[go: up one dir, main page]

KR20250001175A - Skin component measurement system capable of 2d expansion of hyperspectral image using positional displacement and method thereof - Google Patents

Skin component measurement system capable of 2d expansion of hyperspectral image using positional displacement and method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20250001175A
KR20250001175A KR1020230083389A KR20230083389A KR20250001175A KR 20250001175 A KR20250001175 A KR 20250001175A KR 1020230083389 A KR1020230083389 A KR 1020230083389A KR 20230083389 A KR20230083389 A KR 20230083389A KR 20250001175 A KR20250001175 A KR 20250001175A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
unit
scattered light
detection
hyperspectral
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.)
Pending
Application number
KR1020230083389A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
신항범
Original Assignee
주식회사 스키놀
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 스키놀 filed Critical 주식회사 스키놀
Priority to KR1020230083389A priority Critical patent/KR20250001175A/en
Publication of KR20250001175A publication Critical patent/KR20250001175A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/44Detecting, measuring or recording for evaluating the integumentary system, e.g. skin, hair or nails
    • A61B5/441Skin evaluation, e.g. for skin disorder diagnosis
    • A61B5/443Evaluating skin constituents, e.g. elastin, melanin, water
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0075Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by spectroscopy, i.e. measuring spectra, e.g. Raman spectroscopy, infrared absorption spectroscopy
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/04Slit arrangements slit adjustment
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/44Raman spectrometry; Scattering spectrometry ; Fluorescence spectrometry
    • G01J3/4412Scattering spectrometry

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발광부 및 수광부를 포함하는 검사 위치 획득부를 피부 표면을 따라 이동하는 피부 성분 측정기에 구비함으로써 검사 위치 변위를 획득하고, 상기 피부 표면에 선형 광원을 조사한 후 검출한 1D 초분광 정보를 상기 획득한 검사 위치 변위에 기반하여 2D 이미지로 신속하고 정확하게 생성하는 것이 가능한 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템 및 그 방법을 제공한다.The present invention relates to a skin component measurement system capable of 2D expansion of a hyperspectral image using position displacement and a method therefor, and more specifically, to a skin component measurement device that moves along a skin surface by providing an examination position acquisition unit including a light-emitting unit and a light-receiving unit, thereby acquiring an examination position displacement, and quickly and accurately generating a 2D image based on 1D hyperspectral information detected after irradiating a linear light source on the skin surface, by using the system and method therefor capable of 2D expansion of a hyperspectral image using position displacement.

Description

위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템 및 그 방법{SKIN COMPONENT MEASUREMENT SYSTEM CAPABLE OF 2D EXPANSION OF HYPERSPECTRAL IMAGE USING POSITIONAL DISPLACEMENT AND METHOD THEREOF}{SKIN COMPONENT MEASUREMENT SYSTEM CAPABLE OF 2D EXPANSION OF HYPERSPECTRAL IMAGE USING POSITIONAL DISPLACEMENT AND METHOD THEREOF}

본 발명은 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발광부 및 수광부를 포함하는 검사 위치 획득부를 피부 표면을 따라 이동하는 피부 성분 측정기에 구비함으로써 검사 위치 변위를 획득하고, 상기 피부 표면에 선형 광원을 조사한 후 검출한 1D 초분광 정보를 상기 획득한 검사 위치 변위에 기반하여 2D 이미지로 신속하고 정확하게 생성하는 것이 가능한 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a skin component measurement system capable of 2D expansion of a hyperspectral image using position displacement and a method therefor, and more specifically, to a skin component measurement system capable of 2D expansion of a hyperspectral image using position displacement and a method therefor, which comprises an examination position acquisition unit including a light-emitting unit and a light-receiving unit in a skin component measurement device that moves along a skin surface to acquire an examination position displacement, and which can quickly and accurately generate a 2D image based on 1D hyperspectral information detected after irradiating a linear light source on the skin surface.

라만 분광법은 단색광의 비탄성 또는 라만 산란을 사용하는 기술이다. 종래, 상기 단색광 공급원은 가시광 또는 근적외선 ("NIR") 범위 내의 레이저이다. 산란된 광자들의 에너지가 상기 광자들의 파장을 변화시키는, 발광 물질 내의 진동 모드 또는 여기(excitations)와의 상호작용에 대한 응답에서 위 또는 아래로 바뀐다(shifted). 따라서, 상기 산란된 광으로부터의 스펙트럼들이 상기 산란하는 물질에 관한 정보를 제공할 수 있다Raman spectroscopy is a technique that uses inelastic or Raman scattering of monochromatic light. Traditionally, the monochromatic light source is a laser in the visible or near-infrared ("NIR") range. The energy of the scattered photons is shifted up or down in response to interactions with vibrational modes or excitations in the luminescent material, which change the wavelength of the photons. Thus, spectra from the scattered light can provide information about the scattering material.

종래의 라만 분광기는, 광원에서 방출된 빛살을 현미경 대물렌즈에 의해 시료의 국부적인 영역에 조사하게 되며, 국부영역에 입사된 빛은 상호작용에 의해 입사된 빛과 다른 빛을 재방출하게 된다. 이 재방출된 빛은 다시 현미경의 대물렌즈를 통과한 후 분광기 앞에 놓인 핀홀에서 초점을 형성하게 된다. 핀홀로 인해 현미경 대물 렌즈에 의해 형성된 초점 영역의 빛만을 통과시키고, 초점 영역외의 빛은 차단하게 된다.In a conventional Raman spectrometer, light emitted from a light source is irradiated to a local area of a sample by a microscope objective lens, and the light incident on the local area interacts with the light that was incident to re-emit light that is different from the light that was incident. This re-emitted light passes through the microscope objective lens again and forms a focus at a pinhole placed in front of the spectrometer. Due to the pinhole, only the light in the focus area formed by the microscope objective lens passes through, and the light outside the focus area is blocked.

분광기에 도달한 빛살은 격자(Grating)를 이용하여 소정 파장의 빛만을 분리하게 된다. 이와 같이, 시료에 입사하는 빛살과 시료 사이에 상호작용으로 인하여 시료에서 재방출되는 빛살에 라만 신호가 혼합되어 존재하게 된다. 라만 신호는 매우 약한 신호이므로, 주변 빛살 및 시료에서 발생하는 형광 빛살 등에 의한 잡음에 많은 영향을 받게 된다. 이러한 잡음의 영향을 줄이기 위해 여러 개의 격자를 사용하는 방법 등이 있으나 이러한 경우 검사 시간이 증가하게 된다.The light beam that reaches the spectrometer is separated into light of a certain wavelength using a grating. In this way, the Raman signal is mixed with the light beam re-emitted from the sample due to the interaction between the light beam incident on the sample and the sample. Since the Raman signal is a very weak signal, it is greatly affected by noise such as the surrounding light beam and the fluorescent light beam generated from the sample. There are methods for reducing the influence of this noise, such as using multiple gratings, but in these cases, the inspection time increases.

한편, 초분광 영상(hyperspectral imaging) 기술은 대상물에 대한 영상에 대한 연속된 광 스펙트럼을 동시에 측정하는 기술이다. 초분광 영상 기술은 기존의 스팟(spot) 분광에 대비하여 대상물의 각 부분의 광 스펙트럼을 빠른 시간 내에 측정할 수 있다.Meanwhile, hyperspectral imaging technology is a technology that simultaneously measures continuous light spectra for an image of a target object. Hyperspectral imaging technology can measure the light spectrum of each part of an object in a short period of time compared to conventional spot spectrometry.

초분광 영상 기술은 영상 내의 각 화소가 스펙트럼 정보를 포함하고 있으므로 이미지를 촬영하여 대상물의 성질 및 특성을 측정하는 여러 가지 응용이 가능하다. 예를 들어, 드론 및 인공위성, 항공기 등에서 지상 촬영을 하여 농업 현장 상태 분석, 광물 분포, 지표면 식생, 오염 정도 등을 분석하는 데 초분광 영상 기술이 적용될 수 있으며, 식품 안전, 피부/얼굴 분석, 생체 조직 분석 등의 다양한 분야에서도 응용이 검토 되고 있다Hyperspectral imaging technology has various applications in which images are taken to measure the properties and characteristics of objects, since each pixel in the image contains spectral information. For example, hyperspectral imaging technology can be applied to analyze agricultural field conditions, mineral distribution, surface vegetation, and pollution levels by taking ground photographs from drones, satellites, and aircraft, and its application is also being considered in various fields such as food safety, skin/face analysis, and biological tissue analysis.

생체 조직의 광학 흡수 및 산란 특성은 조직의 화학적 및 구조적 특성과 상호 작용하는 광의 파장 모두에 의존한다. 그것은 종종 조직(조직의 스펙트럼)에서 화학적 또는 구조적으로 특별하기 때문에, 광의 기능으로서 조직 변화의 이들 흡수 및 산란 특성이 특히 유용할 수 있다. The optical absorption and scattering properties of biological tissues depend on both the chemical and structural properties of the tissue and the wavelength of light that interacts with it. Since it is often chemically or structurally specific to a tissue (the spectrum of the tissue), these absorption and scattering properties of tissue changes as a function of light can be particularly useful.

초분광 영상(Hyperspectral image) 스펙트럼은 높은 파장 해상도를 가지고 넓은 범위의 파장대를 처리하며 초분광 영상(Hyperspectral image)내의 물질로부터 공간적 스펙트럼 정보를 포함한다. 그래서 각 픽셀은 픽셀에 있는 물질을 식별하는데 사용되는 연속적인 스펙트럼을 모두 포함한다. 즉, 초분광 영상(Hyperspectral image)은 두개의 공간적 차원과 하나의 스펙트럼 크기로 구성된 3차원(x, y ,z)으로 나타낸다.Hyperspectral image spectrum has high wavelength resolution and handles a wide range of wavelengths, and contains spatial spectral information from the material in the hyperspectral image. So each pixel contains all the continuous spectra that are used to identify the material in the pixel. In other words, the hyperspectral image is represented in three dimensions (x, y, z) consisting of two spatial dimensions and one spectral magnitude.

x와 y는 초분광 영상(Hyperspectral image)의 공간적 2차원을 나타내고 z는 스펙트럼의 크기를 나타낸다.x and y represent the two spatial dimensions of the hyperspectral image, and z represents the magnitude of the spectrum.

2차원 검출기에서 각 화소에 스펙트럼 정보를 수집하여 초분광 영상(Hyperspectral image) 큐브의 공간 및 스펙트럼 정보인 3차원 데이터를 형성한다. 이렇게 사람의 눈은 오직 세개의 밴드(RGB)를 보지만 초분광 센서는 초분광 영상(Hyperspectral image)을 만들어 내며 눈으로 보지 못하는 영역의 정보까지 모두 얻을 수 있다.The 2D detector collects spectral information for each pixel to form 3D data, which is spatial and spectral information of a hyperspectral image cube. In this way, while the human eye sees only three bands (RGB), the hyperspectral sensor creates a hyperspectral image and can obtain information even in areas that cannot be seen by the eye.

한국공개특허 [10-2021-0112566]에서는 초분광 센서가 개시되어 있다.A hyperspectral sensor is disclosed in Korean Patent Publication No. [10-2021-0112566].

한국등록특허 [10-2424799]에서는 초분광 이미징 계측을 위한 시스템 및 방법이 개시되어 있다.Korean registered patent [10-2424799] discloses a system and method for hyperspectral imaging measurement.

한국공개특허 [10-2022-0101344]에서는 초분광 이미징 기술 기반 광학 계측 시스템 및 광학 계측 시스템의 보정 방법이 개시되어 있다.Korean Patent Publication No. [10-2022-0101344] discloses an optical measurement system based on hyperspectral imaging technology and a correction method for the optical measurement system.

한국공개특허 [10-2022-0114292]에서는 초분광 이미징 공간 분해능 향상이 가능한 광학 시스템 및 이를 이용한 광정렬 방법이 개시되어 있다.Korean Patent Publication No. [10-2022-0114292] discloses an optical system capable of improving the spatial resolution of hyperspectral imaging and an optical alignment method using the same.

