KR20220043197A - 이미징 광 측정 디바이스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이미지 센서(117) 및 광학 분광계(120)를 포함하는 이미징 광 측정 디바이스에 관한 것으로, 여기서 이미지 센서(117) 및 분광계(120)는 측정 대상(110)에 의해 방출되는 광을 수신하도록 구성되고, 이미징 광 측정 디바이스는, 이미지 센서(117) 및 분광계(120)에 연결되고 이미지 센서(117) 및 분광계(120)에 의해 출력되는 측정된 신호를 프로세싱하는 데이터-프로세싱 유닛(118)을 포함한다. 본 발명에 의해 해결되는 문제는, 간단하고 비용 효율적인 방식으로 측정 프로세스의 정확한 시간 제어를 허용하는 광 측정 디바이스를 제공하는 것이다. 이를 위해, 본 발명은, 이미지 센서(117) 및 분광계(120) 각각이 트리거 입력(122, 123)을 가지며, 여기서 트리거 입력(122, 123)에서 인가되는 트리거 신호가 측정 프로세스를 개시하는 것을 제안한다.
Description
본 발명은 이미지 센서 및 광학 분광계를 포함하는 이미징 광 측정 디바이스에 관한 것으로, 여기서 이미지 센서 및 분광계는 측정 대상에 의해 방출되는 광을 수신하도록 구성되고, 이미징 광 측정 디바이스는 이미지 센서 및 분광계에 연결되고 이미지 센서 및 분광계에 의해 출력되는 측정된 신호를 프로세싱하는 데이터 프로세싱 유닛을 포함한다.
이러한 종류의 디바이스는 선행 기술로부터 알려져 있다. 예를 들어, EP 3 054 273 A1은, 품질 보증에서 매트릭스 디스플레이 장치(스마트폰, 태블릿, 랩톱, 모니터, 텔레비전 등의 컬러 매트릭스 디스플레이와 같은, 매트릭스 디스플레이로도 지칭됨)를 측정하고 검사하는 데 사용되는 비색(colorimetry) 시스템을 설명한다.
알려진 디스플레이 테스트 환경의 핵심 구성 요소는, 밝기, 색상 및 공간 관계에 대한 인간의 인식에 해당하는 개별 디스플레이의 시각적 성능을 정확하게 측정할 수 있게 해주는 이미징 비색계(colorimeter) 형태의 광 측정 디바이스이다. 강력한 이미징 광 측정 장비는, 예를 들어 색상(즉, 적절한 색상 공간의 색 좌표), 디스플레이의 개별 픽셀의 휘도(밝기) 및 디스플레이의 전반적인 균일성을 정확하게 측정할 수 있다.
전형적인 생산 프로세스에서, 각 디스플레이의 시각적 성능은 이러한 종류의 이미징 광 측정 장비를 포함하는 자동 검사 시스템에 의해 테스트된다. 이는 몇 가지 장점을 갖는다. 디스플레이 오류의 정량적 평가가 가능하고, 뿐만 아니라 테스트 속도가 증가하며 특히 전체 디스플레이 품질, 즉, 균일성 및 색상 정확도에 대한 동시 평가가 가능하다.
알려진 이미징 비색 시스템에서, 디지털 RGB 카메라는 디스플레이의 픽셀에서 방출된 빛을 수신하는 이미지 센서로서 제공된다. 이러한 방식으로, 색 분포 및 휘도 분포는 공간 분해능을 갖는 간단한 방식으로, 즉 이미징 방식으로 측정된다. 또한, 알려진 비색 시스템은, 공간 분해능 없이, 즉 비-이미징 방식으로 디스플레이 상의 미리 결정된 영역("스팟")으로부터 광을 수신하는 광학 분광계를 포함한다. 이미지 센서와 분광계에 의한 검출을 위해 측정 대상에서 나오는 빛을 분할하는 빔 스플리터(beam splitter)는 측정 대상과 이미지 센서 또는 분광계 사이에 위치된다. 알려진 비색 시스템은 이미지 센서 및 분광계에 데이터 연결되어 있는 데이터 프로세싱 유닛을 포함하며, 이러한 유닛은 측정 프로세스를 제어하고 이미지 센서 및 분광계에 의해 출력되는 측정된 신호를 프로세싱한다. 이 경우, 이미지 센서로부터의 측정된 RGB 신호는 적절한 비색, 방사측정(radiometric) 및 측광(photometric) 변수(예를 들어, X, Y, Z 색 좌표)로 변환되며, 이미징 방식으로 검출된 획득된 변수는 분광계로부터의 정밀하게 측정된 신호를 기반으로 보정되어, 디스플레이 품질을 평가하는 데 필요한 비색 및 측광 변수의 매우 빠르고 비용 효율적인 이미징 검출이 가능하다.
