JP2012168133A - 卵検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】反射光に阻害されることなく透過光画像を観察して卵の品質を検査することができる卵検査装置を提供する。
【解決手段】卵４を搬送方向に沿って列状に搬送する搬送装置１と、搬送装置１の上の卵４に近接する位置から照射光を卵殻内に向けて斜め上方に照射する光源２と、搬送装置１の上方から光源２の光軸と非平行な方向で卵の透過光画像を撮影する撮像装置３を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は卵検査装置に関し、卵の品質を検査する技術に係るものである。

従来、この種の技術としては目視検査方式があり、検卵台に卵を配置し、検卵台の下方から蛍光灯によって照明を照射し、検査員が目視によって卵の品質を検査するものである。

また、音響診断方式として、卵を叩いたときに生じる音で卵のひび割れの有無を検査するものである。
また、特許文献１に記載するものでは、最初のコマ画像において第１の画像特定位置にある鶉卵の上面及び両側面を撮影した３つの画像を抽出し、２番目のコマ画像において第２の画像特定位置Ｔ２にある９０度回転した状態を撮影した上面の１個の画像を抽出し、３番目のコマ画像において第３の画像特定位置にある１８０度回転した状態を撮影した上面の１個の画像を抽出し、４番目のコマ画像において第４の画像特定位置にある２７０度回転した状態を撮影した上面の１個の画像を抽出する分割撮像処理を行なうものであり、この分割撮像処理により３６０度周面及び両側面を撮像終了し、６つの画像を参照して等階級を決定する。

また、特許文献２に記載するものでは、生卵を回転させながら搬送するコンベアの通路の一部に暗箱を配置し、暗箱内に、コンベア上の生卵に光を照射する光源と、照射された生卵を撮影するカメラとを配置し、撮影された画像を分析して生卵の良否を判定する画像処理装置をカメラに接続している。

また、特許文献３に記載するものでは、卵を搬送する搬送装置が搬送方向を横断して延びるローラを有するエンドレスコンベヤを備えており、使用時にローラが回転してローラ上に載っている卵を回転状態にし、固定位置に配置した複数のレーザからレーザビームを移動中の卵に照射し、卵の表面の光透過率を光学的観察手段によって観察し、光透過率に基づいて卵が亀裂を有しているか否かを判定する。

特開２００５−１１８６２８公報 特開平７−２０９２０９公報 特表２００９−５３７４２２公報

ところで、音響診断方式では、その特性上、卵に探触子を接触させて振動を与える必要があり、探触子が卵に接触することで卵に傷が生じる懸念がある。また、外観検査では間接照明の光が卵の表面で反射する状態で卵を撮影して行なうが、品質の測定対象項目の１つである亀裂（ひび）を検知するためには、照射光が卵を透過する状態でその透過光画像を観察する検査方法が検知精度で優れている。

しかしながら、透過光画像を観察する方式においても、卵からの反射光に対する配慮がなされていない場合には、反射光に因って透過光画像に明暗差が生じて検査性能の低下を引き起こす。

本発明は上記課題を解決するものであり、反射光に阻害されることなく透過光画像を観察して卵の品質を検査することができる卵検査装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の卵検査装置は、卵を搬送方向に沿って列状に搬送する搬送装置と、搬送装置上の卵に近接する位置から照射光を卵殻内に向けて斜め上方に照射する光源と、搬送装置の上方から前記光源の光軸と非平行な方向で卵の透過光画像を撮影する撮像装置を備えることを特徴とする。

本発明の卵検査装置において、搬送装置は、卵の鋭端部と鈍端部間の卵軸を横向きにして、かつ鋭端部と鈍端部が搬送軌道の両側に位置する姿勢で、卵を卵軸廻りに回転させながら複数の撮影位置に搬送し、光源は各撮影位置に配置し、卵の鋭端部側の透過光画像または鈍端部側の透過光画像を撮像装置で撮影可能に反射画像として映す第１のミラーと第２のミラーは、それぞれ別々に異なる撮影位置に、かつ搬送軌道の両側のうちの一方に第１のミラーを配置し、他方に第２のミラーを配置し、第１のミラーを配置した撮影位置および第２のミラーを配置した撮影位置にある各光源は、それぞれの撮影位置にあるミラーと搬送軌道を介して反対側の位置にあることを特徴とする。

