WO2017116208A1 - 비타민 d 합성량 판정 장치 및 그 제어 방법, 그리고 비타민 d 체내 합성 유도 시스템 - Google Patents

비타민 d 합성량 판정 장치 및 그 제어 방법, 그리고 비타민 d 체내 합성 유도 시스템 Download PDF

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vitamin
ultraviolet
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임재현
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공주대학교 산학협력단
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/04—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for determining vitamin D synthesis amount, a method of controlling the same, and a system for inducing synthesis of vitamin D in the body.
  • vitamin D is one of the fat-soluble vitamins are known to be contained in a lot of liver oil, tuna, sardines, milk, egg yolks and the like.
  • Vitamin D When vitamin D is irradiated with sunlight for a certain time without food, the subcutaneous 7-dehydrocholesterol is converted into vitamin D by the ultraviolet rays contained in the sunlight. Vitamin D is synthesized in the body.
  • Vitamin D deficiency has resulted.
  • the technical problem to be achieved by the present invention is to be able to check the synthesis amount of vitamin D accurately and quickly.
  • the vitamin D body synthetic induction system calculates the user's vitamin D synthesis amount with respect to the ultraviolet B amount determination amount using the ultraviolet B amount determination amount, and the calculated vitamin D synthesis amount and the user's daily And a vitamin D synthesis amount determining device for comparing the vitamin D required amount to determine the attainment state of vitamin D, and allowing the user to irradiate ultraviolet B when the vitamin D synthesis amount does not meet the daily vitamin D required amount.
  • the vitamin D body synthesis induction system includes an ultraviolet B light source, and the ultraviolet B light source is turned on by the control operation of the vitamin D synthesis amount determination device or by the user, so that the irradiation of the ultraviolet B is made to the user. It may further include an ultraviolet B lighting device to enable vitamin D synthesis.
  • the vitamin D body synthesis induction system may further include an ultraviolet light information detector including an ultraviolet light amount detecting unit and transmitting the ultraviolet light amount detecting data output from the ultraviolet light amount detecting unit to the vitamin d synthesis amount determining device.
  • the vitamin D synthesis amount determination device may calculate the ultraviolet ray B determination amount using the ultraviolet ray B detection data.
  • the vitamin D body synthetic induction system may further include an output unit for outputting at least one of the amount of ultraviolet light absorbed by the user, an additional amount of ultraviolet light B to be received, and the attainment state of the vitamin D.
  • the apparatus for determining the amount of synthesized vitamin D may calculate the amount of ultraviolet rays suitable for the user based on at least one of solar altitude, weather conditions, age, working hours and bedtime, and health information according to the user's location, The amount of ultraviolet light suitable for the user can be calculated based on at least one of age, weight, gender, height, and the user's desired degree of ultraviolet exposure.
  • the vitamin D synthesis amount determining device is used to calculate a vitamin D synthesis amount using a storage unit storing the ultraviolet B amount determination amount and the ultraviolet B amount determination amount stored in the storage unit, and calculating And an operation control unit for outputting the vitamin D achievement state by comparing the amount of vitamin D synthesis with the amount of vitamin D required per day.
  • the operation control unit may determine the ultraviolet ray B determination amount by using the ultraviolet ray B amount detection data applied from the outside and store it in the storage unit.
  • the apparatus for determining vitamin D synthesis amount according to the feature may further include an ultraviolet B amount detecting unit connected to the operation control unit, and the operation control unit uses the detection signal applied from the ultraviolet B amount detecting unit to determine the ultraviolet B amount. Can be determined and stored in the storage unit.
  • the storage unit may further store the minimum erythema amount, UV exposure time and exposure area by skin type, and the operation control unit uses the UV light amount determination amount, minimum erythema amount by skin type, UV exposure time and exposure area.
  • the vitamin D synthesis amount can be calculated.
  • the operation control unit may determine the UV index by using the UV index detection data applied from the outside.
  • the vitamin D synthesis amount determining device may further include an ultraviolet index detector connected to the operation controller, wherein the operation controller is configured to calculate an ultraviolet index using a detection signal applied from the ultraviolet index detector. It can be determined.
  • the operation controller may calculate the ultraviolet light B determination amount using the determined value of the ultraviolet index.
  • the operation controller may determine the age and gender of the user stored in the storage unit and read the daily vitamin D necessary amount corresponding to the determined age and gender from the storage unit.
  • the operation control unit may output a control signal for turning on the ultraviolet B light source to the ultraviolet B lighting device when the calculated vitamin D synthesis amount does not reach the daily vitamin required amount.
  • the vitamin D synthesis amount determining device includes at least one of an ultraviolet B amount detecting unit and the ultraviolet index detecting unit and detects the amount of ultraviolet B output from at least one of the ultraviolet B amount detecting unit and the ultraviolet index detecting unit.
  • the apparatus may further include an ultraviolet information detector configured to transmit data and ultraviolet ray index detection data to the operation controller, wherein the operation controller may calculate the ultraviolet ray B determination amount using the ultraviolet ray B detection data or the ultraviolet ray index detection data. have.
  • a method for controlling a vitamin D synthesis amount determining apparatus including determining an ultraviolet index using ultraviolet index data or an ultraviolet index detecting signal corresponding to an ultraviolet index detecting signal, and outputting the determined ultraviolet index.
  • the method may further include outputting negatively.
  • the ultraviolet B determination amount may be calculated using the value of the determined ultraviolet index.
  • a control method of a vitamin D synthesis amount determining apparatus including determining whether the calculated amount of vitamin D synthesis reaches the daily vitamin requirement, and the calculated amount of vitamin D synthesis does not reach the daily vitamin requirement.
  • the method may further include outputting a control signal for lighting the ultraviolet B light source to the ultraviolet B lighting device.
  • the current rate of vitamin D synthesized through ultraviolet light can be accurately known, so that the user can take action to compensate for the insufficient amount compared to the daily amount of vitamin D required to prevent disease caused by vitamin D deficiency. Will be prevented.
  • the vitamin B synthesis operation is performed insufficiently indoors because the ultraviolet B light source in the user's room is automatically operated.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a vitamin D in vivo synthetic induction system of the present invention.
  • Figure 2 is a block diagram of a system for inducing vitamin D synthesis according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic block diagram of the ultraviolet light information detector shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a schematic block diagram of the vitamin D determination apparatus shown in FIG.
  • 5 to 7 are operational flowcharts of the vitamin D determination device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an example of a user information input window that is output to the vitamin D determination device of the vitamin D synthesis in vivo synthesis system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an example of an output screen of a determination result when the UV index is a low level in the vitamin D determination apparatus of the vitamin D synthesis in vivo synthetic induction system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an example of an output screen of a determination result when the UV index is a normal level in the vitamin D determination apparatus of the vitamin D in vivo body synthesis induction system according to an embodiment of the present invention.
  • 11 is an example of an output screen of a determination result when the UV index is at a high level in the vitamin D determination apparatus of the vitamin D in vivo synthesis guidance system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is an example of an output screen of a determination result when the UV index is very high level in the vitamin D determination apparatus of the vitamin D in vivo synthesis guidance system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an example of an output screen of a determination result when the UV index is a dangerous level in the vitamin D determination apparatus of the vitamin D in vivo body synthesis induction system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is an example of a setting window for adjusting the state of the ultraviolet B lighting device output from the vitamin D determination device of the vitamin D body synthesis induction system according to an embodiment of the present invention.
  • 15 is an example of a screen for outputting the UV index and the vitamin D synthesis amount in the form of a graph in the vitamin D determination apparatus of the vitamin D in vivo synthesis system according to an embodiment of the present invention.
  • 16 is a block diagram of a system for inducing synthesis of vitamin D according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a schematic block diagram of the vitamin D determination device shown in FIG.
  • the vitamin D in vivo synthesis system of the present invention is a mobile device 120, a communication network (NT) to communicate with the ultraviolet information detector 110 through the ultraviolet information detector 110, a communication network (NT)
  • the light source driving device 130 connected to the mobile device 120, the light source driving device 130 connected to the communication network NT, and the light source driving device 130 connected to the ultraviolet light sensor 110 through (). Equipped.
  • the light source driving device 130 and the light source 140 constitute a lighting device 150.
  • Ultraviolet information detector 110 should be present with the user to control the lighting operation of the lighting device 150 in accordance with the location of the user using the system to supply lighting to the user.
  • the ultraviolet information detector 110 is a wearable sensor unit that can be attached to a user's wrist, necklace, clothes or ring.
  • the mobile device 120 receives various information necessary for controlling the operation of the lighting device 150 in consideration of not only physical characteristics of the user such as height, age, weight, etc. of the user, but also personal characteristics such as the health state of the user. Based on the input information, a control signal for controlling the operation of the lighting device 150 is generated and transmitted to the lighting device 150 using the communication network NT.
  • the mobile device 120 is provided with an application that can control the operation of the lighting device 150, but in some cases, an application that can control the operation of the lighting device 150 is necessarily a mobile device 120. It is not necessary to be installed in), and installed in the ultraviolet light sensor 110, the light source driving device 130 or a separate controller (not shown), the light source 140 according to the detection state of the ultraviolet light sensor through communication
  • the ultraviolet light information detector 110 and the mobile device 120 may be configured as separate devices, but the present invention is not limited thereto, and the ultraviolet light information may be detected by the mobile device 120.
  • the device 110 may be positioned so that the UV information detector 110 and the mobile device 120 may be formed of one device.
  • the light source 140 may be turned on in response to a light source driving signal applied from the light source driving device 130 to output ultraviolet (UV) illumination.
  • UV ultraviolet
  • the light source 140 may also provide illumination and color temperature to the user through a light source in the visible light wavelength band.
  • UV-A (wavelength: 400 nm to 315 nm)
  • UV-B (UV-B) (wavelength: 315 nm to 280 nm)
  • ultraviolet-C ultraviolet-C
  • UV-B is known as ultraviolet-B, which can produce vitamin D in the body and does not adversely affect the human body due to ultraviolet rays.
  • the synthesis of vitamin D in the human body is also done through food.
  • vitamin D synthesized in the human body is also synthesized by irradiation of ultraviolet rays (particularly, UV-B) contained in sunlight, and vitamin D corresponding to the remaining 80%, which is a deficiency of daily requirement, is also synthesized according to the amount of sunlight irradiation. Can be.
  • UV-B does not pass through glass or fiber, and even in the presence of sunlight in cold winters or at latitudes above 35 degrees, the lack of UV-B in sunlight does not significantly help the body's synthesis of vitamin D.
  • the light source 140 of the present invention may help vitamin D generation by performing vitamin D synthesis in the human body using a light source (for example, UV-LED) that generates ultraviolet-B together with visible light. .
  • a light source for example, UV-LED
  • the light source driving device 130 or the mobile device 120 stores data on the intensity of the UV-B wavelength band of sunlight according to each season, and based on this data, the quantitative relationship between the ultraviolet dose and the vitamin D in the blood As a result, a control signal for controlling the irradiation amount of the light source 140 is output.
  • the light source driving device 130 outputs a light source driving signal for operating the light source 140 to the light source 140 by a control signal applied from the light source driving device 130 or the mobile device 120. .
  • the vitamin D in vivo synthesis induction system is equipped with a UV information sensor 110, a sensor unit to provide dynamic lighting according to the user's movement, and the mobile device 120 is installed to enable the adjustment to the lighting It is provided.
  • vitamin D in vivo synthetic induction system having this structure is as follows.
  • the user When the user having the UV information detector 110 and the mobile device 120 uses the system of the present invention, the user first inputs his or her physical characteristics and health state to the mobile device 120.
  • the mobile device 120 transmits the information input by the user's operation to the light source driving device 130. By doing so, it can be the basic data for controlling the lighting state of the light source 140.
  • the ultraviolet light sensor 110 continues to detect the amount (intensity) of ultraviolet light irradiated to the user.
  • the ultraviolet light sensor 110 transmits information about the ultraviolet light detected by the ultraviolet light sensor 110 to the mobile device 120 or the light source driving device 130, and the mobile device 120 or the light source driving device 130 is currently required for the user.
  • the operation of the light source 130 is controlled after calculating whether the illumination of the light source 130 needs to be controlled to what intensity in order to satisfy the amount of ultraviolet light (for example, the amount of ultraviolet light B).
  • the ultraviolet information detector 110 transmits the amount of ultraviolet rays detected by the mobile device 120, and the amount of ultraviolet rays received from the outside (natural light instead of artificial light through the light source 140) is continuously detected.
  • the mobile device 120 calculates the amount of ultraviolet rays required for the user per day using the installed application, the user can be irradiated with the amount of ultraviolet light excluding the amount of ultraviolet rays irradiated outdoors when the user moves back indoors.
  • the light source 140 can be controlled to adjust the dose.
  • control of the light source 140 for ultraviolet light may refer to controlling the ratio of ultraviolet light mixed with visible light through control of the UV-generating light source rather than the visible light.
  • all information detected by the UV information detector 110 is transmitted to the mobile device 120 or the light source driving device 130 by using the Internet of Things (IoT) technology. It is possible to control the operation of the 140, so that all the data transmitted to the database (database, DB) (not shown) can be stored can be used for big data analysis or later information extraction for the user.
  • IoT Internet of Things
  • the ultraviolet information detector 110 may detect ultraviolet rays at predetermined cycles and transmit the ultraviolet rays to at least one of the mobile device 120 and the light source driving device 130.
  • At least one of the mobile device 120 and the light source driving device 130 is suitable for the user by using at least one of sun altitude, weather conditions, age, working hours and bedtime, and health information according to the resident's location.
  • the amount of ultraviolet light for example, the amount of ultraviolet light B
  • the amount of vitamins required per day can be calculated and provided more accurately.
  • the system of the present invention adds components such as a location data acquisition unit (eg, GPS). It can be provided as.
  • the wearable type UV information sensor 110 Since the wearable type UV information sensor 110 is exposed to the outside to be irradiated with sunlight, it may be configured in the form of a watch, a necklace, a belt, or the like worn on a user's wrist as described above.
  • the physical characteristics of the user input to the mobile device 120 may be at least one of the user's age, weight, gender, height, and the desired degree of ultraviolet exposure of the user, which is arbitrarily set by the user.
  • the amount of UV light suitable for the user and the daily vitamin D requirement for the user can be calculated according to the user's physical characteristics.
  • UV exposure can be automatically adjusted to an appropriate level according to the age entered by the user.
  • the appropriate exposure level may be set lower than necessary.
  • the mobile device 120 and the light source driving device 130 calculates the amount of ultraviolet light B to which the user is exposed to the present, and calculates the calculated ultraviolet light.
  • the amount of synthesized vitamin D is calculated according to the amount of B, and the amount of vitamin D calculated, the amount of UV B suitable for the user, the amount of vitamin B required per day, the amount of UV B additionally required by the user, and the UV exposure corresponding to the detected amount of UV B It may be configured to inform at least one of the time.
