JP2000146761A - ヘッドライトの光軸調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な演算処理によって、容易に検査・調整
をおこなうことができる。 【解決手段】 エルボーポイント付近等において設定し
たＡ検査領域内で配光パターンを複数の鉛直線Ｘ１，・
・・，Ｘｎに沿って切断した切断面上での照度曲線の最
大傾きを与えるＹ座標値を測定し、これらのＹ座標値の
平均値を第１検出地点Ａ´とするとともに、その地点Ａ
´を通過する水平線αを予め設定した検査座標上に描
き、水平線αよりも上方に設定したＢ検査領域で複数の
鉛直線Ｘ１´，・・・，Ｘｍ´に沿って切断した切断面
上での照度曲線の最大傾きを与える各Ｘ，Ｙ座標値を測
定し、これらの座標値から平均値をＸ，Ｙ各成分ごとに
求め、この平均値座標を第２検出地点Ｂ´として検査座
標上に描き、この点Ｂ´を通る所定傾きの角度線βと、
水平線αとの交点をエルボーポイントＥＰとして特定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、下向きヘッドラ
ンプからの光を投光したスクリーン面上の配光パターン
画像において、明暗境界線であるカットラインを構成す
る水平カットラインと斜めカットラインとの交点が所定
の検査合格領域内に収まっているか否かで光軸調整を行
うヘッドライトの光軸調整方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車の組み立てラインにおいて、ヘッ
ドラインの組付け後にそのロービームを前方スクリーン
に照射し、そのロービームによる明暗境界線（以下、カ
ットラインとよぶ）が所定の規格範囲に収まっているか
否かでヘッドラインの光軸を調整する作業が知られてい
る。

【０００３】例えば図６において、ヘッドライトのロー
ビームを前方スクリーンに照射したときの配光パターン
（Ｌが等照度曲線、Ｍが最高照度を示す）Ｐと、この配
光パターンに対する上記規格範囲Ｋの一例とを示す。こ
の図が示すように、明部Ｂと暗部Ｄとの境界を示すカッ
トラインＣ（水平カットラインＣ１と斜めカットライン
Ｃ２とからなる）が規格範囲Ｋ（斜線で示す）に入るよ
うにヘッドラインの光軸調整をする。

【０００４】このような光軸調整作業は、従来目視によ
り行っていたが、調整精度の向上に限界があり、また作
業者の目に多大な疲労・負担をもたらすといった問題か
ら、機械的に光軸調整を行う方法も提案され開発されて
いる。

【０００５】例えば、特開昭６３−１１３３３９号公報
に開示されているように、スクリーンに投光したヘッド
ライトのロービームでの配光パターンを撮像するととも
に、この撮像画像を画像処理して等照度閉曲面の重心位
置を求め、この重心位置を通る鉛直軸方向に沿って微分
して鉛直軸方向での明暗境界点を求め、この点の輝度を
閾値として前記撮像画像を２値化し、カットラインを検
出する。さらに、このカットラインの水平線部と斜線部
との交点と、重心位置との相対距離を求め、光軸調整段
階では重心位置を検出するだけで、この重心位置と前記
相対距離とからカットラインの想像線を求め、この想像
線が規格範囲Ｋに収まっているか否かを検出する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、僅か１点の明暗境界点の輝度からカットライン
を検出しているために、カットラインが正確に検出され
ずに検査ミスを起こす等の問題がある。そこで、特公平
７−９２４２３号（特願平２−１３１０３８号）公報に
記載された光軸調整方法が提案されている。

【０００７】しかしながら、この方法では、例えば図７
に示すように、カットラインを構成する水平線部ＨＬ１
と斜線部ＨＬ２とから構成された仮想線ＨＬがうまく規
格範囲Ｋ（ハッチングで示す領域）内に収まらねば不合
格となる。換言すれば、水平線と斜線との２本の（２次
元的な）直線についての検査・調整のため、導出する仮
想線の形状によっては規格領域Ｋから一部はみ出すこと
がある。この場合にはその度に何度も検査をやり直さね
ばならない場合も考えられ、ヘッドライトの光軸検査及
び調整が厄介なものとなっている。また、このような方
法では、複雑な画像処理作業（工程）及び多くの演算処
理を行っているから、検査に多くの時間を要している。

