KR102680468B1 - 분광기 및 분광기의 동작 방법 - Google Patents

분광기 및 분광기의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

일 양상에 따른 분광기는, 챔버와, 상기 챔버 내부의 공기를 흡입하여 대상체의 피부를 상기 챔버로 끌어당기는 진공 발생기와, 상기 챔버로 당겨진 대상체의 피부에 광을 조사하는 광원과, 상기 대상체의 피부를 통과한 투과광을 수신하여 투과광의 스펙트럼을 획득하는 광 검출기와, 상기 투과광의 스펙트럼을 분석하여 상기 챔버와 상기 피부의 접촉 상태를 판단하고 판단 결과에 따라 상기 챔버로 당겨진 피부 주변에 물리적 힘을 가하여 상기 챔버와 상기 피부의 접촉 상태를 조절하는 피부 접촉 조절기를 포함할 수 있다.

Description

분광기 및 분광기의 동작 방법{Spectrometer and operation method of spectrometer}
분광기 및 분광기의 동작 방법과 관련된다.
NIR(near infrared) 분광 장치를 이용하여 비침습적인 방법으로 피부 내 구성성분을 분석하고 측정하고자 하는 연구가 많은 관심을 받고 있다. 이때, 대부분의 연구는 투과 모드나 반사 모드를 사용하여 피부 스펙트럼을 측정한다. 여기서, 투과 모드는 신호 크기가 크지만 피부에 적용하기 위해서는 피부를 투과해야 하기 때문에 피부 위치 선정에 있어 제약이 따르고, 반사 모드는 피부 스펙트럼을 측정하기 위하여 시스템 상으로 적용하기에 가장 이상적인 모드지만 피부의 산란특성으로 인해 신호의 크기가 매우 작다. 이 두 가지 모드를 절충한 것이 반투과 모드(transflectance mode)이다.
반투과 모드에서 NIR 분광 장치는 피부를 챔버내에 끌어당겨서 피부를 안정적으로 고정시킨 뒤, 빛을 피부에 조사하고 피부로부터 나온 빛을 수신하여 피부 스펙트럼을 획득한다.
분광기 및 분광기의 동작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 양상에 따른 분광기는, 챔버와, 상기 챔버 내부의 공기를 흡입하여 대상체의 피부를 상기 챔버로 끌어당기는 진공 발생기와, 상기 챔버로 당겨진 대상체의 피부에 광을 조사하는 광원과, 상기 대상체의 피부를 통과한 투과광을 수신하여 투과광의 스펙트럼을 획득하는 광 검출기와, 상기 투과광의 스펙트럼을 분석하여 상기 챔버와 상기 피부의 접촉 상태를 판단하고 판단 결과에 따라 상기 챔버로 당겨진 피부 주변에 물리적 힘을 가하여 상기 챔버와 상기 피부의 접촉 상태를 조절하는 피부 접촉 조절기를 포함할 수 있다.
상기 피부 접촉 조절기는, 상기 투과광의 스펙트럼을 기반으로 소정 파장에서의 광 누설량(light leakage amplitude)을 판단하고, 상기 소정 파장에서의 광 누설량을 기반으로 상기 챔버와 상기 피부의 접촉 상태를 판단할 수 있다.
상기 피부 접촉 조절기는, 상기 소정 파장에서의 광 누설량이 소정의 임계값 이상이면 상기 챔버와 상기 피부의 접촉 상태가 불량하다고 판단하고, 상기 챔버로 당겨진 피부 주변에 물리적 힘을 가하여 상기 챔버와 상기 피부의 접촉 상태를 조절할 수 있다.
상기 피부 접촉 조절기는, 상기 챔버로 당겨진 피부 주변을 수직으로 누르거나 상기 챔버로 당겨진 상기 챔버로 당겨진 피부 주변에서 전후/좌우로 진동함으로써, 상기 챔버로 당겨진 피부 주변에 물리적 힘을 가할 수 있다.
상기 피부 접촉 조절기는, 상기 투과광의 스펙트럼을 기반으로 판단된 소정 파장에서의 광 누설량(light leakage amplitude)에 따라 상기 챔버로 당겨진 피부 주변에 물리적 힘을 조절할 수 있다.
분광기는, 상기 수신된 투과광의 유효 광로 길이(effective light pathlength)를 산출하고, 상기 산출된 유효 광로 길이를 기반으로 상기 광원에서 상기 피부로 조사되는 광의 진행 경로를 조절하는 광 경로 조절기를 더 포함할 수 있다.
상기 광 경로 조절기는, 상기 투과광의 스펙트럼을 CLS(Classical Least Square) 알고리즘을 이용하여 분석하여 투과광의 유효 광로 길이를 산출할 수 있다.
상기 광 경로 조절기는, 연속된 굴절 경계면(continuous refractive interface)을 형성하는 서로 혼합되지 않는 두 액체를 이용하여 광의 진행 경로를 조절할 수 있다.
상기 광 경로 조절기는, 용기와, 상기 용기에 담겨 경계면을 형성하고 서로 혼합되지 않는 두 액체와, 상기 경계면의 방향이 변경되도록 상기 용기 내부에 소정 크기의 전기장을 유발하는 복수의 전극들을 포함할 수 있다.
상기 두 액체는, 각각 전도성 액체와 절연성 액체일 수 있다.
다른 양상에 따른 분광기의 동작 방법은, 챔버 내부의 공기를 흡입하여 대상체의 피부를 상기 챔버로 끌어당기는 단계와, 상기 챔버로 당겨진 대상체의 피부에 광을 조사하는 단계와, 상기 대상체의 피부를 통과한 투과광을 수신하여 투과광의 스펙트럼을 획득하는 단계와, 상기 투과광의 스펙트럼을 분석하여 상기 챔버와 상기 피부의 접촉 상태를 판단하는 단계와, 상기 판단 결과에 따라 상기 챔버로 당겨진 피부 주변에 물리적 힘을 가하여 상기 챔버와 상기 피부의 접촉 상태를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 챔버와 피부의 접촉 상태를 판단하는 단계는, 상기 투과광의 스펙트럼을 기반으로 소정 파장에서의 광 누설량(light leakage amplitude)을 판단하는 단계와, 상기 소정 파장에서의 광 누설량을 기반으로 상기 챔버와 상기 피부의 접촉 상태를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 챔버와 피부의 접촉 상태를 판단하는 단계는, 상기 소정 파장에서의 광 누설량이 소정의 임계값 이상이면 상기 챔버와 상기 피부의 접촉 상태가 불량하다고 판단할 수 있다.
