KR102392796B1

KR102392796B1 - 체모의 손상도를 검출하는 장치

Info

Publication number: KR102392796B1
Application number: KR1020200127068A
Authority: KR
Inventors: 이익현
Original assignee: 한국공학대학교산학협력단
Priority date: 2020-09-29
Filing date: 2020-09-29
Publication date: 2022-04-29
Also published as: KR20220043541A

Abstract

본 발명은 빛이 산란되는 특징점을 기초로 체모의 손상도를 검출하는 것으로서, 발신광을 발광하는 발광부 및 발신광이 모발에 반사된 수신광을 수신하는 수광부를 포함하는 광학부; 발광부로부터 발광되는 발신광을 굴절시켜 모발에 기 결정된 각도로 입사되도록 하는 반사부; 및 수광부에 수신된 수신광을 통해 분석이미지를 생성하고, 분석이미지를 대상으로 모발의 손상값을 산출하는 연산부;를 포함하는, 체모의 손상도를 검출하는 장치가 제공된다.

Description

체모의 손상도를 검출하는 장치{APPARATUS DETECTING DAMAGE OF HAIR}

본 발명은 빛이 산란되는 특징점을 기초로 체모의 손상도를 검출하는 것으로서, 체모의 손상도를 검출하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 체모(모발)의 손상정도는 산화단백질의 카르보닐기를 형광표식하여 그 형광을 검출하는 과정을 통해 검출 및 평가를 하는 방법이 알려져 있다. 그러나 이러한 방식은 모발에 추가적인 손상을 유발할 수 있다. 따라서, 모발에 물리 화학적인 손상요인을 가하지 않고 모발상태를 확인하는 방법이 요구된다. 종래에는 이러한 방법의 하나로, 고배율의 광학계를 통해 모발의 표면을 직접 살펴보는 방식이 채용되기도 하나 이는 고비용을 요구하며 육안으로 확인 가능한 단위로만 볼 수 있고 임의의 손상도를 데이터로 남기기에는 부적합한 측면이 있다. 따라서, 상대적으로 넓은 범위를 대상으로 검출함과 동시에 손상도를 수치화하여 데이터로 기록하고 이를 통해, 모발의 상태를 인지하여 모발 상태에 따른 모발의 관리에 기여할 수 있게 하는 장치가 요구된다.

대한민국 공개특허공보 제 2006-0127405 호 (2006. 12. 12)

본 발명의 일 실시예는 상대적으로 저배율의 광학계를 통해 모발의 상태를 검출할 수 있는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예는 모발에 물리/화학적인 추가적 손상을 가하지 않고 모발 상태를 검출하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 반사부는 발광부와 인접하여 위치되고, 틸팅됨으로써 발신광이 반사되는 각도를 가변할 수 있다.

또한, 수광부와 모발 간의 거리에 따라 반사부가 틸팅되는 각도가 조정될 수 있다.

또한, 연산부는, 분석이미지에 형성된 광의 특징점 추출하고, 추출된 특징점을 통해 돌로네이 삼각법(DELAUNAY TRIANGLE), 밀도분석(HISTOGRAM DENSITY) 및 보로노이 다이어그램(VORONOI DIAGRAM) 중 하나 이상의 기법을 적용하여 모발의 손상값을 도출할 수 있다.

또한, 수광부와 모발 간의 이격거리를 감지하는 센서부를 더 포함하고, 연산부는 감지된 이격거리와 이격거리에 따라 반사부가 팅틸되는 각도가 연동적으로 제어되도록 할 수 있다.

또한, 연산부에 의해 산출된 손상값을 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.

또한, 처리부는, 발광부로부터 반사율이 서로 다른 복수의 발신광이 각각 발광되어 반사되는 복수의 수신광을 통해 각각의 이미지를 획득하고 각각의 이미지 간 합성을 통해 분석이미지를 생성할 수 있다.

또한, 수광부, 발광부 및 반사부의 순으로 동일선 상에 배열될 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 상대적으로 저배율의 광학계를 통해 모발의 상태를 검출하되, 모발에 물리/화학적인 추가적 손상을 가하지 않고 모발 상태를 검출하기 위해 모발에 광을 조사하여 반사되는 반사광을 기초로 모발의 상태를 검출할 수 있는 체모의 손상도를 검출하는 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 체모의 손상도를 검출하는 장치를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 체모의 손상도를 검출하는 장치의 구조를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사부가 틸팅되어 발신광을 반사시키는 것을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수광부가 모발과의 거리가 제1이격거리일 때를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수광부가 모발과의 거리가 제2이격거리일 때를 나타낸 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 체모의 손상도를 검출하는 장치를 나타낸 개략도이다.

