【技术文章】汽车内饰氛围灯照明均匀性研究

作者：徐亦雅，蔡慧娟

常州星宇车灯股份有限公司，江苏 常州

随着汽车技术的不断发展与更新,顾客视觉感官需求也在不断提升｡汽车内饰氛围灯作为表达汽车内饰风格的主要灯光语言,近年来款式越来越多样化,为了达到不同的驾驶体验效果,其光学形式也在不断迭代更新｡不同安装部位的氛围灯可以通过驾驶员的个性化需求呈现不同的灯光效果,为驾驶体验带来愉快放松的感觉｡

传统车型汽车内饰氛围灯一般安装在仪表板､中控台以及车门扶手､车门门板､顶棚等位置,近年来氛围灯的应用更是普及到空调出风口､杯架､座椅､副仪表､杂物箱､脚踏等各个部件^[1-2]｡氛围灯的核心零部件是光导,其决定了照明的效果,工作原理是全内反射,但光线在光导中的传输会发生衰减,导致进光端明显亮于出光端,且光导越长,亮暗差别越明显,从而造成发光不均匀｡所以均匀性是汽车内饰氛围灯的最大难点｡

汽车内饰氛围灯按照发光形式主要可分为直射式､反射式和透射式3种形式^[2-3]｡直射式氛围灯主要采用光导形式,原理为LED光源发出的光线经过光导和灯罩(一般为扩散材料)后直接进入观察者视觉范围｡反射式氛围灯又可分为点光源形式和光导形式,点光源是LED光源发出的光线经过灯罩后反射至车身被照面后进入观察者视觉范围,光导式是LED光源发出的光线经过光导或光导和灯罩(一般为扩散材料)后再反射至车身被照面后进入观察者视觉范围｡另外,光导的材料通常分为硬质光导和柔性光导两种^[4-5],柔性光导由于成本较高,结构固定困难等问题一般较少使用｡透射式氛围灯与前两者的区别主要是在光导或者光导板外布置一层带有特殊工艺和个性图案的透光膜片,在白天不点亮状态下隐藏于内饰板下,夜间点亮则可呈现不同颜色不同状态的发光图案,视觉体验更丰富｡

影响上述3种不同类型的氛围灯点亮均匀性的因素有同有异,本文主要研究这3种类别氛围灯的照明均匀性,提出改善均匀性的措施｡

直射式氛围灯

原因:由于光导加工过程中光导齿加工不到位,例如R角未达到设计要求,光导齿注塑欠注,有飞边､留痕等缺陷,或光导模具抛光不彻底等原因(见图3),造成能量在光导前部损失过多,光线无法传输至光导末端,影响均匀性效果｡

解决措施:对产品R角,齿高,粗糙度进行测试,与设计数据对比,模具进行修整与抛光｡

原因：

1)在生产过程中光导与光导支架卡角尺寸干涉，或发光面与内饰配合件干涉，两者触碰挤压导致光导损伤，形成亮斑;

2)卡角亮斑加上周边区域由于亮斑光线损耗过多，形成暗斑。

解决措施：

1)在保证结构强度稳定的前提下，尽量减少光导与支架之间的卡角，或将安装卡角设置在非出光区域。

2)设计过程中预留一定程度间隙，避免0贴，防止后续因为产品变形等原因导致干涉。

3)光导设计中与内饰配合件之间预留公差，防止两者过盈导致干涉。

原因:

1)由于空间不足导致光导拐角漏光形成亮斑;

2)由于注塑过程中浇口修剪不平整导致漏光。

解决措施:

1)在光导拐角处增加挡光护套(如热缩管等);

2)优化浇口修剪工艺，或将浇口移动至尽量远离出光区域。

原因: 光导在注塑过程中，模温或料温过高，打料 过程中烘料时间过长，导致材料发黄。

解决措施: 根据光导长度调试工艺，控制裸光导点亮状态头尾色差△Cx、△Cy 在 0． 02 以内，使用体积小的料筒，缩短烘料时间。

原因：由RGB三色芯片发出的光线进入光导混色距离不够，导致混色不够充分，形成色散现象。

解决措施：设计模拟过程中在光导进光端预留足够的混色距离(通常不低于30mm)以保证ＲGB三色的充分融合(见图7)，且混色区不建议设计光导微结构，尽量保证出光面的光洁。

反射式点光源氛围灯

反射式光导氛围灯

原因: 

1) 被照面趋势不一致，横向中间处被照面纵向上斜率小，两侧斜率大趋于竖直，导致中心照亮宽度比两侧大; 

2) 被照面趋势不一致，横向中间向内凹，造型限制，光导到被照面距离不等，导致中心照亮 宽度更大，最终使得横向照亮宽度不一致。 

解决措施: 

1) 尽早提醒客户问题点，建议客户优化被照面趋势使得横向、纵向差异变小; 

2) 优化光导齿长度，从设计方案上优化点亮宽度至一致。

透射式氛围灯

原因: 膜片基材为透明聚碳酸酯( PC) + 膜片，无法遮挡光导板光学微结构点亮的图案。 

解决措施: 在膜片透明 PC 基材中添加一定比例 的扩散剂，使光线进入基材发生散射，消除光导板花 纹本身的亮点，达到均匀图案的效果。

结 论

【参考文献】

［1］ 孙 亮． LED 车内氛围灯的现状及发展趋势［J］． 中国照明电器，2017( 6) : 35 － 37．

［2］ 盛红金，马 良，李志刚，等． 汽车内饰氛围灯结构设计和发展趋势［J］． 汽车电器，2020( 4) : 63 － 64．

［3］ 蔡 慧 娟，唐 树 明，邢艳． 一 种 汽 车 氛 围 灯: CN209146833U［P］． 2019 － 07 － 23．

［4］ 曹 婧． 固态光源助力 3M 柔性灯纤氛围灯技术［J］． 汽车与配件，2017( 23) : 68 － 69．

［5］ 王 莎． 浅析汽车内饰内氛围灯的设计和应用［J］． 汽车实用技术，2019( 19) : 129 － 130．

文章来源：AUTO内饰行家

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