KR102316804B1 - 온도 측정 시스템에서 온도 측정을 보조하는 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따라 온도 측정 시스템에서 온도 측정을 보조하는 장치 및 방법은, 사용자로부터 기준 온도 값을 입력받고, 적외선 에너지 방출 모듈로부터 하우징의 표면 온도 값을 수신하고, 상기 기준 온도 값과 상기 표면 온도 값을 기반으로 미리 지정된 범위 내에서 상기 적외선 에너지 방출 모듈에 포함된 열전 소자를 정밀하게 제어하는 전자 모듈; 상기 전자 모듈의 제어에 따라 상기 열전 소자에 공급되는 전류의 양 또는 방향 중 적어도 하나를 변경하여 상기 열전 소자와 접촉된 상기 하우징을 쿨링하거나 히팅하며, 상기 하우징의 온도에 해당하는 적외선 에너지를 방출하며, 상기 하우징의 표면 온도를 측정하여 상기 표면 온도 값을 생성하고, 상기 표면 온도 값을 상기 전자 모듈로 전송하는 상기 적외선 에너지 방출 모듈; 및 복수의 렌즈들을 포함하며, 상기 복수의 렌즈들을 이용하여 상기 방출된 적외선 에너지를 집적하여 출력하는 광학계 모듈을 포함한다.

Description

온도 측정 시스템에서 온도 측정을 보조하는 장치 및 방법{Apparatus and method for assisting temperature measurement in temperature measuring system}

본 발명은 온도 측정 시스템에 관한 것으로, 특히, 온도 측정을 보조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

체온 측정은 환자를 진단하는 방법의 하나이다. 특히, 체온 측정은 전염병(예를 들면, 사스, 메르스 또는 코로나 바이러스 등)의 감염을 예방하고 방지하는데 효율적이다.

체온을 측정하는 방식은 여러 가지가 있다. 예를 들면, 온도계를 이용하여 체온을 측정하는 방법 또는 열화상 카메라(Thermal Imaging Camera)를 이용하여 체온을 측정하는 방법이 있다. 이 중에서 열화상 카메라를 이용한 체온 측정 방법은 대상자와 비접촉으로 체온을 측정하며, 정확성, 신속성, 편리성 및 비접촉으로 인한 감염으로부터의 안전성 등을 이유로 가장 주목받고 있다.

이러한 열화상 카메라를 이용한 체온 측정 방법은 두 가지 방식이 있다. 첫 번째 방식은 열화상 카메라에서 미리 저장된 기준 이미지(Reference Image)를 참조하여 대상자의 체온을 예측하는 방식이다. 예를 들면, 기준 이미지는 열화상 카메라 제조 시에 저장되며, 블랙 바디(Black Body, 이하 'BB'라 한다)에서 방출된 사용자가 원하는 온도 값에 대한 적외선 에너지 값이 이미지 형태로 저장된 것을 나타낼 수 있다. 예를 들면, BB는 사용자에 의해 원하는 온도 값이 설정되면, 흑체를 통해 해당 온도에 대한 적외선 에너지를 방출하는 장치일 수 있다.

두 번째 방식은 온도 측정이 필요한 장소에 열화상 카메라와 BB 기능을 제공하는 기준 장비를 함께 설치하고, 열화상 카메라에서 기준 장비에서 방출되는 적외선 에너지를 참조하여 대상자의 체온을 예측하는 방식이다. 예를 들면, 기준 장비는 열화상 카메라의 시계(Field Of View, 이하 'FOV'라 한다) 내에 설치되며, 미리 설정된 온도 값에 대응하는 적외선 에너지를 열화상 카메라에 제공함으로써 온도 측정의 정확도를 높일 수 있다.

그러나 첫 번째 방식은 열화상 카메라에 포함된 적외선(IR) 검출기의 출력 값이 일정하지 않기 때문에 온도 측정에 대한 오차가 크게 발생한다. IR 검출기의 출력 값이 일정하지 않은 이유는 다음과 같다.

첫 번째, IR 검출기의 시변(Temporal) 특성 때문이다. IR 검출기는 열화상 카메라의 핵심 부품으로, 적외선 에너지를 전기 에너지로 변환하는 역할을 한다. 그러나 IR 검출기의 출력 특성은 열화상 카메라의 공장 출하 시점 대비 사용 시간이 길어질수록 변화하고, IR 검출기의 출력 값은 열화상 카메라를 운용하는 시간에 따라 변동된다. 이러한 IR 검출기의 출력 특성 변화 및 출력 값 변동은 온도 측정 오차의 가장 큰 원인이 된다.

