JP6701140B2 - Vehicle headlight measuring device - Google Patents

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Description

本発明は車両用ヘッドライトの測定装置に関するものである。   The present invention relates to a vehicle headlight measuring device.

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る。そのため、車検時などに、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を測定し、その測定値が許容範囲内にあるかを、検査する必要がある。   A vehicle headlight (headlight) needs to satisfy various conditions, for example, to prevent a driving vehicle of an oncoming vehicle from being dazzled. Therefore, at the time of vehicle inspection, it is necessary to measure the optical axis of the vehicle headlight, the cut-off line of the light distribution, the elbow point, the luminous intensity balance point, etc., and inspect whether the measured value is within the allowable range. ..

このような測定装置として、例えば、特許文献1に記載の車両用ヘッドライトの測定装置がある。   As such a measuring device, for example, there is a measuring device for a vehicle headlight described in Patent Document 1.

図9及び図10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9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略直方体状の筐体4と、該筺体4に設けた液晶モニタなどの表示装置5及び演算記憶処理装置6とから構成されている。   9 and 10 show the conventional measuring device 1 for a vehicle headlight, and as shown in FIG. 9, the measuring device 1 is a trolley 2 that moves in the left-right direction on a rail laid on the floor. A pillar 3 standing upright on the carriage 2, a substantially rectangular parallelepiped casing 4 provided on the pillar 3 so as to be vertically movable, a display device 5 such as a liquid crystal monitor provided on the housing 4, and an arithmetic storage processing device. 6 and 6.

また、前記筐体4は、図10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集光するためのフレネルレンズ7が固定されていると共に、該筐体4の内部後方に、該フレネルレンズ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が固定されている。   As shown in FIG. 10, the housing 4 has a Fresnel lens 7 for receiving and condensing the headlight light of the vehicle to be measured fixed to the front surface of the housing 4, and A light distribution screen 8 for receiving the converged light distribution from the Fresnel lens 7 is fixed to the rear of the inside of the housing 4, and the light distribution screen 8 receives the image above the middle of the housing 4. An imaging camera 9 such as a CCD camera for detecting light is fixed.

なお、前記フレネルレンズ7は、図11(a)に示すような凸状の球面形状レンズ10に基づき、該球面形状レンズ10から屈折作用が存在しないレンズ内部10aを取り除き、図11(b)に示すように、屈折作用が存在するレンズ表面10bのみで構成して形成されたレンズをいう。   The Fresnel lens 7 is based on a convex spherical lens 10 as shown in FIG. 11(a), and the lens interior 10a having no refracting action is removed from the spherical lens 10 to obtain the lens shown in FIG. 11(b). As shown, it refers to a lens formed by only the lens surface 10b having a refraction effect.

前記従来の車両用ヘッドライトの測定装置においては、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で撮像して、該カメラ9が検出した配光を前記表示装置5に表示し、該表示された画像から、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検査していた。   In the conventional vehicle headlight measuring device, the light distribution of the headlight received on the light distribution screen 8 is captured by the imaging camera 9, and the light distribution detected by the camera 9 is displayed by the display device. 5, the measured positions such as the optical axis, the cutoff line, the elbow point, and the luminous intensity balance point were inspected from the displayed image.

特開2008−39729号公報JP, 2008-39729, A

しかしながら、前記配光スクリーンに受像される車両用ヘッドライトの配光像は、本来、例えば、図12に示すような、矩形状の下部分11aと、該下部分11aの上辺の中央から左側に向かって徐々に上方に延びる三角形状の上部分11bとよりなる光源形状11であれば、該光源形状と同形の形状となるものが、実際には、図13の丸で囲んだ部分に示すように、スクリーン上部に、該車両用ヘッドライトに基づく配光以外の配光らしきノイズ(迷光)がうっすらと入り込むような場合があった。   However, the light distribution image of the vehicle headlight that is received by the light distribution screen is originally a rectangular lower portion 11a as shown in FIG. 12, and a left side from the center of the upper side of the lower portion 11a. If the light source shape 11 is composed of a triangular upper portion 11b extending gradually upwards, a light source shape 11 having the same shape as the light source shape is actually shown in a circled portion in FIG. In some cases, noise (stray light) that seems to be light distribution other than the light distribution based on the vehicle headlight may enter the upper part of the screen.

