(57)【要約】【課題】湿度検出部を構成する湿度センサーが被測定植物の葉に損傷を与えたり、葉の成長過程で破損したりするのを回避しつつ、湿度センサーにより被測定植物の蒸散量を精度よく測定することができる蒸散量検出装置１０１を実現する。【解決手段】蒸散量検出装置１０１において、湿度センサＳを含む湿度測定部１１０とデータ処理部１０ａとを備え、温度測定部１１０は、被測定植物Ｐの葉Ｌの下方領域ＬＲおよび上方領域ＨＲのそれぞれで、湿度センサーＳにより湿度を測定し、データ処理部１０ａは、測定された湿度のデータを解析し、下方領域ＬＲで測定された湿度と上方領域ＨＲで測定された湿度との湿度差を被測定植物Ｐの蒸散量の指標として出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定植物の蒸散量を検出する蒸散量検出装置であって、
該被測定植物の葉の下方に位置する下方領域および該被測定植物の葉の上方に位置する上方領域でそれぞれ湿度を測定する湿度測定部と、
該下方領域で測定された湿度と該上方領域で測定された湿度との湿度差を、該被測定植物の蒸散量を示す指標として出力する蒸散量検出部と
を備えた蒸散量検出装置。
【請求項２】
前記湿度測定部は、
湿度センサーと、
該湿度センサーを前記下方領域と前記上方領域との間で移動可能に支持するセンサー支持機構と、
該センサー支持機構により支持された該湿度センサーを該下方領域と該上方領域との間で移動させる移動手段と
を有し、
該湿度センサーを該下方領域に配置した状態で該下方領域の湿度を測定し、該湿度センサーを該上方領域に配置した状態で該上方領域の湿度を測定する、請求項１に記載の蒸散量検出装置。
【請求項３】
前記センサー支持機構は、
前記被測定植物の下側に配置された下部支持体、あるいは該被測定植物の上側に設けられた上部支持体に取り付けられたガイドレールを有し、
該ガイドレールは、該被測定植物に沿って垂直方向に延び、前記湿度センサーの垂直方向の移動をガイドする、請求項２に記載の蒸散量検出装置。
【請求項４】
前記センサー支持機構は、
前記被測定植物の下側に配置された下部支持体、あるいは該被測定植物の上側に設けられた上部支持体に取り付けられた伸縮支柱であり、
該伸縮支柱は、該被測定植物に沿って垂直方向に延び伸び縮み可能に構成され、該伸縮支柱の先端には前記湿度センサーが取り付けられている、請求項２に記載の蒸散量検出装置。
【請求項５】
前記センサー支持機構は、ケーブルの巻取りおよび送り出しを行うケーブル巻取送出機構を含み、
該ケーブル巻取送出機構は、前記被測定植物の上側に設けられた上部支持体に取り付けられており、該ケーブルの先端には前記湿度センサーが取り付けられている、請求項２に記載の蒸散量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸散量検出装置に関し、特に、被測定植物の蒸散量を１つの湿度センサーを用いてこの湿度センサーを被測定植物に接触させずに精度よく検出可能な蒸散量検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
農業の分野において、生産物の品質の向上を図ることの１つに、果実や野菜の高糖度化がある。この高糖度、高品質の果実等を得るためには、育成段階での水の管理が欠かせない。これは、果樹等に与える水分を少なめにして、水ストレスを果樹等に与えることにより、高糖度、高品質の果実等が得られるからである。果実等を枯らさないように適切に水の管理を行うためには、植物が蒸散により放出する水分の量（蒸散量）を検出する必要がある。蒸散量を検出できれば、植物に与える水ストレスを管理することが容易になる。
【０００３】
このような植物からの蒸散量の測定方法としては、例えば、特許文献１に開示の方法が知られている。
【０００４】
図８は、特許文献１に開示の蒸散量の測定装置を説明する図である。
【０００５】
この測定装置１は、被測定植物Ｐの葉１１から放出される水蒸気を検出する水蒸気センサー１２と、周囲環境の温度および湿度を検出する温度・湿度センサー１３とを有する。水蒸気センサー１２は、被測定植物Ｐの葉１１の裏側（気孔がある側）に密着させて取り付けられている。温度・湿度センサー１３は、被測定植物Ｐの葉１１の下側に配置されている。
【０００６】
測定装置１は、電圧源と電流測定回路とが一体となっている計測器１４を有し、この計測器１４は、水蒸気センサー１２に所定の電圧を印加し、水蒸気センサー１２に流れる電流を検出する。この電流値は植物から蒸散される水分量を示すデータであり、コンピュータ（ＰＣ）１５にて記録される。また、周囲環境の温度・湿度センサー１３は、周囲環境の温度および湿度を検出し、検出された周囲環境の湿度および温度のデータはコンピュータ１５に記録される。コンピュータ１５は、２つのデータの相関解析から葉１１からの蒸散量を求める。つまり、蒸散される水分量が一定でも、周囲環境の温度および湿度が変化すると、水蒸気センサー１２の出力は変動するため、周囲環境の温度・湿度センサー１３で得られるデータと水蒸気センサー１２で得られるデータとの相関関係を考慮して、植物から蒸散される水分量を算出する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２１４８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、特許文献１の技術では、水蒸気センサー１２が植物Ｐの葉１１の裏面に接触した状態で取り付けられているため、水蒸気センサー１２が葉を傷つけることで植物の成長が阻害されたり、さらに、葉１１の成長過程で葉１１に取り付けた水蒸気センサー１２が破損したりするといった問題があった。
