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2012年度十大光学技术论文

  九、豪华汽车内部光学照明新设计

  如果你有幸拥有或试驾过当今的欧洲豪华汽车,你就可能注意到什么是汽车中的“舒适照明”。不仅仅是内部照明,它还包括在不同车内空间使用情绪设置模式来控制“个人空间”的光线颜色和亮度,例如,驾驶员脚下空间或控制台的背光等。舒适照明可以做得非常漂亮,并为车内乘客提供舒缓的空间氛围。这可以是常规内部照明的补充,或完全替代“车内顶灯”照明。

  用于发光指示的LED在当今汽车照明应用中被大量采用。它们可以被集成在门把手附近、用于钥匙孔照明,或者后视镜上的转向闪灯,以及踏板照明和杯架照明等。发光指示的形状可以非常简单(直接透光),也能做得非常复杂,如图1所示,来满足精确照明的需要。

  图1汽车照明中的LED和发光指示

  你可能非常疑惑,光线看起来是怎么被弯折90°或180°仍然有足够的光输出,实现以精确的亮度和覆盖度来完美地照亮门把手的区域。这种可能性几乎是无限的,它仅仅受内部照明设计人员的设计思想、风格和功能观念限制。

  最近的市场调查表明,在欧洲、亚洲和美国,几乎全部的汽车制造商都计划在它们的新款轿车中使用某种非传统照明或指示系统,这取决于豪华功能的配置。然而,这些照明系统有非常严格的设计考虑,包括导光管密闭性、波长质量和一致性,以及试验测试等。

  导光管密闭性

  这些系统的一个主要设计考虑是光线在导光管内的密闭程度,在光源照射目标时应该限制光线的损失。光线一旦从光导管中发出,就应该只照射到目标范围内而不会照到目标范围之外。

  这些设计需求中的两种可以通过合理处理导光管的内表面,以及通过构造合适的光线出射点的散射形状和校准表面来控制光线如何射出导光管。由于LED的光辐射表面只有标准白炽灯的一小部分,所以任何光的损失都可能是“成功设计”到“不稳定原型”的一个分界点。

  如图2所示,光线可以从安装在小尺寸PCB板上的表面贴装LED器件发出,并使用限流电阻和反极性保护二极管。光线被直接照到简单或精心设计的导光管上,这是约束光线的极其简单方法。比较常用的方法是用适当的“透镜”或投光面体,安装方法也经常是在轿车内部把它夹进车门嵌板开口的地方、中央控制台或仪表盘上。

  图2拆掉了外壳的照明系统内部结构和牌照照明

  合适的内表面处理和现代模具技术使光线被导光管高效吸收、限制损失和在内部将光线反射到一定的距离并形成特定的光指示形状成为可能。在以前,有些应该使用白炽灯直接照明的舒适照明设计没有从装饰性的角度考虑,因此它们也没有被用到实际的产品中。换句话说,LED及其导光管与相似的白炽灯相比尺寸、散热、电流需求、总体重量和成本都更低。

  舒适照明系统被设计用于照亮某些物体或者使光线集中到某一个区域,因而它们可以营造出特殊的效果,从在车顶棚显示制造商的品牌标志到为了照明一个更大的阴影区域而模拟的光幕效果。

  图2所描述的是两个汽车牌照照明的例子。一个例子描述了两个独立、无导光的光源无法完全照亮汽车牌照,而是留有暗区;另一个则描述了使用导光管制造的光幕可以更加均匀地照亮牌照。采用光幕的方式可以取得更好的照明效果,而仅需要很低的电流和很细的导线用来承载这些电流,并取得颜色和照明的更多一致性,更不需要灯泡。

详细请点击:豪华汽车内部光学照明新设计

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