WO2017034140A1 - 조도 검출 장치 및 그 방법 - Google Patents

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WO2017034140A1
WO2017034140A1 PCT/KR2016/006797 KR2016006797W WO2017034140A1 WO 2017034140 A1 WO2017034140 A1 WO 2017034140A1 KR 2016006797 W KR2016006797 W KR 2016006797W WO 2017034140 A1 WO2017034140 A1 WO 2017034140A1
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electrical signal
light source
light
region
incident light
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PCT/KR2016/006797
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황영식
이봉영
염태호
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주식회사 넥서스칩스
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/10—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void
    • G01J1/16—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void using electric radiation detectors
    • G01J1/18—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void using electric radiation detectors using comparison with a reference electric value
    • G—PHYSICS
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    • G01J1/20—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle
    • G01J1/22—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle using a variable element in the light-path, e.g. filter, polarising means
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    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/44—Electric circuits

Definitions

  • the present invention relates to an illuminance detecting apparatus and a method thereof, and more particularly, to a first incident light including a visible light region and an infrared region, and a second including a visible light region and an infrared ray region having a predetermined wavelength range among the first incident light.
  • An illumination detection device and method for acquiring an illumination value for a light source using incident light is particularly preferred.
  • a photodiode receiving ambient light for a light source has a fast response speed, a wide sensitivity wavelength, and a good linearity of light current, which is used to measure the intensity of the light source.
  • the illuminance detection device capable of measuring the ambient brightness with respect to the light source may include a photodiode because it receives ambient light (or incident light) from the light source and measures a photocurrent for the incident light.
  • the conventional illuminance detection device may output different values for the same illuminance, an error of illuminance may exist due to different values, and the error may reduce the performance of an electronic device including the illuminance detection device. Problems may exist.
  • Korean Patent No. 1370761 and US Patent No. 6596981 disclose a two-channel illuminance detection apparatus for detecting illuminance values by receiving two incident lights.
  • Conventional Korean Patent No. 1370761 is a technology for detecting an illuminance value based on incident light including a visible light band and an infrared band and light including a visible light band among incident light, and in the case of the conventional US Patent No. 6596981 A technique of detecting an illuminance value based on incident light including a light band and an infrared band and light including an infrared band among the incident light.
  • the present invention provides illuminance detection for obtaining an illuminance value for a light source using a first incident light including a visible light region and an infrared region and a second incident light including a visible light region and an infrared region of a predetermined wavelength range among the first incident light and the first incident light.
  • An apparatus and a method thereof are provided.
  • the present invention analyzes the type of light source with reference to the ratio between the first electrical signal and the second electrical signal and a threshold for distinguishing the light source, and compares the light source characteristic table for each wavelength in the visible light region with the second electrical signal.
  • An illuminance detection apparatus includes a first output unit for receiving a first incident light including a visible light region and an infrared region output from a light source and outputting a first electrical signal corresponding to the first incident light; A second output unit configured to receive a second incident light including a visible light region and an infrared region in a predetermined wavelength range among the first incident light and output a second electrical signal corresponding to the second incident light; And a signal processor configured to obtain an illuminance value of the light source by referring to the output first electrical signal and the second electrical signal, and to analyze at least one of a type and a characteristic of the light source.
  • the signal processor may obtain the illuminance value with reference to a ratio between the first electrical signal and the second electrical signal and a threshold for distinguishing the light source.
  • the signal processing unit when the ratio between the first electrical signal and the second electrical signal is equal to or greater than the threshold value, the signal processing unit obtains the illuminance value through the following [Equation 1], and the first electrical When the ratio between the signal and the second electrical signal is smaller than the threshold value, the illuminance value may be obtained through Equation 2 below.
  • Lux is the illuminance value
  • Ch0 is the first electrical signal
  • A, B, C, D are constants that vary depending on the environment of the light source.
  • the signal processor may analyze the type of the light source by referring to a ratio between the first electrical signal and the second electrical signal and the threshold value, and includes a light source characteristic table for each wavelength and the first light source in the visible light region.
  • the electrical signal may be compared to analyze the characteristics of the light source.
  • the illuminance detection apparatus may further include a filter unit for selectively passing the visible light region and the infrared region of the selected wavelength range from the first incident light and outputting the filtered light to the second output unit.
  • the first output unit and the second output unit may include at least one of a photo transistor, a photo diode, and a photo IC.
  • An illuminance detection method comprises the steps of: receiving a first incident light including a visible light region and an infrared region output from a light source and outputting a first electrical signal corresponding to the first incident light; Receiving a second incident light including a visible light region and an infrared ray region having a predetermined wavelength range among the first incident light and outputting a second electrical signal corresponding to the second incident light; And obtaining an illuminance value of the light source by referring to the output first electrical signal and the second electrical signal, and analyzing at least one of a type and a characteristic of the light source.
  • the illuminance value may be obtained by referring to a ratio between a first electrical signal and a second electrical signal and a threshold for distinguishing the light source.
