(57)【要約】【課題】栽培初期には、複数の植物の大きさにばらつきがあっても、収穫期には、そのばらつきを小さくすることができる水耕栽培装置および水耕栽培方法を提供する。【解決手段】制御部４は、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれの高さの情報に基づいて、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれにおいて、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを制御する。制御部４は、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの最大値と複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの最小値との差が小さくなるようにする。そのために、制御部４は、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれにおいて、第１の波長λ１の光の量および第２の波長λ２の光の量のそれぞれを調節する。【選択図】図８
2016002070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の植物にそれぞれ対応するように配置された複数の光源ユニットを備えた水耕栽培装置であって、
前記複数の光源ユニットのそれぞれは、
前記複数の植物のうちの対応する１つに対して、その成長を促進させる第１の波長の光を発する成長促進光源と、
前記複数の植物のうちの対応する１つに対して、その成長を抑制する第２の波長の光を発する成長抑制光源と、
前記複数の植物のうちの対応する１つに対して、前記第１の波長の光および前記第２の波長の光のそれぞれを導くように、前記成長促進光源および前記成長抑制光源の周囲に設置された導光路部材と、を含み、
前記水耕栽培装置は、さらに、
前記複数の植物のそれぞれの高さを検出する高さ検出部と、
前記高さ検出部によって検出された前記複数の植物のそれぞれの高さの情報に基づいて、前記複数の光源ユニットのそれぞれにおいて、前記成長促進光源および前記成長抑制光源を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記複数の植物の高さの最大値と前記複数の植物の高さの最小値との差が小さくなるように、前記複数の光源ユニットのそれぞれにおいて、前記第１の波長の光の量および前記第２の波長の光の量のそれぞれを調節する、水耕栽培装置。
【請求項２】
前記導光路部材は、前記第１の波長の光および前記第２の波長の光の進行方向に垂直な面における内部空間の面積が前記植物に近づくにつれて小さくなるように構成されている、請求項１に記載の水耕栽培装置。
【請求項３】
前記複数の光源ユニットのそれぞれを独立して移動させることにより、前記複数の光源ユニットと前記複数の植物との間のそれぞれの距離を独立して変更する移動機構をさらに備えた、請求項１または２に記載の水耕栽培装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記高さ検出部によって検出された前記複数の植物のそれぞれの高さの情報に基づいて、前記複数の植物の高さの平均値を基準値として算出するか、もしくは、前記複数の植物のうちの特定の植物の高さを基準値として選択するか、または、
外部から入力された植物の高さの基準値もしくは予め記憶された植物の高さの基準値を抽出し、
前記基準値と前記複数の植物のそれぞれの高さとを比較し、
前記複数の植物のうちの前記基準値よりも小さい高さを有する１または２以上の植物の成長を促進するように、かつ、前記複数の植物のうちの前記基準値以上の高さを有する植物の成長を抑制するように、前記複数の光源ユニットのそれぞれにおいて、前記成長促進光源および前記成長抑制光源を制御する、請求項１〜３のいずれかに記載の水耕栽培装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記高さ検出部によって検出された前記複数の植物のそれぞれの高さの情報に基づいて、前記複数の植物の高さの最大値と前記複数の植物の高さの最小値とを選択し、
前記複数の植物の高さの最大値と前記複数の植物の高さの最小値との差を算出し、
前記差が所定値以下になった場合に、前記第１の波長の光のみが前記複数の植物のそれぞれに照射されるように、前記複数の光源ユニットのそれぞれにおいて、前記成長促進光源および前記成長抑制光源を制御する、請求項１〜４のいずれかに記載の水耕栽培装置。
【請求項６】
複数の植物にそれぞれ対応するように配置された複数の光源ユニットを用いる水耕栽培方法であって、
前記複数の光源ユニットのそれぞれは、
前記複数の植物のうちの１つに対して、その成長を促進させる第１の波長の光を発する成長促進光源と、
前記複数の植物のうちの１つに対して、その成長を抑制する第２の波長の光を発する成長抑制光源と、
前記複数の植物のうちの１つに対して、前記第１の波長の光および前記第２の波長の光のそれぞれを導くように、前記成長促進光源および前記成長抑制光源の周囲に設置された導光路部材と、を含み、
前記水耕栽培方法は、
前記複数の植物のそれぞれの高さを検出するステップと、
前記高さを検出するステップにおいて検出された前記複数の植物のそれぞれの高さの情報に基づいて、前記複数の光源ユニットのそれぞれにおいて、前記成長促進光源および前記成長抑制光源を制御するステップと、を備え、
前記制御するステップは、前記複数の植物の高さの最大値と前記複数の植物の高さの最小値との差が小さくなるように、前記複数の光源ユニットのそれぞれにおいて、前記第１の波長の光の量および前記第２の波長の光の量のそれぞれを調節するステップを含む、水耕栽培方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下部としての根を養液に浸して植物を栽培する水耕栽培装置および水耕栽培方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、土壌を使用せずに、植物の根を水に浸して栽培をおこなう、いわゆる水耕栽培の研究が進められている。この水耕栽培においても、土壌を使用する植物の栽培と同様に、栽培初期に複数の植物の大きさ、たとえば、草丈（The height of a plant）にばらつきがあると、収穫時期にも、それらの複数の植物の大きさにばらつきが残存してしまう。この収穫される複数の植物の大きさのばらつきを小さくするためには、複数の植物のそれぞれの成長を制御することが必要になる。