두 번째, 열화상 카메라가 설치된 장소의 주변 환경 때문이다. 예를 들면, 주변 환경은 운용 온도, 습도, 대기 투과도 등을 포함할 수 있다. 열화상 카메라는 주변 환경에 영향을 받아 온도 측정 오차를 발생시킬 수 있다.

세 번째, 열화상 카메라에 입력되는 수많은 시나리오에 대한 다수의 영상들 때문이다.

네 번째, IR 검출기는 항온 유지가 불가능하여 검출기 출력 값이 주변 환경 온도에 크게 영향을 받기 때문이다.

즉, 첫 번째 방식은 열화상 카메라를 제조하는 당시의 환경하에서 BB로부터 획득한 기준 이미지를 참조하여 온도를 측정하기 때문에, 위에서 언급한 검출기의 출력 값 변동에 영향을 미치는 4가지 요소들을 전혀 보상하지 못하므로 온도 측정 오차가 크게 발생하는 문제점이 있다. 또한, 첫 번째 방식은 온도 측정의 정확성을 높이기 위해 BB를 이용하여 수많은 기준 이미지들을 저장해야 하는데, 이러한 과정 때문에 열화상 카메라의 제조 및 공정 단계에서 비용이 상승하거나 시간이 증가하는 문제점이 있다.

그리고 두 번째 방식은 열화상 카메라의 FOV 내에 BB 기능을 제공하는 기준 장비가 설치되며, 기준 장비에서 제공되는 온도 측정을 위한 기준 값을 이용하여 대상자의 온도를 측정한다. 그러나 이러한 기준 장비를 설치하기 위한 공간이 제약된다는 문제점이 있다. 그리고 기준 장비의 하드웨어를 제작하기 위한 비용이 상승하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 예는 온도 측정 시스템에서 온도 측정을 보조하는 장치 및 방법을 제안한다.

그리고 본 발명의 일 실시 예는 온도 측정의 정확성을 높일 수 있는, 온도 측정을 보조하는 장치 및 방법을 제안한다.

또한, 본 발명의 일 실시 예는 공간적인 제약이 없는, 온도 측정을 보조하는 장치 및 방법을 제안한다.

본 발명의 일 실시 예에 따라 온도 측정 시스템에서 온도 측정을 보조하는 장치는, 사용자로부터 기준 온도 값을 입력받고, 적외선 에너지 방출 모듈로부터 하우징의 표면 온도 값을 수신하고, 상기 기준 온도 값과 상기 표면 온도 값을 기반으로 미리 지정된 범위 내에서 상기 적외선 에너지 방출 모듈에 포함된 열전 소자를 정밀하게 제어하는 전자 모듈; 상기 전자 모듈의 제어에 따라 상기 열전 소자에 공급되는 전류의 양 또는 방향 중 적어도 하나를 변경하여 상기 열전 소자와 접촉된 상기 하우징을 쿨링하거나 히팅하며, 상기 하우징의 온도에 해당하는 적외선 에너지를 방출하며, 상기 하우징의 표면 온도를 측정하여 상기 표면 온도 값을 생성하고, 상기 표면 온도 값을 상기 전자 모듈로 전송하는 상기 적외선 에너지 방출 모듈; 및 복수의 렌즈들을 포함하며, 상기 복수의 렌즈들을 이용하여 상기 방출된 적외선 에너지를 집적하여 출력하는 광학계 모듈을 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따라 온도 측정 시스템에서 온도 측정을 보조하는 방법은, 전자 모듈이, 사용자로부터 기준 온도 값을 입력받고, 적외선 에너지 방출 모듈로부터 하우징의 표면 온도 값을 수신하는 과정; 상기 전자 모듈이, 상기 기준 온도 값과 상기 표면 온도 값을 기반으로 미리 지정된 범위 내에서 상기 적외선 에너지 방출 모듈에 포함된 열전 소자를 정밀하게 제어하는 과정; 상기 적외선 에너지 방출 모듈이, 상기 전자 모듈의 제어에 따라 상기 열전 소자에 공급되는 전류의 양 또는 방향 중 적어도 하나를 변경하여 상기 열전 소자와 접촉된 상기 하우징을 쿨링하거나 히팅하는 과정; 상기 적외선 에너지 방출 모듈이, 상기 하우징의 온도에 해당하는 적외선 에너지를 방출하는 과정; 상기 적외선 에너지 방출 모듈이, 상기 하우징의 표면 온도를 측정하여 상기 표면 온도 값을 생성하고, 상기 표면 온도 값을 상기 전자 모듈로 전송하는 과정; 및 광학계 모듈이, 복수의 렌즈들을 이용하여 상기 방출된 적외선 에너지를 집적하여 출력하는 과정을 포함한다.

본 발명의 일 실시 예는 온도 측정을 보조함으로써 온도 측정의 정확성을 높일 수 있다.

