(57)【要約】【課題】変動を抑制し、分光スペクトルの測定結果の精度を向上させる。【解決手段】所定の波長域の光を出射するプローブ１００の出射面１００ａと測定対象とを所定距離で離間させてプローブを支持する離間距離調整治具１０を用意する工程と、プローブの出射面と測定対象とが所定距離で離間するように、離間距離調整治具によりプローブを支持させて、測定対象に対してプローブおよび離間距離調整治具を配置する配置工程と、測定対象に出射面から出射した光を照射して、測定対象の分光スペクトルを測定する測定工程とを含む、分光スペクトルの測定方法。【選択図】図１Ｂ
2019066201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長域の光を出射するプローブの出射面と測定対象とを所定距離で離間させて該プローブを支持する離間距離調整治具を用意する工程と、
前記プローブの出射面と前記測定対象とが所定距離で離間するように、前記離間距離調整治具により前記プローブを支持させて、前記測定対象に対して前記プローブおよび前記離間距離調整治具を配置する配置工程と、
前記測定対象に前記出射面から出射する前記光を照射して、前記測定対象の分光スペクトルを測定する測定工程と
を含む、分光スペクトルの測定方法。
【請求項２】
前記測定対象が土壌であり、かつ、
前記離間距離調整治具が、前記プローブの出射面と前記土壌の表面とを所定距離で離間させる測定用離間距離調整部材を含み、
前記配置工程が前記測定用離間距離調整部材を用いて行われる、請求項１に記載の分光スペクトルの測定方法。
【請求項３】
前記測定用離間距離調整部材は、
出射面を含む前記プローブの端部が挿入される開口部と、
該開口部に突出して該端部を支持するプローブ支持部を含むプローブ挿入部と、
前記プローブ挿入部に一端側が連設されており、他端側が前記土壌の表面に当接する接地部である筒状部とを備え、
前記プローブの出射面と前記土壌の表面との離間距離を所定距離とし、かつ前記プローブの出射面、前記プローブ支持部、前記筒状部および前記土壌の表面により閉空間を画成することができる部材である、請求項２に記載の分光スペクトルの測定方法。
【請求項４】
前記配置工程が、前記プローブの端部を前記プローブ挿入部に挿入し、かつ前記プローブの端部を前記プローブ挿入部および前記プローブ支持部により支持することにより、前記離間距離を所定距離とし、かつ前記接地部を前記土壌の表面に当接させて閉空間を画成する工程である、請求項３に記載の分光スペクトルの測定方法。
【請求項５】
前記測定対象が校正用部材であり、かつ、
前記離間拒調整治具が、前記プローブの出射面と前記校正用部材の表面とを所定の距離で離間させる校正用離間距離調整部材を含み、
前記配置工程が前記校正用離間距離調整部材を用いて行われる、請求項１に記載の分光スペクトルの測定方法。
【請求項６】
前記校正用離間距離調整部材は、
出射面を含む前記プローブの端部が挿入される開口部、および該開口部に突出して該端部を支持するプローブ支持部を含むプローブ挿入部と、
前記プローブ挿入部に一端側が連設されている筒状部と、
前記筒状部の他端側に連接されており、前記校正用部材のうちの少なくとも前記出射光が照射される表面を覆う校正用部材被覆部とを含み、
前記プローブの出射面と前記校正用部材の表面との離間距離を所定距離とし、かつ前記プローブの出射面、前記プローブ支持部、前記筒状部、前記校正用部材被覆部により、前記校正用部材のうちの少なくとも前記出射光が照射される前記表面の上側に、閉空間を画成することができる部材である、請求項５に記載の分光スペクトルの測定方法。
【請求項７】
前記配置工程が、載置された前記校正用部材を前記校正用離間距離調整部材の前記校正用部材被覆部のうちの少なくとも出射光が照射される表面を覆い、前記プローブの端部を前記プローブ挿入部に挿入し、かつ該端部を前記プローブ挿入部および前記プローブ支持部により保持することにより、前記離間距離を所定距離とし、かつ閉空間を画成する工程である、請求項６に記載の分光スペクトルの測定方法。
【請求項８】
前記離間距離調整治具を用意する工程が、前記測定用離間距離調整部材または前記校正用離間距離調整部材と、保持部および固着部を備えている保持部材と、緊締部材とを含む離間距離調整治具を用意する工程であり、
前記配置工程が、前記プローブの側面に前記保持部材の前記保持部が接し、かつ前記測定用離間距離調整部材または前記校正用離間距離調整部材の上面に前記保持部材の前記固着部が接して固定されるように、前記プローブ、前記保持部材、および前記測定用離間距離調整部材または前記校正用離間距離調整部材を配置し、前記プローブと前記保持部材とを前記緊締部材により緊締して、前記プローブと前記測定用離間距離調整部材または前記校正用離間距離調整部材との位置を固定する工程を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の分光スペクトルの測定方法。
【請求項９】
出射面を含むプローブの端部が挿入される開口部と、
該開口部に突出して該端部を支持するプローブ支持部を含むプローブ挿入部と、
前記プローブ挿入部に一端側が連設されており、他端側が土壌の表面に当接する接地部である筒状部とを含み、
前記プローブの出射面と前記土壌の表面との離間距離を所定距離とし、かつ前記プローブの出射面、前記プローブ支持部、前記筒状部および前記土壌の表面により閉空間を画成することができる測定用離間距離調整部材を含む、離間距離調整治具。
【請求項１０】
前記測定用離間距離調整部材の前記筒状部の形状が円筒状であり、該筒状部が、前記土壌から土壌サンプルを採取するための採土管に一体的に嵌合できるように構成されている、請求項９に記載の離間距離調整治具。
【請求項１１】
出射面を含むプローブの端部が挿入される開口部と、
該開口部に突出して該端部を支持するプローブ支持部を含むプローブ保持部と、
前記プローブ支持部に一端側が連設されている筒状部と、
前記筒状部の他端側に連接されており、校正用部材のうちの少なくとも出射光が照射される表面を覆う校正用部材被覆部とを含み、
前記プローブの出射面と前記校正用部材の表面との離間距離を所定距離とし、かつ前記プローブの出射面、前記プローブ支持部、前記筒状部、前記校正用部材被覆部により、前記校正用部材のうちの少なくとも出射光が照射される前記表面の上側に、閉空間を画成することができる校正用離間距離調整部材を含む、離間距離調整治具。
【請求項１２】
前記校正用離間距離調整部材の前記校正用部材被覆部の形状が円筒状であり、かつ前記校正用部材の平面形状が円形であって、該校正用部材被覆部が、前記校正用部材を隙間なく保持できるように構成されている、請求項１１に記載の離間距離調整治具。
【請求項１３】
少なくとも前記閉空間に面する領域が、前記プローブの出射面から出射される光を非反射とできる材料で構成されているか、または該領域に該光を非反射とできる処理が施されている、前記測定用離間距離調整部材または前記校正用離間距離調整部材を含む、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の離間距離調整治具。
【請求項１４】
前記プローブの側面に接して、該プローブの側面を支持する保持部、および前記測定用離間距離調整部材または前記校正用離間距離調整部材の上面に接して、前記測定用離間距離調整部材または前記校正用離間距離調整部材に固定される固着部とを有する保持部材と、
前記プローブと前記保持部材とを緊締して、前記プローブと前記測定用離間距離調整部材または前記校正用離間距離調整部材との位置を固定する緊締部材と
をさらに含む、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の離間距離調整治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分光スペクトルの測定方法、特に土壌の分光スペクトルの測定方法および該測定方法に用いられる治具、特に乾燥処理などにより水分の含有量を低減させた土壌（以下、「乾燥土壌」という。）と水分を含む土壌の表面または校正用部材の表面との離間距離を調整するための離間距離調整治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
農作物の収量や品質を向上させるためには、耕作地の圃場間や圃場内の土壌の特性（例えば、粘土、シルトおよび砂などの土壌の組成に起因する乾燥密度などの物理的特性、窒素、リン酸および加里などの養分といった化学的特性、並びにセンチュウ、微生物などの土壌中の生体にかかる生物学的特性）を空間的かつ緻密にそのばらつき（農作物の生育に必要な必要量を基準としたときの過不足）を把握し、ばらつきに応じて肥料等を適切な領域に適切な量で補給する必要がある。
【０００３】
