KR102268706B1 - 피부 진단 및 관리를 위한 휴대용 분광 이미징 디바이스, 사용자 단말기, 그 방법 및 그 프로그램 - Google Patents

Abstract

피부 진단 및 관리를 위한 휴대용 분광 이미징 디바이스가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 피부 진단 및 관리를 위한 휴대용 분광 이미징 디바이스는 촬영 기능을 갖는 사용자 단말에 장착되고, 필터 휠에 형성된 다수의 광학 필터를 통하여 상기 사용자 단말의 광원을 촬영 대상의 피부로 조사하며, 상기 촬영 대상의 피부로부터 반사된 광을 수신하여 상기 사용자 단말의 촬영부로 출력하는 광학계; 상기 사용자 단말로부터의 촬영 요청에 따라 상기 다수의 광학 필터의 각각의 광학 필터가 상기 광원과 일직선 상에 위치되도록 상기 촬영부의 촬영 속도에 기반하여 상기 필터 휠을 연속적으로 회전시키는 구동 모터; 및 상기 사용자 단말로부터 상기 촬영 요청을 수신하도록 통신하는 통신부를 포함할 수 있다.

Description

피부 진단 및 관리를 위한 휴대용 분광 이미징 디바이스, 사용자 단말기, 그 방법 및 그 프로그램{Portable spectral imaging device, user mobile terminal, method and software program for diagnosis and management of skin}

본 발명은 피부 진단 및 관리를 위한 휴대용 분광 이미징 디바이스, 사용자 단말기, 그 방법 및 그 프로그램에 관한 것으로, 특히, 다수 파장에 대한 분광 이미지를 이용하여 피부를 진단 및 관리할 수 있는 휴대용 분광 이미징 디바이스, 사용자 단말기, 그 방법 및 그 프로그램에 관한 것이다.

일반적으로 분광 이미징(spectral imaging) 및 분광(spectral) 이미지 분석 기술은 다양한 질병 진단 및 바이오 응용에서 유용하게 사용되고 있다. 특히, 이와 같은 분광 이미징 기술은 피부암 진단에서 그 유용성이 검증되어 상용화가 진행되고 있다.

그러나, 기존 분광 이미징 기술의 경우, 이미지 획득을 위한 광원, 광원의 분광 필터링을 위한 디바이스, 필터링된 이미지를 촬영할 카메라 기기, 촬영된 이미지를 분석할 디바이스 등과 같이 각 세부 기능별로 특화된 기기들로 구성되어 있기 때문에 개별로 구입해야하고, 획득한 이미지를 수신하거나 분석하기 위해 컴퓨터에 연결하여야 하기 때문에, 이를 위한 전용 소프트웨어 개발 및 연결할 디바이스 추가 등의 부가적인 조건들이 요구되고 있다.

또한, 세부 기능별 기능을 제공하는 기기들은 의사 등의 관련 전문가를 위한 것으로서, 가정용 의료 기기로서 사용하기에는 많은 제한 요소가 있기 때문에 일반 가정에서 사용하기에 적합하지 않은 문제점이 있다.

KR 2011-0060439 A

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 스마트폰 또는 태블릿 등과 같은 사용자 단말기를 이용하여 비전문가에 의해서도 피부 진단 및 관리가 용이한 휴대용 분광 이미징 디바이스, 사용자 단말기, 그 방법 및 그 프로그램을 제공하고자 한다.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 피부 진단 및 관리를 위한 휴대용 분광 이미징 디바이스가 제공된다. 상기 피부 진단 및 관리를 위한 휴대용 분광 이미징 디바이스는 촬영 기능을 갖는 사용자 단말에 장착되고, 필터 휠에 형성된 다수의 광학 필터를 통하여 상기 사용자 단말의 광원을 촬영 대상의 피부로 조사하며, 상기 촬영 대상의 피부로부터 반사된 광을 수신하여 상기 사용자 단말의 촬영부로 출력하는 광학계; 상기 사용자 단말로부터의 촬영 요청에 따라 상기 다수의 광학 필터의 각각의 광학 필터가 상기 광원과 일직선 상에 위치되도록 상기 촬영부의 촬영 속도에 기반하여 상기 필터 휠을 연속적으로 회전시키는 구동 모터; 및 상기 사용자 단말로부터 상기 촬영 요청을 수신하도록 통신하는 통신부를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 광학계는 상기 사용자 단말기의 상기 광원과 일직선 상에 위치되는 제 1 편광계; 상기 1 편광계에 광학적으로 결합된 다수의 광학 필터; 상기 다수의 광학 필터로부터 조사되어 상기 촬영 대상의 피부로부터 반사된 광을 수신하는 확대경; 및 상기 확대경에 광학적으로 결합되며, 상기 제 1 편광계와 직교하는 편광 방향을 갖는 제 2 편광계를 포함할 수 있다.

