JP4494342B2

JP4494342B2 - 配光パターン中心の検出方法

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Publication number: JP4494342B2
Application number: JP2006009527A
Authority: JP
Inventors: 正夫大川
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-01-18
Filing date: 2006-01-18
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2026-01-18
Also published as: JP2007190986A

Description

本発明は車両の前照灯の配光パターンをテストする方法に関し、特に配光パターンの基準となる配光パターンの中心を検出する方法に関するものである。

自動車の前照灯（ヘッドランプ）として、対向車を眩惑することがないように光軸を下方に向けた所要の配光パターンを有するロービームランプがある。このロービームランプの光軸が所定の方向に向けられ、かつ所定の配光パターンを満たしているか否かをテストする、いわゆるエイミングテストを行う際には配光パターンの中心を検出する必要がある。すなわち、日本のような左側通行におけるロービームパターンは配光パターンの右側領域は水平なカットラインを有し、左側領域には左上方に傾斜したカットラインを有しており、これら水平カットラインと斜めカットラインとの交点をエルボポイントと称して配光パターンの中心としている。そして、ヘッドライトテストを行うヘッドライトテスト装置では、このエルボポイントが所定の範囲内に存在しているか否かを検出することで、ロービームランプの光軸が規定の方向に向けられているか否かのエイミングテストを行っている。

このようなエイミングテストにおいてエルボポイントを検出するには、先ずヘッドランプに対してヘッドライトテスト装置を正対位置させる。ここでヘッドライトテスト装置の「正対位置」とは、ヘッドランプのランプ中心として定義した位置と、ヘッドライトテスト装置の中心として定義した位置とを同一軸上に対向位置させることである。なお、ランプ中心は必ずしも配光パターン中心（エルボポイント）とは一致しない。従来の単一の白熱バルブや放電バルブを用いたロービームランプでは、ヘッドランプの光軸、例えばバルブをそのままランプの中心として定義することができるので、ヘッドライトテスト装置においてヘッドランプの発光領域をＣＣＤカメラ等で撮像し、撮像した発光領域からその中心を導出し、導出した中心を撮像画面の中心に位置合わせすることによりヘッドライトテスト装置をヘッドランプに正対位置させることが可能である。一方、近年、半導体発光素子を光源とする光源ユニットを用いた前照灯が提案されており、この種の前照灯では個々の光源ユニットの光量が少ないため、複数の光源ユニットを組み合わせて所要の光量を得るとともに、各光源ユニットの照射領域を相違させてこれらを組み合わせることで所要の配光パターンを得ている。例えば、特許文献１では複数の光源ユニットを用いてロービームランプを構成しており、このロービームランプでは、カットラインを形成するための光源ユニットと、ホットゾーンを形成するための光源ユニットと、それ以外の拡散領域を形成するための光源ユニットとで構成している。このような複数の光源ユニットで構成されるヘッドランプでは、ヘッドライトテスト装置において受光する明るいパターンが複数箇所に存在するため、ヘッドランプのランプ中心を一義的に検出することが不可能である。このようなヘッドランプでは、例えば、ヘッドランプの前面にランプ中心を表示するマークを設けておき、ヘッドライトテスト装置において当該マークを検出し、当該マークに対してヘッドライトテスト装置を対向位置させることで正対位置させることが可能になる。

いずれにしてもヘッドライトテスト装置をヘッドランプに正対させた上で、ヘッドランプから出射された光をヘッドライトテスト装置で受光し、その明るさの相違から明るい領域となる配光パターン、この場合にはロービームパターンを認識し、認識したロービームパターンの水平カットラインと斜めカットラインを検出する。そして、これら水平カットラインと斜めカットラインの交点を求め、その交点をエルボポイントとして認識する。しかる上で、ヘッドライトテスト装置では、前述のように、認識したエルボポイントが所定の範囲内に存在しているか否かを検出することで、当該ロービームランプの光軸が規定の方向に向けられているか否かのエイミングテストを行なっている。

このようなエルボポイントを認識する手法として、例えば、特許文献２の技術が有効である。特許文献２は、ヘッドランプの配光パターンを受光手段によって受光し、その受光した照度に基づいてエルボポイントを演算して求める技術であり、水平カットラインを含む一部領域で得られた照度から水平カットラインの座標軸上の近似線を演算し、また斜めカットラインを含む一部領域で得られた照度から斜めカットラインの座標軸上の近似線を演算し、これら水平カットラインと斜めカットラインの交点をエルボポイントとして検出する技術である。これにより、複数の光源ユニットで構成されるヘッドランプにおけるエルボポイントの検出が可能になり、ヘッドランプのテストが可能になる。
特開２００４−９５４８１号公報特開２０００−１４６７６１号公報

