WO2017141813A1 - 卵の表面検査装置 - Google Patents

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暁男 清田
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株式会社ナベル
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    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
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    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/02—Food
    • G01N33/08—Eggs, e.g. by candling
    • G—PHYSICS
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
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    • G01B11/2522—Projection by scanning of the object the position of the object changing and being recorded
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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
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    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/951—Balls

Definitions

  • the present invention relates to an egg surface inspection apparatus, and more particularly to an egg surface inspection apparatus that detects a loss or deformation of an outer shape of an eggshell.
  • Patent Document 1 a method using an image obtained by photographing an egg is also employed.
  • image processing for distinguishing between an eggshell and a background other than the eggshell is performed before detecting cracks on the eggshell surface. After the image processing, complicated image processing through various steps is performed.
  • An object of the present invention is to provide an egg surface inspection apparatus capable of detecting a loss or deformation of an outer shape of an eggshell without requiring such complicated processing.
  • the egg surface inspection apparatus is a surface inspection apparatus that inspects the surface of an egg while transporting the egg in a rotated state, and includes a transport unit, a light projecting unit, a photographing unit, and a determination unit.
  • the transport unit the egg is transported in a direction intersecting the long axis while rotating the egg with the long axis of the egg as the rotation axis.
  • the light projecting unit irradiates the egg with linear light extending in a direction that intersects the transport direction in which the egg is transported by the transport unit.
  • the photographing unit photographs an egg irradiated with linear light by the light projecting unit.
  • the determination unit obtains the position data of the linear light imaged by the imaging unit, and determines the surface state of the egg based on the position data.
  • the egg is rotated in the direction of rolling in the conveying direction in the conveying unit.
  • the transport unit has a pair of spelling rollers adjacent to each other in the transport direction, and the egg is held by the pair of spelling rollers.
  • each of the nail type rollers is rotatably supported with the roller axis as a rotation axis, and each nail type roller has a conveying direction. By rotating in the direction of rolling toward the opposite side, the eggs held by the pair of nail rollers rotate in the direction of rolling in the transport direction.
  • the egg surface inspection apparatus can detect a relatively large defect or deformation of the outer shape of the eggshell, such as a relatively large cracked egg.
  • An egg surface inspection apparatus 1 is an inspection apparatus that is provided in an egg sorting apparatus (not shown) and detects an egg having a relatively large crack or depression. As shown in FIGS. 1 to 3, the surface of the egg E is moved while being transported in a state where the major axis of the egg E is substantially horizontal and substantially perpendicular to the transport direction A (traveling direction) of the egg E. This is an inspection device for inspection.
  • the egg surface inspection apparatus 1 includes a transport unit 2, a light projecting unit 3, a photographing unit 4, and a determination unit 5.
  • the transport unit 2 transports the egg E while rotating the egg E around the long axis.
  • the light projecting unit 3 irradiates linear light extending in a direction substantially orthogonal to the transport direction A of the transport unit 2.
  • the imaging unit 4 grasps the egg E irradiated with the linear light by the light projecting unit 3 as a two-dimensional image.
  • the determination unit 5 determines the surface state of the egg E based on the linear light position data captured by the imaging unit 4.
  • the actual rotation axis when the egg E rotates does not match the long axis of the egg E. It also includes the case of being conveyed while rotating in a state.
  • the transport unit 2 holds the egg E downstream in the transport direction A while holding the egg E by a pair of nail rollers 21 adjacent in the front-rear direction of transport. It is to be moved.
  • the transport unit 2 is mainly composed of a plurality of nail rollers 21, a roller shaft 22, and a roller restricting unit 23.
  • the eggs E are held by the plurality of spelling rollers 21.
  • the roller shafts 22 are arranged at a predetermined interval.
  • a zipped roller 21 is attached to each of the roller shafts 22.
  • the roller restricting portion 23 is provided at one end of the roller shaft 22.
  • each of the nail rollers 21 is counterclockwise (arrowed) with the roller shaft 22 as the central axis when viewed from the side where the roller restricting unit 23 is disposed. ).
  • the egg E placed on the spelling type roller 21 rotates clockwise (see arrow) toward the paper surface.
  • the continuous roller 21 has a shape in which the vicinity of the center in the width direction is recessed from both ends in the width direction.
  • six pinched rollers 21 are fixed to the roller shaft 22.
  • one of the six packed rollers 21 is shown as a representative.
  • the roller shaft 22 extends in a direction orthogonal to the transport direction A. Both ends of the roller shaft 22 are rotatably attached to a chain (not shown).
  • Each of the plurality of roller shafts 22 is disposed in parallel with each other.
  • the roller restricting portion 23 is provided in a predetermined position corresponding to the position where the light projecting portion 3 and the photographing portion 4 are arranged in the entire conveying portion 2.
  • the roller restricting portion 23 is disposed so as to contact the upper portion of the roller shaft 22. A frictional force is generated when the roller restricting portion 23 comes into contact with the roller shaft 22.
  • the roller restricting portion 23 functions as a rotation imparting portion and rolls the roller shaft 22 and the pinching type roller 21 by its frictional force.
  • the egg E held by the neighboring typeing roller 21 is rotated. Roll in the opposite direction.
  • the egg E rolls in the direction of rolling in the transport direction A.
  • the pinching type roller 21 has an inclined portion 24 having a diameter larger than that in the vicinity of the center in the axial direction, when the pinching type roller 21 rotates, the long axis of the egg E is substantially parallel to the roller shaft 22.
  • the position of the egg E is adjusted so that the body portion of the egg E is located at the center of the transport path.
  • the light projecting unit 3 irradiates light toward the egg E that is held and rotated by two adjacent pinching rollers 21.