그리고 본 발명의 일 실시 예는 소형 크기의 온도 측정을 보조하는 장치를 제공함으로써 공간적인 제약을 뛰어넘을 수 있다.

도 1은 일반적인 기술에 따른 온도 측정 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 온도 측정 보조 장치의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 온도 측정 보조 장치에 포함된 적외선 에너지 방출 모듈의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 온도 측정 보조 장치의 전자 모듈의 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 온도 측정 시스템을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 열상 카메라의 화면을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따른 온도 측정 보조 장치에서 적외선 에너지를 출력하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시 예에 따른 온도 측정 보조 장치의 블록 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 온도 측정 시스템을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른 온도 측정 보조 장치에서 적외선 에너지를 출력하는 흐름도이다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당하는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

본 발명의 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 발명된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시 예들을 설명함에서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 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.

본 발명의 실시 예에서 '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 '모듈' 혹은 복수 의'부'는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 '모듈' 혹은 '부'를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명가 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 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

도 1은 일반적인 기술에 따른 온도 측정 시스템을 나타내는 도면이다.

온도 측정 시스템은 열화상 카메라(101)와 열화상 카메라(101)의 시계(103) 내에 설치되는 기준 장비(105)를 포함한다.

각 구성요소를 살펴보면, 기준 장비(105)는 미리 설정된 온도 값에 대응하는 적외선 에너지를 열화상 카메라(101)에 제공한다. 예를 들면, 미리 설정된 온도 값은 사용자에 의해 설정될 수 있다.

열화상 카메라(101)는 기준 장비(105)에서 방출되는 적외선 에너지 값을 참조하여 시계(103) 내에 위치하는 체온 측정 대상자(107)의 온도를 예측할 수 있다. 예를 들면, 열화상 카메라(101)는 체온 측정 대상자(107)가 방출하는 제2적외선 에너지를 검출하며, 기준 장비(105)가 방출하는 제1적외선 에너지의 값을 검출할 수 잇다. 그리고 열화상 카메라(101)는 제1적외선 에너지의 값을 기준으로 제2적외선 에너지의 값을 분석하여 체온 측정 대상자(107)의 온도를 추정할 수 있다.

예를 들면, 열화상 카메라(101)는 109 화면과 같이, 기준 장비(105)의 온도(111)를 표시하고, 기준 장비(105)에서 방출하는 적외선 에너지의 값을 기준으로 체온 측정 대상자(113)의 온도를 추정할 수 있다.

즉, 이러한 온도 측정 방식은 열화상 카메라(101)의 시계(103) 내에 BB 기능을 제공하는 기준 장비(105)가 설치되며, 기준 장비(105)에서 제공되는 온도 측정을 위한 기준 값을 이용하여 체온 측정 대상자(107)의 온도를 측정한다.

그러나 이러한 방식에서는 기준 장비(105)를 설치하기 위한 공간이 제약된다는 문제점이 있다. 그리고 기준 장비(105)의 하드웨어를 제작하기 위한 비용이 상승하는 문제점이 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안의 필요성이 대두하였다.

이를 위해, 본 발명의 일 실시 예에서는 다음과 같은 온도 측정 보조 장치를 제안한다. 본 발명의 일 실시 예에서는 BB 기능을 제공하면서 소형 및 저비용으로 제작이 가능한 온도 측정 보조 장치를 제안한다.

도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 온도 측정 보조 장치의 블록 구성도이다. 예를 들면, 온도 측정 보조 장치(Temperature Reference Device, 이하 'TRD'라 한다)는 열화상 카메라(101) 옆에 탈부착이 가능한 소형일 수 있다.

도 2를 참조하면, 온도 측정 보조 장치는 전자 모듈(201)과 적외선 에너지 방출 모듈(203)과 광학계 모듈(205)을 포함한다.

각 구성요소를 살펴보면, 광학계 모듈(205)은 복수의 렌즈들을 포함하며, 복수의 렌즈들을 이용하여 적외선 에너지 방출 모듈(203)에서 방출된 적외선 에너지를 집적하여 외부로 출력한다.

적외선 에너지 방출 모듈(203)은 전자 모듈(201)의 제어에 따라 설정된 온도에 대응하는 적외선 에너지를 생성하고, 생성된 적외선 에너지를 광학계 모듈(205)로 방출한다.

도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 온도 측정 보조 장치의 적외선 에너지 방출 모듈(203)의 구성도이다.

도 3을 참조하면, 적외선 에너지 방출 모듈(203)은 방열판(301)과 방열판(301)의 일측면과 접촉한 열전 소자(Thermal Electrical Cooler, 이하 'TEC'라 한다)(303)와 열전 소자(303)의 일측면과 접촉한 하우징(305)과 하우징(305)의 일부분과 접촉한 온도 센서(307)를 포함한다.

