JP6280426B2 - 車両用ヘッドライトの測定装置 - Google Patents

Description

本発明は車両用ヘッドライトの測定装置、特に、多種多様のヘッドライトを測定できる装置に関する。

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り、そのために、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の被測定位置を測定し、その測定値が許容範囲内にあるかを、車検時などで、検査する必要がある。

このような測定、検査装置として、車両用ヘッドライトの測定装置があり、例えば、特許文献１に記載のものがある。

図７〜図９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７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及び演算処理装置６とから構成されている。

また、前記筐体４は、図８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るためのフレネルレンズなどの集光レンズ７が固定されていると共に、該筐体４の内部後方に該集光レンズ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が固定されており、更にヘッドライトの正対用に該筐体４の中間部にハーフミラー１０が斜設して固定されており、該ハーフミラー１０に映ったヘッドライトの映像を確認するためのライト正対用スクリーン１１が該筐体４の前方上方部に固定されている。

尚、撮像カメラ９及びライト正対用スクリーン１１が見る中心点を、ヘッドライトと配光スクリーン８の中心線に合致させている。

また、前記演算処理装置６は、図９に示すように、撮像カメラ９からの出力をファイルとして取り込むための映像取込み部１２と、ＣＰＵ及びメインメモリーからなる画像処理や演算処理や各種記憶を行うための演算記憶処理部１３と、該演算記憶処理部１３で演算処理した結果を前記表示装置５に表示させるための表示制御部１４と、入力などを行う操作部１５からの信号を処理する操作部処理部１６とからなる。

前記従来の車両用ヘッドライトの測定装置においては、集光レンズ７は、前記筐体４内に固定された前記配光スクリーン８に、車検の検査基準で定められているように、車両用ヘッドライトから１０ｍ離れたときの配光が投影されるように、ヘッドライト光を集光するものであり、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、該撮像された画像から、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測定していた。

特開２００８−３９７２９号公報

しかしながら、最近の車両用ヘッドライトは、多種多様であり、１０ｍよりも更に先の、例えば、３０ｍ離れたときに、最適な配光となるように設計されたものがある。

即ち、例えば、一つのヘッドライトであっても、複数の光源から構成されるものがあり、そして、この複数の光源からなる一つのヘッドライトの配光が、例えば、図４に示すように、車両用ヘッドライトから１０ｍよりも更に先の、例えば、３０ｍ離れたときに、１本のカットオフラインとして結像されるようなものがある。

また、一つの光源から構成されるものであっても、ヘッドライトの反射鏡の形状等により、例えば、３０ｍ離れたときの配光を最適な配光とするように設計されたヘッドライトもある。

このようなヘッドライトを、従来の車両用ヘッドライトの測定装置の配光スクリーンで投影させると、配光が１０ｍ離れたときには結像されておらず、最適な配光とされていないため、例えば、図３に示すように、３本のカットオフラインが現れてしまい、どのカットオフラインが採用されるべきものか、判断しずらく、カットオフラインの測定が非常に困難となる場合があった。

また、前記従来の車両用ヘッドライト測定装置を用いて、例えば、車両用ヘッドライトが１０ｍ離れたときに結像しないなど、最適な配光になるように設計されていないヘッドライトなどを測定する場合、不鮮明な配光をもとに、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測定する必要があるため、再現性が悪いという問題点もあった。

本発明は、車両用ヘッドライトの配光が１０ｍよりも更に先で、最適な配光になるように設計されたヘッドライトであっても、より正確な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測定できるようにした車両用ヘッドライトの測定装置を提供することを目的とする。

本発明は前記の目的を達成すべく、被測定車両のヘッドライト光を集光する集光レンズと、該集光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、表示装置と、演算処理装置と、前記配光スクリーンを、前記集光レンズに対して移動させる移動手段とよりなり、前記移動手段は、前記配光スクリーンが、ヘッドライトから１０ｍ離れたときのヘッドライト配光を受像できる第１の位置から、前記配光スクリーンが受像した前記ヘッドライトの配光が結像する第２の位置まで移動でき、前記演算処理装置は、前記第１の位置における配光スクリーンが受像したヘッドライト配光を記憶する第１記憶部と、前記第２の位置における配光スクリーンが受像したヘッドライト配光を記憶する第２記憶部と、前記第１記憶部で記憶した第１の位置におけるヘッドライト配光の被測定位置を測定するために、前記第２記憶部で記憶した第２の位置におけるヘッドライト配光からの情報を、前記表示装置に表示させる表示手段部とを具備する。

