藉由胚胎心跳的探測用光檢查蛋的方法及設備的製作方法

2023-07-04 20:51:46

專利名稱：藉由胚胎心跳的探測用光檢查蛋的方法及設備的製作方法
技術領域：
本發明總體而言涉及蛋，且更特定而言，涉及用光檢查蛋的方法及設備。
背景技術：
基於某些可觀察的特性辨別家禽蛋在家禽業中是一種眾所周知且長期使用的習慣作法。」用光檢查」是此種技術的普通名稱，該術語起源於使用燭光檢查蛋的原始作法。如 熟悉蛋者所知，儘管蛋殼在大多數光照條件下看似不透明，但實際上蛋殼在某種程度上是 透明的，且當將蛋置於直射光前面時，可觀察到蛋的內含物。通常在胚胎發育期間用光檢查將要孵出為活體家禽的蛋以識別無精蛋、腐壞蛋及 死蛋(本文統稱為」非活體蛋」)。自孵育中移除非活體蛋以增加可用孵化器空間。在諸多 情形下，期望在孵出之前藉由卵內注射將物質引入活體蛋中。在商業家禽業中採用將各種 物質注射入禽類蛋中的操作，以減少孵出後的死亡率或增加已孵出禽的生長率。已使用或 提出用於卵內注射的物質的實例包含疫苗、抗生素及維生素。在Sharma等人的美國專利第 4，458，630號及Fredericksen等人的美國專利第5，028，421號中闡述卵內注射處理物質及 方法。物質的卵內注射通常藉由以下操作發生刺穿蛋殼以形成穿過蛋殼的孔(例如， 使用打孔機、鑽孔機等)，使注射針延伸穿過該孔並進入該蛋的內部中(且在某些情況下進 入蛋中所包含的禽類胚胎中)，並經由該針注射一種或多種處理物質。在Hebrank的美國 專利第4，681，063號中揭示一種注射裝置的實例。此裝置將蛋與注射針定位成彼此固定的 關係，且經設計用於許多蛋的高速自動注射。對注射處理的位置及時間兩者的選擇亦可影 響所注射物質的功效以及所注射蛋或所處理胚胎的死亡率。例如，參見Sharma等人的美 國專利第4，458，630號、Hebrank的美國專利第4，681，063號及Sheeks等人的美國專利第 5，158，038 號。在商業家禽生產中，通常僅有約60%至90%的商業肉雞蛋孵出。未孵出的蛋包含 未受精蛋以及已死亡的受精蛋。在一組蛋中，不能繁殖的蛋可包括所有蛋的約5%，最多可 至約25%。由於在商業家禽生產中所遭遇的非活體蛋的數量、漸增的自動卵內注射方法的 使用及處理物質的成本，因此需要一種用於識別活體蛋且選擇性地僅注射活體蛋的自動方 法。存在其它應用，其中重要的是能夠識別活體與非活體蛋。此等應用中的一種是在 活體蛋(稱為」疫苗生產蛋」)中培養及收穫疫苗。例如，人類流感疫苗生產藉由以下操作 達成在胚胎發育到約第十一天(11天蛋)時將病毒種株注射入雞蛋中，使該病毒生長約兩 天，藉由冷卻該蛋將胚胎無痛致死，且然後自該蛋收穫羊膜液。通常，在注射病毒種株之前 用光檢查蛋以便於移除非活體蛋。可在蛋中注射病毒種株之前的一或多天用光檢查疫苗生 產蛋。在疫苗生產中活體蛋的識別是重要的，這是因為期望防止在非活體蛋中浪費疫苗種 株、減少與運輸及安置非活體蛋相關聯的成本，以及減小來自非活體蛋的汙染的可能性。Coady等人的美國專利第3，616，262號揭示一種蛋輸送設備，其包含用光檢查臺及接種臺。在該用光檢查臺處，光經投射穿過蛋並由人類操作員評估，該操作員標記任何被 視為非活體的蛋。在將蛋輸送至該接種臺之前人工移除非活體蛋。Hebrank的美國專利第4，955，728及4，914，672號兩者闡述一種用光檢查設備，該 設備使用紅外線探測器及從蛋發射的紅外線輻射來區別活體蛋與不能繁殖的蛋。Hebrank 等人的美國專利第5，745，228號闡述一種用光檢查設備，該設備包含被配置成定位在蛋的 相對側上的光探測器及光發射器。光以短猝發方式從每一光發射器產生，且對應光探測器 在其對應光發射器操作時進行監視。當一板蛋移動穿過該用光檢查設備時，該板蛋被連續」 掃描」，其中每一探測器_光源對處於活動狀態的同時，至少相鄰的探測器_光源對處於靜 止狀態，且優選地所有其它探測器_光源對都處於靜止狀態。已知胚胎心跳(脈搏)探測方法可以高準確度探測活體蛋。例如，Hebrank的美 國專利第6，860，225，號闡述用光檢查的方法及設備，其中光強度的周期變化指示胚胎脈搏的存在。
