KR101108554B1 - Apparatus and method for discriminating pearl - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진주 감별 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 광 간섭신호를 이용하여 진주를 형태학적으로 감별하는 것이 가능한 진주 감별 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 광원으로부터 조사되는 광을 기준광과 측정광으로 분할하는 광분할부; 상기 광분할부로부터 분할된 기준광을 입력받아 상기 광분할부 측으로 반사하는 기준광 반사부; 두께 정보 또는 단층 이미지를 획득하고자 하는 진주가 배치되고 상기 광분할부로부터 분배된 측정광을 입력받아 상기 진주의 표면과 내부 단층의 각 경계면으로부터 반사되는 측정광을 상기 광분할부 측으로 반사하는 측정광 반사부; 상기 광분할부를 거쳐 도달하는 상기 기준광 반사부로부터 반사되는 기준광과 상기 진주의 표면과 내부 단층의 각 경계면으로부터 반사되는 측정광의 광경로차에 따라 측정되는 간섭 스펙트럼 신호를 검출하는 광검출부; 및 상기 광검출부에서 검출된 간섭 스펙트럼 신호를 이용하여 상기 진주의 두께 정보 또는 단층 이미지를 획득하는 신호처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 신호 대 잡음비가 높은 고해상도의 진주 단층 이미지를 획득할 수 있고 진주에 대한 고속 감별이 가능한 효과를 갖는다.

Figure R1020090038299

진주, 단층 이미지, 광경로차, 인덱스 테이블

The present invention relates to a pearl discriminating device and method. More particularly, the present invention relates to a pearl discriminating device and a method capable of morphologically discriminating pearls using optical interference signals. The present invention provides a light splitting unit for dividing light emitted from a light source into a reference light and a measurement light; A reference light reflecting unit which receives the reference light split from the light splitting unit and reflects it to the light splitting unit; Measurement light reflecting unit for measuring the thickness information or tomographic image is arranged and reflects the measurement light reflected from the surface of the pearl and each boundary surface of the inner tomography to receive the measurement light distributed from the light splitter to the light splitter side ; A light detector for detecting an interference spectral signal measured according to an optical path difference between the reference light reflected from the reference light reflecting part reaching through the light splitting part and the measurement light reflected from each boundary between the surface of the pearl and the inner monolayer; And a signal processor for acquiring the thickness information or the tomographic image of the pearl using the interference spectrum signal detected by the photodetector. According to the present invention, a high-resolution pearl tomography image having a high signal-to-noise ratio can be obtained, and high-speed discrimination of pearls is possible.

Figure R1020090038299

Pearl, tomography image, light path difference, index table

Description

진주 감별 장치 및 방법{Apparatus and method for discriminating pearl}Apparatus and method for discriminating pearl

본 발명은 진주 감별 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 광 간섭신호를 스펙트럼 영역에서 분석하여 진주와 진주층의 두께, 진주층의 적층 구조, 및 진주 핵의 유무를 측정하고 이를 통해 진주를 형태학적으로 감별하는 것이 가능한 진주 감별 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pearl discriminating device and method. More specifically, the present invention relates to a pearl discrimination apparatus and method that analyzes optical interference signals in a spectral region to measure pearl and nacre thickness, lamellar structure, and the presence of pearl nuclei, thereby morphologically discriminating pearls. will be.

일반적으로 진주 종류, 진주층의 두께, 및 진주층의 균일성을 관찰하기 위한 진주 감별 방법으로써 진주를 절단한 후 절단면을 주사현미경(Scanning Electron Microscope: SEM)으로 정밀조사 하는 방식을 사용하였다. In general, as a pearl differentiation method for observing the type of pearl, the thickness of the nacre, and the uniformity of the nacre, a method of precisely inspecting the cut surface by scanning electron microscopy (SEM) after cutting the pearl was used.

그러나 상기 방법의 경우 학문적 연구나 분석을 목적으로 하는 경우에는 적합하지만 실제로 진주를 가공한 후 가공된 진주에 대한 감별을 수행하는 것이 사실상 불가능하였으며, 주사현미경을 사용하는 경우 진주의 국소부위에 대한 정밀관찰만이 가능하므로 전체적인 진주층의 패턴 분석 등에는 활용할 수 없는 문제점이 있었다.However, the above method is suitable for the purpose of academic research or analysis, but it is virtually impossible to distinguish the processed pearls after the actual pearls have been processed. Since only observation is possible, there was a problem that cannot be utilized in analyzing the pattern of the entire nacre.

진주를 절단하지 않고 진주를 감별하는 방법으로써 진주 양식 과정에서 진주 감별을 위해 주로 사용되는 연X-선 장비의 경우는 단순히 진주핵의 유무만을 판별 할 수 있고, 진주를 상단에서 하단까지 적층 촬영을 하게 되므로 진주의 단층구조를 확인하고자 하는 경우 불분명하거나 왜곡된 구조가 확인되어 정확성이 떨어지는 문제점이 있었다.As a method of discriminating pearls without cutting pearls, the soft X-ray equipment, which is mainly used for discriminating pearls in the pearl growing process, can simply determine the presence or absence of pearl nuclei, and layering pearls from top to bottom. If you want to check the monolayer structure of the pearl, so there is a problem that the accuracy is reduced because the unclear or distorted structure is confirmed.

또한, 연X-선 장비의 경우 고가의 장비로써 취급에 어려움이 있고 사용하는 광원인 X선이 인체에 유해하므로 제한된 시간 동안만 사용이 가능한 문제점이 있었다.In addition, the soft X-ray equipment has a problem that can be used only for a limited time because it is difficult to handle as expensive equipment and X-ray, which is a light source used, is harmful to the human body.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 비접촉, 비파괴 방식의 진주 감별 방법으로써 간섭계를 이용한 방법이 제안된 바 있다. 그러나 상기 방법의 경우에도 진주 감별 시 진주의 깊이정보를 얻기 위해서 기준단에 배치된 거울의 스캐닝이 반드시 필요하고, 이러한 기준단 거울의 스캐닝에 따른 기계적 움직임은 시스템의 불안정화를 초래하며 신호 대 잡음비 즉 이미지의 해상도를 저하시키는 요소로 작용되어 고분해능의 진주 단층정보를 획득하기가 힘들다는 문제점이 있었다.Therefore, in order to solve the above problems, a method using an interferometer has been proposed as a non-contact, non-destructive method of pearl discrimination. However, even in the above method, scanning of the mirror disposed at the reference stage is necessary to obtain pearl depth information when discriminating the pearl, and mechanical movements caused by the scanning of the reference mirror cause instability of the system. There was a problem that it is difficult to obtain high-resolution pearl tomography information because it acts as a factor to reduce the resolution of the image.

또한, 진주의 한 점의 깊이 정보를 얻기 위해서 기준단이 일정 거리를 움직여야 하므로 고속 측정에 있어 한계를 갖는 문제점이 있었다.In addition, there is a problem in the high-speed measurement because the reference stage must move a certain distance in order to obtain the depth information of one point of the pearl.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로 광 간섭신호를 스펙트럼 영역에서 분석하여 진주와 진주층의 두께, 진주층의 적층 구조, 및 진주 핵의 유무를 측정하고 이를 통해 진주를 형태학적으로 감별하는 것이 가능한 진주 감별 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems by analyzing the optical interference signal in the spectral region to measure the thickness of the pearl and nacre layer, the lamination structure of the pearl layer, and the presence or absence of the nucleus of the pearl through which the pearl is morphologically discriminated It is an object of the present invention to provide a pearl discrimination apparatus and method.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 진주 감별 장치는 광원으로부터 조사되는 광을 기준광과 측정광으로 분할하는 광분할부; 상기 광분할부로부터 분할된 기준광을 입력받아 상기 광분할부 측으로 반사하는 기준광 반사부; 두께 정보 또는 단층 이미지를 획득하고자 하는 진주가 배치되고 상기 광분할부로부터 분배된 측정광을 입력받아 상기 진주의 표면과 내부 단층의 각 경계면으로부터 반사되는 측정광을 상기 광분할부 측으로 반사하는 측정광 반사부; 상기 광분할부를 거쳐 도달하는 상기 기준광 반사부로부터 반사되는 기준광과 상기 진주의 표면과 내부 단층의 각 경계면으로부터 반사되는 측정광의 광경로차에 따라 측정되는 간섭 스펙트럼 신호를 검출하는 광검출부; 및 상기 광검출부에서 검출된 간섭 스펙트럼 신호를 이용하여 상기 진주의 두께 정보 또는 단층 이미지를 획득하는 신호처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Pearl discrimination apparatus according to the present invention for achieving the above object comprises: a light splitting unit for dividing the light irradiated from the light source into reference light and measurement light; A reference light reflecting unit which receives the reference light split from the light splitting unit and reflects it to the light splitting unit; Measurement light reflecting unit for measuring the thickness information or tomographic image is arranged and reflects the measurement light reflected from the surface of the pearl and each boundary surface of the inner tomography to receive the measurement light distributed from the light splitter to the light splitter side ; A light detector for detecting an interference spectral signal measured according to an optical path difference between the reference light reflected from the reference light reflecting part reaching through the light splitting part and the measurement light reflected from each boundary between the surface of the pearl and the inner monolayer; And a signal processor for acquiring the thickness information or the tomographic image of the pearl using the interference spectrum signal detected by the photodetector.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 진주 감별 방법은 (a) 광원으로부터 조사되는 광을 기준광과 측정광으로 분할하는 단계; (b) 상기 분할된 기준광 을 입력받아 반사하고 상기 분활된 측정광을 입력받아 두께 정보 또는 단층 이미지를 획득하고자 하는 진주에 조사하는 단계; (c) 상기 반사되어 도달하는 기준광과 상기 진주의 표면과 내부 단층의 각 경계면에서 반사되어 도달하는 측정광의 광경로차에 따라 측정되는 간섭 스펙트럼 신호를 검출하는 단계; 및 (d) 상기 검출된 간섭 스펙트럼 신호를 이용하여 상기 진주의 두께 정보 또는 단층 이미지를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Pearl discrimination method according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of: (a) dividing the light irradiated from the light source into reference light and measurement light; (b) receiving and reflecting the divided reference light and irradiating the pearl to obtain thickness information or tomographic image by receiving the divided measurement light; (c) detecting an interference spectral signal measured according to an optical path difference between the reflected reference light and the measurement light reflected at each boundary between the surface of the pearl and the inner monolayer; And (d) acquiring the thickness information or the tomographic image of the pearl using the detected interference spectrum signal.

본 발명에 의하면 진주에 대한 정보를 광경로차에 따라 측정되는 간섭 신호로부터 획득하므로 신호 대 잡음비가 높은 고해상도의 진주 단층 이미지를 획득할 수 있고 진주에 대한 고속 감별이 가능한 효과를 갖는다.According to the present invention, since information about pearls is obtained from interference signals measured according to optical path differences, high-resolution pearl tomography images having a high signal-to-noise ratio can be obtained, and high-speed discrimination of pearls is possible.

