KR20160139346A

KR20160139346A - 간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계

Info

Publication number: KR20160139346A
Application number: KR1020150073996A
Authority: KR
Inventors: 이규호; 김규석; 박상우; 박용희
Original assignee: (주)에이앤아이
Priority date: 2015-05-27
Filing date: 2015-05-27
Publication date: 2016-12-07
Also published as: KR101741021B1

Abstract

본 발명은 간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계에 관한 것으로, 광로가 형성된 메인바디, 상기 메인바디의 광로 일측에 마련되어, 디스플레이장치로부터 발산되는 빛을 상기 광로에 투광시키는 렌즈모듈, 상기 메인바디의 광로 타측에 하나의 단위블록으로 마련되어, 상기 렌즈모듈을 통해 상기 광로로 투광되는 빛을 반사시키거나 투과시켜 서로 다른 세 방향으로 분광시키는 분광모듈, 상기 분광모듈을 통해 서로 다른 세 방향으로 분광된 각각의 빛의 진행 경로상에 배치되어, 상기 각각의 빛을 특정 스펙트럼을 포함한 단색광으로 투과시키는 필터모듈 및 상기 분광모듈로 입사되는 빛의 입사각이 일정 각도를 유지하고 직진성을 확보할 수 있도록, 상기 렌즈모듈과 상기 분광모듈 사이에 배치되어 상기 렌즈모듈로부터 투광되는 빛을 투과시키는 텔레센트릭모듈을 포함하는 간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계가 개시된다.

Description

간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계 {SURFACE MEASURING LUMINANCE AND COLOR METER USING THE INTERTERENCE FILTER}

본 발명은 간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계에 관한 것으로, 디스플레이장치의 휘도 및 색도를 측정함에 있어서 면 단위로 고속측정이 가능할 뿐만 아니라, 광학계를 구성함에 있어서 투과율이 높은 박막의 간섭필터가 마련되고 상기 간섭필터에 입사되는 빛을 일정한 각도로 유지함으로써, 빛의 손실을 줄이고 고스트현상을 저감시켜 계측의 정확도를 향상시킨 간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계에 관한 것이다.

최근 디스플레이장치의 기술동향은 대형화, 고화소화가 발 빠르게 진행되고 있을 뿐만 아니라, 컬러재현성을 높이는 방향으로 가고 있다. 이에 맞춰 디스플레이장치의 컬러재현성 및 휘도를 측정하고 화이트밸런스(white balance)를 조정하는 기술들이 주목 받는 시점이다.

종래의 경우, 컬러재현성 및 휘도를 측정함에 있어 분광방식을 채용하고 있는 점측정 색도계를 사용해 왔는데, 이러한 점측정 색도계는 측정의 정확도는 높으나 디스플레이장치의 일 지점만을 측정하기 때문에, 대화면화가 되가는 디스플레이장치에 사용될 경우 측정시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 화질분석이 어렵다는 문제점이 있었다.

한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것이 필터방식을 채용한 면측정 색도계인데, 이러한 면측정 색도계의 경우 디스플레이장치의 화면전체를 동시에 측정할 수 있기 때문에 측정시간이 빠르고, 화질분석이 비교적 뛰어난 편이다.

그러나, 종래 면측정 색도계의 경우 도 1에 도시된 바와 같이, CCD카메라를 사용해 R, G, B 필터를 교체하며 측정하기 때문에, CIE 1931(CIE 1931 standard colorimetric system)을 만족하는 정확한 휘도 및 색도를 얻을 수 없고, 이를 해결하기 위해 점측정 색도계를 다수 설치하여 동시에 측정하는 방법을 사용할 경우에도 각 화소별 보정작업이 어렵다는 문제점이 있었다.

또한, 흑백 및 컬러 카메라를 이용하여 균일도 및 무라를 측정하는 경우에는 단순 밝기 비교를 통해 양 또는 불량을 판단하기 때문에 데이터 정량화가 어렵다는 문제점이 추가적으로 있었다.

뿐만 아니라, 최근 추세에 따라 OLED를 사용한 디스플레이장치의 경우 각 화소별 색상보정작업과 고속측정이 요구되기 때문에, 전술한 바와 같은 문제점들이 존재하는 종래의 색도계들은 그 한계가 더욱 명확하게 드러나고 있는 실정이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 디스플레이장치의 휘도 및 색도를 측정함에 있어서 빛이 반사되거나 투과되는 경계면과 빔스플리터가 최소화된 분광기와, 분광 투과율의 구현이 뛰어난 박막 간섭필터를 이용함으로써, 측정정도가 뛰어난 점측정 색도계의 장점과 고속측정이 가능한 면측정 색도계의 장점을 두루 갖춘 간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계를 제공함에 있다.

나아가, 간섭필터에 입사되는 빛이 일정한 각도를 유지할 수 있도록 광학계를 구성함으로써, 각각의 간섭필터를 통해 획득되는 결상이 균일하며 고스트현상을 저감시킬 수 있는 간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계를 제공함에 있다.

