JPS62282244A - 群落のクロロフイル濃度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 圭又上二■貝公団 本発明は、農家などにおいて、植物に対して施肥を行う
べき時機を知る等のために植物の成長度合をそのクロロ
フィル濃度の測定によって検査する場合に使用する群落
のクロロフィル濃度測定装置に関する。

従来の技術 従来、植物の成長度合を検査するに当たって、葉緑素計
を用いて葉のクロロフィル濃度を測定じでいた。即ち、
葉緑素計の受光へ、トを１＋夕の葉に当てがい、葉に光
源から光を照射することによって、クロロフィル濃度を
測定していた。

この場合、１枚の葉についてのりＯロフィル昭度の測定
だけでは、田や畑など圃場の全体についての植物の成長
度合を正確に知ることができない。

そこで、多数の葉について１枚ずつクロロフィル、ｉＱ
度を測定し、得られたデータからクロロフィル）１度の
平均値を求めていた。

先日が解ｌしようとする間　点 しかしながら、１枚１枚の葉についてクロロフィル濃度
を測定することは大変に手間のかかることであり、また
、受光ヘッドを葉に当てかう必要から作業者が圃場に入
らなければならないという煩わしさがあった。

このような手間、煩わしさは、兼業農家が増加し、農作
業労働人口が減少しでいる今日において著しい問題とな
っている。

本発明は、このような事情に屯みて、植物の群落を対象
としてそのクロロフィル濃度（平均値）測定を能率良く
行うことができる群落のクロロフィル濃度θり定装置を
提供することを目的とする。

間　点を解決するため％ｌ） 本発明は、上記の問題点を解決するために、次のような
構成をとる。

即ち、本発明の群落のクロロフィル４度測定装五は、 群落によって反射された太陽光をサンプル光として入射
し、このサンプル光をクロロフィル濃度の変化によって
反射率が異なる波長成分とクロロフィル濃度の変化によ
っても反射率がほぼ一定になる波長成分とに分割してそ
れぞれを受光するサンプル光受光部と、 直接太陽光を入射して前記と同一の２種の波長成分に分
割し、それぞれを受光する参照光受光部と、 前記サンプル光受光部からの２波長成分についての出力
と前記参照光受光部からの２波長成分についての出力と
に基づいて群落のクロロフィルｔ＝度を算出する演算手
段 とを備え、か・つ、 前記参照光受光部の大光部に白色拡散板を錨えているこ
とを特徴とするものである。

作用 この構成による作用は、次の通りである。

光源として太陽光を利用し、群落からの反射光と太陽か
らの直接入射光のそれぞれの２波長成分に基づいてクロ
ロフィル４度を測定するように構成しであるから、従来
の葉緑素計のように作業者が圃場に入って葉の１枚ずつ
に受光へ、ドを当てがってクロロフィルｌ温度を測定す
るといった煩わしさから作業者を解放する。即ち、１枚
の葉ではなく群落をひとまとまりとしてそのクロロフィ
ル濃度をｔｌＩｌｌ定できるとともに、圃場に入ること
なく遠隔的に測定できる。

また、参照光受光部の大光部の白色拡散仮によって太陽
光を拡散するため、太陽の移動につれて太陽光の入射角
度が変化しても、２波長成分の光量比は殆ど変化しない
。１桑言すれば、参照光受光部を向ける方向を太陽に向
かう方向としなくてもよく、参照光受光部が天空のどの
方向を向いていてもよい。

泗１」１■ 植物の群落のクロロフィルｔ；度を分光反射率に基づい
て測定する原理は、次の通りである。

即ち、クロロフィル濃度の相違に応して反射率が変化す
る波長をλ４、クロロフィル濃度の相違にもかかわらず
反射率がほぼ一定となる波長をλ２とする。これら２つ
の波長Ｊ、、！２の光に対する群落の反射率をそれぞれ
Ｒ，、Ｒ，、定数をａ。

ｂ、群落の平均的なりロロフィル濃度をＣとすると、ク
ロロフィル濃度Ｃは、 Ｒ１ Ｃ＝　ａ　−＋　ｂ　　・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・（１）で表される。定数ａ
、ｂは、調整によって、ａ＝１、ｂ＝ｏとすることがで
き、式（１）は、Ｒ１ Ｃ＝□　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）となる。

