氛围灯作为近年出现的一种新型汽车照明产品，其形态既不同于常见的汽车照明的灯具产品，也不同于仪表、开关等信息显示类光学产品，又兼具二者特点。传统上的一些质量控制，主要是测试方法都有许多的不适应之处。本文通过氛围灯原理、光学测试实际案例等，来探讨氛围灯质量控制的测试方法问题。

本文主要目录

• 氛围灯及相关光学性能简介
• 用良好的设计，减轻质量控制的压力
• 成像式亮度、色度计测试氛围灯的案例和算法讨论
• 经济、高效的产线质量控制方案

氛围灯及相关光学性能简介

顾名思义，氛围灯首先是一种灯饰，能够在汽车内部甚至外部起到烘托环境氛围的作用。对于一些应用RGB-LED的氛围灯，车主还可以根据自己的喜好选择灯光颜色与亮度，带来更好的乘车体验。考虑汽车本身的特性，我们认为氛围灯的光学性能评价应该有这样几个方面：

• 灯饰照明功能：氛围照明、亮度或照度分布、颜色分布
• 行车安全：亮度适当，不干扰正常信息显示
• 光生物效应：不会造成疲劳，关注蓝光危害、频闪特性
• 指示功能：有些氛围灯具备指示或辅助照明的功能

 不过我们今天的重点是如何对氛围灯产品进行光学质量控制，因此重点在测试方法、手段，和仪器选择。

用良好的设计，减轻质量控制的压力

任何产品，如果存在设计不良或缺陷，都会成倍的增加质量控制压力。因此，良好的设计，是进行质量控制的前提。

大部分的汽车照明产品都会先通过光学仿真进行设计、开发，而氛围灯产品主要有LED和光导（Light Guide）组成。LED主要是外购，厂商的主要开发工作就是通过仿真设计光导的形状和结构，从而进行模具制作。

氛围灯产品更加注重光学仿真，这与光导产品特点有关。我们首先看一下光导产品的原理：

理想的光导（光纤），光线在光导内部主要以全反射现象传播，侧面无法有足够的光线发射出来；

如果需要光导侧面有光线发射出来，则需要破坏光导表面，形成微结构。

可见这种微结构的设计，是氛围灯产品设计开发的重点。在产品仿真设计阶段，需要根据光源建模来设计对应的光导结构。

但是很多企业的仿真结果与实际模具做出来的产品效果却相差甚远，不得不一次次的开模、修模。一个重要的问题是光源模型偏差。

很多光学设计工程师还是在用传统的光源建模方法来进行设计，假定光源为点光源。但是对于一个LED来说，本身结构复杂，有透镜、反射杯、荧光粉，从而有多个光学中心，因此造成较大的设计偏差。

 为了保证光导产品质量，在设计阶段应该使用实际测量的光源模型，也就是 Ray File进行光学仿真设计，可以精确控制每条光线，节省反复开模、修模成本，加快产品开发周期。还可使用全光谱Ray File进行颜色仿真，控制产品色散。

光傲科技针对广大氛围灯企业，配置德国TechnoTeam公司RiGO 801-LED近场分布式光度计，提供精确的光谱Ray File测试服务，测试步进2.5°X2.5°起，最小 0.1°

成像式亮度、色度计测试氛围灯的案例和算法讨论

氛围灯产品的光学性能测试，业界一般推荐使用LMK成像式亮度、色度计，因为可以一次性获得亮度、色度分布，不过在实际测试过程中，却发现重现性不足的问题。因此需要针对不同形态氛围灯产品，开发不同算法或定义。

不同光导产品，对光学分布要求并不一样，例如有些追求均匀，而有些则有渐变。光导产品本身微结构特点，以及形状不规则（非平面），简单的用均匀性定义有许多实际问题。追求同一型号产品性能一致性则不会有问题。

