JP2016053578A - 卵検査装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】卵殻への蛋白質の付着の状態の有無に基づいて卵の検査を行う卵検査装置を提供する。【解決手段】本発明によれば、紫外線領域の波長を有する紫外光成分を含む照射光を検査対象の卵の卵殻表面に照射する光照射部と、前記照射光のうち卵殻表面から反射する反射光を受光する受光部と、前記受光部の受光した反射光のうちの前記紫外光成分に基づいて前記卵殻表面の蛋白質付着の状態を判定する判定部を備える、卵検査装置が提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、卵殻表面の蛋白質付着の状態等を検査可能な卵検査装置及び方法に関する。

鶏卵等に代表される卵は鶏舎にて産卵されたあと、一般に、卵の選別包装装置によって重量等の物理的性状に応じて選別され、透明な合成樹脂製のパック等で包装され、その後、市場に流通する。この選別包装に先立って、または並行して、卵は種々の検査を受ける。

卵の検査には、汚れの付着した卵を検出し除去する、いわゆる汚卵検査がある。この検査を自動化した装置として、たとえば、特許文献１に記載された汚卵検査装置がある。この汚卵検査装置は、３００ｎｍ〜５００ｎｍの光を卵に照射し、卵殻表面の卵殻色素が前記した波長の光を励起光として発生させる可視光領域（６００ｎｍ〜７００ｎｍ）の蛍光を利用して、汚れの存在しない（蛍光を発する）部分の画像と、汚れの存在する（蛍光を発しない）部分の画像とのコントラストを強調して卵殻表面の汚れを判定するものである。

特開２００５−１２７７２０号公報

ところで、卵には、不透明である汚れの他に、透明体である卵白が付着する場合もある。卵白の付着した卵は、汚卵とは異なるが、有機物である蛋白質などを含み、衛生的な観点から除去したい要求がある。しかし、卵白は、透明であり、３００ｎｍ〜５００ｎｍの光を通過させてしまい、卵殻表面に対して十分なコントラストを得られないため、特許文献１に記載の汚卵検査装置では、卵白を検出できない。すなわち、特許文献１に記載の汚卵検査措置は、卵白のような例があるので、卵殻表面への蛋白質の付着の状態等の検査を行う卵検査装置としては有効に機能しない場合がある。

本発明は、この問題を解決すべくなされたものであり、卵殻への蛋白質の付着の状態の有無に基づいて卵の検査を行う卵検査装置を提供するものである。

本発明によれば、紫外線領域の波長を有する紫外光成分を含む照射光を検査対象の卵の卵殻表面に照射する光照射部と、前記照射光のうち卵殻表面から反射する反射光を受光する受光部と、前記受光部の受光した反射光のうちの前記紫外光成分に基づいて前記卵殻表面の蛋白質付着の状態を判定する判定部を備える、卵検査装置が提供される。

この卵検査装置によれば、光照射部から紫外線領域の波長を有する紫外光成分を含む照射光が卵殻表面に照射される。卵殻表面は、照射光の紫外光成分を多く反射する。これに対して、蛋白質は、照射光の紫外光成分を吸収し、紫外光成分の反射が小さい。このため、卵殻表面に蛋白質が付着している場合は、反射光に含まれる紫外光成分が減少する。判定部は、受光部が受光した反射光のうちの紫外光成分から卵殻表面の蛋白質付着の状態を判定する。したがって、本発明に係る卵検査装置は、卵殻表面に付着した蛋白質を容易に検出することができる。

以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記受光部は、前記反射光に含まれる前記紫外光成分のうちの第１特定波長の光成分を選択的に検出する紫外光検出器を備え、前記判定部は、前記紫外光検出器による検出値に基づいて前記卵殻表面の蛋白質付着の状態を判定する。
好ましくは、第１特定波長は、２００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内の特定の波長である。
好ましくは、前記受光部は、前記反射光に含まれる前記紫外光成分に基づく紫外光画像を生成する紫外光画像撮像部を備え、前記判定部は、前記紫外光画像内での紫外光強吸収領域に基づいて前記卵殻表面の蛋白質付着の状態を判定する。
好ましくは、前記照射光は、可視光領域の波長を有する可視光成分を含み、前記判定部は、前記受光部の受光した反射光のうちの前記紫外光成分と前記可視光成分に基づいて卵の状態を判定する。
好ましくは、前記受光部は、前記反射光に含まれる前記可視光成分のうちの第２特定波長の光成分を選択的に検出する可視光検出器を備え、前記判定部は、前記紫外光検出器による検出値及び前記可視光検出器による検出値に基づいて卵の状態を判定する。
好ましくは、第２特定波長は、４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内の特定の波長である。
好ましくは、前記光照射部は、殺菌灯を備える。
好ましくは、前記受光部は、前記反射光に含まれる前記可視光成分に基づく可視光画像を生成する可視光画像撮像部を備え、前記判定部は、前記可視光画像内での可視光弱検出領域に基づいて前記卵殻の可視ヒビ及び前記卵殻表面の可視汚れ付着の状態を判定する。
好ましくは、前記判定部は、前記可視光弱検出領域内外の明暗差に基づいて、前記可視光弱検出領域が可視ヒビと可視汚れのどちらに由来するかを判定する。
好ましくは、前記可視光弱検出領域は、エッジ検出によって特定される。
好ましくは、前記判定部は、前記卵殻表面の蛋白質付着の状態と、前記卵殻の可視ヒビの状態と、前記卵殻表面の可視汚れ付着の状態に基づいて、検査対象の卵がリーク卵であるかどうかを判定する。
好ましくは、前記判定部は、前記卵殻表面の蛋白質付着の状態と、前記卵殻の可視ヒビの状態と、前記卵殻表面の可視汚れ付着の状態に基づいて、検査対象の卵が正常卵、汚卵、可視ヒビ卵、及びリーク卵の何れであるのかを判定する。
好ましくは、検査対象の卵を回転させながら搬送する搬送部をさらに備え、前記判定部は、前記卵が所定角度回転される度に前記卵の状態の判定を行う。