  • the light projecting unit 3 is disposed above the transport unit 2 and is fixed to a support member (not shown).
  • FIG. 1 and the like show a case where light is irradiated toward one egg E. For example, when eggs are arranged and transported in a plurality of rows, a single light source covers a plurality of rows. The egg may be irradiated with light.
  • the light projecting unit 3 emits light spreading in a two-dimensional fan shape.
  • a point light source and a cylindrical lens (not shown) are combined.
  • the light projecting unit 3 forms one line L (bright line) on the transport unit 2 and the surface of the egg E located on the transport unit 2.
  • the line L extends in the width direction intersecting the transport direction A.
  • the line L extending in a straight line is formed substantially parallel to the roller shaft 22.
  • the light line L is a straight line when irradiated on a flat surface, but when irradiated on an egg E, the outer shape of the egg E is changed as shown in FIGS. The reflected curve. As shown in FIG. 4, in the case of the egg E without a big crack or depression, the shape along the smooth shape of the egg E appears.
  • FIG. 5 in the case of an egg E having a large crack or depression, the light line L is also bent in response to the depression.
  • the graph shown in the lower part of each of FIGS. 4 and 5 represents the position data of the line L of the light irradiated to the egg E on the XY plane (two dimensions).
  • the X coordinate corresponds to the width direction intersecting the transport direction A.
  • the Y coordinate increases as the height from the reference plane of the egg E being conveyed to the top of the egg E where the light line L hits increases.
  • the photographing unit 4 is a camera provided at a position where one line L projected on the egg E can be photographed, as schematically shown in FIGS.
  • the imaging unit 4 is disposed on the upstream side of the light projecting unit 3 in the transport direction A, obliquely above the transport device, and is fixed to a support member (not shown).
  • An angle formed by the direction in which light is emitted from the light projecting unit 3 toward the egg and the direction from the line L formed on the egg surface toward the photographing unit 4 is set to a predetermined angle.
  • the position information of the line L (bright line) can be obtained from the information about the line L photographed by the photographing unit 4. That is, the height of each position of the line L from the reference plane of the egg E being conveyed can be calculated.
  • the information regarding the calculated height of the egg E is grasped as information regarding the outer shape (surface) shape of the egg E.
  • the determination unit 5 determines the state of the surface based on information on the shape of the bright line of the photographed image, as schematically shown in FIG. In the determination unit 5, for example, “position data corresponding to a concave portion or a convex portion that is not calculated in the case of a normal egg that is not cracked or depressed” is included in the position data obtained from the bright line. Depending on whether or not there is, the state of the surface of the eggshell of the photographed egg E is judged.
  • the determination unit 5 image processing means
  • a control device (not shown) for controlling each part of the egg surface inspection apparatus 1 according to the present embodiment is a microcomputer system having a processor, a memory, an input interface, an output interface, and the like.
  • the egg E is placed on the spelling type roller 21.
  • the pinching type roller 21 on which the egg E is placed is moved in the transport direction A.
  • the spelling type roller 21 moves, the spelling type roller 21 is rotated by the roller restricting portion 23.
  • the egg E is conveyed to the detection position 6 where the light projecting unit 3 and the photographing unit 4 are arranged while rotating (see FIGS. 1 to 3).
  • the detection position 6 light is continuously irradiated in advance from the light projecting unit 3 so that a light line L that is aimed at the surface of the egg E conveyed to the detection position 6 is formed.
  • the line L or the like irradiated with light on the egg E transported to the detection position 6 and projected onto the surface of the egg E is photographed by the photographing unit 4 (step S1).
  • the data of the captured image is input to the determination unit 5 (image processing means) (step S2).
  • the determination unit 5 (image processing means) extracts the position data of the line L based on the image data (step S3).
  • step S4 It is determined whether or not the extracted position data corresponds to position data (position data F) when there is a concave portion on the lower side (Y-axis negative direction) (step S4).
  • position data F position data
  • step S5 it is determined that the egg E to be inspected is cracked or depressed
  • step S6 it is determined that the egg E to be inspected is not cracked or depressed
  • step S4 although it depends on the position, size, and shape of the egg E where cracks or depressions are occurring, for example, by calculating the slope of the line L by differentiating the position data, the determination can be made more. It becomes easy.
  • step S4 it is determined whether or not the extracted position data corresponds to position data (position data G) when there is a convex portion protruding upward (Y-axis positive direction). Also good. In this case, it can be determined whether or not foreign matter is attached to the surface of the egg E.
  • the egg surface inspection apparatus 1 includes a transport unit 2, a light projecting unit 3, a photographing unit 4, and a determination unit 5.
  • the transport unit 2 transports the egg E while rolling it around the long axis of the egg E.
  • the light projecting unit 3 emits linear light extending in a direction intersecting the transport direction A of the transport unit 2.
  • the imaging unit 4 grasps the egg E irradiated with the linear light by the light projecting unit 3 as a two-dimensional image.
  • the determination unit 5 determines the surface state of the egg E based on the linear light position data captured by the imaging unit 4.
  • the surface of the egg is inspected using a method called “light cutting method”.
  • the object to be inspected is irradiated with light in a line. Reflected light of the irradiated light is acquired as position data.
  • the surface of the egg is inspected based on the acquired position data of the reflected light.
  • the egg E in which the eggshell has relatively large cracks, cracks, or depressions has a greatly different outer shape than that of a normal egg. Therefore, it is possible to determine whether or not the egg is cracked, cracked, depressed, or the like by acquiring position data related to the outer shape (contour) of the egg using the linear light described above.
  • position data is acquired by processing the photographed image of the egg E.
  • the image processing can be performed very easily. This eliminates the need for processing for extracting features such as distinguishing the eggshell from the background, compared to image processing performed in a conventional crack inspection apparatus.
