KR102036045B1 - 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 핸디 타입으로서, 진단자의 피부 진단시, 가변파장의 접촉광원을 통해 산란되는 빛을 이용해 진단자의 피부 질환의 기저 형상을 확인할 수 있으며, 가변파장의 주변 광원을 통해 피부 표면에서 반사되는 빛을 이용해 피부 질환의 외형을 확인할 수 있으며, 가변파장의 경사 조명을 제공하여 진단자의 피부 질환 부위의 기울어진 면(측면) 형상을 확인할 수 있음으로써, 피부 색소 질환, 감염성 질환, 피부암 중 적어도 어느 하나 이상의 질환을 진단할 수 있으며, 포토 메트릭을 이용하여 3차원 형상 정보를 획득함으로써, 형상의 입체감을 제공하기 위한 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치에 관한 것이다.

Description

가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치{Portable skin disease diagnosis device using variable wavelength of skin image information}

본 발명은 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 핸디 타입으로서, 진단자의 피부 진단시, 가변파장의 접촉광원을 통해 산란되는 빛을 이용해 진단자의 피부 질환의 기저 형상을 확인할 수 있으며, 가변파장의 주변 광원을 통해 피부 표면에서 반사되는 빛을 이용해 피부 질환의 외형을 확인할 수 있으며, 가변파장의 경사 조명을 제공하여 진단자의 피부 질환 부위의 기울어진 면(측면) 형상을 확인할 수 있음으로써, 피부 색소 질환, 감염성 질환, 피부암 중 적어도 어느 하나 이상의 질환을 진단할 수 있으며, 포토 메트릭을 이용하여 3차원 형상 정보를 획득함으로써, 형상의 입체감을 제공하기 위한 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치에 관한 것이다.

3차원 형상 추출 기술은 실세계에 존재하는 물체에 대한 3차원 형상을 추출하는 디지털 기술로서, 종래의 컴퓨터 그래픽스에 기반하여 수작업에 의해 대상물체의 3차원 형상을 시현하는 방식의 경우에는 숙련된 디자이너가 수작업으로 3차원 모델을 제작하므로 시간이 많이 소요되고 디자이너의 숙련도에 따라서 품질의 차이가 많은 단점이 있으며, 실세계에 존재하는 물체를 모델링할 때는 일일이 측정을 하는 과정을 거쳐야 하는 단점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하고자 제시된 것이 3차원 형상 추출 기술로써, 이미 많은 응용 분야에서 활용되고 있다.

물체의 3차원 형상 추출 기술은 접촉식과 비접촉식으로 구분할 수 있는데, 접촉식 3차원 형상 추출의 경우에는 복원 대상 물체의 측정부위를 측정 센서가 맞닿은 상태에서 3차원 좌표를 측정하는 방식으로 고정밀의 3차원 측정 데이터를 획득할 수는 있으나 압력이 가해지면 형태가 변하는 물체나 고온 물체의 경우에는 측정이 불가능하여 이에 대한 대안으로 비접촉식 3차원 형상 추출 기술이 제시되고 있다.

비접촉식 3차원 형상 추출 기술은 물체에서 반사하거나 투과되는 광을 이용하여 3차원 형상을 추출하는 방식으로서, 여러 산업 분야에서는 제품 품질 관리를 위해 제품 자체 또는 표면의 3차원 형상을 비접촉식이면서 실시간으로 추출할 수 있는 시스템에 대한 기술 개발이 꾸준히 요구되고 있는 실정이다.

포토메트릭 스테레오(Phometric Stereo) 기법은 대상 물체에 여러 개의 조명을 순차적으로 적용하고 카메라를 통해 획득한 최소 3개 이상의 영상을 이용하여 물체의 3차원 형상을 추출하는 기법이며 조명의 개수가 많을수록 보다 신뢰성 있게 물체의 3차원 형상을 추출할 수 있다.

최근에는 RGB 카메라와 R(빨강색), G(초록색), B(파란색)의 서로 다른 3개의 파장대역의 조명을 동시에 물체에 조사하여 얻은 3장의 영상에 포토메트릭 스테레오 기법을 적용하여 3차원 형상 정보를 추출하는 기법이 개발된 상황이다.

한편, 피부 미용에 대한 관심이 증가하면서 많은 사용자들이 피부관리실이나 마사지샵, 피부과의원 등 다양한 경로를 통하여 피부의 상태를 확인하고, 적절한 화장품이나 약품 등을 이용하여 피부관리를 하게 되었다.

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

피부 상태의 진단을 위하여 피부과의원이나 클리닉 등지에는 전문적인 의료장비들이 구비되어 모공의 확대사진을 촬영하는 등의 진단 행위를 가능케 하고 있다.

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

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

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

또한, 종래의 피부에 대한 종합적인 정보를 제공하는 카메라, 센서 등은 단순히 운영자가 수동으로 피부에 접촉하여 촬영하고 정보를 획득한다.

또한, 얼굴 피부에 대한 대략의 상태를 측정하는 경우에는 고해상도 카메라로 2D 영상을 획득하여 분석하여 왔고, 얼굴 피부에 대한 종합적인 정보를 획득하기 위해서는 고해상도 카메라 외에 다른 센서를 이용하여 접촉식 국부 촬영 센서로 재촬영해야 하는 번거로움이 존재했다.

이런 경우, 고해상도 카메라 앞에서 얼굴 피부 촬영 후 기구로부터 얼굴을 분리한 뒤 접촉식 국부 촬영 카메라를 수동으로 밀착하여 촬영하는 과정을 거쳐야 하는 불편함이 있었다.

한편, 최근 화장품 가게나 피부과, 또한 피부관리소 등에서는 자신의 피부 상태를 측정, 진단하여 자신의 피부 상태에 맞는 화장품을 용이하게 선택할 수 있도록 하거나 또는 자신의 피부 상태에 있어서의 문제점을 발견하고 그 해결책을 찾는데 도움을 주는 다양한 형태의 피부진단 장치를 볼 수가 있다.

이 중에서도, 특히 피부에 특정 파장의 광선을 조사하여 상기 광선에 조사된 피부가 나타내는 특유의 형광 색을 분석함으로써 피부 상태를 진단하는 진단용 램프를 이용하는 피부진단 장치가 흔히 사용되고 있다.

상기 진단용 램프로서 주로 사용하는 것은 자외선 램프이다.

자외선 램프를 이용하는 종래의 피부진단 장치는, 자외선이 원하는 피부 부위로 효율적으로 조사될 수 있도록, 자외선이 조사되는 경우 그 주위를 암실화(暗室化) 할 필요가 있다.

이에 따라, 특히 화장품 가게 등에서 흔히 볼 수 있는 얼굴의 피부 상태 진단 장치는 전면이 개방된 상자 내에 진단용 램프가 장착되고, 상기 상자의 개방된 전면부의 외주면을 따라 빛이 잘 투과되지 않는 원통형의 검정색 천을 부착하여, 피부 상태의 진단을 받고자 하는 피검자가 상기 천을 머리에 둘러쓰고 얼굴을 상기 진단용 램프가 장착된 상자에 가까이 가져감으로써, 주위를 어둡게 하여 피부 상태의 측정 및 진단이 이루어지도록 하였다.

이와 같은 종래의 피부진단 장치는 암실화가 확실히 보장되지 않아 측정 및 진단이 효율적으로 이루어지지 못할 염려가 있고, 또한 피검자가 상기와 같이 머리에 천을 둘러써야 하므로 머리 모양이 망가질 염려가 있어 진단 자체를 꺼리거나 그러한 과정을 번거롭게 생각할 수 있다.

또한, 천이 찢어지거나 더러워지는 경우 이를 자주 교체해야 하는 불편이 있다.