  • analyzing at least one of the type and characteristics of the light source may analyze the type of the light source with reference to the ratio of the first electrical signal and the second electrical signal and the threshold value.
  • the characteristics of the light source may be analyzed by comparing the light source characteristic table for each wavelength in the visible light region with the second electrical signal.
  • the illuminance detection method may further include selectively passing the visible light region and the infrared region of the selected wavelength range from the first incident light and outputting the infrared light.
  • an illuminance value of a light source may be obtained using a first incident light including a visible light region and an infrared region and a second incident light including a visible light region and an infrared region of a predetermined wavelength range among the first incident light.
  • the present invention can analyze the type of the light source with reference to the ratio between the first electrical signal and the second electrical signal and the threshold for distinguishing the light source, the light source characteristic table for each wavelength and the second electrical signal in the visible region By comparing the characteristics of the light source can be analyzed.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an illuminance detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 2 illustrates an example of characteristics of first incident light received from the first output unit and second incident light received from the second output unit.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of analyzing a type of a light source and a process of obtaining an illuminance value for the light source according to the embodiment.
  • FIG. 4 illustrates an example of a light source characteristic table for each wavelength in the visible light region.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an illuminance detection method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an illuminance detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the illuminance detection apparatus 100 includes a first output unit 110, a second output unit 130, and a signal processor 140.
  • the first output unit 110 receives the first incident light including the visible light region and the infrared region output from the light source and outputs a first electrical signal corresponding to the first incident light.
  • the first output unit 110 may receive a first incident light output from a light source, that is, a measurement light source to measure illuminance, and output a first electrical signal with respect to the received first incident light.
  • a light source that is, a measurement light source to measure illuminance
  • the first output unit 110 may include at least one light receiving element, and the at least one light receiving element may be a photo-transistor, a photo diode, or a photo IC formed on a semiconductor. IC).
  • the light receiving device may include any device that receives light in addition to the above-described device.
  • the second output unit 130 receives the second incident light including the visible light region and the infrared region of the selected wavelength range among the first incident light and outputs a second electrical signal corresponding to the second incident light.
  • the second output unit 130 receives the second incident light by receiving the second incident light including the visible light region and the infrared region of the selected wavelength range among the first incident light output from the measurement light source to measure the illuminance
  • a second electrical signal corresponding to may be output.
  • the selected wavelength range may include various wavelength ranges based on the design of a filter to be described later, and may include a wavelength range in consideration of the type of light source to be measured and the peripheral characteristics of the light source.
  • the predetermined wavelength range may include a wavelength range in consideration of operating characteristics of a specific light source (eg, an LED light source).
  • a specific light source eg, an LED light source
  • the second output unit 130 may include at least one light receiving element, and the at least one light receiving element may include at least one of a photo transistor, a photo diode, and a photo IC formed on a semiconductor.
  • the light receiving elements included in each of the first output unit 110 and the second output unit 130 may be the same device or different devices.
  • the illumination detection device 100 may further include a filter unit 120.
  • the filter unit 120 may selectively pass the visible light region and the infrared region of the wavelength range selected from the first incident light and output the filtered light to the second output unit 130.
  • the filter unit 120 may selectively pass through the visible light region having the selected wavelength range in consideration of the type and characteristics of the light source to be described later, and may pass through the infrared region.
  • the filter unit 120 may include a low pass filter (LPF), a band pass filter (BPF), and a band stop filter for selectively passing the visible and infrared regions of the selected wavelength range. At least one of (BSP, Band Stop Filter) may be used, and the above-described filter may be used in combination.
  • the band pass filter may mean a filter having a band pass filter characteristic formed of a combination of one or more color filters.
  • the band pass filter may be a filter mainly passing the visible light region, and may pass any defined band within a wavelength of 300 nm to 700 nm.
  • the low pass filter may be a filter mainly passing the infrared region, and may pass a wavelength of 700 nm to 1100 nm.
  • FIG 2 illustrates an example of characteristics of first incident light received from the first output unit and second incident light received from the second output unit.
  • the first output unit 110 may receive first incident light including a visible light region and an infrared region.
  • the first output unit 110 may receive first incident light having a wavelength of 300 nm to 1100 nm including a visible light region and an infrared region.
  • the second output unit 130 may receive the second incident light including the visible light region and the infrared region of the selected wavelength range among the first incident light.
  • the second output unit 130 may receive the second incident light having the wavelength of 700 nm to 1100 nm including the wavelength of the visible light region and the infrared region of the selected wavelength range among the first incident light.
  • the signal processor 140 obtains an illuminance value of the light source by referring to the output first and second electrical signals and analyzes at least one of a kind and a characteristic of the light source.
  • the signal processor 140 may obtain an illuminance value by referring to a ratio between the first electrical signal and the second electrical signal and a threshold for distinguishing a light source.
  • the signal processor 140 obtains an illuminance value through the following [Equation 1], and the first electrical signal and When the ratio with the second electrical signal is smaller than the threshold value, the illuminance value may be obtained through Equation 2 below.