  • the egg surface inspection apparatus 1 described above includes a transport unit 2 that transports the egg E while rotating (rolling) the egg E.
  • the position data of the surface of the egg can be acquired over the entire circumference of the egg E, and it can be determined whether the egg surface is cracked or depressed.
  • the egg E rotates while being transported. At this time, the egg E rotates (rolls) in the direction of rolling in the conveying direction A by the rotation of the pinching type roller 21. Accordingly, the surface of the egg E can be inspected over the entire circumference by the single light projecting unit 3 and the single photographing unit 4 that are respectively fixed to the surface inspection device 1 of the egg E.
  • a conveying unit that rotates while conveying an egg is provided.
  • the egg is rotated in a direction to roll in the direction opposite to the conveying direction.
  • one egg is photographed by photographing units installed at a plurality of locations from the upstream side to the downstream side in the transport direction.
  • the egg dirt is inspected by one light projecting unit and one photographing unit fixed to the virtual egg inspection device.
  • the speed of the surface portion of the egg imaged by irradiation with light is the transport speed (speed Vc) by the transport unit. From this, the speed (speed Vc ⁇ speed Vd) is obtained by subtracting the speed in the tangential direction (speed Vd) of the surface portion accompanying the rotation of the egg.
  • the rotation direction of the spell roller 21 and the rotation direction of the egg E are opposite to the corresponding rotation directions in the case of a conventional dirty egg inspection apparatus. It is. More specifically, in the transport unit 2, the roller shaft 22 advances in the transport direction A. The continuous roller 21 rotates in the direction of rolling in the direction opposite to the conveying direction A, with the roller shaft 22 as a rotation axis. The egg E rotates in the direction of rolling in the conveyance direction A, which is the direction opposite to the rotation direction of the pinching type roller 21.
  • the speed of the surface portion of the egg E irradiated with light is determined by the transport speed (speed) of the transport unit 2. Is a speed (speed Vc + speed Vd) obtained by adding the speed in the tangential direction (speed Vd) of the surface portion accompanying the rotation of the egg E.
  • the egg surface inspection apparatus 1 can be designed relatively compactly. Moreover, the manufacturing cost of the egg surface inspection apparatus 1 can also be suppressed.
  • the conveyance unit 2 of the egg inspection apparatus described above is a pinching type roller 21 fixed to the roller shaft 22.
  • the egg E is held by a pair of adjacent type roller 21.
  • the egg E can be transported in a state where the long axis of the egg E is along the direction intersecting the transport direction (transport width direction).
  • the movement of the egg E in the long axis direction is restricted by the inclined portion 24 on one end side in the axial direction and the inclined portion 24 on the other end side in the spelling roller 21. Thereby, it is possible to facilitate the setting of the conveyance width direction when the imaging unit 4 images the egg E.
  • the contact roller 22 can be rotated (rolled) by bringing the roller shaft 22 into contact with the roller restricting unit 23 disposed above the roller shaft 22.
  • the pinching type roller 21 can be rotated in a desired direction, and also the egg E mounted on the pinching type roller 21 can be rotated. .
  • the present invention is not limited to the embodiment described above.
  • the transport unit is not limited to the transport unit 2 described above as long as the egg can be transported while rotating (rolling) with the long axis of the egg directed in a predetermined direction (lateral direction).
  • positioned in 6 rows is assumed as the conveyance part 2, as a number of rows, it is not restricted to 6 rows, For example, many rows may be sufficient, One row may be sufficient.
  • the spelling type roller 21 may be replaced with another known roller or the like.
  • the roller restricting portion if the spell roller 21 can be rotated in order to rotate (roll) the egg, the roller restricting portion is not limited to the illustrated one and can be variously changed.
  • a belt conveyor 25 provided on the lower side of the nail roller 21 may be used as shown in FIGS.
  • the belt conveyor 25 serves as a rotation imparting means for rotating the zigzag roller 21 by the frictional force generated when the upper surface side of the belt conveyor 25 comes into contact with the nail roller 21.
  • the same members as those in the egg surface inspection apparatus 1 according to the embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will not be repeated.
  • each of the nail rollers 21 rotates around the roller shaft 22 in a direction in which the nail roller 21 rolls in the direction opposite to the conveyance direction.
  • the egg E placed on the mold roller 21 rotates in the direction of rolling in the transport direction.
  • the belt conveyor 25 is rotated in such a manner that the upper surface of the belt conveyor 25 moves in the transport direction.
  • the traveling speed Vb of the belt conveyor 25 may be set larger than the traveling speed Va of the transport unit.
  • the belt conveyor 25 directly rotates the roller body of the pinching type roller 21 having a diameter larger than the diameter of the roller shaft 22. For this reason, when inspecting using the light projection part 3 and the imaging
  • the light projecting unit is not limited to the above-described light projecting unit 3 as long as the light applied to the egg can be detected as a line (bright line) in the imaging unit.
  • various ones can be applied as long as they are used in the so-called “light cutting method”.
  • a light projecting unit instead of the above-described point light source, a light projecting unit combining a laser and a cylindrical lens may be used.
  • the light projecting unit is not limited to one in which an egg is irradiated with a single line, and a light projecting unit that emits light that forms a plurality of lines can also be applied.
  • a light projecting unit that emits light that forms a pattern such as a stripe shape can be applied.
  • the determination unit determination method is not limited to the determination unit according to the embodiment described above.
  • the captured image is binarized and the light is applied.
  • the surface part of the egg that has been removed should be taken out.
