KR100815609B1 - 색채측정장치용 등색함수필터 - Google Patents

색채측정장치용 등색함수필터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 본 발명은 색채측정장치용 등색함수필터에 있어서, 상용화된 색필터중 5개 이하가 되도록 선택하여 두께가 15 ㎜ 이하가 되도록 조합 및 제작된 것으로서, f1' 값이 3 %이하가 되며 국제조명위원회에서 규정한 세가지 등색함수(
Figure 112006093964988-pat00001
,
Figure 112006093964988-pat00002
,
Figure 112006093964988-pat00003
)에 대응하는 색채측정장치용 등색함수필터를 제공한다. 본 발명에 따르면, 기존의 등색함수필터에 비하여 적은 개수의 상용화된 색필터를 이용하여 소정의 두께 이하로 제작됨으로써, 경제적인 비용절감의 장점이 있다. 또한, 표준 관측자가 구별하지 못하는 범위 내에서 등색함수와의 색차가 나는 정도의 양질의 등색함수필터를 제공한다. 즉, 각각의 등색함수의 파장에 따라 불일치하는 정도(f1')가 3 %이하로 감소되고,
Figure 112006093964988-pat00004
,
Figure 112006093964988-pat00005
함수에 대한 등색함수필터 뿐만 아니라, 특히
Figure 112006093964988-pat00006
함수에 대한 등색함수필터의 경우 기존의 경우보다 f1' 값이 더 감소된 최적화된 필터를 제공하는 장점이 있다. 나아가, 본 발명의 등색함수필터를 장착한 색차측정장치를 이용하여 계측한 경우, 보다 정확한 색좌표를 얻음으로써 색채를 이용하는 산업분야에서의 산업경쟁력 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.
등색함수, 색좌표, 분광 불일치값, 색차, 색영역

Description

색채측정장치용 등색함수필터{Color matching filter for color measurement apparatus}
도 1은 국제조명위원회에서 정의한 세가지 등색함수(
Figure 112006093964988-pat00007
,
Figure 112006093964988-pat00008
,
Figure 112006093964988-pat00009
)의 파장에 따른 그래프,
도 2는 말굽형태의 색도표,
도 3은 단일 평행판(단일 필터)에 반사 또는 투과하는 정도를 나타낸 모사도,
도 4는 등색함수필터를 구성하는 세가지 필터의 파장에 따른 투과도를 나타낸 그래프,
도 5는 세개의 색필터로 제작된
Figure 112006093964988-pat00010
함수에 대한 등색함수필터의 파장에 따른 규격화된 분광감응도를 나타낸 그래프,
도 6은 소니사의 제품번호 SDM-X82/HQ1의 액정표시장치의 L'u'v'에 의한 색좌표,
도 7은 도 5에 나타난 지점별 색차 값을 나타낸 그래프를 의미한다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 복사휘도가 1인 광선 10: 단일 평행판
12: 입사 경계선 14: 투과 경계선
본 발명은 색채측정장치용 등색함수필터에 대한 것으로서, 더욱 구체적으로 상용화되어 있는 소정의 두께를 가진 색 필터를 선택하고 조합하여 보정 필터를 제작함으로써 인간의 시감분포와 일치하는 정도가 보다 향상되도록 제작된 색채측정장치용 등색함수필터에 관한 것이다.
일반적으로, 색채는 인간의 개별적인 시감특성에 의해 정의되고 측정되므로, 색채의 정확한 측정, 전달 및 재현을 위해서는 객관적인 측정이 요구된다.
색 곡선을 얻기 위한 색 대응 실험은, 조명되는 영역을 순수한 단색광이 조명되는 기준영역과 색깔, 채도 및 명도가 정의된 세가지 빛(적색:700 ㎚, 녹색:546.1 ㎚, 청색:435.8 ㎚)들이 조합되어 조명되는 색 대응 영역으로 나누어 표준 관측자들에 의해 두 영역의 색을 비교하여 일치하는 실험이다. 이 실험을 통해 1931년 국제조명위원회(Commission Internationale de I'Eclairage: CIE )에서는 인간의 시감에 대응하는 시감 분포를 갖는 세가지 등색함수(color matching function)인
Figure 112006093964988-pat00011
,
Figure 112006093964988-pat00012
,
Figure 112006093964988-pat00013
를 파장에 따라 정의하였고, 이는 도 1에 나타난 바와 같다. 이때,
Figure 112006093964988-pat00014
는 적색,
Figure 112006093964988-pat00015
는 녹색,
Figure 112006093964988-pat00016
는 청색에 대응하는 함수이다.
