KR20090019644A - Integrating sphere with device to control temperature - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광원의 발광 특성을 측정하기 위한 적분구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적분구 내부의 온도를 조절할 수 있도록 하는 장치를 구비하여 광원의 온도 변화에 따른 광학 특성을 측정하기에 적합한 적분구로서 고휘도 LED와 같이 주변 온도 변화에 따라 광 특성이 변하는 광원에 대한 광학 특성 평가 및 방열 설계에 필요한 특성을 도출할 수 있도록 하는 온도 조절이 가능한 적분구에 관한 것이다.The present invention relates to an integrating sphere for measuring the light emission characteristics of a light source, and more particularly, an integrating sphere suitable for measuring optical characteristics according to a temperature change of a light source having a device for adjusting the temperature inside the integrating sphere. The present invention relates to an integrating sphere capable of temperature control for deriving the characteristics necessary for optical property evaluation and heat dissipation design for a light source whose optical properties change with ambient temperature changes, such as high-brightness LEDs.
적분구는 내부에 광원을 설치하여 상기 광원의 광도 및 광 특성을 적분구 내에서 일정하게 평균하여 측정할 수 있도록 하는 장치로, 광원으로부터 직접 광 특성을 측정하게 되면 광원의 전체적인 특성을 측정할 수 없는 문제점을 해결하기 위하여 개발된 연구용 장비이다.The integrating sphere is a device that installs a light source therein so that the luminance and light characteristics of the light source can be uniformly measured within the integrating sphere, and when the light characteristics are measured directly from the light source, the overall characteristics of the light source cannot be measured. This research equipment was developed to solve the problem.
이러한 적분구의 특성은 일반적으로 2개의 반구 형태로 개발되어 2개의 반구를 결합함으로써 하나의 구가 되도록 하는데, 상기 구 내부에는 빛을 반사시킬 수 있는 물질이 부착되어 있으며 구형 형태를 취하고 있는 것은 모든 빛을 지속적으로 난반사 시켜 구 내부의 모든 빛의 강도가 동일하게 작용하도록 하기 위한 것이며 이러한 특성에 기반하여 일정시간 난반사 되는 빛을 광 측정기를 통해 광 특성을 측정하도록 구성되는 것이다.The characteristics of the integrating sphere are generally developed in the form of two hemispheres so that the two hemispheres are combined to form a sphere, and inside the sphere is attached a material that can reflect light, and the spherical shape is all light. It is to continuously reflect the light so that all the light intensity inside the sphere to work the same, and based on this characteristic is to be configured to measure the light characteristics of the light diffused for a certain period of time by using a light meter.
그러나 상기 광원의 특징이 항상 일정하게 작용하지 않고 주변 여건 특히 온도변화에 영향을 받기 때문에 적분구 내부의 온도를 조절할 필요성이 제기되었으며 이러한 문제를 해결하기 위하여 적분구 외부로부터 가열된 공기를 공급하여 적분의 내부의 온도를 조절할 수 있도록 하는 장치로 온도조절 수단을 구비한 적분구(10-0651031)가 제시되었으나, 외부의 공기를 가열하여 적분구 내부로 공급하는 방법은 일차적으로 가열된 공기를 적분구 까지 이동시키는 과정에 열 에너지가 외부로 유출될 가능성이 크고, 적분구 내부에 지속적으로 가열된 공기를 공급하여야 하므로 적분구 내부에 있는 공기가 적분구 외부로 유출되어야만 하는데, 적분구 내부의 공기가 적분구 외부로 유출되지 않을 경우에는 지속적으로 공급되는 공기의 압력이 증가하여 적분구 내부의 압력 증가로 인한 폭발의 위험이 있거나 적분구 내부의 압력이 일정압력 증가하게 되면 외부에서 공급되는 가열된 공기가 더 이상 적분구 내부로 공급되지 못하는 문제점이 있으며, 적분구 내부의 압력 변화는 곧 온도변화에 영향을 끼쳐 정확한 온도조절이 힘든 문제점이 발생할 우려가 있다 하겠다.However, since the characteristics of the light source do not always work constantly and are affected by ambient conditions, especially temperature changes, the necessity of controlling the temperature inside the integrating sphere has been raised.In order to solve this problem, the integrated source is supplied by supplying heated air from the outside of the integrating sphere. An integrating sphere (10-0651031) having a temperature control means has been proposed as a device for controlling the temperature of the inside of the apparatus. However, the method of heating the outside air and supplying the inside of the integrating sphere primarily supplies the heated air to the integrating sphere. In the process of moving to the outside, heat energy is likely to leak out, and since the heated air must be continuously supplied to the integrating sphere, the air inside the integrating sphere must flow out of the integrating sphere. If it does not flow out of the integrating sphere, the pressure of the continuously supplied air increases, If there is a risk of explosion due to internal pressure increase or the pressure inside the integrating sphere increases a certain pressure, there is a problem that the heated air supplied from the outside can no longer be supplied into the integrating sphere. Soon it will affect the temperature change, there is a fear that the problem of difficult temperature control.