  • Lux is the illuminance value
  • Ch0 is the first electrical signal
  • A, B, C, D are constants that vary according to the environment of the light source.
  • the environment of the light source represents the unique characteristics of the actual sensor when it is mounted on the electronic device.
  • a cover glass and a bezel there is a cover glass and a bezel, and the material from which the cover glass and the bezel is made, and the design of the mobile phone and the TV.
  • Various colors are expressed according to.
  • Constant values of B, C, and D can be determined.
  • the ratio of the first electrical signal to the second electrical signal is the second electrical signal to first electrical signal ratio Ch1 / Ch0, and Ch1 is the second electrical signal.
  • [Formula 1] in the environment of a light source such as an incandescent lamp or a halogen, [Formula 1] may be represented by the following [Formula 3], and in an environment of a light source such as an LED or a fluorescent lamp, it may be represented by the following [Formula 4]. have.
  • the signal processor 140 may analyze the type of the light source by referring to the ratio and the threshold of the first electrical signal and the second electrical signal.
  • the ratio and the threshold of the first electrical signal and the second electrical signal may be described in detail.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of analyzing a type of a light source and a process of obtaining an illuminance value for the light source according to the embodiment.
  • the illuminance detection device outputs an electrical signal in step 310.
  • the illuminance detecting apparatus receives a first incident light including a visible light region and an infrared region output from a light source in step 310, outputs a first electrical signal corresponding to the first incident light, and among the first incident light.
  • the second incident light including the visible light region and the infrared region in the predetermined wavelength range may be received to output a second electrical signal corresponding to the second incident light.
  • the illuminance detecting apparatus compares a ratio and a threshold of the first electrical signal and the second electrical signal.
  • the illuminance detection device may determine the light source of an incandescent series (eg, incandescent lamp halogen).
  • an incandescent series eg, incandescent lamp halogen
  • the illuminance detection device may determine the light source of the fluorescent series (fluorescent lamp, LED).
  • the illuminance value may be obtained by applying Equation 1 described above.
  • the illuminance detection apparatus is a case where the ratio between the first electrical signal and the second electrical signal is smaller than the threshold in step 340b, the illuminance value may be obtained by applying Equation 2 described above.
  • the signal processor 140 may analyze the characteristics of the light source by comparing the light source characteristic table for each wavelength in the visible light region with the second electrical signal.
  • FIG. 4 illustrates an example of a light source characteristic table for each wavelength in the visible light region.
  • the signal processor 140 may analyze characteristics of a light source by comparing a second electric signal with a light source characteristic table for each wavelength in the visible light region.
  • the light source characteristic table for each wavelength classifies the characteristics of the light source by classifying the color of the LED light source, and may include a wavelength value corresponding to the color of the LED light source.
  • the LED light source may have wavelength values of 470 nm for blue, 570 nm for green, 590 nm for yellow, 605 nm for orange, and 625 nm for red.
  • the wavelength value corresponding to the color of each LED light source may include an average value, and may include a boundary value based on the average value.
  • the wavelength-specific light source characteristic table may include wavelengths corresponding to various colors and various colors in addition to the aforementioned colors.
  • the signal processor 140 may analyze the characteristics of the light source by comparing the light source characteristic table for each wavelength in the visible light region with the second electrical signal.
  • the signal processor 140 may analyze the characteristics of the light source by comparing a light source characteristic table for each wavelength in the visible light region with a second electrical signal included in the visible light region in the selected wavelength range.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an illuminance detection method according to an embodiment of the present invention.
  • the illuminance detection apparatus receives a first incident light including a visible light region and an infrared region output from a light source and outputs a first electrical signal corresponding to the first incident light.
  • the illuminance detection apparatus receives a second incident light including a visible light region and an infrared ray region having a predetermined wavelength range among the first incident light, and outputs a second electrical signal corresponding to the second incident light.
  • the selected wavelength range may include various wavelength ranges based on the design of the filter, and may include a wavelength range in consideration of the type of light source to be measured and the peripheral characteristics of the light source.
  • the predetermined wavelength range may include a wavelength range in consideration of operating characteristics of a specific light source (eg, an LED light source).
  • a specific light source eg, an LED light source
  • the first incident light or the second incident light may be received by at least one light receiving element, and the at least one light receiving element may include at least one of a photo transistor, a photo diode, and a photo IC formed on the semiconductor.
  • the light receiving device may include any device that receives light in addition to the above-described device.
  • the illuminance detection device may further include selectively passing the visible light region and the infrared region of the wavelength range selected from the first incident light and outputting the infrared rays.
  • the illuminance detection device may selectively pass a visible light region having a predetermined wavelength range in consideration of the type and characteristics of a light source, and may pass an infrared ray region.
  • the illuminance detection apparatus obtains an illuminance value of the light source by referring to the output first electrical signal and the second electrical signal, and analyzes at least one of a kind and a characteristic of the light source.
  • the illuminance detection apparatus may obtain an illuminance value by referring to a ratio between the first electrical signal and the second electrical signal and a threshold for distinguishing a light source.
