KR20070092577A - An optical sensing system and a color analyzer with the optical sensing system - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 전형적인 칼라 분석기를 예시하는 도면.1 illustrates a typical color analyzer.
도 2는 전형적인 광학 감지 시스템을 예시하는 도면.2 illustrates a typical optical sensing system.
도 3은 또 다른 전형적인 광학 감지 시스템을 예시하는 도면.3 illustrates another exemplary optical sensing system.
도 4는 도 3의 광분기 장치를 예시하는 도면으로서, 전형적인 광섬유의 단면을 도 4의 (A)에 별도로 예시하고 있는 도면.FIG. 4 is a diagram illustrating the optical branch device of FIG. 3, in which a cross section of a typical optical fiber is separately illustrated in FIG. 4A.
도 5는 본 발명에 따른 삼자극값 타입의 칼라 분석기의 바람직한 일실시예를 예시하는 도면.5 illustrates one preferred embodiment of a tristimulus type color analyzer according to the present invention.
도 5a는 도 5의 광학 감지 시스템의 바람직한 일실시예를 예시하는 도면.FIG. 5A illustrates one preferred embodiment of the optical sensing system of FIG. 5.
도 5b는 도 5a에서 광수신기의 바람직한 배치 실시예를 예시하는 도면.FIG. 5B illustrates a preferred arrangement embodiment of the optical receiver in FIG. 5A.
도 6은 본 발명에 따른 광학 감지 시스템의 제2 실시예를 예시하는 도면.6 illustrates a second embodiment of an optical sensing system in accordance with the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 광학 감지 시스템의 제3 실시예를 예시하는 도면.7 illustrates a third embodiment of an optical sensing system in accordance with the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 광학 감지 시스템의 제4 실시예를 예시하는 도면.8 illustrates a fourth embodiment of an optical sensing system in accordance with the present invention.
도 8a는 도 8의 조명 장치의 또 다른 바람직한 실시예를 예시하는 도면.FIG. 8A illustrates another preferred embodiment of the lighting device of FIG. 8. FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
MR : 측정 대상 구역MR: Area to be measured
400 : 광학 감지 시스템400: optical sensing system
420 : 집광 장치420: condenser
422 : 제1 렌즈422: first lens
424 : 애퍼쳐424: aperture
430 : 광균일화 장치430: light homogenizing device
440 : 광수신 장치440: light receiving device
본 발명은 광학 감지 시스템 및 이 시스템을 포함하는 칼라 분석기에 관한 것으로, 특히 평면 디스플레이 장치의 광학 및 칼라 특성을 측정할 수 있는 광학 감지 시스템 및 이러한 광학 감지 시스템을 포함하는 칼라 분석기에 관한 것이다.The present invention relates to an optical sensing system and a color analyzer comprising the system, and more particularly, to an optical sensing system capable of measuring optical and color characteristics of a flat panel display device and a color analyzer including such an optical sensing system.
380nm 내지 780nm 파장 범위의 전자기파는 인체의 육안에 시각을 형성시키는 바 이를 가시광 파장대라고 한다. 상기 파장 범위에서 인체의 육안은 자색, 남색, 청색, 녹색, 황색, 오랜지색, 적색 등의 각종의 서로 다른 색상을 감지하게 된다. 1931년 국제조명위원회(International Commission on Illumination, CIE)는 인체 육안에 대한 시험을 통해 삼자극값(three stimulus) XYZ 방식을 제정하여 각종 색상의 칼라값을 표시하였으며, 이로써 디지털 카메라, 디스플레이, 프린터 등과 같은 각종 칼라 관련 장치의 칼라 표시를 규정하였다.Electromagnetic waves in the wavelength range of 380 nm to 780 nm form the human eye's visual acuity and are called visible light. In the wavelength range, the human eye detects various different colors such as purple, indigo blue, blue, green, yellow, orange, and red. In 1931, the International Commission on Illumination (CIE) enacted three stimulus XYZ methods to visualize the human eye, displaying color values in various colors, such as digital cameras, displays, and printers. The color display of various color related devices is defined.