한편, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계는, 광로가 형성된 메인바디; 상기 메인바디의 광로 일측에 마련되어, 디스플레이장치로부터 발산되는 빛을 상기 광로에 투광시키는 렌즈모듈; 상기 메인바디의 광로 타측에 하나의 단위블록으로 마련되어, 상기 렌즈모듈을 통해 상기 광로로 투광되는 빛을 반사시키거나 투과시켜 서로 다른 세 방향으로 분광시키는 분광모듈; 상기 분광모듈을 통해 서로 다른 세 방향으로 분광된 각각의 빛의 진행 경로상에 배치되어, 상기 각각의 빛을 특정 스펙트럼을 포함한 단색광으로 투과시키는 필터모듈; 및 상기 분광모듈로 입사되는 빛의 입사각이 일정 각도를 유지하고 직진성을 확보할 수 있도록, 상기 렌즈모듈과 상기 분광모듈 사이에 배치되어 상기 렌즈모듈로부터 투광되는 빛을 투과시키는 텔레센트릭모듈;을 포함한다.

여기서, 상기 텔레센트릭모듈은, 상기 분광모듈을 통해 서로 다른 세 방향으로 분광되어 상기 필터모듈에 입사되는 상기 각각의 빛의 입사각이 일정한 각도로 유지되도록 하여, 상기 필터모듈을 통해 투과된 각각의 단색광으로부터 얻어지는 각각의 결상에 발생되는 고스트현상을 감소시킬 수 있다.

한편, 상기 필터모듈은, 삼자극값 중, 400~550nm의 스펙트럼만을 포함한 Z값을 갖는 단색광만을 투과시키는 Z필터와, 450~700nm의 스펙트럼만을 포함한 Y값을 갖는 단색광만을 투과시키는 Y필터와, 500~700nm의 스펙트럼만을 포함한 X값 및 400nm~500nm의 스펙트럼만을 포함한 X1값을 갖는 단색광만을 투과시키는 X필터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 분광모듈은, 상기 렌즈모듈을 통해 상기 광로로 투광되는 빛의 일부를 상기 Z필터를 향해 반사시키고 나머지를 투과시키는 제1 스플리터 및 상기 제1 스플리터를 통해 투과되는 빛의 일부를 상기 Y필터를 향해 반사시키고 나머지를 상기 X필터를 향해 투과시키는 제2 스플리터를 포함하는 하나의 단위블록으로 마련될 수 있다.

나아가, 상기 분광모듈은, 상기 렌즈모듈로부터 투광되는 빛이 입사되는 제1 경계면과, 상기 제1 스플리터를 통해 상기 Z필터를 향해 반사되는 빛이 출사되는 제2 경계면과, 상기 제2 스플리터를 통해 상기 Y필터를 향해 반사되는 빛이 출사되는 제3 경계면 및 상기 제2 스플리터를 통해 상기 X필터를 향해 투과되는 빛이 출사되는 제4 경계면을 포함하는 상기 하나의 단위블록으로 마련될 수 있다.

한편, 상기 제1 경계면 내지 상기 제4 경계면은, 상기 각각의 경계면들을 통과하는 상기 각각의 빛의 입사각 또는 출사각과 수직이 되도록 형성될 수 있다.

이때, 상기 필터모듈은, 상기 Z필터의 빛이 입사되는 입사면이 상기 제2 경계면과 평행되고, 상기 Y필터의 빛이 입사되는 입사면이 상기 제3 경계면과 평행되며, 상기 X필터의 빛이 입사되는 입사면이 상기 제4 경계면과 평행이 되도록 배치될 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 분광모듈은, 상기 서로 다른 세 방향으로 분광되는 각각의 빛이 상기 하나의 단위블록으로 입사된 후 상기 X필터, 상기 Y필터 및 상기 Z필터에 도달하기까지의 진행거리가 상호 동일하도록 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 필터모듈을 통해 투과된 상기 각각의 단색광에 의해 얻어지는 각각의 결상은, 상호 동일한 시야범위(FOV: Field of View)를 가질 수 있다.

나아가, 상기 필터모듈을 투과한 상기 각각의 단색광의 출사각에 대응하여 배치되어, 상기 각각의 단색광을 통해 얻어지는 각 결상의 휘도, 색도 및 결함의 측정이 가능하도록 마련되는 영상측정모듈을 더 포함할 수 있다.

이러한 상기 영상측정모듈은, 상기 Z값의 단색광이 출사되는 상기 Z필터를 출사면에 대응하여 배치되는 제1 CCD모듈과, 상기 Y값의 단색광이 출사되는 상기 Y필터의 출사면에 대응하여 배치되는 제2 CCD모듈과, 상기 X값의 단색광이 출사되는 상기 X필터의 출사면에 대응하여 배치되는 제3 CCD모듈을 포함할 수 있다.

