JP2608668B2 - Lighting device - Google Patents
Lighting deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、植物の生育を促進させ
るために光合成及び光形態形成に有効な波長域の光を植
物に補給する装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for supplying plants with light in a wavelength range effective for photosynthesis and photomorphogenesis to promote the growth of plants.
【０００２】[0002]
【従来の技術】多くの植物にとって光が水や炭酸ガス等
と同様に光合成及び光形態形成に不可欠な要素であると
いうことは公知の事実である。It is a well-known fact that light is an essential element for photosynthesis and photomorphogenesis, like water and carbon dioxide, for many plants.
【０００３】例えば、温室内等にて栽培される植物で
は、光合成はガラスを通過して入射してくる太陽光を利
用することによって行われている。従って、曇天や雨天
等の理由によって太陽光の供給量が不足すると、光合成
が充分に行われなくなる。このような場合、植物の生長
が遅くなることによって生育期間が長期化し、設備の稼
働率が悪くなるなどの不都合が生じてしまう。For example, in plants cultivated in a greenhouse or the like, photosynthesis is performed by using sunlight that enters through glass. Therefore, when the supply amount of sunlight is insufficient due to cloudy weather, rainy weather, or the like, photosynthesis is not sufficiently performed. In such a case, the growth of the plant is slowed down, the growth period is lengthened, and inconveniences such as a decrease in the operation rate of the facility occur.
【０００４】このため、従来においては、太陽光の不足
分を補うための補光装置を設置するという対応策が実施
されている。この種の装置の特徴は、太陽光の強度を測
定する手段として日射計を備えていることである。For this reason, a countermeasure has conventionally been taken to install a light supplement device for compensating for the shortage of sunlight. A feature of this type of device is that a pyranometer is provided as a means for measuring the intensity of sunlight.
【０００５】ここで前記補光装置の機能について簡単に
説明する。この種の補光装置は前記日射計のほかに、例
えば制御コンピュータや補光ランプを備えている。制御
コンピュータは、日射計によって測定された太陽光の強
度と予め設定された光強度とを比較する。そして、測定
値のほうが低くかつその状態が一定時間以上継続したと
き、制御コンピュータは補光ランプに点灯の命令を下
す。その結果、植物には太陽光の不足分が補給され、光
合成効率の低下防止が図られる。Here, the function of the light supplement device will be briefly described. This type of lighting device includes, for example, a control computer and a lighting lamp in addition to the pyranometer. The control computer compares the intensity of sunlight measured by the pyranometer with a preset light intensity. Then, when the measured value is lower and the state has continued for a certain period of time or more, the control computer issues a command to turn on the auxiliary lamp. As a result, the shortage of sunlight is replenished to the plants, and reduction in photosynthetic efficiency is prevented.
【０００６】なお、植物には光飽和点、すなわち光量を
増しても光合成速度が上がらなくなる点が存在すること
が知られている。よって、光飽和点となるような強度の
光を補光することができれば、最も効率の良い補光が達
成されることになる。It is known that plants have a light saturation point, that is, a point at which the photosynthetic rate does not increase even when the light amount is increased. Therefore, if the light having the intensity that becomes the light saturation point can be supplemented, the most efficient supplementary light can be achieved.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところが、日射計によ
る太陽光の強度測定では、光合成に関与する特定の狭い
波長域のみならず、光合成に関与しない波長域や光合成
に対して阻害的に作用する波長域までもが測定対象とな
ってしまう。However, in the measurement of sunlight intensity using a pyranometer, not only a specific narrow wavelength region related to photosynthesis but also a wavelength region not involved in photosynthesis and photosynthesis are inhibited. Even the wavelength range is to be measured.
【０００８】このように広域の波長を測定対象とする
と、光合成に関与する特定波長域が充足しているのか否
かを正確に把握することができない。従って、ある程度
の測定誤差を考慮したうえで、予め強めの光を設定して
補光をせざるを得ないという状況にあった。よって、電
気エネルギーの消費量が多くなり、コスト面から見て効
率が良いとはいい難かった。As described above, if a wide wavelength range is to be measured, it is not possible to accurately determine whether a specific wavelength range involved in photosynthesis is satisfied. Therefore, in consideration of a certain measurement error, it is necessary to set intense light in advance to supplement light. Therefore, the consumption of electric energy is increased, and it is difficult to say that efficiency is high in terms of cost.
【０００９】しかし、補う光の強度を闇雲に強くする
と、ハウス内の温度の上昇や湿度の低下等が著しくな
り、植物に生理的障害等を引き起こしてしまうという問
題があった。However, if the intensity of the supplemented light is increased to a dark cloud, there is a problem that the temperature in the house, the humidity and the like are remarkably increased, causing a physiological disorder in plants.