常见算法：

1，在光导产品表面取点，计算均匀性

方法描述：沿着光导方向，按照一定间距，均匀布点，每个点的亮度或颜色以该圆形区域内所有像素的平均值获得

局限：受限于光导形状以及测试重复定位精度，通常需要手动布点。测试效率低，重现性差。而且存在取样数量多少的问题。

2，Area Scan法计算均匀性

 描述：根据阈值分离出发光区域，以虚拟点亮度计（Area）无缝扫描获得最亮或最暗点，取点方法示意图：

该算法可以通过设定边缘 排除距离， 从而将边缘不均匀、渐变区域排除，从而更加合理的就散均匀性，保证结果重现性和可靠性。该算法取点方法科学合理，强烈推荐使用。

案例：

可以设定取样点的大小，以及边缘排除距离排除边缘亮度较低、不规则区域，从而精确定位亮度最大和最小位置，保证测试结果重现性。

智能自适应阈值算法可以精确判断导光条的发光边界（蓝色覆盖区域）。

3， 剖面亮度分布算法

如图所示的隐藏式氛围灯，通过内饰表面反射形成氛围照明效果。此时整个反射区域并不是一个均匀的照射面，采用均匀性不能体现真实的效果。

选取一定方向上的亮度剖面分布来表征该类型氛围的光学分布特征。但是由于只有一条直线，代表性有限，无法作为产线管控指标。但是对于研发阶段评测还是有价值的。

4， 投影分布算法

对于不均匀的光导或被照射区域，可以采用投影面分布定义亮度、色度均匀性，也可定义最小、最大值。如图，将矩形的Projection Area 投影到中心直线上，得到亮度或色度分布特征，避免单一线条上分布数据代表性不足的问题。

5，Quantile分位统计法

将分析区域内的像素按照默认的分位进行统计分析，例如按照 5%，50%，95%低、中、高三种分位的亮度阈值。

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产线质量控制的现实可行方案

成像式亮度、色度计虽然有不同算法匹配不同氛围灯产品检测，不过应用于产线却仍然存在很多问题：

1）         成本问题，这是所有问题的重中之重啊，毕竟我们做氛围灯是为了挣钱，不是为了买设备啊

2）         重现性问题，不能重现，一切无意义啊

3）         不易用简单有效的数字进行良品、不良品判断。

不过越来越多的厂商采用一款德国的多通道亮度、色度测试模块来适应产线测试的需求，解决了许多氛围灯测试痛点。不仅有Hella 法雷奥、小糸这样的头部厂商，也有很多本地供应商使用。这个产品就是德国Premosys 公司的eFlat 系列产品。

该产品同时集成了多个光度（亮度、照度）、色度传感器，每个传感器可以通过光纤与被测点连接。如图环形光导通过定制的测试治具，由光纤将不同位置点的光信号导入测试模块，实现多点色度、光度检测。

eFlat 产品无疑是非常适合氛围灯产品在线测试的，通道数从4 到16 不等，如果测试点很多，可以多个模块串联。这样可以试想氛围灯产品多点亮度、色度及均匀性测试。

eFlat 产品还可测试闪烁LED的脉冲频率、周期、脉冲宽度。带来更多扩展测试应用。

eFlat产品还有一个特点，就是可以与PLC 直接通讯工作，无需配置专用电脑。只需要通过电脑将每个通道的亮度、色度值进行校正，并设定可接受的公差范围，eFlat 就可以脱离电脑了。eFlat可以通过产品模块上的IO输出良品、不良品信息，输出告警型号。

eFlat 产品从设计阶段开始，就是专为产线环境设计，不仅容易集成到产线，测试精度足够，而且成本低，适合产线批量应用测试。

谈完了，说说你的困扰。。。

欢迎联系我们（光傲科技），说说你遇到的氛围灯测试问题，相信我们在汽车电子和光电计量行业20年的经验，一定可以“头脑风暴”出最适合您的解决方案：

1） 通过我们光学试验室的多种测试手段（近场、成像、光谱等），找到质量管控的关键节点和管控参数

2） 通过验证，提取良品、不良品的特征点，并确定可接受公差范围

3） 综合欧洲、美国不同品牌光学检测仪器，给出最佳的质量管控综合解决方案。

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