(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ独立に発光可能な赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤを有するＬＥＤ光源と、
それぞれ独立に受光強度を測定可能な赤色ＰＤ、緑色ＰＤ及び青色ＰＤを有する受光センサと、
前記ＬＥＤ光源と前記受光センサとの間に配設され、試料セルを載置するための試料セル載置部と、
前記赤色ＬＥＤ、前記緑色ＬＥＤ及び前記青色ＬＥＤを駆動するＬＥＤ光源駆動部と、
前記受光センサからのアナログ出力信号を増幅するアンプ及び前記アンプで増幅されたアナログ出力信号をデジタル信号に変換して出力するＡＤ変換素子を含む信号処理部と、
前記ＬＥＤ光源駆動部及び前記信号処理部の動作を制御する制御部と、
前記デジタル信号を外部コンピュータに出力するためのインタフェース部とを備える土壌検査装置であって、
前記試料セル載置部は、前記試料セルとしての丸型試験管を載置するように構成されており、
前記赤色ＬＥＤ、前記緑色ＬＥＤ及び前記青色ＬＥＤからの各色光が前記試料セル載置部に載置された丸型試験管の中心軸を横切って通過するように前記ＬＥＤ光源から前記丸型試験管まで前記各色光を導光するための導光部を有する黒色導光部材をさらに備えることを特徴とする土壌検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の土壌検査装置において、
前記ＬＥＤ光源は、光拡散材を含有するレンズ部をさらに有することを特徴とする土壌検査装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の土壌検査装置において、
前記赤色ＰＤ、前記緑色ＰＤ及び前記青色ＰＤは、略同一平面形状を有し、かつ、前記試料セル載置部に載置された状態の前記丸型試験管の中心軸に平行な方向に沿って配置されていることを特徴とする土壌検査装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の土壌検査装置において、
前記制御部は、前記赤色ＬＥＤが発光していない期間における前記赤色ＰＤの第１出力、前記赤色ＬＥＤが発光している期間における前記赤色ＰＤの第２出力、前記緑色ＬＥＤが発光していない期間における前記緑色ＰＤの第１出力、前記緑色ＬＥＤが発光している期間における前記緑色ＰＤの第２出力、前記青色ＬＥＤが発光していない期間における前記青色ＰＤの第１出力及び前記青色ＬＥＤが発光している期間における前記青色ＰＤの第２出力を、前記デジタル信号として出力するように前記ＬＥＤ光源駆動部及び前記信号処理部の動作を制御することを特徴とする土壌検査装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の土壌検査装置において、
前記ＬＥＤ光源駆動部は、前記赤色ＬＥＤ、前記緑色ＬＥＤ及び前記青色ＬＥＤをそれぞれ時間的に重ならないように、かつ、間欠的に発光させる機能を有することを特徴とする土壌検査装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の土壌検査装置において、
前記ＬＥＤ光源駆動部は、前記赤色ＬＥＤ、前記緑色ＬＥＤ及び前記青色ＬＥＤの発光強度を独立に制御する機能を有することを特徴とする土壌検査装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の土壌検査装置において、
前記アンプは、前記赤色ＰＤからのアナログ信号の増幅率、前記緑色ＰＤからのアナログ信号の増幅率及び前記青色ＰＤからのアナログ信号の増幅率をそれぞれ独立に制御する機能を有することを特徴とする土壌検査装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の土壌検査装置において、
前記ＬＥＤ光源と前記受光センサとの間に比色表(カラープレート)を保持する機能を有することを特徴とする土壌検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌検査システム、土壌検査装置、土壌検査プログラム及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
分光光度計などを備える高価な分析装置（例えば、非特許文献１参照。）を用いることなく現場で土壌検査を行うことが可能で、かつ、複数種類の検査対象成分について土壌検査を行うことが可能な土壌検査キットが知られている（例えば、非特許文献２及び特許文献１参照。）。この土壌検査キットは、土壌から検査対象成分を含む抽出ろ液を抽出するのに用いる抽出試薬及び抽出ろ過器、抽出ろ液に含まれる検査対象成分を発色させるのに用いる複数種類の発色試薬及び発色用試験管、並びに検査対象成分の含有量を読み取るのに用いる複数種類の比色表（カラープレート）を備えている。【０００３】
図１４は、そのような土壌検査キット９００の使い方を説明するために示す図である。なお、図１４は、非特許文献１に記載されている図面に符号等を加えて作成したものである。富士平工業この土壌検査キット９００を使うには、まず、抽出ろ過器９１０（抽出ろ過器９１０Ａ，９１０Ｂ，９１０Ｃ）を準備する（図１４（ａ）参照。）。次に、抽出試薬を注入した抽出ろ過器９１０Ａに検査対象となる土壌を加える（図１４（ｂ）参照。）。次に、抽出ろ過器９１０Ａ，９１０Ｂ，９１０Ｃを嵌め込んで振盪する（図１４（ｃ）参照。）。次に、抽出ろ過器９１０を逆さにした後に抽出ろ過器９１０Ａの蓋を取り、そのままろ過をする（図１４（ｄ）参照。）。これにより、抽出ろ液が得られる。【０００４】
次に、得られた抽出試薬を発色用試験管９２０に入れる（図１４（ｅ）参照。）。次に、純水及び検査対象成分に係る発色試薬を順次発色用試験管９２０に加える（図１４（ｆ）及び図１４（ｇ）参照。）。次に、例えば５分間静置した後に発色用試験管９２０に入っている発色液の発色濃度を当該検査対象成分に係る比色表９３０に基づいて読み取る（図１４（ｈ）参照。）。【０００５】
この土壌検査キット９００によれば、検査対象となる土壌から抽出した抽出ろ液に、検査対象成分に係る発色試薬を加えて発色させて発色液を作り、その発色液の発色濃度を当該検査対象成分に係る比色表に基づいて読み取ることにより、検査対象成分の含有量を測定することが可能となるため、高価な分析装置を用いることなく現場で土壌検査を行うことが可能となる。【０００６】
また、この土壌検査キット９００によれば、検査対象となる土壌から抽出した抽出ろ液を複数の発色用試験管に小分けして、その後、これら複数の発色用試験管を用いて検査対象成分ごとに、対応する発色試薬を加えて発色させて発色液を作り、その発色液の発色濃度を対応する比色表に基づいて読み取ることにより、複数種類の検査対象成分の含有量を測定することが可能となる。【０００７】
このため、この土壌検査キット９００は、高価な分析装置を用いることなく現場で土壌検査を行うことが可能で、かつ、複数種類の検査対象成分について土壌検査を行うことが可能な土壌検査キットとなる。【０００８】
しかしながら、上記した土壌検査キット９００においては、発色濃度を読み取る手順を人が行う必要があるため、検査結果のばらつきが大きいという問題がある。【０００９】
ところで、ＬＥＤ及び受光センサからなる簡易デジタル吸光光度計を用いて発色濃度を読み取って水質を測定する水質検査器が知られている（例えば、非特許文献３参照。）。【００１０】
従って、非特許文献２又は特許文献１に記載された土壌検査キット９００を用いて複数種類の検査対象成分ごとに発色液を作り、これらの発色液の発色濃度を非特許文献３に記載の水質検査器を用いて読み取るようにすれば、発色濃度を読み取る手順を人が行う必要がなくなるため、検査結果のばらつきを小さくすることが可能となると考えられる。【００１１】
【特許文献１】実公平４−４１９２２号公報
【非特許文献１】土壌・作物体総合分析装置ＳＦＰ−３、［online］、富士平工業株式会社、［平成１７年２月１１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.fujihira.co.jp/spectro%20photometer.htm＞
【非特許文献２】新型土壌養分検定器／Ｄｒ．ソイル／取扱説明書、富士平工業株式会社