도 1을 참조하면, 이 도면은 전형적인 칼라 분석기(1)를 예시하는 도면이다. 상기 칼라 분석기(1)는 탐측기(10)와 신호처리 본체(20)를 포함하며, 상기 탐측기(10)의 내부에는 광학 감지 시스템(미도시)을 갖추고 있다. 상기 광학 감지 시스템은 디스플레이 패널(2)의 측정 대상 영역(MR)의 광선을 수신하고 상기 수신한 광선을 전기 신호로 전환시킨다. 이러한 전기 신호는 다시 전기선(30)을 통하여 신호처리 본체(20)에 전송되어 처리됨으로써 디스플레이 패널(2)의 광학 특성 및 칼라 특성을 분석한다.Referring to FIG. 1, this figure illustrates a
도 2를 참조하면, 이 도면은 전형적인 광학 감지 시스템(100)을 예시하는 도면이다. 상기 광학 감지 시스템(100)은 렌즈(120), 광수신 장치(140) 및 취경(取景) 광학 장치(160)를 포함한다. 여기에서, 광수신 장치(140)는 확산판(142), 3개의 광 스펙트럼 수정 여과판(144) 및 병렬로 배열된 3개의 광수신기(146)를 포함한다. 확산판(142)은 렌즈(120) 후방의 집속 평면에 위치하고, 광 스펙트럼 수정 여과판(144)은 확산판(142)의 후방에 위치하며, 3개의 광수신기(146)는 대응되는 광 스펙트럼 수정 여과판(144)의 후방에 각각 위치한다. 측정 대상 영역(MR)에서 방사된 광선은 렌즈(120)를 거쳐 측정 대상 영역(MR)이 확산판(142) 상에 이미지화된 다음 다시 광 스펙트럼 수정 여과판(144)을 거쳐 광 수신기(146)에 각각 수신되도록 한다.Referring to FIG. 2, this figure illustrates a typical optical sensing system 100. The optical sensing system 100 includes a
취경 광학 장치(160)는 제1 광반사면(162)과 제2 광반사면(164)을 포함한다. 여기에서, 제1 광반사면(162)은 렌즈(120)의 광축(A)에 위치함과 아울러 상기 광축(A)과 45도의 각을 가진다. 측정 대상 영역(MR)으로부터의 광선은 제1 광반사면(162)을 거쳐 제2 광반사면(164)에 반사된다. 제2 광반사면(164)의 반사를 거친 광선은 광축(A)의 방향과 평행을 이루어, 사용자가 측정 대상 영역(MR)의 범위를 관찰할 수 있도록 한다.The
적합한 양의 칼라를 구현하기 위해, 3개의 광 스펙트럼 수정 여과판(144)은 국제조명위원회에서 정의한 XYZ 삼자극값을 이용하여 대응되는 광수신기(146)의 광 스펙트럼 응답 함수를 국제조명위원회에서 정의한 삼자극값 함수와 균등하게 되도록 한다. 이로써 3개의 광수신기(146)로부터 출력된 전기 신호가 각각 측정 대상 영역(MR)이 갖는 XYZ 삼자극값을 표시하도록 한다.In order to achieve a suitable amount of color, the three light spectral
주의해야 할 점은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 측정 대상 영역(MR)의 서로 다른 위치에서 방출된 광선은 광학 감지 시스템(100)에 입사되어 광 수신기(146)에 수신된 방사각이 서로 동일하지 않다는 것이다. 예를 들어, 위치 P1에서 방출된 광선이 광수신기(146)에 수신될 수 있는 방사각 a1은 디스플레이 패널의 법선 방향의 아래쪽에 치우친다. 그러나, 위치 P2에서 방출된 광선이 광수신기(146)에 의해 수신될 수 있는 방사각 a2는 디스플레이 패널의 법선 방향의 위쪽에 치우치게 된다. 방향성을 별로 갖지 않은 재래식의 음극선관 디스플레이에 있어서, 상기 방사각 차이는 측정 결과에 영향주지 않는다. 그러나, 뚜렷하게 방향성을 갖는 액정 디스플레이 패널 및 플렉서블 디스플레이에 있어서 이러한 차이는 측정 결과의 정확성에 현저한 영향을 줄 우려가 있다.It should be noted that, as shown in FIG. 2, the light rays emitted at different positions of the measurement target area MR are incident on the optical sensing system 100 and the radiation angles received by the
