KR101746054B1 - 다중 센서를 포함하는 광특성 측정 시스템 및 다중 센서를 이용한 광특성 측정 방법 - Google Patents

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Abstract

광특성 측정 시스템은 빛을 발하는 장치로부터의 광량을 측정하는 측정부를 포함하되, 상기 측정부는 복수의 센서를 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 광특성 측정 시스템은 상기 복수의 센서의 측정값을 보정하는 보정부를 더 포함할 수 있다. 이로써 광량 측정 시간을 단축시킬 수 있고, 신뢰성이 향상된 측정 결과를 얻을 수 있다.

Description

다중 센서를 포함하는 광특성 측정 시스템 및 다중 센서를 이용한 광특성 측정 방법{Optical property measuring system having multiple sensors and method for measuring optical property using multiple sensors}
실시예들은 다중 센서를 포함하는 광특성 측정 시스템 및 다중 센서를 이용한 광특성 측정 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 동시에 복수의 센서를 이용하여 측정하고 동일한 조건 하에서 센서들의 측정값들의 편차들을 보정함으로써 측정 시간을 단축하고 신뢰성 높은 데이터를 얻는 기술에 대한 것이다.
무안경 방식의 3차원 입체영상 표시장치는 렌티큘러 렌즈(lenticular lens) 또는 시차장벽(parallax barrier)을 사용하여 공간 상에 복수의 시역이 형성되도록 여러 시점에 해당하는 영상을 조정한다. 이로써 관찰자의 좌안과 우안에 서로 다른 시점의 영상이 인지되도록 하여 3차원 입체영상을 구현한다.
이러한 3차원 입체영상 표시장치가 제공하는 영상의 질은 최적관찰거리(Optimum Viewing Distance; OVD), 시점간 간격, 크로스토크(crosstalk), 콘트라스트(contrast), 모아레 현상 등 시점별 광학적 특성 및 시역 특성에 의존한다. 따라서, 입체영상 표시장치의 광학적 특성을 측정하여 정량화된 객관적 자료를 바탕으로 특성 분석을 수행하는 것은 표시장치의 설계 과정 중 필수적이고 중요한 과정이다.
도 1은 광특성 측정 시스템의 일 예를 나타낸다. 광특성 측정 장비(100)는 광량 또는 광 세기(intensity)를 측정할 수 있는 센서(예를 들면 CCD (Charge-Coupled Device) 또는 CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등)를 포함하는 측정부를 포함하며, 측정부는 샘플(120)(예를 들면 3차원 입체영상 표시 장치)의 광량을 측정한다.
한편, 3차원 입체영상 표시장치는 최적관찰거리를 가질 수 있으며, 최적관찰거리는 관찰자가 제공받는 3차원 영상의 질이 가장 좋게 나타나는 입체영상 표시장치와 관찰자 사이의 거리를 나타낸다. 따라서, 관찰자에게 최적의 3D 영상을 제공하기 위해서는 최적관찰거리를 파악하고, 최적관찰거리에서의 정밀한 광특성 분석이 요구된다. 그러나 실제로 설계상으로 목표된 3차원 입체영상 표시장치의 최적관찰거리는 제작 오차 등에 의해 당초 의도된 최적관찰거리와 다른 값을 가질 수도 있다. 또한 임의의 3차원 입체영상 표시장치에 대하여 어떠한 정보도 미리 파악할 수 없는 등의 경우에는 직접 광특성 측정 및 분석을 통해 최적관찰거리 및 시역의 광학적 특성들을 알아내야 한다.
3차원 입체영상 표시장치의 최적관찰거리를 찾기 위해서는 기본적으로 광특성 측정장비의 최소분해능 또는 요구되는 수준에 해당하는 조밀한 간격마다 이동하며 표시장치로부터의 광량을 측정한다. 그러나 이러한 방법은 시점수가 증가하거나 측정하고자 하는 샘플의 크기가 증가하는 등의 측정범위가 증가할수록 측정시간도 비례하여 증가하는 문제점이 있다.
