トピックの詳細
自動車の外装照明とは何か、そしてその仕組みとは
自動車の外装照明とは
自動車の外装照明は、アクティブまたはパッシブに光を使用して視認性、ナビゲーション、通信を支援する車両のボディ周辺のあらゆるデバイスに焦点を当てます。ヘッドライトからウィンカーまで、車両の外側を照らす照明は、ドライバーの視認性を支援するだけでなく、ドライバーが視認されるためにも役立ちます。
車両を安全に運転する上で外装照明は不可欠であるため、公道仕様の照明機能を設計するためには、政府が定めた基準を満たす必要があります。これらの基準は、色、強度、サイズ、配置、アニメーションなどのさまざまな要因をカバーしています。
しかし、これらの厳しい要件に加えて、同様に優れた眼識のある設計者の承認を受ける必要もあります。利用者に好まれるような外観にするために、OEMブランドのクリエイティブビジョンも考慮する必要があります。
自動車の外装照明の目的と機能
エンジニアは、規制の遵守と外観の完成度のバランスを取るために、それぞれ異なる目的を果たすいくつかのタイプの自動車外装照明を実装します。
視認するための照明
ヘッドライト: ヘッドライトは、前方の路面を照らすプライマリライトです。白熱電球またはハロゲン電球、高輝度放電（HID: High Intensity Discharge）光源、LED、またはレーザーを使用します。 運転条件や対向車の影響により、ハイビーム強度またはロービーム強度のどちらでも機能します。
フォグランプ: フォグランプは、ヘッドライトと同様に車両前部に装備され、通常のヘッドライトがグレアを引き起こす可能性がある悪天候時の視界を改善するのに役立ちます。
バックアップランプ: 後進時に車両後方を照らすために使用します。
視認されるための照明
ウィンカー: 車両の前後に装備されているウィンカーは、ドライバーが右折／左折したり、車線を変更したりする意思を示します。ウィンカーはハザードランプとしても機能し、警告として点滅させる、あるいは故障を伝えることもできます。
テールランプおよびストップランプ: 車両後部に配置されているテールランプは、後方車両のドライバーに合図を送るためのものです。これらには、ブレーキライトやリバースランプが含まれます。
日中走行用ライト（DRL）: これらのライトは車両前部に配置され、車両が他のドライバーからよく見えるように自動的に点灯します。
ナンバープレート用ライト: 夜間や悪天候時でも警察、歩行者、その他のドライバーが認識できるように、リアナンバープレートを見やすくする照明です。
車幅灯: これらのライトは、大型車両にとって重要です。他のドライバーに車幅を知らせるために、車両の側面に装備されています。
装飾照明: アンダーボディライト、ライトカーペット、パドルライト、ロゴ照明などのライトは、車両の外観を向上させるだけでなく、車両の安全な出入りのために地面を照らすのにも役立ちます。
公的機関車両用ライト: これらのライトは、消防車、救急車、スクールバス、警察車両など、公的機関の認定車両や緊急車両として、迅速な識別を必要とする車両を区別するのに役立ちます。
自動車の外装照明の設計
自動車の外装照明を設計する上で、多くの検討事項があります。1つ目は、車両全体に対する設計者のクリエイティブビジョンです。多くの自動車ブランドは、目指している固有のデザインがありますが、照明スキームは車両の外観の大きな要素です。車の全体的な外観を引き立たせる外装照明一式を開発することは、ブランドイメージに合うイメージを提供するために不可欠です。
設計者のコンセプトを踏まえて、エンジニアはライトの機能、その管理規制、割り当てられたスペース、それを作動させるエネルギー源を考慮します。これらの詳細に基づき、最終的な外観を考慮して、ライトの種類とその形状を選択されます。各ライトに最善の選択肢は1つではないため、エンジニアはシミュレーションを使用してそれぞれの選択肢をテストして検証します。
光学システムの設計と妥当性確認に使用されるAnsys Speosや、動的なリアルタイムシナリオシミュレーションに使用されるAnsys AVxcelerateなどのシミュレーションソフトウェアを使用することで、異なるシナリオや条件下でさまざまな自動車照明システムの構成がどのように機能するかを示す仮想モデルを作成できます。これらのシミュレーションでは人の視覚を考慮するため、観察者に従って情報の視認性を決定します。また、自動車の外装照明オプションのデジタルレンダリングにより、設計者は、選択したさまざまな機能が車の設計全体の外観にどのように影響するかを確認できます。
事例: 自動車用ライトの開発プロセス
テールランプの設計からエンジニアリングまでのプロセスを示します。
テールランプアセンブリ部品
車両のテールランプ
Speos Virtual Human Visionによるテールランプのレンダリング。テールランプ、ストップランプ、ウィンカー、バックアップランプの機能が作動していることが示されている。
ストップランプ機能の測光シミュレーション
自動車外装照明の今後のトレンド
自動車の外装照明は、今後、短期的にも長期的にも進歩を遂げていくでしょう。標準になる可能性が高い新しいイノベーションの1つは、運転条件に基づいて方向と強度が自動調整されるアダプティブヘッドライトです。アダプティブドライビングビーム（ADB）は、センサーとカメラを用いて速度とステアリングに関するデータを収集し、ドライバーが必要とする場所にライトを投影します。
さらに将来的には、車両とそれを取り囲む周囲環境間の視覚的な伝達手段としてライトを使用することで、外装照明はさらに価値のあるコミュニケーションツールに進化する可能性があります。自動車の外装照明によって、速度と方向の情報を投影したり、歩行者のための完全な横断歩道を作成したりできるようになります。このV2X（Vehicle-to-Everything）の実装は、自動運転車とのやり取りに特に役立ちます。
機械学習も、自動車の光学設計に影響を与えます。これまでのすべての外装照明設計データを見ることで、機械学習は何が機能し、何が機能しないか、何が可能かを評価することで、意思決定を加速し、より安全な車をより迅速に市場に送り出します。
これらのトレンドは、自動車の外装照明の柔軟性と可能性を反映しており、自動車メーカーの進化し続けるニーズに常にインスピレーションを与え、適応しています。自動車業界に対する政府、設計者、ドライバーの要求が高まるにつれて、より安全な道路走行を達成するための自動車の照明の役割がますます重要になるでしょう。
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