(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
卵を所定の方向に向けて整列させるための卵の方向整列装置であって、
卵内の気室の有無に基づく特徴を含む信号を取得する信号取得手段と、
前記信号取得手段によって取得された前記気室の有無に基づく特徴を含む信号を解析する信号解析手段と、
前記信号解析手段による解析結果に基づいて、気室が位置する側が一方向に向くように卵の方向を変換するための方向変換手段と
を有し、
前記信号取得手段は、
卵の卵殻を透過する強度を有する光を、卵の長軸の少なくとも一端側の部分に照射するように配置された光照射手段と、
前記光照射手段によって卵の前記一端側の部分に照射されて卵から戻ってきた光を受光するように配置された受光手段と
を備え、
前記信号解析手段は、前記受光手段によって受光された光の強度に基づいて気室の有無を判定する判定手段を備えた、方向整列装置。
【請求項２】
前記光照射手段は、卵の前記一端側の部分においてそれぞれ異なる位置に光を照射するための複数の光源部を含み、
前記受光手段は、前記複数の光源部のそれぞれによって照射されて卵の前記一端側の部分から戻ってきた光をそれぞれ検出するための複数の受光部を含む、請求項１記載の卵の方向整列装置。
【請求項３】
前記光照射手段は、卵の長軸の他端側の部分に光を照射するように配置され、
前記受光手段は、卵の前記他端側の部分から戻ってきた光を受光するように配置されている、請求項１または２に記載の卵の方向整列装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は卵の方向整列装置に関し、特に、卵に存在する気室の位置に基づいて卵を所定の方向に整列する卵の方向整列装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鶏卵等に代表される鳥類の卵は、曲率の比較的大きい鋭端と曲率の比較的小さい鈍端とを有する。卵の鈍端側には気室が位置する。特に、雛を採取するための受精卵（種卵）を孵卵用のトレーに載置する場合には、鈍端が上を向くことが必要とされている。これは、種卵の鈍端を上に向けておくことで、気室を介して種卵内の胚のガス交換を行ないやすくして種卵の孵化率を高めるためである。
【０００３】
また、種卵に限られず、一般に食用にされる卵においても卵容器に卵を収容する際には、ガス交換を容易に行なって卵の鮮度を保持するために卵は鈍端を上に向けて収容される。
【０００４】
このように卵の鈍端を上向きにするには、あらかじめ卵の鋭端側（または鈍端側）を一定の方向に揃えておく操作が行なわれ、そのために卵の方向整列装置が用いられている。そこで、従来から用いられている卵の方向整列装置について説明する。
【０００５】
従来の卵の方向整列装置は、たとえば、実公平６−２４３２６号公報、特開平９−１４２６３９号公報または特開平９−１５０９３８号公報等に記載されている。これらの公報に記載された卵の方向整列装置は、いずれも卵を平坦なところで転がしたときに、卵がその鋭端側を内側に向けながら円弧に沿った運動をする性質を利用したものであり、より具体的には、回転する２本のローラの上に載置された卵が、鋭端が向いている軸方向へ移動する性質を利用するものである。
【０００６】
すなわち、従来の方向整列装置では、鋭端と鈍端とを有する卵の非対称の形状に基づいて機械的に卵の方向整列が行なわれる。
【０００７】
このように、卵の形状に基づいて卵の方向整列を行なうために、図２４に示すように、従来の卵の方向整列装置では、左右一対の無端チェーン１０２の間に複数のローラ１０３が配設されて、所定の区間に位置するローラ１０３も矢印Ｂに示す方向に回転される。無端チェーン１０２を矢印Ａに示す方向に回転するための駆動輪１０４と従動輪１０５が設けられている。また、複数のローラ１０３の上方にはローラ１０３の移動方向に沿って卵１０７をガイドするとともに、卵１０７の鋭端側を一方向に向けて卵１０７を反転するための所定のガイド部材１０６が設けられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の卵の方向整列装置１０１では次のような問題点があった。卵１０７によっては、鋭端と鈍端の区別が明確ではない回転楕円体のような対称性の高い卵がある。このような卵では、卵の非対称性の形状に基づいた方向整列を良好に行なうことができないという問題があった。
【０００９】
また、従来の卵の方向整列装置１０１では、無端チェーン１０２に多くのローラ１０３が配設されており、卵の方向整列装置１０１自体の占有面積が比較的大きいという問題があった。
