(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024097442
(43)【公開日】2024-07-19
(54)【発明の名称】卵表面検査装置
(51)【国際特許分類】
G01N 21/88 20060101AFI20240711BHJP
G01N 33/08 20060101ALI20240711BHJP
G01N 21/84 20060101ALI20240711BHJP
【FI】
G01N21/88 J
G01N33/08
G01N21/84 E
G01N21/84 C
【審査請求】有
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023000875
(22)【出願日】2023-01-06
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-11-30
(71)【出願人】
【識別番号】521082008
【氏名又は名称】株式会社日本選別化工
(74)【代理人】
【識別番号】110000051
【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】尾野 彰則
【テーマコード(参考)】
2G051
【Fターム(参考)】
2G051AA01
2G051AB02
2G051CA04
2G051CB01
2G051DA06
2G051DA08
(57)【要約】
【課題】卵の殻にできた凹凸を検知できる卵表面検査装置を提供する。
【解決手段】本発明の卵表面検査装置は、間欠運転を行なって卵を搬送するコンベアと、コンベアの上方に設けられ、搬送される卵を撮像するカメラと、LED光源を備えた照明により、卵に向かう照射光と卵からの反射光がハーフミラーによって同軸上にあるように構成した照明系手段と、コンベアが停止した時、撮像のため卵を回動して停止させる駆動手段と、卵の殻表面にできた凹部または凸部を、撮像した画像の暗い部分で判定する画像判定部と、を備える。
【選択図】
図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
間欠運転を行なって卵を搬送するコンベアと、
前記コンベアの上方に設置され、搬送される卵を撮像するカメラと、
LED光源を備えた照明により、卵に向かう照射光と卵からの反射光がハーフミラーによって同軸上にあるように構成した照明手段と、
前記コンベアが停止した時、撮像のため卵を所定の角度回動させる駆動手段と、
卵の殻表面にできた凹部又は凸部を、撮像した画像の暗い部分で判定する画像判定部と、を備えることを特徴とする卵表面検査装置。
【請求項2】
間欠運転を行なって卵を搬送するコンベアと、
前記コンベアの上方に設置され、搬送される卵を撮像するカメラと、
レーザー光源を備え、卵に向けてスリット光を照射し、前記スリット光の照射光と卵からカメラに向かう反射光がV字形となるように傾斜させた照明手段と、
前記コンベアが停止した時、撮像のため卵を一回転させる駆動手段と、
卵の殻表面にできた凹部又は凸部を、撮像したスリット光の湾曲の度合いで判定する画像判定部と、を備えることを特徴とする卵表面検査装置。
【請求項3】
間欠運転を行なって卵を搬送するコンベアと、
前記コンベアの上方に設置され、、回折格子を介して卵を撮像するカメラと、
近赤外光の広帯域光源と、参照ミラーと、前記レーザー光源からの光を前記参照ミラーと前記卵の方向に分離し、卵からの光と参照ミラーからの光を干渉させて前記カメラに向かわせるビームスプリッタと、を備える照明手段と、
前記コンベアが停止した時、撮像のため卵を回動して停止させる駆動手段と、
撮像した画像から凸部と凹部の二乗平均平方根を取って算出した粗さの標準偏差(Rq)が所定の閾値より大きいかで判定する画像判定部と、を備えることを特徴とする卵表面検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、殻にできた凹凸を検知できる卵表面検査装置に関する。
【背景技術】
【0002】
鶏卵の表面に、筋状のあるいは塊状のぶつぶつができることがある。卵の中身には問題ないが、見栄えがよくないので分けることが望ましいとされる。特許文献1には、カラーCCDカメラ、照明部、搬送ローラ、画像処理装置及び画像の判定部を備え、卵の殻の汚れを検査する汚卵検査装置が示される。しかしながら、卵の殻にできたぶつぶつ(凹凸)は、他の部分と同じ白色であり、画像での判定が難しいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、卵の殻にできた凹凸を検知できる卵表面検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明による卵表面検査装置は、間欠運転を行なって卵を搬送するコンベアと、前記コンベアの上方に設けられ、搬送される卵を撮像するカメラと、LED光源を備えた照明により、卵に向かう照射光と卵からの反射光がハーフミラーによって同軸上にあるように構成した照明手段と、前記コンベアが停止した時、撮像のため卵を所定の角度回動させる駆動手段と、卵の殻表面にできた凹部又は凸部を、撮像した画像の暗い部分で判定する画像判定部と、を備えることを特徴とする。