特許文献２の技術では、水平カットラインと斜めカットラインの各近似線を求める演算においては、各カットラインを含む領域内の複数の箇所での照度に基づいて演算を行うために演算が複雑であり、演算を行うためのコンピュータソフトが複雑になる。特に、ヘッドランプの種類によって斜めカットラインの傾斜角度が相違する場合や、配光パターンにおける照度分布が相違する場合等においては、これら傾斜角度や照度分布の相違を考慮してそれぞれに適した演算式のソフトを設計しなければならずソフトが複雑になるとともに、ソフトの設計も煩雑なものになる。また、演算工程数が多いため演算時間が長くなり、エルボポイントの検出に時間がかかる。さらに、水平カットラインと斜めカットラインの近似線はあくまでも近似値であるため、これらカットラインの交点であるエルボポイントの検出精度も低くならざるを得ず、配光パターンのテスト精度の向上には限界がある。

本発明の目的は、簡易かつ迅速に配光パターン中心（エルボポイント）を検出し、エイミングテストを高精度に行うことを可能にした配光パターン中心の検出方法を提供するものである。

本発明は、配光パターンの中心を通りほぼ水平方向に延びる水平カットラインと、当該中心を通り水平方向に対して所要の角度で水平カットラインとは反対方向に延びる斜めカットラインとを有する配光パターンの中心を検出する検出方法であって、第１の検出方法として、配光パターンの鉛直方向の光度の違いに基づいて水平カットラインを検出する工程と、検出した水平カットラインに沿って水平方向に隣接した２つのゾーンを水平移動させながら各ゾーンの光量を検出し、当該２つのゾーンの光量の差の変化率が変化した場所における当該２つのゾーンの境界の前記水平カットライン上の水平方向の位置を前記配光パターンの中心として検出することを特徴とする。

また、本発明の第２の検出方法として、垂直方向に隣接した２つのゾーンを垂直移動させながら各ゾーンの光量を検出し、当該垂直方向に隣接する２つのゾーンの光量差が最大となるときの当該垂直方向に隣接する２つのゾーンの境界位置から水平カットラインを検出し、検出した水平カットラインに沿って水平方向に隣接した２つのゾーンを水平移動させながら当該水平方向に隣接する２つのゾーンの光量を検出し、当該水平方向に隣接する２つのゾーンの光量の差の変化率が変化した場所における当該水平方向に隣接する２つのゾーンの境界の前記水平カットライン上の水平方向の位置を配光パターンの中心として検出することを特徴とする。

本発明においては、配光パターンを２次元撮像手段により撮像し、当該撮像手段の撮像画面上において配光パターンの中心の検出を行う構成とする。また、本発明において、ゾーンは一対の鉛直線と水平線で囲まれるほぼ同じ矩形のゾーンとして構成され、水平方向に隣接する２つのゾーンは中間の鉛直線を共通とする。

本発明によれば、配光パターン上での鉛直方向の光度の違いにより水平カットラインを求めた後に、水平方向に並ぶ２つのゾーンの光量が所定の関係となる水平方向の位置を求めれば、水平カットライン上の当該水平方向の位置をエルボポイントとして検出することができる。あるいは、配光パターン上での３つのゾーンの光量が所定の関係となる鉛直方向の位置と水平方向の位置を求めれば、水平カットラインとその上のエルボポイントを検出することができる。そのため、特許文献２のような複雑な演算は不要であり、演算を行うためのコンピュータソフトが簡略なものでよく、またソフトの設計も容易にできる。また、水平及び斜めのカットラインを近似線として求めていないため、エルボポイントを高精度に検出でき、これに続くヘッドランプの光軸位置（エイミング）のテストを高精度に行うことができる。

次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明の検出方法でエルボポイントを検出しようとするヘッドランプＨＬ、ここでは自動車の前部右側に配設する右側のヘッドランプＲＨＬの概略構成を示す斜視図である。ランプボディ１１と、このランプボディ１１の前面開口に取着された透明カバー１２とで構成される灯室１３内にハイビームランプＨＢＬとロービームランプＬＢＬが構成されている。ハイビームランプＨＢＬはここでは放電バルブを光源とする単一のプロジェクタ型ランプで構成されており、この放電バルブを光源としたプロジェクタ型ランプは既に広く知られている。ロービームランプＬＢＬは複数個、ここではそれぞれ半導体発光素子を光源とする４個の光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４を配列した多光源型ランプとして構成されている。前記４つの光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４は、３つのプロジェクタ型光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ３と、１つの拡散型光源ユニットＬＵ４とで構成され、前記灯室１３内の上段に３つのプロジェクタ型光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ３が水平方向に並んで配設され、その下段に拡散型光源ユニットＬＵ４が配設されている。また、前記透明カバー１２の一部には当該ロービームランプＬＢＬのランプ中心を表示するためのランプマーク１２ａが設けられている。