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、卵の方向整列を確実に行なうことができるとともに、占有面積のより小さい卵の方向整列装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る卵の方向整列装置は、卵を所定の方向に向けて整列させるための卵の方向整列装置であって、信号取得手段と信号解析手段と方向変換手段とを有している。信号取得手段は、卵内の気室の有無に基づく特徴を含む信号を取得し、光照射手段と受光手段とを備えている。信号解析手段は、信号取得手段によって取得された気室の有無に基づく特徴を含む信号を解析し、受光手段によって受光された光の強度に基づいて気室の有無を判定する判定手段を備えている。方向変換手段は、信号解析手段による解析結果に基づいて、気室が位置する側が一方向に向くように卵の方向を変換する。信号取得手段の光照射手段は、卵の卵殻を透過する強度を有する光を、卵の長軸の少なくとも一端側の部分に照射するように配置されている。信号取得手段の受光手段は、光照射手段によって卵の一端側の部分に照射されて卵から戻ってきた光を受光するように配置されている。
【００１２】
この構成によれば、複数のローラを備えた従来の卵の方向整列装置と比較すると、そのような複数のローラを備える必要がなく気室の有無に基づく特徴を含む信号を取得しその信号を解析することによって卵の方向整列を行なうことができ、卵の方向整列装置の占有面積を大幅に削減することができる。しかも、気室の有無に基づく特徴を含む信号は、光を卵に照射することによって光学的に得られ、卵の長軸の一端側の部分に気室が位置しているか否かを判断することにより卵の方向整列が行なわれることで、鈍端と鋭端との区別が困難な卵に対しても気室の位置する端部を一方向に確実に方向整列することができる。
【００１７】
さらに、光照射手段は卵の一端側の部分においてそれぞれ異なる位置に光を照射するための複数の光源部を含み、受光手段は、複数の光源部のそれぞれによって照射されて卵の一端側の部分から戻ってきた光をそれぞれ検出するための複数の受光部を含むことが好ましい。
【００１８】
これにより、一端側の部分においてより多くの気室の有無に基づく特徴を含む信号が得られて、気室の有無の判断を確実に行なうことができる。
【００１９】
さらに、光照射手段は卵の長軸の他端側の部分に光を照射するように配置され、受光手段は、卵の他端側の部分から戻ってきた光を受光するように配置されていることが好ましい。
【００２０】
これにより、卵の長軸の一端側の部分と他端側の部分とにおいて気室の有無に基づく特徴を含む信号が得られて、気室の有無の判断をさらに確実に行なうことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
本発明の実施の形態１に係る卵の方向整列装置について説明する。はじめに、本卵の方向整列装置において、卵の気室の有無を判断する基本的原理について説明する。図１および図２に示すように、鶏卵等の鳥類の卵２においては、卵殻２ａ内に卵黄２ｂとその卵黄２ｂを包み込む卵白２ｃが存在する。卵２の長軸側の端部のいずれか一方には、卵殻２ａの直ぐ内側に気室２ｄが位置している。気室２ｄと卵白２ｃとは卵殻膜２ｅによって仕切られている。
【００２４】
まず、図１に示すように、たとえばレーザダイオードのレーザ光源４から照射されたレーザ光線が気室２ｄに面する卵殻２ａの部分以外の卵殻２ａの部分に照射される場合（ケースＡ）には、そのレーザ光線は卵殻２ａを透過して卵白２ｃ内に進入し、主に卵黄２ｂの表面にて反射される。
【００２５】
卵黄２ｂの表面で反射したレーザ光線は、卵殻膜２ｅを透過する際にその一部が卵殻膜２ｅによって反射される。卵殻膜２ｅを透過したレーザ光線は気室２ｄを経て、再び卵殻２ａを透過して卵２の外へ出射される。卵２の外へ出射したレーザ光線５ａは、所定の光センサ（図示せず）によって受光されて、その光強度が観測される。
【００２６】
一方、図２に示すように、レーザ光源４から照射されたレーザ光線が気室２ｄに面する卵殻２ａの部分に照射される場合（ケースＢ）には、そのレーザ光線は卵殻２ａを透過して気室２ｄ内に進入する。気室２ｄ内に進入したレーザ光線は、一部が卵殻膜２ｅを透過して残りが卵殻膜２ｅの表面にて反射される。卵殻膜２ｅの表面にて反射されたレーザ光線は、再び卵殻２ａを透過して卵２の外へ出射される。卵２の外へ出射したレーザ光線５ｂは、光センサによって受光されて、その光強度が観測される。
【００２７】
上記のように、ケースＡの場合には、卵殻２ａを透過したレーザ光線のうち、卵黄２ｂによって反射されて卵殻膜２ｅを透過し、再び卵殻膜２ｅを透過したレーザ光線が観測されることになる。一方、ケースＢの場合には、卵殻２ａを透過したレーザ光線のうち、卵殻膜２ｅによって実質的に反射されて再び卵殻２ａを透過したレーザ光線が観測されることになる。
【００２８】
実験によれば、ケースＡの場合には、気室２ｄの存在する部分が周りの部分に比べて暗く観測され、観測されるレーザ光線の強度は比較的低くなることが判明した。一方、ケースＢの場合には、気室２ｄの存在する部分が周りの部分に比べて明るく観測され、観測されるレーザ光線の強度は比較的強くなることが判明した。
【００２９】
このように、レーザ光線が気室２ｄに面する卵殻２ａの部分に照射される場合と、気室２ｄに面する卵殻２ａの部分以外の卵殻の部分に照射される場合とでは、観測されるレーザ光線の強度が異なることがわかった。
【００３０】
次に、図３に示すように、卵２を矢印Ｙ１に示すように回転させながらレーザ光源４からレーザ光線を卵２に照射させて、卵２から戻ってくるレーザ光線５を光センサ６によって観測する場合を想定する。
【００３１】
