KR101701874B1 - 고정확도 필터 복사계 - Google Patents

고정확도 필터 복사계 Download PDF

Info

Publication number
KR101701874B1
KR101701874B1 KR1020150083291A KR20150083291A KR101701874B1 KR 101701874 B1 KR101701874 B1 KR 101701874B1 KR 1020150083291 A KR1020150083291 A KR 1020150083291A KR 20150083291 A KR20150083291 A KR 20150083291A KR 101701874 B1 KR101701874 B1 KR 101701874B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
filter
neutral density
photodetector
density filter
variable
Prior art date
Application number
KR1020150083291A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160146265A (ko
Inventor
이동훈
박성종
자이니 헬미
유재근
Original Assignee
한국표준과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국표준과학연구원 filed Critical 한국표준과학연구원
Priority to KR1020150083291A priority Critical patent/KR101701874B1/ko
Publication of KR20160146265A publication Critical patent/KR20160146265A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101701874B1 publication Critical patent/KR101701874B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/0235—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using means for replacing an element by another, for replacing a filter or a grating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J2003/1213—Filters in general, e.g. dichroic, band

Abstract

본 발명은 필터 복사계 및 필터 복사계의 교정 방법을 제공한다. 이 필터 복사계는 광검출기; 상기 광검출기의 앞에 배치된 투과형 선형 가변 밴드패스 필터(linear variable bandpass filter;LVBF); 상기 선형 가변 밴드패스 필터의 앞에 배치되고 위치에 따라 서로 다른 투과율을 제공하는 선형 가변 중성밀도 필터(linear variable neutral density filter); 상기 광검출기의 출력을 증폭하는 증폭기; 및 상기 증폭기의 출력을 처리하는 처리부를 포함한다.