Mitchell的美國專利第5，173，737號闡述一種藉由將光直射入蛋中以刺激胚胎 移動，且然後測量造成的胚胎移動來確定蛋是否含有活體胚胎的方法。在胚胎心跳的探測技術中所利用的電組件可能對環境敏感。不幸地，用光檢查蛋 通常是在可潛在地影響敏感電子組件的潮溼、苛刻環境中執行。

發明內容
鑑於以上論述，本發明提供可在孵化場及其它家禽工廠的潮溼、苛刻環境中利用 的用光檢查蛋的方法及設備。根據本發明的某些實施例，一種用光檢查蛋的設備包含具有 自由端的防水外殼、被配置成從該外殼的自由端發射可見光並照射被定位成鄰近該外殼的 自由端的蛋的至少一個光源、及位於該外殼的自由端處產生與來自至少一個光源的光在離 開蛋時的強度相對應的輸出信號的光探測器。該光探測器被遮蔽以免受外部光及免受來自 至少一個光源的直射光的影響。至少一個光源安置於外殼內，並透過透明窗發射在600納 米與740納米之間的範圍內的可見光。光探測器安置於外殼內，並接收離開蛋並透過透明 窗的光。在某些實施例中，該至少一個光源發射在610納米與720納米之間的範圍內的可 見光。在某些實施例中，至少一個光源是發光二極體(LED)，該發光二極體被配置成發射在 以下波長中的一者處具有峰值強度的可見光625納米、639納米、660納米及695納米。可替換擋板可移除地固定至外殼的自由端，且被配置成以與蛋成接觸關係地接合 蛋。該擋板被配置成遮蔽光探測器，以使光探測器免受外部光的影響及免受來自該至少一 個光源的直射光的影響。在某些實施例中，處理器安置於外殼內。處理器處理來自光探測 器的輸出信號，以識別光強度的周期變化，其中光強度的周期變化指示胚胎脈搏的存在。在 某些實施例中，處理器還可處理來自光探測器的輸出信號以識別光強度的非周期變化，其 中光強度的非周期變化指示胚胎移動。根據本發明的其它實施例，一種用光檢查蛋的設備包含具有自由端的防水外殼， 該自由端帶有透明窗。一對光源安置於外殼內，且每一光源被配置成透過窗從外殼的自由 端發射在600納米與740納米之間的範圍內的可見光，並照射被定位成鄰近外殼的自由端 的蛋。光探測器被定位在外殼內的自由端處且位於光源對之間，並產生與來自該光源的離開蛋的光的強度相對應的輸出信號。藉由可移除地固定至外殼的自由端的可替換擋板，來遮蔽光探測器以使該光探測器免受外部光及免受來自光源的直射光的影響。處理器安置於 外殼內，且被配置成處理來自光探測器的輸出信號以識別光強度的周期變化，其中光強度 的周期變化指示胚胎脈搏的存在。在本發明的某些實施例中，該處理器處理來自光探測器 的輸出信號以識別光強度的非周期變化，其中光強度的非周期變化指示胚胎移動。根據本發明的進一步的實施例，一種用光檢查蛋的方法包含將蛋定位在鄰近探 測器工具的自由端處，其中探測器工具具有至少一個光源及光探測器；藉由至少一個光源 從自由端以在600納米與740納米之間的範圍內的可見光照射蛋；藉由光探測器探測離開 蛋的光的強度，其中光探測器被遮蔽以免受外部光及免受來自該至少一個光源的直射光的 影響；產生與所探測的光強度相對應的輸出信號；及處理該輸出信號以識別光強度的周期 變化及/或非周期變化，其中光強度的周期變化指示胚胎脈搏的存在，且其中光強度的非 周期變化指示胚胎移動。在某些實施例中，以光照射蛋包含以從光譜選出的一個或多個部 分(例如，光譜的可見及/或紅外線部分)的光照射蛋。根據本發明的其它實施例，一種用光檢查蛋的設備包含具有自由端的防水外殼， 該自由端帶有透明窗。光探測器安置於外殼內的該自由端處，且產生與來自光源的光離開 該蛋時的強度相對應的輸出信號。藉由可移除地固定至外殼的自由端的可替換擋板遮蔽光 探測器，以使光探測器免受來自光源的直射光的影響。處理器安置於外殼內，且被配置成處 理來自光探測器的輸出信號以識別光強度的周期變化，其中光強度的周期變化指示胚胎脈 搏的存在。在本發明的某些實施例中，處理器處理來自光探測器的輸出信號以識別光強度 的非周期變化，其中光強度的非周期變化指示胚胎移動。根據本發明的進一步實施例，一種用光檢查蛋的方法包括使蛋與探測器工具的 自由端接觸，其中擋板固定至探測器工具的自由端；藉由光源以在600納米與740納米之間 的範圍內的可見光照射蛋；藉由探測器工具內的光探測器探測離開蛋的光的強度，其中藉 由擋板遮蔽光探測器，以使光探測器免受來自光源的直射光的影響；產生與所探測的光強 度相對應的輸出信號；及處理輸出信號以識別光強度的周期變化及/或非周期變化，其中 光強度的周期變化指示胚胎脈搏的存在，且其中光強度的非周期變化指示胚胎移動。


