(57)【要約】【課題】植物の葉緑体の光合成に必要とする光スポットの光強度と照射時間を最適化することで、植物栽培装置の消費電力を抑える。【解決手段】植物栽培装置１５は、半導体レーザー１と、コリメートレンズ３と、ミラー走査機構４と、植物の定植面に所定の面積で投影される光スポット５と、半導体レーザー１を駆動するレーザー駆動手段６と、ミラー走査機構４を駆動する走査駆動手段７と、植物の一つの葉緑体１７が光合成するのに必要な最小エネルギーが照射されるように、光スポット５の光強度と、ミラー走査機構４の走査によって光スポット５が植物の１つの葉緑体１７を通過する通過時間を、制御する制御手段８とを備え、植物１６を栽培する。【選択図】図１
2015077097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザーと、
前記半導体レーザーから出射された光ビームを略平行光に出力するコリメートレンズと、
前記略平行光を２次元に走査して前記光ビームを走査光として出力する走査機構と、
前記走査機構から出力され、植物の定植面に所定の面積で投影される光スポットと、
前記半導体レーザーを駆動するレーザー駆動手段と、
前記走査機構を駆動する走査駆動手段と、
前記植物の一つの葉緑体が光合成するのに必要な最小エネルギーが照射されるように、
前記光スポットの光強度と、
前記走査機構の走査によって前記光スポットが前記葉緑体を通過する通過時間を制御する制御手段と、
を備える植物栽培装置。
【請求項２】
植物の光合成をモニタするモニタ手段をさらに備え、
前記制御手段は、
前記モニタ手段によって得られた光合成状態に対して、前記植物の一つの葉緑体が光合成するのに必要な最小エネルギーが照射されるように、前記光スポットの光強度と、前記光ビームが植物の１つの葉緑体を通過する通過時間を制御する、
請求項１記載の植物栽培装置。
【請求項３】
前記走査機構の前記略平行光の反射面は、略正方形または略長方形形状であり、
前記光スポットの形状が略正方形または略長方形に成形される、
請求項１または２記載の植物栽培装置。
【請求項４】
前記光スポットの光強度分布を略均一に補正する光学素子を、前記半導体レーザーと前記コリメートレンズの間、または前記コリメートレンズと前記走査機構の間に備えた、請求項１または２記載の植物栽培装置。
【請求項５】
前記レーザー駆動手段は、前記半導体レーザーをＣＷ発光またはパルス発光に制御可能である、請求項１または２記載の植物栽培装置。
【請求項６】
半導体レーザーと、
前記半導体レーザーから出射された光ビームを略平行光に出力するコリメートレンズと、
前記略平行光を２次元に走査して前記光ビームを走査光として出力する走査機構と、
前記走査機構から出力され、植物の定植面に所定の面積で投影される光スポットと、
前記半導体レーザーを駆動するレーザー駆動手段と、
前記走査機構を駆動する走査駆動手段と、
前記植物の一つの葉緑体が光合成するのに必要な最小エネルギーが照射されるように、
前記光スポットの光強度と、
前記走査機構の走査によって前記光スポットが前記葉緑体を通過する通過時間を、
制御することを特徴とする植物栽培方法。
【請求項７】
請求項１または２記載の植物栽培装置を複数用いた、植物栽培工場。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工的な光源により植物を栽培する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、蛍光灯やＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）、半導体レーザー（ｌａｓｅｒ  ｄｉｏｄｅ）などの人工的な光源を用いて植物を栽培する研究が進められており、人工光型植物工場や太陽光人工光併用型植物工場として実用化されている。このような植物工場を設立するためのイニシャルコストとしては照明用光源が大半を占めており、また光熱費といったランニングコストもかかってくるため、低コストで植物工場を運営していくには照明用光源の仕様選定、構成の設計が非常に重要となる。
【０００３】
このような植物工場の照明用光源としては、特許文献１に開示されているような植物の葉緑体を撮像手段で検出して、半導体レーザーから出射された光を２次元に走査する走査機構にて栽培対象となる植物へ照射する装置が考えられている。