前記各光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４の詳細な説明は省略するが、前記２つのプロジェクタ型光源ユニットＬＵ１，ＬＵ２の各配光パターンはそれぞれ図２（ａ），（ｂ）の配光パターンＰ１，Ｐ２に示すように、光軸の右側領域に水平カットラインＨＣを有し、左側領域に左上方に傾斜した斜めカットラインＤＣを有する配光パターンである。前記プロジェクタ型光源ユニットＬＵ３と前記拡散型光源ユニットＬＵ４は図２（ｃ），（ｄ）の配光パターンＰ３，Ｐ４に示すように水平線Ｈよりも下方の領域に左右に広げられた水平カットラインＨＣのみを有する配光パターンである。そして、これら４つの光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４を同時に発光させることで、各光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４から出射される光は重合され、各配光パターンＰ１〜Ｐ４によって図２（ｅ）に示すようなロービームパターンＬＢＰが形成される。このロービームパターンＬＢＰでは、水平線Ｈと鉛直線Ｖが交差する光軸点ＨＶを含むその近傍において前記水平カットラインＨＣと斜めカットラインＤＣとが交差し、この交差点が配光パターン中心となり、いわゆるエルボポイントＥＰとなる。

このようなヘッドランプＨＬのロービームパターンのエルボポイントＥＰを検出し、かつ検出したエルボポイントＥＰを基準として当該ヘッドランプＨＬの光軸位置の適否を検査するエイミングテスト機能を有するヘッドライトテスト装置ＨＬＴＳＴを図３の概念図を参照して説明する。検査されるヘッドランプＨＬを装着した自動車ＣＡＲをヘッドライトテスト装置ＨＬＴＳＴの所定位置に停車させる。ヘッドライトテスト装置ＨＬＴＳＴは、自動車の前後方向に対して垂直な水平方向に延長されて両端が支柱によって支持されたＸバー１０１を備えており、このＸバー１０１には鉛直方向（上下方向）に延長されたＹバー１０２がＸ駆動機構１０３を介して懸架され、Ｘバー１０１に沿って水平方向に移動可能とされている。また、Ｙバー１０３にはＣＣＤ撮像装置等の撮像装置１１０がＹ駆動機構１０４を介して支持されており、Ｙバー１０３に沿って上下に移動可能とされている。これらＸ駆動機構１０３とＹ駆動機構１０４はそれぞれモータ等を駆動源としてコントローラ１２０に電気接続され、当該コントローラ１２０でのサーボ制御によってＸ方向、Ｙ方向に移動され、図４（ｂ）に示すように、撮像装置１１０を配光パターン（ロービームパターンＬＢＰ）に対して上下、左右位置に任意に移動制御することが可能とされている。なお、撮像装置１１０の背後には実際にヘッドランプＨＬから出射した光を投射して目視によって配光パターンを認識することが可能なスクリーンＳＣが配設されているが、これは無くてもよい。

前記撮像装置１１０は、ヘッドランプＨＬから照射される光を受光可能な矩形をした受光窓１１１と、この受光窓１１１の背後に配設されたＣＣＤ撮像素子等の撮像素子を内蔵した撮像カメラ１１２とを備えている。受光窓１１１を通して受光したヘッドランプＨＬの光を撮像カメラ１１２で撮像し、撮像カメラ１１２の撮像素子で得られる撮像信号を前記コントローラ１２０に付設している信号処理部１３０に出力する。図４（ａ）は撮像装置１１０に設けられた撮像カメラ１１２の撮像画面１１３、すなわち撮像素子の受光面を模式的に示す図であり、多数の画素１１４がマトリクス配置され、各画素１１４は撮像した配光パターンの明るさに応じた電気信号を出力信号として出力する。また、この撮像画面１１３では後述するように所定の画素を特定することで当該特定した範囲の光度や光量を検出することができるように構成されている。また、信号処理部１３０は後述するようにコントローラ１２０により撮像装置１１０をフィードバック制御により移動させながら撮像信号を所定のアルゴリズムで信号処理してヘッドランプＨＬの配光パターンのエルボポイントＥＰを検出する。また、信号処理部１３０は検出したエルボポイントＥＰが所定の許容範囲内に位置しているか否かを判定し、ヘッドランプＨＰの光軸方向、すなわちエイミング位置の適否をテストすることが可能である。