圖1是根據本發明的某些實施例的探測器工具的透視圖。圖2a示出圖1的探測器工具的自由端，其中可替換擋板可移除地固定至該自由端。圖2b示出圖1的探測器工具的自由端，其中可替換擋板已自該自由端移除。圖3是圖1的探測器工具的自由端的側視剖視圖，其示出與蛋接觸的可替換擋板 並示出在透明窗後面安置於外殼內的光源對及光探測器。圖4是根據本發明的其它實施例的探測器工具的透視圖。圖5a示出圖4的探測器工具的自由端，其中可替換擋板可移除地固定至該自由 端。圖5b示出圖4的探測器工具的自由端，其中該可替換擋板已自該自由端移除。圖6是圖4的探測器工具的自由端的側視剖視圖，其示出與蛋接觸的可替換擋板並示出在透明窗後面安置於外殼內的光探測器。
具體實施例方式現在，將參考其中顯示本發明實施例的附圖，在下文中更加全面地闡述本發明。然 而，本發明可以體現為諸多不同形式，且不應理解為局限於本文所述的實施例；而且，提供 這些實施例旨在使揭示內容全面且完整，且向本領域技術人員全面傳達本發明的範圍。通篇中，相同的編號指代相同的元件。在圖中，為清晰起見，某些線、層、組件、元件 或特徵的厚度可能被擴大。除非另有說明，否則虛線表示可選的特徵或操作。本文所提及 的所有出版物、專利申請、專利及其它參考文件皆以全文引用的方式併入本文中。本文所使用的術語僅是出於闡述特定實施例的目的而非意欲限定本發明。如本文 所用，除非上下文另有明確指示，否則單數形式」一」及」該」也意欲包含複數形式。應進一 步了解，當本說明書中使用術語」包括」時，其說明存在所述特徵、步驟、操作、元件及/或組 件，但並不排除存在或添加一個或多個其它特徵、步驟、操作、元件、組件及/或其群組。如 本文所用，術語」及/或」包含相關聯的所列項中的一者或多者的任一及所有組合。如本文 所用，諸如」在χ與Y之間」及」在約X與Y之間」的詞組應解釋為包含X與Y。如本文所用， 諸如」在約X與Y之間」的詞組意指」在約X與約Y之間」。如本文所用，諸如」從約X至Y」 的詞組意指」從約X至約Y」。除非另有界定，否則本文所使用的全部術語(包含技術術語及科學術語)具有與 本發明所屬技術領域的普通技術人員所共知的相同含義。應進一步了解，應將術語(諸如 在常用辭典中所定義的這類術語)解釋為具有與其在本說明書及相關技術背景中的含義 相一致的含義，且不應以理想化或過分形式化的意義來解釋術語，除非本文有如此明確界 定。為簡潔及/或清晰起見，可能不詳細闡述眾所周知的功能或構造。應了解，當一元件被稱為」在」另一元件」上」、，，附裝」至另一組件、，，連接」至另一 組件，與另一組件」耦合」、，，接觸」另一組件等時，該元件可直接在另一組件上、附裝至另一 組件、連接至另一組件、與另一組件耦合或接觸另一組件，或也可存在介入組件。相反，當一 組件被稱為，例如「直接在」另一組件「上」、「直接附裝」至另一組件、「直接連接」至另一組 件，與另一組件「直接耦合」、「直接接觸」另一組件時，不存在介入組件。本領域技術人員亦 應理解，對「鄰近」另一特徵安置的結構或特徵的提及可具有與該鄰近特徵重迭或位於該鄰 近特徵下面的多個部分。為易於說明，本文可使用諸如「在...下面」、「在...下方」、「下部」、「在...上方」、
「上部」等等表示空間相對關係的術語來闡述一個元件或特徵與另一(些)元件或特徵的關係，如這些圖中所示出。應了解，除圖中所繪示的方位外，這些表示空間相對關係的術語意 欲涵蓋裝置在使用或操作中的不同方位。例如，若圖中的裝置被反轉，則闡述為在其它元件 或特徵的「下面」或「以下」的組件將定向於該其它組件或特徵的「上方」。因此，示例性術語「在...下 面」可涵蓋「在...上方」及「在...下面」兩種方位。該裝置可按其它方式定向(旋轉90 度或在其它方位處)，且可相應地解釋本文所使用的表示空間相對關係的描述語。類似地， 除非另有明確指示，否則本文所用術語「向上地」、「向下地」、「垂直的」 「水平的」等等僅是 出於解釋目的。