상기 제 1 편광계는 수평 편광계이고, 상기 제 2 편광계는 수직 편광계일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 피부 진단 및 관리를 위한 휴대용 분광 이미징 디바이스는 피부를 치료하기 위한 파장에 대응하는 광을 출력하는 피부관리 광원을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기와 같은 휴대용 분광 이미징 디바이스를 장착하여 피부 진단 및 관리를 위한 사용자 단말기가 제공된다. 상기 피부 진단 및 관리를 위한 사용자 단말기는 촬영부; 상기 촬영부의 촬영을 위한 광원; 상기 분광 이미징 디바이스와 통신하는 통신부; 상기 분광 이미징 디바이스를 통하여 상기 촬영부에서 획득된 이미지를 저장하는 저장부; 상기 분광 이미징 디바이스의 다수의 광학 필터에 따른 상기 저장된 다수의 이미지 각각에 대하여 설정된 위치의 픽셀값을 상기 다수의 광학 필터에 대응하는 파장별로 나타내는 동시에 상기 파장별로 미리 저장된 기준값을 나타내는 분광 스펙트럼을 생성하는 이미지 분석부; 및 상기 광원을 이용한 상기 촬영부의 촬영 설정, 상기 분광 이미징 디바이스의 설정, 및 상기 저장된 이미지 중 분석하고자 하는 위치의 설정이 수행되는 설정부를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 피부 진단 및 관리를 위한 사용자 단말기는 상기 분석된 위치의 피부를 치료하기 위한 파장에 대응하는 광원을 상기 치료 대상 피부에 조사하도록 제어하는 피부 관리부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 피부 관리부는 상기 다수의 광학 필터 중 상기 치료하기 위한 파장에 대응하는 광학 필터를 이용하여 상기 광원을 상기 치료 대상 피부에 조사하거나, 상기 휴대용 분광 이미징 디바이스에 포함된 피부관리 광원을 이용하도록 제어할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 피부 진단 및 관리를 위한 사용자 단말기는 상기 설정부의 촬영 설정에 따라 상기 다수의 광학 필터의 각각의 광학 필터가 상기 광원과 일직선 상에 위치되도록 상기 촬영부의 촬영 속도에 기반하여 상기 필터 휠을 연속적으로 회전시키도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 피부 진단 및 관리를 위한 방법이 제공된다. 상기 피부 진단 및 관리를 위한 방법은 촬영 기능을 갖는 사용자 단말기 및 상기 사용자 단말기에 장착되는 휴대용 분광 이미징 디바이스의 다수의 광학 필터를 이용하여 서로 다른 파장에 대한 분광 이미지를 촬영 및 저장하는 단계; 상기 다수의 광학 필터에 따른 상기 저장된 이미지 각각에 대하여 설정된 위치의 픽셀값을 상기 다수의 광학 필터에 대응하는 파장별로 나타내는 동시에 상기 파장별로 미리 저장된 기준값을 나타내는 분광 스펙트럼을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 분광 스펙트럼을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 피부 진단 및 관리를 위한 방법은 상기 다수의 광학 필터가 형성된 필터 휠의 영점을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 촬영 및 저장하는 단계는 상기 다수의 광학 필터의 각각의 광학 필터가 상기 사용자 단말기의 광원과 일직선 상에 위치되도록 상기 촬영부의 촬영 속도에 기반하여 상기 필터 휠을 연속적으로 회전시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 생성하는 단계는 상기 사용자 단말기를 통하여 상기 저장된 이미지 중 분석하고자 하는 위치를 설정하는 단계; 상기 설정된 위치에 대하여 상기 저장된 이미지 각각에 대한 픽셀값을 추출하는 단계; 상기 설정된 위치에 대응하는 기준값을 추출하는 단계; 및 상기 추출된 픽셀값 및 기준값을 상기 파장별로 분류하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 피부 진단 및 관리를 위한 방법은 상기 분석된 위치의 피부를 치료하기 위한 파장에 대응하는 광원을 상기 치료 대상 피부에 조사하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 광원을 상기 치료 대상 피부에 조사하는 단계는 상기 다수의 광학 필터 중 상기 치료하기 위한 파장에 대응하는 광학 필터를 이용하여 상기 광원을 상기 치료 대상 피부에 조사하는 단계; 또는 상기 휴대용 분광 이미징 디바이스에 포함된 피부관리 광원을 상기 치료 대상 피부에 조사하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 피부 진단 및 관리를 위하여 휴대용 분광 이미징 디바이스에 장착되는 사용자 단말기를 위한 프로그램이 제공된다. 