KR101705818B1 - 색도 및 휘도 측정 장치, 시스템 및 측정방법 - Google Patents

색도 및 휘도 측정 장치, 시스템 및 측정방법 Download PDF

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chromaticity
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권현태
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윤철오
배상순
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주식회사 맥사이언스
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    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/46—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
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Abstract

본 개시에 따른 색도 및 휘도 측정장치는 측정대상체의 광선으로부터 인간의 원추세포에 대응하는 시감 분포를 가지도록 삼 자극값에 대응하는
Figure 112015128710201-pat00049
필터유닛,
Figure 112015128710201-pat00050
필터유닛,
Figure 112015128710201-pat00051
필터유닛을 포함하는 필터픽셀을 포함하는 등색함수필터와 등색함수필터를 통과한 광을 수광하는 센서를 포함할 수 있다. 필터픽셀은 2차원 배열될 수 있다.
또한 본 개시에 따른 색도 및 휘도 측정시스템은 색도 및 휘도 측정장치 외에 보정 파라메터를 저장하는 메모리부와 메모리로부터 보정 파라메터를 불러 들여, 측정된 삼자극값을 보정하여 측정 오차를 줄일 수 있다.

Description

색도 및 휘도 측정 장치, 시스템 및 측정방법{Apparatus, system and method for measuring luminance and chromaticity}
본 개시는 색도 및 휘도 측정 장치, 시스템 및 측정방법에 관한 것이다.
디스플레이는 IT 산업이 빠르게 발전함에 따라 다양한 발전이 이루어졌다. 디스플레이에 대한 정확한 색도의 분석은 수요자가 느끼기에 자연스럽고 정확한 색채를 표현하고 조절하는데 요구되고 있다.
이러한 관점에서 물체에서 반사되는 빛의 스펙트럼 자체가 아닌 인체의 감각기관을 통해 느껴지는 빛의 스펙트럼을 기준으로 색을 규정하고자 하는 시도가 있어왔다. 사람의 눈의 감각을 기본으로 권고된 CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) 1931 측색 표준 관측자(CIE 1931 standard colorimetric observer)는 인체를 기준으로 하는 색의 표준으로 널리 사용되고 있다. 이러한 측정방법은 눈 내부의 망막에 위치하는 원추세포가 각각 빨강색, 초록색, 청색을 독립적으로 받아들여 뇌로 전달하며, 뇌가 이들을 조합하여 색에 대한 인식을 하게 만든다는 것에서 기인한다. 사람의 색 인식을 바탕으로 만들어진 XYZ 표색계 등색함수(Color Matching Function)
Figure 112015128710201-pat00001
는 삼자극 기여율을 나타낸 수학적인 함수들이며, 검사하고자 하는 대상물체의 색에 대한 분광전력분포(Spectral Power Distribution) 함수와 결합되어 색도(Chromaticity)를 계산할 수 있다.
이러한 등색함수에 대응하는 색채필터를 이용한 색도 및 휘도의 측정장치가 개발되고 있다.
본 개시는 측정 대상체에서 발산되는 광을 분석하여 색도 및 휘도를 측정하고자 하는 장치, 시스템 및 측정방법을 제공하고자 하는데 목적이 있다.
본 개시에 따른 색도 및 휘도 측정 장치는 측정 대상체에서 방출된 광선의 광량을 조절하는 조리개; 상기 광선이 인간의 원추세포에 대응하는 시감 분포를 가지도록 X자극값에 대응하는 제 1 색채 광을 통과시키는
Figure 112015128710201-pat00002
필터유닛, Y자극값에 대응하는 제 2 색채 광을 통과시키는
Figure 112015128710201-pat00003
필터유닛 및 Z자극값에 대응하는 제 3 색채 광을 통과시키는
Figure 112015128710201-pat00004
필터유닛을 포함하는 필터픽셀들이 2차원 배열되는 등색함수필터; 및 상기 등색함수필터를 통과한 광선으로부터 X자극값, Y자극값, Z자극값을 측정하는 센서;를 포함한다.
상기
Figure 112015128710201-pat00005
필터유닛, 상기
Figure 112015128710201-pat00006
필터유닛, 상기
Figure 112015128710201-pat00007
필터유닛은 서로 동등한 면적을 가질 수 있다.
상기 등색함수필터 및 상기 필터픽셀은 육각형일 수 있다.
상기 센서와 전기적으로 연결되어 X자극값, Y자극값, Z자극값의 정보를 개별적으로 외부로 전달하는 회로부;를 더 포함할 수 있다.
상기 등색함수필터와 상기 센서는 서로 밀착될 수 있다.
상기 조리개는,
상기 측정 대상체로부터 시야각이 2도 또는 10도가 되는 직경을 가질 수 있다.
상기 측정 대상체가 배치되고, 상기 측정 대상체에 전압을 인가하도록 구성된 모듈블록; 상기 X자극값, Y자극값, Z자극값의 정보를 외부로 전송하기 위한 케이블커넥터; 및 상기 모듈블록 및 상기 케이블커넥터가 배치되는 서랍형 지그 모듈;을 더 포함하며, 상기 모듈블록 상에 상기 조리개, 상기 등색함수필터 및 상기 센서가 차례로 배치될 수 있다.
상기 측정 대상체의 온도를 측정할 수 있는 온도계를 더 포함할 수 있다.
상기 조리개가 위치하는 휴대형 상부블록; 상기 조리개로부터 입사된 광선이 상기 등색함수필터와 상기 센서에 도달하도록 상기 등색함수필터와 상기 센서가 함께 배치되는 센서보드; 및 상기 센서보드에 외부 광이 입사되지 않도록 상기 휴대형 상부블록과 맞물려 상기 센서보드를 둘러싸는 휴대형 하부블록;을 포함할 수 있다.
상기 조리개의 직경은 10mm 이하일 수 있다.
상기 휴대형 상부블록 및 상기 휴대형 하부블록은 15% 미만의 반사도를 가질 수 있다.
상기 휴대형 상부블록 및 상기 휴대형 하부블록은 무반사 양극산화 알루미늄(anti-reflective anodized aluminum) 으로 형성될 수 있다.
상기 측정 대상체에서 방출된 광선을 집광시키는 집광렌즈; 상기 측정 대상체의 측정 대상 영역을 확인할 수 있는 접안렌즈; 및 상기 광선의 일부를 상기 접안렌즈로 전달하는 통로이며 외부 광을 차단하는 블록 경통; 을 더 포함하고, 상기 조리개는, 상기 집광된 광선의 일부를 상기 등색함수필터로 통과시키며, 상기 광선의 나머지 부분을 광 경로를 변화시켜 상기 블록 경통을 통해 상기 접안렌즈로 전달시킬 수 있다.
상기 조리개는 금속 재질을 포함할 수 있다.
상기 조리개는 상기 집광된 광선에 대해 45도로 기울어질 수 있다.
상기 조리개와 상기 블록 경통의 위치를 고정시키며, 외부 광의 간섭을 차단하는 조리개 마운트;를 더 포함 할 수 있다.
본 개시에 따른 색도 및 휘도 측정 시스템은, 상술한 적어도 하나 이상의 색도 및 휘도 측정장치; 상기 적어도 하나 이상의 색도 및 휘도 측정장치 별로 각각의 보정 파라메터가 저장되는 메모리부; 및 상기 메모리부로부터 상기 보정 파라메터를 읽어들이고, 상기 센서로부터 전달받은 상기 X자극값, Y자극값, Z자극값을 보정하여 보정 X자극값, 보정 Y자극값, 보정 Z자극값을 획득하는 제어부;를 포함한다.