이때, 상기 각 CCD모듈들이 측정하는 상기 각각의 단색광을 통해 얻어지는 각 결상은 상호 동일한 시야범위(FOV: Field of View)를 가질 수 있다.

또한, 상기 디스플레이장치에 표시되는 이미지를 관측할 수 있도록, 상기 메인바디의 광로와 연통되도록 상기 메인바디의 측부에 마련되는 아이피스 및 상기 렌즈모듈을 통해 투광되는 빛을 상기 아이피스에 전달하는 미러박스를 구비하는 스코프모듈을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 미러박스는, 상기 렌즈모듈을 통해 투광되는 상기 빛이 상기 아이피스로 전달되게 하거나, 간섭 없이 상기 분광모듈로 전달될 수 있도록 상기 메인바디의 광로상에서의 설치된 각도가 조절될 수 있다.

나아가, 상기 스코프모듈은, 관측되는 상기 디스플레이장치에 표시되는 이미지와 상기 필터모듈을 통해 투과된 상기 각각의 단색광에 의해 얻어지는 결상이 상호 일치될 수 있게 하는 이미징렌즈가 더 구비될 수 있다.

전술한 구성을 가지는 본 발명의 간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계는 다음과 같은 효과가 있다.

먼저, 디스플레이장치의 휘도 및 색도를 측정함에 있어서 3CCD를 사용하여 면 단위 측정이 가능하기 때문에 측정정도가 뛰어남은 물론, 고속측정이 가능하여 색상보정작업이 용이하다는 장점이 있다.

또한, 텔레센트릭모듈을 통해 분광모듈로부터 출사되어 필터모듈에 입사되는 빛의 각도를 일정하게 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라, 투과율이 높은 박막의 필터모듈이 마련됨으로써 정확한 휘도와 색도를 측정할 수 있을 뿐만 아니라 광량손실 및 고스트현상을 저감시킬 수 있다는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 회전식 필터방식을 채용한 종래의 면측정 색도계를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 측단면도이다.
도 4는 도 3의 사시도이다.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분광모듈을 나타낸 도면이다.
도 7은 가상의 3CCD방식을 채용한 분광기를 가정하여 나타낸 도면이다.
도 8은 국제조명위원회의 표준 측색 시스템에 따른 XYZ색차계를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 미러박스의 작동을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 포함되는 추가구성들을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상측정모듈을 나타낸 도면이다.
도 12는 도 10의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 케이스가 포함된 간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계 외관을 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 도면에 도시된 구성은, 상세한 설명에 대한 이해를 돕기 위한 예시일 뿐, 그 형상에 대하여는 제한 없이 다양할 수 있으며, 이로 인해 권리범위가 제한되지 않음은 당연하다.

먼저, 도 2 내지 도 4을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계의 구성에 대하여 상세히 설명한다.

여기서, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 측단면도이며, 도 4는 도 3의 사시도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계를 구성하는 구성요소로서, 메인바디(100), 렌즈모듈(200), 분광모듈(300), 텔레센트릭모듈(400), 필터모듈(500) 및 스코프모듈(610~660)을 포함할 수 있다.

메인바디(100)는 내부에 상기 구성요소들이 마련될 수 있는 설치공간을 갖는 일종의 케이스로서, 측정 대상이 되는 디스플레이장치로부터 발산되는 빛이 진행될 수 있는 광로가 내부에 형성될 수 있다.

이러한 상기 광로의 일측에는 외부와 연결되는 홀이 형성됨으로써, 측정 대상이 되는 디스플레이장치로부터 발산되는 빛이 메인바디(100)의 내부로 수광되어 상기 광로를 따라 타측까지 진행될 수 있다.

렌즈모듈(200)은 상기 광로의 일측에 마련되며, 외부와 연결되는 상기 홀에 인접하게 위치될 수 있다.

이러한 렌즈모듈(200)은 오브젝트렌즈(대물렌즈) 및 어태치먼트렌즈 등을 포함하는 복수 개의 렌즈들로 구성될 수 있다.

이처럼 복수 개의 렌즈들로 구성되는 렌즈모듈(200)은 상기 복수 개의 렌즈들이 상기 광로를 따라 진행되는 빛의 진행 경로상에 연속적으로 배치됨으로써 만들어지는 조합을 통해 마련될 수 있다.

이에 따라, 렌즈모듈(200)은 측정 대상이 되는 디스플레이장치로부터 발산되는 빛을 집광하여 상기 광로에 투광시킬 수 있으며, 복수 개의 렌즈들이 상호 조합됨으로써 구면 수차, 코마 수차 및 색 수차가 충분히 수정되도록 마련될 수 있다.

이와 같은 렌즈모듈(200)에 사용되는 오브젝트렌즈로는 프라운호퍼형, 가우스형 및 테일러형 중 어느 것으로도 구성될 수 있으며, 본 실시예를 도면을 참조하여 설명함에 있어서 도면에 도시된 렌즈모듈(200)의 형상은 상세한 설명의 이해를 돕기 위한 예시일 뿐, 이로 인해 렌즈모듈(200)의 구성 및 형상이 한정되는 것이 아님을 명시한다.

