光入射角度変更用ブラインド
【課題】太陽光併用型植物工場において、光合成に必要な光量子を人工の照明器具から得るだけではなく、電気資源を節約するために、自然の太陽光を利用できる場合には太陽光を使用し、夜間や天気が悪く太陽光を利用できない場合には照明器具を使用するという、所謂ハイブリッド型の太陽光併用型植物工場において、季節に依存して高度が変化する太陽光を有効に取り入れることを可能とする光入射角度変更用ブラインドの提供を目的とする。
【解決手段】
照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、太陽光を取り入れる壁面ガラスの外側にスラットが平坦な木製であって、スラットの上面に反射フィルムを貼り付けたブラインドを設置して、ブラインドの各スラットの角度を調整することにより有効に太陽光を該植物工場に取り入れ、植物の光合成に必要な光量子の量を適正化する。
【解決手段】
照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、太陽光を取り入れる壁面ガラスの外側にスラットが平坦な木製であって、スラットの上面に反射フィルムを貼り付けたブラインドを設置して、ブラインドの各スラットの角度を調整することにより有効に太陽光を該植物工場に取り入れ、植物の光合成に必要な光量子の量を適正化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物を生育させるために必要な光を人工の照明器具からの光と、太陽からの太陽光とを併用して用いる太陽光併用型植物工場において、太陽光を取り入れるための透明板への入射光の角度を調整することにより、透明板を透過する光量を調整する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自然の地面ではなく、工場などの施設内で、植物を成育させる植物工場が現われている。この場合に、光合成に必要な光量子を、人工の照明器具から得ている場合が多い。しかし、人工の照明器具を使用すると電気を使用し、限りある電気資源を消耗してしまうことになる。
【０００３】
そこで、自然の太陽光も利用できれば、電気資源を節約できるという観点から、自然の太陽光を利用できる場合には太陽光を使用し、夜間や天気が悪く太陽光を利用できない場合にのみ、人工の照明器具を使用するという、所謂ハイブリッド型の太陽光併用型植物工場の開発が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００７−２３６２３５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような太陽光併用型植物工場においては、人工の照明器具からの光線の場合には、該照明器具と生育させようとする植物との位置関係を調整することにより効率的に、人工の照明器具からの光線を植物にあたえることができる。しかしながら、太陽光線の場合は人工の照明器具からの光線とは異なり、太陽の高度は季節と、時間により変化し、夏季は高度（この場合の「高度」とは、地球上の太陽光併用型植物工場が設置されている地点の接線と太陽光線とがなす角度である。図１の１０４に対応）が最高７０度程度にもなるが、冬季には３０度程度になってしまう。またこの高度は日の出から日の入りまでの時間帯によっても変化する。
【０００６】
また、ガラスは入射する光の入射角度によって反射率が変化し、一般的にフロート透明ガラスの場合、入射点の法線に対して太陽光の入射角度が１５度以上となると、太陽光が反射されてしまい、この入射角度が大きくなればなるほど反射される光が多くなる。
フロート透明ガラス（厚み、３ｍｍ）の場合、この入射角度が０から４０度では光の透過率は約８５％であるが、５０度では約８２％、６０度で７２％、７０度では約６３％となってしまう。太陽の高度は６月半ばには約７５度にも達する。その結果、夏季には太陽光の取入れが十分ではなくなる。
したがって、太陽光併用型植物工場を構成する場合において、より有効に利用するためには、この点を考慮する必要がある。
【０００７】
そこで本発明は、太陽光併用型植物工場に太陽光をより有効に入射させるための当該光入射角度変更用ブラインドによる、太陽光を効率的に入射させ得る光入射角度変更装置を実現することを課題としている。
また、本発明に係る光入射角度変更装置の用途としては、太陽光併用型植物工場において太陽光線を有効に取り入れる用途だけではなく、照明器具からの光線の方向を変化させることにより、室内の暗い箇所へ光を取り入れる場合にも使用できる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインドにおいて、
照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、
前記ブラインドはブラインドのスラットは平坦な木製であって、
前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを地面と水平にしたときに、前記地面に平行であって地面と向き合わない側の面に反射フィルムを貼り付け、
前記反射フィルムを貼り付けた前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより、前記ブラインドに入射し反射する太陽光線の角度を変化させることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインドにおいて、
照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、
前記ブラインドは前記ブラインドのスラットは平坦な木製であって、
前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを
を水平にしたときに、前記地面に平行であって地面と向き合わない側と地面と向きあう側の両面に反射フィルムを貼り付けることにより、
前記反射フィルムを貼り付けた前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより、前記ブラインドに入射する光線に対して、より多様な入射角の光線に対して対応することを可能とすることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２に記載の光入射角度変更用ブラインドに係り、
請求項１または２に記載の光入射角度変更用ブラインドにおいて、前記光入射角度変更用ブラインドへ入射する光線は太陽光であり、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（以下「特定太陽光仰角」ともいう）の変化に対応して調整し得ることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載された発明は、請求項１または２に記載の光入射角度変更用ブラインドに係り、
請求項１または２に記載の光入射角度変更用ブラインドにおいて、前記光入射角度変更用ブラインドへ入射する光線は太陽光であり、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（特定太陽光仰角）の１／２とすることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインド装置において、
請求項１乃至４のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
前記特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（特定太陽光仰角）の変化に対して調整するスラット角度調整部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインド装置において、
請求項１乃至４のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（特定太陽光仰角）の１／２とするスラット角度調整部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での前記特定太陽光仰角の１／２とすることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインド装置において、
請求項１乃至４のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（特定太陽光仰角）の変化に対して調整するスラット角度調整部と、
前記太陽光併用型植物工場の所定の場所に設置された光量子量センサー部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、光量子量が所定の量となるように、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインドにおいて、
照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、
前記ブラインドは前記ブラインドの各スラットは表面が平坦で軽量な金属製であって、
前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを水平にしたときに前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより
前記ブラインドに入射し反射する光線の角度を変化させることを特徴とする。
【００１６】
請求項９に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインドにおいて、
照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、
前記ブラインドは前記ブラインドの各スラットは表面が平坦で軽量な樹脂製であって、
前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを水平にしたときに前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより
前記ブラインドに入射し反射する光線の角度を変化させることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に記載された発明は、請求項８または９に記載の光入射角度変更用ブラインドに係り、
前記光入射角度変更用ブラインドへ入射する光線は太陽光であり、
前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（特定太陽光仰角）の１／２とすることを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に記載された発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載する光入射角度変更用ブラインドに係り、
前記透明板はガラス板であることを特徴とする。
【００１９】
請求項１２に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインド装置において、
請求項８または９に記載する光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（特定太陽光仰角）の変化に対して調整するスラット角度調整部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする。
【００２０】
請求項１３に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインド装置において、
請求項８または９に記載する光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（特定太陽光仰角）の１／２とするスラット角度調整部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での前記特定太陽光仰角の１／２とすることを特徴とする。
【００２１】
請求項１４に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインド装置において、
請求項８または９に記載する光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（特定太陽光仰角）の変化に対して調整するスラット角度調整部と、
前記太陽光併用型植物工場の所定の場所に設置された光量子量センサー部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、光量子量が所定の量となるように、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする。
【００２２】
請求項１５に記載された発明は、請求項１２乃至１４のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインド装置に係り、
前記透明板はガラス板であることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。
【発明の効果】
【００２３】
植物を生育させるために必要な光を人工の照明器具からの光と、太陽からの太陽光とを併用して用いる太陽光併用型植物工場において、光入射角度変更用ブラインドに直接入射する太陽光線や、太陽光線が地面や建物や雲等に反射した間接光をも太陽光併用型植物工場に有効に取り入れるとともに、該ブラインドの隣り合うスラットの間で該ブラインドに入射した光線を反射させることにより、最終的に植物の方向に向かう光線の方向を調整することができ、より有効に太陽光線を活用でき照明器具に必要な電気資源の節約ができ、植物工場の効率の向上をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光入射角度変更用ブラインドの概略を説明するための説明用斜視図である。
