JP2019045454A - Device for measuring headlight for vehicle - Google Patents

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Abstract

To solve the problem in which: in a conventional device for measuring a headlight for a vehicle, noise (stray light) other than light distribution based on the headlight for a vehicle may enter a light distribution screen, and its cause is unknown.SOLUTION: A device for measuring a headlight for a vehicle of the present invention consists of a Fresnel lens that condenses a headlight beam from a vehicle to be measured, a light distribution screen that receives an image of light distribution focused from the Fresnel lens; a camera that detects the received image of light distribution; and a display that displays the light distribution detected by the camera. The Fresnel lens is formed on the basis of an aspherical lens with a corrected spherical aberration.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は車両用ヘッドライトの測定装置に関するものである。   The present invention relates to a device for measuring a headlight for a vehicle.

車両用ヘッドライト(前照灯)は、例えば、対向車の運転車を眩惑させないようにするなど様々な条件を満たす必要がある。そのため、車検時などに、車両用ヘッドライトの光軸や配光のカットオフラインやエルボー点や光度のバランス点などを測定し、その測定値が許容範囲内にあるかを、検査する必要がある。   The headlight for a vehicle (headlight) needs to satisfy various conditions, for example, to prevent the driver of the oncoming vehicle from being dazzled. Therefore, at the time of vehicle inspection, it is necessary to measure the light axis of the headlight for a vehicle, the cut-off line of light distribution, the elbow point, the balance point of luminous intensity, etc. and to inspect whether the measured value is within the allowable range. .

このような測定装置として、例えば、特許文献1に記載の車両用ヘッドライトの測定装置がある。   As such a measuring device, there is, for example, a measuring device of a headlight for a vehicle described in Patent Document 1.

図9及び図10は、前記従来の車両用ヘッドライトの測定装置1を示し、該測定装置1は、図9に示すように、床面に敷設されたレール上を左右方向に移動する台車2と、該台車2に立設した支柱3と、該支柱3に上下動可能に設けた略直方体状の筐体4と、該筺体4に設けた液晶モニタなどの表示装置5及び演算記憶処理装置6とから構成されている。   FIG. 9 and FIG. 10 show the measuring apparatus 1 for the above-mentioned conventional headlight for a vehicle, and as shown in FIG. 9, the measuring apparatus 1 is a bogie 2 which moves laterally on rails laid on a floor surface. A column 3 standing on the carriage 2, a substantially rectangular box-like housing 4 provided on the column 3 so as to be vertically movable, a display device 5 such as a liquid crystal monitor provided on the housing 4 and an arithmetic memory processing device It consists of six.

また、前記筐体4は、図10に示すように、該筐体4の前面には被測定車両のヘッドライト光を受け集光するためのフレネルレンズ7が固定されていると共に、該筐体4の内部後方に、該フレネルレンズ7からの収束した配光を受像するための配光スクリーン8が固定され、また、該筐体4内の中間上方に、前記配光スクリーン8が受像した配光を検出するためのCCDカメラなどの撮像カメラ9が固定されている。   Further, as shown in FIG. 10, the housing 4 has a Fresnel lens 7 for receiving and condensing headlight light of the vehicle to be measured fixed on the front surface of the housing 4 and the housing The light distribution screen 8 for receiving the converged light distribution from the Fresnel lens 7 is fixed to the inner rear of 4 and the light distribution screen 8 receives the light distribution above the middle inside the housing 4. An imaging camera 9 such as a CCD camera for detecting light is fixed.

なお、前記フレネルレンズ7は、図11(a)に示すような凸状の球面形状レンズ10に基づき、該球面形状レンズ10から屈折作用が存在しないレンズ内部10aを取り除き、図11(b)に示すように、屈折作用が存在するレンズ表面10bのみで構成して形成されたレンズをいう。   The Fresnel lens 7 is based on a convex spherical shaped lens 10 as shown in FIG. 11 (a), and removes the lens interior 10a where there is no refraction from the spherical shaped lens 10, as shown in FIG. 11 (b). As shown, it refers to a lens formed of only the lens surface 10b where a refracting action exists.