상기 챔버와 피부의 접촉 상태를 조절하는 단계는, 상기 챔버로 당겨진 피부 주변을 수직으로 누르거나 상기 챔버로 당겨진 상기 챔버로 당겨진 피부 주변에서 전후/좌우로 진동함으로써, 상기 챔버로 당겨진 피부 주변에 물리적 힘을 가할 수 있다.
상기 챔버와 피부의 접촉 상태를 조절하는 단계는, 상기 투과광의 스펙트럼을 기반으로 판단된 소정 파장에서의 광 누설량(light leakage amplitude)에 따라 상기 챔버로 당겨진 피부 주변에 물리적 힘을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
분광기의 동작 방법은, 상기 수신된 투과광의 유효 광로 길이(effective light pathlength)를 산출하는 단계와, 상기 산출된 유효 광로 길이를 기반으로 상기 광원에서 상기 피부로 조사되는 광의 진행 경로를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 투과광의 유효 광로 길이를 산출하는 단계는, 상기 투과광의 스펙트럼을 CLS(Classical Least Square) 알고리즘을 이용하여 분석하여 투과광의 유효 광로 길이를 산출할 수 있다.
상기 광의 진행 경로를 조절하는 단계는, 연속된 굴절 경계면(continuous refractive interface)을 형성하는 서로 혼합되지 않는 두 액체를 이용하여 광의 진행 경로를 조절할 수 있다.
상기 두 액체는, 각각 전도성 액체와 절연성 액체일 수 있다.
챔버와 피부의 접촉 상태를 조절하고 피부 내 통과하는 광의 광로 길이를 일정하게 유지함으로써, 정확한 생체 성분 분석을 위한 분석용 스펙트럼을 획득할 수 있고, 생체 성분 분석의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 분광기의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 2a 내지 도 2c는 피부 접촉을 조절하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3a 및 도 3b는 챔버(120)와 대상체의 피부(10)의 접촉 상태에 따른 스펙트럼의 변화를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 분광기의 다른 실시예를 도시한 블록도이다.
도 5는 광 경로 조절기(460)에 포함되는 광학 장치의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 광학 장치(500)를 이용하여 광의 굴절각을 조정하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 분광기의 피부 접촉 상태 조절 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 8은 분광기의 분석용 스펙트럼 획득 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 9는 분광기의 분석용 스펙트럼 획득 방법의 다른 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 10은 생체 성분 분석 장치의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
한편, 각 단계들에 있어, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 수행될 수 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하고, '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.
도 1은 분광기의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 분광기(100)는 진공 발생기(110), 챔버(120), 광원(130), 광 검출기(140) 및 피부 접촉 조절기(150)를 포함할 수 있다.
진공 발생기(110)는 챔버(120) 내부의 공기를 흡입함으로써 챔버(120) 내부를 진공으로 유지시켜 대상체의 피부(10)를 챔버(120) 속으로 끌어당길 수 있다.
광원(130)은 대상체의 피부(10)에 광을 조사한다. 예를 들어, 광원(130)은 소정 파장의 광, 예컨대 근적외선(Near Infrared, NIR)을 피부(10)에 조사할 수 있다. 그러나, 측정 목적이나 측정하고자 하는 구성 성분의 종류에 따라서 광원(130)으로부터 조사되는 광의 파장은 달라질 수 있다. 그리고 광원(130)은 반드시 단일의 발광체로 구성될 필요는 없으며, 다수의 발광체의 집합으로 구성될 수도 있다. 광원(130)이 다수의 발광체의 집합으로 구성되는 경우에 다수 개의 발광체는 측정 목적에 적합하도록 서로 다른 파장의 광을 방출하거나 또는 모두 동일한 파장의 광을 방출할 수도 있다. 발광체는 다이오드(light emitted diode, LED) 또는 레이저 다이오드(laser diode) 등을 포함할 수 있다.
광 검출기(140)는 광원(130)에서 조사된 광 중에서 피부(10)를 통과한 투과광을 수신하고 수신된 투과광의 스펙트럼을 획득한다. 일 실시예에 따르면, 광 검출기(140)는 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transistor, PTr) 또는 전자 결합 소자(charge-coupled device, CCD)등을 포함할 수 있다. 광 검출기(140)는 반드시 하나의 소자로 구성될 필요는 없으며, 다수의 소자들이 모여 어레이 형태로 구성될 수도 있다.
한편, 광 검출기(140)에서 획득된 투과광의 스펙트럼은 대상체의 내부에 대한 정보를 포함하고 있으므로 혈당 등과 같은 대상체 내부의 구성성분 등을 분석하는데 활용될 수 있다.
피부 접촉 조절기(150)는 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태를 판단한다.
대상체의 피부(10)와 챔버(120)의 접촉상태는 대상체 내부의 구성성분 분석에 사용되는 투과광의 품질에 영향을 미친다. 즉, 대상체의 피부(10)가 챔버(120)의 한쪽 영역에 치우쳐 챔버(120)에 첩촉되면 피부(10)를 통과한 투과광의 품질은 낮아지고 결국 대상체 내부의 구성성분 분석 역시 부정확한 결과를 얻게 된다. 따라서, 대상체의 피부(10)가 챔버(120)의 한쪽 영역에 치우치지 않고 균등하게 접촉되도록 대상체의 피부(10)와 챔버(120)의 접촉 상태를 조절할 필요가 있다.
