KR101455056B1 - 커피 색도계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커피 색도계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 커피의 표면에서 반사된 빛을 컬러센서에서 감지한 컬러신호와, 측정하고자 하는 커피의 입도를 입도 분석기에서 측정한 입도신호를 전송받아 컬러 및 입도 처리부에서 커피의 색을 수치 값으로 계산하여 줌으로써, 분쇄된 커피의 입도가 반영된 커피의 색도를 정확하게 측정할 수 있고, 컬러 및 입도 처리부로부터 전송받은 커피의 입도가 반영된 커피의 컬러 측정치를 숫자로 수치표시부에 표시하여 줌으로써, 사용자가 커피의 색도상태를 쉽게 파악할 수 있는 효과가 있다.

Description

커피 색도계{Coffee Colorimeter}

본 발명은 커피의 표면에서 반사된 빛을 컬러센서에서 감지한 컬러신호와, 측정하고자 하는 커피의 입도를 입도 분석기에서 측정한 입도신호를 전송받아 컬러 및 입도 처리부에서 커피의 색을 수치 값으로 계산하여 줌으로써, 분쇄된 커피의 입도가 반영된 커피의 색도를 정확하게 측정할 수 있고, 컬러 및 입도 처리부로부터 전송받은 커피의 입도가 반영된 커피의 컬러 측정치를 숫자로 수치표시부에 표시하여 줌으로써, 사용자가 커피의 색도상태를 쉽게 파악할 수 있는 커피 색도계에 관한 기술이다.

최근 몇 년 사이 고가에 원두가 거래되는 스페셜티 원두 커피시장이 확장되면서 스페셜티 커피의 최종 품질을 크게 좌우하는 커피 로스팅 기기에 많은 발전이 있어왔다.

커피라는 농산물을 가공한다는 관점에서, 기타의 다른 IT 기기의 발전속도에 비하면 전기, 전자 및 컴퓨터 기술을 채용한 자동화의 속도가 더디기는 하나, 완전 수동으로 작동되던 예전 로스터기에 비하여 최근의 자동화된 로스터기들은 로스팅 시간 설정, 온도 자동제어, 로스팅 프로파일 제공 등의 기능을 통해 로스터의 숙련도에 덜 민감한 제품을 만들려고 노력하고 있다.

그러나, 커피 원두라는 것이 공산품이 아니다 보니 원재료의 산지 특성, 기본 품질 차이, 다양한 가공방법, 수분함유량 등 많은 조건에 따라 일관된 로스팅 기법을 적용할 수 없는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하고자, 미국 스페셜티 커피 협회(이하 SCAA : Specialty Coffee Association of America)에서는 커피의 로스팅된 정도를 ‘Agtron number’라는 수치로 표현하는 방법을 제안하였으며 커피업계의 deFacto 표준으로 사용되고 있다.

‘Agtron number’ 기반으로 로스팅 정도를 확인하는 방법은 두 가지이다. 첫 번째 방법은 ‘Agtron number’가 기입된 ‘Agtron Tile'이라는 표준 인쇄물을 이용하여 사람의 눈으로 로스팅 정도를 확인하는 방법이고, 두 번째 방법은 광학적 측정 방법을 이용하여 커피의 로스팅된 정도를 자동으로 측정하고, 이를 ‘Agtron number’로 출력해주는 ‘커피 색도계(coffee colorimeter)’를 이용하는 방법이다.

종래의 커피 색도계의 경우, 분쇄된 커피의 입자 크기에 따라 반사도가 틀려지고 이에 따라 로스팅 정도를 알 수 있는 색도에 대한 결과 값이 달라지는 문제가 있으며, 또한 종래의 커피 색도계에서 표준 분쇄도를 지정하여 놓더라도 표준 분쇄도 대로 분쇄하기 어려운 문제가 있다.

