KR20190070672A - 분광 이미징 디바이스, 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템 및 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법 - Google Patents

Abstract

일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스는, 사용자 단말기에 탈부착 가능하게 장착된 프레임; 촬영대상을 향하여 조사된 빛을 편광시키는 제1 편광 부재; 및 상기 촬영대상으로부터 반사된 빛을 편광시키는 제2 편광 부재;를 포함하고, 상기 제2 편광 부재의 선택적인 회전에 의해서 상기 제1 편광 부재의 편광 방향에 대한 상기 제2 편광 부재의 편광 방향이 조절될 수 있다.

Description

분광 이미징 디바이스, 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템 및 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법{SPECTRAL IMAGING DEVICE, SYSEM FOR ANALYSING SKIN USING SPECTRAL IMAGING AND METHOD FOR RECOMMENDING COSMETIC USING SPECTRAL IMAGING}

본 발명은 분광 이미징 디바이스, 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템 및 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제2 편광 부재의 선택적인 회전 및 투과량 조절 부재의 선택적인 장착에 의해서 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지 및 교차 편광이 비적용된 분광 이미지가 개별적으로 획득될 수 있는 분광 이미징 디바이스, 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템 및 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법에 관한 것이다.

피부 미용에 대한 관심이 증가하면서 많은 사용자들이 피부관리실이나 마사지 샵, 피부과 의원 등 다양한 경로를 통하여 피부의 상태를 확인하고, 적절한 화장품이나 약품 등을 이용하여 피부관리를 하게 되었다.

사람들의 피부 상태는 계절에 따라서도 크게 달라지며, 개인마다 편차가 심하기 때문에 적절한 처방을 위해서는 정확한 진단이 무엇보다 중요하다.

피부 상태의 진단을 위하여 피부과 의원이나 클리닉 등에는 전문적인 의료장비들이 구비되어 모공의 확대사진을 촬영하는 등의 진단 행위를 가능케 하고 있다.

그러나, 피부 미용에 대한 관심의 증가로 인해 사용자들의 피부에 대한 지식수준도 함께 증가하였으며, 사용자들은 자신의 피부의 상태에 대해서 또는 피부의 상태변화에 대해서 보다 상세하게 알기를 원하게 되었다.

그럼에도 불구하고 단순히 피부 상태를 모니터링하고, 화장품 등의 사용에 따른 변화 추이를 파악하기 위하여 정기적으로 클리닉 등에 방문하는 것은 매우 번거로운 일이라 하겠다.

따라서, 사용자들이 휴대하면서 간단히 자신의 피부상태를 확인하고 진단할 수 있도록 하는 방안의 마련이 필요하다.

예를 들어 KR 10-2009-0041384에는 '피부 검사용 카메라'에 대하여 개시되어 있다.

일 실시예에 따른 목적은 제2 편광 부재의 선택적인 회전 및 투과량 조절 부재의 선택적인 장착에 의해서 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지 및 교차 편광이 비적용된 분광 이미지가 개별적으로 획득될 수 있는 분광 이미징 디바이스, 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템 및 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법을 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 제1 편광 부재 및 제2 편광 부재의 편광 방향을 동일하게 함으로써 피부 톤을 선택적으로 분석할 수 있고, 제1 편광 부재 및 제2 편광 부재의 편광 방향을 직교하게 함으로써 다양한 피부 질환을 진단할 수 있는 분광 이미징 디바이스, 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템 및 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법을 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 제1 편광 부재 및 제2 편광 부재의 편광 방향을 동일하게 할 경우, 투과량 조절 부재를 장착하여 이미지 포화 상태(Image saturation)를 줄여 선명한 교차 편광이 비적용된 분광 이미지를 획득할 수 있는 분광 이미징 디바이스, 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템 및 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법을 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 제1 편광 부재 및 제2 편광 부재의 편광 방향을 직교하게 함으로써 화장품의 분광 지표를 분석할 수 있는 분광 이미징 디바이스, 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템 및 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법을 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지 및 교차 편광이 비적용된 분광 이미지를 순차적으로 획득하여, 피부 깊이에 따른 정보, 예를 들어 피부 속 정보 및 피부 표면 정보를 획득할 수 있는 분광 이미징 디바이스, 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템 및 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법을 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 자체적으로 광원 부재를 구비하여 사용자 단말기의 광원을 이용할 필요가 없고, 사용자 단말기에 메인 프레임이 탈부착 가능하게 장착되어 이종 사용자 단말기에 대한 호환성 및 휴대성을 높일 수 있는 분광 이미징 디바이스, 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템 및 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법을 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 가시광선을 다수의 파장 대역으로 세밀하게 분광한 후에 피부 톤을 측정하여 개인별로 최적화된 화장품을 추천할 수 있는 분광 이미징 디바이스, 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템 및 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법을 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 사용자가 화장품에 대해서 잘 알지 못하여도 본인에게 최적화된 화장품을 선택할 수 있고, 화장품 구매 후에 반품하거나 교환하는 데 걸리는 시간 및 비용을 줄일 수 있는 분광 이미징 디바이스, 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템 및 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법을 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 LED 제어를 위한 임베디드된 회로와 사용자 단말기의 카메라 기능을 동기화시켜 사용자 편의성을 증가시킬 수 있는 분광 이미징 디바이스, 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템 및 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스는, 사용자 단말기에 탈부착 가능하게 장착된 메인 프레임; 상기 메인 프레임 내에 배치되어, 촬영대상을 향하여 조사된 빛을 편광시키는 제1 편광 부재; 및 상기 메인 프레임 내에 배치되어, 상기 촬영대상으로부터 반사된 빛을 편광시키는 제2 편광 부재;를 포함하고, 상기 제2 편광 부재의 선택적인 회전에 의해서 상기 제1 편광 부재의 편광 방향에 대한 상기 제2 편광 부재의 편광 방향이 조절될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 제2 편광 부재는 수동으로 회전되거나, 모터 구동에 의해서 자동으로 회전될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 제1 편광 부재가 장착된 제1 편광 프레임; 및 상기 제2 편광 부재가 장착된 제2 편광 프레임;을 더 포함하고, 상기 제2 편광 프레임은, 중앙에 관통홀이 형성되고, 사분원 형상의 개방 영역을 구비하는 플레이트; 및 상기 플레이트의 중앙으로부터 방사상 방향으로 연장되어 상기 플레이트의 중앙을 중심으로 상기 사분원 형상의 개방 영역에서 회전하는 회전 요소;를 포함하고, 상기 제2 편광 부재는 상기 플레이트에 형성된 관통홀을 통해서 광 경로 상에 위치되도록 상기 회전 요소에 장착될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 메인 프레임 내에 배치되어, 상기 제2 편광 부재에서 편광된 빛의 투과량을 조절하는 투과량 조절 부재를 더 포함하고, 상기 투과량 조절 부재는 상기 제2 편광 부재의 선택적인 회전에 의해서 상기 제1 편광 부재 및 상기 제2 편광 부재의 편광 방향이 동일하게 될 때 광 경로 상에 선택적으로 위치될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 투과량 조절 부재가 장착된 투과량 조절 프레임을 더 포함하고, 상기 투과량 조절 프레임의 이동에 의해서 상기 투과량 조절 부재가 광 경로 상에 선택적으로 위치될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 투과량 조절 부재가 상기 메인 프레임에 대해서 경사 방향으로 이동되도록 상기 메인 프레임에 홈이 형성될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 촬영대상에 대하여 빛을 조사하는 광원 부재; 상기 광원 부재로부터 조사된 빛을 다수의 파장 대역으로 분광하여 상기 제1 편광 부재에 빛을 전달하는 필터 부재; 및 상기 광원 부재 및 상기 필터 부재의 중앙을 관통하도록 배치되어, 상기 제2 편광 부재에 상기 촬영대상으로부터 반사된 빛이 전달되는 렌즈 부재;를 더 포함하고, 상기 광원 부재, 상기 필터 부재 및 상기 렌즈 부재는 상기 메인 프레임 내에 배치될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템은, 사용자 단말기; 및 상기 사용자 단말기에 장착되어 피부에 대한 분광 이미지를 획득하는 분광 이미징 디바이스;를 포함하고, 상기 분광 이미징 디바이스는, 피부를 향하여 조사된 빛을 편광시키는 제1 편광 부재; 및 피부로부터 반사된 빛을 편광시키는 제2 편광 부재;를 포함하고, 상기 제2 편광 부재의 선택적인 회전에 의해서 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지 및 교차 편광이 비적용된 분광 이미지가 개별적으로 또는 순차적으로 획득될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지에 기초하여 피부 질환을 진단하고, 상기 피부에 대한 교차 편광이 비적용된 분광 이미지에 기초하여 피부 톤을 분석할 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 분광 이미징 디바이스는, 상기 제2 편광 부재에서 편광된 빛의 투과량을 조절하는 투과량 조절 부재;를 더 포함하고, 상기 투과량 조절 부재는 상기 제1 편광 부재 및 상기 제2 편광 부재의 편광 방향이 동일하게 될 때 선택적으로 광 경로 상에 위치될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 사용자 단말기와 데이터 송수신하고, 이미지 분석 모듈이 내장된 서버;를 더 포함하고, 상기 분광 이미징 디바이스에서 획득된 피부에 대한 분광 이미지는 상기 이미지 분석 모듈에서 분석 및 처리되고, 상기 이미지 분석 모듈에서 상기 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지 또는 교차 편광이 비적용된 분광 이미지에 기초하여 피부의 분광 지표를 산출할 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 서버 내에는 화장품에 대한 정보가 저장되어, 상기 이미지 분석 모듈에서 상기 피부에 대한 교차 편광이 비적용된 분광 이미지에 기초하여 산출된 피부의 분광 지표에 기초하여 최적의 화장품에 대한 정보가 결정되고, 상기 서버에서 결정된 최적의 화장품에 대한 정보는 상기 사용자 단말기에 저장될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법은, 복수 개의 화장품에 대한 분광 이미지를 획득하는 단계; 상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 이미지로부터 상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 지표를 산출하는 단계; 피부 표면에 대한 분광 이미지를 획득하는 단계; 상기 피부 표면에 대한 분광 이미지로부터 피부 표면에 대한 분광 지표를 산출하는 단계; 상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 지표와 피부 표면에 대한 분광 지표의 유사도를 판단하는 단계; 및 상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 지표 중 상기 피부 표면에 대한 분광 지표와 가장 유사한 화장품을 사용자에게 추천하는 단계;를 포함하고, 상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 이미지는 교차 편광이 적용된 분광 이미지이고, 상기 피부 표면에 대한 분광 이미지는 교차 편광이 비적용된 분광 이미지일 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 지표와 피부 표면에 대한 분광 지표의 유사도를 판단하는 단계에서, 상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 지표와 피부 표면에 대한 분광 지표의 유사도는 분광각 매퍼 또는 유클리디안 거리 공식을 포함하는 선형 분석 알고리즘, 비선형 분석 알고리즘 또는 기계학습에 의해서 판단될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 이미지를 획득하는 단계 및 피부 표면에 대한 분광 이미지를 획득하는 단계에서, 상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 이미지 및 피부 표면에 대한 분광 이미지는 음영 보정될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 이미지로부터 상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 지표를 산출하는 단계 및 상기 피부 표면에 대한 분광 이미지로부터 피부에 대한 분광 지표를 산출하는 단계에서, 상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 지표 및 상기 피부 표면에 대한 분광 지표는 보정될 수 있다.

