JP3350510B2 - ヘッドライトテスタ光度測定方法とその装置 - Google Patents

ヘッドライトテスタ光度測定方法とその装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両のヘッドラン
プのビーム照射配光の光度をヘッドライトテスタの受光
部に設けた配光投影スクリーン上に形成された投影画像
を画像形成用ＣＣＤカメラにより撮像し、投影画像上の
任意点の光度を撮像した濃淡画像の画像処理を介して演
算測定するようにした、ヘッドライトテスタ光度測定方
法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両のヘッドライトの走行ビーム配光や
すれ違いビーム配光のビーム照射配光の光度検出には、
ヘッドライトテスタの受光部を使用している。図４に示
すように、前記受光部６０はヘッドライト１０よりの照
射光を集光し受光部の中心光軸を形成する集光用フレネ
ルレンズ１１と、集光照射光の一部を斜め上方へ反射さ
せるハーフミラー６２と、反射させた集光照射光の投影
を受ける配光投影スクリーン６３と、ハーフミラー６２
の背後に設けた正対レンズ６４ａ、光学ミラー６４ｂ、
スコープガラス６４ｃ等よりなる正対手段６４とより構
成してある。前記正対手段６４により正対させた受光部
６０の前記配光投影スクリーン６３上に回動重ね合わせ
可能の構造にした光軸センサ基盤７２を設け、該基盤７
２上に前記ハーフミラー６２により反射させた反射照光
の照射パターンを形成させ、センサ基盤７２に設けてあ
る図５に示すセンサ群７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ
の出力により、走行ビームの光軸にセンサ基盤７２及び
配光投影スクリーン６３の基準軸を整合させ、整合させ
た前記スクリーン６３上に投影された照射配光パターン
の状況を検出できるようにしている。
【０００３】ところで、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すよう
に、前記センサ基盤７２上に投影された投影画像より取
り出した等輝度曲線７３上の光度センサ７４の位置する
点の光度Ｅ１は、該光度センサの校正出力値の最大値と
それが位置する点の階調値（輝度レベル）Ｇ１により計
算でき、また、階調値毎の光度は階調に比例して計算で
きるので、例えば、任意測定点７５の光度値をＥ０と
し、階調値をＧ０とすると、光度値 Ｅ０＝（Ｅ１×Ｇ
０）／Ｇ１ を求めることができる。則ち、任意位置
の光度は一つの光度センサにより、それぞれの持つ階調
値から測定できる。但し、光度センサ１個当たりの精度
保障ができる許容範囲が存在するため、一般に複数個の
光度センサを設け、最高光度の光が照射された部位に接
近して設けられた光度センサを使用し、演算を行なって
いる。前記光度測定方法は、前記等輝度曲線を配光投影
スクリーン上の照射配光の投影画像を画像形成用ＣＣＤ
カメラで撮像し得られた濃淡画像より画像処理を介して
求めるようにしたもので、前記投影画像上のある階調値
を持つ任意点の光度を同じく階調値を持つ等輝度線上に
位置する光電センサの出力値より算出するようにしたも
のである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の光度測定に
は、光度センサによる方法と、前記光度センサと画像処
理を併用して測定する方法が使用されている。光度セン
サのみによる方法では、固定した位置での測定は可能で
あるが、任意位置での測定は不可能である。光度センサ
と画像形成用ＣＣＤカメラを併用した方法では、有限個
数による測定のため、任意位置の光度の精度を保ち測定
するには限界がある。則ち、本来センサが無い位置の光
度を測定するには、近い位置または最も明るい位置の光
度センサの出力と、ＣＣＤカメラが捕らえた画像情報に
よる計算で任意位置の光度を測定するため、アナログセ
ンサである光度センサの誤差と計算誤差が発生し、精度
の高い測定値を得ることは無理な問題がある。
【０００５】また、校正するには複数個のセンサを使用
した場合、その個数分の校正が必要で、光度センサ毎の
特性のバラツキや誤差の発生の恐れが大である。センサ
１個でなく複数のセンサの出力より近似直線若しくは近
似曲線を用いて任意位置の光度を演算する方法もあるが
光度センサの誤差と計算誤差を発生するのは同一であ
り、また、光度センサはアナログセンサのため、劣化の
問題がある。
