KR102766411B1 - 시료에 대한 정보를 획득하기 위한 스트립 모듈 및 이를 이용한 휴대 단말의 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
스트립 모듈 및 휴대 단말이 스트립 모듈을 이용하여 시료의 정보를 획득하기 위한 방법이 제공된다. 본 스트립 모듈은 주입된 시료에 반응하여 색이 변하는 염료 패드 및 일 면에 상기 염료 패드가 탑재되며, 상기 일 면을 통해 휴대 단말의 광원으로부터 공급되는 빛을 반사하여 상기 염료 패드로 전달하는 투명 스트립을 포함한다.
Description
본 발명은 스트립 모듈 및 이를 이용한 휴대 단말의 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휴대 단말의 광원 및 카메라를 이용하여 시료에 대한 정보를 획득하기 위한 스트립 모듈 및 이를 이용한 휴대 단말의 제어 방법에 관한 것이다.
근래에는 생활 환경 및 식습관의 변화로 인해 고혈압, 당뇨병과 같은 성인병이 증가하게 되었고, 이로 인해 사용자들은 종래에 비하여 건강에 더 높은 관심을 가지게 되었다. 예를 들어, 당뇨병과 같은 만성 질환을 가지고 있는 환자의 경우, 병원에 방문하여 혈당량을 확인하는 것 필요하지만 환자 스스로가 주기적으로 혈당량을 확인함으로써 수시로 자신의 상태를 추적 검사해야 하고 그에 대한 적절한 대응을 취해야 한다. 즉, 당뇨병 환자들은 혈액 중의 혈당치를 주기적으로 측정하여 적절한 혈당치로 유지 조절하기 위해 하루에 약 6번 정도의 혈당을 모니터할 필요가 있다.
종래에는 혈당과 같은 건강 정보를 획득하기 위하여, 도 1a에 도시된 바와 같이, 적색 LED(110)를 혈액 시료가 주입된 패드(120)에 조사해서 혈당에 의해 변화된 패드(120)에 반사되는 세기(Intensity)를 센서(130)가 측정하여 혈당을 측정하였다. 이 경우, 혈당을 측정하기 위해서는 별도의 LED 광을 구비하는 측정 장치가 필요했다. 또한, 혈당을 측정하기 위한 종래 스트립 모듈은 도 1b에 도시된 바와 같이, 혈액 시료가 주입되는 패드(150)를 촬영하기 위하여 펀칭 구멍(130)을 생성해야 하며, 펀칭 구멍(130) 상에 패드(150)를 보호하기 위한 투명 필름(140)을 형성해야 하는 등 제조 공정이 복잡하고 제조 단가가 비싼 문제점이 있었다.
이로 인해, 당뇨병 환자는 매일 혈당을 측정하기 위하여, 별도의 혈당 측정 장치를 가지고 다녀야 할 뿐만 아니라, 비싼 일회용 스트립 모듈을 이용해야 하므로, 경제적인 부담이 증가하였다.
본 발명의 목적은 휴대 단말의 광원 및 카메라를 이용하여 더욱 간편하고 경제적으로 혈액 등과 같은 시료에 대한 정보를 측정하기 위한 스트립 모듈 및 이를 이용하여 휴대 단말이 시료에 대한 정보를 획득하는 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 스트립 모듈은 주입된 시료에 반응하여 색이 변하는 염료 패드; 및 일 면에 상기 염료 패드가 탑재되며, 상기 일 면의 반대편의 타 면에 위치하는 휴대 단말의 광원으로부터 공급되는 빛을 반사하여 상기 염료 패드로 전달하는 투명 스트립;을 포함한다.
그리고, 상기 염료 패드는, 상기 타 면에 위치하는 상기 휴대 단말의 카메라에 의해 촬영될 수 있다.
또한, 상기 스트립 모듈이 상기 휴대 단말과 결합된 경우, 상기 투명 스트립의 제1 영역이 상기 휴대 단말의 광원 상에 위치하며, 상기 광원이 발생하는 광을 전반사 또는 난반사시켜 상기 염료 패드가 탑재된 제2 영역으로 전달할 수 있다.
그리고, 상기 스트립 모듈이 상기 휴대 단말과 결합된 경우, 상기 염료 패드가 상기 휴대 단말의 카메라 상에 위치할 수 있다.
또한, 상기 염료 패드와 상기 카메라의 사이에 위치하며, 상기 카메라의 초점 거리를 줄이기 위한 프레넬 렌즈;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 시료가 혈액 시료인 경우, 상기 염료 패드는, 상기 혈액 시료의 혈구를 제거하기 위한 혈구 제거 패드를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 휴대 단말에서 발생하는 광은 백색광일 수 있다.
그리고, 상기 투명 스트립은 PET(Polyethylene phthalate) 및 PC(Polycarbonate) 중 하나 이상으로 구현도리 수 있다.
또한, 상기 염료 패드는, 상기 비색 시료가 프린팅될 수 있다.
그리고, 상기 스트립 모듈은, 상기 휴대 단말 또는 상기 휴대 단말의 커버 케이스에 탈부착 가능하고, 상기 스트립 모듈과 상기 스트립 모듈을 상기 광원과 카메라에 대응하는 위치로 가이드 하는 가이드 모듈에 삽입 가능할 수 있다.
또한, 상기 염료 패드가 고정된 투명 스트립을 하우징하는 하우징부;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 하우징부는, 상기 휴대 단말 또는 상기 휴대 단말의 커버 케이스와 탈부착 가능하도록 하기 위한 결합부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 결합부는, 상기 휴대 단말 또는 상기 휴대 단말의 커버 케이스에 구비된 레일을 따라 이동하는 슬라이딩 가이드일 수 있다.
그리고, 상기 하우징부는, 상기 휴대 단말의 카메라가 상기 염료 패드를 촬영할 수 있도록 상기 염료 패드에 대응되는 영역에 홀을 형성할 수 있다.
또한, 상기 휴대 단말의 광원은 LED일 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른, 휴대 단말의 제어 방법은, 혈당 측정 개시 명령이 입력되면, 상기 휴대 단말의 광원을 작동 또는 온하는 단계; 상기 휴대 단말에 결합된 투명 스트립 중 시료가 주입된 염료 패드를 촬영하는 단계; 상기 촬영된 영상을 분석하여 상기 시료에 대한 정보를 획득하는 단계; 및 상기 시료에 대한 정보를 출력하는 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 온 하는 단계는, 상기 시료에 대한 정보를 획득하기 위한 개시 명령이 입력된 후, 상기 투명 스트립이 휴대 단말에 결합된 것이 감지되면, 상기 휴대 단말의 광원을 작동 또는 온할 수 있다.
