(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
魚類の体内に照射するための照射光を生成する発光手段と、
前記魚類の体内の一部を伝播した伝播光又は前記魚類の体内の一部を反射した反射光を受け、該伝播光の光量又は該反射光の光量に応じた値を有する電気信号を出力する光検出手段と、
前記魚類の体内に挿入され、前記照射光を前記魚類の体内へ導くと共に、前記伝播光又は前記反射光を前記光検出手段へ導くプローブと、
前記光検出手段からの電気信号の値に基づいて、前記魚類の雌雄を判別する判別手段と、
を備えることを特徴とする、魚類の雌雄判別装置。
【請求項２】
前記発光手段と前記光検出手段とは、前記プローブの内部に配置され、
前記プローブは、前記発光手段と前記光検出手段とが前記魚類の体内に配置されるように、前記魚類の体内に挿入される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の魚類の雌雄判別装置。
【請求項３】
前記プローブは、前記発光手段からの前記照射光を伝播する第１の導光手段と、前記伝播光又は前記反射光を前記光検出手段へ伝播する第２の導光手段とを有することを特徴とする、請求項１に記載の魚類の雌雄判別装置。
【請求項４】
前記発光手段は、２以上の異なる波長の前記照射光を生成し、
前記判別手段は、前記光検出手段からの電気信号から得られる分光情報に基づいて、前記魚類の雌雄を判別する、
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の魚類の雌雄判別装置。
【請求項５】
前記判別手段は、波長略５５０ｎｍ以下のスペクトルを解析することによって得られる前記分光情報に基づいて、前記魚類の雌雄を判別することを特徴とする、請求項４に記載の魚類の雌雄判別装置。
【請求項６】
前記光検出手段は、分光器であることを特徴とする、請求項４又は５に記載の魚類の雌雄判別装置。
【請求項７】
前記魚類の体内の一部は、卵巣部又は精巣部であり、
前記判別手段は、前記卵巣部又は前記精巣部の前記分光情報に基づいて、前記魚類の雌雄を判別する、
ことを特徴とする、請求項６に記載の魚類の雌雄判別装置。
【請求項８】
前記魚類の体内の一部は、前記魚類の生殖孔の入り口から続く組織の内部であり、
前記判別手段は、前記組織の内部での前記分光情報に基づいて、前記魚類の雌雄を判別する、
ことを特徴とする、請求項６に記載の魚類の雌雄判別装置。
【請求項９】
魚類の体内にプローブを挿入し、発光手段からの照射光を該魚類の体内へ導くと共に、該魚類の体内の一部を伝播した伝播光又は該魚類の体内の一部を反射した反射光を光検出手段へ導き、
前記伝播光の光量又は前記反射光の光量に応じた値を有する電気信号に基づいて、前記魚類の雌雄を判別する、
ことを特徴とする、魚類の雌雄判別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、魚類の雌雄を判別するための装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
魚類においては、その食され方や加工方法、流通手段などにより、雌雄のうち何れか一方が重宝されることがある。例えば、マダラの場合、成熟期になると精巣（以下、白子と称す。）が高く取引されるために、雄は雌に比べて高い魚価で取引される。また、ニシンの場合、卵がカズノコとして珍重されるために雌の方が高価値である。一方、ヨーロッパでは、ニシンの雄を酢付けで食する習慣があるため、雄の方が高価値である。
【０００３】
したがって、仲買人や加工業者としては雌雄判別を行いたいが、漁師や漁業関係者のような専門家でも魚体外部からの雌雄判別は困難であり、やむなく雄雌混在した状態での取引がなされている。そのために、適正な価格設定がなされていない。
【０００４】
また、サケの場合には、イクラや筋子を製造するための雌サケと肉食に提供される雄サケとによって加工の工程が異なり、これらを判別して加工し流通させた方が、鮮度を保ったりコストを低減させたりするためにも好ましいものである。
【０００５】
このように、従来、魚類の雌雄判別を行うことが要望されており、その判別方法について様々な開発がなされてきている。
【０００６】
特許文献１には、マダラやニシンなどに対して、外部から光を照射して生殖腺領域における１点の透過特性を計測し、雌の透過光量に比べて雄の透過光量が小さいことを利用して雌雄判別を行う魚類の雌雄判別装置が記載されている。
【０００７】
