KR102248263B1 - 광원 조절 방법, 광원 조절 방법을 이용하여 시료 변화를 감지하는 방법 및 시료 변화 감지 장치 - Google Patents

Abstract

시료 변화 감지 장치가 개시된다. 상기 시료 변화 감지 장치는, 다양한 파장 대역의 광을 방출하는 광원; 상기 광원에 의한 광의 경로 상에 위치하며, 시료가 배치되는 시료부; 상기 시료부를 투과한 광을 다양한 파장대역에서 검출하는 광 검출부; 상기 광 검출부를 통해 검출된 신호 정보를 전달받아 상기 시료부에 인가되는 상기 광원에서 인가되는 광의 강도를 조절하는 광원 제어부; 및 상기 광원 제어부를 통해 강도가 제어된 광이 상기 시료부를 투과한 검출 결과를 바탕으로 상기 시료부에 배치된 시료의 광학적 변화를 판단하는 광 신호 연산부;를 포함할 수 있다. 상기 광원 제어부는, 상기 광원으로부터 방출되는 광이 상기 시료부의 시료에 대해, 상기 광 검출부에서의 다양한 파장대역에서 동일한 출력값을 가지도록 상기 광의 강도를 조절할 수 있다.

Description

광원 조절 방법, 광원 조절 방법을 이용하여 시료 변화를 감지하는 방법 및 시료 변화 감지 장치{A METHOD OF DETECTING A SAMPLE CHANGE USING A LIGHT SOURCE CONTROL METHOD, THE LIGHT SOURCE CONTROL METHOD, AND A SAMPLE CHANGE DETECTION DEVICE}

본 발명은 광원 조절 방법 및 상기 광원 조절 방법을 이용하여 시료 변화를 감지하는 방법과, 시료 변화 감지 장치에 관한 발명이다.

병원 등에서는 체액 내 특정 병원균의 정성적/정량적 검출을 위해, 병원균의 존재 여부에 따라 색이 변하는 시료 혹은 병원균의 농도에 따라 밝기가 변하는 시료를 활용한다. 최근에 연구되는 화학 분야나 바이오 분야에서도 시료가 반응한 결과 색이나 밝기 등의 변화가 나타나는 것을 이용하여 연구하는 경우가 많다. 시료의 색이 변하였는지 여부는 현재 대부분 육안으로 확인하는데, 이는 정확성이 떨어진다. 또한 비슷한 색상인 경우 육안으로 확인하기 어렵다. 시료의 색이나 밝기가 변하였는지의 검증은 대부분 엘라이자 리더(ELISA reader) 혹은 스펙트로미터 장비를 사용한다. 그러나 이러한 장비들은 크고 무거우며 고가이고, 컴퓨터를 이용해 측정 결과를 확인 및 분석하기 때문에 의료 현장이나 실험 현장에서의 실시간 진단에 적용하기에 어려움이 있다. 즉 기존 기술에서는, 시료의 색 변화 및 밝기 변화를 측정할 필요성이 있었으나, 육안으로 확인하는 것은 부정확한 문제가, 장비로 측정하는 것은 비효율적인 문제가 존재하였다.

본 발명에서는, 기존의 색 및 밝기 변화 검출에 쓰이는 고가의 스펙트로미터를 대체할 수 있는 장비를 제공하고자 한다.

또한 본 발명에서는, 시료의 종류에 한정되지 아니하고 시료의 광학적 변화를 검출할 수 있는 장비를 제공하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

시료 변화를 감지할 수 있는 장치가 개시된다.

상기 시료 변화 감지 장치는, 다양한 파장 대역의 광을 방출하는 광원; 상기 광원에 의한 광의 경로 상에 위치하며, 시료가 배치되는 시료부; 상기 시료부를 투과한 광을 다양한 파장대역에서 검출하는 광 검출부; 상기 광 검출부를 통해 검출된 신호 정보를 전달받아 상기 시료부에 인가되는 상기 광원으로부터 방출되는 광의 강도를 조절하는 광원 제어부; 및 상기 광원 제어부를 통해 강도가 제어된 광이 상기 시료부를 투과한 검출 결과를 바탕으로 상기 시료부에 배치된 시료의 광학적 변화를 판단하는 광 신호 연산부;를 포함할 수 있다.

상기 광원 제어부에서 상기 시료부에 인가되는 광의 강도를 조절할 때의 상기 시료부에는 화학 반응 전의 시료 또는 기준 시료가 배치되고, 상기 광 신호 연산부에서 상기 시료의 광학적 변화를 판단할 때의 상기 시료부에는 광학적 변화 여부를 알고자 하는 임의의 시료가 배치될 수 있다.

상기 임의의 시료는 화학 반응 중의 상기 시료 또는 화학 반응 후의 상기 시료일 수 있다.

상기 광원 제어부는 상기 광원으로부터 방출되어 상기 시료부를 투과한 각 파장 대역의 상기 광에 대해, 상기 광 검출부에서의 다양한 파장대역에서 동일한 출력값을 가지도록 상기 광의 강도를 조절할 수 있다.

상기 광 검출부는, 상기 시료부를 투과한 광을 상기 광원이 포함하는 색에 대응하는 파장 대역에서 측정 가능한 광센서를 이용하여 검출할 수 있다.

상기 광은 최소 3색 이상의 광을 방출하고, 상기 광원 제어부는 상기 최소 3색 이상의 각각의 광이 방출되는 강도를 각각 조절할 수 있다.

상기 광 신호 연산부는, 상기 광 검출부에서 동일한 출력값을 가지도록 하는 제어된 광을 인가한 반응 전 시료 또는 기준 시료의 출력을 기준으로 하여, 반응 중 또는 반응 후의 시료에서 상기 광원에 포함되는 최소 3색 이상의 광에 대응하는 각각의 파장 대역에서의 센서의 출력의 변화 결과를 비교할 수 있다.