【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、画像処理方式のヘッドライトテスタにおいて、アナ
ログセンサを利用することなく、経年劣化やノイズ等に
よる精度劣化が防止できるヘッドライトテスタ光度測定
方法とその装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明のヘッド
ライトテスタ光度測定方法は、車両のヘッドランプの照
射配光特性を検査するため、へッドランプから所定の距
離を存してヘッドライトテスタの受光部を正対させ、受
光部に設けた配光投影スクリーン上に投影された投影画
像より照射光度を測定するヘッドライトテスタ光度測定
方法において、前記配光投影スクリーン上に入射した光
量に対応して、可変シャッタ速度の画像形成用ＣＣＤカ
メラを使用して適正な露出の濃淡画像を得て、前記濃淡
画像より等輝度曲線を取出し、得られた等輝度曲線の輝
度レベルの形成に必要な光量を算出するシャッタ速度別
の輝度レベルと光度との関係を示す光度直線を設定し、
撮像時シャッタ速度に基づく光度直線を使用して、前記
投影画像上の任意点の光度を測定できるようにしたこと
を特徴とする。
【０００８】本発明は、ヘッドランプの照射配光特性の
検査のため、ヘッドランプの照射配光を受ける配光投影
スクリーンに形成された投影画像を画像形成用ＣＣＤカ
メラで撮像し、撮像により得られた濃淡画像より、画像
処理を介して各部位の光度を検出を可能にしたものであ
る。ところで、ＣＣＤカメラは前記配光投影スクリーン
上に入射した光量に対応して、適当な露出のもとにシャ
ッタ速度を選択して濃淡画像を得ている。
【０００９】そこで、濃淡画像より画像処理を介して等
輝度曲線を得て、該等輝度曲線上の任意の座標点（前記
投影画像上の任意点に対応）に対し、該座標点が持つ輝
度レベルを対象にして、その輝度レベルを得るためのＣ
ＣＤカメラに入力する光量を検出するようにしたもので
ある。そのため、前記したように前記濃淡画像を得るた
めにＣＣＤカメラの撮像に際して使用されたシャッタ速
度に対し設定した、光度直線を使用して、前記輝度レベ
ルに対応する光度を得るようにしたものである。
【００１０】また、前記請求項１記載の光度直線による
光度演算値は、前記任意点の位置する画角に対応して画
角光度補正テーブルにより光度補正を行なうようにした
ことを特徴とする。
【００１１】上記請求項２記載の発明により、前記請求
項１記載の発明より得られた前記配光投影スクリーン上
に形成された投影画像上の任意点の光度は、中心付近と
周辺部ではカメラからの距離が異なること、レンズ事態
の周辺光量の低下もあるため、シャッタ速度毎に光度の
画角補正テーブルを予め用意し光量補正をするようにし
たものである。
【００１２】また、前記請求項１、請求項２記載の発明
を利用したヘッドライトテスタ光度測定装置は、車両の
ヘッドランプの照射配光特性を検査するため、へッドラ
ンプから所定の距離を存してヘッドライトテスタの受光
部を正対させ、受光部に設けた配光投影スクリーン上に
投影された投影画像を介して照射光度を測定するヘッド
ライトテスタ光度測定装置において、ヘッドランプから
の照射配光を集光するフレネルレンズと、その光軸上に
設けた照射配光を受ける配光投影スクリーンと、該配光
投影スクリーン上の投影像を撮影する画像形成用ＣＣＤ
カメラと、前記ＣＣＤカメラにより得られた濃淡画像よ
り等輝度曲線を取出し、得られた等輝度曲線の輝度レベ
ルの形成に必要な光量を算出するシャッタ速度別の輝度
レベルと光度との関係を示す光度直線を設定し、撮像時
シャッタ速度に基づく光度直線を使用して、前記投影画
像上の任意点に対する光度の演算処理を行なう画像処理
部と、より構成したことを特徴とする。
【００１３】また、前記請求項３記載の画像処理部は、
濃淡画像より等輝度曲線を取り出す画像変換処理や、そ
れぞれのシャッタ速度に対応して設定された前記光度直
線による光度の演算や、画角光度補正テーブルによる光
度補正演算等を含む構成としたことを特徴とする。
【００１４】上記請求項４記載の発明により、請求項３
記載のヘッドライトテスタ光度測定装置の画像処理部
は、ＣＣＤカメラの撮像により得られた濃淡画像よりデ
ィジタル画像、等輝度曲線を得る画像変換処理と、シャ
ッタ速度別の輝度レベルに対する必要光度を示す光度直
線を介しての光度値の演算、シャッタ速度別の画角光量
補正テーブルによる前記演算光度値の補正等の演算等を
する構成にしてある。
