광계측공학 강의 노트 4 (한국공학대학교 김윤석 교수님)

 

7. 전광선속(복사선속) 측정

 

7-1. 전광선속 

- 전광선속 [lm] : 광원이 내는 광선속의 총량

- 복사선속(W)에 대응하는 양

- 구면 위에서 측정한 광도(cd, I)를 단위 입체각(sr, Ω)에 곱한 후 합산

- 구면 위에서 측정한 광조도(lx, Ev)를 단위 면적(m², A)에 곱한 후 합산

 

 

7-2. 측각 광도계

- goniormeter : 각도 별로 돌아가면서 한 점 씩 측정하는 것

- 측정하고자 하는 광원을 중심에 놓고 가상의 구면 위에서 광조도계를 움직여 가며 각 위치에서의 광도나 광조도를 측정.

  1) 광원이 고정된 방식 : 안정성이 우수하나 넓은 설치 공간이 필요하고 복잡하며 비쌈. 

  2) 고정된 가상의 구 중심을 주위로 광원이 회전하는 방식 : 설치 공간이 작고 동작이 비교적 단순하며 사용이 간편. (가장 많이 사용)

  3) 회전하는 가상의 구 중심을 주위로 광원이 회전하는 방식 : 설치 공간은 가장 작으나 기계 구성이 복잡하고 가격이 비싸며 불안정함.

 

 

7-3. 적분구 광도계

- 광량을 적분하는 구 형태로 된 적분구

 

- 내벽에 반사율이 높고 람베르트 반사 특성(Cosθ을 따름, 광택이 없는 면)을 갖는 백색 물질(황산바륨, BaSO4의 미세한 분말 형태와 점착액을 잘 섞은 도료, 혹은 폴리 테트라 플루오르 에틸렌, PTFE을 압축성형하여 제작)이 도포되어 있는 광측정용 기구

 

- 황산바륨의 반사율은 가시광선 영역에서 최대 97%이고 PTFE는 반사율 99%이며 자외선 영역에서도 높은 반사율을 유지할 수 있어 자외선 영역을 포함하는 빛을 측정할 경우 PTFE로 제작된 적분구를 사용하는 것이 좋음

 

- 보통 균일한 광휘도를 만드는 광원의 제작이나 물체의 반사 및 투과 측정, 전광선속(Total luminous flux) 혹은 전복사선속(Total radiant flux) 측정에 이용

 

- 빛을 입사 시키거나 출사 시키기 위한 구멍이 있음

 

- 내부에 들어온 광선속은 적분구 내부 표면 위에서 고르게 재 분배

 

- 출사 구멍으로 들어온 광선속 촐양에 비례하는 빛을 샘플링하여 밖으로 송출

 

- 출사구에 검출기를 연결

 

 

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8. 광 휘도 측정

 

8-1. 광 휘도의 정의

- 광휘도에 대응되는 복사량은 복사휘도.

- 단위 입체각 당 방출하는 광선속

- 단위는 lm/(sr·m²) = cd/m² = nit

- Display 성능 표기

- 우리 눈에 얼마나 밝게 보이는지, 눈부심의 정도를 보기 위해 측정

 

8-2. 광휘도계

- 결상 광휘도계 : 카메라와 구조가 유사. 카메라는 상이 맺히는 부분에 필름이나 이미지 센서가 위치함. 반면 광휘도계는 광조도계나 검출계가 위치함. 지정된 수용 입체각 이외의 빛 차단이 중요함

 

- 비결상형 광휘도계 : 렌즈 없이 시계를 제한하는 원통이 부착된 광조도계. 크기가 작고 휴대가 간편. 측정대상의 광원에 가깝게 밀착하여 측정하도록 제작됨. Display 공정에서 성능 테스트 목적으로 사용 됨

 

 

비교) 광조도계 : 광세기를 측정. 기준면으로부터 광원까지의 거리를 알아야 함