JP7389523B1

JP7389523B1 - 卵表面検査装置

Info

Publication number: JP7389523B1
Application number: JP2023000875A
Authority: JP
Inventors: 彰則尾野
Original assignee: NIHON SENBETSU KAKO CO.,LTD.
Current assignee: NIHON SENBETSU KAKO CO.,LTD.
Priority date: 2023-01-06
Filing date: 2023-01-06
Publication date: 2023-11-30
Anticipated expiration: 2043-01-06

Abstract

【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

Description

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。

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。

特開２００８－３０９６７８号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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卵の殻にできた凹凸の説明図である。実施例１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３に示すコンベアの正面図である。実施例１ＬＥＤ光源を備えた照明手段の構成図である。実施例１ＬＥＤ光源を備えた照明手段の説明図である。実施例１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２ＯＣＴ装置の構成図である。実施例３ＯＣＴ装置による卵の撮像例である。実施例３

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図１１～図１２は、本発明の実施例３を示す。図１１は、ＯＣＴ（ＯｐｔｉｃａｌｃｏｈｅｒｅｎｃｅＴｏｍｏｇｒａｈｙ）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。

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。

本発明の卵表面検査装置は、卵の検査ラインに適用でき、卵の殻の凹凸を検知できる卵表面検査装置として好適である。

１卵
２凹部
３凸部
４ＬＥＤ光源
５カメラ
６駆動手段（モータなど）
７コンベア
８ローラ
９レーン
１０ハーフミラー
１１検査画像
１２広帯域光源
１３スリット光
１４照射光
１５反射光
１６照射光
１７反射光
１８画像判定部
１９凹凸
２０照明手段
２２回転ミラー
２３シリンドリカルレンズ
２４ビームスプリッタ
２５参照ミラー
３０ＯＣＴ装置
Ａ、Ｂ段部
１００卵表面検査装置

Claims

複数レーンからなり、間欠運転を行って、前記レーン上の卵を隣接する２本のローラで支持して搬送するコンベアと、
前記コンベアのそれぞれの上方に対応して設置され、搬送される卵を撮像する複数のカメラと、
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、
卵上部表面の平坦な四角形部分を検査画像とし、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、
前記２本のローラが前記駆動手段に係合して前記コンベアが停止したとき、前記２本のローラが前記駆動手段により回動して卵を所定の角度回転させ、前記カメラにより卵の表面が撮像されることを特徴とする卵表面検査装置。
複数レーンからなり、間欠運転を行って、前記レーン上の卵を隣接する２本のローラで支持して搬送するコンベアと、
前記レーンのそれぞれの上方に対応して配置され、搬送される卵を撮像する複数のカメラと、
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、凹凸による反射光の高さ方向の変化を前記カメラに入射する左右方向の位置に変換する照明手段と、
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、
前記２本のローラが前記駆動手段に係合して前記コンベアが停止したとき、前記２本のローラが前記駆動手段により回動して卵を所定の角度回転させ、前記カメラにより卵の表面が撮像されることを特徴とする卵表面検査装置。
複数レーンからなり、間欠運転を行って、前記レーン上の卵を隣接する２本のローラで支持して搬送するコンベアと、
前記レーンのそれぞれの上方に対応して設置され、回折格子を介して卵を撮像する複数のカメラと、
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、
前記２本のローラが前記駆動手段に係合して前記コンベアが停止したとき、前記２本のローラが前記駆動手段により回動して卵を所定の角度回転させ、前記カメラにより卵の表面が撮像されることを特徴とする卵表面検査装置。