자동차 내부 조명이란 무엇입니까?

차량에는 다양한 기능을 수행하는 여러 유형의 내부 및 외부 조명 시스템이 있으며 일부는 안전을 위한 것이고 일부는 스타일을 위한 것입니다. 차량 내부의 조명은 내부 자동차 조명이라고 하며 운전자와 탑승자에게 영향을 미치지만 차량 외부의 사람에게는 영향을 미치지 않는 모든 유형의 내부 조명을 포함합니다.

차량 내부 조명은 속도 및 연료 잔량과 같은 중요한 정보 또는 문제가 있을 때 켜지는 다양한 경고등(예: 오일 수준 낮음 또는 엔진 온도 높음)을 표시할 수 있으며 매우 중요하고 기능적인 안전 조명입니다. 또한 탑승자의 편안함을 향상시키고 차량에 개성을 부여하며 도어 패널을 비추는 등의 기능적인 목적을 수행하는 세련된 조명도 있습니다. 

모든 차량 내부에는 매우 다양한 실내 조명 시스템이 있기 때문에 조명 시스템을 상업적 용도로 적용하기 위해서는 극복해야 할 많은 엔지니어링 설계 과제가 있습니다.

내부 조명 시스템은 세 가지 주요 범주로 나눌 수 있으며,여기에는 다양한 유형의 개별 내부 조명이 포함됩니다.

• 디스플레이 조명
• 기능성 조명
• 앰비언트 조명(액센트 조명)

디스플레이 조명

디스플레이 조명은 엔진의 안전 정보 및 속도, 내비게이션 등의 정보를 운전자와 탑승자에게 전달합니다. 터치 스크린과 같은 디스플레이 시스템은은 최신 자동차의 대시보드 중앙에 위치하며, 라디오와 블루투스 설정, 앱 제어, 에어컨 조정, 자동차의 다른 대기 기능 제어에 사용됩니다. 

디스플레이 조명의 주요 예는 다음과 같습니다.

• 대시보드 조명
• 멀티미디어 디스플레이
• 계기판
• 위성 내비게이션

최신 디스플레이 기술 중에는 앞유리에 투사되고 핸들 바로 위에 표시된 안전 조명 구성 요소 클러스터에 연결되는 헤드업 디스플레이가 있습니다. 이러한 경고등을 운전자 눈높이로 옮기면 운전자가 내비게이션을 주시하거나 어떤 경고등이 켜졌는지 확인하기 위해 도로에서 눈을 떼지 않아도 됩니다.

기능성 조명

기능성 조명은 차량 내부의 사물을 보고 찾는 데 도움이 되는 차량 내부의 조명입니다. 차량 내부에 사용되는 일반적인 기능성 조명은 다음과 같습니다.

• 돔 조명
• 미러 조명
• 스토리지 조명
• 트렁크 조명
• 맵 및 리딩 램프
• 글로브 박스 조명
• 커티시 조명

앰비언트 조명

앰비언트조명(인테리어 액센트 조명이라고도 함)은 스타일링 단서를 제공하고, 차량 내부 분위기를 조성하며, 차량 주변의 다양한 컨트롤을 비추는 데 사용됩니다. 앰비언트 조명은 차량 기능에 중요하지 않으며 차량 내부의 다른 물체를 비출 필요가 없기 때문에 일반적으로 조도가 낮습니다.

앰비언트 조명은 차량의 벨트 라인 아래에 위치하는 경우가 많으며 안전이나 기능적 성능보다는 사용자 환경을 개선하는 것이 목표입니다. 

앰비언트 조명 응용 분야의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

• 창문 제어 조명
• 라디오 노브 및 기타 제어 노브 주변 조명
• 발밑 공간 조명
• 도어 패널 조명
• 컵 홀더 조명
• 충전 포트 조명

자동차 실내 조명의 종류가 매우 다양하기 때문에 성능 및 안전 측면에서 엔지니어가 감안해야 할 설계 고려 사항이 많습니다. 기능보다 스타일이 더 중시되는 경우가 많기 때문에 엔지니어는 차량을 운전할 소비자도 고려해야 합니다. 대부분의 경우 기능, 스타일, 테마의 조화가 균형을 이루어야 모든 당사자가 완성품에 만족할 수 있습니다.

속도계의 바늘과 같은 작은 부품은 설계하기가 매우 간단해 보이지만, 단순한 외관 뒤에는 복잡한 레이어가 숨어 있습니다. 

