CN101821614A - 藉由胚胎心跳的探测用光检查蛋的方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示一种用光检查蛋的设备，该设备包含具有自由端的防水外壳、被配置成从外壳的自由端发射可见光并照射被定位成邻近外壳的自由端的蛋的光源，及产生与来自光源的并离开蛋的光的强度相对应的输出信号的光探测器。光探测器被遮蔽以免受外部光的影响及免受来自光源的直射光的影响。光源及光探测器安置于防水外壳内，且可替换挡板可移除地固定至外壳的自由端。挡板被配置成与蛋成接触关系地接合该蛋，且遮蔽光探测器以使光探测器免受外部光及来自光源的直射光的影响。处理器处理来自光探测器的输出信号以识别光强度的周期变化及/或光强度的非周期变化。
Description
技术领域
本发明总体而言涉及蛋，且更特定而言，涉及用光检查蛋的方法及设备。
背景技术
基于某些可观察的特性辨别家禽蛋在家禽业中是一种众所周知且长期使用的习惯作法。”用光检查”是此种技术的普通名称，该术语起源于使用烛光检查蛋的原始作法。如熟悉蛋者所知，尽管蛋壳在大多数光照条件下看似不透明，但实际上蛋壳在某种程度上是透明的，且当将蛋置于直射光前面时，可观察到蛋的内含物。
通常在胚胎发育期间用光检查将要孵出为活体家禽的蛋以识别无精蛋、腐坏蛋及死蛋(本文统称为”非活体蛋”)。自孵育中移除非活体蛋以增加可用孵化器空间。在诸多情形下，期望在孵出之前藉由卵内注射将物质引入活体蛋中。在商业家禽业中采用将各种物质注射入禽类蛋中的操作，以减少孵出后的死亡率或增加已孵出禽的生长率。已使用或提出用于卵内注射的物质的实例包含疫苗、抗生素及维生素。在Sharma等人的美国专利第4,458,630号及Fredericksen等人的美国专利第5,028,421号中阐述卵内注射处理物质及方法。
物质的卵内注射通常藉由以下操作发生：刺穿蛋壳以形成穿过蛋壳的孔(例如，使用打孔机、钻孔机等)，使注射针延伸穿过该孔并进入该蛋的内部中(且在某些情况下进入蛋中所包含的禽类胚胎中)，并经由该针注射一种或多种处理物质。在Hebrank的美国专利第4,681,063号中揭示一种注射装置的实例。此装置将蛋与注射针定位成彼此固定的关系，且经设计用于许多蛋的高速自动注射。对注射处理的位置及时间两者的选择亦可影响所注射物质的功效以及所注射蛋或所处理胚胎的死亡率。例如，参见Sharma等人的美国专利第4,458,630号、Hebrank的美国专利第4,681,063号及Sheeks等人的美国专利第5,158,038号。
在商业家禽生产中，通常仅有约60％至90％的商业肉鸡蛋孵出。未孵出的蛋包含未受精蛋以及已死亡的受精蛋。在一组蛋中，不能繁殖的蛋可包括所有蛋的约5％，最多可至约25％。由于在商业家禽生产中所遭遇的非活体蛋的数量、渐增的自动卵内注射方法的使用及处理物质的成本，因此需要一种用于识别活体蛋且选择性地仅注射活体蛋的自动方法。
存在其它应用，其中重要的是能够识别活体与非活体蛋。此等应用中的一种是在活体蛋(称为”疫苗生产蛋”)中培养及收获疫苗。例如，人类流感疫苗生产藉由以下操作达成：在胚胎发育到约第十一天(11天蛋)时将病毒种株注射入鸡蛋中，使该病毒生长约两天，藉由冷却该蛋将胚胎无痛致死，且然后自该蛋收获羊膜液。通常，在注射病毒种株之前用光检查蛋以便于移除非活体蛋。可在蛋中注射病毒种株之前的一或多天用光检查疫苗生产蛋。在疫苗生产中活体蛋的识别是重要的，这是因为期望防止在非活体蛋中浪费疫苗种株、减少与运输及安置非活体蛋相关联的成本，以及减小来自非活体蛋的污染的可能性。
Coady等人的美国专利第3,616,262号揭示一种蛋输送设备，其包含用光检查台及接种台。在该用光检查台处，光经投射穿过蛋并由人类操作员评估，该操作员标记任何被视为非活体的蛋。在将蛋输送至该接种台之前人工移除非活体蛋。
