KR100953753B1 - 집단 광원 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광도를 신속하게 측정할 수 있고, 집단 광원의 측정시에 발생하는 에지 현상을 방지할 수 있는 집단 광원 측정 장치를 제공한다.
본원 발명에 따른 집단 광원 측정 장치는, LED 모듈 - 상기 LED모듈의 전면에 분광 필터가 배치됨 - 을 거치하기 위한 LED 모듈 거치대; 상기 LED 모듈 거치대를 전후이동시키기 위한 받침대; 상기 받침대의 일측에 물리적으로 결합된 기둥; 복수의 광 센서 - 상기 광 센서의 표면에는 적외선 차단 필터가 부착됨 - 가 배열된 센서 모듈; 상기 센서 모듈을 거치하기 위한 센서 모듈 거치대; 및 상기 기둥에 연결되어 상기 센서 모듈 거치대를 안착시키기 위한 안착대를 포함한다.
LED, 광원, 측정, 분광, 적외선 차단

Description

집단 광원 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING A GROUP OF LIGHT SOURCE}
본 발명은 광원 측정 장치에 관한 것으로, 다량의 광원에 대하여 휘도, 색도를 측정할 수 있는 집단 광원 측정 장치에 관한 것이다.
현재, 광원은 필라멘트광원(전구), 가스 투입 광원(형광램프), 반도체 광원(LED) 등 다양하게 존재하며, 제조사가 다량의 광원을 제조하는 경우, 각각의 단위 제품은 휘도, 색도 등에서 편차가 필연적으로 발생한다.
이를 줄이기 위하여 제조사들은 자사 제품을 여러 단계의 휘도, 색도 편차별로 랭크를 규정하여 측정함으로써 분리해내고 있다.
이 경우 현재의 기술 수준에서는 평균적으로 랭크 1이면, 10 내지 30% 정도의 편차가 발생하며, 이 정도는 집단 점등하는 경우, 육안으로 식별이 가능하다. 따라서, 이러한 편차를 줄이기 위하여 본 출원인은 "디지털 텔레비젼에 있어서의 픽셀의 휘도보정 장치 및 그를 포함한 영상제어 장치"(특허등록 제372999호) 및 "원색보정기능을 추가한 디지털 텔레비젼 및 디지털텔레비젼의 원색보정 방법"(특허등록 제436890호)을 개발한 바 있다. 이 기술을 이용하여 휘도를 보정하면 1 내지 3% 이내로 편차를 보정할 수 있다.
그런데, 종래기술의 광학 카메라를 이용한 측정 장치는 여러 문제점을 내포하고 있는 바, 측정된 광원들의 휘도를 보정하는 위 기술들을 실용화하는 데에 많은 어려움을 수반한다.
즉, 종래의 광학 카메라를 이용한 측정 장치는 1개의 CCD로 다수개의 LED 광원이 집단된 LED 모듈을 정면에서 촬영하여 광도를 판단하는 장치로서, 카메라 렌즈의 평탄도나 카메라 렌즈의 곡률반경(R)의 밸런스 정도에 따라 광학오차인 에지현상(테두리 현상)이 발생한다. 또한, 동일 제품을 반복 사용시에는 CCD의 감도가 저하되어 측정 오차가 커지게 되는 문제점이 있다. 뿐만 아니라, LED 모듈 하나당 12번의 카메라 컷을 수행하여 하므로 카메라 셔터가 쉽게 마모되어 수명이 짧다. 여기서, 12번의 카메라 컷은 R 색상에 포함된 r값, R 색상에 포함된 g값, R 색상에 포함된 b값, G 색상에 포함된 g값, G 색상에 포함된 r값, G 색상에 포함된 b값, B 색상에 포함된 b값, B 색상에 포함된 r값, B 색상에 포함된 g값, W 색상에 포함된 r값, W 색상에 포함된 g값, 및 W 색상에 포함된 b값을 측정하기 위하여 필요하다.