そして、そのノイズが、測定点や測定ゾーンの正確な評価の妨げとなる場合があった。   Then, the noise may hinder the accurate evaluation of the measurement point or the measurement zone.

そこで、本発明者は、前記配光スクリーンの配光像中のノイズ(迷光)の原因が、前記フレネルレンズの製造誤差によるものと想定し、結像光学的観点と照明光学的観点から、フレネルレンズの製造誤差に基づく収差について解析するために、光源、フレネルレンズ、受光器(配光スクリーン)などからなるヘッドライトテスターと同様の環境を設計し、シミュレーションを行った。   Therefore, the present inventor assumes that the cause of noise (stray light) in the light distribution image of the light distribution screen is due to the manufacturing error of the Fresnel lens, and from the viewpoint of imaging optics and illumination optics, Fresnel In order to analyze the aberration based on the manufacturing error of the lens, we designed and simulated the same environment as the headlight tester consisting of a light source, Fresnel lens, and light receiver (light distribution screen).

そして、光源としては、自動車用ヘッドライトの配光特性規定及びヘッドライトテスターの製造試験用光源を参考に、図12に示すような、左通行用自動車ヘッドライト形状に設計した。また、フレネルレンズの製造誤差に関するフレネルレンズのエッジ高さの誤差、頂点形状(丸みの曲率)、バックカット角度などを変更すると共に、受光器の設置位置などを変更し、また、フレネルレンズのエッジの製造誤差と、バックカット角度はレンズの周辺部になるほど大きくなり、収差の原因となると予想されるため、前記レンズの前方に遮光物体を設置するなどして、シミュレーションした。   Then, the light source was designed into a left-handed vehicle headlight shape as shown in FIG. 12 with reference to the light distribution characteristic regulation of the vehicle headlight and the light source for manufacturing test of the headlight tester. In addition, the error in the edge height of the Fresnel lens related to the manufacturing error of the Fresnel lens, the vertex shape (curvature of the roundness), the backcut angle, etc. are changed, and the installation position of the light receiver is also changed. Since the manufacturing error and the back cut angle become larger toward the periphery of the lens and are expected to cause aberrations, a simulation was performed by installing a light-shielding object in front of the lens.

その結果、レンズ周辺部を通過してきた光が原因と考えられる、前記受光器上部に伸びる収差(ノイズ)が確認できたが、該収差は、前記フレネルレンズの製造誤差の有無やバックカット角度に関わらず、生じた。そのため、かかる収差は、フレネルレンズの製造誤差ではなく、フレネルレンズの球面収差により、レンズ周辺部の屈折角が大きくなり、レンズ周辺部を通過してきた光が受光器上部に到達したと予想され、また、その収差の照明形状が、ヘッドライトテスターで発生しているノイズ(迷光)の形状に近い照明であった。   As a result, an aberration (noise) extending to the upper part of the light receiver, which is considered to be caused by light passing through the peripheral portion of the lens, was confirmed. Regardless, it happened. Therefore, this aberration is not a manufacturing error of the Fresnel lens, but due to the spherical aberration of the Fresnel lens, the refraction angle of the lens peripheral portion becomes large, and it is expected that the light passing through the lens peripheral portion has reached the upper portion of the light receiver. Further, the illumination shape of the aberration was an illumination shape close to the shape of noise (stray light) generated in the headlight tester.

そこで、次に、フレネルレンズの球面収差による影響を解析した結果、球面形状レンズに基づくフレネルレンズにおいては、ロービーム配光特性には存在しない、スクリーン上部の照明分布が確認できたが、非球面レンズに基づくフレネルレンズにおいては、スクリーン上部のノイズの低減が見られ、従って、ノイズ(迷光)の主な原因が、フレネルレンズの球面収差(レンズ周辺部の屈折角が大きいこと)であり、球面収差によってフレネルレンズの下部に入射した光が大きく屈折し、受光器上部に到達することでノイズ(迷光)が生じていることを解明でき、本発明に至るものである。   Then, next, as a result of analyzing the influence of the spherical aberration of the Fresnel lens, in the Fresnel lens based on the spherical lens, the illumination distribution on the upper part of the screen, which does not exist in the low beam distribution characteristic, was confirmed. In the Fresnel lens based on, the reduction of the noise at the upper part of the screen is seen, and therefore the main cause of the noise (stray light) is the spherical aberration of the Fresnel lens (the refraction angle of the lens peripheral portion is large). Thus, it can be understood that the light incident on the lower part of the Fresnel lens is largely refracted and reaches the upper part of the light receiver to generate noise (stray light), which leads to the present invention.

