KR101184273B1 - Separating type spectrophotometer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 분리형 분광기에 관한 것으로서, (ⅰ) 보호창과 샘플칸 중에서 선택된 어느 하나, 광원, 및 반사판이 일체로 조립되어 구동수단의 작동에 의해 분석용 조립체와 접촉 분리되는 광원용 조립체 및 (ⅱ) 보호창과 샘플칸 중에서 상기 광원용 조립체에 포함되지 않은 나머지 하나, 광분산유닛 및 검출기가 일체로 조립되어 구동수단의 작동에 의해 상기 광원용 조립체와 접촉, 분리되는 분석용 조립체로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명은 분광기를 구성하는 광원부와 분석/검출부들이 구동수단에 의해 서로 접촉, 분리 가능한 별개의 조립체로 각각 구성되기 때문에 각 조립체의 크기를 보다 더 소형화할 수 있다. 그로 인해 본 발명은 휴대폰, 화장실 변기 등에 설치되는 건강검진용 기구등으로 유용하다.The present invention relates to a split spectroscope, (i) any one selected from a protective window and a sample compartment, a light source, and a reflecting plate are integrally assembled and separated from the analytical assembly by operation of the driving means, and (ii) The other one of the protective window and the sample compartment, which is not included in the light source assembly, the light scattering unit and the detector are integrally assembled so as to be composed of an analysis assembly which is in contact with and separated from the light source assembly by the operation of the driving means. .
The present invention can further reduce the size of each assembly since the light source portion and the analyzer / detection portions constituting the spectrometer are each composed of separate assemblies that can be contacted and separated from each other by a driving means. For this reason, the present invention is useful as a medical examination apparatus and the like installed in a cellular phone, a toilet, and the like.
Description
본 발명은 분리형 분광기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 광원부와 분석/검출부가 서로 분리된 별도의 조립체로 각각 구성되어 휴대폰, 화장실 변기 등의 생활용품에 건강검진기구 등으로 설치, 사용하는데 유용한 분리형 분광기에 관한 것이다.The present invention relates to a separate type spectrometer, and more specifically, a light type part and an analysis / detection part, each composed of separate assemblies separated from each other, and a separate type spectrometer useful for installing and using as a medical examination device on household goods such as a mobile phone and a toilet bowl. It is about.
분광기는 광원부, 광분산 유닛 및 검출부로 구성되며, 어떤 물질이 특정한 파장의 광원만을 흡수하는 원리를 이용하여 시료의 종류나 시료내 함유된 특정 물질을 분석하는 기기로 널리 알려져 있다.
A spectrometer is composed of a light source unit, a light dispersion unit, and a detection unit, and is widely known as a device for analyzing a kind of sample or a specific substance contained in a sample by using a principle that a substance absorbs only a light source having a specific wavelength.
현재 분광기로는 FT(Fourier Transform) 분광기와 ATR(Attenuated Total Reflectance) 분광기가 널리 사용된다.Currently, Fourier Transform (FT) spectroscopy and Attenuated Total Reflectance (ATR) spectroscopy are widely used.
상기 ART 분광기의 원리는 미국 등록특허 제4,730,882호 및 미국 등록특허 제6,420,708호 등에 상세하게 기재되어 있으며, ART 분광기의 크기는 7㎝×15.25㎝ ×16.5㎝ 정도로 손으로 휴대할 정도까지 소형화 되었지만, 휴대폰 등과 같은 일반 생활용품에 부착 또는 내장하여 건강검진용 기구로 사용하기 위해서는 아직까지 크기가 너무 큰 문제가 있었다.The principle of the ART spectrometer is described in detail in US Patent No. 4,730,882 and US Patent No. 6,420,708, etc. The size of the ART spectrometer is downsized to about 7cm × 15.25cm × 16.5cm and can be carried by hand, Attached or embedded in general household goods such as to use as a medical checkup device has yet to be too large in size.
