(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の撮影画像を用いたひび割れ検査装置のように複雑な処理を必要とせずに、比較的大きなひびの入った卵など卵殻の外形の比較的大きな欠損や変形を検出することができる卵の表面検査装置を提供する。【解決手段】卵Ｅの長軸を水平かつ当該卵の搬送方向に対して直交させた状態で搬送しながら当該卵の表面を検査する表面検査装置１であって、卵Ｅの長軸を中心に当該卵Ｅを転動させながら搬送する搬送手段２と、この搬送手段２の搬送方向Ａに直交する方向に伸びる線状の光を照射する投光手段３と、この投光手段３により線状の光が照射された卵Ｅを撮影する撮影手段４と、この撮影手段４が撮影した線状の光に基づいて卵Ｅの表面の状態を判定する判定手段５とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
卵の長軸を水平かつ当該卵の搬送方向に対して直交させた状態で搬送しながら当該卵の表面を検査する表面検査装置であって、
卵の長軸を中心に当該卵を転動させながら搬送する搬送手段と、
この搬送手段の搬送方向に直交する方向に伸びる線状の光を照射する投光手段と、
この投光手段により線状の光が照射された卵を撮影する撮影手段と、
この撮影手段が撮影した線状の光に基づいて卵の表面の状態を判定する判定手段とを備えた、卵の表面検査装置。
【請求項２】
搬送手段は、搬送方向と同じ方向に卵を転動させるものである請求項１記載の卵の表面検査装置。
【請求項３】
搬送手段は、隣接する一対のつづみ型ローラにより卵を保持するものである請求項１または２記載の卵の表面検査装置。
【請求項４】
各つづみ型ローラは、ローラ軸を中心として搬送方向と逆方向に回転することで、これらつづみ型ローラに載置している卵を搬送方向に回転させるものである請求項３記載の卵の表面検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、卵殻の外形の欠損や変形を検知する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
卵殻の外形の欠損や変形を検知する方法の一例として、卵をハンマーで叩いたときに得られる打音により、卵殻表面に生じたひびや割れなど損傷の有無を検査するものが従来から知られている。しかしながら、比較的大きなひびが入った卵については、打音による解析が難しく、見逃してしまうことがあった。
【０００３】
そのため、他の方法として、卵を撮影した画像を用いる方法も採用されている（例えば、特許文献１を参照）。この場合、卵殻表面のひびを検出するのに先立って、卵殻とそれ以外の背景とを区別するための画像処理から始まり、種々のステップを経る複雑な画像処理を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２８７７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来の撮影画像を用いたひび割れ検査装置のように複雑な処理を必要とせずに、比較的大きなひびの入った卵など卵殻の外形の比較的大きな欠損や変形を検出することができる卵の表面検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述した目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。すなわち、請求項１に記載の卵の表面検査装置は、卵の長軸を水平かつ当該卵の搬送方向に対して直交させた状態で搬送しながら当該卵の表面を検査する表面検査装置であって、卵の長軸を中心に当該卵を転動させながら搬送する搬送手段と、この搬送手段の搬送方向に直交する方向に伸びる線状の光を照射する投光手段と、この投光手段により線状の光が照射された卵を撮影する撮影手段と、この撮影手段が撮影した線状の光に基づいて卵の表面の状態を判定する判定手段とを備えた。
【０００７】
請求項２に記載の卵の表面検査装置は、請求項１に記載の卵の表面検査装置において、搬送手段は、搬送方向と同じ方向に卵を転動させるものである。
【０００８】
請求項３に記載の卵の表面検査装置は、請求項１または２に記載の卵の表面検査装置において、搬送手段が、隣接する一対のつづみ型ローラにより卵を保持するものである。
【０００９】