【００１０】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、植物の光合成促進に必要かつ最小
限の補光を行うことにより、補光に要するコストを低減
することができる補光装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce the cost required for light supplementation by performing minimum and necessary light supplementation for promoting photosynthesis of plants. An object of the present invention is to provide a light supplement device.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、太陽から放射される光のうち、光合
成の光化学系Ｉに関与する波長域の光、及び光合成の光
化学系IIに関与する波長域の光の強度を測定する分光光
度計と、分光光度計により測定された光の強度と予め設
定された光の強度とを比較した結果に基づいて、補光す
べき人工光の強度を算出または選出するとともに、光化
学系IIに関与する波長域の光の設定強度に対する光化学
系Ｉに関与する波長域の光の設定強度の比を、補光を受
ける植物の生育ステージの初期の段階と後期の段階とで
変更する制御コンピュータと、制御コンピュータからの
補光指令に基づいて前記算出または選出された強度の人
工光を照射する補光照射手段とを備え、前記設定強度比
を生育ステージの後期の段階になるほど小さな値に設定
変更するようにした補光装置を提案している。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides, among the light emitted from the sun, a light in a wavelength range related to the photosynthetic photosystem I and a photosynthetic photosystem II. A spectrophotometer for measuring the intensity of light in a wavelength range involved in the light, and an artificial light to be supplemented based on a result of comparing the intensity of light measured by the spectrophotometer with a preset intensity of light. Calculate or select the intensity of
Photochemistry for set intensity of light in the wavelength range involved in Science II
The ratio of the set intensity of the light in the wavelength range related to system I
Early and late stages of plant growth
A control computer to be changed, and a supplementary light irradiating means for irradiating artificial light having the calculated or selected intensity based on a supplementary light command from the control computer , wherein the set intensity ratio is set.
Set to a value that is smaller in the later stages of the growth stage
An auxiliary light device that is changed is proposed.
【００１２】この場合、前記分光光度計は、前記両波長
域の光を含む太陽光を採光する複数のディテクタを備え
るとともに、これらのディテクタの測定値の平均を前記
制御コンピュータに出力することがよい。[0012] In this case , the spectrophotometer operates at the two wavelengths.
Equipped with multiple detectors that collect sunlight including
And average the measurements of these detectors
It is good to output to a control computer .
【００１３】[0013]
【作用】植物等の光合成は、光化学系Ｉ，光化学系IIと
呼ばれる二種類の反応系のコンビネーションによって成
り立っている。[Function] Photosynthesis of plants and the like is made up of a combination of two types of reaction systems called photosystem I and photosystem II.
【００１４】そして、一般に光化学系Ｉには太陽光にお
ける長波長域の光（６７０ｎｍ付近を中心とした赤色領
域）が関与し、光化学系IIには短波長域（４６５ｎｍ付
近を中心とした青色領域）の光が関与していることが知
られている。従って、両波長域の光の強弱が光合成の効
率を左右する大きな要因であることはいうまでもない。In general, light in the long wavelength region of sunlight (red region around 670 nm) is involved in photochemical system I, and short wavelength region (blue region around 465 nm) is involved in photosystem II. ) Light is known to be involved. Therefore, it goes without saying that the intensity of light in both wavelength ranges is a major factor that affects the efficiency of photosynthesis.
【００１５】本発明の構成によると、前記両波長域の光
の強度のみを測定した結果に基づいて補光すべき人工光
の強度が算出または選出されるため、両波長域の不足分
をそれぞれ正確に把握することができる。このため、植
物の生育促進に必要最小限の光、すなわち光飽和点付近
の光を植物に対して照射することが可能となる。According to the configuration of the present invention, the intensity of the artificial light to be supplemented is calculated or selected based on the result of measuring only the intensity of the light in both wavelength ranges. Can be accurately grasped. For this reason, it is possible to irradiate the plant with minimum light necessary for promoting the growth of the plant, that is, light near the light saturation point.
【００１６】また、本発明では設定強度比を生育ステー
ジの後期の段階になるほど小さな値に設定しているた
め、植物の生育ステージに合致した照射となり、より効
率の良いきめ細かな補光が達成される。このため、生育
ステージの初期の段階（栄養生長期）において青色領域
の光をより要求し、生育ステージの後期の段階（生殖生
長期）において赤色領域の光をより要求する植物、例え
ばトマト等において極めて有効な補光を実現することが
できる。さらに、本発明では、複数のディテクタの測定
値の平均を算出しているため、より的確な補光を実現す
ることができる。 Further , in the present invention, the set intensity ratio
It is set to a smaller value in the later stage of the
Irradiation that matches the growth stage of the plant.
An efficient and fine supplementary light is achieved. Because of this,
Blue area in early stage (vegetative growth)
More demands on the light during the later stages of growth (reproductive
Plants that require more light in the red region in long-term)
For example, it is possible to achieve extremely effective supplementary light in tomatoes
it can. In addition, the present invention provides a method for measuring multiple detectors.