本発明の車両用ヘッドライトの測定装置は、ヘッドライト配光の結像位置など、最適な配光となる距離が１０ｍより離れている場合であっても、より正確な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測定できる。

本発明の車両用ヘッドライトの測定装置の筐体の縦断側面図である。 該測定装置の演算処理系のブロック線図である。 表示装置に複数のカットオフラインが表示される映像の説明図である。 表示装置に一つのカットオフラインが表示される映像の説明図である。 表示装置に隣接する等光度曲線が離れている等光度曲線が表示される映像の説明図である。 表示装置に隣接する等光度曲線が近い等光度曲線が表示される映像の説明図である。 従来の車両用ヘッドライトの測定装置の正面図である。 該測定装置の筐体の縦断側面図である。 該測定装置の演算処理系のブロック線図である。

以下、図１〜図６によって本発明の実施例を説明する。なお、前記従来の車両用ヘッドライトの測定装置と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。

本発明のヘッドライトの測定装置１７は、図１に示すように、前記従来の車両用ヘッドライトの測定装置１の筐体４よりも、前後方向（ヘッドライトに離接する方向）に長く延びた筐体１８を用い、該筺体１８内の配光スクリーン８を移動手段１９により、前後方向に移動可能に形成している。

該移動手段１９は、例えば、前記筐体１８内の床面に敷設されたレール２０と、このレール２０上を移動可能な移動台車２１とよりなり、該移動台車２１に前記配光スクリーン８を支持する支持体２２を固定した。

また、前記支持体２２の上端から上方に架設した逆Ｌ字状の支持アーム２２ａに前記撮像カメラ９を固定し、該配光スクリーン８の移動と共に、前記撮像カメラ９も移動するようにした。

また、本発明のヘッドライトの測定装置１７の演算処理装置２３は、図２に示すように、前記従来の演算処理装置６に、更に、後述する第１記憶部２４、第２記憶部２５、第１最適配光判断部２６、第２最適配光判断部２７、表示手段部２８が演算記憶処理部１３に接続され、前記第１記憶部２４、第２記憶部２５は、後述する各種の情報を記憶し、また、前記第１最適配光判断部２６、第２最適配光判断部２７は、後述するヘッドライトの配光が結像しているか否かなど、ヘッドライトの配光が最適な配光であるか否かの判断を行うようにし、前記表示手段部２８は、後述するように、前記第１記憶部で記憶した第１の位置におけるヘッドライト配光の被測定位置を測定するために、前記第２記憶部で記憶した第２の位置におけるヘッドライト配光からの情報を、前記表示装置５に表示させるようにする。

次に本発明の車両用ヘッドライトの測定装置の測定方法及びその効果について説明する。

本発明の車両用ヘッドライトの測定装置１７においては、まず、前記筐体１８内の前記配光スクリーン８を、移動台車２１を移動させて、該配光スクリーン８上に１０ｍ離れたヘッドライト配光を受像できる第１の位置Ａに配置する。

そして、被測定車両（図示せず）を前記筐体１８の前方の所定の位置に停止して、該被測定車両のヘッドライトを点灯し、上記ライト正対用スクリーン１１に受像したヘッドライト映像を確認して、手動または自動追尾機構（図示せず）により、上記スクリーン１１のほぼ中心に上記ヘッドライト映像が映し出されるように、上記筐体１８を上下左右に移動する。

次に、前記第１の位置Ａにおける配光スクリーン８が受像したヘッドライト配光を前記撮像カメラ９で撮像し、該撮像した映像を前記表示装置５に表示すると共に、該映像を、第１の位置におけるヘッドライト配光として、前記記憶演算装置２３の第１記憶部２４に記憶させる。

なお、前記撮像した映像を画像処理して、等光度曲線で表し、該曲線のみを、又は、該撮像した映像と共に、前記表示装置５に表示すると共に、該映像を前記第１記憶部２４に記憶させるようにしてもよい。

