(57)【要約】  照明器具システム、装置、およびそれを使用する方法が、制御された農業環境における植物成長を最適化するために開示される。異なる種類の植物は異なる光要件を有し、制御された農業環境への異なる入力は異なるコストを有する。たとえば、電力が使用されなければコスト削減が実現される、一日のある時間がある場合がある。このため、この発明は、異なる種類の植物についての光要件情報を受信し、次に、光要件情報に基づいて照明器具光インターフェイス（１０６）を介して照明器具光源（１１０）を調節する、これらの制御された農業環境のための照明器具システムを提供する。光要件情報は、植物が要求し、または必要とするスペクトルの種類についてのスペクトル情報、電力コストまたは削減情報、もしくは、制御された環境における植物に提供すべき光の最大量を表わす光量情報を含んでいてもよい。
2015501655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御された環境における植物成長を最適化するための照明器具システムであって、照明器具は、
照明器具コントローラを含み、前記照明器具コントローラはネットワーク位置への双方向通信リンクを有しており、前記照明器具はさらに、
照明器具光源を含み、照明器具光源は１つ以上の照明器具に連結されており、前記照明器具はさらに、
照明器具光源および照明器具コントローラからの通信リンクを提供する電気的インターフェイスを含む、照明器具システム。
【請求項２】
照明器具コントローラは、双方向通信リンクを介して、ネットワーク位置から光要件情報を受信するように構成されている、請求項１に記載の照明器具システム。
【請求項３】
ネットワーク位置は農業環境データベースを含んでいてもよい、請求項２に記載の照明器具システム。
【請求項４】
メモリ位置は農業環境ウェブサイトを含んでいてもよい、請求項２に記載の照明器具システム。
【請求項５】
コントローラは、双方向通信リンクを介して、ネットワーク位置から光要件情報を受信するように構成されている、請求項１に記載の照明器具システム。
【請求項６】
光要件情報はスペクトル情報を含んでいてもよい、請求項１に記載の照明器具システム。
【請求項７】
光要件情報は、モル単位の特定の光測定値を含んでいてもよい光量情報を含んでいてもよい、請求項１に記載の照明器具システム。
【請求項８】
照明器具コントローラは、光要件情報の変化を検出し、光要件情報の変化に基づいて、制御された農業環境の変化をもたらすための信号を生成する、請求項１に記載の照明器具システム。
【請求項９】
制御された環境における複数の植物についての植物成長を最適化するために照明器具システムを利用する方法であって、前記方法は、
ネットワーク位置から受信した信号を介して、１つ以上の植物についての光要件情報を決定するステップと、
制御された環境における現在レベル情報を確認するステップと、
現在レベル情報と光要件情報とを比較するステップと、
光要件情報および現在レベル情報に基づいて、制御された環境への入力を調節するステップとを含む、方法。
【請求項１０】
光要件情報を決定するステップは、双方向通信リンクを介して農業環境データベースにアクセスするステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
光要件情報を決定するステップは、双方向通信リンクを介して農業環境ウェブサイトにアクセスするステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
光要件情報を決定するステップは、光量要件を決定するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
光要件情報を決定するステップは、ネットワーク位置から受信した信号によってスペクトル情報を決定するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
調節するステップは、照明器具光源が一日のある時間の間に非活動状態となるように照明器具光源をスケジュール設定するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
調節するステップは、制御された農業環境において照明器具光源によって提供される光のスペクトルを変更するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
制御された環境における植物成長を最適化するための装置であって、前記装置は、
電源と、
少なくとも１つのプロセッサと、
コンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つのメモリとを含み、
少なくとも１つのメモリおよびコンピュータプログラムコードは、少なくとも１つのプロセッサを用いて、装置に、少なくとも、
ネットワーク位置から受信した信号を介して、１つ以上の植物についての光要件情報を決定するステップと、
制御された環境における現在レベル情報を確認するステップと、
