(57)【要約】      （修正有）【課題】非破壊的に植物の葉のクロロフィル濃度を測定するクロロフィル濃度測定装置を提供する。【解決手段】クロロフィル濃度測定装置１０は、光源３０１、レンズ３０２、反射板３０３、分光器３１３、受光素子３０６、制御部３０８等から構成される。制御部３０８は、植物の葉からの３種類の波長の応答光の強度指数ｖ１、ｖ２及びｖ３を用いて、（ｖ１−ｖ２）／ｖ３によりクロロフィル指数を算出する指数演算部３０８ａ、算出したクロロフィル指数を用いて、濃度演算式により、クロロフィルの推定濃度を算出する濃度演算部３０８ｂを含む。算出した推定濃度が前記対象物のクロロフィル濃度として表示部３０９により表示される。【選択図】図３１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物の葉のクロロフィル濃度を測定するクロロフィル濃度測定装置であって、
測定の対象物に光を照射する照射手段と、
前記対象物からの３種類の波長の応答光を受ける受光手段と、
各応答光の強度指数ｖ１、ｖ２及びｖ３を用いて、（ｖ１−ｖ２）／ｖ３によりクロロフィル指数を算出する指数算出手段と、
算出したクロロフィル指数を用いて、濃度演算式により、クロロフィルの推定濃度を算出する濃度算出手段と、
算出した推定濃度を、前記対象物のクロロフィル濃度として出力する出力手段と
を備えることを特徴とするクロロフィル濃度測定装置。
【請求項２】
前記クロロフィル濃度測定装置は、ヤマザクラの葉のクロロフィルｂの濃度を測定し、前記対象物は、ヤマザクラの葉であり、
前記受光手段は、前記応答光として、波長４５５ｎｍ、７４５ｎｍ及び５９０ｎｍそれぞれを含む帯域において、背面に黒色反射板を配した前記対象物表面からの反射光を受け、
前記指数算出手段は、それぞれの帯域において、前記強度指数ｖ１、ｖ２及びｖ３として、前記反射光の強度の一階微分値ｆＲ１、ｆＲ２及びｆＲ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（ｆＲ１−ｆＲ２）／ｆＲ３を算出し、
前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式２２．６＋２０．３ｘ−０．９９６ｘ2 により、前記推定濃度を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のクロロフィル濃度測定装置。
【請求項３】
前記クロロフィル濃度測定装置は、ヤマザクラの葉のクロロフィルｂの濃度を測定し、前記対象物は、ヤマザクラの葉であり、
前記受光手段は、前記応答光として、波長９５０ｎｍ、４００ｎｍ及び７２５ｎｍにおいて、背面に黒色反射板を配した前記対象物表面からの反射光を受け、
前記指数算出手段は、それぞれの帯域において、前記強度指数ｖ１、ｖ２及びｖ３として、前記反射光の強度Ｒ１、Ｒ２及びＲ３を用いて、前記クロロフィル指数ｘ＝（Ｒ１−Ｒ２）／Ｒ３を算出し、
前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式−２３５．４＋２５６．７ｘにより、前記推定濃度を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のクロロフィル濃度測定装置。
【請求項４】
前記クロロフィル濃度測定装置は、ヤマザクラの葉のクロロフィルａ及びクロロフィルｂを合わせた濃度を測定し、前記対象物は、ヤマザクラの葉であり、
前記受光手段は、波長７６０ｎｍ、７７０ｎｍ及び７１０ｎｍそれぞれを含む帯域において、前記応答光を受け、
前記指数算出手段は、それぞれの帯域において、透過光の前記強度指数ｖ１、ｖ２及びｖ３として、前記応答光に基づく強度の一階微分値ｆＴ１、ｆＴ２及びｆＴ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（ｆＴ１−ｆＴ２）／ｆＴ３を算出し、
前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式５５．１＋４６４０．３ｘ−１１６７０．３ｘ2 により、前記推定濃度を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のクロロフィル濃度測定装置。
【請求項５】
前記クロロフィル濃度測定装置は、ヤマザクラの葉のクロロフィルｂの濃度を測定し、前記対象物は、ヤマザクラの葉であり、
前記受光手段は、波長９７０ｎｍ、７２５ｎｍ及び７４０ｎｍそれぞれを含む帯域において、前記応答光を受け、
前記指数算出手段は、それぞれの帯域において、透過光の前記強度指数ｖ１、ｖ２及びｖ３として、前記応答光に基づく強度の一階微分値ｆＴ１、ｆＴ２及びｆＴ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（ｆＴ１−ｆＴ２）／ｆＴ３を算出し、
前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式５７７．７ｅ1.11x により、前記推定濃度を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のクロロフィル濃度測定装置。
【請求項６】
前記クロロフィル濃度測定装置は、ソメイヨシノの葉のクロロフィルａ及びクロロフィルｂを合わせた濃度を測定し、前記対象物は、ソメイヨシノの葉であり、
前記受光手段は、前記応答光として、波長５５５ｎｍ、７５５ｎｍ及び５６０ｎｍそれぞれを含む帯域において、背面に黒色反射板を配した前記対象物表面からの反射光を受け、
前記指数算出手段は、それぞれの帯域において、前記強度指数ｖ１、ｖ２及びｖ３として、前記反射光の強度の一階微分値ｆＲ１、ｆＲ２及びｆＲ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（ｆＲ１−ｆＲ２）／ｆＲ３を算出し、
前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式１３８．５＋３２５．１ｘ−３５．０ｘ2 により、前記推定濃度を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のクロロフィル濃度測定装置。
【請求項７】
前記クロロフィル濃度測定装置は、ソメイヨシノの葉のクロロフィルａの濃度を測定し、前記対象物は、ソメイヨシノの葉であり、
前記受光手段は、前記応答光として、波長５５５ｎｍ、７５５ｎｍ及び５６５ｎｍそれぞれを含む帯域において、背面に黒色反射板を配した前記対象物表面からの反射光を受け、
前記指数算出手段は、それぞれの帯域において、前記強度指数ｖ１、ｖ２及びｖ３として、前記反射光の強度の一階微分値ｆＲ１、ｆＲ２及びｆＲ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（ｆＲ１−ｆＲ２）／ｆＲ３を算出し、
前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式１１６．４＋３８６．５ｘ−７７．０ｘ2 により、前記推定濃度を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のクロロフィル濃度測定装置。
【請求項８】
前記クロロフィル濃度測定装置は、ソメイヨシノの葉のクロロフィルｂの濃度を測定し、前記対象物は、ソメイヨシノの葉であり、
前記受光手段は、前記応答光として、波長５７０ｎｍ、５８５ｎｍ及び７２０ｎｍそれぞれを含む帯域において、背面に黒色反射板を配した前記対象物表面からの反射光を受け、
前記指数算出手段は、それぞれの帯域において、前記強度指数ｖ１、ｖ２及びｖ３として、前記反射光の強度の一階微分値ｆＲ１、ｆＲ２及びｆＲ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（ｆＲ１−ｆＲ２）／ｆＲ３を算出し、
前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式３７０．５ｅ15.7x により、前記推定濃度を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のクロロフィル濃度測定装置。
【請求項９】
前記クロロフィル濃度測定装置は、ソメイヨシノの葉のクロロフィルａ及びクロロフィルｂを合わせた濃度を測定し、前記対象物は、ソメイヨシノの葉であり、
前記受光手段は、前記応答光として、波長７１０ｎｍ、７００ｎｍ及び５４０ｎｍにおいて、背面に黒色反射板を配した前記対象物表面からの第１反射光を受け、背面に白色反射板を配した前記対象物表面からの第２反射光を受け、
前記指数算出手段は、波長７１０ｎｍ、７００ｎｍ及び５４０ｎｍにおける第１反射光の強度Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、第２反射光と第１反射光との差分により求めた透過光の強度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３により、前記強度指数ｖ１、ｖ２、ｖ３として、吸収光の強度Ａ１＝１−Ｒ１−Ｔ１、Ａ２＝１−Ｒ２−Ｔ２及びＡ３＝１−Ｒ３−Ｔ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（Ａ１−Ａ２）／Ａ３を算出し、
前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式１５１６．８ｅ8.20x により、前記推定濃度を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のクロロフィル濃度測定装置。
【請求項１０】
前記クロロフィル濃度測定装置は、ソメイヨシノの葉のクロロフィルａの濃度を測定し、前記対象物は、ソメイヨシノの葉であり、
前記受光手段は、前記応答光として、波長７１０ｎｍ、７００ｎｍ及び５６０ｎｍにおいて、背面に黒色反射板を配した前記対象物表面からの第１反射光を受け、背面に白色反射板を配した前記対象物表面からの第２反射光を受け、
前記指数算出手段は、波長７１０ｎｍ、７００ｎｍ及び５６０ｎｍにおける第１反射光の強度Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、第２反射光と第１反射光との差分により求めた透過光の強度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３により、前記強度指数ｖ１、ｖ２、ｖ３として、吸収光の強度Ａ１＝１−Ｒ１−Ｔ１、Ａ２＝１−Ｒ２−Ｔ２及びＡ３＝１−Ｒ３−Ｔ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（Ａ１−Ａ２）／Ａ３を算出し、
前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式１１４６．０ｅ7.94x により、前記推定濃度を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のクロロフィル濃度測定装置。
【請求項１１】
前記クロロフィル濃度測定装置は、ソメイヨシノの葉のクロロフィルｂの濃度を測定し、前記対象物は、ソメイヨシノの葉であり、
前記受光手段は、前記応答光として、波長７６５ｎｍ、５２０ｎｍ及び８２５ｎｍそれぞれを含む帯域において、背面に黒色反射板を配した前記対象物表面からの第１反射光を受け、背面に白色反射板を配した前記対象物表面からの第２反射光を受け、
前記指数算出手段は、それぞれの帯域において、第１反射光の強度Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、第２反射光と第１反射光との差分により求めた透過光の強度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３により、前記強度指数ｖ１、ｖ２、ｖ３として、吸収光の強度Ａ１＝１−Ｒ１−Ｔ１、Ａ２＝１−Ｒ２−Ｔ２及びＡ３＝１−Ｒ３−Ｔ３を算出し、それぞれの帯域において、前記強度指数として、前記吸収光の強度の一階微分値ｆＡ１、ｆＡ２及びｆＡ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（ｆＡ１−ｆＡ２）／ｆＡ３を算出し、
前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式１４９．３＋９．７２ｘ＋０．２５０ｘ2 により、前記推定濃度を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のクロロフィル濃度測定装置。
【請求項１２】
前記クロロフィル濃度測定装置は、ソメイヨシノの葉のクロロフィルａ及びクロロフィルｂを合わせた濃度を測定し、前記対象物は、ソメイヨシノの葉であり、
前記受光手段は、前記応答光として、波長８４５ｎｍ、７２０ｎｍ及び７２５ｎｍのそれぞれを含む帯域において、前記対象物からの透過光を受け、
前記指数算出手段は、それぞれの帯域において、前記強度指数ｖ１、ｖ２、ｖ３として、前記透過光の強度の一階微分値ｆＴ１、ｆＴ２及びｆＴ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（ｆＴ１−ｆＴ２）／ｆＴ３を算出し、
前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式９２６３．９ｅ3.33x により、前記推定濃度を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のクロロフィル濃度測定装置。
【請求項１３】
前記クロロフィル濃度測定装置は、ソメイヨシノの葉のクロロフィルａの濃度を測定し、前記対象物は、ソメイヨシノの葉であり、
前記受光手段は、前記応答光として、波長８３５ｎｍ、７２５ｎｍ及び７３０ｎｍのそれぞれを含む帯域において、前記対象物からの透過光を受け、
前記指数算出手段は、それぞれの帯域において、前記強度指数ｖ１、ｖ２、ｖ３として、前記透過光の強度の一階微分値ｆＴ１、ｆＴ２及びｆＴ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（ｆＴ１−ｆＴ２）／ｆＴ３を算出し、
前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式２９９１．０＋３８６３．０ｘ＋１２７０．２ｘ2 により、前記推定濃度を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のクロロフィル濃度測定装置。
【請求項１４】
前記クロロフィル濃度測定装置は、ソメイヨシノの葉のクロロフィルｂの濃度を測定し、前記対象物は、ソメイヨシノの葉であり、
前記受光手段は、前記応答光として、波長８４５ｎｍ、７３０ｎｍ及び７３５ｎｍのそれぞれを含む帯域において、前記対象物からの透過光を受け、
前記指数算出手段は、それぞれの帯域において、前記強度指数ｖ１、ｖ２、ｖ３として、前記透過光の強度の一階微分値ｆＴ１、ｆＴ２及びｆＴ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（ｆＴ１−ｆＴ２）／ｆＴ３を算出し、
前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式１３００．２＋１６４３．８ｘ＋５２４．２ｘ2 により、前記推定濃度を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のクロロフィル濃度測定装置。
【請求項１５】
前記受光手段は、前記応答光として、それぞれの帯域の各波長において、背面に黒色反射板を配した前記対象物表面からの第１反射光を受け、背面に白色反射板を配した前記対象物表面からの第２反射光を受け、
前記指数算出手段は、それぞれの帯域の各波長において、第２反射光と第１反射光との差分により推定透過光の強度を算出する
ことを特徴とする請求項４〜５及び１２〜１４のいずれかに記載のクロロフィル濃度測定装置。
【請求項１６】
前記受光手段は、前記応答光として、それぞれの帯域の各波長において、前記対象物を透過した透過光を受け、
前記指数算出手段は、それぞれの帯域の各波長において、前記透過光の強度を算出する
ことを特徴とする請求項４〜５及び１２〜１４のいずれかに記載のクロロフィル濃度測定装置。
【請求項１７】
植物の葉のクロロフィル濃度を測定するクロロフィル濃度測定装置で用いられるクロロフィル濃度測定方法であって、
測定の対象物に光を照射する照射ステップと、
前記対象物からの３種類の波長の応答光を受ける受光ステップと、
各応答光の強度指数ｖ１、ｖ２及びｖ３を用いて、（ｖ１−ｖ２）／ｖ３によりクロロフィル指数を算出する指数算出ステップと、
算出したクロロフィル指数を用いて、濃度演算式により、クロロフィルの推定濃度を算出する濃度算出ステップと、
算出した推定濃度を、前記対象物のクロロフィル濃度として出力する出力ステップと
を含むことを特徴とするクロロフィル濃度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物の葉のクロロフィル濃度を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
葉内クロロフィル濃度は、植物の生理学的状態を示すので、葉内クロロフィルの定量は、活力評価の鍵となる手法である。高等植物において、クロロフィルaとb（以降、Chl aおよびChl bと表す。）は、葉が吸収する日射量を主にコントロールしており、それゆえに、植物個体内のクロロフィル濃度分布は、植物の光合成能力や一次生産をコントロールする。クロロフィルはまた、植物の栄養状態、特に窒素の状態を反映しており、さまざまなストレス下で減少する 。
【０００３】
従来、クロロフィル濃度は、クロロフィルを有機溶媒により抽出し、分光光度計で測定することによって、定量されてきた。しかしながら、この方法は、破壊的であり時間を要するという不利な点を持っている。より最近では、葉の分光特性に基づく新しい代替手法が開発され、非破壊的に、迅速に、そして野外においてクロロフィル濃度を定量することを可能にしている。
【０００４】
SPAD-502葉緑素計（コニカミノルタ社、日本。以下、SPAD葉緑素計と呼ぶ。）は、葉内クロロフィル濃度のレベルを、それゆえに植物の窒素の状態を、非破壊的に測定するためのもっとも普及している器械である。SPAD葉緑素計は多くの科学研究において有効に使われているが、いくつかの限界も知られている。例えば、クロロフィル濃度とSPAD葉緑素計による測定値であるSPAD値の間の相関はいくつかの種でより弱いこと (Uddlingら, 2007。別掲の参考文献を参照。以下同様。)、ブドウの葉においては300 mg/m2を超えるクロロフィルのレベルで器械の正確さが著しく低減すること (Steeleら, 2008)などである。
【０００５】
ハイパースペクトル・データの取得方法の開発にともない、葉内色素濃度の定量のための植生スペクトルの分析手法の開発の研究がますます増えている (Blackburn, 2007)。
葉内色素の情報を抽出するために、植生反射スペクトルに影響を与える他の要因も考慮に入れなければならない (Blackburn, 2007)。葉の反射は、葉内色素濃度とは無関係に、例えば、毛やワックスといった葉の表面の特徴や、葉の厚さの違いの影響を受ける (Sims and Gamon, 2002; Levizouら, 2005)。
【０００６】
Richardsonら (2002)は、放射の吸収量を直接に測定することによってクロロフィル濃度を推定する測定器は、反射を測定する器械よりもよい精度で推定することが可能であるとの仮説を立てることができると述べた。しかしながら、その研究では、吸収スペクトルの性能は評価されておらず、透過型の器械と考えられる2つのハンディ葉緑素計CCM-200（Opti-Sciences社、アメリカ合衆国）とSPAD-502が評価されているだけである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６０−９３９４６号公報
【特許文献２】特開平０１−０４０８０９号公報
【特許文献３】特開２００２−１６８７７１号公報
【特許文献４】特開２００６−３１７１９５号公報
【特許文献５】特開昭６２−２８２２４４号公報
【特許文献６】特開昭６２−２８２２４３号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】le Maire G, Francois C, Dufrene E (2004) Towards universal broad leaf chlorophyll indices using PROSPECT simulated database and hyperspectral reflectance measurements. Remote Sens Environ 89: 1-28.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
葉のクロロフィル濃度を推定する指数は、数多く提案されているが（例えば、非特許文献１）、それらの多くは植物全般に適用することを目指した指数である。しかし、植物全般に適用を目指した指数は、種により葉の表面や内部構造が異なるため、高い精度での推定は難しいという課題がある。
また、一般的には、小型のSPAD葉緑素計により、非破壊的にかつ簡便に、クロロフィル濃度の多少が数値化されるが、SPAD葉緑素計は、イネの葉を用いて開発されたため、使用される波長帯（バンド）がイネ以外の植物には最適ではない。そのため、推定の精度は劣る。また、SPAD値という独自の単位により表示されるため、クロロフィル濃度の絶対値はわからない。
【００１０】
