(57)【要約】卵の生命力を決定する装置（１０）は、シールディング手段（１２、１４）、照射手段（３０）及び、検出手段（３２）を備え、この構成は、使用中は、シールディング手段（１２、１４）は、卵を背景赤外放射に晒さないようにし、該照射手段（３０）は、卵に照射される、赤外波長の電磁放射を照射することが出来、検出手段（３２）は、卵を透過した電磁放射の少なくとも一部を検出するように配置されており、装置は、更に、心臓の動きに対応して、卵から出てきた赤外放射の強度が周期的に変化しているかを決定することができる検出手段の出力信号を処置する手段を備え、該周期的な変化の存在は、卵が生命力を有していることを示している。
2004528560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
卵の生命力を判定する装置において、
シールディング手段と、照射手段と、検出手段とを備え、
使用中、前記シールディング手段は、背景赤外放射に卵を晒さないようにしており、前記照射手段は、卵に照射する、赤外波長の電磁放射を照射でき、前記検出手段は卵を透過した前記電磁放射の少なくとも一部を検出できるように配置され、
更に、前記検出手段の出力信号を処理して、心臓の動きに対応して卵から来る赤外放射の強度の周期的変化があるか否かを判断し、該周期的変化の存在が卵が生きていることのしるしとする手段を備える装置。
【請求項２】
いかなる周期的変化も明らかとなる視覚的ディスプレイトレースを提供する手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記処理をする手段は、心拍数を決定でき、前記装置は、心拍数の数値的しるしを表示可能な手段を更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記処理をする手段は、出力信号の変化のみを抽出することを特徴とする請求項１、２、または３に記載の装置。
【請求項５】
前記出力信号、または、周期的変化にゲインを与える手段を更に備えることを特徴とする請求項１、２、３、又は４に記載の装置。
【請求項６】
前記ゲインは、約１５００から２００００であることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記処理手段は、出力信号のノイズの少なくともいくらかを除去するために出力信号をフィルタリングできることを特徴とする前述のいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項８】
前記処理手段は、心拍数を計算するために、周期変化の連続する点の間の時間間隔を抽出可能であることを特徴とする前述のいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項９】
前記処理手段は、ランダムノイズの影響を除去するため、計算された心拍数が所定のレンジにあるか否かを確保するため、計算された心拍数を所定のレンジと比較可能であることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記処理手段は、複数の時間間隔を抽出可能で、これから平均時間間隔と平均心拍数とを計算可能であることを特徴とする請求項８または９に記載の装置。
【請求項１１】
前記処理手段は、ランダムノイズの影響を除去するため、計算された心拍数が所定のレンジにあるか否かを確保するため、計算された心拍数を所定のレンジと比較可能であることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記検出手段は、前記照射手段から直接照射される電磁放射を検出しないようシールドされることを特徴とする前述のいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項１３】
前記検出手段は、前記照射手段から直接照射される電磁放射を検出しないよう配置されることを特徴とする前述のいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項１４】
前記照射手段は、電磁放射を限られた角度の範囲で照射することを特徴とする前述のいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項１５】
前記限られた角度は、調整可能であることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記照射手段は、７２０ｎｍから９４０ｎｍの波長範囲の電磁放射を照射することを特徴とする前述のいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項１７】
前記照射手段は、８７５ｎｍの波長において主に電磁放射を照射することを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
装置内の位置に卵を保持する保持手段を更に備えることを特徴とする前述のいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項１９】
