JP2016086672A - 植物育成装置、植物設置部材及び植物育成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】植物の成長を加速させることができる植物育成装置を提供する。
【解決手段】植物育成装置１は、植物の少なくとも一部を取り囲む形状の側部、前記側部の一端部に開口して前記植物の茎を突出させる開口部を有する保持部を備え、前記開口部の向きを上方又は下方に変更する植物設置部材１０と、前記植物設置部材の下方に設置されて、前記植物設置部材に向けて光を照射する照明装置２０と、前記植物設置部材及び前記照明装置を収納する収納室２Ｉを有し、前記収納室と外部とを仕切る筐体と、を含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、筐体の内部で植物を育成する植物育成装置、植物設置部材及び植物育成方法に関する。

特許文献１から特許文献３に記載されているように、人工の光源を用いて植物を栽培する装置及び方法が知られている。

特開平１―２８５１２６号公報 特開平５―４１２００号公報 特開平３―７２８１６号公報

人工の光源を用いて葉物野菜のような食用の植物を栽培する場合、収穫量を多くしたいという要請がある。植物の成長を加速させることができれば、種蒔きから収穫までのサイクルを多くすることができるので、結果として収穫量を多くすることができる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、植物の成長を加速させることができる植物育成装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る植物育成装置は、植物の少なくとも一部を取り囲む形状の側部及び前記側部の一端部に開口して前記植物の茎を突出させる開口部を有する保持部を備え、前記開口部の向きを上方又は下方に変更する植物設置部材と、前記植物設置部材の下方に設置されて、前記植物設置部材に向けて光を照射する照明装置と、前記植物設置部材及び前記照明装置を収納する収納室を有し、前記収納室と前記収納室の外部とを仕切る筐体と、を含む。

本発明によれば、植物の成長を加速させることができる植物育成装置を得ることができるという効果を奏する。

実施の形態に係る植物育成装置を示す斜視図 実施の形態に係る植物育成装置を示す斜視図 実施の形態に係る植物育成装置の正面図 実施の形態に係る植物設置部材の斜視図 実施の形態に係る植物設置部材の斜視図 図５のＡ−Ａ断面図 落下抑制部材と保持部とを示す断面図 落下抑制部材を示す斜視図 落下抑制部材と保持部とを示す平面図 実施の形態に係る植物設置部材が植物を保持した状態を示す斜視図 実施の形態に係る植物設置部材が植物を保持した状態を示す斜視図 実施の形態に係る植物育成装置及びこれを制御する制御装置を示す図 実施の形態に係る植物育成方法のフローチャート 植物設置部材及び照明装置の位置の変形例を示す概略図 植物設置部材及び照明装置の位置の変形例を示す概略図 植物設置部材が備える保持部の変形例を示す断面図 植物設置部材が備える保持部の変形例を示す断面図 落下抑制部材の変形例を示す斜視図 落下抑制部材の変形例を示す斜視図 植物設置部材の変形例を示す斜視図 植物設置部材の変形例を示す斜視図 照明装置の変形例を示す斜視図

以下に、本発明の実施の形態に係る植物育成装置、植物設置部材及び植物育成方法を、図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１及び図２は、実施の形態に係る植物育成装置を示す斜視図である。図３は、実施の形態に係る植物育成装置の正面図である。図１は、植物育成装置１の扉３を閉じた状態を示し、図２及び図３は、扉３を外した状態を示している。植物育成装置１は、植物ＰＴを育成するための装置である。植物育成装置１は、植物ＰＴが光の方向に成長していく性質を利用し、植物ＰＴをある程度の状態、例えば苗の状態まで成長させた後に、植物ＰＴの天地を反転させることにより、植物ＰＴを重力の方向に成長させることで、植物ＰＴの成長を加速させる。以下において、植物育成装置１によって育成される植物ＰＴは稲であるとして説明するが、植物育成装置１によって育成される植物ＰＴは稲に限定されるものではない。

植物育成装置１は、植物ＰＴの少なくとも一部を取り囲む形状の側部及び側部の一端部に開口して植物ＰＴの茎を突出させる開口部を有する保持部を備え、開口部の向きを上方Ｕ又は下方Ｇに変更する植物設置部材１０と、植物設置部材１０の下方Ｇに設置されて、植物設置部材１０に向けて光を照射する照明装置２０と、植物設置部材１０及び照明装置２０を収納する収納室２Ｉを有し、収納室２Ｉと収納室２Ｉの外部ＯＴとを仕切る筐体２と、を含む。実施の形態において、下方Ｇは重力の作用方向側であり、上方Ｕは重力の作用方向とは反対側である。

植物育成装置１は、室内の床に設置されるが、建物の屋上のような屋外に設置されてもよい。図１に示されるように、植物育成装置１は、筐体２と、扉３と、育成剤タンク４と、制御ボックス５とを含む。筐体２の形状は直方体であり、実施の形態では板金を加工して製造される。筐体２の形状及び材料は、前述したものに限定されない。筐体２は、外部ＯＴと、図２に示される収納室２Ｉとを仕切ることにより、収納室２Ｉの外部ＯＴからの光を遮断する構造体である。扉３は、筐体２に蝶番を介して取り付けられており、両開きで開閉する。扉３は、取っ手３Ｔを有しており、植物育成装置１のユーザーは、取っ手３Ｔに手をかけて扉を開閉する。扉３が開かれることにより、筐体２の収納室２Ｉが外部ＯＴに開放される。扉３が閉じられることにより、筐体２の収納室２Ｉが外部ＯＴと仕切られる。

育成剤タンク４は、筐体２に隣接して設置される。育成剤タンク４は、植物育成装置１によって育成される植物ＰＴを育成させるための育成剤を溜めておくタンクである。育成剤タンク４は、筐体２に固定されていてもよいし、筐体２とは別個に設置されてもよい。育成剤は、少なくとも水を含み、実施の形態においては水及び肥料である。肥料は液体肥料が例示されるが、液体肥料に限定されるものではなく、固体肥料であってもよい。制御ボックス５は、植物育成装置１を制御するための制御装置を備える。制御装置については後述する。

図２に示されるように、筐体２の収納室２Ｉには、植物ＰＴが設置される植物設置部材１０と、植物ＰＴに光ＬＴを照射する照明装置２０とが設置される。植物育成装置１は、人工の光源である照明装置２０を用いて、植物ＰＴを育成する。実施の形態において、照明装置２０の発光体は、発光ダイオード、すなわちＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）である。照明装置２０に適用できる発光体は、ＬＥＤに限定されるものではないが、ＬＥＤは蛍光灯又は白熱電球と比較して低い電圧で点灯するので、絶縁が容易である。また、照明装置２０の発光体に発光ダイオードが用いられることにより、照明装置２０の明るさ及び波長を選定することができる。さらに、照明装置２０が複数の発光ダイオードを備えることにより、照明装置２０は、植物ＰＴの成長に必要な分だけ発光ダイオードを点灯することで、電力消費が抑制される。

実施の形態において、植物設置部材１０と照明装置２０との組ＧＰが、植物ＰＴを育成する。以下において、１個の植物設置部材１０と１個の照明装置２０との組ＧＰを、適宜、育成部ＧＰと称する。植物育成装置１は複数、実施の形態では２個の育成部ＧＰを有するが、植物育成装置１が有する育成部ＧＰの数は２個に限定されない。２個の育成部ＧＰは、上下方向に並んで配置される。植物育成装置１は、複数の育成部ＧＰを有することにより、植物育成装置１の設置面積あたりにおける植物ＰＴ、実施の形態では米の収穫量を大きくすることができる。

