoltaic) 시스템의 손쉬운 디자인 및 정확한 Solar Power의 계산.
• RAYWIZ Batch Tracing 기능을 이용한 시간대와 입사각에 따른 시스템의 Solar Energy 계산 가능.
• 다층구조의 Thin Film Type 의 Solar Cell에 대한 간섭성을 고려한 각 층에 대한 정확한 흡수에너지 계산.
• 임의 구조물에 코팅되어 있는 Thin Film Type의 Solar Cell에 대한 흡수에너지 계산 가능.
• 나노 파티클이 포함된 Solar Cell에 대한 흡수에너지 계산 가능.

적용 범위:

• CPV(concentrating photovoltaic) System.
• Thin Film Type Solar Cell Design.

System Design Examples:

<Textured Si Solar Cell>

<Complex Type CPV System>