【非特許文献３】デジタルパックテスト  単項目水質計、［online］、株式会社共立理化学研究所、［平成１７年１月２２日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://kyoritsu-lab.co.jp/pack/dpm.html＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、非特許文献３に記載の水質検査器は、元来１つの検査対象成分の含有量を測定するための単項目水質検査器であって、複数種類の検査対象成分の含有量を測定するものではない。【００１３】
また、非特許文献３に記載の水質検査器は、１つの単色ＬＥＤ（ライト  エミッティング  ダイオード）及び１つの受光センサを用いて光量測定を行うように構成されているため、この水質検査器を用いて複数種類の検査対象成分の含有量を測定しようとしても、発色液によっては、発色液が光をほとんど吸収しない波長域（又は発色液が光を弱くしか吸収しない波長域）と、単色ＬＥＤの発光波長域とが一致してしまうことがあるため、非特許文献３に記載の水質検査器を用いて複数種類の検査対象成分の含有量を測定する土壌検査システムを構成することは困難であるという問題が生じる。【００１４】
そこで、本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、高価な分析装置を用いることなく現場で土壌検査を行うことが可能で、かつ、複数種類の検査対象成分について土壌検査を行うことが可能な土壌検査システムであって、検査結果のばらつきが小さい土壌検査システムを提供することを目的とする。また、このような土壌検査システムに好適に使用することが可能な土壌検査装置、土壌検査プログラム及び記録媒体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】
【００１５】
（１）本発明の土壌検査システムは、それぞれ独立に発光可能な赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤを有するＬＥＤ光源と、それぞれ独立に受光強度を測定可能な赤色ＰＤ、緑色ＰＤ及び青色ＰＤを有する受光センサと、前記ＬＥＤ光源と前記受光センサとの間に配設され、試料セルを載置するための試料セル載置部と、前記赤色ＬＥＤ、前記緑色ＬＥＤ及び前記青色ＬＥＤを駆動するＬＥＤ光源駆動部と、前記受光センサからのアナログ出力信号を増幅するアンプ及び前記アンプで増幅されたアナログ出力信号をデジタル信号に変換して出力するＡＤ変換素子を含む信号処理部と、前記ＬＥＤ光源駆動部及び前記信号処理部の動作を制御する制御部と、吸光光度法を用いて前記デジタル信号から検査対象成分の含有量を算出する演算部と、前記演算部で算出された前記検査対象成分の含有量を含む情報を表示する表示部とを備えることを特徴とする。【００１６】
このため、本発明の土壌検査システムによれば、土壌検査キットなどを用いて発色液を作るとともに発色液の入った試料セルを試料セル載置部に載置すれば、ＬＥＤ光源及び受光センサを用いて光量測定を行うことにより発色液の発色濃度を読み取ることが可能となる。その結果、発色濃度を読み取る手順を人が行う必要がなくなるため、検査結果のばらつきを小さくすることが可能となる。【００１７】
また、本発明の土壌検査システムによれば、赤色ＰＤ、緑色ＰＤ及び青色ＰＤを有する受光センサを用いて光量測定を行うことにより、検査対象成分の含有量を算出することが可能となる。その結果、分光光度計を用いる必要がなくなるため、高価な分析装置を用いることなく現場で土壌検査を行うことが可能となる。【００１８】
また、本発明の土壌検査システムによれば、検査対象成分ごとに発色液の発色濃度を読み取って検査対象成分の含有量を算出することで、複数種類の検査対象成分の含有量を測定することが可能となる。この場合、発色液は赤、緑、青の３つの波長域のうち少なくとも１つの波長域においては光を十分に吸収すると考えられるため、本発明の土壌検査システムのように３つの色光（赤色光、緑色光及び青色光）を用いて光量測定を行うことで、どのような検査対象成分であっても含有量を算出することが可能となる。【００１９】
このため、本発明の土壌検査システムは、高価な分析装置を用いることなく現場で土壌検査を行うことが可能で、かつ、複数の検査対象成分について土壌検査を行うことが可能な土壌検査システムであって、検査結果のばらつきが小さい土壌検査システムとなる。【００２０】
なお、本発明の土壌検査システムにおいて、ＰＤとは、フォトダイオードのことである。【００２１】
本発明の土壌検査システムにおいては、演算部は、吸光光度法を用いてデジタル信号から検査対象成分の含有量を算出する際に、発色濃度を吸光度に変換してから検査対象成分の含有量を算出するようにしてもよいし、発色濃度を透過率に変換してから検査対象成分の含有量を算出するようにしてもよい。【００２２】
また、本発明の土壌検査システムにおいては、発色濃度と検査対象成分の含有量との関係を示す関係式を用いて検査対象成分の含有量を算出するようにしてもよいし、発色濃度と検査対象成分の含有量との関係を示す関係テーブルを適宜参照して検査対象成分の含有量を算出するようにしてもよい。【００２３】
（２）本発明の土壌検査装置は、それぞれ独立に発光可能な赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤを有するＬＥＤ光源と、それぞれ独立に受光強度を測定可能な赤色ＰＤ、緑色ＰＤ及び青色ＰＤを有する受光センサと、前記ＬＥＤ光源と前記受光センサとの間に配設され、試料セルを載置するための試料セル載置部と、前記赤色ＬＥＤ、前記緑色ＬＥＤ及び前記青色ＬＥＤを駆動するＬＥＤ光源駆動部と、前記受光センサからのアナログ出力信号を増幅するアンプ及び前記アンプで増幅されたアナログ出力信号をデジタル信号に変換して出力するＡＤ変換素子を含む信号処理部と、前記ＬＥＤ光源駆動部及び前記信号処理部の動作を制御する制御部と、前記デジタル信号を外部コンピュータに出力するためのインタフェース部とを備えることを特徴とする。【００２４】
このため、本発明の土壌検査装置によれば、吸光光度法を用いてデジタル信号から検査対象成分の含有量を算出する手順を実行するように設定された外部コンピュータと、本発明の土壌検査装置とを接続することにより、本発明の土壌検査システムを構成することが可能となり、それに伴って、本発明の土壌検査システムが有する効果をそのまま有するようになる。【００２５】
（３）本発明の土壌検査装置においては、前記試料セル載置部は、前記試料セルとしての丸型試験管を載置するように構成されていることが好ましい。【００２６】
ところで、吸光光度法のための光量測定を行う際には、各色で光路長を一定にして各色同じ条件で精度のよい光量測定を行うために、通常、断面四角形状の角型セルが用いられているが、角型セルを用いることに起因する問題がある。【００２７】
すなわち、角型セルを用いる場合には、試料の調整が容易ではない（振盪しにくいため発色時間が長くなる。）という問題がある。実際、非特許文献３に記載の水質検査器においては、角型セルに検査対象水を入れたものを、検査対象成分に係る試薬を含有するポリチューブに吸い込み反応・発色させて発色液を作り、その後、発色液を角型セルに戻すという、煩雑な操作を必要としている。また、角型セルを用いる場合には、使い終わった角型セルの洗浄も容易ではない（角型セルの内部は洗浄しにくい。）という問題もある。【００２８】
これに対して、本発明の土壌検査装置においては、角型セルの代わりに断面円形状の丸型試験管を用いることで、試料セル中における試料の調整が容易になり（振盪し易いため発色時間を短くできる。）、使い終わった試料セルの洗浄も容易になる（内部の洗浄が楽になる。）。この場合、下記（４）〜（６）に記載のように構成することにより、各色ほぼ同じ条件で精度のよい光量測定を行うことが可能となる。【００２９】
（４）本発明の土壌検査装置においては、前記ＬＥＤ光源は、光拡散材を含有するレンズ部をさらに有することが好ましい。【００３０】
このように構成することにより、赤色ＬＥＤから放射される赤色光、緑色ＬＥＤから放射される緑色光及び青色ＬＥＤから放射される青色光のいずれもがレンズ部で均一に拡散され、ＬＥＤ光源からは各色ほぼ同じ条件（強度分布の角度依存性、強度分布の位置依存性がほぼ同一。）で射出されるようになる。その結果、各色ほぼ同じ条件で精度のよい光量測定を行うことが可能となる。【００３１】