상기 피부 진단 및 관리를 위한 프로그램은 촬영 기능을 갖는 상기 사용자 단말기 및 상기 휴대용 분광 이미징 디바이스의 다수의 광학 필터를 이용하여 서로 다른 파장에 대한 분광 이미지를 촬영 및 저장하기 위한 코드; 상기 다수의 광학 필터에 따른 상기 저장된 이미지 각각에 대하여 설정된 위치의 픽셀값을 상기 다수의 광학 필터에 대응하는 파장별로 나타내는 동시에 상기 파장별로 미리 저장된 기준값을 나타내는 분광 스펙트럼을 생성하기 위한 코드; 및 상기 생성된 분광 스펙트럼을 출력하기 위한 코드를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 피부 진단 및 관리를 위한 프로그램은 상기 다수의 광학 필터가 형성된 필터 휠의 영점을 조정하기 위한 코드를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 촬영 및 저장하기 위한 코드는 상기 다수의 광학 필터의 각각의 광학 필터가 상기 사용자 단말기의 광원과 일직선 상에 위치되도록 상기 촬영부의 촬영 속도에 기반하여 상기 필터 휠을 연속적으로 회전시키기 위한 코드를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 분광 스펙트럼을 생성하기 위한 코드는 상기 사용자 단말기를 통하여 상기 저장된 이미지 중 분석하고자 하는 위치를 설정하기 위한 코드; 상기 설정된 위치에 대하여 상기 저장된 이미지 각각에 대한 픽셀값을 추출하기 위한 코드; 상기 설정된 위치에 대응하는 기준값을 추출하기 위한 코드; 및 상기 추출된 픽셀값 및 기준값을 상기 파장별로 분류하기 위한 코드를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 피부 진단 및 관리를 위한 프로그램은 상기 분석된 위치의 피부를 치료하기 위한 파장에 대응하는 광원을 상기 치료 대상 피부에 조사하기 위한 코드를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 광을 치료 대상 피부에 조사하기 위한 코드는 상기 다수의 광학 필터 중 상기 치료하기 위한 파장에 대응하는 광학 필터를 이용하여 상기 광원을 상기 치료 대상 피부에 조사하기 위한 코드; 또는 상기 휴대용 분광 이미징 디바이스에 포함된 피부관리 광원을 상기 치료 대상 피부에 조사하기 위한 코드를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 분광 이미징 디바이스, 사용자 단말기, 그 방법 및 그 프로그램은 스마트폰 또는 태블릿 등과 같은 사용자 단말기를 이용하여 일반 가정에서 손쉽게 피부 질환의 진단 및 상시 피부 관리를 간편하게 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 피부 관련 질병의 치료 방법 및 치료 후 관리, 피부 관련 질병의 종류, 현재 피부 상태에 미용 방법 등 다양한 정보를 데이터베이스화함으로써 서치(Search) 기능을 강화하여 지속적인 피부 관리 멘토링 시스템에 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 환경적 또는 유전적 요인에 의해 증가하고 있는 피부 질환을 조기 진단할 수 있어, 피부 질환에 따른 사회적 및 경제적 비용을 경감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 진단 및 관리를 위한 휴대용 분광 이미징 디바이스가 사용자 단말기의 장착된 상태의 단면도이다.
도 2는 도 1의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 진단 및 관리를 위한 휴대용 분광 이미징 디바이스의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 진단 및 관리를 위한 휴대용 분광 이미징 디바이스의 광학계의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 진단 및 관리를 위한 사용자 단말기의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 진단 및 관리를 위한 사용자 단말기에서 출력되는 분광 스펙트럼의 일 예이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 진단 및 관리를 위한 방법을 나타내는 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 진단 및 관리를 위한 휴대용 분광 이미징 디바이스가 사용자 단말기의 장착된 상태의 단면도이고, 도 2는 도 1의 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 진단 및 관리를 위한 휴대용 분광 이미징 디바이스의 세부 구성을 나타낸 블록도이다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 피부 진단 및 관리를 위한 휴대용 분광 이미징 디바이스를 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 분광 이미징 디바이스(100)는 광학계(110), 통신부(120), 제어부(130), 구동 모터(140), 및 피부관리 광원(150)을 포함한다.