  • the method for detecting the concave portion on the line (bright line) position data is not limited to the above-described embodiment. For example, first, an ideal outline position that can be taken when there is no crack or depression estimated from each position data in one image data is calculated. Next, the ideal outer shape position is compared with the coordinates of the actual position data. If the value of the Y coordinate of the actual position data is smaller than the ideal outer shape position, it can be determined that there is a depressed portion at the X coordinate position corresponding to the Y coordinate.
  • the value of the Y coordinate of the actual position data is (substantially) the same as the ideal outer shape position, there is no irregularity at the position of the X coordinate corresponding to the Y coordinate, and there is no occurrence of cracks or depressions. It can be determined that it has a typical outer shape. Further, if the value of the Y coordinate of the actual position data is larger than the ideal outer shape position, it can be determined that there is a convex portion on the upper side at the position of the X coordinate corresponding to the Y coordinate.
  • one image data obtained at one circumferential position in one egg and the other circumferential direction using the fact that an egg is photographed while rotating A portion recessed downward may be found from other image data obtained at the position.
  • the position data obtained from one image data By comparing the position data obtained from one image data with the position data obtained from other image data, it is possible to find a portion recessed downward.
  • the average position data of the position data obtained from the image data of normal eggs that are not cracked or depressed is obtained in advance, and the position data obtained from one image data and the average position data are obtained. You may make it find the recessed part on the lower side by comparing.
  • the imaging unit 4 has been described with respect to the case where the imaging unit 4 is arranged on the upstream side in the transport direction with respect to the light projecting unit 3. 4 may be arranged.
  • the present invention can be effectively used for an egg surface inspection apparatus for detecting a defect or deformation of an outer shape of an eggshell.
  • 1 Egg surface inspection device 2 transport unit, 21 zipper type roller, 22 roller shaft, 3 light projecting unit, 4 photographing unit, 5 judging unit, E egg.

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Abstract

卵の表面検査装置（１）は、搬送部（２）と投光部（３）と撮影部（４）と判定部（５）とを備えている。搬送部（２）は、卵（Ｅ）の長軸を回転軸として、その卵（Ｅ）を回転させながら搬送する。投光部（３）は、搬送部（２）の搬送方向（Ａ）に交差する方向に延在する線状の光を照射する。撮影部（４）は、投光部（３）によって線状の光が照射された卵（Ｅ）を二次元の画像として把握する。判定部（５）は、撮影部（４）が撮影した線状の光の位置データに基づいて、卵（Ｅ）の表面の状態を判定する。

