KR20160025168A - 비접촉 색상계측기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 별도로 이격되어 배치되는 측정대상물로부터 출사되는 빛을 감지하여 색상을 계측하는 색상계측기에 관한 것으로, 내부에 수광공간이 형성된 케이스, 상기 케이스의 일측에 결합되며, 내부 방향으로 복수 개의 렌즈가 연속적으로 구성되고, 상기 측정대상물에서 빛이 출사되는 영역 방향으로 배치되어 출사된 빛을 상기 케이스 내부로 전달하는 입광렌즈 모듈 상기 수광공간 내부에 구비되며 상기 입광렌즈 모듈로부터 전달되는 빛을 수광하고, 수광된 빛의 광량에 따라 상기 측정대상물의 포커싱 여부를 판단하는 포커싱모듈 및 상기 수광공간 내부에 배치되며, 상기 포커싱모듈에서 판단된 상기 측정대상물의 포커싱 여부에 따라 상기 입광렌즈 모듈로부터 전달되는 빛을 전기적 신호로 변환하고 이를 통해 색상을 측정하는 측정모듈을 포함하며, 상기 입광렌즈는 상기 측정대상물과 기 설정된 거리만큼 이격된 상태로 비접촉하며 상기 측정대상물에서 출사되는 빛을 수광하는 것을 특징으로 하는 비접촉 색상계측기가 개시된다.

Description

비접촉 색상계측기{Contactless Device of Color Meter}

본 발명은 색상계측기에 관한 것으로서, 컬러 디스플레이 패널의 색체에 대한 특성을 정확하게 측정하기 하며, 원거리에서 비접촉 식으로 측정할 수 있는 비접촉 색상계측기에 관한 것이다.

현재 전 세계 모니터시장은 CRT에서 LCD모니터로, LCD에서 LED 모니터로 급속히 변화하고 있다. 특히 대형 LED모니터의 수요가 증가함에 따라서 생산량이 급격히 늘어나고 있다.

이와 같은 디스플레이의 생산량이 증가함에 따라 생산품질도 중요한 요인 중의 하나로 작용하며 이에 대한 불량여부를 판단하는 장치들이 개발되어 왔다. 특히, LCD 나 LED 등의 디스플레이에서 표현되는 색이 실제로 출력하려는 색을 잘 나타내었는가에 대해서 측정하는 색상계측기들이 개발되었다.

일반적인 색상계측기는 포토다이오드로 구성된 감지센서를 통해 입사되는 빛의 색상을 측정하도록 구성되어 측정대상물과 접촉함으로써 색상을 측정한다.

물론, 색상계측기와 측정대상물이 이격된 상태로 원거리에서 색상을 측정할 수도 있지만, 이와 같은 경우 색상계측기의 촬상영역 내에 측정대상물이 위치하였는지 판단하기 어려워 정확한 측정결과의 도출이 어려운 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 복수 개의 측정대상물에서 출사되는 빛의 색상을 측정하는 경우 그 기준이 불명확하여 측정결과의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 발생한다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 종래에는 색상계측기를 통해 측정대상물에서 출사되는 빛의 색상을 측정할 때, 직접 측정대상물과 접촉한 상태로 빛의 색상을 측정하였다.

하지만 이와 같이 측정대상물과 색상계측기를 일일이 접촉하며 색상을 측정하는 경우, 생산성이 저하되는 문제점이 발생한다.

본 발명의 목적은 종래의 색상계측기의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 측정대상물과 이격된 상태로 원거리에서 색상을 계측하며, 복수 개의 측정대상물의 색상을 연속적으로 계측할 수 있는 색상계측기를 제공함에 있다.

