KR100960912B1 - 광원 식별 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광원 식별 장치에 관한 것으로서, 대역통과필터, 색상대비수단, 광흡수수단으로 구성되거나 또는 대역차단필터 및 색상대비수단으로 구성되며, 대상 광원으로부터 조사되는 빛에서 미리 설정한 특정의 파장 대역을 제거하고 이에 따라 대역통과필터 또는 대역차단필터상에 형성되는 색상을 통해 어떤 광원인가를 파악한다.

본 발명에 따르면 측정하고자 하는 대상 광원의 종류를 시각적으로 용이하게 파악할 수 있어 사용자에게 이용에 편리성을 제공한다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 광원 식별 장치에 의하면, 일반사용자도 용이하게 LED 조명이나 형광등의 구별을 할 수 있고 소자의 구성이 간단하여 저가로 공급이 가능하다.

형광등, 엘이디(LED), 색상 구별

Description

광원 식별 장치{Apparatus for discriminating the light sources}

본 발명은 광원 식별 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 측정하고자 하는 대상 광원으로부터 조사되는 빛의 특정 대역을 통과 또는 차단하여 시각적으로 광원을 식별하는 장치에 관한 것이다.

종래에 광원을 구별하기 위하여 측광팽이 또는 광 스펙트럼 분석기가 이용되었다.

이 중에서 측광팽이를 이용하는 판별법은 인버터 스탠드와 일반 형광등을 구별할 용도로 제안된 것으로 그 원리는 다음과 같다.

측광팽이가 회전할 때 팽이 표면에 그려진 무늬가 시간에 따라 변화하게 되며, 돌아가는 속도에 따라 표면 무늬는 특정 주파수를 가지게 된다. 따라서 팽이 위에 형광등 등과 같이 전원주파수에 따라 깜박이는 빛을 비추어 주면, 빛이 켜지고 꺼지는 주파수와 표면의 무늬가 변화하는 주파수가 근접할 때 앨리어싱(Aliasing) 현상이 일어나게 되어 팽이의 무늬가 앨리어싱 주파수로 정회전 또는 역회전 하는 듯한 착시현상이 나타나게 되는데, 이러한 스트로보스코픽 방 법(stroboscopic method)을 활용하여 방전등 또는 형광등과 인버터를 이용하여 고주파 스위칭을 하는 형광등을 구별한다.

구체적으로, 방전등 또는 일반 형광등은 팽이가 회전할 때 무늬의 변화 주파수와 전원 주파수 (60 ㎐, 또는 50Hz)에 따라 깜빡임 현상(flickering)이 일어나게 되고, 인버터를 이용하여 고주파 스위칭을 하는 형광등은 고속 샘플링을 하는 효과가 있으므로 (~수십 KHz) 측광팽이의 Aliasing 현상에 의한 표면무늬 현상이 일어나지 않아 무늬가 균일하게 나타나므로 상호간에 구별이 가능하다.

그러나 측광팽이는 인버터 스탠드가 처음 시중에 시판될 때 일반 형광등보다 우수하다는 사실을 시각적으로 소비자들에게 보여주기 위한 액세서리로 제공되었던 것으로, 비교할 때마다 일일이 손으로 팽이를 돌려야 하는 번거로움이 있는 한편, 인버터 형광등 또는 전자식 안정기를 채용한 형광등과 LED전등을 구별하기 위해서는, 인버터 또는 전자식 안정기가 제공하는 전기 주파수가 수십 KHz 이상이므로, 팽이위의 무늬가 위와 비슷한 정도의 주파수를 가지고 변화하도록 하기 위해서는 모터를 사용하여 팽이가 돌아가도록 조절해야 하는 경우가 발생하며, 또는 육안으로 식별할 수 있는 정도의 aliasing frequency가 생기도록, 팽이가 돌아가는 속도를 제어할 수 있는 별도의 장치들이 추가로 구비되어야 하는 등의 문제가 있어서 현재는 잘 이용되지 않으며, 또한 매우 넓은 스펙트럼을 가지는 자연광에 가까운 조명인지 여부에 대해서는 판별이 불가능하다.

광 스펙트럼 분석기는 다양한 조명등(광원)에서 방출하는 빛의 스펙트럼을 분석하여 해당 조명등이 자연광에 얼마나 가까운가를 식별할 수 있는데, 광 스펙트럼 분석기는 고가의 장비여서 일반 소비자가 조명등판별용으로 구비하여 이용하는 것은 현실상 불가능하다.

결국, 자연광에 가까운 조명인지 여부를 일반 사용자가 용이하게 확인할 수 있는 장치가 없어 일반 사용자 입장에서 조명등의 품질이나 특성을 직접 확인하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 전술한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자연광에 가까운 LED 조명과 그렇지 못한 형광등을 용이하고 명확하게 구별할 수 있는 장치를 제공하는 데 있다.