本発明によれば、上記記載の卵検査装置を用いた卵検査方法であって、紫外線領域の波長を有する紫外光成分を含む照射光を卵殻表面に照射するステップと、前記照射光のうち卵殻表面から反射する反射光を受光するステップと、前記受光部の受光した反射光のうちの前記紫外光成分に基づいて前記卵殻表面の蛋白質付着の状態を判定するステップとを備える、卵検査方法が提供される。

本発明の第１実施形態にかかる卵検査装置の概略を示す概略図である。 図１の殺菌灯における２００ｎｍ〜５００ｎｍの波長に対する光強度のピークを示すグラフであり、図２（Ａ）は、２５４ｎｍ付近のピークに縦軸のスケールを適応させ、図２（Ｂ）は、他のピークに縦軸のスケールを適応させたグラフである。 図１の受光部の構成を示す概略図である。 図１の卵検査装置により、正常卵と付着卵を検査した結果を示すグラフである。 図２の卵検査装置により、正常卵、濡卵、汚卵、卵白付着卵、卵黄付着卵、リーク卵を検査した結果を示すグラフである。 トリプトファン（Ｔｒｐ）、チロシン（Ｔｒｙ）、フェニルアラニン（Ｐｈｅ）、アルブミン（ＢＳＡ）の光の吸収スペクトルを示すグラフである。 本発明の第２実施形態にかかる卵検査装置の概略を示す概略図である。 本発明の第２実施形態での紫外光画像の解析方法の説明図である。 本発明の第２実施形態の方法による検査対象の卵の状態の判定試験の結果を示す。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る卵検査装置１について図面を用いて説明する。卵検査装置１は、たとえば、卵の選別包装システム（たとえば、特開２００５−１２７７２０号公報参照）に備え付けられて、卵Ｅの選別に利用される。この場合、卵検査装置１は、選別包装システムで搬送される卵の卵殻表面Ｅｆに付着した付着物を検出する。

卵検査装置１は、図１に示すように、卵殻表面Ｅｆに光を照射する光照射部１０と、卵殻表面Ｅｆからの光を受光する受光部２０と、受光部２０の受光した光から蛋白質の存在を判定する判定部３０とを備える。検査の対象である卵Ｅは、選別包装システムの搬送部Ｃにより搬送されながら検査される。搬送部Ｃは、一対のローラＣ１の間に卵Ｅを保持し、ローラＣ１の矢印Ｙ１方向への回転に伴って卵Ｅを矢印Ｙ２方向に回転させるように構成されている。また、ローラＣ１は、矢印Ｘで示すようにスライド移動可能になっている。このため、卵Ｅは、ローラＣ１上で回転されながら矢印Ｘ方向に移動する。卵Ｅの全周が検査されるように、卵検査装置１は、卵Ｅが所定角度（例：６０度）回転される毎に検査を実行するように構成されている。ローラＣ１は、連続的に回転するように構成してもよく、所定角度回転する度に停止して卵の検査完了後に再度回転するように構成してもよい。

光照射部１０から照射される照射光Ｉは、少なくとも２００ｎｍ〜３００ｎｍの光成分、すなわち紫外光領域（１９０ｎｍ〜４００ｎｍ）の一部の波長を有する光成分を含む。この照射光Ｉを卵殻表面Ｅｆに照射する。また、光照射部１０は、４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視光領域の波長を有する光成分を含んでいてもよい。特に、光照射部１０は、４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長を有する光成分を含む照射光Ｉを照射してもよい。本実施の形態において、光照射部１０は、従来よく知られる殺菌灯Ｐを光源として備える。光照射部１０は、上記波長領域の光成分を照射できれば、ＬＥＤ、レーザ等の他の光源を備えていてもよい。

殺菌灯Ｐは、図２に示すように、２５４ｎｍ付近、３１３ｎｍ付近、３６５ｎｍ付近、４０５ｎｍ付近、４３６ｎｍ付近に光強度のピークを有し、特に、２５４ｎｍ付近にピークが大きいピークとなっている。また、殺菌灯Ｐは、４３６ｎｍ付近のピークも比較的大きいピークとなっている。なお、以下の説明では、特定波長付近の光成分について、「特定波長の光成分」と称して説明する。すなわち、「２５４ｎｍの光成分」とは、２５４ｎｍ付近の光成分を意味する。

再び図１を参照すると、受光部２０は、光照射部１０からの照射光Ｉのうち、卵の卵殻表面Ｅｆからの反射光Ｒを受光する位置に配置される。受光部２０は、少なくとも１つの検出器２２を備える。本実施の形態において、検出器２２は、従来よく知られるフォトダイオードであるが、光を検出し、電気信号に変換できれば他の素子であってもよい。たとえば、検出器２２は、ＣＣＤカメラのように、光を検出し、電気信号に変換して画像を得るものであってもよい。

卵殻表面Ｅｆに照射された照射光Ｉのうち、２００ｎｍ〜３００ｎｍの光成分は、卵の卵殻表面Ｅｆで多く反射される。したがって、受光部２０が受光する反射光Ｒは、２００ｎｍ〜３００ｎｍの波長成分を多く含む。なお、反射光Ｒは、照射光Ｉの波長が変換されることなく照射光Ｉが卵殻表面で反射された光であり、照射光Ｉと反射光Ｒの波長は同一である。一方、蛍光は、卵殻表面に照射された照射光が長波長化されて卵殻から放出される光であるので、反射光Ｒは、蛍光とは異なる。

