JP2014209114A - 卵の検査装置および卵の検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非破壊かつ瞬時に卵にコラーゲンが含有されているか否かを判別できる卵の検査装置および卵の検査方法を提供する。
【解決手段】卵Ｅに含有されるコラーゲンを検出する装置であって、卵Ｅに青色光を含む光を照射する光源ＬＳと、光源ＬＳからの光が照射された卵Ｅを撮影する撮影手段Ｃと、を備えている。光源ＬＳからの光が青色光を含んでいるので、卵Ｅがコラーゲンを含有していれば、光源ＬＳからの光を受光したコラーゲンが自家蛍光を発する。このため、撮影手段Ｃによって自家蛍光を撮影すれば、卵Ｅにコラーゲンが含有されているか否かを検出することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、卵の検査装置および卵の検査方法に関する。

従来、卵を非破壊で検査する方法として、卵の自家蛍光等を利用する方法が開示されている（例えば、特許文献１、２）。

特許文献１には、卵に短波長（４００ｎｍ付近）の可視光線や紫外線を照射した後、卵に含有されているポルトフィリン色素に起因する自家蛍光を測定し、自家蛍光の色や強度に基づいて卵の鮮度を測定する技術が開示されている。

また、特許文献２には、卵殻表面の汚れを自動検出する装置が開示されている。この特許文献２には、照明光として波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの光を鶏卵群に照射して卵殻色素（プロトポルフィリン）の中のπ電子を励起させることが開示されている。そして、励起されたπ電子が基底準位に復帰する過程で放射された波長６００ｎｍ〜７００ｎｍの蛍光から成る可視光を測定することによって卵殻表面と卵殻面に付着した汚れのコントラストを強調することができるので、汚卵の検出感度を高めることができる旨が記載されている。

ところで、人体に好ましい食材としてコラーゲンが注目されており、コラーゲンを含有した食材などが販売されている。かかる食材が美容健康食として販売される場合、コラーゲンを含有させることによる付加価値があるので、一般的な食材よりも高価になる場合がある。また、かかる食材は、通常の食事に利用する食材とは別に購入しなければならないので、かかる食材を毎日摂取しようとすれば、費用と手間がかかる。

一方、卵は非常に安価であり、一般的な家庭では日常の食材として使用されているので、卵にコラーゲンを含有させることができれば、安価にかつ簡単にコラーゲンを摂取することが可能となるが、卵にはコラーゲンがほとんど含まれていない。このため、卵にコラーゲンを含有させるために、種々研究されている。

特開平４−３２６０６０号公報 特開２００５−１２７７２０号公報

上述したような卵にコラーゲンを含有させるための研究では、卵にコラーゲンが含まれているか否かを測定することが重要である。
卵を割って黄身と白身を取り出せば、コラーゲンの有無を測定することは可能であるが、検査した卵は廃棄しなければならないし、多数の卵を検査するためには非常に時間がかかり非効率である。
上記特許文献１、２の方法のように、非破壊で検査することができれば好ましいのであるが、上述したように、卵にはコラーゲンがほとんど含まれていない。このため、卵に含まれているコラーゲンを測定するという発想が従来は全くなく、当然に、非破壊で卵に含まれているコラーゲンを測定する装置や方法は現在のところ存在しない。

本発明は上記事情に鑑み、非破壊かつ瞬時に、卵にコラーゲンが含有されているか否かを判別できる卵の検査装置および卵の検査方法を提供することを目的とする。

（装置）
第１発明の卵の検査装置は、卵に含有されるコラーゲンを検出する装置であって、卵に青色光を含む光を照射する光源と、該光源からの光が照射された卵を撮影する撮影手段と、を備えていることを特徴とする。
第２発明の卵の検査装置は、第１発明において、前記光源から照射される光が、４８８ｎｍ近傍にピークを有する光であることを特徴とする。
第３発明の卵の検査装置は、第１または第２発明において、卵を保持する保持手段と、該保持手段および該保持手段に保持された卵を覆うカバー部材と、を備えており、前記保持手段および／または前記カバー部材は、前記光源と前記撮影手段との間を遮光する遮光部材を備えていることを特徴とする。
（方法）
第４発明の卵の検査方法は、卵に含有されるコラーゲンを検出する方法であって、卵に青色光を含む光を照射し、該光が照射された卵の自家蛍光を撮影することを特徴とする。
第５発明の卵の検査装置は、第４発明において、前記光が４８８ｎｍ近傍にピークを有する光であることを特徴とする。