そして、前記表示装置５に表示された、第１の位置におけるヘッドライト配光が結像しているか否かなど、ヘッドライトの配光が最適な配光であるか否かを判断する。

この最適な配光であるか否かの判断は、目視又は、前記演算処理装置２３に設けた第１最適配光判断部２６により行う。

この第１最適配光判断部２６は、前記第１記憶部２４に記憶されたヘッドライト配光が、例えば、図３に示すように、カットオフラインａ、ｂ、ｃと複数現れている場合には、結像していないと判断し、これにより、最適な配光ではないと判断し、また、図４に示すように、カットオフラインｄが一つとなる場合に、結像したと判断し、これにより、最適な配光であると判断する。

又は、例えば、図５に示すように、等光度曲線の所望の隣接する線の所望の位置の間隔Ｍが所望の値より離れている場合には、結像していないと判断し、これにより、最適な配光でないと判断し、また、図６に示すように、所望値以下となった場合に、結像していると判断し、これにより最適な配光であると判断するようにする。

なお、前記所望の隣接する線には、例えば、最高光度側の２本の線とする。また、等光度曲線の所望の隣接する線の所望の位置の間隔の代わりに、前記所望の隣接する線の最少間隔の位置の間隔としてもよい。

その他、前記第１最適配光判断部２６は、最高光度値や、最光度となる面積や、カットオフラインを跨ぐ明暗の差や、これらを組み合わせるなどして、結像しているか否かなどを判断し、これにより、最適な配光であるか否かを判断するようにしてもよい。

なお、予め結像距離など、最適な配光となる距離が分かっている場合には、その距離が１０ｍであるか否かで判断するようにしてもよい。

そして、前記第１最適配光判断部２６が、結像しているなど、最適の配光であると判断した場合には、該ヘッドライト配光をもとに、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や測定し、該測定値が所望の範囲内かを検査し、この検査が終了したら、次の被測定車両の測定、検査に移るようにする。

また、前記第１最適配光判断部２６により、結像していないなど、最適の配光でないと判断した場合や、あるいは、最適な配光であるか否か不明な場合には、前記移動台車２１を後方に移動させて、前記配光スクリーン８を、該ヘッドライト配光が結像するなど、配光が最適となる第２の位置Ｂまで移動させるようにする。

なお、前記第１最適配光判断部２６による判断を行わず、前記第１の位置におけるヘッドライト配光を、前記記憶演算装置２３の第１記憶部２４に記憶させた後に、前記配光スクリーン８を後方に移動させて、該ヘッドライト配光が結像するなど、最適な配光となる第２の位置Ｂまで移動させるようにしてもよい。

そして、この第２の位置における配光スクリーンで受像したヘッドライト配光を前記撮像カメラ９で撮像し、該映像を、第２の位置におけるヘッドライト配光として、前記演算処理装置２３の第２記憶部２５に記憶させる。

なお、前記第２の位置までの前記配光スクリーン８の移動は、予め、配光が最適になる距離が分かっている場合には、その距離まで移動させる。

予め、配光が最適になる距離が分からない場合には、目視又は、前記演算処理装置２３に設けた第２最適配光判断部２７により行う。

この第２最適配光判断部は、前記配光スクリーン８の移動中における前記撮像カメラ９により撮像したヘッドライト映像が、例えば、１０ｍ離れたヘッドライト配光の第１の位置で、カットオフラインが複数あった場合に、そのカットオフラインが、図４に示すように、一つになった時に、結像したと判断し、これにより、最適な配光であると判断するようにする。

又は、例えば、等光度曲線の所望の隣接する線の間隔Ｍが所望値以下となった時に、結像したと判断し、これにより、最適な配光であると判断するようにする。

その他、前記第２最適配光判断部２７は、光度値や、最高光度値や、最高光度となる面積や、カットオフラインを跨ぐ明暗の差や、等光度曲線の隣接する線の間隔や、これらを組み合わせるなどして、結像しているか否かなどを判断し、これにより、最適な配光であるか否かを判断するようにしてもよい。

