KR20110005498U

KR20110005498U - 비접촉식 혀 표면 반사광분석 시스템

Info

Publication number: KR20110005498U
Application number: KR2020110002634U
Authority: KR
Inventors: 정재열
Original assignee: 정재열
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2011-06-01

Abstract

비접촉식 혀 표면 반사광분석 시스템
NON CONTACT TYPE REFLECTION COLOR MEASURING SYSTEM OF TONGUE SURFACE
본 고안은 혀의 표면색을 분석하여 진단하는 한방진단방법의 하나인 혀 표면의 색을 취득하는 반사광을 이용한 칼라 분석시스템으로 기존의 밀폐형 구조는 피부접촉에 의한 감염우려 등 사용상 불편한 점을 비접촉식 및 LED조명식으로 개선하여 사용상 편의를 도모하여 간편하고 안전하게 혀의 표면색을 분석할 수 있도록 고안한 비접촉식 혀 표면 반사광분석 시스템 이다.

Description

비접촉식 혀 표면 반사광분석 시스템 {NON CONTACT TYPE REFLECTION COLOR MEASURING SYSTEM OF TONGUE SURFACE}

본 고안은 혀의 표면색을 육안으로 보고 판단,진단하는 고전적인 한방진단방법의 하나인 설진의 진단방법을 보안 하여 혀 표면의 반사광을 이용한 칼라 분석시스템으로 두 개의 고휘도 백색 LED 조명 빛을 혀 표면에 조사하여 반사되는 빛(광)을 디지털 칼라센서 장치에서 얻어지는 반사광을 빨강(R), 녹색(G), 파랑(B)의 3원색 파장으로 분리 측정하여 혀 표면의 반사광의 색 정보를 취득하여 일련의 통계학적 공식을 이용하여 계산된 칼라 정보를 컴퓨터모니터상에 제시하여 전통적인 한방 진단방법의 하나인 설진을 시행하는데 있어서 밀폐형 측정방식에 의하여 피부접촉에 의한 오염으로 세균감염의 우려를 개량하여 감염의 우려가 적고 간편하고 정확한 색 정보를 제공하는 비접촉식 혀 표면 반사광분석 시스템이다.

전통적으로 한방의 진단법은 문진(問診),망진(望診),문진(聞診,) 절진(切診)의 대표적인 4진법이 있다. 이러한 각각의 진단법이 따로 존재하는 것은 복합적인 정보를 통합하여 보다 정확한 증상과 진단을 판단하기 위한 것으로 하나의 진단법으로 인체의 허와 실을 분석하는 것보다 복합적인 정보를 취득하여 진단하고자하는 것은 보다 정확한 한방진단을 추구하기 위한 것일 것이다. 설진은 전통적으로 혀의 색이나 설태(혀 표면의 불순물) 등의 색과 혀의 형태를 육안으로 판단하여 인체의 허와 실을 판단하였고 오장육부의 한(寒), 열(熱)을 진단하여 왔다. 이것은 혀 속에 분포된 정맥과 동맥, 모세혈관 등 혀 속에 분포된 혈액이 혀 조직을 통하여 밖으로 표출하는 혈액의 색으로서 혈액 속에 산소가 많이 포함되어있으면 붉은색으로, 혈액순환이 좋지 못하여 산소를 포함한 적혈구가 적어지면 검붉은 색으로 나타나게 되는 원리에 기인한 것이다. 그런데 지금까지는 혀에서 발산하는 색 정보를 취득함에 있어서 주변의 빛의 밝기와 환경을 차단하기 위하여 밀폐된 장치 내에서 혀를 내밀어 측정하는 방식으로 되어있어서 혀의 칼라를 측정함에 구강주변 및 얼굴의 일부 부위의 피부를 장치 전면에 밀착시켜 측정장치와 혀 표면만을 외부환경으로부터 격리시켜 측정하는 방식이므로, 여러 사람이 기기의 전면부의 특정한 장소에 넓은 부위의 피부를 접촉시켜야하므로 혹시 모를 피부접촉을 통한 피부병 및 간접접촉을 통한 감염을 방지하기 위하여 기기와 피부의 접촉면을 멸균을 시행하거나 소독용 알코올 등으로 간이 소독하여야 하는 관리상 불편함과 동시에 바이러스감염의 우려, 타인이 사용한 곳에 자신의 피부를 접촉시켜 발생할 수 있는 감염의 우려, 불편함 등등의 사항들로 인하여 측정을 꺼리는 피측정자 들의 경향이 강하여 실용적인 면에서 매우 불편하였다.

