KR20190017605A - Spectroscopic sensor and portable electronic device including the same - Google Patents

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KR20190017605A
KR20190017605A KR1020170139477A KR20170139477A KR20190017605A KR 20190017605 A KR20190017605 A KR 20190017605A KR 1020170139477 A KR1020170139477 A KR 1020170139477A KR 20170139477 A KR20170139477 A KR 20170139477A KR 20190017605 A KR20190017605 A KR 20190017605A
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KR
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light
optical fiber
light source
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receiving module
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KR1020170139477A
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윤여택
홍종철
황연모
김청민
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삼성전기주식회사
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Abstract

An objective of the present invention is to provide a micro spectroscopic sensor and a portable electronic device including the same. According to one embodiment of the present invention, the spectroscopic sensor may comprise: a light source module including a plurality of LEDs; and a light receiving module collecting light emitted from the light source module and reflected from an object and converting the collected light into electric signals for each wavelength band.

Description

분광 센서 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기{SPECTROSCOPIC SENSOR AND PORTABLE ELECTRONIC DEVICE INCLUDING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a spectral sensor and a portable electronic device including the same. [0002] SPECTROSCOPIC SENSOR AND PORTABLE ELECTRONIC DEVICE INCLUDING THE SAME [0003]

본 발명은 초소형으로 제작된 분광 센서 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a micro-sized spectral sensor and a portable electronic device including the same.

빛은 전자기파의 일종으로 파장, 주파수, 진폭 등의 특성을 가지고 있고, 파장에 따라 분해한 빛의 성분을 스펙트럼으로 나타낼 수 있다.Light is a type of electromagnetic wave, which has characteristics such as wavelength, frequency, and amplitude, and can display the components of light that are decomposed according to the wavelength as a spectrum.

눈에 보이는 빛을 가시광선이라 부르며, 가시광선의 파장 대역은 대략 400nm ~ 700nm이다. 가시광선보다 긴 파장 대역의 빛은 근적외선 (700nm ~ 2.5μm), 중적외선 (2.5μm ~ 10μm), 원적외선 (10μm ~ 1mm) 등이 있으며, 이보다 긴 파장 대역의 전자기파는 보통 전파로 분류한다. 원적외선은 보통 무거운 원자에 의해 흡수되며, 중적외선은 주로 분자간의 공유결합의 에너지에 해당되어 일부 무기물과 많은 유기물에서 흡수된다. 근적외선은 주로 유기물의 분자간 공유결합의 오버톤 (Overtone: 바닥상태와 두번째 이상의 들뜬 상태 사이의 전자 이동에 따른 광 흡수) 또는 서로 다른 공유 결합에 의한 오버톤의 혼합으로 인해 흡수된다. 이와 같이 시료(즉, 대상물)에 따라 각기 다른 파장에서 빛의 흡수나 통과하는 현상을 보이므로 파장에 따른 빛의 흡수 또는 반사 스펙트럼 등을 측정하면 반대로 그 시료의 성분을 분석할 수 있게 된다. 이러한 기능을 가지는 계측기를 분광기 또는 스펙트로미터(Spectrometer)라 한다.
Visible light is called visible light, and the wavelength band of visible light is approximately 400 nm to 700 nm. The long wavelength band of light is longer than that of visible light. Near infrared (700nm ~ 2.5μm), medium infrared (2.5μm ~ 10μm) and far infrared (10μm ~ 1mm) Far infrared rays are usually absorbed by heavy atoms, and medium infrared rays are mainly energy of covalent bonds between molecules and are absorbed by some inorganic substances and many organic substances. Near infrared rays are mainly absorbed by the overtones of the intermolecular covalent bonds of the organic matter (optical absorption due to the electron movement between the bottom state and the excited state above the second state) or by the overtones due to different covalent bonds. As the sample (i.e., the object) shows the phenomenon of absorbing or passing light at different wavelengths, it is possible to analyze the components of the sample by measuring the absorption of light or reflection spectrum according to wavelength. A meter having such a function is called a spectrometer or a spectrometer.

대한민국 공개특허공보 제2017-0015109호Korean Patent Publication No. 2017-0015109

본 발명의 과제는 분광기의 기능을 가지는 초소형 분광 센서 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기를 제공하는 것이다.
An object of the present invention is to provide a microsensor sensor having a function of a spectroscope and a portable electronic device including the same.

