JP4885373B2

JP4885373B2 - ヘッドライトテスタにおける受光部のライト正対方法及び装置

Info

Publication number: JP4885373B2
Application number: JP2001179339A
Authority: JP
Inventors: 豊福田; 壮司久保; 光哉庄司
Original assignee: 安全自動車株式会社
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2021-06-13
Also published as: JP2002372479A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のヘッドライトの光度と照射方向を正確に測定するため、いかなる形状のヘッドライトにおいても、ヘッドライトテスタにおける受光部を正確に正対できるようにしたヘッドライトテスタにおける受光部のライト正対方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両のヘッドライトは、その役割上、光度と照射方向が正しい状態に管理されていないと安全走行に役に立たないばかりか、対向車への幻惑といった安全面でも問題があるため、ヘッドライトテスタを用い、検査及び調整がなされる。そして前記ヘッドライトテスタは、この検査や調整を正確に行うため、受光部の向きと位置を、車両のヘッドライトに正しく正対させる必要があり、そのため、ヘッドライトテスタには車両正対とライト正対の機能が必要不可欠である。
【０００３】
このうち車両への正対は、ヘッドライトの照射方向のうち、左右方向の角度の基準を決めることが目的であり、通常車両をヘッドライトテスタに向けて停車させた場合、車両は特別の装置が無い限りその停車位置に左右方向のずれが生じるため、これを補正するためのものである。この車両への正対は、図５に示すように、車両５０の左右方向の奥行きある２ヶ所を含む中心線、例えばフロントウィンド中央５１とボンネット前面の中央部５２などを通る垂直面に対し、ヘッドライトテスタの受光部５３、５４の左右方向中心軸を含む垂直面を一致させる事をいう。この場合、上下方向角度については、水平が基準になる。
【０００４】
この図５において、（Ａ）は手動式ヘッドライトテスタ、（Ｂ）は自動式ヘッドライトテスタを示し、図中５５は車両導入用コースに直角方向に布設したレール、５６は該レール５５の上を左右横行自在に設けた台車、５７は台車５６の直立脚５８に上下昇降機構を介して設けた本体フレームであり、前記本体フレーム５７上には詳細は図示していない左右回動機構、及び上下回動機構が設けられ、これら台車５６、本体フレーム５７、左右回動機構、及び上下回動機構によってヘッドライトテスタの受光部５３、５４の移動機構が構成され、受光部５３、５４を車両、及びヘッドライトに正対させるようになっている。
【０００５】
それに対してヘッドライトへの正対とは、測定するライト毎について、照射方向、光度を測定する基準位置に受光部を置くのが目的で、車両のライトから照射される光の基準中心位置（発光体、若しくは光束の基準中心位置）を基準位置とし、ライト前方に照射された光束をヘッドライトテスタで捕捉し、光束基準中心位置と受光部正対中心を一致させるようヘッドライトテスタの受光部を移動させることをいう。
【０００６】
そして従来のヘッドライトテスタには、ライト正対と測定（光度と照射方向位置測定）を手動により行う図５（Ａ）に示す手動式と、これを図５（Ｂ）に示す自動的に行う自動式とがある。手動式のライト正対は、図６に示すように、ライトの像６０をレンズにより適当な大きさにして正対用スクリーン６１に映し、目視でその中心位置をスクリーンに刻まれた十字線６２等に合わせる方法に依っており、目視でライトの基準中心位置が判読できれば、容易に正対させることができる。
【０００７】
それに対して自動式は、図７にその側面図（Ａ）とヘッドライト方向から見た正面図（Ｂ）を、図８に受光部の構造を、図９、図１０にヘッドライト８８からの光を受光部５４で受光する模式図を、図１１に受光部に投影されたヘッドライト像の１例を示すように、ライト正対と光度の測定、及び照射方向位置測定を自動で行うもので、ライトの像をレンズにより適当な大きさにして受光部内正対用スクリーンに結像させ、その時、像を若干ぼかした状態になる位置に置くことにより、光量のムラをなくして丸い形になるようにし、その像を４ないし５個（近年のすれ違いライトのように平たい配光の場合）の上下、左右に配置した光度センサで検出し、光度センサの光度出力の電位差が、上下、左右それぞれ均一にバランスするように受光部を自動的に移動させることで正対を実現している。