또한, 외부 환경을 감지하는 단계; 및 상기 감지된 외부 환경을 바탕으로 상기 광원의 밝기를 조절하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 시료에 대한 정보를 획득하기 위한 개시 명령이 입력되면, 시료에 대한 정보를 획득하기 위한 방법을 안내하기 위한 오디오 가이드를 출력하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 시료가 혈액 시료인 경우, 상기 획득하는 단계는, 상기 촬영된 영상 속에 포함된 적색의 모드값을 분석하여 상기 혈액 시료의 혈당에 대한 정보를 획득할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 의해, 사용자는 별도의 측정 장치가 필요없이 기존의 스마트 폰과 같은 휴대 단말을 이용하여 더욱 간편하게 시료에 대한 정보를 획득할 수 있게 된다. 예를 들어, 사용자의 혈액에 대한 정보, 주변 유해 가스, 사용자 질병정보, 사용자 건강정보 등과 같은 정보를 더욱 간편하고 신속하게 획득할 수 있게 된다. 또한, 제조와 휴대가 쉽고, 광원이 제공되는 곳에서 카메라, 혹은 카메라와 LED를 장착한 휴대폰을 포함한 타 기기와의 결합이 쉽고, 더 나아가 스트립 모듈의 제조 단가가 싸져 더욱 경제적으로 시료에 대한 정보를 획득할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 시료의 정보를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 시료에 대한 정보를 획득하기 위한 스트립 모듈을 설명하기 위한 도면들,
도 3 내지 도 4b는 본발명의 일 실시예에 따른, 휴대 단말에 결합되어 혈당을 측정하기 위한 스트립 모듈을 설명하기 위한 도면들,
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 커버 케이스에 결합된 가이드 모듈에 스트립 모듈을 삽입하는 실시예를 설명하기 위한 도면들,
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 일 실시예에 따른, 하우징부를 포함하는 스트립 모듈을 제작하는 방법을 설명하기 위한 도면들,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 하우징부를 포함하는 스트립 모듈을 휴대 단말의 커버 케이스에 삽입하는 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 휴대 단말의 액세서리에 하우징부를 포함하는 스트립 모듈을 삽입하는 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 혈당 측정을 위한 휴대 단말의 구성을 도시하는 블럭도,
도 10a 내지 10g는 본 발명의 일 실시예에 따른, 스트립 모듈이 결합된 휴대 단말을 이용하여 혈당을 측정하는 실시예를 설명하기 위한 도면들,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 염료 패드를 촬영한 영상에서 적색의 모드값이 변경되어 혈당을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 휴대 단말의 시료 정보 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 13 및 도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 스트립 모듈에 포함된 염료 패드를 설명하기 위한 도면들이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 시료에 대한 정보를 획득하기 위한 스트립 모듈을 설명하기 위한 도면들,
도 3 내지 도 4b는 본발명의 일 실시예에 따른, 휴대 단말에 결합되어 혈당을 측정하기 위한 스트립 모듈을 설명하기 위한 도면들,
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 커버 케이스에 결합된 가이드 모듈에 스트립 모듈을 삽입하는 실시예를 설명하기 위한 도면들,
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 일 실시예에 따른, 하우징부를 포함하는 스트립 모듈을 제작하는 방법을 설명하기 위한 도면들,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 하우징부를 포함하는 스트립 모듈을 휴대 단말의 커버 케이스에 삽입하는 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 휴대 단말의 액세서리에 하우징부를 포함하는 스트립 모듈을 삽입하는 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 혈당 측정을 위한 휴대 단말의 구성을 도시하는 블럭도,
도 10a 내지 10g는 본 발명의 일 실시예에 따른, 스트립 모듈이 결합된 휴대 단말을 이용하여 혈당을 측정하는 실시예를 설명하기 위한 도면들,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 염료 패드를 촬영한 영상에서 적색의 모드값이 변경되어 혈당을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 휴대 단말의 시료 정보 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 13 및 도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 스트립 모듈에 포함된 염료 패드를 설명하기 위한 도면들이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 발명의 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 발명된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시 예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시 예에서 ‘모듈’ 혹은 ‘부’는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의‘모듈’ 혹은 복수의‘부’는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 ‘모듈’ 혹은 ‘부’를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 실시 예에서, 어떤 부분이 다른 부분 상에 "위치"되어 있다고 할 때, 이는 "직접 접촉하여 위치"하는 경우뿐 아니라, "두 부분이 떨어져 위치"하는 경우도 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 휴대 단말에 결합되어 시료에 대한 정보를 획득하기 위한 스트립 모듈을 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 스트립 모듈은 염료 패드(210) 및 투명 스트립(220)을 포함한다.
염료 패드(210)는 투명 스트립(220) 상에 배치되며, 다양한 정보를 획득하기 위한 시료를 주입받을 수 있다. 이때, 시료는 체액(예를 들어, 혈액, 타액, 소변, 땀 등), 물과 같은 액체일 수 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 유해 가스 등과 같은 기체, 음식물 등과 같은 고체일 수도 있다. 또한, 염료 패드(210)는 특정 물질에 반응하여 색이 변하는 색 변환 패드를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예로, 시료가 혈액인 경우, 염료 패드(210)는 혈액을 이용하여 질병의 유무, 진행 정도를 판단하기 위해 혈당, 콜레스테롤, 암표지자, 간수치, 폐수치, 중성지방, 칼륨, 요산, 칼슘수용단백질(Troponon) , CRP, NT-proBNP, 크레아티닌 카나아제 등과 같은 정보를 획득하기 위한 색 변환 패드를 포함할 수 있다. 또한, 염료 패드(210)는 질병에 대한 정보를 획득하기 위한 색 변환 패드뿐만 아니라 스트레스 호르몬, 탈모 호르몬, 부 갑상선 호르몬, 여성 호르몬, 남성 호르몬, 성장 호르몬 등과 같은 호르몬 정보를 획득하기 위한 색변환 패드를 포함할 수 있으며, 나트륨, 비타민, 혈청 단백질 등과 같은 영양 상태 정보를 획득하기 위한 색 변환 패드를 포함할 수 있으며, 에탄올, 비타민 C, 엽산과 같은 다양한 건강 정보를 획득하기 위한 색 변환 패드를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예로, 시료가 땀인 경우, 염료 패드(210)는 젖산, 산성도, 칼륨 등과 같은 건강 정보를 획득하기 위한 색 변환 패드를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예로, 시료가 눈물 또는 타액인 경우, 염료 패드(210)는 혈당 또는 산성도 등과 같은 건강 정보를 획득하기 위한 색 변환 패드를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예로, 시료가 소변인 경우, 염료 패드(210)는 혈당, 케톤, 산성도, 혈액, 백혈구 등과 같은 다양한 정보를 획득하기 위한 색 변환 패드를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예로, 시료가 물(예를 들어, 식수, 지하수, 하수, 폐수, 어항, 수영장 등)인 경우, 염료 패드(210)는 PH, 경도, 무기물, 유기물, 박테리아, 바이러스, 세균 등에 대한 정보를 획득하기 위한 색 변환 패드를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예로, 시료가 유해 가스와 같은 기체인 경우, 염료 패드(210)는 자일렌, 포름 알데이히드, 에틸벤젠, 톨루엔, 아세톤, 사이클로 헥산, 에탄올, 메탄올 등과 같은 정보를 획득하기 위한 색 변환 패드를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예로, 시료가 그 밖에 기체, 고체, 기체에 포함된 고체 성분 등인 경우, 염료 패드(210)는 미세먼지, 꽃가루, 곰팡이, 박테리아, 바이러스, 스모그, 니코틴, 담배연기, 비듬, 이산화 탄소 등과 같은 정보를 획득하기 위한 색 변환 패드를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예로, 시료가 사람이나 동물을 포함하는 생물체 등에 의해 발생하는 날숨인 경우, 염료 패드(210)는 날숨의 성분(예를 들어, NO, Pentane, Ethane, Aldehyde, CO, CO2, Acetone(C3H6O), Ketones, Alkanes, H2, O2, N2O, NH3 등)에 대한 정보를 획득하기 위한 색 변환 패드를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예로, 시료가 음식물인 경우, 염료 패드(210)는 음식물에 포함된 세균, 바이러스, 가스(예를 들어, 김치 숙성시 발생되는 가스) 등에 대한 정보를 획득하기 위한 색 변환 패드를 포함할 수 있다.
또한, 염료 패드(210)는 혈당을 측정하기 위하여 비색으로 잉크젯 프린팅될 수 있다. 또는, 염료 패드(210)는 페이퍼 형태의 색 변환 패드를 포함할 수 있으며, 코팅 또는 초소수성 코팅된 색 변환 패드를 포함할 수 있다.
이때, 염료 패드(210)의 염료는 Methyl Orange, Chlorophenol red / Cresol red / Phenol red, BTB (Bromothymol Blue) / BPB(Bromophenol Blue), Bromocresol Green, m-cresol Purple, AAP+MADB, AAP+MAOS, Methylene Blue, Indigo Carmine 등과 같은 예로구현될 수 있다.