또한, 진주의 단층 이미지로부터 진주층의 두께 및 균일성을 판단하는 것이 가능하여 진주에 대한 절단 혹은 연마 과정 없이 비접촉이고 비파괴적인 방법으로 진주의 대한 정보를 획득하는 것이 가능한 효과를 갖는다.In addition, it is possible to determine the thickness and uniformity of the pearl layer from the single layer image of the pearl has the effect that it is possible to obtain information about the pearl in a non-contact and non-destructive manner without cutting or grinding the pearl.

또한, 진주 감별 장치를 광섬유 기반으로 제작하여 규격을 최소화하는 것이 가능하며 기존의 연X-선 장비와 같은 고가의 장비가 요구되지 않으므로 경제성이 담보되는 효과를 갖는다.In addition, it is possible to minimize the size by making the pearl discriminating device based on the optical fiber, and it does not require expensive equipment such as the existing soft X-ray equipment has the effect of ensuring economic efficiency.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호들을 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, it is to be noted that the components of each drawing have the same reference numerals as much as possible even though they are shown in different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, preferred embodiments of the present invention will be described below, but the technical idea of the present invention may be implemented by those skilled in the art without being limited or limited thereto.

도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진주 감별 장치의 블록도 이다.1A is a block diagram of a pearl discriminating apparatus according to a first embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 진주 감별 장치(1a)는 광원(10a), 광분할부(20a), 기준광 반사부(30a), 측정광 반사부(40a), 광검출부(50a), 신호처리부(60a), 및 디스플레이부(70a)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the pearl discrimination apparatus 1a according to the first embodiment of the present invention includes a light source 10a, a light splitter 20a, a reference light reflector 30a, a measurement light reflector 40a, and a light. And a detector 50a, a signal processor 60a, and a display 70a.

이때, 광원(10a)과 광분할부(20a)의 연결, 광분할부(20a)와 기준광 반사부(30a)의 연결, 광분할부(20a)와 측정광 반사부(40a)의 연결, 및 광분할부(20a)와 광검출부(50a)의 연결은 광섬유로 이루어질 수 있다.At this time, the light source 10a and the light splitter 20a are connected, the light splitter 20a and the reference light reflector 30a are connected, the light splitter 20a and the measurement light reflector 40a, and the light splitter ( The connection between 20a) and the photodetector 50a may be made of an optical fiber.

광원(10a)은 10nm 내지 300nm의 대역폭과 600nm 내지 1700nm의 중심파장을 가질 수 있으며, 광분할부(20a)는 광원(10a)으로부터 조사되는 광을 동일한 비율로 기준광(L1a)과 측정광(L2a)으로 분할하여 기준광(L1a)은 기준광 반사부(30a)측으로 조사되도록 하고 측정광(L2a)은 측정광 반사부(40a)측으로 조사되도록 한다.The light source 10a may have a bandwidth of 10 nm to 300 nm and a center wavelength of 600 nm to 1700 nm, and the light splitter 20a may use the light emitted from the light source 10a at the same ratio as the reference light L1a and the measurement light L2a. The reference light L1a is irradiated to the reference light reflecting part 30a side and the measurement light L2a is irradiated to the measuring light reflecting part 40a side.

기준광 반사부(30a)는 광분할부(20a)로부터 분할되는 기준광(L1a)을 입력받아 광분할부(20a)측으로 반사한다.The reference light reflector 30a receives the reference light L1a split from the light splitter 20a and reflects the light to the light splitter 20a.

이때, 기준광 반사부(30a)는 광분할부(20a)로부터 분할되는 기준광(L1a)을 평행광으로 변환하는 제1 콜리메이터(32a)와 제1 콜리메이터(32a)로부터 이격되어 상기 평행광으로 변환된 기준광(L1a)을 광분할부(20a) 측으로 반사하는 반사 체(34a)를 포함할 수 있다.In this case, the reference light reflector 30a is spaced apart from the first collimator 32a and the first collimator 32a for converting the reference light L1a split from the light splitter 20a into parallel light and converted into the parallel light. It may include a reflector 34a that reflects L1a toward the light splitter 20a.

측정광 반사부(40a)는 두께 정보 또는 단층 이미지를 획득하고자 하는 진주(P1)가 배치되고 광분할부(20a)로부터 분할된 측정광(L2a)을 입력받아 진주(P1)의 표면과 내부단층의 각 경계면으로부터 반사되는 측정광(L2a)을 광분할부(20a)측으로 반사한다.The measurement light reflecting part 40a receives the measurement light L2a from which the pearl P1 for obtaining thickness information or a tomographic image is disposed and split from the light splitter 20a. The measurement light L2a reflected from each boundary plane is reflected toward the light splitter 20a.

이때, 측정광 반사부(40a)는 광분할부(20a)로부터 반사되는 측정광(L2a)을 평행광으로 변환하는 제2 콜리메이터(42a)와 제2 콜리메이터(42a)로부터 이격되어 상기 평행광으로 변환된 측정광(L2a)을 진주(P1)로 입사하는 대물렌즈(44a)를 포함할 수 있다.In this case, the measurement light reflector 40a is spaced apart from the second collimator 42a and the second collimator 42a for converting the measurement light L2a reflected from the light splitter 20a into parallel light, and converts the parallel light into the parallel light. It may include an objective lens 44a for injecting the measured light (L2a) into the pearl (P1).

광검출부(50a)는 기준광 반사부(30a)에서 반사되어 광분할부(20a)를 거쳐 도달하는 기준광(L1a)과 측정광 반사부(40a)에 놓인 상기 진주의 표면과 내부단층의 각 경계면으로부터 반사되어 광분할부(20a)를 거쳐 도달하는 측정광(L2a)의 광경로차에 따라 측정되는 간섭 스펙트럼 신호를 검출한다.The light detector 50a reflects from the boundary surface of the pearl surface and the inner monolayer placed on the reference light L1a and the measurement light reflector 40a which are reflected by the reference light reflector 30a and reach through the light splitter 20a. And the interference spectrum signal measured according to the optical path difference of the measurement light L2a reaching through the light splitter 20a.

이때, 광검출부(50a)는 상기 간섭 스펙트럼 신호를 각 파장별 성분으로 분산시키는 분광부(52a), 상기 각 파장별 성분으로 분산된 간섭 스펙트럼 신호를 전송하는 집광부(54a), 및 상기 전송된 각 파장별 성분으로 분산된 간섭 스펙트럼 신호를 촬상하는 촬상부(56a)를 포함할 수 있으며, 촬상부(56a)는 전하결합소자 카메라(Charge-Coupled Device: CCD)일 수 있다.In this case, the photodetector 50a may include a spectroscope 52a for dispersing the interference spectrum signal into components for each wavelength, a light concentrator 54a for transmitting an interference spectrum signal dispersed in the components for each wavelength, and the transmitted signal. The image capturing unit 56a may include an image capturing unit 56a for capturing an interference spectrum signal dispersed in each wavelength component, and the image capturing unit 56a may be a charge-coupled device camera.

상기와 같은 기준광 반사부(30a)와 측정광 반사부(40a)의 구성으로 기준광 반사부(30a)에서 반사되는 기준광(L1a)과 측정광 반사부(40a)에 배치된 진주(P1)의 표면과 내부단층의 각 경계면으로부터 반사되는 측정광(L2a)의 광경로차에 따라 측정되는 간섭 스펙트럼 신호를 이용하여 진주(P1)의 두께 정보 또는 내부 단층 이미지를 획득하는 것이 가능하다.The surface of the pearl P1 disposed in the reference light L1a and the measurement light reflecting portion 40a reflected by the reference light reflecting portion 30a by the configuration of the reference light reflecting portion 30a and the measuring light reflecting portion 40a as described above. It is possible to obtain the thickness information or the inner tomographic image of the pearl P1 using the interference spectral signal measured according to the optical path difference of the measurement light L2a reflected from each boundary of the inner tomographic layer.

또한, 진주(P1)의 일정 영역 또는 전 영역에 걸친 내부단층 이미지를 획득하기 위하여 진주(P1)에 대한 횡방향 스캔을 수행할 수 있으며, 상기와 같은 진주(P1)의 횡방향 스캔을 수행하기 위한 이송장치의 구성은 이하 도 4와 도 5에서 설명하도록 한다.In addition, the transverse scan of the pearl (P1) can be performed in order to obtain an internal tomographic image over a predetermined area or the entire area of the pearl (P1), and to perform the transverse scan of the pearl (P1) as described above Configuration of the transfer device for will be described in FIG. 4 and FIG.

신호 처리부(60a)는 광검출부(50a)에서 검출된 파장 영역의 신호인 상기 간섭 스펙트럼 신호를 미리 결정되어 있는 인덱스 테이블을 이용한 선형 보간(Linear Interpolation) 과정을 거쳐 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호로 변환한 후 상기 변환된 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호에 대한 푸리에 변환을 통하여 상기 진주의 두께 정보 또는 내부 단층 이미지를 획득한다.The signal processor 60a converts the interference spectrum signal, which is a signal in the wavelength region detected by the photodetector 50a, into a interference spectrum signal in the wave region by performing a linear interpolation process using a predetermined index table. Then, the pearl thickness information or an inner tomographic image is obtained through a Fourier transform on an interference spectrum signal of the transformed waveguide region.

이때, 파장 영역의 신호인 상기 간섭 스펙트럼 신호를 상기 미리 정해진 인덱스 테이블을 이용한 성형 보간 과정을 거쳐 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호로 변환하는 상세한 방법은 이하 도 3a 내지 도 3c에서 설명하도록 한다.In this case, a detailed method of converting the interference spectrum signal, which is a signal in the wavelength region, to the interference spectrum signal in the wavenumber region through shaping interpolation using the predetermined index table will be described with reference to FIGS. 3A to 3C.

디스플레이부(70a)는 신호 처리부(60a)에서 획득된 상기 진주의 두께 정보 또는 내부 단층 이미지를 화면상에 디스플레이한다.The display unit 70a displays the pearl thickness information or the internal tomographic image obtained by the signal processor 60a on the screen.

도 1b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 진주 감별 장치의 블록도 이다.1B is a block diagram of a pearl discriminating apparatus according to a second embodiment of the present invention.

도 1b에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따른 진주 감별 장치(1b)는 광원(10b), 광분할부(20b), 기준광 반사부(30b), 측정광 반사부(40b), 광검출 부(50b), 신호처리부(60b), 및 디스플레이부(70b)를 포함한다.As shown in FIG. 1B, the pearl discriminating apparatus 1b according to the second embodiment of the present invention includes a light source 10b, a light splitter 20b, a reference light reflector 30b, a measurement light reflector 40b, and a light. A detector 50b, a signal processor 60b, and a display 70b are included.