일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스, 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템 및 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법에 의하면, 제2 편광 부재의 선택적인 회전 및 투과량 조절 부재의 선택적인 장착에 의해서 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지 및 교차 편광이 비적용된 분광 이미지가 개별적으로 획득될 수 있다.

일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스, 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템 및 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법에 의하면, 제1 편광 부재 및 제2 편광 부재의 편광 방향을 동일하게 함으로써 피부 톤을 선택적으로 분석할 수 있고, 제1 편광 부재 및 제2 편광 부재의 편광 방향을 직교하게 함으로써 다양한 피부 질환을 진단할 수 있다.

일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스, 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템 및 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법에 의하면, 제1 편광 부재 및 제2 편광 부재의 편광 방향을 동일하게 할 경우, 투과량 조절 부재를 장착하여 이미지 포화 상태(Image saturation)를 줄여 선명한 교차 편광이 비적용된 분광 이미지를 획득할 수 있다.

일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스, 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템 및 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법에 의하면, 제1 편광 부재 및 제2 편광 부재의 편광 방향을 직교하게 함으로써 화장품의 분광 지표를 분석할 수 있다.

일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스, 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템 및 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법에 의하면, 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지 및 교차 편광이 비적용된 분광 이미지를 순차적으로 획득하여, 피부 깊이에 따른 정보, 예를 들어 피부 속 정보 및 피부 표면 정보를 획득할 수 있다.

일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스, 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템 및 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법에 의하면, 자체적으로 광원 부재를 구비하여 사용자 단말기의 광원을 이용할 필요가 없고, 사용자 단말기에 메인 프레임이 탈부착 가능하게 장착되어 이종 사용자 단말기에 대한 호환성 및 휴대성을 높일 수 있다.

일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스, 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템 및 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법에 의하면, 가시광선을 다수의 파장 대역으로 세밀하게 분광한 후에 피부 톤을 측정하여 개인별로 최적화된 화장품을 추천할 수 있다.

일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스, 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템 및 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법에 의하면, 사용자가 화장품에 대해서 잘 알지 못하여도 본인에게 최적화된 화장품을 선택할 수 있고, 화장품 구매 후에 반품하거나 교환하는 데 걸리는 시간 및 비용을 줄일 수 있다.

일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스, 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템 및 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법에 의하면, LED 제어를 위한 임베디드된 회로와 사용자 단말기의 카메라 기능을 동기화시켜 사용자 편의성을 증가시킬 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스의 정면도를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스의 분해도이다.
도 3은 제1 편광 부재 및 제2 편광 부재의 편광 방향이 직교하게 되는 경우를 도시한다.
도 4는 제1 편광 부재 및 제2 편광 부재의 편광 방향이 동일하게 되는 경우를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템의 구성을 도시한다.
도 6은 분광 이미징 디바이스에서 획득된 피부에 대한 분광 이미지를 도시한다.
도 7은 분광 이미징 디바이스에서 획득된 피부에 대한 분광 이미지의 음영 보정을 도시한다.
도 8는 분광 이미징 디바이스에서 획득된 피부에 대한 분광 이미지로부터 산출된 분광 지표를 보정하는 과정을 도시한다.
도 9a 및 9b는 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지 및 교차 편광이 비적용된 분광 지표를 도시한다.
도 10a 및 10b는 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지 및 교차 편광이 비적용된 분광 이미지를 도시한다.
도 11은 다른 형태의 분광 이미징 디바이스를 도시한다.
도 12는 일 실시예에 따른 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법을 나타내는 순서도이다.