그 밖에, 시료가 기체인 경우, 염료 패드(210)는 기체에 대한 정보를 더욱 정확히 수집하기 위하여, 도 13에 도시된 바와 같이, 염료 패드(210) 및 투명 스트립(220) 이외에 수증기와 같은 성분을 제거하기 위한 필터(1310) 및 특정 성분의 농도를 증가시키기 위한 포집부(1320)를 더 포함할 수 있다.
또한, 도 2에서는 염료 패드(210)가 하나인 것으로 설명하였으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 다양한 정보를 동시에 획득하기 위하여 도 14에 도시된 바와 같이, 복수 개의 염료 패드(210-1, 210-2,,...,210-n)가 포함될 수 있다. 예를 들어, 시료가 혈액인 경우, 염료 패드(210)는 혈당을 측정하기 위한 제1 염료 패드(210-1), 콜레스테롤을 측정하기 위한 제2 염료 패드(210-2), 간 수치를 측정하기 위한 제 3 염료 패드(210-3)를 포함할 수 있다. 한편, 도 14의 실시예에서는 복수의 염료 패드가 가로 방향(길이 방향)으로 배치되어 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 복수의 염료 패드가 세로 방향(너비 방향)으로 배치될 수 있다.
상술한 바와 같은 다양한 염료 패드를 통해, 당뇨, 심질환, 폐질환, 간질환, 신장 질환, 갑상선 질환, 염증, 빈혈, 암 등과 같은 질병 정보뿐만 아니라 알레르기, 면역 호르몬, 피로도, 알코올, 수분부족, 영양상태, 비타민 부족도, 포도당 흡수 장애와 같은 다양한 건강 정보를 획득할 수 있게 된다. 또한, 다양한 염료 패드를 통해 새집 증후군, 흡연, 미세 먼지 등과 같은 공기 오염도를 획득할 수 있으며, PH, 경도, 무기물, 유기물, 박테리아, 바이러스 등과 같은 수질 정보를 획득할 수 있고, 신선도, 발효도, 숙성도, 유통 기한과 같은 음식물 정보도 획득할 수 있으며, 화재와 같은 재난 정보 역시 획득할 수 있게 된다.
또한, 도 3에서는 스트립 모듈이 휴대폰과 결합된 형태로 구성된 것을 도시화한다.스트립 모듈(200)이 휴대 단말(300)에 결합된 경우, 염료 패드(210)는 휴대 단말(300)의 카메라(320) 상에 위치하여 휴대 단말(300)의 카메라(320)에 의해 촬영될 수 있다.
투명 스트립(220)은 휴대 단말(300)의 카메라(320)가 염료 패드(210)가 위치하는 영역을 촬영할 수 있도록 휴대 단말(300)의 광원(310)으로부터 발생된 광을 반사시켜 염료 패드(210)에 전달할 수 있다.
특히, 투명 스트립(220)은 굴절율 1 이상의 투명한 물질로 구현될 수 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 굴절율이 1 이하더라고 난반사된 광을 추출할 수도 있으며 반투명 물질을 통해 반사된 광을 이용할 수 있다.
또한, 투명 스트립(220)은 PET(Polyethylene phthalate), PC(Polycarbonate), PVC (poly vinil chloride), PMMA (poly methyl methacrylate), PTEE (poly tetrafluoroethylene), PS (polystyrene), Hydrophilic polymers, polysaccharides (cellulose), polyacrylates, polyacrylamides, polyamines, polyglycols, hydrogels, Hydrophobic polymers, flexible polymer 및 아크릴 등과 같은 물질로 구현될 수 있다. 또한, 투명 스트립(220)은 사각 기둥 모양일 수 있으나 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 원통형 기둥 또는 다각 기둥으로 구현될 수 있다.
또한, 투명 스트립(220)은 무색의 투명한 물질일 수 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 색(예를 들어, 빨간색 등)을 가진 투명한 물질일 수 있다.
구체적으로, 휴대 단말(300)의 카메라(320)가 염료 패드(210)를 촬영하기 위해 투명 스트립(220)은 투명 스트립(220)의 특정 면(예를 들어, 아래 면 또는 윗 면)에 위치하는 휴대 단말(300)의 광원(310)으로부터 공급되는 빛을 전반사 또는 난반사하여 염료 패드(210)가 위치하는 영역으로 전달할 수 있다. 이때, 카메라(320) 및 광원(310)은 투명 스트립에 대해 동일한 면에 위치할 수 있다.
그리고, 휴대 단말(300)의 카메라(320)는 투명 스트립(220)을 통해 전달된 빛을 이용하여 염료 패드(210)가 위치한 영역을 촬영할 수 있다. 이때, 광원(310)이 투명 스트립(220)의 아래에 위치할 수 있으며, 직각 방향, 평형 방향, 사선 방향에 위치할 수 있다.
이때, 휴대 단말(300)의 광원(310)은 LED이며, 광원(310)으로부터 발생하는 광은 백색광 또는 주광색의 광일 수 있다. 그러나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 휴대 단말(300)의 광원(310)은 형광등 또는 백열등으로 구현될 수 있으며, 광원(310)으로부터 발생하는 광은 적색광, 녹색광, 청색광 등이 될 수 있다. 또한, 광원(310)으로부터 발생하는 광은 가시광선 영역대(400~700nm)일 수 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 자외선(10~400nm), 적외선(700nm~1mm), NIR(0.75~1.4μm), SWIR(1.4~3μm), MWIR(3~8μm), LWIR(8~15μm), FIR(15~1000μm) 등이 될 수 있다. 즉, 휴대 단말(300)은 투명 스트립(220)을 통해 일반적으로 영상 촬영을 위한 광원(310)을 이용하여 시료(예를 들어, 혈액)가 주입된 염료 패드(210)를 촬영할 수 있게 된다. 그리고, 휴대 단말(300)은 촬영된 영상을 분석하여 시료에 대한 정보(예를 들어, 혈당)을 측정할 수 있게 된다.
이에 의해, 사용자는 별도의 혈당 측정 장치 없이도 기존에 스마트 폰과 같은 휴대 단말(300)을 이용하여 다양한 시료의 정보를 획득할 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예인 시료가 혈액이고, 혈액을 통해 혈당 정보를 획득하는 실시예를 설명하기로 한다.
도 3 내지 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 휴대 단말(300)에 결합되어 혈당을 측정하기 위한 스트립 모듈(200)을 상세히 설명하기 위한 도면들이다.
우선, 스트립 모듈(200)은 가이드 모듈 또는 하우징부를 통해 휴대 단말(300)과 결합될 수 있다. 구체적으로, 가이드 모듈은 휴대 단말(300) 또는 휴대 단말(300)의 커버 케이스에 탈부착 가능한 케이스로서, 스트립 모듈(220)이 가이드 모듈에 삽입되어 휴대 단말(300)과 결합될 수 있다. 또는 스트립 모듈(220)은 하우징부의 결합부를 통해 휴대 단말(300) 또는 휴대 단말(300)의 커버 케이스와 결합될 수 있다.
스트립 모듈(200)이 휴대 단말(300)과 결합된 경우, 도 3a에 도시된 바와 같이, 투명 스트립(220)의 제1 영역은 광원(310) 상에 위치하며, 투명 스트립(220)의 염료 패드가 위치하는 제2 영역은 카메라(320) 상에 위치할 수 있다. 즉, 일반적으로 광원(310)과 카메라(320)은 휴대 단말(300)의 뒷면에 일 직선 상에 위치하므로, 투명 스트립(220)은 광원(310)과 카메라(320)가 위치하는 일 직선 상에 평행하도록 휴대 단말(300)과 결합될 수 있다.
