KR101108275B1

KR101108275B1 - 색채 선별기용 촬영 유니트, 이를 구비한 색채 선별기 및 불량품 선별 방법

Info

Publication number: KR101108275B1
Application number: KR1020110080653A
Authority: KR
Inventors: 신석호
Original assignee: 주식회사에이멕스
Priority date: 2011-08-12
Filing date: 2011-08-12
Publication date: 2012-02-29

Abstract

본 발명은 색채 선별기용 촬영 유니트에 관련된 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 색채 선별기용 촬용 유니트는, 제1색상의 양품과 제2색상의 불량품이 포함된 선별 대상체의 이동경로 상의 제1지점을 향하여 조명광을 조사하는 적어도 하나의 전경 조명부와, 상기 제1지점에 상기 제2색상의 보색에 해당하는 배경광을 조사하는 적어도 하나의 배경 조명부와, 상기 제1지점을 중심으로 상기 배경 조명부의 반대편에 배치되며, 상기 제1지점을 바라보도록 배치되는 적어도 하나의 카메라를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

색채 선별기용 촬영 유니트, 이를 구비한 색채 선별기 및 불량품 선별 방법 {Camera unit for grain sorter, grain sorter comprising the same and method of sorting grain}

본 발명은 곡물 등을 색깔에 따라 양품과 불량품으로 선별처리하는 색채 선별기에 사용되는 색채 선별기용 촬영 유니트에 관련된 것이다.

알갱이 형태의 곡물이나 플라스틱 원재 등의 경우에는 이물질 또는 불량품을 포함하는 경우가 많다. 통상적으로 이물질이라 함은 집합체와는 전혀 다른 재질의 물질(예컨대, 곡물에 섞여있는 돌)을 의미하며, 이러한 이물질은 적외선 촬영을 통해서 손쉽게 구별해 낼 수 있다. 한편, 불량품이라 함은 집합체에 속하는 물품 중에서 색채 또는 형태 등이 기준에 미치지 못하는 물질(예컨대, 백미(白米)에 함유된 푸른색을 띄는 쌀알)을 의미하며, 이러한 불량품을 구별하기 위해서는 색채 또는 형태를 이용해야 한다.

곡물이나 플라스틱 원재 등의 집합체에 포함된 이색(異色)의 불량품을 자동으로 분리하기 위한 장치로서, 색채 선별기가 널리 알려져 있다. 색채 선별기는 선별 대상체를 일렬로 이동시키면서 각 선별 대상체를 촬영하고, 촬영된 영상을 토대로, 색채가 기준치를 벗어나는 선별 대상체를 다른 선별 대상체와 분리시키는 형태로 작동한다.

이러한 색채 선별기의 경우, 영상 정보에 의존하여 불량품을 선별하기 때문에, 선별의 신뢰성을 높이기 위해서는 선별 대상체의 색상 및 형태를 명확하게 구별할 수 있는 영상을 획득하는 것이 매우 중요하다.

본 발명은 선별 대상체의 색상 및 형태를 명확하게 구별할 수 있는 영상을 획득할 수 있는 색채 선별기용 촬영 유니트 및 불량품 선별 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 상기의 색채 선별기용 촬영 유니트를 구비함으로써 불량품 선별의 신뢰도가 높은 색채 선별기를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면은, 제1색상의 양품과 제2색상의 불량품이 포함된 선별 대상체의 이동경로 상의 제1지점을 향하여 조명광을 조사하는 적어도 하나의 전경 조명부와, 상기 제1지점에 상기 제2색상의 보색에 해당하는 배경광을 조사하는 적어도 하나의 배경 조명부와, 상기 제1지점을 중심으로 상기 배경 조명부의 반대편에 배치되며 상기 제1지점을 바라보도록 배치되는 적어도 하나의 카메라를 구비하는 색채 선별기용 촬영 유니트, 및 이를 구비하는 색채 선별기를 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면은, 제1색상의 양품과 제2색상의 불량품이 포함된 선별 대상체가 제1지점을 순차적으로 통과하도록 이동시키는 단계와, 상기 제1지점에 조명광을 조사하는 전경 조명 단계와, 상기 제1지점에 상기 제2색상의 보색에 해당하는 배경광을 조사하는 배경 조명 단계와, 상기 배경광을 배경으로 상기 제1지점에 위치한 상기 선별 대상체를 촬영하는 선별 대상체 촬영 단계와, 상기 배경광을 배경으로 촬영된 상기 선별 대상체의 영상으로부터 상기 선별 대상체가 불량품인지를 판정하는 단계를 포함하는 불량품 선별 방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 일 측면은, 제1색상의 양품과 제2색상의 불량품이 포함된 선별 대상체의 이동경로 상의 제1지점을 향하여 조명광을 조사하는 적어도 하나의 전경 조명부와, 상기 제1지점을 바라보도록 배치되는 적어도 하나의 카메라와, 상기 제1지점을 기준으로 상기 카메라의 반대편에 배치되며 상기 제2색상의 보색을 가지며 상기 제1지점을 향하도록 배치되는 제1면을 구비하는 반사부와, 상기 반사부의 상기 제1면에 빛을 조사하는 적어도 하나의 반사부 조명부를 구비하는 색채 선별기용 촬영 유니트를 제공한다.

본 발명에 따른 색채 선별기용 촬영 유니트 및 불량품 선별 방법에 따르면, 선별 대상체의 색상 및 크기가 명확하게 구별될 수 있는 영상을 획득함으로써, 불량품을 효과적으로 선별할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 색채 선별기용 촬영 유니트를 구비한 색채 선별기는 불량품 선별에 있어서 높은 신뢰성을 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색채 선별기용 촬영 유니트를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 색채 선별기용 촬영 유니트가 촬영한 영상을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 색채 선별기를 이용하여 불량품을 선별하는 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 4 내지 도 6은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 색채 선별기용 촬영 유니트를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 색채 선별기용 촬영 유니트를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8A 및 도 8B는 도 7의 색채 선별기용 촬영 유니트의 일부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 도 1의 색채 선별기용 촬영 유니트를 구비한 색채 선별기를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 색채 선별기용 촬영 유니트에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색채 선별기용 촬영 유니트를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 색채 선별기용 촬영 유니트(1)는, 프레임(100), 전경 조명부(200), 배경 조명부(300), 확산판(400), 카메라(500), 제1 조도 센서(600), 제어부(700)를 구비한다.

