(57)【要約】【課題】比較的高精度にエルボー点を検出できる技術を提供する。【解決手段】エルボー点検方法は、車両用灯具から照射される光の配光パターンを撮像した配光画像において、水平方向の各位置における明暗境界点の位置を、鉛直方向の輝度分布に基づいて決定するステップと、水平方向の第ｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ（ｎは自然数））位置における明暗境界点と水平方向の第ｉ＋ｍ（ｍは定数）位置における明暗境界点とを結んだ線分と、各明暗境界点と、で囲まれる領域の面積に関する値を演算するステップと、面積が最大である領域の水平方向の存在範囲に、エルボー点があると特定するステップと、を含む。【選択図】図７
2017067656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
灯具から照射される光の配光パターンを撮像した配光画像において、水平方向の各位置における明暗境界点の位置を、鉛直方向の輝度分布に基づいて決定するステップと、
水平方向の第ｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ（ｎは自然数））位置における明暗境界点と水平方向の第ｉ＋ｍ（ｍは定数）位置における明暗境界点とを結んだ線分と、各明暗境界点と、で囲まれる領域の面積に関する値を演算するステップと、
面積が最大である領域の水平方向の存在範囲に、エルボー点があると特定するステップと、を含むことを特徴とするエルボー点検出方法。
【請求項２】
前記特定するステップでは、前記存在範囲の中間位置における明暗境界点が、エルボー点であると特定することを特徴とする請求項１に記載のエルボー点検出方法。
【請求項３】
前記特定するステップでは、各明暗境界点と、水平方向における予め定められた向きに対して負の傾きを有する線分と、で囲まれる領域の面積が最大であっても、その領域の面積は最大ではないものとして扱うことを特徴とする請求項１または２に記載のエルボー点検出方法。
【請求項４】
前記演算するステップでは、領域を囲む明暗境界点から領域を囲む線分に下ろした垂線の長さの和を前記面積に関する値とし、
前記特定するステップでは、前記垂線の長さの和が最大である領域を、面積が最大である領域とすることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のエルボー点検出方法。
【請求項５】
前記決定するステップでは、水平方向の各位置において、鉛直方向の輝度分布における最高輝度と最低輝度とを所定の比率で内分した輝度となる鉛直方向の位置を明暗境界点に決定することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のエルボー点検出方法。
【請求項６】
前記比率は、４０％〜７０％の範囲にあることを特徴とする請求項５に記載のエルボー点検出方法。
【請求項７】
灯具の各構成部品を組み立てる工程と、
組み立てられた灯具のエルボー点を請求項１から６のいずれかに記載のエルボー点検出方法によって検出することにより灯具の光軸を調整する工程と、を含むことを特徴とする灯具の製造方法。
【請求項８】
灯具から照射される光の配光パターンを撮像した配光画像において、水平方向の各位置における明暗境界点の位置を、鉛直方向の輝度分布に基づいて決定する決定部と、
水平方向の第ｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ（ｎは自然数））位置における明暗境界点と水平方向の第ｉ＋ｍ（ｍは定数）位置における明暗境界点とを結んだ線分と、各明暗境界点と、で囲まれる領域の面積に関する値を演算する演算部と、
面積が最大である領域の水平方向の存在範囲に、エルボー点があると特定する特定部と、を含むことを特徴とする検査装置。
【請求項９】
灯具から照射される光の配光パターンを撮像して配光画像において、水平方向の各位置における明暗境界点の位置を、鉛直方向の輝度分布に基づいて決定する機能と、
水平方向の第ｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ（ｎは自然数））位置における明暗境界点と水平方向の第ｉ＋ｍ（ｍは定数）位置における明暗境界点とを結んだ線分と、各明暗境界点と、で囲まれる領域の面積に関する値を演算する機能と、
