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광학 및 광소자

Ansys Speos - Intro

디바인2019 2023. 2. 16. 09:56

조명은 우리 주변 어디에서나 볼 수 있다. 예를 들어, 거리 및 실외 조명이 있는 스마트 도시나 내부 조명이 있는 건물 내부, 그리고 특수 조명이 있는 특정 조건에서의 이동 수단 등에 존재한다.

이러한 환경속에서 인구는 증가하고 있으며 도시적이고 디지털화되어 가고 있다. 그렇기 때문에 도시 생활의 요구를 충족하기 위한 혁신적인 솔루션이 필요하다. 이러한 배경으로 개발된 지능형 조명 제어 시스템은 도시 전체에서 필요할 때 언제 어디서나 빛을 제공하고 있다.

LED의 붐으로 시작된 조명 혁명은 인간 중심 조명의 개발과 함께 계속될 것이다. 집에서, 이동수단에서, 사무실에서 웹 지원 LED 조명 시스템은 사람들이 휴식을 취하고 독서를 하고, 집중하거나 활력을 얻을 수 있도록 새로운 경험을 제공할 것이다.

이렇듯 시장의 변화에 발맞추어 고도화된 제품을 개발할 때, 우리는 환경의 영향을 줄이고 제품의 효율성을 높이고, 새로운 기술들을 적용해야 한다.

그러나 최적화된 제품을 개발하는데 있어서 우리는 많은 도전 과제들에 직면하게 된다. 그럼 어떤 어려움이 있는지 간략하게 살펴보도록 하자.

첫째, Time to Market

방산이나 항공 산업의 경우가 아니라면, 제품을 시장에 출시하는데 개발 기간을 오랫동안 가져갈 수 없다. 제품이 계획대로 출시되지 못하면, 시장 점유율을 높일 기회를 상실하고 판매 기회를 놓칠 수 있다. 즉, 경쟁사에게 시장을 뺏기고 제품 출시 기간이 짧아지면서 매출 실적에 악영향을 미치게 된다. 특히 경쟁자가 많거나 기술력이 비슷한 경우는 Time to Market을 최대한 빨리 가져가는 것이 중요하다.

둘째, Lit Appearance

제품 개발자는 빛이 점등된 모습, 즉 Lit Appearance에 크게 신경을 써야한다. 제품에서 빛이 나오는 모습을 최대한 균일하게, 혹은 빛튐이나 암부를 최소화하도록 최적화하는 것이 중요하다. 그렇기 때문에 개발자는 완벽한 제품을 설계하기 위해 수많은 시간을 투자하고 있다.

셋째, Visibility and Legibility

제품이 잘 보이고 글씨를 잘 읽을 수 있는지 확인해야 한다. 예를 들어, 네비게이션 화면에서 픽셀이 잘 정의되어 있는지 확인해야 하며, 화면 반사 등으로 인해 운전자가 방해를 받지 않도록 개발자는 신경 써서 제품을 개발해야 한다.

넷째, Regulation and Compliance

자동차 및 일반 조명에 특히 중요한 부분 중 하나는 법규 및 규제이다. 국가별 그리고 제품별로 반드시 만족해야 하는 당위성이 있는 법규들이 존재하며, 따라서 이에 부합되도록 개발 단계에서 테스트 및 검증하는 작업이 필요하다.

다섯째, Perceived Quality

품질과 관련된 내용으로, 점등/미점등 조건 모두 중요하다. 또한 일부 제품의 경우 조립 시 특정 요소 간 공차가 생길 수 있으며, 이는 최종 사용자 및 구매자의 눈에 띄어 방해가 될 수도 있기 때문에 이러한 부분을 함께 고려하며 설계하는 것이 중요하다.

여섯째, Reflection Issues

반사의 경우, 빛의 근원 자체를 조절하기는 거의 불가능하다. 예를 들어, 햇빛이 반사되는 경우 태양을 끄거나 밝기를 낮출 수는 없다. 하지만 반사면의 모양을 변경하거나 눈부심 방지 코팅을 입혀서 성질 (광학적 특성)을 바꿔줄 수는 있다.

일곱째, Lighting Comfort

품질과 더불어 편안함 역시 고려되어야 한다. 자동차의 경우 내부 조명에 해당되고, 항공의 경우 Cabin 조명처럼 비행 시점에 따라 다양한 밝기를 필요로 하는 불빛에 적용된다. 또한, 실내 환경의 조명에도 편안함 역시 중요하다.

이렇듯 우리는 많은 도전과제들에 직면해 있고, 이를 해소하기 위해 시뮬레이션을 적용하고 있다.

‘Ansys Speos’는 조명 및 설계, 소재 특성 간 상호 작용을 시뮬레이션 하여 빛을 평가하고 정량화 할 수 있는 다중 물리학 기반 광학 해석 전문 솔루션이다. Ansys Speos를 활용하면 열, 광학, 기계 및 전자와 같은 다중 물리 영향을 고려하여 지정된 환경에서 조명 장치의 통합적인 부분을 시뮬레이션하고 검증할 수 있다. 또한 조명기구의 모양과 구성 요소 수를 최적화하고, 독특한 제품으로 새로운 디자인을 만들어 나만의 Signature를 만들 수도 있다.

이렇게 함으로써, 시장 출시 시간과 프로토타입 제작 비용 및 개발 시간을 단축할 수 있다.


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[출처] Ansys Speos - Intro|작성자 디바인