【０００８】そこで、この発明は、上記した事情に鑑
み、簡単な処理方法によって、容易に検査・調整をおこ
なうことができ、ひいては検査時間の短縮化を図ること
が可能なヘッドライトの光軸調整方法を提供することを
目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】即ち、この請求項１に係
る発明は、下向きヘッドランプからの光を投光したスク
リーンＳ面上の配光パターン像について、明暗境界線で
あるカットラインを構成する水平線と角度線とを求め、
これらの交差したエルボーポイントが所定の規格領域内
に収まるか否かで光軸の検査・調整を行うヘッドライト
の光軸調整方法であって、前記配光パターン画像のエル
ボーポイント付近若しくは重心付近において或いは水平
カットラインの安定した位置付近に設定したＡ検査領域
において前記配光パターンを複数の鉛直線に沿って分割
・切断した切断面上での照度曲線において最大傾きを与
える各Ｙ座標値をそれぞれ測定し、これらのＹ座標値の
平均値を第１検出地点の座標として求めるとともに、そ
の平均値を通過する水平線を予め設定した検査座標上に
描き、前記水平線よりも上方において設定したＢ検査領
域において前記配光パターンを複数の鉛直線に沿って切
断した切断面での照度曲線において最大傾きを与える各
Ｘ，Ｙ座標値をそれぞれ測定し、これらの各Ｘ，Ｙ座標
値の平均値をＸ成分及びＹ成分ごとにそれぞれ求め、こ
の平均値成分を第２検出地点の座標として前記検査座標
上に描き、前記第２検出地点を通る所定傾きの角度線
と、前記水平線との交点をエルボーポイントとして特定
するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施例に
ついて添付図面を参照しながら説明する。図１はこの発
明に係るヘッドライトの光軸調整方法を示すものであ
り、この光軸調整方法は、第１ステップＳ１〜第１２ス
テップＳ１２で構成されている。なお、この実施例で
は、普通カットラインのものを検査対象としているが、
Ｚ型のカットラインのものも同様の検査作業で行える。

【００１１】第１ステップＳ１では、下向きヘッドラン
プの光を投光したスクリーン面上の配光パターン像を撮
像して得た画像（画像処理画面上で）において、検査座
標（Ｘ，Ｙ）を設定し、この検査座標においてＡ検査領
域を設定する。例えば、この実施例では、図２に示すよ
うに、左右側ヘッドライトについて説明すると、初めに
基準点（この実施例ではこれをエルボーポイント付近と
したが、配光パターンの重心位置でもよい）を決め、こ
のエルボーポイントＥＰよりも例えば１度右方向（ヘッ
ドライトの光軸を基準として１度だけ水平方向右へずれ
た方向）にずらした領域における所定の左右横幅Ｗを検
査領域Ａとして設定する。なお、このＡ検査領域を設定
するのに用いる基準点として、水平ラインの安定した位
置を設定し、その位置からスタートする所定の横幅をＡ
検査領域としてもよい。

【００１２】第２ステップＳ２では、検査座標（Ｘ，
Ｙ）上の同領域内において等間隔で設定した各鉛直線Ｘ
１，Ｘ２，・・・，Ｘｎ（但し、ｎは整数であるが、最
大１０程度までとしてよい）が切断する各切断面での照
度曲線（以下、切断面照度曲線という）を求める。この
実施例では、鉛直線の間隔を画素間隔に対応させてある
が、特にこれに限定されない。なお、ここで、この切断
面照度曲線とは、例えば図３において、適宜の配光パタ
ーンＰで投光されるヘッドライトからの光を先の鉛直線
Ｘｎで切断したときに、その鉛直線が形成する切断面Ｓ
ｘ上に形成される仮想上の配光パターンを描く曲線のこ
とをいう。なお、ここではこの曲線を与える関数をＦ＝
Ｆ（Ｙ，Ｚ）とする。