"Measurement method with moving image sensor in autostereoscopic display", Proc. SPIE 8384, Three-Dimensional Imaging, Visualization, and Display 2012, 83840Y (May 1, 2012); doi:10.1117/12.921596
본 발명의 일 측면에 따르면 3차원 입체영상 표시장치로부터의 광량 측정 시간을 획기적으로 단축시킴으로써 단시간에 표시장치의 최적관찰거리를 찾아내거나 최적관찰거리에서의 표시장치의 광학적 특성에 대한 측정 및 분석을 수행하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광특성 측정 시스템은, 빛을 발하는 장치로부터의 광량을 측정하는 측정부를 포함하되, 상기 측정부는 복수의 센서를 포함한다.일 실시예에서, 상기 복수의 센서의 측정값을 보정하는 보정부를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 보정부는, 상기 복수의 센서에 대하여 플랫필드보정(Flat Field Correction; FFC)을 수행할 때 기초가 될 하나의 비례계수를 결정하는 비례계수결정부; 및 상기 복수의 센서에 대하여 공통적으로 상기 하나의 비례계수를 기초로 FFC를 수행하는 FFC수행부;를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 보정부는, 상기 복수의 센서에 대하여 FFC를 수행할 때 기초가 될 하나의 비례계수를 결정하는 비례계수결정부; 및 상기 복수의 센서 중 어느 하나의 센서에 포함된 n*m개(n, m은 자연수)의 픽셀이 u*v개(u, v는 자연수)의 픽셀로 이루어진 픽셀그룹들로 그룹화될 때, 상기 복수의 센서의 각 픽셀에 대하여, 각 픽셀이 속하는 픽셀그룹의 플랫필드 데이터와 다크프레임(dark frame)의 차의 평균값 및 공통적으로 상기 하나의 비례계수를 기초로 변형된 FFC를 수행하는 FFC수행부;를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 비례계수결정부는, 상기 복수의 센서의 전부 또는 일부에 포함된 픽셀들의 플랫필드 데이터와 다크프레임의 차의 평균값(Ap)을 상기 하나의 비례계수로 결정한다.
일 실시예에서, 상기 FFC수행부는 상기 복수의 센서의 각 픽셀에 대하여 동일한 값의 비례계수를 사용하여 FFC를 수행한다.
일 실시예에서, 상기 복수의 센서는 수평방향 또는 수직방향으로 동일한 간격으로 배치된다.
일 실시예에서, 이웃하는 두 센서 사이의 간격은, 상기 복수의 센서가 수평방향으로 배치된 경우 상기 이웃하는 두 센서 중 일 센서 내의 측정에 사용되는 픽셀들의 총 수평방향 폭의 n배(n은 자연수)이며, 상기 복수의 센서가 수직방향으로 배치된 경우 상기 이웃하는 두 센서 중 일 센서 내의 측정에 사용되는 픽셀들의 총 수직방향 폭의 n배이다.
일 실시예에서, 상기 측정부를 수평방향, 수직방향 및 깊이방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이동시키는 이동부를 더 포함한다.
일 실시예에서, 복수 센서들은 수평방향(x축 방향) 및 수직방향(z축 방향) 중 적어도 하나의 방향에 대해 같은 방식으로 배열되고 측정값들의 보정이 수행될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광특성 측정 방법은, 복수의 센서를 준비하는 단계; 및 상기 복수의 센서를 이용하여 빛을 발하는 장치의 광량을 측정하는 단계;를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 센서의 측정값을 보정하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 보정하는 단계는, 상기 복수의 센서에 대하여 플랫필드보정(Flat Field Correction; FFC)을 수행할 때 기초가 될 하나의 비례계수를 결정하는 단계; 및 상기 복수의 센서에 대하여 공통적으로 상기 하나의 비례계수를 기초로 FFC를 수행하는 단계;를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 보정하는 단계는, 상기 복수의 센서에 대하여 FFC를 수행할 때 기초가 될 하나의 비례계수를 결정하는 단계; 및 상기 복수의 센서 중 어느 하나의 센서에 포함된 n*m개(n, m은 자연수)의 픽셀이 u*v개(u, v는 자연수)의 픽셀로 이루어진 픽셀그룹들로 그룹화될 때, 상기 복수의 센서의 각 픽셀에 대하여, 각 픽셀이 속하는 픽셀그룹의 플랫필드 데이터와 다크프레임(dark frame)의 차의 평균값 및 공통적으로 상기 하나의 비례계수를 기초로 변형된 FFC를 수행하는 단계;를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 비례계수를 결정하는 단계는, 상기 복수의 센서 중 적어도 하나의 센서에 포함된 픽셀들의 플랫필드 데이터와 다크프레임의 차의 평균값(Ap)을 상기 하나의 비례계수로 결정한다.