Hebrank的美国专利第4,955,728及4,914,672号两者阐述一种用光检查设备，该设备使用红外线探测器及从蛋发射的红外线辐射来区别活体蛋与不能繁殖的蛋。Hebrank等人的美国专利第5,745,228号阐述一种用光检查设备，该设备包含被配置成定位在蛋的相对侧上的光探测器及光发射器。光以短猝发方式从每一光发射器产生，且对应光探测器在其对应光发射器操作时进行监视。当一板蛋移动穿过该用光检查设备时，该板蛋被连续”扫描”，其中每一探测器-光源对处于活动状态的同时，至少相邻的探测器-光源对处于静止状态，且优选地所有其它探测器-光源对都处于静止状态。
已知胚胎心跳(脉搏)探测方法可以高准确度探测活体蛋。例如，Hebrank的美国专利第6,860,225，号阐述用光检查的方法及设备，其中
光强度的周期变化指示胚胎脉搏的存在。
Mitchell的美国专利第5,173,737号阐述一种藉由将光直射入蛋中以刺激胚胎移动，且然后测量造成的胚胎移动来确定蛋是否含有活体胚胎的方法。
在胚胎心跳的探测技术中所利用的电组件可能对环境敏感。不幸地，用光检查蛋通常是在可潜在地影响敏感电子组件的潮湿、苛刻环境中执行。
发明内容
鉴于以上论述，本发明提供可在孵化场及其它家禽工厂的潮湿、苛刻环境中利用的用光检查蛋的方法及设备。根据本发明的某些实施例，一种用光检查蛋的设备包含具有自由端的防水外壳、被配置成从该外壳的自由端发射可见光并照射被定位成邻近该外壳的自由端的蛋的至少一个光源、及位于该外壳的自由端处产生与来自至少一个光源的光在离开蛋时的强度相对应的输出信号的光探测器。该光探测器被遮蔽以免受外部光及免受来自至少一个光源的直射光的影响。至少一个光源安置于外壳内，并透过透明窗发射在600纳米与740纳米之间的范围内的可见光。光探测器安置于外壳内，并接收离开蛋并透过透明窗的光。
在某些实施例中，该至少一个光源发射在610纳米与720纳米之间的范围内的可见光。在某些实施例中，至少一个光源是发光二极管(LED)，该发光二极管被配置成发射在以下波长中的一者处具有峰值强度的可见光：625纳米、639纳米、660纳米及695纳米。
可替换挡板可移除地固定至外壳的自由端，且被配置成以与蛋成接触关系地接合蛋。该挡板被配置成遮蔽光探测器，以使光探测器免受外部光的影响及免受来自该至少一个光源的直射光的影响。在某些实施例中，处理器安置于外壳内。处理器处理来自光探测器的输出信号，以识别光强度的周期变化，其中光强度的周期变化指示胚胎脉搏的存在。在某些实施例中，处理器还可处理来自光探测器的输出信号以识别光强度的非周期变化，其中光强度的非周期变化指示胚胎移动。
根据本发明的其它实施例，一种用光检查蛋的设备包含具有自由端的防水外壳，该自由端带有透明窗。一对光源安置于外壳内，且每一光源被配置成透过窗从外壳的自由端发射在600纳米与740纳米之间的范围内的可见光，并照射被定位成邻近外壳的自由端的蛋。光探测器被定位在外壳内的自由端处且位于光源对之间，并产生与来自该光源的离开蛋的光的强度相对应的输出信号。藉由可移除地固定至外壳的自由端的可替换挡板，来遮蔽光探测器以使该光探测器免受外部光及免受来自光源的直射光的影响。处理器安置于外壳内，且被配置成处理来自光探测器的输出信号以识别光强度的周期变化，其中光强度的周期变化指示胚胎脉搏的存在。在本发明的某些实施例中，该处理器处理来自光探测器的输出信号以识别光强度的非周期变化，其中光强度的非周期变化指示胚胎移动。
根据本发明的进一步的实施例，一种用光检查蛋的方法包含：将蛋定位在邻近探测器工具的自由端处，其中探测器工具具有至少一个光源及光探测器；藉由至少一个光源从自由端以在600纳米与740纳米之间的范围内的可见光照射蛋；藉由光探测器探测离开蛋的光的强度，其中光探测器被遮蔽以免受外部光及免受来自该至少一个光源的直射光的影响；产生与所探测的光强度相对应的输出信号；及处理该输出信号以识别光强度的周期变化及/或非周期变化，其中光强度的周期变化指示胚胎脉搏的存在，且其中光强度的非周期变化指示胚胎移动。在某些实施例中，以光照射蛋包含以从光谱选出的一个或多个部分(例如，光谱的可见及/或红外线部分)的光照射蛋。
根据本发明的其它实施例，一种用光检查蛋的设备包含具有自由端的防水外壳，该自由端带有透明窗。光探测器安置于外壳内的该自由端处，且产生与来自光源的光离开该蛋时的强度相对应的输出信号。藉由可移除地固定至外壳的自由端的可替换挡板遮蔽光探测器，以使光探测器免受来自光源的直射光的影响。处理器安置于外壳内，且被配置成处理来自光探测器的输出信号以识别光强度的周期变化，其中光强度的周期变化指示胚胎脉搏的存在。在本发明的某些实施例中，处理器处理来自光探测器的输出信号以识别光强度的非周期变化，其中光强度的非周期变化指示胚胎移动。
