KR102175308B1 - 광원의 휘도 평가 방법 및 조명 장치 - Google Patents

광원의 휘도 평가 방법 및 조명 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예의 광원의 휘도 평가방법은, 광원을 복수의 셀로 구획하는 단계; 복수의 셀 각각의 휘도를 측정하여 복수의 제1 데이터를 구하는 단계; 복수의 셀을 수직방향으로 나열하여 구분한 복수의 수직 셀집합 및 복수의 셀을 수평방향으로 나열하여 구분한 복수의 수평 셀집합의 제2 데이터를 도출하는 단계; 복수의 수직 셀집합의 제2 데이터 또는 복수의 수평 셀집합의 제2 데이터를 평균낸 수직 무빙 에버리지 및 수평 무빙 에버리지를 계산하는 단계; 및 수직 무빙 에버리지 또는 수평 무빙 에버리지와 제2 데이터의 차이로부터 수직 리플 팩터 및 수평 리플 팩터를 구하는 단계;를 포함한다.

Description

광원의 휘도 평가 방법 및 조명 장치{METHOD FOR EVALUATING A LUMINANCE OF A LIGHT SOURCE AND LIGHTING APPARATUS}
실시예는 광원의 휘도 평가 방법 및 조명장치에 관한 것이다.
GaN, AlGaN 등의 3-5 족 화합물 반도체는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점으로 인해 광 전자 공학 분야(optoelectronics)와 전자 소자에 많이 사용된다.
특히 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는 박막 성장기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력 반영구적인 수명, 빠른 응답 속도, 안전성 환경친화성의 장점을 가진다.
따라서, 광통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL : Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명장치, 자동차 헤드램프 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.
조명장치나 자동차 헤드램프에는 하나의 유닛 내에 복수개의 발광소자가 배치된 발광소자 패키지가 사용될 수 있다.
조명장치나 헤드램프의 제품 특성에서 휘도는 중요한 요소이고, 특히 휘도의 균일성(uniformity)이 우수한 조명 장치나 헤드램프에 대한 요구가 증가하고 있다.
현재 조명 장치 등의 휘도의 균일성을 판단하는 기준으로 휘도 데이터를 최대값/최소값을 사용하고 있다. 그러나, 상술한 휘도 데이터의 최대값/최소값은 하나의 조명장치 내에서 각 영역의 휘도의 최대값과 최소값 만을 나타낸 것이며, 전체적인 평균값을 나타내지 않는다.
또한, 조명 장치 등의 전체적인 휘도의 평균 값과 각 영역의 편차는 휘도의 균일성을 판단하는 중요한 요소이나, 각 영역의 휘도의 최대값과 최소값 만으로는 표현할 수 없다.
또한, 조명장치의 가장자리 영역에서의 휘도는 상대적으로 낮으므로, 상술한 각 영역의 휘도의 최소값에 영향을 미칠 수 있다.
본 발명의 실시예는 조명장치의 전체 영역에서의 휘도의 균일성을 판단하여, 조명장치의 휘도 균일성을 확보하고자 한다.
본 발명의 실시예의 광원의 휘도 평가방법은, 광원을 복수의 셀로 구획하는 단계; 복수의 셀 각각의 휘도를 측정하여 복수의 제1 데이터를 구하는 단계; 복수의 셀을 수직방향으로 나열하여 구분한 복수의 수직 셀집합 및 복수의 셀을 수평방향으로 나열하여 구분한 복수의 수평 셀집합의 제2 데이터를 도출하는 단계; 복수의 수직 셀집합의 제2 데이터 또는 복수의 수평 셀집합의 제2 데이터를 평균낸 수직 무빙 에버리지 및 수평 무빙 에버리지를 계산하는 단계; 및 수직 무빙 에버리지 또는 수평 무빙 에버리지와 제2 데이터의 차이로부터 수직 리플 팩터 및 수평 리플 팩터를 구하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예의 광원의 휘도 평가 방법 및 조명장치는 조명장치를 복수개의 셀로 구획하여 복수의 휘도 데이터를 구하여, 각각의 셀별로 정확한 휘도평가가 가능하다.
