植物育成システム
【課題】最適な波長成分の人工光を植物に照射することができる植物栽培システムを提供する。
【解決手段】植物育成建屋１と、植物が植えられる育成面２と、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、及び緑色ＬＥＤから構成され、前記育成面と対向する位置に配設されたＬＥＤユニット６４と、各色ＬＥＤのそれぞれに印加する電流を生成する電流生成手段４０と、植物の成長レベルを検知する植物育成状態検知手段６２と、植物育成状態検知手段６２が検知した植物の成長レベルの情報に基づき、前記各色ＬＥＤのそれぞれに印加される電流の電圧を決定する電圧決定手段を有する。
【解決手段】植物育成建屋１と、植物が植えられる育成面２と、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、及び緑色ＬＥＤから構成され、前記育成面と対向する位置に配設されたＬＥＤユニット６４と、各色ＬＥＤのそれぞれに印加する電流を生成する電流生成手段４０と、植物の成長レベルを検知する植物育成状態検知手段６２と、植物育成状態検知手段６２が検知した植物の成長レベルの情報に基づき、前記各色ＬＥＤのそれぞれに印加される電流の電圧を決定する電圧決定手段を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤの照明光により植物を育成する植物育成システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、閉鎖された空間において、人工光で野菜を育てる野菜工場が建設されつつある。このような野菜工場は、土を使用すること無く、閉鎖された空間で野菜を育成することから、病原菌や害虫が侵入することが無い。このため、農薬を使用する必要なく、安全な野菜を提供することが可能となる。ところが、人工光で野菜を育てるため、電気代が莫大となってしまい、生産コストが高くなり、採算が取れないという問題があった。また、人工光で野菜を育成することから、発電時に温室効果ガスである二酸化炭素を余分に排出してしまうと問題があった。
【０００３】
そこで、特許文献１に示されるように、照明としてＬＥＤを使用する省エネルギー化を図った植物育成用の照明器具が提案されている。しかしながら、特許文献１に示される植物育成用の照明器具では、単一色のＬＥＤを使用するため、植物の光合成に不必要な波長成分も含まれているため、エネルギーが無駄になってしまうという問題があった。そこで、特許文献２に示されるように、発光波長の異なる複数色のＬＥＤを用い、植物の成長に必要な波長を照射するＬＥＤランプが提案されている。
【０００４】
ところで、植物は成長に伴って必要とされる光の波長（光の色）が変化することが知られている。従来では、植物の成長に合わせて、作業員がＬＥＤランプから照射される人工光の波長成分を調整していたため、人件費が発生してしまい、採算性が悪化してしまうという問題があった。そこで、特許文献３に示されるように、予め設定されたスケジュールで、ランプの点灯制御を行う植物栽培システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１７１９０４号公報
【特許文献２】特開２００８−３１１１８８号公報
【特許文献３】特開平１０―１９１７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献３に示される植物栽培システムでは、植物の成長に応じたランプの点灯制御を行っていないため、何らかの要因で植物の成長が予め設定されたスケジュールと開離した場合には、植物に最適な波長の人工光を照射することができず、植物の育成が遅れてしまうという問題があった。
本発明は、上記問題を解決し、手間をかけずに、最適な波長成分の人工光を植物に照射することができる植物栽培システム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】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、
密閉空間である植物育成建屋と、
前記植物育成建屋内に配設され、植物が植えられる育成面と、
赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、及び緑色ＬＥＤから構成され、前記育成面と対向する位置に配設されたＬＥＤユニットと、
前記各色ＬＥＤのそれぞれに印加する電流を生成する電流生成手段と、
前記植物の成長レベルを検知する植物育成状態検知手段と、
前記植物育成状態検知手段が検知した植物の成長レベルの情報に基づき、前記各色ＬＥＤのそれぞれに印加される電流の電圧を決定する電圧決定手段を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
ＬＥＤユニットの各色ＬＥＤに印加する電流の電圧と、育成面に植物が植えられてからの経過時間との関係を表した作業指示ファイルが記憶される、不揮発性記憶装置である作業指示ファイル記憶手段を有し、
電圧決定手段は、前記植物育成状態検知手段が検知した植物の成長レベルの情報に基づき、作業指示ファイルを生成し、
前記生成された作業指示ファイルは、前記作業指示ファイル記憶領域に記憶され、
電流生成手段は、前記作業指示ファイルを参照することにより、植物が育成面に植えられてからの経過時間が、前記作業指示ファイルの経過時間に達した場合には、前記経過時間に対応する電圧で、各色ＬＥＤに電流を印加することを特徴とする。
これにより、電圧決定手段が、何らかの理由で作動しなくなった場合であっても、電流生成手段は、前記不揮発性記憶装置に記憶されている作業指示ファイルを参照することにより、各色ＬＥＤに印加する電流を生成することができ、植物育成面に植えられている植物が枯れたり、成長が遅くなったりすることがない。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
電流生成手段は、各ＬＥＤユニットの近傍に配設され、
作業指示ファイル記憶手段は、電流生成手段の近傍に配設され、
電圧決定手段は、生成した作業指示ファイルを、各作業指示ファイル記憶手段に送信して記憶させることを特徴とする。
これにより、電圧決定手段と、作業ファイル記憶手段との通信が遮断された場合であっても、電流生成手段は、前記不揮発性記憶装置に記憶されている作業指示ファイルを参照することにより、各色ＬＥＤに印加する電流を生成することができる。
また、電流生成手段は、各ＬＥＤユニットの近傍に配設されていることから、長距離の送電による電流の損失を回避することにより、エネルギーの無駄を削減することが可能となる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３に記載の発明において、
電圧決定手段は、
育成面で植えられる植物の種類、前記植物の成長レベル、前記各成長レベルにおけるＬＥＤユニットの各色ＬＥＤに印加する電流の最適な電圧、前記各成長レベルにおけるＬＥＤユニットの照射時間との関係を表した基準スケジュールファイルが記憶される基準スケジュールファイル記憶手段と、
植物育成検知手段が検知した成長レベルに変化があるか否かを判断する植物育成状態判定手段と、
ＬＥＤユニットの各色ＬＥＤに印加する電流の電圧と、育成面に植物が植えられてからの経過時間との関係を表した作業指示ファイルを生成する作業指示ファイル生成手段とからなり、
育成面について作業指示ファイルが生成されていない場合には、前記作業指示ファイル生成手段は、前記基準スケジュールファイルに基づいて、作業指示ファイルを作成し、
一方で、育成面について前記作業指示ファイルが生成されている場合であって、前記植物育成状態判定手段が、成長レベルの変化があったと判断した場合には、前記作業指示ファイル生成手段は、前記作業指示ファイルの、前記変化があった成長レベルに対応する経過時間の項目を、成長レベルの変化があった経過時間に変更するとともに、次以降の成長レベルに対応する経過時間の項目を、順次、前記変更された経過時間の差分だけ変更させる処理を行い、
電流生成手段は、前記作業指示ファイルを参照することにより、植物が育成面に植えられてからの経過時間が、前記作業指示ファイルの経過時間に達した場合には、前記経過時間に対応する電圧で、各色ＬＥＤに電流を印加することを特徴とする。
これにより、各色ＬＥＤに印加される最適な電圧が適確に決定され、植物の成長レベルにあった最適な照射光が照射される。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４に記載の発明において、
植物育成状態検知手段は、育成面に植えられている植物の高さを検知する高さ方向に複数配設されたセンサーであることを特徴とする。
これにより、簡単で且つ確実に、育成面に植えられた植物の成長レベルを検知することが可能となり、植物育成システムの信頼性を向上させることが可能となるとともに、低コストに植物育成状態検知手段を実現することが可能となる。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５に記載の発明において、
太陽光を電流に変換する太陽電池と、
前記太陽電池で生成された電流を蓄電する二次電池とを更に有し、
前記二次電池から電流生成手段に電流を供給することを特徴とする。
これにより、発電に伴う電気代を削減することが可能となり、更に、発電に伴う温室効果ガスである二酸化炭素が余分に排出されることが無い。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、
二次電池の残量を計測する残量検知部と、
商用電源から供給される交流を、降圧、整流、平滑化する整流部と、
前記残量検知部により計測された二次電池の残量が所定値以下である場合に、前記整流部を起動させて、電流生成手段に供給する電流を太陽電池から商用電源に切り替える電源管理手段を更に有することを特徴とする。
これにより、天候不順時や夜間等に、二次電池の残量が所定値以下になった場合であっても、ＬＥＤユニットに電流を供給することができ、植物育成面に植えられている植物が枯れたり、成長が遅くなったりすることがない。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は請求項７に記載の発明において、
複数の育成面及びＬＥＤユニットを有するとともに、各ＬＥＤユニットに対応する複数の電流生成手段を有し、
各電流生成手段に対応する複数の太陽電池を有することを特徴とする。
これにより、ある太陽電池パネルの運用を一時的に停止させることにより、順次太陽電池パネルを整備することが可能となる。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項８に記載の発明において、
植物育成建屋内への作業者の入退場を検知する入退場検知手段を更に有し、
前記入退場検知手段が植物育成建屋内への作業者の入場を検知した場合には、電圧決定手段は、ＬＥＤユニットが白色に発光するような各色ＬＥＤに印加される電流の電圧を決定し、
前記入退場検知手段が植物育成建屋内への作業者の退場を検知した場合には、電圧決定手段は、再び、植物育成状態検知手段が検知した情報に基づき、前記赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤのそれぞれに印加される電流の電圧を決定することを特徴とする。
これにより、作業者が植物育成建屋内への入場時に、ＬＥＤユニットが白色に発光するので、作業者の植物育成建屋内での各種確認作業が容易となる。例えば、育成面で植えられている植物の色づきの確認が容易となる。また、作業者が違和感を感じることがなく、植物育成建屋内で作業することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、植物の成長レベルを検知し、当該成長レベルに基づき、各色ＬＥＤのそれぞれに印加される電流の電圧を決定するので、手間をかけずに、植物の成長レベルに合った最適な照射光が植物に照射され、植物の育成が遅れることなく、より短期間で植物を育成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】植物育成システムの概要図である。
【図２】植物育成システムのブロック図である。
【図３】ＬＥＤユニットの駆動回路図である。（赤色ＬＥＤ）
【図４】ＬＥＤユニットの駆動回路図である。（青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ）
【図５】各色ＬＥＤの発光スペクトル分布を表したグラフである。
【図６】育成面制御部のブロック図である。
【図７】クロロフィルの吸収スペクトル分布を表したグラフである。
【図８】メイン処理のフロー図である。
【図９】センサーデータチェック処理のフロー図である。
【図１０】照明色変更処理のフロー図である。
【図１１】センサーデータを表した図である。
【図１２】植物育成ファイルを表した図である。
【図１３】基準スケジュールファイルを表した図である。
【図１４】作業指示ファイルを表した図である。
【図１５】作業指示ファイルの更新状態を表した図である。
【図１６】作業者入場時点灯処理のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施の形態を示す。１は植物育成建屋であり、病原菌、害虫、風雨の侵入を防止するために、密閉空間となっている。植物育成建屋１には、作業者が入退場するための入場扉１ａを有している。入場扉１ａには、入場検知部１ｂが設けられている。入場検知部１ｂは例えば、タグリーダであり、作業者が身につけている電子タグ（RFID（Radio frequency identificationの略））を読み取る装置である。入場検知部１ｂで、各作業者の植物育成建屋１への入場履歴が検知されるようになっている。
【００１９】
植物育成建屋１内には、育成面２が配設されている。実施形態では、植物育成建屋１内に複数の育成面２が配設されている。育成面２には、育成する植物が植えられる。育成面２には、植物の育成に必要なミネラル分等の肥料溶液が自動的に供給される。各育成面２に対向する位置には、ＬＥＤユニット６１が配設されている。図１に示される例では、育成面２は１段であるが、育成面２を棚状に多段構造にしても差し支えない。
【００２０】
ＬＥＤユニット６１は、赤色光を発光する赤色LED、青色光を発光する青色LED、緑色光を発光する緑色LEDの多数の各色ＬＥＤから構成されている。