根据本发明的进一步实施例，一种用光检查蛋的方法包括：使蛋与探测器工具的自由端接触，其中挡板固定至探测器工具的自由端；藉由光源以在600纳米与740纳米之间的范围内的可见光照射蛋；藉由探测器工具内的光探测器探测离开蛋的光的强度，其中藉由挡板遮蔽光探测器，以使光探测器免受来自光源的直射光的影响；产生与所探测的光强度相对应的输出信号；及处理输出信号以识别光强度的周期变化及/或非周期变化，其中光强度的周期变化指示胚胎脉搏的存在，且其中光强度的非周期变化指示胚胎移动。
附图说明
图1是根据本发明的某些实施例的探测器工具的透视图。
图2a示出图1的探测器工具的自由端，其中可替换挡板可移除地固定至该自由端。
图2b示出图1的探测器工具的自由端，其中可替换挡板已自该自由端移除。
图3是图1的探测器工具的自由端的侧视剖视图，其示出与蛋接触的可替换挡板并示出在透明窗后面安置于外壳内的光源对及光探测器。
图4是根据本发明的其它实施例的探测器工具的透视图。
图5a示出图4的探测器工具的自由端，其中可替换挡板可移除地固定至该自由端。
图5b示出图4的探测器工具的自由端，其中该可替换挡板已自该自由端移除。
图6是图4的探测器工具的自由端的侧视剖视图，其示出与蛋接触的可替换挡板并示出在透明窗后面安置于外壳内的光探测器。
具体实施方式
现在，将参考其中显示本发明实施例的附图，在下文中更加全面地阐述本发明。然而，本发明可以体现为诸多不同形式，且不应理解为局限于本文所述的实施例；而且，提供这些实施例旨在使揭示内容全面且完整，且向本领域技术人员全面传达本发明的范围。
通篇中，相同的编号指代相同的元件。在图中，为清晰起见，某些线、层、组件、元件或特征的厚度可能被扩大。除非另有说明，否则虚线表示可选的特征或操作。本文所提及的所有出版物、专利申请、专利及其它参考文件皆以全文引用的方式并入本文中。
本文所使用的术语仅是出于阐述特定实施例的目的而非意欲限定本发明。如本文所用，除非上下文另有明确指示，否则单数形式”一”及”该”也意欲包含复数形式。应进一步了解，当本说明书中使用术语”包括”时，其说明存在所述特征、步骤、操作、元件及/或组件，但并不排除存在或添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、组件及/或其群组。如本文所用，术语”及/或”包含相关联的所列项中的一者或多者的任一及所有组合。如本文所用，诸如”在X与Y之间”及”在约X与Y之间”的词组应解释为包含X与Y。如本文所用，诸如”在约X与Y之间”的词组意指”在约X与约Y之间”。如本文所用，诸如”从约X至Y”的词组意指”从约X至约Y”。
除非另有界定，否则本文所使用的全部术语(包含技术术语及科学术语)具有与本发明所属技术领域的普通技术人员所共知的相同含义。应进一步了解，应将术语(诸如在常用辞典中所定义的这类术语)解释为具有与其在本说明书及相关技术背景中的含义相一致的含义，且不应以理想化或过分形式化的意义来解释术语，除非本文有如此明确界定。为简洁及/或清晰起见，可能不详细阐述众所周知的功能或构造。
应了解，当一元件被称为”在”另一元件”上”、”附装”至另一组件、”连接”至另一组件，与另一组件”耦合”、”接触”另一组件等时，该元件可直接在另一组件上、附装至另一组件、连接至另一组件、与另一组件耦合或接触另一组件，或也可存在介入组件。相反，当一组件被称为，例如“直接在”另一组件“上”、“直接附装”至另一组件、“直接连接”至另一组件，与另一组件“直接耦合”、“直接接触”另一组件时，不存在介入组件。本领域技术人员亦应理解，对“邻近”另一特征安置的结构或特征的提及可具有与该邻近特征重迭或位于该邻近特征下面的多个部分。