도1을 참조하면, 체모의 손상도를 검출하는 장치(이하, 검출장치(100))는 광학부(110), 연산부(120) 및 반사부(130)를 포함할 수 있다. 나아가 제어부(140)를 포함할 수 있다. 바람직하게는 제어부(140)에 의해 반사부(130)가 제어될 수 있다. 또한, 반사부(130)는 검출장치(100)에 물리적으로 결합된 상태에서 마련될 수도 있고, 물리적으로 분리된 상태로 마련될 수 있다. 이하에서 설명할 본 발명의 일 실시예는 반사부(130)가 바디(101)에 연결된 태양을 통해 설명하도록 한다.

한편, 광학부(110)는 광을 발신 및 수신하는 구성일 수 있다. 상기 광은 체모(예를 들어, 모발(10))를 향해 조사할 수 있다. 일 예로 체모 중 모발(10)의 경우, 시험대(미도시)에 배치되고, 배치된 모발(10)을 향해 광학부(110)는 발신광(1)을 발신할 수 있다. 발신된 광은 모발(10)에 도달한 뒤 반사되어 수신광(2)의 형태로 광학부(110)로 수신된다. 여기서 수신광(2)의 상태란 모발(10)의 표면정보를 포함하는 상태를 의미한다.

여기서 표면정보는 모발(10)로부터 반사되는 수신광(2)에 포함된 정보에 따라 달라질 수 있다. 즉, 반사되어 수신되는 수신광(2)의 입사각 및 광량 등의 정보에 따라 달라질 수 있는 것이고 이는 동일한 모발(10)에 대한 수신광(2)이라 할지라도 모발(10)이 광학부와 배치된 산대적 배치구조에 따라 달라질 수 있는 것이다. 이러한 수신광(2)에 포함된 정보를 통해 광의 특징점 추출하고, 추출된 특징점을 통해 돌로네이 삼각법(DELAUNAY TRIANGLE), 밀도분석(HISTOGRAM DENSITY) 및 보로노이 다이어그램(VORONOI DIAGRAM) 중 하나 이상의 기법을 적용하여 모발의 손상값을 도출할 수 있다. 이는 모발의 배치에 따라 상대적으로 달라지는 수신광(2)이 포함하고 있는 정보에 대응하여 검출하기 위한 일 방법이 될 수 있다.

그리고, 발신광(1)은 모발(10)을 향해 조사되되 반사된 수신광(2)이 광학부(110)로 수신될 수 있도록 한다. 수신된 수신광(2)에 포함된 상기 표면정보를 통해 이미지를 생성할 수 있고 이를 분석하여 모발(10)의 손상도를 검출할 수 있다. 즉, 모발(10)에서의 검출영역(11)과 광학부(110)는 상기 이미지를 검출하기 유리한 상대적인 위치에 배치될 수 있다. 구체적으로 광학부(110)는 광이 수신되는 입사각과 직교하도록 위치되는 것이 바랍직하다.

따라서, 광을 발신하는 각도와 광을 수신하는 각도는 광학부(110) 내에서 서로 다르게 형성될 수 있고, 이를 보정하기 위한 구조로써 반사부(130)가 기능할 수 있다.

구체적으로 반사부(130)는 발신광(1)의 경로 상에 위치될 수 있다. 즉, 광학부(110) 및 모발(10) 사이에 위치되어, 광학부(110)로부터 발신된 발신광(1)을 굴절시켜 모발(10)에 도달되도록 할 수 있다. 필요에 따라 반사부(130)가 발신광(1)을 굴절시키는 각도가 달라질 수 있는데 굴절각을 변경시키기 위해 반사부(130)는 틸팅이 될 수 있다.

본 예시는 반사부(130)가 바디(101)에 연결된 실시예를 설명하고 있으나, 반사부(130)가 바디(101)와 물리적으로 분리된 상태에서도 굴절각의 변경이 가능하도록 마련될 수 있고, 이러한 굴절각의 변경을 가능하도록 하는 구성(예를 들어, 힌지)을 통한 연결뿐만 아니라 제어부(140)에 의해 자동제어 될 수 있도록 유선 또는 무선을 통한 전기통신 상의 연결을 포함하는 것을 의미할 수 있다.