まず、レーザ光線を照射する側に気室が存在する場合を考える。この場合には、卵２の回転にしたがって気室２ｄの位置が変化することになる。このとき、レーザ光源４から出射するレーザ光線が気室２ｄに面する卵殻２ａの部分に照射されているときでは、光センサ６によって観測されるレーザ光線の光強度は比較的強くなる。
【００３２】
そして、レーザ光源４から出射するレーザ光線が気室２ｄに面する卵殻２ａ以外の部分に照射されているときでは、光センサ６によって観測されるレーザ光線の光強度は反対に弱くなる。このような光の強度の変化が認められることで、気室２ｄの存在を判断することができることになる。
【００３３】
一方、レーザ光線を照射する側に気室が存在しない場合では、このような光の強度の変化は認められないために、気室２ｄは存在しないと判断されることになる。
【００３４】
また、レーザ光線を照射する側に気室が存在する場合に、卵２における気室２ｄが比較的大きい場合には、気室２ｄに面する卵殻２ａの部分の領域が大きくなる。そのため、図４に示すように、卵２の回転角度に対して気室２ｄに面する卵殻２ａの部分にレーザ光線が照射される範囲Ｄ１が広がって、この回転角度の範囲Ｄ１では、比較的強い光強度が観測されることになる。
【００３５】
一方、卵２における気室２ｄが比較的小さい場合には、気室２ｄに面する卵殻２ａの部分の領域が小さくなる。そのため、図５に示すように、卵２の回転角度に対して気室２ｄに面する卵殻２ａの部分にレーザ光線が照射される範囲Ｄ２では比較的強い光強度が観測されることになるが、その範囲Ｄ２は範囲Ｄ１に比べて狭くなる。
【００３６】
このように、卵２においてレーザ光線が照射される位置を相対的に変えて、その卵２から戻ってくる光の強度を観測することにより、卵２の気室２ｄの大きさに関する情報が得られることになる。
【００３７】
実施の形態に係る卵の方向整列装置は、上述した原理に基づいて構成されたものであり、搬送コンベアによって搬送される卵にレーザ光線を照射し、卵から戻ってくる光の強度を観測することで卵の気室の有無を判断し、その情報に基づいて卵の方向整列を行なうものである。
【００３８】
その卵の方向整列装置について具体的に説明する。図６に示すように、卵の方向整列装置では、卵２が載置されるトレー１１と、そのトレー１１をたとえば矢印Ｙ３に示す方向に搬送するための搬送コンベア１０が設けられている。トレー１１の四隅には、トレー検出用マーク（磁石）１４が設けられている。なお、各卵２は、長軸が搬送方向Ｙ３と略直交するようにトレー１１に載置されているものとする。
【００３９】
トレー１１に載置されて搬送される卵２に対して、第１ステージ２４において卵の長軸方向の各端部における気室の有無が判定され、第２ステージ２５において気室の有無に関する情報に基づいて所定の方向整列がなされる。
【００４０】
その第１ステージ２４では、搬送コンベア１０の搬送方向に向かって右側の側部近傍に、搬送された卵２の一端側にレーザ光線を照射するための３つの光源プローブ１２Ｒ（１２Ｒａ、１２Ｒｂ、１２Ｒｃ）が配設されている。３つの光源プローブ１２Ｒａ、１２Ｒｂ、１２Ｒｃは上下方向に配置されて、光ファイバを介してレーザ光源１５と接続されている。
【００４１】
特に、光源プローブ１２Ｒａは、６つのレーザ光源１５のうち１番目のレーザ光源Ｌ１に接続され、光源プローブ１２Ｒｂは３番目のレーザ光源Ｌ３に接続され、光源プローブ１２Ｒｃは５番目のレーザ光源Ｌ５に接続されている。
【００４２】
また、光源プローブ１２Ｒａ、１２Ｒｂ、１２Ｒｃから卵に照射されて戻ってきた光をそれぞれ受光する光センサプローブ１３Ｒ（１３Ｒａ、１３Ｒｂ、１３Ｒｃ）が配設されている。光センサプローブ１３Ｒａ、１３Ｒｂ、１３Ｒｃは光センサ１６と接続されている。
【００４３】
特に、光センサプローブ１３Ｒａは、６つの光センサ１６のうち１番目の光センサＨ１に接続され、光センサプローブ１３Ｒｂは３番目の光センサＨ３に接続され、光センサプローブ１３Ｒｃは５番目の光センサＨ５に接続されている。
【００４４】
また、第１ステージ２４では、搬送コンベア１０の搬送方向に向かって左側の側部近傍にも同様に、卵２の他端側にレーザ光線を照射するための３つの光源プローブ１２Ｌ（１２Ｌａ、１２Ｌｂ、１２Ｌｃ）と、卵２から戻ってきた光を受光するための光センサプローブ１３Ｌ（１３Ｌａ、１３Ｌｂ、１３Ｌｃ）が配設されている。
【００４５】
特に、光源プローブ１２Ｌａは、６つのレーザ光源１５のうち２番目のレーザ光源Ｌ２に接続され、光源プローブ１２Ｌｂは４番目のレーザ光源Ｌ４に接続され、光源プローブ１２ＬＲｃは６番目のレーザ光源Ｌ６に接続されている。
【００４６】
また、光センサプローブ１３Ｌａは、６つの光センサ１６のうち２番目の光センサＨ２に接続され、光センサプローブ１３Ｌｂは４番目の光センサＨ４に接続され、光センサプローブ１３Ｌｃは６番目の光センサＨ６に接続されている。
【００４７】
さらに、第１ステージ２４では、トレー１１に設けられたトレー検出用マーク（磁石）１４を検出するために、磁気方式の近接スイッチ等の搬出入信号センサ２３が配置される。トレー１１の進行方向前方側に設けられたトレー検出用マーク１４が搬出入信号センサ２３によって検知されることで、第１ステージ２４へトレー１１が到着したことが認識される。