상기 광 신호 연산부는, 상기 센서의 출력 결과로부터 시료의 반응을 통해 나타나는 광학적 특성의 변화 여부 및 정도를 판단할 수 있다.

상기 광 신호 연산부는, 상기 센서의 출력 결과로부터 시료의 반응 중의 실시간 광학적 특성 변화를 판단할 수 있다.

상기 센서의 출력 결과로부터 나타나는 광학적 특성 변화는 시료의 색 변화, 시료의 밝기 변화 또는 시료의 실시간 변화 양상 중 어느 하나일 수 있다.

상기 시료 변화 감지 장치는, 상기 시료의 광학적 특성의 변화 분석 결과를 출력하는 디스플레이부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 시료의 화학 반응에 의한 변화를 감지하기 위한 광원 조절 방법이 개시된다.

시료의 화학 반응에 의한 변화를 감지하기 위한 광원 조절 방법에 있어서, 제어되지 않은 초기의 광원으로부터 방출된 광이 시료를 투과하여 광 검출부에서 전기 신호의 형태로 검출되는 단계; 상기 검출된 신호를 분석하여 상기 시료를 투과한 광의 각 파장 대역별 검출 결과가 동일한 값을 가지도록 상기 검출된 신호를 피드백하여 상기 광을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 광원이 포함하는 각 색의 강도의 조절은 독립적으로 처리될 수 있다.

상기 시료를 투과한 광의 각 파장 대역별 검출 결과가 동일한 값을 가지도록 상기 광을 피드백하여 제어하는 단계는, 동일한 출력값이 나타날 때까지 반복하여 수행될 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 광원 조절 방법을 이용하여 시료 변화를 감지하는 방법이 개시된다.

상기 시료에 대한 출력값이 상기 광원이 포함하는 각 파장 대역에서 일정한 출력값을 가지면, 반응 중 또는 반응 후의 상기 시료에, 상기 제어된 광을 조사하여 각 파장 대역에서의 출력값을 도출하는 단계; 를 포함하는 시료 변화를 감지할 수 있다.

상기 일정한 출력값과 반응 후 출력값을 파장 대역에서 비교하여, 상기 일정한 출력값과 차이가 있는 부분을 통해 상기 시료의 광학적 특성의 변화 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 시료 변화를 감지할 수 있다.

상기 일정한 출력값과 반응 중의 출력값을 파장 대역에서 비교하여, 상기 일정한 출력값과 차이가 있는 부분을 통해 상기 시료의 반응 중의 실시간 광학적 특성 변화를 판단하는 것을 특징으로 하는 시료 변화를 감지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 기존에 색 및 밝기 변화 검출에 쓰이던 스펙트로미터를 대체할 수 있는 장비를 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 효과에 따르면, 기존에 유사한 용도로 사용되는 스펙트로미터에 비해 유사한 수준의 검출 정확도를 가지면서 저가로 소형화가 가능하므로 경제적이다.

본 발명의 다른 효과에 따르면, 검출할 수 있는 시료의 종류가 한정되지 않아 다양한 분야에 적용이 가능한 장비가 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 효과에 따르면, 시료의 반응 전후 뿐만 아니라 반응 중의 시료의 광학적 변화까지 검출할 수 있다.

본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치를 블록도로 간단히 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치에서의 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 4(a) 내지 도 4(c)는 본 발명에 따른 시료 변화 감지 방법에 따라 반응 전 시료와 반응 후 시료의 결과값의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치를 사용하였을 경우의 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 시료 변화 감지 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.

어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

본 명세서 전체에서 사용되는 '~부' 및 '~모듈' 은 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위로서, 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부' 및 '~모듈'이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부' 및 '~모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.

일 예로서 '~부' 및 '~모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함할 수 있다. 구성요소와 '~부' 및 '~모듈'에서 제공하는 기능은 복수의 구성요소 및 '~부' 및 '~모듈'들에 의해 분리되어 수행될 수도 있고, 다른 추가적인 구성요소와 통합될 수도 있다.

본 발명은, 색의 조절이 가능한 광원과, 해당 광원이 포함하는 색들을 측정할 수 있는 센서를 활용한, 시료의 반응 전 및 반응 후 또는 반응 중의 변화를 손쉽게 감지할 수 있는 장치를 제공한다. 상기 장치는 시료 변화를 감지할 수 있는 장치로써, 반응 전의 시료 또는 기준 시료가 광원을 투과하여 검출된 광 센서에서의 각 출력을 기준으로 하여, 반응 후 또는 반응 중의 시료가 광원을 투과하여 검출된 광 센서의 각 출력과의 비교를 통해 다양한 파장 대역에서의 광 센서의 출력 변화를 분석하여 시료의 광학적 변화 양상을 용이하게 감지할 수 있다.

본 발명에서는 광원을 제어할 수 있는 광원 제어부와, 색 조절이 가능한 광원을 이용하여 시료의 종류에 관계없이 반응에 따른 변화를 검출 가능한 특징이 있다. 또한, 검출된 결과를 이용한 피드백을 통해 광원을 제어함으로써 시료의 광 검출 결과를 실시간으로 확인이 가능하여, 결과의 안정성과 정확도를 높일 수 있는 효과도 존재한다. 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치는, 기존에 유사한 용도로 사용되는 스펙트로미터에 비해 유사한 수준의 검출 정확도를 가지면서 저가로 소형화가 가능하여, 의료 현장에서의 실시간 진단에 유용하게 사용될 것으로 예상된다. 또한, 검출할 수 있는 시료의 종류가 한정되지 않고, 파장 대역에 관계없이 검출이 가능하여 화학센서 및 바이오센서로써 다양한 분야에 적용될 수 있을 것으로 예상된다.