본 발명은 광도를 신속하게 측정할 수 있는 집단 광원 측정 장치를 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 집단 광원의 측정시에 발생하는 에지 현상을 방지할 수 있는 집단 광원 측정 장치를 제공함에 다른 목적이 있다.
본원 발명에 따른 집단 광원 측정 장치는, LED 모듈 - 상기 LED모듈의 전면에 분광 필터가 배치됨 - 을 거치하기 위한 LED 모듈 거치대; 상기 LED 모듈 거치대를 전후이동시키기 위한 받침대; 상기 받침대의 일측에 물리적으로 결합된 기둥; 복수의 광 센서 - 상기 광 센서의 표면에는 적외선 차단 필터가 부착됨 - 가 배열된 센서 모듈; 상기 센서 모듈을 거치하기 위한 센서 모듈 거치대; 및 상기 기둥에 연결되어 상기 센서 모듈 거치대를 안착시키기 위한 안착대를 포함한다.
바람직하게는, 상기 센서 모듈은 복수의 광 센서가 센서 모듈 PCB에 일렬로 배열되어 구성되며, 상기 광 센서는 센서 PCB에 고정 결합되며, 상기 센서 PCB는 상기 센서 모듈 PCB에 개별적으로 탈착 가능하다.
바람직하게는, 상기 LED 모듈과 상기 센서 모듈 사이를 소정 거리만큼 이격시키고, 상기 LED 모듈의 일렬로 배열된 N개의 LED 마다 그리고 색상마다 순차 점등하여 휘도를 측정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 LED 모듈과 상기 센서 모듈 사이에 차광판 및 도광판을 배치하고, 상기 LED 모듈의 일렬로 배열된 N개의 LED에 대하여 색상마다 순차 점등하여 휘도를 측정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 하나의 광 센서가 한개의 LED 광도를 측정하므로 측정 속도를 고속화할 수 있고, 렌즈 방식의 측정시에 발생하는 에지 현상을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, LED 램프를 사용하는 LED 모듈에서 지향각 보정을 위하여 예컨대 5 내지 10도 하향 조정된 경우에도, 센서 모듈 거치대에 거치되는 센서 모듈을 5 내지 10도 기울여 장착함으로써 LED 램프의 휘도, 색도를 정확하게 측정할 수 있다. 이에 반해, 종래의 렌즈 방식에 따르면, 지향각 보정을 한 LED 램프가 배열된 LED 모듈의 휘도, 색도를 측정하는 것은 불가능하였다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 집단 광원 측정 시스템 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 집단 광원 측정 시스템 분해 사시도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 집단 광원 측정 시스템은 LED 모듈(110), 격자형 차광판(120), 도광판(130), 분광 필터(140), 적외선 차단 필터(150), 및 센서 모듈(160)을 포함한다.
격자형 차광판(120)은 LED 모듈(110)내 개별 LED와 동일한 위치에 LED와 동일한 형태 및 개수의 관통공을 형성하여 LED 모듈(110) 내 개별 LED의 측벽을 둘러쌀 수 있고, 개별 LED로부터 발생하는 광이 서로 영향을 주지 않도록 한다.
도광판(130)은 격자형 차광판(120)의 관통공과 동일한 위치에 동일한 개수의 관통홀을 구비하여 LED로부터 발생하여 격자형 차광판(120)을 통과한 광이 센서에 도달하기까지 측면으로 새나가지 않도록 한다.
분광 필터(140)는 LED로부터 발생한 광 중 일부만을 통과시킴으로써 광의 휘도를 저감한다.
적외선 차단 필터(150)는 분광 필터(140)를 통과한 광 중에 포함된 적외선을 차단한다. 여기서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 적외선 차단 필터(150)는 센서 모듈(160) 내 개별 디지털 광 센서 표면에 각각 부착될 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도시되지는 않았지만, 적외선 차단 필터(150)는 하나의 시 트 형태로 센서 모듈(160)의 표면에 배치될 수 있다.