본 실시예에서 선별의 대상이 되는 물품(G,G')은 알갱이 형태의 곡물 또는 플라스틱 원재 등이며, 양품(G)과 불량품(G')은 그 색상에 의해서 구별될 수 있다. 즉 선별 대상체(G,G')는 제1색상의 양품(G)과, 이와 구별되는 제2색상의 불량품(G')을 포함한다고 할 수 있다. 만일 선별 대상체(G,G')가 백미(白米)라고 한다면, 제1색상은 흰색이 될 것이고 제2색상은 흰색 이외의 색상, 예컨대 노란색 또는 푸른색이 될 수 있을 것이다.

프레임(100)은 선별 대상체(G,G')의 이동경로(P) 상에 배치되며, 전경 조명부(200), 배경 조명부(300), 확산판(400), 카메라(500), 제1 조도 센서(600)가 고정적으로 설치될 수 있는 공간을 제공하는 역할을 한다. 프레임(100)은 선별 대상체(G,G')의 이동경로(P)를 사이에 두고 양측에 배치되는 한 쌍의 절편으로 이루어져, 그 사이로 선별 대상체(G,G')가 통과할 수 있도록 한다.

전경 조명부(200)는 여러 가지 파장의 빛을 포함하는 빛을 발산하는 것으로서, 백색의 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED), 백열등 또는 할로겐등 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 전경 조명부(200)는 복수 개로 이루어지고, 그 각각은 선별 대상체(G,G')의 이동경로(P) 상의 일 지점(L1)(이하, '제1지점'이라 칭함)의 둘레를 따라서 프레임(100) 상에 배치되며, 제1지점(L1)을 향하도록 배향된다. 따라서 선별 대상체(G,G')가 제1지점(L1)에 위치되면, 선별 대상체(G,G')는 표면 전체가 골고루 조명을 받게 된다.

배경 조명부(300)는 불량품(G')의 색깔, 즉 제2색상의 보색(complementary color)에 해당하는 빛을 발산하는 것으로서, 특정 색의 발광 다이오드 또는 착색 전구 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 배경 조명부(300)도 제1지점(L1)을 향하도록 프레임(100)에 배치된다. 만일 제2색상이 노란색이라고 한다면, 배경 조명부(300)가 발산하는 빛은 노란색의 보색에 해당하는 남색이 될 수 있을 것이다.

확산판(400)(light diffusion plate)은 반투명한 재질로 이루어지며, 배경 조명부(300)와 제1지점(L1) 사이에 위치되도록 프레임(100)에 장착된다. 확산판(400)은 배경 조명부(300)에서 발산된 빛을 그 면을 따라 골고루 확산시킴으로써 면광원 형태로 전환시키는 역할을 한다.

카메라(500)는 제1지점(L1)에 위치한 선별 대상체(G,G')를 촬영하는 역할을 하며, 제1지점(L1)을 기준으로 상기 배경 조명부(300)의 반대편에 위치되도록 프레임(100)에 장착된다. 즉, 카메라(500)는 확산판(400)을 배경으로 하여 제1지점(L1)에 위치한 선별 대상체(G,G')를 촬영하는 역할을 한다.

도 2는 카메라(500)에서 제1지점(L1)에 위치한 선별 대상체(G,G')를 촬영한 영상을 개략적으로 도시한 것이다. 도 2를 참조하면, 영상의 가운데에 선별 대상체(G,G')가 위치하고 있으며, 확산판(400)이 선별 대상체(G,G')의 배경을 이루고 있음을 알 수 있다. 확산판(400)은 배경 조명부(300)로부터 빛을 받기 때문에, 제2색상의 보색에 해당하는 색상의 빛을 발산한다. 따라서 카메라(500)가 제2색상의 불량품(G')을 촬영하는 경우에, 불량품(G')은 배경을 이루는 확산판(400)과 보색 대비(complementary contrast)를 이루게 된다.

제1 조도 센서(600)는 각 전경 조명부(200)의 밝기를 측정하기 위한 것으로, 각 전경 조명부(200)를 바라보도록 프레임(100)에 장착된다. 제1 조도 센서(600)로는 광 저항식의 조도 센서 또는 광기전력식의 조도 센서 등 다양한 형태의 조도 센서가 활용될 수 있다.

도 1을 참조하면, 제1 조도 센서(600)는 전경 조명부(200)를 바라보되, 선별 대상체(G,G')의 이동경로(P)의 건너편의 전경 조명부(200)가 아닌 동일 측의 전경 조명부(200)를 바라보고 있다. 만일, 제1 조도 센서(600)가 선별 대상체(G,G')의 이동경로(P)의 건너편의 전경 조명부(200)를 바라보고 있을 경우, 제1 조도 센서(600)와 전경 조명부(200) 사이에 선별 대상체(G,G')가 통과함에 따라서 조도 측정에 영향을 미칠 수 있다. 그러나 본 실시예에서 제1 조도 센서(600)는 선별 대상체(G,G')의 이동경로(P)를 기준으로 동일측에 위치한 전경 조명부(200)를 바라보고 있기 때문에 선별 대상체(G,G')에 의해서 조도 측정에 영향을 받는 것이 방지될 수 있다.

제2 조도 센서(650)는 배경 조명부(300)의 조도를 측정하기 위한 것으로, 확산판(400)을 통하여 배경 조명부(300)를 바라보도록 프레임(100)에 배치된다. 제2 조도 센서(650)는 제1 조도 센서(600)와 동일 종류의 조도 센서일 수 있다.