한편, 카메라(320)와 염료 패드(210) 사이의 거리가 수 mm로서, 거리가 매우 가까워 초점을 맞추기 어려울 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 카메라(320)와 염료 패드(210) 사이에 프레넬 렌즈(230)가 위치할 수 있다. 즉, 프레넬 렌즈(230)는 카메라(320)의 초점 거리를 줄여 더욱 선명한 영상이 촬영될 수 있도록 한다. 이때, 프레넬 렌즈(230)는 스트립 모듈(200)의 하우징부에 장착될 수 있다. 한편, 스트립 모듈(200)은 프레넬 렌즈(230) 이외에 볼록 렌즈 또는 오목 렌즈 등 다양한 광 초점 조절 장치를 이용하여 초점 거리를 조절할 수 있다.
또한, 염료 패드(210)는 도 4a에 도시된 바와 같이, 투명 스트립(220)의 일 영역 상에 배치될 수 있다. 구체적으로, 도 4b에 도시된 바와 같이, 투명 스트립 (220) 상에 비색으로 잉크젯 프린팅된 염료 패드(210)를 형성할 수도 있다. 그리고, 염료 패드(210) 상에 양면 테이프(250)를 이용하여 혈액 시료가 통과될 수 있도록 하는 메쉬(mesh)(240)를 형성할 수 있다. 그리고, 메쉬(240)와 염료 패드(210)는 고정 테이프(260)에 의해 투명 스트립(220)에 고정될 수 있다.
이때, 투명 스트립(220)은 도 3a에 도시된 바와 같이, 전반사가 일어날 수 있도록 하는 투명 폴리머 재질의 소재로 구현될 수 있다. 예를 들어, 투명 스트립(220)은 굴절율이 1보다 큰(예를 들어, 굴절율이 1.6인 PET(Polyethylene phthalate) 또는 굴절율이 1.58인 PC(Polycarbonate), 아크릴(Acryl) 등) 투명 폴리머 재질로 구현될 수 있다. 한편, 투명 스트립(220)은 투명 소재뿐만 아니라 광을 전달할 수 있는 반투명 소재로도 구현될 수 있음은 물론이다. 한편, 투명 스트립(220)은 도 6f의 (a)에 도시된 바와 같이, 구멍이 없는 바 형태로 구현될 수 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 투명 스트립(220)은 염료 패드(210)가 배치된 영역 주변에 원형(도 6f의 (b)) 또는 사각형(도 6f의 (c)) 등과 같이 다양한 형상의 구멍을 뚫어 전반사된 빛이 혈액 시료에 링조명 형태로 조사되어 빛의 변화를 관찰할 수 있도록 형성될 수 있다. 그리고 투명 스트립(220)의 색깔이 붉은 색으로 사용되는 경우, 투명 스트립(220)은 적색 파장대 영역의 광원만 통과하는 필터 역할을 할 수 있다. 특히, 혈액을 시룔로 주입하여 건강 정보나 질병 정보를 측정하는 경우, 혈액에 포함된 적색 성분인 적혈구가 새어 나오는 현상으로 적색 필터 역할이 추가로 필요할 수 있으므로, 붉은 색의 투명 스트립(220)을 통해 추가 장치 필요 없이 더욱 정확한 측정이 가능해 질 수 있다.
따라서, 휴대 단말(300)에 혈당 측정 개시 명령이 입력되면, 휴대 단말(300)의 광원(310)은 백색광을 발생시키고, 발생된 백색광은 투명 스트립(220)을 통해 전반사 또는 난반사되어 염료 패드가 위치하는 영역에 백색광을 전달한다. 휴대 단말(300)의 카메라(320)는 반사된 백색광을 이용하여 혈액 시료가 주입된 염료 패드를 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 혈당을 측정할 수 있게 된다.
한편, 도 3 내지 도 4b에는 도시되지 않았으나, 스트립 모듈(200)은 혈액 시료의 혈구를 제거하기 위한 혈구 제거 패드가 더 포함될 수 있다. 즉, 휴대 단말(300)이 더욱 정확한 혈당을 측정하기 위하여 적혈구를 제거하기 위한 혈구 제거 패드가 염료 패드(210) 상에 배치할 수 있다. 구체적으로, 본원 발명의 일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는 혈당을 측정하기 위하여 혈액의 붉은 색의 모드값을 분석하게 된다. 이때, 적혈구가 붉은 색을 가지므로, 혈액의 붉은 색의 모드값에 영향을 주게 되므로, 정확한 혈당 측정에 방해가 될 수 있다. 따라서, 혈구 제거 패드를 통해 적혈구를 제거하여 더욱 정확한 혈당 측정이 가능해질 수 있다.
이하에서는 도 5a 내지 도 8을 참조하여 스트립 모듈(200)을 휴대 단말(300) 또는 휴대 단말(300)의 커버 케이스에 결합하는 다양한 실시예에 대해 설명하기로 한다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 커버 케이스에 결합된 가이드 모듈에 스트립 모듈을 삽입하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 커버 케이스(500)는 가이드 모듈(510)과 결합하기 위한 가이드 레일(505)을 포함한다. 이때, 커버 케이스(500)는 휴대 단말(300) 뒷면을 보호하기 위한 액세서리 형태의 케이스이다. 그러나, 가이드 모듈(510)이 커버 케이스(500)와 결합되는 것은 일 실시예에 불과할 뿐, 휴대 단말(300) 중 광원(310) 및 카메라(320)가 위치하는 뒷면과 바로 결합될 수 있다. 즉, 휴대 단말(300)의 뒷면에 가이드 모듈(510)과 결합하기 위한 가이드 레일(505)이 형성될 수 있다.
가이드 모듈(510)은 도 5b에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 가이드(515)를 포함하며, 슬라이딩 가이드(515)가 가이드 레일(505)을 따라 슬라이딩하여 가이드 모듈(510)과 커버 케이스(500)가 결합될 수 있다.
그리고, 도 5c에 도시된 바와 같이, 가이드 모듈(510)에 형성된 홀(520)을 통해 혈액 시료가 주입된 스트립 모듈(200)을 삽입하여 스트립 모듈(200)이 휴대 단말(300)에 결합될 수 있다.
즉, 휴대 단말(300)의 카메라(320)이 혈당을 측정할 때 이외에는 개방되어야 하므로, 사진 촬영을 수행할 때는 가이드 모듈(510)이 커버 케이스(500)에 탈착될 수 있다. 그러나, 혈당을 측정할 때는 가이드 모듈(510)을 커버 케이스(500)에 부착시켜 광원(320)에서 발생하는 광을 이용하여 염료 패드(300)가 촬영될 수 있다. 또한, 가이드 모듈(510)에 혈액 시료가 묻을 수 있으므로, 가이드 모듈(510)을 탈착시켜 세척할 수도 있다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시예에 따른, 하우징부를 포함하는 스트립 모듈을 제작하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 제1 하우징부(600-1) 상에 투명 스트립(220)이 형성될 수 있다. 이때, 제1 하우징부(600-1)에는 염료 패드(210)가 위치하는 영역을 카메라(320)가 촬영할 수 있도록 하는 제1 홀 및 광원(310)에서 발생하는 광이 통과될 수 있도록 하는 제2 홀이 형성될 수 있다. 즉, 스트립 모듈(200)을 포함하는 도 6e의 하우징부(600)가 휴대 단말(300)과 결합된 경우, 제1 홀 및 제2 홀은 카메라(320) 및 광원(310)과 마주볼 수 있다. 이때, 제1 홀 및 제2 홀은 원형일 수 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 사각형, 다각형 등으로 구현될 수 있다. 또한, 제1 홀 및 제2 홀에는 여닫이 구조가 포함되어 센싱시에만 제1 홀 및 제2 홀이 열릴 수 있다.