前記検出手段は、前記保持手段と隣接して配置されていることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記検出手段は、前記保持手段内に配置され、使用中電磁放射は、前記検出手段に前記卵を通ることによってのみ到達可能な構成であることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記保持手段は、卵と点で接する変形可能な材質で出来ており、該材質は、卵の重みで卵の形状の一部に変形することを特徴とする請求項１８、１９、あるいは２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記閉経可能な材質はラテックスからなることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記ラテックスは、赤外放射の通過を阻止するための黒の染料を含むことを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記保持手段は、基盤の上に搭載されていることを特徴とする請求項１８〜２３のいずれかに記載の装置。
【請求項２５】
前記基盤は、弾性材質、好ましくは、気泡ゴムで出来ており、基盤に卵を落としたとき卵に傷を与えないことを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記保持手段は、吸引カップからなることを特徴とする請求項１８〜２５のいずれかに記載の装置。
【請求項２７】
前記シールディング手段は、第１の部材と、装置に卵を挿入できる位置から卵が背景の赤外放射からシールドされるような位置に、該第１の部材に対して可動な第２の部材とからなることを特徴とする前述のいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項２８】
前記検出手段と、前記照射手段は、前記第１の部材に搭載されていることを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
更に電源を備えることを特徴とする前述のいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項３０】
卵の生命力を判定する方法であって、
（１）背景の赤外放射からシールドされた環境に卵を置くステップと、
（２）卵に向けて、照射手段から赤外波長の電磁放射を照射するステップと、
（３）検出手段で、卵を通ってきた前記電磁放射の少なくとも一部を検出し、これから出力信号を生成するステップと、
（４）心臓の動きに対応する卵からの赤外放射の強度の周期的変動があるか否かを判断するために前記出力信号を処理し、該周期的変動の存在が卵が生きているしるしとするステップと、
からなる方法。
【請求項３１】
いかなる周期的変化も明らかとなる視覚的ディスプレイトレースを提供するステップを更に備えることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
心拍数を決定するために前記出力信号を処理し、ユーザに心拍数の数値を表示するステップを更に備えることを特徴とする請求項３０または３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記出力信号から変化のみを抽出するステップを更に備えることを特徴とする請求項３０、３１、または３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記出力信号または周期的変化にゲインを与えるステップを更に備えることを特徴とする請求項３０〜３３のいずれかに記載の方法。
【請求項３５】
前記ゲインは、約１５００から２００００の間であることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記出力信号のノイズの少なくともいくらかを除去するために該出力信号をフィルタイリングするステップを更に備えることを特徴とする請求項３０〜３５のいずれかに記載の方法。
【請求項３７】
心拍数を計算するために、周期的変化の連続する点間の時間間隔を抽出するステップを更に備えることを特徴とする請求項３０〜３６のいずれかに記載の方法。
【請求項３８】
ランダムノイズの効果を除くため、計算された心拍数が所定レンジにあることを確保するため、計算された心拍数と所定レンジとを比較するステップを更に備えることを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
複数の時間間隔を抽出し、これから平均時間間隔と心拍数を計算するステップを更に備えることを特徴とする請求項３７あるいは３８に記載の方法。
【請求項４０】
ランダムノイズの効果を除くため、計算された心拍数が所定レンジにあることを確保するため、計算された心拍数と所定レンジとを比較するステップを更に備えることを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記照射手段から直接照射される放射から検出手段をシールドするステップを更に備えることを特徴とする請求項３０〜４０のいずれかに記載する方法。
【請求項４２】
前記照射手段から直接照射される放射を検出しないように検出手段を配置するステップを更に備えることを特徴とする請求項３０〜４０のいずれかに記載する方法。
【請求項４３】
ステップ（２）は、赤外を限られた角度の範囲で照射することによって行うことを特徴とする請求項３０〜４０のいずれかに記載の方法。
【請求項４４】
前記限られた角度は調整可能であることを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
