KR101604424B1

KR101604424B1 - 휘도 및 색도 분포 측정 장치

Info

Publication number: KR101604424B1
Application number: KR1020140064499A
Authority: KR
Inventors: 윤철오; 배상순; 설명헌; 임영진; 권현태; 김종완
Original assignee: 주식회사 맥사이언스
Priority date: 2014-05-28
Filing date: 2014-05-28
Publication date: 2016-03-18
Also published as: KR20150137196A

Abstract

휘도 및 색도 분포 측정 장치는 디스플레이의 측정 대상 영역에서 방사된 광선을 집광시켜 통과시키는 집광렌즈와, 인간의 시감에 대응하는 시감 분포를 갖도록 파장을 적분한 값인 X자극값, Y자극값, Z자극값이 형성되는 하나 이상의 등색함수필터를 장착한 필터휠과, 각각의 등색함수필터를 통과한 각각의 자극값을 기초로 측정 대상 영역에 대한 제1 색좌표의 X 픽셀값, Y 픽셀값, Z 픽셀값을 생성하는 CCD 센서로 이루어진 제1 장치; 측정 대상 영역 중 상기 집광렌즈로부터 2°또는 10°시야각의 면적에서 방사된 광원을 방향 전환하여 반사하는 셔터형 미러와, 셔터형 미러로부터 반사된 광원을 광케이블에 의해 수신하여 광 스펙트럼 데이터를 생성하는 스펙트럼 측정 장치로 이루어진 제2 장치; 및 스펙트럼 측정 장치로부터 생성한 광 스펙트럼 데이터를 이용하여 제2 색좌표를 생성하고, CCD 센서에서 생성한 측정 대상 영역의 제1 색좌표 중 2°또는 10°시야각의 면적에서 방사된 광원에 대한 색좌표를 추출하여 전체 데이터 평균값을 연산하며, 제2 색좌표에서 전체 데이터 평균값을 나눈 보정 비율을 측정 대상 영역의 제1 색좌표에 반영하여 보정하는 제어모듈을 포함한다.

Description

휘도 및 색도 분포 측정 장치{Apparatus for Measuring Luminance and Chrominance Distribution}

본 발명은 휘도 및 색도 분포 측정 장치에 관한 것으로서, 특히 디스플레이의 색도 및 휘도를 정밀하게 분석하여 인간의 시감 분포와 일치하도록 색도를 보정함으로써 보다 정확한 색좌표를 얻을 수 있는 휘도 및 색도 분포 측정 장치에 관한 것이다.

사람의 눈의 감각을 기본으로 제정된 1931년 CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) 측정 방법이 현재 색을 규정하기 위한 표준으로 널리 사용된다. 눈의 감각은 망막에 들어 있는 빨강색, 초록색, 청색을 독립적으로 받아들일 수 있는 세포들로부터 뇌에 전달되고, 뇌는 이들을 조합하여 색에 대한 인식을 하는 것이다.

사람의 색 인식을 바탕으로 만들어진 색매칭함수(Color Matching Function)는 이들 3가지 색에 대응되는 수학적인 함수들이며, 검사하고자 하는 대상물체의 색에 대한 분광전력분포(Spectral Power Distribution) 함수와 결합되어 색도(Chromaticity)를 계산할 수 있다.

실제로 색 분석 검사 시스템에서는 색매칭함수가 3가지 종류의 필터들과 대응되며 이들 3가지 색을 독립적으로 인식할 수 있도록 광센서(CCD 카메라) 앞에 이들 필터를 넣어 시스템이 마치 사람의 눈 감각과 비슷하게 만든 것이다(Colorimetry of displays, Bentham Instruments Ltd, January 1997, 45쪽).