본 발명의 일 실시예의 광원의 휘도 평가 방법 및 조명장치는 복수개의 셀의 휘도 데이터에 기초하여, 무빙 에버리지와 리플펙터를 구하여, 각각의 셀별로 휘도의 차이를 명확하게 확인할 수 잇다.
본 발명의 일 실시예의 광원의 휘도 평가 방법 및 조명장치는 복수개의 셀의 휘도 데이터에 기초하여 구한 리플펙터의 분산을 구하여, 조명장치의 휘도의 균일도를 하나의 파라미터로 표현하여, 간이한 평가가 이루어지도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 광원의 휘도 평가 방법 및 조명장치는 수직방향 및 수평방향의 두 개의 방향으로 무빙에버리지를 구하고, 두 개의 무빙에버리지로부터 도출한 리플펙터의 분산을 이용하여, 신뢰도가 더욱더 높을 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 광원의 휘도 평가 방법 및 조명장치는 제1 데이터에서 제2 데이터를 도출하는 단계에서, 조명장치의 테두리 영역의 데이터를 제거하여, 테두리 영역에서의 낮은 휘도값으로 인한 신뢰도 하락을 막을 수 있다.
도 1은 광원 내의 발광소자 패키지의 배열을 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1의 광원에서 광원의 제1 데이터에 해당하는 영역을 나타낸 도면이고,
도 3은 제2 데이터를 도출하기 위한 도 2 에서 구하여진 제1 데이터의 배열 방향에 대한 도면이고,
도 4 및 도 5 는 제1 데이터로부터 제2 데이터를 구하는 것을 나타낸 도면이고,
도 6은 신뢰도가 낮은 제2 데이터를 제외하는 방법에 관한 도면이고,
도 7 내지 도 10는 일 실시예의 광원의 휘도 평가 방법을 사용하여 마련한 휘도 분포를 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다양한 요소들을 설명하기 위해 제1, 제2 등의 용어가 이용될 수 있으나, 이러한 요소들은 이러한 용어들에 의해 제한되지 아니한다. 이러한 용어들은 한 요소를 다른 요소로부터 구별하기 위해서만 이용된다. 예를 들어, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서, 제1 접촉이 제2 접촉이라고 칭해질 수 있으며, 마찬가지로, 제2 접촉이 제1 접촉이라고 칭해질 수 있고, 상기 제1 접촉 및 제2 접촉은 둘 모두 접촉이지만, 동일한 접촉은 아닐 수 있다.
발명의 설명에서 이용되는 용어들은 오직 특정 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 발명을 제한하도록 의도된 것이 아니다. 발명의 설명 및 첨부된 청구항에서 이용될 때, 단수 형태는 문맥상 명백하게 다르게 나타나지 않는 한은 복수 형태도 물론 포함하도록 의도된 것이다. 표시의 사용은 그 용어의 단수 용법 또는 복수 형태 중 어느 하나 또는 둘 다를 나타낼 수 있으며, 그 반대도 마찬가지이다.
" 및/ 또는" 이라는 용어는 나열된 관련 항목들 중 하나 이상의 임의의 모든 가능한 조합들을 참조하며 그들을 포괄하는 것임을 이해할 것이다. 본 명세서에서 사용될 때의 "포함한다 (comprises)" 및 / 또는 "포함하는(comprising)" 이라는 용어는 명시된 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들 및 또는 컴포넌트들의 존재를 지정하지만, 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 컴포넌트 들 및 / 또는 그들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않음을 더 이해할 것이다.