한편, 최근 피부에 광을 조사하여 이를 촬영한 후 그 광 정보를 분석하여 피부의 상태를 검진하려는 시도가 이루어지고 있으나, 어떠한 광을 어떻게 조사하고 어떠한 광을 어떻게 검출해야 하는지, 그리고 검출한 광 정보를 어떻게 분석하여야 하는지에 대해 정립된 방법이 없어, 이러한 원리를 이용한 피부 진단 방법과 그 장치에 대한 시급한 개발이 요구된다.

또한, 종래 일반적인 3차원 대상체 표면 촬영장치의 경우, 외형 사이즈가 크며, 가격이 고가이므로 일반 피부샵이나, 개인 사용자들이 소지하지 못하는 어려움이 있어 수시로 자신의 피부 상태를 체크할 수는 없었으며, 고가의 장치도 다양한 조명 파장대를 제공할 수 없어 대상체 표면에 대한 다양한 트러블 상태를 확인할 수 없는 문제점이 존재하였다.

따라서, 보다 간편하면서도 정밀하게 피부 질환의 표면 상태를 영상이미지로 제공할 수 있는 장치를 제공할 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

한편, 미국에서는 피부암으로 인하여 매시간마다 1명꼴로 피부암으로 인하여 사망하고 있다.

그리고, 매년 5명 중 1명이 피부암 진단을 받으며, 5백 만명이 피부암으로 인해 치료를 받고 있으므로 피부암은 매우 심각한 사회적 문제로 대두되고 있다.

이러한 피부암은 자각 증상이 없기 때문에 주기적으로 확인하는 것이 중요하다.

도 1에 도시한 바와 같이, 피부암은 주로 육안이나 현미경으로 주의깊게 살펴 보고, 피부암이 의심스러울 경우 조직검사를 하게 되는데, 특히 조직검사는 피부조직을 떼어내는 고통과 상처, 그리고 많은 비용과 시간이 필요하다.

근래에는 레이저의 분광특성을 이용하여 피부암을 진단하는 기술도 개발되었지만, 이러한 방법들은 모두 병원을 방문해야 한다.

즉, 주기적으로 확인하기 위해서 매번 병원에 가는 것은 어려운 게 현실이다.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 일반인들이 일반 점과 피부암이 그 형상과 크기가 비슷하므로 육안으로 판단한다는 것은 불가능하다.

도 2의 경우에는 병원에 가도 주치의에 의해 핸디 타입 진단기로 눈으로 확인하여 피부암을 진단하게 되지만, 적중률은 90% 미만으로 좀 더 정확한 진단 기술이 필요한 실정이다.

(등록특허문헌) 대한민국공개특허공보 제10-2005-0083197호

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 본 발명의 제1 목적은 핸디 타입으로서, 진단자의 피부 진단시, 가변파장의 접촉광원을 통해 산란되는 빛을 이용해 진단자의 피부 질환의 기저 형상을 확인할 수 있으며, 가변파장의 주변 광원을 통해 피부 표면에서 반사되는 빛을 이용해 피부 질환의 외형을 확인할 수 있으며, 가변파장의 경사 조명을 제공하여 진단자의 피부 질환 부위의 기울어진 면(측면) 형상을 확인할 수 있음으로써, 피부 색소 질환, 감염성 질환, 피부암 중 적어도 어느 하나 이상의 질환을 진단할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 제2 목적은 피부 질환이 흡수하는 파장대의 조명을 점등한 영상과 피부 질환이 흡수하지 않는 파장대의 조명을 점등한 영상의 차이를 이용하여 피부 질환 특히, 피부암을 진단하는데 있다.

본 발명의 제3 목적은 광학식으로 피부 질환 대상체 진단용 이미지를 획득하는 것이다.

본 발명의 제4 목적은 파장 가변 방식의 포토 메트릭을 이용하여 3차원 형상 정보를 획득함으로써, 형상의 입체감을 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치는,

사용자에 의해 파지할 수 있는 일정 길이와 폭을 가지고 있는 본체케이스(100)와;

상기 본체케이스의 상측에 형성되어 영상 이미지를 촬영하기 위한 카메라부(200)와;

상기 카메라부 외곽 주변으로 일정 간격 형성되어 피부에 광을 조사하는 다수의 파장가변형광모듈(310)을 포함하며, 발광시, 상기 카메라부에 조명을 제공하기 위한 제1조명그룹(300)과;

상기 본체케이스의 전방에 결합되어 촬영 대상체와의 일정 거리를 유지시키되, 진단자의 피부에 접촉되는 캡(400)과;

설정된 가변 조명 점등 시나리오 정보에 따라 제1조명그룹에 조명 제어 신호를 제공하여 각각의 파장가변형광모듈(310)에서 2회 이상의 파장 가변에 따라 해당 파장 가변대의 각각의 광소자를 점등시키며, 카메라부에 촬영 신호를 제공하기 위한 가변파장피부질환용제어부(600);를 포함하여 구성되되,

상기 파장가변형광모듈(310)은 서로 다른 파장대의 광을 발광하는 둘 이상의 광소자(310a ~ 310n)가 결합되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치는,

핸디 타입으로서, 진단자의 피부 진단시, 가변파장의 접촉광원을 통해 산란되는 빛을 이용해 진단자의 피부 질환의 기저 형상을 확인할 수 있으며, 가변파장의 주변 광원을 통해 피부 표면에서 반사되는 빛을 이용해 피부 질환의 외형을 확인할 수 있으며, 가변파장의 경사 조명을 제공하여 진단자의 피부 질환 부위의 기울어진 면(측면) 형상을 확인할 수 있음으로써, 피부 색소 질환, 감염성 질환, 피부암 중 적어도 어느 하나 이상의 질환을 진단할 수 있는 효과, 저렴한 가격에 누구나 쉽게 피부 질환 대상체의 표면을 촬영하여 3차원 형상으로 표면 상태를 확인할 수 있는 효과와 피부암일 경우에 피부암 진단 확률을 높이는 효과를 발휘하게 된다.

실시예로서, 상기한 피부 질환 대상체가 피부암으로 예상되는 피부 표면일 경우에 카메라가 위치한 부위에 대하여 보다 정밀한 피부 질환 상태를 진단할 수 있게 됨으로써, 점으로 오인할 수 있는 피부 진단 오류를 방지할 수 있게 된다.

또한, 가변파장 기반의 피부 질환이 흡수하는 파장대의 조명을 점등한 영상과 피부 질환이 흡수하지 않는 파장대의 조명을 점등한 영상의 차이를 이용하여 피부질환 특히, 피부암을 진단함으로써, 피부 질환 진단 확률을 더욱 높이는 더 나은 효과를 발휘한다.

또한, 본 발명은 광학식으로 피부 질환 대상체 진단용 이미지를 획득하는 것을 특징으로 함으로써, 다양한 가변 파장대를 통해 피부 질환 진단시 피부 질환의 미세한 형상 정보를 획득할 수 있게 된다.

또한, 캡에 측면 조명을 구성하여 다크 필드 영상을 획득할 수 있으므로 피부 질환 부위를 도드라지게 하는 효과를 제공한다.

또한, 포토 메트릭을 위한 조명을 제공하여 점 광원 영상을 획득할 수 있으므로 피부 질환 부위를 입체적으로 확인할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 일반 점과 피부암의 형상을 나타낸 예시도.
도 2는 병원에서 핸디 피부암 진단장치로 피부암을 진단하는 예시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치의 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치의 다른 각도에서 바라본 사시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치의 조명그룹 내 파장가변형광모듈을 구성하고 있는 둘 이상의 광소자를 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치의 캡과 조명그룹들을 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치의 산란광, 경사광, 반사광을 통해 피부 질환을 진단하는 예시를 나타낸 예시도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치의 파장가변형광모듈을 통해 다양한 영상 이미지를 획득할 수 있음을 나타낸 예시도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치의 제1조명그룹(300), 제2조명그룹(500), 제3조명그룹(700)에 형성된 다수 파장가변형광모듈들 내에 형성된 광소자들의 동시 점등 시나리오 예시도.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치의 제1조명그룹(300), 제2조명그룹(500), 제3조명그룹(700)에 형성된 다수 파장가변형광모듈들 내에 형성된 광소자들의 순차적 점등 시나리오 예시도.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치의 가변파장피부질환용제어부(600) 블록도.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치의 제1조명그룹 광원, 제2조명그룹 광원, 제3조명그룹 광원에 의해 촬영된 영상 이미지 상의 흡수율을 비교한 그래프.
도 13은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치의 제1조명그룹과 제2조명그룹이 동일 평면 상에 배열되는 예시도.

