KR100480319B1

KR100480319B1 - 미립 색채 선별 장치(米粒色彩選別裝置)

Info

Publication number: KR100480319B1
Application number: KR10-2002-0026542A
Authority: KR
Inventors: 최화영
Original assignee: 한잠기계(주)
Priority date: 2002-05-14
Filing date: 2002-05-14
Publication date: 2005-04-06
Also published as: KR20030088706A

Abstract

본 발명은 미립 색채 선별 장치(米粒色彩選別裝置)에 관한 것으로서, 특히 착색립(着色粒)의 선별 검출 가능과, 이물(異物)의 선별 검출 가능과, 미숙립(未熟粒)의 선별 검출 가능이 동시에 이루어질 수 있도록 된 미립 색채 선별 장치에 관한 것이다.

종래의 기술에서는, 착색립과 이물(異物)과 미숙립의 선별 검출에서 가시광선과 근적외선의 서로 간의 간섭을 피하기 위하여 고가의 할로겐 램프와 고가의 근적외선 광센서가 사용되어야만 하였고, 이에 따라 구조가 복잡하였던 문제점과, 착색립의 선별 검출 가능과 이물(異物)의 선별 검출 가능과 미숙립의 선별 검출 가능이 동시에 이루어짐이 불가능하였던 문제점이 있었고, 본 발명은 이러한 문제점을 해결한 것이다.

본 발명은, 소정의 파장 대역의 근적외선 엘이디(LED)가 소정의 위치에 구비되고,

일측의 실리콘 광센서에 의한 착색립의 선별 검출에서 근적외선 엘이디(LED)로부터의 근적외선의 간섭을 방지 가능하며 아울러 소정의 파장 대역의 가시광선으로 착색립의 선별 검출이 가능하도록 소정의 필터가 설치되며,

상기 일측의 실리콘 광센서에 의한 착색립의 선별 검출 가능과 동시에, 타측의 실리콘 광센서에 의하여, 착색립의 선별 검출 가능과, 이물(異物)의 선별 검출 가능과, 미숙립의 선별 검출 가능이 동시에 이루어질 수 있도록 소정의 필터가 구비된 것을 특징으로 하는 미립 색채 선별 장치이다.

본 발명에 의하면, 저렴한 근적외선 엘이디(LED)와, 저렴한 통상의 실리콘 광센서와, 소정의 파장 대역의 광학 필터에 의하여, 원료미에 혼입된 착색립과 이물(異物)과 미숙립을 한번에 동시에 선별 검출함이 가능한 효과와, 그 구조가 간단하여지고 생산원가가 낮아지는 효과가 있다.

Description

미립 색채 선별 장치(米粒色彩選別裝置){Rice-selecting device by color light intensity}

본 발명은 미립 색채 선별 장치(米粒色彩選別裝置)에 관한 것으로서, 특히 소정의 파장 대역(波長帶域)의 근적외선(近赤外線)을 방출하는 근적외선 엘이디(LED)가 소정의 위치에 구비되고, 일측의 실리콘 광센서에 의한 착색립의 선별 검출 가능함과 동시에, 타측의 실리콘 광센서에 의하여, 착색립의 선별 검출 가능과, 이물(異物)의 선별 검출 가능과, 미숙립의 선별 검출 가능이 동시에 이루어질 수 있도록 된 미립 색채 선별 장치에 관한 것이다.

미립 색채 선별 장치에 투입된 원료미(3)는, 양품미(良品米)(2)와 불량미(不良米)(1)로 선별된다. 통상, 양품미(2)는 정립(精粒) 또는 완전립(完全粒)이고, 불량미(1)는 착색립, 이종(異種) 곡립, 미숙립(未熟粒)으로 분리되며, 착색립(着色粒, 즉, 착색미립(着色米粒))은 열, 해충 등에 의하여 미립(米粒) 표면의 모든 면 또는 일부 면이 피해가 있어 변색한 미립(米粒)을 지칭하며, 미숙립(未熟粒, 즉, 미숙미립(未熟米粒))은 정립과 사미(死米)의 중간에 속하며, 미립(米粒) 내부가 완숙되지 않아 백탁(白濁)한 것을 지칭하며, 백태미 또는, 시라타로 호칭되기도 하며, 불량미의 혼입에 의하여 원료미의 등급, 품위가 결정된다.

이물(異物)은 유리 조각, 돌, 도자기 조각, 합성수지 조각 등으로서, 미립(米粒) 이외의 것을 지칭하며, 유리 조각이나, 합성수지 조각이나, 백색의 돌 등의 이물(異物)의 경우와 같이, 투명하거나, 양품미의 색채의 밝기와 동일 내지 유사하여, 가시광선의 반사광으로는 그 선별 검출이 어려운 경우의 이물(異物)에서 특히 그 선별 검출의 의미가 크다[이하에서는, 상기 불량미(1)라는 용어는, 이물(異物)을 특별히 별도로 구별하여 기재한 경우 외에는, 이물(異物)을 포함한 의미로 사용한다.].

종래의 기술로서, 양품미와 혼합된 불량미인 착색립과 이물(異物)과 미숙립의 선별 검출을 위한 미립 색채 선별 장치에서는, 그 선별 검출에서의 가시광선과 근적외선의 서로 간의 간섭을 피하기 위하여, 그 광원으로서는 형광등과, 고가의 할로겐 램프가 사용되었고, 광센서(光 sensor)로서는 실리콘 포토다이오드와, 고가의 근적외선 수광 감지용 인듐·갈륨·비소(InGaAs)계(수광 감지의 파장 대역 800~1800nm)의 광센서(포토 다이오드)가 사용된 구성이었음에 따라 그 구조가 복잡한 문제점이 있었고,

또한 착색립과 이물(異物)의 선별 제거와, 별개의 과정으로써만 가시광선의 투과광으로 미숙립의 선별 검출이 가능한 구성이었으므로, 착색립과 이물(異物)과 미숙립을 한번에 동시에 선별 검출함이 불가능한 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 구체적으로 살펴보면 하기와 같다. 즉,

상기 종래의 미립 색채 선별 장치에서는, 도6과 도7a에 도시된 바와 같이, 착색립의 선별 검출은 착색립에 대하여 양(兩)방향의 광원으로부터 가시광선을 조사(照射)하여, 미립(米粒)으로부터의 반사광의 밝기(광량)와, 그 배경판의 반사광의 밝기(광량)의 차이를 검출하는 방식에 의하여 이루어졌다.

한편, 미숙립의 선별 검출은, 도7b에 도시된 바와 같이, 한쪽 방향의 광원의 가시광선에 의하여 미숙립을 투과한 투과광의 밝기(광량)과, 양품미를 투과한 투과광의 밝기(광량)의 차이를 검출하는 방식으로 이루어졌다.

따라서, 상기 종래의 기술에서는 착색립을 선별 검출하기 위한 반사광 방식과, 미숙립의 선별 검출을 위한 투과광 방식은 서로 간섭되어 두 방식에 의하여 동시에 선별 검출하는 것이 불가능하였으므로, 상기 반사광 방식에 의한 선별 검출의 과정과 상기 투과광 방식에 의한 선별 검출의 과정이 별개로 진행되어야만 하였던 문제점이 있었다.

상기 종래 기술의 미립 색채 선별 장치는, 도6에 도시된 바와 같이, 그 개략적 구성이, 미립 공급 수단(10)과, 불량미 검출 광학 수단(20)과, 신호 처리 수단(30)과, 불량미 제거 수단(40)의 4부분으로 구성되었다.

불량미 검출 광학 수단(20)은 유로(15)를 통과하며 낙하하는 미립(米粒)에 대하여 일측과 타측의 2방향에 대략 대칭적으로 설치된 광원인 형광등(21)과, 렌즈(28)와, 실리콘 광센서(22-1)(22-2)와. 배경판(23-1)(23-2)으로 구성되어, 착색립을 실리콘 광센서(22-1)(22-2)로 선별 검출하는 구성이었다.

실리콘 광센서(22-1)(22-2)의 각각의 광축(光軸)은 미립(米粒)과, 실리콘 광센서(22-1)(22-2)와 미립(米粒) 사이의 연결 직선의 연장선상에 설치되어 있는 배경판(23-2)(23-1)을 항상 관찰하며,

배경판(23-1)(23-2)의 각각의 반사광의 밝기(광량)는 양품미(2)의 반사광의 밝기(광량)와 동일하도록 설정되어 있기 때문에, 실리콘 광센서(22-1)(22-2)는, 양품미(2)가 유로(15)를 통과하면, 그 밝기(광량)의 차이는 검출되지 않지만, 착색립이 유로(15)를 통과하면 배경판(23-1)(23-2)과의 그 반사광의 밝기(광량)의 차이가 검출된다.