（装置）
第１発明によれば、光源からの光が青色光を含んでいるので、卵がコラーゲンを含有していれば、光源からの光を受光したコラーゲンが自家蛍光を発する。このため、撮影手段によって自家蛍光を撮影すれば、卵にコラーゲンが含有されているか否かを検出することができる。
第２発明によれば、４８８ｎｍ近傍にピークを有する光を照射すれば、コラーゲンに自家蛍光を生じさせやすくなる。したがって、卵にコラーゲンが含有されているか否かをより確実に検出することができる。
第３発明によれば、光源や外部光の影響を排除して自家蛍光を測定できるので、卵にコラーゲンが含有されているか否かをより確実に検出することができる。
（方法）
第４発明によれば、卵に照射される光が青色光を含んでいるので、卵がコラーゲンを含有していれば、光源からの光を受光したコラーゲンが自家蛍光を発する。このため、自家蛍光を撮影すれば、卵にコラーゲンが含有されているか否かを検出することができる。
第５発明によれば、４８８ｎｍ近傍にピークを有する光を照射すれば、コラーゲンに自家蛍光を生じさせやすくなる。したがって、卵にコラーゲンが含有されているか否かをより確実に検出することができる。

本実施形態の卵の検査装置の概略説明図であり、（Ａ）は卵Ｅを挟んで撮影手段Ｃと光源ＬＳが配置された場合の概略説明図であり、（Ｂ）は卵Ｅの側方に撮影手段Ｃを配置した場合の概略説明図である。 （Ａ）は実施例１の実験結果を示した写真であり、（Ｂ）は比較例１の実験結果を示した写真である。 他の実施形態の検査装置の概略説明図である。 他の実施形態の検査装置において、蓋を外した状態の概略説明図である。 実施例２の実験結果を示した結果であり、（Ａ）は画像処理をしていない写真であり、（Ｂ）は画像処理を行った写真である。 比較例２の実験結果を示した結果であり、（Ａ）は画像処理をしていない写真であり、（Ｂ）は画像処理を行った写真である。 比較例３の実験結果を示した結果であり、（Ａ）は画像処理をしていない写真であり、（Ｂ）は画像処理を行った写真である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本実施形態の卵の検査装置は、卵Ｅにコラーゲンが含まれているか否かを検査するための装置であって、非破壊でコラーゲンの有無を検査できるようにしたことに特徴を有している。

概略を説明すると、卵Ｅに青色の波長の光が含まれている光（励起光）を照射した場合、卵Ｅにコラーゲンが含まれていれば、卵Ｅに自家蛍光が生じる。したがって、励起光を卵Ｅに照射して卵Ｅを撮影すれば、自家蛍光の有無によって卵Ｅにコラーゲンが含有されているかを検出することができるのである。

（本実施形態の卵の検査装置）
つぎに、本実施形態の卵の検査装置を説明する。

（ケースＢ）
図１に示すように、本実施形態の卵の検査装置は、中空なケースＢを備えている。このケースＢは、内部の空間に外部からの光が入らないように形成されている。つまり、ケースＢは、その内部が暗室となるように形成されている。
なお、この暗室とは、完全な暗室を必ずしも意味している訳ではなく、卵Ｅの自家蛍光を測定する際に、外部光が影響しない程度の暗室状態となる場合も含んでいる。
また、ケースＢは、卵Ｅを後述する貫通孔Ｈに配置したり取り除いたりするための扉を有している。
このケースＢは、特許請求の範囲にいうカバー部材に相当する。

図１に示すように、中空なケースＢには、内部を上部空間と下部空間に分割する仕切り板ＤＰが設けられている。この仕切り板ＤＰは、光を透過しない素材によって形成されている。つまり、仕切り板ＤＰは、上部空間と下部空間とを遮光する遮光板として機能するものである。