특히, 형광등의 인버터의 사용 유무에 상관없이 LED 조명과 형광등을 정확하고 용이하게 구별하는 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 LED 조명 및 형광등 이외의 광원에 대해서도 용이하게 구별이 가능하도록 구성될 수 있는 광원 식별 장치를 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 광원 식별 장치는, 대상 광원으로부터 입사되는 광선에서 미리 설정한 파장대의 주파수 대역만을 통과하도록 하는 광학필터와, 상기 광학필터를 통과하는 설정한 파장대의 주파수 대역의 광선을 흡수하는 광흡수수단을 포함하여 구성된다.

아울러 상기 광학필터 주변에 배치되고, 상기 광학필터의 색상과의 비교를 위한 기준색상이 채색된 색상대비수단을 더 포함하여, 사용자 편의성을 높이도록 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 면에 따른 광원 식별 장치는, 대상 광원으로부터 입사되는 광선에서 설정한 파장대의 주파수 대역만을 차단하도록 하는 광학필터와, 상기 광 학필터를 통과한 광선의 주파수 대역에 따라 형성되는 색상과의 비교를 위한 기준색상을 표시하는 다수개의 색상대비수단을 포함한다.

본 발명에 광원 식별 장치에 의하면, 측정하고자 하는 대상 광원을 바로 쉽게 어떤 광원인가를 시각적으로 파악할 수 있어 사용자에게 이용에 편리성을 제공한다는 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명에 따른 광원 식별 장치에 의하면, 소자의 구성이 간단하여 저가로 공급이 가능하다는 효과도 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 조명 식별 장치는 대역통과필터, 색상대비수단, 광흡수수단으로 구성되거나 또는 대역차단필터 및 색상대비수단으로 구성될 수 있는데, 두 경우 모두 대상 광원으로부터 조사되는 빛에서 미리 설정한 대역을 제거하여 형성되는 색상을 통해 어떤 광원인가를 파악하는 방식을 취한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따라 형광등 및 LED 조명을 구별하는 광원 식별 장치의 구성을 간략하게 보인 도면이다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 대상 광원으로부터 입사되는 광선에서 미리 설정한 파장대의 주파수 대역만을 통과하도록 하는 광학필터(100), 상기 광학필터(100)를 통과하지 못하고 반사되는 대역의 빛이 혼합되어 형성되는 색상과의 비교를 위한 기준색상을 표시하는 다수개의 색상대비수단(110, 120), 상기 광학필터(100)를 통과하는 설정한 파장대의 광선을 외부로 노출되지 않도록 흡수하는 광흡수수단(130)과, 상기 광학필터(100), 색상대비수단(110, 120) 및 광흡수수단(130)이 배치되는 하우징(1)을 포함하여 구성한다.

상기 광학필터(100)는 특정 대역의 파장만을 통과시키는 광 대역통과필터(optical bandpass filter, OBPF)이며, 바람직하게는 550nm 대역의 파장만을 통과하는 대역통과필터가 좋다.

상기 광흡수수단(130)은 광선을 흡수함으로써 반사를 차단하는 광흡수부재를 포함한다. 예컨대, 광흡수부재는 흡수율을 높일 수 있도록 표면을 거칠게 만든 검은색 고무, 종이나, 플라스틱 등일 수 있다.

상기 다수개의 색상대비수단(110, 120)은 상기 광학필터(100) 주변에 띠 형상으로 부착하는데, 접착제를 부착하고자 하는 위치에 도포하여 부착할 수 있고, 또는 자성을 띠는 물질 등으로 이루어져 부착 및 탈착이 용이하도록 할 수 있도록 구성할 수 있다. 예컨대, 색상대비수단은 자연광/LED 조명에서 550nm 대역의 파장을 제거한 경우의 색인 백색의 색종이, 형광등에서 550nm 대역의 파장을 제거한 경우의 색인 자주색의 색종이일 수 있다.

이와 같이 구성한 본 발명의 제1 실시예에 따른 동작 원리 및 과정을 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2a, 2b는 본 발명의 조명 식별장치가 구별할 대상인 LED 조명과 형광등의 스펙트럼 특성 그래프를 보인 도면이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 대역통과필터의 투과특성을 보인 그래프이다.

조명등이 백색광을 나타내는 것은 가법 삼원색(R, G, B) 조합을 통해서인데, 삼원색에 해당하는 파장이 모두 포함되어 있으면 백색광을 나타낸다.

