DE2723123A1

DE2723123A1 - Verfahren und geraet zur messung der verteilung des lichtfeldes um die optische achse einer lichtquelle

Info

Publication number: DE2723123A1
Application number: DE19772723123
Authority: DE
Inventors: Koji Kojima; Naoaki Kubushiro; Yoshitada Mima
Original assignee: Hitachi Denshi KK; Banzai Ltd
Current assignee: Hitachi Denshi KK; Banzai Ltd
Priority date: 1976-07-02
Filing date: 1977-05-23
Publication date: 1978-01-05
Also published as: US4120589A; JPS534590A; DE2723123C2; JPS5912124B2; GB1534112A

Description

PATENTANWALT DIPl.-ING. ULRICH KINKELIN 2723123 7032 Sindelfingen - Auf dem Goldberg - Weimarer Str. 32/34 - Telefon 07031/86501

Telex 7265509 rose d

16. Mai 1977 11 749

Hitachi Denshi Kabushiki Kaisha - 23-2, Kandasuda-cho 1-chome, Chiyoda-ku - Tokio,

Japan Kabushiki Kaisha Banzai - 31-19, Shiba 2-chome, Minato-ku, Tokio , Japan

VERFAHREN UND GERÄT ZUR MESSUNG DER VERTEILUNG DES LICHTFELDES UM DIE OPTISCHEACHSE EINER LICHTQUELLE

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zur Messung der Verteilung des Lichtfeldes um die optische Achse einer Lichtquelle wie eines Projektors und eines Autoscheinwerfers und soll insbesondere eine einfache und hochgenaue Justierung der optische Achse eines Autoscheinwerfers ermöglichen.

Wie im Folgenden noch deutlicher anhand der Zeichnung erläutert werden wird, geht man bei einem bekannten Verfahren zur Prüfung der Einstellung und Justierung der optischen Achse beispielsweise des Scheinwerfers eines Kraftfahrzeuges wie folgt vor: Im Mittelpunkt und auf dem Umfang eines auf eine ebene Platte gezeichneten Kreises werden in einem Winkelabstand von 90 Grad Lichtempfangselemente angeordnet; Der Licht-emittierende Teil des Scheinwerfers, der der ebenen Platte gegenüber angeordnet ist, wird mit dem Mittelpunkt des Kreises ausgerichtet und die Platte mit dem Scheinwerfer angeleuchtet; Sodann wird der vertikale Projektionswinkel und der

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horizontale Projektionswinkel des Lichtstrahls grob so eingestellt, daß auf die jeweiligen Lichtempfangselemente dieselbe Lichtmenge auftrifft, wonach eine Feinjustierung des vertikalen und des horizontalen Projektionswinkels vorgenommen wird, der Art, daß das Lichtempfangselement im Mittelpunkt des Kreises ein Maximum an auftreffender Lichtstrahlung empfängt. Bei diesem Verfahren sollte jedoch die Verteilung der von dem Scheinwerfer auf die ebene Platte auftreffenden Ljchtmenge symmetrisch bezüglich des Mittelpunktes des Kreises sein und zwar nicht nur in vertikaler Richtung, sondern auch in horizontaler Richtung. Ist die Verteilung dieser Lichtmenge bezüglich des Kreismittelpunktes asymmetrisch, so treten Meßfehler auf.

Wie ebenfalls im Folgenden noch eingehend erläutert wird, umfasst ein weiteres bekanntes Verfahren zur Feststellung der Lage und Justierung der optischen Achse eines Scheinwerfers die folgenden Verfahrensschritte: Das Licht des Scheinwerfers wird auf einen diffus reflektierenden Schirm geworfen, und von dem auf den Schirm geworfenen Licht wird mittels einer Fernsehkamera ein Bild abgetastet; Zur Darstellung von Markierungslinien auf einem Video-Sichtgerät wird das Video-Ausgangssignal der Fernsehkamera so verarbeitet, daß für die hellste Reflektionsstelle auf dem Schirm und jeweils auf Kurven gleicher Helligkeit liegende Reflektionsstellen charakteristische Impulse erzeugt werden. Nach diesem Verfahren kann zwar die Lichtverteilung auf dem Schirm kontinuierlich dargestellt werden, wenn die Tönung eines Fernsehbildes in der horizontalen Zeilenabtastrichtung sehr schnell variiert, aber es ist unmöglich, den Verlauf einer Kurve gleicher Helligkeit zu beurteilen, wenn die Zeitspanne, innerhalb welcher eine Helligkeitsänderung eintritt, in der Zeilenrichtung lang ist.

Demgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren und Gerät der eingangs

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genannten Art dahingehend zu verbessern, daß es möglich ist, auch eine komplizierte Lichtverteilung mit hoher Wiedergabetreue darstellen zu können, wobei es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung auch möglich sein soll, die Helligkeit der Kurven gleicher Helligkeit in Übereinstimmung mit der Lichtverteilung zu vdlieren.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens durch folgende Verfahrensmerkmale gelöst: Erzeugung eines Video-Signals durch Abtasten des von der Lichtquelle auf einen Schirm geworfenen Lichtes;

Quantisierung des Video-Signals mit Hilfe einer Anzahl von Spannungskomperator- Paaren, wobei die Spannungskomperatoren eines jeden Paares mit unterschiedlichen Bezugsspannungspegeln beaufschlagt werden;

Geordnetes Invertieren des einen der Ausgangssignale der Spannungskomperatoren der jeweiligen Paare;

Zusammensetzung des einen der Ausgangssignale der jeweiligen Komperatorpaare mit deren restlichen Ausgangssignalen und Bildung eines Dunkel- und Hell-Streifensignals;

Darstellung des Streifensignals auf einem Sichtgerät zur Erzeugung eines Bildes mit in radialer Richtung diskret angeordneten Ringen, die Kurven gleicher Helligkeit der Lichtverteilung repräsentieren.

Bezüglich des Geräts wird die eingangs genannte Aufgabe durch folgende Merkmale gelöst:

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α) Es ist ein Schirm vorgesehen, auf dem das Licht der Lichtquelle auftrifft;

b) Eine Fernsehkamera tastet den Ljchtfleck auf dem Schirm ab und erzeugt ein Video-Signal;

c) Es ist eine Anzahl von paarweise gruppierten Spannungskomperatoren vorgesehen, mit je zwei Eingängen und eine Einrichtung, mit der das Video-Signal an den einen Eingang der jeweiligen Spannungskomperatoren anlegbar ist, sowie eine Einrichtung, mit der jeweils an den anderen Eingang der Komperatoren Bezugsspannungen mit verschiedenem Spannungspegel anlegbar sind;

d) Es ist eine Einrichtung vorgesehen, mit der das eine der Ausgangssignale der Spannungskomperatoren der jeweiligen Paare in geordneter Weise invertierbar ist und eine logische Schaltungsanordnung zur Zusammensetzung des nicht-invertierten und des invertierten Ausgangssignals der jeweiligen Komperatorpaare;

e) Zur Darstellung der Ausgangssignale der logischen Schaltung Ist ein Sichtgerät vorhanden.

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Weitere Merkmaleund Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:

Fig. 1 Eine grafische Darstelfung eines bekannten Geräts zur Messung und Einstellung der Lichtfeldverteilung um die optische Achse eines Scheinwerfers;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines weiteren bekannten Geräts zur Messung und Einstellung der Lichtverteilung um die optische Achse eines Scheinwerfers;

Fig. 3a-3jund4a-4d

grafische Darstellungen von Wellenformen zur Erläuterung der Funktion verschiedener, in Fig. 2 dargestellter Elemente;

Fig. 5 ein Schaubild zur Erläuterung bestimmter Nachteile des bekannten Geräts gem. Fig. 2;

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer ersten Ausfuhrungsform der Erfindung;

Fig. 7a-7 I

Wellenformen zur Erläuterung der Funktion verschiedener in der Fig. 6 dargestellter Elemente;

Fig. 8 eine grafische Darstellung eines Fernsehbildes zur Erläuterung der Funktionsweise der Erfindung und

Fig. 9 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung. Wie aus der Fig. 1 ersichtlich sind bei einem bekannten Gerät zur Messung und Einstellung

der Lichtfeldverteilung um die optische Achse eines Lichtstrahlers 105_f beispielsweise

+) eines Autoscheinwerfers, Lichtempfangselemente 101, 102, 103, 104 im Zentrum 106 eines auf eine ebene Platte 108 gezeichneten Kreises 107 und an Punkten auf dem Kreis, die einen Winkelabstand von 90 voneinander aufweisen, angeordnet, und der Licht- +) Solarzellen, Photodioden, Phototransistoren und dergl. )

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strahler 105 ist der ebenen Platte 108 gegenüber angeordnet. Zuerst wird der lichtemittierende Teil 110 des Lichtstrahlers, beispielsweise eines Scheinwerfers mit dem Mittelpunkt 106 des Kreises 107 auf eine Achse gebracht und der Lichtstrahl auf verschiedene Lichtempfangselemente gerichtet. In dieser Phase werden der vertikale Projektionswinkel ·©- oder der horizontale Projektionswinkel ^grob so einjustiert, daß die auf die jeweiligen Lichtempfangselemente auftreflende Lichtmenge gleich ist. Sodann werden der vertikale Projektionswinkel-o- oder der horizontale Projektionswinkel /

oder beide fein justiert, der Art, daß die auf das im Zentrum sitzende Lichtempfangs-109

element auftreflende Lichtmenge maximal wird, wodurch die optische Achse des Lichtstrahlers justiert wird. Bei diesem Gerät ist es wesentlich, daß die Verteilung des von dem Lichtstrahl er 105 auf die ebene Platte 108 auftreffenden Lichtes bezüglich des Zentrums 106 symmetrisch ist und zwar nicht nur in vertikaler Richtung, sondern auch in horizontaler Richtung. Ansonsten ergeben sich fehlerhafte Messungen.