前記従来の車両用ヘッドライトの測定装置においては、該配光スクリーン8上に受像されたヘッドライトの配光を前記撮像カメラ9で撮像して、該カメラ9が検出した配光を前記表示装置5に表示し、該表示された画像から、光軸やカットオフラインやエルボー点や光度のバランス点などの被測定位置を検査していた。   In the above-described conventional vehicle headlight measuring device, the light distribution of the headlights received on the light distribution screen 8 is imaged by the imaging camera 9, and the light distribution detected by the camera 9 is the display device 5, and the measured position such as an optical axis, a cut-off line, an elbow point, and a balance point of light intensity was inspected from the displayed image.

特開2008−39729号公報JP 2008-39729A

しかしながら、前記配光スクリーンに受像される車両用ヘッドライトの配光像は、本来、例えば、図12に示すような、矩形状の下部分11aと、該下部分11aの上辺の中央から左側に向かって徐々に上方に延びる三角形状の上部分11bとよりなる光源形状11であれば、該光源形状と同形の形状となるものが、実際には、図13の丸で囲んだ部分に示すように、スクリーン上部に、該車両用ヘッドライトに基づく配光以外の配光らしきノイズ(迷光)がうっすらと入り込むような場合があった。   However, the light distribution image of the headlight for a vehicle received on the light distribution screen is originally, for example, from the center of the upper side of the lower portion 11a to the left side of the lower portion 11a as shown in FIG. In the case of a light source shape 11 having a triangular upper portion 11b which gradually extends upward, a light source shape having the same shape as the light source shape is actually as shown by a circled portion in FIG. In some cases, light distribution noise (stray light) other than light distribution based on the headlight for the vehicle may be faintly introduced at the top of the screen.

そして、そのノイズが、測定点や測定ゾーンの正確な評価の妨げとなる場合があった。   And, the noise sometimes interferes with the accurate evaluation of the measurement point or the measurement zone.

そこで、本発明者は、前記配光スクリーンの配光像中のノイズ(迷光)の原因が、前記フレネルレンズの製造誤差によるものと想定し、結像光学的観点と照明光学的観点から、フレネルレンズの製造誤差に基づく収差について解析するために、光源、フレネルレンズ、受光器(配光スクリーン)などからなるヘッドライトテスターと同様の環境を設計し、シミュレーションを行った。   Therefore, the inventor assumes that the cause of the noise (stray light) in the light distribution image of the light distribution screen is due to a manufacturing error of the Fresnel lens, and from the viewpoint of imaging optical and illumination optical, Fresnel In order to analyze the aberration based on the manufacturing error of the lens, an environment similar to a headlight tester consisting of a light source, a Fresnel lens, a light receiver (light distribution screen) and the like was designed and simulated.

そして、光源としては、自動車用ヘッドライトの配光特性規定及びヘッドライトテスターの製造試験用光源を参考に、図12に示すような、左通行用自動車ヘッドライト形状に設計した。また、フレネルレンズの製造誤差に関するフレネルレンズのエッジ高さの誤差、頂点形状(丸みの曲率)、バックカット角度などを変更すると共に、受光器の設置位置などを変更し、また、フレネルレンズのエッジの製造誤差と、バックカット角度はレンズの周辺部になるほど大きくなり、収差の原因となると予想されるため、前記レンズの前方に遮光物体を設置するなどして、シミュレーションした。   Then, as a light source, it is designed in the form of a left-passing automobile headlight as shown in FIG. 12 with reference to the light distribution characteristic definition of the headlight for an automobile and the light source for manufacturing test of the headlight tester. In addition, the error of the edge height of the fresnel lens with respect to the manufacture error of the fresnel lens, the shape of the vertex (curvature of curvature), the backcut angle, etc. are changed, the installation position of the light receiver is changed, etc. The manufacturing error of the lens and the backcut angle become larger toward the periphery of the lens, and are expected to cause aberrations. Therefore, simulation was performed by installing a light shielding object in front of the lens.

その結果、レンズ周辺部を通過してきた光が原因と考えられる、前記受光器上部に伸びる収差(ノイズ)が確認できたが、該収差は、前記フレネルレンズの製造誤差の有無やバックカット角度に関わらず、生じた。そのため、かかる収差は、フレネルレンズの製造誤差ではなく、フレネルレンズの球面収差により、レンズ周辺部の屈折角が大きくなり、レンズ周辺部を通過してきた光が受光器上部に到達したと予想され、また、その収差の照明形状が、ヘッドライトテスターで発生しているノイズ(迷光)の形状に近い照明であった。   As a result, it was confirmed that the aberration (noise) extending to the upper part of the light receiver, which is considered to be caused by the light passing through the lens peripheral portion, is the presence or absence of manufacturing error of the Fresnel lens and the backcut angle. Regardless, it happened. Therefore, such aberration is not a manufacturing error of the Fresnel lens, but a spherical aberration of the Fresnel lens causes the refractive angle of the peripheral portion of the lens to be large, and it is predicted that the light passing through the peripheral portion of the lens reaches the upper portion of the light receiver. Further, the illumination shape of the aberration was illumination close to the shape of noise (stray light) generated by the headlight tester.