【００４８】
そして、トレー１１の進行方向後方側に設けられたトレー検出用マーク１４が搬出入信号センサ２３によって検知されることで、トレー１１が第１ステージ２４を通過したこと認識される。
【００４９】
第２ステージ２５では、第１ステージ２４において得られる卵２の気室の有無に関する情報に基づいて、卵２（トレー１１）を所定の向きに方向整列させるための方向変換部２６が設けられている。
【００５０】
レーザ光源１５、光センサ１６および搬出入信号センサ２３は判定演算回路部１７に接続され、その判定演算回路部１７は搬送制御部１８に接続されている。
【００５１】
次に、判定演算回路部１７について説明する。図７に示すように、判定演算回路部１７は、中央演算処理部１９、Ａ／Ｄ変換器２０およびディジタル入出力部（parallel input/output）２１ａ〜２１ｄを備えている。
【００５２】
光センサ１６は、アナログマルチプレクサ２２を介してＡ／Ｄ変換器２０と接続されている。レーザ光源１５はディジタル入出力部２１ｄに接続されている。中央演算処理部１９では、チャネル番号を指定することによって指定された光センサ１６の値が読み込まれる。また、中央演算処理部１９の指示によって、指示された番号のレーザ光源１５がＯＮまたはＯＦＦされる。
【００５３】
また、中央演算処理部１９にはディジタル入出力部２１ｂを介して搬出入信号センサ２３が接続されて、トレー１１が第１ステージ２４に到着したか通過したかの信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）が入力される。
【００５４】
第１ステージ２４において得られる卵２の気室２ｄの有無の判定結果に基づく信号は、ディジタル入出力部２１ｄを介して搬送制御部１８へ送られる。この判定結果に基づく信号には、第２ステージ２５においてトレー１１を回転させる信号と、判定不能の信号とがある。
【００５５】
次に、上述した卵の方向整列装置の動作について、フローチャートに基づき、気室の位置する端部を搬送方向に向かって左側に向けて卵を方向整列させる場合を例に挙げて説明する。
【００５６】
図８に示すように、動作の開始によりステップＳ１では、判定演算回路部１７において各種変数（パラメータ）の初期化が行なわれる。ステップＳ２では、トレー１１が第１ステージ２４に搬入されたことを示す搬入信号を待っている状態になる。
【００５７】
次に、たとえば図６に示すように、卵２が載置されたトレー１１が搬送コンベア１０によって搬送されて、トレー１１の進行方向前方側に設けられたトレー検出用マーク１４が搬出入信号センサ２３によって検知されると、トレー１１が第１ステージ２４へ到着したことが認識される。
【００５８】
これにより、搬入信号を待っている状態（ステップＳ２）からステップＳ３へ進み、スッテプＳ３において測定回数を表すパラメータＫが１回目の測定として１に設定される。次にステップＳ４では、複数のレーザ光源１５を識別するためのパラメータＩが１番目のレーザ光源をＯＮするために１に設定される。
【００５９】
これにより、ステップＳ５では、６つのレーザ光源Ｌ１〜Ｌ６の中から１番目のレーザ光源Ｌ１が選択的に発光されて、残り５つのレーザ光源Ｌ２〜Ｌ６についてはＯＦＦ状態とされる。これをタイミングチャートに示すと、図２２に示すように、レーザ光源Ｌ１のみがＯＮ状態とされる。
【００６０】
次にステップＳ６では、Ａ／Ｄ変換器２０の入力チャネルとして、レーザ光源Ｌ１に対応する１番目の光センサＨ１を選択するために１番目の入力チャネルが選択される。これにより、１番目の光センサＨ１の信号がＡ／Ｄ変換器２０を介して中央演算処理装置１９に入力される。
【００６１】
このときの、レーザ光源Ｌ１と接続された光源プローブ１２Ｒａと光センサＨ１と接続された光センサプローブ１３Ｒａに対する卵２の位置関係の一例を図１０に示す。図１０では、図６に示される搬送コンベヤ１０の搬送方向Ｙ３に向かって右側から卵２を見た場合の、卵２と光源プローブ１２Ｒａおよび光センサプローブ１３Ｒａとの位置関係が示されている。
【００６２】
図１０に示すように、この位置関係では、光源プローブ１２Ｒａから出射されるレーザ光線は卵２の気室２ｄに面する卵殻の部分を照射しない。そのため、光センサプローブ１３Ｒａによって受光される光の強度は比較的弱く、光センサＨ１の出力値も低くなる。
【００６３】
そのため、タイミングチャート（図２２を参照）に示されるように、光センサＨ１の出力値がＡ／Ｄ変換された変換値としては、比較的低い値（たとえば相対強度１２５（任意の単位））が出力されることになる。
【００６４】
ステップＳ７では、このようにＡ／Ｄ変換された値を１回目の測定における１番目の光センサＨ１の出力として、所定の配列Ａ（１，１）に記録（記憶）される。このようにして、１回目の測定における１番目のレーザ光源Ｌ１に対する光センサＨ１の出力値の検出が完了する。
【００６５】
次に、ステップＳ８では、２番目のレーザ光源をＯＮするためにパラメータＩに１が加えられる。次にステップＳ９からステップＳ５に戻り、２番目のレーザ光源Ｌ２が選択的に発光される。このとき、図２２に示すように、レーザ光源Ｌ２のみがＯＮ状態とされる。その後、ステップＳ６およびステップＳ７を経て、１番目のレーザ光源Ｌ１の場合と同様に、１回目の測定における２番目のレーザ光源Ｌ２に対する光センサＨ２の出力値の検出が行なわれる。
