JP2005189145A

JP2005189145A - ヘッドライトテスターの光度測定方法とその装置

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Publication number: JP2005189145A
Application number: JP2003432122A
Authority: JP
Inventors: Masateru Shibata; 政照柴田
Original assignee: Watanabe Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Watanabe Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2023-12-26
Also published as: JP4610186B2

Abstract

【課題】ヘッドライトの光度測定に光度測定センサーでなくＣＣＤカメラを利用し、既知の光度の光源を基準とした係数を作成し、該係数に測定時の数値を乗じて、未知のライトの光度を正確に算出するヘッドライトテスターの光度測定方法とその装置を提供する。
【解決手段】既知の基準光源を可変した複数の所定光度値と各光度値毎の適正シャッター速度とから光度・適正シャッター速度係数を予め作成し、測定時に未知のライト配光の最高光度点のＣＣＤカメラ出力が飽和しない寸前時の適正シャッター速度に前記係数を乗じてライト配光の最高光度点の光度を算出する測定方法とその装置。
【選択図】図１

Description

本発明は自動車のヘッドライトテスターの光度を測定するための光度測定方法とその装置に関する。

従来のヘッドライトテスターの光度測定には、ヘッドライト光を収束するための集光レンズを前面に設けた筐体内に該集光レンズからの収束光を受像するための配光スクリーンを設け、該配光スクリーン上に複数の光度測定センサーを設けたり、又は、光度測定センサーを可動可能に設けたものが知られている（特許文献１参照）。
特開平０８−３３８７８８号公報

しかし、光度測定センサーによる光度測定では、複数のセンサーの場合には各センサー毎に計測のバラツキ誤差があり、単独のセンサーであっても光度測定センサー自体がアナログのために性能の劣化を生じる問題点があった。

そのため光度測定センサーでなく画像取り込み用のＣＣＤカメラを利用しての光度測定が試みられている。

本発明はこの問題点を解消し、光度測定にＣＣＤカメラを利用し、既知の光度の光源を基準とした光度とシャッター速度の係数を作成し、該係数に測定時の数値を乗じて未知のライトの光度を正確に算出するヘッドライトテスターの光度測定方法とその装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成すべく第１発明は測定方法に関し、既知の光度の基準光源前方に配光スクリーンを設けると共に該配光スクリーンに向けて配光検出用のＣＣＤカメラを設け、前記配光スクリーン上において前記基準光源の光度が複数の所定の光度値となるよう可変すると共に各光度値毎の配光を前記ＣＣＤカメラで検出し、該カメラのシャッター速度を可変して各配光の所定の光度値である最高光度点における該ＣＣＤカメラ出力が一点に焦点を結ぶ状態時の各適正シャッター速度を求め、前記複数の所定の光度値と各対応する適正シャッター速度とを基にした光度・適正シャッター速度係数を予め作成し、測定時においてライト配光の最高光度点のＣＣＤカメラ出力が一点に焦点を結ぶ状態時の適正シャッター速度に前記係数を乗じて該ライト配光の最高光度点の光度を算出する。又、第２発明は測定装置に関し、上下左右に移動可能な筐体の前面にヘッドライト光を収束する集光レンズを設けると共に、該筐体内に該集光レンズからの収束光を受像する配光スクリーンと該配光スクリーン上の配光を検出するＣＣＤカメラを設け、該ＣＣＤカメラからの出力を入力して配光の最高光度点における所定のシャッター速度に所定の係数を乗じて該配光の最高光度点の光度算出を行う演算処理部を設けると共に、該演算処理部に、既知の光度の基準光源を基に作成した前記所定の係数である光度・適正シャッター速度係数を記憶する第１記憶部と前記所定のシャッター速度である配光の最高光度点の飽和しない寸前時の適正シャッター速度値を記憶する第２記憶部とを接続した。

