WO2013080351A1

WO2013080351A1 - 個体計数装置

Info

Publication number: WO2013080351A1
Application number: PCT/JP2011/077757
Authority: WO
Inventors: 総一郎力身; 山▲崎▼　裕司; 務南
Original assignee: 大阪エヌ・イー・ディー・マシナリー株式会社
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2013-06-06
Also published as: KR101845694B1; JPWO2013080351A1; AU2011382347B2; JP5681815B2; AU2011382347A1; KR20140097537A

Abstract

　海老の幼生のような微細な個体から体長が１００ｍｍを超える個体までを、僅かの設計変更により計数できる汎用性が高く経済性に優れた個体計数装置を提供する。これを実現するために、計数すべき固体を流体の流動により搬送し、少なくとも一部が透光性材料により形成されて計数部２３とされた計数用傾斜流路２１と、計数用傾斜流路２１の計数部２３に下側から光を照射する照明部２４と、当該計測部２３の上側に配置されたカメラ２６により計数用画像を取り込むと共に、その取り込み画像のデータに基づいて、前記計数部を液体と共に通過する個体の個数を計測する画像解析部とを計数ユニット２０として一体化する。計数ユニット２０における計数用傾斜流路２１の上流側に個体搬入部３０を前記計数用傾斜流路２１から独立して連結配置する。前記計数用傾斜流路２１の下流側に個体搬出部４０を前記計数用傾斜流路から独立して連結配置する。

Description

個体計数装置

　本発明は、海老の幼生、稚魚、小魚などといった比較的小さな水産資源を生息したまま計数することができる個体計数装置に関し、より詳しくは、海水や真水などの液体の流動を利用することにより、水産資源の衰弱を回避しつつ、高精度の計数を可能とする個体計数装置に関する。

　従来より、養殖された水産資源の商取引にあたっては、個体数を短時間に正確にカウントすることが必要であり、このために各種の自動計数装置が開発されている。稚魚類のような小さな個体の計数に適した装置としては次の２種類が知られている。

　一つは、個体を水から分離してコンベア上へ分散投入し、そのコンベアから排出される過程で個体数を計測する装置である（特許文献１及び特許文献２）。今一つは、個体を水と共に箱の中に収容し、その箱の底板や側壁に、個体が一つずつ通過可能な小さい流出口を多数設けて、多数の流出口から水と共に流出する個体の数を計測する装置である（特許文献３及び特許文献４）。

　しかしながら、第１の自動装置では個体を水から引き上げるために、小さな幼生、稚魚類の場合、計数プロセスでの衰弱が著しく、死滅に至るおそれもあり、これによる歩留り低下が問題になる。また、その小ささのために、個体がコンベアに付着しやすく、コンベアから落下しない個体も少なくない。この点からも歩留りの低下が問題になり、更には計数制度の低下も問題になる。

　第２の自動装置では、流水中で個体数を計測するので、個体が衰弱するとか死滅するといった危険は少ない。また、小さな多数の流出口を使用して、多数の個体を一匹ずつ分散して計数するので、個体の重なりによるミスカウントがなく、計数精度が高い。その一方では、多数の流出口のそれぞれにカメラなどが必要になるため、設備コストの高さが問題になる。

　これらの問題を解決するために、本出願人は、特許文献３及び４に記載された流水利用の個体計数装置の発展型として、所定方向に傾斜した複数の傾斜流路を複数段に配置した多段型の個体計数装置を特許文献５により提示した。傾斜流路を複数段に配置すると、各傾斜流路での水流のみならず、各段間の段差部における落流が分散に有効に寄与し、その結果として、その流路内での単一のカメラによる撮影及び撮影画像の解析処理により個体数を正確に計測できる。加えて、流水による分散では水中に多数の泡が発生し、画像解析での個体数の抽出における障害となるが、各段間の段差部などで消泡が図られ、画像解析での障害を取り除くことができる。

　これらの結果、海老の幼生のような微細な個体を一度に大量に計数する場合にも、その個体数を高精度に計測できる。また個体の衰弱、死滅の危険を少なくできる。しかも装置の構造簡略化、小型化を可能にする。

　しかしながら、計数すべき個体については、前述した海老の幼生や稚魚といった体長が１０ｍｍ未満の微小な水産資源だけでなく、体長が１０ｍｍから数１０ｍｍに至るような小魚類、更には体長が１００ｍｍを超える大型魚も含まれる。特許文献５により提示された多段型個体計数装置の場合、多種多様な水産資源に対応するためには、個体の体長毎に傾斜水路のサイズ、傾斜角度、段数、構造等を変更しなければならない。このため、機種数の増加が避けらず、これによる装置価格の上昇を招く問題があった。

特開平８－３０７５７号公報特開平８－３２９２１２号公報実開平７－３６６４３号明細書特開平６－２４５６６５号公報ＷＯ／２０１０／１４０２５７号明細書

　本発明の目的は、海老の幼生のような微細な個体から体長が１００ｍｍを超える個体までを、僅かの設計変更や部品変更、プログラムの設定変更程度により計数できる汎用性が高く経済性に優れた個体計数装置を提供することにある。

　上記目的を達成するために、本発明者は、特許文献５により提示された多段型個体計数装置において、計数すべき個体のサイズが変化したときの設計変更事項について詳細に調査検討した。その結果、計数すべき個体のサイズが変化しても、実質的に設計変更を受けない部位の存在することが判明した。その部位とは、具体的には、最下段の傾斜流路における計数部及びその近傍であり、より具体的には、最下段の傾斜流路と、その計数部に下側から光を照射する照明部と、当該計測部の上側に配置されたカメラにより計数用画像を取り込むと共に、その取り込み画像のデータに基づいて、前記計数部を液体と共に通過する個体の個数を計測する画像解析部とである。

