KR20210059065A - 고감도 비접촉식 색도 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 고감도 비접촉식 색도 측정장치는, 측정대상에서 출사된 빛을 수광하는 렌즈유닛, 상기 렌즈유닛을 통과한 빛을 일측으로부터 수광하고, 수광된 빛을 n개의 경로를 통해 분배하여 타측으로 출력하되, 개구수가 기 설정된 기준값보다 크게 형성되는 광 파이버와, 상기 광 파이버의 타측으로 출력된 빛의 입사각을 목표각도 이하로 감소시키는 집광렌즈와, 상기 집광렌즈를 통과한 빛의 서로 다른 파장을 투과시키는 n개의 컬러필터를 포함하는 광 분배유닛 및 상기 광 분배유닛으로부터 전달된 빛을 전기적 신호로 변환하는 포토 다이오드를 포함하는 신호 변환유닛을 포함한다.

Description

고감도 비접촉식 색도 측정장치{High-Sensitive Contactless Device of Color Meter}
본 발명은 비접촉식 색도 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 빛의 입사각을 감소시키는 집광렌즈가 구비되어 개구수가 높은 광섬유를 적용할 수 있도록 함에 따라 극저휘도를 가지는 측정 대상에 대한 색도를 측정 가능하도록 하는 고감도 비접촉식 색도 측정장치에 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 생산 품질도 중요한 요인 중의 하나로 작용하며 이에 대한 불량여부를 판단하는 장치들이 개발되어 왔다. 특히, LCD 나 LED 등의 디스플레이에서 표현되는 색이 실제로 출력하려는 색을 잘 나타내는지를 측정하는 색도 측정장치들이 개발되고 있다.
일반적인 색도 측정장치는 포토다이오드로 구성된 감지센서를 통해 입사되는 빛의 색상을 측정하도록 구성되어, 측정대상물과 접촉함으로써 색상을 측정한다.
하지만, 이와 같이 측정대상물과 색도 측정장치를 일일이 접촉하며 색상을 측정하는 경우, 측정 시간이 길어지게 되어 생산성이 저하되는 문제가 있다.
따라서 이와 같은 문제를 개선하기 위해 측정대상물과 비접촉된 상태로 원거리에서 색도를 측정하는 비접촉식 색도 측정장치가 개발되었다.
비접촉식 색도 측정장치의 경우, 측정대상물이 원거리에 이격된 상태에서 측정을 수행하기 때문에 측정 속도가 빠르다는 장점이 있으나, 상대적으로 저휘도에 대한 측정 정확도가 떨어지는 문제가 있다.
이와 같은 문제점을 개선하기 위해서는 비접촉식 색도 측정장치의 내부로 입사되는 광량을 더욱 증가시켜야 한다.
이를 위한 방안으로는, 비접촉식 색도 측정장치의 내부에 구비되는 광 파이버의 개구수(N/A, Numerical Aperture)를 증가시켜 넓은 범위의 각도로 빛을 수광하여 광량을 증가시키는 방법과, 광 파이버의 입사부 면적을 증가시켜 광량을 증가시키는 방법이 있을 수 있다.
전자와 같이 광 파이버의 개구수를 증가시키는 경우, 비접촉식 색도 측정장치에 구비되는 컬러필터가 간섭필터(Dichroic)이기 때문에 입사 각도에 따라 투과율이 단파장대로 이동하는 현상이 발생하게 된다. 이는 컬러필터의 XYZ 분광특성에 영향을 미치게 되어 측정 결과에 오차가 발생하게 되는 문제가 있다.
또한 후자와 같이 광 파이버의 입사부 면적을 증가시키는 경우, 광 파이버 출사부의 면적이 포토 다이오드보다 커지게 되어 광 손실이 발생하며, 측정광원의 한 지점 당 측정 각도가 증가하게 되어 색도 측정에 문제가 발생하게 된다.