이와 함께 외부로부터 가열된 공기를 공급하여 온도를 조절할 경우에는 일정 온도까지는 적분구 내부의 온도를 상승시키는데 효과적일 수 있으나 정확하고 미세한 온도조절을 위해서는 많은 어려움이 있고 해당 온도를 지속적으로 유지하는 것 또한 정밀하지 못한 단점이 있다.In addition, when controlling the temperature by supplying the heated air from the outside, it may be effective to increase the temperature inside the integrating sphere up to a certain temperature, but there are many difficulties for accurate and fine temperature control, and it is also necessary to maintain the temperature continuously. There is a disadvantage that is not precise.
따라서 본 발명에서는 적분구 내부를 직접가열하는 방식의 온도조절 적분구 로서 열원이 적분구 내부에 위치하여 적분구 내부의 공기를 가열할 수도 있고 적분구 외부에 위치하여 적분구 내부로 열을 직접 공급할 수도 있으며, 적분구 내부의 온도를 적분구 내의 모든 장소에서 일정하게 유지될 수 있도록 적분구 내부의 공기를 순환시키기 위하여 적분구 내부의 공기를 외부로 유출시키고 이 공기를 다시 적분구 내부로 공급하여 적분구 내부에서 전체적으로 순환이 이루어지도록 하거나 적분구 내부에 휀을 설치하여 적분구 내부의 공기가 순환될 수 있도록 하였다.Therefore, in the present invention, as a temperature control integrating sphere that directly heats the integrating sphere, a heat source may be located in the integrating sphere to heat the air in the integrating sphere, or located outside the integrating sphere to directly supply heat to the integrating sphere. In order to circulate the air in the integrating sphere so that the temperature inside the integrating sphere can be kept constant in all the places in the integrating sphere, the air inside the integrating sphere is discharged to the outside and the air is supplied again into the integrating sphere. Circulation in the integrating sphere is to be done as a whole or a fan is installed in the integrating sphere so that the air in the integrating sphere can be circulated.
본 발명은 광원의 발광 특성을 측정하기 위한 적분구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적분구 내부의 온도를 조절할 수 있도록 하는 장치를 구비하여 광원의 온도 변화에 따른 광학 특성을 측정하기에적합한 적분구로서 고휘도 LED와 같이 주변 온도 변화에 따라 광 특성이 변하는 광원에 대한 광학 특성 평가 및 방열 설계에 필요한 특성을 도출할 수 있도록 하는 온도 조절이 가능한 적분구에 관한 것이다.The present invention relates to an integrating sphere for measuring light emission characteristics of a light source, and more particularly, to an integrating sphere suitable for measuring optical characteristics according to a temperature change of a light source having a device for adjusting the temperature inside the integrating sphere. The present invention relates to an integrating sphere whose temperature can be adjusted to derive the characteristics necessary for the optical property evaluation and heat dissipation design for a light source such as a high-brightness LED whose light characteristics change with ambient temperature changes.
본 발명의 목적은 적분구 내부의 공기를 직접 가열하여 내부의 온도를 더욱 효과적으로 조절하고 적분구 내부의 공기 자체를 순환시켜 전체적으로 적분구의 온도를 전체적으로 일정하게 유지할 수 있도록 하고 온도유지의 정밀도를 증가시키는 것이다.An object of the present invention is to directly heat the air inside the integrating sphere to more effectively control the temperature inside and to circulate the air itself in the integrating sphere to maintain the temperature of the integrating sphere as a whole as a whole and to increase the precision of temperature maintenance will be.