【0006】
本発明による他の卵表面検査装置は、間欠運転を行なって卵を搬送するコンベアと、前記コンベアの上方に設けられ、搬送される卵を撮像するカメラと、レーザー光源を備え、卵に向けてスリット光を照射し、前記スリット光の照射光と卵からカメラに向かう反射光がV字形となるように傾斜させた照明手段と、前記コンベアが停止した時、撮像のため卵を一回転させる駆動手段と、卵の殻表面にできた凹部又は凸部を、撮像したスリット光の湾曲の度合いで判定する画像判定部と、を備えることを特徴とする。
【0007】
本発明による更に他の卵表面検査装置は、間欠運転を行なって卵を搬送するコンベアと、前記コンベアの上方に設置され、回折格子を介して卵を撮像するカメラと、近赤外光の広帯域光源と、参照ミラーと、前記広帯域光源からの光を前記参照ミラーと前記卵の方向に分離し、卵からの光と参照ミラーからの光を干渉させて前記カメラに向かわせるビームスプリッタと、を備える照明手段と、前記コンベアが停止した時、撮像のため卵を所定の角度回動させる駆動手段と、撮像した画像から凸部と凹部の二乗平均平方根を取って算出した粗さの標準偏差(Rq)が所定の閾値より大きいかで判定する画像判定部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明による卵表面検査装置によれば、卵に向かう照射光と卵からの反射光をハーフミラーにより同軸上にある照明手段を設けたので、凸部は側面下部の反射光の戻りが少なく、暗い影が撮像できる。また、凹部は内側側面下部の反射光の戻りが少なく、暗い影が撮像できる。画像判定部は、撮像した画像の暗い部分から凹凸の有無を判定できる。
【0009】
本発明による他の卵表面検査装置によれば、レーザー光源を備え、卵に向けてスリット光を照射し、スリット光の照射面と卵からの反射面をV字形に傾斜させた照明手段を設けたので、画像判定部は、卵の殻表面にできた凹部又は凸部を撮像したスリット光の湾曲の度合いで判定することができる。
【0010】
本発明による更に他の卵表面検査装置によれば、近赤外光の広帯域光源と、参照ミラーと、ビームスプリッタと、からなる光を干渉させる照明手段を設けたので、回折格子を介して撮像することにより、卵の殻の断層写真を撮像することができ、殻の凹凸を数値化して粗さの標準偏差の値で判定することができる。標準偏差が大きい値であれば、殻に凹凸のある卵と判定できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1】卵をハンディカメラで撮像した例である。(a)は、卵の殻に凹凸がない例であり、(b)~(d)は、殻に凹凸がある例である。実施例1
【
図2】卵の殻にできた凹凸の説明図である。実施例1
【
図3】本発明による卵表面検査装置の平面図である。実施例1
【
図4】
図3に示すコンベアの正面図である。実施例1
【
図5】LED光源を備えた照明手段の構成図である。実施例1
【
図6】LED光源を備えた照明手段の説明図である。実施例1
【
図7】照明手段にLED光源を備えた卵表面検査装置の処理フローチャートである。実施例1
【
図8】レーザー光源を備えた照明手段の構成図である。実施例2
【
図9】レーザー光源を備えた照明手段の説明図である。実施例2
【
図10】照明手段にレーザー光源を備えた卵表面検査装置の処理フローチャートである。実施例2
【
図12】OCT装置による卵の撮像例である。実施例3
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を参照して、本発明による卵表面検査装置を詳しく説明する。
【実施例0013】
図1~
図7は、本発明の実施例1を示す。
図1は、卵をハンディカメラで撮像した例である。(a)は卵1の殻に凹凸19がない例で、(b)~(d)は殻に凹凸19がある例である。卵1は、鶏などの鳥類の卵である。卵1は白色で、凹凸19はぼつぼつからなり、同じ白色なので見えにくい。丸い点線で凹凸19のある部分を囲んでいる。鶏卵の場合、殻の厚さは約0.3mmである。凹凸の大きさは0.1~0.3mm程度である。
【0014】