図３に示すように、本実施の形態において、受光部２０は、紫外光検出器２２ａと、可視光検出器２２ｂを備える。紫外光検出器２２ａは、２５４ｎｍの光成分を通過させるバンドパスフィルタ２４ａを備え、可視光検出器２２ｂは、４３６ｎｍの光成分を通過させるバンドパスフィルタ２４ｂを備える。これにより、紫外光検出器２２ａは、２５４ｎｍの光成分のみを選択的に検出でき、可視光検出器２２ｂは、４３６ｎｍの光成分のみを選択的に検出できる。

本実施の形態では、通過させる光成分が互いに異なるバンドパスフィルタを用いることによって、紫外光検出器２２ａと可視光検出器２２ｂが互いに異なる波長の光成分を受光可能に構成されている。しかし、光成分を選択的に検出可能にするための構成はこれに限定されず、例えば、特定の波長領域にのみ感度をもつ素子を用いて検出器を構成することによって、特定波長の光成分を選択的に検出可能にしてもよい。

本実施の形態において、たとえば、光照射部１０が２５４ｎｍの光成分を含む照射光Ｉを照射し、受光部２０が紫外光検出器２２ａにおいて２５４ｎｍの光成分を選択的に検出する。このような構成により、紫外光検出器２２ａは、反射光Ｒのみを検出し、たとえば、蛍光を検出しない。すなわち、光照射部１０が特定波長の光成分を含む照射光Ｉを照射し、受光部２０が検出器２２ａ，２２ｂにおいて、その特定波長の光成分を選択的に検出する。このため、検出器２２ａ，２２ｂは、反射光のみを検出する。光照射部１０と受光部２０は、検出器２２ａ，２２ｂが反射光のみを検出するように、適宜選択される。

受光部２０が検出器２２ａ，２２ｂにおいて検出した反射光Ｒの情報は電気信号に変換されて判定部３０に送られる。判定部３０に送られる情報は、たとえば、光の波長に対する反射光の強度の情報を含む。光の波長に対する反射光の強度の情報から、たとえば、図４、図５に示すようなグラフを取得できる。

図４は、卵殻表面Ｅｆに卵白が付着した状態の卵（以下「付着卵」という。）と、付着物の付着がない状態の卵（以下「正常卵」という。）とを比較したグラフである。すなわち、図４は、本実施の形態にかかる卵検査装置において、卵殻表面Ｅｆに卵白が付着した付着卵と、卵白等の付着物のない正常卵とをそれぞれ検査して得られるグラフである。

図４では、縦軸を光の強度、横軸を光の波長としている。図４（Ａ）は、検出器が検出した２００〜３００ｎｍの光成分の強度を示し、図４（Ｂ）は、検出器が検出した４００〜５００ｎｍの光成分の強度を示す。

付着卵および正常卵の両方において、図４（Ａ）では、検出器により２５４ｎｍに反射光の強度のピークが検出され、図４（Ｂ）では、検出器により４３６ｎｍに反射光の強度のピークが検出される。これは、殺菌灯Ｐから照射される光は、２５４ｎｍ、４３６ｎｍに高い強度を有するため、受光部２０が受ける反射光も２５４ｎｍ、４３６ｎｍに高い強度を有し、これら波長に光強度のピークが存在する。

なお、卵殻からの蛍光による光成分が受光部２０に入射することもあるが、検出器２２ａ，２２ｂが２５４ｎｍの光成分、４３６ｎｍの光成分を選択的に受光するため、蛍光による光成分は、反射光Ｒから得られる情報に実質的に影響を与えない。

図４（Ａ）では、２５４ｎｍでの正常卵のピークが、２５４ｎｍでの付着卵のピークよりも高くなっている。その理由は以下の通りである。光照射部１０から照射された照射光Ｉのうち、２５４ｎｍの光成分の大部分が、正常卵では卵殻表面で反射されるのに対し、付着卵では卵白に吸収されて反射されない。このため、正常卵では、反射光Ｒ中に含まれる２５４ｎｍの光成分が多く、検出器２２ａで検出される強度が高いのに対して、付着卵では反射光Ｒ中に含まれる２５４ｎｍの光成分が少なく、検出器２２ａで検出される強度が低い。したがって、図４（Ａ）は、付着卵を検査する場合は、正常卵を検査する場合に比較して、２５４ｎｍの光成分の強度が小さくなることを示す。

ところで、卵白および卵黄は、従来よく知られるように、蛋白質を含み、蛋白質は、多種のアミノ酸を有する。そのようなアミノ酸には、トリプトファンに代表される芳香族アミノ酸があり、芳香族アミノ酸は、紫外光領域の光を吸収する。図６では、トリプトファン（Ｔｒｐ）、チロシン（Ｔｒｙ）、フェニルアラニン（Ｐｈｅ）、アルブミン（ＢＳＡ）の光の吸収スペクトルを示す。

例えば、トリプトファンは、図６示すように、２００〜３００ｎｍの光成分を吸収するため、反射光Ｒは、この波長領域の光成分が少ない。したがって、紫外光領域の特定の波長（たとえば、２５４ｎｍ）の光成分を含む光がトリプトファンに照射されると、その特定の波長（２５４ｎｍ）より長い波長の光が蛍光としては出射されるが、２５４ｎｍの光成分は出射されない。すなわち、２５４ｎｍの光成分がトリプトファンに吸収されるので、反射光Ｒに含まれる２５４ｎｍの光成分が少なくなる。