이때, 광원(10b)과 광분할부(20b)의 연결, 광분할부(20b)와 기준광 반사부(30b)의 연결, 광분할부(20b)와 측정광 반사부(40b)의 연결, 및 광분할부(20b)와 광검출부(50b)의 연결은 광섬유로 이루어질 수 있다.At this time, the light source 10b and the light splitter 20b are connected, the light splitter 20b and the reference light reflector 30b are connected, the light splitter 20b and the measurement light reflector 40b, and the light splitter ( The connection between 20b) and the photodetector 50b may be made of an optical fiber.

또한, 광원(10b), 광분할부(20b), 기준광 반사부(30b), 광검출부(50b), 신호처리부(60b), 및 디스플레이부(70b)의 기능과 역할은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진주 감별 장치(1a)와 동일하므로 생략하도록 한다.In addition, functions and roles of the light source 10b, the light splitter 20b, the reference light reflector 30b, the light detector 50b, the signal processor 60b, and the display 70b are the first embodiment of the present invention. Since it is the same as the pearl discriminating apparatus 1a according to, it will be omitted.

측정광 반사부(40b)는 두께 정보 또는 단층 이미지를 획득하고자 하는 진주(P2)가 배치되고 진주(P2)로부터 이격되어 있는 광분할부(20b)와 측정광 반사부(40b)를 연결하는 광섬유(OL1)의 말단부에 결합되어 광분할부(20b)로부터 분배된 측정광(L2b)을 입력받아 진주(P2)에 조사하는 광섬유렌즈(42b)를 포함한다.The measurement light reflecting part 40b includes an optical fiber connecting the light splitting part 20b and the measuring light reflecting part 40b, which are disposed from the pearl P2 to obtain thickness information or a tomographic image, and are separated from the pearl P2. The optical fiber lens 42b coupled to the distal end of the OL1 receives the measurement light L2b distributed from the light splitter 20b and irradiates the pearl P2.

본 발명의 제2 실시예에 따른 진주 감별 장치(1b)는 광섬유(OL1)의 말단부에 광섬유렌즈(42b)를 결합시켜 본 발명의 제1 실시예에 따른 진주 감별 장치(1a)의 측정광 반사부(40a)의 제1 콜리메이터(42a)와 대물렌즈(44a)를 대체한 구성으로써 구성이 보다 간결해지고 광 정렬이 용이해질 수 있으며 탐침과 같은 형태로 구성할 수 있기 때문에 극소형의 프로브 형태로 제작이 가능한 장점을 가질 수 있다.In the pearl discriminating device 1b according to the second embodiment of the present invention, the optical fiber lens 42b is coupled to the distal end of the optical fiber OL1 to reflect the measurement light of the pearl discriminating device 1a according to the first embodiment of the present invention. Substituting the first collimator 42a and the objective lens 44a of the part 40a, the configuration can be more concise, the light alignment can be made easier, and can be configured in the form of a probe. It can have advantages that can be manufactured.

도 2a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 진주 감별 장치의 블록도 이다.2A is a block diagram of a pearl discriminating apparatus according to a third embodiment of the present invention.

도 2a에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3 실시예에 따른 진주 감별 장치(100a)는 광원(110a), 광서큘레이터(120a), 광반사부(130a), 광검출부(140a), 신호처리부(150a), 및 디스플레이부(160a)를 포함한다.As shown in FIG. 2A, the pearl discrimination apparatus 100a according to the third embodiment of the present invention includes a light source 110a, an optical circulator 120a, a light reflecting unit 130a, a light detecting unit 140a, and a signal processing unit. 150a and a display unit 160a.

이때, 광원(110a)과 광서큘레이터(120a)의 연결, 광서큘레이터(120a)와 광반사부(130a)의 연결, 및 광서큘레이터(120a)와 광검출부(140a)의 연결은 광섬유로 이루어질 수 있다.At this time, the connection between the light source 110a and the optical circulator 120a, the connection between the optical circulator 120a and the light reflection unit 130a, and the connection between the optical circulator 120a and the light detector 140a are optical fibers. Can be done.

광원(110a)은 10nm 내지 300nm의 대역폭과 600nm 내지 1700nm의 중심파장을 가질 수 있으며, 광서큘레이터(120a)는 일측이 광원(110a)과 연결되고 타측이 광반사부(130a)와 연결되어 광원(110a)으로부터 조사되는 광을 광반사부(130a) 측으로 조사하고 광반사부(130a)에 배치된 진주(P3)의 표면과 내부 단층의 각 경계면에서 반사되어 외부로 출력되는 광을 광검출부(140a)측으로 조사한다.The light source 110a may have a bandwidth of 10 nm to 300 nm and a center wavelength of 600 nm to 1700 nm. The optical circulator 120a has one side connected to the light source 110a and the other side connected to the light reflection unit 130a. The light emitted from 110a is irradiated toward the light reflection part 130a, and is reflected from each boundary between the surface of the pearl P3 disposed on the light reflection part 130a and the inner monolayer and output to the outside. 140a).

광반사부(130a)는 두께 정보 또는 단층 이미지를 획득하고자 하는 진주(P3)가 배치되며 진주(P3)의 일측으로부터 이격되어 광서큘레이터(120a)를 통과한 광을 평행광으로 변환하는 콜리메이터(132a)와 콜레메이터(132a)와 진주(P3)사이에 배치되어 콜리메이터(132a)를 통과한 광을 광서큘레이터(120a) 측으로 부분 반사하는 부분 반사체(134a)를 포함한다.The light reflector 130a is arranged with a pearl (P3) to obtain the thickness information or tomographic image is spaced apart from one side of the pearl (P3) collimator for converting the light passing through the optical circulator 120a to parallel light ( And a partial reflector 134a disposed between the collimator 132a and the pearl P3 to partially reflect light passing through the collimator 132a toward the optical circulator 120a.

광검출부(140a)는 일측이 광서큘레이터(120a)와 연결되며 광반사부(130a)의 부분 반사체(134a)로부터 반사되어 광서큘레이터(120a)를 거쳐 광검출부(140a)에 도달하는 광과 진주(P3)의 표면과 내부 단층의 각 경계면으로부터 반사되어 광서큘레이터(120a)를 거쳐 광검출부(140a)에 도달하는 광의 광경로차에 따라 측정되는 간섭 스펙트럼 신호를 검출한다.The photodetector 140a is connected to the optical circulator 120a at one side thereof, and is reflected from the partial reflector 134a of the light reflector 130a to reach the photodetector 140a via the optical circulator 120a. An interference spectral signal is detected according to the optical path difference of the light reflected from the surface of the pearl P3 and each boundary surface of the inner tomography and reaching the photodetector 140a via the optical circulator 120a.

이때, 광검출부(140a)의 상세한 구성은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진주 감별 장치(1a)의 광검출부(50a)와 동일하므로 생략하도록 한다.In this case, the detailed configuration of the photodetector 140a is the same as that of the photodetector 50a of the pearl discriminating apparatus 1a according to the first embodiment of the present invention.

또한, 신호처리부(150a)와 디스플레이부(160a)의 역할은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진주 감별 장치(1a)의 신호처리부(60a) 및 디스플레이부(70b)와 동일하므로 생략하도록 한다.In addition, the roles of the signal processor 150a and the display unit 160a are the same as those of the signal processor 60a and the display unit 70b of the pearl discrimination apparatus 1a according to the first embodiment of the present invention.

본 발명의 제3 실시예에 따른 진주 감별 장치(100a)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진주 감별 장치(1a)의 광분할부(20a)를 광서큘레이터(120a)로 대체하고 기준광 반사부(30a)를 광반사부(130a)의 부분 반사체(134a)로 대체한 구성으로써 본 발명의 제1 실시예에 따른 진주 감별 장치(1a)가 갖는 장점 외에 외부환경에 대하여 보다 안정적으로 진주의 두께 정보와 내부 단층 이미지를 획득하는 것이 가능한 장점을 갖는다.The pearl discrimination apparatus 100a according to the third embodiment of the present invention replaces the light splitter 20a of the pearl discrimination apparatus 1a according to the first embodiment of the present invention with an optical circulator 120a and reflects the reference light. The thickness of the pearls more stably with respect to the external environment in addition to the advantages of the pearl discriminating device 1a according to the first embodiment of the present invention by replacing the 30a with the partial reflector 134a of the light reflection part 130a It is possible to obtain information and internal tomographic images.

도 2b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 진주 감별 장치의 블록도 이다.Figure 2b is a block diagram of a pearl discriminating apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

도 2b에 도시된 바와 같이 본 발명의 제4 실시예에 따른 진주 감별 장치(100b)는 광원(110b), 광서큘레이터(120b), 광반사부(130b), 광검출부(140b), 신호처리부(150b), 및 디스플레이부(160b)를 포함한다.As shown in FIG. 2B, the pearl discrimination apparatus 100b according to the fourth embodiment of the present invention includes a light source 110b, an optical circulator 120b, a light reflection unit 130b, a light detector 140b, and a signal processor. 150b and a display unit 160b.

이때, 광원(110b)과 광서큘레이터(120b)의 연결, 광서큘레이터(120b)와 광반사부(130b)의 연결, 및 광서큘레이터(120b)와 광검출부(140b)의 연결은 광섬유로 이루어질 수 있다.At this time, the connection between the light source 110b and the optical circulator 120b, the connection between the optical circulator 120b and the light reflection unit 130b, and the connection between the optical circulator 120b and the light detector 140b are optical fibers. Can be done.

또한, 광원(110b), 광서큘레이터(120b), 광반사부(130b), 광검출부(140b), 신호처리부(150b), 및 디스플레이부(160b)의 기능과 역할은 본 발명의 제3 실시예에 따른 진주 감별 장치(100a)와 동일하므로 생략하도록 한다.In addition, functions and roles of the light source 110b, the optical circulator 120b, the light reflecting unit 130b, the light detecting unit 140b, the signal processing unit 150b, and the display unit 160b are performed according to the third embodiment of the present invention. Since it is the same as the pearl discriminating apparatus 100a according to the example, it will be omitted.

광반사부(130b)는 두께 정보 또는 단층 이미지를 획득하고자 하는 진주(P4) 가 배치되고 진주(P4)로부터 이격되어 있는 광서큘레이터(120b)와 광반사부(130b)를 연결하는 광섬유(OL2)의 말단부에 결합되어 광서큘레이터(120b)로부터 조사되는광을 진주(P4)에 조사하는 광섬유렌즈(132b)와 광섬유렌즈(132b)와 진주(P4) 사이에 배치되어 광섬유렌즈(132b)를 통과하여 조사되는 광을 광서큘레이터(120b)로 부분 반사하는 부분 반사체(134b)를 포함한다.The light reflection unit 130b is an optical fiber OL2 for connecting the optical circulator 120b and the light reflection unit 130b, in which the pearl P4 to obtain thickness information or a tomographic image is disposed and spaced apart from the pearl P4. Is coupled between the optical fiber lens 132b and the optical fiber lens 132b and the pearl P4 that are coupled to the distal end of the optical circulator 120b to irradiate the pearl P4 with light emitted from the optical circulator 120b. It includes a partial reflector 134b for partially reflecting the light irradiated through the optical circulator 120b.