【００１３】第３ステップＳ３では、各切断照度曲線の
最大傾斜を与える地点のＹ座標（以下、最大Ａ座標とよ
ぶ）の値ｙ１，ｙ２，・・・，ｙｎを求める。この最大
傾斜点の具体的算出方法としては、例えばこの実施例で
は、先の関数Ｆ＝Ｆ（Ｙ，Ｚ）をＹについて偏微分し
て、つまり、∂Ｆ（Ｙ，Ｚ）／∂Ｙから曲線の接線の傾
き、即ち、傾斜角度が得られるから、この２階微分、即
ち∂²Ｆ（Ｙ，Ｚ）／∂Ｙ²＝０によって最大傾斜点を与
えるＹの値が算出される。

【００１４】第４ステップＳ４では、これら各切断面で
の最大傾斜点を与える最大Ａ座標の値の平均値を求め、
即ち、 ｙ＝（ｙ１＋ｙ２＋・・・＋ｙｎ）／ｎ この値ｙを第１検出地点のＹ座標、Ａ´（Ｙ）として、
予め設定した検査座標（Ｘ，Ｙ）上にプロットするとと
もに、この検査座標（Ｘ，Ｙ）上で第１検出地点Ａ´
（Ｙ）を通るＸ軸の平行な水平線αを描く。

【００１５】第５ステップＳ５では、先の水平線αより
も所定の投影角度（この実施例では、検査車両のヘッド
ライトの光軸を基準として仰角角度０．３°）上方にお
いて所定の上下幅Ｈ（この実施例では、検査車両のヘッ
ドライトを基準として＋／−０．１°）で、かつ、左右
横幅Ｗ´（Ａ検査領域と同一幅でなくともよい）の範囲
でＢ検査領域を設定する。

【００１６】第６ステップＳ６では、Ｂ検査領域で前記
配光パターンで投光されるヘッドライトからの光を、先
に設定しておいた検査座標（Ｘ，Ｙ）上において、同様
にして、即ち、画素間隔に対応して等間隔で設けた複数
の鉛直線、Ｘ１´，Ｘ２´，・・・，Ｘｍ´（但し、ｍ
は整数であるが、最大１０程度までとしてよい）が切断
する各切断面照度曲線を求める。なお、ここではこの曲
線を与える関数をＧ＝Ｇ（Ｙ，Ｚ）とする。

【００１７】第７ステップＳ７では、各切断照度曲線の
最大傾斜を与える地点のＸ座標及びＹ座標（以下、最大
Ｂ座標よぶ）の値（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），・
・・，（ｘｍ，ｙｍ）を求める。

【００１８】第８ステップＳ８では、これら各最大Ｂ座
標でのＸ座標及びＹ座標の値の平均値を求め、即ち、 ｘ＝（ｘ１＋ｘ２＋・・・＋ｘｍ）／ｍ ｙ＝（ｙ１＋ｙ２＋・・・＋ｙｍ）／ｍ これらの（ｘ，ｙ）座標値を第２検出地点Ｂ´として、
予め設定した検査座標（Ｘ，Ｙ）上にプロットするとと
もに、この検査座標（Ｘ，Ｙ）上で第２検出地点Ｂ´
（ｘ，ｙ）を通る適宜傾き（この実施例では１５°）の
直線、即ち角度線βを描く。なお、この角度線βの傾斜
角度については、この実施例のような普通カットライン
では、通常、１２°、１５°、１７°（但し、これらの
角度に限定しなくともよい）のいずれかの傾斜角度が設
定され、また図４に示すＺ型カットラインでは３０°
（同様に、この角度に限定しなくともよい）に設定され
ている。