  • the system of the present invention provides the user with an amount of ultraviolet light B (at least one of the amount of ultraviolet light already absorbed and the amount of additional UV light required in the future, and the amount of time and the amount of UV vitamin synthesis if the additional required amount is converted into time). It may be further provided with an output unit (for example, an information display unit) that can inform.
  • an output unit for example, an information display unit
  • Communication between components through the communication network is at least one of WiFi, Long Term Evolution (LTE), 3G, Long Term Evolution-Advanced (LTE-A), Zigbee (Radio Frequency), Bluetooth
  • the communication method may include, and information of the corresponding user may be automatically transmitted to a server (not shown) through an application installed in the mobile device 120.
  • FIGS. 2 to 4 the vitamin D body synthesis induction system according to an embodiment of the present invention will be described.
  • the vitamin D body synthesis induction system of the present example is an ultraviolet B lighting device 30 which communicates with the vitamin D synthesis amount determination apparatus 100 and the vitamin D synthesis amount determination apparatus 100 through a communication network NT. ).
  • the vitamin D synthesis amount determination device 100 includes an ultraviolet information detector 10 and a vitamin D synthesis amount determination device 20 in communication with the ultraviolet information detector 10.
  • the ultraviolet light information detector 10 detects the amount of ultraviolet light B and the ultraviolet index (UVI) received during the exposure time exposed to the ultraviolet light, and the vitamin D synthesis amount determination device (20) detects the data of the detected ultraviolet light B and the ultraviolet light index. To send).
  • the ultraviolet information sensor 10 is a wearable device worn or carried by a user, and worn by a user or a body part exposed to sunlight.
  • the ultraviolet ray information detector 10 includes a drive switch 11 for ultraviolet ray information sensing operation, an ultraviolet ray amount detection unit 121 for detecting an ultraviolet ray B (UV-B) amount, and an ultraviolet ray index.
  • UV index detection unit 122 for detecting (UV index, UVI)
  • the temperature detection unit 123 for detecting the temperature and output a temperature detection signal corresponding to the detected temperature
  • the humidity corresponding to the detected humidity Humidity sensing unit 124 for outputting the humidity detection signal
  • the sensing switch 13 connected to the drive switch 11 and the sensing unit 12-124
  • the storage unit 14 connected to the sensing control unit 13
  • a communication unit 15 connected to the sensing control unit 13.
  • the driving switch 11 is turned on or off according to a user's operation and outputs a signal corresponding to the on or off state to the sensing controller 13.
  • the ultraviolet B amount detecting unit 121 receives the sunlight and detects the amount of ultraviolet light B that changes according to the amount of received sunlight and outputs a signal in a state corresponding to the detected amount of ultraviolet light B to the detection controller 13.
  • the ultraviolet index detector 122 detects the ultraviolet index of sunlight exposed to the user and outputs a signal having a state corresponding to the detected ultraviolet index to the sensing controller 13.
  • the temperature detector 123 is for sensing the ambient temperature
  • the humidity detector 124 is for sensing the ambient humidity
  • the sensing control unit 13 receives a signal applied from the driving switch 11 to determine an operating state of the driving switch 11, and when it is determined that the driving switch 11 is in an operated state, the sensing unit 121-124 is detected. After operation, generates ultraviolet B amount detection data and ultraviolet index detection data corresponding to the detection signals applied from the ultraviolet B amount detector 121 and the UV index detector 122, and also detects the temperature detector 123 and humidity. After generating temperature data and humidity data corresponding to the detected temperature and humidity by using the temperature detection signal and the humidity detection signal applied from the unit 124, the data generated through the communication unit 15 is determined by the vitamin D synthesis amount. To the device 20.
  • the storage unit 14 stores ultraviolet B amount detection data, ultraviolet index detection data, temperature data, and humidity data determined according to the detection signals output from the ultraviolet B amount detector 121 and the UV index detector 122.
  • a storage medium which exists it consists of a memory etc.
  • the storage unit 14 stores data necessary for the operation of the ultraviolet ray information winding device 10.
  • the communication unit 15 operates under the control of the detection control unit 13 to communicate between the ultraviolet ray information detector 10 and the vitamin D synthesis amount determination unit 20, the ultraviolet ray information detector 10, and the ultraviolet ray B lighting device ( 30)
  • a communication module for communication between a mobile communication module, an Internet module and a short-range communication module may be provided.
  • the mobile communication module wirelessly transmits and receives a signal (ie, a wireless signal) with at least one of a base station, an external terminal, and a server on a mobile communication network.
  • a signal ie, a wireless signal
  • the Internet module refers to a module for wireless or wired Internet connection.
  • the Internet module may be embedded or external to the vitamin D determination device 10.
  • Internet technologies may include Wireless LAN (WiFi), Wireless Broadband (Wibro), World Interoperability for Microwave Access (Wimax), or High Speed Downlink Packet Access (HSDPA).
  • WiFi Wireless LAN
  • Wibro Wireless Broadband
  • Wimax World Interoperability for Microwave Access
  • HSDPA High Speed Downlink Packet Access
  • the short range communication module refers to a module for short range communication.
  • Bluetooth Radio Frequency Identification
  • IrDA Infrared Data Association
  • UWB Ultra Wideband
  • ZigBee ZigBee
  • the vitamin D synthesis amount determining device 20 is connected to the user input unit 21, the operation control unit 22 connected to the user input unit 21, and the operation control unit 22, and the storage unit 23. ) Is connected to the operation control unit 22, the communication unit 24, and the operation control unit 22 to include an output unit 25.
  • the user input unit 21 generates a signal related to an input operation such as a command, data or information for controlling the operation of the vitamin D synthesis amount determination device 20 and outputs the signal to the operation controller 23.
  • the user input unit 21 may include a key pad, a dome switch, a touch pad, a jog switch, a mouse or a touch panel. have.
  • the position data acquisition unit 22 is a device for acquiring position data of the vitamin D synthesis amount determination device 20 through a global navigation satellite system (GNSS).
  • GNSS global navigation satellite system
  • GNSS refers to a navigation system that can calculate the position of the receiving terminal by using a radio signal received from a satellite (not shown), a specific example of GNSS, GPS (Global Positioning System) according to the operating subject , Galileo, GLONASS (Global Orbiting Navigational Satellite System), COMPASS, IRNSS (Indian Regional Navigational Satellite System), QZSS (Quasi-Zenith Satellite System) and the like.
  • GPS Global Positioning System
  • GLONASS Global Orbiting Navigational Satellite System
  • COMPASS Global Orbiting Navigational Satellite System
  • IRNSS Indian Regional Navigational Satellite System
  • QZSS Quadasi-Zenith Satellite System
  • the operation control unit 23 is a control module for controlling the operation of the vitamin D synthesis amount determination device 20, the ultraviolet B amount detection data, ultraviolet index detection data, temperature data, humidity data transmitted from the ultraviolet light information detector 10 And ultraviolet light exposure time to determine the current amount of ultraviolet light B, current ultraviolet index, ultraviolet light exposure time, current temperature and humidity.
  • the operation control unit 23 calculates the amount of synthesized vitamin D synthesized in the user's body by the ultraviolet light by using the determined amount of ultraviolet light B and the ultraviolet exposure time, and calculates the calculated amount of vitamin D synthesized amount and the daily vitamin D required amount. By using this to calculate the amount of vitamin D achieved to control the output to the output unit (26).
  • the amount of vitamin D required per day depends on the age and gender of the user.
  • the vitamin attained amount is a vitamin D attained state, and in the present example, it is calculated and outputted as a ratio (%) of the calculated amount of vitamin D to the required amount of vitamin D per day. Can be.
  • the vitamin D attained state is output as a value of the amount of vitamin D synthesized, there is no need to calculate a percentage of the calculated amount of vitamin D synthesized to the amount of vitamin D required per day.
  • the operation control unit 23 also outputs the UV index and the current temperature and humidity to the output unit 26 to inform the user of the current UV index, the temperature and humidity, and determines the level to which the determined UV index belongs.
  • the user recommendation message and the object according to the level and the level are output to the output unit 26.
  • the storage unit 24 is a storage medium that stores data and information necessary for the operation of the operation control unit 23 and data or information generated during the operation.
  • the storage unit 24 according to the user's name, the user's age and gender, the user's skin type and the user's exposure area (%) of the user information, whether or not interlocked with the UV B lighting device, sex and age
  • the daily vitamin D requirement, minimum skin erythema (MED) for each skin type, and vitamin D synthesis amount calculation formula are stored.
  • the skin type of the user has a value of 1 to 6, and the user selects and inputs a number corresponding to his skin type from numbers 1 to 6 using the user input unit 21.
  • the exposure area of the user has a value selected by the user from 6% to 40%, and the user uses the user input unit 21 to control the exposure rate of the user's total skin area according to the exposure level according to his attire. Is then selected.
  • the exposure area may be set to a value of about 6% to 10% in spring, autumn, and winter, and the exposed area may be set to a value of about 20% to 40% in summer.
  • the operation of the ultraviolet B illumination device 30 is performed by the vitamin D synthesis amount determination device 12. Whether or not to control.
  • the ultraviolet B lighting device 30 may transmit a notification signal indicating a linkable state to the vitamin D synthesis amount determining device 20. To send).
  • the vitamin D synthesis amount determination device 20 corresponds to a value such as a state flag indicating whether to link with the ultraviolet B lighting device 30 to the storage unit 24 when a notification signal of a linkable state is received. Change to state and save.
  • the interlocking with the ultraviolet B lighting device 30 is determined by the Internet of Things operation between the vitamin D synthesis amount determining device 20 and the ultraviolet B lighting device 30, and the like.
  • the radio control state between the 30 can be determined.
  • the communication unit 25 includes one or more modules that enable communication with the ultraviolet information detector 10, communication with the ultraviolet B lighting device 30, and the like, such as the communication unit 15 of the ultraviolet information detector 10. do.
  • This communication unit 25 also includes a mobile communication module, an internet module, and a near field communication module.
  • the output unit 26 is for generating output related to sight, hearing, and tactile sense, and may include a display module, a sound output module, and a haptic module.
  • the display module displays an image corresponding to the image data or information output from the operation control unit 23 on the screen according to the operation of the operation control unit 23.
  • the display module may be a liquid crystal display or an organic light emitting display.
  • the image output to the display module may be an image corresponding to image data or information transmitted from the vitamin D determination device 10.
  • the sound output module outputs an audio signal output from the operation control unit 23 as voice by the operation of the operation control unit 23.
  • the sound output module may include a speaker or a buzzer.
  • the haptic module generates various tactile effects that a user can feel.
  • the haptic effect generated by the haptic module is vibration.
  • the intensity and pattern of vibration generated by the haptic module can be changed by the control operation of the operation controller 23, and the haptic module can include a motor operated by the control of the operation controller 23. have.
  • the ultraviolet B lighting device 30 drives a light source driving device that controls the lighting of the ultraviolet B light source and the ultraviolet B light source.
  • the ultraviolet B light source may perform a function of providing illumination as well as an irradiation function of ultraviolet B for vitamin D synthesis.
  • the user uses the adjustment buttons B11-B17 of the corresponding setting window output to the display module of the vitamin D synthesis amount determining device 20 to connect the ultraviolet B lighting device 30 to be interlocked.
  • the color temperature, illuminance, lighting state of the red light source, the green light source and the blue light source, and the degree of cool tone and warm tone can be adjusted.
  • the light source driving device changes the operation state according to the control signal transmitted from the vitamin D synthesis amount determining device 20, and outputs the light source driving signal of the corresponding state controlling the unlit state of the ultraviolet B light source to the ultraviolet B light source and outputs the ultraviolet B light source. To control the lighting status.
  • the light source driving device controls the lighting operation of the ultraviolet B light source when the control signal for driving start is applied from the vitamin D synthesis amount determining device 20, and the control for ending the driving from the vitamin D synthesis amount determining device 20.
  • the signal is applied to control the extinction operation of the ultraviolet B light source.
  • the detection controller 13 When power is supplied to the ultraviolet light information detector 10 and operation starts, the detection controller 13 first reads a signal applied from the driving switch 11 to determine whether the driving switch 11 is operated by the user ( S11, S12).
  • the detection controller ( 13 controls the operation of a power supply unit (not shown) so that the driving power can be supplied to the UV detector 121, the UV index detector 122, the temperature detector 123, and the humidity detector 124.
  • operation S13 ultraviolet ray information detection operation of the ultraviolet ray information detector 10 is started.
  • the detection control unit 13 operates a timer (not shown) to count the driving time of the ultraviolet B amount detection unit 121 to calculate and store the counted UV exposure time. Stored in the unit 14 (S14).
  • the detection control unit 13 reads a detection signal applied from the ultraviolet B amount detecting unit 121 and the UV index detecting unit 122 (S15), and detects the ultraviolet B amount corresponding to the state of the read detection signal.
  • Ultraviolet ray-related data including the data and the ultraviolet index detection data are generated and stored in the storage unit 14 (S16).
  • the sensing controller 13 reads signals applied from the temperature sensing unit 123 and the humidity sensing unit 124 to generate temperature data and humidity data corresponding to the determined temperature and humidity to the storage unit 14. Save (S17, S18)
  • the detection controller 13 may generate UV-related data generated using the communication unit 15, The environmental data and UV exposure time is transmitted to the vitamin D synthesis amount determination device 20 (S19).
  • the detection control unit 13 performs a data transmission operation according to the determined communication method.
  • the detection control unit 13 of the ultraviolet light information detector 10 uses the detection units 121-124 to determine ultraviolet B amount detection data, UV index detection data, temperature data, humidity data, and UV exposure time. It is generated at intervals and transmitted to the vitamin D synthesis amount determination device 20.
  • the ultraviolet light information detector 10 includes a drive switch 11 and controls the operation state of the sensing units 121-124 according to the operation state of the drive switch 11, but, alternatively, an alternative example.
  • the drive switch 11 can be omitted.
  • the detection control unit 13 starts the ultraviolet information detection operation by operating the detection unit 121-124 when a signal having a predetermined state is applied from the vitamin D synthesis amount determination device 20. .
  • ultraviolet ray B amount detection data ultraviolet ray index detection data
  • temperature data ultraviolet ray index detection data
  • humidity data can be changed as needed.
  • the components 11, 121-124, 13-15 shown in FIG. 3 are not essential so that components other than these components 11, 121-124, 13-15 may be added or at least one of them.
  • the components of may be omitted, and the components 21 to 26 shown in FIG. 4 are also not essential, and other components may be added or at least one of them may be omitted.
  • the operation control unit 23 of the vitamin D synthesis amount determination device 20 uses the signal applied from the user input unit 21 among the operation modes of the vitamin D synthesis amount determination device 20 to determine the vitamin D synthesis amount determination mode. It is determined whether it is selected (S21).