세가지 등색함수에 의해 분광 복사휘도 P(λ)를 갖는 광원의 삼자극치 (tristimulus value)는 [수학식 1]에 나타난 바와 같다.
Figure 112006093964988-pat00017
이때, Km은 최대 상대 분광 시감효능(683lm/W) 이고,
Figure 112006093964988-pat00018
는 시간효능함수 V(λ)와 같은 값이므로, Y는 광원의 광휘도가 된다.
색좌표는 [수학식 1]의 X, Y, Z로부터 구할 수 있으며 색좌표의 식은 [수학식 2]와 같다.
Figure 112006093964988-pat00019
이때, x 와 y와 z의 합은 1이 되며, 상기와 같이 구하여진 색좌표는 도 2에 나타난 바와 같이, 말굽형태의 색도표에 표시된다. 색도표에서 숫자는 파장(단위: ㎚)을 나타낸 것이고, 각 수치에 해당하는 좌표를 따라 이동하면 그 수치에 해당하 는 색을 알 수 있다.
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.
일반적으로 필터 보정에 사용되는 필터로는 광학적인 색 유리 필터들이 사용된다. 여러개의 색 필터들은 각각의 영역(
Figure 112006093964988-pat00020
,
Figure 112006093964988-pat00021
,
Figure 112006093964988-pat00022
)에 따라 알맞은 두께로 다듬어져 좋은 필터 보정을 이루기 위해 조합된다. 이때, 색채계의 분광 감응도가 등색 함수와 일치하는 정도에 대하여, 국제적으로 채택된 방법은 없으나, 일반적으로 복사계도(radiometer)와 광도계(Photometer)에 대하여 국제조명위원회에서 제안한 방법을 사용하고 있으며, 이는 모두 파장에 따라 불일치한 정도를 표현한 분광 불일치값(spectral mismatch value) f1'에 기반을 두고 있는 방법이다. 따라서, f1'은 복사계의 분광특성이 목표 분포인 색 좌표와 일치하는 정도를 평가하는 지수라고 할 수 있다.
광도계 또는 조도측정장치에서 f1' 값이 3 ％이하일 때 우수하다고, 8％이상일 경우 질이 떨어진다고 한다. 색채계에서
Figure 112006093964988-pat00023
의 함수에서는 f1' 값이 1~1.5 ％정도 로 우수할 수 있으나,
Figure 112006093964988-pat00024
,
Figure 112006093964988-pat00025
함수에서는 f1' 값이 3 ％이하에 미치지 못한다. 이는 상용화된 색 필터들의 종류가 한정되어 있고, 종류에 따라 특정 파장영역을 가지므로, 등색 함수 필터를 조합하는데 있어서
Figure 112006093964988-pat00026
,
Figure 112006093964988-pat00027
의 함수를 조합하는데 지원할 수 있는 색필터의 한계가 있기 때문이다.
따라서, 종래의 필터식 색채계는 f1'값의 신뢰도가 떨어지므로, 색채의 정확한 측정, 전달 및 재현의 정확도 또한 감소하는 문제가 있다.
또한, 색채계의 신뢰도 및 정확도 감소로 급속한 발전을 이루는 디스플레이 분야에서 정확한 측정, 재현 등의 문제가 있어 경쟁력 감소로 이어질 수 있는 문제가 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 상용화된 필터들을 가지고 인간의 시감분포와 더 정확하게 일치하는 색채측정장치를 제작하기 위한 등색함수필터를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 상용화된 색필터 중 5개 이하가 되도록 선택하여 두께가 15 ㎜ 이하가 되도록 조합 및 제작한 것으로서, f1' 값이 3 %이하가 되며 국제조명위원회에서 규정한 세가지 등색함수에 대응하는 색채측정장치용 등색함수필터를 제공한다.
이하, 첨부도면을 참고하여, 본 발명인 색채측정장치용 등색함수필터의 원 리, 구성 및 등색함수필터를 사용하여 측정한 실시예에 대하여 살펴본다.