Since the average of the values is calculated, more accurate light compensation is realized.
Can be
【００１７】[0017]
【実施例】以下、本発明をガラスハウスＨ内で栽培され
た植物の生育を促進させるための補光装置に具体化した
一実施例を図１〜図５に基づき詳細に説明する。本実施
例では、補光を受ける植物９として、ガラスハウスＨ等
で栽培される代表的な作物であるトマトを選択してい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is embodied in a light assisting device for promoting the growth of a plant cultivated in a glass house H will be described in detail with reference to FIGS. In this embodiment, a tomato, which is a typical crop cultivated in a glass house H or the like, is selected as the plant 9 to be supplemented with light.
【００１８】図１に示すように、補光装置は分光光度計
１、制御コンピュータＣ及び補光照射手段としての放電
ランプ１０，１１によって構成されている。そして、補
光装置のシステム全体は前記ガラスハウスＨ内に設置さ
れている。As shown in FIG. 1, the supplementary light device comprises a spectrophotometer 1, a control computer C, and discharge lamps 10 and 11 as supplementary light irradiation means. The entire system of the light supplement device is installed in the glass house H.
【００１９】本実施例にて使用される分光光度計１は、
ディテクタ１ａによって採光された太陽光を分光器によ
って各波長域毎（例えば５ｎｍ間隔）に分割し、各波長
域の分光反射率を光電的に求めたうえでそれらを相対的
に比較するものである。これらの分光光度計１の測定デ
ータのうち、４６５ｎｍ域及び６７０ｎｍ域の測定デー
タはデジタル化され、デジタル測定値Ｓ1 ，Ｓ2 として
制御コンピュータＣに取り込まれる。以下、４６５ｎｍ
域の光を特定光Ｒ1 と呼び、６７０ｎｍ域の光を特定光
Ｒ2 と呼ぶことにする。The spectrophotometer 1 used in this embodiment is
The sunlight collected by the detector 1a is divided by a spectroscope into each wavelength range (for example, at intervals of 5 nm), and the spectral reflectances in each wavelength range are photoelectrically determined and then relatively compared. . Of the measurement data of the spectrophotometer 1, the measurement data in the 465 nm region and the 670 nm region are digitized and taken into the control computer C as digital measurement values S1 and S2. Below, 465 nm
The light in the region is called specific light R1, and the light in the 670 nm region is called specific light R2.
【００２０】栽培される植物９の頭上には、二種類の放
電ランプ１０，１１群が所定の高さに設置されている。
これらの放電ランプ１０，１１群には電力供給用の交流
電源１２が接続されている。Above the head of the plant 9 to be cultivated, two types of discharge lamps 10 and 11 are installed at a predetermined height.
An AC power supply 12 for power supply is connected to these discharge lamps 10 and 11 group.
【００２１】本実施例において、一方の放電ランプ１０
にはメタルハライドランプが用いられ、他方の放電ラン
プ１１には高圧ナトリウムランプが用いられている。前
者１０は、可視光における青色領域（４６５ｎｍ前後）
の光を主として放射し得るものである。後者１１は、可
視光における赤色領域（６７０ｎｍ前後）の光を主とし
て放射し得るものである。これらの放電ランプ１０，１
１は、いずれも小さいバルブで大光束が得られるため、
配光制御が容易でありかつ発光効率が高いという利点を
有するものである。In this embodiment, one of the discharge lamps 10
Is a metal halide lamp, and the other discharge lamp 11 is a high-pressure sodium lamp. The former 10 is a blue region in visible light (around 465 nm).
Can mainly emit light. The latter 11 can mainly emit light in the red region (around 670 nm) of visible light. These discharge lamps 10, 1
In the case of 1, the large light flux can be obtained with a small bulb,
This is advantageous in that light distribution control is easy and luminous efficiency is high.
【００２２】両放電ランプ１０，１１への交流電流の供
給は、スイッチ回路１３，１４及び印加電圧値制御器１
５，１６を経由して行われる。また、前記スイッチ回路
１３，１４のＯＮ−ＯＦＦ制御及び両放電ランプ１０，
１１に対する印加電圧値制御は、制御コンピュータＣか
らの指令制御によって遂行される。The supply of alternating current to both discharge lamps 10 and 11 is performed by switching circuits 13 and 14 and an applied voltage controller 1.
This is done via 5 and 16. In addition, ON-OFF control of the switch circuits 13 and 14 and both discharge lamps 10 and
The control of the applied voltage value for 11 is performed by command control from the control computer C.