【０００９】
また、特許文献１の技術では、水蒸気センサー１２の測定データと、周辺環境の温度・湿度センサー１３の測定データとの相関解析により蒸散量を求めるので、蒸散量の測定には２個の別センサーが必要である。このため、センサー固有の測定誤差が蒸散量の測定に影響を与え、蒸散量を高い精度で測定することが困難であった。また、２つのセンサーを用いる従来の蒸散量測定装置は導入コスト面でも問題があった。
【００１０】
本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたものであり、被測定植物に対して非接触で蒸散量を検出することができ、これにより葉に損傷を与えたり、葉の成長過程で破損したりすることがなく、被測定植物に対する安全性が高く、しかも耐久性に優れた蒸散量検出装置を得ることを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、被測定植物に対する安全性および蒸散量検出装置の耐久性を確保しつつ、湿度センサーの固体間の特性ばらつきにかかわらず、植物の蒸散量の測定を高い精度で行うことができる蒸散量検出装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る蒸散量検出装置は、被測定植物の蒸散量を検出する蒸散量検出装置であって、該被測定植物の葉の下方に位置する下方領域および該被測定植物の葉の上方に位置する上方領域でそれぞれ湿度を測定する湿度測定部と、該下方領域で測定された湿度と該上方領域で測定された湿度との湿度差を、該被測定植物の蒸散量を示す指標として出力する蒸散量検出部とを備えたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１３】
本発明は、上記蒸散量検出装置において、前記湿度測定部は、湿度センサーと、該湿度センサーを前記下方領域と前記上方領域との間で移動可能に支持するセンサー支持機構と、該センサー支持機構により支持された該湿度センサーを該下方領域と該上方領域との間で移動させる移動手段とを有し、該湿度センサーを該下方領域に配置した状態で該下方領域の湿度を測定し、該湿度センサーを該上方領域に配置した状態で該上方領域の湿度を測定することが好ましい。
【００１４】
本発明は、上記蒸散量検出装置において、前記センサー支持機構は、前記被測定植物の下側に配置された下部支持体、あるいは該被測定植物の上側に設けられた上部支持体に取り付けられたガイドレールを有し、該ガイドレールは、該被測定植物に沿って垂直方向に延び、前記湿度センサーの垂直方向の移動をガイドすることが好ましい。
【００１５】
本発明は、上記蒸散量検出装置において、前記センサー支持機構は、前記被測定植物の下側に配置された下部支持体、あるいは該被測定植物の上側に設けられた上部支持体に取り付けられた伸縮支柱であり、該伸縮支柱は、該被測定植物に沿って垂直方向に延び伸び縮み可能に構成され、該伸縮支柱の先端には前記湿度センサーが取り付けられていることが好ましい。
【００１６】
本発明は、上記蒸散量検出装置において、前記センサー支持機構は、ケーブルの巻取りおよび送り出しを行うケーブル巻取送出機構を含み、該ケーブル巻取送出機構は、前記被測定植物の上側に設けられた上部支持体に取り付けられており、該ケーブルの先端には前記湿度センサーが取り付けられていることが好ましい。
【００１７】
本発明は、上記蒸散量検出装置において、前記センサー支持機構は、棒状部材と、該棒状部材の一端を回転可能に支持する部材支持部とを備え、該棒状部材の他端には前記湿度センサーが取付けられており、該湿度センサーは、該棒状部材の回転により前記下方領域と前記上方領域との間で移動することが好ましい。
【００１８】
本発明に係る蒸散量検出方法は、被測定植物の蒸散量を検出する蒸散量検出方法であって、該被測定植物の葉の下方に位置する下方領域および該被測定植物の葉の上方に位置する上方領域でそれぞれ湿度を測定するステップと、該下方領域で測定された湿度と該上方領域で測定された湿度との湿度差を、該被測定植物の蒸散量を示す指標として導出するステップとを含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１９】
本発明は、上記蒸散量検出方法において、前記湿度を測定するステップでは、湿度センサーを前記下方領域と前記上方領域との間で移動させ、該湿度センサーを該下方領域に配置した状態で該下方領域の湿度を測定し、該湿度センサーを該上方領域に配置した状態で該上方領域の湿度を測定することが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、被測定植物に湿度検出部が接触するのを回避しつつ、湿度検出部を用いて被測定植物の蒸散量を検出することができ、これにより湿度検出部が葉に損傷を与えたり、葉の成長過程で破損したりすることがなく、被測定植物に対して安全であり、かつ耐久性に優れた蒸散量検出装置を実現することができる。
