KR20180029319A - Apparatus and method for measuring of blood oxygen saturation in vehicle - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a blood oxygen measuring device for a vehicle and a method thereof capable of measuring blood oxygen saturation in a human body in a vehicle. The blood oxygen measuring device for a vehicle irradiates infrared light having two wavelengths to a driver skin by using a light source, which can radiate the infrared light having the two different wavelengths, simultaneously photographs an infrared image of the driver skin by using an infrared camera and calculates blood oxygen saturation by image-processing the infrared image of the driver skin, thereby measuring blood oxygen saturation in a human body by a non-contact method and simultaneously obtaining reliability of the same level or higher as an existing blood oxygen saturation measurer.

Description

자동차용 혈중 산소 측정 장치 및 방법 {Apparatus and method for measuring of blood oxygen saturation in vehicle}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for measuring oxygen in a car,

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.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for measuring blood oxygen in an automobile, and more particularly, to an apparatus and method for measuring blood oxygen in an automobile to enable measurement of blood oxygen saturation in a human body.

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) measuring device used in a medical institution such as a hospital or a home uses a light emitting diode (LED) having two wavelengths. When the red light and the infrared light are emitted from the light emitting diode, A method of measuring the amount of oxygen in the blood through a ratio of two wavelengths sensed by a light receiving photodiode located on the opposite side of the light emitting diode due to differences in absorption and light reflection between hemoglobin having hemoglobin and oxygen and 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.
However, as the necessity for development of in-car healthcare system increases in the recent years, when the existing blood oxygen saturation measurement technique is applied to a vehicle, There is a problem in that the effective measurement distance is short in measuring the oxygen saturation. Therefore, the portion that always needs to be worn on the driver's finger may act as an antinomy to the driver due to inconvenience, and there is no available portion other than the oxygen saturation measurement, There is a drawback that there is a burden.

한국등록특허 10-1490445호 (2015년01월30일)Korean Patent No. 10-1490445 (Jan. 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 relates to a method for radiating two-wavelength infrared light to a driver's skin using a light source capable of emitting infrared light having two different wavelengths, and simultaneously capturing an infrared image of the driver's skin using an infrared camera, The present invention provides an apparatus and a method for measuring oxygen in blood for an automobile which measures blood oxygen saturation in a human body in a noncontact manner and calculates a blood oxygen saturation of the human body so as to ensure reliability equal to or higher than that of a conventional blood oxygen saturation meter. 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, the present invention provides a light source that simultaneously emits 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 photographing an infrared image of the driver's skin; And a control unit for calculating blood oxygen saturation based on the infrared image of the driver's skin taken by the infrared camera.

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 controller calculates an average value of the first contrast signal having the first wavelength and an average value of the second contrast signal having the second wavelength, which are obtained from the video signal of the infrared camera, The average value of the light and dark signals of the hemoglobin (Hb) contained in the signal average value and the average value of the light and dark signals of the oxidized hemoglobin (HbO2) The blood oxygen saturation SPO2 is calculated on the basis of the amount of change (? HbO2) of the average value of the contrast 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.Here, 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, wherein hemoglobin (Hb) is oxidized at an average wavelength of the first wavelength and the second wavelength Inversion occurs in the magnitude relation 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.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of driving a driver's skin, comprising the steps of: radiating a first infrared light having a first wavelength and a second infrared light having a second wavelength to a driver's skin; And a second step of calculating blood oxygen saturation based on the image signal photographed by the infrared camera.

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 oxygen level for an automobile according to the present invention, it is possible to measure the oxygen saturation of a driver in a non-contact manner, thereby eliminating the half- In addition, since both the light source and the infrared camera are installed in the vehicle, there is an advantage 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 그래프
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a blood oxygen measuring apparatus for an automobile according to the present invention; FIG.
2 is a view for explaining a blood oxygen measurement method for a vehicle according to the present invention;
FIG. 3 is a graph showing the reversal of the extinction coefficients of hemoglobin and oxidized hemoglobin at the average wavelength of the first and second wavelengths 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 with reference to the accompanying drawings.

