(57)【要約】【課題】培地からの種子の横溢を防止して、植物の栽培費用を削減することができ、また生育不良を防止することができる播種装置を提供する。【解決手段】培地押さえ５０によってスリット８１の両側を押圧してスリット８１を拡開させて種子を供給し、供給された種子がスリット８１に確実に投入され、培地からの種子の横溢を防止することができ、所定数を超過しない数の種子をスリット８１に供給する構成とした。またスリット８１を通過した光源１ａからの光を撮像部３０にて捉え、撮像した画像に基づいてスリット８１の位置を精度良く算出し、算出した位置に種子を投入する構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部を貫通させて培地に形成したスリットに播種する播種装置において、
前記培地の一面にて前記スリットの幅方向両側を押圧する押圧部を備え、
前記押圧部によって前記培地を押圧し、一又は複数の種子を前記播種孔に投入するようにしてあること
を特徴とする播種装置。
【請求項２】
前記培地の他面側に配置された光源と、
前記培地の一面側に配置された撮像部と、
該撮像部にて撮像された画像に基づいて、前記播種孔の位置を特定する特定手段とを備え、
前記特定手段にて特定した位置に種子を投入するようにしてあること
を特徴とする請求項１に記載の播種装置。
【請求項３】
培地の前記一面側に配置してあり、前記光源の色に対して補色関係にある色の光を出射する補色光源を備えること
を特徴とする請求項２に記載の播種装置。
【請求項４】
前記補色光源は環状をなし、前記撮像部及び培地の間に配置してあること
を特徴とする請求項３に記載の播種装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は培地に種子を播く播種装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物栽培において、吸水性に優れた素材（例えばウレタンマット）を培地とすることは、養分を含む水を培地に容易に吸収させて、発芽及び育苗の効率性を向上させることができることから一般に行われている。培地には播種を行うが、予め一面に切目（播種孔）を設けた培地を使用し、拡開した切目に種子を入れる播種装置が以前より提案されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載の播種装置においては、培地の上面に切目を設けてあり、培地の下側に設けたローラの上を培地が移動する。培地はローラにて、上面側が突出するように湾曲し、切目は拡開する。
【０００４】
ローラに対向する位置において、培地の上方に種子を供給するホッパを設けてある。ローラの上を培地が通過する時、ホッパから供給された種子が拡開した切目に入り込み、播種が効率的に行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６４−２６９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし前記播種装置は切目を設けていない培地の部分にもホッパから種子が供給されるので、培地から多数の種子が横溢するおそれがある。またホッパからは連続的に種子が供給され、拡開した切目に所定数（育苗に適した数）を超過した数の種子が入り込むおそれもある。
【０００７】
近年では発芽率の高さから、吸水性の高い資材又は肥料等をコーティングした種子、いわゆるコーティング種子を播種することがある。コーティング種子はコーティングを行っていない種子に比べて高価であり、コーティング種子が培地から横溢した場合、植物栽培に要する費用は増大する。また一つの切目に育苗に適した数を超過した数の種子が入り込むと生育不良を引き起こすおそれがある。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、培地からの種子の横溢を防止して、植物の栽培費用を削減することができ、また生育不良を防止することができる播種装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る播種装置は、少なくとも一部を貫通させて培地に形成したスリットに播種する播種装置において、前記培地の一面にて前記スリットの幅方向両側を押圧する押圧部を備え、前記押圧部によって前記培地を押圧し、一又は複数の種子を前記播種孔に投入するようにしてあることを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、押圧部によってスリットの両側を押圧してスリットを拡開させ、種子を供給する。また所定数を超過しない数の種子をスリットに供給する。