特許文献２には、特許文献１に記載の魚類の雌雄判別装置の改良装置として、測定部位を走査して断面に関する形状の情報を取得し、この情報によって雌雄判別を行う魚類の雌雄判別装置が記載されている。
【特許文献１】特開昭５１−１００４９５号公報
【特許文献２】特開平２−７６５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１，２に記載の魚類の雌雄判別装置では、被測定対象の魚のサイズ、部位によるばらつき、光の照射の方法、検出器への光の入り方によって計測結果が大きく異なり、判別の精度を低下させてしまう。また、特許文献２に記載の魚類の雌雄判別装置では、魚類の組織は入射光に対して単なる吸収体ではなく、散乱も生じさせるため、Ｘ線ＣＴで内部の構造を測定するように、断面構造を正確に取得することができない。また、例えばマダラなどは、生殖腺領域の外部に光を透過しにくい赤黒い膜を内部に持っているので、Ｓ／Ｎ良く内部情報を測定することが困難である。
【０００９】
そこで、本発明は、雌雄判別の精度を高めることが可能な魚類の雌雄判別装置及び魚類の雌雄判別方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の魚類の雌雄判別装置は、（ａ）魚類の体内に照射するための照射光を生成する発光手段と、（ｂ）魚類の体内の一部を伝播した伝播光又は魚類の体内の一部を反射した反射光を受け、該伝播光の光量又は該反射光の光量に応じた値を有する電気信号を出力する光検出手段と、（ｃ）魚類の体内に挿入され、照射光を魚類の体内へ導くと共に、伝播光又は反射光を光検出手段へ導くプローブと、（ｄ）光検出手段からの電気信号の値に基づいて、魚類の雌雄を判別する判別手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の魚類の雌雄判別方法は、魚類の体内にプローブを挿入し、発光手段からの照射光を該魚類の体内へ導くと共に、該魚類の体内の一部を伝播した伝播光又は該魚類の体内の一部を反射した反射光を光検出手段へ導き、伝播光の光量又は反射光の光量に応じた値を有する電気信号に基づいて、魚類の雌雄を判別することを特徴とする。
【００１２】
この魚類の雌雄判別装置及び魚類の雌雄判別方法によれば、プローブが、魚類の体内に挿入され、照射光を魚類の体内に導くと共に、魚類の体内の一部を伝播した伝播光又は魚類の体内の一部を反射した反射光を光検出手段へ導くので、被測定対象の魚のサイズ、部位によるばらつき、光の照射の方法、検出器への光の入り方に依存することなく、安定した伝播光又は反射光の計測結果を得ることができる。また、この魚類の雌雄判別装置及び魚類の雌雄判別方法によれば、断面構造を正確に取得する必要がない。また、この魚類の雌雄判別装置及び魚類の雌雄判別方法によれば、例えばマダラなどのように生殖腺領域の外部に光を透過しにくい赤黒い膜を有していても、この膜に依存することなく伝播光又は反射光の計測が可能である。したがって、この魚類の雌雄判別装置及び魚類の雌雄判別方法によれば、雌雄判別の精度を高めることが可能となる。
【００１３】
発光手段と光検出手段とは、プローブの内部に配置され、プローブは、発光手段と光検出手段とが魚類の体内に配置されるように、魚類の体内に挿入されることが好ましい。これによれば、発光手段及び光検出手段の物理的なサイズを小さくすることができ、装置の取り扱いが容易となる。
【００１４】
また、プローブは、発光手段からの照射光を伝播する第１の導光手段と、伝播光又は反射光を光検出手段へ伝播する第２の導光手段とを有することが好ましい。これによれば、発光手段及び光検出手段をプローブの外部に配置することができ、発光手段及び光検出手段の外形や配置位置などの面で制限を受けることがない。
【００１５】
また、発光手段は、２以上の異なる波長の照射光を生成し、判別手段は、光検出手段からの電気信号から得られる分光情報に基づいて、魚類の雌雄を判別することが好ましい。これによれば、分光伝播情報又は分光反射情報に基づいて、すなわち２波長以上の伝播情報又は反射情報に基づいて雌雄判別を行うので、雌雄判別の精度をより高めることが可能となる。
【００１６】
また、判別手段は、波長略５５０ｎｍ以下のスペクトルを解析することによって得られる分光情報に基づいて、魚類の雌雄を判別することを好ましい。魚類の雌雄では、波長略５５０ｎｍ以下において異なるスペクトル特性を有しているので、雌雄による分光情報の差をより正確に抽出でき、雌雄判別の精度をより高めることが可能となる。
【００１７】
