JPH0438436A - 光源の配光測定装置 - Google Patents
光源の配光測定装置Info
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- JPH0438436A JPH0438436A JP14586590A JP14586590A JPH0438436A JP H0438436 A JPH0438436 A JP H0438436A JP 14586590 A JP14586590 A JP 14586590A JP 14586590 A JP14586590 A JP 14586590A JP H0438436 A JPH0438436 A JP H0438436A
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Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【産業上の利用分野）
この発明は、車両用ランプ等の光源の２次元配光分布を
測定するための光源の配光測定装置に関する。 【従来の技術】 従来のこの種の光源の配光測定装置としては、例えば特
開昭５７−５９１２５号公報に開示される車両用ランプ
の配光測定装置がある。 これは車両用ランプの照射によってスクリーン上に形成
された配光パターンの光学像をテレビカメラによって捉
えて電気信号に変換し、この電気信号により、光学像の
任意の位置の照度を基準照度と比較して、演算部により
演算し、この演算部から出力される照度特性を表示部に
よって表示するようにしたものである。
測定するための光源の配光測定装置に関する。 【従来の技術】 従来のこの種の光源の配光測定装置としては、例えば特
開昭５７−５９１２５号公報に開示される車両用ランプ
の配光測定装置がある。 これは車両用ランプの照射によってスクリーン上に形成
された配光パターンの光学像をテレビカメラによって捉
えて電気信号に変換し、この電気信号により、光学像の
任意の位置の照度を基準照度と比較して、演算部により
演算し、この演算部から出力される照度特性を表示部に
よって表示するようにしたものである。
しかしながら、上記配光測定装置は、テレビカメラがイ
メージディセクタカメラであるので、いわゆる２次元情
報に幾何学的歪が出易く、又画像走査にアナログ偏光回
路が必要であり、これによっても幾何学的歪が出易いと
いう問題点がある。 更に、イメージディセクタカメラはダイナミックレンジ
がそれ程高くなく、且つフォトンカウント方式のために
、高輝度側で飽和し、更に又、光電面を利用しているた
めにかなりの感度むらが生じるという問題点がある。 光源の２次元配光分布の測定において、例えば、車両ラ
ンプの配光特性を調べるような場合は、実際に路面を照
してどのように映るか測定するのが最も実際的な方法で
ある。 しかしながら、このような測定はかなり大掛りとなり、
広いスペース、多くの人員、装置が必要となると共に、
屋外では天候にも左右されるという問題点がある。 この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので
あって、いわゆる２次元画像情報に幾何学的歪が少なく
、又測定系における感度むらが少なく、更にダイナミッ
クレンジが高く且つ、高輝度側で飽和しない光源の配光
測定装置を提供することを目的とする。 更に、この発明は、車両用ランプの配光測定をする場合
に、人間の視覚で感覚的な評価をすることができる路面
配光及び運転席からの眺望を形成することができる光源
の配光測定装置を提供することを目的とする。
メージディセクタカメラであるので、いわゆる２次元情
報に幾何学的歪が出易く、又画像走査にアナログ偏光回
路が必要であり、これによっても幾何学的歪が出易いと
いう問題点がある。 更に、イメージディセクタカメラはダイナミックレンジ
がそれ程高くなく、且つフォトンカウント方式のために
、高輝度側で飽和し、更に又、光電面を利用しているた
めにかなりの感度むらが生じるという問題点がある。 光源の２次元配光分布の測定において、例えば、車両ラ
ンプの配光特性を調べるような場合は、実際に路面を照
してどのように映るか測定するのが最も実際的な方法で
ある。 しかしながら、このような測定はかなり大掛りとなり、
広いスペース、多くの人員、装置が必要となると共に、
屋外では天候にも左右されるという問題点がある。 この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので
あって、いわゆる２次元画像情報に幾何学的歪が少なく
、又測定系における感度むらが少なく、更にダイナミッ
クレンジが高く且つ、高輝度側で飽和しない光源の配光
測定装置を提供することを目的とする。 更に、この発明は、車両用ランプの配光測定をする場合
に、人間の視覚で感覚的な評価をすることができる路面
配光及び運転席からの眺望を形成することができる光源
の配光測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段）
この発明は、被ヨ１１定光源からの照射光を写すスクリ
ーンと、該スクリーン上に形成された配光パターンの光
学像を捉えて電気信号に変換するテレビカメラと、この
