JP6548879B2 - Color headlight tester and test method of headlight by color image processing - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等の車両のヘッドライトをテストするヘッドライトテスターに関するものであって、更に詳細には、ヘッドライトの受光画像をカラー画像処理してヘッドライトのテストを行うカラーヘッドライトテスターに関するものである。 The present invention relates to a headlight tester for testing headlights of vehicles such as automobiles, and more particularly to a color headlight tester for performing color image processing on a received light image of the headlights to test the headlights. It is a thing.
従来、画像処理を利用したヘッドライトテスターで商用化されているものは殆どがモノクロカメラを使用したものである。そのような状況下において、本出願人等は、先に、カラーカメラを使用してヘッドライトの投射光をカラー画像処理することが可能なカラーヘッドライトテスターについての提案を行っている(特開2013−2969号)。カラーカメラ(カラーイメージセンサ)を使用することによって、ヘッドライトからの投射光のカラー画像分析を行うことが可能となり、モノクロカメラを使用した場合と比較してその情報量が豊富であるために、従来のモノクロカメラを使用したヘッドライトテスターでは不可能であった多様な分析を行うことが可能である。 Conventionally, most commercialized headlight testers that use image processing use monochrome cameras. Under such circumstances, the applicants have previously proposed a color headlight tester capable of performing color image processing of the projection light of the headlight using a color camera (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-2969). By using a color camera (color image sensor), it is possible to perform color image analysis of the projection light from the headlight, and the amount of information is rich compared to the case of using a monochrome camera, It is possible to perform various analyzes that were not possible with a headlight tester using a conventional monochrome camera.
ヘッドライトのテストは、本来的には、10m前方に位置された外部スクリーン(10mスクリーンともいう)上に投射させた状態で行うものであるが、ヘッドライトテスターでは、受光部内に光学系と内部スクリーンとを配置して、その光学系を介して内部スクリーン上に投射させている。この様にヘッドライトからの投射光は光学系を介して内部スクリーン上に投射されるために、特に、カラー画像処理を行う場合には、光学系の色収差等の影響による誤差を補正することが重要となる。 The headlight test is originally conducted in a state where it is projected on an external screen (also referred to as a 10 m screen) positioned 10 m forward, but in the headlight tester, the optical system and the inside of the light receiving unit The screen is disposed and projected onto the inner screen through the optical system. Since the projection light from the headlight is thus projected onto the inner screen through the optical system, in particular, when color image processing is performed, the error due to the influence of the chromatic aberration of the optical system can be corrected. It becomes important.
例えば、ヘッドライトの光源種別としては、ハロゲン、HID、LED等があるが、ヘッドライトからの投射光を使用してその光源種別を自動的に判定することは従来技術では不可能であった。更に、ヘッドライトからの投射光をカラー画像処理してヘッドライトの光度、光軸(照射方向)の測定やエルボー点の検出を行うための現実的な技術は提供されていない。 For example, although there are halogen, HID, LED, etc. as the light source type of the headlight, it is impossible in the prior art to automatically determine the light source type using the projection light from the headlight. Furthermore, there has not been provided a practical technique for performing color image processing of the projection light from the headlight to measure the luminous intensity of the headlight, the optical axis (irradiation direction), and the detection of the elbow point.
本発明は以上の点に鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠点を解消し、高精度でテストを行うことが可能なカラーヘッドライトテスター及びカラー画像処理によるヘッドライトのテスト方法を提供することを目的とする。更に、本発明の別の目的とするところは、ヘッドライトからの投射光を光学系を介して受光してカラー画像処理を行うことによって迅速且つ高精度でテストを行うことが可能なカラーヘッドライトテスター及びヘッドライトのテスト方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and a color head light tester capable of performing a test with high accuracy, and a method of testing a head light by color image processing, which overcome the drawbacks of the prior art as described above. Intended to provide. Furthermore, another object of the present invention is a color headlight capable of performing a test with high speed and high accuracy by receiving projected light from a headlight through an optical system and performing color image processing. It aims to provide a test method of a tester and a headlight.
I.光源種別の判定
本発明の1側面によれば、ヘッドライトからの投射光を受け取る光学系、該光学系を介して該投射光の配光パターンが投影されるスクリーン、該スクリーン上の該配光パターンを撮像する測定用カラーカメラ、該測定用カラーカメラからのRGBデータを受け取ってRGBデータの内の少なくとも2つのデータ間の関係に基づいて該ヘッドライトの光源種別を判定する光源種別判定手段、を有するカラーヘッドライトテスターが提供される。
I. According to one aspect of the present invention, an optical system for receiving projection light from a headlight, a screen on which a light distribution pattern of the projection light is projected through the optical system, the light distribution on the screen A measuring color camera for imaging a pattern; a light source type determining unit that receives RGB data from the measuring color camera and determines a light source type of the headlight based on a relationship between at least two of the RGB data; A color headlight tester is provided.
1好適実施形態によれば、RGBデータの内の選択した2つのデータの間の比に基づいて光源種別の判定を行う。更に別の好適実施形態によれば、該2つのデータの間の差に基づいて光源種別の判定を行う。更に別の実施形態によれば、該2つのデータの比及び差の両方に基づいて光源種別の判定を行う。1実施例によれば、該2つのデータがG及びRデータであり、該比はG/Rであり、且つ該差は|G−R|である。 According to one preferred embodiment, the light source type is determined based on the ratio between two selected ones of the RGB data. According to yet another preferred embodiment, the determination of the light source type is performed based on the difference between the two data. According to yet another embodiment, the light source type is determined based on both the ratio and the difference between the two data. According to one embodiment, the two data are G and R data, the ratio is G / R, and the difference is | G-R |.
1好適実施形態によれば、光源種別の判定は、暖色系光源(代表例としてはハロゲン)と寒色系光源(代表例としてはHID)との判定である。 According to one preferred embodiment, the determination of the light source type is a determination of a warm color light source (halogen as a representative example) and a cold color light source (HID as a representative example).
II.光軸の決定
本発明の別の側面によれば、ヘッドライトからの投射光を受け取る光学系、該光学系を介して該投射光の配光パターンが投影されるスクリーン、該スクリーン上の該配光パターンを撮像する測定用カラーカメラ、該測定用カラーカメラの選択した複数個の画素の各々に対してrgb係数を決定するrgb係数決定手段、該測定用カラーカメラからRGBデータを受け取って該rgb係数決定手段によって決定された対応する画素に対するrgb係数を適用して該対応する画素に対する輝度を決定する輝度決定手段、該輝度の内で最高輝度を判別し該最高輝度の上下左右方向の位置を該ヘッドライトの光軸として決定する光軸決定手段、を有するカラーヘッドライトテスターが提供される。
II. Determination of the Optical Axis According to another aspect of the present invention, an optical system for receiving projection light from a headlight, a screen on which a light distribution pattern of the projection light is projected through the optical system, the distribution on the screen A color camera for measuring a light pattern, rgb coefficient determining means for determining an rgb coefficient for each of a plurality of selected pixels of the color camera for measurement, RGB data received from the color camera for measurement and the rgb The luminance determining means for applying the rgb coefficient to the corresponding pixel determined by the coefficient determining means to determine the luminance for the corresponding pixel, determining the highest luminance among the luminances, and determining the position of the highest luminance in the upper, lower, left, and right directions A color headlight tester is provided, comprising optical axis determination means determined as the optical axis of the headlight.
1好適実施形態によれば、該光学系が主レンズを有している。更に好適には、該主レンズがフレネルレンズである。1好適実施例においては、該測定用カラーカメラが所定の画素数を有するカラーイメージセンサを有しており、該カラーイメージセンサの各画素に対するRGBデータが出力される。好適には、該カラーイメージセンサが単板式であり、そのRGBカラーフィルタが所謂バイヤー配列を有しており、該測定用カラーカメラは補間処理を行って各画素に対する夫々のRGBデータを算出して出力する。別の好適実施例においては、該カラーイメージセンサは多板式であり、該測定用カラーカメラは各画素から直接的にRGBデータを出力する。1実施例においては、該カラーイメージセンサはCCDカラーイメージセンサである。 According to one preferred embodiment, the optical system comprises a main lens. More preferably, the main lens is a Fresnel lens. In one preferred embodiment, the measuring color camera includes a color image sensor having a predetermined number of pixels, and RGB data for each pixel of the color image sensor is output. Preferably, the color image sensor is a single-plate type, and its RGB color filter has a so-called Bayer array, and the color camera for measurement performs interpolation processing to calculate each RGB data for each pixel. Output. In another preferred embodiment, the color image sensor is multi-plate and the measuring color camera outputs RGB data directly from each pixel. In one embodiment, the color image sensor is a CCD color image sensor.
1好適実施形態によれば、該輝度はCIE・XYZ表色系における三刺激値X,Y,Zにより定義されるXYZ座標系におけるY座標として決定され、即ちY=r×R+g×G+b×Bとして決定され、尚、R、G、Bは測定用カラーカメラから出力されるRGBデータであり、r、g、bはRGBデータの夫々の重み付けとしての係数である。 According to one preferred embodiment, the luminance is determined as the Y coordinate in the XYZ coordinate system defined by the tristimulus values X, Y, Z in the CIE XYZ color system, ie Y = r × R + g × G + b × B Here, R, G, B are RGB data output from the color camera for measurement, and r, g, b are coefficients as weightings of the RGB data.
rgb係数を決定する場合には、それが適用される色空間を決定することが必要である。xy色度図においてはsRGB,adobeRGB,NTSC_RGB等の幾つかの色空間(所謂カラートライアングル)があるが、1実施例においては、NTSC_RGB色空間を使用する。 When determining the rgb coefficients, it is necessary to determine the color space to which it applies. There are several color spaces (so-called color triangles) such as sRGB, adobe RGB, NTSC_RGB in the xy chromaticity diagram, but in one embodiment the NTSC_RGB color space is used.
ところで、rgb係数(Y係数とも略称する)は、光源であるヘッドライトの色温度(K:ケルビン)に依存して変化する。色温度とは光の色を数値で表したものであって、光度(cd)とは異なるものであり、色温度が高くなるに従い黄色→白色→青色と順次光源の色合いが変化する。即ち、色温度が変化すると光のスペクトル分布も変化し、その結果rgb係数も変化することとなる。従って、輝度Yを決定する場合に使用するrgb係数は、ヘッドライトの色温度に対応するものであることが必要である。色温度が既知である場合(色温度測定器による測定等)には、その測定した色温度に対応するrgb係数を使用することが可能であるが、色温度が不知である場合には、ヘッドライトの色温度を推定して近似させることが必要となる。 The rgb coefficient (also abbreviated as Y coefficient) changes depending on the color temperature (K: Kelvin) of the headlight as the light source. The color temperature is a numerical value representing the color of light, which is different from the light intensity (cd), and the color tone of the light source changes sequentially from yellow to white to blue as the color temperature becomes higher. That is, when the color temperature changes, the spectral distribution of light also changes, and as a result, the rgb coefficient also changes. Therefore, the rgb coefficient used when determining the luminance Y needs to correspond to the color temperature of the headlight. If the color temperature is known (such as measurement with a color temperature meter), it is possible to use the rgb coefficient corresponding to the measured color temperature, but if the color temperature is unknown, the head It is necessary to estimate and approximate the color temperature of the light.
更に好適には、光学系を介しての色収差等の影響によるカラーイメージセンサの各画素におけるバラツキを補正してrgb係数を決定する。一般的に、カラーイメージセンサの中央付近から外側へ離れるにつれてそのバラツキは顕著になる傾向がある。1実施例において、該rgb係数は、CIE標準光源の色温度に基づいて決定された少なくとも1個の基準rgb係数と、該基準rgb係数を修正した少なくとも1個の補正rgb係数と、を包含している。1実施例においては、このバラツキを吸収するために、カラーイメージセンサの各画素毎にrgb係数を決定する。別の実施例においては、カラーイメージセンサの全画素を所定数の画素からなるゾーン毎に分割し、各ゾーン内の画素に対しては共通のrgb係数を適用する。 More preferably, the rgb coefficient is determined by correcting the variation in each pixel of the color image sensor due to the influence of chromatic aberration or the like through the optical system. In general, the variation tends to be noticeable as the color image sensor moves away from near the center of the color image sensor. In one embodiment, the rgb coefficients include at least one reference rgb coefficient determined based on the color temperature of the CIE standard light source and at least one correction rgb coefficient that is a modification of the reference rgb coefficient. ing. In one embodiment, to absorb this variation, the rgb coefficient is determined for each pixel of the color image sensor. In another embodiment, all pixels of the color image sensor are divided into zones of a predetermined number of pixels, and a common rgb coefficient is applied to the pixels in each zone.
最高輝度を判別する場合には、バランス方式又は2値化重心方式を適用することが可能である。バランス方式では、1実施例においては、3度30分方式を適用する。
In the case of determining the maximum luminance, it is possible to apply a balance method or a binarized center of gravity method. In the balance method, in one embodiment, the three
1実施例においては、該光軸決定手段は、最高輝度(例えば、バランス点)位置補正テーブルを有しており、最高輝度として抽出された画素の位置に対して予め定められた最高輝度位置補正用のhv位置補正データを適用し最終的な最高輝度の位置を決定する。尚、hは水平(左右)方向の位置補正データで、vは垂直(上下)方向の位置補正データである。 In one embodiment, the optical axis determination means includes a maximum brightness (e.g., balance point) position correction table, and the maximum brightness position correction determined in advance with respect to the position of the pixel extracted as the maximum brightness. Apply the hv position correction data to determine the final highest intensity position. Here, h is position correction data in the horizontal (left and right) direction, and v is position correction data in the vertical (upper and lower) direction.
1好適実施形態においては、更に、光源種別判定手段が設けられており、判定された光源種別に応じて適用すべきrgb係数を決定する。 In one preferred embodiment, a light source type determination unit is further provided to determine an rgb coefficient to be applied according to the determined light source type.
1好適実施形態においては、該rgb係数決定手段は、所定の光度又は色温度別にrgb係数を計算した複数個のテーブルを有しており、測定又は計算した光度又は色温度に従ってテーブルを選択し使用すべきrgb係数を決定する。 In one preferred embodiment, the rgb coefficient determination means has a plurality of tables in which rgb coefficients are calculated for predetermined light intensity or color temperature, and the table is selected and used according to the measured or calculated light intensity or color temperature. Determine the rgb factor to be done.
好適には、該rgb係数決定手段、該輝度決定手段、該光軸決定手段は、該カラーヘッドライトテスター内において該測定用カラーカメラに接続されている画像処理装置内に設けられている。1実施形態において、該画像処理装置は、少なくとも、CPUとメモリとを有するコンピュータシステムから構成されており、該rgb係数決定手段、該輝度決定手段、該光軸決定手段は、本カラーヘッドライトテスターの動作を制御するプログラムの一部として該メモリ内に格納されている。 Preferably, the rgb coefficient determination means, the luminance determination means, and the optical axis determination means are provided in the image processing apparatus connected to the color camera for measurement in the color headlight tester. In one embodiment, the image processing apparatus comprises a computer system having at least a CPU and a memory, and the rgb coefficient determination means, the luminance determination means, and the optical axis determination means is the present color head light tester Stored as part of a program that controls the operation of
III.光度の決定(その1)
本発明の更に別の側面によれば、ヘッドライトからの投射光を受け取る光学系、該光学系を介して該投射光の配光パターンが投影されるスクリーン、該スクリーン上の該配光パターンを撮像する測定用カラーカメラ、該測定用カラーカメラの選択した複数個の画素の各々に対してrgb係数を決定するrgb係数決定手段、該測定用カラーカメラからRGBデータを受け取って該rgb係数決定手段によって決定された対応する画素に対するrgb係数を適用して該対応する画素に対する輝度を決定する輝度決定手段、該複数個の画素の夫々に対応する複数個の輝度の内で最高輝度を判別し該最高輝度から該ヘッドライトの光度を決定する第1光度決定手段、を有するカラーヘッドライトテスターが提供される。
III. Determination of luminous intensity (part 1)
According to still another aspect of the present invention, there is provided an optical system for receiving projection light from a headlight, a screen on which a light distribution pattern of the projection light is projected via the optical system, the light distribution pattern on the screen Measurement color camera for imaging, rgb coefficient determination means for determining an rgb coefficient for each of a plurality of selected pixels of the measurement color camera, RGB data is received from the measurement color camera, and the rgb coefficient determination means Means for determining the luminance for the corresponding pixel by applying the rgb coefficient for the corresponding pixel determined by the step of determining the highest luminance among the plurality of luminances respectively corresponding to the plurality of pixels. A color headlight tester is provided, comprising: first light intensity determining means for determining the light intensity of the headlights from the highest brightness.
1好適実施形態によれば、該光学系が主レンズを有している。更に好適には、該主レンズがフレネルレンズである。1好適実施例においては、該測定用カラーカメラが所定の画素数を有するカラーイメージセンサを有しており、該カラーイメージセンサの各画素に対するRGBデータが出力される。好適には、該カラーイメージセンサが単板式であり、そのRGBカラーフィルタが所謂バイヤー配列を有しており、該測定用カラーカメラは補間処理を行って各画素に対する夫々のRGBデータを算出して出力する。別の好適実施例においては、該カラーイメージセンサは多板式であり、該測定用カラーカメラは各画素から直接的にRGBデータを出力する。1実施例においては、該カラーイメージセンサはCCDカラーイメージセンサである。 According to one preferred embodiment, the optical system comprises a main lens. More preferably, the main lens is a Fresnel lens. In one preferred embodiment, the measuring color camera includes a color image sensor having a predetermined number of pixels, and RGB data for each pixel of the color image sensor is output. Preferably, the color image sensor is a single-plate type, and its RGB color filter has a so-called Bayer array, and the color camera for measurement performs interpolation processing to calculate each RGB data for each pixel. Output. In another preferred embodiment, the color image sensor is multi-plate and the measuring color camera outputs RGB data directly from each pixel. In one embodiment, the color image sensor is a CCD color image sensor.
1好適実施形態によれば、該輝度はCIE・XYZ表色系における三刺激値X,Y,Zにより定義されるXYZ座標系におけるY座標として決定され、即ちY=r×R+g×G+b×Bとして決定され、尚、R、G、Bは測定用カラーカメラから出力されるRGBデータであり、r、g、bはRGBデータの夫々の重み付けとしての係数である。 According to one preferred embodiment, the luminance is determined as the Y coordinate in the XYZ coordinate system defined by the tristimulus values X, Y, Z in the CIE XYZ color system, ie Y = r × R + g × G + b × B Here, R, G, B are RGB data output from the color camera for measurement, and r, g, b are coefficients as weightings of the RGB data.
rgb係数を決定する場合には、それが適用される色空間を決定することが必要である。xy色度図においてはsRGB,adobeRGB,NTSC_RGB等の幾つかの色空間(所謂カラートライアングル)があるが、1実施例においては、NTSC_RGB色空間を使用する。 When determining the rgb coefficients, it is necessary to determine the color space to which it applies. There are several color spaces (so-called color triangles) such as sRGB, adobe RGB, NTSC_RGB in the xy chromaticity diagram, but in one embodiment the NTSC_RGB color space is used.
