KR20200115811A - A method of detecting a sample change using a light source control method, the light source control method, and a sample change detection device - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a sample change detection device. An objective of the present invention is to provide equipment which can replace an expensive spectrometer conventionally used in color and brightness detection. The sample change detection device comprises: a light source to emit light of various wavelength bands; a sample unit which is positioned on the path of the light by the light source, and allows a sample to be arranged thereon; a light detection unit to detect light penetrating the sample unit in various wavelength bands; a light source control unit to receive signal information detected through the light detection unit to adjust the strength of the light applied to the sample unit and applied by the light source; and an optical signal calculation unit to determine an optical change of the sample arranged on the sample unit based on a detection result where the light of which the strength is controlled by the light source control unit penetrates the sample unit. The light source control unit can adjust the strength of the light emitted from the light source to allow the light to have the same output value in various wavelength bands in the light detection unit for the sample of the sample unit.

Description

광원 조절 방법, 광원 조절 방법을 이용하여 시료 변화를 감지하는 방법 및 시료 변화 감지 장치{A METHOD OF DETECTING A SAMPLE CHANGE USING A LIGHT SOURCE CONTROL METHOD, THE LIGHT SOURCE CONTROL METHOD, AND A SAMPLE CHANGE DETECTION DEVICE}A method of controlling a light source, a method of detecting a sample change using a method of controlling a light source, and a sample change detection device {A METHOD OF DETECTING A SAMPLE CHANGE USING A LIGHT SOURCE CONTROL METHOD, THE LIGHT SOURCE CONTROL METHOD, AND A SAMPLE CHANGE DETECTION DEVICE}

본 발명은 광원 조절 방법 및 상기 광원 조절 방법을 이용하여 시료 변화를 감지하는 방법과, 시료 변화 감지 장치에 관한 발명이다.The present invention relates to a method for controlling a light source, a method for detecting a change in a sample by using the method for controlling a light source, and an apparatus for detecting sample change.

병원 등에서는 체액 내 특정 병원균의 정성적/정량적 검출을 위해, 병원균의 존재 여부에 따라 색이 변하는 시료 혹은 병원균의 농도에 따라 밝기가 변하는 시료를 활용한다. 최근에 연구되는 화학 분야나 바이오 분야에서도 시료가 반응한 결과 색이나 밝기 등의 변화가 나타나는 것을 이용하여 연구하는 경우가 많다. 시료의 색이 변하였는지 여부는 현재 대부분 육안으로 확인하는데, 이는 정확성이 떨어진다. 또한 비슷한 색상인 경우 육안으로 확인하기 어렵다. 시료의 색이나 밝기가 변하였는지의 검증은 대부분 엘라이자 리더(ELISA reader) 혹은 스펙트로미터 장비를 사용한다. 그러나 이러한 장비들은 크고 무거우며 고가이고, 컴퓨터를 이용해 측정 결과를 확인 및 분석하기 때문에 의료 현장이나 실험 현장에서의 실시간 진단에 적용하기에 어려움이 있다. 즉 기존 기술에서는, 시료의 색 변화 및 밝기 변화를 측정할 필요성이 있었으나, 육안으로 확인하는 것은 부정확한 문제가, 장비로 측정하는 것은 비효율적인 문제가 존재하였다. In hospitals, for qualitative/quantitative detection of specific pathogens in body fluids, samples that change color depending on the presence or absence of pathogens or samples whose brightness changes according to the concentration of pathogens are used. In the chemical field or bio field, which has been recently studied, there are many cases of research using changes in color or brightness as a result of the reaction of a sample. Whether or not the color of the sample has changed is now mostly visually checked, which is less accurate. In addition, if the color is similar, it is difficult to see with the naked eye. To verify whether the color or brightness of the sample has changed, most of the ELISA reader or spectrometer equipment is used. However, these devices are large, heavy, and expensive, and because they check and analyze the measurement results using a computer, it is difficult to apply them to real-time diagnosis in a medical or laboratory field. That is, in the existing technology, there was a need to measure the change in color and brightness of a sample, but there was a problem in which it was inaccurate to check with the naked eye and inefficient to measure it with an equipment.

본 발명에서는, 기존의 색 및 밝기 변화 검출에 쓰이는 고가의 스펙트로미터를 대체할 수 있는 장비를 제공하고자 한다. In the present invention, it is intended to provide an equipment capable of replacing an expensive spectrometer used for detecting changes in color and brightness.

또한 본 발명에서는, 시료의 종류에 한정되지 아니하고 시료의 광학적 변화를 검출할 수 있는 장비를 제공하고자 한다. In addition, in the present invention, it is not limited to the type of sample, and an object of the present invention is to provide a device capable of detecting an optical change of a sample.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above. Other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description.

시료 변화를 감지할 수 있는 장치가 개시된다.A device capable of detecting a change in a sample is disclosed.

상기 시료 변화 감지 장치는, 다양한 파장 대역의 광을 방출하는 광원; 상기 광원에 의한 광의 경로 상에 위치하며, 시료가 배치되는 시료부; 상기 시료부를 투과한 광을 다양한 파장대역에서 검출하는 광 검출부; 상기 광 검출부를 통해 검출된 신호 정보를 전달받아 상기 시료부에 인가되는 상기 광원으로부터 방출되는 광의 강도를 조절하는 광원 제어부; 및 상기 광원 제어부를 통해 강도가 제어된 광이 상기 시료부를 투과한 검출 결과를 바탕으로 상기 시료부에 배치된 시료의 광학적 변화를 판단하는 광 신호 연산부;를 포함할 수 있다. The sample change detection device may include a light source emitting light of various wavelength bands; A sample unit positioned on a path of light by the light source and in which a sample is disposed; A light detector configured to detect light transmitted through the sample part in various wavelength bands; A light source control unit configured to receive signal information detected through the light detection unit and adjust the intensity of light emitted from the light source applied to the sample unit; And an optical signal calculating unit configured to determine an optical change of the sample disposed in the sample unit based on a detection result of the light whose intensity has been controlled through the light source control unit transmitted through the sample unit.

상기 광원 제어부에서 상기 시료부에 인가되는 광의 강도를 조절할 때의 상기 시료부에는 화학 반응 전의 시료 또는 기준 시료가 배치되고, 상기 광 신호 연산부에서 상기 시료의 광학적 변화를 판단할 때의 상기 시료부에는 광학적 변화 여부를 알고자 하는 임의의 시료가 배치될 수 있다. When the light source control unit adjusts the intensity of light applied to the sample unit, a sample or a reference sample is disposed in the sample unit before the chemical reaction, and the sample unit when the optical signal calculating unit determines the optical change of the sample is Any sample for which an optical change is desired may be placed.

상기 임의의 시료는 화학 반응 중의 상기 시료 또는 화학 반응 후의 상기 시료일 수 있다. The arbitrary sample may be the sample during the chemical reaction or the sample after the chemical reaction.

상기 광원 제어부는 상기 광원으로부터 방출되어 상기 시료부를 투과한 각 파장 대역의 상기 광에 대해, 상기 광 검출부에서의 다양한 파장대역에서 동일한 출력값을 가지도록 상기 광의 강도를 조절할 수 있다.The light source control unit may adjust the intensity of the light to have the same output value in various wavelength bands of the light detection unit with respect to the light of each wavelength band emitted from the light source and transmitted through the sample unit.

상기 광 검출부는, 상기 시료부를 투과한 광을 상기 광원이 포함하는 색에 대응하는 파장 대역에서 측정 가능한 광센서를 이용하여 검출할 수 있다. The light detector may detect the light transmitted through the sample part using an optical sensor capable of measuring in a wavelength band corresponding to a color included in the light source.

상기 광은 최소 3색 이상의 광을 방출하고, 상기 광원 제어부는 상기 최소 3색 이상의 각각의 광이 방출되는 강도를 각각 조절할 수 있다.The light emits light of at least three colors, and the light source control unit may adjust the intensity at which each light of at least three colors is emitted.

상기 광 신호 연산부는, 상기 광 검출부에서 동일한 출력값을 가지도록 하는 제어된 광을 인가한 반응 전 시료 또는 기준 시료의 출력을 기준으로 하여, 반응 중 또는 반응 후의 시료에서 상기 광원에 포함되는 최소 3색 이상의 광에 대응하는 각각의 파장 대역에서의 센서의 출력의 변화 결과를 비교할 수 있다. The optical signal calculator includes at least three colors included in the light source in a sample during or after the reaction based on the output of a sample before reaction or a reference sample to which controlled light to have the same output value from the photo detector is applied. It is possible to compare the result of the change in the output of the sensor in each wavelength band corresponding to the above light.

상기 광 신호 연산부는, 상기 센서의 출력 결과로부터 시료의 반응을 통해 나타나는 광학적 특성의 변화 여부 및 정도를 판단할 수 있다. The optical signal calculator may determine whether or not an optical characteristic is changed through a reaction of the sample from the output result of the sensor.

상기 광 신호 연산부는, 상기 센서의 출력 결과로부터 시료의 반응 중의 실시간 광학적 특성 변화를 판단할 수 있다. The optical signal calculator may determine a real-time optical characteristic change during the reaction of the sample from the output result of the sensor.

상기 센서의 출력 결과로부터 나타나는 광학적 특성 변화는 시료의 색 변화, 시료의 밝기 변화 또는 시료의 실시간 변화 양상 중 어느 하나일 수 있다. The change in optical properties appearing from the output result of the sensor may be any one of a change in color of the sample, a change in brightness of the sample, or a change in real time of the sample.

상기 시료 변화 감지 장치는, 상기 시료의 광학적 특성의 변화 분석 결과를 출력하는 디스플레이부;를 더 포함할 수 있다.The sample change detection device may further include a display configured to output a change analysis result of the optical characteristic of the sample.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 시료의 화학 반응에 의한 변화를 감지하기 위한 광원 조절 방법이 개시된다. According to another embodiment of the present invention, a method of controlling a light source for detecting a change due to a chemical reaction of a sample is disclosed.