"~는 경우(if)"라는 용어는 "~할 때(when)" 또는 "~ 시(upon)", 또는 문맥에 따라 "결정한 것에 응답하여(in response to determining)" 또는 "검출한 것에 응답하여" 를 의미하는 것으로 해석될 수 있다. 마찬가지로, "결정된 경우" 또는 "[명시된 조건 또는 이벤트가] 검출된 경우"라는 구문은 문맥에 따라, "결정시" 또는 "결정한 것에 응답하여" 또는 "[명시된 조건 또는 이벤트의] 검출 시", 또는 "[명시된 조건 또는 이벤트를] 검출한 것에 응답하여"를 의미하는 것으로 해석될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 광원 내의 발광소자 패키지의 배열을 나타낸 도면이다.
광원(100)은 조명 장치나 자동차의 헤드 램프 등일 수 있으며, 복수 개의 발광소자(50)가 기판(10)에 배치된 형상일 수 있다. 조명장치는 기판(10), 기판(10) 상에 배치되는 적어도 1열의 발광소자 어레이를 포함하고, 발광소자 어레이는 이하에서 도출할 휘도 파라미터가 최소가 되도록 배치될 수 있다.
발광소자(50)는 발광 다이오드(Light emitting diode)일 수 있고, 기판(10)은 발광소자(50)에 전류를 공급할 수 있는 인쇄회로기판(printed circuit board) 등일 수 있다.
발광소자(50)는 수직형 타입의 발광소자나 수평형 타입의 발광소자 및 플립 칩 타입의 발광소자일 수 있다.
발광소자는 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물을 포함할 수 있다.
제1 도전형 반도체층은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전형 반도체층은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, AlGaN, GaN, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
제1 도전형 반도체층이 n형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
발광 소자가 자외선(UV), 심자외선(Deep UV) 또는 무분극 발광 소자일 경우, 제1 도전형 반도체층은 InAlGaN 및 AlGaN 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
활성층은 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되며, 단일 우물 구조(Double Hetero Structure), 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(MQW:Multi Quantum Well) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
활성층은 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 우물층과 장벽층, 예를 들면 AlGaN/AlGaN, InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 우물층은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
제2 도전형 반도체층은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층은 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, AlGaN, GaN AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
제2 도전형 반도체층이 p형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트일 수 있다. 제2 도전형 반도체층은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 만일, 발광 소자가 자외선(UV), 심자외선(Deep UV) 또는 무분극 발광 소자일 경우, 제2 도전형 반도체층은 InAlGaN 및 AlGaN 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 도전형 반도체층의 표면에 요철 구조가 형성되어 발광소자의 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.
상술한 발광소자(50)들은 기판(10) 위에 행(column)과 열(row)을 맞추어 가로 방향과 세로 방향으로 나란하게 배치될 수도 있으나, 행과 열 사이의 간격이 일치하지 않거나 무작위로 배치될 수도 있다.
도 2는 도 1의 광원에서 광원의 제1 데이터에 해당하는 영역을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예의 광원의 휘도 평가방법은, 광원을 복수의 셀로 구획하는 단계, 복수의 셀 각각의 휘도를 측정하여 복수의 제1 데이터를 구하는 단계, 복수의 셀을 수직방향으로 나열하여 구분한 복수의 수직 셀집합 및 복수의 셀을 수평방향으로 나열하여 구분한 복수의 수평 셀집합의 제2 데이터를 도출하는 단계, 복수의 수직 셀집합의 제2 데이터 또는 복수의 수평 셀집합의 제2 데이터를 평균낸 수직 무빙 에버리지 및 수평 무빙 에버리지를 계산하는 단계 및 수직 무빙 에버리지 또는 수평 무빙 에버리지와 제2 데이터의 차이로부터 수직 리플 팩터 및 수평 리플 팩터를 구하는 단계를 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 광원의 휘도를 측정하고 평가할 때 기판(10)에 배치된 복수 개의 발광소자로부터 방출되는 빛의 휘도를 측정할 때, 기판(10)의 복수개의 셀마다 방출하는 빛의 휘도를 측정하여 제1 데이터를 구할 수 있다.
