JPH0434331A - 前照灯の光軸振れ角測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、車両前照灯から投光される光の光軸につい
て、特にその振れ角を測定する光軸振れ角測定装置方法
に関するものである。

〔従来の技術〕

自動車に取付けである前照灯（ヘッドライト）は、対向
車や歩行者に対して眩しすぎず、しかし走行するときの
前方確認を確実に行うことができるようにするため、そ
の投光する光に対し、その光軸が水平方向及び垂直方向
について許容されるずれ（振れ）の角度が定められてい
る。

そこで、例えば自動車を製造組立てたのち、或いは使用
期間に応じた点検の際に、その先軸振れ角の測定を行い
、一定の基準値内におさめられているか否かが検査され
るようになっている。このような事情から、その先軸振
れ角測定のための各種装置が提案され開発されている。

例えば、この先軸振れ角測定システムの１つとして、第
６図に示すように、自動車１００を所定位置に停止させ
ると共に、その前照灯１０１から一定距離りだけ離間し
た前方所定位置に光軸振れ角測定装置１０２を配置した
ものが知られている。

この先軸振れ角測定装置（以下測定装置と略す）１０２
は、第７図に示すように、基台１０３に対し上下（Ｙ）
方向及び左右（Ｘ）方向に自由に移動できるスクリーン
１０４を有しており、前照灯１０１から投光された光を
集光レンズ１０５を介して本体１０６内に取り込み、こ
れをスクリーン１０４上に投影させるようになっている
。そして、この測定装置１０２によって光軸を測定する
には、まず、ファインダ１０７．１０８をのぞき込みな
がら上下方向及び水平方向についてスクリーン１０４を
位置決めしてスクリーン１０４に投影される光の光軸位
置を測定し、この測定した光軸位置・から、光軸の振れ
角を計算するようになっている。

〔解決しようとする課題〕

ところが、このような測定装置にあっては、そのスクリ
ーンをヘッドライトに対して正しく位置決給させる（正
対）のにファインダを用いて作業者が目視により手作業
で行っているので、正しい正対作業を行うのに多くの手
間と時間を要しており、また誤差を伴うこともあり、問
題となっている。

また、このような測定装置の場合、投影されたスクリー
ン上の光彩から光軸を決定してその位置を測定するのも
作業者が目視により行っているので勘と熟練を要し、そ
の作業には困難を伴うと共に誤差を生じる虞れがある。

そこで、この発明は、上記した従来の欠点に鑑み、光軸
の振れ角を自動的に、しかも正確に、かつ速やかに行う
ことができる前照灯の光軸振れ角測定装置を提供するこ
とを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

即ち、この発明の請求項１に係る前照灯の光軸振れ角測
定装置は、被検査用車両の前照灯に対面配置するスクリ
ーンを内部に有すると共に、このスクリーンを前記前照
灯に対し前後方向に第１地点から第２地点まで移動させ
るスクリーン移動機構を備え、かつ、前照灯と対峙して
その前照灯からの光を下方に折曲させて前記スクリーン
上に投光させる集光レンズを備え、前記車両の前方所定
位置に配置したスクリーンボックスと、このスクリーン
ボックスを前記スクリーン面に沿って平行な上下及び左
右の２方向に独立別個に移動させるボックス移動機構と
、前記スクリーンボックス内のスクリーン・に投光され
た前照灯からの光についてその光軸位置を光学的に検出
する光軸検出手段と、前記スクリーンボックス内におい
て第１地点上で光軸を前記スクリーンのセンタ位置に合
致させたときのそのスクリーンのセンタ位置と第２地点
上でのスクリーンの光軸位置との間の前記上下及び左右
の２方向での光軸のずれ量を検出するずれ量検出手段と
、前記第１地点において光軸検出手段から出力する信号
に基づいて光軸位置を算出すると共に、第２地点におい
てずれ量検出手段から出力する信号に基づいて前記上下
及び左右の各方向に関する光軸の振れ角度を算出する演
算手段と、その光軸位置とスクリーンのセンタ位置との
間にずれがあるときに、ボックス移動機構を作動させて
そのずれを吸収させる方向にスクリーンボックスを移動
制御すると共に、スクリーン移動機構を作動制御し、か
つスクリーン上の光軸位置とスクリーンのセンタ位置が
合致しているか否かを判断する制御手段とを備えたもの
である。

