JP4863957B2 - 光軸検査方法及び光軸検査装置 - Google Patents

Description

本願発明は、車両用灯具の投射型光源ユニットや投射型光源ユニットを備えた前照灯の光軸が適正か否かを検査する光軸検査方法および光軸検査装置に係り、特に、スクリーンに投影した検査対象である投射型光源ユニットや前照灯の配光パターンを撮像し画像処理によりカットオフラインを求め、合格基準カットオフラインと比較することで光軸の適否を検査する光軸検査方法および検査装置に関する。

下記特許文献１、２には、スクリーンに投影した検査対象であるヘッドライトの配光パターンを撮像し、画像処理装置により前記配光パターンのカットオフラインを求めるとともに、設定した合格基準カットオフラインとともに前記カットオフラインを表示装置に（画像）表示し、両カットオフライン（画像）が一致するか否かで光軸が適正か否かが判り、適正でない場合は、両カットオフライン（画像）が一致するようにヘッドライトの位置を調整する光軸検査方法および装置が開示されている。

また、最近では、特許文献３に示すように、発光素子を光源とする複数の投射型光源ユニット（発光素子，リフレクター，カットオフライン形成用シェードおよび投射レンズ）複数個を並列に一体化した光源ユニット集合体からの光照射によりすれ違いビームを形成するように構成した車両用前照灯が開発されている。この光源ユニット集合体は、ランプブラケット前面側にそれぞれの光軸が平行となるように複数の光源ユニットを組み付け一体化した構造で、各光源ユニットの形成する配光パターンが合成されることで、前照灯のすれ違いビームの配光パターンを形成する。

特開昭５９−２４２３２号公報 特開昭６３−１１３３３９号公報 特開２００５−１６６５８８号公報

前記した特許文献３に示す光源ユニット集合体では、該光源ユニット集合体を構成する各投射型光源ユニットの光軸が全て平行となるように設計（各光源ユニットの配光パターンにおけるカットオフラインが一致するように設計）されているが、組み付け誤差が原因となるなど、何らかの原因で各光源ユニットの光軸が平行とならず、各光源ユニットの配光パターンにおけるカットオフラインが一致しない不適正な合成配光パターンを形成する場合もあり得る。

このため、光源ユニット集合体を前照灯として組み付ける前に、各光源ユニットの光軸が全て平行であるか否か（各光源ユニットの配光パターンにおけるカットオフラインが一致するか）を検査する必要があるが、光源ユニット集合体は、各光源ユニットの上下左右方向の光軸に関わる部品精度が同じになるように作りこまれて、各光源ユニットの光軸のばらつきの許容値は、例えば、上下方向±０．１度、左右方向±０．１３度という具合に、視認性と対向車へのグレア光に直結するおそれのある上下方向の許容値が左右方向の許容値よりも厳しく設定されている。これは、各光源ユニットの配光パターンのカットオフラインが上下方向に一致すれば（各光軸が上下方向に平行であれば）、各光軸は左右方向にも一致する（平行である）ことに他ならない。

そこで、発明者は、各光源ユニット毎にその照射光をスクリーンに導き、スクリーンに投影された配光パターンをテレビカメラを介して映像として取り込み画像処理することで、各光源ユニットの配光パターンのカットオフラインをそれぞれ求め、基準カットオフライン（例えば、主にホットゾーン近傍を照射する光源ユニットのつくる配光パターンのカットオフライン）に対する他の光源ユニットのつくる配光パターンのカットオフラインの上下方向のズレをそれぞれ測定し、これらのズレから光源ユニット集合体を構成する各光源ユニットの光軸が適正（互いに平行）か否かがわかる、と考えた。

そして、発明者は、特許文献１、２に開示されているような公知の技術（光軸検査装置）を利用して、特許文献３に示す構造の光源ユニット集合体の光軸が適正かどうか（各光源ユニットの光軸が全て平行であるか否か）を検査する方法及び装置の開発を始めたが、その開発課程で、スクリーンに投影された各光源ユニットの配光パターンのカットオフラインが不鮮明であるために、画像処理によりカットオフラインを正確に求めることができず、このため光軸検査の精度が上がらないという問題が発生した。

即ち、スクリーンに向かう投射レンズ透過光のうち、レンズの鉛直断面においてレンズ厚さが急変するレンズ上部または下部領域を透過する光は、色収差の影響を大きく受けて、スクリーンに投影された配光パターンのカットオフライン上に沿って赤色と青色の積層線（上が赤で下が青）を出現させたり、カットオフラインをボケさせる等の作用がある。このため、投射レンズ透過光によって形成される配光パターンのカットオフラインはどうしても不鮮明となり、それだけ画像処理により正確なカットオフラインを求めることができない、ということが解った。

そこで発明者は、スクリーンに投影された配光パターンのカットオフラインを不鮮明にする要因を排除（投射レンズ透過光のうち上下方向に色収差の影響を大きく受ける光を遮蔽）して、上下方向に色収差の影響を受けにくい光（投射レンズの光軸を含むレンズ上下方向略中央部透過光）だけをスクリーンに導くようにすればよいと考えた。

そして、光軸検査装置を試作してその効果を検証したところ、有効であることが確認された。さらに、検査対象としては、前記光源ユニット集合体の場合は勿論、前面カバーとランプボディで画成される灯室内に前記光源ユニット集合体を備えた前照灯、さらには灯室内に単一の投射型光源ユニットを備えた前照灯の光軸検査に対しても有効であることが判ったことから、この度の出願に至ったものである。

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両用灯具の投射型光源ユニットの光軸あるいは同投射型光源ユニットを備えた前照灯の光軸が適正か否かを正確に検査することのできる方法及び装置を提供することにある。