よって、再び図４を参照するに、付着卵を検査する場合に、２５４ｎｍの光成分を含む光が付着卵に照射されても、卵白、すなわちトリプトファンが２５４ｎｍの光成分を吸収し、受光部２０が受ける反射光Ｒに含まれる２５４ｎｍの光成分が少なくなり、検出器２２ａは、２５４ｎｍの光成分をほとんど検出しない。

他方、正常卵を検査する場合に、付着物のない卵殻表面Ｅｆは、従来よく知られるように、２５４ｎｍの光成分を吸収せずに反射する特性を有しているため、２５４ｎｍの光成分を含む光が正常卵に照射されると、卵殻表面が２５４ｎｍの光成分を多く反射し、受光部２０が受ける反射光Ｒに含まれる２５４ｎｍの光成分が多く、検出器２２ａは、２５４ｎｍの光成分を多く検出する。したがって、図４（Ａ）では、２５４ｎｍでの正常卵のピークが２５４ｎｍでの付着卵のピークよりも高くなる。

図４（Ｂ）では、４３６ｎｍでの正常卵のピークが４３６ｎｍでの付着卵のピークと略同等になっている。卵白は、従来よく知られるように、見た目に透明であり、可視光領域の光成分を透過する。したがって、卵白が付着した付着卵であっても、可視光領域に属する４３６ｎｍの光成分は、卵白を透過し、卵殻表面Ｅｆで多く反射される。正常卵であっても、同様に、４３６ｎｍの光成分は卵殻表面Ｅｆで多く反射される。

したがって、正常卵の場合も付着卵の場合も、検出器２２ｂは、反射光Ｒに含まれる４３６ｎｍの光成分を多く検出する。なお、４３６ｎｍの光成分は卵を励起することがなく、この光成分に起因して卵殻表面Ｅｆから蛍光が出射されることもない。

以上のように、図４（Ａ）では、２５４ｎｍにおけるピークは、付着卵では小さく、正常卵では大きくなっており、図４（Ｂ）では、４３６ｎｍにおけるピークは、付着卵と正常卵では顕著な差異がない。したがって、本実施の形態における卵検査装置の判定部３０は、反射光Ｒに含まれる、紫外光領域の光成分である２５４ｎｍの光成分から卵殻表面の蛋白質付着の状態を判定することができる。

また、本実施の形態における卵検査装置の判定部３０は、反射光Ｒに含まれる、たとえば４３６ｎｍの可視領域の波長を有する光成分の強度の情報を組み合わせることにより、付着卵と正常卵を判定することができる。すなわち、紫外光検出器２２ａによる検出結果と、可視光検出器２２ｂによる検出結果を組み合わせることによって、卵殻表面の付着物の種類を判定することができる。

次に、図５について説明する。図５は、判定部３０が取得した情報に基づき、横軸を反射光Ｒ中の２５４ｎｍの光成分の強度、縦軸を反射光Ｒ中の４３６ｎｍの光成分の強度としたグラフを示す。図５に示される領域は、卵殻表面Ｅｆに種々の付着物が付着した複数の卵Ｅを、本実施の形態にかかる卵検査装置１により検査した場合に得られる分布を示す。すなわち、図５は、卵検査装置により卵の付着物を検査した実験結果である。

図５では、鶏糞などの汚れ、卵白、卵黄、水が付着する卵を検査した場合に、検出器２２ａ，２２ｂの検出結果から、卵殻に付着している付着物の種類を検査できることが示される。なお、卵には、卵殻が破壊されることなく、汚れ、卵白、卵黄、水が付着する場合の他に、卵殻が破壊されて内容物、すなわち卵白または卵黄が吐出し、卵殻表面Ｅｆに付着する場合もある。これは、リーク卵と称され、図５では、リーク卵も検査できることが示されている。

図５は、横軸を反射光Ｒ中の２５４ｎｍ（第１の波長）の光成分の強度とし、縦軸を反射光Ｒ中の４３６ｎｍ（第２の波長）の光成分の強度として、付着物が付着した卵やリーク卵からの反射光中の第１及び第２の波長の光成分の強度に応じて、卵ごとに１点をプロットするようなグラフである。したがって、１つの卵につき、１つのプロットが得られる。各卵についてのプロットの位置は、付着物の種類や、内容物のリークの有無に相関しているため、卵の状態ごとに、複数のプロットが特定の領域に偏在する。図５では、各卵のプロットは省略し、プロットが偏在する領域を示す。

図５では、卵検査装置１により検査される卵として、内容物のリークを含む付着物がない正常卵Ｎ、汚れが付着した汚卵Ｄ、水が付着した濡卵Ｗ、卵白が付着した卵白付着卵Ｇ、卵黄が付着した卵黄付着卵Ｙ、内容物（卵白または卵黄）が付着したリーク卵Ｌを示す。

正常卵Ｎは、第１および第２の波長の光成分の吸収が小さく、卵殻表面Ｅｆで大きく反射されるため、両波長の光成分の強度の大きい右上にプロットされる。したがって、正常卵Ｎを検査した場合に、図５では、右上の領域Ｎにプロットが偏在する。

汚れが付着した汚卵Ｄは、一般に、有色物質が付着物として付着している。付着物として、たとえば、鶏糞、土等がある。鶏糞、土等は、蛋白質を含まないため、第１の波長の光成分は大部分が付着物に吸収されない。他方、付着物が有色であるため、第２波長の光成分は大部分が付着物に吸収される。したがって、反射光Ｒ中の第１の波長の光成分は強度が大きく、第２の波長の光成分は強度が小さくなる。したがって、汚卵Ｄを検査した場合に、図５では、汚卵Ｄの検査結果は右下の領域Ｄにプロットが偏在する。