筐体２の収納室２Ｉには、筐体２の側壁２Ｓの内面２Ｗに、支持部材６Ａ，６Ｂ，８Ａ，８Ｂが取り付けられている。支持部材６Ａ，６Ｂ，８Ａ，８Ｂは、筐体２の内面２Ｗから収納室２Ｉに向かって突出している。支持部材６Ａ，６Ｂは植物設置部材１０を支持し、支持部材８Ａ，８Ｂは照明装置２０を支持する。支持部材６Ａは、支持部材６Ｂよりも上方Ｕに取り付けられる。支持部材８Ａは、支持部材６Ａと支持部材６Ｂとの間に取り付けられる。支持部材８Ｂは、支持部材６Ｂの下方Ｇに取り付けられる。

支持部材６Ａは、筐体２の側壁２Ｓの内面２Ｗに相対する位置に、対向して設けられる。支持部材６Ａは、筐体２の扉３から離れる方向、すなわち筐体２の前後方向に沿って、内面２Ｗに設けられる。植物設置部材１０は、一対の支持部材６Ａ，６Ａの上に載置され、かつ筐体２の前後方向にスライドできる。支持部材８Ａは、筐体２の側壁２Ｓの内面２Ｗに相対する位置に、対向して設けられる。支持部材８Ａは、筐体２の前後方向に沿って、内面２Ｗに設けられる。照明装置２０は、一対の支持部材８Ａ，８Ａの上に載置され、かつ筐体２の前後方向にスライドできる。このような構造により、植物設置部材１０及び照明装置２０を筐体２に出し入れする際の作業が容易になる。

上方Ｕの育成部ＧＰの植物設置部材１０は、支持部材６Ａに載置されて支持される。下方Ｇの育成部ＧＰの植物設置部材１０は、支持部材６Ｂに載置されて支持される。照明装置２０は、照明装置支持体７Ａ，７Ｂに取り付けられている。上方Ｕの育成部ＧＰの照明装置２０は、照明装置支持体７Ａが支持部材８Ａに載置されることにより、照明装置支持体７Ａを介して支持部材８Ａに支持される。下方Ｇの育成部ＧＰの照明装置２０は、照明装置支持体７Ｂが支持部材８Ｂに載置されることにより、照明装置支持体７Ｂを介して支持部材８Ｂに支持される。

図３に示されるように、筐体２は、収納室２Ｉと収納室２Ｉの外部ＯＴとの間に断熱材２ＨＩを備える。具体的には、断熱材２ＨＩは、板金加工された筐体２の内側に設けられている。前述した支持部材６Ａ，６Ｂ，８Ａ，８Ｂは筐体２の内面２Ｗに、断熱材２ＨＩを避けて取り付けられてもよいし、断熱材２ＨＩに取り付けられてもよい。また、筐体２を内壁と、この内壁と距離を隔てて設置される外壁と、の二重構造として、前述した内壁と外壁との間に断熱材２ＨＩを配置し、前述した内壁に支持部材６Ａ，６Ｂ，８Ａ，８Ｂが取り付けられてもよい。

実施の形態において、断熱材２ＨＩは、ＶＩＰ（Ｖａｃｕｕｍ Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ Ｐａｎｅｌ）、すなわち真空断熱パネルが用いられるが、これに限定されるものではない。断熱材２ＨＩの他の例としては、ウレタンフォーム又は発泡スチロールのような多孔質の樹脂材料が例示される。収納室２Ｉ内の環境が空気調和装置によって管理される場合、断熱材２ＨＩにより収納室２Ｉ内の温度上昇又は温度低下が抑制されるので、前述した空気調和装置のエネルギー消費、例えば電力消費が抑制されるので好ましい。

筐体２の収納室２Ｉは、図２及び図３に示されるように、植物設置部材１０、照明装置支持体７Ａ及び照明装置支持体７Ｂによって仕切られる。以下において、上方Ｕの植物設置部材１０と照明装置支持体７Ａとで仕切られる空間を適宜第１育成室２ＩＡと称し、下方Ｇの植物設置部材１０と照明装置支持体７Ｂとで仕切られる空間を適宜第２育成室２ＩＢと称する。また、以下において、筐体２の天板２ＴＰと上方Ｕの植物設置部材１０とで仕切られる空間を適宜第１育成剤供給室２ＩＷＡと称し、上方Ｕの照明装置支持体７Ａと下方Ｇの植物設置部材１０とで仕切られる空間を適宜第２育成剤供給室２ＩＷＢと称する。第１育成室２ＩＡ、第２育成室２ＩＢ、第１育成剤供給室２ＩＷＡ及び第２育成剤供給室２ＩＷＢは、いずれも収納室２Ｉである。照明装置支持体７Ａは、上下方向に並んで配置された複数の育成部ＧＰの間に配置されて、一方の育成部ＧＰから他方の育成部ＧＰへ光が漏れないようにする遮光部材である。

第１育成剤供給室２ＩＷＡ及び第２育成剤供給室２ＩＷＢは、植物設置部材１０の上方Ｕから植物設置部材１０に向けて育成剤を供給する育成剤供給装置３０を収納する。以下において、第１育成剤供給室２ＩＷＡに備えられる育成剤供給装置３０を適宜第１育成剤供給装置３０Ａと称し、第２育成剤供給室２ＩＷＢに備えられる育成剤供給装置３０を適宜第２育成剤供給装置３０Ｂと称する。前述したように、実施の形態において、育成剤は水及び肥料である。

育成剤供給装置３０は、育成剤が流れる配管３１と、配管３１内を流れる育成剤を植物設置部材１０に向かって噴霧するノズル３２と、水ポンプ４ＰＷと、肥料ポンプ４ＰＨと、弁装置３４と、を含む。植物設置部材１０に噴射された育成剤は、植物設置部材１０に保持された植物ＰＴに供給される。育成剤供給装置３０は、複数のノズル３２を有するが、ノズル３２の数は限定されるものではなく、単数であってもよい。

育成剤タンク４は、水タンク４Ｗ及び肥料タンク４Ｈを含む。水タンク４Ｗ内の水は、水ポンプ４ＰＷによって吸引されて、弁装置３４を介して育成剤供給装置３０に供給される。肥料タンク４Ｈ内の肥料は、肥料ポンプ４ＰＨによって吸引されて、弁装置３４を介して育成剤供給装置３０に供給される。肥料が固体である場合、粉体とされた肥料を、ブロワから吐出される気体とともに、第１育成剤供給室２ＩＷＡ及び第２育成剤供給室２ＩＷＢに供給することができる。

実施の形態において、弁装置３４は三方弁である。弁装置３４は、一方の入口３４Ａが配管３３Ｗによって水ポンプ４ＰＷの吐出口と接続され、他方の入口３４Ｂが配管３３Ｈによって肥料ポンプ４ＰＨの吐出口と接続される。弁装置３４の出口３４Ｃは、育成剤供給装置３０の配管３１に接続される。

弁装置３４は、開度が調整されることにより、配管３３Ｗが接続される一方の入口３４Ａと出口３４Ｃとを接続する第１の状態と、配管３３Ｈが接続される他方の入口３４Ｂと出口３４Ｃとを接続する第２の状態と、両者の間の第３の状態とを作り出すことができる。第１の状態において、弁装置３４は、配管３３Ｗから流入する水のみを、育成剤供給装置３０の配管３１に供給する。第２の状態において、弁装置３４は、配管３３Ｈから流入する肥料のみを、育成剤供給装置３０の配管３１に供給する。第３の状態において、弁装置３４は、配管３３Ｗから流入する水と配管３３Ｈから流入する肥料とを混合して育成剤供給装置３０の配管３１に供給する。第１の状態と第２の状態との間では、弁装置３４の開度が調整されることにより、配管３３Ｗから流入する水と配管３３Ｈから流入する肥料との割合が変更される。

水ポンプ４ＰＷ、肥料ポンプ４ＰＨ及び弁装置３４は、制御ボックス５内に格納された制御装置によって制御される。つまり、制御装置は、育成剤供給装置３を制御する。制御装置が水ポンプ４ＰＷ、肥料ポンプ４ＰＨ及び弁装置３４を制御することにより、育成剤供給装置３０に水及び肥料の少なくとも一方が供給されて、ノズル３２から植物設置部材１０に保持された植物ＰＴに供給される。植物ＰＴは、育成剤と、照明装置２０から照射される光とによって成長する。