본 발명의 일 실시예에 따른 분광 센서는 복수의 LED(Light Emitting Diode) 를 포함하는 광원 모듈; 및 상기 광원 모듈에서 방사되고 대상물을 반사한 빛을 수집하고, 수집된 빛을 각각의 파장 대역 별로 전기 신호로 변환하는 복수의 파장 필터를 포함하는 수광 모듈을 포함한다.A spectroscopic sensor according to an embodiment of the present invention includes a light source module including a plurality of LEDs (Light Emitting Diodes); And a light receiving module including a plurality of wavelength filters for collecting the light emitted from the light source module and reflecting the object, and converting the collected light into electric signals for respective wavelength bands.

일 예로, 본 발명의 분광 센서는 각각 서로 다른 중심 파장을 가지고 근적외선 대역의 빛을 방사하는 복수의 LED를 포함한다.For example, the spectroscopic sensor of the present invention includes a plurality of LEDs each having a different central wavelength and emitting light in a near-infrared band.

일 예로, 본 발명의 분광 센서는 광섬유 다발로 이루어지는 광섬유 면판(fiber optic plate)을 통해 빛을 수집할 수 있다.
For example, the spectroscopic sensor of the present invention can collect light through a fiber optic plate made of an optical fiber bundle.

본 발명의 일 실시예에 따른 분광 센서는 광원 모듈과 수광 모듈을 포함하므로 대상물에 대하여 높은 정확성을 가지는 스펙트럼 데이터를 획득할 수 있다.The spectroscopic sensor according to an embodiment of the present invention includes a light source module and a light receiving module, so that spectral data having high accuracy with respect to an object can be obtained.

또한, 복수의 LED를 사용하고, 프리즘이나 회절격자를 파장 필터로 대체하여 소형으로 제작될 수 있다.Further, a plurality of LEDs can be used, and a prism or a diffraction grating can be replaced by a wavelength filter, thereby making it compact.

또한, 휴대용 전자기기에 탑재되어 편의성과 범용성이 극대화될 수 있다.
In addition, convenience and versatility can be maximized by being mounted on a portable electronic device.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
The various and advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above description, and can be more easily understood in the course of describing a specific embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 센서의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 모듈의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수광 모듈의 사시도이다.
도 5는 도 4의 영역 A를 확대한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터부를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 분광 센서를 이용하여 획득된 스펙트럼 데이터의 일 예이다.1 is a perspective view of a portable electronic device according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a spectroscopic sensor according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of a light source module according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of a light receiving module according to an embodiment of the present invention.
5 is an enlarged view of the area A of FIG.
6 is a view for explaining a filter unit according to an embodiment of the present invention.
7 is an example of spectral data obtained using a spectral sensor.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 대해 설명한다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 축소될 수 있다.
The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. Hereinafter, the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated or reduced for clarity.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 사시도이다.1 is a perspective view of a portable electronic device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기(1000)는 분광 센서(10)가 장착된 이동 통신 단말기, 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 휴대가능한 전자기기일 수 있다.Referring to FIG. 1, the portable electronic device 1000 according to an embodiment of the present invention may be a mobile electronic device equipped with the spectroscopic sensor 10, a portable electronic device such as a smart phone, a tablet PC, and the like.

도 1에 도시된 바와 같이, 휴대용 전자기기(1000)에는 대상물에 빛을 방사하고 대상물을 반사한 빛을 수광하는 분광 센서(10)가 장착된다. As shown in FIG. 1, a portable electronic device 1000 is equipped with a spectroscopic sensor 10 that emits light to an object and receives light reflected from the object.

여기서, 빛이 대상물을 반사한다는 것은 빛이 대상물의 표면에서 반사한다는 것과 대상물을 어느 정도 투과한 후 대상물의 내부에서 반사하는 것을 포함하는 의미이다.Here, the reflection of light by the light means that the light is reflected on the surface of the object, and that the light is reflected to the inside of the object after transmitting to some extent.