이러한 휴대용 분광 이미징 디바이스(100)는 촬영 기능을 갖는 스마트폰 또는 태블릿 등과 같은 사용자 단말기(200)에 장착되어, 사용자 단말기(200)의 촬영 기능을 하여 피부에 대한 분광 이미지를 촬영하게 할 수 있다.

광학계(110)는 필터 휠(119)에 형성된 다수의 광학 필터(114)를 통하여 사용자 단말기(200)의 광원(220)을 촬영 대상의 피부로 조사하며, 촬영 대상의 피부로부터 반사된 광을 수신하여 사용자 단말기(200)의 촬영부(210)로 출력할 수 있으며, 수평 편광계(112), 광학 필터(114), 확대경(116), 수직 편광계(118), 및 필터 휠(119)을 포함할 수 있다.

수평 편광계(112)는 사용자 단말기(200)의 광원(220)과 일직선 상에 위치되며, 광원(220)으로부터 출력된 광을 수평으로 편광시켜 광학 필터(114)로 전달할 수 있다.

다수의 광학 필터(114)는 수평 편광계(112)에 광학적으로 결합되어 수평 편광계(112)로부터 수평 편광된 광을 미리 결정된 다수의 파장 대역으로 필터링할 수 있다. 예를 들면, 다수의 광학 필터(114)는 400㎚ 내지 700㎚의 파장 대역을 통과시킬 수 있고, 각 필터는 35㎚ 이하의 대역폭을 가질 수 있다. 이러한 다수의 광학 필터(114)는 후술하는 바와 같은 필터 휠(119)에 형성될 수 있다. 광학 필터(114)는 각각의 대역폭의 파장으로 필터링된 광을 진단 대상 피부에 조사할 수 있다.

확대경(116)은 다수의 광학 필터(114)로부터 조사되어 촬영 대상의 피부로부터 반사된 광을 수신하여 수직 편광계(118)로 전달할 수 있다.

수직 편광계(118)는 사용자 단말기(200)의 촬영부(210)와 일직선 상에 위치되며, 확대경(116)에 광학적으로 결합되고, 확대경(116)에서 수신된 광을 수직으로 편광시켜 촬영부(210)로 전달할 수 있다.

본 실시예에서는 광원(220)과 일직선 상에 수평 편광계(112)를 위치시키고, 촬영부(210)와 일직선 상에 수직 편광계(118)를 위치시키는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 광원(220) 및 촬영부(210)와 일직선 상에 위치되는 편광계가 서로 상이한, 특히 직교하는 편광 기능을 갖는 편광계를 위치시킬 수 있다. 즉, 대안적으로, 광원(220)과 일직선 상에 수직 편광계(118)를 위치시키고, 촬영부(210)와 일직선 상에 수평 편광계(112)를 위치시킬 수 있다.

필터 휠(119)은 회전가능한 원판 형상으로 형성되며, 원판의 각 외곽부근에 다수의 광학 필터(114)가 형성될 수 있다.

이상과 같은 광학계(110)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상단 케이스(102)에 형성될 수 있고, 필터 휠(119)은 상단 케이스(102)에 비하여 돌출 형성된 하단 케이스(104)의 내부로 회전가능할 수 있다.

도 1에 도시하지 않았지만, 상술한 바와 같은 광학계(110)는 사용자 단말기(200)의 촬영부(210) 또는 광원(220)에 대하여 수평 편광계(112) 및 광학 필터(114) 또는 확대경(116) 및 수직 편광계(118)가 일직선 상에 위치되도록 조정할 수 있는 수단을 포함할 수 있다.

통신부(120)는 사용자 단말기(200)로부터 촬영 요청을 수신할 수 있다. 이러한 통신부(120)는 예를 들면, 블루투스와 같은 근거리 통신을 수행할 수 있지만, 이에 한정되지 않고 사용자 단말기(200)와 통신가능한 방식을 채용할 수 있다.

제어부(130)는 사용자 단말기(200)의 요청에 따라 다수의 광학 필터(114)가 형성된 필터 휠(119)을 연속적으로 회전하도록 제어하고, 피부를 치료하기 위한 파장에 대응하는 광을 출력하도록 제어할 수 있다.

구동 모터(140)는 사용자 단말기(200)로부터의 촬영 요청에 따라 다수의 광학 필터(114)의 각각의 광학 필터가 광원(220)과 일직선 상에 위치되도록 촬영부(210)의 촬영 속도에 기반하여 필터 휠(119)을 연속적으로 회전시킬 수 있다.

피부관리 광원(150)은 피부를 치료하기 위한 파장에 대응하는 광을 출력하며, 예를 들면, 650㎚ 대역의 광을 출력하는 LED일 수 있다. 이러한 광원은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상단 케이스(102)의 하단부에 형성될 수 있지만, 그 위치는 제한되지 않는다.