각 구성요소를 살펴보면, 열전 소자(303)는 전자 모듈(201)의 제어에 따라 전류의 양과 방향을 변경하여 하우징(305)을 쿨링(Cooling) 또는 히팅(Heating)함으로써 온도를 조절하는 소자이다.

방열판(301)은 열전 소자(303)의 일측면과 접촉하며, 복사나 대류 현상을 이용하여 열전 소자(303)에서 발생한 열을 방출하는 판이다.

하우징(305)은 BB의 표면 방사율(emissivity, ε)과 동일하게 표면 처리가 되며, 열전 소자(303)에 의해 히팅 또는 쿨링되어 특정 온도로 유지되면, 특정 온도에 해당하는 적외선 에너지를 발생하여 광학계 모듈(203)로 방출한다. 예를 들면, 하우징(305)은 플랭크의 법칙(Plank's Law)을 이용하여 적외선 에너지를 방출할 수 있다.

온도 센서(307)는 하우징(305)의 표면에 부착되며, 하우징(305)의 표면 온도를 측정하고, 측정된 표면 온도를 전기적인 신호로 변환한 후, 전자 모듈(201)로 전송한다.

도 2에서, 전자 모듈(201)은 사용자로부터 입력된 기준 온도 값을 기준으로 열전 소자(303)를 정밀하게 제어하여 적외선 에너지 방출 모듈(203)이 기준 온도 값에 대응하는 적외선 에너지를 방출하도록 한다. 예를 들면, 전자 모듈(201)은 온도 센서(307)로부터 수신된 하우징(305)의 온도 값을 기반으로 하우징(305)의 온도가 기준 온도 값에서 0.01도(또는, 0.1도) 이내로 유지할 수 있도록 열전 소자(303)를 정밀하게 제어할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 온도 측정 보조 장치의 전자 모듈(201)의 블록 구성도이다.

도 4를 참조하면, 전자 모듈(201)은 제어부(401)와 메모리(403)와 표시부(405)와 입출력부(407)와 온도 센서(409)와 열전 소자(411)를 포함한다. 여기서, 온도 센서(409)와 열전 소자(411)는 적외선 에너지 방출 모듈(203)의 온도 센서(307)와 열전 소자(303)에 대응된다.

각 구성요소를 살펴보면, 메모리(403)는 온도 측정 보조 장치의 동작에 필요한 각종 프로그램 및 데이터를 저장한다. 예를 들면, 메모리(403)는 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 플래시 메모리(flash-memory), 하드디스크 드라이브(HDD) 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 메모리(403)는 사용자에 의해 설정된 기준 온도 값을 저장할 수 있다.

표시부(405)는 제어부(401)의 제어에 따라 영상을 표시한다. 표시부(405)의 구현 방식은 한정되지 않으며, 예를 들면, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 디스플레이, AM-OLED(Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode), PDP(Plasma Display Panel) 등과 같은 다양한 형태의 디스플레이로 구현될 수 있다. 그리고 표시부(405)는 그 구현 방식에 따라서 부가적인 구성을 추가적으로 포함할 수 있다. 예를 들면, 표시부(405)가 액정 방식인 경우, 표시부(405)는 LCD 디스플레이 패널(미도시)과, 이에 광을 공급하는 백라이트 유닛(미도시)과, 패널(미도시)을 구동시키는 패널 구동기판(미도시)을 포함할 수 있다. 표시부(405)는 입출력부(407)의 터치 패널(미도시)과 결합되어 터치 스크린(미도시)으로 제공될 수 있다.

입출력부(407)는 사용자로부터 다양한 명령어를 입력 받거나 외부 기기로 다양한 데이터를 출력한다. 예를 들면, 입출력부(407)는 키, 터치 패널 및 펜 인식 패널 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

온도 센서(409)는 적외선 에너지 방출 모듈(203)의 온도 센서(307)에 대응되며, 하우징(305)의 표면 온도를 측정하여 하우징 온도 값을 생성하고, 생성된 하우징 온도 값을 제어부(401)로 전송한다.

열전 소자(411)는 적외선 에너지 방출 모듈(203)의 열전 소자(303)에 대응되며, 제어부(401)의 제어에 따라 전류의 양 또는 방향을 변경하여 하우징(305)을 쿨링 또는 히팅한다.

제어부(401)는 메모리(403)에 저장된 각종 프로그램을 이용하여 온도 측정 보조 장치의 전반적인 동작을 제어한다.