【００６６】
この場合における、レーザ光源Ｌ２と接続された光源プローブ１２Ｌａと光センサＨ２と接続された光センサプローブ１３Ｌａに対する卵２の位置関係を図１１に示す。なお、図１１では、搬送コンベヤ１０の搬送方向Ｙ３に向かって右側から卵２を見た場合の卵２と光源プローブ１２Ｌａおよび光センサプローブ１３Ｌａとの位置関係が示されている。
【００６７】
この場合、図６に示すように、卵２において搬送方向Ｙ３に向かって左側の端部には気室２ｄは位置していないため、光源プローブ１２Ｒｂから出射されるレーザ光線は卵２の気室２ｄに面する卵殻の部分を照射することはなく、光センサプローブ１３Ｒｂによって受光される光の強度は比較的弱いものとなる。
【００６８】
このため、図２２に示すように、光センサＨ２の出力値に基づく変換値も比較的低い値（たとえば相対強度１２５）が出力されて、所定の配列Ａ（１，２）に記録（記憶）される。このようにして、１回目の測定における２番目のレーザ光源Ｌ２に対する光センサＨ２の出力値の検出が完了する。
【００６９】
以下同様にして、時々刻々移動する卵２に対して、３番目のレーザ光源Ｌ３に対する光センサＨ３の出力値の検出が行なわれて、最終的に６番目のレーザ光源Ｌ６に対する光センサＨ６の出力値の検出が行なわれる。
【００７０】
このとき、３番目のレーザ光源Ｌ３に対する光センサＨ３の出力値の検出が行なわれる際の、レーザ光源Ｌ３と接続された光源プローブ１２Ｒｂと光センサＨ３と接続された光センサプローブ１３Ｒｂに対する卵２の位置関係を図１２に示す。
【００７１】
４番目のレーザ光源Ｌ４に対する光センサＨ４の出力値の検出が行なわれる際の、レーザ光源Ｌ４と接続された光源プローブ１２Ｌｂと光センサＨ４と接続された光センサプローブ１３Ｌｂに対する卵２の位置関係を図１３に示す。
【００７２】
５番目のレーザ光源Ｌ５に対する光センサＨ５の出力値の検出が行なわれる際の、レーザ光源Ｌ５と接続された光源プローブ１２Ｒｃと光センサＨ５と接続された光センサプローブ１３Ｒｃに対する卵２の位置関係を図１４に示す。
【００７３】
６番目のレーザ光源Ｌ６に対する光センサＨ６の出力値の検出が行なわれる際の、レーザ光源Ｌ６と接続された光源プローブ１２Ｌｃと光センサＨ５と接続された光センサプローブ１３Ｌｃに対する卵２の位置関係を図１５に示す。
【００７４】
図１０〜図１５に示すように、トレー１１に載置された卵２は、搬送コンベヤ１０によって所定の速度をもって移動されるため、各レーザ光源Ｌ１〜Ｌ６によって卵２にレーザ光線が照射される位置は時々刻々変わることになる。
【００７５】
しかしながら、１回目の測定では、図１０〜図１５に示されるように、光源プローブ１２Ｒａ〜１２Ｒｃ、１２Ｌａ〜１２Ｌｃから出射されるレーザ光線は卵２の気室２ｄに面する卵殻の部分を照射することはなく、光センサプローブ１３Ｒａ〜１３Ｒｃ、１３Ｌａ〜１３Ｌｃによって受光されるレーザ光線の強度は比較的弱いものとなる。
【００７６】
このため、１回目の測定では、図２２に示すように、各光センサＨ１〜Ｈ６の出力値に基づく変換値はいずれも比較的低い値（たとえば相対強度１２５）が出力されることになる。このようにして、１回目の測定において１番目から６番目までの各レーザ光源Ｌ１〜Ｌ６に対するそれぞれの光センサＨ１〜Ｈ６の出力値の検出が完了する。
【００７７】
６番目のレーザ光源Ｌ６に対する光センサＨ６の出力値の検出が完了すると、ステップＳ９を経て、ステップＳ１１において搬出信号が検出されたかどうかが判断される。
【００７８】
搬出信号が検出されないと判断される場合は、卵２を載置したトレー１１は第１ステージ２４をまだ通過していないことになり、この場合には、ステップＳ１０を経てステップＳ４へ戻り２回目の測定が行なわれることになる。
【００７９】
２回目の測定においても１回目の測定と同様に、１番目から６番目までの各レーザ光源Ｌ１〜Ｌ６に対するそれぞれの光センサＨ１〜Ｈ６の出力値の検出が順次行なわれることになる。
【００８０】
このとき、１番目のレーザ光源Ｌ１に対する光センサＨ１の出力値の検出が行なわれる際の、光源プローブ１２Ｒａと光センサプローブ１３Ｒａに対する卵２の位置関係を図１６に示す。
【００８１】
次に、２番目のレーザ光源Ｌ２に対する光センサＨ２の出力値の検出が行なわれる際の、光源プローブ１２Ｌａと光センサプローブ１３Ｌａに対する卵２の位置関係を図１７に示す。
【００８２】
次に、３番目のレーザ光源Ｌ３に対する光センサＨ３の出力値の検出が行なわれる際の、光源プローブ１２Ｒｂと光センサプローブ１３Ｒｂに対する卵２の位置関係を図１８に示す。
【００８３】
次に、４番目のレーザ光源Ｌ４に対する光センサＨ４の出力値の検出が行なわれる際の、光源プローブ１２Ｌｂと光センサプローブ１３Ｌｂに対する卵２の位置関係を図１９に示す。
【００８４】
次に、５番目のレーザ光源Ｌ５に対する光センサＨ５の出力値の検出が行なわれる際の、光源プローブ１２Ｒｃと光センサプローブ１３Ｒｃに対する卵２の位置関係を図２０に示す。
【００８５】