시료의 화학 반응에 의한 변화를 감지하기 위한 광원 조절 방법에 있어서, 제어되지 않은 초기의 광원으로부터 방출된 광이 시료를 투과하여 광 검출부에서 전기 신호의 형태로 검출되는 단계; 상기 검출된 신호를 분석하여 상기 시료를 투과한 광의 각 파장 대역별 검출 결과가 동일한 값을 가지도록 상기 검출된 신호를 피드백하여 상기 광을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.A method for controlling a light source for detecting a change due to a chemical reaction of a sample, the method comprising: detecting light emitted from an initial uncontrolled light source through the sample to be detected in the form of an electric signal by a light detector; Analyzing the detected signal and controlling the light by feeding back the detected signal so that the detection result for each wavelength band of the light transmitted through the sample has the same value.

상기 광원이 포함하는 각 색의 강도의 조절은 독립적으로 처리될 수 있다.The control of the intensity of each color included in the light source may be independently processed.

상기 시료를 투과한 광의 각 파장 대역별 검출 결과가 동일한 값을 가지도록 상기 광을 피드백하여 제어하는 단계는, 동일한 출력값이 나타날 때까지 반복하여 수행될 수 있다. The step of feeding back and controlling the light so that the detection result for each wavelength band of the light transmitted through the sample has the same value may be repeatedly performed until the same output value appears.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 광원 조절 방법을 이용하여 시료 변화를 감지하는 방법이 개시된다. According to another embodiment of the present invention, a method of detecting a change in a sample using the method of controlling a light source is disclosed.

상기 시료에 대한 출력값이 상기 광원이 포함하는 각 파장 대역에서 일정한 출력값을 가지면, 반응 중 또는 반응 후의 상기 시료에, 상기 제어된 광을 조사하여 각 파장 대역에서의 출력값을 도출하는 단계; 를 포함하는 시료 변화를 감지할 수 있다. If the output value of the sample has a constant output value in each wavelength band included in the light source, irradiating the controlled light to the sample during or after the reaction to derive an output value in each wavelength band; It is possible to detect a sample change including.

상기 일정한 출력값과 반응 후 출력값을 파장 대역에서 비교하여, 상기 일정한 출력값과 차이가 있는 부분을 통해 상기 시료의 광학적 특성의 변화 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 시료 변화를 감지할 수 있다. A sample change, characterized in that it is possible to detect a change in a sample, characterized in that it is determined whether or not an optical characteristic of the sample is changed through a portion different from the constant output value by comparing the constant output value and the output value after the reaction in a wavelength band.

상기 일정한 출력값과 반응 중의 출력값을 파장 대역에서 비교하여, 상기 일정한 출력값과 차이가 있는 부분을 통해 상기 시료의 반응 중의 실시간 광학적 특성 변화를 판단하는 것을 특징으로 하는 시료 변화를 감지할 수 있다.By comparing the constant output value and the output value during the reaction in a wavelength band, a change in the optical characteristic during the reaction of the sample in real time may be determined through a portion different from the constant output value.

본 발명에 따르면, 기존에 색 및 밝기 변화 검출에 쓰이던 스펙트로미터를 대체할 수 있는 장비를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide an equipment that can replace the spectrometer used for detecting changes in color and brightness.

본 발명의 다른 효과에 따르면, 기존에 유사한 용도로 사용되는 스펙트로미터에 비해 유사한 수준의 검출 정확도를 가지면서 저가로 소형화가 가능하므로 경제적이다.According to another effect of the present invention, it is economical because it can be miniaturized at low cost while having a similar level of detection accuracy compared to a spectrometer used for a similar purpose.

본 발명의 다른 효과에 따르면, 검출할 수 있는 시료의 종류가 한정되지 않아 다양한 분야에 적용이 가능한 장비가 제공될 수 있다. According to another effect of the present invention, since the types of samples that can be detected are not limited, equipment applicable to various fields may be provided.

본 발명의 다른 효과에 따르면, 시료의 반응 전후 뿐만 아니라 반응 중의 시료의 광학적 변화까지 검출할 수 있다.According to another effect of the present invention, not only before and after the reaction of the sample, but also the optical change of the sample during the reaction can be detected.

본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effect of the present invention is not limited to the above-described effects. Effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the present specification and the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치를 블록도로 간단히 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치에서의 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 4(a) 내지 도 4(c)는 본 발명에 따른 시료 변화 감지 방법에 따라 반응 전 시료와 반응 후 시료의 결과값의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치를 사용하였을 경우의 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 시료 변화 감지 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
1 is a block diagram schematically illustrating a sample change detection apparatus according to the present invention.
2 is a diagram showing an embodiment of a sample change detection device according to the present invention.
3 is a diagram for explaining an algorithm in the sample change detection apparatus according to the present invention.
4(a) to 4(c) are diagrams showing an example of a sample before reaction and a result value of a sample after reaction according to the sample change detection method according to the present invention.
5 and 6 are diagrams for explaining an example when a sample change detection device according to the present invention is used.
7 is a flowchart illustrating a sample change detection method according to the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the embodiments of the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in describing a preferred embodiment of the present invention in detail, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for portions having similar functions and functions.

어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "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."Including" a certain component means that other components may be further included, rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary. Specifically, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features or It is to be understood that the presence or addition of numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof does not preclude the possibility of preliminary exclusion.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 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.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In addition, shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer explanation.

본 명세서 전체에서 사용되는 '~부' 및 '~모듈' 은 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위로서, 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부' 및 '~모듈'이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부' 및 '~모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.The'~ unit' and'~ module' used throughout this specification are units that process at least one function or operation, and may mean hardware components such as software, FPGA, or ASIC. However,'~ unit' and'~ module' are not meant to be limited to software or hardware. The'~ unit' and the'~ module' may be configured to be in an addressable storage medium, or may be configured to reproduce one or more processors.

일 예로서 '~부' 및 '~모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함할 수 있다. 구성요소와 '~부' 및 '~모듈'에서 제공하는 기능은 복수의 구성요소 및 '~부' 및 '~모듈'들에 의해 분리되어 수행될 수도 있고, 다른 추가적인 구성요소와 통합될 수도 있다.As an example,'~ unit' and'~ module' are components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, processes, functions, properties, Procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. Components and functions provided by'~ unit' and'~ module' may be performed separately by a plurality of elements and'~ unit' and'~ module', or may be integrated with other additional components. .

본 발명은, 색의 조절이 가능한 광원과, 해당 광원이 포함하는 색들을 측정할 수 있는 센서를 활용한, 시료의 반응 전 및 반응 후 또는 반응 중의 변화를 손쉽게 감지할 수 있는 장치를 제공한다. 상기 장치는 시료 변화를 감지할 수 있는 장치로써, 반응 전의 시료 또는 기준 시료가 광원을 투과하여 검출된 광 센서에서의 각 출력을 기준으로 하여, 반응 후 또는 반응 중의 시료가 광원을 투과하여 검출된 광 센서의 각 출력과의 비교를 통해 다양한 파장 대역에서의 광 센서의 출력 변화를 분석하여 시료의 광학적 변화 양상을 용이하게 감지할 수 있다.The present invention provides a device capable of easily detecting a change before, after or during a reaction of a sample using a light source capable of adjusting color and a sensor capable of measuring colors included in the corresponding light source. The device is a device capable of detecting a change in a sample. Based on each output from the optical sensor detected by the sample before reaction or the reference sample passing through the light source, the sample after the reaction or during the reaction is detected through the light source. Through comparison with each output of the optical sensor, it is possible to easily detect the optical change pattern of the sample by analyzing the change in the output of the optical sensor in various wavelength bands.

본 발명에서는 광원을 제어할 수 있는 광원 제어부와, 색 조절이 가능한 광원을 이용하여 시료의 종류에 관계없이 반응에 따른 변화를 검출 가능한 특징이 있다. 또한, 검출된 결과를 이용한 피드백을 통해 광원을 제어함으로써 시료의 광 검출 결과를 실시간으로 확인이 가능하여, 결과의 안정성과 정확도를 높일 수 있는 효과도 존재한다. 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치는, 기존에 유사한 용도로 사용되는 스펙트로미터에 비해 유사한 수준의 검출 정확도를 가지면서 저가로 소형화가 가능하여, 의료 현장에서의 실시간 진단에 유용하게 사용될 것으로 예상된다. 또한, 검출할 수 있는 시료의 종류가 한정되지 않고, 파장 대역에 관계없이 검출이 가능하여 화학센서 및 바이오센서로써 다양한 분야에 적용될 수 있을 것으로 예상된다.In the present invention, a light source controller capable of controlling a light source and a light source capable of adjusting color are used to detect a change according to a reaction regardless of the type of sample. In addition, by controlling the light source through feedback using the detected result, it is possible to check the light detection result of the sample in real time, thereby improving the stability and accuracy of the result. The sample change detection device according to the present invention can be miniaturized at low cost while having a detection accuracy similar to that of a spectrometer used for a similar purpose. It is expected to be useful for real-time diagnosis in a medical field. In addition, the types of samples that can be detected are not limited, and detection is possible regardless of the wavelength band, and thus it is expected to be applicable to various fields as chemical sensors and biosensors.

본 발명의 검출 가능한 범위는 가시광선 영역에 한정되지 아니하며, 적외선 및 자외선 영역에서 흡광도 변화가 검출되는 시료에도 적용할 수 있다. 본 발명의 광원과 광 검출부에 있어서, 광원이 가시광선 영역이 아닌 적외선 영역이나 자외선 영역을 포함하고, 상기 영역에서의 광을 검출할 수 있는 광센서를 사용하여, 사람이 눈으로 볼 수 없는 영역에서의 시료 변화의 감지 역시 가능할 수 있다.The detectable range of the present invention is not limited to the visible light region, and can be applied to samples in which absorbance changes are detected in the infrared and ultraviolet regions. In the light source and the light detection unit of the present invention, the light source includes an infrared region or an ultraviolet region other than a visible ray region, and an optical sensor capable of detecting light in the region is used to prevent a human eye from seeing. It may also be possible to detect changes in the sample at.