ステップ（２）は、電磁放射を７２０ｎｍから９４０ｎｍの波長レンジで照射することによって行うことを特徴とする請求項３０〜４４のいずれかに記載の方法。
【請求項４６】
前記照射手段は、主に、８７５ｎｍの波長で電磁放射を照射することを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
保持手段で卵を保持するステップを更に備えることを特徴とする請求項３０〜４６に記載の方法。
【請求項４８】
ステップ（３）は、放射が卵を通ることによってのみ検出手段に到達することができるように、前記保持手段に隣接して前記検出手段を配置することによって行われることを特徴とする請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
ステップ（１）は、前記シールディングを提供できるハウジング内に卵を配置することによって行われることを特徴とする請求項３１から４９のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、卵を産む動物によって産まれた卵、特には、これに特定するわけではないが、例えば、オウムなどの鳥や、爬虫類によって産まれた卵の生命力を決定する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
動物によって卵が産まれると、動物の子の時間成長が起きる間、自然にあるいは人工的に、抱卵期間を経なければならない。例えば、多くの鳥は、卵あるいは卵の集まりの上に座り、卵の周囲の温度や湿度を調節し、これは、各卵野中の胎児の生存及び適切な成長に重要である。他の動物は、この目的のために、例えば、太陽熱や地熱など異なる熱源を利用する。あるいは、抱卵は、人間によって行われ、及び／あるいは補助される。人間の作った抱卵器は、良く知られており、多くの卵を保持することが可能で、卵の周囲の空気の温度や湿度の調整を人工的に行う。
【０００３】
卵を産む動物の飼育者や保護論者は、胎児が生きており、卵の中で適切な速度で成長しているか否かを知る必要がある。そのような知見は抱卵期間にわたって必要であり、動物の子供の生存する機会を最大限にするために、自然抱卵においても人工抱卵においても重要である。自然抱卵においては、例えば、鳥によって一時期に産まれた一群の卵は、１以上の胎児が生き残らないならば、これらの卵は、バクテリアに感染しているかも知れず、残りの卵を危険にさらすことになる。更に、オウムのある種、例えば、ヤシオウム、黒オウム（Black Cockatoo）、ヒヤシンスインコ（Hyacinthine Macaw）は、毎年短期間だけ孵化する卵を産み、その場合でも一度に１つの卵しか抱卵しない。その卵が生き残らなかった場合には、その年は、うまく飼育する機会を失うことになる。このようなシナリオは危機に瀕している種、多くのお金を引き換えに得るそのような鳥の飼育者や保持者にとって大きな意味がある。状況は、多くの卵を産む種に同様である。
【０００４】
現在、卵の受精率及び成長をチェックする２つの良く知られた方法がある。キャンドリング（candling）として知られる第１の方法は、タングステン−ハロゲンランプなどの明るい光源の前に卵を置き、卵の中を肉眼で見ることができるようにし、例えば、オウムの卵で最初の４日後に最初に見られる血管の成長などの成長のしるしを見る。次の数日は、血管の数や密度の増加、卵の中心の「黒い点」の成長を見ることによって、更なる成長をチェックすることができる。しかし、キャンドリングには３つの欠点があり、１つは、強度の強い光が、卵の中を見るために必要であり、長い間光に晒しておくと卵の中の胎児を傷つけたり、殺したりするほどの高温レベルに晒すことを意味する。２番目に、「黒い点」は、（オウムの卵の場合）約１２日後血管が見ることが出来なくなるくらい卵の体積の大半を占めるような速度で成長し、幼鳥が生きているかどうかを知ることが出来ない。３番目に、猛禽類、鷹、アヒル、野鳥などの卵は、色がダークグリーンからダークブラウンであり、他の種は、殻が厚くてランプからの光が透過せず、そのようないくつかの卵には、キャンドリングは適していない。そのような卵には、最初の数日は卵が受精したか、生きているかを知ることが出来ない。
【０００５】
第２の既知の方法は、上記第２と第３の問題を解決するためのものである。この方法は、静かな温水の上に卵を浮かせ、内部の動物の子の動きの結果として、卵が動くのを待つ。これには、２つの欠点があり、第１は、この方法は、本質的にランダムなパラメータに依存しているため、信頼性がなく、また、遅いということである。第２に、卵を水に浸けることは、特に、卵の表面の水が殻の穴を通って吸い込まれ易く、卵の湿度を自分で制御する能力をかなり小さくする場合に卵を水から引きあるときに、殻を通ることのできるバクテリアに晒すことになる。一度殻の中にバクテリアと水が３７℃という増殖するのに理想的な環境で入ると、動物の子の生命を危険に晒す可能性がある。
【０００６】
ＵＳ−Ａ−５７４５２２８は、環境（あるいは背景）の光が存在する状態で高速に、生命力の無い家禽類の卵から生命を区別する装置を開示している。装置は、光検出器と真向かいに置かれた赤外放射を照射する光照射器を備えている。使用にあたっては、卵は、コンベア上で光照射器と光検出器との間を高速（１０インチ／秒が示唆されている）で通り過ぎる。光検出器は、２５０μｓのバーストを１秒間に１００回オンオフされる。光検出器は、光照射器が動作したとき及び停止されたときの読みを検出する。これらの読みを引き算することにより、信号に重なる環境光の効果が減少される。装置は、卵を３つのグループ、特に、クリアあるいは早期の死、中期の死、生存に分類するのに十分な解像度しか持っていない。これらの結果は、前述のキャンドリングによって得られるものよりも大してよくない。
