JP3203925U - 光線出力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】植物の種類、栽培条件、成長段階或いは環境状況に合わせ、植物栽培ランプセットを交換する必要がなく、光線の組合せを調整できる光線出力制御装置を提供する。【解決手段】光線出力制御装置は、異なる植物栽培のパラメータが設けられたチップモジュールと、モード選択インターフェイス、制御ユニット、及び電源を提供する集電箱が設けられ、チップモジュールに接続する制御モジュールと、制御モジュールに接続する複数の光線出力モジュールと、を包括する。作業員は、植物の種類、栽培段階に基づいて、モード選択インターフェイスを操作し、チップモジュールを介して信号を制御モジュールに出力することで、光線出力モジュールが異なる光線の組合せを植物に照射するよう制御、調整ができる。【選択図】図１

Description

本考案は、特に植物栽培に応用するものであり、複数の選択モードが設けられ、光線出力モジュールをそれぞれ制御し、異なった光線の組合せを発生することが可能な光線出力制御装置に関するものである。

発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ 或いはＬＥＤとも呼ばれる）に、金線、電極などを設置して光源又は照明装置を形成することは周知技術であって、様々の場所やショーウィンドウの展示環境などで広く使用されている。例えば、周知の技術において、発光ダイオードアレイ（例えば、赤色と青色のＬＥＤを混合組成し、応用した発光モジュール）を応用して構成する照明装置は、農業栽培における植物の生長を促進する光源として、混合波長４００ｎｍ〜７２０ｎｍの光線を発生している。特許文献１「ＬＥＤ植物ランプ」、特許文献２「発光ダイオード植物ランプセット」、特許文献３「植物育みランプ」などが典型的な実施例としてあげられる。

しかしながら、このような植物栽培における補助ランプ或いは照明装置には構造上や応用面で課題があり、従来の培養ランプセットは、製作完成後、既に特定のスペクトル光源或いは波長の範囲を決定している概括的な照明を提供しており、使用者が植物の種類、栽培条件、生長段階、或いは環境状況に基づいて照明装置のスペクトル、振幅、周期比率などの照射機能を制御することができず、相対的に、植物の生長効率低下、或いは植物の栽培効能に影響をもたらすことになり、非効率やコストを増加させてしまうという欠点がある。
これを克服するため、植物の種類を栽培特性によって陽性植物（例えば、花木、果樹類、サボテンなど）、半陰性植物（例えば、花紋を有する観葉植物など）、陰性植物（ダークグリーンの葉を持つ観葉植物など）、をそれぞれ区別し、植物に対する照射範囲も環境条件に応じて変化するなどの状況を考慮することが必要とされている。

つまり、周知の構造では植物の種類、栽培条件、成長段階或いは環境状況に合わせ、適切な照明装置を提供するためには、常に植物栽培ランプセットを交換する必要があり、作業が面倒であるほか、コストが顕著に増加してしまい、望ましくない。

特に、これら参考資料は、光線出力装置を農業、或いは植物栽培の分野の技術とこれらに関連する組合せ構造に関することを開示している。仮に前記光線出力装置の組合せ構造の設計を見直し、従来とは異なる構造にすれば、使用形態も変更でき、実質上、応用範囲を改善し、広くすることとなり、特定の植物に照射する以外にも様々な状況或いは環境にて使用することができる。また、さらに前記光線出力装置と制御装置との組合せ構造は、作業員に植物の種類、栽培条件、生長段階、或いは環境状況に基づいて、光線出力モード、スペクトルなどを調整・制御して、理想的な植物の生長を補助する補光作用や操作が簡単な手段を提供することができる。これらの課題は、上述の参考資料には具体的に開示されていない。