ところで、rgb係数(Y係数とも略称する)は、光源であるヘッドライトの色温度(K:ケルビン)に依存して変化する。色温度とは光の色を数値で表したものであって、光度(cd)とは異なるものであり、色温度が高くなるに従い黄色→白色→青色と順次光源の色合いが変化する。即ち、色温度が変化すると光のスペクトル分布も変化し、その結果rgb係数も変化することとなる。従って、輝度Yを決定する場合に使用するrgb係数は、ヘッドライトの色温度に対応するものであることが必要である。色温度が既知である場合(色温度測定器による測定等)には、その測定した色温度に対応するrgb係数を使用することが可能であるが、色温度が不知である場合には、ヘッドライトの色温度を推定して近似させることが必要となる。 The rgb coefficient (also abbreviated as Y coefficient) changes depending on the color temperature (K: Kelvin) of the headlight as the light source. The color temperature is a numerical value representing the color of light, which is different from the light intensity (cd), and the color tone of the light source changes sequentially from yellow to white to blue as the color temperature becomes higher. That is, when the color temperature changes, the spectral distribution of light also changes, and as a result, the rgb coefficient also changes. Therefore, the rgb coefficient used when determining the luminance Y needs to correspond to the color temperature of the headlight. If the color temperature is known (such as measurement with a color temperature meter), it is possible to use the rgb coefficient corresponding to the measured color temperature, but if the color temperature is unknown, the head It is necessary to estimate and approximate the color temperature of the light.
更に好適には、光学系を介しての色収差等の影響によるカラーイメージセンサの各画素におけるバラツキを補正してrgb係数を決定する。一般的に、カラーイメージセンサの中央付近から外側へ離れるにつれてそのバラツキは顕著になる傾向がある。1実施例において、該rgb係数は、CIE標準光源の色温度に基づいて決定された少なくとも1個の基準rgb係数と、該基準rgb係数を修正した少なくとも1個の補正rgb係数と、を包含している。1実施例においては、このバラツキを吸収するために、カラーイメージセンサの各画素毎にrgb係数を決定する。別の実施例においては、カラーイメージセンサの全画素を所定数の画素からなるゾーン毎に分割し、各ゾーン内の画素に対しては共通のrgb係数を適用する。 More preferably, the rgb coefficient is determined by correcting the variation in each pixel of the color image sensor due to the influence of chromatic aberration or the like through the optical system. In general, the variation tends to be noticeable as the color image sensor moves away from near the center of the color image sensor. In one embodiment, the rgb coefficients include at least one reference rgb coefficient determined based on the color temperature of the CIE standard light source and at least one correction rgb coefficient that is a modification of the reference rgb coefficient. ing. In one embodiment, to absorb this variation, the rgb coefficient is determined for each pixel of the color image sensor. In another embodiment, all pixels of the color image sensor are divided into zones of a predetermined number of pixels, and a common rgb coefficient is applied to the pixels in each zone.
1実施形態において、最高輝度を有する画素を判別する場合には、バランス方式又は2値化重心方式を適用することが可能である。バランス方式では、1実施例においては、3度30分方式を適用する。
In one embodiment, when determining a pixel having the highest luminance, it is possible to apply a balance method or a binarized center of gravity method. In the balance method, in one embodiment, the three
1実施形態において、該第1光度決定手段は、既知の光度を有する基準光源(例えば、標準のヘッドライト又は基準球)の光度と該輝度決定手段によって決定された輝度との間に予め定めた条件に基づいて光度を決定する。1実施例においては、既知の光度を有する基準の光源(例えば、標準のヘッドライト又は基準球)を使用してその基準の光源(例えば、標準のヘッドライト又は基準球)の投射光の輝度を測定し、光度と輝度との関係を予め設定しておく。 In one embodiment, the first light intensity determining means is predetermined between the light intensity of a reference light source (eg, a standard headlight or a reference sphere) having a known light intensity and the brightness determined by the brightness determining means. Determine the light intensity based on the conditions. In one embodiment, the intensity of the projected light of the reference light source (e.g., a standard headlight or reference sphere) is measured using a reference light source (e.g., a standard headlight or reference sphere) having a known light intensity. Measure and set in advance the relationship between the light intensity and the brightness.
1好適実施形態においては、更に、光源種別判定手段が設けられており、判定された光源種別に応じて適用すべきrgb係数を決定する。 In one preferred embodiment, a light source type determination unit is further provided to determine an rgb coefficient to be applied according to the determined light source type.
1好適実施形態においては、該rgb係数決定手段は、所定の光度又は色温度別にrgb係数を計算した複数個のテーブルを有しており、測定又は計算した光度又は色温度に従ってテーブルを選択し使用すべきrgb係数を決定する。 In one preferred embodiment, the rgb coefficient determination means has a plurality of tables in which rgb coefficients are calculated for predetermined light intensity or color temperature, and the table is selected and used according to the measured or calculated light intensity or color temperature. Determine the rgb factor to be done.
好適には、該rgb係数決定手段、該輝度決定手段、該第1光度決定手段は、該カラーヘッドライトテスター内において該測定用カラーカメラに接続されている画像処理装置内に設けられている。1実施形態において、該画像処理装置は、少なくとも、CPUとメモリとを有するコンピュータシステムから構成されており、該rgb係数決定手段、該輝度決定手段、該第1光度決定手段は、本カラーヘッドライトテスターの動作を制御するプログラムの一部として該メモリ内に格納されている。 Preferably, the rgb coefficient determination means, the luminance determination means, and the first light intensity determination means are provided in the image processing apparatus connected to the color camera for measurement in the color headlight tester. In one embodiment, the image processing apparatus comprises a computer system having at least a CPU and a memory, and the rgb coefficient determination means, the luminance determination means, and the first light intensity determination means are the present color headlights. It is stored in the memory as part of a program that controls the operation of the tester.
IV.光度の決定(その2)
本発明の更に別の側面によれば、ヘッドライトからの投射光を受け取る光学系、該光学系を介して該投射光の配光パターンが投影されるスクリーン、該スクリーン上の該配光パターンを撮像する測定用カラーカメラ、該測定用カラーカメラの選択した複数個の画素の各々に対してrgb係数を決定するrgb係数決定手段、該測定用カメラからRGBデータを受け取って該rgb係数決定手段によって決定された対応する画素に対するrgb係数を適用して該対応する画素に対する輝度を決定する輝度決定手段、該配光パターンにおいて該ヘッドライトの中心から所定の位置における輝度を判別し該判別した輝度から該ヘッドライトの光度を決定する第2光度決定手段、を有するカラーヘッドライトテスターが提供される。
IV. Determination of luminous intensity (part 2)
According to still another aspect of the present invention, there is provided an optical system for receiving projection light from a headlight, a screen on which a light distribution pattern of the projection light is projected via the optical system, the light distribution pattern on the screen A measurement color camera for imaging, rgb coefficient determination means for determining an rgb coefficient for each of a plurality of selected pixels of the measurement color camera, RGB data is received from the measurement camera, and the rgb coefficient determination means Luminance determination means for applying the rgb coefficient to the determined corresponding pixel to determine the luminance for the corresponding pixel, determining the luminance at a predetermined position from the center of the headlight in the light distribution pattern and determining the luminance A color headlight tester is provided, comprising: second light intensity determining means for determining the light intensity of the headlight.
1好適実施形態によれば、該光学系が主レンズを有している。更に好適には、該主レンズがフレネルレンズである。1好適実施例においては、該測定用カラーカメラが所定の画素数を有するカラーイメージセンサを有しており、該カラーイメージセンサの各画素に対するRGBデータが出力される。好適には、該カラーイメージセンサが単板式であり、そのRGBカラーフィルタが所謂バイヤー配列を有しており、該測定用カラーカメラは補間処理を行って各画素に対する夫々のRGBデータを算出して出力する。別の好適実施例においては、該カラーイメージセンサは多板式であり、該測定用カラーカメラは各画素から直接的にRGBデータを出力する。1実施例においては、該カラーイメージセンサはCCDカラーイメージセンサである。 According to one preferred embodiment, the optical system comprises a main lens. More preferably, the main lens is a Fresnel lens. In one preferred embodiment, the measuring color camera includes a color image sensor having a predetermined number of pixels, and RGB data for each pixel of the color image sensor is output. Preferably, the color image sensor is a single-plate type, and its RGB color filter has a so-called Bayer array, and the color camera for measurement performs interpolation processing to calculate each RGB data for each pixel. Output. In another preferred embodiment, the color image sensor is multi-plate and the measuring color camera outputs RGB data directly from each pixel. In one embodiment, the color image sensor is a CCD color image sensor.
1好適実施形態によれば、該輝度はCIE・XYZ表色系における三刺激値X,Y,Zにより定義されるXYZ座標系におけるY座標として決定され、即ちY=r×R+g×G+b×Bとして決定され、尚、R、G、Bは測定用カラーカメラから出力されるRGBデータであり、r、g、bはRGBデータの夫々の重み付けとしての係数である。 According to one preferred embodiment, the luminance is determined as the Y coordinate in the XYZ coordinate system defined by the tristimulus values X, Y, Z in the CIE XYZ color system, ie Y = r × R + g × G + b × B Here, R, G, B are RGB data output from the color camera for measurement, and r, g, b are coefficients as weightings of the RGB data.
rgb係数を決定する場合には、それが適用される色空間を決定することが必要である。xy色度図においてはsRGB,adobeRGB,NTSC_RGB等の幾つかの色空間(所謂カラートライアングル)があるが、1実施例においては、NTSC_RGB色空間を使用する。 When determining the rgb coefficients, it is necessary to determine the color space to which it applies. There are several color spaces (so-called color triangles) such as sRGB, adobe RGB, NTSC_RGB in the xy chromaticity diagram, but in one embodiment the NTSC_RGB color space is used.
ところで、rgb係数(Y係数とも略称する)は、光源であるヘッドライトの色温度(K:ケルビン)に依存して変化する。色温度とは光の色を数値で表したものであって、光度(cd)とは異なるものであり、色温度が高くなるに従い黄色→白色→青色と順次光源の色合いが変化する。即ち、色温度が変化すると光のスペクトル分布も変化し、その結果rgb係数も変化することとなる。従って、輝度Yを決定する場合に使用するrgb係数は、ヘッドライトの色温度に対応するものであることが必要である。色温度が既知である場合(色温度測定器による測定等)には、その測定した色温度に対応するrgb係数を使用することが可能であるが、色温度が不知である場合には、ヘッドライトの色温度を推定して近似させることが必要となる。 The rgb coefficient (also abbreviated as Y coefficient) changes depending on the color temperature (K: Kelvin) of the headlight as the light source. The color temperature is a numerical value representing the color of light, which is different from the light intensity (cd), and the color tone of the light source changes sequentially from yellow to white to blue as the color temperature becomes higher. That is, when the color temperature changes, the spectral distribution of light also changes, and as a result, the rgb coefficient also changes. Therefore, the rgb coefficient used when determining the luminance Y needs to correspond to the color temperature of the headlight. If the color temperature is known (such as measurement with a color temperature meter), it is possible to use the rgb coefficient corresponding to the measured color temperature, but if the color temperature is unknown, the head It is necessary to estimate and approximate the color temperature of the light.
更に好適には、光学系を介しての色収差等の影響によるカラーイメージセンサの各画素におけるバラツキを補正してrgb係数を決定する。一般的に、カラーイメージセンサの中央付近から外側へ離れるにつれてそのバラツキは顕著になる傾向がある。1実施例において、該rgb係数は、CIE標準光源の色温度に基づいて決定された少なくとも1個の基準rgb係数と、該基準rgb係数を修正した少なくとも1個の補正rgb係数と、を包含している。1実施例においては、このバラツキを吸収するために、カラーイメージセンサの各画素毎にrgb係数を決定する。別の実施例においては、カラーイメージセンサの全画素を所定数の画素からなるゾーン毎に分割し、各ゾーン内の画素に対しては共通のrgb係数を適用する。 More preferably, the rgb coefficient is determined by correcting the variation in each pixel of the color image sensor due to the influence of chromatic aberration or the like through the optical system. In general, the variation tends to be noticeable as the color image sensor moves away from near the center of the color image sensor. In one embodiment, the rgb coefficients include at least one reference rgb coefficient determined based on the color temperature of the CIE standard light source and at least one correction rgb coefficient that is a modification of the reference rgb coefficient. ing. In one embodiment, to absorb this variation, the rgb coefficient is determined for each pixel of the color image sensor. In another embodiment, all pixels of the color image sensor are divided into zones of a predetermined number of pixels, and a common rgb coefficient is applied to the pixels in each zone.
1実施形態において、該第2光度決定手段は、ヘッドライトの光度と該輝度決定手段によって決定された輝度との間に予め定めた条件に基づいて光度を決定する。1実施例においては、既知の光度を有する基準の光源(例えば、標準のヘッドライト又は基準球)を使用してその基準の光源(例えば、標準のヘッドライト又は基準球)の投射光の輝度を測定し、光度と輝度との関係を予め設定しておく。該ヘッドライトの中心から所定の位置とは、1実施例においては、該ヘッドライトがすれ違いモードにある場合の所謂路面照射点であって、ランプ中心から左1.3度且つ下0.6度の点(ヘッドライト高さが1m以下の場合)又は左1.3度且つ下0.9度の点(ヘッドライト高さが1mを超える場合)である。 In one embodiment, the second light intensity determination means determines the light intensity based on a predetermined condition between the light intensity of the headlight and the brightness determined by the brightness determination means. In one embodiment, the intensity of the projected light of the reference light source (e.g., a standard headlight or reference sphere) is measured using a reference light source (e.g., a standard headlight or reference sphere) having a known light intensity. Measure and set in advance the relationship between the light intensity and the brightness. The predetermined position from the center of the headlight is, in one embodiment, a so-called road surface illumination point when the headlight is in the low pass mode, and is 1.3 degrees left and 0.6 degrees below the center of the lamp Point (if the headlight height is 1 m or less) or a point of 1.3 degrees on the left and a lower 0.9 degree (if the headlight height exceeds 1 m).
1好適実施形態においては、更に、光源種別判定手段が設けられており、判定された光源種別に応じて適用すべきrgb係数を決定する。 In one preferred embodiment, a light source type determination unit is further provided to determine an rgb coefficient to be applied according to the determined light source type.
1好適実施形態においては、該rgb係数決定手段は、所定の光度又は色温度別にrgb係数を計算した複数個のテーブルを有しており、測定又は計算した光度又は色温度に従ってテーブルを選択し使用すべきrgb係数を決定する。 In one preferred embodiment, the rgb coefficient determination means has a plurality of tables in which rgb coefficients are calculated for predetermined light intensity or color temperature, and the table is selected and used according to the measured or calculated light intensity or color temperature. Determine the rgb factor to be done.
好適には、該rgb係数決定手段、該輝度決定手段、該第2光度決定手段は、該カラーヘッドライトテスター内において該測定用カラーカメラに接続されている画像処理装置内に設けられている。1実施形態において、該画像処理装置は、少なくとも、CPUとメモリとを有するコンピュータシステムから構成されており、該rgb係数決定手段、該輝度決定手段、該第2光度決定手段は、本カラーヘッドライトテスターの動作を制御するプログラムの一部として該メモリ内に格納されている。 Preferably, the rgb coefficient determination means, the luminance determination means, and the second light intensity determination means are provided in the image processing apparatus connected to the color camera for measurement in the color headlight tester. In one embodiment, the image processing apparatus comprises a computer system having at least a CPU and a memory, and the rgb coefficient determination means, the luminance determination means, and the second light intensity determination means are the present color headlights. It is stored in the memory as part of a program that controls the operation of the tester.
V.エルボー点の決定
本発明の更に別の側面によれば、ヘッドライトからの投射光を受け取る光学系、該光学系を介して該投射光の配光パターンが投影されるスクリーン、該スクリーン上の該配光パターンを撮像する測定用カラーカメラ、該測定用カラーカメラの選択した複数個の画素の各々に対してrgb係数を決定するrgb係数決定手段、該測定用カラーカメラからRGBデータを受け取って該rgb係数決定手段によって決定された対応する画素に対するrgb係数を適用して該対応する画素に対する輝度を決定する輝度決定手段、該複数個の画素に対する輝度を互いに比較して少なくとも一本の水平カットラインと該水平カットラインに対して所定の角度を有する少なくとも一本の斜めカットラインとを判別しそれらのカットラインの交点としてエルボー点を決定するエルボー点決定手段、を有するカラーヘッドライトテスターが提供される。
V. Elbow Point Determination According to still another aspect of the present invention, an optical system for receiving projection light from a headlight, a screen on which a light distribution pattern of the projection light is projected through the optical system, the screen on the screen A color camera for measuring a light distribution pattern; rgb coefficient determining means for determining an rgb coefficient for each of a plurality of selected pixels of the color camera for measurement; RGB data received from the color camera for measurement; luminance determination means for applying the rgb coefficient to the corresponding pixel determined by the rgb coefficient determination means to determine the luminance for the corresponding pixel, at least one horizontal cut line comparing the luminances for the plurality of pixels with each other And at least one oblique cut line having a predetermined angle with respect to the horizontal cut line, and A color headlight tester is provided having elbow point determination means for determining an elbow point as an intersection point.
1好適実施形態によれば、該光学系が主レンズを有している。更に好適には、該主レンズがフレネルレンズである。1好適実施例においては、該測定用カラーカメラが所定の画素数を有するカラーイメージセンサを有しており、該カラーイメージセンサの各画素に対するRGBデータが出力される。好適には、該カラーイメージセンサが単板式であり、そのRGBカラーフィルタが所謂バイヤー配列を有しており、該測定用カラーカメラは補間処理を行って各画素に対する夫々のRGBデータを算出して出力する。別の好適実施例においては、該カラーイメージセンサは多板式であり、該測定用カラーカメラは各画素から直接的にRGBデータを出力する。1実施例においては、該カラーイメージセンサはCCDカラーイメージセンサである。 According to one preferred embodiment, the optical system comprises a main lens. More preferably, the main lens is a Fresnel lens. In one preferred embodiment, the measuring color camera includes a color image sensor having a predetermined number of pixels, and RGB data for each pixel of the color image sensor is output. Preferably, the color image sensor is a single-plate type, and its RGB color filter has a so-called Bayer array, and the color camera for measurement performs interpolation processing to calculate each RGB data for each pixel. Output. In another preferred embodiment, the color image sensor is multi-plate and the measuring color camera outputs RGB data directly from each pixel. In one embodiment, the color image sensor is a CCD color image sensor.
1好適実施形態によれば、該輝度はCIE・XYZ表色系における三刺激値X,Y,Zにより定義されるXYZ座標系におけるY座標として決定され、即ちY=r×R+g×G+b×Bとして決定され、尚、R、G、Bは測定用カラーカメラから出力されるRGBデータであり、r、g、bはRGBデータの夫々の重み付けとしての係数である。 According to one preferred embodiment, the luminance is determined as the Y coordinate in the XYZ coordinate system defined by the tristimulus values X, Y, Z in the CIE XYZ color system, ie Y = r × R + g × G + b × B Here, R, G, B are RGB data output from the color camera for measurement, and r, g, b are coefficients as weightings of the RGB data.
rgb係数を決定する場合には、それが適用される色空間を決定することが必要である。xy色度図においてはsRGB,adobeRGB,NTSC_RGB等の幾つかの色空間(所謂カラートライアングル)があるが、1実施例においては、NTSC_RGB色空間を使用する。 When determining the rgb coefficients, it is necessary to determine the color space to which it applies. There are several color spaces (so-called color triangles) such as sRGB, adobe RGB, NTSC_RGB in the xy chromaticity diagram, but in one embodiment the NTSC_RGB color space is used.