이를 위하여 본 발명은 전체적인 구의 역할을 수행하는 중공, 상기 중공 내부에 설치되어 궁극적으로 측정하는 대상으로서의 역할을 수행하며 중공 외부로부터 전기를 공급받는 광원, 상기 중공 내부에 설치되고 광원을 지지하는 역할을 수행하는 광원 지지대, 상기 중공 외부에 설치되어 중공 내부로 열을 전달하여 중공 내부의 공기를 직접가열하기 위한 중공 외부에 설치되는 열원 또는 중공 내부에 설치되어 중공 내부의 공기를 가열하기 위한 열원, 상기 중공과 연결되어 설치되고 중공 내부의 가열된 공기를 펌프로 인출하여 다시 중공 내부로 인입시키는 과정을 통해 중공 내부의 공기를 순환시켜 중공 내부의 각 지점의 온도를 일정하게 유지하기 위해 설치되는 공기 순환 펌프 또는 중공 내부에 설치되어 중공 내부의 공기를 외부로 유출시키지 않고 중공 내부에서만 순환시키기 위한 휀을 포함하여 구성되고, 상기 광원과 결합되어 설치되고 광원의 온도가 급격히 상승되는 것을 방지하기 위하여 설치되는 열전소자를 포함하고, 외부로부터 열을 가하여 적분구 내부로 열을 더욱 효과적으로 전달하기 위하여 고속으로 열을 전달하는 기능을 수행하는 고속 열 전달봉으로 구성되는 것을 특징으로 하고, 적분구 내부에 설치되는 열원은 상기 열원의 발열로 발생하는 열원 색상 변화에 의한 적분구 내부의 광원에 영향을 주는 것을 방지하기 위하여 열원을 별도의 커버로 차단할 수 있도록 광원 보호구가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.To this end, the present invention is a hollow, which serves as an overall sphere, is installed inside the hollow and ultimately serves as a measuring object, and is a light source supplied with electricity from the outside of the hollow, and is installed inside the hollow and supports the light source. A light source support to be performed, the heat source is installed on the hollow outside for direct heating of the air inside the hollow by transmitting heat to the inside of the hollow, or the heat source is installed inside the hollow for heating the air inside the hollow, the Air circulation installed to keep the temperature at each point inside the hollow by circulating the air inside the hollow through the process of drawing connected to the hollow and drawing the heated air inside the hollow into the pump and bringing it back into the hollow. Installed inside the pump or hollow to prevent air from flowing out of the hollow It includes a thermostat for circulating only in the hollow interior, and includes a thermoelectric element installed in combination with the light source and installed to prevent the temperature of the light source from rising rapidly, and heats into the integrating sphere by applying heat from the outside. Characterized in that it consists of a high speed heat transfer rod that performs a function of transferring the heat at high speed to more effectively transfer the heat source, the heat source installed inside the integrating sphere is an integrating sphere by the heat source color change generated by the heat of the heat source Light source protection is further included to block the heat source with a separate cover to prevent affecting the light source therein.