최신 자동 검사 시스템에서, 측정 디바이스에서의 개별 측정 대상의 체류 시간은 처리량을 최대화하기 위해 최소화되도록 되도록 의도된다.
마이크로 LED 어레이를 기반으로 하는 최신 매트릭스 디스플레이는 거의 시장에 출시되었다. LED를 측정할 때, 작동 중에 LED가 뜨거워지는 문제가 발생한다. 온도의 변화는 방출되는 광의 스펙트럼의 변화를 초래한다. 이 경우, 목표는 LED를 포함하는 측정 대상을 테스트할 때 몇 밀리초의 매우 짧은 시간 간격 동안에만 개별 LED 각각을 켜는 것이다.
이를 가능하게 하기 위해, 개별 측정의 시간 시퀀스가 정밀하게 제어될 수 있는 것이 필요하다.
알려진 광 측정 디바이스에서, 데이터 프로세싱 유닛의 소프트웨어는 전체 측정 프로세스를 제어한다. 이 프로세스에서, 명령 실행 시간은 불확실하며 측정에 따라 달라지므로, 100ms 이상의 범위의 측정 불확실성이 있을 수 있다. 그 결과, 이미지 센서 또는 분광계의 실제 측정 프로세스의 지속 시간(수 밀리초)을 배수로 초과하는 측정 지속 시간이 작동을 위해 사용되어야 한다. 오로지 이 것만이, 측정이 실제로 이용가능한 시간 윈도우 내에서 발생한다는 것을 보장할 수 있다. 이는, 소프트웨어 제어로 인해 이미지 센서와 분광계에 의한 측정들이 동시에 정확하게 실행될 수 없다는 사실에 의해 악화된다. 상이하고 변화하는 명령 실행 시간 때문에, 실제로 측정이 수행되는 시간 지연(lag)이 정확히 알려지지 않는다. 여기에서도, 불확실성은 최대 100ms이다. 이는, LED 기반 측정 대상을 측정할 때, 앞에서 언급한 바와 같이, 상기 LED가 켜진 후 스펙트럼 런-인(spectral run-in) 거동이 예상되어야 하는 문제를 야기하여, 예를 들어, 이미지 센서는 여전히 차가운 LED를 측정하지만 반면, 분광계는 몇 밀리초 이후에 동일한 LED의 이미 적색 편이된 스펙트럼을 측정한다. 그러면, 이미지 센서와 분광계의 데이터가 일치하지 않는다.
이러한 배경에 대해, 본 발명에 의해 해결되는 문제는, 간단하고 비용 효율적인 방식으로 측정 프로세스의 정확한 시간 제어를 허용하는 광 측정 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명은, 이미지 센서와 분광계 각각이 트리거 입력을 갖고, 트리거 입력에서 인가되는 트리거 신호가 측정 프로세스를 시작한다는 점에서 처음에 언급된 유형의 광 측정 디바이스로부터 진행되는 이러한 문제를 해결한다.
명확히 하기 위해, 측정 대상은 본 발명에 따른 광 측정 디바이스의 일부가 아니라는 점에 유의해야 한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 이미지 센서 및 분광계는, 측정 프로세스의 개시와 관련하여 이전과 같이 데이터 프로세싱 유닛의 소프트웨어에 의해 제어되지 않고 외부 트리거 신호에 의해 제어된다. 여기서, "외부"는, 트리거 신호가 광 측정 디바이스 외부로부터, 즉, 특히 데이터 프로세싱 유닛 외부에서 오는 것, 즉, 데이터 프로세싱 유닛은 측정의 개시에 관여하지 않는다는 것을 의미한다. 트리거 입력은 하드웨어에, 즉 이미지 센서 또는 분광계의 전자 장치에 직접 연결된다. 트리거 신호는, 단순한 전기 신호 라인을 통해 디지털 논리 레벨을 갖는 전압 신호로 송신될 수 있다. 이는 아마도, 트리거 신호의 전기 또는 전자 신호 전파 시간에 의해서만 제한되는 측정 프로세스의 즉시 개시를 야기한다. 트리거 신호가 데이터 프로세싱 유닛으로부터 분리된 적절한 데이터 버스를 통해 공급되는 것도 가능할 수 있다.