상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 별도로 이격되어 배치되는 측정대상물로부터 출사되는 빛을 감지하여 색상을 계측하는 색상계측기에 있어서, 내부에 수광공간이 형성된 케이스, 상기 케이스의 일측에 결합되며, 내부 방향으로 복수 개의 렌즈가 연속적으로 구성되고, 상기 측정대상물에서 빛이 출사되는 영역 방향으로 배치되어 출사된 빛을 상기 케이스 내부로 전달하는 입광렌즈 모듈, 상기 수광공간 내부에 구비되며 상기 입광렌즈 모듈로부터 전달되는 빛을 수광하고, 수광된 빛의 광량에 따라 상기 측정대상물의 포커싱 여부를 판단하는 포커싱모듈 및 상기 수광공간 내부에 배치되며, 상기 포커싱모듈에서 판단된 상기 측정대상물의 포커싱 여부에 따라 상기 입광렌즈 모듈로부터 전달되는 빛을 전기적 신호로 변환하고 이를 통해 색상을 측정하는 측정모듈을 포함하며, 상기 입광렌즈는 상기 측정대상물과 기 설정된 거리만큼 이격된 상태로 비접촉하며 상기 측정대상물에서 출사되는 빛을 수광하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 포커싱모듈은 상기 입광렌즈로부터 유입되는 빛의 광량을 감지하는 광량감지부 및 상기 광량감지부에서 감지된 광량이 최대가 되는 값을 도출하여 설정값으로 설정하고, 상기 설정값을 기준으로 상기 측정대상물로부터 입사되는 빛의 광량에 따라 포커싱 여부를 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 포커싱모듈은 복수 개의 상기 측정대상물이 해당 위치에서 연속적으로 교체되며 각각의 색상을 측정하는 경우, 각각의 상기 측정대상물로부터 입사되는 빛의 광량이 최대인 상태에서 상기 측정대상물이 촬상영역에 위치하였다고 판단하여 상기 측정모듈에서 상기 입광렌즈 모듈로 입사되는 빛의 색상을 측정하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 입광렌즈 모듈은 상기 측정대상물과의 이격거리에 대응하여 선택적으로 교체 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 입광렌즈 모듈은 상기 케이스와 결합되는 영역에 별도의 돌출 형성된 결합돌기가 형성되고, 상기 케이스에는 상기 입광렌즈 모듈 방향으로 끝단부에 상기 결합돌기가 삽입되어 결합되도록 하는 결합홈이 형성되어 선택적으로 상호 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 측정모듈은 상기 수광공간에 배치되어 상기 입광렌즈 모듈을 통과한 빛이 입사되어 특정한 파장의 빛만 투과시키는 컬러필터 및 상기 컬러필터에 의해서 투과된 빛을 수광하여 수광된 빛을 전기적 신호로 변환하는 포토다이오드를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 포토다이오드는 적어도 세 개 이상으로 구비되며 각각에 입사되는 빛을 전기적 신호로 변환하고, 상기 컬러필터는 상기 각각의 포토다이오드와 인접하게 배치되어 각각 서로 다른 파장의 빛을 투과시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 입광렌즈 모듈과 상기 측정모듈 사이에 구비되며, 상기 입광렌즈 모듈로부터 입사된 빛을 분배하여 상기 측정모듈로 전달하는 광 분배모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 광 분배모듈은 복수 개의 광섬유로 구성되어 상기 입광렌즈 모듈로부터 전달되는 빛을 상기 측정모듈로 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 측정대상물과 이격된 상태로 수광된 빛의 광량을 감지하고, 감지된 광량이 최대인 상태에서 빛의 색상을 측정함으로써. 색상계측기와 측정대상물이 이격된 상태에서도 측정대상물이 촬상영역에 위치하는지를 판단하여 안정적으로 색상을 측정할 수 있는 이점이 있다.

둘째, 색상계측기의 일측에 구비된 입광렌즈 모듈을 선택적으로 교체하여 측정대상물과의 이격거리에 대응하도록 함으로써, 입광렌즈 모듈을 통해 입광되는 빛의 색상을 보다 정밀하게 측정할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1는 본 발명의 실시예에 따른 색상계측기를 사용하는 상태를 나타낸 도면;
도 2은 도 1의 색상계측기의 외형을 나타낸 도면;
도 3는 도 1의 색상계측기의 내부 구성을 나타낸 도면;
도 4는 도 1의 색상계측기에서 측정모듈이 빛을 감지하는 상태를 나타낸 도면;
도 5은 도 1의 색상계측기에서 측정대상물이 촬상영역내에 위치하지 않은 상태에서 측정되는 광량의 변화를 나타낸 도면;
도 6은 도 5의 색상계측기에서 측정대상물이 촬상영역 내에 위치한 생태에서 측정되는 광량의 변화를 나타낸 도면; 및
도 7은 도 1의 색상계측기에서 입광렌즈 모듈이과 케이스가 결합되는 구성에 대해 나타낸 도면이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 색상계측기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 통하여 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정형태로 한정하려는 것이 아니라 본 실시예를 통해서 좀더 명확한 이해를 돕기 위함이다.

또한, 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 색상계측기에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 1는 본 발명의 실시예에 따른 색상계측기를 사용하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 2은 도 1의 색상계측기의 외형을 나타낸 도면이다.

그리고, 도 3는 도 1의 색상계측기의 내부 구성을 나타낸 도면이며, 도 4는 도 1의 색상계측기에서 측정모듈이 빛을 감지하는 상태를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 색상계측기는 측정대상물(D)과 이격된 상태로 배치되어 상기 측정대상물(D)에서 출사되는 빛을 감지하고 이에 대한 색상을 측정하는 장치이다.

여기서, 본 발명에 따른 색상계측기는 상기 측정대상물(D)과 이격된 상태로 배치되므로, 상기 측정대상물(D)이 색상계측기의 촬상영역(A: 도 5참조) 내에 위치해야 하며, 이에 따라 색상계측기에서 수광된 빛의 광량이 최대가 되는지 여부를 통해 상기 측정대상물(D)이 상기 촬상영역(A) 내에 위치하는지를 판단한다.

