WO2018061858A1 - 照明システム、植物育成用照明システム、照明装置 - Google Patents

照明システム、植物育成用照明システム、照明装置 Download PDF

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WO2018061858A1
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light source
unit
storage unit
light
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Inventor
松本 章寿
光広 松田
Original Assignee
ウシオ電機株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10Controlling the light source
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00Botany in general

Definitions

  • the present invention relates to an illumination system, an illumination system for plant cultivation, or an illumination device.
  • Patent Document 1 discloses a lighting device for plant growth equipped with a red LED and a blue LED in order to enhance the plant growth promoting effect.
  • plants have circadian rhythms unique to plants as well as human body clocks
  • Patent Document 2 discloses a system for growing plants by lighting in accordance with the circadian rhythms. Is disclosed.
  • Patent Document 2 for effective growth of a plant, it is effective to provide an illumination lighting period (light period) and an illumination extinction period (dark period) in accordance with the circadian rhythm peculiar to plants. It is said that there is. For this reason, from the viewpoint of efficiently growing plants, it is effective to adjust the light according to the circadian rhythm.
  • the characteristics and the degree of growth of plants can be changed by changing the wavelength balance of the illuminating light (for example, the output ratio of red light and blue light). For this reason, for example, it is necessary to realize a system that can change the wavelength balance for each elapsed time according to the purpose of the user, such as a growth condition for giving a more crunchy texture or a growth condition for adjusting the shipping time. ing.
  • the wavelength balance of the illuminating light for example, the output ratio of red light and blue light.
  • an object of the present invention is to provide an illumination system and an illumination apparatus that can efficiently perform illumination management on a plant.
  • the present invention is an illumination system including a plurality of light source units, Each of the plurality of light source units includes a light emitting element, a control unit that controls light emission intensity of the light emitting element, a receiving unit that wirelessly receives a signal in a predetermined format, and a storage unit.
  • the receiving unit receives the first information regarding the dimming schedule of the corresponding light source unit
  • the receiving unit outputs the first information to the storage unit
  • the storage unit stores the input first information
  • the control unit reads the first information stored in the storage unit, and according to the dimming schedule described in the first information, The emission intensity is controlled.
  • each of the plurality of light source units has a storage unit, and the first information related to the dimming schedule is stored in the storage unit. For this reason, the light control according to the light control schedule predetermined for every light source part is attained.
  • each light source unit is configured to be able to receive signals wirelessly. For this reason, each light source unit performs autonomous dimming control by wirelessly transmitting the first information describing the dimming schedule to each light source unit in advance to each light source unit. Can do.
  • the above configuration is not configured to send a signal to that effect at the timing of increasing / decreasing the output, but stores information (first information) describing a dimming schedule over a predetermined period in each light source unit itself. It is a feature that makes it happen. With this configuration, it is possible to perform dimming control flexibly according to the user's demand while having high accuracy.
  • the first information may be configured to include information in which an elapsed time from a predetermined timing and a relative value with respect to a reference value of light emission intensity are associated with each other.
  • the reference value may be a rated value of the light emission intensity of the light source unit.
  • the plurality of light source units includes a plurality of light emitting elements that emit light having two or more types of emission wavelengths.
  • the first information may include information in which an elapsed time from a predetermined timing and a relative value with respect to a reference value of the emission intensity for each emission wavelength are associated with each other.
  • Each of the plurality of light source units is provided with a first identifier for identifying a group to which each belongs.
  • the receiving unit receives the first information and the second information related to the first identifier, the first identifier described in the second information belongs to a group to which the light source unit including the receiving unit belongs.
  • the first information may be output to the storage unit only when it is compatible.
  • the plurality of light source units are each assigned a first identifier for each group to which they belong,
  • the receiving unit receives the first information and the second information related to the first identifier, the receiving unit outputs the first information and the second information to the storage unit,
  • the storage unit stores the input first information and the second information in association with each other,
  • the first identifier described in the second information stored in the storage unit is the light source unit including the control unit. Only when it corresponds to the group to which it belongs, the first information associated with the second information is read, and the light emission intensity of the light emitting element is controlled according to the dimming schedule described in the first information It does not matter.
  • each light source unit selects only the dimming schedule corresponding to the group to which the light source unit belongs Then, dimming control is performed autonomously.
  • the lighting system has a transmission function, and includes an information input device for inputting the first information,
  • the information input device includes: Accepting the input of the first information describing the dimming schedule,
  • the input first information and the second information related to the first identifier corresponding to the target group for setting the dimming schedule may be transmitted to the light source unit.
  • the information input device may be any device as long as it has a wireless communication function and an information input function, such as a tablet computer, a notebook computer, and a multi-function mobile phone (smart phone).
  • the information input device can input the information describing the dimming schedule in a state linked to the group for each group, and transmit the information to each light source unit.
  • Each light source unit is autonomously dimmed according to the dimming schedule of the group to which it belongs.
  • the plurality of light source units include a transmission unit,
  • the storage unit stores third information related to a second identifier for identifying the light source unit including the storage unit from other light source units,
  • the information input device includes: Has a transmission and reception function, When a predetermined request signal is transmitted to the light source unit, the third information stored in the storage unit transmitted from the transmission unit provided in the light source unit is received, After associating the light source unit corresponding to the second identifier described in the third information with the first identifier of the group to which the light source unit belongs, the second information regarding the first identifier Transmit to the light source unit,
  • the light source unit may be configured to store the second information in the storage unit.
  • the grouping for each light source unit can be set on the information input device side.
  • the transmitting unit and the receiving unit may serve as the antenna unit.
  • the control unit may detect that a signal for starting control is input when a signal for starting energization is input.
  • the lighting system can be used as a lighting system for plant cultivation.
  • the illumination device includes: A light emitting element, a control unit that controls the light emission intensity of the light emitting element, a receiving unit that wirelessly receives a signal of a predetermined format, and a storage unit,
  • the receiving unit receives the first information regarding the dimming schedule
  • the receiving unit outputs the first information to the storage unit
  • the storage unit stores the input first information
  • the control unit reads the first information stored in the storage unit, and emits light from the light emitting element according to a dimming schedule described in the first information It can be set as the structure which controls intensity
  • the lighting device may have a bar-type structure in which a plurality of light emitting elements are arranged in a predetermined direction.
