KR102417501B1 - Apparatus and method for measuring of blood oxygen saturation in vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차에서 인체 내 혈중 산소 포화도를 측정가능하도록 하기 위한 자동차용 혈중 산소 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 서로 다른 두 개의 파장을 갖는 적외선광을 방사가능한 광원을 이용하여 2파장 적외선광을 운전자 피부에 조사하는 동시에 적외선 카메라를 사용하여 운전자 피부의 적외선 영상을 촬영하고, 상기 운전자 피부의 적외선 영상을 이미지 처리하여 혈중 산소 포화도를 산출함으로써, 비접촉식으로 인체 내 혈중 산소 포화도를 측정하는 동시에 기존 혈중 산소 포화도 측정기와 동등 수준 이상의 신뢰성을 확보할 수 있도록 하는 자동차용 혈중 산소 측정 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to an apparatus and method for measuring blood oxygen for a vehicle for enabling measurement of blood oxygen saturation in the human body in a vehicle. By simultaneously irradiating the skin and taking an infrared image of the driver's skin using an infrared camera, and calculating the blood oxygen saturation by image processing the infrared image of the driver's skin, the blood oxygen saturation level in the human body is measured in a non-contact manner and at the same time as the existing blood oxygen An object of the present invention is to provide an apparatus and method for measuring blood oxygen for automobiles that can ensure reliability equal to or higher than that of a saturation meter.

Description

자동차용 혈중 산소 측정 장치 및 방법 {Apparatus and method for measuring of blood oxygen saturation in vehicle}Apparatus and method for measuring of blood oxygen saturation in vehicle}

본 발명은 자동차용 혈중 산소 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차에서 인체 내 혈중 산소 포화도를 측정가능하도록 하기 위한 자동차용 혈중 산소 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for measuring blood oxygen for automobiles, and more particularly, to an apparatus and method for measuring blood oxygen for automobiles for measuring blood oxygen saturation in a human body in a vehicle.

현재 병원 등의 의료기관이나 가정에서 사용 중인 혈중 산소 포화도(SpO2) 측정기는 보통 두 가지 파장을 갖는 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode)를 이용하는데, 상기 발광다이오드에서 적색광과 적외선광을 방사하면 혈중에 있는 헤모글로빈과 산소를 갖고 있는 헤모글로빈의 흡광 및 광반사 차이에 의해 상기 발광다이오드의 맞은편에 위치한 수광 포토 다이오드에서 센싱되는 두 가지 파장의 비율을 통해 혈중 산소량을 측정하는 기법을 사용하고 있다.Currently, the blood oxygen saturation (SpO2) meter used in medical institutions such as hospitals or at home usually uses a light emitting diode (LED) having two wavelengths. When the light emitting diode emits red light and infrared light, the A technique of measuring the amount of oxygen in the blood is used through a ratio of two wavelengths sensed by a light-receiving photodiode located opposite to the light emitting diode by the difference in absorption and light reflection between hemoglobin with oxygen and hemoglobin with oxygen.

이는 의료기관이나 가정에서 사용하는 혈중 산소 포화도 측정기에는 적합할 수 있으나, 최근 차량 내 헬스 케어 시스템 개발에 대한 필요성이 증가함에 따라 기존 혈중 산소 포화도 측정 기술을 차량에 적용하고자 하는 경우, 접촉식으로 혈중 산소를 측정함에 따라 유효 측정 거리가 짧다는 문제가 있고, 따라서 운전자의 손가락에 항시 착용해야 하는 부분은 운전자에게 불편에 따른 반감으로 작용할 수 있으며, 또한 혈중 산소 포화도 측정 외에는 활용가능한 부분이 없어 활용도 대비 비용 부담이 존재하는 단점이 있다.
This may be suitable for a blood oxygen saturation meter used in a medical institution or home, but as the need for developing an in-vehicle health care system has recently increased, if you want to apply the existing blood oxygen saturation measurement technology to a vehicle, contact blood oxygenation There is a problem that the effective measurement distance is short as measuring The disadvantage is that there is a burden.