土壌への肥料等の必要量以上の補給は、農作物の収量や品質を低下させてしまう場合がある。必要量以上に補給されてしまった肥料等はコスト増大の要因となり得るため収益性の観点で好ましくない。また、必要量以上に補給され、結果として農地から流亡してしまった肥料等は環境への負荷となりかねず、自然環境保護の点で好ましくない。肥料等の補給量は、地域や作物ごとに示されている施肥基準を基に施用量を算出し、過不足の無い量とすることが好ましい。
【０００４】
そこで、近年、肥料等の補給量を精密に管理することができる圃場管理方法が普及しつつある。このような圃場管理方法を実施するためには、圃場において必要に応じて即時に多地点で多項目の土壌成分の測定を行って、測定結果を取得することが望まれる。また、適正農業規範（ＧＡＰ：Ｇｏｏｄ  Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ）が普及しつつあり、土壌成分の測定結果に基づいた管理が求められ、ＧＡＰの取得や更新時には、測定結果に加え、測定した時間、場所が記録されている必要がある。
【０００５】
土壌成分の測定方法としては、例えば、分光分析法によって土壌の分光スペクトルを測定し、得られた分光スペクトルを解析する方法が知られている。
【０００６】
このように分光スペクトルを測定する土壌成分の測定および解析方法としては、例えば、土壌の特性を測定する土壌測定装置を用いて、少なくとも測定地点の土壌タイプと、その土壌に含まれる水分量に関する情報に基づいて、土壌センサから計測データを取得し、次いで土壌タイプと水分量に関する情報とに基づいて決定されるモデルに取得された計測データを入力し、土壌特性を求めることを特徴とする方法が知られている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３８３１２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
土壌成分の測定を行う場合には、一般に、測定対象として乾燥土壌を用いる場合と、圃場の土壌および採土管などを用いて圃場から採取された土壌であって、何ら処理されていない水分を含み得る土壌（以下、「生土壌」という。）を用いる場合とがある。
【０００９】
上述のとおり、「圃場において必要に応じて即時に土壌成分の測定結果を取得する」場合には当然に生土壌が測定対象とされる。しかしながら、測定対象として生土壌を用いた場合には、特に測定に用いられるプローブの光源が発する熱により、測定中においても生土壌の水分が蒸発してしまうことによって意図しないスペクトル変動が発生し、分光スペクトルの測定結果が安定しないおそれがある。結果として、測定された分光スペクトルのデータを用いて決定される回帰モデルの推定の目的変数となる分析値にも悪影響を与えるおそれがある。
【００１０】
また、特に、生土壌などの測定対象に直接的に接触させて測定を行うプローブ（コンタクトプローブ）を用いる場合には、光源が発生する光が出射する出射面（プローブの端部が画成する面）および／またはコンタクトプローブの出射面側の端部が測定対象に直接的に接触してしまうため、出射面および／またはコンタクトプローブの端部に測定対象の一部が付着してしまい、分光スペクトルの測定結果が安定しないおそれがある。
【００１１】
さらにコンタクトプローブの出射面および／またはコンタクトプローブの端部が測定対象に直接的に接触してしまうため、同一のコンタクトプローブを用いて測定機器の校正を行う場合には、標準校正白色基準板などの校正用部材にもコンタクトプローブの出射面および／またはコンタクトプローブの端部が直接的に接触することとなる。
【００１２】
この場合には、校正用部材を汚損してしまい、校正を正確に行うことができなくなってしまうおそれがある。結果として、測定された分光スペクトルのデータを用いて決定される回帰モデルの推定の目的変数となる分析値にも悪影響を与えるおそれがある。
【００１３】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、例えば、測定対象として、採土時において水分を含有している生土壌を用いたとしても、分光スペクトルの意図しない変動を抑制することができ、また、プローブ、校正用部材の汚損を防止することができる結果として、分光スペクトルの測定結果の精度をより向上させることができる分光スペクトルの測定方法およびかかる測定方法を実現することができる治具を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、下記〔１〕〜〔１４〕を提供する。
〔１〕  所定の波長域の光を出射するプローブの出射面と測定対象とを所定距離で離間させて該プローブを支持する離間距離調整治具を用意する工程と、
前記プローブの出射面と前記測定対象とが所定距離で離間するように、前記離間距離調整治具により前記プローブを支持させて、前記測定対象に対して前記プローブおよび前記離間距離調整治具を配置する配置工程と、
前記測定対象に前記出射面から出射する前記光を照射して、前記測定対象の分光スペクトルを測定する測定工程と
を含む、分光スペクトルの測定方法。
〔２〕  前記測定対象が土壌であり、かつ、
前記離間距離調整治具が、前記プローブの出射面と前記土壌の表面とを所定距離で離間させる測定用離間距離調整部材を含み、
前記配置工程が前記測定用離間距離調整部材を用いて行われる、〔１〕に記載の分光スペクトルの測定方法。
〔３〕  前記測定用離間距離調整部材は、
出射面を含む前記プローブの端部が挿入される開口部と、
該開口部に突出して該端部を支持するプローブ支持部を含むプローブ挿入部と、
前記プローブ挿入部に一端側が連設されており、他端側が前記土壌の表面に当接する接地部である筒状部とを備え、
前記プローブの出射面と前記土壌の表面との離間距離を所定距離とし、かつ前記プローブの出射面、前記プローブ支持部、前記筒状部および前記土壌の表面により閉空間を画成することができる部材である、〔２〕に記載の分光スペクトルの測定方法。
〔４〕  前記配置工程が、前記プローブの端部を前記プローブ挿入部に挿入し、かつ前記プローブの端部を前記プローブ挿入部および前記プローブ支持部により支持することにより、前記離間距離を所定距離とし、かつ前記接地部を前記土壌の表面に当接させて閉空間を画成する工程である、〔３〕に記載の分光スペクトルの測定方法。
〔５〕  前記測定対象が校正用部材であり、かつ、
前記離間拒調整治具が、前記プローブの出射面と前記校正用部材の表面とを所定の距離で離間させる校正用離間距離調整部材を含み、
前記配置工程が前記校正用離間距離調整部材を用いて行われる、〔１〕に記載の分光スペクトルの測定方法。
〔６〕  前記校正用離間距離調整部材は、
出射面を含む前記プローブの端部が挿入される開口部、および該開口部に突出して該端部を支持するプローブ支持部を含むプローブ挿入部と、
前記プローブ挿入部に一端側が連設されている筒状部と、
前記筒状部の他端側に連接されており、前記校正用部材のうちの少なくとも前記出射光が照射される表面を覆う校正用部材被覆部とを含み、
前記プローブの出射面と前記校正用部材の表面との離間距離を所定距離とし、かつ前記プローブの出射面、前記プローブ支持部、前記筒状部、前記校正用部材被覆部により、前記校正用部材のうちの少なくとも前記出射光が照射される前記表面の上側に、閉空間を画成することができる部材である、〔５〕に記載の分光スペクトルの測定方法。
〔７〕  前記配置工程が、載置された前記校正用部材を前記校正用離間距離調整部材の前記校正用部材被覆部のうちの少なくとも出射光が照射される表面を覆い、前記プローブの端部を前記プローブ挿入部に挿入し、かつ該端部を前記プローブ挿入部および前記プローブ支持部により保持することにより、前記離間距離を所定距離とし、かつ閉空間を画成する工程である、〔６〕に記載の分光スペクトルの測定方法。
〔８〕  前記離間距離調整治具を用意する工程が、前記測定用離間距離調整部材または前記校正用離間距離調整部材と、保持部および固着部を備えている保持部材と、緊締部材とを含む離間距離調整治具を用意する工程であり、
前記配置工程が、前記プローブの側面に前記保持部材の前記保持部が接し、かつ前記測定用離間距離調整部材または前記校正用離間距離調整部材の上面に前記保持部材の前記固着部が接して固定されるように、前記プローブ、前記保持部材、および前記測定用離間距離調整部材または前記校正用離間距離調整部材を配置し、前記プローブと前記保持部材とを前記緊締部材により緊締して、前記プローブと前記測定用離間距離調整部材または前記校正用離間距離調整部材との位置を固定する工程を含む、〔１〕〜〔７〕のいずれか１つに記載の分光スペクトルの測定方法。
〔９〕  出射面を含むプローブの端部が挿入される開口部と、
該開口部に突出して該端部を支持するプローブ支持部を含むプローブ挿入部と、
