KR102734132B1 - Detachable spectroscopic apparatus for analyzing specific material - Google Patents
Detachable spectroscopic apparatus for analyzing specific material Download PDFInfo
- Publication number
- KR102734132B1 KR102734132B1 KR1020190123450A KR20190123450A KR102734132B1 KR 102734132 B1 KR102734132 B1 KR 102734132B1 KR 1020190123450 A KR1020190123450 A KR 1020190123450A KR 20190123450 A KR20190123450 A KR 20190123450A KR 102734132 B1 KR102734132 B1 KR 102734132B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- signal
- sample
- orthogonal code
- portable device
- detection signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
- G01J3/0218—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using optical fibers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6486—Measuring fluorescence of biological material, e.g. DNA, RNA, cells
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/02—Mechanical
- G01N2201/022—Casings
- G01N2201/0221—Portable; cableless; compact; hand-held
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치가 제공된다. 상기 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치는 휴대용 장치에 결합 가능한하우징 및 샘플을 수용하는 컨테이너를 포함하고, 상기 샘플에 유해 성분의 포함 여부를 확인하기 위해 특정 파장의 광신호를 샘플에 제공하는 광원과, 상기 샘플로부터 방출되는 상기 특정 파장의 검출 신호를 검출하는 검출기와, 상기 샘플이 유해 성분을 포함하지 않을 때의 정상 신호를 미리 저장하여, 상기 검출기로부터 검출되는 검출 신호와 상기 정상 신호를 비교하여 상기 샘플의 유해 성분 포함 여부를 판단하는 마이크로 컨트롤러 중 적어도 하나를 더 포함하고, 상기 샘플이 유해 성분을 포함하는 경우, 상기 검출 신호는 상기 특정 파장에서 피크 값을 갖고, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 정상 신호와 상기 검출 신호를 비교했을 때, 특정 파장에서 피크 값이 나타나는 경우 상기 샘플에 상기 유해 성분이 포함된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.A spectroscopic device for analyzing a specific substance, which is detachable from a portable device, is provided. The spectroscopic device for analyzing a specific substance, which is detachable from a portable device, includes a housing that can be coupled to the portable device and a container that accommodates a sample, and further includes at least one of a light source that provides an optical signal of a specific wavelength to the sample to determine whether the sample contains a hazardous component, a detector that detects a detection signal of the specific wavelength emitted from the sample, and a microcontroller that stores a normal signal in advance when the sample does not contain the hazardous component, compares the detection signal detected from the detector with the normal signal, and determines whether the sample contains the hazardous component, wherein when the sample contains the hazardous component, the detection signal has a peak value at the specific wavelength, and the microcontroller determines that the sample contains the hazardous component if a peak value appears at the specific wavelength when comparing the normal signal and the detection signal.
Description
본 발명은 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a spectroscopic device for analyzing a specific substance, which is detachable from a portable device.
분광 기술은 빛의 흡수, 발산, 산란 등을 측정하여 샘플의 분자 구조 및 변화 등을 연구하는 기술이다. IR(infrared) 분광기나 라만(raman) 분광기와 같은 분광기는 샘플 분자에 의한 흡수, 발산, 산란 세기를 주파수나 파장에 대한 스펙트럼으로 측정함으로써 주로 유기물과 생화학 종의 구조를 측정하고 분석한다.Spectroscopy is a technique that studies the molecular structure and changes of a sample by measuring the absorption, emission, and scattering of light. Spectrometers such as IR (infrared) spectrometers and Raman spectrometers mainly measure and analyze the structure of organic substances and biochemical species by measuring the intensity of absorption, emission, and scattering by sample molecules as a spectrum for frequency or wavelength.
비어-람버트 법칙(Bear-Lambert law)을 이용하는 자외선-가시광선 분광법(UV-VIS Spectroscopy)과 같은 분광법은 입자의 크기, 파장 별 흡광도, 및 투과도 측정을 통해 생화학 물질을 비롯한 다양한 샘플의 특성을 분석하고 그리고 파장 선택성을 고려하여 샘플을 판별할 수 있다. 그러나, 기존의 분광기 및 분광법은 입사광의 신호 세기 변화, 슛 잡음(shot noise)을 포함한 다양한 시스템 잡음으로 인해 흡수 또는 투과 신호의 변화가 크다. 또한, 이러한 잡음은 정확하고 안정적인 측정을 방해한다. 이러한 한계를 극복하기 위해 분광기 및 분광법에 있어서, 잡음을 제거하고, 분자 진동을 향상시키며, 유효 신호의 감도를 효율적으로 향상시키는 기술이 요구된다.Spectroscopy, such as ultraviolet-visible spectroscopy (UV-VIS spectroscopy) that utilizes the Bear-Lambert law, can analyze the characteristics of various samples, including biochemical substances, by measuring particle size, wavelength-specific absorbance, and transmittance, and can discriminate samples by considering wavelength selectivity. However, conventional spectrometers and spectroscopy methods have large variations in absorption or transmittance signals due to various system noises, including changes in the signal intensity of incident light and shot noise. In addition, such noise interferes with accurate and stable measurements. To overcome these limitations, technologies are required in spectrometers and spectroscopy that remove noise, enhance molecular vibration, and efficiently improve the sensitivity of effective signals.
다만, 분광 장치를 독립적으로 작동할 수 있는 제조하려면, 해당 분광 장치 내에 광원, 검출기, 마이크로 컨트롤러 및 통신부를 포함하여 다양한 구성이 포함되어야 하므로, 분광 장치의 가격이 높아지며 배터리 이슈가 발생할 수 있다.However, in order to manufacture a spectrometer that can operate independently, various components including a light source, detector, microcontroller, and communication unit must be included within the spectrometer, which increases the price of the spectrometer and may cause battery issues.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 스마트폰과 같은 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분서을 위한 분광 장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a spectroscopic device for analyzing a specific substance that can be detachably attached to a portable device such as a smartphone.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치는 하우징 및, 특정 물질인 샘플을 수용하는 컨테이너를 포함하고, 상기 샘플에 유해 성분의 포함 여부를 확인하기 위해 특정 파장의 광신호를 샘플에 제공하는 광원과, 상기 샘플로부터 방출되는 상기 특정 파장의 검출 신호를 검출하는 검출기와, 상기 검출 신호로부터 유효 신호를 추출하고, 상기 샘플이 유해 성분을 포함하지 않을 때의 정상 신호를 미리 저장하여, 상기 유효 신호와 상기 정상 신호를 비교하여 상기 샘플의 유해 성분 포함 여부를 판단하는 마이크로 컨트롤러 중 적어도 하나를 더 포함하고, 상기 샘플이 유해 성분을 포함하는 경우, 상기 검출 신호는 상기 특정 파장에서 피크 값을 갖고, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 정상 신호와 상기 유효 신호를 비교했을 때, 특정 파장에서 피크 값이 나타나는 경우 상기 샘플에 상기 유해 성분이 포함된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention for solving the above-described problem, a spectroscopic device for analyzing a specific substance, which is detachable from a portable device, comprises a housing and a container for accommodating a sample, which is a specific substance, and further comprises at least one of a light source for providing an optical signal of a specific wavelength to the sample to determine whether the sample contains a hazardous component, a detector for detecting a detection signal of the specific wavelength emitted from the sample, and a microcontroller for extracting a valid signal from the detection signal, pre-storing a normal signal when the sample does not contain the hazardous component, and comparing the valid signal with the normal signal to determine whether the sample contains the hazardous component, wherein when the sample contains the hazardous component, the detection signal has a peak value at the specific wavelength, and when the microcontroller compares the normal signal with the valid signal, if a peak value appears at the specific wavelength, it determines that the sample contains the hazardous component.
또한, 상기 마이크로 컨트롤러는, 직교 코드를 생성하여 상기 광신호를 직교 코드에 대응하는 패턴으로 부호화하는 부호화기 및 상기 부호화기와 상기 직교 코드를 공유하고, 상기 직교 코드와 상기 검출 신호 간의 상관관계에 기초하여 상기 검출 신호를 복호화하는 복호화기를 포함할 수 있다.Additionally, the microcontroller may include an encoder that generates an orthogonal code and encodes the optical signal into a pattern corresponding to the orthogonal code, and a decoder that shares the orthogonal code with the encoder and decodes the detection signal based on a correlation between the orthogonal code and the detection signal.
또한, 상기 복호화기는 상기 직교 코드를 기반으로 상기 검출 신호에 포함된 잡음을 제거하여 유효 신호를 추출할 수 있다.Additionally, the decoder can extract a valid signal by removing noise included in the detection signal based on the orthogonal code.
또한, 상기 직교 코드는 이진 시퀀스이고, 상기 광신호의 펄스 파형은 상기 직교 코드에 따른 선로 부호화에 의하여 부호화될 수 있다.In addition, the orthogonal code is a binary sequence, and the pulse waveform of the optical signal can be encoded by line encoding according to the orthogonal code.
또한, 사용자 장치와 통신하는 통신부를 더 포함하며, 상기 통신부는 상기 마이크로 컨트롤러에 의해 상기 샘플이 유해 성분을 포함하는지의 여부가 확인되면, 해당 결과 데이터를 상기 사용자 장치로 전송할 수 있다.In addition, it further includes a communication unit for communicating with a user device, and the communication unit can transmit the corresponding result data to the user device when it is confirmed by the microcontroller whether the sample contains a harmful component.
또한, 상기 통신부가 상기 사용자 장치로부터 분석하려는 샘플 정보를 수신하면, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 샘플 정보에 기반하여, 유해 성분 확인을 위해 요구되는 광원의 파장 및 광원의 개수를 결정할 수 있다.Additionally, when the communication unit receives sample information to be analyzed from the user device, the microcontroller can determine the wavelength and number of light sources required to identify harmful components based on the sample information.
또한, 상기 광원의 개수가 복수 개인 경우, 상기 복수개의 광원에 의해 제공되는 각각의 광신호는 순차적으로 상기 샘플에 제공되고, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 각각의 광신호를 상이한 직교 코드에 대응하는 패턴으로 각각 부호화하는 것일 수 있다.In addition, when the number of the light sources is plural, each light signal provided by the plural light sources may be sequentially provided to the sample, and the microcontroller may encode each light signal into a pattern corresponding to a different orthogonal code.
또한, 상기 광원의 개수가 복수 개인 경우, 상기 검출기는 상기 샘플로부터 방출되는 각각의 검출 신호를 검출하고, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 각각의 검출 신호를 각각 복호화하고, 복호화된 각각의 검출 신호를 합산하여 유효 신호를 획득하고, 획득된 유효 신호를 정상 신호와 비교하는 것일 수 있다.In addition, when the number of light sources is plural, the detector may detect each detection signal emitted from the sample, the microcontroller may decode each detection signal, add up each of the decoded detection signals to obtain a valid signal, and compare the obtained valid signal with a normal signal.
또한, 상기 검출 신호는 상기 광신호의 전부 또는 일부가 상기 샘플에서 흡수, 산란, 투과 또는 반사됨으로써 발생될 수 있다.Additionally, the detection signal may be generated by absorption, scattering, transmission or reflection of all or part of the optical signal from the sample.
또한, 상기 하우징 또는 상기 컨테이너의 상단에 결합되어 개폐 가능하도록 형성되어 외부로부터의 빛을 차단하는 커버를 더 포함할 수 있다.In addition, the invention may further include a cover that is formed to be openable and closable and is coupled to the top of the housing or the container to block light from the outside.
또한, 상기 컨테이너는 상기 하우징에 탈착 가능하게 형성되는 것일 수 있다.Additionally, the container may be formed to be detachable from the housing.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the present invention are included in the detailed description and drawings.
상술한 본 발명에 따르면, 분광 장치가 스마트폰과 같은 휴대용 장치에 착탈 가능하기 때문에, 보다 간단한 구조로 분광 장치가 소형화될 수 있다.According to the present invention described above, since the spectroscopic device is detachable from a portable device such as a smartphone, the spectroscopic device can be miniaturized with a simpler structure.
또한, 직교 코드를 이용하여 검출 신호로부터 잡음을 효율적으로 제거함으로써, 보다 신뢰도 높은 분석 결과를 추출할 수 있고, 이를 통해 특정 물질 내에 유해 물질이 포함되었는지의 여부를 보다 정확하게 확인할 수 있다.In addition, by efficiently removing noise from the detection signal using an orthogonal code, more reliable analysis results can be extracted, thereby enabling more accurate confirmation of whether a specific material contains a hazardous substance.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치의 휴대용 장치와의 결합을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치를 더욱 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 6의 광원에 포함되는 채널을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 물질의 분석을 위한 분광 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 시간 영역에서 도 9의 분광 방법을 좀 더 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 도 10의 S240 단계를 더욱 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 주파수 영역에서 도 9의 분광 방법을 좀 더 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13은 도 12의 S340 단계를 더욱 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 특정 물질의 분석을 위한 분광 방법의 순서도이다.
도 15는 도 14의 S440 및 S450 단계를 더욱 구체적으로 나타내는 흐름도이다.FIG. 1 is a block diagram of a spectroscopic device for analyzing a specific substance that is detachable from a portable device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a spectroscopic device for analyzing a specific substance that is detachable from a portable device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a drawing for explaining the coupling of a spectroscopic device for analysis of a specific substance that is detachable from a portable device according to one embodiment of the present invention to a portable device.
FIG. 4 is a conceptual diagram of a spectroscopic device for analyzing a specific substance that is detachable from a portable device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a drawing for explaining in more detail a spectroscopic device for analyzing a specific substance that is detachable from a portable device according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 6 and 7 are block diagrams for more specifically explaining channels included in the light source of FIG. 6 according to one embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flow chart illustrating a spectroscopic method for analyzing a specific material according to one embodiment of the present invention.
Fig. 10 is a flowchart to explain the spectroscopy method of Fig. 9 in more detail in the time domain.
Figure 11 is a flowchart to explain step S240 of Figure 10 in more detail.
Fig. 12 is a flowchart to explain the spectroscopy method of Fig. 9 in more detail in the frequency domain.
Figure 13 is a flowchart to explain step S340 of Figure 12 in more detail.
FIG. 14 is a flow chart of a spectroscopic method for analyzing a specific material according to another embodiment of the present invention.