ここで、前記撮像画面１１３には、図４（ａ）に示したように、検出画素ＶＰと左右のゾーンＺＬ，ＺＲが設定されている。検出画素ＶＰは図５に一部を拡大図示するように撮像画面１１３の中央水平線Ｈｘと中央鉛直線Ｖｘが交差する撮像画面の中心Ｏｘに対して右に3.43°の角度相当箇所に位置する画素であり、鉛直基準位置となる。すなわち、ロービームパターンＬＢＰでは、図２（ｅ）に示したように、配光特性の基準となる水平線Ｈと鉛直線Ｖが交わる光軸点ＨＶから右に3.43°、上に0.57°の位置に眩惑位置ＧＰが定義されており、この眩惑位置ＧＰにおいて対向車を眩惑することがない光度となるように規定されている。前記検出画素ＶＰはこの眩惑位置ＧＰと水平線Ｈに対し点対称となる位置に相当するものであり、ロービームパターンＬＢＰの水平カットラインＨＣ上に位置されたときに、この検出画素ＶＰでの光度はほぼ3000ｃｄ（カンデラ）となることが知られている。そして、前記右ゾーンＺＲは撮像画面の中心Ｏｘと検出画素ＶＰの上方0.57°の点を対角とする矩形の領域であり、左ゾーンＺＬは鉛直線Ｖｘに対し右ゾーンＺＲと対称な矩形の領域である。換言すれば、右ゾーンＺＲは水平方向に3.43°、水平線Ｈｘの上方向に0.57°の角度範囲であり、左ゾーンＺＬは中心Ｏｘを通る鉛直線Ｖｘに対して右ゾーンＺＲと線対称をした同じ矩形のゾーンである。

このヘッドライトテスト装置ＨＬＴＳＴを用いてヘッドランプＨＬの光軸位置の検査を行う方法を説明する。図７はテスト方法のフローチャートであり、図３に示したように、撮像装置１１０に対向する位置に自動車ＣＡＲを停車させる。そして、ヘッドライトテスト装置ＨＬＴＳＴはヘッドランプＨＬに設けられたランプマーク１２ａを検出し、ヘッドライトテスト装置の撮像画面１１３の中心Ｏｘがほぼランプマーク１２ａとほぼ同軸となる正対位置に撮像装置１１０を移動させる（Ｓ１００）。このときには、ヘッドランプテスト装置ＨＬＴＳＴは、例えばヘッドランプＨＬに対してレーザ光を照射し、ランプマーク１２ａからの反射光を検出し、この反射光が撮像画面１１３の中心Ｏｘに一致、ないしほぼ一致するようにコントローラ１２０によりＸ駆動機構１０３とＹ駆動機構１０４を制御し、撮像装置１１０を水平方向及び鉛直方向に移動して行う。

正対位置が完了すると、ヘッドランプＨＬを点灯する。そして、ヘッドランプＨＬから出射された光を撮像装置１１０の受光窓１１１を通して撮像カメラ１１２で撮像する。撮像カメラ１１２で撮像して得られる撮像信号は撮像画面１１３を構成している複数の画素１１４からそれぞれロービームパターンＬＢＰの光度に対応した信号レベルの信号として出力される。信号処理部１３０はこの信号レベルを各画素１１４について読み出す（Ｓ１０１）。しかる上で先ず、ロービームパターンＬＢＰの水平カットラインＨＣを検出する。この検出では、前記検出画素ＶＰの信号レベルが所定の信号レベルとなるようにコントローラ１２０によりＹ駆動機構１０４を制御して撮像装置１１０を鉛直方向に移動する（Ｓ１０２）。すなわち、信号処理部１３０は、検出画素ＶＰの信号レベルを監視しながら撮像装置１１０を鉛直方向に移動させ、検出画素ＶＰを上方から下方に向けて移動したときに、当該検出画素ＶＰの光度が低い光度から3000ｃｄに達した時点を検出し（Ｓ１０３）、その位置に撮像装置１１０を停止させる。これにより、図５に示したように、検出画素ＶＰがロービームパターンＬＢＰの水平カットラインＨＣ上に位置される。換言すれば撮像画面１１３の中心Ｏｘが水平カットラインＨＣ上に位置された状態に撮像装置１１０がヘッドランプＨＬに対向位置される（Ｓ１０４）。なお、検出画素ＶＰがエルボポイントＥＰよりも図の左側領域において鉛直方向に移動されると斜めカットラインＤＣを検出してしまうおそれがあるが、ステップＳ１００の正対位置の設定において撮像画面１１３の中心ＯｘをヘッドランプＨＬのランプ中心（ランプマーク１２ａ）にほぼ一致させているので、このような問題が生じることは殆どない。