일 실시예에서, 상기 FFC를 수행하는 단계는, 상기 복수의 센서의 각 픽셀에 대하여 동일한 값의 비례계수를 사용하여 FFC를 수행한다.
일 실시예에서, 상기 복수의 센서를 이용하여 빛을 발하는 장치의 광량을 측정하는 단계는, 상기 복수의 센서를 수평방향 또는 수직방향으로 동일한 간격으로 배치하는 단계; 상기 복수의 센서를 이용하여 상기 빛을 발하는 장치의 광량을 측정하는 단계; 상기 복수의 센서 각각을 수평방향 또는 수직방향으로 일정간격 이동시키는 단계; 및 상기 복수의 센서가, 상기 일정간격 이동시키는 단계에서 이동한 위치에서 상기 빛을 발하는 장치의 광량을 측정하는 단계;를 포함하되, 상기 복수의 센서 각각을 일정간격 이동시키는 단계 및 상기 이동한 위치에서 광량을 측정하는 단계는 상기 복수의 센서가 각자 정해진 위치로 이동할 때까지 반복적으로 수행된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광특성 측정 시스템에 의하면 3차원 입체영상 표시장치의 시점별 광학적 특성 및 시역 특성을 단시간에 분석할 수 있다.
일반적으로 복수의 센서들을 이용하여 측정을 하는 경우 복수의 센서들 각각의 특성차이에 의해 동일한 광량에 대해서도 센서들간의 측정값 편차들이 발생한다. 따라서 이러한 편차들을 보정하여야만 복수의 센서들을 이용하여 얻어지는 측정값의 신뢰성을 확보할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광특성 측정 시스템에 의하면 복수의 측정센서들간의 서로 다른 특성들에 대한 보정을 수행함으로써 광특성 측정 데이터의 신뢰성을 높임으로써 3차원 입체 영상 표시 장치와 같이 빛을 발하는 장치의 광특성 분석을 보다 정확하게 수행할 수 있다.
도 1은 종래의 광특성 측정 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광특성 측정 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광특성 측정 시스템의 복수의 센서의 배열을 나타낸다.
도 4는 하나의 센서를 구성하는 복수의 픽셀의 균일한 광원에 대한 광량 측정 결과의 일 예를 나타낸다.
도 5는 하나의 센서를 구성하는 복수의 픽셀의 균일한 광원에 대한 광량 측정 결과의 FFC를 적용한 일 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광특성 측정 시스템의 측정부 및 보정부의 구조를 개략적으로 나타낸다.
도 7은 일 실시예에 따른 광특성 측정 시스템의 변형된 FFC 수행 단계를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상술한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광특성 측정 시스템을 개략적으로 나타낸다. 도 2를 참고하면, 광특성 측정 시스템은 샘플(210)로부터의 광량 또는 광세기를 측정하는 측정부(220)를 포함하되, 측정부(220)는 복수의 센서(220a-220d)를 포함할 수 있다. N개(N은 2 이상의 자연수, 도 2에서는 N=4)의 센서(220a-220d)가 하나의 샘플(210)로부터의 광량을 서로 다른 위치에서 측정함으로써 하나의 센서를 이동해가며 광특성을 측정한 경우에 비하여 광량 측정 시간을 약 1/N 수준으로 단축시킬 수 있다.