한국등록특허 10-1490445호 (2015년01월30일)Korean Patent No. 10-1490445 (January 30, 2015)

본 발명은 서로 다른 두 개의 파장을 갖는 적외선광을 방사가능한 광원을 이용하여 2파장 적외선광을 운전자 피부에 조사하는 동시에 적외선 카메라를 사용하여 운전자 피부의 적외선 영상을 촬영하고, 상기 운전자 피부의 적외선 영상을 이미지 처리하여 혈중 산소 포화도를 산출함으로써, 비접촉식으로 인체 내 혈중 산소 포화도를 측정하는 동시에 기존 혈중 산소 포화도 측정기와 동등 수준 이상의 신뢰성을 확보할 수 있도록 하는 자동차용 혈중 산소 측정 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention irradiates two-wavelength infrared light to the driver's skin using a light source capable of emitting infrared light having two different wavelengths, and at the same time uses an infrared camera to take an infrared image of the driver's skin, and the infrared image of the driver's skin To provide a blood oxygen measuring device and method for automobiles that can measure blood oxygen saturation in the human body in a non-contact manner and secure reliability equal to or higher than that of existing blood oxygen saturation meters by image processing and calculating blood oxygen saturation. There is a purpose.

이에 본 발명에서는, 운전자의 피부를 향해 제1파장을 갖는 제1적외선광과 제2파장을 갖는 제2적외선광을 동시 방사하는 광원; 상기 운전자 피부의 적외선 영상을 촬영하는 적외선 카메라; 상기 적외선 카메라로 촬영한 운전자 피부의 적외선 영상에 기초하여 혈중 산소 포화도를 산출하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 혈중 산소 측정 장치를 제공한다.Accordingly, in the present invention, a light source for simultaneously emitting a first infrared light having a first wavelength and a second infrared light having a second wavelength toward the driver's skin; an infrared camera for capturing an infrared image of the driver's skin; A control unit for calculating blood oxygen saturation level based on an infrared image of the driver's skin photographed with the infrared camera is provided.

구체적으로, 상기 제어부는 적외선 카메라의 영상신호로부터 취득한 제1파장을 갖는 제1명암신호의 평균값과 제2파장을 갖는 제2명암신호의 평균값을 산출하고, 상기 제1명암신호 평균값과 제2명암신호 평균값에 포함되어 있는 헤모글로빈(Hb)의 명암신호 평균값과 산화헤모글로빈(HbO2)의 명암신호 평균값을 구분하여 산출한 뒤, 단위시간에 따른 헤모글로빈(Hb)의 명암신호 평균값 변화량(△Hb)과 산화헤모글로빈(HbO2)의 명암신호 평균값 변화량(△HbO2)에 기초하여 혈중 산소 포화도(SPO2)를 산출하게 된다.Specifically, the control unit calculates the average value of the first intensity signal having the first wavelength and the second intensity signal having the second wavelength obtained from the image signal of the infrared camera, and calculates the average value of the first intensity signal and the second intensity signal. After calculating by dividing the average value of the light and dark signal of hemoglobin (Hb) and the average value of the light and dark signal of oxidized hemoglobin (HbO2), which are included in the average value of the signal, the average change in the light and dark signal of hemoglobin (Hb) according to unit time (ΔHb) and oxidation Blood oxygen saturation (SPO2) is calculated based on the average change amount (ΔHbO2) of the light and dark signal of hemoglobin (HbO2).

이때, 상기 제1적외선광은 760nm의 파장을 갖는 적외선광이고, 상기 제2적외선광은 850nm의 파장을 갖는 적외선광이며, 상기 제1파장과 제2파장의 평균파장에서 헤모글로빈(Hb)과 산화헤모글로빈(HbO2)의 흡광 계수의 대소관계에 반전이 발생한다.In this case, the first infrared light is infrared light having a wavelength of 760 nm, and the second infrared light is infrared light having a wavelength of 850 nm, and is oxidized with hemoglobin (Hb) at an average wavelength of the first and second wavelengths. A reversal occurs in the magnitude relationship of the extinction coefficient of hemoglobin (HbO2).