실리콘 광센서(22-1)(22-2)로부터의 출력 신호는 신호 처리 수단(30)에 의하여 미립(米粒)의 표면으로부터의 반사광의 밝기(광량)의 차이에 따라 양품미(2)와 불량미(1)가 식별되어, 불량미(1)의 경우의 출력 신호는 전자 밸브(42)를 구동시켜, 공기 분사 노즐(43)의 공기압에 의하여 미립(米粒)의 유로(流路)(15)에서 제거된다.

도7a는 종래의 미립 색채 선별 장치에서, 착색립과 이물(異物)을 동시에 선별 검출하는 불량미 검출 광학 수단의 구성 및 작용을 확대하여 나타낸 확대 종단면도이다. 미숙립은, 도7b에 도시된 바와 같이, 하기 별개의 과정으로 선별 검출된다.

도7a에 도시된 바와 같이, 착색립을 선별 검출 하기 위하여, 일측과 타측의 불량미 검출미 광학 수단(20-1)(20-2)으로서, 렌즈(28), 필터(29)과, 가시광선(可視光線)에 감도가 있는 실리콘 광센서(즉, 실리콘 포토다이오드)(22-1)(22-2)가 구비되었고,

이물(異物)을 선별 검출하기 위하여, 제3의 불량미 검출 광학 수단(20-3)으로서, 렌즈(28), 필터(29)와, 근적외선(近赤外線)에 감도가 있는 인듐·갈륨·비소(InGaAs)계 (수광 감지(受光感知)의 파장 대역 800~1800nm)의 광센서(포토다이오드)(22-3)로 구성되었다.

착색립을 선별하기 위한 광원은 형광등(21)을 4개소 이상으로부터 미립(米粒)에 대하여 균일하게 조사(照射)하도록 배치되었다.

형광등(21)으로부터의 가시광선은, 유로(15)를 통과하며 낙하하는 미립(米粒)과 그 배경판(23-1)(23-2)에 조사(照射)된다. 실리콘 광센서(22-1)(22-2)는 각각 항상 배경판(23-2)(23-1)의 각각의 가시광선 반사광의 밝기(광량)를 관찰하며, 배경판(23-1)(23-2)의 가시광선 반사광의 밝기(광량)는 양품미(2)의 가시광선 반사광의 밝기(광량)와 일치하도록 형광등(21)에 대한 배경판(23-1)(23-2)의 각도가 적절히 조정되어 있으므로, 착색립이 유로(15)를 통과하면, 배경판(23-1)(23-2)의 가시광선 반사광의 밝기(광량)과 착색립의 가시광선 반사광의 밝기(광량)와의 차이가 검출된다.

이물(異物)의 선별 검출에는 할로겐 램프(21-3)와, 파장 대역 1500nm ±50nm 부근의 근적외선에 감도를 가진, 즉 수광 감지(受光感知)의 파장 대역 800~1800nm의 인듐·갈륨·비소(InGaAs)계의 고가의 광센서(포토다이오드)(22-3)가 사용되었고,

할로겐 램프(21-3)로부터의 근적외선은 유로(15)를 통과하며 낙하하는 미립(米粒)과 그 배경판(23-3)에 조사(照射)된다.

인듐·갈륨·비소(InGaAs)계 광센서(포토다이오드)(22-3)는 항상 배경판(23-3)의 근적외선의 반사광의 밝기(광량)를 관찰하며, 배경판(23-3)의 근적외선 반사광의 밝기(광량)는 양품미(2)의 근적외선 반사광의 밝기(광량)와 일치하도록 광원에 대한 배경판(23-3)의 각도가 적절히 조정되어 있으므로, 이물(異物)이 유로(15)를 통과하면, 배경판(23-3)의 근적외선 반사광의 밝기(광량)와 이물(異物)의 근적외선 반사광의 밝기(광량)와의 차이가 검출된다.

할로겐 램프(21-3)는 발광 파장 대역이 500nm 내지 2000nm으로 광범위하므로, 형광등(21)로부터 방출되는 가시광선과의 간섭이 있으므로, 이물(異物) 선별 검출용 광센서(22-3)를 별개로 설치할 필요가 있었고, 그 광센서로서 고가(실리콘(Si) 광센서(22-1)(22-2)의 약 10배 가량의 가격임)의 인듐·갈륨·비소(InGaAs)계 광센서(포토다이오드)(22-3)가 사용되었다.

따라서 도7a의 방식은 기존의 착색립 선별 검출용 광학 수단에 이물(異物) 선별 검출용 근적외선 파장 대역 광학 수단을 단순히 추가한 것에 불과하다.

도7b는 미숙립의 선별 검출에 있어서의 광학 수단(20)의 구성 및 작용을 나타낸다. 광원인 형광등(21)은 가시광선을 미립(米粒)과 배경판(23-1)에 조사(照射)하며, 배경판(23-1)으로부터 반사된 가시광선은 미립(米粒)을 투과하여 실리콘 광센서(22-2)에 수광된다. 양품미(2)는 양호하게 가시광선이 투과하므로, 실리콘 광센서(22-2)에의 수광 광량은 감쇠하지 않지만, 미숙립은 가시광선의 투과가 어려우므로, 실리콘 광센서(22-2)에의 수광 광량이 감쇠하여 양품미(2)의 경우보다 어둡게 보이므로, 선별 검출하는 것이 가능하다.

미숙립의 선별 검출은 상기와 같이, 상기 가시광선의 투과광을 사용하므로, 광원(21)과 광센서(22-2)는, 도7b에 도시된 바와 같이, 각각 편측(片側)에 위치하는 것이 필요하였다.

상기와 같이, 종래의 기술에서는 고가의 할로겐 램프(21-3)와, 수광 감지의 파장 대역이 800nm 내지 1800nm인 고가의 인듐·갈륨·비소(InGaAs)계 광센서(22-3)가 필요하였으며, 이에 따라 그 구조가 복잡하고 그 생산원가가 상승하는 문제점이 있었고,

상기 반사광 방식과, 상기 투과광 방식을 동시에 사용하면 착색립의 선별 검출률이 현저히 저하되어 반드시, 반사광 방식에 의한 선별 검출의 과정과 투과광 방식에 의한 선별 검출의 과정이라는 2번의 별개의 과정으로 나누어, 착색립과 미숙립을 따로 선별 검출하여야 하는 번거로움이 따르는 문제점이 있었다.

본 발명은 종래 기술의 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서,

본 발명의 목적은,

소정의 파장 대역의 근적외선 엘이디(LED)가 소정의 위치에 구비되고,

일측의 실리콘 광센서에 의한 착색립의 선별 검출에서, 근적외선 엘이디(LED)로부터의 근적외선의 간섭을 방지 가능하며 아울러 소정의 파장 대역의 가시광선으로 착색립의 선별 검출이 가능하도록, 상기 일측의 실리콘 광센서에 소정의 필터가 설치되며,

상기 일측의 실리콘 광센서에 의한 착색립의 선별 검출 가능과 동시에, 타측의 실리콘 광센서에 의하여, 착색립의 선별 검출 가능과, 이물(異物)의 선별 검출 가능과, 미숙립의 선별 검출 가능이 동시에 이루어질 수 있도록 상기 타측의 실리콘 광센서에 소정의 필터가 설치된 구성에 의하여,

일측의 실리콘 광센서에 의하여, 형광등으로부터 방출되는 가시광선 중 소정 파장 대역의 가시광선에 의하여 근적외선과의 간섭이 없이 착색립의 선별 검출이 가능하며,

상기 일측의 실리콘 광센서에 의한 착색립의 선별 검출과 동시에, 타측의 실리콘 광센서에 의하여, 상기 소정 파장 대역의 가시광선에 의한 착색립의 선별 검출 가능과, 상기 소정 파장 대역의 근적외선의 반사광에 의한 이물(異物)의 선별 검출 가능과, 상기 소정 파장 대역의 근적외선의 투과광에 의한 미숙립(未熟粒)의 선별 검출 가능이 한번에 동시에 이루어질 수 있으므로,

저렴한 근적외선 엘이디(LED)와 저렴한 통상의 실리콘(Si) 광센서에 따른 간단한 구조에 의하여, 원료미에 혼입된 착색립(着色粒)과 이물(異物)과 미숙립(未熟粒)를 한번에 동시에 선별 검출 가능하도록 된 미립 색채 선별 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명을 실시예에 의거하여, 첨부된 도면에 따라 그 구성을 설명하면 하기와 같다.