さらに、これまでクロロフィル濃度の推定のための指数は、２バンドを用いるものが主流であったが、３バンドを利用する指数も提案され始めている。しかし、３バンド目は、葉の表面や内部構造のサンプル間の差異を取り除くために、１バンド目や２バンド目の反射率から３バンド目の反射率を差し引くという形においてのみ用いられている。なお、この操作において、葉の表面や内部構造の差異はスペクトル全体に加算的に影響を与え、また３バンド目はクロロフィル濃度の影響を受けず一定であると仮定されているが、このような仮定が常に妥当であるかは不確かである。
【００１１】
上述したように、植物の活力評価を行う上で、葉内のクロロフィルの定量は、鍵となる手法であるので、分光学的方法により野外で非破壊的に定量する研究が多くなされているが、決め手に欠けるという問題がある。
上記の問題を解決するために、本発明は、特定の種の植物について、その葉の分光特性に基づき、非破壊的にクロロフィル濃度を測定することを可能にするクロロフィル濃度測定装置及び測定方法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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、植物の葉のクロロフィル濃度を測定するクロロフィル濃度測定装置であって、測定の対象物に光を照射する照射手段と、前記対象物からの３種類の波長の応答光を受ける受光手段と、各応答光の強度指数ｖ１、ｖ２及びｖ３を用いて、（ｖ１−ｖ２）／ｖ３によりクロロフィル指数を算出する指数算出手段と、算出したクロロフィル指数を用いて、濃度演算式により、クロロフィルの推定濃度を算出する濃度算出手段と、算出した推定濃度を、前記対象物のクロロフィル濃度として出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この構成によると、特定の植物の葉のクロロフィル濃度を精度高く測定することができる。
以下に、ヤマザクラとソメイヨシノを対象の植物とした場合を例に用いて説明する。
ここで、前記クロロフィル濃度測定装置は、ヤマザクラの葉のクロロフィルｂの濃度を測定し、前記対象物は、ヤマザクラの葉であり、前記受光手段は、前記応答光として、波長４５５ｎｍ、７４５ｎｍ及び５９０ｎｍそれぞれを含む帯域において、背面に黒色反射板を配した前記対象物表面からの反射光を受け、前記指数算出手段は、それぞれの帯域において、前記強度指数ｖ１、ｖ２及びｖ３として、前記反射光の強度の一階微分値ｆＲ１、ｆＲ２及びｆＲ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（ｆＲ１−ｆＲ２）／ｆＲ３を算出し、前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式２２．６＋２０．３ｘ−０．９９６ｘ2 により、前記推定濃度を算出してもよい。
【００１４】
ここで、前記クロロフィル濃度測定装置は、ヤマザクラの葉のクロロフィルｂの濃度を測定し、前記対象物は、ヤマザクラの葉であり、前記受光手段は、前記応答光として、波長９５０ｎｍ、４００ｎｍ及び７２５ｎｍにおいて、背面に黒色反射板を配した前記対象物表面からの反射光を受け、前記指数算出手段は、それぞれの帯域において、前記強度指数ｖ１、ｖ２及びｖ３として、前記反射光の強度Ｒ１、Ｒ２及びＲ３を用いて、前記クロロフィル指数ｘ＝（Ｒ１−Ｒ２）／Ｒ３を算出し、前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式−２３５．４＋２５６．７ｘにより、前記推定濃度を算出してもよい。
【００１５】
ここで、前記クロロフィル濃度測定装置は、ヤマザクラの葉のクロロフィルａ及びクロロフィルｂを合わせた濃度を測定し、前記対象物は、ヤマザクラの葉であり、前記受光手段は、波長７６０ｎｍ、７７０ｎｍ及び７１０ｎｍそれぞれを含む帯域において、前記応答光を受け、前記指数算出手段は、それぞれの帯域において、透過光の前記強度指数ｖ１、ｖ２及びｖ３として、前記応答光に基づく強度の一階微分値ｆＴ１、ｆＴ２及びｆＴ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（ｆＴ１−ｆＴ２）／ｆＴ３を算出し、前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式５５．１＋４６４０．３ｘ−１１６７０．３ｘ2 により、前記推定濃度を算出してもよい。
【００１６】
ここで、前記クロロフィル濃度測定装置は、ヤマザクラの葉のクロロフィルｂの濃度を測定し、前記対象物は、ヤマザクラの葉であり、前記受光手段は、波長９７０ｎｍ、７２５ｎｍ及び７４０ｎｍそれぞれを含む帯域において、前記応答光を受け、前記指数算出手段は、それぞれの帯域において、透過光の前記強度指数ｖ１、ｖ２及びｖ３として、前記応答光に基づく強度の一階微分値ｆＴ１、ｆＴ２及びｆＴ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（ｆＴ１−ｆＴ２）／ｆＴ３を算出し、前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式５７７．７ｅ1.11x により、前記推定濃度を算出してもよい。
【００１７】
ここで、前記クロロフィル濃度測定装置は、ソメイヨシノの葉のクロロフィルａ及びクロロフィルｂを合わせた濃度を測定し、前記対象物は、ソメイヨシノの葉であり、前記受光手段は、前記応答光として、波長５５５ｎｍ、７５５ｎｍ及び５６０ｎｍそれぞれを含む帯域において、背面に黒色反射板を配した前記対象物表面からの反射光を受け、前記指数算出手段は、それぞれの帯域において、前記強度指数ｖ１、ｖ２及びｖ３として、前記反射光の強度の一階微分値ｆＲ１、ｆＲ２及びｆＲ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（ｆＲ１−ｆＲ２）／ｆＲ３を算出し、前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式１３８．５＋３２５．１ｘ−３５．０ｘ2 により、前記推定濃度を算出してもよい。
【００１８】
ここで、前記クロロフィル濃度測定装置は、ソメイヨシノの葉のクロロフィルａの濃度を測定し、前記対象物は、ソメイヨシノの葉であり、前記受光手段は、前記応答光として、波長５５５ｎｍ、７５５ｎｍ及び５６５ｎｍそれぞれを含む帯域において、背面に黒色反射板を配した前記対象物表面からの反射光を受け、前記指数算出手段は、それぞれの帯域において、前記強度指数ｖ１、ｖ２及びｖ３として、前記反射光の強度の一階微分値ｆＲ１、ｆＲ２及びｆＲ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（ｆＲ１−ｆＲ２）／ｆＲ３を算出し、前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式１１６．４＋３８６．５ｘ−７７．０ｘ2 により、前記推定濃度を算出してもよい。
【００１９】
前記クロロフィル濃度測定装置は、ソメイヨシノの葉のクロロフィルｂの濃度を測定し、前記対象物は、ソメイヨシノの葉であり、前記受光手段は、前記応答光として、波長５７０ｎｍ、５８５ｎｍ及び７２０ｎｍそれぞれを含む帯域において、背面に黒色反射板を配した前記対象物表面からの反射光を受け、前記指数算出手段は、それぞれの帯域において、前記強度指数ｖ１、ｖ２及びｖ３として、前記反射光の強度の一階微分値ｆＲ１、ｆＲ２及びｆＲ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（ｆＲ１−ｆＲ２）／ｆＲ３を算出し、
前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式３７０．５ｅ15.7x により、前記推定濃度を算出してもよい。
【００２０】
ここで、前記クロロフィル濃度測定装置は、ソメイヨシノの葉のクロロフィルａ及びクロロフィルｂを合わせた濃度を測定し、前記対象物は、ソメイヨシノの葉であり、前記受光手段は、前記応答光として、波長７１０ｎｍ、７００ｎｍ及び５４０ｎｍにおいて、背面に黒色反射板を配した前記対象物表面からの第１反射光を受け、背面に白色反射板を配した前記対象物表面からの第２反射光を受け、前記指数算出手段は、波長７１０ｎｍ、７００ｎｍ及び５４０ｎｍにおける第１反射光の強度Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、第２反射光と第１反射光との差分により求めた透過光の強度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３により、前記強度指数ｖ１、ｖ２、ｖ３として、吸収光の強度Ａ１＝１−Ｒ１−Ｔ１、Ａ２＝１−Ｒ２−Ｔ２及びＡ３＝１−Ｒ３−Ｔ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（Ａ１−Ａ２）／Ａ３を算出し、前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式１５１６．８ｅ8.20x により、前記推定濃度を算出してもよい。
【００２１】
ここで、前記クロロフィル濃度測定装置は、ソメイヨシノの葉のクロロフィルａの濃度を測定し、前記対象物は、ソメイヨシノの葉であり、前記受光手段は、前記応答光として、波長７１０ｎｍ、７００ｎｍ及び５６０ｎｍにおいて、背面に黒色反射板を配した前記対象物表面からの第１反射光を受け、背面に白色反射板を配した前記対象物表面からの第２反射光を受け、前記指数算出手段は、波長７１０ｎｍ、７００ｎｍ及び５６０ｎｍにおける第１反射光の強度Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、第２反射光と第１反射光との差分により求めた透過光の強度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３により、前記強度指数ｖ１、ｖ２、ｖ３として、吸収光の強度Ａ１＝１−Ｒ１−Ｔ１、Ａ２＝１−Ｒ２−Ｔ２及びＡ３＝１−Ｒ３−Ｔ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（Ａ１−Ａ２）／Ａ３を算出し、前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式１１４６．０ｅ7.94x により、前記推定濃度を算出してもよい。
【００２２】
ここで、前記クロロフィル濃度測定装置は、ソメイヨシノの葉のクロロフィルｂの濃度を測定し、前記対象物は、ソメイヨシノの葉であり、前記受光手段は、前記応答光として、波長７６５ｎｍ、５２０ｎｍ及び８２５ｎｍそれぞれを含む帯域において、背面に黒色反射板を配した前記対象物表面からの第１反射光を受け、背面に白色反射板を配した前記対象物表面からの第２反射光を受け、前記指数算出手段は、それぞれの帯域において、第１反射光の強度Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、第２反射光と第１反射光との差分により求めた透過光の強度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３により、前記強度指数ｖ１、ｖ２、ｖ３として、吸収光の強度Ａ１＝１−Ｒ１−Ｔ１、Ａ２＝１−Ｒ２−Ｔ２及びＡ３＝１−Ｒ３−Ｔ３を算出し、それぞれの帯域において、前記強度指数として、前記吸収光の強度の一階微分値ｆＡ１、ｆＡ２及びｆＡ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（ｆＡ１−ｆＡ２）／ｆＡ３を算出し、前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式１４９．３＋９．７２ｘ＋０．２５０ｘ2 により、前記推定濃度を算出してもよい。
【００２３】
ここで、前記クロロフィル濃度測定装置は、ソメイヨシノの葉のクロロフィルａ及びクロロフィルｂを合わせた濃度を測定し、前記対象物は、ソメイヨシノの葉であり、前記受光手段は、前記応答光として、波長８４５ｎｍ、７２０ｎｍ及び７２５ｎｍのそれぞれを含む帯域において、前記対象物からの透過光を受け、前記指数算出手段は、それぞれの帯域において、前記強度指数ｖ１、ｖ２、ｖ３として、前記透過光の強度の一階微分値ｆＴ１、ｆＴ２及びｆＴ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（ｆＴ１−ｆＴ２）／ｆＴ３を算出し、前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式９２６３．９ｅ3.33x により、前記推定濃度を算出してもよい。
【００２４】
ここで、前記クロロフィル濃度測定装置は、ソメイヨシノの葉のクロロフィルａの濃度を測定し、前記対象物は、ソメイヨシノの葉であり、前記受光手段は、前記応答光として、波長８３５ｎｍ、７２５ｎｍ及び７３０ｎｍのそれぞれを含む帯域において、前記対象物からの透過光を受け、前記指数算出手段は、それぞれの帯域において、前記強度指数ｖ１、ｖ２、ｖ３として、前記透過光の強度の一階微分値ｆＴ１、ｆＴ２及びｆＴ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（ｆＴ１−ｆＴ２）／ｆＴ３を算出し、前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式２９９１．０＋３８６３．０ｘ＋１２７０．２ｘ2 により、前記推定濃度を算出してもよい。
【００２５】
ここで、前記クロロフィル濃度測定装置は、ソメイヨシノの葉のクロロフィルｂの濃度を測定し、前記対象物は、ソメイヨシノの葉であり、前記受光手段は、前記応答光として、波長８４５ｎｍ、７３０ｎｍ及び７３５ｎｍのそれぞれを含む帯域において、前記対象物からの透過光を受け、前記指数算出手段は、それぞれの帯域において、前記強度指数ｖ１、ｖ２、ｖ３として、前記透過光の強度の一階微分値ｆＴ１、ｆＴ２及びｆＴ３を算出し、前記クロロフィル指数ｘ＝（ｆＴ１−ｆＴ２）／ｆＴ３を算出し、前記濃度算出手段は、算出したクロロフィル指数ｘを用いて、濃度演算式１３００．２＋１６４３．８ｘ＋５２４．２ｘ2 により、前記推定濃度を算出してもよい。
【００２６】
ここで、前記受光手段は、前記応答光として、それぞれの帯域の各波長において、背面に黒色反射板を配した前記対象物表面からの第１反射光を受け、背面に白色反射板を配した前記対象物表面からの第２反射光を受け、前記指数算出手段は、それぞれの帯域の各波長において、第２反射光と第１反射光との差分により推定透過光の強度を算出してもよい。
【００２７】
ここで、前記受光手段は、前記応答光として、それぞれの帯域の各波長において、前記対象物を透過した透過光を受け、前記指数算出手段は、それぞれの帯域の各波長において、前記透過光の強度を算出してもよい。
また、本発明は、植物の葉のクロロフィル濃度を測定するクロロフィル濃度測定装置で用いられるクロロフィル濃度測定方法であって、測定の対象物に光を照射する照射ステップと、前記対象物からの３種類の波長の応答光を受ける受光ステップと、各応答光の強度指数ｖ１、ｖ２及びｖ３を用いて、（ｖ１−ｖ２）／ｖ３によりクロロフィル指数を算出する指数算出ステップと、算出したクロロフィル指数を用いて、濃度演算式により、クロロフィルの推定濃度を算出する濃度算出ステップと、算出した推定濃度を、前記対象物のクロロフィル濃度として出力する出力ステップとを含むことを特徴とする。
【００２８】
この方法を用いることにより、特定の植物の葉のクロロフィル濃度を精度高く測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ヤマザクラの葉を対象として体系的に選択された最適なクロロフィル指数を示す（反射スペクトルの場合）。
【図２】ヤマザクラの葉を対象として体系的に選択された最適なクロロフィル指数を示す（吸収スペクトルの場合）。
【図３】ヤマザクラの葉を対象として体系的に選択された最適なクロロフィル指数を示す（透過スペクトルの場合）。
【図４】ソメイヨシノの葉を対象として体系的に選択された最適なクロロフィル指数を示す（反射スペクトルの場合）。
【図５】ソメイヨシノの葉を対象として体系的に選択された最適なクロロフィル指数を示す（吸収スペクトルの場合）。
【図６】ソメイヨシノの葉を対象として体系的に選択された最適なクロロフィル指数を示す（透過スペクトルの場合）。
【図７】ヤマザクラの葉のクロロフィル濃度の推定における既存の植生指数とＳＰＡＤの性能を示す。
【図８】ソメイヨシノの葉のクロロフィル濃度の推定における既存の植生指数とＳＰＡＤの性能を示す。
【図９】ヤマザクラの葉についての反射スペクトルを示す。
【図１０】ヤマザクラの葉についての反射スペクトルの１階微分スペクトルを示す。
【図１１】ヤマザクラの葉についての反射スペクトルの２階微分スペクトルを示す。
【図１２】ヤマザクラの葉についての吸収スペクトルを示す。
【図１３】ヤマザクラの葉についての吸収スペクトルの１階微分スペクトルを示す。
【図１４】ヤマザクラの葉についての吸収スペクトルの２階微分スペクトルを示す。
【図１５】ソメイヨシノの葉についての反射スペクトルを示す。
【図１６】ソメイヨシノの葉についての反射スペクトルの１階微分スペクトルを示す。
【図１７】ソメイヨシノの葉についての反射スペクトルの２階微分スペクトルを示す。
【図１８】ソメイヨシノの葉についての吸収スペクトルを示す。
【図１９】ソメイヨシノの葉についての吸収スペクトルの１階微分スペクトルを示す。
【図２０】ソメイヨシノの葉についての吸収スペクトルの２階微分スペクトルを示す。
【図２１】クロロフィル濃度測定装置１０の外観図を示す。
【図２２】実施の形態１のクロロフィル濃度測定装置１０の構成を示すブロック図である。
【図２３】実施の形態１のクロロフィル濃度測定装置１０の詳細の動作を示すフローチャートである。図２４へ続く。
【図２４】実施の形態１のクロロフィル濃度測定装置１０の詳細の動作を示すフローチャートである。図２３から続く。
【図２５】実施の形態１の変形例（１）としてのクロロフィル濃度測定装置１０の詳細の動作を示すフローチャートである。図２６へ続く。
【図２６】実施の形態１の変形例（１）としてのクロロフィル濃度測定装置１０の詳細の動作を示すフローチャートである。図２５から続く。
【図２７】実施の形態１の変形例（２）としてのクロロフィル濃度測定装置１０の詳細の動作を示すフローチャートである。図２８へ続く。
【図２８】実施の形態１の変形例（２）としてのクロロフィル濃度測定装置１０の詳細の動作を示すフローチャートである。図２７から続く。
【図２９】実施の形態２のクロロフィル濃度測定装置１０ａの構成を示すブロック図である。
【図３０】実施の形態２のクロロフィル濃度測定装置１０ａの詳細の動作を示すフローチャートである。
【図３１】実施の形態３のクロロフィル濃度測定装置１０ｂの構成を示すブロック図である。
【図３２】実施の形態３のクロロフィル濃度測定装置１０ｂの詳細の動作を示すフローチャートである。図３３へ続く。
【図３３】実施の形態３のクロロフィル濃度測定装置１０ｂの詳細の動作を示すフローチャートである。図３２から続く。
【図３４】実施の形態３の変形例（１）としてのクロロフィル濃度測定装置１０ｂの詳細の動作を示すフローチャートである。図３５へ続く。
【図３５】実施の形態３の変形例（１）としてのクロロフィル濃度測定装置１０ｂの詳細の動作を示すフローチャートである。図３４から続く。
【図３６】実施の形態３の変形例（２）としてのクロロフィル濃度測定装置１０ｂの詳細の動作を示すフローチャートである。図３７へ続く。
【図３７】実施の形態３の変形例（２）としてのクロロフィル濃度測定装置１０ｂの詳細の動作を示すフローチャートである。図３６から続く。
【図３８】実施の形態４のクロロフィル濃度測定装置１０ｃの構成を示すブロック図である。
【図３９】実施の形態４のクロロフィル濃度測定装置１０ｃの詳細の動作を示すフローチャートである。図４０へ続く。
【図４０】実施の形態４のクロロフィル濃度測定装置１０ｃの詳細の動作を示すフローチャートである。図３９から続く。
【図４１】変形例としてのクロロフィル濃度測定装置１０ｄの構成を示すブロック図である。
【図４２】ソメイヨシノの葉における反射スペクトルよる最適なクロロフィル指数の性能を示す。
【図４３】ソメイヨシノの葉における吸収スペクトルよる最適なクロロフィル指数の性能を示す。
【図４４】ソメイヨシノの葉における透過スペクトルよる最適なクロロフィル指数の性能を示す。
【図４５】ヤマザクラの葉における反射スペクトルよる最適なクロロフィル指数の性能を示す。
【図４６】ヤマザクラの葉における吸収スペクトルよる最適なクロロフィル指数の性能を示す。
【図４７】ヤマザクラの葉における透過スペクトルよる最適なクロロフィル指数の性能を示す。
【図４８】ソメイヨシノの葉におけるＳＰＡＤの性能を示す。
【図４９】ヤマザクラの葉におけるＳＰＡＤの性能を示す。
【図５０】ソメイヨシノの葉における既存指数（Ｒ850 −Ｒ710 ）／（Ｒ850 −Ｒ680 ）の性能を示す。
【図５１】ヤマザクラの葉における既存指数（Ｒ850 −Ｒ710 ）／（Ｒ850 −Ｒ680 ）の性能を示す。
【図５２】ソメイヨシノの葉における既存指数（Ｒ770-800 ／Ｒ720-730 ）−１の性能を示す。
【図５３】ヤマザクラの葉における既存指数（Ｒ770-800 ／Ｒ720-730 ）−１の性能を示す。
【図５４】ソメイヨシノの葉における既存指数（ｆＲ754 ／ｆＲ704 ）の性能を示す。
【図５５】ヤマザクラの葉における既存指数（ｆＲ754 ／ｆＲ704 ）の性能を示す。
【図５６】既存の植生指数と文献のリストを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
Ｉ．反射、吸収及び透過スペクトルによるヤマザクラおよびソメイヨシノの葉内クロロフィル濃度の非破壊的定量方法についての研究
植物活力評価において、葉内のクロロフィルの定量は、鍵となる手法である。分光学的方法により野外で非破壊的に定量する研究が多くなされている。正確な定量のためには、種に特化したクロロフィル指数の開発が合理的である。なぜなら、葉のスペクトルは、クロロフィル濃度に関係のない、葉の表面や構造といった種間で異なる要因の影響も受けるからである。