Description

卵の表面検査装置
　本発明は、卵の表面検査装置に関し、特に、卵殻の外形の欠損または変形を検知する卵の表面検査装置に関するものである。
　卵殻の外形の欠損または変形を検知する方法の一例として、卵をハンマーで叩いたときに得られる打音により、卵殻表面に生じたひびや割れなど損傷の有無を検査するものが従来から知られている。しかしながら、比較的大きなひびが入った卵については、打音による解析が難しく、卵のひびを見逃してしまうことがあった。
　そのため、他の方法として、たとえば、特許文献１では、卵を撮影した画像を用いる方法も採用されている。特許文献１において提案されている方法では、卵殻表面のひびを検出する前に、卵殻と卵殻以外の背景とを区別するための画像処理が行われる。その画像処理の後、種々のステップを経る複雑な画像処理が行われることになる。
特開平１１－２８７７６３号公報
　従来の撮影画像を用いたひび割れ検査装置では、複雑な処理が必要とされていた。本発明の目的は、そのような複雑な処理を必要とすることなく、卵殻の外形の欠損または変形を検知することのできる卵の表面検査装置を提供することである。
　本発明は、上述した目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。すなわち、本発明に係る卵の表面検査装置は、卵を回転させた状態で搬送しながら卵の表面を検査する表面検査装置であって、搬送部と投光部と撮影手段と判定部とを備えている。搬送部では、卵の長軸を回転軸として卵を回転させながら、卵を長軸と交差する方向に搬送する。投光部は、搬送部によって卵が搬送される搬送方向と交差する方向に延在する線状の光を卵に照射する。撮影部は、投光部によって線状の光が照射された卵を撮影する。判定部は、撮影部によって撮影された線状の光の位置データを求め、位置データに基づいて卵の表面の状態を判定する。
　本発明に係る卵の表面検査装置では、好ましくは、搬送部では、卵は搬送方向に向かって転がる向きに回転される。
　本発明に係る卵の表面検査装置では、より好ましくは、搬送部は、搬送方向に間隔を隔てて隣り合う一対のつづみ型ローラを有し、卵は、一対のつづみ型ローラに保持される。
　本発明に係る卵の表面検査装置では、さらに好ましくは、搬送部では、つづみ型ローラのそれぞれは、ローラ軸を回転軸として回転可能に支持され、つづみ型ローラのそれぞれが、搬送方向と反対側に向かって転がる向きに回転することで、一対のつづみ型ローラに保持された卵が、搬送方向に向かって転がる向きに回転する。
　本発明に係る卵の表面検査装置によれば、比較的大きなひびの入った卵など卵殻の外形の比較的大きな欠損または変形を検出することができる。
本発明の一実施の形態に係る卵の表面検査装置の要部を示す斜視図である。 同実施の形態に係る卵の表面検査装置の要部を示す平面図である。 同実施の形態に係る卵の表面検査装置の要部を示す正面図である。 同実施の形態に係る卵の表面検査装置の撮影部によって、割れていない卵を観察した様子を示す概略図である。 同実施の形態に係る卵の表面検査装置の撮影部によって、割れの生じている卵を観察した様子を示す概略図である。 同実施の形態に係る卵の表面検査装置の判定部における処理の手順の例を示すフロー図である。 本発明の一実施の形態の変形例に係る卵の表面検査装置の要部を示す平面図である。 同変形例に係る卵の表面検査装置の要部を示す正面図である。
　本発明の一実施の形態に係る卵の表面検査装置ついて、図１～図６を用いて説明する。
　一実施の形態に係る卵の表面検査装置１は、図示しない卵の選別装置に設けられ、比較的大きなひび割れまたは陥没の生じた卵を検出するための検査装置である。図１～図３に示すように、卵Ｅの長軸をほぼ水平に、かつ当該卵Ｅの搬送方向Ａ（進行方向）に対してほぼ直交させた状態で搬送しながら当該卵Ｅの表面を検査する検査装置である。
　卵の表面検査装置１は、搬送部２と投光部３と撮影部４と判定部５とを備えている。搬送部２は、卵Ｅの長軸を回転軸として、その卵Ｅを回転させながら搬送する。投光部３は、搬送部２の搬送方向Ａにほぼ直交する方向に延在する線状の光を照射する。撮影部４は、投光部３によって線状の光が照射された卵Ｅを二次元の画像として把握する。判定部５は、撮影部４が撮影した線状の光の位置データに基づいて、卵Ｅの表面の状態を判定する。なお、この明細書では、卵Ｅの長軸を回転軸として、卵Ｅを回転させながら搬送するとは、卵Ｅが回転する際の実際の回転軸と卵Ｅの長軸とが一致していない状態で回転しながら搬送される場合も含むものとする。
　搬送部２は、図１～図３に示すように、搬送の前後方向に隣り合う一対のつづみ型ローラ２１によって卵Ｅを保持しながら搬送方向Ａに沿って、下流側へと卵Ｅを移動させるものである。搬送部２は、主に、複数のつづみ型ローラ２１とローラ軸２２とローラ規制部２３とによって構成される。複数のつづみ型ローラ２１に、卵Ｅが保持される。ローラ軸２２は所定の間隔をもって配置されている。ローラ軸２２のそれぞれに、つづみ型ローラ２１が装着されている。ローラ規制部２３は、ローラ軸２２の一方の端部に設けられている。
　特に、図３に示されるように、搬送部２では、ローラ規制部２３が配置されている側から見て、各つづみ型ローラ２１は、ローラ軸２２を中心軸として、反時計回り（矢印参照）に回転する。これにより、つづみ型ローラ２１に載置されている卵Ｅが、紙面に向かって時計回り（矢印参照）に回転する。
　つづみ型ローラ２１は、図１～図３に示すように、幅方向の中央付近が幅方向の両端部よりも窪んだ形状を有する。本実施の形態では、たとえば、６つのつづみ型ローラ２１がローラ軸２２に固定されている。なお、図では、６つのつづみ型ローラ２１のうち１つのつづみ型ローラが代表として示されている。ローラ軸２２は、搬送方向Ａに直交する方向に延在している。ローラ軸２２の両端が、チェーン（図示せず）に回転可能に取り付けられている。複数のローラ軸２２のそれぞれは、互いに平行に配置されている。
　ローラ規制部２３は、図１～図３に示すように、搬送部２全体のうち、投光部３と撮影部４とが配置されている位置に対応する所定の位置に設けられている。ローラ規制部２３は、ローラ軸２２の上部に接触するように配置されている。ローラ規制部２３がローラ軸２２に接することによって、摩擦力が生じる。ローラ規制部２３は回転付与部として、その摩擦力によって、ローラ軸２２およびつづみ型ローラ２１を転動させる。