상기 메모리부는, 상기 색도 및 휘도 측정장치를 인덱스 i로 특정할 때 인덱스 i에 해당하는 색도 및 휘도 측정장치에 대해서 서로 다른 파장을 가지는 적어도 하나의 레퍼런스 광에 대하여 측정레퍼런스 X자극값, 측정레퍼런스 Y자극값, 측정레퍼런스 Z자극값을 측정하고, 상기 두 개 이상의 레퍼런스 광에 대하여 이론적 등색함수로 적분하여 획득한 이론레퍼런스 X자극값, 이론레퍼런스 Y자극값, 이론레퍼런스 Z자극값을 계산하고, 적어도 두 개 이상의 레퍼런스 광에 대한 상기 측정레퍼런스 X자극값과 상기 이론레퍼런스 X자극값을 일차원 함수 피팅하여 하기의 수학식 1의 보정 파라메터 ai, bi를 획득하고, 상기 측정레퍼런스 Y자극값과 상기 이론레퍼런스 Y자극값을 일차원 함수 피팅하여 하기의 수학식 2의 보정 파라메터 ci, di를 획득하고, 상기 측정레퍼런스 Z자극값과 상기 이론레퍼런스 Z자극값을 일차원 함수 피팅하여 하기의 수학식 3의 보정 파라메터 ei, fi를 획득했을때, 이러한 상기 보정 파라메터 ai, bi, ci, di, ei, fi 가 상기 색도 및 휘도 측정장치의 인덱스 i 별로 저장되고,
상기 제어부는, i번째 색도 및 휘도 측정장치에서 획득한 상기 X자극값, 상기 Y자극값, 상기 Z자극값을 상기 메모리부에 저장되어 있는 상기 보정 파라메터 ai, bi, ci, di, ei, fi 를 읽어들여 상기 X자극값에 하기의 수학식 1을 적용하여 보정 X자극값을, 상기 Y자극값에 하기의 수학식 2를 적용하여 보정 Y자극값을, 상기 Z자극값에 하기의 수학식 3을 적용하여 보정 Z자극값을 획득할 수 있다.
[수학식 1]
보정 X자극값 = ai * X자극값 + bi
[수학식 2]
보정 Y자극값 = ci * Y자극값 + di
[수학식 3]
보정 Z자극값 = ei * Z자극값 + fi
상기 보정 X자극값, 상기 보정 Y자극값, 상기 보정 Z자극값을 하기의 수학식 4 내지 6을 이용하여 휘도, 색좌표를 획득할 수 있다.
[수학식 4]
휘도 = 보정 Y자극값
[수학식 5]
색좌표 x = 보정 X자극값 / (보정 X자극값+ 보정 Y자극값+ 보정 Z자극값)
[수학식 6]
색좌표 y = 보정 Y자극값 / (보정 X자극값+ 보정 Y자극값+ 보정 Z자극값)
상기 측정 대상체의 시간의 흐름에 따라 측정한 색도를 상기 제어부로 전송하고, 상기 제어부는, 상기 색도 및 휘도 측정장치로부터 전송받은 색도의 변화를 이용해 상기 측정 대상체의 수명을 추정할 수 있다.
본 개시에 따른 색도 및 휘도 측정방법에 있어서, 측정 대상체에서 방출된 광선이 인간의 적색 원추세포에 대응하는 시감 분포를 가지도록 파장을 적분한 X자극값을 형성하는
Figure 112015128710201-pat00008
필터유닛, Y자극값을 형성하는
Figure 112015128710201-pat00009
필터유닛 및 Z자극값을 형성하는
Figure 112015128710201-pat00010
필터유닛을 포함하는 등색함수필터; 상기 등색함수필터를 통과한 광선을 수광하는 센서; 및 보정 파라메터를 저장하는 메모리부; 상기 X자극값, Y자극값, Z자극값을 보정하는 제어부;를 포함하는 색도 및 휘도 측정장치의 색도 및 휘도 측정방법에 있어서,상기 색도 및 휘도 측정장치로부터 상기 측정 대상체가 방출하는 광선에 대한 X자극값, Y자극값, Z자극값을 측정하는 단계; 및 상기 측정 대상체를 인덱스 i로 특정할 때 상기 측정 대상체에 대응하는 보정 파라메터 ai, bi, ci, di, ei, fi 를 상기 메모리부로부터 읽어들여 상기 X자극값, Y자극값, Z자극값을 각각 하기의 수학식 7, 8, 9를 통해 연산하여 보정 X자극값, 보정 Y자극값, 보정 Z자극값을 획득하는 단계;를 포함한다.
[수학식 7]
보정 X자극값 = ai * X자극값 + bi
[수학식 8]
보정 Y자극값 = ci * Y자극값 + di
[수학식 9]
보정 Z자극값 = ei * Z자극값 + fi
상기의 인덱스 i로 특정되는 색도 및 휘도 측정장치에 대해서 서로 다른 파장을 가지는 적어도 두 개 이상의 레퍼런스 광을 입사하여 각 파장 별 측정레퍼런스 X자극값, 측정레퍼런스 Y자극값, 측정레퍼런스 Z자극값을 측정하는 단계; 상기 두 개 이상의 레퍼런스 광에 대하여 이론적 등색함수로 적분하여 획득한 각 파장 별 이론레퍼런스 X자극값, 이론레퍼런스 Y자극값, 이론레퍼런스 Z자극값을 계산하는 단계; 상기 측정레퍼런스 X자극값을 x축으로 하고 상기 이론레퍼런스 X자극값을 y축으로 하여 일차원 함수 피팅하여 보정 파라메터 ai, bi를 획득하는 단계; 상기 측정레퍼런스 Y자극값을 x축으로 하고 상기 이론레퍼런스 Y자극값을 y축으로 하여 일차원 함수 피팅하여 보정 파라메터 ci, di를 획득하는 단계; 상기 측정레퍼런스 Z자극값을 x축으로 하고 상기 이론레퍼런스 Z자극값을 y축으로 하여 일차원 함수 피팅하여 보정 파라메터 ci, di를 획득하는 단계;및 상기 보정 파라메터 ai, bi, ci, di, ei, fi 를 상기 색도 및 휘도 측정장치의 인덱스 i 별로 상기 메모리부에 저장하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 색도 및 휘도 측정장치는 광선이 인간의 녹색 원추세포에 대응하는 시감 분포를 가지는
Figure 112015128710201-pat00011
필터유닛,
Figure 112015128710201-pat00012
필터유닛,
Figure 112015128710201-pat00013
필터유닛을 포함하는 필터픽셀의 배열로 이루어진 등색함수필터를 포함할 수 있다. 이러한 등색함수필터는 단일 필터와 단일 센서로 구성되어, 복수 개의 필터와 복수 개의 센서로 이루어진 측정장치에 비해 측정 효율이 증가되고 체적을 감소시킬 수 있다. 또한, 단일 센서에서 측정된 각각의 X자극값, Y자극값, Z자극값을 각각 외부로 전송할 수 있는 회로부를 포함하여 제어부를 통한 보정을 용이하게 할 수 있다.