また、光検出手段は分光器であることが好ましい。これによれば、より詳細にスペクトルの情報を測定できるので、雌雄判別の精度をより高めることが可能となる。
【００１８】
また、魚類の体内の一部は、卵巣部又は精巣部であり、判別手段は、卵巣部又は精巣部の分光情報に基づいて、魚類の雌雄を判別することが好ましい。魚類の卵巣と精巣とは、異なる分光透過特性及び分光反射特性を有しているので、すなわち波長ごとに異なる透過特性及び反射特性を有しているので、雌雄判別の精度をより高めることが可能となる。
【００１９】
また、魚類の体内の一部は、魚類の生殖孔の入り口から続く組織の内部であり、判別手段は、組織の内部での分光情報に基づいて、魚類の雌雄を判別することが好ましい。魚類の生殖孔の入り口から続く組織では、雌雄によって異なる分光透過特性及び分光反射特性を有しているので、雌雄判別の精度をより高めることが可能となる。ここで述べている「生殖孔の入り口から続く組織の内部」は、雄の場合はブドウの房状に形成されている白子へ繋がる管状の組織の部分であり、雌の場合は卵巣へ繋がる管状の組織、または卵巣内の卵そのものを示している。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、魚類の雌雄判別の精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
［第１の実施形態］
【００２２】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る魚類の雌雄判別装置を電気的に示す図である。図１に示す魚類の雌雄判別装置１は、発光部（発光手段）１０と、光検出部（光検出手段）２０と、報知部３０と、制御部４０とを備えている。
【００２３】
発光部１０は、制御部４０からの指令に応じて、魚類の体内に照射するための照射光を生成する。例えば、後述するように、分光反射量に基づいて雌雄判別を行うために、発光部１０は、５００ｎｍの緑の光と８００ｎｍの近赤外の光との２波長の照射光を出射する。発光部１０は、ドライブ回路１１と発光素子１２とを有している。
【００２４】
ドライブ回路１１は、制御部４０からの指令に応じて、発光素子１２に駆動電流を供給する。例えば、単一の光検出器で何れの波長の光を検出したかを判別し易くするために、ドライブ回路１１は、発光が重ならないように異なるタイミングで異なる波長のパルス電流を発光素子１２に供給する（時分割点灯）。発光素子１２は、ドライブ回路１１からの駆動電流に応じて発光する。発光素子１２には、ＬＥＤやＬＤなどを用いることができる。
【００２５】
光検出部２０は、魚類の体内の一部を散乱・吸収されながら伝播した伝播光又は魚類の体内の一部を反射した反射光を受けて、伝播光の光量又は反射光の光量に応じた値を有する電気信号を生成する。光検出部２０は、光検出器２１と、電流電圧変換回路２２と、増幅・積分回路２３と、Ａ／Ｄ変換器２４とを有している。
【００２６】
光検出器２１は、伝播光の光量又は反射光の光量に応じた値を有する光電流を生成する。光検出器２１には、例えばＰＤを用いることができる。電流電圧変換回路２２は、光検出器２１からの光電流を電圧に変換する。増幅・積分回路２３は、必要なＳ／Ｎ比となるように、電流電圧変換回路２２からの電圧を増幅及び積分する。Ａ／Ｄ変換器２４は、増幅・積分回路２３からのアナログ電圧をディジタル信号に変換して、制御部４０へ出力する。
【００２７】
報知部３０は、制御部４０からの指令に基づき、制御部４０からの判別結果の報知を行う。例えば、報知部３０は２色のＬＥＤを有しており、判別結果に応じて何れか一方のＬＥＤを点灯する。
【００２８】
制御部４０は、発光部１０と、光検出部２０と、報知部３０とを統括的に制御する。制御部４０は、演算を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵに各処理を実行させるためのプログラムや雌雄判別のための閾値等を記憶するＲＯＭ（ReadOnly Memory）とを有している。このような構成により、制御部４０は、判別手段４１として機能する。
【００２９】
判別手段４１は、光検出部２０からのディジタル信号から得られる分光情報に基づいて、すなわち、伝播光又は反射光が波長ごとに変換されたディジタル信号の値を用いて、雌雄判別を行う。例えば、判別手段４１は、波長５００ｎｍの伝播光又は反射光に応じたディジタル信号の値と波長８００ｎｍの伝播光又は反射光に応じたディジタル信号の値との比率を求め、この比率と予め記憶された閾値とを比較して雌雄判別を行う。判別手段４１は、この判別結果に応じて報知部３０に指令を行う。
