车灯快速测试原理、方法和测试实例.PDF

车灯快速测试原理、方法及测试实例 Keywords: luminance measurement, compact station, luminous intensity distribution 1 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，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ρ ），另外的被吸收，反射部分可以是镜面反射，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，则亮度值L(ϑ,ϕ)就与光 束的方向无关，L(x , y ,ϑ,ϕ ) = L(x, y ) ≠ f (ϑ,ϕ ) ，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。       Figure 2: Schematic illustration of the indirect luminous intensity distribution measurement   3 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ϑ,ϕ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LΜΚ98 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