KR20180024900A - 화합물 반도체 기반 생물입자 검출 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다양한 어플리케이션에 적용이 가능한 생물입자를 실시간으로 검출 및 분류하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 자외선 영역의 화합물 반도체 기술에 기반한 광원과 수광부를 적용하여, 생물학 입자 및 시료를 실시간으로 감지 및 분석하고, 이를 단일파장 혹은 다중파장의 형광신호 및 산란과 단일파장 혹은 다중파장 형광 분석을 이용하여 생물입자 및 생물시료를 감지, 살균 및 분류하는 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 다양한 어플리케이션에 적용이 가능한 생물입자를 검출 및 분류하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 자외선 영역의 화합물 반도체 기술에 기반한 광원과 수광부를 적용하여, 생물학 입자 및 시료를 실시간으로 감지 및 분석하고, 이를 단일파장 혹은 다중파장의 형광신호 및 산란과 단일파장 혹은 다중파장 형광 분석을 이용하여 생물입자 및 생물시료를 감지 및 분류하는 방법에 관한 것이다.
자외선 영역에서 발광 및 수광특성을 갖는 화합물 반도체 기반의 대표적인 물질은 GaN 및 SiC 기반으로, 광원은 대표적으로 GaN 기반의 GaN 혹은 AlGaN 기반의 물질을 적용하여 LED 및 LD 기술이 개발되어 있다. LED 의 경우 발산각이 일반적으로 100도가 넘으나 목적에 따라 집광을 할 수 있는 렌즈를 적용할 수 있는데, 미국 SETI 사의 자료에 의하면, 볼렌즈를 적용시 집광면적을 1mm × 1mm , 헤미스피어 렌즈를 적용시 6도이내의 발산각으로 조정가능하여, 추가의 광학계가 없이도 LED 의 발산각도를 조절할 수 있다.
수광부의 경우, 자외선 영역에서 수광특성을 갖을 수 있는 SiC 나 GaN 기반의 물질을 이용하여, PN 구조, PIN 구조, Multiplication 영역이 있는 애벌런치 포토다이오드 구조 등의 포토다이오드 센서를 적용할 수 있다. 예를 들어 GaN 기반의 포토다이오드의 경우 도핑기술과 칩소자 구조설계 기술을 이용하여, 선택적으로 수광 파장을 구현할 수 있어, 빔스플리터나 추가의 광학필터 없이도 원하는 특정 파장을 수광할 수 있다.
생물입자 감시장치는 대기 중에 부유하고 있는 박테리아, 바이러스 또는 곰팡이 등과 같은 생물 에어로졸 입자(Biological Aerosol Particle)는 포집이라는 전통적 방법을 적용하여 배지에서 수 시간 내지 수 일 동안 배양하거나 PCR(Polymerase Chain Reaction) 장치를 사용하여 수 시간 내에 식별하는 방법을 적용한다. 즉, 대기 중 다양한 입자에서 생물입자를 검출하기 위해서는 대기 샘플을 포집하고, 포집된 샘플에서 생물입자의 양이나 종류를 측정하는 단계가 필요하다. 그런데 전통적 방법은 많은 시간과 노력을 요구하며, 또한 수 시간 내지 수 일 이상의 배양을 거친 후에야 결과를 알 수 있고, 무엇보다 유해한 생물입자를 검출해야 하는 시점을 알 수 없어 일정 시간 간격으로 계속 수집을 하여 연속적인 식별 과정을 거쳐야 한다. 즉, 시료를 배지에 배양한 후 형성된 콜로니의 수를 계수하여 생물입자의 존재 유무를 판독하는 방법이다. 그러나 배양에 통상적으로 24시간 이상이 소요되며 일정한 간격으로 계속 반복하여야 하므로 많은 비용과 인력을 필요로 한다. 수 시간 내에 판정이 가능한 PCR 방법 또한 생물입자를 검출하는 시점마다 연속적으로 수행하여 막대한 비용과 인력이 필요한 점이 어려움으로 남아 있다.