본 발명의 제4 실시예에 따른 진주 감별 장치(100b)는 광섬유(OL2)의 말단부에 광섬유렌즈(132b)를 결합시켜 본 발명의 제3 실시예에 따른 진주 감별 장치(100a)의 측정광 반사부(130a)의 콜리메이터(132a)를 대체한 구성으로써 구성이 보다 간결해지고 광 정렬이 용이해질 수 있으며 탐침과 같은 형태로 구성할 수 있기 때문에 극소형의 프로브 형태로 제작이 가능한 장점을 가질 수 있다.The pearl discrimination apparatus 100b according to the fourth embodiment of the present invention reflects the measurement light of the pearl discrimination apparatus 100a according to the third embodiment of the present invention by coupling the optical fiber lens 132b to the distal end of the optical fiber OL2. By replacing the collimator 132a of the unit 130a, the configuration can be more concise, light alignment can be facilitated, and can be configured in the form of a probe, and thus can be manufactured in the form of a very small probe. .

또한, 본 발명의 제1, 제2, 제3, 및 제4 실시예에 따른 진주 감별 장치(1a, 1b, 100a, 100b)의 광원(10a, 10b, 110a, 110b)을 일정한 대역폭 안에서 레이저빔의 파장을 시간에 따라 가변시켜 출력하는 파장가변 레이저로 대체하고 광검출부(50a, 50b, 140a, 140b)를 포토 다이오드로 구성된 이중 평형 광수신기로 대체하여 구성하는 것이 또한 가능하다.Further, the laser beams of the light source 10a, 10b, 110a, 110b of the pearl discrimination apparatus 1a, 1b, 100a, 100b according to the first, second, third, and fourth embodiments of the present invention are provided within a constant bandwidth. It is also possible to replace the wavelength of the laser with a variable wavelength laser output by varying the wavelength over time and to replace the photodetectors (50a, 50b, 140a, 140b) with a dual balanced optical receiver composed of a photodiode.

도 3a 내지 도 3c는 신호처리부에서 미리 결정되어 있는 인덱스 테이블을 이용하여 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호를 파수 영역의 신호로 변환하는 방법에 대한 참고도이다.3A to 3C are reference diagrams illustrating a method of converting an interference spectrum signal in a wavelength region into a signal in a wave region using an index table predetermined in the signal processor.

본 발명의 제1 실시예에 따른 진주 감별 장치(1a)의 기준광 반사부(30a)에서 반사되어 광분할부(20a)를 거쳐 도달하는 기준광(L1a)과 측정광 반사부(40a)에 배 치된 진주(P1)의 표면과 내부 단층의 각 경계면으로부터 반사되어 광분할부(20a)를 거쳐 도달하는 측정광(L2a)의 광경로차에 따라 광검출부(50a)에서 검출되는 간섭 스펙트럼 신호로부터 높은 해상도를 갖는 진주(P1)의 두께 정보 또는 내부 단층 이미지를 획득하기 위해서는 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호에 대한 파수 선형화를 통한 간섭신호 재배열을 거쳐 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호로 변환하는 과정이 요구된다.Pearls disposed in the reference light L1a and the measurement light reflecting portion 40a that are reflected by the reference light reflecting portion 30a of the pearl discriminating apparatus 1a according to the first embodiment of the present invention and reach through the light splitting portion 20a. It has a high resolution from the interference spectral signal detected by the photodetector 50a according to the optical path difference of the measurement light L2a which is reflected from the surface of P1 and each interface between the internal tomography and reaches through the light splitter 20a. In order to acquire the thickness information or the internal tomographic image of the pearl P1, a process of converting the interference spectrum signal into the waveguide region through the interference signal rearrangement through the wavefront linearization of the interference spectrum signal in the wavelength region is required.

다시 말해서, 파수를 k라고 하고 파장을 λ라고 하면 파수와 파장은 k=2π/λ인 관계식을 가지므로 파장 영역의 상기 간섭 스펙트럼 신호를 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호로 변환한 후 분석하여 진주의 단층 이미지를 생성할 때 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호의 문제점인 신호의 비선형 문제가 해결되어 높은 해상도를 갖는 진주의 단층 이미지를 획득할 수 있다.In other words, if the wave number is k and the wavelength is λ, the wave number and the wavelength are k = 2π / λ. Therefore, the interference spectral signal in the wavelength region is converted into the interference spectral signal in the wave region, and analyzed. When generating an image, a nonlinear problem of a signal, which is a problem of an interference spectrum signal in a wavelength region, is solved, thereby obtaining a tomographic image of a pearl having a high resolution.

이와 같이 파장 영역의 상기 간섭 스펙트럼 신호를 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호로 변환하는 과정에서 미리 결정되어 있는 인덱스 테이블을 이용한 선형 보간(Linear interpolation)과정이 이루어질 수 있다.As described above, in the process of converting the interference spectrum signal in the wavelength region into the interference spectrum signal in the wave range, a linear interpolation process using a predetermined index table may be performed.

도 3a는 광검출부(50a)에서 검출된 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호와 상기 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호를 파장과 파수의 관계식(k=2π/λ)을 이용하여 변환한 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호를 동시에 표시한 그래프로써, λ domain은 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호이고, k domain은 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호라고 하자.FIG. 3A illustrates an interference spectrum signal of a wavelength region detected by the photodetector 50a and an interference spectrum signal of a wavelength region obtained by converting the interference spectrum signal of the wavelength region using a relationship between wavelength and wave number (k = 2π / λ). At the same time, it is assumed that λ domain is an interference spectral signal in the wavelength domain and k domain is an interference spectral signal in the waveguide region.

도 3a에 도시된 바와 같이 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호와 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호는 데이터 인덱스 값(i)에 따른 빛의 세기(Amplitude)로 나타낼 수 있으며, 파장 영역 신호인 간섭 스펙트럼 신호를 파장과 파수의 관계식(k=2π/λ)을 이용하여 변환한 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호는 동일한 데이터 인덱스 값에 대하여 서로 일치하지 않는다.As shown in FIG. 3A, the interference spectrum signal in the wavelength domain and the interference spectrum signal in the waveguide region may be represented by an intensity of light according to the data index value (i). The interference spectral signals of the wave range transformed using the wave number relation equation (k = 2π / λ) do not coincide with each other for the same data index value.

따라서, 도 3b에 도시된 바와 같이 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호와 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호의 동일한 데이터 인덱스 값에 대응하는 빛의 세기를 유사하게 조절하는 방식으로 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호와 파수 영역의 신호로 변환한 간섭 스펙트럼 신호를 유사하게 조절할 수 있다.Accordingly, as illustrated in FIG. 3B, the interference spectrum signal and the wave range region of the wavelength region are similarly adjusted in the light intensity corresponding to the same data index value of the interference spectrum signal of the wavelength region and the interference spectrum signal of the wave region. The interference spectrum signal converted into the signal can be similarly adjusted.

예를 들어, 도 3b에 도시된 바와 같이 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호 중 a지점의 데이터 인덱스 값(i=1044)에 대응하는 빛의 세기는 1083이고 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호 중 동일한 데이터 인덱스 값(i=1044)을 갖는 b지점에 대응하는 빛의 세기는 2344로써 서로 일치하지 않는다.For example, as illustrated in FIG. 3B, the light intensity corresponding to the data index value (i = 1044) of the point a of the interference spectrum signals in the wavelength region is 1083, and the same data index value among the interference spectrum signals in the waveband region ( The intensity of light corresponding to point b with i = 1044) is 2344 and does not coincide with each other.

따라서, 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호 중 상기 b지점의 빛의 세기와 일치 또는 유사한 값을 찾기 위하여 상기 b지점의 빛의 세기와 가장 유사한 값을 갖는 c지점의 데이터 인덱스 값(i=1032) 에 대응하는 빛의 세기 2309를 상기 a지점의 데이터 인덱스 값(i=1044)에 대응하는 빛의 세기로 재배열하는 방식으로 상기 a지점의 빛의 세기를 상기 b 지점의 빛의 세기로 유사하게 조절할 수 있다.Accordingly, in order to find a value coinciding with or similar to the light intensity of the point b of the interference spectrum signal in the wavelength region, it corresponds to the data index value of point c having the value most similar to the light intensity of the point b (i = 1032). The light intensity of the point a is similarly adjusted to the light intensity of the point b by rearranging the light intensity 2309 to the light intensity corresponding to the data index value (i = 1044) of the point a. have.

상기와 같이 상기 도 3a의 그래프에 표시된 모든 데이터 인덱스 값에 대응하는 파장 영역에서의 간섭 스펙트럼 신호의 빛의 세기를 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호의 빛의 세기와 일치 또는 유사하도록 상기 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호의 데이터 인덱스를 재배열하는 과정을 수행하여 상기 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호를 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호로 변환하기 위한 인덱스 테이블을 결정할 수 있다.As described above, the interference spectrum of the wavelength region such that the light intensity of the interference spectrum signal in the wavelength region corresponding to all data index values shown in the graph of FIG. 3A matches or is similar to the light intensity of the interference spectrum signal of the waveguide region. The index table for converting the interference spectrum signal of the wavelength region into the interference spectrum signal of the waveguide region may be determined by rearranging the data indexes of the signal.

따라서, 상기 미리 결정된 인덱스 테이블을 사용하면 광검출부(50a)에서 검출되는 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호를 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호로 변환하기 위하여 매번 선형 보간 과정을 수행하는 대신 상기 미리 결정된 인덱스 테이블을 이용한 선형 보간 과정을 거쳐 상기 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호를 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호로 변환하는 것이 가능해진다.Therefore, if the predetermined index table is used, instead of performing linear interpolation every time in order to convert the interference spectrum signal of the wavelength region detected by the photodetector 50a into the interference spectrum signal of the wavenumber region, the predetermined index table is used. Through linear interpolation, the interference spectrum signal in the wavelength region can be converted into the interference spectrum signal in the wave range.

이는 아래의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.This can be expressed as Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112009026474523-pat00001
Figure 112009026474523-pat00001

여기에서, I(i)는 파수 영역에서의 간섭 스펙트럼 신호, IDC(i)는 광검출부에서 획득된 간섭 스펙트럼 신호 중 간섭에 포함되지 않는 신호로서 진주의 내부단층 이미지를 얻는데 불필요하기 때문에 필터링을 통해 제거되는 신호, A(i)는 간섭무늬 신호의 포락선을 결정하고 사용하는 광원의 형상에 의해 결정되는 신호, k(i)는 파수, n은 진주의 굴절률, △zm은 기준광 반사부의 반사체와 진주 표면(m=0) 및 진주 내부단층의 각 경계면들(m=1,2,...) 사이의 광경로차를 의미한다.Here, I (i) is an interference spectral signal in the waveguide region and IDC (i) is a signal that is not included in the interference among the interference spectral signals obtained from the photodetector. The signal to be removed, A (i), determines the envelope of the interference fringe signal and k (i) is the wave number, n is the refractive index of the pearl, Δzm is the reflector and pearl of the reference light reflector. The optical path difference between the surface (m = 0) and the respective interfaces (m = 1,2, ...) of the pearl inner monolayer.

