KR200204549Y1 - 안경렌즈용 자외선 측정기 - Google Patents

Abstract

오늘날 오존층 파괴에 의한 자외선의 증가는 향후 인류의 활동에 상당한 악영향을 끼칠 것 으로 예상된다. 또한 현대 문명의 발전에 따른 각종 광원(특히 컴퓨터 모니터)은 인간의 생활을 풍요롭게 했으나, 이로인한 실내 자외선의 피해 역시 적지 않다. 특히 실내 자외선의 경우 대부분 눈으로 직시하게 되어 있는 것 이 많으므로 인간의 장기중 눈에 장시간을 조사하게 되므로 그 피해 또한 날로 커지고 있다. 각막염, 시력감퇴등의 질환은 자외선의 영향이 절대적이다. 최근 이러한 유해 자외선 으로부터 눈을 보호 하기위한 기능성 렌즈가 시중에 나와 있으나, 유사 불량품 또는 성능이 미치지 못하는 렌즈도 시중에 많이 나도는 실정이다. 이를 위하여 간편하게 사용할 수 있고, 렌즈의 성능을 정확히 측정할 수 있는 측정기의 필요성이 요구된다.

본 고안은 자외선중 각막에 가장 피해를 입히는 근 자외선 영역의 파장 320nm ~ 400nm 영역(UV-A 영역)에서 자외선의 강도를 계측하여 그 값을 표시하여 일반인 들도 쉽게 렌즈의 성능을 구분할 수 있도록 하였다.

본 고안은 시료를 측정할 수 있는 공간을 사이에 두고 자외선 광원과 그 파장대를 선택적으로 검출할 수 있도록 광학적으로 적절히 다층박막코팅 되어있는 센서로 구성된 광학계와, 센서에서 수집된 미소 신호를 잡음을 제거 한 후 증폭하는 증폭부와, 증폭부에서 넘어온 센서의 신호를 계측하여 이 신호를 디지털 값으로 수량화하여 표시부에 출력시키는 데이터 처리부로 구성되어 있다.

Description

안경렌즈용 자외선 측정기 {UV-A Lens Checker}

본 고안은 자외선 방지처리가 되어있는 기능성 렌즈의 성능을 정확히 계측하는 장치로서, 종래의 제품은 자외선의 강도를 계측하는데 있어 오디오용 레벨메타 IC를 사용하여 표시하였기 때문에 그 측정치의 신뢰도가 낮고, 자외선 광원의 흑화현상이 진행되어 안정성에도 문제가 있었다. 즉 시간변화에 대한 안정성과 데이타 값에 대한 정확성이 요구되어 왔다.

따라서 본 고안의 자외선 측정기는 종래의 방법에서 종래의 기계를 다음과 같이 개선 하였다.

기존의 점등방식을 전자식으로 대체하여 순간점등이 이루어 지도록 하였고, 필라멘트가 적열하여 조기에 방전관이 흑화 되는 것 을 개선하였다.

자외선 센서 에서 입수되는 신호가 극히 미약하고 함유된 노이즈(Noise)의 성분이 상대적으로 매우 크기 때문에 연산증폭기(OP-Amp)를 저잡음형으로 선택하고 접지를 매우 효율적으로 구성 하였다.

또한 측정기로서의 정밀성과 안정성을 확보하기 위하여 증폭기에서 나오는 출력치를 일정한 범위 내에서 연동시켜 표준 데이터와 일치 할 수 있도록 교정회로를 구성하였다.

본 고안에서는 증폭된 신호를 바로 표시하지 않고 디지탈 값으로 변환하여 마이컴에 전송시켜 프로그램 되어 있는 표준값과 비교하여 정밀하게 계측 할 수 있도록 하였고, 나아가서 용도에 따른 측정범위의 변화요구 등 발생가능한 수요자의 요구에 소프트웨어의 수정만으로 즉각 대응 할 수 있도록 하였다.

또한 오랜시간 사용함에 따라 부품의 성능저하 및 기타 요인에 따른 제품의 성능저하에 따른 정확성 유지를 위하여 자체 진단기능을 프로그램에 내장하여 제품의 신뢰도를 향상 시켰다.

사용자에 대한 지원으로 일차적으로는 발광다이오드를 일렬로 (LED Bar) 구성하여 직관적으로 목측 할 수 있도록 하고, 추후 프로그램을 수정하여 직접 수치를 표시 할 수 있도록 제품을 다양화 한다. 또한 주문자상표부착제품(OEM) 모델은 장비에 별도의 표시창을 만들어 표시창에 회사의 심볼마크 인쇄한 후 후면에서 적색 황색 녹색의 발광다이오드를 적절히 조합하여 발광 시킴으로서 렌즈의 성능에 따라 색을 가변시키면 렌즈의 성능을 확인 하면서 자연적으로 회사의 로고를 보도록 하여 사용과 동시에 광고효과도 기대할 수 있도록 한다.

본 고안은 광학 측정장비가 필요한 곳에서 간단하고 신속하게 측정장비를 대체 할 수 있도록 고안 되었기 때문에, 고가의 측정장비를 구입하는 부담이 필요 없다. 즉 본 고안은 경제성과 범용성을 달성 하였다.