LED 조명의 경우 자연광과 유사한 스펙트럼대역을 가지는데, 도 2a에서와 같이 매우 넓은 스펙트럼대역(400 nm ~ 700 nm)을 가지고 있는 것을 알 수 있으며, 특히 550 nm 대역 부근에서 비교적 균일한 높은 빛의 세기를 가지고 있어 550 nm대역을 제거하더라도 인접한 대역의 성분으로 인하여 백색광 또는 이와 유사한 색상을 형성한다. 즉 550 nm 대역의 초록색 성분을 제거하더라도 그 인접한 대역에 초록색 성분이 넓게 분포하고 있기 때문에 백색광 형성이 가능하다.

그러나 도 2b에서와 같이 형광등의 경우에는 550 nm 대역에서 버스트한 형태의 스펙트럼을 가지고 있어 이 대역을 차단하면 형광등에서 조사되는 빛에서 초록색 성분이 제거되어 색상이 변화한다. 즉 550 nm 대역에 초록색 성분이 집중적으로 분포하고 그 이외의 대역에는 초록색 성분이 거의 없으므로 550 nm 대역을 차단하면 전체적인 빛의 색상이 자주색으로 된다.

대부분의 형광등은 수은을 포함하는 형광물질을 상용하고 있어, 공통적으로 550 nm 대역에서 방출 파장을 가진다. 이러한 형광등의 공통적인 특성을 이용하기 위해서 550 nm 대역의 빛 만을 통과하거나 차단함으로써, 타 조명방식과 형광등에 의한 조명방식을 분별할 수 있다.

따라서, 측정하고자 하는 대상 광원으로부터의 빛을 도 1에 도시한 장치에 화살표 방향으로 조사하면, 도 3에 도시한 바와 같이 광학필터(100)를 통해 550 nm 대역만이 통과되어 광흡수수단(130)에 의해 흡수되고, 그 이외의 나머지 대역은 반사되어 550 nm 대역 성분을 제외한 나머지 성분으로 광학필터(100)에 색을 형성하게 되며, 이때 형성되는 색을 이용하여 대상 광원이 자연광, LED 조명 또는 형광등인지를 판별할 수 있다.

즉, 자연광 또는 LED 조명을 조사하면 조명 식별 장치의 광학필터(100) 색상은 백색 또는 이와 유사한 색을 띠게 되고, 형광등을 조사하면 광학필터(100)가 자주색 계열의 색상으로 변화한다.

이용자의 편의를 위하여 백색의 자연광/LED 용 색상대비수단(110)과, 자주색의 형광등 용 색상대비수단(120)을 광학필터(100) 주변에 배치하여 광학필터(100)의 색상 판단을 용이하게 하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따라 형광등 및 LED 조명을 구별하는 광원 식별 장치의 구성을 간략하게 보인 도면이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 이용되는 광학필터 투과특성을 보인 그래프이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 대상 광원으로부터 입사되는 광선에서 설정한 파장대의 주파수 대역만을 차단하도록 하는 광학필터(200), 상기 광학필터(200)를 통과한 광선의 주파수 대역에 따라 형성되는 색상과의 비교를 위한 기준색상을 표시하는 다수개의 색상대비수단(210, 220)과, 상기 광학필터(200), 색상대비수단(210, 220)이 배치되는 하우징(2)을 포함하여 구성하며, 상기 광학필터(200)는 광 대역차 단필터(optical bandstop filter, OBSF)를 이용한다상기 도 4에 도시한 장치를 통해 측정하고자 하는 대상 광원으로부터의 빛을 화살표 방향으로 조사하면 도 5에 도시한 바와 같이 광학필터(200)를 통해 550 nm 대역만이 저지되고, 나머지 대역은 통과되어 광학필터(200) 표면에 색을 형성하게 되며, 전술한 바와 같은 원리에 의하여 광학필터(200)의 색상은 자연광 또는 LED 조명으로부터의 빛이 조사되는 경우에는 백색 또는 그에 유사한 색이 되고, 형광등으로부터의 빛이 조사되는 경우에는 자주색계열의 색상이 된다.

이용자는 광학필터(200)의 색상변화에 따라 간단하게 대상광원의 종류를 식별할 수 있게 된다.

전술한 제1 실시예의 경우와 마찬가지로, 이용자의 편의를 위하여 백색의 자연광/LED 용 색상대비수단(210)과, 자주색의 형광등 용 색상대비수단(220)을 광학필터(200) 주변에 배치하여 광학필터(200)의 색상 판단을 용이하게 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1, 2 실시예에서는 550 nm 대역만을 통과(또는 차단)되는 것을 그 예로 설명하였으나, 경우에 따라서는 주황색 혹은 파란색 성분의 대역을 통과(또는 차단)시킬 수도 있다. 따라서 통과 또는 차단하고자 하는 대역을 변경하는 경우, 식별을 용이하게 하기 위해 통과 또는 차단되는 주파수 대역에 따라 기준색상도 이전 기준색상과 다르게 하여 부착한다.