  • the operation control unit 23 receives the corresponding data from the ultraviolet ray information sensor 10, that is, the ultraviolet ray B amount detection data, the ultraviolet index detection data, and the temperature data. In operation S22, it is determined whether humidity data and UV exposure time have been transmitted.
  • the operation control unit 23 reads the signal applied to the user input unit 21 to determine whether the vitamin D synthesis amount determination mode is selected. You will be judged.
  • the operation of the vitamin D synthesis amount determination device 20 is controlled according to the selected operation mode using the user input unit 21, but the present invention is not limited thereto.
  • the vitamin D synthesis amount determination operation performed in 20) can be controlled.
  • the user may apply a signal in a state where the driving switch is turned on to the operation control unit 23.
  • the operation control unit 23 starts the vitamin D synthesis amount determination operation and proceeds to step S22 to determine whether data is transmitted from the ultraviolet light information detector 10.
  • the operation control unit 23 transmits the UV-related data (that is, the UV-B amount detection data and the UV light).
  • Index detection data), environmental data (ie, humidity data and temperature data) and ultraviolet exposure time are stored in the storage unit 24 (S23).
  • the operation control unit 23 determines whether user information exists in the storage unit 24 (S24), and if the user information is stored in the storage unit 24, the operation control unit 23 is stored in the storage unit 24. Read the user information (S25).
  • the operation control unit 23 calculates the vitamin D synthesis amount using the input user information (S211).
  • the operation control unit 24 may store user information among the data stored in the storage unit 24. Read the image data corresponding to the user information input window or the character requesting the input of the output to the display module of the output unit 26 (S26).
  • the output unit 26 outputs an image corresponding to the image data applied from the operation control unit 23 and inputs the corresponding user information through the user information input window output by the user using the user input unit 21. Or, after checking the character requesting the input of the user information, the user information input window can be used to input the user information.
  • FIG. 8 an example of the user information input window is shown in FIG. 8.
  • the operation control unit 23 inputs the input information.
  • the user information is stored in the storage unit 24 (S28).
  • the operation control unit 23 determines the daily vitamin D required amount according to the gender and age of the user using the data stored in the storage unit 14 and stores it in the storage unit 24 and then outputs the output unit (see FIG. 8). Output through 26) (S29, S210).
  • the storage unit 24 already stores the daily vitamin D requirement according to gender and age.
  • step S211 the operation control unit 23 proceeds to step S211 to perform the operation of calculating the vitamin D synthesis amount.
  • step S21 determines whether the operation mode selected by the user is the vitamin D determination amount determination mode.
  • the operation control unit 23 determines the current amount of ultraviolet B by using the transmitted ultraviolet ray B amount detection data.
  • the operation control unit 23 calculates the amount of vitamin D synthesis currently synthesized using the amount of ultraviolet light B, exposure area, and ultraviolet light exposure time currently determined according to Equation 1 below.
  • EUV is the amount of erythema UV radiation
  • MED is the minimum erythema amount by skin type
  • Etime is the UV exposure time
  • Eareas is the exposure area.
  • Erythema ultraviolet radiation is determined by Equation 2 below.
  • the MED is determined for each user skin type, and the value of the minimum erythema amount MED corresponding to each user skin type is stored in the storage unit 24.
  • the skin type of Korean people is generally '3'
  • the MED value corresponding to '3' is '300'.
  • the operation control unit 23 determines the value (eg, 6) corresponding to the user skin type input by the user, and reads the MED value corresponding to the determined value from the storage unit 24.
  • the ultraviolet exposure time Etime is the operation time of the ultraviolet-ray B amount detection unit 121 which is operated after the driving power is applied by the control of the sensing control unit 13 as described above, and this ultraviolet exposure time Etime Is counted by a counting operation such as a timer and transmitted from the ultraviolet light information detector 10.
  • the exposure area Eareas is data input from the user through the user input unit 21.
  • the user can set the exposure area based on the season, for example, one of the values of about 6% to 10% in the spring, autumn and winter can be determined as the area of exposure. In summer, one of about 20% to 40% may be determined as the area of exposure.
  • Equation 1 for calculating the synthesized vitamin D synthesis amount as an example, it is possible to calculate the synthesized vitamin D synthesis amount using the ultraviolet B amount determined by using the ultraviolet B amount detection unit 121 Of course, other equations may be used.
  • the operation control unit 23 determines whether the amount of vitamin D synthesis currently synthesized reaches the daily amount of vitamin D required (S213).
  • the operation control unit 23 determines whether the current user is present in the room (S214).
  • the indoor location of the user may be determined by the user's operation using the user input unit 20, and a state value corresponding to the indoor location of the user may be stored in the storage unit 24.
  • the operation control unit 23 may read the state value stored in the storage unit 24 to determine whether the user exists in the room where the ultraviolet B lighting device 30 is installed.
  • an indoor device which is installed indoors and performs wireless communication (e.g., Wi-Fi communication) with a mobile device (e.g., ultraviolet information device 10 or vitamin D synthesis amount determination device 20) possessed by a user. It may be determined whether the user is indoors. For example, when the indoor equipment is determined to be in a user's indoor location by using a received signal strength indication (RSSI) value through wireless communication between mobile devices, the indoor equipment controls the operation of the vitamin D synthesis amount determination device 20. The determination result may be transmitted to 23 to indicate that the user is indoors. At this time, the information of the vitamin D synthesis amount determination device 20 and the indoor equipment communicating with each other is already stored in the storage unit of the vitamin D synthesis amount determination device 20 and the indoor equipment.
  • RSSI received signal strength indication
  • the operation control unit 23 determines whether the state of interlocking with the ultraviolet B lighting device 30 by using the data stored in the storage unit (24) (S215). ).
  • the operation control unit 23 is ultraviolet light to the corresponding ultraviolet B lighting device 30 in the interlocking state with itself.
  • the control signal for B lighting is output (S216).
  • the operation control unit 23 calculates the lighting time of the ultraviolet B light source in consideration of the intensity of the ultraviolet B light source, the difference between the amount of vitamin D synthesized currently and the amount of vitamin D required per day, and the like. Control signal can be output for lighting.
  • the light source driving device of the ultraviolet B lighting device 30 lights the ultraviolet B light source to light the ultraviolet B light so that vitamin D synthesis may be performed indoors.
  • the operation control unit 23 may output a control signal to the ultraviolet B lighting device 30 that is linked when the amount of vitamin D synthesis does not reach the required amount of vitamin D regardless of whether the user is present indoors. . In this case, the operation of step S214 is omitted.
  • the operation control unit 23 determines the current UV index using the transmitted UV index data stored in the storage unit 24 (S217).
  • step S211 when the amount of vitamin D synthesis reaches the required amount of vitamin D per day at step S211 and the amount of vitamin D achieved is 100% or more, when the user is located outdoors at step S212 (S217), and at present (S213) If it is not in the state of being interlocked with the B lighting device (S213), the process proceeds to step S217 to determine the current UV index.
  • the operation control unit 23 determines which level among the plurality of levels the currently determined ultraviolet index belongs using the determined ultraviolet index (S218).
  • the level of the UV index is divided into 'low', 'normal', 'high', 'very high' and 'danger', but not limited thereto.
  • the operation control unit 23 determines the level to which the determined ultraviolet index belongs, and determines the level of the currently determined ultraviolet index.
  • the operation control unit 23 reads the position data applied from the position data acquisition unit 22 to determine the current position of the current vitamin D synthesis amount determination device 20. And store in the storage unit 24 (S219, S220).
  • the operation control unit 23 determines a user's recommendation message and object about the determination result, that is, the determined current temperature, current humidity, current UV index, current vitamin D achieved amount, current location information, UV index level, and determined UV index level.
  • the image data associated with is read from the storage unit 24 and output to the display module of the output unit 26 (S221).
  • the display module of the output unit 26 outputs an image corresponding to the output image data, and thus, the display module of the output unit 26 of the vitamin D synthesis amount determination device 20 is shown in FIGS. 9 to 13.
  • a user recommendation message corresponding to a current position, a current temperature and humidity, a current vitamin D achieved amount, a current UV index, a current UV index, and a level of the UV index is output.
  • the user advisory message according to the level of the UV index is as follows: When the UV level is 'low', 'Good to go out for a walk' and 'Normal' please bring a hat, sunglasses, and sunscreen! , 'High' is a good idea to wear long sleeves, 'Very high' 'Stay in the shade, apply sunscreen' and 'Danger' is dangerous outside the house! ' And, these user recommendation messages are already stored in the storage unit 14.
  • the shape of the object OB output for each determined step of the UV index may also vary according to a user recommendation message, as shown in FIGS. 9 to 13.
  • the user is currently achieving vitamin D, the exact location (ie address) where he is located, and the UV index, the current temperature and humidity for the location. You will know exactly and easily.
  • the user can determine whether outdoor activities, etc., so as to reduce the risk of skin cancer, such as due to excessive UV exposure or metabolism due to insufficient UV exposure, etc. do.
  • the vitamin D body synthesis induction system of the present example calculates the user's vitamin D synthesis amount with respect to the ultraviolet B amount determination amount by using the ultraviolet B amount determination amount, and calculates the calculated vitamin D synthesis amount and the user's daily vitamin D requirement amount. Compared to determine the achievement status of vitamin D, and if the vitamin D synthesis amount does not meet the daily vitamin D requirement, the associated UV B lighting device 30 is automatically turned on or the UV B lighting device is operated by the user's manual operation. Since 30 is manually turned on, ultraviolet B may be irradiated to a user who lacks a vitamin D synthesis amount.
  • the vitamin D synthesis amount determination device 20 is not linked with the ultraviolet B lighting device 30 and the vitamin D achievement amount is insufficient through the output unit 26, the user is exposed to ultraviolet rays present in the room.
  • the B device 30 By operating the B device 30 so that the light of the ultraviolet B can be irradiated to make up for their insufficient vitamin D in the room.
  • the vitamin D attainment amount (%) which is the ratio of the calculated vitamin D synthesis amount to the daily vitamin D required amount as the vitamin D attainment state, is outputted to the output unit 26. Not only the amount of D synthesized but also the amount of vitamin D achieved may be output or only the amount of vitamin D synthesized.
  • the vitamin D achievement amount calculation and storage step (S212) is omitted.
  • the operation control unit 23 displays the UV index and the vitamin D synthesis amount determined during the period selected by the display module in the form of a graph. You can print Thus, the user can graphically check the rate of change of the UV index and the amount of vitamin D synthesis.
  • the ultraviolet information detector 10 has a separate ultraviolet B amount detecting unit 121 to detect the ultraviolet B amount, but in an alternative example, the ultraviolet B amount detecting unit 121 may be omitted. Can be.
  • the operation control unit 23 of the vitamin D synthesis amount determination device 20 may calculate the amount of ultraviolet light B using the ultraviolet index determined using the ultraviolet index detection data transmitted from the ultraviolet information detector 10. have. That is, the amount of vitamin D synthesis can be calculated by calculating the 83% of the determined ultraviolet index as the amount of ultraviolet light B. In this case, since the ultraviolet B amount detecting unit 121 is omitted, the manufacturing cost is reduced.
  • the sensing control unit 13 counts the ultraviolet exposure time by using the operating time point of the ultraviolet index detecting unit 122.
  • the user may set an alarm function by setting an alarm temperature, an alarm humidity, an alarm ultraviolet index, and a notification vitamin D attainable amount through a corresponding alarm setting window using the user input unit 21.
  • the operation control unit determines that at least one of the determined temperature, humidity, UV index, and vitamin D achievement amount reaches the alarm temperature, alarm humidity, alarm UV index, and notification vitamin D achievement level, and then the haptic module or sound.
  • the output module can be used to inform the user that at least one of the current temperature, humidity, UV index, and vitamin D achievement has reached a predetermined value.
  • FIG. 16 and FIG. 17 components having the same structure and performing the same function are denoted by the same reference numerals as those of FIGS. 2 to 4 when compared with FIGS. 2 to 4. Omit.
  • the vitamin D synthesis amount determining apparatus 100a may include an ultraviolet B amount detecting unit 121, an ultraviolet index detecting unit 122, a temperature detecting unit 123, and a humidity detecting unit ( 124 is the same as the system shown in FIG. 2 except that the ultraviolet information detector 10 is omitted. Therefore, in this example, the vitamin D synthesis amount determination device 100a becomes a vitamin D synthesis amount determination device.
  • the vitamin D synthesis amount determining device 100a includes the ultraviolet B amount detecting unit 121, the ultraviolet index detecting unit 122, the temperature detecting unit 123, and the humidity detecting unit 124.
  • the operation control unit 23a and the operation control unit 23a connected to the user input unit 21, the position data acquisition unit 22, the sensing units 121-124, the user input unit 21, and the position data acquisition unit 22.
  • a storage unit 24 connected to the operation control unit 23a, and an output unit 26 connected to the operation control unit 23a.
  • the ultraviolet B amount detecting unit 121 may be omitted.
  • the operation of the vitamin D synthesis amount determination system of this example having such a structure is similar to the operation shown in FIGS. 6 and 7 as shown in FIGS. 18 and 19.
  • step S22 and step S23 of FIG. 6 are omitted, and the operation control unit 23a performs each necessary step ( Except that in S39, S310, S316, S320, S321, the corresponding detection signals applied from these detection units 121-124 are read directly to determine and use the current amount of UV B, UV index, temperature, and humidity.
  • steps S30-S322 shown in FIGS. 18 and 19 are substantially the same as those described with reference to the drawings shown in FIGS. 6 and 7. Therefore, the operation of the vitamin D synthesis amount determination system is omitted.
  • the operation controller 23 may be connected to the ultraviolet B amount detector 121.
  • the time is counted from the time when at least one of the ultraviolet index detector 122 is operated and stored in the storage unit 24 as the ultraviolet exposure time.
  • the operation control unit 23 determines the current ultraviolet index by using the signal applied from the ultraviolet index detecting unit 122 in step S39 and then stores the storage unit. Stored at (24), the amount of ultraviolet light B is determined using the determined ultraviolet index, and the amount of vitamin D synthesized is calculated (S310). In this case, since the ultraviolet index has already been determined in step S39, the operation of step S316 is omitted.

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Abstract

본 발명은 비타민 D 합성량 판정 장치에 관한 것으로, 상기 비타민 D 합성량 판정 장치는 자외선 B량 판정량을 저장하고 있는 저장부, 상기 저장부에 저장되어 있는 상기 자외선 B량 판정량을 이용하여 비타민 D 합성량을 산출하고, 산출된 비타민 D 합성량과 하루 비타민 D 필요량을 비교하여 비타민 D 달성 상태를 출력하는 동작 제어부, 그리고 상기 동작 제어부에 연결되어 있고, 상기 동작 제어부에서 출력되는 비타민 D 달성 상태를 출력하는 출력부를 포함한다.

