WO2017131207A1 - 植物栽培装置、及び植物栽培方法 - Google Patents

Abstract

植物栽培装置において、植物への光の照射を適正に行えるようにする。 植物栽培装置１には、植物Ｖの生育幅を解析するためのカメラ部４及び生育幅解析部５と、該植物Ｖの生育高さを検知するための高さセンサ部６と、を配置し、それらの解析結果及び検知結果に基づいて照明制御部８が照明装置７を制御して照射光が適正になるように調整する。

Description

植物栽培装置、及び植物栽培方法

　本発明は、植物を定植する培地が複数載置される定植パネルを複数段に収納する栽培棚、を備えた植物栽培装置、及び植物栽培方法に関する。

　従来、定植パネルを複数段に収納する栽培棚を備えた植物栽培装置については種々の構造のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

　図３は、植物栽培装置の従来構成の一例を示す正面図であり、図中の符号１０２は、植物Ｖを定植する培地が複数載置されてなる定植パネルを示し、符号１０３は、そのような定植パネル１０２を複数収納するように構成された栽培棚を示し、符号１０７は、植物Ｖに光を照射する照明装置を示している。そして、図示の植物栽培装置１０１は、植物Ｖの高さを検知する高さセンサ部１０６Ａ，１０６Ｂと、前記照明装置１０７を昇降可能に支持する昇降装置１１２と、を備えていて、前記高さセンサ部１０６Ａ，１０６Ｂの検知結果に応じて植物Ｖと前記照明装置１０７との距離が一定となるように前記昇降装置１１２を駆動するように構成されている。これにより、多数の植物Ｖに確実に照明光を照射できるので、植物を安定して栽培できることとなる。

特開２０１３－１５３６９１号公報

　しかしながら、図３に例示する構造のものでは、照明装置１０７を昇降可能に構成しているので、栽培棚１０３自体の構造が複雑化してしまうという問題があった。

　なお、植物工場（植物栽培装置）においては、成長不良によって横方向に成長しないで高さ方向にのみ成長（徒長）するような植物も生じうるが、前記植物栽培装置１０１は高さセンサ部１０６Ａ，１０６Ｂによる高さ検知しか行っていないので、そのような成長不良の植物の検知結果に基づいて前記昇降装置１１２等を誤制御してしまうおそれがあった。

　本発明は、上述の問題を解消することのできる植物栽培装置、及び植物栽培方法を提供することを目的とするものである。

　本発明の第１の観点は、図１及び図２に例示するものであって、植物（Ｖ）を定植する培地（不図示）が複数載置される定植パネル（２）を複数段に収納する栽培棚（３）、を備えた植物栽培装置（１）において、
　前記定植パネル（２）の上方に配置されて該定植パネル（２）に定植された植物（Ｖ）を上方から撮影するように構成されたカメラ部（４）と、
　該カメラ部（４）からの前記植物（Ｖ）の画像を処理することにより該植物（Ｖ）の生育幅を解析する生育幅解析部（５）と、
　前記植物（Ｖ）の生育高さを検知する高さセンサ部（６）と、
　前記定植パネル（２）に定植された植物（Ｖ）に光を照射する照明装置（７）と、
　該照明装置（７）を制御して前記植物（Ｖ）に照射される光の量を調整する照明制御部（８）と、
を備え、該照明制御部（８）は、
前記植物（Ｖ）の生育幅が所定の閾値を超えていないことを前記生育幅解析部（５）の解析結果が示し、かつ、該植物（Ｖ）の生育高さが所定の閾値を超えていないことを前記高さセンサ部（６）が示している場合には、前記生育幅解析部（５）による解析結果、及び／又は前記高さセンサ部（６）による検知結果に基づいて前記植物（Ｖ）に照射される光の量を調整し、
　前記植物（Ｖ）の生育幅が所定の閾値を超えていることを前記生育幅解析部（５）の解析結果が示し、かつ、該植物（Ｖ）の生育高さが所定の閾値を超えていることを前記高さセンサ部（６）が示している場合には、前記生育幅解析部（５）による解析結果や前記高さセンサ部（６）による検知結果にかかわらず、前記植物（Ｖ）に照射される光の量を所定量に減少させる、
ように構成されたことを特徴とする。