本発明の卵検査装置において、撮影装置は、各撮影位置に在る複数の卵の側面部の透過光画像と、第１のミラーに映る鋭端部の透過光画像または鈍端部の透過光画像と、第２のミラーに映る鋭端部の透過光画像または鈍端部の透過光画像を一度に撮影することを特徴とする。

本発明の卵検査装置において、搬送軌道の両側の何れかの側に共存する光源とミラーは、当該光源を配置した撮影位置にある卵の卵軸を介して双方が相反する側に位置することを特徴とする。

本発明の卵検査装置において、撮影装置は、複数の撮影位置に在る卵の側面部の透過光画像の撮影領域と第１のミラーの反射画像の撮影領域および第２のミラーの反射画像の撮影領域を除く他の撮影領域を遮光する遮光板を有することを特徴とする。

本発明の卵検査装置において、搬送装置は、卵を載置する搬送面が各撮影位置に向けて上り勾配の傾斜面をなし、搬送方向後方において卵を受け止める支持部材が卵を搬送方向へ移送することを特徴とする。

以上のように本発明によれば、光源が卵に近接する位置から照射光を卵殻内に向けて斜め上方に照射することで、卵の大きさの如何に拘らず安定光量を卵殻内に入射することができ、一つの光源で鋭端部と鈍端部のいずれかと側面部の透過光画像とを得ることができる。光源から照射光を卵殻内に向けて斜め上方に照射するので、卵殻表面で反射する反射光が撮影画像に写り込むことを抑制でき、撮影時に撮影位置に卵が無い場合にも、光源からの照射光が直接に撮像装置に入射せず、撮影不良となることを防止できる。

さらに、第１および第２のミラーを、双方のミラーが卵軸方向で対向することがない何れかの撮影位置にそれぞれ配置し、第１のミラーを配置した撮影位置および第２のミラーを配置した撮影位置にある各光源は、それぞれの撮影位置にあるミラーと搬送軌道を介して反対側の位置にあるので、卵からの反射光がミラーの反射画像に写り込むことを防止できる。

搬送装置が卵を卵軸廻りに回転させながら複数の撮影位置に搬送し、撮影装置が各撮影位置に在る複数の卵の側面部の透過光画像と、第１のミラーの鋭端部の透過光画像または鈍端部の透過光画像と、第２のミラーの鋭端部の透過光画像または鈍端部の透過光画像とを一度に撮影して、個々の卵を各撮影位置で繰り返し撮影することができるので、１台の撮像装置で、かつ１方向からの撮影において、１個の卵の全面を死角が無い状態に撮影することができる。

さらに、搬送軌道の両側の何れかの側に共存する光源とミラーは、当該光源を配置した撮影位置にある卵の卵軸を介して双方が相反する側に位置するので、一方の撮影位置にある卵からの反射光が他方の撮影位置にあるミラーの反射画像に写り込むことを防止できる。

撮影装置は、複数の撮影位置に在る卵の側面部の透過光画像の撮影領域と第１のミラーの反射画像の撮影領域および第２のミラーの反射画像の撮影領域を除く他の撮影領域を遮光する遮光板を有するので、直接光や反射光等の外乱光が撮影画像に影響することを防止できる。

搬送装置が傾斜面をなす搬送面上で卵を支持部材で受け止めることにより卵の姿勢が安定するので、安定した照明効果を実現でき、反射光の方向が限定的となって反射画像へ反射光が写り込むことを確実に防止できる。