第１育成剤供給装置３０Ａから供給された育成剤は、植物ＰＴに吸収される。植物ＰＴに吸収されなかった育成剤、すなわち育成剤の余剰分は、第１育成室２ＩＡの下方に滴下する。第１育成室２ＩＡの下方に滴下した育成剤は、照明装置支持体７Ａに接続された排出管３５Ａから液溜め３６に排出される。第２育成剤供給装置３０Ｂから供給された育成剤は、植物ＰＴに吸収された後、余剰分が第２育成室２ＩＢの下方に滴下する。第２育成室２ＩＢの下方に滴下した育成剤は、照明装置支持体７Ｂに接続された排出管３５Ｂから液溜め３６に排出される。

排出管３５Ａには弁装置３５ＶＡが設けられ、排出管３５Ｂには弁装置３５ＶＢが設けられる。弁装置３５ＶＡ，３５ＶＢは、制御ボックス５内に格納された制御装置によって制御される。実施の形態においては、照明装置支持体７Ａ，７Ｂにある程度育成剤が溜まったら、制御装置によって弁装置３５ＶＡ，３５ＶＢが開かれて、育成剤が液溜め３６に回収される。排出管３５Ａ，３５Ｂには、弁装置３５ＶＡ，３５ＶＢが設けられていなくてもよい。この場合は、照明装置支持体７Ａ，７Ｂに滴下した育成剤が、随時、排出管３５Ａ，３５Ｂから液溜め３６に排出される。

図２及び図３は、植物育成装置１によって植物ＰＴが育成されている状態を示している。第１育成室２ＩＡ内及び第２育成室２ＩＢ内で育成されている植物ＰＴは、茎の先端が下方Ｇに向けられている。また、照明装置２０は、植物設置部材１０の下方Ｇに設置されて、植物設置部材１０に設置された植物ＰＴに光ＬＴを照射する。すなわち、植物ＰＴは、先端側から光ＬＴが照射される。植物ＰＴは、光ＬＴの方向に成長するので、植物育成装置１は、光が存在しない場所では植物ＰＴが重力の作用方向とは反対方向に成長する性質を無力化し、かつ植物ＰＴの成長する方向と重力の作用方向とを一致させることができる。結果として、植物育成装置１は、重力によって植物ＰＴの成長を加速させることができるので、単位面積あたりの収穫量を増加させることができる。

図３に示されるように、第１育成室２ＩＡ内には複数の支持部材８Ａが、筐体２の側壁２Ｓの内面２Ｗに、上下方向に沿って設けられ、第２育成室２ＩＢ内には複数の支持部材８Ｂが上下方向に沿って設けられている。このような構造により、植物育成装置１は、照明装置支持体７Ａが載置される支持部材８Ａの位置及び照明装置支持体７Ｂが載置される支持部材８Ｂの位置を変更することができる。照明装置支持体７Ａ，７Ｂに支持される照明装置２０は、植物設置部材１０との距離が変更されるので、照明装置２０と植物ＰＴとの距離も変更される。このように、照明装置２０は、植物育成装置１の上下方向に移動して、植物設置部材１０との距離を変更できる。

植物育成装置１は、前述した構造により、植物ＰＴの成長に合わせて照明装置２０の位置を下方Ｇに移動させることができる。具体的には、植物育成装置１は、植物ＰＴが小さいときには植物ＰＴと照明装置２０との距離を小さくし、植物ＰＴが大きくなるにしたがって照明装置２０を下方Ｇに移動させる。このようにすることで、照明装置２０は、植物ＰＴとの距離が過大であるために、植物ＰＴの成長に必要な光量を増加させることを回避できるので、電力消費が抑制される。次に、植物設置部材１０について、より詳細に説明する。

図４及び図５は、実施の形態に係る植物設置部材の斜視図である。図６は、図５のＡ−Ａ断面図である。図７は、落下抑制部材と保持部とを示す断面図である。図８は、落下抑制部材を示す斜視図である。図９は、落下抑制部材と保持部とを示す平面図である。植物設置部材１０は、図４及び図５に示されるように、平面部１１と、側面１２と、保持部１３とを含む。平面部１１は、板状かつ長方形形状の部材である。側面１２は、平面部１１の４個の縁部から平面部１１の表面と直交する方向に向かって延びている部分である。４個の側面１２は、平面部１１の周囲を取り囲んでいる。このような構造により、４個の側面１２がリブの機能を有するので、平面部１１の変形が抑制される。

植物ＰＴを保持する保持部１３は、平面部１１に設けられている。実施の形態において、平面部１１には複数の保持部１３が設けられているが、保持部１３の数は限定されるものではない。複数の保持部１３は、平面部１１の１つの辺と平行な方向に沿って配置され、かつ前述した辺と直交するもう１つの辺と平行な方向に沿って配置される。このような構造により、植物設置部材１０は、複数の保持部１３に複数の植物ＰＴを保持して育成することができる。実施の形態において、植物設置部材１０は、樹脂を成形して製造されるが、金属板を絞り加工してもよい。また、植物設置部材１０は、平面部１１、側面１２及び保持部１３を一体成形してもよいし、平面部１１と側面１２と保持部１３とを別個に製造して結合させてもよい。

図４は、植物設置部材１０の平面部１１の第１面１１ＰＡ側から見た状態を示し、図５は、植物設置部材１０の平面部１１の第２面１１ＰＢ側から見た状態を示す。保持部１３に保持された植物ＰＴは、第１面１１ＰＡ側から、先端部が第１面１１ＰＡから離れる方向に成長する。植物育成装置１の収納室２Ｉ内において植物設置部材１０に保持された植物ＰＴが育成される際には、第１面１１ＰＡが下方Ｇを向いて、第２面１１ＰＢが上方Ｕを向く。植物設置部材１０に保持された種、実施の形態では種籾を、植物育成装置１が収納室２Ｉ内において発芽させ、かつ苗に成長させる際には、植物設置部材１０の第１面１１ＰＡが上方Ｕを向いて、第２面１１ＰＢが下方Ｇを向く。

図５に示されるように、保持部１３は、植物設置部材１０の平面部１１の第２面１１ＰＢから、第２面１１ＰＢと直交する方向に突出している。保持部１３は、図６に示されるように、植物ＰＴの少なくとも一部を取り囲む形状の側部１４と、側部１４の一端部１４Ｔａに開口する第１の開口部である開口部１５とを備える。実施の形態において、側部１４の形状は筒状、より具体的には円筒形状であるが、側部１４の形状は円筒形状に限定されない。側部１４は、図７に示されるように、植物ＰＴの少なくとも一部を取り囲む。開口部１５は、図７に示されるように、少なくとも一部が側部１４に取り囲まれた植物ＰＴの茎ＰＴＫを側部１４から突出させる。

保持部１３は、側部１４の他端部１４Ｔｂに、底部１６を備えている。底部１６は、側部１４の他端部１４Ｔｂから筒状の側部１４の径方向内側に向かって張り出し、かつ中央部に底部側開口部１７を有している。図３に示される育成剤供給装置３０から供給された育成剤は、底部側開口部１７から保持部１３内に流入し、保持部１３に保持された植物ＰＴに供給される。すなわち、底部側開口部１７は、側部１４に設けられて植物ＰＴに少なくとも水を供給する第２の開口部である。

保持部１３は、図７に示されるように、側部１４と植物ＰＴとの間に落下抑制部材１９を介在させて植物ＰＴを保持する。落下抑制部材１９は、保持部１３の側部１４と植物ＰＴとの間に介在して、開口部１５が下方Ｇを向いたときに植物ＰＴの落下を抑制する。落下抑制部材１９は、図８に示されるように、円柱形状の部材であって、植物ＰＴを保持するための孔１９Ｈを有している。孔１９Ｈは、落下抑制部材１９の第１端面１９ＰＡと第２端面１９ＰＢとを貫通しているが、両者を貫通していなくてもよい。また、落下抑制部材１９は、孔１９Ｈの代わりにスリット又は切れ込みを有していてもよい。

