KR20170135019A - 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치 및 이를 포함하는 전자 장치 Download PDF

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Abstract

소형화된 분광 장치가개시된다.
일 실시예에 따른 휴대용 분광 장치는 서로 다른 파장의 광을 대상체로 주사하는 복수의 광원을 포함하는 광원부; 및 상기 대상체에서 반사된 반사광을 취득하여, 상기 대상체에 관한 광 스펙트럼을 획득하는 광 감지부를 포함하는 분광 모듈을 포함하고, 상기 복수의 광원은 상기 복수의 광원 각각의 광축이 소정 점에서 교차하도록 상기 광 감지부를 기준으로 배치된다.

Description

대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치 및 이를 포함하는 전자 장치{Spectrometer for object compositional analysis and electronic apparatus comprising the same}
대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치 및 이를 포함하는 전자 장치가 개시된다. 더욱 상세하게는 소형화되어 휴대 가능한 것으로대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치 및 이를 포함하는 전자 장치가 개시된다.
분광 장치(Spectrometer)는 물질에서 방출되는 스펙트럼이나 물질에 흡수되는 스펙트럼을 분석하여 물질을 식별하는 장치로, 환경공학, 화학, 약학, 농업 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.
일반적으로 분광 장치는 일정한 세기의 빛을 생성하는 광원(Light source), 광원으로부터 들어온 연속파장의 광을 각 파장별로 분산시켜 단색파장으로 만드는 단색화 장치(Monochromator), 시료를 담을 수 있는 시료부(Cuvette) 및 광 신호를 전기적 신호로 변환하는 검출기(Detector)로 구성된다.
광원으로는 주로 텅스텐 램프(Tungsten Lamp), 텅스텐 할로겐 램프(Tungsten Halogen Lamp), 중수소 램프(Deuterium Lamp), 또는 제논 램프(Xenon Lamp)가 사용된다.
그러나 이러한 램프들은 전력 소모가 크고, 열을 많이 발산하기 때문에 휴대용으로 사용하는데 한계가 있다. 뿐만 아니라 이들 램프들은 특정 파장의 광을 주사하는 것이 아니라, 전체 파장의 광을 주사하는 것이므로 단색화 장치가 구비되어야 하며, 이로 인해 분광 장치를 소형화하는데 한계가 있다는 문제가 있다.
대한민국등록특허 10-2011-0113901 (발명의 명칭: 폴더/슬라이드/바 타입의 올인원 초소형 적외선 분광분석기, 공개일: 2011년 10월 19일)
위와 같은 문제점으로부터 안출된 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 소형화되어 휴대 가능한 것으로 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공하고자 하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 일 실시예에 따른 휴대용 분광 장치는 서로 다른 파장의 광을 대상체로 주사하는 복수의 광원을 포함하는 광원부; 및 상기 대상체에서 반사된 반사광을 취득하여, 상기 대상체에 관한 광 스펙트럼을 획득하는 광 감지부를 포함하는 분광 모듈을 포함하고, 상기 복수의 광원은 상기 복수의 광원 각각의 광축이 소정 점에서 교차하도록 상기 광 감지부를 기준으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 광원은 상기 광 감지부의 위치를 중심으로 같은 거리에 배치된다.
상기 복수의 광원은 상기 광 감지부의 위치로부터 멀어지도록 소정 간격으로 이격되어 일렬로 배치된다.
상기 점은 상기 대상체가 배치되는 위치이다.
상기 대상체가 담긴 시료부와의 거리를 감지하는 거리 감지부를 더 포함한다.
상기 거리 감지부에서 감지된 거리와 기준 거리 간의 비교 결과 또는 상기 대상체에 관한 광 스펙트럼에 기초하여 획득된 대상체 정보를 출력하는 출력부를 더 포함한다.
상기 대상체 정보는 상기 광 감지부에 의해 획득된 광 스펙트럼 정보와 광 스펙트럼 테이블의 광 스펙트럼 정보를 비교한 결과에 따라 획득되며, 상기 광 스펙트럼 테이블은 복수의 대상체에 대한 광 스펙트럼 정보를 포함한다.
제어 명령에 따라 상기 복수의 광원을 차례로 제어하거나, 상기 복수의 광원 중에서 선택된 세트의 광원들을 차례로 제어하는 제어부를 더 포함한다.
상기 분광 모듈의 일측에는 상기 대상체가 담긴 시료부가 안착되는 안착홈이 형성된다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 아래와 같은 효과를 얻을 수 있다. 다만, 본 발명을 통해 얻을 수 있는 효과는 아래에 기재된 효과에 제한되지 않는다.
첫째로, 특정 파장의 광을 조사하는 복수개의 발광다이오드를 광원으로 사용하기 때문에 단색화 장치를 구비할 필요가 없고, 이로 인해 분광 장치를 소형화할 수 있으며, 이를 통해 휴대용 분광 장치를 제공할 수 있다.
둘째로, 고가의 램프 대신 복수개의 발광다이오드를 광원으로 사용하므로, 분광 장치의 제조 비용을 절감시킬 수 있다.
셋째로, 분광 장치에서 대상체의 성분 분석을 위해 대상체에 발광하는 파장을 조절할 수 있으므로, 이에 따라 하나의 분광 장치를 이용하여 다양한 대상체의 성분 분석이 가능할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 서버의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 대상체별 광 스펙트럼 정보를 예시한 도면이다.
도 4는 도 1의 분광 장치에서 측정된 광 스펙트럼에 기초하여 대상체 정보를 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 분광 장치의 외관에 대한 일 예를 도시한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 분광 모듈을 더욱 상세히 도시한 도면이다.
도 8은 도 5에 도시된 분광 장치의 외관에 대한 다른 예를 도시한 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 분광 모듈을 더욱 상세히 도시한 도면이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치의 외관에 대한 일 예를 도시한 도면이다.
도 12는 도 11에 도시된 분광 모듈을 더욱 상세히 도시한 도면이다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 14는 도 13에 도시된 분광 장치의 외관에 대한 일 예를 도시한 도면이다.
도 15는 도 14의 Ⅳ-Ⅳ' 선을 따라 절단한 단면도를 간략하게 도시한 도면이다.
도 16은 도 1에 도시된 분광 시스템의 동작 순서를 도시한 순서도이다.
도 17은 다른 실시예에 따른 분광 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 18은 또 다른 실시예에 따른 분광 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 19는 또 다른 실시예에 따른 분광 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 20은 또 다른 실시예에 따른 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 출입문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1은 일 실시예에 따른 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 시스템은 분광 장치 및 서버를 포함할 수 있다. 다만, 분광 시스템은 이러한 구성에 제한되지 않고, 분광 장치만을 포함하도록 구성되거나, 분광 장치와 서버 이외의 사용자 단말을 포함하도록 구성될 수 있지만, 이에 제한되지 않으며, 분광 장치만을 포함하도록 구성되는 경우, 서버에서 수행하는 기능 또는 사용자 단말에서 수행하는 기능이 분광 장치에서 수행하도록 구성될 수 있다.