　これとは反対に、計数すべき個体のサイズが変化した場合にそのサイズに合わせて設計変更を行わなければならないのは、これより上流側における傾斜流路の構造である。なぜなら、多段型個体計数装置においては、集中的に投入された多数の個体を分散させる機能が最も重要であり、その機能は、もっぱら最下段の傾斜流路より上流側における傾斜流路の構造に支配され、計数を行う最下段の傾斜流路に搬入される個体は既に十分に分散されているからである。

　そうであるならば、前述した最下段の傾斜流路、照明部、及び画像解析部についてはユニット化された汎用構造とし、他の部位を設計変更や部品交換といった改造が可能な構造とすることにより、個体サイズの大きな変化に対しても、比較的僅かの改造で対応が可能な個体計数装置が提供されることになる。

　本発明の個体計数装置は、かかる知見を基礎として開発されたものであり、計数すべき固体を液体の流動により分散させつつ搬送してカウントする固体計数装置であって、計数すべき固体を流体の流動により搬送し、少なくとも一部が透光性材料により形成されて計数部とされた計数用傾斜流路と、計数用傾斜流路の計数部に下側から光を照射する照明部と、当該計測部の上側に配置されたカメラにより計数用画像を取り込むと共に、その取り込み画像のデータに基づいて、前記計数部を液体と共に通過する個体の個数を計測する画像解析部とが計数ユニットとして一体化されており、前記計数ユニットにおける計数用傾斜流路の上流側に個体搬入部が前記計数用傾斜流路から独立して連結配置されていることを構成上の特徴点としている。

　本発明の個体計数装置においては、計数用傾斜流路、その計数部の下側に配置された照明部、及び計数部の上側に配置されたカメラを含む画像解析部とが計数ユニットとして一体化されると共に、計数ユニットにおける計数用傾斜流路の上流側に個体搬入部が前記計数用傾斜流路から独立して連結配置されているので、計数すべき個体のサイズなどに応じて、個体搬入部の組み換えを行うことができる。

　また、計数された後の個体の扱い方（サイズごとの扱い方）などに応じて、計数用傾斜流路の下流側に個体搬出部を独立的に連結配置することができ、更にはその個体排出部の組み換えを行うことができる。その結果、海老の幼生のような微細な個体から体長が１００ｍｍを超える個体までを僅かの改造により計数することが可能となる。

　ここで個体搬入部は、一括投入された個体を計数ユニットにおける計数用傾斜流路へ搬送すると共に、その過程で個体の分散を図るものであり、計数すべき個体のサイズ、種類に応じて適宜設計される。海老の幼生、稚魚のような１０ｍｍ程度までの小さな個体に適したものとしては、計数すべき固体を流体の流動により搬送する樋状部材からなると共に、その底面の一部に、当該底面が下流側に向かって上方へ傾斜すると共に、その傾斜角度が、両側から中央に向かうにつれて漸次増大する舳先形状の液溜まりが設けられた拡散用傾斜流路がある。

　同様に、小さな個体に適した個体搬入部としては、傾斜流路の上流部上に設けられて投入個体を受ける円形容器からなると共に、円形容器内に投入された個体を旋回流により分散させて排出する投入ホッパがあり、前述した拡散用傾斜流路の上流側に配置するのが、より効果的である。

　個体搬出部は、計数を終えた個体の排出を行うものであり、様々な付加機能を持つことができる。一つは、計数用傾斜流路から搬出される個体を複数の搬出流路に選択的に投入する分配器であり、例えば予め設定した個数ごとに搬出流路の切換えを行うことにより、梱包、搬送などの作業を合理化することができる。

　搬送媒体として使用する液体の種類については、計数すべき個体の生息環境に応じて選択した出荷用水（海水、真水など）を用いるのが、水産資源に付加されるストレスを軽減できる点から好ましい。

　本発明の個体計数装置は、計数用傾斜流路、その計数部の下側に配置された照明部、及び計数部の上側に配置されたカメラを含む画像解析部とが計数ユニットとして一体化されると共に、計数ユニットにおける計数用傾斜流路の上流側に個体搬入部が前記計数用傾斜流路から独立して連結配置されており、必要に応じて下流側には個体搬出部が前記分計数用傾斜流路から独立して連結配置することができるので、計数すべき個体のサイズなどに応じて個体搬入部の組み換え、更には個体排出部の組み換えを行うこにより、海老の幼生のような微細な個体から体長が１００ｍｍを超える個体までを僅かの改造により計数することが可能となる。

　すなわち、本発明の個体計数装置は、僅かの改造で微小個体から大型個体までを計数できる構造であるので、汎用性が高く、経済性にも著しく優れる。

本発明の一実施形態を示す個体計数装置の全体構造を示す斜視図である。同個体計数装置の別角度からの斜視図である。同個体計数装置の概略構成図である。個体計数装置に装備される画像解析部の構成図である。同画像解析部の機能を示すフローチャートである。同画像解析部における計数原理の説明図で、２値化処理を示す。同画像解析部における計数原理の説明図で、判定画像作成から演算判定までを示す。本発明の別の実施形態を示す個体計数装置の２面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。本発明の更に別の実施形態を示す個体計数装置の２面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