Figure 15 is a flowchart illustrating steps S440 and S450 of Figure 14 in more detail.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. The advantages and features of the present invention, and the methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described in detail below together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and the present embodiments are provided only to make the disclosure of the present invention complete and to fully inform a person skilled in the art of the scope of the present invention, and the present invention is defined only by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.The terminology used herein is for the purpose of describing embodiments only and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. The terms "comprises" and/or "comprising" as used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the mentioned components. Like reference numerals refer to like components throughout the specification, and "and/or" includes each and every combination of one or more of the mentioned components. Although "first", "second", etc. are used to describe various components, it is to be understood that these components are not limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Therefore, it should be understood that a first component mentioned below may also be a second component within the technical spirit of the present invention.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with the meaning commonly understood by those skilled in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries shall not be ideally or excessively interpreted unless explicitly specifically defined.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.The spatially relative terms "below," "beneath," "lower," "above," "upper," and the like can be used to easily describe the relationship between one component and other components as depicted in the drawings. The spatially relative terms should be understood to include different orientations of the components when used or operated in addition to the orientations depicted in the drawings. For example, if a component depicted in the drawings is flipped over, a component described as "below" or "beneath" another component may be placed "above" the other component. Thus, the exemplary term "below" can include both the above and below orientations. The components may also be oriented in other directions, and the spatially relative terms may be interpreted accordingly.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치의 개략적인 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치의 휴대용 장치와의 결합을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치의 개념도이다.FIG. 1 is a block diagram of a spectroscopic device for analyzing a specific substance that is detachable from a portable device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a spectroscopic device for analyzing a specific substance that is detachable from a portable device according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a drawing for explaining a coupling of a spectroscopic device for analyzing a specific substance that is detachable from a portable device according to an embodiment of the present invention with a portable device, and FIG. 4 is a conceptual diagram of a spectroscopic device for analyzing a specific substance that is detachable from a portable device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치(100)(이하, 분광 장치)는 특정 물질만을 분석하도록 제작되거나 설정된다. 종래의 분광 장치는 단독으로 작동하기 때문에 소형화나 비용 절감에 한계가 있었지만, 본 발명의 분광 장치(100)는 휴대용 장치에 착탈 가능하도록 설계되었다.The spectroscopic device (100) (hereinafter, “spectroscopic device”) for analyzing a specific substance that can be attached to a portable device of the present invention is manufactured or set to analyze only a specific substance. Conventional spectroscopic devices have limitations in miniaturization or cost reduction because they operate independently, but the spectroscopic device (100) of the present invention is designed to be attached to a portable device.
도 1을 참조하면 분광 장치(100)는 하우징(110) 및 컨테이너(120)를 포함하며, 광원(130), 검출기(140), 마이크로 컨트롤러(150) 및 통신부(160) 중 적어도 하나를 더 포함한다. 여기서, 분광 장치(100)에서 부족한 구성은 휴대용 장치(200)의 구성에 의해 도움을 받을 수 있다.Referring to FIG. 1, the spectroscopic device (100) includes a housing (110) and a container (120), and further includes at least one of a light source (130), a detector (140), a microcontroller (150), and a communication unit (160). Here, the components lacking in the spectroscopic device (100) can be assisted by the components of the portable device (200).
하우징(110)은 분광 장치(100)의 외관을 형성한다. The housing (110) forms the exterior of the spectroscopic device (100).
여기서, 도 3을 참조하면, 하우징(110)은 휴대용 장치(200)에 결합 가능한 영역을 포함한다. 즉, 하우징(110)을 통해 분광 장치(100)는 휴대용 장치(200)에 결합될 수 있다. 예컨대, 도 3(a)를 참조하면, 분광 장치(100)는 물리적인 결합을 통해 휴대용 장치(200)에 결합될 수 있으며, 도 3(b)를 참조하면, 분광 장치(100)는 삽입 돌기의 형상을 가진 결합 가능한 영역(101)이 휴대용 장치(200)의 이어폰 삽입구 또는 충전단자 삽입구 등에 삽입됨으로써 휴대용 장치(200)에 물리적/전기적 결합될 수 있다.Here, referring to FIG. 3, the housing (110) includes an area that can be coupled to the portable device (200). That is, the spectroscopic device (100) can be coupled to the portable device (200) through the housing (110). For example, referring to FIG. 3(a), the spectroscopic device (100) can be coupled to the portable device (200) through a physical coupling, and referring to FIG. 3(b), the spectroscopic device (100) can be physically/electrically coupled to the portable device (200) by having a coupling area (101) having the shape of an insertion protrusion inserted into an earphone insertion port or a charging terminal insertion port of the portable device (200).
하우징(110)은 분광 장치(100)의 다른 구성요소들이 실장되는 공간을 형성한다. The housing (110) forms a space in which other components of the spectrometer (100) are mounted.
하우징(100)은 외부로부터 하우징(100) 내부로 빛이 투과할 수 없도록 형성될 수 있다.The housing (100) can be formed so that light cannot penetrate from the outside into the housing (100).
컨테이너(120)는 샘플(10)을 수용하여 광원(130) 및 검출기(140)에 의해 측정이 이루어지는 공간을 의미한다.The container (120) refers to a space that accommodates a sample (10) and where measurements are made by a light source (130) and a detector (140).
이때, 샘플(10)은 분광 장치(100)의 분석 대상일 수 있다. 샘플(10)은 분석을 위한 특정 재료 또는 특정 물질일 수 있다. 샘플(10)은 광원(130)으로부터 제공되는 광신호의 전부 또는 일부를 흡수할 수 있다. 또한, 샘플(10)은 광신호의 전부 또는 일부를 투과하거나 반사할 수 있다. 여기서, 광신호의 전부 또는 일부는 전부 또는 일부의 파장, 전부 또는 일부의 주파수, 및 전부 또는 일부의 패턴을 의미할 수 있다. 광신호를 제공받은 샘플(10)은 광신호에 응답하는 광을 방출할 수 있다. 여기서, 광은 검출 신호로 지칭될 수도 있다. 샘플(10)은 광원에서 제공받은 광신호에 의해 발생하는 내부의 분자 진동에 따른 검출 신호를 발생시킬 수 있다.At this time, the sample (10) may be an analysis target of the spectroscopic device (100). The sample (10) may be a specific material or substance for analysis. The sample (10) may absorb all or part of the optical signal provided from the light source (130). In addition, the sample (10) may transmit or reflect all or part of the optical signal. Here, all or part of the optical signal may mean all or part of the wavelength, all or part of the frequency, and all or part of the pattern. The sample (10) provided with the optical signal may emit light in response to the optical signal. Here, the light may also be referred to as a detection signal. The sample (10) may generate a detection signal according to internal molecular vibration caused by the optical signal provided from the light source.
컨테이너(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(10) 내에 삽입되도록 형성되며, 하우징(110) 내외로 탈착 가능하도록 형성된다. The container (120) is formed to be inserted into the housing (10), as shown in FIG. 2, and is formed to be detachable in and out of the housing (110).
컨테이너(120)는 광원(130)으로부터 조사되는 빛이 투과할 수 있도록 투명한 물질로 이루어질 수 있다.The container (120) may be made of a transparent material through which light irradiated from a light source (130) may be transmitted.
반복된 측정 과정에서 컨테이너(120)는 샘플(10)에 의해 오염될 수 있다. 컨테이너(120)가 오염되게 되면, 즉 컨테이너(120) 내부에 샘플(10) 잔여물이 존재하게 되면, 분석 결과에 있어서 오차가 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 상황이 발생하는 것을 방지하기 위해, 컨테이너(120)는 교체 또는 세척이 가능하도록 형성될 수 있다.During repeated measurement processes, the container (120) may be contaminated by the sample (10). If the container (120) is contaminated, that is, if there is sample (10) residue inside the container (120), an error may occur in the analysis results. Therefore, to prevent this situation from occurring, the container (120) may be formed so that it can be replaced or washed.
또한, 분광 장치(100)는 외부로부터의 빛을 차단하는 커버(미도시)를 포함할 수도 있다. 이때, 하우징(110) 또는 컨테이너(120)의 상단에 결합되어 개폐 가능하도록 형성된다.In addition, the spectroscopic device (100) may include a cover (not shown) that blocks light from the outside. At this time, it is formed to be opened and closed by being connected to the top of the housing (110) or container (120).
광원(130)은 샘플(10)로 특정 파장의 광신호를 제공한다. A light source (130) provides an optical signal of a specific wavelength to a sample (10).
광원(130)의 개수가 복수 개인 경우, 복수개의 광원에 의해 제공되는 각각의 광신호는 순차적으로 샘플(10)에 제공된다.When there are multiple light sources (130), each light signal provided by the multiple light sources is sequentially provided to the sample (10).
도 2(a)에 도시된 바와 같이, 광원(130)은 컨테이너(120)의 아래에 위치하도록 하우징(110)의 하면에 고정되며, 컨테이너(120)를 통과하여 샘플(10)에 빛을 조사한다.As shown in Fig. 2(a), a light source (130) is fixed to the lower surface of the housing (110) so as to be positioned below the container (120), and irradiates light to the sample (10) through the container (120).
도 2(b)에 도시된 바와 같이, 광원(130)은 컨테이너(120)의 맞은편에 위치하도록 하우징(110)의 한쪽 내측면에 고정되며, 컨테이너(120)를 통과하여 샘플(10)에 빛을 조사한다.As shown in Fig. 2(b), a light source (130) is fixed to one inner surface of the housing (110) so as to be positioned opposite the container (120), and irradiates light to the sample (10) through the container (120).
광원(130)은 레이저 및 레이저 다이오드와 같은 단일 파장을 갖는 적어도 하나 이상의 광원 또는 백색 램프를 포함할 수 있다. 또한, 광원(130)은 적색 LED(light-emitting diode), 청색 LED, 녹색 LED, 및 NIR(near-infrared) LED와 같은 넓은 스펙트럼을 갖는 적어도 하나 이상의 광원을 포함할 수도 있다. 이에 더하여, 광원(120)은 단일 파장을 갖는 편광 상태로 분리된(예를 들어, 0, 45, 또는 90도) 적어도 하나 이상의 광원을 포함할 수 있다.The light source (130) may include at least one light source having a single wavelength, such as a laser or a laser diode, or a white lamp. Additionally, the light source (130) may include at least one light source having a broad spectrum, such as a red light-emitting diode (LED), a blue LED, a green LED, and a near-infrared (NIR) LED. Additionally, the light source (120) may include at least one light source separated by a polarization state (e.g., 0, 45, or 90 degrees) having a single wavelength.
광원(130)은 분석 대상인 특정 물질에 따라 개수와 종류가 결정될 수 있다. 즉, 특정 물질에 유해 물질이 포함되어 있는지를 확인하기 위해 필요한 파장 대역을 파악하고, 해당 파장 대역의 빛을 조사하는 광원(130)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 샘플(10)의 분석을 위해 필요한 파장 대역이 a 파장 대역이라 가정하면, a 파장 대역의 빛을 조사하는 광원(130)이 사용될 수 있다. 또는 모든 파장 대역을 조사하는 백색 램프가 광원(130)인 경우에는, 사용자 장치에 의해 백색 램프가 a 파장 대역만을 조사할 수 있도록 설정될 수 있다.The number and type of light sources (130) can be determined according to the specific material being analyzed. That is, a wavelength band required to determine whether a specific material contains a hazardous substance can be identified, and a light source (130) that irradiates light of the corresponding wavelength band can be used. For example, assuming that the wavelength band required for analyzing a sample (10) is wavelength band a, a light source (130) that irradiates light of wavelength band a can be used. Alternatively, if a white lamp that irradiates all wavelength bands is the light source (130), the white lamp can be set to irradiate only wavelength band a by the user device.
이때, 특정 물질의 분석을 위해 복수의 파장 대역(예를 들어, a 파장 대역, b 파장 대역, c 파장 대역)이 필요한 경우, 각각 a 파장 대역, b 파장 대역, c 파장 대역을 조사하는 세 개의 광원(130)이 사용될 수 있고, 또는 사용자 장치에 의해 백색 램프가 a 파장 대역, b 파장 대역, c 파장 대역만을 조사하도록 설정될 수 있다. At this time, if multiple wavelength bands (e.g., a wavelength band, b wavelength band, c wavelength band) are required for analysis of a specific material, three light sources (130) that respectively irradiate the a wavelength band, the b wavelength band, and the c wavelength band may be used, or a white lamp may be set by the user device to irradiate only the a wavelength band, the b wavelength band, and the c wavelength band.
따라서, 분광 장치(100)가 특정 물질의 분석만을 위해 제작되거나 설정되기 때문에, 분광 장치(100)가 소형화될 수 있으며, 이에 따라 분광 장치(100)의 단가를 현저하게 낮출 수 있다.Accordingly, since the spectroscopic device (100) is manufactured or set up only for the analysis of a specific material, the spectroscopic device (100) can be miniaturized, and thus the unit price of the spectroscopic device (100) can be significantly reduced.
도 4에 도시된 바와 같이, 검출기(140)는 샘플(10)로부터 방출되는 특정 파장의 검출 신호를 검출한다.As shown in FIG. 4, the detector (140) detects a detection signal of a specific wavelength emitted from the sample (10).
검출기(140)는 샘플(10)로부터 검출 신호를 검출하거나 수신할 수 있다. 검출기(140)는 파장 대역별로 검출 신호를 분리함으로써 검출할 수 있다. 검출기(130)는 검출 신호의 주파수 혹은 파장에 대한 스펙트럼을 측정할 수 있다. The detector (140) can detect or receive a detection signal from the sample (10). The detector (140) can detect by separating the detection signal by wavelength band. The detector (130) can measure a spectrum for the frequency or wavelength of the detection signal.
도 2(a)에 도시된 바와 같이, 검출기(140)는 컨테이너(120)의 아래에 위치하도록 하우징(110)의 하면에 고정되며, 컨테이너(120)를 통과하여 샘플(10)에 방출되는 검출 신호를 제공받는다.As shown in Fig. 2(a), the detector (140) is fixed to the lower surface of the housing (110) so as to be positioned below the container (120), and receives a detection signal emitted to the sample (10) through the container (120).
도 2(b)에 도시된 바와 같이, 검출기(140)는 컨테이너(120)의 맞은편에 위치하도록 하우징(110)의 한쪽 내측면에 고정되되, 컨테이너(120)를 사이에 두고 광원(130)과 대향되는 위치에 고정된다. 검출기(140)는 컨테이너(120)를 통과하여 샘플(10)에 방출되는 검출 신호를 제공받는다.As shown in Fig. 2(b), the detector (140) is fixed to one inner surface of the housing (110) so as to be positioned opposite the container (120), but facing the light source (130) with the container (120) interposed therebetween. The detector (140) receives a detection signal emitted to the sample (10) through the container (120).
광원(130)의 개수가 복수 개인 경우, 검출기(130)는 샘플(10)로부터 방출되는 복수의 검출 신호 순차적으로 검출할 수 있고, 또는 하나의 검출 신호를 복수의 파장 대역별로 분리하여 검출할 수도 있다.When there are multiple light sources (130), the detector (130) can sequentially detect multiple detection signals emitted from the sample (10), or can detect one detection signal by separating it into multiple wavelength bands.