예를 들면, 제어부(401)는 사용자로부터 원하는 온도 값이 입력되는지 여부를 확인할 수 있다. 예를 들면, 제어부(401)는 입출력부(407)을 통해 특정 온도 값이 입력된 후에 기준 온도 설정 명령어가 입력되면, 사용자로부터 원하는 온도 값이 입력된 것으로 결정할 수 있다.

그리고 제어부(401)는 입력된 온도 값을 기준 온도 값으로 설정하고, 설정된 기준 온도 값을 메모리(403)에 저장할 수 있다.

그리고 제어부(401)는 기준 온도 값을 고려하여 열전 소자(303)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(401)는 온도 센서(409)로부터 열전 소자(303)와 접촉된 하우징(305)의 표면 온도 값을 수신하고, 수신된 표면 온도 값과 기준 온도 값을 비교하여 표면 온도 값과 기준 온도 값 간의 차이를 계산할 수 있다. 비교 결과, 표면 온도 값과 기준 온도 값 간의 차이가 미리 지정된 범위(예를 들면, 0 내지 0.1 또는 0 내지 0.01)를 벗어나면, 제어부(401)는 열전 소자(303)의 전류 양 또는 방향 중 적어도 하나를 제어하여 표면 온도 값과 기준 온도 값 간의 차이가 미리 지정된 범위 내에 포함되도록 할 수 있다.

이러한 구성을 통해 본 발명의 제1실시 예는 온도 측정을 보조함으로써 온도 측정의 정확성을 높일 수 있다. 그리고 본 발명의 제1실시 예는 소형 크기의 온도 측정을 보조하는 장치를 제공함으로써 공간적인 제약을 뛰어넘을 수 있다.

도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 온도 측정 시스템을 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 온도 측정 시스템은 온도 측정 보조 장치(501)와 온도 측정 보조 장치(501)와 물리적으로 고정된 열화상 카메라(503)를 포함한다. 예를 들면, 온도 측정 보조 장치(501)는 기구물(511)을 통해 열화상 카메라(503)와 탈부착이 가능하도록 연결될 수 있다. 예를 들면, 온도 측정 보조 장치(501)는 열화상 카메라(503)의 시계(513) 내에 위치할 수 있다.

각 구성요소를 살펴보면, 온도 측정 보조 장치(501)는 사용자에 의해 설정된 기준 온도 값에 대응하는 적외선 에너지를 방출한다.

열화상 카메라(503)는 전자 모듈(505)과 적외선 검출기(509)와 광학계 모듈(507)을 포함한다.

각 구성 요소를 살펴보면, 광학계 모듈(507)은 복수의 렌즈들을 포함하며, 복수의 렌즈들을 이용하여 피사체에서 반사되는 빛을 수광하여 상을 포착한다.

적외선 검출기(509)는 포착된 상을 분석하여 온도 측정 보조 장치(501)에서 방출되는 제1적외선 에너지를 검출하며, 검출된 제1적외선 에너지를 전기적 신호인 제1적외선 에너지 값으로 생성하고, 생성된 제1적외선 에너지 값을 전자 모듈(505)로 전송한다. 그리고 적외선 검출기(509)는 시계(513) 내에 진입한 체온 측정 대상자(미도시)에서 방출되는 제2적외선 에너지를 검출하고, 검출된 제2적외선 에너지를 전기적 신호인 제2적외선 에너지 값으로 생성하고, 생성된 제2적외선 에너지 값을 전자 모듈(505)로 전송한다.

전자 모듈(505)은 전송된 제1적외선 에너지 값에 대응하는 기준 이미지를 생성하고, 전송된 제2적외선 에너지 값에 대응하는 대상자 이미지를 생성한다. 그리고 전자 모듈(505)은 기준 이미지를 기준으로 대상자의 온도를 추정하고 추정된 대상자의 온도를 표시한다. 예를 들면, 전자 모듈(505)은, 도 6과 같은 화면(601)을 표시할 수 있다. 예를 들면, 화면(601)은 기준 이미지(603)의 온도와 온도 측정 대상자(605)의 온도를 함께 표시할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따른 온도 측정 보조 장치에서 적외선 에너지를 출력하는 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 온도 측정 보조 장치의 전자 모듈(201)의 제어부(401)는, 701 단계에서, 사용자로부터 원하는 온도 값이 입력되는지 여부를 확인한다. 예를 들면, 제어부(401)는 입출력부(407)을 통해 특정 온도 값이 입력된 후에 기준 온도 설정 명령어가 입력되면, 사용자로부터 원하는 온도 값이 입력된 것으로 결정할 수 있다.

703 단계에서, 제어부(401)는 입력된 온도 값을 기준 온도 값으로 설정하고, 설정된 기준 온도 값을 메모리(403)에 저장한다.