따라서, 최종 결정되는 파수 영역에서의 간섭 스펙트럼 신호 I(i)는 코사인 함수들의 합으로 표현되어 광원에 의해 고정된 파수 k(i)를 갖는다.Thus, the interference spectral signal I (i) in the finally determined frequency domain is expressed as the sum of the cosine functions and has a fixed frequency k (i) by the light source.

이때, 진주 표면 및 진주 내부단층의 각 경계면들 사이의 광경로차에 의해 결정되는 △zm에 대하여 파수 k(i)이 선형적으로 변하는 것이 바람직하나 광검출부(50a)에서 검출되는 간섭 스펙트럼 신호는 파장에 대한 간섭 스펙트럼 신호이므로 파수에 대해서는 선형적이지 못하다.At this time, the wave number k (i) is preferably changed linearly with respect to Δz m determined by the optical path difference between the boundary surface of the pearl surface and the pearl inner monolayer, but the interference spectrum signal detected by the photodetector 50a. Since is an interference spectral signal for wavelength, it is not linear for wavenumber.

따라서, 상기 미리 결정되어 있는 인덱스 테이블을 이용한 성형 보간(Linear interpolation) 과정을 거쳐 파수 선형화를 통한 간섭신호 재배열 과정을 거치게 되면 간섭 스펙트럼 신호의 비선형 현상이 △zm에 의해 영향을 받지 않고 획득된 데이터 인덱스 값(i)에 대하여 일정하게 일어나므로 광원이 변하지 않으면 실제 선형 보간(Linear Interpolation) 과정을 거친 결과와 같은 유효한 결과를 얻을 수 있다.Therefore, when the interference signal rearrangement process is performed through linear interpolation using the predetermined index table and the wave number linearization is performed, the nonlinear phenomenon of the interference spectrum signal is obtained without being influenced by Δz m . Since a constant occurs with respect to the data index value (i), if the light source does not change, a valid result such as a result of the actual linear interpolation process may be obtained.

도 3c에 도시된 바와 같이 상기 미리 결정된 인덱스 테이블을 이용하여 상기 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호를 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호로 변환하는 경우 상기 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호와 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호가 유사하게 관찰되는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 3C, when the interference spectrum signal in the wavelength region is converted into the interference spectrum signal in the wave region using the predetermined index table, the interference spectrum signal in the wavelength region and the interference spectrum signal in the wave region are similar. It can be seen that it is observed.

여기에서, Rescaled는 상기 도 3b의 과정을 거쳐 재배열된 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호를 의미한다.Here, Rescaled means an interference spectral signal in the wavelength region rearranged through the process of FIG. 3B.

이때, 상기 도 3a 내지 도 3c에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진주 감별 장치(1a)의 신호처리부(60a)의 예를 들어 설명하였으나 동일한 방법으로 본 발명의 제2 실시예 내지 제4 실시예에 따른 진주 감별 장치에서 적용하는 것이 가능하다.3A to 3C, the signal processor 60a of the pearl discrimination apparatus 1a according to the first embodiment of the present invention has been described, but the second to fourth embodiments of the present invention are implemented in the same manner. It is possible to apply in the pearl discriminating device according to the example.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진주의 횡방향 스캔을 위한 이송장치의 개념도이다.4 is a conceptual diagram of a transfer apparatus for transverse scanning of pearls according to a first embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진주의 횡방향 스캔을 위한 이송장치(200)가 본 발명의 제1 실시예에 따른 진주 감별 장치(1a)의 측정광 반사부(40a)에 배치된 경우를 예를 들어 설명하도록 한다.Hereinafter, the conveying apparatus 200 for transverse scanning of pearls according to the first embodiment of the present invention is disposed in the measurement light reflecting portion 40a of the pearl discriminating apparatus 1a according to the first embodiment of the present invention. An example will be described.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 진주의 횡방향 스캔을 위한 이송 장치(200)는 대물렌즈(44a)로부터 이격되어 원형태로 형성되며 회전 각도를 표시하기 위한 눈금이 표시되어 있는 몸체부(210)와 몸체부(210)의 중앙부에 형성되어 있으며 상부에 진주(P5)가 부착되는 중심축(220)을 포함한다.As shown in FIG. 4, the conveying apparatus 200 for transverse scanning of pearls according to the first embodiment of the present invention is formed in a circular shape spaced apart from the objective lens 44a and has a scale for indicating a rotation angle. It is formed in the central portion of the body portion 210 and the body portion 210 is shown and includes a central axis 220 is attached to the pearl (P5) on the top.

본 발명의 제1 실시예에 따른 진주의 횡방향 스캔을 위한 이송장치(200)의 동작 과정은 다음과 같다.An operation process of the transfer device 200 for transverse scanning of pearls according to the first embodiment of the present invention is as follows.

먼저, 중심축(220)이 회전하게 되면 중심축(220)의 상부에 부착되어 있는 진주(P5)도 중심축(220)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전이 이루어지게 된다.First, when the central axis 220 is rotated, the pearl (P5) attached to the upper portion of the central axis 220 is also rotated in the same direction as the rotation direction of the central axis 220.

다음으로, 대물렌즈(44a)를 통과한 측정광(L2a)이 진주(P5)에 조사되므로 진주(P5)에 대한 횡방향 스캔이 이루어질 수 있다.Next, since the measurement light L2a passing through the objective lens 44a is irradiated to the pearl P5, a lateral scan of the pearl P5 may be performed.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 진주의 횡방향 스캔을 위한 이송 장치(200)를 이용하여 진주(P5)의 두께(외경)를 측정하는 것이 가능하다.In addition, it is possible to measure the thickness (outer diameter) of the pearl P5 using the transfer device 200 for the transverse scan of the pearl according to the first embodiment of the present invention.

먼저, 대물렌즈(44a)의 끝단에서부터 중심축(220)까지의 거리 Y0를 얻은 후 대물렌즈(44a)의 끝단에서부터 진주(P5) 표면까지의 거리 α를 얻는다. 그 후 상기 Y0값과 α값의 차를 통해 진주(P5)의 반경 R을 측정할 수 있으며 이로부터 진 주(P5) 전체의 두께 2R을 측정할 수 있다.First, the distance Y0 from the end of the objective lens 44a to the central axis 220 is obtained, and then the distance α from the end of the objective lens 44a to the surface of the pearl P5 is obtained. Thereafter, the radius R of the pearl P5 can be measured through the difference between the Y0 value and the α value, and the thickness 2R of the entire pearl P5 can be measured therefrom.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 진주의 횡방향 스캔을 위한 이송장치(200)는 본 발명의 제2 실시예 내지 제4 실시예에 따른 진주 감별 장치에서도 활용되는 것이 가능하다.In addition, the conveying apparatus 200 for transverse scanning of pearls according to the first embodiment of the present invention may be utilized in the pearl discriminating apparatus according to the second to fourth embodiments of the present invention.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 진주의 횡방향 스캔을 위한 이송장치의 개념도 이다.5 is a conceptual diagram of a transfer apparatus for transverse scanning of pearls according to a second embodiment of the present invention.

이하에서는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 진주의 횡방향 스캔을 위한 이송장치(300)가 본 발명의 제1 실시예에 따른 진주 감별 장치(1a)의 측정광 반사부(40a)에 배치된 경우를 예를 들어 설명하도록 한다.Hereinafter, a conveying apparatus 300 for transverse scanning of pearls according to the second embodiment of the present invention is disposed in the measurement light reflecting portion 40a of the pearl discriminating device 1a according to the first embodiment of the present invention. In this case, an example will be described.

도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따른 진주의 횡방향 스캔을 위한 이송장치(300)는 측정광 조사부(310), 진주 배출기(320), 진주 받침대(330), 구동부(340), 및 진주 수납부(350)를 포함한다.As shown in FIG. 5, the transfer apparatus 300 for transverse scanning of pearls according to the second exemplary embodiment of the present invention may include a measuring light irradiation unit 310, a pearl ejector 320, a pearl holder 330, and a driving unit ( 340, and a pearl receiver 350.

측정광 조사부(310)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진주 감별 장치(1a)의 측정광 반사부(40a)를 감싸는 형태로 형성되며 제2 콜리메이터(42a)로부터 이격되며 일정폭으로 주기 운동이 이루어져 제2 콜리메이터(42a)로부터 조사되는 광을 이용하여 하부에 놓인 진주(P6)를 스캔할 수 있도록 하부로 반사하는 구동 거울(313)과 구동 거울(313)에서 반사되는 광을 하부로 조사하는 광조사부(315)를 포함한다.The measuring light irradiator 310 is formed to surround the measuring light reflecting part 40a of the pearl discriminating apparatus 1a according to the first embodiment of the present invention, and is spaced apart from the second collimator 42a and has a periodic motion at a predetermined width. The light reflected from the driving mirror 313 and the driving mirror 313 reflecting downward so as to scan the pearl P6 placed below using the light emitted from the second collimator 42a is scanned. It includes a light irradiation unit 315 to.

진주 배출기(320)는 내부에 수납되어 있는 복수 개의 진주를 일정 시간 간격으로 배출하며 일측에 진주 배출부(325)가 결합된다.The pearl discharger 320 discharges a plurality of pearls stored therein at predetermined time intervals, and the pearl discharge unit 325 is coupled to one side.

진주 받침대(330)는 진주 배출부(325)로부터 배출된 진주(P6)가 놓이며 측정 광 조사부(310)로부터 조사되는 광의 스캔 범위에 고정되도록 한다.The pearl holder 330 allows the pearl P6 discharged from the pearl discharge part 325 to be placed and fixed to the scan range of the light irradiated from the measurement light irradiator 310.

구동부(340)는 진주 받침대(330)와 연결되어 일정 시간 간격으로 진주 받침대(330)위에 놓인 진주(P6)를 진주 받침대(330)의 하부에 놓인 진주 수납부(350)로 배출한다.The driving unit 340 is connected to the pearl pedestal 330 to discharge the pearl (P6) placed on the pearl pedestal 330 at a predetermined time interval to the pearl receiving portion 350 placed under the pearl pedestal 330.

따라서, 구동 거울(313)의 주기 운동에 의해 제2 콜리메이터(42a)로부터 조사되는 광이 광조사부(315)를 거쳐 진주(P6)에 대한 횡방향 스캔을 수행하는 것이 가능해진다.Therefore, the light irradiated from the second collimator 42a by the periodic movement of the drive mirror 313 can perform the transverse scan of the pearl P6 via the light irradiator 315.