本発明によると、光度測定装置にＣＣＤカメラを利用し既知の光度の光源を基準とした光度・適正シャッター速度係数を予め作成し、該係数に測定時のシャッター速度を乗じて未知のライトの最高光度点の光度を正確に算出できる効果を有する。

本来、ヘッドライトは１０メートル前方での光度と光軸のぶれ角を測定することがＪＩＳで定められており、通常はスペース上の制約から１メートル先の一定面積の受光面にライトを正対させている。

本発明の実施例１であるヘッドライトテスターの光度測定方法を図１乃至図４により説明する。

図１に示す光度測定のための測定装置１は、受光筐である筐体１ａの前面に設けた受光面である集光レンズ２と該集光レンズ２によって収束されたライトＡの光が投影される配光スクリーン３と該配光スクリーン３に投影された配光を検出するためのＣＣＤカメラ４と該ＣＣＤカメラ４からの出力を入力して画像処理や演算を行う画像処理演算部５とからなる。

そして、ライトＡと集光レンズ２との距離Ｌを１メートルとし、該ライトＡの中心位置と配光スクリーン３の中心位置（Ｘ−Ｙ軸の交点）とを一致させると共に、配光検出用のＣＣＤカメラ４が見る中心点を前記Ｘ−Ｙ軸の交点に合致させている。

本発明では、本来光度測定センサーでないＣＣＤカメラを代りに使用するので、光度の基準として既知の光度の基準光源を選択して、光度とシャッター速度との特性係数を予め作成している。

この基準光源は、自動車のヘッドライトの一種類で、フィラメントに印加する電圧値によって１０メートル前方に設けた光度計の０〜１２００ｈｃｄ（ヘクトカンデラ）までの指示値が値付けされている。

例えば、複数の所定の光度値、５０、７５、１００、１２０、１５０、４００、７００、１０００ｈｃｄに対応する印加電圧値が各々設定されている。

先ず、第１段階としてライトＡを前記基準光源とし、配光スクリーン３上の配光の該基準光源の光度を前述の如きの複数の所定の光度値となるように印加電圧値を可変すると共に、図２に示す如くの各光度値毎の配光を前記ＣＣＤカメラ４で取り込む。

尚、ＣＣＤカメラ４は所定の絞り値に固定されており、この第１段階ではシャッター速度は任意のままである。

第２段階として、各光度値毎の配光の図３に示す最高光度点Ｐにおけるカメラ出力のアナログ量が飽和状態にあるか、飽和以前かをデータから判断する。

尚、図３は前記図２の配光のＸ軸の光度曲線を示し、縦軸はシャッター速度を示し、上方はシャッター速度が速く、下方は遅くなり、シャッター速度Ｓ_１では飽和以前、Ｓ_２では飽和状態、Ｓは最高光度点Ｐにおける適正シャッター速度を示す。

第３段階として、光が全体に拡大した明る過ぎる飽和状態であれば飽和寸前の状態までカメラのシャッター速度を速くして光量を減少させ、暗く光が無い飽和以前の状態であれば飽和寸前までカメラのシャッター速度を遅くし光量を増大し、一点に焦点を結ぶ状態時のシャッター速度Ｓを決定する。

第４段階として、前記第３段階の調整で決定したシャッター速度Ｓから各光度値毎の配光における最高光度点Ｐの光度を決定する。

尚、最高光度点Ｐは、正確には点でなく、カメラの解像度から決まる所定画素数からなる点であり、前記各配光毎の光度値は最高光度点における光度値を呼称している。

そして最後の第５段階として、図４に示す如く、横軸に前記複数の所定の光度値Ｃをとり、縦軸に各光度値毎の一点に焦点を結ぶ状態時の複数の適正シャッター速度Ｓをとって、各交点を連続して、既知の光度の基準光源を基にした光度と適正シャッター速度係数Ｋを作成する。