为易于说明，本文可使用诸如“在...下面”、“在...下方”、“下部”、“在...上方”、“上部”等等表示空间相对关系的术语来阐述一个元件或特征与另一(些)元件或特征的关系，如这些图中所示出。应了解，除图中所绘示的方位外，这些表示空间相对关系的术语意欲涵盖装置在使用或操作中的不同方位。例如，若图中的装置被反转，则阐述为在其它元件或特征的“下面”或
“以下”的组件将定向于该其它组件或特征的“上方”。因此，示例性术语“在...下面”可涵盖“在...上方”及“在...下面”两种方位。该装置可按其它方式定向(旋转90度或在其它方位处)，且可相应地解释本文所使用的表示空间相对关系的描述语。类似地，除非另有明确指示，否则本文所用术语“向上地”、“向下地”、“垂直的”“水平的”等等仅是出于解释目的。
应了解，尽管本文使用“第一”、“第二”等术语来阐述各种元件、组件、区域、层及/或区段，但这些元件、组件、区域、层及/或区段不应受限于这些术语。这些术语仅用于区别一个元件、组件、区域、层或区段与另一元件、组件、区域、层或区段。因此，在不背离本发明教导的情形下，也可将下文所论述的“第一”元件、组件、区域、层或区段称作“第二”元件、组件、区域、层或区段。除非另有明确指示，否则操作(或步骤)的序列不限于权利要求或附图中所呈现的次序。
根据本发明实施例的方法及设备可用于在胚胎发育期间(亦称为孵化期)的任何时间处准确地识别活体蛋与非活体蛋。本发明的实施例不限于仅在胚胎发育期期间的特定天(例如，第十一天)或时间段进行识别。另外，根据本发明实施例的方法及设备可与任何类型的禽类蛋一起使用，包含但不限于鸡蛋、火鸡蛋、鸭蛋、鹅蛋、鹌鹑蛋、雉鸡蛋、外来禽蛋等。
如本领域技术人员将了解，在承载器(诸如蛋板)内孵化及处理蛋。板可含有任一数量的排，诸如七排蛋，其中六排及七排最为常见。此外，相邻排中的蛋可彼此平行(如在“矩形”板中)，或相邻排中的蛋可呈交错关系(如在“偏置”板中)。适合的商业板的实例包含但不限于“CHICKMASTER54”板、“JAMESWAY 42”板及“JAMESWAY 84”板(在每一情况中，数字指示板所携载蛋的数量)。蛋板为本领域技术人员众所周知，因而本文无需进一步阐述。术语“板”及“承载器”意欲在本文中可互换使用。
现参照图1，其图解阐释根据本发明的某些实施例的用于用光检查蛋的探测器工具10。
所图解阐释的探测器工具10被配置成在自动用光检查设备中使用，诸如但不限于来自Embrex，Inc.，Durham，North Carolina的Egg Remover系统。如本发明所述领域的技术人员将了解，在操作中，利用布置成阵列形式的许多探测器工具10来用光检查由蛋承载器支撑的相应阵列的蛋。
所图解阐释的探测器工具10包含具有近自由端14及细长远端16的实质防水外壳12。如将在下文中所阐述，自由端14被配置成与蛋定位成接触关系。远端16附装至框架，该框架可相对于含有蛋的承载器升高或降低探测器工具10。如本发明所属领域的技术人员将了解，自外壳12的远端16延伸出含有导线的电缆18，其将探测器工具10内所包含的各种电组件与控制器及/或用光检查设备的其它电组件连接在一起。本发明的实施例不限于所图解阐释的探测器工具外壳12的配置。在无限制的情形下，探测器工具外壳12可具有各种形状、大小及组态。防水外壳12保护安置于其中的敏感电子组件，以使该敏感电子组件免受在用光检查期间可遭遇的液体、湿气及碎屑的影响。
经由框架或用光检查设备的其它支撑部件以一大体垂直的定向支撑探测器工具10阵列。传统上，该框架可在升高位置与降低位置之间移动。然而，在阵列中，单个探测器工具10可被配置成以独立于其它探测器工具相对于蛋降低及升高。如本发明所述领域的技术人员将了解，当处于降低位置时，每一探测器工具10搁置于相应蛋5顶部上。
外壳12内安置有一对光源20。如将在下文中所阐述，每一光源20被配置成自该外壳的自由端发射可见光并照射被定位成邻近该外壳的自由端的蛋。该外壳内还安置有光探测器22，光探测器22被配置成在用光检查期间接收来自光源20穿过蛋的光。光探测器22产生与离开蛋的光的强度相对应的输出信号。光探测器22可以是任何类型的能够探测到由光源20发射的各波长的光的探测器。