일 실시예에 따르면, 피부 접촉 조절기(150)는 광 검출기(140)에서 획득된 투과광의 스펙트럼을 분석하여 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태를 판단할 수 있다. 예컨대, 피부 접촉 조절기(150)는 광 검출기(140)에서 획득된 투과광의 스펙트럼을 기반으로 소정 파장에서의 광 누설량(light leakage amplitude)을 판단하고, 소정 파장에서의 광 누설량이 소정의 임계값 이상이면 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태가 불량하다고 판단할 수 있다. 이때, 소정 파장은 물에 반응하는 파장, 즉 물에 흡수되는 파장으로서 측정 목적이나 측정하고자 하는 구성 성분의 종류에 따라서 다양하게 설정될 수 있다.
피부 접촉 조절기(150)는 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태가 불량하다고 판단되면, 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태를 조절한다. 일 실시예에 따르면, 피부 접촉 조절기(150)는 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변에 물리적 힘을 가하여 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태를 조절할 수 있다. 예컨대, 피부 접촉 조절기(150)는 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태가 불량하다고 판단되면, 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변을 수직으로 누르거나 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변에서 전후/좌우로 진동하여 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변에 물리적 힘을 가할 수 있다. 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변에 물리적 힘이 가해지면, 챔버(120)와 대상체의 피부(10)간에 떨어짐과 접촉이 반복되고, 그 결과 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태가 조절될 수 있다.
피부 접촉 조절기(150)는 소정 파장에서의 광 누설량(light leakage amplitude)에 따라 챔버(120)로 당겨진 피부 주변에 물리적 힘을 조절할 수 있다. 예컨대, 피부 접촉 조절기(150)는 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변을 수직으로 누르는 힘을 그 힘의 크기에 따라 다수의 단계로 구분하고, 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변에서 전후/좌우로 진동하는 힘을 그 힘의 크기에 따라 다수의 단계로 구분할 수 있다. 또한, 피부 접촉 조절기(150)는 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태(예컨대, 광 누설량)에 대응하는 각 단계의 힘을 가함으로써 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변을 수직으로 누르는 힘 및/또는 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변에서 전후/좌우로 진동하는 힘을 적절히 조절할 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 피부 접촉을 조절하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 참조번호 210은 챔버(120)와 대상체의 피부(10)의 접촉이 어느 한쪽으로의 치우침없이 균등하게 이루어질 때, 대상체의 피부(10)가 당겨져 위치하는 면으로서 설명의 편의를 위해 표시한 것이다.
도 2a를 참조하면, 진공 발생기(110)는 챔버(120)에 진공을 유지시켜 대상체의 피부(10)를 챔버(120) 속으로 끌어당긴다. 이때, 대상체의 피부(10)는 챔버(120)의 한쪽 영역에 치우쳐 비균등하게 챔버(120)에 접촉된다. 광원(130)은 대상체의 피부(10)에 광을 조사하고, 광 검출기(140)는 피부(10)를 통과한 투과광을 수신하고 투과광의 스펙트럼을 획득한다. 피부 접촉 조절기(150)는 광 검출기(140)에서 획득된 투과광의 스펙트럼을 분석하고 그 결과 챔버(120)와 대상체의 피부(10)의 접촉 상태를 불량이라고 판단한다.
도 2b를 참조하면, 피부 접촉 조절기(150)는 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변을 수직으로 누르거나 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변에서 전후/좌우로 진동하여 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변에 물리적 힘을 가한다. 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10) 주변에 가해진 물리적 힘에 따라 챔버(120)와 대상체의 피부(10)간에 떨어짐과 접촉이 반복된다. 피부 접촉 조절기(150)는 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태(예컨대, 소정 파장에서의 광 누설량)에 따라 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변을 수직으로 누르는 힘 및/또는 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변에서 전후/좌우로 진동하는 힘을 적절히 조절할 수 있다.
도 2c를 참조하면, 피부 접촉 조절기(150)는 소정 시간이 지난 후 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변에 가해진 물리적 힘을 제거한다. 광원(130)은 다시 대상체의 피부(10)에 광을 조사하고, 광 검출기(140)는 피부(10)를 통과한 투과광을 수신하여 투과광의 스펙트럼을 획득한다. 피부 접촉 조절기(150)는 광 검출기(140)에서 획득된 투과광의 스펙트럼을 분석하여 챔버(120)와 대상체의 피부(10)의 접촉 상태를 적절이라고 판단한다. 즉, 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10) 주변에 가해진 물리적 힘에 따라 챔버(120)와 대상체의 피부(10)간에 떨어짐과 접촉이 반복되고, 그 결과 챔버(120)와 피부(10)의 접촉이 어느 한쪽으로 치우침이 없이 균등해진다.
도 3a 및 도 3b는 챔버(120)와 대상체의 피부(10)의 접촉 상태에 따른 스펙트럼의 변화를 설명하기 위한 예시도이다. 상세하게는, 도 3a는 챔버(120)와 대상체의 피부(10)의 접촉 상태가 불량할 경우의 예시도이고, 도 3b는 챔버(120)와 대상체의 피부(10)의 접촉 상태가 적절할 경우의 예시도이다.
도 3a를 참조하면, 챔버(120)와 대상체의 피부(10)의 접촉 상태가 불량할 경우, 즉, 대상체의 피부(10)가 챔버(120)의 한쪽 영역에 치우쳐 챔버(120)에 접촉된 경우에, 광 검출기(140)에서 획득된 투과광의 스펙트럼은 특정 파장(파장 1 또는 파장 2)에서의 강도(intensity)가 0보다 크다. 즉, 챔버(120)와 대상체의 피부(10)의 접촉 상태가 불량하면 특정 파장에서 광 누설이 존재함을 알 수 있다.
도 3b를 참조하면, 챔버(120)와 대상체의 피부(10)의 접촉 상태가 적절할 경우, 즉, 대상체의 피부(10)가 챔버(120)의 한쪽 영역으로의 치우침 없이 균등하게 챔버(120)에 접촉된 경우에, 광 검출기(140)에서 획득된 투과광의 스펙트럼은 특정 파장(파장 1 또는 파장 2)에서의 강도가 0과 같거나 0에 근접하다. 즉, 챔버(120)와 대상체의 피부(10)의 접촉 상태가 적절하면 특정 파장에서 광 누설이 거의 없음을 알 수 있다.
