车灯快速测试原理、方法及测量实例

1、车灯快速测试原理、方法及测试实例Keywords: luminance measurement, compact station, luminous intensity distribution1简介：汽车前灯的空间光强分布通常通过角度计，在规定距离，进行扫描测试。这种测试 方法不仅需要较大的测试空间（通常为25米测试距离），而且需要花费大量的时间（从 几十分钟到几个小时）。如果前灯的光束直接照射在投影幕墙上，投射到幕墙上的光通量在墙上产生一个照 度值，这样可以通过图像解析的亮度计得到该墙面的亮度分布。如果该墙面及房间参数 足够理想，就可以从亮度图像计算得到相应的照度分布以及光强分布。除此之外

2、，可以 得到任意平面的照度分布图（如路面照度分布，10米远处的投影屏照度分布等），也 可以得到半球空间的照度分布（就像ECE规定的25米半径的前照灯照度分布）。如上所述，是一个非常有吸引力的快速测试方法，只需要几秒就可以完成前灯的光 学测量。图1: 25米半球范围内的车灯（近光灯）照度分布图，用伪彩色表示照度值，坐标为角度坐标2被照射表面的照度分布两维的亮度空间分布L（x,y）是一个与人眼视觉系统相关的物理量。然而，在许多应 用领域，人们更加关心照度值。所以，必须进行必要的光度学转换。入射的光通量中的 一部分被反射表面所反射（反射率p），另外的被吸收，反射部分可以是镜面反射，也 可以是漫反射，

3、也可以是二者混合。如果反射是理想的漫反射，则亮度值L（9,S就与光 束的方向无关，L（x, y&,甲）=L（x, y） ”（9,平），换种说法，即不同的测试方向得到的亮 度值与该处的照度值E（x,y）.的比值为一固定常数。如果一个反射表面满足完全漫反射条 件，就可以通过图像解析的亮度测试技术直接得到空间的照度分布。I(S, p)Lg)& p headlamp n K y measuring wall n i j luminance imageluminance measuring cameraheadlampE(& I(S, p)Lg)& )r E(制 y) AFigure 2: Schema

4、tic illustration of the indirect luminous intensity distribution measurement3杂散光在对光进行测试时，必须注意，只能让被测量的光进入光接收器件，否则，光源 在任意表面产生的反射光都有可能进入光接收器，从而使得测试结果偏离。所有非测 试需要的光统称为杂散光，反应在亮度图像上，可以在全部或局部增加亮度，在本测 试项目中，杂散光对暗区影响，导致亮度值增大，实际上，在该区域，亮度应该更弱， 甚至完全没有强度信号。这样就影响的了最终的测试结果。在对比度超过1： 200的情 况下，与真实值的偏离将非常严重，而且，图像的对比度将会降

5、低。杂散光由不符合要求的反射、光源以及一些透射材料产生，这些现象既产生于图 像系统本身，也产生于房间布置的本身。亮度图像测试系统的杂散光可以通过设计减 小杂散光（消光漆、设置光阑），房间导致的杂散光主要有照射表面，光源本身。可 以通过减低表面反射率，设置通光孔径限制天花板或地面的影响等任何残留的杂散光都必须通过软件的方法予以修正，下图是氙气近光灯照度分布图 在杂散光修正前后的对比。Figure 3: 10米墙面的亮度图像，左边有杂散光，右边是经软件对杂散光修正后的亮度图像4测试实例对于汽车前灯测试来讲，通常会用25米距离的照度分布来推断其光强分布。这种 方法主要是将被测试的光源放在一个可以在9

6、伸进行转动的角度计上，来得到照度分布。 为了快速得到一个形象的测试结果，最佳的亮度分布测试距离采用10米。根据之前的描述，通过投影墙上的亮度分布可以得到照度分布。在测试中，我们使 用LMK98影像式亮度计作为亮度测试装置，并采用专用前灯测试软件模块，可以根据 亮度计在室内的位置、前灯到墙的距离、前灯的高度等来计算各种光学量的空间分布:投影幕墙上的照度分布-球形空间的照度分布（例如r = 25 m） 光强分布在路面上的水平或垂直方向的照度分布Figure 4:从投影幕墙上测得的亮度分布，计算出的路面垂直照度分布4.1 Determination of the elbow point and re

7、-aim软件还可以从近光灯的分布图上找到其肘点elbow point。主要是通过计算得到的光强 分布（LID）图得到。找到肘点elbow point后，就可以自动将光强分布图移至基准中心 点（0; 0 = HV），这样就需要通过手动粗调前灯位置。由于需要与相关的前灯测试法规一 致，用户可以根据这些测试规范，自定义测试点。如HV, B50L,等，只有测试区域的所 有点满足了测试指标，才可以认为该前灯符合指标。根据偏离位置点的数目，可以出示 关于该灯的质量说明。如果必要，还可以对该测试指标标准值进行修改。得到肘点elbow point，无论是这一点还WV点，可以直观的显示在软件上，如图五所 示，而

8、且还可以输出其它数据，例如偏离点的数目，相对于肘点的任意点的光强值，若 干模组测试的统计分析（与光轴相关肘点偏离、多个测试中的最大、最小值等），明暗截止线(AK31)的强度等等，这些数据可以保存在文件中，也可以以图形的形式输出。Figure 5: Visualization of the elbow point and some ECE measurement points4.2对明暗截止线附近的颜色特性进行分析图示的为有卤素前灯的色彩图像，在水平-0.5的位置，选取+2到-2的区间进行色 彩分析，图表所示既是该位置的色彩变化特性。5 KMP紧凑式车灯测试暗箱间接法对车灯测试，仍然需要较大的空间，可以通过使用汇聚透镜压缩光束尺寸， 从而在一个紧凑的测试暗箱里完成测试。这就是KMP测试箱，测试原理与前面所述完 全一样，只是加入了一个透镜来缩短测试距离，整体尺寸LxWxH: 95 cm x 50 cm x 43cm.由于采用了暗箱，环境光造成的杂散光可以不计。KMP可以分成2个空间，测试空 间部分，有一个反射屏以及一个光阑，