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만, 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다.

또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치는,

사용자에 의해 파지할 수 있는 일정 길이와 폭을 가지고 있는 본체케이스(100)와;

상기 본체케이스의 상측에 형성되어 영상 이미지를 촬영하기 위한 카메라부(200)와;

상기 카메라부 외곽 주변으로 일정 간격 형성되어 피부에 광을 조사하는 다수의 파장가변형광모듈(310)을 포함하며, 발광시, 상기 카메라부에 조명을 제공하기 위한 제1조명그룹(300)과;

상기 본체케이스의 전방에 결합되어 촬영 대상체와의 일정 거리를 유지시키되, 진단자의 피부에 접촉되는 캡(400)과;

설정된 가변 조명 점등 시나리오 정보에 따라 제1조명그룹에 조명 제어 신호를 제공하여 각각의 파장가변형광모듈(310)에서 2회 이상의 파장 가변에 따라 해당 파장 가변대의 각각의 광소자를 점등시키며, 카메라부에 촬영 신호를 제공하기 위한 가변파장피부질환용제어부(600);를 포함하여 구성되되,

상기 파장가변형광모듈(310)은 서로 다른 파장대의 광을 발광하는 둘 이상의 광소자(310a ~ 310n)가 결합되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 캡 혹은 제1조명그룹 외곽 주변에 일정 간격 형성되어 피부에 광을 조사하는 다수의 파장가변형광모듈(510)을 포함하며, 발광시, 상기 카메라부에 조명을 제공하기 위한 제2조명그룹(500);을 더 포함하여 구성되되,

상기 파장가변형광모듈(510)은 서로 다른 파장대의 광을 발광하는 둘 이상의 광소자(510a ~ 510n)가 결합되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 캡(400)에 형성된 제2조명그룹(500)의 상측에 일정 간격 경사지게 형성되고, 피부에 광을 조사하는 다수의 파장가변형광모듈(510)을 포함하며, 발광시, 상기 카메라부에 경사 조명을 제공하게 되어 진단자의 피부 질환 부위의 기울어진 면(측면) 형상을 제공하기 위한 제3조명그룹(700);을 더 포함하여 구성되되,

상기 파장가변형광모듈(510)은 서로 다른 파장대의 광을 발광하는 둘 이상의 광소자(710a ~ 710n)가 결합되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제1조명그룹(300)과 제2조명그룹(500) 및 제3조명그룹(700)은,

가변파장피부질환용제어부(600)의 제어에 의해, 복수의 파장가변형광모듈(310, 510, 710)에 결합된 둘 이상의 광소자(310a ~ 310n, 510a ~ 510n, 710a ~ 710n) 중 파장 가변에 따라 특정 파장대의 각각의 광소자를 동시에 점등시키거나, 특정 파장대의 각각의 광소자를 순차적으로 점등시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가변파장피부질환용제어부(600)는,

제1조명그룹(300), 제2조명그룹(500) 혹은 제1조명그룹(300), 제2조명그룹(500), 제3조명그룹(700)에 형성된 복수의 파장가변형광모듈(310, 510, 710)에 결합된 둘 이상의 광소자(310a ~ 310n, 510a ~ 510n, 710a ~ 710n)에 파장 가변 제어를 수행하여 일정 시간 간격으로 특정 파장대의 광원이 동시에 점등되도록 함으로써, 파장 가변 제어에 따라 복수의 파장가변형광모듈(310, 510, 710)들의 동일한 파장대로 발광되는 광소자가 동시에 점등되도록 하는 파장대별동시점등제어모듈(610);

제1조명그룹(300), 제2조명그룹(500) 혹은 제1조명그룹(300), 제2조명그룹(500), 제3조명그룹(700)에 형성된 복수의 파장가변형광모듈(310, 510, 710)에 결합된 둘 이상의 광소자(310a ~ 310n, 510a ~ 510n, 710a ~ 710n)에 특정 파장대의 광원이 순차적으로 점등되도록 함으로써, 파장 가변 제어에 따라 복수의 파장가변형광모듈(310, 510, 710)들의 특정 파장대로 발광되는 광소자가 순차적으로 점등되도록 하는 파장대별순차점등제어모듈(620); 중 적어도 어느 하나 이상의 모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 설정된(프로그램된) 가변 조명 점등 시나리오 정보를 포함하고 있는 가변조명시나리오정보저장부(630);를 더 포함하여 구성될 경우에,

상기 가변 조명 점등 시나리오 정보에는 그룹별 특정 파장대 광원의 동시 점등 정보, 그룹별 특정 파장대 광원의 순차 점등 정보를 포함한다.

이때, 상기 가변조명시나리오정보저장부로부터 가변 조명 점등 시나리오 정보를 가변파장피부질환용제어부(600)에서 획득하여 그룹별 가변파장 조명 제어를 수행하게 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 휴대용 피부질환 진단장치는,

피부 색소 질환, 감염성 질환, 피부암 중 적어도 어느 하나 이상의 질환을 진단할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가변파장피부질환용제어부(600)는,

제1조명그룹(300), 제2조명그룹(500), 제3조명그룹(700) 중 어느 하나의 조명그룹을 선택하고, 선택된 조명그룹 내의 피부 질환이 흡수하는 파장대의 광원을 점등시킨 후, 카메라부에 촬영 신호를 제공하여 영상 이미지를 획득하며,

일정 시간 경과 후, 상기 선택된 조명그룹 내의 피부 질환이 흡수하지 않는 파장대의 광원을 점등시킨 후, 카메라부에 촬영 신호를 제공하여 영상 이미지를 획득하며,

상기 획득된 2 개의 영상 이미지의 흡수율 차이값을 판단하고, 판단된 흡수율 차이값이 설정된 임계 차이값을 벗어날 경우에 피부 질환으로 진단하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 가변파장피부질환용제어부(600)는,

제1조명그룹(300), 제2조명그룹(500), 제3조명그룹(700) 중 어느 하나의 조명그룹을 선택하고, 선택된 조명그룹 내의 피부 질환이 흡수하는 파장대의 광원을 점등시킨 후, 카메라부에 촬영 신호를 제공하여 영상 이미지를 획득하며,

일정 시간 경과후, 상기 선택된 조명그룹을 제외한 조명그룹 중 어느 하나의 조명그룹 내의 피부 질환이 흡수하지 않는 파장대의 광원을 점등시킨 후, 카메라부에 촬영 신호를 제공하여 영상 이미지를 획득하며,

상기 획득된 2 개의 영상 이미지의 흡수율 차이값을 판단하고, 판단된 흡수율 차이값이 설정된 임계 차이값을 벗어날 경우에 피부 질환으로 진단하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제1조명그룹(300)은,

피부 표면에 반사되는 빛을 카메라부(200)로 제공하며,

제2조명그룹(500)은,

진단자의 피부 접촉에 따라 피부 투과 후, 산란되는 빛을 카메라부(200)로 제공하는 것을 특징으로 하며,

상기 카메라부(200)는,

제2조명그룹(500)의 접촉 광원을 통해 산란되는 빛을 이용해 피부 질환의 기저 형상을 확인할 수 있으며,

제1조명그룹(300)의 주변 광원을 통해 피부 표면에서 반사되는 빛을 이용해 피부 질환의 외형을 확인할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1조명그룹(300)과 제2조명그룹(500) 및 제3조명그룹(700)에 구성된 서로 다른 파장대의 광을 발광하는 둘 이상의 광소자(310a ~ 310n, 510a ~ 510n, 710a ~ 710n)는,

백색 광원소자, 적외선 광원소자, UV 광원소자, 옐로우 광원소자, 레드 광원소자, 그린 광원소자, 블루 광원소자 중 적어도 2개 이상의 광원소자들을 일정 간격 다수 형성하는 것을 특징으로 한다.