연속적인 배양 확인에 따른 경제적 비용과 시간 및 대기 중 유해한 생물입자 검출 시점의 판단에 대한 어려움을 극복하고자 현재까지는 레이저유도형광(Laser Induced Fluorescence) 방법을 사용하는 것이 일반적이다. 이 방법은 레이저빔을 흡입된 단일입자에 조사하면서 생긴 산란광과 형광 정보를 바탕으로 생물입자의 존재 여부 및 유해성을 도출하는 방법이다.
생물시료 검출장치는 이와 같은 생물입자 감시장치에 적용된 실시간 생물입자 측정 기술로는, 대기 중 부유입자를 흡입하여 이송된 단일입자에 빛을 조사하고, 그에 따라 발생한 산란광(scattering light)의 세기와 미약한 형광(fluorescent light)의 세기를 측정하여 세균입자인지 일반입자인지를 구분하는 레이저 유도형광 기술이 있었다. 최근에는, 이러한 레이저 유도형광 기술의 단점을 보완하여 자외선 LED를 이용한 자외선 유도형광 기술이 활발하게 연구되고 있다.
자외선 유도형광을 이용한 생물입자 감시 기술은, 공기 중에 부유하는 입자를 흡입하여 노즐에 통과시키고 입자가 지나가는 노즐 끝에 자외선 광원을 조사하는 것이다. 이에 의하면, 일반입자는 조사된 빛에 의해 산란을 일으키며 이 산란광의 크기는 구형(spherical) 입자 기준으로 입자의 지름에 비례한다. 반면, 생물입자는 형광물질을 갖고 있어서 산란뿐만 아니라, 광원을 흡수한 후에 형광을 방출한다. 따라서 형광과 산란을 각각의 광검출기로 측정하게 되면, 입자가 지나갈 때 생물입자인지를 확인할 수 있다.
하지만 현존하는 대기 중 생물입자 및 시료 검출장비는 감시가 필요한 장소로 이동하여 측정하고자 할 때 대형 장비의 전력 공급과 이동 설치에 따른 복잡한 절차로 차량 혹은 특정한 장소에 고정 배치하여 왔다.
또한, 현존하는 생물입자 검출 및 시료 검출장치는 복잡한 광학시스템과 수광부를 PMT 및 Si이나 다른 반도체 물질(GaP 등)기반의 포토센서 기반기술을 적용하여, 광학 필터, 복잡한 회로나 집광계가 필요하여, 다른 어플리케이션에 적용이 제한되고 있다.
본 발명은, UV 영역(250 400 nm) 파장의 광원 예를 들어, 화합물 반도체 기술 기반 LED와 LD 포토다이오드를 적용하여, 다양한 어플리케이션 즉, 환풍구, 냉장고, 공기청정기, 환풍기, 공기필터, 폐수장치, 정수장치, 에어콘, 등 또는 대기상태 모니터링이 요구되는 장소 예를 들어, 병원, 지하철, 사무실, 체육관, 산후조리원 등 에 적용이 가능한 구성으로 모듈을 구성하여 생물학적 입자 및 시료 예를 들어, 곰팡이(Penicillium, Aspergillus, Alternaria, Cladosporium 등) 및 세균 등 에서 산란 및 형광 신호 혹은 형광 신호만의 분석을 통해 생물입자 및 시료를 검출 및 분석하는데 목적이 있다.
더불어, 생물입자 및 시료인지 여부만을 확인하는데 그치지 않고, 다중파장을 이용하여 생물입자 및 시료의 형광 패턴을 분석하여 생물입자 및 시료를 검출 및 분석하고, 이를 기초로 생물학 분류가 실시간으로 가능한 다중파장 형광 분석을 이용하여 생물입자를 분류하는 방법 및 장치을 제공하는 데 그 목적이 있다.