제어부(700)는 전경 조명부(200), 배경 조명부(300), 카메라(500) 및 제1 조도 센서(600) 및 제2 조도 센서(650)와 전기적으로 연결되어, 이들 각각을 제어하는 역할을 한다. 특히, 제어부(700)는 제1 조도 센서(600)로부터 얻어진 전경 조명부(200)의 밝기 정보를 이용하여 배경 조명부(300)의 밝기를 조절하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 제어부(700)는 전경 조명부(200)의 밝기가 밝은 경우에는 배경 조명부(300)의 밝기도 밝게 하고, 전경 조명부(200)의 밝기가 어두운 경우에는 배경 조명부(300)의 밝기도 그에 맞추어 어둡게 조절한다. 이처럼 제어부(700)가 전경 조명부(200)의 밝기에 따라 배경 조명부(300)의 밝기를 제어함으로써, 카메라(500)의 촬영 영상에서 배경이 선별 대상체(G,G')에 비해서 지나치게 밝거나 어둡지 않도록 할 수 있다. 따라서 선별 대상체(G,G')에 대한 인식률을 효과적으로 증가시킬 수 있다.

또한, 제어부(700)는 제1 조도 센서(600) 또는 제2 조도 센서(650)에서 얻은 전경 조명부(200) 또는 배경 조명부(300)의 밝기 정보를 이용하여 전경 조명부(200) 또는 배경 조명부(300)의 정상 작동 여부를 체크할 수 있으며, 전경 조명부(200) 또는 배경 조명부(300)의 점검 또는 교체가 필요한 경우에는 별도로 마련된 디스플레이(미도시)를 통하여 그러한 상황을 작업자에게 알려줄 수도 있다.

한편, 제어부(700)는 각 구성요소를 제어하는 역할 이외에 카메라(500)의 촬영 영상에 대한 이미지 프로세싱(image processing)을 통하여, 선별 대상체(G,G')가 양품(G)인지 불량품(G')인지를 자동으로 판정하는 기능을 수행할 수도 있다. 제어부(700)는 선별 대상체(G,G')가 양품(G)인지 불량품(G')인지를 판정하기 위하여, 선별 대상체(G,G')의 색상 정보 또는 형태 정보 등을 활용할 수 있다.

다음으로 본 발명의 다른 측면에 따른 불량품 선별 방법에 대해 설명한다. 이하에서는 설명 상의 편의를 위하여, 상술한 색채 선별기용 촬영 유니트(1)를 이용하는 것으로 예를 들어 설명한다.

도 3은 도 1의 색채 선별기용 촬영 유니트(1)를 이용하여 불량품을 선별하는 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예의 불량품 선별 방법은, 선별 대상체를 이동시키는 단계(S10), 조명광을 조사하는 단계(S20), 조명광의 밝기를 측정하는 단계(S30), 배경광의 밝기를 산출하는 단계(S40), 배경광을 조사하는 단계(S50), 선별 대상체를 촬영하는 단계(S60), 불량품인지를 판정하는 단계를 포함한다.

선별 대상체(G,G')를 이동시키는 단계(S10)는 제1색상의 양품(G)과 제2색상의 불량품(G')이 포함된 선별 대상체(G,G')를 색채 선별기용 촬영 유니트(1)의 프레임(100)의 절편들 사이로 투입하는 단계이다. 선별 대상체(G,G')의 투입은 선별 대상체(G,G')를 촬영 유니트의 프레임(100)의 절편들 사이로 자유 낙하시키는 방법으로 행해질 수 있다.

조명광을 조사하는 단계(S20)는 전경 조명부(200)를 이용하여 선별 대상체(G,G')의 이동경로(P) 상의 제1지점(L1), 즉 프레임(100)의 절편 사이의 일 지점에 빛을 조사하는 단계이다. 선별 대상체(G,G')에 그림자가 형성되지 않도록, 조명광은 선별 대상체(G,G')의 표면 전체에 골고루 조사되는 것이 바람직하다. 한편, 조명광의 밝기는 선별 대상체(G,G')의 색상 및 밝기에 따라서 적절히 제어될 수도 있다.

조명광의 밝기를 측정하는 단계(S30)는 제1 조도 센서(600)를 이용하여 전경 조명부(200)의 밝기를 측정하는 단계이다. 제1 조도 센서(600)에서 측정된 선별 대상체(G,G')의 밝기 정보는 제어부(700)로 전송된다.

배경광의 밝기를 산출하는 단계(S40)는 제1 조도 센서(600)에서 얻은 전경 조명부(200)의 밝기 정보에 따라서 적절한 배경광의 세기를 산출하는 단계이다. 즉, 본 단계는 전경 조명부(200)의 밝기에 비례하여 배경 조명부(300)의 밝기를 설정하는 단계이다. 이를 위해서 제어부(700)는 전경 조명부(200)의 각 밝기에 따른 최적의 배경 조명부(300)의 밝기를 미리 기억하고 있거나, 카메라(500)의 촬영 영상의 인식률이 최대가 되는 방향으로 배경 조명부(300)를 피드백 제어할 수도 있다. 배경광이 제2색상의 보색에 해당하는 색상을 가짐은 앞서 설명한 바와 같다.

배경광을 조사하는 단계(S50)는, 배경 조명부(300)가 산출된 최적의 밝기를 가지도록 배경 조명부(300)를 작동시키는 단계이다. 배경 조명부(300)에서 발산된 제2색상의 보색에 해당하는 배경광은 확산판(400)에 통과하면서 면광원의 형태로 균일하게 확산된다.

선별 대상체(G,G')를 촬영하는 단계(S60)는, 제2색상의 보색에 해당하는 빛을 발산하는 확산판(400)을 배경으로 상기 제1지점(L1)에 위치한 선별 대상체(G,G')를 카메라(500)로 촬영하는 단계이다. 카메라(500)의 촬영은 연속적으로 행하여 질 수도 있고, 각각의 선별 대상체(G,G')를 단속적으로 촬영할 수 있도록 일정한 시간 간격을 가지고 주기적으로 촬영을 수행할 수도 있다.