한편, 다른 실시예에 따라, 상기 제1조명그룹(300)의 원 지름보다 더 큰 원 지름을 가지도록 제2조명그룹(500)을 배치하는 것을 특징으로 하며,

상기 제2조명그룹(500)에는 일정 간격 형성되어 피부에 광을 조사하는 다수의 파장가변형광모듈(510)을 포함하며, 발광시, 카메라부에 조명을 제공하되,

상기 파장가변형광모듈(510)은 서로 다른 파장대의 광을 발광하는 둘 이상의 광소자(510a ~ 510n)가 결합되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치의 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치의 다른 각도에서 바라본 사시도이다.

도 3 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명인 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치는, 본체케이스(100), 카메라부(200), 제1조명그룹(300), 캡(400), 가변파장피부질환용제어부(600)를 포함하여 구성하게 된다.

구체적으로 설명하면, 상기 본체케이스(100)는 사용자에 의해 파지할 수 있는 일정 길이와 폭을 가지고 있게 된다.

바람직하게는 일측에 촬영버튼부(110)를 구성하고 있게 된다.

예를 들어, 본체케이스의 하측, 측면, 상측 중 어느 한 부위에 촬영버튼부를 구성하게 되는 것이다.

즉, 사용자가 파지할 경우에 버튼을 누르기 편리한 부위에 설치 구성하게 되는 것이다.

한편, 촬영버튼부의 구성없이, 전원이 공급되면 자동적으로 조명을 점등시키고, 카메라부를 동작시켜 촬영을 시작할 수도 있음은 자명한 사실이다.

또한, 촬영버튼부로서, 조작을 위한 복수의 키를 제공하며, 사용자의 키선택에 따른 선택 신호를 발생하여 가변파장피부질환용제어부(600)로 전달하는데, 이러한 촬영버튼부로는 버튼, 키패드, 터치패드와 같은 포인팅 장치, 터치스크린 등의 입력장치가 사용될 수 있다.

본 발명의 예시에서는 촬영버튼부를 누를 경우에 동작하는 것으로 설명하였다.

또한, 상기 카메라부(200)를 본체케이스의 내부 전방에 설치 구성함으로써, 촬영버튼부를 누를 경우에 영상 이미지를 촬영하게 되는 것이다.

상기 카메라는 제1조명그룹(300)의 조명들의 내측에 설치 구성되어 진단하고자 하는 피부 질환 표면의 영상을 촬영하게 되는데, 바람직한 실시예로는 정 중앙 부위에 형성하는 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 일반 카메라를 한 개 설치 구성할 수 있으나, 필요에 따라 두 개 이상 설치 구성할 수 있으며, 다른 실시예로는 TOF카메라를 설치 구성하게 된다.

한편, 카메라로 TOF카메라를 설치 구성하게 되면, 3차원 정보를 획득할 수 있는데, 구체적으로 3차원 거리 정보를 획득할 수 있게 된다.

상기 TOF(TIME OF FLIGHT)는 RGB의 색정보와 T값인 거리값을 가지게 되므로 종래의 스테레오 카메라를 대체할 수 있게 되어 원가 절감 효과를 제공할 수 있게 된다.

그리고, 상기 카메라부의 일측에 렌즈부를 더 포함하여 구성할 수도 있다.

또한, 상기 카메라부 외곽 주변으로 일정 간격 다수 배열되어 카메라부에 조명을 제공하기 위한 제1조명그룹(300)을 설치 구성하게 된다.

이때, 제1조명그룹(300)은 피부 질환 부위에 광을 조사하게 되며, 가변파장피부질환용제어부(600)는 제1조명그룹(300)을 통하여 피부 질환 의심 부위에 광을 조사하고, 광이 조사된 피부 질환의 상태를 카메라부로 촬영하여 피부 영상을 획득하게 되며, 가변파장피부질환용제어부(600)는 획득한 피부 질환 영상으로 피부 질환 상태를 진단하게 된다.

그리고, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 제1조명그룹(300)은 카메라부 외곽 주변으로 일정 간격 형성되어 피부에 광을 조사하는 다수의 파장가변형광모듈(310)을 포함하여 구성되게 되는데, 상기 파장가변형광모듈(310)은 서로 다른 파장대의 광을 발광하는 둘 이상의 광소자(310a ~ 310n)가 결합되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

예를 들어, 400 ~ 470nm의 파장대의 광을 조사하는 블루 LED 소자(300a), 580 ~ 595nm의 파장대의 광을 조사하는 옐로우 LED 소자(300b), 620 ~ 670nm의 파장대의 광을 조사하는 레드 LED 소자(300c), 700 ~ 800nm의 파장대의 광을 조사하는 녹색 LED 소자(300d)가 결합되는 구조를 가지게 된다.

또한, 필요에 따라 근적외선 LED 소자(300e), 화이트 LED 소자(300f),... 등을 추가적으로 구성할 수도 있을 것이다.

즉, 상기 제1조명그룹(300)과 후술할 제2조명그룹(500) 및 제3조명그룹(700)에 구성된 서로 다른 파장대의 광을 발광하는 둘 이상의 광소자(310a ~ 310n, 510a ~ 510n, 710a ~ 710n)는,

백색 광원소자, 적외선 광원소자, UV 광원소자, 옐로우 광원소자, 레드 광원소자, 그린 광원소자, 블루 광원소자 중 적어도 2개 이상의 광원소자들을 일정 간격 다수 형성하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 캡(400)을 상기 본체케이스의 전방에 결합시켜 촬영 대상체인 피부 질환 부위와의 일정 거리를 유지시키되, 진단자의 피부에 접촉되게 되는 것이다.

즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 본체케이스의 전방에 캡을 결합시키게 됨으로써, 제1조명그룹에 의해 점등되는 조명을 피부 질환 대상체 주변으로 빛을 제공하게 되는 것이다.

또한, 상기 캡에, 예를 들어, 캡의 하측에 제2조명그룹(500)을 형성하되, 일정 간격 다수 배열되어 카메라부에 조명을 제공하게 되는 것이다.

이때, 상기 제2조명그룹(500)은 피부에 광을 조사하는 다수의 파장가변형광모듈(510)을 포함하며, 발광시, 상기 카메라부에 조명을 제공하게 되는데, 제1조명그룹과 마찬가지로 상기 파장가변형광모듈(510)은 서로 다른 파장대의 광을 발광하는 둘 이상의 광소자(510a ~ 510n)가 결합되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 가변파장피부질환용제어부(600)는 설정된 가변 조명 점등 시나리오 정보에 따라 제1조명그룹에 조명 제어 신호를 제공하여 각각의 파장가변형광모듈(310)에서 2회 이상의 파장 가변에 따라 해당 파장 가변대의 각각의 광소자를 점등시키며, 카메라부에 촬영 신호를 제공하게 된다.

상기 설정된 가변 조명 점등 시나리오 정보는 프로그램된 정보를 의미할 수 있으며, 사용자에 의해 조작된 정보를 의미할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치의 캡과 조명그룹들을 나타낸 사시도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 캡에, 예를 들어, 캡의 하측에 즉, 캡의 피부 접촉면 보다 상측으로 제2조명그룹을 형성하게 되는 것이다.

이때, 캡의 재질은 투명 재질로 형성할 수 있으며, 필요에 따라 불투명 재질로 형성할 수도 있다.

상기와 같이, 불투명 재질로 형성할 경우에 하기에서 설명할 제3조명그룹을 제2조명그룹의 상측으로 형성할 수 있을 것이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치의 산란광, 경사광, 반사광을 통해 피부 질환을 진단하는 예시를 나타낸 예시도이다.

