JPS60194325A - 自動車用前照灯等の配光パタ−ン検出装置 - 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】 〔発明の属する技術分野〕 木溢明は自動車用前照灯等における照射配光の調整や、
検査時の配光の観測に使用される配光、−ｅターン検出
装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

この種の観測については、ＪＩＳ　Ｄ　５５００にその
観測点の規格が設けられている。この規格によると、前
照灯の前方１０ｍにおいて、当該前照灯の光学的中心軸
より左右最大１５°、上側最大３°、下側最大４°の範
囲において照射光量を観測するよう決められており、こ
の範囲をスクリーンに照射すると水平巾約５ｍの範囲に
およぶ。上記のような広い空間を用いることは実際上困
難が多いため、現実には第１図に示すような約２ｍ巾の
スクリーンを用いて約３ｍ前方における配光パターンを
観測し、その最高光度軸や一定光度以上の配光パターン
の重心を検出している。

第１図において、１は自動車、２はスクリーン。

３は左側用テレビカメラ、４は右側用テレビカメラ、５
はスクリーン左右仕切板、６は左側前照灯。

７は右側前照灯を示している。スクリーン２は前照灯６
，７から３ｍ前方に設置され、巾２ｍの太きさである。

このような構成により、前照灯６，７．がら発射された
光線をスクリーン２に照射し、スクリーン２からの反射
光をテレビカメラ３，４で検出し、２値化等の画像処理
をしてモニタ用テレビ（図示せず）に表示させ、配光パ
ターンを観測する。

しかし、このような観測系では、 （１）３ｍ前方のスクリーン上へ、の照射配光は、前照
灯が点光源でないために、ＩＱｍ前方でのそれとは異っ
たパターンとなる。

（２）原理的に、観測用のテレビカメラを前照灯光路上
に配置できないので、自ずから、第１図に示すように、
スクリーンを見おろすようにして観測することになりス
クリーン上の配光パターンがゆがんで観測される。その
ため、後の処理過程において座標変換を行い、ゆがみを
除去する必要がある。

（３）第１図に示すようなスペースでも広すぎており、
より小さなスペースで観測できる装置の開発が望まれて
いる。

などの問題や要望がある。

ところでＪＩ８　Ｄ　５５００にある１０ｍ前方での観
測に関する規格は、１０ｍ前方なら実現可能であるとい
う前提があるように思われるが、本来前照灯の照射前方
距離は用途によっても異なるが、自動車の場合５０　ｍ
　−Ｚｏｏ　ｍ程度の距離にあると考えらへ観測が現実
的なものであるならば、そのような距離における規格化
が望ましいと言える。

〔発明の目的〕

この発明は、例えば１０ｍ前方における配光パターンに
忠実な相似縮小配光パターンを前照灯等の近くに実現せ
しめ、かつ光路軸に一致した方向から該相似縮小配光パ
ターンを観測して、座標変換などの後処理を不要とし、
また必要ならば、１９ｍ以上前方における配光パターン
の観測を、前照灯より１ｍ程度以内のスペース内で実現
可能とする自動車用前照灯等の配光パターン検出装置を
提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

本発明は、小さなスペースで観測できるようにするため
に、光学レンズを用いて縮小される配光パターンを、相
似縮小となるような距離にスクリーンを設けて観測する
とともに、光路軸に一致した方向から観測するために、
ハーフミラ−を用いたことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

光源が点光源ならば、１０ｍ前方の配光パターンはその
観測しようとする１０ｍ前方の面の法線に垂直ないかな
る面においても相似配光パターンが得られるが、前照灯
のような光源の場合には、前照灯に近づく程異なったパ
ターンとなる。

第２図は、このような場合にも相似な配光パターンを得
るための光学系の説明図である。

第２図では、配光パターンを観測すべき面（基準面と呼
ぶことにする）を８８、相似縮小配光パターンをうる面
（観測面と呼ぶことにする）を８２、相似縮小配光パタ
ーンを得るためのレンズをり。

当該レンズの焦点距離をｆルンズｔと基準面Ｓ。

の距離をＤ１１レンズｔと観測面＆の距離を鳩、またひ
とつの光線の光学系（レンズＬ、観測面８ｔ　）がない
ときの光路を２点鎖線、光学系があるときの光路を太い
実線で示している。

第２図にもとづいて、以下に、相似縮小配光パターンを
得る原理について説明する。

基準面Ｓ、上の点Ａに入射する光線は前照灯り内の多く
の点から発射している（これが点光源でないというゆえ
んである）。このため、光学系がなければ、基準面Ｓ１
と前照灯りの間にあるいかなる面においてもこれらの光
線は一点に集中しないので、基準面Ｓｌ上の配光パター
ンと相似の配光パターンとはならない。