다음으로, 도 2에 도시된 광학 감지 시스템(100)의 취경 광학 장치(160)에서 제1 광반사면(162)이 렌즈(120)의 광축(A)에 설치된다. 상기 제1 광반사면(162)의 존재는 광수신 장치(140)가 수신할 수 있는 광의 총량을 현저하게 감소시키며 광학 감지 시스템(100)의 광량 이용률에 영향을 준다. Next, in the diameter
도 3을 참조하면, 이 도면은 또 다른 전형적인 광학 감지 시스템(200)을 예시하는 도면이다. 상기 광학 감지 시스템(200)은 대만특허 제535004호에 공개되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 광학 감지 시스템(200)은 렌즈(220), 광분기 장치(230) 및 광수신 장치(240)를 갖는다. 상기 광분기 장치(230)는 하나의 입광면(230a)과 3개의 출광면(230b)을 구비한다. 여기에서, 입광면(230a)은 렌즈(220)의 집속 평면에 위치하여 렌즈로부터의 광선을 수신하고, 상기 3개의 출광면(230b)은 광수신 장치(240)의 3개의 광 스펙트럼 수정 여과판(244)을 각각 조준하여 광선을 광수신기(246)에 제공한다. 또한, 도 4에서 도시된 바와 같이, 상기 광분기 장치(230)는 광섬유빔으로 구성된다. 입광면(230a)에서 보면, 상기 광섬유빔은 A1, A2, A3, A4, A5, A6 등과 같이 6등분으로 구분할 수 있다. 그 중에서 상대측에 위치하는 부분, 예를 들어 A1 및 A4의 광섬유빔은 동일한 출광면(230b)까지 연장된다.Referring to FIG. 3, this figure illustrates another exemplary
주의하여야 할 것은, 상기 광분기 장치(230)의 입광면(230a)과 렌즈(220)는 텔레센트릭 광학계(telecentric optical system)를 구성하여, 측정 대상 영역(MR) 중 서로 다른 위치로부터 상기 입광면(230a)에 입사되는 광선의 방사각 b를 대체로 동일하게 한다. 따라서, 앞서 설명한 광학 감지 시스템(100)에 존재하는 측정 대상 영역(MR)의 방사각이 불일치하는 문제는 상기 광학 감지 시스템(200)에서는 존재하지 않는다.It should be noted that the
다만, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 광분기 장치(230)가 광섬유빔으로 구 성되고, 개개의 원형 광섬유 사이에는 광선을 전송할 수 없는 공극(g)이 필연적으로 존재하게 된다. 또한, 광섬유(300)의 단면을 보면, 도 4의 (A)에 도시된 바와 같이 광섬유(300)는 코어(310), 클래드(320) 및 외측의 피복층(330)으로 구분할 수 있다. 여기에서, 광선을 전송하는 코어(310)의 면적은 일반적으로 광섬유(300) 단면적의 4분의 1밖에 점유하지 않는다. 이에 따라, 렌즈(220)를 통하여 입광면(230a)에 입사된 광선 중에서 4분의 1도 안되는 광만이 광수신기(246)에 입사될 수 있어, 상기 광학 감지 시스템(200)의 광 이용률에 심각한 영향을 끼친다.However, as shown in FIG. 4, the
다음으로, 광분기 장치(230)는 반드시 수량이 아주 많은 광섬유를 긴밀하게 집결하여 빔을 형성해야 하므로, 그 제작이 어렵고 원가 또한 높다. 만약 광섬유의 수량을 감소한다면 제작 원가를 절감할 수 있지만 각 광섬유 사이의 공극(g)을 증가시키게 되며, 따라서 광 이용률의 저하를 초래하게 된다. Next, since the
따라서, 측정 정확성을 확보하는 조건에서, 광 이용률과 제작 원가를 어떻게 효과적으로 동시에 고려하여 저휘도 측정 요구를 만족할 것인가 하는 것이 중요한 과제로 대두되었다.Therefore, in the condition of securing measurement accuracy, how to effectively and simultaneously consider the light utilization rate and manufacturing cost to meet the low luminance measurement requirements has emerged as an important problem.
