광학사업부문
Optical Business Division

자동차용 조명 (미등, 헤드램프 등)
LED 설계
디스플레이 백라이트 설계
건물 및 실외 조명
광 파이프 설계
태양광 집열기
프로젝터 시스템

Light Pipe design- 광 파이프 설계

3D Illuminance map of Light Pipe
광 파이프(또는 광 가이드) 는 주로 전자 제품, 항공 전자 장비, 계기 패널, 스위치, 표시기, 디스플레이 장치에 사용됩니다.
광 파이프는 투명한 플라스틱의 장치로써 부드러운 곡선과 전반사 효과를 이용하여 빛을 원하는 방향으로 진행시키는 데에 사용됩니다. 속이 빈 광 튜브는 빌딩이나 터널 등과 같은 건물의 조명 어플리케이션에도 사용됩니다.
광 파이프 설계의 대표적인 예시로는 다음과 같습니다.

- 자동차의 대시보드 조명
- 디스플레이, 패널, 스마트폰, 태블릿, HDTV, 디지털 표지판
- 전자 제품의 디스플레이, 손잡이, 스위치 등

3차원의 가상 프로토타이핑 환경은 디자이너가 제품을 제작하기 전에 모델을 시각적으로 정확하게 보여주고 분석을 할 수 있게 해주어 개발 시간과 비용을 효과적으로 단축시킬 수 있습니다.
Photorealistic Rendering 기술과 Luminance Map은 사람의 눈으로 광 파이프가 어떻게 보이는지 정확하게 예측할 수 있게 해줍니다.
Lighting - 조명 설계

Side Emitting LED with lens and reflector combination
TracePro^®는 조명 디자이너에게 가장 정확하고 종합적인 설계 환경을 제공합니다. 조명 시스템 설계는 조명이 있을 때와 없을 때의 외관과 같은 미적 요소와 함께 공간 및 각 도적 광 분포, 균일도, 광도, 스펙트럼 특성 등의 성능 기준을 엄격히 준수해야 합니다.
TracePro^®는 빛의 전파를 모델링 하는데 최적화된 프로그램입니다. 모델은 CAD 프로그램에서 불러오거나 직접 솔리드 도형을 생성할 수 있습니다. 광선은 흡수, 반사, 투과, 형광, 산란과 같은 현상과 함께 모델을 통해 전파됩니다.
TracePro^®에서 제공하는 분석 도구는 다음과 같습니다.

- 조명과 이미징 시스템에서의 광 분포 (배광 곡선)
- 각 요소에서 흡수, 입사되는 광속
- 칸델라 분포
- 광 효율, 휘도 및 복사도
- Photorealistic rendering
- 형광체의 형광 효과

조명 시스템 디자이너는 제작 전에 제품의 성능과 디자인을 정확하게 예측할 수 있습니다. TracePro^®는 LED, Lamp, 조명 등, 교통 표지판, 경고등, 실외 조명, 건물 조명 디자인, 디스플레이 조명, 전자 제품, 자동차 조명, 항공 전자 기기 조명, 의료용 조명, 오락 조명등의 설계에 사용됩니다.
Aerospace & Defense - 항공 우주 방어 분야의 광학계 설계

Cassegrain Telescope
TracePro^®와 OSLO^®는 항공 우주 방어 분야의 광학 시스템의 설계와 분석에 강력한 도구입니다. 두 개의 프로그램은 NASA의 많은 광학 시스템의 설계와 분석에 사용되었는데 그 예는 다음과 같습니다.

- James Webb Space Telescope (제임스 웨브 우주 망원경)
- Mars rover Spirit and Opportunity camera (화성 탐사 로봇 스피릿과 오퍼튜니티의 카메라)
- Mars Climate Sounder (화성 기후 측심기)
- Galaxy Explorer (은하 탐사선)
- Moon Mineralogy Mapper (달 광물 지도 작성기)
- Lunar Orbiter Laser Altimeter (달 궤도선 레이저 고도계)

군사, 항공 및 국토방위 시스템의 디자이너들은 정확하고 최첨단의 종합적인 설계 환경을 위하여 TracePro^®를 사용하고 있습니다. TracePro^®는 가시광선뿐만 아니라 적외선, 자외선 영역까지의 파장대의 광학 시스템을 시뮬레이션할 수 있습니다. 특히 산란, 회절, Ghost, 자기 방출 등으로 인한 Stray light를 분석하는 데에 강력한 기능을 가지고 있습니다.
TracePro^®는 광학 시스템 성능의 많은 측면을 시뮬레이션할 수 있는데, 예를 들면 다음과 같습니다.