【０００４】
また、特許文献２に開示されているような植物育成時に光源からの光の照度を維持して、所定時間毎に光源のオンオフを繰り返して、植物に対する一日の光の積算光量が、光補償点の光量の光を連続して照射した場合における一日の光の積算光量と等しくなるように光源の点灯時間を制御する装置が考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−５４５３号公報
【特許文献２】特開２００４−５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の１つの実施形態は、半導体レーザーから形成される光スポットを栽培対象の植物へ照射する条件において、葉緑体の光合成を効率よく行い、消費電力を抑えた植物栽培装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態による植物栽培装置は、植物に照射する光源として、半導体レーザーと、前記半導体レーザーから出射された光ビームを略平行光に出力するコリメートレンズと、前記略平行光を２次元に走査して前記光ビームを走査光として出力する走査機構と、前記走査機構から出力され、植物の定植面に所定の面積で投影される光スポットと、前記半導体レーザーを駆動するレーザー駆動手段と、前記走査機構を駆動する走査駆動手段と、前記植物の一つの葉緑体が光合成するのに必要な最小エネルギーが照射されるように、前記光スポットの光強度と、前記走査機構の走査によって前記光スポットが植物の１つの葉緑体を通過する通過時間を、制御する制御手段と、を備える。
本発明の他の実施形態による植物栽培方法は、植物に照射する光源として、半導体レーザーと、前記半導体レーザーから出射された光ビームを略平行光に出力するコリメートレンズと、前記略平行光を２次元に走査して前記光ビームを走査光として出力する走査機構と、前記走査機構から出力され、植物の定植面に所定の面積で投影される光スポットと、前記半導体レーザーを駆動するレーザー駆動手段と、前記走査機構を駆動する走査駆動手段と、前記植物の一つの葉緑体が光合成するのに必要な最小エネルギーが照射されるように、前記光スポットの光強度と、前記走査機構の走査によって前記光スポットが植物の１つの葉緑体を通過する通過時間を、制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の１つの実施の形態によれば、半導体レーザーから形成される光スポットを栽培対象の植物へ照射する条件において、葉緑体の光合成を効率よく行い、消費電力を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１における植物栽培装置の構成図
【図２】（ａ）実施の形態１における植物栽培装置の光スポットの走査の説明図（ｂ）実施の形態１における植物栽培装置の光スポットの説明図
【図３】実施の形態１における植物への光の照射時間と光強度の関係と生長度合い関係図
【図４】実施の形態１における光強度と物栽培装置光源部１個当たりの消費電力の関係図
【図５】実施の形態１における植物栽培装置とＬＥＤ光源における植物の生長と消費電力の関係図
【図６】実施の形態２における植物栽培装置の構成図
【図７】実施の形態１、２における植物栽培装置の光スポット形状の構成説明図
【図８】実施の形態１、２における植物栽培装置の他の構成図
【図９】実施の形態１、２における植物栽培装置を用いた植物栽培工場の概略図
【図１０】植物栽培装置の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、実施の形態の植物栽培装置について、適宜図面を参照しながら説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１１】
なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１２】
図１０は、植物栽培装置の一部を簡略化した模式図である。同図に示すように、半導体レーザー１０１には光ファイバ１０２が取り付けられ、ガルバノミラーなどで構成された走査機構１０３によって２次元に半導体レーザー１０１からの光が走査されるようになっている。またモノクロ２次元ＣＣＤである撮像部１０４によって、植物１０９の葉緑体が存在する領域を検出し、その検出結果に基づいて走査機構１０３の走査範囲を決定している。照射範囲が決定されると、走査機構１０３が駆動され、半導体レーザー１０１からの光の照射位置が繰り返し２次元に走査される。