図３に赤色ＬＥＤの駆動回路図を示し、図４に青色ＬＥＤ及び緑色ＬＥＤの駆動回路図を示す。図３に示されるように、複数の赤色ＬＥＤ６５ａが直列に接続され（図３の実施形態では１２個）ている。直列の接続された赤色ＬＥＤ６５ａと並列して、複数のツェナーダイオード６６が直列に、赤色ＬＥＤ６５ａと逆向きに接続されている。図３の実施形態では、２個の赤色ＬＥＤ６５ａに対して、１個のツェナーダイオード６６が並列接続されている。このように構成することにより、赤色ＬＥＤ６５ａに印加される電流が最大許容電流を超える場合には、その最大許容電流を超える電流が赤色ＬＥＤ６５ａと並列接続しているツェナーダイオード６６に流れ、赤色ＬＥＤ６５ａに流れる電流値を最大許容電流値以内に維持することができ、赤色ＬＥＤ６５ａを保護することができる。図３に示されるように、直列に接続された複数の赤色ＬＥＤ６５ａ及び直列の接続された複数のツェナーダイオード６６が、複数組み並列接続されている。このような構成により、ある赤色ＬＥＤ６５ａが破損し、直接に接続された赤色ＬＥＤ６１ａが１列消灯したとしても、消灯した赤色ＬＥＤ６５ａと並列接続されている他の赤色ＬＥＤ６５は消灯することがないので、育成面２に植えられている植物が枯れることがない。
図４に示されるように青色ＬＥＤ６５ｂの駆動回路及び緑色ＬＥＤ６５ｃの駆動回路も、図３に示される赤色ＬＥＤ６５ａの駆動回路と同様である。図４に示される実施形態では、８個の青色ＬＥＤ６５ｂや緑色ＬＥＤ６５ｃが直列に接続されている。
なお、直列に接続される各色ＬＥＤの個数は、各色ＬＥＤの特性に因るので、図３や図４の実施形態に限定されない。
【００２１】
図５に各色ＬＥＤの発光スペクトル分布を示す。図５に示されるように、赤色ＬＥＤの発光ピークは６６０ｎｍであり、赤色ＬＥＤは６００〜７００ｎｍの範囲で発光する。また、緑色ＬＥＤの発光ピークは５２５ｎｍであり、緑色ＬＥＤは４６０〜６００ｎｍの範囲で発光する。また、青色ＬＥＤの発光ピークは４７０ｎｍであり、青色ＬＥＤは４２０〜５３０ｎｍの範囲で発光する。各色ＬＥＤは、印加される電圧に応じて、照度が変化するようになっている。
【００２２】
各ＬＥＤユニット６１の近傍には、育成面制御部４０が配設されている。育成面制御部４０は、それぞれ近傍にあるＬＥＤユニット６１の各色ＬＥＤにパルス電流を供給するパルス電流生成部４５を有している（図２に示す）。なお、パルス電流生成部４５と各ＬＥＤユニット６１を接続する導線の長さは２ｍ以内であるので、パルス電流生成部４５で生成されたパルス電流が減衰することなく、ＬＥＤユニット６１に供給される。
【００２３】
各育成面２には、植物育成状態検知センサー６２（植物育成状態検知手段）が配設されている。植物育成状態検知センサー６２は、育成面２に植えられた植物の「成長レベル」（育成状態）を検知するセンサーである。本実施形態では、植物育成状態検知センサー６２は育成面２に植えられている植物の高さを検知するセンサーであり、育成面２の側方位置に高さ方向複数配設されている。前記センサーには、光電センサー、超音波センサーが含まれる。このように、植物育成状態検知手段を構成すると、植物育成状態検知センサー６２は単純な構造であることから、信頼性があり、また、低コストで育成面２に植えられた植物の「成長レベル」を検知する植物育成状態検知手段を実現することが可能となる。
【００２４】
１０は制御部である。制御部１０は、各ＬＥＤユニット６１の近傍にある育成面制御部４０に接続している。制御部１０は、植物育成状態検知センサー６２が検知した育成面２に植えられた植物の「成長レベル」に応じて、各ＬＥＤユニット６１の各色ＬＥＤに印加する電流の電圧を決定する装置である。制御部１０は、決定したＬＥＤユニット６１の各色ＬＥＤに印加する電流の電圧の情報（後述する「作業指示ファイル」）を、各育成面制御部４０に送信する。このように構成することにより、制御部１０から各制御部４０へは、各色ＬＥＤに印加する電流の電圧の情報（「作業指示ファイル」）のみが送信され、ＬＥＤユニット６１の近傍にあるパルス電流生成部４５でパルス電流が生成され、当該パルス電流がＬＥＤユニット６１に印加されるので、送電が長距離とならず、送電中のパルス電流の減衰を回避することが可能となる。なお、制御部１０には、操作用コンピュータ装置２１が接続している。
【００２５】
各育成面２上には、ブザー６３が配設されている。また、各育成面２上には、育成面２を撮像する撮像装置６４が配設されている。撮像装置６４は、イメージセンサー、結像光学系、画像生成回路を有している。イメージセンサーは、２次元配列されたフォトダイオードを有している。各フォトダイオードは、入射光の強度を電荷に変換し、電荷を「信号電圧」として出力する。イメージセンサーには、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｉｍａｇｅ ＳｅｎＳｏｒ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｗｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が含まれる。結像光学系は、単一又は複数のレンズで構成され、入光した像を、イメージセンサー上で結像させるものである。画像生成回路は、Ａ／Ｄコンバータ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｓｅｓｓｏｒ）を有している。Ａ／Ｄコンバータは、イメージセンサーが出力する「信号電圧」を、「デジタル信号」に変換する。ＤＳＰは、Ａ／Ｄコンバータが生成したが生成した「デジタル信号」から、２次元のピクセルデータである「撮像画像データ」を生成する。
【００２６】
植物育成建屋１の天井上には、太陽電池パネル５１が配設されている。太陽電池パネル５１は、南向きに水平面から２５°〜３５°傾斜させて配設されている。太陽電池パネル５１には、シリコン系（多結晶シリコン型、微細結晶シリコン型、アモルファスシリコン型を含む）、化合物系（ＧａＡｓ系、ＣＩＳ系を含む）、有機系（色素増感型、有機薄膜型を含む）の太陽電池パネルが含まれる。太陽電池パネル５１に太陽光が照射されると、光起電力効果により光エネルギーが電流に変換される。
【００２７】
太陽電池パネル５１は、充電コントローラ５２に接続している。充電コントローラ５２は、二次電池５３に接続している。充電コントローラ５２は、過充電防止回路を有していて、二次電池５３の過充電が防止されるようになっている。また、充電コントローラ５２は、過電流防止回路を有していて、二次電池５３への過電流の印加が防止されるようになっている。二次電池５３には、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、鉛蓄電池等の化学反応を利用した二次電池が含まれる。二次電池５３には、二次電池５３の電圧により残量を検出する残量検出部５３ａ（図２に示す）を有している。本実施形態では、太陽電池パネル５１で生成された電流は、ＬＥＤユニット６１の発光に使用される。このように、太陽電池パネル５１で生成した電流を、ＬＥＤユニット６１の発光に使用することにしたので、電気代が莫大とならず、生産コストを低減することができる。また、温室効果ガスである二酸化炭素を余分に排出することがない。図１に示されるように、本実施形態では、１の育成面制御部４０に、１の太陽電池パネル５１が接続されている。
【００２８】
整流部７１は、変圧器、整流回路、平滑化回路を有していて、商用電源９９から供給される交流を降圧するとともに直流に変換して、パルス電流生成部４５に出力する。変圧器は、商用電源９９から供給される交流を、例えば２４ｖの交流に降圧する。整流回路はダイオード等から構成され、変圧器で降圧された交流を全波整流する。平滑化回路は、コンデンサー等から構成され、整流回路で全波整流された電流を平滑化する。本実施形態では、１００Ｖ又は２００Ｖ、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの商用電源９９から、２４Ｖの直流に変換している。
【００２９】
（植物育成システムのブロック図の説明）
制御部１０は、ＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３、補助記憶装置１４、通信インターフェース１５を有していて、これらは相互にバス１９で接続されている。
【００３０】
ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３と協動して、各種演算、処理を行う。
ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１１で処理されるプログラムや、ＣＰＵ１１が処理するデータを、そのアドレス空間に一時的に記憶する。
【００３１】
ＲＯＭ１３には、各種プログラムが記憶されている。ＲＯＭ１３には、電源管理プログラム１３ａ、センサーデータ取得プログラム１３ｂ、植物育成状態判定プログラム１３ｃ、作業指示ファイル生成プログラム１３ｄ、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅ、点検要求プログラム１３ｆ、入退場管理プログラム１３ｇが記憶されている。当該各種プログラムが、ＣＰＵ１１で処理されることにより、植物育成システム１００の各種機能を実現している。
【００３２】
電源管理プログラム１３ａは、二次電池５３の残量が所定以下になった場合に、ＬＥＤユニット６１に印加される電流を、太陽電池パネル５１から商用電源９９に切り替える処理を行うプログラムである。
センサーデータ取得プログラム１３ｂは、各植物育成状態検知センサー６２で検知された「センサーデータ」を取得するプログラムである。
植物育成状態判定プログラム１３ｃは、前記取得された「センサーデータ」に基づいて、各育成面２に植えられている植物の成長レベルを判定するプログラムである。
作業指示ファイル生成プログラム１３ｄは、「作業指示ファイル」を生成し、又は、更新するプログラムである。
ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅは、「作業指示ファイル」を各育成面２の育成制御部４０に送信することにより、各育成面２のＬＥＤユニット６１の各色ＬＥＤに印加されるパルス電流の電圧を制御するプログラムである。
点検要求プログラム１３ｆは、育成面２に植えられている植物の成長が、後述する「基準スケジュール」から開離した場合に、作業者に前記育成面２の点検が必要であることを報知するプログラムである。具体的には、点検要求プログラム１３ｆは、操作用コンピュータ装置２１に警告を表示させたり、前記育成面２に設置されているブザー６３で警告音を鳴らせたりする。
入退場管理プログラム１３ｇは、入場検知部１ｂが検知した各作業者の植物育成建屋１への入退場情報から、「入退場履歴」を生成し、入退場履歴記録領域１４ｅに記憶させるプログラムである。
なお、前記各プログラムをＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）として実現しても差し支えない。
【００３３】
補助記憶装置１４は、例えば、不揮発性メモリーやハードディスクである。補助記憶装置１４は、センサーデータ記憶領域１４ａ、植物育成履歴ファイル記憶領域１４ｂ、基準スケジュールファイル記憶領域１４ｃ、作業指示ファイル記憶領域１４ｄ、入退場履歴記憶領域１４ｅを有している。
センサーデータ記憶領域１４ａには、「センサーデータ」が記憶される。「センサーデータ」は、図１１に示されるように、各植物育成状態検知センサー６２で検知された各育成面２に植えられている植物の背丈の情報を「成長レベル」として記憶したデータである。なお、「成長レベル」は、高さ方向に複数配設されている植物育成状態検知センサー６２が検知した数であり、育成面２に植えられている植物の背丈と対応している。
植物育成履歴ファイル記憶領域１４ｂには、「植物育成履歴ファイル」が記憶される。「植物育成履歴ファイル」は、図１２に示されるように、各育成面２に植えられている「成長レベル」と、その「成長レベル」に到達した「経過時間」との関係を表したファイルである。
【００３４】
基準スケジュールファイル記憶領域１４ｃには、「基準スケジュールファイル」が記憶される。「基準スケジュールファイル」は、図１３に示されるように、育成面２で植えられる植物の種類、「成長レベル」、前記各「成長レベル」における各色ＬＥＤに印加する電流の最適な電圧、前記各「成長レベル」におけるＬＥＤユニット６１の照射時間との関係を表したファイルである。「基準スケジュールファイル」は、操作用コンピュータ装置２１により設定したり変更したりすることができ、育成面２に植えられる植物の成長に最適な各色ＬＥＤに印加する電流の電圧が設定される。図７にクロロフィルの吸収スペクトル分布を表したグラフを示す。図７に示されるようにクロロフィルは、緑色から黄色の波長領域では、殆ど光を吸収することなく、この波長領域では殆ど光合成が行われない。図５及び図７から明らかなように、クロロフィルの光の吸収分布は、青色ＬＥＤの発光分布と赤色ＬＥＤの発光分布と殆ど一致する。本発明では、この知見に基づき、「基準スケジュールファイル」を設定している。つまり、育成面２に植えられる植物の成長過程において、青色ＬＥＤ及び赤色ＬＥＤを強く発光させるようにしている。なお、成長レベル０（発芽期）において、緑色ＬＥＤを発光させているのは、発芽時には緑色光が必要であるとの知見に基づく。また、成長レベル３（成長最終期）にも、緑色ＬＥＤを発光させているのは、成長最終期にも緑色光が必要であるとの知見に基づく。
【００３５】
作業指示ファイル記憶領域１４ｄには、「作業指示ファイル」が記憶される。「作業指示ファイル」は、図１４に示されるように、各色ＬＥＤに印加する電流の電圧と、各育成面２に植物が植えられてから（種が蒔かれてから）の「経過時間」との関係を表したファイルである。なお、各「経過時間」の項目は、前記した各「成長レベル」に対応している。当該ファイルに基づいたスケジュールで、各ＬＥＤユニット６１の各色ＬＥＤが発光する。つまり、各育成面２に植物が植えられてから「作業指示ファイル」の「経過時間」に達すると、前記「経過時間」に対応する電圧の電流が各色ＬＥＤに印加されるようになっている。
【００３６】
入退場履歴記憶領域１４ｅには、入退場管理プログラム１３ｇが生成した「入退場履歴」が記憶される。
【００３７】
通信インターフェース１５には、入場検知部１ｂ、育成面制御部４０、操作用コンピュータ装置２１が接続している。通信インターフェース１５には、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）や、ＵＳＢ（Ｕｎｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓの略）、ＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ２３２、ＲＳ４２２その他通信インターフェースが含まれる。操作用コンピュータ装置２１は、キーボードやマウス等のポインティングディバイス等の入力手段及び表示画面を有している。操作用コンピュータ装置２１は、作業者が植物育成システム１００を操作するための装置である。操作用コンピュータ装置２１の代わりに、タッチパネル等の操作手段を、通信インターフェース１５に接続しても差し支えない。
