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公開番号2025023518
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-17
出願番号2023127701
出願日2023-08-04
発明の名称植物センサ
出願人株式会社トプコン
代理人個人
主分類G01N 21/27 20060101AFI20250207BHJP(測定;試験)
要約【課題】部品点数の低減及び光学系の小型化を図る植物センサを提供する。
【解決手段】第1波長帯を含む第1測定光3aを発する第1光源6と、第2波長帯を含む第2測定光3bを発する第2光源7と、第1測定光を平行光束とする第1レンズ8と、第2測定光を平行光束とする第2レンズ9と、第1測定光と第2測定光の共通光路上に設けられ、第1測定光と第2測定光とが同軸となる様に偏向する測定光偏向部材11と、各測定光の一部を参照光26として抽出する参照光偏向部材15と、参照光を受光する参照光受光部16と、測定対象からの第1反射測定光5aと第2反射測定光5bを受光する受光部18と、参照光の受光量と各反射測定光の受光量に基づき測定対象の生育状況を演算する制御部19とを有し、参照光偏向部材の受光面積は各測定光の光束断面の面積よりも小さく、参照光偏向部材は各測定光の光束断面中の中心部の光を抽出可能に配置される様構成される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１波長帯を含む第１測定光を発する第１光源と、第２波長帯を含む第２測定光を発する第２光源と、前記第１測定光を平行光束とする第１レンズと、前記第２測定光を平行光束とする第２レンズと、前記第１測定光と前記第２測定光の共通光路上に設けられ、前記第１測定光と前記第２測定光のいずれか一方を前記第１測定光と前記第２測定光とが同軸となる様に偏向する測定光偏向部材と、各測定光の一部を参照光として抽出する参照光偏向部材と、前記参照光を受光する参照光受光部と、測定対象からの第１反射測定光と第２反射測定光を受光する受光部と、前記参照光の受光量と各反射測定光の受光量に基づき前記測定対象の生育状況を演算する制御部とを有し、前記参照光偏向部材の受光面積は各測定光の光束断面の面積よりも小さく、前記参照光偏向部材は各測定光の光束断面中の中心部の光を抽出可能に配置される様構成された植物センサ。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記参照光偏向部材は、各測定光の光束の半径よりも長くなっており、各測定光の中心を通り、各測定光の外部迄延出する様に配置された請求項１に記載の植物センサ。
【請求項３】
光ファイバと、各測定光を前記光ファイバの受光端面に集光させる第３レンズと、前記光ファイバの射出端面から照射された各測定光を平行光束とする第４レンズとを更に具備し、前記参照光偏向部材は前記第４レンズで平行光束とされた各測定光から前記参照光を抽出する様に構成された請求項１に記載の植物センサ。
【請求項４】
光ファイバと、各測定光を前記光ファイバの受光端面に集光させる第３レンズと、前記光ファイバの射出端面から照射された各測定光を平行光束とする第４レンズとを更に具備し、前記参照光偏向部材は前記光ファイバの射出端面から照射された各測定光から前記参照光を抽出する様に構成された請求項１に記載の植物センサ。
【請求項５】
前記第１光源と前記第２光源はＬＥＤであり、前記第１レンズと前記第２レンズはＴＩＲレンズであり、第１波長帯の光のみを透過する第１波長選択部材を前記第１測定光の光路上に設け、第２波長帯の光のみを透過する第２波長選択部材を前記第２測定光の光路上に設ける様に構成された請求項１に記載の植物センサ。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１光源と前記第２光源に設定された各測定光の光量と、前記参照光の受光量と、各測定光に対する前記参照光の割合に基づき、各測定光の実際の光量を演算し、設定された光量と実際の光量に基づき各測定光の光量変動を演算する様構成された請求項１～請求項５のうちいずれか１項に記載の植物センサ。
【請求項７】
前記測定対象の生育状況と前記反射測定光の反射率とを関連付けたデータベースが格納された記憶部を更に具備し、前記制御部は、前記実際の光量と前記反射測定光の受光量に基づき該反射測定光の反射率を演算し、該反射率と前記データベースとに基づき前記測定対象の生育状況を測定する様構成された請求項６に記載の植物センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は農作物に対して測定光を照射し、反射光を解析して農作物の生育状況を測定する植物センサに関するものである。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
植物、特に農作物の生育状況を検出することは、農作物の生産管理に於いて重要である。従来、一方向に拡散させた検出光を植物に照射し、植物の葉からの反射検出光に基づき植物の生育状態を検出することが行われている。この場合、反射検出光には植物の葉以外の土からの反射検出光も含まれる為、検出結果にノイズが含まれていた。
【０００３】
又、波長の異なる２つの検出光を植物に照射し、植物の葉からの各反射検出光の光量を比較することで、土からの反射検出光等のノイズを除去し、検出精度を高めることも行われている。
【０００４】
更に、ハーフミラー等で検出光の一部を参照光として抽出し、参照光に基づき検出光の光量を正確に測定することで、検出光に対する反射検出光の比率を正確に求めることも行われている。然し乍ら、抽出した参照光を集光させるレンズや、参照光の光量によっては減衰フィルタが別途必要となる為、部品点数の増加や光学系の大型化を招く虞れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１２－２４７２３５号公報
特開２０１９－４５４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、部品点数の低減及び光学系の小型化を図る植物センサを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第１波長帯を含む第１測定光を発する第１光源と、第２波長帯を含む第２測定光を発する第２光源と、前記第１測定光を平行光束とする第１レンズと、前記第２測定光を平行光束とする第２レンズと、前記第１測定光と前記第２測定光の共通光路上に設けられ、前記第１測定光と前記第２測定光のいずれか一方を前記第１測定光と前記第２測定光とが同軸となる様に偏向する測定光偏向部材と、各測定光の一部を参照光として抽出する参照光偏向部材と、前記参照光を受光する参照光受光部と、測定対象からの第１反射測定光と第２反射測定光を受光する受光部と、前記参照光の受光量と各反射測定光の受光量に基づき前記測定対象の生育状況を演算する制御部とを有し、前記参照光偏向部材の受光面積は各測定光の光束断面の面積よりも小さく、前記参照光偏向部材は各測定光の光束断面中の中心部の光を抽出可能に配置される様構成された植物センサに係るものである。
【０００８】
又本発明は、前記参照光偏向部材は、各測定光の光束の半径よりも長くなっており、各測定光の中心を通り、各測定光の外部迄延出する様に配置された植物センサに係るものである。
【０００９】
又本発明は、光ファイバと、各測定光を前記光ファイバの受光端面に集光させる第３レンズと、前記光ファイバの射出端面から照射された各測定光を平行光束とする第４レンズとを更に具備し、前記参照光偏向部材は前記第４レンズで平行光束とされた各測定光から前記参照光を抽出する様に構成された植物センサに係るものである。
【００１０】
又本発明は、光ファイバと、各測定光を前記光ファイバの受光端面に集光させる第３レンズと、前記光ファイバの射出端面から照射された各測定光を平行光束とする第４レンズとを更に具備し、前記参照光偏向部材は前記光ファイバの射出端面から照射された各測定光から前記参照光を抽出する様に構成された植物センサに係るものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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