또한, 본 발명의 일 실시예를 설명함에 있어서, 상세한 설명에 대한 이해를 돕고자 후술할 분광모듈(300)에 대한 설명을 기재하기 이전에 텔레센트릭 모듈(400)에 대한 설명을 우선적으로 기재하도록 하겠다.

텔레센트릭모듈(400)은 하나 이상의 렌즈로 구성될 수 있으며 본 실시예와 같이 제1 튜브렌즈(410) 및 제2 튜브렌즈(420)가 상호 조합된 상태로 렌즈모듈(200)과 분광모듈(300) 사이에 배치될 수 있다.

보다 구체적으로, 텔레센트릭모듈(400)은 렌즈모듈(200)을 통해 투광되어 분광모듈(300)에 입사되는 빛의 진행 경로상에 배치됨으로써, 렌즈모듈(200)을 통해 투광된 상기 빛을 집광시켜 투과시킬 수 있다.

이에 따라, 렌즈모듈(200)을 통해 분광모듈(300)로 입사되는 빛의 직진성과 집광성을 확보할 수 있다.

분광모듈(300)은 메인바디(100)의 상기 광로 타측에 하나의 단위 블록으로 마련되어, 렌즈모듈(200)을 통해 상기 광로로 투광되는 빛을 반사시키거나 투과시켜 서로 다른 세 방향으로 분광시킬 수 있다.

이러한 본 실시예에 따른 분광모듈(300)을 설명함에 있어서, 도 5 내지 도 6을 추가적으로 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 여기서 도 5 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분광모듈을 나타낸 도면이다.

도 5 에 도시된 바와 같이, 분광모듈(300)은 렌즈모듈(200)을 통해 투광되는 빛(L)의 일부를 반사시키고 나머지를 투과시키는 제1 스플리터(310) 및 상기 제1 스플리터를 통해 투과되는 빛의 일부를 반사시키고 나머지를 투과시키는 제2 스플리터(320)를 포함하는 하나의 단위블록으로 마련될 수 있다.

즉, 하나의 단위블록의 내부에 기 설정된 각도로 마련되는 빔스플리터인 제1 스플리터(310) 및 제2 스플리터(320)가 구비됨으로써, 렌즈모듈(200)을 통해 투광되어 상기 광로를 따라 진행되는 빛(L)을 분광시킬 수 있으며, 이때 제1 스플리터(310) 및 제2 스플리터(320)의 설정 각도에 따라 분광되는 방향이 달라질 수 있다.

이때, 제1 스플리터(310) 및 제2 스플리터(320)의 분광투광율은 0도에서 45도까지 일정하도록 구성될 수 있다.

또한, 분광모듈(300)은 렌즈모듈(200)로부터 투광되는 빛(L)이 입사되는 제1 경계면(D1)과, 제1 스플리터(310)를 통해 반사되는 빛의 일부가 출사되는 제2 경계면(D2)과, 제2 스플리터(320)를 통해 반사되는 상기 빛의 다른 일부가 출사되는 제3 경계면(D3) 및 상기 제2 스플리터(320)을 통해 투과되는 상기 빛의 나머지가 출사되는 제4 경계면을 포함하는 하나의 단위블록으로 마련될 수 있다.

이에 따라, 분광모듈(300)을 통해 분광되는 각각의 빛은 최소 3개부터 최대 4개로 최소화된 경계면만을 거쳐 분광될 수 있기 때문에, 경계면을 거쳐 진행됨에 따른 빛의 손실을 최소화할 수 있다.

이때, 제1 경계면(D1) 내지 제4 경계면(D4)은 상기 각각의 경계면들을 통과하는 각각의 빛의 입사각 또는 출사각과 수직이 되도록 형성될 수 있다.

이와 같은 분광모듈(300)은 제1 경계면(D1)으로 입사되는 빛의 총량을 1이라 할 때, 제2 경계면(D2)에서 출사되는 빛의 양과, 제3 경계면(D3)에서 출사되는 빛의 양 및 제4 경계면(D4)에서 출사되는 빛의 양이 상기 빛의 총량의 1/3로 각각 동일하게 분광되도록 할 수 있다.

뿐만 아니라, 전술한 텔레센트릭모듈(400)에 의해 렌즈모듈(200)을 통해 분광모듈(300)로 입사되는 빛(L)의 입사각은 제1 경계면(D1)과 수직으로 유지되며 직진성 및 집광성이 확보될 수 있다.

또한, 텔레센트릭모듈(400)에 의해 분광모듈(300)을 통해 서로 다른 세 방향으로 분광되어 필터모듈에 입사되는 각각의 빛의 입사각이 일정한 각도로 유지될 뿐만 아니라 집광되어 입사될 수 있다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 분광모듈(300)은 서로 다른 세 방향으로 분광되는 각각의 빛이 상기 하나의 단위블록으로 입사된 후 출사되기까지의 진행거리가 상호 동일하도록 형성될 수 있다.