본 발명의 검출 가능한 범위는 가시광선 영역에 한정되지 아니하며, 적외선 및 자외선 영역에서 흡광도 변화가 검출되는 시료에도 적용할 수 있다. 본 발명의 광원과 광 검출부에 있어서, 광원이 가시광선 영역이 아닌 적외선 영역이나 자외선 영역을 포함하고, 상기 영역에서의 광을 검출할 수 있는 광센서를 사용하여, 사람이 눈으로 볼 수 없는 영역에서의 시료 변화의 감지 역시 가능할 수 있다.

일 예로, 본 발명의 광원은 가시광선 영역에서의 최소 3색과, 적외선 영역의 광원 및 자외선 영역의 광원을 포함할 수 있다. 일 예로, 본 발명의 광 검출부는 가시광선 영역에서의 상기 최소 3색을 검출할 수 있는 광센서와, 적외선 감지 센서 및 자외선 감지 센서를 포함할 수도 있다.

이하에서는, 설명의 편의를 위해 가시광선 영역에서의 빛을 내는 광원 및 가시광선 영역에서 검출 가능한 광센서를 포함하는 광 검출부를 기준으로 설명한다. 그러나, 본 발명은 이러한 설명에 한정되지 아니한다.

이하에서 설명하는 바는 본 발명의 일 실시예에 불과하고, 도면 및 발명의 설명에 개시된 부분에 한정되어 해석되지 아니한다. 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 개념 및 일 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치를 블록도로 간단히 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치(1)는, 광원 제어부(11)와 광원(10), 시료부(20), 광 검출부(30), 광 신호 연산부(40) 및 디스플레이부(50)를 포함할 수 있다.

광원(10)은 3개 이상의 색을 방출할 수 있는 광원일 수 있다. 광원(10)은 다양한 파장 대역의 광을 방출할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광원(10)이 포함하는 적어도 3개의 색은 빨강, 초록, 파랑일 수 있다. 일 실시예에 따라 빨강, 초록, 파랑이 광원으로부터 출력되는 경우, 이는 빛의 3원색에 해당하는 색으로써, 상기 3종류의 색을 같은 강도로 합치면 백색광이 된다. 또한 각각의 비율을 미세하게 조절할 경우 인간이 눈으로 인지할 수 있는 대부분의 색의 조합이 가능하다. 광원이 출력할 수 있는 3개의 색을 빛의 3원색을 선택하여 모든 파장 대역에서 시료와 반응할 수 있도록 함으로써, 범용성이 있는 시료 변화 감지 장치가 제공될 수 있다. 그러나 이는 일 실시예에 불과하고, 광원이 포함하는 3개의 색은 가시광선 파장 영역 대에 있는 색 중에 3개로 선택될 수 있다. 광원은 4개 이상의 색을 포함할 수도 있다. 본 발명의 광원(10)은 최소 3종류의 광 신호를 조합하여, 다양한 색의 빛의 방출이 가능하다. 본 발명의 광원(10)은 가시광선 영역의 최소 3종류에, 적외선 광원 및 자외선 광원을 추가적으로 포함할 수 있다.

광원(10)은 하나에서 다색광을 도출할 수 있는 광원의 형태로 제공될 수 있다. 혹은 광원(10)은 각각 하나의 색을 도출할 수 있는 최소 3개의 단색광의 형태로 제공될 수도 있다. 광원(10)이 다수 개로 제공될 경우, 각각의 광원들과 시료부(20)에 포함되는 시료와의 거리는 동일한 거리만큼 이격되어 제공될 수 있다.

시료부(20)에는, 시료가 고정될 수 있다. 시료부(20)는 광원(10)에 의해 발생하는 광의 광 경로 상에 위치할 수 있다. 시료부(20)에 고정되는 시료는 화학 반응 전의 시료일 수 있다. 혹은, 시료부(20)에 고정되는 시료는 화학 반응 후의 시료일 수 있다. 시료부(20)에 고정되는 시료는 화학 반응 중의 시료일 수도 있다. 또는 시료부(20)에 고정되는 시료는 기준 시료일 수 있다.

기준 시료란 화학 반응 전의 시료와 동일한 광학적 특성을 가지는 시료를 의미한다. 기준 시료와 화학 반응 전 시료를 동일한 방법으로 화학 반응을 시키면, 화학 반응 전 시료는 화학 반응이 일어나지만 기준 시료는 화학 반응이 일어나지 않고 화학 반응 전 시료와 동일한 광학적 특성을 그대로 유지한다. 즉 기준 시료는 기준으로 활용되는 시료이다.

일 실시예에 따르면, 시료 중에는 화학 반응 후 광학적 변화를 보이지 않는 시료도 있을 수 있다. 해당 시료는, 화학 반응이 진행되어 완료된 경우에도 화학 반응 전 시료와 동일한 광학적 특성을 보이는 시료이다. 이러한 경우는 시료에 포함된 반응 물질의 농도가 광학적 특성 변화를 일으킬 정도보다 낮거나, 최적의 화학 반응이 일어날 수 있는 온도 조건과 다른 온도 조건에서 반응이 진행되는 이유 등으로 발생할 수 있다.

시료부(20)에 고정되는 시료는 유색의 유형을 가지는 시료일 수 있다. 또는 무형의 시료일 수 있다. 시료부(20)는, 유색의 유형 또는 무형의 시료의 위치가 측정 과정에서 광 경로를 변화시키지 않게 시료를 고정시키는 고정 장치를 더 포함할 수 있다. 광원(10)에서 도출되는 광은 시료부(20)를 투과하여 시료부에 고정되는 시료를 투과할 수 있다. 시료부(20)는 광원(10)와 광 검출부(30)의 경로 사이에 위치할 수 있다.