Bei einem weiteren, in der Fig. 2 dargestellten bekannten Gerät wird das Licht von einem Lichtstrahler 105 auf einen diffus reflektierenden Schirm 201 geworfen und das auf dem Schirm 201 von dem Lichtstrahler 105 erzeugte Bild mittels einer Fernsehkamera aufgenommen. Die Wellenform des Video-Ausgangssignals der Fernsehkamera wird mittels auf die Wellenform ansprechender Verarbeitungseinrichtungen 203, 204, 205 so verarbeitet, daß für die Reflektionsstelle mit maximaler Helligkeit auf dem Schirm und für die Reflektionsstellen der jeweiligen Kurven mit gleicher Helligkeit Impulse erzeugt werden und dadurch auf einem Bildschirm 206 Hüllkurven entworfen werden.

Die Figuren 3 a - 3 j zeigen, wie die Wellenformen in diesem bekannten Gerät verar-

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beitet werden. Im Einzelnen zeigt die Fig. 3 α ein Beispiel fur eine Wellenform des Video-Ausgangssignals der Fernsehkamera 202, Fig. 3 b die Wellenform des Ausgangssignals eines Spannungskomperators 203 (0), Fig. 3 c diejenige des Ausgangssignals eines Spannungskomperators 203 (1), Fig. 3 d diejenige des Ausgangssignals eines Impulsgenerators 204 (1), Fig. 3 e diejenige des Ausgangssignals eines Spannungskomperators 203 (2), Fig. 3 f diejenige des Ausgangssignals eines Impulsgenerators 204 (2), Fig. 3 g diejenige des Ausgangssignals eines Spannungskomperators 203 (N), Fig. 3 h diejenige des Ausgangssignals eines Impulsgenerators 204 (N), Fig. 3 i diejenige des Ausgangssignals eines ODER-Gliedes 205 und die Fig. 3 j zeigt eine typische Art der Wellenformverarbeitung, wie sie in Verbindung mit dem η-ten Zeilenraster eines Fernsehbildes 301 während eines hbrizontal-Abtastungszeitintervals Tu erfolgt, das der Summe der Ausrast-ZeitlUcke und des Zeilenablenkintervals entspricht. Das in der Fig. 3 α dargestellte Signal wird dadurch erhalten, daß die der Lichtverteilung des Lichtstrahlers 105 entsprechende Verteilung des Video-Signalniveaus in Richtung der Zeilenablenkung des Bildschirmes dargestellt wird. Geht man nun davon aus, daß eine ähnliche Ljchtverteilung in Richtung der vertikalen Ablenkung vorliegt, so wäre die dreidimensionale Lichtverteilung ein Kreiskegel dessen Basiszentrum im wesentlichen im Zentrum des Fernsehbildes 301 läge. Demgemäß wird der n- ten-Raster, der den Abtastlinienabschnitt D enthalt, der dem Punkt mit maximaler Helligkeit der Lichtverteilung entspricht, etwa gem. Fig. 3 j im Zentrum des Fernsehbildes verlaufen.

Wenn bei verschiedenen Niveaus des von der Fernsehkamera 202 erzeugten Video-Signals

erzeugte Gleichspannungen E₀,E, / E. ... E^. an Spannungskomperatoren 203 (0), 203 (1) ... 203 (N), angelegt werden, so erzeugen diese Komperatoren Ausgangssignale