落下抑制部材１９が、可撓性を有する多孔質の材料で製造されることにより、植物ＰＴが成長した際にも、保持部１３が植物ＰＴを保持できる。落下抑制部材１９を多孔質の材料とすることで、落下抑制部材１９が保持する植物ＰＴに育成剤を確実に供給することができる。落下抑制部材１９は、ウレタンフォーム又はスポンジのような、可撓性を有する多孔質の材料であるが、このような材料に限定されるものではない。落下抑制部材１９の他の例としては、弾性変形して保持力を発生する樹脂又はゴムの成形品が上げられる。

落下抑制部材１９は、図７に示されるように、孔１９Ｈに植物ＰＴが差し込まれた状態で保持部１３に取り付けられる。図９に示されるように、保持部１３の側部１４で囲まれる開口部１５の内径をＤ１、落下抑制部材１９の外径をＤ２とすると、Ｄ２はＤ１よりも大きくなっている。落下抑制部材１９は、保持部１３の側部１４に取り付けられると径方向内側に変形する。結果として、孔１９Ｈは径方向内側に変形して植物ＰＴを保持し、かつ落下抑制部材１９は側部１４を押圧するので、植物ＰＴは落下抑制部材１９を介して保持部１３に保持される。孔１９Ｈの内径Ｄ３は、落下抑制部材１９が保持部１３の側部１４に取り付けられた状態において、孔１９Ｈに保持される植物ＰＴの外径よりも小さくなるように設定される。

図１０及び図１１は、実施の形態に係る植物設置部材が植物を保持した状態を示す斜視図である。植物設置部材１０は、図１０に示されるように、第１面１１ＰＡを上方Ｕに向けた状態で、落下抑制部材１９の孔１９Ｈに取り付けられた植物ＰＴが、保持部１３に差し込まれる。保持部１３が落下抑制部材１９を介して植物ＰＴを保持した状態で、植物設置部材１０が反転すると、図１１に示されるように、植物ＰＴは下方Ｇを向く。すなわち、植物設置部材１０は、図６に示される開口部１５の向きを上方Ｕ又は下方Ｇに変更する。次に、植物育成装置１を制御する制御装置及び制御装置の制御対象について説明する。

図１２は、実施の形態に係る植物育成装置及びこれを制御する制御装置を示す図である。制御装置５０は、制御ボックス５に格納されている。制御装置５０は、照明装置２０の動作及び育成剤供給装置３０に育成剤を供給する装置の動作を制御する。実施の形態において、育成剤供給装置３０に育成剤を供給する装置は、育成剤が水のみである場合は水ポンプ４ＰＷであり、育成剤が水及び肥料である場合は水ポンプ４ＰＷ及び肥料ポンプ４ＰＨである。制御装置５０は、処理部５１と、記憶部５２とを少なくとも含み、実施の形態では、さらに入出力部５３と、タイマ５４とを備える。処理部５１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が例示されるが、これに限定されるものではない。

記憶部５２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）若しくはＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）又はこれらの組み合わせが例示されるが、これらに限定されるものではない。記憶部５２は、制御装置５０が植物育成装置１を制御するためのコンピュータプログラム及びデータを記憶している。処理部５１は、記憶部５２から前述したコンピュータプログラム及びデータを読み出して、センサ類から取得した情報を用いて植物育成装置１の制御対象を制御する。

入出力部５３には、処理部５１と植物育成装置が備えるセンサ類及び制御対象とが接続される。実施の形態においては、入出力部５３に、制御装置５０の制御対象である水ポンプ４ＰＷ、肥料ポンプ４ＰＨ、弁装置３４、弁装置３５Ｖ、照明装置２０、空気調和装置３７、加湿器３８及び換気装置３９並びに各種センサ類である温度センサ４１、湿度センサ４２、二酸化炭素センサ４３及び撮像装置であるカメラ４０が接続されている。また、入出力部５３には、入力装置５５及び収穫時期報知装置である報知装置５６が接続されている。タイマ５４は、時間を計数する。

空気調和装置３７は、収納室２Ｉ内の温度を植物ＰＴの育成に適した温度に調整する。加湿器３８は、収納室２Ｉ内の湿度を植物ＰＴの育成に適した湿度に調整する。換気装置３９は、収納室２Ｉ内を換気する。温度センサ４１は、収納室２Ｉ内の温度を検出する。湿度センサ４２は、収納室２Ｉ内の湿度を検出する。二酸化炭素センサ４３は、収納室２Ｉ内の二酸化炭素濃度を検出する。植物ＰＴの光合成又は呼吸によって、収納室２Ｉ内の空気は二酸化炭素及び酸素のみの濃度が変化すると仮定することにより、制御装置５０は、二酸化炭素センサ４３が検出した二酸化炭素濃度から、収納室２Ｉ内の酸素濃度を推定することができる。カメラ４０は、収納室２Ｉ内の植物ＰＴの育成状態を撮像する。

植物育成装置１が植物ＰＴを育成するにあたって、制御装置５０は、育成剤を植物ＰＴに供給するときに、水ポンプ４ＰＷ及び肥料ポンプ４ＰＨの少なくとも一方を駆動し、かつ弁装置３４の開度を調整する。制御装置５０は、前述したような操作をすることによって、育成剤供給室２ＩＷ内の育成剤供給装置３０から植物ＰＴに育成剤を供給する。また、植物ＰＴが稲である場合、制御装置５０は、時間の経過とともに、収納室２Ｉ内の温度及び湿度を、田植えが始まる５月頃から収穫時期の９月頃までの気温及び湿度となるように、空気調和装置３７及び加湿器３８を制御する。この場合、制御装置５０は、温度センサ４１が検出した温度と目標温度との差分及び湿度センサが検出した湿度と目標湿度との差分が０になるように、空気調和装置３７及び加湿器３８をフィードバック制御する。

制御装置５０は、植物ＰＴの育成中に、二酸化炭素センサ４３が検出した収納室２Ｉ内の二酸化炭素濃度と、目標二酸化炭素濃度との差分が０になるように、空気調和装置３７及び換気装置３９を制御する。また、制御装置５０は、植物ＰＴの育成中において、植物ＰＴが照明装置２０から受ける光の照度及び時間が、太陽光と同様になるように照明装置２０を制御する。入出力部５３に接続されている入力装置５５は、制御装置５０に処理を実行させるための命令を入力したり、処理に必要な情報を入力したりする。入出力部５３に接続されている報知装置５６は、植物設置部材１０を反転させるタイミングを報知したり、照明装置２０を点灯させるタイミングを報知したりする。報知装置５６としては、ランプ、スピーカー又は画像を表示する表示装置が用いられてもよい。報知装置５６に用いられる表示装置は、液晶ディスプレイが例示される。

制御装置５０は、植物育成装置１によって育成される植物ＰＴの種類によって異なる育成アルゴリズムによって植物育成装置１の制御対象を制御できる。育成アルゴリズムは、光量及び照射時期と、育成剤の供給量及び供給時期と、温度、湿度及び酸素濃度とを、時間の経過によってどのように変化させるかを示す情報である。植物ＰＴの種類毎に育成アルゴリズムが作成されることで、植物ＰＴが持つ特徴を引き出すことが可能となる。

育成アルゴリズムは、記憶部５２に記憶されており、植物育成装置１によって育成される植物ＰＴを入力装置５５によって入力すると、処理部５１は、入力された植物ＰＴに対応した育成アルゴリズムを記憶部５２から読み出し、読み出された育成アルゴリズムにしたがって植物育成装置１の制御対象を制御する。植物ＰＴが稲である場合、育成アルゴリズムは、稲の品種毎に作成されて、記憶部５２に記憶されていてもよい。稲の品種毎に育成アルゴリズムが作成されることで、各品種が持つ特徴を引き出すことができる。また、照明装置２０が植物ＰＴに光を照射する昼夜のサイクルを短くした育成アルゴリズムを用いることにより、植物ＰＴの成長をさらに加速させることもできる。