應了解，儘管本文使用「第一」、「第二」等術語來闡述各種元件、組件、區域、層及/ 或區段，但這些元件、組件、區域、層及/或區段不應受限於這些術語。這些術語僅用於區別 一個元件、組件、區域、層或區段與另一元件、組件、區域、層或區段。因此，在不背離本發明 教導的情形下，也可將下文所論述的「第一」元件、組件、區域、層或區段稱作「第二」元件、 組件、區域、層或區段。除非另有明確指示，否則操作(或步驟)的序列不限於權利要求或 附圖中所呈現的次序。根據本發明實施例的方法及設備可用於在胚胎發育期間(亦稱為孵化期)的任何 時間處準確地識別活體蛋與非活體蛋。本發明的實施例不限於僅在胚胎發育期期間的特定 天(例如，第十一天)或時間段進行識別。另外，根據本發明實施例的方法及設備可與任何 類型的禽類蛋一起使用，包含但不限於雞蛋、火雞蛋、鴨蛋、鵝蛋、鵪鶉蛋、雉雞蛋、外來禽蛋
寸。如本領域技術人員將了解，在承載器(諸如蛋板)內孵化及處理蛋。板可含有任 一數量的排，諸如七排蛋，其中六排及七排最為常見。此外，相鄰排中的蛋可彼此平行(如 在「矩形」板中)，或相鄰排中的蛋可呈交錯關係(如在「偏置」板中)。適合的商業板的實 例包含但不限於「CHICKMASTER54」板、「JAMESWAY 42」板及「 JAMESWAY 84」板(在每一情 況中，數字指示板所攜載蛋的數量)。蛋板為本領域技術人員眾所周知，因而本文無需進一 步闡述。術語「板」及「承載器」意欲在本文中可互換使用。現參照圖1，其圖解闡釋根據本發明的某些實施例的用於用光檢查蛋的探測器工 具10。所圖解闡釋的探測器工具10被配置成在自動用光檢查設備中使用，諸如但不限 於來自 Embrex, Inc.，Durham, North Carolina 的 Egg Remover ' 系統。如本發明所述領 域的技術人員將了解，在操作中，利用布置成陣列形式的許多探測器工具10來用光檢查由 蛋承載器支撐的相應陣列的蛋。所圖解闡釋的探測器工具10包含具有近自由端14及細長遠端16的實質防水外 殼12。如將在下文中所闡述，自由端14被配置成與蛋定位成接觸關係。遠端16附裝至框 架，該框架可相對於含有蛋的承載器升高或降低探測器工具10。如本發明所屬領域的技術 人員將了解，自外殼12的遠端16延伸出含有導線的電纜18，其將探測器工具10內所包含 的各種電組件與控制器及/或用光檢查設備的其它電組件連接在一起。本發明的實施例不 限於所圖解闡釋的探測器工具外殼12的配置。在無限制的情形下，探測器工具外殼12可 具有各種形狀、大小及組態。防水外殼12保護安置於其中的敏感電子組件，以使該敏感電 子組件免受在用光檢查期間可遭遇的液體、溼氣及碎屑的影響。經由框架或用光檢查設備的其它支撐部件以一大體垂直的定向支撐探測器工具 10陣列。傳統上，該框架可在升高位置與降低位置之間移動。然而，在陣列中，單個探測器 工具10可被配置成以獨立於其它探測器工具相對於蛋降低及升高。如本發明所述領域的 技術人員將了解，當處於降低位置時，每一探測器工具10擱置於相應蛋5頂部上。外殼12內安置有一對光源20。如將在下文中所闡述，每一光源20被配置成自該 外殼的自由端發射可見光並照射被定位成鄰近該外殼的自由端的蛋。該外殼內還安置有光 探測器22，光探測器22被配置成在用光檢查期間接收來自光源20穿過蛋的光。光探測器 22產生與離開蛋的光的強度相對應的輸出信號。光探測器22可以是任何類型的能夠探測到由光源20發射的各波長的光的探測器。在所圖解闡釋的實施例中，光探測器22定位在光源20對之間。然而，本發明的實 施例不限於所圖解闡釋的光源20及光探測器22的配置。如下文所述，只要該光探測器被遮 蔽以免受來自外部光源的非直射光及免受來自光源20的直射光的影響，即可利用光源20 及光探測器22的各種定向。此外，儘管在所圖解闡釋的實施例中利用一對光探測器20，但 在某些實施例中可利用單個光源，且在其它實施例中可利用兩個以上的光源。另外，根據本 發明的其它實施例，可利用一個以上的光探測器22。光源20對被配置成用可見光照射蛋。例如，在本發明的某些實施例中，光源20對 是發光二極體(LED)，其被配置成發射光譜中的可見部分的光。