본 발명은, 도1 내지 도5에 도시된 바와 같이,

불량미(不良米)(1)를 선별 검출(選別檢出)하여 제거(除去)함이 가능하도록,

불량미(1)와 양품미(2)가 혼합되어 있는 원료미(原料米)(3)를 불량미 검출 광학 수단(不良米檢出光學手段)(20)에 공급하는 미립(米粒) 공급 수단(10)과,

원료미(3) 중에 혼입되어 있는 불량미(不良米)(1)를 선별 검출 가능하도록 광원(光源)으로서의 형광등(21)과, 수광(受光) 감지(感知)의 파장 대역(波長帶域)이 400nm 내지 1050nm인 일측의 실리콘(Si) 광센서(光 sensor)(즉, 실리콘(Si) 포토다이오드(photodiode))(22-1)와, 수광(受光) 감지(感知)의 파장 대역이 400nm 내지 1050nm인 타측의 실리콘(Si) 광센서(光 sensor)(즉, 실리콘(Si) 포토다이오드(photodiode))(22-2)와, 상기 일측의 실리콘 광센서(22-1)에 대응하는 배경판(背景板)(23-2) 및, 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)에 대응하는 배경판(背景板)(23-1)을 구비한 불량미 검출 광학 수단(20)과,

상기 일측의 실리콘 광센서(22-1)와 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)에 의하여 선별 검출된 불량미(1)를 제거하게 상기 일측의 실리콘 광센서(22-1)로부터의 출력 신호와 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)로부터의 출력 신호에 따라 전자(電磁) 밸브(valve)(42)를 구동시키도록,

증폭 회로(31-1)(31-2)와, 비교 회로(比較回路)(32-1)(32-2)(33-1)(33-2)와, 오알(OR) 회로(34-1)(34-2)(35)와, 원셧 멀티바이브레이션(one shot multivibration)(단안정(單安定) 멀티바이브레이션) 회로(36)와, 지연(遲延) 회로(37)를 구비한 신호 처리 수단(30)과,

상기 신호 처리 수단(30)으로부터의 전자 밸브 구동 신호에 의하여 유로(流路)(15)를 통과하는 불량미(不良米)(1)를 제거하도록 전자 밸브 구동 회로(41)과 전자 밸브(電磁 valve)(42)와 공기(air) 분사 노즐(nozzle)(43)을 구비한 불량미 제거 수단(40)으로 이루어진 미립 색채 선별 장치(米粒色彩選別裝置)에 있어서,

파장 대역 700nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線)을 방출하는 근적외선 엘이디(LED)(발광 다이오드)(25)(25')가 구비된다.

또한 본 발명은,상기 일측의 실리콘(Si) 광센서(22-1)에 의하여 착색립(着色粒)을 선별 검출함에서, 상기 근적외선 엘이디(LED)(25)(25')로부터의 파장 대역(波長帶域) 700nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線)에 의하여 간섭(干涉)됨이 방지 가능하며, 아울러 상기 형광등(21)으로부터 방출되는 가시광선(可視光線) 중 파장 대역 400nm 내지 500nm의 광선의, 착색립(着色粒)으로부터의, 반사광(反射光)으로 착색립(着色粒)을 선별 검출함이 가능하도록, 상기 일측의 실리콘 광센서(22-1)에는 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선(可視光線) 투과성(透過性) 및 파장 대역 700nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線) 불투과성(不透過性)의 필터(filter)(24-1)가 설치된다.

아울러, 본 발명은, 상기 일측의 실리콘 광센서(22-1)에 의하여 상기 착색립(着色粒)을 선별 검출함이 가능함과 동시에,

상기 타측의 실리콘(Si) 광센서(22-2)에 의하여,

상기 형광등(21)으로부터 방출되는 가시광선(可視光線) 중 파장 대역 400nm 내지 500nm의 광선의, 착색립(着色粒)으로부터의, 반사광(反射光)으로 착색립(着色粒)을 선별 검출함이 가능함과,

아울러 상기 근적외선 엘이디(LED)(25')로부터 방출되는 상기 파장 대역 700nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線) 중 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線)의, 이물(異物)로부터 반사된, 반사광(反射光)으로 상기 이물(異物)을 선별 검출함이 가능함과,

아울러 상기 근적외선 엘이디(LED)(25)로부터 방출되는 상기 파장 대역 700nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線) 중 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線)의, 미숙립(未熟粒)을 투과한, 투과광(透過光)으로 상기 미숙립(未熟粒)을 선별 검출함이 가능함이 동시에 이루어질 수 있도록,

상기 근적외선 엘이디(LED)(25')는 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)에 의하여 상기 이물(異物)로부터의 상기 반사광(反射光)으로 상기 이물(異物)이 선별 검출됨이 가능하도록 하는 위치에 설치되고,

상기 근적외선 엘이디(LED)(25)는 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)에 의하여 상기 미숙립으로부터의 상기 투과광(透過光)으로 상기 미숙립이 선별 검출됨이 가능하도록 하는 위치에 설치되고,

아울러 상기 타측의 실리콘(Si) 광센서(22-2)에는 상기 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선(可視光線) 투과성(透過性) 및 상기 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線) 투과성(透過性)의 필터(filter)(24-2)가 설치된 미립 색채 선별 장치(米粒色彩選別裝置)이다.

실시예로서, 도2에 도시된 바와 같이, 상기 형광등(21)과, 상기 근적외선 엘이디(LED)(25)(25')와, 상기 배경판(23-1)(23-2) 등이 구비된다.

상기 근적외선 엘이디(LED)(25)(25')는 각각, 일측과 타측의 불량미 검출 광학 수단(20-1)(20-2)의 2개소에 설치되어, 상기 일측의 불량미 검출 광학 수단(20-1)에 설치된 상기 근적외선 엘이디(LED)(25)는, 상기 타측의 불량미 검출 광학 수단(20-2)에 설치된 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)에 대응된, 상기 배경판(23-1)을 조사(照射)하며,

상기 타측의 불량미 검출 광학 수단(20-2)에 설치된 상기 근적외선 엘이디(LED)(25')는 유로(15)를 통과하는 선별 대상물을 조사(照射)하는 구성이다.

조사(照射)되고 있는 배경판(23-1)에 대응하는 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)에는 착색립 선별 검출에 필요한 상기 파장 대역의 가시광선과, 이물(異物)과 미숙립의 선별 검출에 필요한 상기 파장 대역의 근적외선의 2 종류의 광선을 투과시키는 상기 필터(24-2)가 설치된다.

상기 일측의 실리콘 광센서(22-1)에는, 형광등(21)의 가시광선 중 상기 파장 대역의 가시광선을 투과시키며 아울러 상기 파장 대역의 근적외선을 불투과시키는 필터(24-1)를 설치하며, 상기 일측의 실리콘 광센서(22-1)에 대응하는 배경판(23-2)에는 여러 개의 형광등(21)에 의한 가시광선만 조사되며, 근적외선은 조사되지 않는다.

상기 형광등(21)으로부터 방출되는 가시광선(可視光線) 중 파장 대역 400nm 내지 500nm[즉,청색 내지 보라색]의 광선으로 착색립(着色粒)을 선별 검출함이 가능하도록 하는 구성에서,

일 실시예로서, 상기 형광등(21)이 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선[즉,청색 내지 보라색]을 방출하는 형광등으로써 상기 구성이 가능하며, 또한 다른 실시예로서, 상기 형광등(21)이 가시광선의 전체 파장 대역 즉 백색 광(白色光)을 방출하는 형광등인 경우에는 상기 필터(24-1)(24-2)의 파장 대역 400nm 내지 500nm의 투과성(透過性)에 의하여 상기 구성이 가능하다.

상기 일측의 실리콘 광센서(22-1)와 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)에 의하여, 상기 형광등(21)으로부터의 가시광선 중 상기 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선이 착색립에 의하여 반사된 반사광으로 착색립을 선별 검출함이 가능하도록, 상기 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선이 양품미(2)에 의하여 반사된 반사광의 밝기(광량)와, 상기 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선이 배경판(23-1)(23-2)에 의하여 반사된 반사광의 밝기(광량)를 서로 일치시킨다.

또한, 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)에 의하여, 상기 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선의 반사광에 의하여 이물(異物)을 선별 검출함이 가능하도록, 상기 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선이 양품미(2)에 의하여 반사된 반사광의 밝기(광량)와, 상기 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 가시광선이 배경판(23-1)에 의하여 반사된 반사광의 밝기(광량)를 서로 일치시킨다.

상기 배경판(23-1)은 상기 가시광선의 반사와 상기 근적외선의 반사를 겸하는 구성이다.

