一種燈具測試裝置的製作方法

2023-09-18 17:17:10

專利名稱：一種燈具測試裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於光輻射測量領域，具體涉及一種燈具測試裝置。
背景技術：
車用燈具作為汽車的照明和指示工具，堪稱為「車輛的眼睛」，車燈照明分布應能最大限度地照明車輛前方的道路和障礙物，最小限度地照射迎面而來的車輛駕駛員的眼睛，因此，車燈應具有特定的配光性能，其配光性能的好壞對安全行駛起著至關重要的作用，直接關係到人們的財產和生命安全。國內外相關標準均將車燈的配光性能列為法規或者強制性標準的檢測項目，並對相關的測試裝置和測試條件作了相應的規定。傳統的車用燈具檢測有兩種方法，一種是被測燈具不動，用照度計分別測量配光屏上不同位置處的照度；另一種是照度計不動，轉動燈具，測量探頭對應燈的不同角度(相當於探頭處於屏的不同位置)處的照度值。通過核查各個照度值是否符合標準規定，從而判斷燈具是否合格。然而，由於國標GB 4599-2007等標準明確規定，上述測量方法中的配光屏必須位於離燈基準中心25m處、並過HV點的垂直平面，因此要求實驗室的尺寸應足夠大，只能適用於實驗室測量，難以適用於車燈的現場檢測。為解決傳統檢測方法的不足，現有技術採用在配光屏和待測燈具之間設置非涅爾透鏡，將前照燈在25m處配光屏上的光能分布圖成像到它的後焦面附近，大大縮短了測量距離，但由於光線經非涅爾透鏡發生折射，會產生較大的色差；此外，現有的採用平面配光屏的方法，光線照射到其上時，會產生較大的球差。因此，現有的測量裝置存在較大的像差，成像質量較差，測量準確度低，測量結果不能真實反映車燈的配光性能，嚴重影響對車燈質量的客觀評價。

實用新型內容針對上述現有技術的不足，本實用新型旨在提供一種像差小、測量準確度高的燈具測試裝置。本實用新型所述的一種燈具測試裝置是通過以下技術方案實現的。一種燈具測試裝置，包括用以裝載待測燈具的燈具座和配光屏，其特徵在於，包括將待測燈具的光線成像到配光屏上的凹面反射鏡，以及用以接收配光屏上光信息的第一光電探測器，第一光電探測器為多通道光電探測器；所述的第一光電探測器設置在配光屏後並對準配光屏，所述的配光屏位於凹面反射鏡之後的光路中。本實用新型利用凹面反射鏡的反射、會聚效應，將待測燈具的光線成像到配光屏上，再利用在其後的多通道探測器接收、測量配光屏上的光分布信息，並與相關標準中的數據進行比較，從而判斷被測燈具是否符合相關標準要求。相比於現有採用非涅爾透鏡的測量裝置，由於本實用新型公開的技術方案在整個光路中，光線只進行了反射和會聚，因此，該測量裝置完全不存在色差，測量準確度高。本實用新型可通過以下技術方案進一步限定和完善[0009]作為優先，包括分光器，所述的分光器設置在凹面反射鏡和燈具座之間，分光器將來自待測燈具光線被至少分為兩束。這裡的分光器為半透半反平面鏡或者半透半反分光稜鏡，分光器將來自待測燈具的光線分為反射光和透射光兩束光線，其中透射光線經凹面反射鏡反射到配光屏上，被第一光電探測器接收和測量；另一束反射光線可以入射到人眼中，人眼觀察待測燈具的光信息，並根據第一光電探測器測得的光分布信息，輔助調節待測燈具的位置，實現待測燈具配光性能的精確測量。由於人眼的主觀因素，較難實現對待測燈具位置的準確調節，因此可包括第二光電探測器，第二光電探測器和凹面反射鏡分別位於分光器的兩邊光路上，第二光電探測器為單通道或者多通道光電探測器。透射光線經凹面反射鏡反射，入射到第一光電探測器上；反射光線被第二光電探測器直接地或間接地接收和測量。用客觀的第二光電探測器代替人目艮，接收和測量反射光線，觀察並準確調節待測燈具的位置，進一步提高測量準確度。此外，可在所述的第二光電探測器前設置成像裝置，將分光器的反射光線成像到第二光電探測器上，嚴格保證成像關係，提高測量準確度。作為一種技術方案，所述的凹面反射鏡相對於待測燈具傾斜設置，凹面反射鏡的 出射光線直接成像到配光屏上；或者所述的凹面反射鏡的對稱軸過待測燈具的基準中心，凹面反射鏡的出射光線經分光器反射成像到配光屏上。