前記プローブ挿入部に一端側が連設されており、他端側が土壌の表面に当接する接地部である筒状部とを含み、
前記プローブの出射面と前記土壌の表面との離間距離を所定距離とし、かつ前記プローブの出射面、前記プローブ支持部、前記筒状部および前記土壌の表面により閉空間を画成することができる測定用離間距離調整部材を含む、離間距離調整治具。
〔１０〕  前記測定用離間距離調整部材の前記筒状部の形状が円筒状であり、該筒状部が、前記土壌から土壌サンプルを採取するための採土管に一体的に嵌合できるように構成されている、〔９〕に記載の離間距離調整治具。
〔１１〕  出射面を含むプローブの端部が挿入される開口部と、
該開口部に突出して該端部を支持するプローブ支持部を含むプローブ保持部と、
前記プローブ支持部に一端側が連設されている筒状部と、
前記筒状部の他端側に連接されており、校正用部材のうちの少なくとも出射光が照射される表面を覆う校正用部材被覆部とを含み、
前記プローブの出射面と前記校正用部材の表面との離間距離を所定距離とし、かつ前記プローブの出射面、前記プローブ支持部、前記筒状部、前記校正用部材被覆部により、前記校正用部材のうちの少なくとも出射光が照射される前記表面の上側に、閉空間を画成することができる校正用離間距離調整部材を含む、離間距離調整治具。
〔１２〕  前記校正用離間距離調整部材の前記校正用部材被覆部の形状が円筒状であり、かつ前記校正用部材の平面形状が円形であって、該校正用部材被覆部が、前記校正用部材を隙間なく保持できるように構成されている、〔１１〕に記載の離間距離調整治具。
〔１３〕  少なくとも前記閉空間に面する領域が、前記プローブの出射面から出射される光を非反射とできる材料で構成されているか、または該領域に該光を非反射とできる処理が施されている、前記測定用離間距離調整部材または前記校正用離間距離調整部材を含む、〔９〕〜〔１２〕のいずれか１つに記載の離間距離調整治具。
〔１４〕  前記プローブの側面に接して、該プローブの側面を支持する保持部、および前記測定用離間距離調整部材または前記校正用離間距離調整部材の上面に接して、前記測定用離間距離調整部材または前記校正用離間距離調整部材に固定される固着部とを有する保持部材と、
前記プローブと前記保持部材とを緊締して、前記プローブと前記測定用離間距離調整部材または前記校正用離間距離調整部材との位置を固定する緊締部材と
をさらに含む、〔９〕〜〔１３〕のいずれか１つに記載の離間距離調整治具。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、例えば、測定対象として生土壌を用いたとしても、測定される分光スペクトルの意図しない変動を抑制することができ、また、プローブ、校正用部材の汚損を防止することができる結果として、分光スペクトルの測定結果の精度をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】図１Ａは、離間距離調整治具を上方側からみた模式図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａ中の１Ｂ−１Ｂ一点鎖線で示した位置で切断した切断端面を示す模式図である。
【図２Ａ】図２Ａは、使用状態の校正用離間距離調整部材を上方側からみた模式図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａ中の２Ｂ−２Ｂ一点鎖線で示した位置で切断した切断端面を示す模式図である。
【図３Ａ】図３Ａは、使用状態の測定用離間距離調整部材を上方側からみた模式図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａ中の３Ｂ−３Ｂ一点鎖線で示した位置で切断した切断端面を示す模式図である。
【図４】図４は、離間距離調整治具の使用態様を説明するための模式的な図である。
【図５】図５は、プローブのセンサーの感度を調整した後の離間距離（ｍｍ）と拡散反射率との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、離間距離（ｍｍ）と反射吸光度との関係および減衰率を示すグラフである。
【図７】図７は、測定された近赤外スペクトル（反射吸光度）と離間距離（０ｍｍ）との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、測定された近赤外スペクトルと離間距離（１ｍｍ）との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、測定された近赤外スペクトルと離間距離（２ｍｍ）との関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、測定された近赤外スペクトルと離間距離（３ｍｍ）との関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は、測定された近赤外スペクトルと離間距離（４ｍｍ）との関係を示すグラフである。
【図１２】図１２は、測定された近赤外スペクトルと離間距離（５ｍｍ）との関係を示すグラフである。
【図１３】図１３は、測定された近赤外スペクトルと離間距離（６ｍｍ）との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、各図面は、発明が理解できる程度に、構成要素の形状、大きさ及び配置が概略的に示されているに過ぎない。本発明は以下の記述によって限定されるものではなく、各構成要素は本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。以下の説明に用いる図面において、同様の構成要素については同一の符号を付して示し、重複する説明については省略する場合がある。また、本発明の実施形態にかかる構成は、必ずしも図示例の配置で、製造されたり、使用されたりするわけではない。
【００１８】
＜１＞分光スペクトルの測定方法
本実施形態の分光スペクトルの測定方法について説明する。
本実施形態の分光スペクトルの測定方法は、所定の波長域の光（出射光）を出射するプローブの出射面および測定対象とを所定距離で離間させてプローブを支持する離間距離調整治具を用意する工程と、プローブの出射面と測定対象とが所定距離で離間するように、離間距離調整治具によりプローブを支持させて、測定対象に対してプローブおよび離間距離調整治具を配置する配置工程と、測定対象に出射面から出射した光を照射して、測定対象の分光スペクトルを測定する測定工程とを含む。
【００１９】
分光スペクトルの測定における波長域は、例えば、測定対象に応じた所定の波長域とすることができる。具体的には、かかる波長域には、近赤外域、可視域のみならず、紫外域、赤外域の波長域も含まれ得る。例えば、測定対象が土壌である場合には、可視・近赤外域の波長域を適用することができる。ここで、「可視・近赤外域」の波長域とは、分光器の感度波長範囲である３５０〜２５００ｎｍを意味している。分光スペクトルの測定は、所定の波長域の光を測定対象に照射し、透過光または拡散反射光スペクトルを解析することができる従来公知の任意好適な装置（例えば、ＮＩＲＳｙｓｔｅｍｓ６５００（ＦＯＳＳ社製）、ＦｉｅｌｄＳｐｅｃ（ＡＳＤ社製）、ＳＡＳ（シブヤ精機社製））を用いて実施することができる。
【００２０】
本実施形態の分光スペクトルの測定方法には、（ｉ）校正用部材を用いる校正にかかる測定方法と、（ｉｉ）土壌の成分、特性を調査するための測定方法とが含まれる。
【００２１】
上記（ｉ）および（ｉｉ）にかかる測定方法は、例えば、連続的に実施してもよいし、単独でそれぞれ独立に実施してもよい。
【００２２】
（１）離間距離調整治具を用意する工程
まず、所定の波長域の光を出射するプローブの出射面および測定対象を所定距離で離間させてプローブを支持する離間距離調整治具を用意する工程が行われる。
【００２３】
ここで、図１、２、３および４を参照して、本実施形態にかかる離間距離調整治具について説明する。
【００２４】
まず、図１Ａおよび図１Ｂを参照して、離間距離調整治具の構成例について説明する。
図１Ａは、離間距離調整治具を上方側からみた模式図である。図１Ｂは、図１Ａ中の１Ｂ−１Ｂ一点鎖線で示した位置で切断した切断端面を示す模式図である。
図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、離間距離調整治具１０は、プロープの端部（出射面）と測定対象（校正用部材または土壌）の表面との離間距離を設定された所定距離で直接的に調整できる離間距離調整部材１１である校正用離間距離調整部材１１ａまたは測定用離間距離調整部材１１ｂを主要な構成要素として含んでいる。図１に示される離間距離調整部材１１の具体的な構成（プローブ挿入部１２、プローブ支持部１３、筒状部１４および離間距離調整部１５）については後述する。
【００２５】