【００１５】また、前記請求項３記載の画像形成用ＣＣ
Ｄカメラはシャッタ速度可変の構成としたことを特徴と
する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特
に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１
は本発明のヘッドライトテスタ光度測定装置の概略構成
を示す図で、図２は図１の配光投影スクリーン上に投影
された投影画像よりＣＣＤカメラによる撮像と、画像処
理を介して得られた等輝度曲線図で（Ａ）は走行ビーム
配光の等輝度曲線を示す図であり、（Ｂ）はすれ違いビ
ーム配光の等輝度曲線を示す図である。図３はシャッタ
速度別の光度直線を示し、（Ａ）はシャッタ速度１／１
２０に対する図で、（Ｂ）はシャッタ速度１／２００に
対する図である。
【００１７】図１に示すように、本発明のヘッドライト
テスタ光度測定装置は、集光用フレネルレンズ１１を水
平中央光軸Ｘ上に備えるとともに、図示していない正対
装置を持つ受光部２０と、前記水平中央光軸Ｘ上に設け
た照射配光撮像部１５と、画像処理部２５と、より構成
する。そして、前記受光部２０は、集光用フレネルレン
ズ１１の水平中央光軸Ｘ上の前方に略１ｍの間隔を置い
て位置するヘッドランプ１０の表面平行光１０ａの照射
を受け前記正対装置を介して、左右移動または上下移動
によりヘッドランプ１０に正対させてある。
【００１８】照射配光撮像部１５は、配光投影スクリー
ン１３とシャッタ速度可変の画像形成用ＣＣＤカメラ１
４とより構成してある。前記ヘッドランプ１０より照射
された照射配光は、フレネルレンズ１１を介して集光さ
れ、配光投影スクリーン１３に配光投影画像を形成させ
る。該配光投影画像は前記ＣＣＤカメラ１４により撮像
され濃淡画像を形成する。なお、前記ＣＣＤカメラによ
る撮像においては、ＣＣＤカメラは前記配光投影スクリ
ーン上に入射した光量に対応してレンズの絞りやシャッ
タ速度で決まる露出を掛け適切な濃淡画像を得ている。
則ち、スクリーンに投影された照射配光をＣＣＤカメラ
が取り込み、任意に測定したい位置の光度を、撮像時の
シャッタ速度から光度値を得ることができるわけで、本
発明の光度測定は、前記シャッタ速度可変のＣＣＤカメ
ラを介しての濃淡画像形成過程を利用したものである。
【００１９】前記画像処理部２５は、前記照射配光撮像
部１５で得た濃淡画像より、図２の（Ａ）に示す走行ビ
ーム配光の等輝度曲線と（Ｂ）に示すすれ違いビーム配
光の等輝度曲線を取り出す濃度階調処理部と、取り出し
た等輝度曲線の任意座標位置Ｐ１（前記配光投影画像を
形成するスクリーン上の任意座標位置に対応）を設定
し、その座標位置の持つ輝度レベル形成に必要とする必
要光量を演算する所用光度の演算や、前記任意座標位置
に対応する画角位置に対する画角テーブルによる補正光
度の演算等の演算処理部と、より構成する。
【００２０】前記所用光度の演算には、前記ＣＣＤカメ
ラによる撮像の際、配光投影スクリーン上に入射した光
量に対応して適正な露出を掛けるべく、シャッタ速度を
適切に設定して前記濃淡画像を得ているため、前記輝度
レベルに対応する光度の演算には、最小二乗法で設定し
た例えば図３（Ａ）に示すシャッタ速度１／１２０、
（Ｂ）に示すシャッタ速度１／２００、…の光度直線群
を用意し、当該濃淡画像の形成に使用したシャッタ速度
の光度直線より所用光度を演算する。
【００２１】また、補正光度の演算に使用する画角テー
ブルは、配光投影スクリーン上の投影画像より濃淡画像
を得る場合、スクリーンの中心付近と周辺部ではカメラ
からの距離である画角により差異を生じ、その結果ＣＣ
Ｄカメラで補足されるスクリーン上のそれぞれの位置照
度が変化する。これを補正するために設けたもので、予
め校正された光源により上下ゼロ、左右ゼロから測定位
置までのデータをシャッタ速度毎に測定しテーブルを作
成してある。
【００２２】前記配光投影スクリーン上の画角位置を無
視した場合の任意位置における輝度レベルが例えば１０
０で、シャッタ速度が１／１２０の時の所用光度を
Ｌ０、両角位置の補正光度Ｌ１とすると、所用光度は図
３（Ａ）に示す光度直線より下記演算式により求めるこ
とができる。 Ｌ０＝（１００−ｂ）／ａ 画角位置を配慮した場合の補正光度は画角テーブルを使
用して下記演算式により求めることができる。 Ｌ１＝Ｌ０／画角位置による画角テーブル値
【００２３】
【発明の効果】画像処理方式のヘッドライトテスタにお
いて、シャッタ速度可変の画像形成用ＣＣＤカメラの使