이러한 챔버(120)와 대상체의 피부(10)의 접촉 상태와, 스펙트럼간의 관계를 기반으로 피부 접촉 조절기(150)는 챔버(120)와 대상체의 피부(10)의 접촉 상태를 판단할 수 있다. 즉, 피부 접촉 조절기(150)는 광 검출기(140)에서 획득된 투과광의 스펙트럼을 분석하여 특정 파장에서의 광 누설량을 판단하고, 특정 파장에서의 광 누설량이 소정의 임계값 이상이면 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태가 불량하다고 판단할 수 있다.
도 4는 분광기의 다른 실시예를 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 분광기(400)는 진공 발생기(410), 챔버(420), 광원(430), 광 검출기(440), 피부 접촉 조절기(450), 및 광 경로 조절기(460)를 포함할 수 있다. 도 4의 진공 발생기(410), 챔버(420), 광원(430), 광 검출기(440) 및 피부 접촉 조절기(450)는 도 1의 진공 발생기(110), 챔버(120), 광원(130), 광 검출기(140) 및 피부 접촉 조절기(150)와 동일하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
광 경로 조절기(460)는 광 검출기(440)에서 수신된 투과광의 유효 광로 길이(effective light pathlength)를 산출한다. 유효 광로 길이는 광이 대상체의 피부 내의 물 성분을 통과한 길이를 의미한다. 일 실시예에 따르면, 광 경로 조절기(460)는 광 검출기(440)에서 획득된 투과광의 스펙트럼을 CLS(Classical Least Square) 알고리즘을 이용하여 분석하여 투과광의 유효 광로 길이를 산출할 수 있다. 그러나 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 광 경로 조절기(460)는 공지된 다양한 방법을 이용하여 유효 광로 길이를 산출할 수 있다.
광 경로 조절기(460)는 산출된 유효 광로 길이를 기반으로 광원(430)에서 피부(10)로 조사되는 광의 진행 경로를 조절한다. 예컨대, 광 경로 조절기(460)는 산출된 유효 광로 길이가 소정의 목표 유효 광로 길이와 일치하는 지 여부를 판단하고, 불일치하는 경우 광원(430)에서 피부(10)로 조사되는 광의 진행 경로를 조절할 수 있다. 즉, 광 경로 조절기(460)는 산출된 유효 광로 길이와 소정의 목표 유효 광로 길이의 일치 여부에 따라 광원(430)으로부터 일정한 방향으로 조사되어 대상체의 피부(10)로 입사되는 광의 진행 경로를 변경시킬 수 있다. 예컨대, 광 경로 조절기(460)는 산출된 유효 광로 길이가 소정의 목표 유효 광로 길이보다 작으면 광원(430)에서 조사된 광의 진행 방향을 제1 방향(471)에서 제2 방향(472)로 변경시킬 수 있다.
한편, 광원(430)에서 조사된 광의 진행 방향을 변경시킬 수 있으면, 광 경로 조절기(460)의 구현 방법은 제한이 없다. 예컨대, 광 경로 조절기(460)는 도 5를 참조하여 후술하는 광학 장치(500)를 이용하여 광원(430)에서 조사된 광을 소정의 각도로 굴절시켜 광의 진행 방향을 변경시킬 수도 있으며, 반사각이 조절될 수 있는 반사경 또는 이들의 조합과 반사경 또는 이들의 조합을 구동(반사각 변경)시킬 수 있는 구동 수단을 이용하여 광의 진행 방향을 변경시킬 수도 있다. 또한, 광 경로 조절기(460)는 소정 크기의 굴절각을 갖는 굴절 장치와 이 굴절 장치에 의한 굴절 방향이 변경되도록 굴절 장치를 조정(예컨대, 축회전)할 수 있는 조정 수단을 이용하여 광의 진행 방향을 변경시킬 수도 있다.
이하 도 5를 참조하여 광 경로 조절기(460)의 일 실시예를 상세히 설명한다.
도 5는 광 경로 조절기(460)에 포함되는 광학 장치의 일 실시예를 도시한 도면이다. 광학 장치(500)는 광의 굴절각을 변경시켜 광의 진행 경로를 변경시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 광학 장치(500)는 용기(520), 서로 혼합되지 않는 두 액체(540a, 540b) 및 전극들(560)을 포함할 수 있다. 광 경로 조절기(460)는 하나의 광학 장치(500)만을 포함하여 구성되거나 복수의 광학 장치(500)들의 어레이를 포함하여 구성될 수 있다.
용기(520)는 두 액체(540a, 540b)를 담기 위한 것으로, 전체가 투명한 재질로 형성되거나 또는 적어도 광이 입력되는 방향과 출력되는 방향으로 사용되는 표면(도 5에서는 상면과 하면)만은 투명한 재질로 형성될 수 있다. 용기(520)의 내면, 즉 두 액체(540a, 540b)가 접촉하는 면(적어도 4개의 측벽의 내면)은 전기 습윤 특성(Electro-wetting property)을 이용할 수 있도록 유전체 물질(dielectric material)로 형성된 유전막이 단일층 또는 복수층으로 코팅되어 있을 수 있다. 이러한 유전체 물질은 테프론(Teflon), 패럴린(parylene), 실리콘 질화물(SiNx) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
두 액체(540a, 540b) 중에서 하나는 도전성 액체(conductive liquid)이고 다른 하나는 절연성 액체(insulating liquid)이다. 예컨대, 두 액체(540a, 540b) 중에서 위쪽에 위치하는 제1 액체(540a)가 도전성 액체이고, 아래쪽에 위치하는 제2 액체(540b)가 절연성 액체일 수 있다. 하지만, 이것은 일 예에 불과할 뿐, 두 액체(540a, 540b)의 전기적 특성이 반대가 될 수 있다는 것은 자명하다.
