KR20080009291A - 발광체의 휘도 측정 방법과 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일정한 면적의 표면을 갖고 미소한 광량을 발하는 발광체의 휘도를 측정하는 것으로서, 광센서의 수광면을 직접 상기 발광체의 표면에 접촉시켜 측정을 행한다. 광센서로서는 반도체 센서 패널 또는 태양 전지 패널이 바람직하게 사용된다. 이것에 의해 미약한 발광이어도, 암실이나 렌즈 집광 시스템이라는 복잡하고 번거로운 수단을 채용하지 않아도, 간편, 용이하고 또한 적절하게 휘도를 측정할 수 있게 된다.

발광체

Description

발광체의 휘도 측정 방법과 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING BRIGHTNESS OF LIGHT EMITTING BODY}

본 발명은 발광체의 휘도 측정 방법과 그 장치에 관한 것이다.

종래, 휘도를 측정하는 방법으로서, 발광체의 발광면으로부터 발생된 광을 차폐판 등의 구멍으로부터 통과시켜 렌즈 등으로 수속하고, 휘도계의 수광면에서 휘도를 측정하고 있었다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 휘도 측정의 방법이나 이를 위한 장치에는 이하와 같은 문제점이 있었다.

1. 발광체로부터 발하는 광이 예를 들면 1~수칸델라로 약한 경우, 이것을 측정하는 것은 곤란하다는 점에서 이것을 측정하기 위해서는 어두운 방에서 렌즈로 집광해서 측정하고 있었다. 이 때문에, 측정에는 매우 부담이 있었다.

2. 통상, 발광체와 수광체는 일정 거리를 두는 방법이 사용되고 있다. 이것은 렌즈에 의한 집광이 필요했기 때문에 발광체와 수광체 사이에 렌즈를 배치하는 것에 의한다. 발광체의 광이 약할수록, 렌즈에 의한 집광은 빠뜨릴 수 없다고 생각되고 있었다. 그러나, 이러한 렌즈에 의한 집광 시스템에서는 광학계가 복잡해지고 조작도 번거로웠다.

그래서, 본 발명은 이상과 같은 문제점을 해결하여 미약한 발광이어도, 종래와 같은 암실이나 렌즈 집광 시스템이라는 복잡하고 번거로운 수단을 채용하지 않아도, 간편, 용이하고 또한 적절하게 휘도를 측정할 수 있는 기술 수단을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

이러한 과제를 해결하기 위해서 본 발명에 의하면, 제 1에는 일정한 면적의 표면을 갖고 미소한 광량을 발하는 발광체의 휘도를 측정하는 방법으로서, 광센서의 수광면을 직접 상기 발광체의 표면에 접촉시켜 측정을 행하는 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 방법을 제공한다.

또한, 제 2에는 상기 제 1 발명에 있어서, 광센서로서 반도체 센서 패널을 사용하는 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 방법을 제공한다.

또한, 제 3에는 상기 제 1 발명에 있어서, 광센서로서 태양 전지 패널을 사용하는 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 방법을 제공한다.

또한, 제 4에는 상기 제 1~제 3 발명 중 어느 하나에 있어서, 발광체 표면의 면적과 광센서 수광면의 면적은 동일하거나 혹은 거의 동일하게 설정해서 측정을 행하는 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 방법을 제공한다.

또한, 제 5에는 상기 제 1~제 4 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 광센서의 수광면과 상기 발광체의 표면을 접촉시킨 상태에서 상기 광센서의 수광면에 외부광이 들어가는 것을 방지하는 광차폐 부재를 배치해서 측정을 행하는 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 방법을 제공한다.

또한, 제 6에는 상기 제 1~제 5 발명 중 어느 하나에 있어서, 미리 정해진 샘플링 시간에서 휘도를 측정하고, 그 측정값을 표시시키는 노멀 측정 모드와, 임의로 샘플링 시간을 선택해서 자동적으로 또한 계속적으로 측정을 행하고, 그 측정 데이터를 유지하는 자동 측정 기록 모드와, 복수의 기준물의 휘도 데이터를 미리 측정해서 기억해 두고, 측정 대상의 휘도를 일정 시간 측정하고, 상기 기억되어 있는 측정 대상과 동일하거나 유사한 기준물의 휘도 데이터에 기초해서 예측값을 구하는 예측 측정 모드 중 어느 하나의 모드를 선택해서 측정을 행하는 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 방법을 제공한다.