前記した目的を達成するために、請求項１に係る投射型光源ユニットの光軸検査方法においては、スクリーンに投影した検査対象である車両用灯具の投射型光源ユニットの配光パターンを撮像し、画像処理装置により前記配光パターンのカットオフラインを求め、該カットオフラインの合格基準カットオフラインに対するズレから光軸の適否を検査する光軸検査方法であって、
前記投射型光源ユニットを構成する投射レンズの光軸を含むレンズ上下方向略中央部透過光だけを前記スクリーンに導くように構成した。

また、前記した目的を達成するために、請求項５に係る投射型光源ユニットの光軸検査装置においては、検査対象である車両用灯具の投射型光源ユニットを載置するステージと、前記ステージの前方に位置決め配置されたスクリーンと、前記スクリーンに投影された前記光源ユニットの配光パターンを撮像するテレビカメラと、前記テレビカメラで撮像した画像データを処理して配光パターンのカットオフラインを求める画像処理装置と、合格基準カットオフライン設定手段とを備え、
前記画像処理装置で求めたカットオフラインの前記合格基準カットオフラインに対するズレから光軸の適否を検査する光軸検査装置であって、
前記ステージの前方に、該ステージに載置された投射型光源ユニットの投射レンズに正対する横長スリットを設けたシェードを配置して、投射レンズの光軸を含むレンズ上下方向略中央部を透過した光だけが前記スクリーンに導かれるように構成した。

（請求項１，５の作用）
合格基準カットオフライン設定手段により設定した合格基準カットオフラインと、配光スクリーンに投影された検査対象である投射型光源ユニットの配光パターンを画像処理により求めたカットオフラインとのズレを測定し、ズレがあるか否か（所定値未満のズレか否か）によって、投射型光源ユニットの光軸の適否を検査する。

投射型光源ユニットの配光パターンを投影するべくスクリーンに向かう投射レンズ透過光のうち、レンズ鉛直断面においてレンズ厚さが急変するレンズ上部または下部領域を透過した光（色収差の影響を大きく受ける光）は、投射レンズ前方のシェードでカットされ、一方、レンズ鉛直断面においてレンズ厚さが急変しない、レンズの光軸を含むレンズ上下方向略中央部を透過した光（色収差の影響をほとんど受けない光）は、スリットを通過してスクリーンに導かれる。このため、上下方向の色収差の影響をほとんど受けない光だけによって投射型光源ユニットの配光パターンがスクリーンに投影されるので、投影された配光パターンのカットオフライン上に沿って赤色と青色の積層線が出現したり、カットオフラインがボケたりすることのない、鮮明なカットオフラインが形成されることとなって、画像処理により正確なカットオフラインを求めることが可能となる。

請求項２においては、請求項１に記載の光軸検査方法において、前記合格基準カットオフライン，前記画像処理装置により求めたカットオフラインおよび前記検査結果を表示装置に表示するように構成した。

請求項６においては、請求項５に記載の光軸検査装置において、前記合格基準カットオフライン，前記画像処理装置により求めたカットオフラインおよび前記検査結果を表示する表示装置を備えるように構成した。

（請求項２，６の作用）
設定した合格基準カットオフラインや画像処理装置により求めたカットオフラインや検査結果を、表示装置を介して認識することができる。

請求項３においては、請求項１または２に記載の光軸検査方法において、検査対象である前記投射型光源ユニットを、カットオフラインの少なくとも一部が共通で互いに異なる配光パターンを形成する複数の投射型光源ユニットの集合体で構成し、
前記光源ユニット集合体を構成する一の投射型光源ユニットの投影配光パターンを撮像し画像処理装置により求めたカットオフラインを前記合格基準カットオフラインとするとともに、順次求めた他の投射型光源ユニットのカットオフラインを前記合格基準カットオフラインとそれぞれ比較するようにしたものである。

また、請求項７においては、請求項５または６に記載の配光検査装置において、
前記投射型光源ユニットを、カットオフラインの少なくとも一部が共通で互いに異なる配光パターンを形成する複数の投射型光源ユニットの集合体で構成し、前記シェードの各投射レンズに対応するスリットにスリット開閉用のシャッターをそれぞれ設けるように構成した。

（請求項３，７の作用）検査対象が複数の投射型光源ユニットの集合体で構成されている場合は、光源ユニット集合体を構成する基準となる一の投射型光源ユニットの投影配光パターンを撮像し画像処理装置により求めたカットオフラインを合格基準カットオフラインとして記憶し、必要ならば、表示装置に表示する。そして、同様にして求めた光源ユニット集合体を構成する他の投射型光源ユニット（第２，第３の光源ユニット）の配光パターンのカットオフラインをそれぞれ記憶し、必要ならば、表示装置に表示するとともに、前記合格基準カットオフライン（基準となる一の投射型光源ユニットのカットオフライン）とそれぞれ比較することで、光源ユニット集合体の光軸の適否を判定する。

例えば、他の投射型光源ユニット全ての配光パターンのカットオフラインが合格基準カットオフライン（基準となる一の投射型光源ユニットのカットオフライン）に対しずれていない場合（ズレ量が許容値以内の場合）は、投射型光源ユニット集合体の光軸が適正と判定し、他の投射型光源ユニットの配光パターンのうちのいずれか一つでも、合格基準カットオフライン（基準となる一の投射型光源ユニットのカットオフライン）に対しずれている場合（ズレ量が許容値を超えた場合）は、投射型光源ユニット集合体の光軸が不適正と判定する。

