JPS622268B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

現今、鶏卵は自動装置で重量別に級分けされ、
包装されている。この工程前または工程中にひび
割れ卵が特殊用途に向けるため選び出される。 公知の装置では、その際透視室で卵のひび割れ
あるいは亀裂部が検査される。卵は複数列に並ん
でゆつくり回転しながら透視室を通過する。装置
の容量によつて透視室を一人または複数の人が担
当し、毎時12500個の卵を一人が検査する。割れ
卵の割合は通常５〜15％の間である。 ひび割れ卵を検出する前記方法の欠点は人件費
が比較的高いことと、実際上破損卵の約半分しか
検出できないことである。 卵の殻の亀裂が殻の弾性と音の響きを変えるこ
とも知られている。したがつて、音の種類によつ
て、たとえば２番目の卵にかち当るときに生ずる
音の様子によつて、ひび割れを知ることができ
る。ひび割れがあるときの弾性の変化は、小ハン
マで探知できる、すなわち卵を打つたとき、ひび
割れ部分は、無傷の部分よりも、反撥が少ない
（オランダ特許出願第286485）。しかしこれらの方
法はめんどうである。 卵を低振動数の振動器にかけるとひび割れ部分
に振動幅の減少が生じるが、これは振動器にあら
われる反作用または、振動検出器による探知によ
つて把握できる。しかし、振動器あるいは検出器
を卵のひび割れの近くにおかなければならない。
卵殻のひび割れによつて超音波振動に対する卵の
伝導状態が変る。その際ひび割れは音波発生器ま
たは検音器に直接近い部分におく必要がある。 しかし、前記現象に基いた検知方法は、無傷の
卵の場合、卵から卵への伝導状態の変動が大きす
ぎて、限界値（これを超過したものがひび割れ卵
であるとされる）を確定できないため、実際上行
きづまつている。 本発明は、ひび割れ卵を自動的に選別できる方
法の開発を課題とする。このためには、破損卵を
確実に、十分な速さで、しかも安全に検出される
方法が開発されなければならない。この方法を実
施する装置は、がんじようで、しかも簡単に組み
立てられ、作業者による常時検査に不可欠のもの
でなければならない。これらは経剤的に有利であ
ることがすべての前提である。 これらの課題は、卵を卵殻上に導かれる光束で
走査し、卵に透過する光線の強度を測定するとい
う技術的に進歩した方法で解決できることがわか
つた。卵内へ侵入する光線は卵の内部を一様にぐ
るつと走査し、走査光線として卵の外部で測定さ
れる。測定される光の強度の時間的経過から、卵
殻の特に光透過部、とりわけひび割れまたは亀裂
部を検知する信号が得られる。 本発明の有利な実施態様によれば、自動検知法
の実施に当り、卵が回転され、光速が卵殻上の卵
の回転軸に垂直な軸まわり、特に卵の両端を含む
走査面（Abtastbahn）に導かれる。これは、た
とえば１個の回転屈折鏡と結合する１個の固定光
源によつて行なわれる。すなわち、光が２個のリ
ング状卵形の、すなわち卵円形に適合した鏡を介
して、卵殻上を走査面に沿つて導かれる。 しかし他方、１個の光源と回転する屈折鏡の代
りに多数の光束を用いて走査を実施することもで
きる。これによれば光速が卵殻の種々な部分に垂
直に向けられ、卵の回転速度に比較して高いパル
ス繰返数（Impulsfrequenz）で順々に走査され
る。 本発明では光源として１個または複数のレーザ
が使用される。しかしながら多くの場合光源とし
ては光ダイオードが有利であり、特に発光ダイオ
ードまたはレーザダイオードのような近赤外線領
域で発光する光ダイオードを設けるのが好まし
い。 本発明の実施態様によれば、卵殻を通過し、―
増幅されて―卵殻のひび割れまたは亀裂部に侵入
し卵内部を走査した光の強度は、卵に向けられた
光検出部で測定される。 本発明による一変形では、卵が照射され、つい
で卵から出てきた光が、１個または複数個の有孔