次に、６番目のレーザ光源Ｌ６に対する光センサＨ６の出力値の検出が行なわれる際の、光源プローブ１２Ｌｃと光センサプローブ１３Ｌｃに対する卵２の位置関係を図２１に示す。
【００８６】
２回目の測定においては、図１６および図１８にそれぞれ示されるように、特に、１番目のレーザ光源Ｌ１によってレーザ光線が照射される場合と、３番目のレーザ光源Ｌ３によってレーザ光線が照射される場合において、レーザ光線は気室２ｄに面した卵２の卵殻の部分に実質的に照射されることになる。
【００８７】
これにより、光センサプローブ１３Ｒａ、１３Ｒｂによって受光されるレーザ光線の強度は比較的強く、光センサＨ１、Ｈ３の出力値も高くなる。したがって、タイミングチャート（図２２を参照）に示されるように、光センサＨ１、Ｈ３の出力値がそれぞれＡ／Ｄ変換された変換値としては、他の場合の値（相対強度１２５）よりも高い値（たとえば相対強度１６５）が出力されることになる。
【００８８】
このようにして、トレー１１の搬出信号が検出されるまでに、上述した測定がたとえばＮ回行なわれたとする。その後、ステップＳ１１からステップＳ１２に進み、ステップＳ１２においてパラメータＩが１とされる。
【００８９】
次のステップＳ１３からステップＳ１６までの各ステップにおける処理は、ステップＳ１７によってパラメータＩがレーザ光源の数（光センサの数）６に対応する回数だけ繰り返されることになる。
【００９０】
これにより、ステップＳ１３では、１回目からＮ回目までの測定において記録された出力値から、光センサＨ１〜Ｈ６によってそれぞれ検出された出力値が抽出される。そして、光センサＨ１〜Ｈ６毎に抽出された出力値の中からそれぞれ最小値が求められて、光センサＨ１〜Ｈ６毎に出力値の最小値が決定される。
【００９１】
ステップＳ１４では、光センサＨ１〜Ｈ６毎に抽出された出力値を光センサＨ１〜Ｈ６毎に決定された出力値の最小値にて除することによって、光センサＨ１〜Ｈ６毎に抽出された出力値の規格化が行なわれる。ステップＳ１５では、光センサＨ１〜Ｈ６毎に規格化された出力値が、あらかじめ定められた閾値（たとえば１．２）を越えている回数がカウントされる。
【００９２】
次に、ステップＳ１８では、閾値を越えている回数の最大値が求められる。また、６つの光センサＨ１〜Ｈ６の中から、この回数の最大値が求められた光センサの番号が認識される。
【００９３】
次に、ステップＳ１９では、閾値を越えている回数の最大値が１以上であるか否かが判定される。ここで、最大値が０である場合には６つの光センサＨ１〜Ｈ６のいずれについても規格化された出力値が閾値を超えなかった場合である。この場合には、卵から戻ってきた光の強度に違い（明暗）が観測されなかったことになり、ステップＳ２０において判定不能とされる。
【００９４】
一方、最大値が１以上の場合には、いずれかの光センサＨ１〜Ｈ６において規格化された出力値が閾値を超えたことになる。この場合には、卵から戻ってきた光の強度に違い（明暗）が観測されたことになり、最大値が求められた光センサの位置する側の卵２の端部に気室２ｄがあると判断される。
【００９５】
ステップＳ２１では、最大値が求められた光センサの番号に基づいて気室の位置する卵の端部が認識される。特に、この例では、最大値が求められた光センサが奇数番目の光センサＨ１、Ｈ３であり、図６に示すように、搬送方向に向かって右側の卵２の端部に気室２ｄがあると認識される。
【００９６】
そして、この場合には、卵２を載置したトレー１１が第２ステージ２５に到着した時点で、方向変換部２６によりトレー１１を１８０°反転させる指示が出力されて、気室２ｄの位置する端部が搬送方向に向かって左側を向くように卵の方向配列が行なわれる。
【００９７】
一方、仮に最大値が求められた光センサが偶数番目の光センサＨ２、Ｈ４、Ｈ６である場合には、搬送方向に向かって左側の卵２の端部に気室２ｄがあると認識されるため、第２ステージ２５においてトレー１１が反転されることはない。
【００９８】
このように、上述した卵の方向整列装置では、搬送コンベヤ１０によって次々搬送される卵２の両端部にレーザ光線を照射するとともに、卵２から戻ってくる光を受光してその強度を測定することによって、卵２において気室２ｄが位置する端部が認識される。その情報に基づいて、この場合には、気室２ｄの位置する端部が搬送方向に向かって左側を向くように卵２の方向配列が行なわれる。
【００９９】
本卵の方向整列装置では、複数のローラを備えた従来の卵の方向整列装置と比較すると、搬送コンベヤの近傍にレーザ光源と光センサを配設することで気室の位置する端部を判断することができ、卵の方向整列装置の占有面積を大幅に削減することができる。
【０１００】
また、本卵の方向整列装置では、卵の鋭端と鈍端との形状に基づいて気室の位置する端部を判断する従来の卵の方向整列装置と比較すると、レーザ光線を卵に照射し卵から戻ってくる光の強度を検出することで、鈍端と鋭端との区別が困難な卵に対しても気室の位置する端部を確実に判断することができる。
【０１０１】
このようにして、本卵の方向整列装置によって一方向に方向整列された卵２は、たとえば卵充填装置等によって所定の容器に気室２ｄが位置する側を上に向けて収容されることになる。
【０１０２】