본 발명의 목적은, 측정 대상 영역으로부터 광학 감지 시스템에 입사된 광선의 방사각이 불일치하는 문제점을 해결함으로써 액정 디스플레이 패널의 방향성으로 인해 측정하기 곤란한 문제점을 해결하기 위한, 칼라 분석기를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a color analyzer for solving a problem that is difficult to measure due to the directionality of a liquid crystal display panel by solving a problem in which a radiation angle of light rays incident on an optical sensing system from a measurement target region is inconsistent.
본 발명의 다른 하나의 목적은, 광학 감지 시스템에 입사된 조명을 효과적으 로 이용함으로써 저광량 측정이 어려운 문제점을 해결할 수 있는, 칼라 분석기를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a color analyzer that can solve the problem that low light quantity measurement is difficult by effectively using the light incident on the optical sensing system.
본 발명이 제공하는 칼라 분석기는, 디스플레이 패널 상의 하나의 측정 대상 영역을 조준함으로써 상기 측정 대상 영역에서 방출된 광선을 취득하는 광학 감지 시스템을 포함한다. 상기 광학 감지 시스템은 집광 장치, 광균일화 장치 및 광수신 장치를 포함한다. 여기에서 상기 집광 장치는 상기 측정 대상 영역에서 방사된 광선 중에서 방사각이 소정의 각도보다 작은 광선만을 후방의 하나의 집속 평면에 집결시킨다. 상기 광균일화 장치는 상기 집속 평면에 위치하며, 상기 집속 평면에 집결된 광선을 확산 및 혼합시키며, 소정의 제1 각도 범위내에서 후방을 향하여 균일하게 투사시킨다. 광수신 장치는 광균일화 장치의 후방에 위치하며 광균일화 장치로부터 후방을 향하여 투사된 광선을 수신하는 작용을 한다.The color analyzer provided by the present invention includes an optical sensing system that acquires light rays emitted from the measurement target region by aiming at one measurement target region on the display panel. The optical sensing system includes a light collecting device, a light homogenizing device and a light receiving device. Here, the light converging device focuses only the light rays whose radiation angles are smaller than a predetermined angle among the light rays emitted from the measurement target region in one rear focusing plane. The optical homogenizing device is located in the focusing plane, diffuses and mixes the light rays focused on the focusing plane, and projects it uniformly backwards within a predetermined first angle range. The light receiving device is located behind the light homogenizing device and serves to receive the light beam projected backward from the light homogenizing device.
상기 집광 장치는 렌즈 및 애퍼쳐(aperture)를 포함한다. 여기에서, 상기 렌즈는 상기 측정 대상 영역에서 방사된 특정 광 빔을 렌즈 후방의 집속 평면에 집결시키는 작용을 한다. 상기 애퍼쳐는 상기 렌즈의 후방에 위치함과 아울러 집속 평면에 위치하며, 또한 상기 애퍼쳐 스토프(aperture stop)를 포함한다. 이로써 상기 측정 대상 영역에서 방사된 광선 중에서 방사각이 소정의 제2 각도보다 작은 광선만이 상기 애퍼쳐 스토프를 투과하게 하여 상기 집속 평면에 이미지화된다.The light collecting device includes a lens and an aperture. Here, the lens serves to focus a specific light beam emitted from the measurement target region on the focusing plane behind the lens. The aperture is located at the rear of the lens and at the focusing plane, and also includes the aperture stop. As a result, only light rays having a radiation angle smaller than a predetermined second angle among the light rays emitted from the measurement target region are transmitted to the aperture stop and imaged on the focusing plane.