【００３１】
本研究は、ヤマザクラ（Cerasus jamasakura (Siebold ex Koidz.) H. Ohba var. jamasakura）とソメイヨシノ（Cerasus ×yedoensis ‘Somei-yoshino’）の葉内クロロフィル濃度を推定するための最適な反射指数、吸収指数及び透過指数を開発し、それらが既存のクロロフィル指数やSPADと比較してどのくらいの性能をもつのかを検討することを目的とする。
【００３２】
96枚と100枚の葉のサンプルに対して、リーフクリップ付きの分光放射計とSPAD-502葉緑素計による測定を行い、N, N'-ジメチルホルムアミドによる抽出によってクロロフィル濃度を定量した。そして、８個のタイプの指数を使って、最適な葉内クロロフィル指数を体系的に開発した。その結果、選択されたクロロフィル指数は、既存のクロロフィル指数やSPADよりも性能が高く、SPADの約2倍よい精度を持つことが確認された。また、新しく提案された指数のタイプである差分・比一体型指数は、クロロフィル濃度推定のために有用な型である可能性が示された。吸収率の測定は直接的であり、より高い可能性を持っているとの仮説に反して、吸収指数は反射指数と同等の結果を示した。
１．サンプルの採取
ヤマザクラCerasus jamasakura (Siebold ex Koidz.) H. Ohba var. jamasakura（あるいは、Prunus serrulata Lindl. var. spontanea (Maxim.) E. H. Wilsonや Prunus jamasakura Siebold ex Koidz.として知られる）と、ソメイヨシノCerasus×yedoensis ‘Somei-yoshino’（あるいは、Prunus×yedoensis Matsum. cv. Yedoensisとして知られる）を対象として、以下に示すように、サンプルを採取した。
【００３３】
ヤマザクラは、英語ではJapanese mountain cherryとして知られ、もっとも親しまれている野生のサクラである。西日本の山地、しばしば二次林に多く見られる落葉高木であり、観賞植物として広範に植栽されている。5枚の花弁をもつ花は薄いピンク色であり、花弁の大きさは約1.1〜1.9 cmである。芽立ちの頃の葉は褐色を帯びた紅色〜紅色であり、花とともに調和のとれた景観を作り出す。成葉は長さ8〜12 cm、幅3〜4.5 cmである。葉の表面は、はじめ微毛が散生するが、後に無毛となる。
【００３４】
ソメイヨシノは、英語ではPotomac cherryやYoshino cherry blossom treeとして知られる、もっともありふれたサクラで、全国で広く植栽されている落葉高木である。ソメイヨシノは、オオシマザクラCerasus speciosa (Koidz.) H. OhbaとエドヒガンCerasus spachiana Lavallee ex E. Otto f. ascendens (Makino) H. Ohbaの雑種に由来すると考えられている。ソメイヨシノは、接ぎ木などの栄養繁殖によって増やされているので、個体差はないと、普通、思われているが、花期や花色の異なるものなど個体差があることが観察されている。5枚の花弁をもつ花は薄いピンク色であり、花弁の大きさは約1.5 cmであり、開葉に先立って多くのピンク色の花を咲かせる。成葉は長さ7〜11 cm、幅4〜6 cmである。葉は両面とも無毛かまばらに毛がある。裏面は淡緑色である。
【００３５】
2008年7月24日と28日に、ヤマザクラ96枚、ソメイヨシノ100枚の葉のサンプルを、京都市の岡崎疎水、山科疎水、円山公園、哲学の道から採取した。サンプルは、事前に目視によって葉色が評価され、広範なクロロフィル濃度のレベルをカバーするように選定された。採取後、サンプルは、水分を保持するように直ちに処置され、冷暗所に保管された。
２．分光測定とクロロフィル濃度の定量
採取後、数時間内に、実験室においてすべてのサンプルに次の処理を行った。
【００３６】
まず、スポットサイズ直径10 mmのプラントプローブとリーフクリップを接続したFieldSpec HandHeld分光放射計（Analytical Spectral Devices社、アメリカ合衆国）によって、325〜1,075 nmの波長の葉の反射スペクトル及び吸収スペクトルを測定し、記録した。サンプリングの波長間隔は1.6 nmで、半値幅は約3.5 nmである。測定器からの出力は、1 nm間隔に補間されている。プラントプローブとリーフクリップを接続すると、リーフクリップの端部の標準白板と標準黒板を用いて、葉の反射スペクトルと透過スペクトルを測定することが可能となり、したがってそれらから吸収スペクトルも、簡易に測定することが可能となる。透過スペクトルは、標準白板と標準黒板の測定値の差から求めるため、透過スペクトルと吸収スペクトルは近似的であるが、野外において非破壊的に測定するためには、積分球で測定するよりも現実的であると考えた。葉の測定のたびに、15回のスキャンが繰り返され、その平均値が記録された。
【００３７】
さらに、SPAD葉緑素計によって、葉のスペクトルを測定した同じ部位において、3回の測定を行い、記録した。SPAD葉緑素計は、その重量が225 gで、0.06 cm2の測定面積をもつ測定器であり、650 nmと940 nmにおける透過率をもとにしてSPAD値という指数を計算する (Markwell et al. 1995)。SPAD葉緑素計のカタログに掲載の精度は、± 1.0 SPAD値である。以下の分析では、3回の測定の平均値を用いた。
【００３８】
SPAD値の測定の後、直ちに、各葉の同じ部位から直径15 mmの円形サンプルを型で抜き取り、半分に切って、2 mlのN, N'-ジメチルホルムアミド（DMF）によって4℃で１晩の間、クロロフィルを抽出した。クロロフィルの吸光度を、NanoDrop 1000分光光度計（Thermo Fisher Scientific社、アメリカ合衆国）によって測定し、Porraら (1989)の式を用いてクロロフィル濃度を定量した。
３．データの前処理
反射スペクトルと吸収スペクトルに含まれるノイズを除去するために、17点の移動窓で、４次多項式のSavitzky-Golayコンボルーション・フィルターを適用した。さらに、同フィルターを用いて、１階微分スペクトルと２階微分スペクトルを直接、求めた（Savitzky and Golay, 1964）。微分スペクトルは、植生ストレスに独特の情報を含むため (Curranら 1990; Imanishiら 2004; Imanishiら 2007)、さらに検討を行った。センサーの特性上、スペクトルの両端にはより多くのノイズが含まれるため、以降の分析では400〜1000 nmの波長を分析した。
４．種に特化した最適なクロロフィル指数の探索
以下の8タイプのクロロフィル指数の検討を行った。
【００３９】
T1) 単独型                          V1
T2) 差分型                          V1 - V2
T3) 比型                            V1  /  V2
T4) 正規化差分型                    (V1-V2)/(V1+V2)
T5) 第３バンドを含む比型            (V1-V3)/(V2-V3)
T6) 第３バンドを含む正規化差分型    (V1-V2)/(V1+V2-2×V3)
T7) 面積型
【００４０】
【数１】
2011038879.tif 000003
T8) 差分・比一体型                  (V1-V2)/V3
なお、V1、V2、V3は、それぞれ異なる波長の反射スペクトルの値を表す。又は、V1、V2、V3は、それぞれ異なる波長の吸収スペクトルの値を表し、それぞれ異なる波長の透過スペクトルの値を表し、それぞれ異なる波長の１階微分スペクトルの値若しくはそれぞれ異なる波長の２階微分スペクトルの値を表す。  また、T7のクロロフィル指数におけるλ1、λ2は、異なる波長を表し、λ1＜λ2である。
【００４１】
T8のクロロフィル指数は、本発明で新しく提案するものである。T8のクロロフィル指数は、個々の葉の表面や構造の差異あるいは分光測定中の照射光の変化によって生ずるスペクトルへの加算的効果と乗算的効果の両方を除去し、さらによい結果を生み出すのではないかとのアイデアに基づき、開発された。
他のタイプT1〜T7のクロロフィル指数は、光学リモートセンシングによる葉内クロロフィル濃度の推定に関する文献のレビューから得られたものである。
【００４２】
最初の４タイプT1〜T4のクロロフィル指数は、よく知られた基本的な型である。T5やT6のクロロフィル指数は、第３のバンドを、葉の表面の差異によるスペクトルへの加算的で一定な影響を除去するための補正項として含み (Sims and Gamon, 2002)、T3やT4のクロロフィル指数の修正型として最近になって知られるようになったものである。T7のクロロフィル指数は、２つの波長間の面積に関係する。このタイプT7のクロロフィル指数は、先行研究において深く研究されてはいないが、クロロフィルの減少にともないスペクトルの一部が増加あるいは減少することが一般的であり、また、連続した複数バンドを用いるので、単独型T1のクロロフィル指数よりも安定していると予想されるため、有用である可能性があると考えられる。
【００４３】
ヤマザクラ及びソメイヨシノそれぞれのChl a+b（Chl a+bは、Chl a及びChl bの両方を示す。）、Chl a及びChl bを推定するために、反射スペクトル、吸収スペクトル又は透過スペクトルにより、最適なクロロフィル指数を選択するために、次のようにした。
ヤマザクラのChl a+bについて、反射スペクトルにより、タイプT5のクロロフィル指数(V1-V3)/(V2-V3)を用いる場合には、400〜1000 nmの波長の帯域から、5 nmの間隔で３個の波長を選んで、生成可能な全ての組合せを生成した。３個の波長の組合せの全ては、次の通りである。
(400,405,410),(400,405,415),(400,405,420),(400,405,425),・・・,(400,405,1000),
(400,410,415),(400,410,420),(400,410,425),・・・,(400,410,1000),
(400,415,420),(400,415,425),・・・,(400,415,1000),
・・・
(990,995,1000),
ここで、３個の波長を選んだのは、タイプT5のクロロフィル指数に、３個のV1、V2及びV3が含まれているからである。このように、何個の波長を選択するかは、クロロフィル指数に依存している。
【００４４】
これらの全ての組合せの各々について、上記の採取した96枚のヤマザクラの葉のそれぞれに対して、上記のFieldSpec HandHeld分光放射計によって、Chl a+bについて測定した３個の波長のそれぞれにおける３個の反射スペクトルの値V1、V2、V3を用いて、タイプT5のクロロフィル指数(V1-V3)/(V2-V3)を算出し、算出したクロロフィル指数値と、FieldSpec HandHeld分光放射計の測定の対象サンプルからのN, N'-ジメチルホルムアミド（DMF）を用いた抽出により得られたChl a+bについてのクロロフィル濃度と対応付けて、記録した。次に、直線、２次多項式及び指数関数（当てはめ関数）を、算出したクロロフィル指数値と実験室において定量されたクロロフィル濃度のデータセットに当てはめて、10重交差確認RMSE（cvRMSE）を計算した。また、その交差確認R2（cvR2）を求めた。
【００４５】
また、他の７個のクロロフィル指数について、上記と同様に、10重交差確認RMSE（cvRMSE）を計算し、また、その交差確認R2（cvR2）を求めた。
続いて、ヤマザクラを対象とする反射スペクトルによるクロロフィル指数及び推定式の組の内、最小のcvRMSEが得られたクロロフィル指数と、対応する当てはめ関数（推定式）との組み合わせを選択した。こうして得られたChl a+bについての最上位のクロロフィル指数及び推定式の組を図１に示す。
【００４６】
また、Chl a及びChl bのそれぞれについて、上記と同様に、10重交差確認RMSE（cvRMSE）を計算し、また、その交差確認R2（cvR2）を求め、続いて、反射スペクトルによるクロロフィル指数の推定組の内、最小のcvRMSEが得られたクロロフィル指数と、対応する当てはめ関数との組み合わせを選択した。こうして得られたChl aについての最上位のクロロフィル指数及び推定式の組、及びChl bについての最上位のクロロフィル指数及び推定式の組を図１に示す。
【００４７】
さらに、ヤマザクラのChl a+b、Chl a及びChl bのそれぞれについて、吸収スペクトル及び透過スペクトルについて、上記と同様に、10重交差確認RMSE（cvRMSE）を計算し、また、その交差確認R2（cvR2）を求め、続いて、クロロフィル指数の推定組の内、最小のcvRMSEが得られたクロロフィル指数と、対応する当てはめ関数との組み合わせを選択し、こうして得られた吸収スペクトルについて、Chl a+b、Chl a及びChl bのそれぞれに関して、最上位のクロロフィル指数及び推定式の組を図２に示す。また、同様に、透過スペクトルについて、Chl a+b、Chl a及びChl bのそれぞれに関して、最上位のクロロフィル指数及び推定式の組を図３に示す。
【００４８】
さらに、ソメイヨシノを対象として、反射スペクトル、吸収スペクトル及び透過スペクトルにより、最適なクロロフィル指数と当てはめ関数（推定式）の組合せを選択した。その結果を図４〜図６に示す。
また、例えば、低価格のハンディ測定器を開発するために、必要とされるバンド数を少なくすることが時には重要となるため、最適なクロロフィル指数を選択する際には、利用可能なバンド数について、次の３つの場合を仮定した。
【００４９】
1）ハイパースペクトル・データのように、微分スペクトルを計算することも可能な、より多くのバンドを利用可能な場合
2）3バンドのみを利用可能な場合
3）ハンディなSPAD葉緑素計のように2バンドのみを利用可能な場合
選択されたクロロフィル指数がクロロフィル濃度の変動を説明する機構を理解するために、クロロフィル指数を構成する要素のcvR2を分析した。クロロフィル指数のcvR2の80 %以上のcvR2を単独でもつ要素を主要要素と定義し、クロロフィル指数のcvR2の80 %未満のcvR2を単独でもつ要素を副次要素と定義する。
（ａ）反射スペクトルによるヤマザクラの葉のクロロフィル指数（図１の説明）
図１に、反射スペクトルによるヤマザクラの葉を対象として体系的に選択された最適なクロロフィル指数の性能について記述している。この図には、Chl a+b、Chl a及びChl bについて、それぞれ、最上位のケースについて、利用可能なバンド数（仮定）、選択された最適なクロロフィル指数、cvR2、cvRMSE、主要要素、副次要素及び推定式の組を示している。
【００５０】
Chl a+bについて、第１のケース１０１では、バンド数は、「多」であり、選択された最適なクロロフィル指数は、（Ｒ915−Ｒ645)／（Ｒ620−Ｒ645）である。ここで、Ｒ915、Ｒ645及びＲ620は、それぞれ、915nm、645nm及び620nmにおける反射率（反射スペクトルの値）である。このように、Ｒiは、i nmにおける反射スペクトルの値である。以下においても同様である。このクロロフィル指数は、タイプT5のクロロフィル指数である。  cvR2は、0.963であり、cvRMSEは、22.2であり、主要要素は、Ｒ620及びＲ645であり、副次要素は、Ｒ915であり、推定式は、0.0955+11.1x-0.0577x2である。推定式において、xは、クロロフィル指数の値であり、つまり、x＝（Ｒ915−Ｒ645)／（Ｒ620−Ｒ645）であり、xを推定式に代入することにより、クロロフィル濃度が推定的に得られる。
【００５１】
Chl a+bについて、第２のケース１０２では、バンド数は、「３」である。その他の選択された最適なクロロフィル指数、cvR2、cvRMSE、主要要素、副次要素及び推定式は、第１のケース１０１におけるものと同じである。
Chl a+bについて、第３のケース１０３では、バンド数は、「２」であり、選択された最適なクロロフィル指数は、Ｒ915／Ｒ725である。このクロロフィル指数は、タイプT3のクロロフィル指数である。cvR2は、0.955であり、cvRMSEは、24.3であり、主要要素は、Ｒ725であり、副次要素は、Ｒ915であり、推定式は、-1038.0+1064.3xである。推定式において、第１のケース１０１と同様に、xは、クロロフィル指数の値であり、推定式により、クロロフィル濃度が推定的に得られる。
【００５２】
以上のように、Chl a+bについて、第１のケース１０１及び第２のケース１０２では、cvRMSEは、22.2であり、第３のケース１０３では、cvRMSEは、24.3である。第１のケース１０１及び第２のケース１０２のcvRMSEが、第３のケース１０３のcvRMSEより小さいので、利用可能なバンド数の仮定に制限がない場合は、第１のケース１０１及び第２のケース１０２のクロロフィル指数及び推定式が選択される。
【００５３】
次に、Chl aについて、第１のケース１０４では、バンド数は、「多」であり、選択された最適なクロロフィル指数は、（Ｒ915−Ｒ645)／（Ｒ620−Ｒ645）である。このクロロフィル指数は、タイプT5のクロロフィル指数である。cvR2は、0.961であり、cvRMSEは、17.7であり、主要要素は、Ｒ620及びＲ645であり、副次要素は、Ｒ915であり、推定式は、-0.236+8.74x-0.0465x2である。推定式において、xは、クロロフィル指数の値であり、推定式により、クロロフィル濃度が推定的に得られる。
【００５４】
Chl aについて、第２のケース１０５では、バンド数は、「３」である。その他の選択された最適なクロロフィル指数、cvR2、cvRMSE、主要要素、副次要素及び推定式は、第１のケース１０４におけるものと同じである。
Chl aについて、第３のケース１０６では、バンド数は、「２」であり、選択された最適なクロロフィル指数は、Ｒ645−Ｒ615である。このクロロフィル指数は、タイプT2のクロロフィル指数である。cvR2は、0.953であり、cvRMSEは、19.3であり、主要要素は、Ｒ615及びＲ645であり、副次要素は無く、推定式は、575.5ｅ50.0Xである。推定式において、xは、クロロフィル指数の値であり、推定式により、クロロフィル濃度が推定的に得られる。
【００５５】
以上のように、Chl aについて、第１のケース１０４及び第２のケース１０５では、cvRMSEは、17.7であり、第３のケース１０６では、cvRMSEは、19.3である。第１のケース１０４及び第２のケース１０５のcvRMSEが、第３のケース１０６のcvRMSEより小さいので、利用可能なバンド数の仮定に制限がない場合は、第１のケース１０４及び第２のケース１０５のクロロフィル指数及び推定式が選択される。
【００５６】
次に、Chl bについて、第１のケース１０７では、バンド数は、「多」であり、選択された最適なクロロフィル指数は、（ｆＲ455−ｆＲ745)／ｆＲ590である。ここで、ｆＲ455、ｆＲ590及びｆＲ745は、それぞれ、455nm、590nm及び745nmにおける反射スペクトルの値の１階微分値である。このように、ｆＲiは、i nmにおける反射スペクトルの値の１階微分値である。以下においても同様である。このクロロフィル指数は、タイプT8のクロロフィル指数である。cvR2は、0.890であり、cvRMSEは、8.87であり、主要要素は、ｆＲ745であり、副次要素は、ｆＲ590及びｆＲ455であり、推定式は、22.6+20.3x-0.996x2である。推定式において、xは、クロロフィル指数の値であり、推定式により、クロロフィル濃度が推定的に得られる。
【００５７】
次に、Chl bについて、第２のケース１０８では、バンド数は、「３」であり、選択された最適なクロロフィル指数は、（Ｒ950−Ｒ400)／Ｒ725である。このクロロフィル指数は、タイプT8のクロロフィル指数である。cvR2は、0.889であり、cvRMSEは、8.91であり、主要要素は、Ｒ725であり、副次要素は、Ｒ950及びＲ400であり、推定式は、-235.4+256.7xである。推定式において、xは、クロロフィル指数の値であり、推定式により、クロロフィル濃度が推定的に得られる。
【００５８】
Chl bについて、第３のケース１０９では、バンド数は、「２」であり、選択された最適なクロロフィル指数は、Ｒ810／Ｒ730である。このクロロフィル指数は、タイプT3のクロロフィル指数である。cvR2は、0.883であり、cvRMSEは、9.2であり、主要要素は無く、副次要素は、Ｒ730及びＲ810であり、推定式は、-387.1+389.1xである。推定式において、xは、クロロフィル指数の値であり、推定式により、クロロフィル濃度が推定的に得られる。
【００５９】
以上のように、Chl bについて、第１のケース１０７及び第２のケース１０８では、cvRMSEは、それぞれ、8.87、8.91であり、第３のケース１０９では、cvRMSEは、9.2である。第１のケース１０７及び第２のケース１０８のcvRMSEが、第３のケース１０９のcvRMSEより小さいので、利用可能なバンド数の仮定に制限がない場合は、第１のケース１０７又は第２のケース１０８のクロロフィル指数及び推定式が選択される。第１のケース１０７と第２のケース１０８とでは、両者のcvRMSEの差が0.1未満であり、従って、どちらかを選ぶのではなく、どちらの性能も同等であると考える。
（ｂ）吸収スペクトルによるヤマザクラの葉のクロロフィル指数（図２の説明）
