図面 (/)

技術 高速点滅光測定装置

出願人 独立行政法人自動車技術総合機構
発明者 伊藤紳一郎塚田由紀
出願日 2016年9月23日 (4年1ヶ月経過) 出願番号 2016-185373
公開日 2018年3月29日 (2年7ヶ月経過) 公開番号 2018-048944
状態 特許登録済
技術分野 光学装置、光ファイバーの試験
主要キーワード 対数平均値 製造ロット毎 道路運送車両 保安基準 ヘッドライトテスタ 高速点滅 同一車種 感覚特性
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年3月29日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

運転者歩行者感じる明るさ感に一致する光度、照度及び/又は輝度測定可能LED等の高速点滅光測定装置を提供する。

解決手段

高速点滅光測定装置は、受光部10と、補正部20と、出力部30とからなる。受光部10は、パルス駆動により高速点滅される光源からの高速点滅光を受光し、パルス駆動のデューティ比出力レベルとを検出する。補正部20は、被験者が高速点滅光の出力レベルを連続光の光度と同等と認識するように、予め既知の連続光と所定の高速点滅光との関係を用いて作成される、デューティ比と出力レベルとをパラメータとする補正関数を用いて、受光部10により検出されるデューティ比と出力レベルとを入力し、受光部10により検出される高速点滅光の出力レベルを連続光の光度に補正する。出力部30は、補正部20により補正される光度、又は補正される光度に基づく照度及び/又は輝度を出力する。

概要

背景

近来から車両のヘッドライトとしてLED(Light Emitting Diode)やレーザが用いられてきている。これにより、デザインの自由度や機能面においてもヘッドライトが進化してきている。従来のハロゲンランプやHID(High Intensity Discharge)ランプは、交換することを前提としてフィラメントの位置やコネクタの形状等が規格化されていたが、LEDについては未だ規格化されていない状況である。

このようなLEDを用いたヘッドライトは、前照灯としての前方を照らす要件は満たすものの、車種毎又は同一車種であっても製造ロット毎に異なる特性を持つLEDが搭載されている場合もある。調光可能なLEDには、常時通電する連続光ではなく、パルス駆動により高速点滅しながら点灯させるものがある。これは、例えば特許文献1等では、高速点滅する明滅デューティ比を変えることで光度を変化させている。

従来のヘッドライトテスタ等の光測定装置では、LED等の高速点滅光の光度を正確に測定できない場合がある。これは、高速点滅光源の明減周期に対応して点灯時の光度を正確に測定し、それを時間積分する必要があるためである。上述の通りLEDの規格化がまだされていないので、車種毎又は製造ロット毎に異なるため、すべてのヘッドライトに対して明減周期と測定周期を同期させることは困難である。

このような課題を解決する従来技術として、例えば特許文献2がある。特許文献2は、測定対象となるLEDの発光パルス駆動周期及び波形を取得する機能を有し、得られたLEDの発光パルス駆動周期及び波形と計測電子機器固有測定タイミング周期との同期を取るものである。

概要

運転者歩行者感じる明るさ感に一致する光度、照度及び/又は輝度測定可能なLED等の高速点滅光測定装置を提供する。高速点滅光測定装置は、受光部10と、補正部20と、出力部30とからなる。受光部10は、パルス駆動により高速点滅される光源からの高速点滅光を受光し、パルス駆動のデューティ比と出力レベルとを検出する。補正部20は、被験者が高速点滅光の出力レベルを連続光の光度と同等と認識するように、予め既知の連続光と所定の高速点滅光との関係を用いて作成される、デューティ比と出力レベルとをパラメータとする補正関数を用いて、受光部10により検出されるデューティ比と出力レベルとを入力し、受光部10により検出される高速点滅光の出力レベルを連続光の光度に補正する。出力部30は、補正部20により補正される光度、又は補正される光度に基づく照度及び/又は輝度を出力する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

光源からの光の光度、照度及び/又は輝度を測定するための高速点滅光測定装置であって、該高速点滅光測定装置は、パルス駆動により高速点滅される光源からの高速点滅光を受光し、パルス駆動のデューティ比出力レベルとを検出する受光部と、被験者が高速点滅光の出力レベルを連続光の光度と同等と認識するように、予め既知の連続光と所定の高速点滅光との関係を用いて作成される、デューティ比と出力レベルとをパラメータとする補正関数を用いて、前記受光部により検出されるデューティ比と出力レベルとを入力し、前記受光部により検出される高速点滅光の出力レベルを連続光の光度に補正する補正部と、前記補正部により補正される光度、又は補正される光度に基づく照度及び/又は輝度を出力する出力部と、を具備することを特徴とする高速点滅光測定装置。

