KR102281786B1 - 다위치 반응영역을 가지는 센서의 신호보정 시스템 및 이를 이용한 신호보정 방법 - Google Patents

Abstract

다위치 반응영역을 가지는 센서의 신호보정 시스템 및 이를 이용한 신호보정 방법에서, 상기 신호보정 시스템은 반응 스트립, 광원유닛, 수광유닛 및 제어유닛을 포함한다. 상기 반응 스트립은 복수의 반응 영역들이 형성된다. 상기 광원유닛은 상기 반응 영역들로 광을 발생하는 적어도 하나의 광원을 포함한다. 상기 수광유닛은 상기 반응 영역들에서 반사되는 광을 수광하는 복수의 수광부들을 포함한다. 상기 제어유닛은 상기 수광부들 각각에서 수신된 수광신호를 설정값과 동일하도록 상기 광원의 광출력을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

다위치 반응영역을 가지는 센서의 신호보정 시스템 및 이를 이용한 신호보정 방법{SIGNAL CORRECTING SYSTEM FOR A SENSOR HAVING MULTIPLE REACTING AREAS AND METHOD FOR CORRECTING A SIGNAL OF THE SENSOR USING THE SAME}

본 발명은 센서의 신호보정 시스템 및 이를 이용한 신호 보정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광학적 방법을 이용하여 검체 내의 분석물을 분석하는 면역크로마토그래피(immunochromatography) 디바이스 등의 장치에 있어서, 검출되는 신호들의 편차를 보정하여 검출 결과의 정확도를 보다 향상시킬 수 있는 다위치 반응영역을 가지는 센서의 신호보정 시스템 및 이를 이용한 신호보정 방법에 관한 것이다.

면역크로마토그래피(immunochromatography)란 면역측량법의 샌드위치법을 기반으로 한 항원의 검출방법으로, 표지체를 고정한 스트립 센서 위로 검체가 전개되어, 항원항체 반응의 결과로 표지체가 검사선에 축적되는 방식으로 나타나는 유색반응을 측정하는 것을 의미한다.

한편, 이러한 면역크로마토그래피 디바이스의 경우, 다위치 반응영역을 가지도록 구성되어, 다위치에서 신호를 검출하고 이를 바탕으로 결과를 도출하도록 구성될 수 있다.

즉, 대한민국 등록특허 제10-1514694호에서 개시된 바와 같이, n개의 광원을 포함하는 광원부와, 이에 매칭되는 n개의 수광원을 포함하는 수광부로 구성되어, 검체 내의 분석물을 검출하는 디바이스나 방법을 통해, 상기와 같은 다위치 반응영역을 포함하여 다위치에서 신호를 검출하고 이를 분석하는 기술이 개시되고 있다.

그러나, 상기와 같은 다위치 반응영역을 가져 검체 내 분석물을 분석하는 디바이스의 경우, 각각의 반응영역에서 수신되는 신호의 편차가 존재하게 되는데, 이러한 편차는 분석 결과의 오류를 야기하거나 분석 결과의 정확성을 저하시키게 된다.

물론, 대한민국 등록특허 제10-1718485호에서와 같이, 면역크로마토그래피의 측정을 위한 디바이스를 통해, 하나의 검체에 대하여 유색반응과 형광반응을 각각 측정하여 이를 보정함으로써, 검체 내 분석물을 보다 정확하게 측정하는 기술이 개시되고는 있으나, 하나의 반응 영역에서 반응의 종류를 다르게 하여 신호를 검출하여 보정하는 것으로, 서로 다른 종류의 반응 결과를 통해 노이즈를 보정하는 것이 용이하지는 않아, 다위치 반응 영역에서 구현하기가 어려운 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1514694호 대한민국 등록특허 제10-1718485호

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 다위치 반응영역을 가지는 센서에서 검출되는 신호들의 편차를 보정함으로써 검출 결과의 정확도를 보다 향상시켜 검체 내 분석물을 정성적 또는 정량적으로 보다 민감하게 분석할 수 있고, 초소형화가 가능하고 간단하게 측정을 수행할 수 있는 센서의 신호보정 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 센서의 신호보정 시스템을 이용한 신호 보정방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 신호보정 시스템은 반응 스트립, 광원유닛, 수광유닛 및 제어유닛을 포함한다. 상기 반응 스트립은 복수의 반응 영역들이 형성된다. 상기 광원유닛은 상기 반응 영역들로 광을 발생하는 적어도 하나의 광원을 포함한다. 상기 수광유닛은 상기 반응 영역들에서 반사되는 광을 수광하는 복수의 수광부들을 포함한다. 상기 제어유닛은 상기 수광부들 각각에서 수신된 수광신호를 설정값과 동일하도록 상기 광원의 광출력을 제어하는 제어부를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 수광부들 각각은 상기 반응 영역들 각각에 대응되도록 위치할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제어유닛은, 상기 광원을 선택적으로 동작시키는 광원 선택부, 상기 동작되는 광원의 광출력을 조절하는 광출력 조절부, 상기 수광부를 선택적으로 동작시키는 수광부 선택부, 및 상기 수광부의 수광신호를 획득하는 수광신호 수신부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제어유닛은, 상기 수광신호가 상기 설정값과 동일한 경우의 상기 광원의 광출력을 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 설정값은, 초기 설정된 광출력에 대하여 상기 수광부들 각각에서 수신된 수광신호들의 평균값이고, 상기 제어유닛은, 상기 수광신호들의 평균값을 연산하는 연산부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 설정값은, 상기 수광신호의 최대값과 최소값의 사이의 임의의 값으로 사용자가 지정한 지정값일 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 신호 보정방법은 복수의 반응 영역들이 형성된 반응 스트립, 광을 발생하는 적어도 하나의 광원을 포함하는 광원유닛, 및 광을 수광하는 복수의 수광부들을 포함하는 수광유닛을 포함하는 신호 보정 시스템을 이용한다. 상기 신호 보정방법은, 검체의 투입 전, 상기 수광부들 각각에서 수신된 수광신호를 설정값과 동일하도록 상기 광원의 광출력을 제어하는 단계(제1 단계), 및 상기 검체의 투입 후, 상기 제어된 광원의 광출력으로 출력되는 광에 대한 수광신호를 획득하는 단계(제2 단계)를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 제1 단계는, 광원의 개수 및 수광부의 개수를 바탕으로, 광의 경로를 분류하는 단계, 상기 분류된 광의 경로들 각각에서, 초기 설정된 광출력으로 발생하는 광에 대하여, 상기 수광부들 각각에서 수광신호를 획득하는 단계, 상기 수광부들 각각에서의 수광신호와 상기 설정값을 비교하는 단계, 및 상기 수광신호와 상기 설정값의 비교를 바탕으로 상기 광원의 광출력을 저장 또는 변경하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 광원의 광출력을 저장 또는 변경하는 단계에서, 상기 수광신호와 상기 설정값이 동일한 경우, 상기 광원의 광출력을 저장하고, 상기 수광신호와 상기 설정값이 다른 경우, 상기 수광신호와 상기 설정값이 동일할 때까지, 상기 광원의 광출력을 변경하며 상기 수광신호를 획득할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 광원의 광출력을 변경하는 단계에서, 상기 분류된 광의 경로들 각각에 포함된 광원별로 광출력을 변경할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 단계는, 상기 수광신호를 획득하는 단계 이후, 상기 획득된 수광신호들의 평균값을 연산하여, 상기 평균값을 상기 설정값으로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 설정값은, 상기 수광신호의 최대값과 최소값의 사이의 임의의 값으로 사용자가 지정한 지정값일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 복수의 반응 영역으로부터 수광되는 수광신호를 설정값과 동일하도록 광출력을 제어함으로써, 각 수광신호들의 편차를 보정할 수 있고, 이를 통해 검출 결과의 정확도를 보다 향상시켜, 검체 내 분석물에 대한 정성적 또는 정량적 민감도를 향상시킬 수 있다.