【０００７】
ＦＲ２４５５２８２は、赤外光が背景光の存在の下に卵を通過する、改良されたキャンドリング方法を開示している。検出器を透過した光は検出され、出力信号がビジュアルディスプレイスクリーンに表示される。卵の生命力は、受信信号の相対強度をビジュアルに、あるいは、自動的に比較することによって決定される。
【０００８】
しかし、前記公知例の欠点は、卵の生命力を調べるために、各卵からの光の受光強度の差のみしか比較されてない点である。
従って、より信頼性があり、従来技術が卵に晒してきたリスクを最小限にし、受精した卵の生存の機会を最大限にする卵の生命力をテストする装置及び方法が必要とされていることは明らかである。
【発明の開示】
【０００９】
本発明は、生命力のある卵の構造が、そこを通る赤外光に有する効果に関する見識に基づいている。この効果は、約５〜１２日（動物の種に依存する）から、孵化までに存在する。
【００１０】
本発明の一側面によれば、卵の生命力を決定する装置が提供され、その装置は、シールディング手段と、照射手段と、検出手段とを有し、構成は、使用中、シールディング手段は、背景の赤外放射が卵に晒されるのを防ぎ、照射手段は、卵に照射される赤外波長の電磁放射を照射でき、装置は、更に、心臓の動きに対応する卵を離れる赤外放射の強度の周期的変化があるかどうかを決定するために検出手段の出力信号を処理する手段を備え、この周期的変化は卵が生きていることを示す。
【００１１】
ある側面においては、本発明は、判定の正確よりも判定のスピードが重要でない、まれで変わった卵（例えば、オウム）の生命力を決定するための使用に特に適している。
赤外光の使用することは、２つの理由で好まれる。（１）卵を通り抜ける赤外光の減衰は、光波長の光よりずっと小さい。（２）赤外光は、卵を温めずにずっと長い間卵に照射することができる。卵は、卵が長い間光源の前に置かれたときは、キャンドリングを光学光で行われるとき熱でダメージを受ける。
【００１２】
出願人は、受光放射の周期的減衰が光学的光に重畳されると信じるが、本発明の装置が周期的変化を得るために、卵を光学的光源の前に置くのは危険すぎる。というのは、卵、特に、特に色素の濃い卵に侵入し、透過するために、光学波長の光は、ある程度の時間（３あるいは４秒以上）光源の近くに放置された場合、過加熱となる危険に卵を晒すような強度でなくてはならない。
【００１３】
少なくとも好適な構成の一利点は、ユーザは、仮想的に卵の生命力の瞬間のしるしを得ることができる、たとえば、生きているか否かである。更に、その構成は、上記方法が卵に晒す危険を和らげることができる。更なる利点は、抱卵条件が最適か否かを示す卵の中の動物の正確な心拍数を測定できるので、従来の人工抱卵技術から多くの「当て推量」を除くことができることである。更なる利点は、そのような構成は、抱卵期間中、孵化まで卵の生命力を判定することができることである。「背景赤外放射」は、例えば、人工光及び太陽光などの不要な光源からの放射を意味する。出願人は、そのような放射があると、装置を使用することが難しく、かつ、卵をと通る放射の変化する強度を検出できなくなることを発見した。照射手段は単一波長あるいは、波長帯にわたる赤外を同時に照射する。
【００１４】
更なる装置の特徴は、請求項２〜１１に記載されており、注記する。
有利なことには、検出手段は、照射手段から直接に照射される電磁放射を検出しないようにシールドされる。これにより、検出手段の出力が意味のあるものになることを確保できる。いくらかの放射は、卵の殻で反射されるので、このシールドは、卵を透過しなかった放射を検出器に至るのを防ぐこともする。
【００１５】
好ましくは、検出手段は、照射手段から直接放射された電磁放射を検出しないように配置される。一実施形態では、検出手段は、使用中、卵が照射手段と検出手段との間にあるように配置することによってシールドされる。他の実施形態では、検出手段は、照射手段からの直接照射される電磁放射を検出しないように配置されると共に、物理的なシールドも設けられる。
【００１６】
有利なことには、照射手段は、限定された角度にわたってのみ電磁放射を照射する。
好ましくは、限定された角度は調整可能である。角度を調整可能とすることにより、したがって、卵に当たる赤外の量を調整可能とすることにより、ユーザは、検出手段からの最適な出力を達成するように装置を調整可能である。一実施形態では、装置は、それぞれが異なった限定的角度を有する複数の照射手段をもっている。使用中、ユーザは、最適な結果を得るために各照射手段を切り替えることができる。
【００１７】
有利なことに、照射手段は、７２０ｎｍから９４０ｎｍの波長レンジの電磁放射を照射する。
好ましくは、照射手段は、８７５ｎｍの波長において主に電磁放射を照射する。出願人は、これにより、鶏の卵の場合、検出手段から最も強い出力を得ることを見つけた。
【００１８】
有利なことには、装置は、更に、卵を装置内のある位置に保持する保持手段を備える。