そして、この予め作成した光度・適正シャッター速度係数Ｋを使って未知のライトの最高光度点の光度を算出する方法を説明する。

前記図１のライトＡに未知の光度のライトを置いて発光し、配光スクリーン３上の未知のライト配光を前記ＣＣＤカメラ４で取り込むと共に、該未知のライト配光の最高光度点のカメラ出力が一点に焦点を結ぶ状態となるようにシャッター速度を増減して調整し、一点に焦点を結ぶ時点の適正シャッター速度を求め、該未知のライトの適正シャッター速度に前記光度・適正シャッター速度係数Ｋを乗じて該未知のライト配光の最高光度点の光度を前記画像処理演算部５により算出する。

次に、前記光度・適正シャッター速度係数Ｋを使って未知のライトの任意点の光度を算出する方法を説明する。

先ず、前記の如く未知のライト配光の最高光度点の適正シャッター速度と光度とを算出すると共に、図３に示す該ライト配光の最高光度点Ｐの光度と測定しようとする配光の任意点Ｑの明るさの比を、例えば１：０．８の如く、算出すると共に、前記最高光度点の適正シャッター速度に該明るさの比を乗じて該任意点の適正シャッター速度として算出し、算出した該任意点の適正シャッター速度を前記光度・適正シャッター速度係数Ｋに代入して該任意点の光度として算出する。

上記の如く、本発明の光度測定方法は、既知の光度の基準光源を基に光度・適正シャッター速度係数Ｋを予め作成しておき、測定時には該係数に未知のライトの最高光度点の適正シャッター速度を乗じて該最高光度点の光度を算出し、任意点の場合には、最高光度点との明るさの比から該最高光度点とのシャッター速度の比を算出し、算出した該任意点のシャッター速度を前記係数Ｋに代入して任意点の光度としている。

次に本発明の実施例２であるヘッドライトテスターの光度測定装置を図５乃至図９により説明する。

図５において１１はヘッドライトテスターを示し、該ヘッドライトテスター１１は床面に敷設されたレール上を左右方向に移動する台車１１ｂと、該台車１１ｂに立設した支柱１１ｃと該支柱１１ｃに上下動可能に設けた直方体の筐体１１ａとから構成されている。

次に本発明の光度測定のための主要部である筐体１１ａの内部構成を図６により説明する。

筐体１１ａの前面には被試験用の前照灯Ａのライト光を受けるためのフレネルレンズなどの集光レンズ１２が設けられていると共に該筐体１１ａの内部後方に該集光レンズ１２からの収束した配光を受像するための配光スクリーン１３が設けられ、該筐体１１ａの中間上方に該配光を検出するためのＣＣＤカメラ１４が設けられており、更にライトの正対用に該筐体の中間部にハーフミラー１５が斜設されており、該ハーフミラー１５に映った被試験用ライトＡの映像を確認するためのライト正対用スクリーン１６が該筐体１１ａの前方上方部に設けられている。

図７により演算処理系１７のシステム構成を説明する。

１８は前記ＣＣＤカメラ１４からの出力をファイルとして取り込むための画像取込み部、１９はＣＰＵからなる画像処理や演算処理を行うための演算処理部、２０は前記既知の光度の基準光源を基にして予め作成した光度・適正シャッター速度係数Ｋを長期的に記憶しておく第１記憶部、２１は測定時に配光の最高光度点の飽和しない寸前時の適正シャッター速度値を一時的に記憶しておく第２記憶部、２２は配光の最高光度点と任意点との明るさの比を一時的に記憶する第３記憶部、２３は表示制御部、２４は液晶パネルなどの表示部、２５は操作部を示し、これら第１記憶部２０と第２記憶部２１と第３記憶部２２と操作部２５はそれぞれ前記演算処理部１９に直接接続され、更に前記ＣＣＤカメラ１４は前記画像取込み部１８を介して、又前記表示部２４は前記表示制御部２３を介してそれぞれ前記演算処理部１９に接続されている。