특히, 상기 설정값은, 초기 광출력에 의해 수광되는 수광신호들의 평균값으로 설정할 수 있어, 기준 설정이 용이하고, 편차 보정의 속도를 향상시킬 수 있다.

이와 달리, 상기 설정값은, 소정 범위 내에서 사용자의 지정에 의해서도 설정될 수 있으므로, 검출 결과의 정확도를 향상시키면서도 신호보정 시스템 사용의 편의성을 향상시킬 수 있다.

또한, 각 광원에 의해 설정되는 광 경로를 분류하고, 상기 광 경로를 통해 수신되는 수광신호를 상기 설정값과 동일하도록 각각의 광 경로에 영향을 미치는 광원의 광출력을 제어할 수 있으므로, 광원의 개수와 무관하게 적어도 하나의 광원만 구비된 경우라도, 다위치 반응영역에서의 검출 신호의 편차를 용이하게 보정할 수 있다.

나아가, 상대적으로 간단한 제어를 통해 다위치 반응영역에서의 검출 신호의 편차를 보정할 수 있으므로, 전체적으로 센서를 초소형으로 제작할 수 있으며 이에 따라 사용성이 향상된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 신호보정 시스템을 도시한 모식도이다.
도 2는 도 1의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 신호보정 시스템을 도시한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 신호보정 시스템을 도시한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 신호보정 시스템을 도시한 모식도이다.
도 6은 도 1, 도 4 및 도 5의 신호보정 시스템을 이용한 신호 보정방법의 일 예를 도시한 흐름도이다.
도 7a는 도 4의 신호보정 시스템의 예를 도시한 모식도이고, 도 7b는 도 7a의 신호보정 시스템에 대하여, 도 6의 신호 보정방법을 이용한 신호 보정 전의, 서로 다른 세기의 광들에 대한 검출한 결과를 나타낸 그래프이고, 도 7c는 도 7a의 신호보정 시스템에 대하여, 도 6의 신호 보정방법을 이용한 신호 보정 후의, 서로 다른 세기의 광들에 대한 검출한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8은 도 1, 도 4 및 도 5의 신호보정 시스템을 이용한 신호 보정방법의 다른 예를 도시한 흐름도이다.
도 9a는 7a의 신호보정 시스템에 대하여, 서로 다른 기기에서, 도 8의 신호 보정방법을 이용한 신호 보정 전의, 동일한 세기의 광들에 대한 검출 결과를 나타낸 그래프이고, 도 9b는 7a의 신호보정 시스템에 대하여, 서로 다른 기기에서, 도 8의 신호 보정방법을 이용한 신호 보정 후의, 동일한 세기의 광들에 대한 검출 결과를 나타낸 그래프이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 신호보정 시스템을 도시한 모식도이다. 도 2는 도 1의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다. 도 3은 도 1의 신호보정 시스템을 도시한 회로도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 의한 신호보정 시스템(10)은 다위치 반응영역을 가지는 센서에 적용되는 것으로, 상기 신호보정 시스템(10)이 그대로 센서로 구성될 수 있으며, 상기 신호보정 시스템(10)에 외형 프레임과 부가적인 부속품들을 추가함으로써 센서로 제작될 수 있다.

이 경우, 상기 센서는, 하나의 검체에 대하여 다위치에서 반응을 수행하여 하나의 결과를 도출하는 것으로, 다위치 반응영역을 통해 검체의 검출 결과의 신뢰성을 향상시키고, 검출 결과의 정확도를 향상시키는 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로, 상기 신호보정 시스템(10)은 광원유닛(100), 수광유닛(200), 반응 스트립(300), 프레임부(400), 광원 스위치유닛(500), 수광 스위치유닛(600), 및 제어유닛(700)을 포함한다.

우선, 상기 프레임부(400)는 소정 면적을 형성하며 상기 프레임부(400)의 측면부 및 저면부를 형성하고, 상부를 개방하는 외부 프레임(410), 및 상기 외부 프레임(410)이 형성하는 공간을 제1 공간(401) 및 제2 공간(402)으로 구획하도록 상기 외부 프레임(410)의 저면부로부터 수직 방향으로 형성되는 차단 프레임(420)을 포함한다.

그리하여, 상기 프레임부(400)는 전체적으로, 각각 상부가 개방된 제1 공간(401) 및 제2 공간(402)을 형성하며, 상기 제1 공간(401) 상에는 상기 광원유닛(100)이 배치되고, 상기 제2 공간(402) 상에는 상기 수광유닛(200)이 배치된다.

특히, 상기 제1 공간(401)과 상기 제2 공간(402)은 상기 차단 프레임(420)을 통해 차단되므로, 상기 광원유닛(100)으로부터 발생되는 광이 상기 수광유닛(200)으로 직접 제공되는 것이 차단된다.

이 경우, 상기 프레임부(400)의 형상이나 크기 등은, 상기 광원유닛(100)과 상기 수광유닛(200)이 별도의 공간에 서로 배치되며 광이 직접 수광유닛으로 제공되는 것을 차단할 수 있다면, 다양하게 변형되어 설계될 수 있음은 자명하다.

상기 광원유닛(100)은 도시된 바와 같이, 복수(n)개의 광원들(110, 120, ..., 130)을 포함하며, 각각의 광원들은 예를 들어, LED(light emitting diode)일 수 있으며, 일렬로 배열되어 후술되는 상기 반응 스트립(300)으로 각각 광을 제공한다.

상기 광원 스위치유닛(500)은 상기 광원들의 개수(n)와 동일한 개수의 광원 스위치들(510, 520, ..., 530)을 포함하고, 각각의 스위치들(510, 520, ..., 530)은 각각의 광원들(110, 120, ..., 130)에 일대일로 연결되어, 상기 각각의 광원들(110, 120, ..., 130)의 광 발생을 ON/OFF 제어한다.

이 경우, 상기 광원 스위치유닛(500)은 후술되는 상기 제어유닛(700)의 광원 선택부(720)에 의해 제공되는 광원 선택신호에 의해 ON/OFF가 선택된다.

한편, 상기 광원유닛(100)의 각각의 광원들(110, 120, ..., 130)은 개별적으로 광출력의 크기, 즉 광출력값이 후술되는 상기 제어유닛(700)의 광출력 조절부(730)를 통해 조절된다.