ところで、rgb係数(Y係数とも略称する)は、光源であるヘッドライトの色温度(K:ケルビン)に依存して変化する。色温度とは光の色を数値で表したものであって、光度(cd)とは異なるものであり、色温度が高くなるに従い黄色→白色→青色と順次光源の色合いが変化する。即ち、色温度が変化すると光のスペクトル分布も変化し、その結果rgb係数も変化することとなる。従って、輝度Yを決定する場合に使用するrgb係数は、ヘッドライトの色温度に対応するものであることが必要である。色温度が既知である場合(色温度測定器による測定等)には、その測定した色温度に対応するrgb係数を使用することが可能であるが、色温度が不知である場合には、ヘッドライトの色温度を推定して近似させることが必要となる。 The rgb coefficient (also abbreviated as Y coefficient) changes depending on the color temperature (K: Kelvin) of the headlight as the light source. The color temperature is a numerical value representing the color of light, which is different from the light intensity (cd), and the color tone of the light source changes sequentially from yellow to white to blue as the color temperature becomes higher. That is, when the color temperature changes, the spectral distribution of light also changes, and as a result, the rgb coefficient also changes. Therefore, the rgb coefficient used when determining the luminance Y needs to correspond to the color temperature of the headlight. If the color temperature is known (such as measurement with a color temperature meter), it is possible to use the rgb coefficient corresponding to the measured color temperature, but if the color temperature is unknown, the head It is necessary to estimate and approximate the color temperature of the light.
更に好適には、光学系を介しての色収差等の影響によるカラーイメージセンサの各画素におけるバラツキを補正してrgb係数を決定する。一般的に、カラーイメージセンサの中央付近から外側へ離れるにつれてそのバラツキは顕著になる傾向がある。1実施例において、該rgb係数は、CIE標準光源の色温度に基づいて決定された少なくとも1個の基準rgb係数と、該基準rgb係数を修正した少なくとも1個の補正rgb係数と、を包含している。1実施例においては、このバラツキを吸収するために、カラーイメージセンサの各画素毎にrgb係数を決定する。別の実施例においては、カラーイメージセンサの全画素を所定数の画素からなるゾーン毎に分割し、各ゾーン内の画素に対しては共通のrgb係数を適用する。 More preferably, the rgb coefficient is determined by correcting the variation in each pixel of the color image sensor due to the influence of chromatic aberration or the like through the optical system. In general, the variation tends to be noticeable as the color image sensor moves away from near the center of the color image sensor. In one embodiment, the rgb coefficients include at least one reference rgb coefficient determined based on the color temperature of the CIE standard light source and at least one correction rgb coefficient that is a modification of the reference rgb coefficient. ing. In one embodiment, to absorb this variation, the rgb coefficient is determined for each pixel of the color image sensor. In another embodiment, all pixels of the color image sensor are divided into zones of a predetermined number of pixels, and a common rgb coefficient is applied to the pixels in each zone.
1実施例において、該エルボー点決定手段は、該カラーイメージセンサの選択した画素に対するエルボー点補正用のhv位置補正テーブルを有しており、該水平及び傾斜カットラインに対して又はそれらの交点として決定されたエルボー点位置に対してhv位置補正を適用する。好適には、該hv位置補正データはカラーイメージセンサの各ゾーン毎に共通に適用される。尚、hは水平(左右)方向の位置補正データで、vは垂直(上下)方向の位置補正データである。 In one embodiment, the elbow point determination means comprises an hv position correction table for elbow point correction to selected pixels of the color image sensor, for the horizontal and oblique cut lines or as their intersection point Apply hv position correction to the determined elbow point position. Preferably, the hv position correction data is commonly applied to each zone of the color image sensor. Here, h is position correction data in the horizontal (left and right) direction, and v is position correction data in the vertical (upper and lower) direction.
1好適実施形態においては、更に、光源種別判定手段が設けられており、判定された光源種別に応じて適用すべきrgb係数を決定する。 In one preferred embodiment, a light source type determination unit is further provided to determine an rgb coefficient to be applied according to the determined light source type.
1好適実施形態においては、該rgb係数決定手段は、所定の光度又は色温度別にrgb係数を計算した複数個のテーブルを有しており、測定又は計算した光度又は色温度に従ってテーブルを選択し使用すべきrgb係数を決定する。 In one preferred embodiment, the rgb coefficient determination means has a plurality of tables in which rgb coefficients are calculated for predetermined light intensity or color temperature, and the table is selected and used according to the measured or calculated light intensity or color temperature. Determine the rgb factor to be done.
好適には、該rgb係数決定手段、該輝度決定手段、該エルボー点決定手段は、該カラーヘッドライトテスター内において該測定用カラーカメラに接続されている画像処理装置内に設けられている。1実施形態において、該画像処理装置は、少なくとも、CPUとメモリとを有するコンピュータシステムから構成されており、該rgb係数決定手段、該輝度決定手段、該エルボー点決定手段は、本カラーヘッドライトテスターの動作を制御するプログラムの一部として該メモリ内に格納されている。 Preferably, the rgb coefficient determination means, the luminance determination means, and the elbow point determination means are provided in the image processing apparatus connected to the color camera for measurement in the color headlight tester. In one embodiment, the image processing apparatus comprises a computer system having at least a CPU and a memory, the rgb coefficient determination means, the luminance determination means, and the elbow point determination means is the present color head light tester Stored as part of a program that controls the operation of
本発明によれば、ヘッドライトの投射光をカラー画像処理することによってヘッドライトの光軸(照射方向)、光度、エルボー点位置の少なくとも一つを正確且つ迅速に決定することが可能である。 According to the present invention, it is possible to accurately and quickly determine at least one of the light axis (illumination direction), the luminous intensity, and the elbow point position of the headlight by performing color image processing on the projection light of the headlight.
図1は、本発明の1実施例に基づいて構成されたカラーヘッドライトテスター10の概略正面図を示している。カラーヘッドライトテスター10は、概略的に、検査すべき自動車等の車両のヘッドライトからの投射光を受光する受光部11と、受光部11を上下左右に移動自在に支持している基台12と、基台12上に直立されたスタンド部14と、スタンド部14の上部に配置された表示部(モニター)15とを有している。基台12の底部には複数個の転動体12aが設けられており、これらの転動体12aは床面13上に敷設されている図1において左右に延在している一対のレール(不図示)上に沿って移動可能である。図示例においては、スタンド部14は垂直方向に延在しているガイド棒14bが取り付けられており、更に、ガイド棒14bに沿って上下方向に移動自在にブラケット14cが設けられている。又、ブラケット14cはガイド棒14b周りに手動的に回転自在に設けられており、所望の回転位置においてガイド棒14bに対して固定させることが可能である。受光部11はブラケット14c上に取り付けられているので、受光部11はガイド棒14bに沿って上下方向に且つガイド棒14bの中心軸周りに移動制御可能である。受光部11にはファインダー(望遠鏡)11aが取り付けられており、検査すべきヘッドライトの向きと整合させるべく受光部11をガイド棒14b周りに回転させることが可能である。更に、スタンド部14内には受光部11の上下方向の移動を制御する第1駆動制御部と、基台12の左右方向の移動を制御する第2駆動制御部とが設けられている。スタンド部14には、更に、複数個のスイッチを包含しているコンソールパネル14aが設けられており、オペレータはこのコンソールパネル14aを介してデータを入力してカラーヘッドライトテスター10の動作を制御することが可能である。表示部15は、種々の検査状態や検査結果を表示することが可能なLCDディスプレイ等を有している。
FIG. 1 shows a schematic front view of a
図示例においては、受光部11の上にデータ処理装置21が設けられており、後述する如く、受光部11によって受光された検査すべきヘッドライトからの投射光を画像処理するための種々の回路要素がデータ処理装置21内に設けられている。尚、データ処理装置21は、本図示例においては、受光部11の上に設けられているが、データ処理装置21は、必ずしも、受光部11の上に設けることが必要なものではなく、カラーヘッドライトテスター10のその他の箇所、例えば、スタンド部14内に設けることも可能であり、更に、無線接続を使用する場合には、カラーヘッドライトテスター10とは離れた位置に設けることも可能である。データ処理装置21は、受光部11内に設けられている後述する撮像装置(カメラ)からのデータを有線又は無線などにより受け取ることが可能なように接続されていることが必要であるに過ぎない。
In the illustrated example, the
図2(A)乃至(D)は、受光部11の内部構成の幾つかの実施形態を概略的に示している。図2(A)に示されている実施例から明らかな如く、受光部11はハウジングとしての機能を具備しており、その前面には主レンズ17が設けられており、主レンズ17は、検査すべきヘッドライトLからの投射光を受光するように位置されている。即ち、ヘッドライトのテストを行う場合には、検査すべきヘッドライトLと主レンズ17との間の距離を所定の試験距離D(通常は、1m)に設定することが必要である。従って、通常は、検査すべきヘッドライトLを装着した自動車などの車両を自走させてカラーヘッドライトテスター10の主レンズ17の前方で試験距離Dの位置にヘッドライトLを位置させる。一方、カラーヘッドライトテスター10を前後方向にも移動自在に設けて、カラーヘッドライトテスター10を検査すべきヘッドライトLに対して所定の試験距離Dの位置に設定する構成とすることも可能であることは勿論である。
FIGS. 2A to 2D schematically show some embodiments of the internal configuration of the
主レンズ17は、通常、フレネルレンズであり、受光部11の大きさ、特にその長さを極力最小とさせるために使用されている。即ち、ヘッドライトのテストは、本来は、ヘッドライトの10m前方に位置させた外部スクリーン(10mスクリーン)上にヘッドライトからの投射光を投射させて目視により行うものであるが、ヘッドライトテスターにおいては、フレネルレンズを含む光学系を使用することによって、10mスクリーン上の配光パターンを受光部11内部のスクリーン19上に再現させる構成となっている。この10mスクリーンの再現については後に更に詳細に説明する。図2(A)に示されている如く、受光部11内には、主レンズ17の光軸上に一対の第1及び第2ハーフミラー22,18が設けられている。従って、ヘッドライトLからの投射光を主レンズ17を通過した後に、第1ハーフミラー22によってその一部が透過されると共にその残部は上方へ反射される。第1ハーフミラー22からの透過光は第2ハーフミラー18を透過して内部スクリーンとしての測定用スクリーン19上に投射光の配光画像が形成される。後述するように、測定用スクリーン19と主レンズ17との間の距離は前述した10m再現に基づいて決定されるものである。
The
第2ハーフミラー18の垂直上方にはカラー画像測定用撮像装置としての測定用カメラ20が設けられており、測定用カメラ20は第2ハーフミラー18で反射される測定用スクリーン19上の投射光の配光画像を撮像する。測定用カメラ20はカラーカメラであり、測定用スクリーン19上の配光画像をカラー画像として撮像する。測定用カメラ20は受光部11の上部に設けられているデータ処理装置21に接続されており、測定用カメラ20からのデータはデータ処理装置21に供給される。一方、第1ハーフミラー22の垂直上方には第3ミラー23が設けられており、第1ハーフミラーからの反射光を反射させて正対用撮像装置としての正対用カメラ24へ入力させる。正対用カメラ24はカラーカメラとすることも可能であるが、モノクロカメラとすることも可能である。正対用カメラ24も受光部11に取り付けられており、更に、データ処理装置21と接続されており、正対用カメラ24からのデータもデータ処理装置21に供給される。尚、正対用カメラ24は、ヘッドライトLに対してカラーヘッドライトテスター10、より特定的には受光部11の主レンズ17の中心17a、を正対させるために使用されるものであるから、正対用カメラ24は、ヘッドライトL自身の画像を撮像する位置関係に配置されており、後に詳述する如く、投射光の配光画像を撮像する測定用カメラ20とは配置条件が異なっている。
A measuring
図2(B)は受光部11の別の実施例の構成を示している。図2(B)の実施例の構成は図2(A)の実施例の構成と基本的に同じであるが、図2(A)の実施例における構成から第1ハーフミラー22と、第3ミラー23と、正対用カメラ24とを取り除いたものと同じである。従って、図2(B)の受光部11はスクリーン19上に投射されるヘッドライトLからの配光画像のみを処理するものであって、受光部11では正対機能を司るものではない。正対動作は受光部11とは別の要素を使用して行うことが必要である。
FIG. 2B shows the configuration of another embodiment of the
図2(C)は受光部11の更に別の実施例の構成を示しており、この場合には、図2(A)の実施例の構成から測定用カメラ20及びそれと関連する第2ハーフミラー18及びスクリーン19を削除している。従って、図2(C)の受光部11は正対用カメラ24によってヘッドライトLに対する正対動作のみを司るものであって、ヘッドライトLの投射光の配光パターンを撮像するものではない。図2(D)は受光部11の更に別の実施例の構成を示しており、それは図2(C)の実施例の構成において正対用カメラ24と第3ミラー23との受光部長手軸方向における配置関係を反転させたものである。従って、第3ミラーの角度配置も第1ハーフミラー22からの反射光を正対用カメラ24へ反射させることが可能な状態に変更されている。この場合にも、受光部11は正対用カメラ24によるヘッドライトLに対する正対動作のみを司るものである。
FIG. 2C shows the configuration of still another embodiment of the
図3は、データ処理装置21と関連部品との接続関係を示したブロック図である。データ処理装置21は画像処理装置30と制御部31とを有しており、画像処理装置30はカラー配光画像を撮像する測定用カメラ20からカラー画像データとしてのRGBデータを受け取り、一方、正対用カメラ24からのヘッドライトLの撮像データを受け取る。画像処理装置30は、例えば、CPUやメモリ等からなるコンピュータシステムから構成されており、メモリは、本カラーヘッドライトテスター10の動作を制御するプログラム等を格納しているROMや、該プログラムに従って処理中の種々のデータを一時的に格納するRAM等を包含している。画像処理装置30は表示部(モニター)15と接続されており、プログラムに従って処理された結果及び/又は種々の設定条件等を表示部15に表示させる。更に、画像処理装置30は制御部31に接続されており、制御部31はオペレータの入力を受け取る種々のスイッチ等を包含しているコンソール(制御部)14aに接続されると共に、受光部11を上下左右に移動させる駆動装置及び受光部11の上下左右方向の位置制御を規制するリミター等を包含している上下左右駆動装置及び検知器14dと接続している。
FIG. 3 is a block diagram showing the connection between the
図4は、受光部11内で10m再現を行う場合の関係式を示しており、それは交通安全公害研究所(現在の交通安全環境研究所)から公表されているものである。即ち、ヘッドライトのテストは、本来的には、ヘッドライトの前方10mに位置された外部スクリーン(10mスクリーン)上に投射光を照射して、該10mスクリーン上における配光パターンに基づいて目視により行うこととなっている。ヘッドライトテスターはこの様なヘッドライトのテストを実効的に行うために10m再現構成を採用している。即ち、図4に示されている如く、ヘッドライトLの前方10mの位置Aに外部スクリーン(10mスクリーン)が配置されておりそこにヘッドライトLからの投射光が照射されて該外部スクリーン(10mスクリーン)上にはヘッドライトLの投射光の配光パターンが目視により確認できるものとする。そこで、ヘッドライトテスターにおいて10m再現を行う場合には、ヘッドライトLの1m前方に受光部11の主レンズ17を配置させ、主レンズ17の焦点距離fによって、主レンズ17に入射されるヘッドライトLの投射光は主レンズ17から距離xにおける位置Bに配置されている内部スクリーン19上に投射光の配光パターンが映し出されることとなる。この時に、外部スクリーン(10mスクリーン)A上の大きさaは内部スクリーンB上においては大きさyとなる。この様に主レンズ17の焦点距離を適切に選択することによって、主レンズ17と位置Bにおける内部スクリーン19との間の距離xを適切に決定することが可能となる。即ち、主レンズ17と内部スクリーン19とを受光部11内に配置させることが可能となり、ヘッドライトテスターにおいて10m再現を実現することが可能となる。
FIG. 4 shows a relational expression in the case of performing 10 m reproduction in the
図4に関連して図5も参照して説明すると、測定用カメラ20は受光部11内の位置Bにおける内部スクリーン19上に映し出されるヘッドライトLからの投射光のカラー配光パターンを撮像するものである。測定用カメラ20はレンズ20aと半導体イメージセンサ20bとを有しており、レンズ20aは内部スクリーン19から距離z(ワークディスタンス)の位置に位置されている。従って、内部スクリーン19上の投射光の配光パターンはレンズ20aを介して半導体イメージセンサ20b上に結像されることとなり、これにより、測定用カメラ20によって内部スクリーン19上のカラー配光画像を撮像することが可能である。半導体イメージセンサ20bとしては、CCD又はCMOSを使用することが可能である。
Referring also to FIG. 5 with reference to FIG. 4, the measuring
図4と図5の関係を図6にまとめて示してある。即ち、図6に示されているように、ヘッドライトテストにおいて本来的に予定されている大型の10mスクリーン25は、主レンズ17の焦点距離fによって受光部11内の小型の内部スクリーン19に再現されており、内部スクリーン19上のカラー配光画像は測定用カメラ20のレンズ20aを介して半導体イメージセンサ20b上に結像される。ここで、xは10m相関距離(主レンズ17と内部スクリーン19との間の距離)であり、zは内部スクリーン19と測定用カメラ20又はそのイメージセンサ20bとの間のワークディスタンスである。
The relationship between FIG. 4 and FIG. 5 is summarized in FIG. That is, as shown in FIG. 6, the large 10
測定用カメラ20内の半導体イメージセンサ20bは好適にはCCDから構成されており、公知の如く、複数個の画素からなる2次元配列を有している。イメージセンサ20bは単板式又は多板式とすることが可能であり、単板式の場合には、2次元マトリクスの形状に配列された複数個の画素の各々の上に3原色であるR(赤)、G(緑)、B(青)の内のいずれか一つのカラーフィルタが配設されている。この場合のカラーフィルタの配列は所謂ベイヤー配列とすることが一般的であるが、本発明はそのような特定の配列のみに制限されるべきものではない。この様なカラーフィルターの配列の場合には、各画素からは対応したフィルターに従う色成分の光量に応じた電荷が画素データとして得られるに過ぎない。従って、測定用カメラ20では、得られた画素データをA/D変換した後に、所定数の周辺の画素のデータを基に色補間処理を行って、各画素において欠如する他の残りの2つの原色成分のデータを発生する。この様にして半導体イメージセンサ20bとして単板式を使用した場合には、測定用カメラ20は、上述した如き色補間処理を行うことによって、各画素に対するデジタルのRGB夫々のデータ(レベルが0〜255の範囲内のデジタルデータ又はアナログデータ)を発生し出力する。一方、半導体イメージセンサ20bが多板式である場合には、各画素から直接的にRGBの夫々のデータが得られるので、測定用カメラ20は、夫々のRGBデータをA/D変換した後にRGBデータ(レベルが0〜255の範囲内のデジタルデータ又はアナログデータ)として出力する。
The
1実施例においては、イメージセンサ20bとして、640個(横)×480個(縦)からなる2次元配列の画素からなる測定領域を有するCCDイメージセンサを使用している。
In one embodiment, as the
次に、本発明に基づいて、カラー画像処理を行うことによってヘッドライトの光源種別判定を自動的に行う構成について特に図7を参照して説明する。図7は、本発明者等の鋭意研究の結果得られた多数のハロゲンランプとHIDランプとについてのRGB相対強度比率を測定した結果をまとめたものである。この結果を、例えば、G/Rを横軸にとり|G−R|を縦軸にとってプロットすると、ハロゲンランプとHIDランプの夫々の領域が明確に区別されることが明らかである。従って、図7に示されているRGBの相対強度比率をテーブル等の形態で画像処理装置30内に格納しておけば、検査すべきヘッドライトLがハロゲンランプ(暖色系ランプ)であるか、又はHIDランプ(寒色系ランプ)であるかを本カラーヘッドライトテスター10によって自動的に判別することが可能である。
Next, a configuration for automatically performing the light source type determination of the headlight by performing color image processing based on the present invention will be described with reference to FIG. 7 in particular. FIG. 7 summarizes the results of measuring the relative intensity ratio of RGB for a large number of halogen lamps and HID lamps obtained as a result of intensive research conducted by the present inventors. If this result is plotted, for example, G / R on the horizontal axis and | G-R | on the vertical axis, it is clear that the regions of the halogen lamp and the HID lamp are clearly distinguished. Therefore, if the relative intensity ratio of RGB shown in FIG. 7 is stored in the
図7に示されている条件を画像処理装置30のメモリ内にテーブルとして格納する場合には多数の形態を取ることが可能であり、少なくとも以下の3つのテーブルの具体例を構成することが可能である。
When the conditions shown in FIG. 7 are stored as a table in the memory of the
(1)G/Rのみをパラメータとする場合
0.0≦G/R≦1.19 → ハロゲンランプ
1.20≦G/R≦1.79 → HIDランプ
(2)|G−R|のみをパラメータとする場合
1.0≦|G−R|<30 → ハロゲンランプ
30≦|G−R|≦80 → HIDランプ
(3)G/Rと|G−R|との両方をパラメータとする場合
0.0≦G/R≦1.19且つ1.0≦|G−R|<30 → ハロゲンランプ
1.20≦G/R≦1.79且つ1.0≦|G−R|≦80 → HIDランプ
本カラーヘッドライトテスター10において、検査すべきヘッドライトLの種別判定を行う動作について説明すると、先ず、検査すべきヘッドライトLからの投射光を受光部11の内部スクリーン19上に投射させる。内部スクリーン19上の配光パターンは測定用カメラ20のイメージセンサ20b上に結像され、イメージセンサ20bの夫々の画素に対してRGBデータが該配光パターンに従って測定用カメラ20から発生される。そして、配光パターン内の最高輝度値Yを抽出し、その最高輝度値Yが所定の範囲(例えば、195以上220以下の範囲)内に入ることを確保する。
(1) When only G / R is used as a parameter 0.0 ≦ G / R ≦ 1.19 → Halogen lamp 1.20 ≦ G / R ≦ 1.79 → HID lamp (2) | In case of parameter 1.0 ≦ | G−R | <30 →
尚、各画素に対しての輝度値とRGBデータとの関係は次式で表される。 The relationship between the luminance value and the RGB data for each pixel is expressed by the following equation.