Description

고정확도 필터 복사계{High-accuracy Filter Radiometer}
본 발명은 필터 복사계에 관한 것으로, 더 구체적으로, 선형 가변 중성 밀도 필터와 선형 가변 밴드패스 필터를 결합하여 원하는 목표 분광 감응도를 구현하는 필터 복사계에 관한 것이다.
빛의 측정에는 측정 시스템의 특정한 분광응답함수(spectral response function)를 적용하여 정의된 측정량이 사용된다. 분광시감효율(spectral luminous efficiency) V(λ)를 적용한 광측정량으로, 광선속(단위, lm), 광조도(단위, lx), 광휘도(단위, cd/m2), 광도(단위, cd) 등이 있다. 세 개의 등색함수 X, Y, Z 적용이 필요한 CIE 색좌표의 색채 측정량이 있다. 또한, 특정 대역의 출력만 적분하여 정의되는 CIE UV-A, UV-B, UV-C 자외선량이 있다.
위의 측정량을 측정하는 기기는 분광복사계(spectrophotometer)와 필터식 복사계(filter radiometer)로 구분할 수 있다.
이 중 필터식 복사계(filter radiometer)는 광검출기와 광학 필터를 조합하여 기기의 분광 감응도를 목표하는 함수에 근접하도록 제작한다. 상기 필터식 복사계는 측정량을 직독할 수 있고 신호대잡음비가 높아 현장에서 많이 사용되는 실용성 높은 장비이다.
하지만, 목표하는 분광응답함수(spectral response function)와 정확하게 일치하는 분광 감응도를 가지는 고정확도 필터식 복사계를 제작하기 위해서는, 매우 복잡하고 정밀한 필터 설계 및 제작 기술이 요구된다.
본 발명에서는 임의의 분광 감응도를 높은 정확도로 실현할 수 있는 새로운 방법과 기기를 제안한다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 원하는 목표 분광 감응도를 높은 정확도로 실현하는 방법과 이를 적용한 필터 복사계를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필터 복사계는 광검출기; 상기 광검출기의 앞에 배치된 투과형 선형 가변 밴드패스 필터(linear variable bandpass filter;LVBF); 상기 선형 가변 밴드패스 필터의 앞에 배치되고 위치에 따라 서로 다른 투과율을 제공하는 선형 가변 중성밀도 필터(linear variable neutral density filter); 상기 선형 가변 중성밀도 필터 앞에 배치되어 입사하는 광을 공간적으로 균일하게 전달하는 확산 수단; 상기 광검출기의 출력을 증폭하는 증폭기; 및 상기 증폭기의 출력을 처리하는 처리부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 선형 가변 중성밀도 필터, 상기 선형 가변 밴드패스 필터, 및 광검출기로 구성된 광 시스템의 목표 분광 감응도는 파장에 따라 일정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 선형 가변 중성밀도 필터, 상기 선형 가변 밴드패스 필터, 및 광검출기로 구성된 광 시스템의 목표 분광 감응도는 CIE 등색 함수 X,Y, 또는 Z 중에서 어느 하나에 해당할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 선형 가변 중성밀도 필터는 제1 선형 가변 중성 밀도 필터; 제2 선형 가변 중성 밀도 필터;및 제3 선형 가변 중성밀도 필터를 포함할 수 있다. 제1 선형 가변 중성 밀도 필터, 제2 선형 가변 중성 밀도 필터, 및 제3 선형 가변 중성밀도 필터는 상기 선형 가변 중성밀도 필터의 길이 방향을 따라 서로 나란히 배치될 수 있다. 상기 광검출기는 상기 제1 선형 가변 중성 밀도 필터와 정렬되는 제1 광검출기; 상기 제2 선형 가변 중성 밀도 필터와 정렬되는 제2 광검출기; 및 상기 제3 선형 가변 중성 밀도 필터와 정렬되는 제3 광검출기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필터 복사계의 교정 방법은 파장 가변 광원의 출력을 파장 별로 측정하는 단계; 선형 가변 중성밀도 필터, 선형 가변 밴드패스 필터, 및 광검출기를 설치하는 단계; 소정의 파장에서 상기 파장 가변 광원을 사용하여 선형 가변 중성밀도 필터, 선형 가변 밴드패스 필터, 및 광검출기로 구성된 시스템의 분광 감응도를 측정하는 단계; 파장 스캔 범위 내에서 상기 파장 가변 광원의 파장을 변경하는 단계; 및 파장 스캔이 완료된 경우, 목표 분광 감응도와 측정된 분광 감응도의 차이가 발생한 파장에 대응하는 위치에서 선형 가변 중성밀도 필터의 투과율을 조절하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필터 복사계는 목표 분광 감응도를 가진 측정 장치를 용이하게 구현할 수 있다.