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mit den in Fig. 3 b, Fig. 3 c, Fig. 3e, ... bzw. Fig. 3 g dargestellten Wellenformen. Mit Ausnahme des Signals mit der Wellenform gem. Fig. 3 b werden diese Ausgangssignale Impulsgeneratoren 204 (1), 204 (2) ... bzw. 204 (N) zugeführt, die an den Anstieg an den Anstiegs- und Abfallflanken der jeweiligen Wellenformen Impulse mit einer Impulsbreite t erzeugen. Demgemäß erzeugt der Impulsgenerator 204 (1) ein Ausgangssignal mit der in der Fig. 3 d dargestellten Wellenform, das dem Eingangssignal mit der in der Fig. 3 c dargestellten Wellenform entspricht und der Impulsgenerator 204 (2) erzeugt ein Ausgangssignal mit der in der Fig. 3 f dargestellten Wellenform, das dem Eingangssignal mit dem in der Fig. 3 e dargestellten Wellenform entspricht. In derselben Weise erzeugt der Impulsgenerator 204 (N) ein Ausgangssignal mit der in der Fig. 3 h dargestellten Wellenform, das dem Eingangssignal mit der in der Fig. 3 g dargestellten Wellenform entspricht. Ein ODER-Schaltkreis 205 erzeugt ein Ausgangssignal mit der in der Fig. 3 i dargestellten Wellenform, das der Summe der Ausgangssignale des Spannungskomperators 203 (0) und der Impulsgeneratoren 204 (1), 204 (2) ... bzw. 204 (N) entspricht. Wenn die in der Fig. 3 i gezeigte Wellenform gem. Fig. 3 j mittels eines Fernsehbildschirmes dargestellt wird, so umfasst das Bild der n-ter Rasterzeile des Fernsehbildes 301 dunkle Linienabschnitte, die durch gestrichelte Linien dargestellt sind und helle, punktförmige Abschnitte, die den Impulsen A, B, C, E, F und G entsprechen, die an den Anstiegs- und Abfallflanken der Ausgangssignale der jeweiligen Spannungskomperatoren 203 (1) - 203 (N) entsprechen, wobei jeder dieser Impulse eine defilierte Impulsbreite t hat, sowie einen hellen linienförmigen Abschnitt, der dem Ausgangssignal D des Spannungskomperators 203 (0) entspricht und eine unbestimmte Impulsbreite t hat. Wenn alle Rasterzeilen des Fernsehbildes in der vorstehend beschriebenen Weise verarbeitet werden,

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dann kann die Darstellung der Kurven gleicher Helligkeit und des Punktes mit maximaler Helligkeit des von dem Ljchtstrahler auf den Schirm geworfenen Bildes in der in Fig. 5 mit 503 gekennzeichneten Art quantisiert werden.

Wenn die Wellenform des Video-Ausgangssignals der Fernsehkamera 202 wie in Fig. 4a dargestellt eine scharfe Spitze hat, dann hat das Ausgangssignal des ODER-Schaltkreises 205 die in der Fig. 4 b dargestellte Wellenform, so daß, wenn nach dem bekannten Verfahren gearbeitet wird, auf dem Fernsehschirm 206 ein in Fig. 5 mit 501 bezeichnetes Fernsehbild entsteht. Wenn die Impulsbreite t. kleiner ist als die Impulsbreite t , ist die Darstellung naturgetreu.

Es ist zu beachten, daß in der Fig. 4 α als Abszisse die Zeit und als Ordinate das Niveau des Video-Signals L, (n - i), L, (n - j), L. (n), L, (n + i) aufgetragen hi, wobei i, j, und η ganze Zahlen sind, die die Zeilenabtastintervalle des (n - i)-ten (n - j)-ten, (n)-ten, bzw. des (n + i)-ten Zeilenrasters bezeichnen. Die Helligkeitsmodulationslinien n-i, n-j, η und n+i werden im Fernsehbild 301 in der in Fig. 5 mit 501 bezeichneten Weise dargestellt, die den Zeilenabtastintervalen der entsprechenden Rasterzeilen gem. Fig. 4 α entspricht. In der Fig. 4 b entsprechen die niedrigen Signalniveaus den dunklen oder schwarzen Teilen des Fernsehbildes und die hohen Signalniveaus den hellen oder weißen Abschnitten. In derselben Weise sind die Fig. 4 c und 4 d zu betrachten.

Für den Fall, daß die Wellenform des Video-Ausgangssignals der Fernsehkamera 202 weniger scharfe Spitzen hat, wie in Fig. 4 c dargestellt, zeigt die Fig. 4 d die Wellenform des Ausgangssignals des ODER-Schaltkreises 205, und es wird auf dem Fernseh-

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schirm 206 das in Fig. 5 mit 502 bezeichnete Dunkel-und Hell-Streifen-Signal-

bild erzeugt. Da die Breite der von den Impulsgeneratoren 204(1) - 204 (N) erzeugten Impulse konstant ist, wird das Zeitinterval t_ß erheblich gespreizt, mit dem Ergebnis, daß ein in Fig. 5 mit 504 bezeichnetes Bild erzeugt wird, das nicht mehr geeignet ist, die Lichtverteilung des Lichtstrahlers mit hoher Vorbildtreue darzustellen.