【００１３】
しかしながら、この装置には、半導体レーザー１０１を用いた照射を行うとしているが、植物の種類によって生長に必要な光量が異なり、生長に最適な条件についての記載は無く、最適化できていないため消費電力を抑えることができないという課題がある。
【００１４】
さらにこの装置では、撮像部１０４で植物の病変部をモニタするとしているが、生長に関する光合成についてはモニタすることなく、植物の生長に最適化できないという課題がある。
【００１５】
また特許文献２に開示されているような装置では、植物全体に積算光量と等しくなるように光源を点灯するため、非効率であり消費電力の抑制には不十分である。
【００１６】
これに対して、本実施の形態における植物栽培装置では以下のような構成を有する。
【００１７】
（実施の形態１）
＜１．植物栽培装置の構成＞
図１は本実施の形態における植物栽培装置の構成図である。図２（ａ）および図２（ｂ）は本実施の形態における植物栽培装置が出力する光スポットと走査についての説明図である。
【００１８】
植物栽培装置１５は、植物栽培装置光源部１４と植物栽培装置光源部周辺１３で構成される。
【００１９】
植物栽培装置光源部１４は、光ビーム２を放射する半導体レーザー１、光ビーム２を略平行光２ａにして出力するコリメートレンズ３、略平行光２ａを２次元に走査しながら偏向し走査光２ｂを出力して、所定の面積の光スポット５を植物１６が定植されている面Ａに投影するミラー走査機構４を備える。
【００２０】
半導体レーザー１から放射される光の波長は、好ましくは、６３０ｎｍ（ナノメートル）から６８０ｎｍの赤色と呼ばれる波長帯域のものや、３８０ｎｍから５００ｎｍの青色と呼ばれる波長帯域のものである。植物育成に効果があるものであれば、緑色や赤外波長帯域のものであってもよい。そして、このような特性を有する半導体レーザーは、市場で大量に投入されている安価なＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ(登録商標）  Ｄｉｓｃ）／ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）レコーダ等の光ディスクの記録する光ピックアップに用いているものである。
ミラー走査機構４はＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）ミラーやガルバノミラー、ポリゴンミラーなどで構成されているものである。
【００２１】
植物栽培装置光源部周辺１３は、半導体レーザー１を発光させるレーザー駆動手段６、ミラー走査機構４を駆動する走査駆動手段７、レーザー駆動手段６を制御して半導体レーザー１の光強度を制御し、また走査駆動手段７を制御してミラー走査機構４の走査速度や走査角度を制御する制御手段８、制御手段８に光スポット５の照射と走査条件を指令する中央演算処理回路１１、植物栽培装置光源部１４の制御動作を含む一連の動作を規定するプログラムを記憶する不揮発メモリ１２で構成されている。
【００２２】
＜２．植物栽培装置の動作＞
次に植物栽培装置１５の動作について説明する。レーザー駆動手段６を動作させることによって、半導体レーザー１が発光する。ミラー走査機構４を走査駆動手段７で動作させ、図２（ａ）に示すように光スポット５を投影しながらθｘ、θｙ方向に回転振動させることで２次元走査して面Ａに照射する。制御手段８は、レーザー駆動手段６を介して半導体レーザー１の光強度や、走査駆動手段７を介してミラー走査機構４の動作範囲や動作速度を制御する。レーザー駆動手段６は、半導体レーザー１に接続し、走査駆動手段７はミラー走査機構４に接続している。レーザー駆動手段６は半導体レーザー１から放射される光ビーム２、光スポット５の光強度制御、そして走査駆動手段７はミラー走査機構４の制御など一連の制御をデジタル制御で実現する。
【００２３】