またスリット部分に沿うように培地を押圧し、スリットの拡開を実現する。
【００１１】
本発明に係る播種装置は、前記培地の他面側に配置された光源と、前記培地の一面側に配置された撮像部と、該撮像部にて撮像された画像に基づいて、前記播種孔の位置を特定する特定手段とを備え、前記特定手段にて特定した位置に種子を投入するようにしてあることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、スリットを通過した光源からの光を撮像部にて捉え、スリットを確実に撮像する。撮像した画像に基づいてスリットの位置を特定し、特定した位置に種子を投入する。
【００１３】
本発明に係る播種装置は、培地の前記一面側に配置してあり、前記光源の色に対して補色関係にある色の光を出射する補色光源を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、前記光源の光に対して補色関係にある色の光によって、撮像部側の培地が照明され、撮像部は、培地とスリットとを異なる色で撮像する。
【００１５】
本発明に係る播種装置は、前記補色光源は環状をなし、前記撮像部及び培地の間に配置してあることを特徴とする。
【００１６】
本発明においては、撮像部は環状の補色光源の孔を介して培地を撮像し、培地の両面側への各光源の配置と撮像部による培地の撮像との両立を実現する。
【発明の効果】
【００１７】
押圧部によってスリットの幅方向両側を押圧してスリットを拡開させ、種子を供給する。供給された種子はスリットに確実に投入され、培地からの種子の横溢を防止することができる。また所定数を超過しない数の種子をスリットに供給し、生育不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】播種装置を略示する斜視図である。
【図２】載置台、光源、培地、撮像部及び補色光源を略示する断面図である。
【図３】培地を略示する部分拡大平面図である。
【図４】制御部周りの構成を示すブロック図である。
【図５】各スリットと撮像部の位置を示す情報とを対応付けたテーブルの一例を示す概念図である。
【図６】制御部によって実行される播種処理を示すフローチャートである。
【図７】播種装置の播種動作を説明する説明図である。
【図８】スリットの位置の演算を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下本発明を実施の形態に係る播種装置を示す図面に基づいて詳述する。図１は播種装置を略示する斜視図である。播種装置は、培地８０を載置する矩形板状の載置台１を備えており、載置台１は光源１ａを有する。載置台１の上面全体から光源１ａの光が出射される。
【００２０】
培地８０は吸水性に優れた可撓性を有する部材からなり、例えばポリウレタン製のマットからなる。培地８０は矩形状をなし、載置台１と略同寸の縦及び横寸法を有する。培地８０は、載置台１に対する縦及び横方向を整合させて、載置台１の上面に載置してある。
【００２１】
培地８０には上下に貫通しており、載置台１の一縁部に沿う方向（Ｘ方向）に平行な複数のスリット８１、８１、・・・、８１が形成してある。スリット８１による複数の列がＸ方向及び載置台１の他縁部に沿う方向（Ｙ方向）に沿って並設してある。スリット８１は平面視線分状をなす。
【００２２】
播種装置は培地８０に播種する播種部１０と、該播種部１０を搬送する播種部搬送機２０とを備えている。播種部搬送機２０は、Ｘ方向に播種部１０を搬送するＸ方向搬送部２２及びＹ方向に播種部１０を搬送するＹ方向搬送部２１を備える。
【００２３】
Ｙ方向搬送部２１は前記載置台１の他縁部に対向するように設けてある。Ｙ方向搬送部２１はＹ方向への移動を行うボールねじ機構２１ａを備えている。Ｘ方向搬送部２２はＹ方向搬送部２１の上側において、Ｙ方向搬送部２１のボールねじ機構２１ａに連結している。Ｘ方向搬送部２２は載置台１よりも上方に位置し、Ｙ方向搬送部２１（ボールねじ機構２１ａ）の駆動によってＹ方向に移動する。なおボールねじ機構２１ａはサーボモータ及びロータリーエンコーダを有しており、Ｘ方向搬送部２２のＹ方向位置を検出する。
【００２４】