도 1은 선형 가변 밴드패스 필터(linear variable bandpass filter;LVBF)의 위치/파장에 따른 투과도를 나타낸다.
도 2는 통상적인 실리콘 포토다이오드의 분광 감응도를 나타내는 도면이다.
도 3a는 실리콘 포토다이오드의 분광 감응도와 선형 가변 밴드패스 필터(linear variable bandpass filter;LVBF)의 위치/파장에 따른 투과도를 동시에 표시한 도면이다.
도 3b는 실리콘 포토다이오드와 선형 가변 밴드패스 필터 전체의 측정 분광 감응도를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 복사계를 설명하는 개념도이다.
도 5는 도 4의 필터 복사계의 파장에 따른 특성을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 가변 중성밀도 필터를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선형 가변 중성밀도 필터를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 필터 복사계를 설명하는 도면이다.
도 9는 도 8의 필터 복사계의 선형 가변 중성밀도 필터의 특성을 설명하는 도면이다.
도 10은 선형 가변 중성밀도 필터를 그레이 스케일로 표시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예 따른 필터 복사계의 교정 장치를 설명하는 도면이다.
도 12는 도 11의 필터 복사계의 교정 장치의 교정 방법을 설명하는 흐름도이다.
분광 감응도(spectral responsivity)는 광검출기의 파장에 따른 복사선속 대비 지시값을 의미한다. 예를 들어, 실리콘 광검출기의 경우, 분광 감응도는 900 nm 근처에서 최대값을 가진다.
한편, 선형 가변 밴드패스 필터(linear variable bandpass filter;LVBF)는 위치에 따라 서로 다른 파장을 투과시키는 필터이다. 상기 선형 가변 밴드패스 필터는 위치 별로 다른 구조의 다층 박막을 형성하여 구현될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 선형 가변 밴드패스 필터(linear variable bandpass filter;LVBF)의 위치/파장에 따른 투과도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 선형 가변 밴드패스 필터(130)의 길이 방향(x축 방향)으로 진행함에 따라, 서로 다른 파장을 투과시키는 복수의 밴드패스 필터가 배열된다. 선형 가변 밴드패스 필터(30)는 2차원 다층박막 증착 기술로 제작될 수 있다. 각각의 밴드 패스 필터는 투과시키는 파장을 위하여 박막 적층 구조가 선택되므로, 각각의 밴드 패스 필터의 투과도(T(λ))는 용이하게 변경하기 어렵다.
도 2는 통상적인 실리콘 포토다이오드의 분광 감응도를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 실리콘 광검출기의 경우, 분광 감응도(S(λ))는 900 nm 근처에서 최대값을 가진다. 또한, 400 nm 내지 900 nm 범위에서, 분광 감응도는 증가하고, 900 nm 이상에 분광 감응도는 급격히 감소한다.
도 3a는 실리콘 포토다이오드의 분광 감응도와 선형 가변 밴드패스 필터(linear variable bandpass filter;LVBF)의 위치/파장에 따른 투과도를 동시에 표시한 도면이다.
도 3b는 실리콘 포토다이오드와 선형 가변 밴드패스 필터 전체의 측정 분광 감응도를 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 선형 가변 대역 투과 필터(linear variable bandpass filter;LVBF, 130)는 파장에 따라서 일정한 투과율을 가지지 않기 때문에, 파장 의존성을 가지는 실리콘 포토다이오드의 분광 감응도(S(λ))를 변경할 수 있다. 상기 LVBF의 투과율 T(λ)은 소정의 파장 의존성을 가진다.
구체적으로, 400nm 근처에서 전체 분광 감응도 S'(λ)는 T(λ)와 S(λ)의 곱으로 주어질 수 있다. 상기 LVBF의 투과율 T(λ)은 파장(또는 위치)에 따라 조절되기 어렵다. 따라서, 새로운 광학 부품을 사용하여, 원하는 목표 분광 감응도 V(λ)를 구현하는 기술이 요구된다.
한편, 광감출기(140)의 출력 신호 y는 다음과 같이 전체 분광 감응도 S'(λ)와 입력 분광 복사 출력 Φ(λ)의 곱에 대한 파장 적분으로 표시된다.
Figure 112015056795103-pat00001
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 복사계를 설명하는 개념도이다.
