KR102141808B1 - Spectroscopic analysis system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 분광 분석 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복합 포물면 집광기를 이용하여 분광 분석을 수행할 수 있는 분광 분석 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a spectroscopic analysis system, and more particularly, to a spectroscopic analysis system capable of performing spectroscopic analysis using a composite parabolic condenser.
분광 분석은, 물질의 방출 스펙트럼이나 흡수 스펙트럼을 조사하여 그 속에 있는 성분 원소나 화합물의 종류와 양을 판단하는 분석이다. 이러한 분광 분석 시스템은, 발색 용액의 최대 흡수 파장을 결정하고, 광이 시료 용액을 통과할 때, 흡수 또는 산란에 의해 강도가 변화하는 것을 이용하여 시료 용액의 흡광도를 측정한다.Spectroscopic analysis is an analysis that examines the emission spectrum or absorption spectrum of a substance to determine the type and amount of a component element or compound therein. Such a spectroscopic analysis system determines the maximum absorption wavelength of a color developing solution, and measures the absorbance of the sample solution by using an intensity change by absorption or scattering when light passes through the sample solution.
광은 물체에 닿으면 해당 물체의 표면에서 반사하거나 물체에 흡수된다. 또는 해당 물체를 투과하는데, 이렇게 하나의 광이 물체에 따라 반사, 흡수 또는 투과하는 양은 해당 물체에 따라 다르게 나타난다. 따라서 이러한 광이 흡수되는 현상을 이용하여 시료 용액 중 광을 흡수하는 화학 물질의 양을 정량화할 수 있다.When light hits an object, it is reflected or absorbed by the object's surface. Or it transmits the object, and thus, the amount of light reflected, absorbed or transmitted according to the object varies depending on the object. Therefore, the amount of chemical absorbing light in the sample solution can be quantified using the phenomenon in which such light is absorbed.
종래에, 이러한 분광 분석을 실시하기 위해 할로겐램프를 광원으로 이용하여 분석을 수행하였는데, 할로겐램프는, 발광되는 파장 영역이 약 200nm 내지 2500nm인데, 실제 분광 분석에 이용되는 파장 영역은 약 500nm 내지 750nm 이어서, 할로겐램프를 이용하는 것이 좋은 방안이 되지 못하는 문제가 있다.Conventionally, in order to perform such spectral analysis, analysis was performed using a halogen lamp as a light source. In the halogen lamp, the wavelength region emitted is about 200 nm to 2500 nm, and the wavelength region used for actual spectral analysis is about 500 nm to 750 nm. Subsequently, there is a problem that it is not a good solution to use a halogen lamp.
할로겐램프는 원하는 파장 대역에 해당하는 광을 발광하는 것이 어렵고, 또한, 소비전력이 높아 분광 분석을 수행하는데, 불필요한 에너지 손실이 발생하는 문제가 있다.Halogen lamps are difficult to emit light corresponding to a desired wavelength band, and high power consumption is used to perform spectroscopic analysis, which causes unnecessary energy loss.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 소비전력이 낮은 광원을 이용하여 분광 분석을 수행할 수 있는 분광 분석 시스템을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a spectroscopic analysis system capable of performing spectroscopic analysis using a light source having low power consumption.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 소비전력이 낮은 광원을 이용하더라도 분광 분석의 정확도를 높이기 위해 광원의 광을 집광하여 수광함에 따라 분광 분석의 정확도를 높일 수 있는 분광 분석 시스템을 제공하는 것이다.In addition, the problem to be solved by the present invention is to provide a spectroscopic analysis system capable of increasing the accuracy of spectroscopic analysis by condensing and receiving light from a light source to increase the accuracy of spectroscopic analysis even when a light source with low power consumption is used. .
본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 시스템은, 광을 방출하는 발광부; 상기 발광부에 방출된 광을 굴절시키는 렌즈부; 상기 렌즈부에서 굴절된 광이 입사되며, 입사된 광을 일 측으로 집광하는 집광부; 및 상기 집광부에서 집광된 광이 수광되고, 수광된 광을 이용하여 분광 분석이 이루어지도록 전기 신호를 출력하는 수광부를 포함하고, 상기 집광부는 복합 포물면 집광기(compound parabolic concentrator)일 수 있다.Spectroscopic analysis system according to an embodiment of the present invention, a light emitting unit for emitting light; A lens unit that refracts light emitted from the light emitting unit; A light converging part in which light refracted by the lens part is incident and condensing the incident light to one side; And a light receiving unit that receives light collected from the light collecting unit and outputs an electrical signal to perform spectral analysis using the received light, and the light collecting unit may be a compound parabolic concentrator.