상기 일 실시예와, 상기 다른 실시예에서 모두 마찬가지로,

상기 타측의 실리콘(Si) 광센서(22-2)는, 이 타측의 실리콘 광센서(22-2)의 출력 신호의 전압(電壓) 중,

상기 파장 대역(波長帶域) 400nm 내지 500nm의 가시광선(可視光線)의, 상기 양품미(2)로부터 반사된, 반사광(反射光)에 따른 출력 신호의 전압(電壓)[이하, "A 전압"이라고 함]과,

상기 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선의, 상기 양품미(2)로부터 반사된, 반사광(反射光)에 따른 출력 신호의 전압(電壓)[이하, "B 전압"이라고 함]과,

상기 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線)의, 상기 양품미(2)를 투과한, 투과광(透過光)에 따른 출력 신호의 전압(電壓)[이하, "C 전압"이라고 함]이 모두, 소정의 동일한 전압(電壓)으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 소정의 동일한 전압은 상기 형광등(21)의 광도(光度)와 상기 근적외선 엘이디(LED)(25)의 광도(光度)와 상기 근적외선 엘이디(LED)(25')의 광도(光度)를 서로 적절히 조정함으로써 실시 가능한 소정의 동일한 전압이다.

또한, 상기 소정의 동일한 전압은, 착색립 및 이물(異物) 및 미숙립을 한번에 동시에 선별 검출 가능하도록, 상기 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선과 상기 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선에 의한 양품미(2)로부터의 광량에 따른, 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)의 출력 신호의 전압으로서, 착색립 및 이물(異物) 및 미숙립으로부터의 광량에 따른 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)의 출력 신호의 전압에 대비되는, 기준 전압이다.

상기 소정의 동일한 전압은, 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)의 출력 신호의 전압으로서, 상기 증폭 회로(31-2)를 통하여 증폭된 후, 상기 증폭 회로(31-2)에 의하여 증폭된 전압[이하, "증폭된 기준 전압" 이라고 함]은, 착색립 또는/및 이물(異物) 또는/및 미숙립의 선별 검출의 경우의 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)의 출력 신호의 전압이 상기 증폭 회로(31-2)에 의하여 증폭된 전압과 마찬가지로, 상기 통상의 비교 회로(33-1)의 플러스(+) 단자(비반전 단자(非反轉端子))와 상기 통상의 비교 회로(33-2)의 마이너스(-) 단자(반전 단자(反轉端子))로 각각 인가되는 전압이다.

상기 증폭된 기준 전압에 따라, 상기 통상의 비교 회로(33-1)에서의 비교 기준의 설정 전압을 정하는 통상의 설정기(33-1-a)와,

상기 증폭된 기준 전압에 따라, 상기 통상의 비교 회로(33-2)에서의 비교 기준의 설정 전압을 정하는 통상의 설정기(33-2-a)에 의하여, 상기 통상의 비교 회로(33-1)의 비교 기준인 상기 통상의 설정 전압과, 상기 통상의 비교 회로(33-2)의 비교 기준인 상기 통상의 설정 전압이 각각 설정된다.

상기 통상의 설정기(33-1-a)로부터의 상기 설정 전압은 상기 통상의 비교 회로(33-1)의 마이너스(-) 단자(반전 단자(反轉端子))로 인가되며, 상기 설정기(33-2-a)로부터의 상기 설정 전압은 상기 통상의 비교 회로(33-2)의 플러스(+) 단자(비반전 단자(非反轉端子))로 인가된다.

상기 일측의 실리콘(Si) 광센서(22-1)는, 상기 증폭 회로(31-1)을 통한 후, 상기 통상의 비교 회로(32-1)(32-2)에 회로적으로 연결되며,

상기 형광등(21)으로부터의 가시광선 중 상기 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선이 착색립에 의하여 반사된 반사광으로 착색립을 선별 검출함이 가능하도록, 상기 형광등(21)으로부터의 가시광선 중 상기 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선에 의한 양품미(2)로부터의 반사광의 밝기(광량) 즉, 배경판(23-2)로부터의 반사광의 밝기(광량)에 따른 상기 일측의 실리콘 광센서(22-1)로부터의 출력 신호의 전압은, 착색립으로부터의 반사광의 밝기(광량)에 따른 상기 일측의 실리콘 광센서(22-1)의 출력 신호의 전압에 대비되는, 기준 전압이다.

이러한 기준 전압은, 일측의 실리콘 광센서(22-1)의 출력 전압으로서, 상기 증폭 회로(31-1)를 통하여 증폭된 후, 상기 증폭 회로(31-1)에 의하여 증폭된 전압[즉, 상기 "증폭된 기준 전압"과 동일한 전압임]은, 착색립의 선별 검출의 경우의 상기 일측의 실리콘 광센서(22-1)의 출력 신호의 전압이 상기 증폭 회로(31-1)에 의하여 증폭된 전압과 마찬가지로, 상기 통상의 비교 회로(32-1)의 플러스(+) 단자(비반전 단자(非反轉端子))와 상기 비교 회로(32-2)의 마이너스(-) 단자(반전 단자(反轉端子))로 각각 인가되는 전압이다.

상기 증폭된 기준 전압에 따라, 상기 통상의 비교 회로(32-1)에서의 비교 기준의 설정 전압을 정하는 통상의 설정기(32-1-a)와,

상기 증폭된 기준 전압에 따라, 상기 통상의 비교 회로(32-2)에서의 비교 기준의 설정 전압을 정하는 통상의 설정기(32-2-a)에 의하여,

상기 통상의 비교 회로(32-1)의 비교 기준인 상기 통상의 설정 전압과, 상기 통상의 비교 회로(32-2)의 비교 기준인 상기 통상의 설정 전압이 각각 설정된다.

상기 설정기(32-1-a)로부터의 상기 설정 전압은 상기 통상의 비교 회로(32-1)의 마이너스(-) 단자(반전 단자(反轉端子))로 인가되며, 상기 설정기(32-2-a)로부터의 상기 설정 전압은 상기 통상의 비교 회로(32-2)의 플러스(+) 단자(비반전 단자(非反轉端子))로 인가된다.

상기 구성의 본 발명의 작용을 설명하면 하기와 같다.

본 발명은, 도1 내지 도4에 도시된 바와 같이, 광원으로서, 형광등(21)과, 파장 대역 700nm 내지 1050nm[도3에서의 부호 N 부분임]의 근적외선 엘이디(LED)(25)(25')가 구비되며,

상기 근적외선 엘이디(LED)(25')는 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)에 의하여 상기 근적외선의 상기 반사광(反射光)에 의한 이물(異物)의 선별 검출이 가능하도록 하는 위치에 설치되고, 상기 근적외선 엘이디(LED)(25)는 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)에 의하여 상기 근적외선의 상기 투과광(透過光)에 의한 미숙립의 선별 검출이 가능하도록 하는 위치에 설치되며,

아울러 필터(24-1)과 필터(24-2)에 의하여, 착색립에 대한 선별 검출 효과가 큰 상기 파장 대역 400nm 내지 500nm[도3에서의 부호 G(사선 부분) 부분임]의 가시광선과, 이물(異物) 및 미숙립에 대한 선별 검출의 효과가 큰 상기 파장 대역 900nm 내지 1050nm[도3에서의 부호 M(사선 부분) 부분임]의 근적외선인, 2종류의 광선이 사용되어,

착색립의 선별 검출 가능과, 이물(異物)의 선별 검출 가능과, 미숙립의 선별 검출 가능이 한번에 동시에 실시 가능한 것이 그 특장점인 구성 및 작용이다.

상기 일측의 실리콘(Si) 광센서(22-1)에 의하여 상기 착색립(着色粒)을 선별 검출함이 가능함과 동시에, 상기 타측의 실리콘(Si) 광센서(22-2)에 의하여 상기 착색립(着色粒)을 선별함과 이물(異物)을 선별 검출함과 미숙립(未熟粒)을 선별 검출함이 가능하도록, 우선 파장 대역 700nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線)을 방출하는 근적외선 엘이디(LED)(25)(25')가 구비된다.

이 근적외선 엘이디(LED)(25)(25')는, 종래의 기술에서, 근적외선 방출을 위한 광원으로서 사용되었던 할로겐 램프(21-3)에 비하면, 발광 파장 대역이 비교적 좁으므로 특정 파장 대역만을 방출함이 용이하여, 가시광선과의 간섭을 최소화 할 수 있으며,

소비 전력이 적고, 1개당 발광량이 적으므로 발열도 적고 따라서 방열을 위한 기구가 별도로 필요하지 아니하며,

점(點)광원이므로 그 사용 갯수를 다수개로 하여 균일한 광량을 얻을 수 있고, 반도체이므로 수명이 길고, 적절한 그 구동 회로에 의하여 필요한 광량을 용이하게 얻을 수 있다.