이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 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, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스의 정면도를 도시하고, 도 2는 일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스의 분해도이고, 도 3은 제1 편광 부재 및 제2 편광 부재의 편광 방향이 동일하게 되는 경우를 도시하고, 도 4는 제1 편광 부재 및 제2 편광 부재의 편광 방향이 직교하게 되는 경우를 도시한다.

도 1 및 2를 참조하여, 일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스(100)는 메인 프레임(110), 광원 부재(120), 필터 부재(130), 제1 편광 부재(140), 제1 편광 프레임(150), 렌즈 부재(미도시), 제2 편광 부재(160), 제2 편광 프레임(170), 투과량 조절 부재(180) 및 투과량 조절 프레임(190)을 포함할 수 있다.

상기 메인 프레임(110)은 카메라가 구비된 모바일 기기 또는 독립적으로 사용되는 카메라와 같은 사용자 단말기에 장착될 수 있다.

이때, 메인 프레임(110)은 사용자 단말기의 카메라를 향하여 개방될 수 있으며, 이에 의해서 사용자 단말기의 카메라를 통해서 분광 이미지가 획득될 수 있다.

또한, 메인 프레임(110)은 사용자 단말기에 탈착 가능하게 장착되어, 이종 사용자 단말기에 대한 호환성이 향상될 수 있다.

한편, 메인 프레임(110) 내에는 광원 부재(120), 필터 부재(130), 제1 편광 부재(140), 제1 편광 프레임(150), 제2 편광 부재(160), 제2 편광 프레임(170), 렌즈 부재(미도시), 투과량 조절 부재(180) 및 투과량 조절 프레임(190)이 수용될 수 있다.

상기 광원 부재(120)는 촬영대상, 예를 들어 피부에 대한 조사를 위해서 LED 조명을 피부로 송출할 수 있다. 이를 위해서, 광원 부재(120)는 LED 기판(미도시)과 LED 기판 상에 장착된 복수 개의 LED 광원(122)을 포함할 수 있다.

상기 복수 개의 LED 광원(122)은 복수 개의 백색광 LED, 적외선 LED 및 자외선 LED 등을 포함할 수 있다.

이때, 복수 개의 백색광 LED 광원은 서로 다른 파장을 갖는 LED 광을 방출하는 복수 개의 LED 광원으로 대체될 수 있으며, 복수 개의 LED 광원(122)에서 방출되는 LED 광의 파장은 필터 부재(130)에 구비된 복수 개의 대역통과 필터(132)의 중심 파장에 부합할 수 있다.

또한, LED 기판이 링 형상으로 마련되어 복수 개의 LED 광원(122)이 LED 기판 상에 방사상 방향으로 이격 배치될 수 있다.

게다가, 복수 개의 LED 광원(122)은 촬영대상에 대하여 경사지게 배치되어, 메인 프레임(110)에 구비된 관통홀(112)을 통해서 복수 개의 LED 광원(122)에서 조사된 빛이 송출될 수 있다.

또한, 복수 개의 LED 광원(122)의 제어를 위해서 LED 기판에 임베디드된 회로와 사용자 단말기의 카메라 기능이 동기화되어서, 일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스(100)의 사용자 편의성이 증가될 수 있다.

여기에서는 일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스(100) 자체에 광원 부재(120)가 포함된 경우를 예로 들어 설명되었으나, 사용자 단말기에 구비된 광원 부재를 사용하여 촬영대상에 대하여 빛을 조사할 수 있음은 당연하다.

전술된 광원 부재(120)에서 조사된 빛의 광 경로를 따라서 광원 부재(120)에 인접하게 필터 부재(130)가 배치될 수 있다.

상기 필터 부재(130)는 광원 부재(120)로부터 조사된 빛을 다수의 파장 대역으로 분광하기 위한 복수 개의 대역통과 필터(132)를 포함하고, 복수 개의 대역통과 필터(132)가 복수 개의 LED 광원(122)에 접하도록 배치될 수 있다. 이에 의해서 필터 부재(130)는 광원 부재(120)와 서로 대응되는 형상으로 마련될 수 있다.

이때, 복수 개의 LED 광원(122)은 비교적 넓은 대역폭을 갖고 있기 때문에 복수 개의 대역통과 필터(132)가 대역폭이 좁은 필터, 예를 들어 20㎚의 반치폭(FWHM)을 구비하는 필터로 마련됨으로써, 분광 이미징 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 복수 개의 대역통과 필터(132)에 의해서 복수 개의 LED 광원(122)으로부터 조사되는 가시광선이 9개의 대역으로 세밀하게 분광되어 보다 정밀한 분광 이미지를 획득할 수 있다.

구체적으로, 복수 개의 대역통과 필터(132)는 9개로 마련되어 435nm, 453nm, 493nm, 520nm, 545nm, 580nm, 605nm, 638nm 및 663nm와 같이 9개의 특정 대역의 파장을 송출 가능하게 할 수 있다. 그러나 복수 개의 대역통과 필터(132)의 개수는 이에 국한되지 아니하며, 경우에 따라서 9보다 많거나 9보다 적은 개수로 마련될 수 있음은 당연하다.

상기 필터 부재(130)에서 분광된 빛은 제1 편광 부재(140)에 전달될 수 있다.

상기 제1 편광 부재(140)는 예를 들어 광원 부재(120)로부터 촬영대상을 향하여 조사된 빛 또는 필터 부재(130)에서 분광된 빛을 제1 방향, 예를 들어 수직 방향으로 편광시킬 수 있다. 이때, 수직 편광판의 경우 직진성 또는 투과성이 향상되어 피부 속 깊은 곳에 전달되게 할 수 있다.

그러나, 제1 편광 부재(140)의 구성은 이에 국한되지 아니하며, 제1 편광 부재(140) 및 제2 편광 부재(160)의 편광 방향이 직교 또는 동일(또는 평행)할 수 있다면 어느 것이든지 가능하다.

이때, 제1 편광 부재(140)는 제1 편광 프레임(150)에 장착될 수 있다.

상기 제1 편광 프레임(150)은 광원 부재(120) 및 필터 부재(130)와 동축 상에 배치될 수 있고, 광원 부재(120), 필터 부재(130) 및 제1 편광 프레임(150)의 중앙에는 각각 관통홀(H)이 형성될 수 있다.

구체적으로, 광원 부재(120) 및 필터 부재(130)의 중앙에 형성된 관통홀(H)에는 렌즈 부재(미도시)가 장착될 수 있다. 그리고 촬영대상으로부터 반사된 빛이 메인 프레임(110)에 구비된 관통홀(112) 및 제1 편광 프레임(150)의 중앙에 형성된 관통홀(H)을 통해서 렌즈 부재(미도시)에 전달될 수 있다.

이때 렌즈 부재(미도시)에 전달된 촬영대상으로부터 반사된 빛은 제2 편광 부재(160)에 전달될 수 있다.

상기 제2 편광 부재(160)는 촬영대상으로부터 반사된 빛을 제2 방향, 예를 들어 수직 방향 또는 수평 방향으로 편광시킬 수 있다.