일 예로, 본 발명의 광원은 가시광선 영역에서의 최소 3색과, 적외선 영역의 광원 및 자외선 영역의 광원을 포함할 수 있다. 일 예로, 본 발명의 광 검출부는 가시광선 영역에서의 상기 최소 3색을 검출할 수 있는 광센서와, 적외선 감지 센서 및 자외선 감지 센서를 포함할 수도 있다.As an example, the light source of the present invention may include at least three colors in a visible light region, an infrared light source, and an ultraviolet light source. As an example, the light detection unit of the present invention may include an optical sensor capable of detecting the at least three colors in a visible light region, an infrared detection sensor and an ultraviolet detection sensor.

이하에서는, 설명의 편의를 위해 가시광선 영역에서의 빛을 내는 광원 및 가시광선 영역에서 검출 가능한 광센서를 포함하는 광 검출부를 기준으로 설명한다. 그러나, 본 발명은 이러한 설명에 한정되지 아니한다.Hereinafter, for convenience of explanation, a light detection unit including a light source emitting light in the visible light region and an optical sensor detectable in the visible light region will be described. However, the present invention is not limited to this description.

이하에서 설명하는 바는 본 발명의 일 실시예에 불과하고, 도면 및 발명의 설명에 개시된 부분에 한정되어 해석되지 아니한다. 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 개념 및 일 실시예를 상세하게 설명한다.What will be described below is only an embodiment of the present invention, and is not interpreted as being limited to the parts disclosed in the drawings and description of the invention. Hereinafter, a technical concept and an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치를 블록도로 간단히 나타낸 도면이다.1 is a block diagram schematically illustrating a sample change detection apparatus according to the present invention.

본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치(1)는, 광원 제어부(11)와 광원(10), 시료부(20), 광 검출부(30), 광 신호 연산부(40) 및 디스플레이부(50)를 포함할 수 있다.The sample change detection device 1 according to the present invention includes a light source control unit 11 and a light source 10, a sample unit 20, a light detection unit 30, an optical signal calculation unit 40, and a display unit 50. can do.

광원(10)은 3개 이상의 색을 방출할 수 있는 광원일 수 있다. 광원(10)은 다양한 파장 대역의 광을 방출할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광원(10)이 포함하는 적어도 3개의 색은 빨강, 초록, 파랑일 수 있다. 일 실시예에 따라 빨강, 초록, 파랑이 광원으로부터 출력되는 경우, 이는 빛의 3원색에 해당하는 색으로써, 상기 3종류의 색을 같은 강도로 합치면 백색광이 된다. 또한 각각의 비율을 미세하게 조절할 경우 인간이 눈으로 인지할 수 있는 대부분의 색의 조합이 가능하다. 광원이 출력할 수 있는 3개의 색을 빛의 3원색을 선택하여 모든 파장 대역에서 시료와 반응할 수 있도록 함으로써, 범용성이 있는 시료 변화 감지 장치가 제공될 수 있다. 그러나 이는 일 실시예에 불과하고, 광원이 포함하는 3개의 색은 가시광선 파장 영역 대에 있는 색 중에 3개로 선택될 수 있다. 광원은 4개 이상의 색을 포함할 수도 있다. 본 발명의 광원(10)은 최소 3종류의 광 신호를 조합하여, 다양한 색의 빛의 방출이 가능하다. 본 발명의 광원(10)은 가시광선 영역의 최소 3종류에, 적외선 광원 및 자외선 광원을 추가적으로 포함할 수 있다.The light source 10 may be a light source capable of emitting three or more colors. The light source 10 may emit light of various wavelength bands. At least three colors included in the light source 10 according to an embodiment of the present invention may be red, green, and blue. According to an embodiment, when red, green, and blue are output from a light source, these are colors corresponding to the three primary colors of light, and when the three colors are combined with the same intensity, white light is obtained. In addition, if each ratio is finely adjusted, most color combinations that humans can perceive with the eye are possible. By selecting the three primary colors of light from the three colors that can be output by the light source to react with the sample in all wavelength bands, a sample change detection device with general versatility can be provided. However, this is only an example, and the three colors included in the light source may be selected as three colors among colors in the visible light wavelength range. The light source may include four or more colors. The light source 10 of the present invention is capable of emitting light of various colors by combining at least three types of optical signals. The light source 10 of the present invention may additionally include an infrared light source and an ultraviolet light source in at least three types of visible light regions.

광원(10)은 하나에서 다색광을 도출할 수 있는 광원의 형태로 제공될 수 있다. 혹은 광원(10)은 각각 하나의 색을 도출할 수 있는 최소 3개의 단색광의 형태로 제공될 수도 있다. 광원(10)이 다수 개로 제공될 경우, 각각의 광원들과 시료부(20)에 포함되는 시료와의 거리는 동일한 거리만큼 이격되어 제공될 수 있다.The light source 10 may be provided in the form of a light source capable of eliciting multicolored light from one. Alternatively, the light source 10 may be provided in the form of at least three monochromatic lights each capable of deriving one color. When a plurality of light sources 10 are provided, a distance between each light source and a sample included in the sample unit 20 may be provided by being spaced apart by the same distance.

시료부(20)에는, 시료가 고정될 수 있다. 시료부(20)는 광원(10)에 의해 발생하는 광의 광 경로 상에 위치할 수 있다. 시료부(20)에 고정되는 시료는 화학 반응 전의 시료일 수 있다. 혹은, 시료부(20)에 고정되는 시료는 화학 반응 후의 시료일 수 있다. 시료부(20)에 고정되는 시료는 화학 반응 중의 시료일 수도 있다. 또는 시료부(20)에 고정되는 시료는 기준 시료일 수 있다.In the sample part 20, a sample may be fixed. The sample part 20 may be located on an optical path of light generated by the light source 10. The sample fixed to the sample part 20 may be a sample before a chemical reaction. Alternatively, the sample fixed to the sample unit 20 may be a sample after a chemical reaction. The sample fixed to the sample part 20 may be a sample during a chemical reaction. Alternatively, the sample fixed to the sample unit 20 may be a reference sample.

기준 시료란 화학 반응 전의 시료와 동일한 광학적 특성을 가지는 시료를 의미한다. 기준 시료와 화학 반응 전 시료를 동일한 방법으로 화학 반응을 시키면, 화학 반응 전 시료는 화학 반응이 일어나지만 기준 시료는 화학 반응이 일어나지 않고 화학 반응 전 시료와 동일한 광학적 특성을 그대로 유지한다. 즉 기준 시료는 기준으로 활용되는 시료이다.The reference sample means a sample having the same optical properties as the sample before the chemical reaction. If the reference sample and the sample before the chemical reaction are subjected to a chemical reaction in the same way, a chemical reaction occurs in the sample before the chemical reaction, but the reference sample does not undergo a chemical reaction and maintains the same optical properties as the sample before the chemical reaction. That is, the reference sample is a sample used as a reference.

일 실시예에 따르면, 시료 중에는 화학 반응 후 광학적 변화를 보이지 않는 시료도 있을 수 있다. 해당 시료는, 화학 반응이 진행되어 완료된 경우에도 화학 반응 전 시료와 동일한 광학적 특성을 보이는 시료이다. 이러한 경우는 시료에 포함된 반응 물질의 농도가 광학적 특성 변화를 일으킬 정도보다 낮거나, 최적의 화학 반응이 일어날 수 있는 온도 조건과 다른 온도 조건에서 반응이 진행되는 이유 등으로 발생할 수 있다. According to an embodiment, some of the samples may not exhibit optical changes after a chemical reaction. This sample is a sample showing the same optical properties as the sample before the chemical reaction even when the chemical reaction proceeds and is completed. Such a case may occur because the concentration of the reactant contained in the sample is lower than a degree to cause a change in optical properties, or the reaction proceeds under a temperature condition different from the temperature condition in which an optimal chemical reaction can occur.

시료부(20)에 고정되는 시료는 유색의 유형을 가지는 시료일 수 있다. 또는 무형의 시료일 수 있다. 시료부(20)는, 유색의 유형 또는 무형의 시료의 위치가 측정 과정에서 광 경로를 변화시키지 않게 시료를 고정시키는 고정 장치를 더 포함할 수 있다. 광원(10)에서 도출되는 광은 시료부(20)를 투과하여 시료부에 고정되는 시료를 투과할 수 있다. 시료부(20)는 광원(10)와 광 검출부(30)의 경로 사이에 위치할 수 있다. The sample fixed to the sample unit 20 may be a sample having a colored type. Or it may be an intangible sample. The sample unit 20 may further include a fixing device for fixing the sample so that the position of the colored or intangible sample does not change the optical path during the measurement process. Light emitted from the light source 10 may pass through the sample unit 20 and pass through the sample fixed to the sample unit. The sample unit 20 may be located between the path of the light source 10 and the light detection unit 30.

광 검출부(30)는, 최소 3개 이상의 색을 동시에 측정할 수 있는 센서를 포함할 수 있다. 광 검출부(30)에 포함되는 광 센서는 디지털 센서일 수 있다. 이로 인해 출력이 단위가 없는 숫자로 표현될 수 있다. 도 4를 참조하면 출력이 단위가 없이 출력되는 것을 확인할 수 있다. 그러나 광 센서의 종류에 따라, 전압 혹은 전류 등과 같은 아날로그 신호를 출력하는 센서도 사용될 수 있다.The light detection unit 30 may include a sensor capable of simultaneously measuring at least three or more colors. The optical sensor included in the optical detection unit 30 may be a digital sensor. This allows the output to be expressed as a unitless number. Referring to FIG. 4, it can be seen that the output is output without a unit. However, depending on the type of optical sensor, a sensor that outputs an analog signal such as voltage or current may also be used.