また、投射型光源ユニット集合体の光軸の検査は、前記したように、基準となる一の投射型光源ユニットの投影配光パターンから求めたカットオフライン（合格基準カットオフライン）に対し、同様にして求めた他の投射型光源ユニットの投影配光パターンのカットオフラインがそれぞれずれているか否かで判断されるが、所定の投射型光源ユニットの配光パターンのカットオフラインを求めるには、例えば請求項７に記載されているように、所定の投射型光源ユニット（の投射レンズ）に対応するシャッターを駆動して対応するスリットだけを開口し（他の投射型光源ユニットに対応するスリットはシャッターによって閉じた状態に保持され）て、所定の投射型光源ユニットの配光だけをスクリーンに投影することで、求めることができる。

なお、シャッターを駆動することに代えて、光源ユニット集合体を構成する光源ユニット（の発光ダイオード）への給電制御により択一的に光源ユニットを点灯させることで、所定の投射型光源ユニットの配光だけをスクリーンに投影するように構成してもよい。

また、請求項４においては、請求項１または２に記載の光軸検査方法において、前記検査対象である前記投射型光源ユニットは、カットオフラインの少なくとも一部が共通で互いに異なる配光パターンを形成する複数の投射型光源ユニットの集合体で構成されるとともに、灯室内にエイミング調整可能に収容された車両用前照灯として構成されており、
スクリーンに投影した前記光源ユニット集合体（前照灯）の配光パターンを撮像し、画像処理装置により求めたカットオフラインの前記合格基準カットオフラインに対するズレがなくなるようにエイミング調整するように構成した。

また、請求項８においては、請求項５または６に記載の配光検査装置において、前記投射型光源ユニットを、カットオフラインの少なくとも一部が共通で互いに異なる配光パターンを形成する複数の投射型光源ユニットの集合体で構成するとともに、灯室内にエイミング調整可能に収容した車両用前照灯として構成した。

（請求項４，８の作用）検査対象が投射型光源ユニット集合体を備えた前照灯の場合に本願発明を適用したもので、前照灯（光源ユニット集合体）の投影配光パターンを撮像し画像処理装置により求めたカットオフラインが予め設定した合格基準カットオフラインとずれている場合は、そのズレがなくなる（適正な配光が得られる）ようにエイミング調整し、ズレがなくなるようにエイミング調整できるか否かによって、光軸の適否を検査する。

請求項１に係る光軸検査方法および請求項５に係る光軸検査装置によれば、スクリーンに投影される配光パターンのカットオフラインが鮮明化されることで、画像処理装置によって正確なカットオフラインが求まり、車両用灯具の投射型光源ユニットについての高精度の光軸検査が可能となる。

請求項２に係る光軸検査方法および請求項６に係る光軸検査装置によれば、合格基準データ，測定データおよび検査結果が表示装置を介して情報として得られるので、検査の信頼性が高められる。

請求項３に係る光軸検査方法および請求項７に係る光軸検査装置によれば、投射型光源ユニット集合体についての高精度の光軸検査が可能となる。

請求項４に係る光軸検査方法および請求項８に係る光軸検査装置によれば、投射型光源ユニット集合体を備えた前照灯についての配光検査を含む高精度の光軸検査が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。

図１〜図６は、本発明に係る光軸検査装置の一実施例を示し、図１は車両用前照灯の正面図、図２は同前照灯の縦断面図（図１に示す線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図）、図３は検査対象である投射型光源ユニット集合体の配光パターンを示し、（ａ）〜（ｃ）は投射型光源ユニット集合体を構成する各投射型光源ユニットの配光パターンを示す正面図、（ｄ）は投射型光源ユニット集合体の配光パターンを示す正面図、図４は一部を断面で示す光軸検査装置の側面図、図５は同光軸検査装置の要部斜視図、図６は光軸検査のためのフローチャートである。

図１，２図において、車両用前照灯１は、容器状のランプボディ２と透明な前面カバー４によって画成された灯室Ｓ内に、３個の投射型光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを一体化した光源ユニット集合体１０が収容された構造で、光源ユニット集合体１０は、光源ユニット集合体１０とランプボディ２との間に介装されたエイミング機構Ｅによって、上下左右方向に傾動可能（エイミング調整可能）に支持されている。

光源ユニット集合体１０は、金属製支持部材である正面視矩形状のランプブラケット１２の前面側に３個の投射型光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが並列に一体化された構造で、各投射型光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、ブラケット１２の前方膨出部１３上面側に取着された光源である発光ダイオード１４、発光ダイオード１４を覆うように前方膨出部１３上面側に取着された樹脂製のリフレクター１６、前方膨出部１３の先端に取着された樹脂製のカットオフライン形成用シェード１７、シェード１７前端部に取着された樹脂製の投射凸レンズ１８でそれぞれ構成されている。符号２４は、ランプブラケット１２の前面側および背面側の所定位置にランプブラケット１２に一体的に設けられた放熱フィンである。

投射型光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれのシェード１７の上縁部形状等が異なることで、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、それぞれ異なる配光パターンＰａ，Ｐｂ，Ｐｃを形成する。具体的には、光源ユニット１０Ａは、図３（ａ）に示す小拡散配光パターンＰａを形成する集光用投射型光源ユニットとして構成され、光源ユニット１０Ｂは、図３（ｂ）に示す中拡散配光パターンＰｂを形成する中拡散用投射型光源ユニットとして構成され、光源ユニット１０Ｃは、図３（ｃ）に示す大拡散配光パターンＰｃを形成する大拡散用投射型光源ユニットとして構成されている。そして、光源ユニット集合体１０としては、３つの配光パターンＰａ，Ｐｂ，Ｐｃが合成されることで、図３（ｄ）に示す所定のすれ違いビームの配光パターンＰを形成する。