<원리>
f1' 이 3％ 이하인 등색필터 함수를 설계하기 위해서는 우선, 색 필터의 투과도를 계산하여야 한다.
한개의 색필터의 투과도를 계산하는 방법으로 투명유리처럼 산란 없이 빛을 투과시키는 단일 평행판에 광선이 입사하는 경우를, 도 2을 참고하여 살펴본다.
단일 평행판의 두께가 w 이고, 굴절율이 n 일 때, 복사휘도가 1인 광선이 공기에서 매질로 입사할 때에 입사각을 θ, 굴절각을 θ'이라고 한다. 단일 평행판을 투과하는 광선은 매질 내부에서 흡수가 생기므로 투과도가 다소 줄어들게 되며 이때의 투과도를 내부 투과도라 하고 α로 표현한다.
Figure 112006093964988-pat00028
상기 [수학식 3]에서 a는 단일 평행판의 흡수계수이고, L(0)와 L(x)는 광선이 매질에 들어올 때와 나갈 때의 각각 복사휘도를 나타내며, x는 매질을 통과한 거리로, 두께와는 [수학식 4]와 같은 관계에 있다.
Figure 112006093964988-pat00029
만약, 광선이 수직입사하는 경우, x가 w가 되므로, 이때의 내부투과율 αw은 [수학식 5]과 같은 관계를 갖는다.
Figure 112006093964988-pat00030
또한, 동일 매질인 경우 흡수계수 a로 동일하고, 내부투과율αw 알고 있으므로 두께가 d로 바뀌는 경우 내부투과율 αd은 [수학식 6]로 나타낼 수 있다.
Figure 112006093964988-pat00031
상기와 같은 내부투과율로 표현가능한 색필터의 투과도 T에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
빛이 입사한 부분의 경계면(12)에서는 투과된 복사휘도와 반사된 복사휘도가 각각
Figure 112006093964988-pat00032
,
Figure 112006093964988-pat00033
이고, 매질내를 이동한 빛이 경계면(14)에서의 투과된 복사휘도와 반사된 복사휘도는
Figure 112006093964988-pat00034
,
Figure 112006093964988-pat00035
일 때, θ의 각도로 입사된 광선에 대한 총 반사도(R)는 도 2에서 단일평면판(10)의 좌측 복사에너지의 총합이 되고, 총 투과도(T)는 우측 복사에너지의 총합으로서,[수학식 7]로 표현된다.
Figure 112006093964988-pat00036
상기 [수학식 7]에서,
Figure 112006093964988-pat00037
이므로 총 투과도(T)는 상기와 같이 근사된다. 또한,
Figure 112006093964988-pat00038
는 약 0.04~0.05 으로
Figure 112006093964988-pat00039
가 되므로 이를 근사하면, 총 투과도(T)는 [수학식 8]으로 나타낼 수 있다.
Figure 112006093964988-pat00040
따라서, 복수 개의 색필터를 증착하여 만드는 등색함수필터의 총 투과도(Ttotal)는 상기 단일 평행판의 투과도를 기초로 하여 [수학식 9]로 나타낼 수 있으며, 이때 증착되는 색필터의 두께는 각각 di (i=1, 2, 3…)로 나타내고, 내부투과율은 각각 αwi(i=1, 2, 3…)으로 나타내어지며,
Figure 112006093964988-pat00041
와
Figure 112006093964988-pat00042
는 각각 최초 입사한 빛의 투과 복사휘도 및 최후로 색필터를 투과한 빛의 투과 복사휘도를 나타낸다.
Figure 112006093964988-pat00043
색채측정을 위해서는 색채측정장치에 실리콘 광 다이오드가 구비되는데 실리콘 광 다이오드 역시 분광 감응도 Rsi(λ)가 있으므로 이를 고려하여 색채측정장치의 총 분광감응도 Stotal(λ)는 [수학식 10]과 같이 표현된다.
Figure 112006093964988-pat00044
상기와 같은 분광감응도가 특정한 등색함수와 불일치하는 정도를 나타내는 분광불일치값 f1'은 [수학식 11]로 정의된다.