この仕切り板ＤＰには、上部空間と下部空間との間を連通する貫通孔Ｈが設けられている。この貫通孔Ｈは、検査対象となる卵Ｅを保持する保持部としても機能するものである。例えば、貫通孔Ｈは、直径が３０〜５０ｍｍ程度の孔であり、安定した状態で卵Ｅを保持できる形状および大きさに形成されている。

なお、貫通孔Ｈの形状は、円形に限らず、楕円形でも四角形でもよく、とくに限定されない。しかし、円形とすれば、卵Ｅを立てた状態（図１参照）で安定して保持できるとともに、後述する光源ＬＳからの光が貫通孔Ｈを通して漏れることを抑制することができる。また、楕円形とすれば、卵Ｅを寝かせた状態で安定して保持しつつ、後述する光源ＬＳからの光が貫通孔Ｈを通して漏れることを抑制することができる。
この仕切り板ＤＰは、特許請求の範囲にいう遮光部材に相当する。

（光源ＬＳ）
図１に示すように、ケースＢの下部空間内には、光源ＬＳが配置されている。この光源ＬＳは、青色光を含む光を放出することができるものである。

光源ＬＳは、青色の光を含む光を放出できるものであればよく、とくに限定されない。例えば、光源ＬＳとして、一般的な可視光線を放出できる光源（例えば蛍光灯等）を使用することができる。

とくに、光源ＬＳとして、青色発光ダイオードや青色レーザ等のように、青色の波長域（４５０−４９５ｎｍ程度）にピーク波長を有するもの、とくに、４８８ｎｍ近傍にピーク波長を有するものが好ましい。かかる光源ＬＳを使用すれば、４８８ｎｍ近傍にピークを有する光を照射すれば、コラーゲンに自家蛍光を生じさせやすくなる。したがって、光源ＬＳとして、青色発光ダイオードや青色レーザ等を使用すれば、卵にコラーゲンが含有されているか否かをより確実に検出することができるのである。

ケースＢの下部空間内において、光源ＬＳを配設する位置はとくに限定されず、光を貫通孔Ｈに（言い換えれば貫通孔Ｈに配置されている卵Ｅに）を照射できる位置に設けられていればよい。
とくに、光源ＬＳの光軸ＣＬが貫通孔Ｈのほぼ中心を通過するように配置されていることが好ましい。この場合、光を最も効率よく卵Ｅに照射できるので、卵Ｅが放出する自家蛍光を強くすることができるので、コラーゲンを検出する精度を向上させることができる。

また、光源ＬＳから貫通孔Ｈまでの距離（言い換えれば光源ＬＳから卵Ｅまでの距離）はとくに限定されない。しかし、光源ＬＳが貫通孔Ｈから離れすぎていると卵Ｅが放出する自家蛍光が弱くなり、コラーゲンの有無を判別しにくくなる。したがって、光源ＬＳは、卵Ｅが放出する自家蛍光をある程度強くできる程度の光、つまり、コラーゲンの有無を判別できる程度の自家蛍光が卵Ｅから放出される程度の光を卵Ｅに照射できる距離に配置することが望ましい。
なお、光源ＬＳが卵Ｅに光を照射する時間はとくに限定されない。

（撮影手段Ｃ）
図１に示すように、ケースＢの上部空間内には、撮影手段Ｃが配置されている。この撮影手段Ｃは、卵Ｅから放出される自家蛍光を撮影するものである。この撮影手段Ｃは、自家蛍光を撮影することができるものであればよく、とくに限定されない。例えば、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等を使用することができる。

なお、図１では、撮影手段Ｃには、フィルタＦが設けられているが、フィルタＦは必ずしも設けなくてもよい。フィルタＦを使用する場合には、卵Ｅに含有されているコラーゲンの自家蛍光の波長は４８０〜５５０ｎｍであるので、かかる範囲の波長の光を選択的に透過するフィルタＦを使用することによって、他の光の影響を抑えつつ、コラーゲンの自家蛍光を確実に撮影することができる。

なお、ケースＢの上部空間内において、撮影手段Ｃを配設する位置はとくに限定されず、卵Ｅの自家蛍光を測定できる位置であればよい。例えば、図１（Ａ）に示すように、撮影手段Ｃと光源ＬＳとの間に貫通孔Ｈ（つまり卵Ｅ）が位置しかつ光源ＬＳの光軸ＣＬと撮影手段Ｃの光軸が一致するように配置してもよい。また、図１（Ｂ）に示すように、光源ＬＳの光軸ＣＬと撮影手段Ｃの光軸が直交するように（つまり卵Ｅを側方から撮影するように）配置してもよい。
また、撮影手段Ｃが卵Ｅを撮影する時間（つまり露光時間）もとくに限定されない。