상기 반응 스트립(300)은 상기 제1 공간(401) 및 상기 제2 공간(402)의 상부에 위치하는 것으로, 상기 차단 프레임(420)이 상기 반응 스트립(300)의 중앙 하부에 위치하도록 배치될 수 있다.

그리하여, 상기 반응 스트립(300)으로 제공되는 광과 상기 반응 스트립(300)에서 반사되는 광은 서로 균일하게 유지될 수 있다.

상기 반응 스트립(300)은 상기 광원유닛(100)의 광원들의 배열 방향과 평행한 방향인 일 방향으로 연장되며, 소정 면적의 스트립(strip)의 형태를 가진다.

상기 반응 스트립(300)에는, 복수(n) 개의 반응 영역들(310, 320, ..., 330)이 형성되며, 상기 반응 영역들(310, 320, ..., 330) 각각은 동일한 면적으로 형성되고, 각각은 동일한 이격거리를 가지면서 이격되도록 형성된다.

본 실시예에서는, 상기 광원들의 개수(n)와 상기 반응 영역들의 개수(n)가 동일하고, 나아가 후술되는 수광부들의 개수(n)도 모두 동일하므로, 각각은 모두 일대일 대응하도록 배치된다.

즉, 광원 1(110), 제1 반응 영역(310) 및 수광부 1(210)은 서로 일렬로 배열되며, 도시된 바와 같이, n개의 광원, n개의 반응 영역 및 n개의 수광부 각각은 모두 일렬로 배열된다.

한편, 본 실시예에서는, 상기 반응 영역들 각각에는 모두 동일한 검체가 제공되며, 이에 따라, 동일한 검체에 대하여 복수의 위치에서 신호를 검출하여, 신호 검출의 정확성과 민감도를 향상시켜 검출하는 것을 특징으로 한다.

상기 수광유닛(200)은 도시된 바와 같이, 복수(n)개의 수광부들(210, 220, ..., 230)을 포함하며, 각각의 수광부들은 예를 들어, LED(light emitting diode) 광을 센싱하는 수광센서일 수 있다.

상기 수광유닛(200)의 수광부들(210, 220, ..., 230)은, 상기 반응 스트립(300)의 연장방향과 평행하게 일렬로 배열되며, 각각의 수광부들 (210, 220, ..., 230)은 상기 각각의 반응 영역들(310, 320, ..., 330)과 서로 일대일 대응되는 것은 이미 설명한 바와 같다.

그리하여, 상기 수광부들(210, 220, ..., 230) 각각은, 상기 반응 영역들(310, 320, ..., 330)로부터 반사되는 광을 수광하며, 이러한 수광된 광의 수광신호를 상기 제어유닛(700)으로 제공한다.

한편, 본 실시예의 경우, 광원 1(110)에서 발생된 광은 제1 반응 영역(310)에서 반사되어 수광부 1(210)로 제공될 수 있다. 그러나, 광원으로부터 발생되는 광은 일정한 영역으로 퍼지면서 확장되므로, 상기 광원 1(110)에서 발생된 광은 제2 반응 영역(320)으로도 제공되며, 이에 따라 제2 반응 영역(320)에서 반사된 광은 수광부 2(220)로 제공될 수도 있다.

이에 따라, 도 1에 도시된 광원, 반응 영역 및 수광부의 배열에서도, 반드시 '광원 1-제1 반응 영역-수광부 1'의 광 경로만 형성되는 것은 아니며, '광원 2-제1 반응 영역-수광부 1'의 광 경로가 발생할 수도 있다.

이상과 같이, 다양한 경로의 광 경로가 발생할 수 있으므로, 상기 수광유닛(200)의 각각의 수광부들(210, 220, ..., 230)에서 수신되는 광에 영향을 미치는 광원들에 대한 선행 분류가 필요하며, 이와 관련하여는 도 6을 참조하여 후술한다.

상기 수광 스위치유닛(600)은 상기 수광부들의 개수(n)와 동일한 개수의 수광 스위치들(610, 620, ..., 630)을 포함하고, 각각의 스위치들(610, 620, ..., 630)은 각각의 수광부들(210, 220, ..., 230)에 일대일로 연결되어, 상기 각각의 수광부들(210, 220, ..., 230)의 광 수신을 ON/OFF 제어한다.

이 경우, 상기 수광 스위치유닛(600)은 후술되는 상기 제어유닛(700)의 수광부 선택부(740)에 의해 제공되는 수신부 선택신호에 의해 ON/OFF가 선택된다.

한편, 상기 수광유닛(200)의 각각의 수신부들(210, 220, ..., 230)로부터 수신되는 수광신호는 상기 제어유닛(700)의 수광신호 수신부(750)로 제공된다.

상기 제어유닛(700)은 제어부(710), 광원 선택부(720), 광출력 조절부(730), 수광부 선택부(740), 수광신호 수신부(750), 연산부(760) 및 저장부(770)를 포함한다.

상기 광원 선택부(720)는 상기 제어부(710)로부터 제어 신호를 제공받아, 상기 광원유닛(100)의 광원들(110, 120, ..., 130) 중 출력 동작이 수행되어야 하는 광원을 선택하여, 해당 광원과 연결된 광원 스위치만을 ON 시킨다.

상기 광출력 조절부(730)는 상기 제어부(710)로부터 광출력 조절신호를 제공받아, 상기 광원들(110, 120, ..., 130) 각각의 광출력을 제어하는데, 이 경우, 상기 광출력 조절부(730)는 도 3에 도시된 바와 같이, 오피앰프(operational amplifier)일 수 있다.

이 경우, 상기 광출력 조절부(730)로 제공되는 광출력 조절신호는, 각각의 광원들의 광출력을 개별적으로 제어할 수 있도록 제공되며, 앞서 설명한 바와 같이, 하나의 광 경로에 관여하는 광원들이 복수 개인 경우라면, 상기 복수의 광원들의 광출력을 동시에 제어할 수 있도록 제공될 수도 있다.

상기 수광부 선택부(740)는 상기 제어부(710)로부터 제어 신호를 제공받아, 상기 수광부들(210, 220, ..., 230)이 수신하는 수광신호를 상기 수광신호 수신부(750)로 제공하는 지의 여부를 선택하여, 수광신호 제공이 필요한 수광부들(210, 220, ..., 230)에 연결된 수광 스위치만을 ON 시킨다.

상기 수광신호 수신부(750)는 상기 수광부들(210, 220, ..., 230) 중 상기 수광 스위치가 ON 상태로서, 수광신호가 수신되는 경우, 해당 수광부로부터 제공되는 수광신호를 제공받는다.

이 경우, 상기 수광신호 수신부(750)에서 수신되는 각 수광부들의 수광신호는 상기 연산부(760)로 제공된다.

상기 연산부(760)는 상기 수광신호 수신부(750)로부터 제공되는 각 수광부들의 수광신호를 바탕으로 상기 광출력 조절부(730)에서 조절되는 광출력을 선택하기 위해 필요한 연산을 수행한다.