【００２３】図２には、制御コンピュータＣと他の機器
との接続を表したブロック回路図が示されている。制御
コンピュータＣのＲＡＭ（メモリ）には、電圧Ｕｉ，Ｖ
ｊ（ｉ＝１〜ｍ，ｊ＝１〜ｎ）、特定光Ｒ1 の設定強度
Ｓ10、特定光Ｒ2 の設定強度Ｓ20、及び強度ΔＳ10，Δ
Ｓ20が入力設定装置１７によって入力されている。FIG. 2 is a block circuit diagram showing the connection between the control computer C and other devices. Voltages Ui, V are stored in a RAM (memory) of the control computer C.
j (i = 1 to m, j = 1 to n), the set intensity S10 of the specific light R1, the set intensity S20 of the specific light R2, and the intensities ΔS10, Δ
S20 has been input by the input setting device 17.
【００２４】なお、設定強度Ｓ10，Ｓ20の比（Ｓ10／Ｓ
20）は、植物９の光合成を最大限に行わせるうえで最も
有効な値となるような値に設定されている。特にトマト
は、生育ステージの初期の段階（栄養生長期）において
青色領域の光をより要求し、生育ステージの後期の段階
（生殖生長期）において赤色領域の光をより要求するこ
とが本願発明者の調査等によって確認されている。よっ
て、本実施例では、栄養生長期と生殖生長期とでＳ10／
Ｓ20の値をそれぞれ１／２，１／５に設定している。The ratio of the set intensities S10 and S20 (S10 / S
20) is set to a value that is the most effective value for maximizing the photosynthesis of the plant 9. In particular, tomatoes require more light in the blue region in the early stages of the growth stage (vegetative growth) and more in the late stages of the growth stage (reproductive life). Has been confirmed by surveys. Therefore, in the present embodiment, S10 /
The value of S20 is set to 1/2 and 1/5, respectively.
【００２５】図３には、制御コンピュータＣによって両
放電ランプ１０，１１の点灯を指令するための制御プロ
グラムが示されている。特定光Ｒ1 のデジタル測定値Ｓ
1 （強度：光量子束密度〔μｍｏｌ・ｍ-2・ｓ -1〕）が
設定強度Ｓ10に達しない場合には、制御コンピュータＣ
は次式〔１〕，〔２〕を算出する。但し、ｓ1 は不足量
を、ΔＳ10は適当に設定された不足量の最小単位を、記
号〔 〕はこの記号内の数値以下の最大の整数を表す。FIG. 3 shows the control computer C
Control program for commanding lighting of discharge lamps 10 and 11
Grams are shown. Digital measurement value S of specific light R1
1 (Intensity: photon flux density [μmol · m-2・ S -1〕)But
If the set intensity S10 is not reached, the control computer C
Calculates the following equations [1] and [2]. Where s1Is the shortage
And ΔS10 is the minimum unit of the shortage that is set appropriately.
The symbol [] represents the largest integer less than or equal to the numerical value in this symbol.
【００２６】 （Ｓ10−Ｓ1 ）＝ｓ1 …（１） 〔（Ｓ10−Ｓ1 ）／ΔＳ10〕＋１＝〔ｓ1 ／ΔＳ10〕＋１＝ｊ …（２） そして、制御コンピュータＣは算出値ｊに対応する電圧
Ｖｊを選出し、スイッチ回路１３のＯＮ及び印加電圧値
制御器１５の印加電圧Ｖｊを指令する。その結果、放電
ランプ１０には印加電圧Ｖｊが印加され、その印加電圧
Ｖｊに応じた強度ｓ1 の人工光が放電ランプ１０から照
射される。従って、植物９には、強度Ｓ1 の特定光Ｒ1
と、補光すべき強度ｓ1 の人工光との和の強度の合成光
が与えられることになる。[0026] (S10-S1) = s 1 ... (1) [(S10-S1) / ΔS10] + 1 = [s 1 / ΔS10] + 1 = j ... (2) Then, the control computer C corresponds to the calculated value j A voltage Vj to be applied is selected, and the ON of the switch circuit 13 and the applied voltage Vj of the applied voltage value controller 15 are commanded. As a result, the discharge lamp 10 is applied applied voltage Vj, artificial light intensity s 1 corresponding to the applied voltage Vj is irradiated from the discharge lamp 10. Therefore, the plant 9 is provided with the specific light R1 having the intensity S1.
And the combined light having the intensity of the sum of the artificial light having the intensity s 1 to be supplemented.
【００２７】同様に、特定光Ｒ2 のデジタル測定値Ｓ2
（強度：光量子束密度［μｍｏｌ・ｍ-2・ｓ-1］）が設
定強度Ｓ20に達しない場合には、制御コンピュータＣは
次式［３］，［４］を算出する。但し、ｓ2 は不足量
を、ΔＳ20は適当に設定された不足量の最小単位を表
す。Similarly, the digital measurement value S2 of the specific light R2
If (intensity: photon flux density [μmol · m -2 · s -1 ]) does not reach the set intensity S20, the control computer C calculates the following equations [3] and [4]. Table However, the s 2 is shortage, Derutaesu20 is appropriately set shortage minimum unit of
You .