波長λ１．λ２に対する反則率Ｒ１，Ｒｚを直接的にｆ
ｆ１ｌ＋定することはむずかしいので、次のような参照
光を用いた補正方式によって反射率１？１゜Ｒｚを求め
る。

即ら、光源からの波長λ４．λ２についての光の強度を
それぞれ１１．１２とすると、光源から群落に照射され
、群落によって反射された波長λ１゜λ２のサンプル光
の強度はそれぞれＲ＋ｘｌｌ。

ＲｚＸＩ２となる。一方、光源から直接に入射した波長
λ３．λ２についての参照光の強度はそれぞれ１．．１
．である。従って、 Ｒ２ＸＩｚ　　　Ｉｚ　　　Ｒｚ となり、この弐（３）から、反射率の比（ＲＩ／Ｒ１）
が求められる。この反射率の比（Ｒ１／Ｒ２）が判ると
、式（２）からクロロフィル濃度Ｃを求めることができ
る。

植物（稲）の波長λ−反射率Ｒの特性を第５図に示す。

この特性図において、実、腺１よりロロフィル濃度Ｃ＝
０．１８ｍｇ／ｃＩ１１の場合、破線はＣ＝　０．４９
＋ｗ／　ｃｌの場合、鎖線はＣ＝　０．７３■／　ｃＩ
ｄの場合である。

波長λと反射率Ｒとの関係において、クロロフィル２８
度Ｃの相違に応した反射率の変化が股も顕著になる波長
が５５０（ｎｍ）であり、クロロフィル濃度Ｃの相違に
もかかわらず反射率の変化が鰻も少ない波長が８００（
ｎ、ｍｌである。そこで、反射率Ｒ＋に対応する波長と
してλｌ＝　５５０　（ｎ　ｍ　）を採用し、反射率Ｒ
２に対応する波長としてλ２＝８００（ｎｍ）を採用す
る。

尖犯炭 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明の実施例に係る群落のクロロフィル濃度
測定装置の概略構成図である。

第１図において、１はレンズからなるサンプル光の測光
光学系、２はハーフミラ−５３はミラー、４はファイン
ダ光学系、５は分岐ファイバ５ａ。

５ｂを有する二分岐オプティカルファイバ、６ａはλ１
””　５５０　Ｃｎ　ｍｌの波長成分を透過する第１フ
イルタ、６ｂはλ２＝　８００　Ｃｎ　ｍｌの波長成分
を１３遇する第２フイルタ、７ａ−ま第１フイルタ６ａ
に対向して設けられた第１受光素子、７ｂは第２フイル
タ６ｂに対向して設けられた第２受光素子である。二分
岐オプティカルファイバ５の旧・端面の中央は測光光学
系１の！４．点位置に配置されている。二分岐オプティ
力ルフ１イーノ侶の一方の分岐ファイバ５ａの後端面は
第１フイノＣり６ａに対向し、他方の分岐ファイバ５ｂ
の後端面は第２フイルタ６ｂに対向している。

以上がサンプル光受光部Ａを構成している。このサンプ
ル光受光部Ａは、その先軸が群ｉ　Ｇに向けてセットさ
れるものである。

また、８は白色拡散板、９ａはλ＋　＝　５５０　ｊｎ
ｍ〕の波長成分を透過する第３フイルタ、９ｂはλ２”
　８００　（ｎｍ）の波長成分を透過する第４フイルタ
、ｌｏａは第３フイルタ９ａに対向して設−すられた第
３受光素子、ＩＯｂは第４フイルタ９ｂに対向して設け
られた第４受光素子であり、以上が参照光受光部Ｂを構
成している。この参照光受光部Ｂは、クロロフィル）震
度の測定時において、その先軸が天空の任意の方向に向
けてセットされるものである。

第１受光素子１ａおよび第２受光素子Ｔｂｉよ、それぞ
れ第１光な変換回路１１ａ、第２充電変換回路１１ｂに
接続されている。第３受光素子１０ａ８よび第４受光素
子ｊｏｂは、それぞれ第３光電変喚回路１１　Ｃ、第４
光電変換回路ｌｉｄに接続されている。

