KR20160106378A - 생체 센서 및 이를 이를 포함하는 생체 분석 시스템 - Google Patents

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Abstract

피검체의 생체 정보를 측정하는 생체 센서 및 이를 포함하는 생체 정보 분석 시스템이 개시된다. 개시된 생체 센서는 피검체의 관심 영역에 대해 광을 조사하는 광원부와 상기 피검체로부터 배출되는 산란광의 진행 방향을 유도하는 시준기를 포함하며, 상기 시준기는 상기 광원부로부터 조사되는 광이 상기 시준기를 통과할 수 있도록 상기 시준기의 일측부에 형성된 윈도우;를 포함할 수 있다. 그리고, 광원으로부터 생성되는 광의 초점 거리를 조절하는 포커싱 요소를 포함할 수 있으며, 상기 포커싱 요소에 의하여 상기 시준기의 상기 윈도우에 광초점이 맞춰질 수 있다.

Description

생체 센서 및 이를 이를 포함하는 생체 분석 시스템{Biometric sensor and Biometric analysis system enclosing the same}
본 개시는 생체 센서 및 이를 포함하는 생체 분석 시스템에 관한 것으로, 피검체에 광을 조사하여 피검체로부터 얻어진 산란광을 회수하는 생체 센서 및 생체 센서로부터 얻어진 정보를 분석하는 생체 분석 시스템에 관한 것이다.
최근 근적외선 분광기((near-infrared spectrometer: NIRS) 또는 라만 분광기(Raman spectrometer)의 초소형화를 통해 응용 범위를 확장하고, 측정의 편의성을 사용자에게 제공하기 위한 기술 개발이 진행되고 있다. 기존의 제한된 위치 또는 영역에서만 생체 정보 측정이 가능하였던 것과 대비하여 초소형 분광기를 이용한 생체 정보 측정 기술을 활용함으로써 측정 범위 또는 측정 횟수 등을 비약적으로 향상시킬 수 있다.
피검체로부터 생체 정보를 얻기 위해서 소정의 광을 피검체에 조사할 수 있으며, 피검체로부터 방출되는 광은 생체 정보를 포함할 수 있다. 피검체의 생체 정보를 포함하는 광은 전방위적으로　산란될 수 있으며, 이러한 산란광을 분광기에　입사시키는 과정에서 광손실이 수반될 수 있다. 고효율　분광　스펙트럼의　취득과　신호대 잡음비(signal to noise ratio)　향상을 위하여 피검체의 생체 정보를 포함하는 산란광의 광손실을 최소화하는 것이 요구될 수 있다. 예를 들어 라만 분광법(Raman spectroscopy)과　같은　분광학적　기법을　사용하는 경우, 생체 물질에　대한　정보를　포함하는　광자의　생성 빈도는　낮기　때문에, 산란되는　광의 광손실을 감소시켜 분광기에　전달하는　것이 중요하다.
생체 정보를 포함하는 산란 광의 광 손실을 감소시켜 분광기로 전달할 수 있는 생체 센서를 제공한다.
또한, 상기 생체 센서를 포함하는 생체 분석 시스템을 제공한다.
일 실시예에서는 피검체의 관심 영역에 대해 광을 조사하는 광원부;
상기 피검체로부터 배출되는 산란광의 진행 방향을 유도하는 시준기; 및
상기 시준기로부터 산란광을 받아들여 분광하는 분광기;를 포함하며,
상기 시준기는 상기 광원부로부터 조사되는 광이 상기 시준기를 통과할 수 있도록 상기 시준기의 일측부에 형성된 윈도우;를 포함하는 생체 센서를 제공한다.
상기 광원부는 광을 생성하는 광원 및 상기 광의 초점 거리를 조절하는 포커싱 요소를 포함할 수 있다.
상기 광원은 0.7㎛ 내지 2.5㎛의 근적외선(near infrard) 영역의 광을 방출할 수 있다.