따라서 기존의 밀폐식 측정 방법을 개량고안하여 혀 표면 색을 비접촉식 방법으로 측정하여 접촉방식에 의하여 발생할 수 있는 피부를 통한 감염을 방지하면서 정밀하게 측정을 수행할 수 있는 비접촉식으로 고안하는 것이 필요하다. 따라서, 우선, 밀폐형 측정장치 내의 조명의 경우는 밀폐벽 내부에서 조명이 서로 반사되어 혀 표면이외의 불필요한 광 정보들이 센서 내로 유입되어 측정오차를 발생시킬 수 있고, 조명의 사용시간에 따라 광량이 변화할 수 있는 조명방식을 탈피하여 백색LED(30)조명으로 고안하여 사용시간에 따라 광량의 변화가 거의 없는 조명방식으로 개량고안하고, 다음으로, 본 기기에 사용되는 칼라센서(50)는 모든 색을 표현할 수 있는 빨강(λρ=615nm), 녹색(λρ=540nm), 파랑(λρ=465nm) 의 3원색 파장을 감지할 수 있는 칼라센서(50)를 사용하므로 400-720nm의 광파장을 가지는 고휘도 백색LED(30)를 일정한 거리에서 혀의 표면에 일정한 고정된 백색광량을 조사하는 목적과 그 백색LED의 직사광에 의하여 광 커튼효과를 발생시켜 주변에서 무질서하게 삽입되는 불필요한 미약한 광 파장을 차단하는 효과를 가져와 장치와 혀의 표면에서 반사되어 들어오는 반사광만을 최대한 집광렌즈(20)를 통하여 광을 집속하도록 하고, 집속된 광을 칼라센서(50)에 집중 조사하여 아날로그 물리량의 값을 디지털 값으로 변환하여 혀의 색을 얻어는 기능을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 비접촉식 칼라센서장치부(80)는 2개의 백색조명LED(30)와 집광렌즈(20)와 칼라센서(50)를 포함하는 칼라센서장치부(80)와 광신호를 1차 분석변환 하는 소형컴퓨터부(180), 조작판넬부(150), 전원공급장치(170), 1차분석된 정보를 컴퓨터로 전송하는 시리얼인터페이스가 포함된 광데이터 분석 소형컴퓨터부(180)로 이루어져 있으며, 칼라센서장치부(80)를 전면에서 보았을 때 집광렌즈(20)를 중심으로 백색조명LED(30)를 좌우 각각15mm위치에서 발광하도록 하고, 집광렌즈(20) 표면과 혀 표면까지의 거리가 100mm 이내에서 비접촉으로 백색조명LED(30)의 반사광이 측정 되도록 고안하여 혀 표면의 색을 최대한 정밀하게 측정할 수 있도록 한다.구체적인 반사광 혀의 색 분석범위는 .400nm 에서 720nm사이의 파장의 미약한 반사광에도 정밀하게 반응하는 고감도 광 집광장치와 광 분석이 가능한 센서장치 이여야 하고, 조명은 백색조명LED(30)와 직경20mm 이내의 집광렌즈, 렌즈와 혀 표면과의 거리는 100mm 이내로 한다.

위와 같이 된 본 고안은 혀 표면색을 측정, 분석하는데 있어서 밀폐형 측정방식의 경우에 발생되는 기기와 피측정자의 피부접촉으로 발생 되는 감염의 우려를 비접촉식으로 개선하여 감염을 최대한 예방하였고, 감염을 방지하기 위하여 시행하여야 하는 여러 가지 불편한 멸균방법을 생략할 수 있어 피검자에게 측정시 감염의 걱정을 없애주고, 혀 표면색을 측정하는데 중요한 광원 장치가 밀폐형일 경우는 오래 사용하다 보면 측정장치의 밀폐된 벽면 등이 먼지 등의 이물질로 오염이 되거나 측정장치 내 벽면에서 반사광이 발생하여 혀 표면 색 이외의 불필요한 반사광이 센서로 유입되어 측정오차를 발생할 수 있다. 그러나 위와 같이 고안된 LED 광원장치는 불필요한 반사광이 최소한으로 할 수 있고 광량이 일정한 백색조명LED를 사용하므로 조명 광에 의한 오차를 줄일 수 있어 정확하고 쾌적한 측정을 시행할 수 있어 기존의 방법보다 더한층 발전적이고 안전한 방법을 제공한다.