  • the illuminance detecting apparatus obtains the illuminance value through the above-described Equation 1, and the first electrical
  • the illuminance value may be obtained through the above Equation 2.
  • the illuminance detecting apparatus may analyze the type of the light source by referring to the ratio and the threshold value of the first electrical signal and the second electrical signal in operation 530, and may include a light source characteristic table for each wavelength in the visible light region. The characteristics of the light source may be analyzed by comparing with the second electrical signal.
  • the method according to the embodiment may be embodied in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium.
  • the computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • the program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the embodiments, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks.
  • Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

Abstract

본 발명은 광원으로부터 출력되는 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제1 입사광을 수신하여 상기 제1 입사광에 대응하는 제1 전기적 신호를 출력하는 제1 출력부; 상기 제1 입사광 중 선정된 파장 범위의 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제2 입사광을 수신하여 상기 제2 입사광에 대응하는 제2 전기적 신호를 출력하는 제2 출력부; 및 상기 출력된 제1 전기적 신호와 제2 전기적 신호를 참조하여 상기 광원에 대한 조도값을 획득하고, 상기 광원의 종류 및 특성 중 적어도 하나를 분석하는 신호 처리부를 포함하는 조도 검출 장치 및 그 방법을 개시한다.

Description

조도 검출 장치 및 그 방법
본 발명은 조도 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제1 입사광 및 제1 입사광 중 선정된 파장 범위의 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제2 입사광을 이용하여 광원에 대한 조도값을 획득하는 조도 검출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
광원에 대한 주변 광을 수신하는 포토 다이오드는 응답 속도가 빠르고, 감도 파장이 넓으며, 광 전류의 선형성이 양호한 특징이 있어, 광원의 세기를 측정하는데 활용된다.
광원에 대한 주변의 밝기를 측정할 수 있는 조도 검출 장치는 광원으로부터 주변의 광(또는 입사광)을 수신하고, 입사광에 대한 광 전류를 측정하기 때문에 포토 다이오드를 포함할 수 있다.
종래의 조도 검출 장치는 같은 조도에 대하여 서로 다른 수치를 출력할 수 있고, 서로 다른 수치로 인하여 조도의 오차가 존재할 수 있으며, 상기 오차로 인해 조도 검출 장치를 포함하는 전자 기기의 성능을 저하시킬 수 있는 문제점이 존재할 수 있다.
전술한 문제점을 개선하기 위하여, 종래의 한국등록특허 제1370761호 및 미국등록특허 제6596981호는 2개의 입사광을 수신하여 조도값을 검출하는 2 채널 조도 검출 장치를 개시하고 있다.
종래의 한국등록특허 제1370761호는 가시광선 대역과 적외선 대역을 포함하는 입사광 및 입사광 중 가시광선 대역을 포함하는 광에 기초하여 조도값을 검출하는 기술이고, 종래의 미국등록특허 제6596981호의 경우 가시광선 대역과 적외선 대역을 포함하는 입사광 및 입사광 중 적외선 대역을 포함하는 광에 기초하여 조도값을 검출하는 기술이다.
그러나, 전술한 종래 기술들은 조도값을 검출하면서, 조도값과 관련된 광원의 종류(예를 들어, 백열 계열 및 형광 계열의 광원)의 구분은 가능했지만 광원의 특성(예를 들어, 파장별 광원의 특성) 획득하여 분석할 수 없는 문제점이 있었다
본 발명은 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제1 입사광 및 제1 입사광 중 선정된 파장 범위의 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제2 입사광을 이용하여 광원에 대한 조도값을 획득하는 조도 검출 장치 및 그 방법을 제공한다.
본 발명은 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율 및 광원을 구분하기 위한 문턱값을 참조하여 광원의 종류를 분석하고, 가시광선 영역에서의 파장별 광원 특성 테이블과 제2 전기적 신호를 비교하여 광원의 특성을 분석하는 조도 검출 장치 및 그 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 조도 검출 장치는 광원으로부터 출력되는 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제1 입사광을 수신하여 상기 제1 입사광에 대응하는 제1 전기적 신호를 출력하는 제1 출력부; 상기 제1 입사광 중 선정된 파장 범위의 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제2 입사광을 수신하여 상기 제2 입사광에 대응하는 제2 전기적 신호를 출력하는 제2 출력부; 및 상기 출력된 제1 전기적 신호와 제2 전기적 신호를 참조하여 상기 광원에 대한 조도값을 획득하고, 상기 광원의 종류 및 특성 중 적어도 하나를 분석하는 신호 처리부를 포함한다.
상기 신호 처리부는 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율 및 상기 광원을 구분하기 위한 문턱값을 참조하여 상기 조도값을 획득할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 신호 처리부는 상기 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율이 상기 문턱값보다 같거나 큰 경우, 하기 [수식 1]을 통하여 상기 조도값을 획득하고, 상기 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율이 상기 문턱값보다 작은 경우, 하기 [수식 2]를 통하여 상기 조도값을 획득할 수 있다.