また、この発明の請求項２に係る前照灯の光軸振れ角測
定装置は、スクリーン及びこのスクリーンを進退させる
スクリーン移動機構の替りに、スクリーンボックス内の
第１地点に折畳自在の第１スクリーンを固設すると共に
、第２地点に第２スクリーンを固設したものである。

〔作用〕

この発明の前照灯の光軸振れ角測定装置は、第１地点上
で光軸検出手段が前照灯から投光される光の光軸を検出
し、ボックス移動機構が作動してその光軸位置がスクリ
ーンのセンタ位置に合致したところで停止する。次に、
スクリーン移動機構が作動して、先の第１地点から第２
地点までスクリーンが移動し、そのスクリーンに投影さ
れた光から光軸検出手段が光軸を検出し、その位置につ
いての情報から制御手段が所定の演算を行い、これによ
って光軸の振れ角を算出することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について添付図面を参照しな
がら説明する。

第１図はこの発明に係る前照灯の光軸振れ角測定装置を
示すものであり、この先軸振れ角測定装置は、スクリー
ンボックス１と、ボックス移動機構２と、光軸検出手段
３と、ずれ量検出手段４と、演算手段５と、制御手段６
とから構成されている。

なお、図中符号７は、検査を行う車両の前照灯を示すも
のであり、この前照灯を取付けた車両は予め定められた
所定位置に正し、≦停止させである。

スクリーンボックス１は、被検査用車両の前照灯７の前
方所定位置に設けられており、第２図に示すように前照
灯７と対面する前面側に大径の集光レンズ８を有すると
共に、内部に前照灯７に向けて前後方向（Ｚ方向）に移
動自在のスクリーン９を備えている。また、このスクリ
ーンボックス１には、第３図に示すように、第１地点（
Ｅｌ）から第２地点（Ｅ、）までＺ方向にスクリーンを
移動させるためのスクリーン移動機構１０が設けられて
いる。集光レンズ８は、両面が同一曲率、従って同一焦
点距離ｆを有する両凸レンズが使用されている。スクリ
ーン移動機構１０は、第３図において、基体１１に対し
Ｚ方向に回転自在に配置したスクリュシャフト１２と、
このスクリュシャフト１２に螺合する雌ネジが形成され
た螺合部１３ａを有し、スクリーン９が取付けられた走
行体１３と、スクリュシャフト１２を回転駆動するスク
リーン移動用モータ１４と、基体１１においてスクリュ
シャフト１２と平行な状態に取付けたガイドシャフト１
５とから構成されている。そして、そのスクリーン移動
モータ１０は、制御手段６により作動が制御されるよう
になっている。

ボックス移動機構２は、スクリーンボックスｌをスクリ
ーン９面に沿って平行な２方向、つまりＺ方向及びＹ方
向に独立別個に移動させるものである。この実施例のボ
ックス移動機構２は、第２図に示すように、基台１６に
おいてＸ方向に配置したスクリュシャフト１７及びガイ
ドシャフト１８と、スクリュシャフト１７に螺合する雌
ネジが切られた螺合部１９ａを有する走行台１９と、ス
クリュシャフト１７を回転駆動する第１ボツクス移動モ
ータ２０とからなるＸ移動機構と、走行台１９の上面に
おいて垂直なＹ方向に植立されたガイドシャフト２１に
螺合する雌ネジが切られ、スクリーンボックス１に設け
た螺合部１ａと、そのスクリュシャフト２１を回転駆動
する第２ボツクス移動モータ２２とからなるＹ移動機構
とから構成されている。そして、この第１．第２ボック
ス移動モータ２０．２２は、個々の被検査用車両によっ
て異なる前照灯の光軸位置を第１地点（Ｅｌ）において
スクリーン９のセンタ位置に合致させるようにするため
、制御手段６によりフィードバック制御されている。