도 5는 도 4의 필터 복사계의 파장에 따른 특성을 설명하는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 필터 복사계(100)는 광검출기(140); 상기 광검출기의 앞에 배치된 투과형 선형 가변 밴드패스 필터(linear variable bandpass filter;LVBF, 130); 상기 선형 가변 밴드패스 필터의 앞에 배치되고 위치에 따라 서로 다른 투과율을 제공하는 선형 가변 중성밀도 필터(linear variable neutral density filter, 120); 상기 선형 가변 중성밀도 필터 앞에 배치되어 입사하는 광을 공간적으로 균일하게 전달하는 확산 수단(110); 상기 광검출기의 출력을 증폭하는 증폭기(150); 및 상기 증폭기의 출력을 처리하는 처리부(160)를 포함한다.
측정 광원은 측정광 또는 입사광을 발광할 수 있다. 상기 측정 광원은 측정하고자 하는 광원으로 LED, LCD 등의 평면 표시소자 또는 전구일 수 있다.
상기 확산 수단은 확산판 또는 적분구일 수 있다. 상기 확산 수단은(110) 상기 측정광을 공간적으로 균일한 강도를 가지도록 하는 수단일 수 있다. 상기 확산수단(110)은 적분구로 대체될 수 있다. 상기 적분구(integrating sphere)는 닫힌 공간의 내부 표면을 반사율이 높은 물질로 처리하여 입사하는 빛을 내부에서 균일하게 확산시켜 전달할 수 있다.
광검출기(140)는 빛을 전기신호로 변환하는 소자일 수 있다. 상기 광검출기(140)는 측정하고자 하는 대역에 따라 실리콘 포토다이오드, 게이마늄 포토다이오드, 또는 InGaAs 포토다이오드일 수 있다. 상기 광검출기(140)는 상기 선형 가변 밴드패스 필터의 전 영역을 커버할 수 있다. 또는 상기 광검출기(140)가 상기 선형 가변 밴드패스 필터의 전 영역을 커버하지 못하는 경우, 복수의 광검출기가 상기 선형 가변 밴드패스 필터의 전 영역을 커버 병렬 연결될 수 있다. 복수의 광출기는 동일한 분광 감응도를 가진다.
선형 가변 밴드패스 필터(130)는 위치에 따라 투과하는 파장 대역이 선형적으로 변화할 수 있다. 상기 선형 가변 밴드패스 필터(140)는 위치에 따라 서로 다른 투과 대역을 가지도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 위치별로 다층 박막의 구조가 다르게 설계될 수 있다. 이에 따라, 측정 광원이 광대역 광원인 경우, 상기 선형 가변 밴드 패스 필터를 투과한 광은 위치별로 서로 다른 파장을 가질 수 있다. 상기 선형 가변 밴드패스 필터는 분광기일 수 있다.
선형 가변 중성밀도 필터(120)는 위치에 따라 서로 다른 투과율을 가지도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 선형 가변 중성 밀도 필터는 파장 의존성을 가지지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 선형 가변 중성 밀도 필터(120)는 위치별로 개방된 면적을 조절하여 형성될 수 있다. 또는, 상기 선형 가변 중성 밀도 필터(120)는 위치별로 그레이 레벨(gray level)을 조절하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 선형 가변 중성 밀도 필터(120)는 2차원 패턴에 따라 위치별 투과율 또는 개구율을 조절하는 필름 구조일 수 있다.
상기 선형 가변 중성 밀도 필터(120)와 상기 선형 가변 밴드패스 필터(130)가 결합한 경우, 상기 선형 가변 중성 밀도 필터(120)는 위치에 따른 파장의존성을 제공할 수 있다.
상기 확산 수단(110)을 투과한 광은 위치에 따라 균일한 광도를 가질 수 있다. 상기 확산 수단(110)을 투과한 광은 상기 선형 가변 밴드패스 필터(130)에 입사할 수 있다. 상기 선형 가변 밴드 패스 필터(130)는 위치별로 서로 다른 파장을 투과시킬 수 있다. 상기 선형 가변 밴드 패스 필터(130)를 투과한 광은 소정의 분광 감응도를 가지는 광 검출기(140)를 통하여 검출될 수 있다. 이 경우, 확산 수단(110), 선형 가변 밴드패스 필터(130), 및 광 검출기(140)로 구성된 광학 측정 시스템은 원하는 목표 분광 감응도를 제공할 수 없다. 따라서, 목표 분광 감응도가 파장에 따라 일정한 함수인 경우, 상기 선형 가변 중성 밀도 필터(120)는 상기 목표 분광 감응도를 구현하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 선형 가변 밴드패스(130) 및 광 검출기(140) 만으로 구성된 시스템의 분광 감응도가 소정의 파장에서 낮은 경우, 목표 분광 감응도와 일치시키기 위하여 상대적으로 높은 투과도를 제공한다. 선형 가변 밴드패스 및 광 검출기 만으로 구성된 시스템의 분광 감응도가 소정의 파장에서 높은 경우, 목표 분광 감응도와 일치시키기 위하여 상대적으로 낮은 투과도를 제공한다. 그 결과, 파장에 따라 일정한 목표 분광 감응도가 달성될 수 있다. 상기 광검출기의 출력 신호는 목표 분광 감응도의 파장 적분에 비례한다. 이에 따라, 상기 복사계는 파장 의존성을 가지지 않은 효과를 제공할 수 있다.