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 개발된 적분구는 적분구 내부의 공기를 직접 가열하여 내부의 온도를 더욱 효과적으로 조절하고 적분구 내부의 공기 자체를 순환시켜 전체적으로 적분구의 온도를 전체적으로 일정하게 유지하고 온도조절의 정밀도를 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.The integrating sphere developed to achieve the object of the present invention directly heats the air inside the integrating sphere to more effectively control the temperature inside and circulates the air itself in the integrating sphere to maintain the temperature of the integrating sphere as a whole and to control the temperature. There is an effect to improve the precision of.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구 범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention belongs without departing from the gist of the present invention as claimed in the following claims. Anyone skilled in the art will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 구성 및 구조에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, the configuration and structure of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 온도조절 적분구로서 그 구성은 적분구의 외형을 구성하는 중공(10)과 상기 적분구 내부에 설치되어 빛을 발하는 광원(20)과 광원에 인접하여 설치되어 광원의 온도 상승을 제어하는 열전소자(30)와 상기 광원을 중공의 중앙에 위치할 수 있도록 설치되는 광원지지대(40)가 있다.1 is a temperature control integrating sphere according to the present invention, the configuration is a hollow 10 constituting the appearance of the integrating sphere and the
여기에서 중공은 일반적으로 하나의 구를 반으로 분할한 형태의 반구 2개가 결합하여 하나의 구를 형성하는 구조로 구성되고, 광원은 빛을 발하는 물체로서 일반적으로 전기를 가하여 빛을 발하도록 하는데 근래에는 LED의 광 특성을 측정하기 위하여 적분구가 사용되고 있으며, 열전소자에 있어서는 하나의 모듈에 전원을 공급할 수 있는 전선이 연결되고 상기 전선에 전원을 인가하면 모듈의 한쪽 면에서는 열이 발생하고 다른 한쪽 면에서는 냉기가 발생하는 것으로 더욱효과적으로 온도를 컨트롤 할 수 있는 장치로서 사용되는 것이며 상기 광원 지지대(40)는 광원을 구의 중앙에 위치할 수 있도록 하기 위하여 설치된 것으로 상기 광원 지지대 내부 또는 외부에 전선이 연결되는데 이 전선은 광원과 열전소자에 전기를 공급하기 위하여 설치된 것이다.In this case, the hollow is generally composed of a structure in which two hemispheres in which a sphere is divided into two are combined to form a sphere, and a light source is a light emitting object, and generally emits light by applying electricity. The integrating sphere is used to measure the optical characteristics of the LED.In the thermoelectric element, an electric wire for supplying power to one module is connected, and when power is applied to the electric wire, heat is generated on one side of the module and the other On the surface, the cold air is generated and used as a device that can control the temperature more effectively. The
또한 상기 적분구에 열을 공급하여 적분구 내부의 온도를 컨트롤하기 위하여 열원(50)이 설치되게 되는데 바람직하게는 상기 열원은 전열 장치 즉 전기를 가하면 열을 발산시키는 장치를 사용하는 것이나 때에 따라 직접 버너를 이용하여 열을 가할 수도 있고 열전소자를 이용하는 방법도 가능하며, 상기 광원지지대를 히트파이프 계열의 장치를 사용하게 될 경우 고속의 열 전달 속도를 기대할 수 있는데, 파이프 내부를 진공상태로 유지하고 내부 공간의 1~2%에 해당하는 양의 열 전달 물질을 투입하면 열은 구리의 수천배 백금의 수백배 이상의 열 전달 속도를 기대할 수 있고 열 효율 또한 95% 이상 기대할 수 있어서 효과적으로 적분구 내부의 공기를 가열할 수 있을 것이다.In addition, a
또한 열원에는 방열판(120)을 설치하여 더욱 용이하게 열이 중공내부로 방열될 수 있도록 하는 것이 바람직하고 또한 열원쪽으로 방열홀(95)를 설치하여 펌프로부터 공급되는 압력을 제공하여 열원으로부터 제공되는 열을 적분구 내부 즉 중공에서 더욱 용이하게 순환시키는 역할과 함께 열원의 열을 중공으로 공급하는 역할을 수행하도록 하는 것이 바람직하다 하겠다.In addition, it is preferable to install