なお、結像時など、最適な配光時における、ヘッドライトとの結像距離などの最適な配光距離を前記表示装置５上に表示するようにしてもよい。

そして、前記第２の位置におけるヘッドライト配光を前記第２記憶部２５で記憶させた後に、該第２の位置におけるヘッドライト配光をもとに、例えば、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計測し、前記第２の位置のヘッドライト配光と対にして、該計測値を前記第２記憶部に記憶させる。

そして、前記演算処理装置２３の表示手段部２８により、前記第１記憶部２４及び第２記憶部２５で記憶させた前記１０ｍ離れたときのヘッドライト配光である、第１の位置におけるヘッドライト配光と、結像するときの距離など最適な配光となる距離離れたときのヘッドライト配光である、第２の位置におけるヘッドライト配光とを、前記表示装置５に、例えば、２画面として表示するようにし、更に必要に応じて、前記第２記憶部２５に記憶したヘッドライト配光の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前記表示装置５に表示して、これらの情報をもとにして、前記第１の位置におけるヘッドライト配光の被測定位置を測定するようにする。

即ち、例えば、前記演算処理装置２３の表示手段部２８により、前記表示装置５が２画面で表示されている場合、左側画面に、第１の位置のヘッドライト配光が、例えば図３の映像として表示され、右側画面に、第２の位置のヘッドライト配光が、例えば図４の映像として表示された場合、図３のカットオフラインａ、ｂ、ｃ中、図４のカットオフラインｄに一番近いカットオフラインｂを正しいカットオフラインであると判断するなど、最適の配光時におけるヘッドライト配光や、該配光から測定された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や等光度曲線等の被測定位置を参照しながら、前記１０ｍにおけるヘッドライト配光から光軸等を測定するようにする。

なお、前記演算処理装置２３の表示手段部２８により、該第１記憶部２４で記憶したヘッドライト配光と、該第２記憶部２５で記憶したヘッドライト配光とを、前記表示装置５に同時に表示する方法として、２画面ではなく、１画面において、各映像の色や表示方法などを変えて、２つのヘッドライト配光などを表示するようにしてもよい。また、該第１記憶部２４で記憶したヘッドライト配光と、該第２記憶部２５で記憶したヘッドライト配光等とを、同時に表示することなく、必要に応じて、いずれか一方のみ、または必要な情報のみを表示するようにしてもよい。

また、第１の位置におけるヘッドライト配光の被測定位置を測定できればよいので、前記演算処理装置２３の表示手段部２８により、前記第２の位置におけるヘッドライト配光のうち、必要な情報のみ、前記表示装置５に表示させるようにしてもよい。

なお、予め、結像距離など最適な配光となる距離が分かっている場合には、前記配光スクリーン８を第１の位置に配置せずに、第２の位置に前記配光スクリーン８を移動させて固定し、該配光スクリーン８のヘッドライド配光を撮像カメラ９で撮像し、画像処理して、前記表示装置５に表示させると共に、該ヘッドライト配光を前記第２記憶部２５に記憶させ、その後、前記配光スクリーン８を、第１の位置に移動させて、撮像し、上述のように、結像するなど最適な配光となる位置のヘッドライト配光等を参照して、１０ｍ離れたときのヘッドライト配光の光軸等の被測定位置等を測定するようにしてもよい。

なお、この際、各計測した座標位置を表示装置５などで表示する時は、各計測値と、結像距離などの最適な配光距離との関係が分かるように、各位置を（ｘ／Ｌ，ｙ／Ｌ）（ここで、ｘ，ｙは、それぞれｘ軸における座標（ｃｍ），ｙ軸における座標（ｃｍ）を示し、Ｌは結像距離などの最適な配光距離（ｍ）を示す）のように表示するのが好ましい。

すなわち、例えば、１０ｍ離れたときの配光における座標位置（ｘ_１、ｙ_１）を、（ｘ_１（ｃｍ）／１０（ｍ）、ｙ_１（ｃｍ）／１０（ｍ））と表示し、３０ｍ離れたときの配光における座標位置（ｘ_２、ｙ_２）を、（ｘ_２（ｃｍ）／３０（ｍ）、ｙ_２（ｃｍ）／３０（ｍ））と表示するようにする。