　以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の個体計数装置は、体長が１０ｍｍまでの幼生、稚魚などの微小個体の計数に適する。

　この個体計数装置は、図１～図３に示すように、装置本体Ａと、その側方に配置された統合制御盤Ｂとからなる。装置本体Ａは、個体搬入側、すなわち上流側に配置された背の低い搬入部架台１１と個体搬出側、すなわち下流側に配置された背の高い計数部架台１２とを組み合わせたＬ型フレーム１０、Ｌ型フレーム１０の計数部架台１２に支持された計数ユニット２０、Ｌ型フレーム１０の搬入部架台１１上に搭載された個体搬入部３０、及びＬ型フレーム１０における計数部架台１２の下流側に装備された個体搬出部４０とを備えている。

　計数ユニット２０は、Ｌ型フレーム１０の計数部架台１２内に取付けられた加速拡散流路を兼ねる計数用傾斜流路２１と、Ｌ型フレーム１０の計数部架台１２上に載置固定された画像解析制御盤２２と、計測用傾斜水路２１の下流側の端部近傍に設定された所定長の計数部２３（図３及び図４参照）の下側に位置してＬ型フレーム１０の計数部架台１２内に取付けられた照明部２４とを有しており、Ｌ型フレーム１０の計数部架台１２も一構成部材としている。

　計数用傾斜流路２１は、透光性樹脂により形成された断面が凹型の角樋である。この計数用傾斜流路２１は、Ｌ型フレーム１０の個体搬入側、すなわち上流側から個体搬出側、すなわち下流側へかけて下降傾斜している。計数用傾斜流路２１の上流側のほぼ半分は、Ｌ型フレーム１０の計数部架台１２内から搬入部架台１１上に突出している。計数用傾斜流路２１の下流側の端部は計数部架台１２の外側へ突出している。計数用傾斜流路２１の幅は、体長が１００ｍｍを超えるような大型魚にも対応できるように例えば３００ｍｍと広く設定されている。

　画像解析制御盤２２は、内部に画像解析部を収容している。その内部は仕切り板２５により個体搬入側、個体搬出側の２室に分かれており、各室とも正面開口部が扉により開閉される。個体搬出側の室内にはカメラ２６が収容されており、個体搬入側の室内には、カメラ２６と共に画像解析部を構成する画像解析用基板２８（図８及び図９参照）が収容されている。カメラ２６は計数用傾斜流路１１の下流側の端部近傍に設定された所定長の計数部２３の上方に下方を向いて垂直に配置されたラインカメラであり、その計数部２３を例えば１００μｓ程度の時間間隔で全幅にわたって撮影することにより計測用画像を取り込む。取り込まれた画像データは裏側の室内に収容された画像解析部構成用の画像解析用基板２８（図８及び図９参照）に送られる。また画像解析用基板２８に代えて、画像解析専用パソコン等を使用することも可能である。

　照明部２４は、計数用傾斜流路１１の下流側の端部近傍に設定された所定長の計数部２３の下側に計数部２３に沿って配置されており、その計数部２３を、面状に配置された多数個の白色ＬＥＤにより、下方から拡散板を介して全幅にわたり面状に照明する。或いは、拡散機能を有した計数部２３を、面状に配置された多数個の白色ＬＥＤにより、下方から全幅にわたり面状に照明する。

　Ｌ型フレーム１０の搬入部架台１１上に搭載された個体搬入部３０は、前記計数用傾斜流路２１の上流側に位置してＬ型フレーム１０の搬入部架台１１上に設置されたバッファ拡散方式の拡散用傾斜流路３０Ａと、拡散用傾斜流路３０Ａの上流部上に位置してＬ型フレーム１０の搬入部架台１１上に設置された投入ホッパ３０Ｂとの組合せからなる。拡散用傾斜流路３０Ａは、断面が凹型の角樋からなり、計数用傾斜流路２１と同様に個体搬入側、すなわち上流側から個体搬出側、すなわち下流側にむけて下降傾斜している。拡散用傾斜流路３０Ａの傾斜角度は計数用傾斜流路２１の傾斜角度より小である。

　ここにおける個体搬入部３０は、海老の幼生のような体長が１０ｍｍ未満の微細な個体を対象としている。このため拡散用傾斜流路３０Ａの横幅は、計数用傾斜流路２１の横幅と比べて相当に小さく設定されている。拡散用傾斜流路３０Ａの両端部は閉塞されており、上流部は角筒状の受け部３１Ａとされている。受け部３１Ａには個体の搬送媒体である出荷用水の第１給水管３６Ａが接続されている。拡散用傾斜流路３０Ａの下流側の端部は、計数用傾斜流路２１の上流部と繋がっており、具体的には端部底面に設けた流出口３２Ａが計数用傾斜流路２１の上流側の端部上に位置している。バッファ拡散流路である拡散用傾斜流路３０Ａの中間部には、液溜まり３３Ａが設けられている。液溜まり３３Ａは、底面が下流側に向かって上方へ傾斜すると共に、その傾斜角度が、両側から中央に向かうにつれて大きくなる三角形状に窪んだ舳先形状である。液溜まり３３Ａの下流側は、底面が上流側と同じ角度で下降傾斜する平坦部３４Ａであり、平坦部３４Ａの下流側は、急角度で下降傾斜する加速部３５Ａを介して前記流出口３２Ａに繋がっている。