본 발명은, 트리거 신호에 의해 이미지 센서 및 분광계에 의한 측정을 실제로 동시에 또는 적어도 거의 동시에 개시하는 것을 가능하게 한다. 그 결과, 한편으로는 측정이 원하는 시점에 정확하게 개시되는 것이 보장될 수 있으며, 여기서, 특히 이미지 센서와 분광계에 의한 실제 동시 측정이 보장된다. 따라서, LED 기반 측정 대상의 시간 지연으로 인한 문제가 방지된다. 한편, 위에서 언급한 바와 같이 전형적으로 매트릭스 디스플레이 또는 LED 어레이인 측정 대상의 작동 지속 기간의 측정 지속 기간이 조정될 수 있다. 따라서, 측정 윈도우 및 그에 따른 측정 대상의 체류 시간이 단축될 수 있다. 측정 대상은 이미지 센서와 분광계의 (알려진) 측정 지속 기간의 종료 직후에 교체될 수 있다. 이는 처리량을 상당히 증가시킨다.
또한, 트리거 신호는 각각의 경우에 이미지 센서 및/또는 분광계의 통합(integration) 시간을 제어할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서 및/또는 분광계는 트리거 신호가 "하이(high)"의 논리 수준을 갖는 한 측정을 수행할 수 있다. 결과적으로, 신호 잡음을 감소시키기 위한 통합이 구현될 수 있다. 추가로, 이러한 방식으로, 이미지 센서에 의한 측정은, 예를 들어, 측정 대상의 광원(예를 들어, 개별 LED 그룹)이 순차적으로 작동되는 동안 계속될 수 있다. 그러면, 이미지 센서에서 생성되는 측정 대상의 이미지가 작동된 상태의 모든 LED 그룹을 동시에 보여준다. LED 그룹의 순차적 활성화와 병행하여, 분광계에 의한 복수의 개별 측정은 그에 따라 동기화된 순차적 트리거 신호에 의해 개시될 수 있다. 그러면, 이미지 센서로부터 측정된 신호의 개별 보정은 각 LED 그룹에 대한 분광계로부터의 측정된 신호로부터 도출될 수 있다. 이러한 방식으로, 전체 측정 프로세스가 최소 측정 기간 내에 수행될 수 있다.
바람직한 구성에서, 이미지 센서 및/또는 분광계는 각각 적어도 하나의 신호 출력을 포함하고, 신호 출력을 통해 그 작동 상태에 따라 신호를 출력하도록 구성된다. 신호 출력은 트리거 입력에 대응하는 외부 피드백 채널을 구성한다. 여기서, 다시 "외부"는, 신호 출력이 데이터 프로세싱 유닛으로부터 분리되어 있고 이미지 센서 또는 분광계의 전자 장치에 직접 연결되어 있음을 의미한다.
예를 들어, 이미지 센서 및/또는 분광계는 각각 트리거 신호를 수신한 후에 신호 출력을 통해 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 신호 출력은, 예를 들어, 자동화 기술에 의해 통합된 광 측정 디바이스의 외부 제어기에서 트리거 신호의 수신을 확인하기 위한 신호를 송신하기 위해 사용된다. 결과적으로, 측정 프로세스가 실제로 개시되었음이 외부에서 식별될 수 있다.
또한, 이미지 센서 및/또는 분광계 각각은 진행 중인 측정 프로세스 동안 신호 출력을 통해 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 결과적으로, 외부 제어기는 측정이 진행 중임을 식별할 수 있다. 특히 유리하게는, 이미지 센서 및/또는 분광계는 각각, 측정 프로세스의 완료 후에, 그리고, 이 경우에, 바람직하게는 데이터 프로세싱 유닛으로의 측정된 신호의 출력의 완료 전에, 그러나 적어도 데이터 프로세싱 유닛에 의한 측정된 신호의 프로세싱의 완료 전에 신호 출력을 통해 신호를 출력하도록 구성된다. 일단 이미지 센서와 분광계에 의한 측정이 완료되거나 또는 일단 전체 측정 프로그램이 완료되면, 특히 데이터 프로세싱 유닛이 이미지 센서와 분광계로부터의 측정된 신호의 송신, 저장 및 평가를 완료할 때까지 대기 기간이 있어야 할 필요 없이 측정 대상이 변경될 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 측정 대상이 조기에 변경되어 측정에 결함이 있거나 또는 측정이 불완전할 위험 없이 체류 시간이 최소화될 수 있다. 데이터 프로세싱 유닛에 의한 측정된 신호의 프로세싱 지속 기간은 측정 대상을 변경하기 위해 사용될 수 있어서 비생산적인 대기 시간이 없다.