第１ないし第４の光電変換回路１１ａ〜１１ｄ：ま、そ
れぞれアナログスイッチ１２ａ〜１２ｄを介して二重積
分方式のＡ／Ｄコンバータ１３に接続され、Ａ／Ｄコン
バータ１３はマイクロコンピュータ１４に接続されてい
る。マイクロコンピュータ１４には、ディスプレイ＝ｉ
１５．測光スイッチ１６が接続されている。なお、二点
鎖線で表した１７は、群落のクロロフィルを温度測定装
置の本体を示す。本体１７に対する測光光学系１．二分
岐オプティカルファイバ５゜サンプル光受光部Ａ、参照
光受光部Ｂおよび測光スイッチ１６の位置関係は図示の
とおりである。光電変換回路１１３〜１１ｄ、アナログ
スイッチ１２ａ〜１２ｄ、Ａ／Ｄコンバータ１３．マイ
クロコンビエータ１４およびディスプレイ装置１５は、
本体１７の外側において図示されているが実際に：！本
体１７の内部に凸装置さ牲て２ハる。なｆ３、ディスプ
レイ装五ｌ　５についてｉよ、ファインダ光学系４にお
いて視認、できる位置に配置する：工か、本体１７の外
部Ｑこ配置してもよい。

第２図は第１図の回路構成の一部分を詳細に示した回路
図である。

第２図に示すように、第１〜第４の光電変換回路１１ａ
〜ｌ］、ｄは、電流−電圧変換用のオペアンプＯＰ、〜
○Ｐ４によって構成されている。Ａ／Ｄコンバータ１３
は、積分回路１３ａ、オフセノトスイノ＋１８ａ、　抵
抗Ｒ＋　、逆積分スイッチ１８ｂ、コンパレーク１９か
ら構成されている。積分回路１３ａは、オペアンプＯＰ
、、積分コンデンサｃ１．リセ。

トスイノチ１８ｃから構成されている。

次に、この群落のクロロフィル？ノ：度測定装置の基本
的動作を説明する。

まず、サンプル光受光部Ａの先側１を群落Ｇに向けると
ともに、参照光受光部Ｂの光軸を天空の任意の方向に向
ける。

太ｔｉｓの光は、強度１　、、波長λ１＝５５０Ｃｎｍ
〕の波長成分るよび強度Ｉ２．波長λ、　＝　８００〔
ｎ　ｍ）の波長成分を含んでいる。この大陽光が群落Ｇ
に照射して反射される。λ、　　＝　５５０　（ｎｍｌ
の波長成分に対応した群落Ｇの反射率はＲ１であるから
、その反射光即ちサンプル光の強度はＲｌｘｉ、　とな
る。λ２＝　８００　（ｎｍ）の波長成分に対応した群
落Ｇの反射率はＲ２であるから、その反射光即ちサンプ
ル光の強度はＲ２ＸＩＺ　となる。

このサンプル光は測光光学系１を通って二分岐オプティ
カルファイバ５に入り、分岐ファイバ５ａ、５ｂを通っ
て第１フィルタ６ａ、第２フイルタ６ｂに入射する。入
射したサンプル光は、第１フイルタ６ａによってλ；＝
　５５０　（ｎ　ｍ）の波長成分のみが通過され、第２
フイルタ６ｂによってλ、　＝　８００　（ｎｍ）の波
長成分のみが透過される。

従って、第１受光素子７ａ、第２受光累子７ｂで受光さ
れ、第１光電変喚回路】１ａ、第２光ＴＬ変換回路１１
．ｂ、Ａ／Ｄコンバータ１３を介してマイクロコンピュ
ータ１４に入力されるデータの値はそれぞれＲＩ　Ｘｌ
ｌ　、Ｒｒ　Ｘｌｚとなる。