　このとき、搬送方向Ａの前後に隣り合うつづみ型ローラ２１の双方が、同じ方向に回転することで、隣り合うつづみ型ローラ２１によって保持された卵Ｅを、つづみ型ローラ２１の回転方向と反対向きに転動させる。卵Ｅは、搬送方向Ａに向かって転がる向きに転動する。なお、つづみ型ローラ２１には、軸方向の中央付近よりも径の大きい傾斜部分２４が存在するため、つづみ型ローラ２１が回転すると、卵Ｅの長軸がローラ軸２２とほぼ平行になるとともに、卵Ｅの胴部分が搬送路の中央に位置するように卵Ｅの位置が調整される。
　投光部３は、図１～図３に模式的に示すように、隣り合う２つのつづみ型ローラ２１に保持されて回転する卵Ｅに向けて光を照射するものである。投光部３は、搬送部２の上方に配置されて、図示しない支持部材に固定されている。図１等では一つの卵Ｅに向けて光を照射している場合について示されているが、たとえば、卵が複数列に配置されて搬送されている場合には、１つの光源によって複数列にわたって光を卵に照射するようにしてもよい。
　投光部３は、２次元の扇状に広がる光を出射するものである。投光部３では、たとえば、図示しない点光源とシリンドリカルレンズ等が組み合わされている。投光部３によって、搬送部２上およびその搬送部２上に位置する卵Ｅの表面に、１本のラインＬ（輝線）が形成される。ラインＬは、搬送方向Ａと交差する幅方向に延在する。この一直線に延在するラインＬは、ローラ軸２２にほぼ平行に形成される。
　光のラインＬは、平面に照射される場合には、直線となるが、卵Ｅに照射される際には、図１、図４および図５に示すように、その卵Ｅの外形形状を反映した曲線となる。図４に示すように、大きな割れまたは陥没のない卵Ｅの場合には、卵Ｅの滑らかな形状に沿った形状が表れる。
　一方、図５に示すように、大きな割れまたは陥没のある卵Ｅの場合には、その部分がへこんでいるのに対応して、光のラインＬも折れ曲がる。図４および図５のそれぞれの下段に示されるグラフは、卵Ｅに照射された光のラインＬの位置データをＸＹ平面（２次元）に表したものである。なお、Ｘ座標は、搬送方向Ａと交差する幅方向に対応する。搬送される卵Ｅの基準面から光のラインＬの当たる卵Ｅの上部までの高さが大きくなればなるほど、Ｙ座標は大きくなる。
　撮影部４は、図１～図３に模式的に示すように、卵Ｅに投光された１本のラインＬを撮影することができる位置に設けられたカメラである。撮影部４は、搬送装置の斜め上方の、投光部３よりも搬送方向Ａの上流側に配置されて、図示しない支持部材に固定されている。投光部３から卵に向けて光を照射する方向と、卵の表面に形成されたラインＬから撮影部４へ向かう方向とのなす角度が、所定の角度に設定されている。
　これにより、三角測量の原理に基づいて、撮影部４によって撮影されたラインＬに関する情報からラインＬ（輝線）の位置情報を求めることができる。すなわち、ラインＬの各位置の、搬送される卵Ｅの基準面からの高さを算出することができる。算出された卵Ｅの高さに関する情報は、卵Ｅの外形（表面）形状に関する情報として把握される。
　判定部５は、図３に模式的に示すように、撮影された画像の輝線の形状に関する情報に基づいて表面の状態を判定する。判定部５では、たとえば、輝線から得られる位置データの中に「割れまたは陥没等が生じていない正常な卵の場合には算出されない凹となる部分または凸となる部分に対応した位置データ」があるか否かによって、撮影された卵Ｅの卵殻の表面の状態が判断される。なお、判定部５（画像処理手段）としては、撮影された画像に基づいて、卵Ｅの表面の状態を判定できるものであればどのようなものであってもよく、以下に説明する実施の形態に限られない。
　本実施の形態に係る卵の表面検査装置１の各部を制御するための制御装置（図示しない）は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。
　次に、上述した卵の表面検査装置１を使用した卵の表面検査方法の一例について説明する。
　まず、つづみ型ローラ２１に卵Ｅを載置する。卵Ｅが載置されたつづみ型ローラ２１を搬送方向Ａに移動させる。つづみ型ローラ２１が移動する際に、ローラ規制部２３によって、つづみ型ローラ２１が回転する。つづみ型ローラ２１が回転することで、卵Ｅは、回転しながら投光部３および撮影部４が配置されている検出位置６に搬送される（図１～図３参照）。検出位置６では、検出位置６に搬送される卵Ｅの表面に照準を合わせた光のラインＬが形成されるように、投光部３から予め光を連続的に照射させておく。
　検出位置６に搬送された卵Ｅに光が照射されて卵Ｅの表面に投光されたラインＬ等が、撮影部４によって撮影される（ステップＳ１）。次に、撮影された画像のデータが、判定部５（画像処理手段）に入力される（ステップＳ２）。判定部５（画像処理手段）では、画像のデータに基づいて、ラインＬの位置データが抽出される（ステップＳ３）。
　抽出された位置データが、下側（Ｙ軸負方向）に凹んだ部分がある場合の位置データ（位置データＦ）に対応するか否かが判断される（ステップＳ４）。抽出された位置データが位置データＦに対応すると判断される場合には、検査対象とされる卵Ｅに、割れまたは陥没が生じていると判断される（ステップＳ５）。一方、抽出された位置データが位置データＦには対応していないと判断される場合には、検査対象とされる卵Ｅに、割れまたは陥没は生じていないと判断される（ステップＳ６）。
　ステップＳ４では、卵Ｅにおいて割れまたは陥没等が生じている位置・大きさ・形状にも依存するが、たとえば、位置データを微分することによって、ラインＬの傾きを算出することで、判断がより容易になる。
　なお、ステップＳ４において、抽出された位置データが、上側（Ｙ軸正方向）に突出した凸となる部分がある場合の位置データ（位置データＧ）に対応するか否かを判断するようにしてもよい。この場合には、卵Ｅの表面に異物が付着しているか否かを判断することができる。
　上述した撮影から判定までの一連の処理（検査）は、卵Ｅが回転しながら次々と卵Ｅの異なる面に光を投光することによって、卵Ｅの全周について繰り返される。なお、卵Ｅの全周について繰り返して処理を行っている途中において、「卵の表面に割れまたは陥没が生じている」と判断された場合には、その卵Ｅに対するその後の処理を中止するようにしてもよい。