다른 옵션은, 이미지 센서 및/또는 분광계 각각은 측정 준비가 되었을 때 신호 출력을 통해 신호를 출력하도록 구성된다는 것이다. 결과적으로, 외부 제어기는 새로운 측정 프로세스가 시작될 수 있는 시기를 식별할 수 있다. 이는 또한, 광 측정 디바이스에서 측정 대상의 체류 지속 기간을 최소화하는 데 기여한다. 데이터 프로세싱 유닛의 불확실하고 변화하는 신호 전파 시간으로 인한 안전 마진을 고려할 필요 없이, 측정은 하드웨어가 준비되는 즉시 시작될 수 있다.
하나의 가능한 구성에서, 이미지 센서 및/또는 분광계에서, 위에서 설명된 신호(트리거 확인, 측정 진행 중, 측정 완료, 측정 준비) 중 적어도 2개 각각에 대해 별개의 신호 출력이 제공된다. 이러한 방식으로, 각 피드백 신호는 단순한 전기 신호로서 송신될 수 있다. (데이터 프로세싱 유닛과는 별개의) 데이터 버스를 통해 송신하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 광 측정 디바이스의 다른 바람직한 구성에서, 데이터 프로세싱 유닛으로부터 분리되고 이미지 센서 및 분광계의 트리거 입력에 연결된 제어 유닛이 제공될 수 있다. 외부 제어 유닛은, 말하자면, 자동화 시스템에서, 예를 들어, 매트릭스 디스플레이의 산업적 대량 생산에서 광 측정 디바이스를 작동시키기 위한 인터페이스로 사용된다. 이 프로세스에서, 상기 디바이스는 전적으로 전기/전자 수준에서, 즉 데이터 프로세싱 유닛이 관여하지 않고 작동된다.
제어 유닛은 또한 유리하게는 이미지 센서 및 분광계의 신호 출력에 연결되며, 여기에서 제어 유닛은 트리거 입력을 통해, 특히 이미지 센서 및 분광계의 신호 출력을 통해 출력된 신호에 기초하여 이미지 센서 및 분광계를 작동시키도록 구성된다. 예를 들어, 논리적으로 연결됨으로써, 이미지 센서와 분광계에 의한 동기식 측정의 개시는, 각각의 신호 출력을 통해 측정할 준비가 되었음을 나타내는 이미지 센서와 분광계 둘 모두에 의존하여 이루어질 수 있다. 동일한 방식으로, 제어 유닛은 이미지 센서와 분광계 둘 모두에 의해 측정 완료가 표시되는 신호 출력들을 논리적으로 상호 연결할 수 있어서, 측정 대상의 변경은 일단 2개의 양상(modality), 즉, 이미지 센서와 분광계가 그들의 측정을 완료하면 외부 자동화 기술에 의해 유발된다.