도전성 액체는 순수한 물이거나 또는 소정의 전해질이 함유되어 있는 물일 수 있다. 그리고 절연성 액체는 오일일 수 있다. 하지만, 여기에만 한정되는 것은 아니며, 도전성 액체나 절연성 액체로 사용될 수 있는 종류에는 특별한 제한이 없다. 다만, 도전성 액체는 후술하는 전기 습윤 현상을 이용하여 그 퍼짐 정도를 정밀하게 제어할 수 있는 액체인 것이 보다 유용하다.
두 액체(540a, 540b)는 서로 혼합되지 않는다. 따라서 용기(520)에 담겨 있는 두 액체(540a, 540b) 사이에는 경계면(540c)이 존재하게 된다. 그리고 용기(520)의 형상에 따라서 경계면(540c)의 방향도 변경될 수 있다. 광이 입사되는 방향에 대한 경계면(540c)의 방향에 따라서 광은 그대로 통과하거나 또는 소정의 각도로 굴절될 수 있으므로, 이러한 경계면(540c)은 광의 굴절면으로서 기능할 수 있다.
복수의 전극들(560)은 용기(520)의 외벽에 배치된다. 복수의 전극들(560)은 2개 이상으로서 각각 독립적으로 전압 인가가 가능하도록 구성될 수 있다. 도 5에서는 4개의 전극들(560)이 육면체 형상의 용기(520)의 각 측벽에 배치된 것으로 도시되어 있으나, 이것이 예시적인 것이며 더 많은 수의 전극들로 구성되거나 또는 측벽 이외의 다른 위치에도 전극이 추가로 배치될 수 있다.
복수의 전극들(560)은 두 액체(540a, 540b) 중에서 도전성 액체(540a)의 전기 습윤 특성을 이용하기 위한 구동 수단으로서 기능한다. 복수의 전극들(560)에 각각 소정의 전압이 인가되어서 용기(520)의 내부에 전기장이 유발되면, 전기 습윤 특성에 따라 도전성 액체(540a)는 유전체막, 즉 용기(520)의 내벽에 대한 퍼짐성이 변화하게 된다. 그리고 인가되는 전압의 세기나 방향이 변경되면, 퍼짐성의 변화 정도와 변화 방향을 제어하는 것도 가능하다.
이와 같이, 도전성 액체(540a)의 퍼짐성이 변화하면, 도전성 액체(540a)가 분포되는 영역이 변하여 결국 두 액체(540a, 540b)가 각각 용기(520) 내부에서 차지하는 공간도 변경되게 된다. 그리고 그에 따라서 두 액체(540a, 540b) 사이의 경계면(540c)의 방향이 변경될 수 있다. 결국, 전극들(560)에 인가되는 전압을 조정함으로써 경계면(540c)의 방향을 변경시키는 것이 가능하다. 또한, 이러한 경계면(540c)의 방향 변경을 정밀하게 제어함으로써, 경계면(540c)이 광에 대하여 연속된 굴절 경계면(continuous refractive interface)을 형성하도록 할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 광학 장치(500)를 이용하여 광의 굴절각을 조정하는 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 6a 내지 도 6c에 의하면 각 도면에서의 경계면(540c)이 서로 다르다는 것을 알 수 있는데, 이것은 내부에 생성되는 전기장의 크기 및/또는 방향의 변화에 따른 도전성 액체(540a)의 전기 습윤 특성으로부터 유발된 것임은 전술한 바와 같다.
도 6a를 참조하면, 입사되는 광은 수평 방향인 경계면(540c)에서 굴절이 일어나지 않고 직진한다. 그리고 도 6b를 참조하면, 경계면(540c)의 방향이 우상 방향으로 변경됨에 따라서 입사되는 광도 경계면(540c)에서 소정의 각도(θ3)만큼 왼쪽으로 굴절된다. 또한, 도 6c를 참조하면, 경계면(540c)의 방향이 우하 방향으로 변경됨에 따라서 입사되는 광도 경계면(540c)에서 소정의 각도(θ2)만큼 오른쪽으로 굴절된다.
도 7은 분광기의 피부 접촉 상태 조절 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다. 도 7의 피부 접촉 상태 조절 방법은 도 1의 분광기(100)에 의해 수행할 수 있다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 분광기(100)는 챔버(120) 내부의 공기를 흡입하여 대상체의 피부(10)를 챔버(120) 속으로 끌어당긴다(705).
분광기(100)는 대상체의 피부(10)에 광을 조사한다(710). 예를 들어, 분광기(100)는 소정 파장의 광, 예컨대 근적외선(Near Infrared, NIR)을 피부(10)에 조사할 수 있다. 그러나, 측정 목적이나 측정하고자 하는 구성 성분의 종류에 따라서 분광기(100)로부터 조사되는 광의 파장은 달라질 수 있다.
분광기(100)는 피부(10)를 통과한 투과광을 수신하고 수신된 투과광의 스펙트럼을 획득한다(715).
분광기(100)는 투과광의 스펙트럼을 분석하여 특정 파장에서의 광 누설량(A)을 판단하고(720), 소정 파장에서의 광 누설량(A)과 소정의 임계값(Ath)을 비교한다(725). 이때, 소정 파장은 물에 반응하는 파장, 즉 물에 흡수되는 파장으로서 측정 목적이나 측정하고자 하는 구성 성분의 종류에 따라서 다양하게 설정될 수 있다.
분광기(100)는 소정 파장에서의 광 누설량(A)이 소정의 임계값(Ath) 이상이면 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태가 불량하다고 판단하고 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태를 조절한다(730). 일 실시예에 따르면, 분광기(100)는 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변에 물리적 힘을 가하여 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태를 조절할 수 있다. 예컨대, 분광기(100)는 소정 파장에서의 광 누설량(A)이 소정의 임계값(Ath) 이상이면, 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변을 수직으로 누르거나 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변에서 전후/좌우로 진동하여 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변에 물리적 힘을 가할 수 있다. 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변에 물리적 힘이 가해지면, 챔버(120)와 대상체의 피부(10)간에 떨어짐과 접촉이 반복되고, 그 결과 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태가 조절될 수 있다.