然而，本發明的實施例不限 於使用LED。在無限制的情形下，可利用各種類型的光源。此外，可利用光纖與導光管提供 來自位於遠程的可見光源的光。每一光源20被配置成發射可見光。例如，在某些實施例中，每一光源20發射在約 600納米(nM)與740納米之間的範圍內的光。在其它實施例中，每一光源20被配置成發 射在約610納米與720納米之間的範圍內的光。申請者已發現，具有的中心波長(峰值強 度)為625納米、639納米、660納米及695納米的LED對探測禽類胚胎脈搏尤其有效。可利用的示例性光源20是以下的可從Digi-Key Corporation, ThiefRiverFalls， Minnesota 購得的 LED 型號516-1367_ND、160-1625-ND 及 404-1104-ND，其各自的中心波長為625納米、639納米及660納米。可利用的另一光源20 是以下可從 Roithner LaserTechnik, Vienna, Austria 購得的 LED 型號ELD 700-524-3， 其中心波長是695納米。如圖2a_圖2b中所圖解闡釋，外殼的自由端14包含一準許光穿過的透明窗24。 在無限制的情形下，該透明窗可由各種類型的材料形成。示例性材料包含但不限於玻璃、藍 寶石及塑料(例如，非反射透明塑料等)。如圖2b中所圖解闡釋，光源20對安置於外殼內 並透過窗24發射光，且光探測器22安置於外殼內並透過窗24接收離開蛋的光。窗24可 以各種方式固定至外殼的自由端14，以確保外殼保持實質防水。可替換的擋板26固定至外殼的自由端14，且被配置成當探測器工具10降低到蛋 5上時以與蛋成接觸關係地接合該蛋(圖3)。在某些實施例中，為了緩衝與蛋的接觸，該擋 板由順從性材料形成，諸如橡膠或其它彈性材料。示例性材料包含但不限於具有暗色(例 如，黑色等)著色劑的聚矽氧(silicone)、橡膠等。在本發明的其它實施例中，該擋板可由 剛性材料形成。擋板26可具有各種形狀及大小中的任一者，且不限於所圖解闡釋的配置。擋板26是所圖解闡釋的探測器工具10中唯一可與蛋接觸的部分。在某些實施例 中，擋板26可移除地固定至外殼的自由端14以便於其清潔及/或替換。在無限制的情形 下，擋板26可以各種方式可移除地固定至外殼的自由端14。例如，外殼的自由端14可具有 形成於其中的鳩尾形槽，這些槽被配置成接納擋板26的對應鳩尾形邊緣部分。在其它實施 例中，擋板26可藉由夾子、磁體、黏合劑及/或藉由各種其它已知方法可移除地固定至外殼 的自由端14。擋板26遮蔽光探測器22以使光探測器22免受雜散光(例如，來自外部源的光 等)及來自光源20的直射光的影響。換言之，擋板26遮蔽光探測器22以使光探測器22 免受來自該光源的直線光路徑的影響。然而，如圖3中所示，穿過蛋的非直射光路徑是被允許的。如圖2a及圖3中所圖解闡釋，擋板26包含一對孔口 28，光源20對透過該對孔口 28 發射光。所圖解闡釋的孔口 28各自具有致使其充當光源20的相應護罩的配置，以使由每 一光源20發射的光直射入接觸擋板26的蛋中。所圖解闡釋的擋板26還包含孔口 30，孔口 30圍繞光探測器22，且遮蔽光探測器22以使光探測器22免受雜散光及免受來自光源20 的直射光的影響。蛋殼在孔口 30內的部分處在由外部源發射的光的陰影中。本發明的實 施例不限於所圖解闡釋的擋板或孔口 28、30的形狀及結構。根據本發明的實施例，可替換 的擋板26可具有提供遮蔽光探測器22的功能的各種形狀及結構。光探測器遮蔽孔口 30被配置成，在探測器工具10降低而使得擋板接觸蛋5時以 與蛋5的一部分呈接觸關係地覆蓋蛋5的該部分。所圖解闡釋的孔口 30具有大體上為半 球的形狀，以便於探測器工具10與蛋穩定地相接合。然而，本發明的實施例不限於所圖解 闡釋的孔口 30的形狀及結構。在某些實施例中，探測器工具10的重量足以使擋板26座靠 在蛋5上，而使得雜散光無法進入孔口 30及到達光探測器22。