在所图解阐释的实施例中，光探测器22定位在光源20对之间。然而，本发明的实施例不限于所图解阐释的光源20及光探测器22的配置。如下文所述，只要该光探测器被遮蔽以免受来自外部光源的非直射光及免受来自光源20的直射光的影响，即可利用光源20及光探测器22的各种定向。此外，尽管在所图解阐释的实施例中利用一对光探测器20，但在某些实施例中可利用单个光源，且在其它实施例中可利用两个以上的光源。另外，根据本发明的其它实施例，可利用一个以上的光探测器22。
光源20对被配置成用可见光照射蛋。例如，在本发明的某些实施例中，光源20对是发光二极管(LED)，其被配置成发射光谱中的可见部分的光。然而，本发明的实施例不限于使用LED。在无限制的情形下，可利用各种类型的光源。此外，可利用光纤与导光管提供来自位于远程的可见光源的光。
每一光源20被配置成发射可见光。例如，在某些实施例中，每一光源20发射在约600纳米(nM)与740纳米之间的范围内的光。在其它实施例中，每一光源20被配置成发射在约610纳米与720纳米之间的范围内的光。申请者已发现，具有的中心波长(峰值强度)为625纳米、639纳米、660纳米及695纳米的LED对探测禽类胚胎脉搏尤其有效。
可利用的示例性光源20是以下的可从Digi-Key Corporation，ThiefRiverFalls，Minnesota购得的LED型号：516-1367-ND、160-1625-ND及404-1104-ND，其各自的中心波长为625纳米、639纳米及660纳米。可利用的另一光源20是以下可从Roithner LaserTechnik，Vienna，Austria购得的LED型号：ELD 700-524-3，其中心波长是695纳米。
如图2a-图2b中所图解阐释，外壳的自由端14包含一准许光穿过的透明窗24。在无限制的情形下，该透明窗可由各种类型的材料形成。示例性材料包含但不限于玻璃、蓝宝石及塑料(例如，非反射透明塑料等)。如图2b中所图解阐释，光源20对安置于外壳内并透过窗24发射光，且光探测器22安置于外壳内并透过窗24接收离开蛋的光。窗24可以各种方式固定至外壳的自由端14，以确保外壳保持实质防水。
可替换的挡板26固定至外壳的自由端14，且被配置成当探测器工具10降低到蛋5上时以与蛋成接触关系地接合该蛋(图3)。在某些实施例中，为了缓冲与蛋的接触，该挡板由顺从性材料形成，诸如橡胶或其它弹性材料。示例性材料包含但不限于具有暗色(例如，黑色等)着色剂的聚硅氧(silicone)、橡胶等。在本发明的其它实施例中，该挡板可由刚性材料形成。挡板26可具有各种形状及大小中的任一者，且不限于所图解阐释的配置。
挡板26是所图解阐释的探测器工具10中唯一可与蛋接触的部分。在某些实施例中，挡板26可移除地固定至外壳的自由端14以便于其清洁及/或替换。在无限制的情形下，挡板26可以各种方式可移除地固定至外壳的自由端14。例如，外壳的自由端14可具有形成于其中的鸠尾形槽，这些槽被配置成接纳挡板26的对应鸠尾形边缘部分。在其它实施例中，挡板26可藉由夹子、磁体、黏合剂及/或藉由各种其它已知方法可移除地固定至外壳的自由端14。
挡板26遮蔽光探测器22以使光探测器22免受杂散光(例如，来自外部源的光等)及来自光源20的直射光的影响。换言之，挡板26遮蔽光探测器22以使光探测器22免受来自该光源的直线光路径的影响。然而，如图3中所示，穿过蛋的非直射光路径是被允许的。如图2a及图3中所图解阐释，挡板26包含一对孔口28，光源20对透过该对孔口28发射光。所图解阐释的孔口28各自具有致使其充当光源20的相应护罩的配置，以使由每一光源20发射的光直射入接触挡板26的蛋中。所图解阐释的挡板26还包含孔口30，孔口30围绕光探测器22，且遮蔽光探测器22以使光探测器22免受杂散光及免受来自光源20的直射光的影响。蛋壳在孔口30内的部分处在由外部源发射的光的阴影中。本发明的实施例不限于所图解阐释的挡板或孔口28、30的形状及结构。根据本发明的实施例，可替换的挡板26可具有提供遮蔽光探测器22的功能的各种形状及结构。