【００３０】
ここで、魚類の体内の分光反射特性として、雌マダラの卵巣（以下、魚卵と称す）部と雄マダラの白子部との分光反射特性を例示する。図２は、雌マダラの魚卵部と雄マダラの白子部との分光反射率を測定した一例を示す図である。図２には、照射光として白色光を用い、雌マダラの魚卵部又は雄マダラの白子部からの反射光を分光器によって分光分析した実測データが示されている。図２では、曲線６１が魚卵部の分光反射特性を示しており、曲線６２が白子部の分光反射特性を示している。なお、これらの分光反射特性は、波長８００ｎｍの値で正規化されている。
【００３１】
図２によれば、魚卵と白子との分光反射特性が異なっていることがわかる。具体的には、波長が短くなるにつれて、魚卵の光反射率が相対的に低下していることがわかる（曲線６１参照）。一方、白子の光反射率は、波長が短くなっても大きく低下しないことがわかる（曲線６２参照）。肉眼で観た場合、魚卵は薄目の赤色である。一方、白子は白色であるが、血管が通っている部分もあり、真っ白ではない。そのために、魚卵と白子との分光反射特性が異なるものと考えられる。
【００３２】
これより、例えば、５００ｎｍの緑の光と８００ｎｍの近赤外の光との２波長の光反射量を測定し、これらの分光反射量の比率が雌雄で異なることを利用して、雌雄判別を行うことができることがわかる。本実施形態では、波長５００ｎｍの反射光又は伝播光の光量に応じたディジタル信号の値と波長８００ｎｍの反射光又は伝播光の光量に応じたディジタル信号の値との比率を求め、この比率と予め記憶された閾値とを比較して雌雄判別を行うものである。したがって、この閾値は、雌雄の分光反射量比率又は分光伝播量比率の中間の値に応じたディジタル信号の値に設定されればよく、予め実験によって求められればよい。
【００３３】
次に、発光部１０からの照射光を魚類の体内に導くと共に、伝播光又は反射光を光検出部２０へ導くためのプローブについて説明する。図３は、本発明の第１の実施形態に係るプローブの物理的な構成を示す図である。図３（ａ），（ｂ）には、それぞれ９０度異なる角度から見たプローブが示されている。図３に示すプローブ５０は、図４に示す生殖孔Ａを介して魚類の体内に挿入される挿入部５１と持手部５２とを有する。
【００３４】
挿入部５１は、筒状をなしており、プローブ５０の先端側の一端には半球状の蓋が形成されている。これにより、挿入部５１が魚類の体内に挿入されたときに、内部に傷を付けることを防止することできる。挿入部５１の材料としては、透明な樹脂、例えばアクリルやガラスなどを用いることができる。挿入部５１の直径は、魚類の生殖孔Ａに合わせて適宜設定されればよい。例えば、判別対象の魚がマダラである場合には、挿入部５１の直径は７ｍｍ程度に設定されればよい。
【００３５】
挿入部５１の内孔には、発光素子１２と光検出器２１とが配置される。発光素子１２と光検出器２１とは離して配置され、これらの間には遮光部材５３が設けられている。例えば、本願発明者らは、実験において、発光素子１２と光検出器２１とを１５ｍｍ程度離して配置した。これにより、発光素子１２から出射した光が、魚類の内部を伝搬せずに、直接光検出器２１に入射することを防止することができる。遮光部材５３の材料には、例えば黒色の吸光材が用いられる。
【００３６】
遮光部材５３は、挿入部５１における光出射側の管壁の一部５１ａを欠き削って、そこへ充填されている。このように、発光素子１２と光検出器２１との間の管壁の一部５１ａの材料を光が伝播しにくい材料又は構造にすることによって、挿入部５１の管壁を伝播して、発光素子１２からの光が光検出器２１に入射することを防止することができる。
【００３７】
挿入部５１の他端は持手部５２に接続されて支持されている。持手部５２は、筒状をなしており、内孔には遮光部材が充填されていることが好ましい。これによれば、持手部５２の内孔から外来光が入射することを防止でき、計測精度の向上を図ることができる。更に、挿入部５１の内孔における光検出器２１より持手部５２にも遮光部材が充填されていることが好ましい。これによれば、挿入部５１の一部であって、魚類の体内に挿入されない部分から外来光が入射することを防止でき、計測精度の向上を図ることができる。
【００３８】
なお、発光素子１２と光検出器２１とは、挿入部５１と持手部５２との内孔に配線された電気配線によって、それぞれ、外部のドライブ回路１１、電流電圧変換回路２２に接続されている。
【００３９】