本発明は、基準面Ｓ１上の点Ａに任意の入射角θで入射
するすべての光線が、特定の位置にある観測面Ｓ、上の
点Ｂに入射し、点Ａと点Ｂが相似位置関係になることを
利用している。

これらの関係を判り易く導くために、この光線を発射点
に向けて延長し、この延長線と、レンズｔの一方の焦点
を含みレンズｔの光軸に垂直な面の交点Ｃを考える。点
Ｃはレンズｔの焦点面上にあるので、この点より発射し
たすべての光線はレンズｔを介した後はすべて平行に進
む。すなわち点Ｃよりレンズｔの光軸に平行にレンズｔ
に入射した光線は１他方の焦点に向かって進む０それゆ
工、基準面Ｓ１の点Ａに向かって進む光線は、レンズｔ
のうしろでは、上記光線と平行に進み、観測面８を上の
点Ｂに入射する。このとき点Ａ１点Ｂの位置り、　、　
ｈ、は点Ｃの位置Ｘを用いてっぎのように表わせる。

ｈｒ　＝　（Ｄ、＋ｆ　）　ｅ−θ−Ｘ　・・・川・・
・・由・・・聞・（１）第１式と第２式よりＸを消去す
ることにより、次の第３式が得られる。

第３式において、右辺の第２項が”ｏｌとなるように、
次の第４式で示される距離ハに観測面Ｓ、を設定すると
〜点Ａ２点Ｂの位置ｈｌ、　ｈ、は第５式で示されるよ
うに焦点距離ｆ１距離ハ、鳩によって決められた定数に
比例し、点Ａに入射するナベでの光線が点Ｂに入射して
、点Ａと点Ｂが相似位置関係となる。

したがって、距離Ｄ１の配光パターンがレンズｔを介す
ることにより距離り、に設けられた観測面Ｓ。

に相似縮小されて照射されることになる。この場合の縮
小率は（ｆＤｔ）／ｌである。

次に、このような原理を用いた本発明による装置につい
て説明する。

第３図は、本発明による装置の実施例を簡略に示したも
のである。前照灯８は光学レンズ９に接近して配置され
、前照灯８から発射した光線は光学レンズ９を介してハ
ーフミラ−１ｏの表面に向かう。ハーフミラ−１ｏはレ
ンズ９の光軸に対して４りの傾きをもって固定されてい
る。ハーフミラ−１゜に入射した光線の約５０％がミラ
ー表面で鏡面反射してスクリーン１１に向かう。残りの
約５０％の光は直進する。この直進光などの影響を避け
るために、ミラーｌＯ，スクリーン１１を汚れなどから
保護するために設けである防塵箱１３の内面は無反射黒
色塗装が施されている。スクリーン１１の表面は石こう
などから成り、スクリーン１１の表面からの反射光が、
観測する方向によらず、スクリーンへの入射光量に比例
するような反射特性を有するスクリーンとし゛ている。

このようなスクリーン１１の表面からの反射光は、乱反
射となるが再びハーフミラ−１Ｏに達して直進する部分
とレンズ９側に反射する部分に分かれる。

このうち直進する光を工業用テレビカメラ１２によって
受光するものである。したがって前照灯８から発射した
光線は、実線の矢印で示すような経路で、レンズ９．ミ
ラー１０．スクリーン１１．ミラー１０を介して工業用
テレビカメラ１２によって受光されることになる。

また、第３図の１４は第２図に示す観測面へに和尚する
等価スクリーンであり、スクリーン１１は、ミラー１０
に対して等価スクリーン７と面対称な位ａｔｒＮＩＰ署
大れτいスので−Ｔ置田千レしカメラ１２で観測される
スクリーン１１面上の光量分布は、前記観測面Ｓ！上の
配光パターンを前記レンズｔの光軸上で観測したものと
等価となるので、配光パターンの検出のための座標変換
などの後処理は不要となる。

ここで、第４式を変形すると、次式が成立する。

ミラーｌＯで反射されたのち、スクリーン１１に照射さ
れる光線のレンズ９からスクリーン１１までの光路距離
をＤ２とすると、スクリーン１１上の配光パターンは前
照灯１から第６式でめられる距離ＤＩにおけるレンズ９
がないときの配光パターンを相似縮小したものである。

したがって、スクリーン１１を軸１５に沿って上下でき
るように構成しておくことにより、第６式に示される関
係式に基づいて、任意の距離り、の配光パターンを相似
縮小することができる。

