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月刊OPTRONICS

月刊オプトロニクス表紙 光技術関連業界の最新情報が満載の月刊OPTRONICS。
技術者,研究者の方はもちろん,光に携わる方は是非ご購読ください!
 
2008.8 vol.27 No.320
農作物生産と計測に貢献する光技術

農業生産,食品流通における光技術

宇都宮大学 志賀  徹

農業生産は本来太陽の恵みの賜物である。植物は,吸収した光により光合成を行い有機物を蓄積し自らが生長する。人間は植物の蓄積物をさまざまな形で食料として獲得している。また植物は光合成により二酸化炭素を有機化合物に変えることにより地球環境の維持に大きな貢献をしている。しかし自然条件下での農業生産は季節,天候に左右され,同一作物であっても高品質のものを周年を通して安定的に供給することは困難である。・・・

人工光を用いた植物工場

玉川大学 渡邊 博之

農業というと広大な畑や水田を耕し,水を与え,肥料や農薬をまき,さんさんと降りそそぐ太陽のもとで作物を栽培する姿をイメージする。温室を使った施設栽培であっても作物に十分な太陽光を浴びせるため,基本的に広い敷地を平面的に利用することになる。ところが,太陽光を使わないという前提で農業を考えたらどうなるだろう。これまで考えてきた圃場や栽培施設のイメージは一変する。作物に太陽光を当てなくてもよいのであれば,農場は温度管理のできる室内で,栽培装置を重層にして設置できる。敷地を平面的に使う必要はなくなり,ビルの中でも,地下室でも作物生産が可能となる。・・・

発光ダイオードの光質が数種園芸植物の生育ならびに生理機構に及ぼす影響

筑波大学 福田 直也

低温貯蔵中のLED弱光照射による緑色植物の品質維持

東京大学 富士原 和宏

一般に農産物の貯蔵に好適な環境とは,呼吸,蒸散(水蒸気としての水の放出)および病虫害発生の抑制を可能とする環境である。貯蔵を行うことで,内容成分の分解・減少および水分減少に伴う栄養分,食味および外観の低下などを抑えられるだけでなく,市場への供給期間の延長,一時的な供給不足・過剰とそれに伴う価格の極端な高騰・下落を抑えることができるようになる。従来,貯蔵対象となる主要な農産物は青果物や切り花などの収穫後の農産物のみであったが,近年,苗もその一つと考えられるようになってきた。これは,購入苗に対する需要が増加したのに加えて,品目ごとにそれぞれ1年の内の偏った時期に需要があるためである。・・・

光を用いた農産物の品質・安全検査

(独)農業・食品産業技術総合研究機構 河野 澄夫

農産物の品質・安全性に関心が寄せられている今日,高品質で安全の保証された農産物の生産・流通が重要な課題となっている。従来,農産物の品質・安全に関する検査は抜き取り検査による破壊検査が一般的であったが,今日では光学的方法・電磁気学的方法・放射線的方法などの非破壊検査法の発展に伴い,対象物の全数検査が可能になりつつある。例えば,果実選別施設に搬入された温州ミカンの糖度は,従来は抜き取った果実から得た搾汁液を用いて屈折糖度により測定されていたが,現在では糖度選別機を通過することにより非破壊的に全数測定されている。ここでは,非破壊検査法の中でも最も広く用いられている光を用いた方法(光学的方法)に的を絞り,農産物の品質・安全を対象とした非破壊検査の現状について述べる。・・・

光を用いた青果物内部品質の計測─装置と計測実例─

三井金属鉱業(株) 太田  健

光を用いて青果物の糖度をオンライン測定するセンサは,1989年に山梨県のモモ選果場に世界で初めて導入された。その後,対象果実はリンゴやナシなどの落葉果実,柑橘類,メロン,スイカへと展開し,対象成分が糖度以外にミツ,腐敗などの内部障害や酸度へ展開したことにより,現在では青果物の形状や着色を評価選別する画像処理装置とともに,選果場における主要な装置となっている。近年では海外からの引き合いも多い。90年代前半は落葉果実の表皮近傍の糖度を測定対象とする反射型光センサが主流であったが,その後は透過型光センサが主流となっている。本稿では,当社の透過型光センサQSCOPEシリーズを中心として,その測定方式と装置構成の特徴を説明する。・・・

CATVのFTTH化は進むのか?