대상물로 방사된 빛의 일부는 흡수될 수 있으므로, 반사된 빛을 수집하여 흡수 또는 반사 스펙트럼을 분석하면 측정 대상물의 성분이 유추될 수 있다.
Some of the light emitted as the object can be absorbed, so that analyzing the absorption or reflection spectra by collecting the reflected light can infer the components of the object to be measured.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 센서의 사시도이다.2 is a perspective view of a spectroscopic sensor according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 분광 센서(10)는 광원 모듈(100)과 수광 모듈(200)을 포함한다. 또한, 광원 모듈(100)과 수광 모듈(200)은 기판(300) 위에 나란히 배치될 수 있다.
Referring to FIG. 2, the spectroscopic sensor 10 includes a light source module 100 and a light receiving module 200. In addition, the light source module 100 and the light receiving module 200 may be disposed side by side on the substrate 300.

광원 모듈(100)은 광원(110)을 포함하고 대상물로 빛을 방사할 수 있다. 상기 광원(110)은 발광 다이오드 소자(LED: Light Emitting Diode)일 수 있다. The light source module 100 includes a light source 110 and may emit light as an object. The light source 110 may be a light emitting diode (LED).

또한, 상기 광원(110)은 제1 하우징(101)의 내부에 수용되어 먼지나 이물질로부터 보호될 수 있다. 이를 위해, 제1 하우징(101)은 기판(300)에 밀착되어 배치될 수 있다. 상기 제1 하우징(101)은 상부에 개구부를 포함하고, 빛이 방사되는 경로를 제공할 수 있다. 상기 개구부에는 조리개(102)가 배치될 수 있고, 조리개(102)는 방사되는 빛의 양과 방향을 조절할 수 있다. 또한, 상기 개구부에는 빛을 발산하거나 모으는 렌즈가 장착될 수 있다.Also, the light source 110 may be accommodated in the first housing 101 and protected from dust and foreign matter. To this end, the first housing 101 may be disposed in close contact with the substrate 300. The first housing 101 includes an opening at an upper portion thereof, and can provide a path through which light is radiated. A diaphragm 102 may be disposed in the opening, and the diaphragm 102 may adjust the amount and direction of the emitted light. A lens for emitting or collecting light may be mounted on the opening.

광원 모듈(100)에 대하여 도 3을 참조하여 보다 자세히 살펴보기로 한다.
The light source module 100 will be described in more detail with reference to FIG.

수광 모듈(200)은 대상물을 반사한 빛을 수집하고, 수집된 빛을 전기 신호로 변환하며, 변환된 전기 신호를 출력할 수 있다.The light receiving module 200 collects the light reflected by the object, converts the collected light into an electric signal, and outputs the converted electric signal.

이를 위해, 수광 모듈(200)은 광검출기(210)를 포함하고, 상기 광검출기(210)는 감지된 빛의 파장 및 강도에 따른 전기 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 광검출기(210)는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 방식의 이미지 센서일 수 있다. To this end, the light receiving module 200 includes a photodetector 210, which can output an electrical signal according to the wavelength and intensity of the sensed light. For example, the photodetector 210 may be a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) image sensor.

광검출기(210)는 제2 하우징(201)의 내부에 배치될 수 있고, 상기 제2 하우징(201)은 상부에 개구부를 포함하고, 빛이 수집되는 경로를 제공할 수 있다. 또한, 상기 개구부에는 광투과성 물질로 구성된 윈도우가 마련될 수 있고, 상기 윈도우는 빛을 발산하거나 모으는 렌즈일 수 있다.The photodetector 210 may be disposed inside the second housing 201 and the second housing 201 may include an opening at an upper portion thereof to provide a path through which light is collected. In addition, the opening may be provided with a window made of a light-transmitting material, and the window may be a lens that emits or collects light.

한편, 상기 제2 하우징(201)은 상기 제1 하우징(101)과 일체로 제작될 수 있다.Meanwhile, the second housing 201 may be integrally formed with the first housing 101.

수광 모듈(200)에 대하여 도 4 내지 6을 참조하여 보다 자세히 살펴보기로 한다.
The light receiving module 200 will be described in more detail with reference to FIGS.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 모듈의 사시도이다.3 is a perspective view of a light source module according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 도 2에서 설명한 광원(110)이 복수의 LED(111 내지 114)로 구성된 것을 확인할 수 있다. 도 3에 도시한 발광 모듈(100)의 이외의 구성은 도 1을 참조하여 설명한 발광 모듈(100)로부터 이해될 수 있으므로, 중복되는 설명은 생략한다.Referring to FIG. 3, it can be seen that the light source 110 illustrated in FIG. 2 is composed of a plurality of LEDs 111 to 114. Other configurations of the light emitting module 100 shown in FIG. 3 can be understood from the light emitting module 100 described with reference to FIG. 1, and thus a duplicate description will be omitted.