在操作中且一旦探測器工具10被定位成鄰近蛋5，光源20即將可見光(在圖3 中指示為40)發射至蛋5中。光探測器22接收離開蛋5的光，並產生與離開該蛋的光的強 度相對應的輸出信號。根據本發明的某些實施例，可給光探測器22配備積分放大器以限 制環境電噪聲(例如來自電力線的60Hz的噪聲)。根據本發明的某些實施例，可利用濾波 器來阻斷除光源20所發射的波長以外的波長。例如，若光源20發射紅色光(例如，660納 米)，則藉助具有阻斷藍色光(450納米-490納米)及綠色光(490納米-560納米)的濾波 器的光探測器22可達成對非紅色光(諸如藍色及綠色外部光，例如，來自汞汽照射、螢光照 射等)的敏感度減低。用於阻斷藍色光及綠色光的示例性濾波器是可自Edmund Optics, Inc.，Barrington, New Jersey購得的J43-942紅色濾波器。放大器及濾波器對於本領域 技術人員是眾所周知的，因而本文無需進一步闡述。安置於外殼內的處理器50與光探測器22通信，且處理來自該光探測器的輸出信 號以確定蛋5的成活力。可將具有胚胎脈搏及/或移動的蛋稱為活體蛋。可藉由處理該輸 出信號以確定光強度的周期變化的存在來確定成活力，該光強度的周期變化對應於胚胎脈 搏。可藉由處理該輸出信號以確定光強度的非周期變化的存在來確定成活力，該光強度的 非周期變化對應於胚胎移動。另外，可藉由處理該輸出信號以確定光強度的周期變化及非 周期變化兩者的存在，來確定成活力。除感測亮度級(light level)的變化外，光探測器22可提供蛋中的平均亮度級， 該蛋中的平均亮度級可用於提供關於蛋狀態的其它重要信息。例如，從無精蛋反射至光探 測器22的平均光將大於從18天活體蛋反射的平均光，這是因為從該光源照射到無精蛋的 一側上的寬光束將遍及該蛋反射，而不會被一大胚胎吸收。類似地，從倒置蛋到達光探測器 22的平均光將小於從正常定位的蛋(鈍端在上)到達的平均光，這是因為胚胎的更大部分 可用於阻斷光。可藉由使用一具有的波長與最適合於探測心跳的光源不同的光源來增強這 些效果。若使用具有多個波長的多個光源，則可對其輸出進行時間多路傳輸，以允許用單個 光探測器22單獨地感測每一波長或光源。現參照圖4，其圖解闡釋了根據本發明的其它實施例的在用光檢查蛋時使用的探 測器工具110。所圖解闡釋的探測器工具110包含一具有近自由端114及細長遠端116的基本上防水的外殼112。自由端114被配置成能被定位成與蛋成接觸關係。如上文所述，遠端116 附裝至框架，該框架相對於含有蛋的承載器升高或降低探測器工具110。如本發明所屬領域 的技術人員將了解，自外殼112的遠端116延伸出含有導線的電纜118，該電纜將探測器工 具110內所包含的各種電組件與控制器及/或用光檢查設備的其它電組件連接在一起。外殼112內安置有光探測器122，光探測器122被配置成在用光檢查期間接收從一 個或多個外部光源穿過蛋的光。如上文所述，光探測器122產生與離開蛋的光的強度相對 應的輸出信號。光探測器122可以是任一類型的能夠探測由光源所發射的(一種或多種) 波長的光的探測器。如圖5a_圖5b所圖解闡釋，外殼的自由端114包含一準許光穿過的透明窗124。 光探測器122安置於外殼內，且接收離開蛋並透過窗124的光。窗124可以各種方式固定 至外殼的自由端114，以確保該外殼保持基本上防水。
可替換的擋板126固定至外殼的自由端114，且被配置成在探測器工具110降低到 蛋5上時以與該蛋接觸關係地接合該蛋(圖6)。如上文所述，在某些實施例中，為緩衝與蛋 的接觸，該擋板由順從性材料形成，諸如橡膠或其它彈性材料。在本發明的其它實施例中， 擋板126可由剛性材料形成。擋板126可具有各種形狀及大小中的任一者，且不限於所圖 解闡釋的結構。如上文所述，擋板126是所圖解闡釋的探測器工具110中唯一可與蛋接觸的部分。 在某些實施例中，擋板126可移除地固定至外殼的自由端114，以便於清潔及/或替換擋板。 在無限制的情形下，擋板126可以各種方式可移除地固定至外殼的自由端114。例如，外殼 的自由端114可具有形成於其中的鳩尾形狹槽，該狹槽被配置成接納擋板126的對應鳩尾 形邊緣部分。在其它實施例中，擋板126可藉由夾子、磁體、黏合劑及/或藉由各種其它已 知方法可移除地固定至外殼的自由端114。擋板126遮蔽光探測器122，以使光探測器122免受雜散光(例如，來自外部源的 光等)及來自光源120的直射光的影響。