상기 광원으로부터 조사되는 광은 상기 포커싱 요소에 의하여 상기 시준기의 상기 윈도우에 광초점이 맞춰질 수 있다.
상기 광원부는 상기 광원으로부터 생성된 광의 광 경로를 조절하는 광경로 변환기를 더 포함할 수 있다.
상기 시준기의 일영역에는 상기 피검체의 관심 영역이 노출될 수 있는 개구부가 형성될 수 있다.
상기 시준기는 복합 파라볼라형 집광기(compound parabolic concentrator: CPC) 형상을 지닐 수 있다.
또한, 피검체의 관심 영역에 대해 광을 조사하는 광원부;
상기 피검체로부터 배출되는 산란광의 진행 방향을 유도하는 시준기;
상기 시준기로부터 산란광을 받아들여 분광하는 분광기; 및
상기 분광기에서 제공된 신호를 이용하여 상기 피검체의 생체 정보를 분석하는 제어부;를 포함하며,
상기 시준기는 상기 광원부로부터 조사되는 광이 상기 시준기를 통과할 수 있도록 상기 시준기의 일측부에 형성된 윈도우;를 포함하는 생체 분석 시스템을 제공한다.
상기 제어부는 상기 분광기에 의해 측정된 신호로부터 상기 피검체의 생체 정보를 분석하는 신호 처리부; 및 유저 인터페이스;를 포함할 수 있다.
상기 유저 인터페이스는, 상기 피검체의 생체 정보 분석 과정에서 명령어를 입력하는 입력부; 및 생체 분석 과정 또는 결과를 시각적으로 나타내는 디스플레이부;를 포함할 수 있다.
상기 제어부에 의해 분석된 피검체의 생체 정보 분석 결과를 저장하는 저장부;를 포함할 수 있다.
개시된 실시예에 따른 생체 센서는 광원으로부터 피검체의 관심 영역에 조사된 후 피검체에서 배출되는 산란광의 광 손실을 방지할 수 있다.
광원으로부터 피검체에 조사되는 광의 광경로 상에 포커싱 요소 및 시준기를 관통하는 윈도우를 형성함으로써, 요구되는 조사 영역을 확보할 수 있으며, 피검체에 대한 과다한 광 조사를 방지할 수 있다.
또한, 고효율의 분광 스펙트럼을 확보할 수 있으며 신호 대 잡음비를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 개시에 따른 생체 분석 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 개시에 따른 생체 분석 시스템의 생체 센서의 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 개시에 따른 생체 센서의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 개시에 따른 생체 센서의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 개시에 따른 광학 센서를 포함하는 구조체를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 개시에 따른 생체 분석 시스템을 이용한 생체 분석 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 개시에 따른 생체 센서 및 이를 포함하는 생체 분석 시스템에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 또한, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. 또한 이하에서 설명하는 층 구조에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 표현은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다.
도 1은 본 개시에 따른 생체 분석 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 생체 분석 시스템(100)은 피검체(10)의 관심 영역(A1)에 대해 광(L11)을 조사하며, 피검체(10)의 관심 영역(A1)으로부터 발생하는 산란광(L12)을 획득하는 생체 센서(11)와 생체 센서(11)로부터 얻어지는 산란광(L12)을 이용하여 피검체(10)의 생체 정보를 분석하는 제어부(14)를 포함할 수 있다. 생체 센서(11)는 피검체(10)에 광(L11)을 조사할 수 있는 광원부(12)과 조사된 광(L11)에 의하여 피검체(10)의 관심 영역(A1)으로부터 발생하며 산란하는 산란광(L12)을 분광하는 분광기(13)를 포함할 수 있다. 제어부(14)는 신호처리부(15) 및 유저 인터페이스(user interface)(16)를 포함할 수 있다. 그리고 생체 분석 시스템(100)은 신호처리부(15)에서 처리한 피검체(10)의 생체 정보를 저장하는 저장부(18)를 더 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 생체 분석 시스템(100)에 사용되는 생체 센서(11)는 비침습적 생체 센서로서 광원부(12) 및 분광기(13)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다. 생체 정보를 분석하고자 하는 피검체(10)의 관심 영역(A1)에 대해 생체 센서(11)의 광원부(12)로부터 광(L11)을 조사할 수 있으며, 이 때 광원부(12)로부터 방출되는 광(L11)은 피검체(10)로부터 얻고자 하는 생체 정보와 관련하여 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어 광원부(12)는 0.7㎛ 내지 2.5㎛의 근적외선(near infrard) 영역의 광을 방출할 수 있다. 광원부(12)에 사용되는 광원으로는 발광다이오드(light emitted diode, LED) 또는 레이저 다이오드(laser diode)를 포함할 수 있다.