705 단계에서, 제어부(401)는 기준 온도 값을 고려하여 열전 소자(303)를 제어한다. 예를 들면, 제어부(401)는 온도 센서(409)로부터 열전 소자(303)와 접촉된 하우징(305)의 표면 온도 값을 수신하고, 수신된 표면 온도 값과 기준 온도 값을 비교하여 표면 온도 값과 기준 온도 값 간의 차이를 계산할 수 있다. 비교 결과, 표면 온도 값과 기준 온도 값 간의 차이가 미리 지정된 범위(예를 들면, 0 내지 0.1 또는 0 내지 0.01)를 벗어나면, 제어부(401)는 열전 소자(303)의 전류 양 또는 방향 중 적어도 하나를 제어하여 표면 온도 값과 기준 온도 값 간의 차이가 미리 지정된 범위 내에 포함되도록 할 수 있다.

이와 달리, 표면 온도 값과 기준 온도 값 간의 차이가 미리 지정된 범위 내에 존재하면, 제어부(401)는 열전 소자(303)의 전류 양 및 방향을 그대로 유지할 수 있다.

707 단계에서, 적외선 방출 모듈(203)은 제어부(401)의 제어에 따라 기준 온도 값에 해당하는 적외선 에너지를 발생하고, 발생된 적외선 에너지를 광학계 모듈(205)로 방출한다.

709 단계에서, 광학계 모듈(205)은 복수의 렌즈들을 이용하여 방출된 적외선 에너지를 집적하고, 집적된 적외선 에너지를 외부로 출력한다.

이러한 동작을 통해 본 발명의 제1실시 예는 온도 측정을 보조함으로써 온도 측정의 정확성을 높일 수 있다. 그리고 본 발명의 제1실시 예는 소형 크기의 온도 측정을 보조하는 장치를 제공함으로써 공간적인 제약을 뛰어넘을 수 있다.

도 8은 본 발명의 제2실시 예에 따른 온도 측정 보조 장치의 블록 구성도이다. 예를 들면, 온도 측정 보조 장치는 열화상 카메라(101) 옆에 탈부착이 가능한 소형일 수 있다.

도 8을 참조하면, 온도 측정 보조 장치는 전자 모듈(801)과 적외선 에너지 방출 모듈(803)과 광학계 모듈(805)과 반사경 모듈(807)을 포함한다.

각 구성요소를 살펴보면, 반사경 모듈(807)은 복수의 프리즘들을 포함하며, 복수의 프리즘들을 이용하여 광학계 모듈(805)에서 출력된 적외선 에너지의 광 경로(Optical Path)를 변경한다.

예를 들면, 복수의 프리즘들은 삼각형 또는 다각형 기둥 형태이며, 빛을 굴절 또는 전반사할 수 있다. 예를 들면, 복수의 프리즘들은 적외선 에너지의 진행 방향을 180도 변경할 수 있다. 예를 들면, 복수의 프리즘들 각각은 적외선 에너지의 진행 방향을 90도 굴절할 수 있다. 도 8에서는 프리즘이 2개로 도시되어 있으나, 프리즘의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 프리즘의 개수는 제작 또는 설계에 따라 조정될 수 있다.

예를 들면, 반사경 모듈(807)은 광 경로를 조정할 수 있는 조정자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 반사경 모듈(807)은 조정자를 통해 광 경로를 미세하게 변경할 수 있다. 예를 들면, 반사경 모듈(807)은 사용자에 의해 조정자가 조정되면, 열화상 카메라에 전시되는 기준 이미지의 위치를 변경할 수 있다.

광학계 모듈(805)은 복수의 렌즈들을 포함하며, 복수의 렌즈들을 이용하여 적외선 에너지 방출 모듈(803)에서 방출된 적외선 에너지를 집적하여 외부로 출력한다.

적외선 에너지 방출 모듈(803)은 전자 모듈(801)의 제어에 따라 설정된 온도에 대응하는 적외선 에너지를 생성하고, 생성된 적외선 에너지를 광학계 모듈(805)로 방출한다. 적외선 에너지 방출 모듈(803)의 구성은 도 3에 도시된 적외선 에너지 방출 모듈(203)의 구성과 동일하므로, 이에 따른 자세한 설명은 생략한다.

전자 모듈(801)은 사용자로부터 입력된 기준 온도 값을 기준으로 열전 소자(303)를 정밀하게 제어하여 적외선 에너지 방출 모듈(803)이 기준 온도 값에 대응하는 적외선 에너지를 방출하도록 한다. 예를 들면, 전자 모듈(801)은 온도 센서(307)로부터 수신된 하우징(305)의 온도 값을 기반으로 하우징(305)의 온도가 기준 온도 값에서 0.01도(또는, 0.1도) 이내로 유지할 수 있도록 열전 소자(303)를 정밀하게 제어할 수 있다. 전자 모듈(801)의 구성은 도 4에 도시된 전자 모듈(201)의 구성과 동일하므로, 이에 따른 자세한 설명은 생략한다.