好ましくは、検出手段は、この保持手段に隣接して配置されている。一実施形態では、検出手段は、保持手段内に配置されており、この構成は、使用中、電磁放射が卵を通過することによってのみ検出手段に到達することができるというものである。これは、特に有利な点である。というのも、使用中、卵と保持手段は、卵を通過した放射のみを検出するように検出手段を取り囲むからである。
【００１９】
有利なことには、保持手段は、卵と点で接触するような変形可能な材質で出来ており、その材質は、卵の重みで、卵の形状の一部に沿って変形する。これにより、検出手段によって検出される可能性のある不要な赤外放射の侵入を防止する「保護」を提供する。
【００２０】
好ましくは、変形可能な材質はラテックスからなる。一実施形態では、ラテックスは、黒の染料からなる。出願人は、この組み合わせは、不要な赤外放射の侵入を防ぐと共に、卵を傷つける可能性を最小にするので、特に効果的であることを発見した。
【００２１】
有利なことに、保持手段は、基盤の上に設けられる。
好ましくは、基盤は、弾性体でできており、好ましくは、気泡ゴムで出来ており、基盤上に卵を落としても卵を傷つけないようになっている。
【００２２】
有利なことには、保持手段は、吸着カップからなっている。
好ましくは、シールド手段は、第１の部材と、第１の部材に対して、卵が装置に挿入できる位置から卵が背景の赤外放射からシールドされる位置に移動可能な第２の部材を備えるハウジングからなる。一実施形態では、検出手段と照射手段は、第１の部材に搭載されている。
【００２３】
好ましくは、装置は、更に、電源を備える。この１つの利点は、装置を持ち運びできるということで、野外において使用しやすいというものである。
本発明の他の側面によれば、卵の生命力を判定する方法が提供され、その方法は、
（１）背景の赤外放射からシールドされた環境に卵を配置するステップと、
（２）卵に向けて、照射手段から赤外波長の電磁放射を照射するステップと、
（３）検出手段で、卵を透過した電磁放射の一部を少なくとも検出し、これから出力信号を生成するステップと、
（４）心臓の動きに対応する、卵から離れた赤外放射の強度の周期的変動、ここで、周期的変動の存在は、卵が生きていることを示す、があるか否かを判定するために出力信号を処理するステップと、
請求項３１から４９に記載された更なるステップに注目されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１と図２を参照すると、本発明の背景を理解するために、殻２の中で成長する鶏の胎児１のいくらか詳細を示している。鶏の卵の構造は、卵を産む動物のさまざまな種類のものと非常に似ている。胎児１は、卵黄の血管として知られる血管内の卵黄嚢と卵黄からなり、胎児に栄養を運ぶ。尿嚢としてしられる他の構造４は、胎児の呼吸サイクルを助ける。胎児１が成長するに従い、尿嚢４は、尿嚢の毛細管が殻の穴を通る酸素と二酸化炭素を容易に交換できる殻２の内面に対して押圧される。動物の心臓の動きの下、尿嚢４の血管６は、周期的に膨れたりちぢんだりする。更に、図２から明らかなように、尿嚢４は、胎児１が成長するに従い成長し、殻２の内面に隣接する領域をだんだん多く覆うようになる。尿嚢４の呼吸機能は、抱卵期間の始まりから約３〜４日で始まり、ひよこが卵を割り、自分で呼吸するときに機能を終える。出願人の知識及び考えを総合すると、卵の中の成長する胎児の生命力を監視するのに、動物の心臓に起因する、尿嚢の血管及び／あるいは卵黄の血管を流れる血流の周期的変化を利用する装置及び方法は、今のところ提案されていない。
【００２５】
図３から６を参照すると、一般に参照番号１０で特定される装置は、ハウジング１２と蓋１４からなる。図３に示されるように、蓋１４は、ハウジング１２の空洞部１８にある、蓋１４の内向きの突起１６を介してハウジング１２に取り付けられ、ハウジング１２に対して、蓋１４を回転させることができる。蓋１４は、その壁から赤外放射が通り抜けるのを防ぐようなプラスチック材質で作られている。
【００２６】
ハウジング１２は、２つのセクションから出来ており、第１のセクション２０と第２のセクション２２である。第１のセクション２０は、液晶ディスプレイ２４、コントロールボタン２６、電源（不図示）、及び、さまざまな電子処理装置（不図示）を備え、電子処理装置は、後に詳述する。第２のセクション２２は、上面が開いており、赤外放射を透過させないプラスチック材質でできた５つの壁を持つボックス２８からなっている。したがって、蓋１４がボックス２８上で閉めた位置にあるとき、中の体積は、背景の赤外放射からシールドされる。光源３０は、第２のセクション２２に隣接したボックス２８上に搭載されており、ボックス２８内に電磁放射を照射できるように配置されている。光源３０は、ピークの強度が約８７５ｎｍにある、７２０〜９４０ｎｍの波長レンジでＩＲを照射できる、ヒューレットパッカード社で製造販売されている、赤外（ＩＲ）照射器（パーツ番号ＨＳＤＬ−４２３０）である。これは、パワーレートが５０ｍＡで７５ｍＷ／ｓｒ、ビーム角度が１７°、ビームの軸が搭載されている壁の面に垂直である。出願人は、光源３０からの赤外のパワーは、テスト中の卵にダメージを与えるようには見えないことを見出した。赤外検出器３２は、ボックス２８の基盤に搭載され、光源３０から照射されたＩＲを検出するよう、設計され、配置されている。検出器３２は、テキサスインスツルメンツで、コンポーネントＴＳＬ２５０として製造され、ペイサーコンポーネント（Pacer Components）（英国バークシャー）で買うことができる。光源３０から照射される放射は、検出器３２とは直接は交錯しない。