本発明の実施の形態における卵検査装置を示す正面図 同卵検査装置を示す側面図 同卵検査装置を示す上面図 同卵検査装置の遮光板を示す上面図 同卵検査装置の搬送状態を示す模式図 同卵検査装置の搬送状態を示す拡大図 同卵検査装置の光源の照射位置を示す拡大図 同卵検査装置の光照射方向を示す模式図 同卵検査装置の卵の搬送作用を示す模式図 同卵検査装置の卵の撮影位置を示す模式図 同卵検査装置のマスク状態を示す模式図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１から図１１において、卵検査装置は、搬送装置１と光源２と撮像装置３とからなる。搬送装置１は卵４を搬送方向に沿って列状に搬送するものであり、卵４を載置する搬送面５を形成する搬送レール６と、卵４を搬送方向後方において受け止めて搬送方向へ移動する複数の爪部７と、爪部７を駆動する駆動装置（図示省略）を備えている。搬送レール６の途中には撮影ステージ８を設定しており、撮影ステージ８に複数の撮影位置８ａ、８ｂ、８ｃを設けている。

搬送軌道をなす搬送レール６は、卵４を載置する搬送面５が搬送方向へ向けて上り勾配の傾斜面をなし、かつ図７に示すように、搬送軌道の幅方向の両側から中央に向けて下り勾配をなす傾斜面を有しており、卵４の鋭端部４ａと鈍端部４ｂの間の卵軸を横向きにして、かつ鋭端部４ａと鈍端部４ｂが搬送軌道の両側に位置する姿勢で卵４を搬送面５に保持し、爪部７で卵４を搬送方向へ押して卵軸廻りに回転させながら卵４を搬送する。搬送レール６は搬送軌道の全路程において傾斜する必要はなく、撮影ステージ８において少なくとも傾斜面を有すればよい。

光源２は、搬送装置１の搬送軌道の裏面側の近傍位置に配置しており、搬送レール６の上の卵４に近接する位置から照射光を卵殻内に向けて斜め上方に照射するものである。光源２の照射光を発する照射端面は、透過光の光量低減、反射光の拡がりを考慮してできるだけ卵表面に近接する位置に配置してあり、その距離は１０ｍｍ以内、望ましくは６ｍｍ以内とする。また、照射光が上方へ漏れることがないように、光源２の照射端面は、平面視で卵に隠れる位置にあり、卵の下方投影面の範囲内に配置してある。

図３、図１０に示すように、光源２は各撮影位置８ａ、８ｂ、８ｃに配置してある。撮影ステージ８の第１の撮影位置８ａにおいて搬送装置１の搬送軌道の傍には第１のミラー９ａが配置してあり、第１のミラー９ａは搬送軌道を介して光源２の照射光の照射位置と反対側の位置にある。第３の撮影位置８ｃにおいて搬送装置１の搬送軌道の傍には第２のミラー９ｂが配置してあり、第２のミラー９ｂは搬送軌道を介して光源２の照射光の照射位置と反対側の位置にある。

第１のミラー９ａおよび第２のミラー９ｂは、卵４の鋭端部４ａの側の透過光画像または卵４の鈍端部ｂの側の透過光画像を撮像装置で撮影可能に反射画像として映すものであり、第１のミラー９ａと第２のミラー９ｂは、それぞれ別々に異なる撮影位置に、かつ搬送軌道の両側のうちの一方に第１のミラー９ａを配置し、他方に第２のミラー９ｂを配置し、双方のミラーが卵軸方向で対向することがない撮影位置にそれぞれ配置してある。

各光源２は、図３および図１０に示すように、その光軸が各撮影位置にある卵４の卵軸と平面視において異なる位置にある。また、撮影位置８ａ、８ｂに在る光源２と、他の撮影位置８ｃにある第２のミラー９ｂとが搬送軌道の両側のうちの一方の側に共存し、かつ撮影位置８ａ、８ｂにある光源２と他の撮影位置８ｃにある第２のミラー９ｂは、各光源２を配置した撮影位置８ａ、８ｂにある卵４の卵軸を介して相反する側に位置する。また、撮影位置８ｃにある光源２と他の撮影位置８ａにある第１のミラー９ａとが搬送軌道の両側のうちの他方の側に共存し、かつ撮影位置８ｃにある光源２と他の撮影位置８ａにある第１のミラー９ａは、当該光源２を配置した撮影位置にある卵４の卵軸を介して相反する側に位置する。