本発明は前記の目的を達成すべく、本発明のヘッドライトの測定装置は、左右方向に移動可能な台車と、該台車に立設した支柱と、該支柱に上下動可能に設けた筐体と、該筐体の前面に設けた、被測定車両のヘッドライト光を集光するフレネルレンズと、前記筐体の内部後方に固定された、該フレネルレンズから収束した配光を受像する配光スクリーンと、前記筐体に固定された、前記受像した配光を検出するカメラと、該カメラが検出した配光を表示する表示装置とよりなり、前記フレネルレンズは、球面収差を修正した非球面レンズに基づき形成されることを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a headlight measuring device according to the present invention, in which a carriage that can move in the left-right direction, a pillar that stands on the carriage, and a housing that is vertically movable on the pillar. And a Fresnel lens provided on the front surface of the housing for condensing the headlight light of the vehicle to be measured , and a light distribution for receiving the light distribution converged from the Fresnel lens fixed to the rear inside the housing. The screen, a camera fixed to the housing for detecting the received light distribution, and a display device for displaying the light distribution detected by the camera, and the Fresnel lens is an aspheric surface with spherical aberration corrected. It is characterized in that it is formed based on a lens.

また、前記球面収差を修正した非球面レンズの表面形状は、非球面式に基づいて形成されることを特徴とする。   Further, the surface shape of the aspherical lens in which the spherical aberration is corrected is formed based on an aspherical expression.

また、前記非球面式は、数(1)であることを特徴とする。
なお、前記数(1)において、Z(s)は、サグ量、sは、光軸からの距離、Cは、曲率、kは、コーニック定数、A4、6、8・・・は、非球面係数を示す。
In addition, the aspherical expression is characterized by the equation (1).
In the equation (1), Z(s) is the sag amount, s is the distance from the optical axis, C is the curvature, k is the conic constant, and A 4 , 6 , 8... The spherical coefficient is shown.

また、前記数(1)において、所望の次数以上の非球面係数を0とすることを特徴とする。   Further, in the formula (1), the aspherical surface coefficient of a desired degree or more is set to 0.

また、前記非球面式は、数(2)又は、数(3)であることを特徴とする。
Further, the aspherical expression is characterized by the equation (2) or the equation (3).

また、前記フレネルレンズの後方に、前記フレネルレンズの上部で集光された光を、更に、光軸側に屈折させるための追加レンズを設けたことを特徴とする。   Further, an additional lens for refracting the light condensed at the upper part of the Fresnel lens to the optical axis side is provided behind the Fresnel lens.

また、前記追加レンズは、上部分が、球面収差を修正した非球面レンズに基づき形成された非球面フレネルレンズの光軸よりも上部分の形状に形成され、下部分は、光線を通過させるだけの屈折機能を持たない形状に形成されたレンズであることを特徴とする。   The upper portion of the additional lens is formed in a shape above the optical axis of the aspherical Fresnel lens formed based on the aspherical lens with corrected spherical aberration, and the lower portion only allows light rays to pass therethrough. The lens is formed in a shape having no refracting function.

また、前記追加レンズは、球面収差を修正した非球面レンズに基づき形成された非球面フレネルレンズの光軸よりも上部分の形状に形成されたレンズであることを特徴とする。   Further, the additional lens is a lens formed in a shape above an optical axis of an aspherical Fresnel lens formed based on an aspherical lens whose spherical aberration is corrected.

本発明によれば、ノイズ(迷光)を除去できる車両用ヘッドライトの測定装置を提供することができるようになる。   According to the present invention, it is possible to provide a vehicle headlight measuring device capable of removing noise (stray light).