制御手段８は、中央演算処理回路１１に接続されており、中央演算処理回路１１の指令により動作する。半導体レーザー１より光ビーム２を放射し、ミラー走査機構４を動作させて栽培対象となる植物１６へ光スポット５を最適に照射するといった制御動作を含む一連の動作を規定するプログラムは、予めファームウェアとして不揮発性メモリ１２に記録される。不揮発性メモリ１２は、半導体メモリ等ファームウェアを記録できるメモリであれば何でもよい。このようなファームウェアは、中央演算処理回路１１からの指令により、必要な動作の形態に応じて、不揮発性メモリ１２から読み出される。
【００２４】
図２（ｂ）に示すように、植物の１つの葉緑体１７だけで考えたとき、光スポット５は１つの葉緑体１７に対して、設定された光強度の光を照射しながら走査により設定された通過時間（１つの葉緑体に対する照射時間）で通過する。光合成を効率よく行うには、植物全体への光の照射として光強度と照射時間を設定するのではなく、１つの葉緑体１７に対する光強度と通過時間のエネルギーとして設定すればよいということを見出した。葉緑体の大きさは一般的に直径が５ミクロンから１０ミクロン程度で厚みが２ミクロンから３ミクロン程度の凸レンズ形である。
【００２５】
我々は実験で、光スポット５を走査して光を植物に照射した場合の植物の生長度合いと、通常の照明による光を植物全体へ照射した場合の植物の生長度合いの関係性を見出した。まず、通常の照明として間欠照射時間の長いＬＥＤ灯を用いて照射時間と光強度を測定した。次に植物栽培装置１５を用いて、光スポット５を走査して光を植物に照射した。図３は光スポット５に走査して光を植物に照射した場合の植物への光の照射時間と光強度の関係と、生長度合いの実験データである。横軸は通過時間×光強度、縦軸を生長度合いとしている。ここで生長度合いとは、レタスの栽培例では葉の大きさ、すなわち葉身長と葉幅長の関係が０．５以上となったとき生長したとする。
【００２６】
植物栽培装置１５での通過時間が短い場合、その分だけ光強度を大きくしてやれば、光強度が小さく照射時間の長いＬＥＤ灯の場合と同等の葉の生長度合いを得ることができるという関係性がわかった。すなわち植物栽培装置１５において、１つの葉緑体１７への最小エネルギーをＥとすると、光強度として光量子束Ｐ［μｍｏｌ／ｍ２／ｓｅｃ］と走査による通過時間Ｔ［ｓｅｃ］と、蛍光灯やＬＥＤなどの光源装置を用いた一般的な植物への光の照射で最低限必要な光合成最低光量子束Ｐ０［μｍｏｌ／ｍ２／ｓｅｃ］と間欠照射時間を植物の光合成明反応系の律速因子であり光ビーム２の反応中心であるＰ６８０の還元時間Ｔ０［ｓｅｃ］として、次式の関係を見出した。
【００２７】
Ｅ＝Ｐ×Ｔ＝Ｐ０×Ｔ０［μｍｏｌ／ｍ２］・・・（式１）
また、光スポット５のサイズを図２（ｂ）のようにＬ［ｍ］、Ｍ［ｍ］の略正方形または略長方形とし、ミラー走査機構４の走査周波数をｆ［Ｈｚ］、走査速度をＶ［ｍ／ｓｅｃ］、図２（ａ）のように走査による照射領域である面Ａの走査方向の１辺の長さをＢとしたとき、次の数式となる。
【００２８】
Ｖ＝２×Π×ｆ×Ｂ／２×√２／２                  ・・・（式２）
Ｔ＝Ｌ／Ｖ                                        ・・・（式３）
Ｅ＝Ｐ×Ｌ／（Π×ｆ×Ｂ×√２／２）＝Ｐ０×Ｔ０      ・・・（式４）
ここでΠは円周率、（式２）は走査がＳＩＮ波の場合である。光スポット５の光強度Ｐは半導体レーザー１の出力可能な値、通過時間Ｔはミラー走査機構４の走査可能な速度（周波数）からＥを決定すればよい。例として、レタスなどの一般的な植物の光合成最低光量子束Ｐ０を５０［μｍｏｌ／ｍ２／ｓｅｃ］、間欠照射時間を植物の光合成明反応系の律速因子であり光ビーム２の反応中心であるＰ６８０の還元時間Ｔ０として２００［μｓｅｃ］としたとき、式１が成立するように光スポット５の光強度と通過時間を設定すればよい。この場合、植物栽培装置１５における光スポット５の光強度Ｐを３６６５［μｍｏｌ／ｍ２／ｓｅｃ］、走査方向のサイズＬを０．０１［ｍ］、ミラー走査機構４の走査周波数ｆを５０００［Ｈｚ］、面Ａの走査方向の１辺の長さＢを０．３３［ｍ］とすれば、式１が成立する。
【００２９】
Ｅ＝３６６５×０．０１／（３．１４×５０００×０．３３×√２／２）
＝５０×０．０００２
＝０．０１［μｍｏｌ／ｍ２］
このときの通過時間Ｔは２．７３［μｓｅｃ］である。
【００３０】
なお、（式２）は走査がＳＩＮ波の場合としたが、走査が三角波の場合は、走査速度Ｖは次式で表される。
【００３１】
Ｖ＝ｆ×Ｂ／４                          ・・・（式５）