次いで、信号処理部１３０ではエルボポイントＥＰを検出すべく、撮像画面１１３の各画素の信号レベルを予め設定した所定のしきい値と比較して２値化する（Ｓ１０５）。この２値化は各画素１１３の受光レベルを「明」と「暗」のいずれかに分類することを示している。これにより、図５のように配光パターンを画素単位で２値化した画像を得る。同図において点描領域が「明」の領域を示している。次いで、２値化した画像に対し、予め設定した左ゾーンＺＬと右ゾーンＺＲの２つのゾーンのそれぞれにおいて、各ゾーンの光量を検出する。ここでは各ゾーン内の「明」の画素数、すなわち面積を検出する。

そして、コントローラ１２０でＸ駆動機構１０３を制御して撮像装置１１０を水平方向に移動させることにより左ゾーンＺＬと右ゾーンＺＲを水平方向に移動させ、各ゾーンの光量を検出するとともに両ゾーンの光量差を求める（Ｓ１０６）。
（光量差）＝（左ゾーンの光量）−（右ゾーンの光量）＝ＺＬ−ＺＲ
撮像装置１１０を図５の左から右に水平移動させると、図６に示すように、両ゾーンは最初は斜めカットラインＤＣよりも下側の明るい領域にあるが、右方向への移動によって右ゾーンＺＲが斜めカットラインＤＣの上側の暗い領域に移動され、光量差が生じるようになり、移動に伴って徐々に増大する。右ゾーンＺＲがエルボポイントＥＰを越えたときから光量差が最大になり、左ゾーンＺＬがエルボポイントＥＰに達した後は左ゾーンＺＬも斜めカットラインＤＣを越えるため光量差は減少して行く。これから、光量差が最大から減少に移行する時点で左ゾーンＺＬと右ゾーンＺＲの境界となる中央鉛直線ＶｘがエルボポイントＥＰ上に位置することが判る。したがって、この光量差の最大値が減少に移行する水平位置に撮像画面１１３の中心Ｏｘが位置するように撮像装置１１０をフィードバック制御することで（Ｓ１０７）、撮像画面１１３の中心がロービームパターンＬＢＰの中央鉛直線Ｖ上に位置され、これにより、ロービームパターンＬＢＰの中心である水平カットラインＨＣと斜めカットラインＤＣの交点、すなわちエルボポイントＥＰを検出し、撮像画面１１３の中心をエルボポイントＥＰと一致する位置に設定することができる（Ｓ１０８）。なお、撮像装置１１０を右から左に水平移動させたときには光量差が増加して行って一定の光量差になる時点でエルボポイントＥＰ上に位置することが判る。

しかる後、信号処理部１３０ではヘッドランプＨＬの光軸が正しく調整されているか否かのエイミングテストを行う。これは、コントローラ１２０がＸ駆動機構１０３とＹ駆動機構１０４とを制御したときの制御値からエルボポイントＥＰの位置を検出するとともに、ヘッドランプＨＬに対して撮像装置１１０を正対位置させたときの制御値からヘッドランプＨＬに設定されているエルボボイントの許容範囲が認識でき、これらから検出したエルボポイントＥＰがエルボポイントの許容範囲にあるか否かを判定する（Ｓ１０９）。許容範囲にあればヘッドランプＨＬの光軸は正しく調整されていることになる。このように、実施例１では、撮像したヘッドランプＨＬのロービームパターンＬＢＰの光度から水平カットラインＨＣの鉛直位置を求めた上で、撮像装置１１０に設定した左ゾーンＺＬと右ゾーンＺＲの２つのゾーンの光量差を求めることで水平カットラインＨＣと斜めカットラインＤＣが交差するエルボポイントＥＰを求めることができるので、特許文献２のような複雑な演算を行う必要はない。そのため、演算を行うためのコンピュータソフトが簡略なものでよく、またソフトの設計も容易にできる。また、エルボポイントＥＰの検出をフィードバック制御で得ることができるとともに、カットラインを近似線として求める必要もないため、エルボポイントを高精度に検出でき、これに続く配光パターンのテストを高精度に行うことができる。また、実施例１では斜めカットラインの角度が相違する配光パターンの場合でも、２つのゾーンの光量差は同じ傾向を有する特性となるため、配光パターンが異なるヘッドランプに対しても同一のソフトでの処理が可能であり、異なる種類のヘッドランプに対応してそれぞれ個別のソフトを用意する必要もない。