光探测器遮蔽孔口30被配置成，在探测器工具10降低而使得挡板接触蛋5时以与蛋5的一部分呈接触关系地覆盖蛋5的该部分。所图解阐释的孔口30具有大体上为半球的形状，以便于探测器工具10与蛋稳定地相接合。然而，本发明的实施例不限于所图解阐释的孔口30的形状及结构。在某些实施例中，探测器工具10的重量足以使挡板26座靠在蛋5上，而使得杂散光无法进入孔口30及到达光探测器22。
在操作中且一旦探测器工具10被定位成邻近蛋5，光源20即将可见光(在图3中指示为40)发射至蛋5中。光探测器22接收离开蛋5的光，并产生与离开该蛋的光的强度相对应的输出信号。根据本发明的某些实施例，可给光探测器22配备积分放大器以限制环境电噪声(例如来自电力线的60Hz的噪声)。根据本发明的某些实施例，可利用滤波器来阻断除光源20所发射的波长以外的波长。例如，若光源20发射红色光(例如，660纳米)，则藉助具有阻断蓝色光(450纳米-490纳米)及绿色光(490纳米-560纳米)的滤波器的光探测器22可达成对非红色光(诸如蓝色及绿色外部光，例如，来自汞汽照射、荧光照射等)的敏感度减低。用于阻断蓝色光及绿色光的示例性滤波器是可自Edmund Optics，Inc.，Barrington，New Jersey购得的J43-942红色滤波器。放大器及滤波器对于本领域技术人员是众所周知的，因而本文无需进一步阐述。
安置于外壳内的处理器50与光探测器22通信，且处理来自该光探测器的输出信号以确定蛋5的成活力。可将具有胚胎脉搏及/或移动的蛋称为活体蛋。可藉由处理该输出信号以确定光强度的周期变化的存在来确定成活力，该光强度的周期变化对应于胚胎脉搏。可藉由处理该输出信号以确定光强度的非周期变化的存在来确定成活力，该光强度的非周期变化对应于胚胎移动。另外，可藉由处理该输出信号以确定光强度的周期变化及非周期变化两者的存在，来确定成活力。
除感测亮度级(light level)的变化外，光探测器22可提供蛋中的平均亮度级，该蛋中的平均亮度级可用于提供关于蛋状态的其它重要信息。例如，从无精蛋反射至光探测器22的平均光将大于从18天活体蛋反射的平均光，这是因为从该光源照射到无精蛋的一侧上的宽光束将遍及该蛋反射，而不会被一大胚胎吸收。类似地，从倒置蛋到达光探测器22的平均光将小于从正常定位的蛋(钝端在上)到达的平均光，这是因为胚胎的更大部分可用于阻断光。可藉由使用一具有的波长与最适合于探测心跳的光源不同的光源来增强这些效果。若使用具有多个波长的多个光源，则可对其输出进行时间多路传输，以允许用单个光探测器22单独地感测每一波长或光源。
现参照图4，其图解阐释了根据本发明的其它实施例的在用光检查蛋时使用的探测器工具110。
所图解阐释的探测器工具110包含一具有近自由端114及细长远端116的基本上防水的外壳112。自由端114被配置成能被定位成与蛋成接触关系。如上文所述，远端116附装至框架，该框架相对于含有蛋的承载器升高或降低探测器工具110。如本发明所属领域的技术人员将了解，自外壳112的远端116延伸出含有导线的电缆118，该电缆将探测器工具110内所包含的各种电组件与控制器及/或用光检查设备的其它电组件连接在一起。
外壳112内安置有光探测器122，光探测器122被配置成在用光检查期间接收从一个或多个外部光源穿过蛋的光。如上文所述，光探测器122产生与离开蛋的光的强度相对应的输出信号。光探测器122可以是任一类型的能够探测由光源所发射的(一种或多种)波长的光的探测器。
如图5a-图5b所图解阐释，外壳的自由端114包含一准许光穿过的透明窗124。光探测器122安置于外壳内，且接收离开蛋并透过窗124的光。窗124可以各种方式固定至外壳的自由端114，以确保该外壳保持基本上防水。
可替换的挡板126固定至外壳的自由端114，且被配置成在探测器工具110降低到蛋5上时以与该蛋接触关系地接合该蛋(图6)。如上文所述，在某些实施例中，为缓冲与蛋的接触，该挡板由顺从性材料形成，诸如橡胶或其它弹性材料。在本发明的其它实施例中，挡板126可由刚性材料形成。挡板126可具有各种形状及大小中的任一者，且不限于所图解阐释的结构。
