谈谈氛围灯质量控制问题

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。

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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

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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??悸瞧当旧淼奶匦?,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。

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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。

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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。

“我真的不是点光源哦”

?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?;箍墒褂萌馄識ay 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°

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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

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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

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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:

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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)。

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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

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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。

更多图像处理及算法,总有一款适合您!请联络光傲科技

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。

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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??槔词视Σ卟馐缘男枨?,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。

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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???,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??榇?。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??樯系腎O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。

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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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网站:www.light-all.ocm

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