불량품(G')인지 여부를 판정하는 단계(S70)는, 카메라(500)의 촬영 영상을 이용하여 선별 대상체(G,G')가 양품(G)인지 또는 불량품(G')인지를 구별하는 단계이다. 카메라(500)에서 촬영된 영상은 제어부(700)로 입력되며, 제어부(700)는 입력된 영상 데이터를 처리하여 선별 대상체(G,G')가 불량품(G')인지를 판정한다. 촬영된 선별 대상체(G,G')가 제2색상의 불량품(G')인 경우에, 불량품(G')은 배경과 보색 대비를 이루기 때문에 제어부(700)에서 인식률이 매우 높다. 따라서 제어부(700)는 효과적으로 제1색상의 양품(G)과 제2색상의 불량품(G')을 구별할 수 있다. 또한, 불량품(G')과 배경은 서로 보색 관계에 있기 때문에 촬영 영상에서 불량품(G')과 배경 사이의 경계도 명확하게 구별이 가능하다. 따라서 본 실시예의 색채 선별기용 촬영 유니트에 따르면 불량품(G')의 형태 및 크기 정보도 더욱 용이하게 취득할 수 있다. 한편, 선별 대상체(G,G')는 제1색상의 양품(G)과 제2색상의 불량품(G') 사이에 여러 단계의 색상을 가질 수도 있는데, 선별 대상체(G,G')에서 제2색상의 성분이 증가할수록, 즉 선별 대상체(G,G')가 제2색상에 가까울수록 제어부(700)에서의 인식률이 높아지므로, 본 실시예에 따른 색채 선별기용 촬영 유니트에 따르면 이러한 경우에도 효과적으로 불량품(G')을 구별해 낼 수 있다.

한편, 이상에서는 불량품 선별 방법의 각 단계를 순차적으로 설명하고 있으나 이는 어디까지나 설명의 편의를 위한 것으로, 각 단계의 시간적인 선후 관계를 한정하는 것이 아니다. 즉 각 단계는 논리적으로 선후 관계에 있을 것이 예정되지 않는 이상, 상기에서 기술한 순서에 국한되지 않는다. 예를 들어 선별 대상체(G,G')를 이동시키는 단계(S10)와 조명광을 조사하는 단계(S20)는 서로 독립된 단계이므로 어느 것이든 먼저 수행될 수 있고, 혹은 두 단계가 동시에 수행될 수도 있는 것이다.

다음으로 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 색채 선별기용 촬영 유니트에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 색채 선별기용 촬영 유니트이다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 색채 선별기용 촬영 유니트(2)는 도 1의 색채 선별기용 촬영 유니트와 마찬가지로 프레임(100), 전경 조명부(200), 배경 조명부(300), 확산판(400), 카메라(500), 제1 조도 센서(600), 제2 조도 센서(650) 및 제어부(700)를 구비한다.

본 실시예의 색채 선별기용 촬영 유니트(2)의 프레임(100), 전경 조명부(200), 확산판(400), 카메라(500), 제1 조도 센서(600), 제2 조도 센서(650) 및 제어부(700)는 도 1의 색채 선별기용 촬영 유니트와 동일하므로 이에 대한 반복적인 설명은 생략한다.

본 실시예의 색채 선별기용 촬영 유니트(2)의 배경 조명부(300)는, 광원(310)과, 보색 필터(320)를 구비한다.

광원(310)은 도 1의 색채 선별기용 촬영 유니트(1)의 전경 조명부(200)와는 달리 넓은 스펙트럼을 분포를 가지는 혼합광 내지는 백색광을 발산한다. 광원(310)은 백색광을 발산할 수 있는 LED 또는 백열등 등의 발광체로 이루어질 수 있다.

보색 필터(320)는 광원(310)과 제1지점(L1) 사이, 더욱 바람직하게는 광원(310)과 확산판(400) 사이에 배치된다. 보색 필터(320)는 광원(310)에서 방출된 백색광 중에서 제2색상의 보색 성분만을 통과시키도록 제2색상의 보색을 가진다. 보색 필터(320)는 불량품(G')을 규정짓는 색상, 즉 제2색상이 바뀜에 따라서 교체될 수 있도록, 프레임(100)에 교환 가능하게 장착된다. 보색 필터(320)가 프레임(100)에 교환 가능하게 장착될 수 있도록, 프레임(100)은 보색 필터(320)를 끼우거나 뺄 수 있는 슬롯(미도시)을 구비할 수도 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 색채 선별기용 촬영 유니트(2)는 보색 필터(320)를 교환함으로써 배경 조명부(300)에서 발산되는 빛의 색상을 용이하게 변동시킬 수 있다. 즉, 광원(310)의 교체없이 보색 필터(320)만을 교환함으로써 제2색상의 변경에 대해서 용이하게 대처할 수 있다.

한편, 본 실시예에서 보색 필터(320)는 수동으로 교환되는 것으로 설명하였으나, 보색 필터(320)는 자동으로 교환이 가능할 수도 있다.

도 5는 자동으로 교환 가능한 보색 필터를 구비한 색채 선별기용 촬영 유니트를 개략적으로 도시한 것으로, 도 5의 색채 선별기용 촬영 유니트(3)는 광학 필터 조립체(330)와, 광학 필터 조립체 구동기구(340)를 구비함을 알 수 있다.

광학 필터 조립체(330)는 광원(310)과 확산판(400) 사이에서 광원(310)의 광 조사 방향에 교차하는 방향(D1)으로 이동 가능하게 배치되며, 서로 다른 색상의 빛을 통과시키는 복수의 광학 필터(320a,320b)를 구비한다. 광학 필터 조립체(330)에 배치된 복수의 광학 필터(320a,320b)는 광학 필터 조립체(330) 상에서, 광학 필터 조립체(330)의 이동 방향에 나란한 방향으로 배열된다. 따라서 광학 필터 조립체(330)가 이동함에 따라서 복수의 광학 필터(320a,320b) 중 어느 하나는 광원(310)과 확산판(400) 사이에 배치될 수 있다.

