WO2024063034A1 - 植物センサ - Google Patents

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WO2024063034A1
WO2024063034A1 PCT/JP2023/033817 JP2023033817W WO2024063034A1 WO 2024063034 A1 WO2024063034 A1 WO 2024063034A1 JP 2023033817 W JP2023033817 W JP 2023033817W WO 2024063034 A1 WO2024063034 A1 WO 2024063034A1
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WO
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light
measurement light
wavelength
reflected
measurement
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/033817
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English (en)
French (fr)
Inventor
太一 湯浅
Original Assignee
株式会社トプコン
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Publication date
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00—Botany in general
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration

Definitions

  • the present invention relates to a plant sensor that irradiates agricultural crops with measurement light and analyzes the reflected light to measure the growth status of the crops.
  • Detecting the growth status of plants, especially agricultural crops, is important in agricultural production management.
  • plants are irradiated with detection light diffused in one direction, and the growth state of the plants is detected based on the detection light reflected from the leaves of the plants.
  • the reflected detection light also included reflected detection light from soil other than plant leaves, so the detection results contained noise.
  • noise such as reflected detection light from the soil can be removed and detection accuracy can be improved. is also being carried out.
  • the present invention provides a plant sensor that reduces the number of parts and costs.
  • the present invention provides a first light emitting section that emits a first measurement light including a first wavelength band at a predetermined spread angle, and a second light emitting section that emits a second measurement light including a second wavelength band at a predetermined spread angle. and at least one light receiving unit that receives the first reflected measurement light and the second reflected measurement light from the measurement target, and the first wavelength band and the second wavelength band from at least one of each measurement light and each reflected measurement light.
  • the wavelength selection member has a wavelength selection member that extracts
  • a plant sensor configured to have a wavelength selective film formed on at least one of the surfaces thereof, the wavelength selective film having a concave portion whose film thickness increases in response to an increase in the incident angle of each measurement light or each reflected measurement light with respect to the wavelength selection member. This is related.
  • the present invention relates to a plant sensor in which the film thickness of the recess is set so that the transmitted wavelength is constant or substantially constant regardless of the incident angle of each measurement light or each reflected measurement light with respect to the recess. .
  • the wavelength selection member is arranged on the optical path of each measurement light so as to be orthogonal to the optical axis of each measurement light, and each measurement light selects each wavelength with the incident angle being rotationally symmetrical.
  • the present invention relates to a plant sensor configured to be incident on a selection member.
  • the present invention provides a deflection optical member provided on a common optical path of the first light emitting section and the second light emitting section, the deflection optical member transmitting one of the measurement lights transmitted through each wavelength selection member,
  • the present invention relates to a plant sensor configured to deflect the measuring light so that its optical axis coincides with the measuring light that is transmitted through the other side.
  • the present invention provides a deflection optical member that deflects the optical axis of the first measurement light to match the optical axis of the second measurement light on a common optical path of the first light emission section and the second light emission section.
  • the wavelength selection member is arranged to be perpendicular to the optical axis of the second measurement light, and each measurement light is configured to coaxially enter the wavelength selection member with the incident angles being rotationally symmetrical. This relates to a plant sensor.
  • the present invention also relates to a plant sensor configured such that the wavelength selection member is on the optical path of each reflected measurement light, is arranged perpendicular to the optical axis of each reflected measurement light, and each reflected measurement light is incident on the wavelength selection member with an incident angle that is rotationally symmetric.
  • the present invention includes a first light receiving section that receives the first reflected measurement light, and a second light receiving section that receives the second reflected measurement light, and the wavelength selection member selects a wavelength of each reflected measurement light.
  • a plant sensor arranged on the optical path and perpendicular to the optical axis of each reflected measurement light, and configured such that each reflected measurement light enters each wavelength selection member with the angle of incidence rotationally symmetrical. This is related to.
  • the first light emitting section emits the first measurement light including the first wavelength band at a predetermined spread angle
  • the second light emitting section emits the second measurement light including the second wavelength band at a predetermined spread angle.
  • a light-emitting section at least one light-receiving section that receives a first reflected measurement light and a second reflected measurement light from a measurement object
  • the wavelength selection member includes a wavelength selection member that extracts a wavelength band, and a control unit that calculates the growth status of the measurement target based on the light intensity of each measurement light and the received light amount of each reflected measurement light, and the wavelength selection member is configured to and a wavelength selection film having a concave portion whose film thickness increases in response to an increase in the incident angle of each measurement light or each reflected measurement light with respect to the wavelength selection member is formed on at least one of the exit surfaces.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of use of a plant sensor according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a plant sensor according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a side sectional view illustrating the wavelength selection member according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4(A) is a graph illustrating the transmitted wavelength for each incident angle in a wavelength selection member with a constant film thickness
  • FIG. 4(B) is a graph illustrating the wavelength selection member according to the first embodiment of the present invention.
  • 2 is a graph illustrating the transmission wavelength for each incident angle at FIG.
  • FIG. 5 is a graph illustrating a curve showing the gradient of film thickness from the center of the recessed portion of the wavelength selection member to the outer periphery.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a plant sensor according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a plant sensor according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic diagram of a plant sensor according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of a plant sensor according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 schematically shows a plant sensor according to a first embodiment of the present invention.
  • 1 indicates a plant sensor held in the hand of a worker.
  • the plant sensor 1 alternately irradiates a measurement object 3 such as a field (for example, agricultural products) with a laser beam (measurement light 2) of two wavelengths. Further, the plant sensor 1 detects the amount of light received for each wavelength of the measurement light 2 (reflected measurement light 4) reflected by the measurement object 3, and measures the reflectance for each wavelength from each amount of received light.
  • a measurement object 3 such as a field (for example, agricultural products) with a laser beam (measurement light 2) of two wavelengths.
  • the plant sensor 1 detects the amount of light received for each wavelength of the measurement light 2 (reflected measurement light 4) reflected by the measurement object 3, and measures the reflectance for each wavelength from each amount of received light.
  • the measurement light 2 two types of measurement light with different wavelengths are emitted from the plant sensor 1, and the two types of measurement light are collectively referred to as the measurement light 2.
  • the measurement light 2 two types of measurement light are reflected on the measurement object 3, and the two types of reflected measurement light are collectively referred to as the reflected measurement light 4.
  • the plant sensor 1 can measure the growth status of the measurement target 3 based on the reflectance of each wavelength at the irradiation position of the measurement light 2.
  • the measurement light 2 there are 735 nm as the first measurement wavelength band and 808 nm as the second wavelength band.
  • the first measurement light 2a having a wavelength near 735 nm, which is the first wavelength band (wavelength in a predetermined range centered around 735 nm)
  • the measurement light 2 if the measurement target 3 contains nitrogen, Although reflected by the measurement object 3, the amount of reflected measurement light 4 does not change regardless of the nitrogen content.
  • the measurement target 3 may contain nitrogen. It is known that the reflectance varies depending on the content of nitrogen, and that the amount of reflected light increases as the content increases.
  • the leaves of crops contain nitrogen, and when the growth conditions are good, the nitrogen content is high, and when the growth conditions are poor, the nitrogen content is low.
  • soil may also contain nitrogen, but the reflectance of soil and leaves is significantly different (the reflectance of soil is significantly lower). Therefore, by comparing only the amount of reflected light without limiting the wavelength, it is possible to determine whether the reflection is from the soil or from the leaves. By removing the reflected measurement light 4 that has been determined to be reflected from the soil, noise can be reduced. Can be removed.
  • the measurement light 2 is alternately irradiated with the first measurement light 2a having a wavelength around 735 nm and the second measurement light 2b having a wavelength around 808 nm. That is, the first measurement light 2a and the second measurement light 2b are irradiated on the same or substantially the same optical axis, and are irradiated to the same or substantially the same irradiation range.
  • the amount of reflected light of the reflected measurement light 4 changes under the influence of the condition of the reflective surface, such as whether the reflective surface is clean or dirty.
  • the measurement light 2 of two wavelengths is irradiated to the same point on the reflection surface, the measurement light 2 of each wavelength is affected by the state of the reflection surface in the same way.
  • the nitrogen content ratio of the measurement object 3 can be determined. If the nitrogen content ratio of the leaves of the crop corresponding to the growth condition is obtained in advance, the growth condition of the crop to be measured 3 can be determined.
  • the plant sensor 1 may have a built-in inclination sensor that detects the inclination of the plant sensor 1.
  • the inclination of the plant sensor 1 with respect to the horizontal (or vertical) can be detected based on the detection result of the inclination sensor.
  • FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of the plant sensor 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the plant sensor 1 includes a first light emitting section 5, a second light emitting section 6, a light receiving section 7, a first wavelength selection member 8, a second wavelength selection member 9, a control section 11, a storage section 12, a display section 13, and an operation section. 14, and each component is housed in a housing 15. Further, a window portion 16 having a predetermined opening area is formed in the housing 15.
  • the first light emitting unit 5 has a first measurement light source 17 and a first light amount sensor 18.
  • the first measurement light source 17 is an LED light source
  • the first measurement light source 17 is a first measurement light source having a first wavelength band, that is, a predetermined wavelength range including a wavelength around 735 nm, on the first projection optical axis 19 at a predetermined spread angle, for example, ⁇ 25°. It is configured to irradiate light 21.
  • the first light amount sensor 18 is, for example, a photodiode (PD), and receives a part of the first measurement light 21 emitted from the first measurement light source 17, and detects the amount of light emitted from the first measurement light source 17. is configured so that it can be detected in real time. The amount of light detected by the first light amount sensor 18 is transmitted to the controller 11 in real time.