【００３８】
以下に、図６を用いて植物育成制御部４０のブロック図について説明する。植物育成制御部４０は、ＣＰＵ４１、ＲＡＭ４２、ＲＯＭ４３、補助記憶装置４６、通信インターフェース４４、パルス電流生成部４５、インターフェース４７を有していて、これらは相互にバス４９で接続されている。ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４２、ＲＯＭ４３と協動して、各種演算、処理を行う。ＲＡＭ４２は、ＣＰＵ４１で処理されるプログラムや、ＣＰＵ４１が処理するデータを、そのアドレス空間に一時的に記憶する。ＲＯＭ４３には、各種プログラムが記憶されている。
【００３９】
補助記憶装置４６は、例えば、不揮発性メモリーやハードディスク（不揮発性記憶装置）である。補助記憶装置４６は、作業指示ファイル記憶領域４６ａを有していて、制御部１０から送信された「作業指示ファイル」が記憶されるようになっている。
【００４０】
通信インターフェース４４は、制御部１０の通信インターフェース１５と接続している。通信インターフェース４４は、制御部１０の通信インターフェース１５に対応したインターフェースとなっている。
【００４１】
パルス電流生成部４５は、二次電池５３や整流部７１から供給される電流からパルス電流を生成し、ＬＥＤユニット６１の各色ＬＥＤに印加する。パルス電流生成部４５は、各色ＬＥＤに作業指示ファイル記憶領域４６ａに記憶されている「作業指示ファイル」に基づいた電圧のパルス電流を生成する。なお、パルス電流生成部４５と補助記憶装置４６とは、近傍位置に配設され、両者の距離は少なくとも２ｍ以内である。
このように、ＬＥＤユニット６１に印加される電流をパルス電流としているのは、育成面２で育成する植物が野菜である場合には、パルス光を野菜に照射すると、野菜に含まれるビタミンが増大するからである。
【００４２】
インターフェース４７には、二次電池５３の残量検知部５３ａ、整流部７１、植物育成状態検知センサー６２、ブザー６３、撮像装置６４が接続している。インターフェース４７は、残量検知部５３ａ、整流部７１、植物育成状態検知センサー６２、ブザー６３、撮像装置６４から出力されたデータの物理的・論理的な形式を変換し、バス４９に引き渡す。また、インターフェース４７は、ブザー６３を駆動させる電流を出力する。
【００４３】
（メイン処理のフローの説明）
図８にメイン処理のフロー図を示して、以下、当該フローについて説明する。メイン処理が開始すると、Ｓ１３「センサーデータ取得」の処理において、植物育成検知プログラム１３ｂは、育成面２に植えられている植物の「成長レベル」（背丈）を、各植物育成状態検知センサー６２で検知させる命令を、各植物育成制御部４０に出力する。各植物育成状態検知センサー６２で検知されたデータは、各育成面制御部４０から制御部１０に出力され、補助記憶装置１４の植物育成データ記憶領域１４ａに記憶される。Ｓ１３の処理が終了すると、Ｓ１４の判断処理に進む。
【００４４】
Ｓ１４「二次電池残量不足？」の判断処理において、二次電池残量検知プログラム１３ａは、残量検知部５３ａで検知された二次電池５３の残量が、所定値以上であるか否かを判断し、二次電池５３の残量が不足しているか否かを判断する。二次電池残量検知プログラム１３ａが、二次電池５３の残量が不足していると判断した場合には、Ｓ１５の処理に進む。一方で、二次電池残量検知プログラム１３ａが、二次電池５３の残量が不足していないと判断した場合には、Ｓ１６の処理に進む。
【００４５】
Ｓ１５「商用電源に切替」の処理において、電源管理プログラム１３ａは、ＬＥＤユニット６１を駆動させる電源を、太陽電池パネル５１から商用電源９９に切り替えるため、整流部７１を起動させる命令を整流部７１に出力する。Ｓ１５の処理が終了すると、Ｓ１６の処理に進む。このように、本実施形態では、二次電池５３が不足した場合に、商用電源９９に切り替えることにしているので、ＬＥＤユニット６１が消灯したままの状態にならず、スケジュール通りに育成面２で植物を育てることが可能となる。
【００４６】
Ｓ１６「センサーデータチェック処理」において、植物育成状態判定プログラム１３ｃは、「センサーデータ」をチェックすることにより、各育成面２に植えられている植物の育成状態を判断する。そして、作業指示ファイル生成プログラム１３ｄは、前記判断した育成状態に基づいて、「作業指示ファイル」を更新することにより、各色ＬＥＤに印加される電流の電圧値を植物の育成に最適な電圧とする。詳しくは、図９を用いて後で説明する。Ｓ１６の処理が終了すると、Ｓ１８の判断処理に進む。
【００４７】
Ｓ１８「照度変更処理」において、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｆは、「作業指示ファイル」に基づいて、各色ＬＥＤに印加される電流の電圧を変更し、各色ＬＥＤの照度を変更する処理が行われる。詳しくは、図１０を用いて後で説明する。Ｓ１８の処理が終了すると、Ｓ１９の判断処理に進む。
【００４８】
Ｓ１９「検知間隔経過？」の処理において、ＣＰＵ４１は植物育成状態検知センサー６２による検知間隔が経過した否かを判断し、前記検知間隔が経過していると判断した場合には、Ｓ１３の処理に進む。つまり、検知間隔毎に、Ｓ１３の処理において、植物育成状態検知センサー６２で検知される。なお、前記検知間隔は、例えば１時間である。
【００４９】
（センサーデータチェック処理）
図９に「センサーデータチェック処理」のフロー図を示して、以下、当該フローについて説明する。Ｓ１６「センサーデータチェック処理」が開始すると、Ｓ１６−１「植物育成履歴ファイル取得」の処理に進む。Ｓ１６−１の処理において、植物育成状態判定プログラム１３ｃは、植物育成履歴ファイル記憶領域１４ｂを参照し、「センサーデータ」をチェックする育成面２の「植物育成履歴ファイル」取得し、ＲＡＭ１２の記憶領域に記憶させる。Ｓ１６―１の処理が終了すると、Ｓ１６−２の処理に進む。
【００５０】
Ｓ１６−２「基準スケジュールファイル取得」の処理において、植物育成状態判定プログラム１３ｃは、基準スケジュールファイル記憶領域１４ｃに記憶されている「基準スケジュールファイル」を参照して、「センサーデータ」をチェックする育成面２に対応する「基準スケジュールファイル」を取得し、ＲＡＭ１２に記憶させる。Ｓ１６―２の処理が終了すると、Ｓ１６−３の処理に進む。
【００５１】
Ｓ１６−３「経過時間算出」の処理において、植物育成検知プログラム１３ｂは、「センサーデータ」をチェックする育成面２に植えられた植物が植えられてから（種が蒔かれてから）の「経過時間」を算出する。Ｓ１６―３の処理が終了すると、Ｓ１６―４の判断処理に進む。
【００５２】
Ｓ１６−４「センサーデータ変化あり？」の判断処理において、植物育成状態判定プログラム１３ｃは、ＲＡＭ１２とセンサーデータ記憶領域１４ａを参照することにより、「植物育成履歴ファイル」と、これに対応する育成面２の「センサーデータ」を比較して、「センサーデータ」が変化したか否かを判断する。植物育成状態判定プログラム１３ｃが、「センサーデータ」が変化したと判断した場合には、Ｓ１６−５の判断処理に進む。植物育成状態判定プログラム１３ｃが、「センサーデータ」が変化していない判断した場合には、Ｓ１６−１１の判断処理に進む。なお、育成面２に植物（種）が植えられて、最初にＳ１６−４の判断処理を行う場合には、Ｓ１６−５の処理に進む。
【００５３】
Ｓ１６−５「作業指示ファイル更新」の処理において、作業指示ファイル生成プログラム１３ｄは、基準スケジュールファイル記憶領域１４ｃに記憶されている「基準スケジュールファイル」を参照することにより、「作業指示ファイル」（図１４に示す）を更新する「作業指示ファイル更新処理」を実行する。
なお、育成面２に植物（種）が植えられて最初にＳ１６−５の判断処理を行う場合には、作業指示ファイル生成プログラム１３ｄは、育成面２に植えられている植物に対応する「基準スケジュールファイル」に基づいて、「作業指示ファイル」を作成する。具体的には、作業指示ファイル生成プログラム１３ｄは、育成面２に植えられている植物に対応する「基準スケジュールファイル」の各「成長レベル」の「照射時間」を順次積算することにより、各色ＬＥＤに印加する電流の電圧に対応する「経過時間」を順次算出し、各色ＬＥＤに印加する電流の電圧のスケジュールである「作業指示ファイル」を生成する。
また、育成面２に植物（種）が植えられて、２回目以降にＳ１６−５の判断処理を行う場合には、既に生成されている「作業指示ファイル」（図１５の（Ａ）に示す）の変化があった「成長レベル」に対応する「経過時間」を、「センサーデータ」が変化した「経過時間」（Ｓ１６―３の処理で算出された「経過時間」）に変更するとともに、次以降の「成長レベル」に対応する「経過時間」についても順次、前記変更された「経過時間」の差分だけシフトさせるシフト処理を行う。図１５に示される例では、「成長レベル」が０から１になる（予定されていた）「経過時間」が１２０ｈであるところ、実際にセンサー６２で検出された「成長レベル」１に達した「経過時間」が１１５ｈであるので、「作業指示ファイル」の各「成長レベル」について５ｈ早めるシフト処理を行う。Ｓ１５−５の処理が終了すると、Ｓ１６−６の処理に進む。
【００５４】
Ｓ１６―６「植物育成履歴ファイル更新」の処理において、ＣＰＵ１１は、植物育成履歴ファイル記憶領域１４ｂに記憶されている「植物育成履歴ファイル」（図１２に示す）を更新する。具体的には、ＣＰＵ１１は、「センサーデータ」が変化した時間を、変化した「成長レベル」に対応する「経過時間」に記憶させる。Ｓ１６−６の処理が終了すると、Ｓ１６−７の判断処理に進む。
【００５５】
Ｓ１６―７「植物育成基準データと開離」の判断処理において、植物育成状態判定プログラム１３ｃは、育成面２に植えられている植物の成長が、「基準スケジュールファイル」に規定されている植物の成長スケジュールと開離しているか否かを判断する。具体的には、植物育成状態判定プログラム１３ｃは、前記「センサーデータ」から算出される育成面２に植えられている植物の「成長レベル」（背丈）を算出し、前記植物に対応する「基準スケジュールファイル」を参照して、前記植物の「成長レベル」に達した「経過時間」を抽出し、当該「経過時間」と「センサーデータ」が変化した際の「経過時間」とを比較し、所定以上（例えば１０％以上）開離しているか否かを判断する。植物育成状態判定プログラム１３ｃが、育成面２に植えられている植物の成長が、「基準スケジュールファイル」に規定されている植物の成長スケジュールと開離していると判断した場合には、Ｓ１６−８の処理に進む。一方で、植物育成状態判定プログラム１３ｃが、育成面２に植えられている植物の成長が、「基準スケジュールファイル」に規定されている植物の成長スケジュールと開離していないと判断した場合には、Ｓ１６−９の判断処理に進む。
【００５６】
Ｓ１６−８「点検要求処理」において、点検要求プログラム１３ｆは、作業者にＳ１６−７の判断処理で判断された育成面２の点検が必要であることを作業者に報知させる「点検要求処理」を実行する。具体的には、点検要求プログラム１３ｆは、操作用コンピュータ装置２１に、警告画面を表示させ、又は、警告音を再生させる命令を、出力する。また、点検要求プログラム１３ｆは、ブザー６３で警告音を所定時間（例えば３分間）再生させる命令を、前記育成面２の育成面制御部４０に出力する。更に、点検要求プログラム１３ｆは、撮像装置６４で前記育成面２を撮像し、「撮像画像」を操作用コンピュータ装置２１に出力させる命令を、育成面制御部４０に出力する。なおこの際に、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅは、撮像する育成面２上に配設されているＬＥＤユニット６１を白色に発光させるために、当該育成面２のパルス電流生成部４５に各色ＬＥＤに印加するパルス電流の電圧を略同一にする命令を出力する。このように、育成面２の撮像時２に、育成面２を照射するＬＥＤユニット６１を白色に発光させることにしたので、操作用コンピュータ装置２１の画面に映し出される育成面２が明瞭に表示され、作業者の育成面２の点検が容易となる。Ｓ１６−８の処理が終了すると、Ｓ１６−９の判断処理に進む。
【００５７】
Ｓ１６−９「全ての育成面のセンサーデータをチェック？」の判断処理において、植物育成状態判定プログラム１３ｃは、全ての育成面２の「センサーデータ」をチェックしたか否かを判断する。植物育成状態判定プログラム１３ｃが、全ての育成面２の「センサーデータ」をチェックしたと判断した場合には、「センサーデータチェック処理」が終了し、図８のＳ１７「照度変更有り？」の判断処理に進む。一方で、植物育成状態判定プログラム１３ｃが、全ての育成面２の「センサーデータ」をチェックしたと判断しない場合には、Ｓ１６―１の処理に戻る。
【００５８】
Ｓ１６―１１「植物育成基準データと開離？」の判断処理は、Ｓ１６−７の処理と同様である。植物育成状態判定プログラム１３ｃが、育成面２に植えられている植物の成長が、「基準スケジュールファイル」に規定されている植物の成長スケジュールと開離していると判断した場合には、Ｓ１６−１２の処理に進む。一方で、植物育成状態判定プログラム１３ｃが、育成面２に植えられている植物の成長が、「基準スケジュールファイル」に規定されている植物の成長スケジュールと開離していないと判断した場合には、Ｓ１６−９の判断処理に進む。
【００５９】
Ｓ１６―１２「点検要求処理」の処理は、Ｓ１６−８の処理と同様である。Ｓ１６―１２の処理が終了すると、Ｓ１６―９の判断処理に進む。
【００６０】
（照度変更処理）
図１０に「照度変更処理」のフロー図を示して、以下、当該フローについて説明する。「照度変更処理」が開始すると、Ｓ１８−１「作業指示ファイル読み込み」の処理において、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅは、育成面２の「作業指示ファイル」（図１４に示す）をＲＡＭ１２に記憶させる。Ｓ１８−１の処理が終了すると、Ｓ１８−２の判断処理に進む。
【００６１】
Ｓ１８―２「作業指示ファイルは更新されたか？」の判断処理において、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅは、「作業指示ファイル」が更新されているか否かを判断する。ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅが、「作業指示ファイル」が更新されていると判断した場合には、Ｓ１８−３の処理に進む。一方で、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅが、「作業指示ファイル」が更新されていないと判断した場合には、Ｓ１８−４の判断処理に進む。