상기 복수의 LED(111 내지 114)는 근적외선을 방사할 수 있다. 빛이 대상물로 방사되면 대상물은 분자의 진동에 관련된 파장의 빛을 흡수하므로, 시료에 반사된 빛은 해당 파장의 빛의 강도가 약화된 상태가 된다. 특히, 근적외선은 시료에 대한 흡수도가 높으므로, 근적외선은 파장에 대한 빛의 강도 변화를 분석하기에 유리하다.The plurality of LEDs 111 to 114 may emit near infrared rays. When a light is emitted as an object, the object absorbs the light of a wavelength related to the vibration of the molecule, so that the light reflected from the sample becomes a state in which the intensity of the light of the wavelength is weakened. In particular, near-infrared rays are advantageous for analyzing the change in intensity of light with respect to wavelength since near-infrared rays have a high absorbance to a sample.

다만, LED가 방사하는 빛의 파장대역이 의도한 빛의 스펙트럼의 파장대역보다 좁을 수 있다.However, the wavelength band of the light emitted by the LED may be narrower than the wavelength band of the intended light spectrum.

본 발명의 일 실시예에 따른 광원 모듈(100)은 각각 서로 다른 중심 파장을 가지는 복수의 LED(111 내지 114)를 포함할 수 있으므로, 중첩적으로 넓은 파장 대역에 걸친 빛을 방사할 수 있다.
The light source module 100 according to an embodiment of the present invention may include a plurality of LEDs 111 to 114 having different center wavelengths, respectively, so that light over a wide wavelength band can be radiated superimposedly.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수광 모듈의 사시도이다.4 is a perspective view of a light receiving module according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 수광 모듈은 광검출기(210), 필터부(220), 및 입사부(230)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the light receiving module includes a photodetector 210, a filter unit 220, and an incident unit 230.

광검출기(210)는 필터부(220)에 의해 필터링된 빛을 감지하고 전기 신호로 변환할 수 있다. 필터부(220)는 광검출기(210) 상에 배치되고, 입사부(230)를 통해 전달된 빛을 파장별로 필터링 할 수 있다. 또한, 입사부(230)는 대상물을 반사한 빛을 수집하고 상기 필터부에 전달한다.The photodetector 210 may sense the light filtered by the filter unit 220 and convert the light into an electrical signal. The filter unit 220 is disposed on the photodetector 210 and can filter the light transmitted through the incident unit 230 by wavelengths. The incident unit 230 collects light reflected by the object and transmits the collected light to the filter unit.

예를 들어, 입사부(230)는 광섬유 면판(fiber optic plate)으로 제작될 수 있다. 도 4의 영역 A를 확대한 도 5를 참조하면, 광섬유 면판은 복수의 코어(O)와 코어를 감싸는 크래딩(cladding)을 포함한다. 즉, 광섬유 면판은 복수의 광섬유의 다발(bundle) 형태를 가진다. 입사부(230)의 집광 능력과 빛과의 결합성을 향상시키기 위해, 코어(O)의 직경과 개구수가 조절될 수 있다. 여기서, 개구수(NA: Numerical Aperture)는 광원과의 결합이 용이성을 나타내는 수치로 상기 코어(O)와 크래딩의 굴절률에 따라 결정된다.
For example, the incident portion 230 may be fabricated as a fiber optic plate. Referring to Fig. 5, which is an enlarged view of region A in Fig. 4, the optical fiber face plate includes a plurality of cores O and a cladding surrounding the cores. That is, the optical fiber face plate has a bundle shape of a plurality of optical fibers. The diameter and the numerical aperture of the core O can be adjusted in order to improve the coupling between the light condensing ability of the incident portion 230 and the light. Here, numerical aperture (NA) is a numerical value indicating ease of coupling with a light source, and is determined according to the refractive index of the core (O) and the cladding.