더불어 광원의 빛이 열원에 직접 접촉하지 못하도록 하기 위하여 열원보호구(41)을 설치함에 있어 전체적으로 열원을 보호할 수 있도록 설치하고 한쪽에 구멍을 뚫어 열이 외부로 유출될 수 있도록 하는 것이 바람직한데, 이것은 광원의 빛이 직접 열원에 접촉하면 열원의 색상 변화에 따른 영향을 받을 염려가 있으므로 상기 과원의 빛이 직접 열원에 닿지 않도록 하는 것이 필요하다 하겠다.In addition, in order to prevent the light of the light source is in direct contact with the heat source, it is preferable to install the heat
이와 함께 적분구에는 광 파이버(60) 즉 광섬유가 설치되게 되는데 상기 광 파이버의 역할은 빛을 분광시키는 역할을 수행하는 것으로 일반적으로 빛 분광 실험을 위해 사용하는 프리즘과 같이 빛을 분광하여 각 색상별로 포함하고 있는 에너지량을 측정하는 등 빛이 포함하고 있는 특성을 각 색상별로 측정할 수 있도록 하 기 위한 것이다.In addition, the integrating sphere is provided with an
또한 적분구 중공 일단부에는 포토 다이오드(70)가 설치되게 되는데 상기 포토 다이오드의 역할은 빛을 전기적인 신호로 바꾸는 역할을 수행하여 광의 양을 측정하기 위한 장치이다.In addition, a
더불어 각 장치와 광원의 중간에 배플(80)을 설치하는데 상기 배플의 역할은 광원의 빛이 직접적으로 광 파이버에 전달되거나 포토 타이오드에 전달되거나 적분구 외부로 유출되는 것을 방지하기 위하여 설치된 것으로 적분구 내부에 전체적으로 반사판이 설치되어 있는 것과 같이 적분구 내부의 빛이 반사될 수 있도록 하는 기능을 수행하며 광원의 빛이 외부로 유출되는 것을 최소화하기 위하여 사용되는 것이다.In addition, the
추가로 적분구 내부의 온도를 전체적으로 일정하게 유지하기 위해서는 가열된 공기를 적분구 내부에 전체적으로 순환시켜야 할 필요가 있는데 이것은 적분구의 일부를 가열하게 되면 가열되는 지점이 다른 지점에 비하여 고온을 유지하게 되므로 이를 피하기 위한 것이다.In addition, in order to keep the temperature inside the integrating sphere as a whole, it is necessary to circulate the heated air in the integrating sphere as a whole. This is because when the heating part of the integrating sphere is heated, the heating point is maintained at a higher temperature than other points. This is to avoid this.
즉 한 지점에서 가열된 열을 적분구 전체로 순환시키게 되면 적분구 내부의 온도가 전체적으로 동일한 온도를 유지하게 되는데, 이를 위하여 적분구에 제 1 유출공(90) 또는 2개 이상의 유출공을 형성시키기 위해 제 2 유출공(91)을 형성하여 공기순환 펌프(100)를 통해 적분구 내부의 공기를 펌프를 이용하여 유출시킨 후에 다시 적분구로 유입시키기 위한 하나 이상의 유입공 즉 유입공(92)을 통해 적분구에 투입함으로써 적분구 내부에서 공기가 순환되도록 하는 것인데, 상기 공기 순환 펌프와 연결되는 관로중에서 인입관(93)은 제 1 유입공 및 제 2 유입공과 연결되어 적분구 내부의 공기를 뽑아내는 역할을 수행하고 투입관(94)은 적분구로 공기를 투입하기 위하여 유입공(92)과 연결되어 공기를 적분구 내부로 투입하는 역할을 수행한다.That is, when the heated heat is circulated through the integrating sphere at one point, the temperature inside the integrating sphere maintains the same temperature as a whole. For this purpose, the
이때 유출공과 유입공의 개수는 사용자의 필요에 따라 하나씩 설치할 수도 있고 2개 이상씩 설치할 수도 있을 것이다.At this time, the number of outflow and inflow holes may be installed one by one or two or more depending on the needs of the user.
또한 그 동작 과정은 공기순환 펌프를 통해 공기를 뽑아낼 때 적분구 내부에 각 부분별로 압력의 변화가 발생하는데 이때 적분구 전체적으로 압력을 동일하게 유지하기 위한 순환이 발생하고 추가로 인입관으로 투이되는 공기의 압력이 가세하여 더욱 효과적으로 공기의 순환이 일어나게 되는 것이다.In addition, when the air is drawn out through the air circulation pump, the pressure changes for each part inside the integrating sphere. In this case, a circulation occurs to maintain the same pressure throughout the integrating sphere, and is additionally introduced into the inlet pipe. The pressure of the air is added to make the circulation of the air more effective.