또한, 도 6a에서는 투명 스트립(220) 중 염료 패드(210)가 형성되는 영역에 홀이 형성되는 것으로 도시하였으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 간편한 제작을 위해, 투명 스트립(220) 중 염료 패드(210)가 형성되는 영역에 홀이 형성되지 않을 수 있다.
그리고, 도 6b에 도시된 바와 같이, 투명 스트립(220) 상에 염료 패드(210)가 형성될 수 있으며, 도 6c에 도시된 바와 같이, 염료 패드(210) 상에 메쉬(240)가 형성될 수 있다. 이때, 이때, 메쉬(240)는 양면 테이프(250)에 의해 고정될 수 있으며, 염료 패드(210)는 고정 테이프(260)에 의해 고정될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 염료 패드(210) 및 메쉬(240)뿐만 아니라 혈구 제거 패드 역시 형성될 수 있다.
그리고, 도 6d에 도시된 바와 같이, 제2 하우징부(600-2)와 제1 하우징부(600-1)와 결합하여 염료 패드(210)가 고정된 투명 스트립(220)이 하우징될 수 있다. 이때, 제2 하우징부(600-2) 상에는 혈액 시료가 주입될 수 있도록 하는 홀(610)이 형성될 수 있다.
한편, 제1 하우징부(600-1)와 제2 하우징부(600-2)가 결합된 하우징부(600)의 측면 하단 영역에는 도 6e에 도시된 바와 같이, 휴대 단말(300)과 결합될 수 있도록 하는 결합부의 일 예인 슬라이딩 가이드(620-1,620-2)가 형성될 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에서는 하우징부(600)가 휴대 단말(300)과 결합되기 위한 결합부가 슬라이딩 가이드(620-1,620-2)인 것으로 설명하였으나, 다른 구성(예를 들어, 자석 등)을 통해 휴대 단말(300)과 결합될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 하우징부를 포함하는 스트립 모듈을 휴대 단말의 커버 케이스에 삽입하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 커버 케이스(700)는 하우징부(600)와 결합하기 위한 가이드 레일(710)을 포함한다. 이때, 커버 케이스(700)는 휴대 단말(300) 뒷면을 보호하기 위한 액세서리 형태의 케이스이다. 그러나, 하우징부(600)가 커버 케이스(700)와 결합되는 것은 일 실시예에 불과할 뿐, 휴대 단말(300) 중 광원(310) 및 카메라(320)가 위치하는 뒷면과 바로 결합될 수 있다.
염료 패드(210)가 고정된 투명 스트립(220)을 포함하는 하우징부(600)는 도 6e에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 가이드(620-1,620-2)를 포함하며, 슬라이딩 가이드(620-1,620-2)가 가이드 레일(710)을 따라 슬라이딩하여 하우징부(600)와 커버 케이스(700)가 결합될 수 있다.
즉, 도 5a 내지 도 5c에서 설명한 바와 같이, 별도의 가이드 모듈(510)을 커버 케이스(500)에 먼저 결합한 후 스트립 모듈(200)을 삽입하는 실시예 및 투명 스트립(220)을 포함하는 하우징부(600)를 커버 케이스(700)에 결합하는 실시예 모두, 사용자가 일반적으로 사진 촬영을 할 때에는 카메라(320)를 개방되도록 할 수 있으며, 혈당 측정을 할 때에는 스트립 모듈(200)을 장착할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같은 휴대 단말(300)을 전반적으로 감싸는 커버 케이스(800) 역시 커버 케이스(800) 중 광원(310) 및 카메라(320)를 노출시키기 위해 형성된 홀(810) 영역에 투명 스트립(220)이 포함된 하우징부(820)를 결합시킬 수 있다. 이때, 하우징부(820)는 홀(810)의 형상과 크기에 대응되도록 제작될 수 있다.
이하에서는 도 9 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른, 혈당 측정을 위한 휴대 단말(300)에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 혈당 측정을 위한 휴대 단말(300)의 구성을 도시하는 블럭도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 휴대 단말(300)은 광원(310), 카메라(320), 디스플레이(330), 오디오 출력부(340), 메모리(350), 입력부(360) 및 프로세서(370) 등을 포함한다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 휴대 단말(300)은 휴대 폰, 스마트 폰, 태블릿 PC, 노트북 PC, 스마트 워치, 부착형 패치, 목절리와 같은 웨어러블 장치 등과 같이, 광원(310) 및 카메라(320)를 포함하는 전자 장치로 구현될 수 있다. 또한, 휴대 단말(300)은 냉장고, 세탁기, 김치 냉장고, 에어컨, 청소기, 공기 청정기와 같은 가전 장치가 될 수 있으며, 혈당 측정을 위한 전용 장치일 수도 있다.
광원(310)은 LED를 이용하여 백색광 또는 주광색의 광을 발생시킬 수 있다. 이때, 광원(310)은 사진 촬영을 위한 플래쉬 역할로 이용될 수 있으며, 혈당 측정을 위한 광을 발생시키는 역할로 이용될 수 있다.
한편, 광원(310)은 휴대 단말(300)의 뒷면의 일 영역(예를 들어, 윗 영역)에 구비될 수 있으며, 카메라(320)와 일직선상에 배치될 수 있다. 이때, 광원(310)은 프로세서(370)의 제어에 의해 작동되거나 온/오프될 수 있다. 또는 광원(310) 외부에 가림막이 구비될 수 있다. 즉, 사용자가 광원(310)을 이용할 때는 외부의 가림막을 제거할 수 있다.
카메라(320)는 영상을 촬영한다. 이때, 카메라(320)는 렌즈와 이미지 센서를 포함할 수 있으며, 렌즈를 통해 입사된 빛을 이미지 센서가 감지하여 영상을 생성할 수 있다.
이때, 카메라(320)는 일반적인 사진 촬영뿐만 아니라 근거리의 영상을 촬영할 수 있도록 하기 위해 초점거리가 짧을 수 있다. 예를 들어, 카메라(320)는 수 mm 앞에 있는 염료 패드(210)를 촬영할 수 있다.
디스플레이(330)는 다양한 영상 데이터 및 UI를 표시한다. 특히, 디스플레이(330)는 혈당 측정을 위한 어플리케이션의 실행 화면 및 UI를 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 디스플레이(330)는 터치 감지부와 결합하여 터치 스크린으로 구현될 수 있으며, 플렉서블 디스플레이(flexible display)의 형태로 휴대 단말(300)의 전면 영역 및, 측면 영역 및 후면 영역 중 적어도 하나에 결합될 수도 있다. 플렉서블 디스플레이는 종이처럼 얇고 유연한 기판을 통해 손상 없이 휘거나 구부리거나 말 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
오디오 출력부(340)는 오디오 처리부(미도시)에 의해 디코딩이나 증폭, 노이즈 필터링과 같은 다양한 처리 작업이 수행된 각종 오디오 데이터뿐만 아니라 각종 알림 음이나 음성 메시지를 출력하는 구성이다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 휴대 단말(300)은 오디오를 출력하기 위한 구성으로 출력 단자를 더 포함할 수 있다. 특히, 오디오 출력부(340)는 혈당 측정을 위하여 휴대 단말(300)의 디스플레이가(330)가 아래로 향하는 경우, 혈당 측정 방법을 안내하기 위한 오디오 가이드를 출력할 수 있다.
메모리(350)는 휴대 단말(300)을 구동하기 위한 다양한 모듈을 저장한다. 예를 들어, 메모리(350)에는 베이스 모듈, 센싱 모듈, 통신 모듈, 프리젠테이션 모듈, 웹 브라우저 모듈, 서비스 모듈을 포함하는 소프트웨어가 저장될 수 있다.
또한, 메모리(350)는 혈당 측정을 위한 어플리케이션 프로그램을 저장할 수 있다.