광학 필터 조립체 구동기구(340)는 제어부(700)로부터 신호를 받아 광학 필터 조립체(330)를 광원(310)의 광 조사 방향에 수직한 방향으로 이동시키는 역할을 한다. 즉, 광학 필터 조립체 구동기구(340)가 광학 필터 조립체(330)를 강제 이동시킴에 따라서 광학 필터(320a,320b) 중 어느 하나가 선택적으로 광원(310)과 확산판(400) 사이에 위치될 수 있다. 광학 필터 조립체 구동기구(340)는 회전 모터, 리니어 모터 등 다양한 액추에이터를 포함할 수 있다. 예를 들어 광학 필터 조립체 구동기구(340)가 회전 모터를 구비하는 경우, 광학 필터 조립체 구동기구(340)는 모터의 회전력을 광학 필터 조립체(330)의 직선운동으로 변환시켜 주기 위하여 스크류 기어(미도시)를 구비할 수도 있다.

상술한 바와 같이 광학 필터 조립체 구동기구(340)에 의해서 광학 필터(320a,320b) 중의 하나(320a)가 광원(310)의 확산판(400) 사이에 삽입되면, 그 광학 필터(320a)는 상술한 실시예의 색채 선별기의 보색 필터(320)의 역할을 한다.

다음으로 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 색채 선별기용 촬영 유니트에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 색채 선별기용 촬영 유니트를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 색채 선별기용 촬영 유니트(4)는 도 1의 색채 선별기용 촬영 유니트와 마찬가지로 프레임(100), 전경 조명부(200), 배경 조명부(300a 내지 300d), 확산판(400a 내지 400d), 카메라(500a 내지 500d), 제1 조도 센서(600a 내지 600d), 제어부(700)를 구비한다.

프레임(100), 전경 조명부(200), 제어부(700)는 도 1의 색채 선별기용 촬영 유니트(1)와 실질적으로 동일하며, 각 제1 조도 센서(600a 내지 600d)도 도 1의 색채 선별기용 촬영 유니트(1)와 마찬가지로 각 전경 조명부(200)를 바라보도록 배치된다.

배경 조명부(300a 내지 300d)는 도 1의 색채 선별기용 촬영 유니트(1)와는 달리 복수 개로 이루어지며, 선별 대상체(G,G')의 이동경로(P)의 제1지점(L1)의 둘레를 따라 배치된다. 복수의 배경 조명부(300a 내지 300d)는 모두 동일한 제2색상의 보색을 조사하는 것일 수도 있으나, 불량품(G')의 색깔이 제2색상 또는 제3색상일 수도 있는 경우에 배경 조명부(300a 내지 300d) 중 일부는 제2색상의 보색, 다른 일부는 제3색상의 보색을 발산하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어 도 6에서 상측 좌우의 배경 조명부(300a,300c)는 제2색상의 보색을 발산하고, 하측 좌우의 배경 조명부(300b,300d)는 제3색상의 보색을 발산하는 것으로 이루어질 수 있다.

확산판(400a 내지 400d)은 각 배경 조명부(300a 내지 300d)에 대응되게 복수 개로 이루어지며, 각 배경 조명부(300a 내지 300d)와 제1지점(L1) 사이에 배치된다.

카메라(500a 내지 500d)는 각 배경 조명부(300a 내지 300d)에 대응되도록 복수 개로 이루어지며, 제1지점(L1)을 중심으로 각 배경 조명부(300a 내지 300d)의 반대편에 배치된다. 즉, 각 카메라(500a 내지 500d)는 각 확산판(400)을 배경으로 제1지점(L1)에 배치된 선별 대상체(G,G')를 다양한 각도에서 촬영이 가능하다. 이처럼, 본 실시예의 색채 선별기용 촬영 유니트(4)는 선별 대상체(G,G')를 다양한 각도에서 촬영한 영상을 취득할 수 있으므로, 제어부(700)가 선별 대상체(G,G')가 불량품(G')인지를 판정함에 있어서 신뢰성을 더욱 높일 수 있다. 특히 배경 조명부(300)가 제2색상의 보색 및 제3색상의 보색을 발산하는 경우에는, 불량품(G')이 제2색상 뿐만 아니라 제3색상을 띄고 있는 경우에도 효과적으로 선별이 가능하다.

한편, 카메라(500a 내지 500d) 중 일부는 적외선 촬영을 수행하는 것일 수도 있다. 이 경우에는 색상이 다른 불량품(G') 아니라 선별 대상체(G,G')와는 다른 물질로 이루어진 이물까지도 영상 촬영을 통해서 구별해낼 수 있다.

한편, 본 실시예의 배경 조명부(300a 내지 300d), 확산판(400a 내지 400d), 제1 조도 센서(600a,600b)는 모듈(800a,800b)의 형태로 제작될 수 있으며, 이러한 모듈(800a,800b)은 프레임(100)에 탈착 가능하게 장착될 수도 있다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 색채 선별기용 촬영 유니트에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 색채 선별기용 촬영 유니트를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 8A 및 도 8B는 도 7의 색채 선별기용 촬영 유니트의 일부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 색채 선별기용 촬영 유니트(5)는 프레임(100), 전경 조명부(200), 반사부 조명부(350), 반사부(450), 카메라(500), 제1조도 센서(600), 제2 조도 센서(650) 및 제어부(미도시)를 구비한다. 본 실시예에 따른 색채 선별기용 촬영 유니트(5)의 프레임(100), 전경 조명부(200) 및 카메라(500), 제1조도 센서(600)는 상술한 실시예에 따른 색채 선별기용 촬영 유니트(1,2,3,4)의 그것과 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 중복적인 설명은 생략한다.