  • Each light emitting element can be, for example, an LED element.
  • the first information may be configured to include information in which an elapsed time from a predetermined timing and a relative value with respect to a reference value of light emission intensity are associated with each other.
  • the lighting system or the lighting device of the present invention it becomes possible to efficiently perform lighting management for plants.
  • FIG. 1 is a drawing schematically showing a plant factory including the lighting system of the present invention.
  • the plant factory 1 includes a plant growing region 10 and a light source unit 20.
  • the plant growing region 10 is composed of three stages, but this is an example.
  • the plant growing region 10 may be configured with only one stage, may be configured with two stages, or may be configured with four or more stages.
  • FIG. 2 is a schematic view of one plant growing region 10 in FIG. 1 as viewed from above.
  • the light source unit 20 illuminates the plant growing area 10.
  • a dimming schedule is set in advance corresponding to the small regions (10a, 10b, 10c,). More specifically, each light source unit 20 relates to a dimming schedule in advance so as to be dimming suitable for plants grown in small areas (10a, 10b, 10c,...) To be illuminated. I remember information. For this reason, each light source unit 20 does not need to sequentially receive a control signal for output increase / decrease or on / off, and can be autonomously controlled.
  • the configuration of the light source unit 20 will be described with reference to the drawings.
  • the light source unit 20 corresponds to an “illuminating device”.
  • FIG. 3A is a schematic front view showing an example of the configuration of the light source unit 20.
  • FIG. 3B is a schematic side view of the light source unit 20 shown in FIG. 3A.
  • FIG. 3B also illustrates portions that are originally hidden for convenience of explanation.
  • the light source unit 20 includes, as an example, a casing 31 having a rectangular parallelepiped shape with a long external shape.
  • a long element substrate 41 is provided inside the casing 31.
  • a plurality of light emitting elements 43 (43 a, 43 b) are arranged along the longitudinal direction of the element substrate 41.
  • An opening is provided on the side of the housing 31 facing the light emitting element 43, and a light transmissive window member 50 is provided in the opening.
  • An antenna unit 62 is provided inside the housing 31.
  • the antenna unit 62 is configured to be able to transmit and receive a predetermined type of wireless signal.
  • the standard of the radio signal is arbitrary, but as an example, Wi-Fi, Bluetooth (registered trademark), EnOcean, or the like can be used.
  • FIG. 4 is a block diagram functionally showing the configuration of the light source unit 20.
  • the control unit 63 is configured by a microcomputer
  • the storage unit 64 is configured by a memory.
  • the driver 65 is a circuit that performs drive control on each light emitting element 43 based on a control signal output from the control unit 63.
  • the control unit 63 includes a signal processing circuit for processing a radio signal of a predetermined format transmitted / received in the antenna unit 62.
  • the element substrate 41 is mounted with two types of light emitting elements 43a and 43b having different emission wavelengths. Specifically, a light emitting element 43a that emits light (blue light) near a wavelength of 450 nm and a light emitting element 43b that emits light (red light) near a wavelength of 660 nm are mounted. These light emitting elements 43 (43a, 43b) can be changed in intensity for each wavelength by a control signal from the control unit 63.
  • the information (first information) indicating the dimming schedule of the light emitting elements 43 (43a, 43b) is stored in the storage unit 64 in advance.
  • the dimming schedule a schedule in which the relationship between elapsed time and light emission intensity is specified can be used.
  • FIG. 5 shows an example of the dimming schedule.
  • the light emission intensity of each light emitting element 43 (43a, 43b) is defined by the ratio with respect to each rated value.
  • the time unit for changing the light control content is 15 minutes, but this unit is arbitrary. As another example, it can be set to be an hour unit, an hour unit, a day unit, a day unit, or the like.
  • the time for changing the dimming content does not always have to be constant. For example, after changing the dimming content 15 minutes after the start of control, it may be changed to the next dimming content 45 minutes later, and then changed to the next dimming content 90 minutes later. Furthermore, at least a part of the light source units 20 may store a dimming schedule for constantly maintaining the light emission intensity of each light emitting element 43 (43a, 43b).
  • the control unit 63 When a predetermined control start signal is given, the control unit 63 performs output control based on the first information stored in the storage unit 64 in accordance with the elapsed time after receiving the signal. That is, the light source unit 20 does not need to be given a signal from the outside when the timing for changing the light emission intensity arrives, and has a configuration capable of autonomous light control.
  • control start signal Any signal can be used as the control start signal.
  • a signal for starting energization of the light source unit 20 can be used as a control start signal. That is, the control can be started at the timing when the breaker or switch for energization is turned on.
  • a plurality of plant growing regions 10 are arranged in the plant factory 1, and a plurality of light source units 20 are arranged to irradiate each plant growing region 10.
  • a predetermined code can be used to identify some plant growing regions 10. As an example, one region is specified by combining a shelf ID, a stage ID, and a zone ID. If the plant factory 1 has 1 to 100 shelves, each shelf has 5 levels, and 1 to 10 small areas are divided in each level, a total of 5000 plant growing areas 10 can be distinguished.
  • (Initial setting) 6A to 6B are image diagrams schematically showing the state of the initial setting. In the initial setting, linking is performed between each light source unit 20 and the target plant growing region 10.
  • signals are transmitted and received between the predetermined information input device 70 and the light source unit 20.
  • the user carries the information input device 70 and transmits a predetermined request signal R1 near the light source unit 20 (see FIG. 6A).
  • the light source unit 20 that has correctly received the request signal from the information input device 70 receives the request signal from the antenna unit 62 to the control unit 63.
  • Each light source unit 20 is provided with an individual ID (corresponding to a “second identifier”) for identifying the other light source unit 20.
  • Information on this individual ID (corresponding to “third information”) is stored in the storage unit 64 of each light source unit 20.