　以上説明したように、実施の形態に係る卵の表面検査装置１では、卵Ｅを搬送しながら卵Ｅの表面が検査される。卵の表面検査装置１は、搬送部２と投光部３と撮影部４と判定部５とを備えている。搬送部２は、卵Ｅの長軸を回転軸として、当該卵Ｅを転動させながら搬送する。投光部３は、搬送部２の搬送方向Ａに交差する方向に延在する線状の光を照射する。撮影部４は、投光部３によって線状の光が照射された卵Ｅを二次元の画像として把握する。判定部５は、撮影部４が撮影した線状の光の位置データに基づいて、卵Ｅの表面の状態を判定する。
　すなわち、上述した卵の表面検査装置１では、「光切断法」と呼ばれる方法を用いて、卵の表面が検査される。検査したい対象物にライン状に光が照射される。照射された光の反射光が位置データとして取得される。取得された反射光の位置データに基づいて、卵の表面が検査される。
　卵殻に、比較的大きなひび、割れまたは陥没が生じている卵Ｅでは、外形形状が正常な卵の外形形状と比べて大きく異なっている。そのため、上述した線状の光を用いて卵の外形形状（輪郭）に関する位置データを取得することで、卵に、ひび、割れまた陥没などが生じているか否かを判定することができる。
　上述した卵の表面検査装置１では、撮影された卵Ｅの画像に処理を行うことによって位置データが取得される。このとき、撮影された線状の光の位置データに基づいて、卵Ｅの表面の状態を判定することで、画像の処理としては非常に簡単に行うことができる。これにより、従来のひび割れ検査装置において行われていた画像処理と比べて、卵殻と背景とを区別する等の特徴を抽出するための処理が不要になる。
　また、光切断法を用いて卵の表面を検査する場合には、たとえば、卵に水分等が付着することによって、卵殻の光沢が変化することによる影響、または、白色卵、褐色卵もしくは赤色卵などの卵殻色の違いによる影響を受けにくいという利点もある。
　特に、上述した卵の表面検査装置１では、卵Ｅを回転（転動）させながら搬送する搬送部２を備えている。これにより、卵Ｅの全周にわたって卵の表面の位置データを取得して、卵の表面に割れまたは陥没が生じているか否かを判定することができる。
　また、上述した卵の表面検査装置の搬送部２では、卵Ｅは、搬送されながら回転することになる。このとき、卵Ｅは、つづみ型ローラ２１の回転によって、搬送方向Ａに向かって転がる向きに回転（転動）する。これにより、卵Ｅの表面検査装置１にそれぞれ固定された一つの投光部３と一つの撮影部４とによって、卵Ｅの全周にわたって表面を検査することが可能になる。
　従来、卵の汚れを検査する汚卵の検査装置においても、卵を搬送しながら回転させる搬送部が設けられている。この場合、卵を、搬送方向とは反対方向に向かって転がる向きに回転させている。汚卵の検査装置では、搬送方向の上流側から下流側にわたって、複数の箇所に設置した撮影部によって、一つの卵が撮影される。
　ここで、仮想の卵の検査装置にそれぞれ固定された一つの投光部と一つの撮影部とによって、卵の汚れを検査する場合を想定する。この場合には、仮想の検査装置に固定された投光部および撮影部からみて、光が照射されて撮影される卵の表面部分の速さは、搬送部による搬送速さ（速さＶｃ）から、卵の回転に伴う表面部分の接線方向の速さ（速さＶｄ）を差し引いた速さ（速さＶｃ－速さＶｄ）になる。
　そうすると、速さＶｃと速さＶｄとの差がほとんどない場合には、次々搬送される卵に対して、卵の表面のうち、特定の周方向位置だけに光を照射して撮影することになる。このため、卵の汚れを確実に検査することができなくなることが想定される。
　一方、上述した卵の表面検査装置１の搬送部２では、つづみ型ローラ２１の回転方向および卵Ｅの回転方向は、従来の汚卵の検査装置の場合の対応する回転方向とは、反対である。より詳しく説明すると、搬送部２では、ローラ軸２２は搬送方向Ａに向かって進む。つづみ型ローラ２１は、ローラ軸２２を回転軸として、搬送方向Ａとは反対方向に向かって転がる向きに回転する。卵Ｅは、つづみ型ローラ２１の回転方向とは逆方向の、搬送方向Ａに向かって転がる向きに回転する。
　この場合には、卵の表面検査装置１に固定された投光部３および撮影部４からみて、光が照射される卵Ｅの表面部分の速さは、搬送部２による搬送速さ（速さＶｃ）に、卵Ｅの回転に伴う表面部分の接線方向の速さ（速さＶｄ）を加えた速さ（速さＶｃ＋速さＶｄ）になる。
　そうすると、次々搬送される卵に対して、一つの投光部３によって卵の全周にわたって光を照射し、一つの撮影部４によって、卵の全周を撮影してその位置データを取得することができる。これにより、卵の表面検査装置１を比較的コンパクトに設計することができる。また、卵の表面検査装置１の製造コストも抑えることができる。
　なお、卵を、搬送方向とは反対方向に向かって転がる向きに回転させる場合であっても、卵の表面検査装置１における複数の箇所のそれぞれに投光部および撮影部を配置することで、卵の全周について検査することは可能である。
　また、上述した卵の検査装置の搬送部２は、ローラ軸２２に固定されたつづみ型ローラ２１である。隣り合う一対のつづみ型ローラ２１によって、卵Ｅが保持される。このため、卵Ｅの長軸を搬送方向と交差する方向（搬送幅方向）に沿わせた状態で、卵Ｅを搬送させることができる。また、つづみ型ローラ２１における軸方向の一端側の傾斜部分２４と他端側の傾斜部分２４とによって、卵Ｅの長軸方向（搬送幅方向）の動きが規制されることになる。これにより、撮影部４によって卵Ｅを撮影する際の搬送幅方向の設定を行いやすくすることができる。
　搬送部２では、ローラ軸２２の上方に配置されたローラ規制部２３にローラ軸２２を接触させることによって、つづみ型ローラ２１を回転（転動）させることができる。これにより、ローラ規制部２３による簡単な構造をもって、つづみ型ローラ２１を所望の向きに回転させることができ、さらに、つづみ型ローラ２１に載置されている卵Ｅも回転させることができる。
　なお、本発明は上述した実施の形態に限られるものではない。
　搬送部としては、卵の長軸を所定の方向（横方向）に向けた状態で卵を回転（転動）させながら搬送することができれば、上述した搬送部２に限られるものではない。また、上述した実施の形態では、搬送部２として、６列に配置された搬送部２を想定しているが、列数としては６列に限られるものではなく、何列でもよく、たとえば、１列でもよい。さらに、つづみ型ローラ２１を、既知の他のローラ等に置き換えてもよい。