したがって、撮影位置８ａ、８ｂに在る光源２が照射する卵表面は、これらの光源２とともに搬送軌道の両側のうちの一方の側に共存する他の撮影位置８ｃにある第２のミラー９ｂと卵軸を介して反対側の領域となる。また、撮影位置８ｃに在る光源２が照射する卵表面は、この光源２とともに搬送軌道の両側のうちの他方の側に共存する他の撮影位置８ａにある第１のミラー９ａと卵軸を介して反対側の領域となる。

撮像装置３は、搬送装置１の上方から光源２の光軸と非平行な方向で卵４の透過光画像を撮影するものであり、各撮影位置８ａ、８ｂ、８ｃに在る複数の卵４の側面部の透過光画像と第１のミラー９ａの鋭端部４ａの透過光画像および第２のミラー９ｂの鈍端部４ｂの透過光画像を一度に撮影する。撮像装置３には、複数の撮影位置８ａ、８ｂ、８ｃに在る卵４の側面部の透過光画像の撮影領域と第１のミラー９ａの反射画像の撮影領域および第２のミラー９ｂの反射画像の撮影領域を除く他の撮影領域を遮光する遮光板１０を有している。

撮像装置３はＣＣＤのエリアカメラからなり、ＣＣＤの配置方向に特徴がある。一般的な現象として、撮影位置８ａ、８ｂ、８ｃに卵４が無い場合には、ＣＣＤに飽和状態の入光が生じてブルーミング現象を起こす。しかしながら、本実施の形態では、ＣＣＤスキャン方向が卵４の搬送方向に対して直交する方向となるようにＣＣＤカメラを配置しており、撮影位置８ａ、８ｂ、８ｃの何れに卵４が無くて対応するＣＣＤの撮影画像においてブルーミング現象が生じても、他の撮影位置８ａ、８ｂ、８ｃに対応するＣＣＤの撮影画像には影響がない。

上記した構成により、卵検査装置は、搬送装置１の爪部７で卵４を搬送方向へ押して卵軸廻りに回転させながら卵４を搬送方向に沿って列状に搬送し、各卵４を順次に撮影ステージ８の各撮影位置８ａ、８ｂ、８ｃに送り込む。

各卵４は第１の撮影位置８ａから第２の撮影位置８ｂへ、第２の撮影位置８ｂから第３の撮影位置８ｃへ進行する毎に大凡１２０°ずつ回転し、撮影ステージ８に入口から出口までの間に１回転する。

各撮影位置８ａ、８ｂ、８ｃでは各光源２から卵殻内に向けて斜め上方に照射光をスポット的に照射する。
撮像装置３は卵４が第１の撮影位置８ａから第２の撮影位置８ｂへ、第２の撮影位置８ｂから第３の撮影位置８ｃへ進行する毎にコマ撮りし、各撮影位置８ａ、８ｂ、８ｃに在る複数の卵４の側面部の透過光画像と、第１のミラー９ａに映る鋭端部４ａの透過光画像または鈍端部４ｂの透過光画像と、第２のミラー９ｂに映る鋭端部４ａの透過光画像または鈍端部４ｂの透過光画像を一度に撮影する。

この撮影は、複数の撮影位置８ａ、８ｂ、８ｃに在る卵４の側面部の透過光画像の撮影領域と第１のミラー９ａの反射画像の撮影領域および第２のミラー９ｂの反射画像の撮影領域を除く他の撮影領域を遮光板１０で遮光して行なう。

そして、撮影画像に基づいて卵４の品質を測定対象項目毎、例えば亀裂（ひび）等を検知する。測定対象項目の検査は目視で行うことも可能であり、画像処理装置（図示省略）によって自動的に行なうことも可能である。