본 실시예에서는 피부를 치료하기 위한 광원을 휴대용 분광 이미징 디바이스(100)에 별도로 구비한 것으로 설명하였지만, 대안적으로, 650㎚의 통과 대역을 갖는 광학 필터(114)를 포함하고, 이를 이용하여 사용자 단말기(200)의 광원(220)을 이용할 수 있다.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 분광 이미징 디바이스(100)의 동작을 상세하게 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 진단 및 관리를 위한 휴대용 분광 이미징 디바이스의 광학계의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 4(a)에 도시된 바와 같이, 먼저, 사용자 단말기(200)의 광원(220)을 통하여 출력된 광은 수평 편광계(112)를 통하여 편광되고 해당 통과 대역을 광학 필터(114)를 통하여 촬영 대상 피부(300)로 조사될 수 있다. 여기서, 촬영 대상 피부(300)는 피부 질환 부위(310)를 포함할 수 있다.

이후, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 촬영 대상 피부(300)로부터 조사된 광은 확대경(116)을 통하여 수직 편광계(118)로 전달되고, 수직 편광계(118)에 의해 편광되어 사용자 단말기(200)의 촬영부(210)로 전달될 수 있다.

도 4(a) 및 도 4(b)와 같은 과정은 다수의 광학 필터(114) 전체에 대하여 반복적으로 수행될 수 있다.

다시 도 1을 참조하여, 사용자 단말기(200)는 스마트폰과 같은 이동통신 단말기, 또는 태블릿과 같은 촬영 기능을 갖는 휴대용 개인 단말기일 수 있다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말기를 더 상세하게 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 진단 및 관리를 위한 사용자 단말기의 세부 구성을 나타낸 블록도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 진단 및 관리를 위한 사용자 단말기에서 출력되는 분광 스펙트럼의 일 예이다.

사용자 단말기(200)는 촬영부(210), 광원(220), 설정부(230), 제어부(240), 통신부(250), 이미지 분석부(260), 피부 관리부(270), 저장부(280), 및 표시부(290)를 포함할 수 있다.

촬영부(210)는 이미지를 촬영할 수 있는 디바이스로서, 예를 들면, CCD 카메라일 수 있다.

광원(220)은 촬영부(210)의 촬영을 위한 광을 출력하며, 예를 들면, 촬영시 플래시를 발산할 수 있다.

설정부(230)는 광원(220)을 이용한 촬영부(210)의 촬영 설정, 휴대용 분광 이미징 디바이스(100)의 설정, 및 촬영하여 저장된 이미지 중 분석하고자 하는 위치의 설정을 수행할 수 있다. 예를 들면, 설정부(230)는 사용자 단말기(200)의 입력 장치로서, 터치 패드 또는 키패드일 수 있다.

제어부(240)는 설정부(230)의 촬영 설정에 따라 다수의 광학 필터(114)의 각각의 광학 필터(114)가 광원(220)과 일직선 상에 위치시키기 위해 필터 휠(119)을 연속적으로 회전시키도록 제어할 수 있다. 이때, 제어부(240)는 촬영부(210)의 촬영 속도에 기반하여 필터 휠(119)의 회전을 제어할 수 있다. 예를 들면, 분광 이미지가 다수의 파장별 이미지로 구성되기 때문에, 대상 피부에 대하여 연속 촬영하며, 이때, 제어부(240)는 카메라 등의 촬영부(210)의 연속 촬영 속도에 따라 필터 휠(119)을 연속적으로 회전시키도록 제어할 수 있다.

통신부(250)는 휴대용 분광 이미징 디바이스(100)와의 통신을 수행할 수 있다. 이러한 통신부(250)는 예를 들면, 블루투스와 같은 근거리 통신을 수행할 수 있지만, 이에 한정되지 않고, 휴대용 분광 이미징 디바이스(100)와 통신가능한 방식을 채용할 수 있다.

이미지 분석부(260)는 휴대용 분광 이미징 디바이스(100)의 다수의 광학 필터(114)에 따른 저장된 다수의 이미지 각각에 대하여 설정된 위치의 픽셀값을 다수의 광학 필터(114)에 대응하는 파장별로 나타낼 수 있다. 또한, 이미지 분석부(260)는 다수의 광학 필터(114)에 대응하는 파장별로 미리 저장된 기준값을 나타낼 수 있다. 여기서, 기준값은 일반 피부에 대응할 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 이미지 분석부(260)는 다수의 광학 필터(114)에 대응하는 파장별로 촬영된 다수의 이미지(600)의 픽셀값과 그에 대응하는 기준값으로 이루어진 분광 스펙트럼을 생성할 수 있다. 이와 같은 분광 스펙트럼에 의해 피부에 발생할 수 있는 피부암, 아토피, 백선증, 수부 피부염 등을 포함한 다양한 각종 피부 질환을 예측 진단할 수 있다. 대안적으로, 이미지 분석부(260)는 생성된 분광 스펙트럼에 기반하여 질환 피부와 일반 피부를 비교하여 해당 질환을 예측 진단할 수 있다.