또한 같은 색이라 하더라도 색의 밝기 차이가 존재하며, 가시영역의 전 파장에 걸쳐서 분광학적으로 동일한 세기의 광(Spectral power)이 들어온다 하더라도 눈의 감도는 파장영역에 의존하여 다르게 나타난다. 이것은 사람에 따라 약간씩 다르게 나타나지만 평균적인 인식능력을 종합하여 나타낸 사람 눈의 분광학적 응답함수(Human spectral responsibility function)가 만들어졌다. 이것은 눈의 색에 대한 감응이 360nm에서 830nm의 가시광선영역에 분포되며 제일 예민한 중심 파장이 555nm에서 최대값을 갖는 Gauss 분포함수와 모양이 비슷한 함수로서 일반적으로 V(λ)가 사용된다.

이것은 분광학적 광의 휘도(Luminance) 측정에 중요한 함수가 된다(Colorimetry of displays, Bentham Instruments Ltd, January 1997, 45쪽).

실질적인 색 측정시스템(Photometer 또는 Colorimeter)과 분광기(Spectroscope)에서 위 함수들이 그대로 적용된다(Basics of spectral measurement, JETI Technische Instrumente GmbH, Jena, May 2005, 53쪽).

디스플레이는 IT 산업이 빠르게 발전함에 따라 다양한 발전이 이루어졌으며 정확한 색 분석이 디스플레이 색을 자연스럽게 표현하며 조절하는데 절대 필요한 조건이 되고 있다.

기존의 광센서는 디스플레이의 휘도나 색도를 구현할 때 색매칭함수와 분광학적 응답함수를 이용하고 있지만 원리적으로 데이터의 부정확성이 존재하며 정확한 색 분석이 되지 않아 디스플레이의 품질 관리에 어려움을 초래하고 있다.

대한민국 등록특허번호 제10-0982896호(등록일: 2010년 9월 11일), 발명의 명칭: "디스플레이의 색 분석 분광시스템"

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 디스플레이의 색도 및 휘도를 정밀하게 분석하여 인간의 시감 분포와 일치하도록 색도를 보정함으로써 보다 정확한 색좌표를 얻을 수 있는 휘도 및 색도 분포 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 휘도 및 색도 분포 측정 장치는,

디스플레이의 측정 대상 영역에서 방사된 광선을 집광시켜 통과시키는 집광렌즈와, 인간의 시감에 대응하는 시감 분포를 갖도록 파장을 적분한 값인 X자극값, Y자극값, Z자극값이 형성되는 하나 이상의 등색함수필터를 장착한 필터휠과, 각각의 등색함수필터를 통과한 각각의 자극값을 기초로 측정 대상 영역에 대한 제1 색좌표의 X 픽셀값, Y 픽셀값, Z 픽셀값을 생성하는 CCD 센서로 이루어진 제1 장치;

집광렌즈로부터 측정 대상 영역에서 방사된 광선을 방향 전환하여 반사하는 셔터형 미러와, 셔터형 미러로부터 반사된 광원을 광케이블에 의해 수신하여 광 스펙트럼 데이터를 생성하는 스펙트럼 측정 장치로 이루어진 제2 장치; 및

스펙트럼 측정 장치로부터 생성한 광 스펙트럼 데이터를 이용하여 제2 색좌표를 생성하고, CCD 센서에서 생성한 측정 대상 영역의 제1 색좌표를 제2 색좌표를 기준으로 제1 색좌표와의 보정 비율을 결정하며, 결정한 보정 비율을 제1 색좌표에 반영하여 보정하는 제어모듈을 포함한다.

본 발명의 특징에 따른 휘도 및 색도 분포 측정 장치는,

측정 대상 영역 중 상기 집광렌즈로부터 2°또는 10°시야각의 면적에서 방사된 광원을 방향 전환하여 반사하는 셔터형 미러와, 셔터형 미러로부터 반사된 광원을 광케이블에 의해 수신하여 광 스펙트럼 데이터를 생성하는 스펙트럼 측정 장치로 이루어진 제2 장치; 및

스펙트럼 측정 장치로부터 생성한 광 스펙트럼 데이터를 이용하여 제2 색좌표를 생성하고, CCD 센서에서 생성한 측정 대상 영역의 제1 색좌표 중 2°또는 10°시야각의 면적에서 방사된 광원에 대한 색좌표를 추출하여 전체 데이터 평균값을 연산하며, 제2 색좌표에서 전체 데이터 평균값을 나눈 보정 비율을 측정 대상 영역의 제1 색좌표에 반영하여 보정하는 제어모듈을 포함한다.