図３（ａ）〜（ｄ）において、符号ＣＬａ，ＣＬｂ，ＣＬｃ，ＣＬは配光パターンＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐのカットオフラインで、符号ＣＬａ１，ＣＬｂ１，ＣＬｃ１，ＣＬ１は水平カットオフライン、符号ＣＬａ２，ＣＬｂ２，ＣＬ２は斜め１５度カットオフラインを示す。また、符号ＣＰは水平カットオフラインと斜め１５度カットオフラインの交差するエルボ点、符号Ｈｚａ，Ｈｚｂ，Ｈｚｃ，Ｈｚは配光パターンＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐの中で光度が最も高いホットゾーンを示す。そして、配光パターンＰａ，Ｐｂ，ＰｃのカットオフラインＣＬａ，ＣＬｂ，ＣＬｃが協働して配光パターンＰのカットオフラインＣＬを形成する。即ち、投射型光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃがランプブラケット１２に組み付けられて、光源ユニット集合体１０として一体化されると、配光パターンＰａ，Ｐｂ，ＰｃのカットオフラインＣＬａ，ＣＬｂ，ＣＬｃが一致するように構成されている。

エイミング機構Ｅは、ランプボディ２の背面壁に設けた前後挿通孔に回転可能に支承された３本のエイミングスクリュー２１ａ、２１ｂ、２１ｃと、各エイミングスクリュー２１ａ、２１ｂ、２１ｃに螺合する形態でランプブラケット１２に挿着されたエイミングナット２２ａ、２２ｂ、２２ｃで構成されており、エイミングスクリュー２１ａ，２１ｃの回動操作によって、光源ユニット集合体１０を一体化したランプブラケット１２を水平傾動軸（ナット２２ｂ、２２ｃを通る軸）Ｌｘ，垂直傾動軸（ナット２２ｂ、２２ａを通る軸）Ｌｙ回りに傾動調整できる。即ち、エイミングスクリュー２１ａは上下エイミングスクリュー，エイミングスクリュー２１ｃは左右エイミングスクリューとしてそれぞれ機能する。

また、光源ユニット集合体１０では、投射型光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの光軸が全て平行となるように設計（各光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの配光パターンにおけるカットオフラインＣＬａ，ＣＬｂ，ＣＬｃが上下方向に一致するように設計）されている。詳しくは、光源ユニット集合体１０は、各光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの上下左右方向の光軸に関わる部品精度が同じになるように作りこまれて、各光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの光軸のばらつきの許容値は、上下方向±０．１度、左右方向±０．１３度で、前方視認性と対向車へのグレア光に直結するおそれのある上下方向のばらつきの許容値が左右方向のばらつきの許容値よりも厳しく設定されている。即ち、各光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの配光パターンのカットオフラインが上下方向に一致すれば（各光軸が上下方向に平行であれば）、各光軸は左右方向にも一致する（平行である）ように構成されている。

しかし、光源ユニット集合体１０としては、組み付け誤差が原因となるなど、何らかの原因で各光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの光軸全てが平行とはならず、各光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの配光パターンにおけるカットオフラインＣＬａ，ＣＬｂ，ＣＬｃが一致しない不適正な合成配光パターンを形成する場合もあり得る。

このため、光源ユニット集合体１０を前照灯１として組み付ける前に、各光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの光軸が全て平行であるか否か（各光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの配光パターンにおけるカットオフラインＣＬａ，ＣＬｂ，ＣＬｃが上下方向に一致するか）を検査する必要があり、そのための光軸検査装置が図４〜６に図示されている。

図４〜６において、光軸検査装置は、検査対象である光源ユニット集合体１０を載置するためのステージ３０と、ステージ３０の前方に位置決め配置されたスクリーン４０と、スクリーン４０の背後に設置されて、スクリーン４０に投影された光源ユニット集合体１０の配光パターンをスクリーン４０の背後から撮像するテレビカメラ（ＣＣＤカメラ）５０と、テレビカメラ５０が撮像した画像データを処理して配光パターンのカットオフラインを求める画像処理装置６０と、入力設定した合格基準カットオフラインや画像処理装置６０で求めたカットオフラインや合否判定結果等を表示する表示装置（モニタテレビ）７０とを主として備え、求めたカットオフラインを合格基準カットオフラインと比較することで、光源ユニット集合体１０の光軸の適否を検査するように構成されている。

また、ステージ３０の前方（ステージ３０に載置された投射型光源ユニット集合体１０の前方）には、横長スリット８２を設けたシェード８０が、ステージ３０に載置された投射型光源ユニット集合体１０に正対するように配置されている。横長スリット８２は、ステージ３０に載置された光源ユニット集合体１０の各光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの投射凸レンズ１８の光軸Ｌにそれぞれ対応する位置に設けられ、スリット８２の左右の長さは、投射凸レンズ１８の外径にほぼ相当し、スリット８２の上下の幅ｄは、レンズ１８の鉛直断面におけるレンズ厚さが上下方向に急変しない（レンズ厚さが上下方向に沿ってほぼ一定である）、投射凸レンズ１８の上下方向ほぼ中央部を透過する光（上下方向に色収差の影響をほとんど受けない光）だけを通過させる所定の大きさに形成されている。

また、各スリット８２の近傍には、例えば電磁ソレノイド（図示せず）によって駆動（上下に摺動）するスリット開閉用シャッター８４がそれぞれ設けられて、各スリット８２の開閉をそれぞれ独立して行うことができる。

即ち、点灯状態の投射型光源ユニット集合体１０（光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）に対し、所定のシャッター８４を駆動して所定のスリット８２だけを開口させて、所定の光源ユニット（光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのいずれか）の配光パターンだけをスクリーン４０に投影することができる。例えば、図５は、光源ユニット１０Ａに対応するスリット８２だけが開口されて、光源ユニット１０Ａの照射光だけがスクリーン４０に導かれて、光源ユニット１０Ａの配光パターンＰａだけがスクリーン４０に投影されている状態を示す。