【００１９】第９ステップＳ９では、第２検出地点Ｂ´
を通る所定傾きの角度線βと、水平線αとの交点が初等
数学的に簡単に、かつ、一義的に求められるから、この
交点をエルボーポイント（ＥＰ）として特定する。

【００２０】第１０ステップＳ１０では、このエルボー
ポイント（ＥＰ）が所定の規格範囲内にあるか否かを判
別する。なお、この実施例では、この規格範囲Ｋを、従
来のものとは大きく異なり、図２に一点鎖線で示す矩形
領域Ｋに収まっているか否かで合格の良否を判断する。

【００２１】第１１ステップＳ１１では、エルボーポイ
ント（ＥＰ）が所定の規格範囲Ｋ内にあると判断された
場合には、その検査車両のヘッドライトの光軸調整が合
格であると判断される。

【００２２】第１２ステップＳ１２では、エルボーポイ
ント（ＥＰ）が所定の規格範囲Ｋ内にないと判断された
場合には、その検査車両のヘッドライトの光軸調整が不
合格であると判断され、再度光軸調整がやり直しされ
る。

【００２３】従って、この実施例によれば、切断面照度
曲線の傾きの最大値を与える複数の座標値の平均値を求
めることによってカットラインを検出するようになって
いるが、外光の影響、光の粒子の運動等のよってある程
度ばらつきのある鋸状の線として導出されても、統計的
な処理、即ち平均値を求めるといった手法で直線的に近
似させることができ、検査精度の向上が図れる。

【００２４】次に、この発明に係る光軸調整方法に使用
する光軸調整装置について説明する。図５は、この発明
に係る光軸調整装置を示すものであり、この光軸調整装
置は、ヘッドライトの光軸Ｃ上に設けた結像レンズ１
と、この結像レンズ１の後方に配置したハーフミラー２
と、このハーフミラー２の後方に配置したスクリーン３
と、ハーフミラー２の直上に配置した光度基板４と、ス
クリーン３の投光像を撮像するＣＣＤカメラ５とをレン
ズユニット６内部に設置している。

【００２５】結像レンズ１は、焦点距離が１ｍのものを
使用しており、ヘッドライトから１ｍ前方に設置されて
いる。また、スクリーン３は、縦、横がそれぞれ１０
ｍ、１０ｍの大きさのものが使用されている。

【００２６】光度基板４は、ハーフミラー２を介して偏
向・入射するヘッドライトからの光について、照度を測
定し、最高照度点がどの位置にあってもセンサー間演算
法によって照度の測定が可能となっている。ＣＣＤカメ
ラ５は、画素数が縦、横それぞれ２５６×２５６個（こ
の個数に限定されない）を有する。即ち、およそ２６万
画素の構成からなり、先のスクリーンの場合には、１画
素につき４ｍｍ（０．２３度）間隔に相当する。

【００２７】レンズユニット６は、例えば所望の鉛直線
で切断される切断面での切断照度曲線を検出しようとす
る場合には、このユニット６全体を鉛直方向に昇降させ
ながら光度基板４で若しくはＣＣＤカメラ５で照度を逐
次検出することで、所定の切断照度曲線に関するデータ
が得られる。従って、各鉛直線についてこの切断照度曲
線を求める場合には、このユニット６を水平（Ｘ）方向
に毎回移動させながら、各移動位置上で鉛直方向に昇降
させて検出するようにすればよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、配光パターン画像のエルボーポイント付近若しく
は重心付近において或いは水平カットラインの安定した
位置付近に設定した検査領域において配光パターンを複
数の鉛直線に沿って分割・切断した切断面上での照度曲
線において最大傾きを与える各Ｙ座標値をそれぞれ測定
し、これらのＹ座標値の平均値を第１検出地点として求
めるとともに、その平均値を通過する水平線を予め設定
した検査座標上に描き、水平線よりも上方において設定
したＢ検査領域において配光パターンを複数の鉛直線に
沿って切断した切断面での照度曲線において最大傾きを
与える各Ｘ，Ｙ座標値をそれぞれ測定し、これらの各
Ｘ，Ｙ座標値の平均値をＸ成分及びＹ成分ごとにそれぞ
れ求め、これらの平均値座標を第２検出地点として検査
座標上に描き、第２検出地点を通る所定傾きの角度線
と、水平線との交点をエルボーポイントとして特定する
ので、換言すれば、僅か１点のみを検査対象としている
ので、２次元的な部位を検査対象とした従来の調整方法
に比べて、検査・調整作業が格段と明瞭・容易になり、
その分作業能率の向上、検査・調整コストの削減が大幅
に可能となる。