상기 렌즈부가 설치되고, 상기 렌즈부에서 굴절된 광이 상기 집광부에 입사되도록 내측면에서 반사가 이루어지는 광가이드를 더 포함할 수 있다.The lens unit may be installed, and further include an optical guide that reflects from the inner surface so that light refracted by the lens unit is incident on the light collecting unit.
상기 광가이드는 상기 내측면에서 반사되어 상기 집광부에 입사되는 입사각이 상기 집광부의 수광각보다 크지 않도록 상기 광가이드의 내측면 각도가 설정될 수 있다.The angle of the inner surface of the light guide may be set so that the light guide is reflected from the inner surface so that the incident angle incident on the light collecting unit is not greater than the light receiving angle of the light collecting unit.
상기 렌즈부는, 상기 발광부에서 방출된 광을 평행 광으로 굴절시켜 방출할 수 있다.The lens unit may emit light emitted from the light emitting unit by refracting it with parallel light.
상기 렌즈부는, 판의 형상으로 형성된 플랜지; 및 상기 플랜지의 일 측면에서 돌출되어 형성되며, 상기 플랜지의 중앙을 향해 기울어지도록 형성된 하나 이상의 주변렌즈를 포함할 수 있다.The lens unit, a flange formed in the shape of a plate; And one or more peripheral lenses formed to protrude from one side of the flange and inclined toward the center of the flange.
상기 발광부는 상기 하나 이상의 주변렌즈에 광이 입사되도록 상기 하나 이상의 주변렌즈에 대응되는 위치에 배치된 하나 이상의 발광 다이오드를 포함할 수 있다.The light emitting unit may include one or more light emitting diodes disposed at positions corresponding to the one or more peripheral lenses so that light is incident on the one or more peripheral lenses.
상기 렌즈는, 상기 플랜지의 일면에서 돌출되어 형성되며, 상기 플랜지의 중앙에 배치된 중앙렌즈를 더 포함하고, 상기 발광부는, 상기 중앙렌즈에 광이 입사되도록 상기 중앙렌즈에 대응되는 위치에 배치된 하나 이상의 발광 다이오드를 포함할 수 있다.The lens is formed to protrude from one surface of the flange, and further includes a central lens disposed at the center of the flange, and the light emitting unit is disposed at a position corresponding to the central lens so that light enters the central lens. It may include one or more light emitting diodes.
상기 하나 이상의 주변렌즈는, 상기 집광부에 입사되는 입사각이 상기 집광부의 수광각보다 크지 않도록 상기 플랜지의 중앙을 향해 기울지는 각도가 설정될 수 있다.In the one or more peripheral lenses, an angle inclined toward the center of the flange may be set so that an incident angle incident on the light collecting portion is not greater than a light receiving angle of the light collecting portion.
상기 발광부는, 다수 개의 발광 다이오드를 포함하고, 상기 다수의 발광 다이오드는, 서로 다른 파장 대역의 광을 방출할 수 있다.The light emitting unit may include a plurality of light emitting diodes, and the plurality of light emitting diodes may emit light of different wavelength bands.
상기 발광부는, 상기 다수 개의 발광 다이오드가 설치되는 기판을 더 포함하고, 상기 기판에는, 상기 다수의 발광 다이오드 중 일부 또는 전체가 발광하도록 제어하기 위한 제어회로가 포함할 수 있다.The light emitting unit may further include a substrate on which the plurality of light emitting diodes are installed, and on the substrate, a control circuit for controlling a part or all of the plurality of light emitting diodes to emit light may be included.
본 발명에 의하면, 복수의 발광 다이오드를 광원으로 이용하고, 또한, 각 발광 다이오드에서 방출되는 광의 파장 대역을 서로 다르게 설정할 수 있어, 분광 분석에 필요한 광원의 파장대역을 선택적으로 이용할 수 있으므로, 다양한 분광 분석을 하나의 시스템에서 수행할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since a plurality of light emitting diodes are used as a light source, and wavelength bands of light emitted from each light emitting diode can be set differently, a wavelength band of a light source required for spectral analysis can be selectively used, so various spectroscopy It has the effect that analysis can be performed in one system.