다른 바람직한 구성에서, 제어 유닛은 광 측정 디바이스의 적어도 하나의 주변 요소를 작동시키도록 구성될 수 있으며, 여기서 주변 요소는, 예를 들어, 하기의 그룹으로부터의 주변 요소이고, 상기 그룹은,
- 측정 대상에 의해 방출된 광을 이미지 센서 또는 분광계로 편향시키는 빔 편향 수단,
- 이미지 센서 또는 분광계의 상류측에 배열되는 광학 필터 휠(wheel),
- 이미지 센서 또는 분광계의 상류측에 배열되는 편광기, 또는
- 이미지 센서 및 분광계에 대해 측정 대상의 위치를 지정하기 위한 위치 결정 수단을 포함한다. 제어 유닛은 유리하게는 광 측정 디바이스의 선택적인 주변 기기를 제어하기 위해 사용될 수 있다. (종래 기술에서와 같은) 빔 스플리터 대신에, 측정 대상으로부터 나오는 광을 이미지 센서 또는 분광계로 편향시키기 위해 빔 편향 수단(예를 들어, 작동기에 의해 빔 경로 내로 이동될 수 있는 거울)이 제공될 수 있다. 그 다음, 제어 유닛은 이미지 센서에 의한 측정 및 분광계에 의한 측정을 연속적으로 수행하기 위해 측정 시퀀스를 제어하며, 여기서 빔 편향 수단은 2개의 측정 사이에서 작동된다. 광학 필터 휠은, 예를 들어, 이미지 센서로서 이미징 필터 휠에 제공될 수 있다. 이는 또한, 대응하는 필터링을 가지고 순차적인 측정을 연속적으로 개시하기 위해 제어 유닛을 작동시킬 수 있다. 특히 이미지 센서에 의한 측정 동안 무아레(Moire) 패턴을 방지하기 위해, 픽셀 시프트로서 알려진 것이 또한 (예를 들어, 빔 경로에서 회전 가능한 판 유리(glass pane) 형태의) 빔 편향 수단에 의해 구현될 수 있다. 이미지 센서 및/또는 분광계에 대해 정확하게 측정 대상을 배향하기 위한 주변 요소의 다른 예는 빔 경로의 편광 필터 또는 위치 결정(positioning) 장치(예를 들어, 단일 축, 이중 축 또는 삼중 축 위치 결정 시스템)이다. 매트릭스 디스플레이를 측정할 때, 이미지 센서의 센서 매트릭스에서 디스플레이 매트릭스 이미지의 올바른 배향을 보장하기 위해 정확한 위치 결정이 중요하다.
또한, 제어 유닛은 유리하게는 측정 대상을 자동으로 변경하기 위해 변경 장치를 작동시키기 위해 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 유닛은 또한 본 발명에 따른 광 측정 디바이스의 자동화 환경에 통합된다. 제어 유닛은 유익하게는, 수행되고 있는 측정과 측정 대상의 변경을 직접 조정하고 동기화할 수 있다. 이러한 방식으로, 측정 대상의 체류 시간이 최소화된다. 이 경우, 제어 유닛은 유리하게는, 웨이퍼 상의 또는 디스플레이의 일부로서 LED 어레이와 같이 측정 대상에 포함된 전기 광원도 작동시킨다. 이러한 방식으로, 측정 대상의 발광 소자의 작동이 측정 프로세스와 최적으로 동기화될 수 있다.
데이터 프로세싱 유닛은 바람직하게는, 바람직하게는 이미징 방식으로, 즉, 방사측정 및/또는 측광 변수의 값을 측정 대상에서 이미지 센서에 의해 검출된 다양한 위치에 할당함으로써, 이미지 센서 및 분광계에 의해 출력된 측정된 신호로부터 방사측정 및/또는 측광 변수, 예를 들어, 방사 전력, 방사 강도, 방사 플럭스 밀도, 방사조도(radiance) 또는 색 좌표를 도출하도록 구성된다.
본 발명의 실시예가 도면들을 참조하여 이하에서 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 블록도 형태의, 매트릭스 디스플레이용 생산 라인에 통합된 본 발명에 따른 광 측정 디바이스의 개략도이다.
도 1은 블록도 형태의, 매트릭스 디스플레이용 생산 라인에 통합된 본 발명에 따른 광 측정 디바이스의 개략도이다.
도 1에서, 색도, 휘도 및 균일성을 검사할 측정 대상(예를 들어, 마이크로 LED 매트릭스 디스플레이)은 참조 부호 110으로 표시된다. 측정 대상(110)에 의해 방출된 광(111)은 이미징 비색 디바이스(112)로 지향된다. 광(111)은 광학 요소(렌즈/스크린)의 어셈블리(113)와 빔 스플리터(114)를 통과한다. 빔 스플리터(114)는 광(111)을 제1 부분 빔(115)과 제2 부분 빔(116)으로 분할한다.
이미지 센서 형태의 RGB 카메라(117)는 제1 부분 빔(115)을 수신하여, 측정 대상(110)의 2차원 이미지가 RGB 카메라(117)의 센서 배열(예를 들어, CCD 센서) 상의 이미지 평면에서 생성된다. 결과적인 (디지털) 카메라 이미지는 RGB 색상 값의 2차원 매트릭스를 형성하고, 이는 RGB 색상 값의 세트를 측정 대상(110)의 각 위치에 할당한다.