분광기(100)는 소정 파장에서의 광 누설량(light leakage amplitude)에 따라 챔버(120)로 당겨진 피부 주변에 물리적 힘을 조절할 수 있다. 예컨대, 분광기(100)는 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변을 수직으로 누르는 힘을 그 힘의 크기에 따라 다수의 단계로 구분하고, 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변에서 전후/좌우로 진동하는 힘을 그 힘의 크기에 따라 다수의 단계로 구분할 수 있다. 또한, 분광기(100)는 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태(예컨대, 광 누설량)에 대응하는 각 단계의 힘을 가함으로써 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변을 수직으로 누르는 힘 및/또는 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변에서 전후/좌우로 진동하는 힘을 적절히 조절할 수 있다.
분광기(100)는 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태가 조절되면, 다시 단계 710으로 돌아가 피부(10)에 광을 조사한다. 즉, 분광기(100)는 소정 파장에서의 광 누설량(A)이 소정의 임계값(Ath) 미만이 될 때까지 단계 710, 단계 715, 단계 720, 단계 725 및 단계 730을 반복한다.
도 8은 분광기의 분석용 스펙트럼 획득 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다. 도 8의 분석용 스펙트럼 획득 방법은 도 4의 분광기(400)에 의해 수행할 수 있다.
도 4 및 도 8을 참조하면, 분광기(400)는 챔버(120) 내부의 공기를 흡입하여 대상체의 피부(10)를 챔버(120) 속으로 끌어당긴다(805).
분광기(400)는 대상체의 피부(10)에 광을 조사한다(810). 예를 들어, 분광기(400)는 소정 파장의 광, 예컨대 근적외선(Near Infrared, NIR)을 피부(10)에 조사할 수 있다. 그러나, 측정 목적이나 측정하고자 하는 구성 성분의 종류에 따라서 분광기(400)로부터 조사되는 광의 파장은 달라질 수 있다.
분광기(400)는 피부(10)를 통과한 투과광을 수신하고 수신된 투과광의 스펙트럼을 획득한다(815).
분광기(400)는 수신된 투과광의 유효 광로 길이(EPL)를 산출한다(820). 유효 광로 길이는 광이 대상체의 피부 내의 물 성분을 통과한 길이를 의미한다. 일 실시예에 따르면, 분광기(400)는 투과광의 스펙트럼을 CLS(Classical Least Square) 알고리즘을 이용하여 분석하여 투과광의 유효 광로 길이를 산출할 수 있다. 그러나 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 분광기(400)는 공지된 다양한 방법을 이용하여 유효 광로 길이를 산출할 수 있다.
분광기(400)는 산출된 유효 광로 길이(EPL)가 소정의 목표 유효 광로 길이(EPLt)와 일치하는 지 여부를 판단하고(825), 불일치하는 경우 광원(430)에서 피부(10)로 조사되는 광의 진행 경로를 조절한다(830). 예컨대, 분광기(400)는 도 5를 참조하여 전술한 광학 장치(500)를 이용하여 광원(430)에서 조사된 광을 소정의 각도로 굴절시켜 광의 진행 방향을 조절할 수도 있으며, 반사각이 조절될 수 있는 반사경 또는 이들의 조합과 반사경 또는 이들의 조합을 구동(반사각 변경)시킬 수 있는 구동 수단을 이용하여 광의 진행 방향을 조절할 수도 있다. 또한, 분광기(400)는 소정 크기의 굴절각을 갖는 굴절 장치와 이 굴절 장치에 의한 굴절 방향이 변경되도록 굴절 장치를 조정(예컨대, 축회전)할 수 있는 조정 수단을 이용하여 광의 진행 방향을 조절할 수도 있다.
분광기(400)는 광의 진행 경로가 조절되면, 다시 단계 810으로 돌아가 피부(10)에 광을 조사한다. 즉, 분광기(400)는 투과광의 유효 광로 길이(EPL)가 소정의 목표 유효 광로 길이(EPLt)와 일치할 때까지 단계 810, 단계 815, 단계 820, 단계 825 및 단계 830을 반복한다.
한편, 분광기(400)는 단계 825의 판단 결과 투과광의 유효 광로 길이(EPL)가 소정의 목표 유효 광로 길이(EPLt)와 일치하면, 투과광의 스펙트럼을 분석용 스펙으럼으로서 획득한다(835).
도 9는 분광기의 분석용 스펙트럼 획득 방법의 다른 실시예를 도시한 흐름도이다. 도 9의 분석용 스펙트럼 획득 방법은 도 4의 분광기(400)에 의해 수행할 수 있다.
도 4 및 도 9를 참조하면, 분광기(400)는 챔버(120) 내부의 공기를 흡입하여 대상체의 피부(10)를 챔버(120) 속으로 끌어당긴다(905).
분광기(400)는 대상체의 피부(10)에 광을 조사한다(910). 예를 들어, 분광기(400)는 소정 파장의 광, 예컨대 근적외선(Near Infrared, NIR)을 피부(10)에 조사할 수 있다. 그러나, 측정 목적이나 측정하고자 하는 구성 성분의 종류에 따라서 분광기(400)로부터 조사되는 광의 파장은 달라질 수 있다.
분광기(400)는 피부(10)를 통과한 투과광을 수신하고 수신된 투과광의 스펙트럼을 획득한다(815).
분광기(400)는 투과광의 스펙트럼을 분석하여 특정 파장에서의 광 누설량(A)을 판단하고(920), 소정 파장에서의 광 누설량(A)과 소정의 임계값(Ath)을 비교한다(925). 이때, 소정 파장은 물에 반응하는 파장, 즉 물에 흡수되는 파장으로서 측정 목적이나 측정하고자 하는 구성 성분의 종류에 따라서 다양하게 설정될 수 있다.
분광기(400)는 소정 파장에서의 광 누설량(A)이 소정의 임계값(Ath) 이상이면 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태가 불량하다고 판단하고 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태를 조절한다(930). 일 실시예에 따르면, 분광기(400)는 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변에 물리적 힘을 가하여 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태를 조절할 수 있다. 예컨대, 분광기(400)는 소정 파장에서의 광 누설량(A)이 소정의 임계값(Ath) 이상이면, 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변을 수직으로 누르거나 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변에서 전후/좌우로 진동하여 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변에 물리적 힘을 가할 수 있다. 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변에 물리적 힘이 가해지면, 챔버(120)와 대상체의 피부(10)간에 떨어짐과 접촉이 반복되고, 그 결과 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태가 조절될 수 있다.