【図２】太陽光併用型植物工場において、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドがどのように機能するかの概略を説明するための説明図である。
【図３】厚み３ｍｍのフロート透明ガラスに対する、入射角度ごとの光線の透過率を表すグラフである。
【図４】一定面積の垂直面に照射される放射エネルギーを、太陽高度の異なる場合について比べたグラフである。
【図５】太陽高度の時間変化と季節による変化の概略を示した、太陽の日周運動を説明するための説明図である。
【図６】垂直面に対する季節ごとの可視光線領域の透過率を表すグラフである。
【図７】箱の奥行にどれだけ太陽光が到達するかを測定した実験の模式図である。
【図８】反射板の差異による光量子量の到達率を比較したグラフである。
【図９】光入射角変更用ブラインドで反射される太陽光を説明するための説明図である。
【図１０】地面に対して水平に設置された光入射角度変更用ブラインドを表す説明図である。
【図１１】光入射角度変更用ブラインドを、太陽光を取り入れる窓に対して斜めに吊るす配置を説明する説明図である。
【図１２】太陽光併用型植物工場における植物の配列を上から見た説明用平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドを、人工光と太陽光とを併用して植物を生育させる太陽光併用型植物工場に用いることを想定している。太陽光の光源である太陽は、時間とともに高度を変える。一日の中でも時間ごとに変わり、また季節単位でも変化している。この太陽高度の変化に対応して太陽光を工場内に取り入れなければならない。本実施の形態においては、高度の変化に対応した構造を想定している。
【００２６】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドを実施するための形態１について説明する。
【００２７】
図１は、本発明に係る入射光の角度を調整する機能をもつ、光入射角度変更用ブラインドの概略を説明するための斜視図である。
【００２８】
１１０は、入射光線を表す。本実施形態では、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドを、太陽光併用型植物工場における太陽光取り入れ窓にしようすることを考えている。
そのため、入射光線１１０は太陽光線を想定している。
【００２９】
１２０は、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドであり、１２１，１２２，１２３，１２４，１２５は光入射角度変更用ブラインドを構成するスラットを表す。図１でスラットの枚数が５枚なのは、あくまで例示的なものであり、これに限らない。１１１は、光入射角度変更用ブラインド１２０のスラット表面で反射された光線を示す。
【００３０】
１１５は地表に平行な直線であり、１０２は入射光線１１０と平行な直線である。したがって、１０４は入射してくる太陽光線の表す角度であり、太陽高度に一致する。１０５は、本発明に係る光入射角度変更用ブラインド１２０の各スラット１２１，１２２，１２３，１２４，１２５の角度を表している。本実施形態では、スラットの角度１０５は１０４の半分であることを想定している。
【００３１】
そして１３０は、太陽光併用型植物工場における太陽光取り入れ窓といった透明板を表しており、地表に対して垂直な設置を考えている。
【００３２】
本実施形態における上記の設定により、太陽光線のような平行光線１１０は、以下のような挙動をする。入射光線１１０は、本発明に係る入射光の角度を調整する機能をもつ光入射角度変更用ブラインド１２０によって一定角度で反射され、その角度が水平線１１５に対して平行となる。つまり、反射光線１１１は、透明板１３０に対して垂直に入射することになる。
【００３３】
本実施形態では、この光入射角度変更用ブラインドを、人工の照明器具からの光と太陽からの太陽光とを併用して植物を生育させる太陽光併用型植物工場に用いることを想定している。
【００３４】
近年、自然の地面ではなく、工場などの施設内で、人工の照明器具からの光を用いて植物を成育させる植物工場があらわれている。人工の照明器具を用いた植物工場には、植物を生育させる際に、気候や地理関係といった外的要因の影響が少ないという利点がある。そのことから、自然の地面で生育させるよりも多様な植物の生育が期待される。例えば、本実施の形態においては該植物工場内で水栽培による植物の栽培を行うことを考えている。工場内で棚上に植物を生育させることで、土地面積の小さい工場でも効率の良い生産ができる。
【００３５】
そして、このような人工光を用いた植物工場において、図１のような窓を壁面に設置することにより、植物工場内に太陽光を取り入れることができる。このことにより、植物の光合成に対して人工光だけでなく太陽光を併用することが可能となり、人工照明器具の使用による電気資源の消耗が抑えられると考えられる。そのため、この太陽光を該工場内に効率よく取り入れ、植物の光合成に寄与する太陽光の量（光量子量）を効率よく確保することが望まれる。
【００３６】
本実施の形態では、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドに対して、この太陽光を該工場内に効率よく取り入れる機能を期待している。図２は、該太陽光併用型植物工場において、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドがどのように機能するかの概略を示した図である。
【００３７】
図２における１９１は、太陽光併用型植物工場全体を表す。本実施の形態では、該工場内１９１で水栽培による植物の生育を考えている。図２では植物を生育させる棚を３段に仮定している。１６１，１６２は上段棚１６０上で生育される植物であり、１７１は中段棚１７０上で生育される植物であり、１８１は下段棚１８０で生育される植物を示す。この植物を生育させる棚の形状、構造に関しては公知のものでよい。１９２は、該太陽光併用型植物工場における壁面である。壁面は公知の形状、構造のものでよい。壁面１９２には、植物の光合成を促す太陽光を取り入れるための窓が設置されている。１４２は、壁面１９２に取り付けられる樹脂サッシを示す。このサッシに関しても、太陽光を取り入れるための窓を壁面に設置することのできるものであれば、公知の形状、構造のものでよい。そして、この窓に対する入射光の角度を調整するために、本発明に係る光入射角度変更用ブラインド１２０の設置を考えている。
【００３８】
太陽光１０１は、この窓から太陽光併用型植物工場内１９１に取り入れられ、この太陽光線１１０の入射角は、壁面１９２の法線１１５に対して１０４となる。ここで、図２における壁面１９２は地面に垂直と想定しており、入射角１０４は太陽の高度と一致する。そして、太陽光線１１０は光入射角度変更用ブラインド１２０に入射し、これにより太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の角度が調節される。
【００３９】
１０３、１１０は太陽光線であり矢印は光線の方向を示し、ブラインド１２０で反射された太陽光線１１１は、透明板１３０に入射する。透明板１３０は太陽光を工場内に取り入れることを目的としており、公知のものでよい。例えば、断熱複層ガラスのようなものでもよい。そして、光線１１３は透明板１３０を透過して太陽光併用型植物工場内に入射することで、該植物工場内の植物に照射される。本実施の形態では、ブラインドの角度１０５を、壁面の法線に対して太陽光の入射角１０４の半分の角度になるように設定している。このことにより、１３０への入射光１１１は透明板１３０に対して垂直に入射する。
この入射角度が透明板１３０を透過するうえで最も良い角度である。そしてまた、照射光１１３は壁面の法線と平行になる。すなわち、照射光は地面と水平になって工場内に入ってくることとなる。
【００４０】
人工の照明器具からの光である人工光と、自然の太陽光とを植物の生育に併用する太陽光併用型植物工場において、人工光線に関しては、効率的に植物に与え、光合成への寄与を高めることができる。人工の照明器具からの光線は、該照明器具と生育させようとする植物との位置関係を容易に調整することができるからである。しかし、自然の太陽光線の場合は、そのように単純には扱えない。というのも、太陽は人工光の光源である照明器具とは異なり、時間に依存して高度が変化する。そのため、太陽光線の方向は太陽の高度に依存した変化を起こす。この変化には、一日単位の変化と季節単位の変化とがあり、幾分複雑なものとなっている。
【００４１】
この太陽光線の方向の変化により、自然の太陽光とを植物の生育に併用する太陽光併用型植物工場における太陽光の取り入れの効率も変化してしまう。
【００４２】
まず、太陽光線を工場内に取り入れるのに用いられる、１３０のガラス等の透明板は、光線の入射角度によって透過率が大きく変化する。図３は、厚み３ｍｍのフロート透明ガラスに対する、入射角度ごとの光線の透過率を表すグラフである。
横軸はフロート透明ガラス板の法線１１５に対する入射光の角度（度）であり、縦軸はその光線の透過率（％）である。図３より、光線の入射角度が０から４０度の間では、光の透過率は８５％以上確保されているのだが、５０度では約８２％に下がり、６０度で約７２％、７０度になると約６３％にまで減少してしまうことが読み取れる。
【００４３】
また、該植物工場の太陽光取り入れ窓の設置された壁面のような、垂直面に照射される太陽光のエネルギー（日射量）も、太陽光の高度により変化する。図４は、一定面積の垂直面に照射される放射エネルギーを、太陽高度の異なる場合について比べたものである。横軸は太陽光に含まれる光の波長（ｎｍ）であり、縦軸が各波長についての日射量（W／ｍ２・ｎｍ）である。
太陽高度が３０度の場合、５０度の場合、７０度の場合をそれぞれプロットしている。高度が高いと垂直面に到達する光線の密度は薄くなることから、日射量は高度が３０度の場合は３２７W、５０度の場合５８１W、７０度の場合６７５Wとなる。
【００４４】
このように、太陽光併用型植物工場に用いられる太陽光を取り入れるための透明板は角度に依存して透過率を下げ、透明板の設置される垂直面に到達する日射量も角度に依存して下がってしまうものである。しかし、透明板から取り入れたい太陽光線は、時間に依存して入射角度を変えてしまう。そのため、太陽光を併用して利用することを考える植物工場においては、太陽高度の変化に即して、太陽光併用型植物工場の内部に太陽光を取り入れる効率が悪くなり得るのである。
【００４５】
したがって、この太陽高度の変化に対応して太陽光を工場内に取り入れることが、植物の光合成に寄与する光量子量を効率よく確保することにつながる。
【００４６】
太陽高度の時間変化の概略を示した図が、図５である。太陽は、一日の中で日の出から南中、日の入りまで、連続的に高度を変える。日の出の時点で高度は、山などの障害物がない場合、０度であり、南中において最も高い高度となり、日の入りで再度０度となり沈んでいく。また、日の出、南中、日の入りというサイクルの中で、高度と共に太陽の方角も変化する。日の出の時点では高度が小さいと共に東の方に位置し、南中で真南となり、日の入りで西へと沈む、という変化である。図５は太陽の日周運動に関して半球で示しているが、ここで太陽光併用型植物工場５０３は観測点であり、５０１は該植物工場の東側に設置された窓であり、また５０２は南側に設置された窓である。ただし、該窓を設置する方向は、周囲の建物の環境に依存するので、総合的に判断して、より効率の良い方向に設置すればよいと考えられる。
【００４７】
なお、図５における５２１と５２２は太陽が東の方向から昇り、西の方向に沈む太陽の軌道を示す線５１２において、太陽が東の方向から昇り、西の方向に沈む方向を示す矢印である。
また、この矢印５２１と５２２は太陽の軌道を示す線５１１および５１３においても同様であるので、太陽の軌道を示す線５１１および５１３においては矢印は、省略している。
【００４８】
また、太陽高度の変化には、このような一日の中の変化だけでなく、季節ごとの変化もある。太陽の方角に関しては、三月半ばである春分と九月半ばである秋分との時点（図５における５１２）で、日の出が真東、日の入りが真西となる。そして、これらの方角が、冬においては南にずれ、夏においては北にずれていく。これと共に、太陽の高度は、冬においては小さくなり、夏においては大きくなるという変化をする。１２月半ばの冬至の時点（図５における５１１）がもっとも小さくなり、６月半ばの夏至の時点（図５における５１３）がもっとも大きくなるということである。
【００４９】
図６は、垂直面に対する季節ごとの可視光線領域の透過率を表すグラフである。植物の光合成に寄与する可視光線の透過率を、３月、６月、９月、１２月について比べている。３月、９月のものに対して６月のもの透過率が下がり、１２月のものがあがることが読み取れる。
【００５０】
これらの太陽光線の変化に対応して、太陽光併用型植物工場の内部に太陽光を取り入れることが光合成に必要な光量子量を、植物工場内に効率良く取り入れることにつながる。本実施形態は、高度の変化に対応した構造を想定している。太陽の高度は、６月半ばには略７５度にも達する。そのため、透明板１３０の日射透過率は、６０％を切ることとなる。つまり、太陽光のうち４割以上が太陽光併用型植物工場の内部に取り入れられないのである。
【００５１】