RGB 색상 값의 매트릭스는 RGB 색상 값을 XYZ 색 좌표로 변환하는 프로세서(119)를 포함하는 데이터 프로세싱 유닛(118)으로 디지털 측정 신호로서 송신되어, XYZ 색 좌표의 세트가 측정 대상(110)의 각 위치에 할당된다.
제2 부분 빔(116)은 광학 분광계(120) 상으로 지향된다. 본 발명의 의미 내에서, 가장 일반적인 의미에서 분광계는 스펙트럼, 즉 광의 강도의 파장 의존성을 검출하기 위한 디바이스로 이해된다. 이러한 정의는, 스펙트럼 분해능이 사용되는 X, Y, Z 필터의 필터 특성(심지어 때로는 스펙트럼이 중첩됨)에 대응하여 낮은, 알려진 유형의 간단하고 콤팩트하며 비용 효율적인 광전 3-필터 비색계뿐만 아니라, 예를 들어, 분산 스펙트럼 분할 및 CCD 센서를 갖는 체르니-터너(Czerny-Turner) 설계를 갖는 스펙트럼 고분해능 분광계를 커버한다. 분광계(120)는 마찬가지로 XYZ 색 좌표를 생성하지만, 이미지 센서(117)에서와 같이 이미지 형태가 아니라 공간 분해능 없이 XYZ 색 좌표를 생성한다. 제2 부분 빔(116)은 측정 대상(110) 상의 영역("스팟") 내의 일련의 위치로부터 방출된다. 분광계(120)에 의한 측정 동안, 스팟의 표면적에 대한 평균이 취해진다.
분광계(120)의 XYZ 색 좌표는 마찬가지로 디지털 측정 신호의 형태로 데이터 프로세싱 유닛(118)으로 송신된다. 이것이 고분해능 분광계(120)인 경우, 이것은 대안적으로 측정된 광학 스펙트럼(파장의 함수로서의 광 강도)을 데이터 프로세싱 유닛(118)으로 직접 송신할 수 있다. 그런 다음, 상기 유닛은 CIE 표준 시스템에 따라 데이터 프로세싱 유닛(118)에 저장된 삼자극(tristimulus) 곡선으로 가중함으로써 스펙트럼에 걸친 통합에 의해 XYZ 색 좌표를 계산한다. 프로세서(119)는 분광계(120)에 의해 결정된 XYZ 색 좌표를 이미지 센서(117)로부터의 RGB 값으로부터 결정된 XYZ 색 좌표의 서브세트와 비교함으로써 보정을 도출하며, 이러한 색 좌표들은 제2 부분 빔(116)이 방출되는 스팟 내의 위치에 할당된다. 그 다음, 프로세서(119)는 RGB 값으로부터 생성된 XYZ 색 좌표의 전체 세트에 보정을 적용하여 측정 대상에 의해 방출된 광의 XYZ 좌표의 완전하고 정확한 이미지를 획득한다.
이러한 계산 결과는 최종적으로 디스플레이 디바이스(121)를 통해 출력되어 색상 균일성 및 다양한 유형의 인공물(artefact)(라인 결함, 픽셀 결함, 흑색 무라(mura), 황색 무라 등)을 평가한다. 이러한 인공물은 또한 프로세서(119)의 대응하는 이미지 프로세싱 소프트웨어에 의해 자동화된 방식으로 식별될 수 있다. 조사된 측정 대상이 적용가능한 품질 사양을 충족하지 않는 경우 디스플레이 디바이스(121)를 통해 신호가 출력될 수 있다.
본 발명에 따르면, RGB 카메라(117) 및 분광계(120) 각각은 화살표(122 및 123)로 각기 표시된 트리거 입력을 포함한다. 트리거 입력(122, 123)에 인가된 전기적 트리거 신호(예를 들어, 논리 신호의 로우(low)/하이 플랭크(flank))는 각각의 경우에 측정 프로세스를 개시한다. 트리거 입력(122, 123)은 하드웨어, 즉 RGB 카메라(117) 또는 분광계(120)의 전자 장치에 직접 연결된다.
본 발명에 따르면, RGB 카메라(117) 및 분광계(120)는 각각 화살표(124, 125 및 126, 127)로 표시된 2개의 신호 출력을 포함한다. RGB 카메라(117) 및 분광계(120)는 각각, 해당 측정 프로세스가 완료되었음을 나타내는 신호를 신호 출력(124, 126)을 통해 출력한다. (일단 측정된 신호가 이전 측정 프로세스 후에 데이터 프로세싱 유닛(118)으로 완전히 송신되면) RGB 카메라(117) 또는 분광계(120)가 다음 측정을 시작할 준비가 되었음을 나타내는 신호가 각기 신호 출력(125 및 127)을 통해 출력된다.