また、符号８６（図４参照）は、各スリット８２の前方に配置されて、スクリーン４０上に配光パターンのカットオフラインが鮮明に結像できるようにするためのフレネルレンズである。この種の光軸検査や配光検査では、一般的には検査対象とスクリーンとを２５ｍ離間させるが、フレネルレンズ８６を用いることで、検査対象である光源ユニット集合体１０とスクリーン４０間の距離を約７３０ｍｍにまで短縮することができる。

画像処理装置６０は、テレビカメラ５０からの映像信号を入力し、Ａ／Ｄ変換器により変換し、その変換信号等を格納するメモリを有する。一方、メモリに格納された検査プログラムに基づいて演算処理するＣＰＵ６１は、演算結果としての画像情報を出力ポートから出力する。この出力ポートからの信号を受けたビデオＲＡＭを有するコントローラは画像情報を映像情報に変換し表示装置（モニタテレビ）７０に表示する。

即ち、画像処理装置６０は、配光パターンの映像信号から配光パターン内の最大輝点，カットオフライン，エルボー部および最大輝点とエルボー部間距離（以下、カットオフライン等という）を求め、これらを記憶するとともに、表示装置（モニタテレビ）７０に表示する。特に、少なくともカットオフラインについては、表示装置（モニタテレビ）７０にその図形も表示する。なお、配光パターンの映像信号から配光パターンのカットオフライン等を求める画像処理については、特許文献１，２等において公知であり、その詳細については省略する。

次に、光軸検査装置による検査手順を、画像処理装置６０のＣＰＵ６１の作動とともに、図６を参照して説明する。

まず、ステップＳ１において、ステージ３０に光源ユニット集合体１０がセットされると、第１の投射型光源ユニット１０Ａに対応する第１のスリット８２だけを開口し、光源ユニット集合体１０（投射型光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）を点灯させる。このとき、テレビカメラ５０がスクリーン４０に投影された光源ユニット１０Ａの配光パターンＰａを撮像する。次いで、ステップＳ２では、テレビカメラ５０が撮像した配光パターンＰａの映像画像を取り込んで画像処理を実行し、配光パターンＰａのカットオフラインＣＬａ等を求め、ステップＳ３において、これら測定値を合格基準として記憶するとともに、表示装置７０に表示する。即ち、画像処理装置６０のＣＰＵ６１は、合格基準カットオフライン等を設定する入力設定手段として機能する。合格基準カットオフラインＣＬ０（第１の投射型光源ユニット１０Ａの配光パターンＰａのカットオフラインＣＬａ）については、図形としても表示する。

次いで、ステップＳ４では、第２の投射型光源ユニット１０Ｂに対応する第２のスリット８２だけを開口し、テレビカメラ５０がスクリーン４０に投影された光源ユニット１０Ｂの配光パターンPｂを撮像するので、テレビカメラ５０が撮像した配光パターンPｂの映像画像を取り込んで画像処理を実行し、配光パターンＰｂのカットオフラインＣＬｂ等を求め、これらを記憶するとともに、表示装置７０に表示する。求めたカットオフラインＣＬｂについては、図形としても表示する。

次いで、ステップＳ５では、第３の投射型光源ユニット１０Ｃに対応する第３のスリットだけを開口し、テレビカメラ５０がスクリーン４０に投影された光源ユニット１０Ｃの配光パターンＰｃを撮像するので、テレビカメラ５０が撮像した配光パターンPｃの映像画像を取り込んで画像処理を実行し、配光パターンＰｃのカットオフラインＣＬｃ等を求め、これらを記憶するとともに、表示装置７０に表示する。求めたカットオフラインＣＬｃについては、画像としても表示する。

次のステップＳ６では、ステップＳ４，Ｓ５でそれぞれ求めたカットオフラインＣＬｂ，ＣＬｃを合格基準カットオフラインＣＬ０とそれぞれ比較し、カットオフラインＣＬｂ，ＣＬｃの合格基準カットオフラインに対するずれ量がそれぞれ所定値未満か否か（ＣＬｂ≒ＣＬ０かつＣＬｃ≒ＣＬ０か否か）を判定する。そして、ＹＥＳ（ＣＬｂ≒ＣＬ０かつＣＬｃ≒ＣＬ０）の場合は、表示装置７０に合格表示（例えば、緑色のランプの点灯およびチャイムの鳴動）をした後、ステップＳ１１に移行する。一方、ステップＳ６においてＮＯの場合、即ち、カットオフラインＣＬｂ，ＣＬｃの少なくともいずれか一方の合格基準カットオフラインＣＬ０に対するずれ量が所定値以上（ＣＬｂ≠ＣＬ０またはＣＬｃ≠ＣＬ０）の場合は、ステップＳ１０に移行し、表示装置７０に不合格表示（例えば、赤色のランプの点灯およびブザーの鳴動）をした後、ステップＳ１１に移行する。

そして、ステップＳ１１では、第３のスリット８２を閉じる（全てのスリット８２を閉じる）とともに、光源ユニット集合体１０（投射型光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）を消灯して、図６に示すルーチンを終了する。そして、光源ユニット集合体１０をステージ３０から外し、次の光源ユニット集合体１０の光軸検査に備える。

また、本実施例における各横長スリット８２は、ステージ３０に載置された光源ユニット集合体１０（の各光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）の投射レンズ１８の光軸Ｌにそれぞれ対応して設けられて、各光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの投射レンズ１８の光軸Ｌを含むレンズ上下方向略中央部透過光（色収差の影響を大きく受けない光）だけがスリット８２を通過してスクリーン４０に導かれるようになっており、これによって、スクリーン４０上に投影される各光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの配光パターンのカットオフラインＣＬａ，ＣＬｂ，ＣＬｃが鮮明となり、それぞれの配光パターンのカットオフラインＣＬａ，ＣＬｂ，ＣＬｃを画像処理により正確に求めることができる。