作為優選，包括用以接收配光屏上光信息的第三光電探測器，所述的第三光電探測器為設置在配光屏後並對準配光屏的多通道探測器。第一光電探測器和第三光電探測器可分別設置在配光屏中軸線的對稱位置處，兩者相互配合，分別滿足對配光屏上的光分布信息不同需求的測量。例如，第二光電探測器為高精度面陣CCD，用於對配光屏的光信息進行高精度測量；第三光電探測器為像素點少、高採集速度的CCD，用於對配光屏的光信息進行快速測量。作為一種技術方案，本實用新型包括一個或者多個第四光電探測器，所述的第四光電探測器為單通道光電探測器，第四光電探測器設置在配光屏後指定的一個或者多個位置上、並用以接收經配光屏入射到各個位置上的光線。所述的配光屏為開有一個或多個小孔的漫射屏，第四光電探測器設置在各個小孔後並接收透過小孔的光線，第一光電探測器接收配光屏上其它區域的光信息；或者所述的配光屏為漫透射屏，在配光屏後設置黑幕，在所述的黑幕上開一個或多個小孔，第四光電探測器設置在各個小孔後並接收透過小孔的光線，第一光電探測器接收整個配光屏上的光信息。由於單通道的第四光電探測器具有較高的測量精度，該測試裝置測量的配光性能準確度高；特別是當所述的配光屏上的小孔或者黑幕上的小孔位於待測燈具的特徵測量區域處，如GB 4599-2007中遠光測試點HV點、近光測試點75R/75L/25R/25L等，通過準確測量上述特徵點處的照度，可實現燈具配光性能的準確評價。當配光屏為漫射屏時，第一光電探測器接收並測量除小孔外、配光屏上其他區域的光信息，將第四光電探測器的測量結果和第一光電探測器的測量結果相結合，即可實現配光屏整體配光性能的測量。當配光屏為漫透射屏時，第一光電探測器接收並測量整個配光屏上的光信息，將第四光電探測器測得的測量值與第一光電探測器上對應位置處的測量值相比較，得到校正係數，用以校正第一光電探測器上的測量結果，提高測量準確度。本實用新型中，配光屏可以為曲面的漫反射屏或漫透射屏。傳統的車燈測試裝置中，均採用平面毛玻璃作為漫反射屏，但由於平面屏的球差較大，測量準確度低；若採用球面或拋物面或非球面等曲面配光屏，可有效減小裝置的球差，提高測量準確度。作為一種技術方案，在所述的燈具座之後的光路中設置濾色片和/或光闌。為減少光路中的雜散光，可在燈具座之後、透鏡單元之前設置光闌，以減少入射到配光屏的雜散光。此外，還可以在燈具座之後、透鏡單元之前設置濾色片，例如可選導通波長範圍為380nnT780nm的帶通濾色片，以減少其他波長的雜散光，提高測量準確度。作為優選，包括暗箱，除待測燈具和燈具座外，其他裝置均可設置在暗箱內，即上述的配光屏、凹面反射鏡、分光器、第一光電探測器、第二光電探測器、第三光電探測器、黑幕、第四光電探測器、濾色片和/或光闌等均可設置在暗箱內，均設置在暗箱內，以提供體積小、設計一體化的測量裝置，且整個測量裝置受外界光線影響小，雜散光水平低。作為優先，包括用以處理各個光電探測器測量結果的控制器，上述的各個光電探測器與控制器均電連接；還包括用以顯示測量結果的顯示屏，所述的顯示屏和控制器電連接。這裡的控制器可以為微控制器或上位機等，顯示屏可以為液晶顯示屏或觸控螢幕等。·[0019]綜上所述，本實用新型中，待測燈具的光線經凹面反射鏡直接成像到配光屏上；或者分光器將凹面反射鏡的出射光線反射，再成像到配光屏上，多通道的第一光電探測器器接收配光屏上的光分布信息，實現待測燈具配光性能的測量。整個光路中僅發生反射和會聚，避免了光學裝置的色差；同時利用曲面配光屏有效減小光學裝置的球差，使得整個測量裝置的像差較小，成像質量好，測量準確度高。

附圖I是實施例I的示意圖；附圖2是實施例2的示意圖；附圖3是實施例3的示意圖；附圖4是實施例4的示意圖；附圖5是實施例5的示意圖和局部放大圖。I-待測燈具；2_燈具座；3_配光屏；4_凹面反射鏡；5_第一光電探測器；6_分光器；7_第二光電探測器；7_第二光電探測器；8_第三光電探測器；9_成像裝置；10-暗箱；11_黑幕；12_第四光電探測器；13—配光屏上的小孔；14_黑幕上的小孔；15_濾色片；16-光闌。
具體實施方式