Description

비타민 D 합성량 판정 장치 및 그 제어 방법, 그리고 비타민 D 체내 합성 유도 시스템
본 발명은 비타민 D 합성량 판정 장치 및 그 제어 방법, 그리고 비타민 D 체내 합성 유도 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 비타민 D(vitamin D)는 지용성 비타민의 하나로 간유, 다랑어, 정어리, 우유, 달걀 노른자 등에 많이 함유된 것으로 알려져 있다.
이러한 비타민 D는 음식을 통해서 섭취하지 않아도 태양광을 일정 시간 조사하면, 태양광에 포함된 자외선에 의해 피하층의 7-탈수소 콜레스테롤(7-dehydrocholesterol)이 비타민 D로 전환된다, 즉, 태양광에 의해 비타민 D가 체내 합성된다.
하지만, 문명의 발달과 생활패턴의 변화로 인해, 대부분의 현대인들은 실내에서 상주하는 시간이 증가하여 태양광에 노출되는 시간이 거의 없으므로, 태양광을 통해 비타민 D를 합성할 수 있는 양이 매우 소량이거나 없는 경우가 많다.
또한, 음식물을 통한 비타민 D의 섭취 또한 용이하지 않아. 비타민 D가 결핍되는 현상이 초래되고 있다.
특히, 고령 인구와 비반 인구의 증가로 인해, 생명 유지에 필수 영양소인 비타민 D 결핍 현상은 현재 세계적으로 심각한 건강 상의 문제로 이슈로 부각되고 있다.
따라서, 비타민 D가 부족한 사람은 별도의 보충제를 섭취하여 부족한 비타민 D를 보충해야 하지만, 많은 이들이 경제적인 이유와 시간 부족 등으로 인해, 비타민 D의 섭취를 충분히 하지 못하고 있다.
또한, 야외 활동을 통한 태양광을 이용해 비타민 D를 섭취하고자 할 경우에도 현재 합성된 비타민 D의 양을 정확히 알 수 없게 된다.
따라서, 비타민 D의 합성량이 하루 권장량(즉, 하루 비타민 D 필요량)에 미치지 못하거나 반대로 하루 권장량을 초과하는 경우가 발생하고, 태양광에 오랜 시간 노출됨에 따라 오히려 피부암의 발명 등과 같이 오히려 건강을 해치는 문제를 유발한다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
대한민국 특허출원번호 10-2013-0152777(출원일: 2013년 12월 10일, 발명의 명칭: 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템 및 이의 구동방법)
대한민국 특허 공개번호 제10-2006-0110025호(공개일: 2016년 10월 24일, 발명의 명칭: 자외선 방사 살균을 위한 조명기기 및 컨트롤러시스템)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 비타민 D의 합성량을 정확하고 신속하게 확인할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 비타민 Ｄ 체내 합성 유도 시스템은 자외선 B량 판정량을 이용하여 자외선 B량 판정량에 대한 사용자의 비타민 D 합성량을 산출하고, 산출된 비타민 D 합성량과 상기 사용자의 하루 비타민 D 필요량을 비교하여 비타민 D의 달성 상태를 판정하고, 상기 비타민 D 합성량이 상기 하루 비타민 D 필요량을 충족하지 못하면 상기 사용자에게 자외선 B가 조사될 수 있도록 하는 비타민 D 합성량 판정 장치를 포함한다.
상기 특징에 따른 비타민 Ｄ 체내 합성 유도 시스템은 자외선 B 광원을 포함하고 있고 상기 비타민 D 합성량 판정 장치의 제어 동작 또는 상기 사용자에 의해 상기 자외선 B 광원이 점등되어 상기 자외선 B의 조사가 상기 사용자에게 이루어져 비타민 D 합성이 이루어질 수 있도록 하는 자외선 B 조명 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 특징에 따른 비타민 Ｄ 체내 합성 유도 시스템은 자외선 B량 감지부를 구비하고 상기 자외선 B량 감지부에서 출력되는 자외선 B량 감지 데이터를 상기 비타민 D 합성량 판정 장치로 전송하는 자외선 정보 감지기기를 더 포함할 수 있고, 상기 비타민 D 합성량 판정 장치는 상기 자외선 B 감지 데이터를 이용하여 상기 자외선 B 판정량을 산출할 수 있다.
상기 특징에 따른 비타민 Ｄ 체내 합성 유도 시스템은 상기 사용자가 흡수한 자외선 B량, 추가적으로 더 받아야 하는 자외선 B량 및 상기 비타민 D의 달성 상태 중 적어도 하나를 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
상기 비타민 D 합성량 판정 장치는 사용자의 위치에 따른 태양고도, 기상 조건, 연령, 근무 시간 및 취침시간 중 적어도 하나, 그리고 건강정보 중 적어도 하나를 기초로 상기 사용자에게 적당한 자외선 양을 계산하거나 사용자의 나이, 체중, 성별, 신장, 그리고 사용자가 설정한 자신의 희망 자외선 노출 정도 중 적어도 하나를 기초로 사용자에게 적당한 자외선 양을 계산할 수 있다.
상기 특징에 따른 비타민 D 합성량 판정 장치는 자외선 B량 판정량을 저장하고 있는 저장부, 그리고 상기 저장부에 저장되어 있는 상기 자외선 B량 판정량을 이용하여 비타민 D 합성량을 산출하고, 산출된 비타민 D 합성량과 하루 비타민 D 필요량을 비교하여 비타민 D 달성 상태를 출력하는 동작 제어부를 포함한다.
상기 동작 제어부는 외부로부터 인가되는 자외선 B량 감지 데이터를 이용하여 상기 자외선 B 판정량을 판정하고 상기 저장부에 저장하는 것이 좋다.
상기 특징에 따른 비타민 D 합성량 판정 장치는 상기 동작 제어부에 연결된 자외선 B량 감지부를 더 포함할 수 있고, 상기 동작 제어부는 상기 자외선 B량 감지부로부터 인가되는 감지 신호를 이용하여 상기 자외선 B 판정량을 판정하여 상기 저장부에 저장할 수 있다.
상기 저장부는 피부타입별 최소 홍반량, 자외선 노출 시간 및 노출 면적을 더 저장하는 것이 좋고, 상기 동작 제어부는 상기 자외선 B량 판정량, 피부타입별 최소 홍반량, 자외선 노출 시간 및 노출 면적을 이용하여 상기 비타민 D 합성량을 산출할 수 있다.
상기 동작 제어부는 외부로부터 인가되는 자외선 지수 감지 데이터를 이용하여 자외선 지수를 판정할 수 있다.
상기 특징에 따른 상기 특징에 따른 비타민 D 합성량 판정 장치는 상기 동작 제어부에 연결된 자외선 지수 감지부를 더 포함할 수 있고, 상기 동작 제어부는 상기 자외선 지수 감지부로부터 인가되는 감지 신호를 이용하여 자외선 지수를 판정할 수 있다.
상기 동작 제어부는 판정된 자외선 지수의 값을 이용하여 자외선 B 판정량을 산출할 수 있다.
상기 동작 제어부는 상기 저장부에 저장되어 있는 사용자의 나이와 성별을 판정하여 판정된 나이와 성별에 해당하는 하루 비타민 D 필요량을 상기 저장부로부터 읽어올 수 있다.
상기 동작 제어부는 산출된 비타민 D 합성량이 하루 비타민 필요량에 도달하지 않으면 자외선 B 조명 장치로 자외선 B 광원의 점등을 위한 제어 신호를 출력할 수 있다.
상기 특징에 따른 비타민 D 합성량 판정 장치는 자외선 B량 감지부와 상기 자외선 지수 감지부 중 적어도 하나를 구비하고 상기 자외선 B량 감지부와 상기 자외선 지수 감지부 중 적어도 하나에서 출력되는 자외선 B량 감지 데이터와 자외선 지수 감지 데이터를 상기 동작 제어부로 전송하는 자외선 정보 감지기기를 더 포함할 수 있고, 상기 동작 제어부는 상기 자외선 B 감지 데이터나 상기 자외선 지수 감지 데이터를 이용하여 상기 자외선 B 판정량을 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 비타민 D 합성량 판정 장치의 제어방법은 자외선 B량 판정량을 이용하여 비타민 D 합성량을 산출하는 단계, 저장부에서 사용자의 나이와 성별에 해당하는 하루 비타민 D 필요량을 읽어오는 단계, 그리고 상기 비타민 합성량과 상기 하루 비타민 D 필요량을 비교하여 비타민 D 달성 상태를 출력부로 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 비타민 D 합성량 판정 장치의 제어방법은 자외선 지수 감지 신호에 대응하는 자외선 지수 데이터나 자외선 지수 감지 신호를 이용하여 자외선 지수를 판정하는 단계, 그리고 판정된 자외선 지수를 상기 출력부로 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 자외선 B 판정량은 상기 판정된 자외선 지수의 값을 이용하여 산출될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 비타민 D 합성량 판정 장치의 제어방법은 산출된 비타민 D 합성량이 상기 하루 비타민 필요량에 도달했는지 판단하는 단계, 그리고 산출된 상기 비타민 D 합성량이 상기 하루 비타민 필요량에 도달하지 않을 경우, 자외선 B 조명 장치로 자외선 B 광원의 점등을 위한 제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이러한 특징에 따르면, 현재 자외선을 통해 합성된 비타민 D의 달성율을 정확히 알 수 있으므로, 사용자는 하루 비타민 D 필요량과 비교할 때 부족한 양을 보충하기 위한 동작을 취할 수 있게 되어 비타민 D 부족으로 인한 질병 발생을 방지하게 된다.
또한, 현재 사용자가 위치하고 있는 위치에 대한 정확한 자외선 지수를 확인할 수 있고, 또한 사용자가 위치한 위치의 자외선 지수 레벨을 용이하게 확인할 수 있으므로, 정확한 자외선 지수를 기초로 야외 활동 여부를 정하게 된다.
자외선 B를 통해 합성된 비타민 D량이 하루 비타민 D 필요량에 도달하지 못할 경우, 사용자가 위치한 실내의 자외선 B 광원을 자동으로 동작시키므로, 실내에서도 부족한 비타민 D 합성 동작이 이루어지게 된다.
도 1은 본 발명의 비타민 D 체내 합성 유도 시스템에 대한 개략적인 블럭도이다.
도 2은 본 발명의 한 실시예에 따른 비타민 D 체내 합성 유도 시스템의 블럭도이다.
도 3는 도 2에 도시한 자외선 정보 감지기기의 개략적인 블록도이다.
도 4은 도 2에 도시한 비타민 D 판정기기의 개략적인 블록도이다.
도 5 내지 도 7은 발명의 한 실시예에 따른 비타민 D 판정 기기의 동작 순서도이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 비타민 D 합성 체내 합성 유도 시스템의 비타민 D 판정기기에 출력되는 사용자 정보 입력창의 한 예이다.
도 9은 본 발명의 한 실시예에 따른 비타민 D 합성 체내 합성 유도 시스템의 비타민 D 판정기기에서 자외선 지수가 낮음 레벨일 때의 판정 결과의 출력 화면의 예이다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 비타민 D 체내 합성 유도 시스템의 비타민 D 판정기기에서 자외선 지수가 보통 레벨일 때의 판정 결과의 출력 화면의 예이다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 비타민 D 체내 합성 유도 시스템의 비타민 D 판정기기에서 자외선 지수가 높음 레벨일 때의 판정 결과의 출력 화면의 예이다.
도 12은 본 발명의 한 실시예에 따른 비타민 D 체내 합성 유도 시스템의 비타민 D 판정기기에서 자외선 지수가 매우 높음 레벨일 때의 판정 결과의 출력 화면의 예이다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 비타민 D 체내 합성 유도 시스템의 비타민 D 판정기기에서 자외선 지수가 위험 레벨일 때의 판정 결과의 출력 화면의 예이다.
도 14는 본 발명의 한 실시예에 따른 비타민 D 체내 합성 유도 시스템의 비타민 D 판정기기에서 출력되는 자외선 B 조명 장치의 상태를 조정하기 위한 설정창의 한 예이다.
도 15는 본 발명의 한 실시예에 따른 비타민 D 체내 합성 유도 시스템의 비타민 D 판정기기에서 자외선 지수와 비타민 D 합성량을 그래프 형태로 출력하는 화면의 한 에이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비타민 D 체내 합성 유도 시스템의 블럭도이다.
도 17은 도 16에 도시한 비타민 D 판정기기의 개략적인 블럭도이다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비타민 D 판정 기기의 동작 순서도이다.
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. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "접속되어" 있다거나 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 접속되어 있거나 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 접속되어" 있다거나 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 비타민 D 합성량 판정 장치 및 그 제어 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 본 발명의 비타민 D 체내 합성 유도 시스템에 대하여 설명한다.
도 1에 도시한 것처럼, 본 발명의 비타민 D 체내 합성 유도 시스템은 자외선 정보 감지기기(110), 통신망(NT)을 통해 자외선 정보 감지기기(110)와 통신하는 모바일 기기(120), 통신망(NT)을 통해 자외선 정보 감지기기(110)와 통신하는 모바일 기기(120), 통신망(NT)에 연결되어 있는 광원 구동 장치(130), 그리고 광원 구동 장치(130)에 연결되어 있는 광원(140)을 구비한다.
이때, 광원 구동 장치(130)와 광원(140)은 조명 장치(150)를 구성한다.
자외선 정보 감지기기(110)는 본 시스템을 사용하는 사용자의 위치에 따라 조명 장치(150)의 점등 동작을 제어하여 사용자에게 조명을 공급하기 위하여 사용자와 함께 존재해야 한다.
따라서, 자외선 정보 감지기기(110)는 사용자의 손목이나 목걸이, 옷이나 반지 등에 부착될 수 있는 웨어러블 감지기기(wearable sensor unit)이다.
모바일 기기(120)는 사용자의 키, 나이, 몸무게 등과 같은 사용자의 물리적 특징들뿐만 아니라 사용자의 건강 상태 등 개인적 특성을 함께 고려하여 조명 장치(150)의 동작 제어에 필요한 각종 정보를 사용자로부터 입력받고, 입력된 정보에 기초해서 조명 장치(150)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하여 통신망(NT)을 이용하여 조명 장치(150)로 전송한다.
이러한 모바일 기기(120)에는 조명 장치(150)의 동작을 제어할 수 있는 애플리케이션(application)이 설치되어 있지만, 경우에 따라서 조명 장치(150)의 동작을 제어할 수 있는 애플리케이션은 반드시 모바일 기기(120)에 설치되어 있을 필요는 없으며, 자외선 정보 감지기기(110)나 광원 구동 장치(130) 또는 별도의 제어기(도시하지 않음)에 설치되어 통신을 통해 자외선 정보 감지기기의 감지 상태에 따라 광원(140)의 동작 상태를 제어할 수 있다.또한, 본 예에서, 자외선 정보 감지기기(110)와 모바일 기기(120)는 별개의 장치로 이루어져 있지만, 이에 한정되지 않고 모바일 기기(120)에 자외선 정보 감지기기(110)가 위치하여 자외선 정보 감지기기(110)와 모바일 기기(120)가 하나의 장치로 이루어질 수 있다.