【００２７】
ボックス２８の底面に、検出器３２の回りに搭載されているのは、変形可能なように、ラテックスから製造されているさかさまになった吸引カップからなるホルダ３４である。吸引カップは、赤外波長の光を遮断するために製造段階で黒の染料が加えられている点で既知の吸引カップと異なっている。使用に当たっては、卵は、ホルダ３４に置かれ、保持され、ラテックスは、卵に接している部分の形状に沿って変形する。卵は、ホルダ３４によって、いかなる方向にも保持可能である。ホルダ３４によっては、吸引は行われない。図４に示される距離ｘは、０．０５ｍである。ただし、これは重要ではなく、光源３０は、卵に接しても良いし、もっと遠くでも良い。
【００２８】
使用に当たっては、装置１０の蓋１４は開かれ、生命力が判定されるべき卵３６（図６参照）は、ホルダ３４に配置されている。蓋１４は、閉じられ、卵を暗闇に配置し、ＩＲからシールドする。ハウジング１２のボタン２６の１つが押され、第２のセクションの電子回路（不図示）の制御の下、光源３０に電源が入れられ、ユーザによって装置の電源が切られるまで、連続的に卵３４にＩＲ放射を照射する。卵３４に届くと、放射３４の一部が卵３４の殻で反射され、一部が殻を通って、卵の内部に入り込む。なお、ホルダ３４は、卵の外部から反射された放射が、検出器３２で検出されるのを防止する。図５に示されるように、放射３８のいくらかは、殻の内面で繰り返し反射され、いくらかはまっすぐに透過し、いくらかは極端に９０°すなわち、検出器3２の方向に反射される。卵３４を離れると、いくらかの放射３８は、殻の中の尿嚢（図６には不図示）を通り、抱卵の早期には、卵黄血管を含む卵黄を通る。上記したように、尿嚢は、成長する動物の呼吸サイクルの一部として卵から酸素を取り込み、二酸化炭素を排出する役目を担っている。この膜の内側の血管は、動物の心臓の動きの下、連続的に膨らんだり、ちぢんだりする。したがって、ＩＲ放射３８がこの構造を透過するに従い、いくらかはより多くの血液を透過し（血管が膨らまされる、あるいは、膨らんでいるとき）、いくらかはわずかな血液を通る（血管が収縮されている、あるいは、ちぢんでいるとき）。これにより、動物の心臓の速さの直接の機能である卵３６を離れるＩＲ放射の強度の周期的変化が生じる。検出器３２からの電気的出力信号は、同様に変化し、変化は、約０．２ｍＶから１ｍＶのオーダーである。これは、受光される赤外の強度の周期的変化を引き起こす主因である尿嚢の血管によると考えられる。しかし、他の構造が周期的変化の原因である可能性もあり、特に、卵が抱卵の初期であり、卵黄がまだ大きいときは卵黄結果であるかもしれない。
【００２９】
図７を参照すると、検出器３２からの出力信号は、ハウジング１２の第１のセクション２０に配置された電子処理装置によって処理される。信号は、最初に増幅され、次にステージ４０でフィルタリングされる。
【００３０】
ステージ４０は、図８に詳細に示されている。検出器からの出力信号は、約２００ｍＶのオーダーで、その上に、上記したように、数ｍＶのオーダーの時間変化電圧が重畳される。この時間変化信号を回路が抽出し、増幅するように設計される。出力信号は、最初、キャパシタ４８を通り、信号の時間変化成分を抽出する。この時間変化新語は、第１のゲインステージ５０を通り、１０のゲインを与えられ、キャパシタ５０で信号をフィルタリングもする。キャパシタ５２は、１５Ｈｚのフィルタコーナー周波数のローパスフィルタとして働く。すなわち、入力信号の１５Ｈｚ成分がこのステージで３ｄＢだけ減衰する。１５Ｈｚは、約９００ビート／分の心拍数に対応し、これ以上で、送電線で生成される５０Ｈｚ信号より十分低い周波数で、動物は心臓が脈打っている可能性が高い。信号は、それから、可変抵抗器５６（０から２２ｋΩ間で可変）の値に依存して、４．１３と４５．４５間のゲインを与える第２のゲインステージ５４を通る。信号は、また、ステージ５４でフィルタリングされ、キャパシタ５５は、３３Ｈｚのフィルタコーナー周波数のローパスフィルタであり、入力信号の33Ｈｚ成分は、このステージで３ｄＢ分減衰される。例えば、送電線からの誘導によって、生成される、ワイヤー内の電気的干渉のせいで、信号を更にフィルタリングする必要がある。信号を更にフィルタリングしないと、受光したＩＲの強度の変化に対応する時間変化信号は、干渉とノイズによって、完全にかき消されてしまうであろう。したがって、信号は、次に、１．０６８のゲインを与える第１のフィルタステージ５８を通り、１．５８のゲインを与える第２のフィルタステージ６０を通り、２．５０のゲインを与える第３のフィルタステージ６２を通る。各フィルタステージは、１６Ｈｚに設定されたフィルタコーナー周波数を持つローパスフィルタであり、入力信号の１６Ｈｚ成分は、各ステージで３ｄＢだけ減衰される。フィルタリングされると、信号は、１０のゲインを与える最終第３のゲインステージ６４と３３Ｈｚのコーナー周波数の信号の最終ローパスフィルタリングを通る。したがって、時間変化信号の全体のゲインは、これが可変抵抗器５６が原因であり、信号が２４ｄＢ／オクターブ（主に、ステージ５０、５８、６０、６２のフィルタリングの効果である）でフィルタイリングされることを思い起こすと、１７４２と１９１８０の間である。出願人によって作られた実際の装置においては、可変抵抗器５６は、製造時点で調整でき、最大ゲインを与えるよう設定される。しかし、ユーザによっては調整は出来ない。信号は、それから、装置のこのセクションを離れ、アナログ−デジタル変換器に進む。