その結果、気室２ｄを介してガス交換が確実に行なわれて、たとえば種卵の場合には孵化率の向上に寄与することができ、一般の食用の卵の場合にはその鮮度保持に寄与することができる。
【０１０３】
なお、上述した卵の方向整列装置における光源プローブおよび光センサプローブの数や配置の仕方は一例であって上記構成に限られるものではない。また、動作のフローチャートも一例であって、上記フローチャートに限られるものではない。
【０１０４】
たとえば光源プローブおよび光センサプローブの数を増やすとともに、各光源プローブと光センサプローブをＯＮする時間をより短くすることで、卵の気室の大きさや位置に関するより詳細な情報を得ることができて、さらに確実な卵の方向整列を行なうことができる。
【０１０５】
さらに、卵の鮮度と気室の大きさに相関が認められるという事実から、搬送される卵の鮮度に関する情報も得られて、卵の鮮度による振分けも行うことが可能になる。
【０１０６】
実施の形態２
前述した卵の方向整列装置では、レーザ光源と光センサを用いて光学的に気室の位置を認識する場合を例に挙げて説明した。実施の形態２では、音響的に気室の位置を認識する卵の方向整列装置について説明する。
【０１０７】
図２３に示すように、本卵の方向整列装置では、卵殻が割れない程度の強さをもって卵２の端部を叩く叩き部３１ａ、３１ｂが設けられている。叩き部３１ａ、３１ｂで卵殻を叩くことによって発生する音を集音するマイクロフォン３２ａ、３２ｂが設けられている。さらに、マイクロフォン３２ａ、３２ｂによってそれぞれ集音された音響信号を解析するための音響信号解析部３３が設けられている。
【０１０８】
次に、上述した卵の方向整列装置の動作について説明する。まず、実験によって卵殻の内側に気室２ｄが位置している場合には、気室２ｄが位置していない卵殻の場合に比べて卵殻を叩くことによって発生する音の周波数において、低域の周波数成分が比較的多く含まれていることがわかった。
【０１０９】
この実験結果に基づいて、本卵の方向整列装置では、搬送コンベヤ（たとえば図６を参照）によって搬送される卵２の２つの端部（鋭端および鈍端）に対して、叩き部３１ａ、３１ｂによって交互に卵殻が叩かれる。卵殻を叩くことによって発生する音がマイクロフォン３２ａ、３２ｂを経てそれぞれ音響信号として音響信号解析部３３に送られる。
【０１１０】
音響信号解析部３３では、それぞれの音響信号がフーリエ変換されて、低域の周波数成分の多く含まれている音響信号が認識される。そして、この低域の周波数成分の多く含まれる音響信号を送り込んだマイクロフォンが配置されている側の卵２の端部に気室２ｄが位置していると判断される。
【０１１１】
このようにして気室２ｄの位置する端部が認識された卵２について、前述した卵の方向整列装置と同様に、気室２ｄの位置する端部が一定の方向を向くように卵２の方向整列が行なわれる。
【０１１２】
本卵の方向整列装置では、複数のローラを備えた従来の卵の方向整列装置と比較すると、搬送コンベヤによって搬送される卵に対して卵の端部を叩く叩き部と端部を叩くことによって発生する音を集音するマイクロフォンを設けることで気室の位置する端部を判断することができ、卵の方向整列装置の占有面積を大幅に削減することができる。
【０１１３】
また、本卵の方向整列装置では、卵の鋭端と鈍端との形状に基づいて気室の位置する端部を判断する従来の卵の方向整列装置と比較すると、卵の端部を叩くことによって発生する音の音響信号を解析することで、鈍端と鋭端との区別が困難な卵に対しても気室の位置する端部を確実に判断することができる。
【０１１４】
さらに、この音響的に気室の位置する端部が認識される卵の方向整列装置によっても、前述した光学的に気室の位置する端部が認識される卵の方向整列装置と同様に、たとえば種卵の場合には孵化率の向上に寄与することができ、一般の食用の卵の場合にはその鮮度保持に寄与することができる。
【０１１５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は上記の説明ではなくて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内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１１６】
【発明の効果】
本発明に係る卵の方向整列装置によれば、複数のローラを備えた従来の卵の方向整列装置と比較すると、そのような複数のローラを備える必要がなく気室の有無に基づく特徴を含む信号を取得しその信号を解析することによって卵の方向整列を行なうことができ、卵の方向整列装置の占有面積を大幅に削減することができる。しかも、気室の有無に基づく特徴を含む信号は、光を卵に照射することによって光学的に得られ、卵の長軸の一端側の部分に気室が位置しているか否かを判断することにより卵の方向整列が行なわれることで、鈍端と鋭端との区別が困難な卵に対しても気室の位置する端部を一方向に確実に方向整列することができる。
【０１１９】