여기서, 대상체는 성분 분석이 필요한 대상을 의미하며, 예컨대 대상체가 식품인 경우, 분광 시스템을 통해 해당 식품의 변질 여부를 확인할 수 있지만, 이에 제한되지 않으며, 대상체는 혈액이거나 그 밖에 상정 가능한 모든 것이 될 수 있다.
분광 장치(300)는 대상체로 광을 주사하고 대상체로부터 반사되는 반사광이나 대상체를 투과한 투과광을 취득하여, 대상체에 관한 광 스펙트럼을 획득한다. 그 다음, 분광 장치(300)는 획득된 광 스펙트럼 정보를 유무선 네트워크를 통해 서버(100)로 전송한다. 이후, 분광 장치(300)는 서버(100)로부터 분석 결과 즉, 대상체에 대한 정보를 수신하여 출력한다. 분광 장치(300)의 구성에 대한 더욱 구체적인 설명은 도 5 내지 도 15를 참조하여 후술하기로 한다.
한편, 분광 장치(300)는 단독으로 사용되는 개별 장치(휴대용)일 수도 있지만, 이에 제한되지 않고, 냉장고 또는 스마트폰 등 다른 전자 장치에 결합되어 이용될 수도 있다.
서버(100)는 유무선 네트워크를 통해 분광 장치(300)로부터 대상체에 관한 광 스펙트럼 정보를 수신한다. 그리고 수신한 광 스펙트럼 정보를 분석하여, 대상체에 대한 정보(이하, '대상체 정보'라 한다)를 획득하고, 획득된 대상체 정보를 유무선 네트워크를 통해 분광 장치(300)로 전송한다.
여기서, 대상체 정보로는 대상체의 종류를 식별하기 위한 식별 정보 및 대상체의 유해성 여부 정보를 예로 들 수 있다. 그러나 대상체 정보가 예시된 것들로 반드시 한정되는 것은 아니며, 다른 종류의 정보도 포함할 수 있음은 물론이다.
도 2는 도 1에 도시된 서버(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 서버(100)는 통신부(110), 분석부(120) 및 데이터베이스(130)를 포함한다.
통신부(110)는 유무선 네트워크를 통해 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)와 통신한다. 예를 들어, 통신부(110)는 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)로부터 대상체에 대한 광 스펙트럼 정보를 수신하고, 광 스펙트럼 정보를 분석하여 얻은 대상체 정보를 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)로 전송한다. 이를 위해 통신부(110)는 유선 통신 방식 및/또는 무선 통신 방식을 지원한다. 무선 통신 방식으로는 와이브로(W적외선eless Broadband Internet), 와이파이(WiFi), 지그비(ZIGBEE), 블루투스(Bluetooth), 울트라와이드밴드(Ultra Wide Band, UWB) 및 근거리무선통신(Near Field Communication, NFC)을 예로 들 수 있다.
분석부(120)는 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)로부터 수신한 광 스펙트럼 정보와 광 스펙트럼 테이블(도 4의 141 참조)의 광 스펙트럼 정보를 비교하여, 대상체 정보를 획득한다. 대상체 정보를 획득하는 방법에 대한 더욱 구체적인 설명은 도 3 및 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.
데이터베이스(130)는 광 스펙트럼 테이블(141)을 저장한다. 광 스펙트럼 테이블(141)은 각 대상체에 대한 광 스펙트럼 정보를 포함한다. 데이터베이스(130)에 저장되어 있는 광 스펙트럼 테이블(141)은 지속적으로 갱신될 수 있다.
도 3은 대상체별 광 스펙트럼 정보를 예시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 제1 대상체(F1)와 제2 대상체(F2)는 서로 다른 광 스펙트럼을 갖는 것을 알 수 있다. 구체적으로, 제1 대상체(F1)의 광 스펙트럼에서는 장파장 대역(약 700nm 인근으로 예시됨)의 광의 강도가 약 10 정도로 다른 대역에 비하여 광의 강도가 우세한 것을 알 수 있다. 이에 비하여 제2 대상체(F2)의 광 스펙트럼에서는 중간 대역(약 300nm 근방으로 예시)의 광의 강도가 약 10 정도로 다른 대역에 비하여 광 강도가 우세한 것을 알 수 있다. 즉, 각각의 대상체는 서로 다른 고유의 광 스펙트럼을 가질 수 있는데, 서버(100)는 각 대상체의 광 스펙트럼을 분석함으로써 대상체 정보를 획득할 수 있다.
도 4는 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)에서 측정된 광 스펙트럼에 기초하여 대상체 정보를 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 좌측에는 광 스펙트럼 테이블(141)이 예시되어 있다. 광 스펙트럼 테이블(141)의 가로축에는 대상체의 "종류"가 나열된다. 대상체 정보 테이블(141)의 세로축에는 각 대상체에 대한 "유형"이 나열된다. 여기서, "유형"은 각 대상체의 고유의 광 스펙트럼을 특징지을 수 있는 값들을 의미한다. 예를 들어, 유형은 광 스펙트럼의 어떠한 파장 대역에서 광의 강도가 우세한지, 파장의 증가 또는 감소에 따라 광 스펙트럼의 변동이 어떠한지, 광 스펙트럼의 전체적인 강도가 어떠한지, 또는 광 스펙트럼의 파장 대역별 광의 평균 강도는 어떠한지 등과 같은 값들을 포함할 수 있으나, 예시된 것들로 반드시 제한되는 것은 아니다. 이하의 설명에서는 각 대상체의 고유의 광 스펙트럼을 특징지을 수 있는 값들로서, 광 스펙트럼의 파장 대역별 광의 평균 강도를 예로 들어 설명하기로 한다.
도 4의 대상체 정보 테이블(141)에는 4개의 유형(A, B, C, D)이 예시되어 있다. 여기서, '유형 A'는 소정 대상체에 대하여 측정된 광 스펙트럼 중에서 가장 짧은 파장 대역의 광의 평균 강도를 의미한다. '유형 B'는 '유형 A'보다 긴 파장 대역의 광의 평균 강도를 의미하고, '유형 C'는 '유형 B'보다 긴 파장 대역의 광의 평균 강도를 의미하며, '유형 D'는 '유형 C' 보다 긴 파장 대역의 광의 평균 강도를 의미한다. 즉, '유형 D'는 소정 대상체에 대하여 측정된 광 스펙트럼 중에서 가장 긴 파장 대역의 광의 평균 강도를 의미한다.
