JPH029322A - 補光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は植物成育に有効な波長帯の光を補給するシステ
ムに関するものである。

［従来の技術］ 太陽光が足りない場合にこの不足分を補って植物成育を
促進する補光システムが従来より実施されている。この
従来システムでは太陽光の強度を測定する装置として日
射計が用いられており、この測定強度が予め設定された
光強度以下であって、かつ予め設定された時間以上ｍ続
した場合には補光ランプが点灯し、太陽光の不足分が補
給されるようになっている。

（発明が解決しようとする課題］ しかしながら、日射計による大陽光の強度測定では植物
の光合成に有効な波長帯の光のみならず光合成に有効な
成分とは成り得ない波長帯の光をも含む広域波長帯を対
象とする測定が行われてしまい、光合成に有効な波長帯
の光の実際の強度を正確に測定することができない。そ
のため、植物成育に有効な波長帯の光が充足状態にある
のか否かを把握することができず、効率のよい光合成促
進を達成することができない。

［課題を解決するための手段］ そのために本発明では、太陽から放射される光合成に有
効な特定波長帯の光を選択する特定光選択手段により選
択された特定光の強度を特定光強度検出手段により検出
し、この特定光の検出強度と予め設定された光強度との
比較に基づいて補光強度を制御コンピュータにより算出
あるいは選出し、制御コンピュータからの補光指令に基
づいて前記算出あるいは選出された強度の光を補給する
ようにした。

［作用］ 植物成育の促進度合は光強度に左右されるが、光強度を
−これ以上増大しても植物成育の促進度合が増大しない
という飽和強度が存在するため、前記の設定された光強
度を飽和強度程度にしておくことが好ましい。検出強度
がこの設定強度に達しない場合には制御コンピュータが
特定光の補給を指令する。これにより太陽からの特定光
の強度と補光の強度との和が設定強度に達し、植物成育
に有効な必要強度を持つ特定光が得られる。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を第１〜３図に基づ
いて説明する。

１は赤道儀と同様の駆動機構を備えた太陽追尾装置であ
り、地軸に平行な支軸１ｂに回動可能に支持された追尾
体１ａが太陽２の放射方向に対して常に直交するように
追尾動作する。追尾体１ａの先端部には一対のシリコン
フォトダイオード３゜４が太陽２の放射方向に対して垂
直となる向きに並設されており、両シリコンフォトダイ
オード３４の直前にはバンドパス干渉フィルタ５．６が
配設されている。バンドパス干渉フィル９５．６として
は例えば液体中に固体を分散させたクリスチャンセンフ
ィルタが用いられ、バンドパス干渉フィルタ５．６に入
射する太陽光のうちの特定波長帯のみの透過が許容され
る。この実施例におけるバンドパス干渉フィルタ５は青
色領域の比較的狭い波長帯の光のみを透過し、バンドパ
ス干渉フィルタ６は赤色領域の比較的狭い波長帯の光の
みを透過する。

バンドパス干渉フィルタ５．６を透過した特定光Ｒ１，
Ｒ２はシリコンフォトダイオード３．４により電気信号
に変換される。シリコンフォトダイオード３，４からの
出力信号値（電圧値）はデジタル電圧計７，８によりデ
ジタル値として測定され、このデジタル測定値ｓ、、ｓ
２が制御コンピュータＣに取り込まれる。

栽培される植物９の頭上には２種類の放電ランプ群１０
．１１が所定高さ位置に設置されており、交流電源１２
からの電流供給により植物９の成育促進に特に有効な特
定波長帯の光を放射する。

方の放電ランプ１０としては例えばメタルハライドラン
プが用いられ、バンドパス干渉フィルタ５により選択透
過される特定光Ｒ，と略同様の青色領域の波長帯の光を
放射する。他方の放電ランプ１１としては例えば高圧ナ
トリウムランプが用いられ、バンドパス干渉フィルタ６
により選択透過される特定光Ｒ２と略同様の赤色領域の
波長帯の光を放射する。

再放電ランプ１０．１１への交流供給はスイッチ回路１
３．１４及び印加電圧値制御器１５．１６を経由して行
われ、スイッチ回路１３．１４の０Ｎ−ＯＦＦ制御及び
再放電ランプ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り遂行される。第２
図は制御コンピュータＣと他の機器との接続を示すブロ
ック回路図であり、制御コンピュータＣのＲＡＭ　（メ
モリ）には電圧Ｕｉ、Ｖｊ　　（ｉ＝ｌ〜ｍｓ　　ｊ＝
ｌ〜ｎ）、植物９の成育促進に有効な特定光Ｒ，の飽和
強度Ｓ＋ｏ（さらに正確に言えば植物９上の単位受光面
積当たりのエネルギー飽和強度）、特定光Ｒ２の飽和強
度Ｓ２０及び強度ΔＳＩＯ，ΔＳ２０が入力設定装置１
７により人力設定されている。設定強度ＳＩＯ，３２０
間の割合は植物９の成育促進の上で最も有効となるよう
に設定されている。

制御コンピュータＣは第３図の制御プログラムに基づい
て再放電ランプ１０．１１の点灯を指令制御する。特定
光Ｒ，のデジタル測定値Ｓ＋（強度）が設定強度Ｓ　１
０に達しない場合には、制？７１コンビュータＣ８よ次
式（１）、　　（２）を算出する。

但し、Ｓｌは不足量、ΔＳＩＯは適当に設定された不足
量の最小単位、記月［］はこの記号内の数値以下の最大
整数を表す。

（Ｓｔｏ−３＋　）＝Ｓ１　　　　　・　・　・　（１
）Ｉ（Ｓｔｏ　　Ｓｔ）／ΔＳ＋ｏ］＋１＝　　［Ｓｔ
　／′　ΔＳ＋ｏ’ｌ＋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■ｊを］ス出し、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。これにより
放電ランプ１０には印加電圧■」が印カロされ、放電ラ
ンプ１０が印加電圧ｖｊに応じた強度−肛（≧８１）の
特定光Ｒ１を照射する。従って、植物９には強度Ｓ１と
補光強度１との和の強度の特定光Ｒ１が与えられる。

同様に特定光Ｒ２のデジタル測定値Ｓ２　　（強度）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）を演算する。

但し、Ｓ２は不定量、ΔＳ釦は適当に設定された不定量
の最小単位を表す。

（Ｓ２［ｌ　５２）＝３２　　　　　　・　・　・　（
３）［（Ｓ２０　　Ｓ２）／ΔＳ２０］＋１−［Ｓｚ／
ΔＳ２０］＋１＝ｊ　　　・・・　（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。これにより放電ランプ１１に
は印加電圧Ｕｉが印加され、放電ランプ１１が印加電圧
Ｕｉに応した強度上Ｌ（≧３２　）の特定光Ｒ２を照射
する。従って、植物９には強度Ｓ２と補光強度ｎとの和
の強度の特定光Ｒ２が与えられる。

特定光Ｒ１，Ｒ２の強度測定は太陽２の存在方位を正確
に捉えた状態で行われており、測定される特定光Ｒ１，
Ｒ２の測定精度は高い。それ故に放電ランプ１０．１１
により行われる補光は太陽２からの特定光Ｒ１，Ｒ２の
みでは不足する分を通正にカバーしており、植物９には
飽和強度Ｓ　１０Ｓ渕あるいはこれを若干上回る程度の
特定光ＲＩＲ２が降り注ぎ、植物９の成育促進が最も効
果的少こ行われる。

太陽２かろの特定光Ｒ１，Ｒ２の強度が設定強度ＳｌＯ
，Ｓ２０に達していれば、制御コンピュータＣはスイッ
チ回路１３．１４をＯＦＦ状態に維持し、放電ランプ１
０．１１からの補光は行われない。従って、植￥ｙＪ９
の成育促進を効果的に行ないつつ電気エネルギーの消費
低減が可能となる。

又、ト実；搬例では補光照射手段として放電ラン−Ｙ’
　ｉ　Ｑ、１１をｉ采用しているために補光がパルス的
；こ行わ几るが、植物の種類によってはパルス補光が効
果的であることが本＋９１発明者により確認さ（１，で
いろ。

本発明は勿論前記実施例にのみ限定されるもので：よな
く、例えば青色領域から赤色領域にわたる、・皮長帯中
０３箇所以上の特定領域の補光を行なうようにしたり、
青色領域から赤色領域にわたる支長：１シ全域を補光す
るようにしてもよい。この場合、青色領域の強度と赤色
領域の強度との割合を略６対１０とし、青色領域から赤
色領域にわたる強度変化を線型的に設定することが最も
理想的である。

前記実施例では補光のだめの印加電圧として階段曲線を
採用しているために補光強度が階段的に変化するが、印
加電圧曲線として単調増大曲線とすることにより補光強
度を連続的に変化させることが可能である。

又、特定光選択手段としてのバンドパス干渉フィルタ及
び特定光強度検出手段としてのシリコンフォトダイオー
ドを太陽に追随させない実施例も可能であり、この場合
にも強度検出精度は十分に高い。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明は、太陽から放射される植物
成育に有効な特定波長帯の光を選択する特定光選択手段
により選択された特定光の強度を特定光強度検出手段に
より検出し、この特定光の検出強度と予め設定された光
強度との比較に基づいて補光強度を制御コンピュータに
より算出あるいは選出し、制御コンピュータからの補光
指令に基づいて前記算出あるいは選出された強度の光を
補給するようにしたので、太陽からの特定光の不足量を
正確に把握することができ、これにより植物に対して適
正な強度の特定光を適正に付与し得るという優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を具体化した一実施例を示し、第１図はシ
ステム図、第２図はブロック回路図、第３図は補光プロ
グラムを示すフローチャートである。 特定光強度検出手段を構成するシリコンフォトダイオー
ド３，４及びデジタル電圧計７，８、補光照射手段とし
ての放電ランプ１０．ＩＬ制御コンピュータＣ１特定光
Ｒ１，Ｒ２゜ 特許出願人　　　シーケーディ株式会社石井　征亜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　太陽（２）から放射される光合成に有効な特定波長
   帯の光（Ｒ＿１、Ｒ＿２）を選択する特定光選択手段（
   ５、６）と、 この特定光の強度を検出する特定光強度検出手段（３、
   ４、７、８）と、 特定光強度検出手段（３、４、７、８）により検出され
   た光強度（Ｓ＿１、Ｓ＿２）と予め設定された光強度（
   Ｓ＿１＿０、Ｓ＿２＿０）との比較に基づいて補光強度
   （￥ｓ＿１￥、￥ｓ＿２￥）を算出あるいは選出する制
   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
   算出あるいは選出された補光強度（￥ｓ＿１￥、￥ｓ＿
   ２￥）を照射する補光照射手段（１０、１１）とにより
   構成したことを特徴とする補光システム。