  • PD photodiode
  • the second light emitting section 6 has a second measurement light source 22 and a second light amount sensor 23.
  • the second measurement light source 22 is an LED light source
  • the second measurement light source 22 has a second wavelength band on the second projection optical axis 24 at a predetermined spread angle, for example, ⁇ 25°, that is, a second measurement in a predetermined wavelength range including a wavelength around 808 nm. It is configured to irradiate light 25.
  • the second light amount sensor 23 is, for example, a photodiode (PD), and receives a part of the second measurement light 25 emitted from the second measurement light source 22, and detects the amount of light emitted from the second measurement light source 22. is configured so that it can be detected in real time. The amount of light detected by the second light amount sensor 23 is transmitted to the control unit 11 in real time.
  • PD photodiode
  • the light receiving section 7 is a light receiving element provided on the light receiving optical axis 26, such as a photodiode (PD) or an avalanche photodiode (APD). Further, the light receiving section 7 is capable of detecting the amounts of the first reflected measuring light 4a and the second reflected measuring light 4b that are incident along the light receiving optical axis 26, respectively. The amounts of the first reflected measurement light 4a and the second reflected measurement light 4b detected by the light receiving section 7 are each transmitted to the control section 11 in real time as received light amount data.
  • PD photodiode
  • APD avalanche photodiode
  • the first wavelength selection member 8 is disposed on the optical path of the first measurement light 21 so as to be perpendicular to the first light projection optical axis 19, and all of the first measurement light 21 is directed to the first wavelength selection member. 8. That is, the angle of incidence of the first measurement light 21 on the first wavelength selection member 8 is rotationally symmetrical. Further, the first wavelength selection member 8 includes, for example, a bandpass filter, and has an optical property of transmitting light with a wavelength around 735 nm and blocking light with other wavelengths.
  • the second wavelength selection member 9 is disposed on the optical path of the second measurement light 25 so as to be orthogonal to the second light projection optical axis 24, and all of the second measurement light 25 is directed to the second wavelength selection member. 9. That is, the angle of incidence of the second measurement light 25 on the second wavelength selection member 9 is rotationally symmetrical. Further, the second wavelength selection member 9 includes, for example, a bandpass filter, and has an optical property of transmitting light with a wavelength around 808 nm and blocking light with other wavelengths.
  • the control unit 11 executes various programs stored in the storage unit 12, which will be described later. Thereby, the control section 11 controls the light emission of the first measurement light source 17 and the second measurement light source 22, and also controls the reflected measurement light 4 received by the light receiving section 7 (the first reflected measurement light 4a). , controls the process of measuring the growth condition of the measurement object 3 based on the second reflected measurement light 4b).
  • the storage unit 12 stores a sequence for activating the first measurement light source 17 and the second measurement light source 22 to alternately irradiate the measurement object 3 with the first measurement light 2a and the second measurement light 2b.
  • program a determination program for determining the growth state of the measurement target 3 based on the received light amount data, a noise removal program for removing noise data from the received light amount data, fertilizer according to the growth state of the measurement target 3 A calculation program, etc. for calculating the amount of spraying is stored.
  • the noise removal program includes thresholds necessary for noise determination, such as thresholds related to the amount of received light.
  • the storage unit 12 stores the nitrogen content ratio of leaves corresponding to the growth condition of the measurement target 3, which is an agricultural product, and the ratio of the first measurement light 2a in the first measurement light 21. and the ratio of the second measurement light 2b in the second measurement light 25 are stored.
  • FIG. 3 shows the first wavelength selection member 8. Note that since the first wavelength selection member 8 and the second wavelength selection member 9 have the same configuration, the first wavelength selection member 8 will be described below, and the description of the second wavelength selection member 9 will be explained below. omitted.
  • the first wavelength selection member 8 includes a disk-shaped glass plate 27 and a wavelength selection film 28 formed on both the incident surface and the exit surface of the glass plate 27.
  • the first wavelength selection member 8 is arranged so that the beam diameter (effective diameter) is 13 mm.
  • FIG. 4(B) is a graph showing the optical characteristics of the wavelength selection film 28 according to the first example of the present invention.
  • the wavelength selection film 28 is a bandpass filter that selectively transmits wavelengths around 735 nm.
  • the transmitted wavelength of a band-pass filter shifts depending on the angle of incidence on the band-pass filter.
  • FIG. 4(A) when the thickness of the wavelength selection film 28 is constant from the center to the outer periphery, there is a case where the first measurement light 21 is incident at an incident angle of 0°; The transmitted wavelength is different from the case where the first measurement light 21 is incident at an angle of 25°. That is, the wavelength selective film 28 has a shorter transmission wavelength when the incident angle is 25° (dashed line in FIG. 4(A)) than when the incident angle is 0° (solid line in FIG. 4(A)). It shifts to the side by about 17 nm.
  • the thickness of the wavelength selection film 28 is increased in response to an increase in the angle of incidence of the first measurement light 21, and regardless of the angle of incidence of the first measurement light 21,
  • the thickness of the wavelength selection film 28 is set so that the transmitted wavelength is constant or substantially constant.
  • the broken line in the case of an incident angle of 25°
  • the solid line in the case of an incident angle of 0°
  • it is different from the solid line. It matches or almost matches the broken line.
  • the wavelength selection film 28 is centered around the first light projection optical axis 19, and has a small film thickness toward the center and increases in film thickness concentrically toward the outer circumference.
  • a recess 29 having a bowl-shaped concave curved surface is formed.
  • the outer diameter of the recess 29 matches or is slightly larger than the diameter of the light beam when the first measurement light 21 enters the wavelength selection film 28 and exits from the wavelength selection film 28. . That is, the recess 29 of the wavelength selection film 28 on the incident side has a smaller outer diameter than the recess 29 of the wavelength selection film 28 on the exit side.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the radial position of the recess 29 and the film thickness.
  • a curve 31 in FIG. 5 is a curve showing the gradient of the film thickness of the recess 29, and is configured so that the film thickness gradually increases concentrically from the center toward the outer periphery and draws a downwardly convex curve. be done.
  • the shape of the curve 31 varies depending on the spread angle of the first measurement light 21, the maximum angle of incidence on the wavelength selection film 28, and the effective diameter.
  • the shape of the curve 31 is always a downward convex curve with respect to a straight line connecting the center and the outer periphery of the wavelength selection film 28.
  • the curve 31 can be defined, for example, as a polynomial of degree two or lower.
  • the shape of the curve 31 is different between the recess 29 on the entrance side and the recess 29 on the exit side. It's different.
  • the second wavelength selection member 9 also has a wavelength selection film 32 and a recess 33 formed therein.
  • the wavelength selection film 32 is a bandpass filter that selectively transmits light having a wavelength around 808 nm.
  • the wavelength selection film 32 and the recess 33 have the same configuration as the wavelength selection film 28 and the recess 29 except for the transmission wavelength.
  • the display section 13 displays the measurement result of the measurement object 3, that is, the nitrogen content ratio of the measurement object 3 in the range irradiated with the measurement light 2. For example, the information is displayed in different colors depending on the nitrogen content ratio. Alternatively, the amount of fertilizer applied to the measurement object 3 is displayed based on the measurement results.
  • the operation unit 14 is capable of starting and stopping measurement of the measurement target 3. Note that by using a touch panel as the display section 13, the display section 13 and the operation section 14 can be used together. In this case, the operation section 14 can be omitted.
  • the control unit 11 controls the first measurement light source 17 and the second measurement light source 22.
  • the first measurement light 21 and the second measurement light 25 are alternately emitted in pulses.
  • the first measurement light 21 enters the first wavelength selection member 8 while being diffused at a predetermined spread angle on the first projection optical axis 19. Further, the light intensity of the first measurement light 21 is detected in real time by the first light intensity sensor 18, and the detection result is output to the control section 11.
  • the first wavelength selection member 8 transmits only the first measurement light 2a having a wavelength in the first wavelength band, that is, around 735 nm, and blocks the first measurement light 21 having other wavelengths.
  • the first measurement light 2a that has passed through the first wavelength selection member 8 is irradiated onto the measurement object 3 through the window 16.
  • the thickness of the wavelength selection film 28 changes depending on the angle of incidence of the first measurement light 2a, regardless of the angle of incidence with respect to the wavelength selection film 28, Only the first measurement light 2a passes through the wavelength selection film 28.
  • the distance from the plant sensor 1 to the measurement object 3 is selected within a range of, for example, 50 cm to 5 m. Further, the irradiation area of the measurement light 2 on the measurement object 3 is, for example, ⁇ 30 cm when the distance to the measurement object 3 is 1 m.
  • the first measurement light 2a is reflected at a predetermined reflectance based on the nitrogen content ratio of the measurement object 3, and the first reflected measurement light 4a is received by the light receiving section 7 through the window section 16. .
  • the light receiving section 7 outputs the received amount of the first reflected measurement light 4a to the control section 11.
  • the second measurement light 25 enters the second wavelength selection member 9 while being diffused on the second projection optical axis 24 at a predetermined spread angle. Further, the light intensity of the second measurement light 25 is detected in real time by the second light intensity sensor 23, and the detection result is output to the control section 11.
  • the second wavelength selection member 9 transmits only the second measurement light 2b having a wavelength in the second wavelength band, that is, around 808 nm, and blocks the second measurement light 25 having other wavelengths.
  • the second measurement light 2b transmitted through the second wavelength selection member 9 is irradiated onto the measurement object 3 through the window 16.