そこで、次に、フレネルレンズの球面収差による影響を解析した結果、球面形状レンズに基づくフレネルレンズにおいては、ロービーム配光特性には存在しない、スクリーン上部の照明分布が確認できたが、非球面レンズに基づくフレネルレンズにおいては、スクリーン上部のノイズの低減が見られ、従って、ノイズ(迷光)の主な原因が、フレネルレンズの球面収差(レンズ周辺部の屈折角が大きいこと)であり、球面収差によってフレネルレンズの下部に入射した光が大きく屈折し、受光器上部に到達することでノイズ(迷光)が生じていることを解明でき、本発明に至るものである。   Then, next, as a result of analyzing the influence by the spherical aberration of a Fresnel lens, in the Fresnel lens based on a spherical shape lens, although the illumination distribution of the screen upper part which does not exist in a low beam light distribution characteristic was confirmed, In the Fresnel lens based on the above, the reduction of the noise at the top of the screen can be seen, therefore the main cause of the noise (stray light) is the spherical aberration of the Fresnel lens (larger refraction angle at the lens peripheral part) The light incident on the lower part of the Fresnel lens is largely refracted by the above, and it can be elucidated that noise (stray light) is generated by reaching the upper part of the light receiver, leading to the present invention.

本発明は前記の目的を達成すべく、本発明のヘッドライトの測定装置は、被測定車両のヘッドライト光を集光するフレネルレンズと、該フレネルレンズから収束した配光を受像する配光スクリーンと、該受像した配光を検出するカメラと、該カメラが検出した配光を表示する表示装置とよりなり、前記フレネルレンズは、球面収差を修正した非球面レンズに基づき形成されることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a headlight measuring device according to the present invention, a Fresnel lens for condensing headlight light of a vehicle to be measured, and a light distribution screen for receiving light distribution converged from the Fresnel lens. And a camera for detecting the received light distribution, and a display device for displaying the light distribution detected by the camera, wherein the Fresnel lens is formed based on an aspheric lens whose spherical aberration is corrected. I assume.

また、前記球面収差を修正した非球面レンズの表面形状は、非球面式に基づいて形成されることを特徴とする。   Further, the surface shape of the aspheric lens with the spherical aberration corrected is characterized by being formed based on an aspheric formula.

また、前記非球面式は、数(1)であることを特徴とする。
なお、前記数(1)において、Z(s)は、サグ量、sは、光軸からの距離、Cは、曲率、kは、コーニック定数、A4、6、8・・・は、非球面係数を示す。
Further, the aspheric surface equation is characterized by being a number (1).
In the above number (1), Z (s) is a sag amount, s is a distance from the optical axis, C is a curvature, k is a conic constant, A 4 , 6 , 8. Indicates the spherical coefficient.

また、前記数(1)において、所望の次数以上の非球面係数を0とすることを特徴とする。   Further, in the above number (1), it is characterized in that an aspheric coefficient of a desired order or more is set to zero.

また、前記非球面式は、数(2)又は、数(3)であることを特徴とする。
Further, the aspheric surface equation is characterized in that it is the number (2) or the number (3).

また、前記フレネルレンズの後方に、前記フレネルレンズの上部で集光された光を、更に、光軸側に屈折させるための追加レンズを設けたことを特徴とする。   Further, an additional lens for refracting the light condensed at the upper part of the Fresnel lens to the optical axis side is provided behind the Fresnel lens.

また、前記追加レンズは、上部分が、球面収差を修正した非球面レンズに基づき形成された非球面フレネルレンズの光軸よりも上部分の形状に形成され、下部分は、光線を通過させるだけの屈折機能を持たない形状に形成されたレンズであることを特徴とする。   In the additional lens, the upper part is formed in the shape of the upper part of the optical axis of the aspheric Fresnel lens formed based on the aspheric lens corrected for spherical aberration, and the lower part only passes the light beam. It is characterized in that it is a lens formed in a shape that does not have the refractive function of

また、前記追加レンズは、球面収差を修正した非球面レンズに基づき形成された非球面フレネルレンズの光軸よりも上部分の形状に形成されたレンズであることを特徴とする。   The additional lens is characterized in that the additional lens is a lens formed in a shape of a portion above the optical axis of the aspheric Fresnel lens formed based on the aspheric lens whose spherical aberration is corrected.

