고일사 지역인 사우디아라비아에서 태양열로 구동하는 흡수식 냉동 시스템 개발을 염두에 두고, 본 논문에서는 태양을 추적하는 선형 프레넬 반사판 시스템의 집광 특성을 수치해석 하였다. 몬테카를로 광선추적법을 기반으로 하는 광학 프로그램을 통해 집광 열유속, 집광 효율, 집광 에너지를 일년을 대표하는 춘분, 하지, 추분, 동지 날짜에 계산하였다. 동지를 제외하면, 9 시에서 15 시까지는 집광 성능이 일정한 가운데, 집광 효율도 70% 이상으로 높게 나타났다. 이 시간대에서 흡수기 중심 20% 영역에 모이는 최대 열유속은 하지 때 약 $13.0{\sim}14.6kW/m^2$ 범위에서 변했다. 집광 시스템의 설계 인자 중에서 흡수기 설치 높이, 반사판의 폭, 반사판 사이의 거리가 집광 효율을 조사해 보면, 흡수기 설치 높이는 반사판의 폭에 관계없이 5 m 에서 최적의 성능을 나타냈다. 반사판의 폭이 작을수록 집광 효율이 좋지만, 반사판의 폭은 집광 되는 에너지에 직접적으로 비례하기 때문에 냉동 시스템의 용량에 맞추어 설계가 필요하다. 본 연구는 흡수기의 열전달 해석의 중요한 선행조건이므로 향후에 광학-열전달 연계된 해석을 통해 전체 시스템의 성능을 예측하고 설계하는데 활용할 수 있을 것이다.
TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)는 표시장치로서 실용화된 후 많은 상품에 적용중이다. 그러나, LCD는 자체 발광능력이 없으므로 그후면에서 LCD 화면을 밝혀주는 BLU(Backlight Unit)를 필요로 한다. BLU는 내부 광원으로 밝기가 균일한 평면광을 만들어 LCD 화면을 균일하게 면조사하는 역할을 한다. LCD가 적용되는 분야중 Note PC에는 광원으로 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)가 적용되어 왔지만, 최근 고휘도, 박형화, 저소비 전력을 달성하기 위해 CCFL로는 한계가 있어 LED(Light Emitting Diode)를 적용한 BLU를 제작하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 점광원인 LED 적용한 LED에 있어서 요구되는 휘도 균일성을 향상시키기 위해서는 LED광원이 적용된 BLU의 외관 품질 향상을 위한 도광판 입광부 구조 최적화를 광추적 Simulation을 통해 예측하고 향상시킬 수 있는 구조를 제안한다. Simulation결과, 외관품질 개선을 위해 도광판 입광면에 130도의 Serration과 휘도를 향상하기 위해 도광판 밑면에 렌즈 형상의 바 구조를 도출해 적용한 결과 외관품질향상과 휘도향상을 얻었다.
본 연구에서는 NAVARRO, KOOIJMAN, MAHKICHOONG 모형안들을 이용하여 광학계의 성능을 유한광선 추적법으로 조사하였으며, 비정시안을 안경이나 콘택트렌즈로 교정할 때 참고자료로 활용 할 수 있고, 또한 눈의 굴절검사를 하는 기기인 자동안굴절력계, 각막굴절력계 등을 설계시 이러한 모형안들을 활용할 수 있다.
The present study covers an integrated simulation method to evaluate optical performance of an aspheric plastic lens by connecting an injection molding analysis with a ray tracing simulation. Traditional ray tracing methods have based on the assumption that the optical properties of a lens are homogeneous throughout the entire volume. This assumption is to a certain extent unrealistic for injection-molded plastic lenses because material properties vary at every point due to the injection molding effects. To take into account the effects of the inhomogeneous optical properties of the molded lens, a numerical scheme is developed to calculate the distribution of refractive index induced from the injection molding process. This index distribution is then reflected onto CODE $V^{(R)}$ simulation and used to calculate ray paths in inhomogeneous media. The proposed tracing scheme is implemented on the tracing of an aspheric lens for a mobile phone camera module.