한편, 상기 광섬유 면판의 광섬유는 일정 각도로 기울어진 형태를 가질 수 있다. 즉, 광섬유 다발을 이루는 광섬유의 축과 복수의 파장 필터가 배열되는 면의 법선이 이루는 각도는 일정한 각도를 이룰 수 있다.On the other hand, the optical fiber of the optical fiber faceplate can be inclined at an angle. That is, the angle formed by the axis of the optical fiber constituting the optical fiber bundle and the normal line of the surface on which the plurality of wavelength filters are arranged may be an angle.

대상물에 방사된 빛의 일부는 대상물을 투과한다. 또한, 대상물을 투과한 빛을 일부는 대상물의 내부에서 반사될 수 있다. 대상물의 표면에서 곧바로 반사한 빛보다 대상물을 투과한 후 반사된 빛이 대상물의 특성을 보다 정확히 반영한다. 또한, 대상물을 투과한 후 반사된 빛은 입사각과 상이한 반사각을 가질 수 있다. 이와 같이 상이한 반사각을 가지는 빛을 수집하기 위해 광섬유 다발을 이루는 광섬유의 축은 일정 각도로 기울어진 형태를 가질 수 있다.A portion of the light emitted to the object is transmitted through the object. In addition, a part of the light transmitted through the object can be reflected inside the object. The reflected light after passing through the object more accurately reflects the characteristics of the object than the light reflected directly from the surface of the object. In addition, the reflected light after passing through the object may have an angle of reflection different from the angle of incidence. In order to collect light having a different angle of reflection, the axis of the optical fiber forming the optical fiber bundle may be inclined at a certain angle.

본 발명의 일 실시예에 따른 분광 섬유는 일정한 각도로 기울어진 광섬유의 다발로 형성될 수 있으므로, 대상물을 투과한 후 반사된 빛을 보다 많이 수집할 수 있고, 대상물의 특성을 보다 정확히 반영한 전기 신호를 출력할 수 있다.
Since the spectroscopic fiber according to the embodiment of the present invention can be formed of a bundle of optical fibers inclined at a certain angle, it is possible to collect more reflected light after transmitting the object, Can be output.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터부를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a filter unit according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하여 설명한 필터부는 도 6에 도시한 복수의 파장 필터(221)로 이루어질 수 있다. 도 6을 참조하면, 복수의 파장 필터(221)는 박막으로 제작되어 증착 등의 방식으로 광검출기(210) 상에 배치될 수 있다. 복수의 파장 필터(221)는 광검출기(210)의 빛이 감지되면 면의 위에 배치되므로, 광검출기(210)는 파장 필터(221)가 필터링한 파장 별로 빛을 감지할 수 있다. 또한, 복수의 파장 필터(221)는 굴절률 특성에 따른 다양한 투과 파장 대역을 가지고, 투과 파장 대역 별로 교대로 배열될 수 있다.
The filter unit described with reference to FIG. 4 may be composed of a plurality of wavelength filters 221 shown in FIG. Referring to FIG. 6, a plurality of wavelength filters 221 may be formed as a thin film, and may be disposed on the photodetector 210 by deposition or the like. Since the plurality of wavelength filters 221 are arranged on the surface of the photodetector 210 when the light of the photodetector 210 is detected, the photodetector 210 can detect light according to the wavelengths filtered by the wavelength filter 221. The plurality of wavelength filters 221 may have various transmission wavelength bands according to the refractive index characteristics and may be alternately arranged for each transmission wavelength band.

도 7은 분광 센서를 이용하여 획득된 스펙트럼 데이터의 일 예이다.7 is an example of spectral data obtained using a spectral sensor.

상술한 바와 같이, 본 발명의 분광 센서는 휴대용 전자기기에 장착될 수 있고, 대상물을 반사한 빛을 수집하여 전기 신호로 변환할 수 있다. As described above, the spectroscopic sensor of the present invention can be mounted on a portable electronic device, and can collect light reflected from an object and convert it into an electric signal.