このような非効率に対応して、光入射角度変更用ブラインド１２０により、太陽光線の透明板１３０への入射角を改善することができる。
【００５２】
この光入射角度変更用ブラインドは、通常のブラインドとは異なるものである必要がある。光入射角度変更用ブラインドは、通常のブラインドのように光を遮るものではなく、入射してくる光線の角度を変更することを目的とするものである。そのため、通常のブラインドとはその構造も異なる。
【００５３】
まず、この光入射角度変更用ブラインドは入射光線を反射させることを目的とするので、このブラインドを成すスラット部分は完全に平坦でなければならない。通常のブラインドは、スラット部分が丸みを帯びていたり、容易に変形できるものが多いのだが、この光の入射角度を変更する際に用いるブラインドに、そのようなもので代用することはできない。
【００５４】
そして、光入射角度変更用ブラインドは、光の反射を調節するために、完全に平坦であり、なおかつ気候などによって歪むことのない耐性のあるものである必要がある。このことから、光入射角度変更用ブラインドは、使用する地域の気候などの外的要因に合わせて、スラット部分の素材を選べばよいと考えられる。
風雨に対する耐性や、外気温、湿度に対する耐性などを考慮すべきである。本実施形態では、木製の平坦なスラットを考えている。
【００５５】
さらに、スラット部分で光を反射させることが必要であるので、スラットの表面に反射シートを張り付けるなどの工夫が必要となる。太陽光は空から降り注がれるので、水平面に対してスラットの上側の面（空側となる面）に反射シートを設置することが必要である。この反射シートには、反射率の良いものを選ぶべきである。また、この反射シートに関しても、気候などの外的要因に合わせた素材を選ぶ必要があると考えられる。
【００５６】
本実施形態では、このブラインドの角度（図１における１０５）を、壁面の法線に対して太陽光の入射角（図１における１０４）の半分の角度になる設定を考えている。このような、角度の調整を実現する方法は、幾つかのものが考えられる。手動による調整でもよいが、本実施形態では機械による自動制御を想定している。
【００５７】
このことにより、ブラインドに反射された光線は、透明板(図１における１３０)の法線と平行となって工場内に入射してくることになる。図３より、透明板の日射透過率は入射角が小さいほど良い。このことは、厚み３ｍｍのフロート透明ガラスの場合でも断熱複層ガラスの場合でも同じく言える。本実施形態は、入射角が０度となる設定であるので、透明板の透過率による太陽光の減少を極力抑えたものであると言える。
【００５８】
そして、このように光入射角度変更用ブラインドを用いて透明板に垂直に入射させる設定は、透明板の透過率とはまた異なった非効率も解消させる効果がある。
【００５９】
太陽光を工場壁面に設置した窓から取り入れることを考えた場合、入射光線がどれだけ工場の室内奥側に到達するかは、入射角度によって異なる。窓の法線に対して大きな入射角度をもって光線が入射すれば、室内手前側にしか光は射さないこととなり、小さな入射角度をもって入射光線を取り入れられれば、それだけ室内奥側に光を照射することができるのである。そのため、本設定は、工場内の奥側の植物にも効率よく太陽光を照射させることのできる設定となっている。
【００６０】
図７は、箱の奥行にどれだけ太陽光が到達するかを測定した実験の模式図である。図７において、７０３は箱であり、７０６は箱の奥行きであり、７０１は反射板であり、７０４と７０５は光量子量センサーである。太陽光の光量子量の到達率が、箱７０３の奥行７０６を変えるとどう変化するかを光量子量センサー７０４および７０５を用いて測定している。図２と比べて、反射板７０１を本発明に係る光入射角度変更用ブラインド１２０を構成するスラットに見立てており、また箱７０３の奥行を太陽光併用型植物工場内１９１の奥行に見立てている。
【００６１】
この測定の結果が、図８である。図８は、反射板の差異による光量子量の到達率を比較したグラフである。横軸は、図７における箱の奥行７０６（ｃｍ）であり、縦軸は光量子量の到達率（％）である。二つのセンサーによる比から到達率を測定している。
これを、反射板がない場合、遮熱反射板を用いた場合、遮熱反射板の代わりにミラーを用いた場合について対比している。反射板がない場合、奥行が大きくなると極端に光量子量の到達率が下がるのに対して、遮熱反射板やミラーを用いた場合には奥行が大きくとも４０％を超える光量子量が到達していることが読み取れる。また、図８は到達する光量子量の比であるが、遮熱反射板やミラーを用いた場合には反射板がない場合よりも入力の光量子量が大きくなる。その増加はおよそ５０％であり、遮熱反射板やミラーを用いた場合の光量子量の増加は、より大きいものであるといえる。
【００６２】
本実施の形態では、遮熱反射板の使用を考えている。
遮熱反射板の使用により、太陽光による輻射熱の影響が、植物工場内に至らないことを配慮しているからである。また、反射率の高さを考慮して、ミラーによる代用も考えている。光入射角度変更用ブラインドを構成するスラットにおける反射シートの代用は、植物工場の設置される気候や地理関係、工場内でどのような植物をどのような方法で生育させるかのような状況要因を考えて決定すればよい。
【００６３】
また、透明板１３０（図１および図２における）は、地面と垂直であることを考えているので、植物工場内に入ってくる太陽の照射光は、地面と水平になっている。
本実施形態においては、植物工場内で棚状に植物を水栽培させることを想定しているので、このことによって、より良い植物の生育が期待される。図２における植物工場の植物のように、本実施形態では、数段ある棚の各段に植物を水栽培することを考えている。そのような棚状に配置された植物に対して、水平に太陽光線が浴びせられる設定となっているので、太陽光が非常に効率よく植物に照射されているのである。このことにより、土地面積の小さい植物工場でも十分に効率の良い生産が期待できる。
【００６４】
（実施の形態２）
人工照明器具を用いた植物工場は、植物を生育させる際に気候や地理関係といった外的要因の影響が少ない。そのため、自然の地面で生育させるよりも多様な植物の生育が期待される。そして、人工光を用いた植物工場に太陽光を併用する場合、気候や地理関係、工場設備のような外的要因と、工場内でどのような植物をどのような方法で生育させるかという内的要因とを考え併せ、それに適した形での太陽光の取り入れを行うべきである。
【００６５】
本発明に係る光入射角度変更用ブラインドは、植物の光合成に寄与する太陽光の光量子量を効率よく取り入れる構造を備えている。
しかし、植物工場の設置される気候や地理関係、工場内でどのような植物をどのような方法で生育させるかによっては、それに対応して光量子量を効率よく取り入れる構造を変える必要性も出てくるであろう。
【００６６】
太陽は、時間に依存して高度が変化する。一日単位での変化は、日の出から南中、日の入りまでの、連続的な変化である。日の出の時点で高度は、山などの障害物がない場合、０度であり、南中において最も高い高度となり、日の入りで再度０度となり沈んでいく。
季節単位での変化は、冬においては高度が小さくなり、夏においては大きくなるというものである。１２月半ばの冬至の時点もっとも小さくなり、６月半ばの夏至の時点がもっとも大きくなる。
【００６７】
これらの太陽高度の変化に対応して光入射角度変更用ブラインドを用いることで、植物工場内に太陽光を効率よく取り入れることができる。
その際、植物工場の立地状況や植物工場内で生育させる植物等によっては、実施の形態１よりもさらに光量子量を必要とする場合が有り得る。そのような場合、光入射角変更用ブラインドの、スラットの表面に反射シートを張り付けるなどの構造を変えることが有効と考えられる。その構造として、光入射角変更用ブラインドにおける各スラットの、両面に反射シートを取り付けるというものがある。
【００６８】
図9は、光入射角変更用ブラインドで反射される太陽光を表している。
ここで９０１および９０２は入射光線であり、９１１及び９１２はそれぞれブラインド（１２０）の各スラット（図１および２における１２１，１２２，１２３，１２４，１２５に対応）で反射された反射光線である。この図9では、光入射角変更用ブラインドの角度を実施の形態１と同様に窓の法線に対して太陽光の入射角の半分の角度としている。そのため、反射光は実施の形態１と同様に水平な光線となる。そして、光入射角変更用ブラインドにおける各スラットの、両面に反射シートを取り付けていれば、図9のように二度反射した光線も工場の中に取り入れることができるのである。
【００６９】
また、植物工場を設置する気候や地理関係、工場設備や、植物の生育法によっては、光入射角変更用ブラインドの角度は、必ずしも窓の法線に対して太陽光の入射角の半分でなくてもよい。この場合、スラットの両面に反射シートを取り付けていれば、より多様な角度からの入射光線を取り入れられると考えられる。実施の形態１では、植物工場内で棚状に植物を水栽培させることを想定しており、数段ある棚の各段に配置された植物に対して、
効果的な太陽光の照射を得るために、光入射角変更用ブラインドの角度を太陽光の入射角の半分としていた。このような棚状の配置を考えない場合には、光入射角変更用ブラインドの角度を調整して最も良い光線の角度を適宜選べばよい。ここで、太陽光を工場壁面に設置した窓から取り入れることを考えた場合には、入射光線がどれだけ工場の室内奥側に到達するかは、入射角度に依存していた。大きな入射角度であれば、室内手前側にしか光は射さないこととなり、小さな入射角度であれば、それだけ室内奥側に光を照射することができる。このことから、光入射角変更用ブラインドの角度は工場の奥行に応じた調整が必要であると考えられる。
【００７０】
（実施の形態３）
光入射角度変更用ブラインドは、通常のブラインドのように光を遮るものではなく、入射してくる光線の角度を変更することを目的とするものである。そのため、この光入射角度変更用ブラインドは入射光線を反射させねばならないので、このブラインドを成すスラット部分は完全に平坦であるべきである。この光の入射角度を変更する際に用いるブラインドは、スラット部分が丸みを帯びてしまったり、容易に変形できてしまうものであってはならない。このことから、光入射角度変更用ブラインドのスラットは、気候や地理関係といった外的要因の影響を考慮して、光の反射を調節するために、気候などによって歪まず完全に平坦であることを保持する耐性のあるものにする必要がある。つまり、光入射角度変更用ブラインドは、使用する地域の気候などの外的要因に合わせて、スラット部分の素材を選ぶべきである。
【００７１】
実施の形態１においては、光入射角度変更用ブラインドのスラットは、木製の平坦なスラットを考えている。適度な湿気のあるような地域には、木製のスラットは適していると考えられる。しかし、乾燥の激しい地域では、木製のスラットは反りを起こす可能性がある。そのような場合には、他の材質の平坦なスラットに変更せねばならない。例えば、軽量な金属製の平坦スラットを用いることが考えられる。また、風雨の激しい地域では、木製のスラットは腐食を起こす可能性がある。軽量な金属製のスラットは、錆びてしまう可能性がある。そのような場合には、樹脂製の平坦なスラットを用いることも考えられる。
【００７２】
（実施の形態４）
太陽は、時間に依存して幾分複雑な周期運動をする。この周期運動には、一日単位の変化と季節単位の変化とがあり、その中で変化するのは高度だけではない。太陽の一日単位の変化では、日の出、南中、日の入りというサイクルの中で、高度と共に太陽の方角も変化する。日の出の時点では高度が小さいと共に東の方に位置し、南中で真南となり、日の入りで西へと沈む、という変化である。また、太陽は、季節単位でも方角の変化をする。
太陽の方角は、三月半ばである春分と九月半ばである秋分との時点で、日の出が真東、日の入りが真西となる。そして、これら日の出、日の入りの方角が、冬においては南にずれ、夏においては北にずれていく。これに伴い、太陽の一日単位のサイクルも、冬において、もっとも南にずれ、夏においては北にずれるという変化をする。１２月半ばの冬至の時点でもっとも南にずれ、６月半ばの夏至の時点でもっとも北にずれるというものである。
【００７３】
これらの太陽光線の変化に対応して、太陽光併用型植物工場の内部に太陽光を取り入れることが、植物工場内における植物の光合成に効率良く寄与することにつながる。そして、光入射角度変更用ブラインドには、そのような機能が望まれる。
太陽の方角に対する調整を光入射角度変更用ブラインドで行うことにより、太陽光取り入れ窓に対する水平面の入射角度も調整し、より効率良く太陽光を植物工場内に取り入れることができるのである。このような、太陽の方角の変化に光入射角度変更用ブラインドを対応させるには、太陽光を取り入れる窓に対して、光入射角度変更用ブラインドを傾けるということが考えられる。太陽光を取り入れる窓に対して、光入射角度変更用ブラインドを傾けた構造にすることで、この傾斜角度によって太陽の方角の変化に対応することができる。例えば、実施の形態１における高度の場合と同様に、光入射角度変更用ブラインドの傾斜を、太陽光の水平面に関する入射角の半分に設定することで、水平面に関しても光線を窓に対して垂直に入射させることができる。このような構造は、植物工場の西側、東側の窓に対して有効であると考えられる。
【００７４】
この太陽光を取り入れる窓に対して、光入射角度変更用ブラインドを傾けた構造を実現する方法も、幾通りか考えられる。一つには、光入射角度変更用ブラインドを、太陽光を取り入れる窓に対して斜めに取り付けるという設置である。
図１０は、地面に対して水平に設置された光入射角度変更用ブラインドを表している。この図１０の縦方向を斜め方向に回転させた形で固定するのである。この場合、光入射角度変更用ブラインドは、鉛直方向に垂らされているわけではないので、斜め方向に維持する固定が必要である。