광원부(12)로부터 피검체(10)의 관심 영역(A1)에 조사된 광(L11)은 피검체(10) 표면 및 내부의 분자 구조와 충돌할 수 있으며, 분자 구조에 흡수되었다가 재방출되면서 파장이 변환된 산란광(L12) 형태가 될 수 있다. 이러한 산란광(L12)은 피검체(10)의 관심 영역(A1)을 구성하는 분자들의 상태에 따라 파장 변환된 정도가 서로 다른 다양한 스펙트럼을 포함할 수 있다. 따라서, 피검체(10)의 관심 영역(A1)으로부터 방출되는 산란광(L12)은 관심 영역(A1)의 생체 정보를 포함할 수 있으며, 산란광(L12)을 분석함으로써 피검체(10)의 관심 영역(A1)의 혈당량 등의 생체 정보를 얻을 수 있다.
광(L11)이 피검체(10)의 관심 영역(A1)에 조사된 뒤 발생하는 산란광(L12)은 전방위적으로 산란될 수 있으므로 피검체(10)의 생체 정보를 보다 정확히 검출하기 위해서는 산란광(L12)의 손실을 최소화하여 분광기(13)로 전달하는 것이 요구된다. 따라서, 피검체(10)로부터 배출되는 산란광(L12)의 진행 방향이 분광기(13) 방향으로 일정한 방향을 지니도록 시준(collimated)되도록 시준기를 구비할 수 있다. 시준기 내측에는 산란광(L12)이 분광기(13) 방향으로 반사될 수 있도록 광반사 물질층이 형성될 수 있으며 복합 파라볼라형 집광기(compound parabolic concentrator: CPC) 형상을 지닐 수 있다. 본 개시에 따른 생체 센서(11)는 피검체(10)의 관심 영역(A1)에 대해 광(L11)을 조사하고, 관심 영역(A1)으로부터 방출되는 산란광(L12)이 분광기(13)로 입사할 수 있도록 광학계 구조를 채용하고 있다.
도 2는 본 개시에 따른 생체 분석 시스템의 생체 센서를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 피검체(20)의 관심 영역(A2)에 대해 광(L21)을 생성하여 조사하는 광원(light source)(22)과 피검체(20)로부터 배출되는 산란광(L22)의 진행 방향을 유도하는 시준기(coliimator)(26)를 포함할 수 있다.
광원(22)은 약 0.7㎛ 내지 2.5㎛의 근적외선(near infrard) 영역의 광을 방출할 수 있으며, 발광다이오드(light emitted diode, LED) 또는 레이저 다이오드(laser diode)를 포함할 수 있다. 시준기(26)에 의하여 산란광(L22)의 진행 방향은 일정한 방향을 지니도록 시준(collimated)될 수 있다. 시준기(26)의 일영역에는 피검체(20)의 관심 영역(A2)이 노출될 수 있도록 개구부가 형성될 수 있다. 광원(22)으로부터 생성되어 조사되는 광(L21)이 시준기(26)의 일영역에 노출된 피검체(20)의 관심 영역(A2)에 조사될 수 있도록 광경로 상에는 포커싱 요소(24)를 포함할 수 있으며, 포커싱 요소(24)는 예를 들어 포커싱 렌즈(focus lens)일 수 있다. 포커싱 요소(24)에 의한 적절한 초점 거리 조절을 통하여 광원(22)으로부터 조사된 광(L21)은 관심 영역(A2)에 조사될 수 있다. 그리고, 광원(22)에서 조사된 광(L21)이 시준기(26)를 통과하여 피검체(20)의 관심 영역(A2)에 조사되기 위해서 광경로상의 시준기(26)의 일측부에는 시준기(26)를 관통하는 윈도우(28)가 형성될 수 있다. 광원(22)으로부터 조사되는 광(L21)은 포커싱 요소(24)에 의하여 시준기(26)의 윈도우(28)에 광초점이 맞춰질 수 있다.