일 실시예의 광원의 휘도 측정 방법은 광원의 빛을 방출하는 전 영역을 복수의 셀로 구획하고, 모든 셀의 빛을 방출하는 정도를 파악할 수 있다.
복수의 셀은 P11 부터 Pmn 까지 m*n 개일 수 있다. m*n 개의 셀의 휘도를 모두 측정하여 복수의 제1 데이터를 얻을 수 있다. 제1 데이터의 개수는 m*n 개일 수 있다.
도 3은 제2 데이터를 도출하기 위한 도 2 에서 구하여진 제1 데이터의 배열 방향에 대한 도면이다.
도 3 을 참조하면, 일 실시예의 광원의 휘도 평가 방법은 복수의 셀을 수직방향으로 나열하여 구분한 복수의 수직 셀집합 및 복수의 셀을 수평방향으로 나열하여 구분한 복수의 수평 셀집합의 제2 데이터를 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5 는 제1 데이터로부터 제2 데이터를 구하는 것을 나타낸 도면이다.
도 4 는 수평방향으로 나열된 셀의 제1 방향의 개수를 도시하고 있다. 기판(10)의 전 영역을 복수의 셀로 구획하고 복수의 셀 각각의 휘도를 측정하여 복수의 제1 데이터를 구할 수 있다. 제1 데이터는 도 3에 도시된 바와 같이 한 개의 열에서, P11로부터 P12,..., P1 (n-1), P1n까지 총 n개의 셀(cell)에 대응하는 휘도 값을 얻을 수 있다. 모든 셀의 휘도를 조사하여, 한 열에 n 개의 제1 데이터를 구할 수 있고, 전체 열을 합치면 m*n 개의 제1 데이터를 얻을 수 있다.
예를 들어, 각각의 셀(P11, …., Pmn)의 가로 방향의 길이(d1)와 세로 방향의 길이(d2)는 모두 3 밀리미터일 수 있다. 각각의 셀(P11, …., Pmn)의 휘도를 측정하는 단계는, 카메라 등의 휘도 측정 유닛을 통하여 각각의 셀(P11, …., Pmn)의 평균 휘도를 검출할 수 있다.
도 4는 제1 데이터로부터 제2 데이터를 구하는 것을 나타낸 도면이다.
제1 데이터는 기판(10) 크기 내지 발광소자(50)의 개수가 너무 많을 경우 데이터의 양이 너무 많을 수 있고, 가장 자리에 배치된 영역의 휘도 값은 상대적으로 낮으므로, 각 영역의 휘도의 최소값에 영향을 미칠 수 있으므로 휘도 평가에서 제외할 수 있다.
제2 데이터는 기설정된 방향의 기설정된 개수의 제1 데이터를 평균낸 값일 수 있다. 예를 들어, 제2 데이터는 수직방향 또는 수평방향으로 연속적으로 나열된 5개의 셀의 제1 데이터를 평균낸 값일 수 있으나, 이에 한정하지 아니하고, 제2 데이터를 얻기 위한 셀의 개수는 실시예에 따라서 다를 수 있다.
도 4 및 도 5 를 참조하면, 일 실시예의 광원의 휘도 평가방법은, 상기 복수의 셀을 수직방향으로 나열하여 구분한 복수의 수직 셀집합 및 상기 복수의 셀을 수평방향으로 나열하여 구분한 복수의 수평 셀집합의 제2 데이터를 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
수평방향 또는 수직방향으로 연속적으로 나열된 기 설정된 개수의 셀을 포함하는 셀집합으로부터 제2 데이터를 얻을 수 있다. 제2 데이터는 수평방향 또는 수직방향으로 연속적으로 나열된 기 설정된 개수의 셀의 제1 데이터를 평균낸 값일 수 있다.
제1 데이터를 복수 개의 단위 셀(unit cell)에 대응하는 제2 데이터로 변환할 수 있다. 인접한 복수 개의 제1 데이터의 휘도값을 평균하여, 단위 셀에 대응하는 제2 데이터로 정할 수 있다.