また、離間距離調整治具１０には、校正用離間距離調整部材１１ａまたは測定用離間距離調整部材１１ｂと組み合わせて用いられる、保持部材２０および緊締部材３０が含まれる。以下、これらの構成について詳細に説明する。
【００２６】
まず、離間距離調整部材１１である校正用離間距離調整部材１１ａおよび測定用離間距離調整部材１１ｂそれぞれについて説明する。以下の説明は、校正用部材（例えば、標準校正白色基準板）が載置された任意の載置面または土壌の表面に、離間距離調整治具を載置し、次いで、校正用部材を覆うように離間距離調整治具を載置面に載置するか、または離間距離調整治具を土壌の表面に載置する態様を想定して説明する。
【００２７】
離間距離調整部材１１の材料は、本発明の目的を損なわないことを条件として、特に限定されない。離間距離調整部材１１の材料の例としては、強度、耐候性の観点から、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、銅およびこれらの合金といった金属材料、プラスチック、炭素繊維、ＡＢＳ樹脂、ＦＲＰなどが挙げられる。離間距離調整部材１１の材料は、重量、加工のし易さ、無反射処理の容易さなどの観点から、蒸着黒色無反射アルマイト処理が可能であるアルミニウム系の材料であることが好ましい。離間距離調整部材１１は、単一の材料で構成してもよいし、複数種類の材料を用いて、後述する複数の部位それぞれを異なる材料で構成してもよい。
【００２８】
使用時において、プローブを支持した離間距離調整部材１１により画成された閉空間に面する離間距離調整部材１１の表面領域は、測定に用いられる所定の波長域の光を非反射とすることができる構成とすることが、測定精度をより安定させる観点から好ましい。このため、測定に用いられる所定の波長域の光を非反射とできる材料により、離間距離調整部材１１が構成されていてもよいし、少なくとも閉空間に面する離間距離調整部材１１の表面領域に対し、測定に用いられる所定の波長域の光を非反射とできる、例えば黒色無反射アルマイト処理、および黒色フェルト、黒色ラシャ材、暗幕といった部材の貼付といった任意好適な処理が施されていてもよい。
【００２９】
離間距離調整部材１１は、材料の入手性、入手コストなどの観点から、例えば、アルミニウム−マグネシウム合金（Ａ５０５６）の丸棒を入手し、ＮＣ旋盤などの装置を用いる削り出し加工により加工して成形し、さらに表面処理として黒色無反射アルマイト処理を施すことにより製造することができる。このように表面処理を、蒸着黒色無反射アルマイト処理による表面処理とすれば、接着剤などにより貼付された部材が剥離して機能を喪失するといったリスクを回避することができる。
【００３０】
（ｉ）校正用離間距離調整部材
図２Ａおよび図２Ｂを参照して、本実施形態の校正用離間距離調整部材１１ａについて説明する。図２Ａは、使用状態における校正用離間距離調整部材１１ａを上方側からみた模式図である。図２Ｂは、図２Ａ中の２Ｂ−２Ｂ一点鎖線で示した位置で切断した切断端面を示す模式図である。
【００３１】
図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、離間距離調整部材１１である校正用離間距離調整部材１１ａは、出射面を含むプローブの端部が挿入される開口部１２ａ、および該開口部１２ａに突出して該端部を支持するプローブ支持部１３を含むプローブ挿入部１２と、プローブ挿入部１２に一端側が連設されている筒状部１４と、筒状部１４の他端側に連接されており、校正用部材のうちの少なくとも出射光が照射される表面を覆う校正用部材被覆部１６とを含み、プローブの出射面と校正用部材の表面との離間距離を所定距離とし、かつプローブの出射面、プローブ支持部１３、筒状部１４、校正用部材被覆部１６により、校正用部材のうちの少なくとも出射光が照射される前記表面の上側に、閉空間を画成することができる部材である。
【００３２】
校正用離間距離調整部材１１ａは、所定の波長域の光を出射する出射面を有するプローブを含み得る装置の校正を行うに際し、プローブの出射面（端部）と校正用部材の表面との距離を所定距離とするために用いられる部材である。
【００３３】
以下、校正用離間距離調整部材１１ａの具体的な実施形態について説明する。ここでは、形状が棒状（円筒状）であって、長さ方向の一端側の端面部が光の出射面とされているプローブを用いる例について説明する。
【００３４】
図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、本実施形態の校正用離間距離調整部材１１ａは、厚さｔ５がいずれの部分においても等しい円盤状（円柱状）のプローブ挿入部１２を備えている。本実施形態のプローブ挿入部１２は、厚さｔ５方向に貫通する開口部１２ａを有している。開口部１２ａは、本実施形態では校正用離間距離調整部材１１ａの使用状態における厚さ方向の一方の側である上面１１ａａ側から見たとき（以下、単に「平面視で」という。）の形状および対向する下面側の平面視での形状および径ｄ１が等しく、かつ同心である円形状の開口部としてプローブ挿入部１２に設けられている。すなわち、プローブ挿入部１２は、平面視での平面形状において、プローブ挿入部１２の外形を画成する円の中心と開口部１２ａを画成する円の中心とがいずれも中心軸Ｃを通る同心である平板環状とされており、かつ厚さ方向に延在する側壁１２ｂを有しており、側壁１２ｂの幅がいずれの部分においても等幅とされている。
【００３５】
よって、使用状態においては、上面１１ａａ側とは反対側である載置面側（校正用部材被覆部１６の端部１６ａ側）からみたときに、後述するプローブ支持部１３からプローブの出射面が露出することとなる。
【００３６】
校正用離間距離調整部材１１ａの平面視でのサイズ、すなわち本実施形態では径ｄ５は、校正用部材のうちの少なくとも出射光が照射される表面を覆うことができることを条件として、特に限定されない。また、校正用離間距離調整部材１１ａの厚さｔ１は、校正用部材のうちの少なくとも出射光が照射される表面を覆うことができ、プローブの出射面と校正用部材との離間距離を所定の距離とすることができることを条件として特に限定されない。
【００３７】
プローブ挿入部１２の開口部１２ａの平面視での形状、サイズ、すなわち本実施形態における径ｄ１、および厚さｔ５は、プローブを抜き差し自在とすることができ、挿入されたプローブの側面を側壁部１２ｂで支えることができることを条件として、特に限定されない。換言すると、開口部１２ａの形状、サイズ、深さ（厚さｔ５）は、用いられるプローブの性状に合わせて、任意好適な形状、サイズ、深さに調整することができる。径ｄ１は、プローブの出射面側の端部の径と同一とするか、または径ｄ１を外光が入らない程度にプローブの出射面側の端部の径よりも大きくすることができる。
【００３８】
プローブ支持部１３は、プローブ挿入部１２に挿入されたプローブの出射面側の端部に接してこれを支持する機能と外光の侵入を防止する機能を有する。より具体的には、プローブ支持部１３の表面１３ｂは、プローブの出射面側の端部と接して、プローブの重量の大部分を支持し、プローブ挿入部１２の側壁部１２ｂとともにプローブを支持する機能を有している。ここで「プローブの出射面側の端部」には、分光スペクトルの測定を阻害しないことを条件としてｗ１とt３aの寸法が決定されたプローブの出射面が含まれ得る。
【００３９】
プローブ支持部１３は、本実施形態では、開口部１２ａのうちのプローブ挿入部１２の上面１１ａａとは厚さｔ５方向について反対側の端部から径ｄ１の中心軸Ｃに向かって、厚さ方向とは直交する方向（水平方向）に延在するように開口部１２ａ内に突出する一連の平板環状の構造として構成されている。プローブ支持部１３の形状（平面形状、表面１３ｂの面積および厚さ）は、プローブを支持することができ、分光スペクトルの測定を阻害せず、外光の侵入がないことを条件として特に限定されない。
【００４０】
開口部１２ａのプローブ支持部１３の表面１３ｂまでの深さｔ２は、用いられるプローブのサイズ、重量、外光の遮閉等を勘案して任意好適な深さとすることができる。
【００４１】
プローブ支持部１３は、例えば、開口部１２ａ内に突出する複数の薄板状の突出部として構成することもできる。また、本実施形態ではプローブ支持部１３の表面１３ｂは水平方向に延在している。しかしながらプローブを支持することができ、かつプローブからの出射光、ひいては分光スペクトルの測定を阻害しないことを条件として、必ずしも水平方向に延在していなくてもよい。プローブ支持部１３の厚さｔ３ａは、プローブを支持できることに加え、分光スペクトルの測定を阻害しないこと、具体的には口径食（ケラレ）が発生しないことを条件として特に限定されない。
【００４２】
プローブ支持部１３は、中心軸Ｃを通り径がｄ２であり厚さがｔ３ａである円柱状の空間である開口部１３ａを画成する。開口部１３ａは、開口部１２ａと連通している。
【００４３】