Y=r×R+g×G+b×B
尚、RGBは各画素のRGBの夫々のデジタルデータ(0乃至255)であり、rgbはRGBの夫々の重み付けとしての係数(rgb係数をまとめてY係数とも呼称される)。
Y = r × R + g × G + b × B
Note that RGB is each digital data (0 to 255) of RGB of each pixel, and rgb is a coefficient as a weighting of RGB (the rgb coefficients are collectively referred to as Y coefficient).
1実施例においては、測定用カメラ20はデフォルト値として、色温度3170Kにおいて以下のrgb係数値を有している。
In one embodiment, the measuring
r=0.4111
g=0.5461
b=0.0428
従って、これらのrgb係数値及びRGBデータを使用して、各画素の輝度値Yを計算することが可能である。そして、その場合に、抽出された最高輝度値Yが前記所定の範囲内に入ることを確保するということは、測定用カメラ20はシャッター速度を調整することが可能であり、そのシャッター速度を適切な値に設定するためである。即ち、先ずシャッター速度を下限値に設定すると、多くの画素からのRGBデータは飽和値(255)となるので、各画素からのRGBデータが255以下となるようにシャッター速度を順次上げていく。この場合に、初めは荒く、即ち所定数の画素毎に、飛ばしながら処理し、目標値に近づいたらより細かく処理を行う。そして、抽出された最高輝度値Yが前記所定の範囲内に収まることを確保する。
r = 0.4111
g = 0.5461
b = 0.0428
Therefore, it is possible to calculate the luminance value Y of each pixel using these rgb coefficient values and RGB data. And in that case, to ensure that the extracted maximum luminance value Y falls within the predetermined range, the
以上の処理によって抽出された最高輝度値Yに対応する画素におけるRGBデータに基づいて前述したG/R及び|G−R|等の相対強度比率を計算することが可能である。別の実施形態においては、そのようにして抽出された最高輝度値Yに対応する画素の周辺の所定数の画素(例えば、10×10個の画素)に基づいて上記相対強度比率を計算することも可能である。 It is possible to calculate the relative intensity ratio such as G / R and | G−R | based on the RGB data in the pixel corresponding to the highest luminance value Y extracted by the above processing. In another embodiment, calculating the relative intensity ratio based on a predetermined number of pixels (for example, 10 × 10 pixels) around the pixel corresponding to the highest luminance value Y extracted in this manner. Is also possible.
更に、上述した如く、各画素の輝度値Yを計算する場合には、各画素のRGBデータを使用して計算することが可能であるが、別の実施形態としては、そのようにして計算された各画素の輝度値Yに基づいて、周辺画素(例えば、3×3個の画素)の夫々の輝度値Yとの平均値を中心画素の輝度値Yとして置換させることも可能である。 Furthermore, as described above, when calculating the luminance value Y of each pixel, it is possible to calculate using RGB data of each pixel, but in another embodiment, it is calculated as such. Based on the luminance value Y of each pixel, it is also possible to replace the average value of the peripheral pixels (for example, 3 × 3 pixels) with each luminance value Y as the luminance value Y of the central pixel.
上述した如くに計算された相対強度比率に基づいて、検査中のヘッドライトLがハロゲンランプ(暖色系ランプ)であるか、又はHIDランプ(寒色系ランプ)であるかの種別の判定を自動的に行うことが可能である。 Based on the relative intensity ratio calculated as described above, it is automatically determined whether the headlight L under test is a halogen lamp (warm color lamp) or a HID lamp (cold color system lamp) It is possible to
ところで、上述した実施例においては、ヘッドライト光源種別判定のパラメータとして、G/Rと|G−R|との2つのパラメータを使用しているが、測定用カメラ20からはRGBの3つのデータが出力されるものであるから、これらの3つのRGBデータの内の任意の2つを選択して比率及び/又は差などのパラメータを構成してヘッドライト光源種別判定のパラメータとして使用することが可能であることは勿論である。更に、上述した実施例においては、光源種別としては、ハロゲンランプとHIDランプとを採用しているが、その他の光源としてはLEDランプもあるので、LEDランプに対しても本発明を適用可能であることは勿論である。更に、ヘッドライトLがハロゲンランプである場合の色温度は約2500〜4000Kであり、一方HIDランプである場合の色温度は約4000〜6000であると言われているので、ヘッドライトLの色温度を測定することによりこれらの光源の種別の判定を行うことも可能である。
By the way, in the embodiment described above, two parameters of G / R and | G-R | are used as parameters of the headlight light source type determination, but three data of RGB from the
次に、本発明の別の側面に基づいて、本カラーヘッドライトテスターにより、光軸、光度、又はエルボー点の測定を行う場合について夫々説明する。いずれの測定を行う場合においても、先ず、本カラーヘッドライトテスター10の測定用カラー撮像装置である測定用カメラ20によってヘッドライトLからの投射光の配光パターンを撮像し、その配光パターンに従って測定用カメラ20が各画素毎のRGBデータを画像処理装置30へ供給し輝度Yを計算することが必要である。1実施例においては、測定用カメラが0〜255のデジタル値としてRGBデータを画像処理装置30へ供給する。別の実施例において、測定用カメラから出力されるRGBデータがアナログ値である場合には、画像処理装置30においてそのアナログRGBデータを256階調(8ビット)である0(最低輝度)〜255(最高輝度)のデジタルRGBデータへ変換する。そして、画像処理装置30は、このデジタルRGBデータを処理して測定用カメラ20のカラーイメージセンサ20bの各画素に対する輝度Yを計算する。この場合に、輝度Yとは、CIE・XYZ表色系における三刺激値X,Y,Zにより定義されるXYZ座標におけるY座標に対応しており、本明細書においては、
Y=r×R+g×G+b×B (1)
によって定義されるものとする。尚、r,g,bの夫々の係数はR,G,Bが夫々単独で強度100%、即ち値1、の場合のY値である。
Next, based on another aspect of the present invention, measurement of an optical axis, luminous intensity, or elbow point by the color headlight tester will be described. In any measurement, first, the light distribution pattern of the projection light from the headlight L is imaged by the
Y = r × R + g × G + b × B (1)
Shall be defined by The respective coefficients of r, g and b are Y values in the case where R, G and B each have an intensity of 100%, that is, a value of 1.
従って、輝度Yを計算するためには、RGBデータの夫々の重み付けとしての係数r、g、bの値が確定されていなければならない。これらの係数r、g、bの値を確定させるためにはRGBからXYZへの変換式を導出することが必要である。 Therefore, in order to calculate the luminance Y, the values of the coefficients r, g and b as the respective weightings of the RGB data must be determined. In order to determine the values of these coefficients r, g, b, it is necessary to derive a conversion equation from RGB to XYZ.
ここで、RGBからXYZへの変換式を次式で表されるものとする。 Here, it is assumed that the conversion equation from RGB to XYZ is represented by the following equation.
この変換行列Mを以下の如くに設定する。 This transformation matrix M is set as follows.
尚、ここで、xR、yR、zRは原色Rの色度座標(xR=XR/(XR+YR+ZR)など)、xG、yG、zGは原色Gの色度座標、xB、yB、zBは原色Bの色度座標であり、CR、CG,CBは未定の定数である。 Here, x R , y R , z R are the chromaticity coordinates of the primary color R (such as x R = X R / (X R + Y R + Z R )), x G , y G , z G are the primary colors G The chromaticity coordinates x B , y B and z B are the chromaticity coordinates of the primary color B, and C R , C G and C B are undetermined constants.
そして、RGB値は[0,1]に正規化されており且つ白色がXW、YW、ZWで表されるとすると上式(2)は次の如くになる。 Then, RGB values are normalized to [0,1] and white X W, Y W, When represented by Z W above equation (2) becomes the following as.
白色YW=1であり、XW=xWYW/yW=xW/yWであり且つZW=zWYW/yW=zW/yWであるから、上式(4)は次の3つの連立方程式となる。 Since white Y W = 1 and X W = x W Y W / y W = x W / y W and Z W = z W Y W / y W = z W / y W , the above equation ( 4) becomes the following three simultaneous equations.
xW/yW=CRxR+CGxG+CBxB
1=CByR+CGyG+CByB (5)
zW/yW=CRzR+CGzG+CBzB
式(5)の3つの連立方程式において、RGB色空間(例えば、sRGB,adobeRGB、NTSC_RGB等)を指定することによって原色RGBの色度座標(xR、yR、xG,yG,xB、yB)が決まり(尚、定義上、zR=1−(xR+yR)、zG=1−(xG+yG)、zB=1−(xB+yB)である)、更に、光源を指定することによって白色点の色度座標(xW、yW)が特定されるので(尚、定義上、zw=1−(xw+yw)である)、3つの不定の定数CR、CG、CBについて解くことが可能である。
x W / y W = C R x R + C G x G + C B x B
1 = C B y R + C G y G + C B y B (5)
z W / y W = C R z R + C G z G + C B z B
In the three simultaneous equations of equation (5), the chromaticity coordinates (x R , y R , x G , y G , x B ) of the primary color RGB are specified by specifying the RGB color space (for example, sRGB, adobe RGB, NTSC_RGB, etc.) , Y B ) are determined (by definition, z R = 1-(x R + y R ), z G = 1-(x G + y G ), z B = 1-(x B + y B )) Furthermore, by specifying the light source, the chromaticity coordinates (x w , y w ) of the white point are specified (though, by definition, z w = 1- (x w + y w )), It is possible to solve for indefinite constants C R , C G , C B.
そして、上式(3)からYは、
Y=CRyR×R+CGyG×G+CByB×B (6)
となるので、前述した輝度Yの定義式(1)における係数r、g、bは以下の如くに決定される。
And from the above equation (3), Y is
Y = C R y R x R + C G y G x G + C B y B x B (6)
Therefore, the coefficients r, g, b in the definition equation (1) of the luminance Y described above are determined as follows.
r=CRyR、g=CGyG、b=CByB (7)
上述した如く、RGB色空間(例えば、sRGB,adobeRGB、NTSC_RGB等)を特定することによって原色RGBの色度座標が特定され且つ光源を特定することによって白色点の色度座標が特定され、その結果、輝度Yの定義式(1)におけるr、g、b係数が特定されることとなる。
r = C R y R , g = C G y G , b = C B y B (7)
As described above, the chromaticity coordinates of the primary color RGB are identified by specifying the RGB color space (for example, sRGB, adobe RGB, NTSC_RGB, etc.), and the chromaticity coordinates of the white point are specified by specifying the light source. The r, g and b coefficients in the definition equation (1) of the luminance Y are specified.
一方、図8に示されるように、CIE(国際照明委員会)は多数の標準光源を標準イルミナント(A,B,C,D,E,F等)として規定しており、夫々の標準光源の白色点(white point)を色度座標(x,y)として規定している。尚、図8においては、これらの白色点について1931年に規定された2°視野のものと1964年に規定された10°視野のものとが記載されている。以下の実施例においては、1931年に規定された2°視野の白色点の色度座標(x2,y2)を使用する。更に、以下の実施例においては、RGB色空間としてNTSC_RGBを特定するものとすると、NTSC_RGB色空間における原色R,G,B夫々の色度座標は図9に示される値を有している。 On the other hand, as shown in FIG. 8, the CIE (International Commission on Illumination) defines a large number of standard light sources as standard illuminants (A, B, C, D, E, F, etc.). A white point (white point) is defined as chromaticity coordinates (x, y). In FIG. 8, those of 2 ° visual field defined in 1931 and those of 10 ° visual field defined in 1964 are described for these white points. In the following example, the chromaticity coordinates (x 2 , y 2 ) of the 2 ° field of view white point specified in 1931 are used. Furthermore, in the following embodiment, assuming that NTSC_RGB is specified as the RGB color space, the chromaticity coordinates of each of the primary colors R, G and B in the NTSC_RGB color space have the values shown in FIG.
そこで、図9に示されているNTSC_RGB色空間のx、y色度座標と、図8に示されている各標準光源A乃至F12の夫々の白色点のx、y色度座標とを使用して、夫々の標準光源に対するr、g、b係数を計算すると図10の表の如くになる。尚、図10の表においては、各標準光源に対する色温度(K)も記載されているが、これは図8の表中におけるCCT(K)、即ち相関色温度、からコピーしたものである。尚、本明細書においては、相関色温度を単に色温度として上位概念的に記載することとする。 Therefore, the x and y chromaticity coordinates of the NTSC_RGB color space shown in FIG. 9 and the x and y chromaticity coordinates of the respective white points of the respective standard light sources A to F12 shown in FIG. 8 are used. The r, g, b coefficients for each standard light source are calculated as shown in the table of FIG. In the table of FIG. 10, the color temperature (K) for each standard light source is also described, but this is a copy of CCT (K) in the table of FIG. 8, that is, the correlated color temperature. In the present specification, the correlated color temperature will be described conceptually as simply the color temperature.