상기 선형 가변 중성 밀도 필터(130)는 원하는 목표 분광 감응도를 제공하도록 다양하게 설계될 수 있다.
상기 증폭기(150)는 상기 광검출기(140)의 출력 신호를 증폭할 수 있다. 구체적으로, 상기 증폭기(150)는 전류 신호를 전압 신호를 변경하고 증폭할 수 있다.
상기 처리부(160)는 상기 증폭기의 출력 신호를 처리하여 광선속(단위, lm), 광조도(단위, lx), 광휘도(단위, cd/m2), 또는 광도(단위, cd) 등을 표시할 수 있다. 상기 처리부는 아날로신호를 디지털 신호로 변경하고, 소정의 알고리즘을 통하여 광 검출기의 출력에 의존하는 결과를 표시할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 가변 중성밀도 필터를 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 상기 선형 가변 중성밀도 필터(120)는 투명 필름 상에 2차원 패턴을 형성하여 제작될 수 있다. 상기 2차원 패턴은 위치별로 개구율을 조절하도록 패터닝될 수 있다. 상기 패터닝은 프린터를 통하여 인쇄될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선형 가변 중성밀도 필터를 설명하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 상기 선형 가변 중성밀도 필터(120)는 투명 필름 상에 2차원 패턴을 형성하여 제작될 수 있다. 상기 2차원 패턴은 위치별로 그레이스케일로 투과율을 조절하도록 패터닝될 수 있다. 상기 패터닝은 프린터를 통하여 인쇄될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 필터 복사계를 설명하는 도면이다.
도 9는 도 8의 필터 복사계의 선형 가변 중성밀도 필터의 특성을 설명하는 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 필터 복사계(200)는 광검출기(240); 상기 광검출기의 앞에 배치된 투과형 선형 가변 밴드패스 필터(linear variable bandpass filter;LVBF, 130); 상기 선형 가변 밴드패스 필터의 앞에 배치되고 위치에 따라 서로 다른 투과율을 제공하는 선형 가변 중성밀도 필터(linear variable neutral density filter, 220); 상기 광검출기의 출력을 증폭하는 증폭기(250); 및 상기 증폭기의 출력을 처리하는 처리부(260)를 포함한다.
선형 가변 중성밀도 필터(220), 상기 선형 가변 밴드패스 필터(130), 및 광검출기(250)로 구성된 광 시스템의 목표 분광 감응도는 CIE 등색 함수 X,Y, 또는 Z 중에서 어느 하나에 대응할 수 있다.
CIE 등색 함수 X,Y,Z 는 삼자극 색채계의 가장 중요한 부분이다. 색채를 직독하기 위하여, CIE 등색 함수와 동일한 파장 의존성을 가지는 분광 감응도가 요구된다. 그러나, 통상적으로 정밀하게 제작된 등색함수 필터가 사용된다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고가의 등색함수 필터를 대체하기 위하여 선형 가변 밴드패스 필터(130)와 선형 가변 중성밀도 필터(220)를 조합하여, 원하는 CIE 등색 함수를 설계할 수 있다.
상기 선형 가변 중성밀도 필터(220)는 제1 선형 가변 중성 밀도 필터(220a); 제2 선형 가변 중성 밀도 필터(220b); 및 제3 선형 가변 중성밀도 필터(220c)를 포함할 수 있다. 제1 선형 가변 중성 밀도 필터, 제2 선형 가변 중성 밀도 필터, 및 제3 선형 가변 중성밀도 필터는 상기 선형 가변 중성밀도 필터의 길이 방향을 따라 서로 나란히 배치될 수 있다.
상기 광검출기(240)는 상기 제1 선형 가변 중성 밀도 필터와 정렬되는 제1 광검출기(240a); 상기 제2 선형 가변 중성 밀도 필터와 정렬되는 제2 광검출기(240b); 및 상기 제3 선형 가변 중성 밀도 필터와 정렬되는 제3 광검출기(240c)를 포함할 수 있다. 상기 제1 광검출기(240a), 제2 광검출기(240b), 및 제3 광검출기(240c)는 동일한 분광 감응도를 가질 수 있다.