【００６２】
Ｓ１８−３「作業指示ファイル送信」の処理において、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅは、「作業指示ファイル」が変更されている育成面２の育成面制御部４０に「作業指示ファイル」を送信する。「作業指示ファイル」を受信した育成面制御部４０は、前記「作業指示ファイル」を、補助記憶装置４６の作業指示ファイル記憶領域４６ａに記憶させる。そして、ＣＰＵ４１は、作業指示ファイル記憶領域４６ａに記憶された「作業指示ファイル」に基づいて、ＬＥＤユニット６１の各色ＬＥＤに印加する電流の電圧を変更する命令を、パルス電流生成部４５に出力する。パルス電流生成部４５は、前記命令に基づいて、ＬＥＤユニット６１の各色ＬＥＤに印加する電流の電圧を変更する。Ｓ１８−３の処理が終了すると、Ｓ１８−４の判断処理に進む。
【００６３】
Ｓ１８−４「全ての育成面について処理？」の判断処理において、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅは、全ての育成面２について、上述したＳ１８−１〜Ｓ１８−３の処理を行ったか否かを判断する。ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅが、全ての育成面２について、Ｓ１８−１〜Ｓ１８−３の処理を行ったと判断した場合には、「照度変更処理」が終了し、図８に示されるＳ１９の処理に進む。一方で、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅが、全ての育成面２について、Ｓ１８−１〜Ｓ１８−３の処理を行っていないと判断した場合には、Ｓ１８−１の処理に戻る。
【００６４】
このように本発明では、植物の成長（背丈）を植物育成状態検知センサー６２で検出し、植物の成長レベルに合わせて、最適な照射光を照射することにしたので、植物の育成が遅れることなく、より短期間で植物を育成することが可能となった。
【００６５】
また、本発明では、制御部１０が「作業指示ファイル」を生成し、当該「作業指示ファイル」を各育成面２の育成面制御部４０に送信し、各育成面制御部４０が前記「作業指示ファイル」を記憶して保持する構成としたので、制御部１０が故障した場合や、制御部１０と各育成面制御部４０との通信が遮断された場合であっても、育成面制御部４０は自己が保持している「作業指示ファイル」に基づいて、ＬＥＤユニット６１にパルス電流を供給することができ、耐障害性に優れ、育成面２に植えられた植物が枯れてしまうことがない。
また、本実施形態では、１の育成面制御部４０に、１の太陽電池パネル５１が接続されている。このため、ある太陽電池パネル５１の運用を一時的に停止させることにより、順次太陽電池パネル５１を整備することができる。
【００６６】
（作業者入場時点灯処理）
図１６に「作業者入場時点灯処理」のフロー図を示して、以下に、当該処理の説明をする。Ｓ８１「入場検知部が作業者の入場を検知？」の判断処理において、入退場管理プログラム１３ｇが、入場検知部１ｂが出力する信号に基づいて、作業者の植物育成建屋１内への入場を検知した場合には、Ｓ８２の処理に進む。
【００６７】
Ｓ８２「ＬＥＤユニットの照明光を白色にする」の判断処理において、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅは、各育成面２上に配設されているＬＥＤユニット６１を白色に発光させるために、ＬＥＤユニットが白色に発光するような、各色ＬＥＤに印加される電流の電圧を決定する。なお、ＬＥＤユニットユニット６１に配設されている各色ＬＥＤの数が同数であり、同一の電圧を各色ＬＥＤに印加した場合に各色ＬＥＤの照度が同一となる場合には、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅは、各色ＬＥＤに印加するパルス電流の電圧を略同一にする。そして、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅは、前記決定された電圧にする命令を、各パルス電流生成部４５に出力する。このように、作業者が植物育成建屋１内への入場時に、各ＬＥＤユニット６１を白色に発光させることにしたので、作業者が植物育成建屋１内での各種確認作業が容易となる。例えば、育成面２で植えられている植物の色づきの確認が容易となる。また、作業者が違和感を感じることがなく、植物育成建屋１内で作業することができる。Ｓ８２の処理が終了すると、Ｓ８３の判断処理に進む。
【００６８】
Ｓ８３「入場検知部が作業者の退場を検知？」の判断処理において、入退場管理プログラム１３ｇが、入場検知部１ｂが出力する信号に基づいて、作業者の植物育成建屋１内からの退場を検知した場合には、Ｓ８４の処理に進む。
【００６９】
Ｓ８４「ＬＥＤユニットの照明色を白色から解除」の処理において、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅは、各ＬＥＤユニット６１の照明色を白色から解除させるために、各パルス電流生成部４５に各色ＬＥＤに印加するパルス電流の電圧を略同一にする命令を解除する命令を出力する。すると、各パルス電流生成部４５は作業指示ファイル記憶領域４６ａに記憶されている「作業指示ファイル」に基づいた電圧で、各色ＬＥＤに印加するパルス電流を生成する。このように、作業者が植物育成建屋１から退場すると、各パルス電流生成部４５は作業指示ファイル記憶領域４６ａに記憶されている「作業指示ファイル」に基づいた電圧で、各色ＬＥＤに印加するパルス電流を生成するので、植物の育成に最適な照明色の照明光が育成面２に植えられている植物に照射され、植物の育成が遅れることがない。また、エネルギーが無駄に消費されることがない。Ｓ８４の処理が終了すると、Ｓ８１の判断処理に進む。
【００７０】
（総括）
以上説明した実施形態では、ＬＥＤユニット６１の各色ＬＥＤにパルス電流を印加しているが、前記各色ＬＥＤに直流電流を印加することにしても差し支えない。
なお、ＬＥＤユニット６１を所定時間点灯させ、所定時間消灯させることを繰り返して、昼と夜を再現することにしても差し支えない。この場合には、植物（野菜）に含まれるビタミンやミネラルが増大する。
【００７１】
以上説明した実施形態では、育成面２に植えられた植物の「成長レベル」を検知する植物育成状態検知手段は、育成面２の側方に配設された植物育成状態検知センサー６２であるが、前記植物育成状態検知手段として撮像装置６４を利用しても差し支えない。この場合には、撮像装置６４で育成面２を撮像して「育成面撮像データ」を生成し、植物育成状態判定プログラム１３ｃが、前記「育成面撮像データ」を解析することにより前記植物の「成長レベル」を判定する。具体的には、植物育成状態判定プログラム１３ｃは、前記「育成面撮像データ」の波長の強度をサンプリングし、当該サンプリングされた前記波長の強度を分析することにより、撮像時における前記植物の「成長レベル」を判定する。或いは、植物育成状態判定プログラム１３ｃは、前記「育成面撮像データ」と、各「成長レベル」に対応する「基準データ」とパターンマッチングを行うことにより、撮像時における前記植物の「成長レベル」を判定することにしても差し支えない。なお、「成長レベル」の判定精度を向上させるために、撮像装置６４で育成面２を撮像する場合には、各色ＬＥＤに印加する電圧を略等しくして、ＬＥＤユニット６１を白色に発光させることが好ましい。
【００７２】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う植物育成システムもまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【符号の説明】
【００７３】
１ 植物育成建屋
１ａ 入場扉
１ｂ 入場検知部
２ 育成面
１０ 制御部
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＡＭ
１３ ＲＯＭ
１３ａ 電源管理プログラム
１３ｂ センサーデータ取得プログラム
１３ｃ 植物育成状態判定プログラム
１３ｄ 作業指示ファイル生成プログラム
１３ｅ ＬＥＤ点灯制御プログラム
１３ｆ 点検要求プログラム
１３ｇ 入退場管理プログラム
１４ 補助記憶装置
１４ａ センサーデータ記憶領域
１４ｂ 植物育成履歴ファイル記憶領域
１４ｃ 基準スケジュールファイル記憶領域
１４ｄ 作業指示ファイル記憶領域
１４ｅ 入退場履歴記憶領域
１５ 通信インターフェース
１６ インターフェース
１９ バス
２１ 操作用コンピュータ装置
２２ サーバ
２２ａ 植物育成データ
４０ 育成面制御部
４１ ＣＰＵ
４２ ＲＡＭ
４３ ＲＯＭ
４４ 通信インターフェース
４５ パルス電流生成部
４６ 補助記憶装置
４６ａ 作業指示ファイル記憶領域
４７ インターフェース
４９ バス
５１ 太陽電池パネル
５２ 充電コントローラ
５３ 二次電池
５３ａ 残量検出部
６１ ＬＥＤユニット
６２ 植物育成状態検知センサー
６３ ブザー
６４ 撮像装置
６５ａ 赤色ＬＥＤ
６５ｂ 青色ＬＥＤ
６５ｃ 緑色ＬＥＤ
６６ ツェナーダイオード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤの照明光により植物を育成する植物育成システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、閉鎖された空間において、人工光で野菜を育てる野菜工場が建設されつつある。このような野菜工場は、土を使用すること無く、閉鎖された空間で野菜を育成することから、病原菌や害虫が侵入することが無い。このため、農薬を使用する必要なく、安全な野菜を提供することが可能となる。ところが、人工光で野菜を育てるため、電気代が莫大となってしまい、生産コストが高くなり、採算が取れないという問題があった。また、人工光で野菜を育成することから、発電時に温室効果ガスである二酸化炭素を余分に排出してしまうと問題があった。
【０００３】
そこで、特許文献１に示されるように、照明としてＬＥＤを使用する省エネルギー化を図った植物育成用の照明器具が提案されている。しかしながら、特許文献１に示される植物育成用の照明器具では、単一色のＬＥＤを使用するため、植物の光合成に不必要な波長成分も含まれているため、エネルギーが無駄になってしまうという問題があった。そこで、特許文献２に示されるように、発光波長の異なる複数色のＬＥＤを用い、植物の成長に必要な波長を照射するＬＥＤランプが提案されている。
【０００４】
ところで、植物は成長に伴って必要とされる光の波長（光の色）が変化することが知られている。従来では、植物の成長に合わせて、作業員がＬＥＤランプから照射される人工光の波長成分を調整していたため、人件費が発生してしまい、採算性が悪化してしまうという問題があった。そこで、特許文献３に示されるように、予め設定されたスケジュールで、ランプの点灯制御を行う植物栽培システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１７１９０４号公報
【特許文献２】特開２００８−３１１１８８号公報
【特許文献３】特開平１０―１９１７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献３に示される植物栽培システムでは、植物の成長に応じたランプの点灯制御を行っていないため、何らかの要因で植物の成長が予め設定されたスケジュールと開離した場合には、植物に最適な波長の人工光を照射することができず、植物の育成が遅れてしまうという問題があった。
本発明は、上記問題を解決し、手間をかけずに、最適な波長成分の人工光を植物に照射することができる植物栽培システム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】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、
密閉空間である植物育成建屋と、
前記植物育成建屋内に配設され、植物が植えられる育成面と、
赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、及び緑色ＬＥＤから構成され、前記育成面と対向する位置に配設されたＬＥＤユニットと、
前記各色ＬＥＤのそれぞれに印加する電流を生成する電流生成手段と、
前記植物の成長レベルを検知する植物育成状態検知手段と、
前記植物育成状態検知手段が検知した植物の成長レベルの情報に基づき、前記各色ＬＥＤのそれぞれに印加される電流の電圧を決定する電圧決定手段を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
ＬＥＤユニットの各色ＬＥＤに印加する電流の電圧と、育成面に植物が植えられてからの経過時間との関係を表した作業指示ファイルが記憶される、不揮発性記憶装置である作業指示ファイル記憶手段を有し、
電圧決定手段は、前記植物育成状態検知手段が検知した植物の成長レベルの情報に基づき、作業指示ファイルを生成し、
前記生成された作業指示ファイルは、前記作業指示ファイル記憶領域に記憶され、
電流生成手段は、前記作業指示ファイルを参照することにより、植物が育成面に植えられてからの経過時間が、前記作業指示ファイルの経過時間に達した場合には、前記経過時間に対応する電圧で、各色ＬＥＤに電流を印加することを特徴とする。
これにより、電圧決定手段が、何らかの理由で作動しなくなった場合であっても、電流生成手段は、前記不揮発性記憶装置に記憶されている作業指示ファイルを参照することにより、各色ＬＥＤに印加する電流を生成することができ、植物育成面に植えられている植物が枯れたり、成長が遅くなったりすることがない。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
電流生成手段は、各ＬＥＤユニットの近傍に配設され、
作業指示ファイル記憶手段は、電流生成手段の近傍に配設され、
電圧決定手段は、生成した作業指示ファイルを、各作業指示ファイル記憶手段に送信して記憶させることを特徴とする。
これにより、電圧決定手段と、作業ファイル記憶手段との通信が遮断された場合であっても、電流生成手段は、前記不揮発性記憶装置に記憶されている作業指示ファイルを参照することにより、各色ＬＥＤに印加する電流を生成することができる。
また、電流生成手段は、各ＬＥＤユニットの近傍に配設されていることから、長距離の送電による電流の損失を回避することにより、エネルギーの無駄を削減することが可能となる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３に記載の発明において、