図2は、卵1の殻にできた凹凸19の説明図である。凹凸19は凹部2と凸部3があり、凹部2は、例えば凸部3で囲まれた部分である。卵1の殻が陥没してできた箇所も凹部とする。殻は白色でも褐色でもよく、凹凸19も同じ色とする。
【0015】
図3は、卵表面検査装置100の平面図である。卵表面検査装置100は、間欠運転を行なって卵を搬送するコンベア7と、コンベア7で搬送される卵1を撮像するカメラ5と、LED光源4(
図5参照)を備えた照明手段20と、コンベア7が停止した時、撮像のため卵1を所定の角度に回動させる駆動手段6と、を備える。駆動手段6はモーターとギアからなり、この実施例では、卵1の下部を支持する隣接した2本のローラ8を回動させる。回動により卵1は、0度(360度)、90度、180度、270度の面をカメラに向けることができる。コンベア7はローラが回転可能なローラーコンベアであり、卵1を支持する2本のローラ8、8が駆動手段6に係合すると、コンベア7が停止し、駆動手段6によりローラ8の回動が行われる。カメラ5により、停止した状態で卵1の4つの面が撮像される。撮像時は、コンベア7は停止し、ローラ8も停止した状態になる。
【0016】
4つの面の撮像が終了すると、次の卵1を支持する2本のローラ8、8が、駆動手段6に係合するまで搬送方向に搬送される。このようにコンベア7は、間欠運転で運転される。コンベア7は4レーンで、1列に4つの卵1が並び、搬送方向に搬送される。4レーンに限らず1レーンでもよい。4レーン以外の複数レーンでもよい。
【0017】
カメラ5は、各レーンに対応して4台を設け、卵1を個別に撮像できる。カメラ5には画像判定部18が接続されており、カメラ5が撮像した画像は、画像判定部18で凹凸がないか判定される。画像判定部18は、プロセッサとメモリと磁気ディスクを備えた処理装置である。
【0018】
図4は、
図3に示すコンベア7の正面図である。コンベア7にはローラ8が回転可能に取り付けられ、駆動手段6に係合したローラ8、8が、駆動手段6によって所定の角度に回動される。ローラ8、8が回動すると、ローラ8、8で支持された卵1が回動できる。駆動手段6に係合する前後の段階では、ローラ8は回動しない。ローラ8、8に支持された卵1の真上の位置にカメラ5と照明手段20が設けられる。照射光14が真下に向けて照射され、真上に戻った反射光15がカメラ5に入る。
【0019】
図5は、LED光源4を備える実施例1の照明手段20の構成図である。照明手段20は、卵1に向かう照射光14と卵からの反射光15がハーフミラー10によって同軸上にある構成となっている。卵1は駆動手段6で回動されるので、全周にわたって凹凸がないかチェックできる。
【0020】
図6は、LED光源4を備える照明手段20の説明図である。
図6(a)、(c)に示すように、凸部3の側部は、真上からの照射光14が曲げられて反射光15が上方向に行かないので暗く写る。凸部3の周囲の平坦な面は、真上からの照射光14がそのまま反射されて反射光15となるので、明るく写る。卵1の殻に凸部3がある場合、凸部3を囲むように暗いラインが写るので、画像判定部18により判定できる。
【0021】
図6(b)、(c)に示すように、凹部2の内側側部は、真上からの照射光14が曲げられて暗く写る。凹部2の内側底面が平坦でない場合、同様に凹部2の内側底面も暗く写る。卵1の殻に凹部2がある場合、凹部2の内側部分や外側を囲む部分に暗いラインが写るので、画像判定部18により判定できる。
図6(d)には、凹部2の内側底面が平坦でない場合を示す。平坦な部分にギザギザがあれば、平坦な部分にギザギザの線が暗く写る。
図6(d)に示すように、卵1の外郭付近は上方向に向かって丸く湾曲しており暗く写るので、上部表面の卵1の上部の平坦な四角形部分を検査画像11とする。
図6(e)に示すように、画像判定部18により検査画像11の領域に凸部3や凹部2を見つけることができる。
【0022】
図7は、照明手段にLED光源を備えた卵表面検査装置の処理フローチャートである。S1は、コンベア7で卵1を搬送する段階である。S2ではローラ8、8の軸が駆動手段6に係合したか判定する。係合していない場合は、S3のコンベア7による卵1の搬送を続行する。係合した場合、S4に示すようにコンベア7を一時停止する。S5では、例として90度毎に卵1の周囲4箇所をカメラ5で撮像する。撮像時は卵1を静止させている。撮像したら駆動手段6により所定の角度にローラ8を回動させる。撮像箇所は4箇所に限るものではなく、例えば回動の角度を変えて6箇所の撮像としてもよい。撮像が終了するとS6のコンベア7の搬送を再び行う。これを運転終了(S7で判定)まで続ける。
【0023】