이를 위해, 본 발명에 적용되는 광원은 소형화가 가능한 화합물 반도체 기반의 LED 나 LD 로 이루어질 수 있으며, 수광부는 PD, APD, PIN diode 등의 UV 영역에서 수광 특성을 보이는 화합물 반도체 물질, GaN, SiC, AlGaN 등의 물질로 이루어진 센서로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 광원의 효율 개선을 위해 집광 렌즈를 일체형으로 패키지에 적용하는 것을 포함하여 이루어 진다.
일 실시 예에서, 상기 모듈의 적용되는 수광부는 PD, APD, PIN diode 등의 UV 영역에서 수광 특성을 보이는 화합물 반도체 물질, GaN, SiC, AlGaN 등의 물질로 이루어진 센서를 적용한다.
일 실시 예에서, 수광부는 재료의 구조나 조성의 비율에 따라 선택적 파장이 가능한 것을 포함하여 이루어진다.
일 실시 예에서, 다중파장 형광 분석을 이용하여 생물입자를 분류하는 경우,
일 실시 예에서, 상기 복수의 광원들 각각은 LED, 레이저 다이오드(LD), 또는 조화파 레이저 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 검출부에 의해 검출된 산란광 및 형광신호를 기초로 생물입자인지 여부를 결정하고, 검출된 형광신호의 파장 및 신호의 세기를 분석하는 탐지 모듈과, 상기 탐지모듈의 분석 결과를 생물체별 파장특성에 적용시켜서, 생물입자의 생물학을 분류하는 분류 모듈을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 복수의 광원들은, 275nm 또는 250~300nm의 파장을 갖는 제1광원, 350nm 또는 320~380nm의 파장을 갖는 제2광원, 및 420nm 또는 400~450nm의 파장을 갖는 제3광원을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 검출부는, 단일의 광학셀을 적용하여 시간차를 두고 다중 파장을 입자에 조사하여 획득된 각 파장 대역의 형광신호를 측정할 수 있는 단일의 검출기 또는 다수의 검출기일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 검출부는 복수의 광원들의 전단과 상기 단일의 광학셀 사이에 마련된 적어도 하나의 반사판을 이용하여 상기 복수의 광원들이 동시에 다중 파장을 입자에 조사하여 획득된 각 파장 대역의 형광신호를 측정하도록 이루어질 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 검출부는 반사판이나 집광기능을 하는 광학셀이 없이도 상기 복수의 광원들이 동시에 다중 파장을 입자에 조사하여 획득된 각 파장 대역의 산란 및 형광신호를 측정하도록 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른, 다중파장 형광 분석을 이용하여 생물입자를 분류하는 방법은, 서로 다른 파장을 갖는 복수의 광원들을 입자에 조사하는 단계; 상기 복수의 광원들을 입자에 조사하여 획득된 산란신호 및 형광신호를 검출하는 단계; 및 상기 검출된 산란신호 및 형광신호를 분석하여 생물입자인지를 결정하고 이와 동시에 생물체별 파장특성을 기초로 생물입자의 생물학을 분류하는 단계를 포함하여 이루어진다.
이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 소형화 시스템 구현이 가능하여, 다양한 어플리케이션 및 장소에 적용이 가능하고, 다른 입자에서 발생되지 않는, 생물입자의 형광신호가 발생되고 수광이 가능한 UV 영역(250 400 nm)에서 소형 광원과 수광센서를 적용하여, 다양한 어플리케이션 즉, 환풍구, 냉장고, 공기청정기, 환풍기, 공기필터, 폐수장치, 정수장치, 에어콘, 등 또는 대기상태 모니터링이 요구되는 장소 예를 들어, 군대, 병원, 지하철, 사무실, 체육관, 산후조리원 등 에 적용이 가능한 구성으로 인체에 유해한 생물학적 입자 및 시료 예를들어 곰팡이(Penicillium, Aspergillus, Alternaria, Cladosporium 등) 및 세균 등을 검출 및 분석하고, 이를 기초로 제안하는 기술이 적용된 어플리케이션의 오염상태나 공공 및 일반장소에 공기 및 수질 모니터링을 통해, 병원성 균 및 포자 혹은 독소에 오염된 지역, 인원, 장비 등은 각각의 오염 수준에 대한 정보를 제공하고, 감염이나 오염확산 방지를 할 수 있게 해준다. 또한 오염물질 종류의 정보가 제공될 경우 적절한 제독 방법의 설정 및 실행이 가능해져서, 치료 방법 및 시기의 결정에 큰 도움을 줄 수 있다. 또한, 민수 분야 및 공공 분야에서 질병의 확산 및 생물학 테러 감시에 획기적인 역할을 수행할 수 있다.