濡卵Ｗに付着した水は、蛋白質を含まず、また透明である。したがって、第１の波長および第２の波長の両方の光成分は、水に大きく吸収されることなく、卵殻表面Ｅｆで反射される。これにより、反射光Ｒ中の第１および第２の波長の光成分の強度は大きくなる。したがって、図５では、濡卵Ｗの検査結果は、右上の領域Ｗにプロットが偏在する。ただし、水が光を一部散乱等するため、正常卵Ｎに比較してやや左の領域にプロットされる。

卵白付着卵Ｇに付着した卵白は、蛋白質を含み、また透明である。よって、第１の波長の光成分は、卵白に大きく吸収される。また、第２の波長の光成分は、卵白で大きく吸収されることなく、卵殻表面Ｅｆで反射される。これにより、反射光Ｒ中の第１の波長の光成分の強度は小さくなり、第２の波長の光成分の強度は大きくなる。したがって、図５では、卵白付着卵Ｇの検査結果は、中央上の領域Ｇにプロットが偏在する。

卵黄付着卵Ｙに付着した卵黄は、蛋白質を含み、また有色である。したがって、第１および第２の波長の両方の光成分は、卵黄に吸収される。これにより、反射光Ｒ中の第１および第２の波長の光成分の強度は小さくなる。したがって、図５では、卵黄付着卵Ｙの検査結果は、中央下の領域Ｙにプロットが偏在する。

内容物が吐出したリーク卵Ｌは、卵白付着卵または卵黄付着卵に比較して、大量の卵白または卵黄が卵殻表面Ｅｆに付着する。したがって、第１の波長の光成分は、大量の卵白または卵黄に大きく吸収され反射されない。また、第２の波長の光成分は、リークした内容物が卵白の場合は、卵白で大きく吸収されることなく、卵殻表面Ｅｆで反射される。一方、リークした内容物が卵黄の場合は、卵黄で吸収される。

したって、リーク卵Ｌでは、反射光Ｒ中の第１の波長の光成分の強度は非常に小さくなり、第２の波長の光成分の強度はリークした内容物に応じて変化する。図５では、リーク卵Ｌの検査結果は、第１の波長の光成分が吸収されることにより左側にプロットが偏在し、かつリークした内容物によって生じる第２の波長の光成分の吸収に応じて上下に延びた領域Ｌにプロットが偏在する。卵黄のリークが多い程、領域Ｌの下側にプロットが偏在することになる。

卵殻表面Ｅｆに付着した付着物、またはリーク卵Ｌのリークした内容物により、図５でプロットされた領域が特定される。これにより、付着物の種類またはリーク卵であるかどうかを判定することができる。したがって、本発明の実施の形態にかかる卵検査装置は、いわゆるリーク卵検査装置として利用できる。

図５に関する実験では、卵白付着卵または卵黄付着卵とリーク卵とを分けて考えているが、リーク卵であっても卵黄または卵白が付着している。したがって、リーク卵は、付着卵として判定することもできる。これら付着物による図５のようなグラフは例示であり、各種の付着物が付着した卵のプロットを分類する領域は適宜選択される。すなわち、第１および第２の波長の光成分の強度から卵殻表面の付着物を検査できれば、判定部は、他のグラフ、他の手段等により付着物の種類を判定してもよい。

判定部３０は、従来よく知られるソフトウエア、ハードウエアにより構成される。また、光照射部１０、受光部２０、搬送部Ｃ、卵Ｅの位置関係は、付着物の検出に適するように適宜変更できる。また、付着物の検出を容易にするように、装置全体を遮光性の箱で覆う等の構成も適宜追加できる。さらに、図２、図４、図５の光強度は、照射部１０、受光部２０、卵Ｅの位置関係等により変更されるため、検査に応じて適宜調整される。

受光部２０が選択的に検出する光成分の波長は適宜変更できる。たとえば、付着物が２５０ｎｍの光を吸収する場合は、照射光Ｉとして２５０ｎｍの光成分を含む光を用い、反射光Ｒを受光する受光部２０は、２５０ｎｍの光成分を選択的に検出するようにすればよい。

検出器２２ａとして、紫外光成分に感度を有する紫外線カメラ（紫外光画像撮像部）を用い、紫外線カメラの前に２５４ｎｍ等の光学フィルタを設けてもよい。これにより、カメラが紫外光成分のみを受光して紫外光画像を取得することができ、この画像から蛋白質付着の状態を判定できる。

本実施の形態において、光照射部１０は、複数の波長に光強度のピークを有する殺菌灯Ｐからなるが、複数の波長にピークを有さなくとも、少なくとも２００ｎｍ〜３００ｎｍの光成分を含めばよい。

本実施の形態において、判定部３０は、蛋白質に代表される付着物を判定するときに、事前に調査された値を基準に判定を行ってもよいし、検査を受ける複数の卵のうち、検査対象の卵から得られる値と、他の卵から得られる値を比較して判定を行ってもよい。

本実施の形態において、判定部３０は、特定波長の光成分の強度を照射光Ｉと反射光Ｒとで比較することによって付着物を判定するが、たとえば、光のスペクトルを照射光Ｉと反射光Ｒとで比較して付着物を判定するように、従来よく知られた他の方法により付着物を判定してもよい。

（第２実施形態）
第１実施形態では図５に示すグラフを用いて、検査対象の卵Ｅがリーク卵と付着卵の何れであるのかの判定を行った。しかし、第１実施形態では、反射光Ｒ中の第１及び第２の波長の光成分の強度に基づいて判定を行っているため、例えば、リーク卵であっても卵白や卵黄の漏れ出しが比較的少ない場合には、卵殻表面での２５４ｎｍの光成分の吸収が比較的少なくなり、その結果、リーク卵が誤って、卵白や卵黄の付着卵であると判定されてしまう場合があるという問題がある。本実施形態は、このような問題を解決するためになされたものであり、検査対象の卵がリーク卵であるかどうかをより高精度に判定する。以下、詳細に説明する。