Ｘ方向搬送部２２はＸ方向への移動を行うボールねじ機構２２ａを備えている。播種部１０はＸ方向搬送部２２のボールねじ機構２２ａに連結している。播種部１０はＸ方向搬送部２２（ボールねじ機構２２ａ）の駆動によってＸ方向に移動する。なおボールねじ機構２２ａはサーボモータ及びロータリーエンコーダを有しており、播種部１０のＸ方向位置を検出する。
【００２５】
播種部１０は種子を貯留する本体１１を備える。該本体１１からは、種子を下方に案内するガイド管１２が突出している。ガイド管１２には、ガイド管１２を開閉する電磁弁１３が設けてある。
【００２６】
播種装置は培地８０を撮像する撮像部３０と、該撮像部３０を搬送する撮像部搬送機４０とを備えている。撮像部搬送機４０は、Ｘ方向に撮像部３０を搬送するｘ方向搬送部４２及びＹ方向に撮像部３０を搬送するｙ方向搬送部４１を備える。
【００２７】
ｘ方向搬送部４２は載置台１の一縁部に対向するように設けてある。ｘ方向搬送部４２はＸ方向への移動を行うボールねじ機構４２ａを備えている。ｙ方向搬送部４１はｘ方向搬送部４２の上側において、ｘ方向搬送部４２のボールねじ機構４２ａに連結している。
【００２８】
ｙ方向搬送部４１は、播種部搬送機２０よりも上方に位置し、ｘ方向搬送部４２（ボールねじ機構４２ａ）の駆動によってＸ方向に移動する。なおｘ方向搬送部４２のボールねじ機構４２ａはサーボモータ及びロータリーエンコーダを有しており、ｙ方向搬送部４１のＸ方向位置を検出する。
【００２９】
ｙ方向搬送部４１はＹ方向への移動を行うボールねじ機構４１ａを備えている。このボールねじ機構４１ａには、Ｘ方向に垂直な支持面を有する支持板３１が連結している。支持板３１はｙ方向搬送部４１（ボールねじ機構４１ａ）の駆動によって、Ｙ方向に移動する。支持板３１の支持面には撮像部３０が支持してある。支持板３１は播種部１０よりも上方に位置する。
【００３０】
支持板３１の支持面には、光源１ａから出射される光の色に対して補色関係にある色の光を出射する補色光源３２が設けてある。補色光源３２は環状をなし、撮像部３０の下方に位置する。撮像部３０は補色光源３２の孔の軸線状に位置し、該孔を通して載置台１上に載置された培地８０を撮像することができる。
【００３１】
前述したように、支持板３１は播種部１０よりも上方に位置するので、支持板３１、撮像部３０及び補色光源３２は播種部１０に干渉しない。
【００３２】
撮像部搬送機４０のＸ方向搬送部２２に対向して培地押さえ搬送機６０が設けてある。培地押さえ搬送機６０は、上下方向及びＹ方向に移動可能な二つの支持アーム６１、６１を備えており、両支持アーム６１、６１はＸ方向に離間している。支持アーム６１は培地８０を押圧する培地押さえ５０を支持している。
【００３３】
培地押さえ５０は、Ｘ方向及びＹ方向に平行な杆体を直角に組み合わせた矩形の外枠５１と、該外枠５１の内側に固定してあり、Ｙ方向に並設された複数の押え棒５２、５２、・・・、５２とを備える。支持アーム６１、６１はＹ方向に平行な杆体にそれぞれ固定してある。培地押さえ搬送機６０は、培地押さえ５０をスリット８１の列間に位置させて、培地８０の上面を押圧するか又は培地押さえ５０を培地８０から離反させる。
【００３４】
次に押え棒５２による押圧とスリット８１の拡開との関係について説明する。図２は載置台１，光源１ａ、培地８０、撮像部３０及び補色光源３２を略示する断面図である。図２に示す矢印は光源１ａ及び補色光源３２から出射された光を示す。図３は培地８０を略示する部分拡大平面図である。図２Ａ及び図３Ａは培地押さえ５０を載置していない場合を示し、図２Ｂ及び図３Ｂは培地押さえ５０を載置した場合を示す。
【００３５】
なお図３において、スリット８１に記載した実線のハッチングは、スリット８１を通して撮像部３０に入射する光源１ａの色を示し、培地８０に記載した破線のハッチングは、培地８０上面に反射して撮像部３０に入射する補色光源３２の光を示す。
【００３６】
補色関係にある色とは、色相環において反対側に位置する色をいうが、正反対に位置する色に限定されず、正反対に位置する色の近傍に位置する色も含む。具体的には光源１ａの色が赤の場合、補色光源３２の色としては青緑、青又は緑等が挙げられる。
【００３７】
培地押えを培地８０に載置していない場合、図２Ａに示すように、スリット８１の開口幅は狭く、該スリット８１を通して光源１ａから撮像部３０に入射する光量は少ない。図３Ａに示すように、平面視においてスリット８１の面積は微小である。