이때, 제2 편광 부재(160)는 선택적으로 회전되어, 제1 편광 부재(140)의 편광 방향에 대한 제2 편광 부재(160)의 편광 방향이 조절될 수 있다.

예를 들어, 제2 편광 부재(160)는 수동으로 회전되거나, 모터 구동에 의해서 자동으로 회전될 수 있다.

구체적으로, 제2 편광 부재(160)는 플레이트(172) 및 회전 요소(174)를 포함하는 제2 편광 프레임(170)에 장착될 수 있다.

상기 플레이트(172)는 중앙에 관통홀이 형성되고, 사분원 형상의 개방 영역을 구비할 수 있다. 그리고 상기 회전 요소(174)는 플레이트(172)의 중앙으로부터 방사상 방향으로 연장되어 플레이트(172)의 중앙을 중심으로 사분원 형상의 개방 영역에서 회전할 수 있다.

이때, 제2 편광 부재(160)는 플레이트(172)에 형성된 관통홀을 통해서 광 경로에 노출되도록 회전 요소(174)에 장착될 수 있다.

구체적으로, 도 2의 상태에서 제2 편광 부재(160)의 편광 방향이 수평 방향이었다면, 회전 요소(174)를 화살표(A) 방향으로 90도 회전시키면 제2 편광 부재(160)의 편광 방향이 수직 방향이 될 수 있다. 또는 도 2의 상태에서 제2 편광 부재(160)의 편광 방향이 수직 방향이었다면, 회전 요소(174)를 화살표(A) 방향으로 90도 회전시키면 제2 편광 부재(160)의 편광 방향이 수평 방향이 될 수 있다.

특히, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전 요소(174)의 단부가 메인 프레임(110)을 통해서 외부에 노출되어, 외부에서 회전 요소(174)를 회전시킴으로써, 제2 편광 부재(160)의 편광 방향을 선택적으로 조절할 수 있다.

이와 같이 제2 편광 부재(160)의 편광 방향이 조절됨으로써, 제1 편광 부재(140)의 편광 방향 및 제2 편광 부재(160)의 편광 방향이 직교하거나 동일하게 될 수 있어, 촬영대상에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지 및 교차 편광이 비적용된 분광 이미지를 개별적으로 또는 순차적으로 획득할 수 있다.

또한, 제2 편광 부재(160)의 편광 방향이 조절됨으로써, 제1 편광 부재(140)의 편광 방향 및 제2 편광 부재(160)의 편광 방향이 직교하거나 동일하게 될 수 있어, 촬영대상의 내부 및 표면에 대한 분광 이미지를 개별적으로 또는 순차적으로 획득할 수 있다.

예를 들어, 제1 편광 부재(140)의 편광 방향 및 제2 편광 부재(160)의 편광 방향을 직교하게 함으로써, 피부 속 깊숙한 곳에 대한 분광 이미지를 획득할 수 있고, 제1 편광 부재(140)의 편광 방향 및 제2 편광 부재(160)의 편광 방향을 동일하게 함으로써, 피부 표면에 대한 분광 이미지를 획득할 수 있다.

한편, 제1 편광 부재(140)의 편광 방향 및 제2 편광 부재(160)의 편광 방향이 동일하게 되는 경우, 사용자 단말기에 구비된 카메라에서 검출되는 빛의 세기가 증가하여 이미지 포화 상태가 발생할 수 있다.

이러한 이미지 포화 상태를 방지하기 위해서 메인 프레임(110) 내에 제2 편광 부재(160)에서 편광된 빛의 투과량을 조절하는 투과량 조절 부재(180) 및 투과량 조절 부재(180)가 장착된 투과량 조절 프레임(190)이 배치될 수 있다.

상기 투과량 조절 부재(180)는 예를 들어 제2 편광 부재(160)에서 편광된 빛의 투과량을 감소시키는 ND(Neutral Density) 필터로 마련될 수 있다.

또한, 투과량 조절 부재(180)는 제1 편광 부재(140) 및 제2 편광 부재(160)의 편광 방향이 동일하게 될 때 선택적으로 장착될 수 있다.

구체적으로, 투과량 조절 프레임(190)이 메인 프레임(110)의 길이방향에 대해서 경사지게 연장되게 형성되고, 메인 프레임(110)에는 투과량 조절 프레임(190)의 길이방향에 따라서 경사지게 홈(114)이 형성될 수 있다.

이때 투과량 조절 프레임(190)에 투과량 조절 부재(180)가 장착되어, 투과량 조절 프레임(190)을 도 2의 화살표(B) 방향으로 이동시킴으로써 투과량 조절 부재(180)가 광 경로로부터 이탈되게 하거나, 투과량 조절 부재(180)가 광 경로 상에 위치되게 할 수 있다.

특히, 도 1에 도시된 바와 같이, 메인 프레임(110)에 구비된 홈(114)을 통해서 투과량 조절 프레임(190)의 단부가 외부에 노출되어, 외부에서 투과량 조절 부재(180)를 이동시킴으로써, 투과량 조절 부재(180)를 선택적으로 광 경로 상에 위치시킬 수 있다.

여기에서는 투과량 조절 프레임(190)이 메인 프레임(110)에 구비된 홈(114) 내에서 이동됨으로써, 투과량 조절 부재(180)가 광 경로 상에 선택적으로 위치되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 투과량 조절 프레임(190) 자체가 메인 프레임(110)으로부터 제거 가능하게 장착될 수 있음은 당연하다.

구체적으로, 제1 편광 부재(140)의 편광 방향 및 제2 편광 부재(160)의 편광 방향이 직교하게 되는 경우에는 투과량 조절 프레임(190)이 메인 프레임(110)에 구비된 홈(114) 내에서 외측으로 이동됨으로써, 투과량 조절 부재(180)가 광 경로 상에서 이탈되게 할 수 있다.

반면, 제1 편광 부재(140)의 편광 방향 및 제2 편광 부재(160)의 편광 방향이 동일하게 되는 경우에는 투과량 조절 프레임(190)이 메인 프레임(110)에 구비된 홈(114) 내에서 내측으로 이동됨으로써, 투과량 조절 부재(180)가 광 경로 상에서 위치되게 할 수 있다.

이에 의해서, 제1 편광 부재(140)의 편광 방향 및 제2 편광 부재(160)의 편광 방향이 직교하게 되는 경우에는 제2 편광 부재(160)에 의해서 편광된 빛이 사용자 단말기에 구비된 카메라, 예를 들어 CMOS 카메라에 전달되어, 촬영대상에 대한 분광 이미지, 특히 교차 편광이 적용된 분광 이미지가 획득될 수 있다.

반면, 제1 편광 부재(140)의 편광 방향 및 제2 편광 부재(160)의 편광 방향이 동일하게 되는 경우에는 투과량 조절 부재(180)에 의해서 투과량이 조절된 빛이 사용자 단말기에 구비된 카메라, 예를 들어 CMOS 카메라에 전달되어, 촬영대상에 대한 분광 이미지, 특히 교차 편광이 비적용된 분광 이미지가 획득될 수 있다.

다시 정리하면, 도 3 및 4를 참조하여, 제1 편광 부재(140) 및 제2 편광 부재(160)의 편광 방향이 직교하게 되는 경우 및 제1 편광 부재(140) 및 제2 편광 부재(160)의 편광 방향이 동일하게 되는 경우에 제1 편광 부재(140), 제2 편광 부재(160) 및 투과량 조절 부재(180)의 배치가 다음과 같이 변화될 수 있다.