예를 들어, 본 실시예에서는, 상기 광원부들(110, 120, ..., 130) 각각은 초기 설정된 광출력을 바탕으로 광을 출력하고, 상기 수광부들(210, 220, ..., 230) 각각은 상기 반응 스트립(300)의 반응 영역들(310, 320, ..., 330)로부터 반사되는 광을 수신하여, 수광신호를 상기 수광신호 수신부(750)로 제공한다.

이에, 상기 연산부(760)는, 이상과 같은 초기 설정된 광출력에 의해 모든 수광부들(210, 220, ..., 230) 각각으로부터 수신되는 수광신호들의 평균값을 연산할 수 있다.

이렇게 상기 연산부(760)에서 연산된 수광신호들의 평균값의 정보는 상기 저장부(770)에 저장된다. 이와 달리, 실시예에 따라, 상기 연산부(760)에서는 상기 수광신호들의 평균값에 대한 연산을 생략할 수 있으며, 연산이 생략되는 경우라면, 상기 수광신호 수신부(750)를 통해 수신된 수광신호들은 그대로 상기 저장부(770)로 저장될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 후술하겠으나, 상기 수광부들(210, 220, ..., 230) 각각에서 수신되는 수광신호들을 소정의 설정값과 동일하도록 상기 광원들(110, 120, ..., 130) 각각의 광출력을 제어하는 것으로, 따라서, 상기 연산부(760)에서는, 상기 설정값이 설정되는 경우, 상기 수광부들(210, 220, ..., 230) 각각으로부터 수신되는 수광신호들과 상기 설정값의 차이를 연산한다.

이 경우, 상기 설정값은, 상기 연산부(760)에서 연산된 수광신호들의 평균값일 수 있으며, 이와 달리, 사용자에 의해 지정되는 지정값일 수 있다. 한편, 상기 지정값은, 상기 수광부들(210, 220, ..., 230) 각각에서 수신할 수 있는 수광신호의 최대값과 최소값의 사이의 임의의 값일 수 있으며, 예를 들어, 상기 최대값과 최소값의 중간값으로 지정될 수 있다.

상기 저장부(770)는 상기 연산부(760)에서 연산된 수광신호들의 평균값의 정보를 저장하며, 또한, 상기 수광신호들과 상기 설정값의 차이의 연산 결과를 저장한다.

나아가, 상기 저장부(770)는 상기 수광신호들과 상기 설정값이 서로 동일한 경우, 해당 수광신호를 발생시키는 경로의 광원의 광출력을 저장한다.

즉, 본 실시예의 경우, 상기 수광부들(210, 220, ..., 230)에서 수신되는 수광신호들을 상기 설정값과 동일하도록 광원의 광출력을 제어하는 것으로, 상기 설정값과 동일한 수광신호가 수신되는 경우, 해당 경로에 관여하는 광의 광출력은 추가적인 제어나 변경이 불필요하다. 이에 따라, 상기 저장부(770)는 상기 경우의 광원의 광출력을 저장하고, 최종적으로 해당 경로에 관여하는 광의 광출력으로 설정한다.

상기 제어부(710)는 출사가 필요한 광을 선택하는 제어 신호를 상기 광원 선택부(720)로 제공하고, 선택된 광의 광출력에 관한 제어 신호를 상기 광출력 조절부(730)로 제공한다.

즉, 본 실시예의 경우, 상기 수광부들(210, 220, ..., 230)에서 수신되는 수광신호들을 상기 설정값과 동일하도록 광원의 광출력을 제어하는 것으로, 상기 제어부(710)는 상기 저장부(770)에 저장된 상기 수광신호들과 상기 설정값의 차이의 연산 결과를 바탕으로, 해당 경로에 관여하는 광원의 광출력에 관한 제어 신호를 발생하여 상기 광출력 조절부(730)로 제공한다.

이 경우, 상기 수광신호들과 상기 설정값이 동일한 경우라면, 상기 제어부(710)는 해당 경로에 관여하는 광원의 광출력을 기 제공한 광출력 제어 신호와 동일한 제어신호를 유지하게 된다.

한편, 상기 제어부(710)는 수광신호가 필요한 수광부를 선택하는 제어 신호를 상기 수광부 선택부(740)로 제공하고, 상기 저장부(770)에 저장된 정보를 제공받아 전반적인 상기 신호 보정 시스템(10)의 동작을 제어하게 된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 신호보정 시스템을 도시한 모식도이다.

본 실시예에 의한 신호보정 시스템(20)은, 광원유닛이 포함하는 광원의 개수 및 배열을 제외하고는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 신호보정 시스템(10)과 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에서의 신호보정 시스템(20)에서는, 상기 광원유닛(101)은 복수 개의 광원들(111, ..., 121)을 포함하되, 상기 광원들의 개수는 상기 반응 스트립(300)에 형성되는 반응 영역들(310, 320, ..., 330)의 개수 및 수광유닛(201)의 상기 수광부들(211, 221, ..., 231)의 개수보다 1개 적게(n-1) 형성될 수 있다.

이 경우, 상기 광원들 각각은 소정의 면적으로 퍼지면서 광을 제공하므로, 광원 1(101)은 제1 반응영역(310)은 물론 제2 반응영역(320)으로도 제공될 수 있으며, 이에 따라 수광부 1(211) 및 수광부 2(221)에서의 수광신호는 상기 광원 1(101)에 의해 영향을 받게 된다.

이에 따라, 광의 경로는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 신호 보정 시스템(10)에서의 광의 경로와는 다르게 설정될 수 있으며, 각각의 광의 경로에 관여하는 광원 및 수광부도 서로 다르게 설정될 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 신호보정 시스템을 도시한 모식도이다.

본 실시예에 의한 신호보정 시스템(30) 역시, 광원유닛이 포함하는 광원의 개수 및 배열을 제외하고는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 신호보정 시스템(10)과 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에서의 신호보정 시스템(30)에서는, 상기 광원유닛(102)은 하나의 광원(102)을 포함하므로, 상기 반응 스트립(300)에 형성되는 반응 영역들(310, 320, ..., 330)의 개수 및 수광유닛(202)의 상기 수광부들(212, 222, ..., 232)의 개수보다 적게 형성된다.

이 경우, 상기 광원들 각각은 소정의 면적으로 퍼지면서 광을 제공하므로, 광원 1(102)은 제1 반응영역(310)은 물론 제n 반응영역(330)으로도 제공될 수 있으며, 이에 따라 수광부 1(212) 내지 수광부 n(222)에서의 수광신호는 상기 광원 1(101)에 의해 영향을 받게 된다.

이에 따라, 광의 경로는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 신호 보정 시스템(10)에서의 광의 경로와는 다르게 설정될 수 있으며, 각각의 광의 경로에 관여하는 광원 및 수광부도 서로 다르게 설정될 수 있다.

이하에서는, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 신호보정 시스템(10, 20, 30)을 이용한 신호 보정방법에 대하여 상세히 설명한다. 다만, 설명의 편의상 도 1에서 설명한 신호보정 시스템(10)을 예시하여 설명한다.

도 6은 도 1, 도 4 및 도 5의 신호보정 시스템을 이용한 신호 보정방법의 일 예를 도시한 흐름도이다.