ブロードバンドサービスの一つ,CATV。その伝送方式は現在,幹線網に光ファイバを用い,アクセス網に同軸ケーブルを利用するHFC(Hybrid Fiber Coax)が主流となっている。総務省によると,2007 年度までのCATVの幹線光化率は39.7 %となっていて,幹線路213,105km に対して84,506kmが光ファイバ化されているという。CATVでは通信品質の確保と高速化対応のため,このHFCにおける「小セル化」(セル(複数の加入者宅をまとめたエリア)内の加入者宅数を減らすネットワーク構成)がトレンドの一つとして進んでいる。この他,ケーブルモデム規格「DOCSIS3.0」のチャンネルボンディング技術や,同軸ケーブル上の空き周波数に高速モデムを重畳する「c.LINK」などの採用も進み始めている。・・・

迫る市場の本格化! 追い風を受ける一般照明用LED

光技術が貢献! 3次元技術の開発動向

光技術は3 次元技術の進展にも貢献している。立体ディスプレイもその一つだし,立体像を読み取るスキャナ,カメラなどにも光技術は活用されている。また,3次元データを基に任意の立体形状物を作り出す造形技術にも光技術は大きく関わっている。こうした3次元技術は,この6月に開催された『産業用バーチャルリアリティ展(産業用VR展)』,『設計・製造ソリューション』でも見られたが,今回はそこで注目した製品・技術をレポートしたい。光を用いた3 次元技術は今後どのように進化していくのか,その開発動向が注目されている。・・・

有機色素BD-Rも登場! 本格始動するBlu-rayディスク市場

次世代DVDの規格を巡る競争はついに決着を迎え,市場ではBlu-ray レコーダの販売が本格化している。同時に,これまでHD DVDとBlu-ray の両フォーマットを生産せざるを得なかったメディアメーカも,経営資源をBlu-rayディスク(以下BD)のみに集中することになり,今後は一段と激しい開発競争が行なわれることになりそうだ。BDは今年に入って追記型ディスクのBD-R に,これまでの金属系無機材料に加え,記録層に有機色素を用いたタイプが登場した。有機色素記録層は,殆どのDVDの追記型(DVD-R)に採用されてきており,その製造工程をBD-R にも応用することで,製造コストを下げられると期待されている。・・・

連載・シリーズ

USA Today 第8回 がんばれニッポン!

Optomarketing USA 中島 和宏

まだ本格的な真夏を迎えていないというのに,日中の気温が軒並み30 ℃を超える日が続いている。地球温暖化の影響なのだろうか? そういえば,米国でもエコや地球温暖化への対処に関心が高まってきている。原油高,天井知らずに急騰を続けるガソリン価格の影響が,まずは大きいだろう。同価格は数年で約4 倍となっており,1 ガロン(米国ガロン=約3.8l)で5 ドル目前までやってきた。上昇しているのは気温やガソリン価格だけではない。エコ対策のハイブリッド車の実勢価格も同様である。今では,定価(メーカー推奨価格)より50 〜 70 万円以上高い。さらに,納車待ちが数ヶ月とも言われている。・・・