한편, 도 4의 우측에는 제1 대상체(F1)의 광 스펙트럼의 유형별 값(142)과, 제2 대상체(F2)의 광 스펙트럼 유형별 값(143)이 예시되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 대상체(F1)의 광 스펙트럼의 유형별 값이 각각 'a1', 'b1', 'c1' 및 'd1'인 경우, 이는 대상체 정보 테이블(141)에 저장되어 있는 대상체들 중에서 '멜라민'의 광 스펙트럼의 유형별 값과 매칭된다. 따라서, 제1 대상체(F1)는 '멜라민'으로 식별될 수 있다.
마찬가지로, 제2 대상체(F2)의 광 스펙트럼의 유형별 값이 각각 'a2', 'b2', 'c2' 및 'd2'인 경우, 이는 대상체 정보 테이블(141)에 저장되어 있는 대상체들 중에서 '돼지고기'의 광 스펙트럼의 유형별 값과 매칭된다. 따라서, 제2 대상체(F2)는 '돼지고기'로 식별될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)의 구성을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)는 광원부(310), 광 감지부(320), 제어부(330), 입력부(340), 출력부(350), 저장부(360), 통신부(370), 전원부(380) 및 거리 감지부(390)를 포함할 수 있다. 다만, 몇몇 실시예에서는 도 5에 도시된 구성요소보다 더 많은 구성요소를 포함하거나, 더 적은 구성요소를 포함하도록 구성될 수 있으며, 예컨대 몇몇 실시예의 분광 장치(300)는 통신부(370) 또는 거리 감지부(390)를 포함하지 않을 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
광원부(310)는 서로 다른 파장의 광을 주사하는 복수의 광원(311, 312, 313, 314)을 포함한다. 도 5는 광원부(310)가 4개의 광원을 포함하는 경우를 도시하고 있으나, 광원의 개수는 이보다 적을 수도 있고, 이보다 많을 수도 있으며, 광원부(310)에는 n개(단, n은 자연수)의 광원이 있을 수 있다. 각각의 광원은 예를 들어, 발광다이오드로 구현될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 일 예로, 복수의 광원(311, 312, 313, 314)은 순차적으로 제어될 수 있다. 다른 예로, 복수의 광원(311, 312, 313, 314) 중에서 선택된 일부 광원들만이 순차적으로 제어될 수 있다.
광 감지부(320)는 대상체에서 반사된 반사광을 취득하여, 대상체에 관한 광 스펙트럼을 획득한다. 전술한 광원부(310) 및 광 감지부(320)는 모듈화될 수 있다. 예컨대, 분광 모듈은 광원부(310) 및 광 감지부(320)를 포함하 수 있지만, 이에 제한되지 않으며, 더 많은 구성을 포함할 수 있다.
제어부는(330)는 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300) 내의 각 구성요소들을 연결하고, 제어한다. 일 예로, 제어부(330)는 제어 명령에 따라 광원부(310)에 포함되어 있는 복수의 광원(311, 312, 313, 314)을 순차적으로 제어할 수 있으며, 여기서 순차적 제어는 복수의 광원(311, 312, 313, 314)을 차례로 점멸시키는 것을 의미할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 다른 예로, 제어부(330)는 제어 명령에 따라 광원부(310)에 포함되어 있는 복수의 광원(311, 312, 313, 314) 중에서 소정 세트의 광원들을 선택하고, 선택된 광원들을 순차적으로 제어한다. 제어 명령은 입력부(340)를 통해 입력될 수도 있고, 통신부(370)를 통해 외부 장치로부터 수신될 수도 있으며, 후술될 거리 감지부(390)의 감지 결과에 따라 생성될 수도 있다.
입력부(340)는 사용자로부터 명령이나 정보를 입력받는다. 예를 들면, 각 구성요소들로 전원을 공급하기 위한 전원 공급 명령, 광원부(310)를 제어하기 위한 제어 명령, 광원부(310)에 포함된 복수의 광원(311, 312, 313, 314) 중에서 소정 세트의 광원들을 선택하기 위한 세트 선택 명령 등을 입력받는다. 이를 위하여 입력부(340)는 터치 패드, 키 패드, 버튼, 스위치, 조그 휠, 또는 이들의 조합으로 이루어진 입력 수단을 포함할 수 있다.
출력부(350)는 명령 처리 결과나 정보를 사용자에게 출력한다. 예를 들어, 출력부(350)는 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)의 동작과 관련된 각종 알림이나 안내 메시지를 출력한다. 다른 예로, 출력부(350)는 서버(100)로부터 수신한 대상체 정보를 출력한다. 안내 메시지나 대상체 정보는 소리, 빛, 진동 및 문자 중 적어도 하나의 형태로 출력될 수 있다. 이를 위하여 출력부(350)는 도면에 도시되지는 않았으나, 스피커, 발광다이오드, 진동자 또는 디스플레이 등 사용자에게 알림을 줄 수 있는 구성을 포함할 수 있다.
저장부(360)는 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)가 동작하는데 필요한 프로그램이나 애플리케이션을 저장한다. 또한, 저장부(360)는 서버(100)로부터 수신한 대상체 정보를 저장할 수 있다. 이러한 저장부(360)는 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 내장형 메모리, 착탈 가능한 외장형 메모리, 하드 디스크, 광 디스크, 광자기 디스크, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 포함할 수 있다. 외장형 메모리로는 SD 카드(Secure Digital card), 미니 SD 카드, 및 마이크로 SD 카드를 예로 들 수 있다.
통신부(370)는 유무선 네트워크를 통해 서버(100)와 통신한다. 예를 들어, 통신부(370)는 대상체에 관한 광 스펙트럼 정보를 서버(100)로 전송하고, 서버(100)로부터 대상체 정보를 수신한다. 실시예에 따르면, 통신부(370)는 유선 통신 방식 및/또는 무선 통신 방식을 지원한다. 다만, 후술하는 다른 실시예에서 통신부(370)는 서버(100)와 직접 통신을 하지 않고, 스마트 장치(200)와 근거리 통신이 가능하도록 기능할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
유선 통신 방식을 지원하는 경우, 통신부(370)는 외부 장치와의 연결을 위한 통신 포트나 연결 단자를 포함할 수 있다. 무선 통신 방식을 지원하는 경우, 통신부(370)는 와이브로, 와이파이(WiFi), 지그비(ZIGBEE), 블루투스(Bluetooth), 울트라와이드밴드(Ultra Wide Band, UWB) 및 근거리무선통신(Near Field Communication, NFC) 중 적어도 하나의 무선 통신 방식을 지원할 수 있다.