Figure 112006093964988-pat00045
(단위: ％)
이때, S* total(λ)는 규격화된 상대 분광감응도이고,
Figure 112006093964988-pat00046
는 실현시키고 자 하는 등색함수(
Figure 112006093964988-pat00047
,
Figure 112006093964988-pat00048
,
Figure 112006093964988-pat00049
,
Figure 112006093964988-pat00050
)중 하나를 의미한다. 상기와 같이 분광감응도가 특 정한 등색함수와 불일치하는 정도는 f1'뿐만 아니라,
Figure 112006093964988-pat00051
으로도 나타낼 수 있다. 본 발명에서는
Figure 112006093964988-pat00052
의 등색함수의 부분을 파장에 따라 두부분으로 나누어,
Figure 112006093964988-pat00053
와
Figure 112006093964988-pat00054
각각에 대하여 등색함수필터를 제작한다.
<필터의 구성-실시예>
이하, 상기의 f1'의 값이 3 ％이하가 되도록, 각각의 등색함수에 대응하는 등색함수필터를 구성하는 색필터의 구성에 대해서 살펴본다.
본 발명의 색채측정장치용 등색함수필터는 분광 투과도가 등색함수의 분광분포와 일치하도록 구성되는 것으로서, 상용화된 색 필터들을 조합하여 만들며, 상기에 나타난 바와 같이, f1'값은 등색함수필터의 총투과도(Ttotal)에 의존하므로, 궁극적으로 등색함수필터를 이루는 각각의 색필터의 두께(di)가 중요한 요소가 된다.
따라서, 본 발명에서는 색필터들을 모두 조합한 총 두께가 15 ㎜이하가 되도록 한다.
또한, 등색함수필터의 두께를 두껍게 하는 경우, 광 손실도가 증가하기 때문에 등색함수필터를 구성하는 색필터가 5개 이하가 되도록 선택한다.
그리고, 본 발명에서는 등색함수 중
Figure 112006093964988-pat00055
의 경우, 도 1에서와 같이 파장에 따라 두 부분으로 나누어 볼 수 있는바, 색채측정장치의 정확도 및 신뢰도를 향상시키기 위하여
Figure 112006093964988-pat00056
를 두부분으로 나누어
Figure 112006093964988-pat00057
,
Figure 112006093964988-pat00058
로 구별한다.
이하, 본 발명인 등색함수필터의 바람직한 실시예에 대하여 표 1을 참고하여 살펴보면 다음과 같다.
바람직한 실시예로서, 본 발명인 색채측정장치용 등색함수필터를 이루는 각각의 색필터들은 쇼트(Schott)사, 옵티마(Optima)사. 호야(Hoya)사에서 제조한 색필터들을 이용하였다. 표 2는 종래의 필터로서, 2004년에 간행된 학술지 Apply Optics에 게재된 논문에 나타난 등색함수필터로서 이와 비교하여 본 발명인 각각의 등색함수에 대한 등색함수필터를 설명한다.
등색함수
Figure 112006093964988-pat00059
Figure 112006093964988-pat00060
Figure 112006093964988-pat00061
Figure 112006093964988-pat00062
등색함수필터를 이루는 색필터의 두께(㎜)/ 제품번호 2.67/BG25 1.15/BG39 0.9/BG39 4.9/BG18
1.7/BG42 5.0/OG530 3.5/LB12 1.2/BG25
4.7/GG400 0.27/0G590 1.6/LB16 0.3/GG435
0.56/GG435 0.17/RG630 0.07/OG530 2.5/LB120
2.9/KG5 0 0.03/RG630 3.8/LB200
총 두께(㎜) 12.53 6.59 6.10 12.70
f1'(％) 1.45 2.38 1.30 2.90
Figure 112006093964988-pat00063
(％)		 30.52 29.53 59.07 3.44
등색함수
Figure 112006093964988-pat00064
Figure 112006093964988-pat00065
Figure 112006093964988-pat00066
Figure 112006093964988-pat00067
색필터의 갯수 6 5 6 8
총 두께(㎜) 8.817 9.716 4.643 9.868
f1'(%) 1.55 3.83 1.47 3.31
Figure 112006093964988-pat00068
(%)		 8.15 3.41 38.04 1.65
Figure 112006093964988-pat00069
함수에 대한 등색함수필터는 바람직하게 5개의 색필터로 조합할 수 있으며, 각각의 필터는 제 1색필터로서, 쇼트사의 제품번호 BG25로서 두께가 2.67 ㎜이고, 제 2색필터는 역시 쇼트사의 제품번호 BG42로서 두께가 1.7 ㎜, 제 3색필터는 쇼트사의 제품번호 GG400으로 두께가 4.7 ㎜, 제 4색필터는 쇼트사의 제품번호 GG435로서 두께가 0.56 ㎜, 제 5색필터는 쇼트사의 제품번호 KG5로서 두께가 2.9㎜인 것이 바람직하다. 이때의 표 2의 종래의 필터로서, 2004년에 간행된 Apply Optics에 게재된 논문의 내용과 비교하면, 총 두께는 12.53 ㎜으로 15 ㎜ 이하가 되고, f1' 값은 1.45 %로 3 %이하이면서 동시에 종래의 필터인 1.55 %이하가 됨을 확인할 수 있으며, 최대 투과량(
Figure 112006093964988-pat00070
)도 22.37 % 증가함을 확인할 수 있다.
