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農作物観測方法、農作物観測装置および農作物の生産方法 UPDATE コモンズ

国内特許コード P160013146
整理番号 NU-656
掲載日 2016年7月28日
出願番号 特願2016-068639
公開番号 特開2017-181300
出願日 平成28年3月30日(2016.3.30)
公開日 平成29年10月5日(2017.10.5)
発明者
  • 西澤 典彦
  • 山中 真仁
  • 西内 俊策
  • 亀岡 笑
  • 北野 英己
出願人
  • 国立大学法人名古屋大学
発明の名称 農作物観測方法、農作物観測装置および農作物の生産方法 UPDATE コモンズ
発明の概要 【課題】農作物の内部の状態を非破壊、非接触で計測すること。
【解決手段】中心波長1700nm、半値幅242nm、帯域1400nm~1950nmのスーパーコンティニューム光(SC光)を用いて、米のOCT計測を行った。図7(a)は、米の外観を示した光学顕微鏡写真であり、図7(b)は、OCT画像(深さ方向の断面画像であり、(a)におけるxz面での断面画像)である。このOCT画像の濃淡は、デンプンの濃度や結晶化度を反映していると考えられる。このように、OCT画像の濃淡によって、米の内部の状態を非破壊、非接触で観測することができる。
【選択図】図7
従来技術、競合技術の概要


農作物の糖度などを非破壊で計測する方法として、農作物に近赤外線を照射し、その反射スペクトルや透過スペクトルを測定して分析する方法が広く知られている。特に、果物の糖度を分析する方法として広く用いられている。また、果物を一定の厚さにスライスして、そのスライスしたものに近赤外線を照射してスペクトル測定することで、果物の3次元的な糖度分布を計測することも行われている。



また、光の干渉を利用して対象物内部の表面近傍の断層画像を得る光干渉断層法(Optical Coherence Tomography;OCT)が知られている。OCTは、医療分野において広く活用されており、たとえば眼底検査において網膜の3次元画像を得ることに利用されている。特許文献1、2には、スーパーコンティニューム光を用いたOCTが記載されている。スーパーコンティニューム光は、超短パルス光を高非線形光ファイバーに導入することにより得られる波長帯域が数百nmの広帯域光である。特許文献1には、スーパーコンティニーム光を用いて歯髄の断層画像を取得する歯髄撮像装置が記載されている。特許文献2には、スーパーコンティニューム光を用いて、生体の皮膚や皮下組織の断層画像を取得する光断層計測装置が記載されている。

産業上の利用分野


本発明は、農作物の内部の状態を非破壊で計測することができる農作物観測方法および農作物観測装置である。また、その農作物観測方法を用いた農作物の生産方法である。

特許請求の範囲 【請求項1】
農作物の内部の状態を非破壊で観測する農作物観測方法であって、
中心波長が0.7~2.2μmのスーパーコンティニューム光を用いたOCT計測を行うことにより、前記農作物の内部の状態を観測する、
ことを特徴とする農作物観測方法。

【請求項2】
前記農作物内部の糖類の濃度分布を計測する、ことを特徴とする請求項1に記載の農作物観測方法。

【請求項3】
前記農作物内部のデンプンの濃度分布を計測する、ことを特徴とする請求項2に記載の農作物観測方法。

【請求項4】
前記農作物は米であり、デンプンの濃度分布の計測により登熟度を評価する、ことを特徴とする請求項3に記載の農作物観測方法。

【請求項5】
スーパーコンティニューム光として、中心波長が1.3~2.0μmのものを用いて、デンプンの濃度分布を計測する、ことを特徴とする請求項4または請求項5に記載の農作物観測方法。

【請求項6】
前記農作物内部の糖類の濃度分布は、多変量解析により推定する、ことを特徴とする請求項2ないし請求項5のいずれか1項に記載の農作物観測方法。

【請求項7】
前記農作物の内部の細胞壁の状態を計測する、ことを特徴とする請求項1に記載の農作物観測方法。

【請求項8】
前記農作物の葉の葉脈の状態を計測する、ことを特徴とする請求項1に記載の農作物観測方法。

【請求項9】
前記OCT計測は、周波数領域で行うものであり、合わせて前記農作物の分光情報を取得する、ことを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の農作物観測方法。

【請求項10】
請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の農作物観測方法を用いて、農作物の内部の状態を観測し、その観測結果を元に、前記農作物の育成方法を調整して品質評価を行いながら農作物を育成する農作物の生産方法。

【請求項11】
中心波長が0.7~2.2μmのスーパーコンティニューム光を生成する光源と、
前記光源からのスーパーコンティニューム光を分岐して、農作物に照射して反射光させる測定光を得るための測定光系と、
その反射光との干渉光を得るための参照光を得る参照光系と、
前記測定光と前記参照光との干渉光を得て、農作物の内部の状態を反映した干渉画像を得る画像生成装置と、
を有することを特徴とする農作物観測装置。

【請求項12】
前記参照光系と前記測定光系とを、手持ちが可能な筐体に一体に納めたハンディプローブを有する、ことを特徴とする請求項10に記載の農作物観測装置。

【請求項13】
前記農作物観測装置は、周波数領域で前記干渉光の波形を取得する装置である、ことを特徴とする請求項12に記載の農作物観測装置。

【請求項14】
前記農作物の分光情報を得る手段をさらに有する、ことを特徴とする請求項13に記載の農作物観測装置。

【請求項15】
中心波長が0.7~2.2μmのスーパーコンティニューム光を生成する光源であって、OCT計測によって農作物の内部の状態を非破壊で観測するためのスーパーコンティニューム光源。

国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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