【０００８】
すなわちこの図７において、（Ａ）は自動式ヘッドライトテスタの側面図であり、（Ｂ）はヘッドライト方向から見た正面図である。図中５５は車両導入用コースに直角方向に布設したレール、５６は該レール５５の上を左右横行自在に設けた台車、５７は台車５６の直立脚５８に上下昇降機構を介して設けた本体フレームであり、前記本体フレーム５７上には詳細は図示していない左右回動機構、及び上下回動機構が設けられ、これら台車５６、本体フレーム５７、左右回動機構、及び上下回動機構によって、ヘッドライトテスタの受光部５４の移動機構が構成され、受光部５４を車両、及びヘッドライトに正対させるようになっている。
【０００９】
図８、図９、図１０において、８１はフレネルレンズ、８２はハーフミラー、８３はスクリーン８４に投影されたヘッドライト像を撮像して表示装置などに表示させるためのＣＣＤカメラ、８４はスクリーン、８５は車両正対用のファインダ、８６は光電池などの光検出素子を有してヘッドライトからの光の光量を測定できるようにしたライト正対検出基板、８７は第２集光レンズ、８８はヘッドライトであり、ヘッドライト８８からの光は、図９、図１０に示すように、フレネルレンズ８１で構成した集光レンズと第２集光レンズ８７で正対検出基板８６（図９では正対用光電池、図１０では光を電気に変える他点の素子として示している）上に結像する。
【００１０】
この正対検出基板８６には、図１１に示すように、例えば走行用の光を検出する４つの光電池９０、すれ違い用の光を検出する１つの光電池９１が配置され、図１１（Ａ）に示すヘッドライトが走行用の光を発している状態では、４つの光電池９０で光が検出され、図１１（Ｂ）に示す、すれ違い用の光を発している状態では、３つの光電池９０とすれ違い用の光を検出する１つの光電池９１によって光が検出される。
【００１１】
そしてこれらの光電池９０、９１で検出された光の出力が、それぞれ略等しくなるよう前記台車５６、本体フレーム５７、左右回動機構、及び上下回動機構で構成されたヘッドライトテスタの受光部５４の移動機構が動作するよう制御し、受光部５４をヘッドライトに正対させるようになっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような車両正対や、ヘッドライト正対を行う装置としては、特開平８−２２６８７３号公報、特開平１０−３００６３３号公報、特開平１１−６４１６５号公報などがある。しかしながら、従来の自動車用ライトは、その殆どが丸型か角型が大半を占めていたのに対し、近年は自動車の生産技術の向上に合わせてデザインの優れた優美な曲線を多用したライトが出現している。そしてこのようなライトは、従来のもののように丸、四角や長方形のように対称形が単純でなく、非対称の形をしているのが大半で、前記した各公報に示されている従来の測定方法では、このような非対称形のライトの形を丸型に変換しようとしても無理があり、また仮にできたとしても、上下、左右の幾何学的中心がライトの設計上の中心とは異なることも多く、自動的に正しく正対させることが困難である。
【００１３】
また、あらかじめライトの幾何学的形状を記憶装置に記憶させ、ＣＣＤカメラ出力と、この記憶装置に記憶させたライトの幾何学的形状とを画像認識技術により比較し、正対を行うようにしているものもあるが、形状記憶させたライトにしか対応できず、生産ラインのように特定のライトのみを対象にせざるを得なかった。
【００１４】
また、ヘッドライトにおける発光体のフィラメント等は、通常ヘッドライトの中心に配置され、従来ではヘッドライト前面からフィラメントが見えていたが、近年の高輝度ライトやＨＩＤライト（高輝度放電灯）は発光体の前にフードを設けて配光を調整しているものが多く、このようなフードを設けたヘッドライトにおいては、ライト配光の中心は光が抜けて黒く見える。従って、このようなライトでは、ライトの正対像がリング状になり、最大光度点で演算すると、リング状の何れかの点になって中心からずれを生じてしまう。また、ＣＣＤカメラによる２値化処理技術を用いても、最大光度点はリング状になるため、不正確な結果となってしまう。
【００１５】