입력부(360)는 휴대 단말(300)을 제어하기 위한 사용자 명령을 입력받을 수 있다. 또한, 입력부(360)는 터치 입력부로 구현될 수 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 버튼 입력부, 마우스, 키보드 등과 같은 다양한 입력 장치로 구현될 수 있다. 특히, 입력부(360)는 혈당 측정을 개시하는 사용자 명령을 입력받을 수 있다.
프로세서(370)는 휴대 단말(300)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 특히, 입력부(360)를 통해 혈당 측정 개시 명령이 입력되면, 프로세서(370)는 휴대 단말(300)의 광원(310)을 작동하거나 온할 수 있다. 그리고, 프로세서(370)는 휴대 단말(300)에 결합된 투명 스트립 중 혈액 시료가 주입된 염료 패드를 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 혈액 시료의 혈당을 측정할 수 있다. 그리고, 프로세서(370)는 측정된 혈당에 대한 정보를 출력하도록 디스플레이(330) 또는 오디오 출력부(340)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 혈당 측정 개시 명령이 입력되면, 프로세서(370)는 카메라(320)를 활성화시킬 수 있다. 즉, 프로세서(370)는 카메라(320)를 활성화하여 영상을 획득할 수 있다.
그리고, 입력부(360)를 통해 혈당 측정 개시 명령이 입력된 후, 투명 스트립(220)이 휴대 단말(300)에 결합된 것이 감지되면, 프로세서(370)는 휴대 단말(300)의 광원을 작동하거나 온할 수 있다. 이때, 프로세서(370)는 홀 센서 등과 같은 다양한 센서로 투명 스트립(220)이 휴대 단말(300)에 결합된 것을 감지할 수 있다.
광원이 작동되거나 온 되면, 프로세서(370)은 자동 노출(AE) 기능을 오프하여 카메라의 이미지 센서에 들어오는 광량을 일정하게 유지시킬 수 있다.
그리고, 프로세서(370)는 다양한 센서(예를 들어, 조도 센서, 온도 센서 등)를 통해 외부 환경(예를 들어, 외부 조도, 밝기, 빛의 세기, 빛의 파장, 온도 변화, 색온도, 광도 등)을 감지하고, 감지된 외부 환경을 바탕으로 광원의 밝기를 조절할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(370)는 외부 환경의 조명을 감지하고, 외부 환경의 조명이 밝을수록 광원(310)의 밝기를 다소 어둡게 조절하며, 외부 환경의 조명이 어두울수록 광원(310)의 밝기를 밝게 조절할 수 있다. 그 밖에, 프로세서(370)는 감지된 외부 환경에 따라 광원(310)의 디밍, 조명색, 색온도, 포커싱, 색필터 등을 제어할 수 있다.
그리고, 프로세서(370)는 휴대 단말(300)에 결합된 투명 스트립(220)의 일 영역에 탑재된 염료 패드(210)를 촬영하여 염료 패드(210)에 주입된 혈액 시료의 혈당을 측정할 수 있다. 이때, 프로세서(370)는 촬영된 영상 속에 포함된 적색의 모드값(즉, 최빈값)을 분석하여 혈액 시료의 혈당을 측정할 수 있다. 즉, 프로세서(370)는 적색의 모드값이 낮을수록 혈당을 높게 측정하고, 적색의 모드값이 높을수록 혈당을 낮게 측정할 수 있다. 특히, 메모리(350)에는 적색의 모드값에 대응되는 혈당 환산 변환식이 기저장될 수 있다. 한편, 상술한 실시예에서는 적색의 모드값을 이용하여 혈당을 측정하는 것으로 설명하였으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 평균값, 중간값과 같은 값을 이용하여 혈당을 측정할 수 있다. 또는, 다양한 실시예에 따라, 적색의 모드값 이외에 녹색 모드값, 청색 모드값을 이용할 수 있다.
그리고, 프로세서(370)는 측정된 혈당값에 대한 정보를 제공하도록 디스플레이(330) 또는 오디오 출력부(340)를 제어할 수 있다.
한편, 프로세서(370)는 휴대 단말(300)의 디스플레이(330)가 아래 방향을 향하는 동안 혈액 측정을 위한 방법에 대한 가이드 정보를 오디오 출력부(340)를 통해 출력할 수 있다.
또한, 프로세서(370)는 측정된 혈당 수치를 저장하여 혈당 수치의 변화를 감지할 수 있다. 그리고, 혈당 수치가 기저장된 정상 범위를 벗어나는 경우, 프로세서(370)는 혈당 관리에 대한 경고 메시지를 출력하거나 기등록된 연락처(예를 들어, 가족, 병원 등)로 건강 정보를 전송할 수 있다. 이때, 프로세서(370)는 전화 어플리케이션, 메시지 어플리케이션, 인터넷 어플리케이션 등을 이용하여 건강 정보를 전송할 수 있다.
또한, 프로세서(370)는 혈액 시료를 이용하여 혈당 이외에도 폐질환, 혈액 이상(예를 들어, 빈혈), 갑상선 질환, 심장질환, 대사질환, 간질환(예를 들어, 간염), 염증, 알레르기, 면역기능, 간 기능, 신잔 기능, 콜레스테롤 등을 측정할 수 있다. 즉, 프로세서(370)는 혈액 시료가 주입된 염료 패드(210)를 촬영하여 색을 분석한 후 다양한 건강 정보를 감지할 수 있다.
그리고, 프로세서(370)는 감지된 건강 정보를 바탕으로 통신부(예를 들어, WiFi, 블루투스, 지그비, 적외선 통신, 초음파, Cellular 통신(3/4/5G) 등)를 통해 외부 장치를 제어하는 제어 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 심장질환, 콜레스테롤, 당뇨 등과 같은 건강 정보를 획득한 경우, 프로세서(370)는 식단 정보, 요리법 정보, 추천 재료 등과 같은 요리 정보를 냉장고에 전송하도록 통신부를 제어할 수 있다. 또 다른 예로, 프로세서(370)는 운동 조절을 위하여 웨어러블 기기로 운동시간에 대한 정보를 전송할 수 있다. 또 다른 예로, 프로세서(370)는 알레르기성 질환, 폐 질환 등과 같은 건강 정보를 바탕으로 창문, 로봇 청소기, 에어컨, 공기 청정기 등에 제어 신호를 전송하도록 통신부를 제어할 수 있다. 또 다른 예로, 프로세서(370)는 특정 질병을 감지할 때, 스마트 약통 또는 스마트 컵 등으로 질병 정보에 대응되는 건강 관리 정보를 전송할 수 있다. 또 다른 예로, 프로세서(370)는 폐질환, 감기 등과 같은 건강 정보를 바탕으로 미세 먼지 정보 등을 외부 기기(예를 들어, 현관문에 구비된 센서 등)로부터 요청할 수 있다. 또 다른 예로, 프로세서(370)는 갑상선 질환, 대사 질환 등과 같은 건강 정보를 바탕으로 몸무게 변화 등에 대한 정보를 외부 기기(예를 들어, 화장실 타일에 구비된 센서, 신발에 구비된 센서 등)로부터 요청할 수 있다. 또 다른 예로, 프로세서(370)는 질병별 맞춤 온도, 조도를 조절하도록 외부 기기(예를 들어, 조명 기기, 에어컨, 보일러 등)에 제어 명령을 전송하도록 통신부를 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(370)는 다양한 외부 기기(예를 들어, 식사 전 냉장고, 스마트 컵, 기상시 침대 등)로부터 혈당 측정을 요청하는 신호를 수신할 수 있다. 또한, 프로세서(370)는 기침 및 미세 먼지가 많은 환경에 노출된 후, 외부 기기로부터 폐 관련 수치 측정을 요청하는 신호를 수신할 수 있다.