또한 각 측정장치마다 등색함수필터 및 회로부의 특성이 미세하게 다를 수 있으므로, 이를 레퍼런스 광에 의한 보정 파라메터를 이용해 상기 X자극값, Y자극값, Z자극값을 보정하여 보정 X자극값, 보정 Y자극값, 보정 Z자극값을 획득할 수 있다. 이러한 보정 X자극값, 보정 Y자극값, 보정 Z자극값으로부터 색좌표와 휘도를 획득할 수 있으며, 측정 대상체의 특성을 분석할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 색도 및 휘도 측정장치에 대한 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 필터픽셀을 포함하는 등색함수필터를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 3a 내지 3c는 인간의 시감에 대응하는 등색함수를 나타내는 그래프이다.
도 4는 센서의 각 측정치를 외부로 전송하기 위한 개략적인 회로도를 나타내는 단면도이다.
도 5는 2차원 색좌표를 나타내는 그래프이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 색도 및 휘도 측정장치를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6에 따른 색도 및 휘도 측정장치에 대한 개략적인 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 색도 및 휘도 측정장치를 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 8에 따른 색도 및 휘도 측정장치에 대한 개략적인 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 색도 및 휘도 측정장치를 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 10에 따른 색도 및 휘도 측정장치에 대한 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다.
도 12는 도 10에 따른 색도 및 휘도 측정장치의 접안렌즈를 통해 관찰한 측정 대상체를 나타내는 도면이다.
도 13은 색도 및 휘도 측정시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 14 내지 16은 레퍼런스 광원을 이용하여 각 인덱스 별 색도 및 휘도 측정장치에 대응하는 보정 파라메터를 획득하는 방법에 관한 도면이다.
도 17은 일 실시예에 따른 색도 및 휘도 측정시스템을 통한 보정 방법을 나타내는 도면이다.
도 18 내지 도 20은 레퍼런스 광을 이용한 일차원 함수 피팅을 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 예시적인 실시예에 따른 색도 측정 장치, 시스템과 측정방법에 대해 상세하게 설명한다. 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 또한, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. 이하에서, "전면" 이나 "앞"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 앞에 있는 것뿐만 아니라 비 접촉으로 전면부에 있는 것도 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 제어부 및 메모리부의 용어는 각기 별도의 구성장치를 지칭하는 것이 아닌 각 역할을 수행하는 부를 지칭하는 것으로 단일 구성의 연산장치부가 제어부, 메모리부의 역할을 동시에 수행하는 것도 개념상 포함하는 용어일 수 있다.
도 1 내지 도 5는 일 실시예에 따른 색도 및 휘도 측정장치(100)에 대한 도면이다. 도 1은 일 실시예에 따른 색도 및 휘도 측정장치(100)에 대한 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 측정 대상체(110)로부터 나온 광을 인간의 원추세포에 대응하는 시감 분포를 가지도록 하는 등색함수필터(130), 등색함수필터(130)를 통과한 광선을 수광하는 센서(140)를 포함할 수 있다.
등색함수필터(130) 앞에 조리개(120)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 조리개(120), 등색함수필터(130) 및 센서(140)가 다른 요소의 개입 없이 차례로 배열될 수 있다. 하지만, 이는 일 예일 뿐이며 필요에 따라 다른 요소가 추가되는 것도 가능하다.
조리개(120)는 측정 대상체(110)의 측정 대상 영역에서 방출된 광선의 일부 광량을 통과시킬 수 있다. 예를 들어, 조리개(120)의 직경과 측정 대상체(110)까지의 거리 비율이 시야각 2도 또는 10도에 대응될 수 있다. 여기서 조리개의 직경은 조리개의 개구 직경을 나타낼 수 있다.
도 2는 등색함수필터(130)의 일 예를 도시한 것이다. 등색함수필터(130)는 조리개(120)를 통과해 센서(140)로 보내지는 광선을 인간의 시감에 대응되도록 필터링 하는 광학요소로, 복수 개의 필터픽셀(131)을 포함할 수 있다.
필터 픽셀(131)은 각기 다른 파장을 통과시킬 수 있는 복수 개의 필터유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어 필터 픽셀(131)은 제1 색채 광, 예를 들어 적색광을 통과시키는
Figure 112015128710201-pat00014
필터유닛(131a), 제2 색채 광, 예를 들어, 녹색광을 통과시키는
Figure 112015128710201-pat00015
필터유닛(131b), 제3 색채 광, 예를 들어, 청색광을 통과시키는
Figure 112015128710201-pat00016
필터유닛(131c)을 포함할 수 있다.
CIE(Commission Internationale de l'Eclairage) 1931 측색 표준 관측자 (CIE 1931 standard colorimetric observer)는 인간의 시감에 대응하는 시감분포를 갖는 등색함수
Figure 112015128710201-pat00017
,
Figure 112015128710201-pat00018
, 를 파장에 따라 정의하였다. 각 함수의 구체적인 형태는 도 3에 도시된 바와 같다. 각 함수는 파장(wavelength)에 대한 원추세포의 상대 감도(relative sensitivity)를 나타낸 것이다.
Figure 112015128710201-pat00020
는 적색광에 대응하며,
Figure 112015128710201-pat00021
는 녹색광에 대응하며,
Figure 112015128710201-pat00022
는 청색광에 대응하는 함수로서, 이는 인간의 원추세포가 적색, 녹색, 청색의 세가지로 구분되는 것에 대응한다.
상술한 바와 같이 등색함수필터(130)의 각 필터픽셀(131)은 예를 들어,
Figure 112015128710201-pat00023
에 대응하는
Figure 112015128710201-pat00024
필터유닛(131a)과
Figure 112015128710201-pat00025
에 대응하는
Figure 112015128710201-pat00026
필터유닛(131b)과
Figure 112015128710201-pat00027
에 대응하는
Figure 112015128710201-pat00028
필터유닛(131c)을 포함할 수 있다. 이러한 필터픽셀(131)은 2차원 배열될 수 있다. 본 실시예에 따른 등색함수필터(130)는
Figure 112015128710201-pat00029
필터유닛,
Figure 112015128710201-pat00030
필터유닛,
Figure 112015128710201-pat00031
필터유닛을 모두 포함하는 필터픽셀들의 2차원 배열로 구성되므로, 각 필터유닛에 대응하는 복수 개의 센서를 각각 독립적으로 구비할 필요 없이, 하나의 등색함수필터(130)와 하나의 센서(140)로 구성될 수 있다. 따라서 복수의 센서로 광을 나누기 위한 광 분리 수단이 별도로 요구되지 않아 색도 및 휘도 측정장치의 체적을 줄이고, 광 분리 수단의 도입으로 인한 광소모를 줄여 측정 효율을 향상시킬 수 있다. 도 2를 참조하면, 등색함수필터(130)는 예를 들어, 육각형의 형태를 가지고, 필터픽셀(131)도 육각형의 형태를 가질 수 있다. 이러한 형상과 배열은 동일 면적 대비 등색함수필터(130)의 필터 픽셀을 밀하게 배치하면서도 각
Figure 112015128710201-pat00032
필터유닛,
Figure 112015128710201-pat00033
필터유닛,
Figure 112015128710201-pat00034
필터유닛을 통과하는 광의 비율을 일정하게 할 수 있어 결과적으로 색도 및 휘도 측정장치의 측정 효율을 높일 수 있다. 하지만, 등색함수필터의 형태와 필터픽셀의 형태나 배열 방식들은 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 사각형의 등색함수필터에 사각형의 필터픽셀이 배열되는 것도 가능하다.