図２に、吸収スペクトルによるヤマザクラの葉を対象として体系的に選択された最適なクロロフィル指数の性能について記述している。この図には、Chl a+b、Chl a及びChl bについて、それぞれ、最上位のケースについて、利用可能なバンド数（仮定）、選択された最適なクロロフィル指数、cvR2、cvRMSE、主要要素、副次要素及び推定式の組を示している。この図において、Ａiは、i nmにおける吸収スペクトルの値であり、ｓＡiは、i nmにおける吸収スペクトルの値の２階微分値である。
【００６０】
図２に示すように、Chl a+bについて、第１のケース１１１では、cvRMSEは、22.8であり、他のケース１１２及び１１３のcvRMSEよりも小さいので、利用可能なバンド数の仮定に制限がない場合は、第１のケース１１１のクロロフィル指数及び推定式が選択される。
また、Chl aについて、第１のケース１１４では、cvRMSEは、17.0であり、他のケース１１５及び１１６のcvRMSEよりも小さいので、利用可能なバンド数の仮定に制限がない場合は、第１のケース１１４のクロロフィル指数及び推定式が選択される。
【００６１】
さらに、Chl bについて、第１のケース１１７では、cvRMSEは、9.3であり、他のケース１１８及び１１９のcvRMSEよりも小さいので、利用可能なバンド数の仮定に制限がない場合は、第１のケース１１７のクロロフィル指数及び推定式が選択される。
（ｃ）透過スペクトルによるヤマザクラの葉のクロロフィル指数（図３の説明）
図３に、透過スペクトルによるヤマザクラの葉を対象として体系的に選択された最適なクロロフィル指数の性能について記述している。この図には、Chl a+b、Chl a及びChl bについて、それぞれ、最上位のケースについて、利用可能なバンド数（仮定）、選択された最適なクロロフィル指数、cvR2、cvRMSE、主要要素、副次要素及び推定式の組を示している。この図において、Ｔiは、i nmにおける透過スペクトルの値であり、ｆＴiは、i nmにおける透過スペクトルの値の１階微分値である。
【００６２】
図３に示すように、Chl a+bについて、第１のケース１２１では、cvRMSEは、26.7であり、他のケース１２２及び１２３のcvRMSEよりも小さいので、利用可能なバンド数の仮定に制限がない場合は、第１のケース１２１のクロロフィル指数及び推定式が選択される。
また、Chl aについて、第１のケース１２４では、cvRMSEは、21.4であり、他のケース１２５及び１２６のcvRMSEよりも小さいので、利用可能なバンド数の仮定に制限がない場合は、第１のケース１２４のクロロフィル指数及び推定式が選択される。
【００６３】
さらに、Chl bについて、第１のケース１２７では、cvRMSEは、9.8であり、他のケース１２８及び１２９のcvRMSEよりも小さいので、利用可能なバンド数の仮定に制限がない場合は、第１のケース１２７のクロロフィル指数及び推定式が選択される。
（ｄ）反射スペクトルによるソメイヨシノの葉のクロロフィル指数（図４の説明）
図４に、反射スペクトルによるソメイヨシノの葉を対象として体系的に選択された最適なクロロフィル指数の性能について記述している。この図には、Chl a+b、Chl a及びChl bについて、それぞれ、最上位のケースについて、利用可能なバンド数（仮定）、選択された最適なクロロフィル指数、cvR2、cvRMSE、主要要素、副次要素及び推定式の組を示している。
【００６４】
図４に示すように、Chl a+bについて、第１のケース１３１では、cvRMSEは、33.3であり、他のケース１３２及び１３３のcvRMSEよりも小さいので、利用可能なバンド数の仮定に制限がない場合は、第１のケース１３１のクロロフィル指数及び推定式が選択される。
また、Chl aについて、第１のケース１３４では、cvRMSEは、25.8であり、他のケース１３５及び１３６のcvRMSEよりも小さいので、利用可能なバンド数の仮定に制限がない場合は、第１のケース１３４のクロロフィル指数及び推定式が選択される。
【００６５】
さらに、Chl bについて、第１のケース１３７では、cvRMSEは、11.1であり、他のケース１３８及び１３９のcvRMSEよりも小さいので、利用可能なバンド数の仮定に制限がない場合は、第１のケース１３７のクロロフィル指数及び推定式が選択される。
（ｅ）吸収スペクトルによるソメイヨシノの葉のクロロフィル指数（図５の説明）
図５に、吸収スペクトルによるソメイヨシノの葉を対象として体系的に選択された最適なクロロフィル指数の性能について記述している。この図には、Chl a+b、Chl a及びChl bについて、それぞれ、最上位のケースについて、利用可能なバンド数（仮定）、選択された最適なクロロフィル指数、cvR2、cvRMSE、主要要素、副次要素及び推定式の組を示している。
【００６６】
図５に示すように、Chl a+bについて、第１のケース１４１及び第２のケース１４２では、cvRMSEは、34.5であり、他のケース１４３のcvRMSEよりも小さいので、利用可能なバンド数の仮定に制限がない場合は、第１のケース１４１及び第２のケース１４２のクロロフィル指数及び推定式が選択される。
また、Chl aについて、第１のケース１４４及び第２のケース１４５では、cvRMSEは、26.0であり、他のケース１４６のcvRMSEよりも小さいので、利用可能なバンド数の仮定に制限がない場合は、第１のケース１４４及び第２のケース１４５のクロロフィル指数及び推定式が選択される。
【００６７】
さらに、Chl bについて、第１のケース１４７では、cvRMSEは、11.6であり、他のケース１４８及び１４９のcvRMSEよりも小さいので、利用可能なバンド数の仮定に制限がない場合は、第１のケース１４７のクロロフィル指数及び推定式が選択される。
（ｆ）透過スペクトルによるソメイヨシノの葉のクロロフィル指数（図６の説明）
図６に、透過スペクトルによるソメイヨシノの葉を対象として体系的に選択された最適なクロロフィル指数の性能について記述している。この図には、Chl a+b、Chl a及びChl bについて、それぞれ、最上位のケースについて、利用可能なバンド数（仮定）、選択された最適なクロロフィル指数、cvR2、cvRMSE、主要要素、副次要素及び推定式の組を示している。
【００６８】
図６に示すように、Chl a+bについて、第１のケース１５１では、cvRMSEは、35.5であり、他のケース１５２及び１５３のcvRMSEよりも小さいので、利用可能なバンド数の仮定に制限がない場合は、第１のケース１５１のクロロフィル指数及び推定式が選択される。
また、Chl aについて、第１のケース１５４では、cvRMSEは、27.5であり、他のケース１５５及び１５６のcvRMSEよりも小さいので、利用可能なバンド数の仮定に制限がない場合は、第１のケース１５４のクロロフィル指数及び推定式が選択される。
【００６９】
さらに、Chl bについて、第１のケース１５７では、cvRMSEは、12.4であり、他のケース１５８及び１５９のcvRMSEよりも小さいので、利用可能なバンド数の仮定に制限がない場合は、第１のケース１５７のクロロフィル指数及び推定式が選択される。
５．既存のクロロフィル指数とSPADの性能の評価
文献レビューにより、４６個の既存のクロロフィル指数をリストアップした（図５６）。すべての既存のクロロフィル指数は、反射スペクトルか、反射の微分スペクトルに基づいており、吸収スペクトルを利用したクロロフィル指数はなかった。既存のクロロフィル指数とSPADの性能は、上記と同じ方法に従い10重交差確認RMSE（cvRMSE）と10重交差確認R2（cvR2）を計算して評価し、記載した（図７及び図８）。
６．結果
（１）サンプルの定量結果
DMF抽出により定量されたクロロフィル濃度は、ヤマザクラのChl a+bについては、61.9〜544.3 mg/m2、Chl aについては、52.1〜436.9 mg/m2、Chl bについては、9.7〜129.8 mg/m2であった。また、ソメイヨシノのChl a+bについては、191.6〜663.6 mg/m2、Chl aについては、140.4〜515.0 mg/m2、Chl bについては、37.6〜151.1 mg/m2であった。a/b比の平均値と標準偏差は、ヤマザクラでは、3.8 ± 0.9、ソメイヨシノでは、3.6 ± 0.6であった。Chl aとChl bの間のピアソンの積率相関係数は、ヤマザクラでは、0.933、ソメイヨシノでは、0.908であった。
【００７０】
（２）クロロフィル濃度にともなう葉のスペクトルの変化
ヤマザクラの葉についての代表的なスペクトルを図９〜図１４に示す。図９〜図１４は、それぞれ、反射スペクトル、反射スペクトルの１階微分スペクトル、反射スペクトルの２階微分スペクトル、吸収スペクトル、吸収スペクトルの１階微分スペクトル、吸収スペクトルの２階微分スペクトルを示す。また、図９〜図１４のそれぞれには、単位面積当たり、５個の異なるクロロフィルa+bの濃度（61.9 mg/m2,182.3 mg/m2,293.6 mg/m2,419.0 mg/m2,544.3 mg/m2)についての、スペクトルを示している。これらの図面では、横軸に、波長を示し、縦軸に、スペクトルの値を示している。
【００７１】
同様に、ソメイヨシノの葉についての代表的なスペクトルを図１５〜図２０に示す。図１５〜図２０は、それぞれ、反射スペクトル、反射スペクトルの１階微分スペクトル、反射スペクトルの２階微分スペクトル、吸収スペクトル、吸収スペクトルの１階微分スペクトル、吸収スペクトルの２階微分スペクトルを示す。また、図１５〜図２０のそれぞれには、単位面積当たり、５個の異なるクロロフィルa+bの濃度（191.6 mg/m2,301.3 mg/m2,431.4 mg/m2,551.1 mg/m2,663.6 mg/m2)についての、スペクトルを示している。これらの図面では、横軸に、波長を示し、縦軸に、スペクトルの値を示している。
【００７２】
全体的に、クロロフィル濃度に対するスペクトルの応答は、ヤマザクラとソメイヨシノで似通っていた（図９〜図１４、図１５〜図２０）。
反射スペクトル（図９及び図１５）においては、550 nm付近の緑の波長域のピークは、クロロフィル濃度の増加にともなって反射率が低下しており、単純に応答しているようであった。しかしながら、近赤外域は不安定であった。
【００７３】
１階微分スペクトル（図１０及び図１６）においては、レッドエッジのブルーシフトが観察された。すなわち、700 nm付近のピークはクロロフィル濃度の低下にともなって短波長側に移動していた。
２階微分スペクトル（図１１及び図１７）においては、クロロフィル濃度の低下にともなって、ピークの高さと谷の深さは、増加していた。
【００７４】
吸収スペクトルとその微分スペクトル（図１２〜図１４、図１８〜図２０）においては、クロロフィル濃度にたいするスペクトルの変化の特徴は、全体的に反射スペクトルと類似していた。ただし、反射スペクトルにおけるピークは吸収スペクトルの谷に対応するというように、波形の方向は逆になっていた。
ピークと谷の大きさは、ソメイヨシノでは、ヤマザクラよりも小さく、面積当たりのクロロフィル濃度が増加するにともなって小さくなる傾向があった。680 nm付近の赤の波長域の反射率と吸収率は、ヤマザクラおよびソメイヨシノの両方において、Chl a+bが約300 mg/m2を超えると飽和しているようであった。
【００７５】
（３）種に特化したクロロフィル指数の性能
選択された最適なクロロフィル指数のcvR2は、ヤマザクラで0.963〜0.861、ソメイヨシノで0.903〜0.774と高かった（図１〜図６）。cvR2やcvRMSEから判断される最適な指数の性能は、反射スペクトルと吸収スペクトルの間で同等であった。利用可能なバンド数が２バンドからより多くのバンドに増えると、cvR2とcvRMSEは改善された。反射スペクトルにおけるヤマザクラのChl a+bとChl aを推定する指数（これらはChl a+bとChl aの間でも同一であった）や、吸収スペクトルにおけるソメイヨシノのChl a+bとChl aを推定する指数は、3バンドを用いた最適な指数と、より多くのバンドを利用可能な指数とが同一であった。
【００７６】
新しく提案された指数タイプである差分・比一体型（T8）は、ヤマザクラにおいて3バンド以上を利用可能な12ケース中の4ケース（2ケースは反射指数、2ケースは吸収指数）と、ソメイヨシノにおいては同様の12ケース中の10ケース（4ケースは反射指数、6ケースは吸収指数）において選択されていた。
主要要素が位置する波長は、ヤマザクラの反射指数では615、620、645 nm（飽和していない赤の波長域）と745 nm（レッドエッジ域）、ヤマザクラの吸収指数では530、540 nm（緑の波長域）、635 nm（飽和していない赤の波長域）、690、695、700、715、725、740 nm（レッドエッジ域）、ソメイヨシノの反射指数では570、585 nm（黄の波長域）、705、720、755 nm（レッドエッジ域）、ソメイヨシノの吸収指数では520、540、550、560 nm（緑の波長域）、700、710、765 nm（レッドエッジ域）であった（図１〜図６）。
【００７７】
副次要素のみで構成されるクロロフィル指数、すなわち、単独の要素の利用と比較してクロロフィル濃度の変動の説明力が著しく向上した要素の組み合わせは、ヤマザクラの反射指数における730 nm（レッドエッジ域）と810 nm（近赤外域）の組み合わせと、ソメイヨシノの4つの反射指数における565、575 nm（黄の波長域）、735、740 nm（レッドエッジ域）、770、830、845、855 nm（近赤外域）の組み合わせであった（図１〜図６）。これら５つの反射指数のすべてにおいて、近赤外域の波長が組み入れられていた。
（４）既存のクロロフィル指数とSPADの性能
既存の指数の中に、種に特化した最適なクロロフィル指数の性能を超える指数はなかった。
【００７８】
既存の植生指数の中でも、Datt (1999)の反射比指数、(R850-R710 )/(R850-R680 )（以降、DattのRIと表す）は、ヤマザクラのChl a+bとChl aにおいて1位、ソメイヨシノのChl a+bとChl aにおいて3位に順位づけられた（図７及び図８）。
Datt (1999)の1階微分比指数、fR754/fR704は、ソメイヨシノのChl a+b、Chl a、Chl bにおいて1位に順位づけられたが、ヤマザクラのChl a+bとChl aにおいては34位、Chl bでは19位であった（図７及び図８）。
【００７９】
Cigandaら (2009)のレッドエッジ・クロロフィル指数、(R770-800/R720-730)-1（以降、CigandaのRECIと表す）は、ヤマザクラのChl a+bにおいて2位、Chl bにおいて1位に順位づけられ、ソメイヨシノのChl a+bとChl aにおいて2位、Chl bにおいて3位に順位づけられた（図７及び図８）。
SPAD-502の指数値は、ヤマザクラのChl a+b、Chl a、Chl bにおいて39位であり、ソメイヨシノのChl a+bとChl aにおいては41位、Chl bでは39位であった。SPADのcvRMSEは、ヤマザクラのChl a+b、Chl a、Chl bに対してそれぞれ43.2、33.4、13.2 mg/m2であり、ソメイヨシノのChl a+b、Chl a、Chl bに対してそれぞれ70.0、54.9、17.5 mg/m2であった。
７．考察
本研究において開発された種に特化した指数は、ヤマザクラ（図１〜図３、図７）あるいはソメイヨシノ（図４〜図６、図８）の葉内クロロフィル濃度の推定において、既存のどの指数やSPADよりも優れていた。反射指数においては、黄や飽和していない赤の波長域（本研究においては570〜645 nm）とレッドエッジ域（705〜755 nm）の波長が、主要要素として選択されていた（図１〜図６）。また、吸収指数においては、緑の波長域（520〜560 nm）とレッドエッジ域（690〜765 nm）が主要要素として選択されていた（図１〜図６）。したがって、これらの波長は、葉内クロロフィル濃度を推定するために特に重要であると考えられた。これは、反射スペクトルについての先行研究の結果と一致していた (Carter, 1994; Gitelson and Merzlyak, 1994; Datt, 1998; Maccioniら, 2001; Richardsonら, 2002; Blackburn, 2007)。
【００８０】
一方、紫の波長域（本研究においては400 nm）と青の波長域（455 nm）や近赤外域（770 nm以長）は、これらの波長域ではクロロフィル濃度にともなうスペクトルの変化が不安定であったため、最適な指数では主要要素として選択されず、単独の使用は有効でなかった（図１〜図６、図９〜図２０）。しかしながら、近赤外域は、5つの反射指数が近赤外の波長によって著しく改善されたように（図１〜図６）、黄の波長域やレッドエッジ域との組み合わせにおいて有効であると考えられた。おそらく、近赤外域は、クロロフィルの吸収に直接関係しておらず、また、反射スペクトルにおいては葉における反射率が高く、紫や青の波長域に比べてノイズが少ないため、照射光の変化などの測定時の誤差を除去するのに有効であったのであろうと考えられる。
【００８１】
紫や青の波長は、3バンド以上を利用する指数において利用されており（図１〜図６）、葉の表面の個体差の影響を低減する補助的な機能があった可能性がある。例えば、445 nmは、可視全域にわたって反射率を高める傾向にある葉の表面の高い（鏡面）反射を補正するための指標として提案されている (Sims and Gamon, 2002)。
新しく提案された指数のタイプである差分・比一体型指数（T8）は、最適なクロロフィル指数において、ヤマザクラの3バンド以上を利用可能な12ケース中の4ケースで、ソメイヨシノの同様の12ケース中の10ケースで選択された（図１〜図６）ように、有効であると考えられた。このタイプは、第3バンドの使用の点で新しい。すなわち、従来、第3バンドはT5やT6のV1-V3やV2-V3に見られるように、他の2バンドにおける望まれない影響を除去するためだけに使用されてきた。なお、T6の分子は、項が整理されていることに注意する必要がある。一方、T8、(V1-V2)/V3は、差分タイプと比タイプを組み合わせ、第3バンドを独自の変数として用いている。T8は、その型から、スペクトルにたいする加算的影響と乗算的影響の両方を除去することができたと考えられた。
【００８２】
クロロフィル濃度にともなうスペクトルの変化の特徴は、全体として、反射スペクトルと吸収スペクトルの間で基本的に類似していたが、ピークと谷はお互いに逆の関係であった（図1、2）。反射指数と吸収指数の性能は、ヤマザクラとソメイヨシノの両方において、ほぼ同等であった（図１〜図６）。Richardsonら (2002)は、吸収率は反射率よりもクロロフィル濃度のよりよい推定が可能であるはずであるとの仮説を立てたが、本研究において、反射指数と吸収指数の性能の差は小さかった（図１〜図６）。
【００８３】
DattのRIやCigandaのRECIは、ヤマザクラおよびソメイヨシノの両方の葉内クロロフィル濃度の推定に有用であることがわかった（図７〜図８）。DattのRIは、数樹種のユーカリの葉内クロロフィル濃度を推定するために開発された (Datt, 1999)。Datt (1999)は、この指数は多重散乱補正（Multiple Scatter Correction）の適用に関わらず相関係数やRMSEが同一に保たれたことから、加算的および乗算的な散乱要素を効果的に除去すると主張している。DattのRIはまた、あらゆる広葉樹に適用可能な葉内クロロフィル指数の開発を目的としたle Maireら (2004)の研究においてもよい結果を残した。本研究における結果は、DattのRIの性能をさらに支持するものである。
【００８４】
CigandaのRECIは、反射率の逆数をもとに開発された (Gitelson et al., 2003)。定数の−１は、本来、Chl a+bに対する指数の切片を0に近づけるために重要であった (Gitelson et al., 2003)。しかしながら、CigandaのRECIは、実際には、より広い波長域の複数バンドを利用するという事実を除いては、比型（T3）に類似している。2バンドで比型の最適な反射指数は、すべて、近赤外域とレッドエッジ域の反射率の比をとるという点においてCigandaのRECIに類似していたことから（図１〜図６）、近赤外域とレッドエッジ域の反射率の比は、有効な指数のタイプである可能性がある。
【００８５】
SPADは、種に特化した最適なクロロフィル指数やほとんどの既存の指数よりも、性能がよくなかった。SPADの誤差（cvRMSE）は、本研究において最適な指数の約2倍大きかった（図１〜図６、図７〜図８）。SPAD-502は、日本においてイネ（Oryza sativa L.）の窒素の状態を診断するために開発されたので（Wangら, 2004）、SPAD-502において選択されている波長は最適でなかった可能性がある。
８．結論
本研究は、野外において近似的ではあるが現実的な方法によって、非破壊的な分光測定を行い、１個の新しいタイプを含む８個の指数タイプの検討によって、ヤマザクラとソメイヨシノの最適な葉内クロロフィル指数を体系的に開発した。その結果、選択されたクロロフィル指数は、既存のクロロフィル指数やSPADよりも性能が高く、SPADの約2倍よい精度を持つことが確認された。また、新しく提案された指数のタイプである差分・比一体型指数は、クロロフィル濃度推定のために有用な型である可能性が示された。さらに、吸収率の測定は直接的であり、より高い可能性を持っているとの仮説に反して、吸収指数は反射指数と同等の結果を示した。既存の指数では、Datt (1999)の反射比指数やCigandaら (2009)のレッドエッジ・クロロフィル指数がヤマザクラおよびソメイヨシノの両方の葉内クロロフィル濃度の推定に特に効果的であった。一方、SPADは、これらの指数ほどにはよいクロロフィル指数ではなかった。
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II．クロロフィル濃度測定装置