光要件情報および現在レベル情報に基づいて、制御された環境への入力を調節するステップとを行なわせるように構成されている、装置。
【請求項１７】
少なくとも１つのメモリおよびコンピュータプログラムコードはさらに、少なくとも１つのプロセッサを用いて、装置に、双方向通信リンクを介して農業環境データベースにアクセスするステップを行なわせるように構成されている、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
少なくとも１つのメモリおよびコンピュータプログラムコードはさらに、少なくとも１つのプロセッサを用いて、装置に、双方向通信リンクを介して農業環境ウェブサイトにアクセスするステップを行なわせるように構成されている、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
少なくとも１つのメモリおよびコンピュータプログラムコードはさらに、少なくとも１つのプロセッサを用いて、装置に、前記決定するステップにおいて光量要件を受信するステップを行なわせるように構成されている、請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
少なくとも１つのメモリおよびコンピュータプログラムコードはさらに、少なくとも１つのプロセッサを用いて、装置に、前記決定するステップにおいてスペクトル情報を受信するステップを行なわせるように構成されている、請求項１６に記載の装置。
【請求項２１】
少なくとも１つのメモリおよびコンピュータプログラムコードはさらに、少なくとも１つのプロセッサを用いて、装置に、前記調節するステップにおいて、光源が一日のある時間の間に非活動状態となるように光源をスケジュール設定するステップを行なわせるように構成されている、請求項１６に記載の装置。
【請求項２２】
少なくとも１つのメモリおよびコンピュータプログラムコードはさらに、少なくとも１つのプロセッサを用いて、装置に、前記調節するステップにおいて、制御された農業環境において照明器具光源によって提供される光のスペクトルを変更するステップを行なわせるように構成されている、請求項１６に記載の装置。
【請求項２３】
装置は照明器具システムを含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項２４】
電源は１つ以上の再生可能エネルギ源を含んでいてもよい、請求項１６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施の形態は、一般的に農業手法に関し、より特定的には、水耕栽培システムを限定なしで含む制御された農業環境における植物成長を最適化するための照明器具システム、方法、および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
昔、農業者は、自分たちの作物が必要とするものを供給するために、自然に完全に依存していた。どの植物も、水および日光を主に必要とする。植物は何らかの栄養素も必要とし、それは植物の根を介して土から受ける場合がある。農業者は、水については雨に頼り、光については太陽に頼り、作物にとって必要な栄養については土の中の栄養素に頼った。これらの資源を提供するのに自然を当てにしている農業者は、資源を人工的に提供するコストをかけずに済ませているものの、これらの農業者は、自然の予測不能の性質により、毎年途方もない不確実性に直面している。
【０００３】
農業が進歩するにつれて、農業者は、これらの生物学的必要性のすべてを満たすために自然にそれほど依存しなくなり、このため、そのような自然に関する不確実性が農業者の生計に与える影響を減少させてきた。人工灌漑の出現により、農業者は、雨に完全に頼るのではなく、自分たちの作物が受ける水の量を制御し始めた。肥料を用いることにより、農業者は、土の中の栄養素の量を増加できた。最後に、人工光を用いることにより、農業者は、太陽の位置にかかわらず、光合成に必要な光の量を提供できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの人為的措置は、より多くの予測可能性を現代の農業者に提供しているものの、これらの人為的措置の各々は、農業者の最終的収益に影響を与える財務コストを伴う。このため、現代の農業者がこれらの制御された農業環境の効率の増加に目を向けるにつれて、これらの制御された環境における植物の成長を最小量の資源で最大化することと同様に、資源の節約が最優先となった。したがって、農業が完全に人為的な環境へと進み続けるにつれて、これらの制御された農業環境における人工光などの資源の利用を最適化するシステム、方法、および装置に対する要望が、当該技術分野において存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
概要
上述の要望および欠陥に対処するために、この発明のさまざまな実施の形態は、制御された農業環境における植物成長および人工光資源の効率的使用を最適化するための照明器具システムおよび方法を提供する。あらゆる種類の植物はある光要件を有しており、これらの光要件は、植物成長を最大化する特定の光強度、特定のスペクトル、および光の持続時間を含んでいる。これらの要件は必ずしも「最も速い」成長を意味するとは限らないかもしれない。なぜなら、光は、植物成長に対して心理的効果を有し得るためである。植物は、特定のスペクトルを用いて目標としたり回避したりできる二次代謝産物を有する。たとえば、ある植物では、植物の色は、植物への紫外光露光量に基づいて変更可能である。これらの光要件は光要件情報によって表わされており、内部位置に、もしくは、農業環境データベースまたは農業環境ウェブサイトといった（照明器具システムからの）外部位置に格納されてもよい。照明器具が一旦光要件情報を得ると、照明器具は、光要件情報に対応するように、制御された農業環境における光源に調節を行なうべきかどうかを判断する。照明器具はあらゆる調節を作動させ、１つの実施の形態では、制御された環境において複数の植物に提供されている現在の光を反映するように、メモリ内の情報を更新する。
【０００６】
したがって、この発明の１つの実施の形態は、制御された環境における植物成長を最適化するための照明器具システムであって、照明器具システムはコントローラを含み、前記コントローラはインターネットへの双方向通信リンクを有しており、照明器具システムはさらに照明器具光源を含み、照明器具光源は１つ以上の照明器具に連結されており、照明器具システムはさらに、照明器具光源および照明器具コントローラからの通信リンクを提供する光源インターフェイスを含む、照明器具システムを提供する。照明器具コントローラは、双方向通信リンクを介して、農業環境データベース、農業環境ウェブサイト、もしくは第三者ウェブサイト（またはデータベース）から光要件情報を受信するように構成されている。光要件情報はスペクトル情報または光量情報を含んでいてもよく、光量情報は、モル単位の特定の光測定値、または特定の時間測定単位の植物に提供すべき光の量を含んでいてもよい。
【０００７】
この発明の別の実施の形態は、制御された環境における複数の植物についての植物成長を最適化するために照明器具システムを利用する方法であって、この方法は、１つ以上の植物についての光要件情報を決定するステップと、制御された環境における現在の光のレベルを確認するステップと、光要件情報および現在の光のレベルに基づいて、制御された環境への入力を調節するステップとを含む、方法を提供する。光要件情報を決定するステップは、双方向通信リンクを介して、農業環境データベース、農業環境ウェブサイト、もしくは第三者ウェブサイト（またはデータベース）にアクセスするステップをさらに含んでいてもよい。光要件情報を決定するステップは、光量要件、光持続時間情報、またはスペクトル情報を受信するステップを含んでいてもよい。調節するステップは、光源が一日のある時間の間に非活動状態となるように光源をスケジュール設定するステップ、または制御された農業環境において照明器具システムによって提供される光のスペクトルおよび／または強度を変更するステップを含んでいてもよい。
【０００８】
この発明のさらに別の実施の形態は、制御された環境における植物成長を最適化するための装置であって、この装置は、電源と、少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つのメモリとを含み、少なくとも１つのメモリおよびコンピュータプログラムコードは、少なくとも１つのプロセッサを用いて、装置に、少なくとも、１つ以上の植物についての光要件情報を決定するステップと、制御された環境における現在の光のレベルを確認するステップと、光要件情報および現在の光のレベルに基づいて、制御された環境への入力を調節するステップとを行なわせるように構成されている、装置を提供する。
【０００９】
少なくとも１つのメモリおよびコンピュータプログラムコードはさらに、少なくとも１つのプロセッサを用いて、装置に、ｉ）双方向通信リンクを介して、農業環境データベース、農業環境ウェブサイト、もしくは第三者ウェブサイト（またはデータベース）にアクセスするステップ、ｉｉ）前記決定するステップにおいて、光量要件またはスペクトル情報を受信するステップ、もしくは、ｉｉｉ）前記調節するステップにおいて、光源が一日のある時間の間に非活動状態となるように光源をスケジュール設定するステップ、または制御された農業環境において照明器具光源によって提供される光のスペクトルを変更するステップを行なわせるように構成されてもよい。電源は１つ以上の再生可能エネルギ源を含んでいてもよく、照明器具光源は、たとえば、ＬＥＤ光源を含んでいてもよい。
【００１０】
これらのおよび他の実施の形態が、この発明のさまざまな実施の形態の詳細な説明においてより詳細に説明される。当業者であれば、この発明の精神および範囲を保ちつつ、多くの逸脱が行なわれてもよいことを理解するであろう。
【００１１】
図面のいくつかの図の簡単な説明
このようにこの発明の実施の形態について一般的用語で説明したが、ここで、必ずしも縮尺通りではない添付図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明のさまざまな実施の形態に従った照明器具システムを示す図である。
【図２】前記照明器具システムが、農業環境ウェブサイトおよび農業環境データベースへの通信リンクを含む、この発明の１つの実施の形態に従った照明器具システムをさらに示す図である。
【図３】この発明の１つの実施の形態に従った照明器具コントローラを示す図である。
【図４】この発明の１つの実施の形態に従った照明器具システムにおいて照明器具光源を調節する方法のステップを示すフローチャートである。
【図５】制御された農業環境において照明器具光源のスペクトルを調節するための、この発明の特定の実施の形態に従った方法のステップを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
詳細な説明
この発明は、ここで、この発明の実施の形態のすべてではないもののいくつかが示される添付図面を参照して、より十分に以下に説明される。実際、これらの発明は多くの異なる形式で具体化されてもよく、ここに述べられた実施の形態に限定されるように解釈されるべきでない。むしろ、これらの実施の形態は、この開示が適用可能な法的要件を満たすように提供される。同様の番号は全体を通して同様の要素を指す。
【００１４】
図１は、この発明のさまざまな実施の形態に従った、制御された農業環境における資源を最適化するように構成された照明器具システム１００を示す。システム１００は照明器具コントローラ１０２を含み、それは以下の図３で詳細に説明される。照明器具コントローラ１０２は、双方向または一方向通信リンクを介して、インターネット１０４などのローカルまたはワイドエリアネットワークに通信可能に連結されている。インターネット１０４との双方向通信リンクを介して、コントローラ１０２は、図２により詳細に説明されるように、光要件情報を得るために農業環境ウェブサイト、農業環境データベース、または第三者ウェブサイトなどの１つ以上のネットワーク位置にアクセスしてもよい。
【００１５】
システム１００はさらに、光源インターフェイス１０６と、照明器具光源１１０とを含む。光源インターフェイス１０６は照明器具光源１１０に通信可能に連結されており、１つの実施の形態では、照明器具光源によって提供されるスペクトルを変更するか、または制御された農業環境１００における複数の植物に提供される光の量を変更するように動作する、コントローラ１０２からの信号を受信するように構成されている。光源インターフェイス１０６は、コントローラ１０２からの信号を受信するためのあらゆる種類のインターフェイスを含んでいてもよく、または他の実施の形態では、ユーザからの入力を受信し、次に照明器具光源１１０を制御するためのユーザインターフェイスを含んでいてもよい。
【００１６】
照明器具光源１１０は、発光ダイオードまたは発光ダイオードの集合を限定なしで含む、制御された農業環境において光を提供するためのあらゆる装置または手段を含んでいてもよい。しかしながら、照明器具光源をＬＥＤ装置に限定することは、この発明の意図ではない。実際、照明器具光源は、この発明の精神および範囲を保ちつつ、電気信号を介してその強度およびスペクトルを変更させることができるあらゆる人工光源を含んでいてもよい。
【００１７】
照明器具コントローラ１０２は、１つ以上の光学センサ１０９に通信可能に連結されてもよく、光学センサ１０９は、この発明のさまざまな実施の形態によって要求され、または必要とされるあらゆる種類の情報を得るように構成されてもよい。たとえば、および限定なしで、センサ１０９は、制御された農業環境における１つ以上の植物がある期間の間に受けた光の量、種類、持続時間、またはスペクトル（「現在レベル情報」）を得るように構成されてもよい。これらのセンサは、標準的な光学センサ、または特定の制御された農業環境で使用するために特に設計されたセンサを含んでいてもよい。これらのセンサ１０９はさらに、制御された農業環境から現在レベル情報を得た後に、図３に示すようなメモリ３０６または任意の他のコンピュータ読取可能記憶媒体に、この情報を格納するように構成されてもよい。この発明のさらに別の実施の形態では、これらのセンサ１０９はまた、ユーザインターフェイスを介してユーザからの入力を引き出すために、コンピュータ端末またはスマートフォン装置にこの情報を送信するように構成されてもよい。
【００１８】
図２は、この発明の１つの実施の形態に従った、制御された環境１００における植物についての前述の光要件情報を含み得るネットワーク位置に関与する、照明器具システムの部分をさらに示す。システム２００に示すように、照明器具コントローラ１０２は、インターネット１０４との双方向（または一方向）接続を介して、１つ以上のネットワーク位置にアクセスしてもよい。これらのネットワーク位置は、図２に示すように、１つ以上の種類の植物についての光要件情報を公開し得る農業環境ウェブサイト２０２を含んでいてもよい。別の例として、ネットワーク位置は、コンピュータメモリまたは他のコンピュータ読取可能媒体に光要件情報を格納し得る農業環境データベース２０４を含んでいてもよい。この農業環境データベース２０４は、データベースシステムまたはコンピュータ端末の内部に位置するコンピュータ読取可能メモリを含むことによってデータベース管理システム（ＤＢＭＳ）で利用されるデータベースデータ収集を限定なしで含んでいてもよい。当業者であれば、光要件情報を得るために、この発明の精神および範囲内で、農業環境ウェブサイト２０２または農業環境データベース２０４に加えて、もしくはそれらの代わりに、たとえば、および限定なしで、第三者ウェブサイトまたは第三者データベースといった多くの他のネットワーク位置が、コントローラ１０２によってアクセスされてもよいことを理解するであろう。
【００１９】
図３は、この発明の１つの実施の形態に従った照明器具システム１００の照明器具コントローラ１０２をより詳細に示す。図３に示すように、照明器具コントローラ１０２は、ここに説明される例示的実施の形態に従って動作を行なうように構成可能である処理回路系３０２を含んでいてもよく、さもなければそれと通信していてもよい。処理回路系３０２は、この発明のさまざまな実施の形態に従ったアプリケーション実行および／または他の処理および管理サービスだけでなく、光源インターフェイス１０６に信号を通信し、データ処理を行ない、光学センサ１０９から信号を受信するように構成されてもよい。複数の植物についての栄養要件を満たすのに十分な量ではあるものの、ある期間の間にのみ、あるスペクトルの光を放射するかまたは照明器具光源１１０に動力を供給するための照明器具システム１００への信号といった、制御された環境のための調節決定を判断するために、データ処理機能は、光学センサ１０９から受信された現在レベル情報の分析、ならびにその現在レベル情報と光要件情報との比較を含んでいてもよい。
【００２０】
いくつかの実施の形態では、照明器具コントローラ１０２または処理回路系３０２は、チップまたはチップセットとして具体化されてもよい。言い換えれば、照明器具コントローラ１０２または処理回路系３０２は、構造アセンブリ（たとえば、基板）上の材料、構成要素、および／またはワイヤを含む、１つ以上の物理的パッケージ（たとえば、チップ）を含んでいてもよい。構造アセンブリは、その上に含まれる構成要素回路系についての物理的強度、サイズの保持、および／または電気的相互作用の制限を提供してもよい。照明器具コントローラ１０２または処理回路系３０２はしたがって、場合によっては、単一のチップ上に、または単一の「システムオンチップ」として、この発明の１つの実施の形態を実現するように構成されてもよい。そのため、場合によっては、チップまたチップセットは、ここに説明される機能性を提供するための１つ以上の動作を行なうための手段を構成してもよい。
【００２１】
１つの例示的実施の形態では、処理回路系３０２はプロセッサ３０４とメモリ３０６とを含んでいてもよく、それらは、照明器具コントローラインターフェイス３０８と通信していてもよく、さもなければそれを制御していてもよい。そのため、処理回路系３０２は、制御された農業環境に関してここに説明される動作を行なうように（たとえば、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組合せを用いて）構成された回路チップ（たとえば、集積回路チップ）として具体化されてもよい。照明器具コントローラインターフェイス３０８は、照明器具ユーザインターフェイス３１０、センサ１０９、農業環境データベースまたはウェブサイト、および／またはインターネットネットワーク１０４などのネットワークといった他の装置との通信を可能にするための１つ以上のインターフェイス機構を含んでいてもよい。場合によっては、これらのインターフェイス機構は、処理回路系２２と通信しているネットワークおよび／または任意の他の装置またはモジュールとの間でデータを送受信するように構成された、ハードウェアまたはハードウェアとソフトウェアとの組合せで具体化される装置もしくは回路系などの任意の手段であってもよい。この点で、コントローラインターフェイスは、たとえば、無線通信ネットワークとの通信を可能にするための１つのアンテナ（または複数のアンテナ）ならびにサポートハードウェアおよび／またはソフトウェアを含んでいてもよい。
【００２２】
処理回路系２２および照明器具コントローラインターフェイスは、光要件情報の変化を検出し、光要件情報の変化に基づいて、制御された農業環境の変化をもたらすための信号を生成するように構成されてもよい。このため、ネットワーク位置に格納された光要件情報に変化がある場合、光要件情報の変化は、照明器具コントローラインターフェイスによって検出されてもよい。これに応答して、処理回路系は、光要件情報の特定の種類の変化に依存して応答するための信号を生成してもよい。照明器具光源１１０が一日のある時間にのみ活動状態になる場合に、光要件情報の変化がコスト削減を含むならば、信号は、ピーク期間の間、照明器具光源１１０を停止させ、割引料金期間の間、照明器具光源１１０を起動することを含むであろう。光要件情報の変化が、植物にとって必要なスペクトルの変化といった他の種類の情報を含むならば、照明器具コントローラインターフェイスは、制御された環境において植物に提供される光のスペクトルを変更するように、光要件情報の変化に応答した信号を生成するであろう。当業者であれば、光要件情報のどんな数の変化も、この発明のさまざまな実施の形態によって扱うことができるということを理解するであろう。
【００２３】
照明器具コントローラ１０２の詳細を再び参照して、１つの例示的実施の形態では、メモリ３０６は、たとえば、固定されても取外し可能であってもよい揮発性および／または不揮発性メモリなどの１つ以上の非一時的メモリ装置（フラッシュＥＥＰＲＯＭメモリを限定なしで含む）を含んでいてもよい。メモリ３０６は、コントローラ１０２がこの発明の例示的実施の形態に従ったさまざまな機能を実行することを可能にするための情報（たとえば、限定なしで、この発明のいくつかの例示的実施の形態に従った複数の植物についての光要件情報）、データ、アプリケーション、命令などを格納するように構成されてもよい。
【００２４】
たとえば、メモリは、プロセッサ３０４による処理のために、光要件情報または現在レベル情報などの入力データをバッファに入れるように構成されてもよい。加えて、またはこれに代えて、メモリは、プロセッサによる実行のための命令を格納するように構成されてもよい。メモリの内容のうち、アプリケーションは、それぞれの各アプリケーションに関連付けられた機能性を実行するために、プロセッサによる実行のために格納されてもよい。場合によっては、メモリは、たとえば、および限定なしで、現在レベル情報または光要件情報といった情報を、装置の構成要素中に通すためのバスを介して、プロセッサと通信していてもよい。
【００２５】
プロセッサ３０４は、多くの異なる方法で具体化されてもよい。たとえば、プロセッサは、マイクロプロセッサまたは他の処理要素、コプロセッサ、コントローラ、もしくは、たとえばＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）などの集積回路を含むさまざまな他の計算装置または処理装置のうちの１つ以上といった、さまざまな処理手段として具体化されてもよい。１つの例示的実施の形態では、プロセッサは、メモリ３０６に格納されているか、さもなければプロセッサにアクセス可能である命令を実行するように構成されてもよい。そのため、ハードウェアによって構成されているか、またはハードウェアとソフトウェアとの組合せによって構成されているかにかかわらず、プロセッサは、それに応じて構成されつつ、この発明の実施の形態に従った動作を行なうことができる（たとえば、処理回路系２２の形をした回路系で物理的に具体化された）エンティティを表わしていてもよい。このため、たとえば、プロセッサがＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどとして具体化される場合、プロセッサは、ここに説明される動作を行なうために具体的に構成されたハードウェアであってもよい。また、これに代えて、別の例として、プロセッサがソフトウェア命令の実行体として具体化される場合、それらの命令は、ここに説明される動作を行なうようにプロセッサを具体的に構成してもよい。
【００２６】
この発明の例示的実施の形態が図１〜図３と関連して上に説明されたが、ユーザの視点から実行される動作のフローチャートが、ここで、図４〜５を参照して提供される。フローチャートの各ブロック、およびフローチャートにおけるブロックの組合せは、１つ以上のコンピュータプログラム命令を含むソフトウェアの実行と関連付けられるハードウェア、ファームウェア、プロセッサ、回路系、および／または他の装置のようなさまざまな手段を含む、ユーザによって実現されてもよいことが理解されるであろう。たとえば、フローチャートによって示された手順の１つ以上は、コンピュータプログラム命令によって具体化されてもよい。この点において、フローチャートによって示された手順を具体化するコンピュータプログラム命令は、この発明の実施の形態を用いる装置のメモリ装置によって格納され、装置においてプロセッサによって実行されてもよい。
【００２７】
理解されるように、任意のそのようなコンピュータプログラム命令は、マシンを形成するためにコンピュータまたは他のプログラマブルな装置（たとえば、ハードウェア）にロードされ、結果として生じるコンピュータまたは他のプログラマブルな装置は、フローチャートブロックにおいて指定される機能の実現を提供してもよい。これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータまたは他のプログラマブルな装置に特定の態様において機能するよう命じてもよい、非一時的なコンピュータ読取可能記憶メモリに格納され、コンピュータ読取可能記憶メモリに格納された命令は、フローチャートブロックにおいて指定される機能をその実行が実現する製造物を生成してもよい。コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータまたは他のプログラマブルな装置にロードされて、コンピュータまたは他のプログラマブルな装置において一連の動作を実行させて、コンピュータにより実現されるプロセスを生成して、コンピュータまたは他のプログラマブルな装置において実行される命令は、フローチャートブロックにおいて指定される機能の実現のための動作を提供してもよい。
【００２８】
したがって、フローチャートのブロックは、指定される機能の実行のための手段の組合せ、および指定される機能の実行のための動作の組合せを支持する。さらに、フローチャートの１つ以上のブロック、およびフローチャートにおけるブロックの組合せは、指定される機能を実行する特殊目的ハードウェアに基づいたコンピュータシステム、または特殊目的ハードウェアとコンピュータ命令との組合せによって、実現することができることが理解されるであろう。
【００２９】
図４は、この発明の１つの実施の形態に従った照明器具システムにおいて照明器具光源を調節する方法のステップを示すフローチャートである。方法４００はステップ４０２で始まり、ステップ４０４に進んで、１つ以上の植物についての光要件情報を決定する。光要件情報を決定するステップは、複数の植物の光必要性に関するデータを得るための任意の数の方法またはプロセスを含んでいてもよい。たとえば、および限定なしで、また前述のように、光要件情報を決定するステップは、農業環境データベース、農業環境ウェブサイト、第三者ウェブサイト、または第三者データベースにアクセスするステップを含んでいてもよい。制御された環境における各植物についての光要件情報は、データベースファイル、マイクロソフト・エクセル・ファイルなどのコンピュータファイル、もしくは、双方向または一方向通信リンクを介してアクセス可能なインターネット位置に格納されてもよい。別の例として、光要件情報は、事前にまたはリアルタイムで、ユーザインターフェイスを介してユーザから入力されてもよい。
【００３０】
この光要件情報は、任意の例では、複数の植物が必要とする光のスペクトル値または量を表わす数値を含む。たとえば、レタスは、周囲のｃｏ２レベルで最適な成長を得るには、一日当たり１７モルの光を必要とする。２４時間での光がこれより少ないかまたは多いと、レタスの成長は遅くなるかまたは不適切に加速されるであろう。しかしながら、ｃｏ２の濃度が１６００ｐｐｍといったより高い濃度である場合、レタスは、一日当たり１１モルの光しか必要としないであろう。このため、栄養情報は、特定のｃｏ２レベルとしてのモル単位で、必要とされる光の量を含んでいてもよく、それは、最適な成長のために植物が一日に必要とする光のある時間量に対応するであろう。光要件情報に含まれ得る情報の他の例は、必要とされる光の持続時間、または光強度を含んでもよい。実際、光要件情報は、これらの種類の情報のうちのいずれかまたはすべてを含む「レシピ」を含んでいてもよい。たとえば、光要件情報は、スペクトル情報、強度情報、および（時間数または他の時間数値化での）光持続時間情報を含んでいてもよい。当業者であれば、この発明の精神および範囲内で、データの他の値、量、および種類が、光要件情報に含まれていてもよいということを理解するであろう。
【００３１】
ステップ４０６で、方法４００は、制御された環境における複数の植物に提供されている光の現在レベルを確認する。現在レベルを確認するために、この発明のさまざまな実施の形態は、制御された環境における光の現在レベルに関する情報を得るために、任意の数の光学センサまたは他の情報収集装置を利用してもよい。また、集められた（そして現在レベル情報に含まれる）この情報は、限定なしで、制御された環境における植物に提供されている光のスペクトル、制御された環境における植物に提供されている光の量／持続時間、または光要件情報に関する任意の他の情報を含んでいてもよい。
【００３２】
ステップ４０８で、方法４００は、光要件情報と現在レベル情報との比較に基づいて、制御された環境において照明器具システム１００に含まれる照明器具光源１１０を調節する。この調節するステップは、この発明が、ステップ４０８からの光要件情報を分析するステップと、光要件情報を用いて現在レベル情報を検討するステップと、植物成長を最適化し、および／または制御された環境の運営にかかるコストを低減するであろう調節を、照明器具光源１１０に対して行なう（または、照明器具光源１１０への調節をスケジュール設定する）ステップとを伴う。
【００３３】
たとえば、および限定なしで、複数の植物がレタスを含み、ステップ４０４で方法４００が、レタスに１７モルを提供するために、照明器具が複数の植物に一日あたり１８モルの光を提供すると決定した場合、この発明は、１７モルの光が複数の植物に供給されるまでのみ、光源に動力を供給するように、コントローラを介して電気的インターフェイスに命令することができる。別の例として、限定なしで、調節するステップは、照明器具光源１１０を介して制御された環境における複数の植物に提供される光のスペクトルを、光要件情報に含まれる好ましいスペクトルと一致するように調節するステップを含んでいてもよい。当業者であれば、この発明の精神および範囲内で、任意の数の調節が、このステップ４０８の一部として行なわれてもよいということを理解するであろう。方法４００は、ステップ４１０で終了する。
【００３４】
上で参照したように、図５は、制御された農業環境における現在レベル情報のスペクトル情報に基づいた照明器具光源の調節に関する、この発明の特定の実施の形態に従った方法のステップを示すフローチャートである。方法５００はステップ５０２で始まり、ステップ５０４に進んで、（図２に示すように）農業環境ウェブサイトを介して光要件情報を得る。上述のように、この光要件情報は、限定なしで、好ましい光量および好ましいスペクトル情報を含んでいてもよい。光要件情報を得るステップは、この発明の精神および範囲内で、任意の回数または方法で起こってもよい。たとえば、光要件情報は、一度、ある時間周期で自動的に、またはユーザ要求がユーザインターフェイスを介して受信された時に得られてもよい。
【００３５】
ステップ５０６で、方法５００は、レタスについての光要件情報が、レタスに提供されると好ましい赤色であるレタスの産出をもたらす光の好ましいスペクトルを含むと判断する。ステップ５０８で、方法５００は、好ましいスペクトルの光を提供するように照明器具光源１１０を変更するために、電気的インターフェイスに信号を送信する。方法５００は、この発明のさまざまな実施の形態に従った制御された農業環境において植物が育てられる限り継続し、ステップ５１０で終了する。
【００３６】
前述のように、光要件情報は、植物成長を最適化するための、任意の数の「レシピ」の類の基準を含んでいてもよい。たとえば、光要件情報は、光スペクトル情報、光強度情報、もしくは（時間数または他の時間数値化での）露光の持続時間の組合せを含んでいてもよい。最適な「レシピ」を含む光要件情報は、電力のコストまたはＣＯ２レベルを限定なしで含む制約に基づいて動的である。光要件情報は動的であるため、制御された農業環境において最適化された環境を実現するために必要に応じて調節が生じることを確実にするために、照明器具コントローラ１０２と、光要件情報が格納されている位置（農業環境データベース２０４、農業環境ウェブサイト２０２に格納されていたとしても、または他の位置に格納されたとしても）との通信が、ある頻度で起こるであろう。
【００３７】
光要件情報は動的であるため、植物の成長中、光要件情報に変化が生じるであろう。光要件情報が変化すると、現在レベル情報に基づいて、現在の光要件情報と整合するように、図４〜５に示すようなプロセスが必要に応じて生じるであろう。別の例として、電力のコストは、光要件情報に含まれ得る情報のうちの１つである。電力のコストが一日の後半により安くなる場合、この発明は、照明器具光源を、料金がより低い期間の間にのみ点灯されるかまたは活動状態となるように構成するための信号を生成するであろう。当業者であれば、この発明の精神および範囲内に多くの要因および可能性が存在し得ることを理解するであろう。
【００３８】
多くの他の利点が、この発明のさまざまな実施の形態によって提供される。制御された環境における植物に光を賢く供給するシステムを農業者に提供することにより、この発明を利用する農業者は、必要な光量のみを自分たちの植物に提供することによって、著しいコスト削減を経験するであろう。このため、この発明は、水耕栽培システムなどの制御された環境において植物を育てるこれらの農業者が、自分たちの最終的収益への直接的増加を経験するであろう、システム、方法、および装置を提供する。植物を育てるためのそのような栽培手法の収益性を増加させることにより、より多くの農業者がこの産業に引きつけられ、それは次に、より多くの地域社会が遠距離から運ばれた生産物よりも地元の生産物を棚に並べることから得られる利点を享受するという効果を有するであろう。さらに、動的に変化し得る光要件情報に光スペクトル情報を含めることにより、農業者は、環境要件が複雑な植物（たとえば、あるスペクトル内の光をある量のみ必要とする植物）を容易に提供し、世話することができる。最後に、この発明を介して提供される光の量を制御することにより、農業者は、最高品質の生産物をより容易に提供することができる。なぜなら、多くの種類の生産物の品質は、光が多すぎると悪化し得るためである。
【００３９】
ここに述べられたこの発明の多くの修正および他の実施の形態が、前述の説明および関連付けられる図面において呈示された教示の恩恵を有する、これらの発明が属する技術分野の当業者の脳裏に思い浮かぶであろう。したがって、この発明は開示された特定の実施の形態に限定されないこと、ならびに、修正および他の実施の形態は特許請求の範囲内に含まれるように意図されていることが理解されるはずである。特定の文言がここに用いられるが、それらは限定の目的のためにではなく包括的および記述的な意味においてのみ用いられる。
【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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【国際調査報告】
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