筒状部１４は、本実施形態では円筒状の形状を有している。筒状部１４は、プローブ挿入部１２に一端側が連設されている。より具体的には、筒状部１４は、プローブ挿入部１２の表面（上面１１ａａ）とは厚さ方向でみたときに反対側に位置する端部に一体的に連接されている。
【００４４】
筒状部１４は、中心軸Ｃを通り径がｄ３であり厚さがｔ３ｂである円柱状の空間である開口部１４ａを画成する。開口部１４ａは、開口部１２ａおよび開口部１３ａと連通している。開口部１４ａの径（幅）ｄ３は、分光スペクトルの測定を阻害しないことを条件として特に限定されない。径ｄ３は、出射面から出射される光が、径ｄ３を決定する筒状部１４の内側面部１４ｃの影響を受けない大きさとされる。すなわち、プローブの出射面と測定対象との距離が大きくなるほど、径ｄ３も大きくする必要がある。径ｄ３は、通常、後述する校正用部材被覆部１６が画成する開口部１６ａの径（幅）ｄ４よりも小さく、換言すると筒状部１４は、内側面部１４ｃおよび内下面部１４ｄにより構成部材被覆部１６よりも肉厚に構成される。
【００４５】
使用時においては、内下面部１４ｄには、校正用部材の表面の一部分が接触するように、校正用部材が位置決めされることが好ましい。具体的には、例えば、校正用部材の厚さ方向でみたときの平面的な形状が円形である場合には、校正用部材のうちの少なくとも出射光が照射される表面の外周端から中心に向かって所定の距離のドーナツ状の一部領域が、内下面部１４ｄに接触するように位置決めすればよい。このようにすることでプローブの出射面と校正用部材との離間距離は、厚さｔ３に依存することとなる。よって、このようにすれば、厚さｔ３（および後述する出射面とプローブの出射面側の端部との距離）のみを考慮して、離間距離を調整することができるため、より簡便に安定した校正を実施することができる。
【００４６】
上述したように、プローブの出射面と測定対象との離間距離は、プローブ支持部１３の厚さｔ３ａおよび筒状部１４の厚さｔ３ｂの和である厚さｔ３を適宜変更することにより調整することができる。以下、プローブ支持部１３および筒状部１４を総称して離間距離調整部１５という場合がある。
【００４７】
校正用部材被覆部１６は、本実施形態では円筒状の形状を有しており、筒状部１４よりも肉薄とされている。校正用部材被覆部１６は、筒状部１４に一端側が連設されている。より具体的には、校正用部材被覆部１６は、プローブ挿入部１２の表面（上面１１ａａ）側とは厚さ方向でみたときに反対側に位置する筒状部１４の端部に一体的に連接されている。
【００４８】
校正用部材被覆部１６は、中心軸Ｃを通り径がｄ４であり厚さがｔ４である円盤状の空間である開口部１６ａを画成する。開口部１６ａは、開口部１２ａおよび開口部１３ａおよび開口部１４ａと連通している。校正用部材被覆部１６の径ｄ４および厚さｔ４は、校正用部材のうちの少なくとも出射光が照射される表面を覆って、外光の侵入を防止しつつ、校正用部材の表面とプローブの出射面との離間距離を所定の離間距離とできるサイズとすればよい。換言すると、校正用部材被覆部１６の径ｄ４および厚さｔ４は、用いられる校正用部材の形状、サイズに合わせて適宜設定することができる。
【００４９】
プローブ挿入部１２の表面（上面１１ａａ）側とは厚さ方向でみたときに反対側に位置する校正用部材被覆部１６の端部１６ａは、その全周が載置面と当接して閉空間を画成するか、または厚さｔ４は校正用部材の全体の厚さよりも小さくされる。なお、既に説明したとおり、いずれの場合であっても校正用部材の表面の一部領域が、筒状部１４の下面部１４ｃに接触して、厚さｔ３により離間距離が確保される。
【００５０】
校正用部材被覆部１６の厚さｔ４は、開口部１４ａに外光が入らない厚さであれば特に限定されない。すなわち、校正用部材被覆部１６の端部１６ａが載置面と当接する場合にであっても、厚さｔ４が校正用部材の厚さよりも小さくされて、端部１６ａが載置面から離間する場合であっても、校正用部材のうちの出射光が照射される表面とプローブの出射面との離間距離を所定の離間距離とでき、開口部１４ａに外光が入らないようにできることを条件として、厚さｔ４は特に限定されない。
【００５１】
（ｉｉ）測定用離間距離調整部材
図３Ａおよび図３Ｂを参照して、本実施形態の測定用離間距離調整部材について説明する。図３Ａは、使用状態の離間距離調整部材（測定用離間距離調整部材）を上方側からみた模式図である。図３Ｂは、図３Ａ中の３Ｂ−３Ｂ一点鎖線で示した位置で切断した切断端面を示す模式図である。
【００５２】
図３Ａおよび図３Ｂに示されるように、離間距離調整部材１１である測定用離間距離調整部材１１ｂは、出射面を含むプローブの端部が挿入される開口部１２ａ、および開口部１２ａに突出して端部を支持するプローブ支持部１３を含むプローブ挿入部１２と、プローブ挿入部１２に一端側が連設されており、他端側が土壌の表面に接する接地部１４ｂである筒状部１４とを備えており、プローブの出射面と土壌の表面との離間距離を所定距離とし、かつプローブの出射面、プローブ支持部１３、筒状部１４および土壌の表面により閉空間を画成することができる。
【００５３】
測定用離間距離調整部材１１ｂは、乾燥土壌、特に生土壌の分光スペクトルを測定するにあたり、所定の波長域の光を出射する出射面を有するプローブを用いて、プローブの出射面と土壌の表面との距離を所定距離に維持しつつプローブを支持し、外光が測定面に侵入することを防止するために用いられる部材である。
【００５４】
以下、測定用離間距離調整部材１１ｂの具体的な実施形態について説明する。既に説明した校正用離間距離調整部材１１ａと同様に、プローブの形状が棒状（円筒状）であって、長さ方向の一端側の端面部が所定の波長域の光の出射面とされているプローブを用いる例について説明する。
【００５５】
図３Ａおよび図３Ｂに示されるように、本実施形態の測定用離間距離調整部材１１ｂは、厚さｔ５がいずれの部分においても等しい円盤状（円柱状）のプローブ挿入部１２を備えている。プローブ挿入部１２は、厚さ方向に貫通する開口部１２ａを有している。開口部１２ａは、本実施形態では測定用離間距離調整部材１１ｂの平面視での上面１１ｂａ側からの形状および対向する下面側の平面視での形状および径ｄ１が等しく、かつ中心軸Ｃを共通の中心とする円形状の開口部としてプローブ挿入部１２に設けられている。すなわち、プローブ挿入部１２は、平面視での平面形状において、プローブ挿入部１２の外形を画成する円の中心と開口部１２ａを画成する円の中心とがいずれも中心軸Ｃを通る同心である平板環状とされており、かつ厚さ方向に延在する側壁１２ｂを有しており、側壁１２ｂの幅がいずれの部分においても等幅とされている。
【００５６】
よって、使用状態においては、上面１１ｂａ側とは反対側である土壌側（後述する接地部１４ｂ側）からみたときに、後述するプローブ支持部１３からプローブの出射面が露出することとなる。
【００５７】
測定用離間距離調整部材１１ｂの平面視でのサイズ、すなわち本実施形態では径ｄ４は、プローブを支持することができることを条件として、特に限定されない。また、測定用離間距離調整部材１１ｂの厚さｔ１は、プローブの出射面と土壌との離間距離を所定の距離とすることができることを条件として特に限定されない。
【００５８】
プローブ挿入部１２の開口部１２ａの平面視での形状、サイズ、すなわち本実施形態における径ｄ１、および厚さｔ５は、プローブを抜き差し自在とすることができ、外光の侵入を防止することを条件として、特に限定されない。換言すると、開口部１２ａの形状、サイズ、深さ（厚さｔ５）は、用いられるプローブの性状に合わせて、任意好適な形状、サイズ、深さに調整することができる。径ｄ１は、プローブの出射面側の端部の径と同一とするか、または挿入したときに支持できる程度に大きくすることにより、プローブの側面の少なくとも一部と側面１２ｂとが接するように構成することが好ましい。
【００５９】
プローブ支持部１３は、プローブ挿入部１２に挿入されたプローブの出射面側の端部に接してこれを支持する機能を有する。より具体的には、プローブ支持部１３の表面１３ｂは、プローブの出射面側の端部と接して、プローブの重量の大部分を支持する機能を有している。ここで「プローブの出射面側の端部」には、分光スペクトルの測定を阻害しないことを条件として、プローブの出射面が含まれ得る。
【００６０】
プローブ支持部１３は、本実施形態では、開口部１２ａのうちのプローブ挿入部１２の上面１１ｂａとは厚さｔ５方向について反対側の端部から径ｄ１の中心軸Ｃに向かって、厚さ方向とは直交する方向（水平方向）に延在するように開口部１２ａ内に突出する一連の平板環状の構造として構成されている。プローブ支持部１３の形状（平面形状、表面１３ｂの面積および厚さ）は、プローブを支持することができ、分光スペクトルの測定を阻害しないことを条件として特に限定されない。
【００６１】