When caught in a fire inside a building or a tunnel the generated smoke is the main cause of the bad visibility, which makes it difficult for a person to find escape route. Therefore of the fire simulation it is required to visualize the simulated results of smoke realistically form a viewpoint of a person caught in a fire. In the present study, developed is a CFD post-processor which can visualize the object through smoke from the results of CFD fire simulation. Examples of some applications of the program are shown in the paper.
This paper presents the development of CAD system for the design of lens of the Turn Signal Lamp that can model and simulate its optical performance. The system consists of three main modules: skin surface modeling module, inner lens modeling module and optical performance simulation module. Skin surface geometry can be modeled by the input of data file and inner lens can be modeled by the input of only four parameter using its geometric characteristics. Also light distribution pattern, the barometer of optical performance is generated by means of finite ray tracing method. The system display modeled geometry, ray tracing and generated light distribution pattern.
A aspheric lens is one a key point optical element in the optical industry. The feature of a aspheric lens is not to have the spherical aberration. A aspheric lens is also essential element for high-precision and light-weight in the optical machine. Generally it have been used in a tailor progression an aspheric lens modelling much. In this study we applied a lay back-tracer using a index of refraction to draw a creative aspheric lens. And we executed a comparison experiment for refraction situation of shape and straightness experiment to inspect the drawn aspheric lens in this study
In this research, the modification method of spherical aberration, and aspherical lens shape design method were investigated. Spherical aberration affects lens's performance directly. Many studies have attempted to remove spherical aberration with a lot of methods in order to reduce the bad effect of spherical aberration. The approach to lens shape design was base on the ray tracing method. From the result, it was confirmed that ray reverse-tracing method was convenient to remove spherical aberration, and could be used very effectively and usefully for aberration-free aspherical lens design.
달의 양방향 분포 함수는 Hapke에 의하여 처음 이론적 모델이 만들어졌고, 이후 Foote에 의해 아폴로 11호의 달 토양 샘플 10084의 양방향 분포 함수가 측정된 바 있다. 이 연구에서는 실제 크기의 달의 표면에 Hapke의 양방향 분포 함수를 적용하여 광학 모델은 개발하였다. 달 표면의 산란특성 중 반 무한하고 매끄러운 지면에 적용되는 후방산란 효과와 산란각에 따른 위상 함수가 적용된 모델이 사용되었으며, 위상함수로는 Henyey-Greenstein 함수가 사용되었다. 달의 3D 모델에 사용된 매개 변수는 Foote가 측정한 Hapke의 변수를 따랐으며 달의 단일 산란 알베도는 w=0.33, 핫스팟의 넓이는 h=0.017, Legendre 다항 계수인 b와 c에는 각각 b=0.308, c=0.425의 값이 사용되었다. 구성된 달의 양방향 분포 함수를 이용한 통합적 광선 추적 수치 모사 결과, 달 반사광의 복사 휘도율은 1차 근사 해석적 방법을 이용한 계산 결과의 복사 휘도율과 측정 오차 범위 이내의 오차를 보였다.
공간 도약법(space leaping)은 가속화된 영상순서 볼륨 렌더링(image-order volume rendering) 방법의 하나로서 광선 추적 시 빈 공간을 식별하여 도약하도록 함으로써 렌더링 속도를 향상시킨다. 이 방법은 렌더링 속도는 빠르지만 공간 도약을 위한 자료구조를 만들기 위한 전처리 시간이 오래 걸리는 문제가 있다. 본 논문에서는 공간 도약법에서 도약 거리를 기존의 방법보다 두 배로 하는 미리 보기 샘플링 방법을 제안한다. 이 방법은 렌더링 속도의 큰 변화없이 전처리 과정인 거리 맵 생성의 시간을 단축시킬 수 있으며, 기존의 방법보다 렌더링 속도를 빠르게 하는 효과도 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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