제어 유닛(128)은 트리거 입력(122, 123) 및 신호 출력(124-127)에 연결된다. 제어 유닛(128)은 2개의 서브 유닛(129, 130)으로 구성되며, 그 중 서브 유닛(129)은 광 측정 디바이스 자체에 할당되고 서브 유닛(130)은 외부 자동화 기술에 할당된다. 서브 유닛(129)은, 상위 자동화 시스템에서, 예를 들어, 매트릭스 디스플레이의 산업적 대량 생산에서 광 측정 디바이스를 작동시키기 위한 인터페이스로서 사용된다. 부분적으로, 서브 유닛(129)은 서브 유닛(130)으로부터 입력 신호(131)를 수신하고, 이러한 입력 신호에 의해 RGB 카메라(117) 및 분광계(120)에 의한 동시 측정이 개시된다. 입력 신호(131)에 응답하여, 서브 유닛(129)은 트리거 신호를 트리거 입력(122, 123)으로 동시에 출력한다. 서브 유닛(129)은, RGB 카메라(117) 및 분광계(120) 둘 모두가 관련 측정 프로세스가 완료되었음을 나타낼 때 제1 출력 신호(132)가 생성되도록 신호 출력(124-127)의 논리 연결을 수행한다. 제2 출력 신호(133)는, RGB 카메라(117) 및 분광계(120) 둘 모두가 이들이 다음 측정 프로세스에 대한 준비가 되었음을 나타낼 때 생성된다.
서브 유닛(130)은, 제1 출력 신호(132)에 응답하여, 즉, 매번 마지막 측정이 완료되자마자 측정 대상(110)을 변경하는 변경 장치(134)를 작동시키도록 구성된다. 이를 위해, 현재 측정 대상(110)이 제거되고, 개략적으로 표시된 생산 라인(135)으로 복귀된다. 각각의 경우에 다음 측정 대상(110)은 생산 라인(135)으로부터 제거되고, 비색 디바이스(112)를 향해 테스트 어셈블리 상에 위치된다. 또한, 서브 유닛(130)은, 일단 측정 대상(110)의 변경이 완료되면 그리고 제2 출력 신호(133)에 응답하여, 즉, RGB 카메라(117) 및 분광계(120)가 측정을 위해 준비될 때 입력 신호(131)를 서브 유닛(129)에 출력하도록 구성되며, 그 결과 다음 측정 프로세스는 RGB 카메라(117) 및 분광계 각각의 트리거 입력(122, 123)을 통해 시작된다. 동시에, 서브 유닛(130)은, 측정 대상(110)으로부터의 광 출력을 희망되는 측정 기간 동안 활성화한다.
제어 유닛(128)은 간단한 논리 소자(또는 FPGA)에 의해 구현될 수 있다. 신호 전파 시간은 그에 따라 정의된다. 비용이 저렴하다.
트리거 입력(122, 123) 및 신호 출력(124-127)과 조합된 제어 유닛(128)은 따라서, 데이터 프로세싱 유닛(118)이 제어에 관여하지 않으면서 자동화된 측정 시퀀스를 구현하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 테스트 어셈블리에서의 측정 대상(110)의 체류 시간은, 데이터 프로세싱 유닛(118)의 소프트웨어에서 변동하는 명령 실행 시간으로 인한 오류의 위험 없이 최소화될 수 있다. 또한, RGB 카메라(117) 및 분광계(120)에 의한 측정의 정확한 시간 동기화가 보장된다.
Claims (15)
- 이미지 센서(117) 및 광학 분광계(120)를 포함하는 이미징 광 측정 디바이스로서, 상기 이미지 센서(117) 및 상기 분광계(120)는 측정 대상(110)에 의해 방출되는 광을 수신하도록 구성되며, 상기 이미징 광 측정 디바이스는, 상기 이미지 센서(117) 및 상기 분광계(120)에 연결되고 상기 이미지 센서(117) 및 상기 분광계(120)에 의해 출력되는 측정된 신호를 프로세싱하는 데이터-프로세싱 유닛(118)을 포함하며,
상기 이미지 센서(117) 및 상기 분광계(120) 각각이 트리거 입력(122, 123)을 가지며, 상기 트리거 입력(122, 123)에서 인가되는 트리거 신호가 측정 프로세스를 개시하는 것을 특징으로 하는, 이미징 광 측정 디바이스.