　投入ホッパ３０Ｂは、下に凸のドーム状をした円形容器であり、中心部には下方へ突出した垂直な円筒状の流出管３１Ｂを装備している。流出管３１Ｂは、拡散用傾斜流路３０Ａの上流側の端部に設けられた受け部３１Ａ内に臨むと共に、個体の拡散促進のために、下端を閉塞される一方、下端部の上流側に流出口３２Ｂを有している。投入ホッパ３０Ｂ内には、個体の搬送媒体である出荷用水の第２給水管３３Ｂが挿入されている。第２給水管３３Ｂは、投入ホッパ３０Ｂ内に搬送媒体の旋回流を形成するために、先端部のフレキシブル管３４Ｂを投入ホッパ３０Ｂ内に挿入して、挿入深さや挿入角度などを自在に調整できるように構成されている。

　Ｌ型フレーム１０における計数部架台１２の個体搬出側に装備された個体搬出部４０は、計数ユニット２０における計数用傾斜流路２１の下流側に連結配置された傾動式の第１排出流路４１と、第１排出流路４１の下方に前後に並べて配置された一組の横方向の第２排出流路４２Ａ，４２Ｂとを有している。計数用傾斜流路２１の下流側に連続する樋状の傾斜流路からなる第１排出流路４１は、上流側の端部を支点として上下方向に傾動可能であり、上方のエアリンダからなるアクチュエータ４９により傾斜角度が２段階に変更されることにより、先端を第２排出流路４２Ａ，４２Ｂの何れかに臨ませる。

　一組の第２排出流路４２Ａ，４２Ｂは、第１排出流路４１に直角な樋状で流路が逆方向の横型の傾斜流路であり、フレーム１０における計数部架台１２の個体搬出側に並べて配置されている。外側の第２排出流路４２Ａは、流路方向の中央部を支点として両方向に傾動するシーソー形式であり、図示されないエアシリンダーからなるアクチュエータにより両方向に往復駆動される。この第２排出流路４２Ａは、一端側から他端側にかけて深さが増しており、一端側の端部は開放されて、下方のドレン４３Ａに臨む。他端側の端部は閉塞されると共に、端部底面に角筒状の流出口４４Ａを備え、当該流出口４４Ａを下方の排出ポート４５Ａに臨ませている。一端側の端部には、搬送媒体である出荷用水の給水ノズル４６Ａが上方から臨んでいる。

　内側の第２排出流路４２Ｂは、外側の第２排出流路４２Ａとは流路の方向が逆であり、これに伴って付帯機器等が反転配置されることを除き、外側の第２排出流路４２Ａと実質同一の構造である。すなわち、内側の第２排出流路４２Ｂは、流路方向の中央部を支点として両方向に傾動するシーソー形式であり、図示されないエアシリンダーからなるアクチュエータにより両方向に往復駆動される。この第２排出流路４２Ｂは、他端側から一端側にかけて深さが増しており、他端側の端部は開放されて、下方のドレン４３Ｂに臨む。一端側の端部は閉塞されると共に、端部底面に角筒状の流出口４４Ｂを備え、当該流出口４４Ｂを下方の排出ポート４５Ｂに臨ませている。一端側の端部には、搬送媒体である出荷用水の給水ノズル４６Ｂが上方から臨んでいる。

　アクチュエータとしての各種エアシリンダーを駆動するための加圧ポンプ４７、タンク４８、加圧エア分配機構等はフレーム１０の搬入部架台１１内にもっぱら取付けられている。

　以上が装置本体Ａの構成である。装置本体Ａの側方に配置された統合制御盤Ｂは、装置本体Ａで計測された個体数に基づいて個体搬出部４０などを制御する。また個体の計測数などを、統合制御盤Ｂ上に設置されたモニターＣに表示する。

　次に、計数ユニット２０における画像解析部について説明する。画像解析部は、ハードウエア的には、前述したとおり、計数ユニット２０の画像解析制御盤２２に収容されたカメラ２６及び画像解析用基板２８（図８及び図９参照）、並びに統合制御盤Ｂ上のモニターＣにより構成される。一方ソフトウエア的には、図４に示すように、画像解析部５０はカメラ２６と、画像解析用基板により構成される解析部本体５１とからなる。

　解析部本体５１は、カメラ２６から線状画像を取り込む画像取り込み部５２と、取り込んだ線状画像から判定画像（図６参照）を作成する画像作成部５３と、作成された判定画像から個体の個数を計測する演算・換算部５４と、演算情報を記録する記録部５５と、モニター用画面構築部５６と、構築された画像を映し出すモニターＣなどを備えている。これらの機能を図５～図７を参照して説明する。

　画像解析部５１は、まず図５中のステップＳ１でカメラ２６から線状画像を順次取り込む。ステップＳ２では、取り込んだ線状画像を順次２値化処理する。２値化処理は、図６に示すように、線状画像の明暗をしきい値により判定し、しきい値より明るいところを白色（レベル０）、しきい値より暗いところを黒色（レベル１）とする。図６は、計数用傾斜流路２１における計数部２３上をカメラ２６により直線Ａ－Ａ、直線Ｂ－Ｂで撮影したときの撮影データ、及びその撮影データの２値化処理を模式的に示している。計数部２３上の６０は計数すべき個体、６１は異物で泡、６２はゴミ等の固形異物をそれぞれ表している。これらの物体のところで撮影データがレベル１（黒色）となる。