Zieht man im Gegensatz zu der vorstehenden Betrachtung, die fur nur 4 Rasterzeilen nämlich die (n - i)-, (n - j)-, (n)- und (n + i)-ten Zeilen angestellt wurde, alle Rasterzeilen in Betracht, so können , wenn in der horizontalen Zeilenrichtung des Fernsehbildes gemessen die für die Lichtverteilung auf dem Schirm 201 charakteristische Zeit, in der sich die Helligkeit des Fernsehbildes ändert, kurz ist, und die Kurven gleicher Helligkeit in vertikaler Richtung zu einem extrem hohen Grad unverändert bleiben, die Kurven gleicher Helligkeit in der in Fig. 5 mit 503 bezeichneten Weise als stetige Kurven dargestellt werden. Wenn dagegen die fUr die Lichtverteilung auf dem Schirm 201 charakteristische Zeit, in der sich in der horizontalen Zeilenrichtung des Fernsehbildes dessen Helligkeit ändert, lang ist und die Kurven gleicher Helligkeit in horizontaler Richtung in extremem Maße unverändert bleiben, so kann eine in Fig. mit 504 bezeichnete Darstellung der Kurven gleicher Helligkeit resultieren, in der es schwierig ist, den Verlauf der Kurven gleicher Helligkeit zu beurteilen. Wenn die Lichtverteilung symmetrisch ist, so ist es möglich, eine Interpolation in die unterbrochenen Bereiche hinein auszuführen, aber eine komplizierte assymetrische Lichtverteilung ver hindert jede solche Interpolation, so daß es unmöglich wird, die Kurven gleicher Hellig keit zu analysieren.

Die Fig. 6, in der mit 105 ein Scheinwerfer bezeichnet ist, zeigt eine Ausfuhrungsform

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eines erfindungsgemäßen Geräts mit einem Schirm 601, der vorzugsweise so ausgebildet ist, daß er weißes Ljcht diffus streut und durchläßt, mit einer Fernsehkamera 202, Spannungskomperatoren 602 (1 A), 602 (1 B), 602 (2 A), 602 (2B)... 602 (N A) und 602 (N B), ODER-Schaltkreisen 603 (1), 603 (2) ... 603 (n), einem UND-Glied 604, einer Video-Signal-Mischschaltung 605 und mit einem Fernsehbildschirm 206. Im Betrieb trifft das Lichtfeld des Scheinwerfers 105 auf den Schirm 601 und ein auf dem Schirm entstehendes und durch diesen hindurchtretendes Lichtbild wird von der Fernsehkamera 202 aufgenommen. Ein von der Fernsehkamera durch fotoelektrische Umwandlung erzeugtes Video-Signal wird an die positiven Spannungseingänge der Spannungskomperatoren 602 0 A), 602 (2 A) ... 602 (N A) und an die Negativ-Spannungseingänge der Spannungskomperatoren 602 (1 B), 602 (2 B)... 602 (N B) angelegt. Die Ausgangssignale der Spannungskomperatoren 602 (1 A) und 602 (1 B) werden in dem ODER-Schaltkreis 603 (1) einer ODER-Verarbeitung unterworfen. In derselben Weise werden die Ausgangssignale der Spannungskomperatoren 602 (2 A) und 602 (2 B) in den ODER-Schaltkreisen 603 (2) bzw. 603 (N) einer ODER-Verarbeitung und die Ausgangssignale der ODER-Schaltkreise 603 (1), 603 (2) ... 603 (N) in dem UND-Glied 604 einer UND-Verarbeitung unterworfen. Die Mischschaltung 605 ändert das Niveau des Ausgangssignals des UND-Gliedes 604 und überlagert dem in seinem Niveau geänderten Signal das Video-Signal der Fernsehkamera 202. Das Ausgangssignal der Mischschaltung wird zur Überwachung dem Fernsehbildschirm 206 zugeführt. Da zahlreiche Arten von Mischschaltungen und Spannungskomperatoren bekannt sind, erscheint es überflüssig, solche im Einzelnen zu beschreiben.

In den Fig. 7 a - 7 I ist ein Ablaufdiagramm dargestellt, das die Art und Weise zeigt, wie ein Video-Signal für ein in der Fig. 8 mit 801 bezeichnetes Fernsehbild in Ver-

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Ab

bindung mit dem rn-ten Zeilenraster mit einer Tastzeit T₁, verarbeitet wird.

Fig. 7 α zeigt die Wellenform des von der Fernsehkamera 202 erzeugten Video-Signals, Fig. 7 b zeigt die Wellenform des Ausgangssignals des Spannungskomperators 602 (1 A), Fig. 7 c zeigt die Wellenform des Ausgangssignals des Spannungskomperators 602 (1 B), Fig. 7 d zeigt die Wellenform des Ausgangssignals des Spannungskomperators 602 (2 A), Fig. 7 e die Wellenform des Ausgangssignals des Spannungskomperators 602 (2 B), Fig. 7 f die Wellenform des Ausgangssignals des Spannungskomperators 602 (N A), Fig. 7 g die Wellenform des Ausgangssignals des Spannungskomperators 602 (N B), Fig. 7 h die Wellenform des Ausgangssignals des ODER-Schaltkreises 603 (1), Fig. 7 i die Wellenform des Ausgangssignals des ODER-Schaltkreises 603 (2), Fig. 7 j die Wellenform des Ausgangssignals des ODER-Schaltkreises 603 (N), Fig. 7 k die Wellenform des Ausgangssignals des UND-Gliedes 604 und Fig. die Wellenform des Ausgangssignals der Mischschaltung 605. Mittels einer geeigneten Gleichspannungsquelle werden Bezugsgleichspannungen E ._A, E .«, E „_A, E„„... E»._A und E_NB, die die Pegel E_]A, Ej _ß, E^, E^, ... E_NA, E_nß des in der Fig. 7 a dargestellten Videosignals an die Spannungskomperatoren 602 (IA) 602 (IB), 602 (2A), (2B) ... 602 (NA) bzw. 602 (NB) angelegt. Wenn die Bezugsgleichspannungen so gewählt werden, daß sie den folgenden Relationen genügen: E_1A - E₁„ = E_OA - E_OB =