이러한 구성을 통해 본 발명의 제2실시 예는 온도 측정을 보조함으로써 온도 측정의 정확성을 높일 수 있다. 그리고 본 발명의 제2실시 예는 소형 크기의 온도 측정을 보조하는 장치를 제공함으로써 공간적인 제약을 뛰어넘을 수 있다.

도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 온도 측정 시스템을 나타내는 도면이다.

도 9를 참조하면, 온도 측정 시스템은 온도 측정 보조 장치(901)와 온도 측정 보조 장치(901)와 물리적으로 고정된 열화상 카메라(903)를 포함한다. 예를 들면, 온도 측정 보조 장치(501)는 열화상 카메라(903)의 일측면(예를 들면, 오른쪽)에 부착될 수 있다. 예를 들면, 온도 측정 보조 장치(901)의 일부분은 열화상 카메라(903)의 시계(909) 내에 위치하며, 나머지 일부분은 시계(909) 밖에 위치할 수 있다.

각 구성요소를 살펴보면, 온도 측정 보조 장치(901)는 사용자에 의해 설정된 기준 온도 값에 대응하는 적외선 에너지를 방출한다.

열화상 카메라(903)는 전자 모듈(905)과 광학계 모듈(907)을 포함한다.

각 구성 요소를 살펴보면, 광학계 모듈(907)은 복수이 렌즈들을 포함하며, 복수의 렌즈들을 이용하여 피사체에서 반사되는 빛을 수광하여 상을 포착한다.

적외선 검출기(미도시)는 포착된 상을 분석하여 온도 측정 보조 장치(901)에서 방출되는 제1적외선 에너지를 검출하며, 검출된 제1적외선 에너지를 전기적 신호인 제1적외선 에너지 값으로 생성하고, 생성된 제1적외선 에너지 값을 전자 모듈(905)로 전송한다. 그리고 광학계 모듈(907)은 시계(909) 내에 진입한 체온 측정 대상자(미도시)에서 방출되는 제2적외선 에너지를 검출하고, 검출된 제2적외선 에너지를 전기적 신호인 제2적외선 에너지 값으로 생성하고, 생성된 제2적외선 에너지 값을 전자 모듈(905)로 전송한다.

전자 모듈(905)은 전송된 제1적외선 에너지 값에 대응하는 기준 이미지를 생성하고, 전송된 제2적외선 에너지 값에 대응하는 대상자 이미지를 생성한다. 그리고 전자 모듈(905)은 기준 이미지를 기준으로 대상자의 온도를 추정하고 추정된 대상자의 온도를 표시한다. 예를 들면, 전자 모듈(905)은, 도 6과 같은 화면(601)을 표시할 수 있다. 예를 들면, 화면(601)은 기준 이미지(603)의 온도와 온도 측정 대상자(605)의 온도를 함께 표시할 수 있다.

도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른 온도 측정 보조 장치에서 적외선 에너지를 출력하는 흐름도이다.

도 10을 참조하면, 온도 측정 보조 장치의 전자 모듈(801)의 제어부(401)는, 1001 단계에서, 사용자로부터 원하는 온도 값이 입력되는지 여부를 확인한다. 예를 들면, 제어부(401)는 입출력부(407)을 통해 특정 온도 값이 입력된 후에 기준 온도 설정 명령어가 입력되면, 사용자로부터 원하는 온도 값이 입력된 것으로 결정할 수 있다.

1003 단계에서, 제어부(401)는 입력된 온도 값을 기준 온도 값으로 설정하고, 설정된 기준 온도 값을 메모리(403)에 저장한다.

1005 단계에서, 제어부(401)는 기준 온도 값을 고려하여 열전 소자(303)를 제어한다. 예를 들면, 제어부(401)는 온도 센서(409)로부터 열전 소자(303)와 접촉된 하우징(305)의 표면 온도 값을 수신하고, 수신된 표면 온도 값과 기준 온도 값을 비교하여 표면 온도 값과 기준 온도 값 간의 차이를 계산할 수 있다. 비교 결과, 표면 온도 값과 기준 온도 값 간의 차이가 미리 지정된 범위(예를 들면, 0 내지 0.1 또는 0 내지 0.01)를 벗어나면, 제어부(401)는 열전 소자(303)의 전류 양 또는 방향 중 적어도 하나를 제어하여 표면 온도 값과 기준 온도 값 간의 차이가 미리 지정된 범위 내에 포함되도록 할 수 있다.