このプローブ５０における挿入部５１は、挿入部５１の内部に配置された発光素子１２及び光検出器２１が、雌の場合には魚卵の中に埋もれるような場所に配置され、雄の場合には白子の間をぬうような場所に配置されるように、生殖孔Ａから魚類の内部に挿入される。判別対象の魚がマダラである場合、生殖孔Ａに対する挿入の深さ、すなわち測定位置の深さは５〜７ｃｍ程度であることが好ましい。プローブ５０では、照射光は挿入方向に延びる軸に対して、９０°の方向に出射され、同方向からの反射光を検出することとなる。
【００４０】
次に、第１の実施形態の魚類の雌雄判別装置１の動作を説明すると共に、本発明の実施形態に係る魚類の雌雄判別方法について説明する。
【００４１】
まず、プローブ５０における挿入部５１が生殖孔Ａから魚類の内部に挿入される。このとき、挿入部５１の内部に配置された発光素子１２及び光検出器２１が、雌の場合には魚卵の中に埋もれるような場所に配置され、雄の場合には白子の間をぬうような場所に配置される。
【００４２】
次に、制御部４０からの指令により、ドライブ回路１１によって波長５００ｎｍと波長８００ｎｍとの駆動電流が順次に生成され、発光素子１２によって波長５００ｎｍと波長８００ｎｍとの照射光が順次に魚卵又は白子に照射される。すると、これらの照射光は、魚卵又は白子で反射したり、散乱・吸収されながら伝搬したりして、反射光又は伝播光として光検出器２１に入射する。
【００４３】
その後、光検出器２１によって伝播光の光量又は反射光の光量に応じた光電流が生成され、電流電圧変換回路２２によって電圧に変換され、増幅・積分回路２３によって増幅及び積分されて、Ａ／Ｄ変換器２４によってディジタル信号に変換される。
【００４４】
その後、制御部４０が判別手段として機能し、２波長のディジタル信号の比率が求められ、この比率と予め記憶された閾値とが比較されて、雌雄判別が行われる。例えば、マダラの場合、図２に示すように、波長５００ｎｍのディジタル信号の値をＤ５、波長８００ｎｍのディジタル信号の値をＤ８として、２波長のディジタル信号の比率Ｄ８／Ｄ５が閾値以上であれば雌と判断され、閾値未満であれば雄と判断される。
【００４５】
次に、制御部４０によって、この判別結果に応じて報知部３０に指令が行われ、報知部３０によって雌雄の判別結果が報知される。例えば、判別結果が雌の場合には赤色のＬＥＤが点灯され、雄の場合には緑色のＬＥＤが点灯される。
【００４６】
以上説明したように、第１の実施形態の魚類の雌雄判別装置１及び本実施形態の魚類の雌雄判別方法によれば、魚類の体内における分光反射率又は分光透過率を計測するので、被測定対象の魚のサイズ、部位によるばらつき、光の照射の方法、検出器への光の入り方に依存することなく、安定した伝播光又は反射光の計測結果を得ることができる。また、例えばマダラなどのように生殖腺領域の外部に光を透過しにくい赤黒い膜を有していても、この膜に依存することなく伝播光又は反射光の計測が可能である。したがって、第１の実施形態の魚類の雌雄判別装置１及び本実施形態の魚類の雌雄判別方法によれば、雌雄判別の精度を高めることが可能となる。
【００４７】
また、第１の実施形態の魚類の雌雄判別装置１及び本実施形態の魚類の雌雄判別方法によれば、分光伝播情報又は分光反射情報に基づいて、すなわち２波長の伝播情報又は反射情報に基づいて雌雄判別を行うので、雌雄判別の精度をより高めることが可能となる。
【００４８】
また、第１の実施形態の魚類の雌雄判別装置１によれば、発光部１０における発光素子１２と光検出部２０における光検出器２１とが、プローブ５０の内部に、すなわち同一パッケージに納められているので、発光部１０及び光検出部２０の物理的なサイズを小さくすることができ、装置の取り扱いが容易となる。
【００４９】
また、第１の実施形態の魚類の雌雄判別装置１及び本実施形態の魚類の雌雄判別方法によれば、産卵期を外れた魚類においては卵巣又は精巣が通常と異なる分光特性を示すので、雌雄判別だけでなく、体内に卵を有しているか否か、白子を有しているか否かの判別をも行うことが可能である。
【００５０】
故に、第１の実施形態の魚類の雌雄判別装置１及び本実施形態の魚類の雌雄判別方法によれば、雌雄判別後に雌雄何れかのみを選択的に流通させることができるようになり、流通コストの削減が可能となる。また、水揚げされた魚に付加価値をつけることができるようになり、水産物のブランド化が図られる。
［第２の実施形態］
【００５１】
次に、本発明の第２の実施形態に係る魚類の雌雄判別装置１Ａについて説明する。魚類の雌雄判別装置１Ａの電気的な構成は、図１に示す魚類の雌雄判別装置１と同一である。魚類の雌雄判別装置１Ａは、魚類の雌雄判別装置１において、図３に示すプローブ５０に代えてプローブ５０Ａを備えている点で第１の実施形態と異なっている。