Figure 112006093964988-pat00071
함수에 대한 등색함수필터는 바람직하게 4개의 색필터로 조합할 수 있으며, 각각의 필터는 제 1색필터로서, 쇼트사의 제품번호 BG39로서 두께가 1.15 ㎜이고, 제 2색필터는 역시 쇼트사의 제품번호 OG530로서 두께가 5.0 ㎜, 제 3색필터는 쇼트사의 제품번호 OG590으로 두께가 0.27 ㎜, 제 4색필터는 쇼트사의 제품번호 RG630으로서 두께가 0.17 ㎜인 것이 바람직하다.
이 경우, 표 2의 종래의 필터와 비교하여보면, 총 두께는 6.59 ㎜이고, f1'값이 2.38 %로 3 % 이하가 되었음을 확인할 수 있다.
Figure 112006093964988-pat00072
함수에 대한 등색함수필터는 바람직하게 5개의 색필터로 조합할 수 있으며, 각각의 필터는 제 1색필터는 쇼트사의 제품번호 BG39로서 두께가 0.9 ㎜이고, 제 2색필터는 옵티마사의 제품번호 LB12로 두께가 3.5 ㎜이고, 제 3색필터는 옵티마사의 제품번호 LB16으로 두께가 1.6 ㎜이며, 제 4색필터는 쇼트사의 제품번호 OG530로서 두께가 0.07 ㎜이며, 제 5색필터는 쇼트사의 제품번호 RG630로서 두께가 0.03 ㎜인 것이 바람직하다.
이 경우, 표 2의 종래의 필터와 비교해보면, 총 두께는 6.10 ㎜이고, f1'은 1.30 %로 3 % 이하이며 동시에 종래의 필터인 1.47 % 이하가 되었고, 최대 투과량도 59.07 %로 21.03 %가 증가함을 확인할 수 있다.
Figure 112006093964988-pat00073
함수에 대한 등색함수필터는 바람직하게 5개의 색필터로 조합할 수 있으며, 각각의 필터는 제 1색필터로서 쇼트사의 제품번호 BG18로서 두께가 4.9 ㎜이고, 제 2색필터는 쇼트사의 제품번호 BG25로 두께가 1.2 ㎜이고, 제 3색필터는 쇼트사의 제품번호 GG435으로 두께가 0.3 ㎜이며, 제 4색필터는 옵티마사의 제품번호 LB120으로서 두께가 2.5 ㎜이며, 제 5색필터는 옵티마사의 제품번호 LB200으로서 두께가 3.8 ㎜인 것이 바람직하다.
이 경우, 표 2의 종래의 필터와 비교하여보면, 5개의 색필터만 이용하여 조합한 것으로서, 총 두께는 12.70 ㎜이고, f1'는 2.90 %으로 3 % 이하임과 동시에 종래의 필터의 f1'인 3.31 % 이하가 되었고, 최대 투과량도 3.44 %로 1.79 % 증가함을 확인할 수 있다.
상기 각각의 등색함수에 대응하는 등색함수필터의 제작시 각각의 색필터를 증착함에 있어서 순서는 무방하다.