一方、群落Ｇに照射しているのと同し強度１１゜波長）
１　＝　５５０　（ｎｍｌの波長成分および強度１□。

波長λ２　＝　８００　Ｃｎ　ｍ）の波長成分を含んで
いる大陽光が参照光受光部Ｂに参照光として直接的に入
射される。即ち、λｌ＝　５５０　（ｎｍ）の波長成分
に対応した参照光の強度は１１　となり、λ２＝８００
（ｎｍ）の波長成分に対応した参照先の強度はＩ２とな
る。

この参照先は白色拡散板８によって拡散された後、第３
フィルタ９ａ、第４フイルタ９ｂに入射する。参照先は
、第３フイルタ９ａによってλ。

＝５５０（ｎｒｒ＋〕の波長成分のみが透過され、第４
フイルタ９ｂによってλｚ　＝　８００　Ｃｎｍ）の波
長成分のみがＩ３遇される。

従って、第３受光素子１０，１．第４受光素子１ｏｂで
受光され、第３光電変換回路１１ｃ、第・を光電変換回
路１］ｄ、ＡＩＤコンバータ１３を介してマイクロコン
ピュータ１４に人力されるデータの値はそｔしぞれ１１
．Ｉｚ　となる。

マイクロコンピュータ１４は、入力した４つのデータ（
ＲＩ　　Ｘ１１　）、　　（Ｒｚ　　ｘｌ、）、１１　
、＋２に基づいて、式（３）による演算によって反射率
の比（Ｒｊ／Ｒｚ）を算出する。そして、反射率の比（
Ｒ，／Ｒ１）に基づいて式（２）から群落Ｇの平均的な
りロロフィル濃度Ｃを算出する。ここで、弐ｆ２１．　
＋３１を再出してお（。

Ｒ１ Ｃ＝□　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）ＲｚＸＩ
ｚ　　　　１．　　　Ｒｚ 参照光受光部已において、第３受光素子１０ａ。

第４受光素子ｌＯｂに入射する光は、前もって白色拡散
板８によって拡散されているため、太陽Ｓの移動につれ
て大陽光の入射角度が変化しても、波長λＩ＝　５５０
　［ｎｍ］　、　　λｚ　”　８００　Ｃｎｍ〕の波長
成分の強度１１．１２には変り１がない。換言すれば、
参照光受光部Ｂを向ける方向を太陽Ｓに向かう方向とし
なくてもよく、参照光受光部Ｂが天空のどの方向を向い
ていてもよい。即ら、参１（へ光受光部Ｂの向きについ
て、何ら気をっかうことなくクロロフィル濃度Ｃの測定
作業を能率良く行うことができる。

そして、光源として大陽光を利用することができるため
、従来の葉緑素計のように作業者が圃場に入って葉の１
枚ずつに受光ヘッドを当てがってクロロフィル濃度を測
定するといった煩わしさから作業者を解放するできる。

即ち、１枚の葉ではなく群落Ｇをひとまとまりとしてそ
のクロロフィル濃度Ｃを測定できるとともに、圃場に入
ることなく遠隔的に測定できるため、作業能率を大幅に
向上することができる。しかも、測定するのは群落Ｇに
ついての平均的なりロロフィル）濃度Ｃであるから、デ
ータとして優れたものを迅速、容易に得ることができる
。

次に、Ａ／Ｄコンバータ１３の詳しい動作を第３図のタ
イムチャートに基づいて説明する。

オフセット月間ｔ１〜Ｌ３においては、アナログスイッ
チ１２ａ〜１２ｄの駆動信号Ｐ、−Ｐ４のすべてが“Ｌ
°レレベである。

オフセット期間ｔ、−％−Ｌ、のうち時刻ｔ、ｘｊｚの
期間において、オフセット（３号Ｑ１．リセット信号Ｑ
３を“Ｌ°レレベにする。この月間では逆積分信号Ｑ２
も“し”レベルとなっている。時刻Ｌ１でリセット信号
Ｑ３が“Ｌ”レベルとなることによって積分コンデンサ
ＣＩにオフモノｌ−電Ｑが逆極性で充電され、積分回路
１３ａの出力Ｖｌが直線的に降下していく。この出力Ｖ
１３は０［■］未満であるため、コンパレータ１９の出
力は“Ｌ”レベルとなる。