도 3을 참조하여, 제1 편광 부재(140) 및 제2 편광 부재(160)의 편광 방향이 직교하게 되는 경우, 제1 편광 부재(140) 및 제2 편광 부재(160)의 편광 방향이 기본적으로 직교 방향으로 되어 있었다면, 제2 편광 부재(160)는 회전되지 않고, 투과량 조절 부재(180)가 광 경로 상에 위치되지 않을 수 있다.

반면, 도 4를 참조하여, 제1 편광 부재(140) 및 제2 편광 부재(160)의 편광 방향이 동일하게 되는 경우, 제1 편광 부재(140) 및 제2 편광 부재(160)의 편광 방향이 기본적으로 직교 방향으로 되어 있었다면, 제2 편광 부재(160)는 90도 회전되고, 투과량 조절 부재(180)가 광 경로 상에 위치될 수 있다.

이와 같이 일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스(100)는 제2 편광 부재(160)의 선택적인 회전 및 투과량 조절 부재(180)의 선택적인 장착에 의해서 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지 및 교차 편광이 비적용된 분광 이미지를 개별적으로 또는 순차적으로 획득할 수 있다. 또한 자체적으로 광원 부재(120)를 구비하여 사용자 단말기의 광원을 이용할 필요가 없고, 사용자 단말기에 메인 프레임(110)이 탈부착 가능하게 장착되어 이종 사용자 단말기에 대한 호환성 및 휴대성을 높일 수 있다. 게다가, 가시광선을 다수의 파장 대역으로 세밀하게 분광한 후에 촬영대상에 대한 분광 이미지를 획득하여 보다 정밀하게 촬영대상을 분석할 수 있다.

이상 일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스에 대하여 설명되었으며, 이하에서는 일 실시예에 따른 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템에 대하여 설명된다.

도 5는 일 실시예에 따른 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템의 구성을 도시하고, 도 6은 분광 이미징 디바이스에서 획득된 피부에 대한 분광 이미지를 도시하고, 도 7은 분광 이미징 디바이스에서 획득된 피부에 대한 분광 이미지의 음영 보정을 도시하고, 도 8는 분광 이미징 디바이스에서 획득된 피부에 대한 분광 이미지로부터 산출된 분광 지표를 보정하는 과정을 도시하고, 도 9a 및 9b는 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지 및 교차 편광이 비적용된 분광 지표를 도시하고, 도 10a 및 10b는 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지 및 교차 편광이 비적용된 분광 이미지를 도시하고, 도 11은 다른 형태의 분광 이미징 디바이스를 도시한다.

도 5를 참조하여, 일 실시예에 따른 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템(10)은 분광 이미징 디바이스(100), 사용자 단말기(200) 및 서버(300)를 포함할 수 있다.

상기 분광 이미징 디바이스(100)는 일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스(100)와 동일한 구성으로 마련될 수 있다.

구체적으로, 분광 이미징 디바이스(100)는 메인 프레임(110), 광원 부재(120), 필터 부재(130), 제1 편광 부재(140), 제1 편광 프레임(150), 렌즈 부재(미도시), 제2 편광 부재(160), 제2 편광 프레임(170), 투과량 조절 부재(180) 및 투과량 조절 프레임(190)을 포함할 수 있다. 분광 이미징 디바이스(100)의 구체적인 설명은 전술된 바와 동일하므로, 이하에서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.

일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스(100)가 적용된 경우, 일 실시예에 따른 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템(10)은 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지 및 교차 편광이 비적용된 분광 이미지를 개별적으로 또는 순차적으로 획득할 수 있으며, 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지에 기초하여 피부 질환을 진단할 수 있고, 피부에 대한 교차 편광이 비적용된 분광 이미지에 피부 톤을 분석할 수 있다.

구체적으로, 일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스(100)에서 촬영된 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지 및 교차 편광이 비적용된 분광 이미지가 사용자 단말기(200)를 통해서 서버(300)에 전달될 수 있다.

이때, 사용자 단말기(200)에 데이터 송수신 가능하도록 서버(300)가 연결될 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말기(200) 및 서버(300)는 WiFi 또는 LTE 등의 데이터 통신을 통해 데이터를 송수신할 수 있다.

또한 서버(300)에는 이미지 분석 모듈(310)이 내장되어, 일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스(100)에서 촬영된 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지 및 교차 편광이 비적용된 분광 이미지가 이미지 분석 모듈(310)에서 분석 및 처리될 수 있다.

특히, 도 6a는 제1 피부에 대하여 획득된 교차 편광이 적용된 분광 이미지이고, 도 6b는 제1 피부에 대하여 획득된 교차 편광이 비적용된 분광 이미지이고, 도 6c는 제2 피부에 대하여 획득된 교차 편광이 적용된 분광 이미지이고, 도 6d는 제2 피부에 대하여 획득된 교차 편광이 비적용된 분광 이미지이다.

이때, 도 6a 및 6c에서 획득된 교차 편광이 적용된 분광 이미지보다 도 6b 및 6d에서 획득된 교차 편광이 비적용된 분광 이미지에서 반사가 더 심하게 일어나는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 피부 내부의 정보를 획득하는 경우에는, 교차 편광이 적용된 분광 이미지를 활용하고, 피부 표면의 정보를 획득하는 경우에는, 교차 편광이 비적용된 분광 이미지를 활용하는 것이 바람직하다는 것을 확인할 수 있다.

한편, 이미지 분석 모듈(310)에서는 일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스(100)에서 촬영된 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지 및 교차 편광이 비적용된 분광 이미지의 분광 지표를 산출할 수 있다.

특히, 도 7a 및 7b에 도시된 바와 같이, 제1 피부 및 제2 피부에 대하여 각각 획득된 교차 편광이 적용된 분광 이미지와 교차 편광이 비적용된 분광 이미지의 분광 지표는 상이할 수 있다. 이때, 교차 편광이 비적용된 분광 이미지의 분광 지표에 기초하여 제2 피부가 제1 피부보다 더 밝은 톤이라는 것을 알 수 있다.

이와 같이 이미지 분석 모듈(310)에서는 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지의 분광 지표 및 교차 편광이 비적용된 분광 이미지로부터 분광 지표를 산출할 수 있다.

또한, 도 8을 참조하여, 일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스(100)에서 촬영된 피부에 대한 분광 이미지에는 메인 프레임(도 1의 110)에 내장된 백색 타켓(WT)에 의한 참조 영역(R)이 포함될 수 있다. 이때, 참조 영역(R)은 피부에 대한 분광 이미지에 대한 분광 지표를 보정하는 데 활용될 수 있다.

도 9를 참조하여, 피부에 대한 분광 이미지에서 분광 지표의 보정은, 참조 영역(R)의 분광 지표를 추출한 후에, 참조 영역(R)의 분광 지표로부터 보정 계수를 산출하고, 피부에 대한 분광 지표에 보정 계수를 곱하는 것에 의해서 이루어질 수 있다.

또한, 도 10a 내지 10c를 참조하여, 피부에 대한 분광 이미지에서 광원 부재로부터 빛이 고르게 조사되지 못하여 발생하는 음영을 보정할 수 있다. 이때, 음영의 보정 또한 전술된 바와 같이 메인 프레임(도 1의 110)에 내장된 백색 타켓(WT)에 의한 참조 영역(R)을 이용할 수 있다.

