(57)【要約】【課題】照明装置からの光を有効に利用することができる植物育成装置、植物育成装置の制御方法、及び植物育成装置の制御プログラムを提供すること。【解決手段】植物育成装置１００は、植物を搭載するのに適した植物搭載部材１１０と、植物を照らす照明装置１２１を搭載するのに適した照明搭載部材１２０と、植物と照明装置１２１との距離を変えることができるように照明搭載部材１２０を可動に支持する支持部材１３０とを備える。【選択図】図３
2020028242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物を搭載するのに適した植物搭載部材と、
前記植物を照らす照明装置を搭載するのに適した照明搭載部材と、
前記植物と前記照明装置との距離を変えることができるように前記照明搭載部材を可動に支持する支持部材と、
を備える、植物育成装置。
【請求項２】
１つ以上の巻取り装置をさらに備え、
前記支持部材が、
固定部材と、
前記照明搭載部材に搭載された１つ以上の動滑車と、
前記照明搭載部材より上方において前記固定部材に搭載された１つ以上の定滑車と、
前記１つ以上の定滑車と前記１つ以上の動滑車とを通して前記定滑車と前記動滑車とに交互に掛けられた可撓性の長尺操作体と、
を含み、
前記１つ以上の巻取り装置が、前記長尺操作体を巻取る、
請求項１に記載の植物育成装置。
【請求項３】
前記巻取り装置による前記長尺操作体の巻取り量を制御する制御装置をさらに備える、
請求項２に記載の植物育成装置。
【請求項４】
前記１つ以上の巻取り装置が、
第１の巻取り方向に前記長尺操作体を巻取る第１の巻取り装置と、
前記第１の巻取り方向とは逆の第２の巻取り方向に前記長尺操作体を巻取る第２の巻取り装置と、
を備え、
前記制御装置が、前記第１の巻取り装置による前記巻取り量と前記第２の巻取り装置による前記巻取り量とを制御することにより、前記照明搭載部材の傾きを制御する、
請求項３に記載の植物育成装置。
【請求項５】
前記植物の高さを検出する高さ検出器をさらに備え、
前記制御装置が、前記高さ検出器により検出された前記高さに基づいて、前記巻取り量を制御する、
請求項３又は請求項４に記載の植物育成装置。
【請求項６】
太陽光の明るさを検出する光検出器をさらに備え、
前記制御装置が、前記光検出器により検出された前記明るさに基づいて、前記巻取り量を制御する、
請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の植物育成装置。
【請求項７】
前記制御装置が、時間と前記巻取り量との関係を表す制御情報に基づいて、時間に応じて前記巻取り装置による前記長尺操作体の前記巻取り量を制御する、
請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の植物育成装置。
【請求項８】
前記１つ以上の巻取り装置が、
第１の巻取り方向に前記長尺操作体を巻取る第１の巻取り装置と、
前記第１の巻取り方向とは逆の第２の巻取り方向に前記長尺操作体を巻取る第２の巻取り装置と、
を備える、
請求項２又は請求項３に記載の植物育成装置。
【請求項９】
植物育成装置の制御方法であって、
前記植物育成装置が、
植物を搭載するのに適した植物搭載部材と、
前記植物を照らす照明装置を搭載するのに適した照明搭載部材と、
前記植物と前記照明装置との距離を変えることができるように前記照明搭載部材を可動に支持する支持部材と、
１つ以上の巻取り装置と、
制御装置と、
を備え、
前記支持部材が、
固定部材と、
前記照明搭載部材に搭載された１つ以上の動滑車と、
前記照明搭載部材より上方において前記固定部材に搭載された１つ以上の定滑車と、
前記１つ以上の定滑車と前記１つ以上の動滑車とを通して前記定滑車と前記動滑車とに交互に掛けられた可撓性の長尺操作体と、
を含み、
前記制御方法が、
前記制御装置が、前記巻取り装置による前記長尺操作体の巻取り量を制御することと、
前記巻取り装置が、前記制御装置からの制御に従って前記長尺操作体を巻取ることと、
を含む、
植物育成装置の制御方法。
【請求項１０】
コンピュータに、請求項９に記載の制御方法を実行させる植物育成装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物育成装置、植物育成装置の制御方法、及び植物育成装置の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載のように植物に人工的な光、例えば蛍光灯やＬＥＤ光源を搭載した照明装置からの光を照射して、植物を育成することが行われる。例えば、上下方向に複数の段を備えた植物育成装置が知られている。各段において、上に固定した照明装置から下の植物搭載部材に固定した植物を照射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−０５２２５３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
植物が大きく成長した後では、照明装置と植物との距離が近いので、照明装置からの光を植物の成長に有効に利用することができる。一方、植物が小さいときは、照明装置と植物との距離が遠いので、出射された光の多くは植物の成長に利用されずに無駄になる。そのため、植物が小さいときにも十分な強度の光を照射することができるように照明装置が選択される必要がある。結果として、照明装置のエネルギーの無駄遣いが発生する。
【０００５】
本発明は、照明装置からの光を有効に利用することができる植物育成装置、植物育成装置の制御方法、及び植物育成装置の制御プログラムを提供することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様における植物育成装置は、植物を搭載するのに適した植物搭載部材と、植物を照らす照明装置を搭載するのに適した照明搭載部材と、植物と照明装置との距離を変えることができるように照明搭載部材を可動に支持する支持部材と、を備える。
【０００７】
本発明の第２の態様における植物育成装置の制御方法では、植物育成装置が、植物を搭載するのに適した植物搭載部材と、植物を照らす照明装置を搭載するのに適した照明搭載部材と、植物と照明装置との距離を変えることができるように照明搭載部材を可動に支持する支持部材と、１つ以上の巻取り装置と、制御装置と、を備え、支持部材が、固定部材と、照明搭載部材に搭載された１つ以上の動滑車と、照明搭載部材より上方において固定部材に搭載された１つ以上の定滑車と、１つ以上の定滑車と１つ以上の動滑車とを通して定滑車と動滑車とに交互に掛けられた可撓性の長尺操作体と、を含み、制御方法が、制御装置が、巻取り装置による長尺操作体の巻取り量を制御することと、巻取り装置が、制御装置からの制御に従って長尺操作体を巻取ることと、を含む。
【０００８】
本発明の第３の態様における植物育成装置の制御プログラムは、コンピュータに、第２の態様の制御方法を実行させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、照明装置からの光を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る植物育成装置の正面図である。
【図２】図１に示す植物育成装置の側面図である
【図３】図１に示す１つの育成棚の部分正面図である。
【図４】図２に示す１つの育成棚の部分側面図である。
【図５】図１に示す育成棚の部分平面図である。
【図６】図１に示す植物搭載部材の平面図である。
【図７】図１に示す照明搭載部材及び照明装置の平面図である。
【図８】図３と同じ部分を示す第２の状態における育成棚の部分正面図である。
【図９】図３と同じ部分を示す第３の状態における育成棚の部分正面図である。
【図１０】図１に示す植物育成装置を含む植物育成システムの制御に関連する構成要素を描いたブロック図である。
【図１１】図１に示す植物育成装置の第１の制御方法を説明するためのフロー図である。
【図１２】図１に示す植物育成装置の第２の制御方法を説明するためのフロー図である。
【図１３】第２の実施形態の育成棚の正面図である。
【図１４】第３の実施形態の育成棚の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、第１〜第３の実施形態について説明する。第１〜第３の実施形態の各構成要素は、それぞれ、百の位を１〜３で表す。特に断りのない限り、異なる実施形態において百の位のみが異なる構成要素は、それぞれ、同様の構成要素を表す。類似した構成要素を区別するために、構成要素名の頭に序数を付け、符号の末尾にハイフンと序数に対応した数値が記載されている場合がある。この類似した構成要素について、例えば、「第１の構成要素２−１」〜「第Ｎの構成要素２−Ｎ」を区別せずに「構成要素２」と呼ぶ場合がある。
【００１２】
（座標）
本明細書では、互いに直交するｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向を使用して説明する。ｘ方向は、互いに逆のｘ１方向とｘ２方向とを表す。ｙ方向は互いに逆のｙ１方向とｙ２方向とを表す。ｚ方向は互いに逆のｚ１方向とｚ２方向とを表す。ｚ１方向を上方向と呼び、ｚ２方向を下方向と呼ぶ場合がある。こうした方向は、特に断りのない限り相対的な位置関係を表し、実際の使用時の方向を限定するわけではない。構成要素の形状は、本明細書で開示された実施形態の技術思想が実現される限り、記載された表現に基づく厳密な幾何学的な形状に限定されない。
【００１３】
（第１の実施形態、植物育成装置）
図１は、第１の実施形態に係る植物育成装置１００の正面図である。図１では、正面付近の構造以外は省略している。図２は、ｘ１側からｘ２側に見た植物育成装置１００の側面図である。図２では、手前の側面付近の構造以外は省略している。植物育成装置１００は、ｚ方向に並ぶ３つの育成棚１０１を含む。育成棚１０１のそれぞれが同じ構造をもち、同じように機能する。
【００１４】
育成棚１０１は、人工的な光を使用して植物を育てる場所である。植物は例えば、水耕栽培により、又は土により栽培される。なお、育成棚１０１は、２つ以下でもよく４つ以上でもよく、他の方向に並んでいてもよい。育成棚１０１に、他の構造の棚が組み合わされてもよい。
【００１５】
（育成棚）
図３は、図１に示す１つの育成棚１０１の部分正面図である。図４は、図２に示す１つの育成棚１０１の部分側面図である。図３と図４とは同じ育成棚１０１を示す。図５は、図３に示す育成棚１０１の部分平面図である。
【００１６】
図２に示すように育成棚１０１は、ｚ方向に延びた４つの支柱１０２（２本のみ図２に描かれている）と、植物を搭載するのに適した植物搭載部材１１０と、照明装置１２１と、植物を照らす照明装置１２１を搭載するのに適した照明搭載部材１２０と、植物と照明装置１２１との距離を変えることができるように照明搭載部材１２０を可動に支持する第１の支持部材１３０−１と第２の支持部材１３０−２と第３の支持部材１３０−３とを含む。
【００１７】
図１に示すように育成棚１０１はさらに、照明搭載部材１２０の高さを調節するための第１の巻取り装置１４０−１と第２の巻取り装置１４０−２と、植物の高さを検出する高さ検出器１５０と、太陽光の明るさを検出する第１の光検出器１５１−１と、巻取り装置１４０を制御する第１の制御装置１６１−１とを含む。
【００１８】
（支柱）
４つの支柱１０２（図１には２本のみを示す）は、ｚ方向に見たときに長方形の頂点に位置する。図１に示すように、育成棚１０１のｙ１側（図１に描かれる側）付近において、ｘｚ平面に平行な共通の平面に沿って２つの支柱１０２が位置する。ｙ１側の２つの支柱１０２は、ｘ方向に離間した状態で、ｚ方向に平行に延びている。図示しないが、育成棚１０１のｙ２側にも、ｘｚ平面に平行な共通の平面に沿って２つの支柱１０２が位置する。
【００１９】
（植物搭載部材）
図６に示す例示的な植物搭載部材１１０は、ｘｙ平面に平行な２面と、ｙｚ平面に平行な２面と、ｚｘ平面に平行な２面とをもつ直方体である。図６は、植物搭載部材１１０の平面図である。植物搭載部材１１０は、ｚ１側に向いた植物搭載面１１１をもつ。植物搭載面１１１にはｚ１方向に開放された複数の孔１１２が設けられている。植物搭載部材１１０の内部から各孔１１２を通ってｚ１方向に植物が育つ。植物搭載部材１１０の内部において水及び肥料が供給される。他の例において、植物搭載部材１１０は他の形状及び他の構成をとってよい。
【００２０】
植物搭載部材１１０は、４つの支柱１０２（図１）により固定されている。植物搭載部材１１０は、４つの支柱１０２に取り外し可能に固定されてもよい。植物搭載部材１１０は、４つの支柱１０２に対してｚ方向に移動可能に固定されてもよい。
【００２１】
（照明搭載部材）
図７は、照明搭載部材１２０及び照明装置１２１の平面図である。照明搭載部材１２０は、ｙ方向に延びたｘ１側の第１の縦梁１２２−１とｘ２側の第２の縦梁１２２−２とを含む。２つの縦梁１２２は同じ長さである。照明搭載部材１２０は、ｘ方向に延びた第１の横梁１２３−１と第２の横梁１２３−２と第３の横梁１２３−３とを含む。３つの横梁１２３は同じ長さである。
【００２２】
第１の横梁１２３−１のｘ１側端部は、第１の縦梁１２２−１のｙ１側端部に固定されている。第１の横梁１２３−１のｘ２側端部は、第２の縦梁１２２−２のｙ１側端部に固定されている。第２の横梁１２３−２のｘ１側端部は、第１の縦梁１２２−１のｙ方向中央に固定されている。第２の縦梁１２２−２のｘ２側端部は、第１の縦梁１２２−１のｙ方向中央に固定されている。第３の横梁１２３−３のｘ１側端部は、第１の縦梁１２２−１のｙ２側端部に固定されている。第３の横梁１２３−３のｘ２側端部は、第２の縦梁１２２−２のｙ２側端部に固定されている。
【００２３】
照明搭載部材１２０は、ｚ方向に薄く、概ね直方体の外形をもつ。２つの縦梁１２２と３つの横梁１２３とによりｚ方向に貫通した２つの空間が形成される。２つの空間には、ｙ方向に延びた複数の照明装置１２１が搭載される。照明装置１２１は、例えば棒状のＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）光源である。照明装置１２１には隙間があるので、太陽光を通すことができる。
【００２４】
他の例において、照明装置１２１は、蛍光灯など他の光源であってもよい。他の例において、照明搭載部材１２０は、照明装置１２１を搭載可能な他の形状をとってもよい。
【００２５】
（支持部材）
図２に示すように第１の支持部材１３０−１は、照明搭載部材１２０のｙ１側端部付近に位置する第１の横梁１２３−１（図７）を支持する。第２の支持部材１３０−２は、照明搭載部材１２０のｙ方向中心付近に位置する第２の横梁１２３−２（図７）を支持する。第３の支持部材１３０−３は、照明搭載部材１２０のｙ２側端部付近に位置する第３の横梁１２３−３（図７）を支持する。３つの支持部材１３０は、ｙ方向の位置を除いて、概ね同じ構成をもつので、第１の支持部材１３０−１について詳しく説明する。
【００２６】
図３に示すように支持部材１３０は、植物搭載部材１１０の上方（すなわちｚ１側）に位置する固定部材１３１と、固定部材１３１に固定された６つの上支持体１３２と、上支持体１３２により回転可能に支持された６つの定滑車１３３と、照明搭載部材１２０に固定された５つの下支持体１３４と、下支持体１３４により回転可能に支持された５つの動滑車１３５と、長尺操作体１３６とを備える。
【００２７】
固定部材１３１は、ｘｙ平面に平行な２面と、ｙｚ平面に平行な２面と、ｚｘ平面に平行な２面とを含んだ概ね直方体の部材である。固定部材１３１のｘ方向の幅は植物搭載部材１１０のｘ方向の幅と概ね同じである。固定部材１３１のｙ方向の幅は植物搭載部材１１０のｙ方向の幅と概ね同じである（図２）。固定部材１３１は、４つの支柱１０２により固定されている。
【００２８】
６つの定滑車１３３は、照明搭載部材１２０より上方において固定部材１３１に搭載される。上支持体１３２は、固定部材１３１のｚ２側の面の中で、ｙ１側端部付近に固定されている。６つの上支持体１３２は、固定部材１３１のｘ１側端部付近からｘ２側端部付近まで等間隔に直線状に位置する。６つの上支持体１３２の各々に１つの定滑車１３３が搭載される。定滑車１３３は、ｙ方向に延びた中心軸の周りで回転可能である。６つの定滑車１３３の形状は概ね同一である。定滑車１３３の中心軸はｚ方向において概ね同じ高さに位置し、ｘ方向に等間隔で直線状に位置する。上支持体１３２は、例えば、Ｕ字の金具である。
【００２９】
５つの動滑車１３５は、照明搭載部材１２０に搭載される。下支持体１３４は、第１の横梁１２３−１のｚ１側の面に固定されている。５つの下支持体１３４は、第１の横梁１２３−１のｘ１側端部付近からｘ２側端部付近まで等間隔に直線状に位置する。５つの下支持体１３４の各々に１つの動滑車１３５が搭載される。動滑車１３５は、ｙ方向に延びた中心軸の周りで回転可能である。６つの動滑車１３５の形状は概ね同一である。図３に示す１つの状態において、動滑車１３５の中心軸はｚ方向において概ね同じ高さに位置し、ｘ方向に等間隔で位置する。下支持体１３４は、例えば、Ｕ字の金具である。
【００３０】
図３に示す状態では、動滑車１３５がｘ方向に平行に並ぶ。図３に示す状態において、ｘ方向の位置だけを比較すると、定滑車１３３と動滑車１３５とが交互に位置する。図３に示す状態において、ｘ方向の位置だけを比較すると、２つの定滑車１３３の中心に１つの動滑車１３５が位置する。図４に示すように、ｙ方向の位置だけを見ると定滑車１３３と動滑車１３５とは、概ね同じ位置にある。定滑車１３３と動滑車１３５とは概ね同じ形状である。
【００３１】
図３に示すように、長尺操作体１３６は、６つの定滑車１３３と５つの動滑車１３５とを通して定滑車１３３と動滑車１３５とに交互に掛けられた可撓性の部材である。長尺操作体１３６は、例えば金属、樹脂、植物の繊維、動物の毛といった材料で形成された、例えばワイヤ、チェーン、ひもである。長尺操作体１３６は、ｘ１側から１つ目の定滑車１３３の上側を通ってｘ１側からｘ２側に延びる。次に、長尺操作体１３６は、ｘ１側から１つ目の動滑車１３５の下側を通ってｘ１側からｘ２側に延びる。次に、ｘ１側から２つ目の定滑車１３３の上側を通ってｘ１側からｘ２側に延びる。同様に動滑車１３５と定滑車１３３とを交互に通り、最後にｘ２側から１つ目の定滑車１３３の上側を通ってｘ１側からｘ２側に延びる。
【００３２】
（巻取り装置）
図２に示すように第１の巻取り装置１４０−１は、ｙ方向に延びた第１の巻取り棒１４１−１と、第１の巻取り棒１４１−１を回転可能に支持する２つの第１の支持部１４２−１とを備える。２つの第１の支持部１４２−１のうちの１つは、育成棚１０１のｘ１側にある２つの支柱１０２のうちのｙ１側の支柱１０２に固定される。２つの第１の支持部１４２−１のうちの他の１つは、育成棚１０１のｘ１側にある２つの支柱１０２のうちのｙ２側の支柱１０２に固定される。第１の支持部１４２−１は第１の巻取り棒１４１−１を通す孔をもつ軸受である。第１の巻取り棒１４１−１は、概ねｙ方向に平行な中心軸をもつ円柱であり、ｙ方向に平行な中心軸の周りで回転する。
【００３３】
図５に示すように、長尺操作体１３６の第１の端部１３７−１、すなわちｘ１側の端部は、第１の巻取り棒１４１−１に固定される。第１の巻取り棒１４１−１は、第１の端部１３７−１から長尺操作体１３６を第１の巻取り方向に（すなわち、第１の巻取り棒１４１−１に向けて）巻取る。図３に示すようにｘ１側から１つ目の定滑車１３３の上を通ってｘ２側からｘ１側に延びた長尺操作体１３６は、時計回りに第１の巻取り棒１４１−１に巻取られる。
【００３４】
図３に示すように第１の巻取り装置１４０−１は、第１のモーター１４３−１と、第１のモーター１４３−１の第１の回転シャフト１４４−１の回転を、第１の巻取り棒１４１−１に伝達する第１のベルト１４５−１とをさらに備える。すなわち、第１の巻取り棒１４１−１は、第１のモーター１４３−１の動力により回転する。
【００３５】
図３に示すように第２の巻取り装置１４０−２は、ｙ方向に延びた第２の巻取り棒１４１−２と、第２の巻取り棒１４１−２を回転可能に支持する２つの第２の支持部１４２−２（一方は図示せず）とを備える。２つの第２の支持部１４２−２のうちの１つは、育成棚１０１のｘ２側にある２つの支柱１０２のうちのｙ１側の支柱１０２に固定される。２つの第２の支持部１４２−２のうちの他の１つは、育成棚１０１のｘ２側にある２つの支柱１０２のうちのｙ２側の支柱１０２に固定される（図示せず）。第２の支持部１４２−２は第２の巻取り棒１４１−２を通す孔をもつ軸受である。第２の巻取り棒１４１−２は、概ねｙ方向に平行な中心軸をもつ円柱であり、ｙ方向に平行な中心軸の周りで回転する。
【００３６】
図５に示すように、長尺操作体１３６の第２の端部１３７−２、すなわちｘ２側の端部は、第２の巻取り棒１４１−２に固定される。第２の巻取り棒１４１−２は、第２の端部１３７−２から長尺操作体１３６を第２の巻取り方向に（すなわち、第２の巻取り棒１４１−２に向けて）巻取る。図３に示すようにｘ２側から１つ目の定滑車１３３の上を通ってｘ１側からｘ２側に延びた長尺操作体１３６は、反時計回りに第２の巻取り棒１４１−２に巻取られる。
【００３７】
図３に示すように第２の巻取り装置１４０−２は、第２のモーター１４３−２と、第２のモーター１４３−２の第２の回転シャフト１４４−２の回転を第２の巻取り棒１４１−２に伝達する第２のベルト１４５−２とをさらに備える。すなわち、第２の巻取り棒１４１−２は、第２のモーター１４３−２の動力により回転する。
【００３８】
（高さ検出器）
高さ検出器１５０は、図３に示すように照明搭載部材１２０に固定される。高さ検出器１５０は、照明搭載部材１２０のｙ１側端縁に沿ってｘ方向に延びる。例えば高さ検出器１５０は、音波又は光を下向きに照射して、反射波が戻ってくるまでの時間を計測することにより植物と照明装置１２１との距離を計測する。
【００３９】
（光検出器）
第１の光検出器１５１−１は、太陽光の明るさを検出する。第１の光検出器１５１−１は、固定部材１３１のｚ１側の面に固定される。第１の光検出器１５１−１は、複数の育成棚１０１で共用される。第１の光検出器１５１−１は、他の一例において植物育成装置１００から離れた位置に配置される。例えば、第１の光検出器１５１−１は、植物搭載部材１１０の植物の近くに配置される。例えば、第１の光検出器１５１−１は、植物育成装置１００ごと、育成棚１０１ごとに設けられる。例えば、第１の光検出器１５１−１は、複数の植物育成装置１００又は複数の育成棚１０１に共用される。
【００４０】
（制御装置）
第１の制御装置１６１−１は、モーター１４３を制御することにより巻取り棒１４１を回転させ、その結果、長尺操作体１３６の巻取り量を制御する。図３に示すように、第１の巻取り棒１４１−１を時計回りに回転させると、第１の巻取り方向に長尺操作体１３６が巻取られる。第１の巻取り棒１４１−１を反時計回りに回転させると、逆に第１の巻取り棒１４１−１から長尺操作体１３６が引き出される。第２の巻取り棒１４１−２を反時計回りに回転させると、第２の巻取り方向に長尺操作体１３６が巻取られる。第２の巻取り棒１４１−２を時計回りに回転させると、逆に第２の巻取り棒１４１−２から長尺操作体１３６が引き出される。
【００４１】
第１の制御装置１６１−１は、図示しない有線又は無線の通信経路により高さ検出器１５０から植物と照明装置１２１との距離を受信する。照明装置１２１の高さが分かれば、植物と照明装置１２１との距離から、植物の高さが間接的に算出される。その意味で、植物と照明装置１２１との距離は、植物の高さを表す情報である。例えば第１の制御装置１６１−１は、巻取り量と照明装置１２１の高さとの関係を予め記憶しており、照明装置１２１の高さから、植物と照明装置１２１との距離を減算することにより植物の高さを計算する。
【００４２】
第１の制御装置１６１−１は、図示しない有線又は無線の通信経路により第１の光検出器１５１−１から太陽光の明るさに関する情報を受信する。第１の制御装置１６１−１は、直接太陽光の明るさを受信してもよく、受信した情報に基づいて太陽光の明るさを算出してもよい。第１の制御装置１６１−１の詳細な制御は後述する。
【００４３】
（動作の概要）
図３は、あるｚ方向の高さにおいて、照明搭載部材１２０をｘｙ平面に平行に保った第１の状態を示す。図８は、図３とは別のｚ方向の高さにおいて、照明搭載部材１２０をｘｙ平面に平行に保った第２の状態を示す部分正面図である。図３に示す第１の状態において、第１の巻取り棒１４１−１と第２の巻取り棒１４１−２とにより同じ長さぶん長尺操作体１３６を巻取ると、図８に示すように照明搭載部材１２０がｚ１方向に上昇する。図８に示す第２の状態において、第１の巻取り棒１４１−１と第２の巻取り棒１４１−２とを逆回転させることにより、第１の巻取り棒１４１−１と第２の巻取り棒１４１−２とから同じ長さぶん長尺操作体１３６を引き出すと、図３に示すように照明搭載部材１２０がｚ２方向に下降する。
【００４４】
図９は、照明搭載部材１２０をｘｙ平面に対して傾けた第３の状態を示す。図３に示す第１の状態において、第１の巻取り棒１４１−１による巻取り量を、第２の巻取り棒１４１−２による巻取り量より少なくすると、図９に示すように照明搭載部材１２０のｘ１側が低く、照明搭載部材１２０のｘ２側が高くなる。定滑車１３３及び動滑車１３５の抵抗が大きいと傾きやすい。傾けるときに照明搭載部材１２０の片側に錘を載せるなど、照明搭載部材１２０に外部から力を加えて傾きやすくしてもよい。また、電動でレールの上を走る錘により照明搭載部材１２０のバランスを変えてもよい。
【００４５】
一例では、照明搭載部材１２０を意図的に傾けるために、巻取り量を調節する。他の一例では、照明搭載部材１２０が意図せず傾いた場合に、水平に戻すために巻取り量を調節する。例えば、太陽光の明るさが閾値以上であるとき（例えば昼間）は照明搭載部材１２０を傾斜させて太陽光が植物に当たりやすくする。太陽光の明るさが閾値未満であれるとき（例えば夜間）は照明搭載部材１２０を水平にして照明装置１２１の光が植物に当たりやすくする。
【００４６】
（植物育成システム）
次に、植物育成装置１００を使用した植物育成システム１６０について説明する。図１０は、植物育成システム１６０の制御に関連する構成要素を描いたブロック図である。植物育成システム１６０は、上述の植物育成装置１００と第２の制御装置１６１−２と第２の光検出器１５１−２とを含む。植物育成装置１００は、上述のように第１の制御装置１６１−１と第１のモーター１４３−１と第２のモーター１４３−２と高さ検出器１５０とを含む。
【００４７】
（第１の制御装置、通信装置）
第１の制御装置１６１−１は、第１の通信装置１６２−１と第１の記憶装置１６３−１と第１の演算処理装置１６４−１とを含む。第１の通信装置１６２−１は、有線又は無線により情報を伝達する。例えば、第１の通信装置１６２−１の通信方法として、有線又は無線によるローカルエリアネットワークを利用する方法、インターネットを経由する方法、赤外線通信による方法が挙げられる。第１の制御装置１６１−１は、後述の第２の通信装置１６２−２及びその他の機器と通信する。
【００４８】
（記憶装置）
第１の記憶装置１６３−１は制御プログラムを記憶する。制御プログラムが第１の演算処理装置１６４−１に読み出されることにより、第１の演算処理装置１６４−１が制御方法を実施するために必要な機能、及び他の機能を実装する。第１の記憶装置１６３−１は、第１の演算処理装置１６４−１の動作に必要な情報を適宜記憶する。第１の記憶装置１６３−１は非一時的な有形の記憶媒体である。第１の記憶装置１６３−１として例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）が挙げられる。第１の記憶装置１６３−１として例えば揮発性及び不揮発性の記憶媒体が挙げられる。第１の記憶装置１６３−１として例えば取り外し可能な記憶媒体及び取り外し不能な記憶媒体が挙げられる。
【００４９】
（演算処理装置）
第１の演算処理装置１６４−１は、汎用コンピュータである。第１の演算処理装置１６４−１は、他の回路、例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）であってもよい。第１の演算処理装置１６４−１は、高さ検出器１５０及び第１の光検出器１５１−１からの情報に基づいて、第１のモーター１４３−１と第２のモーター１４３−２とを制御する。また、第１の演算処理装置１６４−１は、第１の通信装置１６２−１を制御して他の機器と情報を送受信する。
【００５０】
（光検出器）
第２の光検出器１５１−２は、太陽光の明るさを検出する。第２の光検出器１５１−２は、一例において植物育成装置１００に搭載され、他の一例において植物育成装置１００から離れた位置に配置される。例えば、第２の光検出器１５１−２は、植物搭載部材１１０の植物の近くに配置される。例えば、第２の光検出器１５１−２は、植物育成装置１００ごと、育成棚１０１ごとに設けられる。例えば、第２の光検出器１５１−２は、複数の植物育成装置１００又は複数の育成棚１０１に共用される。
【００５１】
（第２の制御装置、通信装置）
第２の制御装置１６１−２は、第１の制御装置１６１−１と同様に、第２の通信装置１６２−２と第２の記憶装置１６３−２と第２の演算処理装置１６４−２とを含む。第２の通信装置１６２−２は、第１の通信装置１６２−１及びその他の機器と通信する。第２の記憶装置１６３−２は、第１の記憶装置１６３−１と異なる又は同じ制御プログラムを記憶する。第２の演算処理装置１６４−２は、第２の通信装置１６２−２を制御して第１の通信装置１６２−１及び外部と情報を送受信する。
【００５２】
第２の制御装置１６１−２は、第１の通信装置１６２−１及び第２の通信装置１６２−２を介して、植物育成装置１００の第１の制御装置１６１−１と通信可能に接続される。第２の演算処理装置１６４−２は、第２の光検出器１５１−２で検出した太陽光の明るさに基づいて、照明搭載部材１２０の傾きを変えるように第１の制御装置１６１−１に指示する。第２の制御装置１６１−２は、複数の植物育成装置１００を制御してもよい。
【００５３】
（第１の制御方法）
図１１は、植物の高さに基づいて第１の制御装置１６１−１が実行する第１の制御方法を説明するためのフロー図である。まず、ステップ１７１において、第１の制御装置１６１−１は、高さ検出器１５０から植物と照明装置１２１との距離を受信する。
【００５４】
次に、ステップ１７２において、第１の制御装置１６１−１は、植物と照明装置１２１との距離が第１の閾値以下であるか否か判定する。
【００５５】
ステップ１７２において植物と照明装置１２１との距離が第１の閾値以下であると判定された場合、第１の制御装置１６１−１はステップ１７３において、照明搭載部材１２０を水平のまま上昇させて、第１の制御方法を終了する。例えば、図３に示す第１の状態から図８に示す第２の状態に変化する。照明搭載部材１２０の上昇距離は、図３から図８の変化量より大きくてもよく、又は小さくてもよい。すなわち、植物の成長に伴って照明搭載部材１２０が上昇する。
【００５６】
ステップ１７２において植物と照明装置１２１との距離が第１の閾値以下でないと判定された場合、第１の制御方法はステップ１７４に進む。ステップ１７４において、第１の制御装置１６１−１は、植物と照明装置１２１との距離が第２の閾値より大きいか否か判定する。
【００５７】
ステップ１７４において植物と照明装置１２１との距離が第２の閾値より大きいと判定された場合、第１の制御装置１６１−１はステップ１７５において、照明搭載部材１２０を水平のまま下降させて、第１の制御方法を終了する。すなわち、図８に示す第２の状態から図３に示す第１の状態に変化する。照明搭載部材１２０の下降距離は、図８から図３の変化量より大きくてもよく、又は小さくてもよい。すなわち、植物が傾くなど何らかの原因で植物の高さが下がったことに伴って照明搭載部材１２０が下降する。
【００５８】
第１の制御方法は、定期的に実行されてもよく、不定期的に実行されてもよく、決められたタイミングで実行されてもよく、人が指示したときなど他のタイミングで実行されてもよい。第１の制御装置１６１−１は、例えば長尺操作体１３６を巻取ることを正の巻取り量で表し、引き出すことを負の巻取り量で表すことで巻取り方向を指示する。
【００５９】
（第２の制御方法）
図１２は、太陽光の明るさに基づいて第１の制御装置１６１−１が実行する第２の制御方法を説明するためのフロー図である。まず、ステップ１８１において、第１の制御装置１６１−１は、第１の光検出器１５１−１から太陽光の明るさを受信する。第１の制御装置１６１−１は、第２の制御装置１６１−２を介して第２の光検出器１５１−２で検出された太陽光の明るさを受信してもよい。
【００６０】
次にステップ１８２において、第１の制御装置１６１−１は、太陽光の明るさが第３の閾値以上であるか否か判定する。
【００６１】
ステップ１８２において太陽光の明るさが第３の閾値以上であると判定された場合、第１の制御装置１６１−１はステップ１８３において、照明搭載部材１２０を傾斜させて、第２の制御方法を終了する。例えば、図３に示す第１の状態から図９に示す第３の状態に変化する。傾斜と同時に照明搭載部材１２０が上昇してもよい。傾斜の角度は図９に示す角度より大きくてもよく、又は小さくてもよい。傾斜の方向は図９に示す方向と逆でもよい。照明搭載部材１２０が傾斜すると、植物に太陽光が当たりやすくなる。
【００６２】
ステップ１８２において太陽光の明るさが第３の閾値以上でないと判定された場合、第１の制御装置１６１−１はステップ１８４において、傾斜前の高さで照明搭載部材１２０を水平にして、第２の制御方法を終了する。例えば、図９に示す第３の状態から図３に示す第１の状態に変化する。水平になると共に照明搭載部材１２０の高さが変化してもよい。照明搭載部材１２０が水平になると、照明装置１２１の光が当たりやすくなる。
【００６３】
第２の制御方法は、定期的に実行されてもよく、不定期的に実行されてもよく、決められたタイミングで実行されてもよく、人が指示したときなど他のタイミングで実行されてもよい。第２の制御方法は、第２の制御装置１６１−２が、第１の光検出器１５１−１又は第２の光検出器１５１−２で検出された太陽光の明るさに基づいて第１の制御装置１６１−１に指示を出す形態で実行されてもよい。例えば、１つの第２の光検出器１５１−２からの入力に基づいて第２の制御装置１６１−２が、複数の育成棚１０１を制御してもよい。第２の制御装置１６１−２で集中的に制御することで、個々の育成棚１０１の制御を簡略化することができる。
【００６４】
（第３の制御方法）
第１の制御装置１６１−１は、第１の記憶装置１６３−１に予め、日時と巻取り量との対応を表す制御情報を記憶しておき、日時に応じて巻取り量を制御する。例えば、制御情報として、８月１日の朝の５：００に図３に示す第１の状態から図９に示す第３の状態に変化させることが記憶される。例えば、制御情報として、８月１日の夕方の１７：００に図９に示す第３の状態から図３に示す第１の状態に変化させることが記憶される。
【００６５】
（変形例）
支持部材１３０は２つ以下であってもよく、４つ以上であってもよい。固定部材１３１は、定滑車１３３を搭載可能な他の形状であってもよい。１つの棚の植物搭載部材１１０が、その植物搭載部材１１０の下方に位置する固定部材１３１を兼ねていてもよい。
【００６６】
定滑車１３３の個数は５つ以下であってもよく、７つ以上であってもよい。動滑車１３５の個数は４つ以下であってもよく、６つ以上であってもよい。定滑車１３３の形状と動滑車１３５の形状とは異なっていてもよい。
【００６７】
巻取り装置１４０は、他の構造をもつものであってもよい。巻取り棒１４１は、例えば巻取り棒１４１のｙ１側端部に設けたハンドルにより、手で回されてもよい。巻取り棒１４１は、ギアで回されてもよい。巻取り棒１４１自体がモーターの軸であってもよい。巻取り棒１４１は、四角柱などの他の形状を持つものであってもよい。
【００６８】
巻取り棒１４１は、逆回転防止ギアなどの逆回転を防止する構造を備えて、長尺操作体１３６を巻取る方向以外に動かないようにしてもよい。巻取り棒１４１に設けたギアを、モーター１４３のウォームで回転するようにしてもよい。ギアとウォームとを利用することで、巻取り棒１４１への長尺操作体１３６の巻取りと、巻取り棒１４１からの長尺操作体１３６の引き出しとを逆回転を防ぎながら簡単に制御することができる。
【００６９】
高さ検出器１５０は、植物の動画又は静止画を撮影し、画像処理することにより植物の高さを検出してもよい。高さ検出器１５０は、ｚ方向の異なる高さに位置する複数のレーザー光源を備え、レーザー光源からｘｙ平面に平行にレーザーを照射して、レーザー光を遮る物体のある高さを検出することにより植物の高さを検出してもよい。高さ検出器１５０は、他の原理で植物の高さを検出してもよい。
【００７０】
第１の制御装置１６１−１の動作の少なくとも一部を第２の制御装置１６１−２が実行してもよい。第２の制御装置１６１−２の動作の少なくとも一部を第１の制御装置１６１−１が実行してもよい。
【００７１】
（まとめ）
本実施形態によれば、照明搭載部材１２０が、植物と照明装置１２１との距離を変えることができるように支持部材１３０により可動に支持されるので、植物の育成に応じて植物と照明装置１２１との距離を変えることができる。その結果、距離が固定されている場合のように、照明装置１２１の強度を必要以上に強くする必要がなくなる。植物搭載部材１１０を上下させる従来の場合には、植物搭載部材１１０を傾けることは不可能であるが、照明搭載部材１２０を動かす本実施形態では、照明搭載部材１２０を傾けることが可能である。
【００７２】
本実施形態によれば、定滑車１３３と動滑車１３５とを使用し、さらに、長尺操作体１３６を巻取る巻取り装置１４０を備えるので、少ない力で照明搭載部材１２０を操作することができる。定滑車１３３と動滑車１３５とを利用することで、照明搭載部材１２０の傾きも簡単に調節できる。棚のように照明搭載部材１２０を上下に移動させる場合に比べて、定滑車１３３と動滑車１３５とを利用することにより簡単に照明搭載部材１２０を傾けることができる。
【００７３】
本実施形態によれば、第１の制御装置１６１−１により長尺操作体１３６の巻取り量を制御するので、人間による操作の手間が少なくなり、さらに、人間による判断のミスを防ぐことができる。
【００７４】
本実施形態によれば、照明搭載部材１２０の傾きを制御することができるので、植物への太陽光の当たり具合、空気の流れなどを調節することができる。傾けて太陽光を有効に利用することで照明装置１２１によるエネルギー消費量を節約することができる。
【００７５】
本実施形態によれば、植物の高さに基づいて巻取り量を制御するので、植物の成長度合いに応じた位置に照明装置１２１を配置しやすい。また、人間による操作の手間が少なくなり、さらに、人間による判断のミスを防ぐことができる。
【００７６】
本実施形態によれば、太陽光の明るさに基づいて巻取り量を制御するので、太陽の光を有効に利用することができる。また、人間による操作の手間が少なくなり、さらに、人間による判断のミスを防ぐことができる。
【００７７】
本実施形態によれば、時間と巻取り量との関係を表す制御情報に基づいて、巻取り量を制御するので、人間による操作の手間が少なくなり、さらに、人間による判断のミスを防ぐことができる。
【００７８】
本実施形態によれば、互いに逆の第１の巻取り方向と第２の巻取り方向との両方に長尺操作体１３６を巻取ることができるので、第１の巻取り方向と第２の巻取り方向とにおける長尺操作体１３６の巻取り量を調整することで、照明搭載部材１２０の傾きを調整することができる。
【００７９】
（第２の実施形態）
図１３は、第２の実施形態の育成棚２０１の正面図である。第１の実施形態の育成棚１０１（図３）と異なり、本実施形態の育成棚２０１では、定滑車２３３の数が１つであり、上支持体２３２の数が１つである。定滑車２３３は、第１の実施形態のｘ１側から３つ目の定滑車１３３（図３）に対応する位置にある。上支持体２３２は、第１の実施形態のｘ１側から３つ目の上支持体１３２（図３）に対応する位置にある。定滑車２３３の位置は他の位置であってもよい。
【００８０】
本実施形態の育成棚２０１では、動滑車２３５の数が１つである。育成棚２０１は、動滑車２３５と照明搭載部材２２０とを接続する下支持体２３４を含む。第１の実施形態と異なり下支持体２３４は長尺のワイヤであり、一端において第１の横梁２２３−１のｘ１側端部のｚ１側に固定され、他端において第１の横梁２２３−１のｘ２側端部のｚ１側に固定される。動滑車２３５は、例えば、ｙ方向に延びたシャフトの回りで回転可能であり、下支持体２３４のｘ方向中央がシャフトに固定される。図１３に示すように、動滑車２３５が下支持体２３４をｚ１方向に引く力により、下支持体２３４がたるみ無く張られる。
【００８１】
本実施形態の育成棚２０１は、第１の実施形態の第２の巻取り装置１４０−２（図３）を含まない。長尺操作体２３６のｘ１側の端部は、第１の実施形態（図５）と同様に第１の巻取り棒２４１−１に固定されている。長尺操作体２３６のｘ２側の端部は概ね、第１の実施形態のｘ１側から４つ目の上支持体１３２（図３）に対応する位置において、固定部材２３１のｚ２側の面に固定されている。
【００８２】
本実施形態によれば、少ない動滑車２３５及び定滑車２３３で長尺操作体２３６を巻取るので、第１の実施形態に比べて簡単な構成で照明搭載部材２２０を上下動させることができる。下支持体２３４は、長尺操作体２３６と同様の材料から選択される。下支持体２３４は、一例において可撓性があるが、他の一例において実質的に変形しない部材である。
【００８３】
（第３の実施形態）
図１４は、第３の実施形態の育成棚３０１の正面図である。本実施形態の育成棚３０１は、第２の実施形態の育成棚２０１（図１３）に類似した構成をもつが、第１の支持棒３３８−１と第２の支持棒３３８−２とを含む点で異なる。２つの支持棒３３８は、同じ形状をもち、例えばｚ方向に延びた金属の固い棒である。第１の支持棒３３８−１は、下支持体３３４のｘ１側の端部と第１の横梁３２３−１のｘ１側端部との間でｚ方向に延びる。第２の支持棒３３８−２は、下支持体３３４のｘ２側の端部と第１の横梁３２３−１のｘ２側端部との間でｚ方向に延びる。
【００８４】
本実施形態によれば、動滑車３３５が照明搭載部材３２０から上下に離れることで、第２の実施形態に比べて照明搭載部材３２０を安定させることができる。
【００８５】
本明細書において、以下の付記項の内容が開示される。
【００８６】
［付記項１］
植物を搭載するのに適した植物搭載部材と、
植物を照らす照明装置を搭載するのに適した照明搭載部材と、
植物と照明装置との距離を変えることができるように照明搭載部材を可動に支持する支持部材と、
を備える、植物育成装置。
［付記項２］
１つ以上の巻取り装置をさらに備え、
支持部材が、
固定部材と、
照明搭載部材に搭載された１つ以上の動滑車と、
照明搭載部材より上方において固定部材に搭載された１つ以上の定滑車と、
１つ以上の定滑車と１つ以上の動滑車とを通して定滑車と動滑車とに交互に掛けられた可撓性の長尺操作体と、
を含み、
１つ以上の巻取り装置が、長尺操作体を巻取る、
付記項１に記載の植物育成装置。
［付記項３］
巻取り装置による長尺操作体の巻取り量を制御する制御装置をさらに備える、
付記項２に記載の植物育成装置。
［付記項４］
１つ以上の巻取り装置が、
第１の巻取り方向に長尺操作体を巻取る第１の巻取り装置と、
第１の巻取り方向とは逆の第２の巻取り方向に長尺操作体を巻取る第２の巻取り装置と、
を備え、
制御装置が、第１の巻取り装置による巻取り量と第２の巻取り装置による巻取り量とを制御することにより、照明搭載部材の傾きを制御する、
付記項３に記載の植物育成装置。
［付記項５］
植物の高さを検出する高さ検出器をさらに備え、
制御装置が、高さ検出器により検出された高さに基づいて、巻取り量を制御する、
付記項３又は付記項４に記載の植物育成装置。
［付記項６］
太陽光の明るさを検出する光検出器をさらに備え、
制御装置が、光検出器により検出された明るさに基づいて、巻取り量を制御する、
付記項３から付記項５のいずれか一項に記載の植物育成装置。
［付記項７］
制御装置が、時間と巻取り量との関係を表す制御情報に基づいて、時間に応じて巻取り装置による長尺操作体の巻取り量を制御する、
付記項３から付記項６のいずれか一項に記載の植物育成装置。
［付記項８］
１つ以上の巻取り装置が、
第１の巻取り方向に長尺操作体を巻取る第１の巻取り装置と、
第１の巻取り方向とは逆の第２の巻取り方向に長尺操作体を巻取る第２の巻取り装置と、
を備える、
付記項２又は付記項３に記載の植物育成装置。
［付記項９］
植物育成装置の制御方法であって、
植物育成装置が、
植物を搭載するのに適した植物搭載部材と、
植物を照らす照明装置を搭載するのに適した照明搭載部材と、
植物と照明装置との距離を変えることができるように照明搭載部材を可動に支持する支持部材と、
１つ以上の巻取り装置と、
制御装置と、
を備え、
支持部材が、
固定部材と、
照明搭載部材に搭載された１つ以上の動滑車と、
照明搭載部材より上方において固定部材に搭載された１つ以上の定滑車と、
１つ以上の定滑車と１つ以上の動滑車とを通して定滑車と動滑車とに交互に掛けられた可撓性の長尺操作体と、
を含み、
制御方法が、
制御装置が、巻取り装置による長尺操作体の巻取り量を制御することと、
巻取り装置が、制御装置からの制御に従って長尺操作体を巻取ることと、
を含む、
植物育成装置の制御方法。
［付記項１０］
コンピュータに、付記項９に記載の制御方法を実行させる植物育成装置の制御プログラム。
【符号の説明】
【００８７】
１００…植物育成装置、１０１…育成棚、１０２…支柱、１１０…植物搭載部材、
１１１…植物搭載面、１１２…孔、１２０…照明搭載部材、１２１…照明装置、
１２２…縦梁、１２２…縦梁、１２３…横梁、１３０…支持部材、１３１…固定部材、
１３２…上支持体、１３３…定滑車、１３４…下支持体、１３５…動滑車、
１３６…長尺操作体、１３７…端部、１４０…巻取り装置、１４１…巻取り棒、
１４２…支持部、１４３…モーター、１４４…回転シャフト、１４５…ベルト、
１５０…高さ検出器、１６０…植物育成システム、１６２…通信装置、
１６３…記憶装置、１６４…演算処理装置、３３８…支持棒
【図１】
2020028242.tif 000003
【図２】
2020028242.tif 000004
【図３】
2020028242.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020028242.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020028242.tif 000009
【図８】
2020028242.tif 000010
【図９】
2020028242.tif 000011
【図１０】
2020028242.tif 000012
【図１１】
2020028242.tif 000013
【図１２】
2020028242.tif 000014
【図１３】
2020028242.tif 000015
【図１４】
2020028242.tif 000016