【００２８】 （Ｓ20−Ｓ2 ）＝ｓ2 …（３） 〔（Ｓ20−Ｓ2 ）／ΔＳ20〕＋１＝〔ｓ2 ／ΔＳ20〕＋１＝ｉ …（４） そして、制御コンピュータＣは算出値ｉに対応する電圧
Ｕｉを選出し、スイッチ回路１４のＯＮ及び印加電圧値
制御器１６の印加電圧Ｕｉを指令する。その結果、放電
ランプ１１には印加電圧Ｕｉが印加され、その印加電圧
Ｕｉに応じた強度ｓ2 の人工光が放電ランプ１１から照
射される。従って、植物９には、強度Ｓ2 の特定光Ｒ2
と、補光すべき強度ｓ2 の人工光との和の強度の合成光
が与えられることになる。[0028] (S20-S2) = s 2 ... (3) [(S20-S2) / ΔS20] + 1 = [s 2 / ΔS20] + 1 = i ... (4) Then, the control computer C corresponds to the calculated value i A voltage Ui to be selected is selected, and the ON of the switch circuit 14 and the applied voltage Ui of the applied voltage value controller 16 are commanded. As a result, the discharge lamp 11 is applied applied voltage Ui, artificial light intensity s 2 in accordance with the applied voltage Ui is irradiated from the discharge lamp 11. Therefore, the plant 9 is provided with the specific light R2 having the intensity S2.
And the combined light having the sum of the artificial light having the intensity s 2 to be supplemented is provided.
【００２９】太陽からの特定光Ｒ1 ，Ｒ2 の強度が設定
強度Ｓ10，Ｓ20に達している場合には、制御コンピュー
タＣがスイッチ回路１３，１４をＯＦＦ状態に維持され
る。よって、このときには放電ランプ１０，１１からの
補光が行われず、電気エネルギーが節約される。When the intensities of the specific lights R1 and R2 from the sun have reached the set intensities S10 and S20, the control computer C keeps the switch circuits 13 and 14 in the OFF state. Therefore, at this time, light is not supplemented from the discharge lamps 10 and 11, and electric energy is saved.
【００３０】さて、次に本発明の補光装置における補光
の原理を図４及び図５のグラフに基づいて説明する。図
４，図５において、ＣA1, ＣB1は植物に与えられる合成
光の分光分布曲線を示している。また、ＣA2，ＣB2は太
陽２が放射する光の分光分布曲線を表し、ＣA3，ＣB3は
白色光等の普通光の分光分布曲線を表している。なお、
図４のグラフは栄養生長期における分光分布曲線を示す
ものであり、図５のグラフは生殖生長期における分光分
布曲線を示すものである。Next, the principle of light supplement in the light supplement device of the present invention will be described with reference to the graphs of FIGS. 4 and 5, CA1 and CB1 indicate spectral distribution curves of synthetic light given to the plant. In addition, CA2 and CB2 represent spectral distribution curves of light emitted by the sun 2, and CA3 and CB3 represent spectral distribution curves of ordinary light such as white light. In addition,
The graph of FIG. 4 shows a spectral distribution curve in the vegetative growth period, and the graph of FIG. 5 shows a spectral distribution curve in the reproductive life period .
【００３１】例えば、太陽２の放射する光の量が不足し
ているときに、補光すべき強度ｓ1，ｓ2 が把握されて
いないと、ＣA3，ＣB3のように予め強めの光を設定して
補光をせざるを得なくなる。分光分布曲線ＣA3，ＣB3の
面積と電気エネルギーの量とはほぼ比例すると考える
と、この方法では電気エネルギーの消費量が多くなって
しまうことは不可避である。For example, when the amount of light radiated from the sun 2 is insufficient and the intensities s 1 and s 2 to be supplemented are not known, a stronger light such as CA3 and CB3 is set in advance. It is necessary to supplement light. Considering that the areas of the spectral distribution curves CA3 and CB3 are almost proportional to the amount of electric energy, it is inevitable that this method consumes a large amount of electric energy.
【００３２】その点、本発明によると、４６５ｎｍ，６
７０ｎｍの波長域の光の強度のみを測定した結果に基づ
いて算出または選出がなされるため、補光すべき強度ｓ
1 ，ｓ2 を極めて正確に把握することができる。しか
も、４６５ｎｍの光を放射する放電ランプ１０と６７０
ｎｍの光を放射する放電ランプ１１とを用いて補光を行
えば、分光分布曲線ＣA1，ＣB1のような合成光を得るこ
とができる。よって、本発明によると、図４，図５にて
明らかなように電気エネルギーのむだが極めて少なくな
る。また、本発明では特定の波長域の光を植物９の生育
ステージに応じて適量だけ照射することができるため、
より効率の良いきめ細かな補光が達成される。According to the present invention, 465 nm, 6
Since the calculation or selection is performed based on the result of measuring only the intensity of light in the wavelength range of 70 nm, the intensity s to be supplemented
1 and s 2 can be grasped very accurately. Moreover, the discharge lamps 10 and 670 which emit light of 465 nm
By performing supplementary light using the discharge lamp 11 that emits light of nm, synthesized light such as the spectral distribution curves CA1 and CB1 can be obtained. Therefore, according to the present invention, as is apparent from FIGS. In the present invention, light in a specific wavelength range can be irradiated in an appropriate amount according to the growth stage of the plant 9,
More efficient and fine supplementary light is achieved.