샘플(210)은 빛을 발하는 장치로서 광학적 특성을 갖는다. 예를 들면 샘플(210)은 3D 입체영상 표시장치와 같은 영상 표시장치일 수 있다.
측정부(220)는 광특성 측정 시스템에서 샘플(210)로부터의 광량 또는 광세기를 측정하는 부분을 지칭한다. 측정부(220)에 포함된 복수의 센서(220a-220d)는 광학 신호를 전기 신호로 변환하는 광센서로서 CCD(Charge-Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등일 수 있다.
일 실시예에서 광특성 측정 시스템은 측정부(220)를 수평방향(x축 방향), 수직방향(z축 방향) 및 깊이방향(y축 방향) 중 적어도 하나의 방향으로 이동시키는 이동부(230a-230c)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 이동부(230a)는 이동부(230c)를 측정부(220)의 지지대로 이용하여 측정부(220)를 수평방향으로 이동시킬 수 있고, 이동부(230a)는 이동부(230b)를 이동해가며 측정부(220)를 깊이방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 측정부(220)는 이동부(230c) 상에서 수직방향으로 이동할 수 있다. 이동부(230a-230c)는 레일(rail)과 같은 수단을 포함함으로써 수직, 수평 및 깊이방향 중 적어도 하나의 방향으로 측정부를 이동시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 이동부는 측정부(220)가 동일한 수평, 수직 및 깊이방향 위치에서 회전하도록 할 수도 있다. 즉, 이동부(230a-230c)는 동일한 위치에 있되, 측정부(220)가 360° 회전하도록 구성될 수 있다. 이동부(230a-230c)는 공간 상의 광특성 측정 위치를 정밀하게 조정할 수 있도록 하며, 여러 방향에서 들어오는 빛의 세기를 측정할 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광특성 측정 시스템의 복수의 센서의 배열을 나타낸다. 도 3을 참고하면, 폭이 동일한 N개의 센서(310)는 수평방향으로 동일한 간격(A)으로 배치될 수 있다. 이때 수평방향은 도 2 에 도시된 x축 방향을 의미하며, 이동부(230a)의 연장방향 또는 복수의 센서(220a-220d)의 이동 방향과 동일할 수 있다.
측정 장비 내에서 센서(310)들이 이동할 수 있는 범위의 총 수평방향 폭을 L이라고 할 때, 이웃하는 센서들 사이의 간격은 A = L/N으로 표현될 수 있다. 제1센서(310)를 제1위치(예를 들면 제1센서의 중심의 좌표가 x = x1=a/2)에 배치하고, 광량 측정값을 취하는 각 센서의 수평방향 폭을 a라고 하면, 제1센서(310)는 제1위치에서 제2위치(예를 들면 제1센서의 중심이 x = x1+A-a = A-a/2)까지 이동하며 측정을 수행한다. 일 실시예에서 센서(310)의 수평방향 전 범위에 걸쳐 픽셀들이 배치되어 있는 경우, a는 각 센서 내 픽셀들의 수평방향 폭의 총 합을 나타낼 수도 있다.
도 3에는 복수의 센서가 수평방향으로 배열된 것으로 도시되어 있으나, 다른 실시예에서 복수의 센서는 수평방향이 아닌 일정 방향으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 수평방향과 수직한 수직방향(도 2의 z축 방향)으로 배열될 수도 있고, 샘플(210; 도 2)의 중심을 중심으로 하는 원의 원호 방향으로 배열될 수도 있다. 각각의 경우 수직방향 또는 원호 방향에서 일정 간격으로 측정된 광세기 값을 보정하게 된다.
일 실시예에서, 센서들 사이의 간격(A)은, 센서들이 배열된 방향에 따라 일 센서 내에서 측정에 사용되는 픽셀들의 수평방향 또는 수직방향 폭의 총합(a)의 n배(n은 자연수)이다. 이 경우 센서들을 수평방향으로 겹치지 않는 범위에서 이동시키면서 광량을 측정할 수 있으므로 이동과정 및 시간을 최적화할 수 있다.