また、集光レンズ７と配光スクリーン８との距離が異なると、ヘッドライト測定装置内の内部光路計算上、該配光スクリーン８が受像する像の大きさが異なる。そのため、第１の位置における配光スクリーン８と第２の位置における配光スクリーン８を、同じ距離離れた前記撮像カメラ９で撮像すると、該撮像した映像を前記表示装置５に表示させた場合、各表示装置５に表示された目盛間隔がそれぞれ異なってしまう。

そこで、前記配光スクリーン８が第１の位置から第２の位置に移動する際、前記表示装置５に表示される各目盛間隔が同じになるように、画像を拡大して前記表示装置５に表示させるための表示調整手段を設ける。

この表示調整手段としては、例えば、前記撮像カメラ９と前記支持アーム２２ａとの間に、離接移動手段を設ける（図示せず）。該離接移動手段により、前記配光スクリーン８を前記第２の位置に移動させた場合、前記撮像カメラ９を、前記配光スクリーン８の移動量に応じて、前記配光スクリーン８に対して、前記撮像カメラ９を接近させ、前記表示装置５に表示される各目盛間隔が一致するように、前記映像を拡大するようにする。

又は、前記表示調整手段として、前記撮像カメラ９のレンズをズーム自在とし、前記配光スクリーン８の移動量に応じて、前記レンズをズームさせて、前記表示装置５に表示される各目盛間隔が一致するように、前記映像を拡大するようにする。

又は、前記表示調整手段として、前記演算処理装置２３に、映像拡大部２９を設け、該映像拡大部２９により、前記表示装置５に表示される各目盛間隔が一致するように、前記映像を拡大するようにする。

なお、分解能により性能に差がでるため、前記映像拡大部２９により調整するよりは、前記離接移動手段、又はレンズをズーム自在として前記表示装置５に表示される像の大きさを調整するのが好ましい。

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なう車両整備工場等で有用である。

１ 測定装置
２ 台車
３ 支柱
４ 筐体
５ 表示装置
６ 演算処理装置
７ 集光レンズ
８ 配光スクリーン
９ 撮像カメラ
１０ ハーフミラー
１１ ライト正対用スクリーン
１２ 映像読込み部
１３ 演算記憶処理部
１４ 表示制御部
１５ 操作部
１６ 操作部処理部
１７ 測定装置
１８ 筐体
１９ 移動手段
２０ レール
２１ 移動台車
２２ 支持体
２２ａ 支持アーム
２３ 演算処理装置
２４ 第１記憶部
２５ 第２記憶部
２６ 第１最適配光判断部
２７ 第２最適配光判断部
２８ 表示手段部
２９ 映像拡大部

Claims (4)

1. 被測定車両のヘッドライト光を集光する集光レンズと、
   該集光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、
   表示装置と、
   演算処理装置と、
   前記配光スクリーンを、前記集光レンズに対して移動させる移動手段とよりなり、
   前記移動手段は、前記配光スクリーンが、ヘッドライトから１０ｍ離れたときのヘッドライト配光を受像できる第１の位置から、前記配光スクリーンが受像した前記ヘッドライトの配光が結像する第２の位置まで移動でき、
   前記演算処理装置は、前記第１の位置における配光スクリーンが受像したヘッドライト配光を記憶する第１記憶部と、前記第２の位置における配光スクリーンが受像したヘッドライト配光を記憶する第２記憶部と、
   前記第１記憶部で記憶した第１の位置におけるヘッドライト配光の被測定位置を測定するために、前記第２記憶部で記憶した第２の位置におけるヘッドライト配光からの情報を、前記表示装置に表示させる表示手段部とを具備することを特徴とするヘッドライトの測定装置。
2. 前記演算処理装置は、ヘッドライト配光が結像しているか否かを判断する最適配光判断部を有することを特徴とする請求項１に記載のヘッドライトの測定装置。
3. 前記最適配光判断部は、前記カメラが検出したヘッドライト配光を等光度曲線で表し、該等光度曲線の隣接する距離が所望の値以下である時に、ヘッドライト配光が結像していると判断することを特徴とする請求項２に記載のヘッドライトの測定装置。
4. 前記配光スクリーンの移動に応じて、前記表示装置に表示される像の大きさを調整する表示調整手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載のヘッドライトの測定装置。

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