實施例I如圖I所示，本實施例公開了一種燈具測試裝置，包括待測燈具I、用於裝載待測燈具I的燈具座2、配光屏3、凹面反射鏡4、多通道光電探測器5和暗箱10，配光屏3、凹面反射鏡4和多通道光電探測器5均設置在暗箱10內。本實施例中，凹面反射鏡4相對於待測燈具I傾斜設置，凹面反射鏡4的對稱軸不過待測燈具I的基準中心，凹面反射鏡4的對稱軸與配光屏3的中心軸線相互重合，多通道光電探測器5位於凹面反射鏡4附近、且其中心軸線與凹面反射鏡4的對稱軸的夾角應儘可能小。在光路中凹面反射鏡4、配光屏3、多通道光電探測器5依次按順序設置，即多通道光電探測器5設置在配光屏3後並對準配光屏3，配光屏3位於凹面反射鏡4之後的光路中。實際工作時，將待測燈具I安裝在燈具座2上，待測燈具I的光線入射到凹面反射鏡4上，凹面反射鏡4將光線反射、會聚，並直接成像到配光屏3上，多通道光電探測器5接收配光屏3上的光信息，並將測量數據與相關標準中的數據進行比較，從而判斷待測燈具I是否符合相關標準要求，實現待測燈具I配光性能的準確評價。由於在整個光路中，光線只進行了反射和會聚，因此，本實施例的測量裝置完全不存在色差，測量準確度高。此外，在本實施例包括設置在燈具座2和透鏡單元4之間的濾色片 15，該濾色片15為導通波長範圍為380nnT780nm的帶通濾色片，以減少其他波長的雜散光，提高測量準確度。需要說明的是，這裡的配光屏3可以為平面漫反射屏，也可以為曲面漫反射屏。曲面漫反射屏可有效減小裝置的球差，進一步提高測量準確度。實施例2如圖2所示，本實施例I包括待測燈具I、用於裝載待測燈具I的燈具座2、配光屏3、凹面反射鏡4、多通道光電探測器5、分光器6、第二光電探測器7、成像裝置9和暗箱10，配光屏3、凹面反射鏡4、多通道光電探測器5、分光器6和成像裝置9均設置在暗箱10內。相比於實施例1，本實施例在燈具座2和凹面反射鏡4之間設置了分光器6。這裡的分光器6為半透半反鏡，待測燈具I的光線經半透半反鏡6後，光線被分為反射光線和透射光線兩部分，反射光線經成像裝置9成像後，被第二光電探測器7接收；透射光線經凹面反射鏡4反射、會聚到配光屏3上後，被第一光電探測器5接收。本實施例中的第二光電探測器7為多通道光電探測器，用以觀察待測燈具的光信息，根據第一光電探測器7測得的光分布信息，輔助調節待測燈具的位置，實現待測燈具配光性能的精確測量。此外，該實施例還包括設置在燈具座2和分光器6之間的光闌16，以減少入射到配光屏3的雜散光，這裡的光闌16可為可調光闌，根據待測燈具I的發光強度，調節透光口的大小。實施例3如圖3所示，本實施例I包括待測燈具I、用於裝載待測燈具I的燈具座2、配光屏
3、凹面反射鏡4、第一光電探測器5、分光器6、第二光電探測器7、第三光電探測器8、成像裝置9和暗箱10，配光屏3、凹面反射鏡4、多通道光電探測器5、分光器6、第二光電探測器7、第三光電探測器8和成像裝置9均設置在暗箱10內。不同於實施例I和實施例2，本實施例中的凹面反射鏡4的對稱軸過待測燈具I的基準中心，配光屏3的中心軸線與凹面反射鏡4的對稱軸相垂直。實際工作時，待測燈具I的光線經半透半反鏡6分光後，反射光線經成像裝置9成像後，被第二光電探測器7接收；透射光線被凹面反射鏡4反射後，入射到半透半反鏡6上，凹面反射鏡4的出射光線再被半透半反鏡6反射、併入射到配光屏3上；這裡的第二光電探測器7和第三光電探測器8均為多通道光電探測器，兩個多通道光電探測器分別接收配光屏3上的光分布信息。其中第二光電探測器7為高精度面陣CCD，用於配光屏3上光信息的高精度測量；而第三光電探測器8為像素點較少的CCD，用於配光屏3上光信息的快速測量，兩者相互配合以實現待測燈具I的配光性能的高精度快速測量。[0039]實施例4如圖4所示，不同於實施例2，本實施例中的配光屏3為漫射屏，這裡的配光屏3為漫射屏，在漫射屏3上的中心(即HV點處)開有一個小孔13 ;第四光電探測器12設置在小孔13後並接收和測量透過小孔7的光線，第一光電探測器5接收和測量配光屏3上除中心小孔外、其它區域的光信息。