図7に示すように、カメラ5で撮像した画像は、S8に示すように、カメラ5が4台で1個の卵1につき4枚の画像が得られるので、4個の卵の合計16枚の画像が画像判定部18でチェックされる。S9で画像判定部18が、画像に暗い部分があり卵の殻に凹凸があると判定すると、S10に示すように、殻に凹凸がある卵は、別ルートに移動される。
【0024】
図8~
図10は、本発明の実施例2を示す。
図8は、レーザー光源12を備えたこの実施例2の照明手段20の構成図である。照明手段20は、卵1に向かう照射光16と卵からの反射光17をV字形に傾斜させた。卵1は駆動手段6で回転させつつ全周にわたって凹凸がないかチェックされる。
【0025】
図9は、実施例2のレーザー光源を備えた照明手段20の説明図である。
図9(a)に示すように、レーザー光源12を備え、卵1に向けて照射光16としてのスリット光13を照射する。照明手段20は、照射光16と卵1からカメラ5に向かう反射光17は、照射面が平面の場合、V字形の関係にある。
図9(b)に示すように、スリット光13はレーザー光源12のレーザー発光素子21から出たビームを高速で回転する回転ミラー22で反射させ、シリンドリカルレンズ23を通してスリット光13とした。照射光16と反射光17は、レーザー光のビームが走る面となる。
【0026】
図9(c)に示すように、卵1に向かう照射光16と卵1からカメラ5に向かう反射光17をV字形に傾斜させた。卵1には段部Aと段部Bがあり、段部Aから段部Bをビームが走査される場合、段部Aからのビームがカメラ5に写る位置は、段部Bからのビームがカメラ5に写る位置より右側になる。このように段部の高さをカメラ5の左右方向の位置に変換できる。
図9(d)に示すように、撮像したスリット光13の湾曲により、凸部3か凹部2かを判定できる。
【0027】
図10は、照明手段にレーザー光源(実施例2)を備えた卵表面検査装置100の処理フローチャートである。S21は、コンベア7で卵1を搬送する段階である。S22ではローラ8、8の軸が駆動手段6に係合したか判定する。係合していないのであれば、S23のコンベア7による卵1の搬送を続行する。係合した場合には、S24に示すようにコンベア7を一時停止する。S25では、駆動手段6により所定の角度にローラ8を一回転させながら卵1の表面をスリット光で走査する。撮像が終了すると、S26のコンベア7の搬送を再び行う。これをS27の運転終了になるまで続ける。
【0028】
図10に示すように、カメラ5で撮像したスリット光は、カメラ5が4台で1個の卵1につき多数のスリット光の画像が得られる。S28に示すように、画像判定部18で撮像したスリット光に湾曲がないかチェックする。S29で画像判定部18が、湾曲の度合いから卵の殻に凹凸19があると判定すると、S30に示すように、殻に凹凸19がある卵は、別ルートに移動される。
【0029】
図11~
図12は、本発明の実施例3を示す。
図11は、OCT(Optical coherence Tomograhy)装置30の構成図である。OCT装置によれば、生体の表皮から数mmの深さの断層写真が撮像できる。OCT装置30の照明手段20は、近赤外光を中心波長に持つLEDの広帯域光源12と、ビームスプリッタ24と、参照ミラー25と、を備える。ビームスプリッタ24は、広帯域光源12からの光を、参照ミラー25に向かう光と卵1の方向に向かう光に分離する。また、卵1から戻った光と参照ミラー25から戻った光をカメラ5に向かわせる。卵1から戻った光(信号光)と参照ミラー25から戻った光(参照光)が干渉し、回折格子(図示せず)を介してカメラ5で撮像する。カメラ5は、例としてCCDカメラが使用でき、CCDカメラには
図12に示すように、殻の断面が撮像される。
【0030】
図12は、OCT装置30による卵1の撮像例である。(a)は、凹凸のない通常の卵1の殻の断層写真で、横が3mm×縦が2.4mmである。(b)は、殻に凹部がある卵1の断層写真で、横が3mm×縦が2.4mmである。殻の厚さは、通常0.3mm程度である。
図12に示すように、この断層写真では、殻の表面から150μm(tで示す)が見える。撮像した画像を解析して、殻の表層の凹凸を数値化する。凹凸の中心線に対して凸部と凹部の高さ又は深さを数値化する。そして、所定の長さ(L)内にある各凸部と各凹部の値を二乗平均平方根して粗さの標準偏差(Rq)を求める。本実施例では、凹凸のない通常の卵は、標準偏差(Rq)が11.76μmであった。凹部のある卵では、標準偏差(Rq)が20.3μmであった。このように、標準偏差の閾値をあらかじめ決めておき、閾値以上なら殻に凹凸がある卵として別ルートに移動することができる。コンベア7の形態は実施例1と同じなので説明は省略する。撮像は卵を停止させて行なった。