CN1324738A

CN1324738A - 车辆灯具光度测试机

Info

Publication number: CN1324738A
Application number: CN 00117625
Authority: CN
Inventors: 黄清隆; 蔡汉文; 刘通发
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2000-05-22
Filing date: 2000-05-22
Publication date: 2001-12-05
Anticipated expiration: 2020-05-22
Also published as: CN1178051C

Abstract

一种车辆灯具光度测试机,在1至1.5立方公尺的空箱中摆设矩阵快门、以及CCD摄影机,空箱内部的下方,则涂布有如硫酸钡的漫射光涂料,矩阵快门可以为机械式的两轴移动方形开口,亦可以为电子式的液晶面板。待测的车辆灯具置于矩阵快门的上方,经由矩阵快门,车辆灯具的光只能通过方形开口,而投射至约1公尺外涂布硫酸钡的平面上,再经由CCD摄影机与适当的运算,则可测得车辆灯具的光经由此一方形开口位置投射至25公尺时的光度。最后,藉由方形开口的移动与光的叠加性,即可获得车辆灯具的光投射至25公尺时的各个位置的光度。

Description

车辆灯具光度测试机

本发明涉及一种车辆灯具光度测试机，特别涉及一种在小空间短距离内可测得其光度分布的车辆灯具光度测试机。

由于汽车工业的发展，车辆已愈来愈普及于大众之间，而车辆灯具的应用亦随之愈来愈广泛，尤其是作为夜间照明用的车头大灯，不仅需要有足够的功率，能够使远方的景物清楚的呈现，亦须考虑对方来车，不会因眩光的影响而影响驾驶。因此车辆灯具于其前方的透明玻璃处须有不同扩散角度的设计，使光在行经反射器与透明玻璃时，会经过适当角度的散射，而使光重叠于远方，令驾驶人能看清楚远方的景物，而不会产生眩光，对对方来车没有影响。所以，当车辆灯具出厂前，皆须经过测试装置的测试，以确保行车安全。

图1是公知车辆灯具光度测试机的结构图。参照图1，公知车辆灯具光度测试机具有测角仪平台102、白色测试屏幕108、以及位于测试屏幕108正中央的光度计110。欲量测远方光度的待测车辆灯具100置于测角仪平台102上，待测车辆灯具100的灯泡中心与光度计110，两者相距25公尺(此一距离为各国车辆头灯亮度测定法规通用距离)。由于待测车辆灯具固定于测角仪平台102上，而测角仪平台102可作高精度的水平旋转104与高精度的垂直旋转106，因此可藉由测角仪平台102的转动，使得固定在距25公尺外的位置的光度计，可以测得灯具有25公尺外的法规要求的照明范围内，不同角度(位置)分布的光度待测点112的光度值。此类型的公知车辆灯具光度测试机是公认标准车辆灯具光度认证测试机，其特点是可以得到法规要求测试点的精确位置与光度值；但此公知车辆灯具光度测试机的价格昂贵，耗费成本，且因为需转动测角仪平台以测试近光灯约数百点(远光灯所需测试的点数较少)的光度值，所以量测耗时，又，量测时须要一个30公尺长、5公尺宽、2公尺高以上的仪器摆设空间，不易寻找。

图2是另一公知车辆灯具光度测试机HPT-100的结构图。参照图2,HPT-100是由澳洲的Optical & Photometric Technology PTY LTD(OPT)公司所发展的一套简易型车辆灯具光度测试机，此一简易型车辆灯具光度测试机，是在1至1.5立方公尺的空间内摆设傅涅尔透镜(Fresnel Lens)22、CCD摄影机26、以及个人计算机28。欲量测远方光度的待测车辆灯具20置于傅涅尔透镜22的上方，当光穿透位于待测灯具20下方的傅涅尔透镜22时，会产生聚焦的效果，使具有不同扩散角度的入射光可以提前重叠，而使待测车辆灯具20的透射光24的照明角度可以在短距离下达到类似在25公尺外的照明情况。配合CCD摄影机26的使用与个人计算机28的计算，即可在短距离的小空间中实时(real time)量得待测车辆灯具法规所规定的量测点的光度值。但公知车辆灯具光度测试机HPT-100因为使用额外的傅涅尔透镜22，使得灯具照明角度产生扭曲，而此傅涅尔透镜22只具有单一焦距，欲使短距离内的透射光24具有与25公尺外同样的扩散角度是不可能的，因此无法取得灯具实际测定点的精确光度值。