또한, 본 실시예의 색채 선별기용 촬영 유니트(5)도 상술한 실시예의 색채 선별기용 촬영 유니트(1,2,3,4)와 마찬가지로 선별 대상체(G,G')의 이동경로(P) 상에 배치되어 제1색상의 양품(G)으로부터 제2색상의 불량품(G')을 선별하는 기능을 수행한다.

도 8A 및 도 8B를 참조하면, 반사부(450)는 다각 기둥의 형태를 가지며, 상기 제1지점(L1)을 기준으로 상기 카메라(500)의 반대편에 배치된다. 반사부(450)는 복수의 외면(451,452,453,454)를 구비하며, 그 기둥 형태의 연장 방향을 중심으로 회전 가능하게 배치된다. 즉, 도 8A 및 도 8B에서 보는 바와 같이, 반사부(450)를 회전시킴에 따라서 복수의 외면(451,452,453,454) 중에 어느 하나의 면을 선택적으로 제1지점(L1)을 향하게 할 수 있다. 반사부(450)의 회전은 제어부(미도시)에 의해서 조정될 수 있다.

반사부(450)의 외면(451,452,453,454) 중 제1지점(L1)을 향하는 면에는 반사부 조명부(350)가 빛을 조사한다. 반사부 조명부(350)가 반사부(450)의 일면에 조사하는 빛은 백색광일 수 있다. 반사부(450)의 제1지점(L1)을 향하는 면이 반사부 조명부(350)에 의해서 조명되면, 카메라(500)는 그 면을 배경으로 하여 선별 대상체(G,G')을 촬영할 수 있다. 한편, 반사부 조명부(350)의 밝기는 제2조도 센서(650)에 의해서 측정될 수 있다. 이 경우, 제어부(미도시)는 측정된 반사부 조명부(350)의 밝기 정보를 피드백 받아 반사부 조명부(350)의 밝기를 자동 제어할 수도 있고, 반사부 조명부(350)의 이상 유무를 판단할 수도 있다. 또한, 제어부(미도시)는 전경 조명부(200)의 밝기 등에 따라서 반사부 조명부(350)의 밝기를 자동으로 제어할 수도 있다.

반사부(250)의 복수의 외면(451,452,453,454)은 각기 다른 색상, 혹은 동일한 색상이라도 각기 다른 명암을 가질 수 있는데, 특히 복수의 외면(451,452,453,454) 중 어느 하나의 면(451, 이하, '제1면'이라 한다.)은 제2색상의 보색을 가진다. 따라서, 도 8A에 도시된 바와 같이, 제2색상의 보색을 가지는 제1면(451)이 제1위치(L1)을 향하도록 배치되면, 제2색상의 불량품(G')은 제1면(351)과 보색 대비를 이루므로 카메라(500)로 촬영 시에 명확한 인식이 가능하다.

한편, 반사부(450)의 각 외면(451,452,453,454)을 어떠한 색상 또는 명암으로 할 것인가는 불량품(G')의 색상 또는 밝기를 고려하여 적절히 선택되어 질 수 있다. 예컨대 불량품(G')의 색상이 여러 가지인 경우에는 반사부(450)의 각 외면을 불량품(G')의 각 색상의 보색으로 할 수 있다. 이 경우에는 선별하고자하는 불량품(G')의 보색에 해당하는 색상이 제1지점(L1)을 향하도록 하여, 이를 배경으로 선별 대상체(G,G')를 촬영할 수 있다. 또한 선별하고자하는 불량품(G')의 색상, 즉 제2색상은 하나이나, 선별하고자하는 불량품(G')의 밝기가 다양한 경우에는 그에 맞추어 반사부(450)의 각 외면(451,452,453,454)을 다양한 명암의 제2색상의 보색으로 만들 수도 있다. 이처럼 반사부(450)의 각 외면(451,452,453,454)을 다양한 명암의 제2색상의 보색으로 만드는 경우, 반사부 조명부(350)의 밝기를 변경하지 않고도 영상 촬영시의 배경의 밝기를 조절할 수 있는 효과도 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예의 색채 선별기용 촬영 유니트(5)의 경우는 반사부(450)의 외면을 다양한 색상 또는 명암으로 도색함으로써, 선별 대상체(G,G')의 색상 또는 밝기가 다양한 경우 혹은 선별 대상체(G,G')의 종류가 달라지는 경우에도 효과적으로 대처가 가능하다.

다음으로 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 색채 선별기에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 색채 선별기를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 색채 선별기(10)는 호퍼(11), 피더(12), 공급 슈트(13), 색채 선별기용 촬영 유니트(1,2,3,4,5), 이젝터(14), 양품 수집부(16), 불량품 수집부(18) 및 제어부(19)를 구비한다.

호퍼(11)에는 선별 대상체(G,G')가 투입되며, 호퍼(11)로부터 흘러내려오는 선별 대상체(G,G')는 피더(12)에 의해서 진동을 받아 정렬된다. 진동을 받아 정렬된 선별 대상체(G,G')는 공급 슈트(13)를 따라 하강하는데, 공급 슈트(13)에는 선별 대상체(G,G')가 개별적으로 구분되어 하강할 수 있도록 복수의 홈이 형성되어 있다. 공급 슈트(13)의 홈의 갯수는 운용자의 선택에 의해서 정해지는 것으로, 수십 내지 수백 개로 형성될 수 있다.

선별 대상체(G,G')는 공급 슈트(13)를 따라 내려오면서 가속되어 서로 간의 간격이 넓어진다. 선별 대상체(G,G')는 공급 슈트(13)를 지나 색채 선별기용 촬영 유니트(1,2,3,4,5)로 투입된다. 본 실시예에서 색채 선별기용 촬영 유니트로는 상술한 실시예에 따른 색채 선별기용 촬영 유니트(1,2,3,4,5)가 사용된다. 즉 본 실시예의 색채 선별기(10)는 불량품(G')의 색상의 보색에 해당하는 빛을 배경으로 선별 대상체(G,G')를 촬영하고, 그 촬영 영상을 이용하여 불량품(G')을 판별하기 때문에 불량품 선별의 신뢰도가 매우 높음은 앞서 설명한 바와 같다.