本発明によれば、ノイズ(迷光)を除去できる車両用ヘッドライトの測定装置を提供することができるようになる。   According to the present invention, it is possible to provide a vehicle headlight measuring device capable of removing noise (stray light).

本発明の車両用ヘッドライトの測定装置の非球面フレネルレンズの基となる非球面レンズの側面図である。It is a side view of the aspherical lens which becomes the basis of the aspherical Fresnel lens of the measuring device of the headlight for vehicles of the present invention. ロービーム配光特性規定を参考にして設計されたロービーム配光特性の照度分布図である。It is an illuminance distribution figure of the low beam light distribution characteristic designed with reference to the low beam light distribution characteristic prescription. 球面フレネルレンズの車両ヘッドライトの測定装置の照度分布図である。It is an illuminance distribution figure of the measuring device of the vehicle headlight of a spherical Fresnel lens. 本発明の実施例1の車両用ヘッドライトの測定装置の照度分布図である。It is an illuminance distribution figure of the measuring device of the headlight for vehicles of Example 1 of the present invention. 本発明の実施例2の車両ヘッドライトの測定装置の箱体の縦断側面図である。It is a vertical side view of the box of the measuring device of the vehicle headlight of Example 2 of this invention. 本発明の実施例2の車両ヘッドライトの測定装置の追加レンズの説明用正面図である。It is a front view for description of the additional lens of the measuring apparatus of the vehicle headlight of Example 2 of this invention. 本発明の実施例2の車両ヘッドライトの測定装置の追加レンズの説明用縦断側面図である。It is a longitudinal cross-sectional view for description of the additional lens of the measuring apparatus of the vehicle headlight of Example 2 of this invention. 本発明の実施例2の車両用ヘッドライトの測定装置の照度分布図である。It is an illuminance distribution figure of the measuring apparatus of the headlight for vehicles of Example 2 of this invention. 従来の車両用ヘッドライトの測定装置の正面図である。It is a front view of the measuring device of the conventional headlight for vehicles. 該測定装置の筐体の縦断側面図である。It is a vertical side view of a case of the measuring device. 従来の球面形状レンズと、球面フレネルレンズの側面図である。It is a side view of the conventional spherical-shaped lens and a spherical Fresnel lens. 設計された光源形状の図である。It is a figure of the designed light source shape. ノイズ(迷光)が映り込んだスクリーン図である。It is a screen figure in which noise (stray light) was reflected.

以下、図面によって本発明の実施例を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明においては、従来の球面形状レンズ10に基づいて形成されたフレネルレンズ7を用いる代わりに、図1に示すように、球面収差を修正した非球面レンズ(凸レンズ)12に基づいて形成された非球面フレネルレンズを用いる。   In the present invention, instead of using the Fresnel lens 7 formed based on the conventional spherically-shaped lens 10, as shown in FIG. 1, it is formed based on the aspherical lens (convex lens) 12 in which the spherical aberration is corrected. An aspheric Fresnel lens is used.

即ち、前記非球面レンズ12の入力側の表面形状12aを、光軸に平行な光線が、該レンズを通過した後に、光軸上の一点を通過するような形状に形成される。なお、前記非球面レンズ12の出力側の表面形状12bは、平面状に形成される。   That is, the surface shape 12a on the input side of the aspheric lens 12 is formed such that a ray parallel to the optical axis passes through the lens and then passes through one point on the optical axis. The surface shape 12b on the output side of the aspheric lens 12 is formed in a planar shape.

そして、前記球面収差を修正した非球面レンズ12の表面形状12aは、非球面式で設計され、具体的には、サグ量が数(1)で示す形状で形成される。   Then, the surface shape 12a of the aspheric lens 12 in which the spherical aberration is corrected is designed by an aspheric formula, and specifically, it is formed in a shape whose sag amount is represented by the number (1).