따라서, 커피의 분쇄도를 입도분석기로 계산하여 커피 색도계로 커피의 색을 측정할 때 반영하여 주어 커피의 정확한 로스팅 정도를 알 수 있는 커피 색도계의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

KR 10-2000-0014475(2000. 3. 22)

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 착상된 것으로서, 커피의 표면에서 반사된 빛을 컬러센서에서 감지한 컬러신호와, 측정하고자 하는 커피의 입도를 입도 분석기에서 측정한 입도신호를 전송받아 컬러 및 입도 처리부에서 커피의 색을 수치 값으로 계산하여 줌으로써, 분쇄된 커피의 입도가 반영된 커피의 색도를 정확하게 측정할 수 있는 커피 색도계를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 컬러 및 입도 처리부로부터 전송받은 커피의 입도가 반영된 커피의 컬러 측정치를 숫자로 수치표시부에 표시하여 줌으로써, 사용자가 커피의 색도상태를 쉽게 파악할 수 있는 커피 색도계를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 커피 색도계는 측정하고자 하는 커피의 표면에 빛을 조사하는 광원과; 상기 커피의 표면에서 반사된 빛을 감지하여 컬러처리부로 전송하는 컬러센서와; 측정하고자 하는 커피의 입도를 측정하여 입도처리부로 전송하는 입도분석기와; 상기 컬러센서로부터 전송된 컬러신호와, 상기 입도분석기로부터 전송된 입도신호를 처리하여 커피의 색을 수치 값으로 계산하는 컬러 및 입도 처리부와; 상기 컬러 및 입도 처리부로부터 전송받은 커피의 컬러 측정치를 숫자로 표시하는 수치표시부; 를 포함함을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 입도 분석기는 영상센서로 취득한 영상정보로부터 입도를 분석하는 것을 포함함을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 영상정보는 영상처리기법을 이용하여 이미지 히스토그램으로 나타내는 것을 포함함을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 입도 분석기는 입도에 따른 레이저 회절 방식, 현미경 방식 중에서 선택되는 어느 하나의 방식을 이용하여 입도를 분석하는 것을 포함함을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명인 커피 색도계는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 본 발명은 커피의 표면에서 반사된 빛을 컬러센서에서 감지한 컬러신호와, 측정하고자 하는 커피의 입도를 입도 분석기에서 측정한 입도신호를 전송받아 컬러 및 입도 처리부에서 커피의 색을 수치 값으로 계산하여 줌으로써, 분쇄된 커피의 입도가 반영된 커피의 색도를 정확하게 측정할 수 있다.

둘째, 본 발명은 컬러 및 입도 처리부로부터 전송받은 커피의 입도가 반영된 커피의 컬러 측정치를 숫자로 수치표시부에 표시하여 줌으로써, 사용자가 커피의 색도상태를 쉽게 파악할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 커피 색도계의 구성을 블록으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다양하게 분쇄된 커피를 영상처리기법을 이용하여 이미지 히스토그램으로 나타낸 도면.

이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예를 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명인 커피 색도계를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 커피 색도계를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 커피 색도계의 구성을 블록으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다양하게 분쇄된 커피를 영상처리기법을 이용하여 이미지 히스토그램으로 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 커피 색도계는 광원(10), 컬러센서(20), 입도 분석기(30), 컬러 및 입도 처리부(40), 수치표시부(50) 등으로 구성된다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명인 커피 색도계는 측정하고자 하는 커피의 표면에 빛을 조사하는 광원(10)과; 상기 커피의 표면에서 반사된 빛을 감지하여 컬러처리부로 전송하는 컬러센서(20)와; 측정하고자 하는 커피의 입도를 측정하여 입도처리부로 전송하는 입도분석기(30)와; 상기 컬러센서로부터 전송된 컬러신호와, 상기 입도분석기로부터 전송된 입도신호를 처리하여 커피의 색을 수치 값으로 계산하는 컬러 및 입도 처리부(40)와; 상기 컬러 및 입도 처리부로부터 전송받은 커피의 컬러 측정치를 숫자로 표시하는 수치표시부(50); 를 구비한다.