광 검출부(30)는, 최소 3개 이상의 색을 동시에 측정할 수 있는 센서를 포함할 수 있다. 광 검출부(30)에 포함되는 광 센서는 디지털 센서일 수 있다. 이로 인해 출력이 단위가 없는 숫자로 표현될 수 있다. 도 4를 참조하면 출력이 단위가 없이 출력되는 것을 확인할 수 있다. 그러나 광 센서의 종류에 따라, 전압 혹은 전류 등과 같은 아날로그 신호를 출력하는 센서도 사용될 수 있다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 광 검출부(30)는 광원(10)에서 출력되는 광의 색의 개수와 대응되는 센서의 개수를 포함함으로써, 대응되는 파장 영역에서의 검출이 가능하도록 개시될 수 있다. 광 센서는 최소 3종류의 색의 광 신호를 동시에 구분하여 감지할 수 있다. 이로써, 광 검출부(30)가 포함하는 광 센서에서는 가시광선 대역 내의 전 파장에서 측정이 가능하다. 광 검출부(30)에 포함되는 광 센서는 포토 디텍터 혹은 포토 다이오드가 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 광 검출부(30)에는 가시광선 영역 외에서도 적외선 영역 및 자외선 영역을 검출 가능한 센서가 더 포함될 수도 있다. 광 검출부(30)에서는 각 광원에 대응하는 파장에서의 광의 출력값을 검출하여 광원 제어부(11) 또는 광 신호 연산부(40)에 전달할 수 있다.

광원 제어부(11)는 광원(10)과 연결되어, 광원이 포함하는 최소 3개 이상의 각각의 색을 가지는 광의 강도를 제어할 수 있다. 광원 제어부(11)는 광 검출부(30)에서 검출된 검출 신호를 바탕으로 광원(10)으로부터 방출되는 광의 강도를 조절할 수 있다. 광원 제어부(11)는 광 검출부(30)의 각각의 광 센서에서 검출되는 출력이 동일한 값을 가지도록 광원(10)이 가지는 각 색의 강도를 조절할 수 있다. 광원 제어부(11)에서 시료부(20)에 인가되는 광의 강도를 조절할 때의 시료부에는 화학 반응 전의 시료가 배치되거나, 기준 시료가 배치될 수 있다. 기준 시료 혹은 화학 반응 전의 시료를 기준으로 광의 강도를 조절함으로써 반응 전의 기준값으로 활용할 수 있다.

광 신호 연산부(40)는 반응 전 시료와 반응 후의 시료의 검출 결과를 이용하여 시료의 광학적 변화 여부를 판단할 수 있다. 광 신호 연산부(40)는 광원 제어부(11)를 통해 광 검출부(30)에서 검출되는 출력이 동일한 값을 가지도록 제어된 광이 반응 후의 시료 또는 반응 중의 시료를 투과한 검출 결과를 바탕으로, 시료의 광학적 변화 여부를 판단할 수 있다. 광 신호 연산부(40)에서는 시료의 검출 결과를 출력 및 연산하기 위한 회로부가 더 포함될 수 있다. 광 신호 연산부(40)는 반응 전의 시료를 측정하고, 반응 후의 시료를 측정한 결과를 비교함으로써 시료의 광학적 변화를 분석할 수 있다. 광 신호 연산부(40)는 반응이 진행되는 동안의 실시간 색 및 밝기 변화 양상을 분석할 수 있다.

광 신호 연산부(40)에서 시료의 광학적 변화를 판단할 때의 시료부(20)에는 광학적 변화 여부를 알고자 하는 임의의 시료가 배치될 수 있다. 상기 임의의 시료는 화학 반응 중의 시료 혹은 화학 반응 후의 시료일 수 있다. 즉, 광 신호 연산부(40)는 화학 반응 전의 시료 또는 기준 시료의 출력을 기준으로 하여, 반응 중의 시료 또는 화학 반응 후의 시료의 출력을 비교함으로써 시료의 광학적 변화 양상을 도출할 수 있다.

디스플레이부(50)는, 광 신호 연산부(40)에서 연산된 결과를 출력할 수 있다. 디스플레이부(50)의 출력 결과는, 시료의 색 변화에 관한 결과일 수 있다. 디스플레이부(50)의 출력 결과는, 시료의 밝기 변화에 관한 결과일 수 있다. 디스플레이부(50)의 출력 결과는, 시료의 흡광도 변화에 관한 결과일 수도 있다. 디스플레이부(50)의 출력 결과는 시료가 반응이 완료되기까지 걸리는 시간일 수 있다. 혹은, 반응의 시작으로부터 시료의 밝기 및 색이 어떠한 양상으로 변화되는지 여부를 그래프 형태로 출력할 수도 있다. 시료 변화 감지 장치(1)의 사용자는 디스플레이부(50) 상에 표시된 결과를 보고 시료의 변화 여부를 파악할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 2에 따르면, 시료 변화 감지 장치(1)는 일정한 플랫폼을 포함할 수 있다. 상기 플랫폼은 일정한 광 경로를 유지할 수 있는 플랫폼일 수 있다. 상기 플랫폼은 시료부(20)에 위치할 수 있다. 상기 플랫폼은 시료 변화 감지 과정에서, 일정한 광 경로를 유지하도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 시료 변화 감지 장치(1)는, 내부가 밀폐된 구성으로 제공될 수 있다. 시료 변화 감지 장치(1)의 내부 표면은, 상기 광원(10)의 상기 광이 경로를 따라 진행하면서 발생하는 손실을 최소화할 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 시료 변화 감지 장치(1)의 외부 표면은, 외부의 광 신호를 상기 시료 변화 감지 장치(1) 내부로 투과시키지 않도록 하기 위한 재질로 형성될 수 있다. 즉, 시료 변화 감지 장치(1)는 광원(10)이 시료로 조사될 때 외부의 어떠한 영향도 받지 아니하며, 내부에서도 광이 손실되지 않도록 하여 정확도를 높일 수 있도록 표면이 처리되어 형성될 수 있다. 시료 변화 감지 장치(1)는, 일정한 광 경로를 유지하고 주변의 잡음 신호를 차단하도록 구성될 수 있다. 시료 변화 감지 장치(1)는 최적의 광 경로 조건과 암실 환경을 조성할 수 있다.