【００３１】
再び図７を参照すると、ステージ４２において、信号はアナログからデジタルに変換され、マイクロコントローラ（不図示）によって処理される。デジタル信号処理のステップは、図９に詳細に示されている。マイクロコントローラは、帯域遮断フィルタ８４を設定するようにプログラムされ、すなわち、予め設定された電圧より大きい電圧振幅の信号部分と予め設定された電圧より小さい電圧振幅の信号部分を探す。装置が関係する時間変化信号は、本質的に周期的で、卵が適切に配置されていれば、この信号のピーク８６、８８は、帯域遮断フィルタのいずれかの側に現れる。ランダムエラーノイズ９０も、ときどき、帯域遮断フィルタのいずれかの側に現れる。しかし、マイクロコントローラにプログラムされたアルゴリズムは、周期信号を抽出するよう設計され、帯域遮断フィルタによって隠されないランダムエラーノイズによって生成される信号を除去する。
【００３２】
図９と１０を参照すると、アルゴリズムの第１のステップ６６は、帯域遮断フィルタ８４を監視し、いずれかの側に信号が現れるのを待つことが含まれる。この監視は連続的である。アルゴリズムが信号８６、８８の第１のペアを待っている間、ユーザは、ディスプレイ上の平らなトレースを見、ユーザに表示される単位分あたりのビート数の数値は０である。第１の信号８６が現れると、アルゴリズムは第２の信号８８を探すステップ６８に進む。それを検出しない場合、監視を続けながら、単に待ちつづける。アルゴリズムが第２の信号８８を検出すると、第１の信号８６の検出と第２の信号８８の検出の間でビート／分（ｂｐｍ）単位で時間間隔を計算するステップ７０に進む。同じステージで、アルゴリズムは、計算された時間間隔は、３０〜６００ｂｐｍの範囲にあるか否かをチェックする。もし違えば、信号は破棄される。もしそうであれば、アルゴリズムは時間間隔をマイクロコントローラのメモリに格納するステップ７２に進む。ステップ７４において、アルゴリズムは、メモリに格納された間隔の数をチェックする。数が４未満の場合は、ステップ７６において、さらに時間間隔を受信するのを待つ。数が４の場合には、アルゴリズムはステップ７８において、４つの間隔から平均ｂｐｍを計算する。平均ｂｐｍを計算するのに４つの間隔を使うのは、これによりノイズが結果に影響を与える可能性を小さくできるので、便利である。更なる利点は、平均ｂｐｍは、高速で揺らぐであろうｂｐｍのリアルタイムの表示よりゆっくり変化するであろうことである。最後に、アルゴリズムはステージ８０において、計算された平均ｂｐｍが３０〜６００ｂｐｍの範囲にあること（動物の心拍数は、６００ｂｐｍより多くなることは考えづらく、現在、出願人が計測した高い心拍数は、鶏の卵（チャボ）で２５０ｂｐｍであった）をチェックする。もし、そうでなければ、計算された平均はステージ８２で捨てられる。もし、その範囲にあれば、ｂｐｍの数値は、ステージ４４において、ディスプレイ２４上でユーザに、卵の中の動物の心拍数を示す電圧対時間のトレースと共に表示される（図７参照）。計算された平均ｂｐｍから生成することも可能であるが、トレースは、実際の出力信号から生成される。しかし、出力信号を使用することは、装置が、例えば、信号に多くの周期的ノイズがある場合など、間違った結果を生成しないかをユーザが見ることを可能にする。マイクロコントローラは、最大４間隔のみを格納することに注意されたい。新しい間隔が受信された場合は、最も古い間隔が、新しい間隔に領域をあけるために取り除かれる。このように、ユーザに表示される情報は、いつも最新のもので、動物の心拍数のリアルタイム表示を効果的に可能にする。
【００３３】
検出器から周期変化が得られなかったときは、ディスプレイ２４は、卵の生命力が無いことを示し、トレースは、ＩＲが検出器３２によって一定のレートで受信されることを示す平らな線を示す（図１１）。卵が生きているときは，図１２に示されているのと同様のトレースが見られる。
【００３４】
出願人は、たとえ、卵が生きていても、いつも検出器３２からうまく出力を得られるとは限らないことを見出した。特に、これは、動物が卵の中で動くときや卵を通過するとき赤外が大きな血管を十分透過しない場合におきる。動物が動くときは、ディスプレイ２４上のトレースは、速く、あやしく、パルスが強調される。卵がちゃんとした位置に無い場合、トレースは、死んだ卵の場合のように平らな線ではないが、わずかなパルス、すなわち、強度が大きく減衰されたパルスを示す。この場合、ステージ４２のアルゴリズムは、ディスプレイは、ユーザに、動物が動いているあるいは卵がちゃんと配置されていないことを示す信号を示し、ユーザに待つか、卵の位置を直すことを促す。ユーザは、卵が生きていないことを確認するために、１回から３回卵の位置を直す必要があるであろうし、好ましくは、卵が死んでいることを確信するために、２４時間の間隔で数回この処理を繰り返すことが良い。装置は、殆どすぐに生命力について示すが、ある種の卵は、１回の読み取りで捨ててしまうにはもったいない。電子処理装置は、連続的に受信信号を監視し、生きているという信号を受信しだい、心拍数トレースと毎分のビートを表示する。
【００３５】