（５）本発明の土壌検査装置においては、前記赤色ＬＥＤ、前記緑色ＬＥＤ及び前記青色ＬＥＤからの各色光が前記試料セル載置部に載置された丸型試験管の中心軸を横切って通過するように前記ＬＥＤ光源から前記丸型試験管まで前記各色光を導光するための導光部を有する黒色導光部材をさらに備えることが好ましい。【００３２】
このように構成することにより、黒色導光部材から射出される各色光のビーム径及び広がり角を小さくすることが可能となるとともに、丸型試験管の光入射面に垂直な方向から各色光を入射させ、丸型試験管の光射出面に垂直な方向に沿って各色光を射出させることが可能となるため、丸型試験管の光入射面及び光射出面で各色光が望ましくない屈折を起こしてしまうことを十分に抑制して、各色ほぼ同じ条件で精度のよい光量測定を行うことが可能となる。【００３３】
（６）本発明の土壌検査装置においては、前記赤色ＰＤ、前記緑色ＰＤ及び前記青色ＰＤは、略同一平面形状を有し、かつ、前記試料セル載置部に載置された状態の前記丸型試験管の中心軸に平行な方向に沿って配置されていることが好ましい。【００３４】
このように構成することにより、丸型試験管の中心軸に垂直な平面内における各色光の光路に偏りが存在する場合でも、この偏りによる影響を少なくして各色ほぼ同じ条件で精度のよい光量測定を行うことが可能となる。【００３５】
（７）本発明の土壌検査装置においては、前記制御部は、前記赤色ＬＥＤが発光していない期間における前記赤色ＰＤの第１出力、前記赤色ＬＥＤが発光している期間における前記赤色ＰＤの第２出力、前記緑色ＬＥＤが発光していない期間における前記緑色ＰＤの第１出力、前記緑色ＬＥＤが発光している期間における前記緑色ＰＤの第２出力、前記青色ＬＥＤが発光していない期間における前記青色ＰＤの第１出力及び前記青色ＬＥＤが発光している期間における前記青色ＰＤの第２出力を、前記デジタル信号として出力するように前記ＬＥＤ光源駆動部及び前記信号処理部の動作を制御することが好ましい。【００３６】
このように構成することにより、各色光ごとにＬＥＤ非点灯期間及びＬＥＤ点灯期間における受光強度を測定することが可能となるため、後段でこれらの受光強度の差分を取ることにより、土壌検査装置内に漏れ入ってくる背景光の影響を少なくすることが可能となり、さらに精度のよい光量測定を行うことが可能となる。【００３７】
また、このことは、土壌検査装置における遮光構造をより簡易なものとしたり、土壌検査装置における発色濃度の読み取りを容易なものにしたりすることが可能となることを意味し、安価で使い勝手のよい土壌検査装置を構成することが可能となる。【００３８】
（８）本発明の土壌検査装置においては、前記ＬＥＤ光源駆動部は、前記赤色ＬＥＤ、前記緑色ＬＥＤ及び前記青色ＬＥＤをそれぞれ時間的に重ならないように、かつ、間欠的に発光させる機能を有することが好ましい。【００３９】
このように構成することにより、各色光における光量測定を独立して行うことが可能となるため、他の色光からの干渉を排除して、さらに精度のよい光量測定を行うことが可能となる。【００４０】
（９）本発明の土壌検査装置においては、前記ＬＥＤ光源駆動部は、前記赤色ＬＥＤ、前記緑色ＬＥＤ及び前記青色ＬＥＤの発光強度を独立に制御する機能を有することが好ましい。【００４１】
ところで、土壌検査装置においては、発色濃度の比較的高い発色液から発色濃度の比較的低い発色液までの広い範囲（ダイナミックレンジ）で精度よく光量測定をすることが望ましい。しかしながら、発色濃度の比較的高い発色液について光量測定をする場合には、ＰＤの出力が小さくなるためＳＮ比が低下する一方、それを考慮して最初からＬＥＤの光量を大きくしておくと、発色濃度の低い発色液について光量測定をする場合には、ＰＤの出力が大きくなりすぎて歪んでしまうため、ダイナミックレンジを広くすることは容易ではない。【００４２】
これに対して、本発明の土壌検査装置によれば、各色ＬＥＤの発光強度を独立に制御する機能を有するため、発色濃度に応じて各色ごとに最適な発光強度でＬＥＤを発光させることが可能となる。このため、発色濃度の比較的高い発色液から発色濃度の比較的低い発色液まで広い範囲（ダイナミックレンジ）にわたって精度よく光量測定を行うことが可能となる。【００４３】
（１０）本発明の土壌検査装置においては、前記アンプは、前記赤色ＰＤからのアナログ信号の増幅率、前記緑色ＰＤからのアナログ信号の増幅率及び前記青色ＰＤからのアナログ信号の増幅率をそれぞれ独立に制御する機能を有することが好ましい。【００４４】
このため、本発明の土壌検査装置によれば、アンプは、各色ＰＤからのアナログ信号の増幅率をそれぞれ独立に制御する機能を有するため、発色濃度に応じて各色ごとに最適な増幅率でアナログ信号を増幅することが可能となる。その結果、発色濃度の比較的高い発色液から発色濃度の比較的低い発色液まで広い範囲（ダイナミックレンジ）にわたって精度よく光量測定を行うことが可能となる。【００４５】
（１１）本発明の土壌検査装置においては、前記ＬＥＤ光源と前記受光センサとの間に比色表(カラープレート)を保持する機能を有することが好ましい。【００４６】
ところで、土壌検査装置を長期間にわたって使用する場合には、ＬＥＤ光源の特性、ＰＤの特性、アンプの特性、ＡＤ変換素子の特性などが変化することで、発色濃度の読み取り精度が劣化して、土壌検査の信頼性が低下する可能性がある。【００４７】
これに対して、本発明の土壌検査装置によれば、そのような場合に、比色表を保持した状態で適宜光量測定を行うことにより、発色濃度の読み取り精度が劣化しているかどうかを確認することで、土壌検査の信頼性が低下するのを抑制することが可能となる。【００４８】
また、本発明の土壌検査装置によれば、上記のような場合に、校正用の比色表を保持した状態で適宜光量測定を行うことにより、土壌検査装置を長期間にわたって使用する場合においても、発色濃度の読み取り精度が劣化するの抑制して、土壌検査の信頼性が低下するのを抑制することが可能となる。【００４９】
この場合、校正は、発色濃度と検査対象成分の含有量との関係を示す関係式又は発色濃度と検査対象成分の含有量との関係を示す関係テーブルを書き換えることにより行う。【００５０】
（１２）本発明の土壌検査プログラムは、本発明の土壌検査装置とともに本発明の土壌検査システムを構成することとなる外部コンピュータを動作させるための土壌検査プログラムであって、前記外部コンピュータが、前記土壌検査装置に所定の光量測定動作を行わせるための光量測定要求を前記土壌検査装置に向けて送信する第１ステップと、前記外部コンピュータが、前記土壌検査装置が出力する前記デジタル信号を受信する第２ステップと、前記外部コンピュータが、吸光光度法を用いて前記デジタル信号から前記検査対象成分の含有量を算出する第３ステップと、前記外部コンピュータが、前記検査対象成分の含有量を含む情報を表示部に表示させる第４ステップとを実行する手順が記録された土壌検査プログラムである。【００５１】
このため、本発明の土壌検査プログラムを外部コンピュータにインストールするとともに、当該外部コンピュータに本発明の土壌検査装置を接続することにより、本発明の土壌検査システムを構成することが可能となり、それに伴って、本発明の土壌検査システムが有する効果をそのまま有するようになる。【００５２】
（１３）本発明の土壌検査プログラムにおいては、前記第１ステップで前記土壌検査装置に送信する前記光量測定要求は、前記試料セルに対照液を入れたときの、前記赤色ＬＥＤが発光していない期間における前記赤色ＰＤの第１出力、前記赤色ＬＥＤが発光している期間における前記赤色ＰＤの第２出力、前記緑色ＬＥＤが発光していない期間における前記緑色ＰＤの第１出力、前記緑色ＬＥＤが発光している期間における前記緑色ＰＤの第２出力、前記青色ＬＥＤが発光していない期間における前記青色ＰＤの第１出力及び前記青色ＬＥＤが発光している期間における前記青色ＰＤの第２出力、並びに前記試料セルに検査液を入れたときの、前記赤色ＬＥＤが発光していない期間における前記赤色ＰＤの第３出力、前記赤色ＬＥＤが発光している期間における前記赤色ＰＤの第４出力、前記緑色ＬＥＤが発光していない期間における前記緑色ＰＤの第３出力、前記緑色ＬＥＤが発光している期間における前記緑色ＰＤの第４出力、前記青色ＬＥＤが発光していない期間における前記青色ＰＤの第３出力及び前記青色ＬＥＤが発光している期間における前記青色ＰＤの第４出力を測定して、当該測定結果を前記外部コンピュータに送信する旨の要求であることが好ましい。【００５３】