도 1은 본 고안의 사진과 제품동작의 흐름도 이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 광원과 센서 및 검지부로 구성된 광학계

2 : 센서가 부착된 지지대

3 : 결과를 표시하는 표시부

4 : 증폭부

5 : 측정치 교정부

6 : 아날로그 디지탈 변환부

7 : 중앙처리장치 및 주변기기

8 : 자외선 광원

본 고안을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

광학계(1)에서는 광원으로 4와트의 소형 방전관중 자외선 중 UV-A 영역의 파장을 발생시키는 형광등모양의 램프를 사용하여 측정에 필요한 파장영역의 빛을 발생 시키고, 발생된 빛이 렌즈를 통과하여 센서에 도달하도록 적절하게 광학계(1)를 구성 하였다.

방전관(8)에서 발생되는 빛은 자외선 이외에도 다른파장의 빛도 포함되어 있기 때문에 센서(2)에서는 측정에 필요한 파장의 빛 만 선택적으로 통과할 수 있도록 다층박막코팅을 하였다.

방전관(8)은 기동시 초기방전 전압이 높기 때문에 내부의 필라멘트를 가열시켜 기동을 한다, 이로 인하여 방전관의 양 끝단은 흑화가 진행되기 시작하고 방전효율을 떨어뜨려 시간이 지날수록 전체적인 광량이 감소하게 된다. 본 고안은 이러한 결점을 근본적으로 해소하기 위하여 쵸우크코일과 글로우램프를 없애고, 전자식 안정기를 채택 하여 필라멘트의 적열과정이 없이 순간점등을 이루고, 안정되고 지속적인 발광을 유지할 수 있도록 하였다.

증폭부(4)는 센서의 미소신호를 잡음의 유입이 없이 적당한 크기의 전압으로 증폭 하여야 하기 때문에, 저잡음형 연산증폭기를 사용하여 적분회로와 증폭회로를 동시에 구현하여 원하는 출력신호를 달성 하였다, 또한 개개의 전자소자의 오차에의한 제품간의 출력전압의 차이는 증폭부의 궤환저항을 조정(5) 함 으로 해결 하였다.

증폭부(4)에서 나온 출력을 분석 적용하기 위하여 아날로그값을 디지털 데이타로 변환(6)하여 마이컴의 중앙처리장치(7)로 보내면, 프로그램에 입력되어 있는 기준 데이터와 비교하여 이에 따라 알맞는 수량의 발광다이오드를 점등(3)시킨다.

본 고안의 실질적인 동작을 총괄하는 프로그램의 내용을 설명하면 다음과 같다. 전원이 투입되면 내부의 마이컴은 방전관(8)의 안정적인 동작을 기다리기 위하여 시간을 카운트 하고, 약 1분 후 에 증폭부(4)의 데이터를 확인한 후, 표준데이터를 판단한 후 다음과 같은 동작을 반복한다. 반복동작은 증폭부에서 수신된 데이터를 기준 데이터와 비교하여 이에 따라 알맞는 수량의 발광다이오드를 점등(3)시키는 동작이 되며 눈의 잔상효과 때문에 시각적으로는 연속적으로 점등되어 있는 것 처럼 보이게 된다.

발광다이오드를 점등시키는 부분을 숫자표시형의 부품으로 대치하고 프로그램의 내용을 수정하면 직접 디지털 표시를 구현할수 있다. 또한 표시부의 창을 투명하게 하고 로고마크등을 인쇄한 후 후면에서 적색 노랑색 초록색 등의 발광다이오드를 적절하게 점등 시키면 로고부분의 색 및 밝기로 렌즈의 성능여부를 측정할 수 있기 때문에 홍보효과도 기대할 수 있다.

본 고안은 안경렌즈의 성능을 쉽게 측정할 수 있기 때문에, 불량렌즈로 인한 시력저하 및 자외선으로 인한 안질환을 근본적으로 예방할 수 있고, 안경점에서 사용 할 경우 고객에게 권할 렌즈가 유해자외선을 확실하게 차단할 수 있는지를 고객에게 바로 확인시켜 줌 으로써 고객에 대한 신뢰와 확신을 얻을 수 있고, 시중에 불량렌즈가 발을 붙일수 없는 환경을 만들 수 있다.

Claims (1)

1. 렌즈 검사용 자외선 측정기로서 표준광원의 사용시간에 따른 광량의 감소를 내장된 프로그램에 의해 스스로 데이터를 교정하여 항상 정확한 측정치를 유지하고, 프로그램(소프트웨어) 만을 교체함 으로서 용도에 맞도록 측정범위를 자유롭게 변경 또는 설정할 수 있으며 측정된 값을 표준 데이터와 비교하여 처리한후 발광다이오드 또는 숫자 및 가변하는 컬러로 그 처리결과를 표시하고, 방전관의 성능을 높이기 위하여 쵸우크코일과 글로우램프를 갖지않고, 전자식 순간점등방식을 채용하고 있는 것.