本発明の車両用ヘッドライトの測定装置の非球面フレネルレンズの基となる非球面レンズの側面図である。It is a side view of the aspherical lens used as the basis of the aspherical Fresnel lens of the measuring device of the vehicle headlight of this invention. ロービーム配光特性規定を参考にして設計されたロービーム配光特性の照度分布図である。It is an illuminance distribution chart of the low beam light distribution characteristic designed with reference to the low beam light distribution characteristic regulation. 球面フレネルレンズの車両ヘッドライトの測定装置の照度分布図である。It is an illuminance distribution chart of the measuring device of the vehicle headlight of a spherical Fresnel lens. 本発明の実施例1の車両用ヘッドライトの測定装置の照度分布図である。It is an illuminance distribution diagram of the measuring device of the vehicle headlight of Example 1 of the present invention. 本発明の実施例2の車両ヘッドライトの測定装置の箱体の縦断側面図である。It is a longitudinal side view of the box of the measuring device of the vehicle headlight of Example 2 of the present invention. 本発明の実施例2の車両ヘッドライトの測定装置の追加レンズの説明用正面図である。It is a front view for explaining an additional lens of a measuring device of a vehicle headlight of Example 2 of the present invention. 本発明の実施例2の車両ヘッドライトの測定装置の追加レンズの説明用縦断側面図である。It is a longitudinal side view for explanation of an additional lens of a measuring device of a vehicle headlight of Example 2 of the present invention. 本発明の実施例2の車両用ヘッドライトの測定装置の照度分布図である。It is an illuminance distribution diagram of the measuring device of the vehicle headlight of Example 2 of this invention. 従来の車両用ヘッドライトの測定装置の正面図である。It is a front view of the conventional measuring device of the vehicle headlight. 該測定装置の筐体の縦断側面図である。It is a vertical side view of a housing of the measuring device. 従来の球面形状レンズと、球面フレネルレンズの側面図である。It is a side view of a conventional spherical lens and a spherical Fresnel lens. 設計された光源形状の図である。It is a figure of the designed light source shape. ノイズ(迷光)が映り込んだスクリーン図である。It is a screen figure in which noise (stray light) was reflected.

以下、図面によって本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明においては、従来の球面形状レンズ10に基づいて形成されたフレネルレンズ7を用いる代わりに、図1に示すように、球面収差を修正した非球面レンズ(凸レンズ)12に基づいて形成された非球面フレネルレンズを用いる。   In the present invention, instead of using the Fresnel lens 7 formed based on the conventional spherical lens 10, it is formed based on an aspherical lens (convex lens) 12 whose spherical aberration is corrected as shown in FIG. An aspherical Fresnel lens is used.

即ち、前記非球面レンズ12の入力側の表面形状12aを、光軸に平行な光線が、該レンズを通過した後に、光軸上の一点を通過するような形状に形成される。なお、前記非球面レンズ12の出力側の表面形状12bは、平面状に形成される。   That is, the surface shape 12a on the input side of the aspherical lens 12 is formed in such a shape that a ray parallel to the optical axis passes through the lens and then passes through a point on the optical axis. The surface shape 12b on the output side of the aspherical lens 12 is formed in a flat shape.

そして、前記球面収差を修正した非球面レンズ12の表面形状12aは、非球面式で設計され、具体的には、サグ量が数(1)で示す形状で形成される。   The surface shape 12a of the aspherical lens 12 whose spherical aberration has been corrected is designed by an aspherical expression, and specifically, the sag amount is formed in a shape represented by the formula (1).

前記数(1)において、Z(s)は、サグ量を示し、sは、光軸からの距離を示し、Cは、曲率を示し、kは、コーニック定数を示し、A4、6、8・・・は、4次、6次、8次、・・・の各次数の非球面係数を示す。なお、Sが4次、Sが6次、Sが8次、・・・のように表現される。 In the above formula (1), Z(s) indicates the sag amount, s indicates the distance from the optical axis, C indicates the curvature, k indicates the conic constant, and A 4 , 6 , 8 Denote the aspherical coefficients of the 4th, 6th, 8th,... Degrees. Note that S 4 is expressed as 4th order, S 6 is expressed as 6th order, S 8 is expressed as 8th order, and so on.