다음은 등색함수필터를 통해 필터링된 광에 대한 삼 자극값(Tristimulus Value)에 대해 설명한다. 삼 자극값은 색깔을 정량적으로 표시하는 값으로, X자극값, Y자극값, Z자극값으로 나타낼 수 있다. 이론적으로 분광전력분포(Spectral Power Distribution) 함수 P(λ)를 가지는 광원의 삼 자극값(Tristimulus Value)은 다음의 [수학식 1]에 나타난 바와 같다.
[수학식 1]
Figure 112015128710201-pat00035
이때, Km은 최대 상대 분광 시감효능(6,831m/W)이다. X가 X자극값(X Tristimulus Value)에 해당하며, Y가 Y자극값(Y Tristimulus Value)에 해당하며, Z가 Z자극값(Z Tristimulus Value)에 해당한다. Y 는 광원의 휘도가 된다. 삼자극값은 분광전력분포 함수 P(λ)인 광이 인간의 시감을 통해 인식되었을 때의 각 색깔을 정량적으로 표시하는 이론적 수치에 해당할 수 있다.
색도는 일반적으로 색 좌표를 통해 판단할 수 있다. 색 좌표 x,y는 상기 수학식 1의 X자극값, Y자극값, Z자극값을 하기의 수학식 2에 적용하여 얻을 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112015128710201-pat00036
색좌표는 (x,y)로 도시 될 수 있다. 색 좌표 (x,y)의 일 예는 도 4에 도시되어있다.
상술한 수학식1, 2를 통해 이론적 X 자극값, Y 자극값, Z 자극값을 얻고, 이를 통해 색도 및 휘도를 획득할 수 있다. 등색함수필터(130)는 이러한 X 자극값, Y 자극값, Z 자극값을 측정하기 위한 색채측정장치의 필터식 색체계에 해당할 수 있다. 즉, 각 등색함수필터(130)의 각 필터유닛을 통과한 빛을 측정하면 상기 수학식 1을 적용하여 획득한 삼자극치와 동일한 자극값을 획득할 수 있어야 한다. 이를 위해 등색함수필터(130)의 각
Figure 112015128710201-pat00037
필터유닛,
Figure 112015128710201-pat00038
필터유닛,
Figure 112015128710201-pat00039
필터유닛의 분광 감응도는 상술한 등색함수와 일치해야 한다. 이 필터유닛의 분광 감응도가 등색함수와 일치하는 정도에 따라 측정장치의 정밀도가 좌우될 수 있다.
센서(140)는 등색함수필터(130)를 통과한 광선으로부터 X자극값, Y자극값, Z자극값을 획득할 수 있다. 센서(140)는 예를 들어, CCD, CMOS 센서 일 수 있다. 등색함수필터(130)와 센서(140) 사이에 별도의 광학요소나 공간 없이 밀착되도록 배치될 수 있다. 상기 수학식 1에서 삼 자극값은 분광전력분포 함수와 등색함수를 곱하여 파장에 의해 적분한 값으로 획득되므로, 등색함수필터를 통해 측정으로 획득한 삼자극값은 이에 대응되어야 할 수 있다. 센서(140)는 상기 각 등색함수필터(130)의 각 필터 유닛을 통해 전달된 광을 파장에 따라 측정할 수 있다.
회로부(150)는 센서(140)에서 획득한 X자극값, Y자극값, Z자극값을 외부로 전송하는 회로일 수 있다. 센서(140)는 등색함수필터(130)를 통과한 광선을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 예를 들어, 센서(140)는 등색함수필터(130)를 통과한 각 색채에 대응되는 광선을 전류 또는 전압으로 전환할 수 있다. 도 5를 참조하면, 센서(140)에서 획득한 각 자극값에 해당하는 전류(Ix, Iy, Iz)를 각기 별도의 도선으로 전송하고, 각 신호를 증폭하여 전압 값으로 외부로 출력할 수 있다. 예를 들어 X자극값에 해당하는 전압 Vx, Y자극값에 해당하는 전압 Vy, Z자극값에 해당하는 전압 Vz는 외부의 제어부(미도시)나 메모리부(미도시)로 전송될 수 있다.
색도 및 휘도 측정장치(100)은 측정 대상체(110)의 온도를 측정할 수 있는 온도계(미도시) 를 더 포함할 수 있다. 측정 대상체(110)의 온도는 측정 대상체(110)의 특성, 수명을 파악하는 보조 지표로써 이용될 수 있다.
도 6 및 도 7은 다른 실시예에 따른 색도 및 휘도 측정장치(200)를 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 색도 및 휘도 측정장치(200)는 서랍형 지그 모듈을 포함할 수 있다. 하나의 색도 측정 시스템 상에 복수 개의 색도 및 휘도 측정장치(200)를 이용하여, 동시에 복수 개의 측정 대상체의 색도를 측정할 수 있다.
도 7은 도 6에 따른 색도 및 휘도 측정장치에 대한 개략적인 구성을 나타내는 분해 사시도이다. 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 색도 및 휘도 측정장치(200)의 분해 사시도를 확인할 수 있다. 색도 및 휘도 측정장치(200)는 측정 대상체(210)를 배치하고, 전압을 인가할 수 있는 모듈블록(260), 회로부(미도시)와 전기적으로 연결되어 X자극값, Y자극값, Z자극값의 정보를 외부로 전송하기 위한 케이블커넥터(270), 모듈블록(260) 및 케이블커넥터(270)가 배치되는 서랍형 지그 모듈(280), 상기 측정 대상체(210)에서 방출되는 빛을 측정하기 위한 조리개(220), 등색함수필터(230), 센서(240)를 포함할 수 있다. 조리개(220)의 직경은 측정 대상체(210)의 가로, 세로 너비보다 작을 수 있다. 측정 대상체(210)의 수명을 측정하고자 하는 경우는 조리개(220) 및 모듈블록(260)은 고정식일 수 있다. 측정 대상체(210)의 특정 영역의 색도 특성을 측정하고자 하는 경우는 조리개(220) 또는 모듈블록(260) 중 적어도 하나는 이동식일 수 있다.
색도 및 휘도 측정장치(200)는 측정 효율을 높이기 위해 반사도 15% 미만의 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 색도 및 휘도 측정장치(200)는 무반사 양극산화 알루미늄(anti-reflective anodized aluminum)으로 구성될 수 있다.
도 8 및 도 9는 또 다른 실시예에 따른 색도 및 휘도 측정장치(300)를 나타내는 도면이다. 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 색도 및 휘도 측정장치(300)는 측정 대상체의 어느 한 차원의 길이보다 작은 직경의 조리개(320)를 가져, 측정 대상체의 일부 영역의 색도를 측정할 수 있다.
도 9는 도 8에 따른 색도 및 휘도 측정장치(300)에 대한 개략적인 구성을 나타내는 분해 사시도이다. 도 9를 참조하면, 색도 및 휘도 측정장치(300)의 분해 사시도를 확인할 수 있다. 색도 및 휘도 측정장치(300)는 조리개(320), 등색함수필터(330), 센서(340), 조리개(320)가 위치하는 휴대형 상부블록(360), 등색함수필터(330)와 센서(340)가 함께 배치되는 센서보드(380), 센서보드(380)를 둘러싸는 휴대형 하부블록(370)을 포함할 수 있다. 조리개(320)로부터 입사된 광선이 등색함수필터(330)와 센서(340)에 도달하도록, 등색함수 필터(330)와 센서(340)가 센서보드(380)에 배치될 수 있다. 하부블록(370)은 센서보드(380)에 외부 광이 입사되지 않도록 휴대형 상부블록(360)과 맞물려 결합될 수 있다.