상기 전기 신호는 분광 센서에 의해 또는 상기 전기 신호를 전달 받은 휴대용 전자기기에 의해 스펙트럼 데이터로 변환될 수 있다. 이를 위해, 휴대용 전자기기는 상기 전기 신호를 스펙트럼 데이터로 변환하는 변환기를 포함할 수 있다. 한편, 상기 변환기는 예를 들어, 마이크로프로세서 등의 하드웨어와 이에 탑재되어 기 정해진 동작을 수행하도록 프로그래밍된 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있고, 상기 분광 센서와 일체로 구현될 수 있다. 이러한 스펙트럼 데이터는 시료의 성분에 따른 고유한 특성을 나타내므로, 휴대용 전자기기는 스펙트럼 데이터를 이용하여 대상물의 물성을 분석할 수 있다.이를 위해, 휴대용 전자기기는 분석의 기준이 되는 물질 데이터가 저장된 메모리를 포함할 수 있다.The electrical signal may be converted into spectral data by a spectroscopic sensor or by a portable electronic device that receives the electrical signal. To this end, the portable electronic device may include a converter for converting the electrical signal into spectral data. Meanwhile, the transducer may be implemented by a combination of hardware such as a microprocessor and software programmed to perform the predetermined operation, and may be integrated with the spectroscopic sensor. Since the spectral data exhibits inherent characteristics according to the components of the sample, the portable electronic device can analyze the physical properties of the object by using the spectrum data. To this end, the portable electronic device has stored the substance data Memory.

또한, 휴대용 전자기기가 통신 기능을 가지는 경우 스펙트럼 데이터는 서버로 전송될 수 있다.Further, when the portable electronic device has a communication function, the spectrum data can be transmitted to the server.

서버는 데이터 베이스에 저장된 물질 데이터와 비교하는 방식으로 스펙트럼 데이터를 분석할 수 있고, 상기 데이터 베이스는 지속적으로 업데이트 될 수 있으므로 보다 정확한 분석이 가능할 것이다. 보다 구체적으로, 대상물의 유해성, 수분 함유량, 당도 등 성분에 따른 대상물의 정보가 제공될 수 있다.The server can analyze spectral data in a manner that compares with the material data stored in the database, and the database can be continuously updated, so that more accurate analysis will be possible. More specifically, the information of the object depending on the harmfulness of the object, the water content, the sugar content and the like can be provided.

또한, 스펙트럼 데이터 및 이의 분석 결과는 휴대용 전자기기를 통해 사용자에게 실시간으로 보여질 수 있다.In addition, spectral data and its analysis results can be viewed in real time to the user via a portable electronic device.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 센서는 높은 편의성과 범용성을 제공할 수 있다.
As described above, the spectroscopic sensor according to the embodiment of the present invention can provide high convenience and versatility.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Therefore, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, I will say.

10: 분광 센서
100: 광원 모듈
110: 광원
200: 수광 모듈
210: 광검출기
220: 필터부
230: 입사부10: Spectroscopic sensor
100: Light source module
110: Light source
200: Light receiving module
210: photodetector
220:
230:

Claims (16)