[수식 1]
Lux=(A X Ch0)-B
[수식 2]
Lux=(C X Ch0)+D
(여기서, 여기서, 상기 Lux는 상기 조도값이고, 상기 Ch0은 상기 제1 전기적 신호이며, A, B, C, D 는 광원의 환경에 따라 가변되는 상수들임)
또한, 상기 신호 처리부는 상기 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율 및 상기 문턱값을 참조하여 상기 광원의 종류를 분석할 수 있고, 상기 가시광선 영역에서의 파장별 광원 특성 테이블과 상기 제2 전기적 신호를 비교하여 상기 광원의 특성을 분석할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 조도 검출 장치는 상기 제1 입사광에서 상기 선정된 파장 범위의 가시광선 영역과 적외선 영역을 선택적으로 통과시켜 상기 제2 출력부로 출력하는 필터부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 출력부 및 상기 제2 출력부는 포토 트랜지스터, 포토 다이오드 및 포토 아이씨(IC) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 조도 검출 방법은 광원으로부터 출력되는 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제1 입사광을 수신하여 상기 제1 입사광에 대응하는 제1 전기적 신호를 출력하는 단계; 상기 제1 입사광 중 선정된 파장 범위의 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제2 입사광을 수신하여 상기 제2 입사광에 대응하는 제2 전기적 신호를 출력하는 단계; 및 상기 출력된 제1 전기적 신호와 제2 전기적 신호를 참조하여 상기 광원에 대한 조도값을 획득하고, 상기 광원의 종류 및 특성 중 적어도 하나를 분석하는 단계를 포함한다.
상기 광원에 대한 조도값을 획득하는 단계는 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율 및 상기 광원을 구분하기 위한 문턱값을 참조하여 상기 조도값을 획득할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 광원의 종류 및 특성 중 적어도 하나를 분석하는 단계는 상기 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율 및 상기 문턱값을 참조하여 상기 광원의 종류를 분석할 수 있고, 상기 가시광선 영역에서의 파장별 광원 특성 테이블과 상기 제2 전기적 신호를 비교하여 상기 광원의 특성을 분석할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 조도 검출 방법은 상기 제1 입사광에서 상기 선정된 파장 범위의 가시광선 영역과 적외선 영역을 선택적으로 통과시켜 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제1 입사광 및 제1 입사광 중 선정된 파장 범위의 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제2 입사광을 이용하여 광원에 대한 조도값을 획득할 수 있다.
본 발명은 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율 및 광원을 구분하기 위한 문턱값을 참조하여 광원의 종류를 분석할 수 있고, 가시광선 영역에서의 파장별 광원 특성 테이블과 제2 전기적 신호를 비교하여 광원의 특성을 분석할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조도 검출 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 제1 출력부로부터 수신되는 제1 입사광 및 제2 출력부로부터 수신되는 제2 입사광의 특성을 도시한 예이다.
도 3은 실시예에 따른 광원의 종류를 분석하는 과정 및 광원에 대한 조도값을 획득하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 4는 가시광선 영역에서의 파장별 광원 특성 테이블을 도시한 예이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 조도 검출 방법을 도시한 흐름도이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조도 검출 장치를 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 조도 검출 장치(100)는 제1 출력부(110), 제2 출력부(130) 및 신호 처리부(140)를 포함한다.
제1 출력부(110)는 광원으로부터 출력되는 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제1 입사광을 수신하여 제1 입사광에 대응하는 제1 전기적 신호를 출력한다.
보다 상세하게는, 제1 출력부(110)는 광원 즉, 조도를 측정하고자 하는 측정 광원으로부터 출력되는 제1 입사광을 수신하고, 수신된 제1 입사광에 대한 제1 전기적 신호를 출력할 수 있다.
제1 출력부(110)는 적어도 하나 이상의 수광 소자를 포함할 수 있고, 적어도 하나 이상의 수광 소자는 반도체 상에 형성되는 포토 트랜지스터(Photo-transistor), 포토 다이오드(photo-diode), 포토 아이씨(Photo IC) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 수광 소자는 전술한 소자 이외에도 광을 수신하는 모든 소자를 포함할 수 있다.
제2 출력부(130)는 제1 입사광 중 선정된 파장 범위의 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제2 입사광을 수신하여 제2 입사광에 대응하는 제2 전기적 신호를 출력한다.
보다 상세하게는, 제2 출력부(130)는 조도를 측정하고자 하는 측정 광원으로부터 출력되는 제1 입사광 중 선정된 파장 범위의 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제2 입사광을 수신하여 제2 입사광에 대응하는 제2 전기적 신호를 출력할 수 있다.
선정된 파장 범위는 후술되는 필터의 설계에 기초하여 다양한 파장 범위를 포함할 수 있고, 측정되는 광원의 종류와 광원의 주변적 특성을 고려한 파장 범위를 포함할 수 있다.
또한, 선정된 파장 범위는 특정 광원(예를 들어, LED 광원)의 동작 특성을 고려한 파장 범위를 포함할 수 있다.