따라서 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
한국공개특허 제10-2018-0012362호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 입사되는 광량을 크게 증가시켜 극저휘도를 가지는 측정대상물에 대한 색도 측정을 가능하게 하되, 측정 결과에 오차가 발생하지 않도록 보정할 수 있는 구조를 가지는 비접촉식 색도 측정장치를 제공하기 위한 목적을 가진다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고감도 비접촉식 색도 측정장치는, 측정대상에서 출사된 빛을 수광하는 렌즈유닛, 상기 렌즈유닛을 통과한 빛을 일측으로부터 수광하고, 수광된 빛을 n개의 경로를 통해 분배하여 타측으로 출력하되, 개구수가 기 설정된 기준값보다 크게 형성되는 광 파이버와, 상기 광 파이버의 타측으로 출력된 빛의 입사각을 목표각도 이하로 감소시키는 집광렌즈와, 상기 집광렌즈를 통과한 빛의 서로 다른 파장을 투과시키는 n개의 컬러필터를 포함하는 광 분배유닛 및 상기 광 분배유닛으로부터 전달된 빛을 전기적 신호로 변환하는 포토 다이오드를 포함하는 신호 변환유닛을 포함한다.
그리고 상기 광 분배유닛은, 상기 집광렌즈와 상기 컬러필터 사이에 구비되어, 상기 집광렌즈를 통과한 빛에 대해 분광 투과율이 변동되지 않도록 보상하는 마이크로 어레이렌즈를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 마이크로 어레이렌즈는 상기 광 파이버의 n개의 경로 각각에 대응되도록 n개가 구비될 수 있다.
그리고 상기 마이크로 어레이렌즈는 상기 광 파이버의 n개의 경로 전체의 출력면적에 대응되는 면적을 가지도록 형성될 수 있다.
더불어 상기 집광렌즈는 상기 광 파이버의 n개의 경로 각각에 대응되도록 n개가 구비될 수 있다.
한편 상기 광 파이버의 개구수 기준값은 0.2 이상으로 형성될 수 있다.
그리고 상기 렌즈유닛은 평행광만을 수광하는 텔레센트릭 렌즈로 형성될 수 있다.
또한 본 발명은 상기 신호 변환유닛에 의해 변환된 전기적 신호를 증폭하여 외부 시스템으로 전송하는 신호 증폭유닛을 더 포함할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 고감도 비접촉식 색도 측정장치는, 휘도 및 색도 측정 시 높은 개구수를 가지는 광 파이버로 입사되는 빛의 높은 입사각도에 따른 투과율 차이를 집광렌즈 및 마이크로 어레이렌즈를 통해 보상할 수 있으므로, 휘도 및 색도 측정의 정확도를 크게 향상시킬 수 있으며, 또한 극저휘도를 가지는 측정대상에 대해서도 색도를 정밀하게 측정할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 고감도 비접촉식 색도 측정장치를 통해 측정대상의 색도를 측정하는 모습을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 고감도 비접촉식 색도 측정장치의 각 구성요소를 분해하여 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 고감도 비접촉식 색도 측정장치의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 고감도 비접촉식 색도 측정장치에 있어서, 광 분배유닛 및 신호 변환유닛의 요부를 나타낸 도면;
도 5는 광 파이버로 입사되는 빛의 경로를 나타낸 도면;
도 6은 입사각에 따른 중심파장의 이동량을 나타낸 도면;
도 7은 동일 광학계에 마이크로 어레이렌즈의 유무에 따른 분광 프로파일 차이를 나타낸 도면;
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 고감도 비접촉식 색도 측정장치의 모습을 나타낸 도면;
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 고감도 비접촉식 색도 측정장치의 모습을 나타낸 도면; 및
도 10은 본 발명의 제4실시예에 따른 고감도 비접촉식 색도 측정장치의 모습을 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 고감도 비접촉식 색도 측정장치를 통해 측정대상(D)의 색도를 측정하는 모습을 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 고감도 비접촉식 색도 측정장치의 각 구성요소를 분해하여 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 고감도 비접촉식 색도 측정장치는 측정대상물(D)과 이격된 상태로 배치되어, 상기 측정대상물(D)에서 출사되는 빛을 감지하고 이에 대한 색도를 측정한다.