본 발명의 실시예에서 상기 광균일화 장치는 홀로그래픽 확산판(holographic diffuser)이다.In an embodiment of the invention the optical homogenizer is a holographic diffuser.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 광학 감지 시스템은 조명 장치를 더 포 함한다. 상기 조명 장치는 집광 장치 후방의 집속 평면에서 이동하여 측정 대상 영역에 대해 조명을 가할 수 있다.In another embodiment of the invention, the optical sensing system further comprises an illumination device. The lighting device may move in the focusing plane behind the light collecting device to illuminate the measurement target area.
본 발명의 장점 및 취지에 대해서는 다음의 상세한 설명 및 첨부도면을 참조함으로써 더욱 명확히 이해할 수 있을 것이다.Advantages and spirit of the present invention will be more clearly understood by reference to the following detailed description and the accompanying drawings.
도 5는 본 발명에 따른 삼자극값(three stimulus) 타입의 칼라 분석기의 바람직한 실시예의 블록도이다. 상기 칼라 분석기는 광학 감지 시스템(400) 및 신호처리 본체(500)를 포함한다. 상기 광학 감지 시스템(400)은 디스플레이 패널 상의 측정 대상 영역(MR)을 조준하여 측정 대상 영역(MR)으로부터의 광선을 취득하고 그 광선을 전기 신호로 전환시킨다. 이와 같은 전기 신호는 다시 전기선을 통하여 신호처리 본체(500)에 전송되어 연산되며, 디스플레이 패널의 광학 및 칼라 특성을 측정 및 분석한다.Figure 5 is a block diagram of a preferred embodiment of a three stimulus type color analyzer according to the present invention. The color analyzer includes an
도 5a는 도 5의 광학 감지 시스템(400)에 대한 확대도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 광학 감지 시스템(400)은 집광 장치(420), 광균일화 장치(430) 및 광수신 장치(440)를 포함한다. 여기에서, 상기 집광 장치(420)는 상기 측정 대상 영역에서 방사된 특정 광 빔을 그 후방의 집속 평면(FS1)에 집결시키는 작용을 한다. 광균일화 장치(430)는 상기 집속 평면(FS1)에 위치하여, 상기 집속 평면(FS1)에 집결된 광선이 확산 및 혼합되도록 하며, 소정의 제1 각도(x) 범위 내에서 후방을 향하여 균일하게 투사되도록 한다. 광수신 장치(440)는 광균일화 장치(430)의 후방에 위치하며 광균일화 장치(430)로부터 후방을 향하여 투과된 광선을 수신하는 작용을 한다.FIG. 5A is an enlarged view of the
상기 집광 장치(420)는 제1 렌즈(422) 및 애퍼쳐(aperture)(424)를 포함한다. 여기에서, 상기 제1 렌즈(422)는 상기 측정 대상 영역(MR)으로부터의 특정 광 빔을 그 후방의 집속 평면(FS1)에 집결시키는 작용을 한다. 애퍼쳐(424)는 제1 렌즈(422) 후방의 집속 평면(FS1)에 위치하며 상기 제1 렌즈(422)의 광축(A1)을 조준한다. 상기 애퍼쳐(424)의 애퍼쳐 스토프(aperture stop, AS)는 불필요한 광선을 차단하여 광균일화 장치(430)에 입사할 수 있는 광선을 결정한다.The
주의하여야 할 것은, 상기 집광 장치(420)는 텔레센트릭 광학계(telecentric optical system)를 구성하며, 디스플레이 패널의 측정 대상 영역(MR)에서 방사된 광선 중에서 방사각이 소정의 제2 각도(y)보다 작은 광선만이 애퍼쳐 스토프(AS)를 투과하여 집속 평면(FS1)에 집결되어 광균일화 장치(430)에 입사되도록 한다. 다시 말하면, 상기 집광 장치(420)는 측정 대상 영역(MR)의 서로 다른 위치에서 투사되어 광균일화 장치에 입사된 광선이 동일한 입사각(y)을 갖도록 한다. 또한, 이에 의해, 본 발명에 따른 광학 감지 시스템(400)은 뚜렷한 방향성을 가진 액정 디스플레이 패널의 칼라 분석에 적용될 수 있다. It should be noted that the light concentrating