【００２９】また、この発明によれば、画像処理に基づ
き、数学的に、かつ、統計学的に処理した極めて信頼度
の高い点を導出し、これを基にして光軸調整の良否を判
断しているから、従来の単純な１点を求めて検査対象と
したものに比べて、検査精度の向上が図れるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のヘッドライトの光軸調整方法を示す
フローチャート。

【図２】この発明の光軸調整方法を示す説明図。

【図３】切断面照度曲線において傾きを示す説明図。

【図４】この発明の他の光軸調整方法を示す説明図。

【図５】この発明に使用する光軸調整装置を示す概略断
面図。

【図６】従来例を示す説明図。

【図７】他の従来例を示す説明図。

【符号の説明】

１ 結像レンズ ２ ハーフミラー ３ スクリーン ４ 光度基板 ５ ＣＣＤカメラ α 水平線 β 角度線 Ａ´ 第１検出地点 Ｂ´ 第２検出地点 ＥＰ エルボーポイント

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下向きヘッドランプからの光を投光した
   スクリーンＳ面上の配光パターン像について、明暗境界
   線であるカットラインを構成する水平線と角度線とを求
   め、これらの交差したエルボーポイント（ＥＰ）が所定
   の規格領域（Ｋ）内に収まるか否かで光軸の検査・調整
   を行うヘッドライトの光軸調整方法であって、 前記配光パターン画像のエルボーポイント（ＥＰ）付近
   若しくは重心付近において或いは水平カットラインの安
   定した位置付近に設定したＡ検査領域において前記配光
   パターンを複数の鉛直線（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎ）
   に沿って分割・切断した切断面上での照度曲線において
   最大傾きを与える各Ｙ座標値をそれぞれ測定し、 これらのＹ座標値の平均値を第１検出地点（Ａ´）の座
   標として求めるとともに、その平均値を通過する水平線
   （α）を予め設定した検査座標（Ｘ，Ｙ）上に描き、 前記水平線（α）よりも上方において設定したＢ検査領
   域において前記配光パターンを複数の鉛直線（ｘ１´，
   ｘ２´，・・・，ｘｍ´）に沿って切断した切断面での
   照度曲線において最大傾きを与える各Ｘ，Ｙ座標値をそ
   れぞれ測定し、 これらの各Ｘ，Ｙ座標値の平均値をＸ成分及びＹ成分ご
   とにそれぞれ求め、 この平均値成分を第２検出地点（Ｂ´）の座標として前
   記検査座標（Ｘ，Ｙ）上に描き、 前記第２検出地点（Ｂ´）を通る所定傾きの角度線
   （β）と、前記水平線（α）との交点をエルボーポイン
   ト（ＥＢ）として特定することを特徴とするヘッドライ
   トの光軸調整方法。ことを特徴とするヘッドライトの光
   軸調整方法。
2. 【請求項２】 所定の矩形領域からなる規格範囲を設定
   し、エルボーポイント（ＥＰ）がこの規格範囲内に収ま
   っているか否かによって光軸調整の良否を判断すること
   を特徴とする請求項１に記載のヘッドライトの光軸調整
   方法。