如上文所述，挡板126是所图解阐释的探测器工具110中唯一可与蛋接触的部分。在某些实施例中，挡板126可移除地固定至外壳的自由端114，以便于清洁及/或替换挡板。在无限制的情形下，挡板126可以各种方式可移除地固定至外壳的自由端114。例如，外壳的自由端114可具有形成于其中的鸠尾形狭槽，该狭槽被配置成接纳挡板126的对应鸠尾形边缘部分。在其它实施例中，挡板126可藉由夹子、磁体、黏合剂及/或藉由各种其它已知方法可移除地固定至外壳的自由端114。
挡板126遮蔽光探测器122，以使光探测器122免受杂散光(例如，来自外部源的光等)及来自光源120的直射光的影响。所图解阐释的挡板126包含孔口130，孔口130围绕光探测器122且遮蔽光探测器122以使光探测器122免受杂散光的影响并免受来自光源120的直射光的影响。蛋壳在孔口130内的部分处在由外部源发射的光的阴影中。本发明的实施例不限于所图解阐释的挡板或孔口130的形状及结构。根据本发明的实施例，可替换的挡板126可具有提供遮蔽光探测器122的作用的各种形状及结构。
光探测器遮蔽孔口130被配置成在探测器工具110降低而使得挡板接触蛋5时以与蛋5的一部分呈接触关系地覆盖蛋5的该部分。所图解阐释的孔口130具有便于探测器工具110与蛋稳定接合的大体上半球的形状。然而，本发明的实施例不限于所图解阐释的孔口130的形状及结构。
在操作中，且一旦探测器工具110被定位成邻近蛋5，一个或多个外部光源120即将可见光(在图6中指示为140)发射至蛋5中。光探测器122接收离开蛋5的光且其产生与离开该蛋的光的强度相对应的输出信号。如上文所述，可给光探测器122配备积分放大器以限制环境电噪声，和/或给光探测器122配备滤波器以阻断除光源120所发射的波长以外的波长。安置于外壳内的处理器150与光探测器122通信，且处理来自该光探测器的输出信号以确定蛋5的成活力。
上文是用于说明本发明的，而不应将其理解为限定本发明。尽管上文已阐述本发明的数个示例性实施例，但本领域技术人员很容易理解，在未实质性背离本发明的新颖教导及优点的情形下，可对各示例性实施例做诸多修改。相应地，所有这种修改均意欲包含于由权利要求所界定的本发明的范围内。本发明由权利要求限定，且以下权利要求中包含其等效内容。
Claims (26)
1.一种用光检查蛋的设备，包括：
外壳，其具有自由端；
至少一个光源，其被配置成自所述外壳的自由端发射可见光并照射被定位成邻近所述外壳的自由端的蛋，其中所述至少一个光源发射在600纳米与740纳米之间的范围内的可见光；及
光探测器，其位于所述外壳的自由端处，所述光探测器产生与来自所述至少一个光源且离开所述蛋时的光的强度相对应的输出信号，所述光探测器被遮蔽以免受外部光及免受来自所述至少一个光源的直射光的影响。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个光源及所述光探测器均安置于所述外壳内。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个光源包括一对光源。
4.如权利要求3所述的设备，其中所述光探测器定位在所述一对光源之间。
5.如权利要求1所述的设备，其中所述外壳的自由端包括透明窗，其中所述至少一个光源安置于所述外壳内并透过所述窗发射光，且其中所述光探测器安置于所述外壳内且接收离开蛋并透过所述窗的光。
6.如权利要求1所述的设备，进一步包括固定至所述外壳的自由端的挡板，所述挡板被配置成与蛋成接触关系地接合所述蛋。
7.如权利要求6所述的设备，其中所述挡板包括第一孔口及第二孔口，所述至少一个光源透过所述第一孔口发射光，所述光探测器透过所述第二孔口接收光。
8.如权利要求6所述的设备，其中所述挡板遮蔽所述光探测器，以使所述光探测器免受来自所述至少一个光源的直射光的影响。
9.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个光源发射在610纳米与720纳米之间的范围内的可见光。
10.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个光源包括发光二极管，所述发光二极管被配置成发射在以下波长中的一者处具有峰值强度的可见光：625纳米、639纳米、660纳米及695纳米。