【００３３】また、本実施例では補光照射手段として上
述のような放電ランプ１０，１１を採用しているため、
植物９にはパルス光が補われることとなる。これは、特
に実施例で用いたトマトにとってこの種のパルス光補光
が効果的であるということが本願発明者の試験等によっ
て確認されているからである。In this embodiment, since the above-described discharge lamps 10 and 11 are employed as auxiliary light irradiation means,
The pulse light is supplemented to the plant 9. This is because it has been confirmed by tests of the present inventor and the like that this kind of pulse light supplementation is particularly effective for the tomato used in the examples.
【００３４】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
ることはなく、以下のような構成に変更することが可能
である。例えば、 （ａ）本発明によって補光を受ける対象物としては前記
トマト以外にも、例えばキュウリ等の野菜類、イネ、マ
メ類、イモ類等が挙げられる。また、トマト等のような
Ｃ3 植物以外にもトウモロコシ、サトウキビ、ソルガム
等のようなＣ4植物、ベンケイソウ、パイナップル、ラ
ンの一種、サボテン等のＣＡＭ植物に対しても同じく適
用することが可能である。なお、Ｃ3 植物以外のものに
ついては光飽和点が高いため、それに応じて補光強度を
設定することが好ましい。The present invention is not limited to the above embodiment, but can be modified as follows. For example, (a) the objects to be supplemented by the present invention include vegetables such as cucumber, rice, beans, potatoes and the like in addition to the tomato. Moreover, can be similarly applied to C 3 maize besides plants, sugar cane, C 4 plants such as sorghum, etc., pinnata, pineapple, orchid species, CAM plants cacti such as tomatoes is there. Since light saturation point is higher for other than C 3 plants, it is preferable to set the auxiliary light intensity accordingly.
【００３５】（ｂ）補光を受ける対象物としては実施例
のような高等植物に限られず、例えば植物と同様に葉緑
体を有するクロレラ等の藻類などの培養にも適用するこ
とが可能である。(B) The object to be supplemented with light is not limited to higher plants as in the embodiment, but can be applied to culture of algae such as chlorella having chloroplasts as well as plants. is there.
【００３６】（ｃ）分光光度計１により測定された特定
光Ｒ1 ，Ｒ2 の強度Ｓ1 ，Ｓ2 のデータに基づいて補光
を行うと同時に、例えば同データに基づき炭酸ガス施肥
等を行っても良い。勿論、その他のファクター（温度、
湿度、日長等）を同時に制御することも好適である。こ
のような制御を行えば、より植物９の光合成効率を高
め、かつ植物の生理的障害や病害等を未然に回避するこ
とが可能となる。(C) At the same time as supplementing light based on the data of the intensities S1 and S2 of the specific lights R1 and R2 measured by the spectrophotometer 1, for example, carbon dioxide fertilization may be performed based on the data. . Of course, other factors (temperature,
It is also preferable to control humidity, day length, and the like at the same time. By performing such control, it becomes possible to further increase the photosynthetic efficiency of the plant 9 and to avoid physiological disorders and diseases of the plant beforehand.
【００３７】（ｄ）分光光度計１に接続されたディテク
タ１ａの面を太陽に対して追尾させ、より測定精度の向
上を図っても良い。 （ｅ）前記実施例は自然光を採り入れて栽培を行う普通
のハウス栽培について述べている。しかし、実施例とは
異なり完全密閉式のチャンバーを用いた、いわゆる植物
工場的な栽培システムに本発明を適用することも勿論可
能である。この場合、例えば光ファイバー等によりチャ
ンバー内に導いた太陽光を分光分析して、補光すべき光
の量を決定すれば良い。(D) The surface of the detector 1a connected to the spectrophotometer 1 may be tracked with respect to the sun to further improve the measurement accuracy. (E) The above embodiment describes ordinary house cultivation in which cultivation is performed by taking in natural light. However, unlike the embodiment, it is of course possible to apply the present invention to a so-called plant factory cultivation system using a completely closed chamber. In this case, for example, the amount of light to be supplemented may be determined by spectral analysis of sunlight guided into the chamber by an optical fiber or the like.
【００３８】（ｆ）また、ガラスハウスＨ内の複数箇所
にディテクタ１ａを設け、それらの測定値の平均を算出
することにより、より的確な補光を実現するということ
も好ましい。(F) It is also preferable to provide the detectors 1a at a plurality of locations in the glass house H and calculate the average of the measured values to realize more accurate light supplementation.