隔板（各々の背後には光検出器が配置されてい
る）上に映写される。有孔隔板は卵殻が映像化さ
れる映写面内にあつて映像以外の乱光を遮断し、
卵殻の映像を検出されるひび割れの映像幅にしぼ
る役をする。 したがつて有孔隔板の孔の直径は卵殻のひび割
れの映像幅と一致する。 この場合、検出されるひび割れの映像幅に一致
する検知面をもつ光検出器上に直接映写すること
もできる。 本発明による検査方法の上記変法でも、卵を回
転させ、卵殻の種々な個所に向けられた１個また
は複数個の光学的走査装置を用いると好都合であ
る。 さらに前記の変法として、卵を照射しながら、
これに機械振動を与え、卵から出てくる光を測定
して、機械的振動数によつて変調する光の有無を
検査することも行われる。この場合、ひび割れ目
の幅が、接続した振動器の振動数によつて変化す
るという物理的現象が利用される。すなわち、卵
から出てくる光の一部の機械的振動の変化は、卵
殻にひび割れまたは亀裂があることを意味する。 本発明の特徴、長所および応用の可能性は、添
付の概略図面にもとづく以下の説明によつて詳細
が明かとなろう。 第１図による本発明の実施例では、被検卵２の
ひび割れまたは亀裂部の表面（卵殻）に焦点をし
ぼつた細い光束１が当てられる。当てられた光の
一部は卵殻を通つて卵の内部へ入り、卵の内部を
ぐるつと一様に照射する。この照射光の一部は、
光検出器３によつて把握され、その強さが測定さ
れる。焦点をしぼつた光速１で卵殻が走査され
て、たとえば第１図の装置の卵２がその縦軸を矢
印の方向に回転されると増幅段５の出力端から出
される光検出器３の信号（光電流）が卵殻の透過
度に応じて振動する。その際光束１の焦点が卵２
の殻のひび割れ目にくると、光の大部分がひび割
れ目を通つて卵の内部へ入り、走査分散光が検出
器３によつて把握され、光電流ｉが増大する。そ
して、その振幅とその増大、減少期ならびにその
持続時間が、無傷の卵殻に表われる信号振動とは
異なる信号インパルスが得られる。 第２図には第１図の装置における増減期の信号
経過が示されている。すなわち、急上昇した信号
t₁は明らかに卵殻内のひび割れを示すものであ
る。 信号対雑音比（Stoerabstand）は、走査光線１
の直径が検出されるひび割れの幅に一致するとき
最大になる。なお、信号対雑音比については、光
束が卵殻に可及的垂直に当ると好都合である。た
いていのひび割れは100μｍの光束で確実に検出
される。最も細かいひび割れには直径20μｍまで
光束をしぼる必要がある。その際焦点を合せた光
束の開度をできるだけ小さくして、光束を細くす
ることが好ましい。何故ならば、光束の直径は、
卵殻の厚みに相当する区間に沿つてほとんど変ら
ないし、他方この場合卵表面に焦点を合せても、
焦点が大きな鋭い深さをもつているからである。 実際の使用に十分な強度をもつ、焦点を合せた
細い光束はできるだけ点状の光源、したがつてレ
ーザにより、技術的に比較的簡単に実現できる。 次の表には、レンズの焦点距離と光束の開度に
よつて変化するヘリウムーネオンーレーザ光線
（波長λ＝0.63μｍ、光線の出口直径0.75mm）の
屈折による焦点直径が示されている。

【表】

【表】 レーザによれば、所望の焦点直径、したがつて
非常に細い光束が光強度の損失なしに得られる。 本発明の検出方法ではレーザ光線の単色性
（Monochromasie）と可干性（Kohaerenz）は直
接用いられない。したがつて原則的には、白熱ラ
ンプ、発光ダイオード、水銀高圧ランプなどのよ
うな干渉性でない光源も用いられる。 第３図に示す本発明の実施態様では、光束１が
縦方向と横方向に卵殻上を回転する走査面上に導
かれる。このため、まず、第１図に示すように卵
は矢印４の方向に回転され、さらに光束１、ここ
ではレーザ光線、が対物レンズ６を通つて回転す
る屈折鏡７に達する。第３図では図の平面におけ