센서 모듈(160)은 LED 모듈(110) 내 개별 LED의 위치와 대응되는 위치에 LED와 동일한 개수의 디지털 광 센서가 배열된다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 집단 광원 측정 시스템은 색상 별 구동, 즉, 4회의 구동으로 LED 모듈(110) 내 전체 픽셀의 휘도를 측정할 수 있다. 구체적으로, LED 모듈(110) 내 전체 픽셀에 대하여 R 색상의 휘도를 측정하기 위한 전체 픽셀 내 R LED의 구동, G 색상의 휘도를 측정하기 위한 전체 픽셀 내 G LED의 구동, B 색상의 휘도를 측정하기 위한 전체 픽셀 내 B LED의 구동, W 색상의 휘도를 측정하기 위한 전체 픽셀 내 RGB LED의 구동을 수행한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 집단 광원 측정 시스템 사시도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서 모듈(360)의 세부 구성도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 집단 광원 측정 시스템은, LED 모듈(110), LED 모듈을 거치하기 위한 LED 모듈 거치대(310), LED 모듈 거치대(310)를 X축 방향으로 전후이동시키기 위한 받침대(320), 받침대(320)에 물리적으로 결합된 복수의 기둥(330), 적어도 하나 이상의 광 센서가 배열된 센서 모듈(360), 센서 모듈(360)을 거치하기 위한 센서 모듈 거치대(350), 및 받침대(320)의 일측에 마련된 복수의 기둥 사이에 연결되어 센서 모듈 거치대(350)를 안착시키기 위한 안착대(340)를 포함한다.
그리고, LED 모듈(110)의 개별 LED에 구동 신호를 제공하기 위한 구동선 로(371), 광 센서로부터 검출신호를 출력하기 위한 검출선로(373), 및 구동 신호를 제공하고 검출신호를 수신하여 LED의 휘도를 계산하기 위한 계산부(370)를 포함한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서 모듈(360)은 16개의 광 센서(412)가 센서 모듈 PCB(363)에 일렬로 배열되어 구성된다. 광 센서(412)는 개별적으로 센서 모듈 PCB(363)에 탈착 가능하도록 센서 PCB(410)에 고정 결합되며, 센서 PCB(410)의 고정 핀이 센서 모듈 PCB(363)의 홀(361)에 끼움 결합된다. 광 센서(412)에는 적외선 차단 필터가 부착되며, LED 모듈(110) 위로는 분광 필터가 배치된다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 집단 광원 측정 시스템은 다음과 같이 동작한다.
즉, LED 모듈(110)과 센서 모듈(360)은 소정 거리만큼 이격된 채, LED 모듈(110)의 일렬로 배열된 16개의 LED에 대하여 R, G, B, W 색상별로 순차 점등한다. 이 때, 일실시예에 따르면, 16개의 LED에 대하여 R 색상을 순차 점등한 후, G 색상, B 색상, 및 W 색상을 순차 점등할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 1개의 LED에 대하여 R, G, B, W 색상을 순차적으로 모두 점등한 후, 다른 LED에 대하여 R, G, B, W 색상을 순차 점등할 수 있다. 일렬로 배열된 16개의 LED에 대한 휘도 측정이 완료되면, LED 모듈 거치대(310)가 X축 방향의 다음 열로 이동한다. 이 때, LED 모듈 내 LED의 휘도를 개별적으로 측정하므로 LED 모듈(110)과 센서 모듈(360) 사이에 별도의 차광판 혹은 도광판을 필요로 하지 않는다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도시되지는 않았지만, 안착대(340)로부터 센서 모듈 거치대(350)를 하방으로 조정하여 LED 모듈(110)과 센서 모듈(360) 간의 간격을 줄이고, LED 모듈(110)과 센서 모듈(360) 사이에 차광판 및 도광판을 배치함으로써 열단위로 LED의 휘도를 측정할 수 있다. 예컨대, 16개의 LED에 대하여 동시에 R 색상을 측정하고, 이후 G 색상, B 색상, 및 W 색상을 순차적으로 점등할 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 다수개의 광 센서를 사용하기 때문에 광 센서를 다음과 같은 방식으로 측정하여 보정할 필요가 있다. 즉, 표준광원을 측정한 후 일정 간격을 유지한 채 개별 센서의 값을 다음 식을 이용하여 계산한다.