상기의 등색함수필터의 f1'값은
Figure 112006093964988-pat00074
의 경우 1.45 %이고,
Figure 112006093964988-pat00075
의 경우 2.38 %이고,
Figure 112006093964988-pat00076
의 경우 1.3 %이며,
Figure 112006093964988-pat00077
의 경우 2.9 %로 각각 3 % 이하의 양질의 등색함수필터를 얻었지만, 표준광원이 아닌 다른 광원의 색에 대하여 측정할 경우 측정불확도는 달라질 수 있다.
그리고, 각각의 등색함수필터를 구성하는 상용화된 색필터의 경우 상기의 제품번호에 국한되지 않으며, 동일한 특성을 갖는 다른 제조사의 제품번호의 색필터를 동일한 두께를 유지하여 가공함으로써 호환가능함은 물론이다.
본 발명인 색채측정장치용 등색함수필터의 또 다른 실시예로
Figure 112006093964988-pat00078
함수에 대한등색함수필터를 살펴보면 다음과 같다. 본 실시예에서는 3개의 색필터를 조합하여 제작하였고, 이는 표 3에 나타난 바와 같다.
등색필터함수
Figure 112006093964988-pat00079
 이론값 변경된 이론값 실제값
등색함수필터를 이루는 색필터의 두께(㎜)/제품번호 1.9/BG40 0.7±0.02/BG39 0.71
1.0/G-550 1.0±0.1 1.0
2.1/LB16 2.1±0.1 2.1
총 두께(㎜) 5.0 3.81 3.81
f1'(%) 2.47 2.83 2.86
Figure 112006093964988-pat00080
(%)		 70.63 74.17 73.18
표 3에 나타난 등색함수필터
Figure 112006093964988-pat00081
의 경우도, 상기 언급한 3개의 제조사의 색필터를 조합하여 제작된 것으로서, 이론값은 제조사에서 제공하는 색필터의 제원에 기초하여 계산된 값을 나타낸다. 이론값에 기초한
Figure 112006093964988-pat00082
등색함수필터는 쇼트사에서 제조된 제품번호 BG40으로 두께 1.9 ㎜인 제 1색필터와, 호야사에서 제조된 제품번호 G-550으로 두께 1.0 ㎜인 제 2색필터와, 옵티마사에서 제조된 제품번호 LB16으로 두께 2.1 ㎜인 제 3색필터를 조합하여 설계되었다.
Figure 112006093964988-pat00083
등색함수필터를 구성하는 각각의 색필터의 분광투과도는 도 4에 나타난 바와 같다. 그래프상에서 점선은 각각의 색필터에 대하여 제조사에서 제공한 제원이고, 실선은 실제로 측정한 분광투과도이다. 각각의 색필터의 측정치는 곡선분포를 유지한 채 위 또는 아래로 약간씩 이동한 것을 볼 수 있다. 이러한 현상으로 인하여 f1'의 값은 실제 3.12 %로 늘어나게 된다. 따라서, 등색함수필터를 제작하는 경우, 등색함수필터에 제공되는 각각의 색필터들의 실제 분광 투과도와 제조사에서 제공하는 제원 간에 발생하는 오차에 기인하는 것이므로 보정 함이 보다 바람직하다.
그리하여,
Figure 112006093964988-pat00084
등색함수필터의 구성에 가장 큰 영향을 주는 쇼트사의 제품번호 BG40 대신에 거의 비슷한 분광영역에서의 분광투과도의 곡선분포를 보이는 색필터 BG39를 대신하여 재설계한 결과가 표 3의 변경된 이론값에 나타난 바와 같다.
상기의 보정을 거쳐 제작된
Figure 112006093964988-pat00085
등색함수필터는 표 3의 실제 값에 나타난 바와 같다. 제작된
Figure 112006093964988-pat00086
등색함수필터는 쇼트사의 제품번호 BG39로 두께가 0.71 ㎜인 제 1색필터와, 호야사의 제품번호 G-550으로 두께가 1.0 ㎜인 제 2색필터와, 옵티마사의 제품번호 LB16으로 두께가 2.1 ㎜인 제 3색필터를 조합하여 제작한 것이며, 각각의 색필터가 증착되는 순서는 무방하다.
3개의 색필터를 사용하여 제작된
Figure 112006093964988-pat00087
등색함수필터의 총 두께는 3.81 ㎜이고, f1'값은 3 %이하로서 2.86 %로 양질의 등색함수필터임을 확인할 수 있다.