또한, 복합 포물형 집광기를 이용하여 광원에서 방출된 광을 수광기에 집광할 수 있어, 광원에서 방출된 광을 손실 없이 효율적으로 활용하여 분광 분석의 정확도를 높일 수 있는 효과가 있다.In addition, the light emitted from the light source can be condensed to the receiver using the composite parabolic concentrator, thereby effectively utilizing the light emitted from the light source without loss, thereby improving the accuracy of the spectral analysis.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 시스템에서, 광원에서 방출된 광을 집광하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 시스템을 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 시스템의 발광부와 렌즈부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 시스템에 이용되는 렌즈 및 광원을 도시한 도면이다.
도 5는 도 2의 A 영역을 도시한 도면이다.1 is a view for explaining the principle of condensing light emitted from a light source in a spectroscopic analysis system according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram showing a spectroscopic analysis system according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a light emitting unit and a lens unit of the spectroscopic analysis system according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a lens and a light source used in a spectroscopic analysis system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing region A of FIG. 2.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.With reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 시스템에서, 광원에서 방출된 광을 집광하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining the principle of condensing light emitted from a light source in a spectroscopic analysis system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에서, 발광부(110)에서 방출된 광이 렌즈를 통과하면서 소정의 위치로 굴절된다. 그리고 렌즈에 의해 굴절된 광은 광가이드(130)에 의해 집광부(140)로 집광될 수 있고, 집광부(140)에서 집광된 광은 수광부(150)에 수광될 수 있다.Referring to FIG. 1, in this embodiment, light emitted from the
이때, 발광부(110)에서 방출된 광은 렌즈에서 집광부(140) 측으로 굴절될 수 있는데, 이를 위해 렌즈는 소정의 각도만큼 회전된 상태일 수 있다. 그리고 발광부(110)에서 방출된 광은 렌즈에서 굴절되어 외부로 평행광이 방출될 수 있다.At this time, the light emitted from the
그리고 광가이드(130)는 발광부(110)에서 방출된 광을 집광부(140)로 가이드하기 위해 도시된 바와 같이, 집광부(140)로 갈수록 너비가 줄어드는 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 광가이드(130)는 렌즈를 통해 방출된 광이 내면에 조사되는 경우, 반사하여 집광부(140)로 광을 가이드할 수 있다.In addition, the
집광부(140)는 일 측으로 입사된 광을 수광부(150) 측으로 집광할 수 있으며, 본 실시예에서, 복합 포물면 집광기(CPC, compound parabolic concentrator)가 이용될 수 있다. 본 실시예에서, 집광부(140)는 일면이 평면으로 형성되고, 측면의 단면 형상이 포물선 형상으로 형성된다. 따라서 평면으로 형성된 일면으로 광이 입사하고, 입사된 광이 내부에서 반사되면서 수광부(150)에 광을 전달한다.The
이때, 집광부(140)는 내부로 입사된 광이 수광각(acceptance angle)보다 큰 입사각으로 입사되는 경우, 입사된 광이 수광부(150) 측으로 전달되지 않을 수 있다. 따라서 집광부(140)로 입사되는 입사각은 수광각보다 작은 각도로 입사되도록 할 수 있다.At this time, the