한국공개특허 [10-2021-0112566](공개일자: 2021. 09. 15)Korean Patent Publication No. [10-2021-0112566] (Publication Date: 2021. 09. 15) 한국등록특허 [10-2424799](등록일자: 2022. 07. 20)Korean Patent Registration [10-2424799] (Registration Date: 2022. 07. 20) 한국공개특허 [10-2022-0101344](공개일자: 2022. 07. 19)Korean Patent Publication No. [10-2022-0101344] (Publication Date: 2022. 07. 19) 한국공개특허 [10-2022-0114292](공개일자: 2022. 08. 17)Korean Patent Publication No. [10-2022-0114292] (Publication Date: 2022. 08. 17)

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 발광부 및 수광부를 포함하는 검사 위치 획득부를 피부 표면을 따라 이동하는 피부 성분 측정기에 구비함으로써 검사 위치 변위를 획득하고, 상기 피부 표면에 선형 광원을 조사한 후 검출한 1D 초분광 정보를 상기 획득한 검사 위치 변위에 기반하여 2D 이미지로 신속하고 정확하게 생성하는 것이 가능한 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a skin component measuring device that obtains an examination position displacement by providing an examination position obtaining unit including a light emitting unit and a light receiving unit to move along a skin surface, and a skin component measuring system and method therefor capable of 2D expansion of a hyperspectral image using position displacement capable of quickly and accurately generating a 2D image based on the obtained examination position displacement after irradiating a linear light source on the skin surface and detecting 1D hyperspectral information.

본 발명의 실 시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The purposes of the embodiments of the present invention are not limited to the purposes mentioned above, and other purposes not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art to which the present invention belongs from the description below.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템은, 단일 파장을 갖는 광을 조사하기 위한 광원부(20); 상기 광원부(20)로부터 인가되는 입사광을 선형화하고 상기 입사광에 대한 반사광과 외부로부터 유입되는 광을 차단하고, 산란광만을 출력하기 위한 산란광 분리부(10); 상기 산란광 분리부(10)와 기설정 거리만큼 떨어진 일 측에 구비되어, 객체(피부 표면)의 검사 영역의 위치 이동량을 감지하여 위치 변위를 획득하기 위한 검사 위치 획득부(50); 상기 산란광 분리부(10)의 출구로부터 인가되는 상기 산란광의 스펙트럼 신호를 초분광 방식으로 검출하기 위한 초분광 검출부(30); 상기 광원부(20) 및 상기 초분광 검출부(30)의 동작을 제어하며, 상기 산란광의 스펙트럼 신호를 상기 검사 위치 획득부(50)로부터 전달받은 위치 변위에 기반하여 2D 초분광 이미지를 생성하고, 상기 생성된 2D 초분광 이미지를 분석하여 피부 성분을 분석 및 측정하기 위한 제어부(40)를 포함한다.According to one embodiment of the present invention for achieving the above-described purpose, a skin component measurement system capable of 2D expansion of a hyperspectral image using positional displacement comprises: a light source unit (20) for irradiating light having a single wavelength; a scattered light separation unit (10) for linearizing incident light applied from the light source unit (20), blocking reflected light for the incident light and light coming in from the outside, and outputting only scattered light; an inspection position acquisition unit (50) provided on one side a preset distance away from the scattered light separation unit (10) for detecting the amount of positional movement of an inspection area of an object (skin surface) and obtaining positional displacement; a hyperspectral detection unit (30) for detecting a spectrum signal of the scattered light applied from an exit of the scattered light separation unit (10) in a hyperspectral manner; It includes a control unit (40) for controlling the operation of the light source unit (20) and the hyperspectral detection unit (30), generating a 2D hyperspectral image based on the position displacement received from the inspection position acquisition unit (50) of the spectral signal of the scattered light, and analyzing the generated 2D hyperspectral image to analyze and measure skin components.

상기 검사 위치 획득부(50)는, 빛을 출력하는 발광부(51); 상기 발광부(51)에서 출력되는 빛을 유도 및 굴절시켜 감지 영역으로 인가시키기 위한 광학렌즈(52); 상기 감지 영역에서 반사되는 빛을 인식하기 위한 광학센서(53); 및 상기 광학센서(53)를 통해 현재 이미지를 감지하고, 이전 이미지와 비교하여 X축 방향으로의 이동량(Δx) 및 Y축 방향으로의 이동량(Δy)을 획득하기 위한 마이크로프로세서(54)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The above inspection position acquisition unit (50) is characterized by including a light emitting unit (51) that outputs light; an optical lens (52) for inducing and refracting light output from the light emitting unit (51) and applying it to a detection area; an optical sensor (53) for recognizing light reflected from the detection area; and a microprocessor (54) for detecting a current image through the optical sensor (53) and comparing it with a previous image to obtain a movement amount (Δx) in the X-axis direction and a movement amount (Δy) in the Y-axis direction.

상기 산란광 분리부에 있어서, 입사되는 입사광을 선형 광으로 변환하여 출력하는 입사광 선형화부(100); 상기 입사광 선형화부를 통해 출력되는 선형 광이 객체의 검사 영역에 반사된 후 산란광만 검출하기 위한 산란광 검출부(200); 상기 선형 광이 상기 객체에 반사된 후 산란광을 제외한 반사광을 제거하기 위한 반사광 제거부(300); 및 상기 입사광 선형화부, 상기 입사광 선형화부, 상기 산란광 검출부 및 상기 반사광 제거부의 하부에 구비되어 상기 객체와 맞닿으며, 상기 선형 광이 상기 객체의 검사 영역으로 인가되도록 라인 형태의 홀(401)을 구비하고, 상기 객체의 검사 영역으로 상기 선형 광 이외에 외부의 광이 인가되지 않도록 암실화하기 위한 지지부(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the above scattered light separation unit, it is characterized by including an incident light linearization unit (100) that converts incident light into linear light and outputs it; a scattered light detection unit (200) for detecting only scattered light after the linear light output through the incident light linearization unit is reflected in the inspection area of the object; a reflected light removal unit (300) for removing reflected light excluding scattered light after the linear light is reflected on the object; and a support unit (400) that is provided below the incident light linearization unit, the incident light linearization unit, the scattered light detection unit, and the reflected light removal unit and comes into contact with the object, and has a line-shaped hole (401) so that the linear light is applied to the inspection area of the object, and darkens the room so that no external light other than the linear light is applied to the inspection area of the object.

상기 입사광 선형화부(100)는, 상부면에 상기 입사광이 인가되는 홀 형태의 입구(101); 상부로부터 하부로 갈수록 마주하는 한 쌍의 면인 제1 전면(102a) 및 제1 후면(102b)이 이루는 간격이 좁아지는 형태를 가지고, 마주하는 다른 한 쌍의 면인 제1 좌측면(102c) 및 제1 우측면(102d)은 평행한 상태로 상기 입사광을 선형화하고, 외부로부터 인가되는 광을 제한하는 제1 가이드(102); 및 상기 제1 가이드(102)의 하부에 형성되어 상기 제1 가이드(102)를 통과하여 선형화된 상기 선형 광이 출력되는 라인 형태의 제1 슬릿(103)을 포함하는 것을 특징으로 한다.The above incident light linearization unit (100) is characterized by including: an inlet (101) in the form of a hole to which the incident light is applied on an upper surface; a first guide (102) having a shape in which the gap between a pair of facing surfaces, a first front surface (102a) and a first rear surface (102b), narrows from the top to the bottom, and the other pair of facing surfaces, a first left surface (102c) and a first right surface (102d), are parallel to each other to linearize the incident light and limit light applied from the outside; and a first slit (103) in the form of a line formed at a lower portion of the first guide (102) and outputting the linearized linear light passing through the first guide (102).

상기 산란광 검출부(200)는, 하부면에 형성되어 상기 제1 슬릿(103)으로부터 출력되는 상기 선형 광이 상기 객체에 반사된 후 상기 산란광만 인가되는 라인 형태의 제2 슬릿(201); 상기 제2 슬릿(201)을 통해 인가되는 상기 산란광이 가이드되되, 하부로부터 상부로 갈수록 마주하는 한 쌍의 면인 제2 전면(202a) 및 제2 후면(202b)이 이루는 간격이 넓어지는 형태를 가지고, 마주하는 다른 한 쌍의 면인 제2 좌측면(202c) 및 제2 우측면(202d)은 평행한 상태로 외부로부터 인가되는 광을 제한하는 제2 가이드(202); 및 상기 제2 가이드(202)의 상부에 형성되어 상기 산란광이 출력되는 원형의 홀이 형성된 출구(203)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The above scattered light detection unit (200) is characterized by including a second slit (201) in the form of a line formed on a lower surface and to which only the scattered light is applied after the linear light output from the first slit (103) is reflected by the object; a second guide (202) that guides the scattered light applied through the second slit (201) and has a shape in which the gap between a pair of opposing surfaces, a second front surface (202a) and a second rear surface (202b), widens as it goes from the lower surface to the upper surface, and the other pair of opposing surfaces, a second left surface (202c) and a second right surface (202d), are parallel to each other to restrict light applied from the outside; and an outlet (203) formed on an upper surface of the second guide (202) and having a circular hole through which the scattered light is output.

상기 반사광 제거부(300)는, 하부면에 형성되어, 상기 제1 슬릿(103)으로부터 출력되는 상기 선형 광이 상기 객체에 반사된 후 상기 반사광이 인가되는 라인 형태의 제3 슬릿(301); 및 상기 제3 슬릿(301)을 통해 인가되는 상기 반사광이 가이드되되, 하부로부터 상부로 갈수록 마주하는 한 쌍의 면인 제3 전면(302a) 및 제3 후면(302b)이 이루는 간격이 좁아져서 서로 만나는 형태를 가지고, 마주하는 나머지 한 쌍의 면인 제3 좌측면(302c) 및 제3 우측면(302d)은 평행한 상태로 외부로부터 인가되는 광을 제한하고, 상기 반사광이 수렴되어 열에너지로 변환되도록 하는 제3 가이드(302)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The above-described reflection light removal unit (300) is characterized by including a third slit (301) in the form of a line formed on a lower surface, through which the linear light output from the first slit (103) is reflected by the object and then the reflected light is applied; and a third guide (302) through which the reflected light applied through the third slit (301) is guided, but has a shape in which the gap between a pair of facing surfaces, a third front surface (302a) and a third rear surface (302b), narrows as it goes from the bottom to the top so that they meet each other, and the remaining pair of facing surfaces, a third left surface (302c) and a third right surface (302d), are parallel to restrict light applied from the outside and allow the reflected light to converge and be converted into heat energy.

상기 산란광 분리부(10)는, 금속 소재로 형성되고, 전체 모든 면이 검은색의 산화막으로 코팅된 것을 특징으로 하고, 상기 발광부(51)에서 출력되는 빛 또는 상기 감지 영역에서 반사되는 빛이 상기 산란광 분리부(10)로 인가되지 않도록 상기 검사 위치 획득부(50)의 외부는 상기 감지 영역을 제외하고 모두 밀폐된 구조로 형성된 것을 특징으로 하고, 상기 산란광 분리부(10)를 통해 검사하는 상기 객체의 검사 영역과 상기 검사 위치 획득부(50)를 통해 감지하는 상기 감지 영역은 상기 기설정 거리만큼 떨어져 구비되며, 상기 감지 영역의 X축 방향으로의 이동량(Δx) 및 Y축 방향으로의 이동량(Δy)이 상기 객체의 검사 영역의 위치 변위가 되는 것을 특징으로 한다.The above-described scattered light separation unit (10) is characterized in that it is formed of a metal material and that all surfaces are coated with a black oxide film, and the outside of the inspection position acquisition unit (50) is formed with a sealed structure except for the detection area so that light output from the light emitting unit (51) or light reflected from the detection area is not applied to the scattered light separation unit (10), and the inspection area of the object inspected through the scattered light separation unit (10) and the detection area detected through the inspection position acquisition unit (50) are provided apart from each other by the preset distance, and the amount of movement (Δx) of the detection area in the X-axis direction and the amount of movement (Δy) in the Y-axis direction are characterized in that they become the positional displacement of the inspection area of the object.