台湾実用新案公報第９７２１２９０６号 台湾実用新案公報第９９２０１２３５号 台湾実用新案公報第９９２０５８００号

本考案は、上述のような従来の欠点を鑑み、操作簡便、異なった環境に応じて光線出力モードなどの機能を調節できる光線出力制御装置を提供する事を目的としている。

上記目的を達成するために、本考案は、異なる植物栽培のパラメータが設けられたチップモジュールと、モード選択インターフェイス、制御ユニット、及び電源を提供する集電箱が設けられた、前記チップモジュールに接続する制御モジュールと、前記制御モジュールに接続する複数の光線出力モジュールと、を包括する光線出力制御装置であって、植物の種類、栽培段階に基づいて、前記モード選択インターフェイスを操作し、前記チップモジュールを介して信号を前記制御モジュールに出力することで、前記光線出力モジュールが異なる光線の組合せを植物に照射するよう制御・調整ができるメカニズムを作業員に提供している。

本考案に係る光線出力制御装置に基づくと、前記チップモジュールは、異なる植物の特性条件、光質（すなわち、光の波長）、露光度（すなわち、照射時間）、光強度或いは照度（すなわち、単位時間あたりの単位面積における光量）、周期比率等の栽培パラメータを包括するデータベースを構築している。また、前記モード選択インターフェイスには、作業員が選択できるように、前記チップモジュールの異なる栽培パラメータに対応する少なくとも第一モード（或いは第一波長範囲）と、第二モード（或いは第二波長範囲）と、第三モード（或いは第三波長範囲）とが設けられ、また、前記制御モジュールを介して前記チップモジュールの栽培パラメータを読み取り、前記光線出力モジュールが対応して出力する第一、第二或いは第三モードの光線形態を制御している。

本考案に係る光線出力制御装置に基づくと、前記光線出力モジュールは、複数の発光器がアレイ構造となって配列する形態であって、各発光器は複数の波長範囲が４００ｎｍ〜５００ｎｍの青色発光ダイオードと、複数の波長範囲が６００ｎｍ〜７２０ｎｍの赤色発光ダイオードとを設け、パッケージングして一体成型する基盤を包括している。各前記発光器は、上述した前記第一モード及び／或いは前記第二モードの光線形態を少なくとも出力することができ、また、各前記光線出モジュールも互いに組合わせて異なる光線モードを出力したり、第三モードの光線形態を出力したりすることができる。

本考案に係る光線出力制御装置の構造を示す摸式図である。 本考案に係る制御モジュールモード選択インターフェイスの構造配置を示す摸式図である。 本考案に係る光線出力制御装置の構造を示す摸式図である。

図１、図２を参照すると、本考案に係る光線出力制御装置は、チップモジュール１０を包括し、前記チップモジュール１０は異なる植物のパラメータが設けられ、すなわち前記チップモジュール１０はデータベースを構築しており、前記データベースは、異なる植物の特性条件、光質（すなわち、光の波長）、露光度（すなわち、照射時間）、光強度或いは照度（すなわち、単位時間あたりの単位面積における光量）、周期比率等栽培パラメータを包括している。

図に図示されているように、制御モジュール２０は、前記チップモジュール１０に接続している構造形態である。前記制御モジュール２０は、モード選択インターフェイス２１と、制御ユニット２２と、電源を提供する電送箱２３などが設けられている。前記モード選択インターフェイス２１は、作業員が選択できるように前記チップモジュール１０に異なる栽培パラメータに対応する少なくとも第一モード２１ａ（或いは第一波長範囲）、第二モード２１ｂ（或いは第二波長範囲）及び第三モード２１ｃ（或いは第三波長範囲）が設けられ、複数の光線出力モジュール３０が前記制御モジュール２０に接続されている。なお、各前記第一モード２１ａ、第二モード２１ｂ、第三モード２１ｃは、それぞれ異なる光合成光量子束密度（ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐｈｏｔｏｎ ｆｌｕｘ ｄｅｎｓｉｔｙ， ＰＰＦＤ）と光スペクトルとを有している。