또한, 프로세서(370)는 공기 청정기, 에어컨, 청소기 등으로부터 필터 교환 요청을 수신할 수 있다. 또한, 프로세서(370)는 정수기, 스마트 컵 등으로부터 수분 섭취량 정보 및 정수기 청소상태 정보 등을 수신할 수 있으며, 현관문으로부터 외출 후 오염된 공기에 대한 노출 정보를 수신할 수 있으며, 다양한 센서로부터 사용자 정보(예를 들어, 사용자 움직임 정보, 식사량 정보 등)를 획득할 수 있다. 프로세서(370)는 상술한 바와 같은 외부 기기로부터 수신된 정보와 시료에 대한 정보를 바탕으로 다양한 건강 관련 서비스를 제공할 수 있게 된다.
한편, 프로세서(370)는 도 9에 도시된 바와 같이, 광원을 제어하기 위한 광원 제어부(370-1), 염료 패드의 측정에 대한 동작을 제어하기 위한 측정 제어부(370-2), 촬영된 염료 패드의 시료를 분석하기 위한 분석부(370-3), 디스플레이(330) 및 오디오 출력부(340)를 제어하기 위한 출력 제어부(370-4), 입력부(360)를 제어하기 위한 입력 제어부(370-5), 카메라를 제어하는 카메라 제어부(370-6), 스트립 모듈(200)과의 결합을 감지하는 결합 감지부(370-7), 조도 등과 같은 주위 환경을 감지하기 위한 환경 감지부(370-8)를 포함할 수 있다.
그 밖에, 휴대 단말(300)은 화학 센서, 전기 센서, 초음파 센서, 광학 센서 등과 같은 다양한 센서를 포함할 수 있으며, 스트립 모듈(200)을 촬영하여 획득한 정보와 다양한 센서로부터 획득된 정보를 복합적으로 이용하여 사용자에게 건강 정보를 제공할 수 있다.
이하에서는 도 10a 내지 10g를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른, 스트립 모듈(200)이 결합된 휴대 단말(300)을 이용하여 혈당을 측정하는 실시예를 설명하기로 한다. 도 10a 내지 도 10g에서 설명하는 실시예는 스트립 모듈(200)이 하우징부(600)에 의해 하우징되는 실시예를 가정하고 설명한다.
우선, 도 10a에 도시된 바와 같이, 혈당 측정 어플리케이션에 대응되는 실행 아이콘(1010)이 표시되는 동안 실행 아이콘(1010)을 터치하는 사용 명령이 입력되면, 프로세서(370)는 도 10b에 도시된 바와 같은 혈당 측정 어플리케이션의 실행 화면(1020)을 표시한다. 이때, 실행 화면(1020)에는 혈당 측정 개시를 위한 아이콘(1030)이 포함될 수 있다. 혈당 측정 개시를 위한 아이콘(1030)이 선택되면, 프로세서(370)는 우선 카메라를 활성화하여 영상을 획득할 수 있다. 그리고, 도 10c에 도시된 바와 같이, 휴대 단말(300)은 사용자에 의해 디스플레이(330)가 있는 앞면이 아래로 향하고, 광원(310) 및 카메라(320)가 있는 뒷면이 위로 향하도록 사용자에 의해 뒤집힐 수 있다. 그리고, 도 10d에 도시된 바와 같이, 광원(310) 및 카메라(320)가 있는 위치에 스트립 모듈(200)을 포함하는 하우징부(600)가 결합될 수 있다. 그리고, 사용자는 도 10e에 도시된 바와 같이, 혈액 시료를 채취하고, 도 10f에 도시된 바와 같이, 채취된 혈액 시료를 하우징부(600)에 형성된 홀(610)에 주입할 수 있다. 이에 의해, 혈액 시료는 투명 스트립(220) 상에 탑재된 염료 패드(210)에 주입될 수 있다. 그리고, 프로세서(370)는 혈액 시료가 주입된 염료 패드(210)의 촬영 영상(적색의 모드값)을 분석하여 혈당을 측정할 수 있다. 그리고, 프로세서(370)는 측정된 혈당을 도 10g에 도시된 바와 같이 혈당 측정 어플리케이션의 실행 화면(1020) 상에 제공하도록 디스플레이(330)를 제어할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 염료 패드를 촬영한 영상에서 적색의 모드값이 변경되어 혈당을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 혈당 측정 개시를 위한 아이콘(1030)이 선택되면, 카메라(320)는 활성화되고, 휴대 단말(300)이 뒤집힐 수 있다. 일정시간이 지난 후 기본값에 보정된 후 스트립 모듈(200)이 삽입되면, 광원(310)이 활성화된다. 이때, 적색의 모드값은 급격하게 감소되며, 특정 시간(예를 들어, 6초) 이후에는 적색의 모드값이 특정 값으로 수렴하게 된다. 적색의 모드값이 특정 값으로 수렴하게 되면, 프로세서(370)는 특정 값에 대응되는 혈당 수치를 판단할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 휴대 단말의 혈당 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
우선, 휴대 단말(300)은 혈당 측정 개시 명령이 입력되었는지 여부를 판단한다(S1210). 이때, 혈당 측정 개시 명령은 디스플레이(330)에 제공된 혈당 측정을 위한 아이콘(1030)을 선택하는 사용자 명령일 수 있다. 그러나, 혈당 측정 개시 명령은 다른 형태의 사용자 명령(예를 들어, 음성 입력, 제스쳐 입력 등)으로 구현될 수 있다.
혈당 측정 개시 명령이 입력되면(S1210-Y), 휴대 단말(300)은 휴대 단말의 광원(310)을 작동하거나 온한다(S1220). 이때, 휴대 단말(300)은 혈당 측정을 위한 스트립 모듈(200)이 휴대 단말(300)에 결합된 경우, 광원(310)을 온할 수 있다.
그리고, 휴대 단말(300)은 휴대 단말(300)에 결합된 투명 스트립(220) 중 시료가 주입된 염료 패드(210)를 촬영한다(S1230).
그리고, 휴대 단말(300)은 촬영된 영상을 분석하여 시료에 대한 정보를 획득한다(S1240). 예를 들어, 시료가 혈액 시료인 경우, 휴대 단말(300)은 촬영된 영상에서 적색의 모드값을 분석하여 혈액 시료의 혈당을 측정할 수 있다.
그리고, 휴대 단말(300)은 시료에 대한 정보를 출력한다(S1250). 예를 들어, 휴대 단말(300)은 측정된 혈당에 대한 정보에 대한 정보를 출력할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 의해, 사용자는 별도의 혈당 측정 장치가 필요없이 기존의 스마트 폰과 같은 휴대 단말을 이용하여 더욱 간편하게 시료에 대한 정보를 획득할 수 있게 된다. 또한, 스트립 모듈의 제조 단가가 싸져 더욱 경제적으로 혈당을 측정할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스트립 모듈(200) 및 휴대 단말(300)을 통해 가정 또는 사무실, 작업장, 리테일, 호텔, 자동차 등과 같은 장소 내에 화재, 흡연, 유해가스, 요리로 인한 연기, 새집 증후군, 음식물 오염도, 질병, 작업 환경, 환경 변화(예를 들어, 항균, 방취, 살균 등) 등과 같은 다양한 정보를 확인할 수 있게 된다. 이때, 스트립 모듈(200)은 내외장 타일, 천장, 유리, 벽지, 거울, 후두, 쿡탑 등에 부착될 수 있다. 또한, 스트립 모듈(200) 및 휴대 단말(300)을 통해 병원, 학교, 여행지 내에 공기 청정도, 세균, 병원균, 바이러스, 수질, 알레르기 유발 물질 등과 같은 다양한 정보를 확인할 수 있게 된다.