상기 초분광 검출부(30)는, 상기 산란광 분리부(10)로부터 출력되는 검출광을 수신하는 제1 렌즈(31); 상기 제1 렌즈(31)를 통과한 검출광으로부터 필요한 부분을 추출하기 위한 슬릿 요소(32); 상기 슬릿 요소(32)를 통과한 검출광을 수신하는 제2 렌즈(33); 상기 제2 렌즈(330)를 통과한 검출광을 분광시키는 분광 요소(34); 상기 분광된 검출광을 집속시키는 집광 렌즈(35); 및 상기 집광 렌즈(35)를 통과한 상기 분광 요소(34)에 의해 분광된 검출광에 대한 스펙트럼 신호를 생성하는 스펙트럼 신호 생성기(36)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The above hyperspectral detection unit (30) is characterized by including a first lens (31) for receiving detection light output from the scattered light separation unit (10); a slit element (32) for extracting a necessary portion from the detection light passing through the first lens (31); a second lens (33) for receiving the detection light passing through the slit element (32); a spectral element (34) for spectrally dispersing the detection light passing through the second lens (330); a focusing lens (35) for focusing the spectrally dispersing the detection light; and a spectral signal generator (36) for generating a spectral signal for the detection light spectrally dispersing by the spectral element (34) passing through the focusing lens (35).

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 방법은, 단일 파장을 갖는 광을 산란광 분리부의 입구로 조사하는 광조사단계(S10); 상기 조사되는 입사광을 선형 광으로 변환하여 출력하는 입사광선형화단계(S20); 상기 선형 광이 객체(피부)의 검사 영역에 반사된 후 상기 산란광 분리부의 출구로 산란광만 검출하는 산란광검출단계(S30); 상기 선형 광이 상기 객체의 검사 영역에 반사된 후 상기 산란광을 제외한 반사광이 제거되는 반사광제거단계(S40); 검사 위치 획득부를 이용하여 상기 객체의 검사 영역에 대한 위치 변위를 획득하는 검사위치변위획득단계(S50); 상기 산란광 분리부의 출구로부터 인가되는 상기 산란광의 스펙트럼 신호들을 초분광 방식으로 검출하는 스펙트럼신호검출단계(S60); 상기 스펙트럼 신호들과 상기 검사 위치 획득부로부터 전달받은 검사 영역의 위치 변위에 기반하여 2D 초분광 이미지를 생성하는 2D초분광이미지생성단계(S70); 및 상기 생성된 2D 초분광 이미지를 분석하여 피부 성분을 측정하는 피부성분측정단계(S80)를 포함한다.In addition, according to one embodiment of the present invention for achieving the above-described purpose, a skin component measurement method capable of 2D expansion of a hyperspectral image using position displacement comprises: a light irradiation step (S10) of irradiating light having a single wavelength into an entrance of a scattered light separation unit; an incident light linearization step (S20) of converting the irradiated incident light into linear light and outputting it; a scattered light detection step (S30) of detecting only scattered light through an exit of the scattered light separation unit after the linear light is reflected on an inspection area of an object (skin); a reflected light removal step (S40) of removing reflected light excluding the scattered light after the linear light is reflected on the inspection area of the object; an inspection position displacement acquisition step (S50) of acquiring position displacement for an inspection area of the object using an inspection position acquisition unit; a spectrum signal detection step (S60) of detecting spectrum signals of the scattered light applied from the exit of the scattered light separation unit in a hyperspectral manner; It includes a 2D hyperspectral image generation step (S70) for generating a 2D hyperspectral image based on the above spectrum signals and the displacement of the inspection area received from the inspection location acquisition unit; and a skin component measurement step (S80) for measuring skin components by analyzing the generated 2D hyperspectral image.

상기 검사위치변위획득단계(S50)는, 발광부에서 빛을 출력하는 발광 단계; 상기 발광부를 통해 출력되는 빛을 유도 및 굴절시켜 상기 객체 표면의 감지 영역으로 인가시키는 유도 및 굴절 단계; 상기 감지 영역에서 반사되는 빛을 인식하는 감지단계; 상기 감지단계를 통해 상기 감지 영역의 현재 이미지를 감지하고, 이전 이미지와 비교하여 X축 방향으로의 이동량(Δx) 및 Y축 방향으로의 이동량(Δy)을 계산하는 단계; 및 상기 X축 방향으로의 이동량(Δx) 및 Y축 방향으로의 이동량(Δy)을 상기 위치 변위로 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The above-described inspection position displacement acquisition step (S50) is characterized by including: a light emitting step for outputting light from a light emitting unit; an induction and refracting step for inducing and refracting the light output through the light emitting unit and applying it to a detection area of the object surface; a detection step for recognizing light reflected from the detection area; a step for detecting a current image of the detection area through the detection step and comparing it with a previous image to calculate a movement amount (Δx) in the X-axis direction and a movement amount (Δy) in the Y-axis direction; and a step for acquiring the movement amount (Δx) in the X-axis direction and the movement amount (Δy) in the Y-axis direction as the position displacement.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 방법을 구현하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체가 제공되는 것을 특징으로 한다.In addition, according to one embodiment of the present invention, a computer-readable recording medium storing a program for implementing a skin component measurement method capable of 2D expansion of a hyperspectral image using the positional displacement is provided.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 방법을 구현하기 위해, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램이 제공되는 것을 특징으로 한다.In addition, according to one embodiment of the present invention, a program stored in a computer-readable recording medium is provided to implement a skin component measurement method capable of 2D expansion of a hyperspectral image using positional displacement.

본 발명의 일 실시예에 따른 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템 및 그 방법에 의하면, 발광부 및 수광부를 포함하는 검사 위치 획득부를 피부 표면을 따라 이동하는 피부 성분 측정기에 구비함으로써 검사 위치 변위를 획득하고, 상기 피부 표면에 선형 광원을 조사한 후 검출한 초분광 이미지의 1D 정보를 상기 획득한 검사 위치 변위에 기반하여 2D 정보로 신속하고 정확하게 생성할 수 있는 효과가 있다.According to a skin component measurement system and method for 2D expansion of a hyperspectral image using position displacement according to one embodiment of the present invention, an examination position acquisition unit including a light-emitting unit and a light-receiving unit is provided in a skin component measurement device moving along a skin surface, thereby obtaining an examination position displacement, and quickly and accurately generating 2D information based on 1D information of a hyperspectral image detected after irradiating a linear light source on the skin surface.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템 및 그 방법에 의하면, 기존의 노치 필터나 스플리터와 같이 복잡하거나 또는 비싼 부품을 사용하는 대신 입사광을 선형화하고 상기 입사광에 대한 반사광과 외부로부터 유입되는 광을 차단하고, 산란광만을 검출할 수 있는 구조를 가지는 산란광 분리부를 이용하여 라만 초분광을 간단하고 용이하게 검출하는 것이 가능한 효과가 있다.In addition, according to a skin component measurement system and method for 2D expansion of a hyperspectral image using positional displacement according to one embodiment of the present invention, it is possible to simply and easily detect Raman hyperspectral by using a scattered light separation unit having a structure that linearizes incident light, blocks reflected light and light coming from the outside, and detects only scattered light, instead of using complex or expensive components such as a conventional notch filter or splitter.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템 및 그 방법에 의하면, 산란광 분리부 및 검사 위치 획득부의 소형화가 가능하므로 라만 초분광을 이용한 피부 성분 측정장치의 소형화가 가능한 효과가 있다.In addition, according to the skin component measurement system and method for 2D expansion of a hyperspectral image using positional displacement according to one embodiment of the present invention, the scattered light separation unit and the inspection position acquisition unit can be miniaturized, so there is an effect of miniaturizing a skin component measurement device using Raman hyperspectroscopy.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템 및 그 방법에 의하면, 간단하고 용이하게 라만 초분광을 검출하여 2D화 할 수 있어, 신속하게 피부 조직의 화학 결합 성분을 측정하는 것이 가능하여, 피부의 성분 변화를 알 수 있어 사용자의 헬스케어에 도움을 줄 수 있는 효과가 있다.In addition, according to a skin component measurement system and method capable of 2D expansion of a hyperspectral image using positional displacement according to one embodiment of the present invention, Raman hyperspectral can be detected simply and easily and converted into 2D, so that chemical bonding components of skin tissue can be quickly measured, and changes in skin components can be identified, which can be effective in helping users with their healthcare.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템의 구성도.
도 2는 도 1의 검사 위치 획득부의 일실시예 구성도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템애서 검사 위치 획득 방법을 설명하기 위한 도면들.
도 5는 도 1의 산란광 분리부의 사시도.
도 6은 도 5의 산란광 분리부의 일 측면을 절개한 절개 사시도.
도 7은 도 5의 산란광 분리부에서, 입사광 선형화부의 제1 가이드를 설명하기 위한 도면.
도 8은 도 5의 산란광 분리부에서, 산란광 검출부의 제2 가이드를 설명하기 위한 도면.
도 9는 도 5의 산란광 분리부에서, 반사광 제거부의 제3 가이드를 설명하기 위한 도면.
도 10은 도 5의 산란광 분리부에서, 지지부를 설명하기 위한 도면.
도 11은 도 5의 산란광 분리부의 단면도.
도 12는 도 11에서 A` 영역을 확대한 도면.
도 13은 산란광 분리부를 설명하기 위한 도면.
도 14는 도 113에서 B` 영역을 확대한 도면.
도 15는 도 1의 초분광 검출부의 일실시예 상세 구성도.
도 16은 본 발명에 따른 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 방법의 일실시예 흐름도.
FIG. 1 is a configuration diagram of a skin component measurement system capable of 2D expansion of a hyperspectral image using positional displacement according to one embodiment of the present invention.
Figure 2 is a configuration diagram of an embodiment of the inspection position acquisition unit of Figure 1.
FIGS. 3 and 4 are drawings for explaining a method for obtaining an inspection position in a skin component measurement system capable of 2D expansion of a hyperspectral image using positional displacement according to one embodiment of the present invention.
Fig. 5 is a perspective view of the scattered light separation unit of Fig. 1.
Fig. 6 is a cutaway perspective view of one side of the scattered light separation unit of Fig. 5.
Fig. 7 is a drawing for explaining the first guide of the incident light linearization section in the scattered light separation section of Fig. 5.
Fig. 8 is a drawing for explaining the second guide of the scattered light detection unit in the scattered light separation unit of Fig. 5.
Fig. 9 is a drawing for explaining the third guide of the reflection light removal unit in the scattered light separation unit of Fig. 5.
Fig. 10 is a drawing for explaining the support part in the scattered light separation part of Fig. 5.
Fig. 11 is a cross-sectional view of the scattered light separation part of Fig. 5.
Figure 12 is an enlarged view of area A` in Figure 11.
Figure 13 is a drawing for explaining a scattered light separation unit.
Figure 14 is an enlarged view of area B` in Figure 113.
Fig. 15 is a detailed configuration diagram of one embodiment of the hyperspectral detection unit of Fig. 1.
Figure 16 is a flow chart of one embodiment of a skin component measurement method capable of 2D expansion of a hyperspectral image using positional displacement according to the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.The present invention can have various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood that it includes all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.When it is said that a component is "connected" or "connected" to another component, it should be understood that it may be directly connected or connected to that other component, but there may also be other components present in between.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.On the other hand, when it is said that a component is "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there are no other components in between.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is only used to describe specific embodiments and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise. In this application, it should be understood that the terms "comprises" or "has" and the like are intended to specify the presence of a feature, number, process, operation, component, part or combination thereof described in the specification, but do not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, processes, operations, components, parts or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms defined in commonly used dictionaries, such as those defined in common dictionaries, should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning they have in the context of the relevant art, and shall not be interpreted in an idealized or overly formal sense unless expressly defined in this application.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be interpreted as limited to their conventional or dictionary meanings, and should be interpreted as meanings and concepts that conform to the technical idea of the present invention based on the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain his or her own invention in the best way. In addition, if there is no other definition for the technical and scientific terms used, they have the meanings commonly understood by those with ordinary knowledge in the technical field to which this invention belongs, and the description of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention in the following description and the attached drawings will be omitted. The drawings introduced below are provided as examples so that those skilled in the art can sufficiently convey the idea of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms. In addition, the same reference numerals represent the same components throughout the specification. It should be noted that the same components in the drawings are represented by the same symbols wherever possible.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템의 구성도이다.FIG. 1 is a configuration diagram of a skin component measurement system capable of 2D expansion of a hyperspectral image using positional displacement according to one embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템은, 광원부(20), 산란광 분리부(10), 검사 위치 획득부(50), 초분광 검출부(30), 및 제어부(40)를 포함한다.As illustrated in FIG. 1, a skin component measurement system capable of 2D expansion of a hyperspectral image using positional displacement according to one embodiment of the present invention includes a light source unit (20), a scattered light separation unit (10), an inspection position acquisition unit (50), a hyperspectral detection unit (30), and a control unit (40).

