KR101829544B1 - 알 검사장치 - Google Patents

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김선정
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Abstract

본 발명은 알 검사장치에 관한 것으로, 안착수단; 광학수단; 영상획득수단; 및 제어수단; 을 포함하여, 비파괴 방식으로 알의 신선도를 측정하여 위생상의 우려를 해소할 수 있고, 쉽고 간단하면서도 빠르고 정확하게 알을 검사할 수 있을 뿐만 아니라 안전하고 신선한 알이 유통될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

알 검사장치{APPARATUS FOR TESTING EGGS}
본 발명은 알 검사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비파괴 방식으로 알의 신선도를 측정하여 위생상의 우려를 해소할 수 있고, 쉽고 간단하면서도 빠르고 정확하게 알을 검사할 수 있을 뿐만 아니라 안전하고 신선한 알이 유통될 수 있도록 하는 알 검사장치에 관한 것이다.
식생활에 있어서 달걀 또는 메추리알 등과 같은 알(Egg, 卵)은 종래부터 중요한 위치를 차지하고 있는데 종래에는 알, 특히 계란의 신선도를 측정하는 인자로 호우 유닛(Haugh Unit)을 사용하는 것이 일반적이다.
이러한 호우 유닛을 이용한 호우단위 계산은 계란의 중량과 농후난백의 높이를 측정하여 계란의 신선도를 산식에 의해 수치화 한 것으로 계산된 수치에 따라 등급을 나누게 된다.
즉, 호우 유닛을 이용한 방법은 계란을 깨서 신선도를 측정하는 방식으로, 이와 같은 파괴 방식은 위생상 문제가 발생할 우려가 있을 뿐만 아니라 신선도를 측정하는데 오랜 시간이 걸린다는 단점이 있었다.
따라서, 전술한 바와 같은 문제점이 보완된 알 검사장치의 필요성이 대두되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1032788호
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 비파괴 방식으로 알의 신선도를 측정하여 위생상의 우려를 해소할 수 있는 알 검사장치를 제공함에 있다.
또, 쉽고 간단하면서도 빠르고 정확하게 알을 검사할 수 있는 알 검사장치를 제공함에 있다.
또한, 안전하고 신선한 알이 유통될 수 있도록 하는 알 검사장치를 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 알이 안착되는 안착수단; 빛을 상기 안착수단에 안착된 알에 조사하는 광학수단; 상기 안착수단에 안착된 알의 외부 영상 및 상기 광학수단에 의해 조사된 빛이 상기 알을 투과하는 투과영상을 획득하는 영상획득수단; 및 상기 영상획득수단으로부터 전달되는 영상을 통해 상기 알의 부피 대비 상기 알의 기실 부피를 측정하여 신선도를 검사하는 제어수단; 을 포함하는 알 검사장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 안착수단은 안착된 알을 제자리 회전시키도록 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 영상획득수단은 상기 안착수단에 안착된 알을 중심으로 회전하도록 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 영상획득수단은, 컬러 카메라; 및 상기 컬러 카메라로부터 떨어져 배치되는 모노 카메라; 를 포함하는 스테레오 카메라로 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 광학수단에서 조사되는 빛은, 760nm ~ 1000nm 파장대역의 근적외선 레이저로 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 영상획득수단은, 상기 광학수단에서 조사된 근적외선 레이저가 입사되는 필터를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 비파괴 방식으로 알의 신선도를 측정하여 위생상의 우려를 해소할 수 있는 알 검사장치가 제공된다.
또, 쉽고 간단하면서도 빠르고 정확하게 알을 검사할 수 있다.
또한, 안전하고 신선한 알이 유통될 수 있도록 할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알 검사장치의 개략적인 구성을 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 알 검사장치를 나타낸 정면도,
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 알 검사장치의 평면도,
도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 알 검사장치를 이용하여 신선도 검사가 수행된 상태를 나타낸 상태도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 알 검사장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알 검사장치의 개략적인 구성을 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 알 검사장치를 나타낸 정면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 알 검사장치의 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 알 검사장치(100)는 크게 안착수단(10)과 광학수단(20), 영상획득수단(30) 및 제어수단(40)을 포함하여 구성된다.
안착수단(10)은 알(E; 이하, 계란이라 함)이 안착되는 구성요소로, 계란(E)의 안착이 용이하도록, 즉 계란(E)이 유동하지 않고 고정되도록 계란(E)과 유사한 컵 형태로 형성된다. 이러한 안착수단(10)은 안착된 계란(E)을 360도로 제자리 회전시키는 것이 가능하여 하기에 서술하는 광학수단(20)과 영상획득수단(30)을 통해 계란(E)의 영상을 얻을 수 있도록 하게 된다. 이처럼 안착수단(10)을 제자리 회전시킬 수 있도록 별도의 구동체, 예를 들어 모터가 안착수단(10)에 연결된다.