そのため本発明においては、簡単な構成で、いかなる形状のヘッドライトにおいても正確に、自動的に正対できるようにしたヘッドライトテスタにおける受光部のライト正対方法及び装置を提供することが課題である。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明における請求項１に記載した発明は方法発明であって、移動機構によって車両のヘッドライトに対して正対位置に移動されるとともに、ヘッドライトからの照射光を集光するフレネルレンズと、該フレネルレンズによって集光された照射光を反射して前記撮像装置に向かわせるハーフミラーと、該ハーフミラーによって反射されたヘッドライト像を光学系によって投影する正対用スクリーンと、該正対用スクリーンに投影されたヘッドライト像を撮像する撮像装置とを備えるヘッドライトテスタの受光部を、車両のヘッドライトへ正対させる受光部のライト正対方法において、前記撮像装置によって撮像したヘッドライト像の画像信号を画像記憶部に記憶し、該記憶されたヘッドライト像の各ピクセルの明るさを検出して、一定の明るさ以上の閾値と各ピクセルの明るさとを照合してヘッドライト像における最明点領域を検出すると共に該最明点領域の位置座標から最明点領域の重心位置を検出し、該最明点領域の重心位置と前記正対用スクリーン中心との位置差を算出して、該位置差がゼロになるように前記受光部の移動機構を制御するとともに、前記最明点領域の重心位置と前記正対用スクリーン中心とが一致するまで制御して、前記受光部をヘッドライトに自動的に正対させることを特徴とする。
【００１７】
そしてこの請求項１に記載した方法発明を実施するための装置発明である請求項２に記載した発明は、車両のヘッドライト像を光学系によって投影する正対用スクリーンと、投影されたヘッドライト像を撮像する撮像手段とを有した受光部と、該受光部を保持し、前記ヘッドライトに対して左右と上下方向への移動、及び左右と上下への回動を行わせる移動機構と、前記受光部からの信号を元に前記移動機構を移動、回動させ、受光部をヘッドライトに正対させる制御手段とを有したヘッドライトテスタにおける受光部のライト正対装置において、前記受光部は、さらに、ヘッドライトからの照射光を集光するフレネルレンズと、該フレネルレンズによって集光された照射光を反射して前記撮像装置に向かわせるハーフミラーと、前記正対用スクリーンに結像させるレンズと、とを有し、前記制御手段は、撮像手段によって撮像したヘッドライト像の画像信号を記憶する画像記憶部と、
該記憶部に記憶されたヘッドライト像の各ピクセルの明るさを検出して、一定の明るさ以上の閾値と各ピクセルの明るさとを照合してヘッドライト像における一定の閾値以上の光度領域である最明点領域を検出する最明点検出手段と、該最明点検出手段の検出した最明点領域の位置座標から最明点領域の重心を検出する最明点重心検出手段と、該最明点領域の重心検出手段が検出した最明点領域の重心位置と前記正対用スクリーン中心位置との差を算出する正対制御手段とからなり、該正対制御手段の算出したヘッドライトの最明点領域の重心位置と正対用スクリーン中心位置との差がゼロになるように前記移動機構を制御するとともに、前記最明点領域の重心位置と前記正対用スクリーン中心とが一致するまで制御して、ヘッドライトテスタをヘッドライトに自動的に正対させることを特徴とする。
【００１８】
このようにすることにより、前記した高輝度ライトやＨＩＤライト（高輝度放電灯）のように、発光体の前にフードを設けて配光を調整してライト配光の中心光が抜けて黒く見えるようなライトにおいても、最明点領域の重心位置をヘッドライトの基準中心位置（発光体、若しくは光束の基準中心位置）とするから、正確な中心位置を求めることができる。また、完全にリング状にならないライトに対しても、光源を中心とした明るい部分の中心付近を捉えて基準中心位置とすることができるから、曲線を多用して中心がライトの設計上の中心とは異なるライトにおいても、自動的に正しく正対させることができる。勿論、従来の最大光度が中心にあるライトに対しても、中心付近の明るい部分の重心を算出するから問題は生じない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは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。
【００２０】
図１は本発明のヘッドライトテスタにおける受光部のライト正対装置に用いる受光部の概略断面図（Ａ）と正面図（Ｂ）であり、図２はその受光部を車両のヘッドライトと正対させた説明図、図３は撮像手段の撮像結果から最明点と最明点重心を検出するための説明図、図４は本発明のヘッドライトテスタにおける受光部のライト正対装置の制御ブロック図である。
【００２１】