【００７５】
この他にも、光入射角度変更用ブラインドを、太陽光を取り入れる窓に対して斜めに吊るすという設置が考えられる。その配置を表す図が図１１である。
光入射角度変更用ブラインドを構成するスラットを吊るす紐、又はそれに代わる構造を、左右について調整することにより、スラットを水平から傾けることができる。この場合は、光入射角度変更用ブラインドは鉛直方向に垂らされていることとなる。そして、これらの傾斜角に関しても、手動や機械による自動の調整を行うことが有効であると考えられる。
【００７６】
（実施の形態５）
太陽光の水平面における角度を調整することには、太陽光の透明板１３０への入射角を調整すること以外の効能もある。
図１２は、植物工場における植物の配列を上から見た説明用平面図である。紙面左から太陽光を取り入れたとすると、左側の植物の影になることで、太陽光を取り入れるうえでの非効率が生じる。この場合には図１２に示されるように、植物を互い違い配置するようにすることで、この非効率を解消することができると考えられる。
図１２において、４０１乃至４０４は光入射角度変更用ブラインドによって方向を調整された太陽光の方向を示す矢印であり、４２１乃至４２４は同一の棚に配置された植物である。光入射角度変更用ブラインドによって方向を調整された太陽光４０１乃至４０４は、通常平行光線になるので、光入射角度変更腰部ラインドに近い植物の後の植物は影に入ってしまうが、このように配置すればより効率的に太陽光を利用できる。
また、図１０に示されるブラインドは各スラットが地面と水平な横型のブラインドであるが、図１０における縦横を入れ替えた、各スラットが地面と垂直になる縦型のブラインドを利用することにより、太陽光の光線を図４の矢印４３１乃至４３４のように地面に対して水平方向に調整することもできる。なお、図１２では植物の数は４個であるが、これは説明上例示的に取り出した数であり、これに限らない。
【００７７】
（実施の形態６）
光入射角変更用ブラインドの角度の制御方法に関しては、場面に合わせて使い分けるべきである。機械による自動制御を用いる場合でも、幾つか方法がある。
一つには、植物工場内に光量子センサーを設置し、工場内へどれだけ太陽光が到達しているかを感知する方法が考えられる。図２において、光量子センサーを太陽光併用型植物工場１９１の内部に設置する。光量子センサーに照射される太陽光取り入れ窓１３０からの光が、太陽の高度変化に応じて変化する位置に設置することにより、植物工場の奥行に応じて太陽光線を照射させるという制御ができる。また、太陽の高度を測定する装置を太陽光取り入れ窓１３０に設置し、その入力データから調整する方法も考えられる。他にも、一日単位、季節単位の太陽の周期運動を書き込んだプログラムを用いて、自動制御させる方法もある。
【００７８】
（実施の形態７）
また、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドの用途は、太陽光線を取り入れる以外にもある。
照明器具からの人工光線の方向を変化させることにも、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドを用いることができる。照明器具からの光線の方向を調整することにより、室内の暗い箇所へ光を取り入れることが可能である。人工光線は太陽光線と違って、光線が平行ではなく放射状であることが多いが、光入射角度変更用ブラインドの各スラットの角度をそれぞれ調整することにより、それらの角度に対応させることも考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
人工の照明器具を利用して、光合成により植物を生育させる植物工場において、自然のめぐみである太陽光を効率的に活用することが可能となり、農業産業に利用できる。
【符号の説明】
【００８０】
１０１ 太陽光
１０２ 入射光線１１０と平行な直線
１０３ 太陽光線の方向
１０４ 入射角
１０５ 光入射角度変更用ブラインド１２０のスラットの角度
１１０ 光入射角度変更用ブラインド１２０に入射する太陽光線
１１１ 太陽光取り入れ窓の透明板１３０に入射する太陽光線
１１２ 透明板１３０で反射される光線
１１３ 透明板１３０を透過し室内に入射する光線
１１５ 地表に平行な直線
１２０ 光入射角度変更用ブラインド
１２１ 光入射角度変更用ブラインドのスラット
１２２ 光入射角度変更用ブラインドのスラット
１２３ 光入射角度変更用ブラインドのスラット
１２４ 光入射角度変更用ブラインドのスラット
１２５ 光入射角度変更用ブラインドのスラット
１３０ 太陽光取り入れ窓である透明板
１４２ 窓の樹脂サッシ
１６０ 植物を育成するための上段棚
１６１ １６０上の植物
１６２ １６０上の植物
１７０ 植物を育成するための中段棚
１７１ １７０上の植物
１８０ 植物を育成するための下段棚
１８１ １８０上の植物
１９１ 太陽光併用型植物工場内
１９２ ブラインドを設置する窓の壁面
４０１ 光入射角度変更用ブラインドによって方向を調整された太陽光線
４０２ 光入射角度変更用ブラインドによって方向を調整された太陽光線
４０３ 光入射角度変更用ブラインドによって方向を調整された太陽光線
４０４ 光入射角度変更用ブラインドによって方向を調整された太陽光線
４２１ 同一の棚に配置された植物
４２２ 同一の棚に配置された植物
４２３ 同一の棚に配置された植物
４２４ 同一の棚に配置された植物
４３１ 縦型ブラインドにより方向調整された太陽光の光線
４３２ 縦型ブラインドにより方向調整された太陽光の光線
４３３ 縦型ブラインドにより方向調整された太陽光の光線
４３４ 縦型ブラインドにより方向調整された太陽光の光線
５０１ 植物工場の東側に設置された窓
５０２ 植物工場の南側に設置された窓
５０３ 観測点である太陽光併用型植物工場
５１１ 太陽の軌道を示す線
５１２ 太陽の軌道を示す線
５１３ 太陽の軌道を示す線
５２１ 太陽が東の方向から昇り、西の方向に沈む方向を示す矢印
５２２ 太陽が東の方向から昇り、西の方向に沈む方向を示す矢印
７０１ 反射板
７０３ 箱
７０４ 光量子量センサー
７０５ 光量子量センサー
７０６ 箱の奥行
９０１ 入射光線
９０２ 入射光線
９１１ ブラインドで反射された反射光線
９１２ ブラインドで反射された反射光線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物を生育させるために必要な光を人工の照明器具からの光と、太陽からの太陽光とを併用して用いる太陽光併用型植物工場において、太陽光を取り入れるための透明板への入射光の角度を調整することにより、透明板を透過する光量を調整する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自然の地面ではなく、工場などの施設内で、植物を成育させる植物工場が現われている。この場合に、光合成に必要な光量子を、人工の照明器具から得ている場合が多い。しかし、人工の照明器具を使用すると電気を使用し、限りある電気資源を消耗してしまうことになる。
【０００３】
そこで、自然の太陽光も利用できれば、電気資源を節約できるという観点から、自然の太陽光を利用できる場合には太陽光を使用し、夜間や天気が悪く太陽光を利用できない場合にのみ、人工の照明器具を使用するという、所謂ハイブリッド型の太陽光併用型植物工場の開発が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００７−２３６２３５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような太陽光併用型植物工場においては、人工の照明器具からの光線の場合には、該照明器具と生育させようとする植物との位置関係を調整することにより効率的に、人工の照明器具からの光線を植物にあたえることができる。しかしながら、太陽光線の場合は人工の照明器具からの光線とは異なり、太陽の高度は季節と、時間により変化し、夏季は高度（この場合の「高度」とは、地球上の太陽光併用型植物工場が設置されている地点の接線と太陽光線とがなす角度である。図１の１０４に対応）が最高７０度程度にもなるが、冬季には３０度程度になってしまう。またこの高度は日の出から日の入りまでの時間帯によっても変化する。
【０００６】
また、ガラスは入射する光の入射角度によって反射率が変化し、一般的にフロート透明ガラスの場合、入射点の法線に対して太陽光の入射角度が１５度以上となると、太陽光が反射されてしまい、この入射角度が大きくなればなるほど反射される光が多くなる。
フロート透明ガラス（厚み、３ｍｍ）の場合、この入射角度が０から４０度では光の透過率は約８５％であるが、５０度では約８２％、６０度で７２％、７０度では約６３％となってしまう。太陽の高度は６月半ばには約７５度にも達する。その結果、夏季には太陽光の取入れが十分ではなくなる。
したがって、太陽光併用型植物工場を構成する場合において、より有効に利用するためには、この点を考慮する必要がある。
【０００７】
そこで本発明は、太陽光併用型植物工場に太陽光をより有効に入射させるための当該光入射角度変更用ブラインドによる、太陽光を効率的に入射させ得る光入射角度変更装置を実現することを課題としている。
また、本発明に係る光入射角度変更装置の用途としては、太陽光併用型植物工場において太陽光線を有効に取り入れる用途だけではなく、照明器具からの光線の方向を変化させることにより、室内の暗い箇所へ光を取り入れる場合にも使用できる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインドにおいて、
照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、
前記ブラインドはブラインドのスラットは平坦な木製であって、
前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを地面と水平にしたときに、前記地面に平行であって地面と向き合わない側の面に反射フィルムを貼り付け、
前記反射フィルムを貼り付けた前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより、前記ブラインドに入射し反射する太陽光線の角度を変化させることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインドにおいて、
照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、
前記ブラインドは前記ブラインドのスラットは平坦な木製であって、
前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを
を水平にしたときに、前記地面に平行であって地面と向き合わない側と地面と向きあう側の両面に反射フィルムを貼り付けることにより、
前記反射フィルムを貼り付けた前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより、前記ブラインドに入射する光線に対して、より多様な入射角の光線に対して対応することを可能とすることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２に記載の光入射角度変更用ブラインドに係り、
請求項１または２に記載の光入射角度変更用ブラインドにおいて、前記光入射角度変更用ブラインドへ入射する光線は太陽光であり、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（以下「特定太陽光仰角」ともいう）の変化に対応して調整し得ることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載された発明は、請求項１または２に記載の光入射角度変更用ブラインドに係り、
請求項１または２に記載の光入射角度変更用ブラインドにおいて、前記光入射角度変更用ブラインドへ入射する光線は太陽光であり、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（特定太陽光仰角）の１／２とすることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインド装置において、
請求項１乃至４のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
前記特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（特定太陽光仰角）の変化に対して調整するスラット角度調整部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインド装置において、
請求項１乃至４のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（特定太陽光仰角）の１／２とするスラット角度調整部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での前記特定太陽光仰角の１／２とすることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインド装置において、
請求項１乃至４のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（特定太陽光仰角）の変化に対して調整するスラット角度調整部と、