前記数(1)において、Z(s)は、サグ量を示し、sは、光軸からの距離を示し、Cは、曲率を示し、kは、コーニック定数を示し、A4、6、8・・・は、4次、6次、8次、・・・の各次数の非球面係数を示す。なお、Sが4次、Sが6次、Sが8次、・・・のように表現される。 In the above number (1), Z (s) represents a sag amount, s represents a distance from the optical axis, C represents a curvature, and k represents a conic constant, A 4 , 6 , 8 ... shows fourth, sixth, eighth, aspherical coefficients of each order of .... Incidentally, S 4 is fourth order, S 6 are sixth order, S 8 8 primary, is expressed as ....

なお、前記数(1)の非球面係数は、高次の係数を用いるほど球面収差を減らすことができ、優れた集光性能を持つ非球面レンズを設計できるが、同時に高い製造精度が求められ結果的に製造コストの増加に繋がってしまう。   As the aspheric coefficients of the number (1), the higher order coefficients can be used to reduce spherical aberration and design of an aspheric lens with excellent condensing performance, but at the same time high manufacturing accuracy is required. As a result, this leads to an increase in manufacturing cost.

そこで、ヘッドライトテスターと同様の環境を設計し、非球面係数の次数ごとにフレネルレンズを設計し、前記図12の光源を用いて、スクリーンに投映される照度分布解析をシミュレーションした結果、数(2)のように、コーニック定数のみで設計したフレネルレンズと、数(3)のように、前記数(1)の非球面係数の次数が4次までの非球面係数で設計したフレネルレンズで十分に光源形状を再現できることがわかった。   Therefore, the environment similar to that of the headlight tester is designed, the Fresnel lens is designed for each order of the aspheric coefficient, and the illumination distribution analysis projected on the screen is simulated using the light source of FIG. As in 2), it is sufficient to use a Fresnel lens designed with only the conic constant and a Fresnel lens designed with the aspheric coefficient up to the fourth order of the aspheric coefficient of the above (1) as shown in (3) It can be seen that the light source shape can be reproduced.

従って、本発明においては、前記数(1)は、所望の次数以上の非球面係数を0とすることが好ましく、特に、数(2)、または、数(3)となる非球面レンズに基づくフレネルレンズを使用することが好ましい。   Therefore, in the present invention, it is preferable to set the aspheric coefficient of a desired order or more to 0 in the present invention, and in particular, it is based on an aspheric lens that becomes the number (2) or the number (3) It is preferred to use a Fresnel lens.

なお、前記コーニック係数と非球面係数とは、最高次数に基づき最適となるように設計される。   The conic coefficient and the aspheric coefficient are designed to be optimum based on the highest order.

次に、球面形状レンズに基づく球面フレネルレンズと、非球面レンズに基づく非球面フレネルレンズを用いて、照度解析を行うために、光源、フレネルレンズ、受光器(配光スクリーン)などからなるヘッドライトテスターと同様の環境を設計し、シミュレーションを行い、照度分布解析を行った。   Next, a headlight comprising a light source, a fresnel lens, a light receiver (light distribution screen), etc., in order to perform illumination analysis using a spherical Fresnel lens based on a spherically shaped lens and an aspheric Fresnel lens based on an aspheric lens An environment similar to the tester was designed, simulation was performed, and illuminance distribution analysis was performed.

そして、光源としては、ヘッドランプメーカーのOSRAM社製のハロゲンランプである9006XSSTモデルを用い、該ハロゲンランプの周辺に反射率100%の仮想反射物体をリフレクターとして設置し、該ヘッドランプとリフレクターによるヘッドライトの配光をECE(国連欧州経済委員会)によるロービーム配光特性規定を参考にして調整し、図2に示す配光特性をもつロービームヘッドライトを設計し、球面形状レンズに基づくフレネルレンズと、非球面レンズに基づくフレネルレンズを用いて、照度解析を行った   Then, as a light source, a 9006 X SST model which is a halogen lamp manufactured by OSRAM Co., Ltd. of a headlamp manufacturer is used, and a virtually reflecting object having a reflectance of 100% is installed as a reflector around the halogen lamp, and a head by the headlamp and reflector The light distribution of the light is adjusted with reference to the low beam light distribution characteristic specification by ECE (United Nations Economic Commission for Europe), and a low beam headlight with the light distribution characteristic shown in FIG. 2 is designed. An illuminance analysis was performed using a Fresnel lens based on an aspheric lens