る軸まわりの回転方向を屈折鏡７の近くに矢印で
示してある。２個のリング状だ円形の正確に言え
ば、卵円形に適合する屈折鏡８，９を経て回転す
る集束された光束１′，１″，１が作られ、これ
が卵２の殻を縦周辺に沿つて走査する。光線は卵
の両端を含む走査面上を走るが、これは第４図の
外囲線にほぼ一致する。リング状卵形の屈折鏡
８，９の原理的な動作は第４図から明らかに推定
される。 卵２は、第３図に示すように、ローラ１１上で
その縦軸まわりを回転する。これによつて卵殻全
体が光束で走査され、光束は、前記のように回転
する鏡７と円形の鏡８，９の影響をうけて縦の軌
道を回転する。このようにして得られる走査線は
卵の両先端または端部で交差し、その最大周辺を
通過する。個々の走査路の間隔は互いに矢印４の
方向（第３図参照）に回転する卵の回転速度に依
存する。もし卵が、たとえば１ヘルツで回転し、
50ヘルツの走査光線が回転すると、卵は最大周辺
が縦軸まわりを約３mm離れた走査路で0.5秒内に
走査される。 第３図の検出器３は走査面外の卵の表面の全領
域にむけることができる。原理的には、卵２の下
方に検出器３を設けることも可能であり容易であ
るが、走行してくる卵によつて汚染される危険が
あるので、本発明の好ましい実施例では、検出器
は卵２の上部におかれる。 ローラ１１は、卵をその大きさに関係なく正確
に検出面に上げる役をする。補助検出ローラ１２
によつて、まず卵２の大きさがきめられ、ついで
卵と走査光線との間の相対位置が自動的にきめら
れる。対物レンズ６を走査ローラ１２できめられ
る各卵の大きさに応じて移動させ、焦点を、大き
な卵も小さな卵も実質的に卵の表面上にしぼるこ
ともできる。 されに、本発明の方法は、第５図に示す装置で
も実施できる。ここでは第３図、第４図で説明し
たような、回転する走査光線の代りに、複数個の
光束を用いて走査され、光束は卵殻上へできるだ
け垂直にあたり、順々に走査される。すなわち、
走査光線は同時に直接作用させてはならない。そ
の理由はひび割れにあてられる走査光線の照射光
は、卵２の完全な殻に照射された他の走査光線の
散乱光に対して十分な対雑音比をもつていないか
らである。 第５図の測定装置の光源１３として、特に半導
体―発光ダイオード、好ましくは半導体―レーザ
ダイオードを使用すれば、高いインパルス繰返数
の短い光インパルスが出される。この方法では、
移動装置によつて光源１３が時間的に密に順次照
射されるので、各時点毎にいつも個々の光源１３
が多数の光源に対する走査比で光インパルスを放
つ。 ここでは卵が、第３図に示すように、ローラ１
１，１２を有する装置上にくるので、所望の回転
速度で卵を回転させることができる。回転速度
が、たとえば１ヘルツになれば、ひび割れがある
場合、縦軸まわりの最大周辺に連続的に照射する
光線によつて約500マイクロ秒の時間で光検出器
３′に信号インパルスがあらわれる。該当する光
源１３を継続的に作用させる場合には、この信号
インパルスは少なくとも５、好ましくは10の光線
インパルスで作用される。これは10〜20キロヘル
ツのインパルスに続く周波数に相当する。20個の
光源、つまり走査比が20：１の場合は個々の光イ
ンパルスは約2.5から５マイクロ秒である。光検
出器３′は、これら個々の光インパルスが減衰し
ないうちにできるだけ速かに感応しなければなら
ない。 さらに本発明の範囲内で、最初に述べた卵殻中
のひび割れまたは亀裂を探知するための光学的検
出原理を逆に利用することもできる。これに相当
する装置は第６図に示される。ここでは矢印４′
の方向でその縦軸まわりを回転する卵２が光源１
４で一方から広範囲に照射される。卵殻を通り卵
２に侵入し、卵内部をぐるつと照射した光は大き
な強度で再び出てくる。 この場合、卵殻は顕微鏡の対物レンズと同じ光
学装置１５によつて有孔板１６上に映写される。