【００２１】
また、本発明によれば、被測定植物に対する安全性、および湿度検出部の耐久性を確保しつつ、湿度検出部を構成する湿度センサーの固体間の特性ばらつきにかかわらず、植物の蒸散量の測定を高い精度で行うことができる蒸散量検出装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の実施形態１による蒸散量検出装置を説明する図であり、蒸散量検出装置の全体構成（図１（ａ））、湿度センサーを被測定植物の葉の下方に配置した状態（図１（ｂ））および湿度センサーを被測定植物の葉の上方に配置した状態（図１（ｃ））を示している。
【図２】図２は、本発明の実施形態１による蒸散量検出装置の動作を説明する図であり、葉の下方領域で測定した湿度および葉の上方領域で測定した湿度をグラフで示している。
【図３】図３は、本発明の実施形態１の変形例による蒸散量検出装置を説明する図であり、蒸散量検出装置の全体構成（図３（ａ））、湿度センサーを被測定植物の葉の下方に配置した状態（図３（ｂ））および湿度センサーを被測定植物の葉の上方に配置した状態（図３（ｃ））を示している。
【図４】図４は、本発明の実施形態２による蒸散量検出装置を説明する図であり、蒸散量検出装置の全体構成（図４（ａ））、センサ支持機構（図４（ｂ））、湿度センサーを被測定植物の葉の下方に配置した状態（図４（ｃ））および湿度センサーを被測定植物の葉の上方に配置した状態（図４（ｄ））を示している。
【図５】図５は、本発明の実施形態２の変形例による蒸散量検出装置を説明する図であり、蒸散量検出装置の全体構成（図５（ａ））、センサー支持機構（図５（ｂ））、湿度センサーを被測定植物の葉の下方に配置した状態（図５（ｃ））および湿度センサーを被測定植物の葉の上方に配置した状態（図５（ｄ））を示している。
【図６】図６は、本発明の実施形態３による蒸散量検出装置を説明する図であり、蒸散量検出装置の全体構成（図６（ａ））、センサー支持機構（図６（ｂ））、湿度センサーを被測定植物の葉の下方に配置した状態（図６（ｃ））および湿度センサーを被測定植物の葉の上方に配置した状態（図６（ｄ））を示している。
【図７】図７は、本発明の実施形態４による蒸散量検出装置を説明する図であり、蒸散量検出装置の全体構成（図７（ａ））、湿度センサーを被測定植物の葉の下方に配置した状態（図７（ｂ））および湿度センサーを被測定植物の葉の上方に配置した状態（図７（ｃ））を示している。
【図８】図８は、特許文献１に開示の水蒸気測定装置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００２４】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１による蒸散量検出装置を説明する図であり、蒸散量検出装置の全体構成（図１（ａ））、湿度センサーを被測定植物の葉の下方に配置した状態（図１（ｂ））および湿度センサーを被測定植物の葉の上方に配置した状態（図１（ｃ））を示している。
【００２５】
本実施形態１の蒸散量検出装置１０１は、湿度センサーＳと情報処理装置（例えば、パーソナルコンピュータ）１０とを用いて、測定対象の植物（以下、被測定植物という。）Ｐの蒸散量を検出するものである。蒸散量検出装置１０１は、湿度測定部１１０とデータ処理部（蒸散量検出部）１０ａとを有する。湿度測定部１１０は、単一の湿度センサＳを含み、被測定植物Ｐの葉Ｌの下方に位置する下方領域ＬＲおよび被測定植物Ｐの葉Ｌの上方に位置する上方領域ＨＲでそれぞれ、湿度センサーＳが湿度を測定するように構成されている。
【００２６】
データ処理部１０ａは、下方領域ＬＲで測定された湿度と上方領域ＨＲで測定された湿度との湿度差を被測定植物Ｐの蒸散量の指標として出力するものである。情報処理装置１０は、データ処理部１０ａで処理された情報（蒸散量の指標）を表示する表示部１０ｃを有する。
【００２７】
湿度測定部１１０は、単一の湿度センサーＳを下方領域ＬＲと上方領域ＨＲとの間で移動可能に支持するセンサー支持機構１１１と、センサー支持機構１１１により支持された湿度センサーＳを下方領域ＬＲと上方領域ＨＲとの間で移動させる移動手段１３４とを有している。
【００２８】
センサー支持機構１１１は、例えば、被測定植物Ｐの下側に配置された下部支持体Ｂに取り付けられたガイドレールであり、以下、ガイドレール１１１という。ガイドレール１１１は、被測定植物Ｐに沿って垂直方向に延び、単一の湿度センサーＳの垂直方向の移動をガイドする。ここで、下部支持体Ｂは、例えば被測定植物Ｐが栽培されている土壌である。なお、図中、Ｃは、被測定植物Ｐの栽培施設の天井である。
【００２９】
ただし、水耕栽培の場合は水耕トレイが下部支持体Ｂとして用いられる。また、ガイドレール１１１は、センサー支持機構の一例であり、これは多くの場合、植物を支える支柱との供用が可能となる。例えば、センサー支持機構を、植物を支える支柱と併用する場合、この支柱には植物の葉やつるが巻きついたりすることがあるので、センサー支持機構は筒状体で構成し、この筒状体をその内部で湿度センサーが移動するように構成するのが好ましい。この場合、筒状体の上端および下端には、筒状体の内部を移動する湿度センサーＳが外気に晒されるように開口を形成する。また、センサー支持機構は、断面がＣ字型の線状ガイド部材で構成し、ガイド部材のどの高さ位置でも線状ガイド部材内を移動する湿度センサーが外気にさらされる構造としてもよい。