따라서, 근적외선 엘이디(LED)는, 종래 기술에서 사용된 고가의 할로겐 램프(21-3)의 단점인, 발광 파장 대역이 넓으므로 넓은 파장 대역에서 간섭 현상이 심하였고, 균일한 광량을 얻기가 어려웠고, 소비 전력이 많고, 발열량이 많아 그 방열 기구가 필요하였으며, 수명이 2000시간 정도로 비교적 짧은 등의 단점을 극복한 것이다.

즉, 근적외선 엘이디(LED)는, 종래 기술에서의, 파장 대역이 너무 넓어 간섭현상이 광범위하며 고가인 할로겐 램프(21-3)를 제거하여, 비교적 저렴하고, 내구성이 길며, 파장 대역에서 가시광선과의 간섭이 최소화되도록 구성함이 가능한 근적외선 방출 구성이다.

실시예로서, 도2에 도시된 바와 같이, 상기 형광등(21)과, 상기 근적외선 엘이디(LED)(25)(25')와, 배경판(23-1)(23-2) 등이 구성되고,

근적외선 엘이디(LED)(25)(25')는 각각 일측과 타측의 불량미 검출 광학 수단(20-1)(20-2)의 2개소에 설치되어, 타측의 불량미 검출 광학 수단(20-2)에 설치된 근적외선 엘이디(LED)(25')는 유로(流路)(15)를 통과하는 선별 대상물을 조사(照射)하며,

일측의 불량미 검출 광학 수단(20-1)에 설치된 근적외선 엘이디(LED)(25)는, 타측의 불량미 검출 광학 수단(20-2)에 설치된 타측의 실리콘 광센서(22-2)에 대응된, 배경판(23-1)을 조사(照射)하는 구성이며,

조사(照射)되고 있는 배경판(23-1)에 대응하는 타측의 실리콘 광센서(22-2)에는 착색립의 선별 검출에 필요한 상기 파장 대역의 가시광선과, 이물(異物) 및 미숙립의 선별 검출에 필요한 상기 파장 대역의 근적외선의 2종류의 광선을 투과시키는 상기 필터(24-2)가 설치되며,

일측의 불량미 검출 광학 수단(20-1)에 설치된 일측의 실리콘 광센서(22-1)에는 상기 근적외선 엘이디(LED)(25)(25') 방출의 파장 대역 700nm 내지 1050nm의 근적외선을 불투과(不透過)시키며 아울러 상기 파장 대역 400nm 내지 500nm 의 가시광선을 투과(透過)시키는 필터(24-1)가 설치되며, 일측의 실리콘 광센서(22-1)에 대응하는 배경판(23-2)에는 여러 개의 형광등(4)에 의한 가시광선만 조사되며, 근적외선은 조사되지 않으므로, 그 작용은 하기와 같다. 즉,

상기 일측의 실리콘 광센서(22-1)에는 착색립의 선별 검출에 효과가 큰 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선(可視光線) 투과성(透過性) 및 근적외선 엘이디(LED) 방출의 파장 대역 700nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線) 불투과성(不透過性)의 필터(filter)(24-1)가 설치되므로, 상기 일측의 실리콘(Si) 광센서(22-1)에 의하여 착색립(着色粒)을 선별 검출함에서, 상기 근적외선 엘이디(LED)(25)(25')로부터의 파장 대역 700nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線)에 의하여 간섭됨이 없이, 상기 형광등(21)으로부터 방출되는 가시광선(可視光線) 중 파장 대역 400nm 내지 500nm의 광선의, 착색립(着色粒)으로부터의, 반사광(反射光)으로 착색립(着色粒)을 선별 검출함이 가능하다.

일측의 불량미 검출 광학 수단(20-1)에 설치된 상기 일측의 실리콘 광센서(22-1)는 상기 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선만을 수광한다.

즉, 상기 일측의 실리콘 광센서(22-1)는, 도2에 도시된 화살표 O와 같이, 형광등(21)으로부터의 가시광선이 미립(米粒)에 조사되어 반사된 반사광과, 배경판(23-2)에 조사되어 반사된 반사광을 수광하여, 배경판(23-2)의 반사광의 밝기(광량)와의 차이 즉 양품미(2)의 반사광의 밝기(광량)과의 차이로써 착색립을 선별 검출하도록, 상기 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선이 필터(24-1)를 투과하고, 필터(24-1)로써 상기 근적외선 엘이디(LED)(25)(25')로부터의 상기 파장 대역 700nm 내지 1050nm의 근적외선의 투과는 차단하여, 근적외선에 의한 간섭이 없이, 일측의 실리콘 광센서(22-1)에 의하여 착색립을 선별 검출함이 가능하다.

타측의 불량미 검출 광학 수단(20-2)에 설치된 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)에는 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선(可視光線) 투과성(透過性) 및 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線) 투과성(透過性)의 필터(24-2)가 설치되어 있으므로,

상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)에 의하여,

상기 형광등(21)으로부터 방출되는 가시광선(可視光線) 중 상기 파장 대역 400nm 내지 500nm의 광선의, 착색립(着色粒)으로부터의, 반사광(反射光)으로 도2에서의 화살표 P와 같이 착색립(着色粒)을 선별 검출함이 가능하며,

아울러 상기 근적외선 엘이디(LED)(25')로부터 방출되는 상기 파장 대역 700nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線) 중 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線)의, 이물(異物)로부터 반사된, 반사광(反射光)으로 도2에서의 화살표 Q와 같이 상기 이물(異物)을 선별 검출함이 가능하며,

아울러 상기 근적외선 엘이디(LED)(25)로부터 방출되는 상기 파장 대역 700nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線) 중 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線)의, 미숙립(未熟粒)을 투과한, 투과광(透過光)으로 도2에서의 화살표 R과 같이 상기 미숙립(未熟粒)을 선별 검출함이 가능하며,

이러한 착색립 선별 검출 가능과, 이물(異物) 선별 검출 가능과, 미숙립 선별 검출 가능이 동시에 가능하다.

실시예에서, 상기 근적외선 엘이디(LED)(25')로부터의 상기 근적외선은 이물(異物)의 선별 검출을 위한 반사용 근적외선으로 사용되며, 아울러 상기 근적외선 엘이디(25)(LED)로부터의 상기 근적외선은 미숙립의 선별 검출을 위한 투과용 근적외선으로 사용된다.

더욱이, 상기 타측의 실리콘(Si) 광센서(22-2)는 이 타측의 실리콘(Si) 광센서(22-2)의 출력 신호의 전압 중, 상기 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선의, 상기 양품미(2)로부터 반사된, 반사광(反射光)에 따른 출력 신호의 전압[즉, 상기 "A 전압"]과,

상기 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선의, 상기 양품미(2)로부터 반사된, 반사광(反射光)에 따른 출력 신호의 전압[즉, 상기 "B 전압"]과,

상기 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선의, 상기 양품미(2)를 투과한, 투과광(透過光)에 따른 출력 신호의 전압[즉, 상기 "C 전압"]이 모두 상기 소정의 동일한 전압임이 바람직한 구성이므로,

이 소정의 동일한 전압은 착색립 및 이물(異物) 및 미숙립의 각각의 광량에 따른 타측의 실리콘 광센서(22-2)로부터의 각각의 출력 신호의 전압과 비교되는, 상기 기준 전압으로 작용함이 가능하여,

하나의 광센서인 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)에 의하여, 한번에 동시에, 착색립으로부터의 광량에 따른 타측의 실리콘 광센서(22-2)로부터의 출력 신호의 전압과, 이물(異物)로부터의 광량에 따른 타측의 실리콘 광센서(22-2)로부터의 출력 신호의 전압과, 미숙립으로부터의 광량에 따른 타측의 실리콘 광센서(22-2)로부터의 출력 신호의 전압은 서로 간섭됨이 없이, 상기 증폭 회로(31-2)를 통하여 증폭된 전압으로서 상기 통상의 비교 회로(33-1) 및 상기 통상의 비교 회로 (33-2)에 인가되어, 경우에 따라 상기 통상의 비교 회로(33-1) 또는 상기 통상의 비교 회로(33-2)에서 착색립 또는/및 이물(異物) 또는/및 미숙립의 제거를 위한 디지털 신호의 하이(H)(High) 신호를 출력함이 가능하게 작용한다.