예를 들면, 일 센서에 포함된 가로*세로가 2000*2000개의 픽셀 중 좌측 1000개의 센서를 사용하지 않을 경우, 센서들 사이의 간격(A)은 1000개의 센서의 총 수평방향 폭의 배수가 되면 효율적으로 측정할 수 있다. 또한, 일 센서에 포함된 모든 픽셀이 광량 측정에 사용될 경우에는 센서들 사이의 간격(A)은 해당 센서의 수평방향 폭의 배수와 같을 수 있다.
또, 일 실시예에서는 각 센서의 수평방향 또는 수직방향의 픽셀수가 다를 수 있으며, 복수의 센서 사이의 간격들은 서로 다를 수 있다. 복수의 센서가 일정한 간격 또는 서로 다른 간격으로 배열된 경우, 이웃하는 두 센서 사이의 간격은 예를 들면 상기 두 센서 중 어느 하나의 센서 내의 측정에 사용되는 픽셀들의 총 수평방향 또는 수직방향 폭의 배수일 수 있다.
한편, 광량의 측정값은 일반적으로 센서를 구성하는 픽셀들의 특성에 영향을받게 된다. 그러나 하나의 센서에 포함된 픽셀들이라 하더라도 서로 다른 감도를 가질 수 있다. 즉, 동일하거나 균일한 광원 또는 광량에 대하여 하나의 센서가 광량(또는 광세기)을 측정하더라도 실질적으로는 픽셀들의 감도 차이에 의해 픽셀별로 다른 측정값을 나타내며 불규칙적이고 불균일한 결과를 얻게 될 수 있다.
도 4는 하나의 센서를 구성하는 복수의 픽셀의 균일한 광원에 대한 광량 측정 결과의 일 예를 나타낸다. 도 4에는 총 2000개의 픽셀의 측정값이 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 균일한 광량에도 불구하고 측정값들은 편차를 갖는 것을 알 수 있다.
도 5는 하나의 센서를 구성하는 복수의 픽셀의 균일한 광원에 대한 광량 측정 결과에 FFC 를 적용한 일 예를 나타낸다. 도 5를 참고하면, 각각의 픽셀들의 측정값에 편차는 있으나, 대부분의 측정값들이 특정 크기의 폭(width)(ΔI) 내에 존재하는 것을 알 수 있다. 즉, 균일한 광원에 대하여 얻은 측정값의 분산 폭의 중심에 해당하는 평탄화된 값(smoothed value)이 의미있는 측정값에 해당한다. 따라서, 영상 표시장치의 광특성을 분석하기 위해 광량을 측정할 때에는 측정값을 평탄화할 필요가 있다.
도 5에서처럼 픽셀들 중에는 A 내지 D로 표시된 영역과 같이 측정값이 상기 폭(ΔI)을 크게 벗어나 상대적으로 큰 편차를 갖는 불량(defective) 픽셀들이 존재할 수 있다. A 내지 D 영역 내의 측정값들은 센서에 이물질이 부착된 경우 등과 같이 외적인 요인에 의해 발생할 수도 있다.
또는, 측정하고자 하는 광원이 시간에 따라 불균일한 광량을 발산함으로 인해 센서의 측정값에 시간의존적인 임의의 노이즈가 발생할 수도 있다. 이 또한 샘플의 광특성 분석에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다.
다중센서를 이용하여 광량을 측정하는 경우, 복수의 센서로 광특성을 측정하기 때문에 단일 센서 내의 픽셀별 감도 불균일성 이외에도 센서별 특성 차이에 따라 불균일하고 부정확한 결과를 얻게 될 수 있다.