전술한 구성에 의하여, 본 발명은 디스플레이의 색도 및 휘도를 정밀하게 분석하여 인간의 시감 분포와 일치하도록 색도를 보정함으로써 보다 정확한 색좌표를 얻을 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 CCD 센서와 스펙트럼 측정 장치를 연동하여 디스플레이의 전체 화면을 빠르고 효율적으로 색도 검사하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휘도 및 색도 분포 측정 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 휘도 및 색도 분포 측정 장치 중 색좌표 및 휘도를 측정하는 경우 광선의 이동 흐름에 따른 장치구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시야각 2도, 10도일 때의 CIE 등색함수를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 휘도 및 색도 분포 측정 장치 중 광 스펙트럼 데이터를 측정하는 경우 광선의 이동 흐름에 따른 장치구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스펙트럼 측정 장치의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 측정 대상 영역과 특정 면적 A의 개념을 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

복사측정학(Radiometry)는 전자기파의 분광성분(파장별 강도), 공간분포, 편광상태(스펙트럼)를 측정하고, 측광학(Photometry)은 인간의 눈의 스펙트럼에 대한 반응을 고려하여 눈이 느끼는 빛 에너지로의 환산을 수행한다.

본 발명은 휘도 및 색좌표(색도) 측정 장치와 스펙트럼 측정 장치를 하나의 시스템을 통해 구현한다.

본 발명은 스펙트럼 측정 장치에 의해 광의 파장별 스펙트럼 측정을 수행하고, 스펙트럼 측정에 의한 색좌표를 기준으로 휘도 및 색좌표 측정 장치에 의해 생성된 색좌표를 보정하여 데이터 정확도를 향상시킨다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휘도 및 색도 분포 측정 장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 휘도 및 색도 분포 측정 장치 중 색좌표 및 휘도를 측정하는 경우 광선의 이동 흐름에 따른 장치구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 휘도 및 색도 분포 측정 장치(100)는 집광렌즈(104), 셔터형 미러(110), 등색함수필터(122a, 122b, 122c)가 장착된 필터휠(120), CCD 센서(130), 광케이블(140), 스펙트럼 측정 장치(150) 및 제어모듈(160)을 포함한다.

본 발명의 휘도 및 색도 분포 측정 장치(100)는 측정학과 복사측정학의 측정에 따라 장치 구성이 달라진다.

측광학인 휘도와 색좌표를 측정하는 경우, 본 발명의 휘도 및 색도 분포 측정 장치(100)는 집광렌즈(104), 등색함수필터(122a, 122b, 122c)가 장착된 필터휠(120), CCD 센서(130)의 광선 이동 시퀀스를 이룬다.

집광렌즈(104)는 디스플레이(102)의 측정 대상 영역(200)에서 방사된 광선을 집광시켜 통과시킨다.

셔터형 미러(110)는 집광렌즈(104)와 CCD 센서(130)의 사이에 위치되는데, 색좌표와 휘도를 측정하는 경우, 기계적 장치에 의해 하부 방향으로 눕혀서 작동하지 않도록 오프 상태로 만든다. 물론, 셔터형 미러(110)는 사용자의 선택에 따라 수동으로 끼워다 뺄 수도 있다.

필터휠(120)은 CCD 센서(130)로 송신되는 광선을 필터링하는 구성요소로 인간의 시감에 대응하는 시감 분포를 갖도록 파장을 적분한 값인 X자극값, Y자극값, Z자극값이 형성되는 하나 이상의 등색함수필터(122a, 122b, 122c)를 장착하고 연결된 구동모터에 의해 회전한다.