측정 대상체의 직경은 일반적으로 1 인치 이상이므로 조리개(320)의 직경은 예를 들어, 10mm 이하로 하여, 측정 대상체의 일부 면적에서 방사되는 광의 색도를 선택적으로 측정할 수 있다. 별도의 집광렌즈 구성을 포함하지 않고, 조리개(320)가 측정 대상체와 직접 접촉하도록 하여, 구성을 간소화 시킬 수 있다.
색도 및 휘도 측정장치(300)는 측정 효율을 높이기 위해 반사도 15% 미만의 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 색도 및 휘도 측정장치(300)는 무반사 양극산화 알루미늄으로 구성될 수 있다.
본 실시예에 따른 색도 및 휘도 측정장치(300)는 회로부(350)와 연결되는 외부 커넥터를 포함하여, 간이한 측정 시스템을 구성할 수 있다. 예를 들어, 색도 및 휘도 측정장치(300)는 USB 커넥터를 포함하여, 컴퓨터 또는 모바일 기기와 연결될 수 있다. 컴퓨터는 개인용 PC, 노트북을 포함하며, 모바일 기기는 스마트폰을 포함할 수 있다.
도 10 내지 도 12는 또 다른 실시예에 따른 색도 및 휘도 측정장치(400)를 나타내는 도면이다. 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 색도 및 휘도 측정장치(400)는 집광렌즈(460)와 접안렌즈(470)를 포함할 수 있다. 접안렌즈(470)를 통해 측정 대상체의 형상을 측정자가 확인할 수 있다.
도 11은 도 10에 따른 색도 및 휘도 측정장치에 대한 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다. 도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 색도 및 휘도 측정장치(400)의 개략적인 단면도를 확인할 수 있다. 색도 및 휘도 측정장치(400)는 측정 대상체에서 방출된 광을 집광시키는 집광렌즈(460), 상기 측정 대상체의 측정 대상 영역을 확인할 수 있는 접안렌즈(470), 측정 대상체에서 방출된 광선의 일부를 접안렌즈(470)로 전달하는 통로이며 외부 광을 차단하는 블록 경통(480)을 포함할 수 있다. 또한, 색도 및 휘도 측정장치(400)는 블록 경통(480)의 일면에 구비되는 조리개(420)와, 등색함수필터(430), 센서(440)를 포함한다. 조리개(420)는 집광된 광선의 일부를 등색함수필터(430)로 통과시키며, 나머지 부분은 광 경로를 변화시켜 블록 경통(480)을 통해 접안렌즈(470)로 광을 전달할 수 있다. 조리개(420)는 예를 들어, 금속 또는 거울 재질을 포함할 수 있다. 조리개(420)는 광선에 대해 45도로 기울어져, 광 경로를 90도 각도로 변화시킬 수 있다. 조리개(420)의 직경은 접안렌즈(470)를 통해 확인 할 수 있다. 또한, 색도 및 휘도 측정장치(400)는 조리개(420)와 블록 경통(480)의 위치를 고정시키며, 외부 광의 간섭을 차단하는 조리개 마운트(490)를 포함할 수 있다.
조리개(420)를 통해 입사된 광은 등색함수필터(430)와 센서(440)로 전달되며, 측정된 X자극값, Y자극값, Z자극값은 회로부(450)를 통해 외부로 전달될 수 있다.
색도 및 휘도 측정장치(400)는 광의 산란으로 인한 측정 효율의 향상을 위해 블록 경통(480)의 반사도가 15% 미만일 수 있다. 블록 경통(480)은 무반사 양극산화 알루미늄 재질을 가질 수 있다. 예를 들어, 블록 경통(480)은 무반사 페인트로 도색되어 반사도를 3% 미만으로 만들 수 있다. 또한 색도 및 휘도 측정장치(400)의 등색함수필터(430), 센서(440)를 제외한 나머지 구성을 반사도 15% 미만으로 하여 측정 효율을 향상시킬 수 있다.
도 12는 접안 렌즈(460)를 통해 관찰한 측정 대상체를 나타낸 것이다. 측정 대상체의 측정 대상이 되는 영역은 중심부의 검은 점으로 나타날 수 있다. 색도 및 휘도 측정장치(400)는 측정 대상체부터 색도 및 휘도 측정장치(400)까지의 거리와 조리개(420)의 직경 간의 관계가 시야각 2도 또는 10도를 만족할 수 있다. 이는 국제조명위원회에서 권고한 표준관측자가 시야각 2도(1931년에 권고), 10도(1978년에 권고)로 지정되었기 때문이다. 예를 들어, 조리개(420)의 직경이 1mm일 때, 측정대상체와 색도 및 휘도 측정장치(400)의 거리가 100mm이면 시야각 2도에 해당할 수 있다. 도 12를 참조하면, 조리개(420)로 투사되는 광선의 직경이 1mm임을 확인할 수 있다. 이와 같이, 측정 대상체부터 조리개까지의 거리와 조리개의 직경을 조절하여 시야각을 조절할 수 있다.
도 13은 색도 및 휘도 측정시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다. 측정 대상체(110)로부터 방출되는 광을 분석하는 복수 개의 색도 및 휘도 측정장치는 인덱스 i로 구분될 수 있다. 인덱스 i는 n개의 색도 및 휘도 측정장치가 있을 때, 각각의 색도 및 휘도 측정장치를 지칭하는 1부터 n까지의 자연수 중 어느 하나에 해당할 수 있다. 예를 들어, 인덱스 i, i+1, i+2의 색도 및 휘도 측정장치는 동일 구성을 가지는 별개의 색도 및 휘도 측정장치일 수 있다. 이러한 인덱스 i는 각 색도 및 휘도 측정장치를 특정할 수 있으면 족하므로, 예를 들어 인덱스 i는 제품번호나 사용자가 정한 문자열, 숫자열 일 수도 있다. 측정 대상체(110)는 예를 들어, 디스플레이일 수 있다. 도 13을 참조하면, 각기 다른 인덱스를 가지는 색도 및 휘도 측정장치가 동일한 디스플레이로부터 방출되는 광의 색도를 측정하고 있다. 도 13은 설명의 편의를 위하여 단일 디스플레이로 도시되었을 뿐, 이는 일 예시에 불과하며, 실제 시스템 상으로는 별도의 각기 다른 디스플레이를 각기 다른 색도 및 휘도 측정장치가 측정할 수 있음은 물론이다.
도 13을 참조하면, 단일의 디스플레이에서 동일한 측정대상 광이 방출되며, 인덱스 i, i+1, i+2에 대응하는 별도의 색도 및 휘도 측정장치가 각기 삼자극치 (xi, yi, zi), (xi+1, yi +1, zi +1), (xi+2, yi +2, zi +2)를 측정할 수 있다. 본 실시예에서는 단일의 측정 대상체에서 나오는 측정 대상 광을 측정하는 것이므로, 동일한 종류의 등색함수필터를 통과하여 측정되는 (xi, yi, zi), (xi+1, yi +1, zi +1), (xi+2, yi +2, zi +2)는 서로 동일할 수 있다. 그러나 등색함수필터의 특성 차이 및, 색도 및 휘도 측정장치의 회로 구성에 따른 차이가 존재할 수 있다. 또한, 측정되는 (xi, yi, zi), (xi+1, yi +1, zi+1), (xi+2, yi +2, zi +2)가 서로 동일하다고 하여도, 이것이 실제 측정 대상체에서 방출되는 분광 복사휘도함수 P(λ)함수와 등색함수를 곱하여 적분한 (이론x, 이론y, 이론z)의 각 수치와는 상이할 수 있다.