上記の研究成果に基づくクロロフィル濃度測定装置について説明する。
１．実施の形態１
本発明に係る１の実施の形態としてのクロロフィル濃度測定装置１０について説明する。
【００８６】
クロロフィル濃度測定装置１０は、図１のケース１０８に対して適用される装置であり、９５０nm、４００nm及び７２５nmの波長成分を用いて、ヤマザクラのクロロフィルｂの濃度を測定する。
１．１  クロロフィル濃度測定装置１０の構成
クロロフィル濃度測定装置１０は、図２１及び図２２に示すように、光源３０１、レンズ３０２、反射板３０３、三分岐オプティカルファイバ３０４、フィルタ３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃ、受光素子３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃ、ＡＤ変換器３０７、制御部３０８、表示部３０９、電源部３１０及び入力部３１２から構成される。制御部３０８は、指数演算部３０８ａ、濃度演算部３０８ｂ、表示制御部３０８ｃ、主制御部３０８ｄ及び情報記憶部３０８ｆから構成されている。制御部３０８は、具体的には、マイクロプロセッサとメモリとから構成されるコンピュータシステムであり、メモリには、制御部３０８を構成する各構成部の機能を実現するためのコンピュータプログラムが記憶されており、前記マイクロプロセッサが前記コンピュータプログラムに従って動作することにより、その機能を実現している。
【００８７】
光源３０１は、広い波長範囲にわたって発光する光源であり、主制御部３０８ｄの制御により、反射板３０３の手前に置かれた測定の対象物であるヤマザクラの葉３１１に向けて、光を照射する。光源３０１は、例えばタングステンランプ、水銀ランプ、ハロゲンランプなどのランプ類である。
入力部３１２は、操作者からの操作を受け付け、その結果を主制御部３０８ｄへ出力する。
【００８８】
反射板３０３は、薄板状の円盤であり、黒色に塗布された黒色面と白色に塗布された白色面とからなる。反射板３０３は、図示していない支持部材により、支持されており、操作者の手操作により、黒色面をレンズ３０２側に配置、又は白色面をレンズ３０２側に配置可能である。
三分岐オプティカルファイバ３０４は、１本の主軸３０４ｄと、３本の分岐軸３０４ａ、３０４ｂ及び３０４ｃとから構成される光ファイバであり、１本の主軸３０４ｄの端面の中央は、レンズ３０２の焦点位置に配置され、３本の分岐軸３０４ａ、３０４ｂ及び３０４ｃの端面は、それぞれ、フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃに対向して配置されている。
【００８９】
レンズ３０２は、その光軸が、反射板３０３の中心点において、反射板３０３の表面に対して垂直となるように、配置されている。レンズ３０２は、反射板３０３の表面又は対象物の表面で反射した光を、三分岐オプティカルファイバ３０４の主軸３０４ｄの端面の中央に集光する。
フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃは、それぞれ、９５０ｎｍ、４００ｎｍ及び７２５ｎｍの波長成分の光を透過する透過フィルタである。
【００９０】
受光素子３０６ａ、３０６ｂ及び３０６ｃは、それぞれ、フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃに対向して配置され、フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃを透過した９５０ｎｍ、４００ｎｍ及び７２５ｎｍの波長成分の光を受光し、光電変換し、各波長の光強度を電気信号としてＡＤ変換器３０７へ出力する。
ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すアナログの電気信号を各波長の光強度を示すデジタル信号に変換し、デジタル信号を制御部３０８へ出力する。
【００９１】
制御部３０８の主制御部３０８ｄは、入力部３１２から操作者の操作指示を受け取り、指数演算部３０８ａ、濃度演算部３０８ｂ、表示制御部３０８ｃ、光源３０１を制御する。
制御部３０８の指数演算部３０８ａは、波長９５０ｎｍ、４００ｎｍ及び７２５ｎｍの光強度を示すデジタル信号ｖ１、ｖ２及びｖ３を受け取り、受け取ったデジタル信号に基づいて、次の式により、クロロフィル指数ｘを算出する。
【００９２】
クロロフィル指数ｘ＝（ｖ１−ｖ２）／ｖ３
なお、このクロロフィル指数の算出式は、上記において、T8）差分・比一体型として説明したものである。
指数演算部３０８ａは、算出したクロロフィル指数ｘを濃度演算部３０８ｂへ出力する。
【００９３】
濃度演算部３０８ｂは、クロロフィル指数ｘを受け取り、受け取ったクロロフィル指数ｘを用いて、次の式により、推定クロロフィル濃度を算出する。
推定クロロフィル濃度＝−２３５．４＋２５６．７ｘ
次に、濃度演算部３０８ｂは、算出した推定クロロフィル濃度を表示制御部３０８ｃへ出力する。
【００９４】
表示制御部３０８ｃは、推定クロロフィル濃度を受け取ると、推定クロロフィル濃度を表示するように、表示部３０９を制御する。
表示部３０９は、推定クロロフィル濃度を、対象物のクロロフィル濃度として表示する。
１．２  クロロフィル濃度測定装置１０の動作
ここでは、図２３〜図２４に示すフローチャートを用いて、クロロフィル濃度測定装置１０の詳細の動作について説明する。
【００９５】
主制御部３０８ｄは、サクラの葉をセットすることなく、反射板３０３の白色面をレンズ３０２側に向けて配置する旨の表示を、表示制御部３０８ｃを介して、表示部３０９へ出力し、表示部３０９は、その旨を表示する（ステップＳ１０１）。
操作者は、前記の表示を視認すると、反射板３０３の白色面をレンズ３０２側に向けて配置するとともに、反射板３０３の白色面をレンズ３０２側に向けての配置が完了したことを示す操作を入力部３１２に対して行う。入力部３１２は、当該操作を受け付け、受け付けた操作を主制御部３０８ｄへ出力する（ステップＳ１０２）。
【００９６】
主制御部３０８ｄは、光源３０１に対して光を照射するように制御し、照射された光は、反射板３０３により反射し、レンズ３０２により集光し、三分岐オプティカルファイバ３０４を介して、フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃにより、透過する。フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃによって、それぞれ、９５０ｎｍ、４００ｎｍ及び７２５ｎｍの波長成分の光が透過され、各波長成分の光は、受光素子３０６ａ、３０６ｂ及び３０６ｃにより受光され、ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すデジタル信号を制御部３０８の主制御部３０８ｄへ出力する（ステップＳ１０３）。
【００９７】
主制御部３０８ｄは、９５０ｎｍ、４００ｎｍ及び７２５ｎｍの波長成分の光強度を示すデジタル信号を受信すると、受信した各デジタル信号を白色強度Ｗ950 、Ｗ400 及びＷ725 として、情報記憶部３０８ｆへ書き込む（ステップＳ１０４）。
主制御部３０８ｄは、サクラの葉をセットし、かつ、反射板３０３の黒色面をレンズ３０２側に向けて配置する旨の表示を、表示制御部３０８ｃを介して、表示部３０９へ出力し、表示部３０９は、その旨を表示する（ステップＳ１０５）。
【００９８】
操作者は、前記の表示を視認すると、サクラの葉をセットし、反射板３０３の黒色面をレンズ３０２側に向けて配置するとともに、サクラの葉のセット及び反射板３０３の黒色面をレンズ３０２側に向けての配置が完了したことを示す操作を入力部３１２に対して行う。入力部３１２は、当該操作を受け付け、受け付けた操作を主制御部３０８ｄへ出力する（ステップＳ１０６）。
【００９９】
次に、主制御部３０８ｄは、光源３０１に対して光を照射するように制御し、照射された光は、ヤマザクラの葉３１１の表面により反射し、反射光をレンズ３０２により集光し、三分岐オプティカルファイバ３０４を介して、フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃにより、透過する。フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃによって、それぞれ、９５０ｎｍ、４００ｎｍ及び７２５ｎｍの波長成分の光が透過され、各波長成分の光は、受光素子３０６ａ、３０６ｂ及び３０６ｃにより受光され、ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すデジタル信号を指数演算部３０８ａへ出力する（ステップＳ１０７）。
【０１００】
次に、指数演算部３０８ａは、９５０ｎｍ、４００ｎｍ及び７２５ｎｍの波長成分の光強度を示すデジタル信号を受信すると、以下の式に示すように、受信した各デジタル信号（受光強度Ｑ950 、Ｑ400 及びＱ725 ）を、情報記憶部３０８ｆに記憶している白色強度により割ることにより、補正反射強度を算出する（ステップＳ１０８）。
補正反射強度Ｒ950 ＝受光強度Ｑ950 ／白色強度Ｗ950 （９５０ｎｍの波長成分について）
補正反射強度Ｒ400 ＝受光強度Ｑ400 ／白色強度Ｗ400 （４００ｎｍの波長成分について）
補正反射強度Ｒ725 ＝受光強度Ｑ725 ／白色強度Ｗ725 （７２５ｎｍの波長成分について）
次に、指数演算部３０８ａは、以下に示す式により、クロロフィル指数ｘを算出する（ステップＳ１０９）。
【０１０１】
クロロフィル指数ｘ＝（補正反射強度Ｒ950 −補正反射強度Ｒ400 ）／補正反射強度Ｒ725 
次に、濃度演算部３０８ｂは、指数演算部３０８ａから算出されたクロロフィル指数ｘを受け取り、受け取ったクロロフィル指数ｘを用いて、次の式により、推定クロロフィル濃度を算出する（ステップＳ１１０）。
【０１０２】
推定クロロフィル濃度＝−２３５．４＋２５６．７ｘ
次に、濃度演算部３０８ｂは、算出した推定クロロフィル濃度を表示制御部３０８ｃへ出力し、表示制御部３０８ｃは、推定クロロフィル濃度を受け取ると、推定クロロフィル濃度を表示するように、表示部３０９を制御し、表示部３０９は、推定クロロフィル濃度をクロロフィル濃度として表示する（ステップＳ１１１）。
【０１０３】
以上、実施の形態１としてのクロロフィル濃度測定装置１０は、図１のケース１０８に対して適用されることを説明した。
なお、実施の形態１は、図４に示すケース１３８の場合において、同様に適用できる。図４に示すケース１３８の場合には、５７５nm、５６５nm及び８４５nmの波長成分を用いればよい。この場合のクロロフィル濃度の推定式は、以下の通りである。
【０１０４】
推定クロロフィル濃度＝４００．４ｅ43.8x
１．３  変形例（１）
ここでは、実施の形態１の変形例（１）としてのクロロフィル濃度測定装置１０について説明する。このクロロフィル濃度測定装置１０は、図２２に示すクロロフィル濃度測定装置１０と同様の構成を有する。この変形例（１）としてのクロロフィル濃度測定装置１０は、図３のケース１２２に対して適用される装置であり、５２０nm、７２０nm及び９９０nmの波長成分を用いて、ヤマザクラのクロロフィルａ＋ｂの濃度を測定する。
【０１０５】
ここでは、フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃは、それぞれ、５２０ｎｍ、７２０ｎｍ及び９９０ｎｍの波長成分の光を透過する透過フィルタである。
図２５〜図２６に示すフローチャートを用いて、変形例（１）としてのクロロフィル濃度測定装置１０の詳細の動作について説明する。
主制御部３０８ｄは、図２３のステップＳ１０１と同様に、反射板３０３の白色面のセットを要求し（ステップＳ１２１）、図２３のステップＳ１０２と同様に、操作者は、反射板３０３の白色面をセットする（ステップＳ１２２）。
【０１０６】
主制御部３０８ｄは、光源３０１に対して光を照射するように制御し、照射された光は、反射板３０３により反射し、レンズ３０２により集光し、三分岐オプティカルファイバ３０４を介して、フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃを、透過する。フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃによって、それぞれ、５２０ｎｍ、７２０ｎｍ及び９９０ｎｍの波長成分の光が透過され、各波長成分の光は、受光素子３０６ａ、３０６ｂ及び３０６ｃにより受光され、ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すデジタル信号を制御部３０８の主制御部３０８ｄへ出力する（ステップＳ１２３）。
【０１０７】
主制御部３０８ｄは、５２０ｎｍ、７２０ｎｍ及び９９０ｎｍの波長成分の光強度を示すデジタル信号を受信すると、受信した各デジタル信号を白色強度Ｗ520 、Ｗ720 及びＷ990 として、情報記憶部３０８ｆへ書き込む（ステップＳ１２４）。
主制御部３０８ｄは、図２３のステップＳ１０５と同様に、サクラの葉と反射板３０３の黒色面の配置を要求し（ステップＳ１２５）、図２３のステップＳ１０６と同様に、操作者は、サクラの葉をセットし、反射板３０３の黒色面を配置する（ステップＳ１２６）。
【０１０８】
次に、主制御部３０８ｄは、光源３０１に対して光を照射するように制御し、照射された光は、ヤマザクラの葉３１１の表面により反射し、反射光をレンズ３０２により集光し、三分岐オプティカルファイバ３０４を介して、フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃを、透過する。フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃによって、それぞれ、５２０ｎｍ、７２０ｎｍ及び９９０ｎｍの波長成分の光が透過され、各波長成分の光は、受光素子３０６ａ、３０６ｂ及び３０６ｃにより受光され、ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すデジタル信号を指数演算部３０８ａへ出力する（ステップＳ１２７）。
【０１０９】
次に、指数演算部３０８ａは、５２０ｎｍ、７２０ｎｍ及び９９０ｎｍの波長成分の光強度を示すデジタル信号を受信すると、以下の式に示すように、受信した各デジタル信号（受光強度Ｑ520 、Ｑ720 及びＱ990 ）を、情報記憶部３０８ｆに記憶している白色強度Ｗ520 、Ｗ720 及びＷ990 により割ることにより、補正反射強度Ｒ520 、Ｒ720 及びＲ990 を算出し、算出して得られた各補正反射強度を情報記憶部３０８ｆへ書き込む（ステップＳ１２８）。
【０１１０】
補正反射強度Ｒ520 ＝受光強度Ｑ520 ／白色強度Ｗ520 （５２０ｎｍの波長成分について）
補正反射強度Ｒ720 ＝受光強度Ｑ720 ／白色強度Ｗ720 （７２０ｎｍの波長成分について）
補正反射強度Ｒ990 ＝受光強度Ｑ990 ／白色強度Ｗ990 （９９０ｎｍの波長成分について）
次に、主制御部３０８ｄは、サクラの葉をセットしたまま、反射板３０３の白色面をレンズ３０２側に向けて配置する旨の表示を、表示制御部３０８ｃを介して、表示部３０９へ出力し、表示部３０９は、その旨を表示する（ステップＳ１２９）。
【０１１１】
操作者は、前記の表示を視認すると、反射板３０３の白色面をレンズ３０２側に向けて配置するとともに、反射板３０３の白色面をレンズ３０２側に向けての配置が完了したことを示す操作を入力部３１２に対して行う。入力部３１２は、当該操作を受け付け、受け付けた操作を主制御部３０８ｄへ出力する（ステップＳ１３０）。
次に、主制御部３０８ｄは、光源３０１に対して光を照射するように制御し、照射された光は、ヤマザクラの葉３１１の表面により反射する。また、ヤマザクラの葉３１１を透過した透過光は、反射板３０３により反射する。ヤマザクラの葉３１１の表面により反射した反射光と、ヤマザクラの葉を透過した透過光とは、レンズ３０２により集光し、三分岐オプティカルファイバ３０４を介して、フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃを、透過する。フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃによって、それぞれ、５２０ｎｍ、７２０ｎｍ及び９９０ｎｍの波長成分の光が透過され、各波長成分の光は、受光素子３０６ａ、３０６ｂ及び３０６ｃにより受光され、ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すデジタル信号（受光強度Ｓ520 、Ｓ720 及びＳ990 ）を制御部３０８の指数演算部３０８ａへ出力する（ステップＳ１３２）。
【０１１２】
次に、指数演算部３０８ａは、５２０ｎｍ、７２０ｎｍ及び９９０ｎｍの波長成分の光強度を示すデジタル信号を受信すると、以下の式に示すように、受信した各デジタル信号（受光強度Ｓ520 、Ｓ720 及びＳ990 ）と、情報記憶部３０８ｆに記憶している白色強度Ｗ520 、Ｗ720 及びＷ990 と、情報記憶部３０８ｆに記憶している補正反射強度Ｒ520 、Ｒ720 及びＲ990 とを用いて、演算透過強度Ｔ520 、Ｔ720 及びＴ990 を算出する（ステップＳ１３２）。
【０１１３】
演算透過強度Ｔ520 ＝受光強度Ｓ520 ／白色強度Ｗ520 −  補正反射強度Ｒ520 （５２０ｎｍの波長成分について）
演算透過強度Ｔ720 ＝受光強度Ｓ720 ／白色強度Ｗ720 −  補正反射強度Ｒ720 （７２０ｎｍの波長成分について）
演算透過強度Ｔ990 ＝受光強度Ｓ990 ／白色強度Ｗ990 −  補正反射強度Ｒ990 （９９０ｎｍの波長成分について）
次に、指数演算部３０８ａは、以下に示す式により、クロロフィル指数ｘを算出する（ステップＳ１３３）。
【０１１４】
クロロフィル指数ｘ＝（演算透過強度Ｔ520 −  演算透過強度Ｔ720）／演算透過強度Ｔ990
次に、濃度演算部３０８ｂは、指数演算部３０８ａから算出されたクロロフィル指数ｘを受け取り、受け取ったクロロフィル指数ｘを用いて、次の式により、推定クロロフィル濃度を算出する（ステップＳ１３４）。
【０１１５】
推定クロロフィル濃度＝１０７１．９＋２５３６．６ｘ＋１６３３．６ｘ2 
次に、濃度演算部３０８ｂは、算出した推定クロロフィル濃度を表示制御部３０８ｃへ出力し、表示制御部３０８ｃは、推定クロロフィル濃度を受け取ると、推定クロロフィル濃度を表示するように、表示部３０９を制御し、表示部３０９は、推定クロロフィル濃度をクロロフィル濃度として表示する（ステップＳ１３５）。
【０１１６】
以上、実施の形態１の変形例（１）としてのクロロフィル濃度測定装置１０は、図３のケース１２２に対して適用されることを説明した。
なお、変形例（１）は、図３のケース１２５の場合に適用できる。図３に示すケース１２５の場合には、５７５nm、７１５nm及び９９０nmの波長成分を用いればよい。この場合のクロロフィル濃度の推定式は、以下の通りである。
【０１１７】
推定クロロフィル濃度＝７１５．４＋２２８８．１ｘ＋２０６５．１ｘ2
１．４  変形例（２）
ここでは、実施の形態１の変形例（２）としてのクロロフィル濃度測定装置１０について説明する。このクロロフィル濃度測定装置１０は、図２２に示すクロロフィル濃度測定装置１０と同様の構成を有する。この変形例（２）としてのクロロフィル濃度測定装置１０は、図５のケース１４４に対して適用される装置であり、７１０nm、７００nm及び５６０nmの波長成分を用いて、ソメイヨシノの葉のクロロフィルａの濃度を測定する。
【０１１８】
ここでは、フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃは、それぞれ、７１０ｎｍ、７００ｎｍ及び５６０ｎｍの波長成分の光を透過する透過フィルタである。
図２７〜図２８に示すフローチャートを用いて、変形例（２）としてのクロロフィル濃度測定装置１０の詳細の動作について説明する。
主制御部３０８ｄは、図２３のステップＳ１０１と同様に、反射板３０３の白色面のセットを要求し（ステップＳ１４１）、図２３のステップＳ１０２と同様に、操作者は、反射板３０３の白色面をセットする（ステップＳ１４２）。
【０１１９】
主制御部３０８ｄは、光源３０１に対して光を照射するように制御し、照射された光は、反射板３０３により反射し、レンズ３０２により集光し、三分岐オプティカルファイバ３０４を介して、フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃを、透過する。フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃによって、それぞれ、７１０ｎｍ、７００ｎｍ及び５６０ｎｍの波長成分の光が透過され、各波長成分の光は、受光素子３０６ａ、３０６ｂ及び３０６ｃにより受光され、ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すデジタル信号を制御部３０８の主制御部３０８ｄへ出力する（ステップＳ１４３）。
【０１２０】
主制御部３０８ｄは、７１０ｎｍ、７００ｎｍ及び５６０ｎｍの波長成分の光強度を示すデジタル信号を受信すると、受信した各デジタル信号を白色強度Ｗ710 、Ｗ700 及びＷ560 として、情報記憶部３０８ｆへ書き込む（ステップＳ１４４）。
主制御部３０８ｄは、図２３のステップＳ１０５と同様に、サクラの葉と反射板３０３の黒色面の配置を要求し（ステップＳ１４５）、図２３のステップＳ１０６と同様に、操作者は、サクラの葉をセットし、反射板３０３の黒色面を配置する（ステップＳ１４６）。
【０１２１】