등색함수필터(122a, 122b, 122c)는 집광렌즈(104)를 통해 광수신부인 CCD 센서(130)의 제1 내지 제3 수신기(136)로 보내지는 광선을 필터링하는 구성요소로서 여러 개의 광학적인 색필터를 사용한다.

여러개의 색필터는 각각의 영역(

, Color Matching Function Values)에 따라 알맞은 두께로 다듬어져 광선을 필터링하여 보정을 이루기 위해 조합된다.

등색함수필터(122a, 122b, 122c)에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

1931년 국제조명위원회(Commission Internationale de I'Eclairage, CIE)에서는 인간의 시감에 대응하는 시감 분포를 갖는 세가지 등색함수(Color Matching Function)인

(이하, 'x-bar'라 칭함),

(이하, 'y-bar'라 칭함),

(이하, 'z-bar'라 칭함)를 파장에 따라 정의하고, 이하의 도 3에 나타난 바와 같다. 이때, x-bar는 적색, y-bar는 녹색, z-bar는 청색에 대응하는 함수이다.

등색함수필터(122a, 122b, 122c)는 x-bar(λ)의 등색함수필터(122a), y-bar(λ)의 등색함수필터(122b), z-bar(λ)의 등색함수필터(122c)가 있다.

세가지 등색함수에 의해 최대 분광 복사휘도 P(λ)를 갖는 광원의 삼자극치(Tristimulus Value)는 다음의 [수학식 1]에 나타난 바와 같다.

이때, Km은 최대 상대 분광 시감효능(683lm/W)이고, y-bar(λ)는 시간효능함수 V(λ)와 같은 값이므로 Y는 광원의 광휘도가 된다.

색좌표는 [수학식 1]의 X,Y,Z로부터 구할 수 있으며 색좌표의 식은 다음의 [수학식 2]와 같다.

이러한 색채를 객관적으로 측정하는 색채측정장치로는 분광광도계와 필터식 색채계가 있다. 그 중에서 필터와 검출기로 구성된 필터식 색채계의 분광 감응도는 국제조명위원회에서 정의한 등색함수와 일치해야 한다. 필터식 색채계에는 표준 관측자들에 의해 정의되는 등색함수에 대응하는 분광 감응도를 갖도록 등색함수 보정 필터들이 요구되며, 이 필터들이 등색 함수와 일치하는 정도에 따라 색채계의 불확도가 죄우된다.

CCD 센서(130)의 제1 수신기(132)는 필터휠(120)의 X의 등색함수필터를 통과한 X자극값(X Tristimulus Value)을 수신하고, CCD 센서(130)의 제2 수신기(134)는 필터휠(120)의 Y의 등색함수필터를 통과한 Y자극값(Y Tristimulus Value)을 수신하며, CCD 센서(130)의 제3 수신기(136)는 필터휠(120)의 Z의 등색함수필터를 통과한 Z자극값(Z Tristimulus Value)을 수신한다.

x-bar(λ), y-bar(λ), z-bar(λ) 등색함수를 이용하여 대응되는 제1 수신기(132), 제2 수신기(134), 제3 수신기(136)의 광 스펙트럼 응답 함수를 국제조명위원회에서 정의한 등색함수와 균등하게 되도록 한다.

국제조명위원회에서 정의한 x-bar(λ), y-bar(λ), z-bar(λ) 등색함수를 파장에 대하여 적분한 값이다.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 측정 대상 영역(200) 중 집광렌즈(104)로부터 2°또는 10°시야각의 면적(측정 대상 영역 중 특정 면적 A)(300)을 나타낸다.

도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 집광렌즈(104)로부터 2°또는 10°시야각일 때의 CIE 등색함수인 x-bar, y-bar, z-bar를 나타낸 것으로 400-500λ의 단파장 및 500-700λ의 장파장에 분포하는 X자극값(x-bar(λ)의 적분값), 450-700λ의 파장에 분포하는 Y자극값(y-bar(λ)의 적분값), 400-550λ의 파장에 분포하는 Z자극값(z-bar(λ)의 적분값)으로 이루어진다.