도 2는 본 발명에 의한 온도조절 적분구 응용 1도로서 적분구 내부에 열원을 추가하도록 하는 구조로 형성된 것으로 적분구 내부에서 직접 가열하게 되므로 열 효율이 뛰어나며 외부로부터 공급되는 열을 사용할 경우 히트파이프나 써모 사이폰과 같은 고속열전달이 가능한 도구를 사용한다고 하더라도 약간의 열 손실이 있으나 내부에서 직접 가열하게 되면 열 손실이 적다는 특징이 있는 것이다.Figure 2 is a temperature control integrating sphere application 1 degree according to the present invention is formed as a structure to add a heat source inside the integrating sphere is directly heated inside the integrating sphere is excellent thermal efficiency and heat pipe when using heat supplied from the outside Even if a high speed heat transfer tool such as thermosyphon is used, there is a little heat loss, but heat loss is small when directly heated inside.
그러나 이와 같은 경우에 있어서는 열원 즉 발열체가 고온의 열을 발생할 경우 붉은 색을띄게 되는데 이러한 색상은 적분구 내부의 광원에 영향을 끼치게 되므로 별도로 광원 보호를 위한 광원 보호구(41)를 설치할 필요가 있다.However, in such a case, when the heat source, that is, the heating element, generates a high temperature heat, the red color is turned off. Since this color affects the light source inside the integrating sphere, it is necessary to separately install the light
이때 나선형구조로 차폐하거나 완전히 하나의 봉으로 차폐하는 방법도 가능하다 할 것이다.At this time, it is also possible to shield in a spiral structure or to shield with a single rod completely.
즉 파이프 내부에 열원이 설치되고 상기 열원으로부터 발생하는 빛을 외부로 유출되지 못하도록 상기 파이프를 완전히 밀봉하는 방법도 가능하다 하겠으며 더욱 용이한 열의 공급을 위해 방열홀(95)을 설치하는 것도 바람직한 구성을 위해 필요하다 하겠다.That is, a heat source may be installed inside the pipe and a method of completely sealing the pipe to prevent the light emitted from the heat source from leaking to the outside may be possible, and a
도 3은 본 발명에 의한 온도조절 적분구 응용 2도로서 다수개의 열원을 구비한 적분구로서 광원지지대에 열원을 설치할 수도 있고 광원 지지대에 열원을 설치하지 않더라도 별도로 열원을 설치하여 적분구를 가열할 수 있도록 한 것으로, 적분구 외부에서 부터 전열 또는 버너를 이용한 가열하는 방식으로 가열하고 고속 열 전달봉(51) 즉 히트파이프나 써모사이폰과 같이 고속으로 열을 전달할 수 있는 봉을 통해 적분구 내부의 공기를 가열할 수도 있을 것이다. 3 is a temperature control integrating sphere application 2 according to the present invention as an integrating sphere having a plurality of heat sources may be installed a heat source on the light source support, even if the heat source is not installed on the light source support to heat the integrating sphere separately In the integrating sphere through a rod that can be heated from the outside of the integrating sphere by heating or using a burner and transferring heat at a high speed such as a heat pipe or a thermosyphon. May be able to heat the air.
이때 광원지지대는 광원지지대 자체로서의 역할만을 수행할 수도 있고 열원이 포함되어 적분구 내부의 공기를 가열하는 역할을 수행할 수도 있도록 하며 상기 열원보호구는 광원의 빛이 직접 접촉하지 못하도록 하고 열을 용이하게 외부로 전달할 수 있도록 보호구의 일부 또는 한쪽면 전체를 개방하는 방식으로 설치하는 방법도 가능하며 때에 따라 보호구 내부에 휀을 설치하여 더욱 용이한 열의 순환을 기대할 수 있도록 구성하는 것도 바람직하다 하겠다.At this time, the light source support may serve only as a light source support itself or a heat source may be included to heat the air inside the integrating sphere, and the heat source protector does not directly contact the light of the light source and facilitates heat. It is also possible to install a part or one side of the protective device in such a way that it can be transferred to the outside, and in some cases, it is preferable to install a fin inside the protective device so that an easier circulation of heat can be expected.
