JP4591064B2

JP4591064B2 - 血卵の非破壊検出方法

Info

Publication number: JP4591064B2
Application number: JP2004355000A
Authority: JP
Inventors: 和弘中野; 純水谷
Original assignee: Mayekawa Manufacturing Co
Current assignee: Mayekawa Manufacturing Co
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2024-12-08
Also published as: JP2006162454A

Description

本発明は、血卵の非破壊検出方法及びその装置に関する。

現在、鶏卵のＧＰセンター（集卵出荷場）では、入荷した全数に対して、汚れ，ヒビ，傷，変形などの外観検査と血卵・肉片などの内部検査を行い、正常卵のみを重量選別、梱包、出荷している。中小規模のＧＰセンターでは、鶏卵における血卵等の異常卵については、従来から透過光による検卵作業者の目視検査により血卵判定が行なわれている。この目視検査では、熟練した検卵作業者の経験的な勘が要求され、検卵作業員の個人差や疲労状況などが原因で発生する判定ミスや後継者不足等の問題から、最近では近赤外分光法を用いた検卵装置も導入されつつある。

しかし、現行の目視検査や近赤外分光法を用いた検卵装置による検卵判定では、卵殻が白色の白色卵の場合、比較的高精度に検卵を判定することが可能であるが、卵殻が褐色を呈した褐色卵の場合、卵殻色素の影響により卵殻吸光度が大きく異なるため検卵精度が低く十分に血卵を検出できていないのが現状である。そのため、鶏卵の卵殻色を問わず高精度で血卵を判別できる検卵方法および装置が望まれていた。

上記の期待に応えるものの一つとして、例えば特許文献１には、鶏卵の分光スペクトルを測定し、二次微分曲線を作成して卵殻色を分類し、該分類毎に検査卵と正常卵の分光スペクトルを比べ、パターンの類似度を相関分析法などによって分級することにより、血卵であるか否かを判別できる血卵検査方法が開示されている。この血卵検査方法は、鶏卵の卵殻色を問わずに血卵を判別できる点では、従来の要求に応えるものである。
特開２００３−２３２７４１号公報

しかしながら、上記特許文献１の血卵検査方法は、光源光が鶏卵を透過する際に得られる分光スペクトルの二次微分曲線を作成し、卵殻色を分類し、該分類毎に検査卵と正常卵の分光スペクトルを比べ、パターンの類似度により血卵の判別を行う方法であるため、光源光の利用状況により判別率が変動するといった問題があった。また、卵殻色の分類を要し、卵殻色の濃淡や鶏卵のサイズなどの鶏卵の個体差により判別率が低下するといった問題があった。

そこで、本発明は、上記の問題を解決し、卵殻色の色を問わず、血卵を非破壊的に且つ高精度に検出可能な血卵の非破壊検出方法およびその装置を提供することを目的とする。

本発明における請求項１の血卵の非破壊検出方法は、鶏卵に光を照射し、前記鶏卵を透過した透過光のスペクトルを検出し、前記透過光のスペクトル検出値に基づいて得られる二次微分値を算出して、５７５〜６００ｎｍの波長域内における任意の２つの波長における第１及び第２の二次微分値と、５７５〜６００ｎｍの波長域外における任意の波長における第３の二次微分値とを求め、［（前記第１の二次微分値）−（前記第３の二次微分値）］の値及び［（前記第２の二次微分値）−（前記第３の二次微分値）］の値が閾値０よりも小さい場合に、前記鶏卵が血卵であると判別する方法である。

本発明における請求項１の血卵の非破壊検出方法によれば、複数の二次微分値の差分を比較しているため、透過光スペクトルそのものの値又はその二次微分値を用いるよりも鶏卵の個体差（卵殻色の濃淡、サイズなど）、或いは光源の劣化による光源強度の変化などによる判別率の低下や測定誤差を抑制することができる。それによって、鶏卵を提供する際の最終品質のばらつきをなくし、品質保証を強化することができる。さらに、検卵作業者の目視検査による選別によらずに、褐色卵及び白色卵の血卵を簡便且つ迅速に、さらに高精度に鶏卵を割卵することなしに血卵を判別することが可能である。