次に、主制御部３０８ｄは、光源３０１に対して光を照射するように制御し、照射された光は、ソメイヨシノの葉３１１の表面により反射し、反射光をレンズ３０２により集光し、三分岐オプティカルファイバ３０４を介して、フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃを、透過する。フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃによって、それぞれ、７１０ｎｍ、７００ｎｍ及び５６０ｎｍの波長成分の光が透過され、各波長成分の光は、受光素子３０６ａ、３０６ｂ及び３０６ｃにより受光され、ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すデジタル信号を指数演算部３０８ａへ出力する（ステップＳ１４７）。
【０１２２】
次に、指数演算部３０８ａは、７１０ｎｍ、７００ｎｍ及び５６０ｎｍの波長成分の光強度を示すデジタル信号を受信すると、以下の式に示すように、受信した各デジタル信号（受光強度Ｑ710 、Ｑ700 及びＱ560 ）を、情報記憶部３０８ｆに記憶している白色強度Ｗ710 、Ｗ700 及びＷ560 により割ることにより、補正反射強度Ｒ710 、Ｒ700 及びＲ560 を算出し、算出して得られた補正反射強度Ｒ710 、Ｒ700 及びＲ560 を情報記憶部３０８ｆへ書き込む（ステップＳ１４８）。
【０１２３】
補正反射強度Ｒ710 ＝受光強度Ｑ710 ／白色強度Ｗ710 （７１０ｎｍの波長成分について）
補正反射強度Ｒ700 ＝受光強度Ｑ700 ／白色強度Ｗ700 （７００ｎｍの波長成分について）
補正反射強度Ｒ560 ＝受光強度Ｑ560 ／白色強度Ｗ560 （５６０ｎｍの波長成分について）
次に、主制御部３０８ｄは、サクラの葉をセットしたまま、反射板３０３の白色面をレンズ３０２側に向けて配置する旨の表示を、表示制御部３０８ｃを介して、表示部３０９へ出力し、表示部３０９は、その旨を表示する（ステップＳ１４９）。
【０１２４】
操作者は、前記の表示を視認すると、反射板３０３の白色面をレンズ３０２側に向けて配置するとともに、反射板３０３の白色面をレンズ３０２側に向けての配置が完了したことを示す操作を入力部３１２に対して行う。入力部３１２は、当該操作を受け付け、受け付けた操作を主制御部３０８ｄへ出力する（ステップＳ１５０）。
次に、主制御部３０８ｄは、光源３０１に対して光を照射するように制御し、照射された光は、ソメイヨシノの葉３１１の表面により反射する。また、ソメイヨシノの葉３１１を透過した透過光は、反射板３０３により反射する。ソメイヨシノの葉３１１の表面により反射した反射光と、ソメイヨシノの葉を透過した透過光とは、レンズ３０２により集光し、三分岐オプティカルファイバ３０４を介して、フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃを、透過する。フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃによって、それぞれ、７１０ｎｍ、７００ｎｍ及び５６０ｎｍの波長成分の光が透過され、各波長成分の光は、受光素子３０６ａ、３０６ｂ及び３０６ｃにより受光され、ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すデジタル信号（受光強度Ｓ710 、Ｓ700 及びＳ560 ）を制御部３０８の指数演算部３０８ａへ出力する（ステップＳ１５１）。
【０１２５】
次に、指数演算部３０８ａは、７１０ｎｍ、７００ｎｍ及び５６０ｎｍの波長成分の光強度を示すデジタル信号を受信すると、以下の式に示すように、受信した各デジタル信号（受光強度Ｓ710 、Ｓ700 及びＳ560 ）と、情報記憶部３０８ｆに記憶している白色強度Ｗ710 、Ｗ700 及びＷ560 と、情報記憶部３０８ｆに記憶している補正反射強度Ｒ710 、Ｒ700 及びＲ560 を用いて、演算透過強度Ｔ710 、Ｔ700 及びＴ560 を算出する（ステップＳ１５２）。
【０１２６】
演算透過強度Ｔ710 ＝受光強度Ｓ710 ／白色強度Ｗ710 −  補正反射強度Ｒ710 （７１０ｎｍの波長成分について）
演算透過強度Ｔ700 ＝受光強度Ｓ700 ／白色強度Ｗ700 −  補正反射強度Ｒ700 （７００ｎｍの波長成分について）
演算透過強度Ｔ560 ＝受光強度Ｓ560 ／白色強度Ｗ560 −  補正反射強度Ｒ560 （５６０ｎｍの波長成分について）
次に、指数演算部３０８ａは、以下の式に示すようにして、吸収強度Ａ710 、Ａ700 及びＡ560 を算出する（ステップＳ１５３）。
【０１２７】
吸収強度Ａ710 ＝１−補正反射強度Ｒ710 −  演算透過強度Ｔ710 （７１０ｎｍの波長成分について）
吸収強度Ａ700 ＝１−補正反射強度Ｒ700 −  演算透過強度Ｔ700 （７００ｎｍの波長成分について）
吸収強度Ａ560 ＝１−補正反射強度Ｒ560 −  演算透過強度Ｔ560 （５６０ｎｍの波長成分について）
次に、指数演算部３０８ａは、以下に示す式により、クロロフィル指数ｘを算出する（ステップＳ１５４）。
【０１２８】
クロロフィル指数ｘ＝（吸収強度Ａ710 −  吸収強度Ａ700）／吸収強度Ａ560
次に、濃度演算部３０８ｂは、指数演算部３０８ａから算出されたクロロフィル指数ｘを受け取り、受け取ったクロロフィル指数ｘを用いて、次の式により、推定クロロフィル濃度を算出する（ステップＳ１５５）。
推定クロロフィル濃度＝１１４６．０ｅ7.94x 
次に、濃度演算部３０８ｂは、算出した推定クロロフィル濃度を表示制御部３０８ｃへ出力し、表示制御部３０８ｃは、推定クロロフィル濃度を受け取ると、推定クロロフィル濃度を表示するように、表示部３０９を制御し、表示部３０９は、推定クロロフィル濃度をクロロフィル濃度として表示する（ステップＳ１５６）。
【０１２９】
以上、実施の形態１の変形例（２）としてのクロロフィル濃度測定装置１０は、図５のケース１４４に対して適用されることを説明した。
なお、変形例（２）は、図２のケース１１２、１１５の場合に、同様に適用でき、また、図５のケース１４１、１４２、１４５、１４８の場合に同様に適用できる。
図２に示すケース１１２の場合には、７００nm、６９５nm及び４００nmの波長成分を用いればよい。この場合のクロロフィル濃度の推定式は、以下の通りである。
【０１３０】
推定クロロフィル濃度＝９３０．６ｅ17.4x
また、図２に示すケース１１５の場合には、７００nm、６９５nm及び４００nmの波長成分を用いればよい。この場合のクロロフィル濃度の推定式は、以下の通りである。
推定クロロフィル濃度＝７２２．９ｅ17.3x
また、図５に示すケース１４１及び１４２の場合には、７１０nm、７００nm及び５４０nmの波長成分を用いればよい。この場合のクロロフィル濃度の推定式は、以下の通りである。
【０１３１】
推定クロロフィル濃度＝１５１６．８ｅ8.20x
また、図５に示すケース１４５の場合には、７１０nm、７００nm及び５６０nmの波長成分を用いればよい。この場合のクロロフィル濃度の推定式は、以下の通りである。
推定クロロフィル濃度＝１１４６．０ｅ7.94x
また、図５に示すケース１４８の場合には、５５０nm、５８５nm及び７１０nmの波長成分を用いればよい。この場合のクロロフィル濃度の推定式は、以下の通りである。
【０１３２】
推定クロロフィル濃度＝２３４．７＋３４５８．０ｘ＋１６５０４．５ｘ2
２．実施の形態２
本発明に係る別の実施の形態としてのクロロフィル濃度測定装置１０ａについて説明する。
クロロフィル濃度測定装置１０ａは、図３のケース１２２に対して適用される装置であり、５２０nm、７２０nm及び９９０nmの波長成分を用いて、ヤマザクラのクロロフィルａ＋ｂの濃度を測定する。
２．１  クロロフィル濃度測定装置１０ａの構成
クロロフィル濃度測定装置１０ａは、図２９に示すように、光源３０１、レンズ３０２、三分岐オプティカルファイバ３０４、フィルタ３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃ、受光素子３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃ、ＡＤ変換器３０７、制御部３０８、表示部３０９、電源部３１０及び入力部３１２から構成される。制御部３０８は、指数演算部３０８ａ、濃度演算部３０８ｂ、表示制御部３０８ｃ、主制御部３０８ｄ及び情報記憶部３０８ｆから構成されている。
【０１３３】
クロロフィル濃度測定装置１０ａは、図２２に示すクロロフィル濃度測定装置１０と同様の構成を有している。ここでは、クロロフィル濃度測定装置１０との相違点を中心として説明する。
光源３０１は、測定の対象物であるヤマザクラの葉３１１に向けて、光を照射する。
反射板は、クロロフィル濃度測定装置１０ａにおいては存在しない。
【０１３４】
レンズ３０２は、その光軸が、ヤマザクラの葉３１１の表面に対してほぼ垂直となるように、ヤマザクラの葉３１１を中心として、光源３０１とは反対側に配置されており、レンズ３０２は、ヤマザクラの葉３１１を透過した光を、三分岐オプティカルファイバ３０４の主軸３０４ｄの端面の中央に集光する。
三分岐オプティカルファイバ３０４は、１本の主軸３０４ｄと、３本の分岐軸３０４ａ、３０４ｂ及び３０４ｃとから構成される光ファイバであり、１本の主軸３０４ｄの端面の中央は、レンズ３０２の焦点位置に配置されている。
【０１３５】
フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃは、それぞれ、５２０ｎｍ、７２０ｎｍ及び９９０ｎｍの波長成分の光を透過する透過フィルタである。
制御部３０８の指数演算部３０８ａは、波長５２０ｎｍ、７２０ｎｍ及び９９０ｎｍの光強度を示すデジタル信号ｖ１、ｖ２及びｖ３を受け取り、受け取ったデジタル信号に基づいて、次の式により、クロロフィル指数を算出する。
【０１３６】
クロロフィル指数ｘ＝（ｖ１−ｖ２）／ｖ３
なお、このクロロフィル指数の算出式は、上記において、T8）差分・比一体型として説明したものである。
濃度演算部３０８ｂは、クロロフィル指数ｘを受け取り、受け取ったクロロフィル指数ｘを用いて、次の式により、推定クロロフィル濃度を算出する。
【０１３７】
推定クロロフィル濃度＝１０７１．９＋２５３６．６ｘ＋１６３３．６ｘ2
表示部３０９は、推定クロロフィル濃度を、対象物のクロロフィル濃度として表示する。
２．２  クロロフィル濃度測定装置１０ａの動作
ここでは、図３０に示すフローチャートを用いて、クロロフィル濃度測定装置１０ａの詳細の動作について説明する。
【０１３８】
主制御部３０８ｄは、サクラの葉をセットしない（つまり、ブランクの）旨の表示を、表示制御部３０８ｃを介して、表示部３０９へ出力し、表示部３０９は、その旨を表示する（ステップＳ１６１）。
操作者は、前記の表示を視認すると、サクラの葉をセットしていない状態が完了したことを示す操作を入力部３１２に対して行う。入力部３１２は、当該操作を受け付け、受け付けた操作を主制御部３０８ｄへ出力する（ステップＳ１６２）。
【０１３９】
主制御部３０８ｄは、光源３０１に対して光を照射するように制御し、照射された光は、レンズ３０２により集光し、三分岐オプティカルファイバ３０４を介して、フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃを、透過する。フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃによって、それぞれ、５２０ｎｍ、７２０ｎｍ及び９９０ｎｍの波長成分の光が透過され、各波長成分の光は、受光素子３０６ａ、３０６ｂ及び３０６ｃにより受光され、ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すデジタル信号を制御部３０８の主制御部３０８ｄへ出力する（ステップＳ１６３）。
【０１４０】
主制御部３０８ｄは、５２０ｎｍ、７２０ｎｍ及び９９０ｎｍの波長成分の光強度を示すデジタル信号を受信すると、受信した各デジタル信号を白色強度Ｗ520 、Ｗ720 及びＷ990 として、情報記憶部３０８ｆへ書き込む（ステップＳ１６４）。
主制御部３０８ｄは、サクラの葉をセットする旨の表示を、表示制御部３０８ｃを介して、表示部３０９へ出力し、表示部３０９は、その旨を表示する（ステップＳ１６５）。
【０１４１】
操作者は、前記の表示を視認すると、サクラの葉をセットし、サクラの葉のセットが完了したことを示す操作を入力部３１２に対して行う。入力部３１２は、当該操作を受け付け、受け付けた操作を主制御部３０８ｄへ出力する（ステップＳ１６６）。
次に、主制御部３０８ｄは、光源３０１に対して光を照射するように制御し、照射された光は、ヤマザクラの葉３１１を透過し、透過した透過光をレンズ３０２により集光し、三分岐オプティカルファイバ３０４を介して、フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃにより、透過する。フィルタ３０５ａ、３０５ｂ及び３０５ｃによって、それぞれ、５２０ｎｍ、７２０ｎｍ及び９９０ｎｍの波長成分の光が透過され、各波長成分の光は、受光素子３０６ａ、３０６ｂ及び３０６ｃにより受光され、ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すデジタル信号を指数演算部３０８ａへ出力する（ステップＳ１６７）。
【０１４２】
次に、指数演算部３０８ａは、５２０ｎｍ、７２０ｎｍ及び９９０ｎｍの波長成分の光強度を示すデジタル信号を受信すると、以下の式に示すように、受信した各デジタル信号（受光強度Ｑ520 、Ｑ720 及びＱ990 ）を、情報記憶部３０８ｆに記憶している白色強度Ｗ520 、Ｗ720 及びＷ990 により割ることにより、補正透過強度Ｔ520 、Ｔ720 及びＴ990 を算出する（ステップＳ１６８）。
【０１４３】
補正透過強度Ｔ520 ＝受光強度Ｑ520 ／白色強度Ｗ520 （５２０ｎｍの波長成分について）
補正透過強度Ｔ720 ＝受光強度Ｑ720 ／白色強度Ｗ720 （７２０ｎｍの波長成分について）
補正透過強度Ｔ990 ＝受光強度Ｑ990 ／白色強度Ｗ990 （９９０ｎｍの波長成分について）
次に、指数演算部３０８ａは、以下に示す式により、クロロフィル指数ｘを算出する（ステップＳ１６９）。
【０１４４】
クロロフィル指数ｘ＝（補正透過強度Ｔ520 −補正透過強度Ｔ720 ）／補正透過強度Ｔ990 
次に、濃度演算部３０８ｂは、指数演算部３０８ａから算出されたクロロフィル指数ｘを受け取り、受け取ったクロロフィル指数ｘを用いて、次の式により、推定クロロフィル濃度を算出する（ステップＳ１７０）。
【０１４５】
推定クロロフィル濃度＝１０７１．９＋２５３６．６ｘ＋１６３３．６ｘ2
次に、濃度演算部３０８ｂは、算出した推定クロロフィル濃度を表示制御部３０８ｃへ出力し、表示制御部３０８ｃは、推定クロロフィル濃度を受け取ると、推定クロロフィル濃度を表示するように、表示部３０９を制御し、表示部３０９は、推定クロロフィル濃度をクロロフィル濃度として表示する（ステップＳ１７１）。
【０１４６】
以上、実施の形態２のクロロフィル濃度測定装置１０ａは、図３のケース１２２に対して適用されることを説明した。
なお、実施の形態２は、図３のケース１２５の場合に適用できる。図３に示すケース１２５の場合には、５７５nm、７１５nm及び９９０nmの波長成分を用いればよい。この場合のクロロフィル濃度の推定式は、以下の通りである。
【０１４７】
推定クロロフィル濃度＝７１５．４＋２２８８．１ｘ＋２０６５．１ｘ2
３．実施の形態３
本発明に係る別の実施の形態としてのクロロフィル濃度測定装置１０ｂについて説明する。
クロロフィル濃度測定装置１０ｂは、図１のケース１０７に対して適用される装置であり、４５５nm、７４５nm及び５９０nmの波長成分を用いて、ヤマザクラのクロロフィルｂの濃度を測定する。
３．１  クロロフィル濃度測定装置１０ｂの構成
クロロフィル濃度測定装置１０ｂは、図３１に示すように、光源３０１、レンズ３０２、反射板３０３、分光器３１３、受光素子３０６、ＡＤ変換器３０７、制御部３０８、表示部３０９、電源部３１０及び入力部３１２から構成されている。制御部３０８は、微分部３０８ｅ、指数演算部３０８ａ、濃度演算部３０８ｂ、表示制御部３０８ｃ、主制御部３０８ｄ及び情報記憶部３０８ｆから構成されている。制御部３０８は、具体的には、マイクロプロセッサとメモリとから構成されるコンピュータシステムであり、メモリには、制御部３０８を構成する各構成部の機能を実現するためのコンピュータプログラムが記憶されており、前記マイクロプロセッサが前記コンピュータプログラムに従って動作することにより、その機能を実現している。
【０１４８】
クロロフィル濃度測定装置１０ｂは、図２２に示すクロロフィル濃度測定装置１０と同様の構成を有している。ここでは、図２２に示すクロロフィル濃度測定装置１０との相違点を中心として説明する。
クロロフィル濃度測定装置１０ｂは、クロロフィル濃度測定装置１０が有する三分岐オプティカルファイバ３０４、フィルタ３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃ、受光素子３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃに代えて、分光器３１３及び受光素子３０６を備えている。
【０１４９】
分光器３１３は、Czerny-Turner配置の回析格子分光器である。分光器３１３は、入口スリットＳ１、出口スリットＳ２、入口スリットＳ１に焦点を置く球面コリメーター鏡Ｍ２（図示していない）、回折格子Ｇ（図示していない）、出口スリットＳ２に焦点を置く球面カメラ鏡Ｍ２（図示していない）から構成されている。入口スリットＳ１からの入射光は、球面コリメーター鏡Ｍ２により平行光に変換され、回折格子Ｇに入射する。回折格子Ｇによって、波長に依存した角度で回折された平行光は、球面カメラ鏡Ｍ２によって出口スリットＳ２上に結像される。回折格子Ｇの角度は、主制御部３０８ｄにより制御される。なお、分光器３１３は、他の種類の分光器、例えば、Michelson干渉形の分光器であるとしてもよい。出口スリットＳ２から出力光は、受光素子３０６へ照射される。
【０１５０】
レンズ３０２は、対象物の表面で反射した光を、分光器３１３の入口スリットＳ１に集光する。
主制御部３０８ｄは、４５０ｎｍ、４５５ｎｍ、４６０ｎｍ、７４０ｎｍ、７４５ｎｍ、７５０ｎｍ、５８５ｎｍ、５９０ｎｍ及び５９５ｎｍにおける波長成分を出力するように、分光器３１３を制御する。
【０１５１】
微分部３０８ｅは、ＡＤ変換器３０７から、４５５ｎｍの帯域におけるデジタル信号ｖ１450 、ｖ１455 及びｖ１460 を受け取る。ここで、デジタル信号ｖ１450 、ｖ１455 及びｖ１460 は、それぞれ、４５０ｎｍ、４５５ｎｍ及び４６０ｎｍにおけるデジタル信号である。次に、デジタル信号ｖ１450 、ｖ１455 及びｖ１460 から、微分値ｖ１を算出し、算出した微分値ｖ１を指数演算部３０８ａへ出力する。
【０１５２】
同様に、微分部３０８ｅは、ＡＤ変換器３０７から、７４５ｎｍの帯域におけるデジタル信号ｖ２740 、ｖ２745 及びｖ２750 を受け取る。ここで、デジタル信号ｖ２740 、ｖ２745 及びｖ２750 は、それぞれ、７４０ｎｍ、７４５ｎｍ及び７５０ｎｍにおけるデジタル信号である。次に、デジタル信号ｖ２740 、ｖ２745 及びｖ２750 から、微分値ｖ２を算出し、算出した微分値ｖ２を指数演算部３０８ａへ出力する。
【０１５３】
さらに、微分部３０８ｅは、ＡＤ変換器３０７から、５９０ｎｍの帯域におけるデジタル信号ｖ３585 、ｖ３590 及びｖ３595 を受け取る。ここで、デジタル信号ｖ３585 、ｖ３590 及びｖ３595 は、それぞれ、５８５ｎｍ、５９０ｎｍ及び５９５ｎｍにおけるデジタル信号である。次に、デジタル信号ｖ３585 、ｖ３590 及びｖ３595 から、微分値ｖ３を算出し、算出した微分値ｖ３を指数演算部３０８ａへ出力する。
【０１５４】
指数演算部３０８ａは、４５５ｎｍ、７４５ｎｍ及び５９０ｎｍの光強度を示すデジタル信号の微分値ｖ１、ｖ２及びｖ３を受け取り、受け取ったデジタル信号を用いて、次の式により、クロロフィル指数ｘを算出する。
クロロフィル指数ｘ＝（ｖ１−ｖ２）／ｖ３
指数演算部３０８ａは、算出したクロロフィル指数ｘを濃度演算部３０８ｂへ出力する。
【０１５５】
濃度演算部３０８ｂは、クロロフィル指数ｘを受け取り、受け取ったクロロフィル指数ｘを用いて、次の式により、推定クロロフィル濃度を算出する。
推定クロロフィル濃度＝２２．６＋２０．３ｘ−０．９９６ｘ2
次に、濃度演算部３０８ｂは、算出した推定クロロフィル濃度を表示制御部３０８ｃへ出力する。
【０１５６】
表示制御部３０８ｃは、推定クロロフィル濃度を受け取ると、推定クロロフィル濃度を表示するように、表示部３０９を制御する。
表示部３０９は、推定クロロフィル濃度を、対象物のクロロフィル濃度として表示する。
３．２  クロロフィル濃度測定装置１０ｂの動作
図３２〜図３３に示すフローチャートを用いて、クロロフィル濃度測定装置１０ｂの詳細の動作について説明する。
【０１５７】
主制御部３０８ｄは、図２３のステップＳ１０１と同様に、反射板３０３の白色面のセットを要求し（ステップＳ２０１）、図２３のステップＳ１０２と同様に、操作者は、反射板３０３の白色面をセットする（ステップＳ２０２）。
主制御部３０８ｄは、光源３０１に対して光を照射するように制御し、照射された光は、反射板３０３により反射し、レンズ３０２により集光し、分光器３１３の入力スリットＳ１に照射される。分光器３１３は、主制御部３０８ｄの制御により、４５０ｎｍ、４５５ｎｍ及び４６０ｎｍの各波長成分の光を透過し、各波長成分の光は、受光素子３０６により受光され、ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すデジタル信号を制御部３０８の主制御部３０８ｄへ出力する。また、分光器３１３は、主制御部３０８ｄの制御により、７４０ｎｍ、７４５ｎｍ及び７５０ｎｍの各波長成分の光を透過し、各波長成分の光は、受光素子３０６により受光され、ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すデジタル信号を制御部３０８の主制御部３０８ｄへ出力する。さらに、分光器３１３は、主制御部３０８ｄの制御により、５８５ｎｍ、５９０ｎｍ及び５９５ｎｍの各波長成分の光を透過し、各波長成分の光は、受光素子３０６により受光され、ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すデジタル信号を制御部３０８の主制御部３０８ｄへ出力する（ステップＳ２０３）。