CCD 센서(130)는 다음의 [수학식 3]과 같이 파라미터 연산을 수행하여 색좌표

의 픽셀값(Pixel Value)을 매트리스 형태로 저장하고, 다음의 [수학식 4]과 같이 파라미터 연산을 수행하여 색좌표

의 픽셀값(Pixel Value)을 매트리스(Matrix) 형태로 저장한다.

다시 말해, 휘도 및 색도 분포 측정 장치(100)에서 측광학인 휘도와 색좌표를 측정하는 경우의 흐름을 설명하면 다음과 같다.

디스플레이(102)의 측정 대상 영역에서 방사된 광선은 필터휠(120)의 x-bar의 등색함수필터(122a)를 통과하여 CCD 센서(130)의 제1 수신기(132)로 색좌표 X의 픽셀값(Pixel Value)을 매트리스 형태로 저장하고, y-bar의 등색함수필터(122b)를 통과하여 CCD 센서(130)의 제2 수신기(134)로 색좌표 Y의 픽셀값(Pixel Value)을 매트리스 형태로 저장하며, z-bar의 등색함수필터(122c)를 통과하여 CCD 센서(130)의 제1 수신기(132)로 색좌표 Z의 픽셀값(Pixel Value)을 매트리스 형태로 저장한다. 이때, 셔터형 미러(110)는 오프 상태로 집광렌즈(104)와 CCD 센서(130)의 사이에 위치하지 않게 된다.

CCD 센서(130)는 색좌표 이외에 휘도값을 생성하게 되는데 본 발명에서 색좌표의 보정에 특징이 있으므로 휘도값의 생성에 대한 설명을 생략한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 휘도 및 색도 분포 측정 장치 중 광 스펙트럼 데이터를 측정하는 경우 광선의 이동 흐름에 따른 장치구성을 나타낸 도면이다.

복사측정학인 스펙트럼 데이터를 측정하는 경우, 본 발명의 휘도 및 색도 분포 측정 장치(100)는 집광렌즈(104), 셔터형 미러(110), 광케이블(140), 스펙트로 측정 장치의 광선 이동 시퀀스를 이룬다.

디스플레이(102)의 측정 대상 영역(200)에서 방사된 광선은 집광렌즈(104)를 통과하고 측정 대상 영역(200) 중 집광렌즈(104)로부터 2°또는 10°시야각의 면적(특정 면적 A)(300)에서 방사된 광원을 90°방향 전환하여 광케이블(140)을 통해 스펙트럼 측정 장치(150)로 전송된다.

셔터형 미러(110)는 45°로 기울어져 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이, 측정 대상 영역(200) 중 집광렌즈(104)로부터 2°또는 10°시야각의 면적(특정 영역 A)(300)에서 방사된 광원을 90°방향 전환하는 타원 형태의 미러(112)가 장착된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 스펙트럼 측정 장치(150)는 슬릿(151), 제1 미러(152), 광회절격자(153), 제2 미러(154), 광수신 다이오드의 어레이 디텍터(155), 다수의 광전류/전압 증폭기(미도시), 아날로그/디지털 신호변환기(미도시) 및 디지털 신호 처리부(미도시)를 포함한다.

스펙트럼 측정 장치(150)는 광케이블(140)을 통과한 광선이 슬릿(151)으로 유입되고 제1 미러(152)에 의해 광회절격자(Grating)(153)로 반사되며 광회절격자(153)의 회전에 의한 회절광을 제2 미러(154)에 의해 반사되어 어레이 디텍터(155)로 수광된다.

스펙트럼 측정 장치(150)는 광회절격자(153)에 의해 빛의 분광을 발생시키고 파장별 빛이 도달하는 공간에 복수개의 포토다이오드가 직렬로 연결된 어레이 디텍터(155)를 위치하여 중앙 부분의 특정 면적 A(300)의 광 스펙트럼 데이터를 측정한다.