次に本実施例２のヘッドライトテスター１１の使用方法を説明する。

先ず被試車両をヘッドライトテスター１１の前方の指定位置に停止させ、車両のライトを点灯させて、ライト正対用スクリーン１６の中心に左右どちらかのライト映像が映る様に台車１１ｂを左右方向に移動させ、筐体１１ａを上下方向に移動させて正対の準備作業を終了する。

次に配光スクリーン１３に入射したライト配光をＣＣＤカメラ１４で取り込むと共に、該ＣＣＤカメラ出力を演算処理部１９により画像処理して図８に示す如くの配光の等光線図を表示部２４に表示し、該等光線図の最小囲み線の部分が最高光度点Ｐとなり、ランプの種類により複数の光度点を有するものがある。

図９は前記図８の配光の等光線図のＸ軸方向の光度曲線を図示したものであり、ＣＣＤカメラ１４のシャッター速度を可変して、配光の最高光度点Ｐにおける該ＣＣＤカメラのアナログ量が飽和状態であれば飽和寸前の状態まで光量を減少させるためにシャッター速度を速くし、飽和前の状態であれば光量を増大させるためにシャッター速度を遅くして最高光度点Ｐの適正シャッター速度Ｓを決定し、該適正シャッター速度Ｓを第２記憶部２１に記憶すると共に、該適正シャッター速度Ｓに第１記憶部２０に予め記憶してある光度・適正シャッター速度係数Ｋを乗じて該配光の最高光度点Ｐの光度Ｃを前記演算処理部１９が算出する。

図１０は、ヘッドライトテスター１１による配光の最高光度点Ｐの測定手順のフローチャート図を示し、該フローチャートのステップ１（Ｐ１）として、ＣＣＤカメラ１４のシャッター速度は、当初任意でなく、前記図９に示すＳ_１の位置の如く速く設定しておき、ステップ２（Ｐ２）として、前記ＣＣＤカメラ１４が取り込んだ画像全体の明るさが予め設定した測定範囲の、例えば、７０％〜９９％内であればＹＥＳ、即ち、適正としてステップ５（Ｐ５）へ、ＮＯであればステップ３（Ｐ３）において、画像が暗ければシャッター速度を遅くして光量を増加し、明る過ぎれば速くして光量を減ずる様にシャッター速度を調整し、ステップ４（Ｐ４）において、シャッター速度調整後のランプ配光の画像を取り込み前記ステップ２（Ｐ２）に戻し、適正な測定範囲となればステップ５（Ｐ５）においてＣＣＤカメラの素子の特性やレンズの収差などによる濃度レベルのムラを補正するシェーディング補正処理をしてから、ステップ６（Ｐ６）において演算処理部１９はシャッター速度Ｓと補正処理した画面の輝度から実際の最高光度点Ｐの光度を算出する。

次に、前記図９の光度曲線に示す測定しようとする配光の任意点Ｑの光度の算出を説明する。

前記の如く算出した配光の最高光度点Ｐの光度Ｃと該任意点Ｑの明るさＣ´の比Ｒを算出し、例えば、最高光度点Ｐの光度を１としたとき任意点Ｑの明るさＣ´を０．８の如くに該明るさの比Ｒを算出し、該明るさの比Ｒを第３記憶部２２に記憶する。

そして前記配光の最高光度点Ｐの前記適正シャッター速度Ｓに前記明るさの比Ｒを乗じて該任意点Ｑの適正シャッター速度Ｓ´として算出し、算出した該任意点Ｑの適正シャッター速度Ｓ´を前記第１記憶部２０に記憶してある光度・適正シャッター速度係数Ｋに代入して該任意点Ｑの光度Ｃ´としてこれらの算出を前記演算処理部１９が行う。

活用例として本発明のヘッドライトテスター１１は、既知の光度の光源を基にした光度・適正シャッター係数を記憶する記憶部を具備した演算処理部の演算処理により、未知のライトの最高光度点と任意点の光度を正確に算出することができ、光度測定センサーの代りにＣＣＤカメラを利用することができる。