광원(140)은 광원 구동 장치(130)로부터 인가되는 광원 구동 신호에 따라 점소등 상태가 변하여 자외선(UV, ultra violet) 조명을 출력한다.
광원(140)은 또한 가시광 파장대역의 광원을 통해 사용자에게 조명과 색온도를 제공할 수 있다.
자외선의 경우 자외선-A(UV-A)(파장: 400nm~315nm), 자외선-B(UV-B)(파장: 315nm~280nm) 및 자외선-C(UV-C)(파장: 280nm ~100nm)로 나뉘는데, 신체에서 비타민 D를 생성할 수 있으면서 자외선으로 인해 인체에 악영향을 많이 미치지 않는 자외선은 자외선-B라고 알려져 있다.
인체에서의 비타민 D 합성은 음식물을 통해서도 이루어지는데 음식물을 통해 합성되는 비타민 D의 양은 하루 필요량의 약 20%인 약 100IU(International Unit, 비타민 D의 경우 1 IU = 0.025μg)가 하루에 만들어진다.
반면, 인체에서 합성되는 비타민 D는 태양빛에 포함된 자외선(특히, 자외선-B)의 조사에 의해서도 합성되는데, 태양빛의 조사량에 따라 하루 필요량의 부족분인 나머지 80%에 해당하는 비타민 D도 합성될 수 있다.
하지만, 자외선-B는 유리 또는 섬유질을 통과하지 못하며, 추운 겨울이나 위도 35도 이상의 위치에서는 태양빛이 존재하더라도 태양빛 내의 자외선-B가 부족해서 인체에 필요한 비타민 D 합성에 크게 도움을 주지 못한다.
따라서, 본 발명의 광원(140)은 가시광과 함께 자외선-B를 발생시키는 광원(예를 들어, UV-LED)을 사용하여 인체에서의 비타민 D 합성을 실시하여 비타민 D 발생을 도울 수 있는 것이 좋다.
광원 구동 장치(130) 또는 모바일 기기(120)는 각 절기에 따른 태양빛의 UV-B 파장대역의 강도에 대한 데이터를 저장하고 있고, 이 데이터에 기초해서 자외선 조사량과 혈중 비타민 D의 정량적인 관계에 따라 광원(140)의 조사량을 제어하기 위한 제어 신호를 출력한다.
따라서, 광원 구동 장치(130)나 모바일 기기(120)로부터 인가되는 제어 신호에 의해 광원 구동 장치(130)는 해당 상태로 광원(140)을 동작시키기 위한 광원 구동 신호를 광원(140)으로 출력한다.
이미 설명한 것처럼, 비타민 D 체내 합성 유도 시스템은 사용자의 움직임에 따라 동적인 조명을 제공하기 위하여 센서부인 자외선 정보 감지기기(110) 및 조명에 대한 조정을 가능케 하는 애플리케이션이 설치되어 있는 모바일 기기(120)를 구비한다.
이러한 구조를 갖는 비타민 D 체내 합성 유도 시스템의 사용은 다음과 같다.
자외선 정보 감지기기(110)와 모바일 기기(120)를 가지고 있는 사용자가 본 발명의 시스템을 이용하는 경우, 먼저 사용자는 자신의 물리적 특성과 건강상태 등을 모바일 기기(120)에 입력한다.
광원 구동 장치(130)에서 비타민 D 합성을 위한 광원(140) 동작을 제어하는 제어 신호를 출력하는 경우, 모바일 기기(120)는 사용자의 동작에 의해 입력된 정보를 광원 구동 장치(130)로 전송하여 광원(140)의 점등 상태를 제어하기 위한 기초 데이터가 될 수 있도록 한다.
사용자가 이동하는 경우 자외선 정보 감지기기(110)는 사용자에게 조사되는 자외선의 양(강도)을 계속 감지한다.
자외선 정보 감지기기(110)는 자신이 감지한 자외선에 대한 정보를 모바일 기기(120)나 광원 구동 장치(130)로 송신하며, 모바일 기기(120)나 광원 구동 장치(130)는 현재 사용자에게 필요한 자외선 양(예를 들어, 자외선 B량)을 충족시키기 위해서 어느 정도의 강도로 광원(130)의 조명을 제어해야 하는지 여부를 계산한 후 광원(130)의 동작을 제어한다.
한편, 사용자가 실외로 이동하여 광원(140)이 설치되지 않는 곳으로 이동할 수도 있다. 이 경우 자외선 정보 감지기기(110)에서 모바일 기기(120)로 감지된 자외선 양을 송신하게 되며, 실외(광원(140)을 통한 인공광이 아닌 자연광)에서 받은 자외선의 양이 계속 감지된다.
모바일 기기(120)는 설치된 애플리케이션을 이용하여 사용자에게 적합한 하루 필요한 자외선의 양을 계산하고 있으므로, 이후 사용자가 다시 실내로 이동하는 경우 실외에서 조사받은 자외선 양을 제외한 자외선 양을 사용자가 조사받을 수 있도록 광원(140)을 조사량을 조절할 수 있게 한다.
본 명세서에서 자외선을 위한 광원(140)의 제어라는 기재는 모두 가시광선이 아닌 UV 발생 광원에 대한 제어를 통해 가시광에 섞여있는 자외선의 비율을 조절하는 것을 의미할 수 있다.
한편, 본 발명은 현재 사용되는 사물 인터넷(IoT, Internet of Things) 기술을 이용해서 자외선 정보 감지기기(110)가 감지한 모든 정보는 모바일 기기(120)나 광원 구동 장치(130)로 전달되어 광원(140)의 동작을 제어할 수 있도록 하며, 데이터베이스(database, DB)(미도시)에 전송되는 모든 데이터가 저장될 수 있도록 하여 빅 데이터 분석이나 추후 사용자에 대한 정보 추출에 이용될 수 있다.
자외선 정보 감지기기(110)는 정해진 주기마다 자외선을 감지하며, 이를 모바일 기기(120)와 광원 구동 장치(130) 중 적어도 하나로 송신할 수 있다.
모바일 기기(120)와 광원 구동 장치(130) 중 적어도 하나는 거주자 위치에 따른 태양 고도, 기상 조건, 연령, 근무시간 및 취침시간 중 적어도 하나, 그리고 건강정보 중 적어도 하나를 이용하여 해당 사용자에게 적당한 자외선 양(예를 들어, 자외선 B량)과 하루 비타민 필요량을 더욱 정확하게 계산하여 제공할 수 있으며, 이러한 정보를 위해서, 본 발명의 시스템은 위치 데이터 획득부(예, GPS) 등의 구성요소를 추가로 구비할 수 있다.
웨어러블 형태의 자외선 정보 감지기기(110)는 외부에 노출되어 태양빛을 조사받도록 하여야 하므로, 이미 기재한 것처럼, 사용자의 손목에 착용하는 시계나 목걸이, 허리띠 등의 형태로 구성될 수 있다.
모바일 기기(120)에 입력되는 사용자의 물리적 특징은 사용자의 나이, 체중, 성별, 신장 및 사용자가 임의로 설정한 자신의 희망 자외선 노출 정도 중 적어도 하나일 수 있고, 이때, 모바일 기기(120)는 이들 입력되는 사용자의 물리적 특징에 따라 사용자에게 적당한 자외선 양과 사용자에게 적합한 하루 비타민 D 필요량을 계산할 수 있다.
하지만, 자외선 노출 정도의 경우 사용자가 입력한 나이에 따라 자동으로 적정한 수준으로 조절할 수 있다. 한편 여성의 경우, 미용상의 이유로, 적정 노출 정도 필요량 보다 낮게 정해질 수 있다.
자외선 정보 감지기기(110)를 통해 감지된 자외선 양을 이용하여, 모바일 기기(120)와 광원 구동 장치(130) 중 적어도 하나는 사용자가 현재까지 노출된 자외선 B의 양을 계산하고, 계산된 자외선 B량에 대응하여 합성된 비타민 D량을 산출하며, 산출된 비타민 D량, 사용자에게 적당한 자외선 B량, 하루 비타민 필요량, 사용자에게 추가로 필요한 자외선 B량 및 검출된 자외선 B량에 대응하는 자외선 노출 시간 중 적어도 하나를 알려주도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 시스템은 사용자에게 자외선 B 양(이미 흡수된 자외선 B량과 앞으로 추가적으로 더 필요한 자외선 B량, 그리고 추가적으로 더 필요한 양을 시간으로 변환한 경우 그 시간 및 자외선 비타민 합성량 중 적어도 하나)을 알려줄 수 있는 출력부(예, 정보 표시부)를 추가로 구비할 수 있다.
통신망(NT)을 통한 구성요소들 간의 통신은 WiFi, LTE(Long Term Evolution), 3G, LTE-A(Long Term Evolution-Advanced), 지그비(Zigbee), RF(Radio Frequency), Bluetooth 중 적어도 어느 하나의 통신방식을 포함할 수 있으며, 모바일 기기(120)에 설치된 애플리케이션을 통해서 자동으로 서버(도시하지 않음)로 해당 사용자의 정보가 송신될 수 있다.
다음, 도 2를 참고로 하여, 본 발명의 비타민 D 체내 합성 유도 시스템에 대한 실시예를 설명한다.
먼저, 도 2 내지 도 4를 참고로 하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 비타민 D 체내 합성 유도 시스템을 설명한다.
도 2에 도시한 것처럼, 본 예의 비타민 D 체내 합성 유도 시스템은 비타민 D 합성량 판정 장치(100) 그리고 통신망(NT)을 통해 비타민 D 합성량 판정 장치(100)와 통신하는 자외선 B 조명 장치(30)를 구비한다.
비타민 D 합성량 판정 장치(100)는 자외선 정보 감지기기(10) 그리고 자외선 정보 감지기기(10)와 통신하는 비타민 D 합성량 판정기기(20)를 구비한다.
자외선 정보 감지기기(10)는 자외선에 노출된 노출 시간 동안 수신된 자외선 B량과 자외선 지수(UVI)를 감지하여, 감지된 자외선 B량과 자외선 지수에 대한 데이터를 비타민 D 합성량 판정기기(20)로 전송한다. 이러한 자외선 정보 감지기기(10)는 사용자가 착용하거나 휴대하는 웨어러블 기기로서, 태양광에 노출되는 신체 부위에 착용되거나 사용자가 휴대하게 된다.
자외선 정보 감지기기(10)는, 도 2에 도시한 것처럼, 자외선 정보 감지 동작을 위한 구동 스위치(11), 자외선 B(UV-B)량을 감지하는 자외선 B량 감지부(121), 자외선 지수(UV index, UVI)를 감지하는 자외선 지수 감지부(122), 온도를 감지하여 감지된 온도에 해당하는 온도 감지 신호를 출력하는 온도 감지부(123), 습도를 감지하여 감지된 습도에 해당하는 습도 감지 신호를 출력하는 습도 감지부(124), 구동 스위치(11)와 감지부(12-124)에 연결되어 있는 감지 제어부(13), 감지 제어부(13)에 연결되어 있는 저장부(14), 그리고 감지 제어부(13)에 연결되어 있는 통신부(15)를 구비한다.
구동 스위치(11)는 사용자의 동작에 따라 온(on) 또는 오프(off)되어 온 또는 오프 상태에 해당하는 신호를 감지 제어부(13)로 출력한다.
자외선 B량 감지부(121)는 태양광을 수광하여 수광된 태양광의 양에 따라 변하는 자외선 B량을 감지하여 감지된 자외선 B량에 해당하는 상태의 신호를 감지 제어부(13)로 출력한다.
자외선 지수 감지부(122)는 사용자에게 노출된 태양광의 자외선 지수를 감지하여 감지된 자외선 지수에 해당하는 상태의 신호를 감지 제어부(13)로 출력한다.
온도 감지부(123)는 이미 설명한 것처럼 주변의 온도를 감지하기 위한 것이고, 습도 감지부(124)는 주변의 습도를 감지하기 위한 것이다.
감지 제어부(13)는 구동 스위치(11)로부터 인가되는 신호를 수신하여 구동 스위치(11)의 동작 상태를 판정하여 구동 스위치(11)가 동작된 상태로 판정되면, 감지부(121-124)를 동작시킨 후 자외선 B량 감지부(121)와 자외선 지수 감지부(122)로부터 인가되는 감지 신호에 해당하는 자외선 B량 감지 데이터, 자외선 지수 감지 데이터를 생성하고 또한 온도 감지부(123)와 습도 감지부(124)로부터 인가되는 온도 감지 신호와 습도 감지 신호를 이용하여 감지된 온도와 습도에 각각 해당하는 온도 데이터와 습도 데이터를 생성한 후 통신부(15)를 통해 생성된 데이터를 비타민 D 합성량 판정기기(20)로 전송한다.
저장부(14)는 자외선 B량 감지부(121)와 자외선지수 감지부(122)에서 출력되는 감지 신호에 따라 판정된 자외선 B량 감지 데이터, 자외선 지수 감지 데이터, 온도 데이터 및 습도 데이터를 저장하고 있는 저장 매체로서, 메모리(memory) 등으로 이루어져 있다.
또한, 저장부(14)에는 자외선 정보 감기기기(10)의 동작에 필요한 데이터가 저장되어 있다.
통신부(15)는 감지 제어부(13)의 제어에 의해 동작하여, 자외선 정보 감지기기(10)와 비타민 D 합성량 판정기기(20) 간의 통신, 자외선 정보 감지기기(10)와 자외선 B 조명 장치(30) 간의 통신을 위한 통신 모듈로서, 이동통신 모듈, 인터넷 모듈 및 근거리 통신 모듈 등을 구비할 수 있다.
이때, 이동 통신 모듈은 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말 및 서버 중 적어도 하나와 무선으로 신호(즉, 무선 신호)를 송수신한다.
인터넷 모듈은 무선 또는 유선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 인터넷 모듈은 비타민 D 판정 기기(10)에 내장되거나 외장될 수 있다.
인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(WiFi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access) 또는 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.
근거리 통신 모듈은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다.
근거리 통신 기술로는 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband) 또는 지그비(ZigBee) 등이 이용될 수 있다.
다음, 도 4를 참고로 하여 비타민 D 합성량 판정기기(20)의 구조를 설명한다.
도 4에 도시한 것처럼, 비타민 D 합성량 판정기기(20)는 사용자 입력부(21), 사용자 입력부(21)에 연결되어 있는 동작 제어부(22), 동작 제어부(22)에 연결되어 저장부(23), 동작 제어부(22)에 연결되어 통신부(24), 그리고 동작 제어부(22)에 연결되어 출력부(25)를 구비한다.
사용자 입력부(21)는 사용자가 비타민 D 합성량 판정기기(20)의 동작 제어를 위한 명령, 데이터 또는 정보 등의 입력 동작에 관련된 신호를 발생시켜 동작 제어부(23)로 출력한다.
