JPH0786448B2

JPH0786448B2 - 前照灯の光軸振れ角測定装置

Info

Publication number: JPH0786448B2
Application number: JP2141012A
Authority: JP
Inventors: 俊幸賀谷; 修高尾; 伸生松下
Original assignee: 中央電子計測株式会社
Priority date: 1990-05-30
Filing date: 1990-05-30
Publication date: 1995-09-20
Anticipated expiration: 2010-09-20
Also published as: JPH0434331A

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に関
するものである。

〔従来の技術〕

自動車に取付けてある前照灯（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、その光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、その光軸
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、この光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Ｌ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。この光軸振れ角測定装置（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めさせる（正
対）のファィ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
ン上の光影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地点のスクリーン上での光軸位置と第２地点のス
クリーン上での光軸位置との間の光軸位置のずれ量を検
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
の振れ角度を固有の演算式から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。

〔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例えばその光軸位置が
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、この光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
所定位置に正しく停止させてある。

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
（E₁）から第２地点（E₂）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13
a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15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14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１をスクリ
ーン９面に沿って平行な２方向、つまりＸ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ボックス移動モータ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ボックス移動モー
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（E₁）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
の光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（E₁）での同状態の位置（X₁,
Y₁）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（＝X₁−X₂），Δｙ（＝Y₁−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（図略）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（図略）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,α_２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α_２は、第４図において、 α_２＝tan^-1〔（ｆ−S₁）・Δy/f・S₂〕 …（１）から導出される。

次に、この光軸振れ角α_２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ｌ′）がレンズ８を屈折後に進行す
る光、（光軸ｌ″）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（E₁）に設定し、その点E₁から光軸
ｌ上距離S₂だけ離間した位置を第２地点（E₂）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 α_２＝tan^-1〔BC/f〕 ……（２）が求まる。

また、ΔOBDについて、 BD＝f tanθ ＝BC＋CD ∴BC＝f tanθ−CD ……（３）また、ΔFE₁E₂について f tanθ＝Δy/S₂ ……（４），また、ΔOAE₁について OA（＝CD）＝S₁tanθ ……（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α_２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Ｘ方向についての光軸振れ角α_１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機構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。

I.まず、第１地点（E₁）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
ボックス移動モータ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ステップ30）。

II.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ステップ3
1）。

III.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ステップ（30）から再度同
様の動作を繰り返す（第３ステップ32）。

IV.また、第３ステップ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の作動を停止させると共に、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ステップ33）。

V.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ステップ34）。

VI.そして、第２ステップ31と同様にホットポイントを
検出する（第６ステップ35）。

VII.このとき、第３ステップ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ステップ34まで
戻って同様の動作を繰り返す（第７ステップ36）。

VIII.そして、第７ステップ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
₁）における同位置とこの位置との各方向のずれ量（Δ
x,Δｙ）をずれ量検出手段４が正確に検出する（第８ス
テップ37）。

IX.このようにして、演算手段５が、第８ステップ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,α_２を自動的に導出する（第９ステップ38）。

〔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。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−309834（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−19529（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−132732（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査用車両の前照灯（７）に対面配置す
るスクリーン（９）を内部に有すると共に、このスクリ
ーン（９）を前記前照灯（７）に対し前後方向に第１地
点（E1）から第２地点（E2）まで移動させるスクリーン
移動機構（10）を備え、かつ、前記前照灯（７）と対峙
してその前照灯（７）からの光を下方に折曲させて前記
スクリーン（９）上に投光させる集光レンズ（８）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（１）と、このスクリーンボックス（１）を前記スクリーン（９）
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（２）と、前記スクリーンボックス（１）内のスクリーン（９）に
投光された前照灯（７）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（３）と、前記スクリーンボックス（１）内において第１地点（E
1）のスクリーン（９）上での光軸位置と第２地点（E
2）のスクリーン（９）上での光軸位置との間の光軸位
置のずれ量を検出するずれ量検出手段（４）と、前記第１地点（E1）において光軸検出手段（３）から出
力する信号に基づいて光軸位置を検出すると共に、第２
地点（E2）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（Ｙ）及び左右（Ｘ）の各方向に関す
る光軸の振れ角度を固有の演算式から算出する演算手段
（５）と、そ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
てそのずれを吸収させる方向にスクリーンボックス
（１）を移動制御すると共に、スクリーン移動機構（1
0）を作動制御し、かつ、スクリーン（９）上の光軸位
置とスクリーン（９）のセンタ位置が合致しているか否
かを判断する制御手段（６）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。