또한, 본 발명에서는, 운전자 피부에 제1파장을 갖는 제1적외선광과 제2파장을 갖는 제2적외선광을 방사하는 동시에 적외선 카메라로 운전자 피부를 촬영하는 제1과정; 상기 적외선 카메라로 촬영한 영상 신호에 기초하여 혈중 산소 포화도를 산출하는 제2과정;을 포함하는 자동차용 혈중 산소 측정 방법도 제공한다.
In addition, in the present invention, a first process of emitting a first infrared light having a first wavelength and a second infrared light having a second wavelength to the driver's skin while photographing the driver's skin with an infrared camera; A second process of calculating blood oxygen saturation based on the image signal captured by the infrared camera is also provided.

본 발명에 따른 자동차용 혈중 산소 측정 장치 및 방법에 의하면, 비접촉식으로 운전자의 혈중 산소 포화도를 측정할 수 있으며, 따라서 접촉방식으로 혈중 산소 포화도를 측정하는 기술 대비 운전자에게 가중되는 불편에 따른 반감을 제거할 수 있으며, 또한 상기의 광원과 적외선 카메라는 모두 차량에 기탑재되어 있는 장치이므로 비용 부담을 줄일 수 있는 이점이 있다.According to the apparatus and method for measuring blood oxygenation for a vehicle according to the present invention, it is possible to measure the driver's blood oxygen saturation in a non-contact manner, and thus eliminates antipathy caused by inconvenience to the driver compared to the technology for measuring blood oxygen saturation in a contact method In addition, since both the light source and the infrared camera are pre-mounted devices in the vehicle, there is an advantage in that the cost burden can be reduced.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 혈중 산소 측정 장치를 보여주는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 혈중 산소 측정 방법을 설명하기 위한 도면
도 3은 본 발명에 따른 제1파장과 제2파장의 평균파장에서 헤모글로빈과 산화헤모글로빈의 흡광 계수의 역전이 발생함을 보여주는 그래프1 is a block diagram showing an apparatus for measuring blood oxygen for a vehicle according to the present invention;
2 is a view for explaining a method for measuring blood oxygen for a vehicle according to the present invention;
3 is a graph showing that inversion of the extinction coefficients of hemoglobin and hemoglobin oxide occurs at the average wavelength of the first wavelength and the second wavelength according to the present invention;

이하, 본 발명을 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described so that those skilled in the art can easily practice it.

본 발명은 자동차에서 인체 내 혈중 산소 포화도를 측정가능하도록 하기 위한 것으로서, 비접촉식으로 인체 내 혈중 산소 포화도를 측정하는 동시에 기존 혈중 산소 포화도 측정기와 동등 수준 이상의 신뢰성을 확보할 수 있도록 하기 위하여, 서로 다른 2파장의 광을 방사할 수 있는 광원을 이용하여 운전자의 피부에 2파장 광을 조사하면서 적외선 카메라를 사용하여 운전자 피부의 적외선 영상을 촬영하고 촬영한 영상을 이미지 처리를 하여 취득한 신호로부터 혈중 산소 포화도를 산출하는데 특징이 있다.The present invention is to make it possible to measure blood oxygen saturation in the human body in a vehicle. In order to measure the blood oxygen saturation in the human body in a non-contact manner and at the same time to secure the reliability equivalent to or higher than that of the existing blood oxygen saturation meter, two different Using a light source capable of emitting light of a wavelength, two wavelengths of light are irradiated to the driver's skin, an infrared camera is used to capture an infrared image of the driver's skin, and the blood oxygen saturation is calculated from the signal obtained by image processing. It is characterized by the output.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 자동차용 혈중 산소 측정 장치는 서로 다른 2파장의 광을 방출할 수 있는 광원(10)과, 적외선 영상을 촬영하는 적외선 카메라(20), 및 상기 광원(10)이 운전자 얼굴을 조명할 때 상기 적외선 카메라(20)로 촬영한 영상에 기초하여 혈중 산소 포화도를 산출하는 제어부(30)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the blood oxygen measuring device for a vehicle of the present invention includes a light source 10 capable of emitting light of two different wavelengths, an infrared camera 20 for capturing an infrared image, and the light source 10 ) includes a controller 30 that calculates blood oxygen saturation level based on the image captured by the infrared camera 20 when the driver's face is illuminated.

