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ASAP&汽车灯具EditbyG.O.1目录一.概述二.ASAP2.1.ASAP简介2.2.例子2.3.使用ASAP做分析的一般步骤2.4.菜单2.5.如何使用用灯泡库文件2.6.物体选择和光线选择2.7.使用SPOTS2.8.光线行进（TRACE）时何时终止？2.9.如何判别杂光并分析？2.10.ASAP编程和PROJECT2.11.使用$SCR命令定做窗口2.12.灯泡建模2.13.对于ASAP模型的一些建议三.常用的光度量四.ReflectorCADSoftwareofBRO4.1．简介4.2.REF/CAD设计步骤4.3.REF/CAD菜单4.4.关于REF/CAD的几个问题五.灯具的光学设计5.1.灯具结构5.2.分解和组合5.3.从基本原理开始5.4.近光光形图参考六.灯光标准ASAP&汽车灯具EditbyG.O.2一．概述灯具照明是一项古老的技术，但是它却随着技术的进步而不断进步。汽车灯具系统包刮光学系统，电路系统，和机械系统。汽车灯具的光学系统是最典型的照明系统：灯泡（光源），有反射镜和配光镜三个部分组成。在进行灯具产品的光学定义时，不应孤立地进行，而应将上述三者结合起来考虑。汽车灯具的主要作用是照明和指示。而其光学定义一直是灯具设计的瓶颈。如何设计出适合复杂路况和行驶安全的车灯(组)，却一直令我们头疼。在国内，真正具有产品设计和开发能力的企业实在太少。现代商业竞争，取胜的关键在于最快的速度推出优秀的产品和服务。如果我们还依赖于工程师们---通过建立原型，在实验室里测试我们的设计想法，在耗时的，昂贵的重复中寻找答案，我们将会因为丧失市场而懊恼不已。光学分析软件可以帮助我们提前预见产品在配光上可能存在的问题,并且彻底地减少开发费用和开发时间。通过对灯光的理解和一些实践，我们可以借助CAD/CAE软件提高我们的灯光设计水平。然而这仅停留在表层上，只有深刻理解了光的行为，我们才有可能创造性地解决问题。二.ASAP2.1ASAP简介ASAP(AdvancedSystemAnalysisProgram)是一个通用的功能强大的光学模拟分析软件，有着20年的历史，最新的版本为ASAPV8.0。软件的开发商是BRO(BreaultResearchOrgnization)。BRO的网站是www.bro.com。ASAP是专为仿真成像或光照明的应用而设计，让你的光学工程工作更加正确且迅速。ASAP让你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！利用ASAP设计灯具，你可以很方便地模拟你的光学模型和光路，并获取分析结果，这有助于节约成本和时间,提高设计的效率和品质，并使设计具有更多的选择空间。更修长,更亮,更轻的车灯的设计，甚至复杂的多光源（例如二极管阵列的灯光分析）都变成了可能。你会发现，ASAP能够帮助你弄清很多令人头疼的难题，这是一件有趣的工作。ASAP的界面如下：ASAP&汽车灯具EditbyG.O.3其他光学软件介绍：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）。TracePro光学机构仿真软件：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。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（OptomechanicalDesign）；杂散光和激光泵浦。OSLO：是一套标准建构系统及最佳化的光学软件，最主要地，他是用来决定光学系统中最佳组件的大小和外型，如照相机、客户产品、通讯系统、军事/外层空间应用以及科学仪器等。除此之外、他也常用于仿真光学系统性能以及发展出一套对光学设计、测试和制造的专门软件工具，几乎任何一个有关传播光波的光学系统都可用OSLO来模拟设计。还有有包括渐变式折射率表面、非球面、绕射表面和全像片、透镜数组及干涉变形等。OSLO没有包括对波导和眼镜的设计。CODEV：是世界上应用的最广泛的光学设计和分析软件，近三十多年来，CodeV进行了一系列的改进和创新，包括：变焦结构优化和分析；环境热量分析；MTF和RMS波阵面基础公差分析；用户自定义优化；干涉和光学校正、准直；非连续建模；矢量衍射计算包括了偏振；全球综合优化光学设计方法。2.2例子从一个简单的例子开始。首先，我将借助ASAP自带的建模工具Builder（或ProE或其他3D建模软件），做一个模型：灯丝，反射镜，球冠状玻璃和个屏幕，如下图2.2-1示：ASAP&汽车灯具EditbyG.O.4图2.2-1其中,反射镜为一抛物面,F=25;球面玻璃透镜的半径=-100.很显然,上面的模型具备了三个部分,即光源,光学元件和检测元件.以下是具体的操作：1.打开程序ASAP.EXE,点击File—SetWorkingDirectory,指定工作路径到一目录,例如d:/worker目录--这样做的好处是便于文件管理.2.点击菜单Geometry—Builder,弹出Builder窗口,于窗口的最左列双击鼠标左键,如下所示输入参数(图2.2-2):图2.2-2其中，COATING：REFLECTANCETRANSIMIS涂覆层反射系数透射系数MEDIA：REFRACTANCE媒质折射系数使用PreviewAll或鼠标右键的Preview，可以观看模型的三维图形（图2.2-3）。