  • the wavelength selection film 32 since the thickness of the wavelength selection film 32 changes depending on the angle of incidence of the second measurement light 2b, the wavelength selection film 32 has a thickness that varies depending on the angle of incidence of the second measurement light 2b. Only the second measurement light 2b is transmitted through the wavelength selection film 32.
  • the second measurement light 2b is reflected at a predetermined reflectance based on the nitrogen content ratio of the measurement object 3, and the second reflected measurement light 4b is received by the light receiving section 7 through the window section 16. .
  • the light receiving section 7 outputs the received amount of the second reflected measurement light 4b to the control section 11.
  • the light receiving section 7 alternately receives the first reflected measurement light 4a and the second reflected measurement light 4b, and alternately transmits each received light amount data to the control section 11.
  • the control unit 11 controls the light intensity of the first measurement light 21 input from the first light intensity sensor 18, the light intensity of the second measurement light 25 input from the second light intensity sensor 23, and the first measurement light intensity.
  • the nitrogen content ratio of the measurement object 3 is calculated based on the amount of the second reflected measurement light 4b received.
  • control unit 11 compares the nitrogen content ratio of the leaves of the measurement target 3 corresponding to the growth status obtained in advance with the calculated content ratio, and determines the growth status of the measurement target 3 based on the comparison result. At the same time, the growth status is displayed on the display section 13. Further, the control unit 11 calculates the amount of fertilizer required for the measurement target 3 based on the content ratio, and displays the calculation result on the display unit 13.
  • the measurement light 2 is irradiated onto the measurement object 3 again, and the measurement is executed. The above process is repeated until measurement of the entire desired measurement range is completed.
  • the wavelength selection film 28 of the first wavelength selection member 8 and the wavelength selection film 32 of the second wavelength selection member 9 It is configured to increase the film thickness in response to an increase in the incident angle of the second measurement light 25.
  • the wavelength selection film 28 and the wavelength selection film 32 transmit the first measurement light 21 and the second measurement light 25 regardless of the angle of incidence.
  • the wavelengths of the first measurement light 2a and the second measurement light 2b can be made constant.
  • the transmission wavelength is constant, it is possible to use a bandpass filter with a narrow range of transmission wavelengths, so that a sufficient amount of light can be ensured for the first measurement light 2a and the second measurement light 2b, and the Loss in the amount of light of the first measurement light 21 and the second measurement light 25 can be suppressed. Further, by using measurement light in a narrow range centered on the first wavelength band and the second wavelength band, measurement accuracy can be improved.
  • the first measurement light 21 and the second measurement light 21 do not need to be aligned.
  • a lens for converting the measurement light 25 into a parallel light beam is not required, and the number of parts and size can be reduced, and manufacturing costs can be reduced.
  • the plant sensor 1 is made portable, and the operator points the plant sensor 1 directly at the measurement target 3 to measure the growth status of the measurement target 3.
  • the plant sensor 1 may be mounted on a moving body such as a tractor or a UAV, and the growth status of the measurement target 3 may be measured by remote control.
  • a position measuring device such as a GNSS device is provided on the moving body, and the measurement position when the measurement target 3 is measured is obtained, so that a map of the growth status of the measurement target 3 can be created, making it possible to carry out measurements even if the measurement target 3 is located over a wide area.
  • the transmission wavelengths of the wavelength selection film 28 and the wavelength selection film 32 also change depending on the temperature. Therefore, by controlling the light emission of the first measurement light source 17 and the second measurement light source 22, the shift in the transmission wavelength caused by the temperature of the first measurement light source 17 and the second measurement light source 22 can be suppressed, and the measurement accuracy can be improved.
  • a temperature sensor capable of detecting the temperatures of the first measurement light source 17 and the second measurement light source 22 and the temperature outside the plant sensor 1 is provided, and the shift amount of the transmission wavelength is calculated based on the detection results of the temperature sensor.
  • the measurement results may be corrected based on the calculated shift amount.
  • the first wavelength selection member 8 is formed by the glass plate 27 and the wavelength selection film 28 provided on both the incident surface and the exit surface of the glass plate 27.
  • the first wavelength selection member 8 may be formed by the glass plate 27 and the wavelength selection film 28 provided on either the entrance surface or the exit surface of the glass plate 27.
  • the second wavelength selection member 9 may be formed by providing the wavelength selection film 32 on either the entrance surface or the exit surface of a glass plate (not shown). good.
  • the window portion 16 may be made of a material that absorbs external light, such as colored glass that absorbs wavelengths in the visible region, or a reflective film may be deposited on the window portion 16. Thereby, it is possible to suppress the incidence of external light on the light receiving section 7, and it is possible to improve measurement accuracy.
  • the first light amount sensor 18 is provided near the first measurement light source 17, and the second light amount sensor 23 is provided near the second measurement light source 22.
  • the first measuring light 2a and the second measuring light 2b are respectively irradiated onto a target having reflective properties or diffuse reflective properties, and the amount of each of the first reflected measuring light 4a and the second reflected measuring light 4b received at that time. may be obtained in advance. In this case, the first light amount sensor 18 and the second light amount sensor 23 can be omitted.
  • the first measuring light 2a and the second measuring light 2b, and the first reflected measuring light 4a and the second reflected measuring light 4b both pass through the window portion 16.
  • the window portion through which the first measuring light 2a and the second measuring light 2b pass, and the window portion through which the first reflected measuring light 4a and the second reflected measuring light 4b pass may be separate members. By separating the window, it is possible to prevent the first measurement light 2a and the second measurement light 2b (stray light) reflected by the window from being received by the light receiving section 7, thereby improving measurement accuracy. can be improved.
  • FIG. 6 the same parts as those in FIG. 2 are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.
  • the first light-emitting unit 5 and the second light-emitting unit 6 are provided so that the first light-projecting optical axis 19 and the second light-projecting optical axis 24 are perpendicular to each other.
  • a deflection optical member 35 is provided at the intersection of the first light-projecting optical axis 19 and the second light-projecting optical axis 24, on the common optical path of the first light-emitting unit 5 and the second light-emitting unit 6.
  • a first wavelength selection member 8 is disposed between the first light emitting unit 5 and the deflection optical member 35, and the first measurement light 21 is directed to the first wavelength selection member with the incident angle being rotationally symmetrical.
  • a second wavelength selection member 9 is disposed between the second light emitting unit 6 and the deflection optical member 35, and the second measurement light 25 emitted alternately with the first measurement light 21 has an incident angle rotated. It is configured so that it enters the second wavelength selection member 9 in a symmetrical state.
  • the deflection optical member 35 is, for example, a glass plate provided with a dichroic filter on its surface, and has an optical property of transmitting light in the second wavelength band, that is, a wavelength around 808 nm, and reflecting light of other wavelengths. are doing.
  • the deflection optical member 35 may have an optical property of transmitting light with a wavelength in the first wavelength band, that is, around 735 nm, and reflecting light with other wavelengths. That is, the first light emitting section 5 may be arranged on the transmission side of the deflection optical member 35, and the second light emission section 6 may be arranged on the reflection side of the deflection optical member 35.
  • the second measurement light 2b emitted from the second measurement light source 22 and transmitted through the second wavelength selection member 9 is transmitted through the deflection optical member 35.
  • the first measurement light 2a emitted from the first measurement light source 17 and transmitted through the first wavelength selection member 8 is divided into the first light projection optical axis 19 and the second light projection optical axis by the deflection optical member 35. 24 are deflected at right angles so that they coincide with each other.
  • the first measurement light 21 including the first wavelength band irradiated toward the measurement object 3 passes through the first wavelength selection member 8, that is, the recess 29.
  • the first wavelength selection member 8 that is, the recess 29.
  • the second measurement light 25 including the second wavelength band irradiated toward the measurement object 3 is transmitted through the second wavelength selection member 9, that is, the recess 33, and the second measurement light 25 includes the second wavelength band. Only the second measurement light 2b is extracted, and after passing through the deflection optical member 35, it is irradiated onto the measurement object 3 through the window 16.
  • the first reflected measurement light 4a and the second reflected measurement light 4b reflected by the measurement object 3 are alternately received by the light receiving section 7 via the window section 16.
  • the processing after receiving the first reflected measurement light 4a and the second reflected measurement light 4b is the same as in the first embodiment.
  • the deflection optical member 35 is provided on a common optical path between the first light emitting section 5 and the second light emitting section 6, and the first light emitting optical axis 19 and the second light emitting section 6 are connected to each other.
  • the first measurement light 2a is deflected so that it coincides with the light optical axis 24.
  • the window portion 16 can be made smaller, so the size of the plant sensor 1 can be reduced. Can be done.
  • FIG. 7 Components in FIG. 7 that are the same as those in FIG. 6 are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted.
  • the wavelength selection member 36 is arranged between the deflection optical member 35 and the window 16 so as to be orthogonal to the first light projection optical axis 19 and the second light projection optical axis 24. That is, the first measurement light 21 and the second measurement light 25 enter the wavelength selection member 36 with their incident angles being rotationally symmetrical.
  • the wavelength selection member 36 has a wavelength selection film 37 on at least one of the entrance surface and the exit surface.
  • the wavelength selection film 37 is, for example, a dual pass filter, and has the optical property of selectively transmitting light in the first wavelength band, i.e., light with a wavelength around 735 nm, and light in the second wavelength band, i.e., light with a wavelength around 808 nm.
  • the wavelength selection film 37 has a film thickness centered around the first light projection optical axis 19 and the second light projection optical axis 24, the film thickness being small on the center side and increasing in film thickness concentrically toward the outer circumference.