예를 들어, 수평방향의 하나의 열로부터 a1, a2, 2P11, 2P12, ..., 2P1 (i-1), 2P1i, b2, b1 의 제2 데이터를 도출할 수 있다. 수평방향으로 연속적으로 나열된 셀로부터 얻은 제2 데이터는 m*n 개일 수 있다.
무빙 에버리지를 도출하는 경우, 광원의 테두리에 위치한 셀로부터 얻은 신뢰도가 낮은 제2 데이터는 제외될 수 있다. 예를 들어, 제2 데이터가 z개의 제1 데이터를 평균내어 도출되는 경우, z개 미만의 제1 데이터를 기초로 도출된 제2 데이터는 무빙 에버리지를 도출하는 데에 활용되지 않을 수 있다.
도 4 에 도시된 바와 같이, z 가 5 인 경우, 세 개의 제1 데이터를 평균 내어 도출된 a1 및 b1 과, 네 개의 제1 데이터를 평균 내어 도출된 a2 및 b2는 무빙 에버리지를 도출하는데 활용되지 않을 수 있다.
도 5 를 참조하면, 수직방향으로 연속적으로 나열된 기 설정된 개수의 셀로부터 제2 데이터를 도출할 수 있다. 예를 들어, 수직방향의 하나의 열로부터 a1, a2, 2P11, 2P21,..., 2P(k-1)1, 2Pk1, b2, b1 의 제2 데이터를 도출할 수 있다.
무빙 에버리지를 도출하는 경우, 광원의 테두리에 위치한 셀로부터 얻은 신뢰도가 낮은 제2 데이터는 제외될 수 있다. 예를 들어, 제2 데이터가 z개의 제1 데이터를 평균내어 도출되는 경우, z개 미만의 제1 데이터를 기초로 도출된 제2 데이터는 무빙 에버리지를 도출하는 데에 활용되지 않을 수 있다.
도 5 에 도시된 바와 같이, z 가 5 인 경우, 세 개의 제1 데이터를 평균 내어 도출된 a1 및 b1 과, 네 개의 제1 데이터를 평균 내어 도출된 a2 및 b2는 무빙 에버리지를 도출하는데 활용되지 않을 수 있다.
5개의 인접한 셀의 휘도 값(Original data)의 평균 값이, 새로운 하나의 단위 셀에 대응하는 휘도 값(New data)으로 변환되어 정하여질 수 있다. 변환 전의 휘도 값(Original data)은 제1 데이터일 수 있고, 변환 후의 휘도 값(New data)은 제2 데이터일 수 있다.
도 6은 신뢰도가 낮은 제2 데이터를 제외하는 방법에 관한 도면이다.
도 6 을 참조하면, 일 실시예의 광원의 휘도 평가 방법은, 제2 데이터의 무빙 에버리지(moving average)를 구하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무빙 에버리지를 구하는 단계는, 복수의 수직 셀집합의 제2 데이터 또는 복수의 수평 셀집합의 제2 데이터를 평균낸 수직 무빙 에버리지 및 수평 무빙 에버리지를 계산할 수 있다.
무빙 에버리지를 계산하는 단계는, 광원의 외곽에 위치한 신뢰도가 낮은 수직 셀집합 또는 수평 셀집합은 제외하고, 무빙 에버리지를 계산할 수 있다.
제1 데이터가 가로와 세로의 길이가 각각 3 밀리미터인 영역에 대응하는 휘도 값이라면, 제2 데이터는 인접하는 영역의 제1 데이터를 평균한 값이고, 제2 데이터 중 좌측과 우측의 일부 영역(n-1)/2에 대응하는 값은 무시될 수 있다.
신뢰도가 낮은 수직 셀집합 또는 수평 셀집합은 광원의 테두리로부터 (n-1)/2 개의 셀을 포함하는 셀집합이며, n 은 복수의 셀의 수직방향의 개수인 nver 또는 수평방향의 개수인 nhor 일 수 있다.