또한, 제 7에는 일정한 면적의 표면을 갖고 미소한 광량을 발하는 발광체의 휘도를 측정하는 장치로서, 광센서를 갖고, 상기 발광체의 표면에 상기 광센서의 수광면을 직접 접촉시켜 측정을 행하는 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 장치를 제공한다.

또한, 제 8에는 상기 제 7 발명에 있어서, 상기 광센서는 반도체 센서 패널인 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 장치를 제공한다.

또한, 제 9에는 상기 제 7 발명에 있어서, 상기 광센서는 태양 전지 패널인 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 장치를 제공한다.

또한, 제 10에는 상기 제 7~제 9 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 발광체 표면의 면적과 상기 광센서 수광면의 면적은 동일하거나 혹은 거의 동일한 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 장치를 제공한다.

또한, 제 11에는 상기 제 7~제 10 중 어느 하나에 있어서, 상기 광센서의 수광면과 상기 발광체의 표면을 접촉시킨 상태에서 상기 광센서의 수광면에 외부광이 들어가는 것을 방지하는 광차폐 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 장치를 제공한다.

또한, 제 12에는 상기 제 7~제 11 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 광센서는 검출된 휘도를 신호 처리하는 처리부와, 상기 처리부에서 처리된 측정 데이터를 기억하는 기억부와, 측정된 휘도의 값을 표시하는 표시부를 구비하는 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 장치를 제공한다.

또한, 제 13에는 상기 제 12 발명에 있어서, 상기 처리부는 미리 정해진 샘플링 시간에서 휘도를 측정하고, 그 측정값을 상기 표시부에 표시시키는 노멀 측정 모드와, 임의로 샘플링 시간을 선택해서 자동적으로 또한 계속적으로 측정을 행하고, 그 측정 데이터를 상기 기억부가 유지하는 자동 측정 기록 모드와, 복수의 기준물의 휘도 데이터를 미리 측정해서 상기 기억부에 기억해 두고, 측정 대상의 휘도를 일정 시간 측정하고, 상기 기억부에 기억되어 있는 측정 대상과 동일하거나 유사한 기준물의 휘도 데이터에 기초해서 예측값을 구하는 예측 측정 모드 중 어느 하나의 모드를 선택해서 측정을 행하는 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 장치를 제공한다.

도 1은 본 발명의 휘도 측정의 기본 구성을 나타낸 개요도이다.

도 2의 (a), (b)는 각각 본 발명의 휘도 측정을 발광체로서 축광판으로 한 예를 모식적으로 나타내는 구성의 측면 단면도, 배면도이다.

도 3의 (a), (b), (c), (d)는 각각 본 발명의 일구성예의 휘도 측정 장치를 나타내는 정면도, 측면도, 배면도, 저면도이다.

도 4는 도 3의 장치를 이용한 측정 데이터의 예를 나타내는 도면이다.

이하에 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.

본 발명에 의한 발광체의 휘도 측정은 일정한 면적의 표면을 갖고 미소한 광량을 발하는 발광체의 휘도를 측정하는 것으로서, 광센서의 수광면을 직접 상기 발광체의 표면에 접촉시켜 측정을 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 발광체의 휘도 측정에서는 광센서를 이용해서 발광체가 발하는 광을 수광하고, 그 광을 전기 신호로 변환해서 발생되는 전력을 측정함으로써 휘도를 특정한다.

본 발명에 의한 발광체의 휘도 측정에서는 접촉식의 측정이 행해진다는 점에서 광의 확산, 수속이 없고, 특히 종래 사용하고 있던 렌즈 집광 시스템을 사용할 필요가 없다. 따라서, 측정 장치를 소형으로 할 수 있다.

광센서로서는 반도체 센서 패널과, 태양 전지 패널을 바람직하게 사용할 수 있다. 반도체 센서 패널이나 태양 전지 패널에는 단결정이나 다결정, 어모퍼스 혹은 하이브리드의 실리콘이나 기타 재료를 사용한 것이 있지만, 수광된 광을 효율적으로 전기 신호로 변환해서 발생되는 전력을 정밀도 좋게 측정할 수 있는 것이면, 적당한 재료를 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 발광체의 휘도 측정의 기본적 구성을 예시한 것이다. 발광체(1) 중에는 광원(2)인 각종 전구, 형광등, LED, EL 소자 등을 배치할 수 있다. 발광체(1)는 방의 벽 등에 부착하는 「비상구」를 나타내는 발광기나, 간판 등이 예로서 있을 수 있다. 또한, 낮 동안에 광을 비축해서 야간 등에 어두운 장소에서 빛나는 축광체라고 하는 플라스틱, 돌 등도 대상으로 될 수 있다.