時刻ｔ２において、オフセット信号Ｑ、および逆積分信
号Ｑ２を“Ｈ”レベルにする。これによって、逆積分ス
イッチ１８ｂが○Ｎし、積分コンデンサＣ１の充電電荷
が図示しない定電流回路を介して放出される。即ち、積
分コンデンサＣ１に正極性の充電が行われ、積分回路１
３ａの出力Ｖ　ｌ　ｆｆが直線的に上昇していく。しか
し、時刻Ｌ３まで：まその出力ｖ１１が依然としてＯ：
ｖ〕未満であるため、コンパレーク１９の出力は“Ｌ”
レベルを保つ。

時刻Ｌ３において、積分回路＋３ａの出力Ｖｌ’ｌが０
　（■〕に達すると、コンパレータ１９の出力が′Ｈ”
レベルに切り（典わる。時刻（４において、リセット信
号Ｑ、が“Ｈ”レベルとなると、リセットスイッチ１８
ｃがＯＮ　Ｌ／、積分コンデンサＣ１の充電電荷が急速
放電され、積分回路＋３ａの出力Ｖｌｆｆが０　〔Ｖ〕
となるが、０　〔■］未満ではないタメコンパレータ１
９の出力がＨ”レベルの状態は維持される。マイクロコ
ンピュータ１４はＮ逆積分信号Ｑ２を“Ｈ”レベルとし
た時刻Ｌ２からコンパレーク１９の出力が１（”レベル
となる時刻も３までの期間Ｔ０に相当するデータをオフ
セットとしてメモ“）する。

時刻ｔ５において、リセット信号Ｑ３が“Ｌ”レベルと
なりリセットスイッチ１８ＣがＯＦＦするととともに、
駆動信号Ｐ、が”Ｈ°レレベとなって第１アナログスイ
ツチ＋２ａがＯＮＬ、第１光電変喚回路１１ａの出力（
ＲＩＸｌｌ）がＡ／Ｄコンバータ１３に入力される。リ
セットスイッチ１８ＣのＯＦＦによって積分回路１３ａ
の出力Ｖｌｌが０　〔■〕から降下し始めるためコンパ
レータ１９の出力が“し”レベルとなる。この積分回路
１３ａの出力Ｖ１３の降下率は第１光電変換回路１１ａ
の出力（Ｒ。

×１１）に比例する。

時６１１　（、：こおいて、第１アナログスイツチ１２
ａ↓こ対する駆動信号Ｐ１が“Ｉ−”レベルになるとと
もに、逆積分信号Ｑ２が“Ｈ”レベルとなり、これによ
って、逆積分スイッチ＋８ｂがＯＮＬ、積分コンデンサ
Ｃ１の充電ＴＭ、荷が一定割合で放出され、積分回路１
３ａの出力■１ユが直線的に上昇していく。

しかし、時刻Ｌ７まではその出力Ｖｌｌが依然として０
　〔■）未満であるため、コンパレータ１９の出力は“
Ｌ°レレベを保つ。時刻【７において、積分回路１３ａ
の出力が０　〔■］に達し、コンパレータ１９の出力が
“Ｈ”レベルに切り換わる。時刻ｔ８において、リセッ
ト信号Ｑ３が“ト（”レベルとなると、リセットスイッ
チ１８ｃがＯＮＬ、、積分コンデンサＣ１の充電電荷が
９．速放電され、積分回路１３′ａの出力■ｌ、が０　
〔■）となるが、０　（■）未満ではないためコンパレ
ータ１９の出力が“＋−＋”レベルの状態は維持される
。マイクロコンピュータ１４は、逆積分信号Ｑ２を“Ｈ
’“レベルとした時刻Ｌ６からコンパレータ１９の出力
が“Ｈ”レベルとなる時刻Ｌ７までの期間Ｔ、からオフ
セットに（目当する期間Ｔ。を減算した１ＩＪＩ間（Ｔ
、−Ｔ、）に相当するデータを第１光電変ＩＡ回路１１
ａの出力（ＲＩＸｌｌ）　としてメモリする。