상기 광수신 장치(440)는 제2 렌즈(442), 병렬로 배열된 3개의 광수신기(446) 및 3개의 광 스펙트럼 수정 여과판(444)을 포함한다. 제2 렌즈(442)는 광균일화 장치(430)의 후방에 위치하며, 광균일화 장치(430)와의 거리는 제2 렌즈(442)의 초점 거리(f2)의 1배이다. 다시 말하면, 광균일화 장치(430)는 제2 렌즈(442) 전방의 집속 평면에 위치한다. 광균일화 장치(430)가 후방을 향하여 투사 된 광선은 제2 렌즈(442)를 통해 평행 광선으로 전환된 다음, 광 스펙트럼 수정 여과판(444) 및 광수신기(446)에 투사된다. 주의할 점은, 개개의 광수신기(446)의 전방에는 광 스펙트럼 수정 여과판(444)이 각각 배치되며, 3개의 광 스펙트럼 수정 여과판(444)은 각각 삼자극값 XYZ에 대응함으로써 광수신기(446)가 수신할 수 있는 광 스펙트럼 범위를 결정한다.The
개개의 광 스펙트럼 수정 여과판(444)에 입사된 광량을 가능한 한 동일화시키기 위해, 도 5b와 같이, 제2 렌즈(442)의 광축(A2) 방향으로부터 볼 때 병렬로 배열된 3개의 광수신기(446) 및 이와 대응되는 광 스펙트럼 수정 여과판(444)이 제2 렌즈(442)의 광축(A2)을 대칭 중심으로 하여 배열된다. In order to make the amount of light incident on the individual light spectrum
광균일화 장치(430)는 하나의 홀로그래픽 확산판(holographic diffuser)으로서, 집속 평면에 집결된 광선이 충분히 확산 및 혼합되어 소정의 제1 각도(x)의 범위 내에서 후방을 향하여 투사되도록 할 수 있다. 상기 광균일화 장치의 특성에 의해 확산 후의 광량이 공간적으로 균일하게 분포되는 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 상기 광균일화 장치의 광 수신면의 직경이 제2 렌즈(442)의 직경보다 작으므로, 상기 광균일화 장치를, 그 수신면이 수신한 광량을 이상적인 점광원(point light)에 유사한 방식으로 후방을 향하여 다시 확산시킴으로써 더욱 훌륭한 균일화 효과를 얻을 수 있는 장치로 볼 수 있다. 또한, 광균일화 장치(430)가 후방을 향하여 투사한 광선이 되도록이면 광수신기(446)에 수신되도록 하기 위해, 상기 소정의 제1 각도(x)는 반드시 제2 렌즈(442)의 사이즈 및 그 초점 거리(f2)에 맞추어 조정되어야 한다. 또한, 상기 소정의 제1 각도(x)는 광균일화 장치가 이용하는 수 단이 상이하게 되는 경우에는 다소 변화될 수도 있다. 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 소정의 제1 각도(x)는 10도보다 크며, 15도 내지 25도 사이의 범위를 가지는 것이 바람직하다.The
주의할 필요가 있는 것은, 전술한 홀로그래픽 확산판은 단지 본 발명의 광균일화 장치의 바람직한 실시예일 뿐이라는 점이다. 본 발명에 따른 광균일화 장치는 광섬유, 광섬유빔, 광유도관을 사용하거나 또는 재질, 형태, 구성이 유사한 광학 소자를 이용하여 구현할 수 있다. 예를 들면, 광섬유 및 광섬유빔을 홀로그래픽 확산판의 외관 및 직경 크기에 따라 유사하게 배열하여 홀로그래팩 확산판과 유사하게 설계함으로써 광을 집결하고 광선을 특정 각도에 따라 후방을 향해 방사시키는 목적을 달성할 수 있다. 광유도관은 상기한 설계 방식을 채택할 수 있을 뿐만 아니라, 퍼넬(funnel) 모양의 광유도관을 이용할 수 있는 바, 그 입광면의 면적은 상기 홀로그래픽 확산판에 대응되고 출광면의 면적은 제2 렌즈(442)에 대응된다.It should be noted that the above-described holographic diffuser plate is merely a preferred embodiment of the optical homogenization apparatus of the present invention. The optical homogenization apparatus according to the present invention may be implemented using an optical fiber, an optical fiber beam, a light