図１、図２を参照すると、光線出力モジュール３０は、複数の発光器がアレイ構造になって配列しており、説明を円滑にするため、ここでは複数の発光器を少なくとも第一発光器３１と、第二発光器３２と定義している。前記第一発光器３１、前記第二発光器３２はそれぞれ基板５５を包括し、前記基板５５には複数波長範囲が４００ｎｍ〜５００ｎｍの青色発光ダイオード４０、複数波長範囲が６００ｎｍ〜７２０ｎｍの赤色発光ダイオード５０、或いは他の波長種類の発光ダイオードが設けられ、パッケージングにより一体成型（例えばＣＯＢ型発光器）している。なお、前記発光器の構造は周知の技術であるため、詳しく述べない。

図１、図２を参照すると、前記第一発光器３１、前記第二発光器３２は、上述した前記第一モード２１ａ及び／或いは前記第二モード２１ｂの光線形態を少なくても出力することができ、前記第一発光器３１、前記第二発光器３２は互いに異なる光線モード或いは第三モード２１ｃの光線形態を組合わして出力することができる。

さらに詳しく述べると、前記第一発光器３１は、前記モード選択インターフェイス２１の操作及び選択に基づいて、前記第一モード２１ａ或いは前記第二モード２１ｂの光線形態を出力することができ、前記第二発光器３２も同じく前記モード選択インターフェイス２１の操作及び選択に基づいて、前記第一モード２１ａ或いは前記第二モード２１ｂの光線形態を出力することができる。また、前記第一発光器３１、前記第二発光器３２が互いに組合わせて出力する光線形態は前記モード選択インターフェイス２１の前記第三モード２１ｃに対応するものである。

上述の実施例において、作業員は植物の種類、栽培段階に基づいて、前記モード選択インターフェイス２１を操作することができ、例えば、作業員が前記モード選択インターフェイス２１を操作し、前記第一モード２１ａ（或いは前記第二モード２１ｂ）を選択すると、前記制御モジュール２０は前記チップモジュール１０の栽培パラメータを読み取り（或いは前記チップモジュール１０が信号を前記制御モジュール２０にフィードバックする）、前記制御ユニット２２を介して信号を前記光線出力モジュール３０に出力し、前記第一発光器３１を駆動し、対応する前記第一モード２１ａ（或いは前記第二モード２１ｂ）の光線形態を出力している。上述より理解できることは、作業員が前記第三モード２１ｃを選択した場合、前記第一発光器３１、前記第二発光器３２は同時に光線を出力し、前記光線出力モジュール３０を制御・調整して異なる光線の組合せを植物に与えるメカニズム及び作用を得ることができる。

なお、前記第一モード２１ａ、前記第二モード２１ｂの光線出力形態は、前記第一発光器３１内部の異なる前記青色発光ダイオード４０と、前記赤色発光ダイオード５０の出力光線或いは組合せが異なる前記青色発光ダイオード４０と、前記赤色発光ダイオード５０との出力から光線を構成している。

好ましい実施例において、前記第一発光器３１が出力する光線形態は、前記モード選択インターフェイス２１の前記第一モード２１ａに対応し、前記第二発光器３２が出力する光線形態は、前記モード選択インターフェイス２１の前記第二モード２１ｂに対応し、また、前記第一発光器３１、前記第二発光器３２が互いに組合わさって出力する光線形態は前記モード選択インターフェイス２１の前記第三モード２１ｃに対応するものである。

さらに好ましい実施例において、作業員は、植物の種類、栽培段階に基づいて、前記モード選択インターフェイス２１を操作することができ、例えば作業員が前記モード選択インターフェイス２１を操作して前記第一モード２１ａ（或いは第二モード２１ｂ）を選択した場合、前記制御モジュール２０は前記チップモジュール１０の栽培パラメータを読み込み（或いは前記チップモジュール１０が信号を前記制御モジュール２０にフィードバックする）、前記制御ユニット２２を介して信号を前記光線出力モジュール３０に出力し、前記第一発光器３１を駆動し、対応する前記第一モード２１ａ（或いは前記第二モード２１ｂ）の光線形態を出力する。このように、作業員が前記第三モード２１ｃを選択した場合、前記第一発光器３１、前記第二発光器３２が同時に駆動し光線を出力することで、前記光線出力モジュール３０を制御・調整して、異なる光線の組合せを植物に与えるメカニズム及び作用を得ることができる。