다시 도 2를 참고하면, 일 실시예에 따른 광특성 측정 시스템은 복수의 센서의 측정값을 보정(calibration)하는 보정부(240)를 더 포함할 수 있다. 동일한 광량에 대해서는 서로 다른 센서에서도 동일하거나 수용할 수준의 작은 편차를 가지는 측정값을 얻도록 보정함으로써 측정 결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또는 동일한 광량조건 하에서도 실질적으로 발생될 수 있는 시간의존적인 노이즈를 포함하는 측정 데이터로부터 FFC 를 수행한 이후 평탄화된 데이터를 얻는데 있어서 서로 다른 센서들간의 특성차이에 의한 데이터의 편차를 본 발명의 일 실시예에 따른 방법으로 보정함으로써, 다중센서를 이용하여 얻게 되는 동일한 광량에 대한 평탄화된 데이터의 편차를 제거 또는 요구되는 수준까지 최소화할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 보정부(240)가 측정부(220) 및 이동부(230a-230c)를 포함한 측정 장비의 외부에 존재하는 경우, 보정부(240)는 측정부(220)와 통신이 가능하도록 구성되어 측정값을 수신할 수도 있다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 보정부(240)는 측정 장비의 내부에 존재하거나 복수의 센서(220a-220d)와 함께 측정부(220)의 내부에 존재할 수도 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 광특성 측정 시스템의 측정부 및 보정부의 구조를 개략적으로 나타낸다. 도 6을 참고하면, 측정부(610)는 보정부(620)와 전기적으로 또는 물리적으로 연결되어 있다. 일 실시예에서, 보정부(620)는 비례계수결정부(630) 및 FFC수행부(640)를 포함한다.
비례계수결정부(630)는 측정부(610) 내의 N개의 센서의 각 픽셀에 대하여 플랫필드보정(Flat Field Correction; FFC)을 수행할 때 기초가 될 하나의 비례계수를 결정한다. 하나의 센서에 FFC를 적용할 때 일반적으로 그 센서 자체의 특성에 의해 비례계수가 정해지는 기존의 FFC와는 달리, N개의 센서의 각 픽셀에 대하여 공통적으로 하나의 비례계수를 기초로 FFC를 적용함으로써 센서들 간의 측정 편차를 보정할 수 있다.
일 실시예에서, 비례계수결정부(630)는 측정부(610) 내의 N개의 센서 중 전부 또는 일부 센서에 포함된 픽셀들의 플랫필드 데이터와 다크프레임(dark frame)의 차의 평균값을, 복수의 센서에 FFC를 수행할 때 공통적으로 반영될 하나의 비례계수로 결정한다. 다크프레임은 각 픽셀의 암전류에 의한 측정값이며, 예를 들면 광원을 오프시킨 경우의 측정값을 의미한다. 플랫필드 데이터는 균일한 광원에 대한 각 픽셀의 측정값을 의미한다.
예를 들면, 동일한 광량의 조건하에서 N개의 센서에 포함된 모든 픽셀들의 플랫필드 데이터와 다크프레임의 차의 평균값을 비례계수로 결정한다.
FFC수행부(640)는 N개의 센서에 대하여 FFC를 수행하되, 각 센서에 대하여 공통적으로 비례계수결정부(630)에서 결정된 하나의 비례계수를 기초로 FFC를 수행한다. 예를 들면, 제k센서(k = 1, …, N)의 각 픽셀의 측정값은 FFC를 적용하면 아래의 수학식 1과 같은 보정값((CDij)k)을 가지며, 제1센서 내지 제N센서에 FFC를 적용할 때 사용되는 비례계수(A1, …, AN)는 모두 비례계수결정부(630)에 의해 결정된 하나의 값(Ap)을 갖는다. 아래첨자 ij로 표시된 값은 격자형태로 배열된 픽셀들 중 i번째 열의 j번째 행의 픽셀에 해당하는 값을 나타낸다.
[수학식 1]
Figure 112015007923562-pat00001
((ODij)k는 (샘플의 광량 측정값)-(다크프레임), (FDij)k는 (플랫필드 데이터)-(다크프레임), Ak는 제k센서의 픽셀들에 공통적으로 적용되는 비례계수)
수학식 1은 N개의 센서들이 모두 n*m개의 픽셀(n개의 픽셀열 및 m개의 픽셀행)을 포함하는 것으로 표시되어 있으나, N개의 센서 중 적어도 두 개의 센서는 서로 다른 수의 픽셀을 포함할 수 있다.