제1 선형 가변 중성 밀도 필터(220a) 및 상기 선형 가변 밴드패스 필터(130)는 CIE 등색 필터 Y로 동작할 수 있다. 제2 선형 가변 중성 밀도 필터(220b) 및 상기 선형 가변 밴드패스 필터(130)는 CIE 등색 필터 X로 동작할 수 있다. 제3 선형 가변 중성 밀도 필터(220c) 및 상기 선형 가변 밴드패스 필터(140)는 CIE 등색 필터 Z로 동작할 수 있다.
예를 들어, 상기 광 검출기(240)의 분광 감응도가 파장에 따라 일정하고, 상기 선형 가변 밴드패스 필터(130)의 투과도가 위치/파장에 따라 일정하다고 가정하는 경우, 제1 선형 가변 중성 밀도 필터(220a)의 투과도 NTy는 CIE 등색 함수 Y와 동일하게 설계될 수 있다. 또한, 제2 선형 가변 중성 밀도 필터(220b)의 투과도 NTx는 CIE 등색 함수 X와 동일하게 설계될 수 있다. 또한, 제3 선형 가변 중성 밀도 필터(220c)의 투과도 NTz는 CIE 등색 함수 Z와 동일하게 설계될 수 있다.
도 10은 선형 가변 중성밀도 필터를 그레이 스케일로 표시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 제1 선형 가변 중성 밀도 필터(220a)의 투과도 NTy는 CIE 등색 함수 Y와 동일하게 설계될 수 있다. 또한, 제2 선형 가변 중성 밀도 필터(220b)의 투과도 NTx는 CIE 등색 함수 X와 동일하게 설계될 수 있다. 또한, 제3 선형 가변 중성 밀도 필터(220c)의 투과도 NTz는 CIE 등색 함수 Z와 동일하게 설계될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예 따른 필터 복사계의 교정 장치를 설명하는 도면이다.
도 12는 도 11의 필터 복사계의 교정 장치의 교정 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 필터 복사계의 교정 장치(300)는 파장 가변 광원(170); 광검출기(140); 상기 광검출기의 앞에 배치된 투과형 선형 가변 밴드패스 필터(linear variable bandpass filter;LVBF, 130); 상기 선형 가변 밴드패스 필터의 앞에 배치되고 위치에 따라 서로 다른 투과율을 제공하는 선형 가변 중성밀도 필터(linear variable neutral density filter, 120); 상기 광검출기의 출력을 증폭하는 증폭기(150); 및 상기 증폭기의 출력을 처리하는 처리부(160)를 포함할 수 있다.
상기 파장 가변 광원(170)의 출력광은 빔 확장부(180)을 통하여 확장되고, 확산판(170)에 제공될 수 있다.
상기 파장 가변 광원(170)의 출력은 파장에 따라 별도로 교정용 광검출기(미도시)를 통하여 측정될 수 있다. 상기 교정용 광검출기의 분광 감응도는 측정용 광검출기(140)의 분광 감응도와 동일할 수 있다.
필터 복사계의 교정 방법은 파장 가변 광원의 출력을 파장 별로 측정하는 단계(S110); 선형 가변 중성밀도 필터(120), 선형 가변 밴드패스 필터(130), 및 광검출기(140)를 설치하는 단계(S120); 소정의 파장에서 상기 파장 가변 광원을 사용하여 선형 가변 중성밀도 필터, 선형 가변 밴드패스 필터, 및 광검출기로 구성된 시스템의 분광 감응도를 측정하는 단계(S130); 파장 스캔 범위 내에서 상기 파장 가변 광원의 파장을 변경하는 단계(S140, S150); 및 파장 스캔이 완료된 경우, 목표 분광 감응도와 측정된 분광 감응도의 차이가 발생한 파장에 대응하는 위치에서 선형 가변 중성밀도 필터의 투과율을 조절하는 단계(S160, 170)를 포함한다.
상기 선형 가변 중성밀도 필터(120)를 설계하기 위하여, 상기 파장 가변 광원(170)의 출력광은 상기 확산판, 선형 가변 중성밀도 필터, 선형 가변 밴드패스 필터를 통하여 광검출기에 제공될 수 있다. 상기 파장 가변 광원의 파장은 순차적으로 변경하면서 파장에 따라 분광 감응도를 측정할 수 있다.
목표 분광 감응도와 측정된 분광 감응도의 차이가 파장 별로 계산될 수 있다. 목표 분광 감응도와 측정된 분광 감응도의 차이가 발생한 파장들에서 선형 가변 중성밀도 필터의 투과율이 조절될 수 있다. 예를 들어, 목표 분광 감응도와 측정된 분광 감응도의 차이가 양의 값을 가진 경우, 선형 가변 중성밀도 필터의 투과율은 증가하도록 변경될 수 있다.
모든 파장에서 목표 분광 감응도와 측정된 분광 감응도의 차이가 없는 경우, 상기 선형 가변 중성밀도 필터는 선형 가변 밴드패스 필터 및 상기 광검출기와 결합하여 목표 분광 감응도를 제공할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
110: 확산판
120: 선형 가변 중성 밀도 필터
130: 선형 가변 밴드패스 필터
140: 광 검출기
150: 증폭기
160: 처리부