隔板の孔の直径は卵殻のひび割れの映像幅と一致
する。有孔隔板１６を通過した光（この光束の全
体を第６図１７で示す）は隔板１６の背後にある
光検出器１８によつて把握される。ひび割れの明
るい映像が有孔隔板１６を通過すると光検出器１
８に信号インパルスが生じ、これによつてその振
幅と時間の経過およびひび割れの寸法が判定でき
る。これは第２図に示されている。 この装置では出力信号に反対の影響は何もあら
われないから要素１５，１６および１８からなる
光学的走査装置の多数を同時に使用することがで
きる。 最後になお予見され、かつ既述の本発明の実施
態様として、振動器を用いて照射中の卵殻を機械
的に振動させ、ひび割れが存在する場合、この機
械的振動数で変調した光を確認することも実施可
能である。このためには公知の構成要素を考慮す
ればよいからこの詳細をここで述べる必要はな
い。 前述の各種実施態様のいずれが有利であるか
は、本発明の実施装置に組みこまれる、既設の選
別および包装装置などによつて決められるべきも
のである。この場合特に、卵殻のひび割れないし
亀裂部分を、所望の作業速度と正確性で探知する
ことが重要である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に用いる装置をきわめて
簡略化して原理的に示す説明図、第２図は第１図
の装置を用いた場合の、ひび割れ検出信号と時間
との関係を示す曲線図、第３図は第１図による本
発明の実施態様をさらに詳細に示す説明図、第４
図は第３図のＡ―Ｂ線に沿う断面の平面図、第５
図は本発明の別の実施態様における光源、卵およ
び光学的走査装置の基本的配置を示す説明図、第
６図は本発明のさらに他の実施態様における光
源、卵および光学的走査装置の基本的配置を示す
説明図である。 １……光束、２……被検卵、３，３′……光検
出器、４，４′……矢印、５……増幅段、６……
対物レンズ、７，８，９……屈折鏡、１１……ロ
ーラ、１２……検出ローラ、１３，１４……光
源、１５……光学装置、１６……有孔隔板、１７
……光束。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 卵殻上に導かれた光束１で、卵２を走査し、
   その際卵内へ侵入した光の強さを測定し、測定さ
   れた光の強さの時間的経過から、ひび割れまたは
   亀裂部の検知信号を引出すことを特徴とする、卵
   殻のひび割れまたは亀裂について卵を自動的に検
   査する方法。 ２ 卵２を回転させ、光束１を卵殻の回転軸に垂
   直な軸まわり、特に卵の両端を含む走査に導く特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 固定した光源によつて光束をつくり、リング
   状屈折鏡８，９を結合する回転屈折鏡７を用いて
   光束を卵殻上に導く特許請求の範囲第２項記載の
   方法。 ４ 卵２を回転させ、多数の光束１３を用いて、
   卵殻の種々な部分を垂直に走査し、回転速度に比
   較して高いインパルス繰返数で順々に走査する特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 卵２向けた光検出器３，３′によつて卵から
   出てくる光の強度を測定する特許請求の範囲第１
   項、第２項、第３項、第４項のいずれかに記載の
   方法。 ６ 卵殻面を走査する光束１，１３の固定光源、
   回転屈折鏡７、これと結合するリング状屈折鏡
   ８，９および卵に向けた光検出器３，３′からな
   り、固定光源として、レーザまたは光ダイオー
   ド、特には、近赤外線領域で発光するルミネツセ
   ンスダイオード、あるいはレーザダイオードのよ
   うな光ダイオードが用いられることを特徴とす
   る、卵殻のひび割れまたは亀裂について卵を自動
   的に検査する装置。