상기 광원(10)은 운전자 얼굴을 조명할 수 있도록 차량 실내 전방에 설치되며, 상대적으로 작은 파장(제1파장)을 갖는 제1적외선광과 상대적으로 큰 파장(제2파장)을 갖는 제2적외선광을 모두 방출할 수 있도록 구성된다.The light source 10 is installed in front of the vehicle interior to illuminate the driver's face, and has a first infrared light having a relatively small wavelength (first wavelength) and a second infrared light having a relatively large wavelength (second wavelength). It is configured to emit all of the light.

다시 말해, 상기 광원(10)은 제1파장과 제2파장의 중간값인 평균파장을 기준으로 평균파장보다 작은 파장을 갖는 제1적외선광과 상기 평균파장보다 큰 파장을 갖는 제2적외선광을 동시 방출할 수 있도록 구성된다.In other words, the light source 10 emits a first infrared light having a wavelength smaller than the average wavelength and a second infrared light having a wavelength greater than the average wavelength based on an average wavelength that is an intermediate value of the first and second wavelengths. It is configured to be released simultaneously.

구체적으로, 상기 광원(10)은 760nm의 파장(제1파장)을 갖는 제1적외선광과 850nm의 파장(제2파장)을 갖는 제2적외선광을 모두 방출할 수 있도록 구성되며, 예를 들어 제1적외선광과 제2적외선광을 모두 방사하는 2파장 발광다이오드로 구성되거나, 또는 제1적외선광을 방사하는 적외선 발광다이오드와 제2적외선광을 방사하는 적외선 발광다이오드로 구성될 수 있다.Specifically, the light source 10 is configured to emit both a first infrared light having a wavelength (first wavelength) of 760 nm and a second infrared light having a wavelength (second wavelength) of 850 nm, for example, It may be composed of a two-wavelength light emitting diode emitting both the first infrared light and the second infrared light, or may be composed of an infrared light emitting diode emitting the first infrared light and an infrared light emitting diode emitting the second infrared light.

상기 적외선 카메라(20)는 운전자 얼굴을 촬영할 수 있도록 차량 실내 전방에 설치되며, 촬영한 적외선 영상 신호를 제어부(30)로 전송한다.The infrared camera 20 is installed in front of the vehicle interior to photograph the driver's face, and transmits the photographed infrared image signal to the controller 30 .

이때, 도 1에 나타낸 바와 같이 상기 광원(10)과 적외선 카메라(20)는 일체로 모듈화하여 차량 실내 전방에 설치될 수 있으며, 예를 들어 광방출부와 촬영부를 구비한 근적외선 카메라로 대체될 수 있다. 상기 근적외선 카메라는 촬영부의 양 옆으로 제1적외선광과 제2적외선광을 방사할 수 있는 광방출부를 실장하고 있다.At this time, as shown in FIG. 1 , the light source 10 and the infrared camera 20 may be integrally modularized and installed in front of the vehicle interior, and may be replaced with, for example, a near-infrared camera having a light emitting unit and a photographing unit. have. In the near-infrared camera, light emitting units capable of emitting a first infrared light and a second infrared light are mounted on both sides of the photographing unit.

즉, 상기 광원(10)은 적외선 카메라(20)의 좌우 양측에 위치하도록 설치되며, 예를 들어 적외선 카메라(20)는 인스트루먼트 패널 또는 스티어링의 상단 커버에 장착될 수 있다. 참고로, 이러한 적외선 카메라의 위치는 기존에 차량의 운전자 상태 감지 시스템에서 사용하는 적외선 카메라의 위치와 동일하다.That is, the light source 10 is installed to be located on both left and right sides of the infrared camera 20, for example, the infrared camera 20 may be mounted on the instrument panel or the top cover of the steering. For reference, the position of the infrared camera is the same as that of the infrared camera used in the existing driver state detection system of the vehicle.