【００３０】
移動手段１３４は、表面にねじ山が形成された回転シャフト１１４と、ガイドレール１１１の両端に取り付けられたシャフト軸受１１２およびシャフト駆動部１１３とを含む。シャフト受部材１１２は回転シャフト１１４の上端を回転可能に支持する。シャフト駆動部１１３にはモータ（図示せず）が内蔵されており、回転シャフト１１４の下端を回転可能に支持するとともに、回転シャフト１１４をモータにより回転させる。シャフト駆動部１１３内のモータは、情報処理装置１０に含まれる駆動部１０ｂからの駆動信号により駆動するものである。回転シャフト１１４は、湿度センサーＳの筐体に取り付けられた雌ネジ部と螺合しており、回転シャフト１１４の正回転あるいは逆回転により湿度センサーＳがガイドレール１１１に沿って垂直方向に上下動する。ここで、移動手段１３４には、モータを含むシャフト駆動部１１３、シャフト軸受１１２、回転シャフト１１４などを用いた機械式のものを示したが、移動手段は、空気圧や油圧などの流体の圧力を用いるものでもよい。さらに、移動手段は機械式あるいは油圧式にかかわらず、湿度センサーによる湿度の測定と同期して湿度センサーの高さ位置を調整可能なものであればよい。
【００３１】
次に動作について説明する。
【００３２】
この蒸散量検出装置１０１の動作原理について説明する。
【００３３】
蒸散量検出装置１０１では、湿度の高低により単位体積当たりの空気の質量が変化する点を利用している。つまり、湿度の高い空気は湿度の低い空気より軽く、湿度の高い空気は上方へ移動する。このため、被測定植物Ｐの蒸散により水分が放出されると、葉Ｌの近傍で湿度が高くなり、葉Ｌの近傍部分の空気が上方に移動する。これにより被測定植物Ｐの葉Ｌの上方に位置する上方領域ＨＲでは湿度が高く、葉Ｌの下方に位置する下方領域ＬＲでは湿度が相対的に低くなり、上方領域ＨＲの湿度と下方領域ＬＲの湿度との差（湿度差）が生じる。従って、この湿度差は被測定植物の蒸散量の指標となるものであり、湿度差が大きいほど蒸散量は多くなる。なぜなら、被測定植物の蒸散量が多くなると、被測定植物の葉の周辺の湿度が高くなり、この湿度が高くなった空気が葉の上方領域に移動するためである。
【００３４】
そこで、被測定植物Ｐの葉Ｌの上方領域ＨＲと下方領域ＬＲとで、定期的に湿度を測定し、測定した上方領域ＨＲの湿度と下方領域ＬＲの湿度との湿度差を求めることにより、被測定植物の蒸散量の測定が可能となる。
【００３５】
また、湿度差は上述したように被測定植物の蒸散量の指標となるものであり、植物の種類、湿度センサーの特性などを特定して湿度差と被測定植物の蒸散量との正確な相関関係を求めることにより、湿度差から被測定植物の蒸散量を定量的に検出することも可能となる。
【００３６】
以下、蒸散量検出装置１１０の動作について説明する。
【００３７】
まず、駆動部１０ｂからの駆動信号によりシャフト駆動部１１３のモータが回転することにより回転シャフト１１４が回転する。これにより、例えば、湿度センサーＳはガイドレール１１１に沿って葉Ｌの下方領域ＬＲまで移動して停止する（図１（ｂ））。
【００３８】
この状態で、下方領域ＬＲの湿度が湿度センサーＳで検出され、検出出力がデータ処理部１０ａに送信される。その後、駆動部１０ｂは、シャフト駆動部１１３のモータを逆回転させる。これにより湿度センサーＳはガイドレール１１１に沿って葉Ｌの下方領域ＬＲから葉Ｌの上方領域ＨＲまで移動して停止する（図１（ｃ））。この状態で、湿度センサーＳは上方領域ＨＲの湿度を検出し、検出出力をデータ処理部１０ａに送信する。
【００３９】
このような下方領域ＬＲでの湿度検出と上方領域ＨＲでの湿度検出とは、所定時間が経過するたびに行われる。例えば、１０秒毎、１分毎、１０分毎、１時間毎といった周期で行われる。
【００４０】
ここでは、データ処理部１０ａは、湿度センサーＳが上方領域ＨＲに位置するときの湿度センサーの検出出力、および湿度センサーＳが下方領域ＬＲに位置するときの湿度センサーの検出出力を、例えば１０秒毎に繰り返し取得し、内部の記憶部（図示せず）に格納する。
【００４１】
データ処理部１０ａは、記憶部に格納した測定データに基づいて、測定開始から現時点までの下方領域の湿度の変化および上方領域の湿度の変化を、図２に示すようにグラフで対比して表示部１０ｃに表示する。
【００４２】
図２は、一例として、下方領域ＬＲでの湿度検出と上方領域ＨＲでの湿度検出とを１０秒間隔で３日間に渡って行った結果をグラフで示している。縦軸には測定された湿度、横軸には経過時間をとっている。
【００４３】
薄い色のグラフは、下方領域ＬＲで検出した湿度を示し、濃い色のグラフは、上方領域ＨＲで検出した湿度を示している。
【００４４】
この２つのグラフから、下方領域ＬＲで検出した湿度と上方領域ＨＲで検出した湿度との差（湿度差）が大きいときは被測定植物が活発に活動していることが分かる。また、この被測定植物の活動の変化が不自然である場合には、何らかの異常が被測定植物に発生し、育成状態に問題があることが分かる。この場合は、植物の栽培（育成）を行う栽培者は、植物の状態を改善するなどの手当てをする。