그리고, 도 5는 변경된 이론값에 기초한
Figure 112006093964988-pat00088
등색함수필터의 규격화된 분광감응도(A)와 실제 제작된
Figure 112006093964988-pat00089
등색함수필터의 규격화된 분광감응도(B) 및 그 차이를 나타낸다. 이론값에 기초한 규격화된 분광감응도와 실제의 규격화된 분광감응도는 거의 일치함을 그래프 상에서 확인할 수 있다.
또한, 상기의 3개의 색필터를 사용하여 제작된
Figure 112006093964988-pat00090
등색함수필터의 경우에도, 등색함수필터를 구성하는 상용화된 색필터의 경우 상기의 제품번호에 국한되지 않으며, 동일한 특성을 갖는 다른 제조사의 색필터를 사용하여. 동일한 두께로 가공함으로써 제작가능함은 물론이다.
<등색함수필터를 사용하여 측정한 실시예>
이하, 본 발명인 색채측정장치용 등색함수필터를 이용하여 여러색의 광원에 대하여 측정한 각 색에 대한 차이가 어느 정도인지 첨부된 도면을 참고하여 살펴본다.
이때 사용되는 여러색의 광원은 서로 다른 색을 가진 광원에 대한 색차를 구하지 않고, 하나의 LCD 평면디스플레이로서 소니(Sony)사의 제품번호 SDM-X82/HQ1의 색역이 구성하는 삼각형에서의 꼭지점 (적색: R, 녹색: G, 청색: B)과 그 사이에 놓인 지점을 합하여 총 12지점에 대한 등색함수필터의 색차를 알아본다. 각 지점은 도 6에 표시된 바와 같이, L'u'v' 색좌표 상에 나타나 있고, 25개의 타원은 머캐덤(MacAdam) 타원으로서, 각각의 타원 안의 색은 표준관측자의 눈으로 볼 때 같은 색으로 인지하게 되는 영역을 나타낸다.
도 7은 도 6에 나타난 12지점에 대응하는 부분에서 국제조명위원회의 등색함수에 의해 계산된 이론값과 실제로 측정된 수치의 차이를 나타낸 색차 값을 나타낸다. 그래프의 횡축은 각 측정지점에서의 색차 값을 나타내는 것으로서, 도 6의 머캐덤 타원의 단축 중 가장 짧은 것이 L'u'v' 색좌표에서 약 0.1정도 되는 것으로 보건대, 본 발명인 색채측정장치용 등색함수필터에 의해 측정되는 색차는 인간의 눈으로 구별하지 못하는 영역에서의 차이임을 확인할 수 있다.
또한, 그래프상에서 녹색색을 나타내는 G 지점의 부근 영역에서 색차 값이 가장 작은 것을 볼 수 있는데 이는 인간이 녹색색에 가장 민감하다는 점에 비추어 볼 때, 본 발명인 등색함수필터가 인간의 시감분포와 일치하도록 제작된 것을 확인할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명인 색채측정장치용 등색함수필터는 기존의 등색함수필터에 비하여 적은 개수의 상용화된 색필터를 이용하여 소정의 두께 이하로 제작됨으로써, 경제적인 비용절감의 장점이 있다.
또한, 표준 관측자가 구별하지 못하는 범위 내에서 등색함수와의 색차가 나는 정도의 양질의 등색함수필터를 제공한다. 즉, 각각의 등색함수의 파장에 따라 불일치하는 정도(f1')가 3 %이하로 감소하고,
Figure 112006093964988-pat00091
,
Figure 112006093964988-pat00092
에 대한 등색함수필터 뿐만 아니라, 특히
Figure 112006093964988-pat00093
함수에 대한 등색함수필터의 경우 기존의 경우보다 f1' 값이 더 감소 된 최적화된 필터를 제공하는 장점이 있다. 나아가, 본 발명의 등색함수필터를 장착한 색차측정장치를 이용하여 계측한 경우, 보다 정확한 색좌표를 얻음으로써 색채를 이용하는 산업분야에서의 산업경쟁력 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 자명하다.