カメラ４０が撮像した植物ＰＴの画像は、制御装置５０に取り込まれる。制御装置５０は、取り込んだ画像を画像処理して、植物ＰＴの育成状態を判定することができる。この場合、植物ＰＴの高さと植物ＰＴの成長段階とを対応付けた育成状態判定テーブルを記憶部５２に記憶させておく。処理部５１は、カメラ４０によって撮像された植物ＰＴの画像に画像処理を施して植物ＰＴの実高さを求め、記憶部５２に記憶された育成状態判定テーブルを参照して、実高さに対応した成長状態を求める。制御装置５０は、カメラ４０が撮像した植物ＰＴの画像を用いて求めた植物ＰＴの成長状態を利用して、照明装置２０の光量及び照射時間を制御したり、育成剤の供給量及び供給時期を制御したり、収納室２Ｉ内の雰囲気を調整したりする。

植物育成装置１、より具体的には、植物育成装置１が備える電力を消費する機器類は、電力の消費を管理する電力管理装置６０と接続されている。前述した電力を消費する機器類には、制御装置５０も含まれる。電力管理装置６０は、植物育成装置１の電力消費を管理する。実施の形態において、電力管理装置６０は、ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）が例示される。電力管理装置６０は、電源６１と植物育成装置１及び制御装置５０との間に設けられている。実施の形態において、電力管理装置６０は、家庭内における電力の消費を管理するが、電力管理装置６０の管理対象は家庭内における電力の消費に限定されない。

電力管理装置６０は、照明の消費電力の監視及び電源のオンオフ制御並びに電化製品の状態監視及びリモートコントロールを実行したり、太陽光発電機の発電量の監視及び発電効率化のための制御を実行したり、電源コンセント毎の消費電力の監視及び電源のオンオフ制御を実行したりする。電力管理装置６０は、表示装置６０Ｍを備えている。表示装置６０Ｍは、電力の消費状態、発電状態及び電化製品の状態を表示する。

植物育成装置１は、電力管理装置６０に接続されることにより、家庭内全体のエネルギー管理に取り込まれる。そして、電力管理装置６０は、植物育成装置１の消費電力を監視して、節電に適した運転モードで植物育成装置１を動作させることができるので、家庭内全体での省エネルギーを達成することができる。また、制御装置５０は、植物を反転させる時期及び収穫予定時期を電力管理装置６０に表示させたり、植物育成装置１の状態を電力管理装置６０に報知させたり、植物育成装置１に発生した何らかの異常についての警告を電力管理装置６０に報知させたりすることもできる。

図１３は、実施の形態に係る植物育成方法のフローチャートである。実施の形態に係る植物育成方法は、前述した植物育成装置１が実現する。ステップＳ１０１において、まず、植物ＰＴである稲の苗が育成される。苗は、植物育成装置１を用いないで、通常の稲作で用いられる苗床によって育成されてもよい。また、植物育成装置１は、苗を育成してもよい。

稲の苗は、種籾を発芽させて得られるが、種籾の発芽には光は必要ではない。植物育成装置１によって苗を得る場合、植物設置部材１０の保持部１３に直接種籾を蒔いて発芽させる。これに限定されず、植物設置部材１０の保持部１３に、図７及び図８に示される落下抑制部材１９を取り付け、落下抑制部材１９の孔１９Ｈに種籾が蒔かれてもよい。この場合、孔１９Ｈは、落下抑制部材１９を下方Ｇに向けても、種籾を保持できる程度の大きさにすることが好ましい。また、孔１９Ｈは、種籾が苗になったときに、落下抑制部材１９を下方Ｇに向けても苗を保持できる程度の大きさにしてもよい。

次に、植物設置部材１０は、保持部１３の開口部１５を上方Ｕに向けて、図３に示される植物育成装置１の収納室２Ｉ内に設置され、図１に示される扉３が閉じられる。扉３が閉じられることにより、収納室２Ｉは、筐体２の外部から遮光される。保持部１３の開口部１５を上方Ｕに向けることにより、保持部１３は、育成剤供給室２ＩＷ内に配置される。すなわち、植物ＰＴの根の部分は、育成剤供給室２ＩＷ内に配置される。

この状態で、制御装置５０は、温度センサ４１、湿度センサ４２及び二酸化炭素センサ４３の検出値を用いて、収納室２Ｉ内の水分、温度及び酸素濃度が種籾の発芽に適した状態となるように、空気調和装置３７、加湿器３８及び換気装置３９を制御する。植物育成装置１によって苗を得る場合、重力に対抗した方向に苗を成長させる。

苗が育成されたら、ステップＳ１０２に進み、図８に示される落下抑制部材１９が保持部１３に取り付けられる。植物設置部材１０の保持部１３に直接種籾を蒔いて苗を得る場合、保持部１３から一旦苗を取り出して、落下抑制部材１９の孔１９Ｈに苗が取り付けられる。その後、苗が取り付けられた落下抑制部材１９が、開口部１５から保持部１３に取り付けられる。このように、ステップＳ１０２は、苗を保持部１３の側部１４と苗との間に落下抑制部材１９を介して保持部１３に保持させる工程である。ステップＳ１０２において、苗を保持部１３に保持させる場合、苗を保持部１３に保持させた状態で、保持部１３で成長した苗と保持部１３の側部１４との間に、開口部１５から落下抑制部材であるスポンジの塊が取り付けられてもよい。

落下抑制部材１９は、保持部１３の開口部１５が上方を向いた状態で保持部１３に取り付けられる。このようにすることで、落下抑制部材１９を保持部１３に取り付ける作業が容易になる。前述したように、植物設置部材１０の保持部１３に、種籾を保持した落下抑制部材１９が取り付けられて苗が育成される場合、苗は落下抑制部材１９を介して、すでに保持部１３に保持されているため、ステップＳ１０２は不要である。

次に、ステップＳ１０３において、苗を保持部１３に保持した植物設置部材１０は、図７に示される開口部１５を下方Ｇに向けて、図３に示される収納室２Ｉ内に設置される。このように、ステップＳ１０３は、植物設置部材１０の開口部１５を下方Ｇに向けて、植物設置部材１０を収納室２Ｉ内に設置する工程である。植物設置部材１０が収納室２Ｉ内に設置されたら、図１に示される扉３が閉じられる。扉３が閉じられることにより、収納室２Ｉは、筐体２の外部から遮光される。

次に、ステップＳ１０４に進み、制御装置５０は、植物設置部材１０の下方に設置された照明装置２０から植物設置部材１０に向けて光を照射する。このように、ステップＳ１０４は、照明装置２０から植物設置部材１０に向けて光を照射する工程である。また、制御装置５０は、図３に示される水ポンプ４ＰＷ、肥料ポンプ４ＰＨ及び弁装置３４を制御して、育成剤供給装置３０から水及び肥料、すなわち育成剤を苗に供給する。このようにして、植物育成装置１は、苗を稲に成長させる。

ステップＳ１０５において、制御装置５０は、収穫時期になったか否かを判定する。制御装置５０は、図１２に示されるカメラ４０によって撮像された画像から得られた実高さと、前述した育成状態判定テーブルとを用いて、実高さが収穫時期の高さに到達した場合に、収穫時期になったと判定する。収穫時期の判定はこれに限定されるものではなく、制御装置５０は、照明装置２０による光の照射時間が予め定められた閾値を超えた場合に収穫時期になったと判定してもよい。照射時間は、図１２に示されるタイマ５４によって計数される。