前記太陽光併用型植物工場の所定の場所に設置された光量子量センサー部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、光量子量が所定の量となるように、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインドにおいて、
照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、
前記ブラインドは前記ブラインドの各スラットは表面が平坦で軽量な金属製であって、
前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを水平にしたときに前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより
前記ブラインドに入射し反射する光線の角度を変化させることを特徴とする。
【００１６】
請求項９に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインドにおいて、
照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、
前記ブラインドは前記ブラインドの各スラットは表面が平坦で軽量な樹脂製であって、
前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを水平にしたときに前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより
前記ブラインドに入射し反射する光線の角度を変化させることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に記載された発明は、請求項８または９に記載の光入射角度変更用ブラインドに係り、
前記光入射角度変更用ブラインドへ入射する光線は太陽光であり、
前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（特定太陽光仰角）の１／２とすることを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に記載された発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載する光入射角度変更用ブラインドに係り、
前記透明板はガラス板であることを特徴とする。
【００１９】
請求項１２に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインド装置において、
請求項８または９に記載する光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（特定太陽光仰角）の変化に対して調整するスラット角度調整部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする。
【００２０】
請求項１３に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインド装置において、
請求項８または９に記載する光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（特定太陽光仰角）の１／２とするスラット角度調整部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での前記特定太陽光仰角の１／２とすることを特徴とする。
【００２１】
請求項１４に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインド装置において、
請求項８または９に記載する光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（特定太陽光仰角）の変化に対して調整するスラット角度調整部と、
前記太陽光併用型植物工場の所定の場所に設置された光量子量センサー部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、光量子量が所定の量となるように、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする。
【００２２】
請求項１５に記載された発明は、請求項１２乃至１４のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインド装置に係り、
前記透明板はガラス板であることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。
【発明の効果】
【００２３】
植物を生育させるために必要な光を人工の照明器具からの光と、太陽からの太陽光とを併用して用いる太陽光併用型植物工場において、光入射角度変更用ブラインドに直接入射する太陽光線や、太陽光線が地面や建物や雲等に反射した間接光をも太陽光併用型植物工場に有効に取り入れるとともに、該ブラインドの隣り合うスラットの間で該ブラインドに入射した光線を反射させることにより、最終的に植物の方向に向かう光線の方向を調整することができ、より有効に太陽光線を活用でき照明器具に必要な電気資源の節約ができ、植物工場の効率の向上をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光入射角度変更用ブラインドの概略を説明するための説明用斜視図である。
【図２】太陽光併用型植物工場において、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドがどのように機能するかの概略を説明するための説明図である。
【図３】厚み３ｍｍのフロート透明ガラスに対する、入射角度ごとの光線の透過率を表すグラフである。
【図４】一定面積の垂直面に照射される放射エネルギーを、太陽高度の異なる場合について比べたグラフである。
【図５】太陽高度の時間変化と季節による変化の概略を示した、太陽の日周運動を説明するための説明図である。
【図６】垂直面に対する季節ごとの可視光線領域の透過率を表すグラフである。
【図７】箱の奥行にどれだけ太陽光が到達するかを測定した実験の模式図である。
【図８】反射板の差異による光量子量の到達率を比較したグラフである。
【図９】光入射角変更用ブラインドで反射される太陽光を説明するための説明図である。
【図１０】地面に対して水平に設置された光入射角度変更用ブラインドを表す説明図である。
【図１１】光入射角度変更用ブラインドを、太陽光を取り入れる窓に対して斜めに吊るす配置を説明する説明図である。
【図１２】太陽光併用型植物工場における植物の配列を上から見た説明用平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドを、人工光と太陽光とを併用して植物を生育させる太陽光併用型植物工場に用いることを想定している。太陽光の光源である太陽は、時間とともに高度を変える。一日の中でも時間ごとに変わり、また季節単位でも変化している。この太陽高度の変化に対応して太陽光を工場内に取り入れなければならない。本実施の形態においては、高度の変化に対応した構造を想定している。
【００２６】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドを実施するための形態１について説明する。
【００２７】
図１は、本発明に係る入射光の角度を調整する機能をもつ、光入射角度変更用ブラインドの概略を説明するための斜視図である。
【００２８】
１１０は、入射光線を表す。本実施形態では、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドを、太陽光併用型植物工場における太陽光取り入れ窓にしようすることを考えている。
そのため、入射光線１１０は太陽光線を想定している。
【００２９】
１２０は、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドであり、１２１，１２２，１２３，１２４，１２５は光入射角度変更用ブラインドを構成するスラットを表す。図１でスラットの枚数が５枚なのは、あくまで例示的なものであり、これに限らない。１１１は、光入射角度変更用ブラインド１２０のスラット表面で反射された光線を示す。
【００３０】
１１５は地表に平行な直線であり、１０２は入射光線１１０と平行な直線である。したがって、１０４は入射してくる太陽光線の表す角度であり、太陽高度に一致する。１０５は、本発明に係る光入射角度変更用ブラインド１２０の各スラット１２１，１２２，１２３，１２４，１２５の角度を表している。本実施形態では、スラットの角度１０５は１０４の半分であることを想定している。
【００３１】
そして１３０は、太陽光併用型植物工場における太陽光取り入れ窓といった透明板を表しており、地表に対して垂直な設置を考えている。
【００３２】
本実施形態における上記の設定により、太陽光線のような平行光線１１０は、以下のような挙動をする。入射光線１１０は、本発明に係る入射光の角度を調整する機能をもつ光入射角度変更用ブラインド１２０によって一定角度で反射され、その角度が水平線１１５に対して平行となる。つまり、反射光線１１１は、透明板１３０に対して垂直に入射することになる。
【００３３】
本実施形態では、この光入射角度変更用ブラインドを、人工の照明器具からの光と太陽からの太陽光とを併用して植物を生育させる太陽光併用型植物工場に用いることを想定している。
【００３４】
近年、自然の地面ではなく、工場などの施設内で、人工の照明器具からの光を用いて植物を成育させる植物工場があらわれている。人工の照明器具を用いた植物工場には、植物を生育させる際に、気候や地理関係といった外的要因の影響が少ないという利点がある。そのことから、自然の地面で生育させるよりも多様な植物の生育が期待される。例えば、本実施の形態においては該植物工場内で水栽培による植物の栽培を行うことを考えている。工場内で棚上に植物を生育させることで、土地面積の小さい工場でも効率の良い生産ができる。
【００３５】
そして、このような人工光を用いた植物工場において、図１のような窓を壁面に設置することにより、植物工場内に太陽光を取り入れることができる。このことにより、植物の光合成に対して人工光だけでなく太陽光を併用することが可能となり、人工照明器具の使用による電気資源の消耗が抑えられると考えられる。そのため、この太陽光を該工場内に効率よく取り入れ、植物の光合成に寄与する太陽光の量（光量子量）を効率よく確保することが望まれる。
【００３６】
本実施の形態では、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドに対して、この太陽光を該工場内に効率よく取り入れる機能を期待している。図２は、該太陽光併用型植物工場において、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドがどのように機能するかの概略を示した図である。
【００３７】
図２における１９１は、太陽光併用型植物工場全体を表す。本実施の形態では、該工場内１９１で水栽培による植物の生育を考えている。図２では植物を生育させる棚を３段に仮定している。１６１，１６２は上段棚１６０上で生育される植物であり、１７１は中段棚１７０上で生育される植物であり、１８１は下段棚１８０で生育される植物を示す。この植物を生育させる棚の形状、構造に関しては公知のものでよい。１９２は、該太陽光併用型植物工場における壁面である。壁面は公知の形状、構造のものでよい。壁面１９２には、植物の光合成を促す太陽光を取り入れるための窓が設置されている。１４２は、壁面１９２に取り付けられる樹脂サッシを示す。このサッシに関しても、太陽光を取り入れるための窓を壁面に設置することのできるものであれば、公知の形状、構造のものでよい。そして、この窓に対する入射光の角度を調整するために、本発明に係る光入射角度変更用ブラインド１２０の設置を考えている。
【００３８】
太陽光１０１は、この窓から太陽光併用型植物工場内１９１に取り入れられ、この太陽光線１１０の入射角は、壁面１９２の法線１１５に対して１０４となる。ここで、図２における壁面１９２は地面に垂直と想定しており、入射角１０４は太陽の高度と一致する。そして、太陽光線１１０は光入射角度変更用ブラインド１２０に入射し、これにより太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の角度が調節される。
【００３９】
１０３、１１０は太陽光線であり矢印は光線の方向を示し、ブラインド１２０で反射された太陽光線１１１は、透明板１３０に入射する。透明板１３０は太陽光を工場内に取り入れることを目的としており、公知のものでよい。例えば、断熱複層ガラスのようなものでもよい。そして、光線１１３は透明板１３０を透過して太陽光併用型植物工場内に入射することで、該植物工場内の植物に照射される。本実施の形態では、ブラインドの角度１０５を、壁面の法線に対して太陽光の入射角１０４の半分の角度になるように設定している。このことにより、１３０への入射光１１１は透明板１３０に対して垂直に入射する。
この入射角度が透明板１３０を透過するうえで最も良い角度である。そしてまた、照射光１１３は壁面の法線と平行になる。すなわち、照射光は地面と水平になって工場内に入ってくることとなる。
【００４０】
人工の照明器具からの光である人工光と、自然の太陽光とを植物の生育に併用する太陽光併用型植物工場において、人工光線に関しては、効率的に植物に与え、光合成への寄与を高めることができる。人工の照明器具からの光線は、該照明器具と生育させようとする植物との位置関係を容易に調整することができるからである。しかし、自然の太陽光線の場合は、そのように単純には扱えない。というのも、太陽は人工光の光源である照明器具とは異なり、時間に依存して高度が変化する。そのため、太陽光線の方向は太陽の高度に依存した変化を起こす。この変化には、一日単位の変化と季節単位の変化とがあり、幾分複雑なものとなっている。