請求項４に記載の卵の表面検査装置は、請求項３に記載の卵の表面検査装置において、各つづみ型ローラは、ローラ軸を中心として搬送方向と逆方向に回転することで、これらつづみ型ローラに載置している卵を搬送方向に回転させるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、比較的大きなひびの入った卵など卵殻の外形の比較的大きな欠損や変形を検出することができる卵の表面検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる卵の表面検査装置の要部を示す斜視図。
【図２】同実施形態にかかる卵の表面検査装置の要部を示す平面図。
【図３】同実施形態にかかる卵の表面検査装置の要部を示す正面図。
【図４】同実施形態にかかる卵の表面検査装置の撮影手段で割れていない卵を観察した様子を示す概略図。
【図５】同実施形態にかかる卵の表面検査装置の撮影手段で割れの生じている卵を観察した様子を示す概略図。
【図６】同実施形態にかかる判定手段がプログラムに従い実行する処理の手順例を示すフロー図。
【図７】本発明の変形例にかかる卵の表面検査装置の要部を示す平面図。
【図８】同変形例にかかる卵の表面検査装置の要部を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図６を用いて説明する。
【００１３】
本実施形態にかかる卵の表面検査装置１は、図示しない卵の選別装置に設けられ、比較的大きなひび割れや陥没の生じた卵を検出するためのもので、図１〜図３に示すように、卵Ｅの長軸を水平かつ当該卵Ｅの搬送方向Ａ（進行方向）に対して直交させた状態で搬送しながら当該卵Ｅの表面を検査する装置である。この卵の表面検査装置１は、卵Ｅの長軸を中心に当該卵Ｅを転動させながら搬送する搬送手段２と、この搬送手段２の搬送方向Ａに直交する方向に伸びる線状の光を照射する投光手段３と、この投光手段３により線状の光が照射された卵Ｅを二次元で把握する撮影手段４と、この撮影手段４が撮影した線状の光に基づいて卵Ｅの表面の状態を判定する判定手段５とを備えてなる。
【００１４】
搬送手段２は、図１〜図３に示すように、搬送の前後方向に隣接する一対のつづみ型ローラ２１により卵Ｅが保持されながら供給搬送方向Ａに沿って下流側へと卵Ｅを移動させるもので、卵Ｅを保持する複数のつづみ型ローラ２１と、これらつづみ型ローラ２１が所定の間隔で取り付けられたローラ軸２２と、このローラ軸２２の端部に設けられたローラ規制部２３とを主体に構成されている。この搬送手段２は、各つづみ型ローラ２１が、ローラ軸２２を中心として搬送方向Ａと逆方向に回転（図３のつづみ型ローラ２１に付された矢印で示された、反時計回りの回転）することで、これらつづみ型ローラ２１に載置している卵Ｅを搬送方向Ａに回転（図３の卵Ｅに付された矢印で示された、時計回りの回転）させるものである。
【００１５】
つづみ型ローラ２１は、図１〜図３に示すように、幅方向中央が外側より窪んだ形状をなすよく知られたものであり、本実施形態では６つのつづみ型ローラ２１がローラ軸２２に固定されている。なお、図では、６つのつづみ型ローラ２１のうち１つのみを代表して示している。ローラ軸２２は、搬送方向Ａに直交する方向に伸びるようにその両端が図示しないチェーンに回転可能に取り付けられており、複数のローラ軸２２は互いに平行になっている。
【００１６】
ローラ規制部２３は、図１〜図３に示すように、搬送手段２全体のうち投光手段３や撮影手段４に対応する位置に設けられたものである。このローラ規制部２３は、ローラ軸２２の上側に設けられたローラ規制部２３とローラ軸２２とが接することで生じる摩擦力により、ローラ軸２２及びこのローラ軸２２に固定されているつづみ型ローラ２１を転動させる回転付与手段としての役割を果たす。そして、搬送方向Ａの前後に隣接するつづみ型ローラ２１がともに同方向に回転することにより、隣り合うつづみ型ローラ２１によって保持された卵Ｅを回転させる。特に、本実施形態のローラ規制部２３は、ローラ軸２２の上部に接するようになっており、搬送方向Ａと同じ方向に卵Ｅを転動させるものである。すなわち、搬送方向Ａと逆向きにつづみ型ローラ２１がローラ軸２２を中心として回転するとともに、当該つづみ型ローラ２１と逆向きに卵Ｅが回転する。なお、つづみ型ローラ２１には傾斜部分２４が存在するため、つづみ型ローラ２１が回転すると、卵Ｅの長軸がローラ軸２２とほぼ平行になるとともに、卵Ｅの胴部分が搬送路の中央を通るように卵Ｅの位置が調整される。
【００１７】
