汽车行业内饰氛围灯的设计趋势及应用

产业的发展离不开CMF（色彩、材料、工艺）

汽车内饰氛围灯是汽车座舱照明的发展趋势，是汽车内饰品质的提升，用于汽车内饰氛围灯的光导体较多。

侧发光光纤作为一种芯皮结构的光学材料，体积小、热量少、寿命长的LED光源，构成了汽车氛围灯总成，其自身的光学特性表现出了良好的导光效果，是一种易安装、安全环保、使用寿命长的高性价比光学材料。

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国内汽车工业的发展日新月异,汽车作为一件高集成度的产品,应用了大量的新技术,新材料不断更替,导光材料是当前汽车生产中不可缺少的一种,其应用于车灯,包括前大灯､尾灯､示廓灯､日间灯､踏板灯､内饰氛围灯等等｡

而汽车内饰氛围灯的也用了各种导光材料,如PMMA､PC､PU等,侧发光光纤在汽车内饰氛围灯的应用越来越多,有着使用方便,安全可选,光效果好,寿命长的优越性｡

接下来我们一起来看看 什么是测发光光纤~

 01. 侧发光光纤概述 

侧发光光纤的结构

光纤之所以能长距离导光决定于光纤的材料结构，它是由高折射率的纤芯和低折射率的纤皮构成，也就是说光纤是一种由纤芯和纤皮两种材料构成的光导体，按用途的不同分为两大类，即通信光纤和非通信光纤。

▲示意图

侧发光光纤是指光纤传输过程中，光纤圆周面通体发光的光纤，亦称通体发光光纤，属于非通信光纤，其结构与其他光纤一样。

侧发光光纤的发光原理

光纤导光具备的条件是纤芯和折射率大于纤皮折射率， 其导光原理见图 1。 

入射光在光纤芯皮界面产生全反射、反射和折射，折射光穿过纤皮层从光纤侧面射出，反射光再次反射和折射，多次的全反射、反射和折射使得光纤长距离导光。

侧发光光纤利用纤芯和纤皮折射率的差异，使更多的折射光透过纤皮溢出，从而达到侧面通体发光的效果。

侧发光光纤的种类

从光纤材料构成侧发光光纤分为聚合物侧发光光纤､玻璃侧发光光纤和石英侧发光光纤,聚合物侧发光光纤的芯材为丙烯酸树脂､PMMA､PU等,皮材一般为硅胶､氟树脂等。

以挤拉法生产的聚合物侧发光光纤直径一般在0.25~3mm,以灌装法生产的聚合物侧发光光纤直径一般在2~15mm;玻璃侧发光光纤的芯材和皮材均为光学玻璃,玻璃侧发光光纤的工艺方法是双坩埚法或棒拉法,为控制光纤的柔软性,一般光纤直径为10μm以下。

氛围灯用侧发光光纤是用多芯玻璃光纤集成一束而制成;石英侧发光光纤的芯材为纯石英玻璃,皮材为聚合物材料;不同材料的侧发光光纤的生产工艺方法不同,性能特点不同,用途也不同｡

 02. 侧发光光纤的性能指标分析 

光纤的性能指标是评价侧发光光纤的品质主要指标，侧发光光纤应用于汽车、家电、装饰装潢等领域，主要从机械性能、光学性能、耐候性能和耐腐蚀性能等方面评估是否满足要求。

机械性能指标

机械性能指标是指光纤材料的可挠性、硬度、抗冲击性等，这些机械性能影响光纤的安装组件的造型和设计，并影响光纤安装应用的适应性和可行性。可挠性好、抗冲击性好的光纤适应多种材料的安装固定件，安装过程中光纤和固定件都不易受到损坏。

光学性能指标

光学性能指标是指光纤表面导光均匀性，亮度、光色偏移，这些光学性能影响光纤的发光效果。光学性能好的光纤应该是在使用长度范围内导光是均匀的，视觉上没有明显差异，而且应该反映出光源真实的颜色。

耐候性能指标

耐候性能指标是指光纤的耐高温、耐低温性能，以及抗冷热冲击能力，耐候性直接反映光纤抗老化性能，耐候性能好的光纤抗老化能力强，导光衰减慢，寿命长。耐腐蚀性是指光纤耐酸碱和耐盐雾性能，也是评价光纤寿命的指标，光纤的耐腐蚀能力取决于光纤芯皮材料。