　本発明の第２の観点は、前記カメラ部（４）が、前記定植パネル（２）に定植された複数株の植物（Ｖ）を上方から撮影し得る位置に配置され、前記生育幅解析部（５）は、前定植パネル（２）に定植された複数株の植物（Ｖ）の最大幅寸法、及び／又は該定植パネル（２）に定植された複数株の植物（Ｖ）の水平投影面積を解析するように構成され、
　前記カメラ部（４）が撮影する複数株の植物（Ｖ）の中に成長不良の株が混じっているような場合には、前記生育幅解析部（５）は、該成長不良の株以外の株の最大幅寸法及び／又は水平投影面積を解析するように構成されたことを特徴とする。

　本発明の第３の観点は、時間経過を計測するタイマー部（９）を備え、
　前記照明制御部（８）は、前記植物（Ｖ）の生育幅が所定の閾値を超えたことを前記生育幅解析部（５）の解析結果が示し、かつ、該植物（Ｖ）の生育高さが所定の閾値を超えたことを前記高さセンサ部（６）が示した場合には、前記タイマー部（９）が計測した時間に伴って前記植物（Ｖ）に照射される光の量を段階的に減少させるように構成されたことを特徴とする。

　本発明の第４の観点は、前記定植パネル（２）に定植されている植物（Ｖ）の品種がどの品種であるかのデータを入力する品種データ入力部（１０）と、
　様々な品種の植物（Ｖ）についての最適な光量に関するデータを保持する最適光量データ保持部（１１）と、を備え、
　前記照明制御部（８）は、前記品種データ入力部（１０）により入力されたデータと前記最適光量データ保持部（１１）に保持されているデータとに基づいて、植物（Ｖ）に照射する光の量が最適になるように調整するように構成されたことを特徴とする。

　本発明の第５の観点は、植物（Ｖ）を定植する培地（不図示）が複数載置される定植パネル（２）を複数段に収納する栽培棚（３）、を利用して植物（Ｖ）を栽培する植物栽培方法において、
　前記定植パネル（２）の上方に配置したカメラ部（４）により該定植パネル（２）に定植された植物（Ｖ）を上方から撮影する工程と、
　生育幅解析部（５）によって該カメラ部（４）からの前記植物（Ｖ）の画像を処理して該植物（Ｖ）の生育幅を解析する工程と、
　前記植物（Ｖ）の生育高さを高さセンサ部（６）により検知する工程と、
前記植物（Ｖ）の生育幅が所定の閾値を超えていないことを前記生育幅解析部（５）の解析結果が示し、かつ、該植物（Ｖ）の生育高さが所定の閾値を超えていないことを前記高さセンサ部（６）が示している場合には、前記生育幅解析部（５）による解析結果、及び／又は前記高さセンサ部（６）による検知結果に基づいて照明制御部（８）が照明装置（７）を制御して前記植物（Ｖ）に照射される光の量を調整する工程と、
　　前記植物（Ｖ）の生育幅が所定の閾値を超えていることを前記生育幅解析部（５）の解析結果が示し、かつ、該植物（Ｖ）の生育高さが所定の閾値を超えていることを前記高さセンサ部（６）が示している場合には、前記生育幅解析部（５）による解析結果や前記高さセンサ部（６）による検知結果にかかわらず、前記照明制御部（８）が前記照明装置（７）を制御して前記植物（Ｖ）に照射される光の量を所定量に減少させる工程と、を備えたことを特徴とする。

　本発明の第６の観点は、前記カメラ部（４）が、前記定植パネル（２）に定植された複数株の植物（Ｖ）を上方から撮影し、
　該カメラ部（４）が撮影する複数株の植物（Ｖ）の中に成長不良の株が混じっているような場合には、前記生育幅解析部（５）は、該成長不良の株以外の株の最大幅寸法、及び／又は水平投影面積を解析することを特徴とする。

　本発明の第７の観点は、前記照明制御部（８）が、前記植物（Ｖ）の生育幅が所定の閾値を超えたことを前記生育幅解析部（５）の解析結果が示し、かつ、該植物（Ｖ）の生育高さが所定の閾値を超えたことを前記高さセンサ部（６）が示した場合には、時間経過に伴って前記植物（Ｖ）に照射される光の量を段階的に減少させることを特徴とする。