所圖解闡釋的擋板126包含孔口 130，孔口 130圍 繞光探測器122且遮蔽光探測器122以使光探測器122免受雜散光的影響並免受來自光源 120的直射光的影響。蛋殼在孔口 130內的部分處在由外部源發射的光的陰影中。本發明 的實施例不限於所圖解闡釋的擋板或孔口 130的形狀及結構。根據本發明的實施例，可替 換的擋板126可具有提供遮蔽光探測器122的作用的各種形狀及結構。光探測器遮蔽孔口 130被配置成在探測器工具110降低而使得擋板接觸蛋5時以 與蛋5的一部分呈接觸關係地覆蓋蛋5的該部分。所圖解闡釋的孔口 130具有便於探測器 工具110與蛋穩定接合的大體上半球的形狀。然而，本發明的實施例不限於所圖解闡釋的 孔口 130的形狀及結構。在操作中，且一旦探測器工具110被定位成鄰近蛋5，一個或多個外部光源120即 將可見光(在圖6中指示為140)發射至蛋5中。光探測器122接收離開蛋5的光且其產 生與離開該蛋的光的強度相對應的輸出信號。如上文所述，可給光探測器122配備積分放 大器以限制環境電噪聲，和/或給光探測器122配備濾波器以阻斷除光源120所發射的波 長以外的波長。安置於外殼內的處理器150與光探測器122通信，且處理來自該光探測器 的輸出信號以確定蛋5的成活力。上文是用於說明本發明的，而不應將其理解為限定本發明。儘管上文已闡述本發明的數個示例性實施例，但本領域技術人員很容易理解，在未實質性背離本發明的新穎教導及優點的情形下，可對各示例性實施例做諸多修改。相應地，所有這種修改均意欲包含於 由權利要求所界定的本發明的範圍內。本發明由權利要求限定，且以下權利要求中包含其 等效內容。
權利要求
一種用光檢查蛋的設備，包括外殼，其具有自由端；至少一個光源，其被配置成自所述外殼的自由端發射可見光並照射被定位成鄰近所述外殼的自由端的蛋，其中所述至少一個光源發射在600納米與740納米之間的範圍內的可見光；及光探測器，其位於所述外殼的自由端處，所述光探測器產生與來自所述至少一個光源且離開所述蛋時的光的強度相對應的輸出信號，所述光探測器被遮蔽以免受外部光及免受來自所述至少一個光源的直射光的影響。
2.如權利要求1所述的設備，其中所述至少一個光源及所述光探測器均安置於所述外 殼內。
3.如權利要求1所述的設備，其中所述至少一個光源包括一對光源。
4.如權利要求3所述的設備，其中所述光探測器定位在所述一對光源之間。
5.如權利要求1所述的設備，其中所述外殼的自由端包括透明窗，其中所述至少一個 光源安置於所述外殼內並透過所述窗發射光，且其中所述光探測器安置於所述外殼內且接 收離開蛋並透過所述窗的光。
6.如權利要求1所述的設備，進一步包括固定至所述外殼的自由端的擋板，所述擋板 被配置成與蛋成接觸關係地接合所述蛋。
7.如權利要求6所述的設備，其中所述擋板包括第一孔口及第二孔口，所述至少一個 光源透過所述第一孔口發射光，所述光探測器透過所述第二孔口接收光。
8.如權利要求6所述的設備，其中所述擋板遮蔽所述光探測器，以使所述光探測器免 受來自所述至少一個光源的直射光的影響。
9.如權利要求1所述的設備，其中所述至少一個光源發射在610納米與720納米之間 的範圍內的可見光。
10.如權利要求1所述的設備，其中所述至少一個光源包括發光二極體，所述發光二極 管被配置成發射在以下波長中的一者處具有峰值強度的可見光625納米、639納米、660納 米及695納米。
11.如權利要求1所述的設備，進一步包括安置於所述外殼內的處理器，所述處理器與 所述光探測器通信，並處理所述輸出信號以識別光強度的周期變化，其中光強度的周期變 化指示胚胎脈搏的存在。
12.如權利要求10所述的設備，其中所述處理器還處理所述輸出信號以識別光強度的 非周期變化，其中光強度的非周期變化指示胚胎移動。
13.一種用光檢查蛋的設備，其包括外殼，其具有自由端；一對光源，其安置於所述外殼內，其中每一光源被配置成從所述外殼的自由端發射可 見光並照射被定位成鄰近所述外殼的自由端的蛋，且每一光源發射在600納米與740納米 之間的範圍內的可見光；光探測器，其在所述外殼的自由端處定位在所述一對光源之間，其中所述光探測器產 生與來自所述光源並離開所述蛋的光的強度相對應的輸出信號，其中所述光探測器被遮蔽 以免受外部光及免受來自所述光源的直射光的影響；及處理器，其安置於所述外殼內，所述處理器與所述光探測器通信，並處理所述輸出信號 以識別光強度的周期變化，其中光強度的周期變化指示胚胎脈搏的存在。