電圧決定手段は、
育成面で植えられる植物の種類、前記植物の成長レベル、前記各成長レベルにおけるＬＥＤユニットの各色ＬＥＤに印加する電流の最適な電圧、前記各成長レベルにおけるＬＥＤユニットの照射時間との関係を表した基準スケジュールファイルが記憶される基準スケジュールファイル記憶手段と、
植物育成検知手段が検知した成長レベルに変化があるか否かを判断する植物育成状態判定手段と、
ＬＥＤユニットの各色ＬＥＤに印加する電流の電圧と、育成面に植物が植えられてからの経過時間との関係を表した作業指示ファイルを生成する作業指示ファイル生成手段とからなり、
育成面について作業指示ファイルが生成されていない場合には、前記作業指示ファイル生成手段は、前記基準スケジュールファイルに基づいて、作業指示ファイルを作成し、
一方で、育成面について前記作業指示ファイルが生成されている場合であって、前記植物育成状態判定手段が、成長レベルの変化があったと判断した場合には、前記作業指示ファイル生成手段は、前記作業指示ファイルの、前記変化があった成長レベルに対応する経過時間の項目を、成長レベルの変化があった経過時間に変更するとともに、次以降の成長レベルに対応する経過時間の項目を、順次、前記変更された経過時間の差分だけ変更させる処理を行い、
電流生成手段は、前記作業指示ファイルを参照することにより、植物が育成面に植えられてからの経過時間が、前記作業指示ファイルの経過時間に達した場合には、前記経過時間に対応する電圧で、各色ＬＥＤに電流を印加することを特徴とする。
これにより、各色ＬＥＤに印加される最適な電圧が適確に決定され、植物の成長レベルにあった最適な照射光が照射される。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４に記載の発明において、
植物育成状態検知手段は、育成面に植えられている植物の高さを検知する高さ方向に複数配設されたセンサーであることを特徴とする。
これにより、簡単で且つ確実に、育成面に植えられた植物の成長レベルを検知することが可能となり、植物育成システムの信頼性を向上させることが可能となるとともに、低コストに植物育成状態検知手段を実現することが可能となる。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５に記載の発明において、
太陽光を電流に変換する太陽電池と、
前記太陽電池で生成された電流を蓄電する二次電池とを更に有し、
前記二次電池から電流生成手段に電流を供給することを特徴とする。
これにより、発電に伴う電気代を削減することが可能となり、更に、発電に伴う温室効果ガスである二酸化炭素が余分に排出されることが無い。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、
二次電池の残量を計測する残量検知部と、
商用電源から供給される交流を、降圧、整流、平滑化する整流部と、
前記残量検知部により計測された二次電池の残量が所定値以下である場合に、前記整流部を起動させて、電流生成手段に供給する電流を太陽電池から商用電源に切り替える電源管理手段を更に有することを特徴とする。
これにより、天候不順時や夜間等に、二次電池の残量が所定値以下になった場合であっても、ＬＥＤユニットに電流を供給することができ、植物育成面に植えられている植物が枯れたり、成長が遅くなったりすることがない。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は請求項７に記載の発明において、
複数の育成面及びＬＥＤユニットを有するとともに、各ＬＥＤユニットに対応する複数の電流生成手段を有し、
各電流生成手段に対応する複数の太陽電池を有することを特徴とする。
これにより、ある太陽電池パネルの運用を一時的に停止させることにより、順次太陽電池パネルを整備することが可能となる。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項８に記載の発明において、
植物育成建屋内への作業者の入退場を検知する入退場検知手段を更に有し、
前記入退場検知手段が植物育成建屋内への作業者の入場を検知した場合には、電圧決定手段は、ＬＥＤユニットが白色に発光するような各色ＬＥＤに印加される電流の電圧を決定し、
前記入退場検知手段が植物育成建屋内への作業者の退場を検知した場合には、電圧決定手段は、再び、植物育成状態検知手段が検知した情報に基づき、前記赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤのそれぞれに印加される電流の電圧を決定することを特徴とする。
これにより、作業者が植物育成建屋内への入場時に、ＬＥＤユニットが白色に発光するので、作業者の植物育成建屋内での各種確認作業が容易となる。例えば、育成面で植えられている植物の色づきの確認が容易となる。また、作業者が違和感を感じることがなく、植物育成建屋内で作業することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、植物の成長レベルを検知し、当該成長レベルに基づき、各色ＬＥＤのそれぞれに印加される電流の電圧を決定するので、手間をかけずに、植物の成長レベルに合った最適な照射光が植物に照射され、植物の育成が遅れることなく、より短期間で植物を育成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】植物育成システムの概要図である。
【図２】植物育成システムのブロック図である。
【図３】ＬＥＤユニットの駆動回路図である。（赤色ＬＥＤ）
【図４】ＬＥＤユニットの駆動回路図である。（青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ）
【図５】各色ＬＥＤの発光スペクトル分布を表したグラフである。
【図６】育成面制御部のブロック図である。
【図７】クロロフィルの吸収スペクトル分布を表したグラフである。
【図８】メイン処理のフロー図である。
【図９】センサーデータチェック処理のフロー図である。
【図１０】照明色変更処理のフロー図である。
【図１１】センサーデータを表した図である。
【図１２】植物育成ファイルを表した図である。
【図１３】基準スケジュールファイルを表した図である。
【図１４】作業指示ファイルを表した図である。
【図１５】作業指示ファイルの更新状態を表した図である。
【図１６】作業者入場時点灯処理のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施の形態を示す。１は植物育成建屋であり、病原菌、害虫、風雨の侵入を防止するために、密閉空間となっている。植物育成建屋１には、作業者が入退場するための入場扉１ａを有している。入場扉１ａには、入場検知部１ｂが設けられている。入場検知部１ｂは例えば、タグリーダであり、作業者が身につけている電子タグ（RFID（Radio frequency identificationの略））を読み取る装置である。入場検知部１ｂで、各作業者の植物育成建屋１への入場履歴が検知されるようになっている。
【００１９】
植物育成建屋１内には、育成面２が配設されている。実施形態では、植物育成建屋１内に複数の育成面２が配設されている。育成面２には、育成する植物が植えられる。育成面２には、植物の育成に必要なミネラル分等の肥料溶液が自動的に供給される。各育成面２に対向する位置には、ＬＥＤユニット６１が配設されている。図１に示される例では、育成面２は１段であるが、育成面２を棚状に多段構造にしても差し支えない。
【００２０】
ＬＥＤユニット６１は、赤色光を発光する赤色LED、青色光を発光する青色LED、緑色光を発光する緑色LEDの多数の各色ＬＥＤから構成されている。
図３に赤色ＬＥＤの駆動回路図を示し、図４に青色ＬＥＤ及び緑色ＬＥＤの駆動回路図を示す。図３に示されるように、複数の赤色ＬＥＤ６５ａが直列に接続され（図３の実施形態では１２個）ている。直列の接続された赤色ＬＥＤ６５ａと並列して、複数のツェナーダイオード６６が直列に、赤色ＬＥＤ６５ａと逆向きに接続されている。図３の実施形態では、２個の赤色ＬＥＤ６５ａに対して、１個のツェナーダイオード６６が並列接続されている。このように構成することにより、赤色ＬＥＤ６５ａに印加される電流が最大許容電流を超える場合には、その最大許容電流を超える電流が赤色ＬＥＤ６５ａと並列接続しているツェナーダイオード６６に流れ、赤色ＬＥＤ６５ａに流れる電流値を最大許容電流値以内に維持することができ、赤色ＬＥＤ６５ａを保護することができる。図３に示されるように、直列に接続された複数の赤色ＬＥＤ６５ａ及び直列の接続された複数のツェナーダイオード６６が、複数組み並列接続されている。このような構成により、ある赤色ＬＥＤ６５ａが破損し、直接に接続された赤色ＬＥＤ６１ａが１列消灯したとしても、消灯した赤色ＬＥＤ６５ａと並列接続されている他の赤色ＬＥＤ６５は消灯することがないので、育成面２に植えられている植物が枯れることがない。
図４に示されるように青色ＬＥＤ６５ｂの駆動回路及び緑色ＬＥＤ６５ｃの駆動回路も、図３に示される赤色ＬＥＤ６５ａの駆動回路と同様である。図４に示される実施形態では、８個の青色ＬＥＤ６５ｂや緑色ＬＥＤ６５ｃが直列に接続されている。
なお、直列に接続される各色ＬＥＤの個数は、各色ＬＥＤの特性に因るので、図３や図４の実施形態に限定されない。
【００２１】
図５に各色ＬＥＤの発光スペクトル分布を示す。図５に示されるように、赤色ＬＥＤの発光ピークは６６０ｎｍであり、赤色ＬＥＤは６００〜７００ｎｍの範囲で発光する。また、緑色ＬＥＤの発光ピークは５２５ｎｍであり、緑色ＬＥＤは４６０〜６００ｎｍの範囲で発光する。また、青色ＬＥＤの発光ピークは４７０ｎｍであり、青色ＬＥＤは４２０〜５３０ｎｍの範囲で発光する。各色ＬＥＤは、印加される電圧に応じて、照度が変化するようになっている。
【００２２】
各ＬＥＤユニット６１の近傍には、育成面制御部４０が配設されている。育成面制御部４０は、それぞれ近傍にあるＬＥＤユニット６１の各色ＬＥＤにパルス電流を供給するパルス電流生成部４５を有している（図２に示す）。なお、パルス電流生成部４５と各ＬＥＤユニット６１を接続する導線の長さは２ｍ以内であるので、パルス電流生成部４５で生成されたパルス電流が減衰することなく、ＬＥＤユニット６１に供給される。
【００２３】
各育成面２には、植物育成状態検知センサー６２（植物育成状態検知手段）が配設されている。植物育成状態検知センサー６２は、育成面２に植えられた植物の「成長レベル」（育成状態）を検知するセンサーである。本実施形態では、植物育成状態検知センサー６２は育成面２に植えられている植物の高さを検知するセンサーであり、育成面２の側方位置に高さ方向複数配設されている。前記センサーには、光電センサー、超音波センサーが含まれる。このように、植物育成状態検知手段を構成すると、植物育成状態検知センサー６２は単純な構造であることから、信頼性があり、また、低コストで育成面２に植えられた植物の「成長レベル」を検知する植物育成状態検知手段を実現することが可能となる。
【００２４】
１０は制御部である。制御部１０は、各ＬＥＤユニット６１の近傍にある育成面制御部４０に接続している。制御部１０は、植物育成状態検知センサー６２が検知した育成面２に植えられた植物の「成長レベル」に応じて、各ＬＥＤユニット６１の各色ＬＥＤに印加する電流の電圧を決定する装置である。制御部１０は、決定したＬＥＤユニット６１の各色ＬＥＤに印加する電流の電圧の情報（後述する「作業指示ファイル」）を、各育成面制御部４０に送信する。このように構成することにより、制御部１０から各制御部４０へは、各色ＬＥＤに印加する電流の電圧の情報（「作業指示ファイル」）のみが送信され、ＬＥＤユニット６１の近傍にあるパルス電流生成部４５でパルス電流が生成され、当該パルス電流がＬＥＤユニット６１に印加されるので、送電が長距離とならず、送電中のパルス電流の減衰を回避することが可能となる。なお、制御部１０には、操作用コンピュータ装置２１が接続している。
【００２５】
各育成面２上には、ブザー６３が配設されている。また、各育成面２上には、育成面２を撮像する撮像装置６４が配設されている。撮像装置６４は、イメージセンサー、結像光学系、画像生成回路を有している。イメージセンサーは、２次元配列されたフォトダイオードを有している。各フォトダイオードは、入射光の強度を電荷に変換し、電荷を「信号電圧」として出力する。イメージセンサーには、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｉｍａｇｅ ＳｅｎＳｏｒ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｗｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が含まれる。結像光学系は、単一又は複数のレンズで構成され、入光した像を、イメージセンサー上で結像させるものである。画像生成回路は、Ａ／Ｄコンバータ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｓｅｓｓｏｒ）を有している。Ａ／Ｄコンバータは、イメージセンサーが出力する「信号電圧」を、「デジタル信号」に変換する。ＤＳＰは、Ａ／Ｄコンバータが生成したが生成した「デジタル信号」から、２次元のピクセルデータである「撮像画像データ」を生成する。
【００２６】
植物育成建屋１の天井上には、太陽電池パネル５１が配設されている。太陽電池パネル５１は、南向きに水平面から２５°〜３５°傾斜させて配設されている。太陽電池パネル５１には、シリコン系（多結晶シリコン型、微細結晶シリコン型、アモルファスシリコン型を含む）、化合物系（ＧａＡｓ系、ＣＩＳ系を含む）、有機系（色素増感型、有機薄膜型を含む）の太陽電池パネルが含まれる。太陽電池パネル５１に太陽光が照射されると、光起電力効果により光エネルギーが電流に変換される。
【００２７】
太陽電池パネル５１は、充電コントローラ５２に接続している。充電コントローラ５２は、二次電池５３に接続している。充電コントローラ５２は、過充電防止回路を有していて、二次電池５３の過充電が防止されるようになっている。また、充電コントローラ５２は、過電流防止回路を有していて、二次電池５３への過電流の印加が防止されるようになっている。二次電池５３には、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、鉛蓄電池等の化学反応を利用した二次電池が含まれる。二次電池５３には、二次電池５３の電圧により残量を検出する残量検出部５３ａ（図２に示す）を有している。本実施形態では、太陽電池パネル５１で生成された電流は、ＬＥＤユニット６１の発光に使用される。このように、太陽電池パネル５１で生成した電流を、ＬＥＤユニット６１の発光に使用することにしたので、電気代が莫大とならず、生産コストを低減することができる。また、温室効果ガスである二酸化炭素を余分に排出することがない。図１に示されるように、本実施形態では、１の育成面制御部４０に、１の太陽電池パネル５１が接続されている。