여기서, 제2 출력부(130)는 적어도 하나 이상의 수광 소자를 포함할 수 있고, 적어도 하나 이상의 수광 소자는 반도체 상에 형성되는 포토 트랜지스터, 포토 다이오드, 포토 아이씨 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제1 출력부(110) 및 제2 출력부(130) 각각에 포함된 수광 소자는 동일한 소자일 수도 있고, 상이한 소자일 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 조도 검출 장치(100)는 필터부(120)를 더 포함할 수 있다.
필터부(120)는 제1 입사광에서 선정된 파장 범위의 가시광선 영역과 적외선 영역을 선택적으로 통과시켜 제2 출력부(130)로 출력할 수 있다.
실시예에 따르면, 필터부(120)는 후술되는 광원의 종류 및 특성을 고려하여 선정된 파장 범위의 가시광선 영역을 선택적으로 통과할 수 있고, 적외선 영역을 통과시킬 수 있다.
여기서, 필터부(120)는 선정된 파장 범위의 가시광선 영역 및 적외선 영역을 선택적으로 통과시키기 위한 저역 통과 필터(LPF, Low Pass Filter), 대역 통과 필터(BPF, Band Pass Filter) 및 대역 저지 필터(BSP, Band Stop Filter) 중 적어도 하나를 이용할 수 있고, 전술한 필터를 조합하여 이용할 수 있다. 또한, 상기 대역 통과 필터는 하나 이상의 컬러 필터의 조합으로 형성되는 대역통과 필터 특성을 가지는 필터를 의미할 수 있다.
대역 통과 필터는 주로 가시광선 영역을 통과시키는 필터일 수 있고, 300nm 내지 700 nm 파장내에서 임의의 한정된 대역을 통과시킬 수 있다.
저역 통과 필터는 주로 적외선 영역을 통과시키는 필터일 수 있고, 700nm 내지 1100nm 파장을 통과시킬 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여, 수신되는 제1 입사광 및 제2 입사광의 특성을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 제1 출력부로부터 수신되는 제1 입사광 및 제2 출력부로부터 수신되는 제2 입사광의 특성을 도시한 예이다.
도 2를 참조하면, 제1 출력부(110)는 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제1 입사광을 수신할 수 있다.
바람직하게는, 제1 출력부(110)는 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 300nm 내지 1100nm 파장의 제1 입사광을 수신할 수 있다.
제2 출력부(130)는 제1 입사광 중 선정된 파장 범위의 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제2 입사광을 수신할 수 있다.
보다 상세하게는 제2 출력부(130)는 제1 입사광 중 선정된 파장 범위의 가시광선 영역의 파장과 적외선 영역을 포함하는 700nm 내지 1100nm 파장의 제2 입사광을 수신할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 신호 처리부(140)는 출력된 제1 전기적 신호와 제2 전기적 신호를 참조하여 광원에 대한 조도값을 획득하고, 광원의 종류 및 특성 중 적어도 하나를 분석한다.
실시예에 따르면, 신호 처리부(140)는 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율 및 광원을 구분하기 위한 문턱값을 참조하여 조도값을 획득할 수 있다.
보다 상세하게는, 신호 처리부(140)는 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율이 문턱값보다 같거나 큰 경우, 하기 [수식 1]을 통하여 조도값을 획득하고, 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율이 문턱값보다 작은 경우, 하기 [수식 2]를 통하여 조도값을 획득할 수 있다.
[수식 1]
Lux=(A X Ch0)-B
[수식 2]
Lux=(C X Ch0)+D
여기서, 여기서, 상기 Lux는 상기 조도값이고, 상기 Ch0은 상기 제1 전기적 신호이며, A, B, C, D 는 광원의 환경에 따라 가변되는 상수들이다.
광원의 환경은 실제 센서가 전자기기에 장착될 때 갖게 되는 고유한 특성을 나타내는 것으로서, 휴대폰과 TV에서는 커버글래스와 베젤이 존재하는데, 그 커버글래스와 베젤이 만들어지는 소재와, 휴대폰과 TV의 디자인에 따라 다양한 색깔을 표현하게 된다.
이에 따라 커버글래스와 베젤에 따라 파장대별로 다양한 투과, 반사, 굴절 등과 같은 광특성을 보이는 광원의 환경에 의존하여, 광원의 환경에 따라 그 각각의 특성 값이 보정된 값이 반영되어 전술한 A, B, C, D 의 상수값들이 결정될 수 있다.
제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율은 제2 전기적 신호 대 제1 전기적 신호 비(Ch1/Ch0)이고, Ch1은 제2 전기적 신호이다.
예를 들어, 백열등 또는 할로겐과 같은 광원의 환경에서는 상기 [수식 1]은 하기 [수식 3]과 같이 표현될 수 있고, LED 또는 형광등과 같은 광원의 환경에서는 하기 [수식 4]와 같이 표현될 수 있다.