여기서, 안착수단(10)이 제자리 회전하여 계란(E)을 제자리 회전시키는 것 외에 안착수단(10)은 회전하지 않도록 고정되어 구성되고, 하기에 서술하는 영상획득수단(30)이 안착수단(10), 특히 안착수단(10)에 안착된 계란(E)을 중심으로 회전하면서 계란(E)의 영상을 얻도록 구성될 수도 있다.
한편, 도면에서는 안착수단(10)에 계란(E) 하나가 안착되는 것으로 도시되어 있으나 컨베이어(도시하지 않음)와 같은 별도의 구성에 다수의 안착수단(10)을 마련하고, 이러한 컨베이어를 동작시켜 다수 개의 계란(E)이 순차적으로 이송되도록 함으로서 다수의 계란(E) 각각의 영상을 얻도록 구성할 수도 있다.
광학수단(20)은 빛을 안착수단(10)에 안착된 계란(E)에 조사하는 구성요소이며, 본 발명에서는 760nm ~ 1000nm 파장대역의 근적외선 레이저가 광학수단(20)에서 조사되도록 구성된다.
영상획득수단(30)은 안착수단(10)에 안착된 계란(E)의 외부 영상 및 광학수단(20)에 의해 조사된 빛이 계란(E)을 투과하는 투과영상을 획득하는 구성요소이다. 이때, 영상획득수단(30)에는 광학수단(20)에서 조사된 근적외선 레이저가 입사되는 필터(36), 예를 들어 밴드 패스 필터(Band Pass Filter) 등을 더 포함하도록 구성되어 근적외선 레이저에 의한 영상, 즉 근적외선 대역(760nm ~ 1000nm)의 영상을 획득할 수 있게 된다.
여기서, 영상획득수단(30)이 적절하게 계란(E)의 영상을 획득할 수 있도록 광학수단(20)으로부터 안착수단(10)에 안착된 계란(E)에 조사되는 근적외선 레이저의 조사각도는 영상획득수단(30)이 근적외선 레이저를 수광할 수 있는 정도의 적절한 각도, 예를 들어 0~45도의 각도를 갖도록 한다.
즉, 광학수단(20)과 안착수단(10)에 안착된 계란(E), 그리고 영상획득수단(30)이 같은 수평선상에 위치하도록 하여 근적외선 레이저가 0도의 조사각도로 조사되도록 하거나, 광학수단(20)의 위치를 변경, 즉 광학수단(20)을 상승 또는 하강시켜 근적외선 레이저가 조사되는 각도를 45도 이내의 각도 내에서 조사되도록 하는 것이다. 이를 위해 광학수단(20)을 별도로 마련되는 승강레일에 장착시키고, 이러한 승강레일을 따라 상하로 승강되면서 적절하게 근적외선 레이저의 조사각도를 변경할 수 있다. 이처럼 0~45도의 조사각도로 조사된 근적외선 레이저를 통해 획득한 영상으로 판정한 계란(E)의 신선도는 높은 신뢰성을 나타낼 수 있다.
본 발명에서 사용되는 영상획득수단(30)은, 컬러 카메라(32)와, 컬러 카메라(32)로부터 떨어져 배치되는 모노 카메라(34)를 포함하여 이루어지는 스테레오 카메라를 사용할 수가 있는데, 촬영된 영상을 디지털 촬영 영상으로 변환하게 된다. 또한, 도시되어 있지 않지만 서로 다른 위치에 떨어져 배치되는 두 개의 컬러 카메라 또는 두 개의 모노 카메라로 구성될 수도 있다.
컬러 카메라(32)는 가시광선 대역으로 계란(E)의 기실(도 4의 A; Air Cell)을 계측하게 되고, 모노 카메라(34)는 근적외선 대역으로 계란(E)의 기실(A)을 계측하게 되어 보관 기간에 따른 계란(E)의 기실(A) 크기의 변화와 계란(E)의 파각(깨짐) 유무를 알 수 있도록 하게 된다.
이처럼 컬러 카메라(32)를 통해 촬영된 영상 및 모노 카메라(34)를 통해 촬영된 영상은 스테레오 카메라(30) 또는 하기에 서술하는 제어수단(40)에서 합성하여 3D 복원될 수 있으며, 합성하게 되면 계란(E)의 파각 여부를 좀 더 명확하게 판별할 수 있다.