여기서, 제어부(140)는 연산부(120)로부터 연산된 결과에 대응되는 제어를 수행하는 구성으로써 반사부(130)의 굴절각 변경을 위해 반사부(130)가 회동되도록 제어할 수 있다. 이러한 제어를 위해 검출장치(100)는 모발(10)과 광학부(110) 간 거리를 감지하는 센서부(150)를 더 포함할 수 있다. 이는 도 4 및 도 5를 통해 보다 구체적으로 후술하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 체모의 손상도를 검출하는 장치의 구조를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 검출장치(100)는 바디(101)에 광학부(110), 연산부(120), 반사부(130) 및 제어부(140)가 마련된 형태로 구성될 수 있다. 검출장치(100)는 검출결과를 이미지 또는 수치로 출력할 수 있는 표시부를 더 포함할 수 있다. 여기서 표시부는 시각정보 및 청각정보 중 하나 이상의 수단을 통해 검출결과를 표시할 수 있는 구성일 수 있다. 예를 들어, 검출장치(100)는 표시부인 디스플레이를 포함하는 단말기(일 예로, 휴대전화)일 수 있고, 이러한 경우 일정한 두께로 형성된 장방형의 바디(101)에 형성되되 디스플레이의 면적이 허용되는 표면에 마련될 수 있다. 예를 들면 디스플레이는 광학부(110) 및 반사부(130)가 마련된 표면의 반대면에 마련될 수 있다.

한편, 광학부(110)는 발신광(1)을 발신하는 발광부(111) 및 수신광(2)을 수신하는 수광부(112)를 포함할 수 있다. 발광부(111)는 발신광(1)을 생성하여 발신하는 조명일 수 있고, 수광부(112)는 수신광(2)이 수신되는 렌즈일 수 있다. 즉, 수신광(2)은 렌즈인 수광부(112)를 통해 수신되어 이미지화 될 수 있다.

여기서 수광부(112), 발광부(111) 및 반사부(130)는 동일선상에 위치될 수 있다. 구체적으로는 동일선상에 수광부(112), 발광부(111), 반사부(130)가 순서대로 배열될 수 있다. 이는 수광되는 수신광(2)이 수광부(112)에 입사되는 각도가 직교될 수 있는 상태에서 반사부(130) 또는 발신광(1)이 수신광(2)에 간섭되는 것을 방지하기 위한 배열일 수 있다. 예를 들면, 세 구성 중에 수광부(112)가 중앙에 위치되면, 발광부(111)로부터 발신되는 발신광(1)이 수신광(2)이 수광부(112)에 수신되는 경로를 지나게 되고, 수신되는 수신광(2)과 간섭이 발생할 수 있다. 이러한 간섭은 수신광(2)이 포함하는 모발(10)의 표면정보를 왜곡하게 하고 나아가, 수신광(2)을 통해 다소 왜곡되어 생성된 이미지를 연산부(120)에서 처리한 결과는 신뢰도가 상대적으로 낮아지게 된다.

그리고, 전술한 바와 같이 반사부(130)는 틸팅될 수 있다. 틸팅부(131)에 의해 틸팅된 반사부(130)는 틸팅각도(A)에 따라 발신광(1)을 반사할 수 있기 때문에, 가변되는 틸팅부(131)의 각도에 의해 수광부(112)에 수광되는 수신광(2)의 경로에 반사부(130)가 간섭될 수 있다. 따라서, 전술한 문제점을 회피하기 위해 수광부(112), 발광부(111) 및 반사부(130)는 동일선 상에 순서대로 배치될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사부(130)가 틸팅되어 발신광(1)을 반사시키는 것을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 수광부(112) 및 발광부(111)는 평면상의 바디(101) 상에 마련될 수 있따. 따라서, 발광부(111)로부터 발신되는 발신광(1)의 각도는 상기 평면으로부터 직교되는 방향일 수 있다. 또한, 렌즈형태의 수광부(112)가 기 결정된 배율이 적용되고 있으므로 수광부(112)에 수신되는 수신광(2)의 바람직한 입사각도는 수광부(112)와 직교되는 방향일 수 있다. 따라서, 반사부(130)는 발신광(1)이 수광부(112)가 대향하는 지점에 도달될 수 있도록 틸팅각도(A)가 형성되는 것이 가장 바람직하다.