이에 본 개시에 따른 색도 및 휘도 측정시스템은 제어부(CR)와 메모리부(ME)를 포함하여 상기 색도 및 휘도 측정장치에서 측정한 (xi, yi, zi), (xi+1, yi +1, zi +1), (xi+2, yi +2, zi+2)을 (이론x, 이론y, 이론z)에 가까워지도록 보정할 수 있다. 제어부(CR)는 각 인덱스에 대응하는 색도 및 휘도 측정장치와 연결되어 측정 자극값을 받아들이고 및 메모리부(ME)로부터 보정 파라메터를 불러들여 측정 자극값을 보정하여 보정 자극값을 획득할 수 있다. 메모리부(ME)는 각 인덱스 i, i+1, i+2에 대응하는 보정 파라메터를 저장하고 있으며, 이러한 보정 파라메터를 제어부(CR)에 제공할 수 있다. 이러한 제어부(CR) 및 메모리부(ME)는 편의상 별도의 모듈로 표현한 것에 불과하며, 연산장치의 구성에 따라 제어부 및 메모리부는 단일 구성에 포함될 수도 있다.
보정을 통해 획득한 (보정xi, 보정yi, 보정zi)는 이론적 값인 (이론x, 이론y, 이론z)과 근사한 값일 수 있다. i+1 인덱스의 색도 및 휘도 측정장치를 통해 측정한 (xi+1, yi+1, zi +1)값도 상술한 보정 과정을 거쳐 (보정xi+1, 보정yi +1, 보정zi +1)값을 얻을 수 있다.
이론적 자극값인 (이론x, 이론y, 이론z)의 획득은 측정대상 광을 분광기(spectrometer)로 분석하여, 실제 각 파장별 데이터를 수집하고, 이러한 데이터를 국제조명위원회에서 제공한 수학식 1에 따라 각 분광함수 x(λ), y(λ), z(λ)와 곱하여 적분하여 얻을 수 있다. 다만, 이러한 각 파장별 데이터를 매 측정대상마다 구해내기 위해서는 분광기 시스템을 갖추어야 하며 비용과 부피의 문제가 있을 수 있다. 또한, 분광기를 이용한 파장별 데이터를 획득하고 연산하는 과정은 상대적으로 긴 시간과 비용을 소모한다. 따라서 간이한 색도 및 휘도 측정장치를 이용하여 근사치에 해당하는 측정값을 획득하고, 이를 보정하는 것은 비용과 시간 면에서 유리할 수 있다.
각 인덱스 별 색도 및 휘도 측정장치에 대응하는 보정 파라메터는 레퍼런스 광원을 이용하여 측정되고 메모리부에 저장될 수 있다. 이하 자세히 살핀다.
도 14 내지 16은 레퍼런스 광원을 이용하여 각 인덱스 별 색도 및 휘도 측정장치에 대응하는 보정 파라메터를 획득하는 방법에 관한 도면이다.
상술한 바와 같이, 동일한 구성을 갖춘 색도 및 휘도 측정장치라 하여도 등색함수필터의 특성, 회로부의 특성에 따라 각기 다른 특성을 가질 수 있다. 도 14를 참조하면, 인덱스 i를 가지는 색도 및 휘도 측정장치에 있어서, 별도의 레퍼런스 광을 적어도 하나 이상 활용하여 측정값을 획득할 수 있다. 레퍼런스 광은 이론적 측정값을 미리 알고 있는 광원으로서, 예를 들어, 적색, 녹색, 청색의 단파장 레이저 광이 해당할 수 있다. 단파장 레이저 광의 경우에는 해당 파장에 해당하는 광선만 나오므로, 분광기를 이용하여 파장 값을 정확하게 측정하면 상술한 수학식 1로 계산하여 이론레퍼런스 X자극값, 이론레퍼런스 Y자극값, 이론레퍼런스 Z자극값(이하 이론x, 이론y, 이론z로 칭함)을 획득할 수 있기 때문이다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 레퍼런스 광은 모든 종류의 광원을 이용할 수 있다. OLED 측정 대상체의 경우 인가하는 전압에 따라 다양한 파장의 광을 방출할 수 있으므로, 동일한 OLED 측정 대상체에 인가 전압 조건을 바꾸어 이용할 수도 있다. 또한 레퍼런스 광원은 가변 파장 레이저, LED 방식의 광원을 이용할 수도 있다. 이러한 레퍼런스 광을 인덱스 i를 가지는 색도 및 휘도 측정장치에 조사하여, 자극값 xi, yi, zi의 측정치인 측정레퍼런스 X자극값, 측정레퍼런스 Y자극값, 측정레퍼런스 Z자극값(이하 측정 xi, 측정 yi, 측정 zi로 칭함)을 획득할 수 있다. 이상적인 색도 및 휘도 측정장치이면 측정 xi = 이론 xi, 측정 yi= 이론 yi, 측정 zi = 이론 zi 일 수 있으며, 이때에는 별도의 보정 파라메터를 필요로 하지 않는다. 그러나 일치하지 않는 경우에는 각 레퍼런스 광 별로 (측정 xi, 이론 xi), (측정 yi, 이론 yi), (측정 zi, 이론 zi)를 좌표화 시킨다.
다음으로는 도 15을 참조하면, 각 레퍼런스 광 별로 획득한 (측정 xi, 이론 xi)를 x축을 측정 xi, y축을 이론 xi으로 하는 그래프에 점으로 도시한다. 이상적인 색도 및 휘도 측정장치일 때 이러한 복수 개의 레퍼런스 광 에서 획득한 점을 일차원 함수 피팅(linear fitting)은 y = x의 그래프에 대응한다. 그러나 실제로는 오차가 존재하므로 일차원 함수 피팅시 이론 xi = ai * 측정 xi + bi 의 그래프를 획득할 수 있다. 따라서, 인덱스 i의 색도 및 측정장치를 이용해 임의의 X자극값인 xi 를 획득했을 때, 상술한 ai, bi를 이용한 함수로 보정하면, 보다 실제 값에 가까운 보정 xi값을 획득할 수 있는 것이다. 마찬가지로 각 레퍼런스 광 별로 획득한 (측정 yi, 이론 yi)를 도시하여 이론 yi = ci * 측정 yi + di의 공식을 얻을 수 있다. zi에 대해서는 이론 zi = ei * 측정 zi + fi의 공식을 얻을 수 있다. 따라서, 인덱스 i로 특정되는 색도 및 측정장치에 대하여 총 6개의 보정 파라메터(ai,bi,ci,di,ei,fi)를 획득할 수 있다. 도 16을 참조하면, 이러한 보정 파라메터의 획득은 제어부에서 이루어질 수 있으며, 획득한 보정 파라메터를 메모리부에 각 인덱스 별로 저장할 수 있다. 상술한 설명은 일차원 함수 피팅에 대해서 설명하였으나, 이는 예시에 불과하며 통계적으로 사용되는 모든 피팅 기법을 사용할 수 있다. 보다 정확한 보정 파라메터의 획득을 위해서는 더 많은 레퍼런스 광을 통해 피팅하는 것이 바람직 할 수 있다. 도 17은 색도 및 휘도 측정시스템을 통한 보정 방법을 나타내는 도면이다. 상술한 방법에 따라 각 인덱스 별로 보정 파라메터가 메모리부에 저장되었을 때, 해당 인덱스의 색도 및 휘도 측정장치로 측정 대상체의 광을 측정하여 자극값 xi, yi, zi를 획득할 수 있다. 획득된 자극값 xi, yi, zi는 제어부로 전송되며, 제어부는 전송받은 인덱스 i에 대응되는 보정 파라메터 ai, bi, ci, di, ei, fi를 메모리부에서 불러 들일 수 있다. 이때 제어부는 측정 대상체의 인덱스 i를 인식해야 하는데, 이는 측정 대상체에서 인덱스i에 관한 정보를 직접 제어부로 전송할 수도 있으며, 또는 사용자가 측정 대상체에 관한 정보를 제어부에 입력할 수도 있다. 제어부는 전송받은 ai, bi를 파라메터 생성 당시와 동일한 피팅 함수를 이용하여 측정된 xi를 보정 xi로 보정할 수 있다. 본 실시예에서는 일차원 함수 피팅을 전제로 하고 있으므로, 메모리부에 함수 피팅에 관한 정보가 저장되어 있고 제어부는 이를 읽어들여 보정을 진행할 수 있다. 만일 인덱스 i+2의 색도 및 휘도 측정장치에 대해서는 곡선 피팅으로 보정을 진행하는 경우에는 해당 i+2의 보정 파라메터와 함께 곡선 피팅 방법도 함께 메모리부에 저장할 수 있다.