　線状画像の２値化処理が終わると、ステップＳ３で線状画像が次々と連結されて判定画像が作成される。判定画像は図７中の上段に示されている。判定画像では、地合画面６３’の中に、計数すべき個体６０の画像６０’、泡６０の画像６１’、固形異物６２の画像６２’などが映し込まれている。

　判定画像が作成されると、ステップＳ４で、判定画像中の全ての画像６０’，６１’，６２’を抽出し番号を付与する。この処理はラベリングと呼ばれ、図７中の中段に模式的に示されている。このラベリングが終わると、ステップＳ５で、ラベリングされた画像６０’，６１’，６２’の寸法を判定し、引き続きステップＳ６で画像６０’，６１’，６２’の形状を判定することにより、計数すべき個体６０の画像６０’のみを抽出する（図７中の下段図）。そして、ステップＳ７で、抽出された個体６０の画像６０’を計数して計数値を更新する。

　これを続けることにより、投入された個体６０の数が自動計測される。

　このような構成の個体計数装置において、海老の幼生などの小さな稚魚類の個体数を計測する場合について、その機能の詳細を説明する。

　個体６０の計数作業では、まず当該個体計数装置を図示されない給水源と接続する。その給水源から供給される個体搬送媒体としての出荷用水（個体が海老の幼生の場合は塩水）を、個体搬入部３０における第１給水管３６Ａ及び第２給水管３３Ｂ、並びに個体搬出部４０における給水ノズル４６Ａから吐出する。第２給水管３３Ｂからの給水により、逆ドーム状の投入ホッパ３０Ｂ内に出荷用水が供給されると共に、その出荷用水の渦巻状の旋回流が形成される。また、第１給水管３６Ａからの給水により、計数ユニット２０の計数用傾斜流路２１に上流端から出荷用水が供給される。更に、給水ノズル４６Ａからの給水により、個体搬出部４０における外側の第２排出流路４２Ａに一端側から出荷用水が供給される。

　投入ホッパ３０Ｂ内に供給された出荷用水は、ホッパ中心部に設けられた流出管３１Ｂの流出口３２Ｂから、拡散用傾斜流路３０Ａの上流部に設けられた受け部３１Ａ内に流入し、拡散用傾斜流路３０Ａを下流側へ向けて流動する。拡散用傾斜流路３０Ａの上流端に供給された出荷用水は、投入ホッパ３０Ｂからの出荷用水と共に、拡散用傾斜流路３０Ａを下流側へ向けて流動し、ここにおける流水量を増加させる。

　拡散用傾斜流路３０Ａを通過した出荷用水は、拡散用傾斜流路３０Ａの下流側の端部に設けられた流出口３２Ａから、下側の計数ユニット２０における計数用傾斜流路２１の上流端に流入し、当該計数用傾斜流路２１を下流側へ向けて流動して、その下流端から個体搬出部４０における第１排出流路４１を経て外側の第２排出流路４２Ａに一端側から流入する。第２排出流路４２Ａに流入した出荷用水は、当該第２排出流路４２Ａを通過し、他端側の端部に設けられた流出口４４Ａから排出ポート４５Ａに流入する。給水ノズル４６Ａにより第２排出流路４２Ａに新たに供給された出荷用水は、先の出荷用水と共に第２排出流路４２Ａを通過してここにおける流水量を増加させる。

　ちなみに、このとき個体排出部４０における第１排出流路４１は、外側の第２排出流路４２Ａへの給水位置、すなわち上側へ傾動した状態にあり、外側の第２排出流路４２Ａは一端側が上り他端側が下がった状態にある。また、内側の第２排出流路４２Ｂは、外側の第２排出流路４２Ａとは逆に、一端側が下がり他端側が上がった状態にある。

　個体６０の計数は、この状態で投入ホッパ３０Ｂ内へ多量の個体を一括投入することにより行われる。投入された個体６０は、投入ホッパ３０Ｂ内の渦巻状の旋回流により分散され、流出管３１Ｂから下側の拡散用傾斜流路３０Ａに出荷用水と共に投入されるが、流出管３１Ｂは下端が閉塞され、下端部側面の流出口３２Ｂから出荷用水を流出させる構造のため、下端が閉塞されない場合と比べて渦巻流の先端が下側の拡散用傾斜流路３０Ａへ一点集中することがない。このため、渦巻状の旋回流の収束による個体６０の再集合が防止され、個体６０の分散性が向上する。また、投入ホッパ３０Ｂから拡散用傾斜流路３０Ａへ落下する過程でも個体６０の分散が促進されると共に、その過程で出荷用水中の泡が減少する。

　拡散用傾斜流路３０Ａでは、個体６０が出荷用水と共に上流部から下流部へ流動する。バッファ拡散流路である拡散用傾斜流路３０Ａの中間部には、液溜まり３３Ａが設けられている。液溜まり３３Ａは、底面が下流側に向かって上方へ傾斜すると共に、その傾斜角度が、両側から中央に向かうにつれて大きくなる三角形状に窪んだ舳先形状である。出荷用水流はこの窪みに一旦集中することにより、その下流側では両側及び上下に広がる。このため、出荷用水流中の個体６０はこの液溜まり３３Ａを通過する際に一旦は三角形状の窪みに集中するものの、そこから出たあとは両側及び上下にばらけ、下流側へ搬送される。そして、拡散用傾斜流路３０Ａの下流側の端部に設けられた急勾配の加速部３５Ａを経て流出口３２Ａから排出される。排出された出荷用水は落下し、下段の計数用傾斜流路２１に流入する。加速部３５Ａから落下に至る過程でも出荷用水中の個体６０の分散が促進されると共に、出荷用水中の泡が減少する。

