JP7467887B2 - 植物生体センサ - Google Patents
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Description
本開示は、植物の環境情報および生体情報を測定可能な植物生体センサに関する。
特許文献１には、温室の環境制御方法が開示されている。
前記環境制御方法では、温室内の環境情報である光強度、温度および湿度に基づいて、温室内の環境を調整するための各種装置が制御される。このため、温室内の個々の植物に対して最適な環境を提供することができない場合がある。
本開示は、植物の環境情報および生体情報を測定可能な植物生体センサを提供することを目的とする。
本開示の一例の植物生体センサは、
植物の環境情報および生体情報を測定する植物生体センサであって、
前記植物に照射される日射量を測定する日射センサと、
前記植物の体内を流れる樹液の流量を測定する樹液流センサと、
前記植物の栄養状態を測定する吸収養分センサと
を備える。
植物の環境情報および生体情報を測定する植物生体センサであって、
前記植物に照射される日射量を測定する日射センサと、
前記植物の体内を流れる樹液の流量を測定する樹液流センサと、
前記植物の栄養状態を測定する吸収養分センサと
を備える。
ここで、「環境情報」は、測定対象となる植物の環境に関する情報であり、日射量、二酸化炭素量、湿度、温度および揮発性有機化合物量等を含む。「生体情報」は、測定対象となる植物の生体情報に関する情報であり、樹液の流量および栄養状態等を含む。また、「栄養状態」は、例えば、植物の体内における所定の物質の成分量で示される。所定の物質には、硝酸態窒素、炭水化物、タンパク質、ミネラル成分、抗酸化物質および水分が含まれる。
前記植物生体センサによれば、植物に照射される日射量を測定する日射センサと、植物の体内を流れる樹液の流量を測定する樹液流センサと、植物の栄養状態を測定する吸収養分センサとを備えている。このような構成により、例えば、温室内の個々の植物の生体情報を測定可能な植物生体センサを実現できる。
以下、本開示の一例を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向あるいは位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した本開示の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本開示の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。さらに、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは必ずしも合致していない。
本開示の一実施形態の植物生体センサ１は、図１に示すように、日射センサ１０と、樹液流センサ２０と、吸収養分センサ３０とを備え、測定対象の植物の環境情報および生体情報を測定する。
植物生体センサ１は、一例として、ケーシング２（以下、第１ケーシング２という。）をさらに備え、その内部に日射センサ１０が収容されている。具体的には、第１ケーシング２の内部には、基板（図示せず）が設けられ、この基板に、日射センサ１０、通信装置１１、第１接続部１２、第２接続部１３、二酸化炭素センサ１４、温湿度センサ１５、ＶＯＣセンサ１６および演算装置１７（算出部の一例）が実装されている。日射センサ１０および通信装置１１は、第１ケーシング２の一端（例えば、図１の上端）に配置され、第１接続部１２および第２接続部１３は、第１ケーシング２の一端に対向する他端（例えば、図１の下端）に配置されている。
日射センサ１０は、測定対象の植物に照射される日射量を測定する。詳しくは、日射センサ１０は、測定対象の植物まわりに照射される日射量を測定し、この日射量を植物に照射されている日射として測定する。
通信装置１１は、日射センサ１０、樹液流センサ２０および吸収養分センサ３０を含む各センサで測定された測定結果に関する情報を受信すると共に、受信した測定結果に関する情報を無線または有線で接続された外部装置に送信する。なお、受信した測定結果に関する情報を無線で送信する場合、Ｗｉ-Ｆｉ（ワイファイ：ブランド名）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の任意の通信規格を用いることができる。
第１接続部１２は、樹液流センサ２０が接続され、樹液流センサ２０で測定された測定結果に関する情報を受信する。第１接続部１２と樹液流センサ２０とは、例えば、電線４１で接続されている。第２接続部１３は、吸収養分センサ３０が接続され、吸収養分センサ３０で測定された測定結果に関する情報を受信する。第２接続部１３と吸収養分センサ３０とは、例えば、光ファイバ４２で接続されている。なお、第１接続部１２と樹液流センサ２０との間の接続は、任意の通信規格の無線通信で接続されていてもよい。
二酸化炭素センサ１４は、測定対象の植物まわりの空気における二酸化炭素の量を測定する。温湿度センサ１５は、測定対象の植物まわりの温度および湿度を測定する。ＶＯＣセンサ１６は、測定対象の植物まわりの空気における揮発性有機化合物の量を測定する。
演算装置１７は、演算を行うＣＰＵ、情報を記憶するＲＯＭおよびＲＡＭ等で構成され、後述する流量測定部２７で測定された植物の光合成量と、後述する成長度測定部３８で測定された植物の栄養成長度とに基づいて、植物の生殖成長度を算出する。流量測定部２７で測定された植物の光合成量については、第１接続部１２を介して樹液流センサ２０から取得される。また、成長度測定部３８で測定された植物の栄養成長度については、第２接続部１３を介して吸収養分センサ３０から取得される。
なお、「栄養成長度」とは、幹、枝、茎、葉等の成長状態を示す度合いである。また、「生殖成長度」とは、花、つぼみ、実等の成長状態を示す度合いである。
植物生体センサ１を構成する各種センサ、通信装置１１および演算装置１７は、一例として、第１ケーシング２の内部に収容されたバッテリー（図示せず）に電気的に接続され、バッテリーから電力が供給される。
樹液流センサ２０は、図２～図５に示すように、内部に収容部２５が設けられたケーシング２１（以下、第２ケーシング２１という。）と、収容部２５の内部に配置されたヒータ部２２および温度センサ部２３とを有している。この樹液流センサ２０では、一例として、図４および図５に示すように、ヒータ部２２と温度センサ部２３とが、第２ケーシング２１を主茎１０１（樹液が流れる第１構造部の一例）に取り付けた状態で、主茎１０１の径方向（例えば、図４および図５に示すＹ方向）において主茎１０１を挟んで向かい合うように配置されている。
第２ケーシング２１は、図２に示すように、略直方体の箱状で、測定対象の植物の主茎１０１に対して、主茎１０１が延びる方向（例えば、Ｘ方向）まわりに取り付け可能に構成されている。具体的には、第２ケーシング２１は、図３に示すように、ヒンジ２１３を介して回転可能に接続された２つの部材２１１で構成されている。各部材２１１は、それぞれ開口面２１２を有し、開口面２１２同士が対向した状態で接続されている。ヒンジ２１３は、第２ケーシング２１の長手方向に延びて、各部材２１１の開口面２１２における短手方向の一方の側縁に配置されている。なお、図１に示すように、第２ケーシング２１の開口面２１２における短手方向の他方の側面には、各部材２１１をスナップフィット接続する接続機構２９が設けられている。