이러한 사용자 입력부(21)는 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(touch pad), 조그(jog) 스위치, 마우스(mouse) 또는 터치 패널(touch panel) 등으로 구성될 수 있다.
위치 데이터 획득부(22)는 GNSS(Global Navigation Satellite System)를 통하여 비타민 D 합성량 판정기기(20)의 위치 데이터를 획득하기 위한 장치이다.
이때, GNSS는 인공위성(도시하지 않음)으로부터 수신한 전파신호를 이용하여 수신 단말기의 위치를 산출할 수 있는 항법 시스템을 의미하고, GNSS의 구체적인 예로는, 그 운영 주체에 따라서 GPS(Global Positioning System), Galileo, GLONASS(Global Orbiting Navigational Satellite System), COMPASS, IRNSS(Indian Regional Navigational Satellite System), QZSS(Quasi-Zenith Satellite System) 등 일 수 있다.
동작 제어부(23)는 비타민 D 합성량 판정기기(20)의 동작을 제어하는 제어 모듈로서, 자외선 정보 감지기기(10)로부터 전송되는 자외선 B량 감지 데이터, 자외선 지수 감지 데이터, 온도 데이터, 습도 데이터 및 자외선 노출 시간을 수신하여 현재의 자외선 B량, 현재의 자외선 지수, 자외선 노출 시간, 현재의 온도 및 습도를 판정한다.
또한, 동작 제어부(23)는 판정된 자외선 B량과 자외선 노출 시간을 이용하여 자외선에 의해 현재 사용자의 체내에서 합성된 비타민 D 합성량을 산출하고, 산출된 비타민 D 합성량과 하루 비타민 D 필요량을 이용하여 비타민 D 달성량을 산출하여 출력부(26)로 출력하는 동작을 제어한다.
이때, 하루 비타민 D 필요량은 사용자의 나이와 성별에 따라 달라진다.
또한, 비타민 달성량은 비타민 D 달성 상태로서, 본 예의 경우, 하루 비타민 D 필요량에 대한 산출된 비타민 D 합성량의 비율(%)로 산출되어 출력되지만, 이와 달리, 산출된 비타민 D 합성량의 값일 수 있다. 비타민 D 달성 상태가 비타민 D 합성량의 값으로 출력될 때 하루 비타민 D 필요량에 대한 산출된 비타민 D 합성량의 비율(%)를 산출할 동작은 필요 없다.
동작 제어부(23)는 또한 자외선 지수와 현재 온도 및 습도를 출력부(26)로 출력하여 사용자에게 현재 자외선 지수와 온도 및 습도를 알려주며, 판정된 자외선 지수가 속하는 레벨(level)를 판정하여 판정된 레벨 및 레벨에 따른 사용자 권고 메시지와 객체를 출력부(26)로 출력한다.
저장부(24)는 동작 제어부(23)의 동작에 필요한 데이터와 정보, 동작 중에 발생하는 데이터나 정보를 저장하는 저장 매체이다.
또한, 저장부(24)는 사용자의 이름, 사용자의 나이와 성별, 사용자의 피부 타입 및 사용자의 노출 면적(%)을 구비한 사용자 정보, 자외선 B 조명 장치와의 연동 여부, 성별과 나이에 따른 하루 비타민 D 필요량, 피부 타입별 최소홍반량(MED), 비타민 D 합성량 산출식 등이 저장되어 있다.
사용자의 피부 타입은 1 내지 6 중 하나의 값을 갖고 되고, 사용자는 사용자 입력부(21)를 이용하여 1 내지 6의 숫자 중에서 자신의 피부 타입에 해당하는 숫자를 선택하여 입력한다.
사용자의 노출 면적은 6% 내지 40% 중 사용자에 의해 선택된 값을 갖게 되고, 역시 사용자는 사용자 입력부(21)를 이용하여 자신의 옷차림에 따른 노출 정도에 따라서 자신의 총 피부면적 중에서 자신의 노출 비율을 판정해 해당하는 값을 선택하게 된다. 본 예의 경우, 봄, 가을 및 겨울에는 약 6% 내지 10%의 값으로 노출 면적이 정해질 수 있고, 여름에는 약 20% 내지 40%의 값으로 노출 면적이 정해질 수 있다.
자외선 B 조명 장치와의 연동 여부는 비타민 D 합성량 판정기기(20)와 자외선 B 조명 장치(30)가 서로 통신하여, 비타민 D 합성량 판정기기(12)로 자외선 B 조명 장치(30)의 동작을 제어할 수 있는지의 여부이다.
따라서, 자외선 B 조명 장치(30)가 비타민 D 합성량 판정기기(20)와 통신 가능한 상태가 되면, 자외선 B 조명 장치(30)는 연동 가능 상태를 알리는 알림 신호를 비타민 D 합성량 판정기기(20)로 전송한다.
이로 인해, 비타민 D 합성량 판정기기(20)는 연동 가능 상태의 알림 신호가 수신되면 저장부(24)에 자외선 B 조명 장치(30)와의 연동 여부를 알리는 상태 플래그(flag) 등의 값을 해당 상태로 변경해 저장한다.
이때, 자외선 B 조명 장치(30)와의 연동 여부는 비타민 D 합성량 판정기기(20)와 자외선 B 조명 장치(30) 간의 사물 인터넷 동작 등으로 비타민 D 합성량 판정기기(20)와 자외선 B 조명 장치(30) 간의 무선 제어 상태가 정해질 수 있다.
통신부(25)는 자외선 정보 감지기기(10)의 통신부(15)과 동일하게, 자외선 정보 감지기기(10)와의 통신 그리고 자외선 B 조명 장치(30)와의 통신 등을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함한다.
이러한 통신부(25)는 역시 이동통신 모듈, 인터넷 모듈 및 근거리 통신 모듈을 구비한다.
출력부(26)는 시각, 청각 및 촉각에 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이 모듈, 음향 출력 모듈 및 햅틱(haptic) 모듈을 구비할 수 있다.
디스플레이 모듈은 동작 제어부(23)의 동작에 따라 동작 제어부(23)에서 출력되는 영상 데이터나 정보에 해당하는 영상을 화면에 표시한다.
이러한 디스플레이 모듈은 액정 표시 장치나 유기 발광 표시 장치일 수 있다.
이때, 디스플레이 모듈로 출력되는 영상은 비타민 D 판정 기기(10)로부터 전송된 영상 데이터나 정보에 해당하는 영상일 수 있다.
음향 출력 모듈은 동작 제어부(23)의 동작에 의해 동작 제어부(23)에서 출력되는 오디오 신호(audio signal)를 음성으로 출력한다.
이러한 음향 출력 모듈은 스피커(speaker)나 버저(buzzer) 등을 구비할 수 있다.
햅틱 모듈은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 본 예에서, 햅틱 모듈이 발생시키는 촉각 효과는 진동이 있다.
햅틱 모듈이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 동작 제어부(23)의 제어 동작에 의해 변경 가능하며, 이러한 햅틱 모듈은 동작 제어부(23)의 제어에 의해 동작되는 모터(motor) 등을 구비할 수 있다.
자외선 B 조명 장치(30)는 자외선 B 광원과 자외선 B 광원의 점소등을 제어하는 광원 구동 장치를 구동한다.
이때, 자외선 B 광원을 비타민 D 합성을 위한 자외선 B의 조사 기능뿐만 아니라 조명을 제공하는 기능도 함께 수행할 수 있다.
이 경우, 도 14에 도시한 것처럼, 비타민 D 합성량 판정기기(20)의 디스플레이 모듈에 출력되는 해당 설정창의 조정 버튼(B11-B17)을 이용하여 사용자는 연동되는 자외선 B 조명 장치(30)에 대한 색온도(color temperature), 조도(illuminance), 적색 광원, 녹색 광원 및 청색 광원의 점등 상태, 쿨톤(cool tone)과 웜톤(warm tone)의 정도를 조정할 수 있다.
광원 구동 장치는 비타민 D 합성량 판정기기(20)로부터 전송되는 제어 신호의 따라 동작 상태가 변하여 자외선 B 광원의 점소등 상태를 제어하는 해당 상태의 광원 구동 신호를 자외선 B 광원으로 출력하여 자외선 B 광원의 점등 및 소등 상태를 제어한다.
즉, 광원 구동 장치는 비타민 D 합성량 판정기기(20)로부터 구동 시작을 위한 제어 신호가 인가되면 자외선 B 광원의 점등 동작을 제어하고, 비타민 D 합성량 판정기기(20)로부터 구동 종료를 위한 제어 신호가 인가되면 자외선 B 광원의 소등 동작을 제어한다.
다음, 도 5 내지 도 7을 참고로 하여, 이러한 구조를 갖는 본 예의 비타민 D 체내 합성 유도 시스템의 동작을 설명한다.
먼저, 도 5를 참고로 하여 자외선 정보 감지지기(10)의 동작을 설명한다.
자외선 정보 감지기기(10)에 전원이 공급되어 동작이 시작되면, 감지 제어부(13)는 먼저 구동 스위치(11)로부터 인가되는 신호를 판독하여 사용자에 의해 구동 스위치(11)가 동작되었는지 판단한다(S11, S12).
구동 스위치(11)로부터 인가되는 신호에 의해 사용자의 동작에 의해 자외선 정보 감지기기(10)의 구동 스위치(11)가 동작된 상태(즉, 온 된 상태)로 판단되면(S12), 감지 제어부(13)는 도시하지 않은 전원부 등의 동작을 제어하여 자외선 감지부(121), 자외선 지수 감지부(122), 온도 감지부(123) 및 습도 감지부(124)로 구동 전원이 공급될 수 있도록 해, 자외선 정보 감지기기(10)의 자외선 정보 감지 동작이 시작되도록 한다(S13).
또한, 자외선 정보 감지 동작이 시작되도록 한 후, 감지 제어부(13)는 타이머(도시하지 않음)를 동작시켜 자외선 B량 감지부(121)의 구동 시간을 계수하여 계수된 자외선 노출 시간으로 산출하고 저장부(14)에 저장한다(S14).
그런 다음, 감지 제어부(13)는 자외선 B량 감지부(121)와 자외선 지수 감지부(122)로부터 인가되는 감지 신호를 판독하여(S15), 판독된 감지 신호의 상태에 해당하는 자외선 B량 감지 데이터와 자외선 지수 감지 데이터로 이루어진 자외선 관련 데이터를 생성하여 저장부(14)에 저장한다(S16).
또한, 감지 제어부(13)는 온도 감지부(123)와 습도 감지부(124)로부터 인가되는 신호를 판독하여 판정된 온도와 습도에 해당하는 온도 데이터와 습도 데이터를 생성하여 저장부(14)에 저장한다(S17, S18)
이처럼, 자외선 B량 감지 데이터와 자외선 지수 감지 데이터로 이루어진 자외선 관련 데이터와 온도 데이터와 습도 데이터로 이루어진 환경 데이터가 생성되면, 감지 제어부(13)는 통신부(15)를 이용하여 생성된 자외선 관련 데이터, 환경 데이터 및 자외선 노출 시간을 비타민 D 합성량 판정기기(20)를 전송한다(S19).
이때, 자외선 정보 감지기기(10)와 비타민 D 합성량 판정기기(20) 간의 통신 방식은 이미 정해져 있으므로, 감지 제어부(13)는 정해진 통신 방식에 따라 해당 데이터의 전송 동작을 실시한다.
이러한 방식으로 자외선 정보 감지기기(10)의 감지 제어부(13)는 감지부(121-124)를 이용하여 자외선 B량 감지 데이터, 자외선 지수 감지 데이터, 온도 데이터, 습도 데이터 및 자외선 노출 시간을 정해진 시간 간격마다 생성해 비타민 D 합성량 판정기기(20)로 전송한다.
본 예의 경우, 자외선 정보 감지기기(10)는 구동 스위치(11)를 구비하고 구동 스위치(11)의 동작 상태에 따라 감지부(121-124)의 동작 상태를 제어하지만, 이와는 달리, 대안적인 예에서 구동 스위치(11)는 생략될 수 있다.
구동 스위치(11)가 생략될 경우, 감지 제어부(13)는 정해진 상태의 신호가 비타민 D 합성량 판정기기(20)로부터 인가되면 감지부(121-124)를 동작시켜 자외선 정보 감지 동작을 시작한다.
또한, 자외선 B량 감지 데이터, 자외선 지수 감지 데이터, 온도 데이터 및 습도 데이터의 생성 순서는 필요에 따라 변경 가능하다.
도 3에 도시된 구성요소들(11, 121-124, 13-15)은 필수적인 것이 아니어서 이들 구성요소(11, 121-124, 13-15) 이외의 다른 구성요소가 추가되거나 이들 중 적어도 하나의 구성요소는 생략될 수 있고, 또한, 도 4에 도시된 구성요소들(21-26) 역시 필수적인 것이 아니어서 다른 구성요소가 추가되거나 이들 중 적어도 하나의 구성요소는 생략될 수 있다.
다음, 도 6과 도 7을 참고로 하여, 비타민 D 합성량 판정기기(20)의 동작을 설명한다.
먼저, 동작에 필요한 전원이 공급되어 비타민 D 합성량 판정기기(20)의 동작이 시작되면 동작 제어부(23)의 동작 역시 시작된다(S20).
따라서, 비타민 D 합성량 판정기기(20)의 동작 제어부(23)는 비타민 D 합성량 판정기기(20)의 동작 모드 중에서 사용자 입력부(21)로부터 인가되는 신호를 이용하여 비타민 D 합성량 판정 모드가 선택되었는지 판단한다(S21).
사용자의 동작에 의해 비타민 D 합성량 판정 모드가 선택되면(S21), 동작 제어부(23)는 자외선 정보 감지기기(10)로부터 해당 데이터, 즉, 자외선 B량 감지 데이터, 자외선 지수 감지 데이터, 온도 데이터, 습도 데이터 및 자외선 노출 시간이 전송되었는지 판단한다(S22).
단계(S21)에서 사용자에 의해 비타민 D 합성량 판정 모드가 선택되지 않으면(S22), 동작 제어부(23)는 사용자 입력부(21)로 인가되는 신호를 판독하여 비타민 D 합성량 판정 모드가 선택되었는지를 판단하게 된다.
본 예의 경우, 사용자 입력부(21)를 이용하여 선택된 동작 모드에 따라 비타민 D 합성량 판정기기(20)의 동작을 제어하지만, 이에 한정되지 않고 별도의 구동 스위치를 이용하여 비타민 D 합성량 판정기기(20)에서 행해지는 비타민 D 합성량 판정 동작을 제어할 수 있다.