guide tube, or an optical element having a similar material, shape, and configuration. For example, by arranging the optical fiber and the optical beam similarly according to the size and appearance of the holographic diffuser, and designing similarly to the holographic pack diffuser, the purpose of collecting light and radiating the light toward the rear according to a specific angle Can be achieved. In addition to the above-described design method, the light guide tube may employ a funnel-shaped light guide tube, the area of which the light incident surface corresponds to the holographic diffuser and the area of the light emitting surface being the second. Corresponds to the
도 6을 참조하면, 이 도면은 본 발명에 따른 광학 감지 시스템의 제2 실시예를 예시하는 도면이다. 도 5a에 도시된 실시예에서 3개의 광 스펙트럼 수정 여과판(444) 및 3개의 광수신기(446)를 이용하여 XYZ 삼자극값에 대응되는 광 신호를 수신하는 것과 대조적으로, 본 실시예는 회전륜(470)을 발광 다이오드, 선형 및 면형 전하결합 디바이스(CCD)와 같은 광검출기(474)와 함께 이용하였다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 회전륜(470)에는 XYZ 삼자극값에 대응되는 광 스펙트럼 수정 여과판(472)이 배치된다. 회전륜(470)의 회전을 통해 광검출기(474)가 XYZ 삼자극 값에 대응되는 광 스펙트럼을 순차적으로 기록하도록 할 수 있다. 주의할 것은, 상기 회전륜(470)은 제2 렌즈(442)의 전방에 설치될 수 있을 뿐만 아니라, 제2 렌즈(442)의 후방에 설치될 수도 있다는 것이다.With reference to FIG. 6, this figure illustrates a second embodiment of an optical sensing system in accordance with the present invention. In contrast to receiving optical signals corresponding to XYZ tristimulus values using the three light spectral
도 7을 참조하면, 이 도면은 본 발명에 따른 광학 감지 시스템의 제3 실시예를 예시하는 도면이다. 본 실시예는 광 스펙트럼 수정 여과판(472) 대신 분광 디바이스(482)를 이용한다. 광 그리드와 같은 분광 디바이스(482)는 입사광을 파장에 따라 출사각이 서로 다른 출사광으로 구분한 다음, 다시 적절한 광검출기(484)와 함께 이러한 출사광을 검출하여 XYZ 삼자극값에 대응되는 광 스펙트럼을 취득할 수 있다.Referring to FIG. 7, this figure illustrates a third embodiment of an optical sensing system according to the present invention. This embodiment uses
사용자가 광학 감지 시스템(400)의 검출 위치, 즉 디스플레이 패널 상의 측정 대상 영역(MR) 위치를 확인하는데 편의를 제공하기 위해, 본 발명에 따른 광학 감지 시스템의 제4 실시예에서는 도 8과 같이 이동가능한 조명 장치(450)가 설치된다. 상기 조명 장치(450)는 제1 렌즈(442) 후방의 집속 평면(FS1)에서 이동되어 제1 렌즈의 광축(A1) 방향을 조준함으로써 측정 대상 영역(MR)을 조명한다. 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 조명 장치(450)가 상기 측정 대상 영역(MR)을 조명할 때 측정 대상 영역(MR)으로부터의 광선은 차단되어 광균일화 장치(430)에 입사할 수 없게 된다. 