なお、前記数(1)の非球面係数は、高次の係数を用いるほど球面収差を減らすことができ、優れた集光性能を持つ非球面レンズを設計できるが、同時に高い製造精度が求められ結果的に製造コストの増加に繋がってしまう。   It should be noted that the aspherical surface coefficient of the above equation (1) can reduce the spherical aberration as the higher order coefficient is used, and an aspherical lens having excellent condensing performance can be designed, but at the same time, high manufacturing accuracy is required. As a result, the manufacturing cost increases.

そこで、ヘッドライトテスターと同様の環境を設計し、非球面係数の次数ごとにフレネルレンズを設計し、前記図12の光源を用いて、スクリーンに投映される照度分布解析をシミュレーションした結果、数(2)のように、コーニック定数のみで設計したフレネルレンズと、数(3)のように、前記数(1)の非球面係数の次数が4次までの非球面係数で設計したフレネルレンズで十分に光源形状を再現できることがわかった。   Therefore, an environment similar to that of the headlight tester is designed, a Fresnel lens is designed for each order of the aspherical coefficient, and the illuminance distribution analysis projected on the screen is simulated using the light source of FIG. A Fresnel lens designed only by the conic constant as shown in 2) and a Fresnel lens designed by the aspherical coefficients up to the fourth order of the aspherical coefficient of the above-mentioned number (1) are sufficient as shown in the mathematical expression (3). It was found that the light source shape can be reproduced.

従って、本発明においては、前記数(1)は、所望の次数以上の非球面係数を0とすることが好ましく、特に、数(2)、または、数(3)となる非球面レンズに基づくフレネルレンズを使用することが好ましい。   Therefore, in the present invention, it is preferable that the number (1) is set to 0 for an aspherical coefficient of a desired order or more, and in particular, it is based on an aspherical lens that is the number (2) or (3). It is preferred to use Fresnel lenses.

なお、前記コーニック係数と非球面係数とは、最高次数に基づき最適となるように設計される。   The conic coefficient and the aspherical surface coefficient are designed to be optimum based on the highest order.

次に、球面形状レンズに基づく球面フレネルレンズと、非球面レンズに基づく非球面フレネルレンズを用いて、照度解析を行うために、光源、フレネルレンズ、受光器(配光スクリーン)などからなるヘッドライトテスターと同様の環境を設計し、シミュレーションを行い、照度分布解析を行った。   Next, a headlight including a light source, a Fresnel lens, a light receiver (light distribution screen), etc. for performing illuminance analysis using a spherical Fresnel lens based on a spherical lens and an aspherical Fresnel lens based on an aspherical lens. An environment similar to that of the tester was designed, simulations were performed, and illuminance distribution analysis was performed.

そして、光源としては、ヘッドランプメーカーのOSRAM社製のハロゲンランプである9006XSSTモデルを用い、該ハロゲンランプの周辺に反射率100%の仮想反射物体をリフレクターとして設置し、該ヘッドランプとリフレクターによるヘッドライトの配光をECE(国連欧州経済委員会)によるロービーム配光特性規定を参考にして調整し、図2に示す配光特性をもつロービームヘッドライトを設計し、球面形状レンズに基づくフレネルレンズと、非球面レンズに基づくフレネルレンズを用いて、照度解析を行った   As the light source, a 9006XSST model, which is a halogen lamp manufactured by headlamp manufacturer OSRAM, is used, and a virtual reflective object having a reflectance of 100% is installed as a reflector around the halogen lamp, and the head with the headlamp and the reflector is installed. The light distribution of the light was adjusted with reference to the low-beam distribution characteristic regulation by ECE (United Nations Economic Commission for Europe), and the low-beam headlight with the light distribution characteristic shown in Fig. 2 was designed. Illuminance analysis was performed using a Fresnel lens based on an aspherical lens.

その結果、球面レンズに基づく球面フレネルレンズにおいては、前記ロービーム配光特性には存在しない、図3に示すようなスクリーン上部の照明分布が確認できたが、非球面レンズに基づく非球面フレネルレンズ(前記非球面式において、4次までの非球面係数で設計したフレネルレンズ)においては、図4に示すように、スクリーン上部のノイズの低減が見られた。   As a result, in the spherical Fresnel lens based on the spherical lens, the illumination distribution on the upper part of the screen as shown in FIG. 3 which is not present in the low beam distribution characteristic was confirmed, but the aspherical Fresnel lens based on the aspherical lens ( In the aspherical expression, in the Fresnel lens designed with an aspherical coefficient up to the fourth order, as shown in FIG. 4, reduction of noise at the upper part of the screen was observed.