이상, 첨부도면과 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성에 대 하여 구체적으로 설명하였지만, 이는 예시에 불과한 것으로서 본 발명의 구성이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

예컨대, 바람직한 실시예에서 광원으로부터 조사되는 빛의 550 nm 대역을 제거하는 구성을 설명하였으나, 그 이외의 대역, 예컨대 400 nm ~ 700 nm 중 임의의 대역에 해당하는 파장을 제거한 경우에 광학필터에 형성되는 색상에 따라 광원을 판별할 수 있다. 즉, 610 nm 파장 대역의 성분을 제거하여도 광원에 따라 명확한 색상차가 나타날 수 있어 쉽게 구별할 수 있을 것이며, 그 이외의 파장 대역의 성분을 제거하여도 광원에 따른 색상차가 나타나게 되고, 그 색상차가 근소하더라도 색상대비수단 기준색상을 정확하게 표현함으로써 육안으로도 식별이 가능하도록 구성할 수 있다.

한편, 전술한 실시예에서는 색상대비수단에 채색되는 기준색상은 백색 또는 자주색으로 설명하였으나, 본 발명에 따른 장치가 어떤 대역 성분을 제거하느냐에 따라 색상대비수단에 채색되는 기준색상은 이에 맞추어 변화되어야 함은 물론이다.

아울러, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 광원 식별 장치는 자연광/LED 조명과 형광등을 구별하도록 구성된 장치를 제시하였으나, 광원으로부터 조사되는 빛의 특정 파장 대역을 제거한 후의 색상 변화에 따른 광원 구별에 관한 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 LED 조명이나 형광등 이외의 광원에 대해서도 식별이 가능한 장치를 구성할 수 있음은 물론이다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 변형 실시가 가능한바, 본 발명의 권리범위는 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정하여져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 형광등 및 LED 조명 식별용 광원 식별 장치의 구성을 간략하게 보인 도면.

도 2a, 2b는 형광등과 LED의 스펙트럼 특성 그래프를 보인 도면.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 대역통과필터의 투과특성을 보인 그래프.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 형광등 및 LED 조명 식별용 광원 식별 장치의 구성을 간략하게 보인 도면.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 대역차단필터의 투과특성을 보인 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100, 200 : 광학필터 110, 120, 210, 220 : 색상대비수단

130 : 광흡수수단

Claims (12)

1. 광원의 종류를 식별하기 위한 장치에 있어서,

   대상 광원으로부터 입사되는 광선에서 미리 설정한 파장대의 주파수 대역만을 통과하도록 하는 광 대역통과필터와,

   상기 광 대역통과필터를 통과하는 설정한 파장대의 주파수 대역의 광선을 흡수하는 광흡수수단

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 식별 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 광 대역통과필터는

   550 nm 파장 대역만을 통과시키는 것을 특징으로 하는 광원 식별 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 광흡수수단은 광선을 흡수하는 광흡수부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 식별 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 설정한 파장대의 주파수 대역은 400 nm ~ 700 nm의 범위에서 선택하는 것을 특징으로 하는 광원 식별 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 광 대역통과필터 주변에 배치되고, 상기 광 대역통과필터의 색상과의 비교를 위한 기준색상이 채색된 색상대비수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 식별 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 색상대비수단은

   상기 미리 설정한 파장에 따라 그 채색되는 기준색상이 가변되는 것을 특징으로 하는 광원 식별 장치.
7. 광원의 종류를 식별하기 위한 장치에 있어서,

   대상 광원으로부터 입사되는 광선에서 550 nm 파장 대역만을 차단하도록 하는 광 대역차단필터와,

   상기 광 대역차단필터를 통과한 광선의 주파수 대역에 따라 형성되는 색상과의 비교를 위한 기준색상을 표시하는 다수개의 색상대비수단

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 식별 장치.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제7항에 있어서, 상기 다수개의 색상대비수단은

    상기 광 대역차단필터를 중심으로 서로 대칭되는 위치에 띠 형상으로 부착하는 것을 특징으로 하는 광원 식별 장치.
11. 삭제
12. 중앙부에 홀이 형성된 하우징과,

    상기 홀을 완전히 덮도록 배치되며, 550 nm 파장 대역의 빛을 차단하는 광 대역차단필터와,

    상기 광 대역차단필터를 통과한 광선의 주파수 대역에 따라 형성되는 색상과의 비교를 위한 기준색상을 표시하는 다수개의 색상대비수단

    을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 식별 장치.

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