또한, 도 8에서와 같이, 조명 장치(450)와 애퍼쳐(424)는 하나의 전환 장치(460)에 설치되며, 전환 장치(460)의 전환 동작을 통해 측정 대상 영역(MR)을 조명할 것인지, 아니면 측정 대상 영역(MR)으로부터의 광선을 광균일화 장치(430)에 입사시킬 것인지를 결정한다. 또한 도 8a에 도시된 바와 같이, 상기 조명 장치의 또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 애퍼쳐(424)와 조명 장치(450')는 별도로 설치될 수도 있다. 여기에서, 애퍼쳐(424)의 위치는 고정되고, 조명 장치(450')만 이동 가능하며, 측정 대상 영역(MR)을 조명할 것인지를 결정한다. In order to provide a convenience for a user to check the detection position of the
도 2에 도시된 종래의 광학 감지 시스템에 비하여, 본 발명은 텔레센트릭 광학계(telecentric optical system)를 이용함으로써 측정 대상 영역(MR)의 서로 다른 위치로부터 광학 감지 시스템(100)에 수신되는 광선이 동일한 방사각을 가지도록 함으로써 액정 디스플레이 패널의 방향성으로 인해 측정 결과의 정확성 및 중복성이 좋지 않은 영향을 받는 것을 방지한다. 동시에, 본 발명은 도 2에 도시된 취경 광학 장치(160) 대신 이동 가능한 조명 장치(450)를 이용함으로써 광수신기(446)가 수신할 수 있는 광의 총량이 증가되도록 한다. 이로써 본 발명에 따른 광학 감지 시스템의 광량 이용률이 향상될 수 있다.Compared to the conventional optical sensing system shown in FIG. 2, the present invention utilizes a telecentric optical system so that light rays received by the optical sensing system 100 from different positions of the measurement target region MR may be reduced. By having the same emission angle, the orientation of the liquid crystal display panel is prevented from adversely affecting the accuracy and redundancy of the measurement results. At the same time, the present invention allows the total amount of light that the
도 3에 도시된 종래의 광학 감지 시스템(200)에 비하여, 본 발명은 광균일화 장치(430)를 이용하고 있으므로, 제조원가가 높은 광분기 장치(230)를 이용할 필요가 없기 때문에 제조 원가를 크게 절감할 수 있다. 다음으로, 비록 광선은 광분기장치(230)의 광섬유 내에서 전반사 방식으로 광수신기(246)에 제공되기는 하지만, 4분의 1도 안되는 광선만이 광섬유의 코어에 입사될 수 있게 된다(도4 및 도4의 (A)를 동시에 참조하기 바람). 이와 대조적으로, 본 발명에 따른 광학 감지 시스템(400)에서 애퍼쳐(424)를 투과하는 광선은 홀로그래픽 확산판에 충분히 제공된 다음 광수신기(446)에 제공된다. 따라서 바람직한 광량 이용률을 제공할 수 있다.Compared with the conventional
상기 내용은 바람직한 실시예를 이용하여 본 발명을 상세히 설명한 것이며, 본 발명의 범위를 한정한 것은 아니다. 본 분야의 기술에 익숙한 자는 본 발명의 취지를 이탈하지 않는 범위 내에서 아주 작은 변화 및 조정을 적절히 행할 수 있는데, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다.The foregoing has described the present invention in detail using preferred embodiments, and is not intended to limit the scope of the present invention. Those skilled in the art can appropriately make very small changes and adjustments without departing from the spirit of the invention, which is also within the scope of the invention.
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