11.如权利要求1所述的设备，进一步包括安置于所述外壳内的处理器，所述处理器与所述光探测器通信，并处理所述输出信号以识别光强度的周期变化，其中光强度的周期变化指示胚胎脉搏的存在。
12.如权利要求10所述的设备，其中所述处理器还处理所述输出信号以识别光强度的非周期变化，其中光强度的非周期变化指示胚胎移动。
13.一种用光检查蛋的设备，其包括：
外壳，其具有自由端；
一对光源，其安置于所述外壳内，其中每一光源被配置成从所述外壳的自由端发射可见光并照射被定位成邻近所述外壳的自由端的蛋，且每一光源发射在600纳米与740纳米之间的范围内的可见光；
光探测器，其在所述外壳的自由端处定位在所述一对光源之间，其中所述光探测器产生与来自所述光源并离开所述蛋的光的强度相对应的输出信号，其中所述光探测器被遮蔽以免受外部光及免受来自所述光源的直射光的影响；及
处理器，其安置于所述外壳内，所述处理器与所述光探测器通信，并处理所述输出信号以识别光强度的周期变化，其中光强度的周期变化指示胚胎脉搏的存在。
14.如权利要求13所述的设备，其中所述处理器还处理所述输出信号以识别光强度的非周期变化，其中光强度的非周期变化指示胚胎移动。
15.如权利要求13所述的设备，进一步包括固定至所述外壳的自由端的挡板，所述挡板被配置成与蛋成接触关系地接合所述蛋。
16.如权利要求15所述的设备，其中所述挡板包括一对第一孔口和第二孔口以及第三孔口，所述一对光源透过所述一对第一孔口和第二孔口发射光，所述光探测器透过所述第三孔口接收光。
17.如权利要求15所述的设备，其中所述挡板遮蔽所述光探测器，以使所述光探测器免受来自所述一对光源的直射光的影响。
18.如权利要求13所述的设备，其中所述外壳的自由端包括透明窗，其中所述一对光源透过所述窗发射光，且其中所述光探测器透过所述窗接收离开蛋的光。
19.如权利要求13所述的设备，其中所述一对光源被配置成用来自光谱的一个或多个所选部分的光照射蛋。
20.如权利要求13所述的设备，其中每一光源发射在610纳米与720纳米之间的范围内的可见光。
21.如权利要求13所述的设备，其中每一光源包括发光二极管，该发光二极管被配置成发射在以下波长中的一者处具有峰值强度的可见光：625纳米、639纳米、660纳米及695纳米。
22.一种用光检查蛋的方法，其包括：
将蛋定位于邻近探测器工具的自由端处，其中所述探测器工具具有光探测器与至少一个光源；
藉由所述至少一个光源从所述自由端用在600纳米与740纳米之间的范围内的可见光照射所述蛋；
藉由所述光探测器探测离开所述蛋的光的强度，其中所述光探测器被遮蔽以免受外部光及免受来自所述至少一个光源的直射光的影响；
产生与所探测的光强度相对应的输出信号；及
处理所述输出信号以识别光强度的周期变化及/或非周期变化，其中光强度的周期变化指示胚胎脉搏的存在，且其中光强度的非周期变化指示胚胎移动。
23.如权利要求22所述的方法，其中用可见光照射所述蛋包括用在610纳米与720纳米之间的范围内的可见光照射所述蛋。
24.如权利要求22所述的方法，其中所述至少一个光源包括发光二极管，该发光二极管被配置成发射在以下波长中的一者处具有峰值强度的可见光：625纳米、639纳米、660纳米及695纳米。
25.如权利要求22所述的方法，其中将挡板固定至所述探测器工具的自由端，且所述定位步骤包括使所述蛋与所述挡板接触。
26.一种用光检查蛋的方法，其包括：
使蛋与探测器工具的自由端接触，其中将挡板固定至所述探测器工具的自由端，且所述探测器工具具有光探测器；
用来自至少一个光源的可见光照射所述蛋，其中所述至少一个光源发射在600纳米与740纳米之间的范围内的可见光；
藉由所述光探测器探测离开所述蛋的光的强度，其中藉由所述挡板遮蔽所述光探测器以使所述光探测器免受来自所述光源的直射光的影响；
产生与所探测的光强度相对应的输出信号；及
处理所述输出信号以识别光强度的周期变化及/或非周期变化，其中光强度的周期变化指示胚胎脉搏的存在，且其中光强度的非周期变化指示胚胎移动。
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