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 relates to a method for measuring blood oxygen saturation of a human body in an automobile and measuring blood oxygen saturation in a human body in a non-contact manner and at the same time, in order to secure reliability equal to or higher than that of existing blood oxygen saturation measuring apparatus, Infrared light is irradiated to the driver's skin by using a light source capable of emitting light of a wavelength and infrared image of the driver's skin is imaged using an infrared camera and image oxygen saturation is obtained from the signal obtained by image processing the taken image .

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.1, the apparatus for measuring oxygen in car according to the present invention comprises a light source 10 capable of emitting light of two different wavelengths, an infrared camera 20 for capturing an infrared image, and a light source 10 (30) for calculating the oxygen saturation of blood based on the image photographed by the infrared camera (20) when illuminating the driver's face.

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 provided in front of the vehicle so as to illuminate the driver's face and includes a first infrared ray having a relatively small wavelength (first wavelength) and a second infrared ray having a relatively large wavelength (second wavelength) And is configured to emit all 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 may include a first infrared ray having a wavelength smaller than the average wavelength and a second infrared ray having a wavelength larger than the average wavelength on the basis of the average wavelength, which is an intermediate value between the first wavelength and the second wavelength, It is configured to be able to simultaneously emit.

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 first infrared light having a wavelength of 760 nm (first wavelength) and second infrared light having a wavelength of 850 nm (second wavelength), and for example, Or a two-wavelength light emitting diode that emits both the first infrared light and the second infrared light, or an infrared light emitting diode that emits a first infrared light and an infrared light emitting diode that emits a 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 so that the driver's face can be photographed, and transmits the infrared image signal to the control unit 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.1, the light source 10 and the infrared camera 20 may be integrally modularized and installed in front of the vehicle cabin. For example, the infrared camera 20 may be replaced with a near infrared camera having a light emitting unit and a photographing unit. have. The near-infrared camera mounts a light emitting portion capable of emitting first infrared light and second infrared light on both sides of the photographing portion.

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 sources 10 are installed on both left and right sides of the infrared camera 20, and the infrared camera 20 can be mounted on the instrument panel or the top cover of the steering. For reference, the position of this infrared camera is the same as the position of the infrared camera used in the driver's condition 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.1, the infrared camera 20 is installed in front of the vehicle so as to photograph the driver's face with a photographing angle of 20 to 30 degrees upward and a photographing distance of about 650 to 700 mm, Are installed 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.At this time, the light source 10 only has to irradiate the exposed skin of the driver, and the infrared camera 20 only has to photograph the infrared image of the driver's skin, which is irradiated simultaneously with the first infrared light and the second infrared light , The photographing angle of the infrared camera 20 can be changed variously.

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 driver's face is exposed at all times, 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 control unit 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 the infrared ray image signal is transmitted from the infrared ray camera 20, the controller 30 first converts the infrared ray image signal into a first lightness signal having a first wavelength and a second lightness signal having a second wavelength And calculates an average value of the first contrast signal and an average value of the second contrast signal according to the unit time.

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 contrast signal and the average value of the second contrast signal include both the hemoglobin (Hb) not containing oxygen and the average value of the contrast signal for the hemoglobin (HbO2) component including oxygen, the average value of the contrast signal of hemoglobin (HbO2) and the average value of the light and dark signals of the oxidized hemoglobin (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 oxidized hemoglobin (HbO2) are characterized in that the magnitude relationship is inverted based on the 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 coefficient of the hemoglobin (Hb) and the oxidized hemoglobin (HbO2) is inversely proportional to 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.As shown in the following Equation 1, the average value of the light signal of hemoglobin (Hb) and the average value of the light signal of the oxidized hemoglobin (HbO2) can be calculated separately.