수광체(5)로서의 반도체 센서 패널이나 태양 전지 패널(3)은 플랫의 평면을 갖는 것이면 각종의 것이어도 좋다. 또한, 그 크기는 적당하게 선택되지만, 30㎜×30㎜ 전후가 바람직하고, 100㎜×100㎜ 정도까지인 것이 통상 사용된다.

발광체(1)의 미소한 광을 발광체(1)와 거의 동일한 면적의 넓이(100~120% 정도)의 수광체(5)에서 받아내도록 하는 것이 바람직하게 고려된다.

또한, 수광체(5)에는 반도체 센서 패널 또는 태양 전지 패널(3)을 지지하는 지지판(8)과 외부의 광이 반도체 센서 패널이나 태양 전지 패널(3)에 들어가지 않도록 후드(4)를 양 위치에 설치하고 있다.

반도체에 적당한 에너지인 광이 입사되면, 광과 반도체를 구성하는 격자의 상호 작용에 의해 전자와 정공의 쌍이 발생한다. 반도체 중에 P-N 접합이 있으면, 전자는 N형 반도체에, 정공은 P형 반도체에 확산되고, 양쪽의 전극부로 모인다. 이 양 전극을 결선하면 전류가 흘러 전력이 발생한다.

여기에서는 수광체(5)에 부착되어 있는 반도체 센서 패널 또는 태양 전지 패널(3)에 발광체(1)로부터의 광이 들어가면 기전력을 발생시킨다. 상기 기전력을 A/D 변환해서 칸델라 표시시킨다. 표시기(7)는 전선(6)에 의해 반도체 센서 패널 또는 태양 전지 패널(3)과 연결되어 있다. 표시는 아날로그 표시이어도 좋다. 또한 표시기는 미터, LED 버저로도 대용할 수 있다. 여기에서는 측정 결과를 칸델라 「cd/㎡」로 나타내고 있지만, 측정 대상에 의해 밀리칸델라 「mcd/㎡」로 나타내도 좋다.

도 2의 (a), (b)는 각각 본 발명의 휘도 측정을 발광체(1)로서 축광판으로 한 예를 나타내는 구성을 모식적으로 나타내는 측면 단면도 및 배면도이다. 도 2에 있어서, 도 1과 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 여기에서는 측정 결과를 밀리칸델라 「mcd/㎡」로 나타내고 있다.

다음에, 보다 구체적인 예를 열거하여 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다.

도 3의 (a), (b), (c), (d)는 각각 본 발명의 일구성예의 휘도 측정 장치를 나타내는 정면도, 측면도, 배면도, 저면도이다.

본 예의 휘도 측정 장치(10)는 반도체 센서 패널 또는 태양 전지 패널을 사용한 센서 수광부(11)를 갖고, 그 하방에는 전원 전지(본 예의 경우에는 3개의 단삼 전지)를 수용하는 전지 수용부(12)가 형성되어 있다. 센서 수광부(11)는 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이 전방으로 돌출되어 형성되어 있다. 휘도 측정 장치(10)의 일측면에는 전원 스위치(13)가 설치되어 있다. 또한, 센서 수광부(11)의 주위에는 차광 후드(14)가 설치되어 보다 정확한 측정을 행할 수 있도록 되어 있다.

휘도 측정 장치(10)의 배면측에는 도 3의 (c)에 나타내는 바와 같이 표시부(15)와 스위치(16A~16D)가 설치되어 있다. 본 예에서는 표시부(15)는 4자릿수의 7세그먼트 표시기가 사용되고, 스위치(16A~16D)에는 LED가 부착된 스위치가 사용되고 있다. 또한, 휘도 측정 장치(10)의 바닥부에는 통신용 커넥터(17)가 설치되어 도시하지 않은 프린터나 PC 등에 접속 가능하게 되어 있다.

또한, 휘도 측정 장치(10)의 본체 내에는 처리부와 기억부를 구비한 제어 기판(18)이 설치되어 있다. 처리부는 센서 수광부(11)에서 발생된 기전력의 값을 측정하고, 그 측정값을 수치화해서 표시부 센서 수광부(11)에서 수광된 광에 의해 발생된 전류를 도입해서 전압으로 변환하고, 신호 처리를 행함으로써 휘도의 값을 구하고, 표시부(15)에 디지털 표시시킴과 아울러, 기억부에 그 휘도값을 측정 시간과 관련시켜 기억시키는 것 외에 휘도 측정 장치(10)의 측정 동작을 제어하는 각종 역할을 행한다. 특히, 본 예에서는 하기의 3개의 모드에서 측정을 행하도록 하고 있다.