請求項2

請求項1に記載の高速点滅光測定装置において、前記受光部は、さらに、光源からの高速点滅光の駆動周波数を検出し、検出される駆動周波数が測定可能周波数範囲であれば、検出されるデューティ比と出力レベルとを補正部に送信することを特徴とする高速点滅光測定装置。

請求項3

請求項1又は請求項2に記載の高速点滅光測定装置において、前記受光部は、さらに、検出される光が連続光の場合には、検出される出力レベルを出力部に送信し、前記出力部は、受光部からの出力レベルを光度、又は光度に基づく照度及び/又は輝度として出力する、ことを特徴とする高速点滅光測定装置。

請求項4

請求項1乃至請求項3の何れかに記載の高速点滅光測定装置において、前記補正部の補正関数は、被験者による感覚特性に基づいて作成されることを特徴とする高速点滅光測定装置。

請求項5

請求項1乃至請求項4の何れかに記載の高速点滅光測定装置において、前記補正部は、マイクロプロセッサメモリとを具備することを特徴とする高速点滅光測定装置。

技術分野

0001

本発明は高速点滅光測定装置に関し、特に、車両の高速点滅するヘッドライトの光度、照度及び/又は輝度測定可能な高速点滅光測定装置に関する。

背景技術

0002

近来から車両のヘッドライトとしてLED(Light Emitting Diode)やレーザが用いられてきている。これにより、デザインの自由度や機能面においてもヘッドライトが進化してきている。従来のハロゲンランプやHID(High Intensity Discharge)ランプは、交換することを前提としてフィラメントの位置やコネクタの形状等が規格化されていたが、LEDについては未だ規格化されていない状況である。

0003

このようなLEDを用いたヘッドライトは、前照灯としての前方を照らす要件は満たすものの、車種毎又は同一車種であっても製造ロット毎に異なる特性を持つLEDが搭載されている場合もある。調光可能なLEDには、常時通電する連続光ではなく、パルス駆動により高速点滅しながら点灯させるものがある。これは、例えば特許文献1等では、高速点滅する明滅デューティ比を変えることで光度を変化させている。

0004

従来のヘッドライトテスタ等の光測定装置では、LED等の高速点滅光の光度を正確に測定できない場合がある。これは、高速点滅光源の明減周期に対応して点灯時の光度を正確に測定し、それを時間積分する必要があるためである。上述の通りLEDの規格化がまだされていないので、車種毎又は製造ロット毎に異なるため、すべてのヘッドライトに対して明減周期と測定周期を同期させることは困難である。

0005

このような課題を解決する従来技術として、例えば特許文献2がある。特許文献2は、測定対象となるLEDの発光パルス駆動周期及び波形を取得する機能を有し、得られたLEDの発光パルス駆動周期及び波形と計測電子機器固有測定タイミング周期との同期を取るものである。

先行技術

0006

特開2015−041604号公報
特開2015−210260号公報

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、従来の特許文献2は、同期を取るために複雑な処理をしており、また、得られた光度については、それが実際の運転者歩行者感じる光度とは乖離し得るものであった。ヘッドライトの配光走行中にも変化する新しい機能を持つものも存在することを考慮すると、物理的な放射強度の測定だけでなく、実際に運転者や歩行者が感じる「明るさ感」を測定することがより重要になる。さらに、LED等の高速点滅光源に対しても、時間積分による光度をそのまま現在の道路運送車両保安基準に当てはめて良いのか否かも不明である。

0008

本発明は、斯かる実情に鑑み、運転者や歩行者が感じる明るさ感に一致する光度、照度及び/又は輝度を測定可能なLED等の高速点滅光測定装置を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段

0009

上述した本発明の目的を達成するために、本発明による高速点滅光測定装置は、パルス駆動により高速点滅される光源からの高速点滅光を受光し、パルス駆動のデューティ比と出力レベルとを検出する受光部と、被験者が高速点滅光の出力レベルを連続光の光度と同等と認識するように、予め既知の連続光と所定の高速点滅光との関係を用いて作成される、デューティ比と出力レベルとをパラメータとする補正関数を用いて、受光部により検出されるデューティ比と出力レベルとを入力し、受光部により検出される高速点滅光の出力レベルを連続光の光度に補正する補正部と、補正部により補正される光度、又は補正される光度に基づく照度及び/又は輝度を出力する出力部と、を具備するものである。