우선, 도 6을 참조하면, 본 예에서의 상기 신호 보정방법에서는, 검체의 투입 전에 각각의 광원들의 광출력을 보정한다(단계 S100). 즉, 상기 반응 스트립(300)의 각각의 반응 영역들에는 검체가 제공되지 않아, 상기 반응 영역들은 블랭크(blank) 상태를 유지하게 되며, 상기 광원으로부터 제공된 광은 별도의 반응 없이 모두 반사되어 수광부로 제공될 수 있다.

이러한 광출력의 보정단계(단계 S100, 제1 단계)에서는, 우선, 상기 광원유닛(100)이 포함하는 광원들의 개수 및 배열을 고려하여, 각각의 광원으로부터 출사되는 광이 반응 스트립(300)에서 반사되어 수광부로 수신되는 광의 경로를 분류한다(단계 S110).

즉, 하나의 수광부에서 수신되는 광이, 어느 광원으로부터 출사된 광이 반사된 것인지를 파악하여, 광의 경로를 분류한다.

이를 위해, 상기 광원 선택부(720)에서는 상기 광원 스위치들(510, 520, ..., 530)을 순차적으로 ON 상태로 제어하여, 상기 광원들(110, 120, ..., 130)에서 순차적으로 제공되는 광이 수신되는 수광부들을 분류하여, 각 광원에 짝을 이루는 수광부를 선택 및 분류하여, 광의 경로를 정의한다.

이와 동시에, 상기 광원들(110, 120, ..., 130)은 초기 설정된 광출력으로 순차적으로 광이 제공되는 것으로, 이러한 초기 설정된 광출력에 의해 수신되는 수광신호를 획득한다(단계 S120).

즉, 순차적으로 ON되는 광원들에 의해, 각 광원들이 관여하는 광의 경로를 정의하고, 이와 동시에, 각 광의 경로마다 수신되는 수광신호를 모두 획득하여, 상기 수광신호 수신부(750)로 제공한다.

이러한, 초기 수광신호의 획득단계에서는, 상기 수광부 선택부(740)는 상기 수광 스위치유닛(600)의 모든 수광 스위치들(610, 620, ..., 630)을 ON 상태로 제어하여, 광원이 영향을 미치는 수광부를 분류하여 광의 경로를 정의할 수 있도록 한다.

이 후, 상기 연산부(760)에서는, 상기 수광신호 수신부(750)로부터 제공받은, 모든 수광부들(210, 220, ..., 230)의 수광신호들의 평균값을 연산하여, 이를 추출한다(단계 S130).

이렇게 연산 및 추출된 수광신호들의 평균값은 상기 저장부(770)로 제공되어 저장된다.

이 후, 상기 연산부(760)에서는, 상기 평균값과, 상기 수광신호 수신부(750)로부터 제공받은 모든 수광부들(210, 220, ..., 230)의 수광신호들 각각의 차이를 연산한다(단계 S140).

그리하여, 상기 평균값과 상기 수광신호가 동일, 즉 차이가 없는 경우라면, 해당 수광신호가 수신되는 수광부가 포함된 광 경로에 영향을 미치는 광원의 광출력은 현재 상태의 광출력으로 그대로 유지하고, 해당 정보를 상기 저장부(770)로 제공하여 저장한다(단계 S170).

이와 달리, 상기 평균값과 상기 수광신호가 서로 다른 경우라면, 해당 수광신호가 수신되는 수광부가 포함된 광 경로에 영향을 미치는 광원의 광출력을 변경한다(단계 S150).

즉, 상기 제어부(710)에서는, 상기 광원 선택부(720)에 제어신호를 제공하여 광출력의 변경이 필요한 광원을 선택하도록 제어하고, 이와 동시에, 상기 광출력 조절부(730)에 제어신호를 제공하여 광출력의 변경값을 제공한다.

이에 따라, 상기 평균값과 다른 수광신호를 수신하는 수광부에 광을 제공하는 광원의 광출력은 변경되며, 이렇게 광출력을 변경한 상태에서, 상기 수광부에 수신되는 수광신호를 다시 획득한다(단계 S160).

그리하여, 상기 다시 획득된 수광신호를, 상기 평균값과 재차 비교하고 상기 수광신호가 상기 평균값과 동일한지의 여부를 판단한다(단계 S140).

이상과 같이, 상기 수광신호와 상기 평균값의 비교 및 광출력의 변경 단계를 반복하여, 최종적으로 모든 광 경로에서 수신되는 수광신호들이 상기 평균값과 동일하도록 상기 광출력을 변경하고, 최종적으로 변경된 광출력은 상기 저장부(770)로 저장된다.

그리하여, 상기 검체 투입전에 광출력에 대한 보정 단계(제1 단계)는 종료된다.

이 후, 상기 반응 스트립(300)의 각각의 반응 영역들에 검체를 제공하고, 광원을 제공하고 검체로부터 반사되는 광을 수광하여 수광신호를 획득한다(단계 S200, 제2 단계).

즉, 상기 반응 스트립(300)에 검체가 제공된 상태에서, 상기 저장부(770)에 저장된 각 광원들의 광출력을 바탕으로, 상기 광원들(110, 120, ..., 130) 각각에서는 광을 검체를 향해 제공하며, 상기 수광부들(210, 220, ..., 230)은 상기 검체로부터 반사되는 광을 수광한 수광신호를 상기 수광신호 수신부(750)로 제공하게 된다.

그리하여, 상기 수광신호 수신부(750)로부터 획득된 수광신호를 바탕으로, 상기 검체에 대한 분석을 별도의 분석부(미도시)를 통해 수행하게 된다.

이 경우, 검체가 없는 경우 상기 수광신호들은 모두 동일한 평균값으로 설정된 상태이므로, 광원이나 수광부들이 가지는 오차는 모두 보정된 것으로 간주할 수 있다.

따라서, 상기 검체가 제공된 후의 상기 수광신호의 차이는 결국 상기 검체가 가지는 다양한 특성들에 의해 발생되는 신호의 차이, 또는 상기 검체의 반응 영역에의 배열의 차이에 의해 발생되는 신호의 차이이므로, 상기 분석부에서는, 수광신호의 특성 분석으로 도출되는 결과를 그대로 검체의 특성으로 해석할 수 있으며, 이에 따라, 반응 결과를 보다 정확하고 민감하게 분석할 수 있다.

도 7a는 도 4의 신호보정 시스템의 예를 도시한 모식도이고, 도 7b는 도 7a의 신호보정 시스템에 대하여, 도 6의 신호 보정방법을 이용한 신호 보정 전의, 서로 다른 세기의 광들에 대한 검출한 결과를 나타낸 그래프이고, 도 7c는 도 7a의 신호보정 시스템에 대하여, 도 6의 신호 보정방법을 이용한 신호 보정 후의, 서로 다른 세기의 광들에 대한 검출한 결과를 나타낸 그래프이다.

우선, 도 7a를 참조하면, 도 4를 참조하여 설명한 상기 광원들의 개수가 상기 반응영역들의 개수 및 상기 수광부들의 개수보다 1개가 적은 신호보정 시스템(20)을 예시하였다.