IT市場ウォッチング 第89回 有機が起こすエレクトロニクスのパラダイムシフト

(株)野村総合研究所 藤浪  啓

有機EL,有機系太陽電池,電子ペーパーなど昨今有機エレクトロニクスに関連する話題が紙面を賑わす機会が増えている。有機系の材料は設計のダイナミックレンジが広く,多様な物性を示すため性能面,機能面での潜在的な可能性が高い。一方で,劣化や耐環境性の問題など実用化に向けては課題が多い。エレクトロニクス産業の歴史を振り返ると多少極論ではあるが,主にコンピュータとネットワークの進化の歴史といえよう。マイクロプロセッサの発明,半導体レーザの発振,光ファイバーの開発など1970 年代に主要な要素技術の技術革新が起こった後,コンピューティングパワーの飛躍的な増大とダウンサイジング(=あらゆるものにコンピュータが搭載される),ならびにネットワークの帯域拡大が進んだ。その間さまざまなプロセスイノベーション,プロダクトイノベーションが進んだが,基本的にはシリコン半導体をベースとした発展であったといえよう。・・・

光の研究コミュニティ-技術進展を支える光関連研究会/グループ- 第60回
(社)日本分光学会 生細胞分光部会

東京工業大学 藤井 正明

日本分光学会には11 の専門部会が活動しておりますが,生細胞分光部会はその中でも新しく,昨年から活動を開始した最も若い専門部会です。近年の分子分光学の発展により,生きた細胞をあるがままにその場計測することが可能となってきました。蛍光蛋白質を用いた蛍光イメージングや,線形および非線形ラマン散乱によるラマンイメージングにより,生細胞の中にある分子をマッピング,そして時間分解するなど時空間情報を高い感度で取得する技術が確立されつつあります。さらに可視・紫外,赤外波長領域に関する非線形分光過程を利用して光の回折限界を超えた超解像イメージングまで試みられています。これは古典的な生物学のような顕微鏡下の画像に基づく情報とは大きく異なるもので,生体試料に関して分光学の情報とイメージングの融合という先鋭的な試みが盛んになってきたことを示しています。・・・

事例に学ぶ光・電子分野の知的財産 第8回 意匠法

諏訪東京理科大学 西澤 紘一,(独)雇用・能力開発機構 千葉センター 櫻井 博行

工業製品(取り敢えず「自動車」にしよう)を購入するとき,何をもって選択するかは人それぞれであり,選択の要素を一律に断ずることはできない。すなわち自動車の購入を想定すると,何を基準に判断しますか,との問いに対して, 崟能」との答もあれば◆屮妊競ぅ鵝Εラー」との答もあり得る。なお,この問いは自動車という工業製品として期待される「人貨の移動のための機材」1)としての機能は充足されていることを前提にしたものであることは言うまでもない。さて,かかる前提の下,自動車の選択基準を「性能」か「デザイン・カラー」かに大別し,商品としてしての自動車の市場性を検討すると,,皚△盻斗廚任△蝓いい困譴に特化する事は妥当でなく,両者のバランスが商品開発の課題となることは当然である。・・・

21世紀を切り開く機能性単結晶の基礎と応用
第16回 タンパク質結晶のパルスレーザー加工

ハイデルベルク大学,大阪大学,科学技術振興機構,創晶,東京工業大学
吉川 洋史, 村井 良多,北谷 友也,安達 宏昭,高野 和文,松村 浩由,井上 豪,村上 聡,佐々木 孝友,森 勇介

X線構造解析はタンパク質の立体構造を知るための重要な手段の一つであるが,その測定には,該当タンパク質の単結晶が必要である。タンパク質は無機や有機低分子と比べて,分子間相互作用が弱く,結晶が非常に脆く軟らかいため,大型高品質単結晶を得るのが難しい。その結果,測定に適した所望の品質,大きさ,形状の単結晶が得られず,図1 に示すような多結晶や結晶内部に欠陥が発生することが多々ある。このような結晶はX線回折測定には適さないため,例えば,測定に適した部分だけを切り出すような結晶の加工が望まれる。その手法として,近年,大阪大学を中心とした我々の研究グループは,パルスレーザーによるタンパク質結晶加工法を考案し,従来法に比べて優れた加工が行えることを示してきた。本稿では,加工対象としてのタンパク質結晶の特性と,パルスレーザー加工におけるメリットを解説した後,実際の応用例について述べる。・・・