図10の表は、r、g、b係数が色温度(K)の関数として変化していることを表しているので、近似式の当て嵌めを行うことが可能であり、二次式を使用した場合の例を図11に示してある。この様な近似式は図11に示した二次式に限らずそれ以上の次数の多項式又は一次式とすることも可能であり、更には、その他の適切な形式の近似式を当て嵌めることも可能であることは勿論である。1実施例においては、この様な近似式を使用して色温度を変化させてr、g、b係数の値を決定し、色温度とrgb係数との関係をテーブルとして画像処理装置30内に格納することが可能である。以上の結果から、光源の色温度が分かれば、その色温度に対応するrgb係数を特定することが可能であり、その光源からの投射光を画像処理することにより得られるデジタルRGBデータに基づいて各画素に対する輝度Yを上式(1)に従って決定することが可能である。
Since the table in FIG. 10 shows that the r, g, b coefficients change as a function of color temperature (K), it is possible to fit an approximation equation and use a quadratic equation An example of the case is shown in FIG. Such an approximate expression is not limited to the quadratic expression shown in FIG. 11 but may be a polynomial or linear expression of a higher order, or may be fitted with another appropriate type of approximate expression. Of course it is possible. In one embodiment, the color temperature is changed using such an approximation to determine the values of the r, g, and b coefficients, and the relationship between the color temperature and the rgb coefficient is used as a table in the
従って、図1に示した本カラーヘッドライトテスター10において、測定すべき光源としてのヘッドライトLからの投射光の色温度を測定することが可能な機器を設けて、測定した色温度を画像処理装置30へ直接的に供給することが可能である場合には、そのように測定された色温度に基づいてr、g、b係数の値を直接的に決定することが可能である。又は別の実施例としては、別体の色温度を測定することが可能な機器を使用してオペレータが測定すべきヘッドライトLからの投射光の色温度を測定し、その色温度測定値を操作部14aを介してオペレータが入力させる構成とすることも可能である。この場合には、オペレータが別途色温度を測定して入力するという付加的な労力が必要となるが、色温度測定器を本カラーヘッドライトテスター10に装着する構成とすること無しに、普及型の色温度測定器を使用して対処することが可能であるという利点がある。一方、色温度測定器によって測定された色温度を使用しない場合には、先ず、色温度を推定して処理し、その後推定した色温度が所要の許容範囲内のものであることを確保すべく対策することが必要となる。
Therefore, in the present
上述した如く、測定用カメラ20のカラーイメージセンサ20bの各画素に対して輝度Yが計算されるので、これらの計算された輝度Yの中で最高の輝度を見つけ出すことによって、ヘッドライトLの光軸(照射方向)を決定することが可能であり、次いで、その最高輝度に対応する光度(hcd)を決定することが可能である。一方、これらの計算された輝度Yを使用して、配光パターン内の所定の位置にある所謂路面照射点における光度を決定することも可能である。又、これらの計算された輝度Yを互いに比較することによって配光パターン内の水平カットラインと斜めカットラインとを探索し、それらのカットラインの交点としてエルボー点の位置を決定することが可能である。これらの各処理について以下詳説する。
As described above, since the brightness Y is calculated for each pixel of the
1.走行灯の光軸(照射方向)の決定
上述したように、光源としてのヘッドライトLの色温度が分かれば、それに対応するrgb係数をrgb係数決定手段によって決定することが可能であり、各画素に対する輝度Yを輝度決定手段によって計算することが可能である。その結果、画像処理装置30のメモリ内には計算された各画素に対する輝度Yが例えばそのRAM内に一時的に格納されている。尚、これらのrgb係数決定手段及び輝度決定手段は、本ヘッドライトテスター10の画像処理装置30内に画像処理プログラムの一部として例えばROM内に格納されている。該画像処理プログラムは、更に、その一部として、光軸決定手段を含んでおり、該光軸決定手段は、該RAM内に一時的に格納されている各画素に対する輝度Yの中で最高(最大)の輝度を見つけ出し、その最高輝度の上下左右方向の位置をヘッドライトLからの投射光の光軸(照射方向)として決定する。
1. Determination of the optical axis (irradiation direction) of the traveling light As described above, if the color temperature of the headlight L as a light source is known, it is possible to determine the corresponding rgb coefficient by the rgb coefficient determination means. The brightness Y for Y can be calculated by the brightness determination means. As a result, in the memory of the
該光軸決定手段が最高輝度YMAXを見つけ出す場合には、該RAM内に一時的に格納されている複数個の輝度Yを所定の方向にスキャンして、例えば、隣接する一対の画素間において一層大きな輝度Yのものが生き残るように順次処理する等して行うことが可能であり、その他の最大値を見つけ出すための既知の任意のアルゴリズムを適用することも可能である。図12Aは、受光部11内の測定用スクリーン19上に投射された配光パターン33を複数個の等光度楕円で模式的に示しており、測定用カメラ20はこの配光パターン33を撮像してRGBデータを出力し、画像処理装置30が画像処理プログラムに従ってこれらのRGBデータを処理する。図12Aの配光パターン33では、そのほぼ中心に最高輝度YMAXが存在しており、この最高輝度YMAXの存在する位置を光軸(照射方向)として決定することが可能である。一方、図12Bは配光パターン33の中心近くに複数個の最高輝度YMAXが存在しているか、又は最高輝度YMAXは1個であるが、それが中心付近において絶えず位置を変動させている場合を示している。図12Bのような場合には、例えば、そのような複数個の最高光度YMAXの夫々の位置を平均した位置を光軸(照射方向)として決定することが可能である。
When the optical axis determination means finds the highest luminance Y MAX , a plurality of luminances Y temporarily stored in the RAM are scanned in a predetermined direction, for example, between adjacent pairs of pixels. It is possible to do things such as ones with higher luminance Y to survive sequentially, etc. It is also possible to apply any known algorithm for finding other maxima. FIG. 12A schematically shows the
図13は走行灯の配光パターン33の最高輝度YMAXの位置を決定する別のアプローチであるバランス方式の原理を示している。図13の実施例はバランス方式として3度30分方式を適用した場合である。ところで、図12の配光パターン33に示されているように、走行灯の配光パターン33は、その輝度分布は上下左右ともほぼなだらかな変化をしている。そこで、バランス方式によれば、図13Aに示されているように、左右に3度づつ離れた2点の輝度が同じYHである夫々の位置の中心を左右の中心OHとし、且つ上下に30分づつ離れた2点の輝度が同じYVである夫々の位置の中心を上下の中心OVとする。そして、これらの左右の中心OHと上下の中心OVとによって決定される中心位置における輝度を最大輝度YMAXとする。
FIG. 13 shows the principle of the balance method, which is another approach for determining the position of the maximum luminance Y MAX of the
次に、図14を参照して、バランス方式として3度30分方式を適用した場合の具体的手順について詳述する。図14Aはバランス方式のフローチャート35を示しており、図14Bはフローチャート35に対応するステップの測定用スクリーン19上の配光パターン33を示している。即ち、図14Aのフローチャート35においては、バランス点測定手順が開始されると、図14Aのステップ35a及び図14Bのステップ36aにおいて、配光パターン33の最高輝度YMAXの位置を抽出しその位置を注目位置として設定する。次いで、図14Aのステップ35b及び図14Bのステップ36b1−36b2において、現在の注目位置から左右各3度の位置における夫々の輝度Yを比較し(ステップ36b1)、これら左右の位置における輝度Yがバランスする位置を左右の現在の注目位置として更新する(ステップ36b2)。次いで、図14Aのステップ35c及び図14Bのステップ36c1−36c2において、更新された現在の注目位置の上下各30分の位置における夫々の輝度Yを比較し(ステップ36c1)、これらの上下の位置における輝度Yがバランスする位置を上下の新たな注目位置として更新する(ステップ36c2)。次に、ステップ35dにおいて、繰り返し回数であるカウントに1を加算し、次いで、ステップ35eにおいて、そのカウントが所定の繰り返し最大数(例えば、50)を超えているか否かを判別し、超えていない場合には、再度、ステップ35bにリターンしてバランス処理を継続する。一方、カウントが所定の繰り返し最大数を超えている場合には、ステップ35fへ移行し、更新された左右方向及び上下方向における現在の注目位置をヘッドライトLの投射光の光軸(照射方向)として決定する。更に、別の実施例においては、更新された注目位置と更新前の注目位置との間の差が所定の許容範囲内に入った場合に繰り返し処理を終了する。
Next, with reference to FIG. 14, a specific procedure in the case where the 3 degrees and 30 minutes method is applied as the balance method will be described in detail. FIG. 14A shows a
図15は最高輝度YMAXを抽出する更に別の手法である2値化重心法を示している。2値化重心法によれば、図15に示されているように、測定用スクリーン19上の配光パターン33に対して得られた画素毎の輝度Y(0〜255)に対して或るスレッシュホールド輝度YTを設定してYT以上の輝度のみを切り取る2値化処理を行う。この場合に、1例としては、図15に示されているように、YTとしてYMAX(=255)の50%であるYT(=127)に設定し、それ以上の輝度のみを切り取る。ちなみに、50%での2値化を行う場合には、その50%の境界33aが3度30分方式を適用したバランス方式において左右方向各3度でのバランスを得るための左右の画素位置33d1,33d2とほぼ一致することとなる。次いで、切り取られた境界33aの断面図形に関して断面一次モーメントを算出し、その図形の中心としての重心33b’の位置を決定する。尚、図15の例においては、上下方向の輝度レベルの断面は水平軸Hに関して対称であると仮定しているので、重心33b’の位置は水平軸H上に存在している。仮に、上下方向の輝度レベルの断面が水平軸Hに関して対称的ではない場合には、上下方向Vに関しても境界33aの断面図形に関して断面一次モーメントを算出して上下方向における重心33b’の位置を確定することが必要である。尚、図15の図示例においては、決定された重心33b’の位置33bは、真の最高輝度YMAXの位置33eと比較して僅かに左側にずれているが、バランス方式によって左右各3度の中心として決定される位置33cと比較して、より真の最高光度YMAXの位置33eに一層近いものとなっている。これは、図15に示されているような配光パターン33が左右方向において非対称である場合には、バランス方式よりも2値化重心方式の方が一層真の最高光度YMAXの位置に近い位置が得られることを示している。
FIG. 15 shows another method of extracting the maximum luminance Y MAX , which is a binarized centroid method. According to the binarization centroid method, as shown in FIG. 15, there is a certain value with respect to the luminance Y (0 to 255) for each pixel obtained for the
2.走行灯の光度の決定
次に、以上の如くして決定された最高輝度YMAXからヘッドライトLの光度を決定する手順について説明する。尚、ヘッドライトLの光度の単位としては、一般的には、カンデラ(cd)が使用されているが、ヘッドライトテスター業界においては、それを100倍したヘクトカンデラ(hcd)(即ち、1hcd=100cd)を光度の単位として使用するのが通常であるから、本明細書においても、特に断りがない限り、ヘッドライトの光度の単位としてはhcd又はHCDを使用することとする。
2. Determination of Light Intensity of Running Light Next, a procedure for determining the light intensity of the headlight L from the maximum brightness Y MAX determined as described above will be described. In addition, although candelas (cd) are generally used as a unit of the luminosity of headlight L, in the headlight tester industry, the hectode candelas (hcd) (ie, 1 hcd = which multiplied it 100 times). Since it is usual to use 100 cd) as a unit of luminous intensity, also in this specification, unless otherwise noted, hcd or HCD is used as a unit of luminous intensity of the headlight.
ところで、輝度Yとは、ヘッドライトLの投射光から得られたRGBデータを画像処理装置30がカラー画像処理して得られた無次元の数値に過ぎず、輝度と光度との間には通常は特別の関係は存在していないので、輝度Yから光度(hcd)を決定する場合には、何らかの方法で輝度と光度との関係付けがなされていなければならない。本発明の1実施例においては、光度が既知である基準となる光源(例えば、標準のヘッドライト又は基準球)を使用して事前に光度と輝度との関係を確立しており、その手法について以下に詳述する。尚、当業界においては、ヘッドライトテスターの校正又は試験を行うために使用される基準球なるものが存在している。基準球とは、一般社団法人日本自動車機械工具協会が基準適合性試験用としてランプメーカーに依頼して製作されたランプであって、特に、ヘッドライトテスター自身を試験するために製作された高精度のランプである。基準球はガラス製のランプで、配光はレンズカットにより、光源はハロゲンランプであり、走行灯用とすれ違い灯用の2種類がある。基準球は規則によって検査すべき50〜12,000hcdの範囲の光度を発生することが可能である。
By the way, the luminance Y is merely a dimensionless numerical value obtained by the
図16は、そのような基準球を使用して、該基準球からの投射光を測定用カメラ20のカラーイメージセンサ20bで受光して測定用カメラ20からRGBデータを画像処理装置30へ送り、画像処理装置30から輝度Yを出力した結果の一部を示している。図16に示されているように、使用した基準球はその光度(hcd)を10〜1250にわたり最初は5hcd毎に次いで10hcd毎に変化させている。測定用カメラ20はそのシャッタースピード(SP)を変化させることが可能であり、ここではSP=0〜64の間で変化させている。図16に示されるように、基準球の光度が高くなるにつれて、シャッタースピードSPが遅い場合には、輝度Yは255となり最高輝度以上(即ち、オーバーフロー状態)であることを示している。シャッタースピードSPを上げていくと、有効な輝度値が得られ始める。この例においては、或るスレッシュホールドを設定して必要以上の輝度値を計算することを回避するために、スレッシュホールド以下の輝度値はカットして0としてある。図16において、四角で囲ってある数値が基準球の設定光度(hcd)に対して各シャッタースピードSPにおいて得られた有効な輝度Yである。図16の下段に示されている表は、上段の表の一部を拡大したものである。
FIG. 16 uses such a reference sphere, receives the projection light from the reference sphere by the
図16の下段の表から明らかなように、各シャッタースピードSPの値に対して得られている輝度Yは基準球の光度hcdが増加するに従って増加している。従って、図16に示されている輝度Yの値は各シャッタースピードSPに対する勾配を表しており、各シャッタースピードSPに対してのこれらの輝度Yの値によって定義される勾配を計算することが可能である。図17(A)は、図16の下段に示されている拡大表示部分において示されているシャッタースピードSP=0からSP=34の範囲に対して計算された勾配の値を示した表である。次に、これらの勾配の値をシャッタースピードSPの関数としてみなして近似式を得たものが図17(B)に示してある。図17(B)に示されている近似式は1例としての指数関数であるが、これは任意の適宜の形式のその他の関数を当て嵌めることが可能であることは当然である。この様にして得られた近似式から夫々のシャッタースピードSPに対して計算された値を係数Aとして図17(A)の表に示されている。係数Aは、言わば、勾配を平滑化したものといえる。 As apparent from the lower table of FIG. 16, the luminance Y obtained for each shutter speed SP increases as the light intensity hcd of the reference sphere increases. Therefore, the values of luminance Y shown in FIG. 16 represent the slopes for each shutter speed SP, and it is possible to calculate the slope defined by the values of these luminances Y for each shutter speed SP It is. FIG. 17A is a table showing the values of the gradient calculated for the range of shutter speeds SP = 0 to SP = 34 shown in the enlarged display portion shown in the lower part of FIG. . Next, values of these gradients are regarded as a function of the shutter speed SP to obtain an approximate expression, which is shown in FIG. Although the approximate expression shown in FIG. 17B is an example exponential function, it is of course possible to fit any other appropriate type of function. The value calculated for each shutter speed SP from the approximate expression obtained in this manner is shown in the table of FIG. 17A as a coefficient A. The coefficient A can be said to be a smoothed gradient.
次に、図18は、図16下段の拡大表示した表の一部(シャッタースピードSPが0〜10までと基準球の光度hcdが10〜60までの範囲)をコピーしたものであり、更に、図17(A)に示したシャッタースピードSPが0〜10に対して得られた係数Aの値を示している。ところで、図18の表において、係数Aは各シャッタースピードSPに対する勾配を表しており、更に、各シャッタースピードSPに対しては、その勾配を定義する輝度の値が対応する光度hcdにわたって示されている。従って、各シャッタースピードSPにおいての輝度と光度との関係を対応する勾配(係数A)を使用して一次式で近似すると次式のようになる。 Next, FIG. 18 is a copy of a part of the enlarged table in the lower part of FIG. 16 (a range from 0 to 10 for the shutter speed SP and from 10 to 60 for the luminous intensity hcd of the reference sphere). The shutter speed SP shown to FIG. 17 (A) has shown the value of the coefficient A obtained with respect to 0-10. By the way, in the table of FIG. 18, the coefficient A represents the slope for each shutter speed SP, and further, for each shutter speed SP, the value of the luminance defining the slope is shown over the corresponding light intensity hcd There is. Therefore, the relationship between the brightness and the light intensity at each shutter speed SP can be approximated by a linear equation using the corresponding gradient (coefficient A) as in the following equation.
Y=A×光度+B (8)
そこで、各シャッタースピードSPに対して、例えば1例として、図18の表に示されている有効な最大の輝度の値(例えば、SP=1の場合には「242」)を使用して上記一次近似式の係数Bを計算することが可能である。そのようにして計算されたB係数の値が図18の表に示されている。
Y = A × light intensity + B (8)
Therefore, for each shutter speed SP, for example, the effective maximum luminance value shown in the table of FIG. 18 (for example, “242” in the case of SP = 1) is used as an example. It is possible to calculate the coefficient B of the first order approximation. The values of the B factor so calculated are shown in the table of FIG.
以上のことから、輝度Yが得られた時の測定用カメラ20のシャッタースピードSPが分かれば、それに対応するA係数及びB係数は図18の表から得られるので、そのシャッタースピードSPを使用して得られた輝度Yに対しては次式によって対応する光度hcdを計算することが可能である。
From the above, if the shutter speed SP of the measuring
光度=(Y−B)/A (9)
以上の如くにして、走行灯の最高輝度YMAXからそれに対応するヘッドライトLの走行灯としての光度(hcd)を決定することが可能である。尚、輝度と光度との関係を確立する態様は上述した実施例に制限されるべきものではなく、その他の方法によって適宜関連付けを行うことが可能であることは勿論である。
Intensity = (Y-B) / A (9)
As described above, it is possible to determine the luminous intensity (hcd) as the traveling light of the headlight L corresponding to the maximum luminance Y MAX of the traveling light. Note that the aspect of establishing the relationship between the luminance and the light intensity is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the association can be appropriately performed by other methods.
3.すれ違い灯の光度の決定
前述した如く、ヘッドライトLが走行灯の場合には、測定用カメラ20から得られるRGBデータを使用して選択した画素の各々に対して輝度Yを計算し、次いで、それらの輝度Yの内で最高輝度YMAXを探索し、その最高輝度YMAXを光度(hcd)へ変換することが必要であった。一方、すれ違い灯の場合には、光度を測定すべき位置は規則(道路運送車両法等)によって「路面照射点」として予め決められている。即ち、図19に示した如く、すれ違い灯の光度を測定すべき路面照射点36とは、ヘッドライトLの中心を通る垂線Vから左側1.3度で且つ該中心を通る水平線Hの下側0.6度(ヘッドライトLの高さが1m以下)の点36a又は0.9度(ヘッドライトLの高さが1m超)の点36bである。尚、図19における垂直線V及び水平線Hは、車両の中心軸線延長上で、左右夫々のヘッドライトLの中心の10m前方での垂直線及び水平線を示すものである。これらの角度は、ヘッドライトLより10m前方に投影した場合の角度を表している。図19に示されているすれ違い灯の配光パターン33にはカットライン37(水平カットライン37aと斜めカットライン37b)とエルボー点38とが存在している。
3. Determining the Light Intensity of the Passing Light As described above, if the headlight L is a traveling light, calculate the luminance Y for each of the selected pixels using RGB data obtained from the measuring
この様に、すれ違い灯の光度の測定においては、測定すべき位置が不変的に規定されているので、図19の配光パターン33が測定用カメラ20によって撮像され、RGBデータが画像処理装置30へ供給されると、路面照射点36の位置に対応する画素の輝度Yから前述した式(9)を使用してヘッドライトLの光度(hcd)を決定することが可能である。
Thus, in the measurement of the luminous intensity of the passing light, since the position to be measured is defined in an invariable manner, the
4.すれ違い灯のエルボー点の検出
上述した如く、測定用カメラ20のカラーイメージセンサ20bの各画素に対して輝度Yが計算されるので、図19に示されているように、これらの計算された輝度Yを互いに比較することによって配光パターン33内の水平カットライン37aと斜めカットライン37bとを探索し、それらのカットラインの交点としてエルボー点38の位置を決定することが可能である。本発明の1実施形態においては、差の差方式を使用してカットラインを抽出しており、差の差方式の原理について図20(A)〜(C)を参照して以下に説明する。