[수식 3]
Lux=(0.0174 X Ch0)-8.9705
[수식 4]
Lux=(0.09 X Ch0)+1.27
(여기서, 상기 Lux는 상기 조도값이고, 상기 Ch0은 상기 제1 전기적 신호임)
실시예에 따르면, 신호 처리부(140)는 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율 및 문턱값을 참조하여 광원의 종류를 분석할 수 있다. 이하, 도 3을 참조하여, 광원의 종류를 분석하는 과정 및 광원에 대한 조도값을 획득하는 과정을 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 실시예에 따른 광원의 종류를 분석하는 과정 및 광원에 대한 조도값을 획득하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 조도 검출 장치는 단계 310에서, 전기적 신호를 출력한다.
보다 상세하게는, 조도 검출 장치는 단계 310에서, 광원으로부터 출력되는 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제1 입사광을 수신하여 제1 입사광에 대응하는 제1 전기적 신호를 출력하고, 제1 입사광 중 선정된 파장 범위의 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제2 입사광을 수신하여 제2 입사광에 대응하는 제2 전기적 신호를 출력할 수 있다.
조도 검출 장치는 단계 320에서, 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율과 문턱값을 비교할 수 있다.
조도 검출 장치는 단계 330a에서, 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율이 문턱값보다 같거나 큰 경우, 백열 계열(예를 들어, 백열등 할로겐)의 광원으로 결정할 수 있다.
또한, 조도 검출 장치는 단계 330b에서, 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율이 문턱값보다 작은 경우, 형광 계열(형광등, LED)의 광원으로 결정할 수 있다.
조도 검출 장치는 단계 340a에서, 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율이 문턱값보다 같거나 큰 경우이기 때문에, 전술한 [수식 1]을 적용하여 조도값을 획득할 수 있다.
또한, 조도 검출 장치는 단계 340b에서, 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율이 문턱값보다 작은 경우이기 때문에, 전술한 [수식 2]를 적용하여 조도값을 획득할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 신호 처리부(140)는 가시광선 영역에서의 파장별 광원 특성 테이블과 제2 전기적 신호를 비교하여 광원의 특성을 분석할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 가시광선 영역에서의 파장별 광원 특성 테이블과 제2 전기적 신호를 비교하여 광원의 특성을 분석하는 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 가시광선 영역에서의 파장별 광원 특성 테이블을 도시한 예이다.
도 4를 참조하면, 신호 처리부(140)는 가시광선 영역에서의 파장별 광원 특성 테이블과 제2 전기적 신호를 비교하여 광원의 특성을 분석할 수 있다.
실시예에 따르면, 파장별 광원 특성 테이블은 LED 광원의 색상별로 구분하여 광원의 특성을 구분하고, LED 광원의 색상에 대응하는 파장값을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 4의 광원 특성 테이블과 같이, LED 광원은 파랑색일 때 470nm, 녹색일 때 570nm, 노랑색일 때 590nm, 주황색일 때 605nm 및 빨강색일 때 625nm의 파장값을 가질 수 있다. 여기서, 각각의 LED 광원의 색상에 대응하는 파장값은 평균값을 포함할 수 있고, 평균값을 기준으로 바운더리의 값을 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 파장별 광원 특성 테이블은 전술한 색상 외에도 다양한 색상 및 다양한 색상에 대응하는 파장값을 포함할 수 있다.
이에 따라, 신호 처리부(140)는 가시광선 영역에서의 파장별 광원 특성 테이블과 제2 전기적 신호를 비교하여 광원의 특성을 분석할 수 있다.
보다 상세하게는, 신호 처리부(140)는 가시광선 영역에서의 파장별 광원 특성 테이블과 선정된 파장 범위의 가시광선 영역에 포함된 제2 전기적 신호를 비교하여 광원의 특성을 분석할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 조도 검출 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 조도 검출 장치는 단계 510에서, 광원으로부터 출력되는 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제1 입사광을 수신하여 제1 입사광에 대응하는 제1 전기적 신호를 출력한다.
조도 검출 장치는 단계 520에서, 제1 입사광 중 선정된 파장 범위의 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제2 입사광을 수신하여 제2 입사광에 대응하는 제2 전기적 신호를 출력한다.
선정된 파장 범위는 필터의 설계에 기초하여 다양한 파장 범위를 포함할 수 있고, 측정되는 광원의 종류와 광원의 주변적 특성을 고려한 파장 범위를 포함할 수 있다.
또한, 선정된 파장 범위는 특정 광원(예를 들어, LED 광원)의 동작 특성을 고려한 파장 범위를 포함할 수 있다.
제1 입사광 또는 제2 입사광은 적어도 하나 이상의 수광 소자에 의해 수신될 수 있고, 적어도 하나 이상의 수광 소자는 반도체 상에 형성되는 포토 트랜지스터, 포토 다이오드, 포토 아이씨 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 수광 소자는 전술한 소자 이외에도 광을 수신하는 모든 소자를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 조도 검출 방법에 있어서, 조도 검출 장치는 제1 입사광에서 선정된 파장 범위의 가시광선 영역과 적외선 영역을 선택적으로 통과시켜 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 조도 검출 장치는 광원의 종류 및 특성을 고려하여 선정된 파장 범위의 가시광선 영역을 선택적으로 통과할 수 있고, 적외선 영역을 통과시킬 수 있다.