図３を参照すると、好ましい実施例において、この光線出力制御装置（前記チップモジュール１０、前記制御モジュール２０、前記光線出力モジュール３０）は植物工場６０に応用し、植物栽培の生長に用いることができる。前記植物工場６０は、養液循環システム８０及び環境制御システム９０を組合せる複数のフレーム７０を包括し、各前記フレーム７０は複数の基層７１を有し、各前記基層７１は、容器（プランター等）７２が配置され、前記容器７２は、前記養液循環システム８０が提供する養液８１が装填され、前記容器７２内に設けられる植物７３を栽培するために設けられている。

好ましい実施例において、前記養液循環システム８０は、前記制御モジュール２０（及びチップモジュール１０）と接続し、前記制御モジュール２０の前記モード選択インターフェイス２１を介して前記制御ユニット２２が前記養液循環システム８０に前記養液８１の水素イオン指数（ＰＨ）、溶存酸素（ＤＯ）、導電率（ＥＣ）、水循環などの数値或いはパラメータを制御する信号を出力するよう操作及び選択している。また、前記環境制御システム９０は、前記制御モジュール２０（及びチップモジュール１０）と接続し、前記制御モジュール２０の前記モード選択インターフェイス２１を介して前記制御ユニット２２が前記環境制御システム９０に前記植物工場６０内の温度、湿度、二酸化炭素（ＣＯ２）濃度などの数値或いはパラメータを制御する信号を出力するよう操作及び選択している。

つまり、前記光線出力制御装置が前記植物工場６０に応用されると、前記制御モジュール２０の操作に対応し、前記植物工場６０の栽培条件及び環境状態を調節・制御可能であるため、異なる植物にそれぞれ必要な環境状態と養分が供給され、最適で理想な生長条件を提供することができる。

このことから、この前記光線出力制御装置は調整及び光線出力制御の機能を有する条件の下、従来のものと比較すると、以下の利点を包括する。
１． 前記光線出力制御装置及び関連する組合せパーツ（例えば前記チップモジュール１０はデータベースを構築し、異なる植物の栽培パラメータを設け、前記制御モジュール２０は前記モード選択インターフェイス２１、前記制御ユニット２２を設け、前記モード選択インターフェイス２１は少なくとも各前記第一モード２１ａ、第二モード２１ｂ、第三モード２１ｃを有し、前記光線出力モジュール３０に合わせて異なる組合せの光線形態を出力できる部分）は、使用、構造設計、組合せ関係などにおいて、幾度も考慮し設計され、従来の植物ランプとは異なる組合せ構造を有し、また、その使用形態及び応用範囲も改善されている。例えば従来の栽培ランプは、単一の概括的な補助光の作用を提供しており、使用者が植物の種類、栽培条件、成長段階或いは環境条件に基づいて、照明装置のスペクトル、振幅、周期比率など照射機能を制御することができず、植物生長効率或いは植物栽培の効能の低下、光の損失、コストの上昇などの状況も明らかに改善している。
２． 特に、前記光線出力制御装置は、作業員が植物の種類、栽培条件、成長段階、或いは環境条件に基づいて、光線出力モード、スペクトルなどの調整、制御することができ、理想的な植物成長の補助光作用及び操作利便性などの作用を有している。

なお、上述の実施例は、実施可能な実施例の一つに過ぎず、これらによって実用新案請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。本考案申請範囲に基づいた変化及び修正を加えたものは全て本考案に係る範囲に含むものとする。

１０ チップモジュール
２０ 制御モジュール
２１ モード選択インターフェイス
２１ａ 第一モジュール
２１ｂ 第二モジュール
２１ｃ 第三モジュール
２２ 制御ユニット
２３ 集電箱
３０ 光線出力モジュール
３１ 第一発光器
３２ 第二発光器
４０ 青色発光ダイオード
５０ 赤色発光ダイオード
５５ 基板
６０ 植物工場
７０ フレーム
７１ 基層
７２ 容器
７３ 植物
８０ 養液循環システム
８１ 養液
９０ 環境制御システム

Claims (5)

1. 植物栽培のパラメータが設けられたチップモジュールと、
   モード選択インターフェイスと、制御ユニットと、電源を提供する集電箱とが設けられた前記チップモジュールに接続した制御モジュールと、少なくとも第一モードと、第二モードと、第三モードとを操作及び選択できるよう設けられたモード選択インターフェイスと、
   前記チップモジュールが前記制御モジュールにフィードバック信号に応じて、前記制御ユニットが光線出力モジュールを制御して前記第一モード、前記第二モード、前記第三モードの内少なくとも一つ対応した光線を発光し、前記制御モジュールに接続する光線出力モジュールと、を包括することを特徴とする光線出力制御装置。
2. 前記光線出力モジュールは、少なくとも第一発光器、第二発光器を有し、
   前記第一発光器、前記第二発光器はそれぞれ基板を包括し、
   前記基板には少なくとも一つの波長範囲４００ｎｍ〜５００ｎｍの青色発光ダイオードと、少なくとも一つの波長範囲が６００ｎｍ〜７２０ｎｍの赤色発光ダイオードが設けられており、パッケージングにより一体成型され、
   前記第一発光器は、前記モード選択インターフェイスに対応して、前記第一モード、前記第二モードの内少なくとも一つの光線を出力し、
   前記第二発光器は、前記モード選択インターフェイスに対応して、前記第一モード、前記第二モードの内少なくとも一つの光線を出力し、
   また、前記第一発光器、前記第二発光器を互いに組合わせて前記モード選択インターフェイスに対応した前記第三モードの光線を出力する請求項１に記載の光線出力制御装置。
3. 前記光線出力モジュールは、少なくとも前記第一発光器、前記第二発光器を有し、
   前記第一発光器、前記第二発光器はそれぞれ前記基板を包括し、前記基板には少なくとも一つの波長範囲４００ｎｍ〜５００ｎｍの青色発光ダイオードと、少なくとも一つの波長範囲が６００ｎｍ〜７２０ｎｍの赤色発光ダイオードが設けられており、パッケージングにより一体形成され、
   前記第一発光器は、前記モード選択インターフェイスに対応して、前記第一モードの光線を出力し、
   前記第二発光器は、前記モード選択インターフェイスに対応して、前記第二モードの光線を出力し、
   また、前記第一発光器、前記第二発光器を互いに組合わせて前記モード選択インターフェイスに対応した前記第三モードの光線を出力する請求項１に記載の光線出力制御装置。
4. 前記光線出力制御装置を植物工場に組合わせ、植物栽培の生長に利用し、
   前記植物工場は、複数のフレームを包括し、各前記フレームは複数の基層を有し、
   各前記基層は、容器が配置され、
   前記容器は養液が装填され、前記容器内の植物の栽培の為に設けられる請求項１、２或いは３に記載の光線出力制御装置。
5. 養液循環システムは前記制御モジュールと接続し、前記養液循環システムは前記容器内に装填された前記養液を供給し、
   前記制御モジュールの前記モード選択インターフェイスに合わせ、前記制御ユニットが前記養液循環システムに信号を出力して前記養液のパラメータを制御し、
   また、環境制御システムは前記制御モジュールと接続し、前記モード選択インターフェイスに合わして、前記制御ユニットが前記環境制御システムに信号を出力する請求項１、２或いは３に記載の光線出力制御装置。