전원부(380)는 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)의 각 구성요소들로 전원을 공급한다. 일 실시 예에 따르면, 전원부(380)는 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)로부터 기계적 및 전기적으로 분리 가능하도록 구현될 수 있다. 분리된 전원부(380)는 여분의 다른 전원부(도시되지 않음)로 교체될 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 전원부(380)는 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)와 일체형으로 구현될 수도 있다. 이 경우, 전원부(380)는 별도로 마련된 충전 장치(도시되지 않음)로부터 전력을 공급받아 충전될 수 있다. 이 때, 전원부(380)는 유선전력전송 기술 또는 무선전력전송 기술에 따라 충전 장치로부터 전력을 공급받을 수 있다. 후자의 경우, 충전 장치는 충전 장치 위에 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)가 놓여졌는지를 감지하고, 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)가 놓여진 것으로 감지된 경우, 무선전력전송 기술에 따라 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)의 전원부(380)로 전력을 공급한다. 무선전력전송 기술은 자기유도(Magnetic Induction, MI) 방식, 자기공명(Magnetic Resonant, MR) 방식, 마이크로파 라디에이션(Microwave Radiation) 방식으로 구분될 수 있으며, 전원부(380)는 예시된 방식들 중 하나에 따라 무선으로 전력을 공급받을 수 있다.
거리 감지부(390)는 대상체가 담겨 있는 시료부(도 6의 303 참조)와 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300) 간의 거리를 검출한다. 거리 감지부(390)는 예를 들어, 적외선 센서 및 초음파 센서를 예로 들 수 있다. 그러나 거리 감지부(390)의 종류가 예시된 것들로 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 거리 측정 센서를 포함할 수 있다.
거리 감지부(390)의 검출 결과는 제어부(330)로 제공되고, 제어부(330)는 검출 결과에 따른 알람이나 안내 메시지를 출력부(350)를 통해 출력한다. 예를 들어, 시료부(303)까지의 거리가 기준 거리에 해당되는 경우라면, 제어부(330)는 이를 알리는 안내 메시지를 출력부(350)를 통해 출력한다. 만약, 시료부(303)까지의 거리가 기준 거리에 미치지 못하거나, 기준 거리를 벗어난 경우라면, 제어부(330)는 이를 알리는 알람이나 안내 메시지를 출력한다. 안내 메시지는 예컨대, 현재 위치에서 시료부(303)를 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)쪽으로 이동시켜야 하는지 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)로부터 멀어지는 쪽으로 이동시켜야 하는지 등의 정보를 포함할 수 있다.
한편, 기준 거리는 사전에 결정되며, 대상체가 담겨 있는 시료부와 분광 장치(300) 사이의 거리가 기준 거리인 경우 대상체에 대한 측정/분석이 정확하게 수행될 수 있는 것으로 예상될 수 있다. 구체적으로, 복수의 광원은 복수의 광원(311, 312, 313, 314) 각각의 광축이 소정 점에서 만나도록 배치되는데, 이 점의 위치에 따라 기준 거리가 결정된다. 이에 대한 더욱 구체적인 설명은 도 7을 참조하여 후술하기로 한다.
도 6은 도 5에 도시된 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)의 외관에 대한 일 예를 도시한 도면이다.
도 6(a) 및 도 6(b)를 참조하면, 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)는 본체(301), 분광 모듈(302) 및 시료부(303)를 포함한다.
본체(301) 내부에는 예를 들어, 인쇄회로기판(도시되지 않음)이 실장된다. 인쇄회로기판 상에는 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)의 구성요소들 중에서 광원부(310) 및 광 감지부(320)를 제외한 구성요소들이 배치될 수 있다.
분광 모듈(302)은 예를 들어, 본체(301)의 측면에 기계적 및 전기적으로 결합된다. 분광 모듈(302)의 내부에는 인쇄회로기판(305)이 실장될 수 있으며, 인쇄회로기판(305) 상에는 광원부(310) 및 광 감지부(320)가 배치된다. 이 때, 광원부(310)에 포함된 복수의 광원(311, 312, 313, 314)은 광 감지부(320)를 중심으로 하는 원의 둘레를 따라 배치될 수 있으며, 결과적으로 광 감지부(320)와 복수의 광원(311, 312, 313, 314) 각각의 거리는 모두 동일할 수 있다. 또한 도면에 도시되지는 않았으나, 인쇄회로기판(305) 상에는 거리 감지부(390)가 더 구비될 수도 있지만, 이에 제한되지 않는다.
분광 모듈(302)은 본체(301)로부터 기계적 및 전기적으로 분리될 수 있다. 실시예에 따르면, 분리된 분광 모듈(302)은 다른 분광 모듈로 대체될 수 있다. 예를 들어, 분광 모듈(302)은 식품용 분광 모듈과 비식품용 분광 모듈을 포함할 수 있는데, 사용자는 용도에 맞는 분광 모듈을 본체(301)에 결합하여 사용할 수 있다.
다만, 이에 제한되지 않고, 복수의 광원(311, 312, 313, 314)이 분광 장치(300)로부터 착탈 가능하여, 사용자의 선택에 따라 필요한 파장을 발광하는 광원이 선택적으로 분광 장치(300)에 장착될 수도 있다.
시료부(303)는 대상체를 담는 용기로, 분광 모듈(302)의 전방에 배치된다. 분광 모듈(302)의 전방에 시료부(303)가 배치되면, 분광 모듈(302)로부터 시료부(303)까지의 거리가 검출되고, 검출 결과가 출력부(350)를 통해 출력된다.
도 7은 도 6에 도시된 분광 모듈(302)을 더욱 상세히 도시한 도면이다. 도 7(a)는 도 6에 도시된 분광 모듈(302)에 대한 평면도이다. 그리고 도 7(b)는 도 7(a)에 도시된 I-I'선의 단면도에 대한 일 실시예를 도시한 도면이다. 그리고 도 7(c)는 도 7(a)에 도시된 I-I' 선의 단면도에 대한 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 7(a)를 참조하면, 인쇄회로기판(305) 상에는 광원부(310) 및 광 감지부(320)가 배치된다. 광 감지부(320)는 인쇄회로기판(305)의 중앙에 배치될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 광원부(310)에 포함된 복수의 광원(311, 312, 313, 314)은 광 감지부(320)의 위치를 중심점으로 하는 원의 둘레를 따라 일정 간격으로 배치될 수 있지만, 이에 제한되지 않고, 복수의 광원(311, 312, 313, 314) 사이의 간격은 일정하지 않을 수도 있다. 한편, 복수의 광원(311, 312, 313, 314)은 광 감지부(320)으로부터 동일한 거리에 배치된다.
도 7(b)를 참조하면, 복수의 광원(311, 312, 313, 314) 각각의 광축(optic axis)은 인쇄회로기판(305)에 대하여 소정 각도(θ1)로 기울어지도록 배치된다. 즉, 복수의 광원(311, 312, 313, 314)은 각각 광 감지부(320)를 향하도록 소정 각도(θ1)로 기울여져 배치될 수 있다. 그 결과, 복수의 광원(311, 312, 313, 314) 각각의 광축은 하나의 점(P)에서 만나게 된다. 상기 점(P)은 시료부(303)가 배치되는 위치인 것으로 이해될 수 있다.