発明・特許のこぼれ話 第8回 花火

SMK(株) 鴫原 正義

8 月に入り夏も真っ盛りですが,毎日のように全国のどこかで花火大会が開催されています。日本で最初に花火大会があったのは,江戸時代の享保18 年(1733 年)八代将軍徳川吉宗(1684 〜 1751)の時だそうです。前年の大飢饉とコレラによって亡くなった多くの人の霊を慰めるために水神祭りを催し,両国で花火を大量に打ち上げたのです。花火の話に入る前に花火の素である火薬について触れておきましょう。火薬の発明は世界三大発明の一つに数えられるほどで,様々な用途に使われる重要な発明です。当初の火薬は硝石と硫黄と木炭を配合して作られる黒色火薬でした。・・・

技術士PLAZA 第8回 アメリカは没落する

PDCA技術経営研究所 上野 一郎

最近,テレビ,新聞等で温暖化を始めとした地球環境問題の報道や記事が多い。日本だけかと思ったら,世界的傾向のようである。これは何を意味するか。多くの人が地球環境悪化,地球温暖化を身近に感じており,将来を本気で懸念し始めている現れだと思う。地球環境が危機的状況である現在,大量生産,大量消費,大量廃棄の社会システムはもはや成り立たなく,低炭素社会システムに移行しなければならない。低炭素社会システムに対応しない,環境に配慮しない企業は淘汰される時代である。このことは企業レベルだけでなく,国家に対しても当てはまると考える。低炭素社会システムに移行しない国家は没落する時代が来ると考える。・・・

基礎からの量子光学 第32回 量子情報処理と光子の利用

大阪大学 井元 信之

複数の状態を取り得る物理系があれば,それになにがしかの情報を載せ,また取り出すことができる。その系が運べる「なにがしかのもの」は最大限何であるか?系が古典的であれば,見分けの付くN 個の状態があり「そのどれか?」という情報を出し入れできるので,最大限n≡ log2 N ビットの情報を運べる,というのが答である。逆にこれはN 個の可能性のどれが出現するか分からない場合に用意しておくべきビットの数でもある。一方,N個の可能性の出現が等確率でない場合はこれを節約することができ,情報の圧縮解凍が可能である。・・・

光技術の研究開発・特許動向II/技術別に見る最新情報
第128回 フォトニック結晶技術

嶋本国際特許事務所 嶋本 久寿弥太

フォトニック結晶技術は,光電送分野に用いられるもので,光伝播に特異な波長分散特性を有し,誘電率の大きく異なる2 種類以上の誘電体を,光の波長程度の格子定数を有するように周期的に配列した複合誘電体結晶として知られている。光の波長と同程度の周期的な屈折率変化を有する構造体で,その周期構造等に対応した光の存在を禁止するフォトニックバンドギャップを有するものとして知られている。フォトニック結晶技術の国際特許分類(G02B1 /02 :結晶)で,特許出願公開件数をみると,1989年(平成元年)に17件,90年に8件,91年に9件,92年に23件,93年に50件,94年に28件,95年に9件,96年に29件,97年に19件,98年に29件,99年に28件,2000年に43件,01年に47件,02年に58件,03年に71件,04年に56件,05年に82件,06年に111件,07年に91件となっていて,合計808件となっている。・・・


HEAD LINE NEWS

DATA ROOM

▼ガラス製光ファイバ・ケーブル輸出量,29ヶ月連続のプラス
▼液晶テレビの生産実績,20ヶ月連続のプラス
▼民生用電子機器国内出荷金額,対前年同月比104.8%の2,150億円
▼FTTHの加入数,順調に推移