【００４５】
このように本実施形態１の蒸散量検出装置１０１では、湿度センサーＳを垂直方向に移動可能に支持するガイドレール１１１を被測定植物Ｐに隣接させて配置しているので、単一の湿度センサーＳにより葉Ｌの上方領域ＨＲでも葉Ｌの下方領域ＬＲでも湿度を測定することができる。このため、葉Ｌの上方領域ＨＲで湿度を測定する湿度センサーと、葉Ｌの下方領域ＬＲで湿度を測定する湿度センサーとを用いる場合に比べて、湿度センサーの固体間の特性ばらつきが湿度測定に影響するのを回避できる。
【００４６】
また、単一の湿度センサーＳは被測定植物Ｐの葉Ｌと被接触の状態で湿度を検出するので、湿度センサーＳが被測定植物Ｐの葉Ｌに損傷を与えることがなく、また、湿度センサーＳを葉Ｌに貼り付けた場合のように、植物の育成により湿度センサーＳが破損するといったおそれもない。
【００４７】
さらに、この実施形態１では、植物の栽培を行う者は、被測定植物Ｐの蒸散状態を認識することができ、植物を枯らさない程度に水の供給を制限することができる。その結果、植物はストレスを受け、例えば果実などでは高糖度化を図ることができる。
【００４８】
また、植物の栽培を行う者は、被測定植物Ｐの蒸散状態から被測定植物Ｐの活動状態（育成状態）が正常であるか否かを判断することができ、被測定植物Ｐの活動状態が正常でないと思われる場合には、手当てをすることができる。
【００４９】
なお、前記実施形態１では、１つの湿度センサーＳを垂直方向に移動可能に支持するガイドレール１１１を備え、１つの湿度センサーＳにより葉Ｌの上方領域ＨＲと下方領域ＬＲでそれぞれ湿度を測定するようにしているが、湿度センサーの固体間の特性ばらつきを、上方領域ＨＲと下方領域ＬＲでの湿度測定に問題とならない程度に小さくできる場合は、湿度センサーとして、葉Ｌの上方領域ＨＲで湿度を測定する湿度センサーと、葉Ｌの下方領域ＬＲで湿度を測定する湿度センサーの２つを用いてもよい。
【００５０】
また、上記実施形態１では、ガイドレール１１１を下部支持体（栽培施設の土壌など）に固定している場合について説明したが、ガイドレールは、上部支持体（栽培施設の天井）に固定してもよく、以下実施形態１の変形例として、ガイドレールを上部支持体に固定した蒸散量検出装置について説明する。
【００５１】
（実施形態１の変形例）
図３は本発明の実施形態１の変形例による蒸散量検出装置を説明する図であり、蒸散量検出装置の全体構成（図３（ａ））、湿度センサーを被測定植物の葉の下方に配置した状態（図３（ｂ））および湿度センサーを被測定植物の葉の上方に配置した状態（図３（ｃ））を示している。
【００５２】
本実施形態１の変形例による蒸散量測定装置１０１ａは、実施形態１における湿度測定部１１０に代えて、湿度センサーＳのガイドレール１１１ａを上部支持体Ｃに取り付けた湿度測定部１１０ａを備えたものであり、その他の構成は実施形態１と同一である。
【００５３】
つまり、湿度測定部１０ａは、単一の湿度センサーＳを下方領域ＬＲと上方領域ＨＲとの間で移動可能に支持するセンサー支持機構１１１ａと、センサー支持機構１１１ａにより支持された湿度センサーＳを下方領域ＬＲと上方領域ＨＲとの間で移動させる移動手段１３４とを有している。
【００５４】
センサー支持機構１１１ａは、例えば、上部支持体Ｃに取り付けられたガイドレールである。このガイドレール１１１ａは、被測定植物Ｐに沿って垂直方向に延び、単一の湿度センサーＳの垂直方向の移動をガイドする。ここで、上部支持体Ｃは、例えば栽培施設の天井部分、あるいは栽培施設における被測定植物Ｐの上方部分に配置された上部支柱などである。
【００５５】
このような構成の実施形態１の変形例による蒸散量測定装置１０１ａでは、実施形態１の蒸散量検出装置１０１と同様に、被測定植物Ｐの葉Ｌの上方領域ＨＲと下方領域ＬＲで単一の湿度センサーＳにより湿度を測定することができる。
【００５６】
まず、駆動部１０ｂからの駆動信号によりシャフト駆動部１１３のモータが回転シャフト１１４を回転させることにより、例えば、湿度センサーＳがガイドレール１１１ａに沿って下方に移動し、葉Ｌの下方領域ＬＲで停止する（図３（ｂ））。この状態で、湿度センサーＳは下方領域ＬＲの湿度を検出し、検出出力をデータ処理部１０ａに送信する。
【００５７】
その後、シャフト駆動部１１３のモータの逆回転により湿度センサーＳがガイドレール１１１ａに沿って上方に移動し、葉Ｌの上方領域ＨＲで停止する（図３（ｃ））。この状態で、湿度センサーＳは上方領域ＨＲの湿度を検出し、検出出力をデータ処理部１０ａに送信する。
【００５８】
データ処理部１０ａは、実施形態１の蒸散量検出装置１０１におけるものと同様のデータ処理を行って、表示部１０ｃに、図２に示すような葉Ｌの下方領域ＬＲの湿度と、葉Ｌの上方領域ＨＲの湿度との湿度差がグラフにより表示されるように表示データを送る。
【００５９】
この実施形態１の変形例では、上記実施形態１の効果に加えて、湿度センサーＳを垂直方向に移動可能に支持するセンサ支持機構として、栽培施設の天井部分Ｃに取り付けられたガイドレール１１１ａを用いるので、ガイドレールの固定強度を、ガイドレールを土壌に設置する場合に比べてより強いものとすることが可能である。
【００６０】