구체적으로, 제1 스플리터(310)를 통해 반사되는 빛의 진행거리와, 제1 스플리터(310)를 투과하여 제2 스플리터(320)를 통해 반사되는 빛의 진행거리 및 제1 스플리터(310)와 제2 스플리터(320)를 모두 투과하는 빛의 진행거리는 모두 a+b로 상호 동일할 수 있다.

이에 반하여, 도 7에 도시된 바와 같이 가상의 3CCD 방식을 채용한 분광기를 가정하여 생각해보면, 둘 이상의 분광기(P1~P2)들을 연결하여 사용하고, 빔스플리터(BS1, BS2)들을 통해 분광된 각각의 빛들이 필터(F1~F3)에 입사되기까지의 진행하는 거리가 서로 상이하며, 이에 따라 각각의 빛들의 진행거리를 동일하게 만들기 위해 별도의 분광기(P3)를 연결할 필요가 있을 것이다.

이로 인하여, 분광되는 빛들이 거치게 되는 분광기의 경계면들이 증가하기 때문에 빛의 손실도 커진다는 문제점이 있었다.

이처럼, 본 실시예에 따른 간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계는 전술한 바와 같이 빛이 반사되거나 투과되는 경계면과 빔스플리터를 최소화시킨 분광모듈이 마련되고, 상기 분광모듈의 경계면들은 빛의 입사각 및 출사각과 수직을 이루도록 형성됨으로써, 측정의 정확도를 높일 수 있고 광량손실 및 고스트현상을 저감시킬 수 있다는 장점이 있다.

뿐만 아니라, 분광모듈에 입사된 후 분광되어 출사되는 각 빛의 진행거리가 상호 동일하기 때문에, 3CCD가 각각 동일한 시야범위(FOV: Field of View)를 갖는 균일한 결상을 획득할 수 있다는 장점이 있다.

나아가, 텔레센트릭모듈을 통해 분광모듈로부터 출사되어 간섭필터모듈에 입사되는 빛의 각도를 일정하게 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라 집광된 상태로 필터모듈(500)에 입사될 수 있다는 장점이 있다.

한편, 필터모듈(500)은 전술한 분광모듈(300)에 인접하게 배치되며, 분광모듈(300)을 통해 서로 다른 세 방향으로 분광되는 각각의 빛의 진행 경로상에 배치되는 Z필터(510), Y필터(520) 및 X필터(530)를 포함할 수 있다.

이러한 Z필터(510) 내지 X필터(530)는 박막 위에서 일어나는 간섭현상을 이용하여 특정 스펙트럼을 갖는 단색광만을 걸러내는 필터로서, 분광모듈(300)을 통해 분광된 각각의 빛을 특정 스펙트럼을 포함한 단색광만으로 투과시킬 수 있다.

이때, Z필터(510) 내지 X필터(530)에 의해 필터링되는 각각의 단색광은, 도 8에 도시된 바와 같이 국제조명위원회(CIE: Commission Internationale de l'Eclairage) 에서 규정하고 있는 표준 측색 시스템(CIE 1931 standard colorimetric system)에 의한 삼자극값에 따른 X, Y, Z 영역의 특정 스펙트럼을 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, Z필터(510)는 삼자극값 중 400~550nm의 스펙트럼을 포함한 Z값을 갖는 제1 단색광(Lz)만을 투과시키고, Y필터(520)는 450~700nm의 스펙트럼을 포함한 Y값을 갖는 제2 단색광(Ly)만을 투과시키며, X필터(530)는 500~700nm의 스펙트럼을 포함한 X값 및 400nm~500nm의 스펙트럼을 포함한 X1값을 갖는 제3 단색광(Lx)만을 투과시킬 수 있다.

한편, 종래의 경우 X1영역을 표현하지 못해 Z값을 필터링하는 필터를 보정하여 사용함으로써 색도를 측정하는데 상당한 오차를 가져오는 문제점이 있었다.

이에 반해, 본 발명의 필터모듈(500)은 상기와 같이 삼자극값 중 X1값을 포함한 분광투과율을 구현할 수 있기 때문에 국제조명위원회에서 규정하고 있는 표준 측색 시스템에 의한 삼자극값을 정확하게 표현할 수 있다.

또한, 필터모듈(500)은 Z필터(510)의 빛이 입사되는 입사면이 제2 경계면(D2)과 평행되고, Y필터 6(520)의 빛이 입사하는 입사면이 제3 경계면(D3)과 평행되며, X필터(530)의 빛이 입사하는 입사면이 제4 경계면(D4)과 평행이 되도록 배치될 수 있다.

이에 따라, 필터모듈(500)의 각각의 필터에 입사하는 빛이 일정한 각도를 유지할 수 있으므로, 측정의 정확도가 향상될 수 있다는 장점이 있다.