그리고, 상기 측정대상물(D)이 상기 촬상영역(A)내에 위치하는 경우 상기 색상계측기는 수광된 빛의 색상을 측정한다.

이와 같은 특징을 가지는 본 발명의 색상계측기 의 구성은 크게 상기 케이스(100), 입광렌즈 모듈(200), 포커싱모듈(미도시), 측정모듈(300) 및 광 분배모듈(400)로 구성된다.

상기 케이스(100)는 전체를 감싸며 내부에 수광공간이 형성되며 일측에 상기 입광렌즈 모듈(200)이 배치된다. 그리고 내부에 상기 포커싱모듈, 상기 광 분배모듈(400) 및 상기 측정모듈(300)이 배치되며, 각각은 별도로 분리되어 구비된다.

본 실시예에서 상기 케이스(100)는 전체를 감싸도록 구성되며, 내부에는 상기 입광렌즈 모듈(200)과 인접하게 배치된 원통형태의 상기 광 분배모듈(400), 상기 포커싱모듈 및 상기 측정모듈(300)이 구비된다.

상기 입광렌즈 모듈(200)은 상기 케이스(100)의 일측에서 상기 측정대상물(D)에서 빛이 출사되는 영역에 배치되어 출사된 빛을 내부로 전달한다.

여기서, 상기 입광렌즈 모듈(200)은 복수 개의 서로 다른 렌즈가 연속적으로 배치된 형태로 형성됨으로써, 상기 측정대상물(D)로부터 출사되는 빛을 집광하여 상기 케이스(100) 내부로 전달한다.

한편, 상기 입광렌즈 모듈(200)은 도시된 바와 같이 별도의 모듈로 구성되며 상술한 상기 케이스(100) 또는 상기 광 분배모듈(400) 중 적어도 어느 하나에 선택적으로 결합 가능하도록 구성되며, 상기 측정대상물(D)과의 이격거리에 따라 교체 가능하도록 구성될 수 있다.

즉, 상기 입광렌즈 모듈(200)은 복수 개의 렌즈를 가지며, 각각의 특성 및 초점거리가 다른 복수 개로 구성되어, 복수 개의 상기 입광렌즈 모듈(200) 중에서 상기 측정대상물(D)과의 이격거리에 대응하는 하나가 상기 케이스(100) 또는 상기 광 분배모듈(400)에 결합된다.

구체적으로, 본 발명에 따른 상기 입광렌즈 모듈(200)은 상기 케이스(100) 방향으로 돌출 형성된 결합돌기(222)가 형성되고, 이에 대응하여 상기 케이스(100) 또는 상기 광 분배모듈(400) 중 어느 하나에는 상기 입광렌즈 모듈(200) 방향으로 끝단부에 상기 결합돌기(222)가 삽입되어 결합되도록 하는 결합홈(430)이 형성된다.

그리고 상기 결합돌기(222)가 상기 결합홈(430) 내부에 안정적으로 삽입되어 결합상태를 유지할 수 있도록 나사산이 형성되어 상호 결합될 수 있도록 한다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 상기 입광렌즈 모듈(200)은 복수 개의 렌즈가 내장된 몸체(210) 및 상기 몸체(210)와 상기 광 분배모듈(400)과의 사이에 구비되는 커넥터(220)를 구비하여, 상기 입광렌즈 모듈(200)과 상기 광 분배모듈(400)이 결합되도록 하며, 이에 따라 상기 입광렌즈 모듈(200)과 상기 케이스(100)가 안정적으로 결합될 수 있도록 한다.

구체적으로, 도시된 바와 같이 상기 커넥터(220)의 일측에는 상기 결합돌기(222)가 형성되고 타측은 상기 몸체(210) 내부로 삽입되도록 형성된다.

이때, 상기 커넥터(220)의 중앙에는 전후방향으로 연통된 홀이 형성되어 상기 몸체(210)를 통해 전달되는 빛을 상기 광 분배모듈(400)로 전달될 수 있도록 구성된다.

이와 같이 상기 입광렌즈 모듈(200)은 상기 몸체(210) 및 상기 커넥터(220)를 포함하며 상기 커넥터(220)를 통해서 상기 광 분배모듈(400)과 결합되도록 구성된다.

여기서, 도시된 바와 같이 상기 커넥터(220)에 형성된 상기 결합돌기(222)의 외측면에는 나사산이 형성되고, 상기 광 분배모듈(400)의 일측에 형성된 상기 결합홈(430)에는 상기 결합돌기(222)에 대응하여 나사산이 형성됨으로써 상호 결합 및 분리가 용이하도록 구성된다.

한편, 상기 광 분배모듈(400)은 상기 입광렌즈 모듈(200)과 상기 측정모듈(300) 사이에 구비되어, 상기 입광렌즈 모듈(200)로부터 입사된 빛을 분배하여 상기 측정모듈(300)로 전달한다.

이때, 본 실시예에서는 도시된 바와 같이 색을 측정할 때 세 가지의 자극값을 이용하여 색상을 계측하며, 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 구성할 수도 있다.