본 발명의 일 특징에 따르면, 광 검출부(30)는 광원(10)에서 출력되는 광의 색의 개수와 대응되는 센서의 개수를 포함함으로써, 대응되는 파장 영역에서의 검출이 가능하도록 개시될 수 있다. 광 센서는 최소 3종류의 색의 광 신호를 동시에 구분하여 감지할 수 있다. 이로써, 광 검출부(30)가 포함하는 광 센서에서는 가시광선 대역 내의 전 파장에서 측정이 가능하다. 광 검출부(30)에 포함되는 광 센서는 포토 디텍터 혹은 포토 다이오드가 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 광 검출부(30)에는 가시광선 영역 외에서도 적외선 영역 및 자외선 영역을 검출 가능한 센서가 더 포함될 수도 있다. 광 검출부(30)에서는 각 광원에 대응하는 파장에서의 광의 출력값을 검출하여 광원 제어부(11) 또는 광 신호 연산부(40)에 전달할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the light detection unit 30 may be started to enable detection in a corresponding wavelength region by including the number of colors of light output from the light source 10 and the number of sensors corresponding to the number of colors. The optical sensor can detect and detect at least three color optical signals simultaneously. Accordingly, the optical sensor included in the optical detection unit 30 can measure at all wavelengths within the visible light band. A photo detector or a photo diode may be used as an optical sensor included in the photo detector 30. As described above, the light detection unit 30 may further include a sensor capable of detecting an infrared region and an ultraviolet region even outside the visible region. The light detection unit 30 may detect an output value of light at a wavelength corresponding to each light source and transmit it to the light source control unit 11 or the optical signal calculation unit 40.

광원 제어부(11)는 광원(10)과 연결되어, 광원이 포함하는 최소 3개 이상의 각각의 색을 가지는 광의 강도를 제어할 수 있다. 광원 제어부(11)는 광 검출부(30)에서 검출된 검출 신호를 바탕으로 광원(10)으로부터 방출되는 광의 강도를 조절할 수 있다. 광원 제어부(11)는 광 검출부(30)의 각각의 광 센서에서 검출되는 출력이 동일한 값을 가지도록 광원(10)이 가지는 각 색의 강도를 조절할 수 있다. 광원 제어부(11)에서 시료부(20)에 인가되는 광의 강도를 조절할 때의 시료부에는 화학 반응 전의 시료가 배치되거나, 기준 시료가 배치될 수 있다. 기준 시료 혹은 화학 반응 전의 시료를 기준으로 광의 강도를 조절함으로써 반응 전의 기준값으로 활용할 수 있다. The light source controller 11 is connected to the light source 10 and may control the intensity of light having at least three or more respective colors included in the light source. The light source control unit 11 may adjust the intensity of light emitted from the light source 10 based on the detection signal detected by the light detection unit 30. The light source control unit 11 may adjust the intensity of each color of the light source 10 so that the output detected by each optical sensor of the light detection unit 30 has the same value. When the light source control unit 11 adjusts the intensity of light applied to the sample unit 20, a sample before a chemical reaction may be disposed in the sample unit or a reference sample may be disposed. It can be used as a reference value before reaction by controlling the intensity of light based on a reference sample or a sample before a chemical reaction.

광 신호 연산부(40)는 반응 전 시료와 반응 후의 시료의 검출 결과를 이용하여 시료의 광학적 변화 여부를 판단할 수 있다. 광 신호 연산부(40)는 광원 제어부(11)를 통해 광 검출부(30)에서 검출되는 출력이 동일한 값을 가지도록 제어된 광이 반응 후의 시료 또는 반응 중의 시료를 투과한 검출 결과를 바탕으로, 시료의 광학적 변화 여부를 판단할 수 있다. 광 신호 연산부(40)에서는 시료의 검출 결과를 출력 및 연산하기 위한 회로부가 더 포함될 수 있다. 광 신호 연산부(40)는 반응 전의 시료를 측정하고, 반응 후의 시료를 측정한 결과를 비교함으로써 시료의 광학적 변화를 분석할 수 있다. 광 신호 연산부(40)는 반응이 진행되는 동안의 실시간 색 및 밝기 변화 양상을 분석할 수 있다. The optical signal calculating unit 40 may determine whether or not the sample is optically changed by using the detection result of the sample before reaction and the sample after reaction. The optical signal calculation unit 40 is based on the detection result of the light controlled to have the same value as the output detected by the light detection unit 30 through the light source control unit 11 through the sample after the reaction or the sample during the reaction. It is possible to determine whether the optical change of The optical signal calculating unit 40 may further include a circuit unit for outputting and calculating a detection result of the sample. The optical signal calculating unit 40 may analyze the optical change of the sample by measuring the sample before the reaction and comparing the measurement results of the sample after the reaction. The optical signal calculating unit 40 may analyze real-time color and brightness changes during the reaction.

광 신호 연산부(40)에서 시료의 광학적 변화를 판단할 때의 시료부(20)에는 광학적 변화 여부를 알고자 하는 임의의 시료가 배치될 수 있다. 상기 임의의 시료는 화학 반응 중의 시료 혹은 화학 반응 후의 시료일 수 있다. 즉, 광 신호 연산부(40)는 화학 반응 전의 시료 또는 기준 시료의 출력을 기준으로 하여, 반응 중의 시료 또는 화학 반응 후의 시료의 출력을 비교함으로써 시료의 광학적 변화 양상을 도출할 수 있다. When the optical signal calculating unit 40 determines the optical change of the sample, an arbitrary sample for which the optical change is to be determined may be disposed in the sample unit 20. The arbitrary sample may be a sample during a chemical reaction or a sample after a chemical reaction. That is, the optical signal calculator 40 may derive an optical change pattern of the sample by comparing the output of the sample during the reaction or the sample after the chemical reaction based on the output of the sample before the chemical reaction or the reference sample.

디스플레이부(50)는, 광 신호 연산부(40)에서 연산된 결과를 출력할 수 있다. 디스플레이부(50)의 출력 결과는, 시료의 색 변화에 관한 결과일 수 있다. 디스플레이부(50)의 출력 결과는, 시료의 밝기 변화에 관한 결과일 수 있다. 디스플레이부(50)의 출력 결과는, 시료의 흡광도 변화에 관한 결과일 수도 있다. 디스플레이부(50)의 출력 결과는 시료가 반응이 완료되기까지 걸리는 시간일 수 있다. 혹은, 반응의 시작으로부터 시료의 밝기 및 색이 어떠한 양상으로 변화되는지 여부를 그래프 형태로 출력할 수도 있다. 시료 변화 감지 장치(1)의 사용자는 디스플레이부(50) 상에 표시된 결과를 보고 시료의 변화 여부를 파악할 수 있다.The display unit 50 may output a result calculated by the optical signal calculating unit 40. The output result of the display unit 50 may be a result of a color change of the sample. The output result of the display unit 50 may be a result of a change in brightness of the sample. The output result of the display unit 50 may be a result of a change in absorbance of the sample. The output result of the display unit 50 may be a time taken until the reaction of the sample is completed. Alternatively, whether the brightness and color of the sample changes from the start of the reaction can be output in the form of a graph. The user of the sample change detection device 1 may check whether the sample is changed by viewing the result displayed on the display unit 50.

도 2는 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다.2 is a diagram showing an embodiment of a sample change detection device according to the present invention.

도 2에 따르면, 시료 변화 감지 장치(1)는 일정한 플랫폼을 포함할 수 있다. 상기 플랫폼은 일정한 광 경로를 유지할 수 있는 플랫폼일 수 있다. 상기 플랫폼은 시료부(20)에 위치할 수 있다. 상기 플랫폼은 시료 변화 감지 과정에서, 일정한 광 경로를 유지하도록 할 수 있다.According to FIG. 2, the sample change detection device 1 may include a certain platform. The platform may be a platform capable of maintaining a constant optical path. The platform may be located on the sample unit 20. The platform may maintain a constant optical path during a sample change detection process.

본 발명의 일 실시예에 따른 시료 변화 감지 장치(1)는, 내부가 밀폐된 구성으로 제공될 수 있다. 시료 변화 감지 장치(1)의 내부 표면은, 상기 광원(10)의 상기 광이 경로를 따라 진행하면서 발생하는 손실을 최소화할 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 시료 변화 감지 장치(1)의 외부 표면은, 외부의 광 신호를 상기 시료 변화 감지 장치(1) 내부로 투과시키지 않도록 하기 위한 재질로 형성될 수 있다. 즉, 시료 변화 감지 장치(1)는 광원(10)이 시료로 조사될 때 외부의 어떠한 영향도 받지 아니하며, 내부에서도 광이 손실되지 않도록 하여 정확도를 높일 수 있도록 표면이 처리되어 형성될 수 있다. 시료 변화 감지 장치(1)는, 일정한 광 경로를 유지하고 주변의 잡음 신호를 차단하도록 구성될 수 있다. 시료 변화 감지 장치(1)는 최적의 광 경로 조건과 암실 환경을 조성할 수 있다.The sample change detection device 1 according to an exemplary embodiment of the present invention may be provided in a closed configuration. The inner surface of the sample change detection device 1 may be formed of a material capable of minimizing a loss that occurs while the light from the light source 10 travels along a path. The outer surface of the sample change detection device 1 may be formed of a material for preventing the external optical signal from being transmitted into the sample change detection device 1. That is, when the light source 10 is irradiated to the sample, the sample change detection device 1 may not be affected by any external influence, and may be formed by treating the surface so as to increase accuracy by preventing light loss from inside. The sample change detection device 1 may be configured to maintain a constant optical path and block noise signals in the vicinity. The sample change detection device 1 can create an optimal light path condition and a dark room environment.