  • a recess 38 having a bowl-shaped concave curved surface is formed. The recess 38 has a size such that the first measurement light 2a reflected by the deflection optical member 35 and the second measurement light 2b transmitted through the deflection optical member 35 can all enter.
  • the first measurement light 21 and the second measurement light 25 are alternately irradiated.
  • the first measurement light 21 including the first wavelength band irradiated toward the measurement object 3 (see FIG. 1) is reflected by the deflection optical member 35 and then passes through the wavelength selection member 36, that is, the recess 38.
  • the wavelength selection member 36 that is, the recess 38.
  • only the first measurement light 2a in the first wavelength band is extracted and irradiated onto the measurement object 3 through the window 16.
  • the second measurement light 25 including the second wavelength band irradiated toward the measurement object 3 passes through the deflection optical member 35 and then passes through the wavelength selection member 36, that is, the recess 38. Only the second measurement light 2b having the second wavelength band is extracted and irradiated onto the measurement object 3 through the window section 16.
  • the first reflected measurement light 4a and the second reflected measurement light 4b reflected by the measurement object 3 are alternately received by the light receiving section 7 through the window section 16.
  • the processing after receiving the first reflected measurement light 4a and the second reflected measurement light 4b is the same as in the first embodiment.
  • a common wavelength selection member 36 is provided for the first measuring light 21 and the second measuring light 25.
  • FIG. 8 a fourth embodiment of the present invention will be described.
  • the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.
  • the wavelength selection member 39 is located not on the optical path of the first measurement light 21 or the second measurement light 25, but on the optical path of the first reflected measurement light 41 and the second reflected measurement light 42, so that the wavelength selection member 39 is located on the light receiving optical axis. 26. That is, the first reflected measurement light 41 and the second reflected measurement light 42 enter the wavelength selection member 39 with their incident angles being rotationally symmetrical. Further, the wavelength selection member 39 has a dual-pass filter that extracts light in a first wavelength band (near 735 nm) and light in a second wavelength band (near 808 nm).
  • a first measurement light 21 having a wavelength in a first wavelength band is irradiated toward the measurement object 3 (see FIG. 1), and a second measurement light 21 having a wavelength in a second wavelength band is emitted toward the measurement target 3 (see FIG. 1).
  • the light 25 is alternately irradiated onto the measurement object 3 through the window 16 while maintaining the wavelength band and light intensity.
  • the first reflected measurement light 4a and the second reflected measurement light 4b are alternately received by the light receiving section 7.
  • the processing after receiving the first reflected measurement light 4a and the second reflected measurement light 4b is the same as in the first embodiment.
  • the wavelength selection member 39 is provided on the optical path of the first reflected measurement light 41 and the second reflected measurement light 42, and the wavelength selection member 39 is provided on the optical path of the first reflected measurement light 41 and the second reflected measurement light 42, and It is configured such that only the second reflected measuring light 4b in two wavelength bands is incident on the light receiving section 7.
  • the recess 44 formed in the wavelength selection film 43 makes it possible to suppress a shift in the transmission wavelength of the wavelength selection film 43 based on the incident angle. Therefore, a sufficient amount of light can be obtained even if the transmission wavelength of the wavelength selection film 43 is in a narrow band, so that the effect of suppressing the reception of external light can be further enhanced, and the measurement accuracy can be further improved.
  • the wavelength selection member 39 can be made smaller, the number of parts can be reduced, and manufacturing costs can be reduced. Can be done.
  • FIG. 9 the same components as those in FIG. 8 are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted.
  • a first light receiving unit 45 for receiving the first reflected measurement light 4a is provided in correspondence with a first light emitting unit 5 for irradiating the first measurement light 21, and a second light receiving unit 46 for receiving the second reflected measurement light 4b is provided in correspondence with a second light emitting unit 6 for irradiating the second measurement light 25.
  • the same number of light receiving units as the number of light emitting units are provided.