피부 관리부(270)는 이미지 분석부(260)에서 분석된 위치의 피부를 치료하기 위한 파장에 대응하는 광원(150)을 치료 대상 피부에 조사하도록 제어할 수 있다. 예를 들면, 피부 관리부(270)는 휴대용 분광 이미징 디바이스(100)에 포함된 피부관리 광원(150)을 치료 대상피부에 조사하기 위해 이용하도록 제어할 수 있다. 대안적으로, 피부 관리부(270)는 다수의 광학 필터(114) 중 치료하기 위한 파장에 대응하는 광학 필터(114)를 이용하여 광원(220)을 치료 대상 피부에 조사할 수 있다.

저장부(280)는 휴대용 분광 이미징 디바이스(100)를 통하여 촬영부(210)에서 획득된 이미지를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(280)는 이미지 분석부(260)에서 생성되는 분광 스펙트럼에 이용되는 기준값을 저장할 수 있다. 또한, 저장부(280)는 촬영된 피부의 질환을 판단하기 위한 질환 정보를 포함할 수 있다.

표시부(290)는 이미지 분석부(260)에 생성된 분광 스펙트럼을 사용자의 선택에 따라 출력할 수 있다. 또한, 표시부(290)는 촬영부(210)에서 획득된 파장별 이미지를 출력할 수 있다. 대안적으로, 이미지 분석부(260)가 촬영된 피부에 대한 질환을 예측 진단한 경우, 그 결과를 분광 스펙트럼과 함께 출력할 수 있다.

이와 같은 구성에 의해, 본 발명의 일 실시예는 스마트폰 또는 태블릿 등과 같은 사용자 단말기를 이용하여 일반 가정에서 손쉽게 피부 질환의 진단 및 상시 피부 관리를 간편하게 수행할 수 있고, 피부 관련 질병의 치료 방법 및 치료 후 관리, 피부 관련 질병의 종류, 현재 피부 상태에 미용 방법 등 다양한 정보를 데이터베이스화함으로써 서치 기능을 강화하여 지속적인 피부 관리 멘토링 시스템에 적용할 수 있으며, 환경적 또는 유전적 요인에 의해 증가하고 있는 피부 질환을 조기 진단할 수 있어, 피부 질환에 따른 사회적 및 경제적 비용을 경감시킬 수 있다.

이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 진단 및 관리를 위한 방법을 설명한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 진단 및 관리를 위한 방법을 나타내는 순서도이다.

피부 진단 및 관리를 위한 방법(700)은 필터 휠(119)의 영점을 조정하는 단계(S701), 분광 이미지를 촬영 및 저장하는 단계(S702), 구동 모터(140)의 구동에 따라 광학 필터(114) 전체를 각각 전환하는 단계(S703 및 S704), 촬영된 분광 이미지를 분석하는 단계(S705), 분석된 분광 스펙트럼을 출력하는 단계(S706), 및 피부 관리를 위한 광원을 조사하는 단계(S707)로 구성된다.

보다 상세히 설명하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 먼저, 다수의 광학 필터(114)가 형성된 필터 휠(119)의 영점을 조정할 수 있다(단계 S701). 예를 들면, 필터 휠(119)에 형성된 다수의 광학 필터(114) 중 가장 낮은 주파수 대역을 갖는 광학 필터(114)를 광원(220)과 일직선 상에 위치시킬 수 있다. 이때, 사용자 단말기(200)의 촬영부(210) 또는 광원(220)에 대하여 수평 편광계(112) 및 광학 필터(114) 또는 확대경(116) 및 수직 편광계(118)가 일직선 상에 위치되도록 조정할 수 있다.

다음으로, 촬영 기능을 갖는 사용자 단말기(200)에 장착되는 휴대용 분광 이미징 디바이스(100)의 다수의 광학 필터(114) 중 어느 하나를 이용하여 서로 다른 파장에 대한 분광 이미지를 촬영 및 저장할 수 있다(단계 S702).

다음으로, 다음 크기의 파장 대역에 대한 분광 이미지를 촬영하기 위해 구동 모터(140)를 구동하여 광학 필터(114)를 전환할 수 있다(단계 S703). 예를 들면, 다음 크기의 파장 대역에 대응하는 광학 필터(114)가 사용자 단말기(200)의 광원(220)과 일직선 상에 위치되도록 구동 모터(140)를 구동하여 필터 휠(119)을 회전시킬 수 있다.

다음으로, 모든 광학 필터(114)에 대한 촬영이 완료되었는지를 판단하여(단계 S704), 모든 광학 필터(114)에 대한 촬영이 완료되지 않은 경우, 단계 S702로 복귀하여 단계 S702 내지 S703을 모든 광학 필터(114)에 대한 촬영이 완료될 때까지 반복적으로 수행할 수 있다.