수광부(150)는, 집광부(140)를 통해 전달된 광이 수광되며, 수광된 광에 대한 처리가 동시에 이루어질 수 있다. 수광부(150)는 광이 수광되는 양에 따라 전압레벨이 다르게 출력되며, ADC 입력단을 통해 광량이 변환될 수 있다.In the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 시스템을 도시한 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 시스템의 발광부(110)와 렌즈부(120)를 도시한 도면이다. 그리고 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 시스템에 이용되는 렌즈 및 광원을 도시한 도면이다. 도 5는 도 2의 A 영역을 도시한 도면이다.Figure 2 is a schematic diagram showing a spectroscopic analysis system according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a view showing a
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 분석 시스템(100)은, 당화혈색소를 측정할 수 있다. 당화혈색소는 혈액 내의 포도당(혈당)이 일정 비율로 혈색소(헤모글로빈)와 결합하여 생성된다. 이때, 혈당이 증가하면 당화혈색소의 양도 따라서 증가한다. 이렇게 생성된 당화혈색소는 혈색소의 수명과 같이 2~3달 동안 혈액 내에 존재한다. 당화혈색소를 이용한 당뇨 진단은 기존의 혈당 진단 방법과 달리 식사 유무에 따라 변하지 않고, 또한, 시간에 따라 측정값이 변하지 않고 일정한 값을 나타낸다. 따라서 하루에 여러 번 반복하여 조사하는 기존 검사의 단점을 개선할 수 있는 진단 방법으로 알려져 있다.2, the
이러한 당화혈색소를 분광 분석을 통해 분석이 이루어질 수 있다. 이를 위해 본 실시예에 따른 분광 분석 시스템(100)은, 발광부(110), 렌즈부(120), 광가이드(130), 집광부(140) 및 수광부(150)를 포함한다.The glycated hemoglobin can be analyzed through spectroscopic analysis. To this end, the
발광부(110)는, 본 실시예에서, 백색광을 방출하고, 방출된 광이 수광부(150)에 수광될 수 있도록 광을 방출하고, 본 실시예에서, 다수의 발광 다이오드(112)가 구비될 수 있다. 다수의 발광 다이오드(112)는, 각각 서로 다른 파장 대역의 광을 방출할 수 있는 발광 다이오드(112)가 서로 이격된 위치에 배치될 수 있다.The
다수의 발광부(110)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(114) 상에 다수 개의 발광 다이오드(112)가 서로 이격된 위치에 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 다수의 발광 다이오드(112)는 원형 형상의 기판(114) 상에 일곱 개의 발광 다이오드(112)가 배치될 수 있다. 하나의 발광 다이오드(112)가 기판(114)의 중앙에 배치되고, 여섯 개의 발광 다이오드(112)가 중앙에 배치된 발광 다이오드(112)를 둘러싸도록 배치된다. 이때, 각 발광 다이오드(112)의 간격은 일정할 수 있다.The plurality of
본 실시예에서, 발광부(110)에 다수의 발광 다이오드(112)를 이용하고, 각 발광 다이오드(112)들의 파장 대역이 다른 광이 방출되도록 하여, 분광 분석을 수행하고자 하는 시료를 다양하게 이용할 수 있다.In this embodiment, a plurality of
또한, 기판(114)은 다수의 발광 다이오드(112) 중 일부만 발광할 수 있는 제어 회로가 포함될 수 있다. 즉, 발광부(110)에 포함된 다수의 발광 다이오드(112)는 모두 동시에 발광되지 않고, 다수의 발광 다이오드(112) 중 하나의 파장 대역을 갖는 발광 다이오드(112)만 발광할 수 있도록 제어될 수 있다. 또는 둘 이상의 파장 대역을 갖는 발광 다이오드(112)가 방출되도록 제어될 수도 있다.In addition, the
렌즈부(120)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 발광부(110)의 전면에 배치될 수 있다. 이때, 렌즈부(120)는 도시된 바와 같이, 일 측으로 일부가 돌출된 형상으로 형성될 수 있는데, 본 실시예에서, 렌즈부(120)는 중앙렌즈(122), 주변렌즈(124) 및 플랜지(126)를 포함할 수 있다.2 to 4, the
플랜지(126)는, 대략 원판의 형상을 가질 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 광가이드(130)의 일 측에 결합될 수 있다.The
중앙렌즈(122)는 플랜지(126) 일면의 중앙에 형성될 수 있으며, 플래지의 일면에서 돌출된 형상으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 돌출된 형상은 대략 구 형상의 일부가 플랜지(126)의 일면에 결합된 형상일 수 있다.The