한편, 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 부가적인 양태에 따라, 상기 캡(400)에 형성된 제2조명그룹(500)의 상측에 위치하되, 경사지게 일정 간격 다수 배열되어 형성됨으로써, 카메라부에 경사 조명을 제공하게 되어 진단자의 피부 질환 부위의 기울어진 면(측면) 형상을 제공하기 위한 제3조명그룹(700);을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 제3조명그룹(700)을 제2조명그룹의 상측에 위치시키되, 경사지게 일정 간격 다수 배열되어 형성됨으로써, 카메라부에 경사 조명을 제공하게 되어 진단자의 피부 질환 부위의 기울어진 면(측면) 형상을 제공하게 되는 것이다.

상기와 같은 구성을 통해, 본 발명의 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치는,

피부 색소 질환, 감염성 질환, 피부암 중 적어도 어느 하나 이상의 질환을 진단할 수 있는 것을 특징으로 한다.

피부 색소 질환이란, 예를 들어, 기미, 주근깨 등을 의미하며, 감염성 질환이란, 여드름균, 곰팡이 등을 의미한다.

또한, 상기와 같은 구성 중 제1조명그룹(300)은 피부 표면에 반사되는 빛을 카메라부(200)로 제공하며, 제2조명그룹(500)은 진단자의 피부 접촉에 따라 피부 투과 후, 산란되는 빛을 카메라부(200)로 제공하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 카메라부(200)는 제2조명그룹(500)의 접촉 광원을 통해 산란되는 빛을 이용해 피부 질환의 기저 형상을 확인할 수 있으며, 제1조명그룹(300)의 주변 광원을 통해 피부 표면에서 반사되는 빛을 이용해 피부 질환의 외형을 확인할 수 있는 것을 특징으로 한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 제2조명그룹(500)이 피부 표면에 접촉 광원을 제공하게 되므로 산란되는 빛을 이용해 피부 질환의 기저 형상을 확인할 수 있게 된다.

예를 들어, 피부암의 피부 기저의 크기가 'A'임을 진단할 수 있다.

또한, 제1조명그룹(300)이 주변 광원을 통해 피부 표면에서 반사되는 빛을 이용해 피부 질환의 외형을 확인할 수 있게 된다.

예를 들어, 피부암의 외형의 크기가 'B'임을 진단할 수 있게 된다.

또한, 제3조명그룹(700)을 제2조명그룹의 상측에 경사지게 일정 간격 다수 배열되어 형성됨으로써, 카메라부에 경사 조명을 제공하게 되어 진단자의 피부 질환 부위의 기울어진 면(측면) 형상을 제공하게 된다.

즉, 측면 조명을 제공하게 됨으로써, 다크 필드 영상을 획득할 수 있으므로 피부암 부위를 도드라지게 하는 효과를 제공하게 되어 피부암 부위를 입체적으로 확인할 수 있는 효과를 제공하는 것이다.

상기한 실시예와 같이, 구성하게 되면 예를 들어 피부 질환 대상체가 피부암으로 예상되는 피부 표면일 경우에 카메라가 위치한 부위에 대하여 보다 정밀한 피부암 상태를 진단할 수 있게 됨으로써, 점으로 오인할 수 있는 피부 진단 오류를 방지할 수 있게 된다.

한편, 부가적인 양태에 따라, 상기 제1조명그룹(300)과 제2조명그룹(500) 및 제3조명그룹(700)에 구성된 서로 다른 파장대의 광을 발광하는 둘 이상의 광소자(310a ~ 310n, 510a ~ 510n, 710a ~ 710n)는,

백색 광원소자, 적외선 광원소자, UV 광원소자, 옐로우 광원소자, 레드 광원소자, 그린 광원소자, 블루 광원소자 중 적어도 2개 이상의 광원소자들을 일정 간격 다수 형성하는 것을 특징으로 한다.

예를 들어, 백색 광원을 배열하고 있으며, 백색 광원의 일측에 적외선 광원을 일정 간격 배열하고 있으며, 적외선 광원의 일측에 UV 광원을 배열하고 있는 것이다.

상기와 같이, 조명 그룹을 다른 파장대의 조명들로 일정 간격 구성하게 되면 다양한 영상을 획득할 수 있게 되는데, 도 8과 같이, 백색 광원을 통해 피부 질환 부위의 일반 영상을, 적외선 광원을 통해 피부질환 부위의 IR 영상을, UV 광원을 통해 UV 영상을 획득할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 예를 들어, 피부암의 경우, 다양한 파장대의 조명들을 통해 다양한 영상을 획득하여 피부암을 진단할 수 있도록 하는 것이다.

한편, 본 발명의 가변파장피부질환용제어부(600)의 제어에 의해, 복수의 파장가변형광모듈(310)에 결합된 둘 이상의 광소자(310a ~ 310n) 중 파장 가변에 따라 특정 파장대의 각각의 광소자를 동시에 점등시키거나, 특정 파장대의 각각의 광소자를 순차적으로 점등시키는 것을 특징으로 한다.

도 9를 참조하여 설명하면, 상기한 파장 가변에 따라 특정 파장대의 각각의 광소자를 동시에 점등은 최초 제1조명그룹(300) 내에 존재하는 광소자 중 블루 광을 제공하는 파장대의 4개의 광소자(300a)를 동시 점등시킨 후, 1초후, 제2조명그룹(500) 내에 존재하는 광소자 중 블루 광을 제공하는 파장대의 4개의 광소자(500a)를 동시 점등시킨 후, 2초후, 제3조명그룹(700) 내에 존재하는 광소자 중 블루 광을 제공하는 파장대의 4개의 광소자(700a)를 동시 점등시킨다.

이후, 가변파장피부질환용제어부(600)의 제어에 의해, 제1조명그룹(300) 내에 존재하는 광소자 중 레드 광을 제공하는 파장대의 4개의 광소자(300c)를 동시 점등(최초 시점부터는 3초후)시킨 후, 1초후(최초 시점부터는 4초후), 제2조명그룹(500) 내에 존재하는 광소자 중 레드 광을 제공하는 파장대의 4개의 광소자(500c)를 동시 점등시킨 후, 2초후(최초 시점부터는 5초후), 제3조명그룹(700) 내에 존재하는 광소자 중 블루 광을 제공하는 파장대의 4개의 광소자(700c)를 동시 점등시킨다.

상기와 같은 식으로 화이트 광소자, 그린 광소자, 적외선 광소자, UV 광소자등으로 동시에 점등시키게 되는 것이다.

따라서, 다양한 파장대의 조명을 제공한 후, 촬영된 영상 이미지를 통해 피부 질환의 진단시 참조할 수 있도록 하는 것이다.

한편, 특정 파장대의 각각의 광소자를 순차적으로 점등시키는 것을 도 10을 참조하여 설명하도록 한다.

도 10을 참조하여 설명하면, 최초 제1조명그룹(300) 내에 존재하는 광소자 중 블루 광을 제공하는 파장대의 4개의 광소자(300a) 중 1번 광소자를 점등시키며, 0.3초후, 2번 광소자를 점등시키며, 0.6초후, 3번 광소자를 점등시키며, 0.9초후 4번 광소자를 점등시키게 된다.

이후, 1초후, 제2조명그룹(500) 내에 존재하는 광소자 중 블루 광을 제공하는 파장대의 4개의 4개 광소자(500a) 중 1번 광소자를 점등시키며, 1.3초후, 2번 광소자를 점등시키며, 1.6초후, 3번 광소자를 점등시키며, 1.9초후 4번 광소자를 점등시키게 된다.

이후, 2초후, 제3조명그룹(700) 내에 존재하는 광소자 중 블루 광을 제공하는 파장대의 4개의 4개 광소자(700a) 중 1번 광소자를 점등시키며, 2.3초후, 2번 광소자를 점등시키며, 2.6초후, 3번 광소자를 점등시키며, 2.9초후 4번 광소자를 점등시키게 된다.