일차원 함수 피팅의 경우에는 상술한 바와 같이 ai * xi + bi 를 통해 보정 xi 값을 획득할 수 있다. 나머지 yi는 ci, di를 이용해 보정하여 보정 yi 값을 획득하며, zi는 ei, fi를 이용해 보정 zi값을 획득 할 수 있다. 이러한 보정 자극값을 이용하여 색 좌표 및 휘도를 계산하면 보다 정확한 색도를 파악할 수 있다.
[수학식 3]
휘도 = 보정 Y자극값
[수학식 4]
색좌표 x = 보정 X자극값 / (보정 X자극값+ 보정 Y자극값+ 보정 Z자극값)
[수학식 5]
색좌표 y = 보정 Y자극값 / (보정 X자극값+ 보정 Y자극값+ 보정 Z자극값)
또한, 본 개시에 따른 색도 및 휘도 측정장치는 측정 대상체로부터 보정 X자극값, 보정 Y자극값, 보정 Z자극값을 시간의 흐름에 따라 획득하여 측정 대상체의 수명을 측정할 수 있다.
도 18 내지 도 20은 일 실시예에 따른 보정 파라메터를 획득하는 일차원 함수 피팅을 나타내는 그래프이다. 상술한 바와 같이 보다 정확한 보정 파라메터의 획득을 위해서는 더 많은 레퍼런스 광을 통해 피팅하는 것이 바람직 할 수 있다. 예를 들어, 다섯 종류 이상의 레퍼런스 광을 통해 피팅할 수 있다.
지금까지, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 색도 측정 장치와 측정방법에 대한 예시적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 부분에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.
100, 200, 300, 400 : 색도 및 휘도 측정장치
110 : 측정 대상체
120 : 조리개
130 : 등색함수필터
140 : 센서
150 : 회로부
460 : 집광렌즈
470 : 접안렌즈
480 : 블록 경통
490 : 조리개 마운트

Claims (22)

  1. 측정 대상체에서 방출된 광선의 광량을 조절하는 조리개;
    상기 광선이 인간의 원추세포에 대응하는 시감 분포를 가지도록 X자극값에 대응하는 제 1 색채 광을 통과시키는
    Figure 112016096586207-pat00072
    필터유닛, Y자극값에 대응하는 제 2 색채 광을 통과시키는
    Figure 112016096586207-pat00073
    필터유닛 및 Z자극값에 대응하는 제 3 색채 광을 통과시키는
    Figure 112016096586207-pat00074
    필터유닛을 포함하는 필터픽셀들이 2차원 배열되는 등색함수필터;
    상기 등색함수필터를 통과한 광선으로부터 X자극값, Y자극값, Z자극값을 측정하는 센서; 및
    상기 측정 대상체의 온도를 측정할 수 있는 온도계;를 포함하는 색도 및 휘도 측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기
    Figure 112015128710201-pat00043
    필터유닛, 상기
    Figure 112015128710201-pat00044
    필터유닛, 상기
    Figure 112015128710201-pat00045
    필터유닛은 서로 동등한 면적을 가지는 색도 및 휘도 측정장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 등색함수필터 및 상기 필터픽셀은 육각형인 색도 및 휘도 측정장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서와 전기적으로 연결되어 X자극값, Y자극값, Z자극값의 정보를 개별적으로 외부로 전달하는 회로부;를 더 포함하는 색도 및 휘도 측정장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 등색함수필터와 상기 센서는 서로 밀착되는 색도 및 휘도 측정장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 조리개는,
    상기 측정 대상체로부터 시야각이 2도 또는 10도가 되는 직경을 가지는 색도 및 휘도 측정장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 대상체가 배치되고, 상기 측정 대상체에 전압을 인가하도록 구성된 모듈블록;
    상기 X자극값, Y자극값, Z자극값의 정보를 외부로 전송하기 위한 케이블커넥터; 및
    상기 모듈블록 및 상기 케이블커넥터가 배치되는 서랍형 지그 모듈;을 더 포함하며,
    상기 모듈블록 상에 상기 조리개, 상기 등색함수필터 및 상기 센서가 차례로 배치되는 색도 및 휘도 측정장치.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 조리개가 위치하는 휴대형 상부블록;
    상기 조리개로부터 입사된 광선이 상기 등색함수필터와 상기 센서에 도달하도록 상기 등색함수필터와 상기 센서가 함께 배치되는 센서보드; 및
    상기 센서보드에 외부 광이 입사되지 않도록 상기 휴대형 상부블록과 맞물려 상기 센서보드를 둘러싸는 휴대형 하부블록;을 포함하는 색도 및 휘도 측정장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 조리개의 직경은 10mm 이하인 색도 및 휘도 측정장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 휴대형 상부블록 및 상기 휴대형 하부블록은 15% 미만의 반사도를 가지는 색도 및 휘도 측정장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 휴대형 상부블록 및 상기 휴대형 하부블록은 무반사 양극산화 알루미늄(anti-reflective anodized aluminum)으로 형성된 색도 및 휘도 측정장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 측정 대상체에서 방출된 광선을 집광시키는 집광렌즈;
    상기 측정 대상체의 측정 대상 영역을 확인할 수 있는 접안렌즈; 및
    상기 광선의 일부를 상기 접안렌즈로 전달하는 통로이며 외부 광을 차단하는 블록 경통; 을 더 포함하고,
    상기 조리개는, 상기 집광된 광선의 일부를 상기 등색함수필터로 통과시키며, 상기 광선의 나머지 부분을 광 경로를 변화시켜 상기 블록 경통을 통해 상기 접안렌즈로 전달시키는 색도 및 휘도 측정장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 조리개는 금속 재질을 포함하는 색도 및 휘도 측정장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 조리개는 상기 집광된 광선에 대해 45도로 기울어져 있는 색도 및 휘도 측정장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 조리개와 상기 블록 경통의 위치를 고정시키며, 외부 광의 간섭을 차단하는 조리개 마운트;를 더 포함하는 색도 및 휘도 측정장치.
