KR101184273B1 - 분리형 분광기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분리형 분광기에 관한 것으로서, (ⅰ) 보호창과 샘플칸 중에서 선택된 어느 하나, 광원, 및 반사판이 일체로 조립되어 구동수단의 작동에 의해 분석용 조립체와 접촉 분리되는 광원용 조립체 및 (ⅱ) 보호창과 샘플칸 중에서 상기 광원용 조립체에 포함되지 않은 나머지 하나, 광분산유닛 및 검출기가 일체로 조립되어 구동수단의 작동에 의해 상기 광원용 조립체와 접촉, 분리되는 분석용 조립체로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명은 분광기를 구성하는 광원부와 분석/검출부들이 구동수단에 의해 서로 접촉, 분리 가능한 별개의 조립체로 각각 구성되기 때문에 각 조립체의 크기를 보다 더 소형화할 수 있다. 그로 인해 본 발명은 휴대폰, 화장실 변기 등에 설치되는 건강검진용 기구등으로 유용하다.

Description

분리형 분광기{Separating type spectrophotometer}

본 발명은 분리형 분광기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 광원부와 분석/검출부가 서로 분리된 별도의 조립체로 각각 구성되어 휴대폰, 화장실 변기 등의 생활용품에 건강검진기구 등으로 설치, 사용하는데 유용한 분리형 분광기에 관한 것이다.

분광기는 광원부, 광분산 유닛 및 검출부로 구성되며, 어떤 물질이 특정한 파장의 광원만을 흡수하는 원리를 이용하여 시료의 종류나 시료내 함유된 특정 물질을 분석하는 기기로 널리 알려져 있다.

현재 분광기로는 FT(Fourier Transform) 분광기와 ATR(Attenuated Total Reflectance) 분광기가 널리 사용된다.

상기 ART 분광기의 원리는 미국 등록특허 제4,730,882호 및 미국 등록특허 제6,420,708호 등에 상세하게 기재되어 있으며, ART 분광기의 크기는 7㎝×15.25㎝ ×16.5㎝ 정도로 손으로 휴대할 정도까지 소형화 되었지만, 휴대폰 등과 같은 일반 생활용품에 부착 또는 내장하여 건강검진용 기구로 사용하기 위해서는 아직까지 크기가 너무 큰 문제가 있었다.

다시 말해, 종래 분광기들은 이를 구성하는 광원부, 광분산유닛 및 검출부 들이 한개의 조립체로 구성되기 때문에 크기가 휴대폰 등과 같은 생활용품에 내장될 수 있는 정도로 소형화 되는데는 한계가 있었다.

본 발명의 과제는 이와 같은 종래 분광기의 문제점을 해결할 수 있도록 크기가 최소화되어 휴대폰 등과 같은 생활용품에 내장되어 건강검진용 기구등으로 사용이 가능한 분리형 분광기를 제공하는 것이다.

이와 같은 과제를 달성하기 위해서 본 발명에서는 (ⅰ) 보호창과 샘플칸 중에서 선택된 어느 하나, 광원, 및 반사판이 일체로 조립되어 구동수단의 작동에 의해 분석용 조립체와 접촉 분리되는 광원용 조립체 및 (ⅱ) 보호창과 샘플칸 중에서 상기 광원용 조립체에 포함되지 않은 나머지 하나, 광분산유닛 및 검출기가 일체로 조립되어 구동수단의 작동에 의해 상기 광원용 조립체와 접촉, 분리되는 분석용 조립체로 구성됨을 특징으로 하는 분리형 분광기를 제공한다.

보다 구체적으로, 본 발명에서는 상기 광원용 조립체와 분석용 조립체 들을 서로 분리된 별개의 조립체로 각각 제조함으로써 각 조립체의 크기를 소형화하고, 시료 분석시에는 구동수단의 작동에 의해 상기 광원용 조립체와 분석용 조립체를 서로 접촉시켜주는 분리형 분광기를 제공한다.

본 발명은 분광기를 구성하는 광원부와 분석/검출부들이 구동수단에 의해 서로 접촉, 분리 가능한 별개의 조립체로 각각 구성되기 때문에 각 조립체의 크기를 보다 더 소형화할 수 있다. 그로 인해 본 발명은 휴대폰, 화장실 변기 등에 설치되는 건강검진용 기구등으로 유용하다.

도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 분리형 분광기의 단면 모식도.
도 3 내지 도 4는 본 발명에 따른 분리형 분광기가 휴대폰(X)에 실장되어 건강검진용 기구로 사용되는 상태를 나타내는 모식도이다.
도 5 내지 도 6은 본 발명에 따른 분리형 분광기가 화장실 변기(Y)에 실장되어 건강검진용 기구로 사용되는 상태를 나타내는 모식도이다.