도 4는 본 발명에 의한 온도조절 적분구 응용 3도로서 적분구 내부에 별도의 휀(110)을 설치하여 적분구 내부에서만 공기의 순환을 가능하도록 할 수도 있는데 이때의 장점으로는 적분구 내부의 열이 외부로 유출되지 않는 장점이 있으므로 더욱 효과적으로 적분구를 가열할 수 있고 더욱 많은 열을 쉽게 방열할 수 있도록 방 열판(120)을 설치하고, 휀(110)을 열원 보호구에 설치하는 것 또한 우수한 구성중의 하나라 할 것이다.Figure 4 is a temperature control integrating sphere application 3 degree according to the present invention by installing a separate 110 (110) inside the integrating sphere may be able to enable the circulation of air only in the integrating sphere. Since the heat does not leak to the outside, it is also excellent to install the
이와 같이 적분구 내 외부에서 직접 적분구 내부의 공기를 가열하는 방식은 기존에 제시된 열풍을 이용하여 적분구 외부로 부터 적분구 내부로 열을 공급하는 방식에 비하여 더욱 정밀하게 적분구 내부의 온도 조절이 가능한 것이며 이러한 정밀한 온도 조절은 전체적으로 적분구의 성능을 좌우하는 중요한 요소로 작용할 수 있는 것이다.As such, the method of directly heating the air inside the integrating sphere from the outside of the integrating sphere is more precisely controlling the temperature inside the integrating sphere than the method of supplying heat from the outside of the integrating sphere to the integrating sphere using the previously proposed hot air. This precise temperature control can be an important factor in determining the performance of the integrating sphere as a whole.
상술한 적분구의 동작과정을 살펴보면, 먼저 적분구 내부에 설치된 광원에 전원을 인가하여 빛을 발하게 하고 광원과 인접하여 설치된 열전소자(펠티어소자)에 전원을 인가하여 광원의 온도를 특정온도로 유지하면서, 적분구 내부 또는 외부에 설치된 열원으로부터 열을 공급받아 적분구 내부의 공기를 가열하는 단계를 거쳐, 가열된 공기를 적분구 외부에 또는 내부에 설치된 펌프 또는 휀을 통해 적분구 내부의 공기를 순환시키는 단계를 거쳐 적분구 사용자가 요구하는 온도에 다다르게 되면 포터 다이오드와 광 파이버를 이용하여 광 특성을 측정하는 단계로 진행되게 되며 이러한 광은 일반적으로 적분구 외부에 설치된 테스터기를 통해 광 특성을 측정하게 되는 것이다.Looking at the operation process of the integrating sphere described above, first, by applying power to the light source installed in the integrating sphere to emit light, while applying the power to the thermoelectric element (Peltier element) installed adjacent to the light source to maintain the temperature of the light source at a specific temperature The heat is supplied from the heat source installed in or outside the integrating sphere to heat the air in the integrating sphere, and the heated air is circulated through the pump or fan installed outside or in the integrating sphere. When the integrator sphere reaches the temperature required by the integrating sphere user, it proceeds to the step of measuring the optical characteristics using the porter diode and the optical fiber. The light is generally measured by the tester installed outside the integrating sphere. Will be.
전체적으로 본 발명은 광원의 발광 특성을 측정하기 위한 적분구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적분구 내부의 온도를 조절할 수 있도록 하는 장치를 구비하여 광원의 온도 변화에 따른 광학 특성을 측정하기에 적합한 적분구로서 고휘도 LED와 같이 주변 온도 변화에 따라 광 특성이 변하는 광원에 대한 광학 특성 평가 및 방열 설계에 필요한 특성을 도출할 수 있도록 하는 온도 조절이 가능한 적분구를 달성하기 위하여, 전체적인 구의 역할을 수행하는 중공, 상기 중공 내부에 설치되어 궁극적으로 측정하는 대상으로서의 역할을 수행하며 중공 외부로부터 전기를 공급받는 광원, 상기 중공 내부에 설치되고 광원을 지지하는 역할을 수행하는 광원 지지대, 상기 중공 외부에 설치되어 중공 내부로 열을 전달하여 중공 내부의 공기를 직접가열하기 위한 중공 외부에 설치되는 열원 또는 중공 내부에 설치되어 중공 내부의 공기를 가열하기 위한 열원, 상기 중공과 연결되어 설치되고 중공 내부의 가열된 공기를 펌프로 인출하여 다시 중공 내부로 인입시키는 과정을 통해 중공 내부의 공기를 순환시켜 중공 내부의 각 지점의 온도를 일정하게 유지하기 위해 설치되는 공기 순환 펌프 또는 중공 내부에 설치되어 중공 내부의 공기를 외부로 유출시키지 않고 중공 내부에서만 순환시키기 위한 휀을 포함하여 구성되고, 상기 광원과 결합되어 설치되고 광원의 온도가 급격히 상승되는 것을 방지하기 위하여 설치되는 열전소자를 포함하고, 외부로부터 열을 가하여 적분구 내부로 열을 더욱 효과적으로 전달하기 위하여 고속으로 열을 전달하는 기능을 수행하는 고속 열 전달봉으로 구성되는 것을 특징으로 하고, 적분구 내부에 설치되는 열원은 상기 열원의 발열로 발생하는 열원 색상 변화에 의한 적분구 내부의 광원에 영향을 주는 것을 방지하기 위하여 열원을 별도의 커버로 차단할 수 있도록 광원 보호구가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.Overall, the present invention relates to an integrating sphere for measuring the light emission characteristics of a light source, and more particularly, an integral device suitable for measuring an optical characteristic