상술한 바와 같이, 광 감지부(320)를 기준으로 원의 둘레를 따라 복수의 광원(311, 312, 313, 314)을 일정 간격으로 배치하되, 복수의 광원(311, 312, 313, 314) 각각의 광축이 소정 점(P)에서 만나도록 배치하는 경우, 시료부(303)의 대상체가 소정 점(P)에 위치하도록 분광 장치(300)의 위치 또는 시료부(303)의 위치를 조절하면, 복수의 광원(311, 312, 313, 314)에서 각각 광을 주사하였을 때, 복수의 광원(311, 312, 313, 314)으로부터 주사된 광은 대상체의 동일한 부분으로 향하고, 결과적으로 복수의 광원(311, 312, 313, 314)으로부터 주사된 광은 대상체의 동일한 부분으로부터 반사되어 광 감지부(320)에 의해 수광될 수 있다. 이에 따라, 광 감지부(320)는 대상체의 타겟팅되는 부분으로부터의 정보를 얻을 수 있다.
도 7(c)를 참조하면, 인쇄회로기판(305)에는 복수의 광원(311, 312, 313, 314)이 배치되는 영역마다 돌출부(305a)가 형성될 수 있다. 각각의 돌출부(305a)는 경사면을 갖는다. 각 돌출부(305a)의 경사면에는 광원이 고정 설치될 수 있다. 즉, 각 돌출부(305a)는 복수의 광원(311, 312, 313, 314)이 일정 각도(θ1)를 유지하도록 복수의 광원(311, 312, 313, 314)을 지지한다.
도 8은 도 5에 도시된 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)의 외관에 대한 다른 예를 도시한 도면이다.
도 8의 (a) 및 (b)를 참조하면, 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)는 본체(301), 분광 모듈(302) 및 시료부(303)를 포함한다.
본체(301), 분광 모듈(302) 및 시료부(303)는 도 6을 참조하여 설명하였으므로, 도 6과 중복되는 설명은 생략하고 차이점 위주로 설명하기로 한다.
도 8의 (a) 및 (b)를 참조하면, 분광 모듈(302)은 예를 들어, 본체(301)의 측면에 기계적 및 전기적으로 결합된다. 분광 모듈(302)의 내부에는 인쇄회로기판(305)이 실장될 수 있으며, 인쇄회로기판(305) 상에는 광원부(310) 및 광 감지부(320)가 배치된다. 이 때, 광원부(310)에 포함된 복수의 광원(311, 312, 313, 314)은 광 감지부(320)를 기준으로 일렬로 배치된다. 또한 도면에 도시되지는 않았으나, 인쇄회로기판(305) 상에는 거리 감지부(390)가 더 구비될 수도 있다.
도 9는 도 8에 도시된 분광 모듈(302)을 더욱 상세히 도시한 도면이다. 도 9(a)는 도 8에 도시된 분광 모듈(302)에 대한 평면도이다. 그리고 도 9(b)는 도 9(a)에 도시된 II-II' 선의 단면도에 대한 일 실시예를 도시한 도면이다. 그리고 도 9(c)는 도 9(a)에 도시된 II-II' 선의 단면도에 대한 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 9(a)를 참조하면, 인쇄회로기판(305) 상에는 광원부(310) 및 광 감지부(320)가 배치된다. 광 감지부(320)는 인쇄회로기판(305)의 중앙에 배치된다. 광원부(310)에 포함된 복수의 광원(311, 312, 313, 314)은 광 감지부(320)를 지나는 직선 상에 일정 간격으로 이격되어 배치된다. 즉, 복수의 광원(311, 312, 313, 314)는 광 감지부(320)의 위치로부터 멀어지도록 소정 간격으로 이격되어 일렬로 배치된다.
도 9(b)를 참조하면, 복수의 광원(311, 312, 313, 314) 각각의 광축은 인쇄회로기판(305)에 대하여 서로 다른 각도(θ1, θ2)로 기울어지도록 배치된다. 구체적으로, 광 감지부(320)를 기준으로 멀리 배치된 광원일수록 인쇄회로기판(305)과 이루는 각도가 감소하도록 배치된다(θ1>θ2). 그 결과, 복수의 광원(311, 312, 313, 314) 각각의 광축은 하나의 점(P)에서 만나게 된다. 상기 점(P)은 시료부(303)가 배치되는 위치인 것으로 이해될 수 있다.
상술한 바와 같이, 광 감지부(320)를 지나는 직선 상에 복수의 광원(311, 312, 313, 314)을 일정 간격으로 배치하되, 복수의 광원(311, 312, 313, 314) 각각의 광축이 소정 점(P)에서 만나도록 배치하면, 복수의 광원(311, 312, 313, 314)에서 각각 광을 주사하였을 때, 시료부(303)에서 반사되는 반사광을 효과적으로 취득할 수 있다.
도 9(c)를 참조하면, 인쇄회로기판(305)에는 복수의 광원(311, 312, 313, 314)이 배치되는 영역마다 돌출부(305a, 305b)가 형성될 수 있다. 각각의 돌출부(305a, 305b)는 경사면을 갖는다. 앞서 설명한 바와 같이, 복수의 광원(311, 312, 313, 314)의 광축이 하나의 점(P)에서 만나기 위해서는 광 감지부(320)를 기준으로 멀리 배치된 광원일수록 인쇄회로기판(305)과 이루는 각도(θ1, θ2)가 감소해야 한다. 따라서, 광 감지부(320)를 기준으로 멀리 배치된 광원의 위치에 대응하는 돌출부일수록 경사면의 경사도가 증가할 수 있다. 구체적으로, 도 9(c)를 참조하면, 제2 광원(312) 및 제3 광원(313)이 배치되는 돌출부(305a)의 경사도에 비하여, 제1 광원(311) 및 제4 광원(314)이 배치되는 돌출부(305b)의 경사도가 큰 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같은 각 돌출부(305a, 305b)의 경사면에는 광원이 고정 설치될 수 있다. 즉, 각 돌출부(305a)는 복수의 광원(311, 312, 313, 314)이 일정 각도(θ1, θ2)를 유지하도록 복수의 광원(311, 312, 313, 314)을 지지한다.
도 10은 다른 실시예에 따른 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(400)의 구성을 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 다른 실시예에 따른 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(400)는 광원부(410), 광 감지부(420), 제어부(430), 입력부(440), 출력부(450), 저장부(460), 통신부(470) 및 전원부(480)를 포함한다.
도 10에 도시된 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(400)는 도 5에 도시된 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)와 비교하였을 때, 거리 감지부(390)가 생략된다는 점에 있어서 차이가 있다.
도 11은 도 10에 도시된 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(400)의 외관에 대한 일 예를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(400)는 본체(401), 분광 모듈(402), 시료부(403) 및 덮개(404)를 포함한다.
