汽车内饰氛围灯光学结构设计，等离子清洗机在表面处理方面作用很大
文章导读：随着汽车行业的不断发展，人们对汽车车灯的要求越来越多样化。氛围灯能帮助人们缓解压力、放松心情，成为选购车型的重要考虑因素。在内饰灯以及其它汽车内饰的表面处理上，等离子清洗机可以起很大的帮助。
随着汽车行业的不断发展，人们对汽车车灯的要求越来越多样化。近几年来，作为一种新型开发灯种，氛围灯在汽车中的使用比重日渐增多，引起了广大消费者的关注。氛围灯能帮助人们缓解压力、放松心情，成为选购车型的重要考虑因素。在内饰灯以及其它汽车内饰的表面处理上，等离子清洗机可以起很大的帮助。
本文主要针对车门饰板氛围灯的导光结构进行研究，通过前期光学设计及LED选型，中期光学模拟分析，提高氛围灯出光均匀性及色度一致性的氛围灯光学设计方法，并通过后期光学试验进行验证。
氛围灯的设计是根据非成像光学原理，利用光通过介质截面的能量和方向一定的规律，当需要在该截面上释放能量时就需要改变其截面和光的传输方向，来获得需要的能量分布值的一个过程。
设计约束通常会从以下4个方面进行约束：一、造型设计；二、工程结构设计；三、光学设计；四、光学模拟验证。遵循以上原则，可以减少大量光学验证时间。通过光学模拟修正光学上不均匀性及色度偏差的问题，以对氛围灯的光学设计进行优化，由此能很大程度降低过程设计的验证成本，提高整体研发效率。
◆氛围灯灯头光源布置
根据造型A面的布置进行灯头光源的空间布置，为避免后期车辆在行驶过程中抖动产生的异响，灯头与门饰板的周边间隙需要保证≥1 mm，并在靠近灯头位置增加安装硬点以防止抖动。
◆氛围灯主光轴方向布置
确定主光轴的出光方向，定义反射面尺寸让主光轴方向垂直于反射面。尽可能让主光轴方向垂直于出光面，这样可以最大程度地减少光的损耗。在出光位置布置带有光扩散效果的透光结构件，让整体出光视觉达到连贯一致性的效果。
◆氛围灯内部配合结构布置
为保证导光结构件与透光结构件的相对导光位置及透光位置不变，需要在导光结构件与透光结构件的共同支撑件上增加导光结构件的卡接结构，透光结构件与支撑件用热铆形式的结构进行布置，让透光件与支撑件形成固联装配，将导光件包围在内，形成闭合件。
◆氛围灯总成与门饰板的装配形式布置
氛围灯总成以热铆焊接的形式装配到门饰板装饰条上，而后装入门饰板本体完成总体装配。为了保证氛围灯总成的光照效果与造型效果保持一致，必须保证氛围灯的装配位置不产生移位，因此在氛围灯上就会增加与门饰板装饰条的安装定位结构，以提高装配的位置精度，同时布置与门饰板装饰条的热铆焊接点，将氛围灯固定到门饰板装饰条上
◆氛围灯导光件光学设计布置
氛围灯导光件作为氛围灯总成的核心部件，其光学效果的好坏直接影响氛围灯的整体点灯性能，因此导光件的光学设计是整个氛围灯设计过程中的关键。
◆氛围灯防漏光设计布置
在氛围灯总体设计时，需要对非出光位置进行防漏光设计，以避免氛围灯点灯时的光型错乱，从而影响整体效果，因此氛围灯的防漏光设计也是设计过程中的重要环节。
◆氛围灯零部件光学材料建立
根据氛围灯光路走向对导光特性部件进行着重选择，导光部件的材料物理属性需要达到光学级，透光率需要≥92%。为了让人眼看到的光能够达到连贯均匀无刺眼的效果，其最终的透光部件材料的选择需要含有扩散剂，以让光在透光件内部产生不定向扩散，根据实际模拟效果选择透过率，使最终亮度效果达到设定标准。某车型氛围灯的透光件选择76%的透光率，在一定程度上降低亮度，并达到最终的亮度要求。
◆LED光源选型
LED光源选型根据经验当亮度要求值在：10~100 cd/m2左右时，一般选用额定电流在：20~70 mA的LED。根据主机厂指定的LED供应商，选择LED具体型号为：OSRAM LW_TVSG.CB型号，亮度BIN选择：BX；色度BIN选择KL。
◆氛围灯光学模拟建构
建构光学模拟数据定义氛围灯光学模拟接收方向即实际人眼观察方向。并通过模拟仿真得到氛围灯的整体亮度值。
◆车门内饰板氛围灯光学性能试验验证
将车门内饰氛围灯进行点灯0.5 Hr后进行亮度及色度试验验证，利用德国Instrument SystemsLumicaml 1300亮度计和Spectro 320-120光谱仪对氛围灯分别进行亮度及色度试验验证。
亮度测试结果显示：其亮度在8.5~10.6 cd/m2范围内波动，并且符合设计目标值：7.5~12.5 cd/m2。色度测试结果为合格。
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氛围灯光学理论基础及设计流程