도 1은 275 nm 선택적 파장 포토다이오드 센서이다.
도 2는 325 nm 선택적 파장 포토다이오드 센서이다.
도 3은 여기 형광 스펙트럼이다.
도 4는 일반적인 생물입자 및 시료 감시 예시이다.
도 5는 제안하는 기술이 적용된 생물입자 및 시료 감시기 실시예이다.
도 6은 제안하는 기술이 적용된 생물입자 및 시료 감시기 실시예이다.
도 7는 광원과 수광부이다.
도 8렌즈별+산란 및 형광 측정이다.
도 9는 렌즈별 형광측정 과정 및 표면측정 과정이다.
도 10은 표면측정이다.
도 11는 마이크로 LED 적용 실시예로서, Micro scale 의 UV-LED와 포토다이오드 기반 수광센서를 적용한 예시, 스마트 와치에 탑재하여 의심되는 물질의 생물학적 입자여부 감지, 바이러스 감지 빨대, 바이러스 감지 글러브, 바이러스 감지 티져 등 다양한 형태에 응용이 가능하다.
도 2는 325 nm 선택적 파장 포토다이오드 센서이다.
도 3은 여기 형광 스펙트럼이다.
도 4는 일반적인 생물입자 및 시료 감시 예시이다.
도 5는 제안하는 기술이 적용된 생물입자 및 시료 감시기 실시예이다.
도 6은 제안하는 기술이 적용된 생물입자 및 시료 감시기 실시예이다.
도 7는 광원과 수광부이다.
도 8렌즈별+산란 및 형광 측정이다.
도 9는 렌즈별 형광측정 과정 및 표면측정 과정이다.
도 10은 표면측정이다.
도 11는 마이크로 LED 적용 실시예로서, Micro scale 의 UV-LED와 포토다이오드 기반 수광센서를 적용한 예시, 스마트 와치에 탑재하여 의심되는 물질의 생물학적 입자여부 감지, 바이러스 감지 빨대, 바이러스 감지 글러브, 바이러스 감지 티져 등 다양한 형태에 응용이 가능하다.
먼저, 본 발명의 실시 예는 자외선 유도형광 기술이 적용되는 모든 환경에 적용될 수 있음을 미리 밝혀둔다
또한, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 설명되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 즉, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항복들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "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.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이와 같은 표 1과 표 2에 따르면, 생물입자의 특성에 따라 독소입자와 세균 및 포자의 생물입자를 서로 구분할 수 있다.
여기서는, 대표적인 UV 계통의 LED로서 275nm, 350nm, 420nm 의 3가지 파장을 가정한다. 이 중, 275 nm의 LED를 이용하면 Tryptophan, Tyrosine, Phenylalanine 등의 아미노산의 형광을 발생시킬 수 있으므로, 단백질의 형광을 측정할 수 있다. 또한, 350nm 의 파장은 생물체내의 NADH의 형광 발생시킬 수 있고, 420nm는 Riboflavin 특이적으로 형광을 발생시킬 수 있다.