이후, 가변파장피부질환용제어부(600)의 제어에 의해, 제1조명그룹(300) 내에 존재하는 광소자 중 레드 광을 제공하는 파장대의 4개의 광소자(300a) 중 1번 광소자를 점등시키며, 3.3초후, 2번 광소자를 점등시키며, 3.6초후, 3번 광소자를 점등시키며, 3.9초후 4번 광소자를 점등시키게 된다.

이후, 4초후, 제2조명그룹(500) 내에 존재하는 광소자 중 레드 광을 제공하는 파장대의 4개의 4개 광소자(500a) 중 1번 광소자를 점등시키며, 4.3초후, 2번 광소자를 점등시키며, 4.6초후, 3번 광소자를 점등시키며, 4.9초후 4번 광소자를 점등시키게 된다.

이후, 5초후, 제3조명그룹(700) 내에 존재하는 광소자 중 레드 광을 제공하는 파장대의 4개의 4개 광소자(700a) 중 1번 광소자를 점등시키며, 5.3초후, 2번 광소자를 점등시키며, 5.6초후, 3번 광소자를 점등시키며, 5.9초후 4번 광소자를 점등시키게 된다.

상기와 같은 식으로 화이트 광소자, 그린 광소자, 적외선 광소자, UV 광소자등도 가변 파장 제어에 따라 순차적으로 점등시키게 되는 것이다.

이러한 경우에 포토 메트릭을 위한 조명을 제공하게 됨으로써, 점 광원 영상을 획득할 수 있으므로 피부 질환 부위를 입체적으로 확인할 수 있는 효과를 제공한다.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치의 가변파장피부질환용제어부(600) 블록도이다.

도 11에 도시한 바와 같이, 상기 가변파장피부질환용제어부(600)는,

제1조명그룹(300), 제2조명그룹(500) 혹은 제1조명그룹(300), 제2조명그룹(500), 제3조명그룹(700)에 형성된 복수의 파장가변형광모듈(310, 510, 710)에 결합된 둘 이상의 광소자(310a ~ 310n, 510a ~ 510n, 710a ~ 710n)에 파장 가변 제어를 수행하여 일정 시간 간격으로 특정 파장대의 광원이 동시에 점등되도록 함으로써, 파장 가변 제어에 따라 복수의 파장가변형광모듈(310, 510, 710)들의 동일한 파장대로 발광되는 광소자가 동시에 점등되도록 하는 파장대별동시점등제어모듈(610);

제1조명그룹(300), 제2조명그룹(500) 혹은 제1조명그룹(300), 제2조명그룹(500), 제3조명그룹(700)에 형성된 복수의 파장가변형광모듈(310, 510, 710)에 결합된 둘 이상의 광소자(310a ~ 310n, 510a ~ 510n, 710a ~ 710n)에 특정 파장대의 광원이 순차적으로 점등되도록 함으로써, 파장 가변 제어에 따라 복수의 파장가변형광모듈(310)들의 특정 파장대로 발광되는 광소자가 순차적으로 점등되도록 하는 파장대별순차점등제어모듈(620); 중 적어도 어느 하나 이상의 모듈을 포함하여 구성되게 된다.

즉, 상기한 파장대별동시점등제어모듈(610) 및 파장대별순차점등제어모듈(620)에 따라 광소자들의 조명 점등 시나리오는 도 9 내지 도 10을 참조하여 상기와 같이 구체적으로 설명하였다.

한편, 상기 가변파장피부질환용제어부(600)는,

설정된(프로그램된) 가변 조명 점등 시나리오 정보를 포함하고 있는 가변조명시나리오정보저장모듈(630);을 더 포함하여 구성될 경우에,

상기 가변 조명 점등 시나리오 정보에는 그룹별 특정 파장대 광원의 동시 점등 정보, 그룹별 특정 파장대 광원의 순차 점등 정보를 포함한다.

따라서, 상기 가변조명시나리오정보저장모듈로부터 가변 조명 점등 시나리오 정보를 가변파장피부질환용제어부(600)에서 획득하여 그룹별 가변파장 조명 제어를 수행하게 되는 것이다.

또한, 가변조명시나리오정보저장모듈(630)에는 촬영된 피부질환 영상 이미지를 파장대별로 저장하고 있게 된다.

구체적으로는 파장대별동시점등제어모듈(610)을 통해 제1조명그룹(300), 제2조명그룹(500), 제3조명그룹(700)에 형성된 복수의 파장가변형광모듈(310, 510, 710)에 결합된 둘 이상의 광소자(310a ~ 310n, 510a ~ 510n, 710a ~ 710n)에 동일한 파장대로 발광되는 광소자가 동시에 점등되는 제어를 수행하게 된다.

그리고, 파장대별순차점등제어모듈(620)을 통해 제1조명그룹(300), 제2조명그룹(500), 제3조명그룹(700)에 형성된 복수의 파장가변형광모듈)에 결합된 둘 이상의 광소자에 특정 파장대의 광원이 순차적으로 점등되도록 하는 제어를 수행하게 된다.

결국, 상기와 같이, 조명을 동시에 파장 가변하거나, 조명을 순차적으로 점등시킴으로써, 카메라로부터 특정 파장대의 영상을 획득하거나, 특정 파장대의 포토 메트릭 영상을 획득할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 본 발명은 광학식으로 피부 질환 대상체 진단용 이미지를 획득하는 것을 특징으로 함으로써, 다양한 가변 파장대를 통해 피부 질환 진단시 피부 질환의 미세한 형상 정보를 획득할 수 있게 된다.

또한, 포토 메트릭을 위한 조명을 제공하여 점 광원 영상을 획득할 수 있으므로 피부 질환 부위를 입체적으로 확인할 수 있는 효과를 제공한다.

한편, 상기 가변파장피부질환용제어부(600)는,

3차원 정보를 획득하기 위하여, 3차원형상생성모듈, 표면형상생성모듈, 3차원형상표면정합모듈을 더 포함하게 된다.

구체적으로, 상기 3차원형상생성모듈은 카메라가 TOF 카메라일 경우에 3D 값을 획득하여 3차원 형상을 생성하게 되는 것이며, 상기 표면형상생성모듈은 포토 메트릭 영상 정보를 토대로 표면 형상을 생성하게 되는 것이다.

이때, 3차원형상표면정합모듈에 의해 상기 3차원형상생성모듈과 표면형상생성모듈로부터 생성된 3차원 형상 정보에 표면 형상 정보를 정합하게 되는 것이다.

즉, 정합하게 되면 피부암 표면의 미세한 형상과 질감을 제공할 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 또 다른 부가적인 양태에 따라, 상기 가변파장피부질환용제어부(600)는,

가변조명시나리오정보저장모듈(630)에 파장대별로 저장된 피부질환 영상 이미지를 무선 통신을 통해 외부단말기(2000)로 전송하기 위한 무선통신모듈(640);을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 가변조명시나리오정보저장모듈(630)에 저장된 피부질환 대상 표면의 형상 정보를 무선 통신을 통해 외부단말기로 전송하게 되는 것이다.

상기와 같이, 구성하게 되면, 외부단말기(2000)의 화면을 통해 현재 촬영되고 있은 피부질환 대상 표면의 영상 정보를 실시간으로 확인할 수 있게 된다.

또한, 정합된 3차원 입체 영상을 원격지에 구성된 클라우드서버(3000)로 제공하게 됨으로써, 클라우드서버에서 피부질환 대상 표면 진단 정보를 생성하게 된다.

상기와 같이, 구성하게 되면, 사용자들이 해당 피부질환 표면 진단 정보를 자신이 가지고 있는 외부단말기 예를 들어, 스마트기기를 통해 언제 어디서든지 클라우드서버에 접속하여 해당 표면 진단 정보를 획득하게 된다.

이를 위하여 진단앱을 스마트기기에 탑재하게 된다.