이하, 첨부한 도면 등을 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 분리형 분광기는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 (ⅰ) 광원(A₁), 반사판(A₃) 및 보호창(A₂)과 샘플칸(B₁) 중에서 선택된 하나가 일체로 조립되어 있는 광원용 조립체(A)와, (ⅱ) 광분산 유닛(B₂), 검출기(B₃) 및 보호창과 샘플칸 중에서 상기 광원용 조립체에 포함되지 않은 나머지 하나가 일체로 조립되어 있는 분석용 조립체(B)로 구성된다.

다시 말해, 도 1과 같이 광원용 조립체(A)가 광원(A₁), 반사판(A₃) 및 보호창(A₂)으로 구성되는 경우 분석용 조립체(B)는 샘플칸(B₁), 광분산 유닛(B₂) 및 검출기(B₃)로 구성되며, 도 2와 같이 광원용 조립체(A)가 광원(A₁), 반사판(A₃) 및 샘플칸(A₅)으로 구성되는 경우 분석용 조립체(B)는 보호창(B₄), 광분산 유닛(B₂) 및 검출기(B₃)로 구성된다.

도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 분리형 분광기의 단면 모식도이다.

도 1에 도시된 본 발명의 광원용 조립체(A)는 후술하는 분석용 조립체(B)의 상단에 위치하며, 반사판(A₃)과 보호창(A₂) 사이에 광원(A₁)이 배열된 구조이며, 광원용 조립체(A)의 하단 중앙부에는 요홈부(A₄)가 형성된 구조를 갖는다.

상기 요홈부(A₄)는 분석용 조립체(B)내 샘플칸(B₁)에 보관중인 샘플과 광원용 조립체의 하부면이 접촉되지 않도록 일정한 간격을 형성시키는 역할을 한다.

도 1에 도시된 본 발명의 분석용 조립체(B)는 검출기(B₃)와 샘플칸(B₁) 사이에 광분산 유닛(B₂)이 배열된 구조이며, 상기 샘플칸(B₁)은 광원용 조립체(A)와 분석용 조립체(B)를 접촉시켰을 때 광원용 조립체(A)내 보호창(A₂)과 마주보는 위치에 배열되어 진다.

도 2에 도시된 본 발명의 광원용 조립체(A)는 후술하는 분석용 조립체(B)의 하단에 위치하며, 반사판(A₃)과 샘플칸(A₅) 사이에 광원(A₁)이 배열된 구조로서, 상기 샘플칸(A₅)은 광원용 조립체(A)와 분석용 조립체(B)를 접촉시켰을 때 분석용 조립체(B)내 보호창(B₄)과 마주보는 위치에 배열된다.

도 2에 도시된 본 발명의 분석용 조립체(A)는 보호창(B₄)과 검출부(B₃) 사이에 광분산 유닛(B₂)이 배열된 구조이며, 분석용 조립체(A)의 하단 중앙부에는 요홈부(B₅)가 형성된 구조를 갖는다.

상기 요홈부(B₅)는 광원용 조립체(A)내 샘플칸(A₅)에 보관중인 샘플과 분석용 조립체의 하부면이 접촉되지 않도록 일정한 간격을 형성시키는 역할을 한다.

상기 광원용 조립체(A)와 분석용 조립체(B)는 자체 구동수단 또는 이들이 실장된 제품 자체의 구동수단(이하 "외부 구동수단" 이라고 함)에 의해 서로 접촉하거나 분리되어 진다.

본 발명에 따른 분리형 분광기는 광원용 조립체(A)와 분석용 조립체(B)를 접촉 또는 분리시켜 주는 구동수단을 더 포함할 수도 있다.

상기 광원용 조립체(A)와 분석용 조립체(B)는 자체 구동수단 또는 외부 구동수단에 의해 슬라이딩(Sliding) 방식, 폴딩(Folding)방식 또는 회전(Rotating) 방식으로 서로 접촉, 분리된다.

상기 구동수단들은 수동 또는 전기적 동력에 의해 작동한다.

상기 구동수단에 의해 광원용 조립체(A)와 분석용 조립체(B)가 서로 접촉할 때 도 1과 같이 광원용 조립체(A)가 분석용 조립체(B) 위에 위치할 수도 있고, 도 2와 같이 분석용 조립체(B)가 광원용 조립체(A) 위에 위치할 수도 있다.

상기 광원(A₁)으로는 적외선 광원 또는 소형램프 등이 사용될 수 있고, 상기 보호창(A₂, B₄)으로는 필요한 파장영역의 광원만 통과시키는 밴드-패스(Band-pass) 필터 또는 컷-오프(Cut-off) 필터 등을 사용하는 것이 바람직하다.

만약 상기의 필터들이 샘플칸(B₁,A₅) 위에 코팅된 상태로 설치된 경우에는, 상기 보호창(A₂,B₄)은 단순히 보호창 또는 방수창 역할만 하게 된다.

상기 반사판(A₃)은 광선을 모은 후 샘플칸(B₁,A₅)을 통해 검출기(B₃)로 전파하는 역할을 한다.