이처럼 광경로 상에 포커싱 요소(24) 및 시준기(26)를 관통하는 윈도우(26)를 형성함으로써, 광원(22)으로부터 생성된 광(L21)이 피검체(20)의 관심 영역(A2)의 노출 영역 전체적으로 조사될 수 있어 최대 조사 영역을 확보할 수 있으며, 또한 관심 영역(A2)에 대해 적절할 양의 광(L21) 조사를 유도하여 과다한 광(L21) 조사를 방지할 수 있다. 이에 따라 광 손실을 방지할 수 있으며, 고효율의 분광 스펙트럼을 확보할 수 있으며, 생체 정보 분식 시 신호대 잡음비를 향상시킬 수 있다. 피검체(20)의 관심 영역(A2)에 조사된 광(L21)은 피검체(20) 표면 및 내부의 분자 구조와 충돌할 수 있으며, 분자 구조에 흡수되었다가 재방출되면서 파장이 변환된 산란광(L22) 형태로 배출될 수 있다. 배출된 산란광(L22)은 시준기(26)에 의하여 일정한 방향, 예를 들어 도 1의 분광기(13) 방향으로 시준될 수 있다.
도 3은 본 개시에 따른 생체 센서의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 개시에 따른 생체 센서의 광원부는 피검체(30)의 관심 영역(A3)에 대해 광(L31)을 조사하는 광원(32)과 광원(32)으로부터 피검체(30)의 관심 영역(A3) 사이의 광 경로 상에 형성된 포커싱 요소(34)를 포함할 수 있다. 그리고, 생체 센서는 피검체(30)로부터 배출되는 산란광(L32)의 진행 방향이 분광기 방향이 될 수 있도록 유도하는 시준기(coliimator)(36)를 포함할 수 있다. 시준기(36)의 일영역은 관심 영역(A3)이 노출될 수 있도록 개구될 수 있다. 광원(32)으로부터 조사되는 광(L31)이 시준기(36)를 통과하여 관심 영역(A3)에 조사될 수 있도록 광경로 상의 시준기(36)의 일측부에는 시준기(36)를 관통하는 윈도우(38)가 형성될 수 있다.
광원(32)으로부터 조사되는 광(L31)은 포커싱 요소(34)에 의하여 시준기(36)의 윈도우(38)에 광초점이 맞춰질 수 있다. 윈도우(38)는 시준기(36)의 일측부를 관통하는 개구부로서, 광원(32)으로부터 조사되는 광(L31)의 초점이 맞춰지는 영역이 될 수 있으므로 윈도우(38)의 폭은 적절히 조절될 수 있으며 제한은 없다. 도 2와 비교하여, 도 3에 나타낸 광학 센서는 피검체(30)의 관심 영역(A3)에 조사되는 광(L31)의 입사각이 관심 영역(A3)에 대해 거의 수직인 각도를 지닌 것이다. 이처럼 본 개시에 따른 광학 센서는 광원(32)으로부터 피검체(30)의 관심 영역(A3)에 대해 광(L31)을 다양한 각도로 조사할 수 있으며 피검체(30)에 대한 광 조사 영역 및 광 밀도의 조절이 가능하다.