도1 내지 도 4에 도시되지는 않았으나, 분광 장치(100)는 샘플(10)과 검출기(140) 사이에 광학 소자를 포함할 수 있다. 광학 소자는 검출 신호를 회절시키는 회절 소자 및 검출 신호를 분산시키는 분산 소자를 포함할 수 있다. 광학 소자는 검출 신호를 분산시키거나 회절시킴으로써 샘플(10)로부터 검출기(140)로 검출 신호를 효과적으로 수집할 수 있다.Although not shown in FIGS. 1 to 4, the spectroscopic device (100) may include an optical element between the sample (10) and the detector (140). The optical element may include a diffractive element that diffracts a detection signal and a dispersive element that disperses the detection signal. The optical element may effectively collect a detection signal from the sample (10) to the detector (140) by dispersing or diffracting the detection signal.
마이크로 컨트롤러(150)는 샘플(10)이 유해 성분을 포함하지는지의 여부를 판단한다. The microcontroller (150) determines whether the sample (10) contains a harmful component.
구체적으로, 마이크로 컨트롤러(150)는 샘플(10)이 유해 성분을 포함하지않을 때의 정상 신호를 미리 저장하여, 검출기(140)로부터 검출되는 검출 신호와 상기 정상 신호를 비교하여 상기 샘플의 유해 성분 포함 여부를 판단할 수 있다.Specifically, the microcontroller (150) can store in advance a normal signal when the sample (10) does not contain a harmful component, and compare the normal signal with a detection signal detected from the detector (140) to determine whether the sample contains a harmful component.
도 4에 도시된 바와 같이, 마이크로 컨트롤러(150)는 부호화기(152) 및 복호화기(154)를 포함한다.As illustrated in FIG. 4, the microcontroller (150) includes an encoder (152) and a decoder (154).
부호화기(152)는 광신호를 부호화하기 위한 직교 코드를 생성할 수 있다. 부호화기(152)는 직교 코드를 생성하여 광신호를 직교 코드의 패턴으로 변조할 수 있다. The encoder (152) can generate an orthogonal code for encoding an optical signal. The encoder (152) can generate an orthogonal code and modulate an optical signal into a pattern of the orthogonal code.
이때, 광신호는 특정 파장 대역의 신호이다. 즉, 분광 장치(100)는 샘플(10) 분석을 위해 필요한 파장 대역만을 사용할 수 있도록 미리 설정되어, 샘플(10) 분석 시, 특정 파장 대역에 대해서만 분석을 수행할 수 있다.At this time, the optical signal is a signal of a specific wavelength band. That is, the spectroscopic device (100) is preset so that it can use only the wavelength band required for analyzing the sample (10), so that when analyzing the sample (10), analysis can be performed only for a specific wavelength band.
일 실시예에서, 광원(130)은 부호화기(152)로부터 직교 코드를 수신할 수 있다. 광원(130)은 부호화기(152)로부터 수신된 직교 코드에 따라 변조될 수 있다. 샘플(10) 분석에 필요한 광원(130)이 하나인 경우, 부호화기(152)는 하나의 직교 코드를 생성하여, 특정 파장 대역에 대한 광신호를 하나의 직교 코드에 대응하는 패턴으로 부호화하여 변조한다.In one embodiment, the light source (130) can receive an orthogonal code from the encoder (152). The light source (130) can be modulated according to the orthogonal code received from the encoder (152). When only one light source (130) is required for analyzing the sample (10), the encoder (152) generates one orthogonal code and modulates an optical signal for a specific wavelength band by encoding it into a pattern corresponding to one orthogonal code.
샘플(10) 분석에 필요한 광원(130)이 복수개인 경우, 부호화기(152)는 복수의 직교 코드를 생성하여, 복수의 파장 대역에 대한 각각의 광신호를 상이한 직교 코드에 대응하는 패턴으로 각각 부호화하여 변조한다.When there are multiple light sources (130) required for sample (10) analysis, the encoder (152) generates multiple orthogonal codes and modulates each optical signal for multiple wavelength bands by encoding it into a pattern corresponding to a different orthogonal code.
직교 코드로 광원(130)을 변조하는 방법에는 광학적 변조 방법, 전기적 변조 방법, 및 기계적 변조 방법이 모두 포함될 수 있다. 각각의 변조 방법은 도 6 내지 도 8에서 구체적으로 후술한다.Methods for modulating a light source (130) with an orthogonal code may include optical modulation methods, electrical modulation methods, and mechanical modulation methods. Each modulation method is described in detail later in FIGS. 6 to 8.
복호화기(154)는 검출기(140)로부터 검출 신호를 수신하여, 검출 신호를 복호화한다. 이때, 검출 신호 역시 특정 파장 대역의 신호이다. The decoder (154) receives a detection signal from the detector (140) and decodes the detection signal. At this time, the detection signal is also a signal of a specific wavelength band.
복호화기(154)는 검출 신호로부터 유효 신호를 추출하거나 획득할 수 있다. 즉, 복호화기(154)는 검출 신호를 직교 코드와 컨벌루션을 수행함으로써 유효 신호를 추출할 수 있다. The decoder (154) can extract or obtain a valid signal from the detection signal. That is, the decoder (154) can extract a valid signal by performing convolution on the detection signal with an orthogonal code.
이때, 복호화기(152)는 클럭 동기화에 의해 부호화기(152)와 타이밍을 정합할 수 있다. 복호화기(154)는 부호화기(152)로부터 직교 코드를 동기화할 수 있다. 부호화기(152)는 복호화기(154)로 데이터 및 신호를 전송할 수 있고 그리고 복호화기(154)는 부호화기(152)로부터 데이터 및 신호를 수신할 수 있다. 데이터 및 신호는 직교 코드에 대한 정보를 포함할 수 있다. 즉, 복호화기(154)는 부호화기(152)와 직교 코드를 공유할 수 있다.At this time, the decoder (152) can align timing with the encoder (152) by clock synchronization. The decoder (154) can synchronize the orthogonal code from the encoder (152). The encoder (152) can transmit data and signals to the decoder (154), and the decoder (154) can receive data and signals from the encoder (152). The data and signals can include information about the orthogonal code. That is, the decoder (154) can share the orthogonal code with the encoder (152).
따라서, 복호화기(154)는 광신호가 부호화될 때 사용되었던 직교 코드와 동일한 직교 코드를 이용하여 검출 신호화의 컨벌루션을 수행하고, 이를 통해 유효 신호를 획득할 수 있게 된다.Accordingly, the decoder (154) performs convolution of the detection signal using the same orthogonal code as the orthogonal code used when the optical signal was encoded, thereby obtaining a valid signal.
직교 코드에 기초한 유효 신호를 이용하여 분석을 수행하는 본 발명에 따른 분광 장치(100)는 식품 및 유기 분자 등과 같은 샘플(10)의 분자에 대한 신호의 세기 및 감도를 높일 수 있다. 본 발명에 따른 분광 장치(100)는 샘플(10)에 대한 센싱(sensing) 및 이미징(imaging) 기술의 성능을 향상시킬 수 있다.The spectroscopic device (100) according to the present invention, which performs analysis using a valid signal based on an orthogonal code, can increase the intensity and sensitivity of a signal for molecules of a sample (10), such as food and organic molecules. The spectroscopic device (100) according to the present invention can improve the performance of sensing and imaging technology for a sample (10).
마이크로 컨트롤러(150)는 복호화된 검출 신호로부터 추출된 유효 신호에 기초하여 샘플(10)을 분석할 수 있다. 즉, 마이크로 컨트롤러(150)는 유효 신호와 정상 신호를 비교하여 샘플(10) 내에 유해 성분 포함 여부를 확인할 수 있다. The microcontroller (150) can analyze the sample (10) based on the valid signal extracted from the decrypted detection signal. That is, the microcontroller (150) can compare the valid signal with the normal signal to determine whether the sample (10) contains a harmful component.
구체적으로, 샘플(10)이 유해 성분을 포함하는 경우, 검출 신호는 특정 파장에서 피크 값을 갖는다. 따라서, 마이크로 컨트롤러(150)는 정상 신호와 검출 신호(유효 신호)를 비교했을 때, 정상 신호와 달리 유효 신호가 특정 파장에서 피크 값을 가지면, 마이크로 컨트롤러(150)는 샘플(10) 내에 유해 성분이 포함되어 있는 것으로 판단할 수 있다. Specifically, when the sample (10) contains a harmful component, the detection signal has a peak value at a specific wavelength. Accordingly, when the microcontroller (150) compares the normal signal and the detection signal (valid signal), if, unlike the normal signal, the valid signal has a peak value at a specific wavelength, the microcontroller (150) can determine that the sample (10) contains a harmful component.
여기서, 정상 신호는 분광 장치(100)의 저장부(미도시)에 미리 저장되어 있는 데이터로서, 분석 대상인 샘플(10)이 정상 상태일때의(유해 성분을 포함하지 않을때의) 신호를 나타내는 데이터이다. 따라서, 마이크로 컨트롤러(150)는 미리 저장된 정상 신호를 추출된 검출 신호(유효 신호)와 비교하여 불일치하면 샘플(10)이 정상적이지 않은 것으로 판단할 수 있다. Here, the normal signal is data that is stored in advance in the storage unit (not shown) of the spectrometer (100), and is data that represents a signal when the sample (10) to be analyzed is in a normal state (when it does not contain harmful components). Therefore, the microcontroller (150) can compare the stored normal signal with the extracted detection signal (valid signal) and determine that the sample (10) is not normal if there is a discrepancy.
통신부(160)는 외부 장치(예를 들어, 사용자 장치)와 통신한다.The communication unit (160) communicates with an external device (e.g., a user device).
여기서, 사용자는 분광 장치(100)를 이용하여 특정 물질의 분석을 수행하는 사람이다. 사용자는 프로그램(어플리케이션)을 사용자 장치에 설치하여, 분석을 수행할 수 있다. 이때, 프로그램은 분광 장치(100)를 이용하여 특정 물질 분석 서비스를 제공하는 회사가 제공하는 프로그램을 나타낸다.Here, the user is a person who performs analysis of a specific material using a spectroscopic device (100). The user can perform analysis by installing a program (application) on the user device. At this time, the program represents a program provided by a company that provides a specific material analysis service using a spectroscopic device (100).
일 실시예에서, 분광 장치(100)는 특정 물질 분석용으로 제작되기 때문에, 특정 물질에 따라 광원(130)의 개수 및 파장 대역이 설정된 상태로 제작된다. 따라서, 사용자가 사용자 장치를 통해 분석 요청을 하면, 분광 장치(100)는 샘플(10)의 분석을 수행하고, 샘플(10) 내에 유해 성분이 포함되었는지에 대한 결과 데이터를 사용자 장치의 어플리케이션을 통해 제공한다.In one embodiment, the spectroscopic device (100) is manufactured for the purpose of analyzing a specific material, and thus is manufactured with the number of light sources (130) and wavelength band set according to the specific material. Accordingly, when a user makes an analysis request through a user device, the spectroscopic device (100) performs analysis of a sample (10) and provides result data on whether a harmful component is included in the sample (10) through an application of the user device.
다른 일 실시예에서, 분광 장치(100)는 사용자 장치의 설정에 따라 광원(130)의 개수 및 파장 대역이 결정될 수 있다. 사용자는 사용자 장치에 설치된 어플리케이션을 통해 분석하려는 샘플 정보를 입력하면, 분광 장치(100)(구체적으로, 마이크로 컨트롤러(150)는 샘플 정보에 기반하여 광원(130)의 파장 및 개수를 결정한다. 즉, 샘플을 분석하기 위해 필요한 파장 대역과 해당 파장 대역의 빛을 조사하기 위한 광원(130)의 개수 결정하고, 분석을 수행할 수 있다.In another embodiment, the spectroscopic device (100) may determine the number and wavelength band of light sources (130) according to the settings of the user device. When the user inputs sample information to be analyzed through an application installed on the user device, the spectroscopic device (100) (specifically, the microcontroller (150) determines the wavelength and number of light sources (130) based on the sample information. That is, the wavelength band required to analyze the sample and the number of light sources (130) for irradiating light of the corresponding wavelength band may be determined, and analysis may be performed.
이하에서 도 5 내지 도 13를 참조하여, 직교 코드를 이용하여 광신호를 부호화하고, 동일한 직교 코드를 검출 신호와 컨벌루션을 수행하여 검출 신호로부터 유효 신호를 추출하는 것에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 5 to 13, a detailed description will be given of encoding an optical signal using an orthogonal code, performing convolution with the detection signal using the same orthogonal code, and extracting a valid signal from the detection signal.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치를 더욱 상세하게 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a drawing for explaining in more detail a spectroscopic device for analyzing a specific substance that is detachable from a portable device according to one embodiment of the present invention.
도 5는 도 4을 참조하여 설명될 것이다. 부호화기(152)는 코드 생성기(미도시)를 포함할 수 있다. 광원(130)은 제1 내지 제3 채널들(131-133)을 포함할 수 있다. 검출기(140)는 배열 센서(141)를 포함할 수 있다. 복호화기(154)는 신호 처리기(미도시)를 포함할 수 있다.FIG. 5 will be described with reference to FIG. 4. The encoder (152) may include a code generator (not shown). The light source (130) may include first to third channels (131-133). The detector (140) may include an array sensor (141). The decoder (154) may include a signal processor (not shown).
코드 생성기(미도시)는 광신호를 부호화하기 위한 직교 코드를 생성할 수 있다. 직교 코드는 직교성에 기초하는 코드일 수 있다. 구체적으로, 서로 다른 복수의 직교 코드들은 서로 직교할 수 있다. 즉, 서로 다른 복수의 직교 코드들 사이의 상호 상관 값들은 0일 수 있다. 예를 들어, 직교 코드는 PN(pseudo-noise) 코드 또는 골드(gold) 코드일 수 있다. 직교 코드는 이진 시퀀스일 수 있다. 코드 생성기(미도시)는 복수의 직교 코드들을 생성할 수 있다. 코드 생성기(미도시)는 복수의 직교 코드들을 분리하여 출력할 수 있다. 코드 생성기(미도시)는 복수의 직교 코드들을 동시에 출력할 수 있다.A code generator (not shown) can generate an orthogonal code for encoding an optical signal. The orthogonal code may be a code based on orthogonality. Specifically, a plurality of different orthogonal codes may be orthogonal to each other. That is, cross-correlation values between a plurality of different orthogonal codes may be 0. For example, the orthogonal code may be a PN (pseudo-noise) code or a gold code. The orthogonal code may be a binary sequence. The code generator (not shown) can generate a plurality of orthogonal codes. The code generator (not shown) can separate and output the plurality of orthogonal codes. The code generator (not shown) can output the plurality of orthogonal codes simultaneously.