- Stray light의 분석과 망원경의 배플 설계
- Ghost 이미지 분석
- 분광계 및 기타 멀티 스펙트럼 시스템의 시뮬레이션
- 복굴절을 포함한 편광 효과
- 온도 하중 (Thermal loading)
- 나르시스 효과 (Narcissus Effect)
Automotive - 자동차용 조명 설계

Headlamp
자동차 디자이너들은 LED, HID 램프, 백열등 등을 이용한 자동차, 트럭, 상업용 차량의 조명을 설계하는데 TracePro^®를 사용합니다. 특히 요즘에는 LED를 이용한 헤드램프를 많이 사용하는데 높은 파워의 LED 시스템은 성능을 검증하기 위하여 반드시 분석해야 합니다.
또한, 내부 전반사를 이용하여 빛의 경로를 조종하는 광 파이프 또는 광 가이드는 LED와 함께 대시보드나 게이지 클러스터의 조명으로 사용되고 있습니다. 또한, 헤드업 디스플레이(Head Up Display), Windshield 시스템, 충돌 감지 시스템, 후방 카메라, 백업 조명 시스템을 설계하는데 TracePro^®가 사용되고 있습니다.
TracePro^®는 자동차 내부의 조명, 헤드램프 클러스터에서의 빛의 전파를 모델링 하는 데에 효과적인 소프트웨어이며 디자이너는 다음과 같은 분석을 할 수 있습니다.

- 내부 조명이나 디스플레이 조명의 조도 분석
- 계기 패널, 실내/외 조명의 휘도 맵과 Photorealistic Rendering
- 3D 조도 분석
- 칸델라 플롯

TracePro^®는 Photorealistic Rendering 기능을 사용하여 LED의 레이아웃, 디자인, 배치의 효과를 시각화하는데 도움을 주며 응용될 수 있는 분야로는 다음과 같습니다.

- 계기 패널, 콘솔, 그 외 다른 컨트롤러
- 문 손잡이와 창문 오프너
- 발판과 저장 공간
- 트렁크와 트럭 베드
- 헤드램프와 꼬리등
- 경고 램프
- 헤드업 디스플레이(Head Up Display)와 Windshield 설계
- 내비게이션, 스테레오 및 정보 디스플레이
Display Design - 디스플레이 설계

RepTile Texture pattern

Illuminance map
TracePro^®는 세계 최고의 디스플레이 제조업체에서 디스플레이 설계를 위해 사용되고 있습니다. 디스플레이 백라이트는 공간적 및 각도 균일성, 밝기, 스펙트럼 특성에 대한 사양을 충족해야 하므로 이러한 기준을 신속하게 달성하기 위하여는 사용하기 쉽고 정확한 소프트웨어가 필요합니다. 백라이트 설계를 위해 TracePro^®에서 제공하는 광학 속성 및 분석 도구는 다음과 같습니다.

- 표면과 재질 특성에 대한 Flux Report
- 편광 효과
- 형광체의 형광 효과
- 복굴절 효과
- CIE 플롯
- 칸델라 플롯
- Lit Appearance
- 휘도 맵
- 조도/복사조도 맵

TracePro^®를 이용하면 제품의 외관과 성능을 정확하게 예측할 수 있습니다. TracePro^®는 다음과 같은 제품의 설계에 사용될 수 있습니다.

- Projection과 평판 패널 디스플레이
- Edge-lit과 Direct-lit의 텔레비전
- 플라즈마 디스플레이
- LCD (Liquid Crystal Displays)
- FED (Field Emission Displays)
- OLED (Organic LED Displays)
- 전자 발광식 디스플레이 (Electroluminescent Displays)
- 3D Displays
- Head Up Displays
- 디지털 표지판
- 전자 제품
- 항공 전자 분야 조명
- 의료용 조명
- 밝기 향상 필름 (Brightness Enhancing Films)
- Dichroic and Hot Mirror Filters
Consumer Electronics - 가전제품용 조명 설계

LightPipe with symbols
TracePro^®는 Imaging/Non-Imaging 광학 시스템의 설계에 강력한 소프트웨어입니다. 모델은 CAD 프로그램에서 불러오거나 직접 솔리드 모델을 생성할 수 있으며 광원의 광선은 흡수, 반사, 투과, 형광, 산란 등의 현상과 함께 모델을 통해 전파됩니다.

- 이방성의 특성과 비대칭의 BSDF 모델을 이용하여 실제 산란 효과를 모델링
- 3개의 주요 광학 설계 프로그램으로부터 Data 불러오기
- 렌즈 마운트, 패키징, 열원에서 발생하는 Stray light 모델링
- 비순차적 광선 추적 알고리즘을 사용하여 광선의 여러 경로를 분석
- Flux Report를 사용하여 모든 표면과 물체에 흡수, 반사되는 Flux를 분석
- 레이저 공진기의 부피에 따른 Flux 표시
- 타사의 레이저 공진기 설계 및 분석 프로그램으로 3D Flux Data 내보내기
- Volume Flux Viewer를 사용하여 레이저 공진기를 통해 전파되는 에너지 관찰
- 흡수 또는 입사되거나 방출된 복사에 대한 Flux 분석
- 비대칭 표면 방출에 대하여 다중의 광원을 정의
- 복굴절 현상 분석
- Stokes vector와 Mueller matrics를 사용하여 전체 편광 효과를 추적

TracePro^®는 비용이 많이 드는 프로토타입 제작 반복 없이 정확한 시뮬레이션을 제공하며 다음과 같이 다양한 기술에 적용됩니다.