投光手段３は、図１〜図３に模式的に示すように、隣接した２つのつづみ型ローラ２１に保持され回転する卵Ｅに向けて照射するもので、搬送手段２の上方に固定配置されている。図では一つの卵Ｅに向けて光を照射しているが、１つの光源で複数列にわたって照射するようにしてもよいのはもちろんである。本実施形態の投光手段３は、扇状の平面に広がる光を放出するもので、例えば、図示しない点光源とシリンドリカルレンズなどを組み合わせて使用している。この投光手段３により、搬送手段２上及びその搬送手段２上に位置する卵Ｅの表面上に、搬送方向Ａに直交した幅方向に延びる１本のラインＬ（輝線）が形成される。この一直線に伸びるラインＬは、ローラ軸２２に平行なものである。
【００１８】
なお、光のラインＬは、平面に照射されるときには直線となるが、卵Ｅに照射される際には、図１、図４及び図５に示すように、その卵Ｅの外形形状を反映した曲線となる。図４に示すように、大きな割れや陥没のない卵の場合には、卵の滑らかな形状に沿った形状が表れる。一方、図５に示すように、大きな割れや陥没のある卵の場合には、その部分がへこんでいるのに対応して、光のラインＬも折れ曲がる。図４及び図５の各図の下側に示したグラフは、卵Ｅに照射された光のラインＬの位置データをＸ、Ｙの２次元で表したものである。
【００１９】
撮影手段４は、図１〜図３に模式的に示すように、卵Ｅに投光された１本のラインＬを撮影できる位置に設けられたカメラであり、搬送装置の斜め上方で、投光手段３よりも上流側に固定配置されている。このように、投光手段３の投光角度と撮影手段４の撮像角度とを所定角度で傾斜させておくことで、撮影手段４から得られた情報から、いわゆる三角測量の原理によって輝線上における各位置の、搬送手段２における卵Ｅの基準面からの高さを求めることができ、卵Ｅの表面上に形成された輝線に沿った各位置の高さ情報を卵Ｅの外形（表面）形状として把握できる。
【００２０】
判定手段５は、図３に模式的に示すように、撮影された画像の輝線の形状に基づいて表面の状態を判定するものであり、例えば、輝線から得られる位置データ中に「割れや陥没などが生じていない正常な卵の際には表れない凹／凸となる部分」があるか否かによって、撮影された卵Ｅの卵殻の表面の状態を判断する。なお、判定手段５（画像処理手段）は、撮影された画像に基づいて卵Ｅの表面の状態を判定できるものであればどのようなものであってもよく、以下に説明する実施形態に限られないのはもちろんである。
【００２１】
本実施形態の卵の表面検査装置１の各部を制御するための制御装置（図示しない）は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェースなどを有したマイクロコンピュータシステムである。
【００２２】
次に、本実施形態における卵の表面検査方法について説明する。
【００２３】
まず、卵Ｅが載せられた状態のつづみ型ローラ２１を搬送方向Ａに移動させる。その際、ローラ規制部２３の作用により、つづみ型ローラ２１及び卵Ｅが回転しながら投光手段３及び撮影手段４の配置された検出位置６に搬送される。検出位置６においては、検出位置６に搬送される卵Ｅの表面に照準を合わせた光のラインＬが形成されるように、投光手段３から予め光を連続的に照射させておく。
【００２４】
そして、図６に示すように、検査すべき卵Ｅの長軸に沿って光のラインＬが投光された状態を撮影手段４により撮影し（ステップＳ１）、その画像データを判定手段５（画像処理手段）内に取り込む（ステップＳ２）。判定手段５（画像処理手段）は、画像上でのラインＬの位置データを抽出する（ステップＳ３）。
【００２５】
この位置データで（Ｙ軸方向）下側に凹んでいる部分がある場合には（ステップＳ４）、卵Ｅの表面に割れや陥没が生じていると判定する（ステップＳ５）。一方、ステップＳ４で、下側に凹んでいる部分がない場合には、卵Ｅの表面に割れや陥没が生じていないと判定する（ステップＳ６）。割れや陥没などが生じている位置・大きさ・形状にもよるが、ステップＳ４では、例えば、位置データの微分などを行って、その傾きに注目すればよい。なお、ステップＳ４〜Ｓ６に準じて、「上側に」凸となる部分があるか否かによって、卵Ｅの表面に異物が付着しているか否かを判定することも考えられる。
【００２６】