Claims (5)

  1. 광검출기;
    상기 광검출기의 앞에 배치된 투과형 선형 가변 밴드패스 필터(linear variable bandpass filter;LVBF);
    상기 선형 가변 밴드패스 필터의 앞에 배치되고 위치에 따라 서로 다른 투과율을 제공하는 가변 중성밀도 필터(variable neutral density filter);
    상기 가변 중성밀도 필터 앞에 배치되어 입사하는 광을 공간적으로 균일하게 전달하는 확산 수단;
    상기 광검출기의 출력을 증폭하는 증폭기; 및
    상기 증폭기의 출력을 처리하는 처리부를 포함하고,
    상기 처리부는 광선속, 광조도, 광휘도, 또는 광도를 산출하고,
    상기 가변 중성밀도 필터, 상기 선형 가변 밴드패스 필터, 및 광검출기로 구성된 광 시스템의 목표 분광 감응도는 파장에 따라 일정한 것을 특징으로 하는 필터 복사계.
  2. 삭제
  3. 광검출기;
    상기 광검출기의 앞에 배치된 투과형 선형 가변 밴드패스 필터(linear variable bandpass filter;LVBF);
    상기 선형 가변 밴드패스 필터의 앞에 배치되고 위치에 따라 서로 다른 투과율을 제공하는 가변 중성밀도 필터(variable neutral density filter);
    상기 가변 중성밀도 필터 앞에 배치되어 입사하는 광을 공간적으로 균일하게 전달하는 확산 수단;
    상기 광검출기의 출력을 증폭하는 증폭기; 및
    상기 증폭기의 출력을 처리하는 처리부를 포함하고,
    상기 처리부는 광선속, 광조도, 광휘도, 또는 광도를 산출하고,
    상기 가변 중성밀도 필터, 상기 선형 가변 밴드패스 필터, 및 광검출기로 구성된 광 시스템의 목표 분광 감응도는 CIE 등색 함수 X,Y, 또는 Z 중에서 어느 하나에 해당하는 것을 특징으로 하는 필터 복사계.
  4. 제1 항 또는 제3 항에 있어서,
    상기 가변 중성밀도 필터는:
    제1 가변 중성 밀도 필터;
    제2 가변 중성 밀도 필터;및
    제3 가변 중성밀도 필터를 포함하고,
    제1 가변 중성 밀도 필터, 제2 가변 중성 밀도 필터, 및 제3 가변 중성밀도 필터는 상기 가변 중성밀도 필터의 길이 방향을 따라 서로 나란히 배치되고,
    상기 광검출기는:
    상기 제1 가변 중성 밀도 필터와 정렬되는 제1 광검출기;
    상기 제2 가변 중성 밀도 필터와 정렬되는 제2 광검출기; 및
    상기 제3 가변 중성 밀도 필터와 정렬되는 제3 광검출기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 복사계.
  5. 파장 가변 광원의 출력을 파장 별로 측정하는 단계;
    가변 중성밀도 필터, 선형 가변 밴드패스 필터, 및 광검출기를 설치하는 단계;
    소정의 파장에서 상기 파장 가변 광원을 사용하여 가변 중성밀도 필터, 선형 가변 밴드패스 필터, 및 광검출기로 구성된 시스템의 분광 감응도를 측정하는 단계;
    파장 스캔 범위 내에서 상기 파장 가변 광원의 파장을 변경하는 단계; 및
    파장 스캔이 완료된 경우, 목표 분광 감응도와 측정된 분광 감응도의 차이가 발생한 파장에 대응하는 위치에서 가변 중성밀도 필터의 투과율을 조절하는 단계를 포함하고,
    상기 가변 중성밀도 필터, 상기 선형 가변 밴드패스 필터, 및 광검출기로 구성된 광 시스템의 목표 분광 감응도는 파장에 따라 일정하거나,
    상기 가변 중성밀도 필터, 상기 선형 가변 밴드패스 필터, 및 광검출기로 구성된 광 시스템의 목표 분광 감응도는 CIE 등색 함수 X,Y, 또는 Z 중에서 어느 하나에 해당하는 것을 특징으로 하는 필터 복사계의 교정 방법.
KR1020150083291A 2015-06-12 2015-06-12 고정확도 필터 복사계 KR101701874B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150083291A KR101701874B1 (ko) 2015-06-12 2015-06-12 고정확도 필터 복사계