以上のように、半導体レーザー１を略平行光として小さい面積で光強度を上げているために、光スポット５の光強度Ｐの値３６６５［μｍｏｌ／ｍ２／ｓｅｃ］と、通常の植物の光補償点よりもはるかに大きい値に実現可能である。
【００３２】
また従来のように光合成最低光量子束の光強度を植物全体に間欠照射する場合に比べ、小さい光スポット５でミラー走査機構４により２次元走査して植物全体を照射するため、植物栽培装置の消費電力をはるかに抑えることができる。植物栽培装置１５の場合、植物栽培装置光源部１４を９個で１ｍ２を照射することができ、図４に示すような例えば光強度Ｐが３６６５［μｍｏｌ／ｍ２／ｓｅｃ］出力できるようにした場合、１個当たりの消費電力が１．０８Ｗなのでトータル９．７Ｗの消費電力に抑えることができる結果が得られた。これに対し従来の照明装置をＬＥＤ灯、照射面積１ｍ２のとき、ＬＥＤ灯１本当たり２４Ｗのものが６本必要で、間欠照射によるデューティーを５０％としたときの消費電力は２４Ｗ×６本×０．５で７２Ｗである。図５は従来の照明装置（ＬＥＤ灯）と植物栽培装置１５の生長度合いと消費電力の関係を示した図である。同図に示すように従来の照明装置に比べ植物栽培装置１５では消費電力を大幅に抑制できる。
【００３３】
以上のように、本実施の形態によれば、半導体レーザー１から形成される光スポット５を栽培対象の植物１６へ照射する条件において、一つの葉緑体１７が光合成するのに必要な最小エネルギーが照射されるように、光強度と通過時間を制御する。これにより簡単な構成で植物の生長を促進し消費電力を大幅に抑制できるという優れた効果を有する。
【００３４】
さらに植物栽培装置１５を複数用いた植物栽培工場について以下に説明する。
【００３５】
植物栽培工場で栽培される植物は、基本的に温度や湿度、培養液濃度等の管理が可能で、人工的な照明により照射時間、光量の制御が可能なため、生長に関してのばらつきは非常に少なくなっている。
【００３６】
したがって栽培対象となる植物の時間経過による生長度合いをデータ化しておき、そのデータを予め記憶手段である不揮発性メモリ１２に記憶しておけば、消費電力を増やすことなく、時間経過とともにデータを読み出して生長する植物１６に合わせて照射条件を決定し、制御手段８によって光スポット５の光強度やミラー走査機構４の動作範囲、動作速度を制御することで照射条件を最適化することができる。なおデータ化する栽培対象となる植物の時間経過による生長度合いは例えば葉の大きさ（葉身長）や葉の広がり（葉幅長）、茎の太さなどである。
【００３７】
また図９は植物栽培装置１５を複数用いた植物栽培工場を構成した例を示す。同図に示すように植物栽培装置１５を植物育成用ラック２２の上面２２ａに取り付け、光強度や照射時間を設定する。これによって栽培対象となる植物１６に最適な条件で育成する植物栽培工場２０を構築することができる。
【００３８】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２における植物栽培装置について説明する。本実施の形態における植物栽培装置６１５は、モニタ手段９、前処理回路１０、システムコントローラ２５を備える。この点が実施の形態１と異なっている。以下、実施の形態１と異なる点を中心に説明し、同一の事項についての説明は省略する。
【００３９】
図６は本実施の形態における植物栽培装置１５の構成図である。図６において、植物栽培装置光源部周辺６１３は、モニタ手段９と前処理回路１０、システムコントローラ２５が追加されている。モニタ手段９はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やフォトディテクターといったもので、植物１６の光合成状態をモニタする。光合成状態とは、例えば植物１６を半導体レーザー１の青色波長帯域で照射したとき、植物１６はクロロフィル蛍光として約６８０ｎｍの波長帯域の光を光信号として放射する。この光信号の大きさをモニタ手段９によって受光することで、植物１６の光合成が活性化できているかの状態がわかる。前処理回路１０は、モニタ手段９からの光信号を電気信号として生成し、制御手段８に入力する。前処理回路１０で生成された光信号はシステムコントローラ２５でデジタル信号処理を行う。前処理回路１０、制御手段８、およびシステムコントローラ２５は、中央演算処理回路１１に接続されており、中央演算処理回路１１の指令により動作する。
