自由曲面反射器的计算机辅助设计的几点思考

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自由曲面反射器的计算机辅助设计的几点思考

作者：魏向京

来源：《数字化用户》2013年第07期

【摘要】目前，大部分的汽车前照灯主要由反射器、光源以及配光镜构成，其中，反射

器几何形状为抛物面，仅仅可以起到反射光源的作用，实际上，配光镜的设计十分复杂，不仅要实现照明作用，也要汽车保护作用。近些年来，国际上的绞车已经开始使用由自由曲面组成的反射体车灯，这种反射体车灯配光和反射的功能都由反射器承担，可以有效的提高光源利用率，也增加了设计的美感。目前，我国在研究自由曲面反射器中还有一些不足之处，迫切的需要研究一种具有自主知识产权的自由曲面反射器计算机辅助设计软件，本文主要探讨自由曲面反射器的计算机的辅助设计。

【关键词】自由曲面反射器计算机辅助设计探讨

自由曲面反射器是一些照明系统中常用的部件，也是这些照明系统的核心部件，广泛的用在信号灯、汽车前照灯、室内照明、道路照明、装饰照明中，其中，应用在汽车前照灯中的设计难度较大，对于设计的要求也十分复杂，目前，大部分的汽车前照灯主要由反射器、光源以及配光镜构成，其中，反射器几何形状为抛物面，仅仅可以起到反射光源的作用，实际上，配光镜的设计十分复杂，不仅要实现照明作用，也要汽车保护作用。近些年来，国际上的轿车已经开始使用由自由曲面组成的反射体车灯，这种反射体车灯配光和反射的功能都由反射器承担，可以有效的提高光源利用率，也增加了设计的美感。目前，我国在关于自由曲面反射器中软件的使用中已经取得一些成效，现将具体的使用方式总结报告如下。

一、关于自由曲面反射器的描述

汽车的配光要求十分复杂，在每个国家都有各自不同的标准，我国的标准与欧洲ECE标准今次，使用一块曲面难以达到设计的照明度要求。因此，需要将多块自由曲面拼合，构成一种多曲面的反射体，每一块曲面都需要将光源反射值测试屏所对应的区域中，以便令多块曲面在共同作用下可以满足光能分布的需求。一般在曲面上，将设计的平面成为xy平面，由x轴和y轴组成，每一个区块按照x和y方向分为个网格，m与n分别是x和y的分段数量，每个网格的节点按照x与y轴的方向来编号，同时，在自由曲面反射器的设计过程中，要在保证光学性能的条件下，将下块与块之间的错落，这样一方面可以降低模具的制造成本，另一方面也可以保证模型的美观。在x方向第c块小块编号（i，j）点上x、y坐标为：

如果当前的块区位于某个块区的正下方，那么由于上述的公式是按照x正方向计算x方向快去的型值点坐标，因此，其起始点正上方区是已知的，加上当前区块宽度以及高度也是一直的，因此，可以将网格中x，y点的坐标计算出来。此外，该种计算方法也可以允许用户指定