도 2의 실시예에 따르면, 광 검출부(30)의 검출 결과는 광원 제어부(11)를 통해 피드백 될 수 있다. 광원 제어부(11)에서는, 광원(10)에서 방출되는 각 광의 강도를 독립적으로 조절할 수 있다. 일 예시로, 광원(10)이 포함하는 각 색이 빨강, 초록, 파랑이고, 광원 제어부(11)에서는 각 광원이 포함하는 각각의 색에 동일한 강도를 인가하는 경우를 가정한다. 이 때, 세 개의 색은 동일한 강도로 합쳐져 백색광으로 출력될 것이다. 각 색에 인가되는 강도를 다르게 할 경우, 미세한 조절에 따라 출력되는 색은 다양하게 변화될 수 있다. 그러나, 강도를 같게 하여 출력이 같더라도, 시료에 해당 광이 투과하게 되면, 시료의 특성에 따라 출력되는 광의 특성은 달라질 수 있다. 본 발명에서는, 광원 제어부(11)를 통해 광원(10)에 인가되는 각 광의 강도를 조절하여, 반응 전의 시료 또는 기준 시료에 대해 동일한 출력이 나타나도록 제어한 후에 반응 후의 시료 또는 반응 중의 시료에 대한 변화 차이를 감지하도록 함으로써, 용이하게 시료의 변화 감지를 수행할 수 있다.According to the embodiment of FIG. 2, the detection result of the light detection unit 30 may be fed back through the light source control unit 11. In the light source control unit 11, the intensity of each light emitted from the light source 10 can be independently adjusted. As an example, it is assumed that each color included in the light source 10 is red, green, and blue, and the light source controller 11 applies the same intensity to each color included in each light source. At this time, the three colors will be combined with the same intensity and output as white light. When the intensity applied to each color is different, the output color may be variously changed according to fine adjustment. However, even if the intensity is the same and the output is the same, when the corresponding light is transmitted through the sample, the characteristics of the output light may vary according to the characteristics of the sample. In the present invention, the intensity of each light applied to the light source 10 through the light source control unit 11 is controlled to display the same output for the sample before the reaction or the reference sample. By detecting the difference in change, it is possible to easily detect the change in the sample.

예를 들어, 광원의 각 강도를 같게 하여 광을 방출할 경우 백색광이 출력되나, 이를 반응 전의 시료에 대해 입사시킬 경우 색 또는 밝기는 달라질 확률이 높다. 이 상태에서, 광원을 제어하지 아니하고 반응 후의 시료에 대해 초기 광을 그대로 입사시킬 경우, 시료의 특성이 변화한 경우 색 또는 밝기가 다시 변하게 되어, 그래프 상 변화를 알아차리기 어려운 측면이 있다. 그러나 본 발명에서는 반응 전의 시료 또는 기준 시료에 대해 동일한 출력값, 예를 들어 백색광의 출력이 나타나도록 광원 제어부(11)를 광 검출부(30)로부터의 피드백을 통해 제어함으로써, 기준값이 설정되어 변화를 쉽게 감지할 수 있는 특징이 있다. 즉, 반응 전 시료 대비 반응 후 시료의 각 출력의 변화 정도를 확인하고 비교하는 것이 용이하다. 또한, 시료에 처음으로 광을 입사할 때, 광의 강도를 모두 일정하게 설정한 후에 시료의 반응에 따라 동일한 출력이 되도록 광을 제어하는 과정에서, 반응 전의 시료에 대한 특징도 확인할 수 있는 효과가 있다.For example, when light is emitted with the same intensity of each light source, white light is output, but if it is incident on the sample before reaction, the color or brightness is likely to change. In this state, if the initial light is incident on the sample after the reaction without controlling the light source, the color or brightness changes again when the characteristics of the sample change, making it difficult to notice the change on the graph. However, in the present invention, by controlling the light source control unit 11 through feedback from the light detection unit 30 so that the same output value, for example, the output of white light appears with respect to the sample before reaction or the reference sample, a reference value is set and changes are easily made. There are features that can be detected. That is, it is easy to check and compare the degree of change in each output of the sample after the reaction compared to the sample before reaction. In addition, when light is first incident on a sample, in the process of controlling the light so that the same output according to the reaction of the sample after setting all of the light intensity constant, there is an effect of confirming the characteristics of the sample before the reaction. .

광 신호 연산부(40)는 광원 제어부(11)를 통해 반응 전 시료에 의한 각 출력을 동일하게 맞춰준 후, 시료의 반응을 진행시키면서 광센서의 출력을 실시간으로 측정하여, 반응이 완료되기까지 걸리는 시간과, 색 및 밝기가 반응 시작부터 끝까지 꾸준히 변하는지 아니면 일정 시간이 지났을 때 급격히 변하는지 등과 같이 시간에 따른 시료의 광학적 변화 양상을 분석할 수 있다.The optical signal calculation unit 40 matches each output by the sample before the reaction through the light source control unit 11 equally, and then measures the output of the optical sensor in real time while proceeding the reaction of the sample, and it takes until the reaction is completed. It is possible to analyze the optical change pattern of the sample over time, such as whether the time, color, and brightness change steadily from the beginning to the end of the reaction or rapidly change after a certain period of time.

본 발명에서의 시료 변화 감지 방법에 따른 자세한 순서는 도 3에 나타난다. 도 3은 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치에서의 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명에서의 시료 변화 감지 방법을 광원 제어부(11)와 광원(10), 시료부(20), 광 검출부(30) 및 광 신호 연산부(40) 사이에서의 관계로 설명하기 위한 내용이 개시되어 있다.A detailed sequence according to the sample change detection method in the present invention is shown in FIG. 3. 3 is a diagram for explaining an algorithm in the sample change detection apparatus according to the present invention. Contents for describing the sample change detection method in the present invention as a relationship between the light source control unit 11 and the light source 10, the sample unit 20, the light detection unit 30, and the optical signal operation unit 40 are disclosed. have.

본 발명에 따른 시료 변화 감지 방법은 다음과 같은 순서로 처리될 수 있다. 시료부(20)에 반응 전의 시료 또는 기준 시료를 고정한다. 고정된 시료에 대해 초기 광을 입사한다. 이 때의 초기 광은, 광원이 포함하는 각 색의 강도가 모두 같은 값으로 설정된 광원일 수 있다. 광원(10)의 각각의 색의 강도를 조절하기 이전에, 각 광원(10)의 강도를 동일하게 맞추는 이유는, 반응 전의 시료를 사전 측정한 이후 광원 각각의 색의 강도가 기준값이 맞춰졌을 때, 초기에 비해 각각 얼마나 변하였는지 여부를 쉽게 파악하기 위함이다. 광원 제어부(11)에서의 제어 시에, 광원(10)의 개별 색에 대해, 각각의 강도가 증가하였다면 해당 파장 근처 대역에서 흡광도가 감소한 것이며, 각각의 강도가 감소하였다면 해당 파장 근처 대역에서 흡광도가 증가한 것으로 볼 수 있다. 즉, 각 광원의 강도를 동일하게 맞춘 후에 기준값이 출력되도록 광원을 제어하는 과정을 거칠 경우에는, 반응 전의 시료가 가시광선 파장 대역에서 대략적으로 어떠한 흡광도 분포를 가지는지를 알 수 있다. The sample change detection method according to the present invention may be processed in the following order. The sample before reaction or the reference sample is fixed to the sample part 20. Initial light is incident on the fixed sample. The initial light at this time may be a light source in which the intensity of each color included in the light source is set to the same value. Before adjusting the intensity of each color of the light source 10, the reason for setting the intensity of each light source 10 equally is when the intensity of each color of the light source is adjusted to the reference value after measuring the sample before reaction. This is to easily grasp how much each has changed compared to the initial period. During control by the light source control unit 11, if the intensity of each of the individual colors of the light source 10 increases, the absorbance decreases in the band near the corresponding wavelength, and if the intensity decreases, the absorbance in the band near the wavelength. It can be seen as an increase. That is, when the intensity of each light source is adjusted to be the same and then the process of controlling the light source so that the reference value is output, it is possible to know about what kind of absorbance distribution the sample before reaction has in the visible light wavelength band.

이 때, 사전 측정한 후 광원의 각각의 색의 강도는 기준값으로 맞춰지는 과정에서 증가하거나, 혹은 감소할 것이므로, 자유롭게 변경이 가능하도록 초기의 광원의 각각의 색의 강도는 각각의 색이 가질 수 있는 최대 강도의 중간값 정도로 설정하는 것이 바람직할 수 있다.At this time, since the intensity of each color of the light source after pre-measurement will increase or decrease in the process of being adjusted to the reference value, the intensity of each color of the initial light source can be freely changed. It may be desirable to set it around the middle of the maximum intensity that is present.