도 1을 참조하면, 상기 적외선 카메라(20)는 상향 20 ~ 30°의 촬영 각도와 약 650 ~ 700㎜의 촬영 거리를 가지고 운전자 얼굴을 촬영할 수 있도록 차량 실내 전방에 설치되며, 광원(10)은 이러한 적외선 카메라(20)의 좌우 양측에 위치하도록 설치된다.Referring to FIG. 1, the infrared camera 20 is installed in front of the vehicle interior to photograph the driver's face with a shooting angle of 20 to 30° upward and a shooting distance of about 650 to 700 mm, and the light source 10 is It is installed so as to be positioned on both left and right sides of the infrared camera 20 .

이때 광원(10)은 운전자의 노출된 피부에 광을 조사하기만 하면 되고, 적외선 카메라(20)는 제1적외선광과 제2적외선광을 동시 조사받는 운전자 피부의 적외선 영상을 촬영하기만 하면 되므로, 적외선 카메라(20)의 촬영 각도는 다양하게 변경 가능하다.In this case, the light source 10 only needs to irradiate the driver's exposed skin with light, and the infrared camera 20 only needs to shoot an infrared image of the driver's skin that is simultaneously irradiated with the first infrared light and the second infrared light. , the shooting angle of the infrared camera 20 can be variously changed.

다만, 운전자 얼굴은 피부가 항시 노출되어 있으므로 운전자 얼굴을 촬영하는 경우 적외선 카메라(20)의 촬영 각도를 변경할 필요가 없어 편리한 이점이 있다.However, since the skin of the driver's face is always exposed, there is no need to change the photographing angle of the infrared camera 20 when photographing the driver's face, which is convenient.

상기 적외선 카메라(20)가 촬영한 운전자 피부의 적외선 영상은 제어부(30)로 전송된다.The infrared image of the driver's skin photographed by the infrared camera 20 is transmitted to the controller 30 .

상기 제어부(30)는 적외선 카메라(20)에서 적외선 영상 신호가 전송되면, 도 2에 보듯 먼저 1차원 변환(1D Transform)을 통해 적외선 영상 신호에서 제1파장을 갖는 제1명암신호와 제2파장을 갖는 제2명암신호를 추출하여 취득하고, 단위시간에 따른 제1명암신호의 평균값과 제2명암신호의 평균값을 산출한다.When an infrared image signal is transmitted from the infrared camera 20, the controller 30 first performs a 1D transform as shown in FIG. 2 to form a first contrast signal and a second wavelength in the infrared image signal is obtained by extracting the second light and dark signal having

상기 제1명암신호 평균값과 제2명암신호 평균값은 산소를 포함하지 않은 헤모글로빈(Hb)과 산소를 포함한 헤모글로빈(HbO2) 성분에 대한 명암신호 평균값을 모두 포함하고 있기 때문에 헤모글로빈(Hb)의 명암신호 평균값과 산화헤모글로빈(HbO2)의 명암신호 평균값을 분리하는 것이 필요하다.Since the average value of the first intensity signal and the average value of the second intensity signal include both the average values of the intensity signals for hemoglobin (Hb) without oxygen and hemoglobin (HbO2) including oxygen, the average value of the intensity signal for hemoglobin (Hb) It is necessary to separate the average value of the light-dark signal of hemoglobin peroxide (HbO2).

도 3에 나타낸 바와 같이, 헤모글로빈(Hb)과 산화헤모글로빈(HbO2)의 흡광 계수는 805nm 파장을 기준으로 대소관계가 반전하는 특징이 있다.As shown in FIG. 3 , the extinction coefficients of hemoglobin (Hb) and hemoglobin oxide (HbO2) have a characteristic that the magnitude relationship is reversed based on a wavelength of 805 nm.