このように構成することにより、各色ごとにＬＥＤ非点灯期間及びＬＥＤ点灯期間における受光強度を測定することが可能となるため、後段でこれらの受光強度の差分を取ることにより、土壌検査装置内に漏れ入ってくる背景光の影響を少なくすることが可能となり、さらに精度のよい光量測定を行うことが可能となる。【００５４】
また、このことは、土壌検査装置における遮光構造をより簡易なものとしたり、土壌検査装置における発色濃度の読み取りを容易なものにしたりすることが可能となることを意味し、安価で使い勝手のよい土壌検査装置を構成することが可能となる。【００５５】
また、このように構成することにより、対照液及び検査液の両方について受光強度を測定することで、試料セルのばらつきや発色液に含まれる濁り成分の存在による測定誤差を小さくすることが可能となるため、さらに精度のよい光量測定を行うことが可能となる。【００５６】
対照液としては、純水、水道水のほか、発色試薬を加える前の抽出ろ液を好ましく用いることができる。対照液を入れる試料セル及び検査液を入れる試料セルとしては、同一の試料セルを用いることもできるし、それぞれ別の試料セルを用いることもできる。
試料セルに対照液を入れたときの光量測定は、通常最初の１回だけ行えばよいが、光量測定を長時間にわたって行うときは、適宜のタイミングで複数回行うことも好ましい。【００５７】
（１４）本発明の土壌検査プログラムにおいては、前記第３ステップでは、前記赤色ＰＤの第２出力から前記赤色ＰＤの第１出力を減じることにより得られる赤色光についての対照データと、前記赤色ＰＤの第４出力から前記赤色ＰＤの第３出力を減じることにより得られる赤色光についての検査データとから赤色光の透過率ＴＲを決定し、前記緑色ＰＤの第２出力から前記緑色ＰＤの第１出力を減じることにより得られる緑色光についての対照データと、前記緑色ＰＤの第４出力から前記緑色ＰＤの第３出力を減じることにより得られる緑色光についての検査データとから緑色光の透過率ＴＧを決定し、前記青色ＰＤの第２出力から前記青色ＰＤの第１出力を減じることにより得られる青色光についての対照データと、前記青色ＰＤの第４出力から前記青色ＰＤの第３出力を減じることにより得られる青色光についての検査データとから青色光の透過率ＴＢを決定し、前記赤色光の透過率ＴＲ、前記緑色光の透過率ＴＧ及び前記青色光の透過率ＴＢのうち少なくとも１つを用いて、前記検査対象成分の含有量を算出することが好ましい。【００５８】
発色液は赤、緑、青の３つの波長域のうち少なくとも１つの波長域においては光を十分に吸収すると考えられる。このため、このように３つの色光（赤色光、緑色光及び青色光）のうち少なくとも１つの透過率を用いて検査対象成分の含有量を算出することで、どのような検査対象成分であっても含有量を算出することが可能となる。【００５９】
もちろん、この場合、可能であれば、２つ又は３つの色光の透過率を用いて検査対象成分の含有量を算出することがより好ましい。このように構成することにより、より信頼性の高い土壌検査を行うことが可能になる。【００６０】
（１５）本発明の土壌検査プログラムにおいては、前記第３ステップでは、前記赤色光の透過率ＴＲと前記緑色光の透過率ＴＧと前記青色光の透過率ＴＢとを合計したときの合計値ＴＳＵＭに対する前記赤色光の透過率ＴＲの値を相対赤色光透過率ＴＲ’とし、前記合計値ＴＳＵＭに対する前記緑色光の透過率ＴＧの値を相対緑色光透過率ＴＧ’とし、前記合計値ＴＳＵＭに対する前記青色光の透過率ＴＢの値を相対青色光透過率ＴＢ’としたとき、相対赤色光透過率ＴＲ’、相対緑色光透過率ＴＧ’及び相対青色光透過率ＴＢ’のうち少なくとも１つを用いて前記検査対象成分の含有量を算出することが好ましい。【００６１】
このように構成することにより、相対透過率を用いて検査対象成分の含有量を算出することとしているため、より信頼性の高い土壌検査を行うことが可能となる。【００６２】
この場合、相対赤色光透過率ＴＲ’、相対緑色光透過率ＴＧ’及び相対青色光透過率ＴＢ’のうち少なくとも２つを用いて前記検査対象成分の含有量を算出することがより好ましく、相対赤色光透過率ＴＲ’、相対緑色光透過率ＴＧ’及び相対青色光透過率ＴＢ’のうち３つを用いて前記検査対象成分の含有量を算出することがさらに好ましい。このように構成することにより、さらに信頼性の高い土壌検査を行うことが可能となる。【００６３】
（１６）本発明の記録媒体は、本発明の土壌検査プログラムが記録された記録媒体である。【００６４】
このため、本発明の記録媒体に記録されている土壌検査プログラムを外部コンピュータにインストールするとともに、当該外部コンピュータに本発明の土壌検査装置を接続することにより、本発明の土壌検査システムを構成することが可能となり、それに伴って、本発明の土壌検査システムが有する効果をそのまま有するようになる。【００６５】
本発明の記録媒体としては、ＦＤ、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒなどのディスク型記録媒体、フラッシュメモリなどの半導体メモリ型の記録媒体を好適に用いることができる。また、本発明の記録媒体は、土壌検査装置と同梱して流通させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】実施形態１に係る土壌検査システム１００及び土壌検査装置２００を説明するために示す図である。
【図２】実施形態１に係る土壌検査装置２００を説明するために示すブロック図である。
【図３】実施形態１に係る土壌検査装置２００の要部を示す図である。
【図４】実施形態１に係る土壌検査装置２００における制御部２６０の動作を説明するために示す図である。
【図５】実施形態１に係る土壌検査装置２００における制御部２６０の動作を説明するために示す図である。
【図６】実施形態１に係る土壌検査装置２００における制御部２６０の動作を説明するために示す図である。
【図７】実施形態１に係る土壌検査装置２００におけるスリット２９０の使い方を説明するために示す図である。
【図８】実施形態１に係る土壌検査プログラムを説明するために示すフローチャートである。
【図９】表示部３２０に表示される表示画面の一例を示す図である。
【図１０】実施例１における発色濃度とＭｎの含有量との関係を示す図である。
【図１１】実施例２における発色濃度とＮＯ３−Ｎの含有量との関係を示す図である。
【図１２】実施形態２に係る土壌検査システム１０２を説明するために示す斜視図である。
【図１３】実施形態２に係る土壌検査システム１０２を説明するために示すブロック図である。
【図１４】土壌検査キット９００の使い方を説明するために示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
以下、本発明の土壌検査システム、土壌検査装置、土壌検査プログラム及び記録媒体について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。【００６８】
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る土壌検査システム１００及び土壌検査装置２００を説明するために示す図である。図１（ａ）は土壌検査システム１００の外観を示す斜視図であり、図１（ｂ）は土壌検査装置２００の要部を斜め下方から見た斜視図である。図２は、実施形態１に係る土壌検査装置２００を説明するために示すブロック図である。図３は、実施形態１に係る土壌検査装置２００の要部を示す図である。図３（ａ）は土壌検査装置２００の要部の上面図であり、図３（ｂ）は土壌検査装置２００の要部の断面図であり、図３（ｃ）はＬＥＤ光源２１０を受光センサ２２０側から見た模式図であり、図３（ｄ）は受光センサ２２０をＬＥＤ光源２１０側から見た模式図である。【００６９】
なお、図１（ｂ）及び図３においては、互いに直交する３つの方向をそれぞれｚ軸方向（ＬＥＤ光源２１０から受光センサ２２０に向かう方向）、ｙ軸方向（丸型試験管Ｔの中心軸に沿った方向）及びｘ軸方向（ｚ軸及びｙ軸に直交する方向）とする。【００７０】
実施形態１に係る土壌検査システム１００は、図１（ａ）に示すように、土壌検査装置２００（実施形態１に係る土壌検査装置２００）と、外部コンピュータ３００と、これらを接続する接続コード３３０とを備える。【００７１】