즉, 도4b에 도시된 바와 같이, 타측의 실리콘 광센서(22-2)로부터의 출력 신호는, 착색립으로부터의 광량에 따른 타측의 실리콘 광센서(22-2)로부터의 출력 신호의 전압과, 이물(異物)로부터의 광량에 따른 타측의 실리콘 광센서(22-2)로부터의 출력 신호의 전압과, 미숙립으로부터의 광량에 따른 타측의 실리콘 광센서(22-2)로부터의 출력 신호의 전압이 서로 간섭됨이 없이, 상기 증폭 회로(31-2)를 통하여 증폭된 전압으로서 상기 통상의 비교 회로(33-1) 및 상기 통상의 비교 회로 (33-2)에 인가되어, 경우에 따라서, 상기 증폭된 기준 전압에 따른 비교 기준으로서 상기 설정기(33-1-a)에 의하여 설정된 상기 통상의 설정 전압과 비교되어 상기 통상의 비교 회로(33-1)에서, 또는 상기 증폭된 기준 전압에 따른 비교 기준으로서 상기 설정기(33-2-a)에 의하여 설정된 상기 통상의 설정 전압과 비교되어 상기 통상의 비교 회로(33-2)에서, 착색립 또는/및 이물(異物) 또는/및 미숙립의 제거를 위한 디지털 신호의 하이(H)(High) 신호를 출력함이 가능하게 작용한다.

따라서, 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)에 의하여, 종래의 고가의 인듐 ·갈륨·비소(InGaAs)계(수광 감지의 파장 대역 800nm 내지 1800nm)의 광센서(포토다이오드)(22-3)를 제거하고, 종래 가시광선 대역의 식별을 위하여 사용된 저렴한 실리콘 광센서를 그대로 근적외선 대역의 식별을 위하여 사용한 구성이 가능하게 된 것이다.

착색립으로부터의 광량에 따른 상기 일측의 실리콘 광센서(22-1)의 출력 신호의 전압에 따른 파형과, 착색립으로부터의 광량 및 이물(異物)로부터의 광량 및 미숙립으로부터의 광량에 따른 상기 타측 실리콘 광센서(22-2)의 출력 신호의 전압에 따른 파형에 관하여 보면, 예컨대 도4a와 도4b에 도시된 바와 같다. 즉,

도4a는 일측의 불량미 검출 광학 수단(20-1)에 설치된 상기 일측의 실리콘 광센서(22-1)의 출력 신호의 파형이며,

도4b는 타측의 불량미 검출 광학 수단(20-2)에 설치된 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)의 출력 신호의 파형이다.

도4a와 도4b에서, 부호 W는 양품미(2)로부터의 상기 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선의 반사광보다 어두운 착색립으로부터의 반사광에 따른 상기 타측 실리콘 광센서(22-2)의 출력 신호의 전압에 따른 파형을 나타내며,

부호 X는 양품미(2)로부터의 상기 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선의 반사광보다 광량이 많은(즉 밝은) 이물(異物) 예컨대 유리로부터의 반사광에 따른 상기 타측 실리콘 광센서(22-2)의 출력 신호의 전압에 따른 파형을 나타내며,

부호 Y는 양품미(2)로부터의 상기 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선의 투과광보다 광량이 많은(즉 밝은) 미숙립으로부터의 투과광에 따른 상기 타측 실리콘 광센서(20-2)의 출력 신호의 전압에 따른 파형을 나타내며,

부호 Z는 상기 "A 전압" 및 상기 "B 전압" 및 상기 "C 전압"이 모두 동일한 전압인 상기 소정의 동일한 전압에 따른 상태를 나타낸다.

상기 "A 전압"과 "B 전압"과 "C 전압"이 서로 간에 차이가 있는 전압들인 경우는, 그 차이가 미미(微微)하여 상기 "A 전압"과 "B 전압"과 "C 전압"에 따라, 상기 통상의 비교 회로(33-1) 또는 상기 통상의 비교 회로(33-2)에서, 상기 통상의 비교 회로(33-1)의 적절한 구성 및 상기 통상의 비교 회로(33-2)의 적절한 구성에 의하여, 착색립 및 이물(異物) 및 미숙립의 선별 검출에 따른 제거를 위한 상기 하이(H)(High) 신호를 출력함에 오차가 없는 범위에서는 그 실시예로서 구성 및 작용이 가능하지만,

상기 "A 전압"과 "B 전압"과 "C 전압"에서 서로 간의 전압들의 차이가 커질수록, 상기 "A 전압"과 "B 전압"과 "C 전압"에 따라 상기 통상의 비교 회로(33-1) 또는 상기 통상의 비교 회로(33-2)에서 착색립 및 이물(異物) 및 미숙립의 선별 검출에 따른 제거를 위한 상기 하이(H) 신호를 출력함에 오차가 커져서, 착색립 및 이물(異物) 및 미숙립의 선별 검출에 따른 제거의 효율이 감소된다.

광원으로 가시광선이 사용되는 경우에는 투명한 유리 또는 수지 등의 이물(異物)은 가시광선을 투과하여, 가시광선 대역에서는 배경판(23-1)(23-2)과의 밝기(광량)의 차이가 생기지 않기 때문에 이물(異物)의 선별 검출이 불가능했지만, 근적외선 대역의 상기 특정의 파장 대역을 사용하면 투명한 유리, 수지 등 이물(異物)은, 양품미(2)에 비하여 표면 반사율이 높아지므로, 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)에 의하여 배경판(23-1)보다도 밝게(광량이 많게) 식별되며, 도4b에 도시된 바와 같은 신호 파형이 되어, 상기 통상의 비교 회로(33-1)의 출력 신호 및 상기 통상의 오알(OR) 회로(34-2)(35)의 출력 신호는 모두 이물(異物)의 선별 제거를 위한 디지털 신호의 하이(H)(High)신호로 출력 가능하다.

그밖의 이물(異物)은, 그 구체적 이물(異物)에 따라 양품미(2)에 비하여 표면 반사율이 높거나 낮아지므로, 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)에 의하여 배경판(23-1)보다도 밝거나(광량이 많거나) 어둡거나(광량이 적거나) 한 것으로 식별되어, 상기 통상의 비교 회로(33-1) 또는 상기 통상의 비교 회로(33-2)에서 이물(異物)의 제거를 위한 디지털 신호의 하이(H)(High) 신호가 출력되어, 상기 통상의 오알(OR) 회로(34-2)(35)에서 각각 이물(異物)의 제거를 위한 디지털 신호의 하이(H)(High)신호가 출력 가능하다.

타측의 불량미 검출 광학 수단(20-2)에 설치된 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)는, 도2에서의 화살표 Q로 표시된 바와 같이, 상기 근적외선을 방출하는 근적외선 엘이디(LED)(25')로부터 미립(米粒)에 조사되어 미립(米粒)으로부터 반사되는 반사광과, 근적외선 엘이디(LED)(25)(25')로부터 배경판(23-1)에 조사되어 배경판(23-1)으로부터 반사되는 반사광을 수광한다.

근적외선 엘이디(LED)(25')는 미립(米粒)과 배경판(23-1)에 대한 2방향을 조사하며, 배경판(23-1)은 근적외선 엘이디(LED)(25')(25)에 대한 각도를 조절하여 배경판(23-1)의 반사광의 밝기(광량)와 양품미(2)의 반사광의 밝기(광량)가 서로 일치하도록 그 밝기(광량)가 설정되어 있고, 미립(米粒)은 반사광의 광량 차이가 생기지 않지만, 이물(異物)은 반사광의 광량 차이가 크고, 근적외선 엘이디(LED)(25')(25)의 방출의 근적외선의 파장 중 필터(24-2)에 의하여 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선으로써 이물(異物)을 선별 검출하므로, 상기 근적외선의 반사광을 사용하여 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)에 의하여 이물(異物)의 선별 검출이 가능하다.

종래의 기술에서, 일측과 타측의 2방향으로부터의 가시광선의 반사광의 광량을 검출하는 방식에 의하여는, 미숙립은 가시광선 대역에서는 반사광의 광량의 차이가 작기 때문에 그 선별 검출이 어려워, 일측과 타측의 어느 한쪽으로의 1 방향의 광원만을 점등(點燈)하여 미립(米粒)를 투과하는 가시광선의 투과광의 광량의 차이로 선별 검출하고 있었고, 이 때문에 착색립의 검출능력이 저하되어 미숙립을, 착색립과, 동시에 선별 검출하는 것이 불가능하였다.

