KR20100009925A

KR20100009925A - 고휘도 엘이디의 특성 측정장치

Info

Publication number: KR20100009925A
Application number: KR1020080070757A
Authority: KR
Inventors: 유홍식
Original assignee: (주)정연시스템
Priority date: 2008-07-21
Filing date: 2008-07-21
Publication date: 2010-01-29
Also published as: KR100975836B1

Abstract

본 발명은 고휘도 LED의 특성을 측정하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 측정하고자 하는 LED의 온도를 일정하게 유지하는 온도조절수단을 가지며 다수개의 측정용 LED를 장착할 수 있는 LED 장착부와, 상기 각각의 LED에 대응되는 위치에 설치된 포토다이오드를 구비한 수광부로 구성된 지그들과; 적어도 하나 이상의 상기 지그가 장착되며 그 지그에 장착된 각각의 고휘도 LED에 전원을 공급하고, 공급된 전류에 의해 점등된 LED의 광량을 측정하는 전류 공급/ 광량 측정부와, 상기 TEC의 온도를 조절하기 위한 온도제어부와, 상기 전류 공급/광량 측정부와 온도 제어부를 PC와 연결하고 PC에서 입력된 명령에 따라 전류 및 온도를 제어하는 MCU와, 상기 전류 공급/광량 측정부와 온도제어부에 전원을 인가하는 전원공급부를 구비한 프레임과; 상기 온도조절부, 전류 공급/광량 측정부를 제어하는 프로그램이 내장된 PC와; 상기 적어도 하나 이상의 프레임과 PC가 설치된 하우징을 포함하여서 고출력 LED의 특성을 정밀하게 측정할 수 있는 고휘도 LED의 특성 측정장치를 제공한다.

LED, 측정장치

Description

고휘도 엘이디의 특성 측정장치{Measuring device for Charactistic of High brightness LED}

본 발명은 고휘도 LED의 특성을 측정하기 위하여 측정하고자 하는 LED의 온도가 일정하게 유지될 수 있도록 하는 TEC(Thermo Electric Cooler)를 가지며 다수개의 측정용 LED를 장착할 수 있는 다수개의 LED 장착부와, 상기 각각의 LED에 대응되는 위치에 설치된 포토 다이오드(Photo Diode)를 구비한 수광부로 구성된 지그들과; 적어도 하나 이상의 상기 지그(Jig)가 장착되며 그 지그에 장착된 각각의 고휘도 LED에 전원을 공급하고, 공급된 전류에 의해 점등된 LED의 광량을 측정하는 전류 공급/ 광량 측정부와, 상기 TEC의 온도를 조절하기 위한 온도제어부와, 상기 전류 공급/광량 측정부와 온도 제어부를 PC와 연결하고 PC에서 입력된 명령에 따라 전류 및 온도를 제어하는 MCU(Micro Computer Unit, 이하 'MCU'라 함)와, 상기 전류 공급/광량 측정부와 온도제어부에 전원을 인가하는 전원공급부를 구비한 프레임과; 상기 온도조절부, 전류 공급/광량 측정부를 제어하는 프로그램이 내장된 PC와; 상기 적어도 하나 이상의 프레임과 PC가 설치된 하우징을 포함하여서 고휘도 LED의 특성을 정밀하게 측정할 수 있는 고휘도 LED의 특성 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 발광다이오드(Light emitting diode; 이하, 'LED'라 함)는 인가되는 전류에 응답하여 발광하는 반도체 소자로서, 상기 LED는 전구에 비해 그 크기가 매우작고, 전력의 소모도 적으며 수명이 매우 길어 차세대 조명장치로 사용되고 있다.

상기와 같은 LED의 특성을 측정하기 위한 종래의 LED 시험장치는, 온도를 일정하게 유지하기 위한 항온조(2) 내부에 LED들이 설치된 다수개의 반도체 기판(14)을 나란히 설치하고, 그 반도체 기판에 설치된 LED들에 대응되는 위치에 포토다이오드(10)들이 설치된 포토다이오드 기판(16)들을 마주보도록 설치한다.

또한, 상기 항온조(2)는 온도제어장치(4)에 연결하여 항온조 내부의 온도를 원하는 값으로 제어할 수 있도록 하였으며, 상기 반도체 기판(14)에는 반도체 레이저 제어부(8)를 연결하여 LED에 공급되는 전원을 제어하였고, 상기 포토다이오드 기판(10)에는 각각의 포토다이오드(10)마다 포토다이오드 제어부(12)를 연결하여 수광되는 빛의 세기를 측정하였다.