도 2의 실시예에 따르면, 광 검출부(30)의 검출 결과는 광원 제어부(11)를 통해 피드백 될 수 있다. 광원 제어부(11)에서는, 광원(10)에서 방출되는 각 광의 강도를 독립적으로 조절할 수 있다. 일 예시로, 광원(10)이 포함하는 각 색이 빨강, 초록, 파랑이고, 광원 제어부(11)에서는 각 광원이 포함하는 각각의 색에 동일한 강도를 인가하는 경우를 가정한다. 이 때, 세 개의 색은 동일한 강도로 합쳐져 백색광으로 출력될 것이다. 각 색에 인가되는 강도를 다르게 할 경우, 미세한 조절에 따라 출력되는 색은 다양하게 변화될 수 있다. 그러나, 강도를 같게 하여 출력이 같더라도, 시료에 해당 광이 투과하게 되면, 시료의 특성에 따라 출력되는 광의 특성은 달라질 수 있다. 본 발명에서는, 광원 제어부(11)를 통해 광원(10)에 인가되는 각 광의 강도를 조절하여, 반응 전의 시료 또는 기준 시료에 대해 동일한 출력이 나타나도록 제어한 후에 반응 후의 시료 또는 반응 중의 시료에 대한 변화 차이를 감지하도록 함으로써, 용이하게 시료의 변화 감지를 수행할 수 있다.

예를 들어, 광원의 각 강도를 같게 하여 광을 방출할 경우 백색광이 출력되나, 이를 반응 전의 시료에 대해 입사시킬 경우 색 또는 밝기는 달라질 확률이 높다. 이 상태에서, 광원을 제어하지 아니하고 반응 후의 시료에 대해 초기 광을 그대로 입사시킬 경우, 시료의 특성이 변화한 경우 색 또는 밝기가 다시 변하게 되어, 그래프 상 변화를 알아차리기 어려운 측면이 있다. 그러나 본 발명에서는 반응 전의 시료 또는 기준 시료에 대해 동일한 출력값, 예를 들어 백색광의 출력이 나타나도록 광원 제어부(11)를 광 검출부(30)로부터의 피드백을 통해 제어함으로써, 기준값이 설정되어 변화를 쉽게 감지할 수 있는 특징이 있다. 즉, 반응 전 시료 대비 반응 후 시료의 각 출력의 변화 정도를 확인하고 비교하는 것이 용이하다. 또한, 시료에 처음으로 광을 입사할 때, 광의 강도를 모두 일정하게 설정한 후에 시료의 반응에 따라 동일한 출력이 되도록 광을 제어하는 과정에서, 반응 전의 시료에 대한 특징도 확인할 수 있는 효과가 있다.

광 신호 연산부(40)는 광원 제어부(11)를 통해 반응 전 시료에 의한 각 출력을 동일하게 맞춰준 후, 시료의 반응을 진행시키면서 광센서의 출력을 실시간으로 측정하여, 반응이 완료되기까지 걸리는 시간과, 색 및 밝기가 반응 시작부터 끝까지 꾸준히 변하는지 아니면 일정 시간이 지났을 때 급격히 변하는지 등과 같이 시간에 따른 시료의 광학적 변화 양상을 분석할 수 있다.

본 발명에서의 시료 변화 감지 방법에 따른 자세한 순서는 도 3에 나타난다. 도 3은 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치에서의 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명에서의 시료 변화 감지 방법을 광원 제어부(11)와 광원(10), 시료부(20), 광 검출부(30) 및 광 신호 연산부(40) 사이에서의 관계로 설명하기 위한 내용이 개시되어 있다.

본 발명에 따른 시료 변화 감지 방법은 다음과 같은 순서로 처리될 수 있다. 시료부(20)에 반응 전의 시료 또는 기준 시료를 고정한다. 고정된 시료에 대해 초기 광을 입사한다. 이 때의 초기 광은, 광원이 포함하는 각 색의 강도가 모두 같은 값으로 설정된 광원일 수 있다. 광원(10)의 각각의 색의 강도를 조절하기 이전에, 각 광원(10)의 강도를 동일하게 맞추는 이유는, 반응 전의 시료를 사전 측정한 이후 광원 각각의 색의 강도가 기준값이 맞춰졌을 때, 초기에 비해 각각 얼마나 변하였는지 여부를 쉽게 파악하기 위함이다. 광원 제어부(11)에서의 제어 시에, 광원(10)의 개별 색에 대해, 각각의 강도가 증가하였다면 해당 파장 근처 대역에서 흡광도가 감소한 것이며, 각각의 강도가 감소하였다면 해당 파장 근처 대역에서 흡광도가 증가한 것으로 볼 수 있다. 즉, 각 광원의 강도를 동일하게 맞춘 후에 기준값이 출력되도록 광원을 제어하는 과정을 거칠 경우에는, 반응 전의 시료가 가시광선 파장 대역에서 대략적으로 어떠한 흡광도 분포를 가지는지를 알 수 있다.

이 때, 사전 측정한 후 광원의 각각의 색의 강도는 기준값으로 맞춰지는 과정에서 증가하거나, 혹은 감소할 것이므로, 자유롭게 변경이 가능하도록 초기의 광원의 각각의 색의 강도는 각각의 색이 가질 수 있는 최대 강도의 중간값 정도로 설정하는 것이 바람직할 수 있다.