14.如權利要求13所述的設備，其中所述處理器還處理所述輸出信號以識別光強度的 非周期變化，其中光強度的非周期變化指示胚胎移動。
15.如權利要求13所述的設備，進一步包括固定至所述外殼的自由端的擋板，所述擋 板被配置成與蛋成接觸關係地接合所述蛋。
16.如權利要求15所述的設備，其中所述擋板包括一對第一孔口和第二孔口以及第三 孔口，所述一對光源透過所述一對第一孔口和第二孔口發射光，所述光探測器透過所述第 三孔口接收光。
17.如權利要求15所述的設備，其中所述擋板遮蔽所述光探測器，以使所述光探測器 免受來自所述一對光源的直射光的影響。
18.如權利要求13所述的設備，其中所述外殼的自由端包括透明窗，其中所述一對光 源透過所述窗發射光，且其中所述光探測器透過所述窗接收離開蛋的光。
19.如權利要求13所述的設備，其中所述一對光源被配置成用來自光譜的一個或多個 所選部分的光照射蛋。
20.如權利要求13所述的設備，其中每一光源發射在610納米與720納米之間的範圍 內的可見光。
21.如權利要求13所述的設備，其中每一光源包括發光二極體，該發光二極體被配置 成發射在以下波長中的一者處具有峰值強度的可見光625納米、639納米、660納米及695 納米。
22.一種用光檢查蛋的方法，其包括將蛋定位於鄰近探測器工具的自由端處，其中所述探測器工具具有光探測器與至少一 個光源；藉由所述至少一個光源從所述自由端用在600納米與740納米之間的範圍內的可見光 照射所述蛋；藉由所述光探測器探測離開所述蛋的光的強度，其中所述光探測器被遮蔽以免受外部 光及免受來自所述至少一個光源的直射光的影響；產生與所探測的光強度相對應的輸出信號；及處理所述輸出信號以識別光強度的周期變化及/或非周期變化，其中光強度的周期變 化指示胚胎脈搏的存在，且其中光強度的非周期變化指示胚胎移動。
23.如權利要求22所述的方法，其中用可見光照射所述蛋包括用在610納米與720納 米之間的範圍內的可見光照射所述蛋。
24.如權利要求22所述的方法，其中所述至少一個光源包括發光二極體，該發光二極 管被配置成發射在以下波長中的一者處具有峰值強度的可見光625納米、639納米、660納 米及695納米。
25.如權利要求22所述的方法，其中將擋板固定至所述探測器工具的自由端，且所述 定位步驟包括使所述蛋與所述擋板接觸。
26.一種用光檢查蛋的方法，其包括使蛋與探測器工具的自由端接觸，其中將擋板固定至所述探測器工具的自由端，且所述探測器工具具有光探測器；用來自至少一個光源的可見光照射所述蛋，其中所述至少一個光源發射在600納米與740納米之間的範圍內的可見光；藉由所述光探測器探測離開所述蛋的光的強度，其中藉由所述擋板遮蔽所述光探測器 以使所述光探測器免受來自所述光源的直射光的影響； 產生與所探測的光強度相對應的輸出信號；及處理所述輸出信號以識別光強度的周期變化及/或非周期變化，其中光強度的周期變 化指示胚胎脈搏的存在，且其中光強度的非周期變化指示胚胎移動。
全文摘要
本發明揭示一種用光檢查蛋的設備，該設備包含具有自由端的防水外殼、被配置成從外殼的自由端發射可見光並照射被定位成鄰近外殼的自由端的蛋的光源，及產生與來自光源的並離開蛋的光的強度相對應的輸出信號的光探測器。光探測器被遮蔽以免受外部光的影響及免受來自光源的直射光的影響。光源及光探測器安置於防水外殼內，且可替換擋板可移除地固定至外殼的自由端。擋板被配置成與蛋成接觸關係地接合該蛋，且遮蔽光探測器以使光探測器免受外部光及來自光源的直射光的影響。處理器處理來自光探測器的輸出信號以識別光強度的周期變化及/或光強度的非周期變化。
文檔編號G01N33/08GK101821614SQ200880110309
公開日2010年9月1日 申請日期2008年9月22日 優先權日2007年10月5日
發明者丹尼爾·L·甘迺迪, 約翰·H·赫布蘭克 申請人:恩布裡克斯公司