開口部１２ａのプローブ支持部１３の表面１３ｂまでの深さｔ２は、用いられるプローブのサイズ、重量、外光侵入防止等を勘案して任意好適な深さとすることができる。
【００６２】
プローブ支持部１３は、例えば、開口部１２ａ内に突出する複数の薄板状の突出部として構成することもできる。また、本実施形態ではプローブ支持部１３の表面１３ｂは水平方向に延在している。しかしながらプローブを支持することができ、かつプローブからの出射光、ひいては分光スペクトルの測定を阻害しないことを条件として、必ずしも水平方向に延在していなくてもよい。プローブ支持部１３の厚さｔ３ａは、プローブを支持できることを条件として特に限定されない。しかしながら、厚さｔ３ａは、プローブの出射面と測定対象との離間距離に影響するため、プローブを支持するための強度、求められる離間距離等を考慮して決定される。
【００６３】
プローブ支持部１３は、中心軸Ｃを通り径がｄ２であり厚さがｔ３ａである円柱状の空間である開口部１３ａを画成する。開口部１３ａは、開口部１２ａと連通している。
【００６４】
筒状部１４は、本実施形態では、円筒状の形状を有している。筒状部１４は、プローブ挿入部１２に一端側が連設されている。より具体的には、筒状部１４は、プローブ挿入部１２の表面（上面１１ｂａ）とは厚さ方向でみたときに反対側に位置する端部に一体的に連接されている。
【００６５】
筒状部１４は、中心軸Ｃを通り径がｄ３であり厚さがｔ３ｂである円柱状の空間である開口部１４ａを画成する。開口部１４ａは、開口部１２ａおよび開口部１３ａと連通している。
【００６６】
プローブの出射面と測定対象との離間距離は、プローブ支持部１３の厚さｔ３ａおよび筒状部１４の厚さｔ３ｂの和である厚さｔ３を適宜変更することにより調整することができる。すなわち、プローブの出射面と土壌の表面との離間距離は離間距離調整部１５の厚さｔ３を変化させることにより調整することができる。
【００６７】
プローブ挿入部１２の表面（上面１１ａａ）側とは厚さ方向でみたときに反対側に位置する筒状部１４の端部である接地部１４ｂは、その全周が土壌の表面と当接して、測定用離間距離調整部材１１ｂの内壁およびプローブの出射面を含む端部とともに閉空間を画成して、外光が入らないように構成される。
【００６８】
筒状部１４は、土壌から土壌サンプルを採取するための採土管に一体的に嵌合できるように構成されていることが好ましい。具体的には、例えば、接地部１４ｂの外径を採土管の開口部の内径に合わせて嵌合できるように構成することが好ましい。
【００６９】
上記の構成を有する離間距離調整部材１１（校正用離間距離調整部材１１ａおよび測定用離間距離調整部材１１ｂ）を用いることにより、プローブの出射面側の端部と、校正用部材または土壌の表面とを所定の距離で離間させることができるので、プローブ、校正用部材の汚損を効果的に防止することができる。結果として、分光スペクトルの測定結果の精度をより向上させることができる。
【００７０】
（ｉｉｉ）保持部材
保持部材２０は、プローブ１００と離間距離調整部材１１との位置を固定するための部材である。
【００７１】
図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、保持部材２０は、この構成例では、奥行きまたは幅の大きさのうちの少なくとも１つが同一である２つの直方体が、同一である奥行きまたは幅が揃うように一体的に連接されて構成されており、使用状態において厚さ方向（垂直方向）に切断したときの断面形状が逆Ｌ字型の形状の部材である。保持部材２０の形状、材質、後述する各部の大きさは、保持部材２０が、プローブ１００の出射面を測定対象の表面に対して平行になるように配置でき、プローブ１００を測定対象の表面に対して直立するように固定できることを条件として特に限定されない。
【００７２】
保持部材２０は、既に説明した離間距離調整部材１１の材料と同一の材料により構成することができ、同一の方法により製造することができる。
【００７３】
保持部材２０は、プローブ１００の側面１００ｂに接して、プローブ１００の側面１００ｂを支持する保持部２０ａ、および離間距離調整部材１１である測定用離間距離調整部材１１ｂまたは校正用離間距離調整部材１１ａの上面（１１ｂａまたは１１ａａ）に接して、測定用離間距離調整部材１１ａまたは校正用離間距離調整部材１１ｂに固定される固着部２０ｂとを備えている。
【００７４】
保持部２０ａは、プローブ１００の側面１００ｂを、１以上の点または面で支持することができる機能部である。この例では保持部２０ａは、プローブ１００の側面１００ｂの一部に接触する支持面を有している。かかる支持面は、例えば、側面１００ｂの一部領域の形状に沿って密着することができる曲面として構成してもよい。
【００７５】
固着部２０ｂは、離間距離調整部材１１に保持部材２０を固定するための機能部である。固着部２０ｂは、離間距離調整部材１１の上面１１ａａ（または１１ｂａ）に１以上の点（線）または面で接触しつつ、保持部材２０と離間距離調整部材１１とを固定する。
【００７６】
この構成例では固着部２０ｂは、離間距離調整部材１１の上面１１ａａの一部に接触する接触面を有しており、かかる接触面は、上面１１ａａの一部領域の形状に沿って密着することができる形状の面として構成されている。
【００７７】
固着部２０ｂは、ネジ（ボルトおよびナット）および離間距離調整部材１１側および／または保持部材２０側に設けられたネジ穴の組み合わせ、離間距離調整部材１１側および／または保持部材２０側に設けられた接着剤の層、離間距離調整部材１１側および／または保持部材２０側に設けられた機械的な固定手段とすることができる。なお、固着部２２を設けることなく、離間距離調整部材１１と保持部材２０とを一体的に構成することもできる。ネジ穴は、例えば、機能を損なわないことを条件として、離間距離調整部材１１に専用の窪み、段差、突起等を設け、これらに設ける構成としてもよい。
【００７８】
（ｉｖ）緊締部材
緊締部材３０は、プローブ１００と保持部材２０とを緊締して、プローブ１００と測定用離間距離調整部材１１ｂまたは校正用離間距離調整部材１１ａとの位置を固定することができる部材である。
【００７９】
緊締部材３０は、プローブ１００の側面１００ｂに既に説明した保持部材２０の保持部２０ａが接し、かつ離間距離調整部材１１の上面１１ａａまたは１１ｂａに固着部２０ｂが接して固定された状態で、プローブ１００の側面１００と保持部材２０とを一周するように巻き付けられて緊締することができる部材である。
【００８０】
緊締部材３０は、例えば、長さ方向に伸縮自在な柔軟な帯状またはひも状のゴムバンドのような部材により構成することができる。緊締部材３０は、環状にして巻き付けたときにその径を調節して固定できる面ファスナー、ホック等の付加的な固定（接着）用の部材をさらに備えていてもよい。緊締部材３０は、所定の全長（または径）に調節されることにより、プローブ１００と離間距離調整部材１１との配置関係を固定した状態で安定して維持することができる部材であることが好ましい。
【００８１】
保持部材２０と緊締部材３０とを用いて、離間距離調整部材１１にプローブ１００を固定することにより、所定の離間距離を安定して維持することができるため、分光スペクトルの測定精度がさらに向上する。
【００８２】
図４を参照して、既に説明した本実施形態にかかる離間距離調整治具１０の使用態様の一例について説明する。図４は、離間距離調整治具１０の使用態様を説明するための模式的な図である。
【００８３】
図４に示されるように、一端側が出射面１００ａとされ、側面１００ｂを有する円筒状のプローブ１００の出射面１００ａ側の端部が、既に説明した離間距離調整部材１１（校正用離間距離調整部材１１ａおよび測定用離間距離調整部材１１ｂ）のプローブ挿入部１２に抜き差し自在に挿入されている。
【００８４】
より具体的には、出射面１００ａ側の端部の端面部１００ｃは、プローブ支持部１３の表面１３ｂに接しており、出射面１００ａが開口部１３ａから露出するように支持されている。この例ではプローブ１００の側面１００ｂは、プローブ挿入部１２の開口部１２ａを画成する側面１２ｂに接している。すなわち、この例ではプローブ１００は、プローブ支持部１３の表面１３ｂと、プローブ挿入部１２の開口部１２ａの側面１２ｂとにより支持されている。
【００８５】
出射面１００ａと測定対象との離間距離は、既に説明したとおり、プローブ支持部１３および筒状部１４の厚さ、すなわち離間距離調整部１５の厚さにより所定の離間距離に調整される。
【００８６】
既に説明したとおり、プローブ１００は、出射面１００ａ側の端部の端面部１００ｃが、プローブ支持部１３の表面１３ｂに接しており、出射面１００ａが開口部１３ａから露出するように支持されている。プローブ１００は、保持部材２０と緊締部材３０とによって、離間距離調整部材１１に固定されることにより、プローブ１００の出射面１００ａと測定対象の表面との離間距離が一定に維持される。