　本発明の第８の観点は、前記定植パネル（２）に定植されている植物（Ｖ）の品種がどの品種であるかのデータを入力する工程と、
　最適光量データ保持部（１１）に保持されている様々な品種の植物（Ｖ）についての最適光量に関するデータと前記入力されたデータとから前記定植パネル（２）に定植されている植物（Ｖ）に照射する最適光量を求める工程と、
を備え、
　前記照明制御部（８）は、該植物（Ｖ）に照射する光の量が前記最適光量となるように前記照明装置（７）を制御することを特徴とする。

　なお、括弧内の番号などは、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。

　上記した第１及び５の観点によれば、図３に例示したような昇降装置を設けておらず、その分、栽培棚の構造を簡素化できる。また、前記生育幅解析部により解析した前記植物の生育幅が所定の生育幅閾値を超えると共に前記高さセンサ部により検知した生育高さが所定の高さ閾値を超えた場合に前記照明制御部は前記照明装置を制御して前記植物に照射する光の量を所定量に減少するように構成されているので、該植物の生育を弱めることができ、植物が上側の定植パネルにぶつかって折れたりするおそれを回避することができる。さらに、光の過照射に伴うチップバーン現象を回避できる。ところで、植物工場（植物栽培装置）においては、成長不良によって横方向に成長しないで高さ方向にのみ成長（徒長）するような植物も生じうるが、本発明によれば、前記高さセンサ部による植物の生育高さ検知だけでなく、前記カメラ部による生育幅の検知も行うようになっているので、そのような成長不良の検知を的確に行うことができる。

　上記した第２及び６の観点によれば、成長不良の株の影響を受けること無く、植物の成長状態の判定を的確に行うことができる。

　上記した第３及び７の観点によれば、適正な光量管理をすることができる。

　上記した第４及び８の観点によれば、植物の品種ごとに設定した適切な照明光量でエネルギー効率の良い植物栽培を行うことが出来る。

図１は、本発明に係る植物栽培装置の構成の一例を示す模式図（ブロック図）である。 図２は、図１に例示する栽培棚の側面図である。 図３は、植物栽培装置の従来構成の一例を示す正面図である。

　以下、図１及び図２に沿って、本発明の実施の形態について説明する。

　本発明に係る植物栽培装置は、図１及び図２に符号１で例示するものであって、定植パネル２を複数段に収納する栽培棚３を備えており、各定植パネル２には、植物Ｖを定植する培地（不図示）が複数載置されるように構成されている。

　そして、本発明に係る植物栽培装置１は、
・　前記定植パネル２の上方に配置されて該定植パネル２に定植された植物Ｖを上方から撮影するように構成されたカメラ部４と、
・　該カメラ部４からの前記植物Ｖの画像を公知の方法で処理することにより該植物Ｖの生育幅（具体的には、該植物Ｖの最大幅寸法、及び／又は水平投影面積）を解析する生育幅解析部５と、
・　前記植物Ｖの生育高さ（最大の生育高さ）を検知する高さセンサ部６と、
・　前記定植パネル２に定植された植物Ｖに光を照射する照明装置７と、
・　該照明装置７を制御して前記植物Ｖに照射される光の量を調整する照明制御部８と、
を備え、該照明制御部８は、
・　前記植物Ｖの生育幅が所定の閾値（生育幅閾値）を超えていないことを前記生育幅解析部５の解析結果が示し、かつ、該植物Ｖの生育高さが所定の閾値（高さ閾値）を超えていないことを前記高さセンサ部６が示している場合には、前記生育幅解析部５による解析結果、及び／又は前記高さセンサ部６による検知結果に基づいて前記植物Ｖに照射される光の量を調整し、
・　前記植物Ｖの生育幅が所定の生育幅閾値を超えていることを前記生育幅解析部５の解析結果が示し、かつ、該植物Ｖの生育高さが所定の高さ閾値を超えていることを前記高さセンサ部６が示している場合には、前記生育幅解析部５による解析結果や前記高さセンサ部６による検知結果にかかわらず、前記植物Ｖに照射される光の量を所定量に減少させる、
ように構成されている。なお、本明細書において「前記生育幅解析部５による解析結果や前記高さセンサ部６による検知結果にかかわらず」とは、「前記照明制御部８が前記照明装置７を制御する際に“前記生育幅解析部５による解析結果”や“前記高さセンサ部６による検知結果”を考慮に入れないで」という意味であり、「該照明制御部８はそれらの解析結果や検知結果を加味することなく前記照明装置７を制御する」という意味である。その場合、該照明制御部８は、“前記生育幅解析部５による解析結果”や“前記高さセンサ部６による検知結果”を考慮することなく前記植物Ｖに照射される光の量を所定量に減少させることとなる。また、前記生育幅解析部５により解析した前記植物Ｖの生育幅、及び前記高さセンサ部６により検知した生育高さのいずれか一方だけが所定の閾値を超えていて他方が所定の閾値を超えていないような場合には、前記照明制御部８は、閾値を超えていない方の結果（つまり、前記生育幅解析部５により解析した前記植物Ｖの生育幅が所定の生育幅閾値を超えていない場合にはその生育幅であり、前記高さセンサ部６により検知した生育高さが所定の高さ閾値を超えていない場合には該生育高さ）に従って光量制御を行えば良い。