その結果、球面レンズに基づく球面フレネルレンズにおいては、前記ロービーム配光特性には存在しない、図3に示すようなスクリーン上部の照明分布が確認できたが、非球面レンズに基づく非球面フレネルレンズ(前記非球面式において、4次までの非球面係数で設計したフレネルレンズ)においては、図4に示すように、スクリーン上部のノイズの低減が見られた。   As a result, in the spherical Fresnel lens based on the spherical lens, although the illumination distribution on the upper side of the screen as shown in FIG. 3 was not present in the low beam light distribution characteristic, the aspheric Fresnel lens based on the aspheric lens ( In the aspheric surface equation, in the Fresnel lens designed with the aspheric coefficient up to the fourth order, as shown in FIG. 4, reduction of noise on the upper part of the screen was observed.

本発明によれば、ノイズ(迷光)を除去することができので、測定点や測定ゾーンの正確な評価ができるようになる。   According to the present invention, since noise (stray light) can be removed, accurate evaluation of measurement points and measurement zones can be performed.

前記フレネルレンズの非球面化によりノイズの発生を抑えることができたが、図2に示すロービーム配光特性と、図4に示す非球面フレネルレンズによるスクリーンに投映された配光とを比較すると、該配光には、まだ、ノイズが見られる。   The aspheric surface of the Fresnel lens could suppress the generation of noise, but comparing the low beam light distribution characteristic shown in FIG. 2 with the light distribution projected on the screen by the aspheric Fresnel lens shown in FIG. Noise can still be seen in the light distribution.

そこで、逆光線追跡解析をした結果、かかるノイズの原因はヘッドライトの光源であるハロゲンランプから放出された光がリフレクター下部に入射し、そして、反射してフレネルレンズの光軸付近上部に入射するが屈折力が足りずに集光しきれずに、スクリーン上部に到達することが判明した。   Therefore, as a result of backward ray tracing analysis, the cause of such noise is that the light emitted from the halogen lamp which is the light source of the headlights is incident on the lower portion of the reflector and is reflected to be incident on the upper portion of the Fresnel lens near the optical axis. It was found that the light could reach the top of the screen without sufficient refractive power to collect light.

従って、前記フレネルレンズ上部に入射する光に対する、光軸側への屈折力を増加することでノイズの除去が可能である。しかしながら、屈折力を増加、すなわち、フレネルレンズの上部の屈折角を大きくするには、曲率半径及び非球面式のパラメータを変更することが必要となるが、パラメータを変更することは、球面収差以外の収差の増加原因となる。   Therefore, noise can be removed by increasing the refractive power to the optical axis side of the light incident on the upper part of the Fresnel lens. However, in order to increase the refractive power, that is, to increase the refractive angle at the top of the Fresnel lens, it is necessary to change the parameters of the radius of curvature and the aspheric formula, but changing the parameters is not spherical aberration. Cause an increase in aberration.

そこで、図5に示すように、前記非球面フレネルレンズ13の後方に、ノイズ除去用の追加レンズ14を配置すると共に、前記非球面フレネルレンズ13の光軸と、前記追加レンズ14の光軸とを一致するように設ける。   Therefore, as shown in FIG. 5, an additional lens 14 for noise removal is disposed behind the aspheric Fresnel lens 13, and the optical axis of the aspheric Fresnel lens 13 and the optical axis of the additional lens 14 To match.

また、前記追加レンズ14は、例えば、図6及び図7に示すように、上部分14aが、所望の焦点距離を有する、球面収差を修正した非球面レンズに基づき形成された非球面フレネルレンズの光軸よりも上部分の形状に形成され、また、下部分14bは、光線を通過させるだけの屈折機能を持たないフラット面形状に形成される。   The additional lens 14 may be, for example, an aspheric Fresnel lens whose upper portion 14a is formed based on a spherical aberration-corrected aspheric lens having a desired focal length, as shown in FIGS. It is formed in the shape of the upper portion above the optical axis, and the lower portion 14b is formed in the shape of a flat surface which does not have the refractive function to transmit the light beam.

前記追加レンズ14の追加により、ノイズの原因となるスクリーン上部に向かう光線は、前記ノイズ除去レンズ14の上部に入射し、−Y方向(下側方向)へと屈折されることでスクリーンへのノイズ(迷光)が発生しない。   Due to the addition of the additional lens 14, a light beam directed to the upper portion of the screen causing noise is incident on the upper portion of the noise removal lens 14 and is refracted in the −Y direction (downward direction) to cause noise to the screen (Stray light) does not occur.