광원(130)은 하나 이상의 채널을 포함한다. 샘플(10)을 분석하기 위해 필요한 파장에 따라 광원(130)이 포함하는 채널의 개수가 결정될 수 있다. 즉, 특정 샘플(10)을 분석하기 위해 하나의 파장이 사용되면 광원(130)은 하나의 채널을 포함할 수 있고, 특정 샘플을 분석하기 위해 세개의 파장이 사용되면 광원(130)은 세개의 채널을 포함할 수 있다.The light source (130) includes one or more channels. The number of channels included in the light source (130) may be determined depending on the wavelength required to analyze the sample (10). That is, if one wavelength is used to analyze a specific sample (10), the light source (130) may include one channel, and if three wavelengths are used to analyze a specific sample, the light source (130) may include three channels.
제 1 채널(131)은 샘플(10)을 향하여 광신호를 출력할 수 있다. 광신호를 출력하기 이전에, 제 1 채널(131)은 광신호의 파장을 결정할 수 있다. 제 1 채널(131)은 결정된 파장을 갖는 광신호를 출력할 수 있다. 제 1 내지 제 3 채널들 (131-133)에 의하여 출력되는 광신호들의 파장들은 서로 상이하다.The first channel (131) can output an optical signal toward the sample (10). Before outputting the optical signal, the first channel (131) can determine a wavelength of the optical signal. The first channel (131) can output an optical signal having the determined wavelength. The wavelengths of the optical signals output by the first to third channels (131-133) are different from each other.
일 실시예에서, 제 1 채널(131)은 코드 생성기(미도시)에 의하여 생성된 제 1 직교 코드를 수신할 수 있고 그리고 제 1 직교 코드에 기초하여 제 1 광신호를 생성할 수 있다. 제 1 직교 코드는 제 1 채널(131)을 통하여 제 1 광신호로 변조될 수 있다. 제 1 채널(131)은 제 1 직교 코드에 대응하는 패턴으로 제 1 광신호를 부호화할 수 있다. 제 1 채널(131)은 제 1 직교 코드의 이진 시퀀스에 대응하는 패턴으로 제 1 광신호의 펄스 파형을 부호화할 수 있다. 제 1 채널(131)은 제 1 직교 코드에 따른 선로 부호화에 의하여 제 1 광신호의 펄스 파형을 부호화할 수 있다. In one embodiment, the first channel (131) can receive a first orthogonal code generated by a code generator (not shown) and generate a first optical signal based on the first orthogonal code. The first orthogonal code can be modulated into the first optical signal through the first channel (131). The first channel (131) can encode the first optical signal with a pattern corresponding to the first orthogonal code. The first channel (131) can encode a pulse waveform of the first optical signal with a pattern corresponding to a binary sequence of the first orthogonal code. The first channel (131) can encode the pulse waveform of the first optical signal by line encoding according to the first orthogonal code.
도 5를 참조하면, 예를 들어, 제 1 직교 코드가 1110100인 이진 시퀀스인 경우, 제 1 광신호의 펄스 파형의 크기는 순차적으로 제 1 직교 코드의 비트 값들에 대응할 수 있다. 제 2 및 제 3 채널들(132, 133)은 제 1 채널(131)과 서로 동일한 원리에 의해 구현될 수 있고 그리고 제 1 채널(131)과 마찬가지로, 제 2 및 제 3 채널들(132, 133)은 제 1 채널과 동일한 원리에 의해 제 2 직교 코드(예컨대, 1001011) 및 제 2 직교 코드(예컨대, 1101011)에 기초하여 제 2 및 제 3 광신호들을 부호화할 수 있다. 즉, 제 2 및 제 3 직교 코드는 각각 제 2 및 제 3 채널들(132, 133)을 통해 제 2 및 제 3 광신호들로 변조될 수 있다. 도 5에서, 제 1 내지 제 3 채널들(131-133)만이 도시되었으나, 광원(130)이 포함하는 채널들의 개수는 세 개로 한정되지 않는다.Referring to FIG. 5, for example, if the first orthogonal code is a binary sequence of 1110100, the magnitude of the pulse waveform of the first optical signal can sequentially correspond to the bit values of the first orthogonal code. The second and third channels (132, 133) can be implemented by the same principle as the first channel (131), and like the first channel (131), the second and third channels (132, 133) can encode the second and third optical signals based on the second orthogonal code (e.g., 1001011) and the second orthogonal code (e.g., 1101011) by the same principle as the first channel. That is, the second and third orthogonal codes can be modulated into the second and third optical signals via the second and third channels (132, 133), respectively. In Fig. 5, only the first to third channels (131-133) are illustrated, but the number of channels included in the light source (130) is not limited to three.
배열 센서(141)는 샘플(10)로부터 검출 신호를 검출하거나 수신할 수 있다. 배열 센서(141)는 복수의 검출 신호들을 검출할 수 있다. 여기서, 복수의 검출 신호들 각각은 제 1 내지 제 3 채널들(131-133)에 대응할 수 있다. 배열 센서(141)는 복수의 픽셀들을 포함할 수 있고 그리고 복수의 픽셀들은 복수의 검출 신호들에 각각 대응할 수 있다. 배열 센서(141)는 복수의 검출 신호들을 동시에 수신하거나 순차적으로 수신할 수 있다.The array sensor (141) can detect or receive a detection signal from the sample (10). The array sensor (141) can detect a plurality of detection signals. Here, each of the plurality of detection signals can correspond to the first to third channels (131-133). The array sensor (141) can include a plurality of pixels, and the plurality of pixels can correspond to the plurality of detection signals, respectively. The array sensor (141) can receive a plurality of detection signals simultaneously or sequentially.
신호 처리기(미도시)는 검출기(140)로부터 검출 신호를 수신할 수 있고 그리고 검출 신호로부터 유효 신호를 추출할 수 있다. 신호 처리기(미도시)는 복수의 검출 신호들을 수신할 수 있고 복수의 검출 신호들에 기초하여 유효 신호를 획득할 수 있다.A signal processor (not shown) can receive a detection signal from a detector (140) and extract a valid signal from the detection signal. The signal processor (not shown) can receive a plurality of detection signals and obtain a valid signal based on the plurality of detection signals.
신호 처리기(미도시)는 코드 생성기(미도시)와 복수의 직교 코드들을 동기화할 수 있다. 신호 처리기(미도시)는 코드 생성기(미도시)로부터 직교 코드에 대한 정보를 포함하는 데이터 및 신호를 수신할 수 있다. 신호 처리기(미도시)는 코드 생성기(미도시)와 직교 코드를 공유할 수 있다. 신호 처리기(미도시)는 배열 센서(141)로부터 복수의 직교 코드들에 각각 대응하는 복수의 검출 신호들을 수신할 수 있고 그리고 복수의 직교 코드들에 기초하여 복수의 검출 신호들로부터 유효 신호를 추출할 수 있다. 일 실시예에서, 신호 처리기(미도시)는 복수의 직교 코드들 중에서 제 1 직교 코드에 대응하는 검출 신호를 수신할 수 있다. 신호 처리기(미도시)는 제 1 직교 코드와 제 1 직교 코드에 대응하는 검출 신호 간의 상관 관계를 기반으로 하는 연산 결과를 획득할 수 있다. 반복적으로, 신호 처리기(미도시)는 복수의 직교 코드들 및 복수의 검출 신호들로부터 상관 관계를 기반으로 하는 복수의 연산 결과들을 획득할 수 있다. 신호 처리기(미도시)는 복수의 연산 결과들을 합산함으로써 유효 신호를 획득할 수 있다.A signal processor (not shown) can synchronize a code generator (not shown) and a plurality of orthogonal codes. The signal processor (not shown) can receive data and signals including information about the orthogonal codes from the code generator (not shown). The signal processor (not shown) can share the orthogonal codes with the code generator (not shown). The signal processor (not shown) can receive a plurality of detection signals each corresponding to the plurality of orthogonal codes from the array sensor (141) and extract a valid signal from the plurality of detection signals based on the plurality of orthogonal codes. In one embodiment, the signal processor (not shown) can receive a detection signal corresponding to a first orthogonal code among the plurality of orthogonal codes. The signal processor (not shown) can obtain an operation result based on a correlation between the first orthogonal code and the detection signal corresponding to the first orthogonal code. Repeatedly, the signal processor (not shown) can obtain a plurality of operation results based on the correlation from the plurality of orthogonal codes and the plurality of detection signals. A signal processor (not shown) can obtain a valid signal by adding up multiple operation results.
도 6 내지 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 5의 광원에 포함되는 채널을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 블록도이다.FIGS. 6 and 7 are block diagrams for more specifically explaining channels included in the light source of FIG. 5 according to one embodiment of the present invention.
도 6를 참조하면, 채널(131a)은 구동기(131a_1) 및 광신호 생성기(131a_2)를 포함할 수 있다. 채널(131a)은 도 5의 제 1 내지 제 3 채널들(131-133)과 실질적으로 동일할 수 있다. 도 6은 도 5를 참조하여 설명될 것이다.Referring to FIG. 6, the channel (131a) may include a driver (131a_1) and an optical signal generator (131a_2). The channel (131a) may be substantially identical to the first to third channels (131-133) of FIG. 5. FIG. 6 will be described with reference to FIG. 5.
구동기(131a_1)는 전기적 변조 방법에 의해 광신호를 생성하기 위한 장치일 수 있다. 구동기(131a_1)는 채널(131a)에 의해 코드 생성기(미도시)로부터 수신된 직교 코드에 기초하여 구동 신호를 생성할 수 있다. 구동 신호는 직교 코드에 대한 정보를 포함할 수 있다. 구동 신호는 전기적 제어 신호일 수 있다.The driver (131a_1) may be a device for generating an optical signal by an electrical modulation method. The driver (131a_1) may generate a driving signal based on an orthogonal code received from a code generator (not shown) by the channel (131a). The driving signal may include information about the orthogonal code. The driving signal may be an electrical control signal.
광신호 생성기(131a_2)는 샘플(10)로 제공되는 광신호를 생성할 수 있다. 광신호 생성기(131a_2)는 부호화 과정과 함께 광신호를 생성할 수 있다. 광신호 생성기(131a_2)는 LED, 레이저 다이오드 등을 포함하는 다양한 장치로 구현될 수 있다.The optical signal generator (131a_2) can generate an optical signal provided as a sample (10). The optical signal generator (131a_2) can generate an optical signal together with an encoding process. The optical signal generator (131a_2) can be implemented with various devices including an LED, a laser diode, etc.
구동기(131a_1)는 광신호 생성기(131a_2)로 구동 신호를 전송할 수 있고 광신호 생성기(131a_2)는 구동 신호를 수신할 수 있다. 광신호 생성기(131a_2)는 구동 신호에 의해 제어될 수 있다. 광신호 생성기(131a_2)는 직교 코드를 포함하는 구동 신호에 기초하여 직교 코드에 대응하는 패턴으로 부호화된 광신호를 생성할 수 있다.The driver (131a_1) can transmit a driving signal to the optical signal generator (131a_2), and the optical signal generator (131a_2) can receive the driving signal. The optical signal generator (131a_2) can be controlled by the driving signal. The optical signal generator (131a_2) can generate an optical signal encoded with a pattern corresponding to the orthogonal code based on the driving signal including the orthogonal code.
도 7을 참조하면, 채널(131b)은 연속파 생성기(131b_1) 및 광학 변조기(131b_2)를 포함할 수 있다. 채널(131b)은 도 5의 제 1 내지 제 3 채널들(131-133)과 실질적으로 동일할 수 있다. 도 7은 도 5를 참조하여 설명될 것이다.Referring to FIG. 7, the channel (131b) may include a continuous wave generator (131b_1) and an optical modulator (131b_2). The channel (131b) may be substantially identical to the first to third channels (131-133) of FIG. 5. FIG. 7 will be described with reference to FIG. 5.
연속파 생성기(131b_1)는 연속된 파형의 빛을 출력할 수 있다. 여기서, 연속된 파형은 정현파 및 구형파를 포함하는 다양한 파형일 수 있다. 연속파를 출력하기 이전에, 연속파 생성기(131b_1)는 연속파의 파장, 위상, 및 진폭을 결정할 수 있다.The continuous wave generator (131b_1) can output light of a continuous wave form. Here, the continuous wave form can be various waveforms including a sine wave and a square wave. Before outputting the continuous wave, the continuous wave generator (131b_1) can determine the wavelength, phase, and amplitude of the continuous wave.
광학 변조기(131b_2)는 광학적 변조 방법에 의해 광신호를 생성하기 위한 장치일 수 있다. 광학 변조기(131b_2)는 동작 전압에 따라 작동될 수 있다. 광학 변조기(131b_2)의 동작 전압은 채널(131b)에 의해 코드 생성기(미도시)로부터 수신된 직교 코드에 따라 조정될 수 있다. 광학 변조기(131b_2)는 동작 전압에 따라 빛의 위상 및 진폭을 변조할 수 있다.The optical modulator (131b_2) may be a device for generating an optical signal by an optical modulation method. The optical modulator (131b_2) may be operated according to an operating voltage. The operating voltage of the optical modulator (131b_2) may be adjusted according to an orthogonal code received from a code generator (not shown) by the channel (131b). The optical modulator (131b_2) may modulate the phase and amplitude of light according to the operating voltage.
연속파 생성기(131b_1)는 광학 변조기(131b_2)를 향하여 연속파를 출력할 수 있다. 연속파 생성기(131b_1)는 광학 변조기(131b_2)에 연속파를 제공할 수 있고 광학 변조기(131b_2)는 연속파의 진폭 및 위상을 변조할 수 있다. 광학 변조기(131b_2)는 채널(131b)에 의해 코드 생성기(미도시)로부터 수신된 직교 코드에 기초하여 연속파의 진폭 및 위상을 변조할 수 있다. 광학 변조기(131b_2)는 직교 코드에 따라 연속파의 진폭 및 위상을 변조함으로써 직교 코드에 대응하는 패턴으로 부호화된 광신호를 생성할 수 있다. 광학 변조기(131b_2)의 동작 전압은 직교 코드에 의해 조정될 수 있다. 광학 변조기(131b_2)는 조정된 동작 전압에 기초하여 직교 코드에 대응하는 패턴으로 부호화된 광신호로 연속파를 변조할 수 있다.A continuous wave generator (131b_1) can output a continuous wave toward an optical modulator (131b_2). The continuous wave generator (131b_1) can provide a continuous wave to the optical modulator (131b_2), and the optical modulator (131b_2) can modulate the amplitude and phase of the continuous wave. The optical modulator (131b_2) can modulate the amplitude and phase of the continuous wave based on an orthogonal code received from a code generator (not shown) by the channel (131b). The optical modulator (131b_2) can generate an optical signal encoded with a pattern corresponding to the orthogonal code by modulating the amplitude and phase of the continuous wave according to the orthogonal code. An operating voltage of the optical modulator (131b_2) can be adjusted by the orthogonal code. An optical modulator (131b_2) can modulate a continuous wave into an optical signal encoded with a pattern corresponding to an orthogonal code based on an adjusted operating voltage.