图2.2-3ASAP&汽车灯具EditbyG.O.5在3D-Viewer窗口中，Ctrl键+鼠标右键，缩放图形；Shift+鼠标右键，平移图形；鼠标右键，旋转图形。3.确认模型无误后,下面开始分析.(1)点击图标,系统初始化,清空数据(与命令END相同).(2)点击Builder窗口里File下的Run,确定.(3)选择菜单System—PlotFacets,在弹出的PlotFacets窗口中选中⊙OverlayNextPlot--0K.(4)选择菜单Trae—TraceRays,在弹出的窗口中选中Plot下的⊙Rays和⊙Every100thRay—OK.(5)选择菜单Analysis---ChooseRays---Consider,如图2.2-4,仅选择PM(屏幕)—OK.图2.2-4(6)选择菜单Analysis—CaculateFluxDistribution，在弹出的窗口里进行如下选择(图2.2-5)图2.2-5(7)选择菜单Display—Graphics—Picture,以图片方式显示结果,见图2.2-6.ASAP&汽车灯具EditbyG.O.6图2.2-6图2.2-7(8)很容易发现,图2.2-6显示的数据是不平滑的,这需要作均化处理.选择菜单Display—Processing—Average,如图2.2-8输入参数.图2.2-8(9)选择菜单Display—Graphics—Picture,见图2.2-7.(10)选择菜单Display—Graphics—Contour,显示等照度线,见图2.2-9(注意,单位是Flux/sq-mm,而不是Flux/sq-m).图2.2-9ASAP&汽车灯具EditbyG.O.7(11)选择菜单Display—File—Save/Write.这可以将分析的结果保存为*.dis格式的数据文件,以后可以用菜单Display—File—Open/Read打开它,而不用再重复前面的工作.4.现在,尝试把灯丝平移一段距离3mm,如下在Builder窗口中插入下行（图2.2-10）:图2.2-10再重复上述步骤,比较结果有何变化.5.尝试把光线数目由5000改为50万,再比较结果有什么变化.注:由此可以发现足够多的光线参与计算可以有效地减少计算误差.ASAP对光线的数目没有限制.或者，使用3D建模软件建模，将数据（IGES格式）转入ASAP，再进行分析：1.选择Menu:Files-OpenFiles，选择文件类型IgesFiles，选择文件fsj.igs，OK，如图2.2-11示：图2.2-11ASAP的IGES数据转换界面如图2.2-12下：图2.2-12为对象指定材质属性Modify，完成后点击File-Finish，生成*.inr文件。注：1.必须为对象指定材质属性；2.为便于区分不同材质的物体，最好将数据分开转换。透镜Lense和屏幕PM数据转换界面如图2.2-13：ASAP&汽车灯具EditbyG.O.8图2.2-132.按2.5节读灯泡的方法读入灯泡数据3.确认模型正确后，可按上述步骤进行分析。不同的是灯泡数据要从外部读入，另外inr文件的运行（Run）是选择File—Run进行的。2.3使用ASAP做分析的一般步骤很显然,使用ASAP进行(灯具)分析的一般步骤是：1.--系统设置SystemSetting2.--建模MoldelingOpticalSystems，如反射镜，透镜，灯泡，屏幕等3.--（模型检验,图形观察。可省）4.--加载模型数据Run5.--光路模拟Trace6.--选择需要考察的对象Consider，Select7.--分析光斑SpotsPosition或SpotsDirection8.--数据处理DataProcesse和显示图表（结果）Graphics9.--结果判断--模型修改--重新分析可以看出：1、2、3为前处理，4、5为数值计算，6、7、8为后处理和显示报表。2.4菜单1.程序INR窗口、3DVIEW窗口、PLOT窗口、DISPLAY窗口的文件菜单(图2.4-1，2.4-2)ASAP&汽车灯具EditbyG.O.9图2.4-1图2.4-2Preference基本参数的设置可以全部使用默认值。2.System菜单(图2.4-3)ASAP&汽车灯具EditbyG.O.10图2.4-33.Rays光源菜单（图2.4-4）图2.4-44.RayTrace光路计算菜单（图2.4-5）ASAP&汽车灯具EditbyG.O.11图2.4-5SingleRayTrace—验证单个光线的光路计算:由于往往只需要很少的几根光线就可以刻画光学系统的特性，所以在设计初始时，常会用SingleRayTrace来验证我们的设计思路5.Analysis分析菜单(图2.4-6)图2.4-6ASAP&汽车灯具EditbyG.O.126.Display结果显示菜单（图2.4-7，图2.4-8）图2.4-7ASAP&汽车灯具EditbyG.O.13图2.4-8Angles—角度转换.即,由于Analysis—Graphic—SpotsDirectional生成的结果,其坐标为余弦,需用Angles将其转化为角度坐标,这样结果数据的单位就变成了坎德拉candela.Average—由于开始获取的数据是离散的点,因此必须进行均化,使之平滑.Combine—将当前数据和一已有的数据(*.dis)合并为一个FFT—傅立叶变换(仅用于信息光学分析)Fold—将当前的数据沿对角方向折叠,并相加Form—加亮图形,使数值放大Modify—按像素修改数据Normalize—修正数据,除以系数(DividebyaData)Range—重新设定可以被显示的光亮值的范围(最大和最小)Offset—相对