　また、前記照明装置７としてはＬＥＤ光源が好ましいが、その他の公知の光源、例えば、蛍光灯や高圧ナトリウムランプやメタルハライドランプなどを排除するものではない。

　さらに、前記照明制御部８による前記照明装置７の制御の態様としては、
・　アナログ調光（照明装置に供給する電流量を変化させることで明るさを調整する調光方式）と、
・　ＰＷＭ調光（点灯時間と消灯時間を制御することで明るさを調整する調光方式）と、を挙げることができ、照明装置７の種類に応じて使い分ければ良い。なお、前記照明装置７にＬＥＤ光源を用いた場合には、これらのアナログ調光とＰＷＭ調光の両方を使って光量を制御するようにしても良い。因みに、植物には連続的な光照射を行うよりも間欠的な光照射（植物の品種によって多少は異なるものの、明期の幅は２００μｓｅｃ程度で明暗周期は２．５ｋＨｚ程度の光照射）を行った方が光合成速度は増加することが分かっており、前記アナログ調光による連続的な光照射よりも前記ＰＷＭ調光による間欠的な光照射を行った方が光合成促進の点からは好ましい。

　またさらに、前記カメラ部４は、静止画を撮影できるものであれば良いが、動画撮影機能を有するものを排除する趣旨では無い。なお、前記照明装置７の調光を上述のようなＰＷＭ調光で行う場合には、前記カメラ部４による撮影のタイミングを前記照明装置７の光照射のタイミングに同期させるようにすると良い。

　本発明によれば、図３に例示したような昇降装置１１２を設けておらず、栽培棚３の構造を簡素化できる。また、前記生育幅解析部５により解析した前記植物Ｖの生育幅が所定の生育幅閾値を超えると共に前記高さセンサ部６により検知した生育高さが所定の高さ閾値を超えた場合に前記照明制御部８は前記照明装置７を制御して前記植物Ｖに照射する光の量を所定量に減少するように構成されているので、該植物Ｖの生育を弱めることができ、植物Ｖが上側の定植パネル２にぶつかって折れたりするおそれを回避することができる。さらに、光の過照射に伴うチップバーン現象を回避できる。ところで、植物工場（植物栽培装置）においては、成長不良によって横方向に成長しないで高さ方向にのみ成長（徒長）するような植物も生じうるが、本発明によれば、前記高さセンサ部６による植物Ｖの生育高さ検知だけでなく、前記カメラ部４による生育幅の検知も行うようになっているので、そのような成長不良の検知を的確に行うことができる。

　一方、前記カメラ部４は、前記定植パネル２に定植された複数株の植物Ｖを上方から撮影し得る位置に配置され、前記生育幅解析部５は、前記定植パネル２に定植された複数株の植物Ｖの最大幅寸法、及び／又は該定植パネル２に定植された複数株の植物Ｖの水平投影面積を解析するように構成されていると良い。その場合、前記カメラ部４が撮影する複数株の植物Ｖの中に上述のような成長不良の株（つまり、徒長植物）が混じっているような場合には、前記生育幅解析部５は、該成長不良の株を除外することとし、該成長不良の株以外の株の最大幅寸法及び／又は水平投影面積を解析するようにすると良い。そのようにした場合には、成長不良の株の影響を受けること無く、植物の成長状態の判定を的確に行うことができる。

　ところで、前記照明制御部８は、上述したように、前記植物Ｖの生育幅が所定の生育幅閾値を超えたことを前記生育幅解析部５の解析結果が示し、かつ、該植物Ｖの生育高さが所定の高さ閾値を超えたことを前記高さセンサ部６が示した場合には、前記生育幅解析部５による解析結果や前記高さセンサ部６による検知結果にかかわらず、前記植物Ｖに照射される光の量を所定量に減少させるように構成されているが、該植物Ｖに照射される光の量を時間経過と共に段階的に減少させるようにしても良い。具体的には、時間経過を計測するタイマー部９を前記植物栽培装置１に設けておいて、前記照明制御部８は、該タイマー部９が計測した時間に伴って、前記植物Ｖに照射される光の量を時間経過と共に段階的に減少させるようにしても良い。例えば、前記生育幅解析部５により解析した前記植物Ｖの生育幅が所定の生育幅閾値を超えると共に前記高さセンサ部６により検知した生育高さが所定の高さ閾値を超えた瞬間における光の照射量が５０％だとすると、
・　１日目（つまり、前記生育幅解析部５により解析した前記植物Ｖの生育幅が所定の生育幅閾値を超えると共に前記高さセンサ部６により検知した生育高さが所定の高さ閾値を超えたときを基準とした１日目）の光の照射量を４５％、
・　２日目の光の照射量を４０％、
……というように、光の照射量を段階的に減少させるようにしても良い。植物によっては、例えばレタス類のように、ある程度の高さまで成長すると高さ方向への成長は止めるものの横方向へは成長を続けるという品種がある。そのような品種においては、上述した高さセンサ部６だけで成長度合いを検知し続けることは困難である。また、上述のように横方向への成長を続けると、隣どうしの植物が入り混じってしまって前記生育幅解析部５による解析（つまり、植物の１株当たりの幅寸法や水平投影面積の解析）も困難となる場合がある。しかしながら、植物Ｖの成長が所定の閾値を超えた後は該植物Ｖに照射される光の量を時間経過と共に段階的に減少させるようにした場合には、上述のような高さセンサ部６や生育幅解析部５には頼らなくて済み、適正な光量管理をすることができる。

　一方、成長期の植物Ｖに照射すべき光の最適量（つまり、ＰＷＭ調光の場合は、上述したように光合成速度と密接に関連する明期の幅や明暗周期であり、アナログ調光の場合は、照明装置７に供給する電流量）、及び収穫前の植物に照射すべき光の最適量（言い換えれば、上述したように植物Ｖの生育幅が所定の生育幅閾値を超えると共に前記生育高さが所定の高さ閾値を超えた場合に前記照明制御部８により減少させる光の量）は、植物の品種によって多少異なるものとなる。そこで、本発明に係る植物栽培装置１には、
・　前記定植パネル２に定植されている植物Ｖの品種がどの品種であるかのデータを入力する品種データ入力部１０と、
・　様々な品種の植物についての最適な光量に関するデータを保持する最適光量データ保持部１１と、
を設けておいて、前記照明制御部８は、前記品種データ入力部１０により入力されたデータ（つまり、前記定植パネル２に定植されている植物Ｖの品種がどの品種であるかのデータ）と、前記最適光量データ保持部１１に保持されているデータ（つまり、様々な品種の植物についての最適な光量についてのデータ）とに基づいて、植物に照射する光の量を調整するようにすると良い。つまり、前記照明制御部８は、前記生育幅解析部５により解析した前記植物Ｖの生育幅が所定の生育幅閾値を超えておらず、かつ、前記高さセンサ部６により検知した生育高さが所定の高さ閾値を超えていない場合には、
・　前記生育幅解析部５による解析結果、又は前記高さセンサ部６による検知結果と、
・　前記品種データ入力部１０により入力されたデータ（つまり、前記定植パネル２に定植されている植物Ｖの品種がどの品種であるかのデータ）、及び、前記最適光量データ保持部１１に保持されているデータ（つまり、様々な品種の植物についての栽培終期における最適な光量についてのデータ）、
とに基づいて光の量を制御し、前記生育幅解析部５により解析した前記植物Ｖの生育幅が所定の生育幅閾値を超えると共に前記高さセンサ部６により検知した生育高さが所定の高さ閾値を超えた場合には、
・　前記品種データ入力部１０により入力されたデータ（つまり、前記定植パネル２に定植されている植物Ｖの品種がどの品種であるかのデータ）、及び、前記最適光量データ保持部１１に保持されているデータ（つまり、様々な品種の植物についての最適な光量についてのデータ）、
に基づいて光の量を制御するようにすると良い。そのようにした場合には、植物の品種ごとに設定した適切な照明光量でエネルギー効率の良い植物栽培を行うことが出来る。なお、前記品種データ入力部１０としては、公知のタッチパネルやスイッチを挙げることができ、図２に例示する位置に配置すると良い。また、前記最適光量データ保持部１１としては、ハードディスクやＳＳＤやＵＳＢメモリやＳＤカードなどの公知のメディアを挙げることができる。

　一方、図１に例示する高さセンサ部６は、発光部６Ａと受光部６Ｂとで構成されてなる非接触式の光電センサであるが、もちろんこれに限られるものではなく、その他の公知の非接触式センサや接触式センサを用いても良い。あるいはカメラ部４とは別のカメラを高さセンサ部６として設けても良く、この場合取り込んだ画像を画像解析部に入力させて画像処理にて高さを検知することになるが、この画像解析部は生育幅解析部５であっても良い。

　また、前記栽培棚３には前記定植パネル２が複数段に配置されているので、前記カメラ部４は、いずれかの定植パネル２の上方（具体的には、いずれの定植パネル２の上方に配置された定植パネル２の下面）に取り付けると良い。なお、植物工場においては、１つの栽培棚３には同じ植物を定植することが一般的に行われていて、１つの栽培棚３に異なる種類の植物を混植することは少ない。したがって、１つの栽培棚３に同じ植物を定植されているような場合には、それら全ての植物を前記カメラ部４が撮影する必要は無く、少なくとも１つの株の植物、好ましくは、複数の株の植物を撮影するようにすると良い。また、該カメラ部４を前記照明装置７とを一体化したユニットにして前記栽培棚３に取り付けるようにしても良い。そのようにした場合には、該カメラ部４及び該照明装置７の取り付け作業を簡素化できる。

　一方、本発明に係る植物栽培方法は、植物Ｖを定植する培地（不図示）が複数載置される定植パネル２を複数段に収納する栽培棚３を利用して植物Ｖを栽培する方法であって、
・　前記定植パネル２の上方に配置したカメラ部４により該定植パネル２に定植された植物Ｖを上方から撮影する工程と、
・　生育幅解析部５によって該カメラ部４からの前記植物Ｖの画像を処理して該植物Ｖの生育幅（具体的には、該植物Ｖの最大幅寸法、及び／又は水平投影面積）を解析する工程と、
・　前記植物Ｖの生育高さを高さセンサ部６により検知する工程と、
・　前記植物Ｖの生育幅が所定の生育幅閾値を超えていないことを前記生育幅解析部５の解析結果が示し、かつ、該植物Ｖの生育高さが所定の高さ閾値を超えていないことを前記高さセンサ部６が示している場合には、前記生育幅解析部５による解析結果、及び／又は前記高さセンサ部６による検知結果に基づいて照明制御部８が照明装置７を制御して前記植物Ｖに照射される光の量を調整する工程と、
・　前記植物Ｖの生育幅が所定の生育幅閾値を超えていることを前記生育幅解析部５の解析結果が示し、かつ、該植物Ｖの生育高さが所定の高さ閾値を超えていることを前記高さセンサ部６が示している場合には、前記生育幅解析部５による解析結果や前記高さセンサ部６による検知結果にかかわらず、前記照明制御部８が前記照明装置７を制御して前記植物Ｖに照射される光の量を所定量に減少させる工程と、
を備えている。なお、前記高さセンサ部６による高さ検知や、前記カメラ部４による前記植物Ｖの撮影や、前記生育幅解析部５による解析などは常時行う必要はない。例えば、栽培終期の１０日間（例えば、１日に２回程度）行うと良い。

　本発明によれば、図３に例示したような昇降装置１１２を設けておらず、栽培棚３の構造を簡素化できる。また、前記生育幅解析部５により解析した前記植物Ｖの生育幅が所定の生育幅閾値を超えると共に前記高さセンサ部６により検知した生育高さが所定の高さ閾値を超えた場合に前記照明制御部８は前記照明装置７を制御して前記植物Ｖに照射する光の量を所定量に減少するように構成されているので、該植物Ｖの生育を弱めることができ、植物Ｖが上側の定植パネル２にぶつかって折れたりするおそれを回避することができる。さらに、光の過照射に伴うチップバーン現象を回避できる。ところで、植物工場（植物栽培装置）においては、成長不良によって横方向に成長しないで高さ方向にのみ成長（徒長）するような植物も生じうるが、本発明によれば、前記高さセンサ部６による植物Ｖの生育高さ検知だけでなく、前記カメラ部４による生育幅の検知も行うようになっているので、そのような成長不良の検知を的確に行うことができる。

　この場合、前記カメラ部４は、前記定植パネル２に定植された複数株の植物Ｖを上方から撮影し、該カメラ部４が撮影する複数株の植物Ｖの中に成長不良の株が混じっているような場合には、前記生育幅解析部５は、該成長不良の株以外の株の最大幅寸法、及び／又は水平投影面積を解析するようにすると良い。そのようにした場合には、成長不良の株の影響を受けること無く、植物の成長状態の判定を的確に行うことができる。

　また、前記照明制御部８は、前記植物Ｖの生育幅が所定の生育幅閾値を超えたことを前記生育幅解析部５の解析結果が示し、かつ、該植物Ｖの生育高さが所定の高さ閾値を超えたことを前記高さセンサ部６が示した場合には、時間経過に伴って前記植物Ｖに照射される光の量を段階的に減少させるようにしても良い。そのようにした場合には、適正な光量管理をすることができる。

　さらに、本発明に係る植物栽培方法は、
・　前記定植パネル２に定植されている植物Ｖの品種がどの品種であるかのデータを入力する工程と、
・　最適光量データ保持部１１に保持されている様々な品種の植物Ｖについての最適光量に関するデータと前記入力されたデータとから前記定植パネル２に定植されている植物Ｖに照射する最適光量を求める工程と、
を備え、前記照明制御部８は、該植物Ｖに照射する光の量が前記最適光量となるように前記照明装置７を制御するようにすると良い。そのようにした場合には、植物の品種ごとに設定した適切な照明光量でエネルギー効率の良い植物栽培を行うことが出来る。

１　　　　　　　　　　　　植物栽培装置
２　　　　　　　　　　　　定植パネル
３　　　　　　　　　　　　栽培棚
４　　　　　　　　　　　　カメラ部
５　　　　　　　　　　　　生育幅解析部
６　　　　　　　　　　　　高さセンサ部
７　　　　　　　　　　　　照明装置
８　　　　　　　　　　　　照明制御部
９　　　　　　　　　　　　タイマー部
１０　　　　　　　　　　　品種データ入力部
１１　　　　　　　　　　　最適光量データ保持部
Ｖ　　　　　　　　　　　　植物

 

Claims (8)

1. 　植物を定植する培地が複数載置される定植パネルを複数段に収納する栽培棚、を備えた植物栽培装置において、
   　前記定植パネルの上方に配置されて該定植パネルに定植された植物を上方から撮影するように構成されたカメラ部と、
   　該カメラ部からの前記植物の画像を処理することにより該植物の生育幅を解析する生育幅解析部と、
   　前記植物の生育高さを検知する高さセンサ部と、
   　前記定植パネルに定植された植物に光を照射する照明装置と、
   　該照明装置を制御して前記植物に照射される光の量を調整する照明制御部と、
   を備え、該照明制御部は、
   　前記植物の生育幅が所定の閾値を超えていないことを前記生育幅解析部の解析結果が示し、かつ、該植物の生育高さが所定の閾値を超えていないことを前記高さセンサ部が示している場合には、前記生育幅解析部による解析結果、及び／又は前記高さセンサ部による検知結果に基づいて前記植物に照射される光の量を調整し、
   　前記植物の生育幅が所定の閾値を超えていることを前記生育幅解析部の解析結果が示し、かつ、該植物の生育高さが所定の閾値を超えていることを前記高さセンサ部が示している場合には、前記生育幅解析部による解析結果や前記高さセンサ部による検知結果にかかわらず、前記植物に照射される光の量を所定量に減少させる、ように構成された、
   　ことを特徴とする植物栽培装置。
2. 前記カメラ部は、前記定植パネルに定植された複数株の植物を上方から撮影し得る位置に配置され、前記生育幅解析部は、前記定植パネルに定植された複数株の植物の最大幅寸法、及び／又は該定植パネルに定植された複数株の植物の水平投影面積を解析するように構成され、
   　前記カメラ部が撮影する複数株の植物の中に成長不良の株が混じっているような場合には、前記生育幅解析部は、該成長不良の株以外の株の最大幅寸法及び／又は水平投影面積を解析するように構成された、
   　ことを特徴とする請求項１に記載の植物栽培装置。
3. 　時間経過を計測するタイマー部を備え、
   　前記照明制御部は、前記植物の生育幅が所定の閾値を超えたことを前記生育幅解析部の解析結果が示し、かつ、該植物の生育高さが所定の閾値を超えたことを前記高さセンサ部が示した場合には、前記タイマー部が計測した時間に伴って前記植物に照射される光の量を段階的に減少させるように構成された、
   　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の植物栽培装置。
4. 　前記定植パネルに定植されている植物の品種がどの品種であるかのデータを入力する品種データ入力部と、
   　様々な品種の植物についての最適な光量に関するデータを保持する最適光量データ保持部と、
   を備え、
   　前記照明制御部は、前記品種データ入力部により入力されたデータと前記最適光量データ保持部に保持されているデータとに基づいて、植物に照射する光の量が最適になるように調整するように構成された、
   　ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の植物栽培装置。
5. 　植物を定植する培地が複数載置される定植パネルを複数段に収納する栽培棚、を利用して植物を栽培する植物栽培方法において、
   　前記定植パネルの上方に配置したカメラ部により該定植パネルに定植された植物を上方から撮影する工程と、
   　生育幅解析部によって該カメラ部からの前記植物の画像を処理して該植物の生育幅を解析する工程と、
   　前記植物の生育高さを高さセンサ部により検知する工程と、
   　前記植物の生育幅が所定の閾値を超えていないことを前記生育幅解析部の解析結果が示し、かつ、該植物の生育高さが所定の閾値を超えていないことを前記高さセンサ部が示している場合には、前記生育幅解析部による解析結果、及び／又は前記高さセンサ部による検知結果に基づいて照明制御部が照明装置を制御して前記植物に照射される光の量を調整する工程と、
   　前記植物の生育幅が所定の閾値を超えていることを前記生育幅解析部の解析結果が示し、かつ、該植物の生育高さが所定の閾値を超えていることを前記高さセンサ部が示している場合には、前記生育幅解析部による解析結果や前記高さセンサ部による検知結果にかかわらず、前記照明制御部が前記照明装置を制御して前記植物に照射される光の量を所定量に減少させる工程と、
   　を備えたことを特徴とする植物栽培方法。
6. 　前記カメラ部は、前記定植パネルに定植された複数株の植物を上方から撮影し、
   　該カメラ部が撮影する複数株の植物の中に成長不良の株が混じっているような場合には、前記生育幅解析部は、該成長不良の株以外の株の最大幅寸法、及び／又は水平投影面積を解析する、
   　ことを特徴とする請求項５に記載の植物栽培方法。
7. 　前記照明制御部は、前記植物の生育幅が所定の閾値を超えたことを前記生育幅解析部の解析結果が示し、かつ、該植物の生育高さが所定の閾値を超えたことを前記高さセンサ部が示した場合には、時間経過に伴って前記植物に照射される光の量を段階的に減少させる、
   　ことを特徴とする請求項５又は６に記載の植物栽培方法。
8. 　前記定植パネルに定植されている植物の品種がどの品種であるかのデータを入力する工程と、
   　最適光量データ保持部に保持されている様々な品種の植物についての最適光量に関するデータと前記入力されたデータとから前記定植パネルに定植されている植物に照射する最適光量を求める工程と、
   を備え、
   　前記照明制御部は、該植物に照射する光の量が前記最適光量となるように前記照明装置を制御する、
   　ことを特徴とする請求項７に記載の植物栽培方法。
   
    

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