본 발명은 근적외선 엘이디(LED)(25)의 방출의 상기 파장 대역 700nm 내지 1050nm의 근적외선 중 필터(24-2)에 의하여 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선으로써 미숙립을 선별 검출 하며,

상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)에서는, 도2에서 화살표 R로 도시된 바와 같이, 일측의 불량미 검출 광학 수단(20-1)에 설치된 근적외선 엘이디(LED)(25)로부터의 상기 근적외선이 배경판(23-1)에 조사되어 반사된 근적외선이 미립(米粒)을 투과하여 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)에서 수광되므로, 양품미(2)에 대한 상기 근적외선의 투과광의 광량에 비하여 미숙립에 대한 상기 근적외선의 투과광의 광량의 차이가 검출되어, 미숙립의 선별 검출이 가능하다.

요약하면, 일측의 실리콘 광센서(22-1)와 타측의 실리콘 광센서(22-2)에서, 일측의 실리콘 광센서(22-1)는, 도2에 도시된 화살표 O와 같이, 상기 가시광선을 수광하고, 타측의 실리콘 광센서(22-2)는, 도2에 도시된 화살표 P, Q, R과 같이, 상기 가시광선과 상기 근적외선인 2종류의 광선을 수광하므로, 예컨대 도4a와 도4b에 도시된 바와 같은 신호 파형이 되어, 타측의 실리콘 광센서(22-2)에 의하여, 상기 가시광선의 반사광에 의하여 착색립의 선별 검출이 가능함과, 상기 근적외선의 반사광에 의한 이물(異物)의 선별 검출이 가능함과, 상기 근적외선의 투과광에 의한 미숙립의 선별 검출이 가능함이 한번에 동시에 이루어질 수 있다.

도3은 횡축은 파장(nm)을 나타내고, 종축은 가시광선 및, 본 발명에서 사용된 상기 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선과, 상기 근적외선 엘이디(LED)(25)(25') 방출의 상기 파장 대역 700nm 내지 1050nm의 근적외선과, 본 발명에서 사용된 상기 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선의 각각의 에너지 특성(%)과, 실리콘 광센서(22-1)(22-2)의 수광 감도(%)를 대비하여 나타내고 있다.

도3에서 부호 E는 가시광선을 나타내며, 부호 G(사선 부분)는 상기 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선을 나타내며 착색립 선별 검출에 사용되며, 부호 N은 상기 근적외선 엘이디(LED)(25)(25') 방출의 상기 파장 대역 700nm 내지 1050nm의 근적외선을 나타내며, 부호 M(사선 부분)은 상기 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선을 나타내며 이물(異物)과 미숙립의 선별 검출에 사용되며, 부호 S는 실리콘 광센서(22-1)(22-2)의 수광 감도를 나타낸다.

본 발명에 관한 도면인 도1 및 도2와, 종래의 기술에 관한 도면인 도6 및 도7a 및 도7b를 서로 대비하면, 본 발명은 종래의 고가의 할로겐 램프(21-3)의 대신에 저렴한 근적외선 엘이디(LED)(25)(25')를 사용하며,

또한, 본 발명에서는, 일측의 불량미 검출 광학 수단(20-1)에 설치된 실리콘 광센서(22-1)과, 타측의 불량미 검출 공학 수단(20-2)에 설치된 실리콘 광센서(22-2)만으로, 상기 착색립과, 이물(異物)과, 미숙립을 한번에 동시에 선별 검출함이 가능하여, 종래의 고가의 인듐·갈륨·비소(InGaAs)계(수광 감지의 파장 대역 800nm 내지 1800nm)의 광센서(포토다이오드)(22-3)를 제거한 구성이므로, 따라서 구성 부품의 가지수를 대폭 감소시킨 간단한 구조로 구성됨이 가능하다.

착색립이 선별 검출된 경우의 상기 일측의 실리콘 광센서(22-1)로부터의 출력 신호에서,

양품미(2)로부터의 상기 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선의 반사광의 밝기(광량)보다 어두운 착색립이 선별 검출된 경우에는, 도5에 도시된 바와 같이, 상기 일측의 실리콘 광센서(22-1)의 출력 신호의 전압이 증폭 회로(31-1)를 통하여 증폭되어 증폭된 전압에 따라, 상기 비교 기준의 설정 전압과 비교되어, 통상의 상기 비교 회로(32-1)로부터는 디지털 신호의 로우(L)(Low) 신호가 출력되고, 아울러 상기 통상의 비교 회로(32-2)로부터는 착색립의 제거를 위한 디지털 신호의 하이(H)(High) 신호가 출력되어, 상기 오알(OR) 회로(34-1)에 의하여 착색립의 제거를 위한 디지털 신호의 하이(H)(High) 신호가 출력되며,

아울러, 양품미(2)로부터의 상기 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선의 반사광의 밝기(광량)보다 밝은 착색립이 선별 검출된 경우에는, 도5에 도시된 바와 같이, 상기 일측의 실리콘 광센서(22-1)의 출력 신호의 전압이 증폭 회로(31-1)를 통하여 증폭되어 증폭된 전압에 따라, 상기 비교 기준의 설정 전압과 비교되어, 상기 통상의 비교 회로(32-1)로부터 착색립의 제거를 위한 디지털 신호의 하이(H)(High) 신호가 출력되고, 아울러 상기 통상의 비교 회로(32-2)로부터 디지털 신호의 로우(L)(Low) 신호가 출력되어, 상기 통상의 오알(OR) 회로(34-1)에 의하여 착색립의 제거를 위한 디지털 신호의 하이(H)(High) 신호가 출력된다.

착색립 또는 이물(異物) 또는 미숙립이 선별 검출된 경우의 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)로부터의 출력 신호에서,

양품미(2)로부터의 상기 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선의 반사광의 밝기(광량)보다 어두운 착색립이 선별 검출된 경우나, 양품미(2)로부터의 상기 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선의 반사광의 밝기(광량)보다 어두운 이물(異物)이 선별 검출된 경우나, 양품미(2)으로부터의 상기 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선의 투과광의 밝기(광량)보다 어두운 미숙립이 선별 검출된 경우에는, 도5에 도시된 바와 같이, 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)의 출력 신호의 전압는 증폭 회로(31-2)를 통하여 증폭되어 증폭된 전압에 따라, 상기 비교 기준의 설정 전압과 비교되어, 상기 통상의 비교 회로(33-1)로부터는 디지털 신호의 로우(L)(Low) 신호가 출력되고, 아울러 상기 통상의 비교 회로(33-2)로부터는 착색립 또는/및 이물(異物) 또는/및 미숙립을 제거하도록 하는 디지털 신호의 하이(H)(High) 신호가 출력되어, 상기 통상의 오알(OR) 회로(34-2)에 의하여 착색립 또는/및 이물(異物) 또는/및 미숙립을 제거하도록 하는 디지털 신호의 하이(H)(High) 신호가 출력되며,

아울러, 양품미(2)로부터의 상기 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선의 반사광의 밝기(광량)보다 밝은 착색립이 선별 검출된 경우나, 양품미(2)로부터의 상기 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선의 반사광의 밝기(광량)보다 밝은 이물(異物)이 선별 검출된 경우나, 양품미(2)로부터의 상기 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선의 투과광의 밝기(광량)보다 밝은 미숙립이 선별 검출된 경우에는, 도5에 도시된 바와 같이, 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)의 출력 신호의 전압은 증폭 회로(31-2)를 통하여 증폭되어 증폭된 전압에 따라, 상기 비교 기준의 설정 전압과 비교되어, 상기 통상의 비교 회로(33-1)로부터는 착색립 또는/및 이물(異物) 또는/및 미숙립을 제거하도록 하는 디지털 신호의 하이(H)(High) 신호가 출력되고, 아울러 상기 통상의 비교 회로(33-2)로부터는 디지털 신호의 로우(L)(Low) 신호가 출력되어, 상기 통상의 오알(OR) 회로(34-2)에 의하여 착색립 또는/및 이물(異物) 또는/및 미숙립을 제거하도록 하는 디지털 신호의 하이(H)(High) 신호가 출력된다.

상기 오알(OR) 회로(34-1)로부터의 상기 디지털 신호의 하이(H)(High) 신호와, 상기 오알(OR) 회로(34-2)로부터의 상기 디지털 신호의 하이(H)(High) 신호에 따라, 상기 오알(OR) 회로(35)로부터 착색립 또는/및 이물(異物) 또는/및 미숙립을 제거하기 위한 디지털 신호의 하이(H)(High) 신호가 출력되며,

이 디지털 신호의 하이(H)(High) 신호에 따라, 통상의 원셧 멀티바이브레이션(one shot multivibration)(단안정(單安定) 멀티바이브레이션) 회로(36)와, 통상의 지연(遲延) 회로(37)를 거쳐, 통상의 전자 밸브 구동 신호에 의하여 통상의 전자 밸브 구동 회로(41)과 통상의 전자 밸브(電磁 valve)(42)와 통상의 공기(air) 분사 노즐(nozzle)(43)에 의하여, 유로(流路)(15)를 통과하는 착색립 또는/및 이물(異物) 또는/및 미숙립를 한번에 동시에 제거함이 가능하다.