광 검출부(30)에서는 초기의 광이 반응 전 시료 또는 기준 시료에 의해 반응한 신호를 검출하고, 검출된 신호를 전기 신호의 형태로 광원 제어부(11)로 전달한다. 광원 제어부(11)에서는 상기 반응 전 시료 또는 기준 시료를 투과한 초기 광에 대한 광 검출부(30)에서의 각 파장 별 검출 결과가 동일해지도록 광원(10)에 포함된 각 광의 강도를 조절할 수 있다. 광원 제어부(11)를 통해 광의 강도를 조절한 결과 광 검출부(30)에서 검출된 신호의 출력값이 동일한 값인지 여부를 판단한다. 광 검출부(30)의 광 센서의 출력 결과를 분석하여, 상기 초기 광을 반응 전의 시료 또는 기준 시료에 인가한 후의 출력값이 기준으로 설정한 값과 동일한 값인지 판단한다. 일정한 기준값이 출력되도록 광원 제어부(11)를 제어하는 경우, 반응 전의 시료와 대비하여 반응 후의 시료의 센서의 각 출력의 변화 정도를 확인 및 비교하는 것이 용이한 효과가 있다. 이 때 기준값이란, 광 검출부(30)의 광 센서의 출력이 가지는 특정한 값일 수 있다. 상기 특정한 값은, 센서의 출력이 가질 수 있는 최대값과 최소값의 중간값일 수 있다. 상기 기준값이 될 수 있는 값에 제한은 없으나, 이하와 같은 점을 일부 고려하여야 한다. 사전 측정한 후에 센서의 각 출력이 모두 같은 값이 되도록 광원의 각각의 강도가 조절되는 과정에서, 광원이 포함하는 적어도 3개의 색 중 어느 하나의 색의 강도가 너무 약해진다거나, 혹은 너무 강해지게 되어 반응 후의 시료의 측정 결과를 신뢰할 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 너무 특이한 기준값을 설정하는 것은 바람직하지 아니하다.

광 검출부(30)에서는 광 검출부(30)가 포함하는 각각의 광 센서에서의 출력값들을 서로 비교하여, 반응 전의 시료가 각 광 센서에서의 측정값이 모두 동일한 값이 되도록 광원을 제어하도록 하는 신호를 피드백 할 수 있다. 이 때 광원 제어부(11)는 광원(10)이 포함하는 각 색의 강도를 각각 독립적으로 조절할 수 있다. 상기와 같은 과정을 반복하여, 광 검출부(30)에서 검출된 각 광 센서에서의 출력값이 모두 동일하게 나타나는 경우에는, 조절된 강도를 인가하는 광을 제어된 광으로 본다.

시료부(20)에 반응 후의 시료 또는 반응 중의 시료를 고정하여 광 검출부(30)에서 출력된 신호의 값을 저장하고, 광 신호 연산부(40)에서는 반응 전 시료 또는 기준 시료의 결과인 기준값과, 반응 후의 시료 또는 반응 중의 시료의 결과를 비교하여 시료의 광학적 변화를 판단한다. 반응 전 시료 및 반응 후 시료에 대한 결과 처리는, 제어된 광에 의해 같은 조건에서 반복되어 측정될 수 있다.

즉 도 3에 따르면, 광 검출부로부터의 결과를 피드백 받아 광원 제어부는 광원을 제어할 수 있게 되어, 보다 정확한 결과값을 검출할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 시료 변화 감지 방법에 따라 반응 전 시료와 반응 후 시료의 결과값의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 4에 나타난 결과는 센서 출력의 평균값을 의미하며, 위아래로 나타난 선은 반복하여 측정한 센서의 출력의 표준편차를 의미한다. 그래프의 Y축은 디지털 센서의 출력값을 의미한다. 단위는 ADUs(Analog- to-Digital Units)로 표현된다.

도 4(a)는 반응 전 시료에 대해 제어된 광을 인가하였을 때의 결과값을 나타낸다. 전술한 바와 같이, 광원 제어부(11)는 반응 전 시료에 대해 동일한 값이 출력되도록 각 색의 강도가 조절되는 특징을 가지므로, 반응 전 시료에 제어된 광을 인가하였을 때의 결과값은 각 파장 대역에서 동일한 값을 가지도록 측정될 수 있다. 도 4(a)에 따르면, 광 센서에 의한 출력값은 푸른색(Blue), 초록색(Green), 붉은색(Red)의 영역에서 모두 100으로 도출되는 것을 확인할 수 있다. 이러한 경우, 기준값이 100으로 설정된 것에 해당한다.

도 4(b)는 반응 후의 시료에 대해 제어된 광을 인가하였을 때의 결과값을 나타낸다. 출력 그래프에 따르면, 광 센서에 의한 출력값은 푸른색(Blue)에서 약 90, 초록색(Green)에서 약 110, 붉은색(Red)에서 약 87의 값인 것을 확인할 수 있다. 상기 변화에 의하면, 초록색(Green)의 출력값이 기준값인 100과 비교하여 높아졌으며, 붉은색(Red) 및 푸른색(Blue)의 출력은 기준값인 100과 비교하여 낮아졌음을 알 수 있다. 상기 결과를 통해, 반응 전 시료와 대비하여 반응 후의 시료가 초록색 근처의 파장 대역을 가지는 빛은 더 잘 투과시키게, 붉은색과 푸른색 근처의 파장 대역을 가지는 빛은 덜 투과시키게 색이 변했음을 의미한다. 즉, 반응 후 시료는 반응 전의 시료에 비해 초록색 근처의 파장 대역에서 흡광도가 감소하였으며, 붉은색과 푸른색 근처의 파장 대역에서 흡광도가 증가하였음을 알 수 있다. 이러한 결과로부터, 해당 시료는 화학 반응을 통해 색이 변화하였음을 알 수 있다.