　加えて、拡散用傾斜流路３０Ａには、第１給水管３６Ａから出荷用水が加えられる。これにより第１給水管３６Ａでの出荷用水の流動が促進され、個体６０の拡散が一層促進される。すなわち、個体６０の搬送媒体である出荷用水を投入ホッパ３０Ｂと拡散用傾斜流路３０Ａとに分けて供給することにより、搬送媒体が希釈され、その結果として個体６０の分散が促進される。

　加速拡散流路を兼ねる下段の計数用傾斜流路２１では、上段の拡散用傾斜流路３０Ａよりも傾斜角度が大である。このため、出荷用水流は下段の計数用傾斜流路２１で加速され、個体６０の分散が、主に搬送方向で進む。

　これらのため、集合体として投入された個体６０であっても、計数用傾斜流路２１内の計数部２３を通過する時点では、十分に分散し、出荷用水流の横方向、縦方向及び厚み方向で重なりを生じない。その結果、計数ユニット２０のカメラ２６を含む画像解析部５０により、計数部２３を通過した個体６０の個数が正確に計測される。

　計数用傾斜流路２１内の計数部２３での計数を終えた個体６０は、搬送媒体である出荷用水と共に、計数用傾斜流路２１から個体搬出部４０における傾動式の第１排出流路４１を経て外側の第２排出流路４２Ａに一端部から流入する。第２排出流路４２Ａの一端部に流入した個体６０は、出荷用水と共に当該流路を他端側へ流動し、他端部の角筒状の流出口４４Ａから排出ポート４５Ａを経て図示されない出荷容器などへ搬送される。また、搬送経路が長い場合においても、搬送経路内への搬送媒体の残留が防止され、個体６０の経路内での死滅防止や出荷容器などへの確実な搬送により、出荷媒体である個体６０の品質向上、歩留り向上が図られる。第２排出流路４２Ａから下流側への個体搬送の促進のため、及び梱包に必要な出荷用水量の確保のために、給水ノズル４６Ａにより第２排出流路４２Ａの一端側から当該流路内へ出荷用水が供給される。

　個体６０の計測数が規定値に達すると、個体搬出部４０における傾動式の第１排出流路４１を下に下げて、搬送先を外側の第２排出流路４２Ａから内側の第２排出流路４２Ｂへ切り替える。同時に、給水ノズル４６Ａから出荷用水を外側の第２排出流路４２Ａへ供給し、搬送媒体の残留を防止ながら出荷容器などへの最終搬送促進を行う。このあと、外側の第２排出流路４２Ａを逆方向へ傾動させておく。すなわち、第２排出流路４２Ａの一端側を下げ、他端側を上げておく。かくして、計数用傾斜流路２１内の計数部２３での計数を終えた個体６０の搬送先が排出ポート４５Ａから排出ポート４５Ｂへ切り替わり、計数後の個体６０が排出ポート４５Ｂから別の出荷容器などへ搬送される。また、外側の第２排出流路４２Ａを逆方向へ傾動させておくことにより、排出ポート４５Ｂを用いた搬送経路での計数が完了し、傾動式の第１排出流路４１を再び上へ上げたときに、搬送経路内、特に計数用傾斜流路２１内に残っていた個体６０がドレン４３Ａから排出され、再度、計数のために投入ホッパ３０Ｂに再投入されるか、別容器に保管される。これにより、出荷容器などへ個体６０が規定数を超えて余分に搬送される事態が回避される。

　この切り替えを繰り返すことにより、個体６０が規定数ずつ、規定量の出荷用水と共に出荷容器などへ搬送される。また、個体６０の個数計測と出荷容器などへの分配搬送とが同時に行われる。更に、個々の個体６０は当該個体計数装置に対して投入されてから排出されるまでの間、出荷用水中に浸漬しているので、個体６０が海老の幼生のような場合にも、その衰弱や死滅が防止される。

　図８に図示された本発明の別の実施形態の個体計数装置は、体長が１０ｍｍから数１０ｍｍに達するような小型魚の個体数計測に適するものであり、ベースフレーム７０上に搭載された計数ユニット２０と、計数ユニット２０の個体搬入側に位置してベースフレーム７０上に搭載された個体搬入部８０とを備えている。ベースフレーム７０は、前述の個体計数装置とは逆に、個体搬入側が高く、個体搬出側が低いＬ型フレームであり、個体搬入側の高い搬入部架台７１上に個体搬入部８０が、個体搬出側の低い水平部上に計数ユニット２０がそれぞれ搭載されている。

　個体搬入部８０は、角形の投入ホッパ８１と、その下に設けられた拡散用第１傾斜流路８２と、更にその下に設けられた拡散用第２傾斜流路８３とを備えている。投入ホッパ８１は、拡散用第１傾斜流路８2 の上流部上にあり、その上流部に上から臨んでいる。拡散用第１傾斜流路８2 は、断面が凹型の角樋である。その上流側の端部には、第１給水管８４により、搬送媒体である出荷用水の供給が行われる。拡散用傾斜流路８２の下流側の端部は、拡散用第２傾斜流路８３の上流側の端部上に存在している。拡散用第２傾斜流路８３は拡散用第１傾斜流路８2 よりも傾斜が急な加速拡散用の角樋である。その上流側の端部には、第２給水管８５により、搬送媒体である出荷用水の供給が行われる。拡散用第２傾斜流路８３の下流側の端部は、計数ユニット２０に連続している。