【００８７】
具体的には、保持部２０ａは、プローブ１００の側面１００ｂの一部に接触し、固着部２０ｂは、離間距離調整部材１１の上面１１ａａまたは１１ｂａに接触することによりプローブ１００を支持している。
【００８８】
そして、緊締部材３０は、上記のとおり、プローブ１００の側面１００ｂに保持部材２０の保持部２０ａが接し、かつ離間距離調整部材１１の上面１１ａａまたは１１ｂａに固着部２０ｂが接した状態で、プローブ１００と保持部材２０とに巻き付けられて、離間距離調整部材１１に支持されているプローブ１００と保持部材２０と緊締している。
【００８９】
これにより、プローブ１００は離間距離調整部材１１および保持部材２０に、プローブ１００の出射面１００ａと測定対象の表面とが互いに平行に安定して位置するように、換言するとプローブ１００が離間距離調整部材１１（または測定対象の表面）に対して安定して直立するように固定され、離間距離を所定の距離に安定して固定することができる。
【００９０】
このように、保持部材２０および緊締部材３０を含む離間距離調整治具１０を用いることにより、分光スペクトルの測定精度を向上させることができる。
【００９１】
（２）配置工程
本実施形態の配置工程は、プローブ１００の出射面１００ａと測定対象とが所定距離で離間するように、離間距離調整治具１０によりプローブ１００を支持させて、測定対象に対してプローブ１００および離間距離調整治具１０を配置する工程である。
【００９２】
配置工程は、離間距離調整部材１１、すなわち校正用離間距離調整部材１１ａまたは測定用離間距離調整部材１１ｂを、測定対象に対して位置決めして配置し、配置された離間距離調整部材１１のプローブ挿入部１２にプローブを挿入してプローブ支持部１３に支持させることにより配置工程を行うことができる。
【００９３】
配置工程は、離間距離調整部材１１が校正用離間距離調整部材１１ａである場合には、校正用離間距離調整部材１１ａは、例えば机上の載置面に載置された校正用部材に、校正用離間距離調整部材１１ａの校正用部材被覆部１６を被せるように載置し、プローブ挿入部１２にプローブを挿入して、プローブ挿入部１２の側面１２ａおよびプローブ支持部１３により支持しつつ、校正用部材のうちの出射光が照射される表面の上側に、閉空間を画成させることにより行うことができる。
【００９４】
例えば、校正用部材被覆部１６の形状が円筒状であり、かつ校正用部材の厚さ方向から見たときの平面的な形状が円形である場合には、校正用部材被覆部１６が、校正用部材のうちの少なくとも一部分に接触して、これを隙間なく保持できるように構成すればよい。
【００９５】
また、配置工程は、離間距離調整部材１１が測定用離間距離調整部材１１ｂである場合であって、例えば採土管を用いて土壌を採取した場合には、採土管の開口部から露出した生土壌の表面に、測定用離間距離調整部材１１ｂの接地部１４ｂの外径を採土管の開口部の内径に合うように嵌合させ、かつ接地部１４ｂが採土管の開口部から露出する土壌の表面に当接するように被せ、プローブ挿入部にプローブの出射面側の端部を挿入してプローブ挿入部１２の側面１２ａおよびプローブ支持部１３により支持しつつ閉空間を画成させることにより行うことができる。
【００９６】
既に説明した保持部材２０および緊締部材３０を用いる配置工程は、保持部２０ａと固着部２０ｂとを備えている保持部材２０および緊締部材３０を用意し、プローブ１００の側面１００ｂに保持部２０ａが接し、かつ離間距離調整部材１１の上面１１ａａまたは１１ｂａに固着部２０ｂが接した状態となるようにして固定し、プローブ１００と保持部材２０とを緊締部材３０により緊締して、プローブ１００と離間距離調整治具１０との位置を固定することにより行われる。
【００９７】
（３）測定工程
本実施形態の測定工程は、測定対象に出射面から出射する所定の波長域の光を照射して、測定対象の分光スペクトルを測定する工程である。
【００９８】
すなわち、この測定工程は、離間距離調整部材１１（校正用離間距離調整部材１１ａ、測定用離間距離調整部材１１ｂ、保持部材２０、緊締部材３０）およびプローブ１００の出射面１００ａ側の端部が画成する閉空間内に存在する測定対象である校正用部材または土壌に光を照射して分光スペクトルを取得する工程である。
【００９９】
測定対象が校正用部材であり、離間距離調整部材１１として校正用離間距離調整部材１１ａを用いる場合には、閉空間を画成することで、外光の入らない空間を構成することができ、結果として、分光スペクトルの意図しない変動を抑制し、外光ノイズの入らない安定した測定が可能となる。校正用離間距離調整部材１１ａおよび測定用離間距離調整部材１１ｂにより得られる離間距離は、一致させて測定する必要がある。校正用離間距離調整部材１１ａによる校正用部材を用いる分光スペクトルの測定は、測定用離間距離調整部材１１ｂによる土壌の分光スペクトルの測定前に実施し、土壌サンプルごとに測定することが好ましい。しかしながら、校正用離間距離調整部材１１ａによる校正用部材を用いる測定は、数サンプルごとや、所定の時間経過ごとに実施してもよい。
【０１００】
特に、測定対象が土壌（乾燥土壌または生土壌）であり、離間距離調整部材１１として測定用離間距離調整部材１１ｂを用いる場合には、閉空間を画成することで、特に生土壌の表面からの水分の蒸発散速度を遅くするか、または抑制することができ、結果として、分光スペクトルの意図しない変動を抑制し、信頼性の高い分光スペクトルを得ることができる。
【０１０１】
測定対象が生土壌である場合には、生土壌の土性によって水分の蒸発のしやすさが異なるため、採取された生土壌（測定地点）ごとに適切な離間距離を検討し、設定して分析を行う必要がある。通常、測定地点において複数の土壌サンプルが取得される。ここで、例えば、最初の土壌サンプルによりプローブの出射面と採土管内の土壌の表面との最適な離間距離を見出すことができた場合には、以後の複数の土壌サンプルについては、プローブの出射面と採土管内の土壌の表面との離間距離を固定して、連続的に分光スペクトルの測定を行うことができる。なお、離間距離を変えつつ、複数の土壌サンプルについて測定を行う必要があり、何らかの補正を行う必要がある場合には、得られた分光スペクトルに対して、バイアス補正を行うなどの処理を行ってもよい。
【０１０２】
（４）その他の工程
取得された分光スペクトルの利用態様について説明する。
【０１０３】
取得された生土壌にかかる分光スペクトルは、多変量解析に先立ち前処理されることが好ましい。かかる前処理により、サンプル間のばらつきを補正でき、ノイズ、アウトライヤーなどの影響を除外できるため、データの質を高めることができる。
【０１０４】
前処理としては例えば、平滑化処理、微分処理（例えば、一次微分処理、二次微分処理）、補正処理（例えば、多重散乱補正処理（ＭＳＣ）、標準正規変数処理（ＳＮＶ）、拡張多重散乱補正処理（ＥＭＳＣ）、ベースライン補正処理）、平均化処理、オートスケール処理、レンジスケール処理、分散スケール処理、ノーマライズ処理、常用対数処理（ｌｏｇ１０）、掛け算処理、引き算処理が挙げられる。
【０１０５】
多変量解析としては、例えば、部分最小二乗（ＰＬＳ）回帰分析、重回帰分析、主成分分析（ＰＣＳ）、主成分回帰分析（ＰＣＲ）、ニューラルネットワーク、およびフーリエ変換解析が挙げられる。これらのうち、重回帰分析等他の方法で生じ得る多重共線性の問題を回避できること、多数の説明変数による推定が可能であること、少ないサンプル数による推定が可能であること、予測性能が高いこと等の理由からＰＬＳ回帰分析を用いることが好ましい。
【０１０６】
例えば、多変量解析がＰＬＳ回帰分析である場合、ＰＬＳ回帰分析における回帰モデルに従い、分光スペクトルを説明変数とし、土壌成分値を目的変数として行列を作成し、当該説明変数をＰＬＳアルゴリズムに基づき変換し、ＰＬＳ回帰モデルの式に代入することで、生土壌にかかる分光スペクトルからの土壌成分値推定式（検量線、検量式モデル、回帰モデル）が得られる。ＰＬＳ回帰分析におけるＰＬＳアルゴリズムおよび回帰モデルは、例えば「ＰＬＳ回帰におけるモデル選択」（橋本淳樹、田中豊著、アカデミア．情報理工学編：南山大学紀要、２０１０年、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｅｔｏ．ｎａｎｚａｎ−ｕ．ａｃ．ｊｐ／ｓｔ／ｎａｓ／ａｃａｄｅｍｉａ／ｖｏｌ＿０１０ｐｄｆ／１０−０３９−０４９．ｐｄｆ）に記載されている。
【０１０７】
次いで、得られた分光スペクトルから、上記のステップで得られた相関関係に基づき、土壌成分値の予測値を得る。
【０１０８】