일 실시예에 따르면, 반응 후의 시료에 대해 제어된 광을 인가하였을 때 도 4(c)와 같은 결과값이 나타날 수도 있다. 도 4(c)의 경우는 일정한 출력값을 가지나, 해당 출력값의 절대적인 값이 변화한 경우에 해당한다. 이와 같은 경우는, 붉은색과 푸른색, 초록색의 모든 파장 대역에서 빛을 더 잘 투과시키도록 변화한 것을 의미한다. 즉 반응 후 시료는 반응 전의 시료에 비해 모든 가시광선 파장 대역에서 흡광도가 감소하였음을 알 수 있다. 이러한 결과로부터, 해당 시료는 화학 반을 통해 밝기가 변화하였음을 알 수 있으며, 보다 구제척으로는 상기 각 파장 대역에서의 흡광도 변화로부터 더 밝게 변했음을 알 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치를 이용하면, 시료의 반응이 진행되어 시료의 성분 혹은 농도가 달라짐에 따라 다양한 파장 대역 내에서 특정한 파장 대역에서의 흡광도 변화 양상을 실시간으로 측정할 수 있으며, 이를 활용하여 시료의 색 변화, 밝기 변화, 정도 및 경향성을 간단하게 파악할 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치를 사용하였을 경우의 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 화학 반응 전의 시료에 관한 도면이며, 도 6은 화학 반응 후의 시료에 관한 도면에 해당한다. 도 5 및 도 6에서는, 대략 450 nm 파장을 광센서의 파랑(blue) 출력 파장 대역으로, 550 nm 와 650 nm를 광센서의 초록(green)과 빨강(red) 출력 파장 대역으로 본다. 도 5(a)는 반응 전의 시료를 스펙트로미터를 이용하여 측정한 결과이다. 도 5(b)는 반응 전의 시료를 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치(1)를 이용하여 측정한 결과이다. 반응 전의 시료의 흡광도 측정 결과 파랑과 빨강은 상대적으로 흡광도가 높은 편이고, 초록은 상대적으로 흡광도가 낮은 편이다. 즉, 반응 전 시료에 대한 센서의 사전 측정 결과 파랑과 빨강은 광센서 출력이 낮은 편이고, 초록은 광센서 출력이 높은 편으로 나타난다. 도 5(c)는 광센서의 파랑, 빨강, 초록의 출력이 모두 동일한 값이 나오도록 광원의 각 색을 조절한 결과 나타나는 시료 변화 감지 장치(1)의 출력이다. 이때의 기준값은 100으로 설정하였다.

도 6(a)는 반응 후의 시료를 스펙트로미터를 이용하여 측정한 결과이다. 도 6(b)는 반응 후의 시료를 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치(1)를 이용하여 측정한 결과이다. 반응 후의 시료의 흡광도 측정 결과, 반응 전 시료에 비해 파랑과 초록은 흡광도가 감소하였고, 빨강은 흡광도가 증가하였다. 따라서 반응 후의 시료의 측정 결과, 파랑과 초록은 광센서의 출력이 기준값보다 높게 측정된 것을 알 수 있으며, 빨강은 광센서의 출력이 기준값보다 낮게 측정되었다.

즉, 기존의 스펙트로미터를 이용할 경우 도 5(a) 및 도 6(a)와 같은 결과가 나타나고, 그래프의 분석을 통해 광학적 변화를 알 수 있으나, 이는 가격이 비싸기 때문에, 본 발명의 시료 변화 감지 장치(1)를 통해 도 5(b)와 도 6(b)와 같은 결과를 도출함으로써, 시료의 광학적 변화를 간단하게 검출할 수 있는 효과가 있다. 도 5(a) 및 도 6(a)의 스펙트로미터를 이용한 결과와 비교하더라도 같은 결과가 나타나며, 스펙트로미터에 비해 더 적은 반응 시간 및 경제적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 7은 본 발명에 따른 시료 변화 감지 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

반응 전 시료에 대해, 제어되지 않은 초기의 광원이 반응 전의 시료 또는 기준 시료를 투과한다. 이 때, 광원이 포함하는 각각의 색의 강도를 같게 맞추어 반응 전 시료 또는 기준 시료에 대한 출력을 사전 측정할 수 있다. 상기 측정한 신호의 피드백을 통해 광원 제어부에서는 반응 전의 시료 또는 기준 시료에 대한 출력값이 동일한 값을 가질 수 있도록 각각의 색의 강도를 조절한다. (S20) 이 때 각각의 광 센서에서의 각각의 출력값이 동일한 값으로 출력되는지 여부를 확인한다. (S30) 이 때, 출력값이 동일하지 않을 경우 해당 값을 다시 피드백하여, 출력값이 동일한 결과가 나올 때까지 이 과정을 반복한다. 출력값이 동일할 경우, 해당 광의 강도를 제어된 광으로 설정한다. 그 후 반응 후의 시료 또는 반응 중의 시료에 대해 제어된 광을 입사시켜, 반응을 검출한다. (S40) 상기 제어된 광이 반응 전의 시료 또는 기준 시료에 입사된 결과는 상기와 같은 동일한 출력값일 것이므로, 이를 기준으로 하여, 반응 후의 시료 또는 반응 중의 시료에 대한 광 검출부(30)의 출력값을 비교하여 시료의 광학적 변화 여부 또는 실시간 시료의 광학적 특성 변화 양상을 판단할 수 있다.(S50)

본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치는 이온, 고분자, DNA 등 시료의 종류에 관계없이 시료의 성분 및 농도 변화에 따른 색 및 밝기 변화 검출이 가능하다. 또한, 시료의 종류뿐 아니라 시료가 반응 전과 반응 후에 무슨 색을 띄는지, 어떤 과정을 거쳐 변하는지에도 관계없이 특정 파장대역에서의 흡광도 변화 양상을 실시간으로 확인이 가능하다. 또한, 조건 설정에 따라 형광을 띄는 시료의 색 변화와 형광의 강도 변화도 검출할 수 있다. 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치 및 방법을 이용할 경우, 가격이 저렴하고, 정확도가 높으면서 휴대성 역시 겸비하는 화학 센서 및 바이오 센서로써 다양한 분야에 적용이 가능하다.

이상의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.

