照明解析
照明解析ソフトは一般に発光体から対象物を通過する光の振る舞いを光の線（ライン）で表現して追跡し、最終的に目標位置での照度や輝度を計算するソフトのことを言います。
車のヘッドランプで例えると、発光体はLED、対象物はLEDを取り囲む筺体やリフレクタ、目標位置は路面や歩行者などになります。
当然、数本や数十本の光線追跡では、結果精度は上がらないため、通常は一つの対象物につき数百万本～数千万本の光線を、発光体から追跡します。
しかし、これだけの本数になると、たとえデータが光線（ライン）とはいえ、通常は多くの解析時間を費やします。発光する光線の位置や方向は乱数発生法が使用されており、さらに目標に到達するまでには、屈折、反射、散乱などの現象を考慮する必要があるためです。いかに効率よく少ない光線追跡で、精度のよい結果を得られるかが照明解析では重要と言えます。
前置きが長くなりましたが、最近はLEDを発光体として取り扱うシステムの照明解析について、非常に多くのお問い合わせを頂いています。
このLEDの市場が伸張しているのは、
- 消費電力とCO2の排出が少なく、寿命も長いので環境に与える影響が少ない。
- 従来の光源と比較してスペースを取らず、パッケージの小型化ができる。
などの理由があると思います。
しかし、今まで使用していた発光体とは光学特性が異なるため、評価方法の確立が急務になってきているようです。
下記にその代表的なお問い合わせ内容をご紹介します。
電子機器の輝度解析
主に携帯電話のキーボタンや、車内のインパネ類の輝度解析をCAEで実施したいというお問い合わせです。通常、発光するボタンやメーター類の後ろには、任意形状のアクリル等の透明な導光板（ライトガイド）が配置されています。そのライトガイドの先には、複数個のLEDがあり、その位置を変更することで、より少ない数のLEDで広い範囲を発光させる可能性を探り、コスト削減が行えます。
照明器具の配置設計
照明器具を蛍光灯からLEDに変更した場合、ものの見え方が異なったり、明るいところと暗いところの差が激しくなったりしており、事前の解析で予測をしたいというお問い合わせです。主にLEDの演色性や指向性が、蛍光灯と異なることから発生する現象です。
これも、予めLEDの配光データを使ってシミュレーションすることで、問題を回避することができます。
電飾品の見え方
LEDを多数使用したパチンコ台や看板などが、実際にどのように見えるかシミュレーションしたいというお問い合わせです。周囲の明るさ、見ている位置、見る人の年齢や、LED自体の色特性など、多岐にわたる要因から、電飾品の見え方やデザイン性が変わってきます。最新のCAEソフトでは単なるCGレンダリングではなく、物理現象を考慮したリアルなレンダリング出力を行えます。
弊社では多くの照明解析ソフトを取り扱っており、上記のような解析目的にマッチングする最適なCAEソフトをお勧めしています。ぜひ一度お問い合わせください。
この記事を書いた人：T.S
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