例えば、レンズの焦点距離を３０ｃｍ　とした場合に、
１０ｍ先の配光パターンを観測しようとすると、第４式
よりＤｔ　Ｌ：ｔ２９．１２６　ｃｍとなる。レンズか
らハーフミラ−までのレンズ光軸の距離を１０ｏｎとす
ると、ハーフミラ−の中心からスクリーンまでの距離が
１９．１２６　ａｍとなるようにスクリーンの位置を調
節すれば良いことになる。２０ｍ先の配光パターンを観
測しようとする場合には、Ｄｔ　′ｉ　２９．５５７　
ａｍであるのでハーフミラ−の中心からスクリーンまで
の距離が１９．５５７ｏｍとなるようにスクリーンの位
置を調節する。観測しようとする配光パターンの距離が
長くなるほど距離Ｄ！が焦点距離ｆに近づくので、スク
リーンの調整範囲をり、＝（、とできるようにしておく
ことにより、原理的には無限大の距離までの配光パター
ンを観測できることになる。

なお、レンズ２は装置重量を軽くするために、フレネル
レンズを使用することが好適である。また、工業用テレ
ビカメラ１２のかわりにマトリックス状に配列された複
数の受光素子を用いることも可能である。

〔発明の効果〕

本発明によ：れば、光学レンズを用いて、遠方にある基
準面上の配光パターンをレンズ焦点近傍の特定位置に配
したスクリーン面上に相似縮小した配光パターンとして
得ら、れるので、配光の調整や検査に必要な広いスペー
スや大きなスクリーンが不要となる一方、基準面上の配
光パターンを見ることができるので、より正確な調整や
検査が可能となる。すなわち、第４式から明らかな通り
、距離Ｄ！は焦点距離ｆよりも大きな値となることはな
いので、前述のような焦点距離３０ｏｍ程度の焦点距離
の短いレンズを使用し、かつハーフミラ−にて光線を反
射させることにより小さなスペースとす２９．１２Ｂａ
ｍとすると、約１／３４に縮小することができるので、
大きなスクリーンが不要である。さらに、自動車の前照
灯の場合には前照灯から道路までは３０ａｍ以上の距離
があり、下側には十分のスペースが得られるので、ハー
フミラ−を用いて装置の巾を小さくすることにより必要
なスペースを小さくすることができる。

また光軸上にハーフミラ−を設けることによって、光軸
上で見た配光パターンが観測できるために、従来必要と
されていた座標変換などの膨大な画像処理作業が不要と
なり、安価な装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来実施されている配光調整システムの概略
構成図、第２図は、相似縮小配光パターンが得られる原
理を説明する図、第３図は本発明の装置の実施例の概略
構成図を示している。 Ｌ、８・・・前照灯、ｔ、９・・・光学レンズ、１ｏ・
・・ハーフミラ−１１１・・・スクリーン、１２・・・
工業用テレビカメラ、１３・・・防塵箱、１４・・・等
価スクリーン、Ｓ、・・・基準面、Ｓ、・・・観測面。 、？３図 手続補正書（自発） 昭和５９年１２月１９日 補　正　の　内　容 １、特許請求の範囲を次の通り訂正する。 「１）自動車用前照灯等が接近して設置される焦点距＃
ｆの光学レンズと、該光学レンズの前方にレンズ光軸に
対してＭの傾きで設置されるハーフミラ−と、前記光学
レンズにより縮小され、前記ハーフミラ−にて反射され
る前記前照灯等による前記光学レンズより距離Ｄ１にお
ける配光パターンを相位縮小の状態で観測するために、
前記光学レンズより光路距離Ｄ＋　／　（Ｄ＋　＋ｆ）
の個所に設置されるスクリーンと、前記ハーフミラ−に
対して前記スクリーンとは反対側にＵ 上蓋鳳工ゑよ立に設置され、前記ハーフミラ−を通過す
る前記スクリーンからの反射光を検出する手段とからな
ることを特徴とする自動車用前照灯等の配光パターン検
出装置。」 ２、明細書第１０頁第５行目「となる。」の次に下記の
文章を挿入する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）自動車用前照灯等が接近して設置される焦点距離ｆ
   の光学レンズと、該光学レンズの前方にレンズ光軸に対
   して４５°の傾きで設置されるハーフミラ−と、前記光
   学レンズにより縮小され、前記ハーフミラ−にて反射さ
   れる前記前照灯等による前記光学レンズより距離Ｄ１に
   おける配送パターンを相似縮小の状態で観測するために
   、前記光学レンズより光路距離ハ・ｆ／（Ｄ１＋　ｆ　
   ）の箇所に設置されるスクリーンと、前記レンズ光軸に
   対して前記スクリーンとは反対側に設置され、前記ハー
   フミラ−を通過する前記スクリーンからの反射光を検出
   する手段とからなることを特徴とする自動車用前照灯等
   の配光パターン検出装置。