図３に示すように、収容部２５の表面（言い換えると、第２ケーシング２１の内面）には、熱絶縁層２６が設けられている。熱絶縁層２６は、閉空間（空気もしくは真空）または熱絶縁性の高い材料（例えば、スポンジ）で構成されている。熱絶縁層２６を設けることにより、収容部２５の外部に熱を逃さずに主茎１０１に対して熱を効率的に与えることができると共に、ヒータ部２２と温度センサ部２３との間の熱絶縁を確保することができる。一例として、熱絶縁層２６は、ヒータ部２２、温度センサ部２３および後述する一対の貫通孔２１４、２１５を除く収容部２５の表面全体に設けられている。
また、第２ケーシング２１は、図３に示すように、第２ケーシング２１を主茎１０１に取り付けた状態における主茎１０１が延びる第１方向（例えば、Ｘ方向）の両端にそれぞれ設けられた一対の貫通孔２１４、２１５（一対の第１貫通孔の一例）と、各貫通孔２１４、２１５にそれぞれ設けられた一対の弾性部材２１６、２１７（一対の第１弾性部材の一例）とを有している。
各貫通孔２１４、２１５は、主茎１０１を配置可能な略円形状を有し、Ｘ方向に第２ケーシング２１を貫通している。各弾性部材２１６、２１７は、例えば、スポンジで構成され、第２ケーシング２１を構成する各部材２１１にそれぞれ配置されている。言い換えると、各弾性部材２１６、２１７は、第２ケーシング２１を主茎１０１に取り付けた状態において、主茎１０１を主茎１０１の径方向（言い換えると、第１方向に交差する第２方向）から挟持可能に配置されている。各弾性部材２１６、２１７により、樹液流センサ２０が測定対象の植物から脱落するのを防止している。
第２ケーシング２１のＸ方向の両端には、結束バンド１１０を取り付けるためのバンド取付部２８がそれぞれ設けられている。結束バンド１１０を用いて第２ケーシング２１と主茎１０１とを接続することで、樹液流センサ２０が測定対象の植物から脱落するのをより確実に防止できる。
ヒータ部２２は、図３に示すように、収容部２５の内部で、主茎１０１を加熱可能に配置されている。詳しくは、ヒータ部２２は、第１面と、第１面に交差するように配置された第２面とで構成された略Ｖ字形状を有している。第１面および第２面の各々には、図３に示すように、伝熱シート２２１がそれぞれ設けられている。言い換えると、ヒータ部２２は、第１面および第２面の各々が主茎１０１に対して伝熱シート２２１を介して接触するように構成されている。
温度センサ部２３は、図３に示すように、収容部２５の内部で、第２ケーシング２１を主茎１０１に取り付けた状態における主茎１０１が延びる方向（例えば、Ｘ方向）のヒータ部２２に対する両側で、主茎１０１を流れる樹液の温度を測定可能に配置されている。詳しくは、温度センサ部２３は、Ｘ方向が長手方向となる矩形板状の本体部２３１と、本体部２３１のヒータ部２２に対向する面に設けられた一対の温度センサ２３２とを有している。各温度センサ２３２は、本体部２３１からヒータ部２２に向かって突出する略円柱形状で、Ｘ方向に間隔を空けて配置されている。各温度センサ２３２の先端が主茎１０１に接触して、主茎１０１を流れる樹液の温度が測定される。
また、樹液流センサ２０は、図３に示すように、位置調整機構２４を有している。位置調整機構２４は、図４および図５に示すように、第２ケーシング２１に設けられたねじ孔２１８と、位置調整部材２４１とで構成されている。
ねじ孔２１８は、位置調整部材２４１を挿入可能な形状で、第２ケーシング２１におけるヒータ部２２および温度センサ部２３を通る直線Ｌ上に配置され、第２ケーシング２１を直線Ｌが延びる方向（例えば、Ｙ方向）に貫通する。ねじ孔２１８の内周には、ねじ溝（図示せず）が設けられている。直線Ｌは、第２ケーシング２１を主茎１０１に取り付けた状態において、主茎１０１の径方向に沿って延びている。なお、直線Ｌが延びる方向における第２ケーシング２１の外周面には、ボス部２１９が設けられている。ねじ孔２１８は、このボス部２１９を直線Ｌが延びる方向に貫通している。
位置調整部材２４１は、一例として、細長い略円柱形状で、ねじ孔２１８を介して収容部２５の外部から収容部２５の内部まで延びて温度センサ部２３の本体部２３１に接続されている。位置調整部材２４１の外周には、ねじ孔２１８のねじ溝に嵌合するねじ山（図示せず）が設けられている。位置調整部材２４１は、直線Ｌまわりに回転させることで直線Ｌが延びる方向に移動可能に構成されている。言い換えると、位置調整部材２４１を直線Ｌまわりに回転させることで、温度センサ部２３を直線Ｌが延びる方向に移動させて（図４および図５参照）、位置調整を行うことができる。なお、位置調整部材２４１における収容部２５の外部側の端部には、ねじ孔２１８よりも大きい径を有する略円柱形状の操作部２４２が設けられている。この操作部２４２により位置調整部材２４１の回転操作を容易にしている。
図１に示すように、樹液流センサ２０は、流量測定部２７をさらに有している。流量測定部２７は、演算を行うＣＰＵ、情報を記憶するＲＯＭおよびＲＡＭ、情報を第１接続部１２に送信する通信装置等で構成され、温度センサ部２３で測定された主茎１０１の体内を流れる樹液の温度に基づいて、主茎１０１の体内を流れる樹液の流量を測定する。また、流量測定部２７は、測定された樹液の流量から植物で行われる光合成量を測定する。すなわち、流量測定部２７は、第１測定部の一例である。樹液流センサ２０で測定および測定された結果に関する情報は、電線４１を介して第１接続部１２に送信される。
ヒータ部２２、温度センサ部２３および流量測定部２７の各々は、一例として、第２ケーシング２１の内部に収容されたバッテリー（図示せず）に電気的に接続され、バッテリーから電力が供給される。
吸収養分センサ３０は、図６～図９に示すように、ケーシング３１（以下、第３ケーシング３１という。）と、第３ケーシング３１の内部に設けられた挟持部３２および栄養状態センサ部３３とを有している。
第３ケーシング３１は、図６に示すように、植物の葉柄１０２（樹液が流れる第２構造部の一例）に対して葉柄１０２が延びる方向（例えば、Ｙ方向）まわりに取り付け可能に構成されている。葉柄１０２は、一例として、主茎１０１が延びる方向（例えば、Ｘ方向）に対して交差する方向に延びている。
具体的には、第３ケーシング３１は、図６および図７に示すように、全体として略Ｔ字状で、図８および図９に示すように、内部に挟持部３２が収容された第１部材３１１と、内部に栄養状態センサ部３３が収容された第２部材３１２とで構成されている。
第１部材３１１は、略矩形の板状で、長手方向の一端に第２部材３１２が接続されている。第１部材３１１の長手方向の他端には、光ファイバ４２が接続される接続部３４と、吸収養分センサ３０を吊るすケーブル１２０（図１参照）が取り付けられる略円弧形状のケーブル取付部３５とが設けられている。第２部材３１２は、略直方体の箱状で、第１部材３１１の短手方向が長手方向となるように配置されている。第２部材３１２は、ヒンジ３１３を介して回転可能に接続された２つの部材３１４で構成されている。各部材３１４は、それぞれ開口面３１５を有し、開口面３１５同士が対向した状態で接続されている。ヒンジ３１３は、第３ケーシング３１の長手方向に延びて、各部材３１４の開口面３１５における短手方向の一方の側縁に配置されている。なお、図６に示すように、第３ケーシング３１の開口面３１５における短手方向の他方の側面には、各部材３１４をスナップフィット接続する接続機構３６が設けられている。
また、第２部材３１２は、図６および図７に示すように、第３ケーシング３１を葉柄１０２に取り付けた状態における葉柄１０２が延びる方向（例えば、Ｙ方向）の両端にそれぞれ設けられた一対の貫通孔３１６、３１７（一対の第２貫通孔の一例）と、各貫通孔３１６、３１７にそれぞれ設けられた一対の弾性部材３１８、３１９（一対の第２弾性部材の一例）とを有している。