なお、上記実施形態１およびその変形例では、湿度センサーを葉Ｌの下方領域ＬＲと葉Ｌの上方領域ＨＲとの間で移動可能に支持するセンサー支持機構としてガイドレールを示したが、センサー支持機構はガイドレールに限定されるものではなく、その他のセンサー支持機構を用いた蒸散量検出装置を実施形態２から実施形態４として以下に説明する。
【００６１】
（実施形態２）
図４は本発明の実施形態２による蒸散量検出装置を説明する図であり、蒸散量検出装置の全体構成（図４（ａ））、センサー支持機構（図４（ｂ））、湿度センサーを被測定植物の葉の下方に配置した状態（図４（ｃ））および湿度センサーを被測定植物の葉の上方に配置した状態（図４（ｄ））を示している。
【００６２】
本実施形態２による蒸散量測定装置１０２は、実施形態１における湿度測定部１１０に代えて、センサー支持機構としてアンテナ式の伸縮支柱１２２を用いた湿度測定部１２０を備えたものである。ここでは、伸縮支柱１２２は、第１の中空ロッド１２２３と、第１の中空ロッド１２２３に出没可能に収容された第２の中空ロッド１２２２と、第２の中空ロッド１２２２に出没可能に収容された第３のロッド１２２１とを有している。この伸縮支柱１２２は、第３の中空ロッド１２２３内に第２の中空ロッド１２２２および第１の中空ロッド１２２１が没入された収縮状態と、第３の中空ロッド１２２３から第２の中空ロッド１２２２が突出し、かつ第２の中空ロッド１２２２から第１の中空ロッド１２２１が突出した伸長状態との間で、伸縮するように構成されている。第１の中空ロッド１２２１の先端には湿度センサーＳが取り付けられ、第３の中空ロッド１２２３の根元部分には、伸縮支柱１２２を伸縮させる伸縮駆動部（移動手段）１２１が取り付けられ、この伸縮駆動部１２１は、下部支持体Ｂに取り付けられている。ここで、下部支持体Ｂは、例えば被測定植物Ｐが栽培されている土壌である。ただし、水耕栽培の場合は水耕トレイが下部支持体Ｂとして用いられる。
【００６３】
この実施形態２の蒸散量検出装置１０２におけるその他の構成は、実施形態１のものと同一である。
【００６４】
このような構成の実施形態２の蒸散量測定装置１０２では、実施形態１の蒸散量検出装置１０１と同様に、被測定植物Ｐの葉Ｌの上方領域ＨＲと下方領域ＬＲで単一の湿度センサーＳにより湿度を測定することができる。
【００６５】
つまり、伸縮駆動部１２１が演算処理装置１０の駆動部１０ｂからの駆動信号を受けると、伸縮支柱１２２を伸縮させる。例えば、伸縮支柱１２２を収縮させて、第１の中空ロッド１２２１の先端に取り付けられている湿度センサーＳを下方に移動させ、葉Ｌの下方領域ＬＲで停止させる（図４（ｃ））。この状態で、湿度センサーＳは下方領域ＬＲの湿度を検出し、検出出力をデータ処理部１０ａに送信する。
【００６６】
その後、伸縮駆動部１２１が伸縮支柱１２２を伸長させて、第１の中空ロッド１２２１の先端に取り付けられている湿度センサーＳを上方に移動させ、葉Ｌの上方領域ＨＲで停止させる（図４（ｄ））。この状態で、湿度センサーＳは上方領域ＨＲの湿度を検出し、検出出力をデータ処理部１０ａに送信する。
【００６７】
データ処理部１０ａは、実施形態１の蒸散量検出装置１０１におけるものと同様のデータ処理を行って、表示部１０ｃに、図２に示すような葉Ｌの下方領域ＬＲの湿度と、葉Ｌの上方領域ＨＲの湿度との湿度差がグラフにより表示されるように表示データを送る。
【００６８】
この実施形態２では、センサー支持機構としてアンテナ式の伸縮支柱１１２を用いているので、上記実施形態１の効果に加えて、湿度センサーＳを被測定植物Ｐの葉Ｌの下方領域ＬＲと上方領域ＨＲの間で移動させるための構造を簡単なものとできる。
【００６９】
なお、上記実施形態２では、センサー支持機構として、下部支持体Ｂにアンテナ式の伸縮支柱を取り付けた場合について説明したが、伸縮支柱は、上部支持体Ｃに取り付けてもよく、以下実施形態２の変形例として、伸縮支柱を上部支持体Ｃに取り付けたものについて説明する。
【００７０】
（実施形態２の変形例）
図５は本発明の実施形態２の変形例による蒸散量検出装置を説明する図であり、蒸散量検出装置の全体構成（図５（ａ））、センサー支持機構（図５（ｂ））、湿度センサーを被測定植物の葉の上方に配置した状態（図５（ｃ））、および湿度センサーを被測定植物の葉の下方に配置した状態（図５（ｄ））を示している。
【００７１】
本実施形態２の変形例による蒸散量測定装置１０２ａは、実施形態２における湿度測定部１２０に代えて、伸縮支柱１２２を上部支持体Ｃに取り付けた湿度測定部１２０ａを備えたものであり、その他の構成は実施形態２と同一である。
【００７２】
つまり、湿度測定部１２０ａは、単一の湿度センサーＳを下方領域ＬＲと上方領域ＨＲとの間で移動可能に支持するセンサー支持機構と、センサー支持機構により支持された湿度センサーＳを下方領域ＬＲと上方領域ＨＲとの間で移動させる移動手段とを有している。
【００７３】
センサー支持機構は、例えば、上部支持体Ｃに固定された伸縮駆動部１２１ａに取り付けられた伸縮支柱１２２である。移動手段は、伸縮駆動部１２１である。この伸縮支柱１２２の下端部の先端には湿度センサーＳが取り付けられており、伸縮支柱１２２の伸縮により、図５(ｃ)および図５(ｄ)に示すように、単一の湿度センサーＳが被測定植物Ｐの葉Ｌの上方領域ＨＲと葉Ｌの下方領域ＬＲとの間で移動するようになっている。