さらに、光照射手段は卵の一端側の部分においてそれぞれ異なる位置に光を照射するための複数の光源部を含み、受光手段は、複数の光源部のそれぞれによって照射されて卵の一端側の部分から戻ってきた光をそれぞれ検出するための複数の受光部を含むことが好ましく、これにより、一端側の部分においてより多くの気室の有無に基づく特徴を含む信号が得られて、気室の有無の判断を確実に行なうことができる。
【０１２０】
さらに、光照射手段は卵の長軸の他端側の部分に光を照射するように配置され、受光手段は、卵の他端側の部分から戻ってきた光を受光するように配置されていることが好ましく、これにより、卵の長軸の一端側の部分と他端側の部分とにおいて気室の有無に基づく特徴を含む信号が得られて、気室の有無の判断をさらに確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１に係る卵の方向整列装置の原理を説明するための第１の図である。
【図２】  同実施の形態において、卵の方向整列装置の原理を説明するための第２の図である。
【図３】  同実施の形態において、卵の方向整列装置の原理を説明するための第３の図である。
【図４】  同実施の形態において、図３に示された光学配置によって得られる回転角度と光強度の関係を示す第１のグラフである。
【図５】  同実施の形態において、図３に示された光学配置によって得られる回転角度と光強度の関係を示す第２のグラフである。
【図６】  同実施の形態において、卵の方向整列装置の全体構造を示す図である。
【図７】  同実施の形態において、図６に示された判定演算回路部のブロック図である。
【図８】  同実施の形態において、卵の方向整列装置の動作を説明するための第１のフローチャートである。
【図９】  同実施の形態において、卵の方向整列装置の動作を説明するための第２のフローチャートである。
【図１０】  同実施の形態において、卵の方向整列装置の動作を説明するための光源プローブおよび光センサプローブと卵の位置関係を示す第１の側面図である。
【図１１】  同実施の形態において、卵の方向整列装置の動作を説明するための光源プローブおよび光センサプローブと卵の位置関係を示す第２の側面図である。
【図１２】  同実施の形態において、卵の方向整列装置の動作を説明するための光源プローブおよび光センサプローブと卵の位置関係を示す第３の側面図である。
【図１３】  同実施の形態において、卵の方向整列装置の動作を説明するための光源プローブおよび光センサプローブと卵の位置関係を示す第４の側面図である。
【図１４】  同実施の形態において、卵の方向整列装置の動作を説明するための光源プローブおよび光センサプローブと卵の位置関係を示す第５の側面図である。
【図１５】  同実施の形態において、卵の方向整列装置の動作を説明するための光源プローブおよび光センサプローブと卵の位置関係を示す第６の側面図である。
【図１６】  同実施の形態において、卵の方向整列装置の動作を説明するための光源プローブおよび光センサプローブと卵の位置関係を示す第７の側面図である。
【図１７】  同実施の形態において、卵の方向整列装置の動作を説明するための光源プローブおよび光センサプローブと卵の位置関係を示す第８の側面図である。
【図１８】  同実施の形態において、卵の方向整列装置の動作を説明するための光源プローブおよび光センサプローブと卵の位置関係を示す第９の側面図である。
【図１９】  同実施の形態において、卵の方向整列装置の動作を説明するための光源プローブおよび光センサプローブと卵の位置関係を示す第１０の側面図である。
【図２０】  同実施の形態において、卵の方向整列装置の動作を説明するための光源プローブおよび光センサプローブと卵の位置関係を示す第１１の側面図である。
【図２１】  同実施の形態において、卵の方向整列装置の動作を説明するための光源プローブおよび光センサプローブと卵の位置関係を示す第１２の側面図である。
【図２２】  同実施の形態において、卵の方向整列装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図２３】  本発明の実施の形態２に係る卵の方向整列装置の基本構成を示す模式図である。
【図２４】  従来の卵の方向整列装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
２  卵、２ａ  卵殻、２ｂ  卵黄、２ｃ  卵白、２ｄ  気室、２ｅ  卵殻膜、４、１５、Ｌ１〜Ｌ６  レーザ光源、６、１６、Ｈ１〜Ｈ６  光センサ、１０  搬送コンベア、１１  トレー、１２Ｒ、１２Ｌ、１２Ｒａ〜１２Ｒｃ、１２Ｌａ〜１２Ｌｃ  光源プローブ、１３Ｒ、１３Ｌ、１３Ｒａ〜１３Ｒｃ、１３Ｌａ〜１３Ｌｃ  光センサプローブ、１４  トレー検出用マーク、１７  判定演算回路部、１８  搬送制御部、１９  中央演算処理部、２０  Ａ／Ｄ変換器、２１ａ〜２１ｄ  ディジタル入出力部、２２  アナログマルチプレクサ、２３  搬出入信号センサ、２４  第１ステージ、２５  第２ステージ、２６  方向変換部、３１ａ、３１ｂ  叩き部、３２ａ、３２ｂ  マイクロフォン、３３  音響信号解析部。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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