実施形態１に係る土壌検査装置２００は、図２及び図３に示すように、それぞれ独立に発光可能な赤色ＬＥＤ２１２Ｒ、緑色ＬＥＤ２１２Ｇ及び青色ＬＥＤ２１２Ｂを有するＬＥＤ光源２１０と、それぞれ独立に受光強度を測定可能な赤色ＰＤ２２２Ｒ、緑色ＰＤ２２２Ｇ及び青色ＰＤ２２２Ｂを有する受光センサ２２０と、ＬＥＤ光源２１０と受光センサ２２０との間に配設され、試料セルとしての丸型試験管Ｔを載置するための試料セル載置部２３０と、赤色ＬＥＤ２１２Ｒ、緑色ＬＥＤ２１２Ｇ及び青色ＬＥＤ２１２Ｂを駆動するＬＥＤ光源駆動部２４０と、受光センサ２２０からのアナログ出力信号を増幅するアンプ２５２及びアンプ２５２で増幅されたアナログ出力信号をデジタル信号に変換して出力するＡＤ変換素子２５４を含む信号処理部２５０と、ＬＥＤ光源駆動部２４０及び信号処理部２５０の動作を制御する制御部２６０と、デジタル信号を外部コンピュータ３００に出力するためのインタフェース部２７０とを備える。【００７２】
受光センサ２２０のＬＥＤ光源２１０側には、遮光板２２４が配置されている。また、ＬＥＤ光源２１０の受光センサ２２０側には、黒色導光部材２１６が配置されている。【００７３】
外部コンピュータ３００は、吸光光度法を用いてデジタル信号から検査対象成分の含有量を算出する演算部３１０（図示せず。）と、演算部３１０で算出された検査対象成分の含有量を含む情報を表示する表示部３２０（図１（ａ）参照。）とを備える。【００７４】
このため、実施形態１に係る土壌検査システム１００によれば、土壌検査キットなどを用いて発色液を作るとともに発色液の入った丸型試験管Ｔを試料セル載置部２３０に載置すれば、ＬＥＤ光源２１０及び受光センサ２２０を用いて光量測定を行うことにより発色液の発色濃度を読み取ることが可能となる。その結果、発色濃度を読み取る手順を人が行う必要がなくなるため、検査結果のばらつきを小さくすることが可能となる。【００７５】
また、実施形態１に係る土壌検査システム１００によれば、赤色ＰＤ２２２Ｒ、緑色ＰＤ２２２Ｇ及び青色ＰＤ２２２Ｂを有する受光センサ２２０を用いて光量測定を行うことにより、検査対象成分の含有量を算出することが可能となる。その結果、高価で重量のある分光光度計を用いる必要がなくなるため、高価な分析装置を用いることなく現場で土壌検査を行うことが可能となる。【００７６】
また、実施形態１に係る土壌検査システム１００によれば、検査対象成分ごとに発色液の発色濃度を読み取って検査対象成分の含有量を算出することで、複数種類の検査対象成分の含有量を測定することが可能となる。この場合、発色液は赤、緑、青の３つの波長域のうち少なくとも１つの波長域においては光を十分に吸収すると考えられるため、実施形態１に係る土壌検査システム１００のように３つの色光（赤色光、緑色光及び青色光）を用いて光量測定を行うことで、どのような検査対象成分であっても含有量を算出することが可能となる。【００７７】
このため、実施形態１に係る土壌検査システム１００は、高価な分析装置を用いることなく現場で土壌検査を行うことが可能で、かつ、複数の検査対象成分について土壌検査を行うことが可能な土壌検査システムであって、検査結果のばらつきが小さい土壌検査システムとなる。【００７８】
実施形態１に係る土壌検査システム１００においては、演算部３１０は、吸光光度法を用いてデジタル信号から検査対象成分の含有量を算出する際に、発色濃度を吸光度に変換してから検査対象成分の含有量を算出するようにしてもよいし、発色濃度を透過率に変換してから検査対象成分の含有量を算出するようにしてもよい。【００７９】
また、実施形態１に係る土壌検査システム１００においては、発色濃度と検査対象成分の含有量との関係を示す関係式を用いて検査対象成分の含有量を算出するようにしてもよいし、発色濃度と検査対象成分の含有量との関係を示す関係テーブルを適宜参照して検査対象成分の含有量を算出するようにしてもよい。【００８０】
実施形態１に係る土壌検査装置２００によれば、土壌検査装置２００を外部コンピュータ３００に接続することにより、上記した土壌検査システム１００を構成しているため、実施形態１に係る土壌検査システム１００が有する効果をそのまま有する。【００８１】
実施形態１に係る土壌検査装置２００においては、図２及び図３に示すように、試料セル載置部２３０は、試料セルとしての丸型試験管Ｔを載置するように構成されている。【００８２】
このため、実施形態１に係る土壌検査装置２００によれば、試料セルとして角型セルの代わりに丸型試験管Ｔを用いることで、試料セル中における試料の調整が容易になり（振盪し易いため発色時間を短くできる。）、使い終わった試料セルの洗浄も容易になる（内部の洗浄が楽になる。）。【００８３】
実施形態１に係る土壌検査装置２００においては、図３（ｃ）に示すように、ＬＥＤ光源２１０は、光拡散材２１５を含有するレンズ部２１４をさらに有する。【００８４】
このため、実施形態１に係る土壌検査装置２００によれば、赤色ＬＥＤ２１２Ｒから放射される赤色光、緑色ＬＥＤ２１２Ｇから放射される緑色光及び青色ＬＥＤ２１２Ｂから放射される青色光のいずれもがレンズ部２１４で均一に拡散され、ＬＥＤ光源２１０からは各色ほぼ同じ条件（強度分布の角度依存性、強度分布の位置依存性がほぼ同一。）で射出されるようになる。その結果、各色ほぼ同じ条件で精度のよい光量測定を行うことが可能となる。【００８５】
実施形態１に係る土壌検査装置２００においては、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、赤色ＬＥＤ２１２Ｒ、緑色ＬＥＤ２１２Ｇ及び青色ＬＥＤ２１２Ｂからの各色光が試料セル載置部２３０に載置された丸型試験管Ｔの中心軸を横切って通過するようにＬＥＤ光源２１０から丸型試験管Ｔまで各色光を導光するための導光部を有する黒色導光部材２１６をさらに備える。【００８６】
このため、実施形態１に係る土壌検査装置２００によれば、黒色導光部材２１６から射出される各色光のビーム径及び広がり角を小さくすることが可能となるとともに、丸型試験管Ｔの光入射面に垂直な方向から各色光を入射させ、丸型試験管Ｔの光射出面に垂直な方向に沿って各色光を射出させることが可能となるため、丸型試験管Ｔの光入射面及び光射出面で各色光が望ましくない屈折を起こしてしまうことを十分に抑制して、各色ほぼ同じ条件で精度のよい光量測定を行うことが可能となる。【００８７】
実施形態１に係る土壌検査装置２００においては、図３（ｄ）に示すように、赤色ＰＤ２２２Ｒ、緑色ＰＤ２２２Ｇ及び青色ＰＤ２２２Ｂは、略同一平面形状を有し、かつ、試料セル載置部２３０に載置された状態の丸型試験管Ｔの中心軸に平行な方向（ｙ軸方向）に沿って配置されている。【００８８】
このため、実施形態１に係る土壌検査装置２００によれば、丸型試験管Ｔの中心軸に垂直な平面内における各色光の光路に偏りが存在する場合でも、この偏りによる影響を少なくして各色ほぼ同じ条件で精度のよい光量測定を行うことが可能となる。【００８９】
なお、受光センサ２２０は、赤色ＰＤ２２２Ｒ、緑色ＰＤ２２２Ｇ及び青色ＰＤ２２２Ｂが１ｍｍ角の略正方形の領域内に配置された構造を有する。【００９０】
図４は、実施形態１に係る土壌検査装置２００における制御部２６０の動作を説明するために示す図である。図４（ａ）は赤色ＬＥＤ２１２Ｒ、緑色ＬＥＤ２１２Ｇ及び青色ＬＥＤ２１２Ｂの発光のタイミング及び発光強度を示す波形図であり、図４（ｂ）はアンプ２５２からの出力電圧を示す波形図であり、図４（ｃ）は図４（ｂ）の符号Ａで示す部分の拡大図である。【００９１】
実施形態１に係る土壌検査装置２００においては、制御部２６０は、図４に示すように、赤色ＬＥＤ２１２Ｒが発光していない期間における赤色ＰＤ２２２Ｒの第１出力ＰＲ１、赤色ＬＥＤ２１２Ｒが発光している期間における赤色ＰＤ２２２Ｒの第２出力ＰＲ２、緑色ＬＥＤ２１２Ｇが発光していない期間における緑色ＰＤ２２２Ｇの第１出力ＰＧ１、緑色ＬＥＤ２１２Ｇが発光している期間における緑色ＰＤ２２２Ｇの第２出力ＰＧ２、青色ＬＥＤ２１２Ｂが発光していない期間における青色ＰＤ２２２Ｂの第１出力ＰＢ１及び青色ＬＥＤ２１２Ｂが発光している期間における青色ＰＤ２２２Ｂの第２出力ＰＢ２を、デジタル信号として出力するようにＬＥＤ光源駆動部２４０及び信号処理部２５０の動作を制御する。【００９２】
このため、実施形態１に係る土壌検査装置２００によれば、各色光ごとにＬＥＤ非点灯期間及びＬＥＤ点灯期間における受光強度を測定することが可能となるため、後段でこれらの受光強度の差分を取ることにより、土壌検査装置２００内に漏れ入ってくる背景光の影響を少なくすることが可能となり、さらに精度のよい光量測定を行うことが可能となる。【００９３】