本発明によれば、ノイズ(迷光)を除去することができので、測定点や測定ゾーンの正確な評価ができるようになる。   According to the present invention, noise (stray light) can be removed, so that it becomes possible to accurately evaluate a measurement point or a measurement zone.

前記フレネルレンズの非球面化によりノイズの発生を抑えることができたが、図2に示すロービーム配光特性と、図4に示す非球面フレネルレンズによるスクリーンに投映された配光とを比較すると、該配光には、まだ、ノイズが見られる。   Although the generation of noise could be suppressed by making the Fresnel lens aspherical, comparing the low beam light distribution characteristics shown in FIG. 2 with the light distribution projected on the screen by the aspherical Fresnel lens shown in FIG. Noise is still seen in the light distribution.

そこで、逆光線追跡解析をした結果、かかるノイズの原因はヘッドライトの光源であるハロゲンランプから放出された光がリフレクター下部に入射し、そして、反射してフレネルレンズの光軸付近上部に入射するが屈折力が足りずに集光しきれずに、スクリーン上部に到達することが判明した。   Therefore, as a result of back ray tracing analysis, the cause of such noise is that the light emitted from the halogen lamp which is the light source of the headlight enters the lower part of the reflector and is reflected and enters the upper part near the optical axis of the Fresnel lens. It was found that the light reached the upper part of the screen without being able to collect light due to insufficient refractive power.

従って、前記フレネルレンズ上部に入射する光に対する、光軸側への屈折力を増加することでノイズの除去が可能である。しかしながら、屈折力を増加、すなわち、フレネルレンズの上部の屈折角を大きくするには、曲率半径及び非球面式のパラメータを変更することが必要となるが、パラメータを変更することは、球面収差以外の収差の増加原因となる。   Therefore, noise can be removed by increasing the refracting power of the light incident on the Fresnel lens on the optical axis side. However, in order to increase the refracting power, that is, to increase the refraction angle in the upper part of the Fresnel lens, it is necessary to change the parameters of the radius of curvature and the aspherical expression. Cause an increase in aberration.

そこで、図5に示すように、前記非球面フレネルレンズ13の後方に、ノイズ除去用の追加レンズ14を配置すると共に、前記非球面フレネルレンズ13の光軸と、前記追加レンズ14の光軸とを一致するように設ける。   Therefore, as shown in FIG. 5, an additional lens 14 for noise removal is arranged behind the aspherical Fresnel lens 13, and an optical axis of the aspherical Fresnel lens 13 and an optical axis of the additional lens 14 are arranged. To match.

また、前記追加レンズ14は、例えば、図6及び図7に示すように、上部分14aが、所望の焦点距離を有する、球面収差を修正した非球面レンズに基づき形成された非球面フレネルレンズの光軸よりも上部分の形状に形成され、また、下部分14bは、光線を通過させるだけの屈折機能を持たないフラット面形状に形成される。   The additional lens 14 is, for example, as shown in FIGS. 6 and 7, an aspherical Fresnel lens in which the upper portion 14a is formed based on an aspherical lens whose spherical aberration is corrected and has a desired focal length. The lower portion 14b is formed in a shape of a portion above the optical axis, and the lower portion 14b is formed in a flat surface shape that does not have a refracting function to pass a light beam.

前記追加レンズ14の追加により、ノイズの原因となるスクリーン上部に向かう光線は、前記ノイズ除去レンズ14の上部に入射し、−Y方向(下側方向)へと屈折されることでスクリーンへのノイズ(迷光)が発生しない。   Due to the addition of the additional lens 14, a ray of light that is directed toward the upper portion of the screen, which causes noise, is incident on the upper portion of the noise removal lens 14 and refracted in the −Y direction (downward direction) to cause noise on the screen. (Stray light) does not occur.

また、前記追加除去レンズ14の下部分14bのフラット面は光線を通過するだけなので、ヘッドライトのロービーム配光に影響を与えないようになる。   Further, since the flat surface of the lower portion 14b of the additional removal lens 14 only allows light rays to pass therethrough, it does not affect the low beam distribution of the headlight.