복수의 LED를 포함하는 광원 모듈; 및
상기 광원 모듈에서 방사되고 대상물을 반사한 빛을 수집하고, 수집된 빛을 각각의 파장 대역 별로 전기 신호로 변환하는 수광 모듈
을 포함하는 분광 센서.
A light source module including a plurality of LEDs; And
A light receiving module for collecting light reflected from the object and emitted from the light source module, and converting the collected light into electric signals for respective wavelength bands;
.
제1항에 있어서,
상기 복수의 LED는 각각 서로 다른 중심 파장을 가지고 근적외선 대역의 빛을 방사하는 분광 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of LEDs emit light in a near-infrared band having different central wavelengths.
제1항에 있어서, 상기 수광 모듈은
상기 반사한 빛을 수집하는 입사부;
상기 수집된 빛을 전달받고 필터링하는 복수의 파장 필터가 배열되는 필터부; 및
필터링된 빛을 감지하고 전기 신호로 변환하는 광검출기
를 포함하는 분광 센서.
The light-receiving module according to claim 1,
An incident portion for collecting the reflected light;
A filter unit in which a plurality of wavelength filters for receiving and filtering the collected light are arranged; And
A photodetector that senses filtered light and converts it to an electrical signal
/ RTI >
제3항에 있어서,
상기 입사부는 광섬유 다발로 이루어지는 광섬유 면판(fiber optic plate)인 분광 센서.
The method of claim 3,
Wherein the incident portion is a fiber optic plate made of an optical fiber bundle.
제4항에 있어서,
상기 광섬유 면판의 광섬유 다발의 축은 복수의 파장 필터가 배열되는 면의 법선과 일정 각도를 이루는 분광 센서.
5. The method of claim 4,
Wherein an axis of the optical fiber bundle of the optical fiber faceplate forms an angle with a normal of a plane on which a plurality of wavelength filters are arranged.
제3항에 있어서,
상기 복수의 파장 필터는 다양한 투과 파장 대역을 가지고 투과 파장 대역 별로 교대로 배열되는 분광 센서.
The method of claim 3,
Wherein the plurality of wavelength filters are alternately arranged in the transmission wavelength band with various transmission wavelength bands.
제3항에 있어서,
상기 광검출기는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 방식의 이미지 센서인 분광 센서.
The method of claim 3,
Wherein the photodetector is a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) image sensor.
제1항에 있어서,
상기 광원 모듈은 상기 복수의 LED를 내부에 수용하는 하우징; 및
방사되는 빛의 양과 방향을 조절하는 조리개
를 더 포함하는 분광 센서.
The method according to claim 1,
The light source module includes a housing for accommodating the plurality of LEDs therein; And
Apertures that adjust the amount and direction of light emitted
Further comprising a spectral sensor.
복수의 광원을 이용하여 대상물에 빛을 방사하는 광원 모듈 및 상기 대상물을 반사한 빛을 수집하고 수집된 빛을 각각의 파장 대역 별로 전기 신호로 변환하는 수광 모듈을 포함하는 분광 센서; 및
상기 전기 신호를 스펙트럼 데이터로 변환하는 변환기
를 포함하는 휴대용 전자기기.
A spectral sensor including a light source module that emits light to an object using a plurality of light sources, and a light receiving module that collects light reflected from the object and converts the collected light into electric signals in respective wavelength bands; And
A converter for converting the electric signal into spectral data,
And a portable electronic device.
제9항에 있어서,
상기 복수의 광원은 각각 서로 다른 중심 파장을 가지고 근적외선 대역의 빛을 방사하는 복수의 LED인 휴대용 전자기기.
10. The method of claim 9,
Wherein the plurality of light sources are a plurality of LEDs each having a different central wavelength and radiating light in a near-infrared band.
제9항에 있어서,
상기 수광 모듈은 광섬유 다발로 이루어지는 광섬유 면판(fiber optic plate)을 포함하고 상기 광섬유 면판은 상기 반사한 빛을 수집하는 휴대용 전자기기.
10. The method of claim 9,
Wherein the light receiving module includes a fiber optic plate made of an optical fiber bundle, and the optical fiber face plate collects the reflected light.
제11항에 있어서,
상기 광원 모듈로부터 상기 대상물에 입사하는 빛의 입사각과 상기 대상물로부터 상기 광섬유 다발로 입사되는 빛의 반사각은 서로 상이한 휴대용 전자기기.
12. The method of claim 11,
Wherein an incidence angle of light incident on the object from the light source module and a reflection angle of light incident from the object to the optical fiber bundle are different from each other.
제9항에 있어서,
상기 수광 모듈은 다양한 투과 파장 대역을 가지고 수집된 빛을 필터링하는 복수의 파장 필터를 포함하는 휴대용 전자기기.
10. The method of claim 9,
Wherein the light receiving module includes a plurality of wavelength filters for filtering the collected light with various transmission wavelength bands.
제9항에 있어서,
상기 광원 모듈은 복수의 LED를 내부에 수용하는 하우징; 및
방사되는 빛의 양과 방향을 조절하는 조리개
를 포함하는 휴대용 전자기기.
10. The method of claim 9,
The light source module includes a housing for accommodating a plurality of LEDs therein; And
Apertures that adjust the amount and direction of light emitted
And a portable electronic device.
제9항에 있어서,
상기 수광 모듈은 필터링된 빛을 감지하고 전기 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함하는 휴대용 전자기기.
10. The method of claim 9,
Wherein the light receiving module includes an image sensor for detecting the filtered light and converting the light into an electric signal.
제15항에 있어서,
상기 스펙트럼 데이터는 서버로 전송되고, 상기 서버로부터 상기 대상물의 정보를 제공 받는 휴대용 전자기기.16. The method of claim 15,
Wherein the spectrum data is transmitted to a server and information of the object is received from the server.
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KR20170015109A (en) 2015-07-29 2017-02-08 삼성전자주식회사 Spectrometer including metasurface

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