IA ID Zn Z.O

⁼ ^ENA " ^ENB ^{= K}l ^{und E}2A " ^E1B ^{= E}3A " ^E2B ⁼ *·· ^{= E}NA " ^E (N-I) B ^{= K}2' ^{Μ 1}^¹*⁶" die Ausgangssignale der jeweiligen Komperatoren die in den vorstehend beschriebenen

Figuren 7 b - 7 g dargestellte Form.

Wenn die in den Figuren 7 b und 7 c dargestellten Ausgangssignale mittels des ODER-Schalrkreises 603 (1) einer ODER-Verarbeitung unterworfen werden, so wird ein Ausgangssignal erzeugt, das in der Fig. 7 h dargestellt ist. In derselben Weise erzeugt der

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ODER-Schaltkreis 603 (2) ein Ausgangssignal, das in Fig. 7 i dargestellt ist, wenn die in den Fig. 7 d und 7 e dargestellten Ausgangssignale einer ODER-Verarbeitung unterworfen werden, und der ODER-Schaltkreis 603 (N) erzeugt ein in der Fig. 7 j dargestelltes Ausgangssignal, wenn die Ausgangssignale, die in den Fig. 7 f und 7 g dargestellt sind, einer ODER-Verarbeitung unterworfen werden.

Weiter erzeugt das UND-Glied 604, wenn die Ausgangssignale der ODER-Schaltkreise 603 (1), 603 (2) ... 603 (N) einer UND-Verarbeitung unterworfen werden ein in der Fig. 7 k dargestelltes Ausgangssignal. Wenn das Ausgangssignal des UND-Gliedes 604 direkt auf dem Fernsehbildschirm 206 dargestellt wird, ohne die Mischschaltung 605 zu durchlaufen, dann wird die m-te Rasterzeile (die im wesentlichen Über das Zentrum des Bildes läuft) des Fernsehbildes 801 der Fig. 8 so dargestellt, daß diejenigen Bildzeilenabschnitte, deren Helligkeit durch die Hoch-Pegel A', B', O, D' und E' der in der Fig. 7 k dargestellten Wellenform moduliert ist, weiß sind und die "Zwischenräume zwischen diesen Abschnitten schwarz sind. Demgemäß wird, wenn ein sich änderndes Video-Signal erzeugt wird, ein Ringmuster mit in radialer Richtung diskret angeordneten weißen und schwarzen Streifen erzeugt, das dieselbe Anzahl von Ringen aufweist wie Spannungskomperatorpaare vorhanden sind. Wird andererseits der Pegel des in Fig. 7 k dargestellten Ausgangssignals mittels der Mischschaltung geändert und sodann das Signal mit dem in Fig. 7 α dargestellten Video-Signal gemischt, so erhält man das in Fig. 7 I dargestellte zusammengesetzte Signal. Wenn dieses zusammengesetzte Signal auf dem Fernsehbildschirm 206 dargestellt wird, dann entspricht das Bild der m-ten Rasterzeile des in Fig. 8 dargestellten Fernsehbildes 801 der in Fig. 7 I dargestellten Wellenform, so daß die Bildzeilenabschnitte A ', B ', C und D' und E' hell dargestellt werden, wobei

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der zentrale Abschnitt C die größte Helligkeit aufweist, die Helligkeit zu den Abschnitten B', A' und D', E' hin abnimmt und die Zwischenräume zwischen den jeweiligen Abschnitten dunkel erscheinen. Mit anderen Worten, der Fernsehbildschirm 206 entwirft nicht nur eine Darstellung der Lichtverteilung des Scheinwerfer« sondern auch des Helligkeitspegels der Kurven gleicher Helligkeit. Wenn man das vorstehende, mit Bezug auf die m-te Bildzele des Fernsehbildes 801 erläuterte Prinzip gleichermaßen auf alle Bildzeilen anwendet, dann werden die schraffierten Flächen des Fernsehbildes 801 gem. Fig. 8 hell dargestellt und die anderen Flächen dunkel, entsprechend dem auf dem Schirm 601 entworfenen Bild, wobei auf dem Bildschirm 206 ein die Kurven gleicher Helligkeit darstellendes Ringmuster mit in radialer Richtung disket angeordneten Ringen entworfen wird.