【００３８】
培地押さえ５０を培地８０に載置した場合、図２Ｂに示すように、押え棒５２の押圧によって培地８０は撓み、スリット８１は拡開する。スリット８１を通して光源１ａから撮像部３０に入射する光量は多い。図３Ｂに示すように、平面視においてスリット８１の面積は、培地押えを載置していない場合に比べて大きい。
【００３９】
図４は制御部９０周りの構成を示すブロック図である。播種装置は制御部９０を備えており、該制御部９０はＣＰＵ９１(Central Processing Unit)、記憶部９３、ＲＡＭ９２(Random Access Memory)及び入出力インタフェース９４（Ｉ／Ｆ）を備える。
【００４０】
記憶部９３としては、例えばＥＥＰＲＯＭ(Electoric Erasable Programmable Read Only Memory)及びハードディスク等が挙げられる。制御部９０は記憶部９３に記憶した制御プログラムをＲＡＭ９２に読出して、播種装置による播種動作を制御する。記憶部９３には変数ｎが設定されている。
【００４１】
図５は各スリット８１と撮像部３０の位置を示す情報とを対応付けたテーブルの一例を示す概念図である。記憶部９３には、各スリット８１を識別するスリット識別子と撮像部搬送機４０のロータリエンコーダによって検出される撮像部３０の位置を示す情報とを対応付けたテーブルが記憶してある。
【００４２】
図５において、撮像部３０の位置の欄に示す（ｘｎ、ｙｎ（ｎ＝１、２，・・・））は、ｘ方向搬送部４２及びｙ方向搬送部４１のロータリーエンコーダによって検出される位置を示す情報である。
【００４３】
スリット識別子に対応した位置（ｘｎ、ｙｎ）まで撮像部３０を移動させることによって、スリット識別子に対応したスリット８１の上方に撮像部３０を位置させることができる。なお変数ｎと位置（ｘｎ、ｙｎ）及びスリット識別子（スリットｎ）とは紐付けられており、制御部９０はｎに格納されている値に応じた位置（ｘｎ、ｙｎ）及びスリット識別子（スリットｎ）を取得することができる。
【００４４】
入出力Ｉ／Ｆ９４から光源１ａ及び補色光源３２に点灯又は消灯信号が出力され、撮像部搬送機４０、播種部搬送機２０及び培地押さえ搬送機６０に駆動信号が出力される。また播種部１０には電磁弁１３を開閉する開閉信号が出力される。
【００４５】
撮像部３０から入出力Ｉ／Ｆ９４に画像信号が入力され、撮像部搬送機４０及び播種部搬送機２０から撮像部３０及び播種部１０の位置を示す信号が入力される。
【００４６】
図６は制御部９０によって実行される播種処理を示すフローチャート、図７は播種装置の播種動作を説明する説明図、図８はスリット８１の位置の演算を説明する説明図である。なお図７Ａに示すように、初期状態において培地８０は載置台１に載置されており、培地押さえ５０は培地８０に載置されていないものとする。
【００４７】
制御部９０は変数ｎに０を格納し（ステップＳ１）、培地押さえ搬送機６０に駆動信号を出力する（ステップＳ２）。このとき培地押さえ５０は培地８０上に位置し、スリット８１の両側を押え棒５２が押圧し、スリット８１は拡開する（図７Ｂ参照）。次に制御部９０はｎをインクリメントし（ステップＳ３）、テーブルを参照してスリットｎに対応する撮像部３０の位置を示す情報（ｘｎ、ｙｎ）を取得し、該情報（ｘｎ、ｙｎ）と共に撮像部搬送機４０に駆動信号を出力する（ステップＳ４）。
【００４８】
撮像部搬送機４０はｘ方向搬送部４２及びｙ方向搬送部４１を駆動し、ロータリーエンコーダの検出値と位置情報（ｘｎ、ｙｎ）とを比較して、撮像部３０をスリット識別子（スリットｎ）に対応するスリット８１の上方に位置させる（図７Ｃ参照）。なお撮像部搬送機４０は、撮像部３０によって撮像された画像の中心点が（ｘｎ、ｙｎ）上に位置するように、撮像部３０を搬送する。
【００４９】
制御部９０は撮像部３０にて撮像したスリット８１の画像に基づいて、スリット８１の位置を演算する（ステップＳ５）。スリット８１の位置は例えば以下のようにして演算される。図８に示すように、制御部９０は、撮像部３０によって撮像された画像の中心点を（ｘｎ、ｙｎ）とする。
【００５０】
そして光源１ａの光の色が集中している箇所をスリット８１として認識し、画像中心点を基準として、スリット８１の中心点Ｃ（Ｐｎ、Ｑｎ）の座標（Ｘ軸及びＹ軸方向の位置）を求める。次に（ｘｎ、ｙｎ）及びＣ（Ｐｎ、Ｑｎ）の座標値を加算し、（ｘｎ＋Ｐｎ、ｙｎ＋Ｑｎ）をスリット８１の位置とする。換言すれば上記演算によってスリット８１の位置を特定する。