また、前記追加除去レンズ14の下部分14bのフラット面は光線を通過するだけなので、ヘッドライトのロービーム配光に影響を与えないようになる。   Also, since the flat surface of the lower portion 14b of the additional removal lens 14 only passes light, it does not affect the low beam distribution of the headlight.

なお、前記追加レンズ14の下部分14bを省略して、上部分14aのみで形成するようにしてもよい。   The lower portion 14b of the additional lens 14 may be omitted, and only the upper portion 14a may be formed.

図8は、前記非球面フレネルレンズ13の後方に前記ノイズ除去用フレネルレンズ14を用いた場合の配光解析結果であり、スクリーン上部のノイズは見られず、図2に示すロービーム配光特性を忠実に再現することができた。   FIG. 8 shows a light distribution analysis result in the case where the noise removing Fresnel lens 14 is used behind the aspheric Fresnel lens 13, and no noise is seen in the upper part of the screen, and the low beam light distribution characteristic shown in FIG. I was able to reproduce faithfully.

なお、非球面レンズと、該非球面レンズに基づく非球面フレネルレンズとで、照度解析を行った結果、非球面レンズには、ノイズは発生していかなった。   In addition, as a result of performing an irradiance analysis with an aspheric lens and an aspheric Fresnel lens based on the aspheric lens, noise was not generated in the aspheric lens.

これは、フレネルレンズを作成する際、近軸理論を適用してフレネルレンズ設計がされるため、通常レンズとは異なる集光性能となり、非球面フレネルレンズでは、ヘッドライトから発せられた近軸の光線に対する屈折力が足りなくなり、スクリーン上部にノイズが発生するのだと考えられる。   This is because the Fresnel lens design is applied by applying the paraxial theory when creating the Fresnel lens, and the light collection performance becomes different from that of the normal lens, and in the aspheric Fresnel lens, the paraxial light emitted from the headlight It is considered that the refractive power to light rays is insufficient and noise is generated at the top of the screen.

本発明の実施例2においては、更に、ノイズ(迷光)を除去することができるので、測定点や測定ゾーンの正確な評価ができるようになる。   In the second embodiment of the present invention, noise (stray light) can be further removed, so that accurate evaluation of measurement points and measurement zones can be performed.

なお、実施例1、実施例2における照度解析において、波長依存性も調べたところ、可視光線領域の光源であれば、波長依存性がないことが分かった。従って、本発明においては、光源として、ハロゲンランプ以外に、LEDランプなどを使用する車両にも適用することができる。   In the illuminance analysis in Example 1 and Example 2, when the wavelength dependency was also examined, it was found that there is no wavelength dependency in the case of a light source in the visible light region. Therefore, the present invention can be applied to a vehicle using an LED lamp or the like as a light source in addition to the halogen lamp.

本発明のヘッドライトの測定装置は、乗用車その他の自動車の製造工程又は車検整備を行う車両整備工場棟で有用である。   The measurement apparatus of the headlight of the present invention is useful in a building of a vehicle maintenance factory which carries out a manufacturing process or inspection and maintenance of a passenger car and other vehicles.

1 測定装置
2 台車
3 支柱
4 筐体
5 表示装置
6 演算記憶処理装置
7 フレネルレンズ
8 配光スクリーン
9 撮像カメラ
10 球面形状レンズ
10a レンズ内部
10b レンズ表面
11 光源形状
11a 下部分
11b 上部分
12 非球面レンズ
12a 表面形状
12b 表面形状
13 非球面フレネルレンズ
14 追加レンズ
14a 上半分
14b 下半分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 measurement device 2 carriage 3 post 4 housing 5 display 6 arithmetic memory processing device 7 Fresnel lens 8 light distribution screen 9 imaging camera 10 spherical lens 10 a lens inner 10 b lens surface 11 light source shape 11 a lower portion 11 b upper portion 12 aspheric Lens 12a Surface shape 12b Surface shape 13 Aspheric Fresnel lens 14 Additional lens 14a Upper half 14b Lower half

Claims (9)