本実施形態では、卵検査装置１は、図７に示すように、卵殻表面Ｅｆに光を照射する光照射部１０と、卵殻表面Ｅｆからの光を受光する受光部２０と、受光部２０の受光した光から蛋白質の存在を判定する判定部３０とを備える。検査の対象である卵Ｅは、選別包装システムの搬送部Ｃにより搬送されながら検査される。搬送部Ｃの構成は、第１実施形態と同様である。

光照射部１０は、第１照射光ＰＩを卵Ｅに照射する第１光照射部１０ａと、第２照射光ＦＩを卵Ｅに照射する第２光照射部１０ｂとを含む。第１照射光ＰＩは、紫外光成分を主成分とする光であり、第２照射光ＦＩは、可視光成分を主成分とする光であり、従って、第１照射光ＰＩ中の紫外光成分の強度は、第２照射光ＦＩ中の紫外光成分よりも高く、第２照射光ＦＩ中の可視光成分の強度は、第１照射光ＰＩ中の紫外光成分よりも高い。第１光照射部１０ａは、第１実施形態と同様に殺菌灯などで構成され、第２光照射部１０ｂは、例えば蛍光灯で構成される。ここでは、２つの光照射部から波長分布が異なる２種類の照射光を放出させ、これらの照射光の両方を卵Ｅに照射することによって、卵Ｅに対して紫外光成分と可視光成分の両方を含む照射光を照射することを可能にしている。別の実施形態では、紫外光成分と可視光成分の両方を含む照射光を発する単一の光照射部を用いてもよい。

照射光ＰＩ，ＦＩが卵Ｅの卵殻表面Ｅｆで反射して生成される反射光Ｒには、照射光ＰＩ，ＦＩと同様に紫外光成分と可視光成分が含まれる。受光部２０は、紫外光画像撮像部２６ａと、可視光画像撮像部２６ｂとを備える。紫外光画像撮像部２６ａと卵Ｅとの間には、可視光成分をカットする可視光遮断フィルタ２７が配置されている。このため、紫外光画像撮像部２６ａには、反射光Ｒ中の紫外光成分のみが到達し、紫外光画像撮像部２６ａは、反射光Ｒに含まれる紫外光成分に基づく紫外光画像を生成する。本実施形態では、可視光遮断フィルタ２７は、特定波長（例：２５４ｎｍ）の光成分のみを透過させるように構成されているが、特定の波長範囲（例：２００〜３００ｎｍ）の光成分を透過させるように構成してもよい。可視光遮断フィルタ２７としては、第１実施形態のバンドパスフィルタ２４ａと同様のものを用いることができる。

一方、可視光画像撮像部２６ｂと卵Ｅとの間には、フィルタが配置されていないので、可視光画像撮像部２６ｂには、反射光Ｒの全成分が到達する。しかし、可視光画像撮像部２６ｂとして、紫外光成分に対する感度が可視光成分に対する感度よりも低いもの（好ましくは、紫外光成分に対して実質的に感度を有さないもの）を用いることによって、可視光画像撮像部２６ｂは、反射光Ｒに含まれる可視光成分に基づく可視光画像を生成することが可能になっている。なお、可視光画像撮像部２６ｂと卵Ｅとの間に、紫外光成分をカットする紫外光遮断フィルタを配置してもよい。この場合、可視光画像撮像部２６ｂとして、紫外光成分に対して感度を有するものも利用可能になる。また、紫外光遮断フィルタは、可視光領域中の特定波長の光成分のみを透過させるように構成してもよく、特定の波長範囲（例：４００〜５００ｎｍ）の光成分を透過させるように構成してもよい。紫外光遮断フィルタとしては、第１実施形態のバンドパスフィルタ２４ｂと同様のものを用いることができる。

紫外光画像及び可視光画像は、判定部３０に送られて画像解析され、その結果に基づいて卵Ｅの状態が判定される。

ここで、図８を用いて、紫外光画像の画像解析について説明する。図８（Ａ）は、３つの卵Ｅ１〜Ｅ３について撮影した紫外光画像を示す。卵Ｅ１には付着物がなく、卵Ｅ２には、盲腸便などの蛋白質を多く含まない汚れＤが付着しており、卵Ｅ３には、卵白などの蛋白質Ｔが付着している。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）中の直線Ｓ上の画素位置での紫外光画像の階調値（輝度値）を示すグラフである。図８（Ｂ）の縦軸には、判定領域抽出閾値と蛋白吸収検出閾値が設定されている。紫外光画像の階調値が判定領域抽出閾値を超える領域が、図８（Ａ）に示す判定領域Ｊとして設定される。また、判定領域Ｊ内において紫外光画像の階調値が蛋白吸収検出閾値を下回る領域が紫外光強吸収領域として設定される。蛋白質が付着している領域では、蛋白質による紫外光成分の吸収によって紫外光成分の階調値が大幅に低下するので、紫外光強吸収領域は、蛋白質が付着している領域に対応する。