중앙렌즈(122)는 발광부(110)의 기판(114) 중앙에 발광 다이오드(112)와 대응되는 위치에 배치될 수 있으며, 발광부(110)의 기판(114) 중앙에 배치된 발광 다이오드(112)에서 방출된 광을 수광부(150) 측으로 굴절시킬 수 있다.The
본 실시예에서, 중앙렌즈(122)는, 발광부(110)에 포함된 발광 다이오드(112)에서 방출된 광을 굴절시켜 평행 광이 수광부(150) 측으로 조사되도록 굴절시킬 수 있다. 따라서 중앙렌즈(122)를 통해 조사되는 광은 그대로 수광부(150) 측으로 조사될 수 있다.In the present embodiment, the
주변렌즈(124)는 본 실시예에서, 여섯 개가 플랜지(126)에 형성될 수 있다. 각 주변렌즈(124)는 중앙렌즈(122)를 둘러싸는 형상으로 플랜지(126)에 배치될 수 있다.In this embodiment, six
이때, 주변렌즈(124)는, 발광부(110)의 기판(114) 가장장리 측에 배치된 발광 다이오드(112)와 대응되는 위치에 배치될 수 있으며, 각 주변렌즈(124)는 각 발광 다이오드(112)에서 방출된 광을 굴절시켜 수광부(150) 측으로 조사할 수 있다.At this time, the
이를 위해 주변렌즈(124)는 도시된 바와 같이, 플랜지(126)의 일면에서 기울어진 상태로 돌출될 수 있다. 즉, 주변렌즈(124)는 대략 구 형상의 일부가 플랜지(126)의 일면에서 일 측 방향으로 돌출되되, 중앙렌즈(122) 측으로 기울어진 형상을 가질 수 있다. 따라서 발광 다이오드(112)에서 방출된 광이 주변렌즈(124)를 통해 수광부(150) 측으로 방출될 수 있다.To this end, as shown, the
주변렌즈(124)는 기판(114)의 가장자리에 배치된 발광 다이오드(112)에서 방출된 광을 중앙에 배치된 수광부(150)를 향해 조사되도록 광을 굴절시킨다. 이를 위해 주변렌즈(124)는 플랜지(126)의 가장자리로 갈수록 플랜지(126)에서 돌출된 높이가 커지는 형상을 가질 수 있다.The
그리고 주변렌즈(124)는 주변렌즈(124)로 입사된 광을 굴절시켜 수광부(150) 측으로 평행 광이 방출되도록 한다. 따라서 가장자리 측에 배치된 발광 다이오드(112)에서 방출된 광이라 하더라도 주변렌즈(124)에 의해 중앙에 배치된 수광부(150) 측으로 광이 집중될 수 있다.In addition, the
그리고 도시된 바와 같이, 다수의 주변렌즈(124)는 서로 소정의 간격으로 이격된 위치에 각각 배치될 수 있다.And, as shown, the plurality of
발광 다이오드(112)에서 방출되는 광은 발광 다이오드(112)에서 방출되는 순간부터 확산되는 방향으로 광이 방출될 수 있다. 이렇게 확산되는 방향으로 방출되는 광을 중앙렌즈(122) 및 주변렌즈(124)를 이용하여 수광부(150) 측으로 집중시킬 수 있다.The light emitted from the
광가이드(130)는, 대략 깔때기의 형상으로 형성될 수 있으며, 일면 및 타면이 개방되고, 내부에 중공이 형성될 수 있다. 이러한 광가이드(130)는, 일 측에 작은 직경을 갖는 개방된 면과, 타 측에 상대적으로 큰 직경을 갖는 개방된 면을 가질 수 있다.The
광가이드(130)의 일 측에 집광부(140)가 배치될 수 있고, 타 측에 렌즈부(120)가 결합될 수 있다. 따라서 렌즈부(120)를 통해 광가이드(130)의 내부에 형성된 중공의 내부로 광이 입사될 수 있다. 본 실시예에서, 광가이드(130)는 내측면에 반사면으로 형성될 수 있다.The
따라서 광가이드(130)의 타 측에 배치된 렌즈부(120)를 통해 내부로 입사된 광은 광가이드(130)의 내측면에서 반사되어 일 측에 배치된 집광부(140) 측으로 이동될 수 있다.Therefore, light incident inside through the
이때, 광가이드(130)는 앞서 설명한 바와 같이, 일 측에 개방된 면의 직경이 작고, 타 측에 개방된 면의 직경이 상대적으로 큼에 따라 광가이드(130)의 측면은 경사면으로 형성될 수 있다. 이렇게 경사면으로 형성된 광가이드(130)의 내측면에서 광이 반사되어 집광부(140) 측으로 이동되는데, 이때, 광이 집광부(140)에 수광각보다 큰 입사각으로 입사되지 않을 수 있도록 측면에 경사가 형성될 수 있다.At this time, as described above, the
즉, 광가이드(130)의 측면은 경사면이 형성되는데, 광가이드(130)는 전체 형상이 대략 원추의 끝단이 잘린 절두체의 형상을 가지고, 측면이 경사면을 가지도록 형성된다. 이때, 광가이드(130)의 내측면에서 반사되어 집광부(140)로 입사되는 광의 각도가 수광각보다 작은 각도로 입사되도록 광가이드(130)의 내측면 경사가 형성될 수 있다.That is, the side surface of the