（本実施形態の卵の検査装置の作用効果）
以上のごとき構成であるので、卵Ｅを貫通孔Ｈに配置した状態でケースＢ内を暗室の状態にして、光源ＬＳから卵Ｅに光を照射する。すると、卵Ｅがコラーゲンを含有していれば卵Ｅから自家蛍光が放出されるので、卵Ｅを撮影手段Ｃによって撮影していれば、その撮影画像に基づいて、卵Ｅがコラーゲンを含有しているか否かを検出することができる。

しかも、卵Ｅに光を照射すれば、瞬時に解析画像（例えば図２（Ａ）の画像）を得ることができ、コラーゲンの有無を判断できる。したがって、検査する既存のシステムなどに本実施形態の卵の検査装置作業を卵組み込んでも、作業効率の低下が生じない。また、光を当てる光源ＬＳと撮影手段Ｃを設けるだけでよいので、既存のシステムに設ける場合に、システムの改良を少なくできる。

（他の実施形態の検査装置）
検査装置は、上記ごとき構成に限られず、以下のような構成としてもよい。
なお、以下では、上述した装置と同等の機能を有するものについては、詳細な説明は割愛する。

図３に示すように、検査装置は、プレート状のベースＤＰ上に保持手段Ｈを備えている。この保持手段Ｈは、中空な筒状の部材であり、その上端に卵Ｅが配置される開口を有している。

この保持手段Ｈ内に、上記例と同様の光源ＬＳが配置されており、保持手段Ｈの開口に向けて光を照射するように配置されている。つまり、光源ＬＳから光を放出すると、その光が保持手段Ｈに保持された卵Ｅに照射されるようになっている。

そして、検査装置は、上記保持手段Ｈを覆うようなカバーを備えている。このカバー部材は、保持手段Ｈの側方を囲むように配置された側壁を備えており、側壁の上端に着脱可能に設けられた蓋を備えている。そして、この蓋を側壁の上端に取り付けると、カバー部材内部を暗室とすることができるように形成されている。

このカバー部材の蓋には、カメラＣが取り付けられている。具体的には、蓋を側壁の上端に取り付けたときに、カメラＣが保持手段Ｈに保持された卵Ｅの上方に位置するように取り付けられている。

図３に示すように、カメラＣは、制御装置ＣＢに電気的に接続されている。この制御装置ＣＢは、カメラＣの作動を制御し、撮影した画像を画像処理する機能を有している。
そして、この制御装置ＣＢは、撮影した画像や画像処理した画像などを表示するディスプレイＤを備えている。このため、撮影した結果をディスプレイＤによって容易に確認することができる。

以上のごとき構成とすれば、カバー部材の蓋を外せば、卵Ｅを保持手段Ｈに保持させたり、取り外したりすることができる。そして、卵Ｅを保持手段Ｈに配置した状態で、カバー部材の蓋を取り付け、光源ＬＳから光を卵Ｅに照射すれば、卵Ｅの自家蛍光をカメラＣによって測定をすることができる。

なお、保持手段Ｈの開口、つまり、卵Ｅを保持する開口は、どのように形成してもよい。例えば、保持手段Ｈの上端に蓋上のプレートを設け、このプレートに貫通孔を形成して保持手段Ｈの開口としてもよい。この場合、カバー部材とプレートによって、光源ＬＳや外部光の影響を排除して自家蛍光を測定できるので、卵にコラーゲンが含有されているか否かをより確実に検出することができる。この場合、蓋状のプレートが、特許請求の範囲にいう遮光部材に相当する。

また、保持手段Ｈの内径が卵の短径よりも小さい場合には、保持手段Ｈの上端開口をそのまま卵Ｅが配置される開口としてもよい。この場合、保持手段Ｈの側壁が、特許請求の範囲にいう遮光部材に相当するものとなる。