도 8을 참조하면, 채널(131c)은 연속파 생성기(131c_1), 적어도 하나 이상의 슬릿(131c_2), 및 슬릿 제어기(131c_3)를 포함할 수 있다. 채널(131c)은 도 5의 제 1 내지 제 3 채널들(131-133)과 실질적으로 동일할 수 있다. 도 8은 도 5 및 도 7 참조하여 설명될 것이다.Referring to FIG. 8, the channel (131c) may include a continuous wave generator (131c_1), at least one slit (131c_2), and a slit controller (131c_3). The channel (131c) may be substantially identical to the first to third channels (131-133) of FIG. 5. FIG. 8 will be described with reference to FIGS. 5 and 7.
연속파 생성기(131c_1)는 도 7의 연속파 생성기(131b_1)와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 도 8에서 연속파 생성기(131c_1)에 대한 구체적인 설명은 생략된다.The continuous wave generator (131c_1) may be substantially the same as the continuous wave generator (131b_1) of Fig. 7. Therefore, a detailed description of the continuous wave generator (131c_1) in Fig. 8 is omitted.
적어도 하나 이상의 슬릿(131c_2)은 연속파 생성기(131c_1)로부터 출력된 연속파를 투과시킬 수 있다. 적어도 하나 이상의 슬릿(131c_2)은 연속파의 투과도를 조정할 수 있다. 적어도 하나 이상의 슬릿(131c_2)은 투과하는 연속파를 회절시킬 수 있다.At least one slit (131c_2) can transmit a continuous wave output from a continuous wave generator (131c_1). At least one slit (131c_2) can adjust the transmittance of the continuous wave. At least one slit (131c_2) can diffract the transmitting continuous wave.
슬릿 제어기(131c_3)는 적어도 하나 이상의 슬릿(131c_2)을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 슬릿 제어기(131c_3)의 제어 신호는 채널(131c)에 의해 코드 생성기(미도시)로부터 수신된 직교 코드에 기초하여 생성될 수 있다. 슬릿 제어기(131c_3)는 적어도 하나 이상의 슬릿(131c_2)에 제어 신호를 전송할 수 있다.The slit controller (131c_3) can generate a control signal for controlling at least one slit (131c_2). The control signal of the slit controller (131c_3) can be generated based on an orthogonal code received from a code generator (not shown) by the channel (131c). The slit controller (131c_3) can transmit the control signal to at least one slit (131c_2).
일 실시예에서, 슬릿 제어기(131c_3)는 적어도 하나 이상의 슬릿(131c_2)에 제어 신호를 전송할 수 있고 적어도 하나 이상의 슬릿은 제어 신호를 수신할 수 있다. 슬릿 제어기(131c_3)는 제어 신호에 의해 적어도 하나 이상의 슬릿(131c_2)의 개폐 동작을 제어할 수 있다. 슬릿 제어기(131c_3)는 적어도 하나 이상의 슬릿(131c_2)의 개폐 동작을 직교 코드에 대응하는 패턴과 동일하게 되도록 조정할 수 있다. 적어도 하나 이상의 슬릿(131c_2)은 제어 신호에 응답하는 개폐 동작에 기초하여 직교 코드에 대응하는 패턴으로 부호화된 광신호로 연속파를 변조할 수 있다.In one embodiment, the slit controller (131c_3) can transmit a control signal to at least one slit (131c_2), and at least one slit can receive the control signal. The slit controller (131c_3) can control an opening/closing operation of at least one slit (131c_2) by the control signal. The slit controller (131c_3) can adjust the opening/closing operation of at least one slit (131c_2) to be identical to a pattern corresponding to an orthogonal code. At least one slit (131c_2) can modulate a continuous wave into an optical signal encoded with a pattern corresponding to an orthogonal code based on the opening/closing operation in response to the control signal.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 물질의 분석을 위한 분광 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 9을 도 4을 참조하여 설명될 것이다.Fig. 9 is a flow chart showing a spectroscopic method for analyzing a specific material according to one embodiment of the present invention. Fig. 9 will be described with reference to Fig. 4.
S110 단계에서, 광원(130)은 직교 코드(OC)와 연속파 신호(CW)에 기초하여 직교 코드(OC)에 대응하는 패턴으로 부호화된 광신호(ENC)를 생성할 수 있다. 광원(130)은 직교 코드(OC)와 연속파 신호(CW)의 컨벌루션을 수행할 수 있다. 광원(130)은 컨벌루션의 결과에 기초하여 광신호(ENC)를 생성할 수 있다.In step S110, the light source (130) can generate an optical signal (ENC) encoded with a pattern corresponding to the orthogonal code (OC) based on the orthogonal code (OC) and the continuous wave signal (CW). The light source (130) can perform convolution of the orthogonal code (OC) and the continuous wave signal (CW). The light source (130) can generate an optical signal (ENC) based on the result of the convolution.
S120 단계에서, 광원(130)은 샘플(10)에 광신호(ENC)를 제공할 수 있다. S130 단계에서, 검출기(140)는 샘플(10)로부터 검출 신호(DET)를 검출할 수 있다. 광신호(ENC)의 전부 또는 일부는 샘플(10)에서 흡수, 투과, 산란, 및 반사될 수 있다. 검출 신호(DET)는 샘플(10)에서 흡수, 투과, 산란, 및 반사된 광신호(ENC)의 결과물일 수 있다. 또한, 검출 신호(DET)는 광신호(ENC)의 변형(deformation)일 수 있다. 검출 신호(DET)는 샘플(10)의 분석을 위한 유효 신호 (EFF) 및 잡음을 포함할 수 있다. 검출 신호(DET)는 그 자체로 샘플(10)의 분석에 유용하지 않을 수 있다. 예를 들어, 검출 신호(DET)는 그 자체로 샘플(10)의 화학적 구성(예컨대, 분자의 구조, 분자의 변화, 및 분자량 등)을 결정하지 못할 수 있다.At step S120, a light source (130) can provide an optical signal (ENC) to the sample (10). At step S130, a detector (140) can detect a detection signal (DET) from the sample (10). All or part of the optical signal (ENC) can be absorbed, transmitted, scattered, and reflected by the sample (10). The detection signal (DET) can be a result of the optical signal (ENC) absorbed, transmitted, scattered, and reflected by the sample (10). Additionally, the detection signal (DET) can be a deformation of the optical signal (ENC). The detection signal (DET) can include an effective signal (EFF) for analyzing the sample (10) and noise. The detection signal (DET) by itself may not be useful for analyzing the sample (10). For example, the detection signal (DET) by itself may not be able to determine the chemical composition of the sample (10) (e.g., molecular structure, molecular changes, molecular weight, etc.).
S140 단계에서, 복호화기(154)는 검출 신호(DET)로부터 잡음을 제거하여 유효 신호(EFF)를 추출할 수 있다. 복호화기(154)는 검출 신호(DET)를 복호화할 수 있다. 복호화기(154)는 부호화기(152)로부터 수신된 직교 코드(OC)와 검출 신호(DET)의 컨벌루션을 수행할 수 있다. 복호화기(154)는 컨벌루션의 결과에 기초하여 유효 신호(EFF)를 획득할 수 있다. 유효 신호(EFF)는 샘플(10)의 분석을 위한 정확도가 높을 수 있다. 분광 장치(100)는 유효 신호(EFF)에 기초하여 샘플(10)의 화학적 구성(예컨대, 분자의 구조, 분자의 변화, 및 분자량 등)을 결정할 수 있다.In step S140, the decoder (154) can remove noise from the detection signal (DET) to extract the effective signal (EFF). The decoder (154) can decode the detection signal (DET). The decoder (154) can perform convolution of the orthogonal code (OC) received from the encoder (152) and the detection signal (DET). The decoder (154) can obtain the effective signal (EFF) based on the result of the convolution. The effective signal (EFF) can have high accuracy for analyzing the sample (10). The spectroscopic device (100) can determine the chemical composition (e.g., molecular structure, molecular change, molecular weight, etc.) of the sample (10) based on the effective signal (EFF).
도 10은 시간 영역에서 도 9의 분광 방법을 좀 더 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다. 도 10은 도 4 및 도 9을 참조하여 설명될 것이다. S210 단계는 도 9의 S110 단계에 대응할 수 있고, S220 단계는 도 9의 S120 단계에 대응할 수 있고, S230 단계는 도 9의 S130 단계에 대응할 수 있고, S240 단계는 도 9의 S140 단계에 대응할 수 있다. 도 10를 참조하면, 연속파 신호(T10), 광신호(T20), 검출 신호(T30), 및 유효 신호(T40)는 시간에 따른 크기 그래프로 표현될 수 있다.Fig. 10 is a flowchart for explaining the spectroscopy method of Fig. 9 in the time domain in more detail. Fig. 10 will be explained with reference to Figs. 4 and 9. Step S210 may correspond to step S110 of Fig. 9, step S220 may correspond to step S120 of Fig. 9, step S230 may correspond to step S130 of Fig. 9, and step S240 may correspond to step S140 of Fig. 9. Referring to Fig. 10, a continuous wave signal (T10), an optical signal (T20), a detection signal (T30), and a valid signal (T40) may be expressed as a magnitude graph over time.
S210 단계에서, 광원(130)은 연속파 신호(T10)를 광신호(T20)로 부호화할 수 있다. 연속파 신호(T10)는 도 9의 연속파 신호(CW)에 대응할 수 있고, 그리고 광신호(T20)는 도 9의 광신호(ENC)에 대응할 수 있다. 부호화기(152)는 클럭 동기화에 의해 광원(130)과 타이밍을 정합(match)할 수 있다. 부호화기(152)는 타이밍에 기초하여 광원(130)에 직교 코드(OC)를 제공할 수 있다.At step S210, the light source (130) can encode the continuous wave signal (T10) into an optical signal (T20). The continuous wave signal (T10) can correspond to the continuous wave signal (CW) of FIG. 9, and the optical signal (T20) can correspond to the optical signal (ENC) of FIG. 9. The encoder (152) can match the timing with the light source (130) by clock synchronization. The encoder (152) can provide an orthogonal code (OC) to the light source (130) based on the timing.
광원(130)은 부호화기(152)와 동기화된 타이밍에 기초하여 연속파 신호(T10)로부터 직교 코드(OC)에 대응하는 패턴으로 부호화된 광신호(T20)를 생성할 수 있다. 광원(130)은 부호화기(152)와 동기화된 타이밍에 기초하여 직교 코드(OC)와 연속파 신호(T10)의 컨벌루션을 수행할 수 있다. 광원(130)은 컨벌루션의 결과에 기초하여 광신호(T20)를 생성할 수 있다.The light source (130) can generate an optical signal (T20) encoded with a pattern corresponding to an orthogonal code (OC) from a continuous wave signal (T10) based on a timing synchronized with the encoder (152). The light source (130) can perform convolution of the orthogonal code (OC) and the continuous wave signal (T10) based on a timing synchronized with the encoder (152). The light source (130) can generate an optical signal (T20) based on the result of the convolution.
S220 단계에서, 광원(130)은 샘플(10)에 광신호(T20)를 제공할 수 있다. S230 단계에서, 검출기(140)는 샘플(10)로부터 검출 신호(T30)를 검출할 수 있다. 검출 신호(T30)는 도 9의 검출 신호(DET)에 대응할 수 있다. 샘플(10)에서의 광신호(T20)는 시간이 지남에 따라 샘플(10)의 분자 진동을 발생시킬 수 있다. 샘플(10)의 분자 진동에 기초하여 흡수, 산란, 투과, 및 반사 등의 검출 신호(T30)가 샘플(10)로부터 방출될 수 있다.At step S220, the light source (130) can provide a light signal (T20) to the sample (10). At step S230, the detector (140) can detect a detection signal (T30) from the sample (10). The detection signal (T30) can correspond to the detection signal (DET) of FIG. 9. The light signal (T20) from the sample (10) can cause molecular vibration of the sample (10) over time. Based on the molecular vibration of the sample (10), a detection signal (T30) such as absorption, scattering, transmission, and reflection can be emitted from the sample (10).
S240 단계에서, 복호화기(154)는 검출 신호(T30)로부터 유효 신호(T40)를 추출할 수 있다. 유효 신호(T40)는 도 9의 유효 신호(EFF)에 대응할 수 있다. 복호화기(154)는 클럭 동기화에 의해 부호화기(152)와 타이밍을 정합할 수 있다. 복호화기(154)는 타이밍에 기초하여 부호화기(152)로부터 직교 코드(OC)를 수신할 수 있다. 복호화기(154)는 부호화기(152)와 동기화된 타이밍에 기초하여 직교 코드(OC)와 검출 신호(T30)의 컨벌루션을 수행할 수 있다. 복호화기(154)는 컨벌루션의 결과에 기초하여 유효 신호(T40)를 획득할 수 있다. 유효 신호(T40)의 신호 대비 잡음비(signal-to-noise ratio; SNR)는 향상될 수 있다.In step S240, the decoder (154) can extract the valid signal (T40) from the detection signal (T30). The valid signal (T40) can correspond to the valid signal (EFF) of FIG. 9. The decoder (154) can align timing with the encoder (152) by clock synchronization. The decoder (154) can receive an orthogonal code (OC) from the encoder (152) based on the timing. The decoder (154) can perform convolution of the orthogonal code (OC) and the detection signal (T30) based on the timing synchronized with the encoder (152). The decoder (154) can obtain the valid signal (T40) based on the result of the convolution. The signal-to-noise ratio (SNR) of the valid signal (T40) can be improved.
도 11은 도 10의 S240 단계를 더욱 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다. 도 11은 도 4 및 도 10를 참조하여 설명될 것이다.Fig. 11 is a flowchart for more specifically explaining step S240 of Fig. 10. Fig. 11 will be explained with reference to Figs. 4 and 10.