원통형의 본체(401) 내부에는 예를 들어, 인쇄회로기판(도시되지 않음)이 실장된다. 인쇄회로기판 상에는 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(400)의 구성요소들 중에서 광원부(410) 및 광 감지부(420)를 제외한 구성요소들이 배치될 수 있다.
분광 모듈(402)은 예를 들어, 본체(401)의 상면에 기계적 및 전기적으로 결합된다. 분광 모듈(402)의 내부에는 인쇄회로기판(405)가 실장될 수 있으며, 인쇄회로기판(405) 상에는 광원부(410) 및 광 감지부(420)가 배치된다. 이 때, 광원부(410)에 포함된 복수의 광원(311, 312, 313, 314)은 광 감지부(420)를 중심으로 하는 원의 둘레를 따라 배치된다.
분광 모듈(402)은 본체(401)로부터 기계적 및 전기적으로 분리될 수 있다. 분리된 분광 모듈(402)은 다른 분광 모듈로 대체될 수 있다. 예를 들어, 분광 모듈(402)은 식품용 분광 모듈과 비식품용 분광 모듈을 포함할 수 있는데, 사용자는 용도에 맞는 분광 모듈을 본체(401)에 결합하여 사용할 수 있다.
분광 모듈(402)의 상부에는 안착홈(402a)이 형성된다. 안착홈(402a)에는 시료부(403)의 하부가 안착된다. 도 11은 안착홈(402a)의 단면이 원형인 경우를 도시하고 있으나 안착홈(402a)의 단면은 다른 모양을 가질 수도 있다.
덮개(404)는 분광 모듈(402)의 안착홈(402a)에 안착된 시료부(403)의 상부를 덮는 역할을 한다. 이를 위해 덮개(404)의 하부에는 분광 모듈(402)의 안착홈(402a)의 크기에 대응하는 안착홈(도시되지 않음)이 형성될 수 있다. 이처럼 덮개(404)를 이용하여 시료부(403)를 덮으면, 광원부(410)에서 광을 조사하거나 광 감지부(420)에서 반사광을 취득하는 것이 밀폐된 공간 내에서 이루어지므로, 보다 정확한 광 스펙트럼을 얻을 수 있다.
도 12는 도 11에 도시된 분광 모듈(402)을 더욱 상세히 도시한 도면이다. 도 12(a)는 도 11에 도시된 분광 모듈(402)에 대한 평면도이다. 그리고 도 12(b)는 도 12(a)에 도시된 III-III' 선의 단면도에 대한 일 실시예를 도시한 도면이다. 그리고 도 12(c)는 도 12(a)에 도시된 III-III' 선의 단면도에 대한 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 12(a)를 참조하면, 원형의 인쇄회로기판(405) 상에는 광원부(410) 및 광 감지부(420)가 배치된다. 광 감지부(410)는 인쇄회로기판(405)의 중앙에 배치된다. 광원부(410)에 포함된 복수의 광원(411, 412, 413, 414)은 광 감지부(420)의 위치를 중심점으로 하는 원의 둘레를 따라 일정 간격으로 배치된다.
도 12(b)를 참조하면, 복수의 광원(411, 412, 413, 414) 각각의 광축은 인쇄회로기판(405)에 대하여 소정 각도(θ1)로 기울어지도록 배치된다. 그 결과, 복수의 광원(411, 412, 413, 414) 각각의 광축은 하나의 점(P)에서 만나게 된다. 상기 점(P)은 시료부(403)가 배치되는 위치인 것으로 이해될 수 있다.
복수의 광원(411, 412, 413, 414) 각각의 광축이 기울어진 각도에 따라 상기 점(P)의 위치도 달라질 수 있는데, 상기 점(P)의 위치가 달라지는 경우, 상기 점(P)에 시료부(403)가 배치되도록 본체(401), 분광 모듈(402) 및 덮개(404)의 높이나 크기가 달라질 수 있다.
도 12(c)를 참조하면, 인쇄회로기판(405)에는 복수의 광원(411, 412, 413, 414)이 배치되는 영역마다 돌출부(405a)가 형성될 수 있다. 각각의 돌출부(405a)는 경사면을 갖는다. 각 돌출부(405a)의 경사면에는 광원이 고정 설치될 수 있다. 즉, 각 돌출부(405a)는 복수의 광원(411, 412, 413, 414)이 일정 각도(θ1)를 유지하도록 복수의 광원(411, 412, 413, 414)을 지지한다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 분광 장치(500)의 구성을 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 분광 장치(500)는 광원부(510), 광 감지부(520), 제어부(530), 입력부(540), 출력부(550), 저장부(560), 통신부(570), 전원부(580) 및 접근 감지부(590)를 포함한다.
도 13에 도시된 분광 장치(500)는 도 5에 도시된 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)와 비교하였을 때, 거리 감지부(390) 대신 접근 감지부(590)를 포함한다는 점에서 차이가 있다.
접근 감지부(590)는 시료부(503)의 접근을 감지한다. 접근 감지부(590)는 예를 들어, 광 센서, 압력 센서 등으로 구현될 수 있다. 접근 감지부(590)에서 감지된 결과는 제어부(530)로 제공된다.
제어부(530)는 시료부(503)의 접근이 감지된 경우, 광원부(510)를 자동으로 제어한다. 즉, 사용자가 별도의 명령을 입력하지 않았더라도, 광원부(510)를 동작시킨다.
도 14는 도 13에 도시된 분광 장치(500)의 외관에 대한 일 예를 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 분광 장치(500)는 본체(501) 및 시료부(503)를 포함한다.
본체(501)는 밑면과 윗면을 포함하는 사각 기둥 형상을 가질 수 있다. 그러나 본체(501)의 형상이 사각 기둥으로 한정되는 것은 아니다. 본체(501)의 일측에는 입력부(540)가 배치될 수 있다. 본체(501)의 윗면에는 시료부(504)가 삽입되는 삽입홀(501a)이 형성된다. 또한, 본체(501)의 내부에는 인쇄회로기판(도 15의 505 참조)이 실장된다. 인쇄회로기판(505) 상에는 분광 장치(500)의 구성요소들이 배치될 수 있다.
시료부(504)는 본체(501)의 삽입홀(501a)에 삽입될 수 있다. 시료부(504)가 본체(501)의 삽입홀(501a)에 삽입되면, 접근 감지부(590)가 이를 감지하고, 감지 결과가 제어부(530)로 제공된다. 그러면 제어부(530)에 의해 광원부(510)가 제어된다.
도 15는 도 14의 Ⅳ-Ⅳ' 선을 따라 절단한 단면도를 간략하게 도시한 도면이다.
도 15를 참조하면, 시료부(503)의 위치를 기준으로 좌측에는 인쇄회로기판(505)이 배치된다. 인쇄회로기판(505) 상에는 광원부(510)가 배치된다. 광원부(510)에 포함된 복수의 광원(511, 512, 513, 514)은 시료부(503)의 길이 방향을 따라 배치될 수 있다. 또한, 복수의 광원(511, 512, 513, 514)은 인쇄회로기판에 대하여 직각을 이루도록 배치될 수 있다.