광 검출부(30)에서는 초기의 광이 반응 전 시료 또는 기준 시료에 의해 반응한 신호를 검출하고, 검출된 신호를 전기 신호의 형태로 광원 제어부(11)로 전달한다. 광원 제어부(11)에서는 상기 반응 전 시료 또는 기준 시료를 투과한 초기 광에 대한 광 검출부(30)에서의 각 파장 별 검출 결과가 동일해지도록 광원(10)에 포함된 각 광의 강도를 조절할 수 있다. 광원 제어부(11)를 통해 광의 강도를 조절한 결과 광 검출부(30)에서 검출된 신호의 출력값이 동일한 값인지 여부를 판단한다. 광 검출부(30)의 광 센서의 출력 결과를 분석하여, 상기 초기 광을 반응 전의 시료 또는 기준 시료에 인가한 후의 출력값이 기준으로 설정한 값과 동일한 값인지 판단한다. 일정한 기준값이 출력되도록 광원 제어부(11)를 제어하는 경우, 반응 전의 시료와 대비하여 반응 후의 시료의 센서의 각 출력의 변화 정도를 확인 및 비교하는 것이 용이한 효과가 있다. 이 때 기준값이란, 광 검출부(30)의 광 센서의 출력이 가지는 특정한 값일 수 있다. 상기 특정한 값은, 센서의 출력이 가질 수 있는 최대값과 최소값의 중간값일 수 있다. 상기 기준값이 될 수 있는 값에 제한은 없으나, 이하와 같은 점을 일부 고려하여야 한다. 사전 측정한 후에 센서의 각 출력이 모두 같은 값이 되도록 광원의 각각의 강도가 조절되는 과정에서, 광원이 포함하는 적어도 3개의 색 중 어느 하나의 색의 강도가 너무 약해진다거나, 혹은 너무 강해지게 되어 반응 후의 시료의 측정 결과를 신뢰할 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 너무 특이한 기준값을 설정하는 것은 바람직하지 아니하다.The light detection unit 30 detects a signal in which the initial light reacts by the sample or reference sample before reaction, and transmits the detected signal to the light source control unit 11 in the form of an electric signal. The light source control unit 11 may adjust the intensity of each light included in the light source 10 so that the detection result for each wavelength by the light detection unit 30 for the initial light transmitted through the sample before the reaction or the reference sample is the same. . As a result of adjusting the intensity of light through the light source control unit 11, it is determined whether the output value of the signal detected by the light detection unit 30 is the same value. By analyzing the output result of the optical sensor of the light detection unit 30, it is determined whether the output value after applying the initial light to the sample before reaction or the reference sample is the same as the value set as the reference. When controlling the light source control unit 11 to output a constant reference value, it is easy to check and compare the degree of change of each output of the sensor of the sample after the reaction compared to the sample before the reaction. In this case, the reference value may be a specific value of the output of the optical sensor of the optical detection unit 30. The specific value may be an intermediate value between a maximum value and a minimum value that the sensor output can have. There is no limit to the value that can be the reference value, but some of the following points should be considered. In the process of adjusting the intensity of each light source so that each output of the sensor becomes the same value after pre-measurement, the intensity of any one of at least three colors included in the light source becomes too weak or too strong. The measurement result of the sample after the reaction may be unreliable. Therefore, it is not desirable to set too specific reference values.

광 검출부(30)에서는 광 검출부(30)가 포함하는 각각의 광 센서에서의 출력값들을 서로 비교하여, 반응 전의 시료가 각 광 센서에서의 측정값이 모두 동일한 값이 되도록 광원을 제어하도록 하는 신호를 피드백 할 수 있다. 이 때 광원 제어부(11)는 광원(10)이 포함하는 각 색의 강도를 각각 독립적으로 조절할 수 있다. 상기와 같은 과정을 반복하여, 광 검출부(30)에서 검출된 각 광 센서에서의 출력값이 모두 동일하게 나타나는 경우에는, 조절된 강도를 인가하는 광을 제어된 광으로 본다.The photodetector 30 compares the output values of each optical sensor included in the photodetector 30 with each other, and generates a signal to control the light source so that the samples before reaction have the same values as measured by each optical sensor. You can give feedback. In this case, the light source control unit 11 may independently adjust the intensity of each color included in the light source 10. When the above-described process is repeated and the output values from each optical sensor detected by the light detection unit 30 are all the same, the light to which the adjusted intensity is applied is regarded as controlled light.

시료부(20)에 반응 후의 시료 또는 반응 중의 시료를 고정하여 광 검출부(30)에서 출력된 신호의 값을 저장하고, 광 신호 연산부(40)에서는 반응 전 시료 또는 기준 시료의 결과인 기준값과, 반응 후의 시료 또는 반응 중의 시료의 결과를 비교하여 시료의 광학적 변화를 판단한다. 반응 전 시료 및 반응 후 시료에 대한 결과 처리는, 제어된 광에 의해 같은 조건에서 반복되어 측정될 수 있다. The sample after the reaction or the sample during the reaction is fixed to the sample unit 20 to store the value of the signal output from the light detection unit 30, and the optical signal calculating unit 40 stores a reference value that is a result of the sample before reaction or the reference sample, The optical change of the sample is determined by comparing the results of the sample after the reaction or the sample during the reaction. Result processing for the sample before reaction and the sample after reaction may be measured repeatedly under the same conditions by controlled light.

즉 도 3에 따르면, 광 검출부로부터의 결과를 피드백 받아 광원 제어부는 광원을 제어할 수 있게 되어, 보다 정확한 결과값을 검출할 수 있게 된다.That is, according to FIG. 3, the light source control unit can control the light source by receiving feedback from the result from the light detection unit, so that a more accurate result value can be detected.

도 4는 본 발명에 따른 시료 변화 감지 방법에 따라 반응 전 시료와 반응 후 시료의 결과값의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 4에 나타난 결과는 센서 출력의 평균값을 의미하며, 위아래로 나타난 선은 반복하여 측정한 센서의 출력의 표준편차를 의미한다. 그래프의 Y축은 디지털 센서의 출력값을 의미한다. 단위는 ADUs(Analog- to-Digital Units)로 표현된다.4 is a diagram illustrating an example of a sample before reaction and a result value of a sample after reaction according to the sample change detection method according to the present invention. The results shown in FIG. 4 mean the average value of the sensor output, and the lines shown up and down mean the standard deviation of the sensor output measured repeatedly. The Y-axis of the graph means the output value of the digital sensor. Units are expressed as ADUs (Analog-to-Digital Units).

도 4(a)는 반응 전 시료에 대해 제어된 광을 인가하였을 때의 결과값을 나타낸다. 전술한 바와 같이, 광원 제어부(11)는 반응 전 시료에 대해 동일한 값이 출력되도록 각 색의 강도가 조절되는 특징을 가지므로, 반응 전 시료에 제어된 광을 인가하였을 때의 결과값은 각 파장 대역에서 동일한 값을 가지도록 측정될 수 있다. 도 4(a)에 따르면, 광 센서에 의한 출력값은 푸른색(Blue), 초록색(Green), 붉은색(Red)의 영역에서 모두 100으로 도출되는 것을 확인할 수 있다. 이러한 경우, 기준값이 100으로 설정된 것에 해당한다.Fig. 4(a) shows the results when the controlled light is applied to the sample before the reaction. As described above, since the light source control unit 11 has the characteristic that the intensity of each color is adjusted so that the same value is output for the sample before reaction, the result value when the controlled light is applied to the sample before reaction is It can be measured to have the same value in the band. According to FIG. 4A, it can be seen that the output value by the optical sensor is derived as 100 in all areas of blue, green, and red. In this case, it corresponds to the reference value set to 100.

도 4(b)는 반응 후의 시료에 대해 제어된 광을 인가하였을 때의 결과값을 나타낸다. 출력 그래프에 따르면, 광 센서에 의한 출력값은 푸른색(Blue)에서 약 90, 초록색(Green)에서 약 110, 붉은색(Red)에서 약 87의 값인 것을 확인할 수 있다. 상기 변화에 의하면, 초록색(Green)의 출력값이 기준값인 100과 비교하여 높아졌으며, 붉은색(Red) 및 푸른색(Blue)의 출력은 기준값인 100과 비교하여 낮아졌음을 알 수 있다. 상기 결과를 통해, 반응 전 시료와 대비하여 반응 후의 시료가 초록색 근처의 파장 대역을 가지는 빛은 더 잘 투과시키게, 붉은색과 푸른색 근처의 파장 대역을 가지는 빛은 덜 투과시키게 색이 변했음을 의미한다. 즉, 반응 후 시료는 반응 전의 시료에 비해 초록색 근처의 파장 대역에서 흡광도가 감소하였으며, 붉은색과 푸른색 근처의 파장 대역에서 흡광도가 증가하였음을 알 수 있다. 이러한 결과로부터, 해당 시료는 화학 반응을 통해 색이 변화하였음을 알 수 있다.Fig. 4(b) shows the results when the controlled light is applied to the sample after the reaction. According to the output graph, it can be seen that the output value by the optical sensor is about 90 in blue, about 110 in green, and about 87 in red. According to the above change, it can be seen that the output value of green is increased compared to the reference value of 100, and the output of red and blue is decreased compared to the reference value of 100. Through the above results, it means that the color of the sample after the reaction has changed so that light having a wavelength band near green is better transmitted and less light having a wavelength band near red and blue is transmitted compared to the sample before reaction. do. That is, it can be seen that the absorbance of the sample after the reaction decreases in the wavelength band near green compared to the sample before the reaction, and the absorbance increases in the red and blue wavelength bands. From these results, it can be seen that the color of the sample was changed through a chemical reaction.

일 실시예에 따르면, 반응 후의 시료에 대해 제어된 광을 인가하였을 때 도 4(c)와 같은 결과값이 나타날 수도 있다. 도 4(c)의 경우는 일정한 출력값을 가지나, 해당 출력값의 절대적인 값이 변화한 경우에 해당한다. 이와 같은 경우는, 붉은색과 푸른색, 초록색의 모든 파장 대역에서 빛을 더 잘 투과시키도록 변화한 것을 의미한다. 즉 반응 후 시료는 반응 전의 시료에 비해 모든 가시광선 파장 대역에서 흡광도가 감소하였음을 알 수 있다. 이러한 결과로부터, 해당 시료는 화학 반을 통해 밝기가 변화하였음을 알 수 있으며, 보다 구제척으로는 상기 각 파장 대역에서의 흡광도 변화로부터 더 밝게 변했음을 알 수 있다.According to an embodiment, when controlled light is applied to the sample after the reaction, a result value as shown in FIG. 4(c) may appear. In the case of Fig. 4(c), the output value is constant, but the absolute value of the output value is changed. In this case, it means a change to better transmit light in all wavelength bands of red, blue, and green. That is, it can be seen that the absorbance of the sample after reaction decreased in all visible wavelength bands compared to the sample before reaction. From these results, it can be seen that the brightness of the sample has changed through the chemical half, and it can be seen that the sample has changed brighter from the change in absorbance in each of the wavelength bands.