검출 신호(T30)는 유효 성분(T31) 및 잡음 성분(T32)을 포함할 수 있다. 유효 성분(T31)은 시간에 따른 샘플(10)의 분자 진동으로부터 생성될 수 있다. 잡음 성분(T32)은 시간에 따른 샘플(10)의 분자 진동 이외의 요인들로부터 생성될 수 있다. 도 11에서, 유효 성분(T31) 및 잡음 성분(T32)은 나누어져 있으나, 본 발명의 일 실시예에서, 유효 성분(T31) 및 잡음 성분(T32)은 검출 신호(T30)로부터 분리되지 않을 수 있다.The detection signal (T30) may include a valid component (T31) and a noise component (T32). The valid component (T31) may be generated from molecular vibration of the sample (10) over time. The noise component (T32) may be generated from factors other than molecular vibration of the sample (10) over time. In FIG. 11, the valid component (T31) and the noise component (T32) are separated, but in one embodiment of the present invention, the valid component (T31) and the noise component (T32) may not be separated from the detection signal (T30).
S241 단계에서, 복호화기(154)는 부호화기(152)와 동기화된 타이밍에 기초하여 부호화기(152)로부터 수신된 직교 코드(OC)와 유효 성분(T31)의 컨벌루션을 수행할 수 있다. 직교 코드(OC)와 유효 성분(T31)의 상관 값은 1이 될 수 있다. 따라서, 유효 성분(T31)은 복호화된 유효 성분(T41)으로 변환될 수 있다. 여기서, 복호화된 유효 성분(T41)은 변조되거나 부호화되기 전의 광신호(T20)에 대응하는 상태일 수 있다. 즉, 유효 성분(T31)은 직교 코드(OC)에 의해 복원될 수 있다.In step S241, the decoder (154) can perform convolution of the orthogonal code (OC) received from the encoder (152) and the valid component (T31) based on the timing synchronized with the encoder (152). The correlation value of the orthogonal code (OC) and the valid component (T31) can be 1. Therefore, the valid component (T31) can be converted into a decoded valid component (T41). Here, the decoded valid component (T41) can be a state corresponding to the optical signal (T20) before being modulated or encoded. That is, the valid component (T31) can be restored by the orthogonal code (OC).
S242 단계에서, 복호화기(154)는 부호화기(152)와 동기화된 타이밍에 기초하여 부호화기(152)로부터 수신된 직교 코드(OC)와 잡음 성분(T32)의 컨벌루션을 수행할 수 있다. 잡음 성분(T32)과 유효 성분(T31)은 서로 동일한 직교 코드(OC)와 컨벌루션이 수행될 수 있다. 직교 코드(OC)와 잡음 성분(T32)의 상관 값은 0이 될 수 있다. 따라서, 잡음 성분(T32)은 복호화된 잡음 성분(T42)으로 변환될 수 있다. 여기서, 복호화된 잡음 성분(T42)은 직교 코드(OC)에 의해 잡음이 약화되거나 잡음이 일부 혹은 전부 제거된 신호일 수 있다. 결국, 유효 신호(T40)는 복호화된 유효 성분(T41) 및 복호화된 잡음 성분(T42)을 포함할 수 있다. 유효 신호(T40)의 신호 대비 잡음비는 향상될 수 있다.In step S242, the decoder (154) can perform convolution of the orthogonal code (OC) received from the encoder (152) and the noise component (T32) based on the timing synchronized with the encoder (152). The noise component (T32) and the valid component (T31) can be convolved with the same orthogonal code (OC). The correlation value of the orthogonal code (OC) and the noise component (T32) can be 0. Therefore, the noise component (T32) can be converted into a decoded noise component (T42). Here, the decoded noise component (T42) can be a signal in which noise is weakened or partially or completely removed by the orthogonal code (OC). As a result, the valid signal (T40) can include the decoded valid component (T41) and the decoded noise component (T42). The signal-to-noise ratio of the valid signal (T40) can be improved.
도 12는 주파수 영역에서 도 9의 분광 방법을 좀 더 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다. 도 12는 도 5 및 도 9을 참조하여 설명될 것이다. S310 단계는 도 9의 S110 단계에 대응할 수 있고, S320 단계는 도 9의 S120 단계에 대응할 수 있고, S330 단계는 도 9의 S130 단계에 대응할 수 있고, S340 단계는 도 9의 S140 단계에 대응할 수 있다. 도 12을 참조하면, 연속파 신호(F10), 광신호(F20), 검출 신호(F30), 및 유효 신호(F40)는 파장에 따른 강도의 스펙트럼 그래프로 표현될 수 있다.Fig. 12 is a flowchart for explaining the spectroscopy method of Fig. 9 in more detail in the frequency domain. Fig. 12 will be explained with reference to Figs. 5 and 9. Step S310 may correspond to step S110 of Fig. 9, step S320 may correspond to step S120 of Fig. 9, step S330 may correspond to step S130 of Fig. 9, and step S340 may correspond to step S140 of Fig. 9. Referring to Fig. 12, a continuous wave signal (F10), an optical signal (F20), a detection signal (F30), and a valid signal (F40) may be expressed as a spectrum graph of intensity according to a wavelength.
S310 단계에서, 광원(130)은 연속파 신호(F10)를 광신호(F20)로 부호화할 수 있다. 연속파 신호(F10)는 도 9의 연속파 신호(CW)에 대응할 수 있고, 그리고 광신호(F20)는 도 9의 광신호(ENC)에 대응할 수 있다. 부호화기(152)는 광원(130)에 대역폭을 확산(spread)시키는 직교 코드(OC)를 제공할 수 있다. 광원(130)은 직교 코드(OC)와 연속파 신호(F10)의 컨벌루션을 수행할 수 있다. 스펙트럼 확산(spectrum-spreading) 및 컨벌루션에 의해, 광신호(F20)의 대역폭은 연속파 신호(F10)의 대역폭에 비해 넓을 수 있다. 광원(130)은 컨벌루션의 결과에 기초하여 직교 코드(OC)에 의해 확산된 광신호(F20)를 생성할 수 있다. 광신호(F20)의 에너지는 연속파 신호(F10)의 에너지와 서로 동일할 수 있다.In step S310, the light source (130) can encode the continuous wave signal (F10) into the optical signal (F20). The continuous wave signal (F10) can correspond to the continuous wave signal (CW) of FIG. 9, and the optical signal (F20) can correspond to the optical signal (ENC) of FIG. 9. The encoder (152) can provide the optical source (130) with an orthogonal code (OC) that spreads a bandwidth. The optical source (130) can perform convolution of the orthogonal code (OC) and the continuous wave signal (F10). By spectrum spreading and convolution, the bandwidth of the optical signal (F20) can be wider than the bandwidth of the continuous wave signal (F10). The optical source (130) can generate the optical signal (F20) spread by the orthogonal code (OC) based on the result of the convolution. The energy of the optical signal (F20) can be equal to the energy of the continuous wave signal (F10).
S320 단계에서, 광원(130)은 샘플(10)에 광신호(F20)를 제공할 수 있다. S330 단계에서, 검출기(140)는 샘플(10)로부터 검출 신호(F30)를 검출할 수 있다. 검출 신호(F30)는 도 9의 검출 신호(DET)에 대응할 수 있다. 샘플(10)은 특정 파장 영역에서 광신호(F20)를 흡수, 산란, 투과 및 반사시킬 수 있다. 광신호(F20)에 의하여, 샘플(10)의 분자 진동이 발생할 수 있다. 흡수, 산란, 투과 등의 검출 신호(F30)는 특정 파장 영역에 대한 샘플(10)의 분자 진동에 기초하여 샘플(10)로부터 방출될 수 있다.At step S320, the light source (130) can provide an optical signal (F20) to the sample (10). At step S330, the detector (140) can detect a detection signal (F30) from the sample (10). The detection signal (F30) can correspond to the detection signal (DET) of FIG. 9. The sample (10) can absorb, scatter, transmit, and reflect the optical signal (F20) in a specific wavelength range. Molecular vibration of the sample (10) can occur due to the optical signal (F20). The detection signal (F30) such as absorption, scattering, or transmission can be emitted from the sample (10) based on the molecular vibration of the sample (10) for a specific wavelength range.
S340 단계에서, 복호화기(154)는 검출 신호(F30)로부터 유효 신호(F40)를 추출할 수 있다. 유효 신호(F40)는 도 9의 유효 신호(EFF)에 대응할 수 있다. 복호화기(154)는 부호화기(152)로부터 수신된 직교 코드(OC)와 검출 신호(F30)의 컨벌루션을 수행할 수 있다. 스펙트럼 역확산(spectrum-despreading) 및 컨벌루션에 의해, 검출 신호(F30)의 대역폭은 복원될 수 있다. 복호화기(154)는 컨벌루션의 결과에 기초하여 검출 신호(F30)로부터 유효 신호(F40)를 획득할 수 있다.At step S340, the decoder (154) can extract the valid signal (F40) from the detection signal (F30). The valid signal (F40) can correspond to the valid signal (EFF) of FIG. 9. The decoder (154) can perform convolution of the orthogonal code (OC) received from the encoder (152) and the detection signal (F30). By spectrum despreading and convolution, the bandwidth of the detection signal (F30) can be restored. The decoder (154) can obtain the valid signal (F40) from the detection signal (F30) based on the result of the convolution.
도 13은 도 12의 S340 단계를 더욱 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다. 도 13는 도 5 및 11을 참조하여 설명될 것이다.Fig. 13 is a flowchart for more specifically explaining step S340 of Fig. 12. Fig. 13 will be explained with reference to Figs. 5 and 11.
시간 도메인에서와 마찬가지로, 검출 신호(F30)는 유효 성분(F31) 및 잡음 성분(F32)을 포함할 수 있다. 유효 성분(F31)은 광신호(F20)의 전부 혹은 일부 파장 영역에 대한 샘플(10)의 분자 진동으로부터 생성될 수 있다. 잡음 성분(F32)은 광신호(F20)의 전부 혹은 일부 파장 영역에 대한 샘플(10)의 분자 진동 이외의 요인들로부터 생성될 수 있다. 도 13에서, 유효 성분(F31) 및 잡음 성분(F32)은 나누어져 있으나, 본 발명의 일 실시예에서, 유효 성분(F31) 및 잡음 성분(F32)은 검출 신호(F30)로부터 분리되지 않을 수 있다.As in the time domain, the detection signal (F30) may include a significant component (F31) and a noise component (F32). The significant component (F31) may be generated from molecular vibration of the sample (10) for all or part of the wavelength range of the optical signal (F20). The noise component (F32) may be generated from factors other than molecular vibration of the sample (10) for all or part of the wavelength range of the optical signal (F20). In FIG. 13, the significant component (F31) and the noise component (F32) are separated, but in one embodiment of the present invention, the significant component (F31) and the noise component (F32) may not be separated from the detection signal (F30).
S341 단계에서, 복호화기(154)는 부호화기(152)로부터 수신된 직교 코드(OC)와 유효 성분(F31)의 컨벌루션을 수행할 수 있다. 직교 코드(OC)와 유효 성분(F31)의 상관 값은 1이 될 수 있다. 따라서, 유효 성분(F31)은 복호화된 유효 성분(F41)으로 변환될 수 있다. 여기서, 복호화된 유효 성분(F41)은 변조되거나 부호화되기 전의 광신호(F20)에 대응하는 상태일 수 있다. 즉, 유효 성분(F31)은 직교 코드(OC)에 의해 복원될 수 있다.In step S341, the decoder (154) can perform convolution of the orthogonal code (OC) received from the encoder (152) and the effective component (F31). The correlation value of the orthogonal code (OC) and the effective component (F31) can be 1. Therefore, the effective component (F31) can be converted into a decoded effective component (F41). Here, the decoded effective component (F41) can be a state corresponding to the optical signal (F20) before being modulated or encoded. That is, the effective component (F31) can be restored by the orthogonal code (OC).
S342 단계에서, 복호화기(154)는 부호화기(152)와 동기화된 타이밍에 기초하여 부호화기(152)로부터 수신된 직교 코드(OC)와 잡음 성분(F32)의 컨벌루션을 수행할 수 있다. 잡음 성분(F32)과 유효 성분(F31)은 서로 동일한 직교 코드(OC)와 컨벌루션이 수행될 수 있다. 직교 코드(OC)와 잡음 성분(F32)의 상관 값은 0이 될 수 있다. 따라서, 잡음 성분(F32)은 복호화된 잡음 성분(F42)으로 변환될 수 있다. 여기서, 복호화된 잡음 성분(F42)은 직교 코드(OC)에 의해 잡음이 약화되거나 잡음이 일부 혹은 전부 제거된 신호일 수 있다. 결국, 유효 신호(F40)는 복호화된 유효 성분(F41) 및 복호화된 잡음 성분(F42)을 포함할 수 있다. 유효 신호(F40)의 신호 대비 잡음비는 향상될 수 있다.In step S342, the decoder (154) can perform convolution of the orthogonal code (OC) received from the encoder (152) and the noise component (F32) based on the timing synchronized with the encoder (152). The noise component (F32) and the valid component (F31) can be convolved with the same orthogonal code (OC). The correlation value of the orthogonal code (OC) and the noise component (F32) can be 0. Therefore, the noise component (F32) can be converted into a decoded noise component (F42). Here, the decoded noise component (F42) can be a signal in which noise is weakened or partially or completely removed by the orthogonal code (OC). As a result, the valid signal (F40) can include the decoded valid component (F41) and the decoded noise component (F42). The signal-to-noise ratio of the valid signal (F40) can be improved.
도 14는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 특정 물질의 분석을 위한 분광 방법의 순서도이다. 도 14는 도 5를 참조하여 설명될 것이다.Fig. 14 is a flow chart of a spectroscopic method for analyzing a specific material according to another embodiment of the present invention. Fig. 14 will be described with reference to Fig. 5.
본 발명의 특정 물질의 분석을 위한 분광 방법의 아래 단계들(S410 내지 S460)은 특정 물질을 분석하기 위한 분광 장치(100)에 의해 수행된다. 특정 물질이 샘플(10)로 미리 결정되기 때문에, 분광 방법을 수행하기 위해 사용되는 광원(130)은 특정 물질에 따라 개수와 파장 등이 결정된다. 즉, 특정 물질인 샘플(10)의 종류에 따라, 분석에 사용되는 파장이 하나일 수도 있고 복수개일 수도 있으며, 이에 따라 요구되는 광원(130)의 개수도 하나일 수도 있고 복수개일 수도 있다. 구체적으로, 사용되는 파장이 하나이면 하나의 광원(130)이 사용될 수 있고, 사용되는 파장이 복수개인 경우에도 하나의 광원(130)이 사용될 수 있으며, 또는 사용되는 파장에 따라 광원(130)이 각각 사용될 수도 있다. The following steps (S410 to S460) of the spectroscopic method for analyzing a specific material of the present invention are performed by a spectroscopic device (100) for analyzing a specific material. Since the specific material is determined in advance as a sample (10), the number and wavelength of the light sources (130) used for performing the spectroscopic method are determined according to the specific material. That is, depending on the type of the sample (10), which is a specific material, the wavelength used for analysis may be one or multiple, and accordingly, the number of light sources (130) required may also be one or multiple. Specifically, if the wavelength used is one, one light source (130) may be used, and even if the wavelengths used are multiple, one light source (130) may be used, or each light source (130) may be used according to the wavelength used.