【００７４】
このような構成の実施形態２の変形例による蒸散量測定装置１０２ａでは、実施形態２の蒸散量検出装置１０２と同様に、被測定植物Ｐの葉Ｌの上方領域ＨＲと下方領域ＬＲで単一の湿度センサーＳにより湿度を測定することができ、その際、湿度センサーＳが被測定植物Ｐの葉Ｌに接触しないようにすることができる。
【００７５】
（実施形態３）
図６は本発明の実施形態３による蒸散量検出装置を説明する図であり、蒸散量検出装置の全体構成（図６（ａ））、センサ支持機構（図６（ｂ））、湿度センサーを被測定植物の葉の上方に配置した状態（図６（ｃ））および湿度センサーを被測定植物の葉の下方に配置した状態（図６（ｄ））を示している。
【００７６】
本実施形態３による蒸散量測定装置１０３は、実施形態１における湿度測定部１１０に代えて、センサー支持機構として、ケーブルの巻取りおよび送り出しを行うケーブル巻取送出機構１３１を用いた湿度測定部１３０を備えたものである。
【００７７】
ケーブル巻取送出機構１３１は、被測定植物の上側に設けられた上部支持体Ｃに取り付けられており、ケーブル１３２の先端には単一の湿度センサーＳが取り付けられている。ここで、上部支持体Ｃは栽培施設の天井である。ただし、上部支持体Ｃは、栽培施設の建物を構成する上部支柱であってもよい。
【００７８】
ケーブル巻取送出機構１３１は、上部支持体Ｃに固定された固定部材１３１ａと、ケーブルＳが巻きつけられたケーブル巻取体１３３ａと、ケーブル巻取体１３３ａを回転可能に支持する回転支持軸１３４ａと、回転支持軸１３４ａを保持する軸保持部１３２ａとを有する。ここで、ケーブル巻取体１３３ａはモータ（移動手段）を内蔵しており、情報処理装置１０の駆動部１０ｂからの駆動信号を受けてモータの回転によりケーブル１３２の巻き取りあるいは送り出しを行うように構成されている。
【００７９】
この実施形態３の蒸散量検出装置１０３おけるその他の構成は、実施形態１のものと同一である。
【００８０】
このような構成の実施形態３の蒸散量測定装置１０３では、実施形態１の蒸散量検出装置１０１と同様に、被測定植物Ｐの葉Ｌの上方領域ＨＲと下方領域ＬＲで単一の湿度センサーＳにより湿度を測定することができる。
【００８１】
つまり、ケーブル巻取体１３３ａが情報処理装置１０の駆動部１０ｂからの駆動信号を受けると、内部モータが回転することでケーブル１３２の巻き取りあるいは送り出しを行う。
【００８２】
例えば、ケーブル巻取体１３３ａがケーブル１３２の巻き取りを行ってケーブル１３２の先端に取り付けられている湿度センサーＳを上方に移動させ、葉Ｌの上方領域ＨＲで停止させる（図６（ｃ））。この状態で、湿度センサーＳは上方領域ＨＲの湿度を検出し、検出出力をデータ処理部１０ａに送信する。
【００８３】
その後、ケーブル巻取体１３３ａがケーブル１３２の送り出しを行うことにより湿度センサーＳを下方に移動させ、葉Ｌの下方領域ＬＲで停止させる（図６（ｄ））。この状態で、湿度センサーＳは、下方領域ＬＲの湿度を検出し、検出出力をデータ処理部１０ａに送信する。
【００８４】
データ処理部１０ａは、実施形態１の蒸散量検出装置１０１におけるものと同様のデータ処理を行って、表示部１０ｃに、図２に示すような葉Ｌの下方領域ＬＲの湿度と、葉Ｌの上方領域ＨＲの湿度との湿度差がグラフにより表示されるように表示データを送る。
【００８５】
このような構成の本実施形態３の蒸散量検出装置１０３においても、実施形態１の蒸散量検出装置１０１と同様に、被測定植物Ｐの葉Ｌの上方領域ＨＲと下方領域ＬＲで単一の湿度センサーＳにより湿度を測定することができ、その際、湿度センサーＳが被測定植物Ｐの葉Ｌに接触しないようにすることができる。
【００８６】
さらに、センサー支持機構は、上記のものに限定されず、測定対象植物の背が低い場合は、収縮機能を有さない支柱を用い、この支柱の一端を回転軸として旋回させることにより、この支柱の他端に取り付けた湿度センサーを、被測定植物の上方領域と下方領域との間で移動させることも可能である。
【００８７】
（実施形態４）
図７は本発明の実施形態４による蒸散量検出装置を説明する図であり、蒸散量検出装置の全体構成（図７（ａ））、湿度センサーを被測定植物の葉の下方に配置した状態（図７（ｂ））および湿度センサーを被測定植物の葉の上方に配置した状態（図７（ｃ））を示している。
【００８８】
本実施形態４による蒸散量測定装置１０４は、実施形態１における湿度測定部１１０に代わる湿度測定部１４０を備えている。
【００８９】
この湿度測定部１４０は、一定長の棒状部材１４２と、この棒状部材１４２の一端を回転中心として棒状部材１４２を回転可能に支持する部材支持部１４１とを有している。ここで、棒状部材１４２の他端には湿度センサーＳが取り付けられ、棒状部材１４２と部材支持部１４１とは、湿度センサーＳを被測定植物Ｐの葉Ｌの上方領域ＨＲと下方領域ＬＲとの間で移動可能に支持するセンサー支持機構を構成している。ここで、部材支持部１４１は、棒状部材１４２を回転させるためのモータ（移動手段）を内蔵している。ここでは、この部材支持部１４１は下部支持体Ｂに固定されている。下部支持体Ｂは、例えば被測定植物Ｐが栽培されている土壌である。なお、ただし、水耕栽培の場合は水耕トレイが下部支持体Ｂとして用いられる。
【００９０】