4. Detection of Elbow Point of Passing Light As described above, since the luminance Y is calculated for each pixel of the
図20(A)には、CCDカラーイメージセンサ20b上に撮像されたすれ違い灯としてのヘッドライトLからの投射光の配光パターン33が示されている。複数個の等光度線で模式的に示されている配光パターン33は明るい部分であり、配光パターン33の右上側には水平カットライン37aが示されており、配光パターン33の左上側には斜めカットライン37bが示されている。水平カットライン37aと斜めカットライン37bとの交点はエルボー点38を構成している。カットライン37はその下側の配光パターン33の明るい部分とその上側の暗い部分との境界を構成する明暗分岐線となっている。図20(A)の右側部分には、カットライン37を含む配光パターン33の輝度(光度)分布の断面が示されており、カットライン37は明るい配光パターン33から暗い部分への急峻な勾配部分の内で輝度勾配線の最大輝度勾配点に存在している。差の差方式とは、原理的には、この輝度勾配線の最大輝度勾配点を画像処理によって見つけ出す技術である。
FIG. 20A shows a
即ち、図20(B)は互いに所定距離離隔(図示例においては0.44°ピッチ)されており且つ垂直に配列された3個の測定点e1〜e3が示されている。各測定点はイメージセンサ20bの各画素に対応している。夫々の測定点e1,e2,e3における輝度値を夫々Y1,Y2,Y3とすると、差の差方式では、
(Y1+Y3)−2Y2=0 (10)
を満足する測定点e2の位置をカットライン37の位置であるとして判別する。この差の差方式の式はY1−Y2=Y2−Y3と書き直すことが可能であり、これは、図20(A)における輝度勾配線において変曲点を構成している最大勾配点であることを意味している。図示例の如く0.44°ピッチで測定点が配列されている場合には、イメージセンサ20bの画素40にわたり約0.1°毎に順次下方へ移動して垂直スキャン39aを行って水平カットライン37aの位置を探し出すことが可能である。そして、一つの画素列についてスキャンが終了すると、横方向に所定距離ずれて別の画素列について同じように垂直スキャン39aを行ってその画素列における水平カットライン37aの位置を決定し、次いで以下同様にして予め設定した範囲にわたって全てのスキャンを行うことによって水平カットライン37aの位置を決定することが可能である。即ち、垂直スキャン39aを繰り返し行って差の差方式の式を満足する測定点e2の多数の点を探し出しそれらの点を結んで点列としての水平カットライン37aとする。
That is, FIG. 20 (B) are mutually predetermined distance apart from the three that have been provided and vertically arranged is (0.44 ° pitch in the illustrated example) measurement points e 1 to e 3 is shown. Each measurement point corresponds to each pixel of the
(Y 1 + Y 3) -2Y 2 = 0 (10)
It is determined that the position of the measurement point e2 that satisfies the condition of ( 1) is the position of the cut line 37. The equation of the difference system of this difference can be rewritten as Y 1 -Y 2 = Y 2 -Y 3 , which is the maximum gradient constituting the inflection point in the luminance gradient line in FIG. It means that it is a point. When measurement points are arranged at a pitch of 0.44 ° as shown in the example shown, the horizontal cut line is moved by sequentially moving downward about every 0.1 ° across the
一方、斜めカットライン37bを探し出すためには、図20(C)に示した如く、これら3つの測定点e1〜e3を互いに水平方向にずらして配置させる。図示例の場合には、4画素分下方で1画素分左横にずれて配置されているが、これは、斜めカットライン37bは水平カットライン37aに対して15度傾斜されていることが基本的であることを考慮に入れた配置である。この場合のスキャン方向は斜めスキャン39bとなり、斜めカットライン37bに対してほぼ直交方向にスキャンすることとなる。斜めスキャン39bの場合においても、3個の測定点e1〜e3の間に差の差方式の式を適用して、差の差方式の式が満足される画素40の位置をその斜めスキャン39bにおける斜めカットライン37bの位置として決定する。
On the other hand, in order to find the
以上の如くにして、水平カットライン37aと斜めカットライン37bとが決定されると、それらのカットラインの交点を見つけ出すことが可能であり、そのような交点をエルボー点38として決定することが可能である。
As described above, when the
尚、上述した実施例においては、3つの測定点間のピッチを0.44°としているが、これは単なる一例に過ぎず、例えば0.23°ピッチ(UTAC対応)又は使用するカラーイメージセンサ20bの画素配列に依存してその他の任意のピッチを選択することが可能であることは勿論である。以上の如く、カラーイメージセンサ20bの複数個の画素40の夫々の輝度Yを互いに比較する画像処理を行うことによってヘッドライトLからの投射光における水平カットライン37a及び斜めカットライン37bを探し出し、それらのカットラインの交点としてエルボー点38を決定することが可能である。
In the embodiment described above, the pitch between the three measurement points is 0.44 °, but this is merely an example, and for example, the 0.23 ° pitch (corresponding to UTAC) or the
以上説明した如く、CCDカラーイメージセンサ20bを有する測定用カメラ20を使用してヘッドライトLからの投射光を処理してRGBデータを出力させ、これらのRGBデータを画像処理装置30において光源の色温度を基礎として画像処理することによって、光軸、光度、エルボー点等を決定することが可能である。しかしながら、ヘッドライトLの投射光は10m前方の10mスクリーン上に照射されるものではなく、ヘッドライトテスター10内のレンズ17を含む光学系を介して内部の測定用スクリーン19上に照射されるものであるから、ヘッドライトテスター10の設計条件によっては、特に光学系により色収差等の悪影響を受ける場合がある。本発明は、このような色収差等に起因する光学系による悪影響を除去する技術も包含していることを特徴としている。
As described above, the projection light from the headlight L is processed using the
ところで、前述した基準球を光源として使用して光度に50hcd、400hcd、1200hcdと順次段階的に設定し、且つその照射方向を0−0(左右方向角度0−上下方向角度0)に設定して、本カラーヘッドライトテスター10の測定用カメラ20でその配光パターンを撮像してビットマップデータを得、該ビットマップデータからRGBの夫々のデータ値を採取してプロットしたものが図21(走行灯基準球の場合)及び図22(すれ違い灯基準球の場合)である。これらの図において、横軸位置とは配光パターンの中央付近における水平方向の位置であり、縦軸位置とは配光パターンの中央付近における垂直方向の位置である。更に、これらの図において、レベルとはRGB夫々のデータ値であり夫々0〜255の範囲内の値を取る。尚、注意すべきであるが、これらの図において、基準球の光度を50hcdから1200hcdへ増加させているにも拘わらずに、RGBの夫々のデータ値(レベル)は殆ど同じ程度になっているが、これは、表示上の制限から、光度を増加させるに従い測定用カメラのシャッタースピードを上げているからである。従って、RGBのデータ値そのものの絶対的評価は無意味である。
By using the above-mentioned reference sphere as a light source, the luminous intensity is set to 50 hcd, 400 hcd, and 1200 hcd sequentially in stages, and the irradiation direction is set to 0-0 (horizontal angle 0-vertical angle 0). The light distribution pattern is imaged by the
図21の走行灯基準球の場合には、50hcdでは比較的光度が低く、配光も赤みがかっており、Rのデータ値と比較してG及びBのデータ値は一層低くなっている。400hcdにおいては、RGBの夫々のデータ値はほぼ同じとなっており、ヘッドライトとしても平均的な配光分布を示している。1200hcdにおいては、光度が高いので配光は白っぽくなり、Rのデータ値と比較してG及びBのデータ値が逆転して一層大きくなっている。図22のすれ違い灯基準球の場合も、光度を50hcdから100hcd、120hcdと順に増加するに従い、比較的僅かではあるが、RGBの夫々のデータ値の大きさが逆転する傾向が見られている。すれ違い灯基準球の場合には、光度を変化させる幅が一層狭いので、RGBの夫々のデータ値の間にそれほど顕著な差は見られていない。RGBデータの夫々の大きさの逆転現象はイメージセンサ20bの中央部よりも周辺部において一層顕著となっており、これは光学系を介して投射光を測定していることが原因と考えられる。従って、使用する光学系の影響が大きい場合には、特に周辺部においては何らかの補正を行うことが適切である場合が有り得る。
In the case of the traveling light reference sphere of FIG. 21, the luminous intensity is relatively low at 50 hcd, and the light distribution is reddish, and the G and B data values are lower than the R data value. At 400 hcd, the respective data values of RGB are substantially the same, and show an average light distribution as a headlight. At 1200 hcd, since the light intensity is high, the light distribution becomes whitish, and the G and B data values are reversed and further increased compared to the R data value. Also in the case of the passing-light reference sphere of FIG. 22, as the light intensity is increased in order from 50 hcd to 100 hcd and 120 hcd, a tendency is observed that the magnitudes of the respective data values of RGB are reversed though relatively. In the case of the passing light reference sphere, the difference between the respective RGB data values is not so noticeable because the width for changing the light intensity is narrower. The reversal phenomenon of the respective sizes of the RGB data is more pronounced in the peripheral portion than in the central portion of the
5.rgb係数の補正
上述した如く、本発明の1側面によれば、光源としてのヘッドライトLの色温度に基づいてrgb係数の夫々の値を決定(選択)することが可能であり、その結果、式(1)を使用して輝度Y及びそれに対応する光度を決定することが可能である。しかしながら、カラーヘッドライトテスター10においては、10m再現を実現するために、主レンズ17を含む光学系を介してヘッドライトLからの投射光をカラーカメラである測定用カメラ20によって撮像している。従って、該投射光は光学系を通過することにより色収差等の影響を受けることとなり、該光学系の構成によってその影響を無視することができない場合もある。特に、主レンズ17としてフレネルレンズを使用している場合には、その様な色収差等の影響が一層顕著となる可能性がある。
5. Correction of rgb Coefficient As described above, according to one aspect of the present invention, it is possible to determine (select) respective values of the rgb coefficient based on the color temperature of the headlight L as a light source, and as a result, Equation (1) can be used to determine the luminance Y and the corresponding luminous intensity. However, in the
その様な状況に対処するために、本発明の1側面によれば、ヘッドライトLの色温度に基づいて決定(選択)された基準rgb係数(即ち、CIE標準光源に基づいて決定されているrgb係数)をイメージセンサの全ての画素に対して共通的に適用するのではなく、少なくとも1個の画素に対しては少なくとも1個の係数を修正した補正rgb係数を適用している。例えば、前述した如く、RGB夫々のデータの変動はイメージセンサの中央部においては比較的少ないが周辺部において一層顕著となっているので、本発明の1実施形態においては、イメージセンサの中央部の各画素に対しては、ヘッドライトLの色温度に基づいて決定(選択)された基準rgb係数を適用し、周辺部の各画素に対しては、基準rgb係数を適宜補正した補正rgb係数を適用する。しかしながら、特にフレネルレンズを使用した場合のように特に光学系による影響が大きく、中央部においても、色収差等の影響が無視できない場合があるので、本発明の別の実施形態においては、イメージセンサの位置に拘らずに、少なくとも1個の画素又は殆どの画素に対して補正rgb係数を適用する。更に、本発明の別の実施形態においては、rgb係数を個々の画素毎に適用する代わりに、イメージセンサの測定範囲内の全画素を複数個の画素から構成されるゾーンに分割し、rgb係数を各ゾーン内の複数個の画素に対しては共通的に適用する。従って、例えば、イメージセンサの中央部における1個又はそれ以上のゾーンに対しては基準rgb係数を適用しそれ以外のゾーンに対しては補正rgb係数を適用する。この場合に、夫々互いに異なる複数個の補正rgb係数を用意しておき、その内の一つの補正rgb係数を一つのゾーンにおける複数個の画素に共通的に適用することが可能である。この場合に、基準rgb係数と複数個の補正rgb係数とをテーブルの形態で画像処理装置30内に格納させておくことが望ましい。更に、基準rgb係数は光源としてのヘッドライトLの色温度に依存して変化するので、基準rgb係数と複数個のrgb補正係数とのテーブルは予め選択した色温度毎又はそれに対応する光度毎に用意して画像処理装置30内に格納させておくことが望ましい。
In order to cope with such a situation, according to one aspect of the present invention, the reference rgb coefficient determined based on the color temperature of the headlight L (ie determined based on the CIE standard light source) The rgb coefficient is not commonly applied to all the pixels of the image sensor, but a corrected rgb coefficient in which at least one coefficient is corrected is applied to at least one pixel. For example, as described above, since the variation of the respective RGB data is relatively small in the central part of the image sensor but becomes more pronounced in the peripheral part, in one embodiment of the present invention, the central part of the image sensor A reference rgb coefficient determined (selected) based on the color temperature of the headlight L is applied to each pixel, and a corrected rgb coefficient obtained by appropriately correcting the reference rgb coefficient is applied to each pixel in the peripheral portion. Apply However, as in the case of particularly using a Fresnel lens, the influence of the optical system is particularly large, and the influence of chromatic aberration and the like may not be neglected even in the central part. Therefore, in another embodiment of the present invention, Apply the corrected rgb coefficients to at least one pixel or most pixels regardless of position. Furthermore, in another embodiment of the present invention, instead of applying the rgb coefficient to each individual pixel, all pixels within the measurement range of the image sensor are divided into zones composed of a plurality of pixels, and the rgb coefficient is Applies commonly to a plurality of pixels in each zone. Thus, for example, the reference rgb coefficient is applied to one or more zones in the central part of the image sensor, and the correction rgb coefficient is applied to the other zones. In this case, it is possible to prepare a plurality of correction rgb coefficients different from one another and to apply one correction rgb coefficient among them to a plurality of pixels in one zone in common. In this case, it is desirable to store the reference rgb coefficient and the plurality of corrected rgb coefficients in the form of a table in the
次に、上述したrgb補正係数の作成方法について説明する。 Next, a method of creating the rgb correction coefficient described above will be described.
図23(A)及び(B)は前述した基準球51からの投射光の光度(hcd)を測定するシステムを示しており、該システムは、基本的に、基準球取り付け装置50と、それから10m前方に配置されており照度計58を具備している10mスクリーン25と、を包含している。基準球取り付け装置50は、基準球51を着脱自在に取り付けることが可能な取り付けブラケット52aを有しており、取り付けブラケット52aは回転台テーブル52に固定されている。回転台テーブル52は回転自在に回転台54に軸支されており、回転台テーブル54は回転台前後移動ベース56上に設けられている。更に、左右回転ハンドル及び角度目盛53が回転台テーブル52に取り付けられており、且つ上下回転ハンドル及び角度目盛55が回転台54に取り付けられている。図23にはその具体的な構成は示されていないが、回転台テーブル52を上下に移動させて所望の高さに固定させることが可能である。
FIGS. 23A and 23B show a system for measuring the luminous intensity (hcd) of the projection light from the
基準球取り付け装置50は、回転台前後移動ベース56によって前後移動させて、基準球51の回転中心51aの位置が10mスクリーン25から10mの位置に設定されてその位置に固定される。10mスクリーン25にはそれと同一面状に照度計58が設けられている。この照度計58は特殊のものであって、前掲した特開2013−2969号公報の図1に示されている照度計1と同じ構造及び機能を有しており、従って、その名称は照度計であるが、実際には、ヘッドライトの光度を測定するために、その測定値としてはヘッドライトLの光度(hcd)として換算されたカンデラ(又はヘクトカンデラ)値が出力される。この様なシステム構成によって、基準球51からの投射光を照度計58で受光して光度(hcd)を測定することが可能である。その場合に、照度計58は10mスクリーン25に固定されているが、左右回転ハンドル及び角度目盛53を操作することによって基準球51の投射方向を左右方向に変化させることが可能である。更に、上下回転ハンドル及び角度目盛55を操作することによって基準球51の投射方向を上下方向に変化させることが可能である。基準球取り付け装置50は極めて高精度で製作されているので、基準球51の上下及び左右方向における変化は極めて高精度で行うことが可能である。
The reference
次に、図24も参照して、図23に示したシステムによって基準球51の光度を測定する態様について説明する。10mスクリーン25の或る選択した位置とヘッドライトテスター10の受光部11内のスクリーン19の対応する位置及びイメージセンサ20bの対応する画素との間の位置関係は図6に示した如くに一義的に決定することが可能である。従って、例えば、図24に示されているように基準球51の投射方向が10mスクリーン25上の下20、左35cm/10mの特定の位置に向いている場合には、その位置に対応するイメージセンサ20bの画素を特定することが可能である。即ち、基本的には、イメージセンサ20bの各画素の位置は10mスクリーン25上において対応する位置を特定することが可能である。従って、基準球51の色温度に対応する基準rgb係数を使用してイメージセンサ20bの各画素に対して基準球51の光度を決定することが可能であり、一方、照度計58を使用してイメージセンサ20bの各画素の位置に対する10mスクリーン25上の位置における光度を決定することが可能である。これらのイメージセンサ20bを介して決定された光度値と照度計58によって決定された光度値とを比較し、それらが実質的に一致する場合には、それらの画素に対しては基準rgb係数を適用することとし、それらが実質的に一致しない場合には、照度計58で得られた光度値に実質的に一致する光度値が画像処理装置30から得られるようにそれらに対応する画素に対して基準rgb係数を修正して新たに補正rgb係数を決定する。
Next, with reference to FIG. 24, an aspect of measuring the light intensity of the
この様な補正rgb係数を決定する場合に、1実施例においては、個々の画素毎に細かく補正rgb係数を決定し、別の実施例においては、イメージセンサ20bの測定範囲内における全画素を所定の複数個毎のゾーンに分割し、ゾーン毎に補正rgb係数を決定する。ゾーン分割実施例においては、一つのゾーン内に属する複数個の画素に対してはそのゾーンに対して決定された基準rgb係数又は補正rgb係数を共通に適用する。そして、補正rgb係数を決定する場合には、基準rgb係数を使用して得られた光度と照度計51を介して得られた光度との差をゼロとするように基準rgb係数の値を調整するが、その調整方法には幾つかの態様がある。即ち、1実施例においては、基準rgb係数の全ての値を調整して補正rgb係数とするものであり、別の実施例においては、基準rgb係数の内の少なくとも1つをゼロに設定し残りのものの値を適宜調整して補正rgb係数とするものである。そして、基準rgb係数の値を調整する場合に、1実施例においては、全ての基準rgb係数の夫々の係数を互いに独立的に調整するものであり、別の実施例においては、基準rgb係数の夫々の値に対して共通的に同一の値を乗算して調整するものである。更に、基準rgb係数はヘッドライトLの色温度に依存して変化するものであるから、所定の色温度又はそれに対応する光度毎(例えば、50,75,100,150,400,500,700,1000,1100,1200hcd毎)に基準rgb係数が存在しており、それらの基準rgb係数に対しても同じように補正rgb係数を決定し、光度毎に基準rgb係数と補正rgb係数とからなるテーブルを作成して画像処理装置30内に格納しておくことが可能である。この様なテーブルを作成した場合には、ヘッドライトLの光度が必ずしも特定のテーブルの光度に対応するものではない場合があるが、その場合には、最も近い2つの光度のテーブルの間を内挿して所望の値を得ることが可能である。
When determining such a correction rgb coefficient, in one embodiment, the correction rgb coefficient is determined finely for each individual pixel, and in another embodiment, all pixels within the measurement range of the
6.ゾーン分割
1実施例においては、個々の画素毎に補正rgb係数を決定するものであるが、処理効率の観点から、別の実施例においては、イメージセンサの全画素を所定数毎のゾーンに分割し、夫々のゾーン毎に共通の補正rgb係数を決定することも可能である。そして、ゾーン分割を行う場合に、全てのゾーンが同数の画素数を有する場合と、少なくとも一つのゾーンが異なる画素数を有する場合とがある。本発明においてはいずれのゾーン分割を適用することも可能であるが、ここでは、1実施例として、全てのゾーンが同一の画素数を有する場合について説明する。
6. Zone division In one embodiment, the correction rgb coefficient is determined for each individual pixel, but in another embodiment from the viewpoint of processing efficiency, all pixels of the image sensor are divided into zones of a predetermined number. It is also possible to determine a common corrected rgb coefficient for each zone. When performing zone division, there are cases where all zones have the same number of pixels and cases where at least one zone has different numbers of pixels. Although any zone division can be applied in the present invention, a case where all zones have the same number of pixels will be described here as one embodiment.