이와 달리, 표면 온도 값과 기준 온도 값 간의 차이가 미리 지정된 범위 내에 존재하면, 제어부(401)는 열전 소자(303)의 전류 양 및 방향을 그대로 유지할 수 있다.

1007 단계에서, 적외선 방출 모듈(803)은 제어부(401)의 제어에 따라 기준 온도 값에 해당하는 적외선 에너지를 발생하고, 발생된 적외선 에너지를 광학계 모듈(905)로 방출한다.

1009 단계에서, 광학계 모듈(805)은 복수의 렌즈들을 이용하여 방출된 적외선 에너지를 집적하고, 집적된 적외선 에너지를 반사경 모듈(807)로 출력한다.

1011 단계에서, 반사경 모듈(807)은 복수의 프리즘들을 이용하여 출력된 적외선 에너지의 광 경로를 반사하여 외부로 출력한다.

이러한 구성을 통해 본 발명의 제2실시 예는 온도 측정을 보조함으로써 온도 측정의 정확성을 높일 수 있다. 그리고 본 발명의 제2실시 예는 소형 크기의 온도 측정을 보조하는 장치를 제공함으로써 공간적인 제약을 뛰어넘을 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

201: 전자 모듈 203: 적외선 에너지 방출 모듈
205: 광학계 모듈
301: 방열판 303: 열전 소자
305: 하우징 307: 온도 센서
401: 제어부 403: 메모리
405: 표시부 407 입출력부
409: 온도 센서 411: 열전 소자
801: 전자 모듈 803: 적외선 에너지 방출 모듈
805: 광학계 모듈 807: 반사경 모듈

Claims (6)

1. 열화상 카메라를 포함하는 온도 측정 시스템에서 온도 측정을 보조하는 장치에 있어서,
   사용자로부터 기준 온도 값을 입력받는 입출력부와, 적외선 에너지 방출 모듈로부터 하우징의 표면 온도 값을 수신하며, 상기 기준 온도 값과 상기 표면 온도 값을 기반으로 미리 지정된 범위 내에서 상기 적외선 에너지 방출 모듈에 포함된 열전 소자를 정밀하게 제어하는 제어부를 포함하는 전자 모듈;
   상기 전자 모듈의 제어에 따라 상기 열전 소자에 공급되는 전류의 양 또는 방향 중 적어도 하나를 변경하여 상기 열전 소자와 접촉된 상기 하우징을 쿨링하거나 히팅하는 상기 열전 소자와, 상기 히팅된 온도에 해당하는 적외선 에너지를 방출하는 상기 하우징과, 상기 하우징의 표면 온도를 측정하여 상기 표면 온도 값을 생성하며 상기 표면 온도 값을 상기 전자 모듈로 전송하는 온도 센서를 포함하는 상기 적외선 에너지 방출 모듈; 및
   복수의 렌즈들을 포함하며, 상기 복수의 렌즈들을 이용하여 상기 적외선 에너지 방출 모듈에서 방출된 상기 방출된 적외선 에너지를 집적하여 상기 열화상 카메라의 광학계 모듈로 출력하는 광학계 모듈을 포함하며,
   상기 온도 측정을 보조하는 장치의 상기 광학계 모듈은 상기 적외선 에너지 방출 모듈의 상기 하우징의 상부에 구비되고,
   상기 복수의 렌즈들은 상기 적외선 에너지 방출 모듈에서 방출되는 적외선 에너지의 방출 방향을 따라 소정의 간격만큼 이격된 상태로 순차적으로 배치되고,
   상기 온도 측정을 보조하는 장치는 상기 열화상 카메라의 시계 내에서 상기 열화상 카메라의 상기 광학계 모듈 전단에 일정 간격으로 이격되어 배치되도록 상기 열화상 카메라와 물리적으로 고정되는 것을 특징으로 하는 온도 측정 시스템에서 온도 측정을 보조하는 장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 적외선 에너지 방출 모듈은,
   상기 열전 소자의 열을 방출하는 방열판;
   상기 전자 모듈의 제어에 따라 상기 열전 소자에 공급되는 상기 전류의 양 또는 방향 중 적어도 하나를 변경하여 상기 하우징을 쿨링하거나 히팅하는 상기 열전 소자;
   상기 쿨링 또는 상기 히팅된 온도에 해당하는 적외선 에너지를 방출하는 상기 하우징; 및
   상기 하우징의 표면 온도를 측정하여 상기 표면 온도 값을 생성하고, 상기 표면 온도 값을 상기 전자 모듈로 전송하는 상기 온도 센서를 포함하는 온도 측정 시스템에서 온도 측정을 보조하는 장치.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제

Images