이와 같이 단계 S702 내지 S704에 의해, 다수의 광학 필터(114)의 각각의 광학 필터(114)가 촬영부(210)의 촬영 속도에 기반하여 사용자 단말기(200)의 광원(220)과 일직선 상에 위치되도록 필터 휠(119)을 연속적으로 회전시킴으로써, 광학 필터(114)를 전환시켜 모든 대역에 대하여 촬영이 완료될 수 있다. 예를 들면, 분광 이미지가 다수의 파장별 이미지로 구성되기 때문에, 대상 피부에 대하여 연속 촬영하며, 이때, 카메라 등의 촬영부(210)의 연속 촬영 속도에 따라 필터 휠(119)을 연속적으로 회전시킬 수 있다.

다음으로, 다수의 광학 필터(114)에 따른 저장된 다수의 이미지(600) 각각에 대하여 분광 스펙트럼을 생성할 수 있다(단계 S705). 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 분석하고자 설정된 위치의 픽셀값을 다수의 광학 필터(114)에 대응하는 파장별로 나타내는 동시에 파장별로 미리 저장된 기준값을 나타내는 분광 스펙트럼을 생성할 수 있다.

보다 구체적으로는, 사용자 단말기(200)를 통하여 저장된 이미지 중 분석하고자 하는 위치를 설정할 수 있다. 예를 들면, 도 4에서 피부(300)에 발생된 피부 질환(310)에 대응하는 위치를 설정할 수 있다.

그 다음, 설정된 위치에 대하여, 서로 다른 파장대별로 획득되어 저장된 이미지 각각에 대한 픽셀값을 추출할 수 있다.

그 다음, 추출된 픽셀값과의 비교를 위해 해당 위치에 대응하는 기준값을 추출할 수 있다. 여기서, 기준값은 일반 피부에 대응할 수 있다.

그 다음, 추출된 픽셀값 및 기준값을 다수의 광학 필터(114)에 대응하는 파장, 즉, 분광 이미지의 파장별로 분류하여 분광 스펙트럼을 생성할 수 있다. 이와 같은 분광 스펙트럼에 의해 피부에 발생할 수 있는 피부암, 아토피, 백선증, 수부 피부염 등을 포함한 다양한 각종 피부 질환을 예측 진단할 수 있다. 이때, 대안적으로, 생성된 분광 스펙트럼에 기반하여 질환 피부와 일반 피부를 비교하여 해당 질환을 예측 진단할 수 있다.

다음으로, 생성된 분광 스펙트럼을 출력할 수 있다(단계 S706). 예를 들면, 사용자가 촬영된 피부의 상태를 확인할 수 있도록 촬영된 이미지와 그에 대응하는 기준값을 비교하여 나타낸 분광 스펙트럼을 출력할 수 있다. 이때, 대안적으로, 촬영된 피부에 대한 질환을 예측 진단한 경우, 그 결과를 분광 스펙트럼과 함께 출력할 수 있다.

다음으로, 출력된 분광 스펙트럼에 대하여, 치료가 필요한 경우, 분석된 위치의 피부를 치료하기 위한 파장에 대응하는 광원을 치료 대상 피부에 조사할 수 있다(단계 S707). 예를 들면, 휴대용 분광 이미징 디바이스(100)에 포함된 피부관리 광원(150)을 상기 치료 대상 피부에 조사할 수 있다. 대안적으로, 다수의 광학 필터(114) 중 치료하기 위한 파장, 예를 들면, 630㎚ 대역에 대응하는 광학 필터(114)를 이용하여 사용자 단말기(200)의 광원(220)을 치료 대상 피부에 조사할 수 있다.

이와 같은 방법에 의해, 본 발명의 일 실시예는 스마트폰 또는 태블릿 등과 같은 사용자 단말기를 이용하여 일반 가정에서 손쉽게 피부 질환의 진단 및 상시 피부 관리를 간편하게 수행할 수 있고, 피부 관련 질병의 치료 방법 및 치료 후 관리, 피부 관련 질병의 종류, 현재 피부 상태에 미용 방법 등 다양한 정보를 데이터베이스화함으로써 서치 기능을 강화하여 지속적인 피부 관리 멘토링 시스템에 적용할 수 있으며, 환경적 또는 유전적 요인에 의해 증가하고 있는 피부 질환을 조기 진단할 수 있어, 피부 질환에 따른 사회적 및 경제적 비용을 경감시킬 수 있다.

상기와 같은 방법들은 도 1에 도시된 바와 같은 사용자 단말기(200)에 의해 구현될 수 있고, 특히, 이러한 단계들을 수행하는 소프트웨어 프로그램으로 구현될 수 있으며, 이 경우, 이러한 프로그램들은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다.