이와 같이, 광원의 개수가 1개 적게 구비됨에 따라, 도 7b 및 도 7c에 도시된 바와 같이, 상기 신호보정 시스템(20)에서는, 광 경로가 총 8개(LED1-PD1, LED1-PD2, LED2-PD2, LED2-PD3, LED3-PD3, LED3-PD4, LED4-PD4, LED4-PD5)로 분류될 수 있다. 즉, 하나의 광원은 서로 인접한 2개의 수광부에 광을 제공하게 되며, 양 끝단의 수광부 1(211, PD1) 및 수광부 5(251, PD5)는 각각 양 끝단의 광원 1(111, LED1) 및 광원(4, LED4)의 광만을 수광하게 된다.

한편, 상기 검체는 상기 반응 영역들(310, 320, 330, 340, 350)에서, 교번적으로 제공되어, 제1, 제3 및 제5 반응영역들(310, 330, 350)에만 제공되는 것을 예시하였다.

우선, 도 7a는, 본 실시예에서의 신호 보정방법에 의한 신호보정을 수행하지 않은 상태에서, 서로 다른 평균 세기의 5 종류의 광에 대하여, 상기 8개의 광 경로 각각에서 수신되는 수광신호에 대한 그래프이다.

즉, 상기 5 종류의 광은, 초기 출력값으로 제공한 광에 의해 수신되는 수광신호들의 평균값이 서로 다른 5 종류의 광을 의미하며, 각 종류에 있어, 광원들 각각의 출력광은 앞서 설명한 바와 같이 서로 다르게 제어될 수 있으므로, 하나의 종류에서의 광 출력이 모두 동일한 것을 의미하지는 않는다.

이론적으로는, 상기 검체는 제1, 제3 및 제5 반응영역들(310, 330, 350)에만 제공되고, 일반적으로 검체가 제공된 반응영역들은 광의 일부를 흡수하게 되므로, 상기 8개의 광 경로들 중, 제1 경로(LED1-PD1), 제4 경로(LED2-PD3), 제5 경로(LED3-PD3), 및 제8 경로(LED4-PD5)는 동일한 세기의 수광신호가 획득되어야 하며, 제2 경로(LED1-PD2), 제3 경로(LED2-PD2), 제6 경로(LED3-PD4) 및 제7 경로(LED4-PD4)는 동일한 세기의 수광신호가 획득되어야 한다.

그러나, 도 7a를 참조하면, 5 종류의 서로 다른 평균 세기의 광에 대하여 수광신호를 획득한 결과, 수광신호를 동일하게 설정하기 위해 광출력을 보정하지 않은 경우에는, 상기 5 종류의 모든 경우에 있어, 제1 경로(LED1-PD1), 제4 경로(LED2-PD3), 제5 경로(LED3-PD3), 및 제8 경로(LED4-PD5)의 수광신호의 세기가 서로 다르게 획득되는 것을 확인할 수 있으며, 마찬가지로 제2 경로(LED1-PD2), 제3 경로(LED2-PD2), 제6 경로(LED3-PD4) 및 제7 경로(LED4-PD4)의 수광신호의 세기 역시 서로 다르게 획득되는 것을 확인할 수 있다.

이와 달리, 도 7b는, 본 실시예에서의 신호 보정방법에 의한 신호보정을 수행한 후에, 서로 다른 평균 세기의 5 종류의 광에 대하여, 상기 8개의 광 경로 각각에서 수신되는 수광신호에 대한 그래프이다.

즉, 상기 검체를 상기 반응 영역으로 제공하기 전에, 도 6을 참조하여 설명한 신호 보정방법을 통해, 상기 각각의 수광부를 통해 수광되는 수광신호가 평균값과 동일하도록 광원의 광출력을 제어한 후에, 상기 검체에 대한 수광신호를 획득한 결과이다.

도 7b를 참조하면, 5 종류의 서로 다른 평균 세기의 광에 대하여 수광신호를 획득한 결과, 수광신호를 동일하게 설정하기 위해 광출력을 보정한 경우에는, 상기 5 종류들 각각의 경우에 있어, 제1 경로(LED1-PD1), 제4 경로(LED2-PD3), 제5 경로(LED3-PD3), 및 제8 경로(LED4-PD5)의 수광신호의 세기가 거의 동일하게 획득되는 것을 확인할 수 있으며, 마찬가지로 제2 경로(LED1-PD2), 제3 경로(LED2-PD2), 제6 경로(LED3-PD4) 및 제7 경로(LED4-PD4)의 수광신호의 세기 역시 거의 동일하게 획득되는 것을 확인할 수 있다.

즉, 이론적으로 서로 동일한 수광신호가 획득되어야 하는 광 경로들은, 서로 거의 동일한 세기의 수광신호가 획득되는 것을 확인할 수 있다.

그리하여, 도 6을 참조하여 설명한 신호 보정방법을 통해 광출력을 제어한 경우, 상기와 같이, 각 수광신호들의 편차를 보정할 수 있고, 이를 통해 검출 결과의 정확도를 보다 향상시켜, 검체 내 분석물에 대한 정성적 또는 정량적 민감도를 향상시킬 수 있다.

도 8은 도 1, 도 4 및 도 5의 신호보정 시스템을 이용한 신호 보정방법의 다른 예를 도시한 흐름도이다.

본 예에 의한 신호 보정방법에서는, 수광신호와 비교하는 설정값으로 수광신호들의 평균값을 적용한 도 6의 예와 달리, 사용자가 임의로 지정하는 지정값을 설정값으로 수광신호와 비교하는 것을 제외하고는, 도 6에서 설명한 신호 보정방법과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 간단하게 언급하거나 생략한다.

즉, 도 8을 참조하면, 본 예에서의 상기 신호 보정방법에서는, 검체의 투입 전에 각각의 광원들의 광출력을 보정하고(단계 S101, 제1 단계), 각각의 반응 영역들에 검체를 제공하여 검체로부터 반사되는 광을 수광하여 수광신호를 획득한다(단계 S201, 제2 단계).

보다 구체적으로, 상기 제1 단계에서는, 우선, 상기 광원유닛(100)이 포함하는 광원들의 개수 및 배열을 고려하여, 각각의 광원으로부터 출사되는 광이 반응 스트립(300)에서 반사되어 수광부로 수신되는 광의 경로를 분류한다(단계 S111).

즉, 하나의 수광부에서 수신되는 광이, 어느 광원으로부터 출사된 광이 반사된 것인지를 파악하여, 광의 경로를 분류한다.

이를 위해, 상기 광원 선택부(720)에서는 상기 광원 스위치들(510, 520, ..., 530)을 순차적으로 ON 상태로 제어하여, 상기 광원들(110, 120, ..., 130)에서 순차적으로 제공되는 광이 수신되는 수광부들을 분류하여, 각 광원에 짝을 이루는 수광부를 선택 및 분류하여, 광의 경로를 정의한다.

이 경우, 상기 광원들(110, 120, ..., 130)은 초기 설정된 광출력으로 순차적으로 광이 제공되는 것으로, 이러한 초기 설정된 광출력에 의해 수신되는 수광신호를 획득하여, 이를 상기 수광신호 수신부(750)로 제공한다.

한편, 본 실시예에서는, 사용자가 설정한 지정값의 정보가 상기 저장부(770)에 저장되며, 이를 상기 연산부(760)로 제공한다.