図中１はヘッドライトテスタにおける受光部、２はヘッドライト９からの照射光を集光するフレネルレンズ、３はヘッドライト９からの照射光を撮像装置４方向に向かわせるハーフミラー、４はＣＣＤカメラなどで構成した撮像装置、５はヘッドライト９からの照射光を正対用スクリーン６に結像させる第２レンズ、６は正対用スクリーン、７は第２レンズからの光を正対用スクリーン６に向かわせるハーフミラー、８は正対用スクリーン６上のヘッドライト像１０撮像装置４に結像させるレンズ、９は車両のヘッドライト、１０は正対用スクリーン６上のヘッドライト像である。
【００２２】
図３において、１０はヘッドライト像、３０はヘッドライト９の発光体の前に配光を調整するため設けたフード（キャップ）による暗い部分、３１はヘッドライト像の明るい部分、３２は同じく暗い部分、３３は明るい部分３１の中でも最も明るい最明点領域、３４は正対用スクリーン６に設けられた中心線である。
【００２３】
図４において４はＣＣＤカメラなどで構成した撮像装置、４０は受光部１をヘッドライト９に正対させる制御手段、４１は撮像装置４の撮像結果をアナログ、デジタル変換するＡ／Ｄ変換部、４２はＡ／Ｄ変換部４１が変換した撮像結果の画像データを記憶する画像記憶部、４３はこの画像記憶部４２に記憶した画像データから一定の閾値以上の最明点を抽出する最明点検出部、４４はこの最明点検出部４３が検出した最明点から重心位置を検出する最明点重心検出部、４５は最明点重心検出部が検出した最明点重心と正対用スクリーン６の中心位置との差を検出する正対制御部、４６は正対制御部４５の検出した最明点重心と正対用スクリーン６との中心位置との差によって、ヘッドライトテスタにおける受光部１を正対位置に移動させる移動機構を駆動する移動機構駆動回路である。
【００２４】
このように構成した本発明のヘッドライトテスタにおける受光部のライト正対装置において、図２に示すようにヘッドライト９からの光をヘッドライトテスタにおける受光部１に入射させると、その光はハーフミラー３で一部が反射され、第２レンズ５とハーフミラー７によって正対用スクリーン６上に図３に示すような正対ランプ像１０を結像する。するとこの像は、レンズ８を通してＣＣＤカメラなどで構成された撮像装置４で撮像され、その撮像結果は、図４に示すＡ／Ｄ変換部４１に送られてアナログ、デジタル変換され、画像記憶部４２に記憶される。
【００２５】
すると最明点検出部４３は、この画像記憶部４２に記憶された図３に示すようなヘッドライト像１０の各ピクセルの明るさを検出して一定の明るさ以上の閾値を算出し、さらにその閾値と各ピクセルの明るさとを照合してこのヘッドライト像における３３で示すような最明点領域を検出する。そして例えば図３のように最明点領域が、中心のヘッドライトのフード（キャップ）による暗い部分３０の周りの４カ所にできた場合は、この４カ所の位置座標を基に最明点重心位置検出部４４がこの最明点領域３３の重心位置を検出する。
【００２６】
このようにして最明点領域３３の重心位置が検出されると、正対制御部４５は、この最明点重心位置と正対用スクリーン６上の中心線３４の交点（正対用スクリーン６の中心）との位置差を検出し、それを移動機構駆動回路４６に送り、この位置差が０になるようヘッドライトテスタにおける受光部１の移動機構を制御して移動させる。そのためヘッドライトテスタにおける受光部１は、移動機構によってこの差が０になる方向に移動し、その間も以上説明してきたような制御が行われて、ヘッドライトの最明点重心位置と正対用スクリーン６上の中心位置とが一致して制御が終了する。
【００２７】
前述のごとくヘッドライトテスタにおける受光部のライト正対装置を構成することにより、前記したような、曲線を多用して非対称の形の中心が設計上の中心とは異なるライトにおいても、また、発光体の前にフードを設けて配光の中心光が抜けて黒く見えるようなライトにおいても、何ら問題なく受光部をライトと自動的に正対させることが可能になる。
【００２８】
【発明の効果】
以上記載の如く本発明によれば、前記した高輝度ライトやＨＩＤライト（高輝度放電灯）のように、発光体の前にフードを設けて配光を調整してライト配光の中心光が抜けて黒く見えるようなライトにおいても、最明点領域の重心位置をヘッドライトの基準中心位置（発光体、若しくは光束の基準中心位置）とするから正確な中心位置を求めることができる。また、完全にリング状にならないライトに対しても、光源を中心とした明るい部分の中心付近を捉えて基準中心位置とすることができるから、曲線を多用した中心がライトの設計上の中心とは異なるライトにおいても、自動的に正しく正対させることができる。勿論、従来の最大光度が中心にあるライトに対しても、中心付近の明るい部分の重心を算出するから問題は生じない。そのため、車両の安全性に重要なヘッドライトの光度と照射方向を簡単に測定できるヘッドライトテスタを提供することが可能となり、大きな効果をもたらすものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のヘッドライトテスタにおける受光部のライト正対装置に用いる受光部の概略断面図（Ａ）と正面図（Ｂ）である。