  • the first wavelength selection member 47 is disposed on the optical path of the first reflected measurement light 41 so as to be orthogonal to the first light receiving optical axis 49, and selects the first reflected measurement light 4a having a first wavelength band. It has a bandpass filter that extracts the first reflected measurement light 41. The first reflected measurement light 41 enters the first wavelength selection member 47 with the angle of incidence being rotationally symmetrical.
  • the second wavelength selection member 48 is disposed on the optical path of the second reflected measurement light 42 so as to be perpendicular to the second light receiving optical axis 51, and selects the second reflected measurement light 4b having a second wavelength band from the second reflected measurement light 4b. It has a bandpass filter that extracts the reflected measurement light 42.
  • the second reflected measurement light 42 enters the second wavelength selection member 48 with the angle of incidence being rotationally symmetrical.
  • the first measuring light 21 having a wavelength in the first wavelength band and the second measuring light 25 having a wavelength in the second wavelength band are irradiated toward the measurement object 3 (see FIG. 1) simultaneously through the window portion 16 to the measurement object 3 while maintaining the wavelength band and light amount.
  • the first reflected measurement light 41 reflected by the measurement object 3 enters the first wavelength selection member 47 through the window 16, and the second reflected measurement light 42 enters the first wavelength selection member 47 through the window 16.
  • the light is incident on the second wavelength selection member 48 .
  • the first wavelength selection member 47 has a recess 52 whose film thickness increases in accordance with an increase in the incident angle of the first reflected measurement light 41.
  • a wavelength selection film 53 is provided, and the second wavelength selection member 48 is provided with a wavelength selection film 55 having a recess 54 whose film thickness increases in response to an increase in the incident angle of the second reflected measurement light 42. ing.
  • the first reflected measurement light 4a is extracted and received by the first light receiving unit 45.
  • the second reflected measurement light 4b is extracted and received by the second light receiving unit 46 simultaneously with the first reflected measurement light 4a.
  • the processing after reception of the first reflected measurement light 4a and the second reflected measurement light 4b is the same as in the first embodiment.
  • the first measurement light 21 and the second measurement light 25 can be emitted simultaneously, and the first reflected measurement light 4a and the second reflected measurement light 4b can be received simultaneously. ing.
  • Plant sensor 2 Measurement light 3 Measurement object 4 Reflected measurement light 5 First light emitting section 6 Second light emitting section 7 Light receiving section 8 First wavelength selection member 9 Second wavelength selection member 21 First measurement light 25 Second measurement light 28 Wavelength Selective film 29 Recess 35 Deflection optical member 41 First reflected measurement light 42 Second reflected measurement light

Landscapes

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Abstract

第１波長帯域を含む第１測定光（２１）を所定の広がり角で発光する第１発光部（５）と、第２波長帯域を含む第２測定光（２５）を所定の広がり角で発光する第２発光部（６）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少なくとも１つの受光部（７）と、各測定光と各反射測定光の少なくとも一方から前記第１波長帯域と前記第２波長帯域を抽出する波長選択部材（８，９）と、各測定光の光量と各反射測定光の受光量と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、前記波長選択部材は、入射面と射出面の少なくとも一方に、前記波長選択部材に対する各測定光又は各反射測定光の入射角の増加に対応して膜厚を増加させる凹部を有する波長選択膜（２８）が形成される様構成された。

Description

植物センサ
　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。
　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。
　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。
　然し乍ら、特定の波長の検出光を照射する為には、バンドパスフィルタ等の波長選択膜に対する入射角を一定にする必要があることから、部品点数が増加し、コストの増加を招いていた。
特開２０１２－２４７２３５号公報
　本発明は、部品点数及びコストの低減を図る植物センサを提供するものである。
　本発明は、第１波長帯域を含む第１測定光を所定の広がり角で発光する第１発光部と、第２波長帯域を含む第２測定光を所定の広がり角で発光する第２発光部と、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少なくとも１つの受光部と、各測定光と各反射測定光の少なくとも一方から前記第１波長帯域と前記第２波長帯域を抽出する波長選択部材と、各測定光の光量と各反射測定光の受光量と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、前記波長選択部材は、入射面と射出面の少なくとも一方に、前記波長選択部材に対する各測定光又は各反射測定光の入射角の増加に対応して膜厚を増加させる凹部を有する波長選択膜が形成される様構成された植物センサに係るものである。
　又本発明は、前記凹部の膜厚は、該凹部に対する各測定光又は各反射測定光の入射角に拘らず透過波長が一定又は略一定となる様に設定された植物センサに係るものである。
　又本発明は、前記波長選択部材は、各測定光の光路上に、各測定光の光軸と直交する様にそれぞれ配置され、各測定光は入射角が回転対称となった状態で各波長選択部材に入射する様構成された植物センサに係るものである。
　又本発明は、前記第１発光部と前記第２発光部の共通光路上に偏向光学部材が設けられ、該偏向光学部材は、各波長選択部材を透過した各測定光の一方を透過させ、他方を透過させた前記測定光と光軸が合致する様に偏向する様構成された植物センサに係るものである。
　又本発明は、前記第１発光部と前記第２発光部の共通光路上に、前記第１測定光の光軸を前記第２測定光の光軸と合致する様偏向する偏向光学部材が設けられ、前記波長選択部材は前記第２測定光の光軸と直交する様に配置され、各測定光はそれぞれ入射角が回転対称となった状態で前記波長選択部材に同軸で入射する様構成された植物センサに係るものである。
　又本発明は、前記波長選択部材は、各反射測定光の光路上であり、各反射測定光の光軸と直交する様に配置され、各反射測定光は入射角が回転対称となった状態で前記波長選択部材に入射する様構成された植物センサに係るものである。
　更に又本発明は、前記第１反射測定光を受光する第１受光部と、前記第２反射測定光を受光する第２受光部とを有し、前記波長選択部材は、各反射測定光の光路上であり、各反射測定光の光軸と直交する様にそれぞれ配置され、各反射測定光は入射角が回転対称となった状態でそれぞれ各波長選択部材に入射する様構成された植物センサに係るものである。
　本発明によれば、第１波長帯域を含む第１測定光を所定の広がり角で発光する第１発光部と、第２波長帯域を含む第２測定光を所定の広がり角で発光する第２発光部と、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少なくとも１つの受光部と、各測定光と各反射測定光の少なくとも一方から前記第１波長帯域と前記第２波長帯域を抽出する波長選択部材と、各測定光の光量と各反射測定光の受光量と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、前記波長選択部材は、入射面と射出面の少なくとも一方に、前記波長選択部材に対する各測定光又は各反射測定光の入射角の増加に対応して膜厚を増加させる凹部を有する波長選択膜が形成される様構成されたので、各測定光を平行光束とする為の光学系が不要となり、部品点数の低減及び製作コストの低減を図ることができる。