집광부(140)는, 종단면의 측면이 포물선 형상을 가지며, 내부로 입사된 광을 입사면의 타 측에 집광시킬 수 있다. 즉, 집광부(140)는 일 측에 입사면이 형성되고, 입사면으로 입사된 광이 집광부(140)의 내부에서 반복적으로 반사되어 집광부(140)의 타 측 끝단에 집광시킬 수 있다. 본 실시예에서, 집광부(140)는 합 포물면 집광기(CPC, compound parabolic concentrator)가 이용될 수 있다.The condensing
이렇게 집광부(140)는, 발광부(110)에서 직접 수광부(150)로 입사되지 않는 광을 집광시켜 수광부(150)로 광이 수광되도록 집광하는 역할을 한다. 즉, 광가이드(130)에서 1차적으로 광이 집광부(140) 측으로 가이드되고, 집광부(140)에서 2차적으로 집광하여 렌즈부(120)를 통해 방출된 광이 수광부(150)로 집중될 수 있다.In this way, the
이때, 집광부(140)는 내부로 입사되는 광이 수광각보다 큰 입사각으로 입사되는 경우, 입사면의 타 측 끝단으로 광이 전달되지 않아 집광부(140)의 타 측 끝단에 배치된 수광부(150)에 광이 전달되지 않을 수 있다. 따라서 렌즈부(120)의 기울어진 각도 및 광가이드(130)의 내측면 경사각도는 집광부(140)의 입사면에 광이 입사되는 입사각이 수광각보다 크지 않도록 조절될 수 있다.At this time, when the light incident to the light-converging
수광부(150)는, 집광부(140)를 통해 전달된 광이 수광된다. 그리고 수광된 광의 양에 다라 전압레벨을 다르게 출력하고, ADC 입력단을 통해 광량을 변환할 수 있다. 따라서 수광부(150)에 광이 입사되어, 입사된 광에 대한 분석을 통해 시료에 대한 분석이 이루어질 수 있다.In the
본 실시예에서, 수광부(150)에 광이 입사될 때, 발광부(110)에서 방출된 광이 최대한 수광부(150)에 입사되도록 하여 광을 보다 효율적으로 사용할 수 있다.In this embodiment, when light is incident on the light-receiving
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.As described above, the detailed description of the present invention has been made by the embodiments with reference to the accompanying drawings, but the above-described embodiments are only described as preferred examples of the present invention, and the present invention is limited to the above embodiments only. It should not be understood, and the scope of the present invention should be understood in terms of the claims and their equivalent concepts described below.
100: 분광 분석 시스템
110: 발광부
112: 발광 다이오드
114: 기판
120: 렌즈부
122: 중앙렌즈
124: 주변렌즈
126: 플랜지
130: 광가이드
140: 집광부
150: 수광부100: spectroscopic analysis system
110: light emitting unit
112: light emitting diode
114: substrate
120: lens unit
122: central lens
124: peripheral lens
126: flange
130: light guide
140: condenser
150: light receiving unit
Claims (10)
상기 발광부에 방출된 광을 굴절시키는 렌즈부;
상기 렌즈부에서 굴절된 광이 입사되며, 입사된 광을 일 측으로 집광하는 집광부;
상기 집광부에서 집광된 광이 수광되고, 수광된 광을 이용하여 분광 분석이 이루어지도록 전기 신호를 출력하는 수광부; 및
일측단부에 상기 렌즈부가 설치되고, 상기 렌즈부에서 굴절된 광이 상기 집광부에 입사되도록 내측면에서 반사가 이루어지는 광가이드를 포함하고,
상기 집광부는 복합 포물면 집광기(compound parabolic concentrator)이며,
상기 광가이드는 상기 집광부로 갈수록 내경이 작아지는 형태로 형성되어 상기 렌즈부를 통과한 광을 1차적으로 집광하여 상기 집광부로 가이드하며,
상기 광가이드를 통해 1차 집광된 광은 상기 집광부에 의해 2차 집광되어 상기 수광부로 집중 수광되며,
상기 렌즈부는,
판의 형상으로 형성된 플랜지;
상기 플랜지의 일면에 돌출되게 형성되며, 상기 플랜지의 중앙에 배치된 중앙렌즈; 및
상기 플랜지의 일면에 돌출되게 형성되며, 상기 중앙 렌즈의 주변 둘레에 배치되는 하나 이상의 주변렌즈를 포함하고, 상기 주변렌즈는 상기 발광부에서 발광된 광이 상기 수광부를 향해 집중되도록 상기 플랜지의 중앙을 향해 기울어지게 형성되며,
상기 발광부는,
상기 중앙렌즈에 광이 입사되도록 상기 중앙렌즈에 대응되는 위치와, 상기 주변 렌즈에 광이 입사되도록 상기 주변렌즈에 대응되는 위치에 각각 배치되는 복수개의 발광 다이오드를 포함하는 분광 분석 시스템.