テレビカメラで捉えた光学像の２次元の輝度を基準輝度
と比較して演算すると共に、該２次元輝度データと前記
スクリーンの角度反射率分布のデータとにより照度デー
タを演算する画像処理装置と、この画像処理装置から出
力される２次元輝度特性を表示する表示部とを有してな
る光源の配光測定装置により上記目的を達成するもので
ある。 又、前記テレビカメラを冷却型ＣＣＤカメラとすること
により上記目的を達成するものである。 又、前記画像処理装置は、予め測定された、前記スクリ
ーン上のサンプル点における黒体の輝度に基づき、前記
テレビカメラで得られた２次元輝度画像のフレア率を演
算し、該フレア率に基づくフレアによるオフセットを前
記２次元輝度画像データから減算するものとして上記目
的を達成するものである。 又、前記画像処理装置は、予め測定された、中心がフラ
ットな配光の基準光源による前記スクリーン中心照明時
における、キャリブレーション用輝度計により得られた
輝度及び前記テレビカメラにより得られた輝度の関係か
ら、該テレビカメラにより得られた前記２次元輝度画像
の輝度を補正するものとして上記目的を達成するもので
ある。 更に又、前記画像処理装置は、コンピュータグラフィッ
クアルゴリズムにより、前記テレビカメラにより得られ
た２次元輝度画像を、任意の３次元平面に投影した輝度
分布データを演算するものとして上記目的を達成するも
のである。 又、前記３次元平面は、前記光源を車両の前照灯とした
ときの、路面に相当するものとして上記目的を達成する
ものである。 前記３次元平面は、前記光源を車両の前照灯としたとき
の、該車両前方及び側方の壁面に相当するものとして上
記目的を達成するものである。 前記画像処理装置は、前記３次元平面への投影データか
ら、車両の運転席からの眺望における輝度分布データを
演算するものとして上記目的を達成するものである。 前記３次元平面は、前記光源を車両の前照灯としたとき
の、路面及び該車両前方の壁面から見た眺望に相当する
のであり、前記表示部は、前記スクリーン上の配光パタ
ーン、路面上の配光パターン、及び運転席からの眺望に
おける配光パターンを同時に表示するものとして上記目
的を達成するものである。 更に又前記表示部は、前記３種類の配光パターン上の対
応する特定点を表示可能とすることにより上記目的を達
成するものである。 【作用及び効果】 この発明においては、テレビカメラにより捉えた光学像
の２次元の輝度を基準輝度と比較して演算して、更にこ
れから照度データを演算且つ表示するので、従来の、イ
メージディセクタカメラ等によるポイント測定と比較し
て、高精細な分布データを取ることができる。 又、テレビカメラを冷却型ＣＣＤカメラとすることによ
って、比較的高いダイナミックレンジでの輝度測定がで
きる。 又、２次元で輝度データを測定得ることができるために
、画像処理装置内部での画像処理によって、各種シミュ
レーションデータ、例えば任意の３次元平面における配
光パターン等を合成することができる。 更に、スクリーン上のサンプル点における黒体の輝度に
基づいて、２次元輝度画像のフレア率を演算してフレア
によるオフセットを補正して、正確な２次元輝度画像デ
ータを得ることができる。 更に又、中心がフラットな配光の基準光源による照明時
のスクリーン中心の輝度によって、テレビカメラにより
得られた輝度情報を補正するので、自動的に輝度校正が
なされ、正確な２次元の輝度値を得ることができる。 又、得られた２次元輝度情報をコンピュータグラフィッ
クアルゴリズムによって任意の３次元平面に投影したデ
ータを得ることができるので、路面配光及び車両の運転
席から見た眺望における配光を得ることができる。 （実施例］ 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。 この実施例は、第１図に示されるように、被測定光源で
ある車両ランプ１０からの照射光を写すスクリーン１２
と、該スクリーン１２上に形成された配光パターンの光
学像を捉えて電気信号に変換する冷却型のＣＣＤカメラ
１４と、このＣＣＤカメラ１４で捉えた光学像の２次元
の輝度を基準輝度と比較して演算すると共に、該２次元
輝度データと前記スクリーンの角度反射率分布のデータ
とにより照度データを演算する画像処理装置１６と、こ
の画像処理装置１６から出力される２次元輝度特性を表
示する表示部１８とから光源の配光測定装置を講父した
ものである。 ここで、前記スメ岨ン１２は、完全拡散面に近い特性を
持つ拡散スクリーンとぎれている。 第１図の符号２０はＣＣＤカメラ１４の光軸調整用レー
ザーマーカ、２２は中心がフラットな輝度分布の基準光
源、２４は校正用データ収集のためのスポット斤度計、
Ｍ２図の符号２６はスクリーン１２上の適宜のサンプル
点に配置された完全吸収黒体に近い黒体、をそれぞれ示
す。 前記画像処理装置１６は、予め測定された前記スクリー
ン１２上のサンプル点における前記黒体２６の輝度に基
づき、ＣＣＤカメラ１４で得られた２次元輝度画像のフ
レア率を演算し、該フレア率に基づくフレアによるオフ
セットを、前記２次元輝度画像データから減算するよう
にされている。 更に前記画像処理装置１６は、予め測定された、前記基
準光源２２によるスクリーン中心の照明時における、ス
