車(chē)燈快速測(cè)試原理、方法及測(cè)量實(shí)例

1、車(chē)燈快速測(cè)試原理、方法及測(cè)試實(shí)例Keywords: luminance measurement, compact station, luminous intensity distribution1 簡(jiǎn)介:汽車(chē)前燈的空間光強(qiáng)分布通常通過(guò)角度計(jì), 在規(guī)定距離, 進(jìn)行掃描測(cè)試。 這種測(cè)試 方法不僅需要較大的測(cè)試空間 (通常為 25米測(cè)試距離 , 而且需要花費(fèi)大量的時(shí)間 (從 幾十分鐘到幾個(gè)小時(shí)。如果前燈的光束直接照射在投影幕墻上, 投射到幕墻上的光通量在墻上產(chǎn)生一個(gè)照 度值, 這樣可以通過(guò)圖像解析的亮度計(jì)得到該墻面的亮度分布。 如果該墻面及房間參數(shù) 足夠理想, 就可以從亮度圖像計(jì)算得到相應(yīng)的照度分布

2、以及光強(qiáng)分布。 除此之外, 可以 得到任意平面的照度分布圖(如路面照度分布, 10米遠(yuǎn)處的投影屏照度分布等,也 可以得到半球空間的照度分布(就像 ECE 規(guī)定的 25米半徑的前照燈照度分布。如上所述, 是一個(gè)非常有吸引力的快速測(cè)試方法, 只需要幾秒就可以完成前燈的光 學(xué)測(cè)量。圖 1: 25米半球范圍內(nèi)的車(chē)燈(近光燈照度分布圖,用偽彩色表示照度值,坐標(biāo)為角度坐標(biāo)2 被照射表面的照度分布兩維的亮度空間分布 L(x,y 是一個(gè)與人眼視覺(jué)系統(tǒng)相關(guān)的物理量。 然而, 在許多應(yīng) 用領(lǐng)域,人們更加關(guān)心照度值。所以,必須進(jìn)行必要的光度學(xué)轉(zhuǎn)換。入射的光通量中的 一部分被反射表面所反射(反射率 ,另外的被吸收,反

3、射部分可以是鏡面反射,也 可以是漫反射,也可以是二者混合。如果反射是理想的漫反射,則亮度值 L(, 就與光束的方向無(wú)關(guān), L (x , y , , = L (x , y f (, ,換種說(shuō)法,即不同的測(cè)試方向得到的亮度值與該處的照度值 E(x,y.的比值為一固定常數(shù)。 如果一個(gè)反射表面滿(mǎn)足完全漫反射條 件,就可以通過(guò)圖像解析的亮度測(cè)試技術(shù)直接得到空間的照度分布。 Figure 2: Schematic illustration of the indirect luminous intensity distribution measurement3 雜散光在對(duì)光進(jìn)行測(cè)試時(shí),必須注意,只能讓被測(cè)量

4、的光進(jìn)入光接收器件,否則,光源 在任意表面產(chǎn)生的反射光都有可能進(jìn)入光接收器,從而使得測(cè)試結(jié)果偏離。所有非測(cè) 試需要的光統(tǒng)稱(chēng)為雜散光,反應(yīng)在亮度圖像上,可以在全部或局部增加亮度,在本測(cè) 試項(xiàng)目中,雜散光對(duì)暗區(qū)影響,導(dǎo)致亮度值增大,實(shí)際上,在該區(qū)域,亮度應(yīng)該更弱, 甚至完全沒(méi)有強(qiáng)度信號(hào)。這樣就影響的了最終的測(cè)試結(jié)果。在對(duì)比度超過(guò) 1:200的情 況下,與真實(shí)值的偏離將非常嚴(yán)重,而且,圖像的對(duì)比度將會(huì)降低。雜散光由不符合要求的反射、光源以及一些透射材料產(chǎn)生,這些現(xiàn)象既產(chǎn)生于圖 像系統(tǒng)本身,也產(chǎn)生于房間布置的本身。亮度圖像測(cè)試系統(tǒng)的雜散光可以通過(guò)設(shè)計(jì)減 小雜散光(消光漆、設(shè)置光闌,房間導(dǎo)致的雜散光主要