시료부(503)의 위치를 기준으로 우측에는 광원부(510)에서 나온 광을 집광하기 위한 렌즈(506)와, 렌즈(506)에 의해 집광된 광을 감지하는 광 감지부(520)가 차례로 배치된다.
도 15는 광원부(510)와 광 감지부(520)가 마주보도록 배치된 경우를 도시하고 있으나, 광원부(510)와 광 감지부(520)는 앞서 도 9에 도시된 것처럼, 인쇄회로기판(505) 상에 함께 배치될 수도 있다. 즉, 인쇄회로기판(505)의 중심에 광 감지부(520)를 배치하고, 광 감지부(520)를 지나는 직산 상에 복수의 광원(511, 512, 513, 514)을 일정 간격으로 배치하되, 복수의 광원(511, 512, 513, 514) 각각의 광축이 시료부(503)의 소정 위치에서 만나도록 배치할 수 있다. 이 경우, 도 15에 도시된 렌즈(506)는 생략될 수도 있다.
도 16은 도 1에 도시된 분광 시스템의 동작 순서를 도시한 순서도이다.
사용자가 대상체가 담긴 시료부(303)를 분광 모듈(302)의 전방에 위치시키면, 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)는 분광 모듈(302)과 시료부(303)와의 거리를 감지한다(S110).
이후, 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)는 감지 결과에 따라 광원부(310)를 제어하여 시료부(303)로 광을 조사한다(S120). 상기 S120 단계는 분광 모듈(302)과 시료부(303) 간의 거리가 기준 거리에 해당하지 않는 경우, 이를 알리는 안내 메시지를 출력하는 단계와, 분광 모듈(302)과 시료부(303) 간의 거리가 기준 거리에 해당하는 경우, 광원부(310)에 포함된 복수의 광원(311, 312, 313, 314)을 순차적으로 제어하는 단계를 포함한다.
이후, 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)는 대상체에서 반사된 광 스펙트럼을 감지하고(S130), 감지된 광 스펙트럼 정보를 유무선 네트워크를 통해 서버(100)로 전송한다(S140).
서버(100)는 데이터베이스(130)에 저장되어 있는 대상체 정보 테이블을 참조하여, 광 스펙트럼 정보에 대응하는 대상체 정보를 획득한다(S150). 대상체 정보로는 대상체의 종류를 식별하기 위한 식별 정보 및 대상체의 유해성 여부 정보를 예로 들 수 있다.
이후, 서버(100)는 획득된 대상체 정보를 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)로 전송한다(S160).
대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)는 서버(100)로부터 수신한 대상체 정보를 출력한다(S170).
이상의 설명에서는 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)를 기준으로 분광 시스템의 동작 순서를 설명하였다. 도 16에 도시된 단계들 중에서 하나 이상의 단계는 생략되거나, 다른 단계로 대체될 수 있다.
예를 들어, 도 10 및 도 11의 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(400)를 포함하는 휴대용 분광 시스템이라면, S110 단계는 입력부(440)를 통해 광원부(410) 제어 명령을 입력받는 단계로 대체될 수 있다. 광원부(410) 제어 명령은 예를 들어, 본체(401)에 구비된 입력부(440)를 통해 입력될 수 있다.
다른 예로, 도 13 및 도 14의 휴대용 분광 장치(500)를 포함하는 휴대용 분광 시스템이라면, S110 단계는 시료부(503)의 접근을 감지하는 단계로 대체될 수 있다. 또한, S120 단계는 접근 감지 결과에 기초하여 광원부(510)를 제어하여 시료부(503)로 광을 조사하는 단계로 대체될 수 있다. 또한, S130 단계는 시료부(503)를 투과한 투과광을 광 스펙트럼을 감지하는 단계로 대체될 수 있다.
도 17은 다른 실시예에 따른 휴대용 분광 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 17을 참조하면, 다른 실시예에 따른 휴대용 분광 시스템은 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300), 스마트 장치(200) 및 서버(100)를 포함한다.
대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)는 스마트 장치(200)와 무선 통신 방식에 의해 통신할 수 있다. 이를 위해 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)와 스마트 장치(200) 간에는 사전에 페어링(pairing) 동작이 수행될 수 있다.
스마트 장치(200)는 유무선 통신 장치를 포함할 수 있다. 통신 장치로는 개인용 컴퓨터(Personal Computer; PC), 셀룰러폰(Cellular phone), 피씨에스폰(PCS phone; Personal Communication Service phone), 동기식/비동기식 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000)의 이동 단말기, 팜 PC(Palm Personal Computer), 개인용 디지털 보조기(PDA; Personal Digital Assistant), 왑폰(WAP phone; Wireless Application Protocao phone), 모바일 게임기, 스마트폰(Smart phone), 태블릿(tablet)을 예로 들 수 있다.
스마트 장치(200)는 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)로부터 대상체에 관한 광 스펙트럼 정보를 수신하고, 수신된 광 스펙트럼 정보를 서버(100)로 전송할 수 있다. 서버(100)에서는 수신된 광 스펙트럼 정보를 대상체 정보 테이블의 광 스펙트럼 정보와 비교하여, 대상체 정보를 획득한다. 그리고 서버(100)는 분석 정보를 스마트 장치(200)로 전송할 수 있으며, 스마트 장치(200)는 분석 정보를 사용자에게 출력할 수 있다.
분광 시스템의 구성이 도 17과 같은 경우, 도 5, 도 10, 도 13에 도시된 기능적 블록들 중 일부가 생략될 수 있다. 예를 들어, 입력부(340, 440, 550) 및 출력부(350, 450, 550)은 생략될 수 있다. 생략된 블록들의 기능은 스마트 장치(200)에 구비된 입력부(미도시) 및 출력부(미도시)에 의해 수행될 수 있다.
도 18은 또 다른 실시예에 따른 분광 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 18을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 분광 시스템은 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300) 및 스마트 장치(200) 및 서버(100)를 포함한다.
대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)의 일측에는 연결에는 연결 단자(371)가 배치된다. 연결 단차는 스마트 장치(200)에 배치된 연결 홈(도시되지 않음)에 삽입될 수 있다.
이처럼, 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)가 연결 단자(371)를 통해 스마트 장치(200)에 연결되는 경우, 도 5, 도 10 및 도 13에 도시된 기능적 블록들 중 일부가 생략될 수 있다. 예를 들어, 입력부(340, 440, 540), 출력부(350, 450, 550), 저장부(360, 460, 560), 통신부(370, 470, 590) 및 전원부(380, 480, 580) 중 적어도 하나가 생략될 수 있다. 생략된 블록들의 기능은 스마트 장치(200)에 구비된 입력부(미도시), 출력부(미도시), 저장부(미도시) 및 전원부(미도시)에 의해 수행될 수 있다.