【００４１】
この太陽光線の方向の変化により、自然の太陽光とを植物の生育に併用する太陽光併用型植物工場における太陽光の取り入れの効率も変化してしまう。
【００４２】
まず、太陽光線を工場内に取り入れるのに用いられる、１３０のガラス等の透明板は、光線の入射角度によって透過率が大きく変化する。図３は、厚み３ｍｍのフロート透明ガラスに対する、入射角度ごとの光線の透過率を表すグラフである。
横軸はフロート透明ガラス板の法線１１５に対する入射光の角度（度）であり、縦軸はその光線の透過率（％）である。図３より、光線の入射角度が０から４０度の間では、光の透過率は８５％以上確保されているのだが、５０度では約８２％に下がり、６０度で約７２％、７０度になると約６３％にまで減少してしまうことが読み取れる。
【００４３】
また、該植物工場の太陽光取り入れ窓の設置された壁面のような、垂直面に照射される太陽光のエネルギー（日射量）も、太陽光の高度により変化する。図４は、一定面積の垂直面に照射される放射エネルギーを、太陽高度の異なる場合について比べたものである。横軸は太陽光に含まれる光の波長（ｎｍ）であり、縦軸が各波長についての日射量（W／ｍ２・ｎｍ）である。
太陽高度が３０度の場合、５０度の場合、７０度の場合をそれぞれプロットしている。高度が高いと垂直面に到達する光線の密度は薄くなることから、日射量は高度が３０度の場合は３２７W、５０度の場合５８１W、７０度の場合６７５Wとなる。
【００４４】
このように、太陽光併用型植物工場に用いられる太陽光を取り入れるための透明板は角度に依存して透過率を下げ、透明板の設置される垂直面に到達する日射量も角度に依存して下がってしまうものである。しかし、透明板から取り入れたい太陽光線は、時間に依存して入射角度を変えてしまう。そのため、太陽光を併用して利用することを考える植物工場においては、太陽高度の変化に即して、太陽光併用型植物工場の内部に太陽光を取り入れる効率が悪くなり得るのである。
【００４５】
したがって、この太陽高度の変化に対応して太陽光を工場内に取り入れることが、植物の光合成に寄与する光量子量を効率よく確保することにつながる。
【００４６】
太陽高度の時間変化の概略を示した図が、図５である。太陽は、一日の中で日の出から南中、日の入りまで、連続的に高度を変える。日の出の時点で高度は、山などの障害物がない場合、０度であり、南中において最も高い高度となり、日の入りで再度０度となり沈んでいく。また、日の出、南中、日の入りというサイクルの中で、高度と共に太陽の方角も変化する。日の出の時点では高度が小さいと共に東の方に位置し、南中で真南となり、日の入りで西へと沈む、という変化である。図５は太陽の日周運動に関して半球で示しているが、ここで太陽光併用型植物工場５０３は観測点であり、５０１は該植物工場の東側に設置された窓であり、また５０２は南側に設置された窓である。ただし、該窓を設置する方向は、周囲の建物の環境に依存するので、総合的に判断して、より効率の良い方向に設置すればよいと考えられる。
【００４７】
なお、図５における５２１と５２２は太陽が東の方向から昇り、西の方向に沈む太陽の軌道を示す線５１２において、太陽が東の方向から昇り、西の方向に沈む方向を示す矢印である。
また、この矢印５２１と５２２は太陽の軌道を示す線５１１および５１３においても同様であるので、太陽の軌道を示す線５１１および５１３においては矢印は、省略している。
【００４８】
また、太陽高度の変化には、このような一日の中の変化だけでなく、季節ごとの変化もある。太陽の方角に関しては、三月半ばである春分と九月半ばである秋分との時点（図５における５１２）で、日の出が真東、日の入りが真西となる。そして、これらの方角が、冬においては南にずれ、夏においては北にずれていく。これと共に、太陽の高度は、冬においては小さくなり、夏においては大きくなるという変化をする。１２月半ばの冬至の時点（図５における５１１）がもっとも小さくなり、６月半ばの夏至の時点（図５における５１３）がもっとも大きくなるということである。
【００４９】
図６は、垂直面に対する季節ごとの可視光線領域の透過率を表すグラフである。植物の光合成に寄与する可視光線の透過率を、３月、６月、９月、１２月について比べている。３月、９月のものに対して６月のもの透過率が下がり、１２月のものがあがることが読み取れる。
【００５０】
これらの太陽光線の変化に対応して、太陽光併用型植物工場の内部に太陽光を取り入れることが光合成に必要な光量子量を、植物工場内に効率良く取り入れることにつながる。本実施形態は、高度の変化に対応した構造を想定している。太陽の高度は、６月半ばには略７５度にも達する。そのため、透明板１３０の日射透過率は、６０％を切ることとなる。つまり、太陽光のうち４割以上が太陽光併用型植物工場の内部に取り入れられないのである。
【００５１】
このような非効率に対応して、光入射角度変更用ブラインド１２０により、太陽光線の透明板１３０への入射角を改善することができる。
【００５２】
この光入射角度変更用ブラインドは、通常のブラインドとは異なるものである必要がある。光入射角度変更用ブラインドは、通常のブラインドのように光を遮るものではなく、入射してくる光線の角度を変更することを目的とするものである。そのため、通常のブラインドとはその構造も異なる。
【００５３】
まず、この光入射角度変更用ブラインドは入射光線を反射させることを目的とするので、このブラインドを成すスラット部分は完全に平坦でなければならない。通常のブラインドは、スラット部分が丸みを帯びていたり、容易に変形できるものが多いのだが、この光の入射角度を変更する際に用いるブラインドに、そのようなもので代用することはできない。
【００５４】
そして、光入射角度変更用ブラインドは、光の反射を調節するために、完全に平坦であり、なおかつ気候などによって歪むことのない耐性のあるものである必要がある。このことから、光入射角度変更用ブラインドは、使用する地域の気候などの外的要因に合わせて、スラット部分の素材を選べばよいと考えられる。
風雨に対する耐性や、外気温、湿度に対する耐性などを考慮すべきである。本実施形態では、木製の平坦なスラットを考えている。
【００５５】
さらに、スラット部分で光を反射させることが必要であるので、スラットの表面に反射シートを張り付けるなどの工夫が必要となる。太陽光は空から降り注がれるので、水平面に対してスラットの上側の面（空側となる面）に反射シートを設置することが必要である。この反射シートには、反射率の良いものを選ぶべきである。また、この反射シートに関しても、気候などの外的要因に合わせた素材を選ぶ必要があると考えられる。
【００５６】
本実施形態では、このブラインドの角度（図１における１０５）を、壁面の法線に対して太陽光の入射角（図１における１０４）の半分の角度になる設定を考えている。このような、角度の調整を実現する方法は、幾つかのものが考えられる。手動による調整でもよいが、本実施形態では機械による自動制御を想定している。
【００５７】
このことにより、ブラインドに反射された光線は、透明板(図１における１３０)の法線と平行となって工場内に入射してくることになる。図３より、透明板の日射透過率は入射角が小さいほど良い。このことは、厚み３ｍｍのフロート透明ガラスの場合でも断熱複層ガラスの場合でも同じく言える。本実施形態は、入射角が０度となる設定であるので、透明板の透過率による太陽光の減少を極力抑えたものであると言える。
【００５８】
そして、このように光入射角度変更用ブラインドを用いて透明板に垂直に入射させる設定は、透明板の透過率とはまた異なった非効率も解消させる効果がある。
【００５９】
太陽光を工場壁面に設置した窓から取り入れることを考えた場合、入射光線がどれだけ工場の室内奥側に到達するかは、入射角度によって異なる。窓の法線に対して大きな入射角度をもって光線が入射すれば、室内手前側にしか光は射さないこととなり、小さな入射角度をもって入射光線を取り入れられれば、それだけ室内奥側に光を照射することができるのである。そのため、本設定は、工場内の奥側の植物にも効率よく太陽光を照射させることのできる設定となっている。
【００６０】
図７は、箱の奥行にどれだけ太陽光が到達するかを測定した実験の模式図である。図７において、７０３は箱であり、７０６は箱の奥行きであり、７０１は反射板であり、７０４と７０５は光量子量センサーである。太陽光の光量子量の到達率が、箱７０３の奥行７０６を変えるとどう変化するかを光量子量センサー７０４および７０５を用いて測定している。図２と比べて、反射板７０１を本発明に係る光入射角度変更用ブラインド１２０を構成するスラットに見立てており、また箱７０３の奥行を太陽光併用型植物工場内１９１の奥行に見立てている。
【００６１】
この測定の結果が、図８である。図８は、反射板の差異による光量子量の到達率を比較したグラフである。横軸は、図７における箱の奥行７０６（ｃｍ）であり、縦軸は光量子量の到達率（％）である。二つのセンサーによる比から到達率を測定している。
これを、反射板がない場合、遮熱反射板を用いた場合、遮熱反射板の代わりにミラーを用いた場合について対比している。反射板がない場合、奥行が大きくなると極端に光量子量の到達率が下がるのに対して、遮熱反射板やミラーを用いた場合には奥行が大きくとも４０％を超える光量子量が到達していることが読み取れる。また、図８は到達する光量子量の比であるが、遮熱反射板やミラーを用いた場合には反射板がない場合よりも入力の光量子量が大きくなる。その増加はおよそ５０％であり、遮熱反射板やミラーを用いた場合の光量子量の増加は、より大きいものであるといえる。
【００６２】
本実施の形態では、遮熱反射板の使用を考えている。
遮熱反射板の使用により、太陽光による輻射熱の影響が、植物工場内に至らないことを配慮しているからである。また、反射率の高さを考慮して、ミラーによる代用も考えている。光入射角度変更用ブラインドを構成するスラットにおける反射シートの代用は、植物工場の設置される気候や地理関係、工場内でどのような植物をどのような方法で生育させるかのような状況要因を考えて決定すればよい。
【００６３】
また、透明板１３０（図１および図２における）は、地面と垂直であることを考えているので、植物工場内に入ってくる太陽の照射光は、地面と水平になっている。
本実施形態においては、植物工場内で棚状に植物を水栽培させることを想定しているので、このことによって、より良い植物の生育が期待される。図２における植物工場の植物のように、本実施形態では、数段ある棚の各段に植物を水栽培することを考えている。そのような棚状に配置された植物に対して、水平に太陽光線が浴びせられる設定となっているので、太陽光が非常に効率よく植物に照射されているのである。このことにより、土地面積の小さい植物工場でも十分に効率の良い生産が期待できる。
【００６４】
（実施の形態２）
人工照明器具を用いた植物工場は、植物を生育させる際に気候や地理関係といった外的要因の影響が少ない。そのため、自然の地面で生育させるよりも多様な植物の生育が期待される。そして、人工光を用いた植物工場に太陽光を併用する場合、気候や地理関係、工場設備のような外的要因と、工場内でどのような植物をどのような方法で生育させるかという内的要因とを考え併せ、それに適した形での太陽光の取り入れを行うべきである。
【００６５】
本発明に係る光入射角度変更用ブラインドは、植物の光合成に寄与する太陽光の光量子量を効率よく取り入れる構造を備えている。
しかし、植物工場の設置される気候や地理関係、工場内でどのような植物をどのような方法で生育させるかによっては、それに対応して光量子量を効率よく取り入れる構造を変える必要性も出てくるであろう。
【００６６】
太陽は、時間に依存して高度が変化する。一日単位での変化は、日の出から南中、日の入りまでの、連続的な変化である。日の出の時点で高度は、山などの障害物がない場合、０度であり、南中において最も高い高度となり、日の入りで再度０度となり沈んでいく。
季節単位での変化は、冬においては高度が小さくなり、夏においては大きくなるというものである。１２月半ばの冬至の時点もっとも小さくなり、６月半ばの夏至の時点がもっとも大きくなる。
【００６７】
これらの太陽高度の変化に対応して光入射角度変更用ブラインドを用いることで、植物工場内に太陽光を効率よく取り入れることができる。
その際、植物工場の立地状況や植物工場内で生育させる植物等によっては、実施の形態１よりもさらに光量子量を必要とする場合が有り得る。そのような場合、光入射角変更用ブラインドの、スラットの表面に反射シートを張り付けるなどの構造を変えることが有効と考えられる。その構造として、光入射角変更用ブラインドにおける各スラットの、両面に反射シートを取り付けるというものがある。
【００６８】
図9は、光入射角変更用ブラインドで反射される太陽光を表している。
ここで９０１および９０２は入射光線であり、９１１及び９１２はそれぞれブラインド（１２０）の各スラット（図１および２における１２１，１２２，１２３，１２４，１２５に対応）で反射された反射光線である。この図9では、光入射角変更用ブラインドの角度を実施の形態１と同様に窓の法線に対して太陽光の入射角の半分の角度としている。そのため、反射光は実施の形態１と同様に水平な光線となる。そして、光入射角変更用ブラインドにおける各スラットの、両面に反射シートを取り付けていれば、図9のように二度反射した光線も工場の中に取り入れることができるのである。
【００６９】