이 때, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 판독가능한 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 디바이스를 포함하며, 예를 들면, ROM, RAM, CD-ROM, DVD-ROM, DVD-RAM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광 데이터 저장디바이스 등일 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

100 : 휴대용 분광 이미징 디바이스 102 : 상단 케이스
104 : 하단 케이스 110 : 광학계
112 : 수평 편광계 114 : 광학 필터
116 : 확대경 118 : 수직 편광계
119 : 필터 휠 120 : 통신부
130 : 제어부 140 : 구동 모터
150 : 피부관리 광원 200 : 사용자 단말기
210 : 촬영부 220 : 광원
230 : 설정부 240 : 제어부
250 : 통신부 260 : 이미지 분석부
270 : 피부 관리부 280 : 저장부
290 : 표시부

Claims (20)

1. 촬영 기능을 갖는 사용자 단말기에 장착되고, 필터 휠에 형성된 다수의 광학 필터를 통하여 상기 사용자 단말기의 광원을 촬영 대상의 피부로 조사하며, 상기 촬영 대상의 피부로부터 반사된 광을 수신하여 상기 사용자 단말기의 촬영부로 출력하는 광학계;
   상기 사용자 단말기로부터의 촬영 요청에 따라 상기 다수의 광학 필터의 각각의 광학 필터가 상기 광원과 일직선 상에 위치되도록 상기 촬영부의 촬영 속도에 기반하여 상기 필터 휠을 연속적으로 회전시키는 구동 모터; 및
   상기 사용자 단말기로부터 상기 촬영 요청을 수신하도록 통신하는 통신부를 포함하고,
   상기 광학계는,
   상기 사용자 단말기의 상기 광원과 일직선 상에 위치되는 제 1 편광계;
   상기 제 1 편광계에 광학적으로 결합된 다수의 광학 필터;
   상기 다수의 광학 필터로부터 조사되어 상기 촬영 대상의 피부로부터 반사된 광을 수신하는 확대경; 및
   상기 확대경에 광학적으로 결합되며, 상기 제 1 편광계와 직교하는 편광 방향을 갖는 제 2 편광계를 포함하는, 피부 진단 및 관리를 위한 휴대용 분광 이미징 디바이스.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 편광계는 수평 편광계이고, 상기 제 2 편광계는 수직 편광계인, 피부 진단 및 관리를 위한 휴대용 분광 이미징 디바이스.
4. 제 1 항에 있어서,
   피부를 치료하기 위한 파장에 대응하는 광을 출력하는 피부관리 광원을 더 포함하는, 피부 진단 및 관리를 위한 휴대용 분광 이미징 디바이스.
5. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항의 휴대용 분광 이미징 디바이스를 장착하여 사용하기 위한 사용자 단말기로서,
   촬영부;
   상기 촬영부의 촬영을 위한 광원;
   상기 분광 이미징 디바이스와 통신하는 통신부;
   상기 분광 이미징 디바이스를 통하여 상기 촬영부에서 획득된 이미지를 저장하는 저장부;
   상기 분광 이미징 디바이스의 다수의 광학 필터에 따른 상기 저장된 다수의 이미지 각각에 대하여 설정된 위치의 픽셀값을 상기 다수의 광학 필터에 대응하는 파장별로 나타내는 동시에 상기 파장별로 미리 저장된 기준값을 나타내는 분광 스펙트럼을 생성하는 이미지 분석부; 및
   상기 광원을 이용한 상기 촬영부의 촬영 설정, 상기 분광 이미징 디바이스의 설정, 및 상기 저장된 이미지 중 분석하고자 하는 위치의 설정이 수행되는 설정부를 포함하는, 피부 진단 및 관리를 위한 사용자 단말기.
6. 제 5 항에 있어서,
   분석된 위치의 피부를 치료하기 위한 파장에 대응하는 광원을 치료 대상 피부에 조사하도록 제어하는 피부 관리부를 더 포함하는, 피부 진단 및 관리를 위한 사용자 단말기.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 피부 관리부는 상기 다수의 광학 필터 중 상기 치료하기 위한 파장에 대응하는 광학 필터를 이용하여 상기 광원을 상기 치료 대상 피부에 조사하거나, 상기 휴대용 분광 이미징 디바이스에 포함된 피부관리 광원을 이용하도록 제어하는, 피부 진단 및 관리를 위한 사용자 단말기.
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 설정부의 촬영 설정에 따라 상기 다수의 광학 필터의 각각의 광학 필터가 상기 광원과 일직선 상에 위치되도록 상기 촬영부의 촬영 속도에 기반하여 상기 필터 휠을 연속적으로 회전시키도록 제어하는 제어부를 더 포함하는, 피부 진단 및 관리를 위한 사용자 단말기.
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제

Images