분광기(400)는 소정 파장에서의 광 누설량(light leakage amplitude)에 따라 챔버(120)로 당겨진 피부 주변에 물리적 힘을 조절할 수 있다. 예컨대, 분광기(400)는 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변을 수직으로 누르는 힘을 그 힘의 크기에 따라 다수의 단계로 구분하고, 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변에서 전후/좌우로 진동하는 힘을 그 힘의 크기에 따라 다수의 단계로 구분할 수 있다. 또한, 분광기(400)는 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태(예컨대, 광 누설량)에 대응하는 각 단계의 힘을 가함으로써 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변을 수직으로 누르는 힘 및/또는 챔버(120)로 당겨진 대상체의 피부(10)의 주변에서 전후/좌우로 진동하는 힘을 적절히 조절할 수 있다.
분광기(400)는 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태가 조절되면, 다시 단계 910으로 돌아가 피부(10)에 광을 조사한다. 즉, 분광기(400)는 소정 파장에서의 광 누설량(A)이 소정의 임계값(Ath) 미만이 될 때까지 단계 910, 단계 915, 단계 920, 단계 925 및 단계 930을 반복한다.
분광기(400)는 소정 파장에서의 광 누설량(A)이 소정의 임계값(Ath) 미만이면 챔버(120)와 피부(10)의 접촉 상태가 적절하다고 판단하고 투과광의 유효 광로 길이(EPL)을 산출한다(935). 일 실시예에 따르면, 분광기(400)는 투과광의 스펙트럼을 CLS(Classical Least Square) 알고리즘을 이용하여 분석하여 투과광의 유효 광로 길이를 산출할 수 있다.
분광기(400)는 산출된 유효 광로 길이(EPL)가 소정의 목표 유효 광로 길이(EPLt)와 일치하는 지 여부를 판단하고(940), 불일치하는 경우 광원(430)에서 피부(10)로 조사되는 광의 진행 경로를 조절한다(945). 예컨대, 분광기(400)는 도 5를 참조하여 전술한 광학 장치(500)를 이용하여 광원(430)에서 조사된 광을 소정의 각도로 굴절시켜 광의 진행 방향을 조절할 수도 있으며, 반사각이 조절될 수 있는 반사경 또는 이들의 조합과 반사경 또는 이들의 조합을 구동(반사각 변경)시킬 수 있는 구동 수단을 이용하여 광의 진행 방향을 조절할 수도 있다. 또한, 분광기(400)는 소정 크기의 굴절각을 갖는 굴절 장치와 이 굴절 장치에 의한 굴절 방향이 변경되도록 굴절 장치를 조정(예컨대, 축회전)할 수 있는 조정 수단을 이용하여 광의 진행 방향을 조절할 수도 있다.
분광기(400)는 광의 진행 경로가 조절되면, 다시 대상체의 피부(10)에 광을 조사하고(950), 피부(10)를 통과한 투과광을 수신하고 수신된 투과광의 스펙트럼을 획득한다(955).
분광기(400)는 투과광 수신 및 투과광의 스펙트럼 획득이 완료되면, 다시 단계 935로 돌아가 투과광의 유효 광로 길이(EPL)을 산출한다. 즉, 분광기(400)는 투과광의 유효 광로 길이(EPL)가 소정의 목표 유효 광로 길이(EPLt)와 일치할 때까지 단계 935, 단계 940, 단계 945, 단계 950 및 단계 955를 반복한다.
한편, 분광기(400)는 단계 940의 판단 결과 투과광의 유효 광로 길이(EPL)가 소정의 목표 유효 광로 길이(EPLt)와 일치하면, 투과광의 스펙트럼을 분석용 스펙으럼으로서 획득한다(960).
도 10은 생체 성분 분석 장치의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
생체 성분 분석 장치(1000)는 전자 장치에 탑재될 수 있다. 이때 전자 장치는 휴대폰, 스파트폰, 타블렛, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 등을 포함할 수 있고, 웨어러블 디바이스는 손목시계형, 손목 밴드형, 반지형, 벨트형, 목걸이형, 발목 밴드형, 허벅지 밴드형, 팔뚝 밴드형 등을 포함할 수 있다. 그러나 전자 장치는 상술한 예에 제한되지 않으며, 웨어러블 디바이스 역시 상술한 예에 제한되지 않는다.
도 10을 참조하면, 생체 성분 분석 장치(1000)는 분광기(1010) 및 스펙트럼 분석부(1020)를 포함할 수 있다.
분광기(1010)는 대상체의 피부 스펙트럼(예컨대, 대상체의 피부를 통과한 투과광의 스펙트럼)을 획득할 수 있는 장치로, 도 1 내지 도 9를 참조하여 전술한 분광기(100) 또는 분광기(400)와 같으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
스펙트럼 분석부(1020)는 분광기(1010)를 통하여 획득한 피부 스펙트럼을 분석하여 혈당 등과 같은 대상체의 생체 성분을 분석한다. 이때, 스펙트럼 분석부(1020)는 공지된 다양한 방법을 이용하여 대상체의 생체 성분을 분석할 수 있다.
본 발명의 일 양상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있다. 상기의 프로그램을 구현하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함할 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 디스크 등을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 작성되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.