Bei dem in der Fig. 6 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel werden zur Quantisierung des Video-Signals-Pegels 2 N Spannungskomperatoren verwendet, wobei benachbarte Spannungskomperatoren 602 (1 A),602 (1 B), 602 (2 A) und 602 (2B), ... sowie 602(NA) und 602 (NB) zu Paaren zusammengefasst sind; Das Ausgangsvideosignal der Fernsehkamera 202 wird an die Plus-Spannungseingänge der ersten Spannungskomperatoren 602 (IA), 602 (2A) ... 602 (NA) und an die Negativspannungseingänge der zweiten Spannungskomperatoren 602 (1 B), 602 (2B) ... 602 (NB) angelegt, während die Bezugsspannungen mit einer entgegengesetzten Phasenbeziehung angelegt werden, um die Polarität der benachbarten Spannungskomperatoren eines jeden Paares in geordneter Weise umzukehren, d. h. das Ausgangssignal des ersten Komperators eines jeden Paares hat positive Polarität und das des zweiten Komperators des Paares hat eine negativen Polarität. Es versteht sich jedoch, daß der Schritt, eines der Ausgangssignale der jeweiligen Komperatorpaare

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zu Invertieren nicht auf das spezialle vorstehend erläuterte Verfahren beschränkt ist.

In Fig. 9 ist eine weitere Ausfuhrungsform der Erfindung dargestellt, wobei den in Fig. 6 dargestellten Elementen ensprechende Elemente mit denselben Bezugszahlen bezeichnet sind. Bei dieser Ausfuhrungsform wird das Ausgangsvideo-Signal der Fernsehkamera 202 an Je Plus-Spannungseingänge aller Spannungskomperatoren 602 (IA), 602 (IB), 602 (2A), 602 (2B) ... 602 (NA) und 602 (NB) angelegt, und die Bezugsgleichspannungen E.-, E.J., E-. , E^p ... E».. und E_n- werden an die hegativ-Spannungseingänge dieser Spannungskomperatoren angelegt. An die Ausgänge der zweiten Spannungskomperatoren 602 (IB), 602 (2B), ... 602 (NB) der jeweiligen Komperatorpaare sind Inverter 606 (1), 606 (2) ... und 606 (N) angeschlossen. Auch bei diesem Ausfuhrungsbeispiel wird die Polarität des Ausgangssignals der benachbarten Spannungskomperatoren eines jeden Paares in geordneter Weise umgekehrt.

Bei beiden Ausfuhrungsbeispielen gemäß den Figuren 6 und 9 ist es möglich, durch gleiche Wahl der Pegeldifferenzen K. und K« der an die jeweiligen Spannungskomperatoren angelegten Bezugsspannungen, die quantisierten Pegel fUr die weißen und schwarzen Abschnitte des in radialer Richtung diskreten Ringmusters der Kurven gleicher Helligkeit gleich zu machen. Ist K« dagegen ungleich K., so ist es möglich, die quantisierten Pegel für die weißen und die schwarzen Abschnitte in jedem gewünschten Verhältnis zu variieren. Wird K~ größer gemacht, so nimmt die Breite der weißen Abschnitte zu, wird K. größer gemacht, so nimmt die Breite der schwarzen Abschnitte zu. Es ist daher, wenn das Verhältnis der Breite der weißen und schwarzen Abschnitte durch Variation

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des Verhältnisses von K„ zu K. etwa gleich 1 : 10 gewühlt wird, möglich, ein Kurven gleicher Helligkeit darstellendes, in radialer Richtung diskretes Ringmuster zu erzeugen, das mit unbewaffnetem Auge beobachtet werden kann. Weiter ist zu beachten, daß das Ausfuhrungsbeispiel gemäß Fig. 6 dahingehend abgewandelt werden kann, daß zuerst die Ausgangssignale der Spannungskomperatoren in Kombination 602 (IB) mit 602 (2A), 602 (2B) mit 602 (3A), ... und 602 ((N - 1) B) mit 602 (NA) einer UND-Verarbeitung unterworfen werden und die hieraus resultierenden Ausgangssignale und die Ausgangssignale der Spannungskomperatoren 602 (IA) und 602 (NB) einer ODER-Verarbeitung unterworfen werden, um dadurch ein in radialer Richtung diskretes Ringmuster zu erhalten. Selbstverständlich ist es auch möglich, mit analogen Mitteln die invertierten Ausgangssignale der Spannungskomperatoren mit deren anderen Ausgangssignalen zusammen zu setzen.

Man erkennt, daß die Erfindung ein Verfahren und ein Gerät zur Messung der Lichtfeldverteilung um die optische Achse eines Scheinwerfers bereitstellt, das es ermöglicht, ein in radialer Richtung diskretes Ringmuster zu erzeugen, das Kurven gleicher Helligkeit, die keinerlei Unterbrechungen aufweisen, darstellt. Eine Bedienungsperson kann daher leicht die optische Achse justieren und die Lichtverteilung prüfen.