【００５１】
制御部９０は播種部搬送機２０に駆動信号を出力する（ステップＳ６）。このとき制御部９０は、演算によって得たスリット８１の位置（ｘｎ＋Ｐｎ、ｙｎ＋Ｑｎ）を示す情報を播種部搬送機２０に送信する。播種部搬送機２０は、Ｘ方向搬送部２２及びＹ方向搬送部２１を駆動し、ロータリーエンコーダの検出値とスリット８１の位置（ｘｎ＋Ｐｎ、ｙｎ＋Ｑｎ）とを比較して、播種部１０をスリットｎに対応するスリット８１の上方に位置させる（図７Ｄ参照）。
【００５２】
そして制御部９０は播種部１０に開弁信号を出力し（ステップＳ７）、電磁弁１３を開く。電磁弁１３は所定時間開き、一又は複数の種子がスリット８１に投入され、電磁弁１３は閉じる（図７Ｄ参照）。
【００５３】
制御部９０は変数ｎの値（換言すれば種子を投入した回数）が全スリット８１、８１、・・・、８１に投入したことを示す回数Ｋ以上であるか否かを判定する（ステップＳ８）。回数Ｋ以上でない場合（ステップＳ８：ＮＯ）、ステップＳ３に処理を戻す。
【００５４】
回数Ｋ以上である場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、制御部９０は培地押さえ搬送機６０に培地押さえ５０を初期位置に戻す復帰信号を出力し（ステップＳ９）、撮像部搬送機４０に撮像部３０を初期位置に戻す復帰信号を出力し（ステップＳ１０）、播種部搬送機２０に播種部１０を初期位置に戻す復帰信号を出力する（ステップＳ１１）。培地押さえ５０は培地８０から離反し、撮像部３０及び播種部１０は初期位置に戻る（図７Ｅ参照）。
【００５５】
播種処理終了後、培地の全スリット８１内に種が投入されている。続けて播種処理を行う場合、種の投入された培地８０を種の投入されていない培地８０に交換し、播種処理を再開すればよい。
【００５６】
実施の形態に係る播種装置にあっては、培地押さえ５０によってスリット８１の両側を押圧してスリット８１を拡開させ、種子を供給する。供給された種子はスリット８１に確実に投入され、培地からの種子の横溢を防止することができる。また所定数を超過しない数の種子を切目に供給し、生育不良を防止することができる。
【００５７】
またスリット８１を通過した光源１ａからの光を撮像部３０にて捉え、撮像した画像に基づいてスリット８１の位置を精度良く算出し、算出した位置に種子を投入することができる。また光源１ａの光に対して補色関係にある色の光を撮像部３０側から出射し、撮像部３０は培地８０とスリット８１とを明確に区別して撮像することができる。
【００５８】
なおコンベヤによって培地８０が移動する構成とし、播種処理の終了した培地８０を移送し、播種を行っていない培地８０を載置台１に自動的に載置するようにしてもよい。実施の形態におけるスリット８１は実施の形態におけるスリット８１は培地押さえ５０に押圧されていない状態で平面視線分状をなすが、スリット８１の形状は線分状に限定されない。
【００５９】
例えばスリット８１を複数の線分が交差した十字状、Ｔ状又はＨ状に形成し、一の線分の幅方向両側を押圧して拡開するようにしてもよい。すなわちスリット８１は少なくとも平面視線分状をなせばよい。またスリット８１の少なくとも一部が貫通していればよく、全体が貫通する必要はない。
【００６０】
また培地の移動を行う移動機構を設け、撮像部３０を固定してもよい。この場合、培地の移動機構の駆動源（例えばサーボモータ）に位置を検出する検出器（例えばロータリーエンコーダ）を設け、検出器によって検出された位置座標に、撮像した画像から得られた補正値を加算し、播種孔の位置を求めればよい。
【００６１】
補色光源３２は環状をなすが、これに限定されるものではない。例えば板状をなしてもよい。この場合、板状をなす補色光源を撮像部３０の上方又は斜め上方向に配置し、培地８０に光を出射すればよい。
【００６２】
今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６３】
１ａ  光源
３０  撮像部
３２  補色光源
５２  押え棒（押圧部）
８０  培地
８１  スリット（播種孔）
９０  制御部（特定手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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