이에 따라, 상기 광 분배모듈(400)은 입사된 빛과 동일한 파장 및 세기를 가지는 빛을 분할하여 상기 측정모듈(300)로 전달하며, 전달된 빛은 별도의 컬러필터(320: 도 4참조)에 의해 세 개의 포토다이오드(310) 각각으로 전달되는 빛이 서로 다른 파장을 가지며 전달되도록 구성된다.

본 실시예에서 상기 광 분배모듈(400)은 상술한 바와 같이 원통형 커버 내부에 구비되며 원통형 커버가 상기 케이스(100) 내부에 배치된다. 그리고 일측이 상기 입광렌즈 모듈(200)과 인접하게 배치되며 타측이 상기 측정모듈(300)과 인접하게 배치된다.

여기서, 실질적으로 상기 광 분배모듈(400)은 일측이 상기 커넥터(220)와 연결되어 상기 입광렌즈 모듈(200)에 결합되도록 구성된다.

구체적으로 상기 광 분배모듈(400)은 도 4에 도시된 바와 같이 복수 개의 상기 광섬유(410: 도 4참조)를 포함하여 구성되었으며, 상기 광섬유(410)는 상기 입광렌즈 모듈(200)을 통해서 입광된 빛을 상기 광섬유(410)로 전달하기 위한 상기 광 전달부(420: 도 4참조)가 구비된다.

상기 광 전달부(420)는 상기 입광렌즈 모듈(200)을 통해서 입사된 빛을 수광하여 상기 복수 개의 상기 광섬유(410)로 전달한다. 여기서, 상기 광 전달부(420)는 일반적으로 상기 입광렌즈 모듈(200)보다 작게 형성되기 때문에 상기 입광렌즈 모듈(200)로부터 전달되는 빛을 모두 수광하기 위해서 상기 입광렌즈 모듈(200)은 입광되는 빛을 굴절시켜 상기 광 전달부(420)로 전달한다.

상기 광섬유(410)는 복수 개로 구성되어 서로 동일한 방향으로 배치되며 일측이 서로 밀집하게 배치되어 상기 광 전달부(420)와 연결되며 상기 광 전달부(420)를 통해서 입광된 상기 광섬유(410)로 전달된다. 그리고 복수 개의 상기 광섬유(410) 타측은 크게 세 개의 군으로 나누어져 각각의 군은 동일한 크기 및 개수의 상기 광섬유(410)로 이루어지며 후술하는 상기 측정모듈(300)로 전달된다.

본 실시예에서 상기 복수 개의 상기 광섬유(410)는 모두 동일한 크기로 구성되어 타측이 세 개의 군으로 나누어지며 각각의 군이 모두 동일한 개수로 이루어진다.

그리고 상기 광섬유(410)가 모두 동일한 크기로 이루어짐으로써, 타측이 세 개의 군으로 나누어 지더라도 동일한 개수를 유지한다면 각각의 상기 측정모듈(300)에 전달되는 빛이 동일한 파장과 세기를 가질 수 있다. 하지만 특별히 이러한 형태로 한정하는 것은 아니다. 상기 광섬유(410) 각각이 서로 다른 크기를 가지더라도 상기 측정모듈(300) 각각에 모두 동일한 파장 및 세기의 빛을 전달할 수 있도록 구성된다면 어떤 형태로 구성되더라도 적용이 가능하다.

이와 같이, 상기 광 분배모듈(400)은 상기 입광렌즈 모듈(200)과 상기 측정모듈(300) 사이에서 입광된 빛을 균등하게 상기 측정모듈(300) 각각으로 전달한다.

한편, 상기 광 분배모듈(400)이 상기 광섬유(410)를 사용함으로써 소실되는 빛을 줄일 뿐만 아니라, 유연하게 휘어질 수 있는 특징을 가지기 때문에 상기 측정모듈(300)과 상기 광 분배모듈(400)이 일직선상에 배치되지 않아도 되어 공간의 활용도를 증가시킬 수 있다.

상기 측정모듈(300)은 상기 입광렌즈 모듈(200)로부터 입사된 빛을 감지하여 해당 파장의 빛의 색상을 측정하는 것으로써, 크게 수광된 빛을 전기적 신호로 변환하는 상기 포토다이오드(310) 및 상기 포토다이오드(310)로 전달되는 빛이 특정한 파장을 가지도록 하는 상기 컬러필터(320)를 포함한다.

구체적으로, 상기 컬러필터(320)는 상기 입광렌즈 모듈(200)로부터 전달되는 빛을 수광하여 특정한 파장의 빛 만 투과시킨다. 이때, 상기 컬러필터(320)는 다양한 종류 및 구조의 필터가 사용될 수 있으며 본 실시예에서는 간섭필터가 사용된다.