도 1은 본 고안의 사상에 따른 칼라센서장치의 단면도
도 2는 본 고안의 사상에 따른 소형컴퓨터부 블럭도
도 3은 본 고안의 사상에 따른 측정예시도
도 4은 본 고안의 사상에 따른 측정거리 예시도

본 고안에서 혀의 색을 분석하는 칼라분석을 실현하기 위한 방법을 상세히 기술하면 다음과 같다.

본 고안은 소형컴퓨터부(180), 칼라센서장치부(80), 광원장치(30), 전기신호증폭기, 조작판넬부(150), 전원장치(170)로 이루어져있고, 칼라센서장치에서 취득된 3원색 정보들을 RS232C의 인터페이스를 통하여 전송하고, 분석컴퓨터에서 전송받은 정보를 일련의 분석을 통하여 혀 표면의 색 정보를 간편하게 판단하는 것을 특징으로 한다.

칼라센서장치(80)는 고휘도LED(30), 집광렌즈(20), 칼라센서(50)로 이루어져 있으며 측정 시작버튼을 누르면, 10초간 고휘도LED(30) 조명을 발하여 주변에서 유입되는 불필요한 미약한 광을 차단하면서 혀의 표면에 조사되어 반사되어 들어오는 빛이 집속렌즈(20)를 통해 빛(광)이 집속되어 빨강(λρ=615nm), 녹색(λρ=540nm), 파랑(λρ=465nm) 의 3원색파장을 광분석할 수 있는 칼라센서(50)부분에서 수집된 광을 분석하여 칼라센서(50)에 의한 칼라분석이 이루어지게 된다. 칼라센서장치(80)의 조명의 밝기는 PWM(PULSE WIDTH MODULATION)방식으로 두 개의 고휘도백색LED(30)의 조명이 발하게 되며, 측정이 끝나면 고휘도LED 조명은 자동으로 소등된다. 측정된 색 정보는 아날로그 값을 디지털 값으로 변환하는 A/D변환장치에 의하여 디지털 값으로 변환되고, 변환된 데이터는 소형컴퓨터의 데이터저장 레지스터로 보내지고 그 데이터는 임시로 저장된다.

소형컴퓨터부(180)는 조작부를 통한 전용프로그래밍에 의하여 칼라센서와 조명의 작동콘트롤 전기신호의 계수 일시적인 분석데이터를 저장하여 RS232C 인터페이스를 통한 분석데이터전송을 하고, 작동하는 동안 기기를 전기적으로 감시하여 기기의 오작동을 방지하여 정상적인 작동을 보장 한다.

*칼라센서의 분광감도 성능조건

조명원 : 고휘도 백색 LED광원

집광렌즈 : FIELD ANGLE (입사광 각도20도: H:16, V:12)

분광감도파장 : R=590 - 720 nm G=480 - 600 nm B=400 - 540 nm

최대감도파장 : R=615 nm G=540 nm B=465 nm

위와 같은 반사광조건을 수신측정성능이 발휘되도록 칼라센서를 디자인한다.

* 소형컴퓨터부(180)의 성능조건

소형 컴퓨터부(180)의 성능은 계산기능, 데이터전송기능을 포함하고 프로그래밍에 의한 작동 콘트롤이 가능한 것으로 한다.

1. FIELD ANGLE = 반사광이 집속되는 각도(입사광 각도)
2. H=수평각
3. V=수직각
4. R=Red(붉은색)의 영문약자, G=Green(초록색)의 영문약자, B=Blue(파란색)의 영문약자
5. 고휘도 백색 LED광원 = (Light Emitting Diode) 반도체 소자로 이루어진 백색광을 발하는 발광 다이오드
6. 고휘도 = 광원(光源)의 단위 면적당 밝기의 정도가 밝은 것

Claims

밀폐형 측정장치를 비접촉식으로 개량 고안하여 측정기기와 피부접촉에 의한 오염으로 세균감염을 예방하는 비접촉식 광센서 장치로 반사광을 이용하여 혀 표면의 색을 측정하는 장치에 있어서,
혀 표면에 고휘도 백색LED(20) 조명을 발하여 혀 표면에서 반사되는 반사광을 집광렌즈(20)로 집광한 광 신호를 칼라센서(50)로 반사광 색을 분석하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 혀 표면 반사광분석 시스템
청구항 1에 있어서

집광렌즈(20)를 중심으로 복수개의 고휘도 백색LED(20)를 15mm간격으로 좌우 각각 1개씩 배치한 것을 특징으로 하는 비접촉식 혀 표면 반사광분석 시스템
청구항 1에 있어서

집광렌즈(20)와 혀 표면과의 거리를 100mm 이내로 측정하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 혀 표면 반사광분석 시스템