이 경우, 상기 지정값은, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 수광부들(210, 220, ..., 230) 각각에서 수신할 수 있는 수광신호의 최대값과 최소값의 사이의 임의의 값일 수 있으며, 예를 들어, 상기 최대값과 최소값의 중간값으로 지정될 수 있다.

그리하여, 상기 연산부(760)에서는 상기 지정값과, 상기 수광신호 수신부(750)로부터 제공받은 모든 수광부들(210, 220, ..., 230)의 수광신호들 각각의 차이를 연산한다(단계 S131).

그리하여, 상기 지정값과 상기 수광신호가 동일, 즉 차이가 없는 경우라면, 해당 수광신호가 수신되는 수광부가 포함된 광 경로에 영향을 미치는 광원의 광출력은 현재 상태의 광출력으로 그대로 유지하고, 해당 정보를 상기 저장부(770)로 제공하여 저장한다(단계 S161).

이와 달리, 상기 지정값과 상기 수광신호가 서로 다른 경우라면, 해당 수광신호가 수신되는 수광부가 포함된 광 경로에 영향을 미치는 광원의 광출력을 변경한다(단계 S141).

나아가, 이렇게 변경된 상기 광출력에 의해 수광부에 수신되는 수광신호를 다시 획득한다(단계 S151).

그리하여, 상기 다시 획득된 수광신호를, 상기 지정값과 재차 비교하고 상기 수광신호가 상기 평균값과 동일한지의 여부를 판단한다(단계 S131).

이상과 같이, 상기 수광신호와 상기 지정값의 비교 및 광출력의 변경 단계를 반복하여, 최종적으로 모든 광 경로에서 수신되는 수광신호들이 상기 지정값과 동일하도록 상기 광출력을 변경하고, 최종적으로 변경된 광출력은 상기 저장부(770)로 저장된다.

이 후, 상기 제2 단계로서, 상기 반응 스트립(300)에 검체가 제공된 상태에서, 상기 저장부(770)에 저장된 각 광원들의 광출력을 바탕으로, 상기 광원들(110, 120, ..., 130) 각각에서는 광을 검체를 향해 제공하며, 상기 수광부들(210, 220, ..., 230)은 상기 검체로부터 반사되는 광을 수광한 수광신호를 상기 수광신호 수신부(750)로 제공하게 된다(단계 S211).

그리하여, 상기 수광신호 수신부(750)로부터 획득된 수광신호를 바탕으로, 상기 검체에 대한 분석을 별도의 분석부(미도시)를 통해 수행하게 된다.

도 9a는 7a의 신호보정 시스템에 대하여, 서로 다른 기기에서, 도 8의 신호 보정방법을 이용한 신호 보정 전의, 동일한 세기의 광들에 대한 검출 결과를 나타낸 그래프이고, 도 9b는 7a의 신호보정 시스템에 대하여, 서로 다른 기기에서, 도 8의 신호 보정방법을 이용한 신호 보정 후의, 동일한 세기의 광들에 대한 검출 결과를 나타낸 그래프이다.

도 9a 및 도 9b에서 획득된 검출 결과는 도 7a를 참조하여 설명한 신호보정 시스템(20)을 이용한 결과이다.

다만, 도 9a 및 도 9b의 경우, 서로 다른 4종류의 기기에 대하여 동일한 지정값을 설정값으로 설정한 상태에서, 각 기기에는 동일한 평균 세기의 광출력을 인가한 경우의 결과이다.

이 때, 동일한 평균 세기의 광출력이란, 앞서 도 7a 내지 도 7c에서의 결과와 유사하게, 본 실시예의 경우 하나의 기기에서 각 광원에서 출력되는 광출력은 서로 다르게 제어될 수 있으므로, 상기 4종류의 기기들 각각에서는, 초기 광출력에 의해 수신되는 수광신호들의 평균값이 동일한 상태의 광이 제공되는 경우로 정의된다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 도 7a의 신호보정 시스템(20)에서는, 광원의 개수가 1개 적게 구비됨에 따라, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 광 경로가 총 8개(LED1-PD1, LED1-PD2, LED2-PD2, LED2-PD3, LED3-PD3, LED3-PD4, LED4-PD4, LED4-PD5)로 분류될 수 있다.

또한, 상기 검체는 상기 반응 영역들(310, 320, 330, 340, 350)에서, 교번적으로 제공되어, 제1, 제3 및 제5 반응영역들(310, 330, 350)에만 제공된다.

그리하여, 이론적으로는, 상기 8개의 광 경로들 중, 제1 경로(LED1-PD1), 제4 경로(LED2-PD3), 제5 경로(LED3-PD3), 및 제8 경로(LED4-PD5)는 동일한 세기의 수광신호가 획득되어야 하며, 제2 경로(LED1-PD2), 제3 경로(LED2-PD2), 제6 경로(LED3-PD4) 및 제7 경로(LED4-PD4)는 동일한 세기의 수광신호가 획득되어야 한다.

다만, 도 9a 및 도 9b의 결과의 경우, 하나의 기기에서는 도 7c를 참조하여 설명한 바와 같이, 도 6을 참조하여 설명한 신호 보정방법을 통해, 상기 각각의 수광부를 통해 수광되는 수광신호가 평균값과 동일하도록 광원의 광출력을 제어한 상태이다.

즉, 각각의 기기에서는 수광신호의 평균값을 바탕으로 광원의 광출력을 제어한 상태로, 도 9a 및 도 9b에 도시된 결과에서 확인되는 바와 같이, 이론적으로 요구되는, 제1 경로(LED1-PD1), 제4 경로(LED2-PD3), 제5 경로(LED3-PD3), 및 제8 경로(LED4-PD5)는 동일한 세기의 수광신호가 획득되어야 하며, 제2 경로(LED1-PD2), 제3 경로(LED2-PD2), 제6 경로(LED3-PD4) 및 제7 경로(LED4-PD4)는 동일한 세기의 수광신호가 획득되어야 하는 것은 만족시킨다.

다만, 도 9a를 참조하면, 서로 다른 기기들 사이에서는, 각 기기들이 가지는 특성들로 인해, 동일한 검체에 대한 수광신호를 획득한 결과에서도 서로 다른 수광신호가 획득되는 것을 확인할 수 있다.

그러나, 도 9b는, 상기 검체를 상기 반응 영역으로 제공하기 전에, 도 8을 참조하여 설명한 신호 보정방법을 통해, 모든 기기들에 대하여 추가로 상기 각각의 수광부를 통해 수광되는 수광신호가 지정값과 동일하도록 광원의 광출력을 제어한 후에, 상기 검체에 대한 수광신호를 획득한 결과이다. 이 때, 지정값은 모든 기기들에 대하여 공통값으로 설정하였다.