상기 광원부(20)는, 단일 파장을 갖는 광을 조사한다. 상기 광원부(20)에서 조사되는 광의 파장은 상기 제어부(40)에 의해 조절될 수 있다.The above light source unit (20) irradiates light having a single wavelength. The wavelength of the light irradiated from the light source unit (20) can be controlled by the control unit (40).

상기 산란광 분리부(10)는 상기 광원부(20)로부터 인가되는 입사광을 선형화하고 상기 입사광에 대한 반사광과 외부로부터 유입되는 광을 차단하고, 산란광만을 출력한다. 상기 산란광 분리부(10)의 상세 구성 및 형태는 도 5 내지 14를 들어 자세히 설명하기로 한다.The above-mentioned scattered light separation unit (10) linearizes the incident light applied from the light source unit (20), blocks the reflected light of the incident light and the light coming in from the outside, and outputs only the scattered light. The detailed configuration and shape of the above-mentioned scattered light separation unit (10) will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 14.

상기 검사 위치 획득부(50)는 상기 산란광 분리부(10)와 기설정 거리만큼 떨어진 일 측에 구비되어, 객체(피부 표면)의 검사 영역의 위치 이동량(위치 변위)을 감지한다.The above inspection position acquisition unit (50) is provided on one side at a preset distance from the above scattered light separation unit (10) to detect the amount of position movement (position displacement) of the inspection area of the object (skin surface).

상기 초분광 검출부(30)는 상기 산란광 분리부(10)의 출구로부터 인가되는 상기 산란광의 스펙트럼 신호들을 초분광 방식으로 검출한다.The above hyperspectral detection unit (30) detects the spectrum signals of the scattered light applied from the exit of the scattered light separation unit (10) in a hyperspectral manner.

상기 제어부(40)는 상기 광원부(20) 및 상기 초분광 검출부(30)를 제어하며, 상기 초분광 검출부(30)로부터 전달받은 상기 스펙트럼 신호들과 상기 검사 위치 획득부(50)로부터 전달받은 위치 변위에 기반하여 2D 초분광 이미지를 생성하고, 상기 생성된 2D 초분광 이미지를 분석하여 피부 성분을 분석 및 측정한다.The above control unit (40) controls the light source unit (20) and the hyperspectral detection unit (30), generates a 2D hyperspectral image based on the spectral signals received from the hyperspectral detection unit (30) and the positional displacement received from the inspection position acquisition unit (50), and analyzes the generated 2D hyperspectral image to analyze and measure skin components.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템은, 상기 제어부(40)가 생성한 2D 초분광 이미지 및 객체(피부)의 이미지를 화면에 출력하기 위한 표시부(미도시)를 더 포함할 수 있다.In addition, the skin component measurement system capable of 2D expansion of a hyperspectral image using positional displacement according to one embodiment of the present invention may further include a display unit (not shown) for outputting the 2D hyperspectral image generated by the control unit (40) and the image of the object (skin) on a screen.

도 2는 도 1의 검사 위치 획득부의 일실시예 구성도이다.Figure 2 is a configuration diagram of an embodiment of the inspection position acquisition unit of Figure 1.

도 2에 도시된 바와 같이, 검사 위치 획득부(50)는, 발광부(51), 광학렌즈(52), 광학센서(53), 및 마이크로프로세서(54)를 포함한다.As shown in Fig. 2, the inspection position acquisition unit (50) includes a light emitting unit (51), an optical lens (52), an optical sensor (53), and a microprocessor (54).

상기 발광부(51)는 일반적인 LED 또는 레이저를 포함하며 빛을 출력한다.The above light emitting unit (51) includes a general LED or laser and outputs light.

상기 광학렌즈(52)는 상기 발광부(51)에서 출력되는 빛을 유도 및 굴절시켜 상기 광학센서(53)가 감지하는 감지 영역(55)으로 인가시킨다. 상기 광학렌즈(52)는 일예로 프리즘일 수 있다.The optical lens (52) induces and refracts the light output from the light emitting unit (51) and applies it to the detection area (55) detected by the optical sensor (53). The optical lens (52) may be, for example, a prism.

상기 광학센서(53)는 상기 감지 영역(55)에서 반사된 빛을 인식한다.The above optical sensor (53) recognizes light reflected from the detection area (55).

상기 마이크로프로세서(54)는 상기 광학센서(53)를 통해 현재 이미지를 감지하고, 이전 이미지와 비교하여 X축 방향으로의 이동량(Δx) 및 Y축 방향으로의 이동량(Δy)을 획득하여 상기 제어부(40)로 전달한다.The above microprocessor (54) detects the current image through the optical sensor (53), compares it with the previous image, obtains the amount of movement in the X-axis direction (Δx) and the amount of movement in the Y-axis direction (Δy), and transmits them to the control unit (40).

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템애서 검사 위치 획득 방법을 설명하기 위한 도면들이다.FIGS. 3 and 4 are drawings for explaining a method for obtaining an inspection position in a skin component measurement system capable of 2D expansion of a hyperspectral image using positional displacement according to one embodiment of the present invention.

상기 검사 위치 획득부(50)에서, 상기 발광부(LED)(51)는 빛을 출력하고, 상기 광학렌즈(52)를 이용하여 상기 발광부(LED)(51)의 빛을 유도 및 굴절시켜 감지 영역(55)에 인가시키면, 상기 광학센서(수광부)(53)가 상기 감지 영역(55)에서 반사된 빛을 인식하고, 상기 마이크로프로세서(54)가 상기 검사 위치 획득부(50)를 포함하는 피부 측정기(미도시)의 이동량, 즉, X축 방향으로의 이동량(Δx) 및 Y축 방향으로의 이동량(Δy)을 얻을 수 있다.In the above inspection position acquisition unit (50), the light emitting unit (LED) (51) outputs light, and when the light of the light emitting unit (LED) (51) is guided and refracted using the optical lens (52) and applied to the detection area (55), the optical sensor (light receiving unit) (53) recognizes the light reflected from the detection area (55), and the microprocessor (54) can obtain the movement amount of the skin measuring device (not shown) including the inspection position acquisition unit (50), i.e., the movement amount in the X-axis direction (Δx) and the movement amount in the Y-axis direction (Δy).

상기 산란광 분리부(10)와 상기 검사 위치 획득부(50)는 서로 다른 광원을 사용하므로, 간섭이 일어나지 않도록 기설정된 거리만큼 떨어져서 구비되며, 상기 산란광 분리부(10)의 전체 모든 면이 검은색의 산화막으로 코팅되어 외부로부터 인가되는 반사광이 인가되지 않도록 하며, 상기 산란광 분리부(10)의 출구(203)를 통해 출력되는 산란광을 제외하고는 나머지 반사광들도 출력되지 않는다.Since the above-mentioned scattered light separation unit (10) and the above-mentioned inspection position acquisition unit (50) use different light sources, they are installed at a preset distance apart from each other to prevent interference, and the entire surface of the above-mentioned scattered light separation unit (10) is coated with a black oxide film to prevent reflected light from the outside from being applied, and except for the scattered light output through the exit (203) of the above-mentioned scattered light separation unit (10), no other reflected light is output.

또한, 상기 검사 위치 획득부(50)에서, 상기 발광부(51)에서 출력되는 빛 또는 상기 감지 영역(55)에서 반사되는 빛이 상기 산란광 분리부(10)로 인가되지 않도록 상기 검사 위치 획득부(50)의 외부는 상기 감지 영역(55)을 제외하고 모두 밀폐된 구조로 형성된다.In addition, in the inspection position acquisition unit (50), the outside of the inspection position acquisition unit (50) is formed as a sealed structure except for the detection area (55) so that the light output from the light emitting unit (51) or the light reflected from the detection area (55) is not applied to the scattered light separation unit (10).

도 4를 참고하면, 상기 산란광 분리부(10)를 통해 검사하는 상기 객체의 검사 영역(스캔되는 라인)과 상기 검사 위치 획득부(50)를 통해 감지하는 상기 감지 영역(55)은 상기 기설정 거리만큼 떨어져 있다.Referring to Fig. 4, the inspection area (scanned line) of the object inspected through the scattered light separation unit (10) and the detection area (55) detected through the inspection position acquisition unit (50) are separated by the preset distance.

즉, 상기 검사 위치 획득부(50)가 획득하는 상기 감지 영역(55)의 X축 방향으로의 이동량(Δx) 및 Y축 방향으로의 이동량(Δy)이 상기 객체의 검사 영역의 위치 변위가 된다.That is, the amount of movement (Δx) in the X-axis direction and the amount of movement (Δy) in the Y-axis direction of the detection area (55) acquired by the inspection position acquisition unit (50) become the positional displacement of the inspection area of the object.

따라서, 본 발명에 따른 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템을 이용하면, 초분광 이미징 기술인 1D (DIMEMSION) 이미지를 한 번에 획득하고, 상기 검사 위치 획득부(50)를 이용하여 X축 방향 및 Y축 방향으로의 이동량을 바로 알 수 있어, 2D 의 스펙트럼을 빠른 속도로 생성할 수 있다.Therefore, by using a skin component measurement system capable of 2D expansion of a hyperspectral image using positional displacement according to the present invention, a 1D (DIMEMSION) image, which is a hyperspectral imaging technology, can be acquired at once, and the amount of movement in the X-axis direction and the Y-axis direction can be immediately known using the inspection position acquisition unit (50), so that a 2D spectrum can be generated at a high speed.

도 5는 도 1의 산란광 분리부의 사시도이고, 도 6은 도 5의 산란광 분리부의 일 측면을 절개한 절개 사시도이고, 도 7은 도 5의 산란광 분리부에서, 입사광 선형화부의 제1 가이드를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 도 5의 산란광 분리부에서, 산란광 검출부의 제2 가이드를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 도 5의 산란광 분리부에서, 반사광 제거부의 제3 가이드를 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 도 5의 산란광 분리부에서, 지지부를 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 도 5의 산란광 분리부의 단면도이고, 도 12는 도 11에서 A` 영역을 확대한 도면이고, 도 13은 산란광 분리부를 설명하기 위한 도면이고, 도 14는 도 113에서 B` 영역을 확대한 도면이다.FIG. 5 is a perspective view of the scattered light separation unit of FIG. 1, FIG. 6 is a cut-away perspective view of one side of the scattered light separation unit of FIG. 5, FIG. 7 is a drawing for explaining a first guide of an incident light linearization unit in the scattered light separation unit of FIG. 5, FIG. 8 is a drawing for explaining a second guide of a scattered light detection unit in the scattered light separation unit of FIG. 5, FIG. 9 is a drawing for explaining a third guide of a reflected light removal unit in the scattered light separation unit of FIG. 5, FIG. 10 is a drawing for explaining a support unit in the scattered light separation unit of FIG. 5, FIG. 11 is a cross-sectional view of the scattered light separation unit of FIG. 5, FIG. 12 is an enlarged drawing of area A` in FIG. 11, FIG. 13 is a drawing for explaining the scattered light separation unit, and FIG. 14 is an enlarged drawing of area B` in FIG. 113.