實際工作時，第四光電探測器12接收和測量配光屏3中心小孔13的光線，第一光電探測器5接收並測量除小孔13外、配光屏3上其他區域的光信息，利用第四光電探測器12為具有高精度的單通道光電探測器，因此，採用第四光電探測器12可實現待測燈具I遠光配光HV點照度的準確測量，從而準確判斷HV點的照度是否符合相關標準要求；將第一光電探測器5和第四光電探測器12的測量結果結合起來，即可實現待測燈具I的完整配光性能測量，將測量數據與相關標準中的數據進行比較，從而判斷待測燈具I是否符合相關標準要求，實現待測燈具I配光性能的準確評價。實施例5如圖5所示，不同於實施例3，本實施例中的配光屏3為半透明透射屏，包括設置在配光屏3後的黑幕I，在黑幕11上開三個小孔14，這三個小孔分別記為14-1、14-2和14_3，位置分別GB 4599-2007中遠光測試點HV點、近光測試點75R和75L ;在每個小孔14後分別設置一個第四光電探測器12，用以接收和測量透過小孔14的光線，第一光電探測器5和第三光電探測器8分別接收整個配光屏3上的光信息。在實際測量時，將第一光電探測器5的測量結果與相關標準的要求相比較，準確判斷各個特徵點的照度是否符合相關標準要求；同時利用單通道的第四光電探測器12校正第一光電探測器5和第三光電探測器8的測量結果，提高測量準確度。因此，該實施例不僅可滿足待測燈具I的近光配光要求的測量(HV點)，還可滿足遠光配光要求的測量(75R和75L)，當然，也可以根據需求在黑幕8的其他特徵點上開設小孔，以滿足不同的測試需求；更為重要的是，本實施例中，可利用高精度第四光電探測器12的測量結果校正第一光電探測器5和第三光電探測器8的測量結果，減小多通道光電探測器5的測量誤差，進一步提高測量準確度。
權利要求1.一種燈具測試裝置，包括用以裝載待測燈具(I)的燈具座(2)和配光屏(3)，其特徵在於，包括將待測燈具(I)的光線成像到配光屏(3)上的凹面反射鏡(4)，以及用以接收配光屏⑶上光信息的第一光電探測器(5)，第一光電探測器(5)為多通道光電探測器；所述的第一光電探測器(5)設置在配光屏(3)後並對準配光屏(3)，所述的配光屏(3)位於凹面反射鏡(4)之後的光路中。
2.如權利要求I所述的一種燈具測試裝置，其特徵在於，包括分光器￠)，所述的分光器(6)設置在凹面反射鏡⑷和燈具座(2)之間，分光器(6)將來自待測燈具⑴光線被至少分為兩束。
3.如權利要求I或2所述的一種燈具測試裝置，其特徵在於，所述的凹面反射鏡(4)相對於待測燈具(I)傾斜設置，凹面反射鏡(4)的出射光線直接成像到配光屏(3)上。
4.如權利要求2所述的一種燈具測試裝置，其特徵在於，所述的凹面反射鏡(4)的對稱軸過待測燈具(I)的基準中心，凹面反射鏡(4)的出射光線經分光器(6) 二次反射成像到配光屏⑶上。
5.如權利要求2所述的一種燈具測試裝置，其特徵在於，包括第二光電探測器(7)，所述的第二光電探測器(7)和凹面反射鏡(4)分別位於分光器(6)兩邊的光路上，第二光電探測器(7)為單通道或者多通道光電探測器。
6.如權利要求I所述的一種燈具測試裝置，其特徵在於，包括用以接收配光屏(3)上光信息的第三光電探測器(8)，所述的第三光電探測器(8)為設置在配光屏(3)後並對準配光屏(3)的多通道探測器。
7.如權利要求I所述的一種燈具測試裝置，其特徵在於，包括一個或者多個單通道的第四光電探測器(12)，所述的第四光電探測器(12)設置在配光屏(3)後指定的一個或者多個位置上、並用以接收經配光屏(3)入射到各個位置上的光線。
8.如權利要求I或7所述的一種燈具測試裝置，其特徵在於，所述的配光屏(3)為曲面的漫反射屏或漫透射屏。
9.如權利要求I所述的一種燈具測試裝置，其特徵在於，在所述的第二光電探測器(7)前設置成像裝置(9)。
專利摘要本實用新型公開了一種燈具測試裝置，包括配光屏、凹面反射鏡和多通道的第一光電探測器，凹面反射鏡將待測燈具的光線成像到配光屏上，第一光電探測器接收配光屏上的光分布信息，實現待測燈具配光性能的測量。該燈具測試裝置的反射成像光路中，不存在色差，同時利用曲面配光屏有效減小球差，該裝置具備成像質量好、測量準確度高等特點。
文檔編號G01M11/06GK202661250SQ20122029461
公開日2013年1月9日 申請日期2012年6月21日 優先權日2012年6月21日
發明者潘建根 申請人:杭州遠方光電信息股份有限公司