根据本发明，提出一种车辆灯具光度测试机，不使用傅涅尔透镜，而取代以具有方形开口的矩阵快门，直接使光穿透，并利用点光源的光度与距离的平方反比原理与光的叠加性原理，获得具有较佳精确度的待测车辆灯具光度值。且矩阵快门的方型开口移动速度快，较之测角仪平台须改变上百次的角度，可节省许多时间。

因此本发明就是在提供一种车辆灯具光度测试机，不须旋转待测车辆灯具至不同角度，并具有低成本、短距离、以及小空间的优点，且可以在短暂的量测时间内量得具有所须精确度的待测车辆灯具的光度值。

本发明提供一种车辆灯具光度测试机，在1至1.5立方公尺空箱的上方，摆设由个人计算机作自动控制的矩阵快门、以及CCD摄影机，空箱内部的下方，则涂布有漫射光涂料，例如白色的硫酸钡。矩阵快门可以在该矩阵快门所在平面的不同位置，可为机械式的两轴移动方形开口，也可以为电子式的液晶面板用作光圈。经由矩阵快门，待测车辆灯具的光只能通过方形开口，而投射至约1公尺外涂布白色硫酸钡的平面上，接着，经由设置在该CCD摄影机的镜头位置的视觉效能补偿片，使物理性的光亮度转换为人眼所视的光度，并以与该待测车辆灯具的位置相对应的CCD摄影机拍摄后由个人计算机作点光源的光度与距离平方反比的运算，即可测得待测车辆灯具的光经由此一方形开口位置投射至25公尺时的光度分布。最后，藉由一控制机构控制该方形开口的位置，依序取得待测车辆灯具由不同位置所发出的光于25公尺时的光度分布，并经由光的叠加性原理计算后，即可获得待测车辆灯具的光投射至25公尺时的各个位置的光度。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并结合附图，作详细说明如下：

图1是公知车辆灯具光度测试机的结构图；

图2是另一公知车辆灯具光度测试机HPT-100的结构图；以及

图3是本发明车辆灯具光度测试机的结构图。

参照图3，其是依照本发明较佳实施例车辆灯具光度测试机的一种结构图。本发明车辆灯具光度测试机，包括：1至1.5立方公尺、底部涂布有硫酸钡漫射光涂料310的空箱316；设置于空箱316上方、与个人计算机312相连接、具有方形开口304的一组矩阵快门(Shutter array)302；与个人计算机312相连接的CCD摄影机306；以及摆设于CCD摄影机前方的视觉效能补偿片308。

待测车辆灯具300，包括头灯(Headlamp)、以及雾灯(Foglamp)，固定摆置于空箱316中的矩阵快门302的上方，矩阵快门302是经由个人计算机312控制的装置，可以分别(依序)开启其中一部分区域，形成透光状态，此部分如同一个光圈，可以让待测车辆灯具300的光线透过，而其余部分为不透光状态。此矩阵快门302可以由下述的机构达成：其一，经由机械式两轴控制的XY table产生方型开口304，此方形开口304可在矩阵快门302所在的二维平面上移动；其二，通过电子式的液晶面板，藉由电场控制液晶的排列方式，形成可透光与可移动的方形开口304，以及不透光的部分。矩阵快门302的大小约为30cm·30cm，而方形开口304的尺寸约为5毫米见方。方形开口304愈小，则量测愈精确，但却须花较长的量测时间以使每一较小的方形开口关闭与开启。于方形开口304为5毫米见方的情况下，整个量测约耗时5分钟。

通过矩阵快门302的透射光314，投射在空箱316底部的硫酸钡漫射光涂料310上，经由视觉效能补偿片308与CCD摄影机306，可以取得在空箱316底部所形成的光度分布。视觉效能补偿片308是将各波长范围的物理性光强度，依照人眼对波长不同的光其感应程度不同的原理，转换为人眼所视的光度分布。CCD摄影机，则将所接收到的信号传递至个人计算机上。

个人计算机312通过方形开口304的大小、以及方形开口的位置，并经由CCD摄影机306取得投射在空箱316底部硫酸钡漫射光涂料310上的投影的大小、光亮度分布、以及位置，藉由点光源的光度与距离成平方反比的定律，模拟计算出通过此方形开口304的光于25公尺时应投影形成的大小、亮度、以及位置。矩阵快门302上的所有方形开口304皆依序开启，并经由上述的步骤依序取得各组数据后，个人计算机312应用光的叠加原理，模拟组合成待测车辆灯具300于25公尺外的全域光亮度分布情况，并计算出法规需求测试点的各个光度值(单位为lux或ck)。