이러한 형광 파장을 기초로 생물학을 분류할 수 있다. 구체적으로, 생물입자 중 독소의 경우는 단백질로만 구성되어 있기 때문에 275nm로 형광 측정이 가능하며 350nm 및 450nm에서는 형광이 발생되지 않는다. 또한, 세균의 경우 공통적으로 단백질, NADH, Riboflavin을 모두 포함하고 있기 때문에 270nm,. 350nm, 420nm 세 개의 파장에서 형광이 모두 발생하게 된다. 한편, 포자의 경우 단백질의 함량은 높은 편이어서 270nm에서 형광이 측정되지만 NADH 와 Riboflavin의 경우 그 함량이 세균에 비해서는 매우 적기 때문에 350nm와 420nm에서는 세균에 비해 매우 낮은 신호를 갖는 형광이 발생된다. 이와 같이 3 가지 파장의 신호의 조합하여, 생물입자를 서로 다른 생물학으로 분류할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 다중파장을 이용하여 발생되는 다중의 형광 특성을 기반으로 하녀, 세균, 포자, 독소(단백질) 등으로 생물입자임을 탐지함과 동시에 분류가 가능하다.
병원성 균 및 포자 혹은 독소에 오염된 국부적인 지역, 공간, 장비 등은 각각의 오염 물질의 종류에 따라서 인체의 유해성이 다르며, 질병 및 증상의 발병 시기 또한 모두 다르다. 종래에는 이런 기술을 고가의 시스템을 이용하여, 판단하여 하기에 검출기술을 이용하는 자체가 어려웠다. 그러나, 본 발명에서는 단일파장의 소형의 LED 나 LD 광원을 적용하고, 별도의 광학시스템 없이도 선택적 파장이 가능하여, 입자 및 시료에서 발생되는 형광파장을 수광하기에, 산란 신호나, 잡광의 영향을 받지 않고, 소형화에 유리한 화합물 반도체 소자 기반의 포토다이오드, PIN 다이오드 및 애벌런치 포토다이오드(APD) 등을 수광부로 적용하여, 다양한 장소와 공간 그리고 어플리케이션에 적용하여 이용할 수 있고,
더 나아가, 본 발명에서는 다파장을 이용하여 산란신호 및 형광신호를 검출함으로써, 생물입자 및 시료의 여부를 탐지함과 동시에 생물학 분류가 가능하여, 실내 및 실외 그리고 공공장소 및 일반 가정에서 적절한 제독 방법의 설정 및 실행이 신속하게 이루어질 수 있다. 더 나아가, 병원, 산후조리원, 지하철 등의 공공장소의 경우 전염성 균 확산 방지 및 치료 방법 및 시기의 결정에 상당한 도움을 줄 수 있다. 더 나아가, 다양한 분야에서 생활보건 관리, 질병의 확산 및 생물학 테러 감시에 획기적인 역할을 수행할 수 있다.
이하, 도 1은 본 발명의 실시 예에 따라, 생물입자 분류를 위한 대표적인 발광원에 대한 형광 특성을 보여주는 그래프이다.
전술한 바와 같이, 생물입자의 생물학군 중 하나인, Tryptophan 은 약 350nm 급의 형광신호의 특색을 나타내며, NADH x100은 약 420nm 급의 형광신호의 특색을, Riboflavin은 이루어진 제3광원은 약 550nm 를 초과하는 급의 형광신호의 특색을 갖음을 확인할 수 있다.
생물입자 감지 및 식별하기 위해 적용되고 있고 적용이 가능한 TO can package 안에 회로 및 광학계 기능을 넣을 수 있어 일반적으로 많이 쓰이는 TO 5를 기준으로 했을 때 8.1 mm diameter 의 높이는 일반적으로 5mm 로 고려했을 시 PMT 대비, 높이는 1/3, 넓이는 약 78배 의 소형화가 된다. Si-APD 대비는 높이는 5배 면적은 약 156배 의 소형화가 적용될 수 있다. 소형 및 경량화된 수광부의 특징으로 다양한 어플리케이션에 적용이 가능해진다.