用により、アナグロセンサを利用することなく、ディジ
タル方式で光度測定ができ、経年劣化やノイズ等による
精度劣化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のヘッドライトテスタ光度測定装置の
概略構成を示す図である。
【図２】 図１の配光投影スクリーン上に投影された投
影画像よりＣＣＤカメラの撮像、画像処理を介して得ら
れた等輝度曲線図で（Ａ）は走行ビーム配光の等輝度曲
線を示す図であり、（Ｂ）はすれ違いビーム配光の等輝
度曲線を示す図である。
【図３】 シャッタ速度別の光度直線を示し、（Ａ）は
シャッタ速度１／１２０に対する図で、（Ｂ）はシャッ
タ速度１／２００に対する図である。
【図４】 従来のヘッドライトテスタの光度測定機構の
概略の構成を示す図である。
【図５】 図４のセンサ基盤上に設けたセンサ群による
走行ビーム配光パターンの検出の状況を示す図である。
【図６】 （Ａ）は図４のセンサ基盤上に取り出された
照射配光の等輝度曲線を示し、（Ｂ）は（Ａ）の輝度分
布図である。
【符号の説明】
１０ ヘッドランプ １０ａ 表面平行光 １１ フレネルレンズ １３ 配光投影スクリーン １４ ＣＣＤカメラ １５ 照射配光撮像部 ２５ 画像処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 11/06 G01M 11/00 G01J 1/00 - 1/02 G01J 1/42

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両のヘッドランプの照射配光特性を検
    査するため、へッドランプから所定の距離を存してヘッ
    ドライトテスタの受光部を正対させ、受光部に設けた配
    光投影スクリーン上に投影された投影画像より照射光度
    を測定するヘッドライトテスタ光度測定方法において、 前記配光投影スクリーン上に入射した光量に対応して、
    可変シャッタ速度の画像形成用ＣＣＤカメラを使用して
    適正な露出の濃淡画像を得て、前記濃淡画像 より等輝度曲線を取出し、得られた等輝度
    曲線の輝度レベルの形成に必要な光量を算出するシャッ
    タ速度別の輝度レベルと光度との関係を示す光度直線を
    設定し、撮像時シャッタ速度に基づく光度直線を使用し
    て、前記投影画像上の任意点の光度を測定できるように
    したことを特徴とするヘッドライトテスタ光度測定方
    法。
  2. 【請求項２】 前記光度直線による光度測定値は、前記
    任意点の位置する画角に対応して画角光度補正テーブル
    により光度補正を行なうようにしたことを特徴とする請
    求項１記載のヘッドライトテスタ光度測定方法。
  3. 【請求項３】 車両のヘッドランプの照射配光特性を検
    査するため、へッドランプから所定の距離を存してヘッ
    ドライトテスタの受光部を正対させ、受光部に設けた配
    光投影スクリーン上に投影された投影画像を介して照射
    光度を測定するヘッドライトテスタ光度測定装置におい
    て、 ヘッドランプからの照射配光を集光するフレネルレンズ
    と、その光軸上に設けた照射配光を受ける配光投影スク
    リーンと、該配光投影スクリーン上の投影像を撮影する
    画像形成用ＣＣＤカメラと、 前記ＣＣＤカメラにより得られた濃淡画像より等輝度曲
    線を取出し、得られた等輝度曲線の輝度レベルの形成に
    必要な光量を算出するシャッタ速度別の輝度レベルと光
    度との関係を示す光度直線を設定し、撮像時シャッタ速
    度に基づく光度直線を使用して、投影画像上の任意点に
    対する光度の演算処理を行なう画像処理部と、 より構成したことを特徴とするヘッドライトテスタ光度
    測定装置。
  4. 【請求項４】 前記画像処理部は、前記濃淡画像より等
    輝度曲線を取り出す画像変換処理、それぞれのシャッタ
    速度に対応して設定された前記光度直線による光度の演
    算、及び画角光度補正テーブルによる光度補正演算を行
    うことを特徴とする請求項３記載のヘッドライトテスタ
    光度測定装置。
  5. 【請求項５】 前記画像形成用ＣＣＤカメラはシャッタ
    速度可変の構成としたことを特徴とする請求項３記載の
    ヘッドライトテスタ光度測定装置。
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