撮像装置３による撮影では、光源２が卵４に近接する位置から照射光を卵殻内に向けて斜め上方に照射することで、卵４の大きさの如何に拘らず安定光量を卵殻内に入射することができ、一つの光源２で鋭端部４ａと鈍端部４ｂのいずれかと側面部の透過光画像とを得ることができる。光源２から照射光を卵殻内に向けて斜め上方に照射するので、卵殻表面で反射する反射光が撮影画像に写り込むことを抑制でき、撮影時に撮影位置に卵４が無い場合にも、光源２からの照射光が直接に撮像装置に入射せず、撮影不良となることを防止できる。

また、ＣＣＤスキャン方向が卵４の搬送方向に対して直交する方向となるようにＣＣＤカメラを配置することで、何れかの撮影位置８ａ、８ｂ、８ｃに卵４が無い場合にも、隣接する撮影位置８ａ、８ｂ、８ｃの撮影画像に影響を与えずに検査を行える。また、ブルーミング現象が生じた撮影位置８ａ、８ｂ、８ｃに卵４が無いことを検知できる。さらに、別途に設ける対象物有無センサの情報と組み合わせることで、光源２の劣化や照明部の汚れ等による光量低下を検知できる。

次ぎに、第１のミラー９ａおよび第２のミラー９ｂを、それぞれ別々に異なる撮影位置に、かつ搬送軌道の両側のうちの一方に第１のミラー９ａを配置し、他方に第２のミラー９ｂを配置して、双方のミラーが卵軸方向で対向することがない撮影位置８ａ、８ｃにそれぞれ配置し、さらに光源２を第１のミラー９ａおよび第２のミラー９ｂと搬送軌道を介して反対側に配置し、光源２が卵４に向けて斜め上方に照射するので、対向する光源２による卵表面の反射光がミラーに映る反射画像に写り込むことを防止できる。

また、撮影位置８ａ、８ｂに在る光源２と、他の撮影位置８ｃにある第２のミラー９ｂとが搬送軌道の両側のうちの一方の側に共存し、かつ撮影位置８ａ、８ｂに在る光源２と他の撮影位置８ｃにある第２のミラー９ｂが、各光源２を配置した撮影位置８ａ、８ｂにある卵４の卵軸を介して相反する側に位置し、撮影位置８ｃにある光源２と他の撮影位置８ａにある第１のミラー９ａとが搬送軌道の両側のうちの他方の側に共存し、かつ撮影位置８ｃにある光源２と他の撮影位置８ａにある第１のミラー９ａが、当該光源２を配置した撮影位置にある卵４の卵軸を介して相反する側に位置することで、撮影位置８ａ、８ｂに在る光源２が照射する卵表面が、これらの光源２とともに搬送軌道の両側のうちの一方の側に共存する他の撮影位置８ｃにある第２のミラー９ｂと卵軸を介して反対側の領域となり、撮影位置８ｃに在る光源２が照射する卵表面が、この光源２とともに搬送軌道の両側のうちの他方の側に共存する他の撮影位置８ａにある第１のミラー９ａと卵軸を介して反対側の領域となる。よって、卵表面の反射光が、図１０に示す点線矢印のように、他の撮影位置にあるミラーと反対側の方向に向くことになり、各撮影位置にある光源２による卵４からの反射光が、搬送軌道の両側の何れかの側に当該光源２と共存する他方の撮影位置にあるミラーの反射画像に写り込むことを防止できる。

搬送装置１が卵４を卵軸廻りに回転させながら複数の撮影位置８ａ、８ｂ、８ｃに搬送し、撮像装置３が各撮影位置８ａ、８ｂ、８ｃに在る複数の卵４の側面部の透過光画像と第１のミラー９ａの鋭端部４ａの透過光画像および第２のミラー９ｂの鈍端部４ｂの透過光画像を一度に撮影するので、各撮影位置で繰り返し撮影することで、１台の撮像装置１で、かつ１方向からの撮影において、１個の卵４の全面を死角が無い状態に撮影することができる。

撮像装置３は、複数の撮影位置８ａ、８ｂ、８ｃに在る卵４の側面部の透過光画像の撮影領域と第１のミラー９ａの反射画像の撮影領域および第２のミラー９ｂの反射画像の撮影領域を除く他の撮影領域を遮光する遮光板１０を有するので、直接光や反射光等の外乱光が撮影画像に影響することを防止できる。