또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 진주의 횡방향 스캔을 위한 이송장치(300)는 본 발명의 제2 실시예 내지 제4 실시예에 따른 진주 감별 장치에서도 활용되는 것이 가능하다.In addition, the conveying apparatus 300 for the transverse scan of the pearl according to the second embodiment of the present invention may be utilized in the pearl discriminating apparatus according to the second to fourth embodiments of the present invention.

도 6은 인덱스 테이블 미적용시에 획득되는 담수 진주와 해수 진주의 내부 단층 이미지, 도 7은 인덱스 테이블 적용시에 획득되는 담수 진주와 해수 진주의 내부 단층 이미지이다.6 is an internal tomographic image of freshwater and seawater pearls obtained when the index table is not applied, and FIG. 7 is an internal tomographic image of freshwater and seawater pearls obtained when the index table is applied.

도 6의 인덱스 테이블이 미적용된 않은 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호를 푸리에 변환하여 획득되는 담수 진주의 내부 단층 이미지(a)와 해수 진주의 내부 단층 이미지(b)를 도 7의 인덱스 테이블을 적용하여 파수 영역으로 변환한 간섭 스펙트럼 신호를 푸리에 변환하여 획득되는 담수 진주의 내부 단층 이미지(a)와 해수 진주의 단층 이미지를(b) 비교해보면 도 6의 담수 진주의 내부 단층 이미지(a)와 해수 진주의 단층 이미지(b)는 해상도가 좋지 않아 진주층을 구별하기가 힘든 반면에 도 7의 담수 진주의 내부 단층 이미지(a)와 해수 진주의 내부 단층 이미지(b)는 해상도가 향상되어 선명한 진주층을 확인할 수 있으므로 진주핵의 유무를 확인하여 해수 진주와 담수 진주를 쉽게 구분하는 것이 가능해진다.The internal tomographic image (a) of the freshwater pearl and the internal tomographic image (b) of the seawater pearl obtained by Fourier transforming the interference spectral signal in the wavelength region in which the index table of FIG. 6 is not applied are applied by applying the index table of FIG. Comparing the internal tomographic image (a) of the freshwater pearl and the image of the seawater pearl (b) obtained by Fourier transforming the interference spectrum signal converted into the area, the internal tomographic image of the freshwater pearl (a) and the seawater pearl of FIG. The tomographic image (b) is difficult to distinguish the nacre because of poor resolution, while the internal tomographic image (a) of the freshwater pearl and the internal tomographic image (b) of the seawater pearl of FIG. Therefore, it is possible to easily distinguish seawater pearls from freshwater pearls by checking the presence of pearl cores.

도 8은 해수 진주의 내부 단층 이미지와 담수 진주의 내부 단층 이미지의 비교도 이다.Figure 8 is a comparison of the internal tomographic image of seawater pearls and the internal tomographic image of freshwater pearls.

여기에서 A와 B는 동일한 형태의 이미지가 관찰되는 영역을 표시한 것으로써 A와 B의 길이가 진주의 둘레를 나타낼 수 있다.Here, A and B represent areas where an image of the same shape is observed, and the length of A and B may represent the circumference of the pearl.

도 8의 해수 진주의 내부 단층 이미지(a)와 담수 진주의 내부 단층 이미지(b)를 비교해보면 해수 진주의 경우 핵 표면층에서 반사되는 빛이 강하여 뚜렷하게 경계가 나타나는 반면에 담수 진주의 경우에는 그 어떤 뚜렷한 경계층도 관찰되지 않는다. Comparing the internal tomographic image (a) of the seawater pearl (a) and the internal tomographic image (b) of the freshwater pearl of FIG. 8, the light reflected from the nucleus surface layer is strong in the case of the seawater pearl, whereas the freshwater pearl has a distinct boundary. No distinct boundary layer is observed.

또한, 해수 진주의 경우 진주층들의 적층형태가 연속적인 반면에 담수 진주의 경우 진주층들의 적층 형태가 불연속적이고 불규칙적이므로 해수 진주와 담수 진주는 단층 이미지 최하단의 뚜렷한 경계층의 유무로서 구분이 가능함을 알 수 있다. In addition, in the case of seawater pearls, the laminations of the nacres are continuous, whereas in the case of freshwater pearls, the laminations of the nacres are discontinuous and irregular. .

도 9는 타히티 흑진주의 내부 단층 이미지와 아코야 진주의 내부 단층 이미지의 비교도 이다.Figure 9 is a comparison of the internal tomographic image of Tahiti black pearl and Akoya pearls.

도 9의 타히티 흑진주의 내부 단층 이미지(a)와 아코야 진주의 내부 단층 이미지(b) 모두 해수 진주의 특징인 진주 층과 진주 핵의 경계층이 뚜렷하게 드러나 있으므로 진주층의 두께와 적층 형태를 확인할 수 있다. Both the inner tomographic image (a) of the Tahiti black pearl and the inner tomographic image (b) of the Akoya pearls in FIG. .

또한, 타히티 흑진주와 아코야 진주 모두 진주층이 연속적으로 나란히 정렬 되어 있음을 확인할 수 있으며 진주 층들 간의 간격 혹은 적층 형태 분석을 통해 진주의 원산지에 따른 특성을 파악하고 분류하는 것이 가능해진다.In addition, Tahiti black pearl and Akoya pearl can be seen that the pearl layer is continuously arranged side by side, and it is possible to identify and classify the characteristics according to the origin of pearl by analyzing the gap or lamination form between the pearl layers.

도 10은 백색 담수 진주의 내부 단층 이미지와 흑색 담수 진주의 내부 단층 이미지의 비교도 이다.10 is a comparison of the internal tomographic image of white freshwater pearls with that of black freshwater pearls.

도 10의 백색 담수 진주의 내부 단층 이미지(a)와 흑색 담수 진주의 내부 단층 이미지(b) 모두 해수 진주의 내부 단층 이미지 와는 달리 핵의 표면층에 해당하는 진주 층 최하단에 위치한 경계층이 관찰되지 않으며 각각의 경계층이 불연속, 불규칙적으로 퇴적되어 있음을 확인할 수 있으며, 이와 같이 내부 단층 이미지로부터 진주층의 균일성과 적층 형태 분석으로 진주의 질을 감별 및 평가하는 것이 가능해진다.Unlike the internal tomographic image (a) of the white freshwater pearl and the internal tomographic image (b) of the black freshwater pearl in FIG. 10, the boundary layer located at the bottom of the pearl layer corresponding to the surface layer of the nucleus is not observed, respectively. It can be seen that the boundary layer of is discontinuously and irregularly deposited, and thus, it is possible to discriminate and evaluate the quality of pearls by analyzing the uniformity and lamination form of the nacre from the internal tomographic image.

도 11은 두 종류의 해수 진주의 진주 핵의 내부 단층 이미지에 대한 비교도 이다.FIG. 11 is a comparison of internal tomographic images of pearl nuclei of two types of seawater pearls. FIG.

도 11의 두 종류의 해수 진주의 진주 핵의 내부 단층 이미지(a, b)모두 해수 진주의 단층 구조의 특징인 핵의 표면층에서 관찰되는 강한 신호를 확인할 수 있으며, (a)의 해수 진주핵의 내부구조는 그 어떤 형태나 구조가 확인되지 않는 반면 (b)의 해수 진주핵의 내부구조는 불규칙한 패턴의 내부구조가 있음을 확인할 수 있으므로, 이를 통해 양식 전 진주 핵의 선별 및 핵이 진주 빛깔에 미치는 영향 등의 연구를 수행하는데 필요한 정보를 얻는 것이 가능해진다.Internal tomographic images (a, b) of the pearl nucleus of the two types of seawater pearls of FIG. 11 can confirm the strong signals observed in the surface layer of the nucleus, which is characteristic of the monolayer structure of seawater pearls, and While no internal structure or structure can be identified, the internal structure of the seawater pearl core of (b) shows an irregular pattern of internal structure. It is possible to obtain the information necessary to conduct research such as impact.

도 12는 두 종류의 진주 핵을 사용하여 양식한 아코야 진주의 내부 단층 이미지에 대한 비교도이다.12 is a comparative view of the internal tomographic images of Akoya pearls cultured using two types of pearl nuclei.

도 12의 두 종류의 진주 핵을 사용하여 양식한 아코야 진주의 내부 단층 이미지(a, b)는 서로 다른 패턴이 관찰되므로, 이를 통해 진주층의 구조뿐 아니라 진주 핵의 종류 및 내부 형태도 분류 및 확인할 수 있다.Since the internal tomographic images (a, b) of akoya pearls cultured using the two types of pearl cores of FIG. 12 are observed different patterns, the types and internal shapes of the pearl cores as well as the structure of the nacres are classified and analyzed. You can check it.

이때, 도 8 내지 도 12에 표시된 A와 B는 진주의 내부 단층 이미지에서 같은 양상을 보이는 지점을 표시한 것으로써, 상기 A와 상기 B의 길이는 진주의 둘레에 해당하므로 진주 한 둘레 영역의 전체적인 양상을 파악하는 것이 가능해진다.In this case, A and B shown in Figures 8 to 12 indicate the point showing the same aspect in the inner tomographic image of the pearl, the length of the A and B corresponds to the circumference of the pearl so that the entire area around the pearl It becomes possible to grasp the aspect.

도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진주 감별 방법의 순서도 이다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 진주 감별 방법은 도 1a에서 설명된 진주 감별 장치에서 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서 이하 생략된 내용이라 하더라도 진주 감별 장치에 관하여 이상에서 기술된 내용은 본 실시예에 따른 진주 감별 방법에도 적용된다.13 is a flowchart of a pearl discrimination method according to a first embodiment of the present invention. The pearl discrimination method according to the first embodiment of the present invention is composed of steps processed in the pearl discrimination apparatus described in FIG. 1A. Therefore, even if omitted below, the contents described above with respect to the pearl discrimination apparatus is also applied to the pearl discrimination method according to the present embodiment.

광분할부(20a)는 광원(10a)으로부터 조사되는 광을 기준광(L1a)과 측정광(L2a)으로 분할한다.(S100)The light splitter 20a splits the light irradiated from the light source 10a into reference light L1a and measurement light L2a.

기준광 반사부(30a)는 광분할부(20a)로부터 분할된 기준광(L1a)을 입력받아 광분할부(20a)측으로 반사하고 측정광 반사부(40a)는 광분할부(20a)로부터 분할된 측정광(L2a)을 입력받아 두께 정보 또는 내부 단층 이미지를 획득하고자 하는 진주(P1)에 조사한다.(S110)The reference light reflector 30a receives the reference light L1a split from the light splitter 20a and reflects it to the light splitter 20a, and the measurement light reflector 40a measures the measured light L2a split from the light splitter 20a. ) Is input to the pearl (P1) to obtain the thickness information or the internal tomography image (S110).