ポット輝度計２４によって測定された輝度及びＣＣＤカ
メラ１４により得られた輝度との関係により、該ＣＣＤ
カメラ１４により得られたデータを２次元輝度画像デー
タとして補正するようにされている。 更に、前記画像処理装置１６は、コンピュータグラフィ
ックアルゴリズムにより、前記ＣＣＤカメラ１４により
得られた２次元輝度画像を、任意の３次元平面に投影し
たデータ等に演算するようにされている。 具体的には、前記車両ランプ１０による路面照射時の路
面に相当する平面、前方の壁面等に相当する平面及び車
両の運転席から見た眺望における配光パターンを、演算
するようにされている。 又、前記画像処理装２１６及び表示部１８は、前記画像
処理装置１６によって形成された路面配光パターン及び
運転席からの眺望配光パターンを、スクリーン１２上の
配光パターンと共に同時に表示部１８に、第３図（Ｅ）
に示されるように表示できるようにされている。 次に上記突施例装置の作用について説明する。 測定に際して、まず第４図に示されるように測定計を校
正する。 即ち、ＣＣＤカメラ１４の光軸をスクリーン１２に対し
て垂直に合せておく。更に、スクリーン１２からのＣＣ
Ｄカメラ１４までの距離Ｌ＋、ＣＣＤカメラ１４の高さ
ｒ ５ＣＣＤカメラ１４と車両ランプ１０のオフごット
ｌ１ｌ（Ｘ軸方向〉を正確に設定する。 ここで、この設定に際しては、前記レーザーマーカ２０
により、レーザービームをＣＣＤカメラ１４の光軸位置
に投影し、該ＣＣＤカメラ１４の光軸位置調整を使って
光軸を完全に合せる。 次に、前述のようにフラットな輝度特性を持つ基準光源
２２により、ＣＣＤカメラ１４の光軸とスクリーン１２
との交点を照射し、その点の輝度をスポット輝度計２４
を用いて測定し、その値を画像処理装置１６に入力する
。 次に、基準光源２２の照射による画像データを、ＣＣＤ
カメラ１４から前記画像処理装置１６に入力する。 画像処理装置１６では、予め、前記基準光源２２による
照射時における、画像データと前記スポット輝度計２４
によるデータとの換算をしておく。 なお、スクリーン１２は前述の如く完全拡散面に近い特
性を持っているので、車両ランプ１０とＣＣＤカメラ１
４との間に多少の水平の方向のオフセットがあっても、
スクリーン１２に入射した光に比例した輝度データを得
ることができる。 次に車両ランプ１０を点灯し、スクリーン１２を照射し
て、その反射光をＣＣＤカメラ１４により撮像する。 ＣＣＤカメラ１４によって得られた２次元画像データは
、画像処理装置１６に送られ、このデータと、先に−す
算されている換算データとにより輝度換算データを作成
しておく。 又、光軸からずれた方向の輝度データは、輝度のｃｏｓ
ｉｎｅ則と拡散面の角度依存性により入射方向に垂直に
スクリーン１２を置いた場合と比較して暗くなるが、こ
れは、画像処理装置１６内において、次にように画面座
標位置に応じて輝度補正を掛ける。 即ち、第５図に示されるように、予めスクリーン１２の
反射光について垂直入射した場合と角度付けて入射した
場合に、どれだけ反射率が変化したかについてのデータ
を取っておき（第５図（Ａ＞）、このデータと予めｃｏ
ｓｉｎｅ則のデータ（第５図（Ｂ））を掛合せておいて
、輝度補正用の、ＣＣＤカメラ１４の光軸からのずれに
対する補正データ（第５図（Ｃ））を作成しておく。 これにより、ＣＣＤカメラ１４から送られたでき輝度デ
ータに対し、 （ＣＣＤ輝度データ）×（輝度換算データ〉×（光軸か
らのずれに対する輝度補正データ）を演算することによ
って、正確な輝度データを得ることができる。 又、上記のようにして得られた輝度データから照度デー
タを得る場合は、次のように変換式により求める。 第６図に示されるように、スクリーン１２上の１１点に
おける照度Ｅは、垂直面照度Ｅｎとするとこの点の全光
束Ｆ１が Ｆｔ＝Ｅｎ−ｄｓ −（ｉ＞となり、Ｅ
＝ Ｅ ｎ ｃｏｓθ ・・・（２）となる
。 スクリーン１２は完全拡散面に近い特性であるので、輝
度をＢとすると田射する全光束Ｆ２は、Ｆ２＝Ｂ−ｄｓ
Ｊｃｏｓθ−２πｓｉｎθ′ｄθ′＝Ｂπｄｓ
・・・（３）（１）、（３）式より Ｆ２＝Ｆ
ＩＸρ・・・（４）、ここで Ｂπ＝ＥｎＸρ（ρ：反
射率）、Ｅｎ＝πＢ／ρ 、’、 Ｅ ＝ （πＢ／ρ）・ＣＯＳθ ・・・（５
）となる。 従って（５）式を用いて輝度照度変換を行い照度データ
を得る。 次に、フレア誤差を減らすための補正について説明する
。 冷却型のＣＣＤカメラ１４では、通常の暗電流補正や・
シェーディング補正等を行った場合でも、２次元輝度測
定においては、低輝度部分での誤差を生じる。 これはＣＣＤカメラ１４のダイナミックレンジの性能を
生かしきれない光学系に問題がある。 即ち、ＣＣ［）カメラ１４単体では４０００対１の高ダ
イナミツクレンジの性能を発揮するが、投影ランプのよ
うに輝度変化の著しい配光データに対しては、光学レン
ズ系でフレアが発生し、暗い方のデータの測定誤差が大
きく出てしまう。 この実施例では、前述のように、スクリーン１２上の任
意サンプル点に完全吸収黒体に近い黒体２６を配置し、
この点におけるカウント値を予め計測しておき、この値
により２次元画像のフレア率を測定する。即ち、スクリ
ーン１２上における明部と暗部の輝度比からフレア率を
求め、このデータを用いてフレアによるオフセットを、