また、このことは、土壌検査装置２００における遮光構造をより簡易なものとしたり、土壌検査装置２００における発色濃度の読み取りを容易なものにしたりすることが可能となることを意味し、安価で使い勝手のよい土壌検査装置を構成することが可能となる。【００９４】
実施形態１に係る土壌検査装置２００においては、図４（ａ）に示すように、ＬＥＤ光源駆動部２４０は、赤色ＬＥＤ２１２Ｒ、緑色ＬＥＤ２１２Ｇ及び青色ＬＥＤ２１２Ｂをそれぞれ時間的に重ならないように、かつ、間欠的に発光させる機能を有する。【００９５】
このため、実施形態１に係る土壌検査装置２００によれば、各色光における光量測定を独立して行うことが可能となるため、他の色光からの干渉を排除して、さらに精度のよい光量測定を行うことが可能となる。【００９６】
図５は、実施形態１に係る土壌検査装置２００における制御部２６０の動作を説明するために示す図である。図５（ａ）はＬＥＤ光源駆動部２４０による赤色ＬＥＤ２１２Ｒ、緑色ＬＥＤ２１２Ｇ及び青色ＬＥＤ２１２Ｂ毎の発光強度の制御を行わない場合における赤色ＬＥＤ２１２Ｒ、緑色ＬＥＤ２１２Ｇ及び青色ＬＥＤ２１２Ｂの発光のタイミング及び発光強度を示す波形図であり、図５（ｂ）はその場合のアンプ２５２からの出力電圧を示す波形図であり、図５（ｃ）はＬＥＤ光源駆動部２４０による赤色ＬＥＤ２１２Ｒ、緑色ＬＥＤ２１２Ｇ及び青色ＬＥＤ２１２Ｂ毎の発光強度の制御を行う場合における赤色ＬＥＤ２１２Ｒ、緑色ＬＥＤ２１２Ｇ及び青色ＬＥＤ２１２Ｂの発光のタイミング及び発光強度を示す波形図であり、図５（ｄ）はその場合におけるアンプ２５２からの出力電圧を示す波形図である。【００９７】
実施形態１に係る土壌検査装置２００においては、ＬＥＤ光源駆動部２４０は、赤色ＬＥＤ２１２Ｒ、緑色ＬＥＤ２１２Ｇ及び青色ＬＥＤ２１２Ｂの発光強度を電流制御により独立に制御する機能を有する。【００９８】
このため、実施形態１に係る土壌検査装置２００によれば、発色濃度に応じて各色ごとに最適な発光強度で赤色ＬＥＤ２１２Ｒ、緑色ＬＥＤ２１２Ｇ及び青色ＬＥＤ２１２Ｂを発光させることが可能となる。その結果、図５（ｂ）に示すように、例えば緑色光の透過率が低くてアンプ２５２からの出力電圧が低い場合であっても、図５（ｃ）に示すように、緑色ＬＥＤ２１２Ｇの発光強度を大きくすることで、図５（ｄ）に示すように、アンプ２５２からの出力電圧を高くすることができるため、発色濃度の比較的高い発色液から発色濃度の比較的低い発色液まで広い範囲（ダイナミックレンジ）にわたって精度よく光量測定を行うことが可能となる。【００９９】
図６は、実施形態１に係る土壌検査装置２００における制御部２６０の動作を説明するために示す図である。図６（ａ）は赤色ＬＥＤ２１２Ｒ、緑色ＬＥＤ２１２Ｇ及び青色ＬＥＤ２１２Ｂの発光のタイミング及び発光強度を示す波形図であり、図６（ｂ）は各色のアナログ信号の増幅率をそれぞれ独立に制御しない場合におけるアンプ２５２からの出力電圧を示す波形図であり、図６（ｃ）は各色のアナログ信号の増幅率をそれぞれ独立に制御する場合におけるアンプ２５２の増幅率を示す表であり、図６（ｄ）は各色のアナログ信号の増幅率をそれぞれ独立に制御する場合におけるアンプ２５２からの出力電圧を示す波形図である。【０１００】
実施形態１に係る土壌検査装置２００においては、アンプ２５２は、赤色ＰＤ２２２Ｒからのアナログ信号の増幅率、緑色ＰＤ２２２Ｇからのアナログ信号の増幅率及び青色ＰＤ２２２Ｂからのアナログ信号の増幅率をそれぞれ独立に制御する機能を有する。【０１０１】
このため、実施形態１に係る土壌検査装置２００によれば、発色濃度に応じて各色ごとに最適な増幅率でアナログ信号を増幅することが可能となる。その結果、例えば図６（ｂ）に示すように、緑色光の透過率が低くてアンプ２５２からの出力電圧が低い場合であっても、図６（ｃ）に示すようにアンプ２５２における緑色光の増幅率を大きくすることで、図６（ｄ）に示すように、アンプ２５２からの出力電圧を高くすることができるため、発色濃度の比較的高い発色液から発色濃度の比較的低い発色液まで広い範囲（ダイナミックレンジ）にわたって精度よく光量測定を行うことが可能となる。【０１０２】
図７は、実施形態１に係る土壌検査装置２００におけるスリット２９０の使い方を説明するために示す図である。【０１０３】
実施形態１に係る土壌検査装置２００においては、図７に示すように、ＬＥＤ光源２１０と受光センサ２２０との間に比色表(カラープレート)２９２を保持するためのスリット２９０を有する。【０１０４】
このため、実施形態１に係る土壌検査装置２００によれば、スリット２９０に比色表２９２を保持した状態で適宜光量測定を行うことにより、発色濃度の読み取り精度が劣化しているかどうかを確認することで、土壌検査の信頼性が低下するのを抑制することが可能となる。【０１０５】
また、実施形態１に係る土壌検査装置２００によれば、比色表２９２を保持した状態で適宜光量測定を行うことにより、土壌検査装置２００を長期間にわたって使用する場合においても、発色濃度の読み取り精度が劣化するの抑制して、土壌検査の信頼性が低下するのを抑制することが可能となる。【０１０６】
この場合、校正は、発色濃度と検査対象成分の含有量との関係を示す関係式又は発色濃度と検査対象成分の含有量との関係を示す関係テーブルを書き換えることにより行う。【０１０７】
実施形態１に係る土壌検査システム１００においては、土壌検査プログラムを外部コンピュータ３００に予めインストールしておく。この土壌検査プログラム（実施形態１に係る土壌検査プログラム）は、外部コンピュータ３００を動作させるための土壌検査プログラムである。【０１０８】
図８は、実施形態１に係る土壌検査プログラムを説明するために示すフローチャートである。図９は、表示部３２０に表示される表示画面の一例を示す図である。【０１０９】
実施形態１に係る土壌検査プログラムは、図８に示すように、外部コンピュータ３００が、土壌検査装置２００に所定の光量測定動作を行わせるための光量測定要求を土壌検査装置２００に向けて送信する第１ステップＳ１０と、外部コンピュータ３００が、土壌検査装置２００が出力するデジタル信号を受信する第２ステップＳ２０と、外部コンピュータ３００が、吸光光度法を用いてデジタル信号から検査対象成分の含有量を算出する第３ステップＳ３０と、外部コンピュータ３００が、検査対象成分の含有量を含む情報を表示部３２０に表示させる第４ステップＳ４０とを実行する手順が記録された土壌検査プログラムである。【０１１０】
具体的に説明すると、実施形態１に係る土壌検査システム１００を用いて土壌検査を行う場合には、まず、図９に示す土壌検査開始ボタンＢ０をクリックする。これにより、外部コンピュータ３００は、土壌検査装置２００に所定の光量測定動作を行わせるための光量測定要求を土壌検査装置２００に向けて送信する（第１ステップＳ１０）。その後、検査対象成分選択ボタンＢ１や積算回数設定ボタンＢ２をクリックすることにより土壌検査を行うために必要な設定をする。その後、スタートボタンＢ３をクリックすれば、対照液の入った丸型試験管Ｔ及び検査液の入った丸型試験管Ｔを試料セル載置部２３０に順次載置することにより、対照液についての光量測定及び検査液についての光量測定を順次行うことが可能となる。【０１１１】
次に、土壌検査装置２００は、光量測定要求を受けて所定の光量測定動作を行い、光量測定結果としてのデジタル信号を外部コンピュータ３００に向けて出力し、外部コンピュータ３００は、土壌検査装置２００が出力するデジタル信号を受信する（第２ステップＳ２０）。【０１１２】
次に、外部コンピュータ３００は、デジタル信号を受けて、吸光光度法を用いてデジタル信号から検査対象成分の含有量を算出する（第３ステップＳ３０）。【０１１３】
最後に、外部コンピュータ３００は、第３ステップで算出した検査対象成分の含有量を含む情報を表示部３２０（図９の波形表示部Ｂ４、含有量表示部Ｂ５及び各含有量表示部Ｂ６参照。）に表示させる（第４ステップＳ４０）。【０１１４】
実施形態１に係る土壌検査システム１００においては、このようにして、検査対象成分の含有量が表示部３２０上に表示され、土壌検査が終了する。【０１１５】