【００５２】
図５は、本発明の第２の実施形態に係るプローブの物理的な構成を示す図である。図５に示すプローブ５０Ａは、挿入部５１に代えて挿入部５１Ａを備えており、更に光ファイバ（第１及び第２の導光手段）５５，５６を備えている構成でプローブ５０と異なっている。
【００５３】
挿入部５１Ａは、プローブ５０Ａの先端側の一端に平板状の蓋が形成されている点で挿入部５１と異なっている。これにより、プローブ５０Ａの先端側から照射される照射光及びプローブ５０Ａの先端側に受ける伝播光や反射光の屈折や干渉などを防止することができる。また、挿入部５１Ａのエッジ部分は、面取りの処理が施されていることが好ましい。これにより、挿入部５１Ａが魚類の体内に挿入されたときに、内部に傷を付けることを防止することできる。挿入部５１Ａ及び持手部５２の内孔には、光ファイバ５５，５６が配置されている。
【００５４】
光ファイバ５５は、外部に配置された発光素子１２からの照射光を、挿入部５１Ａの一端を介して魚類の体内へ導く。光ファイバ５６は、挿入部５１Ａの一端を介して入射する伝播光又は反射光を外部の光検出器２１へ導く。例えば、本願発明者らは、実験において、直径１ｍｍ程度の光ファイバ５５，５６を用いている。
【００５５】
プローブ５０Ａでは、照射光は挿入方向（棒状のプローブの前方方向）に出射され、同方向からの伝播光又は反射光を検出することとなる。
【００５６】
なお、プローブ５０Ａでは、プローブ５０の遮光部材５３と同様に、光ファイバ５５から出射した光が魚類の内部を伝搬することなく、光ファイバ５６に直接入射することを防ぐ対策を施してあることが好ましい。
【００５７】
この第２の実施形態の魚類の雌雄判別装置１Ａでも、第１の実施形態の魚類の雌雄判別装置１と同様の利点を得ることができる。また、第２の実施形態の魚類の雌雄判別装置１Ａによれば、発光部１０における発光素子１２と光検出部２０における光検出器２１とをプローブ５０の外部に配置することができ、これらの発光素子１２及び光検出器２１の外形や配置位置などの面で制限を受けることがない。
【００５８】
なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。
【００５９】
本実施形態では、２波長の照射光を用いて分光情報を測定したが、３波長以上の照射光を用いて分光反射情報又は分光伝播情報を測定して雌雄判別に用いてもよい。また、白色光源を用いて分光反射特性又は分光伝播特性を測定し、スペクトルの形や多数スペクトル間の成分の比率から雌雄判別を行ってもよい。白色光源では複数の波長が同時に存在するので、上記した時分割点灯手法を用いることができない。したがって、発光部１０に白色光源を用いた場合には、光検出部２０に分光器を用いて分光し、スペクトル情報を取得する。白色光源としては、ハロゲンランプ、タングステンランプなどのランプ光源や、白色ＬＥＤなどを使用することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、１つの発光素子１２を用いて２波長の照射光を生成したが、照射光の波長ごとに異なる発光素子を複数備えていてもよい。図２によれば、波長５５０ｎｍ付近よりも短波長の領域において魚卵の光吸収量が大きくなっており、この波長５５０ｎｍ付近を挟んで十分な波長差を有する複数の波長の分光反射量又は分光吸収量を測定し、これらの分光反射量又は分光吸収量に基づいて、雌雄判別を行ってもよい。
【００６１】
ここで、５５０ｎｍ以下の波長に着目して解析した結果について述べる。本実験では、後述する同軸構造の光ファイバを備えるプローブ、すなわち、図１１に示すように、照射用の光ファイバと受光用のファイバとを束ねた構造のプローブを用い、このプローブをマダラの生殖孔内約５０ｍｍの深さまで挿入して反射スペクトルを測定した。すなわち、マダラの生殖孔の入り口から続く組織の内部の分光反射量を測定した。スペクトル計測を行ったマダラのサンプル数は５３匹であった。なお、光源としては、十分広い波長帯域を有する光源を用いた。
【００６２】
図８に、雄マダラの生殖孔の管内部の分光反射率を測定した一例を示し、図９に、雌マダラの生殖孔の管内部の分光反射率を測定した一例を示す。図８及び図９によれば、波長５５０ｎｍ以下では、雄マダラの生殖孔の管内部の分光反射率と雌マダラの生殖孔の管内部の分光反射率とに差異が生じていることがわかる。これより、魚類の生殖孔の入り口から続く組織の内部の分光反射量又は分光吸収量を測定し、これらの分光反射量又は分光吸収量に基づいて、雌雄判別を行ってもよい。また、図８及び図９によれば、波長５５０ｎｍ以下のスペクトルを解析することによって得られる分光反射量又は分光吸収量に基づいて、雌雄判別を行うことが好ましい。