그러나, 상기와 같이 항온조 내부에 다수개의 LED와 포토다이오드를 함께 장착하게 되는 경우 LED와 포토다이오드의 온도를 개별적으로 제어하기 어려워 정확한 LED의 밝기를 측정하기 어렵다는 문제점이 있었다.

또한, 상기 항온조의 크기가 클 경우에는 그 내부의 온도를 일정하게 유지하기 어렵다는 문제점도 있었다.

또한, 항온조를 대형으로 제조할 경우 항온조 내부의 온도차이가 발생하여 전체적으로 동일한 조건에서 LED의 특성을 측정하기 어렵고, 상기 항온조의 크기를 작게 할 경우 한 번에 측정할 수 있는 LED의 개수가 극히 적어진다는 문제점이 있었다.

또한, 상기 LED에 제공되는 전류를 측정 없이 설정된 값대로 제공하기 때문에 전류를 정밀하게 측정하고 제어하기 어려워 정확한 LED의 특성을 측정할 수 없다는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여, 고휘도 LED에 인가되는 전류를 정밀하게 측정 및 제어할 수 있는 LED 특성 측정장치를 제공하여 LED의 특성을 정확히 측정할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 각각의 지그 하단에 온도를 조절할 수 있는 TEC를 설치하고, 그 TEC의 정밀 제어가 가능한 온도조절수단을 구비함으로써 항온조 없이도 항상 일정한 온도에서 LED의 특성을 측정할 수 있도록 하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 상기와 같은 온도 조절수단을 갖는 지그를 다수개 장착할 수 있는 케이스와, 그 지그들에 설치된 각각의 LED의 특성을 측정하기 위한 프로그램이 내장된 PC를 상기 케이스에 장착하여서 고휘도 LED의 다채널 측정 및 제어가 가능하도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 상기 지그에 설치된 LED에 전류를 전달하고, LED의 점등에 따라 PD에서 변환된 미소 측정전류를 전달받을 수 있도록 함으로써 LED의 정확한 특성측정이 가능하도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 LED의 온도를 일정하게 유지하는 온도 조절수단을 가지며 다수개의 측정용 LED를 장착할 수 있는 다수개의 LED 장착부와, 상기 각각의 LED에 대응되는 위치에 설치된 포토다이오드를 구비한 수광부로 구성된 지그들과; 상기 지그(Jig)가 적어도 하나 이상 장착되며 그 지그에 장착된 각각의 고휘도 LED에 전원을 공급하고, 공급된 전류에 의해 점등된 LED의 광량을 측정하는 전류 공급/ 광량 측정부와, 상기 온도조절 수단의 온도를 조절하기 위한 온도 제어부와, 상기 전류 공급/광량 측정부와 온도 제어부를 PC와 연결하고 PC에서 입력된 명령에 따라 전류 및 온도를 제어하는 MCU와, 상기 전류 공급/광량 측정부와 온도제어부에 전원을 인가하는 전원공급부를 구비한 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 고휘도 LED 특성 측정장치를 제공한다.

본 발명의 고휘도 LED 특성 측정장치는 상기 고휘도 LED에 인가되는 전류를 정밀하게 측정 및 제어할 수 있는 LED 특성 측정장치를 제공하여 LED의 특성을 정확히 측정할 수 있다.

또한, 각각의 지그 하단에 온도를 조절할 수 있는 온도조절 수단으로 TEC를 설치하고, 그 TEC의 정밀 제어가 가능한 온도조절수단을 구비함으로써 항온조 없이도 항상 일정한 온도에서 LED의 특성을 측정할 수 있다.

또한, 상기와 같은 온도 조절수단을 갖는 지그를 다수개 장착할 수 있는 케 이스와, 그 지그들에 설치된 각각의 LED의 특성을 측정하기 위한 프로그램이 내장된 PC를 상기 케이스에 장착하여서 고휘도 LED의 다채널 측정 및 제어가 가능하도록 한다.