Claims (10)

  1. 색채측정장치용 등색함수필터에 있어서,
    상기 등색함수필터는 두께가 2.67 ㎜인 제 1색필터, 두께가 1.7 ㎜인 제 2색필터, 두께가 4.7 ㎜인 제 3색필터, 두께가 0.56 ㎜인 제 4색필터 및 두께가 2.9 ㎜인 제 5색필터가 증착되어 구성되고, 그리고
    분광불일치값(f1')이 3 %이하이고 등색함수필터(
    Figure 112006093964988-pat00094
    )로 사용되는 것을 특징으로 하는 색채측정장치용 등색함수필터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1색필터, 상기 제 2색필터, 상기 제 3색필터, 상기 제 4색필터 및 상기 제 5색필터는 각각 순서대로 쇼트사의 제품번호 BG25, BG42, GG400, GG435, KG5인 것을 특징으로 하는 색채측정장치용 등색함수필터.
  3. 색채측정장치용 등색함수필터에 있어서,
    상기 등색함수필터는 두께가 1.15 ㎜인 제 1색필터, 두께가 5.0 ㎜인 제 2색필터, 두께가 0.27 ㎜인 제 3색필터 및 두께가 0.17 ㎜인 제 4색필터가 증착되어 구성되고, 그리고
    분광불일치값(f1')이 3 %이하이고 등색함수필터(
    Figure 112006093964988-pat00095
    )로 사용되는 것을 특징으로 하는 색채측정장치용 등색함수필터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 1색필터, 상기 제 2색필터, 상기 제 3색필터 및 상기 제 4색필터는 각각 순서대로 쇼트사의 제품번호 BG39, OG530, OG590, RG630인 것을 특징으로 하는 색채측정장치용 등색함수필터.
  5. 색채측정장치용 등색함수필터에 있어서,
    상기 등색함수필터는 두께가 0.9 ㎜인 제 1색필터, 두께가 3.5 ㎜인 제 2색필터, 두께가 1.6 ㎜인 제 3색필터, 두께가 0.07 ㎜인 제 4색필터 및 두께가 0.03 ㎜인 제 5색필터가 증착되어 구성되고, 그리고
    분광불일치값(f1')이 3 %이하이고 등색함수필터(
    Figure 112006093964988-pat00096
    )로 사용되는 것을 특징으로 하는 색채측정장치용 등색함수필터.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 1색필터는 쇼트사의 제품번호 BG39이고,
    상기 제 2색필터는 옵티마사의 제품번호 LB12이고,
    상기 제 3색필터는 옵티마사의 제품번호 LB16이고,
    상기 제 4색필터는 쇼트사의 제품번호 OG530이며,
    상기 제 5색필터는 쇼트사의 제품번호 RG630인 것을 특징으로 하는 색채측정장치용 등색함수필터.
  7. 색채측정장치용 등색함수필터에 있어서,
    상기 등색함수필터는 두께가 4.9 ㎜인 제 1색필터, 두께가 1.2 ㎜인 제 2색필터, 두께가 0.3 ㎜인 제 3색필터, 두께가 2.5 ㎜인 제 4색필터, 두께가 3.8 ㎜인 제 5색필터가 증착되어 구성되고, 그리고
    분광불일치값(f1')이 3 %이하이고 등색함수필터(
    Figure 112006093964988-pat00097
    )로 사용되는 것을 특징으로 하는 색채측정장치용 등색함수필터.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 1색필터, 상기 제 2색필터 및 상기 제 3색필터는 각각 순서대로 쇼트사의 제품번호 BG18, BG25, GG435 이고,
    상기 제 4색필터 및 상기 제 5색필터는 각각 순서대로 옵티마사의 제품번호 LB120, LB200 인 것을 특징으로 하는 색채측정장치용 등색함수필터.
  9. 색채측정장치용 등색함수필터에 있어서,
    상기 등색함수필터는 두께가 0.71 ㎜인 제 1색필터와, 두께가 1.0 ㎜인 제 2 색필터와, 두께가 2.1 ㎜인 제 3색필터가 증착되어 구성되고, 그리고
    분광불일치값(f1')이 3 %이하이고 등색함수필터(
    Figure 112006093964988-pat00098
    )로 사용되는 것을 특징으로 하는 색채측정장치용 등색함수필터.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제 1색필터는 쇼트사의 제품번호 BG39 이고,
    상기 제 2색필터는 호야사의 제품번호 G-550 이며,
    상기 제 3색필터는 옵티마사의 제품번호 LB16 인 것을 특징으로 하는 색채측정장치용 등색함수필터.
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