【００６３】
また、図８及び図９によれば、波長５００ｎｍから波長５５０ｎｍの範囲のスペクトル特性において、雄マダラではマイナスの勾配を有し、雌マダラではプラスの勾配を有することがわかる。これより、波長５００ｎｍから波長５５０ｎｍの範囲のスペクトル特性の勾配を評価の指標として、雌雄判別を行ってもよい。
【００６４】
図１０に、図８及び図９における波長５００ｎｍから波長５５０ｎｍの範囲のスペクトル特性の勾配を示す。図１０には、５３匹のマダラの測定結果が示されている。図１０において、点線１０１に示す値にしきい値を設定して雌雄判別を行った場合に、８８％の精度で雌雄判別を行うことができた。
【００６５】
本実施形態では、制御部４０は雌雄判別のための閾値として予め記憶された固定値を用いたが、制御部は、学習機能及びデータベース機能を備えて判別処理で測定した分光情報を記憶し、例えばこれらの分光情報の平均を求めて閾値を調整してもよい。これによれば、判定精度を更に高めることができる。
【００６６】
また、本実施形態では、閾値を１つ設定して雌雄判別を行ったが、これに限定されない。２つの閾値を設定し、１つ目のグループは雄、２つ目のグループは雌、３つ目のグループは雌雄判別が困難なものと分類しても良い。雌雄判別の目的は、判別を必要とする者に確かな結果を与えることであるので、雌雄判別が困難なものについては判別結果から除外して、異なる流通ルートに回したり、職人の手によって正確な判別を行うようにしてもよい。
【００６７】
また、本実施形態では、波長５００ｎｍから波長５５０ｎｍの範囲のスペクトルに着目して勾配を評価の指標としたが、これに限定されない。多成分解析などの統計的手法を用いて、より高い精度で雌雄判別を行うことも可能である。
【００６８】
なお、本実施形態において測定したスペクトル特性の縦軸は絶対値である必要はない。例えば、プローブの透過率や光源の分光スペクトルの校正により絶対値を示す演算処理が行われていなくても、計測時に再現性が得られるようになっていれば、用いている計測系それぞれに適した閾値を設定して雌雄判別処理を行うことができる。
【００６９】
また、本実施形態では、光検出器２１と、電流電圧変換回路２２と、増幅・積分回路２３と、Ａ／Ｄ変換器２４とを有する光検出部２０を例示したが、光検出部は本実施形態に限られるものではない。例えば、光検出部は、電流電圧変換回路２２及び増幅・積分回路２３に代えて、光検出器の出力電流を直接積分することにより、電荷量電圧変換回路を用いてもよい。また、増幅・積分回路２３は、必要なＳ／Ｎ比を得るために設けたものであるので、必須の構成ではなく、必要に応じて設けられればよい。
【００７０】
また、本実施形態では、報知部３０は２色のＬＥＤを用いた視覚による報知を行ったが、報知部３０による報知手法は本実施形態に限定されるものではない。例えば、報知部３０は、高低ブザー音を用いた聴覚による報知を行ってもよい。
【００７１】
また、第１の実施形態では、プローブ５０は１つの光検出器２１を備えていたが、プローブ５０は、生殖孔Ａに対する異なる挿入の深さにおける情報、すなわち異なる深さの測定位置における情報を測定できるように、挿入部５１における挿入方向の異なる複数の位置にそれぞれ複数の光検出器を配置して、これらの検出光量または光量比の情報を元に魚類の内部情報をより詳細に測定してもよい。
【００７２】
また、第２の実施形態では、プローブ５０Ａは、照射用の光ファイバ５５と受光用の光ファイバ５６とを別々に備えたが、照射用の光ファイバと受光用の光ファイバとを同軸構造とした１本の光ファイバを備えて操作できる構造にしても良い。これにより、より簡易的なシステムを構築することができる。
【００７３】
図１１に、照射用の光ファイバと受光用の光ファイバとを同軸構造とした１本の光ファイバの構造の一例を示す。図１１に示すように、取扱いが容易な軟らかさが得られる太さの光ファイバ（例えば５０μｍ）を複数本束ね、中心付近の適当な本数を照射用の光ファイバ１１１とし、その周囲の残りを受光用の光ファイバ１１２として、１本の光ファイバ１１３を構成しても良い。なお、照射用の光ファイバ１１１は、必ずしも密集している必要はなく、発光素子１２からの照射光を魚類の体内に均一に照射できるように、光ファイバ１１３の径内に均一に分布していても良い。
【００７４】