즉, 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치를 이용하면, 시료의 반응이 진행되어 시료의 성분 혹은 농도가 달라짐에 따라 다양한 파장 대역 내에서 특정한 파장 대역에서의 흡광도 변화 양상을 실시간으로 측정할 수 있으며, 이를 활용하여 시료의 색 변화, 밝기 변화, 정도 및 경향성을 간단하게 파악할 수 있다.That is, when the sample change detection device according to the present invention is used, the change in absorbance in a specific wavelength band within various wavelength bands can be measured in real time as the reaction of the sample proceeds and the component or concentration of the sample is changed, By using this, you can simply grasp the color change, brightness change, degree and trend of the sample.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치를 사용하였을 경우의 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.5 and 6 are diagrams for explaining an example when a sample change detection device according to the present invention is used.

도 5는 화학 반응 전의 시료에 관한 도면이며, 도 6은 화학 반응 후의 시료에 관한 도면에 해당한다. 도 5 및 도 6에서는, 대략 450 nm 파장을 광센서의 파랑(blue) 출력 파장 대역으로, 550 nm 와 650 nm를 광센서의 초록(green)과 빨강(red) 출력 파장 대역으로 본다. 도 5(a)는 반응 전의 시료를 스펙트로미터를 이용하여 측정한 결과이다. 도 5(b)는 반응 전의 시료를 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치(1)를 이용하여 측정한 결과이다. 반응 전의 시료의 흡광도 측정 결과 파랑과 빨강은 상대적으로 흡광도가 높은 편이고, 초록은 상대적으로 흡광도가 낮은 편이다. 즉, 반응 전 시료에 대한 센서의 사전 측정 결과 파랑과 빨강은 광센서 출력이 낮은 편이고, 초록은 광센서 출력이 높은 편으로 나타난다. 도 5(c)는 광센서의 파랑, 빨강, 초록의 출력이 모두 동일한 값이 나오도록 광원의 각 색을 조절한 결과 나타나는 시료 변화 감지 장치(1)의 출력이다. 이때의 기준값은 100으로 설정하였다. 5 is a diagram of a sample before a chemical reaction, and FIG. 6 is a diagram of a sample after a chemical reaction. In FIGS. 5 and 6, a wavelength of approximately 450 nm is regarded as a blue output wavelength band of the optical sensor, and 550 nm and 650 nm are considered as a green and red output wavelength band of the optical sensor. 5(a) is a result of measuring a sample before the reaction using a spectrometer. 5(b) is a result of measuring a sample before reaction using the sample change detection device 1 according to the present invention. As a result of measuring the absorbance of the sample before reaction, the absorbance of blue and red is relatively high, and the absorbance of green is relatively low. In other words, as a result of the pre-measurement of the sensor for the sample before reaction, the blue and red light sensor output is low, and the green light sensor output is high. 5(c) is an output of the sample change detection device 1 that appears as a result of adjusting each color of a light source so that the blue, red, and green outputs of the optical sensor are all the same. The reference value at this time was set to 100.

도 6(a)는 반응 후의 시료를 스펙트로미터를 이용하여 측정한 결과이다. 도 6(b)는 반응 후의 시료를 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치(1)를 이용하여 측정한 결과이다. 반응 후의 시료의 흡광도 측정 결과, 반응 전 시료에 비해 파랑과 초록은 흡광도가 감소하였고, 빨강은 흡광도가 증가하였다. 따라서 반응 후의 시료의 측정 결과, 파랑과 초록은 광센서의 출력이 기준값보다 높게 측정된 것을 알 수 있으며, 빨강은 광센서의 출력이 기준값보다 낮게 측정되었다.6(a) is a result of measuring a sample after reaction using a spectrometer. 6(b) is a result of measuring a sample after the reaction using the sample change detection device 1 according to the present invention. As a result of measuring the absorbance of the sample after the reaction, the absorbance of blue and green decreased, and the absorbance of red was increased compared to the sample before reaction. Therefore, as a result of the measurement of the sample after the reaction, it can be seen that the output of the optical sensor was measured higher than the reference value for blue and green, and the output of the optical sensor was measured lower than the reference value for red.

즉, 기존의 스펙트로미터를 이용할 경우 도 5(a) 및 도 6(a)와 같은 결과가 나타나고, 그래프의 분석을 통해 광학적 변화를 알 수 있으나, 이는 가격이 비싸기 때문에, 본 발명의 시료 변화 감지 장치(1)를 통해 도 5(b)와 도 6(b)와 같은 결과를 도출함으로써, 시료의 광학적 변화를 간단하게 검출할 수 있는 효과가 있다. 도 5(a) 및 도 6(a)의 스펙트로미터를 이용한 결과와 비교하더라도 같은 결과가 나타나며, 스펙트로미터에 비해 더 적은 반응 시간 및 경제적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.That is, when using an existing spectrometer, the same results as in FIGS. 5(a) and 6(a) appear, and optical changes can be known through analysis of the graph, but since this is expensive, the sample change detection of the present invention By deriving the same results as in Figs. 5(b) and 6(b) through the device 1, there is an effect that the optical change of the sample can be easily detected. Even when compared with the results using the spectrometer of FIGS. 5(a) and 6(a), the same results are shown, and there is an effect that can be used economically and less reaction time compared to the spectrometer.

도 7은 본 발명에 따른 시료 변화 감지 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 7 is a flowchart illustrating a sample change detection method according to the present invention.

반응 전 시료에 대해, 제어되지 않은 초기의 광원이 반응 전의 시료 또는 기준 시료를 투과한다. 이 때, 광원이 포함하는 각각의 색의 강도를 같게 맞추어 반응 전 시료 또는 기준 시료에 대한 출력을 사전 측정할 수 있다. 상기 측정한 신호의 피드백을 통해 광원 제어부에서는 반응 전의 시료 또는 기준 시료에 대한 출력값이 동일한 값을 가질 수 있도록 각각의 색의 강도를 조절한다. (S20) 이 때 각각의 광 센서에서의 각각의 출력값이 동일한 값으로 출력되는지 여부를 확인한다. (S30) 이 때, 출력값이 동일하지 않을 경우 해당 값을 다시 피드백하여, 출력값이 동일한 결과가 나올 때까지 이 과정을 반복한다. 출력값이 동일할 경우, 해당 광의 강도를 제어된 광으로 설정한다. 그 후 반응 후의 시료 또는 반응 중의 시료에 대해 제어된 광을 입사시켜, 반응을 검출한다. (S40) 상기 제어된 광이 반응 전의 시료 또는 기준 시료에 입사된 결과는 상기와 같은 동일한 출력값일 것이므로, 이를 기준으로 하여, 반응 후의 시료 또는 반응 중의 시료에 대한 광 검출부(30)의 출력값을 비교하여 시료의 광학적 변화 여부 또는 실시간 시료의 광학적 특성 변화 양상을 판단할 수 있다.(S50)With respect to the pre-reaction sample, an uncontrolled initial light source passes through the pre-reaction sample or the reference sample. In this case, by matching the intensity of each color included in the light source to be the same, the output of the sample before reaction or the reference sample may be measured in advance. Through the feedback of the measured signal, the light source control unit adjusts the intensity of each color so that the output value of the sample before reaction or the reference sample has the same value. (S20) At this time, it is checked whether each output value from each optical sensor is output as the same value. (S30) At this time, if the output value is not the same, the corresponding value is fed back again, and this process is repeated until the same result is obtained. If the output values are the same, the intensity of the light is set to the controlled light. Thereafter, controlled light is incident on the sample after the reaction or the sample during the reaction to detect the reaction. (S40) Since the result of the controlled light incident on the sample before the reaction or the reference sample will be the same output value as above, based on this, the output value of the light detection unit 30 for the sample after the reaction or the sample during the reaction is compared. By doing so, it is possible to determine whether or not the optical change of the sample or the change of optical properties of the sample in real time (S50)

본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치는 이온, 고분자, DNA 등 시료의 종류에 관계없이 시료의 성분 및 농도 변화에 따른 색 및 밝기 변화 검출이 가능하다. 또한, 시료의 종류뿐 아니라 시료가 반응 전과 반응 후에 무슨 색을 띄는지, 어떤 과정을 거쳐 변하는지에도 관계없이 특정 파장대역에서의 흡광도 변화 양상을 실시간으로 확인이 가능하다. 또한, 조건 설정에 따라 형광을 띄는 시료의 색 변화와 형광의 강도 변화도 검출할 수 있다. 본 발명에 따른 시료 변화 감지 장치 및 방법을 이용할 경우, 가격이 저렴하고, 정확도가 높으면서 휴대성 역시 겸비하는 화학 센서 및 바이오 센서로써 다양한 분야에 적용이 가능하다. The sample change detection device according to the present invention can detect changes in color and brightness according to changes in components and concentrations of a sample regardless of the type of sample, such as ions, polymers, and DNA. In addition, it is possible to check the change in absorbance in a specific wavelength band in real time, regardless of the type of sample, as well as the color of the sample before and after the reaction, and through what process. In addition, changes in color and intensity of fluorescence of a fluorescent sample can be detected according to the condition setting. When the sample change detection apparatus and method according to the present invention is used, it can be applied to various fields as a chemical sensor and a bio sensor that is inexpensive, has high accuracy, and has portability.