制御装置５０は、ステップＳ１０５で否定、すなわち植物育成装置１によって育成されている稲が収穫時期になっていないと判定するとステップＳ１０６に進み、稲の育成を継続する。制御装置５０は、ステップＳ１０５で肯定、すなわち植物育成装置１によって育成されている稲が収穫時期になったと判定すると、ステップＳ１０７に進み、収穫時期になったことを報知装置５６に報知させる。この場合、制御装置５０は、稲が収穫時期になったことを図１２に示される電力管理装置６０の表示装置６０Ｍに表示して報知してもよい。この場合、表示装置６０Ｍが収穫時期報知装置となる。稲が収穫時期になったことの報知を受けて、ステップＳ１０８において、ユーザーは稲を収穫する。

制御装置５０は、ステップＳ１０５で収穫時期になったと判定したら、図１に示される扉３を自動で開いたり、植物設置部材１０を筐体２の外部にせり出させたりしてもよい。このようにすれば、収穫時期になったことを報知できるとともに、ユーザーが扉３を開ける手間又は植物設置部材１０を筐体２から取り出す手間を低減できる。

実施の形態は、植物育成装置１内で植物ＰＴを育成するため、農薬の使用が不要又は農薬の使用量を低減でき、さらに、放射性物質及びＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）２．５といった物質が植物ＰＴに付着することを極小にできる。また、植物育成装置１は、異なる種類の植物、例えば、稲以外の野菜を稲とともに育成することもでき、稲以外の複数種類の野菜を育成することもできる。すなわち、少なくとも一つの育成部ＧＯで育成される植物ＰＴの種類は、他の育成部ＧＯとは異なっていてもよい。この場合、植物育成装置１は、図３に示される複数の育成部ＧＰで、それぞれ異なる種類の植物を育成させる。

前述したように、植物育成装置１を用いて苗を得る場合、落下抑制部材１９が植物設置部材１０の保持部１３に取り付けられる前に、開口部１５を上方Ｕに向けて収納室２Ｉ内に植物設置部材１０を設置して、植物ＰＴを苗に成長させる工程を含むことになる。実施の形態において、植物育成装置１は、複数の育成部ＧＰを備えているが、少なくとも１つの育成部ＧＰで植物ＰＴの成長具合を異ならせ、少なくとも１つの育成部ＧＰの収穫時期を他の育成部GPとは異ならせてもよい。植物ＰＴの成長具合を異ならせる場合、照明装置２０による光の照射量、育成剤の供給量及び収納室２Ｉ内の雰囲気のうち少なくとも１つを異ならせる。複数の育成部ＧＰで植物ＰＴの成長具合を異ならせることにより、通常よりも短い期間で植物ＰＴが収穫できる。このため、植物ＰＴの収穫の機会を多くすることができ、植物ＰＴが稲の場合には、新米を収穫できる機会を増加させることができる。

植物設置部材及び照明装置の位置の変形例．
図１４及び図１５は、植物設置部材及び照明装置の位置の変形例を示す概略図である。図１４に示される例において、照明装置２０は、植物設置部材１０の上方Ｕに設置される。この場合、照明装置２０は植物設置部材１０と対向し、植物設置部材１０の上方Ｕから植物設置部材１０に向かって光を照射する。図１５に示される例において、照明装置２０は、植物設置部材１０の下方Ｇに設置される。この場合も、照明装置２０は植物設置部材１０と対向するが、植物設置部材１０の下方Ｇから植物設置部材１０に向かって光を照射する。このように、照明装置２０は、植物設置部材１０の上方Ｕと下方Ｇとのいずれにも設置でき、植物設置部材１０の上方Ｕ又は下方Ｇから植物設置部材１０に向けて光を照射する。このような構造により、植物育成装置１は、植物ＰＴを育成する態様の自由度が向上する。

図１４に示されるように、植物設置部材１０の上方Ｕに照明装置２０を設置すると、植物設置部材１０に保持された植物ＰＴの上方Ｕから光が照射されるので、重力に対抗して植物ＰＴを育成させたい場合に好適である。この場合、照明装置２０は、前述した例においては植物設置部材１０を支持していた支持部材６Ａに、照明装置支持体７Ａを介して支持される。植物設置部材１０は、前述した例においては照明装置２０を支持していた支持部材８Ａに支持される。植物ＰＴが成長するにしたがって、植物設置部材１０をより下方Ｇの支持部材８Ａに支持させることにより、植物設置部材１０と照明装置２０との距離を変更できる。このため、照明装置２０は、植物ＰＴとの距離が大きいことによって光量を増加させることを回避できるので、電力消費が抑制される。

前述したように、植物育成装置１は、水及び肥料を育成剤として植物ＰＴに与えて植物ＰＴを育成させるが、これに限定されるものではなく、土で植物を育て、水を供給する形態であってもよい。この場合、植物育成装置１は、土が落下しないようにするため、植物設置部材１０が備える保持部１３の開口部１５を上方Ｕに向けて、植物設置部材１０の上方Ｕに設置された照明装置２０から光を照射しながら植物ＰＴを育成する。このように、植物育成装置１は、植物設置部材１０の上方Ｕに照明装置２０を設置できるので、土で植物を育てる場合にも好適である。

植物設置部材１０の上方Ｕに照明装置２０を設置して、植物ＰＴを上方Ｕに向けて成長させる場合、育成剤は植物ＰＴの上方Ｕから供給されてもよいし、植物ＰＴの下方Ｇから供給されてもよい。育成剤が植物ＰＴの上方Ｕから供給される場合、図１４のＡで示す位置、すなわち植物設置部材１０と照明装置２０との間に育成剤供給装置３０が設置される。育成剤供給装置３０は、ノズル３２を植物設置部材１０に向けて、すなわち下方Ｇに向けて育成剤を植物ＰＴに供給する。育成剤が植物ＰＴの下方Ｇから供給される場合、図１４のＢで示す位置、すなわち植物設置部材１０の下方Ｇに育成剤供給装置３０が設置される。育成剤供給装置３０は、ノズル３２を植物設置部材１０に向けて、すなわち上方Ｕに向けて、育成剤を植物ＰＴに供給する。このように、植物育成装置１は、植物設置部材１０と、照明装置２０と、育成剤供給装置３０との位置関係を任意に変更できるので、植物ＰＴを育成する態様の自由度が向上する。

植物育成装置１内で種籾を発芽させて苗を得る場合、図１４に示されるように、植物設置部材１０の上方Ｕに照明装置２０が配置され、かつ図１４のＡで示す位置に育成剤供給装置３０が設置される。この状態で、種籾が保持部１３に蒔かれた植物設置部材１０が第１育成室２ＩＡ内に設置され、照明装置２０は消灯された状態で種籾を発芽させる。種籾の発芽が確認されたら、植物育成装置１は、照明装置２０を点灯して、照明装置２０の下方Ｇに設置された植物設置部材１０に向けて光を照射することにより、発芽した種籾を苗に成長させる。

図１２に示されるカメラ４０によって撮像された画像から、種籾が発芽したか否かを判定してもよい。この場合、制御装置５０は、図１２に示される電力管理装置６０の表示装置６０Ｍにカメラ４０によって撮像された画像を表示させてもよいし、報知装置５６が表示装置である場合は、報知装置に前述の画像を表示させてもよい。植物育成装置１のユーザーは、表示装置６０Ｍ又は報知装置５６に表示された、カメラ４０によって撮像された画像を視認して発芽状態を確認し、温度、湿度及び酸素濃度を微調整してもよい。このように、稲の育成に積極的にユーザーを介入させることで、植物育成装置１は、ユーザーに、収穫時の達成感をより多く与えることができる。

制御装置５０は、カメラ４０によって撮像された画像から、種籾が発芽したか否かを判定してもよい。この場合、制御装置５０は、カメラ４０によって、保持部１３の開口部１５から芽が出ている画像が撮像された場合に、種籾が発芽したと判定することができる。制御装置５０は、予め定められた閾値、例えば、植物設置部材１０が備えるすべての保持部１３の９０％以上で発芽を検出した場合に、種籾が発芽したと判定することが好ましい。このようにすれば、発芽していない状態で稲の育成に移行する種籾の数を低減することができる。