즉, 보다 정밀한 피부 상태를 진단할 수 있게 됨으로써, 피부 진단 오류를 방지할 수 있게 된다.

한편, 가변파장피부질환용제어부(600)는,

제1조명그룹의 점등에 의해 획득된 영상 이미지 정보, 제2조명그룹의 점등에 의해 획득된 영상 이미지 정보, 제3조명그룹의 점등에 의해 획득된 영상 이미지 정보를 추출하여 영상 이미지 정보별 흡수율을 계산하여 흡수율 차이값이 임계 차이값보다 높을 경우에 피부 질환으로 진단하기 위한 피부질환진단부를 더 포함하여 구성된다.

좀 더 구체적으로 설명하자면, 상기 가변파장피부질환용제어부(600)는, 구체적으로 상기 피부질환진단부는,

제1조명그룹(300), 제2조명그룹(500), 제3조명그룹(700) 중 어느 하나의 조명그룹을 선택하고, 해당 조명그룹 내의 피부 질환이 흡수하는 파장대의 광원을 점등시킨 후, 카메라부에 촬영 신호를 제공하여 영상 이미지를 획득하며,

일정 시간 경과후, 상기 선택된 조명그룹 내의 피부 질환이 흡수하지 않는 파장대의 광원을 점등시킨 후, 카메라부에 촬영 신호를 제공하여 영상 이미지를 획득하며,

상기 획득된 2 개의 영상 이미지의 흡수율 차이값을 판단하고, 판단된 흡수율 차이값이 설정된 임계 차이값을 벗어날 경우에 피부 질환으로 진단하는 것을 특징으로 한다.

예를 들어, 제1조명그룹(300)을 선택하고, 해당 조명그룹 내의 피부 질환이 흡수하는 파장대의 광원인 레드 광원을 점등시킨 후, 카메라부에 촬영 신호를 제공하여 영상 이미지를 획득하게 된다.

이후, 일정 시간 경과 후, 상기 선택된 제1조명그룹 내의 피부 질환이 흡수하지 않는 파장대의 광원인 그린 광원을 점등시킨 후, 카메라부에 촬영 신호를 제공하여 영상 이미지를 획득하게 된다.

이후, 상기 획득된 2 개의 영상 이미지의 흡수율 차이값을 판단하고, 판단된 흡수율 차이값이 설정된 임계 차이값을 벗어날 경우에 피부 질환으로 진단하는 것이다.

좀 더 구체적으로 도 12를 참조하여 설명하자면, 제1조명그룹 레드 광원이 점등될 경우에 획득된 제1 영상 이미지를 분석하여 흡수율을 계산한 결과, 흡수율이 55%, 제1조명그룹 그린 광원이 점등될 경우에 획득된 제2 영상 이미지를 분석하여 흡수율을 계산한 결과, 흡수율이 10%일 경우에, 임계 차이값은 40%로 설정되었다.

이때, 제1 영상 이미지 흡수율 55%와 제2 영상 이미지 흡수율 10% 간에 차이값이 45%로서 임계 차이값인 40%를 초과하였으므로 이를 피부 질환(예를 들어, 피부암)으로 분석(진단)하게 되는 것이다.

상기한 흡수율 계산의 경우, 일반적으로 발광 100%일 경우에 수광 45%라면, 흡수율은 55%가 되는 것이므로 이는 피부 질환(예를 들어, 피부암)이 흡수하였음을 의미하기 때문이다.

상기한 영상 이미지를 통해 흡수율을 계산하는 기술은 영상 이미지를 처리하는 당업자들이게는 알려진 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 다른 조명그룹 점등 예시로서, 상기 가변파장피부질환용제어부(600)는, 구체적으로 상기 피부질환진단부는,

제1조명그룹(300), 제2조명그룹(500), 제3조명그룹(700) 중 어느 하나의 조명그룹을 선택하고, 해당 조명그룹 내의 피부 질환이 흡수하는 파장대의 광원을 점등시킨 후, 카메라부에 촬영 신호를 제공하여 영상 이미지를 획득하며,

일정 시간 경과후, 상기 선택된 조명그룹을 제외한 조명그룹 중 어느 하나의 조명그룹 내의 피부 질환이 흡수하지 않는 파장대의 광원을 점등시킨 후, 카메라부에 촬영 신호를 제공하여 영상 이미지를 획득하며,

상기 획득된 2 개의 영상 이미지의 흡수율 차이값을 판단하고, 판단된 흡수율 차이값이 설정된 임계 차이값을 벗어날 경우에 피부 질환으로 진단하는 것을 특징으로 한다.

예를 들어, 제1조명그룹(300)을 선택하고, 해당 제1조명그룹 내의 피부 질환이 흡수하는 파장대의 광원인 레드 광원을 점등시킨 후, 카메라부에 촬영 신호를 제공하여 영상 이미지를 획득하게 된다.

이후, 일정 시간 경과 후, 상기 선택된 제1조명그룹을 제외한 제2조명그룹 및 제3조명그룹 중 제2조명그룹 내의 피부 질환이 흡수하지 않는 파장대의 광원인 그린 광원을 점등시킨 후, 카메라부에 촬영 신호를 제공하여 영상 이미지를 획득하게 된다.

이후, 상기 획득된 2 개의 영상 이미지의 흡수율 차이값을 판단하고, 판단된 흡수율 차이값이 설정된 임계 차이값을 벗어날 경우에 피부 질환으로 진단하는 것이다.

좀 더 구체적으로 도 12를 참조하여 설명하자면, 제1조명그룹 레드 광원이 점등될 경우에 획득된 제1 영상 이미지를 분석하여 흡수율을 계산한 결과, 흡수율이 55%, 제2조명그룹 그린 광원이 점등될 경우에 획득된 제2 영상 이미지를 분석하여 흡수율을 계산한 결과, 흡수율이 10%일 경우에, 임계 차이값은 40%로 설정되었다.

이때, 제1 영상 이미지 흡수율 55%와 제2 영상 이미지 흡수율 10% 간에 차이값이 45%로서 임계 차이값인 40%를 초과하였으므로 이를 피부 질환(예를 들어, 피부암)으로 분석(진단)하게 되는 것이다.

한편, 일반적인 점의 경우에는 도 12의 우측 그래프에 도시하였듯이, 조명그룹 광원 간의 흡수율 차이가 크지 않은 특성을 가지고 있다.

이는 점들의 경우 빛을 흡수하는 확률이 피부암보다 현저히 적기 때문에 제1조명그룹 광원, 제2조명그룹 광원, 제3조명그룹 광원들에 의해 점등 후 촬영된 영상 이미지 분석시 흡수율 차이가 크지 않게 된다.

한편, 상기한 흡수율 임계 차이값은 설정된 피부질환(예를 들어, 피부암) 이미지 갯수를 머신 러닝기법을 이용해 학습하여 설정하기 위한 머신러닝피부질환학습부;를 클라우드서버(3000)에 구성함으로써, 수집된 피부질환 이미지 내의 흡수율을 학습하여 최적의 흡수율 임계 차이값을 설정하게 되어 피부질환 진단의 정확성을 높이도록 하게 된다.

즉, 머신러닝피부질환학습부를 통해 피부질환 진단 정확성을 더욱 높이게 되는 것이다.

도 13은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치의 제1조명그룹과 제2조명그룹이 동일 평면 상에 배열되는 예시도이다.

예를 들어, 제1조명그룹(300)이 배치되는 레이어의 지름보다 제2조명그룹(500)이 배치되는 레이어의 지름이 더 크도록 형성하게 된다.

즉, 카메라부의 주변으로 형성되는 제1조명그룹과 동일 평면상에 제2조명그룹을 배치하게 되는 것이다.