이상의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.It should be understood that the above embodiments have been presented to aid the understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention, and various deformable embodiments are also within the scope of the present invention. The technical protection scope of the present invention should be determined by the technical idea of the claims, and the technical protection scope of the present invention is not limited to the literal description of the claims itself, but a scope that has substantially equal technical value. It should be understood that it extends to the invention of.

시료 변화 감지 장치 : 1
광원 : 10
광원 제어부 : 11
시료부 : 20
광 검출부 : 30
광 신호 연산부 : 40
디스플레이부 : 50
Sample change detection device: 1
Light source: 10
Light source control unit: 11
Sample part: 20
Light detection unit: 30
Optical signal operation unit: 40
Display: 50

Claims (17)

다양한 파장 대역의 광을 방출하는 광원;
상기 광원에 의한 광의 경로 상에 위치하며, 시료가 배치되는 시료부;
상기 시료부를 투과한 광을 다양한 파장대역에서 검출하는 광 검출부;
상기 광 검출부를 통해 검출된 신호 정보를 전달받아 상기 시료부에 인가되는 상기 광원으로부터 방출되는 광의 강도를 조절하는 광원 제어부; 및
상기 광원 제어부를 통해 강도가 제어된 광이 상기 시료부를 투과한 검출 결과를 바탕으로 상기 시료부에 배치된 시료의 광학적 변화를 판단하는 광 신호 연산부;를 포함하는 시료 변화 감지 장치.
A light source emitting light of various wavelength bands;
A sample unit positioned on a path of light by the light source and in which a sample is disposed;
A light detector configured to detect light transmitted through the sample part in various wavelength bands;
A light source control unit configured to receive signal information detected through the light detection unit and adjust the intensity of light emitted from the light source applied to the sample unit; And
And an optical signal calculating unit configured to determine an optical change of the sample disposed in the sample unit based on a detection result of the light whose intensity is controlled through the light source control unit transmitted through the sample unit.
제1항에 있어서,
상기 광원 제어부에서 상기 시료부에 인가되는 광의 강도를 조절할 때의 상기 시료부에는 화학 반응 전의 시료 또는 기준 시료가 배치되고,
상기 광 신호 연산부에서 상기 시료의 광학적 변화를 판단할 때의 상기 시료부에는 광학적 변화 여부를 알고자 하는 임의의 시료가 배치되는 시료 변화 감지 장치.
The method of claim 1,
When the light source control unit adjusts the intensity of light applied to the sample unit, a sample before a chemical reaction or a reference sample is disposed in the sample unit,
A sample change detection device in which an arbitrary sample for which an optical change is to be determined is disposed in the sample unit when the optical signal calculating unit determines the optical change of the sample.
제2항에 있어서,
상기 임의의 시료는
화학 반응 중의 상기 시료 또는 화학 반응 후의 상기 시료인 시료 변화 감지 장치.
The method of claim 2,
Any of the above samples
A sample change detection device which is the sample during a chemical reaction or the sample after a chemical reaction.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광원 제어부는
상기 광원에서 방출되어 상기 시료부를 투과한 후 상기 광 검출부에서 검출되는 각 파장 별 상기 광에 대해,
상기 광 검출부에서의 다양한 파장대역에서 동일한 출력값을 가지도록 상기 광의 강도를 조절하는 시료 변화 감지 장치.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The light source control unit
With respect to the light for each wavelength detected by the light detection unit after being emitted from the light source and passing through the sample unit,
A sample change detection device that adjusts the intensity of the light so that the light detection unit has the same output value in various wavelength bands.
제4항에 있어서,
상기 광 검출부는,
상기 시료부를 투과한 광을 상기 광원이 포함하는 색에 대응하는 파장 대역에서 측정 가능한 광센서를 이용하여 검출하는 시료 변화 감지 장치.
The method of claim 4,
The light detection unit,
A sample change detection device that detects light that has passed through the sample part by using an optical sensor that can be measured in a wavelength band corresponding to a color included in the light source.
제5항에 있어서,
상기 광은 최소 3색 이상의 광을 방출하고,
상기 광원 제어부는 상기 최소 3색 이상의 각각의 광이 상기 광원으로부터 방출되는 강도를 각각 조절하는 시료 변화 감지 장치.
The method of claim 5,
The light emits at least 3 colors or more,
The light source control unit is a sample change detection device for adjusting the intensity of each light emitted from the light source at least three colors or more.
제6항에 있어서,
상기 광 신호 연산부는,
상기 광 검출부에서 동일한 출력값을 가지도록 하는 제어된 광을 인가한 반응 전 시료 또는 기준 시료의 출력을 기준으로 하여, 반응 중 또는 반응 후의 시료에서 상기 광원에 포함되는 최소 3색 이상의 광에 대응하는 각각의 파장 대역에서의 센서의 출력의 변화 결과를 비교하는 시료 변화 감지 장치.
The method of claim 6,
The optical signal calculation unit,
Each corresponding to at least three colors of light included in the light source in the sample during or after the reaction, based on the output of the pre-reaction sample or the reference sample to which the controlled light to have the same output value from the light detection unit is applied A sample change detection device that compares the change results of the sensor output in the wavelength band of.
제7항에 있어서,
상기 광 신호 연산부는,
상기 센서의 출력 결과로부터 시료의 반응을 통해 나타나는 광학적 특성의 변화 여부 및 정도를 판단하는 시료 변화 감지 장치.
The method of claim 7,
The optical signal calculation unit,
A sample change detection device that determines whether or not an optical characteristic is changed through a reaction of the sample from the output result of the sensor.
제7항에 있어서,
상기 광 신호 연산부는,
상기 센서의 출력 결과로부터 시료의 반응 중의 실시간 광학적 특성 변화를 판단하는 시료 변화 감지 장치.
The method of claim 7,
The optical signal calculation unit,
A sample change detection device that determines a change in optical characteristics in real time during a reaction of the sample from the output result of the sensor.
제7항에 있어서,
상기 센서의 출력 결과로부터 나타나는 광학적 특성 변화는 시료의 색 변화, 시료의 밝기 변화 또는 시료의 실시간 변화 양상 중 어느 하나인 시료 변화 감지 장치.
The method of claim 7,
The change in optical characteristics appearing from the output result of the sensor is any one of a change in color of the sample, a change in brightness of the sample, or a change in real time of the sample.
제8항에 있어서,
상기 시료 변화 감지 장치는,
상기 시료의 광학적 특성의 변화 분석 결과를 출력하는 디스플레이부;를 더 포함하는 시료 변화 감지 장치.
The method of claim 8,
The sample change detection device,
A sample change detection device further comprising a; display unit for outputting a change analysis result of the optical characteristic of the sample.
시료의 화학 반응에 의한 변화를 감지하기 위한 광원 조절 방법에 있어서,
제어되지 않은 초기의 광원으로부터 방출된 광이 시료를 투과하여 광 검출부에서 전기 신호의 형태로 검출되는 단계;
상기 검출된 신호를 분석하여 상기 시료를 투과한 광의 각 파장 대역별 검출 결과가 동일한 값을 가지도록 상기 검출된 신호를 피드백하여 상기 광을 제어하는 단계;를 포함하는 광원 조절 방법.
In the method of controlling a light source for detecting a change due to a chemical reaction of a sample,
Detecting the light emitted from the uncontrolled initial light source through the sample in the form of an electric signal by the light detection unit;
And controlling the light by analyzing the detected signal and feeding back the detected signal so that the detection result for each wavelength band of the light transmitted through the sample has the same value.
제12항에 있어서,
상기 광원이 포함하는 각 색의 강도의 조절은 독립적으로 처리되는 것을 특징으로 하는 광원 조절 방법.
The method of claim 12,
The light source control method, characterized in that the control of the intensity of each color included in the light source is independently processed.
제12항에 있어서,
상기 시료를 투과한 광의 각 파장 대역별 검출 결과가 동일한 값을 가지도록 상기 광을 피드백하여 제어하는 단계는, 동일한 출력값이 나타날 때까지 반복하여 수행되는 것을 특징으로 하는 광원 조절 방법.
The method of claim 12,
The controlling of the light by feeding back the light so that the detection result for each wavelength band of the light transmitted through the sample has the same value is repeatedly performed until the same output value is displayed.
제12항 내지 제14항 중 어느 하나의 광원 조절 방법을 이용하여 시료 변화를 감지하는 방법에 있어서,
상기 시료에 대한 출력값이 상기 광원이 포함하는 각 파장 대역에서 일정한 출력값을 가지면, 반응 중 또는 반응 후의 상기 시료에, 상기 제어된 광을 조사하여 각 파장 대역에서의 출력값을 도출하는 단계; 를 포함하는 시료 변화를 감지하는 방법.
In the method of detecting a sample change using any one of the light source control method of claim 12 to 14,
If the output value of the sample has a constant output value in each wavelength band included in the light source, irradiating the controlled light to the sample during or after the reaction to derive an output value in each wavelength band; A method of detecting a change in a sample comprising a.
제15항에 있어서,
상기 일정한 출력값과 반응 후 출력값을 파장 대역에서 비교하여, 상기 일정한 출력값과 차이가 있는 부분을 통해 상기 시료의 광학적 특성의 변화 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 시료 변화를 감지하는 방법.
The method of claim 15,
Comparing the constant output value and the output value after the reaction in a wavelength band, and determining whether or not an optical characteristic of the sample is changed through a portion different from the constant output value.
제15항에 있어서,
상기 일정한 출력값과 반응 중의 출력값을 파장 대역에서 비교하여, 상기 일정한 출력값과 차이가 있는 부분을 통해 상기 시료의 반응 중의 실시간 광학적 특성 변화를 판단하는 것을 특징으로 하는 시료 변화를 감지하는 방법.
The method of claim 15,
The method of detecting a sample change, characterized in that by comparing the constant output value and the output value during reaction in a wavelength band, and determining real-time optical property change during the reaction of the sample through a portion different from the constant output value.
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