同様にして、時刻り、〜ｔｏｏの期間において、駆動信
号Ｐ２が“１］“レベルとなって第２アナログスイツチ
１２ｂがＯＮＬ、第２光電変換回路１１ｂの出力（Ｒｚ
ＸＩｚ）がＡ／Ｄコンバータ１３に入力される。そして
、積分回路１３ａの出力Ｖｌｌが０〔■〕から降下し始
めるためコンパレータ１９の出力めげＬ”レベルとなる
。この積分回路＋３２の出力Ｖｌｆｆの降下率は第２光
電変換回路１１ｂの出力（ＲＺＸＩ２）に比例する。

時刻ｔｌｌにおいて、コンパレータ１９の出力が“Ｉ］
”レベルに切り換わる。マイクロコンピュータ１４は、
逆積分信号Ｑ２を”Ｉ（”レベルとした時刻ｔ　＋。か
らコンパレーク１９の出）ｊが“ｌ（”レベルとなる時
刻ｔｌｌまでの期間Ｔ２からオフセントに相当する期間
Ｔ０を減算した期間（Ｔ２−Ｔｏ　）に相当するデータ
を第２光電変喚回路１１ｂの出力（Ｒｚ　　×Ｉｚ）と
してメモリする。

同様にして、時刻Ｌ１３〜（１４の期間において、駆動
信号Ｐ、が“Ｈ°レベルとなって第３アナログスイツチ
１２ｃがＯＮＬ、第３光電変換回路１１Ｃの出力］、が
Ａ／Ｄコンバータ１３に入力される。

そして、マイクロコンピュータ１４は、逆積分信ＢＱ２
を′Ｈルベルとした時刻ｔ１４からコンパレータ１９の
出力が“Ｈ”レベルとなる時刻ｔｌｓまでの期間Ｔ３か
らオフセントに相当する期間Ｔ０を減算した期間（Ｔ３
−Ｔ、　）に相当するデータを第３光電変喚回路１１ｃ
の出力■１としてメモリする。

さらに、時刻ｔｉｔ〜ｔ’ｓの期間において、駆動信号
Ｐ４が′Ｈ”レベルとなって第４アナログスイ、チ１２
ｄがＯＮし、第４光電変換回路ｌｉｄの出力Ｉ２がＡ／
Ｄコンバータ１３に入力される。そして、マイクロコン
ピュータト１は、逆積分信号Ｑ２を”Ｈ”レベルとした
時刻ｔ１．からコンパレータ１９の出力が“Ｈ°レレベ
となる時刻Ｌ１９までの期間Ｔ４からオフセットに１目
当する期間Ｔ０を減算した期間（Ｔ、　−”ｒｏ　）に
相当するデータを第４光電変喚回路ｌｉｄの出力Ｉ２と
してメモリする。

ところで、先に、大陽光を白色拡散板８によって拡散し
ているため太陽Ｓの位置がどこであっても第３受光素子
１０ａ、第４受光素子１０ｂに入射するλ１”’　５５
０　ｒｎｍｌ　、　　λｔ　＝　８００　〔ｎ　ｍ）の
波長成分の強度１１．Ｉｚには変動がないと言ったが、
これには自ずと限界がある。即ち、夕暮時には太陽光が
低い角度から入射するため、その分光エネルギー分布が
変化する９ 具体的に説明すると、大陽光は、大気に含まれる０□、
　Ｎｚ　、　　Ｈ２、ＣＯ□による吸収、０２゜Ｎ　ｚ
　、　　ＣＯ２、Ｈ２０によるレーリー散乱、スモッグ
、ダスト、霧によるＭ　！　ｅ　ｉｉ）乱などを受ける
。

この吸収、散乱の程度は、太陽光が大気をａ遇する距離
によって変化する。その結果、波長λい　＝５５０（ｎ
ｍ３の波長成分の強度１１と波長！２＝８００（ｎｍ）
の波長成分の強度Ｉ２との比（１゜、／　Ｉ　ｚ　）が
大陽光の入射角度によって変化する。