光軸検出手段３は、レンズ８を介しスクリーン９に入射
投影された前照灯７からの光を撮像し、その光像から光
軸に相当するホットポイント（最高照度点）を光学的に
検出するものであり、この実施例ではＣＣＤ　（電荷結
合素子）等の撮像素子を用いたＶＴＲカメラを使用し、
所定の画像処理によって検出するようになっている。な
お、この先軸検出手段としては、特にこの実施例のもの
に限定されるものではなく、例えばスクリーンセンタ位
置を基準にして対称的に配置した光センサ等から出力さ
れる光電流比等からホットポイントを検出するようにし
てもよい。

ずれ量検出手段４は、第２地点（Ｅ２）にスクリーン９
をセットした状態のまま、ボックス移動機構２を作動し
てスクリーンボックス１をＸ、Ｙの各方向に移動してホ
ットポイントがスクリーンのセンタ位置に合致したとき
の位置（Ｘ２．Ｙ２）と、第１地点（Ｅｌ）での同状態
の位置（Ｘ、、Ｙ、）との間の（光軸についての）各方
向での位置ずれ量、つまりΔｘ　（＝Ｌ　−Ｘ２）、　
　△ｙ（＝ＹＩ　　Ｙ２）を正確に検出するものである
。この実施例のずれ量検出手段４では、スクリュシャフ
ト１７．２１の各回転量からそのずれ量を光学的に検出
するようになっており、外周縁部に等間隔で目盛を形成
した回転体（開路）と、この回転体の目盛をカウントす
るとパルス信号を制御手段６へ出力する光センサ（開路
）とから構成されている。

演算手段は、ずれ量検出手段４から出力されるパルス信
号をカウントすることによって、Ｘ、Ｙ各方向の位置の
ずれ量ΔＸ、Δｙを算出すると共に、そのずれ量ΔＸ、
Δｙについてのデータから次に示すような演算式にもと
づいて、各光軸振れ角α１．α２を算出するようになっ
ている。即ち、これは、例えば、Ｙ方向についての光軸
振れ角α２は、第４図において、 ａ、　＝ｔａｎ　−’　［（ｆ−３＋）　　・Δｙ／　
ｆ−３２〕”（１）から導出される。

次に、この光軸振れ角α、についての演算式（１）を第
４図を参照しながら導出する。

まず、集光レンズ８の物空間（レンズの左方空間）にお
いて、レンズ８の光軸ｌ上における焦点位置をＤとする
。また、その直上であって前照灯７から投光される光の
光軸ｌ°との交点をＢとすると、そのＢ点とレンズ８の
中心Ｏとを結ぶ線分ＯＢがレンズ８の光軸ｌとなす角度
θは、先の光（光軸１’　）がレンズ８を屈折後に進行
する光路（光軸１′″）がレンズ８の光軸ｌとなす角θ
に一致する。つまり、これは、光源が焦点位置にある場
合、その光源（この場合Ｂを光源とみなす）からの進行
する光が凸レンズを透過後に進行するときの各光線は、
その凸レンズの中心を通過する光線の進行方向と平行と
なるからである。また、点Ｂを通る光線（光軸ｌ゛）が
レンズ８を透過屈折後レンズ８の光軸ｌと交わる点Ｅ１
をスクリーン９の第１地点（Ｅｌ）に設定し、その点Ｅ
１から光軸ｌ上距離Ｓ２だけ離間した位置を第２地点（
Ｅ、）に設定する。

このような条件のもとで、初等数学を用いてΔＡＢＣに
ついて ａ２＝ｊａｎ　−’　［：ＢＣ／　ｆ　〕−（２）が求
まる。

また、ΔＯＢＤについて、 ＢＤ＝ｆｔａｎθ ＝ＢＣ＋ＣＤ 、’、ＢＣ＝ｆｔａｎθ−ＣＤ・・・・・・（３）また
、ΔＦＥ、Ｅ２について ｆ　ｔａｎ　θ＝Δｙ　／　Ｓ　２　・・・・べ化また
、八〇　Ａ　Ｅ　＋について ＯＡ　（＝ＣＤ）＝Ｓ＋　ｔａｎ　θ−・−・・（５）
が求まる。