本発明の光度測定方法の原理装置の説明図である。（実施例１）その配光の等光線図である。（実施例１）その配光の光度曲線図である。（実施例１）その光度・適正シャッター速度係数の説明図である。（実施例１）本発明の実施例２のヘッドライトテスターの正面図である。その主要部の断面図である。（実施例２）その演算処理系のシステム構成図である。（実施例２）その配光の等光線図である。（実施例２）その配光の光度曲線図である。（実施例２）その光度算出のフローチャート図である。（実施例２）

符号の説明

１原理装置
２集光レンズ
３配光スクリーン
４ＣＣＤカメラ
５画像処理演算部
１１ヘッドライトテスター
１１ａ筐体
１２集光レンズ
１３配光スクリーン
１４ＣＣＤカメラ
１９演算処理部
２０第１記憶部
２１第２記憶部
２２第３記憶部
Ｋ光度・適正シャッター速度係数

Claims

既知の光度の基準光源前方に配光スクリーンを設けると共に該配光スクリーンに向けて配光検出用のＣＣＤカメラを設け、前記配光スクリーン上において前記基準光源の光度が複数の所定の光度値となるよう可変すると共に各光度値毎の配光を前記ＣＣＤカメラで検出し、該カメラのシャッター速度を可変して各配光の所定の光度値である最高光度点における該ＣＣＤカメラ出力が一点に焦点を結ぶ状態時の各適正シャッター速度を求め、前記複数の所定の光度値と各対応する適正シャッター速度とを基にした光度・適正シャッター速度係数を予め作成し、測定時においてライト配光の最高光度点のＣＣＤカメラ出力が一点に焦点を結ぶ状態時の適正シャッター速度に前記係数を乗じて該ライト配光の最高光度点の光度を算出するヘッドライトテスターの光度測定方法。
前記配光スクリーンに入射したライト配光を前記ＣＣＤカメラで検出し、前記請求項１に記載の光度測定方法により該ライト配光の最高光度点の一点に焦点を結ぶ状態時の適正シャッター速度と該最高光度点の光度とを算出すると共に、該ライト配光の最高光度点の光度と測定しようとする配光の任意点の明るさの比を算出すると共に前記ライト配光の最高光度点の適正シャッター速度に該明るさの比を乗じて該任意点の適正シャッター速度として算出し、算出した該任意点の適正シャッター速度を前記光度・適正シャッター速度係数に代入して該任意点の光度として算出する請求項１に記載のヘッドライトテスターの光度測定方法。
上下左右に移動可能な筐体の前面にヘッドライト光を収束する集光レンズを設けると共に、該筐体内に該集光レンズからの収束光を受像する配光スクリーンと該配光スクリーン上の配光を検出するＣＣＤカメラを設け、該ＣＣＤカメラからの出力を入力して配光の最高光度点における所定のシャッター速度に所定の係数を乗じて該配光の最高光度点の光度算出を行う演算処理部を設けると共に、該演算処理部に、既知の光度の基準光源を基に作成した前記所定の係数である光度・適正シャッター速度係数を記憶する第１記憶部と前記所定のシャッター速度である配光の最高光度点の一点に焦点を結ぶ状態時の適正シャッター速度値を記憶する第２記憶部とを接続したヘッドライトテスターの光度測定装置。
前記演算処理部は、前記配光の最高光度点の光度と測定しようとする任意点の明るさの比を算出すると共に、前記最高光度点の適正シャッター速度に該明るさの比を乗じて該任意点の適正シャッター速度として算出し、該任意点の適正シャッター速度を前記所定の係数に代入して該任意点の光度として光度算出を行い、該演算処理部に配光の最高光度点の光度と任意点との明るさの比を記憶する第３記憶部を接続した請求項３に記載のヘッドライトテスターの光度測定装置。