다시 말해, 종래 분광기들은 이를 구성하는 광원부, 광분산유닛 및 검출부 들이 한개의 조립체로 구성되기 때문에 크기가 휴대폰 등과 같은 생활용품에 내장될 수 있는 정도로 소형화 되는데는 한계가 있었다.
In other words, the conventional spectrometers have a limit to be miniaturized to the extent that the light source unit, the light dispersing unit, and the detecting unit are composed of one assembly, so that the size can be embedded in a household product such as a mobile phone.
본 발명의 과제는 이와 같은 종래 분광기의 문제점을 해결할 수 있도록 크기가 최소화되어 휴대폰 등과 같은 생활용품에 내장되어 건강검진용 기구등으로 사용이 가능한 분리형 분광기를 제공하는 것이다.
An object of the present invention is to provide a separate spectrometer that can be used as a medical examination device, such as a built-in household goods such as a mobile phone is minimized in size to solve the problems of the conventional spectrometer.
이와 같은 과제를 달성하기 위해서 본 발명에서는 (ⅰ) 보호창과 샘플칸 중에서 선택된 어느 하나, 광원, 및 반사판이 일체로 조립되어 구동수단의 작동에 의해 분석용 조립체와 접촉 분리되는 광원용 조립체 및 (ⅱ) 보호창과 샘플칸 중에서 상기 광원용 조립체에 포함되지 않은 나머지 하나, 광분산유닛 및 검출기가 일체로 조립되어 구동수단의 작동에 의해 상기 광원용 조립체와 접촉, 분리되는 분석용 조립체로 구성됨을 특징으로 하는 분리형 분광기를 제공한다.In order to achieve the above object, in the present invention, (i) any one selected from the protective window and the sample compartment, the light source, and the reflector are integrally assembled and separated from the analytical assembly by the operation of the driving means, and (ii) The light emitting unit and the detector, which are not included in the light source assembly among the protective window and the sample compartment, are integrally assembled, and consist of an analysis assembly which is in contact with and separated from the light source assembly by an operation of a driving means. It provides a separate spectrometer.
보다 구체적으로, 본 발명에서는 상기 광원용 조립체와 분석용 조립체 들을 서로 분리된 별개의 조립체로 각각 제조함으로써 각 조립체의 크기를 소형화하고, 시료 분석시에는 구동수단의 작동에 의해 상기 광원용 조립체와 분석용 조립체를 서로 접촉시켜주는 분리형 분광기를 제공한다.
More specifically, in the present invention, the size of each assembly is reduced by manufacturing the light source assembly and the analysis assemblies as separate assemblies separated from each other, and the sample is analyzed with the light source assembly by the operation of the driving means. A separate spectrometer is provided for bringing the assembly into contact with each other.
본 발명은 분광기를 구성하는 광원부와 분석/검출부들이 구동수단에 의해 서로 접촉, 분리 가능한 별개의 조립체로 각각 구성되기 때문에 각 조립체의 크기를 보다 더 소형화할 수 있다. 그로 인해 본 발명은 휴대폰, 화장실 변기 등에 설치되는 건강검진용 기구등으로 유용하다.
The present invention can further reduce the size of each assembly since the light source portion and the analyzer / detection portions constituting the spectrometer are each composed of separate assemblies that can be contacted and separated from each other by a driving means. For this reason, the present invention is useful as a medical examination apparatus and the like installed in a cellular phone, a toilet, and the like.
도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 분리형 분광기의 단면 모식도.
도 3 내지 도 4는 본 발명에 따른 분리형 분광기가 휴대폰(X)에 실장되어 건강검진용 기구로 사용되는 상태를 나타내는 모식도이다.
도 5 내지 도 6은 본 발명에 따른 분리형 분광기가 화장실 변기(Y)에 실장되어 건강검진용 기구로 사용되는 상태를 나타내는 모식도이다.1 to 2 is a schematic cross-sectional view of a split spectrometer according to the present invention.
3 to 4 is a schematic diagram showing a state in which the detachable spectrometer according to the present invention is mounted on the mobile phone (X) and used as a medical examination instrument.