표 3은 275 nm UV LED를 적용했을 때 생물학적 입자에서 발생되는 산란 및 형광신호를 이자 크기 2 um 와 3um에서 측정한 데이터 이다. 일반적으로 곰팡이 균의 경우 3-4 um 이고, 대기 중에 일반적으로 103 개 이상의 곰팡이, 세균 등의 생물학적 입자들이 존배하고 있어, 이 이상의 농도범위에 인체에 위협이 되거나, 음식물에 이상이 있을 수 있는 고농도를 측정하는 것에 근거할 때 산란 및 형광신호를 감지하여 생물학적 입자들을 효과적으로 감지하는 기술의 구현이 가능한 것을 보여준다.
일반적인 UVC LED 광원의 크기는 LG 이노텍의 6060모델의 경우 두께 1.35 mm, 가로/세로 6.8 mm × 6.8 mm 으로 다양한 어플리케이션에 적용이 용이하다.
본 발명에서는 단일 및 다중파장을 이용하여 발생되는 형광 특성을 기반으로 생물입자를 탐지하고, 이와 동시에 다수의 생물학군, 예를 들어 미생물로 분류되는 세균, 포자, 독소(단백질) 등으로 분류하는 방법을 제시하였다.
이와 관련하여, 아래의 표 1은 세균, 포자, 그리고 독소 각각의 형광 발광원 함유 비율을 보여주며, 표 2는 생물체 내부의 대표 형광 발광원의 종류와 그 특징을 보여준다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시 예에만 한정되는 것은 아니므로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다. 또한, 여기에서 기술된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장매체(예, 단말내부 메모리, 플래쉬 메모리, 하드디스크, 등)에 저장될 수 있고, 프로세서(예, 단말 내부 마이크로 프로세서)에 의해 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 포함되는 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다.
Claims (5)
- 생물학적 입자에 조사하기 위한 파장 영역이 200 nm 이상, 400 nm 이하에서 선택가능한 광원부;
상기 선택된 파장을 수광하는 수광부를 포함하고,
액상, 기상 및 표면에 존재하는 생물학적 입자를 감지하기위해, 포토다이오드(Photodiode), PIN 구조 기반 포토다이오드(Photodiode), 애벌런치 포토다이오드(Avalanche Photodiode)로 이루어진 상기 광원부에 볼(Ball) 렌즈나 반구(Hemisphere) 렌즈의 집광기능의 렌즈가 추가 적용된 생물학적 입자 감지 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 광원부에는 1개 이상의 반사경이 있거나, 집광 기능을 할 수 있는 면이 있어, 상기 광원부에서 상기 생물학적 입자로 조사되어 발생되는 형광 신호 혹은 상기 형광 신호와 동시에 발생되는 산란 신호를 상기 수광부에서 수광하는 것을 특징으로 하는 생물학적 입자 감지 장치. - 제 1항 또는 제 2항의 생물학적 입자 감지장치에 있어서,
수광되는 상기 생물학적 입자의 감지신호로부터 상기 광원부 또는 상기 광원부에 추가로 적용되는 UVC LED 혹은 UVC LD를 이용하여 생물학적 입자를 살균하는 것을 특징으로 하는 생물학적 입자 살균 장치. - 제 1항 또는 제 2항의 생물학적 입자 감지장치에 있어서,
상기 광원부 및 수광부는 서로 다른 파장을 갖는 복수의 광원으로부터 및 복수의 수광을 할 수 있어 다중파장 형광 분석함으로서 생물입자가 분류되는 것을 특징으로 하는 생물학적 입자 분류 장치. - 제 4항에 있어서,
수광되는 생물학적 입자 감지신호를 이용하여, 생물입자의 농도 및 크기 별로 분류하는 것을 특징으로 하는 생물학적 입자 분류 장치.
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| KR20190141329A (ko) | 2018-06-14 | 2019-12-24 | (주)링크옵틱스 | 자외선 발광다이오드를 이용한 생물입자 감지시스템 |
| KR102506969B1 (ko) * | 2023-02-05 | 2023-03-06 | 김인영 | 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법 |
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2016
- 2016-08-31 KR KR1020160111926A patent/KR20180024900A/ko unknown
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