다수의 광전류/전압 증폭기는 각각의 포토다이오드에 광전류를 전압으로 변환하여 아날로그/디지털 신호변환기로 입력한다.

아날로그/디지털 신호변환기는 반도체 소자를 이용하여 변환된 전압에 해당하는 복수개의 아날로그 신호를 동시에 디지털 신호로 변환한다.

디지털 신호 처리부는 복수개의 디지털 신호를 실시간으로 획득하고 빛의 파장의 순서에 따라 측정 결과를 정렬하여 서로 다른 반사 파장을 가지는 중앙 부분의 특정 면적 A(300)로부터 반사된 빛의 광 스펙트럼 데이터를 생성한다.

여기서, 광 스펙트럼 데이터(

)는 리스트 형태의 데이터로서 측정 대상 영역에서 방사된 광선이 집광렌즈(104)를 통과하여 광선의 전체 데이터 중 집광렌즈(104)로부터 2°또는 10°시야각의 면적(300)에서 방사된 광원의 어레이 픽셀값(Pixel Value)을 의미한다.

광 스펙트럼 데이터(

)는 2°시야각의 면적에서 방사된 광원을 이용한 데이터와, 10°시야각의 면적에서 방사된 광원을 이용한 데이터로 나눌 수 있다.

측정 대상 영역(200) 중 집광렌즈(104)로부터 2°또는 10°시야각의 면적(300)에서 방사된 광원을 사용하는 이유는 국제조명위원회의 등색함수인 x-bar, y-bar, z-bar는 표준관측자의 종류에 따라 달라지며, 국제조명위원회에서 정의한 등색함수, 광 스펙트럼 응답 함수 등 다양한 함수값을 이용하기 위함이다.

여기서, 표준 관측자는 시야각 2°를 가지는 CIE 1931 표준 관측자와 시야각 10°를 가지는 CIE 1978 표준 관측자로 나눈다.

국제조명위원회에서 권고한 표준 관측자(CIE 1931, CIE 1978)는 색 곡선을 얻기 위한 색 대응 실험, 조명되는 영역을 순수한 단색광이 조명되는 기준 영역과 색깔, 채도 및 명도가 정의된 세가지 빛(적색: 700nm, 녹색: 546.1nm, 청색: 435.8nm)들이 조합되어 조명되는 색 대응 영역으로 나누어 표준 관측자들에 의해 두 영역의 색을 비교하여 일치시켜 측정된 값이다.

도 3은 시야각 2°, 시야각 10°일때의 CIE 등색함수인 x-bar, y-bar, z-bar를 나타낸다.

제어모듈(160)은 광 스펙트럼 데이터(

)와, X자극값(x-bar(λ)), Y자극값(y-bar(λ)), Z자극값(z-bar(λ))을 이용하여 다음의 [수학식 5],[수학식 6], [수학식 7]에 의해 광 스펙트럼 데이터 SpX, 광 스펙트럼 데이터 SpY, 광 스펙트럼 데이터 SpZ를 구한다.

상대분광 시간효능

이다.

제어모듈(160)은 전술한 [수학식 5],[수학식 6], [수학식 7]에서 계산된 광 스펙트럼 데이터(SpX, SpY, SpZ)를 다음의 [수학식 8], [수학식 9]의 입력 파라미터로 하여 색좌표인 Chromaticity Coordinates x, Chromaticity Coordinates y를 연산한다.

제어모듈(160)은 CCD 센서(130)에서 연산된 매트리스 형태의 색좌표

에서 측정 대상 영역(200) 중 집광렌즈(104)로부터 2°또는 10°시야각의 면적(300)에서 방사된 광원의 색좌표

를 추출하며, 추출한 색좌표

의 전체 데이터 평균값을 연산한다.