各貫通孔３１６、３１７は、葉柄１０２を配置可能な略円形状を有し、Ｙ方向に第３ケーシング３１を貫通している。各弾性部材３１８、３１９は、例えば、スポンジで構成され、第２部材３１２を構成する各部材３１４にそれぞれ配置されている。言い換えると、各弾性部材３１８、３１９は、第３ケーシング３１を葉柄１０２に取り付けた状態において、葉柄１０２を葉柄１０２の径方向から挟持可能に配置されている。各弾性部材３１８、３１９により、吸収養分センサ３０が測定対象の植物から脱落するのを防止している。
図６および図７に示すように、第２部材３１２における第１部材３１１が接続されている面には、結束バンド１１０を取り付けるためのバンド取付部３７が設けられている。結束バンド１１０を用いて第２部材３１２と主茎１０１とを接続することで、吸収養分センサ３０が測定対象の植物から脱落するのをより確実に防止できる。
挟持部３２は、図８および図９に示すように、第１挟持部材３２１と、第１挟持部材３２１に対向するように配置された第２挟持部材３２２と、第１挟持部材３２１を第２挟持部材３２２に向かって付勢する付勢部材３２３とを有している。第１挟持部材３２１は、第３ケーシング３１を葉柄１０２に取り付けた状態における葉柄１０２の径方向（言い換えると、葉柄１０２に取り付けた状態における葉柄１０２が延びる第３方向に交差する第４方向（例えば、Ｘ方向））に移動可能に配置されている。第２挟持部材３２２は、Ｘ方向において第１挟持部材３２１に対向するように配置され、第３ケーシング３１に固定されている。付勢部材３２３は、例えば、コイルばねで構成され、Ｘ方向における第１挟持部材３２１と第３ケーシング３１の第２部材３１２側の底面との間に配置されている。
第１挟持部材３２１および第２挟持部材３２２の各々は、相互に離れる方向に窪んで葉柄１０２が配置される凹部３２４をそれぞれ有している。各凹部３２４は、葉柄１０２の外形形状に沿って湾曲している。
栄養状態センサ部３３は、一例として、植物の測定部位に向かって光を照射する投光部３３１と、植物の測定部位からの光を受光する受光部３３２とを有している。この栄養状態センサ部３３は、受光部３３２で受光した光から、葉柄１０２（測定部位の一例）の栄養状態を測定する。投光部３３１は、例えば、ウォーミングアップ時間が少なく、時間応答性の高い発光ダイオード（光を発生させる発光素子の一例）と、発光ダイオードで発生した光を葉柄１０２に導く投光ファイバとを有している。波長の異なる複数の発光ダイオードで投光部３３１を構成することもできる。受光部３３２は、例えば、発光ダイオードから葉柄１０２に照射され反射された反射光を受光する分光器またはフォトダイオード（受光素子の一例）と、葉柄１０２からの反射光を分光器またはフォトダイオードに導く受光ファイバとを有している。投光部３３１と受光部３３２とは、一例として、第３方向および第４方向を含む平面視において（図８および図９参照）、第３ケーシング３１が取り付けられた状態で、葉柄１０２に対して同じ側（図８および図９では、葉柄１０２の上側）に配置されている。また、投光ファイバと受光ファイバとは、Ｖ字形状となるように配置されている。
図１に示すように、吸収養分センサ３０は、第２測定部の一例の成長度測定部３８をさらに有している。成長度測定部３８は、演算を行うＣＰＵ、情報を記憶するＲＯＭおよびＲＡＭ、情報を第２接続部１３に送信する通信装置等で構成され、栄養状態センサ部３３で測定された葉柄１０２の栄養状態に基づいて、測定対象の植物の栄養成長度を測定する。吸収養分センサ３０で測定および測定された結果に関する情報は、光ファイバ４２を介して第２接続部１３に送信される。
栄養状態センサ部３３および成長度測定部３８の各々は、第３ケーシング３１の内部に収容されたバッテリー（図示せず）に電気的に接続され、バッテリーから電力が供給される。
ここで、図１０および図１１を参照して、植物生体センサ１で測定された植物の環境情報および生体情報の使用例を説明する。図１０に示す画像２００には、第１表示領域２１０と、第２表示領域２２０とが含まれている。第１表示領域２１０の上側の領域には、温室のＣＧが表示され、第１表示領域２１０の下側の領域には、植物生体センサ１で測定された植物の環境情報および生体情報とがリアルタイムに表示される。第２表示領域２２０には、植物生体センサ１で測定され蓄積された植物の環境情報および生体情報から、植物の栽培管理に関するレコメンデーションが時系列に沿って表示される。図１１に示す画像３００は、レコメンデーションの一例である。画像３００の上側の領域３１０には、レコメンデーションの内容が表示され、画像３００の下側の領域３２０には、表示されているレコメンデーションの根拠となる植物の環境情報および生体情報が表示される。
植物生体センサ１によれば、次のような効果を発揮できる。
植物に照射される日射量を測定する日射センサ１０と、植物の体内を流れる樹液の流量を測定する樹液流センサ２０と、植物の栄養状態を測定する吸収養分センサ３０とを備えている。このような構成により、例えば、温室内の個々の植物の生体情報を測定可能な植物生体センサ１を実現できる。
日射センサ１０および通信装置１１が、第１ケーシング２の一端に配置され、第１接続部１２および第２接続部１３が、第１ケーシング２の一端に対向する第１ケーシング２の他端に配置されている。このような構成により、例えば、植物生体センサ１の使用時に、日射センサ１０および通信装置１１を第１ケーシング２の鉛直方向の上端に配置することができる。この場合、測定対象の植物に照射される日射量をより正確に測定しつつ、測定された植物の環境情報および生体情報をより確実に外部機器に送信することができる。
二酸化炭素センサ１４、温湿度センサ１５およびＶＯＣセンサ１６を備えている。このような構成により、より多くの植物の環境情報を測定可能な植物生体センサ１を実現できる。
樹液流センサ２０が、第２ケーシング２１と、ヒータ部２２と、温度センサ部２３と、流量測定部２７とを有している。第２ケーシング２１は、表面に熱絶縁層２６が設けられた収容部２５を内部に有すると共に、主茎１０１に対して主茎１０１が延びる方向まわりに取り付け可能に構成されている。ヒータ部２２は、収容部２５の内部に配置されて主茎１０１を加熱可能に構成されている。温度センサ部２３は、収容部２５の内部に配置されて、第２ケーシング２１を主茎１０１に取り付けた状態における主茎１０１が延びる方向のヒータ部２２に対する両側で、主茎１０１を流れる樹液の温度を測定可能に構成されている。流量測定部２７は、温度センサ部２３で測定された主茎１０１の体内を流れる樹液の温度に基づいて、主茎１０１の体内を流れる樹液の流量を測定する。このような構成により、植物の体内を流れる樹液の流量をより正確に測定できる。
ヒータ部２２と温度センサ部２３とが、第２ケーシング２１を主茎１０１に取り付けた状態における主茎１０１の径方向において、主茎１０１を挟んで向かい合うように配置されている。このような構成により、ヒータ部２２の熱が、温度センサ部２３に直接伝わらないので、樹液流センサ２０のＳＮ比を大きくすることができる。また、収容部２５内のスペース効率を高めることができる。
樹液流センサ２０が、位置調整部材２４１を有している。位置調整部材２４１は、ねじ孔２１８を介して収容部２５の外部から収容部２５の内部まで延びて温度センサ部２３に接続されている共に、外周にねじ溝に嵌合するねじ山が設けられ、直線Ｌまわりに回転させることで直線Ｌが延びる方向に移動可能に構成されている。このような構成により、測定対象の植物が成長して、主茎１０１が大きくなったとしても、主茎１０１を損傷させることなく樹液流センサ２０を主茎１０１に取り付けることができる。