ＣＣＤカメラ１４から得られた測定値から減算すること
によってフレア誤差を減らすことができる。 次に、シミュレーションにより、任意の平面に投影した
時の輝度分布データを得るための過程について説明する
。 シミュレーションモデルは、第７図に示す様にカメラ設
定位置を３次元空間の中心とし、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に直交す
る壁面を自由な位置に設定できる様にしである。この詩
の光源ランプは点光源と仮定して（ｍ 、０．Ｏ）座標
にあるとする。この時平面１ （ｚ １、ｙ １、ｚ
１）上の光は、スクリーン（ＸＯ１ｙＯ１２０）に対応
すると考えれば、座標点は、 （ｘ Ｏ，ｙ ＯＳｚ Ｏ） ＝ （ｍ −（Ｌｌ （ＩＩｌ−ｘ １） ）／ｚ １
、−ｒ Ｌｌ／ｚ １、Ｌｌ） ・ （６）平面１上
の輝度を１１、スクリーン上の輝度をＩＯとすると、 １＋＝（ＶＯ２／ｒ２）Ｉｏ−（７） ここで、Ｌｌ・・・投影スクリーンの原点からの距離、
ｒ・・・水平面と原点の距離、 ｍ・・・ランプと原点の距離、 ｄ・・・視野スンリーンと原点との距離、ｄｘ・・・視
野スクリーンと原点とのＸ軸距離、ｄｙ・・・視野スク
リーンと原点とのｙ軸距離、ｄｚ・・・視野スクリーン
と原点との２軸距離である。 以上のようにして、平面１に対応するスクリーン上の座
標点を（６）式より求め、４近傍データよりスクリーン
上の１度ＩＯを求め、（７）式より平面１上の輝度値を
求め計算する。平面２、平面３についても、幾何学計算
及び距離の２乗に反比例する光量計算により、同様に計
算していく。 又各壁面ごとに反射率を変化できるようにして、壁面素
材による可変もシミュレートできる。なお、照度計算の
場合、光量と平面とのなす角のＣＯＳθ項も計算する。 従って前記平面１を路面、平面２を前方の側壁、平面３
を前方の障害物と仮定することによって、路面配光及び
運転席からの眺望における配光を得ることができる。 運転席からの眺望については、前記平面１．２及び３の
データから、コンピュータグラフィックスアルゴリズム
により、遠近を与えて、車両の運転席から見たと同様の
画像を得ることができる。 前記の様に、平面１〜平面３更には３次元的な眺望の画
像即ちシミュレーション画像を得る場合、全てにおいて
輝度情報は保たれているので、輝度、照度の３次元的な
計測が可能となる。 又、第３図に示されるように、スクリーン配光（Ａ）、
路面配光（Ｂ）及び３次元的な眺望における配光（Ｄ＞
を、第３図（Ｅ）のように表示部１８において同一画面
に表示することができる。 第３図（Ｃ）は従来のポイントセンサーによる角度輝度
分布データを示す。 このようにすると、第３図（Ｅ）でｘ印で示されるよう
に、スクリーン、路面、眺望の３つの画像に関して対応
する位置の輝度（照度）を求めることができる。即ち、
前述の（６）式により、各平面の点に対応するスクリー
ン上の点を求めることが８来るからである。このように
シミュレーション結果と原画の対応付けが可能となり、
車両ランプの配光特性の設計・改善に有効となる。
ーンと、該スクリーン上に形成された配光パターンの光
学像を捉えて電気信号に変換するテレビカメラと、この
テレビカメラで捉えた光学像の２次元の輝度を基準輝度
と比較して演算すると共に、該２次元輝度データと前記
スクリーンの角度反射率分布のデータとにより照度デー
タを演算する画像処理装置と、この画像処理装置から出
力される２次元輝度特性を表示する表示部とを有してな
る光源の配光測定装置により上記目的を達成するもので
ある。 又、前記テレビカメラを冷却型ＣＣＤカメラとすること
により上記目的を達成するものである。 又、前記画像処理装置は、予め測定された、前記スクリ
ーン上のサンプル点における黒体の輝度に基づき、前記
テレビカメラで得られた２次元輝度画像のフレア率を演
算し、該フレア率に基づくフレアによるオフセットを前
記２次元輝度画像データから減算するものとして上記目
的を達成するものである。 又、前記画像処理装置は、予め測定された、中心がフラ
ットな配光の基準光源による前記スクリーン中心照明時
における、キャリブレーション用輝度計により得られた
輝度及び前記テレビカメラにより得られた輝度の関係か
ら、該テレビカメラにより得られた前記２次元輝度画像
の輝度を補正するものとして上記目的を達成するもので
ある。 更に又、前記画像処理装置は、コンピュータグラフィッ
クアルゴリズムにより、前記テレビカメラにより得られ
た２次元輝度画像を、任意の３次元平面に投影した輝度
分布データを演算するものとして上記目的を達成するも
のである。 又、前記３次元平面は、前記光源を車両の前照灯とした
ときの、路面に相当するものとして上記目的を達成する
ものである。 前記３次元平面は、前記光源を車両の前照灯としたとき
の、該車両前方及び側方の壁面に相当するものとして上
記目的を達成するものである。 前記画像処理装置は、前記３次元平面への投影データか
ら、車両の運転席からの眺望における輝度分布データを
演算するものとして上記目的を達成するものである。 前記３次元平面は、前記光源を車両の前照灯としたとき
の、路面及び該車両前方の壁面から見た眺望に相当する
のであり、前記表示部は、前記スクリーン上の配光パタ