5 to 6 is a schematic diagram showing a state in which the detachable spectrometer according to the present invention is mounted on the toilet bowl (Y) is used as a medical examination device.
이하, 첨부한 도면 등을 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 분리형 분광기는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 (ⅰ) 광원(A1), 반사판(A3) 및 보호창(A2)과 샘플칸(B1) 중에서 선택된 하나가 일체로 조립되어 있는 광원용 조립체(A)와, (ⅱ) 광분산 유닛(B2), 검출기(B3) 및 보호창과 샘플칸 중에서 상기 광원용 조립체에 포함되지 않은 나머지 하나가 일체로 조립되어 있는 분석용 조립체(B)로 구성된다.As shown in FIGS. 1 and 2, the split spectrometer according to the present invention is one of a light source A 1 , a reflector A 3 , a protective window A 2 , and a sample compartment B 1 . A light source assembly (A), (ii) a light scattering unit (B 2 ), a detector (B 3 ), and a protective window and a sample compartment, which are not included in the light source assembly. It consists of an assembly B for analysis.
다시 말해, 도 1과 같이 광원용 조립체(A)가 광원(A1), 반사판(A3) 및 보호창(A2)으로 구성되는 경우 분석용 조립체(B)는 샘플칸(B1), 광분산 유닛(B2) 및 검출기(B3)로 구성되며, 도 2와 같이 광원용 조립체(A)가 광원(A1), 반사판(A3) 및 샘플칸(A5)으로 구성되는 경우 분석용 조립체(B)는 보호창(B4), 광분산 유닛(B2) 및 검출기(B3)로 구성된다.In other words, as shown in FIG. 1, when the light source assembly A includes the light source A 1 , the reflecting plate A 3 , and the protective window A 2 , the analysis assembly B may include a sample compartment B 1 , When the light dissipation unit (B 2 ) and the detector (B 3 ), and the light source assembly (A) is composed of a light source (A 1 ), a reflecting plate (A 3 ) and a sample compartment (A 5 ) as shown in FIG. The analysis assembly B is composed of a protective window B 4 , a light dispersion unit B 2 and a detector B 3 .
도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 분리형 분광기의 단면 모식도이다.1 to 2 are cross-sectional schematic diagrams of a split spectrometer according to the present invention.
도 1에 도시된 본 발명의 광원용 조립체(A)는 후술하는 분석용 조립체(B)의 상단에 위치하며, 반사판(A3)과 보호창(A2) 사이에 광원(A1)이 배열된 구조이며, 광원용 조립체(A)의 하단 중앙부에는 요홈부(A4)가 형성된 구조를 갖는다.The light source assembly A of the present invention shown in FIG. 1 is located at the top of the analysis assembly B to be described later, and the light source A 1 is arranged between the reflector plate A 3 and the protective window A 2 . It has a structure, and has a structure in which the groove portion A 4 is formed in the lower center portion of the light source assembly (A).
상기 요홈부(A4)는 분석용 조립체(B)내 샘플칸(B1)에 보관중인 샘플과 광원용 조립체의 하부면이 접촉되지 않도록 일정한 간격을 형성시키는 역할을 한다.The recess A 4 serves to form a predetermined gap so that the sample stored in the sample compartment B 1 in the analysis assembly B and the lower surface of the light source assembly do not come into contact with each other.
도 1에 도시된 본 발명의 분석용 조립체(B)는 검출기(B3)와 샘플칸(B1) 사이에 광분산 유닛(B2)이 배열된 구조이며, 상기 샘플칸(B1)은 광원용 조립체(A)와 분석용 조립체(B)를 접촉시켰을 때 광원용 조립체(A)내 보호창(A2)과 마주보는 위치에 배열되어 진다.The analysis assembly B of the present invention shown in FIG. 1 has a structure in which a light dispersing unit B 2 is arranged between a detector B 3 and a sample compartment B 1 , and the sample compartment B 1 is When the light source assembly (A) and the analysis assembly (B) are in contact with each other, the light source assembly (A) is arranged in a position facing the protective window (A 2 ).
도 2에 도시된 본 발명의 광원용 조립체(A)는 후술하는 분석용 조립체(B)의 하단에 위치하며, 반사판(A3)과 샘플칸(A5) 사이에 광원(A1)이 배열된 구조로서, 상기 샘플칸(A5)은 광원용 조립체(A)와 분석용 조립체(B)를 접촉시켰을 때 분석용 조립체(B)내 보호창(B4)과 마주보는 위치에 배열된다.The light source assembly A of the present invention shown in FIG. 2 is located at the bottom of the analysis assembly B to be described later, and the light source A 1 is arranged between the reflector plate A 3 and the sample compartment A 5 . In one embodiment, the sample compartment A 5 is arranged at a position facing the protective window B 4 in the analysis assembly B when the light source assembly A and the analysis assembly B are brought into contact with each other.
도 2에 도시된 본 발명의 분석용 조립체(A)는 보호창(B4)과 검출부(B3) 사이에 광분산 유닛(B2)이 배열된 구조이며, 분석용 조립체(A)의 하단 중앙부에는 요홈부(B5)가 형성된 구조를 갖는다.The analysis assembly A of the present invention shown in FIG. 2 has a structure in which the light dispersing unit B 2 is arranged between the protective window B 4 and the detection unit B 3 , and has a lower end of the analysis assembly A. The central portion has a structure in which the recess B 5 is formed.
상기 요홈부(B5)는 광원용 조립체(A)내 샘플칸(A5)에 보관중인 샘플과 분석용 조립체의 하부면이 접촉되지 않도록 일정한 간격을 형성시키는 역할을 한다.The recess B 5 serves to form a predetermined gap so that the sample stored in the sample compartment A 5 in the light source assembly A and the lower surface of the analysis assembly do not come into contact with each other.
상기 광원용 조립체(A)와 분석용 조립체(B)는 자체 구동수단 또는 이들이 실장된 제품 자체의 구동수단(이하 "외부 구동수단" 이라고 함)에 의해 서로 접촉하거나 분리되어 진다.The light source assembly (A) and the analysis assembly (B) are contacted or separated from each other by their own driving means or by their own driving means (hereinafter referred to as " external driving means ").
본 발명에 따른 분리형 분광기는 광원용 조립체(A)와 분석용 조립체(B)를 접촉 또는 분리시켜 주는 구동수단을 더 포함할 수도 있다.The detachable spectrometer according to the present invention may further include driving means for contacting or separating the light source assembly (A) and the analysis assembly (B).
상기 광원용 조립체(A)와 분석용 조립체(B)는 자체 구동수단 또는 외부 구동수단에 의해 슬라이딩(Sliding) 방식, 폴딩(Folding)방식 또는 회전(Rotating) 방식으로 서로 접촉, 분리된다.The light source assembly A and the analysis assembly B are contacted and separated from each other by a sliding method, a folding method, or a rotating method by a self driving means or an external driving means.
상기 구동수단들은 수동 또는 전기적 동력에 의해 작동한다.The drive means are operated by manual or electrical power.
상기 구동수단에 의해 광원용 조립체(A)와 분석용 조립체(B)가 서로 접촉할 때 도 1과 같이 광원용 조립체(A)가 분석용 조립체(B) 위에 위치할 수도 있고, 도 2와 같이 분석용 조립체(B)가 광원용 조립체(A) 위에 위치할 수도 있다.When the light source assembly A and the analysis assembly B contact each other by the driving means, the light source assembly A may be positioned on the analysis assembly B as shown in FIG. 1, and as shown in FIG. 2. The assembly for analysis (B) may be located above the assembly for the light source (A).
상기 광원(A1)으로는 적외선 광원 또는 소형램프 등이 사용될 수 있고, 상기 보호창(A2, B4)으로는 필요한 파장영역의 광원만 통과시키는 밴드-패스(Band-pass) 필터 또는 컷-오프(Cut-off) 필터 등을 사용하는 것이 바람직하다.An infrared light source or a small lamp may be used as the light source A 1 , and a band-pass filter or cut that passes only a light source in a required wavelength region with the protective windows A 2 and B 4 . It is preferable to use a cut-off filter or the like.
만약 상기의 필터들이 샘플칸(B1,A5) 위에 코팅된 상태로 설치된 경우에는, 상기 보호창(A2,B4)은 단순히 보호창 또는 방수창 역할만 하게 된다.If the filters are installed in a coated state on the sample compartments B 1 and A 5 , the protective windows A 2 and B 4 merely serve as protective windows or waterproof windows.
상기 반사판(A3)은 광선을 모은 후 샘플칸(B1,A5)을 통해 검출기(B3)로 전파하는 역할을 한다.The reflector plate A 3 collects light rays and propagates to the detector B 3 through the sample compartments B 1 and A 5 .
상기 요홈부(A4,B5)는 샘플칸(B1,A5)내에 보관된 샘플이 보호창(A2,B4)에 의해 긁히는 것을 방지하는 역할을 한다.The recesses A 4 and B 5 serve to prevent the samples stored in the sample compartments B 1 and A 5 from being scratched by the protective windows A 2 and B 4 .
샘플칸(B1,A5)은 각각 광학재료들이며, 반드시 가시광선이나 근적외선을 위한 유리재질로 한정되는 것이 아니라, 중간영역대의 근적외선을 위한 ZnSe, Ge, 다이어몬드 등의 재질도 사용될 수 있다.The sample cells B 1 and A 5 are optical materials, and are not necessarily limited to glass materials for visible light or near infrared light. Materials such as ZnSe, Ge, and diamond for the near infrared light in the middle region may also be used.
광분산유닛(B2)은 선형가변형 필터(Linear Variable Filter) 또는 플라스모닉 어레이 필터(Plasmonic Array Filter)등인 것이 바람직하고, 검출기(B3)는 내열(Pyro) 검출기 또는 실리콘 검출기 등이고, 집합체 형태로 제조될 수 있다.The light dispersion unit B 2 is preferably a linear variable filter or a plasmonic array filter, and the detector B 3 is a pyro detector or a silicon detector. It can be prepared as.
본 발명에 따른 분리형 분광기는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 휴대폰(X)에 내장되어 건강검진용 기구로 사용될 수 있다.The split spectrometer according to the present invention may be embedded in the mobile phone X as shown in FIGS. 3 to 4 and used as a medical examination instrument.
도 3 내지 도 4는 본 발명에 따른 분리형 분광기가 휴대폰에 실장되어 건강검진용 기구로 사용되는 상태를 나타내는 모식도이다.3 to 4 is a schematic diagram showing a state in which the detachable spectrometer according to the present invention is mounted on a mobile phone and used as a medical examination instrument.
구체적으로 본 발명을 구성하는 광원용 조립체(A)와 분석용 조립체(B)는 휴대폰(X)내에 서로 떨어진 상태로 실장(내장)된 후, 건강검진을 위해 샘플을 주입한 후 샘플칸(B1,A5)에 주입한 후 도 3과 같은 슬라이드(Sliding) 타입의 휴대폰 자체 구동기구 또는 도 4와 같은 폴딩(Folding) 타입의 휴대폰 자체 구동기구에 의해 상기 광원용 조립체(A)와 분석용 조립체(B)가 서로 접촉시켜 시료의 성분을 분석한다.Specifically, the light source assembly (A) and the analysis assembly (B) constituting the present invention are mounted (built) in a state separated from each other in the mobile phone (X), and then the sample compartment (B) after injecting a sample for a medical examination. 1 , A 5 ) and then the light source assembly (A) and the analysis by the slide-type cell phone self-drive mechanism as shown in FIG. 3 or the folding type cell phone self-drive mechanism as shown in FIG. The assemblies B are brought into contact with each other to analyze the components of the sample.
이때, 분석용 샘플로는 혈성, 혈액, 침(Saliva)등과 같은 액체나 분말 등이 사용될 수 있다.In this case, a liquid or powder such as blood, blood, saliva, or the like may be used as the sample for analysis.
또 다른 구현예로서, 본 발명에 따른 분리형 분광기는 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 화장실 변기(Y)에 내장되어 건강검진용 구기로 사용될 수 있다.As another embodiment, the split spectroscope according to the present invention may be embedded in the toilet bowl (Y) as shown in FIGS. 4 to 5 and used as a medical examination ball.
도 5 내지 도 6은 본 발명에 따른 분리형 분광기가 화장실 변기(Y)에 실장되어 건강검진용 기구로 사용되는 상태를 나타내는 모식도이다.5 to 6 is a schematic diagram showing a state in which the detachable spectrometer according to the present invention is mounted on the toilet bowl (Y) is used as a medical examination device.
구체적으로 본 발명을 구성하는 광원용 조립체(A)와 분석용 조립체(B)는 도 5에 도시된 바와 같이 화장실 변기(Y) 내에 서로 떨어진 상태로 실장(내장)되어져 있다가, 소변 등의 샘플을 채취하고자 하는 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이 구동기구에 의해 샘플칸(B1, A5)을 구비한 이동레버(L2)가 화장실 변기 내측으로 슬라이딩 방식 등으로 이동하여 변기 사용자의 소변 등을 샘플로 채취하고, 다시 구동기구에 의해 상기 이동레버(L2)가 원래의 위치로 복귀하면서 광원용 조립체(A)와 분석용 조립체(B)가 서로 접촉한 상태로 원상회복된 후, 샘플 분석이 실시된다.Specifically, the light source assembly (A) and the analysis assembly (B) constituting the present invention are mounted (built in) in the toilet bowl (Y) in a state separated from each other, as shown in FIG. 6, the moving lever L 2 having the sample compartments B 1 and A 5 is moved by the driving mechanism to the inside of the toilet bowl by sliding the toilet bowl, as shown in FIG. 6. The sample is taken as a sample, and after the moving lever L 2 is returned to its original position by a driving mechanism, the light source assembly A and the analysis assembly B are restored to their original state in contact with each other. Sample analysis is performed.
A : 광원용 조립체 A1 : 광원
A2,B4 : 보호창 A3 : 반사판
A4,B5 : 요홈부 B : 분석용 조립체
B1, A5 : 샘플칸 B2 : 광분산 유닛
B3 : 검출기 X : 휴대폰 기기
Y : 화장실 변기 L1 : 고정레버
L2 : 이동레버A: light source assembly A 1 : light source
A 2 , B 4 : Protective window A 3 : Reflector
A 4 , B 5 : Groove B: Analysis assembly
B 1 , A 5 : sample compartment B 2 : light dispersion unit
B 3 : Detector X: Mobile Device
Y: Toilet bowl L 1 : Fixed lever
L 2 : Moving lever
Claims (6)
(ⅱ) 보호창과 샘플칸 중에서 상기 광원용 조립체에 포함되지 않은 나머지 하나, 광분산유닛 및 검출기가 일체로 조립되어 구동수단의 작동에 의해 상기 광원용 조립체와 접촉, 분리되는 분석용 조립체로 구성됨을 특징으로 하는 분리형 분광기(Iii) any one selected from the protective window and the sample compartment, the light source and the reflector are integrally assembled so that the light source assembly is in contact with and separated from the analysis assembly by the operation of the driving means;
(Ii) the other one which is not included in the light source assembly among the protective window and the sample compartment, the light dispersing unit and the detector are integrally assembled, and are composed of an analysis assembly which is in contact with and separated from the light source assembly by operation of a driving means. Detachable spectrometer
The split spectrometer according to claim 1, wherein the analysis assembly is positioned on the light assembly when the light source assembly and the analysis assembly contact each other by the driving means.
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