安全性能指标

安全性能指标是指符合环保要求，无有毒有害物质，使用安全。目前汽车内饰氛围灯对RoHS和REACH认证是认可的。

 03. 侧发光光纤在汽车氛围灯常用光源中的应用 

侧发光光纤导光的目的在于将光源发出的光转换成线性光，汽车氛围灯使用侧发光光纤就是让光纤把光引到车门， 中控台，天窗等部位，既起到装饰作用又营造车内驾乘氛围， 以调节驾乘人员的情绪，缓解疲劳。

因此，设计和选用侧发光光纤氛围灯光源时就考虑以下几点。

LED 光源

早期的汽车照明光源比较单调以卤素灯为主要光源,可以直接将卤素灯光源接到汽车电池上,后来汽车照明光源增加了氙灯这一品种,氙灯的启动和工作需要安定器,这对安装空间有要求,也增加了安装难度｡

2005年以前汽车装饰照明采用光纤照明系统其光纤光源器也无别的选择,只能选用卤素灯或氙灯,这类光源体积大,热量高､寿命短,长时间工作产生的热量会带来安全隐患。

2005年后LED灯迅速发展,LED以热量少､体积小､寿命长等优点,取代卤素灯,成为汽车光纤照明的最佳光源,作为光纤在汽车上的应用主要光源配件,目前所有汽车氛围灯的光源均采用LED光源｡

光源发光颜色

LED 灯最大的优点是其色温可控，基本上想用什么颜色都可以得到满足，除了红黄蓝绿等彩色可选，白光 LED 也有不同色温可选。

光源的功率

汽车氛围灯作为国内辅助照明灯，其功率不宜过大，功率过大，LED 芯片工作时热量大，散热解决不好的话会严重影响 LED 灯的寿命，功率过大驾舱内灯光过亮会干扰驾驶员安全驾驶，目前诸多汽车制造商配套使用的氛围灯光源为 0.2W 电功率贴片 LED。

可变颜色

早期的卤素灯光源是不可变色的，实现光源变色需要增加一个马达来带动滤色片旋转，增加了光源体积。今天用的 LED 实现光源变色易如反掌，成熟的 LED 控制驱动器可以驱动 RGB 模式或是 RGBW 模式的 LED，呈现出上百种光变化效果，满足车内个性化的氛围灯光效果。

 04. 汽车氛围灯 

侧发光光纤汽车氛围灯由光源､光纤和安装件3部分组成,光源的光出口和光纤端头连接叫作耦合,这种耦合连接可以是紧配合,也可以加套管固定连接,固定光纤于车体上的配件叫安装件,一般使用塑料卡扣或卡槽｡

光纤氛围灯的效果也有两种,一种是被照面漫反光效果,这种效果的光纤是隐藏的,光纤发出的光照到被照面,只能看到被照面的漫反光而看不到光纤;另一种是将光纤镶嵌入汽车内饰面,可以直接看到光纤发光｡

从光效果上看，光纤侧光均匀性是其他导光材料不可比拟的，虽然目前市面上有各种导光材料，如亚克力棒，硅胶等其表面光均匀性都不及光纤。

从安装件考虑侧发光光纤的安装结构简单，安装方便，安装件成本低，易操作；从后期维护看，因光纤导光效率高，光源功率不需要太高，即产生热量少，使用寿命长，安全可靠，维护成本低。

 结语 

侧发光光纤作为一种导光材料在氛围灯结构中充当着重要的角色，有着其他材料不可比拟的光学特点，已经应用于汽车、家电、家具、消费电子等各种产品中。

这些产品的推陈出新，改型换代将对氛围灯提出更高要求，侧发光光纤要适应氛围灯的要求得到更广泛的应用还需要不断创新，需要优化现有产品，提升产品品质，需要推出性能更好、种类更多、使用寿命更长，安装更便捷的产品，侧发光光纤才能有更好的应用前景。

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① 素材来源 | 中国高新科技 2023 年第 10 期；② 版权归原创作者及其公司所有；③ 若此文章或图片侵犯到您的权益，请与我们联系（微信13713875667）删除。

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