汽车灯具计算机配光设计.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,概述,灯具简介,灯具配光标准,使用相关软件简介,汽车灯具种类,按功能分：照明装置和光信号装置,按安装位置分：,外部照明和信号灯,近光、远光、转向、雾灯、制动、倒车、示廓、位置、牌照、驻车、侧标志和回复反射器等,室内照明灯,室内灯、化妆灯、门灯、行李箱灯、高位制动灯、发动机舱灯等,车灯位置示意图,汽车灯具发展概况,年代,光源,灯具,性能,18,世纪下半叶汽车问世,火焰马灯或乙炔汽灯,煤油灯乙炔灯,几米,四十年代以后,用发电机和白炽灯,电光源车灯,50,100,米，,30,40Km/h,全封闭灯光组（美国）,封闭式前照灯,远光,100,150,米,R2,光源,六十年代,卤钨光源（,H4,）,卤钨灯,300,米以上，适于高速行驶,近些年,气体放电灯（,HID,）,结合自由曲面配光技术,光输出是卤钨光源的三倍，功率消耗是卤钨光源的一半。,LED,光源,体小、量轻、低耗、长寿，响应快,汽车灯具的要求,安全,节能,高效,汽车灯具光源的要求,瞬时点亮和熄灭，,有足够的亮度,长寿,汽车前照灯光源技术指标,外部照明灯具的分类及光色,灯具名称,光 色,远光灯、近光灯（组合成前照灯）,白色,转向信号灯、侧标志灯,琥珀色,前雾灯,白色或黄色,前位灯,白色,后雾灯、制动灯、后位灯,红色,倒车灯,白色,示廊灯,前白后红,后回复反射器,红色,侧回复反射器,琥珀色,光亮度及其单位,光通量,光源在单位时间内发出的光量称为光源的光通量，以,表示，单位是,lm,（,流明）。例如,12V,的,H4,灯泡在其电压作用下，远光的光通量是,1250lm,，,近光为,750lm,。,光强度,I,光源在给定方向的单位立体角发射的光通量定义为光源在该方向上的光强度（简称光强），以,I,表示，单位是,cd,（,坎德拉）。,1,cd,=1 lm1/sr,。,1979,年,10,月第,10,届国际计量大会通过的坎得拉定义为：,一个光源发出频率为,540.0E12Hz,的单色辐射（对应于空气中波长为,550nm,的单色辐射），若在一定,方向上的辐射强度为,1/683W/sr,，,则光源在该方向上的发光强度为,1cd,。,光照度,E,光照度（简称照度）是表征表面被照明程度的量，它是每单位表面接受到的光通量。以,E,表示，,E=d/d S,单位是,lx,（,勒克司）,lx=1 lmmm-2,注：,1lx,的照度是比较小的，在此照度下仅能大致辨认周围物体。晴朗的满月夜晚，地面照度大约为,0.2lx,；,白天采光良好的室内照度为,100-500lx,；,晴天室外太阳散射光下，地面的照度约为,1000lx,；,中午太阳光照射下，地面的照度可达,100000lx,。,全球主要关于汽车灯具的标准有三种：即美国的,SAE,标准，日本的,JIS,标准和欧洲的,ECE,标准。,我国制订的关于灯具的国家标准是根据我国道路情况近似欧洲各国的实际出发，以欧洲的,ECE,标准为基础制定的。,-GB4785-1998,汽车和挂车外部照明和信号装置的安装规定,-GB4599-94,汽车前照灯配光性能,-GB4660-94,汽车前雾灯配光性能,-GB10485-89,汽车和挂车外部照明和信号装置基本环境试验,有关汽车灯具国家标准,前照灯配光图,GB4599,靠右侧行驶的测试屏幕,前照灯配光图,靠右侧行驶的测试屏幕,前照灯配光图,靠右侧行驶的测试屏幕,前照灯近光图,前照灯远光,前雾灯配光图,GB4660,前雾灯配光图,GB4660,前雾灯配光图,后雾灯配光图,GB11554,后雾灯配光图,倒车灯配光图,GB15235,前位,/,后位,/,示廓,/,制动灯配光图,GB5920,前位,/,后位,/,示廓,/,制动灯配光图,GB5920,前位,/,后位,/,示廓,/,制动灯配光图,GB5920,转向灯配光图,GB17509,转向灯配光图,GB17509,牌照灯配光图,GB18408,侧标志灯配光图,GB18099,高位制动灯配光,QC/T260,灯具常用塑料材料,材料,密度,透过率,折射率,热变形温度,用途,PMMA,1.17-1.20,90-92,1.492,100,灯罩,PC,1.2,80-90,1.584,130,灯罩,ABS,1.02-1.16,90,灯体,PP8,1.22,140,灯体,PP6,1.04,122,灯体,PC+ABS,1.15,95,灯体,PA6,1.3,170,固定件,PBT,1.5,200,固定件,BMC,1.8,200,反射镜,PEI,1.27,190,饰,圈,/,反向镜,PPS,1.35,260,反射镜,汽车灯具的发展趋势,一体化,轻型化,薄形化,美观化,智能化,表,4-5-2,各种材料在室温对可见光的,折射率,物质,n,（,折射率）,物质,n,（,折射率）,空气,Al,2,O,3,CaF,2,Cl,2,（,气体）,Cl,2,（,液体）,金刚石,H,2,O,（,水）,H,2,O,（,冰）,聚四氟乙烯,醋酸纤维素,聚甲基丙烯酸甲酯,聚丙烯,酚醛树脂,环氧树脂,低密度聚乙烯,聚碳酸酯,1.000277,1.63-1.68,1.43,1.000768,1.385,2.417,1.33,1.30,1.35,1.48-1.50,1.49,1.49,1.50-1.70,1.5-1.6,1.51,1.59,玻璃（重燧石）,玻璃（锌牌）,KCl,KF,NaCl,石英,熔融石英,SrO,聚丙烯腈,天然橡胶,聚酰胺,高密度聚乙烯,聚氯乙烯,氯丁橡胶,聚苯乙烯,1.65,1.52,1.49,1.36,1.54,1.54,1.47,1.87,1.51,1.52,1.53-1.55,1.54,1.54-1.56,1.55,1.59,简单的程序面,用于普通照明,自由曲面,实现复杂的照明功能,常用光学模拟软件,ASAP,TracePro,Zemax,OSLO,Lucidshape,Lighttools,CODE V,等等,ASAP,ASAP,是功能强大的光学分析软件，是专为仿真成像或光照明的应用而设计，让您的光学工程工作更加正确且迅速。