색채 선별기용 촬영 유니트(1,2,3,4,5)에서 획득한 선별 대상체(G,G')의 이미지를 판독한 결과, 선별 대상체(G,G')가 불량품(G')로 판정되면 제어부(19)는 이젝터(14)를 작동시켜 그 선별 대상체(G,G')를 이동경로(P)로부터 이탈시킨다. 이젝터(14)는 물리적 타격 방식의 이젝터일 수도 있고 공기압 이젝터일 수도 있다. 이젝터(14)에 의해서 선별 대상체(G,G')의 이동경로(P)로부터 이탈된 불량품(G')은 불량품 이동부(17)를 지나 불량품 수집부(18)로 유입된다. 한편, 선별 대상체(G,G')가 양품(G)으로 판정되면 선별 대상체(G,G')는 별다른 제지없이 그 이동경로(P)를 따라 계속적으로 이동되며 양품 이동부(15)를 지나 양품 수집부(16)로 유입된다.

이처럼, 본 실시예에 따른 색채 선별기(10)에 따르면 높은 신뢰성을 가지고 불량품(G')을 선별할 수 있는 효과가 있다.

이상 본 발명의 일부 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예와는 달리 다양하게 변경이 가능하다.

예를 들어, 상술한 실시예의 색채 선별기용 촬용 유니트(1,2,3,4)는 확산판(400)을 구비하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 색채 선별기용 촬영 유니트는 확산판(400)을 구비하지 않은 상태로 사용될 수도 있다.

또한, 상술한 실시예의 색채 선별기용 촬영 유니트(1,2,3,4,5)는 선별 대상체(G,G')의 밝기에 따라서 배경 조명부(300)의 밝기를 자동으로 제어하는 것으로 설명하였으나, 배경 조명부(300)의 밝기는 고정되어 있을 수도 있고, 수동으로 제어될 수도 있다.

또한, 상술한 실시예의 색채 선별기용 촬영 유니트(1,2,3,4,5)는 제1 조도 센서(600)를 구비하여 전경 조명부(200)의 밝기를 측정하고, 이로부터 배경 조명부(300)의 밝기를 제어하는 것으로 설명하였으나, 이와는 달리 카메라(500)로 촬영된 선별 대상체(G,G')의 밝기에 따라서 배경 조명부(300)의 밝기를 제어할 수도 있다. 뿐만 아니라, 제1조도 센서(600) 및 제2조도 센서(650)로 각각 전경 조명부(200) 및 배경 조명부(300)의 밝기를 측정하면서 전경 조명부(200) 및 배경 조명부(300)를 제어함으로써, 전경 조명부(200) 및 배경 조명부(300)가 선별 대상체(G,G')의 종류에 따라서 적절한 밝기를 가지도록 제어할 수도 있다. 이때, 선별 대상체(G,G')의 종류에 따라 적절하다고 판단되는 전경 조명부(200) 및 배경 조명부(300)의 밝기는 선별 대상체(G,G')의 색상 또는 밝기 등을 고려하여 미리 정해져서 제어부(700)에 저장될 수도 있다.

또한, 상술한 실시예에서 선별 대상체(G,G')는 자유 낙하하면서 색채 선별기용 촬영 유니트(1,2,3,4,5)를 통과하는 것으로 설명하였으나, 선별 대상체(G,G')는 컨베이어에 의해서 강제 이송될 수도 있다.

또한, 상술한 실시예의 색채 선별기용 촬영 유니트(1,2,3,4,5)에 있어서 프레임(100)은 선별 대상체(G,G')의 이동경로(P)를 사이에 두고 양측으로 배치되는 한 쌍의 절편으로 이루어진 것으로 설명하였으나, 프레임(100)은 선별 대상체(G,G')가 지나갈 수 있는 이동경로(P)를 제공하고 전경 조명부(200), 배경 조명부(300), 확산판(400), 카메라(500), 제1 조도 센서(600) 등이 장착될 수 있는 형태이면 어떠한 형태도로 제작이 가능하다.

또한, 도 4의 색채 선별기용 촬영 유니트(2)에서 보색 필터(320)와 확산판(400)을 각각 구비하는 것으로 설명하였으나, 이와는 달리 보색 필터(320)와 확산판(400)은 일체로 형성된 형태일 수도 있다. 예컨대, 확산판(400)이 보색 필터에 대응되는 색상을 가짐과 동시에 빛을 확산시키도록 구성될 수도 있다. 이러한 보색 필터는 제2색상의 보색을 조사하는 배경 조명부에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

또한, 도 5의 색채 선별기용 촬영 유니트(3)에서 광학 필터 조립체(330)는 직선적으로 이동되는 것으로 설명하였으나, 광학 필터 조립체(330)는 회전하면서 광학 필터(320a,320b)를 선택적으로 광원(310)과 확산판(400) 사이에 위치시킬 수 있는 휠(wheel) 타입의 조립체일 수도 있다.

또한, 상술한 실시예의 색채 선별기용 촬영 유니트(1,2,3,4,5)의 제1 조도 센서(600)는 선별 대상체(G,G')의 이동경로(P)를 기준으로 동일 측의 전경 조명부(200)의 조도를 측정하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 제1 조도 센서(600)는 선별 대상체(G,G')의 이동경로(P)의 반대 측의 전경 조명부(200)의 조도를 측정하도록 배치될 수도 있다. 이 경우, 선별 대상체(G,G')의 이동경로(P)가 제1 조도 센서(600)와 전경 조명부(200) 사이에 개입되지 않도록, 제1조도 센서(600)의 설치 위치를 조정하는 것이 바람직하다.