  • the control unit 63 reads the individual ID from the storage unit 64, and transmits a signal R2 including information describing the individual ID from the antenna unit 62 (see FIG. 6B).
  • the information input device 70 When the information input device 70 receives the signal R2, the information input device 70 displays the individual ID of each light source unit 20 included in the signal R2 on the screen. What is displayed on the screen corresponds to a list of light source units 20 that have been able to correctly transmit and receive signals to and from the information input device 70 at the current position. That is, it corresponds to the light source unit 20 arranged in the vicinity of the current position.
  • the light source unit 20 desired to be associated with the plant growing region 10 is selected and linked.
  • one plant growing region 10 is designated by a shelf, a stage, and a zone, and the designated plant growing region 10 is linked to the light source unit 20 to be illuminated.
  • the plant growing region 10_1 assigned in the first shelf, the first stage, and the first zone is a region illuminated by the light source units 20_1, 20_2, and 20_3, plant growing is performed.
  • the region 10_1 is associated with the light source units 20_1, 20_2, and 20_3.
  • the information is input to the information input device 70.
  • the light source unit 20_j that illuminates the designated plant growing region 10_i is specified only by the user specifying the plant growing region 10_i with the information input device 70.
  • FIG. 7 shows an example in which the areas 10_1 to 10_3 are set to the same group a, and the areas 10_4 to 10_7 are set to the same group b.
  • the region belonging to group a corresponds to the small region 10a in FIG. 2
  • the region belonging to group b corresponds to the small region 10b in FIG.
  • the user inputs information (first information) related to the dimming schedule to be set for each group to the information input device 70 in the format shown in FIG. 5, for example.
  • the information input device 70 stores the dimming schedule for each group at this time.
  • the user After the input is completed, the user carries the information input device 70 and transmits a signal R3 at a position in the vicinity of the plant growing region 10_i to be scheduled (see FIG. 8).
  • the signal R3 to be transmitted corresponds to an identifier relating to the group (for example, group a, group b,...), An individual ID (second identifier) relating to the light source unit 20_j corresponding to the region 10_i belonging to each group, and each group.
  • Information (first information) related to the dimming schedule.
  • the identifier relating to the group corresponds to the “first identifier”.
  • Each light source unit 20 outputs a signal R3 received by the antenna unit 62 to the control unit 63.
  • the control unit 63 causes the storage unit 64 to store information related to the dimming schedule included in the signal R3.
  • the user performs the above processing in all areas in the plant factory 1. Thereby, the information regarding the light control schedule corresponding to each light source part 20 can be memorized.
  • dimming control is autonomously performed in each light source unit 20.
  • the areas to be grown under the same dimming conditions can be set in the same group by the user, the versatility is extremely high.
  • Each light source unit 20 that has received the signal R ⁇ b> 3 may store information related to the dimming schedule belonging to another group in the storage unit 64.
  • the control unit 63 selectively reads out information related to the dimming schedule corresponding to the group to which the light source unit 20 belongs from the storage unit 64, and the light emitting element 43 control may be performed.
  • the light source unit 20 may be configured such that the dimming control is reset when the energization is stopped. After that, after rewriting the dimming schedule in the storage unit 64 by the method described in the above embodiment, the plant factory 1 is operated under the new dimming schedule by starting energization to the light source unit 20 again. Can be made.
  • the storage unit 63 can be a non-volatile memory. In this case, even after the energization to the light source unit 20 is stopped, the conventional dimming schedule remains stored in the storage unit 63. For this reason, for example, when only the plants grown in some plant growing regions 10_i are replaced, the plant factory 1 can be operated after only rewriting the dimming schedule of the light source unit 20 that illuminates the regions. .
  • the types of light emission wavelengths of the light emitting elements 43 provided in each light source unit 20 may be three or more, or one type. Further, the number of types of emission wavelengths of the light emitting elements 43 may be different depending on the plant growing region 10_i.
  • the light source unit 20 may be configured to include a light emitting element, a control unit that controls the light emission intensity of the light emitting element, a receiving unit that wirelessly receives a signal in a predetermined format, and a storage unit. And it is not limited to the shape shown in FIG. 3B.
  • ⁇ 6> a configuration is described in which dimming is performed based on a dimming schedule stored in advance in the light source unit 20 that illuminates the place according to the place of the plant growing region 10 divided into a plurality of parts. .
  • Such a system can also be used for an aspect in which dimming is varied in the middle of growing the same plant, for example.
  • the plant X1 is arranged in the plant growing region 10_j 1 so as to be illuminated with light from the light source unit 20_i 1 in which the dimming schedule S1 is stored.
  • the plants X1 after that number of days, when it becomes want to illumination under different dimming schedule S2, so as to illuminate with light from the light source unit 20_I 2 in which the dimming schedule S2 is stored, plant it can be made for moving the plant X1 in the breeding areas 10_j 2.
  • the target plant itself in the plant growing region 20 illuminated by the light source unit 20 in which the preferable dimming schedule is stored is stored. It can be dealt with by moving.
  • the aspect of moving the plant itself to the area illuminated by the light source unit 20 in which different dimming schedules are stored is also within the scope of the present invention.
  • the dimming schedule stored in the light source unit 20 may be content indicating that the light amount is constant over the entire day.
  • the dimming schedule S1 is a content that causes the light emitting elements 43a and 43b to emit light at 100% output for 24 hours
  • the dimming schedule S2 is an output of 80% for the light emitting element 43a and 85% for the light emitting element 43b. It is assumed that the content is to emit light over 24 hours.
  • dimming schedule S1 is to be illuminated with light from the light source unit 20_I 1 stored, place the plants X1 to the plant growing area 10_J 1, after a few days have passed, dimming schedule S2 is stored in order to illuminated with light from the light source unit 20_i 2, it may be as moving the plants X1 to the plant growing area 10_j 2.