본 발명은 미립(米粒)에서의 착색립, 이물(異物), 미숙립의 상기 선별 검출에 의한 제거 외에도, 다른 곡립(穀粒)에서의 착색곡립, 이물(異物), 미숙곡립의 선별 검출에 의한 제거에 그 사용이 가능하다.

본 발명에 의하면, 저렴한 근적외선 엘이디(LED)와 저렴한 통상의 실리콘(Si) 광센서에 따른 간단한 구조에 의하여, 원료미에 혼입된 착색립(着色粒)과 이물(異物)과 미숙립(未熟粒)를 한번에 동시에 선별 검출 가능한 효과와, 그 구조가 간단하여지고 생산원가가 낮아지는 효과가 있다.

도1은 본 발명에 따른 실시예의 구성 및 작용을 전체적이고 개략적으로 나타낸 종단면도,

도2는 본 발명에 따른 실시예의 요부의 구성 및 작용을 확대하여 나타낸 확대 종단면도,

도3은 본 발명에 따른 실시예에서의, 소정의 파장 대역의 가시광선과, 소정의 파장 대역의 근적외선과, 실리콘 광센서의 관계를 나타낸 그래프,

도4a는 본 발명에 따른 실시예에서, 일측의 실리콘 광센서의 출력 신호의 전압에 따른 파형을 나타낸 그래프,

도4b는 본 발명에 따른 실시예에서, 타측의 실리콘 광센서의 출력 신호의 전압에 따른 파형을 나타낸 그래프,

도5는 본 발명에 따른 실시예의 개략적인 전자 전기적 회로의 블럭 다이어그램,

도6은 종래의 미립 색채 선별 장치의 구성 및 작용을 전체적이고 개략적으로 나타낸 종단면도,

도7a는 종래의 미립 색채 선별 장치에서의 불량미 검출 광학 수단의 구성 및 작용을 확대하여 나타낸 확대 종단면도,

도7b는 종래의 미립 색채 선별 장치에서, 미숙립을 별개의 과정에서 가시광선의 투과광으로 선별 검출하는 구성 및 작용을 확대하여 나타낸 확대 종단면도이다.

* 본 발명의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 불량미(不良米), 2 : 양품미(良品米), 3 원료미(原料米),

10 : 미립(米粒) 공급 수단, 11 : 피더(feeder, 미립 공급 장치), 12 : 슈트(chute, 미립 활강로(米粒滑降路)), 15 : 미립의 유로(流路),

20 : 불량미 검출 광학 수단, 20-1 : 일측의 불량미 검출 광학 수단, 20-2 : 타측의 불량미 검출 광학 수단,

21 : 형광등, 22-1 : 일측의 실리콘(Si) 광센서(光 sensor),

22-2 : 타측의 실리콘(Si) 광센서(光 sensor),

23-1 : 상기 타측의 실리콘 광센서에 대응하는 배경판(背景板),

23-2 : 상기 일측의 실리콘 광센서에 대응하는 배경판(背景板),

24-1, 24-2 : 필터(filter), 25, 25' : 근적외선 엘이디(LED),

30 : 신호 처리 수단, 31-1, 31-2 : 증폭 회로,

32-1, 32-2 : 비교 회로, 32-1-a, 32-2-a : 설정기,

33-1, 33-2 : 비교 회로, 33-1-a, 33-2-a : 설정기,

34-1, 34-2, 35 : 오알(OR) 회로,

36 : 원셧 멀티바이브레이션(one shot multivibration)(단안정(單安定) 멀티 바이브레이션) 회로, 37 : 지연(遲延) 회로,

40 : 불량미 제거 수단, 41 : 전자 밸브 구동 회로,

42 : 전자 밸브(電磁 valve), 43 : 공기(air) 분사 노즐(nozzle)

Claims

불량미(不良米)(1)를 선별 검출하여 제거함이 가능하도록,

불량미(1)와 양품미(2)가 혼합되어 있는 원료미(原料米)(3)를 불량미 검출 광학 수단(不良米檢出光學手段)(20)에 공급하는 미립(米粒) 공급 수단(10)과,

원료미(3) 중에 혼입되어 있는 불량미(不良米)(1)를 선별 검출 가능하도록 광원(光源)으로서의 형광등(21)과, 수광(受光) 감지(感知)의 파장 대역(波長帶域)이 400nm 내지 1050nm인 일측의 실리콘(Si) 광센서(光 sensor)(즉, 실리콘(Si) 포토다이오드(photodiode))(22-1)와, 수광(受光) 감지(感知)의 파장 대역이 400nm 내지 1050nm인 타측의 실리콘(Si) 광센서(光 sensor)(즉, 실리콘(Si) 포토다이오드(photodiode))(22-2)와, 상기 일측의 실리콘 광센서(22-1)에 대응하는 배경판(背景板)(23-2) 및 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)에 대응하는 배경판(背景板)(23-1)을 구비한 불량미 검출 광학 수단(20)과,

상기 일측의 실리콘 광센서(22-1)와 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)에 의하여 선별 검출된 불량미(1)를 제거하게 상기 일측의 실리콘 광센서(22-1)로부터의 출력 신호와 상기 타측의 실리콘 광센서(22-2)로부터의 출력 신호에 따라 전자(電磁) 밸브(valve)(42)를 구동시키도록, 증폭 회로(31-1)(31-2)와, 비교 회로(32-1)(32-2)(33-1)(33-2)와, 오알(OR) 회로(34-1)(34-2)(35)와, 원셧 멀티바이브레이션(one shot multivibration)(단안정(單安定) 멀티바이브레이션) 회로(36)와, 지연(遲延) 회로(37)를 구비한 신호 처리 수단(30)과,

상기 신호 처리 수단(30)으로부터의 전자 밸브 구동 신호에 의하여 유로(流路)(15)를 통과하는 불량미(不良米)(1)를 제거하도록 전자 밸브 구동 회로(41)와 전자 밸브(電磁 valve)(42)와 공기(air) 분사 노즐(nozzle)(43)을 구비한 불량미 제거 수단(40)으로 이루어진 미립 색채 선별 장치(米粒色彩選別裝置)에 있어서,

파장 대역 700nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線)을 방출하는 근적외선 엘이디(LED)(25)(25')가 구비되며,

상기 일측의 실리콘(Si) 광센서(22-1)에는 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선(可視光線) 투과성(透過性) 및 파장 대역 700nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線) 불투과성(不透過性)의 필터(filter)(24-1)가 설치되고,

상기 근적외선 엘이디(LED)(25')는 상기 타측의 실리콘(Si) 광센서(22-2)에 의하여, 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線)의, 이물(異物)로부터 반사된, 반사광(反射光)으로 상기 이물(異物)이 선별 검출됨이 가능하도록 하는 위치에 설치되고,

상기 근적외선 엘이디(LED)(25)는 상기 타측의 실리콘(Si) 광센서(22-2)에 의하여, 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線)의, 미숙립(未熟粒)을 투과한, 투과광(透過光)으로 상기 미숙립이 선별 검출됨이 가능하도록 하는 위치에 설치되고,

아울러 상기 타측의 실리콘(Si) 광센서(22-2)에는 파장 대역 400nm 내지 500nm의 가시광선(可視光線) 투과성(透過性) 및 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線) 투과성(透過性)의 필터(filter)(24-2)가 설치된 것을 특징으로 하는 미립 색채 선별 장치(米粒色彩選別裝置).
제1항에 있어서, 상기 타측의 실리콘(Si) 광센서(22-2)는, 이 타측의 실리콘 광센서(22-2)의 출력 신호의 전압(電壓) 중,

상기 파장 대역(波長帶域) 400nm 내지 500nm의 가시광선(可視光線)의, 상기 양품미(2)로부터 반사된, 반사광(反射光)에 따른 출력 신호의 전압(電壓)과,

상기 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線)의, 상기 양품미(2)로부터 반사된, 반사광(反射光)에 따른 출력 신호의 전압(電壓)과,

상기 파장 대역 900nm 내지 1050nm의 근적외선(近赤外線)의, 상기 양품미(2)를 투과한, 투과광(透過光)에 따른 출력 신호의 전압(電壓)이 소정의 동일한 전압(電壓)인 것을 특징으로 하는 미립 색채 선별 장치(米粒色彩選別裝置).