図１は本発明の第１の実施例に係る植物センサの使用例について説明する説明図である。 図２は本発明の第１の実施例に係る植物センサの概略構成図である。 図３は本発明の第１の実施例に係る波長選択部材を説明する側断面図である。 図４（Ａ）は膜厚を一定とした波長選択部材に於ける入射角毎の透過波長を説明するグラフであり、図４（Ｂ）は本発明の第１の実施例に係る波長選択部材に於ける入射角毎の透過波長を説明するグラフである。 図５は前記波長選択部材の凹部の中心から外周への膜厚の勾配を示す曲線を説明するグラフである。 図６は本発明の第２の実施例に係る植物センサの概略構成図である。 図７は本発明の第３の実施例に係る植物センサの概略構成図である。 図８は本発明の第４の実施例に係る植物センサの概略構成図である。 図９は本発明の第５の実施例に係る植物センサの概略構成図である。
　以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
　図１は、本発明の第１の実施例に係る植物センサの概略を示している。
　図１中、１は作業者の手に保持された植物センサを示している。該植物センサ１は、２波長のレーザ光線（測定光２）を圃場等の測定対象３（例えば農作物）に交互に照射する。又、前記植物センサ１は、前記測定対象３で反射された前記測定光２（反射測定光４）の波長毎の受光量を検出し、各受光量から波長毎の反射率を測定する。
　尚、前記植物センサ１からは、波長の異なる２種類の測定光が照射されるが、２種類の測定光を併せて前記測定光２と称している。同様に、前記測定対象３では２種類の反射測定光が反射されるが、２種類の反射測定光を併せて前記反射測定光４と称している。
　前記植物センサ１は、前記測定光２の照射位置に於ける各波長毎の反射率に基づき、前記測定対象３の生育状況を測定することができる。
　ここで、前記測定光２として使用される２波長の一例としては、第１測定波長帯としての７３５ｎｍ、第２波長帯としての８０８ｎｍがある。前記測定光２として第１波長帯である７３５ｎｍ付近の波長（７３５ｎｍを中心とした所定範囲の波長）からなる第１測定光２ａを使用する場合、前記測定対象３が窒素を含んでいると該測定対象３で反射されるが、窒素の含有量に拘らず、前記反射測定光４の光量は変化しない。
　一方で、前記測定光２として第２波長帯である８０８ｎｍ付近の波長（８０８ｎｍを中心とした所定範囲の波長）からなる第２測定光２ｂを使用する場合、前記測定対象３が窒素を含んでいると前記測定対象３で反射され、更に窒素の含有量によって反射率が異なり、含有量が多くなると反射光量も多くなることがわかっている。
　又、作物の葉には窒素が含まれ、生育状態がよい場合は窒素の含有量が多く、生育状態が悪い場合は、窒素の含有量が少ないということもわかっている。
　尚、前記測定対象３以外、例えば土も窒素を含む場合があるが、土と葉では反射率が大きく異なる（土の反射率が大幅に小さい）。従って、波長に限らず反射光量のみを比較すれば、土での反射か葉での反射かを判断できるので、土での反射と判断された前記反射測定光４を除去することで、ノイズを除去することができる。
　上記した様に、前記測定光２は、７３５ｎｍ付近の波長からなる前記第１測定光２ａと８０８ｎｍ付近の波長からなる前記第２測定光２ｂとが交互に照射される。即ち、前記第１測定光２ａと前記第２測定光２ｂは同一又は略同一光軸上に照射され、同一又は略同一の照射範囲に照射される。前記反射測定光４の反射光量は、反射面の清浄、汚れ等の反射面の状態の影響を受け、変化する。然し乍ら、２波長の前記測定光２が反射面の同一点に照射されているので、各波長の前記測定光２が反射面の状態から受ける影響は同一である。
　従って、８０８ｎｍ付近の波長からなる第２反射測定光４ｂの受光光量の大小は、窒素の含有量の大小によるものと判断されるので、第１反射測定光４ａと前記第２反射測定光４ｂに基づき、前記測定対象３についての窒素の含有比率を求めることができる。予め、生育状況に対応する作物の葉の窒素の含有比率を取得しておけば、前記測定対象３の作物の生育状況を判断することができる。
　該測定対象３の窒素の含有比率は、第１測定波長帯（７３５ｎｍ付近）の反射率をＲ１、第２測定波長帯（８０８ｎｍ付近）の反射率をＲ２とした場合に、含有比率Ｓ＝（Ｒ２／Ｒ１－１）×１００で表すことができる。
　尚、前記植物センサ１は、該植物センサ１の傾斜を検出する傾斜センサが内蔵されていてもよい。該傾斜センサの検出結果に基づき前記植物センサ１の水平（又は鉛直）に対する傾斜を検出可能となっている。
　図２は、本発明の第１の実施例に係る前記植物センサ１の概略構成図を示している。
　該植物センサ１は、第１発光部５、第２発光部６、受光部７、第１波長選択部材８、第２波長選択部材９、制御部１１、記憶部１２、表示部１３、操作部１４とを具備し、各構成要素は筐体１５に内蔵されている。又前記筐体１５には、所定の開口面積を有する窓部１６が形成されている。
　前記第１発光部５は、第１測定光源１７と第１光量センサ１８を有している。前記第１測定光源１７はＬＥＤ光源であり、所定の広がり角、例えば±２５°で第１投光光軸１９上に第１波長帯域、即ち７３５ｎｍ付近の波長を含む所定波長範囲の第１測定光２１を照射する様に構成されている。又、前記第１光量センサ１８は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）であり、前記第１測定光源１７から発せられる前記第１測定光２１の一部を受光し、前記第１測定光源１７の発光光量をリアルタイムで検出可能に構成されている。前記第１光量センサ１８が検出した光量は、前記制御部１１にリアルタイムで送信される。
　前記第２発光部６は、第２測定光源２２と第２光量センサ２３を有している。前記第２測定光源２２はＬＥＤ光源であり、所定の広がり角、例えば±２５°で第２投光光軸２４上に第２波長帯域、即ち８０８ｎｍ付近の波長を含む所定波長範囲の第２測定光２５を照射する様に構成されている。又、前記第２光量センサ２３は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）であり、前記第２測定光源２２から発せられる前記第２測定光２５の一部を受光し、前記第２測定光源２２の発光光量をリアルタイムで検出可能に構成されている。前記第２光量センサ２３が検出した光量は、前記制御部１１にリアルタイムで送信される。
　前記受光部７は、受光光軸２６上に設けられた受光素子、例えばフォトダイオード（ＰＤ）、或はアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）である。又、前記受光部７は、前記受光光軸２６に沿って入射した前記第１反射測定光４ａと前記第２反射測定光４ｂの受光量をそれぞれ検出可能となっている。前記受光部７で検出された前記第１反射測定光４ａと前記第２反射測定光４ｂの受光量は、それぞれ受光量データとしてリアルタイムで前記制御部１１に送信される。
　前記第１波長選択部材８は、前記第１測定光２１の光路上に、前記第１投光光軸１９と直交する様に配置され、前記第１測定光２１が全て前記第１波長選択部材８に入射する様に構成されている。即ち、前記第１測定光２１の前記第１波長選択部材８に対する入射角は回転対称となる。又、前記第１波長選択部材８は、例えばバンドパスフィルタを有し、７３５ｎｍ付近の波長の光を透過させ、その他の波長の光を遮断する光学特性を有している。
　前記第２波長選択部材９は、前記第２測定光２５の光路上に、前記第２投光光軸２４と直交する様に配置され、前記第２測定光２５が全て前記第２波長選択部材９に入射する様に構成されている。即ち、前記第２測定光２５の前記第２波長選択部材９に対する入射角は回転対称となる。又、前記第２波長選択部材９は、例えばバンドパスフィルタを有し、８０８ｎｍ付近の波長の光を透過させ、その他の波長の光を遮断する光学特性を有している。
　前記制御部１１は、後述する前記記憶部１２に格納された各種プログラムを実行する。これにより、前記制御部１１は、前記第１測定光源１７と前記第２測定光源２２の発光を制御すると共に、前記受光部７で受光された前記反射測定光４（前記第１反射測定光４ａ、前記第２反射測定光４ｂ）に基づく前記測定対象３の育成具合の測定処理を制御する。
　前記記憶部１２には、前記第１測定光源１７と前記第２測定光源２２を作動させ、前記第１測定光２ａと前記第２測定光２ｂを前記測定対象３に交互に照射する為のシーケンスプログラム、受光量データに基づき前記測定対象３の生育状態を判定する為の判定プログラム、受光量データからノイズとなるデータを除去する為のノイズ除去プログラム、前記測定対象３の生育状態に応じた肥料の散布量を演算する演算プログラム等が格納される。又、前記ノイズ除去プログラムには、受光量に関する閾値等のノイズ判定に必要な閾値が設定されている。又、前記記憶部１２には、農作物である前記測定対象３の生育状況に対応する葉の窒素の含有比率が格納されると共に、前記第１測定光２１中の前記第１測定光２ａの割合と、前記第２測定光２５中の前記第２測定光２ｂの割合とが格納されている。
　図３は、前記第１波長選択部材８を示している。尚、該第１波長選択部材８と前記第２波長選択部材９とは同等の構成となっているので、以下では前記第１波長選択部材８について説明し、前記第２波長選択部材９の説明を省略する。
　前記第１波長選択部材８は、円盤状のガラス板２７と、該ガラス板２７の入射面と射出面の両面に形成された波長選択膜２８とを有している。前記第１波長選択部材８は、例えば半径ｒ＝１５ｍｍであり、該第１波長選択部材８に広がり角±２５°で前記第１測定光２１が照射された際の、該第１測定光２１のビーム径（有効径）が１３ｍｍとなる様に前記第１波長選択部材８が配置されている。
　図４（Ｂ）は、本発明の第１の実施例に係る前記波長選択膜２８の光学特性を示すグラフである。該波長選択膜２８は、７３５ｎｍ付近の波長を選択して透過させるバンドパスフィルタとなっている。
　ここで、バンドパスフィルタは、バンドパスフィルタに対する入射角によって、透過する波長がシフトすることがわかっている。例えば、図４（Ａ）に示される様に、前記波長選択膜２８の膜厚が中心から外周に向って一定の場合、入射角０°で前記第１測定光２１が入射した場合と、入射角２５°で前記第１測定光２１が入射した場合とでは、透過する波長が異なっている。即ち、前記波長選択膜２８は、入射角２５°の場合（図４（Ａ）中の破線）、入射角０°の場合（図４（Ａ）中の実線）よりも、透過波長が短波長側に１７ｎｍ程度シフトする。
　一方で、前記波長選択膜２８の膜厚を増加させると、透過する波長が長波長側にシフトすることもわかっている。
　そこで、第１の実施例では、前記第１測定光２１の入射角の増加に対応して、前記波長選択膜２８の膜厚を増加させ、前記第１測定光２１の入射角に拘らず、透過する波長が一定又は略一定となる様、前記波長選択膜２８の膜厚を設定している。尚、図４（Ｂ）中では、便宜上実線（入射角０°の場合）に対して破線（入射角２５°の場合）が僅かに短波長側にシフトしているが、実際には実線と破線とは合致又は略合致している。
　図３、図５に示される様に、前記波長選択膜２８は、前記第１投光光軸１９を中心とし、中心側では膜厚が小さく、外周側向って同心円状に膜厚が大きくなるボウル状の凹曲面からなる凹部２９が形成されている。該凹部２９の外径は、前記第１測定光２１が前記波長選択膜２８に入射する際、及び該波長選択膜２８から射出される際の光束径と合致するか、僅かに大きくなっている。即ち、入射側の前記波長選択膜２８の前記凹部２９は、射出側の前記波長選択膜２８の前記凹部２９よりも外径が小さくなっている。
　前記第１測定光２１の光束径を有効径とし、有効径ｒ＝１に規格化し、前記凹部２９の中心（ｒ＝０）、即ち前記第１投光光軸１９上の前記凹部２９（前記波長選択膜２８）の膜厚ｔ＝１に規格化した場合、前記凹部２９は有効径ｒ＝０の時、膜厚ｔ＝１であり、有効径ｒ＝１の時、膜厚ｔ＝１．０２５となる様構成されている。即ち、前記凹部２９は、外周の膜厚が中心の膜厚よりも２．５％厚くなる様に構成されている。