ここで、実施例１では撮像画面上の１つの位置での光度に基づいて水平カットラインを検出しているが、撮像画面上に鉛直方向に並ぶ３つの位置を特定し、中間位置の光度が上下の各位置の光度の中間値となる位置を水平カットラインの位置として検出するようにしてもよい。すなわち、撮像画面の中心を通る水平線上の１つの画素を中央の画素として特定し、これを上下に挟むそれぞれ１つの画素を特定する。撮像装置を例えば上から下に移動させると、最初に下側の画素が水平カットラインに近づくにしたがって光度が増加して行き、次に中央の画素が水平カットラインに近づくにしたがって光度が増加して行く。この間、上側の画素は光度は殆ど増加しない。そして、中央の画素が水平カットラインに到達した時点では、当該中央の画素の光度は上下の画素の各光度の中間光度になるので、この時点で中央の画素が水平カットラインに位置されたとして検出すればよい。

前記実施例１では、コントローラ１２０により撮像装置１１０を鉛直方向、水平方向に移動させながらヘッドランプＨＬのロービームパターンＬＢＰの中心（エルボポイントＥＰ）を検出し、ヘッドライトテストを行っている。そのため実施例１では撮像装置１１０を移動させるための制御と時間が必要であり、エルボポイントＥＰを検出する時間を短縮する上では改善の余地がある。そこで、実施例２ではエルボポイントＥＰの検出時間を短縮するようにしている。

この実施例２では、先ず、ヘッドライトテスト装置ＨＬＴＳＴのＸ駆動機構１０３とＹ駆動機構１０４を制御して撮像装置１１０を基準となる位置、例えば、実施例１と同様にヘッドランプＨＬの正対位置に設定する。この状態で撮像装置１１０でヘッドランプＨＬから照射された光を撮像し、ロービームパターンＬＢＰを撮像する。また、撮像装置１１０の撮像画面１１３上には、図８に示すように、左ゾーンＺＬ、右ゾーンＺＲ、下ゾーンＺＤの３つのゾーンを定義しておく。左ゾーンＺＬと右ゾーンＺＲは実施例１と同じ構成である。また、下ゾーンＺＤは右ゾーンＺＲの下側領域に右ゾーンＺＲと同一の矩形のゾーンとして定義したものである。そして、実施例１と同様に撮像画面１１３に撮像したロービームパターンＬＢＰの信号レベルを２値化処理した上で、各ゾーンのそれぞれについて各ゾーンの光量、すなわち各ゾーン内での明るい面積を検出し、各ゾーンの光量差を演算する。
（鉛直光量差）＝（下ゾーン光量）−（右ゾーン光量）＝ＺＤ−ＺＲ
（水平光量差）＝（左ゾーン光量）−（右ゾーン光量）＝ＺＬ−ＺＲ
これらの光量差は、ソフト処理によって前記３つのゾーンＺＬ，ＺＲ，ＺＤを一括して一体的に撮像画面１１３上において１画素単位、あるいは数画素単位で鉛直方向及び水平方向にそれぞれ電子的に走査しながらその都度求める。この場合、処理の迅速化を図るために、前工程での正対位置の設定によってエルボポイントＥＰが撮像画面１１３のほぼ中央の領域に位置される確率が高いという経験則に基づき、撮像画面１１３上のほぼ中央の領域において３つのゾーンＺＬ，ＺＲ，ＺＤを一体的に鉛直方向に移動し、移動した各鉛直位置において水平方向に画素単位で移動させながら求めるようにしてもよい。そして、鉛直方向には下から上に向けて移動し、水平方向には左から右に向けて移動して得られた（鉛直光量差）と（水平光量差）はそれぞれ図９（ａ），（ｂ）のような特性となる。図９（ａ）の鉛直光量差Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３は３つのゾーンＺＬ，ＺＲ，ＺＤの中心Ｏｙを図８のＨ１線、Ｈ２線、Ｈ３線に沿って下から上に移動した場合の特性である。また、図９（ｂ）の水平光量差Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は同じく３つのゾーンＺＬ，ＺＲ，ＺＤの中心Ｏｙを図８のＶ１線、Ｖ２線、Ｖ３線に沿って左から右に移動した場合の特性である。