A light emitting unit that emits light;
A lens unit that refracts light emitted from the light emitting unit;
A light converging part in which light refracted by the lens part is incident, and condensing the incident light to one side;
A light receiving unit that receives light collected from the light collecting unit and outputs an electrical signal to perform spectral analysis using the received light; And
The lens unit is installed at one end, and includes an optical guide that reflects from the inner surface so that light refracted by the lens unit is incident on the light collecting unit,
The condenser is a compound parabolic concentrator,
The light guide is formed in a form in which the inner diameter becomes smaller as it goes toward the light collecting part, and primarily collects light passing through the lens part and guides it to the light collecting part,
The light condensed primarily through the light guide is secondly condensed by the condensing unit and is intensively received by the light receiving unit,
The lens unit,
A flange formed in the shape of a plate;
A central lens formed to protrude on one surface of the flange and disposed at the center of the flange; And
It is formed to protrude on one surface of the flange, and includes at least one peripheral lens disposed around the periphery of the central lens, the peripheral lens centers the flange so that light emitted from the light emitting portion is concentrated toward the light receiving portion Is inclined toward
The light emitting unit,
A spectroscopic analysis system including a plurality of light emitting diodes respectively disposed at positions corresponding to the central lens so that light is incident on the central lens, and at positions corresponding to the peripheral lens so that light is incident on the peripheral lens.
상기 광가이드는 상기 내측면에서 반사되어 상기 집광부에 입사되는 입사각이 상기 집광부의 수광각보다 크지 않도록 상기 광가이드의 내측면 각도가 설정된 분광 분석 시스템.
The method according to claim 1,
The light guide is a spectroscopic analysis system in which the angle of the inner surface of the light guide is set so that the incident angle reflected from the inner surface and incident on the light collecting unit is not greater than the light receiving angle of the light collecting unit.
상기 렌즈부는, 상기 발광부에서 방출된 광을 평행 광으로 굴절시켜 방출하는 분광 분석 시스템.
The method according to claim 1,
The lens unit, the spectroscopic analysis system that emits light by refracting the light emitted from the light emitting unit into parallel light.
상기 주변렌즈는, 상기 집광부에 입사되는 입사각이 상기 집광부의 수광각보다 크지 않도록 상기 플랜지의 중앙을 향해 기울지는 각도가 설정된 분광 분석 시스템.
The method according to claim 1,
The peripheral lens, the angle of inclination toward the center of the flange is set so that the angle of incidence incident on the light collecting portion is not greater than the light receiving angle of the light collecting portion.
상기 복수개의 발광 다이오드는 서로 다른 파장 대역의 광을 방출하는 분광 분석 시스템.
The method according to claim 1,
The plurality of light emitting diodes are spectroscopic analysis systems that emit light in different wavelength bands.
상기 발광부는, 상기 복수개의 발광 다이오드가 설치되는 기판을 더 포함하고,
상기 기판에는, 상기 복수개의 발광 다이오드 중 일부 또는 전체가 발광하도록 제어하기 위한 제어회로가 포함되는 분광 분석 시스템.The method according to claim 9,
The light emitting unit further includes a substrate on which the plurality of light emitting diodes are installed,
The substrate, a spectroscopic analysis system including a control circuit for controlling to emit some or all of the plurality of light emitting diodes.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020190061250A KR102141808B1 (en) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | Spectroscopic analysis system |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2019
- 2019-05-24 KR KR1020190061250A patent/KR102141808B1/en active IP Right Grant
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