즉, 도 9b를 참조하면, 4 종류의 서로 기기에 대하여 수광신호를 획득한 결과, 도 8을 참조하여 설명한 보정방법으로 광출력을 보정한 경우에는, 상기 4 종류의 모든 기기에 있어, 제1 경로(LED1-PD1), 제4 경로(LED2-PD3), 제5 경로(LED3-PD3), 및 제8 경로(LED4-PD5)의 수광신호의 세기가 거의 동일하게 획득되는 것을 확인할 수 있으며, 마찬가지로 제2 경로(LED1-PD2), 제3 경로(LED2-PD2), 제6 경로(LED3-PD4) 및 제7 경로(LED4-PD4)의 수광신호의 세기 역시 거의 동일하게 획득되는 것을 확인할 수 있다.

즉, 지정값을 동일한 지정값으로 설정하여 신호 보정방법을 적용한다면, 서로 다른 기기들 사이에서도, 동일한 수광신호를 획득할 수 있음을 확인할 수 있다. 따라서, 서로 다른 기기들 사이의 출력 편차도 보정할 수 있으며, 기기의 종류와 무관하게 동일한 검출 결과를 획득할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 복수의 반응 영역으로부터 수광되는 수광신호를 설정값과 동일하도록 광출력을 제어함으로써, 각 수광신호들의 편차를 보정할 수 있고, 이를 통해 검출 결과의 정확도를 보다 향상시켜, 검체 내 분석물에 대한 정성적 또는 정량적 민감도를 향상시킬 수 있다.

특히, 상기 설정값은, 초기 광출력에 의해 수광되는 수광신호들의 평균값으로 설정할 수 있어, 기준 설정이 용이하고, 편차 보정의 속도를 향상시킬 수 있다.

이와 달리, 상기 설정값은, 소정 범위 내에서 사용자의 지정에 의해서도 설정될 수 있으므로, 검출 결과의 정확도를 향상시키면서도 신호보정 시스템 사용의 편의성을 향상시킬 수 있다.

또한, 각 광원에 의해 설정되는 광 경로를 분류하고, 상기 광 경로를 통해 수신되는 수광신호를 상기 설정값과 동일하도록 각각의 광 경로에 영향을 미치는 광원의 광출력을 제어할 수 있으므로, 광원의 개수와 무관하게 적어도 하나의 광원만 구비된 경우라도, 다위치 반응영역에서의 검출 신호의 편차를 용이하게 보정할 수 있다.

나아가, 상대적으로 간단한 제어를 통해 다위치 반응영역에서의 검출 신호의 편차를 보정할 수 있으므로, 전체적으로 센서를 초소형으로 제작할 수 있으며 이에 따라 사용성이 향상된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10, 20, 30 : 신호보정 시스템 100, 101, 102 : 광학유닛
200, 201, 202 : 수광유닛 300 : 반응 스트립
400 : 프레임부 500 : 광원 스위치유닛
600 : 수광 스위치유닛 700 : 제어유닛
710 : 제어부 720 : 광원 선택부
730 : 광출력 조절부 740 : 수광부 선택부
750 : 수광신호 수신부 760 : 연산부
770 : 저장부

Claims (12)

1. 복수의 반응 영역들이 형성된 반응 스트립;
   상기 반응 영역들로 광을 발생하는 적어도 하나의 광원을 포함하는 광원유닛;
   상기 반응 영역들에서 반사되는 광을 수광하는 복수의 수광부들을 포함하는 수광유닛; 및
   상기 수광부들 각각에서 수신된 수광신호를 설정값과 동일하도록 상기 광원의 광출력을 제어하는 제어부를 포함하는 제어유닛을 포함하고,
   상기 광원의 개수 및 상기 수광부의 개수를 바탕으로 광의 경로가 분류되며,
   상기 제어유닛은,
   상기 분류된 광의 경로들 각각에 대하여, 초기 설정된 광출력으로 발생하는 광에 따라 상기 수광부들 각각에서 획득되는 수광신호와, 상기 설정값과의 차이를 연산하는 연산부;
   상기 연산된 차이를 바탕으로 상기 광원의 광출력을 저장 또는 변경하는 저장부; 및
   상기 수광신호와 상기 설정값이 다른 경우, 상기 수광신호와 상기 설정값이 동일할 때까지 상기 광원의 광출력을 조절하는 광출력 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호보정 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 수광부들 각각은 상기 반응 영역들 각각에 대응되도록 위치하는 것을 특징으로 하는 신호보정 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 제어유닛은,
   상기 광원을 선택적으로 동작시키는 광원 선택부;
   상기 수광부를 선택적으로 동작시키는 수광부 선택부; 및
   상기 수광부의 수광신호를 획득하는 수광신호 수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호보정 시스템.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 설정값은, 초기 설정된 광출력에 대하여 상기 수광부들 각각에서 수신된 수광신호들의 평균값이고,
   상기 제어유닛은, 상기 수광신호들의 평균값을 연산하는 연산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호보정 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 설정값은,
   상기 수광신호의 최대값과 최소값의 사이의 임의의 값으로 사용자가 지정한 지정값인 것을 특징으로 하는 신호보정 시스템.
7. 복수의 반응 영역들이 형성된 반응 스트립, 광을 발생하는 적어도 하나의 광원을 포함하는 광원유닛, 및 광을 수광하는 복수의 수광부들을 포함하는 수광유닛을 포함하는 신호 보정 시스템을 이용한 신호 보정방법에서,
   검체의 투입 전, 상기 수광부들 각각에서 수신된 수광신호를 설정값과 동일하도록 상기 광원의 광출력을 제어하는 단계(제1 단계); 및
   상기 검체의 투입 후, 상기 제어된 광원의 광출력으로 출력되는 광에 대한 수광신호를 획득하는 단계(제2 단계)를 포함하고,
   상기 제1 단계는,
   광원의 개수 및 수광부의 개수를 바탕으로 광의 경로를 분류하는 단계;
   상기 분류된 경로들 각각에서, 초기 설정된 광출력으로 발생하는 광에 대하여 상기 수광부들 각각에서 수광신호를 획득하는 단계;
   상기 수광부들 각각에서의 수광신호와 상기 설정값을 비교하는 단계; 및
   상기 비교를 바탕으로 상기 광원의 광출력을 저장 또는 변경하는 단계를 포함하며,
   상기 수광신호와 상기 설정값이 다른 경우, 상기 수광신호와 상기 설정값이 동일할 때까지 상기 광원의 광출력을 변경하며 수광신호를 획득하는 것을 특징으로 하는 신호 보정방법.
8. 삭제
9. 제7항에 있어서, 상기 광원의 광출력을 저장 또는 변경하는 단계에서,
   상기 수광신호와 상기 설정값이 동일한 경우, 상기 광원의 광출력을 저장하는 것을 특징으로 하는 신호 보정방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 광원의 광출력을 변경하는 단계에서,
    상기 분류된 광의 경로들 각각에 포함된 광원별로 광출력을 변경하는 것을 특징으로 하는 신호 보정방법.
11. 제7항에 있어서, 상기 제1 단계는,
    상기 수광신호를 획득하는 단계 이후,
    상기 획득된 수광신호들의 평균값을 연산하여, 상기 평균값을 상기 설정값으로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 보정방법.
12. 제7항에 있어서, 상기 설정값은,
    상기 수광신호의 최대값과 최소값의 사이의 임의의 값으로 사용자가 지정한 지정값인 것을 특징으로 하는 신호 보정방법.

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