복수의 센서에 대하여 FFC를 수행함에 있어서 동일한 값의 비례상수를 사용함으로써 센서들 간의 감도 차이를 동일하게 보정할 수 있으며, 비례상수를 결정할 때 픽셀들의 플랫필드 데이터와 다크프레임의 차가 반영되는 센서 또는 센서들이 편차 보정의 기준이 된다.
한편, 동일한 광량의 조건이라 하더라도 센서들의 데이터에는 실질적으로 광원에서 발생되는 시간의존적인 노이즈가 발생할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 FFC가 적용된 센서들의 데이터는 직선을 이루지 않고, 평탄화된 일정 폭(예를 들면 도 5의 ΔI) 내에 속하게 된다. 이러한 데이터 편차의 보정에 있어서는, 편차 보정의 기준이 되는 센서 또는 센서들에서 측정된 데이터로부터 얻어지는 평탄화된 데이터와 다른 센서로부터 얻어지는 평탄화된 데이터가 서로 일치하거나 최소화된 편차를 가지도록, 실제로 제k센서의 측정값에 FFC를 적용할 때 이용할 비례계수 값(Ak)을 비례계수결정부(630)에서 결정된 비례계수(Ap)를 중심으로 미세 조정함으로써 결정할 수도 있다. 다시 말해, 일 실시예에서는 제k센서의 측정값에 FFC를 적용할 때 이용할 비례계수 값(Ak)은 비례계수결정부(630)에서 결정된 비례계수(Ap)에 기초하여 결정되되, 두 값이 동일하지 않을 수 있다.
예를 들어 비례계수결정부(630)가 제1센서에 포함된 픽셀들의 플랫필드 데이터와 다크프레임의 차의 평균(A1)을 비례계수로 정할 경우, FFC수행부(640)는 제k센서의 FFC가 적용된 데이터가 속하는 평탄화된 폭의 중심선이 제1센서의 FFC가 적용된 데이터가 속하는 평탄화된 폭의 중심선과 같거나 유사한 값을 갖도록 제k센서의 측정값에 Ak 대신 A1 또는 A1±α를 비례계수 값으로 사용하여 FFC를 적용할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 광특성 측정 시스템의 변형된 FFC 수행 단계를 설명하기 위한 도면이다. 일 실시예에서는, n*m개의 픽셀을 포함하는 센서에 대하여 FFC를 수행할 때, u*v개(u=n/ρ, v=m/σ)의 픽셀로 이루어진 ρ*σ개의 픽셀그룹으로 픽셀들을 그룹화하여 변형된 형태로 FFC를 수행할 수 있다. 이때 u, v는 ρ, σ가 자연수가 되도록 설정될 수 있다. 본 실시예에서는 센서의 각 픽셀에 대하여 FFC를 수행할 때 수학식 1의
Figure 112015007923562-pat00002
대신 아래 수학식 2의 값을 적용한다.
[수학식 2]
Figure 112015007923562-pat00003
Figure 112015007923562-pat00004
이러한 변형된 FFC는 i번째 열 j번째 행의 픽셀의 측정값에 대하여 FFC를 수행할 때 i번째 열 j번째 행의 픽셀 자체에 대하여 주어지는 FD값 대신 i번째 열 j번째 행의 픽셀이 속하는 그룹의 u*v개의 픽셀들이 갖는 FD값을 평균하여 적용함으로써 일반적으로 평탄화된 폭을 갖는 보정된 측정값을 얻게 된다.