시료 변화 감지 장치 : 1
광원 : 10
광원 제어부 : 11
시료부 : 20
광 검출부 : 30
광 신호 연산부 : 40
디스플레이부 : 50

Claims (17)

1. 다양한 파장 대역의 광을 방출하는 광원;
   상기 광원에 의한 광의 경로 상에 위치하며, 시료가 배치되는 시료부;
   상기 시료부를 투과한 광을 다양한 파장대역에서 검출하는 광 검출부;
   상기 광 검출부를 통해 검출된 신호 정보를 전달받아 상기 시료부에 인가되는 상기 광원으로부터 방출되는 광의 강도를 조절하는 광원 제어부; 및
   상기 광원 제어부를 통해 강도가 제어된 광이 상기 시료부를 투과한 검출 결과를 바탕으로 상기 시료부에 배치된 시료의 광학적 변화를 판단하는 광 신호 연산부;를 포함하고,
   상기 광원 제어부는 상기 시료부를 투과한 광의 강도가 동일한 출력값을 갖도록 피드백 제어하는 시료 변화 감지 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 광원 제어부에서 상기 시료부에 인가되는 광의 강도를 조절할 때의 상기 시료부에는 화학 반응 전의 시료 또는 기준 시료가 배치되고,
   상기 광 신호 연산부에서 상기 시료의 광학적 변화를 판단할 때의 상기 시료부에는 광학적 변화 여부를 알고자 하는 임의의 시료가 배치되는 시료 변화 감지 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 임의의 시료는
   화학 반응 중의 상기 시료 또는 화학 반응 후의 상기 시료인 시료 변화 감지 장치.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 광원 제어부는
   상기 광원에서 방출되어 상기 시료부를 투과한 후 상기 광 검출부에서 검출되는 각 파장 별 상기 광에 대해,
   상기 광 검출부에서의 다양한 파장대역에서 동일한 출력값을 가지도록 상기 광의 강도를 조절하는 시료 변화 감지 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 광 검출부는,
   상기 시료부를 투과한 광을 상기 광원이 포함하는 색에 대응하는 파장 대역에서 측정 가능한 광센서를 이용하여 검출하는 시료 변화 감지 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 광은 최소 3색 이상의 광을 방출하고,
   상기 광원 제어부는 상기 최소 3색 이상의 각각의 광이 상기 광원으로부터 방출되는 강도를 각각 조절하는 시료 변화 감지 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 광 신호 연산부는,
   상기 광 검출부에서 동일한 출력값을 가지도록 하는 제어된 광을 인가한 반응 전 시료 또는 기준 시료의 출력을 기준으로 하여, 반응 중 또는 반응 후의 시료에서 상기 광원에 포함되는 최소 3색 이상의 광에 대응하는 각각의 파장 대역에서의 센서의 출력의 변화 결과를 비교하는 시료 변화 감지 장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 광 신호 연산부는,
   상기 센서의 출력 결과로부터 시료의 반응을 통해 나타나는 광학적 특성의 변화 여부 및 정도를 판단하는 시료 변화 감지 장치.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 광 신호 연산부는,
   상기 센서의 출력 결과로부터 시료의 반응 중의 실시간 광학적 특성 변화를 판단하는 시료 변화 감지 장치.
   
10. 제7항에 있어서,
    상기 센서의 출력 결과로부터 나타나는 광학적 특성 변화는 시료의 색 변화, 시료의 밝기 변화 또는 시료의 실시간 변화 양상 중 어느 하나인 시료 변화 감지 장치.
    
11. 제8항에 있어서,
    상기 시료 변화 감지 장치는,
    상기 시료의 광학적 특성의 변화 분석 결과를 출력하는 디스플레이부;를 더 포함하는 시료 변화 감지 장치.
    
12. 시료의 화학 반응에 의한 변화를 감지하기 위한 광원 조절 방법에 있어서,
    제어되지 않은 초기의 광원으로부터 방출된 광이 시료를 투과하여 광 검출부에서 전기 신호의 형태로 검출되는 단계;
    상기 검출된 신호를 분석하여 상기 시료를 투과한 광의 각 파장 대역별 검출 결과가 동일한 값을 가지도록 상기 검출된 신호를 피드백하여 상기 광을 제어하는 단계;를 포함하고,
    상기 제어되지 않은 초기의 광원은, 광원이 포함하는 각 색의 강도가 모두 동일하게 설정된 광원인 광원 조절 방법.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 광원이 포함하는 각 색의 강도의 조절은 독립적으로 처리되는 것을 특징으로 하는 광원 조절 방법.
    
14. 제12항에 있어서,
    상기 시료를 투과한 광의 각 파장 대역별 검출 결과가 동일한 값을 가지도록 상기 광을 피드백하여 제어하는 단계는, 동일한 출력값이 나타날 때까지 반복하여 수행되는 것을 특징으로 하는 광원 조절 방법.
    
15. 제12항 내지 제14항 중 어느 하나의 광원 조절 방법을 이용하여 시료 변화를 감지하는 방법에 있어서,
    상기 시료에 대한 출력값이 상기 광원이 포함하는 각 파장 대역에서 일정한 출력값을 가지면, 반응 중 또는 반응 후의 상기 시료에, 상기 제어된 광을 조사하여 각 파장 대역에서의 출력값을 도출하는 단계; 를 포함하는 시료 변화를 감지하는 방법.
    
16. 제15항에 있어서,
    상기 일정한 출력값과 반응 후 출력값을 파장 대역에서 비교하여, 상기 일정한 출력값과 차이가 있는 부분을 통해 상기 시료의 광학적 특성의 변화 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 시료 변화를 감지하는 방법.
    
17. 제15항에 있어서,
    상기 일정한 출력값과 반응 중의 출력값을 파장 대역에서 비교하여, 상기 일정한 출력값과 차이가 있는 부분을 통해 상기 시료의 반응 중의 실시간 광학적 특성 변화를 판단하는 것을 특징으로 하는 시료 변화를 감지하는 방법.
    

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