그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 고감도 비접촉식 색도 측정장치는 내부에 수용공간이 형성된 케이스(100)와, 상기 케이스의 일측에 장착되어 측정대상(D)에서 출사된 빛을 수광하는 렌즈유닛(200)과, 상기 렌즈유닛(200)을 통과한 빛을 분배 및 보정하는 광 분배유닛(400)과, 광 분배유닛으로부터 전달된 빛을 전기적 신호로 변환하는 신호 변환유닛(300)과, 상기 신호 변환유닛에 의해 변환된 전기적 신호를 증폭하여 외부 시스템으로 전송하는 신호 증폭유닛(500)을 포함한다.
이때 상기 렌즈유닛(200)은 텔레센트릭 렌즈부(210) 및 렌즈연결부(220)를 포함하여, 시준 광선, 즉 광축에 평행한 평행광만을 수광하도록 형성될 수 있다.
그리고 본 실시예에서 상기 광 분배유닛(400), 신호 변환유닛(300) 및 신호 증폭유닛(500)은 상기 케이스(100) 내부의 수용공간에 구비되며, 상기 렌즈유닛(200)은 상기 케이스의 일측에 노출된 상태로 구비된 형태를 가진다. 다만, 이는 하나의 실시예일뿐으로 본 발명에 따른 고감도 비접촉식 색도 측정장치의 외관 및 연결 구조는 다양하게 형성될 수 있음은 물론이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 고감도 비접촉식 색도 측정장치의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 고감도 비접촉식 색도 측정장치에 있어서, 광 분배유닛(400) 및 신호 변환유닛(300)의 요부를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 고감도 비접촉식 색도 측정장치는 렌즈유닛(200)과, 광 분배유닛(400)과, 신호 변환유닛(300)과, 신호 증폭유닛(500)이 순차적으로 배치된다.
상기 렌즈유닛(200)은 측정대상(D)에서 출사된 빛을 수광하여 상기 광 분배유닛(400)에 전달한다.
그리고 상기 광 분배유닛(400)은, 광 파이버(410), 집광렌즈(440), 마이크로 어레이렌즈(450) 및 컬러필터(460)를 포함한다.
상기 광 파이버(410)는 상기 렌즈유닛(200)을 통과한 빛을 일측으로부터 수광하고, 수광된 빛을 n개의 경로를 통해 분배하여 타측으로 출력하는 구성요소이다. 이를 위해 상기 광 파이버(410)의 일측에는 광 입력부(420)가 형성되며, 상기 광 파이버(410)의 타측에는 광 출력부(430)가 형성된다.
그리고 본 실시예의 경우, 상기 광 파이버(410)는 수광된 빛을 3개의 경로로 분배하여 출력하는 형태를 가지나, 분배되는 경로의 개수는 이에 제한되지 않고 다양하게 정해질 수 있다.
이와 같이 본 실시예는 상기 광 분배유닛(400)에 광 파이버(410)를 적용함으로써 소실되는 빛을 최소화할 수 있으며, 유연하게 휘어질 수 있는 광 파이버(410)의 특징에 따라 광 분배유닛(400)과 신호 변환유닛(300)을 반드시 일직선상에 배치하여야 할 필요가 없으므로 공간의 활용도를 증가시킬 수 있다.
또한 상기 광 파이버(410)는, 개구수(N/A, Numerical Aperture)가 기 설정된 기준값보다 크게 형성될 수 있다. 이와 같이 하는 이유는 비접촉식 색도 측정장치의 내부로 입사되는 광량을 더욱 증가시켜, 저휘도에 대한 측정 정확도를 향상시키기 위한 것이다.
예컨대 상기 광 파이버(410)의 개구수 기준값은 0.2 이상일 수 있으며, 본 실시예에서는 개구수가 0.5인 광 파이버(410)를 적용하는 것으로 예시하였다.
다만, 이와 같이 광 파이버(410)의 개구수 기준값을 0.2 이상으로 형성하는 경우, 후술할 컬러필터(460)가 간섭필터(Dichroic)이기 때문에 입사 각도의 증가에 따라 투과율이 단파장대로 이동하는 현상이 발생할 수 있다(도 5 및 도 6 참조). 이는 컬러필터(460)의 XYZ 분광특성에 영향을 미치게 되어 측정 결과에 오차가 발생하게 되는 문제가 있다.