付着物がない卵Ｅ１では、判定領域Ｊ内に紫外光強吸収領域が存在していないので、卵Ｅ１には、蛋白質の付着がないと判定される。汚れＤが付着している卵Ｅ２では、判定領域Ｊ内に階調値の凹みが存在するものの、この凹み内での階調値の下限は、蛋白吸収検出閾値よりも大きいので、卵Ｅ２には、蛋白質の付着がないと判定される。一方、蛋白質Ｔが付着している卵Ｅ３では、判定領域Ｊ内に階調値の凹みが存在し、この凹み内での階調値の下限が蛋白吸収検出閾値を下回っているので、紫外光画像には紫外光強吸収領域が存在し、卵Ｅ３には、蛋白質が付着していると判定される。このように、本実施形態では、判定部３０は、紫外光画像内での紫外光強吸収領域に基づいて卵殻表面Ｅｆの蛋白質付着の状態を判定する。判定部３０は、紫外光強吸収領域が少しでも存在する場合には蛋白質が付着していると判断してもよく、判定領域Ｊに対する紫外光強吸収領域の面積割合が閾値を超える場合に蛋白質が付着していると判断してもよい。

次に、可視光画像の画像解析について説明する。可視光画像中に存在する可視汚れと可視ヒビは、卵殻に比べて、可視光成分の吸収が大きいか又は可視光成分を可視光画像撮像部２６ｂ以外の方向に反射又は散乱させるので、可視汚れ又は可視ヒビが存在する領域は、可視光画像撮像部２６ｂによって可視光成分が比較的弱く検出される可視光弱検出領域となる。可視光弱検出領域は、エッジ検出によって特定可能である。一般に、可視汚れに由来する可視光弱検出領域では、可視ヒビに由来する可視光弱検出領域よりも、可視光弱検出領域内外の明暗差が大きくなる傾向がある。従って、この明暗差が閾値を超えるかどうかによって、可視光弱検出領域が可視汚れと可視ヒビのどちらに由来するのかを判定することができる。なお、可視光弱検出領域が可視汚れと可視ヒビのどちらに由来するのかの判定は、可視光弱検出領域の面積や色彩を考慮することによって行ってもよい。なお、本明細書において、「可視ヒビ」という用語には、卵殻の亀裂のみでなく、卵殻が部分的に欠落して形成されたホールも含まれる。また、本明細書において、「可視ヒビ」及び「可視汚れ」は、それぞれ、可視光画像の画像解析によって検出可能なヒビ及び汚れを意味する。

以上のように、紫外光画像と可視光画像を解析することによって、検査対象の卵について（１）卵殻表面の蛋白質付着の状態、（２）卵殻の可視ヒビの状態、（３）卵殻表面の可視汚れ付着の状態を得ることができる。そして、これらの状態に基づいて、検査対象の卵の状態の判定が可能である。卵の状態の判定の例を図９に示す。図９では、卵Ｅ１１〜Ｅ１６について判定を行った。

卵Ｅ１１は、正常卵であり、蛋白質及びその他の汚れの付着がなく、可視ヒビが存在していない。卵Ｅ１１について本実施形態の検査を行うと、紫外光画像の解析では蛋白質付着が検出されず、可視光画像の解析では可視ヒビと可視汚れ付着のどちらも検出されなかった。このため、判定部３０は、卵Ｅ２１が「正常卵」であると判定した。
卵Ｅ１２は、盲腸便/直腸便付着卵であり、盲腸便/直腸便が付着しているが、可視ヒビが存在していない。卵Ｅ１２について本実施形態の検査を行うと、紫外光画像の解析では蛋白質付着が検出されず、可視光画像の解析では可視汚れ付着が検出された。このため、判定部３０は、卵Ｅ１２が「汚卵」であると判定した。
卵Ｅ１３は、可視ヒビ卵であり、蛋白質及びその他の汚れの付着がないが、可視ヒビが存在している。卵Ｅ１３について本実施形態の検査を行うと、紫外光画像の解析では蛋白質付着が検出されず、可視光画像の解析では可視ヒビが検出された。このため、判定部３０は、卵Ｅ１３が「可視ヒビ卵」であると判定した。
卵Ｅ１４は、卵黄/卵白付着卵であり、蛋白質が付着しているが、可視ヒビが存在していない。卵Ｅ１４について本実施形態の検査を行うと、紫外光画像の解析では蛋白質付着が検出され、可視光画像の解析では可視ヒビと可視汚れ付着のどちらも検出されなかった。このため、判定部３０は、卵Ｅ１４が「汚卵」であると判定した。なお、卵Ｅ１４において、卵黄が付着している領域は、黄色っぽくなっているので一応は視認可能である。しかし、可視光画像中では、卵黄付着領域とその周囲の領域の間の明暗差が所定の閾値を下回ったため、卵黄付着領域は、可視光弱検出領域として検出されず、その結果、可視ヒビと可視汚れ付着のどちらも検出されなかった。
卵Ｅ１５は、脱肛卵であり、蛋白質及び可視汚れが付着しているが、可視ヒビが存在していない。卵Ｅ１５について本実施形態の検査を行うと、紫外光画像の解析では蛋白質付着が検出され、可視光画像の解析では可視汚れ付着が検出され、可視ヒビが検出されなかった。このため、判定部３０は、卵Ｅ１５が「汚卵」であると判定した。
卵Ｅ１６は、リーク卵であり、蛋白質が付着しており、かつ可視ヒビが存在している。卵Ｅ１６について本実施形態の検査を行うと、紫外光画像の解析では蛋白質付着が検出され、可視光画像の解析では可視汚れ付着が検出されず、可視ヒビが検出された。このため、判定部３０は、卵Ｅ１６が「リーク卵」であると判定した。

以上のように、本実施形態の方法によって、互いに状態の異なる６つの卵Ｅ１１〜Ｅ１６の状態を正確に判定することができた。なお、ここでは、検査対象の卵が正常卵、汚卵、可視ヒビ卵、及びリーク卵の何れであるのかの判定を行ったが、よりシンプルに、検査対象の卵がリーク卵であるかどうかの判定のみを行ってもよい。