100, 400: 분광기
110, 410: 진공 발생기
120, 420: 챔버
130, 430: 광원
140, 440: 광 검출기
150, 450: 피부 접촉 조절기
460: 광 경로 조절기

Claims (19)

  1. 비침습적으로 혈당을 포함한 대상체의 생체 성분을 분석하기 위한 스펙트럼을 획득하는 분광기로서,
    챔버;
    상기 챔버 내부의 공기를 흡입하여 대상체의 피부를 상기 챔버로 끌어당기는 진공 발생기;
    상기 챔버로 당겨진 대상체의 피부에 광을 조사하는 광원;
    상기 대상체의 피부를 통과한 투과광을 수신하여 투과광의 스펙트럼을 획득하는 광 검출기;
    상기 투과광의 스펙트럼을 분석하여 상기 챔버와 상기 피부의 접촉 상태를 판단하고 판단 결과에 따라 상기 챔버로 당겨진 피부 주변에 물리적 힘을 가하여 상기 챔버와 상기 피부의 접촉 상태를 조절하는 피부 접촉 조절기; 를 포함하고,
    상기 피부 접촉 조절기는
    상기 챔버로 당겨진 피부 주변에서 전후/좌우로 진동함으로써, 상기 챔버로 당겨진 피부 주변에 물리적 힘을 가하는,
    분광기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피부 접촉 조절기는,
    상기 투과광의 스펙트럼을 기반으로 소정 파장에서의 광 누설량(light leakage amplitude)을 판단하고, 상기 소정 파장에서의 광 누설량을 기반으로 상기 챔버와 상기 피부의 접촉 상태를 판단하는,
    분광기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 피부 접촉 조절기는,
    상기 소정 파장에서의 광 누설량이 소정의 임계값 이상이면 상기 챔버와 상기 피부의 접촉 상태가 불량하다고 판단하고, 상기 챔버로 당겨진 피부 주변에 물리적 힘을 가하여 상기 챔버와 상기 피부의 접촉 상태를 조절하는,
    분광기.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 피부 접촉 조절기는,
    상기 투과광의 스펙트럼을 기반으로 판단된 소정 파장에서의 광 누설량(light leakage amplitude)에 따라 상기 챔버로 당겨진 피부 주변에 물리적 힘을 조절하는,
    분광기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수신된 투과광의 유효 광로 길이(effective light pathlength)를 산출하고, 상기 산출된 유효 광로 길이를 기반으로 상기 광원에서 상기 피부로 조사되는 광의 진행 경로를 조절하는 광 경로 조절기; 를 더 포함하는,
    분광기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 광 경로 조절기는,
    상기 투과광의 스펙트럼을 CLS(Classical Least Square) 알고리즘을 이용하여 분석하여 투과광의 유효 광로 길이를 산출하는,
    분광기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 광 경로 조절기는,
    연속된 굴절 경계면(continuous refractive interface)을 형성하는 서로 혼합되지 않는 두 액체를 이용하여 광의 진행 경로를 조절하는,
    분광기.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 광 경로 조절기는,
    용기;
    상기 용기에 담겨 경계면을 형성하고 서로 혼합되지 않는 두 액체;
    상기 경계면의 방향이 변경되도록 상기 용기 내부에 소정 크기의 전기장을 유발하는 복수의 전극들; 을 포함하는,
    분광기.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 두 액체는,
    각각 전도성 액체와 절연성 액체인,
    분광기.
  11. 비침습적으로 혈당을 포함한 대상체의 생체 성분을 분석하기 위한 스펙트럼을 획득하는 분광기의 동작 방법으로서,
    챔버 내부의 공기를 흡입하여 대상체의 피부를 상기 챔버로 끌어당기는 단계;
    상기 챔버로 당겨진 대상체의 피부에 광을 조사하는 단계;
    상기 대상체의 피부를 통과한 투과광을 수신하여 투과광의 스펙트럼을 획득하는 단계;
    상기 투과광의 스펙트럼을 분석하여 상기 챔버와 상기 피부의 접촉 상태를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과에 따라 상기 챔버로 당겨진 피부 주변에 물리적 힘을 가하여 상기 챔버와 상기 피부의 접촉 상태를 조절하는 단계; 를 포함하고,
    상기 피부의 접촉 상태를 조절하는 단계는
    상기 챔버로 당겨진 피부 주변에서 전후/좌우로 진동함으로써, 상기 챔버로 당겨진 피부 주변에 물리적 힘을 가하는,
    분광기의 동작 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 챔버와 피부의 접촉 상태를 판단하는 단계는,
    상기 투과광의 스펙트럼을 기반으로 소정 파장에서의 광 누설량(light leakage amplitude)을 판단하는 단계; 및
    상기 소정 파장에서의 광 누설량을 기반으로 상기 챔버와 상기 피부의 접촉 상태를 판단하는 단계; 를 포함하는,
    분광기의 동작 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 챔버와 피부의 접촉 상태를 판단하는 단계는,
    상기 소정 파장에서의 광 누설량이 소정의 임계값 이상이면 상기 챔버와 상기 피부의 접촉 상태가 불량하다고 판단하는,
    분광기의 동작 방법.
  14. 삭제
  15. 제11항에 있어서,
    상기 챔버와 피부의 접촉 상태를 조절하는 단계는,
    상기 투과광의 스펙트럼을 기반으로 판단된 소정 파장에서의 광 누설량(light leakage amplitude)에 따라 상기 챔버로 당겨진 피부 주변에 물리적 힘을 조절하는 단계; 를 포함하는,
    분광기의 동작 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 수신된 투과광의 유효 광로 길이(effective light pathlength)를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 유효 광로 길이를 기반으로 광원에서 상기 피부로 조사되는 광의 진행 경로를 조절하는 단계; 를 더 포함하는,
    분광기의 동작 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 투과광의 유효 광로 길이를 산출하는 단계는,
    상기 투과광의 스펙트럼을 CLS(Classical Least Square) 알고리즘을 이용하여 분석하여 투과광의 유효 광로 길이를 산출하는,
    분광기의 동작 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 광의 진행 경로를 조절하는 단계는,
    연속된 굴절 경계면(continuous refractive interface)을 형성하는 서로 혼합되지 않는 두 액체를 이용하여 광의 진행 경로를 조절하는,
    분광기의 동작 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 두 액체는,
    각각 전도성 액체와 절연성 액체인,
    분광기의 동작 방법.
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US20090318834A1 (en) * 2006-03-22 2009-12-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Blood test device
JP2010515046A (ja) * 2006-12-28 2010-05-06 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 分光測定

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