이런 경우, 비타민 D 합성량 판정기기(20)를 이용하여 비타민 D 합성량 판정 동작을 실시하고자 할 경우, 사용자는 구동 스위치를 온시켜 온 상태의 신호가 동작 제어부(23)로 인가될 수 있도록 한다. 동작 제어부(23)는 구동 스위치로부터 온 상태의 신호가 인가되면 비타민 D 합성량 판정 동작이 시작되어 단계(S22)로 넘어가 자외선 정보 감지기기(10)로부터 데이터가 전송되는지 판단하게 된다.
다시 단계(S22)로 넘어가 자외선 정보 감지기기(10)로부터 자외선 관련 데이터, 환경 데이터 및 자외선 노출 시간이 전송되면, 동작 제어부(23)는 전송된 자외선 관련 데이터(즉, 자외선 B량 감지 데이터와 자외선 지수 감지 데이터), 환경 데이터(즉, 습도 데이터와 온도 데이터) 및 자외선 노출 시간을 저장부(24)에 저장한다(S23).
다음, 동작 제어부(23)는 저장부(24)에 사용자 정보가 존재하는지 판단하고(S24), 사용자 정보가 저장부(24)에 저장되어 있으면 동작 제어부(23)는 저장부(24)에 저장된 사용자 정보를 읽어온다(S25).
그런 다음, 동작 제어부(23)는 입력된 사용자 정보를 이용하여 비타민 D 합성량을 산출하게 된다(S211).
하지만, 저장부(24)에 비타민 D 합성량을 산출할 때 필요한 사용자 정보가 저장부(24)에 존재하지 않는 경우, 동작 제어부(24)는 저장부(24)에 저장되어 있는 데이터 중에서 사용자 정보의 입력을 요청하는 사용자 정보 입력창이나 문자에 해당하는 영상 데이터를 읽어와 출력부(26)의 디스플레이 모듈로 출력한다(S26).
따라서, 출력부(26)는 동작 제어부(23)로부터 인가되는 영상 데이터에 해당하는 영상을 출력하고, 사용자가 사용자 입력부(21)를 이용하여 출력되는 사용자 정보 입력창을 통해 해당하는 사용자 정보를 입력하거나 또는 사용자 정보의 입력을 요청하는 문자 확인 후 사용자 정보 입력창을 이용해 사용자 정보의 입력을 실시할 수 있도록 한다.
본 예의 경우, 사용자 정보 입력창의 한 예는 도 8과 같다.
사용자 입력부(21)를 이용하여 사용자 정보 입력창을 통해 필요한 사용자 정보인, 사용자 이름, 나이, 성명, 피부 타입 및 노출 면적에 관련된 정보가 모두 입력되면(S27), 동작 제어부(23)는 입력된 사용자 정보를 저장부(24)에 저장한다(S28).
그런 다음, 동작 제어부(23)는 저장부(14)에 저장된 데이터를 이용하여 사용자의 성별과 나이에 따른 하루 비타민 D 필요량을 판정하여 저장부(24)에 저장한 후 도 8과 같이 출력부(26)를 통해 출력한다(S29, S210).
본 예의 경우, 이미 저장부(24)에는 성별과 나이에 따른 하루 비타민 D 필요량이 저장되어 있다.
이와 같이, 사용자 입력부(21)로부터 사용자 정보가 입력되어 출력부(26)의 디스플레이 모듈로 출력한 후, 동작 제어부(23)는 단계(S211)로 넘어가 비타민 D 합성량을 산출하는 동작을 실시한다.
하지만, 사용자 입력부(21)로부터 사용자 정보가 입력되지 않으면(S27), 동작 제어부(23)는 단계(S21)로 넘어가 사용자에 의해 선택된 동작 모드가 비타민 D 판정량 판정 모드인지 판단한다.
동작 제어부(23)의 동작 상태가 비타민 D 합성량 산출 단계(S211)로 넘어가면, 동작 제어부(23)는 전송된 자외선 B량 감지 데이터를 이용하여 현재의 자외선 B량을 판정한다.
그런 다음, 동작 제어부(23)는 다음의 [수학식 1]에 따라 현재 판정된 자외선 B량, 노출 면적 및 자외선 노출 시간을 이용하여 현재 합성된 비타민 D 합성량을 계산한다.
Figure PCTKR2016015565-appb-M000001
여기서, EUV는 홍반 자외선 복사량이고, MED는 피부타입별 최소 홍반량이고, Etime는 자외선 노출 시간이며, Eareas는 노출 면적이다.
홍반 자외선 복사량(EUV)은 다음 [수학식 2]에 의해 정해진다.
Figure PCTKR2016015565-appb-M000002
또한,
Figure PCTKR2016015565-appb-I000001
는 판정된 자외선 B량이다.
MED는 다음 [표 1]과 같이 각 사용자 피부 타입별로 그 값이 정해져 있고, 각 사용자 피부 타입에 대응하는 최소 홍반량(MED)의 값은 저장부(24)에 저장되어 있다.
사용자 피부 타입 피부색 MED[J/m2] Sun-reactive
1 White and very pale 200 Always buns, never tans
2 Pale white with beige tint 250 Always buns, easily tans minimally
3 Beige to light brown 300 Burns moderately tans uniformity
4 Light to moderate brown 450 Burns minimally always tans well
5 Medium to dark brown 600 Rarely burns tans profusely
6 Dark brown to black 100 Never burns
위의 [표 1]에서 한국 사람들의 피부 타입은 일반적으로 '3'이 되고, '3'에 대응하는 MED 값은 '300'이 된다.
따라서, 동작 제어부(23)는 사용자에 의해 입력된 사용자 피부 타입에 해당하는 값(예, 6)을 판정하여, 판정된 값에 해당하는 MED 값을 저장부(24)로부터 읽어온다.
자외선 노출 시간(Etime)은, 이미 기재한 것처럼, 감지 제어부(13)의 제어에 의해 구동 전원이 인가된 후부터 동작되는 자외선 B량 감지부(121)의 동작 시간이고, 이 자외선 노출 시간(Etime)은 타이머 등의 계수 동작에 의해 계수되어 자외선 정보 감지기기(10)로부터 전송된다.
노출 면적(Eareas)은 사용자 입력부(21)를 통해 사용자로부터 입력된 데이터이다.
이미 설명한 것처럼, 사용자는 계절을 기준으로 하여 노출 면적을 정할 수 있고, 예를 들어, 봄, 가을 및 겨울에는 약 6% 내지 10%의 값 중 하나의 값이 노출 면적(Earea)으로 정해질 수 있고, 여름에는 약 20% 내지 40% 중 하나의 값이 노출 면적(Earea)으로 정해질 수 있다.
합성된 비타민 D 합성량을 산출하기 위한 [수학식 1]은 하나의 예로서, 자외선 B량 감지부(121)를 이용하여 판정된 자외선 B량을 이용해 합성된 비타민 D 합성량을 산출할 수 있는 다른 수학식이 사용될 수 있음은 당연하다.
이와 같이, 저장부(24)에 이미 저장되어 있는 수학식들을 이용하여 현재 자외선 노출 시간동안 노출된 자외선 B량을 통해 합성된 비타민 D 합성량이 산출되면, 동작 제어부(23)는 사용자의 나이와 성별에 따라 이미 판정된 하루 비타민 D 필요량과 산출된 비타민 D 합성량을 이용하여 현재 합성된 비타민 D 합성량이 하루 비타민 D 필요량에 어느 정도 도달했는지를 나타내는 비타민 D 달성량(%)[=(비타민 D 합성량/하루 비타민 필요량)×100]을 산출한 후 저장부(24)에 저장한다(S212).
그런 다음, 동작 제어부(23)는 현재 합성된 비타민 D 합성량이 하루 비타민 D 필요량에 도달했는지를 판단한다(S213).
하지만, 현재 합성된 비타민 D 합성량이 하루 비타민 D 필요량에 도달하지 못한 상태이면(S213), 동작 제어부(23)는 현재 사용자가 실내에 존재하는지의 여부를 판단한다(S214).
이때, 사용자의 실내 위치 여부는 사용자 입력부(20)를 이용한 사용자의 동작에 의해 정해져 사용자의 실내 위치 여부에 대응하는 상태값이 저장부(24)에 저장되어 있을 수 있다.
이 경우, 동작 제어부(23)는 저장부(24)에 저장되어 있는 상태값을 읽어와 사용자가 자외선 B 조명장치(30)가 설치되어 있는 실내에 존재하는 지의 여부를 판정할 수 있다.
다른 예로, 실내에 설치되어 있고 사용자가 소지하고 있는 모바일 기기[예, 자외선 정보 기기(10)나 비타민 D 합성량 판정 기기(20)]와의 무선 통신(예, 와이파이 통신)을 실시하는 실내 장비를 이용하여 사용자의 실내 위치 여부를 판정할 수 있다. 예를 들어, 실내 장비는 모바일 기기 간의 무선 통신을 통한 RSSI(received signal strength indication) 값 등을 이용하여 사용자의 실내 위치에 상태로 판정되면 실내 장비는 비타민 D 합성량 판정 기기(20)의 동작 제어부(23)로 판정 결과를 전송하여 해당 사용자가 실내에 위치함을 알려줄 수 있다. 이때, 서로 통신하는 비타민 D 합성량 판정 기기(20)와 실내 장비의 정보는 이미 비타민 D 합성량 판정 기기(20)와 실내 장비의 저장부에 저장되어 있다.
사용자가 현재 실내에 위치하고 있는 상태로 판단되면(S212), 동작 제어부(23)는 저장부(24)에 저장되어 있는 데이터를 이용하여 자외선 B 조명 장치(30)와의 연동 여부 상태를 판정한다(S215).
비타민 D 합성량 판정기기(20)가 자외선 B 조명 장치(30)와 연동된 상태로 판정되면(S215), 동작 제어부(23)는 자신과 연동 상태에 있는 해당 자외선 B 조명 장치(30)로 자외선 B 점등을 위한 제어 신호를 출력한다(S216).
이때, 동작 제어부(23)는 자외선 B 광원의 세기, 현재 합성된 비타민 D 합성량과 하루 비타민 D 필요량의 차이 등을 고려하여 해당 자외선 B 광원의 점등 시간을 산출 후 산출된 점등 시간 동안 자외선 B 광원의 점등을 위한 제어 신호를 출력할 수 있다.
이로 인해, 자외선 B 조명 장치(30)의 광원 구동 장치는 자외선 B 광원을 점등시켜 자외선 B 조명을 점등시켜 실내에서도 비타민 D 합성이 이루어질 수 있도록 한다.
대안적인 예에서, 동작 제어부(23)는 사용자의 실내 존재 여부에 무관하게 비타민 D 합성량이 비타민 D 필요량에 도달하지 못한 경우, 연동되어 있는 자외선 B 조명 장치(30)로 제어 신호를 출력할 수 있다. 이 경우, 단계(S214)의 동작은 생략된다.
그런 다음, 동작 제어부(23)는 저장부(24)에 저장되어 있는 전송된 자외선 지수 데이터를 이용하여 현재 자외선 지수를 판정한다(S217).
또한, 단계(S211)에서 비타민 D 합성량이 하루 비타민 D 필요량에 도달하여 비타민 D 달성량이 100% 이상인 경우, 단계(S212)에서 사용자가 실외에 위치한 경우(S217), 그리고 단계(S213)에서 현재 자외선 B 조명 장치와 연동된 상태가 아닌 경우(S213)에도 단계(S217)로 넘어가 현재 자외선 지수를 판정한다.
다음, 동작 제어부(23)는 판정된 자외선 지수를 이용하여 현재 판정된 자외선 지수가 복수의 레벨 중에서 어느 레벨에 속하는지 판정한다(S218). 본 예에서, 자외선 지수의 레벨은 '낮음', '보통', '높음', '매우 높음' 및 '위험'으로 나눠져 있지만 이에 한정되지 않는다.
저장부(24)에는 이미 각 레벨마다 자외선 지수 범위가 정해져 있으므로, 동작 제어부(23)는 판정된 자외선 지수가 속하는 레벨을 판정하여, 현재 판정된 자외선 지수의 레벨을 판정하게 된다.
이처럼, 현재 자외선 지수의 레벨이 판정되면(S218), 동작 제어부(23)는 위치 데이터 획득부(22)로부터 인가되는 위치 데이터를 판독하여 현재 비타민 D 합성량 판정기기(20)의 현재 위치를 판정하고 저장부(24)에 저장한다(S219, S220).
동작 제어부(23)는 판정 결과, 즉, 판정된 현재 온도, 현재 습도, 현재 자외선 지수, 현재 비타민 D 달성량, 현재 위치 정보, 자외선 지수 레벨, 판정된 자외선 지수의 레벨에 대한 사용자 권고 메시지와 객체에 관련된 영상 데이터를 저장부(24)로부터 읽어와 출력부(26)의 디스플레이 모듈로 출력한다(S221).
따라서, 출력부(26)의 디스플레이 모듈은 출력된 영상 데이터에 해당하는 영상을 출력하고 이로 인해, 비타민 D 합성량 판정기기(20)의 출력부(26)의 디스플레이 모듈은, 도 9 내지 도 13에 하나의 예로 도시한 것처럼, 현재의 위치, 현재의 온도 및 습도, 현재의 비타민 D 달성량, 현재의 자외선 지수, 현재 자외선 지수, 자외선 지수의 레벨 및 레벨에 대응하는 사용자 권고 메시지를 출력한다.
본 예의 경우, 자외선 지수의 레벨에 따른 사용자 권고 메시지는 다음과 같이, 자외선 레벨이 '낮음'일 때는 '산책 나가기 좋아요', '보통'일 때는 '모자, 선글라스, 자외선 차단제는 꼭 챙겨주세요!', '높음'일 때는 '긴 소매의 옷을 입는 것이 좋겠어요', '매우 높음'일 때는 '그늘에서 머무르고, 자외선 차단제를 덧발라 주세요' 그리고 '위험'일 때는 '집 밖은 위험해요!'일 수 있고, 이들 사용자 권고 메시지는 저장부(14)에 이미 저장되어 있다.
또한, 각 판정된 자외선 지수의 단계 별로 출력되는 객체(OB)의 형상 역시 도 9 내지 도 13에 도시한 것처럼, 사용자 권고 메시지에 따라 달라질 수 있다.
이와 같이, 출력부(26)의 디스플레이 모듈을 통해 출력되는 영상을 통해 사용자는 현재 비타민 D 달성량, 자신이 위치하고 있는 정확한 위치(즉, 주소), 그리고 해당 위치에 대한 자외선 지수, 현재 온도 및 습도를 정확하고 용이하게 알게 된다.
또한, 출력부(26)의 출력 정보를 이용하여, 사용자는 야외 활동 여부 등을 판정할 수 있으므로, 과도한 자외선 노출로 인한 피부암 등의 위험이나 부족한 자외선 노출로 인한 신진대사 등의 문제를 줄일 수 있도록 한다.