,ASAP,让您在制作原型系统或大量生产前可以预先做光学系统的仿真以便加快产品上市的时间。,传统描光程序的速度是非常烦琐秏时的。,ASAP,对于整个非序列性描光工具都经过速度的优化处理，让您可以在短时间内就可做数百万条几何描光的计算。光线可不计顺序及次数的经过表面，还可向前，向后追踪。此外,ASAP,具有强大的指令集可以让您进行特性光线以及物体的分析，包括：选择你所要分析的物体上的光线；选择并独立出特定的光线群；列出光线的来源（折射,/,反射,/,散射,）与以及其路径的变化；追踪光线的来源以及强度，分析出您意想不到的杂散光路！,Lucidshape,lucidshape,是德国海拉公司的开发工程师开发的一套软件专业灯具配光设计软件。该软件凝聚海拉公司的技术和技术人员的智慧，尽管没有完全体现出成熟的海拉技术，但是其软件的发展目标已经明显的把重点放在轿车灯具，多种花纹设计，为后尾灯提供了大量的选择方案，简捷的前照灯，前雾灯配光设计，已经为很多企业解决了配光设计的一些难题。该软件的特点是,:,操作方便,速度快,配光效率高,配光设计出来的近光反射镜,仿制难度大,软件的优势在于正向设计配光,仿制也可以以设计的方式进行重新配光。,软件可以设计：前照灯,ECE,近光，,SAE,近光，投影式前照灯、前雾灯，后雾灯，后尾灯反射镜花纹设计方法，透镜设计方法。,Lucidshape,界面,ZEMAX,ZEMAX,是美国焦点软件公司所发展出的光学设计软件，可做光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建立反射，折射，绕射等光学模型，并结合优化，公差等分析功能，是套可以运算,Sequential,及,Non-Sequential,的软件。版本等级有,SE,：,标准版，,XE,：,完整版，,EE,：,专业版（可运算,Non-Sequential,）。,ZEMAX,的主要特色：分析：提供多功能的分析图形，对话窗式的参数选择，方便分析，且可将分析图形存成图文件，例如：*,.BMP,*.JPG,等，也可存成文字文件*,.txt,；,优化：表栏式,meritfunction,参数输入，对话窗式预设,meritfunction,参数，方便使用者定义，且多种优化方式供使用者使用；公差分析：表栏式,Tolerance,参数输入和对话窗式预设,Tolerance,参数，方便使用者定义；报表输出：多种图形报表输出，可将结果存成图文件及文字文件。,ZEMAX,界面,TracePro,TracePro,是一套普遍用于照明系统、光学分析、辐射分析及光度分析的光线仿真软件。它是第一套以,ACISSolid ModelingKernel,为基本的光学软件。也是第一套结合真实固体模型、强大光学分析功能、数据转换能力强及易上手的使用接口的仿真软件。,TracePro,多变化的应用领域包括：照明（,Illumination,）；,导光管（,LightPipes,）；,薄膜光学（,TissueOptics,）；,光机设计（,Optomechanical,Design,）；,杂散光和激光泵浦。,TracePro,界面,TracePro,界面,ASAP,使用一般步骤,ASAP,使用一般步骤,ASAP,使用一般步骤,ASAP,使用一般步骤,ASAP,使用一般步骤,ASAP,使用一般步骤,ReflectorCAD,简介,ReflectorCAD,是美国,BRO,公司的另一个产品，可以通过设计片和预览的光斑，很容易的得到原始的配光反射镜，是目前国内专业配光工程师必不好少的汽车灯具配光工具，它通过目标区的光斑调整，从而自动得到所需的片体，最终形成一个完整的反射镜，它既可以在已设定的基本抛物面上创建片，也可以自己定义基本面来建立片，该软件操作简单，易学，但其技巧性比较大。调整光斑，得到优秀的光学片是该软件的使用的难点，对使用者的工作经验要求比较高。其设计出的反射镜可以转换成,IGES,格式以便造型使用，还可以直接输出到,ASAP,进行分析。,ReflectorCAD,简介,1.,设定系统单位,参考面,(,BASE SURFACE),参数,2.,选择,光源,(,SOURCE),设定光源的方向和位置,3.,设定,屏幕,(OUTPUT,窗口,),的属性,4.,需要预先考虑一下究竟按那种标准,(,如,ECE,SAE,远光或近光,),设计光形,?,4.,布置片,(,SEGMENT),5.,计算光效,6.,配光,-,设计每块片的投影区,(,AIM REGION),7.,反复调节,投影区,(,AIM REGION,),及,平衡点,(,AIM BALANCE POINT,),及,台阶,(,INTERSEGMENT FILLER,),来,逼近,我们要求的光效,;,8.,输出文件*,.,INR,至,ASAP(,光学分析,),和数据*,.,IGS(,结构设计,).,ReflectorCAD,简介,