以下、本発明の血卵の非破壊検出方法およびその装置の一例について、本発明の好ましい実施形態を、添付する図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る血卵の非破壊検出装置の要部構成を示すブロック図であり、図２は本発明の一実施形態に係る血卵の非破壊検出装置の構成図である。

図１及び２に示すように、血卵の非破壊検出装置１は、鶏卵10に光を照射する照射手段20と、照射手段20から照射された照射光が鶏卵10を透過して得られる透過光を受光し、この透過光のスペクトルを検出する受光手段21と、前記透過光のスペクトル検出値に基づいて得られる吸光度の二次微分値を算出し、所定波長域内における複数の前記吸光度の二次微分値の差分と予め設定された閾値とを比較することにより鶏卵10が血卵であるか否かを判別する演算処理手段22等を備えている。

照射手段20は、光源２と、光源２から鶏卵10に光を導く投光用光ファイバ３と、投光用光ファイバ３の先端に設けられた投光器４を含む。光源２としては、可視領域の光を発するものであれば特に限定されず、例えばハロゲンランプ，タングステンランプ，キセノンランプなどが挙げられる。また、血卵中のヘモグロビン類に特有な波長（例えば、５４０〜６００ｎｍ）の光のみを選択的に照射してもよい。また、照射にあたっては、他の光線が入り込まないように投光器４、後述する受光器５、および鶏卵10をカバーで覆った暗箱中で光を鶏卵10に照射してもよい。

また、受光手段21は、光源２から照射されて鶏卵10を透過してきた光を受光する受光器５と、受光器５に接続する受光した光信号を電気信号に導く受光用光ファイバ６と、受光用光ファイバ６で受光した光信号を各波長別にアナログ電気信号に変換してアナログ・スペクトルを出力する光電変換素子（図示せず）を介してこのアナログ・スペクトルをデジタル・スペクトルに変換するアナログ／デジタル変換器７などを含む。

また、演算処理手段22は、アナログ／デジタル変換器７から得られる透過光スペクトルの二次微分値を算出する演算部８と、所定波長域内における複数の二次微分値の差分と予め設定された閾値とを比較することにより鶏卵10が血卵であるか否かを判別し、血卵であれば排出信号を出す判別部９を含む。また、判定部９では、血卵又は正常卵であるかを表示するモニターなどを設けてもよい。

11は、鶏卵10を載置するための支持台であり、照射手段20と受光手段21の間に設けられている。また、支持台11は、鶏卵10を固定するように構成されていてもよく、或いは回転可動式などの可動するように構成されていてもよい。なお、鶏卵10を載置する位置は、特に制限されるものではなく、水平縦長や水平横長の何れの方向で置いてもよい。

次に、上記のように構成された血卵の非破壊検出装置１について、その動作を説明する。まず、光源２から出射された光は、投光用光ファイバ３を経て投光器４から鶏卵10を透過して透過光となり、受光器５と受光用光ファイバ６を経て、光電変換素子を内蔵するアナログ／デジタル変換器７に到達する。そして、透過光の光信号は各波長別にアナログ電気信号に変換されアナログ・スペクトルが出力され、次いでこのアナログ・スペクトルがデジタル・スペクトルに変換される。各スペクトルを用いて演算処理手段22にある演算部８により二次微分値を算出し、判別部９により所定波長域内における複数の二次微分値の差分を予め設定された閾値と比較し、鶏卵が血卵であるか否かを判別する。そして、鶏卵が血卵であると判別された場合、判別部９から排出信号が出される。

次に、上記の方法で得られた透過光スペクトルの二次微分値の差分から、血卵を抽出するための上記閾値を設定する方法について説明する。

透過光スペクトルの二次微分値の差分によって血卵と正常卵を判別するためには、血卵と正常卵の特徴を抽出し、閾値を決定する必要がある。そこで、まず褐色卵を用いて各卵の吸光度および吸光度の二次微分値を求めた。なお、卵のサイズは、ＬＬ、Ｌ、Ｍ、ＭＳの４種類を無作為に混合して用い、実験終了後、全鶏卵を割卵し、血斑、血白身の有無を調べ血卵または正常卵であることを確認し、その結果をもとに多変量解析ソフトThe Unscramblerを用いて血卵判別解析を行った。