이에 따라 본 실시예의 경우, 상기 광 파이버(410)의 타측으로 출력된 빛의 입사각을 목표각도 이하로 감소시키는 집광렌즈(440)와, 상기 집광렌즈(440)와 상기 컬러필터(460) 사이에 구비되어, 상기 집광렌즈(440)를 통과한 빛에 대해 분광 투과율이 변동되지 않도록 보상하는 마이크로 어레이렌즈(450)를 구비하였다.
상기 집광렌즈(440)는 빛이 높은 입사각도로 전달되는 광 파이버(410)에 의해 발산되는 빛을 모아 목표각도 이하의 입사각으로 보정하게 되며, 상기 마이크로 어레이렌즈(450)는 상기 집광렌즈(440)를 통해 수렴된 빛을 보상하여 파장 별 투과율이 바뀌는 것을 방지하게 된다. 여기서 상기 집광렌즈(440)의 목표각도는 5°일 수 있다.
한편 상기 집광렌즈(440) 및 상기 마이크로 어레이렌즈(450)는 상기 광 파이버(310)의 n개의 경로 각각에 대응되도록 n개가 구비될 수 있다. 본 실시예의 경우 상기 광 파이버(310)는 3개의 경로로 빛을 분배하므로, 상기 집광렌즈(440) 및 상기 마이크로 어레이렌즈(450) 역시 총 3개가 구비되어, 상기 광 파이버(310)의 각 광 출력부(430)마다 대응되도록 구비된 형태를 가진다.
다만, 이는 본 실시예에서 적용된 형태일 뿐 상기 집광렌즈(440) 및 상기 마이크로 어레이렌즈(450)의 개수 및 면적은 본 실시예 외의 다른 형태로도 적용될 수 있을 것이다.
만일 본 실시예와 달리 상기 마이크로 어레이렌즈(450)와 광섬유다발이 1:1로 매칭되지 않는 경우에는, 광의 분산이 발생하여 고각으로 입사되는 광의 편차를 줄일 수 있는 효과를 얻을 수도 있다.
그리고 상기 광 분배유닛(400)은, 상기 집광렌즈(440) 및 상기 마이크로 어레이렌즈(450)를 통과한 빛의 서로 다른 파장을 투과시키는 n개의 컬러필터(460)를 더 포함한다.
구체적으로, 상기 컬러필터(460)는 전달되는 빛을 수광하여 특정한 파장의 빛만 투과시키며, 전술한 바와 같이 본 실시예의 컬러필터(460)는 간섭필터인 것으로 하였다.
상기 간섭필터는 얇은 막 위에서 일어나는 간섭현상을 이용하여 특정한 파장의 파동을 걸러내는 필터이며, 원하는 파동을 얻는 방식과 필터 재질의 종류에 따라 여러 종류로 나뉠 수 있다.
신호 변환유닛(300)은 상기 광 분배유닛(400)으로부터 전달된 빛을 전기적 신호로 변환하는 포토 다이오드(310)를 포함한다.
상기 포토 다이오드(310)는 상기 광 분배유닛(400)으로부터 전달된 빛을 통해 색상을 감지하는 구성으로서, 적어도 하나 이상으로 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 포토 다이오드(310)는 빛을 수광하여 전기적인 신호로 변환하는 일종의 센서로서, 상기 컬러필터(460)를 경유한 빛을 수광하여 전기적 신호로 변환한다. 이와 같이 수광된 전기적 신호는 별도의 외부 시스템에 의해서 수광된 빛의 색상을 측정하는데 이용된다.
그리고 상기 신호 증폭유닛(500)은 상기 신호 변환유닛(300)에 의해 변환된 전기적 신호를 증폭하여 외부 시스템으로 전송하는 구성요소이며, 이는 당업자에게 자명한 사항이므로 상기 신호 증폭유닛(500)에 대한 설명은 생략하도록 한다.
이상과 같이, 본 발명은 휘도 및 색도 측정 시 높은 개구수를 가지는 광 파이버(410)로 입사되는 빛의 높은 입사각도에 따른 투과율 차이를 집광렌즈(440) 및 마이크로 어레이렌즈(450)를 통해 보상할 수 있으므로, 휘도 및 색도 측정의 정확도를 크게 향상시킬 수 있으며, 또한 극저휘도를 가지는 측정대상에 대해서도 색도를 정밀하게 측정할 수 있다.