도 4는 본 개시에 따른 생체 센서의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 개시에 따른 생체 센서는 피검체(40)의 관심 영역(A4)에 대해 광(L41)을 조사하는 광원(42)과 광원(42)으로부터 피검체(40)의 관심 영역(A4) 사이의 광 경로 상에 형성된 포커싱 요소(44)를 지닌 광원부를 포함할 수 있다. 광원(42) 및 피검체(40)의 관심 영역(A4)사이의 광경로는 다양하게 조절될 수 있으며, 광 경로 조절을 위하여 본 개시에 따른 생체 센서는 광경로 변환기(45)를 더 포함할 수 있다. 도 4에서는 광경로 변환기(45)는 프리즘 형태를 지닌 것으로 나타내었으나, 이는 예시적인 것으로 광경로 변환기(45)는 평판 형상의 미러나 빔스플리터와 같은 형상을 지닐 수 있다.
그리고, 생체 센서는 피검체(40)로부터 배출되는 산란광(L42)의 진행 방향을 분광기(400) 방향으로 유도하는 시준기(46)를 포함할 수 있으며, 시준기(46)의 일영역은 관심 영역(A4)이 노출될 수 있도록 개구될 수 있다. 또한 광원(42)으로부터 조사되어 광경로 변환기(45)에 의하여 광 경로가 변경된 광이 시준기(46)를 통과하여 관심 영역(A4)에 조사될 수 있도록 시준기(46)의 일측부에는 시준기(46)를 개구하는 개구부인 윈도우(48)가 형성될 수 있다. 윈도우(48)는 광원(42)으로부터 조사되는 광(L41)의 초점이 맞춰지는 영역이 될 수 있으므로 윈도우(48)의 폭은 적절히 조절될 수 있으며, 그 폭은 제한은 없다. 시준기(46)와 피검체(40) 표면이 이루는 각도 θ는 피검체(40)의 관심 영역(A4)로부터 배출되는 산란광(L42)의 시준이 용이하도록 적절히 조절될 수 있으며 제한되는 것은 아니다.
이처럼 본 개시에 따른 광학 센서는 광원(42)으로부터 방출되는 광(L41)은 광경로 변환기(45)에 의하여 다양한 광경로를 지니도록 그 광경로가 변환될 수 있다. 또한 광(L41)은 피검체(40)의 관심 영역(A4)에 대해 다양한 각도로 조사될 수 있으며, 피검체(40)에 대한 광 조사 영역 및 광 밀도의 조절이 가능하다.
도 5는 본 개시에 따른 생체 센서를 포함하는 구조체를 나타낸 도면으로, 도 4에 나타낸 생체 센서를 포함하는 구조체를 나타내었다.
도 5를 참조하면, 하우징(500)과 하우징(500) 내부에 형성되며 광을 조사하는 광원(52) 및 광원(52)으로부터 조사되는 광의 광 경로 상에 위치하는 포커싱 요소(54)를 포함할 수 있다. 그리고, 광원(52)으로부터 방출되는 광의 광 경로를 변경할 수 있는 광경로 변환기(55)를 포함할 수 있다. 여기서 광원부는 광원(52), 포커싱 요소(54) 및 광경로 변환기(55)를 포함할 수 있다.
하우징(500) 내의 일 영역에는 시준기(56)가 형성될 수 있으며, 시준기(56) 및 하우징(500)의 일 영역은 외부에 노출되도록 개구부(51)가 형성될 수 있다. 개구부(51)는 측정 대상인 피검체의 관심 영역이 위치할 수 있다. 시준기(56)의 일 측부에는 광원(52)으로부터 조사되는 광이 개구부(51)에 입사할 수 있도록 시준기(56)를 관통하는 영역인 윈도우(58)가 형성될 수 있다. 시준기(56)의 단부에는 시준기(56)로부터 방출되는 산란광이 시준되어 집속되는 분광기(59)가 형성될 수 있다.