5、有照射表面,光源本身?？?以通過(guò)減低表面反射率,設(shè)置通光孔徑限制天花板或地面的影響等任何殘留的雜散光都必須通過(guò)軟件的方法予以修正, 下圖是氙氣近光燈照度分布圖 在雜散光修正前后的對(duì)比。 Figure 3: 10米墻面的亮度圖像,左邊有雜散光,右邊是經(jīng)軟件對(duì)雜散光修正后的亮度圖像4 測(cè)試實(shí)例對(duì)于汽車(chē)前燈測(cè)試來(lái)講,通常會(huì)用 25米距離的照度分布來(lái)推斷其光強(qiáng)分布。這種 方法主要是將被測(cè)試的光源放在一個(gè)可以在 , 進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的角度計(jì)上, 來(lái)得到照度分布。 為了快速得到一個(gè)形象的測(cè)試結(jié)果,最佳的亮度分布測(cè)試距離采用 10米。根據(jù)之前的描述, 通過(guò)投影墻上的亮度分布可以得到照度分布。 在測(cè)試中, 我們使 用

6、 L MK98 影像式亮度計(jì)作為亮度測(cè)試裝置,并采用專(zhuān)用前燈測(cè)試軟件模塊,可以根據(jù) 亮度計(jì)在室內(nèi)的位置、前燈到墻的距離、前燈的高度等來(lái)計(jì)算各種光學(xué)量的空間分布: 投影幕墻上的照度分布 球形空間的照度分布 (例如 r = 25 m 光強(qiáng)分布 在路面上的水平或垂直方向的照度分布 Figure 4: 從投影幕墻上測(cè)得的亮度分布,計(jì)算出的路面垂直照度分布4.1 Determination of the elbow point and re-aim軟件還可以從近光燈的分布圖上找到其肘點(diǎn) elbow point 。主要是通過(guò)計(jì)算得到的光強(qiáng) 分布(LID 圖得到。找到肘點(diǎn) elbow point后,就可以自

7、動(dòng)將光強(qiáng)分布圖移至基準(zhǔn)中心 點(diǎn) (0; 0 = HV,這樣就需要通過(guò)手動(dòng)粗調(diào)前燈位置。由于需要與相關(guān)的前燈測(cè)試法規(guī)一 致,用戶(hù)可以根據(jù)這些測(cè)試規(guī)范,自定義測(cè)試點(diǎn)。如 HV, B50L, 等, 只有測(cè)試區(qū)域的所 有點(diǎn)滿(mǎn)足了測(cè)試指標(biāo), 才可以認(rèn)為該前燈符合指標(biāo)。 根據(jù)偏離位置點(diǎn)的數(shù)目, 可以出示 關(guān)于該燈的質(zhì)量說(shuō)明。如果必要,還可以對(duì)該測(cè)試指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行修改。得到肘點(diǎn) elbow point ,無(wú)論是這一點(diǎn)還是 HV 點(diǎn),可以直觀的顯示在軟件上,如圖五所 示,而且還可以輸出其它數(shù)據(jù),例如偏離點(diǎn)的數(shù)目,相對(duì)于肘點(diǎn)的任意點(diǎn)的光強(qiáng)值,若 干模組測(cè)試的統(tǒng)計(jì)分析(與光軸相關(guān)肘點(diǎn)偏離、多個(gè)測(cè)試中的最大、最小值

8、等,明暗截止線(xiàn) (AK31的強(qiáng)度等等,這些數(shù)據(jù)可以保存在文件中,也可以以圖形的形式輸出。 Figure 5: Visualization of the elbow point and some ECE measurement points4.2 對(duì)明暗截止線(xiàn)附近的顏色特性進(jìn)行分析圖示的為有鹵素前燈的色彩圖像, 在水平 0.5°的位置, 選取 +2°到 2°的區(qū)間進(jìn)行色 彩分析, 圖表所示既是該位置的色彩變化特性。 5 KMP 緊湊式車(chē)燈測(cè)試暗箱間接法對(duì)車(chē)燈測(cè)試,仍然需要較大的空間,可以通過(guò)使用匯聚透鏡壓縮光束尺寸, 從而在一個(gè)緊湊的測(cè)試暗箱里完成測(cè)試。這就是 KMP 測(cè)試箱,測(cè)試原理與前面所述完 全一樣,只是加入了一個(gè)透鏡來(lái)縮短測(cè)試距離,整體尺寸 LxWxH: 95 cm x 50 cm x 43cm.由于采用了暗箱,環(huán)境光造成的雜散光可以不計(jì)。 KMP 可以分成 2個(gè)空間,測(cè)試空 間部分,有一個(gè)反射屏以及一個(gè)光闌, 另外一