한편 CIE 1931 XYZ 색 공간(혹은 CIE 1931 색 공간)은 인간의 색채 인지에 대한 연구를 바탕으로 수학적으로 정의된 최초의 색 공간 가운데 하나이다.
인간의 눈에는 단파장, 중파장, 장파장의 세 가지 빛을 받아들이는 수용기인 원추세포가 존재하며, 이에 따라 원칙적으로, 세 개의 변수로 인간의 색 감각을 표현할 수 있다.
삼색 자극값은 가산 혼합 모델에서 삼원색을 조합하여 원하는 색과 같은 색을 만들 수 있는 조합을 가리키며, 이와 같은 삼색 자극값은 주로 CIE 1931 색 공간에서 X, Y, Z 값으로 표현된다.
즉 다양한 디스플레이 장치는 결국 사람이 사용하는 것으로서, 사람의 눈을 기준으로 색도를 평가하게 되며, 색차계의 출력값은 사람 눈의 기준인 CIE 1931 그래프에 가까울 수록 우수한 장비라 할 수 있다.
본 발명에 있어 렌즈유닛(200)의 중심을 지나는 빛은 광 파이버에 0°로 입사되나, 렌즈유닛(200)의 외곽을 지나는 빛은 소정의 고각(예컨대, 30°)로 입사된다. 즉 측정하고자 하는 시료의 크기가 클수록 입사되는 빛의 각도가 증가하게 된다. 이때 상기 마이크로 어레이렌즈(450)는 높은 각도로 입사되는 빛을 0°에 가깝게 바꾸거나, 0°와 30°의 빛을 광각으로 분산시킬 수 있도록 한다.
결과적으로 시료의 크기에 따라 빛의 각도 차이가 없어지게 되고, 빛의 각도 차이가 없기 때문에 분광프로파일(CIE 1931)의 변화량이 적어지게 된다.
그리고 이와 같은 사실을 검증하기 위해, 다음과 같은 과정을 수행할 수 있다.
먼저, 단색 파장을 낼 수 있는 장비(예: 400nm, 401nm의 빛만 출력)를 준비(이하 모노크로미터)하고, 모노크로미터에서 380nm 부터 780nm 까지의 빛을 1nm 간격으로 출력한다(예: 380nm 빛 출력, 1초 후 381nm 빛 출력).
이후 본원발명의 색도 측정장치를 통해 출력되는 빛을 매회 측정하여 기록한 뒤, 기록된 값을 그래프로 표현하여 CIE 1931 그래프와 비교한다.
도 7은 동일 광학계에 마이크로 어레이렌즈(450)의 유무에 따른 분광 프로파일 차이를 나타낸 도면이다.
상기와 같은 과정을 통해 도출된 도 7에 나타난 그래프를 참조하면, 동일한 광학계에 마이크로 어레이렌즈(450)를 추가할 경우, 마이크로 어레이렌즈(450)가 구비되지 않은 상태의 광학계에 비해 기준이 되는 Y그래프에 더 가까워진 것을 확인할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 다른 실시예들에 대해 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 고감도 비접촉식 색도 측정장치의 모습을 나타낸 도면이다.
도 8에 도시된 본 발명의 제2실시예에 따른 고감도 비접촉식 색도 측정장치의 경우, 마이크로 어레이렌즈(1450)가 상기 광 파이버(310)의 n개의 경로 전체의 출력면적에 대응되는 면적을 가지도록 형성된다는 점이 전술한 제1실시예와 다르다.
즉 본 실시예에서 상기 마이크로 어레이렌즈(1450)는 단일 개가 상기 광 파이버(310)의 3개의 경로 전체의 출력면적에 대응되는 면적을 가지며, 이와 같은 경우 상기 마이크로 어레이렌즈(1450)는 영역 별로 서로 다른 투과 특성을 가지도록 형성될 수도 있다.
또한 상기 마이크로 어레이렌즈(1450)와 마찬가지로, 상기 집광렌즈(440) 역시 상기 광 파이버(310)의 n개의 경로 전체의 출력면적에 대응되는 면적을 가지도록 형성될 수도 있음은 물론이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 고감도 비접촉식 색도 측정장치의 모습을 나타낸 도면이다.