【００２８】
整流部７１は、変圧器、整流回路、平滑化回路を有していて、商用電源９９から供給される交流を降圧するとともに直流に変換して、パルス電流生成部４５に出力する。変圧器は、商用電源９９から供給される交流を、例えば２４ｖの交流に降圧する。整流回路はダイオード等から構成され、変圧器で降圧された交流を全波整流する。平滑化回路は、コンデンサー等から構成され、整流回路で全波整流された電流を平滑化する。本実施形態では、１００Ｖ又は２００Ｖ、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの商用電源９９から、２４Ｖの直流に変換している。
【００２９】
（植物育成システムのブロック図の説明）
制御部１０は、ＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３、補助記憶装置１４、通信インターフェース１５を有していて、これらは相互にバス１９で接続されている。
【００３０】
ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３と協動して、各種演算、処理を行う。
ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１１で処理されるプログラムや、ＣＰＵ１１が処理するデータを、そのアドレス空間に一時的に記憶する。
【００３１】
ＲＯＭ１３には、各種プログラムが記憶されている。ＲＯＭ１３には、電源管理プログラム１３ａ、センサーデータ取得プログラム１３ｂ、植物育成状態判定プログラム１３ｃ、作業指示ファイル生成プログラム１３ｄ、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅ、点検要求プログラム１３ｆ、入退場管理プログラム１３ｇが記憶されている。当該各種プログラムが、ＣＰＵ１１で処理されることにより、植物育成システム１００の各種機能を実現している。
【００３２】
電源管理プログラム１３ａは、二次電池５３の残量が所定以下になった場合に、ＬＥＤユニット６１に印加される電流を、太陽電池パネル５１から商用電源９９に切り替える処理を行うプログラムである。
センサーデータ取得プログラム１３ｂは、各植物育成状態検知センサー６２で検知された「センサーデータ」を取得するプログラムである。
植物育成状態判定プログラム１３ｃは、前記取得された「センサーデータ」に基づいて、各育成面２に植えられている植物の成長レベルを判定するプログラムである。
作業指示ファイル生成プログラム１３ｄは、「作業指示ファイル」を生成し、又は、更新するプログラムである。
ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅは、「作業指示ファイル」を各育成面２の育成制御部４０に送信することにより、各育成面２のＬＥＤユニット６１の各色ＬＥＤに印加されるパルス電流の電圧を制御するプログラムである。
点検要求プログラム１３ｆは、育成面２に植えられている植物の成長が、後述する「基準スケジュール」から開離した場合に、作業者に前記育成面２の点検が必要であることを報知するプログラムである。具体的には、点検要求プログラム１３ｆは、操作用コンピュータ装置２１に警告を表示させたり、前記育成面２に設置されているブザー６３で警告音を鳴らせたりする。
入退場管理プログラム１３ｇは、入場検知部１ｂが検知した各作業者の植物育成建屋１への入退場情報から、「入退場履歴」を生成し、入退場履歴記録領域１４ｅに記憶させるプログラムである。
なお、前記各プログラムをＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）として実現しても差し支えない。
【００３３】
補助記憶装置１４は、例えば、不揮発性メモリーやハードディスクである。補助記憶装置１４は、センサーデータ記憶領域１４ａ、植物育成履歴ファイル記憶領域１４ｂ、基準スケジュールファイル記憶領域１４ｃ、作業指示ファイル記憶領域１４ｄ、入退場履歴記憶領域１４ｅを有している。
センサーデータ記憶領域１４ａには、「センサーデータ」が記憶される。「センサーデータ」は、図１１に示されるように、各植物育成状態検知センサー６２で検知された各育成面２に植えられている植物の背丈の情報を「成長レベル」として記憶したデータである。なお、「成長レベル」は、高さ方向に複数配設されている植物育成状態検知センサー６２が検知した数であり、育成面２に植えられている植物の背丈と対応している。
植物育成履歴ファイル記憶領域１４ｂには、「植物育成履歴ファイル」が記憶される。「植物育成履歴ファイル」は、図１２に示されるように、各育成面２に植えられている「成長レベル」と、その「成長レベル」に到達した「経過時間」との関係を表したファイルである。
【００３４】
基準スケジュールファイル記憶領域１４ｃには、「基準スケジュールファイル」が記憶される。「基準スケジュールファイル」は、図１３に示されるように、育成面２で植えられる植物の種類、「成長レベル」、前記各「成長レベル」における各色ＬＥＤに印加する電流の最適な電圧、前記各「成長レベル」におけるＬＥＤユニット６１の照射時間との関係を表したファイルである。「基準スケジュールファイル」は、操作用コンピュータ装置２１により設定したり変更したりすることができ、育成面２に植えられる植物の成長に最適な各色ＬＥＤに印加する電流の電圧が設定される。図７にクロロフィルの吸収スペクトル分布を表したグラフを示す。図７に示されるようにクロロフィルは、緑色から黄色の波長領域では、殆ど光を吸収することなく、この波長領域では殆ど光合成が行われない。図５及び図７から明らかなように、クロロフィルの光の吸収分布は、青色ＬＥＤの発光分布と赤色ＬＥＤの発光分布と殆ど一致する。本発明では、この知見に基づき、「基準スケジュールファイル」を設定している。つまり、育成面２に植えられる植物の成長過程において、青色ＬＥＤ及び赤色ＬＥＤを強く発光させるようにしている。なお、成長レベル０（発芽期）において、緑色ＬＥＤを発光させているのは、発芽時には緑色光が必要であるとの知見に基づく。また、成長レベル３（成長最終期）にも、緑色ＬＥＤを発光させているのは、成長最終期にも緑色光が必要であるとの知見に基づく。
【００３５】
作業指示ファイル記憶領域１４ｄには、「作業指示ファイル」が記憶される。「作業指示ファイル」は、図１４に示されるように、各色ＬＥＤに印加する電流の電圧と、各育成面２に植物が植えられてから（種が蒔かれてから）の「経過時間」との関係を表したファイルである。なお、各「経過時間」の項目は、前記した各「成長レベル」に対応している。当該ファイルに基づいたスケジュールで、各ＬＥＤユニット６１の各色ＬＥＤが発光する。つまり、各育成面２に植物が植えられてから「作業指示ファイル」の「経過時間」に達すると、前記「経過時間」に対応する電圧の電流が各色ＬＥＤに印加されるようになっている。
【００３６】
入退場履歴記憶領域１４ｅには、入退場管理プログラム１３ｇが生成した「入退場履歴」が記憶される。
【００３７】
通信インターフェース１５には、入場検知部１ｂ、育成面制御部４０、操作用コンピュータ装置２１が接続している。通信インターフェース１５には、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）や、ＵＳＢ（Ｕｎｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓの略）、ＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ２３２、ＲＳ４２２その他通信インターフェースが含まれる。操作用コンピュータ装置２１は、キーボードやマウス等のポインティングディバイス等の入力手段及び表示画面を有している。操作用コンピュータ装置２１は、作業者が植物育成システム１００を操作するための装置である。操作用コンピュータ装置２１の代わりに、タッチパネル等の操作手段を、通信インターフェース１５に接続しても差し支えない。
【００３８】
以下に、図６を用いて植物育成制御部４０のブロック図について説明する。植物育成制御部４０は、ＣＰＵ４１、ＲＡＭ４２、ＲＯＭ４３、補助記憶装置４６、通信インターフェース４４、パルス電流生成部４５、インターフェース４７を有していて、これらは相互にバス４９で接続されている。ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４２、ＲＯＭ４３と協動して、各種演算、処理を行う。ＲＡＭ４２は、ＣＰＵ４１で処理されるプログラムや、ＣＰＵ４１が処理するデータを、そのアドレス空間に一時的に記憶する。ＲＯＭ４３には、各種プログラムが記憶されている。
【００３９】
補助記憶装置４６は、例えば、不揮発性メモリーやハードディスク（不揮発性記憶装置）である。補助記憶装置４６は、作業指示ファイル記憶領域４６ａを有していて、制御部１０から送信された「作業指示ファイル」が記憶されるようになっている。
【００４０】
通信インターフェース４４は、制御部１０の通信インターフェース１５と接続している。通信インターフェース４４は、制御部１０の通信インターフェース１５に対応したインターフェースとなっている。
【００４１】
パルス電流生成部４５は、二次電池５３や整流部７１から供給される電流からパルス電流を生成し、ＬＥＤユニット６１の各色ＬＥＤに印加する。パルス電流生成部４５は、各色ＬＥＤに作業指示ファイル記憶領域４６ａに記憶されている「作業指示ファイル」に基づいた電圧のパルス電流を生成する。なお、パルス電流生成部４５と補助記憶装置４６とは、近傍位置に配設され、両者の距離は少なくとも２ｍ以内である。
このように、ＬＥＤユニット６１に印加される電流をパルス電流としているのは、育成面２で育成する植物が野菜である場合には、パルス光を野菜に照射すると、野菜に含まれるビタミンが増大するからである。
【００４２】
インターフェース４７には、二次電池５３の残量検知部５３ａ、整流部７１、植物育成状態検知センサー６２、ブザー６３、撮像装置６４が接続している。インターフェース４７は、残量検知部５３ａ、整流部７１、植物育成状態検知センサー６２、ブザー６３、撮像装置６４から出力されたデータの物理的・論理的な形式を変換し、バス４９に引き渡す。また、インターフェース４７は、ブザー６３を駆動させる電流を出力する。
【００４３】
（メイン処理のフローの説明）
図８にメイン処理のフロー図を示して、以下、当該フローについて説明する。メイン処理が開始すると、Ｓ１３「センサーデータ取得」の処理において、植物育成検知プログラム１３ｂは、育成面２に植えられている植物の「成長レベル」（背丈）を、各植物育成状態検知センサー６２で検知させる命令を、各植物育成制御部４０に出力する。各植物育成状態検知センサー６２で検知されたデータは、各育成面制御部４０から制御部１０に出力され、補助記憶装置１４の植物育成データ記憶領域１４ａに記憶される。Ｓ１３の処理が終了すると、Ｓ１４の判断処理に進む。
【００４４】
Ｓ１４「二次電池残量不足？」の判断処理において、二次電池残量検知プログラム１３ａは、残量検知部５３ａで検知された二次電池５３の残量が、所定値以上であるか否かを判断し、二次電池５３の残量が不足しているか否かを判断する。二次電池残量検知プログラム１３ａが、二次電池５３の残量が不足していると判断した場合には、Ｓ１５の処理に進む。一方で、二次電池残量検知プログラム１３ａが、二次電池５３の残量が不足していないと判断した場合には、Ｓ１６の処理に進む。
【００４５】
Ｓ１５「商用電源に切替」の処理において、電源管理プログラム１３ａは、ＬＥＤユニット６１を駆動させる電源を、太陽電池パネル５１から商用電源９９に切り替えるため、整流部７１を起動させる命令を整流部７１に出力する。Ｓ１５の処理が終了すると、Ｓ１６の処理に進む。このように、本実施形態では、二次電池５３が不足した場合に、商用電源９９に切り替えることにしているので、ＬＥＤユニット６１が消灯したままの状態にならず、スケジュール通りに育成面２で植物を育てることが可能となる。
【００４６】
Ｓ１６「センサーデータチェック処理」において、植物育成状態判定プログラム１３ｃは、「センサーデータ」をチェックすることにより、各育成面２に植えられている植物の育成状態を判断する。そして、作業指示ファイル生成プログラム１３ｄは、前記判断した育成状態に基づいて、「作業指示ファイル」を更新することにより、各色ＬＥＤに印加される電流の電圧値を植物の育成に最適な電圧とする。詳しくは、図９を用いて後で説明する。Ｓ１６の処理が終了すると、Ｓ１８の判断処理に進む。
【００４７】
Ｓ１８「照度変更処理」において、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｆは、「作業指示ファイル」に基づいて、各色ＬＥＤに印加される電流の電圧を変更し、各色ＬＥＤの照度を変更する処理が行われる。詳しくは、図１０を用いて後で説明する。Ｓ１８の処理が終了すると、Ｓ１９の判断処理に進む。
【００４８】
Ｓ１９「検知間隔経過？」の処理において、ＣＰＵ４１は植物育成状態検知センサー６２による検知間隔が経過した否かを判断し、前記検知間隔が経過していると判断した場合には、Ｓ１３の処理に進む。つまり、検知間隔毎に、Ｓ１３の処理において、植物育成状態検知センサー６２で検知される。なお、前記検知間隔は、例えば１時間である。
【００４９】
（センサーデータチェック処理）
図９に「センサーデータチェック処理」のフロー図を示して、以下、当該フローについて説明する。Ｓ１６「センサーデータチェック処理」が開始すると、Ｓ１６−１「植物育成履歴ファイル取得」の処理に進む。Ｓ１６−１の処理において、植物育成状態判定プログラム１３ｃは、植物育成履歴ファイル記憶領域１４ｂを参照し、「センサーデータ」をチェックする育成面２の「植物育成履歴ファイル」取得し、ＲＡＭ１２の記憶領域に記憶させる。Ｓ１６―１の処理が終了すると、Ｓ１６−２の処理に進む。
【００５０】
Ｓ１６−２「基準スケジュールファイル取得」の処理において、植物育成状態判定プログラム１３ｃは、基準スケジュールファイル記憶領域１４ｃに記憶されている「基準スケジュールファイル」を参照して、「センサーデータ」をチェックする育成面２に対応する「基準スケジュールファイル」を取得し、ＲＡＭ１２に記憶させる。Ｓ１６―２の処理が終了すると、Ｓ１６−３の処理に進む。
【００５１】