出願人は、また、放射が卵に横から、すなわち、実質的にその縦軸に垂直に当たるとき、そして、検出器３２が卵の下で、光源３０の軸に実質的に垂直な検出軸で配置されている時に、最も良い信号が得られることを見出した。しかし、卵の成長の初期では、信号を得るために、検出器３０と光源３２は、卵の周囲のどこに合っても良く、あるいは、卵は、装置１０のどの方向に置かれても良い。卵がより成長すると、動物は卵の体積の多くを占め、狭い範囲の位置でのみうまく信号を得られる。これらの位置の１つは図４に示されており、卵は、これらの位置に簡単に保持することができるので、より利点がある。出願人は、殆ど完全に成長した場合には、卵の丸い、あるいは、「にぶい」端に放射を当てて、内部の気泡を通り、そして、上記の構造を依然通るが、動物に邪魔されないとき、最も良い信号が得られることを見出した。
【００３６】
上記実施形態の重要な変形例は、卵が配置されるボックスから、電子処理装置を分離する、すなわち、第１のセクション２０を第２のセクション２２から分離するものである。検出手段から信号が得られない場合、ディスプレイ２４は、ユーザに、卵を動かし、及び／あるいは、装置を再起動して、多数の診断で生命力を判断し、誤差の可能性を最小化するように促す。
【００３７】
装置は、既知の抱卵器と合わせて用い、卵を抱卵するのにオールインワン構成を提供するようにしても良い。
好適実施形態に記載された装置は、携帯型、ポータブルに設計されている。しかし、これは、本質ではない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
本発明をよりよく理解するために、例として添付した図面を参照する。
【図１】胎児の膜と胎児の血管を示す、７日たった鶏の胎児の模式的断面図である。
【図２】成長の間に４点において示される図１の胎児を含む卵の模式的断面図である。
【図３】本発明に従った装置の一部の模式的概観図であり、分かりやすくするために蓋を取ってある。
【図４】図３の装置と共に使用するのに適している蓋の模式的概観図である。
【図５】図４の蓋がはめられた図１の装置の模式図である。
【図６】本発明に従った装置の模式的断面図であり、装置の一部は、分かり易いように記載しておらず、卵の生命力を判定するために使用中である。
【図７】本発明に従った方法のステップを示すフロー図である。
【図８】本発明に従った装置の増幅とフィルタリングステージの回路図である。
【図９】本発明の装置に使用される検出器の増幅された出力信号を処理するために使用されるアルゴリズムのブロック図である。
【図１０】検出器によって受光される光の強度の周期的変動を検出する方法を示す模式的グラフである。
【図１１】本発明に従った装置のスクリーンに見られる時間（Ｘ軸）に対する電圧（Ｙ軸）の軌跡のさまざまな例を示す図（その１）である。
【図１２】本発明に従った装置のスクリーンに見られる時間（Ｘ軸）に対する電圧（Ｙ軸）の軌跡のさまざまな例を示す図（その２）である。
【図１３】本発明に従った装置のスクリーンに見られる時間（Ｘ軸）に対する電圧（Ｙ軸）の軌跡のさまざまな例を示す図（その３）である。
【図２】
2004528560.tif 000003
【図６】
2004528560.tif 000004
【図７】
2004528560.tif 000005
【図８】
2004528560.tif 000006
【図９】
2004528560.tif 000007
【図１１】
2004528560.tif 000008
【図１２】
2004528560.tif 000009
【図１３】
2004528560.tif 000010
【国際公開パンフレット】
2004528560.tif 000011
2004528560.tif 000012
2004528560.tif 000013
2004528560.tif 000014
2004528560.tif 000015
2004528560.tif 000016
2004528560.tif 000017
2004528560.tif 000018
2004528560.tif 000019
2004528560.tif 000020
2004528560.tif 000021
2004528560.tif 000022
2004528560.tif 000023
2004528560.tif 000024
2004528560.tif 000025
2004528560.tif 000026
2004528560.tif 000027
2004528560.tif 000028
2004528560.tif 000029
2004528560.tif 000030
2004528560.tif 000031
2004528560.tif 000032
2004528560.tif 000033
2004528560.tif 000034
2004528560.tif 000035
2004528560.tif 000036
2004528560.tif 000037
2004528560.tif 000038
2004528560.tif 000039
2004528560.tif 000040
2004528560.tif 000041
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004528560.tif 000042
2004528560.tif 000043
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004528560.tif 000044
【国際調査報告】
2004528560.tif 000045
2004528560.tif 000046
2004528560.tif 000047