이와 같이 이미지 분석 모듈(310)에서 피부에 대한 분광 이미지에서 분광 지표의 보정 또는 음영 보정을 통하여 피부에 대한 신뢰할 수 있는 분광 지표를 획득할 수 있고, 획득된 분광 지표를 통해서 피부 톤에 대하여 보다 정확하게 분석할 수 있다.

이때, 서버(300) 내에 복수 개의 화장품에 대한 정보가 저장될 수 있다.

상기 복수 개의 화장품에 대한 정보에 대한 정보는 복수 개의 화장품에 대한 분광 지표, 예를 들어 복수 개의 화장품에 대하여 획득된 교차 편광이 적용된 분광 이미지로부터 산출된 분광 지표를 포함할 수 있다.

상기 복수 개의 화장품은 예를 들어 베이스 메이크업 제품(파운데이션, 메이크업 베이스, BB 크림, CC 크림 등) 또는 색조 메이크업 제품을 포함할 수 있다.

상기 복수 개의 화장품에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지는 일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스(100)로부터 획득될 수 있다.

구체적으로, 일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스(100)에 의해서 복수 개의 화장품에 대하여 교차 편광이 적용된 분광 이미지를 획득하여 서버(300)의 이미지 분석 모듈(310)에서 복수 개의 화장품에 대하여 분광 지표를 산출한 후에, 서버(300) 또는 사용자 단말기(200)에 미리 저장될 수 있다.

그런 다음, 일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스(100)에 의해서 사용자의 피부에 대하여 교차 편광이 비적용된 분광 이미지를 획득하여 서버(300)의 이미지 분석 모듈(310)에서 피부에 대한 교차 편광이 비적용된 분광 이미지의 분광 지표를 산출할 수 있다.

이와 같이 산출된 피부에 대한 교차 편광이 비적용된 분광 이미지의 분광 지표에 기초하여 사용자에게 최적의 화장품을 추천할 수 있다.

구체적으로, 사용자 단말기(200) 또는 서버(300)에서 피부에 대한 교차 편광이 비적용된 분광 이미지의 분광 지표와 복수 개의 화장품에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지로부터 산출된 분광 지표의 유사도를 판단하여 사용자 단말기(200)를 통해서 사용자에게 최적의 화장품을 추천할 수 있다.

이때, 피부에 대한 교차 편광이 비적용된 분광 이미지의 분광 지표와 복수 개의 화장품에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지로부터 산출된 분광 지표의 유사도는 분광각 매퍼(Spectral Angle Mapper) 또는 유클리디안 거리(-Euclidean distance) 공식을 포함하는 선형 분석 알고리즘, 비선형 분석 알고리즘 또는 기계학습에 의해서 판단될 수 있다.

예를 들어, 유클리디안 거리 공식은 다음과 같다.

따라서, 피부에 대한 교차 편광이 비적용된 분광 이미지의 분광 지표와 복수 개의 화장품에 대하여 획득된 교차 편광이 적용된 분광 이미지로부터 산출된 분광 지표에 대해서 유클리디안 거리 공식을 적용해서 산출된 거리 값 중 가장 작은 값이 나온 화장품을 사용자에게 추천할 수 있다.

그러나 피부에 대한 교차 편광이 비적용된 분광 이미지의 분광 지표와 복수 개의 화장품에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지로부터 산출된 분광 지표의 유사도를 판단하는 방법은 이에 국한되지 아니하며, 분광 이미지를 이용하여 사용자에게 최적의 화장품을 추천할 수 있다면 어느 것이든지 가능하다.

전술된 바와 같이, 사용자 단말기(200) 및 서버(300)는 데이터 송수신 가능하도록 연결될 수 있고, 예를 들어 사용자 단말기(200) 및 서버(300)는 WiFi 또는 LTE 등의 데이터 통신을 통해 데이터를 송수신할 수 있다.

따라서, 서버(300)에서 결정된 최적의 화장품에 대한 정보는 사용자가 확인할 수 있도록 사용자 단말기(200)에 저장될 수 있다.

또한, 서버(300)에 복수 개의 피부 질환에 대한 정보가 저장된 경우, 이미지 분석 모듈(310)에서 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지에 기초하여 산출된 분광 지표에 기초하여, 사용자의 피부 질환 진단 정보가 결정될 수 있다. 그리고 서버(300)에서 결정된 피부 질환 진단 정보는 사용자 단말기(200)에 저장될 수 있다.

한편, 분광 이미징 디바이스(100)는 일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스(100)와 다른 구성으로 마련될 수 있다.

특히, 도 11을 참조하여, 분광 이미징 디바이스(100')는 필터 휠(110'), 수직 편광판(120'), 렌즈(130'), ND 필터(140'), 수평 편광판(150') 및 확대경(160')을 포함할 수 있다.

상기 필터 휠(110')은 사용자 단말기(200)에 구비된 LED(210)의 앞에 배치될 수 있고, 필터 휠(110')에는 예를 들어 9개의 대역통과 필터(112')가 장착될 수 있다.

이때, 필터 휠(110')을 회전시켜서 사용자 단말기(200)에 구비된 LED(210)의 앞에 9개의 대역통과 필터(112')를 순차적으로 위치시킴으로써 LED(210)로부터 조사된 넓은 대역의 빛을 세분화하여 높은 분광 해상도를 갖는 분광 이미지를 획득할 수 있다.

또한, 필터 휠(110')로부터 LED(210)로부터 조사된 빛의 광 경로를 따라서 수직 편광판(120')이 배치될 수 있다.

상기 수직 편광판(120')은 대역통과 필터(112')에서 분광된 빛을 수직 방향으로 편광시킬 수 있다.

또한, 수직 편광판(120')에서 편광된 빛은 렌즈(130')에 전달될 수 있다.

이때, 렌즈(130')는 반평면-오목렌즈로 마련되어, 수직 편광판(120')에서 편광된 빛이 피부에 고르게 조사될 수 있다.

한편, 피부로부터 반사된 빛은 ND 필터(140')에 전달될 수 있다.

상기 ND 필터(140')는 확대경(160') 설치에 의해 짧아진 초점 거리에 따라서 LED(210)로부터 피부로 조사되는 광 경로가 짧아짐에 따라서 발생하는 이미지 포화 상태를 줄일 수 있다. 즉, ND 필터(140')는 피부로부터 반사된 빛의 투과량을 감소시킬 수 있다.

또한, ND 필터(140')를 통과한 빛은 수평 편광판(150')에 전달될 수 있다.

이때, 수평 편광판(150')은 피부에 조사된 빛이 병변과 상호 작용을 하지 않고 단순 전반사되어 사용자 단말기(200)에 구비된 카메라(220)에 전달되는 것을 막을 수 있다.

이와 같이 구성된 분광 이미징 디바이스(100')를 이용하여 피부에 대한 분광 이미지를 획득할 수 있다.

전술된 바와 같이 분광 이미징 디바이스(100')는 사용자 단말기(200)에 장착되어, 사용자 단말기(200)에 구비된 LED(210) 및 카메라(220)를 이용할 수 있다.

또한, 도 11에 구체적으로 도시되지는 않았으나, 수직 편광판(120')의 편광 방향이 조절되도록 구성될 수 있음은 당연하다. 이에 의해서 분광 이미징 디바이스(100') 또한 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지 및 교차 편광이 비적용된 분광 이미지를 획득할 수 있다.