광검출부(50a)는 광분할부(20a)를 거쳐 도달하는 기준광 반사부(30a)로부터 반사된 기준광(L1a)과 측정광 반사부(40a)에 배치된 진주(P1) 표면 및 내부 단층의 각 경계면으로부터 반사되어 도달하는 측정광(L2a)의 광경로차에 따라 측정되는 간 섭 스펙트럼 신호를 검출한다.(S120)The photodetector 50a includes the reference light L1a reflected from the reference light reflector 30a reaching through the light splitter 20a and the boundary surface of the pearl P1 disposed on the measurement light reflector 40a and the inner monolayer. The interference spectral signal measured according to the optical path difference of the measurement light L2a reflected from and detected from the signal is detected (S120).

신호 처리부(60a)가 광검출부(50a)에서 검출된 간섭 스펙트럼 신호를 이용하여 진주(P1)의 두께 정보 또는 내부 단층 이미지를 획득하면 종료가 이루어진다.(S130)When the signal processor 60a acquires the thickness information or the internal tomographic image of the pearl P1 using the interference spectrum signal detected by the photodetector 50a, the process ends (S130).

이때, 상기 S130에 이어서 디스플레이부(70a)가 신호처리부(60a)에서 획득된 진주(P1)의 두께 정보 또는 내부 단층 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.In this case, following the step S130, the display unit 70a may further include displaying thickness information or an internal tomographic image of the pearl P1 obtained by the signal processor 60a.

도 14는 도 13의 S130에 대한 상세 순서도 이다.FIG. 14 is a detailed flowchart of S130 of FIG. 13.

신호 처리부(60a)는 파장 영역의 신호인 상기 간섭 스펙트럼 신호를 미리 결정되어 있는 인덱스 테이블을 이용한 성형 보간(Linear interpolation) 과정을 거쳐 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호로 변환한다.(S132)The signal processor 60a converts the interference spectrum signal, which is a signal in the wavelength region, into an interference spectrum signal in the wave region through a linear interpolation process using a predetermined index table (S132).

신호 처리부(60a)가 상기 변환된 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호에 대한 푸리에 변환을 통하여 진주의 두께 정보 또는 내부 단층 이미지를 획득하면 종료가 이루어진다.(S134)If the signal processor 60a acquires the thickness information of the pearl or the internal tomographic image through a Fourier transform on the interference spectrum signal of the transformed waveguide region, the signal is finished (S134).

이때, 상기 S132에서 상기 인덱스 테이블은 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호를 파장과 파수의 관계식을 이용하여 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호로 변환한 후 데이터 인덱스 별로 상기 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호와 상기 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호의 값이 일치 또는 유사하도록 상기 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호의 데이터 인덱스를 재배열하여 생성될 수 있다.In this case, in S132, the index table converts the interference spectrum signal in the wavelength region into the interference spectrum signal in the wave region using the relationship between the wavelength and the wave number, and then the interference spectrum signal and the wave region interference in the wavelength region for each data index. It can be generated by rearranging the data indexes of the interference spectral signals in the wavelength region such that the values of the spectral signals coincide or similar.

또한, 신호 처리부(60a)가 광검출부(50a)에서 검출된 간섭 스펙트럼 신호를 이용하여 진주(P1)의 두께 정보 또는 단층 이미지를 획득하는 과정은 상기 도 3a 내지 도 3c에서 설명한바 있으므로 생략하도록 한다.In addition, the process of acquiring the thickness information or the tomographic image of the pearl P1 using the interference spectrum signal detected by the photodetector 50a is omitted in FIG. 3A to FIG. 3C. .

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경, 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. It will be possible. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

본 발명에 의하면 진주의 단층 이미지 분석을 통해 진주와 진주층의 두께를 측정할 수 있고 고분해능의 단층 정보를 획득하여 진주를 분류 및 감별하는 것이 가능하므로 종래의 진주 감별 장치를 대체하여 활용하는 것이 가능해진다.According to the present invention, it is possible to measure the thickness of pearls and nacres by analyzing the tomographic images of pearls, and to classify and discriminate pearls by acquiring high-resolution tomographic information. .

도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진주 감별 장치의 블록도,Figure 1a is a block diagram of a pearl discriminating apparatus according to a first embodiment of the present invention,

도 1b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 진주 감별 장치의 블록도,Figure 1b is a block diagram of a pearl discriminating apparatus according to a second embodiment of the present invention,

도 2a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 진주 감별 장치의 블록도,Figure 2a is a block diagram of a pearl discriminating apparatus according to a third embodiment of the present invention,

도 2b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 진주 감별 장치의 블록도,Figure 2b is a block diagram of a pearl discriminating apparatus according to a fourth embodiment of the present invention,

도 3a 내지 도 3c는 신호처리부에서 미리 결정되어 있는 인덱스 테이블을 이용하여 파장 영역의 간섭 신호를 파수 영역의 신호로 변환하는 과정에 대한 참고도,3A to 3C are reference diagrams illustrating a process of converting an interference signal in a wavelength region into a signal in a wave region using an index table predetermined in a signal processor;

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진주의 횡방향 스캔을 위한 이송장치의 개념도,4 is a conceptual diagram of a transfer apparatus for transverse scanning of pearls according to a first embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 진주의 횡방향 스캔을 위한 이송장치의 개념도,5 is a conceptual diagram of a transfer device for transverse scanning of pearls according to a second embodiment of the present invention;

도 6은 인덱스 테이블 비적용시에 획득되는 담수 진주와 해수 진주의 내부 단층 이미지, 6 is an internal tomographic image of freshwater pearls and seawater pearls obtained when the index table is not applied;

도 7은 인덱스 테이블 적용시에 획득되는 담수 진주와 해주 진주의 내부 단층 이미지,7 is an internal tomographic image of freshwater pearls and sea pearls obtained when the index table is applied;

도 8은 해수 진주의 단층 이미지와 담수 진주의 내부 단층 이미지의 비교도,8 is a comparison of the tomographic images of seawater pearls and the internal tomographic images of freshwater pearls,

도 9는 타히티 흑진주의 단층 이미지와 아코야 진주의 내부 단층 이미지의 비교도,9 is a comparison of the tomographic image of Tahiti black pearl and the internal tomographic image of Akoya pearls,

도 10은 백색 담수 진주의 단층 이미지와 흑색 담수 진주의 내부 단층 이미 지의 비교도,10 is a comparison of the tomographic images of white freshwater pearls and the internal tomographic images of black freshwater pearls,

도 11은 두 종류의 해수 진주의 진주 핵의 내부 단층 이미지에 대한 비교도,Fig. 11 is a comparison diagram for internal tomographic images of pearl nuclei of two types of seawater pearls,

도 12는 두 종류의 진주 핵을 사용하여 양식한 아코야 진주의 내부 단층 이미지에 대한 비교도,12 is a comparative view of the internal tomographic image of Akoya pearls cultured using two kinds of pearl nuclei,

도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진주 감별 방법의 순서도, 및13 is a flowchart of a pearl discriminating method according to a first embodiment of the present invention, and

도 14는 도 13의 S130에 대한 상세 순서도 이다.FIG. 14 is a detailed flowchart of S130 of FIG. 13.

<도면의 주요 부위에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawings>

(1a,1b,100a,100b) : 진주 감별 장치 (10a,10b,100a,100b) : 광원(1a, 1b, 100a, 100b): pearl discriminating device (10a, 10b, 100a, 100b): light source

(20a,20b) : 광분할부 (30a,30b) : 기준광 반사부(20a, 20b): light splitting section (30a, 30b): reference light reflecting section

(32a,32b) : 제1 콜리메이터 (34a,34b) : 반사체(32a, 32b): first collimator (34a, 34b): reflector

(40a,40b) : 측정광 반사부 (42a) : 제2 콜리메이터40a, 40b: measurement light reflecting portion 42a: second collimator

(42b) : 광섬유렌즈 (44a) : 대물렌즈(42b): optical fiber lens (44a): objective lens

(50a,50b,140a,140b) : 광검출부 (52a,52b) : 분광부(50a, 50b, 140a, 140b): photodetector 52a, 52b: spectroscope

(54a,54b) :집광부 (56a,56b`) : 촬상부54a, 54b: Condenser 56a, 56b`: Imaging part

(60a,60b,150a,150b) : 신호처리부 (70a,70b,160a,160b) : 디스플레이부(60a, 60b, 150a, 150b): signal processing unit 70a, 70b, 160a, 160b: display unit

(120a,120b) : 광서큘레이터 (130a,130b) : 광반사부(120a, 120b): optical circulator (130a, 130b): light reflecting unit

(132a) : 콜리메이터 (132b) : 광섬유렌즈(132a): collimator (132b): optical fiber lens

(134a,134b,) : 부분 반사체(134a, 134b,): partial reflector

Claims (20)