스코프모듈(610~660)은 측정 대상이 되는 디스플레이장치의 품질을 측정하기 앞서서, 드라이런을 통해 정확한 측정 대상 및 범위를 설정할 수 있도록 마련된 구성으로서, 아이피스(610) 및 미러박스(620)를 포함할 수 있다.

이러한 본 실시예에 따른 스코프모듈(610~660)을 설명함에 있어서, 도 9를 추가적으로 참조하여 대하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 여기서 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 미러박스의 작동을 나타낸 도면이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 아이피스(610)는 메인바디(100)의 상기 광로와 연통되도록 메인바디(100)의 측부에 마련되고, 미러박스(620)는 렌즈모듈(200)을 통해 투광되는 빛을 아이피스(610)에 전달할 수 있도록 상기 광로상에 배치되어, 측정 대상이 되는 디스플레이장치에 표시되는 이미지를 관측할 수 있도록 마련된다.

이때, 아이피스(610)의 종단에는 사용자가 미러박스(620)를 통해 상기 이미지를 관측할 수 있도록 개구부가 마련되고, 상기 홀에는 플러그(630)가 구비됨으로써 드라이런 후 디스플레이장치의 품질을 측정할 때 상기 개구부를 통해 외부로부터 유입될 수 빛을 차단할 수 있다.

또한, 디스플레이장치의 품질을 측정할 시 미러박스(620)에 의해 렌즈모듈(200)을 통해 투광되어 분광모듈(300)로 입사되는 빛이 간섭 없이 진행될 수 있도록, 미러박스(620)의 배치각도를 사용자가 조절할 수 있게 마련된 조절노브(640, 도 1 참조)가 메인바디(100)의 외측면에 구비될 수 있다.

나아가, 스코프모듈(610~660)에는 아이피스(610)를 통해 관측되는 관측 대상이 되는 디스플레이장치에 표시되는 이미지와, 필터모듈(500)을 통해 투과된 각각의 단색광에 의해 얻어지는 결상이 상호 일치될 수 있게 하는 이미징렌즈(650)가 더 구비될 수 있다.

이러한 이미징렌즈(650)는 하나 이상의 렌즈로 구성될 수 있으며 본 실시예와 같이 제1 집광렌즈(852) 및 제2 집광렌즈(854)가 상호 조합된 상태로 상기 미러박스(620)를 통해 아이피스(610)로 전달되는 빛의 경로상에 배치될 수 있다.

이때, 아이피스(610)와 메인바디(100)의 광로가 연통되는 지점에는 조리개(660)가 구비되어, 미러박스(620)를 통해 전달되어 이미징렌즈(650)로 입사되는 빛의 양을 조절할 수 있다.

이에 따라, 사용자는 드라이런을 통해 정확한 측정 대상 및 범위를 설정한 후 측정 대상이 되는 디스플레이장치의 품질 측정을 수행할 수 있다.

다음으로, 도 10 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 추가구성에 대하여 상세히 설명한다.

여기서, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 포함되는 추가구성들을 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상측정모듈을 나타낸 도면이며, 도 12는 도 11의 단면도이다.

도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 외부케이스(1100)가 더 마련될 수 있으며, 외부케이스(1100) 내부에 구비되는 영상측정모듈(700), 베이스보드(800), UI(1000) 및 메인보드(900) 등을 더 포함할 수 있다.

외부케이스(1100)는 본 발명에 따른 간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계의 외관을 형성하는 구성으로, 내부에 메인바디(100) 및 상기 추가구성들이 설치될 수 있는 설치공간이 마련될 수 있다.

영상측정모듈(700)은 필터모듈(200)을 통해 투과된 상기 각각의 단색광의 출사각에 대응하여 배치되어, 상기 각각의 단색광에 의해 얻어지는 각각의 결상의 휘도, 색도 및 결함 중 적어도 어느 하나의 측정이 가능하도록 마련될 수 있다.

이러한 영상측정모듈(700)은 상기 제1 단색광이 출사되는 Z필터(510)의 출사면에 대응하여 배치되는 제1 CCD모듈(710)과, 상기 제2 단색광이 출사되는 Y필터(520)의 출사면에 대응하여 배치되는 제2 CCD모듈(720) 및 상기 제3 단색광이 출사되는 X필터(530)의 출사면에 대응하여 배치되는 제3 CCD모듈(730)을 포함할 수 있다.

이에 따라, 제1 CCD모듈(710) 내지 제3 CCD모듈(730)에 의해 측정되는 상기 제1 단색광 내지 상기 제3 단색광을 통해 얻어지는 각각의 결상은 상호 동일한 시야범위(FOV: Field of View)를 가질 수 있다.

이와 같은 제1 CCD모듈(710) 내지 제3 CCD모듈(730)은, 외관을 형성하는 하우징(602) 내부에 마련되는 CCD센서(604c)가 구비되고, 이러한 CCD센서(604c)는 하우징(602)의 일측면에 형성된 윈도우(604a)를 향하도록 마련되며, CCD센서(604c)와 윈도우(604a)의 사이의 이격된 공간은 단열체(604b)에 의해 격리될 수 있다.