ーン、路面上の配光パターン、及び運転席からの眺望に
おける配光パターンを同時に表示するものとして上記目
的を達成するものである。 更に又前記表示部は、前記３種類の配光パターン上の対
応する特定点を表示可能とすることにより上記目的を達
成するものである。 【作用及び効果】 この発明においては、テレビカメラにより捉えた光学像
の２次元の輝度を基準輝度と比較して演算して、更にこ
れから照度データを演算且つ表示するので、従来の、イ
メージディセクタカメラ等によるポイント測定と比較し
て、高精細な分布データを取ることができる。 又、テレビカメラを冷却型ＣＣＤカメラとすることによ
って、比較的高いダイナミックレンジでの輝度測定がで
きる。 又、２次元で輝度データを測定得ることができるために
、画像処理装置内部での画像処理によって、各種シミュ
レーションデータ、例えば任意の３次元平面における配
光パターン等を合成することができる。 更に、スクリーン上のサンプル点における黒体の輝度に
基づいて、２次元輝度画像のフレア率を演算してフレア
によるオフセットを補正して、正確な２次元輝度画像デ
ータを得ることができる。 更に又、中心がフラットな配光の基準光源による照明時
のスクリーン中心の輝度によって、テレビカメラにより
得られた輝度情報を補正するので、自動的に輝度校正が
なされ、正確な２次元の輝度値を得ることができる。 又、得られた２次元輝度情報をコンピュータグラフィッ
クアルゴリズムによって任意の３次元平面に投影したデ
ータを得ることができるので、路面配光及び車両の運転
席から見た眺望における配光を得ることができる。 （実施例］ 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。 この実施例は、第１図に示されるように、被測定光源で
ある車両ランプ１０からの照射光を写すスクリーン１２
と、該スクリーン１２上に形成された配光パターンの光
学像を捉えて電気信号に変換する冷却型のＣＣＤカメラ
１４と、このＣＣＤカメラ１４で捉えた光学像の２次元
の輝度を基準輝度と比較して演算すると共に、該２次元
輝度データと前記スクリーンの角度反射率分布のデータ
とにより照度データを演算する画像処理装置１６と、こ
の画像処理装置１６から出力される２次元輝度特性を表
示する表示部１８とから光源の配光測定装置を講父した
ものである。 ここで、前記スメ岨ン１２は、完全拡散面に近い特性を
持つ拡散スクリーンとぎれている。 第１図の符号２０はＣＣＤカメラ１４の光軸調整用レー
ザーマーカ、２２は中心がフラットな輝度分布の基準光
源、２４は校正用データ収集のためのスポット斤度計、
Ｍ２図の符号２６はスクリーン１２上の適宜のサンプル
点に配置された完全吸収黒体に近い黒体、をそれぞれ示
す。 前記画像処理装置１６は、予め測定された前記スクリー
ン１２上のサンプル点における前記黒体２６の輝度に基
づき、ＣＣＤカメラ１４で得られた２次元輝度画像のフ
レア率を演算し、該フレア率に基づくフレアによるオフ
セットを、前記２次元輝度画像データから減算するよう
にされている。 更に前記画像処理装置１６は、予め測定された、前記基
準光源２２によるスクリーン中心の照明時における、ス
ポット輝度計２４によって測定された輝度及びＣＣＤカ
メラ１４により得られた輝度との関係により、該ＣＣＤ
カメラ１４により得られたデータを２次元輝度画像デー
タとして補正するようにされている。 更に、前記画像処理装置１６は、コンピュータグラフィ
ックアルゴリズムにより、前記ＣＣＤカメラ１４により
得られた２次元輝度画像を、任意の３次元平面に投影し
たデータ等に演算するようにされている。 具体的には、前記車両ランプ１０による路面照射時の路
面に相当する平面、前方の壁面等に相当する平面及び車
両の運転席から見た眺望における配光パターンを、演算
するようにされている。 又、前記画像処理装２１６及び表示部１８は、前記画像
処理装置１６によって形成された路面配光パターン及び
運転席からの眺望配光パターンを、スクリーン１２上の
配光パターンと共に同時に表示部１８に、第３図（Ｅ）
に示されるように表示できるようにされている。 次に上記突施例装置の作用について説明する。 測定に際して、まず第４図に示されるように測定計を校
正する。 即ち、ＣＣＤカメラ１４の光軸をスクリーン１２に対し
て垂直に合せておく。更に、スクリーン１２からのＣＣ
Ｄカメラ１４までの距離Ｌ＋、ＣＣＤカメラ１４の高さ
ｒ ５ＣＣＤカメラ１４と車両ランプ１０のオフごット
ｌ１ｌ（Ｘ軸方向〉を正確に設定する。 ここで、この設定に際しては、前記レーザーマーカ２０
により、レーザービームをＣＣＤカメラ１４の光軸位置
に投影し、該ＣＣＤカメラ１４の光軸位置調整を使って
光軸を完全に合せる。 次に、前述のようにフラットな輝度特性を持つ基準光源
２２により、ＣＣＤカメラ１４の光軸とスクリーン１２
との交点を照射し、その点の輝度をスポット輝度計２４
を用いて測定し、その値を画像処理装置１６に入力する
。 次に、基準光源２２の照射による画像データを、ＣＣＤ
カメラ１４から前記画像処理装置１６に入力する。 画像処理装置１６では、予め、前記基準光源２２による
照射時における、画像データと前記スポット輝度計２４