광도=(센서측정값/표준광원센서측정값)*표준광원표준광도계측정값
여기서, 표준광원 표준광도계 측정값이라 함은 표준광도계로 표준광원을 소정 간격 유지한 상태에서 측정한 값을 의미하며, 표준광원 센서 측정값이라 함은 표준광원을 동일한 간격을 유지한 상태에서 센서로 측정한 값을 의미한다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 집단 광원 측정 시스템 단면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 집단 광원 측정 시스템 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 집단 광원 측정 시스템 사시도, 및
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서 모듈(360)의 세부 구성도.
*도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명*
110: LED 모듈 120: 격자형 차광판
130: 도광판 140: 분광 필터
150: 적외선 차단 필터 160: 센서 모듈

Claims (5)

  1. LED 모듈 - 상기 LED모듈의 전면에 분광 필터가 배치됨 - 을 거치하기 위한 LED 모듈 거치대;
    상기 LED 모듈 거치대를 전후이동시키기 위한 받침대;
    상기 받침대의 일측에 물리적으로 결합된 기둥;
    복수의 광 센서 - 상기 광 센서의 표면에는 적외선 차단 필터가 부착됨 - 가 배열된 센서 모듈;
    상기 센서 모듈을 거치하기 위한 센서 모듈 거치대; 및
    상기 기둥에 연결되어 상기 센서 모듈 거치대를 안착시키기 위한 안착대를 포함하고,
    상기 센서 모듈은 복수의 광 센서가 센서 모듈 PCB에 일렬로 배열되어 구성되며, 상기 광 센서는 센서 PCB에 고정 결합되며, 상기 센서 PCB는 상기 센서 모듈 PCB에 개별적으로 탈착 가능하며,
    상기 LED 모듈과 상기 센서 모듈 사이를 소정 거리만큼 이격시키고, 상기 LED 모듈의 일렬로 배열된 N개의 LED 마다 그리고 색상마다 순차 점등하여 휘도를 측정하는 것을 특징으로 하는 집단 광원 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. LED 모듈 - 상기 LED모듈의 전면에 분광 필터가 배치됨 - 을 거치하기 위한 LED 모듈 거치대;
    상기 LED 모듈 거치대를 전후이동시키기 위한 받침대;
    상기 받침대의 일측에 물리적으로 결합된 기둥;
    복수의 광 센서 - 상기 광 센서의 표면에는 적외선 차단 필터가 부착됨 - 가 배열된 센서 모듈;
    상기 센서 모듈을 거치하기 위한 센서 모듈 거치대; 및
    상기 기둥에 연결되어 상기 센서 모듈 거치대를 안착시키기 위한 안착대를 포함하고,
    상기 센서 모듈은 복수의 광 센서가 센서 모듈 PCB에 일렬로 배열되어 구성되며, 상기 광 센서는 센서 PCB에 고정 결합되며, 상기 센서 PCB는 상기 센서 모듈 PCB에 개별적으로 탈착 가능하며,
    상기 LED 모듈과 상기 센서 모듈 사이에 차광판 및 도광판을 배치하고, 상기 LED 모듈의 일렬로 배열된 N개의 LED에 대하여 색상마다 순차 점등하여 휘도를 측정하는 것을 특징으로 하는 집단 광원 측정 장치.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 복수의 광 센서의 광도는 다음의 수학식을 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 집단 광원 측정 장치.
    광도=(센서측정값/표준광원센서측정값)*표준광원표준광도계측정값
    여기서, 상기 표준광원 표준광도계 측정값이라 함은 표준광도계로 표준광원을 소정 간격 유지한 상태에서 측정한 값을 의미하며, 상기 표준광원 센서측정값이라 함은 표준광원을 상기 소정 간격과 동일하게 유지한 상태에서 측정한 값을 의미함.
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