<1> 디폴트로 세트된 샘플링 시간에서 리니어로 휘도를 측정하고, 그 측정값을 표시부(15)에 표시시키는 노멀 측정 모드

<2> 임의로 선택한 샘플링 시간에서 자동적이고 또한 계속적으로 측정을 행하고, 그 측정 데이터를 기억부가 유지하는 자동 측정 기록 모드

<3> 복수의 기준물의 휘도 데이터를 미리 측정하여 기억부에 기억해 두고, 측정 대상의 휘도를 일정 시간 측정하고, 기억부에 기억되어 있는 측정 대상과 동일하거나 유사한 기준물의 휘도 데이터에 기초해서 예측값을 단시간에 구하는 예측 측정 모드

이들 각 모드의 기능이나 선택은 스위치(16A~16D)에 의해 설정 내지 선택할 수 있도록 되어 있다.

각 스위치(16A~16D)에는 다음과 같은 표시가 기재되어 있다.

16A … 측정/보류

16B … 예측/결과

16C … 자동 기록/인쇄

16D … 기록/판독

실제로 제작한 휘도 측정 장치의 제원은 다음과 같이 되어 있다. 물론, 여기 에 기재된 것은 예시이며, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

검출기: 어모퍼스 실리콘 반도체 패널(광센서)

측정 면적: 30㎜×30㎜(정사각형)

측정 단위: mcd/㎡

측정 범위: 0~1000mcd/㎡

측정 정밀도: ±4%

온도 특성: ±3%(23℃를 기준)

습도 특성: ±3%(60RH를 기준)

사용 온도: 5℃~40℃

사용 습도: 85%RH

연속 측정 가능 시간: 약 20시간(UM3 알칼리 건전지를 사용한 경우)

측정값 기억 회수: 240회 이하

표시: 7세그먼트 표시기 4자릿수

전원: DC 4.5V(UM3 알칼리 건전지×3개)

치수: W65×H160×D40㎜(돌출부를 제외함)

중량: 약 200g(건전지 포함하지 않음)

다음에 본 예의 휘도 측정 장치(10)를 사용한 측정의 조작에 대해서 설명한다.

전원 스위치(13)를 온으로 한다. 여기에서 표시부(15)에는 광을 전혀 검지하지 않은 상태에서는 「0000」(초기 설정)으로 표시되고, 측정 범위 이상의 광을 검지한 상태에서는 「OVER」라고 표시되고, 그 이외의 측정 범위 내의 광을 검지한 경우에는 그 휘도값이 표시된다. 그리고 도시하지 않은 측정 대상인 발광체에 대해서 센서 수광부(11)의 수광 평면을 접촉시키고, 차광 후드(14)를 휘도 측정 장치(10) 본체에 밀착시켜 차광 상태로 한다. 다음에 스위치(16A~16D)를 조작해서 측정 모드를 선택하고, 측정을 행한다.

노멀 측정 모드에서 측정을 행하는 경우, 스위치(16A)를 조작해서 「측정」으로 하면 그 대응 LED가 온으로 된다. 예를 들면, 1초 간격으로 휘도를 측정하고, 측정값을 표시부(15)에 표시시킨다. 측정이 종료되면 스위치(16A)를 조작해서 「보류」로 하면, 그 대응 LED가 오프로 된다. 다음에, 스위치(16C)를 조작해서 「인쇄」로 하면 인쇄가 행해진다. 인쇄는 통신용 커넥터(17)에 도시하지 않은 프린터를 접속시켜서 행할 수 있다. 또한, 스위치(16D)를 조작해서 「판독」으로 하면 기억부(메모리)의 내용이 표시된다. 예를 들면, 1초간 메모리 번호가 좌측 정렬로 표시되고, 그 후, 기록된 측정값이 표시된다. 다시 스위치(16D)를 누르면, 다음의 메모리 번호와 그 후에 측정값이 표시된다.

노멀 측정 모드에서 측정한 결과예를 도 4에 나타낸다.