즉, 헤모글로빈(Hb)과 산화헤모글로빈(HbO2)의 흡광 계수는 제1파장(760nm)과 제2파장(850nm)의 평균파장(805nm)을 기준으로 대소관계의 역전이 발생한다.That is, the extinction coefficients of hemoglobin (Hb) and hemoglobin oxide (HbO2) are reversed in magnitude relation based on the average wavelength (805 nm) of the first wavelength (760 nm) and the second wavelength (850 nm).

이에 아래 식 1과 같이 헤모글로빈(Hb)의 명암신호 평균값과 산화헤모글로빈(HbO2)의 명암신호 평균값을 분리하여 산출할 수 있다.Accordingly, as shown in Equation 1 below, the average value of the light and dark signal of hemoglobin (Hb) and the average value of the light and dark signal of oxidized hemoglobin (HbO2) can be separated and calculated.

식 1 : 헤모글로빈(Hb)에 대한 명암신호 평균값 = (a × A) + (b × B)Equation 1: Average value of contrast signal for hemoglobin (Hb) = (a × A) + (b × B)

산화헤모글로빈(HbO2)에 대한 명암신호 평균값 = (c × A) + (d × B)Average value of light and dark signal for oxidized hemoglobin (HbO2) = (c × A) + (d × B)

여기서, 상기 A 변수는 단위시간에 따라 변화하는 제1명암신호의 평균값이고, 상기 B 변수는 단위시간에 따라 변화하는 제2명암신호의 평균값이며, 상기 a는 헤모글로빈(Hb)의 제1명암신호 평균값에 대한 계수이고, 상기 b는 헤모글로빈(Hb)의 제2명암신호 평균값에 대한 계수이고, 상기 c는 산화헤모글로빈(HbO2)의 제1명암신호 평균값에 대한 계수이고, 상기 d는 산화헤모글로빈(HbO2)의 제2명암신호 평균값에 대한 계수이다. Here, the A variable is the average value of the first light and dark signal that changes with unit time, the B variable is the average value of the second light and dark signal that changes with the unit time, and a is the first light and dark signal of hemoglobin (Hb). a coefficient for the average value, b is a coefficient for the average value of the second light and dark signal of hemoglobin (Hb), c is a coefficient for the average value of the first light and dark signal of hemoglobin oxide (HbO2), and d is a coefficient for the average value of the first light and dark signal of hemoglobin oxide (HbO2) ) is a coefficient for the average value of the second intensity signal.

이때, 상기 a,b,c,d는 사전 시험 및 평가 과정을 거쳐 도출해낸 값으로서, 기존 혈중 산소 포화도 측정기를 이용한 측정값과 비교하면서 취득한 시험값이다.In this case, the a, b, c, and d are values derived through a preliminary test and evaluation process, and are test values obtained while comparing with the measured values using the existing blood oxygen saturation meter.

제어부(30)는 상기 식 1을 이용하여 헤모글로빈(Hb)의 명암신호 평균값과 산화헤모글로빈(HbO2)의 명암신호 평균값을 구분하여 산출한 뒤, 상기 헤모글로빈(Hb)의 명암신호 평균값과 산화헤모글로빈(HbO2)의 명암신호 평균값에 기초하여 혈중 산소 포화도를 산출한다.The control unit 30 divides and calculates the average value of the light and dark signal of hemoglobin (Hb) and the average value of the light and dark signal of oxidized hemoglobin (HbO2) using Equation 1, and then calculates the average value of the light and dark signal of hemoglobin (Hb) and the average value of the hemoglobin oxidized hemoglobin (HbO2) ), calculate the blood oxygen saturation level based on the average value of the light and dark signals.

구체적으로는, 혈중 산소 포화도를 측정하는 시점에서, 제어부(30)는 단위시간에 따른 헤모글로빈(Hb)의 명암신호 평균값 변화량(△Hb)과 산화헤모글로빈(HbO2)의 명암신호 평균값 변화량(△HbO2)에 기초하여 혈중 산소 포화도(SPO2)를 산출하게 되며, 아래 식 2와 같이 △Hb를 △HbO2로 제산한 값으로서 혈중 산소 포화도(SPO2)를 산출한다.Specifically, at the time of measuring blood oxygen saturation, the control unit 30 controls the average change amount of the light and dark signal of hemoglobin (Hb) according to unit time (ΔHb) and the average change of the light and dark signal of oxidized hemoglobin (HbO2) (ΔHbO2) Based on this, blood oxygen saturation (SPO2) is calculated, and as shown in Equation 2 below, ΔHb is divided by ΔHbO2 to calculate blood oxygen saturation (SPO2).