상기 요홈부(A₄,B₅)는 샘플칸(B₁,A₅)내에 보관된 샘플이 보호창(A₂,B₄)에 의해 긁히는 것을 방지하는 역할을 한다.

샘플칸(B₁,A₅)은 각각 광학재료들이며, 반드시 가시광선이나 근적외선을 위한 유리재질로 한정되는 것이 아니라, 중간영역대의 근적외선을 위한 ZnSe, Ge, 다이어몬드 등의 재질도 사용될 수 있다.

광분산유닛(B₂)은 선형가변형 필터(Linear Variable Filter) 또는 플라스모닉 어레이 필터(Plasmonic Array Filter)등인 것이 바람직하고, 검출기(B₃)는 내열(Pyro) 검출기 또는 실리콘 검출기 등이고, 집합체 형태로 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 분리형 분광기는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 휴대폰(X)에 내장되어 건강검진용 기구로 사용될 수 있다.

도 3 내지 도 4는 본 발명에 따른 분리형 분광기가 휴대폰에 실장되어 건강검진용 기구로 사용되는 상태를 나타내는 모식도이다.

구체적으로 본 발명을 구성하는 광원용 조립체(A)와 분석용 조립체(B)는 휴대폰(X)내에 서로 떨어진 상태로 실장(내장)된 후, 건강검진을 위해 샘플을 주입한 후 샘플칸(B₁,A₅)에 주입한 후 도 3과 같은 슬라이드(Sliding) 타입의 휴대폰 자체 구동기구 또는 도 4와 같은 폴딩(Folding) 타입의 휴대폰 자체 구동기구에 의해 상기 광원용 조립체(A)와 분석용 조립체(B)가 서로 접촉시켜 시료의 성분을 분석한다.

이때, 분석용 샘플로는 혈성, 혈액, 침(Saliva)등과 같은 액체나 분말 등이 사용될 수 있다.

또 다른 구현예로서, 본 발명에 따른 분리형 분광기는 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 화장실 변기(Y)에 내장되어 건강검진용 구기로 사용될 수 있다.

도 5 내지 도 6은 본 발명에 따른 분리형 분광기가 화장실 변기(Y)에 실장되어 건강검진용 기구로 사용되는 상태를 나타내는 모식도이다.

구체적으로 본 발명을 구성하는 광원용 조립체(A)와 분석용 조립체(B)는 도 5에 도시된 바와 같이 화장실 변기(Y) 내에 서로 떨어진 상태로 실장(내장)되어져 있다가, 소변 등의 샘플을 채취하고자 하는 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이 구동기구에 의해 샘플칸(B₁, A₅)을 구비한 이동레버(L₂)가 화장실 변기 내측으로 슬라이딩 방식 등으로 이동하여 변기 사용자의 소변 등을 샘플로 채취하고, 다시 구동기구에 의해 상기 이동레버(L₂)가 원래의 위치로 복귀하면서 광원용 조립체(A)와 분석용 조립체(B)가 서로 접촉한 상태로 원상회복된 후, 샘플 분석이 실시된다.

A : 광원용 조립체 A₁ : 광원
A₂,B₄ : 보호창 A₃ : 반사판
A₄,B₅ : 요홈부 B : 분석용 조립체
B₁, A₅ : 샘플칸 B₂ : 광분산 유닛
B₃ : 검출기 X : 휴대폰 기기
Y : 화장실 변기 L₁ : 고정레버
L₂ : 이동레버

Claims (6)

1. (ⅰ) 보호창과 샘플칸 중에서 선택된 어느 하나, 광원, 및 반사판이 일체로 조립되어 구동수단의 작동에 의해 분석용 조립체와 접촉 분리되는 광원용 조립체 및
   (ⅱ) 보호창과 샘플칸 중에서 상기 광원용 조립체에 포함되지 않은 나머지 하나, 광분산유닛 및 검출기가 일체로 조립되어 구동수단의 작동에 의해 상기 광원용 조립체와 접촉, 분리되는 분석용 조립체로 구성됨을 특징으로 하는 분리형 분광기
2. 제1항에 있어서, 상기 광원용 조립체와 분석용 조립체를 접촉 또는 분리시켜 주는 구동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 분광기.
3. 제1항에 있어서, 광원용 조립체와 분석용 조립체는 구동수단에 의해 슬라이딩(Sliding)방식, 폴딩(Folding) 방식 및 회전(Rotating)방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식으로 접촉, 분리되는 것을 특징으로 하는 분리형 분광기.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 구동수단은 수동 또는 전기적 동력에 의해 작동하는 것을 특징으로 하는 분리형 분광기.
5. 제1항에 있어서, 구동수단에 의해 광원용 조립체와 분석용 조립체가 서로 접촉할 때 광원용 조립체가 분석용 조립체 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 분리형 분광기.
6. 제1항에 있어서, 구동수단에 의해 광원용 조립체와 분석용 조립체가 서로 접촉할 때 분석용 조립체가 광원용 조립체 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 분리형 분광기.
   
   

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