자동 측정 기록 모드에서 측정을 행하는 경우, 스위치(16C)를 조작해서 「자동 기록」으로 하면 대응 LED가 온으로 되고, 일정한 간격으로 기억부에 측정값이 기록되는 모드로 된다. 스위치(16C)를 누른 직후에는 1분 간격의 샘플링 시간으로 되고, 표시부(15)에 '1'이 표시된다. 1분 이내에 다시 한번 스위치(16C)를 누르면, 표시부(15)에 '2'로 표시되고, 2분 간격으로 된다. 이후 마찬가지로 해서 샘플링 시간의 설정을 임의로 행할 수 있다.

예측 측정 모드에서 측정을 행하는 경우, 스위치(16B)를 조작해서 「예측」으로 하면 대응 LED가 온으로 되고, 다음에 예를 들면, 계측을 최저 4분간 행한다. 얻어진 데이터를 기억부에 기억시켜 둔 데이터와 비교해서 단시간의 측정으로 보다 긴 시간의 데이터 예측값을 구한다. 단시간의 측정된 데이터에 기초해서 보다 긴 시간에서의 데이터 예측값을 구하는 방법으로서는 종래 공지의 각종 방법을 사용할 수 있다.

이상, 본 발명을 구체예에 기초해서 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태 및 구체예에 한정되는 것은 아니고, 여러가지 변형, 변경을 행할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

Claims (13)

1. 일정한 면적의 표면을 갖고 미소한 광량을 발하는 발광체의 휘도를 측정하는 방법으로서: 광센서의 수광면을 직접 상기 발광체의 표면에 접촉시켜 측정을 행하는 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 광센서로서 반도체 센서 패널을 사용하는 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 광센서로서 태양 전지 패널을 사용하는 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 발광체 표면의 면적과 광센서 수광면의 면적은 동일하거나 혹은 거의 동일하게 설정해서 측정을 행하는 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광센서의 수광면과 상기 발광체의 표면을 접촉시킨 상태에서 상기 광센서의 수광면에 외부광이 들어가는 것을 방지하는 광차폐 부재를 배치해서 측정을 행하는 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 미리 정해진 샘플링 시간에서 휘도를 측정하고, 그 측정값을 표시시키는 노멀 측정 모드와, 임의로 샘플링 시간을 선택해서 자동적으로 또한 계속적으로 측정을 행하고, 그 측정 데이터를 유지하는 자동 측정 기록 모드와, 복수의 기준물의 휘도 데이터를 미리 측정해서 기억해 두고, 측정 대상의 휘도를 일정 시간 측정하고, 상기 기억되어 있는 측정 대상과 동일하거나 유사한 기준물의 휘도 데이터에 기초해서 예측값을 구하는 예측 측정 모드 중 어느 하나의 모드를 선택해서 측정을 행하는 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 방법.
7. 일정한 면적의 표면을 갖고 미소한 광량을 발하는 발광체의 휘도를 측정하는 장치로서: 광센서를 갖고, 상기 발광체의 표면에 상기 광센서의 수광면을 직접 접촉시켜 측정을 행하는 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 광센서는 반도체 센서 패널인 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 장치.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 광센서는 태양 전지 패널인 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 장치.
10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광체 표면의 면적과 상기 광센서 수광면의 면적은 동일하거나 혹은 거의 동일한 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 장치.
11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광센서의 수광면과 상기 발광체의 표면을 접촉시킨 상태에서 상기 광센서의 수광면에 외부광이 들어가는 것을 방지하는 광차폐 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 장치.
12. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광센서는 검출된 휘도를 신호 처리하는 처리부와, 상기 처리부에서 처리된 측정 데이터를 기억하는 기억부와, 측정된 휘도의 값을 표시하는 표시부를 구비하는 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 장치.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 처리부는 미리 정해진 샘플링 시간에서 휘도를 측정하고, 그 측정값을 상기 표시부에 표시시키는 노멀 측정 모드와, 임의로 샘플링 시간을 선택해서 자동적으로 또한 계속적으로 측정을 행하고, 그 측정 데이터를 상기 기억부가 유지하는 자동 측정 기록 모드와, 복수의 기준물의 휘도 데이터를 미리 측정해서 상기 기억부에 기억해 두고, 측정 대상의 휘도를 일정 시간 측정하고, 상기 기억부에 기억되어 있는 측정 대상과 동일하거나 유사한 기준물의 휘도 데이터에 기초해서 예측값을 구하는 예측 측정 모드 중 어느 하나의 모드를 선택해서 측정을 행하는 것을 특징으로 하는 발광체의 휘도 측정 장치.

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