汽车灯具计算机配光设计

1、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、化装灯、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开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50100米，30 40Km/h全封闭灯光组（美国）封闭式前照灯远光100150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

2、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平安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

3、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的单色辐射对应于空气中波长为550nm的单色辐射，假设在一定方向上的辐射强度为1/683W/sr，那么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外表被照明程度的量，它是每单位外表接受到的光通量。 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识别周围物体。晴朗的满月夜晚，地面照度大约为；白天采光良好的室内照度为100-500lx；晴天室外

4、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标准为根底制定的。- 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根本环境试验?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

5、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PMMA1.17-1.2090-921.492100灯罩PC1.280-901.584130灯罩ABS1.02-

6、1.1690灯体PP81.22140灯体PP61.04122灯体PC+ABS1.1595灯体PA61.3170固定件PBT1.5200固定件BMC1.8200反射镜PEI1.27190饰圈/反向镜PPS1.35260反射镜汽车灯具的开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Al2O3 CaF2Cl2（气体）Cl2（液体）金刚石H2O（水）H2O（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1.0002771.63-1.681.431.0007681.3852.4171.331.3

7、01.351.48-1.501.491.491.50-1.701.5-1.61.511.59玻璃（重燧石）玻璃（锌牌）KClKFNaCl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1.651.521.491.361.541.541.471.871.511.521.53-1.551.541.54-1.561.551.59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ASAPTraceProZemaxOSLOLucidshapeLighttoolsCODE V等等ASAPASAP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

8、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外表，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！Lucidshapelucidshape 是德国海拉公司的开发工程师

9、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，尽管没有完全表达出成熟的海拉技术，但是其软件的开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ZEMAXZEMAX是美国焦点软件

10、公司所开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

11、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TraceProTracePro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为根本的光学软件。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OptomechanicalDesig

12、n；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根本抛物面上创立片，也可以自己定义根本面来建立片，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