図９（ａ）から、鉛直方向については鉛直光量差が最大の値が得られるときの中心Ｏｙの鉛直方向の位置、ここではＨ１線に沿って上方に移動したときの最大鉛直光量差の位置を検出すると、当該中心Ｏｙの位置がロービームパターンＬＢＰの水平カットラインＨＣの鉛直方向の位置として検出できる。また、図９（ｂ）から、水平方向については、水平光量差が最大値で、しかももっとも右側寄りの位置、ここではＶ２線に沿って右方向に移動したときの水平光量差が最大値から減少し始める位置を検出すると、中心Ｏｙの位置がエルボポイントＥＰが存在する水平方向の位置として検出できる。すなわち、撮像装置１１０の撮像画面１１３上において水平カットラインＨＣの鉛直方向の位置と、エルボポイントＥＰの水平方向の位置を検出することができ、これらの交点から撮像画面１１３上でのエルボポイントＥＰの位置を検出できる。そして、信号処理部１３０では検出した撮像画面１１３上のエルボポイントＥＰの位置と、当該撮影画面１１３のヘッドライトテスト装置ＨＬＴＳＴにおける正対位置との関係から、ヘッドライトテスト装置ＨＬＴＳＴにおけるエルボポイントＥＰの位置を演算する。そして、これから検出したエルボポイントＥＰが撮像画面１１３の中心Ｏｘに対してずれている位置を演算し、このエルボポイントＥＰが所要の許容範囲に存在しているか否かを判定する。許容範囲にあればヘッドランプＨＬの光軸は正しく調整されていることになる。

実施例２では、撮像装置１１０の撮像画面１１３上で画素１１４に対して３つのゾーンＺＬ，ＺＲ，ＺＤを電子的に走査してエルボポイントＥＰを検出することができるので、撮像装置１１０をヘッドランプＨＬに対して正対位置に設定した後は、実施例１のように撮像装置１１０を機械的に移動させながらエルボポイントＥＰを検出する必要がなく、エルボポイントＥＰの検出を高速に行うことができる。特に、水平カットラインＨＣ及びエルボポイントＥＰをほとんど同時に検出できるので検出時間を実施例１よりも短縮できる。さらに、水平カットラインＨＣやエルボポイントＥＰの検出に際しては、３つのゾーンＺＬ，ＺＲ，ＺＤの光量差を演算するのみでよいため、特許文献２のような複雑な演算は不要であり、ソフトの簡略化及び高精度な検出が可能になる。なお、実施例１においても２つのゾーンＺＲ，ＺＬを電子的に走査してエルボポイントＥＰを検出することができることは言うまでもない。

本発明において、実施例１では、左ゾーンＺＬと右ゾーンＺＲの光量差によりエルボポイントＥＰを検出し、実施例２では下ゾーンＺＤと右ゾーンＺＲ及び左ゾーンＺＬと右ゾーンＺＲの光量差により水平カットラインＨＣとエルボポイントＥＰを検出しているが、各ゾーンの光量の比率に基づいて検出するように構成してもよい。例えば、水平カットラインＨＣは、ゾーンを上から下に移動したときに、（光量比）＝（下ゾーン／右ゾーン）＝ＺＤ／ＺＲが急激に立ち上がって変化した位置とすればよい。また、エルボポイントＥＰは、ゾーンを左から右に移動したときに、（光量比）＝（右ゾーン／左ゾーン）＝ＺＲ／ＺＬが最小になった位置とし、右から左に移動したときには（光量比）＝（左ゾーン／右ゾーン）＝ＺＬ／ＺＲが急激に立ち上がって変化した位置とすればよい。

また、本発明においては、実施例１，２の各ゾーンの光量差や光量比を得ることができるものであれば、撮像装置としてフォトダイオード等の受光センサを用いた構成としてもよい。受光センサをゾーンに対応した面積に構成し、あるいはゾーン内に複数個の受光センサを配置し、各受光センサの受光出力に基づいて光量差や光量比を得るようにすればよい。この場合には、受光センサの前面に乳白色フィルタ等の拡散フィルタを配設することが好ましい。拡散フィルタを配設することで、ゾーンのトータルの光量を得ることができ、実施例１，２のように画素で受光した信号を２値化する処理も不要になり、処理のさらなる簡略化、高速がが可能になる。

また、この拡散フィルタを実施例１，２の撮像装置の撮像カメラの前面に配設することも可能である。特に、図１に示したヘッドランプのように複数の光源ユニットで構成されるヘッドランプの場合には拡散フィルタによって各光源ユニットからの光を拡散して一体化した状態で撮像できるため、特に撮像画面上でのゾーンでの２値化を行う際や光量差を求める際に光源ユニットの光度のバラツキによる影響が緩和され、エルボポイントの検出における誤差を防止する上で有効である。