간섭필터는 얇은 막 위에서 일어나는 간섭현상을 이용하여 특정한 파장의 파동을 걸러내는 필터를 말한다. 원하는 파동을 얻는 방식과 필터 재질의 종류에 따라 여러 종류로 나뉜다.

한편, 상기 포토다이오드(310)는 상기 입광렌즈 모듈(200)을 통해 입사된 빛을 전달받아 색상을 감지하는 구성으로써, 적어도 하나 이상으로 구성되어 상기 광 분배모듈(400)로부터 전달되는 빛을 감지한다.

구체적으로, 상기 포토다이오드(310)는 빛을 수광하여 전기적인 신호로 변환하는 일종의 센서로서, 상기 케이스(100) 내부에 구비된 수광공간 내에 구비되며, 상기 입광렌즈 모듈(200)을 통해 입사되어 상기 컬러필터(320)를 경유한 빛을 수광하여 전기적 신호로 변환한다. 이와 같이 수광된 전기적 신호는 별도의 외부장치에 의해서 수광된 빛의 색상을 측정하는데 이용된다.

이와 같이 상기 측정모듈(300)은 상기 케이스(100) 내부에 구비되어 상기 입광렌즈 모듈(200)을 통해서 입사된 빛 중에서 특정한 파장의 빛에 대한 색상을 감지한다.

한편, 본 실시예에서 상기 측정모듈(300)은 상술한 바와 같이 적어도 세 개 이상으로 구성되며, 상기 케이스(100) 내부에 서로 독립적으로 분리되어 구성된다.

이때, 상기 컬러필터(320) 각각은 서로 다른 파장의 빛을 투과하도록 구성되며, 각각의 상기 포토다이오드(310)의 전방에서 인접하게 배치된다. 일반적으로 상기 측정모듈(300)은 국제 조명위원회(CIE: Commission International de I`Eclairage)에서 규정하게 되는 표준 관측자에 의한 삼색 자극값을 이용하여 색을 측정한다.

삼색 자극값이란 인간의 눈에서 서로 다른 파장의 빛을 감지하는 세가지 원추세포를 통해서 인식하는 빛의 색상에 대해서 나타낸 값으로 빛을 표현하는 기준이 되는 값이다.

그래서 각각의 삼색 자극값에 대해 정확한 측정을 하기 위해서 삼색 자극값인 X, Y, Z 세가지 영역의 빛에 대해서 각각 분리하여 상기 포토다이오드(310)를 통해서 색상을 측정한다.

이와 같이 삼색 자극값 각각에 대한 빛의 색상을 측정하기 위해서 상기 컬러필터(320) 각각은 삼색 자극값 각각에 대한 서로 다른 파장의 빛만을 투과시키도록 구성된다.

즉, 상기 컬러필터(320)는 상기 광 분배모듈(400)로부터 전달되는 빛의 이동경로상에 구비되어 특정 파장의 빛만 상기 포토다이오드(310)로 전달하며, 본 실시예에서는 상기 컬러필터(320) 및 상기 포토다이오드(310)가 각각 세 개로 상호 분리되어 구성된다.

그리고 각각의 상기 컬러필터(320)는 서로 다른 파장의 빛을 투과하도록 구성됨으로써, 세 개의 상기 포토다이오드(310)로 입사되는 빛의 파장 모두 상이하게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 상기 측정모듈(300)은 상기 컬러필터(320) 및 상기 포토다이오드(310)를 구비하여 상기 측정대상물(D)로부터 출사된 빛의 색상을 측정할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 상기 포커싱유닛은 상기 케이스(100) 내부에 구비되며 상기 입광렌즈 모듈(200)로부터 전달되는 빛을 수광하고, 수광된 빛의 광량에 따라 상기 측정대상물(D)의 포커싱 여부를 판단한다.

구체적으로 상기 포커싱유닛은 상기 케이스(100) 내부에서 상기 입광렌즈 모듈(200)로부터 유입되는 빛의 광량을 감지하는 상기 광량감지부(500) 및 상기 광량감지부(500)에서 감지된 광량이 최대인지의 여부에 따라 상기 측정대상물(D)의 포커싱 여부를 판단하는 제어부(미도시)를 포함한다.

상기 광량감지부(500)는 상기 수광공간 내부에 구비되며, 상기 입광렌즈 모듈(200)을 통해 전달되는 빛의 광량을 측정한다.

상기 광량감지부(500)는 상기 케이스(100) 내부에서 상기 입광렌즈 모듈(200)을 통해 전달되는 빛을 수광할 수 있는 위치에 배치되며, 본 실시예에서는 도시된 바와 같이 상기 광 분배모듈(400) 전방에 위치하여 상기 입광렌즈 모듈(200)을 통해 입사된 빛의 광량을 측정할 수 있다. 물론, 이와 달리 상기 광량감지부(500)는 다양한 위치에 구비될 수도 있다.