本发明车辆灯具光度测试机，待测车辆灯具300的光直接通过矩阵快门302的方形开口304，不会因光线扭曲而使光度产生变化。因此，具有不同扩散角度的光，于重叠前即投射在空箱316底部的硫酸钡漫射光涂料310上，CCD摄影机306所取得的影像，须再经过数学运算式的模拟，始能获得待测车辆灯具的光于远处的光度分布。

本发明所使用的全域光亮度演算法，是根据光照度原理，先将矩阵快门的某方形开口投影在屏幕所取得的光照度分布值，依点光源距离平方反比原理，推算在25公尺处相对应的照度分布值，再依光的叠加原理，将所有矩阵快门的方形开口位置所推算的25公尺照度分布值叠加起来，而获得全域光亮度分布。

表1所示为本发明与公知技术车辆灯具光度测试机的成本、量测空间大小、量测速度、以及光度量测精确度的比较。由表1可知，本发明车辆灯具光度测试机，具有量测空间小、量测速度快、成本低且高光度量测精确度的优点。且本发明车辆灯具光度测试机，具有不须旋转待测车辆灯具至不同的角度的优点。

表1

	成本(万)	量测空间大小	量测速度	光度量测精确度(％)
	成本(万)	量测空间大小	量测速度	光度量测精确度(％)	标准测试机	500～600	30mm^5m^2^*m	10min	±5％
澳洲OPT HPT-100	120～150	约1m³	实时	±20％	标准测试机	500～600	30mm^5m^2^*m	10min	±5％
澳洲OPT HPT-100	120～150	约1m³	实时	±20％	本发明	100	约1m³	5min	±10％

虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以权利要求范围所界定的为准。

Claims

1．一种车辆灯具光度测试机，包括一空箱，该空箱底部涂布有一漫射光涂料，其特征在于：

一矩阵快门，设置于该空箱内部的上方，可以在该矩阵快门所在平面的不同位置开启一方形开口，以作为光圈的用途；

一待测车辆灯具，摆置于该空箱的该矩阵快门上方；

一CCD摄影机，设置于该空箱的上方，与该待测车辆灯具的位置相对应，用以取得该待测车辆灯具投射于该空箱底部的一光度分布影像；

一视觉效能补偿片，设置于该CCD摄影机的镜头位置，用以取得人眼所视的光度值；以及

一控制机构，用以控制该矩阵快门的该方形开口的位置，并对该CCD摄影机所取得的该光度分布影像作计算。

2．如权利要求1所述的车辆灯具光度测试机，其中该空箱的形状约为立方体，体积约为1至1.5立方公尺。

3．如权利要求1所述的车辆灯具光度测试机，其中该漫射光涂料包括有硫酸钡。

4．如权利要求1所述的车辆灯具光度测试机，其中该矩阵快门，包括机械式的两轴控制XY table。

5．如权利要求1所述的车辆灯具光度测试机，其中该矩阵快门，包括电子式的电场控制液晶面板。

6．如权利要求1所述的车辆灯具光度测试机，其中该方形开口的面积约为25平方毫米。

7．如权利要求1所述的车辆灯具光度测试机，其中该控制机构，包括一个人计算机。

8．一种车辆灯具光度测试机，包括一空箱，该空箱的形状约为立方体，体积约为1至1.5立方公尺，其中该空箱的上方摆置一待测车辆灯具，并设置一CCD摄影机，该待测车辆灯具与该CCD摄影机相距一特定距离，该车辆灯具光度测试机的特征包括：

一矩阵快门，设置于该空箱内部的上方，位于该待测车辆灯具之下，该矩阵快门具有作为光圈的一方形开口；

一屏幕，位于该空箱的底部，该屏幕的表面涂布有一漫射光涂料，经由该矩阵快门的该方形开口的部分该待测车辆灯具所发出的光将投射至该屏幕上；

一视觉效能补偿片，设置于该CCD摄影机的镜头位置，用以转换物理性的光强度为人眼所视的光度值；以及

一控制机构，用以控制该矩阵快门的该方形开口的位置，并对该CCD摄影机所取得的一光度分布影像作运算。

9．如权利要求8所述的车辆灯具光度测试机，其中该矩阵快门，包括机械式的两轴控制XY table。

10．如权利要求8所述的车辆灯具光度测试机，其中该矩阵快门，包括电子式的电场控制液晶面板。

11．如权利要求8所述的车辆灯具光度测试机，其中该方形开口的面积约为25平方毫米。

12．如权利要求8所述的车辆灯具光度测试机，其中该漫射光涂料包括一硫酸钡。

13．如权利要求8所述的车辆灯具光度测试机，其中该控制机构，包括一个人计算机。