ヒータ部２２が、主茎１０１に接触可能な第１面と、第１面に交差するように配置され主茎１０１に接触可能な第２面とを有している。第１面および前記第２面の各々には弾性を有する伝熱シート２２１がそれぞれ設けられ、第１面および第２面の各々と主茎１０１とが伝熱シート２２１を介して接触する。このような構成により、ヒータ部２２を主茎１０１に安定して接触させることでできるので、植物の体内を流れる樹液の流量をより正確に測定できる。
第２ケーシング２１が、一対の第１貫通孔２１４、２１５の各々に設けられ、主茎１０１を主茎１０１の径方向において挟持可能な一対の第１弾性部材２１６、２１７を有している。このような構成により、主茎１０１を損傷させることなく樹液流センサ２０を主茎１０１に取り付けることができる。なお、第１弾性部材２１６、２１７は、一対の第１貫通孔２１４、２１５のいずれか一方のみに設けてもよい。
吸収養分センサ３０が、第３ケーシング３１と、挟持部３２と、栄養状態センサ部３３とを有している。第３ケーシング３１は、植物の葉柄１０２に対して葉柄１０２が延びる方向まわりに取り付け可能に構成されている。挟持部３２は、第３ケーシング３１の内部に設けられ、葉柄１０２を葉柄１０２の径方向において挟持可能に構成されている。栄養状態センサ部３３は、第３ケーシング３１の内部に設けられ、葉柄１０２の栄養状態を測定可能に構成されている。このような構成により、植物の栄養状態をより正確に測定することができる。
挟持部３２が、第１挟持部材３２１と、第２挟持部材３２２と、付勢部材３２３とを有している。第１挟持部材３２１は、第３ケーシング３１を葉柄１０２に取り付けた状態における葉柄１０２の径方向に沿って移動可能に配置されている。第２挟持部材３２２は、第３ケーシング３１を葉柄１０２に取り付けた状態における葉柄１０２の径方向において、第１挟持部材３２１に対向するように配置され、第３ケーシング３１に固定されている。付勢部材３２３は、第１挟持部材３２１を第２挟持部材３２２に接近する方向に付勢可能に構成されている。このような構成により、葉柄１０２に外力が加えられたとしても、葉柄１０２を所定の測定位置で保持することができるので、植物の栄養状態をより確実に測定することができる。
第１挟持部材３２１および第２挟持部材３２２の各々が、相互に離れる方向に窪んで葉柄１０２が配置される凹部３２４をそれぞれ有している。このような構成より、葉柄１０２の挟持部３２に対する位置をより正確に決めることができるので、植物の栄養状態をより確実に測定することができる。
第３ケーシング３１が、一対の第２貫通孔３１６、３１７の各々に設けられ、葉柄１０２を葉柄１０２の径方向において挟持可能な一対の第２弾性部材３１８，３１９を有している。このような構成により、葉柄１０２を損傷させることなく吸収養分センサ３０を葉柄１０２に取り付けることができる。なお、第２弾性部材３１８、３１９は、一対の第２貫通孔３１６、３１７のいずれか一方のみに設けてもよい。
植物生体センサ１が、第１測定部（例えば、流量測定部２７）と、第２測定部（例えば、成長度測定部３８）と、算出部（例えば、演算装置１７）とをさらに備える。流量測定部２７は、樹液流センサ２０で測定された樹液の流量から植物で行われる光合成量を測定する。成長度測定部３８は、吸収養分センサ３０で測定された植物の栄養状態から植物の栄養成長度を測定する。演算装置１７は、流量測定部２７で測定された植物の光合成量と、成長度測定部３８で測定された植物の栄養成長度とに基づいて、植物の生殖成長度を算出する。このような構成により、リアルタイムで、植物の成長状態を把握できる。
植物生体センサ１は、次のように構成することもできる。
植物生体センサ１は、日射センサ１０と、樹液流センサ２０と、吸収養分センサ３０とを備えていればよく、第１ケーシング２、通信装置１１、二酸化炭素センサ１４、温湿度センサ１５およびＶＯＣセンサ１６は、その一部または全部について省略することができる。
樹液流センサ２０は、第２ケーシング２１、ヒータ部２２、温度センサ部２３および流量測定部２７で構成されている場合に限らず、植物の体内を流れる樹液の流量を測定可能な他の構成を採用することもできる。例えば、第１方向および第２方向を含む平面視（図４および図５参照）において、ヒータ部２２および温度センサ部２３を主茎１０１に対して同じ側に位置するように配置してもよい。このように構成することで、樹液流センサ２０の構造を簡略化することができる。また、温度センサ部２３が流量測定部２７を兼ねるように構成してもよい。ヒータ部２２は、略Ｖ字形状に限らず、主茎１０１に接触可能な他の形状（例えば、３つ以上の面で構成された略Ｃ字形状）であってもよい。伝熱シート２２１を省略してもよい。一対の第１弾性部材２１６、２１７を省略してもよい。位置調整部材２４１に代えて、コイルばね等の弾性部材で位置調整機構２４を構成してもよい。この場合、弾性部材は、温度センサ部２３の本体部２３１を主茎１０１に向かって付勢するように配置すればよい。
吸収養分センサ３０は、第３ケーシング３１、挟持部３２および栄養状態センサ部３３で構成されている場合に限らず、植物の栄養状態を測定可能な他の構成を採用することもできる。例えば、投光部３３１と受光部３３２とを葉柄１０２に対して対向するように配置してもよい。挟持部３２は、葉柄１０２を挟持可能に構成されていればよく、付勢部材３２３に代えて、第１挟持部材３２１および第２挟持部材３２２による葉柄１０２の挟持状態を保持可能な構成を採用してもよい。凹部３２４を省略してもよい。一対の第２弾性部材３１８、３１９を省略してもよい。
第２ケーシング２１と第３ケーシング３１とは、同じ形状のケーシングであってもよい。また、樹液流センサ２０と吸収養分センサ３０とを一体に設けて、第２ケーシング２１が第３ケーシング３１を兼ねる（または、第３ケーシング３１が第２ケーシング２１を兼ねる）ように構成してもよい。
第１ケーシング２の一端（例えば、図１の上端）以外の場所に、バッテリー残量、通信状態等を表示する表示部、または、電源スイッチを設けてもよい。
流量測定部２７とは別に、第１測定部を設けてもよい。また、演算装置１７が、第１測定部および第２測定部を兼ねてもよいし、第１測定部、第２測定部および算出部を外部機器（例えば、サーバ）に設けてもよい。
以上、図面を参照して本開示における種々の実施形態を詳細に説明したが、最後に、本開示の種々の態様について説明する。なお、以下の説明では、一例として、参照符号も添えて記載する。
本開示の第１態様の植物生体センサ１は、
植物の環境情報および生体情報を測定する植物生体センサ１であって、
前記植物に照射される日射量を測定する日射センサ１０と、
前記植物の体内を流れる樹液の流量を測定する樹液流センサ２０と、
前記植物の栄養状態を測定する吸収養分センサ３０と
を備える。
植物の環境情報および生体情報を測定する植物生体センサ１であって、
前記植物に照射される日射量を測定する日射センサ１０と、
前記植物の体内を流れる樹液の流量を測定する樹液流センサ２０と、
前記植物の栄養状態を測定する吸収養分センサ３０と
を備える。
本開示の第２態様の植物生体センサ１は、
前記日射センサ１０で測定された前記日射量、前記樹液流センサ２０で測定された前記樹液の流量、および、前記吸収養分センサ３０で測定された前記植物の栄養状態に関する情報を送信する通信装置１１と、
前記日射センサ１０および前記通信装置１１を内部に収容する第１ケーシング２と
をさらに備え、
前記第１ケーシング２が、
前記樹液流センサ２０が接続される第１接続部１２と、
前記吸収養分センサ３０が接続される第２接続部１３と
を有し、
前記日射センサ１０および前記通信装置１１が、前記第１ケーシング２の一端に配置され、
前記第１接続部１２および前記第２接続部１３が、前記一端に対向する前記第１ケーシング２の他端に配置されている。