　ローラ規制部として、卵を回転（転動）させるためにつづみ型ローラ２１を回転させることができれば、図示したものには限られず種々変更可能である。たとえば、ローラ規制部２３として、図７および図８に示すように、つづみ型ローラ２１の下側に設けられるベルトコンベヤ２５であってもよい。このベルトコンベヤ２５の上面側がつづみ型ローラ２１に接することによって生じる摩擦力により、ベルトコンベヤ２５がつづみ型ローラ２１を回転させる回転付与手段としての役割を果たす。なお、図７および図８では、上述した実施の形態に係る卵の表面検査装置１と同一部材については、同一符号を付して詳細な説明を繰り返さないこととする。
　この変形例に係る搬送部２では、つづみ型ローラ２１のそれぞれがローラ軸２２を中心として、つづみ型ローラ２１が搬送方向と反対方向に向かって転がる向きに回転することで、これらつづみ型ローラ２１に載置されている卵Ｅが、搬送方向に向かって転がる向きに回転することになる。
　具体的には、ベルトコンベヤ２５の上面が搬送方向に向かって移動する態様でベルトコンベヤ２５を回転させる。このとき、ベルトコンベヤ２５の走行速度Ｖｂを、搬送部の走行速度Ｖａよりも大きく設定すればよい。この搬送部２では、ローラ軸２２の直径よりも大きい直径を有するつづみ型ローラ２１のローラ本体を、ベルトコンベヤ２５が直接回転させることになる。このため、卵の表面検査装置に固定された投光部３および撮影部４を用いて検査する場合には、その走行速度Ｖｂを、走行速度Ｖａに比べてかなり速く設定する必要がある。
　投光部としては、卵に照射された光が、撮影部においてライン（輝線）として検出できるものであれば、上述した投光部３に限られるものではない。投光部として、いわゆる「光切断法」に用いられるものであれば、種々適用可能である。たとえば、上述した点光源に代えて、レーザとシリンドリカルレンズ等を組み合わせた投光部を用いてもよい。また、投光部としては、１本のラインが卵に照射されるものに限られず、複数本のラインを形成する光を放出する投光部も適用することが可能である。さらに、縞状などの模様を形成する光を放出する投光部も適用することが可能である。
　判定部（判定方法）としては、上述した実施の形態に係る判定部に限られるものではない。たとえば、卵を撮影した画像データにおいて、卵の表面のうち光が当たっている部分と光が当たっていない部分とのの区別がわかりにくい場合には、撮影画像を２値化して、光が当たっている卵の表面の部分を取り出すようにすればよい。
　また、ライン（輝線）の位置データにおいて、下側に凹んでいる部分を検出する方法も上述した実施の形態に限られるものではない。たとえば、まず、一の画像データ中における各位置データから推定される、割れまたは陥没が生じていない場合にとり得る理想外形位置を算出する。次に、この理想外形位置と実際の位置データの座標とを比較する。理想外形位置よりも実際の位置データのＹ座標の値が小さければ、そのＹ座標に対応するＸ座標の位置において、下側に凹んでいる部分があると判断することができる。
　一方、理想外形位置よりも実際の位置データのＹ座標の値が（ほぼ）同じであれば、そのＹ座標に対応するＸ座標の位置では、凹凸がなく、割れまたは陥没などの生じていない理想的な外形を有していると判断することができる。さらに、理想外形位置よりも実際の位置データのＹ座標の値が大きければ、そのＹ座標に対応するＸ座標の位置において、上側に凸となる部分があると判断することができる。
　さらに、他の判定部（判定方法）としては、卵が回転しながら撮影されることを利用して、一つの卵において、一の周方向位置において得られる一の画像データと、他の周方向位置において得られる他の画像データとから、下に凹んでいる部分を見つけるようにしてもよい。一の画像データから求められる位置データと、他の画像データから求められる位置データとを比較することによって、下側に凹んでいる部分を見つけることができる。
　また、割れまたは陥没などの生じていない正常な卵の画像データから得られる位置データの平均の位置データをあらかじめ求めておき、一の画像データから得られる位置データと、その平均の位置データとを比較することによって、下側に凹んでいる部分を見つけるようにしてもよい。
　撮影部４は、上述した卵の表面検査装置では、投光部３に対して搬送方向の上流側に配置した場合について説明したが、投光部３に対して搬送方向の下流側に撮影部４を配置してもよい。
　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、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
　本発明は、卵殻の外形の欠損または変形を検出する卵の表面検査装置に有効に利用することができる。
　１　卵の表面検査装置、２　搬送部、２１　つづみ型ローラ、２２　ローラ軸、３　投光部、４　撮影部、５　判定部、Ｅ　卵。

Claims (4)

  1. 　卵を回転させた状態で搬送しながら前記卵の表面を検査する表面検査装置であって、
    　前記卵の長軸を回転軸として前記卵を回転させながら、前記卵を前記長軸と交差する方向に搬送する搬送部と、
    　前記搬送部によって前記卵が搬送される搬送方向と交差する方向に延在する線状の光を前記卵に照射する投光部と、
    　前記投光部によって前記線状の光が照射された前記卵を撮影する撮影部と、
    　前記撮影部によって撮影された前記線状の光の位置データを求め、前記位置データに基づいて前記卵の表面の状態を判定する判定部と
    を備えた、卵の表面検査装置。
  2. 　前記搬送部では、前記卵は前記搬送方向に向かって転がる向きに回転される、請求項１記載の卵の表面検査装置。
  3. 　前記搬送部は、前記搬送方向に間隔を隔てて隣り合う一対のつづみ型ローラを有し、
    　前記卵は、一対の前記つづみ型ローラに保持される、請求項１または２記載の卵の表面検査装置。
  4. 　前記搬送部では、
    　前記つづみ型ローラのそれぞれは、ローラ軸を他の回転軸として回転可能に支持され、
    　前記つづみ型ローラのそれぞれが、前記搬送方向と反対側に向かって転がる向きに回転することで、一対の前記つづみ型ローラに保持された前記卵が、前記搬送方向に向かって転がる向きに回転する、請求項３記載の卵の表面検査装置。
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