생체 센서를 둘러싸는 하우징(500)은 다양한 재료로 형성될 수 있으며, 플렉서블한 재질로 이루어질 수 있다. 또한 하우징(500)의 외부 광을 차단할 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 생체 센서는 피검체(10)에 착용 가능한 웨어러블 디바이스(wearable device) 형태가 될 수 있으며, 예를 들어, 인체의 팔목 부위를 둘러싸는 팔찌형으로 구현될 수 있다. 이 경우 웨어러블 디바이스 내에 도 1에 나타낸 바와 같은 생체 분석 시스템(100)의 구성 요소들이 모두 포함될 수 있다. 또한 선택적으로 광원부(12)의 구성만 웨어러블 디바이스에 내장되며, 분광기(13)에 의해 측정된 산란광(L12) 신호는 외부 기기에 전송하는 방식이 될 수 있다. 또한, 광원부(12)만 팔찌 형상의 착용 구조로 형성되고, 제어부(14)는 다른 모바일 기기에 탑재될 수 있다.
도 6은 본 개시에 따른 생체 분석 시스템을 이용한 생체 분석 방법을 나타낸 순서도이다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 먼저 생체 정보를 분석하고자 하는 피검체(10)의 관심 영역(A1)을 지정한다(S1). 예를 들어 인체의 혈당량을 측정하기 위하여 관심 영역(A1)으로 손목 부위를 지정할 수 있다. 그리고, 피검체(10)의 관심 영역(A1)에 대하여 광원부(11)의 광원(12)로부터 광(L11)을 조사한다(S2). 이 때, 피검체(10)의 관심 영역(A1)을 시준기의 개구부에 밀착시킨 뒤 광원부(12)로부터 약 0.7㎛ 내지 2.5㎛의 파장을 지닌 근적외선(near infrard) 영역의 레이저 광을 조사할 수 있다. 피검체(10)의 관심 영역(A1)에 광(L11)이 조사되면 관심 영역(A1)의 생체 정보를 포함하는 산란광(L12)이 방출될 수 있다. 이러한 산란광(L12)은 시준기에 의해 시준되어 분광기(13)에 의해 검출될 수 있다(S3).
분광기(13)에 의해 검출된 산란광(L12)은 제어부(14)로 전달되어 피검체(10)의 관심 영역(A1)의 생체 정보 또는 생체 신호를 분석할 수 있다(S4). 제어부(14)는 산란광(L12)에 의해 분광기(13)에서 측정된 신호로부터 피검체(10)의 생체 정보를 분석하는 신호 처리부(15)를 포함할 수 있다. 신호 처리부(15)는 마이크로 프로세스 등에 의해 구동될 수 있다. 신호 처리부(15)는 예를 들어 라만 분광법(Raman Spectroscopy) 또는 근적외선 흡수 스펙트럼 분석법에 의하여 피검체(10)의 물성을 분석할 수 있다. 라만 분광법은 피검체(10) 내에 입사된 광(L11)이 피검체(10) 내의 원자 또는 분자와 충돌한 뒤, 여러 방향으로 흩어지는 산란, 특히 비탄성 산란(inelastic scattering)을 이용한 것이다. 여기서 비탄성 산란이란 원자 또는 분자의 표면에서의 단순 반사가 아니라 원자 또는 분자에 흡수된 뒤 방출되는 산란이다. 피검체(10)로부터 배출되는 산란광(L12)은 입사광(L11)의 파장보다 상대적으로 긴 파장을 지닐 수 있으며, 산란광(L12)과 입사광(L11)의 파장 차이는 약 200nm 이하일 수 있다. 이러한 산란광(L12)의 스펙트럼을 분석함으로써 피검체(10) 내의 분자의 진동, 분자의 구조 등 다양한 물성을 파악할 수 있다. 그리고 제어부(14)는 유저 인터페이스(16)를 더 포함할 수 있으며, 유저 인터페이스(16)는 생체 정보 분석 과정에서 각종 명령어를 입력할 수 있는 입력부와 생체 분석 과정 및 결과를 시각적으로 나타낼 수 있는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
다음으로 제어부(14)에 의해 분석된 피검체(10)의 생체 정보 분석 결과는 저장부(18)에 의해 저장될 수 있다. 선택적으로 제어부(14)에 의하여 피검체(10)의 생체 정보를 분석한 뒤, 이미 저장된 피검체(10)의 생체 정보와 비교하는 과정을 거칠 수 있으며 그 비교 및 평가 결과를 다시 저장부(18)에 저장할 수 있다.