また、植物工場を設置する気候や地理関係、工場設備や、植物の生育法によっては、光入射角変更用ブラインドの角度は、必ずしも窓の法線に対して太陽光の入射角の半分でなくてもよい。この場合、スラットの両面に反射シートを取り付けていれば、より多様な角度からの入射光線を取り入れられると考えられる。実施の形態１では、植物工場内で棚状に植物を水栽培させることを想定しており、数段ある棚の各段に配置された植物に対して、
効果的な太陽光の照射を得るために、光入射角変更用ブラインドの角度を太陽光の入射角の半分としていた。このような棚状の配置を考えない場合には、光入射角変更用ブラインドの角度を調整して最も良い光線の角度を適宜選べばよい。ここで、太陽光を工場壁面に設置した窓から取り入れることを考えた場合には、入射光線がどれだけ工場の室内奥側に到達するかは、入射角度に依存していた。大きな入射角度であれば、室内手前側にしか光は射さないこととなり、小さな入射角度であれば、それだけ室内奥側に光を照射することができる。このことから、光入射角変更用ブラインドの角度は工場の奥行に応じた調整が必要であると考えられる。
【００７０】
（実施の形態３）
光入射角度変更用ブラインドは、通常のブラインドのように光を遮るものではなく、入射してくる光線の角度を変更することを目的とするものである。そのため、この光入射角度変更用ブラインドは入射光線を反射させねばならないので、このブラインドを成すスラット部分は完全に平坦であるべきである。この光の入射角度を変更する際に用いるブラインドは、スラット部分が丸みを帯びてしまったり、容易に変形できてしまうものであってはならない。このことから、光入射角度変更用ブラインドのスラットは、気候や地理関係といった外的要因の影響を考慮して、光の反射を調節するために、気候などによって歪まず完全に平坦であることを保持する耐性のあるものにする必要がある。つまり、光入射角度変更用ブラインドは、使用する地域の気候などの外的要因に合わせて、スラット部分の素材を選ぶべきである。
【００７１】
実施の形態１においては、光入射角度変更用ブラインドのスラットは、木製の平坦なスラットを考えている。適度な湿気のあるような地域には、木製のスラットは適していると考えられる。しかし、乾燥の激しい地域では、木製のスラットは反りを起こす可能性がある。そのような場合には、他の材質の平坦なスラットに変更せねばならない。例えば、軽量な金属製の平坦スラットを用いることが考えられる。また、風雨の激しい地域では、木製のスラットは腐食を起こす可能性がある。軽量な金属製のスラットは、錆びてしまう可能性がある。そのような場合には、樹脂製の平坦なスラットを用いることも考えられる。
【００７２】
（実施の形態４）
太陽は、時間に依存して幾分複雑な周期運動をする。この周期運動には、一日単位の変化と季節単位の変化とがあり、その中で変化するのは高度だけではない。太陽の一日単位の変化では、日の出、南中、日の入りというサイクルの中で、高度と共に太陽の方角も変化する。日の出の時点では高度が小さいと共に東の方に位置し、南中で真南となり、日の入りで西へと沈む、という変化である。また、太陽は、季節単位でも方角の変化をする。
太陽の方角は、三月半ばである春分と九月半ばである秋分との時点で、日の出が真東、日の入りが真西となる。そして、これら日の出、日の入りの方角が、冬においては南にずれ、夏においては北にずれていく。これに伴い、太陽の一日単位のサイクルも、冬において、もっとも南にずれ、夏においては北にずれるという変化をする。１２月半ばの冬至の時点でもっとも南にずれ、６月半ばの夏至の時点でもっとも北にずれるというものである。
【００７３】
これらの太陽光線の変化に対応して、太陽光併用型植物工場の内部に太陽光を取り入れることが、植物工場内における植物の光合成に効率良く寄与することにつながる。そして、光入射角度変更用ブラインドには、そのような機能が望まれる。
太陽の方角に対する調整を光入射角度変更用ブラインドで行うことにより、太陽光取り入れ窓に対する水平面の入射角度も調整し、より効率良く太陽光を植物工場内に取り入れることができるのである。このような、太陽の方角の変化に光入射角度変更用ブラインドを対応させるには、太陽光を取り入れる窓に対して、光入射角度変更用ブラインドを傾けるということが考えられる。太陽光を取り入れる窓に対して、光入射角度変更用ブラインドを傾けた構造にすることで、この傾斜角度によって太陽の方角の変化に対応することができる。例えば、実施の形態１における高度の場合と同様に、光入射角度変更用ブラインドの傾斜を、太陽光の水平面に関する入射角の半分に設定することで、水平面に関しても光線を窓に対して垂直に入射させることができる。このような構造は、植物工場の西側、東側の窓に対して有効であると考えられる。
【００７４】
この太陽光を取り入れる窓に対して、光入射角度変更用ブラインドを傾けた構造を実現する方法も、幾通りか考えられる。一つには、光入射角度変更用ブラインドを、太陽光を取り入れる窓に対して斜めに取り付けるという設置である。
図１０は、地面に対して水平に設置された光入射角度変更用ブラインドを表している。この図１０の縦方向を斜め方向に回転させた形で固定するのである。この場合、光入射角度変更用ブラインドは、鉛直方向に垂らされているわけではないので、斜め方向に維持する固定が必要である。
【００７５】
この他にも、光入射角度変更用ブラインドを、太陽光を取り入れる窓に対して斜めに吊るすという設置が考えられる。その配置を表す図が図１１である。
光入射角度変更用ブラインドを構成するスラットを吊るす紐、又はそれに代わる構造を、左右について調整することにより、スラットを水平から傾けることができる。この場合は、光入射角度変更用ブラインドは鉛直方向に垂らされていることとなる。そして、これらの傾斜角に関しても、手動や機械による自動の調整を行うことが有効であると考えられる。
【００７６】
（実施の形態５）
太陽光の水平面における角度を調整することには、太陽光の透明板１３０への入射角を調整すること以外の効能もある。
図１２は、植物工場における植物の配列を上から見た説明用平面図である。紙面左から太陽光を取り入れたとすると、左側の植物の影になることで、太陽光を取り入れるうえでの非効率が生じる。この場合には図１２に示されるように、植物を互い違い配置するようにすることで、この非効率を解消することができると考えられる。
図１２において、４０１乃至４０４は光入射角度変更用ブラインドによって方向を調整された太陽光の方向を示す矢印であり、４２１乃至４２４は同一の棚に配置された植物である。光入射角度変更用ブラインドによって方向を調整された太陽光４０１乃至４０４は、通常平行光線になるので、光入射角度変更腰部ラインドに近い植物の後の植物は影に入ってしまうが、このように配置すればより効率的に太陽光を利用できる。
また、図１０に示されるブラインドは各スラットが地面と水平な横型のブラインドであるが、図１０における縦横を入れ替えた、各スラットが地面と垂直になる縦型のブラインドを利用することにより、太陽光の光線を図４の矢印４３１乃至４３４のように地面に対して水平方向に調整することもできる。なお、図１２では植物の数は４個であるが、これは説明上例示的に取り出した数であり、これに限らない。
【００７７】
（実施の形態６）
光入射角変更用ブラインドの角度の制御方法に関しては、場面に合わせて使い分けるべきである。機械による自動制御を用いる場合でも、幾つか方法がある。
一つには、植物工場内に光量子センサーを設置し、工場内へどれだけ太陽光が到達しているかを感知する方法が考えられる。図２において、光量子センサーを太陽光併用型植物工場１９１の内部に設置する。光量子センサーに照射される太陽光取り入れ窓１３０からの光が、太陽の高度変化に応じて変化する位置に設置することにより、植物工場の奥行に応じて太陽光線を照射させるという制御ができる。また、太陽の高度を測定する装置を太陽光取り入れ窓１３０に設置し、その入力データから調整する方法も考えられる。他にも、一日単位、季節単位の太陽の周期運動を書き込んだプログラムを用いて、自動制御させる方法もある。
【００７８】
（実施の形態７）
また、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドの用途は、太陽光線を取り入れる以外にもある。
照明器具からの人工光線の方向を変化させることにも、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドを用いることができる。照明器具からの光線の方向を調整することにより、室内の暗い箇所へ光を取り入れることが可能である。人工光線は太陽光線と違って、光線が平行ではなく放射状であることが多いが、光入射角度変更用ブラインドの各スラットの角度をそれぞれ調整することにより、それらの角度に対応させることも考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
人工の照明器具を利用して、光合成により植物を生育させる植物工場において、自然のめぐみである太陽光を効率的に活用することが可能となり、農業産業に利用できる。
【符号の説明】
【００８０】
１０１ 太陽光
１０２ 入射光線１１０と平行な直線
１０３ 太陽光線の方向
１０４ 入射角
１０５ 光入射角度変更用ブラインド１２０のスラットの角度
１１０ 光入射角度変更用ブラインド１２０に入射する太陽光線
１１１ 太陽光取り入れ窓の透明板１３０に入射する太陽光線
１１２ 透明板１３０で反射される光線
１１３ 透明板１３０を透過し室内に入射する光線
１１５ 地表に平行な直線
１２０ 光入射角度変更用ブラインド
１２１ 光入射角度変更用ブラインドのスラット
１２２ 光入射角度変更用ブラインドのスラット
１２３ 光入射角度変更用ブラインドのスラット
１２４ 光入射角度変更用ブラインドのスラット
１２５ 光入射角度変更用ブラインドのスラット
１３０ 太陽光取り入れ窓である透明板
１４２ 窓の樹脂サッシ
１６０ 植物を育成するための上段棚
１６１ １６０上の植物
１６２ １６０上の植物
１７０ 植物を育成するための中段棚
１７１ １７０上の植物
１８０ 植物を育成するための下段棚
１８１ １８０上の植物
１９１ 太陽光併用型植物工場内
１９２ ブラインドを設置する窓の壁面
４０１ 光入射角度変更用ブラインドによって方向を調整された太陽光線
４０２ 光入射角度変更用ブラインドによって方向を調整された太陽光線
４０３ 光入射角度変更用ブラインドによって方向を調整された太陽光線
４０４ 光入射角度変更用ブラインドによって方向を調整された太陽光線
４２１ 同一の棚に配置された植物
４２２ 同一の棚に配置された植物
４２３ 同一の棚に配置された植物
４２４ 同一の棚に配置された植物
４３１ 縦型ブラインドにより方向調整された太陽光の光線
４３２ 縦型ブラインドにより方向調整された太陽光の光線
４３３ 縦型ブラインドにより方向調整された太陽光の光線
４３４ 縦型ブラインドにより方向調整された太陽光の光線
５０１ 植物工場の東側に設置された窓
５０２ 植物工場の南側に設置された窓
５０３ 観測点である太陽光併用型植物工場
５１１ 太陽の軌道を示す線
５１２ 太陽の軌道を示す線
５１３ 太陽の軌道を示す線
５２１ 太陽が東の方向から昇り、西の方向に沈む方向を示す矢印
５２２ 太陽が東の方向から昇り、西の方向に沈む方向を示す矢印
７０１ 反射板
７０３ 箱
７０４ 光量子量センサー
７０５ 光量子量センサー
７０６ 箱の奥行
９０１ 入射光線
９０２ 入射光線
９１１ ブラインドで反射された反射光線
９１２ ブラインドで反射された反射光線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、
前記ブラインドはブラインドのスラットは平坦な木製であって、
前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを地面と水平にしたときに、前記地面に平行であって地面と向き合わない側の面に反射フィルムを貼り付け、
前記反射フィルムを貼り付けた前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより、前記ブラインドに入射し反射する太陽光線の角度を変化させることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド。
【請求項２】
照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、
前記ブラインドは前記ブラインドのスラットは平坦な木製であって、
前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを
を水平にしたときに、前記地面に平行であって地面と向き合わない側と地面と向きあう側の両面に反射フィルムを貼り付けることにより、
前記反射フィルムを貼り付けた前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより、前記ブラインドに入射する光線に対して、より多様な入射角の光線に対して対応することを可能とする光入射角度変更用ブラインド。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光入射角度変更用ブラインドにおいて、前記光入射角度変更用ブラインドへ入射する光線は太陽光であり、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（以下「特定太陽光仰角」ともいう）の変化に対応して調整し得ることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド。
【請求項４】