Ｓ１６−３「経過時間算出」の処理において、植物育成検知プログラム１３ｂは、「センサーデータ」をチェックする育成面２に植えられた植物が植えられてから（種が蒔かれてから）の「経過時間」を算出する。Ｓ１６―３の処理が終了すると、Ｓ１６―４の判断処理に進む。
【００５２】
Ｓ１６−４「センサーデータ変化あり？」の判断処理において、植物育成状態判定プログラム１３ｃは、ＲＡＭ１２とセンサーデータ記憶領域１４ａを参照することにより、「植物育成履歴ファイル」と、これに対応する育成面２の「センサーデータ」を比較して、「センサーデータ」が変化したか否かを判断する。植物育成状態判定プログラム１３ｃが、「センサーデータ」が変化したと判断した場合には、Ｓ１６−５の判断処理に進む。植物育成状態判定プログラム１３ｃが、「センサーデータ」が変化していない判断した場合には、Ｓ１６−１１の判断処理に進む。なお、育成面２に植物（種）が植えられて、最初にＳ１６−４の判断処理を行う場合には、Ｓ１６−５の処理に進む。
【００５３】
Ｓ１６−５「作業指示ファイル更新」の処理において、作業指示ファイル生成プログラム１３ｄは、基準スケジュールファイル記憶領域１４ｃに記憶されている「基準スケジュールファイル」を参照することにより、「作業指示ファイル」（図１４に示す）を更新する「作業指示ファイル更新処理」を実行する。
なお、育成面２に植物（種）が植えられて最初にＳ１６−５の判断処理を行う場合には、作業指示ファイル生成プログラム１３ｄは、育成面２に植えられている植物に対応する「基準スケジュールファイル」に基づいて、「作業指示ファイル」を作成する。具体的には、作業指示ファイル生成プログラム１３ｄは、育成面２に植えられている植物に対応する「基準スケジュールファイル」の各「成長レベル」の「照射時間」を順次積算することにより、各色ＬＥＤに印加する電流の電圧に対応する「経過時間」を順次算出し、各色ＬＥＤに印加する電流の電圧のスケジュールである「作業指示ファイル」を生成する。
また、育成面２に植物（種）が植えられて、２回目以降にＳ１６−５の判断処理を行う場合には、既に生成されている「作業指示ファイル」（図１５の（Ａ）に示す）の変化があった「成長レベル」に対応する「経過時間」を、「センサーデータ」が変化した「経過時間」（Ｓ１６―３の処理で算出された「経過時間」）に変更するとともに、次以降の「成長レベル」に対応する「経過時間」についても順次、前記変更された「経過時間」の差分だけシフトさせるシフト処理を行う。図１５に示される例では、「成長レベル」が０から１になる（予定されていた）「経過時間」が１２０ｈであるところ、実際にセンサー６２で検出された「成長レベル」１に達した「経過時間」が１１５ｈであるので、「作業指示ファイル」の各「成長レベル」について５ｈ早めるシフト処理を行う。Ｓ１５−５の処理が終了すると、Ｓ１６−６の処理に進む。
【００５４】
Ｓ１６―６「植物育成履歴ファイル更新」の処理において、ＣＰＵ１１は、植物育成履歴ファイル記憶領域１４ｂに記憶されている「植物育成履歴ファイル」（図１２に示す）を更新する。具体的には、ＣＰＵ１１は、「センサーデータ」が変化した時間を、変化した「成長レベル」に対応する「経過時間」に記憶させる。Ｓ１６−６の処理が終了すると、Ｓ１６−７の判断処理に進む。
【００５５】
Ｓ１６―７「植物育成基準データと開離」の判断処理において、植物育成状態判定プログラム１３ｃは、育成面２に植えられている植物の成長が、「基準スケジュールファイル」に規定されている植物の成長スケジュールと開離しているか否かを判断する。具体的には、植物育成状態判定プログラム１３ｃは、前記「センサーデータ」から算出される育成面２に植えられている植物の「成長レベル」（背丈）を算出し、前記植物に対応する「基準スケジュールファイル」を参照して、前記植物の「成長レベル」に達した「経過時間」を抽出し、当該「経過時間」と「センサーデータ」が変化した際の「経過時間」とを比較し、所定以上（例えば１０％以上）開離しているか否かを判断する。植物育成状態判定プログラム１３ｃが、育成面２に植えられている植物の成長が、「基準スケジュールファイル」に規定されている植物の成長スケジュールと開離していると判断した場合には、Ｓ１６−８の処理に進む。一方で、植物育成状態判定プログラム１３ｃが、育成面２に植えられている植物の成長が、「基準スケジュールファイル」に規定されている植物の成長スケジュールと開離していないと判断した場合には、Ｓ１６−９の判断処理に進む。
【００５６】
Ｓ１６−８「点検要求処理」において、点検要求プログラム１３ｆは、作業者にＳ１６−７の判断処理で判断された育成面２の点検が必要であることを作業者に報知させる「点検要求処理」を実行する。具体的には、点検要求プログラム１３ｆは、操作用コンピュータ装置２１に、警告画面を表示させ、又は、警告音を再生させる命令を、出力する。また、点検要求プログラム１３ｆは、ブザー６３で警告音を所定時間（例えば３分間）再生させる命令を、前記育成面２の育成面制御部４０に出力する。更に、点検要求プログラム１３ｆは、撮像装置６４で前記育成面２を撮像し、「撮像画像」を操作用コンピュータ装置２１に出力させる命令を、育成面制御部４０に出力する。なおこの際に、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅは、撮像する育成面２上に配設されているＬＥＤユニット６１を白色に発光させるために、当該育成面２のパルス電流生成部４５に各色ＬＥＤに印加するパルス電流の電圧を略同一にする命令を出力する。このように、育成面２の撮像時２に、育成面２を照射するＬＥＤユニット６１を白色に発光させることにしたので、操作用コンピュータ装置２１の画面に映し出される育成面２が明瞭に表示され、作業者の育成面２の点検が容易となる。Ｓ１６−８の処理が終了すると、Ｓ１６−９の判断処理に進む。
【００５７】
Ｓ１６−９「全ての育成面のセンサーデータをチェック？」の判断処理において、植物育成状態判定プログラム１３ｃは、全ての育成面２の「センサーデータ」をチェックしたか否かを判断する。植物育成状態判定プログラム１３ｃが、全ての育成面２の「センサーデータ」をチェックしたと判断した場合には、「センサーデータチェック処理」が終了し、図８のＳ１７「照度変更有り？」の判断処理に進む。一方で、植物育成状態判定プログラム１３ｃが、全ての育成面２の「センサーデータ」をチェックしたと判断しない場合には、Ｓ１６―１の処理に戻る。
【００５８】
Ｓ１６―１１「植物育成基準データと開離？」の判断処理は、Ｓ１６−７の処理と同様である。植物育成状態判定プログラム１３ｃが、育成面２に植えられている植物の成長が、「基準スケジュールファイル」に規定されている植物の成長スケジュールと開離していると判断した場合には、Ｓ１６−１２の処理に進む。一方で、植物育成状態判定プログラム１３ｃが、育成面２に植えられている植物の成長が、「基準スケジュールファイル」に規定されている植物の成長スケジュールと開離していないと判断した場合には、Ｓ１６−９の判断処理に進む。
【００５９】
Ｓ１６―１２「点検要求処理」の処理は、Ｓ１６−８の処理と同様である。Ｓ１６―１２の処理が終了すると、Ｓ１６―９の判断処理に進む。
【００６０】
（照度変更処理）
図１０に「照度変更処理」のフロー図を示して、以下、当該フローについて説明する。「照度変更処理」が開始すると、Ｓ１８−１「作業指示ファイル読み込み」の処理において、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅは、育成面２の「作業指示ファイル」（図１４に示す）をＲＡＭ１２に記憶させる。Ｓ１８−１の処理が終了すると、Ｓ１８−２の判断処理に進む。
【００６１】
Ｓ１８―２「作業指示ファイルは更新されたか？」の判断処理において、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅは、「作業指示ファイル」が更新されているか否かを判断する。ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅが、「作業指示ファイル」が更新されていると判断した場合には、Ｓ１８−３の処理に進む。一方で、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅが、「作業指示ファイル」が更新されていないと判断した場合には、Ｓ１８−４の判断処理に進む。
【００６２】
Ｓ１８−３「作業指示ファイル送信」の処理において、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅは、「作業指示ファイル」が変更されている育成面２の育成面制御部４０に「作業指示ファイル」を送信する。「作業指示ファイル」を受信した育成面制御部４０は、前記「作業指示ファイル」を、補助記憶装置４６の作業指示ファイル記憶領域４６ａに記憶させる。そして、ＣＰＵ４１は、作業指示ファイル記憶領域４６ａに記憶された「作業指示ファイル」に基づいて、ＬＥＤユニット６１の各色ＬＥＤに印加する電流の電圧を変更する命令を、パルス電流生成部４５に出力する。パルス電流生成部４５は、前記命令に基づいて、ＬＥＤユニット６１の各色ＬＥＤに印加する電流の電圧を変更する。Ｓ１８−３の処理が終了すると、Ｓ１８−４の判断処理に進む。
【００６３】
Ｓ１８−４「全ての育成面について処理？」の判断処理において、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅは、全ての育成面２について、上述したＳ１８−１〜Ｓ１８−３の処理を行ったか否かを判断する。ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅが、全ての育成面２について、Ｓ１８−１〜Ｓ１８−３の処理を行ったと判断した場合には、「照度変更処理」が終了し、図８に示されるＳ１９の処理に進む。一方で、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅが、全ての育成面２について、Ｓ１８−１〜Ｓ１８−３の処理を行っていないと判断した場合には、Ｓ１８−１の処理に戻る。
【００６４】
このように本発明では、植物の成長（背丈）を植物育成状態検知センサー６２で検出し、植物の成長レベルに合わせて、最適な照射光を照射することにしたので、植物の育成が遅れることなく、より短期間で植物を育成することが可能となった。
【００６５】
また、本発明では、制御部１０が「作業指示ファイル」を生成し、当該「作業指示ファイル」を各育成面２の育成面制御部４０に送信し、各育成面制御部４０が前記「作業指示ファイル」を記憶して保持する構成としたので、制御部１０が故障した場合や、制御部１０と各育成面制御部４０との通信が遮断された場合であっても、育成面制御部４０は自己が保持している「作業指示ファイル」に基づいて、ＬＥＤユニット６１にパルス電流を供給することができ、耐障害性に優れ、育成面２に植えられた植物が枯れてしまうことがない。
また、本実施形態では、１の育成面制御部４０に、１の太陽電池パネル５１が接続されている。このため、ある太陽電池パネル５１の運用を一時的に停止させることにより、順次太陽電池パネル５１を整備することができる。
【００６６】
（作業者入場時点灯処理）
図１６に「作業者入場時点灯処理」のフロー図を示して、以下に、当該処理の説明をする。Ｓ８１「入場検知部が作業者の入場を検知？」の判断処理において、入退場管理プログラム１３ｇが、入場検知部１ｂが出力する信号に基づいて、作業者の植物育成建屋１内への入場を検知した場合には、Ｓ８２の処理に進む。
【００６７】
Ｓ８２「ＬＥＤユニットの照明光を白色にする」の判断処理において、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅは、各育成面２上に配設されているＬＥＤユニット６１を白色に発光させるために、ＬＥＤユニットが白色に発光するような、各色ＬＥＤに印加される電流の電圧を決定する。なお、ＬＥＤユニットユニット６１に配設されている各色ＬＥＤの数が同数であり、同一の電圧を各色ＬＥＤに印加した場合に各色ＬＥＤの照度が同一となる場合には、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅは、各色ＬＥＤに印加するパルス電流の電圧を略同一にする。そして、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅは、前記決定された電圧にする命令を、各パルス電流生成部４５に出力する。このように、作業者が植物育成建屋１内への入場時に、各ＬＥＤユニット６１を白色に発光させることにしたので、作業者が植物育成建屋１内での各種確認作業が容易となる。例えば、育成面２で植えられている植物の色づきの確認が容易となる。また、作業者が違和感を感じることがなく、植物育成建屋１内で作業することができる。Ｓ８２の処理が終了すると、Ｓ８３の判断処理に進む。
【００６８】
Ｓ８３「入場検知部が作業者の退場を検知？」の判断処理において、入退場管理プログラム１３ｇが、入場検知部１ｂが出力する信号に基づいて、作業者の植物育成建屋１内からの退場を検知した場合には、Ｓ８４の処理に進む。
【００６９】
Ｓ８４「ＬＥＤユニットの照明色を白色から解除」の処理において、ＬＥＤ点灯制御プログラム１３ｅは、各ＬＥＤユニット６１の照明色を白色から解除させるために、各パルス電流生成部４５に各色ＬＥＤに印加するパルス電流の電圧を略同一にする命令を解除する命令を出力する。すると、各パルス電流生成部４５は作業指示ファイル記憶領域４６ａに記憶されている「作業指示ファイル」に基づいた電圧で、各色ＬＥＤに印加するパルス電流を生成する。このように、作業者が植物育成建屋１から退場すると、各パルス電流生成部４５は作業指示ファイル記憶領域４６ａに記憶されている「作業指示ファイル」に基づいた電圧で、各色ＬＥＤに印加するパルス電流を生成するので、植物の育成に最適な照明色の照明光が育成面２に植えられている植物に照射され、植物の育成が遅れることがない。また、エネルギーが無駄に消費されることがない。Ｓ８４の処理が終了すると、Ｓ８１の判断処理に進む。
【００７０】
（総括）
以上説明した実施形態では、ＬＥＤユニット６１の各色ＬＥＤにパルス電流を印加しているが、前記各色ＬＥＤに直流電流を印加することにしても差し支えない。
なお、ＬＥＤユニット６１を所定時間点灯させ、所定時間消灯させることを繰り返して、昼と夜を再現することにしても差し支えない。この場合には、植物（野菜）に含まれるビタミンやミネラルが増大する。
【００７１】