한편, 상기 제어부(미도시)는 상기 광량감지부(500)에서 감지된 광량이 최대가 되는 값을 도출하여 설정값(S: 도 5참조)으로 설정하고, 상기 설정값(S)을 기준으로 상기 측정대상물(D)로부터 입사되는 빛의 광량에 따라 상기 측정대상물(D)의 포커싱 여부를 판단한다.

구체적으로, 본 발명에 따른 색상계측기는 상기 측정대상물(D)과 이격되어 원거리로 배치되어 비접촉식으로 상기 측정대상물(D)의 색상을 측정함으로써, 상기 측정대상물(D)로부터 출사되는 빛의 색상을 정확히 측정하기 위해서는 상기 촬상영역(A) 내에 상기 측정대상물(D)이 위치해야 한다.

여기서, 상기 촬상영역(A)이란 본 발명에 따른 색상계측기가 상기 측정대상물(D)에서 출사된 빛의 진행방향에 위치할 수 있도록 하는 영역으로써, 본 실시예에서는 상기 입광렌즈 모듈(200)의 전방에 상기 측정대상물(D)이 위치하여 상기 입광렌즈 모듈(200) 방향으로 빛이 출사되도록 하는 지점이다.

이와 같이 상기 측정대상물(D)이 상기 촬상영역(A)내에 위치하였는지 여부를 판단하기 위해 상기 제어부는 상기 광량감지부(500)에서 감지된 빛의 광량이 최대가 되는 지점에서 상기 측정대상물(D)이 상기 촬상영역(A) 내에 위치한 것으로 판단하고, 이에 따라 상기 측정대상물의 포커싱이 알맞게 되었다고 판단한다.

이는 상기 측정대상물(D)이 상기 입광렌즈 모듈(200)의 전방에 위치함으로써 상기 입광렌즈 모듈(200)로 가장 많은 양의 빛이 입사되기 때문에, 상기 제어부는 상기 광량감지부(500)에서 감지된 빛의 광량이 최대가 된 순간을 도출하고, 이때 입사된 빛을 통해 상기 측정모듈(300)에서 색상을 측정하도록 한다.

즉, 상기 측정대상물(D)이 상기 촬상영역(A)내에 위치하는 경우 상기 광량감지부(500)에서 감지되는 빛의 광량이 최대가 되므로, 상기 제어부는 이를 통해 상기 측정대상물(D)이 상기 촬상영역(A)에 위치했다고 판단하고, 상기 측정모듈(300)을 통해 상기 측정대상물(D)에서 출사된 빛의 색상을 측정하도록 제어한다.

이와 같이 상기 포커싱모듈이 구성됨으로써, 상기 측정대상물(D)이 하나인 경우뿐만 아니라, 복수 개를 연속적으로 교체하여 상기 측정대상물(D)에서 출사되는 빛의 색상을 측정할 수도 있다.

특히, 본 발명의 실시예와 같이 상기 측정대상물(D)이 복수 개로 구성되어 색상계측기 방향으로 빛을 출사하며 위치가 변화하는 경우, 상기 제어부는 상기 측정대상물(D)로부터 입사된 빛의 광량이 최대가 되는 값을 상기 설정값(S)으로 지정하고, 상기 설정값(S)에 근접하는 광량이 상기 포커싱모듈로 전달되는 순간에 상기 측정모듈(300)에서 빛의 색상을 측정하도록 제어한다.

이에 따라, 복수 개의 상기 측정대상물(D)이 연속적으로 교체되며 색상계측기의 전방에 배치되더라도, 상기 측정모듈(300)에서는 안정적으로 상기 측정대상물(D)의 색상을 측정할 수 있다.

여기서, 상기 측정모듈(300)은 상기 입광렌즈 모듈(200)로부터 입사되는 빛의 색상을 연속적으로 측정하지 않고, 상기 광량감지부(500)에 입사된 빛의 광량이 상기 설정값(S)에 근접하는 경우에 상기 포토다이오드(310)로 전달된 빛의 색상만을 측정하게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 포커싱유닛은 상기 광량감지부(500)에서 감지되는 빛의 광량이 최대인지 여부 상기 설정값(S)과 비교하여 상기 제어부가 상기 측정모듈(300)을 통해 입사된 빛의 색상을 측정 여부를 조절하도록 한다.

이어서, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 색상계측기가 복수 개의 상기 측정대상물(D)에서 출사되는 빛을 연속적으로 측정하는 상태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 5은 도 1의 색상계측기에서 상기 측정대상물(D)이 상기 촬상영역(A)내에 위치하지 않은 상태에서 측정되는 광량의 변화를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5의 색상계측기에서 상기 측정대상물(D)이 상기 촬상영역(A) 내에 위치한 생태에서 측정되는 광량의 변화를 나타낸 도면이다.

먼저, 도 5를 살펴보면, 본 발명에 따른 색상계측기의 전방에서 복수 개의 상기 측정대상물(D)이 이동하며 연속적으로 교체되는 상태에서 색상계측기가 상기 측정대상물(D)의 색상을 측정하는 상태를 나타낸 것이다.