本実施形態では、（１）卵殻表面の蛋白質付着の状態、（２）卵殻の可視ヒビの状態、（３）卵殻表面の可視汚れ付着の状態に基づいて、検査対象の卵の状態を判定しているので、蛋白質の漏れ出しが比較的少ないリーク卵であっても検出が可能であるので、本実施形態によれば、第１実施形態のよりも卵の状態を高精度に判定することができる。

また、本実施形態では、紫外光画像の解析によって蛋白質付着の状態の判定を行っているが、第１実施形態と同様に、紫外光検出器２２ａによる検出値に基づいて蛋白質付着の状態の判定を行ってもよい。

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及び範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

なお、第１及び第２実施形態において、検査対象の卵が、蛋白質付着卵、汚卵、リーク卵、可視ヒビ卵等に該当するかどうかの判定基準は例示であり、検出した各光成分の強度や、卵殻表面の蛋白質付着、可視ヒビ、及び可視汚れの状態等の組合せに基づいて、別の判定基準に従って、判定を行ってもよい。

本発明は、卵検査に利用できる。

１：卵検査装置、１０：光照射部、２０：受光部、２２：検出器、２４：バンドパスフィルタ、３０：判定部。

Claims (12)

1. 紫外線領域の波長を有する紫外光成分を含む照射光を検査対象の卵の卵殻表面に照射する光照射部と、
   前記照射光のうち卵殻表面から反射する反射光を受光する受光部と、
   前記受光部の受光した反射光のうちの前記紫外光成分に基づいて前記卵殻表面の蛋白質付着の状態を判定する判定部を備え、
   前記受光部は、前記反射光に含まれる前記紫外光成分のうちの２５４ｎｍ付近の光成分を選択的に検出する紫外光検出器を備え、
   前記判定部は、前記紫外光検出器による検出値に基づいて前記卵殻表面の蛋白質付着の状態を判定する、卵検査装置。
2. ２５４ｎｍ付近の波長成分を含む照射光を検査対象の卵の卵殻表面に照射する光照射部と、
   前記照射光のうち卵殻表面から反射する反射光を受光する受光部と、
   前記受光部の受光した反射光のうちの前記紫外光成分に基づいて前記卵殻表面の蛋白質付着の状態を判定する判定部を備え、
   前記光照射部は殺菌灯を備える、卵検査装置。
3. 紫外線領域の波長を有する紫外光成分を含む照射光を検査対象の卵の卵殻表面に照射する光照射部と、
   前記照射光のうち卵殻表面から反射する反射光を受光する受光部と、
   前記受光部の受光した反射光のうちの前記紫外光成分に基づいて前記卵殻表面の蛋白質付着の状態を判定する判定部を備え、
   前記照射光は、可視光領域の波長を有する可視光成分を含み、
   前記判定部は、前記受光部の受光した反射光のうちの前記紫外光成分と前記可視光成分に基づいて卵の状態を判定し、
   前記受光部は、前記反射光に含まれる前記可視光成分に基づく可視光画像を生成する可視光画像撮像部を備え、
   前記判定部は、前記可視光画像内での可視光弱検出領域に基づいて前記卵殻の可視ヒビ及び前記卵殻表面の可視汚れ付着の状態を判定する、卵検査装置。
4. 前記判定部は、前記卵殻表面の蛋白質付着の状態と、前記卵殻の可視ヒビの状態と、前記卵殻表面の可視汚れ付着の状態に基づいて、検査対象の卵がリーク卵であるかどうかを判定する、請求項３に記載の卵検査装置。
5. 前記受光部は、前記反射光に含まれる前記紫外光成分に基づく紫外光画像を生成する紫外光画像撮像部を備え、
   前記判定部は、前記紫外光画像内での紫外光強吸収領域に基づいて前記卵殻表面の蛋白質付着の状態を判定する、請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の卵検査装置。
6. 前記受光部は、前記反射光に含まれる前記可視光成分のうちの第２特定波長の光成分を選択的に検出する可視光検出器を備え、
   前記判定部は、前記紫外光検出器による検出値及び前記可視光検出器による検出値に基づいて卵の状態を判定する、請求項３に記載の卵検査装置。
7. 第２特定波長は、４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内の特定の波長である、請求項６に記載の卵検査装置。
8. 前記判定部は、前記可視光弱検出領域内外の明暗差に基づいて、前記可視光弱検出領域が可視ヒビと可視汚れのどちらに由来するかを判定する、請求項３に記載の卵検査装置。
9. 前記可視光弱検出領域は、エッジ検出によって特定される、請求項３又は請求項８に記載の卵検査装置。
10. 前記判定部は、前記卵殻表面の蛋白質付着の状態と、前記卵殻の可視ヒビの状態と、前記卵殻表面の可視汚れ付着の状態に基づいて、検査対象の卵が正常卵、汚卵、可視ヒビ卵、及びリーク卵の何れであるのかを判定する、請求項４に記載の卵検査装置。
11. 検査対象の卵を回転させながら搬送する搬送部をさらに備え、
    前記判定部は、前記卵が所定角度回転される度に前記卵の状態の判定を行う、請求項１〜請求項１０の何れか１つに記載の卵検査装置。
12. 請求項１〜請求項１１の何れか１つに記載の卵検査装置を用いた卵検査方法であって、 紫外線領域の波長を有する紫外光成分を含む照射光を卵殻表面に照射するステップと、
    前記照射光のうち卵殻表面から反射する反射光を受光するステップと、
    前記受光部の受光した反射光のうちの前記紫外光成分に基づいて前記卵殻表面の蛋白質付着の状態を判定するステップとを備える、卵検査方法。