이처럼, 본 예의 비타민 Ｄ 체내 합성 유도 시스템은 자외선 B량 판정량을 이용하여 자외선 B량 판정량에 대한 사용자의 비타민 D 합성량을 산출하고, 산출된 비타민 D 합성량과 사용자의 하루 비타민 D 필요량을 비교하여 비타민 D의 달성 상태를 판정하고, 상기 비타민 D 합성량이 하루 비타민 D 필요량을 충족하지 못하면 연동된 자외선 B 조명 장치(30)를 자동으로 점등시키거나 해당 사용자의 수동 동작에 의해 자외선 B 조명 장치(30)를 수동으로 점등시키므로, 비타민 D 합성량이 부족한 사용자에게 자외선 B가 조사될 수 있도록 한다.
더욱이, 비타민 D 합성량 판정기기(20)가 자외선 B 조명 장치(30)와 연동되어 있지 않는 상태에서, 출력부(26)를 통해 비타민 D 달성량이 부족한 상태가 출력되면 사용자는 실내에 존재하는 자외선 B 장치(30)를 동작시켜 자외선 B의 광이 조사될 수 있도록 하여 자신의 부족한 비타민 D량을 실내에서 보충할 수 있도록 한다.
이미 설명한 것처럼, 비타민 D 달성 상태로서 하루 비타민 D 필요량에 대한 산출된 비타민 D 합성량의 비율인 비타민 D 달성량(%)이 출력부(26)로 출력되지만, 이와 달리, 비타민 D 달성 상태로서 비타민 D 합성량뿐만 아니라 비타민 D 달성량이 출력되거나 또는 비타민 D 합성량만이 출력될 수 있다. 비타민 D 달성 상태로서 비타민 D 합성량만이 출력되는 경우, 비타민 D 달성량 산출 및 저장 단계(S212)는 생략된다.
도 15에 도시한 것처럼, 사용자에 의한 출력부(16)에 표시되는 메뉴의 선택 동작에 따라, 동작 제어부(23)는 디스플레이 모듈로 선택된 기간 동안 판정된 자외선 지수와 비타민 D 합성량을 그래프 형태로 출력할 수 있다. 따라서, 사용자는 자외선 지수와 비타민 D 합성량의 변화율을 도표적으로 확인할 수 있게 된다.
본 예의 경우, 자외선 B량을 감지하기 위해 자외선 정보 감지기기(10)는 별도의 자외선 B량 감지부(121)를 구비하고 있지만, 대안적인 예에서, 자외선 B량 감지부(121)는 생략될 수 있다.
이 경우, 비타민 D 합성량 판정기기(20)의 동작 제어부(23)는 자외선 정보 감지기기(10)로부터 전송된 자외선 지수 감지 데이터를 이용하여 판정된 자외선 지수를 이용하여 자외선 B량을 산출할 수 있다. 즉, 판정된 자외선 지수의 83%의 값을 자외선 B량으로 산출하여 비타민 D 합성량을 산출할 수 있다. 이 경우, 자외선 B량 감지부(121)가 생략되므로, 제조 비용이 절감된다.
또한, 자외선 B량 감지부(121)가 생략되면, 감지 제어부(13)는 자외선 지수 감지부(122)의 동작 시점을 이용하여 자외선 노출 시간을 계수한다.
또한, 본 예의 경우, 사용자는 사용자 입력부(21)를 이용하여 해당하는 알람 설정창을 통해 알람 온도, 알람 습도, 알람 자외선 지수 및 알림 비타민 D 달성량을 설정하여 알람 기능을 설정할 수 있다. 이처럼 알림 기능이 설정된 경우, 동작 제어부는 판정된 온도, 습도, 자외선 지수 및 비타민 D 달성량 중 적어도 하나가 알람 온도, 알람 습도, 알람 자외선 지수 및 알림 비타민 D 달성량에 도달하면, 햅틱 모듈이나 음향 출력 모듈을 이용하여 사용자에게 현재의 온도, 습도, 자외선 지수 및 비타민 D 달성량 중 적어도 하나가 정해진 값에 도달했음을 알려줄 수 있다.
다음, 도 16과 도 17을 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 비타민 D 체내 합성 유도 시스템에 대하여 설명한다.
도 16과 도 17 에서, 도 2 내지 도 4와 비교할 때, 동일한 구조를 갖고 같은 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 도 2 내지 도 4의 도면 부호와 동일한 도면 부호를 부여하고, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 16에 도시한 비타민 D 체내 합성 유도 시스템에서는 비타민 D 합성량 판정기기(100a)가 자외선 B량 감지부(121), 자외선 지수 감지부(122), 온도 감지부(123) 및 습도 감지부(124)를 구비하고 있어 자외선 정보 감지기기(10)가 생략된 것을 제외하면 도 2에 도시한 시스템과 동일하다. 따라서, 본 예에서, 비타민 D 합성량 판정기기(100a)는 비타민 D 합성량 판정 장치가 된다.
이로 인해, 도 17에 도시한 것처럼, 비타민 D 합성량 판정 기기(100a)는 자외선 B량 감지부(121), 자외선 지수 감지부(122), 온도 감지부(123), 습도 감지부(124), 사용자 입력부(21), 위치 데이터 획득부(22), 감지부(121-124), 사용자 입력부(21) 및 위치 데이터 획득부(22)에 연결된 동작 제어부(23a), 동작 제어부(23a)에 연결된 저장부(24), 동작 제어부(23a)에 연결된 저장부(25), 그리고 동작 제어부23a)에 연결된 출력부(26)를 구비한다.
본 예의 경우에도, 자외선 B량 감지부(121)는 생략될 수 있다.
이러한 구조를 갖는 본 예의 비타민 D 합성량 판정 시스템의 동작은 도 18 및 도 19에 도시한 것처럼 도 6 및 도 7에 도시한 동작과 유사하다.
다만, 감지부(121-124)가 비타민 D 합성량 판정기기(100a)에 장착되어 있으므로, 도 6의 단계(S22)와 단계(S23)은 생략되고, 동작 제어부(23a)는 각 필요한 단계(S39, S310, S316, S320, S321)에서 이들 감지부(121-124)로부터 인가되는 해당 감지 신호를 직접 판독하여 현재의 자외선 B량, 자외선 지수, 온도 및 습도를 판정하여 사용한다는 것을 제외하면, 도 18 및 도 19에 도시한 단계(S30-S322)의 동작은 도 6 및 도 7에 도시한 도면을 참고로 하여 설명한 것과 실질적으로 동일하다. 따라서, 비타민 D 합성량 판정 시스템의 동작은 생략한다.
또한, 자외선 노출 시간을 본 예의 시스템이 동작하여 자외선 B량 감지부(121)와 자외선 지수 감지부(122) 중 적어도 하나가 동작되면, 동작 제어부(23)는 자외선 B량 감지부(121)와 자외선 지수 감지부(122) 중 적어도 하나가 동작되는 시점부터 시간을 계수하여 자외선 노출 시간으로 저장부(24)에 저장한다.
또한, 자외선 B량 감지부(121)가 생략될 때, 동작 제어부(23)는 단계(S39)에서 자외선 지수 감지부(122)로부터 인가되는 신호를 이용하여 현재의 자외선 지수를 판정한 후 저장부(24)에 저장하고, 판정된 자외선 지수를 이용하여 자외선 B량을 판정하여 비타민 D 합성량을 산출한다(S310). 이 경우, 이미 단계(S39)에서 자외선 지수가 판정되었으므로 단계(S316)의 동작은 생략된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (20)

  1. 자외선 B량 판정량을 이용하여 자외선 B량 판정량에 대한 사용자의 비타민 D 합성량을 산출하고, 산출된 비타민 D 합성량과 상기 사용자의 하루 비타민 D 필요량을 비교하여 비타민 D의 달성 상태를 판정하고, 상기 비타민 D 합성량이 상기 하루 비타민 D 필요량을 충족하지 못하면 상기 사용자에게 자외선 B가 조사될 수 있도록 하는 비타민 D 합성량 판정 장치를 포함하는 비타민 Ｄ 체내 합성 유도 시스템.
  2. 제1항에서,
    자외선 B 광원을 포함하고 있고 상기 비타민 D 합성량 판정 장치의 제어 동작 또는 상기 사용자에 의해 상기 자외선 B 광원이 점등되어 상기 자외선 B의 조사가 상기 사용자에게 이루어져 비타민 D 합성이 이루어질 수 있도록 하는 자외선 B 조명 장치를 더 포함하는 비타민 D 체내 합성 유도 시스템.
  3. 제1항에서,
    자외선 B량 감지부를 구비하고 상기 자외선 B량 감지부에서 출력되는 자외선 B량 감지 데이터를 상기 비타민 D 합성량 판정 장치로 전송하는 자외선 정보 감지기기를 더 포함하고,
    상기 비타민 D 합성량 판정 장치는 상기 자외선 B 감지 데이터를 이용하여 상기 자외선 B 판정량을 산출하는 비타민 D 체내 합성 유도 시스템.
  4. 제1항에서,
    상기 사용자가 흡수한 자외선 B량, 추가적으로 더 받아야 하는 자외선 B량 및 상기 비타민 D의 달성 상태 중 적어도 하나를 출력하는 출력부를 더 포함하는 비타민 D 체내 합성 유도 시스템.
  5. 제1항에서,
    상기 비타민 D 합성량 판정 장치는 사용자의 위치에 따른 태양고도, 기상 조건, 연령, 근무 시간 및 취침시간 중 적어도 하나, 그리고 건강정보 중 적어도 하나를 기초로 상기 사용자에게 적당한 자외선 양을 계산하거나 사용자의 나이, 체중, 성별, 신장, 그리고 사용자가 설정한 자신의 희망 자외선 노출정도 중 적어도 하나를 기초로 사용자에게 적당한 자외선 양을 계산하는 비타민 Ｄ의 체내 합성 유도 시스템.
  6. 자외선 B량 판정량을 저장하고 있는 저장부, 그리고
    상기 저장부에 저장되어 있는 상기 자외선 B량 판정량을 이용하여 비타민 D 합성량을 산출하고, 산출된 비타민 D 합성량과 하루 비타민 D 필요량을 비교하여 비타민 D 달성 상태를 출력하는 동작 제어부
    를 포함하는 비타민 D 합성량 판정 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 동작 제어부는 외부로부터 인가되는 자외선 B량 감지 데이터를 이용하여 상기 자외선 B 판정량을 판정하고 상기 저장부에 저장하는 비타민 D 합성량 판정 장치.
  8. 제6항에서,
    상기 동작 제어부에 연결된 자외선 B량 감지부
    를 더 포함하고,
    상기 동작 제어부는 상기 자외선 B량 감지부로부터 인가되는 감지 신호를 이용하여 상기 자외선 B 판정량을 판정하여 상기 저장부에 저장하는
    비타민 D 합성량 판정 장치.
  9. 제6항에서,
    상기 저장부는 피부타입별 최소 홍반량, 자외선 노출 시간 및 노출 면적을 더 저장하고 있고,
    상기 동작 제어부는 상기 자외선 B량 판정량, 피부타입별 최소 홍반량, 자외선 노출 시간 및 노출 면적을 이용하여 상기 비타민 D 합성량을 산출하는 비타민 D 합성량 판정 장치.
  10. 제6항에서,
    상기 동작 제어부는 외부로부터 인가되는 자외선 지수 감지 데이터를 이용하여 자외선 지수를 판정하는 비타민 D 합성량 판정 장치.
  11. 제6항에서,
    상기 동작 제어부에 연결된 자외선 지수 감지부
    를 더 포함하고,
    상기 동작 제어부는 상기 자외선 지수 감지부로부터 인가되는 감지 신호를 이용하여 자외선 지수를 판정하는
    비타민 D 합성량 판정 장치.
  12. 제6항에서,
    상기 동작 제어부에 연결된 자외선 지수 감지부
    를 더 포함하고,
    상기 동작 제어부는 상기 자외선 지수 감지부로부터 인가되는 감지 신호를 이용하여 자외선 지수를 판정하는
    비타민 D 합성량 판정 장치.
  13. 제6항에서,
    상기 동작 제어부에 연결된 자외선 지수 감지부
    를 더 포함하고,
    상기 동작 제어부는 상기 자외선 지수 감지부로부터 인가되는 감지 신호를 이용하여 자외선 지수를 판정하는
    비타민 D 합성량 판정 장치.
  14. 제6항에서,
    상기 동작 제어부는 상기 저장부에 저장되어 있는 사용자의 나이와 성별을 판정하여 판정된 나이와 성별에 해당하는 하루 비타민 D 필요량을 상기 저장부로부터 읽어오는 비타민 D 합성량 판정 장치.
  15. 제6항에서,
    상기 동작 제어부는 산출된 비타민 D 합성량이 하루 비타민 필요량에 도달하지 않으면 자외선 B 조명 장치로 자외선 B 광원의 점등을 위한 제어 신호를 출력하는 비타민 D 합성량 판정 장치.
  16. 제6항에서,
    자외선 B량 감지부와 상기 자외선 지수 감지부 중 적어도 하나를 구비하고 상기 자외선 B량 감지부와 상기 자외선 지수 감지부 중 적어도 하나에서 출력되는 자외선 B량 감지 데이터와 자외선 지수 감지 데이터를 상기 동작 제어부로 전송하는 자외선 정보 감지기기를 더 포함하고,
    상기 동작 제어부는 상기 자외선 B 감지 데이터나 상기 자외선 지수 감지 데이터를 이용하여 상기 자외선 B 판정량을 산출하는 비타민 D 합성량 판정 장치.
  17. 자외선 B량 판정량을 이용하여 비타민 D 합성량을 산출하는 단계,
    저장부에서 사용자의 나이와 성별에 해당하는 하루 비타민 D 필요량을 읽어오는 단계, 그리고
    상기 비타민 합성량과 상기 하루 비타민 D 필요량을 비교하여 비타민 D 달성 상태를 출력부로 출력하는 단계
    를 포함하는 비타민 D 합성량 판정 장치의 제어방법.
  18. 제17항에서,
    자외선 지수 감지 신호에 대응하는 자외선 지수 데이터나 자외선 지수 감지 신호를 이용하여 자외선 지수를 판정하는 단계, 그리고
    판정된 자외선 지수를 상기 출력부로 출력하는 단계
    를 더 포함하는 비타민 D 합성량 판정 장치의 제어방법.
  19. 제17항에서,
    상기 자외선 B 판정량은 상기 판정된 자외선 지수의 값을 이용하여 산출되는 비타민 D 합성량 판정 장치의 제어방법.
  20. 제17항에서,
    산출된 비타민 D 합성량이 상기 하루 비타민 필요량에 도달했는지 판단하는 단계, 그리고
    산출된 상기 비타민 D 합성량이 상기 하루 비타민 필요량에 도달하지 않을 경우, 자외선 B 조명 장치로 자외선 B 광원의 점등을 위한 제어 신호를 출력하는 단계
    를 더 포함하는 비타민 D 합성량 판정 장치의 제어방법.
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