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

산화헤모글로빈(HbO2)에 대한 명암신호 평균값 = (c × A) + (d × B) Mean value of contrast signal for oxidized hemoglobin (HbO2) = (cxA) + (dxB)

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 variable A is an average value of the first contrast signal varying with unit time, the variable B is an average value of the second contrast signal varying with unit time, the a is the first contrast signal of hemoglobin (Hb) (B) is a coefficient for an average value of the second contrast signal of hemoglobin (Hb), c is a coefficient for an average value of the first contrast signal of oxidized hemoglobin (HbO2), d is a coefficient of oxidation of hemoglobin ) Is a coefficient for the average value of the second contrast 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.Here, a, b, c, and d are values obtained through a pre-test and evaluation process, and are the test values obtained by comparing with the measured values using the conventional 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 the average value of the light and dark signals of the hemoglobin Hb and the average value of the light and dark signals of the oxidized hemoglobin HbO2 using equation 1 and calculates the average value of the light and dark signals of the hemoglobin Hb, ) 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 the oxygen saturation of the blood, the control unit 30 calculates the difference between the lightness signal average value change amount? Hb of hemoglobin (Hb) and the lightness signal average value change amount? HbO2 of the oxidized hemoglobin (HbO2) (SPO2), and calculates the oxygen saturation (SPO2) in blood as a value obtained by dividing? Hb by? HbO2 as shown in the following Equation 2.?

식 2 : Equation 2:

Figure pat00001
Figure pat00001

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

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, according to the present invention, it is possible to measure the oxygen saturation of blood of a driver in a non-contact manner, and thus it is possible to eliminate a half effect due to an inconvenience imposed on a driver in comparison with a technique of measuring blood oxygen saturation in a contact manner, Since all the cameras are installed in the vehicle, there is an advantage that the cost burden can be reduced.

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 a driver's condition detection system of a vehicle, it is possible to measure the oxygen saturation of a driver in a non-contact manner by using such a light emitting diode and an infrared camera, The light emitting diode and the infrared camera can be used for driving convenience and safety, so that it is possible to reduce the burden of the cost compared to the utilization, and it is possible to obtain a large effect of increasing the cost-to-merchantability.

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.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Modifications are also included in the scope of the present invention.

10 : 광원
20 : 적외선 카메라
30 : 제어부
10: Light source
20: Infrared camera
30:

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 포함하는 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 photographing an infrared image of the driver's skin;
A controller for calculating blood oxygen saturation based on the infrared image of the driver's skin taken by the infrared camera;
And an oxygen sensor for measuring oxygen in the blood of the automobile.
청구항 1에 있어서,
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.
The method according to claim 1,
The controller calculates an average value of the first and second light signals having the first wavelength and an average value of the second light and dark signals having the second wavelength obtained from the video signal of the infrared camera and outputs the average value of the first and second lightness signals to the average value The average value of the contrast signal of the hemoglobin (Hb) and the average value of the contrast signal of the oxidized hemoglobin (HbO2) were separately calculated. The average value of the contrast signal of the hemoglobin (Hb) (SPO2) on the basis of the contrast signal average value change amount (DELTA HbO2) of the blood oxygen saturation value (SPO2).
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,
Wherein an average wavelength of the first wavelength and the second wavelength is a value at which an inversion occurs in a magnitude relationship between extinction coefficients of hemoglobin (Hb) and oxidized hemoglobin (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,
Wherein 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.
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 방법.
A first step of radiating first infrared light having a first wavelength and second infrared light having a second wavelength to the driver's skin and photographing the driver's skin with an infrared camera;
A second step of calculating blood oxygen saturation based on the image signal photographed by the infrared camera;
Wherein the oxygen concentration in the blood is measured.
청구항 5에 있어서,
상기 제2과정은,
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.
The method of claim 5,
In the second process,
Calculating an average value of the first and second light signals having the first wavelength and an average value of the second light and dark signals having the second wavelength acquired from the image signal of the infrared camera;
Calculating a mean value of the lightness signal of the hemoglobin (Hb) included in the average value of the first lightness signal and the mean value of the second lightness signal and an average value of the lightness signal of the oxidized hemoglobin (HbO2);
Calculating a blood oxygen saturation (SPO2) based on a contrast signal average value change amount (Hb) of hemoglobin (Hb) in unit time and a lightness signal average value change amount (HbO2) of oxidized hemoglobin (HbO2);
And measuring the oxygen concentration in the blood.
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