according to a temperature change of a light source having a device for adjusting the temperature inside the integrating sphere. As a sphere, it plays the role of the whole sphere to achieve temperature-controlled integrating sphere that can derive the characteristics necessary for optical property evaluation and heat dissipation design for light sources whose optical characteristics change with ambient temperature changes, such as high-brightness LEDs. Hollow, which is installed inside the hollow and ultimately serves as an object to measure and receives electricity from the outside of the hollow light source, a light source support installed in the hollow and serves to support the light source, is installed outside the hollow To directly heat the air inside the hollow by transferring heat to the hollow interior The heat source is installed inside the hollow or the inside of the hollow heat source for heating the air inside the hollow, the hollow air through the process of drawing the heated air connected to the hollow and drawn inside the hollow with a pump and back into the hollow interior Including an air circulation pump installed to circulate the air inside to maintain a constant temperature at each point inside the hollow or a fan installed inside the hollow to circulate only inside the hollow without letting out the air inside the hollow to the outside. And a thermoelectric element installed in combination with the light source and installed to prevent the temperature of the light source from rising rapidly. The heat is transferred at high speed in order to more efficiently transfer heat to the integrating sphere by applying heat from the outside. Characterized in that consisting of a high speed heat transfer rod to perform a function The heat source installed inside the integrating sphere may further include a light source protector to block the heat source with a separate cover in order to prevent the influence of the light source inside the integrating sphere due to the heat source color change generated by the heat generation of the heat source. It is characterized by.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 구비된 본 발명은 더욱 정밀하고 효과적 인 적분구를 구성하는 효과가 있기 때문에 산업화하여 생산하게 될 경우 국 내외적으로 큰 경제적 효과를 달성할 것으로 기대되는바 크다 하겠다.In order to achieve the object of the present invention, the present invention is expected to achieve a great economic effect both domestically and internationally when produced by industrialization because it has the effect of constituting a more precise and effective integrating sphere.
도 1은 본 발명에 의한 온도조절 적분구1 is a temperature control integrating sphere according to the present invention
도 2는 본 발명에 의한 온도조절 적분구 응용 1도Figure 2 is a temperature control integrating sphere application 1 degree according to the present invention
도 3은 본 발명에 의한 온도조절 적분구 응용 2도Figure 3 is a temperature control integrating sphere application of the present invention 2
도 4는 본 발명에 의한 온도조절 적분구 응용 3도Figure 4 is a temperature control integrating sphere application of the present invention 3
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10: 중공 20: 광원 10: hollow 20: light source
30: 열전소자 40: 광원지지대 30: thermoelectric element 40: light source support
41: 열원 보호구 50: 열원 41: heat source protection device 50: heat source
51: 고속 열 전달봉 60: 광파이버 51: high speed heat transfer rod 60: optical fiber
70: 포토다이오드 80: 배플70: photodiode 80: baffle
90: 제 1 유출공 91: 제 2 유출공90: first outlet hole 91: second outlet hole
92: 유입공 93: 인입관92: inlet hole 93: inlet pipe
94: 투입관 95: 방열홀94: inlet tube 95: heat dissipation hole
100: 공기순환 펌프 110: 휀 100: air circulation pump 110: fan
120: 방열판120: heat sink
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