制御装置５０は、種籾が発芽したと判定したら、照明装置２０を点灯して、照明装置２０から植物設置部材１０に向けて光を照射する。このように、制御装置５０が種籾の発芽を検出したら、自動で照明装置２０から光を苗に向けて照射することにより、照明装置２０の点灯忘れを回避することができるので、稲になる前の立ち枯れを抑制できる。

植物設置部材が備える保持部の変形例．
図１６及び図１７は、植物設置部材が備える保持部の変形例を示す断面図である。図６に示される保持部１３が１個の底部側開口部１７を有するのに対し、図１６に示される保持部１３Ａは、底部１６Ａに複数の底部側開口部１７Ａを有する。底部側開口部１７Ａは、側部１４に設けられて植物ＰＴに少なくとも水を供給する第２の開口部である。このようにすることで、保持部１３Ａは、底部１６Ａによって図８に示される落下抑制部材１９をより確実に保持することができる。

図１７に示される保持部１３Ｂは、底部１６Ｂに第２の開口部を有さず、側部１４Ｂに第２の開口部である側部側開口部１８を有している。側部側開口部１８の数は限定されるものではない。側部側開口部１８は、側部１４に設けられて植物ＰＴに少なくとも水を供給する。保持部１３Ｂは、育成剤が底部側開口部１７，１７Ａまで到達しなくても、側部側開口部１８から、側部１４Ｂの内側に保持されている植物ＰＴに供給できるという利点がある。

落下抑制部材の変形例．
図１８及び図１９は、落下抑制部材の変形例を示す斜視図である。図８に示される落下抑制部材１９は、円筒形状であったが、変形例の落下抑制部材１９Ａは、図１８に示されるように板状の部材である。落下抑制部材１９Ａの材料は、前述した落下抑制部材１９の材料と同様である。落下抑制部材１９Ａは、図１９に示されるように、植物ＰＴの茎ＰＴＫに巻き付けられてから植物設置部材１０の保持部１３に取り付けられる。このようにすることで、落下抑制部材１９Ａを保持部１３と植物ＰＴとの間に介在させて、植物ＰＴが下向きになった場合でも、植物ＰＴが保持部１３から脱落することが抑制される。変形例の落下抑制部材１９Ａは、前述した落下抑制部材１９よりも簡素な形状なので、製造が容易である。また、変形例の落下抑制部材１９Ａは、長さを調節したり、植物ＰＴへの巻き付け力を調整したりすることで、巻き付けた後の直径を調整できるという利点もある。

植物設置部材の変形例．
図２０及び図２１は、植物設置部材の変形例を示す斜視図である。変形例の植物設置部材１０は、開口部１５の方向を自動で反転させる駆動装置を備える。この変形例において、駆動装置は電動機５８であり、電動機５８のシャフト５９が植物設置部材１０と連結している。制御装置５０は、電動機５８の動作を制御する。このような構造により、電動機５８は、シャフト５９の回転中心軸Ｚｒを中心に、植物設置部材１０を回転させることができる。その結果、電動機５８は、開口部１５が上方Ｕを向く状態と、下方Ｇを向く状態との両方を実現することができる。このため、電動機５８は、植物設置部材１０に保持された植物ＰＴが伸びる向きを、図２０に示される上方Ｕから図２１に示される下方Ｇに、自動で変更することができる。

照明装置の変形例．
図２２は、照明装置の変形例を示す斜視図である。変形例の植物育成装置１Ｃは、照明装置２０を自動で上下方向に移動させる移動機構を備える。移動機構は、電動機６２と、電動機６２によって駆動される巻き枠６２Ｓと、照明装置支持体７と巻き枠６２Ｓとを連結するワイヤ６３と、ワイヤ６３の向きを変更するプーリ６４とを含む。この変形例において、移動機構は、２個の電動機６２，６２と、２個の巻き枠６２Ｓ，６２Ｓとを備える。

電動機６２，６２は、制御装置５０によって制御される。電動機６２，６２は、制御装置５０に制御されて、巻き枠６２Ｓ，６２Ｓにワイヤ６３を巻き取ることで、照明装置支持体７及びこれに取り付けられた照明装置２０を上方Ｕに移動させる。また、電動機６２，６２は、巻き枠６２Ｓ，６２Ｓに巻き取られたワイヤ６３を繰り出すことで、照明装置支持体７及びこれに取り付けられた照明装置２０を下方Ｇに移動させる。このように、制御装置５０は、照明装置支持体７及びこれに取り付けられた照明装置２０を自動で昇降させることができる。

次に、植物育成装置１Ｃを用いて植物ＰＴを育成する方法の一例を説明する。植物育成装置１Ｃは、照明装置２０を自動で上下方向に移動させる移動機構に加えて、植物設置部材１０を自動で反転させる駆動機構である電動機５８を備える。植物育成装置１Ｃの他の構造は、前述した植物育成装置１と同様である。植物育成装置１Ｃを用いて植物である稲を育成する場合、種籾から苗を得る。このため、前述したように、植物設置部材１０の保持部１３に、図７及び図８に示される落下抑制部材１９を取り付け、落下抑制部材１９の孔１９Ｈに種籾を蒔く。この場合、植物育成装置１Ｃは、保持部１３の開口部１５を上方Ｕに向け、重力に対抗した方向に苗を成長させる。

制御装置５０は、図１２に示されるカメラ４０によって撮像された画像から、種籾が発芽したか否かを判定する。種籾が発芽したかの判定は、前述した通りである。制御装置５０は、種籾が発芽したと判定したら、電動機５８を駆動して、植物設置部材１０を反転させて、保持部１３の開口部１５を下方Ｇに向ける。そして、制御装置５０は、照明装置２０から植物設置部材１０に向けて光を照射する。このように、制御装置５０が種籾の発芽を検出したら、自動で植物設置部材１０を反転させて照明装置２０から光を苗に向けて照射することにより、照明装置２０の点灯忘れを回避することができるので、稲になる前の立ち枯れを抑制できる。発芽した種籾に光を照射する場合、制御装置５０は、電動機６２を駆動してワイヤ６３を巻き取り、照明装置支持体７及び照明装置２０を苗に接近させた状態で、照明装置２０から苗に光を照射する。このようにすることで、照明装置２０と植物ＰＴとの距離が大きいことによって光量を増加させることを回避できるので、電力消費が抑制される。

制御装置５０は、植物設置部材１０の下方Ｇから植物設置部材１０に向けて照明装置２０から光の照射を開始したら、稲の種類に対応した育成アルゴリズムにしたがって、図１２に示される水ポンプ４ＰＷ、肥料ポンプ４ＰＨ、弁装置３４、弁装置３５Ｖ、照明装置２０、空気調和装置３７、加湿器３８及び換気装置３９を制御する。また、制御装置５０は、稲の成長にしたがって、巻き枠６２Ｓ，６２Ｓに巻き取られたワイヤ６３を繰り出すことで、照明装置支持体７及びこれに取り付けられた照明装置２０を下方Ｇに自動で移動させる。このようにすることで、稲と照明装置２０との距離を適切な大きさに維持して、照明装置２０からの光量の増加を抑制できるので、電力消費が抑制される。また、制御装置５０が、稲と照明装置２０との距離を自動で適切な大きさに調整するので、より確実な収穫が実現できる。このように、植物育成装置１Ｃは、種籾を植物設置部材１０に蒔いた後は、収穫まで自動で稲を育成することができる。なお、植物設置部材１０の保持部１３の開口部１５が下方Ｇに向けられた後において、照明装置２０は、稲の成長の最終状態を予測した位置に配置されてもよい。