도 5에 도시된 바와 같이, 산란광 분리부(100)는 입구(101), 출구(203) 및 제1 슬릿 내지 제3 슬릿을 제외하면 전체적으로 막힌 상태이다. 외부로부터 인가되는 반사광을 최대한 인가되지 않도록 하기 위함이다.As shown in Fig. 5, the scattered light separation unit (100) is completely blocked except for the inlet (101), the outlet (203), and the first to third slits. This is to prevent reflected light from being applied from the outside as much as possible.

도 5 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 산란광 분리부(10)는 입사광 선형화부(100), 산란광 검출부(200), 반사광 제거부(300) 및 지지부(400)를 포함한다.As shown in FIGS. 5 to 14, the scattered light separation unit (10) includes an incident light linearization unit (100), a scattered light detection unit (200), a reflected light removal unit (300), and a support unit (400).

상기 입사광 선형화부(100)는 입사되는 입사광을 선형 광으로 변환하여 출력한다.The above incident light linearization unit (100) converts the incident light into linear light and outputs it.

상기 산란광 검출부(200)는 상기 입사광 선형화부(100)를 통해 출력되는 선형 광이 객체(피부)의 검사 영역에 반사된 후 산란광만 검출하여 출력한다.The above scattered light detection unit (200) detects and outputs only the scattered light after the linear light output through the incident light linearization unit (100) is reflected in the inspection area of the object (skin).

상기 반사광 제거부(300)는 상기 선형 광이 상기 객체에 반사된 후 산란광을 제외한 반사광을 제거한다.The above-mentioned reflection light removal unit (300) removes the reflected light excluding the scattered light after the linear light is reflected on the object.

상기 지지부(400)는 상기 입사광 선형화부(100), 상기 산란광 검출부(200) 및 상기 반사광 제거부(300)의 하부에 구비되어 상기 객체와 맞닿으며, 상기 선형 광이 상기 객체의 검사 영역으로 인가되도록 라인 형태의 홀(401)이 구비되며, 상기 라인 형태의 홀(401)을 통해 스캔되는 영역이 정해진다. 또한, 상기 지지부(400)는 상기 객체(피부 표면)와 밀착하여 상기 검사 영역으로 상기 인가되는 선형 광 이외에 외부의 광이 인가되지 않도록 암실화한다.The above support member (400) is provided below the incident light linearization member (100), the scattered light detection member (200), and the reflected light removal member (300) so as to come into contact with the object, and a line-shaped hole (401) is provided so that the linear light is applied to the inspection area of the object, and an area scanned through the line-shaped hole (401) is determined. In addition, the support member (400) is in close contact with the object (skin surface) so as to darken the inspection area so that no external light other than the linear light applied thereto is applied.

상기 입사광 선형화부(100)는, 상부면에 상기 입사광이 인가되는 홀 형태의 입구(101), 상부로부터 하부로 갈수록 마주하는 한 쌍의 면인, 제1 전면(102a) 및 제1 후면(102b)이 이루는 간격이 좁아지는 형태를 가지고, 마주하는 다른 한 쌍의 면인, 제1 좌측면(102c) 및 제1 우측면(102d)은 평행한 상태로 상기 입사광을 선형화하고, 외부로부터 인가되는 광을 제한하는 제1 가이드(102), 및 상기 제1 가이드(102)의 하부에 형성되어 상기 제1 가이드(102)를 통과하여 변환된 상기 선형 광이 출력되는 라인 형태의 제1 슬릿(103)을 포함한다.The above incident light linearization unit (100) includes a hole-shaped entrance (101) to which the incident light is applied on the upper surface, a first guide (102) having a shape in which the gap between a pair of surfaces facing each other, a first front surface (102a) and a first rear surface (102b), narrows as it goes from the top to the bottom, and the other pair of surfaces facing each other, a first left surface (102c) and a first right surface (102d), are parallel to each other to linearize the incident light and limit light applied from the outside, and a first slit (103) in the shape of a line formed at the lower portion of the first guide (102) and through which the linear light converted by passing through the first guide (102) is output.

상기 산란광 검출부(200)는, 하부면에 형성되어 상기 제1 슬릿(103)으로부터 출력되는 상기 선형 광이 상기 객체에 반사된 후 상기 산란광만 인가되는 라인 형태의 제2 슬릿(201), 상기 제2 슬릿(201)을 통해 인가되는 상기 산란광이 가이드되되, 하부로부터 상부로 갈수록 마주하는 한 쌍의 면인, 제2 전면(202a) 및 제2 후면(202b)이 이루는 간격이 넓어지는 형태를 가지고, 마주하는 다른 한 쌍의 면인, 제2 좌측면(202c) 및 제2 우측면(202d)은 평행한 상태로 외부로부터 인가되는 광을 제한하는 제2 가이드(202), 및 상기 제2 가이드(202)의 상부에 형성되어 상기 산란광이 출력되는 원형의 홀이 형성된 출구(203)를 포함한다.The above scattered light detection unit (200) includes a second slit (201) in the form of a line formed on a lower surface and to which only the scattered light is applied after the linear light output from the first slit (103) is reflected by the object, a second guide (202) in which the scattered light applied through the second slit (201) is guided, but has a shape in which the gap formed by a pair of facing surfaces, a second front side (202a) and a second rear side (202b), widens as it goes from the bottom to the top, and the other pair of facing surfaces, a second left side (202c) and a second right side (202d), are parallel to each other to restrict light applied from the outside, and an outlet (203) formed on an upper portion of the second guide (202) and having a circular hole through which the scattered light is output.

상기 반사광 제거부(300)는, 하부면에 형성되어, 상기 제1 슬릿(103)으로부터 출력되는 상기 선형 광이 상기 객체에 반사된 후 상기 반사광이 인가되는 라인 형태의 제3 슬릿(301), 및 상기 제3 슬릿(301)을 통해 인가되는 상기 반사광이 가이드되되, 하부로부터 상부로 갈수록 마주하는 한 쌍의 면인, 제3 전면(302a) 및 제3 후면(302b)이 이루는 간격이 좁아져서 서로 만나는 형태를 가지고, 마주하는 나머지 한 쌍의 면인, 제3 좌측면(302c) 및 제3 우측면(302d)은 평행한 상태로 외부로부터 인가되는 광을 제한하고, 상기 반사광이 수렴되어 열에너지로 변환되도록 하는 제3 가이드(302)를 포함한다.The above-described reflection light removal unit (300) includes a third slit (301) formed on a lower surface, which is in the form of a line and to which the linear light output from the first slit (103) is reflected by the object and then the reflected light is applied, and a third guide (302) through which the reflected light applied through the third slit (301) is guided, but has a shape in which the gap between a third front side (302a) and a third rear side (302b), which are a pair of surfaces facing each other from the bottom to the top, narrows and meets each other, and the third left side (302c) and the third right side (302d), which are the remaining pair of surfaces facing each other, are parallel to restrict light applied from the outside and allow the reflected light to converge and be converted into heat energy.

도 10을 참고하면, 상기 지지부(400)는, 상기 라인 형태의 홀(401)의 사방으로 제4 전면(401a), 제4 후면(401b), 제4 좌측면(401c), 제4 우측면(401d)을 형성하여 상기 입사광이 상기 객체 표면에 인가되되, 상기 산란광 분리부(10)의 외부로부터 인가되는 반사광은 제한한다. 즉, 상기 지지부(400)는 상기 객체(피부 표면)와 밀착하여 상기 검사 영역으로 상기 인가되는 선형 광 이외에 외부의 광이 인가되지 않도록 암실화한다.Referring to FIG. 10, the support member (400) forms a fourth front side (401a), a fourth rear side (401b), a fourth left side (401c), and a fourth right side (401d) in all directions of the line-shaped hole (401), so that the incident light is applied to the object surface, but the reflected light applied from the outside of the scattered light separation member (10) is limited. That is, the support member (400) darkens the inspection area by closely contacting the object (skin surface) so that no external light other than the linear light applied is applied.

상기 입사광 선형화부(100), 상기 산란광 검출부(200) 및 상기 반사광 제거부(300)는 상기 지지부(400) 상에 순서대로 연결되어 있다.The incident light linearization unit (100), the scattered light detection unit (200), and the reflected light removal unit (300) are sequentially connected on the support unit (400).

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 산란광 분리부(10)는, 상기 제1 가이드(102)의 제1 좌측면(102c), 상기 제2 가이드(202)의 제2 좌측면(202c), 상기 제3 가이드(302)의 제3 좌측면(302c). 및 상기 지지부(400)의 제4 좌측면(402c)의 외측면은 연결되어 하나의 측면을 형성하고, 상기 제1 가이드(102)의 제1 우측면(102d), 상기 제2 가이드(202)의 제2 우측면(202d), 상기 제3 가이드(302)의 제3 우측면(302d). 및 상기 지지부(400)의 제4 우측면(402d)의 외측면은 연결되어 상기 하나의 측면과 평행하게 마주하는 다른 하나의 측면을 형성한다.That is, as illustrated in FIG. 5, the scattered light separation unit (10) according to the present invention comprises: the outer surfaces of the first left side (102c) of the first guide (102), the second left side (202c) of the second guide (202), the third left side (302c) of the third guide (302), and the fourth left side (402c) of the support member (400) connected to form one side; and the outer surfaces of the first right side (102d) of the first guide (102), the second right side (202d) of the second guide (202), the third right side (302d) of the third guide (302), and the fourth right side (402d) of the support member (400) connected to form another side that faces parallel to the one side.

도 10 및 11을 참고하면, 상기 입사광 선형화부(100)는, 상기 제1 가이드(102)에서, 상부로부터 하부로 갈수록 사이의 간격이 좁아지는 한 쌍의 면인 제1 전면(102a)과 제1 후면(102b)이 이루는 각도가 상기 입사광의 입사각 범위가 된다.Referring to FIGS. 10 and 11, the incident light linearization unit (100) has an angle formed by a first front surface (102a) and a first rear surface (102b), which are a pair of surfaces with a gap between them that narrows from top to bottom in the first guide (102), which becomes the incident angle range of the incident light.

즉, 상기 입사광은, 밑면(객체)와 상기 제1 전면(102a)의 내측면이 이루는 제1 소정의 각도(α)부터 상기 밑면과 상기 제1 후면(102b)의 내측면이 이루는 제2 소정의 각도(β)까지가 각도 범위가 된다. 즉, 입사광의 범위 a는, α≤ a ≤β가 된다.That is, the incident light has an angular range from a first predetermined angle (α) formed between the bottom surface (object) and the inner surface of the first front surface (102a) to a second predetermined angle (β) formed between the bottom surface and the inner surface of the first back surface (102b). That is, the range a of the incident light is α ≤ a ≤ β.

상기 산란광 검출부(200)는, 상기 출구(203)의 중심점으로부터 상기 제2 슬릿(201)에 내린 수직선과, 제2 전면(202a)의 내측면과 제2 후면(202b)의 내측면과 각각 제3 소정의 각도(θ)를 이루되, 상기 입사광에 의해 발생된 상기 객체의 산란광만 인가되도록 하고, 반사광이 인가되지 않도록 하는 각도 범위를 가진다.The above scattered light detection unit (200) forms a third predetermined angle (θ) with the vertical line drawn from the center point of the exit (203) to the second slit (201), the inner surface of the second front surface (202a) and the inner surface of the second rear surface (202b), but has an angle range that allows only scattered light of the object generated by the incident light to be applied and prevents reflected light from being applied.

상기 입사광에 대한 반사광은 상기 반사광 제거부(300)의 제3 슬릿(301)을 통해 상기 제3 가이드(302)로 인가되며, 제3 후면(302b)과 제3 전면(302a)을 통해 계속 반사되어, 결국은 상기 제3 가이드(302)의 내부에서 수렴되어 열에너지로 변환된다.The reflected light for the above incident light is applied to the third guide (302) through the third slit (301) of the reflected light removing unit (300), and continues to be reflected through the third rear surface (302b) and the third front surface (302a), and eventually converges inside the third guide (302) and is converted into thermal energy.