図25に示した実施例においては、イメージセンサ20bは横×縦が640×480個の画素40からなる測定領域を有している。そして、これらの画素全体を20×20個の画素からなるゾーン41に分割し、横×縦が32×24個のゾーン41に分割している。各ゾーン41内にはRGBの夫々の画素40が所謂バイヤー配列で配置されている。図25においては、中央付近の幾つかのゾーン41に対してブロック番号3〜6が割り当てられている(例えば、(12,9)のゾーンに対してはブロック番号4が割り当てられている)。各ブロック番号は対応するrgb係数を格納しているテーブル内のブロックを指し示している。図26はその様なrgb係数のテーブルの1例を示している。例えば、図26において、ブロック番号5が指し示すrgb係数はr=0.4315、g=0.5369、b=0.0317である。従って、例えば、図25におけるゾーン(12,11)にはブロック番号5が割り当てられているので、そのゾーンに対してはr=0.4315、g=0.5369、b=0.0317のrgb係数の値が適用される。
In the embodiment shown in FIG. 25, the
この様に、図25に示されている如く、各ゾーン41に対してはブロック番号が割り当てられているので、ゾーン41とブロック番号との対応表が画像処理装置30内に格納されており、更に、図26に示されるようなブロック番号とrgb係数との対応表も画像処理装置30内に格納されている。従って、特定の画素40に対しての輝度Y(光度)を計算する場合には、先ず、その画素40がどのゾーン41に属しているかを判別して対応するブロック番号を決定し、そのブロック番号が指し示すrgb係数を使用して計算を行うこととなる。図25においては、全てのゾーン41ではなく中央付近の選択したゾーン41に対してのみブロック番号が割り当てられているが、全てのゾーン41に対して同様にブロック番号を割り当てることも可能である。別の実施例としては、図25のイメージセンサ20bの測定範囲の全てを使う必要がない場合もあり、その様な場合には、図25に示されている如く、測定範囲の中にオプションとしてそれより小さな有効範囲を画定し、その有効範囲に属するゾーン41に対してのみブロック番号を割り当てる構成とすることも可能である。
Thus, as shown in FIG. 25, since a block number is assigned to each
ところで、図25及び26に示した実施例は光度が400hcdの場合のrgb係数であって、ブロック番号5は400hcdの場合の基準rgb係数に対応している。従って、図25のイメージセンサ20bの中央付近の多くのゾーン41には基準rgb係数を指し示すブロック番号5が割り当てられている。図26に示されているように、ブロック番号5以外のブロック番号が指し示すrgb係数は基準rgb係数と値が異なっており、それらは補正rgb係数であることが分かる。これらの補正rgb係数は前述したrgb係数の補正の手続きによって適宜決定されたものである。ブロック番号0〜4及び6〜8においては、補正rgb係数は夫々0以外の係数値を有しているが、ブロック番号9〜11においては、補正rgb係数の内で補正r係数と補正b係数とはそれらの値が0であり、補正g係数のみが0以外の値を有している。そしてブロック番号12−14では全ての補正rgb係数が0に設定されており、そのブロック番号が割り当てられたゾーン41では輝度Yの計算を行わないこととなる。
By the way, the embodiment shown in FIGS. 25 and 26 corresponds to the rgb coefficient when the light intensity is 400 hcd, and the
前述した如く、図26のブロック番号とrgb係数との対応表は光源光度が400hcdに対して調整されたものである。ところで、光度と色温度とは直接的に関連するものではないが、一般的には、光度が増加すると色温度も増加する傾向があると言える。そこで、図23に示したシステムを使用して、照度計58の代わりに色温度測定装置(分光放射計等で色温度を直接測定可能な装置)を使用して、基準球51の光度を50hcdから段階的に1200hcdまで変化させた場合の基準球51からの投射光の色温度を測定し、その結果を図27(A)に示してある。図27(B)は図27(A)の結果に対して近似式の1例を当て嵌めたものである。この結果から、一般的に、光源の光度が増加すると光源からの放射光の色温度も増加しているといえる。従って、図25で示したようなゾーン41とブロック番号との対応表及び図26で示したようなブロック番号とrgb係数との対応表は、少なくとも測定すべきヘッドライトLの予想される光度範囲にわたって夫々の光度(色温度)毎に用意しておき画像処理装置30内に格納しておくことが必要である。
As described above, the correspondence table between the block numbers and the rgb coefficients in FIG. 26 is one in which the light source luminous intensity is adjusted to 400 hcd. By the way, although the light intensity and the color temperature are not directly related, it can be generally said that the color temperature tends to increase as the light intensity increases. Therefore, using the system shown in FIG. 23, the luminous intensity of the
図28は図25と同様のイメージセンサ20bにおける全画素640×480を20×20の画素からなるゾーン41に均等にゾーン分割した構成を示している。図28においては、イメージセンサ20bの640×480の画像からなる測定範囲の内側に矩形状の有効範囲42を画定して、その有効範囲42の外側の全てのゾーン41に対してブロック番号0を割り当てている。一方、有効範囲42内のゾーン41に対しては夫々ブロック番号2〜7が割り当てられている。これらのブロック番号とrgb係数との対応表は図29に示されているが、図29の対応表はその表現形式が異なっているが内容的には図26の対応表と同一である。図28におけるゾーン41に割り当てられているブロック番号0は、図29に示されている如く、それらのrgb係数の値はr=0.4111、g=0.5461、b=0.0428である。図29において、ブロック番号5が指し示すrgb係数の値は光源光度が400hcdの場合の基準rgb係数であり、従って図29のブロック番号対rgb係数対応表は光源の光度が400hcdの場合のものであることが理解される。更に、図29に示されている如く、ブロック番号5以外のブロック番号が指し示すrgb係数は補正rgb係数であって、特に、ブロック番号2〜4及び6〜8の指し示す補正rgb係数の値は基準rgb係数の夫々の値に所定の定数を乗算して求められていることが理解される。図29の対応表は図28の夫々のゾーン41に適用されるべきものであるので、図29のゾーン41とブロック番号との対応表も光源光度が400hcdに対してのものである。
FIG. 28 shows a configuration in which all the pixels 640.times.480 in the
以上の如くに、補正rgb係数を適用することによって、カラーヘッドライトテスター10における光学系(特に主レンズとしてのフレネルレンズ)による色収差等に起因するバラツキを修正して適切にヘッドライトLの光度を高精度で決定することが可能である。更に、ゾーン分割処理を適用することにより処理を迅速化させることが可能となる。
As described above, by applying the correction rgb coefficient, the variation due to the chromatic aberration or the like due to the optical system (in particular, the Fresnel lens as the main lens) in the
7.最高輝度位置の補正
走行灯の配光パターン33における最高輝度YMAXの位置(h,v)は例えば3度30分バランス方式等によって決定することが可能であることについては前に説明した。尚、h及びvは、夫々、スクリーン19上の水平方向及び垂直方向の位置座標である。ところで、図23に示したシステムにおいて、基準球51として走行灯用の基準球を使用し、基準球51を選択した水平角度位置に設定して垂直方向に投射方向を段階的に変位させて、図23のシステムにおける10mスクリーン25の代わりに基準球51の1m前方に位置させたカラーヘッドライトテスタ10によって最高輝度YMAXの位置を決定したところ、バラツキが発生する場合があることが判明した。図30に示されているように、例えば、基準球51を左35cm(即ち、h=−35)の角度位置に設定して、基準球51を上10cm(即ち、v=10)から一定間隔(図示例においては1cm毎)毎に下側の方向へ下35cm(即ち、v=−35)まで角度を変位させ、夫々の角度位置においてカラーヘッドライトテスター10を使用して最大輝度YMAXの位置を測定した。その場合に、基準球51を同じ水平角度位置において上から下へ角度変位させただけであるから、夫々の垂直方向vの角度位置において得られるYMAXの(h,v)の位置座標は同じh座標上に存在することが予定される。しかしながら、カラーヘッドライトテスター10の中にはこの様なYMAXの特にh座標に僅かではあるが多少のバラツキが存在する場合があることが判明した。h座標のみならずv座標においてもバラツキが発生する可能性もある。これも、カラーヘッドライトテスター10における光学系(特に、フレネルレンズ)による色収差等の影響によるものと思われる。
7. Correction of Maximum Luminance Position It has been described above that the position (h, v) of the maximum luminance Y MAX in the
そこで、この様なバラツキを補正するために、図23のシステムにおいて上述した如くに基準球51として走行灯用の基準球を使用し、基準球51を夫々の水平角度位置に設定して垂直方向に角度変位させて夫々の垂直位置において図23のシステムにおける10mスクリーン25の代わりに基準球51の1m前方に位置させたカラーヘッドライトテスタ10によって最大輝度YMAXの位置を測定し、水平方向の有意のバラツキが存在するか否かのチェックを行った。その結果、この様な最高輝度位置の補正が必要とされるカラーヘッドライトテスター10に対しては、図31に示したブロック番号と位置補正値との対応表を作成し画像処理装置30内に格納している。尚、図31の対応表は図25に示したゾーン41とブロック番号との対応表に適用されるべきものである。図31に示されている実施例においては、高さ方向の位置補正はゼロ(v=0)であるが、水平方向の位置補正が幾つか存在していることが分かる。尚、別の実施例においては、水平方向の位置補正のみならず垂直方向の位置補正が必要となる場合もある。
Therefore, in order to correct such variations, as described above in the system of FIG. 23, the reference sphere for the traveling light is used as the
図32は、図28と同様のゾーンとブロック番号との対応表の1例を示しているが、400hcdの走行灯のバランス点の位置(h、v)を補正するためのものである。図33は、図32の各ブロック番号に割り当てられている水平方向位置オフセット値h(cm)及び垂直方向位置オフセット値v(cm)を指し示しているテーブルである。従って、例えば、図32における水平方向画素範囲(300−319)と垂直方向画素範囲(120−139)のゾーンに対してはブロック番号5が割り当てられており、このブロック番号5に対応する位置補正量は、水平方向位置オフセット値h=0及び垂直方向位置オフセットv=0である。即ち、図32のゾーンにブロック番号5が割り当てられている場合には、そのゾーンに属する20×20個の画素に対しての位置の補正は行わないことになる。図32の実施例においては、その有効範囲内のゾーンの殆どにはブロック番号5が割り当てられており、残りのゾーンに対して割り当てられているブロック番号は4及び6のみであるから、位置補正の量は比較的僅かであることが理解される。
FIG. 32 shows an example of the same zone-block number correspondence table as FIG. 28, but for correcting the position (h, v) of the balance point of the traveling light of 400 hcd. FIG. 33 is a table indicating the horizontal position offset value h (cm) and the vertical position offset value v (cm) assigned to each block number in FIG. Therefore, for example, the
8.エルボー点位置の補正
図23に示したシステムにおいて、基準球51としてすれ違い灯用の基準球を使用し、図24及び30に示されている如くに、基準球51を選択した水平(左右)角度位置(図24及び30においては、10mスクリーン上の対応する水平位置h(cm)として示してある)にセットし、その選択した水平角度位置を維持したままで、基準球51を垂直(上下)角度方向に角度(図24及び30においては、10mスクリーン上の対応する垂直位置v(cm)として示してある)を段階的に変化(図30においては1cm毎)させ、図23に示されている10mスクリーンの代わりに基準球51の前方1mに位置させた本カラーヘッドライトテスター10を使用して夫々の垂直位置vにおいてのエルボー点の位置を測定した。選択した水平位置hとしては、左35cm、左20cm、左10cm、中央(左右0)、右10cm、右20cm、右35cmを夫々使用した。その様にして得られた結果を図34にグラフとして示してある。
8. Correction of Elbow Point Position In the system shown in FIG. 23, using the reference ball for the passing light as the
ところで、図23に示したシステムにおける基準球取り付け装置50は極めて高精度に構成されており、基準球51の水平方向及び垂直方向の角度変位は極めて高精度で行うことが可能である。すれ違い灯用の基準球は水平カットラインと斜めカットライン及びそれらのカットラインの交点としてのエルボー点を有する配光パターンを投射する。従って、基準球51としてすれ違い灯用の基準球を基準球取り付け装置50に取り付けて、該基準球を選択した水平角度位置において垂直方向に段階的に角度変化させた場合には、その水平角度位置において垂直方向に一直線に位置を変化するエルボー点の点列が得られるはずである。
By the way, the reference
しかしながら、図34のグラフに測定結果が示されているように、上記いずれの水平位置hにおいても、垂直(上下)方向に基準球51を段階的に角度変位させた場合には、測定されたエルボー点の水平方向位置hは左右のバラツキを有している。図35は、基準球51を10mスクリーン上において左10cm(即ち、−10cm)の水平角度位置hに設定し、基準球51を上20cm(即ち、v=20)から一定間隔毎に下側の方向へ下35cm(即ち、v=−35)まで段階的に且つ直線的に角度を変位させて、エルボー点の位置(h、v)を基準球51の1m前方に位置させた本カラーヘッドライトテスター10で測定した場合の垂直(上下)方向の位置ずれ及び水平(左右)方向の位置ずれを示したグラフである。このグラフから、本カラーヘッドライトテスター10によって測定されたエルボー点の位置は水平(左右)方向のみならず垂直(上下)方向にもバラツキがあることが分かる。測定されたエルボー点の水平(左右)方向位置hとしては、本来は、h=−10cmの位置に一定に維持されるべきであるが、h=−10とh=−20との間で変動している。更に、測定されたエルボー点の垂直(上下)位置vにおいても一本の直線上に整列しておらず、僅かではあるが多少のバラツキがあることが示されている。
However, as shown in the graph of FIG. 34, the measurement results were obtained when the
カラーヘッドライトテスター10を使用してエルボー点のh、v位置を測定した場合にこの様なバラツキが発生する原因としては、カラーヘッドライトテスター10において10m再現を確立するために光学系を使用しているために色収差等の影響によるものと思われる。特に、光学系の主レンズ17としてフレネルレンズを使用した場合には、フレネルレンズの構造上の特殊性からその影響は一層顕著なものとなると考えられる。
As a cause of occurrence of such variations when the h, v position of the elbow point is measured using the
従って、本カラーヘッドライトテスター10においてエルボー点の位置h、vを測定する場合には、上述した水平方向及び垂直方向のバラツキを補正することが重要となる。そのために、本発明においては、図23に示したシステムを使用してすれ違い灯用の基準球を基準球51としてセットし、基準球51を水平方向の選択した角度位置hに設定して基準球51を垂直方向に段階的に角度位置vを変化させて10mスクリーン25上のエルボー点のあるべき位置(h,v)を基準球取り付け装置50の角度メモリから決定し、一方、同じ設定状態において、カラーヘッドライトテスター10によって測定したエルボー点の位置(h,v)と比較して、それらに差異がある場合には位置補正量を決定している。そのようにして決定された位置補正テーブルを図36に(A)〜(C)として示してある。図36において、(A)はブロック番号と水平補正との対応を示しており、(B)はブロック番号とカットライン補正との対応を示しており、且つ(C)はブロック番号と高さ補正との対応を示している。尚、図37に概略図で示した如く、図36における(A)の水平補正とは、水平カットラインの測定位置に対する水平方向の位置補正h及び垂直方向の位置補正vであり、(B)のカットライン補正とは、斜めカットラインの測定位置に対する水平方向の位置補正h及び垂直方向の位置補正vであり、更に、(C)の高さ補正とは水平カットラインの上側にある第2水平カットラインの測定位置に対する水平方向の位置補正h及び垂直方向の位置補正vである。尚、(C)の高さ補正とは、実際には、ヘッドライトLの配光がZビーム配光である場合に適用される補正量である。図36に示した夫々の補正テーブルに示されているブロック番号がイメージセンサ20bのどの画素40(又はゾーン41)に適用されるかを示した対応表(不図示)も、例えば図25に示した形態で、用意されており画像処理装置30内に格納されている。
Therefore, in the case of measuring the positions h and v of the elbow point in the
9.測定原理及び手順
本発明の原理によれば、CIE標準光源の色温度に基づいてrgb係数を決定し、ヘッドライトの投射光をカラー画像処理してRGBデータを決定し、該RGBデータと該rgb係数とを使用して輝度Yを決定している。色温度とは光源の色を表現するものであって、その色と同じ色に見える黒体の温度を利用したものであり、光源の明るさを示す指標ではない。本発明においては、ヘッドライトも光源であるから、ヘッドライトの投射光をカラーカメラで撮像してその配光パターンをカラー画像処理する場合に使用されるrgb係数をヘッドライトの色温度に依存して決定すべきことに着目したものである。そして、何らかの方法でヘッドライトの色温度を直接に決定することが可能である場合には、その色温度に対応するrgb係数を決定(選択)すれば良い。一方、ヘッドライトの色温度を直接に決定することができない場合には、ヘッドライトの光度(色温度)を推定し、その推定した光度(色温度)をヘッドライトの真の色温度に近づければ良い。例えば、推定した光度(色温度)を使用して仮のrgb係数を決定し、これらの仮のrgb係数を使用して仮の輝度を決定し、該仮の輝度から仮の光度(色温度)を決定し、該仮の光度(色温度)が推定した色温度よりもヘッドライトの真の色温度に一層近いものとさせる。そして、その仮の光度(色温度)が最初に推定した光度(色温度)から許容差を越えている場合には、その仮の光度(色温度)に対応する新たなrgb係数を決定し、以下同様に処理すれば良い。
9. Measurement Principle and Procedure According to the principle of the present invention, the rgb coefficient is determined based on the color temperature of the CIE standard light source, the projection light of the headlight is subjected to color image processing to determine RGB data, the RGB data and the rgb The luminance Y is determined using the coefficients. The color temperature represents the color of the light source, and utilizes the temperature of a black body that appears to be the same color as the color, and is not an index indicating the brightness of the light source. In the present invention, since the headlight is also a light source, the rgb coefficient used when imaging the projection light of the headlight with a color camera and subjecting the light distribution pattern to color image processing depends on the color temperature of the headlight Focus on what needs to be determined. Then, if it is possible to directly determine the color temperature of the headlight by some method, the rgb coefficient corresponding to the color temperature may be determined (selected). On the other hand, if the color temperature of the headlight can not be determined directly, the light intensity (color temperature) of the headlight is estimated, and the estimated light intensity (color temperature) can be brought closer to the true color temperature of the headlight Just do it. For example, temporary brightness (color temperature) is used to determine temporary rgb coefficients, and temporary brightness is determined using these temporary rgb coefficients, and temporary brightness (color temperature) is determined from the temporary brightness. And the temporary light intensity (color temperature) is closer to the true color temperature of the headlight than the estimated color temperature. Then, if the temporary light intensity (color temperature) exceeds the tolerance from the light intensity (color temperature) initially estimated, a new rgb coefficient corresponding to the temporary light intensity (color temperature) is determined, The same procedure may be followed.
そして、上の如くに決定された輝度Yの中で最大輝度YMAXを探し出すことによって、その最大輝度YMAXの位置をヘッドライトの光軸(照射方向)として決定することが可能である。これはヘッドライトが走行灯モードにある場合の投射光の照射方向を決定することに対応している。更に、この最大輝度YMAXを予め定められた輝度・光度変換式に従って光度(hcd)へ変換させることが可能である。これはヘッドライトが走行灯モードにある場合のヘッドライトの光度(hcd)を決定することに対応している。 Then, by finding the maximum luminance Y MAX among the luminances Y determined as described above, it is possible to determine the position of the maximum luminance Y MAX as the optical axis (illumination direction) of the headlight. This corresponds to determining the irradiation direction of the projection light when the headlight is in the traveling light mode. Furthermore, it is possible to convert this maximum luminance Y MAX into a luminous intensity (hcd) according to a predetermined luminance-luminance conversion formula. This corresponds to determining the luminous intensity (hcd) of the headlight when the headlight is in the traveling light mode.
一方、上の如くに決定された輝度Yの中で所定の位置(路面照射点等)に対応する輝度Yを決定し、その輝度Yを光度へ変換させることも可能である。これはヘッドライトがすれ違いモードにある場合の路面照射点における光度を決定することに対応している。 On the other hand, it is also possible to determine the brightness Y corresponding to a predetermined position (road surface illumination point etc.) among the brightness Y determined as described above, and to convert the brightness Y into a light intensity. This corresponds to determining the light intensity at the road surface illumination point when the headlights are in the passing mode.
更に、上の如くに決定された輝度Yを互いに比較して明暗分割線としての水平カットラインと斜めカットラインとを探し出し、これらの水平及び斜めカットラインの交点としてエルボー点を決定することが可能である。 Furthermore, it is possible to compare the luminance Y determined as described above with each other to find a horizontal cut line and a diagonal cut line as a light and dark dividing line, and to determine an elbow point as an intersection point of these horizontal and diagonal cut lines. It is.
次に、本発明においてヘッドライトのテストを行う手順の幾つかの実施例について説明する。 Next, several embodiments of the procedure for testing a headlight in the present invention will be described.
先ず、ヘッドライトからの投射光の配光パターンをヘッドライトテスターの測定用カラーカメラで撮像できる位置へヘッドライトとヘッドライトテスターとを相対的に移動させる。ヘッドライトテスターの画像処理装置が該配光パターンにおける最高輝度を抽出し、該最高輝度が所定の範囲内に入るように測定用カラーカメラのシャッタースピードを上げたり下げたりして調節する。シャッタースピードが適切な値に設定されると、測定用カラーカメラを使用して画像処理装置がヘッドライトの光源種別の判定を行う。光源種別としては、代表的に、ハロゲンランプ、HIDランプ、LEDランプがある。ハロゲンランプは暖色系ランプとも言われ、一方HIDランプは寒色系ランプとも言われる。特に、暖色系ランプと寒色系ランプとでは色温度が異なっており、暖色系ランプ用の基本rgb係数と寒色系ランプ用の基本rgb係数とが用意されている。基本rgb係数とはその光源種別において代表的で基本となるrgb係数であって、例えば、暖色系光源種別の場合には、400hcdの光度に対するrgb係数である。従って、光源種別が判別されることによって、たとえヘッドライトの色温度を直接決定することができない場合であっても、その光源種別の基本rgb係数を仮のrgb係数として使用することが可能となる。例えば、テストすべきヘッドライトが暖色系ランプである場合には、そのヘッドライトの光度を暫定的に400hcdに設定するが、そのことはヘッドライトの色温度を400hcdに対応する色温度に推定していることと同じである。寒色系ランプ及びLEDランプについても予め基本rgb係数を決定しておき画像処理装置内に格納しておく。 First, the headlight and the headlight tester are relatively moved to a position where the light distribution pattern of the projection light from the headlight can be imaged by the measurement color camera of the headlight tester. The image processing device of the headlight tester extracts the maximum luminance in the light distribution pattern, and adjusts the shutter speed of the color camera for measurement to increase or decrease so that the maximum luminance falls within a predetermined range. When the shutter speed is set to an appropriate value, the image processing apparatus determines the type of light source of the headlight using the color camera for measurement. As a light source type, typically, there are a halogen lamp, an HID lamp, and an LED lamp. Halogen lamps are also referred to as warm-colored lamps, while HID lamps are also referred to as cold-colored lamps. In particular, the color temperature is different between the warm color lamp and the cold color lamp, and the basic rgb coefficient for the warm color lamp and the basic rgb coefficient for the cold color lamp are prepared. The basic rgb coefficients are representative and basic rgb coefficients in the light source type, and for example, in the case of a warm color light source type, they are rgb coefficients for a light intensity of 400 hcd. Therefore, even if the color temperature of the headlight can not be determined directly by determining the light source type, it is possible to use the basic rgb coefficient of the light source type as a temporary rgb coefficient. . For example, if the headlight to be tested is a warm lamp, the light intensity of the headlight is provisionally set to 400 hcd, which estimates the color temperature of the headlight to a color temperature corresponding to 400 hcd. Is the same as The basic rgb coefficients are also determined in advance for cold color lamps and LED lamps, and stored in the image processing apparatus.