によるデータとの換算をしておく。 なお、スクリーン１２は前述の如く完全拡散面に近い特
性を持っているので、車両ランプ１０とＣＣＤカメラ１
４との間に多少の水平の方向のオフセットがあっても、
スクリーン１２に入射した光に比例した輝度データを得
ることができる。 次に車両ランプ１０を点灯し、スクリーン１２を照射し
て、その反射光をＣＣＤカメラ１４により撮像する。 ＣＣＤカメラ１４によって得られた２次元画像データは
、画像処理装置１６に送られ、このデータと、先に−す
算されている換算データとにより輝度換算データを作成
しておく。 又、光軸からずれた方向の輝度データは、輝度のｃｏｓ
ｉｎｅ則と拡散面の角度依存性により入射方向に垂直に
スクリーン１２を置いた場合と比較して暗くなるが、こ
れは、画像処理装置１６内において、次にように画面座
標位置に応じて輝度補正を掛ける。 即ち、第５図に示されるように、予めスクリーン１２の
反射光について垂直入射した場合と角度付けて入射した
場合に、どれだけ反射率が変化したかについてのデータ
を取っておき（第５図（Ａ＞）、このデータと予めｃｏ
ｓｉｎｅ則のデータ（第５図（Ｂ））を掛合せておいて
、輝度補正用の、ＣＣＤカメラ１４の光軸からのずれに
対する補正データ（第５図（Ｃ））を作成しておく。 これにより、ＣＣＤカメラ１４から送られたでき輝度デ
ータに対し、 （ＣＣＤ輝度データ）×（輝度換算データ〉×（光軸か
らのずれに対する輝度補正データ）を演算することによ
って、正確な輝度データを得ることができる。 又、上記のようにして得られた輝度データから照度デー
タを得る場合は、次のように変換式により求める。 第６図に示されるように、スクリーン１２上の１１点に
おける照度Ｅは、垂直面照度Ｅｎとするとこの点の全光
束Ｆ１が Ｆｔ＝Ｅｎ−ｄｓ −（ｉ＞となり、Ｅ
＝ Ｅ ｎ ｃｏｓθ ・・・（２）となる
。 スクリーン１２は完全拡散面に近い特性であるので、輝
度をＢとすると田射する全光束Ｆ２は、Ｆ２＝Ｂ−ｄｓ
Ｊｃｏｓθ−２πｓｉｎθ′ｄθ′＝Ｂπｄｓ
・・・（３）（１）、（３）式より Ｆ２＝Ｆ
ＩＸρ・・・（４）、ここで Ｂπ＝ＥｎＸρ（ρ：反
射率）、Ｅｎ＝πＢ／ρ 、’、 Ｅ ＝ （πＢ／ρ）・ＣＯＳθ ・・・（５
）となる。 従って（５）式を用いて輝度照度変換を行い照度データ
を得る。 次に、フレア誤差を減らすための補正について説明する
。 冷却型のＣＣＤカメラ１４では、通常の暗電流補正や・
シェーディング補正等を行った場合でも、２次元輝度測
定においては、低輝度部分での誤差を生じる。 これはＣＣＤカメラ１４のダイナミックレンジの性能を
生かしきれない光学系に問題がある。 即ち、ＣＣ［）カメラ１４単体では４０００対１の高ダ
イナミツクレンジの性能を発揮するが、投影ランプのよ
うに輝度変化の著しい配光データに対しては、光学レン
ズ系でフレアが発生し、暗い方のデータの測定誤差が大
きく出てしまう。 この実施例では、前述のように、スクリーン１２上の任
意サンプル点に完全吸収黒体に近い黒体２６を配置し、
この点におけるカウント値を予め計測しておき、この値
により２次元画像のフレア率を測定する。即ち、スクリ
ーン１２上における明部と暗部の輝度比からフレア率を
求め、このデータを用いてフレアによるオフセットを、
ＣＣＤカメラ１４から得られた測定値から減算すること
によってフレア誤差を減らすことができる。 次に、シミュレーションにより、任意の平面に投影した
時の輝度分布データを得るための過程について説明する
。 シミュレーションモデルは、第７図に示す様にカメラ設
定位置を３次元空間の中心とし、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に直交す
る壁面を自由な位置に設定できる様にしである。この詩
の光源ランプは点光源と仮定して（ｍ 、０．Ｏ）座標
にあるとする。この時平面１ （ｚ １、ｙ １、ｚ
１）上の光は、スクリーン（ＸＯ１ｙＯ１２０）に対応
すると考えれば、座標点は、 （ｘ Ｏ，ｙ ＯＳｚ Ｏ） ＝ （ｍ −（Ｌｌ （ＩＩｌ−ｘ １） ）／ｚ １
、−ｒ Ｌｌ／ｚ １、Ｌｌ） ・ （６）平面１上
の輝度を１１、スクリーン上の輝度をＩＯとすると、 １＋＝（ＶＯ２／ｒ２）Ｉｏ−（７） ここで、Ｌｌ・・・投影スクリーンの原点からの距離、
ｒ・・・水平面と原点の距離、 ｍ・・・ランプと原点の距離、 ｄ・・・視野スンリーンと原点との距離、ｄｘ・・・視
野スクリーンと原点とのＸ軸距離、ｄｙ・・・視野スク
リーンと原点とのｙ軸距離、ｄｚ・・・視野スクリーン
と原点との２軸距離である。 以上のようにして、平面１に対応するスクリーン上の座
標点を（６）式より求め、４近傍データよりスクリーン
上の１度ＩＯを求め、（７）式より平面１上の輝度値を
求め計算する。平面２、平面３についても、幾何学計算
及び距離の２乗に反比例する光量計算により、同様に計
算していく。 又各壁面ごとに反射率を変化できるようにして、壁面素
材による可変もシミュレートできる。なお、照度計算の
場合、光量と平面とのなす角のＣＯＳθ項も計算する。 従って前記平面１を路面、平面２を前方の側壁、平面３
を前方の障害物と仮定することによって、路面配光及び
運転席からの眺望における配光を得ることができる。 運転席からの眺望については、前記平面１．２及び３の