強度比（＋、／Ｉ□）がどの程度変化するのかを実験に
よって確かめたところ（１１月実施）、第６図および第
７１Ｊに示す結果：’ｒ＜：’ｂ　；）れだ。

第６図は、参照光受光部Ｂの向きと強度比（ｊ。

／■２）との関係を時刻をパラメータとして表したもの
である。Ｏは太陽Ｓの位置を表す。第７図は、太陽Ｓが
位置する天頂角つまりは時刻と強度比（Ｉｔ　／Ｉｔ　
）との関係を参照光受光部Ｂの向きをパラメータとして
表したものである。Ｏ２よ真上に向けたとき、△は東側
へ４５度傾けたとき、×は西側に４５度傾けたときをそ
れぞれ表す。

前述のように、白色拡散板８の拡散効果によって、太陽
Ｓが天頂角−４０度〜＋４３度の範囲内に位置するとき
は、強度比（１，／１ｍ）は参照光受光部Ｂの向きのい
かんにかかわらず実質的に一定である。曇天のときを含
めて、強度比（（１／Ｉ□）が時刻によって殆ど変化し
ない範囲として下限α、上限βを設定することができる
。

第６図から午後４時頃には強度比（ＩＩ　／ｌ□）が参
照光受光部８の向きによって大幅に変化する。

この時刻では強度比（１，／ｌ□）が、α＜　ＩＩ　／
＋２　＜β の許容範囲から外れる。強度比（１，／Ｉ□）は、１日
における時刻によって変化するだけでなく、季節や天候
によっても変化する。

そして、強度比（［ｌ／＋２）が許容範囲〔α〜β〕か
ら外れたときは、群落Ｇのクロロフィル７；度Ｃの測定
値に誤差をもたらす。

本実施例では、この点も考慮して、マイクロコンピュー
タ１４による制御において、強度比（＋。

／Ｉ２）が許容範囲〔α〜β〕内にあるがどうかを判定
する構成をとっている。

即ち、マイクロコンピュータ１４は第４図のフローチャ
ートに示す動作を司るように構成されている。以下、こ
の動作を説明する。

測光スイッチ１６を○Ｎすると、割り込みがががりステ
ップ＃１からの動作を開始する。ステップ＃ｌで、アラ
ームモードであるかどうかを判定する。アラームモード
とは、強度Ｉオ、Ｉｚの参照光のみのデータを読み込む
状憬をいう。アラームモードでないときは、強度（Ｒ１
ｘｌ、）、　　（Ｒｚ×１２）のサンプル光および強度
＋＋、Ｉｚの参照先の双方のデータを読み込む。

白色拡散仮８の拡散効果によって通常は、アラームモー
ドとはならないから、ステップ＃２に移行し、Ａ／Ｄ：
ｌンバータ１３からλ、＝　５５０　（ｎｍｌの波長成
分のサンプル光の強度（Ｒ＋ｘ１１）、λ２　＝　８０
０１：ｎｍ）の波長成分のサンプル光の強度（Ｒ２ＸＩ
２）、λ、＝　５５０　（ｎｍ〕の波長成分の参照先の
強度］、ならびにλｚ　”　８００　（ｎｍ）の波長成
分の参照光の強度Ｉ２を時系列的に読み込む。この時系
列的な読み込みは、前述のように駆動信号ＰＩ　、　　
ＰＩ　、　　Ｐｚ　、　　Ｐｔ　１ｌｆｆ次的ニ”　Ｉ
＋　”レベルとすることによって行う。

次のステップ＃３で、強度比（１，／Ｉ２）が許容範囲
〔α〜β〕内にあるかどうか、即ち、ある向きに定めら
れた参照光受光部Ｂに入射している参照先の分光エネル
ギー分布が、群落Ｃに入射している大陽光の分光上ふル
ギー分布と等価であるかどうかを判定する。ＹＥＳと判
定したときは、ステップ＃４に移行し、式（３）の／Ｉ
ｉｉ算を実行して？１ｌ−ｉＪＧのクロロフィル４度Ｃ
を算出する。そして、ステップ＃５で、クロロフィル４
度Ｃをディスプレイ装置１５において表示する。

夕暮になったため等の理由によりステップ＃３において
ＮＯと判定したときは、ステ、プ＃７に移行し、ディス
プレイ装置１５においてアラーム表示を行う。即ち、参
照光受光部Ｂを太陽Ｓに向かう方向にセットし直す旨の
警告メツセージを表示する。次いで、ステップ＃８でア
ラームモードを指定した後、割り込みルーチンからメイ
ンルーチンに戻る。