조도 검출 장치는 단계 530에서, 출력된 제1 전기적 신호와 제2 전기적 신호를 참조하여 광원에 대한 조도값을 획득하고, 광원의 종류 및 특성 중 적어도 하나를 분석한다.
실시예에 따르면, 조도 검출 장치는 단계 530에서, 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율 및 광원을 구분하기 위한 문턱값을 참조하여 조도값을 획득할 수 있다.
보다 상세하게는, 조도 검출 장치는 단계 530에서 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율이 문턱값보다 같거나 큰 경우, 전술한 [수식 1]을 통하여 조도값을 획득하고, 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율이 문턱값보다 작은 경우, 전술한 [수식 2]를 통하여 조도값을 획득할 수 있다.
실시예에 따르면, 조도 검출 장치는 단계 530에서, 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율 및 문턱값을 참조하여 광원의 종류를 분석할 수 있고, 가시광선 영역에서의 파장별 광원 특성 테이블과 제2 전기적 신호를 비교하여 광원의 특성을 분석할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (13)

  1. 광원으로부터 출력되는 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제1 입사광을 수신하여 상기 제1 입사광에 대응하는 제1 전기적 신호를 출력하는 제1 출력부;
    상기 제1 입사광 중 선정된 파장 범위의 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제2 입사광을 수신하여 상기 제2 입사광에 대응하는 제2 전기적 신호를 출력하는 제2 출력부; 및
    상기 출력된 제1 전기적 신호와 제2 전기적 신호를 참조하여 상기 광원에 대한 조도값을 획득하고, 상기 광원의 종류 및 특성 중 적어도 하나를 분석하는 신호 처리부
    를 포함하는 조도 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리부는
    제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율 및 상기 광원을 구분하기 위한 문턱값을 참조하여 상기 조도값을 획득하는 조도 검출 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 신호 처리부는
    상기 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율이 상기 문턱값보다 같거나 큰 경우, 하기 [수식 1]을 통하여 상기 조도값을 획득하고,
    상기 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율이 상기 문턱값보다 작은 경우, 하기 [수식 2]를 통하여 상기 조도값을 획득하는 조도 검출 장치.
    [수식 1]
    Lux=(A X Ch0)-B
    [수식 2]
    Lux=(C X Ch0)+D
    (여기서, 여기서, 상기 Lux는 상기 조도값이고, 상기 Ch0은 상기 제1 전기적 신호이며, A, B, C, D 는 광원의 환경에 따라 가변되는 상수들임)
  4. 제2항에 있어서,
    상기 신호 처리부는
    상기 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율 및 상기 문턱값을 참조하여 상기 광원의 종류를 분석하는 조도 검출 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리부는
    상기 가시광선 영역에서의 파장별 광원 특성 테이블과 상기 제2 전기적 신호를 비교하여 상기 광원의 특성을 분석하는 조도 검출 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 입사광에서 상기 선정된 파장 범위의 가시광선 영역과 적외선 영역을 선택적으로 통과시켜 상기 제2 출력부로 출력하는 필터부
    를 더 포함하는 조도 검출 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 출력부 및 상기 제2 출력부는
    포토 트랜지스터, 포토 다이오드 및 포토 아이씨(IC) 중 적어도 하나를 포함하는 조도 검출 장치.
  8. 광원으로부터 출력되는 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제1 입사광을 수신하여 상기 제1 입사광에 대응하는 제1 전기적 신호를 출력하는 단계;
    상기 제1 입사광 중 선정된 파장 범위의 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 제2 입사광을 수신하여 상기 제2 입사광에 대응하는 제2 전기적 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 출력된 제1 전기적 신호와 제2 전기적 신호를 참조하여 상기 광원에 대한 조도값을 획득하고, 상기 광원의 종류 및 특성 중 적어도 하나를 분석하는 단계
    를 포함하는 조도 검출 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 광원에 대한 조도값을 획득하는 단계는
    제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율 및 상기 광원을 구분하기 위한 문턱값을 참조하여 상기 조도값을 획득하는 조도 검출 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광원의 종류 및 특성 중 적어도 하나를 분석하는 단계는
    상기 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호와의 비율 및 상기 문턱값을 참조하여 상기 광원의 종류를 분석하는 조도 검출 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 광원의 종류 및 특성 중 적어도 하나를 분석하는 단계는
    상기 가시광선 영역에서의 파장별 광원 특성 테이블과 상기 제2 전기적 신호를 비교하여 상기 광원의 특성을 분석하는 조도 검출 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 입사광에서 상기 선정된 파장 범위의 가시광선 영역과 적외선 영역을 선택적으로 통과시켜 출력하는 단계를 더 포함하는 조도 검출 방법.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
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