図３に、各波長における吸光度の二次微分値を示す。各卵の吸光度（図示せず）と図３の吸光度の二次微分値を比較すると、吸光度の二次微分値では血卵および正常卵の吸収ピークが強調され、血卵の判別が容易に行えることがわかる。また、図３において、５４０〜６００ｎｍの血液の吸収波長域で正常卵と血卵に明確な差異が確認できた。

そこで、さらに血卵と正常卵の吸光度の二次微分値における差分値を利用し、血卵判別解析法を行った。血卵と正常卵の両者の差をより明確にするために差の大きいＡ及び波長Ｂを選定した。また、比較の基準となる波長として差の小さい波長ａを選定した。さらに、それらの波長における差スペクトルを用いた血卵判別解析法を検討した。

図４は、褐色卵の吸光度の二次微分値の差スペクトルによる散布図の一例を示す図であり、Ａ波長とａ波長の差スペクトルを横軸にとり、Ｂ波長とａ波長の差スペクトル縦軸にとり、これらの差スペクトルがとる値をプロットした図である。図４の結果から、血卵の波長Ａと波長ａにおける二次微分値の差分が負の値をとるという傾向が示されたことから、波長Ａと波長ａにおける差スペクトル及びＢ波長とａ波長の差スペクトルに閾値０を設定することにより、所定波長域内（約５４０〜６００ｎｍ）における複数の二次微分値の差分を閾値０と比較し、吸光度の二次微分値の差分が閾値０より小さい場合に、鶏卵が血卵であると判別し、吸光度の二次微分値の差分が閾値０より大きい場合に、鶏卵が正常卵であると判別できることがわかる。なお、図４において、閾値より大きい箇所に４個の血卵が見られるが、これらの血卵は非常に小さな血液状部分を含有するものであり、クレームの範囲に入らないものであった。

上述の二次微分値の差スペクトルを白色卵においても同様に閾値を決定した。図５は、白色卵の吸光度の二次微分値の差スペクトルによる散布図の一例を示す図であり、Ａ波長とａ波長の差スペクトルを横軸にとり、Ｂ波長とａ波長の差スペクトル縦軸にとり、これらの差スペクトルがとる値をプロットした図である。図５は、図４に示す褐色卵における吸光度の二次微分値の差スペクトルと同様の傾向を示した。従って、本発明の二次微分値の差分を用いることによって、吸収スペクトルのわずかな差や変化を検出することが可能であり、卵殻色を問わず、褐色卵及び白色卵においても高精度で且つ簡便に血卵を判定できることが確認された。

本発明によれば、上記に詳述したように、従来技術とは全く異なった観点からの発明であり、次のような作用効果を奏する。

本実施形態の血卵の非破壊検出方法によれば、鶏卵10に光を照射し、鶏卵10を透過した透過光のスペクトルを検出し、前記透過光のスペクトル検出値に基づいて得られる二次微分値を算出して、所定波長域内における複数の前記二次微分値の差分を比較することにより鶏卵10が血卵であるか否かを判別する方法であるため、透過光スペクトルそのものの値又はその二次微分値を用いるよりも鶏卵の個体差（卵殻色の濃淡、サイズなど）、或いは光源２の劣化による光源強度の変化などによる判別率の低下や測定誤差を抑制することができる。それによって、鶏卵を提供する際の最終品質のばらつきをなくし、品質保証を強化することができる。さらに、検卵作業者の目視検査による選別によらずに、褐色卵及び白色卵の血卵を簡便且つ迅速に、さらに高精度に鶏卵を割卵することなしに血卵を判別することが可能である。

本実施形態の血卵の非破壊検出方法によれば前記二次微分値の差分が予め設定された閾値より小さい場合に、前記鶏卵が血卵であると判別する方法であるため、卵殻色の色を問わず血卵を高精度に検出できる。また、複数の二次微分値の差分を比較しているため、透過光スペクトルそのものの値又はその二次微分値を用いるよりも鶏卵の個体差（卵殻色の濃淡、サイズなど）、或いは光源２の劣化による光源強度の変化などによる判別率の低下や測定誤差を抑制することができる。