搬送装置１が傾斜面をなす搬送面上で卵を爪部７で受け止めることにより卵４の姿勢が安定するので、安定した照明効果を実現でき、反射光の方向が限定的となって反射画像へ反射光が写り込むことを確実に防止できる。

尚、上記の実施の形態では、図３に示すように、搬送装置１を流れる全ての卵４が、その鋭端部４ａが第１のミラー９ａに対向する方向に向く例を示している。しかしながら、搬送装置１によって搬送する卵４の向きが一様でなく、鋭端部４ａと鈍端部４ｂの向きが揃っていなくてもよく、第１のミラー９ａが鈍端部４ｂを映し、第２のミラー９ｂが鋭端部４ａを映すものであってもよい。

また、各光源２は、図１０に示すように、その光軸が各撮影位置にある卵４の卵軸と平面視において異なる位置で、光軸が平面視において卵軸と平行となる位置に設けてあるが、光軸が平面視において卵軸に対して傾斜する位置に設けてもよい。

また、中央の光源２は第２のミラー９ｂの側に配置したが、第１のミラー９ａの側であってもよい。
また、第１のミラー９ａと第２のミラー９ｂは、卵１つ分だけ空けた位置に配置したが、相互に対向する位置でなければよく、隣接する位置に配置してもよい。

また、撮影ステージでは側面画像を３画像撮影するようにしたが、これに限らず、２画像であってもよく、４画像以上としてもよい。

１ 搬送装置
２ 光源
３ 撮像装置
４ 卵
４ａ 鋭端部
４ｂ 鈍端部
５ 搬送面
６ 搬送レール
７ 爪部
８ 撮影ステージ
９ａ 第１のミラー
９ｂ 第２のミラー
１０ 遮光板

Claims (6)

1. 卵を搬送方向に沿って列状に搬送する搬送装置と、搬送装置上の卵に近接する位置から照射光を卵殻内に向けて斜め上方に照射する光源と、搬送装置の上方から前記光源の光軸と非平行な方向で卵の透過光画像を撮影する撮像装置を備えることを特徴とする卵検査装置。
2. 搬送装置は、卵の鋭端部と鈍端部間の卵軸を横向きにして、かつ鋭端部と鈍端部が搬送軌道の両側に位置する姿勢で、卵を卵軸廻りに回転させながら複数の撮影位置に搬送し、光源は各撮影位置に配置し、卵の鋭端部側の透過光画像または鈍端部側の透過光画像を撮像装置で撮影可能に反射画像として映す第１のミラーと第２のミラーは、それぞれ別々に異なる撮影位置に、かつ搬送軌道の両側のうちの一方に第１のミラーを配置し、他方に第２のミラーを配置し、第１のミラーを配置した撮影位置および第２のミラーを配置した撮影位置にある各光源は、それぞれの撮影位置にあるミラーと搬送軌道を介して反対側の位置にあることを特徴とする請求項１に記載の卵検査装置。
3. 撮影装置は、各撮影位置に在る複数の卵の側面部の透過光画像と、第１のミラーに映る鋭端部の透過光画像または鈍端部の透過光画像と、第２のミラーに映る鋭端部の透過光画像または鈍端部の透過光画像を一度に撮影することを特徴とする請求項２に記載の卵検査装置。
4. 搬送軌道の両側の何れかの側に共存する光源とミラーは、当該光源を配置した撮影位置にある卵の卵軸を介して双方が相反する側に位置することを特徴とする請求項２に記載の卵検査装置。
5. 撮影装置は、複数の撮影位置に在る卵の側面部の透過光画像の撮影領域と第１のミラーの反射画像の撮影領域および第２のミラーの反射画像の撮影領域を除く他の撮影領域を遮光する遮光板を有することを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の卵検査装置。
6. 搬送装置は、卵を載置する搬送面が各撮影位置に向けて上り勾配の傾斜面をなし、搬送方向後方において卵を受け止める支持部材が卵を搬送方向へ移送することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の卵検査装置。

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