무빙 에버리지(Ma)를 구하는 방법은 복수개일 수 있다. 무빙 에버리지(Ma)를 구하는 제1 방법에서, 무빙 에버리지(Ma)는 각각의 셀집합으로부터 도출한 셀집합의 평균 휘도 값인 제2 데이터의 평균 값일 수 있다.
무빙 에버리지(MaS)를 구하는 제2 방법에서, 제2 데이터를 제2 데이터의 기초가 되는 제1 데이터 중 가장 큰 제1 데이터로 나눈 스케일링된 제2 데이터를 평균낸 값일 수 있다. 따라서, 스케일링된 제2 데이터는 0과 1 사이에 위치한 값일 수 있다.
무빙 에버리지를 구할 때, 셀집합의 개수를 무빙 에버리지 데이터 넘버(moving average data number)라고 할 수 있다. 무빙 에버리지 데이터 넘버는 홀수로 할 수 있고, 만약 무빙 에버리지 데이터 넘버가 짝수인 경우, 상기 무빙 에버리지 개수보다 1개 더 많은 개수의 셀집합의 평균 휘도 값을 제2 데이터로 도출할 수 있다. 무빙 에버리지 데이터 넘버는 샘플의 길이, 즉 측정된 광원의 길이에 따라 변할 수 있는데, 샘플의 길이를 25로 나눈 값 무빙 에버리지 데이터 넘버로 할 수 있다.
무빙 에버리지는 수직방향으로 나열된 셀들의 셀집합의 제2 데이터로부터 도출한 수직 무빙 에버리지와, 수평방향으로 나열된 셀들의 셀집합의 제2 데이터로부터 도출한 수평 무빙 에버리지가 있다.
일 실시예의 광원의 휘도 평가방법은, 상기 수직 무빙 에버리지 또는 상기 수평 무빙 에버리지와 상기 제2 데이터의 차이로부터 수직 리플 팩터 및 수평 리플 팩터를 구하는 단계를 포함할 수 있다. 상술한 무빙 에버리지로부터 리플 팩터(ripple factor)를 구한다. 리플 팩터(RF)는 아래의 수학식 1 또는 수학식 2 로 정의될 수 있다.
수학식 1
RF=(Draw-Ma)/Ma
수학식 2
RF=DSraw-MaS
리플팩터(RF)는 무빙 에버리지(Ma)를 위에서 언급한 제1 방법으로 구한 경우, 수학식 1로 구할 수 있고, 무빙 에버리지(MaS)를 위에서 언급한 제2 방법으로 구한 경우, 수학식 2로 구할 수 있다.
무빙 에버리지(Ma)를 구하는 방법은 복수개일 수 있다. 무빙 에버리지(Ma)를 구하는 제1 방법에서, 무빙 에버리지(Ma)는 각각의 셀집합으로부터 도출한 셀집합의 평균 휘도 값인 제2 데이터의 평균 값일 수 있다. 무빙 에버리지(MaS)를 구하는 제2 방법에서, 제2 데이터를 제2 데이터의 기초가 되는 제1 데이터 중 가장 큰 제1 데이터로 나눈 스케일링된 제2 데이터를 평균낸 값일 수 있다.
즉, 리플 팩터(RF)는 각각의 Draw 또는 DSraw 가 무빙 에버리지(Ma 또는 MaS)로부터 얼마만큼 차이가 나는지를 나타낼 수 있고, Draw는 각각의 단위 셀에 대응하는 평균 휘도 값인 제2 데이터일 수 있다.
리플 팩터는 수직 무빙에버리지로부터 도출한 수직 리플 팩터와, 수평 무빙에버리지로부터 도출한 수평 리플 팩터가 있을 수 있다.