データから、コンピュータグラフィックスアルゴリズム
により、遠近を与えて、車両の運転席から見たと同様の
画像を得ることができる。 前記の様に、平面１〜平面３更には３次元的な眺望の画
像即ちシミュレーション画像を得る場合、全てにおいて
輝度情報は保たれているので、輝度、照度の３次元的な
計測が可能となる。 又、第３図に示されるように、スクリーン配光（Ａ）、
路面配光（Ｂ）及び３次元的な眺望における配光（Ｄ＞
を、第３図（Ｅ）のように表示部１８において同一画面
に表示することができる。 第３図（Ｃ）は従来のポイントセンサーによる角度輝度
分布データを示す。 このようにすると、第３図（Ｅ）でｘ印で示されるよう
に、スクリーン、路面、眺望の３つの画像に関して対応
する位置の輝度（照度）を求めることができる。即ち、
前述の（６）式により、各平面の点に対応するスクリー
ン上の点を求めることが８来るからである。このように
シミュレーション結果と原画の対応付けが可能となり、
車両ランプの配光特性の設計・改善に有効となる。
第１図は本発明に係る光源の配光装置の実施例を示すブ
ロック図、第２図は同実施例におけるスクリーンと黒体
、ＣＧ［）カメラ、レーザーマーカの関係を示す斜視図
、第３図は同実施例におけるデータ処理の流れを示す説
明図、第４図は同実施例における測定系の概略を示す線
図、第５図は同実施例装置において得られた輝度情報の
輝度補正過程を示す線図、第６図は同実施例における輝
度・照度変換を説明するための斜視図、第７図は同実施
例装置におけるシミュレーションモデルを示す斜視図で
ある。 １０・・・車両ランプ、 １２・・・スクリーン、 １４・・・ＣＣＤカメラ、 １６・・・画＠処理装置、 １８・・・表示部、 ２０・・・レーザーマーカ、 ２２・・・基準光源、 ２４・・・スポット輝度計、 ２６・・・黒体。
ロック図、第２図は同実施例におけるスクリーンと黒体
、ＣＧ［）カメラ、レーザーマーカの関係を示す斜視図
、第３図は同実施例におけるデータ処理の流れを示す説
明図、第４図は同実施例における測定系の概略を示す線
図、第５図は同実施例装置において得られた輝度情報の
輝度補正過程を示す線図、第６図は同実施例における輝
度・照度変換を説明するための斜視図、第７図は同実施
例装置におけるシミュレーションモデルを示す斜視図で
ある。 １０・・・車両ランプ、 １２・・・スクリーン、 １４・・・ＣＣＤカメラ、 １６・・・画＠処理装置、 １８・・・表示部、 ２０・・・レーザーマーカ、 ２２・・・基準光源、 ２４・・・スポット輝度計、 ２６・・・黒体。
Claims (10)
- （１）被測定光源からの照射光を写すスクリーンと、該
スクリーン上に形成された配光パターンの光学像を捉え
て電気信号に変換するテレビカメラと、このテレビカメ
ラで捉えた光学像の２次元の輝度を基準輝度と比較して
演算すると共に、該２次元輝度データと前記スクリーン
の角度反射率分布のデータとにより照度データを演算す
る画像処理装置と、この画像処理装置から出力される２
次元輝度特性を表示する表示部とを有してなる光源の配
光測定装置。 - （２）請求項１において、前記テレビカメラは冷却型Ｃ
ＣＤカメラであることを特徴とする光源の配光測定装置
。 - （３）請求項１又は２において、前記画像処理装置は、
予め測定された、前記スクリーン上のサンプル点におけ
る黒体の輝度に基づき、前記テレビカメラで得られた２
次元輝度画像のフレア率を演算し、該フレア率に基づく
フレアによるオフセットを前記２次元輝度画像データか
ら減算するものであることを特徴とする光源の配光測定
装置。 - （４）請求項１、２又は３において、前記画像処理装置
は、予め測定された、中心がフラットな配光の基準光源
による前記スクリーン中心照明時における、キャリブレ
ーション用輝度計により得られた輝度及び前記テレビカ
メラにより得られた輝度の関係から、該テレビカメラに
より得られた前記２次元輝度画像の輝度を補正するもの
であることを特徴とする光源の配光測定装置。 - （５）請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記画像処
理装置は、コンピュータグラフィックアルゴリズムによ
り、前記テレビカメラにより得られた２次元輝度画像を
、任意の３次元平面に投影した輝度分布データを演算す
るものであることを特徴とする光源の配光測定装置。 - （６）請求項５において、前記３次元平面は、前記光源
を車両の前照灯としたときの、路面に相当するものであ
ることを特徴とする光源の配光測定装置。 - （７）請求項５において、前記３次元平面は、前記光源
を車両の前照灯としたときの、該車両前方及び側方の壁
面に相当するものであることを特徴とする光源の配光測
定装置。 - （８）請求項６又は７において、前記画像処理装置は、
前記３次元平面への投影データから、車両の運転席から
の眺望における輝度分布データを演算するものであるこ
とを特徴とする光源の配光測定装置。 - （９）請求項５において、前記３次元平面は、前記光源
を車両の前照灯としたときの、路面及び該車両前方の壁
面に相当するのであり、前記表示部は、前記スクリーン
上の配光パターン、路面上の配光パターン、及び運転席
からの眺望における配光パターンを同時に表示するもの