　計数ユニット２０は、前述した個体計数装置における計数ユニット２０と実質的に同一であり、拡散用平坦流路８３の下流側に続く計数用傾斜流路２１と、計数用傾斜流路２１の支持架台を兼ねる計数部架台２７上に設置固定された画像解析制御盤２２と、計測用傾斜水路２１の中間部に設定された所定長の計数部２３の下側に位置して計数部架台２７内に取付けられた照明部２４とを有している。

　計数用傾斜流路２１は、透光性樹脂により形成された断面が凹型の角樋である。この計数用傾斜流路２１は、上流側から下流側へ下降傾斜している。計数用傾斜流路２１の上流側の端部は、取付け架台２７から上流側へ突出している。計数用傾斜流路２１の下流側の端部は、計数部架台２７から下流側へ突出している。個体搬入部８０における拡散用第１傾斜流路８２及び拡散用第２傾斜流路８３は、計数用傾斜流路２１の幅より僅かに小さい程度である。

　画像解析制御盤２２は、内部に画像解析部を収容している。その内部は仕切り板２５により個体搬入側、個体搬出側の２室に分かれており、各室とも正面開口部が扉により開閉される。個体搬出側の室内にはカメラ２６が収容されており、個体搬入側の室内には、カメラ２６と共に画像解析部を構成する画像解析用基板２８が収容されている。カメラ２６は計数用傾斜流路１１の中間部に設定された所定長の計数部２３の上方に下方を向いて垂直に配置されたラインカメラであり、その計数部２３を例えば１００μｓ程度の時間間隔で全幅にわたって撮影することにより計測用画像を取り込む。取り込まれた画像データは裏側の室内に収容された画像解析部構成用の画像解析用基板２８に送られる。

　照明部２４は、計数用傾斜流路１１の中間部に設定された所定長の計数部２３の下側に水平に配置されており、その計数部２３を、面状に配置された多数個の白色ＬＥＤにより、下方から拡散板を介して全幅にわたり面状に照明する。或いは、拡散機能を有した計数部２３を、面状に配置された多数個の白色ＬＥＤにより、下方から全幅にわたり面状に照明する。

　計数ユニット２０の画像解析制御盤２２に収容されたカメラ２６及び画像解析用基板２８、並びに画像解析制御盤２２上のモニターＣにより、計数ユニット２０における画像解析部が構成されることは、前述した個体計数装置と同じである。モニターＣはタッチパネル形式であり、操作盤を兼ねている。

　本実施形態の個体計数装置において個体数の計測を行うには、個体搬入部８０において拡散用第１傾斜流路８２に第１給水管８４により出荷用水の供給を行う。また、拡散用第２傾斜流路８３に第２給水管８５により出荷用水の供給を行う。この状態で角形の投入ホッパ８１内へ個体を一括して投入する。投入された個体は、拡散用第１傾斜流路８２に供給される出荷用水の水流により当該流路を搬送された後、拡散用第２傾斜流路８３に落下搬入される。拡散用第２傾斜流路８３においては、増大した傾斜角度及び当該流路に新たに供給される出荷用水により個体が主に搬送方向で加速拡散され、計数ユニット２０における計数用傾斜流路２１へ送られる。

　個体搬入部８０における拡散用第１傾斜流路８２及び拡散用第２傾斜流路８３を搬送される間に個体が分散すること、その分散が促進されること、計数ユニット２０における計数用傾斜流路２１を搬送される間に個体数が正確に計測されることは、前述した個体計数装置の場合と同じである。個体の分散は、個体のサイズが大きくなるほど容易になるので、拡散用第１傾斜流路８２などに液溜まりが存在しなくても、拡散用第１傾斜流路８２と拡散用第２傾斜流路８３との間の傾斜角度差及び搬送媒体である出荷用水の流量差により確実な分散が行われる。

　図９に図示された本発明の更に別の実施形態を示す個体計数装置は、体長が２００ｍｍに達するような大型魚の個体数計測に適するものであり、図８に図示された個体計数装置とは、個体搬入部８０のみが相違し、計数ユニット２０は同一である。

　すなわち、本実施形態の個体計数装置における個体搬入部８０は、大型の受入ホッパ８６のみからなる。受入ホッパ８６は、比較的低い単独の搬入部架台９０上に設置固定されている。受入ホッパ８６の下流部は、深さ及び横幅が下流側へ向かって徐々に減少した絞り部８７である。絞り部８７の下流側の端部は、計数用傾斜流路２１の上流側の端部と殆ど同じサイズであり、当該端部に接続されている。受入ホッパ８６の上流部には底部から給水管８８により、搬送媒体である出荷用水が供給される。供給された出荷用水は、絞り部８７で流速を増しながら計数用傾斜流路２１に流入する。

　受入ホッパ８６の上流部内に一括して投入された個体は、下流側の絞り部８７において増速する水流と下流側に向かって上方へ傾斜した底面とにより分散する。分散した個体が計数用傾斜流路２１を搬送される過程で正確に個体数を計測されることは、これまでに説明した２つの個体計数装置と同じである。前述したように、個体のサイズが大きくなるほど個体の分散が容易になるので、ここでは拡散用傾斜流路が存在しなくとも、確実な分散が行われる。

　以上に説明した３つの個体計数装置の構造から分かるように、本発明の個体計数装置は実質的に同一構成の計数ユニット２０を備えており、計数対象である個体のサイズに応じて個体搬入部、個体搬出部の構造を変更するだけの設計となっている。