即ち、投射凸レンズ１８の透過光のうち、レンズ鉛直断面においてレンズ厚さが急変するレンズ上部または下部領域を透過した光（色収差の影響を大きく受ける光）は、投射レンズ１８前方のシェード８０でカットされ、一方、レンズ鉛直断面においてレンズ厚さが急変しない、レンズ１８の光軸Ｌを含むレンズ上下方向略中央部を透過した光（色収差の影響をほとんど受けない光）は、スリット８２を通過してスクリーン４０に導かれる。このため、上下方向の色収差の影響をほとんど受けない光だけによって各光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの配光パターンがスクリーン４０に択一的に投影されるので、投影された配光パターンのカットオフライン上に沿って赤色と青色の積層線が出現したり、カットオフラインがボケたりしない。このため、スクリーン４０上には鮮明なカットオフラインＣＬａ，ＣＬｂ，ＣＬｃが形成されることとなって、画像処理により投射型光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの配光パターンＰａ，Ｐｂ，ＰｃのカットオフラインＣＬａ，ＣＬｂ，ＣＬｃをそれぞれ正確に求めることができ、それだけ光源ユニット集合体１０についての高精度の光軸検査を行うことができる。

なお、前記した実施例では、各スリット８２の近傍にスリット開閉用シャッター８４がそれぞれ設けられて、各スリット８２の開閉を独立して行うように構成されているが、スリット開閉用シャッター８４に代えて、光源ユニット１０Ａ→１０Ｂ→１０Ｃと順次単独で点灯するように光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃへの給電を制御する構成としてもよい。

また、前記した実施例では、検査対象である光源ユニット集合体１０（投射型光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）における各投射凸レンズ１８の表面が平滑な連続する曲面で構成されているために、光源ユニット集合体１０を備えた前照灯１の配光に色収差の影響が出る。即ち、図１，２に示す前照灯１では、その配光パターンのカットオフラインＣＬ上に沿って赤色と青色の積層線が出現したり、カットオフラインＣＬの左右方向両側における明暗格差が大きすぎる等のため、車両前方における視認性が必ずしも良好ではない。

そこで、投射型光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおける各投射凸レンズ１８として、特願２００６−０９０９０３（図７（ａ），（ｂ）参照）に示すように、鉛直断面におけるレンズ厚さが急変するレンズ上部および下部領域表面に、基準表面１１０に対し波形形状に形成した鉛直断面で略水平方向に延びる複数のレンズ素子１１８ａ１，１１８ａ２（凸側レンズ素子１１８ａ１，凹側レンズ素子１１８ａ２）からなる上下方向拡散部１１８ａを設けた構造の投射凸レンズ１１８を採用した光源ユニット集合体（以下、第２の光源ユニット集合体という）を備えた前照灯では、前照灯（第２の光源ユニット集合体）の配光パターンにおけるカットオフライン全体の明暗格差が上下方向拡散部１１８ａで形成される上下拡散光によって緩和されるとともに、カットオフラインに沿って赤色と青色の積層線（色収差による分光減少）も顕れず、車両前方における視認性が良好となるという効果が奏される。

なお、図７（ａ）において、符号１１８ｂは、レンズ上側の上下方向拡散部１１８ａとレンズ下側の上下方向拡散部１１８ａ間の、レンズ１１８の光軸Ｌを含むレンズ上下方向略中央部であって、上下方向拡散部１１８ａが形成されていない、平滑な基準表面１１０だけで構成された上下方向拡散部非形成領域を示す。

この第２の光源ユニット集合体を検査対象とする第２の実施例に係る光軸検査装置では、図７（ａ）に示すように、シェード８０のスリット８２を上下に挟む位置に、上下一対のスリット上下幅調整部材８６が設けられており、スリット上下幅調整部材８６を上下に摺動させることで、スリット８２の上下幅ｄを調整できるように構成されている。そして、シェード８０に形成された横長スリット８２の上下幅ｄが、投射凸レンズ１１８の光軸Ｌを含む上下方向拡散部非形成領域１１８ｂの上下幅に相当する大きさに調整されている。その他の構成は、前記した第１の実施例に係る光軸検査装置（図４〜６）と同様の構造であり、その重複した説明は省略する。

そして、この第２の光源ユニット集合体を、第２の実施例に係る光軸検査装置を使ってその光軸を検査する際には、上下方向拡散部（基準表面に対し波形形状に形成した鉛直断面で略水平方向に延びる複数のレンズ素子）１１８ａを設けたレンズ上部および下部領域を透過した光（配光パターンにおけるカットオフライン全体の明暗格差を緩和するべく作用する上下方向拡散光）はシェード８０でカットされて、上下方向拡散部非形成領域１１８ｂを透過した光、即ちレンズ鉛直断面においてレンズ厚さが急変しない、レンズ１１８の光軸Ｌを含むレンズ上下方向略中央部透過光（色収差の影響をほとんど受けない光）だけによって、スクリーン４０上に投射型光源ユニットの配光パターンが投影されるため、投影配光パターンのカットオフラインがボケることなく鮮明化されて、前記した光源ユニット集合体１０の場合と同様、高精度の光軸検査が可能となる。

また、前記した第１，第２の実施例では、いずれも３個の投射型光源ユニットを一体化した光源ユニット集合体についての光軸が適正か否かを検査する方法及び装置について説明したが、光源ユニット集合体を構成する投射型光源ユニットの数は３個に限定されるものではなく、２個以上であればよい。