또한, 상기 지그에 설치된 LED에 전류를 전달하고, 그 전류에 의해 점등된 LED의 빛에 따라 PD에서 변환된 미소 측정전류를 전달받을 수 있도록 함으로써 LED의 정확한 특성측정이 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 좀 더 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도2는 본 발명에 따른 고휘도 LED 특성 측정장치의 한 실시예를 나타낸 것으로, 다수개의 고휘도 LED를 장착하여 특성을 측정하기 위한 적어도 하나 이상의 지그(20)가 체결되는 프레임(30)들과; 상기 프레임(30)이 적어도 하나 이상 설치되는 하우징(40)과; 상기 하우징(40)에 설치되며 상기 지그(20)들에 설치된 각각의 LED에 공급되는 전원과, LED의 특성을 측정한 값을 저장 관리하는 모니터(51)와 키패드(52)를 구비한 컴퓨터(50)로 구성된다.

다음에, 도3은 상기 프레임(30)의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 것으로, 상기 지그(20)에 장착된 각각의 LED에 전류를 공급하고, 그 전류에 의해 점등된 LED의 전압 및 점등된 LED의 빛을 수광하여 발생된 전류를 측정하는 전류 공급/광량 측정부(31)들과; 상기 지그에 장착된 LED와 PD의 온도를 조절하는 온도 제어 부(32)와; 상기 전류소스와 온도 조절기에 전력을 공급하는 전원공급부(33)와; 상기 전류 공급/광량 측정부와 온도 제어부를 상기 컴퓨터(50)에 연결하기 위한 MCU(34, Micro Computer Unit)들로 구성된다.

다음에, 도4는 상기 프레임(30)에 장착되는 지그(20)를 나타낸 것으로, 전면에 손잡이가 형성된 지그 케이스(21)와, 상기 지그 케이스(21)의 하부에 설치되며 상기 온도 제어부(32)에 의해 온도를 일정하게 유지하기 위한 TEC(보이지 않음)와, 상기 TEC 상부에 설치되며 다수개의 LED를 장착할 수 있는 LED 장착부(23)와; 상기 LED 장착부 상부에 체결되며 상기 장착된 LED와 대응되는 위치에 다수개의 포토다이오드를 갖는 수광부(24)와, 상기 체결된 수광부(24)를 덮는 케이스 덮개(25)로 구성된다. 이때, 상기 수광부에 설치된 포토다이오드의 온도를 조절하기 위해 상기 케이스 덮개(25) 내면에 히팅 필름을 더 설치할 수도 있다.

다음에, 도5는 상기 지그(20)에 장착된 하나의 LED의 특성을 측정하기 위한 전류 공급/광량 측정부(31)와 온도 제어부(32)의 구성을 개략적으로 나타낸 것으로, 상기 전류 공급/광량 측정부(31)는 상기 지그(20)에 장착된 LED에 전류를 공급하고, 상기 지그의 수광부(25)의 포토다이오드(P)에서 수광한 광량에 따라 변환된 전류를 측정하는 수단으로서, 상기 전원공급부(33)로부터 제공된 전류를 일정한 크기로 제공하기 위한 CC(31a, Constant Current)와; 상기 CC(31a)에서 공급되는 전류의 크기를 측정하기 위한 전류 메타(31b, IM)와, 전압의 크기를 측정하기 위한 전압 메타(31c, VM)와, 상기 지그의 수광부에 설치된 포토다이오드(P)로부터 제공되는 전류의 크기를 측정하는 광전류 메타(31d, LIM)로 구성된다. 즉 상기 전류 공급/광량 측정부(31)의 CC(31a)로부터 제공되는 전류와 전압을 측정하고, 상기 CC(31a)에서 제공된 전류에 의해 점등된 LED(L)의 빛을 상기 수광부의 포토 다이오드(P)에서 변경하여 광전류 메타(31d)에서 측정하게 된다. 또한, 상기 MCU(34)는 정해진 값에 LED(L)의 밝기(PD 전류)가 도달하도록 전류값을 조절하여 LED에 일정한 밝기가 유지되도록 하고, 이 상태에서 공급되는 전류값과 전압값을 측정한다.

또한, 상기 점등된 상태의 LED(L)는 많은 열을 발생하여 특성 측정이 정확하게 이루어질 수 없으므로 일정한 온도를 유지할 필요가 있다. 따라서 상기 온도 제어부(32)는 점등된 LED(L)의 온도를 일정하게 유지하기 위한 수단으로, 상기 지그 하부에 부착되며 전기적으로 가열(Heating)과 식힘(Cooling)이 용이하게 이루어지는 TEC(32a)와; 상기 TEC(32a)의 작동을 위해 전원을 공급하는 전원부(32b)와, 상기 전원부(32b)에서 공급된 전원에 의해 구동되는 TEC(32a)의 온도를 측정하는 온도 메타(32c, TIM)와, 상기 전원과 온도메타 값을 제어하기 위한 온도조절용 MCU(34)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 지그의 수광부에 설치되는 포토다이오드(P)의 온도를 조절하기 위하여 별도의 히팅필름을 수광부 상부에 설치할 수도 있다.