面積が最大である領域の水平方向の存在範囲に、エルボー点があると特定する機能と、をコンピュータに実現させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１０】
灯具から照射される光の配光パターンを撮像した配光画像において、水平方向の各位置における明暗境界点の位置を、鉛直方向の輝度分布に基づいて決定するステップと、
決定された明暗境界点の位置に基づきエルボー点の位置を特定するステップと、を含み、
前記決定するステップでは、水平方向の各位置において、鉛直方向の輝度分布における最高輝度と最低輝度とを所定の比率で内分した輝度となる鉛直方向の位置を明暗境界点に決定することを特徴とするエルボー点検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エルボー点検出方法、検査装置、および灯具の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用灯具の配光のひとつとしてロービーム配光がある。ロービーム配光は、対向車に対する眩感を防止する一方で、自車の前方領域を広く照明する。ロービーム配光の配光パターンは、対向車線を照明する領域に形成される水平カットラインと、自車線を照明する領域に形成され、水平カットラインに対して所定角度傾斜した斜めカットラインとで構成される。水平カットラインと斜めカットラインの交点は「エルボー点」と称され、このエルボー点を水平線よりも僅かに下方に位置するように車両用灯具の光軸が調整される。したがって、光軸検査や光軸調整に際しては、配光パターンにおけるエルボー点を検出することが必要である。従来では、例えば特許文献１に記載されるようなエルボー点の検出方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１４６７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１は、車両用灯具により形成される配光パターンのエルボー点の周辺を示す図である。このような配光パターンのエルボー点を検出する方法として、配光パターンを撮像して得られる配光画像の水平方向の各位置における明暗境界点の位置を鉛直方向の輝度分布に基づいて決定し、決定された明暗境界点から水平カットラインと斜めカットラインとに対応する近似曲線を求め、それらの交点をエルボー点として特定する方法がある。
【０００５】
しかしながら、近年では、図１に示すように、カットラインをぼやかした配光パターンを有する車両灯具が提案されている。この場合、決定される明暗境界点群は、波打ったような形になりうる。したがって、明暗境界点群から求められる２つのカットラインの近似曲線も波打ったような形になり、その結果、それらの交点が目視で判断されるエルボー点から大きく外れてしまうことがある。
【０００６】
また、近年では、車両が大きくピッチングした場合でも対向車に眩感を与えないように、図１（点線で囲んだ部分）に示すように、対向車線を照明する光の一部を弱めた配光パターンを有する車両用灯具が提案されている。この場合、目視では水平カットラインは直線上に見えても、検査装置は、凹みを有する形の明暗境界点群を特定する。この場合、従来の検査方法によると、凹部にエルボー点があると特定されうる。また、凹部があることによって、求められる水平カットラインの近似曲線が、目視で判断される２つのカットラインから大きく外れ、それらの交点が目視で判断されるエルボー点から大きく外れてしまうことがある。
【０００７】
また、近年では、半導体発光素子を光源とする光源ユニットを用いた車両用灯具が提案されており、この種の前照灯では個々の光源ユニットの光量が少ないため、複数の光源ユニットを組み合わせて所要の光量を得るとともに、各光源ユニットの照射領域を相違させてこれらを組み合わせることで所要の配光パターンを得ている。また、各光源ユニットの照射領域を相違させずに重ね合わせることで所要の配光パターンを得ているものもある。具体的には、３つの相似形の配光パターンを重ね合わせて、所要の配光パターンを得ているものもある。また、異形ランプを始めとする複雑な配光パターンを有する車両用灯具も提案されている。
【０００８】