S410 단계에서, 광원(130)은 하나 이상의 직교 코드에 기초하여 하나 이상의 광신호를 생성할 수 있다. 코드 생성기(미도시)는 하나 이상의 직교 코드를 생성할 수 있다. 하나 이상의 직교 코드는 모두 서로 상이하거나 모두 서로 동일할 수 있다. 하나 이상의 직교 코드가 모두 서로 상이한 경우, 하나 이상의 직교 코드는 서로 직교하는 코드들일 수 있다. 즉, 서로 다른 하나 이상의 직교 코드 사이의 상호 상관 값들은 0일 수 있다. 코드 생성기(미도시)는 광원(130)에 포함된 복수의 채널들 각각에 직교 코드를 제공할 수 있다. 코드 생성기(미도시)에 의하여 생성된 하나 이상의 직교 코드 각각은 하나 이상의 채널 각각에 일대일로 대응할 수 있다.In step S410, the light source (130) can generate one or more optical signals based on one or more orthogonal codes. A code generator (not shown) can generate one or more orthogonal codes. The one or more orthogonal codes may be all different from each other or all the same from each other. When the one or more orthogonal codes are all different from each other, the one or more orthogonal codes may be codes that are orthogonal to each other. That is, the cross-correlation values between the one or more different orthogonal codes may be 0. The code generator (not shown) can provide an orthogonal code to each of a plurality of channels included in the light source (130). Each of the one or more orthogonal codes generated by the code generator (not shown) may correspond one-to-one to each of the one or more channels.
S420 단계에서, 광원(130)은 샘플(10)에 코드 생성기(미도시)로부터 수신된 하나 이상의 직교 코드에 기초하여 생성된 하나 이상의 광신호를 제공할 수 있다. 하나 이상의 채널 각각은 코드 생성기(미도시)로부터 수신된 직교 코드에 대응하는 패턴으로 부호화된 광신호를 생성할 수 있다. 광원(130)에 포함된 하나 이상의 채널 각각은 샘플(10)을 향하여 광신호를 출력할 수 있다. 하나 이상의 광신호의 파장은 서로 상이할 수 있다.At step S420, the light source (130) can provide one or more optical signals generated based on one or more orthogonal codes received from a code generator (not shown) to the sample (10). Each of the one or more channels can generate an optical signal encoded with a pattern corresponding to the orthogonal code received from the code generator (not shown). Each of the one or more channels included in the light source (130) can output an optical signal toward the sample (10). The wavelengths of the one or more optical signals can be different from each other.
S430 단계에서, 검출기(140)는 샘플(10)로부터 하나 이상의 광신호에 각각 대응하는 하나 이상의 검출 신호를 검출할 수 있다. 광원(130)으로부터 샘플(10)을 향하여 출력된 하나 이상의 광신호는 샘플(10)에 의하여 흡수, 투과, 산란, 및 반사될 수 있다. 샘플(10)은, 샘플(10)에서 흡수, 투과, 산란, 및 반사된 하나 이상의 광신호에 기초하여, 하나 이상의 검출 신호를 방출할 수 있다. 하나 이상의 검출 신호는 하나 이상의 광신호의 변형일 수 있다. 검출기(140)는 하나 이상의 검출 신호를 동시에 수신하거나 순차적으로 수신할 수 있다.In step S430, the detector (140) can detect one or more detection signals, each corresponding to one or more optical signals from the sample (10). The one or more optical signals output from the light source (130) toward the sample (10) can be absorbed, transmitted, scattered, and reflected by the sample (10). The sample (10) can emit one or more detection signals based on the one or more optical signals absorbed, transmitted, scattered, and reflected by the sample (10). The one or more detection signals can be variations of the one or more optical signals. The detector (140) can receive one or more detection signals simultaneously or sequentially.
S440 단계에서, 복호화기(154)는 하나 이상의 검출 신호와 하나 이상의 직교 코드의 컨벌루션을 수행할 수 있다. 복호화기(154)는 하나 이상의 검출 신호 중 하나의 검출 신호와 하나 이상의 직교 코드 전부에 대한 컨벌루션을 수행할 수 있다. 반복적으로, 복호화기(154)는 하나 이상의 직교 코드와 하나 이상의 검출 신호 전부에 대한 컨벌루션들을 수행할 수 있다. 또는, 복호화기(154)는 하나 이상의 검출 신호 중 하나의 검출 신호에 대해서 하나의 검출 신호에 대응하는 오직 하나의 직교 코드와만 컨벌루션을 수행할 수도 있다. 복호화기(154)는 여러 차례 컨벌루션들을 수행할 수 있고 그리고 동시에 또는 순차적으로 컨벌루션들을 수행할 수 있다. 복호화기(154)는 하나 이상의 직교 코드 및 하나 이상의 검출 신호에 대한 컨벌루션의 결과를 획득할 수 있다. At step S440, the decoder (154) can perform a convolution of one or more detection signals and one or more orthogonal codes. The decoder (154) can perform a convolution on one of the one or more detection signals and all of the one or more orthogonal codes. Repeatedly, the decoder (154) can perform convolutions on one or more orthogonal codes and all of the one or more detection signals. Alternatively, the decoder (154) can perform a convolution on one of the one or more detection signals and only one orthogonal code corresponding to one detection signal. The decoder (154) can perform the convolutions multiple times and can perform the convolutions simultaneously or sequentially. The decoder (154) can obtain a result of the convolution on one or more orthogonal codes and one or more detection signals.
S450 단계에서, 복호화기(154)는 컨벌루션들의 결과에 기초하여 유효 신호를 획득할 수 있다. At step S450, the decoder (154) can obtain a valid signal based on the results of the convolutions.
직교 코드 및 검출 신호가 복수개인 경우(광원이 복수개인 경우), 복호화기(154)는 복수의 직교 코드들 및 복수의 검출 신호들에 대한 컨벌루션들의 결과들을 합산함으로써 유효 신호를 획득할 수 있다. 복수의 직교 코드들 및 복수의 검출 신호들에 대한 컨벌루션들의 결과들을 합산함으로써 유효 신호를 획득하는 것에 대해서는 도 14에서 좀 더 구체적으로 설명될 것이다.In the case where there are multiple orthogonal codes and detection signals (in the case where there are multiple light sources), the decoder (154) can obtain a valid signal by adding up the results of convolutions for the multiple orthogonal codes and the multiple detection signals. Obtaining a valid signal by adding up the results of convolutions for the multiple orthogonal codes and the multiple detection signals will be described in more detail in FIG. 14.
S460 단계에서, 마이크로 컨트롤러(150)는 유효 신호와 정상 신호를 비교하여 샘플(10)의 유해 성분 포함 여부를 확인한다. At step S460, the microcontroller (150) compares the valid signal and the normal signal to determine whether the sample (10) contains a harmful component.
정상 신호는 샘플(10)이 정상 상태일 때, 즉 유해 성분이 포함되지 않은 상태를 나타내는 신호이다. 따라서, 샘플(10)의 분석을 통해 획득된 유효 신호를 기 저장된 정상 신호와 비교함으로써, 유효 신호와 정상 신호가 불일치하면 해당 샘플(10)은 유해 성분을 포함하고 있는 것이다. A normal signal is a signal indicating that the sample (10) is in a normal state, that is, does not contain a harmful component. Therefore, by comparing a valid signal obtained through analysis of the sample (10) with a previously stored normal signal, if the valid signal and the normal signal do not match, the sample (10) contains a harmful component.
구체적으로, 샘플(10)에 유해 성분이 포함되었을 경우, 샘플(10)을 통해 방출되는 검출 신호에는 특정 파장에서 피크값을 가지게 된다. 따라서, 마이크로 컨트롤러(150)는 검출 신호로부터 추출된 유효 신호가 해당 파장에서 피크값을 가져 정상 신호와 불일치하는 것으로 확인하면, 통신부(160)는 해당 샘플(10)에 유해 성분이 포함되었다는 결과 데이터를 사용자 장치로 전송한다.Specifically, when a harmful component is included in the sample (10), the detection signal emitted through the sample (10) has a peak value at a specific wavelength. Accordingly, when the microcontroller (150) determines that the valid signal extracted from the detection signal has a peak value at the corresponding wavelength and thus is inconsistent with the normal signal, the communication unit (160) transmits result data indicating that the harmful component is included in the corresponding sample (10) to the user device.
도 15는 도 14의 S440 및 S450 단계를 더욱 구체적으로 나타내는 흐름도이다. 도 15는 도 5 및 도 14을 참조하여 설명될 것이다. 도 15에서, 광원(130)은 세 개의 채널들, 즉 제 1 및 제 3 채널들(131-133)만을 포함하는 것으로 가정한다. 즉, 특정 물질의 분석을 위해 세 개의 파장 대역이 필요하기 때문에, 세 개의 채널을 포함하는 광원(130)이 사용될 수 있다. 따라서, 광원(130)은 샘플(10)로 제 1 내지 제 3 직교 코드들에 기초하여 서로 다른 파장들 또는 서로 다른 직교 코드들을 갖는 제 1 내지 제 3 광신호들을 제공할 수 있다.FIG. 15 is a flowchart illustrating steps S440 and S450 of FIG. 14 in more detail. FIG. 15 will be described with reference to FIG. 5 and FIG. 14. In FIG. 15, it is assumed that the light source (130) includes only three channels, that is, the first and third channels (131-133). That is, since three wavelength bands are required for the analysis of a specific material, the light source (130) including three channels can be used. Accordingly, the light source (130) can provide the first to third optical signals having different wavelengths or different orthogonal codes to the sample (10) based on the first to third orthogonal codes.
검출기(140)는 샘플(10)로부터 제 1 내지 제 3 광신호들에 대응하는 제 1 내지 제 3 검출 신호들(SP11, SP12, SP13)을 검출할 수 있다. 제1 내지 제 3 검출 신호들(SP11, SP12, SP13)은 각각 특정한 파장(W1, W2, W3)에서 나타나는 신호이다. 제 1 내지 제 3의 복호화된 검출 신호들(SP21, SP22, SP23) 및 유효 신호(SP30)는 제 1 내지 제 3 검출 신호들(SP11, SP12, SP13)에 기초한다. 도 15에서, 제 1 내지 제 3 검출 신호들(SP11, SP12, SP13), 제 1 내지 제 3의 복호화된 검출 신호들(SP21, SP22, SP23), 및 유효 신호(SP30)는 파장에 따른 세기의 스펙트럼 그래프로 표현될 수 있다.The detector (140) can detect first to third detection signals (SP11, SP12, SP13) corresponding to first to third optical signals from the sample (10). The first to third detection signals (SP11, SP12, SP13) are signals appearing at specific wavelengths (W1, W2, W3), respectively. The first to third decoded detection signals (SP21, SP22, SP23) and the valid signal (SP30) are based on the first to third detection signals (SP11, SP12, SP13). In FIG. 15, the first to third detection signals (SP11, SP12, SP13), the first to third decoded detection signals (SP21, SP22, SP23), and the valid signal (SP30) can be expressed as a spectrum graph of intensity according to wavelength.
S511 내지 S513 단계에서, 복호화기(154)는 제 1 내지 제 3 직교 코드들에 기초하여 제 1 내지 제 3 검출 신호들(SP11, SP12, SP13)을 복호화하기 위해 제 1 내지 제 3 검출 신호들(SP11, SP12, SP13)과 제 1 내지 제 3 직교 코드들의 컨벌루션들을 수행할 수 있다. S511 내지 S513 단계에서는, 복호화기(154)는 제 1 내지 제 3 검출 신호들(SP11, SP12, SP13) 중 하나의 검출 신호에 대해서 하나의 검출 신호에 대응하는 오직 하나의 직교 코드와만 컨벌루션을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 복호화기(154)는 제 1 검출 신호(SP11)와 제 1 직교 코드의 제 1 컨벌루션을 수행할 수 있고, 복호화기(154)는 제 2 검출 신호(SP12)와 제 2 직교 코드의 제 2 컨벌루션을 수행할 수 있고, 그리고 복호화기(154)는 제 3 검출 신호(SP13)와 제 3 직교 코드의 제 3 컨벌루션을 수행할 수 있다.In steps S511 to S513, the decoder (154) may perform convolutions of the first to third detection signals (SP11, SP12, SP13) and the first to third orthogonal codes to decode the first to third detection signals (SP11, SP12, SP13) based on the first to third orthogonal codes. In steps S511 to S513, the decoder (154) may perform convolution for one detection signal among the first to third detection signals (SP11, SP12, SP13) with only one orthogonal code corresponding to one detection signal. For example, the decoder (154) can perform a first convolution of the first detection signal (SP11) and the first orthogonal code, the decoder (154) can perform a second convolution of the second detection signal (SP12) and the second orthogonal code, and the decoder (154) can perform a third convolution of the third detection signal (SP13) and the third orthogonal code.
복호화기(154)는 제 1 내지 제 3 컨벌루션들에 기초하여 제 1 내지 제 3의 복호화된 검출 신호들(SP21, SP22, SP23)을 생성할 수 있다. The decoder (154) can generate first to third decoded detection signals (SP21, SP22, SP23) based on the first to third convolutions.
S520 단계에서, 복호화기(154)는 제 1 내지 제 3의 복호화된 검출 신호들(SP21, SP22, SP23)을 합산함으로써 유효 신호(SP30)를 획득할 수 있다. 도 15를 참조하면, 유효 신호(SP30)는 제 1 내지 제 3 파장들(W1, W2, W3)에서의 세기를 나타내는 신호이다. At step S520, the decoder (154) can obtain a valid signal (SP30) by adding the first to third decoded detection signals (SP21, SP22, SP23). Referring to FIG. 15, the valid signal (SP30) is a signal representing the intensity at the first to third wavelengths (W1, W2, W3).