なお、前記追加レンズ14の下部分14bを省略して、上部分14aのみで形成するようにしてもよい。   The lower portion 14b of the additional lens 14 may be omitted and only the upper portion 14a may be formed.

図8は、前記非球面フレネルレンズ13の後方に前記ノイズ除去用フレネルレンズ14を用いた場合の配光解析結果であり、スクリーン上部のノイズは見られず、図2に示すロービーム配光特性を忠実に再現することができた。   FIG. 8 is a light distribution analysis result when the noise removing Fresnel lens 14 is used behind the aspherical Fresnel lens 13, and no noise is observed at the upper part of the screen, and the low beam light distribution characteristic shown in FIG. I was able to reproduce it faithfully.

なお、非球面レンズと、該非球面レンズに基づく非球面フレネルレンズとで、照度解析を行った結果、非球面レンズには、ノイズは発生していかなった。   As a result of illuminance analysis performed on the aspherical lens and the aspherical Fresnel lens based on the aspherical lens, noise did not occur on the aspherical lens.

これは、フレネルレンズを作成する際、近軸理論を適用してフレネルレンズ設計がされるため、通常レンズとは異なる集光性能となり、非球面フレネルレンズでは、ヘッドライトから発せられた近軸の光線に対する屈折力が足りなくなり、スクリーン上部にノイズが発生するのだと考えられる。   This is because when creating a Fresnel lens, the paraxial theory is applied to design the Fresnel lens, so the focusing performance differs from that of a normal lens, and with an aspherical Fresnel lens, the paraxial light emitted from the headlight is used. It is considered that the refracting power for the rays is insufficient and noise is generated at the top of the screen.

本発明の実施例2においては、更に、ノイズ(迷光)を除去することができるので、測定点や測定ゾーンの正確な評価ができるようになる。   In the second embodiment of the present invention, noise (stray light) can be further removed, so that the measurement point and the measurement zone can be accurately evaluated.

なお、実施例1、実施例2における照度解析において、波長依存性も調べたところ、可視光線領域の光源であれば、波長依存性がないことが分かった。従って、本発明においては、光源として、ハロゲンランプ以外に、LEDランプなどを使用する車両にも適用することができる。   In the illuminance analysis in Examples 1 and 2, the wavelength dependence was also examined, and it was found that the light source in the visible light region has no wavelength dependence. Therefore, the present invention can be applied to a vehicle that uses an LED lamp or the like as the light source in addition to the halogen lamp.

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う車両整備工場棟で有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The headlight measuring device of the present invention is useful in a vehicle maintenance factory building for carrying out a vehicle manufacturing process or vehicle inspection maintenance for passenger cars and other automobiles.

1 測定装置
2 台車
3 支柱
4 筐体
5 表示装置
6 演算記憶処理装置
7 フレネルレンズ
8 配光スクリーン
9 撮像カメラ
10 球面形状レンズ
10a レンズ内部
10b レンズ表面
11 光源形状
11a 下部分
11b 上部分
12 非球面レンズ
12a 表面形状
12b 表面形状
13 非球面フレネルレンズ
14 追加レンズ
14a 上半分
14b 下半分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measuring device 2 Carriage 3 Support 4 Housing 5 Display device 6 Computation memory processing device 7 Fresnel lens 8 Light distribution screen 9 Imaging camera 10 Spherical shape lens 10a Lens inside 10b Lens surface 11 Light source shape 11a Lower part 11b Upper part 12 Aspherical surface Lens 12a Surface shape 12b Surface shape 13 Aspherical Fresnel lens 14 Additional lens 14a Upper half 14b Lower half

Claims (9)