個々の配光パターンが、光学部品の組付け誤差等の原因により水平および鉛直方向にズレて重ね合わされた場合、カットラインは、例えば図１（一点鎖線で囲んだ部分）に示すような段部を有する形となりうる。この場合、明暗境界点群も段部を有する形となりうる。そのため、明暗境界点群から求められる２つカットラインの近似曲線は、目視で判断される２つのカットラインから大きく外れ、それらの交点が目視で判断されるエルボー点から大きく外れてしまうことがある。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、上述の課題の少なくともひとつを解決できる、より具体的には比較的高精度にエルボー点を検出できる技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のある態様のエルボー点検出方法は、灯具から照射される光の配光パターンを撮像した配光画像において、水平方向の各位置における明暗境界点の位置を、鉛直方向の輝度分布に基づいて決定するステップと、水平方向の第ｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ（ｎは自然数））位置における明暗境界点と水平方向の第ｉ＋ｍ（ｍは定数）位置における明暗境界点とを結んだ線分と、各明暗境界点と、で囲まれる領域の面積に関する値を演算するステップと、面積が最大である領域の水平方向の存在範囲に、エルボー点があると特定するステップと、を含む。
【００１１】
本発明の別の態様は、検査装置である。この装置は、灯具から照射される光の配光パターンを撮像した配光画像において、水平方向の各位置における明暗境界点の位置を、鉛直方向の輝度分布に基づいて決定する決定部と、水平方向の第ｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ（ｎは自然数））位置における明暗境界点と水平方向の第ｉ＋ｍ（ｍは定数）位置における明暗境界点とを結んだ線分と、各明暗境界点と、で囲まれる領域の面積に関する値を演算する演算部と、面積が最大である領域の水平方向の存在範囲に、エルボー点があると特定する特定部と、を含む。
【００１２】
本発明のさらに別の態様は、エルボー点検出方法である。この方法は、灯具から照射される光の配光パターンを撮像した配光画像において、水平方向の各位置における明暗境界点の位置を、鉛直方向の輝度分布に基づいて決定するステップと、決定された明暗境界点の位置に基づきエルボー点の位置を特定するステップと、を含む。決定するステップでは、水平方向の各位置において、鉛直方向の輝度分布における最高輝度と最低輝度とを所定の比率で内分した輝度となる鉛直方向の位置を明暗境界点に決定する。
【００１３】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のある態様によれば、比較的高精度にエルボー点を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】車両用灯具により形成される配光パターンのエルボー点の周辺を示す図である。
【図２】実施の形態に係る検査装置の構成を示す模式図である。
【図３】図２の制御装置の機能および構成を示すブロック図である。
【図４】配光画像を示す図である。
【図５】配光画像における輝度分布を示す図である。
【図６】明暗境界点群を示す図である。
【図７】エルボー点を特定する処理について説明するための図である。
【図８】面積が最大の領域の水平方向の存在範囲の中間位置における明暗境界点をエルボー点と特定できる根拠を説明するための説明図である。
【図９】図７の一部を拡大して示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１７】
本実施の形態に係るエルボー点の検出方法の概要は以下の通りである。
本実施の形態に係るエルボー点の検出方法では、配光パターンを撮像して得られる配光画像の水平方向の各位置（角度）における明暗境界点の位置を鉛直方向の輝度分布に基づいて決定する。本実施の形態では特に、水平方向の各位置において、鉛直方向の輝度分布における最高輝度と最低輝度とを所定の内分比率で内分した輝度となる鉛直方向の位置を明暗境界点に決定する。続いて、決定された各明暗境界点の座標を(Ｘｉ，ｙｉ）（ｉ＝１，２，・・・，ｎ（ｎは自然数））とするとき、（Ｘｉ，ｙｉ）と（Ｘ（ｉ＋ｍ），ｙ（ｉ＋ｍ））（ｍは定数）とを結んだ線分と、明暗境界点群とで囲まれる領域の面積に関する値を演算し、面積が最大である領域の水平方向の存在範囲に、エルボー点があると特定する。つまり、本実施の形態では、水平カットラインおよび斜めカットラインの近似曲線を求めずに、明暗境界点群からエルボー点を特定する。以下、具体的に説明する。
【００１８】
図２は、実施の形態に係る検査装置１０の構成を示す模式図である。検査装置１０は、車両２に搭載された車両用灯具４から照射される光の配光パターンのエルボー点を検出し、規定範囲内にあるか否か判定する。検査装置１０は、集光レンズ１２と、スクリーン１４と、撮像装置１６と、制御装置１８と、入力装置２０と、出力装置２２と、を含む。
【００１９】
集光レンズ１２は車両用灯具４の前方に配置され、スクリーン１４は集光レンズ１２の前方に配置される。集光レンズ１２は、例えばフレネルレンズなどの収束用の集光レンズであり、車両用灯具４から照射された光を集光してスクリーン１４に投影させる。本来的には、検査対象の車両用灯具４とスクリーン１４とを１０ｍ離間させる必要があるが、集光レンズ１２を用いることで車両用灯具４とスクリーン１４との間の距離を約１ｍまで短縮できる。
【００２０】
撮像装置１６は、スクリーン１４に対して車両２と同じ側においてスクリーン１４に対向するよう設置され、スクリーン１４に投影された配光パターンを撮像する。撮像装置１６は、ＣＣＤ撮像素子のように多数の半導体受光セル（画素）をマトリクス配置した撮像素子１７を内蔵しており、撮像した配光パターンを各画素の受光量、すなわち画素単位の輝度データとして出力する。本実施の形態では、画素数は縦３０００×横４０００あり、１画素につき０．５２ｍｍ（０．００３度）間隔に相当する。
【００２１】
制御装置１８は、撮像装置１６が配光パターンを撮像することによって得られた配光画像に基づいてエルボー点を検出する。制御装置１８の詳細な機能および構成については、図３で後述する。
【００２２】
入力装置２０は、制御装置１８で実行される処理に関係する入力をユーザから受け付けるための装置であり、例えばキーボードやマウスであってもよい。入力装置２０は、インターネットなどのネットワークやＣＤ（Compact Disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などの記録媒体から入力を受けるよう構成されていてもよい。出力装置２２は、エルボー点の検出結果等を表示するための装置であり、例えばディスプレイなどの表示機器やプリンタなどの印刷機器であってもよい。
【００２３】
図３は、制御装置１８の機能および構成を示すブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウエア的には、コンピュータのＣＰＵ（central processing unit）をはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウエア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、本明細書に触れた当業者には理解されるところである。
【００２４】
制御装置１８は、インタフェース部３０と、明暗境界決定部３２と、エルボー点特定部３４と、判定部３６と、を含む。インタフェース部３０は、撮像装置１６との通信処理を実行する。
【００２５】
明暗境界決定部３２は、撮像装置１６が配光パターンを撮像することによって得られた配光画像に基づいて明暗境界点を特定する。図４は、配光画像を示す図である。別の言い方をすると、図４は、撮像素子１７を構成する多数の画素が出力した輝度データを模式的に示す図である。明暗境界決定部３２は、輝度データに対して水平方向をＸ方向、鉛直方向をＹ方向とする検査座標系（Ｘ，Ｙ）を設定する。本実施の形態では、対向車側から自車側に向かう方向、すなわち水平カットライン側から斜めカットライン側に向かう方向、すなわち左から右に向かう方向をＸ方向の正の方向とする。また、鉛直上方に向かう方向をＹ方向の正の方向とする。次いで、明暗境界決定部３２は、Ｘ座標の値（すなわち水平方向の角度）がそれぞれＸ１，Ｘ２，・・・Ｘｎ（ｎは自然数）のときのＹ方向の輝度分布を取り出す。なお、本実施の形態では、Ｘ１，Ｘ２，・・・Ｘｎの間隔を画素間隔に対応させてある。
【００２６】
図５は、図４の配光画像のＸ＝Ｘ１における、Ｙ方向に沿った輝度分布を示す図である。図６は、明暗境界決定部３２によって決定された明暗境界点群を示す図である。明暗境界決定部３２は、Ｙ方向に沿った輝度分布の最高輝度Ａ１ｍａｘと最低輝度Ａ１ｍｉｎを抽出し、抽出した最高輝度Ａ１ｍａｘと最低輝度Ａ１ｍｉｎとを所定の「内分比率」で内分した輝度Ａ１ｉｄｐとなるＹ座標の値（すなわち鉛直方向の角度）ｙ１を読み取り、その座標（Ｘ１，ｙ１）を明暗境界点に決定する。
【００２７】
次いで、明暗境界決定部３２は、同様に、図４の配光画像のＸ＝Ｘ２における、Ｙ方向に沿った輝度分布の最高輝度Ａ２ｍａｘと最低輝度Ａ２ｍｉｎとを上述の内分比率（すなわち同じ内分比率）で内分した輝度Ａ２ｉｄｐとなるＹ座標の値ｙ２を読み取り、その座標（Ｘ２，ｙ２）を明暗境界点に決定する。明暗境界決定部３２は、この処理をＸ＝Ｘ３，Ｘ＝Ｘ４，・・・、Ｘ＝Ｘｎまで繰り返し行うことにより、図６のように明暗境界点（Ｘ１，ｙ１）、（Ｘ２，ｙ２）、・・・（Ｘｎ，ｙｎ）の集合（以下、「明暗境界点群」とも呼ぶ）を特定できる。
【００２８】
内分比率は、決定される明暗境界点が目視で判断される明暗境界と略一致するように、ユーザの知見や経験または実験等により適切な値が設定されればよい。一例としては、内分比率は、４０〜７０％の範囲にあってもよい。内分比率がこの範囲にある場合、決定される明暗境界点群が目視で判断される明暗境界と比較的一致することが確認されている。望ましくは、内分比率は、５０〜６０％の範囲にあってもよい。内分比率がこの範囲にある場合、決定される明暗境界点群が目視で判断される明暗境界点とがより一致することが確認されている。
【００２９】
エルボー点特定部３４は、明暗境界決定部３２によって決定された明暗境界点群から、エルボー点を特定する。図７は、エルボー点特定部３４によってエルボー点を特定する処理について説明するための図である。エルボー点特定部３４は、（Ｘｉ，ｙｉ）と（Ｘ（ｉ＋ｍ），ｙ（ｉ＋ｍ））（ｉ＝１，２，・・・，ｎ、ｍは定数）とを結んだ線分Ｌｉと、線分ＬｉよりもＹ方向下側に位置する明暗境界点とで囲まれる領域Ｒｉの面積を演算する。
【００３０】
具体的には、エルボー点特定部３４は、ｍ＝４とした場合、領域Ｒ１８については線分Ｌ１８と、（Ｘ１８，ｙ１８）、（Ｘ１９，ｙ１９）、（Ｘ２０，ｙ２０）、（Ｘ２１，ｙ２１）、（Ｘ２２，ｙ２２）とで囲まれる面積を演算する。また、エルボー点特定部３４は、ｍ＝４とした場合、領域Ｒ１３については線分Ｌ１３と、（Ｘ１３，ｙ１３）、（Ｘ１４，ｙ１４）、（Ｘ１５，ｙ１５）、（Ｘ１７，ｙ１７）とで囲まれる面積を演算する。
【００３１】
エルボー点特定部３４は、面積を演算した領域Ｒ１、Ｒ２、・・・、Ｒｎ−ｍうち、面積が最大の領域の水平方向の存在範囲にエルボー点があると特定する。本実施の形態では、エルボー点特定部３４は、面積が最大の領域の水平方向の存在範囲の「中間位置」における明暗境界点がエルボー点であると特定する。例えば、ｍ＝４であり、線分Ｌ１８と明暗境界点（Ｘ１８，ｙ１８）、（Ｘ１９，ｙ１９）、（Ｘ２０，ｙ２０）、（Ｘ２１，ｙ２１）、（Ｘ２２，ｙ２２）とで囲まれる領域Ｒ１８の面積が最大の場合、領域Ｒ１８の水平方向の存在範囲Ｘ＝Ｘ１８〜Ｘ２２の中間位置であるＸ＝Ｘ２０における明暗境界点（Ｘ２０，ｙ２０）がエルボー点であると特定する。
【００３２】
ここで、面積が最大の領域の水平方向の存在範囲の「中間位置」における明暗境界点をエルボー点と特定できる根拠を説明する。図８は、その説明図である。線分Ｌｉと明暗境界点とで囲まれる三角形の領域Ｒｉの面積Ｓｉは（式１）のように求められる。
（式１）Ｓ＝（ｌ−ｄ）×ｄ・ｔａｎθ×１／２
＝−（ｄ−ｌ／２）２×ｌ／４
ここで、ｌは領域Ｒｉの水平方向の存在範囲の長さ（すなわち線分Ｌｉの水平方向の長さ）であり、ｄは特定すべきエルボ点と線分Ｌｉの一端（すなわち（Ｘ（ｉ＋ｍ），ｙ（ｉ＋ｍ）））との水平方向の距離であり、θは斜めカットラインが水平方向となす角である。
【００３３】
（式１）より明らかなように、ｄ＝ｌ／２の場合に、すなわち領域Ｒｉの水平方向の存在範囲の水平範囲の中間位置にエルボー点がある場合に、面積Ｓが最大となる。これより、面積が最大となる領域の水平方向の存在範囲の中間位置にエルボー点があると特定できることが分かる。
【００３４】
ｍに設定するべき値は、実験等に基づき決定すればよい。なお、ｍの値が大きすぎると、線分Ｌｉが斜めカットラインの頂点を跨いでしまうことになるため、エルボー点の検出が難しくなる。したがって、水平カットラインから斜めカットラインの頂点までの高さをｈとすると、ｌ≦ｈ／ｔａｎθである必要がある。例えばｈ＝０．５７度の場合、θ＝１５°の場合はｈ／ｔａｎθ＝２．１３度となり、θ＝３０度の場合はｈ／ｔａｎθ＝０．９９度となり、θ＝４５度の場合はｈ／ｔａｎθ＝０．５７度となる。したがって、本実施の形態では１画素が０．００３度であることを考慮すると、θ＝１５°の場合はｍ≦７１０、θ＝３０°の場合はｍ≦３３０、θ＝４５°の場合はｍ≦１９０であることが必要となる。
【００３５】
また、ｍの値が小さすぎると、例えば（Ｘ２６，ｙ２６）、（Ｘ２７，ｙ２７）、（Ｘ２８，ｙ２８）に形成されるような小さい段部であって、複数の光源ユニットを組み合わせることで所要の配光パターンを得る車両用灯具４の場合に形成される小さい段部を、エルボー点と特定してしまう虞がある。したがって、これらを考慮して設定する必要がある。
【００３６】
エルボー点特定部３４は、面積が最大となる領域を囲む線分の傾きが負の傾きである場合、すなわち斜めカットラインとは反対側に傾いている場合、その領域の面積が最大であっても、その領域の面積は最大ではないものとして扱う。具体的には、エルボー点特定部３４は、図７において仮に領域Ｒ５の面積が最大であっても、領域Ｒ５を囲む先負Ｌ５の傾きが負であるため、領域Ｒ５の面積は最大ではないものとして扱う。上述したように車両２が大きくピッチングした場合でも対向車に眩感を与えないように、対向車線を照明する光の一部を弱めた配光パターンを有する車両用灯具４が提案されている。この場合、目視では水平カットラインは直線上に見えても、明暗境界決定部３２は、光の弱い部分が下向きに凹んでいる明暗境界点群を特定する。つまり、水平カットラインに対応する部分に凹部を有する明暗境界点群が特定される。これに対し、領域を囲む線分の傾きが負の傾きである場合にその領域の面積は最大ではないものとして扱うことで、凹部をエルボー点と特定してしまうのを抑止できる。例えば領域Ｒ５の存在範囲にエルボー点があると特定してしまうのを抑止できる。この場合、エルボー点特定部３４は、次に面積が大きい領域の面積が最大であるものとして扱う。
【００３７】
またエルボー点特定部３４は、面積が最大の領域で、かつ、その領域を囲む線分の傾きが正の傾きであっても、所定の大きさ以上の面積を有する領域で、かつ、その領域を囲む線分の傾きが負である領域と少なくとも一部が重なるかあるいは水平方向の存在範囲の距離が所定の範囲内である場合は、面積が最大でないものとして扱う。具体的には、エルボー点特定部３４は、図７において仮に領域Ｒ７の面積が最大であっても、領域Ｒ７は、所定の大きさ以上の面積を有する領域Ｒ５で、かつ、その領域を囲む線分Ｌ５の傾きが負である領域Ｒ５と一部が重なっているため、領域Ｒ７の面積は最大でないものとして扱う。
【００３８】
また、本実施の形態では、エルボー点特定部３４は、実際に領域Ｒ１、Ｒ２、・・・、Ｒｎ−ｍの面積を演算することによって面積が最大となる領域を特定するのではなく、「領域を囲む各明暗境界点からその領域を囲む線分に下ろした垂線の長さの和」を演算し、その大小関係に基づいて面積が最大となる領域を特定する。図９は、図７の領域Ｒ１３の周辺を拡大して示す拡大図である。図９に示すように、例えば領域Ｒ１３については、領域Ｒ１３を囲む（Ｘ１４，ｙ１４）、（Ｘ１５，ｙ１５）からそれぞれ線分Ｌ１８に下ろした垂線Ｐ１３ａ、Ｐ１３ｂの長さの和を演算する。
【００３９】
判定部３６は、特定されたエルボー点が、規格範囲内に位置するか否かを判定する。エルボー点が規格範囲内にない場合は、光軸がずれていると判定し、エルボー点が規格範囲内に位置する場合は、光軸が合っていると判定する。判定部３６は、判定結果を出力装置２２に表示する。規格範囲は、法規に基づき、車両用灯具４の真正面より左右に１．３度、かつ、水平線より下方に０．１１〜０．８６度に設定される。なお理想的には、エルボー点が、車両用灯具４の真正面、かつ、水平線より下方に０．５７度に位置するのが望ましい。
【００４０】
以上のように構成された検査装置１０の動作について説明する。