이때, 상기 제2조명그룹(500)에는 일정 간격 형성되어 피부에 광을 조사하는 다수의 파장가변형광모듈(510)을 포함하며, 발광시, 카메라부에 조명을 제공하되, 상기 파장가변형광모듈(510)은 서로 다른 파장대의 광을 발광하는 둘 이상의 광소자(510a ~ 510n)가 결합되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

따라서, 2열(예를 들어, 제1조명그룹과 제2조명그룹)로 조명그룹을 동일한 평면 상에 위치시키며, 캡(400)으로 피부에 접촉하여 광소자를 점등시켜 카메라부에 조명을 제공하게 되는 것이다.

이때, 바람직하게 상기 캡의 구조는 하측으로 갈수록 지름이 넓어지는 깔대기 형상을 가질 수도 있다.

본 발명에 의하면, 핸디 타입으로서, 진단자의 피부 진단시, 가변파장의 접촉광원을 통해 산란되는 빛을 이용해 진단자의 피부 질환의 기저 형상을 확인할 수 있으며, 가변파장의 주변 광원을 통해 피부 표면에서 반사되는 빛을 이용해 피부 질환의 외형을 확인할 수 있으며, 가변파장의 경사 조명을 제공하여 진단자의 피부 질환 부위의 기울어진 면(측면) 형상을 확인할 수 있음으로써, 피부 색소 질환, 감염성 질환, 피부암 중 적어도 어느 하나 이상의 질환을 진단할 수 있는 효과, 저렴한 가격에 누구나 쉽게 피부 질환 대상체의 표면을 촬영하여 3차원 형상으로 표면 상태를 확인할 수 있는 효과와 피부암일 경우에 피부암 진단 확률을 높이는 효과를 발휘하게 된다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

100 : 본체케이스
200 : 카메라부
300 : 제1조명그룹
400 : 캡
500 : 제2조명그룹
600 : 가변파장피부질환용제어부
700 : 제3조명그룹

Claims (10)

1. 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치에 있어서,
   사용자에 의해 파지할 수 있는 일정 길이와 폭을 가지고 있는 본체케이스(100)와;
   상기 본체케이스의 상측에 형성되어 영상 이미지를 촬영하기 위한 카메라부(200)와;
   상기 카메라부 외곽 주변으로 일정 간격 형성되어 피부에 광을 조사하는 다수의 파장가변형광모듈(310)을 포함하며, 발광시, 상기 카메라부에 조명을 제공하기 위한 제1조명그룹(300)과;
   상기 본체케이스의 전방에 결합되어 촬영 대상체와의 일정 거리를 유지시키되, 진단자의 피부에 접촉되는 캡(400)과;
   상기 캡 혹은 제1조명그룹 외곽 주변에 일정 간격 형성되어 피부에 광을 조사하는 다수의 파장가변형광모듈(510)을 포함하며, 발광시, 상기 카메라부에 조명을 제공하기 위한 제2조명그룹(500)과;
   설정된 가변 조명 점등 시나리오 정보에 따라 제1조명그룹에 조명 제어 신호를 제공하여 각각의 파장가변형광모듈(310)에서 2회 이상의 파장 가변에 따라 해당 파장 가변대의 각각의 광소자를 점등시키며, 카메라부에 촬영 신호를 제공하기 위한 가변파장피부질환용제어부(600);를 포함하여 구성되되,
   
   상기 파장가변형광모듈(310)은 서로 다른 파장대의 광을 발광하는 둘 이상의 광소자(310a ~ 310n)가 결합되어 이루어진 것을 특징으로 하며,
   상기 파장가변형광모듈(510)은 서로 다른 파장대의 광을 발광하는 둘 이상의 광소자(510a ~ 510n)가 결합되어 이루어진 것을 특징으로 하며,
   
   상기 제1조명그룹(300)은,
   피부 표면에 반사되는 빛을 카메라부(200)로 제공하며,
   제2조명그룹(500)은,
   진단자의 피부 접촉에 따라 피부 투과 후, 산란되는 빛을 카메라부(200)로 제공하는 것을 특징으로 하며,
   상기 카메라부(200)는,
   제2조명그룹(500)의 접촉 광원을 통해 산란되는 빛을 이용해 피부 질환의 기저 형상을 확인할 수 있으며,
   제1조명그룹(300)의 주변 광원을 통해 피부 표면에서 반사되는 빛을 이용해 피부 질환의 외형을 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치.
   
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 캡(400)에 형성된 제2조명그룹(500)의 상측에 일정 간격 경사지게 형성되고, 피부에 광을 조사하는 다수의 파장가변형광모듈(710)을 포함하며, 발광시, 상기 카메라부에 경사 조명을 제공하게 되어 진단자의 피부 질환 부위의 기울어진 면(측면) 형상을 제공하기 위한 제3조명그룹(700);을 더 포함하여 구성되되,
   상기 파장가변형광모듈(710)은 서로 다른 파장대의 광을 발광하는 둘 이상의 광소자(710a ~ 710n)가 결합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제1조명그룹(300)과 제2조명그룹(500)은,
   가변파장피부질환용제어부(600)의 제어에 의해, 복수의 파장가변형광모듈(310, 510)에 결합된 둘 이상의 광소자(310a ~ 310n, 510a ~ 510n) 중 파장 가변에 따라 특정 파장대의 각각의 광소자를 동시에 점등시키거나, 특정 파장대의 각각의 광소자를 순차적으로 점등시키는 것을 특징으로 하는 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   휴대용 피부질환 진단장치는,
   피부 색소 질환, 감염성 질환, 피부암 중 적어도 어느 하나 이상의 질환을 진단할 수 있는 것을 특징으로 하는 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 가변파장피부질환용제어부(600)는,
   제1조명그룹(300), 제2조명그룹(500) 중 어느 하나의 조명그룹을 선택하고, 선택된 조명그룹 내의 피부 질환이 흡수하는 파장대의 광원을 점등시킨 후, 카메라부에 촬영 신호를 제공하여 영상 이미지를 획득하며,
   일정 시간 경과 후, 상기 선택된 조명그룹 내의 피부 질환이 흡수하지 않는 파장대의 광원을 점등시킨 후, 카메라부에 촬영 신호를 제공하여 영상 이미지를 획득하며,
   상기 획득된 2 개의 영상 이미지의 흡수율 차이값을 판단하고, 판단된 흡수율 차이값이 설정된 임계 차이값을 벗어날 경우에 피부 질환으로 진단하는 것을 특징으로 하는 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 가변파장피부질환용제어부(600)는,
   제1조명그룹(300), 제2조명그룹(500) 중 어느 하나의 조명그룹을 선택하고, 선택된 조명그룹 내의 피부 질환이 흡수하는 파장대의 광원을 점등시킨 후, 카메라부에 촬영 신호를 제공하여 영상 이미지를 획득하며,
   일정 시간 경과후, 상기 선택된 조명그룹을 제외한 조명그룹 내의 피부 질환이 흡수하지 않는 파장대의 광원을 점등시킨 후, 카메라부에 촬영 신호를 제공하여 영상 이미지를 획득하며,
   상기 획득된 2 개의 영상 이미지의 흡수율 차이값을 판단하고, 판단된 흡수율 차이값이 설정된 임계 차이값을 벗어날 경우에 피부 질환으로 진단하는 것을 특징으로 하는 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치.
   
   
8. 삭제
9. 제 1항에 있어서,
   상기 제1조명그룹(300)과 제2조명그룹(500)에 구성된 서로 다른 파장대의 광을 발광하는 둘 이상의 광소자(310a ~ 310n, 510a ~ 510n)는,
   백색 광원소자, 적외선 광원소자, UV 광원소자, 옐로우 광원소자, 레드 광원소자, 그린 광원소자, 블루 광원소자 중 적어도 2개 이상의 광원소자들을 일정 간격 다수 형성하는 것을 특징으로 하는 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치.
   
10. 제 1항에 있어서,
    상기 제1조명그룹(300)의 원 지름보다 더 큰 원 지름을 가지도록 제2조명그룹(500)을 배치하는 것을 특징으로 하는 가변파장의 피부 영상 정보를 이용한 휴대용 피부질환 진단장치.

Images