以下では、本実施形態の卵の検査方法によって、卵がコラーゲンを含有しているか否かを判断できることを確認した。

（実施例１）
実験では、ダンボール箱内に光源を配置し、このダンボール箱上面に貫通孔を形成して、その貫通孔に卵を配置して、この卵の上方から撮影手段によって自家蛍光を測定するようにした。つまり、図１（Ａ）において、上部空間が無いケースを使用して、測定を行った。なお、測定の際には、室内を暗くして、室内がほぼ暗室に近い状態として実験を行った。

測定に使用した光源、撮影手段は、以下のとおりである。なお、今回の実験では、フィルタは使用していない。
光源：ＲＥＶＯＸ社製砲弾型ＬＥＤ（中心波長４９０ｎｍ）
撮影手段：デジタルカメラ（ＣＡＮＯＮ製ＩＸＹＩ）

なお、測定した卵にコラーゲンが含まれているか否かは、測定後、卵を割って、コラーゲン検査キット（Ｃｈｏｎｄｒｅｘ社製）によって確認した。

実験結果を図２に示す。
図２（Ａ）に示すように、コラーゲン検査キットによってコラーゲンを含有していると判断された卵（実施例１）では、コラーゲン検査キットによってコラーゲンを含有していないと判断された卵（図２（Ｂ）参照、比較例１）に比べて、自家蛍光の影響で卵の形状がはっきりと撮影されていることが確認できる。

（実施例２）
実験では、鶏に与えると卵のコラーゲン量を増やすことができる飼料（商品名：ネッカリッチ（宮崎みどり製薬製））を、配合飼料に加えて鶏に与えた場合（実施例２）と、この飼料を含まない配合飼料を鶏に与えた場合（比較例２）について、卵のコラーゲン量の相違を本発明の装置により測定できるか否かを確認した。なお、比較例３として、コラーゲン量の増加を生じさせない木酢液を配合した配合飼料を鶏に与えた場合も確認した。

実験装置は、撮影手段として、画像処理用カラーＣＣＤカメラ（キーエンス製：型番ＸＧ−２００Ｃ）、及び画像処理装置（キーエンス製：型番ＸＧ−８５００）を使用した以外は、実施例１および比較例２と同じものを使用し、実施例１および比較例２と同じ条件で測定を行った。
また、画像処理後の画像において、自家蛍光の面積量（画素数）も測定した。

実験結果を図５〜図７に示す。
図５に示すように、実施例２では、自家蛍光の影響で卵の形状がはっきりと撮影されていることが確認できる。この場合の面積量は、画像中における卵の大きさに相当する画素数とほぼ同じになった。つまり、卵の全体でコラーゲンによる自家蛍光が生じており、コラーゲンを豊富に含んでいることが確認できた。

一方、図６、図７に示すように、比較例１、比較例２では、自家蛍光がほとんど見られず、面積量も０であった。

以上の結果より、本発明の方法を使用することによって、卵がコラーゲンを含有しているか否かを、非破壊で検査することができることが確認できた。

本発明の卵の検査装置は、卵にコラーゲンが含有されているか否かを非破壊で判別する装置として適している。

Ｅ 卵
Ｂ ケース
Ｃ カメラ
Ｆ フィルタ
Ｈ 保持手段
ＬＳ 光源

Claims (5)

1. 卵に含有されるコラーゲンを検出する装置であって、
   卵に青色光を含む光を照射する光源と、
   該光源からの光が照射された卵を撮影する撮影手段と、を備えている
   ことを特徴とする卵の検査装置。
2. 前記光源から照射される光が、
   ４８８ｎｍ近傍にピークを有する光である
   ことを特徴とする請求項１記載の卵の検査装置。
3. 卵を保持する保持手段と、
   該保持手段および該保持手段に保持された卵を覆うカバー部材と、を備えており、
   前記保持手段および／または前記カバー部材は、
   前記光源と前記撮影手段との間を遮光する遮光部材を備えている
   ことを特徴とする請求項１または２記載の卵の検査装置。
4. 卵に含有されるコラーゲンを検出する方法であって、
   卵に青色光を含む光を照射し、該光が照射された卵の自家蛍光を撮影する
   ことを特徴とする卵の検査方法。
5. 前記光が４８８ｎｍ近傍にピークを有する光である
   ことを特徴とする請求項５記載の卵の検査装置。