수학식 1 로 리플 팩터를 구하는 경우, 수직 리플 팩터 또는 수평 리플 팩터는 (Draw-Ma)/Ma이고, Draw는 수직 셀집합 또는 수평 셀집합의 제2 데이터고, Ma는 수직 무빙 에버리지 또는 수평 무빙 에버리지일 수 있다.
수학식 2 로 리플 팩터를 구하는 경우, 수직 리플 팩터 또는 수평 리플 팩터는 DSraw-MaS 이고, DSraw 는 수직 셀집합 또는 수평 셀집합의 제2 데이터고, MaS 는 수직 무빙 에버리지 또는 수평 무빙 에버리지일 수 있다.
각각의 단위 셀에 대응하는 리플 팩터(RF)는 무빙 에버리지(Ma)보다 크거나 같거나 혹은 작을 수 있다.
리플 팩터는 각각의 단위 셀의 휘도가 무빙 에버리지(Ma)로부터 얼마만큼 차이가 나는지를 나타낼 수 있다. 그러나, 리플 팩터는 +값 또는 -값을 나타내므로 조명 장치 내에서 각각의 단위 셀의 리플 팩터를 평균하더라도, +값과 -값이 상쇄되어 조명 장치가 전체적으로 균일한지 여부를 나타내기 어렵다.
일 실시예의 광원의 휘도 평가 방법은, 수직 리플 팩터 및 수평 리플 팩터의 분산을 구하는 단계 및 수직 리플 팩터의 분산과 수평 리플 팩터의 분산의 크기를 비교하는 단계를 포함할 수 있다.
리플 팩터(RF)의 분산을 구하면, 각각의 단위 셀의 휘도가 무빙 에버리지(Ma)로부터 얼마만큼 차이가 나는지를 확인하여, 조명 장치 내에서의 휘도 균일성을 확인할 수 있다.
리플 팩터의 분산은 아래의 수학식 2로부터 구할 수 있다.
수학식 2
VRF=VAR[(Draw-Ma)/Ma]
VRF는 리플 팩터의 분산을 나타내며, 기재된 바와 같이 각각의 Draw가 무빙 에버리지(Ma)로부터 얼마만큼 차이가 나는지를 나타내며, 이때 각각의 Draw가 무빙 에버리지(Ma)보다 크거나 작은지 여부를 고려하지 않는다.
일 실시예의 광원의 휘도 평가 방법은, 수직 리플 팩터의 분산과 수평 리플 팩터의 분산의 크기 중 더 큰 것을 휘도 파라미터로 결정할 수 있다.
도 7 내지 도 10는 일 실시예의 광원의 휘도 평가 방법을 사용하여 마련한 휘도 분포를 나타낸다.
도 7 내지 도 10 을 참조하면, 상기의 광원의 휘도 평가 방법을 통하여 2차원으로 측정된 광원의 휘도에 대한 데이터를 확인할 수 있다.
도 7 을 참조하면, 광원의 구역별 휘도의 차이를 색상과 높이를 통하여 파악할 수 있고, 도 8 을 참조하면, 제2 데이터로부터 도출한 2차원의 무빙 에버리지를 확인할 수 있다. 도 9 를 참조하면, 원자료(raw data)와 2차원의 무빙 에버리지값을 함께 표시하여, 평균화된 휘도값을 확인할 수 있고, 도 10 을 참조하면, 2차원의 무빙 에버리지 값으로부터 리플 팩터를 도출하여 도시한 사항을 확인할 수 있다.
상술한 광원의 휘도 평가 방법은 리플 팩터의 분산인 VRF를 도입하여, 조명 장치 등의 광원 내에서 각 영역의 휘도 분포의 균일성을 정량화하여 판단할 수 있다. 그리고, 제1 데이터로부터 제2 데이터의 변환 단계에서 가장 자리 영역의 데이터를 제거하여, 가장 자리 영역에서의 낮은 휘도 값의 영향을 배제할 수 있다.