左右方向に移動可能な台車と、該台車に立設した支柱と、該支柱に上下動可能に設けた筐体と、
該筐体の前面に設けた、被測定車両のヘッドライト光を集光するフレネルレンズと、
前記筐体の内部後方に固定された、該フレネルレンズから収束した配光を受像する配光スクリーンと、
前記筐体に固定された、前記受像した配光を検出するカメラと、
該カメラが検出した配光を表示する表示装置とよりなり、
前記フレネルレンズは、球面収差を修正した非球面レンズに基づき形成されることを特徴とする車両用ヘッドライトの測定装置。
A carriage that is movable in the left-right direction, a pillar that is erected on the carriage, and a housing that is vertically movable on the pillar,
A Fresnel lens provided on the front surface of the housing for condensing the headlight light of the vehicle to be measured,
A light distribution screen that is fixed to the rear inside of the housing and receives the light distribution converged from the Fresnel lens;
A camera fixed to the housing for detecting the received light distribution;
A display device for displaying the light distribution detected by the camera,
The vehicle headlight measuring device according to claim 1, wherein the Fresnel lens is formed based on an aspherical lens whose spherical aberration is corrected.
前記球面収差を修正した非球面レンズの表面形状は、非球面式に基づいて形成されることを特徴とする請求項1記載の車両用ヘッドライトの測定装置。   The vehicle headlight measuring device according to claim 1, wherein the surface shape of the aspherical lens in which the spherical aberration is corrected is formed based on an aspherical expression. 前記非球面式は、数(1)であることを特徴とする請求項2記載の車両用ヘッドライトの測定装置。
前記数(1)において、Z(s)は、サグ量、sは、光軸からの距離、Cは、曲率、kは、コーニック定数、A4、6、8・・・は、非球面係数を示す。
The vehicle headlight measuring device according to claim 2, wherein the aspherical expression is the equation (1).
In the equation (1), Z(s) is a sag amount, s is a distance from the optical axis, C is a curvature, k is a conic constant, A 4 , 6 , 8... Are aspherical coefficients. Indicates.
前記数(1)において、所望の次数以上の非球面係数を0とすることを特徴とする請求項3に記載の車両用ヘッドライトの測定装置。   The vehicle headlight measuring device according to claim 3, wherein in the formula (1), an aspherical coefficient having a desired degree or more is set to 0. 前記非球面式は、数(2)であることを特徴とする請求項2記載の車両用ヘッドライトの測定装置。
前記数(2)において、Z(s)は、サグ量、sは、光軸からの距離、Cは、曲率、kは、コーニック定数を示す。
3. The vehicle headlight measuring device according to claim 2, wherein the aspherical expression is the expression (2).
In the equation (2), Z(s) is a sag amount, s is a distance from the optical axis, C is a curvature, and k is a conic constant.
前記非球面式は、数(3)であることを特徴とする請求項2記載の車両用ヘッドライトの測定装置。
前記数(3)において、Z(s)は、サグ量、sは、光軸からの距離、Cは、曲率、kは、コーニック定数、Aは、非球面係数を示す。
3. The vehicle headlight measuring device according to claim 2, wherein the aspherical expression is the expression (3).
In the equation (3), Z(s) is a sag amount, s is a distance from the optical axis, C is a curvature, k is a conic constant, and A 4 is an aspherical coefficient.
前記フレネルレンズの後方に、前記フレネルレンズの上部で集光された光を、更に、光軸側に屈折させるための追加レンズを設けたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1に記載の車両用ヘッドライトの測定装置。   7. An additional lens for refracting the light condensed at the upper part of the Fresnel lens to the optical axis side is provided behind the Fresnel lens, according to any one of claims 1 to 6. The vehicle headlight measuring device as described above. 前記追加レンズは、上部分が、球面収差を修正した非球面レンズに基づき形成された非球面フレネルレンズの光軸よりも上部分の形状に形成され、下部分は、光線を通過させるだけの屈折機能を持たない形状に形成されたレンズであることを特徴とする請求項7に記載の車両用ヘッドライトの測定装置。   The additional lens has an upper portion formed in a shape of an upper portion with respect to an optical axis of an aspherical Fresnel lens formed based on an aspherical lens whose spherical aberration is corrected, and a lower portion has a refraction enough to pass a light ray. The vehicle headlight measuring device according to claim 7, wherein the lens is a lens formed in a shape having no function. 前記追加レンズは、球面収差を修正した非球面レンズに基づき形成された非球面フレネルレンズの光軸よりも上部分の形状に形成されたレンズであることを特徴とする請求項7に記載の車両用ヘッドライトの測定装置。   The vehicle according to claim 7, wherein the additional lens is a lens formed in a shape above an optical axis of an aspherical Fresnel lens formed based on an aspherical lens whose spherical aberration is corrected. Headlight measuring device.
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