以上説明した実施形態では、育成面２に植えられた植物の「成長レベル」を検知する植物育成状態検知手段は、育成面２の側方に配設された植物育成状態検知センサー６２であるが、前記植物育成状態検知手段として撮像装置６４を利用しても差し支えない。この場合には、撮像装置６４で育成面２を撮像して「育成面撮像データ」を生成し、植物育成状態判定プログラム１３ｃが、前記「育成面撮像データ」を解析することにより前記植物の「成長レベル」を判定する。具体的には、植物育成状態判定プログラム１３ｃは、前記「育成面撮像データ」の波長の強度をサンプリングし、当該サンプリングされた前記波長の強度を分析することにより、撮像時における前記植物の「成長レベル」を判定する。或いは、植物育成状態判定プログラム１３ｃは、前記「育成面撮像データ」と、各「成長レベル」に対応する「基準データ」とパターンマッチングを行うことにより、撮像時における前記植物の「成長レベル」を判定することにしても差し支えない。なお、「成長レベル」の判定精度を向上させるために、撮像装置６４で育成面２を撮像する場合には、各色ＬＥＤに印加する電圧を略等しくして、ＬＥＤユニット６１を白色に発光させることが好ましい。
【００７２】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う植物育成システムもまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【符号の説明】
【００７３】
１ 植物育成建屋
１ａ 入場扉
１ｂ 入場検知部
２ 育成面
１０ 制御部
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＡＭ
１３ ＲＯＭ
１３ａ 電源管理プログラム
１３ｂ センサーデータ取得プログラム
１３ｃ 植物育成状態判定プログラム
１３ｄ 作業指示ファイル生成プログラム
１３ｅ ＬＥＤ点灯制御プログラム
１３ｆ 点検要求プログラム
１３ｇ 入退場管理プログラム
１４ 補助記憶装置
１４ａ センサーデータ記憶領域
１４ｂ 植物育成履歴ファイル記憶領域
１４ｃ 基準スケジュールファイル記憶領域
１４ｄ 作業指示ファイル記憶領域
１４ｅ 入退場履歴記憶領域
１５ 通信インターフェース
１６ インターフェース
１９ バス
２１ 操作用コンピュータ装置
２２ サーバ
２２ａ 植物育成データ
４０ 育成面制御部
４１ ＣＰＵ
４２ ＲＡＭ
４３ ＲＯＭ
４４ 通信インターフェース
４５ パルス電流生成部
４６ 補助記憶装置
４６ａ 作業指示ファイル記憶領域
４７ インターフェース
４９ バス
５１ 太陽電池パネル
５２ 充電コントローラ
５３ 二次電池
５３ａ 残量検出部
６１ ＬＥＤユニット
６２ 植物育成状態検知センサー
６３ ブザー
６４ 撮像装置
６５ａ 赤色ＬＥＤ
６５ｂ 青色ＬＥＤ
６５ｃ 緑色ＬＥＤ
６６ ツェナーダイオード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物育成建屋と、
前記植物育成建屋内に配設され、植物が植えられる育成面と、
赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、及び緑色ＬＥＤから構成され、前記育成面と対向する位置に配設されたＬＥＤユニットと、
前記各色ＬＥＤのそれぞれに印加する電流を生成する電流生成手段と、
前記植物の成長レベルを検知する植物育成状態検知手段と、
前記植物育成状態検知手段が検知した植物の成長レベルの情報に基づき、前記各色ＬＥＤのそれぞれに印加される電流の電圧を決定する電圧決定手段を有することを特徴とする植物育成システム。
【請求項２】
ＬＥＤユニットの各色ＬＥＤに印加する電流の電圧と、育成面に植物が植えられてからの経過時間との関係を表した作業指示ファイルが記憶される、不揮発性記憶装置である作業指示ファイル記憶手段を有し、
電圧決定手段は、前記植物育成状態検知手段が検知した植物の成長レベルの情報に基づき、作業指示ファイルを生成し、
前記生成された作業指示ファイルは、前記作業指示ファイル記憶領域に記憶され、
電流生成手段は、前記作業指示ファイルを参照することにより、植物が育成面に植えられてからの経過時間が、前記作業指示ファイルの経過時間に達した場合には、前記経過時間に対応する電圧で、各色ＬＥＤに電流を印加することを特徴とする請求項１に記載の植物育成システム。
【請求項３】
電流生成手段は、各ＬＥＤユニットの近傍に配設され、
作業指示ファイル記憶手段は、電流生成手段の近傍に配設され、
電圧決定手段は、生成した作業指示ファイルを、各作業指示ファイル記憶手段に送信して記憶させることを特徴とする請求項２に記載の植物育成システム。
【請求項４】
電圧決定手段は、
育成面で植えられる植物の種類、植物の成長レベル、前記各成長レベルにおけるＬＥＤユニットの各色ＬＥＤに印加する電流の電圧、前記各成長レベルにおけるＬＥＤユニットの照射時間との関係を表した基準スケジュールファイルが記憶される基準スケジュールファイル記憶手段と、
植物育成検知手段が検知した成長レベルに変化があるか否かを判断する植物育成状態判定手段と、
ＬＥＤユニットの各色ＬＥＤに印加する電流の電圧と、育成面に植物が植えられてからの経過時間との関係を表した作業指示ファイルを生成する作業指示ファイル生成手段とからなり、
育成面について作業指示ファイルが生成されていない場合には、前記作業指示ファイル生成手段は、前記基準スケジュールファイルに基づいて、作業指示ファイルを作成し、
一方で、育成面について前記作業指示ファイルが生成されている場合であって、前記植物育成状態判定手段が、成長レベルの変化があったと判断した場合には、前記作業指示ファイル生成手段は、前記作業指示ファイルの、前記変化があった成長レベルに対応する経過時間の項目を、成長レベルの変化があった経過時間に変更するとともに、次以降の成長レベルに対応する経過時間の項目を、順次、前記変更された経過時間の差分だけ変更させる処理を行い、
電流生成手段は、前記作業指示ファイルを参照することにより、植物が育成面に植えられてからの経過時間が、前記作業指示ファイルの経過時間に達した場合には、前記経過時間に対応する電圧で、各色ＬＥＤに電流を印加することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の植物育成システム。
【請求項５】
植物育成状態検知手段は、育成面に植えられている植物の高さを検知する高さ方向に複数配設されたセンサーであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の植物育成システム。
【請求項６】
太陽光を電流に変換する太陽電池と、
前記太陽電池で生成された電流を蓄電する二次電池とを更に有し、
前記二次電池から電流生成手段に電流を供給することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の植物育成システム。
【請求項７】
二次電池の残量を計測する残量検知部と、
商用電源から供給される交流を、降圧、整流、平滑化する整流部と、
前記残量検知部により計測された二次電池の残量が所定以下である場合に、前記整流部を起動させて、電流生成手段に供給する電流を太陽電池から商用電源に切り替える電源管理手段を更に有することを特徴とする請求項６に記載の植物育成システム。
【請求項８】
複数の育成面及びＬＥＤユニットを有するとともに、各ＬＥＤユニットに対応する複数の電流生成手段を有し、
各電流生成手段に対応する複数の太陽電池を有することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の植物育成システム。
【請求項９】
植物育成建屋内への作業者の入退場を検知する入退場検知手段を更に有し、
前記入退場検知手段が植物育成建屋内への作業者の入場を検知した場合には、電圧決定手段は、ＬＥＤユニットが白色に発光するような、各色ＬＥＤに印加される電流の電圧を決定し、
前記入退場検知手段が植物育成建屋内への作業者の退場を検知した場合には、電圧決定手段は、再び、植物育成状態検知手段が検知した情報に基づき、前記赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤのそれぞれに印加される電流の電圧を決定することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の植物育成システム。
【請求項１】
植物育成建屋と、
前記植物育成建屋内に配設され、植物が植えられる育成面と、
赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、及び緑色ＬＥＤから構成され、前記育成面と対向する位置に配設されたＬＥＤユニットと、
前記各色ＬＥＤのそれぞれに印加する電流を生成する電流生成手段と、
前記植物の成長レベルを検知する植物育成状態検知手段と、
前記植物育成状態検知手段が検知した植物の成長レベルの情報に基づき、前記各色ＬＥＤのそれぞれに印加される電流の電圧を決定する電圧決定手段を有することを特徴とする植物育成システム。
【請求項２】
ＬＥＤユニットの各色ＬＥＤに印加する電流の電圧と、育成面に植物が植えられてからの経過時間との関係を表した作業指示ファイルが記憶される、不揮発性記憶装置である作業指示ファイル記憶手段を有し、
電圧決定手段は、前記植物育成状態検知手段が検知した植物の成長レベルの情報に基づき、作業指示ファイルを生成し、
前記生成された作業指示ファイルは、前記作業指示ファイル記憶領域に記憶され、
電流生成手段は、前記作業指示ファイルを参照することにより、植物が育成面に植えられてからの経過時間が、前記作業指示ファイルの経過時間に達した場合には、前記経過時間に対応する電圧で、各色ＬＥＤに電流を印加することを特徴とする請求項１に記載の植物育成システム。
【請求項３】
電流生成手段は、各ＬＥＤユニットの近傍に配設され、
作業指示ファイル記憶手段は、電流生成手段の近傍に配設され、
電圧決定手段は、生成した作業指示ファイルを、各作業指示ファイル記憶手段に送信して記憶させることを特徴とする請求項２に記載の植物育成システム。
【請求項４】
電圧決定手段は、
育成面で植えられる植物の種類、植物の成長レベル、前記各成長レベルにおけるＬＥＤユニットの各色ＬＥＤに印加する電流の電圧、前記各成長レベルにおけるＬＥＤユニットの照射時間との関係を表した基準スケジュールファイルが記憶される基準スケジュールファイル記憶手段と、
植物育成検知手段が検知した成長レベルに変化があるか否かを判断する植物育成状態判定手段と、
ＬＥＤユニットの各色ＬＥＤに印加する電流の電圧と、育成面に植物が植えられてからの経過時間との関係を表した作業指示ファイルを生成する作業指示ファイル生成手段とからなり、
育成面について作業指示ファイルが生成されていない場合には、前記作業指示ファイル生成手段は、前記基準スケジュールファイルに基づいて、作業指示ファイルを作成し、
一方で、育成面について前記作業指示ファイルが生成されている場合であって、前記植物育成状態判定手段が、成長レベルの変化があったと判断した場合には、前記作業指示ファイル生成手段は、前記作業指示ファイルの、前記変化があった成長レベルに対応する経過時間の項目を、成長レベルの変化があった経過時間に変更するとともに、次以降の成長レベルに対応する経過時間の項目を、順次、前記変更された経過時間の差分だけ変更させる処理を行い、
電流生成手段は、前記作業指示ファイルを参照することにより、植物が育成面に植えられてからの経過時間が、前記作業指示ファイルの経過時間に達した場合には、前記経過時間に対応する電圧で、各色ＬＥＤに電流を印加することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の植物育成システム。
【請求項５】
植物育成状態検知手段は、育成面に植えられている植物の高さを検知する高さ方向に複数配設されたセンサーであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の植物育成システム。
【請求項６】
太陽光を電流に変換する太陽電池と、
前記太陽電池で生成された電流を蓄電する二次電池とを更に有し、
前記二次電池から電流生成手段に電流を供給することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の植物育成システム。
【請求項７】
二次電池の残量を計測する残量検知部と、
商用電源から供給される交流を、降圧、整流、平滑化する整流部と、
前記残量検知部により計測された二次電池の残量が所定以下である場合に、前記整流部を起動させて、電流生成手段に供給する電流を太陽電池から商用電源に切り替える電源管理手段を更に有することを特徴とする請求項６に記載の植物育成システム。
【請求項８】
複数の育成面及びＬＥＤユニットを有するとともに、各ＬＥＤユニットに対応する複数の電流生成手段を有し、
各電流生成手段に対応する複数の太陽電池を有することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の植物育成システム。
【請求項９】
植物育成建屋内への作業者の入退場を検知する入退場検知手段を更に有し、
前記入退場検知手段が植物育成建屋内への作業者の入場を検知した場合には、電圧決定手段は、ＬＥＤユニットが白色に発光するような、各色ＬＥＤに印加される電流の電圧を決定し、
前記入退場検知手段が植物育成建屋内への作業者の退場を検知した場合には、電圧決定手段は、再び、植物育成状態検知手段が検知した情報に基づき、前記赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤのそれぞれに印加される電流の電圧を決定することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の植物育成システム。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−１２５２７４（Ｐ２０１１−１２５２７４Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８７３４６（Ｐ２００９−２８７３４６）
【出願日】平成２１年１２月１８日（２００９．１２．１８）
【出願人】（５９１０２８７５１）株式会社豊和化成 (10)
【出願人】（５０９３４９０８２）株式会社エヌ・シー・ディ (3)
【出願人】（５０９３４９０９３）
【出願人】（０００１２５６８０）株式会社ケーイーコーポレーション (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１８日（２００９．１２．１８）
【出願人】（５９１０２８７５１）株式会社豊和化成 (10)
【出願人】（５０９３４９０８２）株式会社エヌ・シー・ディ (3)
【出願人】（５０９３４９０９３）
【出願人】（０００１２５６８０）株式会社ケーイーコーポレーション (9)
【Ｆターム（参考）】
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