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Leerseite

Claims

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Patentansprüche:

Verfahren zur Messung der Verteilung des Lichtfeldes um die optische Achse einer Lichtquelle, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensmerkmale:

Erzeugung eines Video-Signals durch Abtasten des von der Lichtquelle auf einen Schirm geworfenen Lichtes;

Quantisierung des Video-Signals mit Hilfe einer Anzahl von Spannungskomperator-Paaren, wobei die Spannungskomperatoren eines jeden Paares mit unterschiedlichen Bezugsspannungspegeln beaufschlagt werden;

Geordnetes Invertieren des einen der Ausgangssignale der Spannungkomperatoren der jeweiligen Paare;

Zusammensetzung des einen der Ausgangssignale der jeweiligen K omp era torpaare mit deren restlichen Ausgangssignalen und Bildung eines Dunkel- und HeI I-Streifensignals;

Darstellung des Streifensignals auf einem Sichtgerät zur Erzeugung eines Bildes mit in radialer Richtung diskret angeordneten Ringen, die Kurven gleicher Helligkeit der Lichtverteilung repräsentieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Spannungskomperatoren angelegten Bezugsspannungen so gewählt werden, daß sie den

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OR)QfNAL

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folgenden Relationen genügen:

^E1A"^E1B

^E2A"^E1B ^{= Ε}3Α"^Ε2Β"···~^ΕΝΑ"^ΕίΜ- 1) B " ^K2 ^{wobei E}1A' ^E2A' ^E3A *" E_K|. die Bezugsspannungspegel für den jeweils einen Komperator der Komperatorpaare und E, _ß/ E^-, E₃₈ ... E_n- die Bezugsspannungspegel für den jeweils anderen Komperator der jeweiligen Paare sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß K„ =Kj gewühlt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß K« / K. gewählt ist.

5. G' röt zur Messung der Verteilung des Lichtfeldes um die optische Achse einer Lichtquelle, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Es ist ein Schirm (601) vorgesehen, auf dem das Ljcht der Lichtquelle (105) auftrifft;

b) Eine Fernsehkamera (202) tastet den Lichtfleck auf dem Schirm (601) ab und erzeugt ein Video-Signa I;

c) Es ist eine Anzahl von paarweise gruppierten Spannungskomperatoren (602) vorgesehen mit je zwei Eingängen und eine Einrichtung, mit der das Video-

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Signal an den einen Eingang der jeweiligen Spannungskomperatoren anlegbar ist, sowie eine Einrichtung, mit der jeweils an den anderen Eingang der Komperatoren Bezugsspannungen mit verschiedenem Spannungspegel anlegbar sind;

d) Es ist eine Einrichtung vorgesehen, mit der das eine der Ausgangssignale der Spannungskomperatoren der jeweiligen Paare in geordneter Weise invertierbar ist und eine logische Schaltungsanordnung (603, 604) zur Zusammensetzung des nicht-invertierten und des invertierten Ausgangssignals der jeweiligen Komperatorpaare;

e) Zur Darstellung der Ausgangssignale der logischen Schaltung (603, 604) ist ein Sichtgerät (206) vorhanden.

6. Gerät ■ nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung eine Anzahl von ODER-Schaltungen (603) umfasst, denen die nicht-invertierten und die invertierten Ausgangssignale der Komperatorpaare zugeführt

sind, und eine UND-Schaltung (604), die die Ausgangssignale der ODER-Schaltungen (603) einer UND-Verarbeitung unterwirft.

7. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die logische Schaltung (603, 604) und das Sichtgerät (206) eine Mischschaltung (605) geschaltet ist, die das Ausgangssignal der logischen Schaltung (603, 604) mit dem Video-Signal mischt.

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8, Gerat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Umkehrung der Polarität eine Einrichtung umfasst, mit der das Video-Signal an den einen Spannungseingang des einen Komperators eines jeden Paares und an den anderen Spannungseingang des anderen Spannungskompera-» tors des Komperatorpaares anlegbar ist, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der in der umgekehrten Relation verschiedene Bezugsgleichspannungen an die Spannungseingänge des Komperatorpaares anlegbar sind.

9. Gerat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Umkehrung der Polarität eine Einrichtung umfasst, mit der das Video-Signal an den einen Spannungseingang beider Spannungskomperatoren (002) der jeweiligen Paare anlegbar ist, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der verschiedene Bezugsgleichspannungen an den anderen Eingang beider Komperatoren der jeweiligen Paare anlegbar sind, und daß je mit dem Ausgang, des einen Komperators der jeweiligen Paare verbundene Inverter (606) vorgesehen sind.

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