상기 본 발명인 커피 색도계를 구성하는 각 기술적 수단들의 기능을 설명하면 다음과 같다.

상기 광원(10)은 측정하고자 하는 커피의 표면에 빛을 조사하는 것이다. 여기서, 상기 광원(10)은 LED(Light Emitting Diode)가 가장 바람직하나, OLED(Organic light Emitting Diode), 할로겐램프, 냉음극선관램프, 형광램프, 수은램프도 가능할 것이다.

상기 컬러센서(20)는 상기 커피의 표면에서 반사된 빛을 감지하여 컬러처리부로 전송하는 것이다. 여기서, 상기 컬러센서(20)는 커피의 표면에서 반사되어 입사되는 R, G, B 색상의 광을 감지하여 전기신호로 변환한 후 컬러처리부로 전송하는 것이다.

상기 입도분석기(30)는 측정하고자 하는 커피의 입도를 측정하여 입도처리부로 전송하는 것이다. 여기서, 상기 입도 분석기(30)는 영상센서로 취득한 영상정보로부터 입도를 분석하는 것이고, 상기 영상정보는 영상처리기법을 이용하여 이미지 히스토그램으로 나타내는 것이다. 또한, 상기 입도 분석기는 입도에 따른 레이저 회절 방식, 현미경 방식 중에서 선택되는 어느 하나의 방식을 이용하여 입도를 분석하는 것이다.

상술한 바와 같은, 입도를 측정하는 원리를 기술하면 다음과 같다.

첫 번째로, 현미경 방식은 현미경으로 물질을 관찰하면서 크기를 측정하는 방식으로, 과거에는 시료 옆에 기준이 되는 자를 놓고 비교하여 측정하였으나, 현재는 디지털카메라로 이미지를 찍어서 계산하는 것이다.

두 번째로는, 레이저 회절 방식을 이용한 입도 분석기인데, 레이저 회절 이론에 의하면, 레이저는 작은 입자의 표면을 지나갈 때 회절하게 되고, 그 때 회절 각도는 각각의 입자의 크기에 따라 변하게 된다. 즉, 작은 입자의 표면에서 레이저는 큰 각도로 회절되는 것이고, 큰 입자의 표면에서 레이저는 작은 각도로 회절되는 것이다.

이 회절되는 레이저를 각각의 고유의 각도 값을 가지고 있는 수십 개의 검출기가 빛을 강도를 측정하게 되는데, 이 측정된 빛의 강도는 입자의 숫자로 계산되어지며, 몇 번 검출기까지 빛을 검출하는지를 확인하여 측정된 빛의 각도로 입자의 크기를 측정한다.

상기 컬러 및 입도 처리부(40)는 상기 컬러센서로부터 전송된 컬러신호와, 상기 입도분석기로부터 전송된 입도신호를 처리하여 커피의 색을 수치 값으로 계산하는 것이다.

상기 수치표시부(50)는 상기 컬러 및 입도 처리부로부터 전송받은 커피의 컬러 측정치를 숫자로 표시하는 것이다. 여기서, 상기 수치표시부(50)에 표시되는 커피의 색도 측정치는 Agtron number로 구분되는데, 상기 Agtron number는 커피의 로스팅의 기준이 되는 색도표이며, 통상적으로 로스터들이 명도를 구분할 때 보는 색도표이다.

표 1에는 특정 커피 색도계의 입도에 따른 측정값 변화를 나타내었다.