【０１５８】
主制御部３０８ｄは、４５０ｎｍ、４５５ｎｍ、４６０ｎｍ、７４０ｎｍ、７４５ｎｍ、７５０ｎｍ、５８５ｎｍ、５９０ｎｍ及び５９５ｎｍの各波長成分の光強度を示すデジタル信号を受信すると、受信した各デジタル信号を白色強度Ｗ450 、Ｗ455 、Ｗ460 、Ｗ740 、Ｗ745 、Ｗ750 Ｗ585 、Ｗ590 及びＷ595 として、情報記憶部３０８ｆへ書き込む（ステップＳ２０４）。
【０１５９】
主制御部３０８ｄは、図２３のステップＳ１０５と同様に、サクラの葉と反射板３０３の黒色面の配置を要求し（ステップＳ２０５）、図２３のステップＳ１０６と同様に、操作者は、サクラの葉をセットし、反射板３０３の黒色面を配置する（ステップＳ２０６）。
次に、主制御部３０８ｄは、光源３０１に対して光を照射するように制御し、照射された光は、反射板３０３により反射し、レンズ３０２により集光し、分光器３１３の入力スリットＳ１に照射される。分光器３１３は、主制御部３０８ｄの制御により、４５０ｎｍ、４５５ｎｍ、４６０ｎｍ、７４０ｎｍ、７４５ｎｍ、７５０ｎｍ、５８５ｎｍ、５９０ｎｍ及び５９５ｎｍの各波長成分の光を透過し、各波長成分の光は、受光素子３０６により受光され、ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すデジタル信号を微分部３０８ｅへ出力する（ステップＳ２０７）。
【０１６０】
次に、微分部３０８ｅは、４５０ｎｍ、４５５ｎｍ、４６０ｎｍ、７４０ｎｍ、７４５ｎｍ、７５０ｎｍ、５８５ｎｍ、５９０ｎｍ及び５９５ｎｍの波長成分の光強度を示すデジタル信号を受信すると、以下の式に示すように、受信した各デジタル信号（受光強度Ｑ450 、Ｑ455 、Ｑ460 、Ｑ740 、Ｑ745 、Ｑ750 、Ｑ585 、Ｑ590 、Ｑ595 ）を、情報記憶部３０８ｆに記憶している白色強度Ｗ450 、Ｗ455 、Ｗ460 、Ｗ740 、Ｗ745 、Ｗ750 、Ｗ585 、Ｗ590 及びＷ595 により割ることにより、補正反射強度Ｒ450 、Ｒ455 、Ｒ460 、Ｒ740 、Ｒ745 、Ｒ750 、Ｒ585 、Ｒ590 及びＲ595 を算出し、算出して得られた各補正反射強度を情報記憶部３０８ｆへ書き込む（ステップＳ２０８）。
【０１６１】
補正反射強度Ｒ450 ＝受光強度Ｑ450 ／白色強度Ｗ450 
補正反射強度Ｒ455 ＝受光強度Ｑ455 ／白色強度Ｗ455 
補正反射強度Ｒ460 ＝受光強度Ｑ460 ／白色強度Ｗ460 
補正反射強度Ｒ740 ＝受光強度Ｑ740 ／白色強度Ｗ740 
補正反射強度Ｒ745 ＝受光強度Ｑ745 ／白色強度Ｗ745 
補正反射強度Ｒ750 ＝受光強度Ｑ750 ／白色強度Ｗ750 
補正反射強度Ｒ585 ＝受光強度Ｑ585 ／白色強度Ｗ585
補正反射強度Ｒ590 ＝受光強度Ｑ590 ／白色強度Ｗ590
補正反射強度Ｒ595 ＝受光強度Ｑ595 ／白色強度Ｗ595
次に、微分部３０８ｅは、４５５ｎｍ帯域について、補正反射強度Ｒ450 、Ｒ455 及びＲ460 を用いて、１階微分値ｆＲ455 を算出し、７４５ｎｍ帯域について、補正反射強度Ｒ740 、Ｒ745 及びＲ750 を用いて、１階微分値ｆＲ745 を算出し、５９０ｎｍ帯域について、補正反射強度Ｒ585 、Ｒ590 及びＲ595 を用いて、１階微分値ｆＲ590 を算出し、１階微分値ｆＲ455 、１階微分値ｆＲ745 及び１階微分値ｆＲ590 を指数演算部３０８ａへ出力する（ステップＳ２０９）。
【０１６２】
次に、指数演算部３０８ａは、以下に示す式により、クロロフィル指数ｘを算出する（ステップＳ２１０）。
クロロフィル指数ｘ＝（１階微分値ｆＲ455 −  １階微分値ｆＲ745 ）／１階微分値ｆＲ590 
次に、濃度演算部３０８ｂは、指数演算部３０８ａから算出されたクロロフィル指数ｘを受け取り、受け取ったクロロフィル指数ｘを用いて、次の式により、推定クロロフィル濃度を算出する（ステップＳ２１１）。
【０１６３】
推定クロロフィル濃度＝２２．６＋２０．３ｘ−０．９９６ｘ2 
次に、濃度演算部３０８ｂは、算出した推定クロロフィル濃度を表示制御部３０８ｃへ出力し、表示制御部３０８ｃは、推定クロロフィル濃度を受け取ると、推定クロロフィル濃度を表示するように、表示部３０９を制御し、表示部３０９は、推定クロロフィル濃度をクロロフィル濃度として表示する（ステップＳ２１２）。
【０１６４】
以上、実施の形態３のクロロフィル濃度測定装置１０ｂは、図１のケース１０７に対して適用されることを説明した。
なお、実施の形態３は、図４のケース１３１、１３４、１３７の場合に同様に適用できる。
図４のケース１３１の場合には、５５５nm、７５５nm及び５６０nmの波長成分を用いればよい。この場合のクロロフィル濃度の推定式は、以下の通りである。
【０１６５】
推定クロロフィル濃度＝１３８．５＋３２５．１ｘ−３５．０ｘ2
また、図４のケース１３４の場合には、５５５nm、７５５nm及び５６５nmの波長成分を用いればよい。この場合のクロロフィル濃度の推定式は、以下の通りである。
推定クロロフィル濃度＝１１６．４＋３８６．５ｘ−７７．０ｘ2
また、図４のケース１３７の場合には、５７０nm、５８５nm及び７２０nmの波長成分を用いればよい。この場合のクロロフィル濃度の推定式は、以下の通りである。
【０１６６】
推定クロロフィル濃度＝３７０．５ｅ15.7x
３．３  変形例（１）
ここでは、実施の形態３の変形例（１）としてのクロロフィル濃度測定装置１０ｂについて説明する。このクロロフィル濃度測定装置１０ｂは、図３１に示すクロロフィル濃度測定装置１０ｂと同様の構成を有する。この変形例（１）としてのクロロフィル濃度測定装置１０ｂは、図５のケース１４７に対して適用される装置であり、７６５nm、５２０nm及び８２５nmの波長成分を用いて、ソメイヨシノの葉のクロロフィルｂの濃度を測定する。
【０１６７】
変形例（１）としてのクロロフィル濃度測定装置１０ｂにおいて、主制御部３０８ｄは、７６０ｎｍ、７６５ｎｍ、７７０ｎｍ、５１５ｎｍ、５２０ｎｍ、５２５ｎｍ、８２０ｎｍ、８２５ｎｍ及び８３０ｎｍにおける波長成分を出力するように、分光器３１３を制御する。
次に、図３４〜図３５に示すフローチャートを用いて、実施の形態３の変形例（１）としてのクロロフィル濃度測定装置１０ｂの詳細の動作について説明する。
【０１６８】
主制御部３０８ｄは、図２３のステップＳ１０１と同様に、反射板３０３の白色面のセットを要求し（ステップＳ２３１）、図２３のステップＳ１０２と同様に、操作者は、反射板３０３の白色面をセットする（ステップＳ２３２）。
主制御部３０８ｄは、光源３０１に対して光を照射するように制御し、照射された光は、反射板３０３により反射し、レンズ３０２により集光し、分光器３１３の入力スリットＳ１に照射される。分光器３１３は、主制御部３０８ｄの制御により、７６０ｎｍ、７６５ｎｍ、７７０ｎｍ、５１５ｎｍ、５２０ｎｍ、５２５ｎｍ、８２０ｎｍ、８２５ｎｍ及び８３０ｎｍの各波長成分の光を透過し、各波長成分の光は、受光素子３０６により受光され、ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すデジタル信号を制御部３０８の主制御部３０８ｄへ出力する（ステップＳ２３３）。
【０１６９】
主制御部３０８ｄは、７６０ｎｍ、７６５ｎｍ、７７０ｎｍ、５１５ｎｍ、５２０ｎｍ、５２５ｎｍ、８２０ｎｍ、８２５ｎｍ及び８３０ｎｍの各波長成分の光強度を示すデジタル信号を受信すると、受信した各デジタル信号を白色強度Ｗ760 、Ｗ765 、Ｗ770 、Ｗ515 、Ｗ520 、Ｗ525 、Ｗ820 、Ｗ825 及びＷ830 として、情報記憶部３０８ｆへ書き込む（ステップＳ２３４）。
【０１７０】
主制御部３０８ｄは、図２３のステップＳ１０５と同様に、サクラの葉と反射板３０３の黒色面の配置を要求し（ステップＳ２３５）、図２３のステップＳ１０６と同様に、操作者は、サクラの葉をセットし、反射板３０３の黒色面を配置する（ステップＳ２３６）。
次に、主制御部３０８ｄは、光源３０１に対して光を照射するように制御し、照射された光は、サクラの葉３１１の表面により反射し、レンズ３０２により集光し、分光器３１３の入力スリットＳ１に照射される。分光器３１３は、主制御部３０８ｄの制御により、７６０ｎｍ、７６５ｎｍ、７７０ｎｍ、５１５ｎｍ、５２０ｎｍ、５２５ｎｍ、８２０ｎｍ、８２５ｎｍ及び８３０ｎｍの各波長成分の光を透過し、各波長成分の光は、受光素子３０６により受光され、ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すデジタル信号を微分部３０８ｅへ出力する（ステップＳ２３７）。
【０１７１】
次に、微分部３０８ｅは、７６０ｎｍ、７６５ｎｍ、７７０ｎｍ、５１５ｎｍ、５２０ｎｍ、５２５ｎｍ、８２０ｎｍ、８２５ｎｍ及び８３０ｎｍの波長成分の光強度を示すデジタル信号を受信すると、以下の式に示すように、受信した各デジタル信号（受光強度Ｑ760 、Ｑ765 、Ｑ770 、Ｑ515 、Ｑ520 、Ｑ525 、Ｑ820 、Ｑ825 、Ｑ830 ）を、情報記憶部３０８ｆに記憶している白色強度Ｗ760 、Ｗ765 、Ｗ770 、Ｗ515 、Ｗ520 、Ｗ525 、Ｗ820 、Ｗ825 、Ｗ830 により割ることにより、補正反射強度Ｒ760 、Ｒ765 、Ｒ770 、Ｒ515 、Ｒ520 、Ｒ525 、Ｒ820 、Ｒ825 、Ｒ830 を算出し、算出して得られた各補正反射強度を情報記憶部３０８ｆへ書き込む（ステップＳ２３８）。
【０１７２】
補正反射強度Ｒ760 ＝受光強度Ｑ760 ／白色強度Ｗ760 
補正反射強度Ｒ765 ＝受光強度Ｑ765 ／白色強度Ｗ765 
補正反射強度Ｒ770 ＝受光強度Ｑ770 ／白色強度Ｗ770 
補正反射強度Ｒ515 ＝受光強度Ｑ515 ／白色強度Ｗ515 
補正反射強度Ｒ520 ＝受光強度Ｑ520 ／白色強度Ｗ520 
補正反射強度Ｒ525 ＝受光強度Ｑ525 ／白色強度Ｗ525 
補正反射強度Ｒ820 ＝受光強度Ｑ820 ／白色強度Ｗ820
補正反射強度Ｒ825 ＝受光強度Ｑ825 ／白色強度Ｗ825
補正反射強度Ｒ830 ＝受光強度Ｑ830 ／白色強度Ｗ830
次に、主制御部３０８ｄは、サクラの葉をセットしたまま、反射板３０３の白色面をレンズ３０２側に向けて配置する旨の表示を、表示制御部３０８ｃを介して、表示部３０９へ出力し、表示部３０９は、その旨を表示する（ステップＳ２３９）。
【０１７３】
操作者は、前記の表示を視認すると、反射板３０３の白色面をレンズ３０２側に向けて配置するとともに、反射板３０３の白色面をレンズ３０２側に向けての配置が完了したことを示す操作を入力部３１２に対して行う。入力部３１２は、当該操作を受け付け、受け付けた操作を主制御部３０８ｄへ出力する（ステップＳ２４０）。
次に、主制御部３０８ｄは、光源３０１に対して光を照射するように制御し、照射された光は、反射板３０３により反射し、レンズ３０２により集光し、分光器３１３の入力スリットＳ１に照射される。分光器３１３は、主制御部３０８ｄの制御により、７６０ｎｍ、７６５ｎｍ、７７０ｎｍ、５１５ｎｍ、５２０ｎｍ、５２５ｎｍ、８２０ｎｍ、８２５ｎｍ及び８３０ｎｍの各波長成分の光を透過し、各波長成分の光は、受光素子３０６により受光され、ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すデジタル信号を微分部３０８ｅへ出力する（ステップＳ２４１）。
【０１７４】
次に、微分部３０８ｅは、７６０ｎｍ、７６５ｎｍ、７７０ｎｍ、５１５ｎｍ、５２０ｎｍ、５２５ｎｍ、８２０ｎｍ、８２５ｎｍ及び８３０ｎｍの波長成分の光強度を示すデジタル信号を受信すると、以下の式に示すように、受信した各デジタル信号（受光強度Ｓ760 、Ｓ765 、Ｓ770 、Ｓ515 、Ｓ520 、Ｓ525 、Ｓ820 、Ｓ825 、Ｓ830 ）を、情報記憶部３０８ｆに記憶している白色強度Ｗ760 、Ｗ765 、Ｗ770 、Ｗ515 、Ｗ520 、Ｗ525 、Ｗ820 、Ｗ825 、Ｗ830 により割り、情報記憶部３０８ｆに記憶している補正反射強度Ｒ760 、Ｒ765 、Ｒ770 、Ｒ515 、Ｒ520 、Ｒ525 、Ｒ820 、Ｒ825 、Ｒ830 を引くことにより、演算透過強度を算出する（ステップＳ２４２）。
【０１７５】
演算透過強度Ｔ760 ＝受光強度Ｓ760 ／白色強度Ｗ760   −  補正反射強度Ｒ760
演算透過強度Ｔ765 ＝受光強度Ｓ765 ／白色強度Ｗ765   −  補正反射強度Ｒ765
演算透過強度Ｔ770 ＝受光強度Ｓ770 ／白色強度Ｗ770   −  補正反射強度Ｒ770
演算透過強度Ｔ515 ＝受光強度Ｓ515 ／白色強度Ｗ515   −  補正反射強度Ｒ515
演算透過強度Ｔ520 ＝受光強度Ｓ520 ／白色強度Ｗ520   −  補正反射強度Ｒ520
演算透過強度Ｔ525 ＝受光強度Ｓ525 ／白色強度Ｗ525   −  補正反射強度Ｒ525
演算透過強度Ｔ820 ＝受光強度Ｓ820 ／白色強度Ｗ820   −  補正反射強度Ｒ820
演算透過強度Ｔ825 ＝受光強度Ｓ825 ／白色強度Ｗ825   −  補正反射強度Ｒ825
演算透過強度Ｔ830 ＝受光強度Ｓ830 ／白色強度Ｗ830   −  補正反射強度Ｒ830
次に、微分部３０８ｅは、以下の式に示すように、吸収強度を算出する（ステップＳ２４３）。
【０１７６】
吸収強度Ａ760 ＝１  −  補正反射強度Ｒ760   −  演算透過強度Ｔ760 
吸収強度Ａ765 ＝１  −  補正反射強度Ｒ765   −  演算透過強度Ｔ765 
吸収強度Ａ770 ＝１  −  補正反射強度Ｒ770   −  演算透過強度Ｔ770 
吸収強度Ａ515 ＝１  −  補正反射強度Ｒ515   −  演算透過強度Ｔ515 
吸収強度Ａ520 ＝１  −  補正反射強度Ｒ520   −  演算透過強度Ｔ520 
吸収強度Ａ525 ＝１  −  補正反射強度Ｒ525   −  演算透過強度Ｔ525 
吸収強度Ａ820 ＝１  −  補正反射強度Ｒ820   −  演算透過強度Ｔ820 
吸収強度Ａ825 ＝１  −  補正反射強度Ｒ825   −  演算透過強度Ｔ825 
吸収強度Ａ830 ＝１  −  補正反射強度Ｒ830   −  演算透過強度Ｔ830 
次に、微分部３０８ｅは、７６５ｎｍ帯域について、吸収強度Ａ760 、Ａ765 及びＡ770 を用いて、１階微分値ｆＡ765 を算出し、５２０ｎｍ帯域について、吸収強度Ａ515 、Ａ520 及びＡ525 を用いて、１階微分値ｆＡ520 を算出し、８２５ｎｍ帯域について、吸収強度Ａ820 、Ａ825 及びＡ830 を用いて、１階微分値ｆＡ825 を算出し、１階微分値ｆＡ765 、１階微分値ｆＡ520 及び１階微分値ｆＡ825 を指数演算部３０８ａへ出力する（ステップＳ２４４）。
【０１７７】
次に、指数演算部３０８ａは、以下に示す式により、クロロフィル指数ｘを算出する（ステップＳ２４５）。
クロロフィル指数ｘ＝（１階微分値ｆＡ765 −  １階微分値ｆＡ520 ）／１階微分値ｆＡ825 
次に、濃度演算部３０８ｂは、指数演算部３０８ａから算出されたクロロフィル指数ｘを受け取り、受け取ったクロロフィル指数ｘを用いて、次の式により、推定クロロフィル濃度を算出する（ステップＳ２４６）。
【０１７８】
推定クロロフィル濃度＝１４９．３＋９．７２ｘ＋０．２５０ｘ2 
次に、濃度演算部３０８ｂは、算出した推定クロロフィル濃度を表示制御部３０８ｃへ出力し、表示制御部３０８ｃは、推定クロロフィル濃度を受け取ると、推定クロロフィル濃度を表示するように、表示部３０９を制御し、表示部３０９は、推定クロロフィル濃度をクロロフィル濃度として表示する（ステップＳ２４７）。
【０１７９】
以上、実施の形態３の変形例（１）としてのクロロフィル濃度測定装置１０ｂは、図５のケース１４７に対して適用されることを説明した。
３．４  変形例（２）
ここでは、実施の形態３の変形例（２）としてのクロロフィル濃度測定装置１０ｂについて説明する。このクロロフィル濃度測定装置１０ｂは、図３１に示すクロロフィル濃度測定装置１０ｂと同様の構成を有する。この変形例（２）としてのクロロフィル濃度測定装置１０ｂは、図６のケース１５７に対して適用される装置であり、８４５nm、７３０nm及び７３５nmの波長成分を用いて、ソメイヨシノの葉のクロロフィルｂの濃度を測定する。
【０１８０】
変形例（２）としてのクロロフィル濃度測定装置１０ｂにおいて、主制御部３０８ｄは、８４０ｎｍ、８４５ｎｍ、８５０ｎｍ、７２５ｎｍ、７３０ｎｍ、７３５ｎｍ、７４０ｎｍにおける波長成分を出力するように、分光器３１３を制御する。
次に、図３６〜図３７に示すフローチャートを用いて、実施の形態３の変形例（２）としてのクロロフィル濃度測定装置１０ｂの詳細の動作について説明する。
【０１８１】
主制御部３０８ｄは、図２３のステップＳ１０１と同様に、反射板３０３の白色面のセットを要求し（ステップＳ２６１）、図２３のステップＳ１０２と同様に、操作者は、反射板３０３の白色面をセットする（ステップＳ２６２）。
主制御部３０８ｄは、光源３０１に対して光を照射するように制御し、照射された光は、反射板３０３により反射し、レンズ３０２により集光し、分光器３１３の入力スリットＳ１に照射される。分光器３１３は、主制御部３０８ｄの制御により、８４０ｎｍ、８４５ｎｍ、８５０ｎｍ、７２５ｎｍ、７３０ｎｍ、７３５ｎｍ、７４０ｎｍの各波長成分の光を透過し、各波長成分の光は、受光素子３０６により受光され、ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すデジタル信号を制御部３０８の主制御部３０８ｄへ出力する（ステップＳ２６３）。
【０１８２】
主制御部３０８ｄは、８４０ｎｍ、８４５ｎｍ、８５０ｎｍ、７２５ｎｍ、７３０ｎｍ、７３５ｎｍ、７４０ｎｍの各波長成分の光強度を示すデジタル信号を受信すると、受信した各デジタル信号を白色強度Ｗ840 、Ｗ845 、Ｗ850 、Ｗ725 、Ｗ730 、Ｗ735 、Ｗ740 として、情報記憶部３０８ｆへ書き込む（ステップＳ２６４）。
主制御部３０８ｄは、図２３のステップＳ１０５と同様に、サクラの葉と反射板３０３の黒色面の配置を要求し（ステップＳ２６５）、図２３のステップＳ１０６と同様に、操作者は、サクラの葉をセットし、反射板３０３の黒色面を配置する（ステップＳ２６６）。
【０１８３】
次に、主制御部３０８ｄは、光源３０１に対して光を照射するように制御し、照射された光は、サクラの葉３１１の表面により反射し、レンズ３０２により集光し、分光器３１３の入力スリットＳ１に照射される。分光器３１３は、主制御部３０８ｄの制御により、８４０ｎｍ、８４５ｎｍ、８５０ｎｍ、７２５ｎｍ、７３０ｎｍ、７３５ｎｍ、７４０ｎｍの各波長成分の光を透過し、各波長成分の光は、受光素子３０６により受光され、ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すデジタル信号を微分部３０８ｅへ出力する（ステップＳ２６７）。
【０１８４】
次に、微分部３０８ｅは、８４０ｎｍ、８４５ｎｍ、８５０ｎｍ、７２５ｎｍ、７３０ｎｍ、７３５ｎｍ、７４０ｎｍの波長成分の光強度を示すデジタル信号を受信すると、以下の式に示すように、受信した各デジタル信号（受光強度Ｑ840 、Ｑ845 、Ｑ850 、Ｑ725 、Ｑ730 、Ｑ735 、Ｑ740 ）を、  情報記憶部３０８ｆに記憶している白色強度Ｗ840 、Ｗ845 、Ｗ850 、Ｗ725 、Ｗ730 、Ｗ735 、Ｗ740 により割ることにより、補正反射強度Ｒ840 、Ｒ845 、Ｒ850 、Ｒ725 、Ｒ730 、Ｒ735 、Ｒ740 を算出し、算出して得られた各補正反射強度を情報記憶部３０８ｆへ書き込む（ステップＳ２６８）。
【０１８５】
補正反射強度Ｒ840 ＝受光強度Ｑ840 ／白色強度Ｗ840 
補正反射強度Ｒ845 ＝受光強度Ｑ845 ／白色強度Ｗ845 
補正反射強度Ｒ850 ＝受光強度Ｑ850 ／白色強度Ｗ850 
補正反射強度Ｒ725 ＝受光強度Ｑ725 ／白色強度Ｗ725 
補正反射強度Ｒ730 ＝受光強度Ｑ730 ／白色強度Ｗ730 
補正反射強度Ｒ735 ＝受光強度Ｑ735 ／白色強度Ｗ735 
補正反射強度Ｒ740 ＝受光強度Ｑ740 ／白色強度Ｗ740
次に、主制御部３０８ｄは、サクラの葉をセットしたまま、反射板３０３の白色面をレンズ３０２側に向けて配置する旨の表示を、表示制御部３０８ｃを介して、表示部３０９へ出力し、表示部３０９は、その旨を表示する（ステップＳ２６９）。
【０１８６】
操作者は、前記の表示を視認すると、反射板３０３の白色面をレンズ３０２側に向けて配置するとともに、反射板３０３の白色面をレンズ３０２側に向けての配置が完了したことを示す操作を入力部３１２に対して行う。入力部３１２は、当該操作を受け付け、受け付けた操作を主制御部３０８ｄへ出力する（ステップＳ２７０）。
次に、主制御部３０８ｄは、光源３０１に対して光を照射するように制御し、照射された光は、サクラの葉３１１の表面及び反射板３０３により反射し、レンズ３０２により集光し、分光器３１３の入力スリットＳ１に照射される。分光器３１３は、主制御部３０８ｄの制御により、８４０ｎｍ、８４５ｎｍ、８５０ｎｍ、７２５ｎｍ、７３０ｎｍ、７３５ｎｍ、７４０ｎｍの各波長成分の光を透過し、各波長成分の光は、受光素子３０６により受光され、ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すデジタル信号を制御部３０８の微分部３０８ｅへ出力する（ステップＳ２７１）。
【０１８７】