前記日射センサ１０で測定された前記日射量、前記樹液流センサ２０で測定された前記樹液の流量、および、前記吸収養分センサ３０で測定された前記植物の栄養状態に関する情報を送信する通信装置１１と、
前記日射センサ１０および前記通信装置１１を内部に収容する第１ケーシング２と
をさらに備え、
前記第１ケーシング２が、
前記樹液流センサ２０が接続される第１接続部１２と、
前記吸収養分センサ３０が接続される第２接続部１３と
を有し、
前記日射センサ１０および前記通信装置１１が、前記第１ケーシング２の一端に配置され、
前記第１接続部１２および前記第２接続部１３が、前記一端に対向する前記第１ケーシング２の他端に配置されている。
本開示の第３態様の植物生体センサ１は、
前記植物まわりの空気における二酸化炭素の量を測定する二酸化炭素センサ１４をさらに備え、
前記二酸化炭素センサ１４が、
前記第１ケーシング２に収容され、前記第１ケーシング２の前記一端と前記他端との中間に配置されている。
前記植物まわりの空気における二酸化炭素の量を測定する二酸化炭素センサ１４をさらに備え、
前記二酸化炭素センサ１４が、
前記第１ケーシング２に収容され、前記第１ケーシング２の前記一端と前記他端との中間に配置されている。
本開示の第４態様の植物生体センサ１は、
前記植物まわりの温度および湿度を測定する温湿度センサ１５をさらに備え、
前記温湿度センサ１５が、
前記第１ケーシング２に収容され、前記第１ケーシング２の前記一端と前記他端との中間に配置されている。
前記植物まわりの温度および湿度を測定する温湿度センサ１５をさらに備え、
前記温湿度センサ１５が、
前記第１ケーシング２に収容され、前記第１ケーシング２の前記一端と前記他端との中間に配置されている。
本開示の第５態様の植物生体センサ１は、
前記植物まわりの空気における揮発性有機化合物の量を測定するＶＯＣセンサ１６をさらに備え、
前記ＶＯＣセンサ１６が、
前記第１ケーシング２に収容され、前記第１ケーシング２の前記一端と前記他端との中間に配置されている。
前記植物まわりの空気における揮発性有機化合物の量を測定するＶＯＣセンサ１６をさらに備え、
前記ＶＯＣセンサ１６が、
前記第１ケーシング２に収容され、前記第１ケーシング２の前記一端と前記他端との中間に配置されている。
本開示の第６態様の植物生体センサ１は、
前記植物が、樹液が流れる第１構造部１０１を有し、
前記樹液流センサ２０が、
表面に熱絶縁層２６が設けられた収容部２５を内部に有すると共に、前記第１構造部１０１に対して前記第１構造部１０１が延びる方向まわりに取り付け可能な第２ケーシング２１と、
前記収容部２５の内部に配置されて、前記第１構造部１０１を加熱するヒータ部２２と、
前記収容部２５の内部に配置されて、前記第２ケーシング２１を前記第１構造部１０１に取り付けた状態における前記第１構造部１０１が延びる第１方向の前記ヒータ部２２に対する両側で、前記第１構造部１０１を流れる樹液の温度を測定する温度センサ部２３と
前記温度センサ部２３で測定された前記第１構造部１０１の体内を流れる樹液の温度に基づいて、前記第１構造部１０１の体内を流れる樹液の流量を測定する流量測定部２７と
を有する。
前記植物が、樹液が流れる第１構造部１０１を有し、
前記樹液流センサ２０が、
表面に熱絶縁層２６が設けられた収容部２５を内部に有すると共に、前記第１構造部１０１に対して前記第１構造部１０１が延びる方向まわりに取り付け可能な第２ケーシング２１と、
前記収容部２５の内部に配置されて、前記第１構造部１０１を加熱するヒータ部２２と、
前記収容部２５の内部に配置されて、前記第２ケーシング２１を前記第１構造部１０１に取り付けた状態における前記第１構造部１０１が延びる第１方向の前記ヒータ部２２に対する両側で、前記第１構造部１０１を流れる樹液の温度を測定する温度センサ部２３と
前記温度センサ部２３で測定された前記第１構造部１０１の体内を流れる樹液の温度に基づいて、前記第１構造部１０１の体内を流れる樹液の流量を測定する流量測定部２７と
を有する。
本開示の第７態様の植物生体センサ１は、
前記ヒータ部２２と前記温度センサ部２３とが、前記第２ケーシング２１を前記第１構造部１０１に取り付けた状態における前記第１構造部１０１の径方向において、前記第１構造部１０１を挟んで向かい合うように配置されている。
前記ヒータ部２２と前記温度センサ部２３とが、前記第２ケーシング２１を前記第１構造部１０１に取り付けた状態における前記第１構造部１０１の径方向において、前記第１構造部１０１を挟んで向かい合うように配置されている。
本開示の第８態様の植物生体センサ１は、
前記ヒータ部２２と前記温度センサ部２３とが、前記第１方向および前記第１方向に交差する第２方向を含む平面視において、前記第１構造部１０１に対して同じ側に位置するように配置されている。
前記ヒータ部２２と前記温度センサ部２３とが、前記第１方向および前記第１方向に交差する第２方向を含む平面視において、前記第１構造部１０１に対して同じ側に位置するように配置されている。
本開示の第９態様の植物生体センサ１は、
前記第２ケーシング２１が、
前記ヒータ部２２および前記温度センサ部２３を通る直線Ｌ上に配置され、前記第２ケーシング２１を前記直線Ｌが延びる方向に貫通すると共に、その内周にねじ溝が設けられたねじ孔２１８を有し、
前記樹液流センサ２０が、
前記ねじ孔２１８を介して前記収容部２５の外部から前記収容部２５の内部まで延びて前記温度センサ部２３に接続されている共に、外周に前記ねじ溝に嵌合するねじ山が設けられ、前記直線Ｌまわりに回転させることで前記直線Ｌが延びる方向に移動可能な位置調整部材２４１を有する。
前記第２ケーシング２１が、
前記ヒータ部２２および前記温度センサ部２３を通る直線Ｌ上に配置され、前記第２ケーシング２１を前記直線Ｌが延びる方向に貫通すると共に、その内周にねじ溝が設けられたねじ孔２１８を有し、
前記樹液流センサ２０が、
前記ねじ孔２１８を介して前記収容部２５の外部から前記収容部２５の内部まで延びて前記温度センサ部２３に接続されている共に、外周に前記ねじ溝に嵌合するねじ山が設けられ、前記直線Ｌまわりに回転させることで前記直線Ｌが延びる方向に移動可能な位置調整部材２４１を有する。
本開示の第１０態様の植物生体センサ１は、
前記ヒータ部２２が、
第１面と、
前記第１面に交差するように配置された第２面と
を有し、
前記第１面および前記第２面の各々に弾性を有する伝熱シート２２１がそれぞれ設けられ、前記第１面および前記第２面の各々と前記第１構造部１０１とが前記伝熱シート２２１を介して接触する。
前記ヒータ部２２が、
第１面と、
前記第１面に交差するように配置された第２面と
を有し、
前記第１面および前記第２面の各々に弾性を有する伝熱シート２２１がそれぞれ設けられ、前記第１面および前記第２面の各々と前記第１構造部１０１とが前記伝熱シート２２１を介して接触する。
本開示の第１１態様の植物生体センサ１は、
前記第２ケーシング２１が、
前記第１方向の両端にそれぞれ設けられ、前記第２ケーシング２１を前記第１方向に貫通して前記第１構造部１０１を配置可能な一対の第１貫通孔２１４、２１５と、
前記一対の第１貫通孔２１４、２１５の少なくともいずれかに設けられ、前記第１構造部１０１を前記第１方向に交差する第２方向において挟持可能な一対の第１弾性部材２１６、２１７と
を有する。
前記第２ケーシング２１が、
前記第１方向の両端にそれぞれ設けられ、前記第２ケーシング２１を前記第１方向に貫通して前記第１構造部１０１を配置可能な一対の第１貫通孔２１４、２１５と、
前記一対の第１貫通孔２１４、２１５の少なくともいずれかに設けられ、前記第１構造部１０１を前記第１方向に交差する第２方向において挟持可能な一対の第１弾性部材２１６、２１７と
を有する。
本開示の第１２態様の植物生体センサ１は、