なお、実施形態１に係る土壌検査プログラムにおいては、第１ステップＳ１０で土壌検査装置２００に送信する光量測定要求は、丸型試験管Ｔに対照液を入れたときの、赤色ＬＥＤ２１２Ｒが発光していない期間における赤色ＰＤ２２２Ｒの第１出力ＰＲ１、赤色ＬＥＤ２１２Ｒが発光している期間における赤色ＰＤ２２２Ｒの第２出力ＰＲ２、緑色ＬＥＤ２１２Ｇが発光していない期間における緑色ＰＤ２２２Ｇの第１出力ＰＧ１、緑色ＬＥＤ２１２Ｇが発光している期間における緑色ＰＤ２２２Ｇの第２出力ＰＧ２、青色ＬＥＤ２１２Ｂが発光していない期間における青色ＰＤ２２２Ｂの第１出力ＰＢ１及び青色ＬＥＤ２１２Ｂが発光している期間における青色ＰＤ２２２Ｂの第２出力ＰＢ２、並びに丸型試験管Ｔに検査液を入れたときの、赤色ＬＥＤ２１２Ｒが発光していない期間における赤色ＰＤ２２２Ｒの第３出力ＰＲ３、赤色ＬＥＤ２１２Ｒが発光している期間における赤色ＰＤ２２２Ｒの第４出力ＰＲ４、緑色ＬＥＤ２１２Ｇが発光していない期間における緑色ＰＤ２２２Ｇの第３出力ＰＧ３、緑色ＬＥＤ２１２Ｇが発光している期間における緑色ＰＤ２２２Ｇの第４出力ＰＧ４、青色ＬＥＤ２１２Ｂが発光していない期間における青色ＰＤ２２２Ｂの第３出力ＰＢ３及び青色ＬＥＤ２１２Ｂが発光している期間における青色ＰＤ２２２Ｂの第４出力ＰＢ４を測定して、当該測定結果を外部コンピュータ３００に送信する旨の要求である。【０１１６】
このため、実施形態１に係る土壌検査プログラムによれば、各色ごとにＬＥＤ非点灯期間及びＬＥＤ点灯期間における受光強度を測定することが可能となるため、後段でこれらの受光強度の差分を取ることにより、土壌検査装置２００内に漏れ入ってくる背景光の影響を少なくすることが可能となり、さらに精度のよい光量測定を行うことが可能となる。また、このことは、土壌検査装置２００における遮光構造をより簡易なものとしたり、土壌検査装置２００における発色濃度の読み取りを容易なものにしたりすることが可能となることを意味し、安価で使い勝手のよい土壌検査装置を構成することが可能となる。【０１１７】
また、実施形態１に係る土壌検査プログラムによれば、対照液及び検査液の両方について受光強度を測定することで、試料セルとしての丸型試験管Ｔのばらつきや発色液に含まれる濁り成分の存在による測定誤差を小さくすることが可能となるため、さらに精度のよい光量測定を行うことが可能となる。【０１１８】
対照液としては、純水、水道水のほか、発色試薬を加える前の抽出ろ液を好ましく用いることができる。対照液を入れる丸型試験管Ｔ及び検査液を入れる丸型試験管Ｔとしては、同一の丸型試験管を用いることもできるし、それぞれ別の丸型試験管を用いることもできる。
丸型試験管Ｔに対照液を入れたときの光量測定は、通常最初の１回だけ行えばよいが、光量測定を長時間にわたって行うときは、適宜のタイミングで複数回行うことも好ましい。【０１１９】
また、実施形態１に係る土壌検査プログラムにおいては、第３ステップＳ３０では、以下の式（１）に示すように、赤色ＰＤ２２２Ｒの第２出力ＰＲ２から赤色ＰＤ２２２の第１出力ＰＲ１を減じることにより得られる赤色光についての対照データと、赤色ＰＤ２２２の第４出力ＰＲ４から赤色ＰＤ２２２の第３出力ＰＲ３を減じることにより得られる赤色光についての検査データとから赤色光の透過率ＴＲを決定し、緑色ＰＤ２２２Ｇの第２出力ＰＧ２から緑色ＰＤ２２２Ｇの第１出力ＰＧ１を減じることにより得られる緑色光についての対照データと、緑色ＰＤ２２２Ｇの第４出力ＰＧ４から緑色ＰＤ２２２Ｇの第３出力ＰＧ３を減じることにより得られる緑色光についての検査データとから緑色光の透過率ＴＧを決定し、青色ＰＤ２２２Ｂの第２出力ＰＢ２から青色ＰＤ２２２Ｂの第１出力ＰＢ１を減じることにより得られる青色光についての対照データと、青色ＰＤ２２２Ｂの第４出力ＰＢ４から青色ＰＤ２２２Ｂの第３出力ＰＢ３を減じることにより得られる青色光についての検査データとから青色光の透過率ＴＢを決定する。そして、赤色光の透過率ＴＲ、緑色光の透過率ＴＧ及び青色光の透過率ＴＢのうち少なくとも１つを用いて、検査対象成分の含有量を算出する。【０１２０】
【数１】
0005308150.tif 000002
【０１２１】
このため、実施形態１に係る土壌検査システムプログラムによれば、各色毎に発色液の透過率を決定し、これらの透過率を用いて検査対象成分の含有量を算出することで、安定して検査対象成分の含有量を測定することが可能となる。【０１２２】
また、発色液は赤、緑、青の３つの波長域のうち少なくとも１つの波長域においては光を十分に吸収すると考えられるため、このように３つの色光（赤色光、緑色光及び青色光）のうち少なくとも１つの透過率を用いて検査対象成分の含有量を算出することで、どのような検査対象成分であっても含有量を算出することが可能となる。【０１２３】
もちろん、この場合、可能であれば、２つ又は３つの色光の透過率を用いて検査対象成分の含有量を算出することがより好ましい。このように構成することにより、より信頼性の高い土壌検査を行うことが可能になる。【０１２４】
実施形態１に係る土壌検査プログラムにおいては、第３ステップＳ３０では、以下の式（２）に示すように、赤色光の透過率ＴＲと緑色光の透過率ＴＧと青色光の透過率ＴＢとを合計したときの合計値ＴＳＵＭに対する赤色光の透過率ＴＲの値を相対赤色光透過率ＴＲ’とし、合計値ＴＳＵＭに対する緑色光の透過率ＴＧの値を相対緑色光透過率ＴＧ’とし、合計値ＴＳＵＭに対する青色光の透過率ＴＢの値を相対青色光透過率ＴＢ’としたとき、相対赤色光透過率ＴＲ’、相対緑色光透過率ＴＧ’及び相対青色光透過率ＴＢ’のうち少なくとも１つを用いて、検査対象成分の含有量を算出する。【０１２５】
【数２】
0005308150.tif 000003
【０１２６】
このため、実施形態１に係る土壌検査プログラムによれば、相対透過率を用いて検査対象成分の含有量を算出することとしているため、より信頼性の高い土壌検査を行うことが可能となる。【０１２７】
この場合、相対赤色光透過率ＴＲ’、相対緑色光透過率ＴＧ’及び相対青色光透過率ＴＢ’のうち少なくとも２つを用いて検査対象成分の含有量を算出することがより好ましく、相対赤色光透過率ＴＲ’、相対緑色光透過率ＴＧ’及び相対青色光透過率ＴＢ’の３つを用いて検査対象成分の含有量を算出することがさらに好ましい。この場合、例えば、相対赤色光透過率ＴＲ’、相対緑色光透過率ＴＧ’及び相対青色光透過率ＴＢ’の単純算出平均又は重み付き算術平均によって検査対象成分の含有量を算出することができる。このように構成することにより、より信頼性の高い土壌検査を行うことが可能となる。【０１２８】
なお、実施形態１に係る土壌検査システム１００においては、外部コンピュータ３００は、接続コード３３０（例えば、ＵＳＢコード）を介して、土壌検査装置２００に対してエネルギーを供給する。【０１２９】
［実施例１］
実施例１は、実施形態１に係る土壌検査システム１００を用いて土壌中のＭｎ（交換性マンガン）の含有量を測定した場合の実施例である。【０１３０】
図１０は、実施例１における発色濃度とＭｎの含有量との関係を示す図である。図１０（ａ）は発色濃度としての光透過率とＭｎの含有量との関係を示す図であり、図１０（ｂ）は発色濃度としての相対色光透過率とＭｎの含有量との関係を示す図であり、図１０（ｃ）はＭｎの含有量と相対赤色光透過率との関係を示す図であり、図１０（ｄ）はＭｎの含有量と相対緑色光透過率との関係を示す図であり、図１０（ｅ）はＭｎの含有量と相対青色光透過率との関係を示す図である。【０１３１】
実施例１によれば、図１０（ａ）に示すように、Ｍｎの含有量が増加するに従って、すべての色光（赤色光、緑色光及び青色光）において、透過率ＴＲ，ＴＧ，ＴＢが減少している。その減少率は、緑色光が最も大きく、青色光が次に大きく、赤色光が最も小さい。【０１３２】
これを、各色の透過率ＴＲ，ＴＧ，ＴＢを合計透過率（ＴＲ＋ＴＧ＋ＴＢ）でそれぞれ割った値である相対色光透過率ＴＲ’，ＴＧ’，ＴＢ’で見ると、図１０（ｂ）に示すように、Ｍｎの含有量が増加するに従って、相対緑色光透過率ＴＧ’は減少しているが、逆に相対赤色光透過率ＴＲ’及び相対青色光透過率ＴＢ’は増加している。【０１３３】
図１０（ｂ）の縦軸と横軸を変えてそれぞれ表した図が、図１０（ｃ）〜図１０（ｅ）である。これらの図を見れば、相対色光透過率からＭｎの含有量が導けることが分かる。例えば、ある発色液について光量測定を行った結果、相対赤色光透過率ＴＲ’が４０％であれば、図１０（ｃ）からわかるようにＭｎの含有量は約５６ｐｐｍとなり、相対緑色光透過率ＴＧ’が２５％であれば、図１０（ｄ）からわかるようにＭｎの含有量は約５３ｐｐｍとなり、相対青色光透過率ＴＢ’が３５．３％であれば、図１０（ｅ）からわかるようにＭｎの含有量は約５８ｐｐｍとなる。実施例１の場合、これら３つの値を平均して、土壌中のＭｎの含有量を約５６ｐｐｍとする。【０１３４】
［実施例２］
実施例２は、実施形態１に係る土壌検査システム１００を用いて土壌中のＮＯ３−Ｎ（硝酸態窒素）の含有量を測定した場合の実施例である。【０１３５】
