Was ist Fahrzeuginnenbeleuchtung?

Der Fahrer nutzt Anzeigen und Kontrollleuchten, um Informationen zu erhalten – von Standardanzeigen im Armaturenbrett bis hin zu komplexeren Navigationssysteminformationen, menügesteuerten Displays oder Multimediageräten. Bei der Beleuchtung von Anzeigen und Kontrollleuchten sind Farbe, Leuchtdichte und Leuchtdichtegleichmäßigkeit die wichtigsten Kriterien.

Innenraumbeleuchtungssysteme sorgen für die optimale Ausleuchtung von Bedienelementen, Displays und anderen Ausstattungsmerkmalen im Fahrzeuginnenraum. Dazu gehören unter anderem Deckenleuchten, Spiegelleuchten zur Gesichtsbeleuchtung, Leselampen und Ablagefachleuchten. Die wichtigsten Merkmale von Beleuchtungssystemen sind die Geometrie des beleuchteten Bereichs, die Beleuchtungsstärke und die Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung. Auch die Farbe kann Einfluss auf die Sichtbarkeit und die Gestaltung der individuellen Stimmungsbeleuchtung haben.

Die Akzentbeleuchtung dient primär der Gestaltung des Innenraums, der Schaffung einer gewünschten Atmosphäre und der Sichtbarkeit verschiedener Bedienelemente in einem abgedunkelten Fahrzeuginnenraum – von Fensterhebern und Radioknöpfen bis hin zu anderen Ausstattungsmerkmalen wie Getränkehaltern und Ladebuchsen. Akzentbeleuchtung ist in der Regel deutlich schwächer als die Innenraumbeleuchtung, da sie die Sichtverhältnisse verbessern und nicht Objekte im Innenraum ausleuchten soll. Die wichtigsten Designaspekte bei dieser Art von Beleuchtung sind Farbe, visuelle Gleichmäßigkeit und angemessene Lichtstärke.

Üblicherweise ist die Nadel unten breiter als oben. Eine gut konstruierte Nadel weist entlang ihrer gesamten Länge eine gleichmäßige räumliche Erscheinung (Leuchtdichte) auf. Dies kann besonders anspruchsvoll in der Konstruktion sein, da eine nichtlineare Lichtauskopplung entlang der Nadel erforderlich ist, um eine gleichmäßige Lichtverteilung zu erzielen.

Glücklicherweise unterstützt LightTools Sie bei jeder Designherausforderung, die bei einem solchen System auftreten kann. Der Designprozess könnte etwa so ablaufen:

• Ermitteln Sie die Spezifikationen – dies kann eine Reihe von Testpunkten, das Zifferblatt des Tachometers als Applikation und die Geometrie der Zeiger (teilweise oder vollständig) umfassen. In diesem Beispiel soll die Helligkeit der weißen Buchstaben etwa 10 Nits (Lumen pro Steradiant pro Quadratmeter) betragen.
  
  
• Hintergrundbeleuchtung gestalten – In diesem Beispiel (siehe Abbildung 2) verfügt die Hintergrundbeleuchtung über eine LED an ihrer Oberkante. Tools wie der Backlight Pattern Optimizer (BPO) in LightTools helfen Ihnen, das optimale Muster zu finden oder die 3D-Texturen so zu optimieren, dass das Licht gleichmäßig von der Hintergrundbeleuchtung zum Treiber abstrahlt. Die vor der Hintergrundbeleuchtung platzierte Applikation erzeugt das gewünschte Muster.

Abbildung 2. Modell mit vollständiger Hintergrundbeleuchtung.

Entwerfen Sie die Lichtquellen, den Sockel und den Klappspiegel für die Nadel.

• Stellen Sie zunächst sicher, dass Licht von der Lichtquelle (oft eine auf einer flachen Platine montierte LED) auf den Zeiger gelangt. Dies erreichen Sie, indem Sie den Schaft des Tachometerknopfes als Lichtleiter nutzen, sodass das Licht die Oberseite der Struktur erreicht.
• Am oberen Ende des kreisförmigen Abschnitts kann man eine sorgfältig konstruierte Aussparung – einen Totalreflexions-Faltspiegel (TIR-Faltspiegel) – verwenden, um das Licht um 90 Grad umzulenken, wie links im Bild unten dargestellt.
• Um den optimalen Winkel für den Klappspiegel zu finden, können Sie die Funktion „LightTools Parameter Analyzer“ verwenden.
• Sie können den Parameteranalysator auch verwenden, um zu untersuchen, wie sich die Lichtmenge, die auf die Nadel trifft, verändert, wenn sich die Nadel dreht. Im folgenden Beispiel zeigte sich, dass die Konstruktion mit zwei LED-Lichtquellen deutlich besser funktionierte.

Abbildung 3. Auslegung mit einer oder zwei LED-Lichtquellen.

Entwerfen Sie leichte Extraktoren für die Nadel.

• Sie müssen das in die Nadel eingeleitete Licht extrahieren und es auf das Auge des Fahrers richten.
• Dies lässt sich auf verschiedene Weise erreichen – beispielsweise durch ein Muster aus Texturen oder Farbpunkten. LightTools bietet mehrere Werkzeuge zum Entwerfen und Optimieren des Musters, wie den Hintergrundbeleuchtungsmuster-Optimierer und den Lichtleiter-Designer. Alternativ können Sie das Muster manuell oder mit dem Parameteranalysator anpassen.
• Dieses Beispiel zeigt ein weißes Farbstreifenmuster, das auf die Unterseite der Nadel aufgebracht und so optimiert wurde, dass das Licht, das der Fahrer sieht, räumlich gleichmäßig ist.

Abbildung 4. Lichtauslöser für die Nadel entwerfen.

Die untenstehende finale Darstellung ist eine farbgetreue Abbildung, die annähernd dem entspricht, was der Fahrer sehen wird.