車両用灯具４を搭載した車両２は、スクリーン１４に対向してセットされる。車両用灯具４を点灯すると、集光レンズ１２によって集光された光がスクリーン１４に投影される。撮像装置１６は、スクリーン１４に投影された配光パターンを撮像する。制御装置１８の明暗境界決定部３２は、水平方向の各位置（各角度）における明暗境界点を決定する。エルボー点特定部３４は、明暗境界点群からエルボー点を特定する。判定部３６は、特定されたエルボー点に基づいて、光軸がずれているか否かを判定し、判定結果を出力装置２２に表示する。
【００４１】
本実施の形態に係る検査装置１０が有効に利用される状況の例を説明する。
１．車検場での検査
検査装置１０は、いわゆる車検場での検査に有効に利用できる。従来、車検場での車両用灯具４の検査は、ハイビーム配光で行われていたが、２０１５年９月１日より、原則ロービーム配光で検査を行うよう変更された。したがって、本実施の形態に係る検査装置１０により光軸判定されることで、車検場での車両用灯具４の光軸検査の負荷が軽減される。
【００４２】
２．車両用灯具の製造工程
検査装置１０は、車両用灯具４の製造工程のうちの検査・調整工程に有効に利用できる。車両用灯具４の製造工程は、車両用灯具４の各構成部品を形成する形成工程と、構成部品を組み合わせることで車両用灯具４を組み立てる組立工程と、車両用灯具４の光軸を検査して調整する検査・調整工程と、を含む。
【００４３】
組立工程では、（１）透光カバーと、（２）透光カバーとともに灯室を形成するランプボディと、（３）光源と、光源からの光の向きを変えて灯具前方に配光制御する光学部品とを備える光学ユニットと、（４）光学ユニットのボディに対する角度を調整するためのエイミング機構と、を組み合わせて車両用灯具４を組み立てる。
【００４４】
検査・調整工程では、車両用灯具４を所定の基準台に固定して車両用灯具４を点灯させる。検査装置１０は、エルボー点の検出と光軸判定を一定の間隔で繰り返し行う。光軸がずれている場合、ユーザは、検査装置１０の出力装置２２に表示されるエルボー点の位置を見ながらエイミング機構を調整することによって、リフレクタを上下左右に傾動し、車両用灯具４の光軸を上下左右に変化させて車両用灯具４の光軸が合うよう調整する。
【００４５】
あるいはまた、調査・調整工程において、検査装置１０に加えて光軸可変装置を用いて、自動で光軸を調整してもよい。この場合、検査装置１０の制御装置１８は、特定したエルボー点を光軸可変装置に入力する。これにより、光軸可変装置は、特定されたエルボー点の座標を認識する。そして、光軸駆動装置は、アクチュエータにより車両用灯具４のエイミング機構を制御し、車両用灯具４のリフレクタを上下左右に傾動し、車両用灯具４の光軸を上下左右に変化させて車両用灯具４の光軸が合うよう調整する。
【００４６】
３．車両製造工程
検査装置１０は、車両２の製造工程のうちの検査・調整工程に利用できる。検査・調整工程では、車両用灯具４の製造工程における検査・調整工程と同様、エルボー点の検出と光軸判定を一定の間隔で繰り返し行いながら、ユーザが手動で光軸を調整する。あるいはまた、光軸可変装置により、自動で光軸調整を行う。
【００４７】
以上説明した実施の形態に係る検査装置１０によると、水平および斜めのカットラインを近似曲線を求めずにエルボー点を特定するため、明暗境界点群が波打ったような形であったり、段部を有する形であっても、比較的高精度にエルボー点を検出できる。また、近似曲線を引かずにエルボー点を特定するため、水平カットラインに対する斜めカットラインの傾斜角度によらずに、エルボー点を特定できる。すなわち、斜めカットラインの傾斜角度が１５度、３０度、または４５度であっても、その傾斜角度に関する情報を検査装置１０に入力せずともエルボー点を特定できる。
【００４８】
また、実施の形態に係る検査装置１０によると、水平方向に所定の間隔離れた明暗境界点同士を結んだ線分と明暗境界点群とで囲まれた領域のうち、面積が最大である領域の水平方向の存在範囲にエルボー点があると特定される。しかしながら、面積が最大であっても、その領域を囲む線分が負の傾きを有する場合は、その領域の面積は最大ではないものとして扱われる。また、面積が最大の領域で、かつ、その領域を囲む線分の傾きが正の傾きであっても、所定の大きさ以上の面積を有する領域で、かつ、その領域を囲む線分の傾きが負である領域と少なくとも一部が重なるかあるいは水平方向の存在範囲の距離が所定の範囲内である場合は、面積が最大でないものとして扱う。これにより、図６のＸ＝Ｘ５〜Ｘ１０にあるような凹部をエルボ点ーと特定してしまうのを抑止できる。