- 머신 비전의 조명
- 레이저 공진기
- 가전제품 장치
- 실험 장비와 측정 장비
Medical & Life Sciences- 의학 및 생명과학 분야의 조명 설계

Finger Pulse Oximeter
TracePro^®는 생명과학과 의학 장비 디자이너에게 강력하고 완벽한 시뮬레이션 도구를 제공합니다.
TracePro^®는 광학, 기계, 재료, 화학 및 생물학 분야 전문가들의 작업 호환성을 높여주어 설계 및 개발 프로세스를 용이하게 하고 이는 시스템의 사양 및 설계 요소를 과학자와 엔지니어에게 모두 전달해야 하는 디자이너에게 매우 중요합니다.
TracePro^® 의료 장비 디자이너는 TracePro^®를 사용함으로써 하드웨어의 프로토타이핑, 실험으로 인한 비용과 시간을 단축할 수 있습니다. 모델은 TracePro^® 안에서 직접 솔리드 모델을 생성하거나 다른 렌즈 설계 프로그램이나 CAD 프로그램으로부터 불러올 수 있으며 광원의 광선은 흡수, 반사, 투과, 형광, 산란 등의 현상과 함께 모델을 통해 전파됩니다.

- 조명과 이미징 시스템의 광 분포
- Stray light, Scattered light, Aperture Diffraction
- Throughput, loss, 시스템 투과율
- 표면 또는 재질에 흡수되는 Flux 또는 Power
- 생물학적 조직 내부의 산란
- 편광 효과
- 형광 효과
- 복굴절 효과
- TracePro^®는 의료 장비 디자이너에게 최종 장비의 형상과 성능을 정확하게 예측할 수 있습니다.
- 형광 분광학 (Fluorescence spectroscopy)
- UV, VIS, NIR, IR 분광학
- 유세포 분석기 (Flow cytometry)
- Micro arrays and plate readers
- Nucleic acid amplification
- Assay, cell, and tissue-based imaging
- 공초점 레이저 스캐닝과 형광 현미경
- 의학 화상과 내시 경술 (Medical imaging and endoscopy)
- 체외/생체 내진단
- 바이오 센서
- 분자 검출 : 양자점 (Quantum Dots), 나노 결정(Nanocrystals), Luminescent Reporters
- 레이저와 LED를 이용한 수술 장비
- 외과용 레이저 광선 전달 시스템
- 레이저 유도 형광 감지기 (Laser Induced Fluorescence (LIF) Detection)
- 형광 공명 에너지 전달기 (Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET))
Solar - 태양광 시스템

CPC Heat concentrator
TracePro^®의 Solar Utility 시뮬레이션 및 최적화 기능은 태양광 집광시스템의 와트당 비용을 낮추어 효율을 향상시킴으로써 제조업체의 흡수와 집광률을 높이는 데 도움이 되었습니다.
TracePro^®의 Solar Utility는 3D 설계를 분석하고 지리적 위치(위도, 경도, 고도), 다중 축 추적을 통한 태양 이동 주기 및 직/간접 태양광의 조도에 대한 성능 기반의 표준화된 정의를 시뮬레이션하기 위한 유일한 도구입니다. 분석 결과는 조도, 칸델라 맵, 혼탁도 계산 (Turbidity calculations), 총 Flux, 타겟에 대한 시간 경과에 따른 효율성 등을 포함합니다.
TracePro^®의 Solar Utility와 설계, 분석 기능은 태양광 집광 시스템이 실제 환경에 있을 때의 총 에너지 출력을 정확하게 예측하게 하며 최적화 기능을 통해 효율을 극대화할 수 있도록 합니다. 현재 TracePro^®의 태양광 집광 시스템의 설계 능력에 대해 350개 이상의 연구 논문이 작성되었습니다.
광원 모델링은 다음을 기반으로 합니다.

- Source modeling based on : 태양 추적 (Sun Tracking) / 대기 산란을 포함한 직/간접 태양광 복사 / 날짜와 시간 / 사용자 지정 파장
- Global position : Predefined city list / 이전의 정의된 도시 목록, 구글 맵 포지셔닝 (Google Maps Positioning)
- Turbidity : Fully cloudy through sunny definitions specified per period
- 태양 추적 (Sun Tracking) : Aim to Sun / Uni-axial / Uni-axial coupled with Aim to Sun
- 사용자 정의 파라미터 : Interval, 파장, 입사동, 태양 조도, 추적할 광선 수조도, 칸델라 맵핑
- 태양 위치 기반의 Flux Report
- User-defined parameters also include step intervals, wavelength, entrance pupil, solar irradiance, number of rays to be traced
- Irradiance and candela mapping