　図５は、前記凹部２９の径方向の位置と膜厚との関係を示したグラフである。図５の曲線３１は、前記凹部２９の膜厚の勾配を示す曲線となっており、中心から外周に向って同心円状に漸次膜厚が増加し、且つ下に凸の曲線を描く様に構成される。
　尚、前記曲線３１の形状は、前記第１測定光２１の広がり角や、前記波長選択膜２８に対する最大入射角や有効径によって変化する。一方で、前記曲線３１の形状は、前記波長選択膜２８の中心と外周とを結ぶ直線に対して必ず下に凸の曲線となる。前記曲線３１は、例えば２次以下の多項式として定義できる。
　又、前記第１波長選択部材８の入射面と射出面では、前記第１測定光２１の有効径が異なるので、前記曲線３１の形状は入射側の前記凹部２９と射出側の前記凹部２９とで異なる。
　尚、前記第１波長選択部材８と同様に、前記第２波長選択部材９にも波長選択膜３２と凹部３３が形成されている。前記波長選択膜３２は、８０８ｎｍ付近の波長の光を選択して透過させるバンドパスフィルタとなっている。前記波長選択膜３２及び前記凹部３３は、透過波長を除き、前記波長選択膜２８及び前記凹部２９と同様の構成となっている。
　前記表示部１３は、前記測定対象３の測定結果、即ち前記測定光２が照射された範囲に於ける前記測定対象３の窒素含有比率が表示される。例えば、窒素含有比率に対応して色分け表示する。或は、測定結果に基づき、前記測定対象３に対する施肥量を表示する。
　前記操作部１４は、前記測定対象３に対する測定の開始及び停止が可能となっている。尚、前記表示部１３をタッチパネルとすることで、該表示部１３と前記操作部１４とを兼用することができる。この場合、該操作部１４は省略できる。
　次に、前記植物センサ１により前記測定対象３の生育状況を測定する場合について説明する。
　前記植物センサ１が作業者に手持された状態で、前記操作部１４を介して測定開始が入力されると、前記制御部１１は、前記第１測定光源１７と前記第２測定光源２２に対して前記第１測定光２１と前記第２測定光２５とを交互にパルス発光させる。
　前記第１測定光２１は、前記第１投光光軸１９上に所定の広がり角で拡散しつつ、前記第１波長選択部材８に入射する。又、前記第１測定光２１の光量は、前記第１光量センサ１８によりリアルタイムで検出され、検出結果は前記制御部１１に出力される。
　前記第１波長選択部材８は、第１波長帯域、即ち７３５ｎｍ付近の波長からなる前記第１測定光２ａのみを透過させ、その他の波長を有する前記第１測定光２１を遮断する。
　前記第１波長選択部材８を透過した前記第１測定光２ａは、前記窓部１６を介して前記測定対象３に照射される。この時、前記波長選択膜２８は、前記第１測定光２ａの入射角に対応して膜厚が変化しているので、前記波長選択膜２８に対する入射角に拘らず、第１波長帯域の前記第１測定光２ａのみが前記波長選択膜２８を透過する。
　尚、前記植物センサ１から前記測定対象３迄の距離は、例えば５０ｃｍ～５ｍの範囲で選択される。又、前記測定対象３に対する前記測定光２の照射面積は、例えば前記測定対象３迄の距離が１ｍの時にφ３０ｃｍとなる。
　前記第１測定光２ａは、前記測定対象３の窒素含有比率に基づき、所定の反射率で反射され、前記第１反射測定光４ａが前記窓部１６を介して前記受光部７に受光される。該受光部７は、前記第１反射測定光４ａの受光量を前記制御部１１に出力する。
　同様に、前記第２測定光２５は、前記第２投光光軸２４上に所定の広がり角で拡散しつつ、前記第２波長選択部材９に入射する。又、前記第２測定光２５の光量は、前記第２光量センサ２３によりリアルタイムで検出され、検出結果は前記制御部１１に出力される。
　前記第２波長選択部材９は、第２波長帯域、即ち８０８ｎｍ付近の波長からなる前記第２測定光２ｂのみを透過させ、その他の波長を有する前記第２測定光２５を遮断する。
　前記第２波長選択部材９を透過した前記第２測定光２ｂは、前記窓部１６を介して前記測定対象３に照射される。この時、前記波長選択膜３２は、前記第２測定光２ｂの入射角に対応して膜厚が変化しているので、前記波長選択膜３２に対する入射角に拘らず、第２波長帯域の前記第２測定光２ｂのみが前記波長選択膜３２を透過する。
　前記第２測定光２ｂは、前記測定対象３の窒素含有比率に基づき、所定の反射率で反射され、前記第２反射測定光４ｂが前記窓部１６を介して前記受光部７に受光される。該受光部７は、前記第２反射測定光４ｂの受光量を前記制御部１１に出力する。
　従って、前記受光部７は、前記第１反射測定光４ａと前記第２反射測定光４ｂとを交互に受信し、各受光量データを前記制御部１１に交互に送信する。
　該制御部１１は、前記第１光量センサ１８から入力された前記第１測定光２１の光量と、前記第２光量センサ２３から入力された前記第２測定光２５の光量と、前記第１測定光２１中の前記第１測定光２ａの割合と、前記第２測定光２５中の前記第２測定光２ｂの割合と、前記受光部７から入力された前記第１反射測定光４ａと前記第２反射測定光４ｂの受光量とに基づき、前記測定対象３の窒素含有比率を演算する。
　又、前記制御部１１は、予め取得した生育状況に対応する前記測定対象３の葉の窒素の含有比率と演算した含有比率とを比較し、比較結果に基づき前記測定対象３の生育状況を求めると共に、該生育状況を前記表示部１３に表示する。更に、前記制御部１１は、前記含有比率に基づき前記測定対象３に対して必要な施肥量を演算し、演算結果を前記表示部１３に表示する。
　測定が完了すると、測定位置を変更した後、再度前記測定光２を前記測定対象３に照射し、測定を実行する。上記処理は、所望の測定範囲全域の測定が終了迄繰返される。
　上述の様に、第１の実施例では、前記第１波長選択部材８の前記波長選択膜２８と前記第２波長選択部材９の前記波長選択膜３２とが、前記第１測定光２１と前記第２測定光２５の入射角の増加に対応して膜厚を増加させる様構成されている。
　従って、入射角の変化による透過波長のシフトを防止できるので、前記第１測定光２１と前記第２測定光２５の入射角に拘らず、前記波長選択膜２８と前記波長選択膜３２が透過させる前記第１測定光２ａと前記第２測定光２ｂの波長を一定とすることができる。
　又、透過波長が一定となることで、透過波長の範囲が狭いバンドパスフィルタを用いることができるので、前記第１測定光２ａと前記第２測定光２ｂの光量を充分に確保できると共に、前記第１測定光２１と前記第２測定光２５の光量の損失を抑制することができる。又、第１波長帯及び第２波長帯を中心とした狭い範囲の測定光を使用することで、測定精度を向上させることができる。
　又、前記波長選択膜２８に対する前記第１測定光２１の入射角、前記波長選択膜３２に対する前記第２測定光２５の入射角を揃える必要がないので、前記第１測定光２１と前記第２測定光２５を平行光束とする為のレンズが不要となり、部品点数の低減及び小型化が図れると共に、製作コストの低減を図ることができる。
　尚、第１の実施例では、前記植物センサ１を携帯可能とし、作業者が前記植物センサ１を直接前記測定対象３に向け、該測定対象３の生育状況の測定を行っている。一方で、前記植物センサ１をトラクターやＵＡＶ等の移動体に搭載し、遠隔操作にて前記測定対象３の生育状況の測定を行ってもよい。
　この場合、移動体にＧＮＳＳ装置等の位置測定装置を設け、前記測定対象３を測定した際の測定位置を取得することで、前記測定対象３の生育状況のマップを作ることができるので、前記測定対象３が広範囲に存在する場合であっても測定を実行することができる。
　又、前記波長選択膜２８及び前記波長選択膜３２の透過波長は、温度によっても変化する。従って、前記第１測定光源１７及び前記第２測定光源２２の発光を制御することで、前記第１測定光源１７及び前記第２測定光源２２の温度に起因する透過波長のシフトを抑制でき、測定精度を向上させることができる。
　又、前記第１測定光源１７及び前記第２測定光源２２の温度や前記植物センサ１の外部の気温を検出可能な温度センサを設け、該温度センサの検出結果に基づき透過波長のシフト量を演算し、演算したシフト量に基づき測定結果を補正してもよい。
　又、第１の実施例では、前記ガラス板２７と、該ガラス板２７の入射面と射出面の両方に設けられた前記波長選択膜２８により前記第１波長選択部材８が形成されている。一方で、該第１波長選択部材８は、前記ガラス板２７と、該ガラス板２７の入射面と射出面のいずれか一方に設けられた前記波長選択膜２８により形成してもよい。前記第２波長選択部材９についても同様に、ガラス板（図示せず）の入射面と射出面のいずれか一方に前記波長選択膜３２を設け、前記第２波長選択部材９を形成してもよい。
　又、前記窓部１６を外光を吸収する材料、例えば可視領域の波長を吸収する色ガラスとしてもよいし、前記窓部１６に反射膜を蒸着させてもよい。これにより、前記受光部７に対する外光の入射を抑制でき、測定精度を向上させることができる。
　又、第１の実施例では、前記第１測定光源１７の近傍に前記第１光量センサ１８を設けると共に、前記第２測定光源２２の近傍に前記第２光量センサ２３を設けているが、再帰反射性又は拡散反射性を有するターゲット等に前記第１測定光２ａと前記第２測定光２ｂをそれぞれ照射し、その時の前記第１反射測定光４ａと前記第２反射測定光４ｂの各受光量を予め取得してもよい。この場合、前記第１光量センサ１８と前記第２光量センサ２３は省略することができる。
　又、第１の実施例では、前記第１測定光２ａと前記第２測定光２ｂ、前記第１反射測定光４ａと前記第２反射測定光４ｂが共に前記窓部１６を通過する構成となっている。一方で、前記第１測定光２ａと前記第２測定光２ｂが通過する窓部と、前記第１反射測定光４ａと前記第２反射測定光４ｂが通過する窓部を別部材としてもよい。該窓部を分けることで、該窓部で反射された前記第１測定光２ａと前記第２測定光２ｂ（迷光）が前記受光部７に受光されるのを抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
　次に、図６を参照して、本発明の第２の実施例について説明する。尚、図６中、図２中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
　第２の実施例では、第１投光光軸１９と第２投光光軸２４とが直交する様に第１発光部５と第２発光部６が設けられている。又、前記第１投光光軸１９と前記第２投光光軸２４の交差位置であり、前記第１発光部５と前記第２発光部６の共通光路上には偏向光学部材３５が設けられている。
　又、前記第１発光部５と前記偏向光学部材３５との間に第１波長選択部材８が配置され、第１測定光２１は入射角が回転対称となった状態で前記第１波長選択部材８に入射する様に構成される。又、前記第２発光部６と前記偏向光学部材３５との間に第２波長選択部材９が配置され、前記第１測定光２１と交互に発せられる第２測定光２５は、入射角が回転対称となった状態で前記第２波長選択部材９に入射する様に構成される。
　前記偏向光学部材３５は、例えば表面にダイクロイックフィルタが設けられたガラス板であり、第２波長帯域、即ち８０８ｎｍ付近の波長の光を透過し、それ以外の波長の光を反射する光学特性を有している。
　尚、前記偏向光学部材３５は、第１波長帯域、即ち７３５ｎｍ付近の波長の光を透過し、それ以外の波長の光を反射させる光学特性としてもよい。即ち、前記第１発光部５を前記偏向光学部材３５の透過側に配置し、前記第２発光部６を前記偏向光学部材３５の反射側に配置してもよい。
　従って、第２測定光源２２から発せられ、前記第２波長選択部材９を透過した第２測定光２ｂは、前記偏向光学部材３５を透過する。又、第１測定光源１７から発せられ、前記第１波長選択部材８を透過した第１測定光２ａは、前記偏向光学部材３５により前記第１投光光軸１９と前記第２投光光軸２４とが合致する様直角に偏向される。
　第２の実施例に於いては、測定対象３（図１参照）に向けて照射された第１波長帯域を含む前記第１測定光２１は、前記第１波長選択部材８、即ち凹部２９を透過する過程で第１波長帯域からなる前記第１測定光２ａのみが抽出され、前記偏向光学部材３５で反射された後、窓部１６を介して前記測定対象３に照射される。
　又、前記測定対象３に向けて照射された第２波長帯域を含む前記第２測定光２５は、前記第２波長選択部材９、即ち凹部３３を透過する過程で第２波長帯域からなる前記第２測定光２ｂのみが抽出され、前記偏向光学部材３５を透過した後、前記窓部１６を介して前記測定対象３に照射される。