  17. 제 1 항에 따른 적어도 하나 이상의 색도 및 휘도 측정장치;
    상기 적어도 하나 이상의 색도 및 휘도 측정장치 별로 각각의 보정 파라메터가 저장되는 메모리부; 및
    상기 메모리부로부터 상기 보정 파라메터를 읽어들이고, 상기 센서로부터 전달받은 상기 X자극값, Y자극값, Z자극값을 보정하여 보정 X자극값, 보정 Y자극값, 보정 Z자극값을 획득하는 제어부;를 포함하고,
    상기 메모리부는, 상기 색도 및 휘도 측정장치를 인덱스 i로 특정할 때 인덱스 i에 해당하는 색도 및 휘도 측정장치에 대해서 서로 다른 파장을 가지는 적어도 두 개 이상의 레퍼런스 광에 대하여 측정레퍼런스 X자극값, 측정레퍼런스 Y자극값, 측정레퍼런스 Z자극값을 측정하고, 상기 적어도 두 개 이상의 레퍼런스 광에 대하여 이론적 등색함수로 적분하여 획득한 이론레퍼런스 X자극값, 이론레퍼런스 Y자극값, 이론레퍼런스 Z자극값을 계산하고, 상기 적어도 두 개 이상의 레퍼런스 광에 대한 상기 측정레퍼런스 X자극값과 상기 이론레퍼런스 X자극값을 일차원 함수 피팅하여 하기의 수학식 1의 보정 파라메터 ai, bi를 획득하고, 상기 측정레퍼런스 Y자극값과 상기 이론레퍼런스 Y자극값을 일차원 함수 피팅하여 하기의 수학식 2의 보정 파라메터 ci, di를 획득하고, 상기 측정레퍼런스 Z자극값과 상기 이론레퍼런스 Z자극값을 일차원 함수 피팅하여 하기의 수학식 3의 보정 파라메터 ei, fi를 획득했을때, 이러한 상기 보정 파라메터 ai, bi, ci, di, ei, fi 가 상기 색도 및 휘도 측정장치의 인덱스 i 별로 저장되고,
    상기 제어부는, i번째 색도 및 휘도 측정장치에서 획득한 상기 X자극값, 상기 Y자극값, 상기 Z자극값을 상기 메모리부에 저장되어 있는 상기 보정 파라메터 ai, bi, ci, di, ei, fi 를 읽어들여 상기 X자극값에 하기의 수학식 1을 적용하여 보정 X자극값을, 상기 Y자극값에 하기의 수학식 2를 적용하여 보정 Y자극값을, 상기 Z자극값에 하기의 수학식 3을 적용하여 보정 Z자극값을 획득하는 색도 및 휘도 측정시스템.
    [수학식 1]
    보정 X자극값 = ai * X자극값 + bi
    [수학식 2]
    보정 Y자극값 = ci * Y자극값 + di
    [수학식 3]
    보정 Z자극값 = ei * Z자극값 + fi
  18. 삭제
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 보정 X자극값, 상기 보정 Y자극값, 상기 보정 Z자극값을 하기의 수학식 4 내지 6을 이용하여 휘도, 색좌표를 획득하는 색도 및 휘도 측정시스템.
    [수학식 4]
    휘도 = 보정 Y자극값
    [수학식 5]
    색좌표 x = 보정 X자극값 / (보정 X자극값+ 보정 Y자극값+ 보정 Z자극값)
    [수학식 6]
    색좌표 y = 보정 Y자극값 / (보정 X자극값+ 보정 Y자극값+ 보정 Z자극값)
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 색도 및 휘도 측정장치는,
    상기 측정 대상체의 시간의 흐름에 따라 측정한 색도를 상기 제어부로 전송하고,
    상기 제어부는,
    상기 색도 및 휘도 측정장치로부터 전송받은 색도의 변화를 이용해 상기 측정 대상체의 수명을 추정하는 색도 및 휘도 측정시스템.
  21. 측정 대상체에서 방출된 광선이 인간의 적색 원추세포에 대응하는 시감 분포를 가지도록 파장을 적분한 X자극값을 형성하는
    Figure 112015128710201-pat00046
    필터유닛, Y자극값을 형성하는
    Figure 112015128710201-pat00047
    필터유닛 및 Z자극값을 형성하는
    Figure 112015128710201-pat00048
    필터유닛을 포함하는 등색함수필터; 상기 등색함수필터를 통과한 광선을 수광하는 센서; 및 보정 파라메터를 저장하는 메모리부; 상기 X자극값, Y자극값, Z자극값을 보정하는 제어부;를 포함하는 색도 및 휘도 측정장치의 색도 및 휘도 측정방법에 있어서,
    상기 색도 및 휘도 측정장치로부터 상기 측정 대상체가 방출하는 광선에 대한 X자극값, Y자극값, Z자극값을 측정하는 단계; 및
    상기 측정 대상체를 인덱스 i로 특정할 때 상기 측정 대상체에 대응하는 보정 파라메터 ai, bi, ci, di, ei, fi 를 상기 메모리부로부터 읽어들여 상기 X자극값, Y자극값, Z자극값을 각각 하기의 수학식 7, 8, 9를 통해 연산하여 보정 X자극값, 보정 Y자극값, 보정 Z자극값을 획득하는 단계;를 포함하는 색도 및 휘도 측정방법.
    [수학식 7]
    보정 X자극값 = ai * X자극값 + bi
    [수학식 8]
    보정 Y자극값 = ci * Y자극값 + di
    [수학식 9]
    보정 Z자극값 = ei * Z자극값 + fi
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기의 인덱스 i로 특정되는 색도 및 휘도 측정장치에 대해서 서로 다른 파장을 가지는 적어도 두 개 이상의 레퍼런스 광을 입사하여 각 파장 별 측정레퍼런스 X자극값, 측정레퍼런스 Y자극값, 측정레퍼런스 Z자극값을 측정하는 단계;
    상기 두 개 이상의 레퍼런스 광에 대하여 이론적 등색함수로 적분하여 획득한 각 파장 별 이론레퍼런스 X자극값, 이론레퍼런스 Y자극값, 이론레퍼런스 Z자극값을 계산하는 단계;
    상기 측정레퍼런스 X자극값을 x축으로 하고 상기 이론레퍼런스 X자극값을 y축으로 하여 일차원 함수 피팅하여 보정 파라메터 ai, bi를 획득하는 단계;
    상기 측정레퍼런스 Y자극값을 x축으로 하고 상기 이론레퍼런스 Y자극값을 y축으로 하여 일차원 함수 피팅하여 보정 파라메터 ci, di를 획득하는 단계;
    상기 측정레퍼런스 Z자극값을 x축으로 하고 상기 이론레퍼런스 Z자극값을 y축으로 하여 일차원 함수 피팅하여 보정 파라메터 ci, di를 획득하는 단계;및
    상기 보정 파라메터 ai, bi, ci, di, ei, fi 를 상기 색도 및 휘도 측정장치의 인덱스 i 별로 상기 메모리부에 저장하는 단계;를 더 포함하는 색도 및 휘도 측정방법.
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