什麼是汽車內部照明？

車輛配備多種內部與外部照明系統，涵蓋廣泛的功能──有些用於安全，有些則著重於美觀。車內的照明稱為汽車內部照明，包括會影響駕駛和乘客，但不會影響車外任何人的任何類型內部照明。

車內燈可以顯示重要資訊，例如速度和油量，或在發生問題 (例如低油量或高引擎溫度) 時亮起的各種警告燈。這些都是重要且具有功能性的安全燈。此外，還有提升乘客舒適度、賦予車輛個性並具實用功能的時尚照明，例如照亮車門面板的燈光設計。 

由於每輛車內都有許多不同的內部照明系統，因此在照明系統適合商業用途之前，需要克服許多工程設計方面的挑戰。

內部照明系統可分為三個主要類別，其中包含許多不同類型的個別車內燈：

• 顯示照明
• 基礎照明
• 環境照明 (補強照明)

顯示照明

顯示照明會向駕駛和乘客傳遞資訊，例如速度、導航和引擎相關安全資訊。在現代汽車的儀表板中央也可以找到觸控螢幕等顯示系統，這些系統用於瀏覽收音機和藍牙設定、應用程式控制、協調 A/C，以及控制汽車的其他大氣功能。 

顯示照明的一些關鍵範例包括：

• 儀表板照明
• 多媒體顯示器
• 儀表盤
• 衛星導航

其中最新的顯示器技術為抬頭顯示器，其會投射到擋風玻璃上，並連接至顯示在方向盤正上方的安全照明元件叢集。將這些警告燈向上移到駕駛的視線內，表示駕駛不必將視線移開道路，便可遵循導航指示或查看哪些警告燈已亮起。

基礎照明

基礎照明是車內的功能性照明，可協助人們看見並找到車內的物品。車內常用的基礎照明包括：

• 頂部照明
• 鏡子照明
• 儲物照明
• 行李箱照明
• 地圖與閱讀燈
• 手套箱照明
• 迎賓照明

環境照明

環境照明又稱為內部補強照明，用來提供樣式線索、營造車內氛圍，及照亮汽車周圍不同的控制器。環境照明對車輛功能來說並不重要，由於不必照亮車內的其他物體，因此光強度通常較低。

環境照明通常位於車輛的腰線下方，目的是提供更好的使用者體驗，而非安全或功能效能。 

環境照明應用的一些範例包括：

• 車窗控制照明
• 收音機旋鈕和其他控制旋鈕周圍的照明
• 腳踏區照明
• 門板照明
• 杯架照明
• 充電口照明

由於有許多不同類型的車內燈，因此工程師有許多需要從效能和安全角度考慮的設計考量。工程師也必須考慮要駕駛車輛的消費者，因為與功能相比，消費者通常會更重視風格。在許多情況下，必須在功能、風格和主題協調性之間取得平衡，才能讓各方都對成品感到滿意。

雖然有些小元件 (例如速度計指針) 看起來設計非常簡單，但在其簡化的外觀背後，是多層次的複雜性。 

這些指針會經過蝕刻、塗覆和噴漆程序，以獲得所需光學透通性，讓光可以通過。一些指針的背後也包含稜鏡。這些塗層和油漆都是薄膜層，因此設計和製造時必須要有高精確度。 

儀表盤上的其他小圖形也需要將塑膠蝕刻到所需透明度，以便可以透過其發射不同顏色的光，讓駕駛可以看到。

挑選正確的顏色

現今，工程師有不同的 LED 選項和顏色組合可用，這為消費者提供了更多選擇。但是，由於更奢華的顏色系統比傳統 LED 照明套件更昂貴，因此仍需要維持成本與設計功能。

儀表板或儀表盤上的圖形為安全警告燈，是確保立即解決任何問題的關鍵。現今，工程師可以使用許多類型的照明套件，因此內部照明系統可能有較高的客製化程度。工程師可以使用的一些照明選項範例包括：

• LED 燈條 
• LED 模組
• LED 光纖
• MicroLED
• 白色 LED
• 多色/RGB LED
• LED 燈泡
• 傳統/白熾燈泡

由於使用了許多不同的顏色，例如紅色表示緊急且需要立即注意，橙色表示稍微緊急且需要盡快注意，而無論使用哪種照明套件，這些顏色都必須一致且準確。

若不準確，駕駛可能會錯過危及車輛和乘客安全的關鍵問題。綠色的「檢查引擎」燈不會充分傳達與紅色相同的緊迫性。

設計車頂燈的包裝空間

另一項內部照明設計考量的重點在於應如何最佳化車頂燈的包裝空間。包裝空間是首先要考慮的內容，因為從駕駛的美學角度來看，必須是可接受的。但是，仍必須符合光輸出的相關需求，以便在其打開時，任何乘客都可以看到汽車內飾的內部。 