また、報知部３０や制御部４０の一部又は全部を、発光部１０及び光検出部２０と分離し、有線又は無線により通信してもよい。この構成によれば、プローブ５０，５０Ａが軽量となり、プローブ５０，５０Ａの取り回しが容易となる。
【００７５】
また、本実施形態では、プローブ５０，５０Ａの持手部５２の形状は棒状であるが、魚類の体内への挿入の操作をし易くするために、持手部５２の形状はピストル型の形状であってもよい。
【００７６】
また、本実施形態では、プローブ５０，５０Ａの挿入部５０，５１Ａでは、それぞれ、プローブの先端側の一端が半球状、平板状をなしていたが、挿入部５０，５１Ａの先端形状は本実施形態に限られるものではない。例えば、プローブ５０Ａの挿入部５１Ａの先端には、挿入部の内孔に沿う長手方向に対して角度４５°のカットが施されて、長手方向に対して角度４５°の蓋が形成されていてもよい。これによれば、照射光は挿入方向に延びる軸に対して９０°の方向に出射され、同方向からの伝播光又は反射光を検出することとなる。
【００７７】
また、本実施形態の魚類の雌雄判別装置は、雌雄判別を自動化する構成を備えていてもよい。図６は、本実施形態の魚類の雌雄判別装置による雌雄判別を自動化するための構成を示す図である。図６に示すように、ベルトコンベア７１と、ＴＶカメラ７２と、制御用ＰＣ７３と、プローブ用アーム７４とによって、雌雄判別を自動化することが可能である。
【００７８】
まず、判別対象の魚をベルトコンベア７１で適当な速度で移動させる。次に、判別対象の魚の生殖孔の位置をＴＶカメラ７２で測定し、制御用ＰＣ７３によって画像処理を行って生殖孔の位置を数値化する。この数値化した情報を基に、プローブ用アーム７４によって生殖孔に所定の角度かつ所定の深さまでプローブ５０を差し込み、上記した雌雄判別を行う。その後、ベルトコンベア７１によって魚が送られる先に判別結果を伝え、判別結果に従って雌雄別々の場所に魚を移動させることが好ましい。
【００７９】
なお、ベルトコンベア７１に代えて、図７に示すように、魚を固定するための溝を有するＶ字状の形状をなすベルトコンベア７１Ａを用いることが好ましい。例えば、図７における上方にＴＶカメラ７２、プローブ用アーム７４及びプローブ５０が配置され、ベルトコンベア７１ＡにおけるＶ字状の溝には腹を上として魚が配置される。これによれば、魚を固定することができるので、例えば差込み深さなどのプローブ５０の差込み状態を均一化することができる。なお、下方にＴＶカメラ７２、プローブ用アーム７４及びプローブ５０が配置され、ベルトコンベア７１ＡにおけるＶ字状の溝には腹を下として魚が配置されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る魚類の雌雄判別装置を電気的に示す図である。
【図２】雌マダラの魚卵部と雄マダラの白子部との分光反射率の一例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るプローブの物理的な構成を示す図である。
【図４】図３に示すプローブの挿入箇所を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るプローブの物理的な構成を示す図である。
【図６】本実施形態の魚類の雌雄判別装置による雌雄判別を自動化するための構成を示す図である。
【図７】図６に示すベルトコンベアの変形例を示す図である。
【図８】雄マダラの生殖孔の管内部の分光反射率を測定した一例を示す図である。
【図９】雌マダラの生殖孔の管内部の分光反射率を測定した一例を示す図である。
【図１０】図８及び図９における波長５００ｎｍから波長５５０ｎｍの範囲のスペクトル特性の勾配を示す図である。
【図１１】照射用の光ファイバと受光用の光ファイバとを同軸構造とした１本の光ファイバの構造の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１，１Ａ…魚類の雌雄判別装置、１０…発光部（発光手段）、１１…ドライブ回路、１２…発光素子、２０…光検出部（光検出手段）、２１…光検出器、２２…電流電圧変換回路、２３…増幅・積分回路、２４…Ａ／Ｄ変換器、３０…報知部、４０…制御部、４１…判別手段、５０，５０Ａ…プローブ、５１，５１Ａ…挿入部、５２…持手部、５３…遮光部材、５５，５６…光ファイバ（第１及び第２の導光手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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