　該測定対象３で反射された第１反射測定光４ａと第２反射測定光４ｂは、前記窓部１６を介して受光部７に交互に受光される。前記第１反射測定光４ａと前記第２反射測定光４ｂの受光後の処理は、第１の実施例と同様である。
　第２の実施例に於いては、前記第１発光部５と前記第２発光部６との共通光路上に前記偏向光学部材３５を設け、前記第１投光光軸１９と前記第２投光光軸２４とが合致する様に前記第１測定光２ａを偏向させている。
　従って、前記第１測定光２ａと前記第２測定光２ｂを平行に照射していた場合と比較して、前記窓部１６を小さくすることができるので、前記植物センサ１の小型化を図ることができる。
　次に、図７を参照して、本発明の第３の実施例について説明する。尚、図７中、図６中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
　第３の実施例では、波長選択部材３６が偏向光学部材３５と窓部１６との間に、第１投光光軸１９及び第２投光光軸２４と直交する様に配置されている。即ち、第１測定光２１及び第２測定光２５は、入射角が回転対称となった状態で前記波長選択部材３６に入射する。
　第３の実施例に於ける前記波長選択部材３６は、入射面と射出面の少なくとも一方に波長選択膜３７が設けられている。該波長選択膜３７は、例えばデュアルパスフィルタとなっており、第１波長帯域、即ち７３５ｎｍ付近の波長の光と、第２波長帯域、即ち８０８ｎｍ付近の波長の光を選択して透過させる光学特性を有している。
　又、前記波長選択膜３７には、前記第１投光光軸１９及び前記第２投光光軸２４を中心とし、中心側では膜厚が小さく、外周側向って同心円状に膜厚が大きくなるボウル状の凹曲面からなる凹部３８が形成されている。該凹部３８は、前記偏向光学部材３５で反射された第１測定光２ａと前記偏向光学部材３５を透過した第２測定光２ｂが全て入射可能な大きさを有している。
　第３の実施例に於いては、前記第１測定光２１と前記第２測定光２５とが交互に照射される。測定対象３（図１参照）に向けて照射された第１波長帯域を含む前記第１測定光２１は、前記偏向光学部材３５で反射された後、前記波長選択部材３６、即ち前記凹部３８を透過する過程で第１波長帯域からなる前記第１測定光２ａのみが抽出され、前記窓部１６を介して前記測定対象３に照射される。
　又、前記測定対象３に向けて照射された第２波長帯域を含む前記第２測定光２５は、前記偏向光学部材３５を透過した後、前記波長選択部材３６、即ち前記凹部３８を透過する過程で第２波長帯域からなる前記第２測定光２ｂのみが抽出され、前記窓部１６を介して前記測定対象３に照射される。
　該測定対象３で反射された第１反射測定光４ａと第２反射測定光４ｂは、前記窓部１６を介して受光部７に交互に受光される。前記第１反射測定光４ａと前記第２反射測定光４ｂの受光後の処理は、第１の実施例と同様である。
　第３の実施例に於いては、前記第１測定光２１と前記第２測定光２５とに対して、共通の前記波長選択部材３６を設けている。
　従って、各測定光毎に波長選択部材を設ける必要がないので、部品点数の低減を図ることができる。
　次に、図８に於いて、本発明の第４の実施例について説明する。尚、図８中、図２中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
　第４の実施例では、波長選択部材３９が第１測定光２１や第２測定光２５の光路上ではなく、第１反射測定光４１と第２反射測定光４２の光路上に、受光光軸２６と直交する様に配置されている。即ち、前記第１反射測定光４１と前記第２反射測定光４２は、入射角が回転対称となった状態で前記波長選択部材３９に入射する。又、該波長選択部材３９は、第１波長帯域（７３５ｎｍ付近）の光と第２波長帯域（８０８ｎｍ付近）の光を抽出するデュアルパスフィルタを有している。
　第４の実施例に於いては、測定対象３（図１参照）に向けて照射された第１波長帯域の波長を有する第１測定光２１と、第２波長帯域の波長を有する第２測定光２５は、波長帯域及び光量を維持した状態で窓部１６を介して前記測定対象３に交互に照射される。
　該測定対象３で反射された前記第１反射測定光４１と前記第２反射測定光４２は、前記窓部１６を介して前記波長選択部材３９に入射する。該波長選択部材３９は、第１の実施例～第３の実施例と同様に、前記第１反射測定光４１と前記第２反射測定光４２の入射角に対応して膜厚が変化する凹部４４を有する波長選択膜４３が設けられている。
　前記第１反射測定光４１は、前記凹部４４を透過する過程で、第１波長帯域からなる第１反射測定光４ａのみが抽出される。又、前記第２反射測定光４２は、前記凹部４４を透過する過程で、第２波長帯域からなる第２反射測定光４ｂのみが抽出される。
　前記凹部４４の透過後、前記第１反射測定光４ａと前記第２反射測定光４ｂとが交互に受光部７に受光される。前記第１反射測定光４ａ及び前記第２反射測定光４ｂの受光後の処理は、第１の実施例と同様である。
　第４の実施例では、前記波長選択部材３９が、前記第１反射測定光４１と前記第２反射測定光４２の光路上に設けられ、第１波長帯域の前記第１反射測定光４ａと第２波長帯域の前記第２反射測定光４ｂのみが前記受光部７に入射する様に構成されている。
　従って、前記第１反射測定光４ａ、前記第２反射測定光４ｂと共に、外光が前記受光部７に入射するのを抑制でき、測定精度を向上させることができる。
　又、前記波長選択膜４３に形成された前記凹部４４により、入射角に基づく前記波長選択膜４３の透過波長のシフトを抑制可能としている。従って、前記波長選択膜４３の透過波長を狭帯域としても充分な受光量を得ることができるので、外光の受光抑制効果を更に高めることができ、測定精度を更に向上させることができる。
　更に、前記波長選択部材３９は、前記反射測定光４の光路上に１つ設けるだけでよいので、前記波長選択部材３９を小型化できると共に、部品点数を低減でき、製作コストの低減を図ることができる。
　次に、図９を参照して、本発明の第５の実施例について説明する。尚、図９中、図８中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
　第５の実施例では、第１測定光２１を照射する為の第１発光部５に対応して第１反射測定光４ａを受光する為の第１受光部４５が設けられ、第２測定光２５を照射する為の第２発光部６に対応して第２反射測定光４ｂを受光する為の第２受光部４６が設けられている。即ち、発光部と同数の受光部が設けられている。
　又、第１波長選択部材４７は、第１反射測定光４１の光路上に、第１受光光軸４９と直交する様に配置され、第１波長帯域からなる前記第１反射測定光４ａを前記第１反射測定光４１から抽出するバンドパスフィルタを有している。前記第１反射測定光４１は、入射角が回転対称となった状態で前記第１波長選択部材４７に入射する。
　第２波長選択部材４８は、第２反射測定光４２の光路上に、第２受光光軸５１と直交する様に配置され、第２波長帯域からなる前記第２反射測定光４ｂを前記第２反射測定光４２から抽出するバンドパスフィルタを有している。前記第２反射測定光４２は、入射角が回転対称となった状態で前記第２波長選択部材４８に入射する。
　第５の実施例に於いては、測定対象３（図１参照）に向けて照射された第１波長帯域の波長を有する前記第１測定光２１と、第２波長帯域の波長を有する前記第２測定光２５は、波長帯域及び光量を維持した状態で窓部１６を介して前記測定対象３に同時に照射される。
　該測定対象３で反射された前記第１反射測定光４１は、前記窓部１６を介して前記第１波長選択部材４７に入射し、前記第２反射測定光４２は前記窓部１６を介して前記第２波長選択部材４８に入射する。
　第１の実施例～第４の実施例と同様に、前記第１波長選択部材４７には、前記第１反射測定光４１の入射角の増加に対応して膜厚が増加する凹部５２を有する波長選択膜５３が設けられ、前記第２波長選択部材４８には、前記第２反射測定光４２の入射角の増加に対応して膜厚が増加する凹部５４を有する波長選択膜５５が設けられている。
　前記第１反射測定光４１が前記凹部５２を透過する過程で、前記第１反射測定光４ａが抽出され、前記第１受光部４５に受光される。又、前記第２反射測定光４２が前記凹部５４を透過する過程で、前記第２反射測定光４ｂが抽出され、前記第２受光部４６に前記第１反射測定光４ａと同時に受光される。該第１反射測定光４ａ及び前記第２反射測定光４ｂの受光後の処理は、第１の実施例と同様である。
　第５の実施例では、前記第１測定光２１と前記第２測定光２５とを同時に照射可能であり、前記第１反射測定光４ａと前記第２反射測定光４ｂとを同時に受光可能となっている。
　従って、前記第１測定光２１の照射位置と前記第２測定光２５の照射位置との位置ズレに基づく測定誤差を防止できるので、測定精度を更に向上させることができる。
　　　　１　　　　　　　植物センサ
　　　　２　　　　　　　測定光
　　　　３　　　　　　　測定対象
　　　　４　　　　　　　反射測定光
　　　　５　　　　　　　第１発光部
　　　　６　　　　　　　第２発光部
　　　　７　　　　　　　受光部
　　　　８　　　　　　　第１波長選択部材
　　　　９　　　　　　　第２波長選択部材
　　　　２１　　　　　　第１測定光
　　　　２５　　　　　　第２測定光
　　　　２８　　　　　　波長選択膜
　　　　２９　　　　　　凹部
　　　　３５　　　　　　偏向光学部材
　　　　４１　　　　　　第１反射測定光
　　　　４２　　　　　　第２反射測定光

Claims (7)

  1. 　第１波長帯域を含む第１測定光を所定の広がり角で発光する第１発光部と、第２波長帯域を含む第２測定光を所定の広がり角で発光する第２発光部と、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少なくとも１つの受光部と、各測定光と各反射測定光の少なくとも一方から前記第１波長帯域と前記第２波長帯域を抽出する波長選択部材と、各測定光の光量と各反射測定光の受光量と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、前記波長選択部材は、入射面と射出面の少なくとも一方に、前記波長選択部材に対する各測定光又は各反射測定光の入射角の増加に対応して膜厚を増加させる凹部を有する波長選択膜が形成される様構成された植物センサ。
  2. 　前記凹部の膜厚は、該凹部に対する各測定光又は各反射測定光の入射角に拘らず透過波長が一定又は略一定となる様に設定された請求項１の植物センサ。
  3. 　前記波長選択部材は、各測定光の光路上に、各測定光の光軸と直交する様にそれぞれ配置され、各測定光は入射角が回転対称となった状態で各波長選択部材に入射する様構成された請求項１又は請求項２の植物センサ。
  4. 　前記第１発光部と前記第２発光部の共通光路上に偏向光学部材が設けられ、該偏向光学部材は、各波長選択部材を透過した各測定光の一方を透過させ、他方を透過させた前記測定光と光軸が合致する様に偏向する様構成された請求項３の植物センサ。
  5. 　前記第１発光部と前記第２発光部の共通光路上に、前記第１測定光の光軸を前記第２測定光の光軸と合致する様偏向する偏向光学部材が設けられ、前記波長選択部材は前記第２測定光の光軸と直交する様に配置され、各測定光はそれぞれ入射角が回転対称となった状態で前記波長選択部材に同軸で入射する様構成された請求項１又は請求項２の植物センサ。
  6. 　前記波長選択部材は、各反射測定光の光路上であり、各反射測定光の光軸と直交する様に配置され、各反射測定光は入射角が回転対称となった状態で前記波長選択部材に入射する様構成された請求項１又は請求項２の植物センサ。
  7. 　前記第１反射測定光を受光する第１受光部と、前記第２反射測定光を受光する第２受光部とを有し、前記波長選択部材は、各反射測定光の光路上であり、各反射測定光の光軸と直交する様にそれぞれ配置され、各反射測定光は入射角が回転対称となった状態でそれぞれ各波長選択部材に入射する様構成された請求項１又は請求項２の植物センサ。
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