また、前記した第１，第２の実施例は、検査対象が光源ユニット集合体１０である場合の光軸検査方法及び装置について説明したが、本願発明は、光源ユニット集合体１０を備えた前照灯の光軸検査についても適用でき、第３の実施例では、灯室Ｓ内に光源ユニット集合体１０を備えた前照灯１を検査対象とする場合の光軸検査方法及び装置について説明する。

即ち、光源ユニット集合体１０については、図４〜６に示す光軸検査装置によって、投射型光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０ｃの光軸Ｌが一致している（互いに平行である）ことが確認された上で、エイミング調整可能な前照灯１として組み立てられている。しかし、前照灯１について、エイミング調整を行うことで適正な配光が得られるか否かについては検査されていないので、図４〜６に示す光軸検査装置とほぼ同様の構造ではあるが、図４符号６２で示すような入力設定スイッチ介して、合格基準カットオフライン等を入力設定できるように構成された光軸検査装置によって、前照灯１がエイミング調整することで適正な配光を形成できるか否かという光軸（配光）検査を行う。

この第３の光軸検査装置の実施例では、検査対象となる前照灯１は、ステージ３０およびスクリーン４０に対し位置決めされた形態で載置されるので、画像処理装置６０に、予め、入力設定スイッチ６２を介して、スクリーン４０上における前照灯１（光源ユニット集合体１０）の望ましい最大輝点，カットオフライン等のデータを合格基準として入力設定しておく。そして、スクリーン４０上に投影された前照灯１（光源ユニット集合体１０）の配光パターンから画像処理により最大輝点，カットオフライン等が求められ、これらの測定値は設定合格基準とともに表示装置７０に表示される。さらに、表示装置７０には、求めたカットオフラインと合格基準カットオフラインとのズレ（Δｈ，Δｖ）も表示されるので、ズレ（水平方向のズレΔｈ，垂直方向のズレΔｖ）がなくなるようにエイミング機構Ｅによってエイミング調整し、合格基準に一致するようにエイミング調整できるか否かによって、前照灯１の光軸（配光）の適否を検査できる。

なお、同光軸検査装置において、ステージ３０に載置された前照灯１の前方には、各投射型光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの投射レンズ１８の光軸Ｌにそれぞれ対応する位置にスリット８２を設けたシェード８０が配置されている。

また、前照灯１のエイミング調整（エイミング機構Ｅによる光源ユニット集合体１０の傾動調整）により、各投射型光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの投射レンズ１８の光軸Ｌは上下左右方向に一体に変位（傾動）することになるので、スリット８２の少なくとも上下幅ｄは、光源ユニット集合体１０（各投射型光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）の光軸Ｌの上下方向の傾動分を考慮して、幾分大きめに設定しておくことが望ましい。

図８は、本発明の第３の実施例の光軸検査装置（光源ユニット集合体１０を備えた前照灯１を検査対象とする光軸検査装置）の光軸検査のためのフローチャートを示す。

まず、ステップＳ１０において、ステージ３０に前照灯１をセットし、設定スイッチ６２を介して、前照灯１（光源ユニット集合体１０）の望ましい最大輝点，カットオフライン等のデータを合格基準として入力設定する。これらを合格基準として記憶するとともに、表示装置７０に表示する。合格基準カットオフラインＣＬ０およびエルボー部Ｃｐ０については、表示装置７０において図形としても表示表示する。

次いで、ステップＳ１１において、前照灯１（光源ユニット集合体１０）を点灯させる。このとき、テレビカメラ５０がスクリーン４０に投影された前照灯１（光源ユニット集合体１０）の配光パターンＰを撮像する。次いで、ステップＳ１２では、テレビカメラ５０が撮像した配光パターンＰの映像画像を取り込んで画像処理を実行し、配光パターンＰのカットオフラインＰＬ等を求め、これらを記憶するとともに、表示装置７０に表示する。カットオフラインＰＬおよびエルボー部Ｃｐについては、表示装置７０において図形としても表示する。

次いで、ステップＳ１３において、求めたカットオフラインＣＬおよびエルボー部Ｃｐを合格基準カットオフラインＣＬ０およびエルボー部Ｃｐ０と比較し、その差（水平，垂直方向のズレ）Δｈ，Δｖを求める。ステップＳ１４において、水平，垂直方向のズレΔｈ，Δｖがなくなるようにエイミング調整（エイミング機構Ｅを駆動）した後、ステップＳ１５に移行する。ステップＳ１５，１６では、ステップＳ１２，１３と同様の画像処理により、エイミング調整後の前照灯１の配光パターンのカットオフラインＣＬおよびエルボー部Ｃｐを求め、合格基準カットオフラインＣＬ０およびエルボー部Ｃｐ０と比較し、ステップ１７に移行する。

そして、ステップＳ１７において、ステップＳ１６で求めたカットオフラインＣＬ（エルボー部Ｃｐ）と合格基準カットオフラインＣＬ０（エルボー部Ｃｐ０）が一致している（ズレΔｈ，Δｖが所定値未満である）場合は、ステップＳ１８において表示装置７０に合格表示するとともに、ステップＳ２０に移行する。一方、未だ所定値以上ズレている場合は、エイミング調整したとしても適正な配光を形成できない場合であるので、ステップＳ１９において表示装置７０に不合格表示した後、ステップＳ２０に移行する。ステップＳ２０では、前照灯１を消灯して、図８に示すルーチンを終了する。

なお、前記した第３の実施例の光軸検査装置の検査対象は、前面カバー４とランプボディ２で画成される灯室Ｓ内に光源ユニット集合体１０を備えた前照灯１として説明したが、検査対象は、前面カバー４とランプボディ２で画成される灯室Ｓ内に、所定のカットオフラインをもつ配光パターン形成用の単一の投射型光源ユニットがエイミング調整可能に収容されているすれ違いビーム形成用の前照灯であってもよい。