원하는 광학 투명도를 얻기 위해 에칭, 코팅 및 페인팅 공정을 거쳐 빛이 바늘을 통과할 수 있도록 합니다. 일부 바늘은 뒷면에 프리즘도 포함합니다. 이러한 코팅 및 페인트는 박막 층이므로 설계 및 제조에 고도의 정밀도가 필요합니다. 

계기판의 다른 작은 그래픽도 원하는 투명도로 플라스틱을 에칭하여 운전자에게 다양한 색상의 빛이 방출될 수 있도록 해야 합니다.

올바른 색상 선택

현재는 엔지니어가 다양한 LED 옵션과 색상 조합을 사용할 수 있으므로 소비자에게 더 많은 선택권이 있습니다. 하지만, 색상 시스템이 화려할수록 기존 LED 조명 키트보다 더 비싸지기 때문에 비용 대비 설계 기능은 여전히 ​​유지되어야 합니다.

대시보드나 계기판의 그래픽은 차량의 문제와 해결을 위한 중요한 안전 경고등입니다. 현재 엔지니어는 다양한 유형의 조명 키트를 사용할 수 있으므로 실내 조명 시스템에서 더 높은 수준의 맞춤형 설계가 가능합니다. 엔지니어가 사용할 수 있는 조명 옵션의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

• LED 스트립 
• LED 모듈
• LED 광섬유
• MicroLED
• 흰색 LED
• 다색/RGB LED
• LED 전구
• 일반/백열등 전구

다양한 색상이 사용되기 때문에(예를 들어 빨간색은 긴급하고 즉각적인 주의가 필요하고, 주황색은 약간 긴급하고 주의가 곧 필요함) 어떤 조명 키트를 사용하든 색상이 균일하고 정확해야 합니다.

정확하지 않으면 운전자가 주요 문제를 놓쳐서 차량과 탑승자의 안전을 저해할 수 있습니다. 녹색 "엔진 점검" 표시등은 빨간색 표시등만큼의 긴급함을 전달하지 못합니다.

오버헤드 램프의 패키징 공간 설계

실내 조명 설계에서 고려해야 할 또 다른 사항은 오버헤드 램프의 패키징 공간을 최적화하는 방식에 관한 것입니다. 패키징 공간은 운전자가 미적 관점에서 수용할 수 있어야 하기 때문에 가장 먼저 고려해야 할 사항입니다. 하지만 조명이 켜졌을 때 탑승자가 차량 내부를 볼 수 있도록 조명 출력에 대한 요구 사항을 충족해야 합니다. 

오버헤드 램프는 스타일과 기능 사이에 절충점을 찾아야 하는 주요 설계 과제 중 하나입니다. 설계 과정에서는 엔지니어링과 스타일링 사이에서 많은 고민을 거듭해야 두 가지 측면에서 모두 유익한 디자인을 도출할 수 있습니다.

그리고 램프 내부의 다양한 구성 요소도 고려해야 합니다. 예를 들어, 렌즈에는 빛을 전파하고 조준하는 데 유용한 패턴 이나 프리즘이 있을 수 있습니다. 또한 정밀하게 엔지니어링해야 하는 특정 수준의 투명도가 렌즈에 필요할 수도 있습니다.

또한 설계에 사용할 LED(또는 전구)의 개수도 결정해야 하며, 이 결정은 램프의 다른 광학 구성 요소 및 렌즈의 기능적 요건에 영향을 미칩니다.

단일 및 다중 LED 설계 고려 사항

LED를 하나에서 두 개로 바꾸면 비용이 상당히 증가하므로 다양한 설계 고려 사항을 감안하여 초기에 결정을 내려야 합니다. 한 가지 예로 도어 패널 조명을 들 수 있습니다. 파이프의 길이와 곡률로 인해 균일한 광 출력을 얻으려면 여러 개의 LED가 필요할 수 있습니다.

마찬가지로, LED의 종류는 비용과 기능을 감안하여 고려해야 합니다. 일부 LED는 여러 색상의 기능과 조명 효과를 제공하기 때문입니다. RGB LED는 보다 유연하고 자유롭게 조명 시스템의 색상을 커스터마이징할 수 있지만 기존 LED보다 훨씬 더 비쌉니다. 제조되는 차량의 체적에 따라 기존의 내부 LED를 선택해야 하는 경우도 있습니다.