이상으로 설명한 실시예들에서는 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)가 대상체에 대한 광 스펙트럼을 획득하고, 획득된 광 스펙트럼에 대한 분석은 서버(100)나 스마트 장치(200)에서 이루어지는 경우를 설명하였다.
다른 실시예에 따르면, 서버(100)나 스마트 장치(200)의 개입 없이, 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300) 단독으로 동작할 수도 있다. 즉, 대상체에 대한 광 스펙트럼 획득 및 획득된 광 스펙트럼에 대한 분석이 모두 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)에서 이루어질 수 있다. 이를 위해 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)의 저장부(360)에는 대상체 정보 테이블 및/또는 애플리케이션이 저장될 수 있다. 그리고 제어부(330)는 도 2에 도시된 서버(100)의 분석부(120)의 기능을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)가 독립적으로 동작하는 경우, 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)는 사용자의 신체에 착용 가능한 착용형 장치(wearable device)의 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 도 19에 도시된 바와 같이 시계 형태를 가질 수 있다. 그러나 도 19는 착용형 장치의 일 예를 나타낸 것일 뿐이며, 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치(300)는 신체에 부착 가능한 패치 형태로 구현될 수도 있다.
다만, 이에 제한되지 않고, 분광 장치(300)는 다른 전자 장치에 연결되거나 장착될 수 있다. 예컨대, 전자 장치로는 냉장고 또는 싱크대 등 대상체의 성분 분석을 필요로 한다면 제한이 없을 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시 예들을 설명하였다. 전술한 실시 예들에 더하여, 본 발명의 실시 예들은 전술한 실시예의 적어도 하나의 처리 요소를 제어하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 코드/명령을 포함하는 매체 예를 들면, 컴퓨터 판독 가능한 매체를 통해 구현될 수도 있다. 상기 매체는 상기 컴퓨터 판독 가능한 코드의 저장 및/또는 전송을 가능하게 하는 매체/매체들에 대응할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 코드는, 매체에 기록될 수 있을 뿐만 아니라, 인터넷을 통해 전송될 수도 있는데, 상기 매체는 예를 들어, 마그네틱 저장 매체(예를 들면, ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학 기록 매체(예를 들면, CD-ROM, Blu-Ray, DVD)와 같은 기록 매체, 반송파(carrier wave)와 같은 전송매체를 포함할 수 있다. 상기 매체들은 분산 네트워크일 수도 있으므로, 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드는 분산 방식으로 저장/전송되고 실행될 수 있다. 또한 더 나아가, 단지 일 예로써, 처리 요소는 프로세서 또는 컴퓨터 프로세서를 포함할 수 있고, 상기 처리 요소는 하나의 디바이스 내에 분산 및/또는 포함될 수 있다.
도 20은 또 다른 실시예에 따른 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치의 구성을 도시한 도면이다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치와의 차이점을 위주로 설명한다.
또 다른 실시예에 따른 분광 장치(600)에는 분광 모듈(605)이 장착될 수 있으며, 분광 모듈(605)로서 예컨대 TI(Texas Instrument)사의 DLP칩이 이용될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
구체적으로, 광원부(610)는 복수의 광원이 아닌 할로겐 램프를 포함할 수 있으며, 광 감지부(620)는 할로겐 램프에 적합한 검출기를 포함할 수 있으며, 광 제어부(625)는 광원부(610)와 광 감지부(620)를 제어할 수 있다.
본 실시예에 따른 분광 장치(600)를 이용하는 경우, 광원부(610)로 할로겐 램프가 이용될 수 있어서 모든 파장의 광이 조사될 수 있으므로, 모든 종류의 대상체에 대한 성분 분석이 가능할 수 있다. 다만, 몇몇 실시예에서는 분광 장치(600)의 설정, 사용자에 의한 설정에 따라 특정한 대상체에 대한 성분 분석을 위한 광 스펙트럼에 대한 정보만을 분석할 수 있도록 설정될 수 있다.
이상과 같이 예시된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 서버
200: 스마트 장치
300, 400, 500, 600: 분광 장치

Claims (10)

  1. 서로 다른 파장의 광을 대상체로 주사하는 복수의 광원을 포함하는 광원부; 및
    상기 대상체에서 반사된 반사광을 취득하여, 상기 대상체에 관한 광 스펙트럼을 획득하는 광 감지부를 포함하는 분광 모듈을 포함하고,
    상기 복수의 광원은 상기 복수의 광원 각각의 광축이 소정 점에서 교차하도록 상기 광 감지부를 기준으로 배치되는, 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 광원의 광축은 상기 광 감지부를 향하여 동일한 각도만큼 기울어져 있는 것인, 대상체의 성분 분석이 가능한 분광 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 광원은 상기 광 감지부의 위치를 중심으로 같은 거리만큼 이격되어 배치되는, 휴대용 분광 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 광원 중 하나와 상기 광 감지부 사이의 거리는 상기 복수의 광원 중 다른 하나와 상기 광 감지부 사이의 거리와 상이한 것인, 휴대용 분광 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 대상체가 담긴 시료부와의 거리를 감지하는 거리 감지부를 더 포함하는, 휴대용 분광 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 거리 감지부에서 감지된 거리와 기준 거리 간의 비교 결과 또는 상기 대상체에 관한 광 스펙트럼에 기초하여 획득된 대상체 정보를 출력하는 출력부를 더 포함하는, 휴대용 분광 장치.
  7. 제7항에 있어서,
    상기 대상체 정보는
    상기 광 감지부에 의해 획득된 광 스펙트럼 정보와 광 스펙트럼 테이블의 광 스펙트럼 정보를 비교한 결과에 따라 획득되며,
    상기 광 스펙트럼 테이블은 복수의 대상체에 대한 광 스펙트럼 정보를 포함하는, 휴대용 분광 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    제어 명령에 따라 상기 복수의 광원을 차례로 제어하거나, 상기 복수의 광원 중에서 선택된 세트의 광원들을 차례로 제어하는 제어부를 더 포함하는, 휴대용 분광 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 분광 모듈의 일측에는 상기 대상체가 담긴 시료부가 안착되는 안착홈이 형성되는, 휴대용 분광 장치.
  10. 서로 다른 파장의 광을 대상체로 주사하는 복수의 광원을 포함하는 광원부; 및
    상기 대상체에서 반사된 반사광을 취득하여, 상기 대상체에 관한 광 스펙트럼을 획득하는 광 감지부를 포함하는 분광 모듈을 포함하고,
    상기 복수의 광원은 상기 복수의 광원 각각의 광축이 소정 점에서 교차하도록 상기 광 감지부를 기준으로 배치되는 휴대용 분광 장치와 전기적으로 결합되는 전자 장치.
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