分光スペクトルは、採土管に採取された同じ試料または圃場の測定地点で２回以上の測定回数で得られた測定値の平均値として処理されることが好ましい。測定回数は１０回以上が好ましく、採土管の場合は、採土管を回転させて複数回の測定値の平均値を得ることが好ましく、圃場の測定地点では、目的変数となる土壌成分の分析用に採取される土壌の範囲を複数個所測定し、その平均値を得ることが好ましい。上記のステップにおいて土壌成分値の推定式を得た場合には、分光スペクトルの測定値を当該式に適用することで、土壌成分値の予測値を得ることができる。
【実施例】
【０１０９】
本発明をさらに詳細に説明するために実施例を示す。本発明は下記の実施例に限定されない。
【０１１０】
実施例１（校正用部材を用いる分光スペクトルの測定）
実施例１は、校正用部材を用いる分光スペクトルの測定において、離間距離調整治具を用いずにプローブと校正部材とを接触させて測定した場合（離間距離が０ｍｍである場合）と同様の分光スペクトルを取得できる、離間距離調整治具を用いて調整された離間距離、およびかかる離間距離と減衰率との関係を把握することを目的として行われた。
【０１１１】
実施例１にかかる分光スペクトルの測定は、ＦｉｅｌｄＳｐｅｃ（ＡＳＤ社製、光源内蔵型コンタクトプローブ（以下、プローブという。）を含む。）および校正用部材である標準拡散反射板（Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ  Ｉｎｃ、ＳＲＳ−４０−０２０）（分光率４０％）を用い、加えて、標準拡散反射板の表面とプローブの出射面との離間距離を１〜１０ｍｍ（１ｍｍ間隔）とした場合には既に説明した構成を備え、標準拡散反射板の表面とプローブの出射面との離間距離を上記所定の離間距離とできる校正用離間距離調整部材を用いて、分光スペクトルの測定を行った。
【０１１２】
具体的には、机上に載置した標準拡散反射板に、材料としてアルミニウム合金（Ａ５０５６）を用い、その表面に黒色無反射アルマイト処理が施された校正用離間距離調整部材（ｄ１＝２８ｍｍ、ｄ２＝２２ｍｍ、ｄ３＝４６ｍｍ、ｄ４＝６１ｍｍ、ｄ５＝６４ｍｍ、ｔ３ａ＝０．５ｍｍ、ｔ４＝１０ｍｍ、ｔ５＝５．５ｍｍ、ｗ１＝３ｍｍ）を標準拡散反射板のうちの少なくとも出射光が照射される表面を覆うように被せ、プローブ挿入部にプローブの出射面側の端部を挿入して支持しつつ、標準拡散反射板のうちの出射光が照射される表面の上側に閉空間を画成させた状態で、分光スペクトルの測定を行った。
【０１１３】
結果を図５および図６に示す。図５は、プローブのセンサーの感度を調整した後の離間距離（ｍｍ）と拡散反射率との関係を示すグラフである。図５中、上向き矢印は、水分吸収帯（ＯＨ基）を示している。図５は、離間距離（ｍｍ）と反射吸光度との関係および減衰率を示すグラフである。
【０１１４】
図５から明らかなとおり、校正用離間距離調整部材による離間距離が１ｍｍ〜４ｍｍ、および７ｍｍ〜１０ｍｍである場合には、離間距離が０ｍｍである場合の分光スペクトルと比較して乖離がみられるが、離間距離が５ｍｍおよび６ｍｍである場合には離間距離が０ｍｍである場合からの乖離はほとんどなかった。
【０１１５】
よって、標準拡散反射板とプローブの出射面との離間距離を本実施例では５ｍｍ〜６ｍｍである所定距離として測定することで、分光スペクトルの意図しない変動を抑制することができ、安定した分光スペクトルを取得することができることがわかった。
【０１１６】
図６に示されるように、標準拡散反射板とプローブの出射面との離間距離を０ｍｍとしたときの吸光度（分光吸光度）を基準とし、離間距離を１ｍｍ間隔で１０ｍｍまでとしたときの吸光度と比較したところ、離間距離が１０ｍｍである場合の平均減衰量は５６％であり、離間距離が５ｍｍである場合の平均減衰量は３８％であり、離間距離が６ｍｍである場合の平均減衰量は４１％であった。なお、平均減衰量は、光源の消費電力（ワット数）を一定として算出している。
【０１１７】
よって、標準拡散反射板とプローブの出射面との離間距離は、波長感度の変動および平均減衰量を考慮すると、本実施形態では平均減衰量が５０％以内に収まる８ｍｍが上限であると推察された。
【０１１８】
実施例２（測定用離間距離調整部材を用いる分光スペクトルの測定）
円形の開口部の内径が５０ｍｍである採土管（大起理化工業株式会社製、ステンレス試料円筒（ＤＩＫ−１８０１））を用いて、愛媛県松山市にて、水田の表土をはぎ取り、露出した表面に採土管を採土器に装着して土壌を採土管内に充填することにより採取し、採土管の両端から露出する土壌が乾燥しないように付属の蓋で、採土管から露出する土壌の露出面を覆い、ビニールテープで採土管と蓋とを密閉して保存することにより分光スペクトルの測定用の土壌（水分を含む水田生土壌）を得た。
【０１１９】
実施例２にかかる分光スペクトルの測定は、ＦｉｅｌｄＳｐｅｃ（ＡＳＤ社製、プローブを含む。）を用い、加えて、採土管の開口部から露出する土壌の表面とプローブの出射面との離間距離を１〜６ｍｍ（１ｍｍ間隔）とした場合には既に説明した構成を備え、土壌の表面とプローブの出射面との離間距離を上記所定の離間距離とできる測定用離間距離調整部材を用いて、分光スペクトルの測定を行った。
【０１２０】
具体的には、まず、材料としてアルミニウムを用い、その表面に黒色無反射アルマイト処理が施された校正用冶具と測定用離間距離調整部材（ｄ１＝２８ｍｍ、ｄ２＝２２ｍｍ、ｄ３＝４４ｍｍ、ｄ４＝４９．９ｍｍ、ｔ３ａ＝０．５ｍｍ、ｔ５＝５．５ｍｍ、ｗ１＝３ｍｍ）を用意した。
【０１２１】
次いで、所定の離間距離に対応する校正用冶具に、プローブを、保持部材および緊締部材により固定し、標準拡散反射板を取り付けて、校正を実施した。次いで、校正用冶具からプローブを外し、測定用冶具に、プローブを、保持部材および緊締部材により固定した。採土管の開口部から露出する土壌の表面を水平に保ち、プローブが固定された測定用離間距離調整部材の外径を採土管の開口部の内径に合わせ、かつ測定用離間距離調整部材の接地部が採土管の開口部から露出する土壌の表面に当接するように被せた。
【０１２２】
次に、プローブの出射面と測定用離間距離調整部材と採土管の開口部から露出する土壌の表面とで閉空間を画成させた状態で、分光スペクトルの測定を行った。結果を図７から図１３に示す。
【０１２３】
図７から図１３は、測定された分光スペクトル（反射吸光度）と離間距離（０ｍｍ〜６ｍｍ）との関係を示すグラフである。測定は、複数回行われた。初回、１０スキャン後、２０スキャン後の分光スペクトルをそれぞれ示した。
【０１２４】
図７〜図１３に示されるように、離間距離０ｍｍ〜２ｍｍの場合には、測定ごとに分光スペクトルの変動が認められた。しかしながら、離間距離を３ｍｍ〜６ｍｍとした場合には変動幅が抑制され、測定された分光スペクトルは安定していることがわかった。また、実施例１において分光スペクトルの変動が確認されなかった離間距離が５ｍｍである場合および離間距離が６ｍｍである場合（図５参照。）においても変動が認められなかった。
【０１２５】
以上より明らかなとおり、既に説明した測定用離間距離調整部材を用いれば、測定対象が水分を含む生土壌であっても、土壌の表面とプローブの出射面との離間距離を所定の距離として分光スペクトルの測定を行うことにより、意図しない変動を抑制することができ、結果として、安定した分光スペクトルを取得することができることが示された。
【符号の説明】
【０１２６】
１０  離間距離調整治具
１１  離間距離調整部材
１１ａ  校正用離間距離調整部材
１１ａａ、１１ｂａ  上面
１１ｂ  測定用離間距離調整部材
１２  プローブ挿入部
１２ａ  開口部
１２ｂ  側面
１３  プローブ支持部
１３ａ  開口部
１３ｂ  表面
１４  筒状部
１４ａ  開口部
１４ｂ  接地部
１４ｃ  内側面部
１４ｄ  内下面部
１５  離間距離調整部
１６  校正用部材被覆部
１６ａ  端部
２０  保持部材
２０ａ  保持部（支持面）
２０ｂ  固着部（接触面）
３０  緊締部材
１００  プローブ
１００ａ  出射面
１００ｂ  側面
１００ｃ  端面部
Ｃ  中心軸
【図１Ａ】
2019066201.tif 000003
【図１Ｂ】
2019066201.tif 000004
【図２Ａ】
2019066201.tif 000005
【図２Ｂ】
2019066201.tif 000006
【図３Ａ】
2019066201.tif 000007
【図３Ｂ】
2019066201.tif 000008
【図４】
2019066201.tif 000009
【図５】
2019066201.tif 000010
【図６】
2019066201.tif 000011
【図７】
2019066201.tif 000012
【図８】
2019066201.tif 000013
【図９】
2019066201.tif 000014
【図１０】
2019066201.tif 000015
【図１１】
2019066201.tif 000016
【図１２】
2019066201.tif 000017
【図１３】
2019066201.tif 000018