지금까지, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 생체 센서 및 생체 분석 시스템에 대한 예시적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.
10, 20, 30, 40: 피검체, 11: 광원부
12, 22, 32, 42, 52: 광원, 13, 59, 400: 분광기
14: 제어부, 15: 신호 처리부
16: 유저 인터페이스, 18: 저장부
24, 34, 44, 54: 포커싱 요소, 26, 36, 46, 56: 시준기
28, 38, 48, 58: 윈도우, 500: 하우징

Claims (14)

  1. 피검체의 관심 영역에 대해 광을 조사하는 광원부;
    상기 피검체로부터 배출되는 산란광의 진행 방향을 유도하는 시준기; 및
    상기 시준기로부터 산란광을 받아들여 분광하는 분광기;를 포함하며,
    상기 시준기는 상기 광원부로부터 조사되는 광이 상기 시준기를 통과할 수 있도록 상기 시준기의 일측부에 형성된 윈도우;를 포함하는 생체 센서.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광원부는 광을 생성하는 광원 및 상기 광의 초점 거리를 조절하는 포커싱 요소를 포함하는 생체 센서.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 광원은 0.7㎛ 내지 2.5㎛의 근적외선(near infrard) 영역의 광을 방출하는 생체 센서.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 광원으로부터 조사되는 광은 상기 포커싱 요소에 의하여 상기 시준기의 상기 윈도우에 광초점이 맞춰지는 생체 센서.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 광원부는 상기 광원으로부터 생성된 광의 광 경로를 조절하는 광경로 변환기를 더 포함하는 생체 센서.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 시준기의 일영역에는 상기 피검체의 관심 영역이 노출될 수 있는 개구부가 형성된 생체 센서.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 시준기는 복합 파라볼라형 집광기(compound parabolic concentrator: CPC) 형상을 지닌 생체 센서.
  8. 피검체의 관심 영역에 대해 광을 조사하는 광원부;
    상기 피검체로부터 배출되는 산란광의 진행 방향을 유도하는 시준기;
    상기 시준기로부터 산란광을 받아들여 분광하는 분광기; 및
    상기 분광기에서 제공된 신호를 이용하여 상기 피검체의 생체 정보를 분석하는 제어부;를 포함하며,
    상기 시준기는 상기 광원부로부터 조사되는 광이 상기 시준기를 통과할 수 있도록 상기 시준기의 일측부에 형성된 윈도우;를 포함하는 생체 분석 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 광원부는 광을 생성하는 광원 및 상기 광의 초점 거리를 조절하는 포커싱 요소를 포함하는 생체 분석 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 광원으로부터 조사되는 광은 상기 포커싱 요소에 의하여 상기 시준기의 상기 윈도우에 광초점이 맞춰지는 생체 분석 시스템.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 광원부는 상기 광원으로부터 생성된 광의 광 경로를 조절하는 광경로 변환기를 더 포함하는 생체 분석 시스템.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 분광기에 의해 측정된 신호로부터 상기 피검체의 생체 정보를 분석하는 신호 처리부; 및
    유저 인터페이스;를 포함하는 생체 정보 분석 시스템.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 유저 인터페이스는, 상기 피검체의 생체 정보 분석 과정에서 명령어를 입력하는 입력부; 및 디스플레이부;를 포함하는 생체 정보 분석 시스템.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 제어부에 의해 분석된 피검체의 생체 정보 분석 결과를 저장하는 저장부;를 포함하는 생체 정보 분석 시스템.
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