前記植物が、樹液が流れる第２構造部１０２を有し、
前記吸収養分センサ３０が、
植物の第２構造部１０２に対して前記第２構造部１０２が延びる方向まわりに取り付け可能な第３ケーシング３１と、
前記第３ケーシング３１の内部に設けられ、前記第２構造部１０２を前記第２構造部１０２が延びる方向に交差する方向において挟持可能な挟持部３２と、
前記第３ケーシング３１の内部に設けられ、前記第２構造部１０２の栄養状態を測定可能な栄養状態センサ部３３と
を備える。
前記植物が、樹液が流れる第２構造部１０２を有し、
前記吸収養分センサ３０が、
植物の第２構造部１０２に対して前記第２構造部１０２が延びる方向まわりに取り付け可能な第３ケーシング３１と、
前記第３ケーシング３１の内部に設けられ、前記第２構造部１０２を前記第２構造部１０２が延びる方向に交差する方向において挟持可能な挟持部３２と、
前記第３ケーシング３１の内部に設けられ、前記第２構造部１０２の栄養状態を測定可能な栄養状態センサ部３３と
を備える。
本開示の第１３態様の植物生体センサ１は、
前記挟持部３２が、
前記第３ケーシング３１を前記第２構造部１０２に取り付けた状態における前記第２構造部１０２が延びる第３方向に交差する第４方向に沿って移動可能に配置された第１挟持部材３２１と、
前記第３ケーシング３１を前記第２構造部１０２に取り付けた状態における前記第２構造部１０２の径方向において、前記第１挟持部材３２１に対向するように配置され、前記第３ケーシング３１に固定された第２挟持部材３２２と、
前記第１挟持部材３２１を前記第４方向でかつ前記第２挟持部材３２２に接近する方向に付勢する付勢部材３２３と
を有する。
前記挟持部３２が、
前記第３ケーシング３１を前記第２構造部１０２に取り付けた状態における前記第２構造部１０２が延びる第３方向に交差する第４方向に沿って移動可能に配置された第１挟持部材３２１と、
前記第３ケーシング３１を前記第２構造部１０２に取り付けた状態における前記第２構造部１０２の径方向において、前記第１挟持部材３２１に対向するように配置され、前記第３ケーシング３１に固定された第２挟持部材３２２と、
前記第１挟持部材３２１を前記第４方向でかつ前記第２挟持部材３２２に接近する方向に付勢する付勢部材３２３と
を有する。
本開示の第１４態様の植物生体センサ１は、
前記第１挟持部材３２１および前記第２挟持部材３２２の各々が、相互に離れる方向に窪んで前記第２構造部１０２が配置される凹部３２４をそれぞれ有する。
前記第１挟持部材３２１および前記第２挟持部材３２２の各々が、相互に離れる方向に窪んで前記第２構造部１０２が配置される凹部３２４をそれぞれ有する。
本開示の第１５態様の植物生体センサ１は、
前記吸収養分センサ３０が、
前記第３ケーシング３１が取り付けられた状態の前記第２構造部１０２に向かって光を照射する投光部３３１と、
前記第２構造部１０２からの光を受光する受光部３３２と
を有する。
前記吸収養分センサ３０が、
前記第３ケーシング３１が取り付けられた状態の前記第２構造部１０２に向かって光を照射する投光部３３１と、
前記第２構造部１０２からの光を受光する受光部３３２と
を有する。
本開示の第１６態様の植物生体センサ１は、
前記投光部３３１が、
光を発生させる発光素子と、
前記発光素子で発生した光を前記第２構造部１０２に導く投光ファイバと
を有し、
前記受光部３３２が、
光を受光する受光素子と、
前記第２構造部１０２からの光を前記受光素子３３２に導く受光ファイバと
を有する。
前記投光部３３１が、
光を発生させる発光素子と、
前記発光素子で発生した光を前記第２構造部１０２に導く投光ファイバと
を有し、
前記受光部３３２が、
光を受光する受光素子と、
前記第２構造部１０２からの光を前記受光素子３３２に導く受光ファイバと
を有する。
本開示の第１７態様の植物生体センサ１は、
前記投光部３３１と前記受光部３３２とが、前記第３ケーシング３１を前記第２構造部１０２に取り付けた状態における前記第２構造部１０２が延びる第３方向と前記第３方向に交差する第４方向とを含む平面視において、第３ケーシング３１が第２構造部１０２に取り付けられた状態で、前記第２構造部１０２に対して同じ側に配置され、
前記投光ファイバと前記受光ファイバとがＶ字形状となるように配置されている。
前記投光部３３１と前記受光部３３２とが、前記第３ケーシング３１を前記第２構造部１０２に取り付けた状態における前記第２構造部１０２が延びる第３方向と前記第３方向に交差する第４方向とを含む平面視において、第３ケーシング３１が第２構造部１０２に取り付けられた状態で、前記第２構造部１０２に対して同じ側に配置され、
前記投光ファイバと前記受光ファイバとがＶ字形状となるように配置されている。
本開示の第１８態様の植物生体センサ１は、
前記投光部３３１と前記受光部３３２とが、前記第３ケーシング３１が前記第２構造部１０２に取り付けられた状態で、前記第２構造部１０２に対して対向するように配置されている。
前記投光部３３１と前記受光部３３２とが、前記第３ケーシング３１が前記第２構造部１０２に取り付けられた状態で、前記第２構造部１０２に対して対向するように配置されている。
本開示の第１９態様の植物生体センサ１は、
前記第３ケーシング３１が、
前記第３ケーシング３１を前記第２構造部１０２に取り付けた状態における前記第２構造部１０２が延びる第３方向の両端にそれぞれ設けられ、前記第３ケーシング３１を貫通して前記第２構造部１０２を配置可能な一対の第２貫通孔３１６、３１７と、
前記一対の第２貫通孔３１６、３１７の少なくともいずれかに設けられ、前記第２構造部１０２を前記第３方向に交差する第４方向において挟持可能な一対の第２弾性部材３１８、３１９と
を有する。
前記第３ケーシング３１が、
前記第３ケーシング３１を前記第２構造部１０２に取り付けた状態における前記第２構造部１０２が延びる第３方向の両端にそれぞれ設けられ、前記第３ケーシング３１を貫通して前記第２構造部１０２を配置可能な一対の第２貫通孔３１６、３１７と、
前記一対の第２貫通孔３１６、３１７の少なくともいずれかに設けられ、前記第２構造部１０２を前記第３方向に交差する第４方向において挟持可能な一対の第２弾性部材３１８、３１９と
を有する。
本開示の第２０態様の植物生体センサ１は、
前記樹液流センサ２０で測定された樹液の流量から前記植物で行われる光合成量を測定する第１測定部２７と、
前記吸収養分センサ３０で測定された前記植物の栄養状態から前記植物の栄養成長度を測定する第２測定部３８と、
前記第１測定部２７で測定された前記植物の光合成量と、前記第２測定部３８で測定された前記植物の栄養成長度とに基づいて、前記植物の生殖成長度を算出する算出部１７と
を備える。
前記樹液流センサ２０で測定された樹液の流量から前記植物で行われる光合成量を測定する第１測定部２７と、
前記吸収養分センサ３０で測定された前記植物の栄養状態から前記植物の栄養成長度を測定する第２測定部３８と、
前記第１測定部２７で測定された前記植物の光合成量と、前記第２測定部３８で測定された前記植物の栄養成長度とに基づいて、前記植物の生殖成長度を算出する算出部１７と
を備える。
なお、前記様々な実施形態または変形例のうちの任意の実施形態または変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせまたは実施例同士の組み合わせまたは実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態または実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
本開示の植物生体センサは、例えば、温室内で栽培されている植物に適用できる。