次に、微分部３０８ｅは、８４０ｎｍ、８４５ｎｍ、８５０ｎｍ、７２５ｎｍ、７３０ｎｍ、７３５ｎｍ、７４０ｎｍの波長成分の光強度を示すデジタル信号を受信すると、以下の式に示すように、受信した各デジタル信号（受光強度Ｓ840 、Ｓ845 、Ｓ850 、Ｓ725 、Ｓ730 、Ｓ735 、Ｓ740 ）を、情報記憶部３０８ｆに記憶している白色強度Ｗ840 、Ｗ845 、Ｗ850 、Ｗ725 、Ｗ730 、Ｗ735 、Ｗ740 により割り、情報記憶部３０８ｆに記憶している補正反射強度Ｒ840 、Ｒ845 、Ｒ850 、Ｒ725 、Ｒ730 、Ｒ735 、Ｒ740 を引くことにより、演算透過強度を算出する（ステップＳ２７２）。
【０１８８】
演算透過強度Ｔ840 ＝受光強度Ｓ840 ／白色強度Ｗ840   −  補正反射強度Ｒ840
演算透過強度Ｔ845 ＝受光強度Ｓ845 ／白色強度Ｗ845   −  補正反射強度Ｒ845
演算透過強度Ｔ850 ＝受光強度Ｓ850 ／白色強度Ｗ850   −  補正反射強度Ｒ850
演算透過強度Ｔ725 ＝受光強度Ｓ725 ／白色強度Ｗ725   −  補正反射強度Ｒ725
演算透過強度Ｔ730 ＝受光強度Ｓ730 ／白色強度Ｗ730   −  補正反射強度Ｒ730
演算透過強度Ｔ735 ＝受光強度Ｓ735 ／白色強度Ｗ735   −  補正反射強度Ｒ735
演算透過強度Ｔ740 ＝受光強度Ｓ740 ／白色強度Ｗ740   −  補正反射強度Ｒ740
次に、微分部３０８ｅは、８４５ｎｍ帯域について、演算透過強度Ｔ840 、Ｔ845 及びＴ850 を用いて、１階微分値ｆＴ845 を算出し、７３０ｎｍ帯域について、演算透過強度Ｔ725 、Ｔ730 及びＴ735 を用いて、１階微分値ｆＴ730 を算出し、７３５ｎｍ帯域について、演算透過強度Ｔ730 、Ｔ735 及びＴ740 を用いて、１階微分値ｆＴ735 を算出し、１階微分値ｆＴ845 、１階微分値ｆＴ730 及び１階微分値ｆＴ735 を指数演算部３０８ａへ出力する（ステップＳ２７３）。
【０１８９】
次に、指数演算部３０８ａは、以下に示す式により、クロロフィル指数ｘを算出する（ステップＳ２７４）。
クロロフィル指数ｘ＝（１階微分値ｆＴ845 −  １階微分値ｆＴ730 ）／１階微分値ｆＴ735 
次に、濃度演算部３０８ｂは、指数演算部３０８ａから算出されたクロロフィル指数ｘを受け取り、受け取ったクロロフィル指数ｘを用いて、次の式により、推定クロロフィル濃度を算出する（ステップＳ２７５）。
【０１９０】
推定クロロフィル濃度＝１３００．２＋１６４３．８ｘ＋５２４．２ｘ2 
次に、濃度演算部３０８ｂは、算出した推定クロロフィル濃度を表示制御部３０８ｃへ出力し、表示制御部３０８ｃは、推定クロロフィル濃度を受け取ると、推定クロロフィル濃度を表示するように、表示部３０９を制御し、表示部３０９は、推定クロロフィル濃度をクロロフィル濃度として表示する（ステップＳ２７６）。
【０１９１】
以上、実施の形態３の変形例（２）としてのクロロフィル濃度測定装置１０ｂは、図６のケース１５７に対して適用されることを説明した。
なお、変形例（２）は、図３のケース１２１、１２７の場合に同様に適用でき、図６のケース１５１、１５４の場合に同様に適用できる。
図３のケース１２１の場合には、７６０nm、７７０nm及び７１０nmの波長成分を用いればよい。この場合のクロロフィル濃度の推定式は、以下の通りである。
【０１９２】
推定クロロフィル濃度＝５５．１＋４６４０．３ｘ−１１６７０．３ｘ2
また、図３のケース１２７の場合には、９７０nm、７２５nm及び７４０nmの波長成分を用いればよい。この場合のクロロフィル濃度の推定式は、以下の通りである。
推定クロロフィル濃度＝５７７．７ｅ1.11x
また、図６のケース１５１の場合には、８４５nm、７２０nm及び７２５nmの波長成分を用いればよい。この場合のクロロフィル濃度の推定式は、以下の通りである。
【０１９３】
推定クロロフィル濃度＝９２６３．９ｅ3.33x
また、図６のケース１５４の場合には、８３５nm、７２５nm及び７３０nmの波長成分を用いればよい。この場合のクロロフィル濃度の推定式は、以下の通りである。
推定クロロフィル濃度＝２９９１．０＋３８６３．０ｘ＋１２７０．２ｘ2
４．実施の形態４
本発明に係る別の実施の形態としてのクロロフィル濃度測定装置１０ｃについて説明する。
【０１９４】
クロロフィル濃度測定装置１０ｃは、図６のケース１５７に対して適用される装置であり、８４５nm、７３０nm及び７３５nmの波長成分を用いて、ヤマザクラのクロロフィルｂの濃度を測定する。
４．１  クロロフィル濃度測定装置１０ｃの構成
クロロフィル濃度測定装置１０ｃは、図３８に示すように、光源３０１、レンズ３０２ａ、分光器３１３、受光素子３０６、ＡＤ変換器３０７、制御部３０８、表示部３０９、電源部３１０、入力部３１２及び光ファイバ３１４から構成されている。制御部３０８は、微分部３０８ｅ、指数演算部３０８ａ、濃度演算部３０８ｂ、表示制御部３０８ｃ、主制御部３０８ｄ及び情報記憶部３０８ｆから構成されている。
【０１９５】
クロロフィル濃度測定装置１０ｃは、図３１に示すクロロフィル濃度測定装置１０ｂと同様の構成を有している。図３１に示すクロロフィル濃度測定装置１０ｂとの相違点は、以下の通りである。つまり、図３１に示すクロロフィル濃度測定装置１０ｂにおいては、クロロフィル濃度の検出対象であるサクラの葉３１１に対して、同一側に、光源３０１及びレンズ３０２が配されている。これに対して、クロロフィル濃度測定装置１０ｃにおいては、クロロフィル濃度の検出対象であるサクラの葉３１１に対して、一方の側に、光源３０１が配され、他方の側に、レンズ３０２が配されている。また、クロロフィル濃度測定装置１０ｃは、反射板を備えていない。
【０１９６】
光源３０１は、主制御部３０８ｄの制御により、測定の対象物であるサクラの葉３１１に向けて、光を照射する。
レンズ３０２は、その光軸が、サクラの葉３１１の表面に対して垂直となるように、配置されている。レンズ３０２は、サクラの葉３１１を透過した光を、光ファイバ３１４の端面の中央に集光する。
【０１９７】
光ファイバ３１４の一端の端面の中央は、レンズ３０２ａの焦点位置に配置され、他端の端面は、分光器３１３の入力スリットＳ１に接続されている。
光源３０１から照射された光は、サクラの葉３１１を透過し、透過光が、レンズ３０２ａ、光ファイバ３１４を介して、分光器３１３の入力スリットＳ１に入射される。
主制御部３０８ｄは、８４０ｎｍ、８４５ｎｍ、８５０ｎｍ、７２５ｎｍ、７３０ｎｍ、７３５ｎｍ、７４０ｎｍにおける各波長成分を出力するように、分光器３１３を制御する。
４．２  クロロフィル濃度測定装置１０ｃの動作
次に、図３９〜図４０に示すフローチャートを用いて、クロロフィル濃度測定装置１０ｃの詳細の動作について説明する。
【０１９８】
主制御部３０８ｄは、サクラの葉をセットしない（つまり、ブランクの）旨の表示を、表示制御部３０８ｃを介して、表示部３０９へ出力し、表示部３０９は、その旨を表示する（ステップＳ２８１）。
操作者は、前記の表示を視認すると、サクラの葉をセットしていない状態が完了したことを示す操作を入力部３１２に対して行う。入力部３１２は、当該操作を受け付け、受け付けた操作を主制御部３０８ｄへ出力する（ステップＳ２８２）。
【０１９９】
主制御部３０８ｄは、光源３０１に対して光を照射するように制御し、照射された光がレンズ３０２ａにより集光し、光ファイバ３１４を介して、分光器３１３の入力スリットＳ１に照射される。分光器３１３は、主制御部３０８ｄの制御により、８４０ｎｍ、８４５ｎｍ、８５０ｎｍ、７２５ｎｍ、７３０ｎｍ、７３５ｎｍ、７４０ｎｍの各波長成分の光を透過し、各波長成分の光は、受光素子３０６により受光され、ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すデジタル信号を制御部３０８の主制御部３０８ｄへ出力する（ステップＳ２８３）。
【０２００】
主制御部３０８ｄは、８４０ｎｍ、８４５ｎｍ、８５０ｎｍ、７２５ｎｍ、７３０ｎｍ、７３５ｎｍ、７４０ｎｍの各波長成分の光強度を示すデジタル信号を受信すると、受信した各デジタル信号を白色強度Ｗ840 、Ｗ845 、Ｗ850 、Ｗ725 、Ｗ730 、Ｗ735 、Ｗ740 として、情報記憶部３０８ｆへ書き込む（ステップＳ２８４）。
主制御部３０８ｄは、サクラの葉をセットする旨の表示を、表示制御部３０８ｃを介して、表示部３０９へ出力し、表示部３０９は、その旨を表示する（ステップＳ２８５）。
【０２０１】
操作者は、前記の表示を視認すると、サクラの葉をセットし、サクラの葉のセットが完了したことを示す操作を入力部３１２に対して行う。入力部３１２は、当該操作を受け付け、受け付けた操作を主制御部３０８ｄへ出力する（ステップＳ２８６）。
次に、主制御部３０８ｄは、光源３０１に対して光を照射するように制御し、照射された光は、サクラの葉３１１を透過し、透過光がレンズ３０２ａにより集光し、光ファイバ３１４を介して、分光器３１３の入力スリットＳ１に照射される。分光器３１３は、主制御部３０８ｄの制御により、８４０ｎｍ、８４５ｎｍ、８５０ｎｍ、７２５ｎｍ、７３０ｎｍ、７３５ｎｍ、７４０ｎｍの各波長成分の光を透過し、各波長成分の光は、受光素子３０６により受光され、ＡＤ変換器３０７は、各波長の光強度を示すデジタル信号を制御部３０８の微分部３０８ｅへ出力する（ステップＳ２８７）。
【０２０２】
次に、微分部３０８ｅは、８４０ｎｍ、８４５ｎｍ、８５０ｎｍ、７２５ｎｍ、７３０ｎｍ、７３５ｎｍ、７４０ｎｍの波長成分の光強度を示すデジタル信号を受信すると、以下の式に示すように、受信した各デジタル信号（受光強度Ｑ840 、Ｑ845 、Ｑ850 、Ｑ725 、Ｑ730 、Ｑ735 、Ｑ740 ）を、情報記憶部３０８ｆに記憶している白色強度Ｗ840 、Ｗ845 、Ｗ850 、Ｗ725 、Ｗ730 、Ｗ735 、Ｗ740 により割ることにより、補正透過強度Ｔ840 、Ｔ845 、Ｔ850 、Ｔ725 、Ｔ730 、Ｔ735 、Ｔ740 を算出する（ステップＳ２８８）。
【０２０３】
補正透過強度Ｔ840 ＝受光強度Ｑ840 ／白色強度Ｗ840 
補正透過強度Ｔ845 ＝受光強度Ｑ845 ／白色強度Ｗ845 
補正透過強度Ｔ850 ＝受光強度Ｑ850 ／白色強度Ｗ850 
補正透過強度Ｔ725 ＝受光強度Ｑ725 ／白色強度Ｗ725 
補正透過強度Ｔ730 ＝受光強度Ｑ730 ／白色強度Ｗ730 
補正透過強度Ｔ735 ＝受光強度Ｑ735 ／白色強度Ｗ735 
補正透過強度Ｔ740 ＝受光強度Ｑ740 ／白色強度Ｗ740
次に、微分部３０８ｅは、８４５ｎｍ帯域について、補正透過強度Ｔ840 、Ｔ845 及びＴ850 を用いて、１階微分値ｆＴ845 を算出し、７３０ｎｍ帯域について、補正演算透過強度Ｔ725 、Ｔ730 及びＴ735 を用いて、１階微分値ｆＴ730 を算出し、７３５ｎｍ帯域について、補正透過強度Ｔ730 、Ｔ735 及びＴ740 を用いて、１階微分値ｆＴ735 を算出し、１階微分値ｆＴ845 、１階微分値ｆＴ730 及び１階微分値ｆＴ735 を指数演算部３０８ａへ出力する（ステップＳ２８９）。
【０２０４】
次に、指数演算部３０８ａは、以下に示す式により、クロロフィル指数ｘを算出する（ステップＳ２９０）。
クロロフィル指数ｘ＝（１階微分値ｆＴ845 −  １階微分値ｆＴ730 ）／１階微分値ｆＴ735 
次に、濃度演算部３０８ｂは、指数演算部３０８ａから算出されたクロロフィル指数ｘを受け取り、受け取ったクロロフィル指数ｘを用いて、次の式により、推定クロロフィル濃度を算出する（ステップＳ２９１）。
【０２０５】
推定クロロフィル濃度＝１３００．２＋１６４３．８ｘ＋５２４．２ｘ2 
次に、濃度演算部３０８ｂは、算出した推定クロロフィル濃度を表示制御部３０８ｃへ出力し、表示制御部３０８ｃは、推定クロロフィル濃度を受け取ると、推定クロロフィル濃度を表示するように、表示部３０９を制御し、表示部３０９は、推定クロロフィル濃度をクロロフィル濃度として表示する（ステップＳ２９２）。
【０２０６】
以上、実施の形態４のクロロフィル濃度測定装置１０ｃは、図６のケース１５７に対して適用されることを説明した。
なお、実施の形態４は、図３のケース１２１、１２７の場合に同様に適用でき、 図６のケース１５１、１５４の場合に同様に適用できる。
図３のケース１２１の場合には、７６０nm、７７０nm及び７１０nmの波長成分を用いればよい。この場合のクロロフィル濃度の推定式は、以下の通りである。
【０２０７】
推定クロロフィル濃度＝５５．１＋４６４０．３ｘ−１１６７０．３ｘ2
また、図３のケース１２７の場合には、９７０nm、７２５nm及び７４０nmの波長成分を用いればよい。この場合のクロロフィル濃度の推定式は、以下の通りである。
推定クロロフィル濃度＝５７７．７ｅ1.11x
また、図６のケース１５１の場合には、８４５nm、７２０nm及び７２５nmの波長成分を用いればよい。この場合のクロロフィル濃度の推定式は、以下の通りである。
【０２０８】
推定クロロフィル濃度＝９２６３．９ｅ3.33x
また、図６のケース１５４の場合には、８３５nm、７２５nm及び７３０nmの波長成分を用いればよい。この場合のクロロフィル濃度の推定式は、以下の通りである。
推定クロロフィル濃度＝２９９１．０＋３８６３．０ｘ＋１２７０．２ｘ2
５．性能の表示
ソメイヨシノの葉における反射スペクトル、吸収スペクトル及び透過スペクトルによる最適なクロロフィル指数の性能の一例を、それぞれ、図４２〜図４４に示す。
【０２０９】
図４２、図４３、図４４において、横軸に、それぞれ、クロロフィル指数（ｆＲ555 −ｆＲ755 ）／ｆＲ560 、（Ａ710 −Ａ700 ）／Ａ540 、（ｆＴ645 −ｆＴ720 ）／Ｔ725 を取り、縦軸に、クロロフィルａ＋ｂの濃度（mg/m2）を取り、採取したサンプルについて得られたクロロフィル指数及びクロロフィルａ＋ｂの濃度をプロットした。
また、ヤマザクラの葉における反射スペクトル、吸収スペクトル及び透過スペクトルによる最適なクロロフィル指数の性能の一例を、それぞれ、図４５〜図４７に示す。
【０２１０】
図４５、図４６、図４７において、横軸に、それぞれ、クロロフィル指数（Ｒ915 −Ｒ645 ）／（Ｒ620 −Ｒ645 ）、（ｓＡ690 −ｓＡ655 ）、（ｆＴ760 −ｆＴ770 ）／ｆＴ710 を取り、縦軸に、クロロフィルａ＋ｂの濃度（mg/m2）を取り、採取したサンプルについて得られたクロロフィル指数及びクロロフィルａ＋ｂの濃度をプロットした。
図４８及び図４９には、それぞれ、ソメイヨシノ及びヤマザクラについてのSPADの性能を示している。
【０２１１】
また、図５０及び図５１には、それぞれ、ソメイヨシノ及びヤマザクラの葉における既存指数（Ｒ850 −Ｒ710 ）／（Ｒ850 −Ｒ680 ）の性能を示す。
また、図５２及び図５３には、それぞれ、ソメイヨシノ及びヤマザクラの葉における既存指数（Ｒ770-800 ／Ｒ720-730 ）−１の性能を示す。
さらに、図５４及び図５５には、それぞれ、ソメイヨシノ及びヤマザクラの葉における既存指数（ｆＲ754 ／ｆＲ704 ）の性能を示す。
６．その他の変形例
なお、本発明を上記の実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
【０２１２】
（１）図４１に示すクロロフィル濃度測定装置１０ｄは、光源３０１、レンズ３０２、レンズ３０２ａ、反射板３０３、分光器３１３、受光素子３０６、ＡＤ変換器３０７、制御部３０８、表示部３０９、電源部３１０及び入力部３１２から構成されている。制御部３０８は、微分部３０８ｅ、指数演算部３０８ａ、濃度演算部３０８ｂ、表示制御部３０８ｃ、主制御部３０８ｄ及び情報記憶部３０８ｆから構成されている。
【０２１３】
クロロフィル濃度測定装置１０ｄは、サクラの葉３１１の表面による反射光を受光し、又はサクラの葉３１１を透過する透過光を受光することを目的としている。
（２）上記の各実施の形態及び各変形例において、微分部３０８ｅは、３個のデジタル信号から、微分値を算出している。しかし、本発明は、これには、限定されない。さらに多くのデジタル信号から微分値を算出するとしてもよい。
【０２１４】
（３）本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよいし、前記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。ここで、コンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
【０２１５】
また、本発明は、前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ―ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなど、に記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されている前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号であるとしてもよい。
【０２１６】
また、本発明は、前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号を、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリとを備えたコンピュータシステムであって、前記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、前記マイクロプロセッサは、前記コンピュータプログラムに従って動作するとしてもよい。
【０２１７】
また、前記プログラム又は前記デジタル信号を前記記録媒体に記録して移送することにより、又は前記プログラム又は前記デジタル信号を前記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。
（４）上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２１８】
本発明の装置及び方法は、特定の植物の葉のクロロフィル濃度の精度高い測定を可能としている。サクラ類などの植物の活力評価は、その植物の管理のために重要であり、本発明の装置及び方法は、これらの植物の管理において、有効に利用することができる。
【符号の説明】
【０２１９】
１０、１０ａ〜１０ｄ      クロロフィル濃度測定装置
３０１    光源
３０２    レンズ
３０３    反射板
３０４    三分岐オプティカルファイバ
３０５ａ、３０５ａ、３０５ｂ  フィルタ
３０６    受光素子
３０６ａ、３０６ａ、３０６ｂ  受光素子
３０７    ＡＤ変換器
３０８    制御部
３０８ａ  指数演算部
３０８ｂ  濃度演算部
３０８ｃ  表示制御部
３０８ｄ  主制御部
３０８ｅ  微分部
３０８ｆ  情報記憶部
３０９    表示部
３１０    電源部
３１２    入力部
３１３    分光器
【図１】
2011038879.tif 000004
【図２】
2011038879.tif 000005
【図３】
2011038879.tif 000006
【図４】
2011038879.tif 000007
【図５】
2011038879.tif 000008
【図６】
2011038879.tif 000009
【図７】
2011038879.tif 000010
【図８】
2011038879.tif 000011
【図９】
2011038879.tif 000012
【図１０】
2011038879.tif 000013
【図１１】
2011038879.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
2011038879.tif 000016
【図１４】
2011038879.tif 000017
【図１５】
2011038879.tif 000018
【図１６】
2011038879.tif 000019
【図１７】
2011038879.tif 000020
【図１８】
2011038879.tif 000021
【図１９】
2011038879.tif 000022
【図２０】
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【図２１】
2011038879.tif 000024
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
2011038879.tif 000034
【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
2011038879.tif 000038
【図３６】
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【図３７】
2011038879.tif 000040
【図３８】
2011038879.tif 000041
【図３９】
2011038879.tif 000042
【図４０】
2011038879.tif 000043
【図４１】
2011038879.tif 000044
【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
2011038879.tif 000048
【図４６】
2011038879.tif 000049
【図４７】
2011038879.tif 000050
【図４８】
2011038879.tif 000051
【図４９】
2011038879.tif 000052
【図５０】
2011038879.tif 000053
【図５１】
2011038879.tif 000054
【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
2011038879.tif 000057
【図５５】
2011038879.tif 000058
【図５６】
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