상기 산란광 분리부(10)는, 알루미늄(Al)과 같은 금속 소재로 형성되고, 전체 모든 면이 검은색의 산화막으로 코팅되어, 외부로부터 인가되는 빛을 차단하고, 반사광을 최대한 인가시키지 않도록 한다.The above-mentioned scattered light separation unit (10) is formed of a metal material such as aluminum (Al) and is coated with a black oxide film on all surfaces to block light applied from the outside and prevent reflected light from being applied as much as possible.

도 15는 도 1의 초분광 검출부의 일실시예 상세 구성도이다.Fig. 15 is a detailed configuration diagram of one embodiment of the hyperspectral detection unit of Fig. 1.

도 15에 도시된 바와 같이, 초분광 검출부(30)는 제1 렌즈(31), 슬릿 요소(32), 제2 렌즈(33), 분광 요소(34), 집광 렌즈(35), 및 스펙트럼 신호 생성기(36)를 포함한다.As shown in Fig. 15, the hyperspectral detection unit (30) includes a first lens (31), a slit element (32), a second lens (33), a spectral element (34), a focusing lens (35), and a spectral signal generator (36).

상기 제1 렌즈(31)는 상기 산란광 분리부(10)로부터 출력되는 검출광(산란광)을 수신한다.The above first lens (31) receives the detection light (scattered light) output from the scattered light separation unit (10).

상기 슬릿 요소(32)는 상기 제1 렌즈(31)를 통과한 검출광으로부터 필요한 부분을 추출하기 위해 사용된다. 검출광은 슬릿 요소(32)에 의해 발산할 수 있다.The above slit element (32) is used to extract a necessary portion from the detection light passing through the first lens (31). The detection light can be diverged by the slit element (32).

상기 제2 렌즈(33)는 상기 슬릿 요소(32)를 통과한 검출광을 수신한다. 상기 제2 렌즈(33)는 검출광이 평행광 또는 수렴광이 되도록 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(33)는 콜리메이팅 렌즈(collimating lens)일 수 있다. 콜리메이팅 렌즈는 볼록 렌즈를 포함할 수 있다.The second lens (33) receives the detection light passing through the slit element (32). The second lens (33) can adjust the detection light to be parallel light or convergent light. For example, the second lens (33) can be a collimating lens. The collimating lens can include a convex lens.

상기 분광 요소(34)는 상기 제2 렌즈(33)를 통과한 검출광을 분광시킨다. 상기 분광 요소(34)는 기구적으로 형성될 수도 있고, 도 10과 같이 전기적으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 기구적으로 형성되는 분광 요소(34)는 프리즘일 수 있다.The above-mentioned spectral element (34) spectra the detection light passing through the second lens (33). The above-mentioned spectral element (34) may be formed mechanically or may be formed electrically as shown in Fig. 10. For example, the mechanically formed spectral element (34) may be a prism.

상기 분광 요소(34)는 서로 다른 파장 대역의 광들을 각각 통과 시킬 수 있다. 상기 분광 요소(34)는 상기 제2 렌즈(33)로부터 제공되는 검출광이 공간적으로 서로 상이한 파장들을 갖도록 필터링할 수 있다. 다시 말해, 분광 요소(34)의 서로 다른 영역들을 통과한 검출광의 부분들을 서로 다른 파장들을 가질 수 있다.The above spectral element (34) can pass light of different wavelength bands. The above spectral element (34) can filter the detection light provided from the second lens (33) so that it has spatially different wavelengths. In other words, portions of the detection light that have passed through different regions of the spectral element (34) can have different wavelengths.

상기 집광 렌즈(35)는 상기 분광 요소(34)에 의해 분광된 검출광을 집속시킨다. 상기 분광된 검출광은 상기 집광 렌즈(35)를 지나 상기 스펙트럼 신호 생성기(36)에 제공된다. 예를 들어, 상기 집광 렌즈(35)는 볼록 렌즈를 포함할 수 있다.The above-described focusing lens (35) focuses the detection light that has been spectrally divided by the above-described spectral element (34). The spectrally divided detection light passes through the focusing lens (35) and is provided to the spectrum signal generator (36). For example, the focusing lens (35) may include a convex lens.

상기 스펙트럼 신호 생성기(36)는 상기 집광 렌즈(35)를 통과한 상기 분광 요소(34)에 의해 분광된 검출광에 대한 스펙트럼 신호를 생성(검출)한다. 상기 스펙트럼 신호 생성기(35)는 생성된 스펙트럼 신호를 제어부(40)에 제공한다.The above spectrum signal generator (36) generates (detects) a spectrum signal for the detection light that has been spectrally divided by the spectral element (34) that has passed through the collecting lens (35). The spectrum signal generator (35) provides the generated spectrum signal to the control unit (40).

상기 제어부(40)는, 상기 초분광 검출부(30)로부터 전달받은 상기 스펙트럼 신호 및 상기 검사 위치 획득부(10)로부터 전달받은 검사 영역의 위치 변위에 기반하여 객체의 2D 초분광 이미지를 생성할 수 있다. 객체의 2D 초분광 이미지는 객체의 위치별 스펙트럼 분포 정보가 빠르게 생성될 수 있다. 다시 말해, 객체의 초분광 이미지는 객체의 위치별 스펙트럼 분포의 집합이다. The above control unit (40) can generate a 2D hyperspectral image of the object based on the spectrum signal received from the hyperspectral detection unit (30) and the displacement of the inspection area received from the inspection position acquisition unit (10). The 2D hyperspectral image of the object can quickly generate the spectral distribution information for each position of the object. In other words, the hyperspectral image of the object is a collection of spectral distributions for each position of the object.

예를 들어, 상기 제어부(40)는 각각의 1D 초분광 이미지에서 오프셋(offset)을 제거하고, 오프셋이 제거된 1D 초분광 이미지들을 위치 변위에 근거하여 합산(summation)함으로써, 객체에 대한 2D 초분광 이미지를 생성할 수 있다. 다만, 본 발명에서 초분광 이미지의 생성 방법은 이에 제한되지 않고, 공지된 초분광 이미지 생성 방법이 사용될 수도 있다.For example, the control unit (40) can generate a 2D hyperspectral image of an object by removing an offset from each 1D hyperspectral image and summing the 1D hyperspectral images from which the offset has been removed based on the positional displacement. However, the method for generating a hyperspectral image in the present invention is not limited thereto, and a known hyperspectral image generating method may be used.

또한, 상기 제어부(40)는 초분광 스텍트럼 신호 및 2D 초분광 이미지로부터 객체(피부)의 성분을 측정 및 분석할 수 있다.In addition, the control unit (40) can measure and analyze components of an object (skin) from a hyperspectral spectrum signal and a 2D hyperspectral image.

도 16은 본 발명에 따른 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 방법의 일실시예 흐름도이다.FIG. 16 is a flow chart of an embodiment of a skin component measurement method capable of 2D expansion of a hyperspectral image according to the present invention.

먼저, 광원부(20)가 산란광 분리부(10)의 입구(101)로 단일 파장을 가지는 광을 조사한다(S10).First, the light source unit (20) irradiates light having a single wavelength to the inlet (101) of the scattered light separation unit (10) (S10).

이후, 상기 산란광 분리부(10)의 입사광 선형화부(100)가 상기 조사되는 입사광을 선형 광으로 변환하여 출력한다(S20).Thereafter, the incident light linearization unit (100) of the scattered light separation unit (10) converts the incident light being irradiated into linear light and outputs it (S20).

이후, 상기 선형 광이 객체(피부)의 검사 영역에 반사된 후 상기 산란광 분리부(10)의 산란광 검출부(200)가 출구(203)로 산란광만 검출하여 출력한다(S30).Thereafter, after the linear light is reflected in the inspection area of the object (skin), the scattered light detection unit (200) of the scattered light separation unit (10) detects only the scattered light and outputs it to the exit (203) (S30).

상기 산란광검출단계(S30)와 동시에, 상기 선형 광이 상기 객체의 검사 영역에 반사된 후 상기 산란광 분리부(10)의 반사광 제거부(300)에서 상기 산란광을 제외한 반사광이 제거된다(S40).At the same time as the above-mentioned scattered light detection step (S30), after the linear light is reflected in the inspection area of the object, the reflected light excluding the scattered light is removed in the reflected light removal unit (300) of the scattered light separation unit (10) (S40).

상기 산란광검출단계(S30)와 동시에, 검사 위치 획득부(50)는 발광부(51) 및 광학센서(53)를 이용하여 검사 영역의 위치 변위를 획득한다(S50).Simultaneously with the above-mentioned scattered light detection step (S30), the inspection position acquisition unit (50) acquires the positional displacement of the inspection area using the light-emitting unit (51) and the optical sensor (53) (S50).

이후, 초분광 검출부(30)가 상기 산란광 분리부(10)의 출구(203)로부터 인가되는 상기 산란광의 스펙트럼 신호들을 초분광 방식으로 검출한다(S50).Thereafter, the hyperspectral detection unit (30) detects the spectrum signals of the scattered light applied from the outlet (203) of the scattered light separation unit (10) in a hyperspectral manner (S50).

이후, 제어부(40)가 상기 초분광 검출부(30)로부터 전달받은 상기 스펙트럼 신호들과 상기 검사 위치 획득부(50)로부터 전달받은 검사 영역의 위치 변위에 기반하여 2D 초분광 이미지를 생성한다(S60).Thereafter, the control unit (40) generates a 2D hyperspectral image based on the spectrum signals received from the hyperspectral detection unit (30) and the positional displacement of the inspection area received from the inspection position acquisition unit (50) (S60).

이후, 상기 제어부(40)가 상기 생성된 2D 초분광 이미지를 분석하여 피부 성분을 측정한다(S70).Thereafter, the control unit (40) analyzes the generated 2D hyperspectral image to measure skin components (S70).

상기 검사위치변위획득단계(S50)의 상세 단계에 대해 살펴보면 다음과 같다.The detailed steps of the above inspection position displacement acquisition step (S50) are as follows.

먼저 발광부(51)에서 빛을 출력한다.First, light is output from the light emitting unit (51).

이후, 광학렌즈(52)가 상기 발광부(51)를 통해 출력되는 빛을 유도 및 굴절시켜 상기 객체 표면의 감지 영역으로 인가시킨다.Thereafter, the optical lens (52) guides and refracts the light output through the light emitting unit (51) and applies it to the detection area of the object surface.

이후, 광학센서(53)가 감지 영역에서 반사되는 빛을 인식한다.Afterwards, the optical sensor (53) detects the light reflected from the detection area.

이후, 마이크로프로세서(54)가 상기 광학센서(53)를 통해 상기 감지 영역의 현재 이미지를 감지하고, 이전 이미지와 비교하여 X축 방향으로의 이동량(Δx) 및 Y축 방향으로의 이동량(Δy)을 계산하여, 상기 X축 방향으로의 이동량(Δx) 및 Y축 방향으로의 이동량(Δy)을 상기 위치 변위로 획득한다.Thereafter, the microprocessor (54) detects the current image of the detection area through the optical sensor (53), compares it with the previous image, calculates the amount of movement (Δx) in the X-axis direction and the amount of movement (Δy) in the Y-axis direction, and obtains the amount of movement (Δx) in the X-axis direction and the amount of movement (Δy) in the Y-axis direction as the positional displacement.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 방법에 대하여 설명하였지만, 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 방법을 구현하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 및 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램 역시 구현 가능함은 물론이다.Although the method for measuring skin components capable of 2D expansion of a hyperspectral image according to one embodiment of the present invention has been described above, it is also possible to implement a computer-readable recording medium storing a program for implementing the method for measuring skin components capable of 2D expansion of a hyperspectral image and a program stored in the computer-readable recording medium for implementing the method for measuring skin components capable of 2D expansion of a hyperspectral image.