１ 植物生体センサ
２ 第１ケーシング
１０ 日射センサ
１１ 通信装置
１２ 第１接続部
１３ 第２接続部
１４ 二酸化炭素センサ
１５ 温湿度センサ
１６ ＶＯＣセンサ
１７ 演算装置
２０ 樹液流センサ
２１ 第２ケーシング
２１１ 部材
２１２ 開口面
２１３ ヒンジ
２１４、２１５ 貫通孔
２１６、２１７ 弾性部材
２１８ ねじ孔
２１９ ボス部
２２ ヒータ部
２２１ 伝熱シート
２３ 温度センサ部
２３１ 本体部
２３２ 温度センサ
２４ 位置調整機構
２４１ 位置調整部材
２４２ 操作部
２５ 収容部
２６ 熱絶縁層
２７ 流量測定部
２９ 接続機構
３０ 吸収養分センサ
３１ 第３ケーシング
３１１ 第１部材
３１２ 第２部材
３１３ ヒンジ
３１４ 部材
３１５ 開口面
３１６、３１７ 貫通孔
３１８、３１９ 弾性部材
３２ 挟持部
３２１ 第１挟持部材
３２２ 第２挟持部材
３２３ 付勢部材
３２４ 凹部
３３ 栄養状態センサ部
３３１ 投光部
３３２ 受光部
３４ 接続部
３５ ケーブル取付部
３６ 接続機構
３７ バンド取付部
３８ 成長度測定部
４１ 電線
４２ 光ファイバ
１０１ 主茎
１０２ 葉柄
１１０ 結束バンド
１２０ ケーブル
２００、３００ 画像
２１０ 第１表示領域
２２０ 第２表示領域
３１０、３２０ 領域
Ｌ 直線
２ 第１ケーシング
１０ 日射センサ
１１ 通信装置
１２ 第１接続部
１３ 第２接続部
１４ 二酸化炭素センサ
１５ 温湿度センサ
１６ ＶＯＣセンサ
１７ 演算装置
２０ 樹液流センサ
２１ 第２ケーシング
２１１ 部材
２１２ 開口面
２１３ ヒンジ
２１４、２１５ 貫通孔
２１６、２１７ 弾性部材
２１８ ねじ孔
２１９ ボス部
２２ ヒータ部
２２１ 伝熱シート
２３ 温度センサ部
２３１ 本体部
２３２ 温度センサ
２４ 位置調整機構
２４１ 位置調整部材
２４２ 操作部
２５ 収容部
２６ 熱絶縁層
２７ 流量測定部
２９ 接続機構
３０ 吸収養分センサ
３１ 第３ケーシング
３１１ 第１部材
３１２ 第２部材
３１３ ヒンジ
３１４ 部材
３１５ 開口面
３１６、３１７ 貫通孔
３１８、３１９ 弾性部材
３２ 挟持部
３２１ 第１挟持部材
３２２ 第２挟持部材
３２３ 付勢部材
３２４ 凹部
３３ 栄養状態センサ部
３３１ 投光部
３３２ 受光部
３４ 接続部
３５ ケーブル取付部
３６ 接続機構
３７ バンド取付部
３８ 成長度測定部
４１ 電線
４２ 光ファイバ
１０１ 主茎
１０２ 葉柄
１１０ 結束バンド
１２０ ケーブル
２００、３００ 画像
２１０ 第１表示領域
２２０ 第２表示領域
３１０、３２０ 領域
Ｌ 直線
Claims (30)
- 植物の環境情報および生体情報を測定する植物生体センサであって、
前記植物に照射される日射量を測定する日射センサと、
前記植物の体内を流れる樹液の流量を測定する樹液流センサと、
前記植物の栄養状態を測定する吸収養分センサと
を備え、
前記植物が、樹液が流れる第１構造部を有し、
前記樹液流センサが、
表面に熱絶縁層が設けられた収容部を内部に有すると共に、前記第１構造部に対して前記第１構造部が延びる方向まわりに取り付け可能な第２ケーシングと、
前記収容部の内部に配置されて、前記第１構造部を加熱するヒータ部と、
前記収容部の内部に配置されて、前記第２ケーシングを前記第１構造部に取り付けた状態における前記第１構造部が延びる第１方向の前記ヒータ部に対する両側で、前記第１構造部を流れる樹液の温度を測定する温度センサ部と、
前記温度センサ部で測定された前記第１構造部を流れる樹液の温度に基づいて、前記第１構造部を流れる樹液の流量を測定する流量測定部と
を有し、
前記第２ケーシングが、
前記ヒータ部および前記温度センサ部を通る直線上に配置され、前記第２ケーシングを前記直線が延びる方向に貫通すると共に、その内周にねじ溝が設けられたねじ孔を有し、
前記樹液流センサが、
前記ねじ孔を介して前記収容部の外部から前記収容部の内部まで延びて前記温度センサ部に接続されている共に、外周に前記ねじ溝に嵌合するねじ山が設けられ、前記直線まわりに回転させることで前記直線が延びる方向に移動可能な位置調整部材を有する、植物生体センサ。 - 前記日射センサで測定された前記日射量、前記樹液流センサで測定された前記樹液の流量、および、前記吸収養分センサで測定された前記植物の栄養状態に関する情報を送信する通信装置と、
前記日射センサおよび前記通信装置を内部に収容する第１ケーシングと
をさらに備え、
前記第１ケーシングが、
前記樹液流センサが接続される第１接続部と、
前記吸収養分センサが接続される第２接続部と
を有し、
前記日射センサおよび前記通信装置が、前記第１ケーシングの一端に配置され、
前記第１接続部および前記第２接続部が、前記一端に対向する前記第１ケーシングの他端に配置されている、請求項１の植物生体センサ。 - 前記植物まわりの空気における二酸化炭素の量を測定する二酸化炭素センサをさらに備え、
前記二酸化炭素センサが、
前記第１ケーシングに収容され、前記第１ケーシングの前記一端と前記他端との中間に配置されている、請求項２の植物生体センサ。 - 前記植物まわりの温度および湿度を測定する温湿度センサをさらに備え、
前記温湿度センサが、
前記第１ケーシングに収容され、前記第１ケーシングの前記一端と前記他端との中間に配置されている、請求項２または３の植物生体センサ。 - 前記植物まわりの空気における揮発性有機化合物の量を測定するＶＯＣセンサをさらに備え、
前記ＶＯＣセンサが、
前記第１ケーシングに収容され、前記第１ケーシングの前記一端と前記他端との中間に配置されている、請求項２から４のいずれか１つの植物生体センサ。 - 前記ヒータ部と前記温度センサ部とが、前記第２ケーシングを前記第１方向に交差する第２方向において、前記第１構造部を挟んで向かい合うように配置されている、請求項１から５のいずれか１つの植物生体センサ。
- 前記ヒータ部と前記温度センサ部とが、前記第１方向および前記第１方向に交差する第２方向を含む平面視において、前記第１構造部に対して同じ側に位置するように配置されている、請求項１から５のいずれか１つの植物生体センサ。
- 前記ヒータ部が、
第１面と、
前記第１面に交差するように配置された第２面と
を有し、
前記第１面および前記第２面の各々に弾性を有する伝熱シートがそれぞれ設けられ、前記第１面および前記第２面の各々と前記第１構造部とが前記伝熱シートを介して接触する、請求項１から７のいずれか１つの植物生体センサ。 - 前記第２ケーシングが、
前記第１方向の両端にそれぞれ設けられ、前記第２ケーシングを前記第１方向に貫通して前記第１構造部を配置可能な一対の第１貫通孔と、
前記一対の第１貫通孔の少なくともいずれかに設けられ、前記第１構造部を前記第１方向に交差する第２方向において挟持可能な一対の第１弾性部材と
を有する、請求項１から８のいずれか１つの植物生体センサ。 - 前記植物が、樹液が流れる第２構造部を有し、
前記吸収養分センサが、
前記第２構造部に対して前記第２構造部が延びる方向まわりに取り付け可能な第３ケーシングと、
前記第３ケーシングの内部に設けられ、前記第２構造部を前記第２構造部が延びる方向に交差する方向において挟持可能な挟持部と、
前記第３ケーシングの内部に設けられ、前記第２構造部の栄養状態を測定可能な栄養状態センサ部と
を備える、請求項１から９のいずれか１つの植物生体センサ。 - 前記挟持部が、
前記第３ケーシングを前記第２構造部に取り付けた状態における前記第２構造部が延びる第３方向に交差する第４方向に沿って移動可能に配置された第１挟持部材と、
前記第３ケーシングを前記第４方向において、前記第１挟持部材に対向するように配置され、前記第３ケーシングに固定された第２挟持部材と、