以上説明した撮影から判定までの一連の流れは、卵Ｅが搬送方向Ａと同じ方向に回転しながら次々と卵Ｅの異なる面に投光されるのに伴って、卵Ｅの全周について繰り返される。なお、一度「卵の表面に割れや陥没が生じている」と判断したら、その卵Ｅに対する上述した検査を中止するようにしてもよい。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態にかかる卵の表面検査装置１は、卵Ｅの長軸を水平かつ当該卵Ｅの搬送方向Ａに対して直交させた状態で搬送しながら当該卵Ｅの表面を検査するものであって、卵Ｅの長軸を中心に当該卵Ｅを転動させながら搬送する搬送手段２と、この搬送手段２の搬送方向Ａに直交する方向に伸びる線状の光を照射する投光手段３と、この投光手段３により線状の光が照射された卵Ｅを二次元で把握する撮影手段４と、この撮影手段４が撮影した線状の光に基づいて卵Ｅの表面の状態を判定する判定手段５とを備えた。すなわち、本実施形態の卵の表面検査装置１は、「光切断法」と呼ばれる、検査したい対象物にライン状に光を照射して、その反射光を位置データとして取得する方法を卵に応用したものである。
【００２８】
卵殻に比較的大きなひび、割れ、陥没が生じている卵Ｅは、外形形状が正常なものと大きく異なっている。そのため、上述した線状の光を用いて外形形状の輪郭を表すことで、ひび、割れ、陥没などが生じているか否かを判定することができる。本実施形態においても卵Ｅの撮影画像の画像処理を行っているが、輝線の位置情報のみに注目しているので、非常に簡単に処理を行うことができる。すなわち、従来の画像を用いたひび割れ検査装置の画像処理で行われていた、卵殻と背景とを区別するなどの特徴抽出処理が不要となる。さらに、このような光切断法を用いたものの場合、水分の付着などによる卵殻の光沢や卵殻色の影響を受けにくいという利点もある。
【００２９】
特に、本実施形態における卵の表面検査装置１は、卵Ｅを転動させながら搬送する搬送手段２を備えているので、卵Ｅの全周にわたってその表面を検査することができる。
【００３０】
また、本実施形態の搬送手段２は、搬送方向Ａと同じ方向に卵Ｅを正回転（卵Ｅの長軸を中心として、搬送方向Ａと同じ方向に回転）させるものであるので、投光手段３や撮影手段４を１箇所で固定しておくことができる。従来からよく知られている汚卵検査装置などで用いられる搬送手段でも卵を転動させているが、汚卵検査装置の場合は卵を逆回転（卵の長軸を中心として、搬送方向に対して逆方向に回転）させており、１つの卵に対して上流側から下流側にわたって複数箇所に設置したカメラで撮影していた。卵の回転速度にもよるが、１箇所で固定した投光手段や撮影手段の下で卵を逆回転させると、卵のほとんど同じ箇所に対して投光／撮影を繰り返すことになる。
【００３１】
一方、本実施形態に示した搬送手段２では、つづみ型ローラ２１と卵Ｅの回転方向の正逆が、従来のものと反対である。詳述すれば、正方向に進むローラ軸２２に対して、ローラ軸２２を中心として逆方向に回転するつづみ型ローラ２１と、このつづみ型ローラ２１の回転と逆方向に回転する卵Ｅという関係を備えている。すなわち、この搬送手段２は、各々のつづみ型ローラ２１がローラ軸２２を中心として搬送方向Ａに対して逆方向に回転をすることで、これらつづみ型ローラ２１に載置している卵Ｅを搬送方向Ａに回転させるものであるので、固定された１箇所の投光手段３・撮影手段４を用いて、卵Ｅの全周が検査できるという効果がある。そのため、表面検査装置１をコンパクトに設計することができるとともに、当該表面検査装置１の製造コストを抑えることができる点で好ましい。なお、搬送方向Ａに沿って投光手段３や撮影手段４を複数箇所に配置することにより、卵Ｅの回転速度にかかわらず卵Ｅの全周にわたって検査ができ、上述した実施形態と逆方向に卵Ｅが回転した場合であっても、卵Ｅの全周を検査することが可能である。
【００３２】
本実施形態の搬送手段２は、ローラ軸２２に固定されたつづみ型ローラ２１であり、隣接する一対のつづみ型ローラ２１により卵Ｅを保持するものであるので、卵Ｅの長軸を搬送幅方向に沿わせながら搬送させることができる。また、つづみ型ローラ２１上の一番安定する場所で卵Ｅの左右方向の位置が決まるため、撮影手段４で卵Ｅを撮影する際の幅方向の設定も行いやすい。
【００３３】
搬送手段２は、ローラ軸２２の上側に設けられたローラ規制部２３とローラ軸２２とが接することで、つづみ型ローラ２１を転動させるものであるので、ローラ規制部２３の簡単な構造でつづみ型ローラ２１を所望の方向に回転させることができ、その上に載った卵Ｅも回転させることができる。
【００３４】
なお、本発明は上述した実施形態に限られない。
【００３５】
搬送手段は、卵の長軸の方向を保ちつつ転動させながら搬送するものであればどのようなものであってもよい。上述した実施形態では、６列で搬送するようにしていたが、何列で搬送してもよく、例えば１列のみで搬送してもよい。また、つづみ型ローラは、既知の他のローラ等に置き換えてもよいのはもちろんである。