このような構成の本実施形態４の蒸散量測定装置１０４においても、実施形態１の蒸散量検出装置１０１と同様に、被測定植物Ｐの葉Ｌの上方領域ＨＲと下方領域ＬＲで単一の湿度センサーＳにより湿度を測定することができる。
【００９１】
つまり、部材支持部１４１が情報処理装置１０の駆動部１０ｂからの駆動信号を受けると、内蔵モータが正回転あるいは逆回転することで棒状部材１４２が一端を回転中心として回転し、棒状部材１４２の姿勢が起立状態と横倒し状態との間で変化する。
【００９２】
例えば、棒状部材１４２を横倒しにすることで、棒状部材１４２の先端に取り付けられている湿度センサーＳが下方に移動し、葉Ｌの下方領域ＬＲで停止する（図７（ｂ））。この状態で、湿度センサーＳは下方領域ＬＲの湿度を検出し、検出出力をデータ処理部１０ａに送信する。
【００９３】
その後、棒状部材１４２の姿勢を起立状態にすることで、棒状部材１４２の先端に取り付けられている湿度センサーＳが上方に移動し、葉Ｌの上方領域ＨＲで停止する（図７（ｃ））。この状態で、湿度センサーＳは上方領域ＨＲの湿度を検出し、検出出力をデータ処理部１０ａに送信する。
【００９４】
データ処理部１０ａは、実施形態１の蒸散量検出装置１０１におけるものと同様のデータ処理を行って、表示部１０ｃに、図２に示すような葉Ｌの下方領域ＬＲの湿度と、葉Ｌの上方領域ＨＲの湿度との湿度差がグラフにより表示されるように表示データを送る。
【００９５】
このような構成の本実施形態４の蒸散量検出装置１０４においても、実施形態１の蒸散量検出装置１０１と同様に、被測定植物Ｐの葉Ｌの上方領域ＨＲと下方領域ＬＲで単一の湿度センサーＳにより湿度を測定することができ、その際、湿度センサーＳが被測定植物Ｐの葉Ｌに接触しないようにすることができる。
【００９６】
なお、上記各実施形態１から４では、特に言及していないが、本発明の蒸散量検出装置は、複数の植物を生育する生育施設において、決められた生育エリア毎に設けても、個々の植物に対応させて設けてもよい。ただし、個々の植物に対応させて蒸散量検出装置を設ける場合、あるいは所定の生育エリア毎に蒸散量検出装置を設ける場合は、蒸散量の測定対象となる領域の空気が他の領域の空気と混ざらないように隔離する必要がある。
【００９７】
さらに、本発明の蒸散量検出方法は、被測定植物の蒸散量を検出する蒸散量検出方法において、被測定植物の葉の下方に位置する下方領域および被測定植物の葉の上方に位置する上方領域でそれぞれ湿度を測定するステップと、下方領域で測定された湿度と上方領域で測定された湿度との湿度差を、被測定植物の蒸散量を示す指標として導出するステップとを含むものであればよく、湿度測定部と蒸散量検出部とが同一の装置に備わっている場合に限定されるものではない。
【００９８】
例えば、本発明の蒸散量検出方法は、１つの装置で、被測定植物の葉の下方に位置する下方領域および被測定植物の葉の上方に位置する上方領域でそれぞれ湿度を測定し、測定した２つの湿度情報をネットワーク上の他の装置（端末）に送信し、この端末で、下方領域の湿度と上方領域の湿度との差である湿度差を被測定植物の蒸散量の指標として導出するものでもよい。
【００９９】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、蒸散量検出装置の分野において、被測定植物に湿度検出部が接触するのを回避しつつ、湿度検出部により被測定植物の蒸散量を検出することができ、これにより湿度検出部が葉に損傷を与えたり、葉の成長過程で破損したりすることがなく、被測定植物に対して安全であり、かつ耐久性に優れた蒸散量検出装置を実現することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０  コンピュータ（情報処理装置）
１０ａ  データ処理部
１０ｂ  駆動部
１０ｃ  表示部
１０１、１０１ａ、１０２、１０２ａ、１０３、１０４  蒸散量検出装置
１１０、１１０ａ、１２０、１２０ａ、１３０、１４０  湿度測定部
１１１、１１１ａ、１２２  センサー支持機構
１１２  シャフト軸受
１１３  シャフト駆動部
１１４  回転シャフト
１２１、１２１ａ  伸縮駆動部
１２２  伸縮支柱
１２２１  第１の中空ロッド
１２２２  第２の中空ロッド
１２２３  第３の中空ロッド
１３１  ケーブル巻取送出機構
１３１ａ  固定部材
１３２  ケーブル
１３２ａ  軸保持部
１３３ａ  ケーブル巻取体
１３４ａ  回転支持軸
１４１  部材支持部
１４２  棒状部材
Ｂ  下部支持体
Ｃ  上部支持体
ＨＲ  上方領域
Ｌ  葉
ＬＲ  下方領域
Ｐ  被測定植物
Ｓ  湿度センサー
【図１】
2014215215.tif 000003
【図２】
2014215215.tif 000004
【図３】
2014215215.tif 000005
【図４】
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【図５】
2014215215.tif 000007
【図６】
2014215215.tif 000008
【図７】
2014215215.tif 000009
【図８】
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