도면에 나타나지는 않으나, 영상획득수단(30)의 원활한 영상 획득을 위해 별도의 빛을 발생시켜 계란(E)의 외부를 조명할 수 있도록 별도의 조명수단, 예를 들어 형광등이나 엘이디(LED) 등이 설치될 수도 있다.
영상획득수단(30), 즉 컬러 카메라(32)와 모노 카메라(34)로 이루어지는 스테레오 카메라는 영상에서 깊이 정보를 추출할 수 있어 제어수단(40)에서 계란(E)의 체적, 즉 부피를 연산할 수 있게 된다.
여기서, "깊이 정보"란 영상 속에 존재하는 객체가 카메라와 상대적으로 얼마나 떨어져 있는지를 나타내는 상대적인 정보를 의미하는 것으로, 일반적으로 다시점 비디오와 같이 하나의 3차원 장면을 여러대의 카메라를 통해 촬영된 영상 사이에는 각 객체의 상대적인 움직임인 변이가 존재한다.
예를 들어, 두 눈을 번갈아가면서 깜박였을 때 각 객체의 위치가 조금씩 다르게 보이는데, 이때 가까이 있는 물체는 그 움직이는 정도가 크고, 멀리 떨어져 있는 물체는 상대적으로 그 움직임의 정도가 작음을 알 수 있으며, 이때 움직임의 정도가 변이의 개념이고, 가까이 있거나 멀리 있는 정도가 깊이의 개념이라고 할 수 있다.
제어수단(40)은 영상획득수단(30)으로부터 전달되는 영상을 통해 계란(E)의 부피 대비 계란(E)의 기실(A) 부피를 측정하여 신선도를 검사하는 구성요소이다.
이러한 제어수단(40)을 통해 신선도가 검사되는 계란(E)은 최종적으로 양품 또는 불량품 여부가 판정될 수 있으며, 이를 위해 계란(E)의 양부를 판정하기 위한 계란(E)의 부피 대비 계란(E)의 기실(A) 부피가 미리 설정되어 저장될 수 있다.
한편, 영상획득수단(30)을 통해 획득된 영상을 외부에 시각적으로 표시할 수 있는 모니터 등과 같은 디스플레이수단(도시하지 않음)이 마련되어 작업자가 직접 눈으로 계란(E)의 상태를 확인할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 알 검사장치의 동작에 대하여 설명한다.
도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 알 검사장치를 이용하여 신선도 검사가 수행된 상태를 나타낸 상태도이다.
먼저, 도 4의 (a)에서 상측에 도시된 사진은 보관기간이 1일 경과한 계란(E)을 안착수단(10)에 안착시켜 획득한 영상이고, 도 4의 (b)에서 상측에 도시된 사진은 도 4의 (a)의 상측에 도시된 사진에 나타나는 계란(E)의 기실(A)만 나타낸 사진이다.
그리고, 도 4의 (a)에서 하측에 도시된 사진은 보관기간이 20일을 경과한 계란(E)을 안착수단(10)에 안착시켜 획득한 영상이고, 도 4의 (b)에서 하측에 도시된 사진은 도 4의 (a)의 하측에 도시된 사진에 나타나는 계란(E)의 기실(A)만 나타낸 사진이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 알 검사장치(100)를 이용하여 계란(E)의 검사를 수행하고자 하는 경우, 안착수단(10)에 계란(E)을 안착시킨 후 안착수단(10)을 회전시키면 계란(E)이 제자리 회전하게 되며, 광학수단(20)을 통해서 계란(E)을 향해 760nm ~ 1000nm 파장대역의 근적외선 레이저를 조사한다.
영상획득수단(30)은 이러한 상태에서의 계란(E)의 영상을 획득하게 되는데, 계란(E)의 기실(A)과 주변부 사이의 비교적 큰 온도차로 인해 계란(E) 내의 기실(A)을 검출할 수 있다.
여기서, 도 4의 (a) 및 (b)에 나타나는 사진은 영상획득수단(30), 즉 스테레오 카메라 또는 제어수단(40)에서 영상 처리된 것으로, 예를 들어 영상획득수단(30)에서 획득한 영상을 HSV(Hue Saturation Value) 영역으로 변환시키고, 계란(E)의 영역을 특정, 즉 특정 범위의 밝기를 가지는 픽셀만 선택한다. 픽셀을 선택하는 과정은 스레쉬홀드(Threshold) 함수를 사용하여 수행될 수 있으며, 스레쉬홀드 함수는 임계 값을 사용하여 계란(E) 영역의 픽셀만을 선택하게 된다.