도 9에 도시된 본 발명의 제3실시예의 경우, 광 파이버(310)의 광 출력부(430)와 마이크로 어레이렌즈(450) 간의 이격 거리가 집광렌즈(440)의 두께보다 크게 형성되며, 상기 집광렌즈(440)는 선형이동모듈(442)에 의해 광 파이버(310)의 광 출력부(430)와 마이크로 어레이렌즈(450) 사이에서 선형 이동 가능하게 형성된다.
이와 같이 할 경우, 상기 광 파이버(310)의 개구수에 따라 상기 집광렌즈(440)의 위치를 조절하여 빛의 집광도를 조절하도록 할 수 있으므로, 상황에 적합한 광 파이버(310)를 교체 적용할 수 있는 장점을 가지게 된다.
도 10은 본 발명의 제4실시예에 따른 고감도 비접촉식 색도 측정장치의 모습을 나타낸 도면이다.
도 10에 도시된 본 발명의 제4실시예의 경우, 집광렌즈(440a, 440b)가 다단으로 배치된다는 특징을 가진다.
구체적으로 본 실시예는 광 파이버(310)의 광 출력부(430)와 마이크로 어레이렌즈(450) 사이에서 상기 광 출력부(430)에 인접하여 제1군을 형성하는 제1집광렌즈(440a)와, 상기 마이크로 어레이렌즈(450)에 인접하여 제2군을 형성하는 제2집광렌즈(440b)를 포함한다.
이와 같이 할 경우, 다단 구조로 배열되는 집광렌즈(440a, 440b)에 의해 빛의 입사각도를 더욱 감소시킬 수 있으므로, 개구수가 보다 높은 광 파이버(410)를 적용할 수 있는 장점을 가진다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 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: 렌즈유닛
300: 신호 변환유닛
310: 포토 다이오드
400: 광 분배유닛
410: 광 파이버
440: 집광렌즈
450: 마이크로 어레이렌즈
460: 컬러필터
500: 신호 증폭유닛

Claims (8)

  1. 측정대상에서 출사된 빛을 수광하는 렌즈유닛;
    상기 렌즈유닛을 통과한 빛을 일측으로부터 수광하고, 수광된 빛을 n개의 경로를 통해 분배하여 타측으로 출력하되, 개구수가 기 설정된 기준값보다 크게 형성되는 광 파이버와, 상기 광 파이버의 타측으로 출력된 빛의 입사각을 목표각도 이하로 감소시키는 집광렌즈와, 상기 집광렌즈를 통과한 빛의 서로 다른 파장을 투과시키는 n개의 컬러필터를 포함하는 광 분배유닛; 및
    상기 광 분배유닛으로부터 전달된 빛을 전기적 신호로 변환하는 포토 다이오드를 포함하는 신호 변환유닛;
    을 포함하는 고감도 비접촉식 색도 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 분배유닛은,
    상기 집광렌즈와 상기 컬러필터 사이에 구비되어, 상기 집광렌즈를 통과한 빛에 대해 분광 투과율이 변동되지 않도록 보상하는 마이크로 어레이렌즈를 더 포함하는 고감도 비접촉식 색도 측정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마이크로 어레이렌즈는 상기 광 파이버의 n개의 경로 각각에 대응되도록 n개가 구비되는 고감도 비접촉식 색도 측정장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 마이크로 어레이렌즈는 상기 광 파이버의 n개의 경로 전체의 출력면적에 대응되는 면적을 가지도록 형성되는 고감도 비접촉식 색도 측정장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 집광렌즈는 상기 광 파이버의 n개의 경로 각각에 대응되도록 n개가 구비되는 고감도 비접촉식 색도 측정장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광 파이버의 개구수 기준값은 0.2 이상으로 형성되는 고감도 비접촉식 색도 측정장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈유닛은 평행광만을 수광하는 텔레센트릭 렌즈로 형성되는 고감도 비접촉식 색도 측정장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 신호 변환유닛에 의해 변환된 전기적 신호를 증폭하여 외부 시스템으로 전송하는 신호 증폭유닛을 더 포함하는 고감도 비접촉식 색도 측정장치.
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