Abstract

植物に対する照明管理を効率的に行うことのできる照明システム、照明装置を提供する。 複数の光源部を含む照明システムであって、複数の光源部のそれぞれは、発光素子と、発光素子の発光強度を制御する制御部と、所定形式の信号を無線により受信する受信部と、記憶部とを備える。受信部は、対応する光源部の調光スケジュールに関する第一情報を受信すると、記憶部に出力し、記憶部は、入力された第一情報を記憶する。制御部は、制御を開始する旨の信号が入力されると、記憶部に記憶された第一情報を読み出し、第一情報に記載された調光スケジュールに従って、発光素子の発光強度を制御する。

Description

照明システム、植物育成用照明システム、照明装置
 本発明は、照明システム、植物育成用照明システム、又は照明装置に関する。
 近年、植物を人工的に栽培する目的で、植物育成用の照明装置の開発が進んでいる(例えば、特許文献1,2参照)。
 下記特許文献1には、植物の生長促進効果を高めるため、赤色LEDと青色LEDを搭載した植物育成用の照明装置が開示されている。また、植物には、人の体内時計と同様、植物固有の概日リズム(サーカディアンリズム)が存在しており、下記特許文献2には、この概日リズムに合わせた照明によって植物を育成するシステムが開示されている。
実用新案登録第3180774号公報 特開2012-179009号公報
 特許文献2に記載されるように、植物の効果的な生長には、植物固有の概日リズムに合わせて、照明点灯期間(明期)と照明消灯期間(暗期)を設けることが有効であるとされている。このため、効率的に植物を育成する観点からは、概日リズムに合わせて調光することが有効である。
 ところで、この概日リズムは、生育対象となる植物に応じて異なっている。このため、生育対象とする植物に応じて、調光のスケジュールを管理する必要がある。
 また、照明する光の波長バランス(例えば、赤色光と青色光の出力比)を変化させることで、植物の特性や生長度合を変化させることができることが知られている。このため、例えば、より歯ごたえを与えるための生長条件や、出荷時期を調整するための生長条件など、ユーザーの目的に応じて、経過時間毎の波長バランスを変えることができるシステムの実現が求められている。
 以上の点から、点灯、照明、調光を適切に管理(調光スケジュール化)することのできる照明装置が求められている。
 しかしながら、一つの植物工場内で扱う照明装置の搭載数は膨大であるため、各照明装置を個別にスケジュール管理することは事実上困難である。一方、全ての照明装置を一元的に管理することも考えられる。しかし、植物工場内で一品種の植物だけを同一の条件で育成することは稀であり、通常は、多品種の植物を育成したり、同一の品種であっても生長条件を異ならせて育成することが一般的である。このため、植物の品種や育成条件に応じて適切な調光スケジュールを組む必要があり、一元的な管理では対応できない。
 また、上記の課題に対処する方法として、植物工場を複数の区画に分割し、区画ごとに一元的に管理する方法も考えられる。しかし、品種に応じて出荷タイミングを意図的に早めたり遅めたりする必要が生じる場合があり、このような事情に伴って、工場内のレイアウト変更を行う必要が生じる。区画ごとに調光スケジュールの管理を行っている工場においては、既に定められた区画の範囲内でしか調光スケジュールの変更を行うことができないため、このような事情に対して臨機応変に対応することが難しい。
 本発明は、上記の課題に鑑み、植物に対する照明管理を効率的に行うことのできる照明システム、照明装置を提供することを目的とする。
 本発明は、複数の光源部を含む照明システムであって、
 前記複数の光源部のそれぞれは、発光素子と、前記発光素子の発光強度を制御する制御部と、所定形式の信号を無線により受信する受信部と、記憶部とを備え、
 前記受信部は、対応する前記光源部の調光スケジュールに関する第一情報を受信すると、前記記憶部に出力し、
 前記記憶部は、入力された前記第一情報を記憶し、
 前記制御部は、制御を開始する旨の信号が入力されると、前記記憶部に記憶された前記第一情報を読み出し、前記第一情報に記載された前記調光スケジュールに従って、前記発光素子の発光強度を制御することを特徴とする。
 上記照明システムでは、複数の光源部それぞれが記憶部を有し、この記憶部に調光スケジュールに関する第一情報が記憶されている。このため、光源部単位で予め定められた調光スケジュールに従った調光が可能となる。
 しかも、各光源部は無線により信号の受信が可能に構成されている。このため、各光源部に対して、調光スケジュールが記載された第一情報を予め無線により各光源部に対して送信しておくことで、各光源部は自律的な調光制御を行うことができる。
 光源部ごとに異なる調光を行う方法としては、光源部にアンテナを内蔵させ、無線を用いて制御部から各光源部に対して制御信号を送信することで調光制御を行う方法も考えられる。しかし、植物育成のための工場はある程度の広さを有しており、光源部の数も膨大になることが想定される。また、同一の領域内において複数の信号を同時に発信すると混信が発生し正常に情報を送信できない場合が起こり得る。このため、全ての光源部に対して出力を変化させる旨の信号を送るためには、ある光源部から別の光源部に対して信号を送信するというシステムを採用する必要が生じる。このような構成を採用すると、全ての光源部に信号が届くまでに時間がかかり、精度の高い制御を行うことができないおそれがある。
 上記の構成は、出力を上昇/低下させるタイミングで、その旨の信号を送るという構成ではなく、所定の期間にわたる調光スケジュールが記載された情報(第一情報)を、各光源部自体に記憶させる点が特徴である。かかる構成とすることで、高い精度を有しながらも、ユーザの需要に応じた臨機応変な調光制御が可能となる。
 前記第一情報は、所定のタイミングからの経過時間と、発光強度の基準値に対する相対値とが関連付けられた情報を含んで構成されているものとしても構わない。
 ここで、前記基準値を前記光源部の発光強度の定格値としても構わない。
 前記複数の光源部は、2種類以上の発光波長を有する光を発する複数の発光素子を備え、
 前記第一情報は、所定のタイミングからの経過時間と、前記発光波長別の発光強度の基準値に対する相対値とが関連付けられた情報を含んで構成されているものとしても構わない。
 前記複数の光源部は、それぞれが属するグループを識別するための第一識別子が付されており、
 前記受信部は、前記第一情報と前記第一識別子に関する第二情報とを受信すると、前記第二情報に記載された前記第一識別子が、当該受信部を備えた前記光源部が属するグループに対応している場合にのみ、前記第一情報を前記記憶部に出力するものとしても構わない。
 植物工場内においては、複数の品種の植物を育成したり、育成の程度を異ならせたりするなどの事情により、領域ごとに異なる調光スケジュールの下で照明する必要が生じる。
すなわち、ある領域内では、同一の調光スケジュールの下で照明し、別の領域内では、別の調光スケジュールの下で照明する必要が生じる場合がある。
 このような事情が生じた場合において、例えば同一の調光スケジュールの下で調光制御を行う複数の光源部を同一のグループとして設定しておくことで、対象となるグループに属する光源部のみが、対応する調光スケジュールに関する第一情報を記憶する構成となる。この結果、当該グループに属する光源部は、対応する調光スケジュールに基づいて自律的に制御が行われる。
 前記複数の光源部は、それぞれが属するグループごとに第一識別子が付されており、
 前記受信部は、前記第一情報と前記第一識別子に関する第二情報とを受信すると、前記第一情報及び前記第二情報を前記記憶部に出力し、
 前記記憶部は、入力された前記第一情報及び前記第二情報を関連付けした状態で記憶し、
 前記制御部は、制御を開始する旨の信号が入力されると、前記記憶部に記憶されている前記第二情報に記載された前記第一識別子が、当該制御部を備えた前記光源部が属するグループに対応している場合にのみ、当該第二情報に関連付けされた前記第一情報を読み出し、前記第一情報に記載された前記調光スケジュールに従って、前記発光素子の発光強度を制御するものとしても構わない。
 例えば同一の調光スケジュールの下で調光制御を行う複数の光源部を同一のグループとして設定しておくことで、各光源部は、当該光源部が属するグループに対応した調光スケジュールのみを選択して自律的に調光制御が行われる。
 前記照明システムは、送信機能を有し、前記第一情報を入力するための情報入力装置を備え、
 前記情報入力装置は、
  前記調光スケジュールが記載された前記第一情報の入力を受け付け、
  入力された前記第一情報と、前記調光スケジュールを設定する対象のグループに対応した前記第一識別子に関する前記第二情報とを前記光源部に送信する構成としても構わない。
 情報入力装置は、タブレット型コンピュータ、ノート型コンピュータ、多機能型携帯電話(スマートフォン)など、無線通信機能と情報入力機能とを備えた装置であれば、どのような装置であっても構わない。
 上記構成によれば、情報入力装置によって、各グループごとに、当該グループに紐付けした状態で調光スケジュールが記載された情報が入力され、各光源部に送信することができる。各光源部は、それぞれが属するグループの調光スケジュールに従って、自律的に調光制御される。
 前記複数の光源部は、送信部を有し、
 前記記憶部は、当該記憶部を備えた前記光源部を他の前記光源部と識別するための第二識別子に関する第三情報を記憶しており、
 前記情報入力装置は、
  送受信機能を有し、
  前記光源部に対して所定の要求信号を送信すると、前記光源部に備えられた前記送信部から送信された前記記憶部に記憶された前記第三情報を受信し、
  前記第三情報に記載された前記第二識別子に対応する前記光源部と、当該光源部が属する対象となるグループの前記第一識別子とを関連付けした後、前記第一識別子に関する前記第二情報を前記光源部に対して送信し、
 前記光源部は、前記第二情報を前記記憶部に記憶する構成とすることができる。
 上記の構成によれば、情報入力装置側で、光源部ごとのグループ化の設定を行うことができる。
 なお、上記構成において、送信部と受信部を、アンテナ部が兼ねる構成として構わない。
 前記制御部は、通電を開始する信号が入力されると、制御を開始する旨の信号が入力されたことを検知するものとしても構わない。
 上記照明システムは、植物育成用の照明システムとして利用することができる。
 また、本発明に係る照明装置は、
 発光素子と、前記発光素子の発光強度を制御する制御部と、所定形式の信号を無線により受信する受信部と、記憶部とを備え、
 前記受信部は、調光スケジュールに関する第一情報を受信すると、前記記憶部に出力し、
 前記記憶部は、入力された前記第一情報を記憶し、
 前記制御部は、制御を開始する旨の信号が入力されると、前記記憶部に記憶された前記第一情報を読み出し、前記第一情報に記載された調光スケジュールに従って、前記発光素子の発光強度を制御する構成とすることができる。
 ここで、上記照明装置は、複数の発光素子が所定の方向に配列されてなる、バータイプの構造とすることができる。また、各発光素子は、例えばLED素子とすることができる。
 前記第一情報は、所定のタイミングからの経過時間と、発光強度の基準値に対する相対値とが関連付けられた情報を含んで構成されているものとしても構わない。
 本発明の照明システム又は照明装置によれば、植物に対する照明管理を効率的に行うことが可能となる。
植物工場の模式的な図面である。 植物育成領域を上から見た模式的な図面である。 光源部の模式的な正面図である。 光源部の模式的な側面図である。 光源部の構成を機能的に示すブロック図である。 調光スケジュールの一例を示す表である。 光源部に対して行われる初期設定の処理内容を模式的に示す図面である。 光源部に対して行われる初期設定の処理内容を模式的に示す図面である。 各植物育成領域をグループ化するときの一例を示す表である。 光源部に対して行われるスケジュール設定の処理内容を模式的に示す図面である。
 以下において、本発明の照明システムの実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の各図において、実際の寸法比と図面上の寸法比は必ずしも一致しない。
 [システムの全体構成]
 図1は、本発明の照明システムを含む植物工場を模式的に示す図面である。植物工場1は、植物育成領域10と、光源部20を備える。図1では、植物育成領域10が3段で構成されているが、これは一例である。例えば、植物育成領域10が1段のみで構成されていても構わないし、2段で構成されていても、4段以上で構成されていても構わない。
 植物育成領域10は、当該領域において生長させる対象となる植物の品種や育成方法の相違によって、複数の小領域(10a,10b,10c,‥‥)に分けられている(図2参照)。図2は、図1のうちの、一の植物育成領域10を上から見た模式的な図面である。
 光源部20は、植物育成領域10を照明する。本実施形態の光源部20は、前記の小領域(10a,10b,10c,‥‥)に対応して、調光スケジュールが予め設定されている。より具体的には、各光源部20は、照明する対象となる小領域(10a,10b,10c,‥‥)において育成される植物に適した調光となるように、予め調光のスケジュールに関する情報を記憶している。このため、各光源部20は、出力の上昇/低下、あるいはオン/オフという制御信号が逐次入力される必要がなく、自律的な制御が可能である。
 [光源部の構成]
 光源部20の構成について、図面を参照して説明する。なお、光源部20は「照明装置」に相当する。
 図3Aは、光源部20の構成の一例を示す模式的な正面図である。図3Bは、図3Aに示す光源部20の模式的な側面図である。なお、図3Bは、説明の都合上、本来隠れている箇所も図示している。
 図3A~図3Bに示すように、光源部20は、一例として、外観形状が長尺な直方体状を有する筐体31を備える。この筐体31の内部には、長尺形状の素子基板41を有する。素子基板41の主面上には、複数の発光素子43(43a,43b)が素子基板41の長手方向に沿って複数配置されている。筐体31の発光素子43に対向する側には開口部が設けられており、当該開口部には、光透過性の窓部材50が設けられている。
 筐体31の内部には、アンテナ部62が設けられている。アンテナ部62は、所定の形式の無線信号の送受信が可能に構成されている。無線信号の規格は任意であるが、一例として、Wi-Fi、Bluetooth(登録商標)、EnOceanなどを用いることができる。
 光源部20には、素子基板41の裏面側に所定の空間が形成されている。この空間内に、電装基板48が設けられている。電装基板48には、所定の信号を送受信するためのアンテナ部62、制御部63、記憶部64、ドライバ65の他(図4参照)、電源用コンデンサ、インダクタ、及びコイルなどの電装部品が配置されている(図示省略)。図4は、光源部20の構成を機能的に示すブロック図である。例えば、制御部63はマイコンで構成され、記憶部64はメモリで構成される。ドライバ65は、制御部63から出力される制御信号に基づいて各発光素子43に対して駆動制御を行う回路である。制御部63は、アンテナ部62において送受信される所定形式の無線信号を処理するための信号処理回路を含む。
 本実施形態では、一例として、素子基板41には、発光波長が異なる2種類の発光素子43a,43bが実装されている。具体的には、波長450nm付近の光(青色光)を放射する発光素子43aと、波長660nm付近の光(赤色光)を放射する発光素子43bとが実装されている。これらの発光素子43(43a,43b)は、制御部63からの制御信号によって、波長別に強度の変更が可能な構成である。
 記憶部64には、予め発光素子43(43a,43b)の、調光スケジュールを示す情報(第一情報)が記憶されている。調光スケジュールの一例としては、経過時間と発光強度の関係が規定されたものを用いることができる。図5に、調光スケジュールの一例を示す。図5では、各発光素子43(43a,43b)の発光強度が、それぞれの定格値に対する比率で規定されている。なお、図5の例では、調光内容を変化させる時間単位を15分としているが、この単位は任意である。別の例としては、1時間単位、数時間単位、1日単位、数日単位などとすることができる。
 また、調光内容を変化させる時間は必ずしも常に一定である必要はない。例えば、制御を開始してから15分後に調光内容を変化させた後、45分後に次の調光内容に変化させ、その後90分後に次の調光内容に変化させるものとしても構わない。更に、少なくとも一部の光源部20には、各発光素子43(43a,43b)の発光強度を常時一定に保つ旨の調光スケジュールが記憶されているものとしても構わない。
 制御部63は、所定の制御開始信号が与えられると、当該信号を受信してからの経過時間に従って、記憶部64に記憶している第一情報に基づいた出力制御を行う。すなわち、光源部20は、発光強度を変化させるタイミングが到来した時点で外部から信号が与えられる必要はなく、自律的な調光制御が可能な構成である。
 制御開始信号としては、任意の信号を用いることができる。一例としては、光源部20に対する通電を開始する信号をもって、制御開始信号とすることができる。すなわち、通電のためのブレーカーやスイッチをONにするタイミングで、制御が開始されるものとすることができる。
 [スケジュールの設定方法]
 以下、光源部20に対して調光スケジュールを設定する方法について、説明する。
 図1に模式的に示したように、植物工場1には、複数の植物育成領域10が配置されており、各植物育成領域10を照射するために複数の光源部20が配置されている。一部の植物育成領域10を特定するために、所定の符号を用いることができる。一例として、棚ID、段ID、及びゾーンIDを組み合わせることで、一の領域が特定される。植物工場1には、棚が1~100まで存在し、各棚がそれぞれ5段存在し、各段内において1~10の小領域が分割されているとすれば、合計5000箇所の植物育成領域10を区別することができる。
 (初期設定)
 図6A~図6Bは、初期設定の様子を模式的に示すイメージ図面である。初期設定に際しては、各光源部20と、対象となる植物育成領域10との間での紐付けを行う。
 具体的には、所定の情報入力装置70と光源部20との間で信号の送受信を行う。一例として、ユーザーが情報入力装置70を携帯して、光源部20の近くで所定の要求信号R1を送信する(図6A参照)。光源部20のうち、情報入力装置70からの要求信号を正しく受信できた光源部20は、アンテナ部62から制御部63に対して当該要求信号が入力される。
 各光源部20には、他の光源部20と識別するための個別ID(「第二識別子」に対応する。)が付されている。この個別IDに関する情報(「第三情報」に対応する。)は、各光源部20の記憶部64に記憶されている。制御部63は、要求信号が入力されると、記憶部64より個別IDを読み出し、アンテナ部62から当該個別IDが記載された情報を含む信号R2を送信する(図6B参照)。
 情報入力装置70は、信号R2を受信すると、当該信号R2に含まれる各光源部20の個別IDを画面上に表示する。画面上に表示されるのは、現在位置における情報入力装置70と信号の送受信を正しく行うことのできた光源部20のリストに対応する。すなわち、現在位置の近傍に配置された光源部20に対応する。
 ここで、植物育成領域10と対応付けしたい光源部20を選択し、紐付けを行う。例えば、棚と段とゾーンによって一の植物育成領域10を指定し、この指定された植物育成領域10が照明対象となる光源部20を紐付けする。より詳細な例として、第一の棚、第一段、第一のゾーンで割り当てられている植物育成領域10_1が、光源部20_1,20_2,20_3によって照明される領域である場合には、植物育成領域10_1と、光源部20_1,20_2,20_3とを紐付けする。同様に、全ての植物育成領域10_i(i=1,2,‥‥,5000)と、当該植物育成領域10_iを照明する光源部20_j(j=1,2,‥‥)とを紐付けし、情報入力装置70に記憶させる。
 この処理が完了した後であれば、ユーザーが情報入力装置70において植物育成領域10_iを指定するのみで、当該指定された植物育成領域10_iを照明する光源部20_jが特定される。
 (スケジュール設定)
 ユーザーは、同一の育成条件で植物を育成する領域を、情報入力装置70に入力する。具体的には、同一の育成条件で植物を育成する領域10_iをグループ化する(図7参照)。図7では、領域10_1~10_3については同一グループaに設定し、領域10_4~10_7については同一グループbに設定している例を示している。この例では、グループaに属する領域が図2における小領域10aに対応し、グループbに属する領域が図2における小領域10bに対応する。
 ユーザーは、グループごとに設定したい調光スケジュールに関する情報(第一情報)を、例えば図5に示したような形式で情報入力装置70に入力する。情報入力装置70には、この時点で、グループごとの調光スケジュールが記憶される。
 上記入力が完了した後、ユーザーは、情報入力装置70を携帯して、スケジュール設定をする対象となる植物育成領域10_iの近傍の位置で信号R3を送信する(図8参照)。送信される信号R3には、グループに関する識別子(例えば、グループa,グループb,‥‥)、各グループに属する領域10_iに対応した光源部20_jに関する個別ID(第二識別子)、及び各グループに対応した調光スケジュールに関する情報(第一情報)が含まれる。グループに関する識別子が「第一識別子」に対応する。
 各光源部20は、アンテナ部62において受信した信号R3を制御部63に出力する。制御部63は、信号R3に含まれる第二識別子が、自身の光源IDと一致するときには、信号R3に含まれる調光スケジュールに関する情報を記憶部64に記憶させる。
 ユーザーは、植物工場1内における全ての領域において、上記の処理を行う。これにより、各光源部20に対して対応する調光スケジュールに関する情報を記憶させることができる。
 (調光動作)
 上記の手順により、全ての光源部20に対して調光スケジュールを記憶させた後、各光源部20に対する通電を開始する。制御部63は、光源部20への通電が開始したことを認識すると、その時点をもって制御が開始したことを認識する。そして、制御部63は、記憶部64に記憶された調光スケジュールに従って、ドライバ65に対して発光素子43(43a,43b)に対する通電量を経過時間に応じて制御する。
 この構成によれば、記憶部64に調光スケジュールに関する情報が記憶された後は、各光源部20において自律的に調光制御が行われる。また、同一の調光条件で育成させたい領域は、ユーザーによって同一グループに設定することができるため、極めて汎用性が高い。
 [別実施形態]
 以下、別実施形態について説明する。
 〈1〉 信号R3を受信した各光源部20は、他のグループに属する調光スケジュールに関する情報についても記憶部64に記憶する構成としても構わない。この場合、制御部63は、制御を開始する旨の信号が入力されると、記憶部64から、当該光源部20が属するグループに対応した調光スケジュールに関する情報を選択的に読み出して、発光素子43の制御を行うものとすることができる。
 〈2〉 光源部20は、通電が停止された時点で調光の制御がリセットされるものとしても構わない。この後、上記実施形態で記載した方法で記憶部64内の調光スケジュールを書き換えた後、再び光源部20への通電を開始することで、新たな調光スケジュールの下で植物工場1を稼働させることができる。
 記憶部63は不揮発性のメモリとすることができる。この場合、光源部20への通電が停止された後であっても、記憶部63には従前の調光スケジュールが記憶されたままである。このため、例えば、一部の植物育成領域10_iで育成する植物のみを入れ替える場合、当該領域を照明する光源部20の調光スケジュールのみを新たに書き換えた後、植物工場1を稼働することができる。
 〈3〉 各光源部20が備える発光素子43の発光波長の種類は、3種類以上であっても構わないし、1種類でも構わない。また、植物育成領域10_iに応じて、発光素子43の発光波長の種類数が異なっていても構わない。
 〈4〉 上記の方法は、植物工場1の全体で1種類の調光スケジュールの下で光源部20によって照明される場合にも適用可能である。この場合、グループ化の工程は必ずしも必要ではない。
 〈5〉 上述した初期設定の方法、及び調光スケジュールの設定方法はあくまで一例であり、本発明をこの方法に限定する趣旨ではない。また、光源部20は、あくまで発光素子と、発光素子の発光強度を制御する制御部と、所定形式の信号を無線により受信する受信部と、記憶部とを備える構成であればよく、図3A及び図3Bで示した形状には限定されない。
 〈6〉 上記実施形態では、複数に分割された植物育成領域10の場所に応じて、当該場所を照明する光源部20に予め記憶された調光スケジュールに基づく調光が行われる構成について説明した。このようなシステムは、例えば同一の植物を生長させる際に、途中で調光を異ならせるような態様にも利用可能である。
 一例として、調光スケジュールS1が記憶された光源部20_i1からの光で照明させるべく、植物育成領域10_j1に植物X1を配置していた場合を想定する。この植物X1を、ある日数が経過した後に、別の調光スケジュールS2の下で照明させたくなった場合、当該調光スケジュールS2が記憶された光源部20_i2からの光で照明させるべく、植物育成領域10_j2にこの植物X1を移動させるものとすることができる。
 植物によっては、生長の過程で調光の態様を変えることが好ましい場合がある。また、外的な要因により、生長の速度を早めたり逆に遅めたりすることが希望される場合がある。このような場合に、光源部20内に記憶された調光スケジュールを書き換える代わりに、好ましい調光スケジュールが記憶されている光源部20によって照明される植物育成領域20内に対象となる植物自体を移動することで対処することができる。
 つまり、異なる調光スケジュールが記憶されている光源部20によって照明される領域に植物自体を移動させる態様についても、本発明の範囲内である。
 なお、この場合において、光源部20に記憶された調光スケジュールが、一日にわたって光量を一定とする旨の内容であっても構わない。例えば、調光スケジュールS1が、発光素子43a及び43bを24時間にわたって100%の出力で発光させる内容であり、調光スケジュールS2が、発光素子43aを80%、発光素子43bを85%の出力で24時間にわたって発光させる内容であるとする。このとき、調光スケジュールS1が記憶された光源部20_i1からの光で照明させるべく、植物育成領域10_j1に植物X1を配置し、数日が経過した後に、調光スケジュールS2が記憶された光源部20_i2からの光で照明させるべく、植物育成領域10_j2にこの植物X1を移動させるものとしても構わない。
    1   :  植物工場
   10   :  植物育成領域
   20   :  光源部
   31   :  筐体
   41   :  素子基板
   43   :  発光素子
   48   :  電装基板
   50   :  窓部材
   62   :  アンテナ部
   63   :  制御部
   64   :  記憶部
   65   :  ドライバ

Claims (11)

  1.  複数の光源部を含む照明システムであって、
     前記複数の光源部のそれぞれは、発光素子と、前記発光素子の発光強度を制御する制御部と、所定形式の信号を無線により受信する受信部と、記憶部とを備え、
     前記受信部は、対応する前記光源部の調光スケジュールに関する第一情報を受信すると、前記記憶部に出力し、
     前記記憶部は、入力された前記第一情報を記憶し、
     前記制御部は、制御を開始する旨の信号が入力されると、前記記憶部に記憶された前記第一情報を読み出し、前記第一情報に記載された前記調光スケジュールに従って、前記発光素子の発光強度を制御することを特徴とする照明システム。
  2.  前記第一情報は、所定のタイミングからの経過時間と、発光強度の基準値に対する相対値とが関連付けられた情報を含んで構成されていることを特徴とする請求項1に記載の照明システム。
  3.  前記複数の光源部は、2種類以上の発光波長を有する光を発する複数の発光素子を備え、
     前記第一情報は、所定のタイミングからの経過時間と、前記発光波長別の発光強度の基準値に対する相対値とが関連付けられた情報を含んで構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の照明システム。
  4.  前記複数の光源部は、それぞれが属するグループを識別するための第一識別子が付されており、
     前記受信部は、前記第一情報と前記第一識別子に関する第二情報とを受信すると、前記第二情報に記載された前記第一識別子が、当該受信部を備えた前記光源部が属するグループに対応している場合にのみ、前記第一情報を前記記憶部に出力することを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の照明システム。
  5.  前記複数の光源部は、それぞれが属するグループごとに第一識別子が付されており、
     前記受信部は、前記第一情報と前記第一識別子に関する第二情報とを受信すると、前記第一情報及び前記第二情報を前記記憶部に出力し、
     前記記憶部は、入力された前記第一情報及び前記第二情報を関連付けした状態で記憶し、
     前記制御部は、制御を開始する旨の信号が入力されると、前記記憶部に記憶されている前記第二情報に記載された前記第一識別子が、当該制御部を備えた前記光源部が属するグループに対応している場合にのみ、当該第二情報に関連付けされた前記第一情報を読み出し、前記第一情報に記載された前記調光スケジュールに従って、前記発光素子の発光強度を制御することを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の照明システム。
  6.  送信機能を有し、前記第一情報を入力するための情報入力装置を備え、
     前記情報入力装置は、
      前記調光スケジュールが記載された前記第一情報の入力を受け付け、
      入力された前記第一情報と、前記調光スケジュールを設定する対象のグループに対応した前記第一識別子に関する前記第二情報とを前記光源部に送信することを特徴とする請求項4又は5に記載の照明システム。
  7.  前記複数の光源部は、送信部を有し、
     前記記憶部は、当該記憶部を備えた前記光源部を他の前記光源部と識別するための第二識別子に関する第三情報を記憶しており、
     前記情報入力装置は、
      送受信機能を有し、
      前記光源部に対して所定の要求信号を送信すると、前記光源部に備えられた前記送信部から送信された前記記憶部に記憶された前記第三情報を受信し、
      前記第三情報に記載された前記第二識別子に対応する前記光源部と、当該光源部が属する対象となるグループの前記第一識別子とを関連付けした後、前記第一識別子に関する前記第二情報を前記光源部に対して送信し、
     前記光源部は、前記第二情報を前記記憶部に記憶することを特徴とする請求項6に記載の照明システム。
  8.  前記制御部は、通電を開始する信号が入力されると、制御を開始する旨の信号が入力されたことを検知することを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の照明システム。
  9.  請求項1~8のいずれか1項に記載の植物育成用照明システム。
  10.  照明装置であって、
     発光素子と、前記発光素子の発光強度を制御する制御部と、所定形式の信号を無線により受信する受信部と、記憶部とを備え、
     前記受信部は、調光スケジュールに関する第一情報を受信すると、前記記憶部に出力し、
     前記記憶部は、入力された前記第一情報を記憶し、
     前記制御部は、制御を開始する旨の信号が入力されると、前記記憶部に記憶された前記第一情報を読み出し、前記第一情報に記載された調光スケジュールに従って、前記発光素子の発光強度を制御することを特徴とする照明装置。
  11.  前記第一情報は、所定のタイミングからの経過時間と、発光強度の基準値に対する相対値とが関連付けられた情報を含んで構成されていることを特徴とする請求項10に記載の照明装置。
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