光源種別を判別した後に、ヘッドライトのランプ種別(プロジェクター、レンズカット、マルチリフレクタ)を行うが、これは好適には正対用カメラによって行う。更に、正対用カメラを使用して画像処理装置がヘッドライトの中心をヘッドライトテスターの光軸と一致させる。この動作は通常正対動作と呼ばれている。 After determining the light source type, the lamp type of the headlight (projector, lens cut, multi-reflector) is performed, which is preferably performed by the facing camera. Further, using the facing camera, the image processor aligns the center of the headlight with the optical axis of the headlight tester. This operation is usually called facing operation.
正対が完了すると、走行灯モードかすれ違い灯モードかの測定モードの違いにより処理が分かれる。走行灯モードの場合には、ヘッドライトの色温度を直接的に決定することが可能であるか否かによって以下の如くに直説法と繰り返し法との2つの実施形態がある。 When the confrontation is completed, the processing is divided according to the difference in the measurement mode of the running light mode or the passing light mode. In the case of a traveling light mode, there are two embodiments, direct and iterative, as follows, depending on whether it is possible to directly determine the color temperature of the headlights.
A.走行灯モード
(1)直説法
先ず、ヘッドライトLの色温度を直接的に決定することが可能である場合には直説法が採用される。何故ならば、ヘッドライトLの色温度が決定(選択)されれば、そのヘッドライトLからの投射光に対して適用すべきrgb係数を直接決定することが可能だからである。例えば、1実施例においては、ヘッドライトテスター10に色温度測定器が設けられており、テストすべきヘッドライトLからの投射光を検知してヘッドライトの色温度を決定し、その決定された色温度の情報を画像処理装置30へ供給する。別の実施例においては、市販の普及型の色温度測定器をオペレータが操作してヘッドライトの色温度を測定し、その色温度情報をヘッドライトテスター10へオペレータが入力する。測定用カラーカメラ20がヘッドライトLからの投射光の配光パターン33を撮像してRGBデータを画像処理装置30へ供給し、画像処理装置30はRGBデータとrgb係数とを使用してカラーイメージセンサ20bの画素40に対する輝度Yを計算する。
A. Running Light Mode (1) Direct Method First, when it is possible to directly determine the color temperature of the headlight L, the direct method is adopted. This is because, once the color temperature of the headlight L is determined (selected), it is possible to directly determine the rgb coefficient to be applied to the projection light from the headlight L. For example, in one embodiment, the
尚、ヘッドライトテスター10が使用する光学系(特に、フレネルレンズ)の影響によって、カラーイメージセンサ20bの測定範囲内においてRGBデータのバラツキに基づく光度の変動を無視できない場合がある。この様な場合には、CIE標準光源の色温度に基づいて決定されたrgb係数を基準rgb係数とし、該基準rgb係数を適用する測定範囲内の位置を特定し、一方この様なバラツキを吸収するように基準rgb係数を修正した補正rgb係数を決定し、該補正rgb係数を適用する測定範囲内の位置を特定する。これらの基準rgb係数及び補正rgb係数及びそれら係数と測定範囲内の適用位置との対応表を画像処理装置30内に格納しておく。更に、1実施例においては、測定範囲内の全ての画素40に対してこの様な対応表を作成するものであるが、別の実施例においては、測定範囲内の全画素40を複数個の画素40からなるゾーン41に分割し、各ゾーン41に対しては共通の対応表を適用する。夫々のゾーン41は同一数の画素数を有するものであっても、異なる数の画素数を有するものであっても良い。
Incidentally, due to the influence of an optical system (in particular, a Fresnel lens) used by the
画像処理装置30は、上述した如くに計算された輝度Yの中で最高輝度YMAXを探し出す。次いで、画像処理装置30はその最高輝度YMAXの位置をヘッドライトLの光軸(照射方向)として決定する。更に、画像処理装置30は、予め定められている輝度Y(無次元)と光度(hcd)との間の変換式にしたがって、最高輝度YMAXを光度(hcd)へ変換する。この様にして直説法によってヘッドライトLの光軸(照射方向)と光度(hcd)とが決定される。
The
(2)繰り返し法
次に、ヘッドライトLの色温度を直接的に決定することが不可能である場合には繰り返し法が採用される。この場合には、前述した光源種別の判定結果を利用して、予め光源種別毎に特定されている基本rgb係数を仮のrgb係数として使用する。例えば、光源種別の判定が暖色系(ハロゲンランプ)であった場合には、画像処理装置は、仮のrgb係数として400hcdのrgb係数を仮のrgb係数として使用する。測定用カラーカメラ20がヘッドライトLからの投射光の配光パターン33を撮像してRGBデータを画像処理装置30へ供給し、画像処理装置30はRGBデータと仮のrgb係数とを使用してカラーイメージセンサ20bの画素40に対する仮の輝度Yを計算する。
(2) Repeat Method Next, when it is impossible to directly determine the color temperature of the headlight L, the repeat method is adopted. In this case, the basic rgb coefficient specified in advance for each light source type is used as a temporary rgb coefficient using the determination result of the light source type described above. For example, when the determination of the light source type is a warm color system (halogen lamp), the image processing apparatus uses an rgb coefficient of 400 hcd as a temporary rgb coefficient as a temporary rgb coefficient. The color camera for
尚、ヘッドライトテスター10が使用する光学系(特に、フレネルレンズ)の影響によって、カラーイメージセンサ20bの測定範囲内においてRGBデータのバラツキに基づく光度の変動を無視できない場合がある。この様な場合には、該基本rgb係数を基準rgb係数とし、該基準rgb係数を適用する測定範囲内の位置を特定し、一方この様なバラツキを吸収するように基準rgb係数を修正した補正rgb係数を決定し、該補正rgb係数を適用する測定範囲内の位置を特定する。これらの基準rgb係数及び補正rgb係数及びそれら係数と測定範囲内の適用位置との対応表を画像処理装置30内に格納しておく。更に、1実施例においては、測定範囲内の全ての画素40に対してこの様な対応表を作成するものであるが、別の実施例においては、測定範囲内の全画素40を複数個の画素40からなるゾーン41に分割し、各ゾーン41に対しては共通の対応表を適用する。夫々のゾーン41は同一数の画素数を有するものであっても、異なる数の画素数を有するものであっても良い。
Incidentally, due to the influence of an optical system (in particular, a Fresnel lens) used by the
画像処理装置30は、上述した如くに計算された仮の輝度Yの中で仮の最高輝度YMAXを探し出す。次いで、画像処理装置30は、予め定められている輝度Y(無次元)と光度(hcd)との間の変換式にしたがって、仮の最高輝度YMAXを仮の光度(hcd)へ変換する。
The
次いで、この様にして得られた仮の光度が許容差を越えて光源種別判定結果に基づいて推定した400hcdとは異なっている場合には、画像処理装置30は、この様にして決定された仮の光度(hcd)に基づいて新たなrgb係数(好適には、基準rgb係数と補正rgb係数との結合)を選択し、測定用カラーカメラ20から供給される配光パターン33のRGBデータと該新たなrgb係数とを使用してカラーイメージセンサ20bの画素40に対する新たな輝度Yを計算する。画像処理装置30は、これらの新たな輝度の中で最大の新たな最高輝度YMAXを検出し、更に、前記変換式に従って新たな最高輝度YMAXを新たな、好適には、最終の、光度(hcd)へ変換させる。尚、必要であれば、この新たな光度に基づいて再度新たなrgb係数を選択して所望の精度を有する最終の光度が得られるまで又は所定の繰り返し数まで処理を繰り返すことも可能である。そして、最終の光度に対する最高輝度YMAXの位置に対して画像処理装置30が最高輝度(例えば、バランス点)位置補正テーブルを適用してヘッドライトLの光軸(照射方向)を決定する。
Then, when the provisional light intensity obtained in this manner is different from the 400 hcd estimated based on the light source type determination result beyond the tolerance, the
B.すれ違い灯モード
すれ違い灯モードが選択されている場合には、光度(hcd)の決定には上述した(1)直説法、(2)繰り返し法のいずれも適用可能であるが、すれ違い灯モードではRGBデータのバラツキは実質的に無視可能であるので補正rgb係数を使うことは必要ではない場合もある。又、すれ違い灯モードにおいては、光度を測定する箇所は最高輝度点ではなく予めランプ中心に対して規定された路面照射点と呼ばれる点である。即ち、ランプ高さが1m以下の場合の路面照射点とはランプ中心から左1.3度で下0.6度の位置であり、ランプ高さが1m超の場合には、ランプ中心から左1.3度で下0.9度の位置である。従って、これらの固定されている位置においてRGBデータとrgb係数とから輝度Yを計算し、上記変換式に従って光度(hcd)へ変換させれば良い。
B. Passing light mode When passing light mode is selected, any of (1) direct method and (2) repetition method described above can be applied to determine the light intensity (hcd). It may not be necessary to use a corrected rgb coefficient since data variations are substantially negligible. Also, in the passing light mode, the point at which the light intensity is measured is not the highest luminance point but a point called road surface illumination point which is previously defined with respect to the lamp center. That is, when the lamp height is 1 m or less, the road surface irradiation point is 1.3 degrees left and 0.6 degrees down from the center of the lamp, and when the lamp height is more than 1 m, left from the lamp center It is a position of 0.9 degrees below at 1.3 degrees. Therefore, the luminance Y may be calculated from the RGB data and the rgb coefficient at these fixed positions, and converted to the luminous intensity (hcd) according to the above conversion formula.
一方、すれ違い灯モードにおいては、エルボー点の位置を検出することが必要である。従って、画像処理装置30は、rgb係数とRGBデータとからカラーイメージセンサ20bの測定範囲内における各画素に対しての輝度Yを計算し、それらを互いに比較処理して明暗分岐線としての水平カットラインと斜めカットラインとを探し出す。比較処理を行う1実施例は差の差方式である。更に、エルボー点の位置検出においては、カラーヘッドライトテスター10の光学系(フレネルレンズ17)による影響が比較的大きいので、検出されたエルボー点の位置を補正するために位置補正テーブルを適用する。
On the other hand, in the passing light mode, it is necessary to detect the position of the elbow point. Therefore, the
以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明したが、本発明はこれらの具体的実施の態様に制限されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種々の変更が可能であることは勿論である。 Although the specific embodiments of the present invention have been described above in detail, the present invention should not be limited to these specific embodiments, and various modifications may be made without departing from the technical scope of the present invention. Of course, changes are possible.
10:カラーヘッドライトテスター
11:受光部
17:主レンズ(フレネルレンズ)
19:内部(測定用)スクリーン
20:測定用カメラ
20b:半導体カラーイメージセンサ
21:データ処理装置
24:正対用カメラ
25:10mスクリーン
30:画像処理装置
33:配光パターン(画像)
37a:水平カットライン
37b:斜めカットライン
38:エルボー点
40:画素
41:ゾーン
50:基準球取り付け装置
51:基準球
58:照度計
10: color headlight tester 11: light receiving unit 17: main lens (Fresnel lens)
19: internal (for measurement) screen 20: camera for
37a:
Claims (61)
該光学系を介して該投射光の配光パターンが投影されるスクリーン、
該スクリーン上の該配光パターンを撮像する測定用カラーカメラ、
該測定用カラーカメラの選択した複数個の画素の各々に対して該投射光の色温度に基づいてrgb係数を決定するrgb係数決定手段、
該測定用カラーカメラからのRGBデータを受け取って該rgb係数決定手段によって決定された対応する画素に対するrgb係数を適用して該対応する画素に対する輝度を決定する輝度決定手段、
該複数個の画素の内で最高輝度を有する画素を判別し該最高輝度を有する画素の上下左右方向の位置を該ヘッドライトの光軸として決定する光軸決定手段、
を有するカラーヘッドライトテスター。 An optical system that receives the projection light from the headlights,
A screen on which a light distribution pattern of the projection light is projected via the optical system;
A color camera for measurement which captures the light distribution pattern on the screen;
An rgb coefficient determination unit that determines an rgb coefficient based on a color temperature of the projection light for each of a plurality of selected pixels of the measurement color camera;
Luminance determination means for receiving RGB data from the color camera for measurement and applying the rgb coefficient to the corresponding pixel determined by the rgb coefficient determination means to determine the luminance for the corresponding pixel;
Optical axis determination means for determining a pixel having the highest luminance among the plurality of pixels and determining the position of the pixel having the highest luminance in the vertical and horizontal directions as the optical axis of the headlight.
Color headlight tester with.
該光学系を介して該投射光の配光パターンが投影されるスクリーン、
該スクリーン上の該配光パターンを撮像する測定用カラーカメラ、
該測定用カラーカメラの選択した複数個の画素の各々に対して該投射光の色温度に基づいてrgb係数を決定するrgb係数決定手段、
該測定用カラーカメラからのRGBデータを受け取って該rgb係数決定手段によって決定された対応する画素に対するrgb係数を適用して該対応する画素に対する輝度を決定する輝度決定手段、
該複数個の画素の夫々に対応する複数個の輝度の内で最高輝度を判別し該最高輝度から該ヘッドライトの光度を決定する第1光度決定手段、
を有するカラーヘッドライトテスター。 An optical system that receives the projection light from the headlights,
A screen on which a light distribution pattern of the projection light is projected via the optical system;
A color camera for measurement which captures the light distribution pattern on the screen;
An rgb coefficient determination unit that determines an rgb coefficient based on a color temperature of the projection light for each of a plurality of selected pixels of the measurement color camera;
Luminance determination means for receiving RGB data from the color camera for measurement and applying the rgb coefficient to the corresponding pixel determined by the rgb coefficient determination means to determine the luminance for the corresponding pixel;
First intensity determining means for determining the highest intensity among the plurality of intensities corresponding to each of the plurality of pixels and determining the intensity of the headlight from the highest intensity;
Color headlight tester with.
該光学系を介して該投射光の配光パターンが投影されるスクリーン、
該スクリーン上の該配光パターンを撮像する測定用カラーカメラ、
該測定用カラーカメラの選択した複数個の画素の各々に対して該投射光の色温度に基づいてrgb係数を決定するrgb係数決定手段、
該測定用カラーカメラからのRGBデータを受け取って該rgb係数決定手段によって決定された対応する画素に対するrgb係数を適用して該対応する画素に対する輝度を決定する輝度決定手段、
該配光パターンにおいて該ヘッドライトの中心から所定の位置における輝度を判別し該輝度から該ヘッドライトの光度を決定する第2光度決定手段、
を有するカラーヘッドライトテスター。 An optical system that receives the projection light from the headlights,
A screen on which a light distribution pattern of the projection light is projected via the optical system;
A color camera for measurement which captures the light distribution pattern on the screen;
An rgb coefficient determination unit that determines an rgb coefficient based on a color temperature of the projection light for each of a plurality of selected pixels of the measurement color camera;
Luminance determination means for receiving RGB data from the color camera for measurement and applying the rgb coefficient to the corresponding pixel determined by the rgb coefficient determination means to determine the luminance for the corresponding pixel;
A second light intensity determination unit that determines the brightness at a predetermined position from the center of the headlight in the light distribution pattern and determines the light intensity of the headlight from the brightness;
Color headlight tester with.
該光学系を介して該投射光の配光パターンが投影されるスクリーン、
該スクリーン上の該配光パターンを撮像する測定用カラーカメラ、
該測定用カラーカメラの選択した複数個の画素の各々に対して該投射光の色温度に基づいてrgb係数を決定するrgb係数決定手段、
該測定用カラーカメラからのRGBデータを受け取って該rgb係数決定手段によって決定された対応する画素に対するrgb係数を適用して該対応する画素に対する輝度を決定する輝度決定手段、
該複数個の画素に対する輝度を互いに比較して少なくとも一本の水平カットラインと該水平カットラインに対して所定の角度を有する少なくとも一本の斜めカットラインとを判別しそれらのカットラインの交点としてエルボー点を決定するエルボー点決定手段、
を有するカラーヘッドライトテスター。 An optical system that receives the projection light from the headlights,
A screen on which a light distribution pattern of the projection light is projected via the optical system;
A color camera for measurement which captures the light distribution pattern on the screen;
An rgb coefficient determination unit that determines an rgb coefficient based on a color temperature of the projection light for each of a plurality of selected pixels of the measurement color camera;
Luminance determination means for receiving RGB data from the color camera for measurement and applying the rgb coefficient to the corresponding pixel determined by the rgb coefficient determination means to determine the luminance for the corresponding pixel;
The luminances for the plurality of pixels are compared with each other to determine at least one horizontal cut line and at least one oblique cut line having a predetermined angle with respect to the horizontal cut line, and as an intersection point of those cut lines Elbow point determination means for determining an elbow point,
Color headlight tester with.
該投射光の該スクリーン上の配光パターンを測定用カラーカメラで撮像し、
画像処理装置が該測定用カラーカメラの複数個の画素から該配光パターンに従う複数個のRGBデータを受け取ると共に該測定用カメラの選択した複数個の画素の各々に対して該投射光の色温度に基づいてrgb係数を決定してY=r×R+g×G+b×Bの式に従って該複数個の画素の夫々に対して複数個の輝度Yを決定し、
該複数個の輝度に基づいて該ヘッドライトに対して光軸、光度、エルボー点の内の少なくとも一つを決定する、
ことを包含しているカラー画像処理によるヘッドライトのテスト方法。 Projecting light from the headlights onto the screen through the optical system,
The light distribution pattern on the screen of the projection light is imaged by a color camera for measurement,
The image processing apparatus receives a plurality of RGB data according to the light distribution pattern from the plurality of pixels of the color camera for measurement, and the color temperature of the projection light for each of the plurality of pixels selected by the camera for measurement. And determining a plurality of luminances Y for each of the plurality of pixels according to the equation Y = r × R + g × G + b × B based on
Determining at least one of an optical axis, a luminous intensity, and an elbow point for the headlight based on the plurality of luminances;
Test method of headlight by color image processing that includes.
(b)該複数個の輝度Yに基づいて前記ヘッドライトに対して仮の光度を決定し、
(c)該仮の光度が許容差を超えて該判定した光源種別の光度と異なる場合には、該仮の光度に基づいて新たなrgb係数を選択し、
(d)該新たなrgb係数を使用して複数個の新たな輝度Yを決定し、
(e)該複数個の新たな輝度Yに基づいて前記ヘッドライトに対して再度仮の光度を決定し、
(f)該仮の光度が許容差を超えて該判定した光源種別の光度とことならなくなるまでステップ(c)乃至(e)を繰り替えて実施して前記ヘッドライトに対して最終の光度を決定する、
ことを包含している請求項56記載の方法。 (A) selecting the basic rgb coefficients to determine a plurality of luminances Y;
(B) determining a provisional light intensity for the headlight based on the plurality of luminances Y;
(C) When the temporary light intensity exceeds the tolerance and is different from the light intensity of the determined light source type, a new rgb coefficient is selected based on the temporary light intensity,
(D) determining a plurality of new luminances Y using the new rgb coefficients;
(E) determining the provisional light intensity again for the headlight based on the plurality of new luminances Y,
(F) Repeat steps (c) to (e) until the provisional light intensity exceeds the tolerance and does not differ from the light intensity of the determined light source type to determine the final light intensity for the headlight. Do,
57. A method according to claim 56 comprising.
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