であることを特徴とする光源の配光測定装置。 - （１０）請求項９において、前記表示部は、前記３種類
の配光パターン上の対応する特定点を表示可能とされた
ことを特徴とする光源の配光測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14586590A JPH0438436A (ja) | 1990-06-04 | 1990-06-04 | 光源の配光測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14586590A JPH0438436A (ja) | 1990-06-04 | 1990-06-04 | 光源の配光測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0438436A true JPH0438436A (ja) | 1992-02-07 |
Family
ID=15394851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14586590A Pending JPH0438436A (ja) | 1990-06-04 | 1990-06-04 | 光源の配光測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0438436A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003044480A1 (en) * | 2001-11-23 | 2003-05-30 | Instytut Transportu Samochodowego | A method and a system for testing light the alignment of vehicle headlights |
| JP2005189145A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Watanabe Denki Kogyo Kk | ヘッドライトテスターの光度測定方法とその装置 |
| JP2012103107A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Sony Corp | 配光計測装置、配光計測方法および配光計測プログラム |
| JP2016151438A (ja) * | 2015-02-16 | 2016-08-22 | 大塚電子株式会社 | 配光特性測定装置および配光特性測定方法 |
| JP2016183918A (ja) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 富士重工業株式会社 | 車両用前照灯検査装置 |
| CN109425478A (zh) * | 2017-08-30 | 2019-03-05 | 南京钧乔行汽车灯具有限公司 | 一种汽车大灯亮度检测装置 |
| DE102018121144B3 (de) * | 2018-08-29 | 2019-11-21 | Visicon Automatisierungstechnik Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen der Einstellung von Scheinwerfern von Kraftfahrzeugen |
| US11754717B2 (en) | 2019-06-25 | 2023-09-12 | Fanuc Corporation | Distance measurement device having external light illuminance measurement function and external light illuminance measurement method |
-
1990
- 1990-06-04 JP JP14586590A patent/JPH0438436A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003044480A1 (en) * | 2001-11-23 | 2003-05-30 | Instytut Transportu Samochodowego | A method and a system for testing light the alignment of vehicle headlights |
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| US11754717B2 (en) | 2019-06-25 | 2023-09-12 | Fanuc Corporation | Distance measurement device having external light illuminance measurement function and external light illuminance measurement method |
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