【００３９】（ｇ）補光のための印加電圧として階段曲
線を採用した前記実施例に代え、印加電圧曲線として単
純増大曲線を採用することにより補光強度をアナログ的
に変化させても良い。(G) Instead of using the staircase curve as the applied voltage for supplementary light, the supplementary light intensity may be changed in an analog manner by employing a simple increase curve as the applied voltage curve.
【００４０】（ｈ）植物の生育ステージが進むのに従っ
て、栄養生長期のＳ10／Ｓ20値から生殖生長期のＳ10／
Ｓ20値へとその設定値の比を徐々に移行させていっても
良い。[0040] (h) according to the growth stage of the plant progresses, the reproductive long-term from the S10 / S20 value of vegetative S10 /
The ratio of the set value may be gradually shifted to the S20 value .
【００４１】（ｉ）栄養生長期と生殖生長期との二つの
Ｓ10／Ｓ20値を設定した実施例とは異なり、例えば、播
種からｎ葉期まで、ｎ葉期からｍ葉期まで…というよう
に、更に細かく区分してＳ10／Ｓ20値の設定を行なって
もよい。[0041] (i) of two of the vegetative and reproductive growth period
S10 Unlike the embodiment sets the / S20 value, for example, from sowing to n leaf stage, so that the n leaf stage until m leaf stage ..., be subjected to setting of S10 / S20 value by dividing more finely Good.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の補光装置
によれば、光合成に関与する特定波長域の光の不足分を
正確に把握することができる。このため、植物の光合成
促進に必要かつ最小限の補光を行なうことができ、補光
に要するコストも低減できるという優れた効果を奏す
る。また、植物の生育ステージに合致した照射を行なう
本発明の補光装置によれば、より効率の良いきめ細かな
補光を達成することができ、例えばトマト等において極
めて有効な補光を実現することができる。さらに、複数
のディテクタの測定値の平均を算出する本発明の補光装
置によれば、より的確な補光を実現することができる。 As described above in detail, according to the light assisting device of the present invention, the shortage of light in a specific wavelength region involved in photosynthesis can be accurately grasped. For this reason, it is possible to perform the minimum and necessary supplementary light for promoting photosynthesis of the plant, and to provide an excellent effect that the cost required for supplementary light can be reduced. Irradiation that matches the growth stage of the plant
According to the light supplement device of the present invention, more efficient and finer
Supplementary light can be achieved.
In addition, effective supplementary light can be realized. In addition, multiple
Light assisting device of the present invention for calculating the average of the measured values of the detectors
According to the arrangement, more accurate supplementary light can be realized.
【図１】本発明を具体化した実施例の補光装置を示すシ
ステム説明図である。FIG. 1 is a system explanatory diagram showing a light supplement device according to an embodiment of the present invention.
【図２】制御コンピュータと他の機器との接続を示すブ
ロック回路図である。FIG. 2 is a block circuit diagram showing a connection between a control computer and other devices.
【図３】制御コンピュータによって両放電ランプの点灯
を指令するための制御プログラムを示すフローチャート
である。FIG. 3 is a flowchart showing a control program for instructing lighting of both discharge lamps by a control computer.
【図４】補光の原理を説明するための分光分布曲線を示
すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a spectral distribution curve for explaining the principle of supplementary light.
【図５】補光の原理を説明するための分光分布曲線を示
すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a spectral distribution curve for explaining the principle of supplementary light.
１ 分光光度計、２ 太陽、１０，１１ 補光照射手段
としての放電ランプ、Ｒ1 光合成の光化学系Ｉに関与
する波長域の光（＝特定光）、Ｒ2 光合成の光化学系
IIに関与する波長域の光（＝特定光）、Ｓ1 Ｒ1 の強
度、Ｓ2 Ｒ2の強度、Ｓ10，Ｓ20 予め設定された光
の強度、ｓ1 ，ｓ2 補光すべき人工光の強度、Ｃ 制
御コンピュータ。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spectrophotometer, 2 Sun, 10,11 Discharge lamp as a supplementary light irradiation means, Light in the wavelength range involved in photosystem I of R1 photosynthesis (= specific light), Photosystem of R2 photosynthesis
Light in the wavelength range involved in II (= specific light), the intensity of the S1 R1, intensity of S2 R2, S10, S20 intensity of predetermined light intensity of s 1, s 2 complement light to be artificial light, C Control computer.
Claims (2)
成の光化学系Ｉに関与する波長域の光（Ｒ1 ）、及び光
合成の光化学系IIに関与する波長域の光（Ｒ2 ）の強度
（Ｓ1 ，Ｓ2 ）を測定する分光光度計（１）と、 分光光度計（１）により測定された光（Ｒ1 ，Ｒ2 ）の
強度（Ｓ1 ，Ｓ2 ）と予め設定された光の強度（Ｓ10，
Ｓ20）とを比較した結果に基づいて、補光すべき人工光
の強度（ｓ1 ，ｓ2 ）を算出または選出するとともに、
光化学系IIに関与する波長域の光（Ｒ2 ）の設定強度
（Ｓ20）に対する光化学系Ｉに関与する波長域の光（Ｒ
1 ）の設定強度（Ｓ10）の比（Ｓ10／Ｓ20）を、補光を
受ける植物の生育ステージの初期の段階と後期の段階と
で変更する制御コンピュータ（Ｃ）と、 制御コンピュータ（Ｃ）からの補光指令に基づいて前記
算出または選出された強度（ｓ1 ，ｓ2 ）の人工光を照
射する補光照射手段（１０，１１）と を備え、前記設定強度比（Ｓ10／Ｓ20）を生育ステージ
の後期の段階になるほど小さな値に設定変更するように
した補光装置。 1. Among the light radiated from the sun (2), light (R1) in a wavelength range related to photosynthetic photosystem I and light (R2) in a wavelength range related to photosynthetic photosystem II. A spectrophotometer (1) for measuring the intensities (S1, S2); the intensities (S1, S2) of the light (R1, R2) measured by the spectrophotometer (1) and a predetermined light intensity (S10) ,
S20) and based on a result of comparison, and calculates or selects the intensity of the artificial light to be auxiliary light (s 1, s 2),
Set intensity of light (R2) in the wavelength range involved in photosystem II
The light (R) in the wavelength range related to photosystem I for (S20)
1) The ratio (S10 / S20) of the set intensity (S10)
The early and late stages of the growing stage of the plant
In the control computer to change (C), the auxiliary light irradiating means for irradiating the artificial light of the calculated or selected intensity based on the light supplement instruction from the control computer (C) (s 1, s 2) (10, 11) and the growth intensity is set at the set intensity ratio (S10 / S20).
Change the setting to a smaller value in later stages of
Lighting device.
光（Ｒ1 ，Ｒ2 ）を含む太陽光を採光する複数のディテ
クタ（１ａ）を備えるとともに、これらのディテクタ
（１ａ）の測定値の平均を前記制御コンピュータに出力
することを特徴とする請求項１に記載の補光装置。 2. The spectrophotometer (1) has a function of the two wavelength ranges.
Multiple detectors for collecting sunlight including light (R1, R2)
A detector (1a) and these detectors
Output the average of the measured values of (1a) to the control computer
The light assisting device according to claim 1, wherein
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3878643B2 (en) * | 2005-03-11 | 2007-02-07 | 飛鳥 森下 | Plant cultivation method |
| JP2006280313A (en) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Chiba Univ | Cultivation method and apparatus for flower seedling |
| JP4995476B2 (en) * | 2006-04-14 | 2012-08-08 | 浜松ホトニクス株式会社 | Cultivation method to improve sugar content of solanaceous plants |
| JP4988643B2 (en) * | 2008-04-24 | 2012-08-01 | パナソニック株式会社 | Lighting device for plant disease control |
| JP5020168B2 (en) * | 2008-06-18 | 2012-09-05 | 株式会社堀場製作所 | Evaluation equipment for carbon dioxide absorption or emission function of plants |
| JP5598814B2 (en) * | 2010-04-02 | 2014-10-01 | 公益財団法人若狭湾エネルギー研究センター | Plant factory lighting equipment |
| WO2012128244A1 (en) * | 2011-03-24 | 2012-09-27 | シャープ株式会社 | Plant factory and solar cell system |
| JP2012239417A (en) * | 2011-05-19 | 2012-12-10 | Ushio Inc | Light source apparatus for raising plant |
| JP6091927B2 (en) * | 2013-03-01 | 2017-03-08 | シャープ株式会社 | Auxiliary light system |
| CN109924024B (en) * | 2013-03-05 | 2021-11-23 | 现特技术有限公司 | Photon modulation management system |
| JP2014226064A (en) * | 2013-05-21 | 2014-12-08 | パイオニア株式会社 | Light emission control device, light emission control method, and program |
| CN111511057B (en) * | 2014-08-29 | 2023-01-17 | 现特技术有限公司 | Photon modulation management system |
| JP7085839B2 (en) * | 2015-03-31 | 2022-06-17 | シグニファイ ホールディング ビー ヴィ | Systems and methods for illuminating plants |
| US11058889B1 (en) | 2017-04-03 | 2021-07-13 | Xiant Technologies, Inc. | Method of using photon modulation for regulation of hormones in mammals |
| JP2020103134A (en) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | 株式会社Ｎｔｔファシリティーズ | Plant cultivation system, plant cultivation method and program |
Family Cites Families (1)
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-
1993
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220105877A (en) | 2021-01-21 | 2022-07-28 | (주)이에스레즈 | Lighting apparatus efficiently using sunlight for plant growth and controlling method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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