광원으로부터 조사되는 광을 기준광과 측정광으로 분할하는 광분할부;A light splitting unit dividing light emitted from the light source into reference light and measurement light; 상기 광분할부로부터 분할된 기준광을 입력받아 상기 광분할부 측으로 반사하는 기준광 반사부;A reference light reflecting unit which receives the reference light split from the light splitting unit and reflects it to the light splitting unit; 두께 정보 또는 단층 이미지를 획득하고자 하는 진주가 배치되고 상기 광분할부로부터 분배된 측정광을 입력받아 상기 진주의 표면과 내부 단층의 각 경계면으로부터 반사되는 측정광을 상기 광분할부 측으로 반사하는 측정광 반사부; Measurement light reflecting unit for measuring the thickness information or tomographic image is arranged and reflects the measurement light reflected from the surface of the pearl and each boundary surface of the inner tomography to receive the measurement light distributed from the light splitter to the light splitter side ; 상기 광분할부를 거쳐 도달하는 상기 기준광 반사부로부터 반사되는 기준광과 상기 진주의 표면과 내부 단층의 각 경계면으로부터 반사되는 측정광의 광경로차에 따라 측정되는 간섭 스펙트럼 신호를 검출하는 광검출부; 및A light detector for detecting an interference spectral signal measured according to an optical path difference between the reference light reflected from the reference light reflecting part reaching through the light splitting part and the measurement light reflected from each boundary between the surface of the pearl and the inner monolayer; And 파장 영역의 신호인 상기 간섭 스펙트럼 신호를 미리 결정되어 있는 인덱스 테이블을 이용한 선형 보간(Linear interpolation) 과정을 거쳐 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호로 변환한 후 상기 변환된 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호에 대한 푸리에 변환을 통하여 상기 진주의 두께 정보 또는 내부 단층 이미지를 획득하는 신호처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진주 감별 장치.Fourier transform of the interference spectrum signal in the waveguide region after converting the interference spectrum signal, which is a signal in the wavelength domain, into a interference spectrum signal in the waveguide region through a linear interpolation process using a predetermined index table Pearl discrimination apparatus comprising a signal processing unit for obtaining the thickness information or the internal tomographic image of the pearl through. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 인덱스 테이블은,The index table, 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호를 파장과 파수의 관계식을 이용하여 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호로 변환한 후 데이터 인덱스 별로 상기 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호와 상기 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호의 값이 일치 또는 유사하도록 상기 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호의 데이터 인덱스를 재배열하여 생성되는 것을 특징으로 하는 진주 감별 장치. After converting the interference spectrum signal in the wavelength region into the interference spectrum signal in the wave region using the relationship between the wavelength and the wave number, the values of the interference spectrum signal in the wavelength region and the interference spectrum signal in the wave region are coincident or similar for each data index. Pearl pearl discrimination apparatus, characterized in that generated by rearranging the data index of the interference spectrum signal in the wavelength region. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광검출부는,The light detector, 상기 간섭 스펙트럼 신호를 각 파장별 성분으로 분산시키는 분광부, 상기 각 파장별 성분으로 분산된 간섭 스펙트럼 신호를 전송하는 집광부, 및 상기 전송된 각 파장별 성분으로 분산된 간섭 스펙트럼 신호를 촬상하는 촬상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진주 감별 장치.An imaging unit for photographing a spectroscopic unit for dispersing the interference spectrum signal into components of each wavelength, a condenser for transmitting an interference spectrum signal dispersed in the components of each wavelength, and an interference spectrum signal dispersed in the components of each wavelength transmitted Pearl discrimination apparatus comprising a wealth. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 촬상부는 전하결합소자(Charge-Coupled Device:CCD) 카메라인 것을 특 징으로 하는 진주 감별 장치.And the imaging unit is a charge-coupled device (CCD) camera. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기준광 반사부는,The reference light reflector, 상기 광분할부로부터 분할되는 기준광을 평행광으로 변환하는 제1 콜리메이터와 상기 제1 콜리메이터로부터 이격되어 상기 평행광으로 변환된 기준광을 상기 광분할부 측으로 반사하는 반사체를 포함하는 것을 특징으로 하는 진주 감별 장치.And a first collimator for converting the reference light split from the light splitter into parallel light and a reflector for reflecting the reference light converted from the first collimator to the parallel light toward the light splitter. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 측정광 반사부는,The measuring light reflecting unit, 상기 광분할부로부터 분할되는 측정광을 평행광으로 변환하는 제2 콜리메이터와 상기 콜리메이터로부터 이격되어 상기 평행광으로 변환된 측정광을 상기 진주로 입사하는 대물렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 진주 감별 장치.And a second collimator for converting the measurement light split from the light splitter into parallel light, and an objective lens for entering the pearl of the measurement light spaced apart from the collimator and converted into the parallel light. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 신호처리부로부터 획득된 상기 진주의 두께 정보 또는 내부 단층 이미지를 화면상에 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진주 감별 장치.And a display unit for displaying the thickness information or the internal tomographic image of the pearl obtained from the signal processor on a screen. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광분할부와 상기 측정광 반사부의 연결은 광섬유로 이루어지며,The light splitting part and the measuring light reflecting part are connected to each other by an optical fiber, 상기 측정광 반사부는 상기 진주로부터 이격되어 상기 광섬유의 말단부에 결합되는 광섬유 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 진주 감별 장치.The measuring light reflector is a pearl discriminating device, characterized in that it comprises an optical fiber lens which is spaced apart from the pearl and coupled to the distal end of the optical fiber. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광원은 파장 가변 레이저인 것을 특징으로 하는 진주 감별 장치.The light source is a pearl discriminating device, characterized in that the wavelength tunable laser. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광검출부는 이중 평형 광수신기인 것을 특징으로 하는 진주 감별 장치.The light detecting unit is a pearl discriminating device, characterized in that the dual balanced optical receiver. 두께 정보 또는 단층 이미지를 획득하고자 하는 진주가 배치되고 광원으로부터 조사되는 광을 입력받아 상기 진주의 표면과 내부 단층의 각 경계면으로부터 반사되는 광을 외부로 조사하는 광반사부;A light reflecting part arranged to obtain thickness information or a tomographic image, and receiving light emitted from a light source and radiating light reflected from each boundary between the surface of the pearl and the inner tomography to the outside; 상기 진주의 표면과 내부 단층의 각 경계면으로부터 반사된 후 도달하는 광의 광경로차에 따라 측정되는 간섭 스펙트럼 신호를 검출하는 광검출부;A photodetector for detecting an interference spectral signal measured according to an optical path difference of light reaching and reflected from each boundary between the surface of the pearl and the inner tomography; 상기 광원으로부터 조사되는 광을 상기 광반사부측으로 조사하고 상기 광반사부에 배치된 진주의 표면과 내부 단층의 각 경계면에서 반사되는 광을 상기 광검출부로 조사하는 광서큘레이터; 및 An optical circulator for irradiating the light irradiated from the light source toward the light reflection part and for irradiating the light detection part with light reflected from each boundary between the surface of the pearl disposed on the light reflection part and an inner monolayer; And 상기 광검출부에서 검출된 간섭 스펙트럼 신호를 이용하여 상기 진주의 두깨 정보 또는 내부 단층 이미지를 획득하는 신호처리부를 포함하는 것을 특징으로 하 는 진주 감별 장치.And a signal processor for acquiring the thickness information of the pearl or the internal tomographic image by using the interference spectrum signal detected by the light detector. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 신호 처리부는,The signal processing unit, 파장 영역의 신호인 상기 간섭 스펙트럼 신호를 미리 결정되어 있는 인덱스 테이블을 이용한 선형 보간(Linear interpolation) 과정을 거쳐 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호로 변환한 후 상기 변환된 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호에 대한 푸리에 변환을 통하여 상기 진주의 두께 정보 또는 단층 이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는 진주 감별 장치.Fourier transform of the interference spectrum signal in the waveguide region after converting the interference spectrum signal, which is a signal in the wavelength domain, into a interference spectrum signal in the waveguide region through a linear interpolation process using a predetermined index table Pearl discrimination apparatus, characterized in that to obtain the thickness information or tomographic image of the pearl through. 제 13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 인덱스 테이블은,The index table, 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호를 파장과 파수의 관계식을 이용하여 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호로 변환한 후 데이터 인덱스 별로 상기 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호와 상기 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호의 값이 일치 또는 유사하도록 상기 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호의 데이터 인덱스를 재배열하여 생성되는 것을 특징으로 하는 진주 감별 장치. After converting the interference spectrum signal in the wavelength region into the interference spectrum signal in the wave region using the relationship between the wavelength and the wave number, the values of the interference spectrum signal in the wavelength region and the interference spectrum signal in the wave region are coincident or similar for each data index. Pearl pearl discrimination apparatus, characterized in that generated by rearranging the data index of the interference spectrum signal in the wavelength region. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 광반사부는,The light reflection unit, 상기 진주의 일측으로부터 이격되어 상기 광 서큘레이터로부터 출력된 광을 평행광으로 변환하는 콜리메이터와 상기 콜리메이터와 상기 진주 사이에 배치되어 상기 콜리메이터를 통과한 광을 상기 광서큘레이터 측으로 부분 반사하는 부분 반사체를 포함하는 것을 특징으로 하는 진주 감별 장치.A collimator spaced apart from one side of the pearl to convert light output from the optical circulator into parallel light, and a partial reflector disposed between the collimator and the pearl and partially reflecting the light passing through the collimator to the optical circulator side Pearl discrimination apparatus, characterized in that it comprises. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 광서큘레이터와 상기 광반사부의 연결은 광섬유로 이루어지며,The optical circulator and the light reflecting portion is made of an optical fiber, 상기 광반사부는 상기 진주의 일측으로부터 이격되며 상기 광섬유의 말단부에 결합되는 광섬유 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 진주 감별 장치.The light reflecting unit is a pearl discriminating device, characterized in that it comprises an optical fiber lens that is spaced apart from one side of the pearl is coupled to the distal end of the optical fiber. (a) 광원으로부터 조사되는 광을 기준광과 측정광으로 분할하는 단계;(a) dividing the light irradiated from the light source into reference light and measurement light; (b) 상기 분할된 기준광을 입력받아 반사하고 상기 분활된 측정광을 입력받아 두께 정보 또는 단층 이미지를 획득하고자 하는 진주에 조사하는 단계;(b) receiving and reflecting the divided reference light and irradiating the pearl to obtain thickness information or a tomographic image by receiving the divided measurement light; (c) 상기 반사되어 도달하는 기준광과 상기 진주의 표면과 내부 단층의 각 경계면에서 반사되어 도달하는 측정광의 광경로차에 따라 측정되는 간섭 스펙트럼 신호를 검출하는 단계; 및(c) detecting an interference spectral signal measured according to an optical path difference between the reflected reference light and the measurement light reflected at each boundary between the surface of the pearl and the inner monolayer; And (d) 상기 검출된 간섭 스펙트럼 신호를 이용하여 상기 진주의 두께 정보 또는 내부 단층 이미지를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진주 감별 방법.(d) obtaining pearl thickness information or an internal tomographic image using the detected interference spectrum signal. 제 17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 (d) 단계는,The step (d) (d1) 파장 영역의 신호인 상기 간섭 스펙트럼 신호를 미리 결정되어 있는 인덱스 테이블을 이용한 선형 보간(Linear interpolation)과정을 거쳐 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호로 변환하는 단계; 및(d1) converting the interference spectrum signal, which is a signal in a wavelength region, into a interference spectrum signal in a wavenumber region through a linear interpolation process using a predetermined index table; And (d2) 상기 변환된 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호에 대한 푸리에 변환을 통하여 상기 진주의 두께 정보 또는 내부 단층 이미지를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진주 감별 방법.(d2) obtaining pearl thickness information or an internal tomographic image through a Fourier transform on an interference spectrum signal of the transformed waveguide region. 제 18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 (d1) 단계에서 상기 인덱스 테이블은 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호를 파장과 파수의 관계식을 이용하여 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호로 변환한 후 데이터 인덱스 별로 상기 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호와 상기 파수 영역의 간섭 스펙트럼 신호의 값이 일치 또는 유사하도록 상기 파장 영역의 간섭 스펙트럼 신호의 데이터 인덱스를 재배열하여 생성되는 것을 특징으로 하는 진주 감별 방법. In the step (d1), the index table converts the interference spectrum signal of the wavelength domain into the interference spectrum signal of the wavelength domain using a relationship between the wavelength and the wavenumber, and then the interference spectrum signal of the wavelength domain and the frequency domain of each wavelength index. And a data index of the interference spectrum signal in the wavelength region is rearranged such that the values of the interference spectrum signal coincide or are similar. 제 17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 (d) 단계에 이어서,Following step (d), 상기 진주의 두께 정보 또는 내부 단층 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진주 감별 방법.And displaying the thickness information or the internal tomographic image of the pearl.
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