이러한 과정을 거쳐 도 4의 (a) 및 (b)에 나타나는 것과 같은 이미지를 얻을 수 있으며, 이를 통해 영상에서 각 프레임당 획득한 깊이 정보를 누적하고 병합하여 계란(E)의 부피를 연산하고 기실(A)이 차지하는 부피를 계산하여 비를 도출할 수 있게 되는 것이다.
즉, 도 4의 (a) 및 (b)의 상측 사진에서 나타나는 것과 같이 보관기간이 1일 경과한 계란(E)의 경우 계란(E)의 부피 대비 계란(E)의 기실(A) 부피가 작게 나타나고, 보관기간이 20일을 경과한 계란(E)의 경우 도 4의 (a) 및 (b)의 하측 사진과 같이 계란(E)의 부피 대비 계란(E)의 기실(A) 부피가 상대적으로 크게 나타나 보관기간이 1일 경과한 계란(E)이 보관기간이 20일을 경과한 계란(E)에 비해 신선도가 높다는 것을 확인할 수 있다.
이처럼 본 발명은 비파괴 방식으로 알의 신선도를 측정하여 위생상의 우려를 해소할 수 있고, 쉽고 간단하면서도 빠르고 정확하게 알을 검사할 수 있어 실시간 전수 검사가 가능하며 안전하고 신선한 알이 유통될 수 있도록 하는 유용한 발명이라 할 것이다.
또한, 제어수단(40)을 통해 양부가 판정된 계란(E)은 별도의 계란이동수단(도시하지 않음)을 통해 양품은 양품이 수납되는 양품용기(도시하지 않음)로 이동시키고, 불량품은 불량품이 수납되는 불량품용기(도시하지 않음)로 이동시키도록 구성될 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
10: 안착수단 20: 광학수단
30: 영상획득수단 32: 컬러 카메라
34: 모노 카메라 36: 필터
40: 제어수단 100: 알 검사장치
E: 알 A: 기실

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 알 검사장치에 있어서,
    알이 안착되는 안착수단;
    빛을 상기 안착수단에 안착된 알에 조사하는 광학수단;
    상기 안착수단에 안착된 알의 외부 영상 및 상기 광학수단에 의해 조사된 빛이 상기 알을 투과하는 투과영상을 획득하는 영상획득수단; 및
    상기 영상획득수단으로부터 전달되는 영상을 통해 상기 알의 부피 대비 상기 알의 기실 부피를 측정하여 신선도를 검사하는 제어수단;을 포함하되,
    상기 안착수단은 안착된 알을 제자리 회전시키도록 구성되고,
    상기 영상획득수단은, 컬러 카메라; 및 상기 컬러 카메라로부터 떨어져 배치되는 모노 카메라; 를 포함하는 스테레오 카메라로 구성되며,
    상기 제어수단은 상기 영상획득수단으로부터 전달되는 영상으로 상기 알의 삼차원 영상을 합성하여 상기 알의 부피 대비 상기 알의 기실 부피를 측정하는 것을 특징으로 하는 알 검사장치.
  3. 알 검사장치에 있어서,
    알이 안착되는 안착수단;
    빛을 상기 안착수단에 안착된 알에 조사하는 광학수단;
    상기 안착수단에 안착된 알의 외부 영상 및 상기 광학수단에 의해 조사된 빛이 상기 알을 투과하는 투과영상을 획득하는 영상획득수단; 및
    상기 영상획득수단으로부터 전달되는 영상을 통해 상기 알의 부피 대비 상기 알의 기실 부피를 측정하여 신선도를 검사하는 제어수단;을 포함하되,
    상기 영상획득수단은 상기 안착수단에 안착된 알을 중심으로 회전하도록 구성되고,
    상기 영상획득수단은, 컬러 카메라; 및 상기 컬러 카메라로부터 떨어져 배치되는 모노 카메라; 를 포함하는 스테레오 카메라로 구성되며,
    상기 제어수단은 상기 영상획득수단으로부터 전달되는 영상으로 상기 알의 삼차원 영상을 합성하여 상기 알의 부피 대비 상기 알의 기실 부피를 측정하는 것을 특징으로 하는 알 검사장치.
  4. 삭제
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 광학수단에서 조사되는 빛은,
    760nm ~ 1000nm 파장대역의 근적외선 레이저로 구성되는 것을 특징으로 하는 알 검사장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 영상획득수단은,
    상기 광학수단에서 조사된 근적외선 레이저가 입사되는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알 검사장치.
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