상술한 바와 같이 구성된 고휘도 LED의 특성 측정장치는 상기 다수개의 지그의 장착부에 LED를 장착하고 상기 각 프레임에 체결한 다음, 전원을 공급하여 LED 를 점등시키고 점등된 LED에서 발광되는 광량을 측정하면서 공급되는 전류, 전압과 측정되는 광전류를 분석하여 LED의 특성을 파악할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 고안의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.

도1은 종래의 LED 특성 측정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

도2는 본 발명에 따른 고휘도 LED 특성 측정장치의 한 실시예를 나타낸 사시도.

도3은 본 발명에 따른 고휘도 LED 특성 측정장치의 프레임의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

도4는 본 발명에 따른 고휘도 LED 특성 측정장치를 구성하는 지그의 한 실시예를 나타낸 도면.

도5는 본 발명에 따른 고휘도 LED 특성 측정장치를 구성하는 전류 공급/광량 측정부와 온도 제어부의 구성을 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 발광소자 측정장치 2 : 항온조

4 : 온도제어장치 6 : LED

8 : 반도체 레이저 제어부 10 : 포토다이오드

12 : 포토다이오드 제어부 14 : 반도체 기판

16 : 포토다이오드 기판 20 : 지그

21 : 지그 케이스 23 : LED 장착부

24 : 수광부 25 : 케이스덮개

30 : 프레임 31 : 전류 공급/광량 측정부

31a : CC 31b : 전류 메타

31c : 전압 메타 31d : 광전류 메타

32 : 온도 제어부 32a : TEC

32b : 전원부 32c : 온도메타

33 : 전원공급부 34 : MCU

40 : 하우징 50 : 컴퓨터

51 : 모니터 52 : 키패트

P : 포토다이오드 L : LED

Claims

LED의 온도를 일정하게 유지하는 온도 조절수단을 가지며 다수개의 측정용 LED를 장착할 수 있는 LED 장착부와, 상기 각각의 LED에 대응되는 위치에 설치된 포토다이오드를 구비한 수광부로 구성된 지그들과;

상기 지그(Jig)가 적어도 하나 이상 장착되며 그 지그에 장착된 각각의 고휘도 LED에 전원을 공급하고, 공급된 전류에 의해 점등된 LED의 광량을 측정하는 전류 공급/ 광량 측정부와, 상기 온도조절 수단의 온도를 조절하기 위한 온도제어부와, 상기 전류 공급/광량 측정부와 온도 제어부를 PC와 연결하고 PC에서 입력된 명령에 따라 전류 및 온도를 제어하는 MCU와, 상기 전류 공급/광량 측정부와 온도제어부에 전원을 인가하는 전원공급부를 구비한 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 고휘도 LED의 특성측정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 고휘도 LED 특성 측정장치는,

적어도 하나 이상의 지그가 체결되는 다수개의 프레임과;

상기 프레임들 사이에 설치되는 컴퓨터와;

상기 프레임과 컴퓨터가 장착된 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고휘도 LED의 특성 측정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전류 공급/광량 측정부는,

상기 전원공급부로부터 제공된 전류를 일정한 크기로 제공하기 위한 CC( Constant Current)와;

상기 CC에서 공급되는 전류의 크기를 측정하기 위한 전류 메타(IM) 및 그 전류에 따른 전압의 크기를 측정하기 위한 전압 메타(VM)와;

상기 지그의 수광부에 설치된 포토다이오드로부터 제공되는 전류의 크기를 측정하는 광전류 메타(LIM)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고휘도 LED의 특성 측정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 온도 제어부는

상기 지그 하부에 부착되며 전기적으로 가열(Heating)과 식힘(Cooling)이 용이하게 이루어지는 온도조절수단인 TEC와;

상기 TEC의 작동을 위해 전원을 공급하는 전원부와,

상기 전원부에서 공급된 전원에 의해 구동되는 TEC의 온도를 측정하는 온도메타를 포함하는 것을 특징으로 하는 고휘도 LED의 특성 측정장치