제어모듈(160)은 [수학식 8]에서 연산된 색좌표 x(Chromaticity Coordinates x)를 색좌표

의 전체 데이터 평균값으로 나눈 캘리브레이션 인수(Calibration Factor) i를 생성한다.

제어모듈(160)은 CCD 센서(130)에서 연산한 매트리스 형태의 색좌표

와 캘리브레이션 인수 i를 곱하여 보정된 매트리스 형태의 색좌표

를 생성한다.

캘리브레이션 인수 i는 스펙트럼 측정 장치(150)에서 연산된 색좌표

를 기준으로 CCD 센서(130)에서 연산한 매트리스 형태의 색좌표

의 보정 비율을 결정하는 것이다.

본 발명은 CCD 센서(130)에서 연산한 매트리스 형태의 색좌표

에 캘리브레이션 인수 i를 곱하게 되면, 광 스펙트럼 데이터로 연산된 색좌표

를 기준으로 CCD 센서(130)에서 연산한 색좌표

를 보정할 수 있게 된다.

를 추출하며, 추출한 색좌표

의 전체 데이터 평균값을 연산한다.

제어모듈(160)은 [수학식 9]에서 연산된 색좌표 y(Chromaticity Coordinates y)를 색좌표

의 전체 데이터 평균값으로 나누어 캘리브레이션 인수(Calibration Factor) j를 생성한다.

와 캘리브레이션 인수 j를 곱하여 보정된 매트리스 형태의 색좌표

를 생성한다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 휘도 및 색도 분포 측정 장치
102: 디스플레이
104: 집광렌즈
110: 셔터형 미러
112: 타원 형태의 미러
120: 필터휠
122a: x-bar(λ)의 등색함수필터
122b: y-bar(λ)의 등색함수필터
122c: z-bar(λ)의 등색함수필터
130: CCD 센서
132: 제1 수신기
134: 제2 수신기
136: 제3 수신기
140: 광케이블
150: 스펙트럼 측정 장치
151: 슬릿
152: 제1 미러
153: 광회절격자
154: 제2 미러
155: 어레이 디텍터
160: 제어모듈
200: 측정 대상 영역
300: 특정 면적 A