本願発明の一実施例である投射型光源ユニットを備えた車両用前照灯の正面図である。 同前照灯の縦断面図（図１に示す線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図）である。 検査対象である投射型光源ユニット集合体の配光パターンを示す図で、（a）は集光用光源ユニットの配光パターンを示す正面図、（ｂ）は中拡散用光源ユニットの配光パターンを示す正面図、（ｃ）は大拡散用光源ユニットの配光パターンを示す正面図、（ｄ）は投射型光源ユニット集合体の配光パターンを示す正面図である。 一部を断面で示す光軸検査装置の側面図である。 同光軸検査装置の要部斜視図である。 光軸検査のためのフローチャートである。 本発明の第２の実施例の光軸検査装置の検査対象である光源ユニットの要部である投射レンズを示し、（ａ）は同投射凸レンズの縦断面図、（ｂ）は同投射凸レンズの一部拡大縦断面図ある。 本発明の第３の実施例の光軸検査装置の要部で、光源ユニット集合体を備えた前照灯の光軸検査のためのフローチャートである。

符号の説明

Ｓ 灯室
１０ 投射型光源ユニット集合体
１０Ａ 基本となる投射型光源ユニットである集光用投射型光源ユニット
１０Ｂ 第２の投射型光源ユニットである中拡散用投射型光源ユニット
１０Ｃ 第３の投射型光源ユニットである大拡散用投射型光源ユニット
Ｐ 投射型光源ユニット集合体のすれ違いビーム用配光パターン
Ｐａ 小拡散配光パターン
Ｐｂ 中拡散配光パターン
Ｐｃ 大拡散配光パターン
ＣＬａ，ＣＬｂ，ＰＬｃ，ＰＬ カットオフライン
１４ 光源である発光ダイオード
１６ リフレクター
１７ カットオフライン形成用シェード
１８，１１８ 投射凸レンズ
Ｌ 投射レンズの光軸
Ｅ エイミング機構
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ エイミングスクリュー
３０ 検査対象載置用ステージ
４０ スクリーン
５０ テレビカメラ
６０ 画像処理装置
６１ 合格基準カットオフライン設定手段を構成するＣＰＵ
６２ 合格基準カットオフライン設定手段を構成するスイッチ
７０ 表示装置
８０ シェード
８２ スリット
８４ シャッター

Claims (8)

1. スクリーンに投影した検査対象である車両用灯具の投射型光源ユニットの配光パターンを撮像し、画像処理装置により前記配光パターンのカットオフラインを求め、該カットオフラインの合格基準カットオフラインに対する上下方向のズレから光軸の適否を検査する光軸検査方法であって、
   前記投射型光源ユニットを構成する投射レンズの光軸を含むレンズ上下方向略中央部透過光だけを前記スクリーンに導くようにしたことを特徴とする光軸検査方法。
2. 前記合格基準カットオフライン，前記画像処理装置により求めたカットオフラインおよび前記検査結果を表示装置に表示することを特徴とする請求項１に記載の光軸検査方法。
3. 検査対象である前記投射型光源ユニットは、カットオフラインの少なくとも一部が共通で互いに異なる配光パターンを形成する複数の投射型光源ユニットの集合体で構成されており、
   前記光源ユニット集合体を構成する一の投射型光源ユニットの投影配光パターンを撮像し画像処理装置により求めたカットオフラインを前記合格基準カットオフラインとするとともに、順次求めた他の投射型光源ユニットのカットオフラインを前記合格基準カットオフラインとそれぞれ比較することを特徴とする請求項１または２に記載の光軸検査方法。
4. 検査対象である前記投射型光源ユニットは、カットオフラインの少なくとも一部が共通で互いに異なる配光パターンを形成する複数の投射型光源ユニットの集合体で構成されるとともに、灯室内にエイミング調整可能に収容された車両用前照灯として構成されており、
   スクリーンに投影した前記光源ユニット集合体（前照灯）の配光パターンを撮像し、画像処理装置により求めた前記カットオフラインの前記合格基準カットオフラインに対するズレがなくなるようにエイミング調整することを特徴とする請求項１または２に記載の光軸検査方法。
5. 検査対象である車両用灯具の投射型光源ユニットを載置するステージと、
   前記ステージの前方に位置決め配置されたスクリーンと、
   前記スクリーンに投影された前記光源ユニットの配光パターンを撮像するテレビカメラと、
   前記テレビカメラで撮像した画像データを処理して配光パターンのカットオフラインを求める画像処理装置と、
   合格基準カットオフライン設定手段とを備え、
   前記画像処理装置で求めたカットオフラインの前記合格基準カットオフラインに対するズレから光軸の適否を検査する光軸検査装置であって、
   前記ステージの前方には、該ステージに載置された投射型光源ユニットの投射レンズに正対する横長スリットを設けたシェードが配置されて、投射レンズの光軸を含むレンズ上下方向略中央部を透過した光だけが前記スクリーンに導かれるように構成されたことを特徴とする光軸検査装置。
6. 前記合格基準カットオフライン，前記画像処理装置により求めたカットオフラインおよび前記検査結果を表示する表示装置を備えたことを特徴とする請求項５に記載の光軸検査装置。
7. 前記投射型光源ユニットは、カットオフラインの少なくとも一部が共通で互いに異なる配光パターンを形成する複数の投射型光源ユニットの集合体で構成され、前記シェードの各投射レンズに対応するスリットには、スリット開閉用のシャッターがそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項５または６に記載の光軸検査装置。
8. 前記投射型光源ユニットは、カットオフラインの少なくとも一部が共通で互いに異なる配光パターンを形成する複数の投射型光源ユニットの集合体で構成されるとともに、灯室内にエイミング調整可能に収容された車両用前照灯として構成されたことを特徴とする請求項５または６に記載の光軸検査装置。

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