本実施形態の血卵の非破壊検出装置１によれば、鶏卵10に光を照射する照射手段20と、照射手段20から照射された照射光が鶏卵10を透過して得られる透過光を受光し、該透過光のスペクトルを検出する受光手段21と、受光手段21から検出された前記透過光のスペクトル検出値に基づいて得られる二次微分値を算出し、所定波長域内における複数の前記二次微分値の差分を比較することにより鶏卵10が血卵であるか否かを判別する演算処理手段22とを備えているため、透過光スペクトルそのものの値又はその二次微分値を用いるよりも鶏卵の個体差（卵殻色の濃淡、サイズなど）、或いは光源２の劣化による光源強度の変化などによる判別率の低下や測定誤差を抑制することができる。それによって、鶏卵を提供する際の最終品質のばらつきをなくし、品質保証を強化することができる。また、判別部９のチューニング等を必要とすることなしに、卵殻色の色を問わず血卵を高精度に検出できる。さらに、検卵作業者の目視検査による選別によらずに、褐色卵及び白色卵の血卵を簡便且つ迅速に、さらに高精度に鶏卵を割卵することなしに血卵を判別することが可能である。また、特定の波長域に注目して、吸光度の二次微分値の差分で血卵を判別するようにしているので、装置を簡素化可能である。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能であり、例えば、上記実施形態では投光器４および受光器５を１組だけ用いた装置を示したが、同一平面内に投光器４および受光器５をそれぞれ複数個配列し、これら投光器４−受光器５対の群を複数設置してもよい。また、上記実施形態では、波長Ａと波長ａにおける差スペクトル及びＢ波長とａ波長の差スペクトルの２つの吸光度の二次微分値の差スペクトルを求めたが、波長Ａと波長ａにおける差スペクトル又はＢ波長とａ波長の差スペクトルのいずれか一つの二次微分値の差スペクトルを所定の閾値と比較してもよい。

以下に本発明の実施例によって、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら制限されるものではない。

図２に示す構成の血卵の非破壊検出装置１を用いて、血卵判定を行った。なお、本実施例においてはアナログ／デジタル変換器７として近赤外線分光器を用いた。まず、測定では、支持台11に卵殻色が褐色の鶏卵10を載置し、試料用暗室に静置した鶏卵10へハロゲン光を照射し、受光用光ファイバ５により透過光を近赤外分光器で取得した。その後、鶏卵を載置していない状態をバックグラウンドとして吸光度スペクトルを算出した。測定後は、試供卵を割卵して、血斑、血白身の有無を確認した。なお、鶏卵のサイズはＬＬ〜ＭＳで無作為混合とした。

上記閾値０を用いて血卵判別を行なった判別結果を表１に示す。

表１に示すように、実際の正常卵を「正常卵である」と正しく判別できたのは３３３個中３３３個であり、判別率１００％であった。また、実際の血卵を「血卵である」と正しく判別できたのは３６４個中３３６個であり、判別率９２．３％であった。この結果より、本発明の非破壊検出装置１を用いることにより卵殻が褐色を呈した褐色卵であっても、高精度に血卵を判別することができることがわかった。

本発明の一実施形態における血卵の非破壊検出装置のの要部構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態における血卵の非破壊検出装置の構成図である。正常卵および血卵の吸光度の二次微分値を示すグラフである。褐色卵の吸光度の二次微分値の差スペクトルによる散布図の一例を示す図である。白色卵の吸光度の二次微分値の差スペクトルによる散布図の一例を示す図である。

１血卵の非破壊検出装置
10 鶏卵
20 照射手段
21 受光手段
22 演算処理手段

Claims

鶏卵に光を照射し、前記鶏卵を透過した透過光のスペクトルを検出し、前記透過光のスペクトル検出値に基づいて得られる二次微分値を算出して、５７５〜６００ｎｍの波長域内における任意の２つの波長における第１及び第２の二次微分値と、５７５〜６００ｎｍの波長域外における任意の波長における第３の二次微分値とを求め、［（前記第１の二次微分値）−（前記第３の二次微分値）］の値及び［（前記第２の二次微分値）−（前記第３の二次微分値）］の値が閾値０よりも小さい場合に、前記鶏卵が血卵であると判別することを特徴とする血卵の非破壊検出方法。