【図２】ヘッドライトテスタにおける受光部を車両のヘッドライトと正対させた説明図である。
【図３】撮像手段の撮像結果から最明点と最明点重心を検出するための説明図である。
【図４】本発明のヘッドライトテスタにおける受光部のライト正対装置の制御ブロック図である。
【図５】ヘッドライトテスタにおける車両への正対を説明するための図である。
【図６】従来のヘッドライトテスタにおけるヘッドライトへの正対方法を説明するための図である。
【図７】従来のヘッドライトテスタの構造を説明するための図である。
【図８】従来のヘッドライトテスタにおける受光部の構造を説明するための図である。
【図９】従来のヘッドライトテスタにおける受光部の構造を説明するための図である。
【図１０】従来のヘッドライトテスタにおける受光部の構造を説明するための図である。
【図１１】従来のヘッドライトテスタにおける受光部に投影されたヘッドライト像を説明するための図である。
【符号の説明】
４０受光部をヘッドライトに正対させる制御手段
４１Ａ／Ｄ変換部
４２画像記憶部
４３最明点検出部
４４最明点重心検出部
４５正対制御部
４６受光部移動機構駆動回路

Claims

移動機構によって車両のヘッドライトに対して正対位置に移動されるとともに、ヘッドライトからの照射光を集光するフレネルレンズと、該フレネルレンズによって集光された照射光を反射して前記撮像装置に向かわせるハーフミラーと、該ハーフミラーによって反射されたヘッドライト像を光学系によって投影する正対用スクリーンと、該正対用スクリーンに投影されたヘッドライト像を撮像する撮像装置とを備えるヘッドライトテスタの受光部を、車両のヘッドライトへ正対させる受光部のライト正対方法において、
前記撮像装置によって撮像したヘッドライト像の画像信号を画像記憶部に記憶し、該記憶されたヘッドライト像の各ピクセルの明るさを検出して、一定の明るさ以上の閾値と各ピクセルの明るさとを照合してヘッドライト像における最明点領域を検出すると共に該最明点領域の位置座標から最明点領域の重心位置を検出し、該最明点領域の重心位置と前記正対用スクリーン中心との位置差を算出して、該位置差がゼロになるように前記受光部の移動機構を制御するとともに、前記最明点領域の重心位置と前記正対用スクリーン中心とが一致するまで制御して、前記受光部をヘッドライトに自動的に正対させることを特徴とするヘッドライトテスタにおける受光部のライト正対方法。
車両のヘッドライト像を光学系によって投影する正対用スクリーンと、投影されたヘッドライト像を撮像する撮像手段とを有した受光部と、該受光部を保持し、前記ヘッドライトに対して左右と上下方向への移動、及び左右と上下への回動を行わせる移動機構と、前記受光部からの信号を元に前記移動機構を移動、回動させ、受光部をヘッドライトに正対させる制御手段とを有したヘッドライトテスタにおける受光部のライト正対装置において、
前記受光部は、さらに、ヘッドライトからの照射光を集光するフレネルレンズと、該フレネルレンズによって集光された照射光を反射して前記撮像装置に向かわせるハーフミラーと、前記正対用スクリーンに結像させるレンズと、とを有し、
前記制御手段は、撮像手段によって撮像したヘッドライト像の画像信号を記憶する画像記憶部と、
該記憶部に記憶されたヘッドライト像の各ピクセルの明るさを検出して、一定の明るさ以上の閾値と各ピクセルの明るさとを照合してヘッドライト像における一定の閾値以上の光度領域である最明点領域を検出する最明点検出手段と、
該最明点検出手段の検出した最明点領域の位置座標から最明点領域の重心を検出する最明点重心検出手段と、
該最明点領域の重心検出手段が検出した最明点領域の重心位置と前記正対用スクリーン中心位置との差を算出する正対制御手段とからなり、
該正対制御手段の算出したヘッドライトの最明点領域の重心位置と正対用スクリーン中心位置との差がゼロになるように前記移動機構を制御するとともに、前記最明点領域の重心位置と前記正対用スクリーン中心とが一致するまで制御して、ヘッドライトテスタをヘッドライトに自動的に正対させることを特徴とするヘッドライトテスタにおける受光部のライト正対装置。