상술한 광원의 휘도 평가 방법은, 광원의 휘도를 2차원적으로 계산하여 휘도 파라미터를 도출하여, 1차원적으로 휘도를 계산한 휘도 파라미터의 경우 발생할 수 있는 휘도를 조사하는 셀과 조명의 내부에 배치된 광원이 수직적으로 중첩되지 않는 경우, 발생이 가능한 오차를 최소화할 수 있다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다.
예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 기판 50: 발광소자
100: 조명 장치

Claims (13)

  1. 광원을 복수의 셀로 구획하는 단계;
    상기 복수의 셀 각각의 휘도를 측정하여 복수의 제1 데이터를 구하는 단계;
    상기 복수의 셀을 수직방향으로 나열하여 구분한 복수의 수직 셀집합 및 상기 복수의 셀을 수평방향으로 나열하여 구분한 복수의 수평 셀집합에 포함되는 상기 복수의 셀 중에 수직방향 또는 수평방향으로 인접한 5개 셀의 제1 데이터의 평균 값인 제2 데이터를 도출하는 단계;
    상기 복수의 수직 셀집합의 제2 데이터 또는 상기 복수의 수평 셀집합의 제2 데이터를 평균낸 수직 무빙 에버리지 및 수평 무빙 에버리지를 계산하는 것을 포함하는 무빙 에버리지는 계산하는 단계;
    상기 수직 무빙 에버리지 또는 상기 수평 무빙 에버리지와 상기 제2 데이터의 차이로부터 수직 리플 팩터 및 수평 리플 팩터를 구하는 것을 포함하는 리플 팩터를 구하는 단계; 및
    상기 수직 리플 팩터 및 상기 수평 리플 팩터의 분산을 구하는 단계;를 포함하는 광원의 휘도 평가방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리플 팩터를 구하는 단계;에서,
    상기 수직 리플 팩터 또는 상기 수평 리플 팩터는 (Draw-Ma)/Ma이고,
    Draw는 상기 수직 셀집합 또는 상기 수평 셀집합의 제2 데이터고, Ma는 상기 수직 무빙 에버리지 또는 상기 수평 무빙 에버리지인 광원의 휘도 평가 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 데이터를 상기 제2 데이터의 기초가 되는 상기 제1 데이터 가장 큰 제1 데이터로 나눈 스케일링된 제2 데이터를 구하는 단계;를 더 포함하는 광원의 휘도 평가 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 무빙 에버리지는 계산하는 단계;에서,
    복수의 상기 스케일링된 제2 데이터를 평균 내 상기 무빙 에버리지를 구하는 광원의 휘도 평가방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 리플 팩터를 구하는 단계;에서,
    상기 수직 리플 팩터 또는 상기 수평 리플 팩터는 DSraw-MaS이고,
    DSraw는 상기 스케일링된 제2 데이터고, MaS는 상기 수직 무빙 에버리지 또는 상기 수평 무빙 에버리지인 광원의 휘도 평가 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수직 리플 팩터의 분산과 상기 수평 리플 팩터의 분산의 크기를 비교하는 단계;를 더 포함하는 광원의 휘도 평가 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 수직 리플 팩터의 분산과 상기 수평 리플 팩터의 분산의 크기 중 더 큰 것을 휘도 파라미터로 결정하는 광원의 휘도 평가 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 무빙 에버리지를 계산하는 단계;는,
    상기 수직 셀집합 또는 상기 수평 셀집합 중 상기 광원의 수직 또는 수평 테두리로부터 (n-1)/2 개의 셀은 제외하고, 상기 무빙 에버리지를 계산하며,
    상기 n 은 상기 복수의 셀의 수직방향의 개수인 nver 또는 수평방향의 개수인 nhor 인 광원의 휘도 평가 방법.
  11. 삭제
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 셀을 구획하는 단계는,
    가로 방향과 세로 방향의 크기가 각각 3 밀리미터인 복수 개의 영역을 상기 셀로 구획하는 광원의 휘도 평가 방법.
  13. 삭제
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