実施例１では撮像装置を自動で移動させるヘッドライトテスト装置に本発明を適用しているが、実施例２の構成ではエルボポイントを検出する際には撮像装置をフィードバック制御によって移動させる必要がないので、撮像装置を手動で移動させる手動式のヘッドライトテスト装置への適用も可能である。また、この手動のテスト装置の場合には、水平カットラインは目視によって判別が容易であるので、水平カットラインに対する撮像装置の鉛直方向の位置合わせについては目視及び手操作によって行うようにしてもよい。

本発明の検出方法は実施例１の多光源型ヘッドランプでの配光パターン中心の検出にのみ適用できるのではなく、従来の単一光源のヘッドランプについても同様に適用できることは言うまでもない。この単一光源のヘッドランプの場合には、撮像装置で撮像したヘッドランプの配光パターンにおける光度分布等を利用して撮像装置をヘッドランプに対して正対位置させることも可能である。

実施例１のヘッドランプの外観斜視図である。ヘッドランプのロービームパターンを示す図である。ヘッドライトテスト装置の概念図である。撮像装置の撮像画面上の検出画素とゾーン及びロービームパターンに対する撮像装置の移動状態を示す図である。エルボポイントを検出する作用を説明するための撮像画面の図である。水平カットラインを検出する際の各ゾーンの光量差の特性図である。ヘッドランプのテスト方法を説明するフローチャートである。実施例２のエルボポイントを検出する作用を説明するための撮像画面の図である。水平カットライン及びエルボポイントを検出する際の各ゾーンの光量差の特性図である。

符号の説明

１１ランプボディ
１２透明カバー
１２ａランプマーク（ランプ中心）
１３灯室
１０１Ｘバー
１０２Ｙバー
１０３Ｘ駆動機構
１０４Ｙ駆動機構
１１０撮像装置
１１１受光窓
１１２撮像カメラ
１１３撮像画面
１１４画素
ＨＬＴＳＴヘッドライトテスト装置
ＨＬヘッドランプ
Ｏｘ撮像画面の中心
ＺＬ左ゾーン
ＺＲ右ゾーン
ＺＤ下ゾーン
Ｏｙゾーン中心
ＨＣ水平カットライン
ＤＣ斜めカットライン
ＥＰエルボポイント（配光パターン中心）

Claims

配光パターンの中心を通りほぼ水平方向に延びる水平カットラインと、前記中心を通り水平方向に対して所要の角度で前記水平カットラインとは反対方向に延びる斜めカットラインとを有する配光パターンの前記中心を検出する検出方法であって、前記配光パターンの鉛直方向の光度の違いに基づいて前記水平カットラインを検出する工程と、検出した水平カットラインに沿って水平方向に隣接した２つのゾーンを水平移動させながら各ゾーンの光量を検出し、当該２つのゾーンの光量の差の変化率が変化した場所における当該２つのゾーンの境界の前記水平カットライン上の水平方向の位置を前記配光パターンの中心として検出することを特徴とする配光パターン中心の検出方法。
配光パターンの中心を通りほぼ水平方向に延びる水平カットラインと、前記中心を通り水平方向に対して所要の角度で前記水平カットラインとは反対方向に延びる斜めカットラインとを有する配光パターンの中心を検出する検出方法であって、垂直方向に隣接した２つのゾーンを垂直移動させながら各ゾーンの光量を検出し、当該垂直方向に隣接する２つのゾーンの光量差が最大となるときの当該垂直方向に隣接する２つのゾーンの境界位置から水平カットラインを検出し、検出した水平カットラインに沿って水平方向に隣接した２つのゾーンを水平移動させながら当該水平方向に隣接する２つのゾーンの光量を検出し、当該水平方向に隣接する２つのゾーンの光量の差の変化率が変化した場所における当該水平方向に隣接する２つのゾーンの境界の前記水平カットライン上の水平方向の位置を配光パターンの中心として検出することを特徴とする配光パターン中心の検出方法。
前記配光パターンを２次元撮像手段により撮像し、前記撮像手段の撮像画面上において前記配光パターンの中心の検出を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の配光パターン中心の検出方法。
前記ゾーンは一対の鉛直線と水平線で囲まれるほぼ同じ矩形のゾーンとして構成され、水平方向に隣接する２つのゾーンは中間の鉛直線が共通であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の配光パターン中心の検出方法。