- 청구항 1에 있어서,
상기 이미지 센서(117) 및/또는 상기 분광계(120) 각각은 적어도 하나의 신호 출력(124-127)을 포함하고, 상기 신호 출력(124-127)을 통해 그 작동 상태에 따라 신호를 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 광 측정 디바이스.
- 청구항 2에 있어서,
상기 이미지 센서(117) 및/또는 상기 분광계(120) 각각은 상기 트리거 신호를 수신한 이후에 상기 신호 출력(124-127)을 통해 신호를 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 광 측정 디바이스.
- 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 이미지 센서(117) 및/또는 상기 분광계(120) 각각은 진행 중인 측정 프로세스 동안 상기 신호 출력(124-127)을 통해 신호를 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 광 측정 디바이스.
- 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이미지 센서(117) 및/또는 상기 분광계(120) 각각은, 상기 측정 프로세스의 완료 이후에 그리고 바람직하게는 상기 데이터 프로세싱 유닛(118)으로의 상기 측정된 신호의 송신의 완료 이전에 상기 신호 출력(124-127)을 통해 신호를 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 광 측정 디바이스.
- 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이미지 센서(117) 및/또는 상기 분광계(120) 각각은 상기 측정을 위한 준비가 되었을 때 상기 신호 출력(124-127)을 통해 신호를 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 광 측정 디바이스.
- 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 트리거 신호는 각각의 경우에 상기 이미지 센서(117) 및/또는 상기 분광계(120)의 통합 시간을 제어하는 것을 특징으로 하는, 광 측정 디바이스.
- 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 데이터 프로세싱 유닛(118)으로부터 분리되고 상기 이미지 센서(117) 및 상기 분광계(120)의 상기 트리거 입력(122, 123)에 연결된 제어 유닛(128)을 특징으로 하는, 광 측정 디바이스.
- 청구항 2 내지 청구항 6 중 어느 한 항 및 청구항 8에 있어서,
상기 제어 유닛(128)은 상기 이미지 센서(117) 및 상기 분광계(120)의 상기 신호 출력(124-127)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 광 측정 디바이스.
- 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
상기 제어 유닛(128)은, 상기 트리거 입력(122, 123)을 통해 그리고 구체적으로 상기 이미지 센서(117) 및 상기 분광계(120)의 상기 신호 출력(124-127)을 통해 출력되는 신호에 기초하여 상기 이미지 센서(117) 및 상기 분광계(120)를 작동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 광 측정 디바이스.
- 청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 유닛(128)은 상기 광 측정 디바이스의 적어도 하나의 주변 요소를 작동시키도록 구성되며, 상기 주변 요소는 바람직하게는 하기의 그룹으로부터의 주변 요소이고, 상기 그룹은,
- 상기 측정 대상(110)에 의해 방출된 광을 상기 이미지 센서(117) 또는 상기 분광계(120)로 편향시키는 빔 편향 수단,
- 상기 이미지 센서(117) 또는 상기 분광계(120)의 상류측에 배열되는 광학 필터 휠,
- 상기 이미지 센서(117) 또는 상기 분광계(120)의 상류측에 배열되는 편광기, 또는
- 상기 이미지 센서(117) 및 상기 분광계(120)에 대한 상기 측정 대상(110)의 위치를 지정하기 위한 위치 결정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광 측정 디바이스.
- 청구항 8 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 유닛(128)은 상기 측정 대상(110)을 자동으로 변경하기 위해 변경 장치(134)를 작동시키는 것을 특징으로 하는, 광 측정 디바이스.
- 청구항 8 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 유닛(128)은 상기 측정 대상(110)에 포함된 전기 광원을 작동시키는 것을 특징으로 하는, 광 측정 디바이스.
- 청구항 13에 있어서,
상기 측정 대상(110)은 매트릭스 디스플레이 장치인 것을 특징으로 하는, 광 측정 디바이스.
- 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 데이터 프로세싱 유닛(118)은, 상기 이미지 센서(117) 및 상기 분광계(120)에 의해 출력되는 상기 측정된 신호를 방사측정(radiometric) 및/또는 측광(photometric) 변수로, 예를 들어, 색 좌표로 변환하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 광 측정 디바이스.
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