従って、これら（３）、　（４）、　（５）式を（２）
へ代入すると、簡単に（１）式が求められる。

以上α２について説明してきたが、同様に初等数学を用
いて簡単にα１を導出するための式が得られる。

制御手段６は、スクリーン９上の光軸位置とスクリーン
９のセンタ位置との間にずれがあるときにボックス移動
機構２を作動させ、その光軸位置をスクリーン９のセン
タ位置に合致させるフィードバック制御手段を図るとと
もに、スクリーン９を第１地点から第２地点まで移動さ
せるためにスクリーン移動手段１０の作動を制御するも
のであり、この実施例ではマイクロコンピュータが使用
されている。そして、この実施例の制御手段６は、第１
．第２ボックス移動モータ２０．２２及び演算手段５と
接続されている。

なお、この実施例にあっては、スクリーン及びこのスク
リーンを進退させるスクリーン移動機構の替りに、スク
リーンをボックス内の第１地点に折畳自在の第１スクリ
ーンを固設すると共に、第２地点に第２スクリーンを固
設した構成としてもよい。

次に、この実施例の測定装置を用いた光軸振れ角の測定
方法について第５図を参照しながら説明する。

■、まず、第１地点（Ｅｌ）にスクリーン９をセットし
た状態のまま、つまりスクリーン移動機構１０は作動さ
せずに、ボックス移動機構２を作動させる。即ち、第１
．第２ボツクス移動モータ２０．２２を制御手段６によ
り制御しながら、スクリーンボックス１をＸ、　Ｙ各方
向に適宜移動させる（第１ステツプ３０）。

■、そして、このとき集光レンズ８を介してスクリーン
９上に投影される画像を光軸検出手段３のＶＴＲカメラ
により撮像し、所定の画像処理によって光軸、つまりホ
ットポイントをスクリーン９上で検出する（第２ステツ
プ３１）。

■、このようにして検出したホットポイントがスクリー
ン９のセンタ位置にあるか否かを制御手段６が判断し、
もし合致していなければ第１ステツプ（３０）から再度
同様の動作を繰り返す（第３ステツプ３２）。

■、また、第３ステツプ３２において、ホットポイント
とセンタ位置とが合致したと判断すると、第１．第２ボ
ックス移動モータ２０．２２の作動を停止すると共に、
スクリーン移動機構１０を作動させる。このようにして
、スクリーン９を第２地点（Ｅ２）まで移動したら、ス
クリーン移動機構１０を停止する。（第４ステツプ３３
）。

■０次に、第２地点（Ｅ２）上で、再度第１゜第２ボッ
クス移動モータ２０．２２を作動させ、スクリーンボッ
クス１をＸ、Ｙ方向に移動する（第５ステツプ３４）。

■、そして、第２ステツプ３１と同様にホットポイント
を検出する（第６ステツプ３５）。

■、このとき、第３ステツプ３２と同様にして、そのホ
ットポイントがスクリーン９のセンタ位置にあるか否か
を判断し、もし合致していなければ、第５ステツプ３４
まで戻って同様の動作を繰り返す（第７ステツプ３６）
。

■、そして、第７ステツプ３６において、ホットポイン
トとセンタ位置とが合致したと判断すると、第１．第２
ボックス移動モータ２０，２２を停止すると共に、第１
地点（Ｅ、）における同位置とこの位置との各方向のず
れ量（△Ｘ、Δｙ）をずれ量検出手段４が正確に検出す
る（第８ステツプ３７）。

■、このようにして、演算手段５が、第８ステツプ３７
で検出したずれ量（ΔＸ、Δｙ）にもとづいて、所定の
演算式（１）等を用いて各方向Ｘ、　Ｙについての光軸
振れ角α１．α２を自動的に導出する（第９ステツプ３
８）。