즉, CCD센서(604c)가 윈도우(604a)를 통해 감지되는 상기 제1 단색광 내지 상기 제3 단색광에 의해 얻어지는 결상을 분석함으로써, 측정 대상이 되는 디스플레이장치의 휘도, 색도 및 결함 중 적어도 어느 하나를 면단위로 측정 가능하도록 구성될 수 있다.

또한, 제1 CCD모듈(710) 내지 제3 CCD모듈(730)은, 펠티어소자 등을 포함하는 열전소자(606) 및 히트싱크(608)가 구비되어, 측정과정에서 발생되는 각 CCD모듈의 발열을 해소할 수 있다.

베이스보드(800) 및 메인보드(900)는 각각의 CCD모듈을 제어하기 위한 구성으로서, CCD센서(604c)로부터 얻어지는 비디오 데이터를 디지타이징하기 위한 드라이버 및 제어회로가 구비되며 외부로부터 전원을 공급받는 전원공급장치 등을 포함할 수 있다.

UI(1000)는 베이스보드(800) 및 메인보드(900)를 통한 영상처리모듈(600)의 제어상태를 사용자가 시각적으로 인식 가능하게 표시할 수 있으며, 사용자가 직접 제어신호를 입력할 수 있는 터치스크린 등을 포함할 수 있다.

추가적으로, 도 13에 도시된 바와 같이 본 실시예는 외부케이스(1100)를 덮을 수 있도록 마련되는 덮개(1200)를 더 포함함으로써, 본 발명에 따른 3CCD형 면측정 회도색도계 내부로 유입될 수 있는 각종 이물질을 차단할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에서는 전술한 구성을 통하여, 디스플레이장치의 휘도 및 색도를 측정함에 있어서, 3CCD방식을 채용한 영상측정모듈을 사용하여, 디스플레이장치의 품질 측정 시 면 단위 측정이 가능하기 때문에, 휘도 및 색도의 동시 측정이 가능함은 물론, 측정정도가 높고 고속측정이 가능하여 색상보정작업이 용이하다는 장점이 있다

이상과 같이 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

또한, 본 발명의 실시예들은 서로 독립되어 실시될 수 있을 뿐만 아니라 다양하게 조합되어 실시될 수 있으며, 전술한 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 통하여 종래 휘도색도계의 문제점을 해결할 수 있는 간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계를 제공할 수 있다.

100: 메인바디 610~660: 스코프모듈
200: 렌즈모듈 610: 아이피스
300: 분광모듈 620: 미러박스
310: 제1 스플리터 630: 플러그
320: 제2 스플리터 640: 조절노브
D1: 제1 경계면 650: 이미징렌즈
D2: 제2 경계면 660: 조리개
D3: 제3 경계면 700: 영상측정모듈
D4: 제4 경계면 710: 제1 CCD모듈
400: 텔레센트릭모듈 720: 제2 CCD모듈
410: 제1 튜브렌즈 730: 제3 CCD모듈
420: 제2 튜브렌즈 800: 베이스보드
500: 필터모듈 900: 메인보드
510: Z필터 1000: UI
520: Y필터 1100: 케이스
530: X필터 1200: 덮개

