携帯型OCT計測システムによる植物育成環境センシング手法の確立

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15780166
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 椎名 達雄 千葉大学, 工学部, 助手 (80304187)
• Keywords: OCT(Optical Coherence Tomography) / 低コヒーレンス / 植物 / センシング

Research Abstract

植物内部の微細な変化(成長、生理化学反応、外部環境変化への呼応等)をモニタリングすることは、従来の顕微鏡による生態環境、育成状況を崩した計測では見られない、植物の動的な活動を捉えることとなり、これは植物の育成地域全体の環境を評価することを可能とする。また、野菜や果物、園芸花等の植物において、表面に症状が現れる前に成育状況をモニタすることの需要も大きい。これは単に生産高を向上するという目的だけではなく、過剰堆肥や汚染土壌・大気等による植物育成環境破壊の早期発見にもつながる。
本研究では上記背景を基に植物育成・環境センシングのための携帯型光計測システムの開発を行っている。植物育成現場で非破壊・非接触での計測を実現するため、計測分解能数十μmをもつ低コヒーレンス干渉断層画像法(Optical Coherence Tomography:以下OCT)に着目し、植物内部計測に向けてのシステム最適化を図ってきた。長深度、高速計測を実現した新しい光路長可変機構を開発し、実際の植物計測を行っている。果実や野菜等の表皮内部構造の計測を行い、顕微鏡観察との比較を行った。また、水分含有量の違いによる組織・構造変化の計測や種子から発芽する成長の様子を時間を追って計測し、顕微鏡観察では得られない、植物の動的な活動を計測できることを確認した。
今後、計測データの分解能向上をはかるとともに、得られる断層画像と植物生理化学反応との対応を考察していく。システムを携帯化し、植物生態環境センシングを実現すべく、植物計測データの統計的な評価を行う予定である。

Research Products

• [Publications] Tatsuo Shiina, Yohei Moritani, Masafumi Ito, Yasuyuki Okamura: "Long optical path scanning mechanism for optical coherence tomography"Applied Optics. Vol.42,No.19. 3795-3799 (2003)