アラーム表示を見た作業者は、参照光受光部Ｂを太陽Ｓ
の方向に向け、再度、測光スイッチ１６を０Ｎｉ−る。

この場合、ステップ＃１ではアラームモードであると判
定してステップ＃６に移行し、参照先についての強度１
＋、Ｉｚのみのデータを読み込み、ステップ＃３で参照
光受光部Ｂの向き変更した後の強度比（１，／＋２　）
が許容範囲〔α〜β〕内に入ったかどうかをＩ’ｌ＋定
する。ＹＥＳのときはステ、ブ＃４．＃５を実行してク
ロロフィル濃度Ｃをディスプレイ装置１５に表示する。

ＮＯの場合は参１１ｒ！光受光部Ｂが正しく太陽Ｓの方
向に向けられていないので、再び、ステップ＃７゜＃８
を実行する。

本実施例では、強度比（’＋／［ｚ）が許容範囲〔α〜
β］内にあるかどうかを判定するように購成しであるが
、使用の態様として、使用可能な時刻を決めるなどする
ことによって誤差のないクロロフィル７二度Ｃの測定が
できるから、前記の判定を行わない構成としたものも本
発明は実施例として含む。

１工限 本発明によれば、次の効果が発揮される。

光源として大陽光を１１１用し、群落からの反１１光と
太陽からの直接入射光のそれぞれの２波長成分に基づい
てクロロフィノＬ７７温度を測定するように構成しであ
るから、１枚の葉ではなく群落をひとまとまりとしてそ
のクロロフィル！温度を測定できろとともに、圃場に入
ることなく遠隔的に測定することができる。

しかも、参照光受光部に入射する太陽光を前もって白色
拡散仮によって１ＪＬｉ！！、！するため、太陽の（多
動につれて大陽光の入射角度が変化しても２波長酸分の
光量比は殆ど変化しないため、参照光受光部が天空のど
の方向を向いていてもよい。即ち、参照光受光部の向き
について、何ら気をつかう必要がない。

以上の相乗により、群落のクロロフィル濃度のθＩＩ定
の作業能率を大幅に向上することができる。

その上、１回の測定によって群落についての平均的なり
コロフィル４度を測定できるから、データとして価れた
ものを迅速、容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の実施例に係り第１図は群
落のクロロフィルｊ眉度測定袋匿の概略構成図、第２図
は第１図の回路構成の一部分を詳細に示した回路図、第
３図はＡ／Ｄコンバータの詳しい動作を説明するタイム
チャート、第４図はマイクロコンピュータの動作説明に
供するフローチャートである。第５図は植物（稲）の波
長−反射率の特性図、第６図は参照光受光部の向きと２
波長酸分の強度比との関係を示す特性図、第７図は太陽
位置と２波長酸分の強度比との関係を示す特性図である
。 Ａ・・・サンプル光受光部 Ｂ・・・参照光受光部 Ｇ・・・群落 Ｓ・・・太陽 ８・・・白色拡散板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）群落によって反射された太陽光をサンプル光とし
   て入射し、このサンプル光をクロロフィル濃度の変化に
   よって反射率が異なる波長成分とクロロフィル濃度の変
   化によっても反射率がほぼ一定になる波長成分とに分割
   してそれぞれを受光するサンプル光受光部と、 直接太陽光を入射して前記と同一の２種の波長成分に分
   割し、それぞれを受光する参照光受光部と、 前記サンプル光受光部からの２波長成分についての出力
   と前記参照光受光部からの２波長成分についての出力と
   に基づいて群落のクロロフィル濃度を算出する演算手段 とを備え、かつ、 前記参照光受光部の入光部に白色拡散板を備えているこ
   とを特徴とする群落のクロロフィル濃度測定装置。
2. （２）前記参照光受光部によって受光された２波長成分
   の光量比が所定範囲から外れたときに動作して前記参照
   光受光部を太陽の方向に向ける旨を警告する手段を付帯
   している特許請求の範囲第（１）項記載の群落のクロロ
   フィル濃度測定装置。