前記第１挟持部材を前記第４方向でかつ前記第２挟持部材に接近する方向に付勢する付勢部材と
を有する、請求項１０の植物生体センサ。 - 前記第１挟持部材および前記第２挟持部材の各々が、相互に離れる方向に窪んで前記第２構造部が配置される凹部をそれぞれ有する、請求項１１の植物生体センサ。
- 前記吸収養分センサが、
前記第３ケーシングが取り付けられた状態の前記第２構造部に向かって光を照射する投光部と、
前記第２構造部からの光を受光する受光部と
を有する、請求項１０から１２のいずれか１つの植物生体センサ。 - 前記投光部が、
光を発生させる発光素子と、
前記発光素子で発生した光を前記第２構造部に導く投光ファイバと
を有し、
前記受光部が、
光を受光する受光素子と、
前記第２構造部からの光を前記受光素子に導く受光ファイバと
を有する、請求項１３の植物生体センサ。 - 前記投光部と前記受光部とが、前記第３ケーシングを前記第２構造部に取り付けた状態における前記第２構造部が延びる第３方向と前記第３方向に交差する第４方向とを含む平面視において、前記第３ケーシングが前記第２構造部に取り付けられた状態で、前記第２構造部に対して同じ側に配置され、
前記投光ファイバと前記受光ファイバとがＶ字形状となるように配置されている、請求項１４の植物生体センサ。 - 前記投光部と前記受光部とが、前記第３ケーシングが前記第２構造部に取り付けられた状態で、前記第２構造部に対して対向するように配置されている、請求項１４の植物生体センサ。
- 前記第３ケーシングが、
前記第３ケーシングを前記第２構造部に取り付けた状態における前記第２構造部が延びる第３方向の両端にそれぞれ設けられ、前記第３ケーシングを貫通して前記第２構造部を配置可能な一対の第２貫通孔と、
前記一対の第２貫通孔の少なくともいずれかに設けられ、前記第２構造部を前記第３方向に交差する第４方向において挟持可能な一対の第２弾性部材と
を有する、請求項１０から１６のいずれか１つの植物生体センサ。 - 前記樹液流センサで測定された樹液の流量から前記植物で行われる光合成量を測定する第１測定部と、
前記吸収養分センサで測定された前記植物の栄養状態から前記植物の栄養成長度を測定する第２測定部と、
前記第１測定部で測定された前記植物の光合成量と、前記第２測定部で測定された前記植物の栄養成長度とに基づいて、前記植物の生殖成長度を算出する算出部と
を備える、請求項１から１７のいずれか１つの植物生体センサ。 - 樹液が流れる第１構造部を有する植物の体内を流れる樹液の流量を測定する樹液流センサであって、
表面に熱絶縁層が設けられた収容部を内部に有すると共に、前記第１構造部に対して前記第１構造部が延びる方向まわりに取り付け可能な第２ケーシングと、
前記収容部の内部に配置されて、前記第１構造部を加熱するヒータ部と、
前記収容部の内部に配置されて、前記第２ケーシングを前記第１構造部に取り付けた状態における前記第１構造部が延びる第１方向の前記ヒータ部に対する両側で、前記第１構造部を流れる樹液の温度を測定する温度センサ部と
前記温度センサ部で測定された前記第１構造部を流れる樹液の温度に基づいて、前記第１構造部を流れる樹液の流量を測定する流量測定部と
を備え、
前記第２ケーシングが、
前記ヒータ部および前記温度センサ部を通る直線上に配置され、前記第２ケーシングを前記直線が延びる方向に貫通すると共に、その内周にねじ溝が設けられたねじ孔を有し、
前記ねじ孔を介して前記収容部の外部から前記収容部の内部まで延びて前記温度センサ部に接続されている共に、外周に前記ねじ溝に嵌合するねじ山が設けられ、前記直線まわりに回転させることで前記直線が延びる方向に移動可能な位置調整部材を有する、樹液流センサ。 - 前記ヒータ部と前記温度センサ部とが、前記第２ケーシングを前記第１方向に交差する第２方向において、前記第１構造部を挟んで向かい合うように配置されている、請求項１９の樹液流センサ。
- 前記ヒータ部と前記温度センサ部とが、前記第１構造部に対して同じ側に位置するように配置されている、請求項１９の樹液流センサ。
- 前記ヒータ部が、
第１面と、
前記第１面に交差するように配置された第２面と
を有し、
前記第１面および前記第２面の各々に弾性を有する伝熱シートがそれぞれ設けられ、前記第１面および前記第２面の各々と前記第１構造部とが前記伝熱シートを介して接触する、請求項１９から２１のいずれか１つの樹液流センサ。 - 前記第２ケーシングが、
前記第１方向の両端にそれぞれ設けられ、前記第２ケーシングを前記第１方向に貫通して前記第１構造部を配置可能な一対の第１貫通孔と、
前記一対の第１貫通孔の少なくともいずれかに設けられ、前記第１構造部を前記第１方向に交差する第２方向において挟持可能な一対の第１弾性部材と
を有する、請求項１９から２２のいずれか１つの樹液流センサ。 - 樹液が流れる第２構造部を有する植物の栄養状態を測定する吸収養分センサであって、
前記第２構造部に対して前記第２構造部が延びる方向まわりに取り付け可能な第３ケーシングと、
前記第３ケーシングの内部に設けられ、前記第２構造部を前記第２構造部が延びる方向に交差する方向において挟持可能な挟持部と、
前記第３ケーシングの内部に設けられ、前記第２構造部の栄養状態を測定可能な栄養状態センサ部と
を備え、
前記第３ケーシングが、
前記第３ケーシングを前記第２構造部に取り付けた状態における前記第２構造部が延びる第３方向の両端にそれぞれ設けられ、前記第３ケーシングを貫通して前記第２構造部を配置可能な一対の第２貫通孔と、
前記一対の第２貫通孔の少なくともいずれかに設けられ、前記第２構造部を前記第３方向に交差する第４方向において挟持可能な一対の第２弾性部材と
を有する、吸収養分センサ。 - 前記挟持部が、
前記第３ケーシングを前記第２構造部に取り付けた状態における前記第２構造部が延びる第３方向に交差する第４方向に沿って移動可能に配置された第１挟持部材と、
前記第３ケーシングを前記第４方向において、前記第１挟持部材に対向するように配置され、前記第３ケーシングに固定された第２挟持部材と、
前記第１挟持部材を前記第４方向でかつ前記第２挟持部材に接近する方向に付勢する付勢部材と
を有する、請求項２４の吸収養分センサ。 - 前記第１挟持部材および前記第２挟持部材の各々が、相互に離れる方向に窪んで前記第２構造部が配置される凹部をそれぞれ有する、請求項２５の吸収養分センサ。
- 前記吸収養分センサが、
前記第３ケーシングが取り付けられた状態の前記第２構造部に向かって光を照射する投光部と、
前記第２構造部からの光を受光する受光部と
を有する、請求項２４から２６のいずれか１つの吸収養分センサ。 - 前記投光部が、
光を発生させる発光素子と、
前記発光素子で発生した光を前記第２構造部に導く投光ファイバと
を有し、
前記受光部が、
光を受光する受光素子と、
前記第２構造部からの光を前記受光素子に導く受光ファイバと
を有する、請求項２７の吸収養分センサ。 - 前記投光部と前記受光部とが、前記第３ケーシングを前記第２構造部に取り付けた状態における前記第２構造部が延びる第３方向と前記第３方向に交差する第４方向とを含む平面視において、前記第３ケーシングを前記第２構造部に取り付けた状態における前記第２構造部に対して同じ側に配置され、
前記投光ファイバと前記受光ファイバとがＶ字形状となるように配置されている、請求項２８の吸収養分センサ。 - 前記投光部と前記受光部とが、前記第３ケーシングを前記第２構造部に取り付けた状態における前記第２構造部に対して対向するように配置されている、請求項２８の吸収養分センサ。
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