Claims

광로가 형성된 메인바디;
상기 메인바디의 광로 일측에 마련되어, 디스플레이장치로부터 발산되는 빛을 상기 광로에 투광시키는 렌즈모듈;
상기 메인바디의 광로 타측에 하나의 단위블록으로 마련되어, 상기 렌즈모듈을 통해 상기 광로로 투광되는 빛을 반사시키거나 투과시켜 서로 다른 세 방향으로 분광시키는 분광모듈;
상기 분광모듈을 통해 서로 다른 세 방향으로 분광된 각각의 빛의 진행 경로상에 배치되어, 상기 각각의 빛을 특정 스펙트럼을 포함한 단색광으로 투과시키는 필터모듈; 및
상기 분광모듈로 입사되는 빛의 입사각이 일정 각도를 유지하고 직진성을 확보할 수 있도록, 상기 렌즈모듈과 상기 분광모듈 사이에 배치되어 상기 렌즈모듈로부터 투광되는 빛을 투과시키는 텔레센트릭모듈;을 포함하는,
간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계.
제1항에 있어서,
상기 텔레센트릭모듈은,
상기 분광모듈을 통해 서로 다른 세 방향으로 분광되어 상기 필터모듈에 입사되는 상기 각각의 빛의 입사각이 일정한 각도로 유지되도록 하여, 상기 필터모듈을 통해 투과된 각각의 단색광으로부터 얻어지는 각각의 결상에 발생되는 고스트현상을 감소시키는 것을 특징으로 하는,
간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계.
제2항에 있어서,
상기 필터모듈은,
삼자극값 중, 400~550nm의 스펙트럼만을 포함한 Z값을 갖는 단색광만을 투과시키는 Z필터와, 450~700nm의 스펙트럼만을 포함한 Y값을 갖는 단색광만을 투과시키는 Y필터와, 500~700nm의 스펙트럼만을 포함한 X값 및 400nm~500nm의 스펙트럼만을 포함한 X1값을 갖는 단색광만을 투과시키는 X필터를 포함하는 것을 특징으로 하는,
간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계.
제3항에 있어서,
상기 분광모듈은,
상기 렌즈모듈을 통해 상기 광로로 투광되는 빛의 일부를 상기 Z필터를 향해 반사시키고 나머지를 투과시키는 제1 스플리터 및 상기 제1 스플리터를 통해 투과되는 빛의 일부를 상기 Y필터를 향해 반사시키고 나머지를 상기 X필터를 향해 투과시키는 제2 스플리터를 포함하는 하나의 단위블록으로 마련되는 것을 특징으로 하는,
간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계.
제3항에 있어서,
상기 분광모듈은,
상기 렌즈모듈로부터 투광되는 빛이 입사되는 제1 경계면과, 상기 제1 스플리터를 통해 상기 Z필터를 향해 반사되는 빛이 출사되는 제2 경계면과, 상기 제2 스플리터를 통해 상기 Y필터를 향해 반사되는 빛이 출사되는 제3 경계면 및 상기 제2 스플리터를 통해 상기 X필터를 향해 투과되는 빛이 출사되는 제4 경계면을 포함하는 상기 하나의 단위블록으로 마련되는 것을 특징으로 하는,
간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계.
제5항에 있어서,
상기 제1 경계면 내지 상기 제4 경계면은,
상기 각각의 경계면들을 통과하는 상기 각각의 빛의 입사각 또는 출사각과 수직이 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는,
간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계.
제5항에 있어서,
상기 필터모듈은,
상기 Z필터의 빛이 입사되는 입사면이 상기 제2 경계면과 평행되고, 상기 Y필터의 빛이 입사되는 입사면이 상기 제3 경계면과 평행되며, 상기 X필터의 빛이 입사되는 입사면이 상기 제4 경계면과 평행이 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는,
간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계.
제5항에 있어서,
상기 분광모듈은,
상기 서로 다른 세 방향으로 분광되는 각각의 빛이 상기 하나의 단위블록으로 입사된 후 상기 X필터, 상기 Y필터 및 상기 Z필터에 도달하기까지의 진행거리가 상호 동일하도록 형성되는 것을 특징으로 하는,
간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계.
제8항에 있어서,
상기 필터모듈을 통해 투과된 상기 각각의 단색광에 의해 얻어지는 각각의 결상은, 상호 동일한 시야범위(FOV: Field of View)를 갖는 것을 특징으로 하는,
간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계.
제3항에 있어서,
상기 필터모듈을 투과한 상기 각각의 단색광의 출사각에 대응하여 배치되어, 상기 각각의 단색광을 통해 얻어지는 각 결상의 휘도, 색도 및 결함의 측정이 가능하도록 마련되는 영상측정모듈을 더 포함하는,
간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계.
제10항에 있어서,
상기 영상측정모듈은,
상기 Z값의 단색광이 출사되는 상기 Z필터를 출사면에 대응하여 배치되는 제1 CCD모듈과, 상기 Y값의 단색광이 출사되는 상기 Y필터의 출사면에 대응하여 배치되는 제2 CCD모듈과, 상기 X값의 단색광이 출사되는 상기 X필터의 출사면에 대응하여 배치되는 제3 CCD모듈을 포함하며,
상기 각 CCD모듈들이 측정하는 상기 각각의 단색광을 통해 얻어지는 각 결상은 상호 동일한 시야범위(FOV: Field of View)를 갖는 것을 특징으로 하는,
간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계.
제3항에 있어서,
상기 디스플레이장치에 표시되는 이미지를 관측할 수 있도록, 상기 메인바디의 광로와 연통되도록 상기 메인바디의 측부에 마련되는 아이피스 및 상기 렌즈모듈을 통해 투광되는 빛을 상기 아이피스에 전달하는 미러박스를 구비하는 스코프모듈을 더 포함하는,
간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계.
제12항에 있어서,
상기 미러박스는,
상기 렌즈모듈을 통해 투광되는 상기 빛이 상기 아이피스로 전달되게 하거나, 간섭 없이 상기 분광모듈로 전달될 수 있도록 상기 메인바디의 광로상에서의 설치된 각도가 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는,
간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계.
제12항에 있어서,
상기 스코프모듈은,
관측되는 상기 디스플레이장치에 표시되는 이미지와 상기 필터모듈을 통해 투과된 상기 각각의 단색광에 의해 얻어지는 결상이 상호 일치될 수 있게 하는 이미징렌즈가 더 구비되는 것을 특징으로 하는,
간섭필터를 이용한 면측정 휘도색도계.