즉, 상술한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 방법은 이를 구현하기 위한 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현됨으로써, 컴퓨터를 통해 판독될 수 있는 기록매체에 포함되어 제공될 수도 있음을 당업자들이 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 다시 말해, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리, USB 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.That is, it will be easily understood by those skilled in the art that the skin component measurement method capable of 2D expansion of the hyperspectral image described above may be provided by being included in a recording medium that can be read by a computer, by tangibly implementing a program of commands for implementing it. In other words, it may be implemented in the form of a program command that can be executed by various computer means, and may be recorded on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may include program commands, data files, data structures, etc., singly or in combination. The program commands recorded on the computer-readable recording medium may be those specially designed and configured for the present invention, or may be those known to and usable by those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROMs, RAMs, flash memories, USB memories, and the like. Examples of the program instructions include not only machine language codes generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, etc. The hardware devices may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application is diverse, and various modifications can be implemented without departing from the gist of the present invention claimed in the claims.

10: 산란광 분리부 20: 광원부
30: 초분광 검출부 40: 제어부
50: 검사 위치 획득부
100: 입사광 선형화부 200: 산란광 검출부
300: 반사광 제거부 400: 지지부
101: 입구 102: 제1 가이드
102a: 제1 전면 102b: 제1 후면
102c: 제1 좌측면 102d: 제1 우측면
103: 제1 슬릿
201: 제2 슬릿 202: 제2 가이드
202a: 제2 전면 202b: 제2 후면
202c: 제2 좌측면 202d: 제2 우측면
203: 출구
301: 제3 슬릿 302: 제3 가이드
302a: 제3 전면 302b: 제3 후면
302c: 제3 좌측면 302d: 제3 우측면
401: 라인 형태의 홀
402a: 제4 전면 402b: 제4 후면
402c: 제4 좌측면 402d: 제4 우측면
31: 제1 렌즈 32: 슬릿 요소
33: 제2 렌즈 34; 분광요소
35: 집광렌즈 36: 스펙트럼 신호 생성기
51: 발광부(LED) 52: 광학렌즈
53: 광학센서 54; 마이크로프로세서
S10: 광조사단계
S20: 입사광선형화단계
S30: 산란광검출단계
S40: 반사광제거단계
S50: 검사위치변위획득단계
S60: 스펙트럼신호검출단계
S70: 2D 초분광이미지생성단계
S80: 피부성분측정단계
10: Scattered light separation section 20: Light source section
30: Hyperspectral detection unit 40: Control unit
50: Acquire the inspection location
100: Incident light linearization section 200: Scattered light detection section
300: Reflection removal part 400: Support part
101: Entrance 102: Guide 1
102a: 1st front 102b: 1st rear
102c: 1st left side 102d: 1st right side
103: 1st slit
201: 2nd slit 202: 2nd guide
202a: 2nd front 202b: 2nd rear
202c: 2nd left side 202d: 2nd right side
203: Exit
301: 3rd slit 302: 3rd guide
302a: 3rd front 302b: 3rd rear
302c: 3rd left side 302d: 3rd right side
401: Line-shaped hole
402a: 4th front 402b: 4th rear
402c: 4th left side 402d: 4th right side
31: First lens 32: Slit element
33: Second lens 34; Spectroscopic element
35: Concentrator lens 36: Spectral signal generator
51: Light-emitting part (LED) 52: Optical lens
53: Optical sensor 54; Microprocessor
S10: Light irradiation stage
S20: Incident beam linearization stage
S30: Scattered light detection stage
S40: Reflection removal step
S50: Inspection position displacement acquisition step
S60: Spectrum signal detection stage
S70: 2D hyperspectral image generation stage
S80: Skin component measurement stage

Claims (10)

위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템에 있어서,
단일 파장을 갖는 광을 조사하기 위한 광원부(20);
상기 광원부(20)로부터 인가되는 입사광을 선형화하고 상기 입사광에 대한 반사광과 외부로부터 유입되는 광을 차단하고, 산란광만을 출력하기 위한 산란광 분리부(10);
상기 산란광 분리부(10)와 기설정 거리만큼 떨어진 일 측에 구비되어, 객체(피부 표면)의 검사 영역의 위치 이동량을 감지하여 위치 변위를 획득하기 위한 검사 위치 획득부(50);
상기 산란광 분리부(10)의 출구로부터 인가되는 상기 산란광의 스펙트럼 신호를 초분광 방식으로 검출하기 위한 초분광 검출부(30);
상기 광원부(20) 및 상기 초분광 검출부(30)의 동작을 제어하며, 상기 산란광의 스펙트럼 신호를 상기 검사 위치 획득부(50)로부터 전달받은 위치 변위에 기반하여 2D 초분광 이미지를 생성하고, 상기 생성된 2D 초분광 이미지를 분석하여 피부 성분을 분석 및 측정하기 위한 제어부(40)
를 포함하는 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템.
In a skin component measurement system capable of 2D expansion of hyperspectral images using positional displacement,
A light source unit (20) for irradiating light having a single wavelength;
A scattered light separation unit (10) for linearizing the incident light applied from the light source unit (20), blocking the reflected light of the incident light and the light coming in from the outside, and outputting only the scattered light;
An inspection position acquisition unit (50) provided on one side at a preset distance from the above-mentioned scattered light separation unit (10) to detect the amount of positional movement in the inspection area of the object (skin surface) and acquire positional displacement;
A hyperspectral detection unit (30) for detecting the spectrum signal of the scattered light applied from the exit of the scattered light separation unit (10) in a hyperspectral manner;
A control unit (40) for controlling the operation of the light source unit (20) and the hyperspectral detection unit (30), generating a 2D hyperspectral image based on the position displacement received from the inspection position acquisition unit (50) of the spectral signal of the scattered light, and analyzing and measuring skin components by analyzing the generated 2D hyperspectral image.
A skin component measurement system capable of 2D expansion of hyperspectral images using positional displacement including .
제1항에 있어서,
상기 검사 위치 획득부(50)는,
빛을 출력하는 발광부(51);
상기 발광부(51)에서 출력되는 빛을 유도 및 굴절시켜 감지 영역으로 인가시키기 위한 광학렌즈(52);
상기 감지 영역에서 반사되는 빛을 인식하기 위한 광학센서(53); 및
상기 광학센서(53)를 통해 현재 이미지를 감지하고, 이전 이미지와 비교하여 X축 방향으로의 이동량(Δx) 및 Y축 방향으로의 이동량(Δy)을 획득하기 위한 마이크로프로세서(54)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템.
In the first paragraph,
The above inspection location acquisition unit (50) is
A light emitting part (51) that outputs light;
An optical lens (52) for inducing and refracting light output from the above light emitting unit (51) and applying it to the detection area;
An optical sensor (53) for recognizing light reflected from the above detection area; and
A microprocessor (54) for detecting the current image through the optical sensor (53) and comparing it with the previous image to obtain the amount of movement in the X-axis direction (Δx) and the amount of movement in the Y-axis direction (Δy)
A skin component measurement system capable of 2D expansion of hyperspectral images using positional displacement, characterized by including:
제1항에 있어서,
상기 산란광 분리부에 있어서,
입사되는 입사광을 선형 광으로 변환하여 출력하는 입사광 선형화부(100);
상기 입사광 선형화부를 통해 출력되는 선형 광이 객체의 검사 영역에 반사된 후 산란광만 검출하기 위한 산란광 검출부(200);
상기 선형 광이 상기 객체에 반사된 후 산란광을 제외한 반사광을 제거하기 위한 반사광 제거부(300); 및
상기 입사광 선형화부, 상기 산란광 검출부 및 상기 반사광 제거부의 하부에 구비되어 상기 객체와 맞닿으며, 상기 선형 광이 상기 객체의 검사 영역으로 인가되도록 라인 형태의 홀(401)을 구비하고, 상기 객체의 검사 영역으로 상기 선형 광 이외에 외부의 광이 인가되지 않도록 암실화하기 위한 지지부(400)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템.
In the first paragraph,
In the above scattered light separation section,
An incident light linearization unit (100) that converts incident light into linear light and outputs it;
A scattered light detection unit (200) for detecting only scattered light after linear light output through the above incident light linearization unit is reflected in the inspection area of the object;
A reflection light removal unit (300) for removing reflected light excluding scattered light after the linear light is reflected on the object; and
A line-shaped hole (401) is provided at the lower part of the incident light linearization unit, the scattered light detection unit, and the reflected light removal unit, and is in contact with the object, so that the linear light is applied to the inspection area of the object, and a support unit (400) is provided to darken the inspection area of the object so that no external light other than the linear light is applied.
A skin component measurement system capable of 2D expansion of hyperspectral images using positional displacement, characterized by including:
제3항에 있어서,
상기 입사광 선형화부(100)는,
상부면에 상기 입사광이 인가되는 홀 형태의 입구(101);
상부로부터 하부로 갈수록 마주하는 한 쌍의 면인 제1 전면(102a) 및 제1 후면(102b)이 이루는 간격이 좁아지는 형태를 가지고, 마주하는 다른 한 쌍의 면인 제1 좌측면(102c) 및 제1 우측면(102d)은 평행한 상태로 상기 입사광을 선형화하고, 외부로부터 인가되는 광을 제한하는 제1 가이드(102); 및
상기 제1 가이드(102)의 하부에 형성되어 상기 제1 가이드(102)를 통과하여 선형화된 상기 선형 광이 출력되는 라인 형태의 제1 슬릿(103)
을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템.
In the third paragraph,
The above incident light linearization unit (100) is
An entrance (101) in the form of a hole through which the incident light is applied to the upper surface;
A first guide (102) having a shape in which the gap between a pair of facing surfaces, the first front side (102a) and the first back side (102b), narrows from the top to the bottom, and the other pair of facing surfaces, the first left side (102c) and the first right side (102d), are parallel to linearize the incident light and limit the light applied from the outside; and
A first slit (103) in the form of a line formed at the lower portion of the first guide (102) and through which the linear light is outputted by passing through the first guide (102).
A skin component measurement system capable of 2D expansion of hyperspectral images using positional displacement, characterized by including:
제4항에 있어서,
상기 산란광 검출부(200)는,
하부면에 형성되어 상기 제1 슬릿(103)으로부터 출력되는 상기 선형 광이 상기 객체에 반사된 후 상기 산란광만 인가되는 라인 형태의 제2 슬릿(201);
상기 제2 슬릿(201)을 통해 인가되는 상기 산란광이 가이드되되, 하부로부터 상부로 갈수록 마주하는 한 쌍의 면인 제2 전면(202a) 및 제2 후면(202b)이 이루는 간격이 넓어지는 형태를 가지고, 마주하는 다른 한 쌍의 면인 제2 좌측면(202c) 및 제2 우측면(202d)은 평행한 상태로 외부로부터 인가되는 광을 제한하는 제2 가이드(202); 및
상기 제2 가이드(202)의 상부에 형성되어 상기 산란광이 출력되는 원형의 홀이 형성된 출구(203)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템.
In paragraph 4,
The above scattered light detection unit (200)
A second slit (201) in the form of a line formed on the lower surface and to which only the scattered light is applied after the linear light output from the first slit (103) is reflected on the object;
The second guide (202) restricts the light applied from the outside by guiding the scattered light applied through the second slit (201) in such a way that the gap between the second front side (202a) and the second back side (202b), which are a pair of opposing surfaces, increases from the bottom to the top, and the second left side (202c) and the second right side (202d), which are a pair of opposing surfaces, are parallel; and
An outlet (203) formed on the upper part of the second guide (202) and having a circular hole through which the scattered light is output
A skin component measurement system capable of 2D expansion of hyperspectral images using positional displacement, characterized by including:
제5항에 있어서,
상기 반사광 제거부(300)는,
하부면에 형성되어, 상기 제1 슬릿(103)으로부터 출력되는 상기 선형 광이 상기 객체에 반사된 후 상기 반사광이 인가되는 라인 형태의 제3 슬릿(301); 및
상기 제3 슬릿(301)을 통해 인가되는 상기 반사광이 가이드되되, 하부로부터 상부로 갈수록 마주하는 한 쌍의 면인 제3 전면(302a) 및 제3 후면(302b)이 이루는 간격이 좁아져서 서로 만나는 형태를 가지고, 마주하는 나머지 한 쌍의 면인 제3 좌측면(302c) 및 제3 우측면(302d)은 평행한 상태로 외부로부터 인가되는 광을 제한하고, 상기 반사광이 수렴되어 열에너지로 변환되도록 하는 제3 가이드(302)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템.
In paragraph 5,
The above-mentioned reflection removal unit (300) is
A third slit (301) in the form of a line formed on the lower surface, to which the linear light output from the first slit (103) is reflected on the object and then the reflected light is applied; and
The third guide (302) that guides the reflected light applied through the third slit (301), but has a shape in which the gap between the third front side (302a) and the third back side (302b), which are a pair of facing surfaces that face each other from the bottom to the top, narrows and meets each other, and the remaining pair of facing surfaces, the third left side (302c) and the third right side (302d), are parallel to restrict the light applied from the outside and allow the reflected light to converge and be converted into heat energy.
A skin component measurement system capable of 2D expansion of hyperspectral images using positional displacement, characterized by including:
제2항에 있어서,
상기 산란광 분리부(10)는
금속 소재로 형성되고, 전체 모든 면이 검은색의 산화막으로 코팅된 것을 특징으로 하고,
상기 발광부(51)에서 출력되는 빛 또는 상기 감지 영역에서 반사되는 빛이 상기 산란광 분리부(10)로 인가되지 않도록 상기 검사 위치 획득부(50)의 외부는 상기 감지 영역을 제외하고 모두 밀폐된 구조로 형성된 것을 특징으로 하고,
상기 산란광 분리부(10)를 통해 검사하는 상기 객체의 검사 영역과 상기 검사 위치 획득부(50)를 통해 감지하는 상기 감지 영역은 상기 기설정 거리만큼 떨어져 구비되며,
상기 감지 영역의 X축 방향으로의 이동량(Δx) 및 Y축 방향으로의 이동량(Δy)이 상기 객체의 검사 영역의 위치 변위가 되는 것을 특징으로 하는 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템.
In the second paragraph,
The above scattered light separation unit (10)
It is formed of metal material and is characterized by having all surfaces coated with a black oxide film.
The exterior of the inspection position acquisition unit (50) is formed as a sealed structure except for the detection area so that the light output from the light emitting unit (51) or the light reflected from the detection area is not applied to the scattered light separation unit (10).
The inspection area of the object inspected through the above-mentioned scattered light separation unit (10) and the detection area detected through the above-mentioned inspection position acquisition unit (50) are provided at a distance apart from each other by the preset distance.
A skin component measurement system capable of 2D expansion of a hyperspectral image using positional displacement, characterized in that the amount of movement (Δx) in the X-axis direction and the amount of movement (Δy) in the Y-axis direction of the above detection area become positional displacement of the inspection area of the above object.
제1항에 있어서,
상기 초분광 검출부(30)는,
상기 산란광 분리부(10)로부터 출력되는 검출광을 수신하는 제1 렌즈(31);
상기 제1 렌즈(31)를 통과한 검출광으로부터 필요한 부분을 추출하기 위한 슬릿 요소(32);
상기 슬릿 요소(32)를 통과한 검출광을 수신하는 제2 렌즈(33);
상기 제2 렌즈(330)를 통과한 검출광을 분광시키는 분광 요소(34);
상기 분광된 검출광을 집속시키는 집광 렌즈(35); 및
상기 집광 렌즈(35)를 통과한 상기 분광 요소(34)에 의해 분광된 검출광에 대한 스펙트럼 신호를 생성하는 스펙트럼 신호 생성기(36)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 시스템.
In the first paragraph,
The above hyperspectral detection unit (30) is
A first lens (31) that receives detection light output from the above-mentioned scattered light separation unit (10);
A slit element (32) for extracting a necessary portion from the detection light passing through the first lens (31);
A second lens (33) that receives detection light passing through the above slit element (32);
A spectral element (34) that disperses the detection light passing through the second lens (330);
A focusing lens (35) that focuses the above-mentioned scattered detection light; and
A spectrum signal generator (36) that generates a spectrum signal for the detection light that has been spectrally divided by the spectral element (34) that has passed through the above-mentioned collecting lens (35).
A skin component measurement system capable of 2D expansion of hyperspectral images using positional displacement, characterized by including:
위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 방법에 있어서,
단일 파장을 갖는 광을 산란광 분리부의 입구로 조사하는 광조사단계(S10);
상기 조사되는 입사광을 선형 광으로 변환하여 출력하는 입사광선형화단계(S20);
상기 선형 광이 객체(피부)의 검사 영역에 반사된 후 상기 산란광 분리부의 출구로 산란광만 검출하는 산란광검출단계(S30);
상기 선형 광이 상기 객체의 검사 영역에 반사된 후 상기 산란광을 제외한 반사광이 제거되는 반사광제거단계(S40);
검사 위치 획득부를 이용하여 상기 객체의 검사 영역에 대한 위치 변위를 획득하는 검사위치변위획득단계(S50);
상기 산란광 분리부의 출구로부터 인가되는 상기 산란광의 스펙트럼 신호들을 초분광 방식으로 검출하는 스펙트럼신호검출단계(S60);
상기 스펙트럼 신호들과 상기 검사 위치 획득부로부터 전달받은 검사 영역의 위치 변위에 기반하여 2D 초분광 이미지를 생성하는 2D초분광이미지생성단계(S70); 및
상기 생성된 2D 초분광 이미지를 분석하여 피부 성분을 측정하는 피부성분측정단계(S80)
를 포함하는 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 방법.
A skin component measurement method capable of 2D expansion of hyperspectral images using positional displacement,
A light irradiation step (S10) for irradiating light having a single wavelength into the entrance of a scattered light separation unit;
An incident light linearization step (S20) that converts the incident light investigated above into linear light and outputs it;
A scattered light detection step (S30) for detecting only the scattered light through the exit of the scattered light separation unit after the linear light is reflected in the inspection area of the object (skin);
A reflected light removal step (S40) in which reflected light excluding the scattered light is removed after the linear light is reflected in the inspection area of the object;
An inspection position displacement acquisition step (S50) for acquiring a position displacement of the object in the inspection area using an inspection position acquisition unit;
A spectrum signal detection step (S60) for detecting spectrum signals of the scattered light applied from the exit of the scattered light separation unit in a hyperspectral manner;
A 2D hyperspectral image generation step (S70) for generating a 2D hyperspectral image based on the above spectrum signals and the positional displacement of the inspection area received from the inspection position acquisition unit; and
Skin component measurement step (S80) for measuring skin components by analyzing the 2D hyperspectral image generated above
A skin component measurement method capable of 2D expansion of hyperspectral images using positional displacement including .
제9항에 있어서,
상기 검사위치변위획득단계(S50)는,
발광부에서 빛을 출력하는 발광 단계;
상기 발광부를 통해 출력되는 빛을 유도 및 굴절시켜 상기 객체 표면의 감지 영역으로 인가시키는 유도 및 굴절 단계;
상기 감지 영역에서 반사되는 빛을 인식하는 감지단계;
상기 감지단계를 통해 상기 감지 영역의 현재 이미지를 감지하고, 이전 이미지와 비교하여 X축 방향으로의 이동량(Δx) 및 Y축 방향으로의 이동량(Δy)을 계산하는 단계; 및
상기 X축 방향으로의 이동량(Δx) 및 Y축 방향으로의 이동량(Δy)을 상기 위치 변위로 획득하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 변위를 이용한 초분광 이미지의 2D 확장이 가능한 피부 성분 측정 방법.
In Article 9,
The above inspection position displacement acquisition step (S50) is
A light emitting step that outputs light from a light emitting part;
An induction and refraction step of inducing and refracting light output through the above light-emitting unit and applying it to a detection area on the surface of the object;
A detection step for recognizing light reflected from the above detection area;
A step of detecting the current image of the detection area through the above detection step and calculating the amount of movement (Δx) in the X-axis direction and the amount of movement (Δy) in the Y-axis direction by comparing it with the previous image; and
A step of obtaining the displacement in the X-axis direction (Δx) and the displacement in the Y-axis direction (Δy) as the position displacement.
A skin component measurement method capable of 2D expansion of a hyperspectral image using positional displacement, characterized in that it includes.
KR1020230083389A 2023-06-28 2023-06-28 Skin component measurement system capable of 2d expansion of hyperspectral image using positional displacement and method thereof Pending KR20250001175A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230083389A KR20250001175A (en) 2023-06-28 2023-06-28 Skin component measurement system capable of 2d expansion of hyperspectral image using positional displacement and method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230083389A KR20250001175A (en) 2023-06-28 2023-06-28 Skin component measurement system capable of 2d expansion of hyperspectral image using positional displacement and method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20250001175A true KR20250001175A (en) 2025-01-06