【００３６】
ローラ規制部は、卵を転動させるべくローラを回転可能なものであれば、図示したものには限られず種々変更可能である。例えば、ローラ規制部２３が、図７及び図８に示したような、つづみ型ローラ２１の下側に設けられるベルトコンベヤ２５であってもよい。このベルトコンベヤ２５の上面側とつづみ型ローラ２１とが接することで生じる摩擦力により、つづみ型ローラ２１を転動させる回転付与手段としての役割を果たす。本変形例にかかる搬送手段２は、各々のつづみ型ローラ２１がローラ軸２２を中心として搬送方向と逆方向に回転することで、これらつづみ型ローラ２１に載置している卵Ｅを搬送方向に回転させるものである。具体的な一例としては、搬送方向と同じ方向にベルトコンベヤ２５の上面が移動するものであって、ベルトコンベヤ２５の走行速度Ｖｂはつづみ型ローラ２１の走行速度Ｖａよりも大きく設定すればよい。この場合、ローラ軸２２よりも大きな径を有するつづみ型ローラ２１のローラ本体をベルトコンベア２５が直接回転させるため、固定された１箇所の投光手段３・撮影手段４を用いて検査する場合には、その走行速度Ｖｂを走行速度Ｖａに比べてかなり速く設定する必要がある。なお、図７及び図８においては、上述した実施形態に対応する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３７】
投光手段は、卵に照射された光が、撮影手段においてライン（輝線）として検出できるものであればどのようなものであってもよく、いわゆる「光切断法」に用いられるものであれば、種々適用可能である。例えば、上述した点光源に代えて、レーザとシリンドリカルレンズなどを組み合わせて用いてもよい。また、投光手段は、１本のラインが卵に照射されるものに限られず、複数本のラインを形成する光を放出するもの、縞状などの模様を形成する光を放出するものなども適用可能である。
【００３８】
判定手段や判定方法についても、上述した実施形態には限られない。例えば、卵を撮影した画像データにおいて、卵の表面のうち光が当たっている部分と当たっていない部分の区別がわかりにくい場合には、撮影画像を２値化して、光が当たっている部分を取り出すようにすればよい。
【００３９】
また、ライン（輝線）の位置データ中で下側に凹んでいる部分を検出する方法も上述したものには限られない。例えば、まず、一の画像データ中の各位置データから推定される、割れや陥没が生じていない場合にとり得る理想外形位置を算出する。そして、この理想外形位置と実際の位置データの座標とを比較する。理想外形位置よりも実際の位置データのＹ座標の値が小さければ、位置データの対応するＸ座標の位置で下側に凹んでいる部分があるといえる。一方、理想外形位置よりも実際の位置データのＹ座標の値が（ほぼ）同じであれば、位置データの対応するＸ座標の位置で凹凸がない（割れや陥没などの生じていない理想的な外形を有している）と考えられる。さらに、理想外形位置よりも実際の位置データのＹ座標の値が大きければ、位置データの対応するＸ座標の位置で上側に凸となる部分があるといえる。
【００４０】
さらに他の方法としては、一の画像データから得られる位置データと、同じ卵の他の画像データ（卵の回転により異なる位置で撮影された画像データ）から得られる位置データとを比較して、下側に凹んでいる部分を見つけるようにしてもよい。または、一の画像データから得られる位置データと、他の複数の（割れや陥没などの生じていない正常な）卵の画像データから得られる位置データの平均とを比較して、下側に凹んでいる部分を見つけるようにしてもよい。
【００４１】
撮像手段は、上述した実施形態では投光手段よりも上流側に固定配置されていたが、投光手段よりも下流側に固定されているものであってもよい。
【００４２】
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、卵殻の外形の欠損や変形を検出する装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１…卵の表面検査装置
２…搬送手段
２１…つづみ型ローラ
２２…ローラ軸
３…投光手段
４…撮影手段
５…判定手段
Ｅ…卵
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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