	1	2	3	4	5	6	Avg
0.3mm	63.0	63.6	63.8	64.0	63.0	63.3	63.5
0.4mm	61.4	61.5	61.6	62.0	61.0	61.5	61.5
0.5mm	59.6	60.5	59.8	59.8	60.1	60.4	60.0
0.6mm	57.9	58.4	57.9	58.1	58.2	58.2	58.1
0.8mm	57.7	57.3	57.7	57.5	57.5	57.1	57.5

상기 본 발명의 일실시예에 따른 특정 커피 색도계의 입도에 따른 측정값의 변화를 나타낸 표 1에서 가로측은 시행횟수이고, 세로측은 평균입도의 크기를 나타낸 것이며, 본 발명의 커피 색도계의 권장 분쇄도가 0.4mm일 경우, 만일 사용자가 0.4mm가 아닌 다른 값으로 분쇄시 큰 오차가 발생하게 된다. 이를 해결하기 위해 커피의 표면에서 반사된 빛을 컬러센서에서 감지한 컬러신호와, 측정하고자 하는 커피의 입도를 입도 분석기에서 측정한 입도신호를 전송받아 컬러 및 입도 처리부에서 커피의 색을 수치 값으로 계산하여 분쇄된 커피의 입도가 반영된 커피의 색도를 측정하는 것이다.

상기 커피 색도계의 동작과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 광원(10)을 통해 측정하고자 하는 커피의 표면에 빛을 조사한 후, 상기 커피의 표면에서 반사된 빛을 감지하여 컬러센서(20)에서 컬러처리부로 전송한다. 이와는 별도로 측정하고자 하는 커피의 입도를 입도분석기(30)에서 측정하여 입도처리부로 전송한다. 다음으로 상기 컬러센서로부터 전송된 컬러신호와, 상기 입도분석기로부터 전송된 입도신호를 컬러 및 입도 처리부(40)에서 처리하여 커피의 색을 수치 값으로 계산한다. 이후에 상기 컬러 및 입도 처리부로부터 전송받은 커피의 컬러 측정치를 수치표시부(50)에서 숫자로 표시하는 것이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다양하게 분쇄된 커피를 영상처리기법을 이용하여 이미지 히스토그램으로 나타낸 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 영상처리 기법을 이용한 입도 분석의 결과를 이미지 히스토그램으로 나타낼 수 있는데, 0.5mm 입도 분쇄커피의 이미지와, 0.9mm 입도 분쇄커피의 이미지를 Red Channel 이미지 히스토그램으로 표시하면 분쇄커피의 입도에 따라 히스토그램의 분포 형태가 큰 차이를 보인다. 이러한 히스토그램의 분포 형태로부터 입도를 계산하는 것은 당업자에게는 잘 알려진 방법이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

상술한 바와 같은, 본 발명인 커피 색도계는 커피원두나 커피가루의 색도를 측정하는 분야에 적용할 수 있는 것이다.

10 : 광원 20 : 컬러센서
30 : 입도 분석기 40 : 컬러 및 입도 처리부
50 : 수치표시부

Claims (4)

1. 커피 색도계에 있어서,
   측정하고자 하는 커피의 표면에 빛을 조사하는 광원과;
   상기 커피의 표면에서 반사된 빛을 감지하여 컬러처리부로 전송하는 컬러센서와;
   측정하고자 하는 커피의 입도를 측정하여 입도처리부로 전송하는 입도분석기와;
   상기 컬러센서로부터 전송된 컬러신호와,
   상기 입도분석기로부터 전송된 입도신호를 처리하여 커피의 색을 수치 값으로 계산하는 컬러 및 입도 처리부와;
   상기 컬러 및 입도 처리부로부터 전송받은 커피의 컬러 측정치를 숫자로 표시하는 수치표시부; 를 포함함을 특징으로 하는 커피 색도계.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 입도 분석기는 영상센서로 취득한 영상정보로부터 입도를 분석하는 것을 포함함을 특징으로 하는 커피 색도계.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 영상정보는 영상처리기법을 이용하여 이미지 히스토그램으로 나타내는 것을 포함함을 특징으로 하는 커피 색도계.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 입도 분석기는 입도에 따른 레이저 회절 방식, 현미경 방식 중에서 선택되는 어느 하나의 방식을 이용하여 입도를 분석하는 것을 포함함을 특징으로 하는 커피 색도계.

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