氛围灯作为一种通过导光介质来实现光学效果的光学现象，理论上称之为非成像光学。在非成像光学实际应用中，评判非成像光学系统性能的优劣就不再是适用于成像光学系统中的像差理论和成像的质量，而是将光能利用率作为整体系统的评价标准。如何提高光能的利用率将是照明系统中的关键性问题。氛围灯的设计是根据非成像光学原理，利用光通过介质截面的能量和方向一定的规律，当需要在该截面上释放能量时就需要改变其截面和光的传输方向，来获得需要的能量分布值的一个过程。
门饰板氛围灯设计要点
在新车设计时，通过造型设计、工程结构设计、光学花纹设计、光学模拟验证4个方面对车门饰板氛围灯的风格进行设计约束，以提高氛围灯出光均匀性及色度一致性，并最终达到要求值。设计约束通常会从以下4个方面进行约束：一、造型设计；二、工程结构设计；三、光学设计；四、光学模拟验证。遵循以上原则，可以减少大量光学验证时间。通过光学模拟修正光学上不均匀性及色度偏差的问题，以对氛围灯的光学设计进行优化，由此能很大程度降低过程设计的验证成本，提高整体研发效率。
◆氛围灯灯头光源布置
根据造型A面的布置进行灯头光源的空间布置，为避免后期车辆在行驶过程中抖动产生的异响，灯头与门饰板的周边间隙需要保证≥1 mm，并在靠近灯头位置增加安装硬点以防止抖动。
◆氛围灯主光轴方向布置
确定主光轴的出光方向，定义反射面尺寸让主光轴方向垂直于反射面。尽可能让主光轴方向垂直于出光面，这样可以最大程度地减少光的损耗。在出光位置布置带有光扩散效果的透光结构件，让整体出光视觉达到连贯一致性的效果。
◆氛围灯内部配合结构布置
为保证导光结构件与透光结构件的相对导光位置及透光位置不变，需要在导光结构件与透光结构件的共同支撑件上增加导光结构件的卡接结构，透光结构件与支撑件用热铆形式的结构进行布置，让透光件与支撑件形成固联装配，将导光件包围在内，形成闭合件。
◆氛围灯总成与门饰板的装配形式布置
氛围灯总成以热铆焊接的形式装配到门饰板装饰条上，而后装入门饰板本体完成总体装配。为了保证氛围灯总成的光照效果与造型效果保持一致，必须保证氛围灯的装配位置不产生移位，因此在氛围灯上就会增加与门饰板装饰条的安装定位结构，以提高装配的位置精度，同时布置与门饰板装饰条的热铆焊接点，将氛围灯固定到门饰板装饰条上
◆氛围灯导光件光学设计布置
氛围灯导光件作为氛围灯总成的核心部件，其光学效果的好坏直接影响氛围灯的整体点灯性能，因此导光件的光学设计是整个氛围灯设计过程中的关键。
◆氛围灯防漏光设计布置
在氛围灯总体设计时，需要对非出光位置进行防漏光设计，以避免氛围灯点灯时的光型错乱，从而影响整体效果，因此氛围灯的防漏光设计也是设计过程中的重要环节。
氛围灯总成的光学模拟仿真
氛围灯光学模拟是根据某主机厂某设计车型提出亮度均匀性及色度一致性的相关要求来评判的，表1为模拟亮度区间预测评判结果的设定条件；发光颜色要求为：白色。根据氛围灯光路走向对导光特性部件进行着重选择，导光部件的材料物理属性需要达到光学级，透光率需要≥92%。为了让人眼看到的光能够达到连贯均匀无刺眼的效果，其最终的透光部件材料的选择需要含有扩散剂，以让光在透光件内部产生不定向扩散，根据实际模拟效果选择透过率，使最终亮度效果达到设定标准。某车型氛围灯的透光件选择76%的透光率，在一定程度上降低亮度，并达到最终的亮度要求。
LED光源选型根据经验当亮度要求值在：10~100 cd/m2左右时，一般选用额定电流在：20~70 mA的LED。根据主机厂指定的LED供应商，选择LED具体型号为：OSRAM LW_TVSG.CB型号，亮度BIN选择：BX；色度BIN选择KL。
◆氛围灯光学模拟建构
建构光学模拟数据定义氛围灯光学模拟接收方向即实际人眼观察方向。并通过模拟仿真得到氛围灯的整体亮度值。
◆车门内饰板氛围灯光学性能试验验证
将车门内饰氛围灯进行点灯0.5 Hr后进行亮度及色度试验验证，利用德国Instrument SystemsLumicaml 1300亮度计和Spectro 320-120光谱仪对氛围灯分别进行亮度及色度试验验证。
亮度测试结果显示：其亮度在8.5~10.6 cd/m2范围内波动，并且符合设计目标值：7.5~12.5 cd/m2。色度测试结果为合格。
结语
利用光学模拟的方法可以快速有效分析氛围灯整体光学不满足设计要求的区域，有针对性地进行改进。增加氛围灯光学设计的多样性将是下一步研究的重点。本文来源于AutoNewTech ，仅供分享，如有侵权请联系管理员删除！
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