車頂燈是其中一項關鍵設計挑戰，必須在風格與功能之間有所取捨。設計程序需要在工程與樣式之間大量來回切換，才能從兩個角度獲得有益的設計。

接著，燈內有不同的元件要考慮。例如，透鏡可能有一些紋理或稜鏡，以協助傳播和定向光。透鏡可能也需要精準打造某種程度的透明度。

此外，我們也需要決定設計中要使用多少個 LED (或燈泡)，因為這會影響透鏡的功能需求和燈中的其他光學元件。

單一與多 LED 設計考量

從一個 LED 增加到兩個 LED 會造成成本大幅增加，這是一項設計決策，需要提前決定，以因應不同的設計考量。其中一個範例是門板燈。管道的曲率和長度可能需要多個 LED 來達到一致的光輸出。

同樣地，也需要根據成本和功能考量 LED 類型，因為一些 LED 可提供多色功能和照明效果。RGB LED 可提供更高的彈性和自由度來自訂照明系統的顏色，但比傳統 LED 貴很多。在某些情況下，必須根據製造的車輛體積選擇傳統的內部 LED。

使用 Ansys Speos 等模擬軟體最佳化設計程序，有助於節省時間和金錢，同時簡化工作。Speos 軟體是物理型建模工具，可預測光學系統的照明與效能，讓設計人員與工程師無需進行原型設計即可瞭解光學系統的執行方式。可從早期的概念可行性階段到驗證階段使用 Speos 軟體。

Speos 軟體會在早期設計階段考量照明系統的顏色、材料和可能位置，來視覺化呈現光可能的外觀，以及車輛在這些照明條件下可能的外觀，在工具製造前執行此操作比較好。如此一來，設計人員和工程師便可在做出任何重大決策之前，在車內看到系統。一旦決定要讓光或光學系統進入何方，便可使用 Speos 軟體最佳化設計本身，考量有限的包裝空間，並從光機械角度，根據不同的元件配置，協助進行更準確的 CAD 設計。

然後可在後續的開發週期中使用 Speos 軟體，來驗證照明系統的行為、外觀，以及與其他內部照明系統的協調性。 

在這個階段，開發通常會包含一個通過所有電氣、機械與光學需求的成熟照明系統，其會與完全建模的汽車內飾以及環境照明條件 (白天、黃昏、夜間) 一起進行評估，且所有這些情境都可以帶入 Spios 軟體模型，來建立一個沉浸式的驗證環境。

現在逐漸興起各種短期和長期趨勢，讓我們一窺汽車內部照明的未來樣貌。

自動駕駛車輛的安全燈

為駕駛提供安全資訊的環境照明越來越常見，隨著自動和半自動駕駛車輛的興起，尤其如此。

隨著對自動駕駛車輛的興趣日益增加，也正在開發先進的顯示器，來透過協調的光脈衝向駕駛告知任何安全問題，例如光以特定顏色 (如紅色) 閃爍或脈動，以在駕駛即將撞到騎自行車的人或即將入睡時發出警示，讓其握住方向盤。

智慧玻璃

智慧玻璃和擴增實境顯示器也在興起，涉及發射到擋風玻璃或其他玻璃元件上或其內部之奈米-巨觀規模的光子元件。這些項目可在抬頭顯示器中，或車輛內部通常不會顯示資訊的其他地方 (例如門板或天窗玻璃) 找到。

大量概念車輛將使用智慧玻璃在非傳統位置顯示資訊，但許多頂級生產車輛現在已經在使用它們。

永續材料

最終，照明系統將透過對環境更友善的全新或回收材料提升效率與永續性，同時確保照明系統仍能發揮最佳效能。

汽車內部照明受到的監管比外部照明少，因此設計人員有更多材料選項可用來為每輛車量身打造系統。 

但是，更多的選擇會帶來更高的設計難度，因為有更多理論上可以使用的潛在照明選項組合。 

設計與驗證程序依賴 Ansys Speos 等模擬軟體，來決定要在整個設計程序中使用的最佳材料與內部照明套件。Speos 軟體也有助於平衡風格與功能，而不需要進行昂貴的原型設計。

若要進一步瞭解可以如何使用 Speos 軟體來解決您的汽車內部照明設計挑戰，請立即聯絡我們的技術團隊。

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