　計数ユニット２０について説明すると、図８に図示さた小型個体用の個体計数装置における計数ユニット２０と図９に図示された大型個体用の個体計数装置における計数ユニット２０とは全く同一である。図１～図７に図示された微小個体用の個体計数装置における計数ユニット２０は、これらとは若干異なるが、計数部架台１２上の画像解析制御盤２２及びその内部構造、並びに計数部架台１２内の照明部２４は同じであり、上流側の個体搬入部３０の構造の相違に伴って計数部架台１２のサイズ及び構造、並びにこれに支持された計数用傾斜流路２１の長さが相違するが、計数用傾斜流路２１の横幅、傾斜角度といった基本構造は同じであり、機能も実質同一である。

　すなわち、本発明の個体計数装置は、海老の幼生や稚魚といった微小個体から体長が１００ｍｍを超える大型魚のような大きい個体までを計数できる計数ユニット２０を有しており、個体搬入部３０や個体搬出部４０を個体サイズに適した構造のものに変更し、これに伴って計数プログラムの設定変更を行う程度で、微小個体から大型個体までの計数に対応することができる。このため、個体のサイズ毎に設計する必要があった従来構造の個体計数装置と比べて装置価格を大幅に安くすることができ、また購入した個体計数装置を個体サイズに応じて変更することもでき、ユーザーが享受できる経済上、汎用上のメリットは非常に大きい。

　１０　Ｌ型フレーム
　１１　搬入部架台
　１２　計数部架台
　２０　計数ユニット
　２１　計数用傾斜流路
　２２　画像解析制御盤
　２３　計数部
　２４　照明部
　２５　仕切り板
　２６　カメラ
　２７　計数部架台
　２８　画像解析用基板
　３０　個体搬入部
　３０Ａ　拡散用傾斜流路
　３１Ａ　受け部
　３２Ａ　流出口
　３３Ａ　液溜まり
　３４Ａ　平坦部
　３５Ａ　加速部
　３６Ａ　第１給水管
　３０Ｂ　投入ホッパ
　３１Ｂ　流出管
　３２Ｂ　流出口
　３３Ｂ　第２給水管
　３４Ｂ　フレキシブル管
　４０　個体搬出部
　４１　第１排出流路
　４２Ａ，４２Ｂ　第２排出流路
　４３Ａ，４３Ｂ　ドレン
　４４Ａ，４４Ｂ　流出口
　４５Ａ，４５Ｂ　排出ポート
　４６Ａ，４６Ｂ　給水ノズル
　４７　加圧ポンプ
　４８　タンク
　４９　アクチュエータ
　５０　画像解析部
　５１　解析部本体
　５２　画像取り込み部
　５３　画像作成部
　５４　演算・換算部
　５５　記録部
　５６　モニター用画像構築部
　６０　計数すべき個体
　６０’個体の画像
　６１　異物（泡）
　６１’　画像
　６２　固形異物
　６２’　画像
　７０　ベースフレーム
　７１　搬入部架台
　８０　個体搬入部
　８１　投入ホッパ
　８２　拡散用第１傾斜流路
　８３　拡散用第２傾斜流路
　８４　第１給水管
　８５　第２給水管
　８６　受入ホッパ
　８７　絞り部
　９０　搬入部架台

Claims

　計数すべき個体を液体の流動により分散させつつ搬送してカウントする個体計数装置であって、
　計数すべき個体を流体の流動により搬送し、少なくとも一部が透光性材料により形成されて計数部とされた計数用傾斜流路と、計数用傾斜流路の計数部に下側から光を照射する照明部と、当該計測部の上側に配置されたカメラにより計数用画像を取り込むと共に、その取り込み画像のデータに基づいて、前記計数部を液体と共に通過する個体の個数を計測する画像解析部とが、計数ユニットとして一体化されており、
　前記計数ユニットにおける計数用傾斜流路の上流側に、個体搬入部が、前記計数用傾斜流路から独立して連結配置されている個体計数装置。
　請求項１に記載の個体計数装置において、
　個体搬入部は組み換え可能である個体計数装置。
　請求項１又は２に記載の個体計数装置において、
　個体搬入部は、計数すべき固体を流体の流動により搬送する樋状部材からなると共に、その底面の一部に、当該底面が下流側に向かって上方へ傾斜すると共に、その傾斜角度が、両側から中央に向かうにつれて漸次増大する舳先形状の液溜まりが設けられた拡散用傾斜流路を有する個体計数装置。
　請求項１～３の何れかに記載の個体計数装置において、
　個体搬入部は、傾斜流路の上流部上に設けられて投入個体を受ける円形容器からなると共に円形容器内に投入された個体を旋回流により分散させて排出する投入ホッパを有する個体計数装置。
　請求項１～４の何れかに記載の個体計数装置において、計数ユニットにおける計数用傾斜流路の下流側に、個体搬出部が前記計数用傾斜流路から独立して連結配置されている個体計数装置。
　請求項５に記載の個体計数装置において、
　個体搬入部は組み換え可能である個体計数装置。
　請求項５又は６に記載の個体計数装置において、
　個体搬出部は、計数用傾斜流路から搬出される個体を複数の搬出流路に選択的に投入する分配器を有する個体計数装置。
　請求項７に記載の個体計数装置において、
　分配器は、予め設定した個数ごとに搬出流路の切換えを行う個体計数装置。