Family

ID=94236889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230083389A Pending KR20250001175A (en) 2023-06-28 2023-06-28 Skin component measurement system capable of 2d expansion of hyperspectral image using positional displacement and method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20250001175A (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210112566A (en) 2020-03-05 2021-09-15 한국전자통신연구원 Hyperspectral sensor
KR20220101344A (en) 2021-01-11 2022-07-19 삼성전자주식회사 Optical measuring system based on hyperspectral imaging and method of correcting the system
KR102424799B1 (en) 2016-02-02 2022-07-22 케이엘에이 코포레이션 Systems and Methods for Hyperspectral Imaging Instrumentation
KR20220114292A (en) 2021-02-08 2022-08-17 한국전자통신연구원 Optical system capable of improving spatial resolution of hyperspectral imaging and method for optical alignment using thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102424799B1 (en) 2016-02-02 2022-07-22 케이엘에이 코포레이션 Systems and Methods for Hyperspectral Imaging Instrumentation
KR20210112566A (en) 2020-03-05 2021-09-15 한국전자통신연구원 Hyperspectral sensor
KR20220101344A (en) 2021-01-11 2022-07-19 삼성전자주식회사 Optical measuring system based on hyperspectral imaging and method of correcting the system
KR20220114292A (en) 2021-02-08 2022-08-17 한국전자통신연구원 Optical system capable of improving spatial resolution of hyperspectral imaging and method for optical alignment using thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1761816B1 (en) Autofocus mechanism for spectroscopic system
JP4887989B2 (en) Optical microscope and spectrum measuring method
US9909992B2 (en) Optical spectrometer with matched étendue
US8692990B2 (en) Illumination of diffusely scattering media
CN103091299A (en) Laser differential confocal map microimaging imaging method and device
US20060142662A1 (en) Analysis apparatus and method comprising auto-focusing means
US10088363B2 (en) Biometric sensor and biometric analysis system including the same
WO2013129519A1 (en) Spectral characteristics measurement device and method for measuring spectral characteristics
CN102680450A (en) Measurement apparatus and measurement method
KR102684802B1 (en) Spectroscopic device with improved spectral sensitivity for raman hyperspectroscopy and raman hyperspectral system having the same
KR102684804B1 (en) System for measuring raman hyperspectroscopy depth profile of object using inclined probe
KR20160102161A (en) Biological-information measurement device
JPH11230901A (en) Light reflection measurement device
US10478106B2 (en) Probe, system, and method for non-invasive measurement of blood analytes
US7817268B2 (en) Alignment system for spectroscopic analysis
JP2019045396A (en) Raman spectrometry device and method for raman spectrometry
KR20250001175A (en) Skin component measurement system capable of 2d expansion of hyperspectral image using positional displacement and method thereof
JP2009244156A (en) Spectroscopic device and spectral confocal microscope
KR20250001170A (en) Separator of scattered light for raman hyperspectroscopy, skin component measurement system using the same, and method thereof
WO2016174963A1 (en) Microscope device
JP4672498B2 (en) Concrete degradation factor detection method and detection apparatus
JP7129730B2 (en) An image-based large-area sample analyzer, an image-based sample analyzer using medium characteristic differences, and a method of measuring and analyzing a sample using the same
JP2007078657A (en) Concrete degradation factor detection method
JP2025529281A (en) Laser array excitation and multichannel detection in spectroscopy
WO2016121540A1 (en) Spectrometry device and spectrometry method

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

D13-X000 Search requested

St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000