【００４０】
モニタ手段９によって得られた光合成状態に合わせて、最適に光スポット５の光強度やミラー走査機構４による光スポット５の葉緑体１７に対する通過時間を制御することができる。
【００４１】
なお、植物栽培工場として植物栽培装置６１５を複数用いてもよい。
【００４２】
以上のように、本実施形態によっても、モニタ手段９で植物１６の光合成状態をモニタし、一つの葉緑体１７の光合成が効率よく行われるように、光強度と通過時間を制御する。これにより簡単な構成で植物の葉緑体の光合成を効率よく行い、生長を促進しながら消費電力を大幅に抑制できるという優れた効果を有する。
【００４３】
なお実施の形態１および２において、図７（ａ）に示すようにミラー走査機構４の略平行光２ａの反射面４ａを、略正方形または略長方形形状であるようにし、または図７（ｂ）に示すようにミラー走査機構４のある部分だけ反射面４ａとして略正方形または略長方形にし、図７（ｃ）に示すように光スポット５の形状が略正方形または略長方形に成形されるようにしておく、としてもよい。これにより一列の葉緑体１７への照射に時間差が生じることなく、安定して植物１６に光を照射することができる。
【００４４】
なお実施の形態１および２において、図８に示すように光スポット５の光強度分布を略均一に補正する光学素子として半導体レーザー１とコリメートレンズ３の間の光学素子２６、またはコリメートレンズ３とミラー走査機構４の間の光学素子２７を備えてもよい。半導体レーザー１の出力そのままであれば、光強度分布はガウシアン分布なっているが、これにより葉緑体１７に対して光強度の分布むらなく、安定して均一な光のエネルギーを植物１６に照射することができる。光学素子２６は、例えば多角柱の側面で複数回光を反射させることで光強度を均一化するライトパイプやレンズアレイといったものである。
【００４５】
なお実施の形態１および２において、レーザー駆動手段６は、半導体レーザー１をＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）発光またはパルス発光に制御可能であってもよい。これにより栽培対象となる植物の種類によって、パルス発光で光強度の出力ピークを大きくするのが必要な場合と、ＣＷ発光で十分な光強度が得られる場合とを使い分けることで、安定して最適な光のエネルギーを植物１６に照射することができる。
【００４６】
以上のように、本発明における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
【００４７】
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００４８】
また、上述の実施の形態は、本発明における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明にかかる植物栽培装置は、植物の葉緑体の光合成に必要とする光スポットの光強度と照射時間を最適化することで、植物栽培装置の消費電力を抑える用途に有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１    半導体レーザー
２    光ビーム
３    コリメートレンズ
４    ミラー走査機構
５    光スポット
６    レーザー駆動手段
７    走査駆動手段
８    制御手段
１３、６１３    植物栽培装置光源部周辺
１４    植物栽培装置光源部
１５、６１５    植物栽培装置
１６、１０９    植物
１７    葉緑体
１０１    半導体レーザー
１０２    光ファイバ
１０４    撮像部
【図１】
2015077097.tif 000003
【図２】
2015077097.tif 000004
【図３】
2015077097.tif 000005
【図４】
2015077097.tif 000006
【図５】
2015077097.tif 000007
【図６】
2015077097.tif 000008
【図７】
2015077097.tif 000009
【図８】
2015077097.tif 000010
【図９】
2015077097.tif 000011
【図１０】
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