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150083291A KR101701874B1 (ko) 2015-06-12 2015-06-12 고정확도 필터 복사계

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160146265A KR20160146265A (ko) 2016-12-21
KR101701874B1 true KR101701874B1 (ko) 2017-02-02

Family

ID=57734969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150083291A KR101701874B1 (ko) 2015-06-12 2015-06-12 고정확도 필터 복사계

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101701874B1 (ko)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5148288A (en) * 1990-08-29 1992-09-15 Savitar, Inc. Standardized color calibration of electronic imagery

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160146265A (ko) 2016-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7894050B2 (en) Method and apparatus for determining intensities and peak wavelengths of light
US7435943B1 (en) Color sensor with infrared correction having a filter layer blocking a portion of light of visible spectrum
KR101548017B1 (ko) 광학 특성 측정 장치
US8941834B2 (en) Interference filters with high transmission and large rejection range for mini-spectrometer
EP2118628B1 (en) Optical detector device
US7604360B2 (en) Integrated sensor for correlated color temperature and illuminance sensing
JP6100869B2 (ja) 測色計の較正
JPH04276526A (ja) 色測定装置及び色較正システム
KR101676210B1 (ko) 광 센서 시스템 및 광 센서 신호 처리 방법
US5406067A (en) Electrically adjusted mosaic filter for use as an optical sensor in an optical measurement instrument
JP5683834B2 (ja) 測光装置
TWI445933B (zh) 具有面積縮放測光器之顏色偵測器
ES2823186T3 (es) Procedimiento y dispositivo para calibrar un módulo de microespectrómetro
JP2011107114A (ja) 測光装置
KR101701874B1 (ko) 고정확도 필터 복사계
AU658568B2 (en) Light detector
Fliegel et al. Imaging photometer with a non-professional digital camera
KR20240056522A (ko) 분광계 디바이스 교정 방법
EP3043159B1 (en) Method for processing light sensor signals and light sensor system
JP6631001B2 (ja) 刺激値直読型の測色計
JP4542648B2 (ja) 測光機器の受光装置
JP7286014B2 (ja) 高感度非接触式色度測定装置
Wang et al. Fast and high-accuracy spectral measurements of LED by linear CCD sensor and software calibration
Eppeldauer Uniform calibration of night vision goggles and test sets

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant