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KR102512358B1 - 휴대용 전자 장치, 액세서리 및 그 동작 방법 - Google Patents

휴대용 전자 장치, 액세서리 및 그 동작 방법 Download PDF

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KR102512358B1
KR102512358B1 KR1020170147604A KR20170147604A KR102512358B1 KR 102512358 B1 KR102512358 B1 KR 102512358B1 KR 1020170147604 A KR1020170147604 A KR 1020170147604A KR 20170147604 A KR20170147604 A KR 20170147604A KR 102512358 B1 KR102512358 B1 KR 102512358B1
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light
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portable electronic
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빌렌스키 막심 알렉세예비치
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Abstract

본 발명은 휴대용 전자 장치, 액세서리 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 일 실시예에 따른 휴대용 전자 장치는, 피부에 광을 조사하는 광원, 상기 피부로부터 수신되는 광을 검출하는 적어도 하나 이상의 광 검출기(light detector), 인스트럭션을 저장하는 적어도 하나 이상의 메모리 및 상기 인스트럭션을 실행함으로써, 상기 광을 조사하도록 상기 광원을 제어하고, 상기 광 검출기로부터 검출되는 광을 기초로 상기 피부의 상태를 분석하는 프로세서를 포함한다.

Description

휴대용 전자 장치, 액세서리 및 그 동작 방법{PORTABLE ELECTRONIC DEVICE, ACCESSORY AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 발명은 휴대용 전자 장치, 액세서리 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
휴대용 전자 장치는 휴대성이라는 특징으로 인하여 그 성능에 다소 제한이 있었다. 하지만, 기술의 발전에 따라 휴대용 전자 장치는 보다 복잡하고 다양한 기능을 수행할 수 있도록 성능이 향상되어 왔다. 특히, 휴대용 전자 장치에 탑재되는 각각의 디바이스들의 성능이 향상됨에 따라 휴대용 전자 장치가 수행할 수 있는 역할이 늘어나고 있다. 예를 들어, 카메라 모듈의 발전에 따라, 보다 정교한 이미지를 획득할 수 있고, 향상된 성능의 처리 장치는 이렇게 획득한 정교한 이미지를 빠른 속도로 분석하여 필요한 결과를 획득할 수 있다.
최근 이와 같이 향상된 성능의 휴대용 전자 장치를 이용하여, 피부의 상태를 분석하기 위한 시도들이 이루어지고 있다. 특히, 휴대용 전자 장치를 이용하여 복잡하고 비싼 계측기나, 장비없이도 사용자가 간편하게 피부 상태를 분석하기 위한 다양한 방법들이 제시되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2016-0023441호 (2016.03.03) 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0097904호 (2009.09.16)
일 실시예는 피부에 광을 조사하고, 피부에서 반사 및/또는 산란되는 광을 이용하여 피부 상태를 분석하기 위한 휴대용 전자 장치, 액세서리 및 그 동작 방법을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 휴대용 전자 장치는, 피부에 광을 조사하는 광원, 상기 피부로부터 수신되는 광을 검출하는 적어도 하나 이상의 광 검출기(light detector), 인스트럭션을 저장하는 적어도 하나 이상의 메모리 및 상기 인스트럭션을 실행함으로써, 상기 광을 조사하도록 상기 광원을 제어하고, 상기 광 검출기로부터 검출되는 광을 기초로 상기 피부의 상태를 분석하는 프로세서를 포함한다.
일 실시예에 따른 휴대용 전자 장치의 동작 방법은, 피부에 광을 조사하는 단계, 상기 피부로부터 수신되는 광을 검출하는 단계 및 상기 검출되는 광을 기초로 상기 피부의 상태를 분석하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따른 기록매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품은, 휴대용 전자 장치의 동작을 수행하도록 하는 프로그램이 저장된다.
도 1은 코프로포르피린의 에너지 전이를 나타내는 도면이다.
도 2는 포르피린의 광 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 주름의 시각화 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따라 주름의 선명도에 따른 시각화 결과의 차이를 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 전자 장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 휴대용 전자 장치를 이용하여 피부 상태를 분석하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따라 광학 요소를 포함하는 휴대용 전자 장치를 나타내는 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따라 마그네틱 링크를 이용하여 휴대용 전자 장치와 차폐부를 결합하는 내용을 나타내는 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따라 슬라이더를 이용하여 휴대용 전자 장치와 차폐부를 결합하는 내용을 나타내는 도면이다.
도 9는 검출 차폐부(폰 케이스)를 장착하는 것을 나타내는 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따라 휴대용 전자 장치에 부착 가능한 액세서리로 구성된 차폐부를 나타내는 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 휴대용 전자 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 휴대용 전자 장치의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 개시의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시의 일부 실시예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들의 일부 또는 전부는, 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 하나 이상의 마이크로프로세서들에 의해 구현되거나, 소정의 기능을 위한 회로 구성들에 의해 구현될 수 있다. 또한, 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 다양한 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능 블록들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 개시는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다.
또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 연결 선 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것일 뿐이다. 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가된 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들에 의해 구성 요소들 간의 연결이 나타내어질 수 있다.
또한, 본 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. "부", "모듈"은 어드레싱될 수 있는 저장 매체에 저장되며 프로세서에 의해 실행될 수 있는 프로그램에 의해 구현될 수도 있다.
예를 들어, “부”, "모듈" 은 소프트웨어 구성 요소들, 객체 지향 소프트웨어 구성 요소들, 클래스 구성 요소들 및 태스크 구성 요소들과 같은 구성 요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들에 의해 구현될 수 있다.
도 1은 코프로포르피린의 에너지 전이를 나타내는 도면이다.
포르피린(porphyrins)은 동식물체에 존재하는 포르핀 유도체로, 헤모글로빈, 시토크롬 혹은 클로로필을 구성하는 물질이다. 사람의 피부 조직은 특정 파장의 에너지를 흡수하고, 해당 파장과 다른 파장을 갖는 에너지를 방출하는 형광체인 포르피린을 함유한다. 이러한 포르피린은 피부에서 특정 박테리아의 활동과도 연관이 있다. 일 실시예에서, 피부 상태를 모니터링 하기 위하여, 사람의 피부에 함유된 수분 및 포르피린의 농도를 모니터링 할 수 있다.
일 실시예에서, 피부 상태를 분석하기 위한 방법으로, 목표 피부 영역에 광을 조사하고, 해당 목표 피부 영역에서 반사 및/또는 산란되는 광을 분석하여 피부에 함유된 수분 및/또는 포르피린의 분포를 모니터링 할 수 있다. 보다 구체적으로, 사람 피부의 반사도(reflectance)와 색 스펙트럼들(color spectra)을 측정하고, 피부의 고유 광학 파라미터(μa, μs, g, n)의 실험적 결정과 조직(tissue)에서 빛 전파 과정의 수학적 모델링을 통해 수행될 수 있다. 피부에 반사되어 되돌아오는 광을 분석하여 멜라닌, 헤모글로빈, 수분, 카로틴 및 빌리루빈과 같은 다양한 피부 구성 요소에 대한 정보와 피부에서 포르피린의 존재 및 농도 등을 획득할 수 있다.
코프로포르피린(coproporphyrin)은 포르피린의 종류 중 하나로, 메틸기 및 프로피온산기를 각각 4개씩 곁사슬에 포함하는 포르피린이다.
도 1을 참조하면, 코프로포르피린은 약 620 nm의 파장을 갖는 광 스펙트럼의 적색 영역에서 형광을 제공하기 위하여 여기될 수 있다(S0 -> S2). 보다 구체적으로, 약 405 nm의 파장을 갖는 청색광(blue light)를 이용하여 코프로포르피린을 여기시킬 수 있다. 여기서, 약 405nm의 파장을 갖는 청색광은 가시 스펙트럼 범위로, 사람에게 위험하지 않다. 여기된 코프로포르피린은 바닥상태(S1 -> S0)로 되돌아가며 약 620 nm의 파장을 갖는 광을 방출한다.
도 2는 포르피린의 형광 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
프로토포르피린 IX(protoporphyrin IX, PPIX)은 피부에서 발견되는 또다른 유형의 포르피린으로, 헴(heme)의 생합성(biosynthesis)으로 신체에 의해 생성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 코프로포르피린 및 프로토르피린 IX(PPIX), 두 종류의 포르피린으로부터 획득한 형광 스펙트럼이 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 코프로포르피린 및 프로토르피린 IX(PPIX), 두 종류의 포르피린으로부터 획득한 형광 스펙트럼을 도시한다. 프로토포르피린 IX 역시 코프로포르피린과 마찬가지로, 약 405 nm의 파장을 갖는 청색광(blue light)을 이용하여 여기되는 경우, 바닥 상태로 돌아가며 스펙트럼의 적색 영역(약 635 nm의 파장)에서 형광을 생성한다.
일 실시예에서, 이러한 청색광을 이용한 여기 및 방출은 코프로포르피린 및/또는 프로토르피린 IX(PPIX)의 존재를 검출하는데 사용될 수 있다. 나아가, 코프로포르피린 및/또는 프로토르피린 IX(PPIX)의 검출을 이용하여 피부의 순도(purity), 여드름의 활성도, 여드름의 잠재적인 출현 부위 등을 분석하는데 사용될 수도 있다.
일 실시예에서, 광원(예를 들어, 발광 다이오드(LED) 등)에서 방출되는 광은 포르피린을 여기시키는 파장 범위의 광을 투과시키는 제1 필터를 투과하여 피부로 조사될 수 있다. 피부에 조사되는 광은 흡수, 반사 및 산란 등을 통해 피부와 상호 작용 후, 여기된 포르피린이 방출하는 파장 범위의 광을 투과시키는 제2 필터를 투과하여 광 검출기로 수신될 수 있다. 이때, 광 검출기는 CMOS 모듈 및 대물 렌즈 등을 포함할 수 있다. 그 후, 프로세서는 검출된 광을 기초로 피부 상태를 분석할 수 있다. 프로세서는 이미지의 강도 분석을 수행하여 가시화된 피부의 양적 및 질적 특성을 획득할 수 있다. 이때, 프로세서는 이미지 강도 매트릭스를 이용하여 분석을 수행할 수 있다. 가장 높은 강도를 갖는 픽셀 또는 픽셀 그룹은 헴의 생합성으로 신체에 의해 생성되는 프로토포르피린 IX(PPIX)의 농도를 특성화할 수 있고, 평균 강도는 피지의 양을 특성화할 수 있다.
보다 구체적으로, 프로세서는 이미지들로부터의 픽셀 또는 픽셀 그룹의 강도 및 그 값들의 공간적 분포를 분석할 수 있다. 그 후, 프로세서는 피부에서 여드름의 진행과 관련된 다이나믹스의 특성 계수들을 결정한다. 다음으로, 프로세서는 픽셀 또는 픽셀 그룹의 강도 및 그 값의 공간 분포를 이미지에 표시하고, 해당 이미지를 분석하여 시각화 및 생물학적 피드백을 제공할 수 있다. 여기서, 생물학적 피드백은 포르피린의 시각화 파라미터에 대한 픽셀 또는 픽셀 그룹의 밝기에 따른 의존성을 의미한다. 픽셀 또는 픽셀 그룹의 밝기는 포르피린 농도에 비례한다. 따라서, 얼굴을 세정하는 효율을 모니터링하는 것은 외부 영향에 대한 신체의 반응을 실시간으로 디스플레이 할 수 있으므로, 효과적인 생물학적 피드백이라 할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서는 변경된 피부의 이미지 또는 계수를 화면상에 디스플레이 할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 포르피린의 형광 특성을 기초로, 피부의 순도, 여드름의 활성도, 여드름의 잠재적인 출현 부위 등을 분석할 수 있다. 위에서 설명한 것과 같이, 포르피린을 함유한 사람 피부에 대해 405 nm의 파장을 갖는 광을 조사하면, 포르피린이 여기되어 형광을 방출하고, 상이한 파장, 특히 650 nm의 파장에서 에너지를 재방출하여 2차 광원이 될 수 있다. 따라서, 약 650 nm의 중심 대역폭을 갖는 협대역 필터를 이용하여 물리적으로 탐지 방사를 차단하는 동안, 2차 광원을 이용하여 객체의 이미지(형광성 포르피린을 갖는 구멍)를 기록하는 것이 필요하다.
결국, 포르피린의 형광 효과에 의해, 막힌 구멍에 대응하는 밝은 형광 지점의 시스템의 이미지가 생성된다. 그 후, 이미지가 2진화(binarize)되고, 결과 이미지를 분석할 수 있다. 형광 지점의 강도 및/또는 밝기와 피부의 단위 면적당 농도에 따라, 피부의 순도, 여드름의 활성도, 여드름의 잠재적인 출현 부위를 결정할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 주름의 시각화 과정을 나타내는 도면이다.
사람의 피부 표면 및 피부 표면 아래(subsurface)의 반사 특성은 나이와 관련된 변화에 대한 의존성이 있다. 즉, 사람의 피부는 나이가 어릴수록 보다 매끄러운 표면을 갖는다. 이러한 특성으로 인하여, 나이가 어릴수록 피부의 표면 반사율과, 피부 표면 아래 반사율은 더 높다. 일 실시예에 따르면, 편광이 갖는 특징을 이용하여, 매끄러운 표면으로부터의 거울 반사로 알려진 피부로부터 표면 반사의 성분이 제거되고, 사람의 피부 표면 아래의 반사 성분만을 캡쳐하여 이미지로 나타낼 수 있다.
나이가 들어감에 따라, 사람 피부의 피지선은 피지를 덜 생성하게 되고, 피부는 건조하고 탈수 상태가 된다. 노화된 피부 세포는 스스로 보호 장벽을 복원할 수 없기 때문에 피부의 수분 손실은 나이가 들면서 증가한다. 사람의 피부 세포(또는 다른 이름으로 derma), 섬유아세포(fibroblasts)는 물을 보존하고 유지하는 능력뿐만 아니라, 높은 품질의 콜라겐과 탄력있는 섬유를 생성하는 능력을 점차적으로 잃고, 이는 가시적인 주름의 형성으로 이어진다.
주름은 특정 위치에 국부적인 피부 표면의 갑작스런 깊이 변화를 의미한다. 일 실시예에서, 피부 상태를 분석하기 위하여 피부 주름을 측정할 수 있다. 이때, 피부 주름 측정 과정은 주름의 시각화 과정을 포함할 수 있다. 주름의 시각화 과정에서, 피부의 표면 구성 요소는 편광을 이용하여 시각화될 수 있다. 보다 구체적으로, 피부에 직선 편광이 조사되는 경우, 피부와 공기 사이의 전이 경계(즉, 각질층)는 입사광의 편광을 보존하는 거울 반사광(mirror-reflected light)을 생성한다. 그러나 피부에 입사하는 편광 상태가 무작위인 일부 광자(photon)는 확산 반사를 피하기 전에 피부 조직 깊숙이 침투한 후, 피부 콜라겐 섬유 및 인대에서 후속 산란을 경험하게 된다.
직선 편광(linear polarization)에 의해 반사된 구성 요소의 편광에서 두 개의 관련이 없는 부분으로의 광의 분할은, 피부의 작은 기하학적 특징(주름, 병변의 주변보다 높은 경계, 기공 구조)과 같은 피부 표면의 시각적 특징을 멜라닌으로 인한 색소 변화 또는 피부의 홍조(홍반)와 같은 피부의 표면 아래의 특징과 잘 구별할 수 있도록 하므로 피부 시각화를 매우 유용하게 할 수 있다.
일 실시예에서, 주름의 시각화 과정은 피부에 평행 편광(parallel-polarized light)을 조사하여 피부 이미지를 획득하고, 획득한 이미지를 적색 채널에서 나타낸다. 그 후, 주름의 방향을 계산하여 획득한 피부 이미지에 표시하고, 최종적으로 주름을 식별하여 피부 이미지에 주름만 표시할 수 있다.
도 3을 참조하면, 이미지 310 은 피부에 평행 편광(parallel-polarized light)를 조사하여 획득한 이미지이고, 이미지 320은 획득한 이미지를 적색 체널(red-channel)에서 나타낸 이미지이다. 또한, 이미지 330은 주름의 방향을 계산하여, 계산된 방향을 이미지 320 위에 표시한 이미지이고, 이미지 340은 정규화된 피부 이미지 원본에 대하여 최종 필터링을 수행한 후에 식별한 주름을 표시한 이미지이다.
도 4는 일 실시예에 따라 주름의 선명도에 따른 시각화 결과의 차이를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 이미지 410은 선명한 주름을 갖는 피부에서 주름을 시각화 하여 식별된 주름을 나타낸 것이고, 이미지 420은 선명한 주름을 갖는 피부에서 주름을 시각화 하여 식별된 주름을 나타낸 것이다. 일 실시예에 따르면, 선명한 주름뿐만 아니라, 육안으로는 식별하기 힘든 주름까지 식별하여 시각화할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 전차 장치를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 휴대용 전자 장치(500)는 광원(501), 광 검출기(502), 렌즈(503), 프로세서(504), 디스플레이(505) 및 차폐부(506)를 포함할 수 있다.
광원(501)은 광을 방출한다. 일 실시예에서, 광원은 피부에 광을 조사할 수 있다. 여기서, 광은 백색광을 포함할 수 있다.
광 검출기(502)는 광을 수신하여 검출한다. 일 실예에서, 광 검출기(502)는 수신되는 광을 검출한다. 보다 구체적으로, 광원(501)에서 조사되어 피부에서 반사 및/또는 산란되어 되돌아오는 광을 검출할 수 있다.
렌즈(503)는 광 검출기(502)로 수신되는 광을 조절한다. 일 실시예에서 렌즈(503)는 광 검출기(502)로 수신되는 광의 초점을 변경할 수 있다.
프로세서(504)는 광원(501), 광 검출기(502) 및 디스플레이(505)의 동작을 제어한다. 또한, 프로세서(504)는 광 검출기(502)에서 수신한 광을 전기 신호로 변환하여 특정 알고리즘에 따라 처리할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서는 광원의 불안정성(배터리 충전의 영향, 광원의 스펙트럼의 변화, 광원의 이동, 먼지 등)을 고려하여, 피부의 반사 강도에 대한 데이터는 기준 표준 백색(BaSO4)의 참조 이미지로 정규화할 수 있다. 이러한 과정을 통해 피부의 점 또는 다른 덩어리와 같은 작은 흠결 및 배터리 충전량 변경, 광원의 스펙트럼 강도 변화, 먼지 등과 같은 불안전성을 무시할 수 있다.
디스플레이(505)는 프로세서(504)의 제어에 따라 이미지를 디스플레이 한다.
차폐부(506)는 광원(501)에서 조사되어 피부에서 반사 및/또는 산란되어 광 검출기(502)에서 되돌아오는 광을 수신하는 광 경로를 다른 외부 광으로부터 차단한다. 일 실시예에서, 차폐부(506)는 광원(501)에서 방출되는 광 및 광 검출기(502)로 수신되는 광을 통과시키기 위한 구멍을 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 차폐부(506)는 불투명하고, 임의의 형상을 가지거나, 바닥판을 갖는 불투명 기판을 갖는 중공 실린더 형태로 구성될 수도 있다. 나아가, 텔레스코픽 기능을 가질 수 있고, 그 내부는 광흡수 물질 또는 고반사 물질로 도포되거나 코팅될 수도 있고, 고반사성인 재료로 형성될 수도 있다. 일 실시예에서, 차폐부(506)의 내부 표면은 4-5%를 넘지 않는 가시 범위(Visible Range)에서 확산 반사율(diffuse reflectance)을 가질 수 있고, 또한, 광을 반사하는 내측면(reflective inner surface)은 95-99% 보다 작지 않은 가시 범위에서 확산 반사율을 가져야 한다.
또한, 차폐부(506)의 불투명도는 측정 조건을 결정하기 위한 주요 특성 중 하나이다. 불투명도는 외부 조명을 배제하고, 광 전달의 계산에서 고려될 수 있다.
표면 코팅 유형(흡수 또는 반사)은 광 전달 계산에 중요한 파라미터이지만 피부의 수분은 피부 유형과 현재의 기능적 상태에만 의존적이다. 돌발적인 다중 반사의 기여가 피부 이미지의 최종 색상을 변경시키기 때문에, 흡수 표면 코팅이 사용되는 경우, 재반사되는 모든 조명 성분을 계산에서 제외할 수 있다. 이와 비교하여, 반사 표면의 경우, 돌발적인 다중 반사의 기여가 고려될 수 있으며 계산 알고리즘의 적절한 수정이 이루어질 수 있다. 어떤 경우에도, 표면의 반사 및 흡수 특성은 정반대의 경우(광 반사를 제외 또는 포함)이며, 본 개시에서는 이들 중 어느 하나를 사용할 수 있기 때문에 이를 고려되어야 한다.
일 실시예에서, 상술한 구성 요소들은 반드시 모두 필요한 것을 아니며 일부 구성 요소가 생략될 수도 있다. 예를 들어, 피부에서 반사 및/또는 산란되는 광을 렌즈(503) 없이도 바로 광 검출기(502)에서 수신할 수도 있다. 또한, 예를 들어, 휴대용 전자 장치(500)가 디스플레이를 갖는 다른 외부 장치와 연결된 경우, 디스플레이(505)가 생략될 수도 있다. 다만, 이는 일례에 불과하며, 다양하게 변형할 수 있다.
또한, 일 실시예에서 상술한 구성 요소들 전부 또는 일부는 휴대용 전자 장치(500)의 액세서리로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 광원(501), 광 검출기(502), 렌즈(503), 차폐부(506) 등은 휴대용 전자 장치(500)의 일부가 아닌 휴대용 전자 장치(500)에 부착 가능한 액세서리로 구성될 수 있다. 또는 광원(501), 광 검출기(502), 렌즈(503), 프로세서(504), 디스플레이(505) 및 차폐부(506) 모두가 휴대용 전자 장치(500)에 부착 가능한 액세서리로 구성될 수도 있다. 이 경우, 액세서리는 휴대용 전자 장치(500)와 상호 통신 가능하도록 구성될 수도 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 휴대용 전자 장치를 이용하여 피부 상태를 분석하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 광원(501)은 피부(507)로 광을 조사하고, 피부(507)로 조사된 광은 피부에서 반사 및/또는 산란되어 렌즈(503)를 통과하여 광 검출기(502)로 수신된다. 이때, 차폐부(506)는 광 경로를 다른 외부 광으로부터 차단하여 보다 정확한 분석이 이루어질 수 있도록 한다. 프로세서(504)는 광 검출기(502)로 수신한 광을 처리하여 피부 상태를 분석할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(504)는 피부 이미지의 색 좌표를 결정하고, 그 결과를 수학적 모델링 결과와 비교할 수 있다. 이 경우, 색의 값은 피부의 특정 수분에 대응될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따라 광학 요소를 포함하는 휴대용 전자 장치를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 휴대용 전자 장치는 적어도 하나 이상의 광학 요소(710, 720, 730)를 포함할 수 있다. 여기서 광학 요소(710)는 산란 플레이트, 렌즈 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광학 요소(710, 720, 730)를 이용함으로써 차폐부(706)의 크기를 줄일 수 있다.
차폐부(706)의 크기, 보다 구체적으로, 차폐부(706)의 높이를 줄이기 위해서는 전차 장치에서 사용되는 자체 광학 시스템(Own Optical System, OOS)의 후면 초점 세그먼트(최종 표면에서 후면 초점까지의 거리)의 크기를 줄여야 한다. 이를 위해 다양한 광학 요소(710, 720, 730)를 이용할 수 있다. 보다 구체적으로, 전자 디바이스의 자체 광학 시스템은 포커스 감소기(focus reducer)(예를 들어, 추가 광학 요소)로 보충되어야 한다. 광학적 관점에서, 초점 감소기는 볼록 렌즈이며, 초점 거리의 감소는 다음 방정식으로부터 계산될 수 있다.
R = 1-D / FR,
여기서 R은 초점 거리의 축소 비율이고, D는 이미지 평면까지의 거리이며, FR은 대물 렌즈의 초점 거리이다. 예를 들어, 100mm의 초점 거리를 갖는 대물 렌즈가 이미지 평면으로부터 20 mm의 거리에 위치하면, 다음과 같이 초점 거리를 축소할 수 있다.
R = 1-20 / 100 = 0.8
일 실시예에서, 대물 렌즈는 매크로 이미지를 검출하기 위한 무색 렌즈이거나 또는 대물 렌즈(또는 렌즈 시스템)의 일반적인 구성이 사용될 수 있다.
도 7에서, 렌즈(720, 730)는 휴대용 전자 장치의 카메라의 초점 거리의 감소를 제공하여, 차폐부(706)를 보다 소형화하고, 산란 플레이트는 표면의 균일한 조명을 제공할 수 있다. 이러한 광학 요소(710, 720, 730) 중 적어도 일부 또는 전부는 차폐부(706)에 집적될 수 있다. 또한, 차폐부(706)는 내측에 기준 백색을 갖는 뚜껑을 가질 수도 있다.
위에서 설명한 것과 같이, 차폐부(706)는 휴대용 전자 장치와 별도로 구성되거나, 휴대용 전자 장치의 액세서리로 구성될 수 있다. 이 경우, 차폐부(706) 특정한 결합 방법을 이용하여 휴대용 전자 장치와 결합할 수 있다. 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하도록 한다.
도 8은 일 실시예에 따라 마그네틱 링크를 이용하여 휴대용 전자 장치와 차폐부를 결합하는 내용을 나타내는 도면이고, 도 9는 일 실시예에 따라 슬라이더를 이용하여 휴대용 전자 장치와 차폐부를 결합하는 내용을 나타내는 도면이다.
위에서 설명한 것과 같이 상술한 구성 요소들 전부 또는 일부는 휴대용 전자 장치의 액세서리로 구성될 수도 있다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 차폐부가 휴대용 전자 장치에 부착 가능한 액세서리로 구성된 것으로 도시하고 있다. 이 경우, 차폐부와 휴대용 전자 장치는 다양한 방법으로 결합될 수 있다.
먼저, 도 8을 참조하면, 휴대용 전자 장치(801)와 차폐부(802)는 마그네틱 링크, 즉, 자석을 이용하여 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 휴대용 전자 장치(801)는 금속판(810)을 포함하고, 차폐부(802)는 자기판(820)을 포함하여, 휴대용 전자 장치(801)와 차폐부(802)가 금속판(810)과 자기판(820)을 통해 결합될 수 있다. 이와 반대로, 휴대용 전자 장치(801)가 자기판을 포함하고, 차폐부(802)가 금속판을 포함할 수도 있다. 보다 구체적으로, 휴대용 전자 장치(801)는 본체 후면 아래 금속판(810)을 포함할 수 있다. 또한, 차폐부는 그 표면에 자기판을 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, 휴대용 전자 장치(901)와 차폐부(902)는 슬라이더를 이용하여 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 휴대용 전자 장치(901)는 가이드(910)를 포함하고, 차폐부(902)는 가이드 홈(920)을 포함하여, 휴대용 전자 장치(901)와 차폐부(902)가 슬라이딩 되어 결합될 수 있다. 이와 반대로, 휴대용 전자 장치(901)가 가이드 홈을 포함하고, 차폐부(902)가 가이드를 포함할 수도 있다.
도 10은 일 실시예에 따라 휴대용 전자 장치에 부착 가능한 액세서리로 구성된 차폐부를 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 휴대용 전자 장치로 핸드폰(1010)이 도시되어 있고, 휴대용 전자 장치에 부착할 수 있는 액세서리(1020, 1030)가 도시되어 있다. 액세서리(1020, 1030)에는 피부 상태를 분석하기 위한 차폐부(1021, 1031)가 형성되어 있다. 도 10에서는 휴대용 전자 장치로 핸드폰(1010)이 도시되어 있으나, 휴대용 전자 장치는 이에 한정되지 않고, 노트북, 태블릿, 모바일 단말기, 스마트 폰 등을 포함할 수 있다. 또한, 도 10에는 액세서리(1020, 1030)가 휴대폰 케이스로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형태의 액세서리가 사용될 수 있다. 예를 들어, 차폐부(1021, 1031)만이 별도의 액세서리가 될 수도 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 휴대용 전자 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 휴대용 전자 장치(1100)는 광원(1110), 광 검출기(1120), 메모리(1130) 및 프로세서(1140)를 포함할 수 있다.
광원(1110)은 광을 방출한다. 일 실시예에서, 광원은 피부에 광을 조사할 수 있다. 또한, 광원은 필요에 따라 다른 파장을 갖는 광을 방출할 수 있다. 나아가, 광원은 하나 이상의 광원을 포함할 수 있으며, 복수 개의 광원이 존재하는 경우, 각각의 광원은 동일한 파장 또는 다른 파장의 광을 방출할 수 있다.
광 검출기(1120)는 광을 수신하여 검출한다. 일 실예에서, 광 검출기(1120)는 수신되는 광을 검출한다. 보다 구체적으로, 광원(1110)에서 조사되어 피부에서 반사 및/또는 산란되어 되돌아오는 광을 검출할 수 있다. 나아가, 피부에서 발광되는 광을 검출할 수도 있다.
메모리(1130)는 휴대용 전자 장치(1100)의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1130)는 휴대용 전자 장치(1100)에서 처리되는 데이터를 저장할 수도 있다. 메모리(1130)는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 메모리(1130)는 복수 개의 메모리로 구성될 수도 있다. 일 실시예에서 메모리(1130)는 프로세서(1140)에서 실행 가능한 인스트럭션을 저장할 수 있다.
프로세서(1140)는 휴대용 전자 장치(1100)가 동작하는 일련의 과정을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(1140)는 메모리(1130)에 저장된 프로그램을 실행함으로써, 피부에 광을 조사하고, 피부로부터 수신되는 광을 검출하며, 검출되는 광을 기초로 피부의 상태를 분석할 수 있다. 또한, 프로세서(1140)는 광 검출기(1120)에서 검출한 광을 처리하여 이미지를 생성할 수 있다.
프로세서(1140)는 표색계(Colorimetric systems)를 이용하여 피부의 정량적(밝기) 및 질적(색상) 색상 특성을 결정할 수 있다. 프로세서(1140)는 각 피부 이미지에 대해 피부의 반사율을 측정하기 위하여 표색계를 이용하여 픽셀 단위로 세 가지 색 좌표(R, G, B)를 결정할 수 있다. 그 후, 프로세서(1140)는 세 가지 색 좌표에 대하여 단순 비율을 이용하여 표색계 MKO1931(Yxy)의 색 좌표 X, Y, Z 및 표색계 L*, a* 및 b* MKO1976 (L* a* b*)로 변환할 수 있다. 인간의 피부에서 멜라닌, 헤모글로빈 및 물의 함량은 역 Monte-Carlo 문제(reverse Monte-Carlo problem)의 해(solution)를 기초로 하는 알고리즘을 사용하여 평가될 수 있다. 이 알고리즘을 사용하면, 적어도 피부의 두 계층 모델이 신체의 모든 부분을 고려할 수 있다. 프로세서(1140)는 가시 스펙트럼 범위에서 Monte-Carlo 방법을 사용하여 피부의 반사 계수를 계산할 수 있다. 그 후, 색 좌표계에서 스펙트럼을 다시 계산하고 피부의 반사율에 대한 실험 데이터와 비교하여 색 좌표와 각 스펙트럼 사이의 일치 여부를 결정할 수 있다. 이러한 과정을 통해, 피부의 멜라닌, 헤모글로빈 및 물의 함량을 평가할 수 있다. 또한, RGB 값은 기존 RGB 작업 공간(NTSC, sRGB 등)과 호환되는 장치-독립적 색상 시스템인 색 공간에서 3 색 값으로 변환된다. 멜라닌, 물 및 혈액의 농도 와 3 색 값 XYZ 사이의 관계를 결정하기 위해 사람 피부 모델에 대한 방사선 수송의 Monte-Carlo 모델링(MCM)이 사용될 수 있다.
생물학적 조직을 관통하는 빛의 스펙트럼 구성은 탐지 기하학 및 입사광 방사선의 복수의 파라미터를 포함하는 특정 실험 조건 및 조직에서의 발색단의 농도 및 공간 분포에 의존한다. 일 실시예에서, 프로세서(1140)는 피부의 가시 반사 스펙트럼을 모델링하고, 피부색을 계산하기 위해 특별히 설계된 계산 방법을 사용할 수 있다. 이때, 계산된 데이터는 인체의 다양한 부분을 통해 확장된 동적 범위의 측정에서 획득한 실험 데이터와 비교된다.
본 개시에서 탐지의 실제 조건 및 조직의 매우 복잡한 구조에 비추어 볼 때, 검출된 산란광 및 산란광의 조직, 구조적 장애 및/또는 생리적 변화와의 상호작용을 시뮬레이션 할 수 있는 일반적인 분석 솔루션은 존재하지 않는다. 따라서, 확률론적인 Monte-Carlo 모델링(MCM)이 사용될 수 있다. 본 개시에서는 조직의 광자와 구조 구성 요소를 서로 상호 작용하는 객체로 설명할 수 있는 객체 지향 Monte-Carlo 모델링이 사용되었다. 따라서, 객체(광자)는 객체(매체 또는 중간층)을 통해 전파되고 세포, 혈관, 콜라겐 섬유 등과 같은 객체(매체 또는 중간층)의 구성 요소와 상호 작용한다. 객체에 의한 매체의 표현은 생물학적 구조의 3차원 공간적 변화를 나타내는 조직의 현실적인 모델의 개발을 가능하게 한다. 조직(tissue)의 멀티 레이어 된 모델은 전송 스펙트럼을 모델링 하기 위하여 적용되었다. 종래 기술로 알려진 이 모델은 근육 및 뼈 구조를 포함함으로써 17 개 층으로 확장되었다.
Monte-Carlo 모델링은 적어도 광자의 1010 패킷을 사용하여 실험에 사용된 프로브의 실제 기하하적 형상을 고려하여 수행될 수 있다. 스펙트럼 파워의 분배의 CIE XYZ (CIE 1976 L*a*b*) 좌표 및 RGB 색상 값으로의 변환은, 표준 CIE 2° 시스템 및 사용된 광원의 삼색값을 사용하여 수행될 수 있다. 혈액의 수분 및 산소의 변화에 의해 유발되는 조직의 색상 변화의 영향의 관찰은 실용적인 진단 및 생체 공학 응용 분야에 잠재적으로 사용될 수 있다.
이러한 변형은 개발된 Monte-Carlo 모델링에 의해 정량화되고 특성화 될 수 있다. 이러한 모델링의 주요 사항은 다음과 같다.
1)광 검출의 일정한 조건 하에서 피부의 시각화는 객체에 대한 특별히 설계된 후드의 사용에 의해 보장된다
2)피부에서의 광 전송에 대한 수치 실험은 알려진 광 검출 조건 및 광원에 대해 수행되며, 그 결과는 피부 발색단의 상이한 양에 대한 스펙트럼의 수 및 각 색 좌표이다
3)캡처된 색 좌표는 수치 모델링을 통해 얻어진 색 좌표 및 각 스펙트럼과 비교된다.
비교 데이터(수치적으로 획득된)에는 이미 피부의 특정 이미지에 대한 멜라닌, 물 및 혈액의 농도에 대한 정보가 포함되어 있다. 따라서 좌표를 비교할 때 일치를 감지하면 발색단의 농도를 결정할 수 있다.
RGB 값과 피부의 발색단 농도 간의 관계
디지털 카메라에 의해 생성된 피부 표면 이미지 상의 픽셀의 RGB 값은 다음과 같이 표현 될 수 있다:
Figure 112017110533050-pat00001
여기서,
Figure 112017110533050-pat00002
는 CIE XYZ가 색상 시스템에서 3색 값(trichromatic values)이고, (...)t 가 벡터 치환이다. L1은 XYZ 값을 대응하는 RGB 값으로 변환하기 위한 변환 매트릭스이며, 각 작업 공간(NTSC, PAL/SECAM, sRGB 등)에 대해 존재한다. λ, e(λ) 및 0(λ)는 광원의 파장, 스펙트럼 분포(예를 들어, 다이오드의 절대 광도 스펙트럼) 및 피부의 확산 반사 스펙트럼을 각각 나타낸다. x(λ), y(λ), and z(λ) 는 색상 시스템 CIE XYZ에서 색상 일치의 함수이다. 적분은 가시 및 근적외선 범위의 파장(400 ~ 1000 nm)에서 이루어진다. 피부 조직이 주로 멜라닌을 함유하는 표피와 고려 대상이 아닌 혈액, 물 등을 포함하는 진피로 구성된다고 가정하면, 피부 조직의 확산 반사는 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112017110533050-pat00003
여기서, I0 및 I 는 각각 표준 반사광 및 검출된 광 강도이다. P(μs, μg, i)는 산란 특성과 측정의 기하학에 의존하는 경로 길이의 확률 함수이다. μs, μg, g 및 I 는 각각 광자의 산란 계수, 흡수 계수, 이방성 계수 및 경로 길이이다. 인덱스 w, m, b, e 및 d는 각각 물, 멜라닌, 혈액, 표피 및 진피를 나타낸다. 각 발색단의 흡수 계수는 농도 C와 흡광 계수 ε 및 μα=cε의 곱으로 표현된다. 따라서 RGB 값은 Cw, Cm 및 Cb의 함수로 표현된다.
RGB 이미지에 기초한 피부에서 발색단의 농도를 평가할 때 다음 절차가 사용된다. 먼저, 피부 이미지의 각 픽셀의 RGB 값은 다음과 같이 매트릭스 N1을 사용하여 XYZ 값으로 변환된다. 이미지의 각 픽셀에서,
Figure 112017110533050-pat00004
그 후, 매트릭스 N1 은 24 색 요소를 가지고, 특정 조명 및 대응하는 반사 스펙트럼에서 각 요소에 대한 CIE XYZ 값을 제공하는 데이터가 제공되는 색상 확인 표준(Color Checker standard)의 측정에 기초하여 결정되어야 한다. 나아가, X, Y 및 Z 값은 매트릭스 N2에 의해 Cw, Cm, Cb로 변환된다.
그 다음, Cw, Cm, Cb 의 확산값에서 피부 조직에서의 광 전달을 위한 Monte-Carlo 모델링에 의해 5 nm 간격으로 400 내지 1000 nm의 파장 범위에서 확산 반사 스펙트럼 o(λ)가 계산되고, 대응되는 X, Y 및 X 값이 획득된다. 이러한 Monte-Carlo 모델링에서 Cm에 대한 멜라닌 흡수 계수는 표피에 μa, m 으로 도입된다. Cb에 대한 혈액의 흡수 계수는 진피에 μa, B 으로 도입된다. Cw에 대한 물의 흡수 계수는 진피에 μa, w 으로 도입된다. 표피 및 진피층의 두께는 각각 0.05 및 5.05 ㎜로 규정되고, 각 층의 굴절률은 1.4로 설정된다. 그 후, XYZ 값은 모델링 된 o(λ)를 기초로 계산되었다. 이러한 계산은 발색단의 농도 및 XYZ 값의 데이터 세트를 얻기 위해 Cw, Cm, Cb 의 다양한 조합에 대해 수행되었다. 데이터 세트를 사용한 다중 회귀 분석은 Cm과 Cb에 대해 두 회귀 방정식을 나타내었다.
Cm=α0+α1x+ay+α3z,
Cb=bo+b1x+b2y+b3z.
Cw=wo+w1x+w2y+w3z.
회귀 계수 ai, bi (i=0, 1, 2, 3)는 각각 Cw, Cm, Cb 에서 XYZ 값의 기여를 반영하며, 4 X 3 매트릭스 N2 의 요소로 사용되었다. 따라서, N2의 도움으로 3 색 값에서 발색단 농도로의 변환은 다음과 같이 표현된다:
Figure 112017110533050-pat00005
매트릭스 N1 및 N2 를 결정한 후에, 이미지 Cw, Cm, Cb 가 Monte-Carlo 모델링 없이 재구성될 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(1140)는 광원(1110)의 불안정성(배터리 충전의 영향, 광원의 스펙트럼의 변화, 광원의 이동, 먼지 등)을 고려하여, 피부의 반사 강도에 대한 데이터는 기준 표준 백색(BaSO4)의 참조 이미지로 정규화할 수 있다. 이러한 과정을 통해 피부의 점 또는 다른 덩어리와 같은 작은 흠결 및 배터리 충전량 변경, 광원의 스펙트럼 강도 변화, 먼지 등과 같은 불안전성을 무시할 수 있다.
나아가, 도 11에는 도시되지 않았으나, 휴대용 전자 장치(1100)는 추가적인 구성 요소를 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 휴대용 전자 장치(1100)는 디스플레이, 차폐부, 적어도 하나 이상의 필터, 통신부 등을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 디스플레이는 프로세서(1140)의 제어에 따라 분석 결과를 표시할 수 있다. 디스플레이는 표적 피부에 대한 발색단의 내용에 대한 정보를 표시할 수 있다. 이 정보는 햇볕에 의한 화상 또는 피부에 수분을 공급할 필요성에 대한 경고뿐만 아니라 사용자의 피부가 어떻게 보호될 수 있는지에 대한 다양한 조언이 포함될 수 있다. 이러한 정보는 다양한 방법으로 표시될 수 있다. 예를 들어, 농도는 수치적 형태 또는 2 차원 색상 분포도의 형태로 표현될 수 있다. 나아가, 이러한 피부 상태에 대한 정보는 통신부를 통해 외부로 전송될 수도 있다. 이와 같이 외부로 전송된 정보로 피부 상태에 대한 조언 및 치료와 관련된 정보를 수신할 수도 있다.
일 실시예에서, 차폐부는 광원(1110)에서 피부로 조사하는 광과 피부로부터 광 검출기(1120)로 수신되는 광을 외부로부터 차폐할 수 있다. 일 실시예에서, 차폐부는 광원(1110)에서 방출되는 광 및 광 검출기(1120)로 수신되는 광을 통과시키기 위한 구멍을 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 차폐부는 불투명하고, 임의의 형상을 가지거나, 바닥판을 갖는 불투명 기판을 갖는 중공 실린더 형태로 구성될 수도 있다. 나아가, 텔레스코픽 기능을 가질 수 있고, 그 내부는 광흡수 물질 또는 고반사 물질로 도포되거나 코팅될 수도 있고, 고반사성인 재료로 형성될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 차폐부를 이용함으로써 어떠한 외부 조건(자연 채광, 인공 조명, 조명 없음)에서도 피부 상태, 예를 들어, 발색단 농도를 분석할 수 있도록 한다
일 실시예에서 필터는 제1 필터와 제2 필터를 포함할 수 있다. 제1 필터는 광원(1110)으로부터 피부에 조사되는 광을 필터링하고, 제2 필터는 피부로부터 광 검출기(1120)로 수신되는 광을 필터링할 수 있다. 따라서, 제1 필터는 광원(1110)과 피부 사이에 위치할 수 있고, 제2 필터는 피부와 광 검출기(1120) 사이에 위치할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 필터는 제1 편광 필터를 포함하고, 제1 필터는 제2 편광 필터를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 편광 필터 및 제2 편광 필터는 고정된 편광 성분을 선택하는 편광 필터일 수도 있고, 피부로부터 광 검출기로 수신되는 광의 편광 성분을 선택할 수 있는 편광 필터일 수도 있다. 이 경우, 광의 편광 성분을 선택할 수 있는 편광 필터는 프로세서(1140)의 제어에 따라 동작할 수도 있다. 휴대용 전자 장치(1100)가 제1 편광 필터와 제2 편광 필터를 포함하는 경우, 광 검출기(1120)는 편광 성분의 광을 검출하고, 프로세서(1140)는 검출된 편광 성분을 기초로 피부의 표현 형태를 분석할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(1140)는 제1 편광 필터를 통해 피부에 조사되는 광과 제2 편광 필터를 통해 검출기로 수신되는 광의 탈분극도(depolarization ration)를 결정하고, 탈분극도를 기초로 상기 피부의 주름을 감지할 수 있다. 이 경우, 프로세서(1140)는 제1 편광 필터와 제2 편광 필터의 편광 성분이 동일한 방향 및 수직 방향이 되도록 제1 편광 필터 및/또는 제2 편광 필터를 제어하고, 광 검출기(1120)에서 검출한 제1 편광 필터와 동일한 방향의 편광 성분과 제1 편광 필터와 수직 방향의 편광 성분을 비교하여 탈분극도를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 필터는 포르피린을 여기시키는 파장 범위의 광을 투과시키는 필터를 포함하고, 제2 필터는 여기된 포르피린이 방출하는 파장 범위의 광을 투과시키는 필터를 포함할 수 있다. 이 경우, 광 검출기(1120)는, 제2 필터를 투과한 광을 검출하고, 프로세서(1140)는 검출된 광을 기초로 피부의 순도(purity)를 분석할 수 있다.
일 실시예에서, 광원(1110)은 포르피린을 여기시키는 파장 범위의 광을 조사하는 광원을 포함하고, 제2 필터는 여기된 포르피린이 방출하는 파장 범위의 광을 투과시키는 필터를 포함할 수 있다. 이 경우, 광 검출기(1120)는 제2 필터를 투과한 광을 검출하고, 프로세서(1140)는, 검출된 광을 기초로 피부의 순도를 분석할 수 있다. 이때, 프로세서(1140)는 검출된 광의 세기(intensity)를 기초로 피부에서 포르피린의 분포를 분석하고, 피부에서 포르피린의 분포를 기초로 피부의 순도를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 광원(1110)은 근적외선을 조사하는 광원을 포함할 수 있고, 광 검출기(1120)는, 피부로부터 수신되는 근적외선을 검출하는 적어도 하나 이상의 근적외선 검출기를 포함할 수 있다. 이 경우, 프로세서(1140)는 근적외선 검출기로부터 검출되는 근적외선을 기초로 피부의 수분 상태를 분석할 수 있다. 이때, 프로세서(1140)는 검출된 근적외선을 기초로 피부의 반사도를 결정하고, 피부의 반사도를 기초로 피부의 수분 상태를 분석할 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 휴대용 전자 장치의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.
도 12를 참조하면, 1210 단계에서, 휴대용 전자 장치는 피부에 광을 조사하고, 1220 단계에서, 피부로부터 수신되는 광을 검출한다. 일 실시예에서, 광원은 선형 편광 필터를 포함하여 편광 성분의 광을 피부에 조사할 수 있다. 또한, 광 검출기는 CMOS(complementary metal-oxide-semiconductor) 카메라를 포함할 수 있으며, 광원의 편광 필터의 편광면에 평행한 방향으로부터 90 °의 편광각으로 편광각을 전기적으로 회전시킬 수 있는 액정 편광자를 더 포함할 수 있다(즉, 편광면의 교차된 방향을 생성할 수 있다).
1230 단계에서, 휴대용 전자 장치는 검출되는 광을 기초로 피부의 상태를 분석할 수 있다. 휴대용 전자 장치는 실행되는 이미지 내의 강도의 분석을 통해 캡처된 이미지를 처리한다.
일 실시예에서, 1210 단계는, 피부에 편광을 조사하는 단계를 포함하고, 1220 단계는, 피부에 조사되는 편광과 동일한 방향 및 수직 방향의 편광 성분을 각각 선택하여 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 1230 단계는, 피부에 조사되는 편광과 동일한 방향의 편광 성분과 수직 방향의 편광 성분을 비교하여 탈분극도를 결정하는 단계 및 탈분극도를 기초로 피부의 주름을 감지하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 휴대용 전자 장치는 두 가지 편광 상태에 대한 얼굴 이미지는 매우 빠르고 연속적으로 캡처할 수 있다. 그 결과, 휴대용 전자 장치가 획득한 이미지들에서 편광면의 평행 및 교차 방향에서의 얼굴 위치 및 각도는 동일하고, 표면 반사 성분을 검색하기 위한 이미지 처리를 사용하여 두 이미지 내의 대응하는 픽셀이 서로 비교 될 수 있다.
일 실시예에서, 사람 피부의 사진 나이와 상관 관계가 있는 피부 영역의 이방성 파라미터를 결정하기 위하여, 피부 영역을 탐지한 후에 산란광의 편광면의 회전 정도에 관한 데이터를 사용하여 사람 피부 표면으로부터 반사되고 그 안에서 분산되는 광의 탈분극도를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 픽셀의 강도 및 그 값의 공간 분포의 이미지의 분석을 이용하여 피부 영역의 주름의 깊이, 주름의 길이, 주름의 밀도 및 주름 클러스터의 분포의 특성 계수를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
나아가, 도 12에는 도시하지 않았으나, 휴대용 전자 장치의 동작 방법은, 사람 피부 영역의 특성 계수의 결과 데이터를 스크린에 디스플레이 하고, 주름을 시각화하며, 선택적으로, 관심있는 사람 피부 영역 또는 사람의 얼굴 전체의 이미지를 디스플레이 하고, 피부 영역 상에 주름의 특성에 관한 텍스트 정보를 디스플레이 하며, 피부과적 조언 및 추천되는 미용 치료에 관한 정보를 디스플레이 하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 휴대용 전자 장치의 동작 방법은 피부 영역의 특성 계수의 디스플레이 된 결과와 데이터에 기초하여 사람의 피부 영역의 사진 나이를 모니터링 할 수도 있다.
이러한 방법은 다음과 같이 보다 구체적으로 수행될 수 있다.
1)피부의 편광 사진 촬영(Polarization photographing of skin)
위에서 설명한 것과 같이 주름은 특정 위치에 국부적인 피부 표면의 갑작스런 깊이 변화를 의미한다. 따라서, 피부의 이미지는 탐지된 신호, 즉, 피부에서 반사 및/또는 산란되어 검출되는 광의 강도 벡터(strength vector)가 피부에 조사하는 광인 프로빙 빔의 강도 벡터와 같은 방향으로 정렬되도록 기록되어야 한다. 따라서, 탐지 장치(예를 들어, 광 검출기) 앞에 위치하는 분석기(예를 들어, 폴라로이드)의 편광면은 프로빙 소스(예를 들어, 광원) 뒤에 위치하는 편광기의 편광면과 동일 방향(즉, 평행)이어야 한다(또는 소스 자체가 선형 편광 방사선을 생성하는 경우, 후방 산란된 광의 공통 성분을 전달).
이러한 과정은 탐지된 신호를 두 가지 부분으로 나누기 위해 필요한 것으로, 탐지된 신호는 프레넬 성분(Fresnel component)과 확산 성분(diffuse component)으로 분리할 수 있다. 여기서, 프레넬 성분은 편광 상태의 변화가 없는(즉, 피부에 의해 반사되는 부분, 모든 흠결(주름)을 포함) 성분을 의미하고, 확산 성분은 적어도 부분적으로 탈분극된 성분(피부의 표면 근처의 층에서 광의 산란에 의해 형성됨)을 의미한다. 검출된 광의 확산 성분을 필터링함으로써, 피부 표면에 의해 반사된 광 부분이 "증폭"된다.
2)수신하는 디지털 데이터 결정(Determining incoming digital data)
전자 장치는 카메라(CMOS 또는 CCD), 플래시(하나 이상의 LED) 및 ADC를 포함하고 있으므로, 디지털인 신호를 수신하고 처리하는 과정이 필요하다. 전자 장치는 3 개의 기본 색상 채널(적색, 청색 및 녹색, RGB)에 해당하는 3 개의 신호를 수신할 수 있다(광 검출기가 Baeyer 필터를 포함하므로). 전자 장치는 신호의 처리 및 분석을 위해 구성 요소(멜라닌, 혈액 등)에 대한 최소한의 정보와 함께 피부 표면의 형태에 대한 정보를 포함하는 적색 채널(파란색 및 녹색 채널은 무시됨)을 선택할 수 있다.
3)이미지의 대비 증가(Increasing contrast of the image)
전자 장치는 픽셀 강도의 히스토그램 기울기(밝기의 공간적 분포)의 자동 제어를 사용하여 이미지의 대비를 조정할 수 있다. 이는 이미지의 전체의 대비에 영향을 주지 않고, 픽셀의 밝기의 분석된 동적 범위를 증가시킬 수 있다.
4)이미지 정규화(Normalization of the image)
전자 장치는 피부의 결과 이미지를 미리 선택된 평균값과 분산값을 갖도록 정규화할 수 있다. 이러한 과정은 이미지 구조를 수정하지 않으면서, 동적 그레이 스케일 레벨의 분산을 표준화하고 추가 처리를 용이하게 하기 위해서 필요한 것이다.
5)주름의 국지적인 방향 평가(Assessment of local orientation of wrinkles)
전자 장치는 이미지 형태의 특성의 국지적인 방향에 관한 정보를 식별(즉, 획득)할 수 있다. 이러한 과정에는 수학적 최소자승법을 적용할 수 있다. 주름의 국지적인 방향을 평가하는 단계는 다음과 같은 하위 단계로 나누어질 수 있다.
5.1. 이미지의 각 픽셀에 대해 인접한 픽셀의 값으로부터 윈도우를 형성(선택).
5.2. 윈도우 내의 각 픽셀에 대해 가능한 두 방향(x 및 y)에 대한 그래디언트(gradient) 값을 계산.
5.3. 최소자승법으로 중심 픽셀의 국지적인 방향을 평가.
5.4. 이전 단계에서 획득한 이미지를 해당 이미지의 특정 위치에서 국지적인 방향의 값에 대한 사인 및 코사인을 계산하여 연속 벡터 필드로 변환.
이때, 획득한 값은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
co (i, j) = cos (o (i, j)), so (i, j) = sin (o (i, j))이고, o (i, j)는 좌표 (i, j)에 대한 계산된 방향이다.
5.5. 벡터 필드를 가우스(Gauss) 함수의 도함수를 갖는 컨볼루션(convolution)으로 스무딩.
획득한 값은 각각 gso (i, j) 및 gso (i, j)로 표시될 수 있다.
5.6. 결과 방향을 비율의 역 탄젠트(arctangent)로 계산하면: gсо (i, j) / gsо (i, j)가 되고, o (i, j)로 표시됨.
이미지의 비 동종성(non- homogeneities)에 대한 국지적인 방향에 관한 정보 이외에, 주름의 국지적인 방향 평가는 신뢰성을 평가하는 단계, 즉, 국지적인 방향이 얼마나 정확하게 평가되었는지에 대한 정보를 확인하는 단계를 포함할 수 있다. 방향 평가의 신뢰도는 이웃하는 픽셀에 대하여 상대적으로 중심(즉, 선택된) 픽셀의 공분산 운동량으로서 결정된다.
6)주름 빈도 결정(Determination of frequency of wrinkles)
전자 장치는 이미지 내의 주름의 빈도를 평가할 수 있다. 이미지는 픽셀의 작은 블록으로 나누어지고, 각 블록에 대해 강도 값은 블록의 평균 방향과 직각인 방향을 따라 "투영(project)"된다. 이미지가 연장된 특징(elongated peculiarities)(즉, 특성, 특히 주름)을 포함하는 경우, 투영은 이미지 내의 주름에 대응하는 국부적 최소치를 갖는 정현파 함수를 나타낼 것이다. 결정되는 함수의 주파수는 각각의 이미지 블록에 대한 국지적인 비 동종성의 주파수에 대응한다.
7)Gabor 필터링을 통한 이미지 품질 개선(Improvement of image quality by Gabor filtering)
전자 장치는 추정된 주파수가 참 값(즉, 양수 값)을 갖는 이미지의 각 픽셀에 대해, 현재 픽셀에 대해 결정된 것과 유사한 방향 및 빈도로 가버 필터를 적용할 수 있다. 이러한 과정을 통해 이미지 내의 주름 특성의 모양을 개선할 수 있다. Gabor 필터링은 이미지 품질을 향상시키기 위해 객체의 경계를 탐지하는데 사용될 수 있다.
8)주름의 감지(Detection of wrinkles)
전자 장치는 획득된 결과 이미지를 분석된 소스 이미지 내의 최대값의 백분율로 정의된 임계값으로 2진화할 수 있다 획득된 2진화 이미지는 픽셀 값이 1 인 이미지 영역에 주름이 존재하고, 픽셀 값이 0 인 경우에는 주름이 존재하지 않는다는 점에서 주름의 마스크라 할 수 있다.
9)주름의 정량적 평가(Quantitative evaluation of wrinkles)
전자 장치는 총 면적에서 스케일 된 2진화 이미지 내에서 주름 수를 1의 값을 갖는 픽셀의 총 개수로 정의할 수 있다. 또한, 이전 픽셀과 인접한 1의 값을 갖는 픽셀은 주름의 연속성을 평가하기 위하여 카운팅 될 수 있다. 이러한 주름 평가 방법은 주름의 깊이를 고려하지 않고, 수량과 분기의 정도만을 결정한다. 주름의 결과 맵은 주름의 피츠패트릭(Fitzpatrick) 스케일에 따라 3 개의 클래스와 9 개의 서브 클래스로 나눌 수 있다.
일 실시예에서, 1210 단계는, 피부에 포르피린을 여기시키는 파장 범위의 광을 조사하는 단계를 포함하고, 1220 단계는, 여기된 포르피린이 방출하는 파장 범위의 광을 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 1230 단계는, 검출된 광의 세기를 기초로 피부에서 포르피린의 분포를 분석하는 단계 및 피부에서 포르피린의 분포를 기초로 피부의 순도를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 1210 단계는, 피부에 근적외선(NIR)을 조사하는 단계를 포함하고, 1220 단계는, 피부로부터 수신되는 근적외선을 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 1230 단계는, 검출된 근적외선을 기초로 피부의 반사도를 결정하는 단계 및 피부의 반사도를 기초로 피부의 수분 상태를 분석하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 근적외선은 휴대용 전자 장치에 장착된 근적외선 LED를 통해 피부에 조사될 수 있다. 근적외선 LED는 흡수, 반사 및 산란을 통해 인간 피부 영역과 상호 작용하고, 근적외선(NIR) 검출기에 의해 수신되는 광을 발광한다. 피부 수분의 양적, 질적 특성은 근적외선 범위의 서로 다른 파장에서 피부에서 반사된 신호의 분석에 의해 결정된다.
일 실시예에서, 휴대용 전자 장치는 근적외선(NIR) 검출기에 의해 수신되는 광을 이미지화 하여, 획득한 이미지(선택된 스펙트럼 범위의 경계에 대응하는 적어도 두 개 이상의 이미지)로부터 향후 과정에 사용될 2 개 이상의 어레이를 형성한다. 여기서, 이미지는 피부 영역의 적어도 일부를 나타내기 때문에, 어레이의 크기는 변할 수 있다. 이에 따라 휴대용 전자 장치는 특정 좌표를 갖는 영역을 잘라내도록 정렬을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 휴대용 전자 장치는 필터(예를 들어, Gabor 필터, 중앙값)를 사용하여, 이미지에서 노이즈를 제거하고, 획득한 결과 이미지에서 "백지"에 해당하는 영역을 자동으로 식별한다. 이들 영역에서 밝기 값을 평균화함으로써, 백색광 밝기 레벨, 즉, 반사 계수가 100% 인 영역을 결정할 수 있다. 모든 어레이 요소를 흰색 밝기 값으로 정규화 한 후에, 각 요소에 형성되는 어레이는 객체의 반사 계수가 된다. 여기서, 반사 계수 값이 100%를 초과하는 것들은 제외한다(불균일 한 조명으로 인해 지연될 수 있음).
일 실시예에서, 휴대용 전자 장치는 피부 영역에서 수분 농도를 결정하기 위해 획득한 반사 계수의 어레이를 사용하여, 피부 영역에서 선택된 스펙트럼 범위의 광학 밀도(광학 밀도는 선택된 파장의 반사 계수의 역의 크기의 로그 임)를 결정할 수 있다. 스펙트럼 범위는, 그 시작이 주요 발색단의 최소 흡수에 대응되고, 그 끝이 수분의 최대 흡수에 대응되도록 선택될 수 있다. 그 후, 광학 밀도의 시간 신호의 기울기를 결정함으로써 피부 영역에서의 수분 농도 다이나믹스를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 휴대용 전자 장치는 피부 영역에서 수분의 특성 계수(즉, 다른 이미지)를 결정하고, 피부 영역의 특성 계수의 결과 데이터를 디스플레이 할 수 있다. 또한, 선택적으로 관심 있는 피부 영역 또는 얼굴 전체 이미지를 디스플레이 하고, 얼굴 피부에서 수분 분포를 시각화하며, 피부의 수분에 관한 텍스트 정보를 디스플레이 하고, 피부과적 조언 및 추천되는 미용 치료에 관한 정보를 디스플레이 할 수 있다. 결과적으로, 휴대용 전자 장치는 디스플레이 되는 사람의 피부의 특성 계수의 결과 데이터에 기초하여 사람의 피부 영역의 수분을 모니터링할 수 있다.
이러한 방법은 다음과 같이 보다 구체적으로 수행될 수 있다.
스펙트럼의 적외선 영역에서 피부 반사는 이마의 피부 반사 계수로 정규화된 특정 파장에서의 반사 계수의 평가에 기초하여 차별화될 수 있다. 이 경우, 가장 큰 차별점은 최소 및 최대 수분 흡수를 갖는 스펙트럼 영역에 대응되는 1310 nm와 1470 nm의 파장에서 반사를 측정함으로써 얻어질 수 있다. 피부에서 수분 농도를 계산하는데 적용되는 피부의 반사 계수 측정은 사용자 피부의 개별적인 특성, 나아가, 사람의 신진 대사 특성을 고려하지 않았기 때문에 그다지 효과적이지 않다.
일 실시예에서, 휴대용 전자 장치는 수분 농도를 결정하기 위해, 눈꺼풀/이마, 눈꺼풀/뺨과 같은 서로 다른 피부 영역의 반사 계수의 비율을 평가할 수 있다. 이 경우, 피부의 각 영역에 대한 수분 농도의 비율은 일정할 수 있다. 예를 들어, 안구 부위의 피부의 정규화된 반사 계수는 항상 1보다 작지만, 뺨에 대해서는 항상 더 크다.
일 실시예에서, 휴대용 전자 장치는 근적외선 영역의 푸리에 변환의 분광광도법을 사용하여 이마, 뺨, 턱, 팔꿈치, 팔뚝, 손바닥, 무릎 및 발 뒤꿈치의 피부에서 950-1500 nm의 파장 범위의 확산 반사 스펙트럼을 측정할 수 있다. 그 후, 휴대용 전자 장치는 약 1450 nm의 파장 범위의 피크 높이로 정규화된 약 980 nm의 파장 범위에서 수분의 피크 높이로부터 계산된 피부 수분의 국지적 차이를 비교할 수 있다.
결과적으로, 휴대용 전자 장치는 0 이 건조한 피부에 대응되고, 최대값이 수분으로 포화된 피부에 대응되는 값을 갖는 상대적 피부 수분도를 획득할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다.

Claims (18)

  1. 피부에 광을 조사하는 광원;
    상기 피부로부터 수신되는 광을 검출하는 적어도 하나 이상의 광 검출기(light detector);
    상기 광원으로부터 상기 피부에 조사되는 광을 필터링하는 제1 필터;
    상기 피부로부터 상기 광 검출기로 수신되는 광을 필터링하는 제2 필터;
    인스트럭션을 저장하는 적어도 하나 이상의 메모리; 및
    상기 인스트럭션을 실행함으로써, 상기 광을 조사하도록 상기 광원을 제어하고, 상기 광 검출기로부터 검출되는 광을 기초로 상기 피부의 상태를 분석하는 프로세서를 포함하며,
    상기 제1 필터는,
    제1 편광 필터를 포함하고,
    상기 제2 필터는,
    상기 프로세서의 제어에 따라, 상기 피부로부터 상기 광 검출기로 수신되는 광의 편광 성분을 선택하는 제2 편광 필터를 포함하며,
    상기 광 검출기는,
    상기 선택된 편광 성분의 광을 검출하고,
    상기 프로세서는,
    상기 편광 성분을 선택하도록 상기 제2 편광 필터를 제어하고, 상기 검출된 편광 성분을 기초로 상기 피부의 표면 형태를 분석하며, 상기 제1 편광 필터를 통해 상기 피부에 조사되는 광과 상기 제2 편광 필터를 통해 상기 검출기로 수신되는 광의 탈분극도(depolarization ratio)를 결정하고, 상기 탈분극도를 기초로 상기 피부의 주름을 감지하는, 휴대용 전자 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 편광 필터와 동일한 방향 및 수직 방향의 편광 성분을 각각 선택하도록 제2 편광 필터를 제어하고, 상기 광 검출기에서 검출한 상기 제1 편광 필터와 동일한 방향의 편광 성분과 상기 제1 편광 필터와 수직 방향의 편광 성분을 비교하여 상기 탈분극도를 결정하는, 휴대용 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 필터는,
    포르피린을 여기시키는 파장 범위의 광을 투과시키는 필터를 포함하고,
    상기 제2 필터는,
    여기된 포르피린이 방출하는 파장 범위의 광을 투과시키는 필터를 포함하며,
    상기 광 검출기는,
    상기 제2 필터를 투과한 광을 검출하고,
    상기 프로세서는,
    상기 검출된 광을 기초로 상기 피부의 순도(purity)를 분석하는, 휴대용 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광원은,
    포르피린을 여기시키는 파장 범위의 광을 조사하는 광원을 포함하고,
    상기 제2 필터는,
    여기된 포르피린이 방출하는 파장 범위의 광을 투과시키는 필터를 포함하며,
    상기 광 검출기는,
    상기 제2 필터를 투과한 광을 검출하고,
    상기 프로세서는,
    상기 검출된 광을 기초로 상기 피부의 순도를 분석하는, 휴대용 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 검출된 광의 세기(intensity)를 기초로 상기 피부에서 상기 포르피린의 분포를 분석하고, 상기 피부에서 상기 포르피린의 분포를 기초로 상기 피부의 순도를 결정하는, 휴대용 전자 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광원은,
    근적외선을 조사하는 광원을 포함하고,
    상기 광 검출기는,
    상기 피부로부터 수신되는 근적외선을 검출하는 적어도 하나 이상의 근적외선 검출기를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 근적외선 검출기로부터 검출되는 근적외선을 기초로 상기 피부의 수분 상태를 분석하는, 휴대용 전자 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 검출된 근적외선을 기초로 상기 피부의 반사도를 결정하고, 상기 피부의 반사도를 기초로 상기 피부의 수분 상태를 분석하는, 휴대용 전자 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    디스플레이를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 디스플레이를 제어하여, 분석 결과를 표시하는, 휴대용 전자 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 피부에 조사하는 광과 상기 피부로부터 수신되는 광을 외부로부터 차폐하기 위한 차폐부를 더 포함하는, 휴대용 전자 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 피부로부터 수신되는 광은,
    상기 피부에서 산란, 반사 및 발광되는 광 중 적어도 하나 이상의 광을 포함하는, 휴대용 전자 장치.
  14. 광원, 광 검출기, 메모리 및 프로세서를 포함하는 휴대용 전자 장치의 동작 방법에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 광원, 광 검출기를 제어하며, 상기 메모리는 상기 프로세서에 의하여 실행가능한 인스트럭션들을 저장하며, 상기 인스트럭션들은
    상기 광원이 피부에 광을 조사하는 단계;
    상기 광 검출기가 상기 피부로부터 수신되는 광을 검출하는 단계; 및
    상기 프로세서가 상기 검출된 광을 기초로 상기 피부의 상태를 분석하는 단계를 포함하며,
    상기 피부에 광을 조사하는 단계는,
    상기 피부에 편광을 조사하는 단계를 포함하고,
    상기 피부로부터 수신되는 광을 검출하는 단계는,
    상기 피부에 조사되는 편광과 동일한 방향 및 수직 방향의 편광 성분을 각각 선택하여 수신하는 단계를 포함하며,
    상기 검출되는 광을 기초로 상기 피부의 상태를 분석하는 단계는,
    상기 피부에 조사되는 편광과 동일한 방향의 편광 성분과 수직 방향의 편광 성분을 비교하여 탈분극도를 결정하는 단계; 및
    상기 탈분극도를 기초로 상기 피부의 주름을 감지하는 단계를 포함하는, 휴대용 전자 장치의 동작 방법.
  15. 삭제
  16. 제14항에 있어서,
    상기 피부에 광을 조사하는 단계는,
    상기 피부에 포르피린을 여기시키는 파장 범위의 광을 조사하는 단계를 포함하고,
    상기 피부로부터 수신되는 광을 검출하는 단계는,
    여기된 포르피린이 방출하는 파장 범위의 광을 검출하는 단계를 포함하며,
    상기 검출되는 광을 기초로 상기 피부의 상태를 분석하는 단계는,
    상기 검출된 광의 세기를 기초로 상기 피부에서 상기 포르피린의 분포를 분석하는 단계;
    상기 피부에서 상기 포르피린의 분포를 기초로 상기 피부의 순도를 결정하는 단계를 포함하는, 휴대용 전자 장치의 동작 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 피부에 광을 조사하는 단계는,
    상기 피부에 근적외선을 조사하는 단계를 포함하고,
    상기 피부로부터 수신되는 광을 검출하는 단계는,
    상기 피부로부터 수신되는 근적외선을 검출하는 단계를 포함하며,
    상기 검출되는 광을 기초로 상기 피부의 상태를 분석하는 단계는,
    상기 검출된 근적외선을 기초로 상기 피부의 반사도를 결정하는 단계;
    상기 피부의 반사도를 기초로 상기 피부의 수분 상태를 분석하는 단계를 포함하는, 휴대용 전자 장치의 동작 방법.
  18. 제14항, 제16항 및 제17항 중 어느 한 항의 휴대용 전자 장치의 동작을 수행하도록 하는 프로그램이 저장된 기록매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
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