Ansys Speos와 같은 시뮬레이션 소프트웨어로 설계 프로세스를 최적화하면 작업을 간소화하는 동시에 시간과 비용을 절약하는 데 유용합니다. Speos 소프트웨어는 광학 시스템의 조명과 성능을 예측하는 물리 기반 모델링 도구로, 설계자와 엔지니어가 프로토타입을 제작하지 않고도 광학 시스템이 어떻게 작동하는지 확인할 수 있습니다. Speos 소프트웨어는 초기 개념 타당성 단계부터 검증 단계까지 사용할 수 있습니다.

Speos 소프트웨어는 조명 시스템의 색상, 소재 및 잠재적 위치를 초기 설계 단계에서 고려하여 실물 제작 툴링하기 훨씬 전에 조명이 어떻게 보일지, 이러한 조명 조건에서 차량이 어떤 모습일지를 시각화합니다. 이를 통해 설계자와 엔지니어는 중요한 결정을 내리기 전에 차량에서의 시스템을 볼 수 있습니다. 조명 또는 광학 시스템의 위치를 결정한 후에는 Speos 소프트웨어를 사용하여 제한된 패키징 공간을 감안하여 설계 자체를 최적화하고 광기계적 관점에서 다양한 부품 구성을 기반으로 보다 정확한 CAD 설계를 수행할 수 있습니다.

그런 다음 후반 개발 주기 동안 Speos 소프트웨어를 사용하여 조명 시스템의 동작, 외관 및 다른 실내 조명 시스템과의 조화를 검증할 수 있습니다. 

이 단계에서는 일반적으로 모든 전기, 기계 및 광학 요구 사항을 충족하는 완성된 조명 시스템이 개발되고, 완전히 모델링된 차량 내부와 함께 환경 조명 조건(낮, 황혼, 야간)을 평가하며, 이러한 모든 시나리오를 Speos 소프트웨어 모델로 가져와 몰입형 검증 환경을 구축할 수 있습니다.

자동차 내부 조명의 미래를 엿볼 수 있는 다양한 장단기 트렌드가 등장하고 있습니다.

자율 주행 차량용 안전 조명

운전자에게 안전 정보를 제공하는 앰비언트 조명은 특히 자율 주행차와 반자율 주행차의 등장으로 점점 더 일반화되고 있습니다.

자율 주행 차량에 대한 관심이 높아지면서, 조율된 빛 펄스를 통해 운전자에게 안전 문제를 알리는 첨단 디스플레이도 개발되고 있습니다. 예를 들어, 운전자가 도로 위의 바이커를 치거나 운전 중 잠들기 직전이라면 핸들을 잡도록 경고하기 위해 특정 색상(예: 빨간색)으로 불빛이 점멸하거나 깜박입니다.

스마트 글래스

또한 앞 유리 또는 기타 유리 부품 위나 내부에 나노 마이크로 스케일 포토닉스 구성 요소가 방출되는 스마트 글래스 및 증강 현실 디스플레이가 증가하고 있습니다. 이러한 디스플레이는 헤드업 디스플레이나 기존에 정보가 표시되지 않던 차량 내부의 다른 곳(예: 도어 패널 또는 선루프 글래스)에서 찾을 수 있습니다.

많은 컨셉트 차량이 스마트 글래스를 사용하여 전통적인 위치가 아닌 곳에 정보를 표시하고 있지만, 현재 많은 프리미엄 생산 차량이 이미 스마트 글래스를 사용하고 있습니다.

지속 가능한 소재

궁극적으로 조명 시스템은 환경에 더 적합한 신소재 또는 재활용 소재를 통해 효율성과 지속 가능성이 향상되면서도 여전히 최적의 기능을 발휘할 수 있게 될 것입니다.

자동차 내부 조명은 외부 조명보다 규제가 덜하기 때문에 시스템을 각 차량에 맞게 조정할 수 있는 재료 옵션이 더 많습니다. 

하지만 선택의 폭이 넓어질수록 설계의 어려움도 커집니다. 이론적으로 활용할 수 있는 잠재적인 조명 옵션 조합이 더 많아지기 때문입니다. 

설계 및 검증 프로세스에서는 Ansys Speos와 같은 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 설계 프로세스 전반에 걸쳐 사용할 최적의 소재와 실내 조명 키트를 결정합니다. 또한 Speos 소프트웨어는 값비싼 프로토타입 제작 없이도 스타일과 기능의 균형을 맞추는 데 유용합니다.

지금 바로 기술팀에 문의하여, Speos 소프트웨어를 사용하여 자동차 내부 조명 설계 문제를 해결하는 방법에 대해 자세히 알아보세요.

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