被測定車両のヘッドライト光を集光するフレネルレンズと、
該フレネルレンズから収束した配光を受像する配光スクリーンと、
該受像した配光を検出するカメラと、
該カメラが検出した配光を表示する表示装置とよりなり、
前記フレネルレンズは、球面収差を修正した非球面レンズに基づき形成されることを特徴とする車両用ヘッドライトの測定装置。
A Fresnel lens for condensing headlight light of the vehicle to be measured;
A light distribution screen for receiving a light distribution converged from the Fresnel lens;
A camera for detecting the received light distribution;
And a display device for displaying the light distribution detected by the camera,
The measurement apparatus for a headlight of a vehicle, wherein the Fresnel lens is formed based on an aspheric lens whose spherical aberration is corrected.
前記球面収差を修正した非球面レンズの表面形状は、非球面式に基づいて形成されることを特徴とする請求項1記載の車両用ヘッドライトの測定装置。   The vehicle headlight measurement device according to claim 1, wherein the surface shape of the aspheric lens whose spherical aberration has been corrected is formed based on an aspheric formula. 前記非球面式は、数(1)であることを特徴とする請求項2記載の車両用ヘッドライトの測定装置。
前記数(1)において、Z(s)は、サグ量、sは、光軸からの距離、Cは、曲率、kは、コーニック定数、A4、6、8・・・は、非球面係数を示す。
The apparatus for measuring a headlight of a vehicle according to claim 2, wherein the aspheric formula is a number (1).
In the above number (1), Z (s) is a sag amount, s is a distance from the optical axis, C is a curvature, k is a conic constant, A 4 , 6 , 8, ... is an aspheric coefficient Indicates
前記数(1)において、所望の次数以上の非球面係数を0とすることを特徴とする請求項3に記載の車両用ヘッドライトの測定装置。   4. The apparatus for measuring a headlight of a vehicle according to claim 3, wherein the aspheric coefficient of a desired order or more is set to 0 in the number (1). 前記非球面式は、数(2)であることを特徴とする請求項2記載の車両用ヘッドライトの測定装置。
前記数(2)において、Z(s)は、サグ量、sは、光軸からの距離、Cは、曲率、kは、コーニック定数を示す。
The apparatus for measuring a headlight of a vehicle according to claim 2, wherein the aspheric formula is a number (2).
In the above number (2), Z (s) is a sag amount, s is a distance from the optical axis, C is a curvature, and k is a conic constant.
前記非球面式は、数(3)であることを特徴とする請求項2記載の車両用ヘッドライトの測定装置。
前記数(3)において、Z(s)は、サグ量、sは、光軸からの距離、Cは、曲率、kは、コーニック定数、Aは、非球面係数を示す。
The apparatus for measuring a headlight of a vehicle according to claim 2, wherein the aspheric formula is the number (3).
In the above number (3), Z (s) is a sag amount, s is a distance from the optical axis, C is a curvature, k is a conic constant, and A 4 is an aspheric coefficient.
前記フレネルレンズの後方に、前記フレネルレンズの上部で集光された光を、更に、光軸側に屈折させるための追加レンズを設けたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1に記載の車両用ヘッドライトの測定装置。   The additional lens for refracting the light condensed by the upper part of the said Fresnel lens to the optical axis side was provided behind the said Fresnel lens in any one of the Claims 1 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. Vehicle headlight measuring device according to claim 1. 前記追加レンズは、上部分が、球面収差を修正した非球面レンズに基づき形成された非球面フレネルレンズの光軸よりも上部分の形状に形成され、下部分は、光線を通過させるだけの屈折機能を持たない形状に形成されたレンズであることを特徴とする請求項7に記載の車両用ヘッドライトの測定装置。   In the additional lens, the upper part is formed in the shape of the upper part of the optical axis of the aspheric Fresnel lens formed based on the spherical aberration corrected aspheric lens, and the lower part is refracted so as to pass the light beam. The vehicle headlight measuring device according to claim 7, wherein the lens is a lens formed in a shape having no function. 前記追加レンズは、球面収差を修正した非球面レンズに基づき形成された非球面フレネルレンズの光軸よりも上部分の形状に形成されたレンズであることを特徴とする請求項7に記載の車両用ヘッドライトの測定装置。   8. The vehicle according to claim 7, wherein the additional lens is a lens formed in a shape of a portion above the optical axis of an aspheric Fresnel lens formed based on an aspheric lens whose spherical aberration is corrected. Measuring device for headlights.
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US4632545A (en) * 1984-02-17 1986-12-30 Rudi Schael Device for testing the beam-setting of motor vehicle headlights
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