한편, 분광 이미징 디바이스(100')에서 촬영된 피부에 대한 분광 이미지는 이미지 분석 모듈(310)에서 보정될 수 있다.

도 8을 다시 참조하여, 분광 이미징 디바이스(100')에서 촬영된 피부에 대한 분광 이미지에는 백색 타켓(WT)에 의한 참조 영역(R)이 포함될 수 있다. 이때, 참조 영역(R)은 피부에 대한 분광 이미지에 대한 분광 지표를 보정하는 데 활용될 수 있다.

도 9를 다시 참조하여, 피부에 대한 분광 이미지에서 분광 지표의 보정은, 참조 영역(R)의 분광 지표를 추출한 후에, 참조 영역(R)의 분광 지표로부터 보정 계수를 산출하고, 피부에 대한 분광 지표에 보정 계수를 곱하는 것에 의해서 이루어질 수 있다.

도 10a 내지 10c를 다시 참조하여, 사용자 단말기(200)에 구비된 LED(210)로부터 조사된 빛이 고르게 조사되지 못하여 피부에 대한 분광 이미지에서 발생하는 음영을 보정할 수 있다. 이때, 음영의 보정 또한 전술된 바와 같이 백색 타켓(WT)에 의한 참조 영역(R)을 이용할 수 있다.

이와 같이 이미지 분석 모듈(310)에서 피부에 대한 분광 이미지에서 분광 지표의 보정 또는 음영 보정을 통하여 피부에 대한 신뢰할 수 있는 분광 지표를 획득할 수 있고, 획득된 분광 지표를 통해서 피부 톤에 대하여 보다 정확하게 분석할 수 있다.

서버(300)에서 피부에 대한 분광 이미지에 기초하여 피부를 분석하는 과정은 전술된 바와 동일하게 수행되므로, 이하에서 상세한 설명은 생략하기로 한다.

따라서 일 실시예에 따른 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템은 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지 및 교차 편광이 비적용된 분광 이미지를 순차적으로 획득하여, 피부 깊이에 따른 정보, 예를 들어 피부 속 정보 및 피부 표면 정보를 획득할 수 있고, 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지에 기초하여 피부 질환을 진단하고, 피부에 대한 교차 편광이 비적용된 분광 이미지에 기초하여 피부 톤을 분석할 수 있다.

도 12는 일 실시예에 따른 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법을 나타내는 순서도이다.

도 12 또는 13을 참조하여, 분광 이미징을 이용하여 다음과 같이 최적의 화장품을 사용자에게 추천할 수 있다.

우선, 복수 개의 화장품에 대한 분광 이미지를 획득한다(S10).

구체적으로, 일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스(도 1의 100 또는 11의 100")를 이용하여 복수 개의 화장품, 예를 들어 33개의 파운데이션에 대한 교차 적용된 분광 이미지를 획득할 수 있다. 이때, 복수 개의 화장품에 대한 분광 이미지는 서버(도 5의 300)에 전달되어 음영 보정될 수 있다.

그런 다음, 복수 개의 화장품에 대한 분광 이미지로부터 복수 개의 화장품에 대한 분광 지표를 산출한다(S20). 이때, 복수 개의 화장품에 대한 분광 지표는 서버에서 보정될 수 있다.

이와 같이 산출된 복수 개의 화장품에 대한 분광 지표는 사용자 단말기(도 5의 200) 또는 서버(도 5의 300)에 저장될 수 있다.

이후에, 피부 표면에 대한 분광 이미지를 획득하고(S30), 피부 표면에 대한 분광 이미지로부터 피부에 대한 분광 지표를 산출한다(S40).

구체적으로, 일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스(도 1의 100 또는 11의 100")를 이용하여 피부 톤을 분석하고자 하는 사용자의 피부 표면에 대한 교차 비적용된 분광 이미지를 획득할 수 있다. 이때, 일 실시예에 따른 분광 이미징 디바이스(도 1의 100 또는 11의 100")에 포함된 제1 편광 부재와 제2 편광 부재의 편광 방향 또는 수직 편광판과 수평 편광판의 편광 방향이 동일하게 될 수 있다.

이와 같이 사용자의 피부에 대한 교차 비적용된 분광 이미지를 획득함으로써 사용자의 피부 표면에 대한 분광 이미지를 획득할 수 있다. 그리고 피부 표면에 대한 분광 이미지는 서버(도 5의 300)에 전달되어 음영 보정되고, 피부에 대하여 산출된 분광 지표 또한 보정될 수 있다.

이어서, 복수 개의 화장품에 대한 분광 지표와 피부 표면에 대한 분광 지표의 유사도를 판단하고(S50), 복수 개의 화장품에 대한 분광 지표 중 피부 표면에 대한 분광 지표와 가장 유사한 화장품을 사용자에게 추천한다(S60).

구체적으로, 복수 개의 화장품에 대한 분광 지표와 피부 표면에 대한 분광 지표의 유사도는 분광각 매퍼 또는 유클리디안 거리 공식을 포함하는 선형 분석 알고리즘, 비선형 분석 알고리즘 또는 기계학습에 의해서 판단될 수 있다.

이때, 복수 개의 화장품 중에서 사용자에게 최적의 화장품을 추천하는 알고리즘은 다양하게 구성될 수 있다.

제1 예시로서, 피부 표면에 대한 분광 지표에 기초하여 적절한 피부 보정 효과를 제공할 수 있도록 수정된 피부 표면에 대한 분광 지표를 산출하고, 수정된 피부 표면에 대한 분광 지표와 가장 유사한 분광 지표를 구비하는 화장품을 최적의 화장품으로 추천할 수 있다.

제2 예시로서, 사용자가 여러 부위의 피부 표면에 대한 교차 비적용된 분광 이미지를 획득하는 경우, 여러 부위의 피부 표면에 대한 분광 지표를 개별적으로 산출하여, 여러 부위의 피부 표면에 대한 최적의 화장품을 동시에 추천할 수 있다. 예를 들어, 얼굴에서 이마, 왼쪽 볼, 오른쪽 볼, 턱 등에 대한 교차 비적용된 분광 이미지를 개별적으로 획득한 후에, 이마, 왼쪽 볼, 오른쪽 볼, 턱에 대한 최적의 화장품을 동시에 추천할 수 있다.

제3 예시로서, 서버에 다양한 화장품 종류, 예를 들어 파운데이션, 메이크업 베이스, 립스틱, 아이 쉐도우, 볼 터치 등에 대한 정보가 미리 저장되어 있어서, 피부 표면에 대한 분광 지표에 기초하여 다양한 화장품 종류를 동시에 추천할 수 있다.

제4 예시로서, 복수 개의 화장품에 대한 분광 지표 중 피부 표면에 대한 분광 지표와 유사한 화장품이 없는 경우, 복수 개의 화장품을 블렌딩해서 사용할 것을 추천할 수 있다. 구체적으로, 사용자에게 블렌딩할 복수 개의 화장품 및 복수 개의 화장품의 블렌딩 비율을 추천할 수 있다.