図１１は、実施例２における発色濃度とＮＯ３−Ｎの含有量との関係を示す図である。図１１（ａ）は発色濃度としての光透過率とＮＯ３−Ｎの含有量との関係を示す図であり、図１１（ｂ）は発色濃度としての相対色光透過率とＮＯ３−Ｎの含有量との関係を示す図であり、図１１（ｃ）はＮＯ３−Ｎの含有量と相対赤色光透過率との関係を示す図であり、図１１（ｄ）はＮＯ３−Ｎの含有量と相対緑色光透過率との関係を示す図であり、図１１（ｅ）はＮＯ３−Ｎの含有量と相対青色光透過率との関係を示す図である。【０１３６】
実施例２によれば、図１１（ａ）に示すように、ＮＯ３−Ｎの含有量が増加するに従って、すべての色光（赤色光、緑色光及び青色光）において、透過率ＴＲ，ＴＧ，ＴＢが減少している。その減少率は、緑色光が最も大きく、青色光が次に大きく、赤色光が最も小さい。【０１３７】
これを、各色の透過率ＴＲ，ＴＧ，ＴＢを合計透過率（ＴＲ＋ＴＧ＋ＴＢ）でそれぞれ割った値である相対色光透過率ＴＲ’，ＴＧ’，ＴＢ’で見ると、図１１（ｂ）に示すように、ＮＯ３−Ｎの含有量が増加するに従って、相対緑色光透過率ＴＧ’は減少し、相対赤色光透過率ＴＲ’は増加し、相対青色光透過率ＴＢ’はほとんど変化していない。【０１３８】
図１１（ｂ）の縦軸と横軸を変えてそれぞれ表した図が、図１１（ｃ）〜図１１（ｅ）である。これらの図を見れば、相対赤色光透過率ＴＲ’及び相対緑色光透過率ＴＧ’からＮＯ３−Ｎの含有量が導けることが分かる。例えば、ある発色液について光量測定を行った結果、相対赤色光透過率ＴＲ’が５６％であれば、図１１（ｃ）からわかるようにＮＯ３−Ｎの含有量は約４０ｐｐｍとなり、相対緑色光透過率ＴＧ’が７％であれば、図１１（ｄ）からわかるようにＮＯ３−Ｎの含有量は約４２ｐｐｍとなる。実施例２の場合、これら２つの値を平均して、土壌中のＮＯ３−Ｎの含有量を約４１ｐｐｍとする。【０１３９】
［実施形態２］
図１２は、実施形態２に係る土壌検査システム１０２を説明するために示す斜視図である。図１３は、実施形態２に係る土壌検査システム１０２を説明するために示すブロック図である。【０１４０】
実施形態２に係る土壌検査システム１０２は、基本的には実施形態１に係る土壌検査システム１００と同様の構成を有しているが、図１２及び図１３に示すように、実施形態１に係る土壌検査装置２００と同様の構成を有する土壌検査装置２０２の筐体２８０内に、演算部２６２及び表示部２６４が一体に配設されている点で、実施形態１に係る土壌検査システム２００の場合とは異なる。【０１４１】
このように、実施形態２に係る土壌検査システム１０２は、土壌検査装置の筐体内に演算部及び表示部が一体に配設されている点で、実施形態１に係る土壌検査システム１００の場合とは異なるが、これ以外の点では実施形態１に係る土壌検査システム１００と同様の構成を有するため、実施形態１に係る土壌検査システム１００が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。【０１４２】
なお、実施形態２に係る土壌検査システム１０２においては、図１２に示すように、小型・軽量化のために、表示部２６４としては液晶パネルを用いている。また、土壌検査システム１０２を動作させるために電池（図示せず。）を用いている。【０１４３】
以上、本発明の土壌検査システム、土壌検査装置、土壌検査プログラム及び記録媒体を上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の各実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。【０１４４】
（１）上記各実施例においては、土壌検査システム１００を用いてＭｎ（交換性マンガン）又はＮＯ３−Ｎ（硝酸性窒素）の含有量を測定することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ｐＨ（酸度）、ＮＨ４−Ｎ（アンモニア態窒素）、Ｐ２Ｏ５（可給態リン酸）、Ｋ２Ｏ（加里）、ＣａＯ（石灰）、ＭｇＯ（苦土）、ＮａＣｌ（塩分）などの含有量を測定することもできる。【０１４５】
（２）上記実施形態１においては、予め外部コンピュータ３００に本発明の土壌検査プログラムをインストールすることにより、本発明の土壌検査システムを構成することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、土壌検査装置２００及び土壌検査プログラムが記録された記録媒体を同梱したものを流通過程においたものも本発明に含まれる。この場合、購入者が自分の外部コンピュータに記録媒体に記録された土壌検査プログラムを自分のコンピュータにインストールすることにより、本発明の土壌検査装置を構成することができる。【０１４６】
（３）上記実施形態１においては、透過率又は相対透過率を用いて検査対象成分の含有量を算出するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、吸光度を用いて検査対象成分の含有量を算出することもできる。【０１４７】
（４）上記実施形態１においては、赤色ＰＤ２２２Ｒ、緑色ＰＤ２２２Ｇ及び青色ＰＤ２２２Ｂが、試料セル載置部２３０に載置された状態の丸型試験管Ｔの中心軸に平行な方向（ｙ軸方向）に沿って配置された受光センサ２２０を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、赤色ＰＤ、緑色ＰＤ及び青色ＰＤが環状に配置された受光センサを用いることもできる。【０１４８】
（５）上記実施形態１においては、試料セルとして丸型試験管Ｔを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。試料セルとして、例えば、角型セルを用いることもできる。【０１４９】
（６）本発明の土壌検査システム又は土壌検査装置においては、受光センサからのアナログ出力信号を増幅するアンプとして、各色ＰＤからのアナログ出力信号をそのまま増幅する単一のアンプを用いることもできるし、各色ＰＤからのアナログ出力信号をそれぞれ増幅する３つのアンプを用いることもできる。【０１５０】
（７）本発明の土壌検査システム又は土壌検査装置における光量測定の手順は、実施形態１に係る土壌検査システムや土壌検査装置で説明した光量調整の手順に限定されるものではない。様々な手順が可能である。
【符号の説明】
【０１５１】
１００，１０２…土壌検査システム、２００，２０２…土壌検査装置、２１０…ＬＥＤ光源、２１２Ｒ…赤色ＬＥＤ、２１２Ｇ…緑色ＬＥＤ、２１２Ｂ…青色ＬＥＤ、２１４…レンズ部、２１５…光拡散材、２１６…黒色導光部材、２１８…導光部、２２０…受光センサ、２２２Ｒ…赤色ＰＤ、２２２Ｇ…緑色ＰＤ、２２２Ｂ…青色ＰＤ、２２４…遮光板、２３０…試料セル載置部、２３２…回路基板、２４０…ＬＥＤ光源駆動部、２５０…信号処理部、２５２…アンプ、２５４…ＡＤ変換素子、２６０…制御部、２６２…演算部、２６４…表示部、２６６…電源ボタン、２６８…スタートボタン、２７０…インタフェース部、２８０…筐体、２８２…裏蓋、２９０…スリット、２９２…比色表（カラープレート）、３００…外部コンピュータ、３２０…表示部、３３０…接続コード、９００…土壌検査キット、９１０，９１０Ａ，９１０Ｂ，９１０Ｃ…抽出ろ過器、９２０…発色用試験管、９３０…比色表、Ｂ０…土壌検査開始ボタン、Ｂ１…検査対象成分選択ボタン、Ｂ２…積算回数設定ボタン、Ｂ３…スタートボタン、Ｂ４…波形表示部、Ｂ５…含有量表示部、Ｂ６…各含有量表示部、Ｂ７…停止ボタン、Ｔ…丸型試験管
【図２】
0005308150.tif 000004
【図３】
0005308150.tif 000005
【図４】
0005308150.tif 000006
【図５】
0005308150.tif 000007
【図６】
0005308150.tif 000008
【図８】
0005308150.tif 000009
【図１０】
0005308150.tif 000010
【図１１】
0005308150.tif 000011
【図１２】
0005308150.tif 000012
【図１３】
0005308150.tif 000013
【図１】
0005308150.tif 000014
【図７】
0005308150.tif 000015
【図９】
0005308150.tif 000016
【図１４】
0005308150.tif 000017