PHOTONICS SPECTRA

▼オーストラリア首都特別地域でレーザポインタ禁止
▼百聞は一見にしかず
▼PhotlineとAdLightecが合併

CALENDAR

EVENTS

▼JLEDSシンポジウム2008「地球環境保護への期待 いよいよやって来たLED照明の時代」
▼光,レーザーそして非線形光学まるわかり1dayセミナー
▼InterOpto'08
▼光設計研究グループ第39回研究会「ODF'08ダイジェスト」
▼第9回情報フォトニクス研究グループ研究会(秋合宿)
▼第109回微小光学研究会「光と分子の微小光学」
▼ポジショニングEXPO2008/VISION Japan 2008/光源 2008
▼第42回光波センシング技術研究会講演会「これからの医療を支える生体情報光センシング」

PRODUCTS INFORMATION

今月のコメント

 何時の間にかウヤムヤになってしまって釈然としないのですが,中国製冷凍餃子への農薬混入事件は,我が国の食の安全の実態を改めて浮き彫りにしました。さらにこの事件によって,輸入に頼り切っている我が国の食料体制の脆弱性も明らかになりました。我が国のカロリーベースでの食料自給率は,すでに40%を切っているそうです。

 一方で穀物価格は世界的に高騰を続けています。原因として挙げられているのが,中国を始めとした新興国における食料需要の増大,原油価格高騰による穀物のバイオ燃料への転換,サブプライムローンの焦げ付きによる株価低迷を受けた投機マネーの穀物市場への流入などです。

 状況が急速に改善されるという楽観的な見通しは立っていません。そうなると食料価格はさらに高騰するという事態が心配されます。加えて,高騰し続ける食料を買えるだけの経済力を,国会のねじれ現象などによって政治が停滞してしまう我が国が今後も維持して行けるのかどうか,ちょっと不安にもなってきます。

 これらの要因に地球温暖化などの影響が加わって,食料輸出国でも自国民が困窮する程の凶作に見舞われた場合,当然その国の政府は先ずは自国民を優先するでしょう。そうなれば,いくらお金を出すと言っても売ってくれないという厳しい状況だって考えられます。こうなると,食料問題はもはや安全保障問題の様相さえ呈してきます。今から何とか食料自給率を上げる方策を考えて,手を打っておく必要があるでしょう。

 このような状況の中で,太陽光の代わりにLEDを用いる植物工場など,光技術の農業分野への応用進展が各方面から大きな期待を集めています。もちろん,植物工場にはまだコストを始めとした様々な課題が残されています。しかしながら,目先の事だけを考えて安いから輸入品を,というこれまでの安直な視点から脱して,高くても国産品を使用するという市場原理とは別の意識改革も必要ではないでしょうか。当然,それには原産地偽装といった消費者の信頼を裏切るような行為など,もっての外ということになります。

 ある意味,中国製農薬餃子問題は「安けりゃ良いってもんじゃない」という当たり前の事を我々に分からせてくれたとも言えます。もしかしたら,我々は農業というものを蔑ろにしてきたのかも知れません。もう「水と安全はタダ」の時代は過ぎ去りました。もちろん「日本人は熱しやすく冷めやすいから,しばらく放っておけば直ぐに忘れるさ」なんてことではいけません。中期的・長期的な視野で持続的に事に当たって行く必要があります。

 今月号の特集では,植物工場や農産物検査の現場で活躍している光技術にスポットライトをあて,その最新の研究・開発を紹介していただきました。これら技術のさらなる進展を期待するとともに,一方で国による強力なバックアップも期待したいと思います。

編集長 川尻 多加志

今後の特集予定(敬称略)

9月号 特集『飛躍する太陽電池(仮題)』

▼太陽電池の研究開発動向
▼高品質シリコン多結晶の開発と太陽電池への応用
▼ガラス系薄膜シリコン太陽電池
▼フレキシブル薄膜シリコン太陽電池
▼CIS系薄膜太陽電池
▼有機太陽電池
▼超高効率太陽電池

(都合により,内容に変更のある場合があります。)

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