実施の形態では、水ポンプ４ＰＷ、肥料ポンプ４ＰＨ、弁装置３４、弁装置３５Ｖ、照明装置２０、空気調和装置３７、加湿器３８及び換気装置３９を制御装置５０が制御するとしたが、これに限定されるものではない。水ポンプ４ＰＷ、肥料ポンプ４ＰＨ、弁装置３４、弁装置３５Ｖ、照明装置２０、空気調和装置３７、加湿器３８及び換気装置３９の少なくとも１つは、ユーザーによって操作されてもよい。

以上、実施の形態及び変形例は、植物を苗の状態まで成長させた後に天地を反転させ、下方から苗に光を照射して、植物を重力の方向に成長させることで、植物の成長を加速させることができる。このため、重力に対抗して植物を成長させる栽培方法と比較して、短い時間で同等の収穫が得られる。このため、実施の形態及び変形例は、重力に対抗して植物を成長させる栽培方法よりも植物を栽培するサイクルを多くすることができるので、より多くの収穫を得ることができる。また、実施の形態及び変形例は、重力に対抗して植物を成長させる栽培方法と同じ時間であれば、より多くの収穫が得られる。

人工の光源を用いて稲作をする場合、投入するエネルギーに対して単位面積当たりの収穫量が少なく、イニシャルコスト及びランニングコストに対する効果をみると、コストの回収は困難であると判断される傾向にある。しかし、実施の形態及び変形例によれば、重力に対抗して植物を成長させる栽培方法よりも多くの収穫が得られるので、人工の光源を用いて稲作をする場合において、コストの回収が容易になり、採算も得られる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１，１Ｃ 植物育成装置、２ 筐体、２Ｉ 収納室、２ＩＡ 第１育成室、２ＩＢ 第２育成室、２ＩＷ 育成剤供給室、２ＩＷＡ 第１育成剤供給室、２ＩＷＢ 第２育成剤供給室、２ＨＩ 断熱材、２ＴＰ 天板、２Ｗ 内面、３ 扉、４ 育成剤タンク、４Ｈ 肥料タンク、４Ｗ 水タンク、４ＰＨ 肥料ポンプ、４ＰＷ 水ポンプ、５ 制御ボックス、６Ａ，６Ｂ，８Ａ，８Ｂ 支持部材、７，７Ａ，７Ｂ 照明装置支持体、１０ 植物設置部材、１３，１３Ａ，１３Ｂ 保持部、１４，１４Ｂ 側部、１４Ｔａ 一端部、１４Ｔｂ 他端部、１５ 開口部、１６，１６Ａ，１６Ｂ 底部、１７，１７Ａ 底部側開口部、１８ 側部側開口部、１９、１９Ａ 落下抑制部材、１９Ｈ 孔、１９ＰＡ 第１端面、１９ＰＢ 第２端面、２０ 照明装置、３０ 育成剤供給装置、３０Ａ 第１育成剤供給装置、３０Ｂ 第２育成剤供給装置、３１，３３Ｈ，３３Ｗ 配管、３２ ノズル、３４ 弁装置、３７ 空気調和装置、３８ 加湿器、３９ 換気装置、４０ カメラ、４１ 温度センサ、４２ 湿度センサ、４３ 二酸化炭素センサ、５０ 制御装置、５１ 処理部、５２ 記憶部、５３ 入出力部、５６ 報知装置、６０ 電力管理装置、Ｇ 下方、ＧＰ 組（育成部）、ＬＴ 光、ＯＴ 外部、ＰＴ 植物、ＰＴＫ 茎、Ｕ 上方。

Claims (18)

1. 植物の少なくとも一部を取り囲む形状の側部及び前記側部の一端部に開口して前記植物の茎を突出させる開口部を有する保持部を備え、前記開口部の向きを上方又は下方に変更する植物設置部材と、
   前記植物設置部材の下方に設置されて、前記植物設置部材に向けて光を照射する照明装置と、
   前記植物設置部材及び前記照明装置を収納する収納室を有し、前記収納室と前記収納室の外部とを仕切る筐体と、
   を含む、植物育成装置。
2. 前記保持部は、
   前記開口部が下方を向いたときに前記植物の落下を抑制する落下抑制部材を、前記側部と前記植物との間に介在させて前記植物を保持する、請求項１に記載の植物育成装置。
3. 前記植物設置部材の上方から前記植物設置部材に向けて水及び肥料を供給する育成剤供給装置を備える、請求項１又は請求項２に記載の植物育成装置。
4. 前記照明装置は、
   上下方向に移動して、前記植物設置部材との距離を変更する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の植物育成装置。
5. 前記照明装置は、発光ダイオードである、請求項４に記載の植物育成装置。
6. 前記照明装置は、
   前記植物設置部材の上方と下方とのいずれにも設置でき、前記植物設置部材の上方又は下方から前記植物設置部材に向けて光を照射する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の植物育成装置。
7. 前記筐体は、前記収納室と前記収納室の外側との間に断熱材を備える、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の植物育成装置。
8. 前記断熱材は、真空断熱パネルである、請求項７に記載の植物育成装置。
9. 前記植物設置部材と前記照明装置との組を複数備え、前記収納室には複数の前記組が上下方向に並べられる、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の植物育成装置。
10. 異なる前記組同士の間には、遮光部材が設けられる、請求項９に記載の植物育成装置。
11. 各前記組の前記植物設置部材で育成されている植物の収穫時期を報知する収穫時期報知装置を備える、請求項９又は請求項１０に記載の植物育成装置。
12. 前記照明装置の動作及び前記育成剤供給装置に前記育成剤を供給する装置の動作を制御する制御装置を備え、
    前記制御装置は、電力の消費を管理する電力管理装置と接続されて、前記電力管理装置が前記植物育成装置の電力消費を管理する、請求項３に記載の植物育成装置。
13. 植物の少なくとも一部を取り囲む形状の側部と、
    前記側部の一端部に開口して前記植物の茎を突出させる第１の開口部を有する複数の保持部と、
    前記側部に設けられて前記植物に少なくとも水を供給する第２の開口部と、
    を備える、植物設置部材。
14. 植物の少なくとも一部を取り囲む形状の側部及び前記側部の一端部に開口して前記植物の茎を突出させる開口部を有する保持部を備え、前記開口部の向きを上方又は下方に変更する植物設置部材と、前記側部と前記植物との間に介在して、前記開口部が下方を向いたときに前記植物の落下を抑制する落下抑制部材と、前記植物設置部材の下方に設置されて、前記植物設置部材に向けて光を照射する照明装置と、前記植物設置部材及び前記照明装置を収納する収納室を有し、前記収納室と前記収納室の外部とを仕切る筐体と、を含む、植物育成装置を用いて前記植物を育成するにあたって、
    前記植物の苗を、前記保持部の前記側部と前記植物との間に前記落下抑制部材を介して前記保持部に保持させる工程と、
    前記植物設置部材の前記開口部を下方に向けて、前記植物設置部材を前記収納室内に設置する工程と、
    前記照明装置から前記植物設置部材に向けて光を照射する工程と、
    を含む、植物育成方法。
15. 前記落下抑制部材が取り付けられる前に、前記開口部を上方に向けて前記収納室内に前記植物設置部材を設置して、前記植物を苗に成長させる工程を含む、請求項１４に記載の植物育成方法。
16. 前記照明装置は、上下方向に移動して、前記植物設置部材との距離を変更でき、
    前記植物設置部材の前記開口部を下方に向けて前記収納室内に設置した後、前記植物が成長するにしたがって、前記照明装置と前記植物設置部材との距離を大きくする、請求項１４又は請求項１５に記載の植物育成方法。
17. 前記植物設置部材と前記照明装置との組を複数備え、
    異なる前記組で育成される植物の収穫時期を異ならせる、請求項１４から請求項１６のいずれか１項に記載の植物育成方法。
18. 前記植物設置部材と前記照明装置との組を複数備え、
    少なくとも一つの前記組で育成される植物の種類は、他の前記組とは異なる、請求項１４から請求項１６のいずれか１項に記載の植物育成方法。

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