이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
210 : 샘플 220 : 측정부
220a-220d : 복수의 센서 230a-230c : 이동부
240 : 보정부

Claims (16)

  1. 빛을 발하는 장치로부터의 광량을 측정하는, 복수의 센서를 포함하는 측정부; 및
    상기 복수의 센서의 측정값을 보정하는 보정부를 포함하되,
    상기 보정부는,
    상기 복수의 센서에 대하여 플랫필드보정(Flat Field Correction; FFC)을 수행할 때 기초가 될 하나의 비례계수를 결정하는 비례계수결정부; 및
    상기 복수의 센서에 대하여 공통적으로 상기 하나의 비례계수를 기초로 FFC를 수행하는 FFC수행부를 포함하고,
    상기 비례계수결정부는, 상기 복수의 센서 중 적어도 하나의 센서에 포함된 픽셀들의 플랫필드 데이터와 다크프레임의 차의 평균값(Ap)을 상기 하나의 비례계수로 결정하는 광특성 측정 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 FFC 수행부는,
    상기 복수의 센서 중 어느 하나의 센서에 포함된 n*m개(n, m은 자연수)의 픽셀이 u*v개(u, v는 자연수)의 픽셀로 이루어진 픽셀그룹들로 그룹화될 때, 상기 복수의 센서의 각 픽셀에 대하여, 각 픽셀이 속하는 픽셀그룹의 플랫필드 데이터와 다크프레임(dark frame)의 차의 평균값 및 공통적으로 상기 하나의 비례계수를 기초로 변형된 FFC를 수행하는 광특성 측정 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 센서는 수평방향 또는 수직방향으로 동일한 간격으로 배치된 광특성 측정 시스템.
  8. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    이웃하는 두 센서 사이의 간격은, 상기 복수의 센서가 수평방향으로 배치된 경우 상기 이웃하는 두 센서 중 일 센서 내의 측정에 사용되는 픽셀들의 총 수평방향 폭의 n배(n은 자연수)이며, 상기 복수의 센서가 수직방향으로 배치된 경우 상기 이웃하는 두 센서 중 일 센서 내의 측정에 사용되는 픽셀들의 총 수직방향 폭의 n배인 광특성 측정 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 측정부를 수평방향, 수직방향 및 깊이방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이동시키는 이동부를 더 포함하는 광특성 측정 시스템.
  10. 복수의 센서를 준비하는 단계;
    상기 복수의 센서를 이용하여 빛을 발하는 장치의 광량을 측정하는 단계; 및
    상기 복수의 센서의 측정값을 보정하는 단계를 포함하고,
    상기 보정하는 단계는,
    상기 복수의 센서에 대하여 플랫필드보정(Flat Field Correction; FFC)을 수행할 때 기초가 될 하나의 비례계수를 결정하는 단계; 및 상기 복수의 센서에 대하여 공통적으로 상기 하나의 비례계수를 기초로 FFC를 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 비례계수를 결정하는 단계는, 상기 복수의 센서 중 적어도 하나의 센서에 포함된 픽셀들의 플랫필드 데이터와 다크프레임의 차의 평균값(Ap)을 상기 하나의 비례계수로 결정하는 광특성 측정 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서,
    상기 FFC를 수행하는 단계는,
    상기 복수의 센서 중 어느 하나의 센서에 포함된 n*m개(n, m은 자연수)의 픽셀이 u*v개(u, v는 자연수)의 픽셀로 이루어진 픽셀그룹들로 그룹화될 때, 상기 복수의 센서의 각 픽셀에 대하여, 각 픽셀이 속하는 픽셀그룹의 플랫필드 데이터와 다크프레임(dark frame)의 차의 평균값 및 공통적으로 상기 하나의 비례계수를 기초로 변형된 FFC를 수행하는 단계를 포함하는 광특성 측정 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 센서를 이용하여 빛을 발하는 장치의 광량을 측정하는 단계는, 상기 복수의 센서를 수평방향 또는 수직방향으로 동일한 간격으로 배치하는 단계; 상기 복수의 센서를 이용하여 상기 빛을 발하는 장치의 광량을 측정하는 단계; 상기 복수의 센서 각각을 수평방향 또는 수직방향으로 일정간격 이동시키는 단계; 및 상기 복수의 센서가, 상기 일정간격 이동시키는 단계에서 이동한 위치에서 상기 빛을 발하는 장치의 광량을 측정하는 단계;를 포함하되,
    상기 복수의 센서 각각을 일정간격 이동시키는 단계 및 상기 이동한 위치에서 광량을 측정하는 단계는 상기 복수의 센서가 각자 정해진 위치로 이동할 때까지 반복적으로 수행되는 광특성 측정 방법.
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