여기서, 상기 측정대상물(D)이 횡 방향으로 이동하는 경우 도시된 바와 같이 상기 측정대상물(D)이 색상계측기의 전방에 위치한 상기 촬상영역(A) 내에 배치되지 않은 상태이다.

이와 같이 상기 측정대상물(D)이 상기 촬상영역(A) 내에 배치되지 않은 경우 상기 광량감지부(500)에서 측정된 광량 L1은 상기 설정값(S)에 미치지 못하게 된다.

구체적으로, 상기 측정대상물(D)에서 출사된 빛의 대부분이 상기 입광렌즈 모듈(200)을 통해 입사되지 못하기 때문에 상기 광량감지부(500)에서 감지된 빛의 광량 L1은 상기 설정값(S)보다 낮아지게 된다.

이와 같은 경우 상기 제어부는 상기 광량감지부(500)에서 감지된 빛의 광량이 상기 설정값(S)보다 낮기 때문에 상기 측정모듈(300)로 빛이 전달되더라도 색상을 측정하지 않도록 제어한다.

그러나 도 6에 도시된 바와 같이 상기 측정대상물(D)이 색상계측기의 전방에 위치한 상기 촬상영역(A)내에 위치한 경우 상기 광량감지부(500)에서 감지되는 빛의 광량 L2는 상기 설정값(S)에 근접하게 된다.

이는 상기 측정대상물(D)이 상기 촬상영역(A) 내에 위치하였기 때문에 상기 측정대상물(D)에서 출사되는 빛의 대부분이 상기 입광렌즈 모듈(200)을 통해 입사되어 상기 광량감지부(500)로 전달되기 때문이다.

이에 딸, 상기 광량감지부(500)에서 감지된 빛의 광량 L2는 상기 설정값(S)에 근접하게 되고, 이와 같은 경우 상기 제어부는 상기 측정모듈(300)을 제어하여 입사되는 빛의 색상을 측정하도록 한다.

이와 같이 상기 포커싱모듈은 상기 광량감지부(500)에서 감지되는 빛의 광량에 따라 상기 측정대상물(D)이 상기 촬상영역(A)에 위치하였는지를 판단하고 이를 통해 포커싱된 상태에서 상기 측정모듈(300)이 입사되는 빛의 색상을 측정하도록 함으로써, 본 발명에 따른 색상계측기가 상기 측정대상물(D)과 이격된 상태에서도 색상을 올바르게 측정할 수 있도록 한다.

이어서, 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 색상계측기에서 상기 입광렌즈 모듈(200)과 상기 케이스(100)의 결합 구조에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 7은 도 1의 색상계측기에서 상기 입광렌즈 모듈(200)이과 상기 케이스(100)가 결합되는 구성에 대해 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상기 입광렌즈 모듈(200)은 상기 케이스(100) 또는 광 분매모듈이 분리 가능하도록 결합되며, 상기 측정대상물(D)과의 이격거리에 따라 상기 입광렌즈 모듈(200)을 교체하여 사용할 수 있도록 구성된다.

구체적인 구성을 살펴보면 도시된 바와 같이 상기 광 분배모듈(400)의 일측 끝단부에는 상술한 바와 같이 상기 결합홈(430)이 형성되고, 상기 입광렌즈 모듈(200)에는 상기 결합홈(430)에 삽입되는 상기 결합돌기(222)가 형성된다, 그리고 상기 결합홈(430)의 내측면 및 상기 결합돌기(222)의 외측면에 각각 나사산이 형성되어 상호 결합 및 분리가 용이하도록 구성된다.

이와 같이 상기 입광렌즈 모듈(200)이 상기 케이스(100) 또는 상기 입광렌즈 모듈(200)과 선택적으로 분리 가능하도록 구성됨으로써, 상기 측정대상물(D)과의 이격거리에 대응하여 상기 입광렌즈 모듈(200)을 교체할 수 있다.

상기 입광렌즈 모듈(200)에 대해서 보다 구체적으로 살펴보면, 복수 개의 렌즈가 내장된 상기 몸체(210) 및 상기 몸체(210)와 상기 광 분배모듈(400)과의 사이에 구비되는 상기 커넥터(220)를 구비하여, 상기 입광렌즈 모듈(200)과 상기 광 분배모듈(400)이 결합되도록 하며, 이에 따라 상기 입광렌즈 모듈(200)과 상기 케이스(100)가 안정적으로 결합될 수 있도록 한다.

상기 커넥터(220)의 일측에는 상기 결합돌기(222)가 형성되고 타측은 상기 몸체(210) 내부로 삽입되도록 형성된다. 그리고 상기 커넥터(220)와 결합된 상기 몸체(210)는 상기 결합홈(430) 내부에 상기 결합돌기(222)가 삽입되도록 함으로써 상기 몸체(210)와 상기 광 분배모듈(400)이 결합될 수 있도록 구성된다.

이와 같이 상기 입광렌즈 모듈(200)은 상기 몸체(210) 및 상기 커넥터(220)를 포함하며, 상기 커넥터(220)를 교체함으로써 다양한 종류의 색상계측기에 범용적으로 결합될 수도 있다.

여기서, 도시된 바와 같이 상기 커넥터(220)에 형성된 상기 결합돌기(222)의 외측면에는 나사산이 형성되고, 상기 광 분배모듈(400)의 일측에 형성된 상기 결합홈(430)에는 상기 결합돌기(222)에 대응하여 나사산이 형성됨으로써 상호 결합 및 분리가 용이하도록 구성된다.

이상과 같이 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명한 실시예 외에도 본 발명의 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그러므로 본 실시예는 특정형태로 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 케이스 200: 입광렌즈 모듈
210: 몸체 220: 커넥터
300: 측정모듈 310: 포토다이오드
320: 컬러필터 400: 광 분배모듈
410: 광섬유 420: 광 전달부
500: 광량감지부 D: 측정대상물
S: 설정값

Claims (9)

1. 별도로 이격되어 배치되는 측정대상물로부터 출사되는 빛을 감지하여 색상을 계측하는 색상계측기에 있어서,
   내부에 수광공간이 형성된 케이스;
   상기 케이스의 일측에 결합되며, 내부 방향으로 복수 개의 렌즈가 연속적으로 구성되고, 상기 측정대상물에서 빛이 출사되는 영역 방향으로 배치되어 출사된 빛을 상기 케이스 내부로 전달하는 입광렌즈 모듈;
   상기 수광공간 내부에 구비되며 상기 입광렌즈 모듈로부터 전달되는 빛을 수광하고, 수광된 빛의 광량에 따라 상기 측정대상물의 포커싱 여부를 판단하는 포커싱모듈; 및
   상기 수광공간 내부에 배치되며, 상기 포커싱모듈에서 판단된 상기 측정대상물의 포커싱 여부에 따라 상기 입광렌즈 모듈로부터 전달되는 빛을 전기적 신호로 변환하고 이를 통해 색상을 측정하는 측정모듈; 을 포함하며,
   상기 입광렌즈는 상기 측정대상물과 기 설정된 거리만큼 이격된 상태로 비접촉하며 상기 측정대상물에서 출사되는 빛을 수광하는 것을 특징으로 하는 비접촉 색상계측기.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 포커싱모듈은,
   상기 입광렌즈로부터 유입되는 빛의 광량을 감지하는 광량감지부; 및
   상기 광량감지부에서 감지된 광량이 최대가 되는 값을 도출하여 설정값으로 설정하고, 상기 설정값을 기준으로 상기 측정대상물로부터 입사되는 빛의 광량에 따라 포커싱 여부를 판단하는 제어부;
   를 포함하는 비접촉 색상계측기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 포커싱모듈은,
   복수 개의 상기 측정대상물이 해당 위치에서 연속적으로 교체되며 각각의 색상을 측정하는 경우, 각각의 상기 측정대상물로부터 입사되는 빛의 광량이 최대인 상태에서 상기 측정대상물이 촬상영역에 위치하였다고 판단하여 상기 측정모듈에서 상기 입광렌즈 모듈로 입사되는 빛의 색상을 측정하도록 하는 것을 특징으로 하는 비접촉 색상계측기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 입광렌즈 모듈은,
   상기 측정대상물과의 이격거리에 대응하여 선택적으로 교체 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 색상계측기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 입광렌즈 모듈은 상기 케이스와 결합되는 영역에 별도의 돌출 형성된 결합돌기가 형성되고,
   상기 케이스에는 상기 입광렌즈 모듈 방향으로 끝단부에 상기 결합돌기가 삽입되어 결합되도록 하는 결합홈이 형성되어 선택적으로 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 비접촉 색상계측기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 측정모듈은,
   상기 수광공간에 배치되어 상기 입광렌즈 모듈을 통과한 빛이 입사되어 특정한 파장의 빛만 투과시키는 컬러필터 및 상기 컬러필터에 의해서 투과된 빛을 수광하여 수광된 빛을 전기적 신호로 변환하는 포토다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 색상계측기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 포토다이오드는 적어도 세 개 이상으로 구비되며 각각에 입사되는 빛을 전기적 신호로 변환하고,
   상기 컬러필터는 상기 각각의 포토다이오드와 인접하게 배치되어 각각 서로 다른 파장의 빛을 투과시키는 것을 특징으로 하는 비접촉 색상계측기.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 입광렌즈 모듈과 상기 측정모듈 사이에 구비되며, 상기 입광렌즈 모듈로부터 입사된 빛을 분배하여 상기 측정모듈로 전달하는 광 분배모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 색상계측기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 광 분배모듈은,
   복수 개의 광섬유로 구성되어 상기 입광렌즈 모듈로부터 전달되는 빛을 상기 측정모듈로 전달하는 것을 특징으로 하는 비접촉 색상계측기.

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