식 2 : Equation 2:

Figure 112016088661897-pat00001
Figure 112016088661897-pat00001

참고로, 상기 제어부(30)는 차량 내 기탑재되어 있는 제어부 중 어느 하나 또는 둘 이상이 선택 사용될 수 있다. For reference, any one or two or more of the control units already mounted in the vehicle may be selectively used as the control unit 30 .

이와 같이 본 발명에서는 비접촉식으로 운전자의 혈중 산소 포화도를 측정할 수 있으며, 따라서 접촉방식으로 혈중 산소 포화도를 측정하는 기술 대비 운전자에게 가중되는 불편에 따른 반감을 제거할 수 있으며, 또한 상기의 광원과 적외선 카메라는 모두 차량에 기탑재되어 있는 장치이므로 비용 부담을 줄일 수 있는 이점이 있다.As described above, in the present invention, the driver's blood oxygen saturation can be measured in a non-contact manner, and thus, compared to the technology of measuring blood oxygen saturation in a contact method, it is possible to eliminate the discomfort caused by the inconvenience to the driver, and also the light source and infrared rays Since all cameras are pre-mounted devices, there is an advantage in reducing the cost burden.

예를 들어, 차량의 운전자 상태 감지 시스템에서 적외선 발광다이오드와 적외선 카메라 등을 적용하고 있으므로, 이러한 발광다이오드와 적외선 카메라를 활용하여 비접촉식으로 운전자의 혈중 산소 포화도를 측정할 수 있으며, 이에 혈중 산소 포화도를 측정하는 것 외에 운전 편의 및 안전을 위한 어플리케이션에도 상기 발광다이오드와 적외선 카메라 등을 활용 가능하므로, 활용도 대비 비용에 대한 부담을 줄일 수 있으며 비용 대비 상품성 증대의 효과를 크게 얻을 수 있다.For example, since an infrared light emitting diode and an infrared camera are applied to the driver's condition detection system of a vehicle, the driver's blood oxygen saturation can be measured in a non-contact manner by using the light emitting diode and the infrared camera, and thus the blood oxygen saturation level can be measured. In addition to measurement, since the light emitting diode and infrared camera can be used for applications for driving convenience and safety, the burden on cost can be reduced compared to utilization, and the effect of cost-effectiveness can be greatly improved.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
As the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and Improvements are also included in the scope of the present invention.

10 : 광원
20 : 적외선 카메라
30 : 제어부10: light source
20: infrared camera
30: control unit

Claims (6)