〔効果〕

以上説明してきたように、この発明に係る請求項１の前
照灯の光軸振れ角測定装置によれば、第１地点で光軸を
スクリーンのセンタ位置に合致させた状態のときの位置
と、第２地点でそのスクリーン上に投影される光軸の位
置との間のずれ量にもとづいて、演算手段が所定の演算
を行い、自動的にその光軸の振れ角を正確にしかも迅速
に検出することができるので、車検場等での前照灯検査
を極めて正確にかつ短時間に能率よく行うことができ、
しかも人手を必要とせず検査の自動化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る前照灯光軸振れ角測定装置を示
す構成ブロック図、第２図はこの発明に係るボックス移
動機構を示す斜視図、第３図はこの発明に係るスクリー
ンボックス内のスクリーン移動機構を示す斜視図、第４
図はこの発明に係る、前照灯から投光される光が進行す
るときの光軸振れ角を求めるための説明図、第５図はこ
の発明に係る前照灯光軸振れ角測定装置を用いて光軸振
れ角を求めるまでの方法を示すフローチャート、第６図
は従来の光軸振れ角検査を行うときの測定システムを示
す側面図、第７図は第６図に示す測定システムに使用す
る測定装置の斜視図である。 ６・・・前照灯、 ９・・・スクリーン、 １０・・・スクリーン移動機構、 ８・・・集光レンズ、 １・・・スクリーンボックス、 ２・・・ボックス移動機構、 ３・・・光軸検出手段、 ４・・・ずれ量検出手段、 ５−・・演算手段、 ６・・・制御手段。 築 図 第 図 １、事件の表示 平成２年特許願第１４１０１２号 ２゜発明の名称 前照灯の光軸振れ角測定装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　広島県広島市東区牛田東２丁目１０−２５名　
称　中央電子計測株式会社 代表者賀谷俊幸 ４、代理人 住　所　■１０４東京都中央区銀座２丁目１０番５号銀
座オオイビル３階　台０Ｂ（５４’５）　２８１８　（
代）６、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 ７、補正の内容 明細書第１９頁第１行目、「第２図は」「第３図は」に
訂正する。 平成２年　８月２８日（発送臼）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被検査用車両の前照灯に対面配置するスクリーンを
   内部に有すると共に、このスクリーンを前記前照灯に対
   し前後方向に第１地点から第２地点まで移動させるスク
   リーン移動機構を備え、かつ、前記前照灯と対峙してそ
   の前照灯からの光を下方に折曲させて前記スクリーン上
   に投光させる集光レンズを備え、前記車両の前方所定位
   置に配置したスクリーンボックスと、 このスクリーンボックスを前記スクリーン面に沿って平
   行な上下及び左右の２方向に独立別個に移動させるボッ
   クス移動機構と、 前記スクリーンボックス内のスクリーンに投光された前
   照灯からの光についてその光軸位置を光学的に検出する
   光軸検出手段と、 前記スクリーンボックス内において第１地点上で光軸を
   前記スクリーンのセンタ位置に合致させたときのそのス
   クリーンのセンタ位置と第２地点上でのスクリーンの光
   軸位置との間の前記上下及び左右の２方向での光軸のず
   れ量を検出するずれ量検出手段と、 前記第１地点において光軸検出手段から出力する信号に
   基づいて光軸位置を算出すると共に、第２地点において
   ずれ量検出手段から出力する信号に基づいて前記上下及
   び左右の各方向に関する光軸の振れ角度を算出する演算
   手段と、 その光軸位置とスクリーンのセンタ位置との間にずれが
   あるときに、ボックス移動機構を作動させてそのずれを
   吸収させる方向にスクリーンボックスを移動制御すると
   共に、スクリーン移動機構を作動制御し、かつスクリー
   ン上の光軸位置とスクリーンのセンタ位置が合致してい
   るか否かを判断する制御手段と を備えたことを特徴とする前照灯の光軸振れ角測定装置
   。 ２、スクリーン及びこのスクリーンを進退させるスクリ
   ーン移動機構の替りに、スクリーンボックス内の第１地
   点に折畳自在の第１スクリーンを固設すると共に、第２
   地点に第２スクリーンを固設したことを特徴とする請求
   項１に記載の前照灯の光軸振れ角測定装置。