또한, 도 7의 색채 선별기용 촬영 유니트(5)에서 반사부(450)는 사각 기둥형태인 것으로 도시되어 있으나, 이는 어디까지나 설명의 편의를 위한 것으로 반사부(450)의 형태는 삼각 기둥, 오각 기둥 또는 다면체 형상으로 이루어질 수 있음은 자명하다.

이상에서 설명한 이외에도, 본 발명은 그 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 형태로 구체화될 수 있음은 물론이다.

1,2,3,4,5... 색채 선별기용 촬영 유니트 10 ... 색채 선별기
100 ... 프레임 200 ... 전경 조명부
300 ... 배경 조명부 400 ... 확산판
500 ... 카메라 600 ... 제1 조도 센서
700 ... 제어부 G, G' ... 선별 대상체

Claims

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미리 정해진 제1색상을 가지는 양품과 미리 정해진 제2색상을 가지는 불량품이 포함된 선별 대상체의 이동경로 상의 제1지점을 향하여 조명광을 조사하는 적어도 하나의 전경 조명부와,
상기 제1지점에 상기 제2색상의 보색에 해당하는 배경광을 조사하는 적어도 하나의 배경 조명부와,
상기 제1지점을 중심으로 상기 배경 조명부의 반대편에 배치되며, 상기 제1지점을 바라보도록 배치되는 적어도 하나의 카메라와,
상기 전경 조명부의 밝기를 측정하는 적어도 하나의 제1 조도 센서와,
상기 제1 조도 센서에서 측정된 상기 전경 조명부의 밝기에 따라서 상기 배경 조명부에서 조사하는 배경광의 밝기를 제어하는 제어부를 구비하는 색채 선별기용 촬영 유니트.
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미리 정해진 제1색상을 가지는 양품과 미리 정해진 제2색상을 가지는 불량품이 포함된 선별 대상체의 이동경로 상의 제1지점을 향하여 조명광을 조사하는 적어도 하나의 전경 조명부와,
상기 제1지점에 상기 제2색상의 보색에 해당하는 배경광을 조사하는 적어도 하나의 배경 조명부와,
상기 제1지점을 중심으로 상기 배경 조명부의 반대편에 배치되며, 상기 제1지점을 바라보도록 배치되는 적어도 하나의 카메라를 구비하며,
상기 배경 조명부는,
상기 제1지점을 향하여 백색광을 발산하는 광원과,
상기 광원과 상기 제1지점 사이에 배치되며, 상기 제2색상의 보색만을 통과시키는 보색 필터를 구비하는 색채 선별기용 촬영 유니트.
제5항에 있어서,
서로 다른 색상의 빛을 통과시키는 복수의 광학 필터를 구비하는 광학필터 조립체와,
상기 광학 필터 조립체의 상기 복수의 광학 필터 중 어느 하나가 상기 광원과 상기 제1지점 사이에 위치되도록, 상기 광학 필터 조립체를 이동시키는 광학 필터 조립체 구동기구를 더 구비하며,
상기 보색 필터는,
상기 복수의 광학 필터 중, 상기 광원과 상기 제1지점 사이에 위치된 광학 필터인 색채 선별기용 촬영 유니트.
제1색상의 양품과 제2색상의 불량품이 포함된 선별 대상체가 제1지점을 순차적으로 통과하도록 이동시키는 단계;
상기 제1지점에 조명광을 조사하는 전경 조명 단계;
상기 제1지점에 상기 제2색상의 보색에 해당하는 배경광을 조사하는 배경 조명 단계;
상기 배경광을 배경으로 상기 제1지점에 위치한 상기 선별 대상체를 촬영하는 선별 대상체 촬영 단계;
상기 배경광을 배경으로 촬영된 상기 선별 대상체의 영상으로부터 상기 선별 대상체가 불량품인지를 판정하는 단계를 포함하는 불량품 선별 방법.
제7항에 있어서,
상기 조명광의 밝기를 측정하는 조도 측정 단계와,
측정된 상기 전경 조명부의 밝기에 따라서 상기 배경광의 밝기를 제어하는 단계를 더 포함하는 불량품 선별 방법.
제1색상의 양품과 제2색상의 불량품이 포함된 선별 대상체의 이동경로 상의 제1지점을 향하여 조명광을 조사하는 적어도 하나의 전경 조명부와,
상기 제1지점을 바라보도록 배치되는 적어도 하나의 카메라와,
상기 제1지점을 기준으로 상기 카메라의 반대편에 배치되며, 상기 제2색상의 보색을 가지며 상기 제1지점을 향하도록 배치되는 제1면을 구비하는 반사부와,
상기 반사부의 상기 제1면에 빛을 조사하는 적어도 하나의 반사부 조명부를 구비하는 색채 선별기용 촬영 유니트.
제9항에 있어서,
상기 반사부는,
상기 제1면을 포함한 복수의 외면을 구비하며, 상기 복수의 외면 중 어느 하나를 선택적으로 상기 제1지점을 향하게 할 수 있도록, 회전 가능하게 배치되며,
상기 반사부의 외면 중 상기 제1면을 제외한 다른 외면은,
상기 제1면과는 색상 또는 명암이 다른 것을 특징으로 하는 색채 선별기용 촬영 유니트.
제9항에 있어서,
상기 반사부 조명부의 밝기를 측정할 수 있는 조도 센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 색채 선별기용 촬영 유니트.
제1색상의 양품과 제2색상의 불량품이 포함된 선별 대상체가 투입되는 호퍼와,
상기 호퍼로부터 상기 선별 대상체를 전달받아 상기 선별 대상체를 슬라이딩 하강시키는 공급 슈트와,
상기 공급 슈트로부터 유출되는 상기 선별 대상체의 이동경로 상에 배치되는 제2항, 제5항 및 제9항 중 어느 한 항의 색채 선별기용 촬영 유니트와,
상기 색채 선별기용 촬영 유니트를 통과한 상기 선별 대상체 중 일부를 선택적으로 상기 선별 대상체의 이동경로로부터 이탈시킬 수 있는 이젝트부를 구비하는 색채 선별기.