한편, 반사부(130)는 도시된 바와 같이 바디(101)에 홈부(101a)가 마련되고, 홈부(101a)의 일지점을 중심으로 회동될 수 있도록 틸팅부(131)는 홈부(101a)의 내측에 마련될 수 있다. 반사부(130)는 홈부(101a)에 안착되거나 틸팅부(131)로부터 회동되어 기 결정된 각도인 틸팅각도(A)로 상태가 유지될 수 있다. 여기서, 반사부(130)의 틸팅은 제어부(140)에 의해 수행될 수 있다. 제어부(140)는 기 결정된 틸팅각도(A)로 반사부(130)를 틸팅시킴으로써 발신광(1)이 수광부(112)가 대향하는 정면에 위치한 모발(10)에 도달하도록 할 수 있다.

이러한 제어를 위해 요구되는 것은 수광부(112), 발광부(111) 및 틸팅부(131) 간의 이격된 거리, 반사부(130)가 틸팅됨으로써 발생하는 회동반경, 수광부(112)와 모발(10) 간의 이격거리에 대한 정보가 요구된다.

여기서 고정된 정보는 수광부(112), 발광부(111) 및 틸팅부(131) 간의 이격된 거리, 반사부(130)가 틸팅됨으로써 발생하는 회동반경이며 가변되는 정보는 수광부(112)와 모발(10) 간의 거리가 될 수 있다. 따라서, 제어부(140)에 의해 반사부(130)의 틸팅각도(A)가 제어되기 위해서는 수광부(112)와 모발(10) 간의 거리정보가 실시간으로 제어부(140)로 전달될 수 있다.

물론, 수광부(112)에 적용된 배율을 고려하면 가장 바람직한 거리는 존재하나 수신광(2)으로부터 이미지를 생성할 수 있는 배율에 따라 형성되는 모발(10)과 수광부(112) 간의 거리범위에 제어부(140)의 제어가 연동될 수 있다.

여기서, 검출장치(100)는 수광부(112)와 모발(10) 간의 거리는 수광부(112)에 인접한 위치에 위치되거나 수광부(112)와 연결되어 포커싱을 통한 사물과의 거리정보를 획득하는 방식의 센서부(150)를 더 포함한다. 상기 센서부(150)가 제어부(140)와 연동되어 상기 거리정보를 제어부(140)로 전달할 수 있다. 이와 관련하여 도 4 및 도 5를 통해 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수광부(112)가 모발(10)과의 거리가 제1이격거리(D1)일 때를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수광부(112)가 모발(10)과의 거리가 제2이격거리(D2)일 때를 나타낸 도면이다.

센서부(150)는 수광부(112)와 연결되어 수광부(112)와 모발(10) 간의 거리를 감지할 수 있다. 발광부(111)에서 발신되는 발광부(111)는 반사부(130)에 반사되어 모발(10)에 도달하고, 모발(10)에 반사되어 수광부(112)로 수신광(2)이 입사되는 과정에서 광경로 상에 임의의 삼각형을 형성할 수 있다. 임의의 삼각형이 미루는 세 변의 거리관계에 따라 틸팅각도(A)가 결정될 수 있다. 상기 틸팅각도(A)는 센서부(150)가 감지한 수광부(112)와 모발(10) 간의 거리에 따라 제어부(140)가 반사부(130)를 틸팅시키는 제어를 함으로써 결정될 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 임의의 삼각형의 각 세변은 고정간격(L1, L1'), 가변간격(L2, L2'), 연동간격(L3, L3')이 될 수 있다. 고정간격(L1, L1')은 검출장치(100)의 구동상황과 관계없이 고정되는 값으로 수광부(112)와 발광부(111) 간의 거리에 따라 결정되는 값이 될 수 있다.

그리고, 가변간격(L2, L2')는 모발(10)과 수광부(112) 간의 거리와 비례한다. 수신광(2)의 광경로가 수직방향일 때 반사부(130)에 의해 발신광(1)이 반사되는 지점으로부터 수평방향으로 임의의 연장선을 형성하면, 상기 광경로와 교차되는 지점으로부터 모발(10)까지의 거리일 수 있다.