이와 같이 일 실시예에 따른 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법은, 사용자가 화장품에 대해서 잘 알지 못하여도 본인에게 최적화된 화장품을 선택할 수 있고, 화장품 구매 후에 반품하거나 교환하는 데 걸리는 시간 및 비용을 줄일 수 있으며, 가시광선을 다수의 파장 대역으로 세밀하게 분광한 후에 피부 톤을 측정하여 개인별로 최적화된 화장품을 추천할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100: 분광 이미징 디바이스
110: 메인 프레임
120: 광원 부재
130: 필터 부재
140: 제1 편광 부재
150: 제2 편광 프레임
160: 제2 편광 부재
170: 제2 편광 프레임
180: 투과량 조절 부재
190: 투과량 조절 프레임

Claims (16)

1. 사용자 단말기에 탈부착 가능하게 장착된 메인 프레임;
   상기 메인 프레임 내에 배치되어, 촬영대상을 향하여 조사된 빛을 편광시키는 제1 편광 부재; 및
   상기 메인 프레임 내에 배치되어, 상기 촬영대상으로부터 반사된 빛을 편광시키는 제2 편광 부재;
   를 포함하고,
   상기 제2 편광 부재의 선택적인 회전에 의해서 상기 제1 편광 부재의 편광 방향에 대한 상기 제2 편광 부재의 편광 방향이 조절되는 분광 이미징 디바이스.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 편광 부재는 수동으로 회전되거나, 모터 구동에 의해서 자동으로 회전되는 분광 이미징 디바이스.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 편광 부재가 장착된 제1 편광 프레임; 및
   상기 제2 편광 부재가 장착된 제2 편광 프레임;
   을 더 포함하고,
   상기 제2 편광 프레임은,
   중앙에 관통홀이 형성되고, 사분원 형상의 개방 영역을 구비하는 플레이트; 및
   상기 플레이트의 중앙으로부터 방사상 방향으로 연장되어 상기 플레이트의 중앙을 중심으로 상기 사분원 형상의 개방 영역에서 회전하는 회전 요소;
   를 포함하고,
   상기 제2 편광 부재는 상기 플레이트에 형성된 관통홀을 통해서 광 경로 상에 위치되도록 상기 회전 요소에 장착되는 분광 이미징 디바이스.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 메인 프레임 내에 배치되어, 상기 제2 편광 부재에서 편광된 빛의 투과량을 조절하는 투과량 조절 부재를 더 포함하고,
   상기 투과량 조절 부재는 상기 제2 편광 부재의 선택적인 회전에 의해서 상기 제1 편광 부재 및 상기 제2 편광 부재의 편광 방향이 동일하게 될 때 광 경로 상에 선택적으로 위치되는 분광 이미징 디바이스.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 투과량 조절 부재가 장착된 투과량 조절 프레임을 더 포함하고,
   상기 투과량 조절 프레임의 이동에 의해서 상기 투과량 조절 부재가 광 경로 상에 선택적으로 위치되는 분광 이미징 디바이스.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 투과량 조절 부재가 상기 메인 프레임에 대해서 경사 방향으로 이동되도록 상기 메인 프레임에 홈이 형성되는 분광 이미징 디바이스.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 촬영대상에 대하여 빛을 조사하는 광원 부재;
   상기 광원 부재로부터 조사된 빛을 다수의 파장 대역으로 분광하여 상기 제1 편광 부재에 빛을 전달하는 필터 부재; 및
   상기 광원 부재 및 상기 필터 부재의 중앙을 관통하도록 배치되어, 상기 제2 편광 부재에 상기 촬영대상으로부터 반사된 빛이 전달되는 렌즈 부재;
   를 더 포함하고,
   상기 광원 부재, 상기 필터 부재 및 상기 렌즈 부재는 상기 메인 프레임 내에 배치되는 분광 이미징 디바이스.
   
8. 사용자 단말기; 및
   상기 사용자 단말기에 장착되어 피부에 대한 분광 이미지를 획득하는 분광 이미징 디바이스;
   를 포함하고,
   상기 분광 이미징 디바이스는,
   피부를 향하여 조사된 빛을 편광시키는 제1 편광 부재; 및
   피부로부터 반사된 빛을 편광시키는 제2 편광 부재;
   를 포함하고,
   상기 제2 편광 부재의 선택적인 회전에 의해서 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지 및 교차 편광이 비적용된 분광 이미지가 개별적으로 또는 순차적으로 획득되는 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지에 기초하여 피부 질환을 진단하고, 상기 피부에 대한 교차 편광이 비적용된 분광 이미지에 기초하여 피부 톤을 분석하는 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템.
   
10. 제8항에 있어서,
    상기 분광 이미징 디바이스는,
    상기 제2 편광 부재에서 편광된 빛의 투과량을 조절하는 투과량 조절 부재;
    를 더 포함하고,
    상기 투과량 조절 부재는 상기 제1 편광 부재 및 상기 제2 편광 부재의 편광 방향이 동일하게 될 때 선택적으로 광 경로 상에 위치되는 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템.
    
11. 제8항에 있어서,
    상기 사용자 단말기와 데이터 송수신하고, 이미지 분석 모듈이 내장된 서버;
    를 더 포함하고,
    상기 분광 이미징 디바이스에서 획득된 피부에 대한 분광 이미지는 상기 이미지 분석 모듈에서 분석 및 처리되고,
    상기 이미지 분석 모듈에서 상기 피부에 대한 교차 편광이 적용된 분광 이미지 또는 교차 편광이 비적용된 분광 이미지에 기초하여 피부의 분광 지표를 산출하는 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 서버 내에는 화장품에 대한 정보가 저장되어, 상기 이미지 분석 모듈에서 상기 피부에 대한 교차 편광이 비적용된 분광 이미지에 기초하여 산출된 피부의 분광 지표에 기초하여 최적의 화장품에 대한 정보가 결정되고, 상기 서버에서 결정된 최적의 화장품에 대한 정보는 상기 사용자 단말기에 저장되는 분광 이미징을 이용한 피부 분석 시스템.
    
13. 복수 개의 화장품에 대한 분광 이미지를 획득하는 단계;
    상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 이미지로부터 상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 지표를 산출하는 단계;
    피부 표면에 대한 분광 이미지를 획득하는 단계;
    상기 피부 표면에 대한 분광 이미지로부터 피부 표면에 대한 분광 지표를 산출하는 단계;
    상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 지표와 피부 표면에 대한 분광 지표의 유사도를 판단하는 단계; 및
    상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 지표 중 상기 피부 표면에 대한 분광 지표와 가장 유사한 화장품을 사용자에게 추천하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 이미지는 교차 편광이 적용된 분광 이미지이고, 상기 피부 표면에 대한 분광 이미지는 교차 편광이 비적용된 분광 이미지인 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 지표와 피부 표면에 대한 분광 지표의 유사도를 판단하는 단계에서,
    상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 지표와 피부 표면에 대한 분광 지표의 유사도는 분광각 매퍼 또는 유클리디안 거리 공식을 포함하는 선형 분석 알고리즘, 비선형 분석 알고리즘 또는 기계학습에 의해서 판단되는 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법.
    
15. 제13항에 있어서,
    상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 이미지를 획득하는 단계 및 피부 표면에 대한 분광 이미지를 획득하는 단계에서,
    상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 이미지 및 피부 표면에 대한 분광 이미지는 음영 보정되는 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법.
    
16. 제13항에 있어서,
    상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 이미지로부터 상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 지표를 산출하는 단계 및 상기 피부 표면에 대한 분광 이미지로부터 피부 표면에 대한 분광 지표를 산출하는 단계에서,
    상기 복수 개의 화장품에 대한 분광 지표 및 상기 피부 표면에 대한 분광 지표는 보정되는 분광 이미징을 이용한 화장품 추천 방법.

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