Claims

디스플레이의 측정 대상 영역에서 방사된 광선을 집광시켜 통과시키는 집광렌즈와, 인간의 시감에 대응하는 시감 분포를 갖도록 파장을 적분한 값인 X자극값, Y자극값, Z자극값이 형성되는 하나 이상의 등색함수필터를 장착한 필터휠과, 상기 각각의 등색함수필터를 통과한 각각의 자극값을 기초로 상기 측정 대상 영역에 대한 제1 색좌표의 X 픽셀값, Y 픽셀값, Z 픽셀값을 생성하는 CCD 센서로 이루어진 제1 장치;
상기 집광렌즈로부터 상기 측정 대상 영역에서 방사된 광선을 방향 전환하여 반사하는 셔터형 미러와, 상기 셔터형 미러로부터 반사된 광원을 광케이블에 의해 수신하여 광 스펙트럼 데이터를 생성하는 스펙트럼 측정 장치로 이루어진 제2 장치; 및
상기 스펙트럼 측정 장치는 상기 측정 대상 영역 중 상기 집광렌즈로부터 2°또는 10°시야각의 면적에서 방사된 광원을 수신하여 상기 광 스펙트럼 데이터를 생성하고,
상기 스펙트럼 측정 장치로부터 생성한 광 스펙트럼 데이터를 이용하여 제2 색좌표를 생성하고, 상기 CCD 센서에서 생성한 상기 측정 대상 영역의 제1 색좌표 중 상기 2°또는 10°시야각의 면적에서 방사된 광원에 대한 색좌표를 추출하여 전체 데이터 평균값을 연산하며, 상기 제2 색좌표에서 상기 전체 데이터 평균값을 나눈 상기 보정 비율을 상기 측정 대상 영역의 제1 색좌표에 반영하여 보정하는 제어모듈을 포함하는 휘도 및 색도 분포 측정 장치.
삭제
디스플레이의 측정 대상 영역에서 방사된 광선을 집광시켜 통과시키는 집광렌즈와, 인간의 시감에 대응하는 시감 분포를 갖도록 파장을 적분한 값인 X자극값, Y자극값, Z자극값이 형성되는 하나 이상의 등색함수필터를 장착한 필터휠과, 상기 각각의 등색함수필터를 통과한 각각의 자극값을 기초로 상기 측정 대상 영역에 대한 제1 색좌표의 X 픽셀값, Y 픽셀값, Z 픽셀값을 생성하는 CCD 센서로 이루어진 제1 장치;
상기 측정 대상 영역 중 상기 집광렌즈로부터 2°또는 10°시야각의 면적에서 방사된 광원을 방향 전환하여 반사하는 셔터형 미러와, 상기 셔터형 미러로부터 반사된 광원을 광케이블에 의해 수신하여 광 스펙트럼 데이터를 생성하는 스펙트럼 측정 장치로 이루어진 제2 장치; 및
상기 스펙트럼 측정 장치로부터 생성한 광 스펙트럼 데이터를 이용하여 제2 색좌표를 생성하고, 상기 CCD 센서에서 생성한 상기 측정 대상 영역의 제1 색좌표 중 상기 2°또는 10°시야각의 면적에서 방사된 광원에 대한 색좌표를 추출하여 전체 데이터 평균값을 연산하며, 상기 제2 색좌표에서 상기 전체 데이터 평균값을 나눈 보정 비율을 상기 측정 대상 영역의 제1 색좌표에 반영하여 보정하는 제어모듈
을 포함하는 휘도 및 색도 분포 측정 장치.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 셔터형 미러는 45°로 기울어져 있으며, 상기 측정 대상 영역 중 상기 집광렌즈로부터 2°또는 10°시야각의 면적에서 방사된 광원을 90°방향 전환하는 타원 형태의 미러가 장착되는 휘도 및 색도 분포 측정 장치.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 CCD 센서는 상기 X 픽셀값, Y 픽셀값, Z 픽셀값을 매트리스(Matrix) 형태의 데이터를 생성하고, 하기의 수학식 3, 4에 의해 상기 제1 색좌표
,
를 구하고,
상기 제어모듈은 상기 X자극값, 상기 Y자극값, 상기 Z자극값, 상기 광 스펙트럼 데이터
를 이용하여 하기의 수학식 5, 6, 7에 의해 광 스펙트럼 데이터 SpX, 광 스펙트럼 데이터 SpY, 광 스펙트럼 데이터 SpZ를 연산하고, 하기의 수학식 8, 9에 삽입하여 상기 제2 색좌표(Chromaticity Coordinates) x, y를 연산하는 휘도 및 색도 분포 측정 장치.
[수학식 3]

[수학식 4]

[수학식 5]

여기서, K는 상대분광 시간효능으로
이다.
[수학식 6]

[수학식 7]

[수학식 8]

[수학식 9]
제5항에 있어서,
상기 제어모듈은 상기 제1 색좌표
에서 상기 2°또는 10°시야각의 면적에서 방사된 광원에 대한 색좌표
를 추출하여 제1 전체 데이터 평균값을 연산하고, 상기 제2 색좌표(Chromaticity Coordinates) x를 상기 제1 전체 데이터 평균값으로 나누면 제1 보정 비율을 연산하며, 상기 제1 보정 비율을 상기 제1 색좌표
에 곱하며,
상기 제어모듈은 상기 제1 색좌표
에서 상기 2°또는 10°시야각의 면적에서 방사된 광원에 대한 색좌표
를 추출하여 제2 전체 데이터 평균값을 연산하고, 상기 제2 색좌표(Chromaticity Coordinates) y를 상기 제2 전체 데이터 평균값으로 나누면 제2 보정 비율을 연산하며, 상기 제2 보정 비율을 상기 제2 색좌표
에 곱하는 휘도 및 색도 분포 측정 장치.