따라서, 분광 장치(100)는 해당 파장(W1, W2, W3)에 대해서만 정상 신호와 유효 신호를 비교하여 유해 물질 포함 여부를 판단할 수 있다. 즉, 제 1 내지 제3 파장들(W1, W2, W3) 중 적어도 하나의 파장에서 정상 신호보다 유효 신호의 세기가 더 큰 경우(피크 값을 갖는 경우), 해당 샘플(10)은 유해 성분을 포함하는 것으로 판단될 수 있다.Accordingly, the spectrometer (100) can determine whether a hazardous substance is included by comparing a normal signal and a valid signal only for the corresponding wavelengths (W1, W2, W3). That is, if the intensity of the valid signal is greater than the normal signal (has a peak value) at at least one of the first to third wavelengths (W1, W2, W3), the sample (10) can be determined to contain a hazardous component.
이때, 제 1 내지 제3 파장들(W1, W2, W3)은 제 1 내지 제 3 광신호들의 파장들에 각각 대응하므로, 유효 신호(SP30)는 재현성 및 정확도가 높을 수 있다.At this time, since the first to third wavelengths (W1, W2, W3) correspond to the wavelengths of the first to third optical signals, respectively, the effective signal (SP30) can have high reproducibility and accuracy.
본 발명의 실시 예들이 광학적, 전기적, 및 기계적으로 직교 코드 신호로 광원을 변조하는 방법에 관하여 본원에서 설명되었지만, 이외의 다른 변조 방법이 사용될 수도 있다.Although embodiments of the present invention have been described herein with respect to methods of modulating a light source with orthogonal code signals optically, electrically, and mechanically, other modulation methods may be used.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.The steps of a method or algorithm described in connection with the embodiments of the present invention may be implemented directly in hardware, implemented in a software module executed by hardware, or implemented by a combination of these. The software module may reside in a Random Access Memory (RAM), a Read Only Memory (ROM), an Erasable Programmable ROM (EPROM), an Electrically Erasable Programmable ROM (EEPROM), a Flash Memory, a hard disk, a removable disk, a CD-ROM, or any other form of computer-readable recording medium well known in the art to which the present invention pertains.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Above, while the embodiments of the present invention have been described with reference to the attached drawings, it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical idea or essential features thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.
10 : 샘플
100 : 분광 장치
110 : 하우징
120 : 컨테이너
130 : 광원
131 : 제 1 채널
132 : 제 2 채널
133 : 제 3 채널
140 : 검출기
141 : 배열 센서
150 : 마이크로 컨트롤러
152 : 부호화기
154 : 복호화기
160 : 통신부10 : Sample
100 : Spectrophotometer
110 : Housing
120 : Container
130 : Light source
131 : Channel 1
132 : Channel 2
133 : Third Channel
140 : Detector
141 : Array Sensor
150 : Microcontroller
152 : Encoder
154 : Decoder
160 : Communication Department
Claims (11)
특정 물질인 샘플을 수용하는 컨테이너
를 포함하고,
상기 샘플에 유해 성분의 포함 여부를 확인하기 위해 특정 파장의 광신호를 샘플에 제공하는 광원과,
상기 샘플로부터 방출되는 상기 특정 파장의 검출 신호를 검출하는 검출기와,
상기 검출 신호로부터 유효 신호를 추출하고, 상기 샘플이 유해 성분을 포함하지 않을 때의 정상 신호를 미리 저장하여, 상기 유효 신호와 상기 정상 신호를 비교하여 상기 샘플의 유해 성분 포함 여부를 판단하는 마이크로 컨트롤러
중 적어도 하나를 더 포함하고,
상기 샘플이 유해 성분을 포함하는 경우, 상기 검출 신호는 상기 특정 파장에서 피크 값을 갖고,
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 정상 신호와 상기 유효 신호를 비교했을 때, 특정 파장에서 피크 값이 나타나는 경우 상기 샘플에 상기 유해 성분이 포함된 것으로 판단하고,
사용자 장치와 통신하는 통신부를 더 포함하며,
상기 통신부는 상기 마이크로 컨트롤러에 의해 상기 샘플이 유해 성분을 포함하는지의 여부가 확인되면, 해당 결과 데이터를 상기 사용자 장치로 전송하고,
상기 통신부가 상기 사용자 장치로부터 분석하려는 샘플 정보를 수신하면,
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 샘플 정보에 기반하여, 유해 성분 확인을 위해 요구되는 광원의 파장 및 광원의 개수를 결정하며,
상기 하우징에 포함된 상기 휴대용 장치에 결합 가능한 영역은 삽입 돌기의 형상을 가지며, 상기 휴대용 장치의 이어폰 삽입구 또는 충전단자 삽입구에 삽입됨에 따라 상기 휴대용 장치와 물리적 및 전기적 결합되는 것을 특징으로 하는, 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치.a housing comprising an area attachable to a portable device; and
A container that holds a sample of a specific substance.
Including,
A light source that provides a light signal of a specific wavelength to the sample to determine whether the sample contains any harmful ingredients;
A detector for detecting a detection signal of the specific wavelength emitted from the sample,
A microcontroller that extracts a valid signal from the above detection signal, pre-stores a normal signal when the sample does not contain a harmful component, and compares the valid signal with the normal signal to determine whether the sample contains a harmful component.
Including at least one more of:
If the above sample contains a harmful component, the detection signal has a peak value at the specific wavelength,
The above microcontroller determines that the sample contains the harmful component if a peak value appears at a specific wavelength when comparing the normal signal and the valid signal.
Further comprising a communication unit for communicating with a user device,
The above communication unit transmits the result data to the user device when the microcontroller determines whether the sample contains a harmful component.
When the above communication unit receives sample information to be analyzed from the user device,
The above microcontroller determines the wavelength and number of light sources required to identify harmful substances based on the above sample information.
A spectroscopic device for analyzing a specific substance that is detachable from a portable device, characterized in that the area that can be coupled to the portable device included in the housing has the shape of an insertion protrusion and is physically and electrically coupled with the portable device when inserted into an earphone insertion port or a charging terminal insertion port of the portable device.
상기 마이크로 컨트롤러는,
직교 코드를 생성하여 상기 광신호를 직교 코드에 대응하는 패턴으로 부호화하는 부호화기; 및
상기 부호화기와 상기 직교 코드를 공유하고, 상기 직교 코드와 상기 검출 신호 간의 상관관계에 기초하여 상기 검출 신호를 복호화하는 복호화기를 포함하는, 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치.In the first paragraph,
The above microcontroller,
An encoder that generates an orthogonal code and encodes the optical signal into a pattern corresponding to the orthogonal code; and
A spectroscopic device for analyzing a specific substance, which is detachable from a portable device and includes a decoder that shares the encoder and the orthogonal code and decodes the detection signal based on a correlation between the orthogonal code and the detection signal.
상기 복호화기는 상기 직교 코드를 기반으로 상기 검출 신호에 포함된 잡음을 제거하여 유효 신호를 추출하는, 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치. In the second paragraph,
The above decoder is a spectroscopic device for analyzing a specific substance, which is detachable from a portable device and extracts a valid signal by removing noise included in the detection signal based on the orthogonal code.
상기 직교 코드는 이진 시퀀스이고, 상기 광신호의 펄스 파형은 상기 직교 코드에 따른 선로 부호화에 의하여 부호화되는, 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치.In the third paragraph,
A spectroscopic device for analyzing a specific substance that is detachable from a portable device, wherein the above orthogonal code is a binary sequence, and the pulse waveform of the optical signal is encoded by line encoding according to the above orthogonal code.
상기 광원의 개수가 복수 개인 경우,
상기 복수개의 광원에 의해 제공되는 각각의 광신호는 순차적으로 상기 샘플에 제공되고,
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 각각의 광신호를 상이한 직교 코드에 대응하는 패턴으로 각각 부호화하는 것인, 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치.In the first paragraph,
If the number of light sources is multiple,
Each optical signal provided by the above plurality of light sources is sequentially provided to the sample,
A spectroscopic device for analyzing a specific substance, which is detachable from a portable device, wherein the microcontroller encodes each of the optical signals into a pattern corresponding to a different orthogonal code.
상기 광원의 개수가 복수 개인 경우,
상기 검출기는 상기 샘플로부터 방출되는 각각의 검출 신호를 검출하고,
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 각각의 검출 신호를 각각 복호화하고, 복호화된 각각의 검출 신호를 합산하여 유효 신호를 획득하고, 획득된 유효 신호를 정상 신호와 비교하는 것인, 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치.In Article 7,
If the number of light sources is multiple,
The above detector detects each detection signal emitted from the sample,
A spectroscopic device for analyzing a specific substance that is detachable from a portable device, wherein the microcontroller decodes each of the detection signals, adds up each of the decoded detection signals to obtain a valid signal, and compares the obtained valid signal with a normal signal.
상기 검출 신호는 상기 광신호의 전부 또는 일부가 상기 샘플에서 흡수, 산란, 투과 또는 반사됨으로써 발생되는, 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치.In the first paragraph,
A spectroscopic device for analysis of a specific substance, which is detachable from a portable device, wherein the above detection signal is generated by absorption, scattering, transmission or reflection of all or part of the above optical signal from the sample.
상기 하우징 또는 상기 컨테이너의 상단에 결합되어 개폐 가능하도록 형성되어 외부로부터의 빛을 차단하는 커버를 더 포함하는, 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치.In the first paragraph,
A spectroscopic device for analyzing a specific substance, which is detachable from a portable device and further includes a cover formed to be openable and connected to the top of the housing or the container to block light from the outside.
상기 컨테이너는 상기 하우징에 탈착 가능하게 형성되는 것인, 휴대용 장치에 착탈 가능한 특정 물질의 분석을 위한 분광 장치.In the first paragraph,
A spectroscopic device for analysis of a specific substance, which is detachable from a portable device, wherein the container is detachably formed in the housing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190123450A KR102734132B1 (en) | 2019-10-05 | 2019-10-05 | Detachable spectroscopic apparatus for analyzing specific material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190123450A KR102734132B1 (en) | 2019-10-05 | 2019-10-05 | Detachable spectroscopic apparatus for analyzing specific material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20210040730A KR20210040730A (en) | 2021-04-14 |
KR102734132B1 true KR102734132B1 (en) | 2024-11-26 |
Family
ID=75477724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020190123450A Active KR102734132B1 (en) | 2019-10-05 | 2019-10-05 | Detachable spectroscopic apparatus for analyzing specific material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102734132B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102770653B1 (en) * | 2021-09-23 | 2025-02-24 | 주식회사 파이퀀트 | Device for analyzing composition based on spectroscopy and method for analyzing composition of object using the same |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040033616A1 (en) * | 2002-08-08 | 2004-02-19 | Le Han Quang | Method for optical sensing |
JP2013501937A (en) | 2009-08-13 | 2013-01-17 | シーメンス・ヘルスケア・ダイアグノスティックス・インコーポレイテッド | Method and apparatus for determining interfering substances and physical dimensions in liquid samples and containers analyzed by a clinical analyzer |
US20180172511A1 (en) * | 2015-05-28 | 2018-06-21 | Empire Technology Development Llc | Concurrent activation of multiple illumination sources for sample analysis |
JP6474148B2 (en) | 2014-09-26 | 2019-02-27 | 国立大学法人 香川大学 | Inspection device |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101690073B1 (en) | 2015-12-28 | 2016-12-27 | (주)해아림 | The Apparatus of Spectroscopic Analysis with compact structure |
KR101984016B1 (en) * | 2016-05-30 | 2019-05-30 | 주식회사 파이퀀트 | Spectrometer for object compositional analysis and electronic apparatus comprising the same |
-
2019
- 2019-10-05 KR KR1020190123450A patent/KR102734132B1/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040033616A1 (en) * | 2002-08-08 | 2004-02-19 | Le Han Quang | Method for optical sensing |
JP2013501937A (en) | 2009-08-13 | 2013-01-17 | シーメンス・ヘルスケア・ダイアグノスティックス・インコーポレイテッド | Method and apparatus for determining interfering substances and physical dimensions in liquid samples and containers analyzed by a clinical analyzer |
JP6474148B2 (en) | 2014-09-26 | 2019-02-27 | 国立大学法人 香川大学 | Inspection device |
US20180172511A1 (en) * | 2015-05-28 | 2018-06-21 | Empire Technology Development Llc | Concurrent activation of multiple illumination sources for sample analysis |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20210040730A (en) | 2021-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10054577B2 (en) | Method and system for obtaining geochemistry information from pyrolysis induced by laser induced breakdown spectroscopy | |
KR102054297B1 (en) | Dual spectrometer | |
KR102770653B1 (en) | Device for analyzing composition based on spectroscopy and method for analyzing composition of object using the same | |
US20080309930A1 (en) | Calibration for Spectroscopic Analysis | |
KR102734131B1 (en) | Spectroscopic apparatus for analyzing specific material | |
US8080796B1 (en) | Standoff spectroscopy using a conditioned target | |
CN102297856A (en) | Raman spectrum detecting system and method for automatically calibrating Raman spectrum detecting system | |
US20050083521A1 (en) | System and method for detection and identification of optical spectra | |
JP4742098B2 (en) | Raman spectroscopy method and system using encoded excitation light source | |
CN110494899B (en) | Luminescent security feature and method and apparatus for detecting same | |
US20060055919A1 (en) | Apparatus and method for producing a calibrated raman spectrum | |
US10739196B2 (en) | Spectroscopic apparatus and spectroscopic method using orthogonal code | |
KR102543791B1 (en) | Spectroscopic apparatus and spectroscopic method using orthogonal code | |
US9435687B1 (en) | Method to remove the spectral components of illumination energy from a sample spectrum without the use of optical barrier filters, and apparatus for the same | |
KR102734132B1 (en) | Detachable spectroscopic apparatus for analyzing specific material | |
CN107860761B (en) | Raman spectrum detection equipment and sample safety detection method for Raman spectrum detection | |
KR20240018543A (en) | Portable spectroscope apparatus | |
KR102734130B1 (en) | Spectroscopic apparatus for detecting hazardous substance using indicator | |
CA2678928C (en) | Matched optical waveforms for detection and identification of biological pathogens | |
CN109342394A (en) | A kind of handheld Raman spectrometer and implementation method using dual-wavelength laser | |
JP7027742B2 (en) | Spectroscopic system | |
US20250130106A1 (en) | Compact spectrometer | |
Yellampalle et al. | Dual-excitation wavelength resonance Raman explosives detector | |
US9342660B1 (en) | Detection of chemical analytes via optical correlations | |
US9513225B2 (en) | Method and system for improving resolution of a spectrometer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20191005 |
|
PG1501 | Laying open of application | ||
A201 | Request for examination | ||
PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20220308 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20191005 Comment text: Patent Application |
|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20231206 Patent event code: PE09021S01D |
|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20240820 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20241120 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20241121 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration |