(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物を育成するための液体が入れられた液体槽内の前記液体に浮遊する保持体に保持されて光源により光を照射された前記植物を撮影する撮影部と、
前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像を画像処理することにより、前記植物の育成状態を示す情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した前記植物の前記育成状態を示す前記情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する排液量取得部と、
前記排液量取得部が取得した量の前記液体を、前記液体槽から排出する排液部と、
を備える、
ことを特徴とする植物育成装置。
【請求項２】
前記撮影部は、前記植物の上方に設置され、
前記情報取得部は、前記植物の前記育成状態を示す前記情報として、前記撮影部の前記撮影により得られた前記植物の前記撮影画像における前記植物のサイズを取得し、
前記排液量取得部は、前記液体槽から排出すべき前記液体の量として、前記情報取得部が取得した前記植物の前記サイズが大きくなるほど多くの量を取得する、
ことを特徴とする請求項１に記載の植物育成装置。
【請求項３】
前記排液量取得部は、前記撮影部の前記撮影により得られた前記植物の前記撮影画像における前記植物の前記サイズが一定に保たれるように、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する、
ことを特徴とする請求項２に記載の植物育成装置。
【請求項４】
前記保持体の前記撮影部が設置された側の面の色は、緑色以外の色であり、
前記情報取得部は、前記撮影部の前記撮影により得られた前記植物の前記撮影画像における色分布に基づいて、前記植物の前記サイズを取得する、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の植物育成装置。
【請求項５】
前記情報取得部は、前記撮影部の前記撮影により得られた異なる複数の時点における前記植物の前記撮影画像に基づいて、前記植物の前記サイズを取得する、
ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の植物育成装置。
【請求項６】
前記撮影部は、前記植物の側方に設置され、
前記情報取得部は、前記植物の前記育成状態を示す前記情報として、前記撮影部の前記撮影により得られた前記植物の前記撮影画像から前記植物の高さを取得し、
前記排液量取得部は、前記液体槽から排出すべき前記液体の量として、前記情報取得部が取得した前記植物の前記高さが高くなるほど多くの量を取得する、
ことを特徴とする請求項１に記載の植物育成装置。
【請求項７】
前記排液量取得部は、前記情報取得部が取得した前記植物の前記高さが一定に保たれるように、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する、
ことを特徴とする請求項６に記載の植物育成装置。
【請求項８】
前記撮影部が設置された前記植物の前記側方に対して前記植物を挟んで反対側の側壁の面の色は、緑色以外の色であり、
前記情報取得部は、前記撮影部の前記撮影により得られた前記植物の前記撮影画像における色分布に基づいて、前記植物の前記高さを取得する、
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の植物育成装置。
【請求項９】
前記撮影部が設置された前記植物の前記側方に対して前記植物を挟んで反対側の側壁と前記植物との間に衝立が設置され、前記衝立の面の色は、緑色以外の色であり、
前記情報取得部は、前記撮影部の前記撮影により得られた前記植物の前記撮影画像における色分布に基づいて、前記植物の前記高さを取得する、
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の植物育成装置。
【請求項１０】
前記情報取得部は、前記撮影部の前記撮影により得られた異なる複数の時点における前記植物の前記撮影画像に基づいて、前記植物の前記高さを取得する、
ことを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の植物育成装置。
【請求項１１】
前記撮影部は、前記植物を上方から撮影する第１の撮影部と、前記植物を側方から撮影する第２の撮影部と、を含み、
前記情報取得部は、前記植物の前記育成状態を示す前記情報として、前記第１の撮影部の撮影により得られた前記植物の第１の撮影画像における前記植物のサイズを、前記第２の撮影部の撮影により得られた前記植物の第２の撮影画像から前記植物の高さを、それぞれ取得し、
前記排液量取得部は、前記情報取得部が取得した前記植物の前記サイズと前記植物の前記高さとに基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する、
ことを特徴とする請求項１に記載の植物育成装置。
【請求項１２】
前記液体槽に入れられた前記液体の液位を取得する液位取得部と、
前記液位取得部が取得した前記液位に基づいて、前記液体槽内の前記液体が不足していると判別した場合に、前記液体槽に前記液体を供給する給液部と、
をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の植物育成装置。
【請求項１３】
植物を育成するための液体が入れられた液体槽内の前記液体に浮遊する保持体に保持されて光源により光を照射された前記植物を撮影し、
撮影した前記植物の撮影画像を画像処理することにより、前記植物の育成状態を示す情報を取得し、
取得した前記植物の前記育成状態を示す前記情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得し、
取得した量の前記液体を、前記液体槽から排出する、
ことを含む、
ことを特徴とする植物育成方法。
【請求項１４】
撮影部と、排液部と、を備える植物育成装置のコンピュータに、
植物を育成するための液体が入れられた液体槽内の前記液体に浮遊する保持体に保持されて光源により光を照射された前記植物を前記撮影部に撮影させる機能、
前記撮影部に撮影させた前記植物の撮影画像を画像処理させることにより、前記植物の育成状態を示す情報を取得させる機能、
取得させた前記植物の前記育成状態を示す前記情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得させる機能、
取得させた量の前記液体を、前記液体槽から前記排液部に排出させる機能、
を実現させる、
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物育成装置、植物育成方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
植物工場等において人工的な光源で植物を効率的に育成する技術がある。
【０００３】
特許文献１は、植物が育成される育成床と、育成床を支持して移動可能な可動台と、植物の育成状況に応じて、可動台の位置を移動させる制御部と、を備え、植物を適した育成環境の位置に移動させることができる移動式栽培装置を開示している。また、同文献は、可動台を水、養分を含む水溶液、任意の液体等に浮かせて水面の高さを変化させることにより、可動台を上下方向（鉛直方向）に上下させることを開示している。
【０００４】
特許文献２は、養液を溜める水槽と、水槽内に溜めた養液に対して植物を支持した状態で浮遊するもので、養液に対する浮遊状態を保ったまま水槽内において移動可能なフロートと、段階的に高さを変えて水槽の上方に設けられた光源体と、を備えた栽培装置を開示している。同文献に開示された栽培装置は、植物の成育状況に対応させて、植物を支持したフロートを、養液に浮遊させたまま移動させる。この際、植物と光源体との間隔が所定範囲に保たれるようにフロートを移動させることにより、植物の成育に適するような距離から光を照射できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−８７号公報
【特許文献２】特開平１１−８９４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
人工的な光源で植物を育成する場合、育成対象となる植物の育成状態によって光源から植物までの距離が変化するため、例えば光源から植物までの距離が小さくなると光を広い範囲に照射できず、光源から植物までの距離が大きくなると光が拡散して無駄になる等、植物に光を効率的に照射できなくなることがあった。
【０００７】
特許文献１記載の発明は、植物の位置を移動させたり、光量を制御したりすることはできるが、植物の葉の大きさや葉の形等を考慮して、植物に光を効率的に照射できるように植物と光源との位置関係を精度よく調整するものではない。
【０００８】
これに対して、特許文献２記載の発明は、植物と光源体との間隔が所定範囲に保たれるように、フロートの移動を行うことが記載されている。しかしながら、光源体の高さを段階的に変えていく構造が複雑となり高価になるという課題があった。そのため、簡易な構成で、植物の育成状態を示す情報を取得して、植物の育成状態に応じて当該植物に光源からの光を効率的に照射することが求められてきた。
【０００９】
本発明は、以上のような課題を解決するためのものであり、簡易な構成で、植物の育成状態に応じて当該植物に光源からの光を効率的に照射することが可能な植物育成装置、植物育成方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明に係る植物育成装置の一態様は、
植物を育成するための液体が入れられた液体槽内の前記液体に浮遊する保持体に保持されて光源により光を照射された前記植物を撮影する撮影部と、
前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像を画像処理することにより、前記植物の育成状態を示す情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した前記植物の前記育成状態を示す前記情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する排液量取得部と、
前記排液量取得部が取得した量の前記液体を、前記液体槽から排出する排液部と、
を備える、
ことを特徴とする。
また、前記目的を達成するため、本発明に係る植物育成方法の一態様は、
植物を育成するための液体が入れられた液体槽内の前記液体に浮遊する保持体に保持されて光源により光を照射された前記植物を撮影し、
撮影した前記植物の撮影画像を画像処理することにより、前記植物の育成状態を示す情報を取得し、
取得した前記植物の前記育成状態を示す前記情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得し、
取得した量の前記液体を、前記液体槽から排出する、
ことを含む、
ことを特徴とする。
また、前記目的を達成するため、本発明に係るプログラムの一態様は、
撮影部と、排液部と、を備える植物育成装置のコンピュータに、
植物を育成するための液体が入れられた液体槽内の前記液体に浮遊する保持体に保持されて光源により光を照射された前記植物を前記撮影部に撮影させる機能、
前記撮影部に撮影させた前記植物の撮影画像を画像処理させることにより、前記植物の育成状態を示す情報を取得させる機能、
取得させた前記植物の前記育成状態を示す前記情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得させる機能、
取得させた量の前記液体を、前記液体槽から前記排液部に排出させる機能、
を実現させる、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡易な構成で、植物の育成状態に応じて当該植物に光源からの光を効率的に照射することが可能な植物育成装置、植物育成方法及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は、本発明の実施形態１に係る植物育成装置の概要を示す図である。（ｂ）は、（ａ）の状態における育成対象の植物を上方から撮影した撮影画像を示す図である。
【図２】（ａ）は、液量制御装置の物理構成を示すブロック図である。（ｂ）は、液量制御装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態１に係る植物育成装置が実行する液量制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】実施形態１に係る植物育成装置が実行する排液量取得処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】（ａ）は、実施形態１に係る植物育成装置の植物成長後の状態を示す図である。（ｂ）は、（ａ）の状態における育成対象の植物を上方から撮影した撮影画像を示す図である。
【図６】（ａ）は、実施形態１に係る植物育成装置の排液後の状態を示す図である。（ｂ）は、（ａ）の状態における育成対象の植物を上方から撮影した撮影画像を示す図である。
【図７】（ａ）は、本発明の実施形態２に係る植物育成装置の概要を示す図である。（ｂ）は、（ａ）の状態における育成対象の植物を側方から撮影した撮影画像を示す図である。
【図８】実施形態２に係る植物育成装置が実行する排液量取得処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】（ａ）は、実施形態２に係る植物育成装置の植物成長後の状態を示す図である。（ｂ）は、（ａ）の状態における育成対象の植物を側方から撮影した撮影画像を示す図である。
【図１０】（ａ）は、実施形態２に係る植物育成装置の排液後の状態を示す図である。（ｂ）は、（ａ）の状態における育成対象の植物を側方から撮影した撮影画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図中同一又は相当する部分には同一符号を付す。
【００１４】
（実施形態１）
図１（ａ）に、本発明の実施形態１に係る植物育成装置の概要を示す。植物育成装置１は、育成対象の植物２を、植物工場等の建物内の育成室５において、水耕栽培により育成するための設備である。図１（ａ）は、育成対象の植物２の育成を開始した状態における植物育成装置１を示している。植物育成装置１は、溶液槽１０と、フロート１１と、光源１２と、カメラ１３と、排液ドレーン１４と、余剰溶液入れ１５と、液位計１６と、給液ポンプ１７と、を備える。
【００１５】
溶液槽１０は、育成対象の植物２を育成するための液体である溶液３を入れる液体槽である。溶液槽１０は、育成室５の床に設置され、適宜の量の溶液３を溜めることができる。後述するように、溶液槽１０に入れられた溶液３の量で植物２と光源１２との距離を調整するため、溶液槽１０は、育成対象の植物２が成長後に達することが想定される高さ以上の高さ（深さ）にまで溶液３を入れることができるサイズのものであることが好ましい。
【００１６】
溶液３は、育成対象の植物２を育成するための液体である。具体的には、溶液３は、育成対象の植物２の育成に必要な栄養分を含有する養液である。溶液３として、育成対象の植物２に応じて、植物２を適切に育成するための適宜の液体を用いることができる。なお、特段の肥料を用いずに植物２を育成する場合には、溶液槽１０に入れられる液体は、栄養分を含有するものではなく、水であってもよい。
植物２は、発明者が実験に採用したのは小松菜とレタス、チンゲン菜、バジル、イタリアンパセリ、コリアンダーである。しかし特に植物の種類は限定されるものではなく、多くの植物に適用できる。
溶液３は一般的な水溶性肥料を水で薄めたもので良く、ハイポニカ（登録商標）を５００倍に薄めたものを使用した。場合によっては植物活性剤を混ぜても良い。育てる植物が食用であるか、観賞用であるかによっても溶液３の成分を変える。
【００１７】
フロート１１は、溶液槽１０に入れられた溶液３に浮遊して、植物２を保持する保持体として機能する。フロート１１は、溶液３よりも比重が小さい素材によって構成され、液面４上に浮遊しながら、育成対象の植物２を支持する。また、フロート１１は、植物２を保持している部位にスポンジ又はそれに準じる溶液透過性を有する部材を備え、植物２に溶液３を供給する。
【００１８】
育成対象の植物２は、種子又は苗の状態でフロート１１に取り付けられる。そして、フロート１１は、育成対象の植物２として、複数個の植物を保持することができる。例えば図１（ａ）では、フロート１１は、育成対象の植物２として、発芽直後の４つの苗を保持している。なお、以下では、フロート１１が保持する４つの苗及びそれらの成長後の植物を、植物２と総称する。
【００１９】
フロート１１の少なくとも上側の面、すなわちカメラ１３が設置された側の面の色は、後述する植物２の育成状態を取得する処理において植物２の画像を背景画像から抽出できるようにするため、植物２の色とは異なる色、すなわち光合成する葉の色である緑色以外の色にされる。例えば、フロート１１の上面全体を白色にする。
【００２０】
光源１２は、フロート１１に保持された植物２に光を照射する。光源１２は、複数個の植物２に満遍なく光を照射できるように、フロート１１に保持された植物２の上方に複数個並んで設置される。例えば、図１（ａ）に示した育成開始時においては、光源１２は、苗の状態にある植物２の上端から距離Ｌ１の高さに設置されている。
【００２１】
光源１２として、育成対象の植物２に応じて育成に適した波長及び光量の光を照射できるＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の人工光源が用いられる。また、光源１２は、植物２に対して熱障害を与えないような、発熱量が小さいものであることが好ましい。なお、光源１２は、植物２が光合成するための光を供給する他、カメラ１３の撮影用の光源としての役割も有する。
【００２２】
植物２の種類や規模にもよるが、白色光で光量は約１５０００ｌｕｘ程度の光源として使用した。
しかし、光源は白色光（太陽光）である必要はない。光源１２に赤色と青色の単色ＬＥＤを使う場合、両方が十分届くために、近づけすぎると好ましくない。（片方しか当たらない位置が出来る為）。葉の大きさを画像から判定して、赤色と青色の単色ＬＥＤが一様に葉に当たるように調整する。
光源１２の種類としては、ＬＥＤのほか、高圧ナトリウムランプ、セラミックメタルハライドランプ、３波長白色蛍光灯、白熱電球、水銀ランプなどが使用され、またこれらの組み合わせも使用される。植物２の種類や育成過程においても最適な光源、光量、波長などが変わってくる。基本的には花や実を得る植物は高光度を必要とし、葉菜類、根菜類は光飽和点が低い。
【００２３】
光量は、植物２の種類や規模にもより、また、光飽和点（光合成速度が最大になる光強度）と光補償点の間で設定するが、発芽直後は約１万〜１．５万ｌｕｘの光を照射し、約２週間後から光量を強めて約２万〜２．５万ｌｕｘの光を照射した。
波長については、植物に有効な放射には生理的有効放射（３００〜８００ｎｍ）と光合成有効放射（４００〜７００ｎｍ）がある。そして発芽時には赤色光（６６０ｎｍ）で発芽が促進されることが知られている。また、節間の伸長作用では、強光下では青色光が抑制効果を、弱光下では赤色光が抑制効果が高く、混合光照射時には遠赤外光が必要とされ、赤色光／遠赤外光比のバランスで伸長成長が左右されることが知られている。更に、５００〜６００ｎｍの波長領域の光は植物にとって不要であると言われている。一般的に、青色光が多ければ葉は厚く、背丈は抑制気味になり、赤色光が多ければ、葉は薄く、背丈は促進気味になる。
【００２４】
カメラ１３は、育成対象の植物２を撮影する撮影部として機能する。カメラ１３は、フロート１１に保持された植物２の上方であって、光源１２よりもさらに上方である育成室５の天井に設置され、光源１２を支持する支持体の間から植物２を撮影する。例えば、図１（ａ）に示した育成開始時においては、カメラ１３は、苗の状態にある植物２の上端から距離Ｄ１の高さに設置されている。
例えば、Ｄ１は約１０ｃｍである。
【００２５】
図１（ｂ）に、育成対象の植物２をカメラ１３で撮影した撮影画像を示す。撮影画像３０ａは、溶液槽１０及びフロート１１の画像と共に、その中央に苗の状態にある４個の植物２の画像を含む。カメラ１３は、例えば撮影画像３０ａのような、フロート１１上の植物２全体を画角に収めた撮影画像を取得する。
【００２６】
排液ドレーン１４は、溶液槽１０内の溶液３を、余剰溶液入れ１５に排出する。排液ドレーン１４は、配管の途中に開閉弁を備え、溶液槽１０から余剰溶液入れ１５への溶液３の流量を制御できる。
【００２７】
液位計１６は、溶液槽１０内の液面４の高さを測定して、溶液槽１０内の溶液３の液位を取得する。液位計１６として、液面４に浮く浮きを利用したフロート式の液位計、又は液面４で反射する超音波を利用する超音波式の液位計等、様々な種類の液位計を用いることができる。なお、液位計１６が測定した液面４の高さは、フロート１１及びフロート１１が保持する植物２の位置の指標としても用いられる。
【００２８】
給液ポンプ１７は、余剰溶液入れ１５に排出された溶液３を汲み上げて、溶液槽１０に溶液３を供給する。給液ポンプ１７は、溶液槽１０内の溶液の消耗が液位計１６によって検知された場合に、必要な量の溶液３を余剰溶液入れ１５から汲み上げて、再度溶液槽１０に戻す。給液ポンプ１７として、容積型ポンプ又は非容積型ポンプ等、様々な種類のポンプを用いることができる。
【００２９】
植物育成装置１は、排液ドレーン１４と給液ポンプ１７とを介して溶液槽１０内の溶液３の量を制御する液量制御装置（図１（ａ）では不図示）をさらに備える。
【００３０】
図２（ａ）に、液量制御装置の物理構成を示す。液量制御装置２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２３と、計時部２４と、記憶部２５と、入力部２６と、出力部２７と、通信部２８と、画像処理部２９と、を備える。
【００３１】
ＣＰＵ２１は、命令やデータを転送するための伝送経路であるシステムバスを介して液量制御装置２０の各部と接続され、液量制御装置２０全体を制御する。具体的に説明すると、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２３をワークメモリとして用いながら、ＲＯＭ２２や記憶部２５に記憶されている各種プログラムを適宜実行することにより、液量制御装置２０の各部の動作を制御する。
【００３２】
計時部２４は、例えばＲＴＣ（Real Time Clock）等を備え、現在時刻及び経過時間を計測する。
【００３３】
記憶部２５は、例えばハードディスクやフラッシュメモリのような不揮発性メモリを備え、液量制御装置２０が各種処理を行うために使用するプログラム及びデータ、液量制御装置２０が各種処理を行うことにより生成又は取得するデータを記憶する。
【００３４】
入力部２６は、例えばキーボード等である。入力部２６は、操作者がキーボードを用いて操作入力したテキストデータ等をＣＰＵ２１に入力する。
【００３５】
出力部２７は、例えば液晶ディスプレイ等である。出力部２７は、ＣＰＵ２１によって出力されたテキストデータを画面に表示出力する。
【００３６】
通信部２８は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）等を介して、有線又は無線で外部の情報端末とデータを通信する。
【００３７】
画像処理部２９は、画像データを画像演算プロセッサによって加工処理する。画像処理部２９は、例えば画像データの重ね合わせ演算やアルファブレンディング等の透過演算、各種の飽和演算を実行する。
【００３８】
図２（ｂ）に、液量制御装置２０の機能構成を示す。液量制御装置２０は、情報取得部３１と、排液量取得部３２と、排液部３４と、液位取得部３６と、給液部３７と、を備える。
【００３９】
情報取得部３１は、カメラ１３の撮影により得られた植物２の撮影画像を処理することにより、植物２の育成状態を示す情報を取得する。
排液量取得部３２は、情報取得部３１が取得した植物２の育成状態を示す情報に基づいて、溶液槽１０から排出すべき溶液３の量を取得する。
排液部３４は、排液ドレーン１４を制御して、排液量取得部３２が取得した量の溶液３を、溶液槽１０から排出する。
液位取得部３６は、液位計１６が測定した、溶液槽１０に入れられた溶液３の液位を取得する。
給液部３７は、液位取得部３６が取得した液位に基づいて、溶液槽１０内の溶液３が不足していると判別した場合に、給液ポンプ１７を制御して、溶液槽１０に溶液３を供給する。
【００４０】
ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２や記憶部２５に記憶されたソフトウェアプログラムをＲＡＭ２３に読み出して、そのソフトウェアプログラムを実行制御することにより、上記の各部として機能する。これら各部の機能の詳細については、図３及び図４のフローチャートが示す液量制御装置２０が実行する液量制御処理の流れの中で、説明する。
【００４１】
以下、図３のフローチャートを参照して、液量制御装置２０が実行する液量制御処理の流れを説明する。
【００４２】
育成開始時において、溶液槽１０の中に溶液３をなるべく多く入れることで、フロート１１をなるべく高い位置に上げる。この状態において、液位計１６は、液面４の高さの測定を開始する。
【００４３】
ＣＰＵ２１は、計時部２４により、育成開始から、又は直前にカメラ１３で植物２を撮影してからの経過時間を測定して（ステップＳ１００）、指定時間が経過したか否かを判別する（ステップＳ１０１）。
【００４４】
植物育成装置１は、例えば１日に１回、定期的にカメラ１３で植物２を撮影して溶液３の量を調整する。この場合、ＣＰＵ２１は、育成開始から、又は直前にカメラ１３で植物２を撮影してから２４時間が経過したか否かを、計時部２４により判別する。あるいは、ＣＰＵ２１は、計時部２４により現在時刻を取得して、１日の決められた時刻になったか否かを判別してもよい。指定時間が経過していない場合（ステップＳ１０１；ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、処理をステップＳ１００に戻して、指定時間が経過するまで待機する。
【００４５】
指定時間が経過すると（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、カメラ１３で植物２を撮影して（ステップＳ１０２）、植物２の撮影画像を取得する。具体的に説明すると、ＣＰＵ２１は、カメラ１３に撮影指令を送って、育成対象の植物２を含む育成室５内の現在の状態を示す画像を取得する。例えば、現在が育成開始時である場合には、ＣＰＵ２１は、図１（ｂ）に示した撮影画像３０ａを取得する。
【００４６】
ＣＰＵ２１は、得られた撮影画像に基づいて、排液量取得処理を実行する（ステップＳ１０３）。以下、実施形態１における排液量取得処理の詳細について、図４のフローチャートに示す排液量取得処理１を参照して説明する。
【００４７】
排液量取得処理において、情報取得部３１は、第１に、得られた撮影画像の色分布を解析することにより、撮影画像の中から育成対象の植物２の画像の領域を検出する（ステップＳ２００）。
【００４８】
具体的に説明すると、情報取得部３１は、画像処理部２９の機能により撮影画像の中の各画素の画素値を解析して、撮影画像の中から植物２の色である緑色の領域を特定する。上述したように、フロート１１の上面の色は植物２の色として想定される緑色とは異なる色にされ、且つ、カメラ１３は一様な光を照射する光源１２の下で植物２を撮影する。そのため、情報取得部３１は、撮影画像の中から植物２が写った範囲を容易に検出することができる。
【００４９】
植物２の画像の領域を検出すると、情報取得部３１は、第２に、植物２の育成状態を示す情報として、検出した領域のサイズ、すなわち撮影画像における植物２のサイズを取得する（ステップＳ２０１）。
【００５０】
具体的に説明すると、情報取得部３１は、撮影画像として得られたカメラ１３の画角内に領域のうち、フロート１１の外側の領域を無視して、フロート１１の上面の色である白色と、植物２の色である緑色と、に２分化された領域に注目する。そして、白色と緑色とに２分化された領域中における緑色の比率を計算することで、撮影画像における植物２のサイズを取得する。
【００５１】
撮影画像における植物２のサイズを取得すると、続いて、排液量取得部３２は、取得したサイズから植物２の高さを予測する（ステップＳ２０２）。そして、カメラ１３の撮影により得られた撮影画像における植物２のサイズが一定に保たれるように、溶液槽１０から排出すべき排液量を取得する（ステップＳ２０３）。
高さの予測値は、植物２の種類固有の葉のサイズから算出してもよいし、一定に保ちたい葉のサイズ時点を育成者が指定することでそのサイズが保たれるようにして算出してもよい。
【００５２】
図５（ａ）に、植物育成装置１の植物２の成長後の状態を示す。図５（ａ）に示すように、図１（ａ）に示した育成開始状態から時間が経過して、植物２が成長して背が高くなると、光源１２から植物２の上端までの距離がＬ１からＬ２に縮まり、上方から植物２を撮影しているカメラ１３と植物２との距離もＤ１からＤ２に縮まる。これに加え、植物２の葉のサイズも大きくなる。そのため、図５（ｂ）に示すように、カメラ１３による撮影画像３０ｂにおける植物２のサイズは、図１（ｂ）に示した撮影画像３０ａにおける植物２のサイズに比べて、大きくなる。
【００５３】
カメラ１３から撮影された植物２のサイズが大きくなると、光源１２からの光が植物２の全体に行き届きにくくなる。これを回避するため、排液部３４は、撮影画像における植物２のサイズが一定に保たれるように、溶液槽１０から溶液３を排出してフロート１１の位置を下げ、光源１２から植物２までの距離を大きくする。
【００５４】
排液量取得処理の具体例について説明する。カメラ１３による撮影画像における植物２のサイズは、カメラ１３と植物２との距離の２乗に比例する。すなわち、例えば、撮影画像における植物２のサイズを１／４に縮小したい場合、カメラ１３と植物２との距離を２倍に遠ざければよい。図１（ｂ）に示した育成開始時に得られた撮影画像３０ａにおける植物２のサイズをＳ１と表し、図５（ｂ）に示した撮影画像３０ｂにおける植物のサイズをＳ２と表すと、撮影画像における植物２のサイズを育成開始時のサイズであるＳ１に保つためには、カメラ１３と植物２との距離を、撮影画像３０ｂを取得したときのカメラ１３と植物２との距離Ｄ２から、√（Ｓ２／Ｓ１）倍に遠ざければよい。
【００５５】
排液量取得部３２は、カメラ１３から植物２までの距離Ｄ２を√（Ｓ２／Ｓ１）倍に遠ざけるだけの排液量を算出する。この排液量をＷ１と表すと、排液量Ｗ１は、溶液槽１０の断面積Ａを用いて、下記（１）式のように定められる。
Ｗ１  ＝  Ｄ２×（√（Ｓ２／Ｓ１）−１）×Ａ  ・・・（１）
【００５６】
ここで、カメラ１３と植物２との現在の距離（例えば撮影画像３０ｂを取得したときの距離Ｄ２）は、距離を測定する測定器を用いることで精度よく取得することができる。あるいは、後述する実施形態２における植物２の側方からカメラ１３で撮影する特徴と組み合わせることで、カメラ１３と植物２との現在の距離を取得することもできる。この場合、液量制御装置２０は、育成開始時に得られた撮影画像３０ａにおける植物２のサイズＳ１と、溶液槽１０の断面積Ａと、を予め記憶部２５に記憶しておく。そして、カメラ１３による植物２の現在の育成状態を示す撮影画像が得られると、排液量取得部３２は、撮影画像における植物２のサイズと、カメラ１３と植物２との現在の距離とから、上記（１）式に従って、排液量Ｗ１を算出する。
【００５７】
一方で、カメラ１３と植物２との現在の距離を取得する手段がない場合には、葉のサイズが植物２の成長過程によらずに一定であると仮定することで、育成開始時におけるカメラ１３と植物２との距離Ｄ１から、現在の距離を見積もることができる。例えば、撮影画像における葉のサイズが育成開始時から変化していないと仮定した場合、図５（ｂ）に示した撮影画像３０ｂを取得したときのカメラ１３と植物２との距離Ｄ２は、“Ｄ２≒Ｄ１×√（Ｓ１／Ｓ２）”で定められる距離として見積もることができる。このように見積もることで、排液量取得部３２は、撮影画像３０ｂを取得したときの植物２の高さを予測する。
【００５８】
カメラ１３と植物２との現在の距離が“Ｄ２≒Ｄ１×√（Ｓ１／Ｓ２）”であると予測した場合、排液量Ｗ１を定める上記（１）式は、育成開始時におけるカメラ１３と植物２との距離Ｄ１を用いて、下記（１’）式のように書き換えられる。この場合、液量制御装置２０は、育成開始時に得られた撮影画像３０ａにおける植物２のサイズＳ１と、溶液槽１０の断面積Ａと、育成開始時におけるカメラ１３と植物２との距離Ｄ１と、を予め記憶部２５に記憶しておく。そして、カメラ１３による植物２の現在の育成状態を示す撮影画像が得られると、排液量取得部３２は、撮影画像における植物２のサイズから、下記（１’）式に従って、排液量Ｗ１を算出する。
Ｗ１  ≒  Ｄ１×｛１−√（Ｓ１／Ｓ２）｝×Ａ  ・・・（１’）
【００５９】
なお、排液量取得部３２は、上記（１）式又は（１’）式に限らず、他の方法に基づいて排液量を取得してもよい。撮影画像における植物２のサイズが大きくなるほど多くの量の溶液３を排出するように、植物２のサイズと排液量との対応関係を予め用意しておいて、その対応関係に基づいて、情報取得部３１が取得した撮影画像における植物２のサイズから排液量を取得してもよい。
【００６０】
排液量取得部３２が排液量を取得すると、図４のフロートチャートは終了する。以下、図３のフローチャートの説明に戻る。排液量取得部３２が排液量を取得すると、排液部３４は、排液が必要であるか否かを判別する（ステップＳ１０４）。例えば、排液部３４は、排液量取得部３２が取得した排液量が、予め定められた閾値となる量よりも多くの量であった場合、排液が必要であると判別する。
【００６１】
排液が必要であると判別した場合（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）、排液部３４は、排液処理を実行する（ステップＳ１０５）。すなわち、排液部３４は、排液量取得部３２が取得した量の溶液３が排出されるように、排液ドレーン１４の開閉弁を制御して、溶液槽１０内の溶液３を余剰溶液入れ１５に排出する。
【００６２】
図６（ａ）に、植物育成装置１の排液後の状態を示す。排液処理により、溶液槽１０内の溶液３の量が減少することで、フロート１１の位置が、図５（ａ）に示した状態よりも下がる。その結果、光源１２と植物２との距離がＬ２からＬ３に広がる。また、カメラ１３と植物２との距離がＤ２からＤ３に広がる。
【００６３】
排液部３４が排液処理を実行すると、液量制御処理はステップＳ１０２に戻る。すなわち、ＣＰＵ２１は、排液後の状態における植物２をカメラ１３で撮影する（ステップＳ１０２）。そして、得られた撮影画像を解析することにより排液量取得処理を実行して（ステップＳ１０３）、再度の排液が必要か否かを判別する（ステップＳ１０４）。
【００６４】
例えば、ＣＰＵ２１は、図６（ａ）に示した排液後の状態における植物２をカメラ１３で撮影することにより、図６（ｂ）に示した撮影画像３０ｃを取得する。排液によってフロート１１の位置を下げたことにより、撮影画像３０ｃにおける植物２のサイズは、育成開始時に得られた撮影画像３０ａにおける植物２のサイズとほぼ同じになる。このように、液量制御装置２０は、カメラ１３で撮影した撮影画像内における植物２のサイズが一定に保たれるように、溶液槽１０内の溶液３の量を制御する。
【００６５】
なお、排液により溶液３の量を制御した後、例えば１度の排液処理で適切な量の溶液３を溶液槽１０から排出できなかった場合等、ステップＳ１０４において再度排液が必要であると判別した場合には、排液部３４は、再度排液処理を実行する（ステップＳ１０５）。
【００６６】
一方で、ステップＳ１０４において排液が必要ないと判別した場合（ステップＳ１０４；ＮＯ）、次に、液位取得部３６が、液位計１６により、溶液槽１０内の現在の液位を取得する（ステップＳ１０６）。そして、液位取得部３６が取得した液位に基づいて、給液部３７は、給液が必要であるか否かを判別する（ステップＳ１０７）。
【００６７】
例えば、植物２が成長のために溶液槽１０内の溶液３を吸収することにより、溶液槽１０内の溶液３が減少する。給液部３７は、液位計１６により液面４の高さを検出することで、溶液槽１０内の溶液３が不足しているか否かを判別して、必要であれば給液ポンプ１７で余剰溶液を追加する。これにより、溶液槽１０内の溶液３の不足と、植物２が光源１２から離れすぎることと、を回避する。
【００６８】
液位取得部３６は、例えば排液処理を実行する毎に、各排液処理後の時点での液位を液位計１６で測定して記憶部２５に記憶しておく。そして、ステップＳ１０６において液位取得部３６が液位を取得すると、給液部３７は、記憶部２５から直近に排液処理を実行した後に測定した液位を読み出して、現在の液位と比較する。比較の結果、直近に排液処理を実行した後に測定した液位から現在の液位への減少量が、予め定められた閾値となる量を超えた場合に、給液部３７は、給液が必要であると判別する。
【００６９】
給液が必要であると判別した場合（ステップＳ１０７；ＹＥＳ）、給液部３７は、給液処理を実行する（ステップＳ１０８）。すなわち、給液部３７は、給液ポンプ１７を制御して、必要な量の溶液３を余剰溶液入れ１５から汲み出して、溶液槽１０に供給する。例えば、給液部３７は、直近に排液処理を実行した後に測定した液位と現在の液位との差分に、溶液槽１０の断面積を乗じることにより得られる量の溶液３を溶液槽１０に供給する。これにより、溶液槽１０内の液位を、直近に排液処理を実行した後に測定した液位にまで戻す。
【００７０】
給液部３７が給液処理を実行すると、液量制御処理はステップＳ１０２に戻る。すなわち、ＣＰＵ２１は、排液後の状態における植物２をカメラ１３で撮影する（ステップＳ１０２）。そして、得られた撮影画像を解析することにより排液量取得処理を実行して（ステップＳ１０３）、再度の排液又は給液が必要か否かを判別する（ステップＳ１０４，ステップＳ１０７）。
【００７１】
一方で、ステップＳ１０７において給液が必要でないと判別した場合（ステップＳ１０７；ＮＯ）、液量制御処理はステップＳ１００に戻る。すなわち、ＣＰＵ２１は、計時部２４により経過時間を測定して、カメラ１３で撮影して溶液槽１０内の溶液３の量を制御すべき次のタイミングが訪れるまで待機する。以上により、実施形態１における液量制御処理の１サイクルの処理が終了する。液量制御装置２０は、このような処理を繰り返して溶液槽１０内の溶液３の量を制御することにより、植物２と光源１２との距離を調整する。
【００７２】
以上説明したように、実施形態１に係る植物育成装置１は、溶液槽１０に入れられた溶液３に浮かべられたフロート１１に育成対象の植物２を保持させ、溶液槽１０内の溶液３を排出又は供給することでフロート１１を上下させることにより、光源１２と植物２との距離を調整する。上方に設置したカメラ１３による植物２の撮影画像を画像処理した結果に基づいて距離を調整するため、光源１２からの光を育成対象の植物２に効率的に照射することができるように、光源１２と植物２との距離を精度よく調整することができる。
【００７３】
また、溶液槽１０内の溶液３の量によって植物２の位置を調整するため、実施形態１に係る植物育成装置１は、植物２の位置を移動させるための大がかりな機構を必要とせず、カメラ１３、排水ドレーン１４及び給液ポンプ１７といった最低限の備品を用いた簡易な構成で、光源１２からの光を育成対象の植物２に効率的に照射しながら植物２を育成できる。そして、装置の小型軽量化が可能なため、一般家庭でも、植物育成装置１を用いて植物２を育成できる。また、排液と給液とを自動的に実行するため、長期に亘る水やりを配慮することなく、植物２を育成することができる。さらには、カメラ１３で育成対象の植物２を撮影しているため、植物２の育成者は、植物２を収穫すべき適切なタイミングを逃さず知ることができる。
【００７４】
（実施形態２）
図７（ａ）に、本発明の実施形態２に係る植物育成装置の概要を示す。図７（ａ）は、育成対象の植物２の育成を開始した状態における植物育成装置１ａを示している。実施形態２に係る植物育成装置１ａは、溶液槽１０と、フロート１１と、光源１２と、カメラ１３ａと、排液ドレーン１４と、余剰溶液入れ１５と、液位計１６と、給液ポンプ１７と、を備える。また、植物育成装置１ａは、排液ドレーン１４と給液ポンプ１７とを介して溶液槽１０内の溶液３の量を制御する液量制御装置２０（図７（ａ）では不図示）をさらに備える。
【００７５】
実施形態１に係る植物育成装置１では、カメラ１３は、フロート１１に保持された育成対象の植物２の上方に設置された。これに対して、実施形態２に係る植物育成装置１ａでは、カメラ１３ａは、フロート１１に保持された育成対象の植物２の側方であって、例えば育成室５の側壁に設置され、植物２を側方から撮影する。実施形態２に係る植物育成装置１ａが備えるその他の構成については、実施形態１に係る植物育成装置１が備える構成と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００７６】
図７（ｂ）に、育成対象の植物２をカメラ１３ａで撮影した撮影画像を示す。撮影画像３０ｄは、溶液槽１０及びフロート１１の画像と共に、苗の状態にある植物２を側方から写した画像を含む。カメラ１３ａは、例えば撮影画像３０ｄのような、フロート１１上の植物２を横から画角に収めた撮影画像を取得する。撮影画像３０ｄでは、植物２の上端が撮影画像３０ｄの下端から高さＨ１の位置にある様子が写っている。
【００７７】
なお、育成室５内のカメラ１３ａが設置された側壁に対して反対側の側壁６の色は、後述する植物２の育成状態を取得する処理において植物２の画像を背景画像から抽出できるようにするため、植物２の色とは異なる色、すなわち光合成する葉の色である緑色以外の色（例えば白色）にされる。あるいは、側壁６を緑色以外の色にする代わりに、側壁６と植物２との間に緑色以外の色の衝立を設置することにより、カメラ１３ａによる撮影画像の背景を緑色以外の色にしてもよい。
【００７８】
実施形態２に係る植物育成装置１ａにおいて、液量制御装置２０は、植物２をカメラ１３ａで撮影した撮影画像３０ｄ等に基づいて、溶液槽１０内の溶液３の量を制御する。実施形態２において、液量制御装置２０が実行する液量制御処理は、実施形態１と同様、図３のフローチャートの流れに従う。
【００７９】
すなわち、ＣＰＵ２１は、計時部２４により、育成開始から、又は直前にカメラ１３ａで植物２を撮影してからの経過時間を測定して（ステップＳ１００）、指定時間が経過したか否かを判別する（ステップＳ１０１）。指定時間が経過していない場合（ステップＳ１０１；ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、処理をステップＳ１００に戻して、指定時間が経過するまで待機する。
【００８０】
指定時間が経過すると（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、カメラ１３ａで植物２を撮影して（ステップＳ１０２）、植物２の撮影画像を取得する。ＣＰＵ２１は、得られた撮影画像に基づいて、排液量取得処理を実行する（ステップＳ１０３）。
【００８１】
ステップＳ１０３における排液量取得処理は、実施形態１と実施形態２とで異なる。以下、実施形態２における排液量取得処理の詳細について、図８のフローチャートに示す排液量取得処理２を参照して説明する。
【００８２】
排液量取得処理において、情報取得部３１は、第１に、得られた撮影画像の色分布を解析することにより、撮影画像の中から育成対象の植物２の画像の領域を検出する（ステップＳ３００）。
【００８３】
具体的に説明すると、情報取得部３１は、画像処理部２９の機能により撮影画像の中の各画素の画素値を解析して、撮影画像の中から植物２の色である緑色の領域を特定する。上述したように、側壁６の色は植物２の色として想定される緑色とは異なる色にされ、且つ、カメラ１３ａは一様な光を照射する光源１２の下で植物２を撮影する。そのため、情報取得部３１は、撮影画像の中から植物２が写った範囲を容易に検出することができる。
【００８４】
植物２の画像の領域を検出すると、情報取得部３１は、第２に、植物２の育成状態を示す情報として、検出した領域の最上位置、すなわち植物２の高さを取得する（ステップＳ３０１）。例えば、育成開始時において、情報取得部３１は、図７（ｂ）に示した撮影画像３０ｄから、撮影画像３０ｄの下端から植物２の上端までの高さであるＨ１を取得する。
【００８５】
そして、排液量取得部３２は、情報取得部３１が取得した植物２の高さが一定に保たれるように、溶液槽１０から排出すべき排液量を取得する（ステップＳ３０２）。
【００８６】
図９（ａ）に、植物育成装置１ａの植物２の成長後の状態を示す。図９（ａ）に示すように、図７（ａ）に示した育成開始状態から時間が経過して、植物２が成長して背が高くなると、光源１２から植物２の上端までの距離がＬ１からＬ２に縮まる。そのため、図９（ｂ）に示すように、カメラ１３ａによる撮影画像３０ｅにおける植物２の高さＨ２は、図７（ｂ）に示した撮影画像３０ｄにおける植物２の高さＨ１に比べて、高くなる。
【００８７】
植物２の高さが高くなると、光源１２からの光が植物２の全体に行き届きにくくなる。これを回避するため、排液部３４は、撮影画像における植物２の高さが一定に保たれるように、溶液槽１０から溶液３を排出してフロート１１の位置を下げ、光源１２から植物２までの距離を大きくする。
【００８８】
そのために、排液量取得部３２は、フロート１１の位置を距離“Ｈ２−Ｈ１（＝Ｌ１−Ｌ２）”だけ下げるための排液量を算出する。この排液量をＷ２と表すと、排液量Ｗ２は、溶液槽１０の断面積Ａを用いて、下記（２）式のように定められる。
Ｗ２  ＝  （Ｈ２−Ｈ１）×Ａ  ・・・（２）
【００８９】
液量制御装置２０は、育成開始時に得られた撮影画像３０ｄにおける植物２の高さＨ１と、溶液槽１０の断面積Ａと、を予め記憶部２５に記憶しておく。そして、カメラ１３ａによる植物２の現在の育成状態を示す撮影画像が得られると、撮影画像における植物２の高さから、上記（２）式に従って、排液量Ｗ２を算出する。
【００９０】
なお、排液量取得部３２は、上記（２）式に限らず、他の方法に基づいて排液量を取得してもよい。撮影画像における植物２の高さが高くなるほど多くの量の溶液３を排出するように、植物２の高さと排液量との対応関係を予め用意しておいて、その対応関係に基づいて、情報取得部３１が取得した撮影画像における植物２の高さから排液量を取得してもよい。
【００９１】
排液量取得部３２が排液量を取得すると、図８のフロートチャートは終了する。以下、図３のフローチャートを参照して、実施形態２における液量制御処理について説明する。
【００９２】
排液量取得部３２が排液量を取得すると、排液部３４は、排液が必要であるか否かを判別する（ステップＳ１０４）。例えば、排液部３４は、排液量取得部３２が取得した排液量が、予め定められた閾値となる量よりも多くの量であった場合、排液が必要であると判別する。
【００９３】
排液が必要であると判別した場合（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）、排液部３４は、排液処理を実行する（ステップＳ１０５）。すなわち、排液部３４は、排液量取得部３２が取得した量の溶液３が排出されるように、排液ドレーン１４の開閉弁を制御して、溶液槽１０内の溶液３を余剰溶液入れ１５に排出する。
【００９４】
図１０（ａ）に、植物育成装置１の排液後の状態を示す。排液処理により、溶液槽１０内の溶液３の量が減少することで、フロート１１の位置が、図９（ａ）に示した状態よりも下がる。その結果、光源１２と植物２との距離がＬ２からＬ１に広がる。
【００９５】
排液部３４が排液処理を実行すると、液量制御処理はステップＳ１０２に戻る。すなわち、ＣＰＵ２１は、排液後の状態における植物２をカメラ１３ａで撮影する（ステップＳ１０２）。そして、得られた撮影画像を解析することにより排液量取得処理を実行して（ステップＳ１０３）、再度の排液が必要か否かを判別する（ステップＳ１０４）。
【００９６】
例えば、ＣＰＵ２１は、図１０（ａ）に示した排液後の状態における植物２をカメラ１３ａで撮影することにより、図１０（ｂ）に示した撮影画像３０ｆを取得する。排液によってフロート１１の位置を下げたことにより、撮影画像３０ｆにおける植物２の高さは、育成開始時に得られた撮影画像３０ｄにおける植物２の高さとほぼ同じＨ１になる。このように、液量制御装置２０は、カメラ１３ａで撮影した撮影画像内における植物２の高さが一定に保たれるように、溶液槽１０内の溶液３の量を制御する。
【００９７】
なお、排液により溶液３の量を制御した後、例えば１度の排液処理で適切な量の溶液３を溶液槽１０から排出できなかった場合等、ステップＳ１０４において再度排液が必要であると判別した場合には、排液部３４は、再度排液処理を実行する（ステップＳ１０５）。
【００９８】
一方で、ステップＳ１０４において排液が必要ないと判別した場合（ステップＳ１０４；ＮＯ）、次に、液位取得部３６が、液位計１６により、溶液槽１０内の現在の液位を取得する（ステップＳ１０６）。そして、液位取得部３６が取得した液位に基づいて、給液部３７は、給液が必要であるか否かを判別する（ステップＳ１０７）。この液位取得部３６及び給液部３７の処理については、実施形態１で説明した処理と同じであるので、ここでは説明を省略する。
【００９９】
最終的に、ステップＳ１０７において給液が必要でないと判別した場合（ステップＳ１０７；ＮＯ）、液量制御処理はステップＳ１００に戻る。すなわち、ＣＰＵ２１は、計時部２４により経過時間を測定して、カメラ１３ａで撮影して溶液槽１０内の溶液３の量を制御すべき次のタイミングが訪れるまで待機する。以上により、実施形態２における液量制御処理の１サイクルの処理が終了する。液量制御装置２０は、このような処理を繰り返して溶液槽１０内の溶液３の量を制御することにより、植物２と光源１２との距離を調整する。
【０１００】
以上説明したように、実施形態２に係る植物育成装置１ａは、実施形態１に係る植物育成装置１が植物２の上方に設置されたカメラ１３により植物２を撮影したのに対して、植物２の側方に設置されたカメラ１３ａにより植物２を撮影して植物２の高さを取得する。そして、取得した高さに基づいて溶液槽１０内の溶液３を排出して、光源１２と植物２との距離を調整する。これにより、実施形態２に係る植物育成装置１ａは、実施形態１に係る植物育成装置１とは異なる方法により、簡易な構成で光源１２と植物２との距離を精度よく調整でき、光源１２からの光を育成対象の植物２に効率的に照射しながら植物２を育成できる。
【０１０１】
（変形例）
以上に本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は一例であり、本発明の適用範囲はこれに限られない。すなわち、本発明の実施形態は種々の応用が可能であり、あらゆる実施の形態が本発明の範囲に含まれる。
【０１０２】
例えば、本発明に係る植物育成装置は、撮影部として、実施形態１に係る植物育成装置１が備えていた育成対象の植物２の上方に設置された第１の撮影部としてのカメラ１３と、実施形態２に係る植物育成装置１ａが備えていた育成対象の植物２の側方に設置された第２の撮影部としてのカメラ１３ａと、をいずれも備え、上方と側方とのいずれの方向からも植物２を撮影してもよい。
【０１０３】
この場合、情報取得部３１は、植物２の育成状態を示す情報として、上方に設置されたカメラ１３の撮影により得られた植物２の第１の撮影画像を解析することにより、第１の撮影画像における植物２のサイズを、側方に設置されたカメラ１３ａの撮影により得られた植物２の第２の撮影画像を解析することにより、第２の撮影画像における植物２の高さを、それぞれ取得する。そして、排液量取得部３２は、植物２のサイズと高さとの両方に基づいて、溶液槽１０から排出すべき溶液３の量を取得する。上方と側方との２方向から撮影することにより、光源１２から植物２までの距離の情報と光源１２に対する植物２の葉の広がりの情報とをどちらも取得することができるため、フロート１１に保持された植物２の位置を、光源１２からの光を植物２の全体に効率よく照射することができるように、精度よく調整することができる。
【０１０４】
また、上記実施形態では、情報取得部３１は、カメラ１３又はカメラ１３ａの撮影により得られた植物２の撮影画像を処理することにより、植物２の育成状態を示す情報を取得した。しかし、本発明に係る植物育成装置は、カメラ等の撮影手段に限らず、超音波やレーザーによって距離を測定する測定手段を備え、情報取得部３１は、測定手段により光源１２と植物２との距離を測定することにより植物２の育成状態を示す情報を取得してもよい。
【０１０５】
また、上記実施形態では、情報取得部３１は、カメラ１３又はカメラ１３ａの撮影により得られた撮影画像における色分布を解析することにより、撮影画像における植物２のサイズ又は高さを取得した。しかし、本発明では、情報取得部３１は、色分布の解析に限らず、例えばカメラ１３又はカメラ１３ａの撮影により得られた異なる複数の時点における植物２の撮影画像を解析することにより、撮影画像の中から植物２の成長によって時間変化する領域を検出して、検出した領域から植物２のサイズ又は高さを取得してもよい。
【０１０６】
また、上記実施形態では、植物２が発芽直後の苗の状態から育成を開始した。しかし、育成対象の植物を種子から育成する場合には、育成する種子が光発芽種子か暗発芽種子かによって、発芽時点での光源１２のオン／オフを制御してもよい。例えば育成する種子が光発芽種子である場合、発芽前から光源１２をオンにしておいて、発芽前から種子に向けて光源１２から光を照射する。一方で、育成する種子が暗発芽種子である場合には、育成開始時には光源１２をオフにしておいて、発芽に必要であると見積もられる規定期間が経過後に光源１２がオンに切り替わり、種子に向けて光を照射し始めるように、光源１２を制御する。このように育成する種子の種類に応じて光源１２のオン／オフを制御することにより、育成対象の植物を適切に育成することができる。
光発芽種子にはレタス、小松菜、イチゴ、カボチャなどがあり、暗発芽種子にはトマト、エンドウ、インゲンマメ、トウモロコシなどがある。
【０１０７】
なお、本発明に係る機能を実現するための構成を予め備えた植物育成装置として提供できることはもとより、プログラムの適用により、既存の情報処理装置等を、本発明に係る植物育成装置が備える液量制御装置として機能させることもできる。すなわち、上記実施形態で例示した液量制御装置２０による各機能構成を実現させるためのプログラムを、既存の情報処理装置等を制御するＣＰＵ等が実行できるように適用することで、本発明に係る植物育成装置が備える液量制御装置として機能させることができる。
【０１０８】
また、このようなプログラムの適用方法は任意である。プログラムを、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭ、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納して適用できる。さらに、プログラムを搬送波に重畳し、インターネットなどの通信媒体を介して適用することもできる。例えば、通信ネットワーク上の掲示板（ＢＢＳ：Bulletin Board System）にプログラムを掲示して配信してもよい。そして、このプログラムを起動し、ＯＳ（Operating System）の制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上記の処理を実行できるように構成してもよい。
【０１０９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
【０１１０】
（付記１）
植物を育成するための液体を入れる液体槽と、
前記液体槽に入れられた前記液体に浮遊して、前記植物を保持する保持体と、
前記保持体に保持された前記植物に光を照射する光源と、
前記植物を撮影する撮影部と、
前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像を画像処理することにより、前記植物の育成状態を示す情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した前記植物の育成状態を示す情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する排液量取得部と、
前記排液量取得部が取得した量の前記液体を、前記液体槽から排出する排液部と、
を備えることを特徴とする植物育成装置。
【０１１１】
（付記２）
前記撮影部は、前記植物の上方に設置され、
前記情報取得部は、前記植物の育成状態を示す情報として、前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像における前記植物のサイズを取得し、
前記排液量取得部は、前記液体槽から排出すべき前記液体の量として、前記情報取得部が取得した前記植物のサイズが大きくなるほど多くの量を取得する、
ことを特徴とする付記１に記載の植物育成装置。
【０１１２】
（付記３）
前記排液量取得部は、前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像における前記植物のサイズが一定に保たれるように、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する、
ことを特徴とする付記２に記載の植物育成装置。
【０１１３】
（付記４）
前記保持体の前記撮影部が設置された側の面の色は、緑色以外の色であり、
前記情報取得部は、前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像における色分布に基づいて、前記植物のサイズを取得する、
ことを特徴とする付記２又は３に記載の植物育成装置。
【０１１４】
（付記５）
前記撮影部は、前記植物の側方に設置され、
前記情報取得部は、前記植物の育成状態を示す情報として、前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像から前記植物の高さを取得し、
前記排液量取得部は、前記液体槽から排出すべき前記液体の量として、前記情報取得部が取得した前記植物の高さが高くなるほど多くの量を取得する、
ことを特徴とする付記１に記載の植物育成装置。
【０１１５】
（付記６）
前記排液量取得部は、前記情報取得部が取得した前記植物の高さが一定に保たれるように、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する、
ことを特徴とする付記５に記載の植物育成装置。
【０１１６】
（付記７）
前記撮影部は、前記植物を上方から撮影する第１の撮影部と、前記植物を側方から撮影する第２の撮影部と、を含み、
前記情報取得部は、前記植物の育成状態を示す情報として、前記第１の撮影部の撮影により得られた前記植物の第１の撮影画像における前記植物のサイズを、前記第２の撮影部の撮影により得られた前記植物の第２の撮影画像から前記植物の高さを、それぞれ取得し、
前記排液量取得部は、前記情報取得部が取得した前記植物のサイズと前記植物の高さとに基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する、
ことを特徴とする付記１に記載の植物育成装置。
【０１１７】
（付記８）
前記液体槽に入れられた前記液体の液位を取得する液位取得部と、
前記液位取得部が取得した前記液位に基づいて、前記液体槽内の前記液体が不足していると判別した場合に、前記液体槽に前記液体を供給する給液部と、
をさらに備えることを特徴とする付記１から７のいずれかに記載の植物育成装置。
【０１１８】
（付記９）
液体槽に、植物を育成するための液体を入れ、
前記植物を保持した保持体を、前記液体槽に入れられた前記液体に浮遊させ、  
前記保持体に保持された前記植物に、光源から光を照射し、
前記植物を撮影し、
撮影した植物の撮影画像を画像処理することにより、前記植物の育成状態を示す情報を取得し、
取得した前記植物の育成状態を示す情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得し、
取得した前記量の前記液体を、前記液体槽から排出する、
ことを特徴とする植物育成方法。
【０１１９】
（付記１０）
コンピュータに、
植物を育成するための液体が入れられた液体槽内の当該液体に浮遊する保持体に保持され、光源により光を照射され撮影された前記植物の育成状態を示す情報を取得させ、
取得させた前記植物の育成状態を示す情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得させ、
取得させた前記量の前記液体を、前記液体槽から排出させる、
ことを特徴とするプログラム。
【符号の説明】
【０１２０】
１，１ａ…植物育成装置、２…植物、３…溶液、４…液面、５…育成室、６…側壁、１０…溶液槽、１１…フロート、１２…光源、１３，１３ａ…カメラ、１４…排液ドレーン、１５…余剰溶液入れ、１６…液位計、１７…給液ポンプ、２０…液量制御装置、２１…ＣＰＵ、２２…ＲＯＭ、２３…ＲＡＭ、２４…計時部、２５…記憶部、２６…入力部、２７…出力部、２８…通信部、２９…画像処理部、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ…撮影画像、３１…情報取得部、３２…排液量取得部、３４…排液部、３６…液位取得部、３７…給液部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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