0010

ここで、受光部は、さらに、光源からの高速点滅光の駆動周波数を検出し、検出される駆動周波数が測定可能な周波数範囲であれば、検出されるデューティ比と出力レベルとを補正部に送信するものであっても良い。

0011

また、受光部は、さらに、検出される光が連続光の場合には、検出される出力レベルを出力部に送信し、出力部は、受光部からの出力レベルを光度、又は光度に基づく照度及び/又は輝度として出力するものであっても良い。

0012

また、補正部の補正関数は、被験者による感覚特性に基づいて作成されれば良い。

0013

また、補正部は、マイクロプロセッサメモリとを具備するものであれば良い。

発明の効果

0014

本発明の高速点滅光測定装置には、運転者や歩行者が感じる明るさ感に一致する光度、照度及び/又は輝度を測定可能であるという利点がある。

図面の簡単な説明

0015

図1は、本発明の高速点滅光測定装置を説明するための概略構成図である。
図2は、基準レベルに対して高速点滅光と等しい明るさ感とするための連続光の光度の比率を表すグラフである。

実施例

0016

以下、本発明を実施するための形態を図示例と共に説明する。本発明の高速点滅光測定装置は、光源からの光の光度を測定するものであり、より具体的には高速点滅する光源からの光の光度を測定可能なものである。なお、光源は、例えば車両のヘッドライトであれば良いが、ヘッドライトに限らず高速点滅光源であれば測定可能なものである。また、さらに連続光も測定可能なように構成しても良い。

0017

図1は、本発明の高速点滅光測定装置を説明するための概略構成図である。図示の通り、本発明の高速点滅光測定装置1は、受光部10と、補正部20と、出力部30とから主に構成されている。高速点滅光測定装置1は、例えばヘッドライトテスタに組み込まれれば良い。

0018

受光部10は、パルス駆動により高速点滅される光源であるヘッドライト5からの高速点滅光を受光するものである。受光部10は、例えばヘッドライト5の前方10m程度に対向配置されれば良い。また、集光レンズ2を用いて、車両のヘッドライト5の前方1m程度に対向配置されるものであっても良い。車両のヘッドライト5からの照射光は、集光レンズ2により集光され、10m程度先の配光と相似となる配光を撮像面上に再現させるものとなる。そして、ヘッドライト5のパルス駆動のデューティ比と出力レベルとを検出する。ここで、デューティ比とは、パルス駆動周期における点滅周期に対する点灯時間の割合である。また、出力レベルとは、光度であれば良い。また、光度は、照度等、光度に比例するものであっても良い。

0019

受光部10は、例えばフォトダイオード等の光電変換素子を具備するものであれば良い。光電変換素子は、例えば点滅周期よりも十分に短い時間間隔で光度を測定可能なものであれば良く、フォトダイオード以外にも例えばフォトトランジスタ光電管利用可能である。そして、光電変換素子で得られた電気信号から、例えばサンプリング法によりデューティ比を検出し、またそのときの振幅から出力レベルを検出すれば良い。また、受光部10は、光電変換素子へヘッドライト5からの光を集光させる集光レンズ2を含んでいても良い。この場合には、受光部10をヘッドライト5から例えば10m離す必要はなく、ヘッドライト5の近くに受光部10を対向配置させることが可能となる。

0020

さらに、受光部10は、ヘッドライト5からの高速点滅光の駆動周波数を検出しても良い。これは、ヘッドライト5の駆動周波数が測定可能な周波数範囲なのか否かを検出するためである。検出される駆動周波数が測定可能な周波数範囲であれば、検出されるデューティ比と出力レベルとを以下の補正部20に送信すれば良い。

0021

受光部10は、ヘッドライト5のパルス駆動のデューティ比と出力レベルとを検出可能なものであれば特に特定の装置や特定の方式に限定されるものではなく、従来の又は今後開発されるべきあらゆるものが適用可能である。

0022

補正部20は、受光部10により検出される高速点滅光の出力レベルを連続光の光度に補正するものである。これは、被験者が高速点滅光の出力レベルを連続光の光度と同等と認識するように、検出された出力レベルを被験者が感じる光度に補正するために用いられるものである。補正部20は、デューティ比と出力レベルとをパラメータとする補正関数を用いる。補正関数は、予め既知の連続光と所定の高速点滅光との関係を用いて作成される。受光部10により検出されるデューティ比と出力レベルとを、この補正関数に入力し、連続光の光度に補正する。