【００４９】
また、実施の形態に係る検査装置１０によると、エルボー点特定部３４は、線分と明暗境界点群とで囲まれる領域の面積を実際に求めてそれらを比較するのではなく、垂線の和を求めてそれらを比較することによって面積が最大となる領域を特定している。したがって、エルボー点特定部３４は、簡易な処理で各領域の面積の大小関係を特定でき、その処理負荷が低減される。これにより、エルボー点特定部３４による処理時間が短縮される。また、検査装置１０の制御装置１８を比較的処理速度の低い安価な装置で構成できるため、制御装置１８ひいては検査装置１０のコストを低減できる。
【００５０】
従来、明暗境界点は、通常、輝度勾配に基づいて決定される。ここで、輝度データには、撮像素子１７の各画素の受光感度の差による検出誤差や、車両用灯具や集光レンズ１２での異常反射によるノイズが含まれている。したがって、輝度データから取り出されたＹ方向の輝度分布にも、検出誤差やノイズが含まれている。輝度勾配に基づいて明暗境界点を決定する場合、こうした検出誤差やノイズを含んでいる部分の輝度勾配が最大となり、目視で判断される明暗境界とはかけ離れたところに明暗境界があると特定してしまうことがある。また、経験上、輝度勾配に基づいて明暗境界点を決定すると、目視で判断される明暗境界よりも暗い位置に明暗境界点群があると特定する傾向がある。これに対し、本実施の形態に係る検査装置１０によると、明暗境界決定部３２は、Ｙ方向の輝度分布の最高輝度と最低輝度を抽出し、抽出した最高輝度と最低輝度とを所定の「内分比率」で内分した輝度となるＹ座標の値を読み取り、その座標を明暗境界点に決定する。この場合、検出誤差やノイズの影響を受けにくくなるため、目視で判断される明暗境界とはかけ離れたところに明暗境界があると特定するのが抑止される。また、目視で判断される明暗境界よりも暗い位置に明暗境界点群があると特定される傾向もなくなる。
【００５１】
以上、実施の形態に係る検査装置１０の構成と動作について説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００５２】
（第１変形例）
実施の形態では、撮像装置１６はスクリーン１４に対して車両２と同じ側においてスクリーン１４に対向するよう設置される場合について説明したが、これに限られない。撮像装置１６は、スクリーン１４の背後（すなわちスクリーン１４に対して車両２と反対側）に設置され、スクリーン１４に投影された車両用灯具の配光パターンをスクリーン１４の背後から撮像してもよい。
【００５３】
（第２変形例）
実施の形態では、検査装置１０はスクリーン１４を備える場合について説明したが、これに限られない。検査装置１０は、スクリーン１４を備えず、集光レンズ１２によって集光された光を、いわばダイレクトに撮像装置１６に撮像させてもよい。この場合、検査装置１０の構成がより単純になる。
【００５４】
（第３変形例）
実施の形態では、エルボー点特定部３４は、面積が最大の領域の水平方向の存在範囲の「中間位置」における明暗境界点がエルボー点であると特定する場合について説明したが、これに限られない。エルボー点特定部３４は、面積が最大の領域を囲む各明暗境界点からその領域を囲む線分に下ろした各垂線上に位置する画素数を計算し、画素数が最大となる垂線に対応する明暗境界点をエルボー点と特定してもよい。例えば、図７において領域Ｒ１８の面積が最大の場合、エルボ点特定部３４は、（Ｘ１８，ｙ１８）、（Ｘ１９，ｙ１９）、（Ｘ２０，ｙ２０）、（Ｘ２１，ｙ２１）、（Ｘ２２，ｙ２２）の各明暗境界点から線分Ｌ１８に下ろした各垂線上に位置する画素数を計算し、画素数が最大となる垂線に対応する明暗境界点をエルボー点と特定する。
【符号の説明】
【００５５】
４  車両用灯具、  １０  検査装置、  １６  撮像装置、  １８  制御装置、  ３２  明暗境界決定部、  ３４  エルボー点特定部、  ３６  判定部。
【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１】
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【図４】
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