한편, 상술한 실시예에서는 염료 패드에 주입된 혈액 시료를 분석하여 혈액 시료의 혈당을 측정하는 것으로 설명하였으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 다른 액체의 정보를 검사하는데 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.
예를 들어, 휴대 단말(300)은 물이 주입된 염료 패드(210)를 촬영하여 물의 PH, 경도(물에 포함된 칼슘과 마그네슘의 양을 탄산칼슘의 ppm으로 환산하여 나타낸 수치), 세균, 바이러스, 특정 무기물, 유기물, 미네랄 량등을 검사할 수 있다. 따라서, 휴대 단말(300)은 수질 정보를 바탕으로 수분 섭취 전에 수질 상태를 확인하거나 세안 전 적절한 수질(예를 들어, PH 등)를 확인하거나 어항의 수질 상태를 확인할 수 있다.
또 다른 예로, 휴대 단말(300)은 다양한 음식물이 주입된 염료 패드(210)를 촬영하여 음식물의 오염도, 신선도, 발효 정도 등과 같은 다양한 정보를 확인할 수 있다. 따라서, 휴대 단말(300)은 음식물의 다양한 정보를 바탕으로 외부 기기(예를 들어, 냉장고, 에어컨, 창문, 가습기 등)를 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 장치 (예: 모듈들 또는 전자 장치(200)) 또는 방법 (예: 동작들)은, 예컨대, 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 유지되는(maintain) 프로그램들 중 적어도 하나의 프로그램에 포함된 명령어(instructions)를 실행하는 적어도 하나의 컴퓨터(예: 프로세서)에 의하여 수행될 수 있다.
상기 명령어가 컴퓨터(예: 프로세서)에 의해 실행될 경우, 상기 적어도 하나의 컴퓨터는 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 이 때, 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 상기 메모리(350)가 될 수 있다.
프로그램은, 예로, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체 (magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체 (optical media)(예: CD-ROM (compact disc read only memory), DVD (digital versatile disc), 자기-광 매체 (magneto-optical media)(예: 플롭티컬 디스크 (floptical disk)), 하드웨어 장치 (예: ROM (read only memory), RAM (random access memory), 또는 플래시 메모리 등) 등과 같은 컴퓨터로 읽을 수 저장 매체에 포함될 수 있다. 이 경우, 저장 매체는 일반적으로 전자 장치(200)의 구성의 일부로 포함되나, 전자 장치(200)의 포트(port)를 통하여 장착될 수도 있으며, 또는 전자 장치(200)의 외부에 위치한 외부 기기(예로, 클라우드, 서버 또는 다른 전자 기기)에 포함될 수도 있다. 또한, 프로그램은 복수의 저장 매체에 나누어 저장될 수도 있으며, 이 때, 복수의 저장 매체의 적어도 일부는 휴대 단말(300)의 외부 기기에 위치할 수도 있다.
명령어는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.
또한, 이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
210: 염료 패드 220: 투명 스트립
310: 광원 320: 카메라
310: 광원 320: 카메라
Claims (20)
- 휴대 단말에 결합 가능한 스트립 모듈에 있어서,
상이한 시료에 반응하여 색이 변하는 복수의 염료 패드; 및
제1 영역 및 제2 영역을 포함하며, 상기 제2 영역에 상기 복수의 염료 패드가 탑재되는 투명 스트립;
상기 복수의 염료 패드가 고정된 투명 스트립을 하우징하는 하우징부;
상기 복수의 염료 패드와 상기 휴대 단말의 카메라의 사이에 위치하며, 상기 카메라의 초점 거리를 줄이기 위한 프레넬 렌즈;를 포함하며,
상기 스트립 모듈이 휴대 단말과 결합된 경우 상기 투명 스트립의 상기 제1 영역이 상기 휴대 단말의 광원 상에 위치하며, 상기 투명 스트립은 상기 광원으로부터 제공된 빛을 반사하여 상기 복수의 염료 패드에 빛을 투과하며,
상기 하우징부는 제1 홀 및 제2 홀을 포함하며, 상기 제1 홀은 상기 휴대 단말의 카메라에 대응하는 영역에 위치하고, 상기 제2 홀은 상기 광원에 대응하는 영역에 위치하며,
상기 휴대 단말의 카메라는 상기 하우징부가 상기 휴대 단말의 외부에 위치된 상태에서 상기 제1 홀을 통해 상기 복수의 염료 패드를 촬영하도록 동작하며,
상기 스트립 모듈은 상기 휴대 단말과 상기 투명 스트립 사이에서 상기 광원에 수직하여 연장되어 상기 광원으로부터 제공되는 광을 상기 투명 스트립 쪽으로 반사시키는 반사 결합부를 더 포함하며,
상기 복수의 염료 패드는 1보다 큰 굴절률을 가지는 투명 폴리머로 구현되며,
상기 복수의 염료 패드의 이미지는 상기 투명 스트립의 타면에 위치하는 상기 휴대 단말의 카메라에 의해 촬영되며,
상기 스트립 모듈이 상기 휴대 단말과 결합된 경우 상기 투명 스트립의 상기 제1 영역은 상기 휴대 단말의 광원 상에 위치하며, 상기 투명 스트립은 상기 광원이 발생하는 광을 전반사 또는 난반사시켜 상기 복수의 염료 패드가 탑재된 상기 제2 영역으로 전달하며,
상기 복수의 염료 패드는,
혈당을 측정하기 위한 제1 염료 패드, 콜레스테롤을 측정하기 위한 제2 염료 패드 및 간 수치를 측정하기 위한 제3 염료 패드를 포함하고,
상기 시료가 혈액 시료인 경우, 상기 시료에 대응되는 염료 패드는 상기 혈액 시료의 혈구를 제거하기 위한 혈구 제거 패드를 더 포함하고,
상기 시료가 땀, 눈물, 타액, 소변 또는 물 중 적어도 하나인 경우 상기 시료에 대응되는 염료 패드는 색 변환 패드를 더 포함하고,
상기 스트립 모듈은,
상기 시료가 기체인 경우 수증기 성분을 제거하기 위한 필터 및 특정 성분의 농도를 증가시키기 위한 포집부를 더 포함하며,
상기 휴대 단말에 혈당 측정 개시 명령이 입력되면, 상기 광원은 백색광을 발생시키고, 발생된 백색광은 상기 투명 스트립을 통해 전반사 또는 난반사되어 상기 염료 패드가 위치하는 영역에 백색광을 전달하고,
상기 카메라에 의해 반사된 백색광을 이용하여 혈액 시료가 주입된 상기 염료 패드가 촬영되면, 촬영된 영상을 분석하여 혈당을 측정하는 것을 특징으로 하는 스트립 모듈. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 스트립 모듈이 상기 휴대 단말과 결합된 경우, 상기 복수의 염료 패드가 상기 휴대 단말의 카메라 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 스트립 모듈. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 염료 패드는,
비색 시료가 프린팅된 것을 특징으로 하는 스트립 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 스트립 모듈은,
상기 휴대 단말 또는 상기 휴대 단말의 커버 케이스에 탈부착 가능하고, 상기 스트립 모듈과 상기 스트립 모듈을 상기 광원과 카메라에 대응하는 위치로 가이드 하는 가이드 모듈에 삽입 가능한 것을 특징으로 하는 스트립 모듈. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 하우징부는,
상기 휴대 단말 또는 상기 휴대 단말의 커버 케이스와 탈부착 가능하도록 하기 위한 결합부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스트립 모듈. - 제12항에 있어서,
상기 결합부는,
상기 휴대 단말 또는 상기 휴대 단말의 커버 케이스에 구비된 레일을 따라 이동하는 슬라이딩 가이드인 것을 특징으로 하는 스트립 모듈. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 휴대 단말의 광원은 LED인 것을 특징으로 하는 스트립 모듈.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20240118 Patent event code: PE09021S01D |
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