0023

ここで、補正部20の補正関数は、被験者による感覚特性に基づいて作成されれば良い。以下、補正関数について具体的に説明する。補正関数は、連続光と高速点滅光に対して、被験者を用いて実際に被験者が感じる明るさ感を測定し、その差を検出することで作成されれば良い。

0024

以下に、今回作成した補正関数の作成手順の一例について具体的に説明する。なお、数値や被験者の人数等はあくまでも一例であり、これに限定されるものではなく、適宜調整されるものである。まず、暗室内視角0.1度の光源を左右に2つ並べる。光源の1つは連続光とし、他の1つは高速点滅光とする。具体的には、どちらの光源も例えば高輝度白色LEDを用い、色温度が約8,800K、ピーク波長が444nmとなるように調整される。明るさ感のデューティ比依存性を検討するために、高速点滅光の方のLEDのデューティ比を、例えば5,10,20,50,100%と変化させる。なお、周波数依存性があるかないかも念のため測定するために、高速点滅光の周波数を例えば35,50,100,200,300Hzと変化させる。被験者4名に対してこのような条件の基、連続光と比べて高速点滅光が明るい暗いか同じかを回答させると共に、高速点滅光と等しい明るさと感じるように連続光を変化させる。このときの連続光の光度を求める。そして、明るいと回答した光度の下限値と暗いと回答した光度の上限値の対数平均値(両光度値の積の平方根)を、高速点滅光と等しいと判断した連続光の光度とする。

0025

このようにして測定された被験者の平均を求めた結果を図2に示す。図2は、基準レベルに対して高速点滅光と等しい明るさ感とするための連続光の光度の比率を表すグラフである。ここで、横軸はデューティ比である。また、基準レベルとは、高速点滅光のデューティ比が100%の場合、即ち、連続光の光度である。図示の通り、デューティ比が低くなるにつれて、高速点滅光と等しい明るさ感とするための連続光の光度が高くなっていることが分かる。逆に言えば、デューティ比が低くなるにつれて、高速点滅光に対する明るさ感は明るく感じる傾向があることが分かる。また、周波数に対する依存性はあまりないものの、低周波数になるにつれて、高速点滅光と等しい明るさ感とするための連続光の光度が高くなる傾向も見られる。

0026

本発明の高速点滅光測定装置1は、このようにして得られた結果を補正関数として用いれば良い。また、被験者の人数を増やす等して、より精度の高い補正関数を作成しても良い。そして、受光部10で検出されたデューティ比と出力レベルとをパラメータとしてこの補正関数に入力すれば良い。さらに、必要により高速点滅光の駆動周波数もパラメータとして補正関数に加えても良い。これにより、受光部10で検出された出力レベルを、実際に運転者や歩行者の感じる明るさ感と等しい光度に補正することが可能となる。

0027

ここで、補正部20は、マイクロプロセッサとメモリとを具備するものであれば良い。メモリに補正関数を記憶しておき、マイクロプロセッサにより補正された光度を演算すれば良い。

0028

そして、出力部30は、補正部20により補正される光度を出力するものである。これは、例えば数値として光度を出力可能ディスプレイ装置等であれば良い。ここで出力される光度は、高速点滅光であっても連続光と同等の明るさ感が得られる光度の数値となり、信頼性の高い値となる。

0029

また、本発明の高速点滅光測定装置1は、光度ではなく、光度に比例するもの、例えば照度や輝度を出力しても良い。即ち、補正された光度に基づき照度や輝度も出力する照度計輝度計として用いることも可能である。

0030

また、本発明の高速点滅光測定装置1は、ヘッドライト5が連続光の場合でも光度や照度、輝度を出力できるようにも構成可能である。即ち、受光部10は、検出される光が連続光の場合には、検出される出力レベルを出力部30に送信すれば良い。そして、出力部30は、受光部10からの出力レベルを光度、又は光度に基づく照度及び/又は輝度として出力すれば良い。このように構成することで、高速点滅光の場合には補正部20を介して光度等を出力し、連続光の場合には補正部20を介さずそのまま光度等を出力することが可能となる。

0031

なお、本発明の高速点滅光測定装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

0032

1高速点滅光測定装置
2集光レンズ
5ヘッドライト
10受光部
20補正部
30 出力部

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