請求項１または２に記載の光入射角度変更用ブラインドにおいて、前記光入射角度変更用ブラインドへ入射する光線は太陽光であり、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（以下「特定太陽光仰角」ともいう）の１／２とすることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
前記特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（以下「特定太陽光仰角」ともいう）の変化に対して調整するスラット角度調整部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（以下「特定太陽光仰角」ともいう）の１／２とするスラット角度調整部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での前記特定太陽光仰角の１／２とすることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（以下「特定太陽光仰角」ともいう）の変化に対して調整するスラット角度調整部と、
前記太陽光併用型植物工場の所定の場所に設置された光量子量センサー部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、光量子量が所定の量となるように、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。
【請求項８】
照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、
前記ブラインドは前記ブラインドの各スラットは表面が平坦で軽量な金属製であって、
前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを水平にしたときに前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより
前記ブラインドに入射し反射する光線の角度を変化させることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド。
【請求項９】
照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、
前記ブラインドは前記ブラインドの各スラットは表面が平坦で軽量な樹脂製であって、
前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを水平にしたときに前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより
前記ブラインドに入射し反射する光線の角度を変化させることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の光入射角度変更用ブラインドおいて、
前記光入射角度変更用ブラインドへ入射する光線は太陽光であり、
前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（以下「特定太陽光仰角」ともいう）の１／２とすることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド。
【請求項１１】
請求項１乃至４のいずれかに記載する光入射角度変更用ブラインドにおいて、
前記透明板はガラス板であることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド。
【請求項１２】
請求項８または９に記載する光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（以下「特定太陽光仰角」ともいう）の変化に対応して調整するスラット角度調整部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。
【請求項１３】
請求項８または９に記載する光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（以下「特定太陽光仰角」ともいう）の１／２とするスラット角度調整部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での前記特定太陽光仰角の１／２とすることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。
【請求項１４】
請求項８または９に記載する光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（以下「特定太陽光仰角」ともいう）の変化に対応して調整するスラット角度調整部と、
前記太陽光併用型植物工場の所定の場所に設置された光量子量センサー部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、光量子量が所定の量となるように、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。
【請求項１５】
請求項１２乃至１４のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインド装置において、
前記透明板はガラス板であることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。
【請求項１】
照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、
前記ブラインドはブラインドのスラットは平坦な木製であって、
前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを地面と水平にしたときに、前記地面に平行であって地面と向き合わない側の面に反射フィルムを貼り付け、
前記反射フィルムを貼り付けた前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより、前記ブラインドに入射し反射する太陽光線の角度を変化させることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド。
【請求項２】
照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、
前記ブラインドは前記ブラインドのスラットは平坦な木製であって、
前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを
を水平にしたときに、前記地面に平行であって地面と向き合わない側と地面と向きあう側の両面に反射フィルムを貼り付けることにより、
前記反射フィルムを貼り付けた前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより、前記ブラインドに入射する光線に対して、より多様な入射角の光線に対して対応することを可能とする光入射角度変更用ブラインド。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光入射角度変更用ブラインドにおいて、前記光入射角度変更用ブラインドへ入射する光線は太陽光であり、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（以下「特定太陽光仰角」ともいう）の変化に対応して調整し得ることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド。
【請求項４】
請求項１または２に記載の光入射角度変更用ブラインドにおいて、前記光入射角度変更用ブラインドへ入射する光線は太陽光であり、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（以下「特定太陽光仰角」ともいう）の１／２とすることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
前記特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（以下「特定太陽光仰角」ともいう）の変化に対して調整するスラット角度調整部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（以下「特定太陽光仰角」ともいう）の１／２とするスラット角度調整部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での前記特定太陽光仰角の１／２とすることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（以下「特定太陽光仰角」ともいう）の変化に対して調整するスラット角度調整部と、
前記太陽光併用型植物工場の所定の場所に設置された光量子量センサー部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、光量子量が所定の量となるように、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。
【請求項８】
照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、
前記ブラインドは前記ブラインドの各スラットは表面が平坦で軽量な金属製であって、
前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを水平にしたときに前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより
前記ブラインドに入射し反射する光線の角度を変化させることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド。
【請求項９】
照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、
前記ブラインドは前記ブラインドの各スラットは表面が平坦で軽量な樹脂製であって、
前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを水平にしたときに前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより
前記ブラインドに入射し反射する光線の角度を変化させることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の光入射角度変更用ブラインドおいて、
前記光入射角度変更用ブラインドへ入射する光線は太陽光であり、
前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（以下「特定太陽光仰角」ともいう）の１／２とすることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド。
【請求項１１】
請求項１乃至４のいずれかに記載する光入射角度変更用ブラインドにおいて、
前記透明板はガラス板であることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド。
【請求項１２】
請求項８または９に記載する光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（以下「特定太陽光仰角」ともいう）の変化に対応して調整するスラット角度調整部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。
【請求項１３】
請求項８または９に記載する光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（以下「特定太陽光仰角」ともいう）の１／２とするスラット角度調整部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での前記特定太陽光仰角の１／２とすることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。
【請求項１４】
請求項８または９に記載する光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度（以下「特定太陽光仰角」ともいう）の変化に対応して調整するスラット角度調整部と、
前記太陽光併用型植物工場の所定の場所に設置された光量子量センサー部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、光量子量が所定の量となるように、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。
【請求項１５】
請求項１２乃至１４のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインド装置において、
前記透明板はガラス板であることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１７９２２５（Ｐ２０１１−１７９２２５Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４４３０４（Ｐ２０１０−４４３０４）
【出願日】平成２２年３月１日（２０１０．３．１）
【出願人】（５０５１４５０９１）ツジコー株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１日（２０１０．３．１）
【出願人】（５０５１４５０９１）ツジコー株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]