운전자의 피부를 향해 제1파장을 갖는 제1적외선광과 제2파장을 갖는 제2적외선광을 동시 방사하는 광원;
상기 운전자 피부의 적외선 영상을 촬영하는 적외선 카메라;
상기 적외선 카메라로 촬영한 운전자 피부의 적외선 영상에 기초하여 혈중 산소 포화도를 산출하는 제어부;를 포함하며,
상기 제어부는 적외선 카메라의 영상신호로부터 취득한 제1파장을 갖는 제1명암신호의 평균값과 제2파장을 갖는 제2명암신호의 평균값을 산출하고, 상기 제1명암신호 평균값과 제2명암신호 평균값에 포함되어 있는 헤모글로빈(Hb)의 명암신호 평균값과 산화헤모글로빈(HbO2)의 명암신호 평균값을 구분하여 산출한 뒤, 단위시간에 따른 헤모글로빈(Hb)의 명암신호 평균값 변화량(△Hb)과 산화헤모글로빈(HbO2)의 명암신호 평균값 변화량(△HbO2)에 기초하여 혈중 산소 포화도(SPO2)를 산출하는 것을 특징으로 하는 자동차용 혈중 산소 측정 장치.
a light source for simultaneously emitting a first infrared light having a first wavelength and a second infrared light having a second wavelength toward the driver's skin;
an infrared camera for capturing an infrared image of the driver's skin;
a control unit that calculates blood oxygen saturation level based on an infrared image of the driver's skin photographed with the infrared camera;
The control unit calculates the average value of the first light and dark signal having the first wavelength and the second light and dark signal having the second wavelength obtained from the image signal of the infrared camera, and calculates the average value of the first light and dark signal and the average value of the second light and dark signal. After calculating the average value of the light and dark signal of hemoglobin (Hb) contained in it and the average value of the light and dark signal of oxidized hemoglobin (HbO2), the average change in the light and dark signal of hemoglobin (Hb) according to unit time (ΔHb) and oxidized hemoglobin (HbO2) ), a blood oxygen measuring device for automobiles, characterized in that the blood oxygen saturation (SPO2) is calculated based on the change amount (ΔHbO2) of the average value of the contrast signal.
 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제1파장과 제2파장의 평균파장은 헤모글로빈(Hb)과 산화헤모글로빈(HbO2)의 흡광 계수의 대소관계에 반전이 발생하는 값인 것을 특징으로 하는 자동차용 혈중 산소 측정 장치.
The method according to claim 1,
The average wavelength of the first wavelength and the second wavelength is a value at which a reversal occurs in the magnitude relationship between the extinction coefficients of hemoglobin (Hb) and hemoglobin oxide (HbO2).
 청구항 1에 있어서,
상기 제1적외선광은 760nm의 파장을 갖는 적외선광이고, 상기 제2적외선광은 850nm의 파장을 갖는 적외선광인 것을 특징으로 하는 자동차용 혈중 산소 측정 장치.
The method according to claim 1,
The first infrared light is infrared light having a wavelength of 760 nm, and the second infrared light is infrared light having a wavelength of 850 nm.
 광원을 통해 운전자 피부에 제1파장을 갖는 제1적외선광과 제2파장을 갖는 제2적외선광을 방사하는 동시에 적외선 카메라로 상기 운전자 피부를 촬영하는 제1과정;
제어부를 통해 상기 적외선 카메라로 촬영한 영상 신호에 기초하여 혈중 산소 포화도를 산출하는 제2과정;을 포함하며,
상기 제2과정은,
상기 적외선 카메라의 영상신호로부터 취득한 제1파장을 갖는 제1명암신호의 평균값과 제2파장을 갖는 제2명암신호의 평균값을 산출하는 과정;
상기 제1명암신호 평균값과 제2명암신호 평균값에 포함되어 있는 헤모글로빈(Hb)의 명암신호 평균값과 산화헤모글로빈(HbO2)의 명암신호 평균값을 구분하여 산출하는 과정;
단위시간에 따른 헤모글로빈(Hb)의 명암신호 평균값 변화량(△Hb)과 산화헤모글로빈(HbO2)의 명암신호 평균값 변화량(△HbO2)에 기초하여 혈중 산소 포화도(SPO2)를 산출하는 과정;
으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 혈중 산소 측정 방법.
a first process of emitting a first infrared light having a first wavelength and a second infrared light having a second wavelength to the driver's skin through a light source and photographing the driver's skin with an infrared camera;
a second process of calculating blood oxygen saturation level based on the image signal captured by the infrared camera through a control unit;
The second process is
calculating an average value of a first light/dark signal having a first wavelength and an average value of a second light/dark signal having a second wavelength obtained from the image signal of the infrared camera;
dividing and calculating the average value of the light and dark signal of hemoglobin (Hb) and the average value of the light and dark signal of oxidized hemoglobin (HbO2), which are included in the average value of the first light and dark signal and the average value of the second light and dark signal;
a process of calculating blood oxygen saturation (SPO2) based on the average change in the light and dark signal of hemoglobin (Hb) (ΔHb) and the average change in the light and dark signal of oxidized hemoglobin (HbO2) (ΔHbO2) according to unit time;
A method for measuring blood oxygen for automobiles, comprising:
 삭제delete
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