USERAPOD DIR

11장 ‘Sources 생성하기’를 하면서 광원을 측정기로 측정하고, 그 결과를 그대로 ASAP에 적용하여 rays를 생성시키는 방법에 대해서 알아 보았다. 여기서는 이 광원을 분석하여 측정기에서 얻은 값과 ASAP에서 분석된 값이 같게 나오는지를 확인해 보려고 한다. 우선 광원을 측정하는 방법부터 알아보자.

BM-7A
그림 12.61 광원의 시야각별 휘도 측정 장비

그림 12.61은 BM-7A와 같은 일반적인 휘도 측정기를 이용해서 LCD Backlight의 시야각별 휘도값를 측정하는 장비이다. 이렇게 얻어진 결과는 일정한 지점에서의 밝기를 측정해 주는데, 문제는 backlight 정면의 밝기가 아니고 그림 12.62와 같이 일정한 각도를 가지게 되면 측정기가 측정하는 면적(S’)이 달라진다는 것이다.

COS         S = S’ × cos θ
그림 12.62 Cosine 적용

그림 12.63에 보면 각도가 커짐에 따라 측정되는 면적이 얼마나 커지는지를 보여주고 있다. 0°에서 6mm의 원이 80°가 되면 34.5mm의 타원으로 커져 보이게 된다.

COS_beam
그림 12.63 각도에 따른 측정 길이 변화

측정기를 통해서 측정된 값은 측정기의 각도에 따른 측정 면적이 고려된 값이다. 여기서는 이 값을 ASAP에 그대로 적용하기 때문에 ASAP에서 결과를 볼 때도 측정 각도에 따른 면적을 고려해 주어야 한다.

USERAPOD명령어를 통해서 측정값을 적용하고,  SPOTS DIR로 천구상의 결과를 단위원에 투영시킨다. 그리고, ANGLES 를 통해 단위원에 투영된 결과를 전 영역에서 동일한 결과를 가지도록 그림 12.42와 같이 변환해 준다.

여기서 변환이라고 하면 바닥면을 바라보는 천구상의 면적을 같게 하는 것으로, 천구상의 면적이 같아 지려면 바닥면에서는 코사인이 적용되어야 한다. 즉, 계산되는 면적이 커지는 것이다. 측정기에서 측정 각도가 커져 측정 면적이 넓어지는 것과 동일한 결과가 된다.

Angle_cos
그림 12.64 ANGLES 명령어에 따른 계산 면적

아래의 프로그램을 통해 결과를 확인해 보자.

SYSTEM NEW
RESET
UNITS UM ‘LUMENS’
WAVELENGTH 550 NM
FRESNEL AVE

USERAPOD DIRECTION 1 1
0          SIN[-89 0
102.9  SIN[-75  102.9
131.3   SIN[-70 131.3
150.9  SIN[-65  150.9
163.9  SIN[-60  163.9
172.9  SIN[-55  172.9
178.8  SIN[-50  178.8
182.7  SIN[-45  182.7
186.7  SIN[-40  186.7
189.0  SIN[-35  189.0
190.6  SIN[-30  190.6
193.0  SIN[-25  193.0
194.5  SIN[-20  194.5
194.7  SIN[-15  194.7
194.7  SIN[-10  194.7
196.1  SIN[-5  196.1
199.0  SIN[0 199.0
198.9  SIN[5  198.9
196.1  SIN[10  196.1
193.0  SIN[15 193.0
193.0  SIN[20  193.0
192.2  SIN[25  192.2
191.4  SIN[30  191.4
189.0  SIN[35  189.0
185.9  SIN[40  185.9
182.7  SIN[45  182.7
179.2  SIN[50 179.2
173.1   SIN[55  173.1
164.7  SIN[60  164.7
152.1   SIN[65  152.1
132.4  SIN[70 132.4
104.2  SIN[75  104.2
0          SIN[89 0
RETURN

EMITTING RECT Z 0 10 10 1000000 ISO

*************************  !! DETECTOR

SURFACE
  OPTICAL Z 0.1 RECT 10 10
OBJECT ‘DETECTOR’
  
!!PLOT FACETS OVERLAY

TRACE !!PLOT

FLUX TOTAL 855

WINDOW Y X
PIXELS 73

CONSIDER ONLY DETECTOR
SPOTS DIR ATT 0

DISPLAY                     

ANGLES   !! ANGLES 적용함
  AVERAGE
  AVERAGE
  AVERAGE
    DIR UNWRAP
    GRAPH
    PICTURE

TEXTFILE
SPOTS_DIR_ANGLES_PICTURE
  DATA
EOF

RETURN

그림 12.65는 ANGLES 명령어 후의 PICTURE 결과이다. DIRGRAPH 결과는 생략하였다.

APOD_PIC
그림 12.65 ANGLES > PICTURE 명령어 결과

결과 데이터는 spots_dir_angles_picture.txt에 저장된다. 저장된 데이터는 180°의 영역을 73 Pixels로 분할하였기 때문에 2.4657°의 동일한 간격을 가지고 저장된다.

그림 12.66은 시야각 측정기를 통해 5° 단위로 측정된 실험값과 simulation을 통해 계산된 데이터를 비교한 결과이다. 저장된 데이터를 가지고 엑셀에서 작업을 진행할 때는 측정값과 설계 결과의 축에대한 각도 간격이 서로 다르기 때문에 이 부분을 잘 맞춰주어야 한다.

USERAPOD_ANGLES_EXCEL
그림 12.66 측정값과 설계값의 시야각 분포 특성 비교

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: