(57)【要約】【課題】植物を育成するための育成空間における照明条件の変化制御の範囲を拡大し、温度、湿度等の育成空間の環境条件を迅速に変化制御することが可能な植物育成装置を提供する。【解決手段】  植物Ｐを育成するための育成空間１１を有する装置本体１と、植物Ｐに光を照射する照明装置（３）と、育成空間１１の内部空気を制御する空調装置（５，６）を備える植物育成装置である。照明装置（３）は、装置本体１とは別体に設けられた複数の光源部４（４Ａ，４Ｂ）を備える。空調装置（５，６）は、装置本体１とは別体に設けられた複数の空調機５（５Ａ，５Ｂ）を備える。複数の光源部４から一つを選択して装置本体１に接続し、及び／又は複数の空調機５から一つを選択して装置本体に接続する。【選択図】  図１
2018007620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物を育成するための育成空間を有する装置本体と、前記育成空間に光を照射する照明装置と、前記育成空間の内部空気を制御する空調装置を備える植物育成装置であって、前記装置本体とは別体に設けられた複数の光源部と、前記装置本体とは別体に設けられた複数の空調機のいずれか一方または両方を備え、前記複数の光源部から一つを選択し、及び／又は複数の空調機から一つを選択して前記装置本体に接続することが可能である植物育成装置。
【請求項２】
植物を育成するための育成空間を有する装置本体と、前記育成空間に光を照射する照明装置を備える植物育成装置であって、前記照明装置は、前記装置本体に設けられて前記育成空間に向けて光を照射する照射部と、前記装置本体とは別体に設けられてそれぞれ異なるスペクトルの光を発光する複数の光源部と、前記光源部から出射された光を選択して前記照明部に導光させる光源選択手段を備えることを特徴とする植物育成装置。
【請求項３】
前記照射部に接続された受光コネクタと、前記複数の光源部にそれぞれ接続された送光コネクタとを備え、前記受光コネクタに対して複数の送光コネクタが選択的に接続可能である請求項２に記載の植物育成装置。
【請求項４】
植物を育成するための育成空間を有する装置本体と、前記育成空間の内部空気を制御する空調装置を備える植物育成装置であって、前記空調装置は、前記装置本体とは別体に設けられてそれぞれ異なる環境条件の空気を調整する複数の空調機と、前記育成空間と前記複数の空調機とを選択的に接続する空調切替手段を備えることを特徴とする植物育成装置。
【請求項５】
前記複数の空調装置は独立して空調制御動作が可能であり、前記空調切替手段は空調制御動作の状態にある空調装置を前記装置本体に接続する構成である請求項４に記載の植物育成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は植物の育成環境を人為的に制御することが可能な植物育成装置に関し、特に育成環境を変化制御して育成効果及び植物生理現象を検証するための実験装置に適用して好適な植物育成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の植物育成装置の一つとして、植物を育成させるための閉鎖型の育成空間を構成し、この育成空間内の温度や湿度等の環境を制御するための空調装置と、育成空間内の照明を制御するための照明装置を備えたものが提案されている。例えば、特許文献２１には照明装置として人工光源における照度を制御する技術が提案されている。特許文献２には空調装置として育成空間の温度を制御する技術が提案されている。特許文献３には空調装置として育成空間の換気を制御して温度を制御する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１６−５０７２２０号公報
【特許文献２】特開２０１５−１７１３５１号公報
【特許文献３】特開２０１４−１６１２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜３の技術は、育成する植物種に限定されることがない一般的ないし汎用的な植物育成装置として構成する場合には有効であるが、必ずしも異なる植物種を育成するのに最適な装置であるとは言えない。すなわち、異なる植物種では、それぞれの最適な育成条件、特に育成空間内の温度や湿度等の環境条件と、人工光源の照度や光色（光スペクトル）等の照明条件がそれぞれ相違すると考えられるからである。
【０００５】
そこで、異なる植物種のそれぞれに最適な育成条件を見出すための実験装置が考えられている。例えば、特許文献１〜３に記載されている各種育成条件を変化制御して植物の育成状態を観察することができる実験装置を構成することにより、各植物種に最適な育成条件を求めることができる。しかし、特許文献１〜３の技術は、育成空間の内部に照明装置が固定的に装備された構成であるため、照明条件の変化制御が制限されてしまう。特に、同一光源の下で光スペクトルを変化制御することは極めて難しい。この変化制御を実現するためには、光源あるは照明装置の全体を異なる規格のものに付け替える必要があり、そのための作業が煩雑になる。
【０００６】
また、特許文献１，２の技術は、植物育成装置に対して一体的に空調装置が配設されているため、育成空間の環境条件を変化させる際の制御速度に限界がある。特に、育成空間の環境条件を瞬時に変化制御することは難しく、異なる植物種に対する実験を開始するまでの間にタイムラグが生じ、実験時間が冗長なものになる。また、空調装置に大きな容量のものを用いれば制御速度の高速化は可能であるが、このような空調設備を配設した実験装置は大がかりでかつ高コストなものになる。
【０００７】
本発明の目的は、簡単な作業で育成空間における照明条件の変化制御の範囲を拡大することを可能にした植物育成装置を提供するものである。また、本発明の他の目的は、育成空間の環境条件を迅速に変化制御することを可能にした植物育成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、植物を育成するための育成空間を有する装置本体と、育成空間に光を照射する照明装置と、育成空間の内部空気を制御する空調装置を備える植物育成装置であり、装置本体とは別体に設けられた複数の光源部と、装置本体とは別体に設けられた複数の空調機のいずれか一方または両方を備え、複数の光源部から一つを選択し、及び／又は複数の空調機から一つを選択して装置本体に接続することが可能とされている。
【０００９】
本発明の好ましい形態としての第１発明は、植物を育成するための育成空間を有する装置本体と、育成空間に光を照射する照明装置を備える植物育成装置であり、照明装置は、装置本体に設けられて育成空間に向けて光を照射する照射部と、装置本体とは別体に設けられてそれぞれ異なるスペクトルの光を発光する複数の光源部と、光源部から出射された光を選択して照明部に導光させる光源選択手段を備える。
【００１０】
本発明の他の好ましい形態としての第２発明は、植物を育成するための育成空間を有する装置本体と、育成空間の内部空気を制御する空調装置を備える植物育成装置であり、空調装置は、装置本体とは別体に設けられてそれぞれ異なる環境条件の空気を調整する複数の空調機と、育成空間と複数の空調機とを選択的に接続する空調切替手段を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数の光源部は装置本体から独立して構成されているので、設計の自由度は高く、光源の種類やその規格及び組合せは自由にでき、各光源部から出射される光による育成空間での照明条件の変化制御の範囲を拡大することができる。また、本発明によれば、複数の空調機は独立した構成であり、これら複数の空調機を選択して装置本体に接続するので、接続する空調機をアイドリング状態に制御しておくことにより、育成空間の環境条件を迅速に変化制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の植物育成装置の概念構成を示す概略斜視図。
【図２】実施形態における照明条件と環境条件を変化制御する形態を模式的に示す図。
【図３】第１光源部を説明する図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は出射光のスペクトル図。
【図４】第２光源部を説明する図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は出射光のスペクトル図。
【図５】空調装置のブロック構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明を、被験体としての植物を育成する際の最適な照明条件と環境条件を得るための実験装置として構成した植物育成装置の概念構成図である。この植物育成装置（以下、実験装置と称する）１００は、内部に閉鎖型の育成空間１１が形成された箱状をした装置本体１を有している。この装置本体１の前記育成空間１１の下部領域には育成床部２が配設され、前記育成空間１１の上部領域には照明部３が配設されている。
【００１４】
前記育成床部２は、例えば、被験植物Ｐの育成形態に対応して構成されており、水耕育成する植物の場合には水耕床として構成され、あるいは土壌育成する植物の場合には土壌床として構成される。また、被験植物Ｐが鉢植えの場合には１ないし複数の鉢を配置する載置床として構成される。
【００１５】
前記照明部３は前記育成床部２において育成される被験植物Ｐに対して人工光を照射するために設けられている。この照明部３は、前記装置本体１とは別体に設けられた詳細を後述する光源部４に光学的に接続されており、当該光源部４で発光された光を所要の配光、すなわち光度分布あるいは照度分布をもって前記被験体植物Ｐに対して照射するようになっている。これら照明部３と光源部４とで本発明の照明装置が構成されている。
【００１６】
前記装置本体１には、前記育成空間１１を外部に連通させるための吸気口１２と排気口１３が開口されている。これら吸気口１２と排気口１３にはそれぞれ吸気管１４と排気管１５が接続されており、これら吸気管１４と排気管１５は、詳細を後述するように、空調切替機６を介して空調機５に接続されている。これら空調切替機６と空調機５とで本発明における空調装置が構成されている。
【００１７】
図２は前記照明装置と空調装置の機能を併せて説明するための模式的な構成図である。図１と図２を参照すると、前記光源部４は、それぞれ異なる規格をした複数の光源部、この実施形態では２つの第１光源部４Ａと第２光源部４Ｂで構成されている。これら光源部４Ａ，４Ｂはそれぞれ前記装置本体１とは別体の独立した筐体に組み付けられており、それぞれ光源で発光した光を集光して出射するように構成されている。これら第１光源部４Ａと第２光源部４Ｂは、前記装置本体１のなるべく近い位置に配設されているが、その位置は適宜に設定できる。
【００１８】
前記第１光源部４Ａは、図３（ａ）の断面図に示すように、ケーシング４１内に光源として白熱電球４２が配設されている。この白熱電球４２は、図３（ｂ）に分光特性を示すように、赤味がかった光色、すなわち長波長側成分の高いスペクトルの光を発光する。前記ケーシング４１内には、集光ミラー４３と集光レンズ４４が配設されており、前記白熱電球４２で発光された光を集光ミラー４３で集光し、さらに集光レンズ４４で集光する。さらに、前記ケーシング４１には当該集光レンズ４４の集光点位置に送光コネクタ４５が配設されており、後述する受光コネクタに連結可能とれている。この送光コネクタ４５内には光結合レンズ４６が内装されている。なお、図示は省略するが、前記第１光源部４Ａは、前記白熱電球４２の発光光度を調整するための光度制御部が備えられ、外部からの操作により発光光度を調整することが可能である。
【００１９】
前記第２光源部４Ｂは、図４（ａ）に断面図を示すように、基本的な構成は前記第１光源部４Ａとほぼ同じである。等価な部分には同一符号を付して説明するが、ケーシング４１内には光源として白色ＬＥＤ（発光ダイオード）４８が配設されている。この白色ＬＥＤ４８は、図４（ｂ）に分光特性を示すように、青味がかった光色、すなわち短波長側成分の高いスペクトルの光を発光する。さらに、前記ケーシング４１内には集光レンズ４４が配設されており、前記ＬＥＤ４８で発光された光を集光する。この集光点位置に送光コネクタ４５が配設されており、内部には光結合レンズ４６が内装されている。前記第２光源部４Ｂには、図示は省略するが、前記ＬＥＤ４８の発光光度を調整するための光度制御部を備えられ、外部からの操作により発光光度を調整することが可能である。
【００２０】
前記装置本体１の前記照明部３は、前記育成空間１１に向けて、換言すれば前記育成床部２のほぼ全面に対して、所定の配光により所定の照度分布で光照射を行うように構成されている。前記照明部３は光軸方向が前記装置本体１の上下方向に向けられた平板状をした照射レンズ３１を備えている。この照射レンズ３１は、所要の径寸法をした複数の単位レンズ３２が枡目状に平面配置され、透明樹脂の成形等により前記照射レンズ３１として一体に形成されている。前記照射レンズ３１は、ここではレンズホルダ３３により前記装置本体１に支持されている。前記単位レンズ３２はほぼ同一の焦点距離の凸レンズで構成されており、レンズ光軸が装置本体１の上下方向に向けられている。なお、これら複数の単位レンズ３２はそれぞれ独立した構成とされてもよく、この場合には照射レンズ３１は複数のレンズの集合体として構成される。
【００２１】
前記照明部３は、さらに前記照射レンズ３１に光を入射させる光ファイバ３５を備えている。この光ファイバ３５は、前記照射レンズ３１を構成している前記単位レンズ３２の数と同数の本数の単位光ファイバ３６を束ねた光ファイバ束として構成されている。各単位光ファイバ３６の一端部３６ａは、それぞれ前記単位レンズ３２に１対１で対応するように、前記照射レンズ３１の上側位置において、図示を省略したホルダにより前記装置本体１に支持されている。前記単位光ファイバ３６の各一端部３６ａの端面は光出射面として構成されており、鉛直下方に向けられて対応する単位レンズ３２のレンズ光軸上に配置されている。
【００２２】
前記単位光ファイバ３６の他端部は前記したように光ファイバ束として束ねられて前記光ファイバ３５として構成されており、単位光ファイバ３６の各他端部、すなわち前記光ファイバ３５の他端部には受光コネクタ３４が接続されている。この受光コネクタ３４は前記光源部４、すなわち第１光源部４Ａあるいは前記第２光源部４Ｂの各送光コネクタ４５に対して選択的に結合させることが可能である。これら送光コネクタ４５と受光コネクタ３４は、本発明における光源選択手段を構成する。
【００２３】
図１及び図２では、受光コネクタ３４は第１光源部４Ａの送光コネクタ４５に結合されており、この結合された状態では、第１光源部４Ａにおいて送光コネクタ４５に集光された光は、受光コネクタ３４を介して光ファイバ３５の光入射面としての他端部の端面に入射され、各単位光ファイバ３６を導光された上でそれぞれの一端部の光出射から出射され、照射レンズ３１の対応する単位レンズ３２に入射される。各単位レンズ３２に入射された光はそれぞれ集光され、あるいは発散された状態で下方の育成床部２に向けて照射される。
【００２４】
図５は前記した空調機５と空調切替機６で構成される空調装置の詳細を示すブロック構成図である。前記空調機５として複数の空調機、ここでは２つの第１空調機５Ａと第２空調機５Ｂが設けられている。これら第１空調機５Ａと第２空調機５Ｂは同じ構成であるので、第１空調機５Ａについて説明する。
【００２５】
第１空調機５Ａは、送気口５１と吸気口５２を有しており、それぞれ送気管７１と吸気管７２を介して前記空調切替機６に連通接続されている。前記吸気口５２は空気清浄器５３を介して空気調整室５４に連通接続されている。この空気清浄器５３は前記吸気口５２から前記空気調整室５４に吸気される空気中の塵埃等を除去するフィルタで構成されている。一方、前記送気口５１には送風機５７が介装されており、この送風機５７を駆動したときには、前記空気調整室５４の内部の空気を送気口５１を通して前記空調切替きに送気するように構成されている。
【００２６】
前記空地調整室５４には、前記空気調整室の内部の空気の温度を制御するための温度制御器５５が接続されている。この温度制御器５５は熱交換器で構成されており、前記空気調整室５４の内部の空気を循環させながら加熱し、あるいは冷却することにより、当該空気調整室５４内を所望の温度に制御することが可能とされている。また、この温度制御器５４は温度制御と同時に、前記空気調整室５４の内部の加湿と除湿を制御する湿度制御器としても機能するようになっている。
【００２７】
さらに、前記第１空調機５Ａは、前記空気調整室５４の内部のＣＯ２（二酸化炭素）の濃度を制御するＣＯ２制御器５６を備えている。このＣＯ２制御器５６は、ここでは図には示されないＣＯ２ボンベを備えた構成とされており、このＣＯ２ボンベから前記空気調整室５４に送るＣＯ２ガスの量を制御することにより、当該空気調整室５４内のＣＯ２濃度を制御する。
【００２８】
その上で、前記第１空調機５Ａには、前記温度制御器５５と前記ＣＯ２制御器５６を制御するための総合制御部５８が設けられている。この総合制御部５８を人為的にあるいは予め設定したプログラムに基づいて操作することにより、前記空気調整室５４の内部空気の温度、湿度、ＣＯ２濃度を制御することが可能とされる。これら温度、湿度、ＣＯ２濃度の制御に際しては、空気調整室に温度センサ、湿度センサ、ＣＯ２濃度センサ等のセンサ５９を配設しておき、このセンサ５９で検出した検出値に基づくフィードバック制御を行うことが好ましい。また、前記総合制御部５８により、前記空気清浄器５３と前記送風機５７を制御することも可能である。
【００２９】
この構成の第１空調機５Ａでは、総合制御部５８が送風機５７を駆動すると、空気調整室５４の内部空気を送気口５１から空調切替機６に向けて送出する。これと同時に、空気調整室５４には吸気口５２から空調切替機６の空気が吸入される。この吸入される空気は空気清浄器５３により清浄化される。これと同時に総合制御部５８が温度制御器５５を制御すると、空気調整室５４の内部空気は所定の温度及び湿度に制御される。さらに、総合制御部５８がＣＯ２制御器５６を制御することにより、空気調整室５４のＣＯ２濃度が所定の濃度に制御される。
【００３０】
前記第２空調機５Ｂも同様の構成である。そして、これら第１空調機５Ａと第２空調機５Ｂの送気口５１は送気管７１Ａ，７１Ｂを介して前記空調切替機６に接続されている。また、前記第１空調機５Ａと第２空調機５Ｂの吸気口５２は吸気管７２Ａ，７２Ｂを介して前記空調切替機６に接続されている。
【００３１】
前記空調切替機６は、双動型の電磁弁からなる送気切替バルブ６１と吸気切替バルブ６２を備えている。これらの切替バルブ６１，６２はいずれも共通ポートＰｃを選択ポートＰａ，Ｐｂに切替接続可能であり、人為的にスイッチ操作されたとき、あるいは所定の操作信号が入力されたときに、共通ポートＰｃを選択ポートＰａ又はＰｂに選択的に連通接続する切替動作を行うように構成されている。
【００３２】
前記送気切替バルブ６１は、その共通ポートＰｃは前記装置本体の前記吸気口１２に接続された前記吸気管１４に接続されている。一方の選択ポートＰａは前記第１空調機５Ａの送気管７１Ａに接続され、他方の選択ポートＰｂは前記前記第２空調機５Ｂの送気管７１Ｂに接続されている。また、前記吸気切替バルブ６２は、その共通ポートＰｃは前記装置本体の前記排気口１３に接続された前記排気管１５に接続されている。一方の選択ポートＰａは前記第１空調機５Ａの吸気管７２Ａに接続され、他方の選択ポートＰｂは前記前記第２空調機５Ｂの吸気管７２Ｂに接続されている。
【００３３】
したがって、送気切替バルブ６１は、装置本体１の吸気口１２を第１空調機５Ａと第２空調機５Ｂのいずれかの送気口５１に選択的に連通接続させる。また、吸気切替バルブ６２は、これと同期して、装置本体１の排気口１３を第１空調機５Ａと第２空調機５Ｂのいずれかの吸気口５２に選択的に連通接続させることになる。
【００３４】
以上の構成の実験装置では、装置本体１の育成床部２において被験体植物Ｐを育成する状態とする。例えば、水耕育成する植物の場合には育成床部２を水耕床として構成し、被験体植物Ｐを水耕栽培する。その上で、図１，２に示したように、空調切替機６で装置本体１を第１空調機５Ａに接続し、第１空調機５Ａでは総合制御部５８により各部を制御する。また、照明部３につながる光ファイバ３３の受光コネクタ３４を例えば第１光源部４Ａの送光コネクタ４５に接続し、かつ第１光源部４Ａを発光状態とする。
【００３５】
第１空調機５Ａでは、総合制御部５８により温度制御器５５とＣＯ２制御器５６を制御し、空気調整室５４の内部空気を所定の温度、湿度、ＣＯ２濃度に制御する。例えば、温度３０℃、湿度８０％、ＣＯ２濃度１０００ｐｐｍに制御する。次いで、送風機５７を駆動すると、このように温度、湿度、ＣＯ２濃度が制御された空気調整室５４の内部空気が送気口５１から送出され、空調切替機６に送気される。空調切替機６では送気切替バルブ６１を第１空調機５Ａに接続状態としているので、送気された空気は装置本体１の吸気口１２から育成空間１１に供給される。この供給される内部空気は、装置本体１の排気口１３から排出された空気が循環されたものであるが、この空気は空気清浄器５３により清浄化されている。これにより、装置本体１の育成空間１１は、制御された温度、湿度、ＣＯ２濃度の環境条件に設定される。
【００３６】
第１光源部４Ａでは、白熱電球４２を発光させることにより長波長側成分が高い赤みがかったスペクトルの光が発光される。この光は集光ミラー４３で集光され、さらに集光レンズ４４で送光コネクタ４５に対して集光される。さらに、この送光コネクタ４５に接続されている受光コネクタ３４において、集光された光は光結合レンズ４６によって光ファイバ３５の光入射面に入射される。光ファイバ３５に入射された光は、複数の単位光ファイバ３６をそれぞれ導光された上で光出射面３６ａから出射される。各単位光ファイバ３６から出射された光は照射レンズ３１のそれぞれ対応する単位レンズ３２に入射され、ここで集光され、あるいは発散された状態で下方の育成床部２に向けて照射される。
【００３７】
これにより、育成床部２の被験植物Ｐは長波長側成分が高い赤みがかったスペクトルの光が所定の配光により所定の照度分布で照明される。このとき、第１光源部４Ａにおいて白熱電球４２の発光光度を調整することにより、被験植物Ｐに対する照度レベル（明るさ）についても調整される。このようにして、装置本体１の育成空間１１は、長波長側成分の高いスペクトルでの照明条件に設定され、この照明条件での被験植物Ｐの育成状態が実験かつ検査される。
【００３８】
被験植物Ｐにおける異なる条件での育成データを取得するために、実験装置の育成空間１１の照明条件と環境条件を変化制御することが要求されることがある。照明条件を変化させる場合には、実験装置の受光コネクタ３４を第１光源部４Ａの送光コネクタ４５から取り外し、今度は第２光源部４Ｂの送光コネクタ４５に接続する。しかる上で、第２光源部４Ｂを発光状態とする。
【００３９】
第２光源部４ＢのＬＥＤ４８を発光させることにより短波長側成分の高い青味がかったスペクトルの光が発光される。この光は集光レンズ４４で送光コネクタ４５に対して集光される。さらに、この送光コネクタ４５に接続されている光ファイバ３５の光入射面に入射され、前記した第１光源部４Ａでの光照射と同様にして、各単位光ファイバ３６の光出射面から出射され、照射レンズ３１の各単位レンズ３２によって集光され、あるいは発散された状態で下方の育成床部２に向けて照射される。
【００４０】
これにより、育成床部２の被験植物Ｐは短波長側成分の高い青味がかったスペクトルの光が所定の配光により所定の照度分布で照明される。このとき、第２光源部４ＢにおいてＬＥＤの発光光度を調整することにより、被験植物Ｐに対する照度レベルについても調整される。このようにして、装置本体１の育成空間１１は、短波長側成分の高いスペクトルでの照明条件に設定され、この照明条件での被験植物Ｐの育成状態が実験かつ検査される。
【００４１】
ここで、第１光源部４Ａと第２光源部４Ｂを切り替えて、育成空間１１内に照射される光のスペクトルを変化しても、照明部３の構成は変化されることがないので、配光や照度分布が変化されることはない。したがって、被験植物の育成に対するスペクトルの影響を実験する場合に有効である。
【００４２】
第１光源部４Ａと第２光源部４Ｂはそれぞれ装置本体１とは独立して構成されているので、各光源部における設計の自由度は高く、光源の種類やその規格及び組合せは自由にでき、構成部品であるミラーやレンズ等の光学部品の設計も自由である。したがって、各光源から出射される光の種類や状態の変化範囲は広くなり、これら光源から出射される光による照明部３での照明条件の変化制御の範囲を拡大することが可能になる。
【００４３】
一方、装置本体１の育成空間１１内の環境条件を変化させる場合には、空調切替機６の切替バルブ６１，６２を制御して装置本体１と第１空調機５Ａとの接続を解除し、装置本体１を第２空調機５Ｂに管接続する。このとき、この切替動作に先立って、第２空調機５Ｂの総合制御部５８は、自空調機５Ｂの温度制御器５５とＣＯ２制御器５６を制御し、空気調整室５４の内部空気を所定の温度、湿度、ＣＯ２濃度に制御しておく。例えば、温度５℃、湿度３０％、ＣＯ２濃度５００ｐｐｍに制御してアイドリング状態にしておく。
【００４４】
そして、かかる切替動作と同時に、第２空調機５Ｂの送風機５７を駆動すると、所定の温度、湿度、ＣＯ２濃度に設定されている空気調整室５４の空気が送気口５１から送出され、空調切替機６を通して装置本体１の吸気口１２から育成空間１１に供給される。これにより、当該育成空間１１は、第２空調機５Ｂにより制御された温度、湿度、ＣＯ２濃度の環境条件に設定される。このとき、送風機５７の能力にも依存するが、少なくとも第１空調機５Ｂを装置本体１に管接続したまま、その温度、湿度、ＣＯ２濃度を変化制御することによって育成空間１１の環境条件を変化する場合に比較して、短い時間で育成空間１１の環境条件を変化制御することができる。すなわち、育成空間１１内の環境条件をそのまま連続的に変化させるための過渡時間が殆ど不要となり、極めて短い時間で環境条件を変化させることができる。
【００４５】
以上説明したように、この実験装置では、照明条件を変化させる場合、特に異なるスペクトルの照明光に変化制御する場合には、受光コネクタ３４を異なる光源部の送光コネクタ４５に切替接続するだけでよく、作業が簡単でかつ迅速に行うことができる。装置本体１の照明部３と、第１，第２の各光源部４Ａ，４Ｂは別体であるので装置本体１を小型に構成できる。また、装置本体１と第１，第２の各光源４Ａ，４Ｂは光ファイバ３５で接続された構成であるので、光ファイバ３５の長さを適宜に設計することにより、装置本体１から離れた位置に第１，第２の各光源部４Ａ，４Ｂを配設することができ、装置本体１の周囲に作業用のスペースを確保する上でも有利である。
【００４６】
この実施形態では、光源部として第１光源部と第２光源部を備えた例を示したが、さらに異なるスペクトル光を発光する第３以降の光源部を備えてもよい。この場合、第３以降の光源部にそれぞれ送光コネクタを設けておけば、装置本体の受光コネクタへの接続が可能であるので、第３以降の光源部で発光した光を育成空間における照明光として設定することは可能である。また、第３以降の光源部の光源として、太陽光を集光して用いることも可能である。
【００４７】
また、この実験装置では、前記したように、環境条件を変化させる場合には、空調切替機６における接続を切り替えて、装置本体１に対する第１，第２の各空調機５Ａ，５Ｂの接続を切り替えるだけでよい。したがって、装置本体１の育成空間１１の環境条件を瞬時に変化制御できる。このとき、新たに接続する側の空調機を予め駆動して空気調整室５４の内部空気を所定の環境条件に制御しておくことが可能であるので、育成空間１１の環境条件を極めて短い時間ないしは瞬時に変化制御することも可能となる。これにより、被験植物に対する、いわゆるサーマルショックの実験が可能であり、合せてこの種の実験のための環境条件の変化制御に必要とされる環境条件の変化設定時間を短縮し、実験時間の短縮が可能になる。
【００４８】
以上説明した実施形態では、装置本体の照明部と、複数の光源部を光ファイバで光学的に接続し、かつ送光と受光のコネクタにより接続を切り替える構成であるが、照明部と複数の光源部とを光学的に結ぶ光路に可動ミラーや可動プリズム等の光路切替手段を設け、この光路切替手段によって複数の光源部から出射される光を選択的に照明部に導光させるようにしてもよい。また、光源部から照明部までの光の伝送は導光体や導光筒で構成されてもよい。
【００４９】
また、実施形態の空調切替機は、装置本体と複数の空調機とを接続する管部材の接続を切替バルブにより切り替えているが、各空調機の送気口と吸気口につながる管内に個別開閉弁を配設し、これらの個別開閉弁をそれぞれ独立して開閉制御することによって接続状態を切り替えるようにしてもよい。
【００５０】
実施形態の装置本体に設けた照明部は、育成床部で育成される植物に対する配光分布を変化制御するように構成してもよい。例えば、照明部に所要の光透過率分布を有するフィルタを介装し、育成床部の平面領域の配光や照度分布を適宜に変化制御するようにしてもよい。あるいは、分光フィルタを介装し、育成床部の平面領域の色光分布を適宜に変化制御するようにしてもよい。
【００５１】
さらに、装置本体の育成空間の内部あるいは育成床部に照度センサを配設しておき、装置本体に接続した光源部の発光光度をこの照度センサの検出出力に基づいてフィードバック制御することにより、育成床部における照度を高精度に制御することができる。同様に、装置本体の育成空間の内部に温度センサ、湿度センサ、ＣＯ２濃度センサを配設しておき、装置本体に接続した空調機をこれらセンサの検出出力に基づいてフィードバック制御するように構成すれば、育成空間の環境条件をより正確に制御することができる。
【００５２】
本発明は実施形態に記載した最適な照明条件と環境条件を得るための実験装置に限らず、植物を栽培するための植物生理現象を把握するために、条件を任意に変更制御する植物育成装置としても適用できる。
【符号の説明】
【００５３】
１  装置本体
２  育成床部
３  照明部
４  光源部
４Ａ  第１光源部
４Ｂ  第２光源部
５  空調機
５Ａ  第１空調機
５Ｂ  第２空調機
６  空調切替機
１１  育成空間
１２  吸気口
１３  排気口
３１  照射レンズ
３２  単位レンズ
３４  受光コネクタ
３５  光ファイバ
４２  白熱電球
４８  ＬＥＤ
５３  空気清浄器
５４  空気調整室
５５  温度制御器
５６  ＣＯ２制御器
５７  送風機
５８  総合制御部
６１  送気切替バルブ
６２  吸気切替バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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