또한, 연동간격(L3, L3')은 반사부(130)에 의해 발신광(1)이 반사되는 지점으로부터 수신광(2)이 반사되는 모발(10)까지의 거리일 수 있다. 따라서, 고정간격(L1, L1'), 가변간격(L2, L2') 및 연동간격(L3, L3') 중 고정간격(L1, L1')은 불변하는 값이고, 가변간격(L2, L2')은 사용상태에 따라 가변될 수 있는 값이며, 연동간격(L3, L3')은 가변간격(L2, L3')과 연동되어 가변간격(L2, L2')의 변화에 따라 가변되는 값이 될 수 있다. 여기서 연동간격(L3, L3')은 틸팅각도(A1, A2)가 가변됨으로써 변동될 수 있다.

구체적으로, 도 4의 제1이격거리(D1)가 도 5의 제2이격거리(D2)보다 길게 형성되었으므로, 도 4에 도시한 검출장치(100)의 상태에서 도 5에 도시한 검출장치(100)의 상태로 변경되는 경우는 다음과 같다. 제1이격거리(D1)가 제2이격거리(D2)만큼 감소되고, 감소된 가변간격의 양(L2-L2')을 센서부(150)가 감지하며, 감지된 가변간격의 양(L2-L2')에 따라 제어부(140)는 그와 대응되는 각도만큼 틸팅하여 제1틸팅각도(A1)로부터 제2틸팅각도(A2)로 제어할 수 있다. 제어된 제2틸팅각도(A2)에서는 반사부(130)가 발신광(1)을 보다 가까워진 연동간격(L3)을 광경로로 하여 발신광(1)을 모발(10)에 전달되도록 한다.

이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1 : 발신광
2 : 수신광
10 : 모발
11 : 검출영역
100 : 검출장치
101 : 바디
101a : 홈부
110 : 광학부
111 : 발광부
112 : 수광부
120 : 연산부
130 : 반사부
131 : 틸팅부
140 : 제어부
150 : 센서부
A : 틸팅각도
A1 : 제1틸팅각도
A2 : 제2틸팅각도
D1 : 제1이격거리
D2 : 제2이격거리
L1 : 고정간격
L2 : 가변간격
L3 : 연동간격

Claims

발신광을 발광하는 발광부 및 상기 발신광이 모발에 반사된 수신광을 수신하는 수광부를 포함하는 광학부;
상기 발광부로부터 발광되는 상기 발신광을 굴절시켜 상기 모발에 기 결정된 각도로 입사되도록 하는 반사부; 및
상기 수광부에 수신된 수신광을 통해 분석대상인 이미지를 생성하고, 상기 이미지를 대상으로 상기 모발의 손상값을 산출하는 연산부;를 포함하되,
상기 반사부는 상기 발광부와 인접하여 위치되고, 틸팅됨으로써 상기 발신광이 반사되는 각도를 가변할 수 있는, 체모의 손상도를 검출하는 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 수광부와 상기 모발 간의 거리에 따라 상기 반사부가 틸팅되는 각도가 조정되는, 체모의 손상도를 검출하는 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 연산부는,
상기 이미지에 형성된 광의 특징점 추출하고, 추출된 상기 특징점을 통해 돌로네이 삼각법(DELAUNAY TRIANGLE), 밀도분석(HISTOGRAM DENSITY) 및 보로노이 다이어그램(VORONOI DIAGRAM) 중 하나 이상의 기법을 적용하여 상기 모발의 손상값을 도출하는, 체모의 손상도를 검출하는 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 수광부와 상기 모발 간의 이격거리를 감지하는 센서부를 더 포함하고,
연산부는 감지된 상기 이격거리와 상기 이격거리에 따라 상기 반사부가 팅틸되는 각도가 연동적으로 제어되도록 하는, 체모의 손상도를 검출하는 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 연산부에 의해 산출된 상기 손상값을 표시하는 표시부를 더 포함하는, 체모의 손상도를 검출하는 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 발신광으로부터 반사율이 서로 다른 복수의 발신광이 각각 발광되어 반사되는 복수의 수신광을 통해 각각의 이미지를 획득하고 상기 각각의 이미지 간 합성을 통해 상기 이미지를 생성하는 처리부를 더 포함하는, 체모의 손상도를 검출하는 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 수광부, 상기 발광부 및 상기 반사부의 순으로 동일선 상에 배열되는, 체모의 손상도를 검출하는 장치.