【０００３】
前述の植物の成長の制御に関連する技術を開示する先行文献として、例えば、特許文献１および特許文献２がある。特許文献１および２には、植物の成長を促進するための光源と植物の成長を促進するための光源とを備えた装置および方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４２００５号公報
【特許文献２】特開２００４−９７０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した特許文献１および２によれば、栽培される複数の植物の大きさにばらつきがあった場合に、収穫される複数の植物の大きさに残存する大きさのばらつきを意図的に小さくする手法は開示されていない。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、栽培期に複数の植物の大きさにばらつきがあっても、収穫期にはそのばらつきを小さくすることができる水耕栽培装置および水耕栽培方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施の形態の水耕栽培装置は、複数の植物にそれぞれ対応するように配置された複数の光源ユニットを備えた水耕栽培装置であって、前記複数の光源ユニットのそれぞれは、前記複数の植物のうちの対応する１つに対して、その成長を促進させる第１の波長の光を発する成長促進光源と、前記複数の植物のうちの対応する１つに対して、その成長を抑制する第２の波長の光を発する成長抑制光源と、前記複数の植物のうちの対応する１つに対して、前記第１の波長の光および前記第２の波長の光のそれぞれを導くように、前記成長促進光源および前記成長抑制光源の周囲に設置された導光路部材と、を含み、前記水耕栽培装置は、さらに、前記複数の植物のそれぞれの高さを検出する高さ検出部と、前記高さ検出部によって検出された前記複数の植物のそれぞれの高さの情報に基づいて、前記複数の光源ユニットのそれぞれにおいて、前記成長促進光源および前記成長抑制光源を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記複数の植物の高さの最大値と前記複数の植物の高さの最小値との差が小さくなるように、前記複数の光源ユニットのそれぞれにおいて、前記第１の波長の光の量および前記第２の波長の光の量のそれぞれを調節する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、栽培期に複数の植物の大きさにばらつきがあっても、収穫期にはそのばらつきを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態の水耕栽培装置の全体の構造の概略を説明するための断面模式図である。
【図２】本発明の実施の形態の水耕栽培装置の一の例の光源ユニットの第１の横断面図であって、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の水耕栽培装置の一の例の光源ユニットの第２の横断面図であって、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の水耕栽培装置の他の例の光源ユニットの第１の横断面図である。
【図５】本発明の実施の形態の水耕栽培装置の他の例の光源ユニットの第２の横断面図である。
【図６】本発明の実施の形態の水耕栽培装置のさらに他の光源ユニットの第１の縦断面図である。
【図７】本発明の実施の形態の水耕栽培装置のさらに他の光源ユニットの第２の縦断面図である。
【図８】本発明の実施の形態の水耕栽培装置の光源ユニットの制御システムを説明するための部分断面模式図である。
【図９】本発明の実施の形態の水耕栽培装置の制御部において実行される植物の成長促進／抑制処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態の水耕栽培装置の制御部において実行される移動機構駆動処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態の水耕栽培装置１００が図面を参照しながら詳細に説明される。
【００１１】
（水耕栽培装置の全体構成）
図１に示されるように、本実施の形態の水耕栽培装置１００は、筐体５０を備えている。筐体５０は、いわゆるコンテナ等の室内空間を構成する構造体である。本実施の形態においては、筐体５０内において、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃが栽培される。筐体５０は、水耕栽培装置１００の外部空間と内部空間とを遮断している。したがって、自然光は、筐体５０内に進入しない。
【００１２】
複数の植物として、図１には、３つの植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃが示されている。しかしながら、本実施の形態の水耕栽培装置１００は、２以上のいかなる数の植物を栽培するために用いられてもよい。本実施の形態の水耕栽培装置１００によって栽培される植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、たとえば、地下部が肥大する根菜類としてのオタネニンジン（高麗人参または朝鮮人参）である。
【００１３】
筐体５０内では、栽培槽２０が設置されている。栽培槽２０内には養液２１が貯留されている。この養液２１は、外部の養液タンクから栽培槽２０へポンプ等によって供給される。ポンプおよび養液タンクは、図１においては、描かれていない。
【００１４】
栽培槽２０の上端部の近傍には、支持部２Ａ，２Ｂ，２Ｃが取り付けられている。複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、それぞれ、支持する支持部２Ａ，２Ｂ，２Ｃによって支持されている。支持部２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、それぞれ、複数の貫通孔２ＡＨ，２ＢＨ，２ＣＨを有している。複数の貫通孔２ＡＨ，２ＢＨ，２ＣＨには、それぞれ、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃが差し込まれている。複数の貫通孔２ＡＨ，２ＢＨ，２ＣＨと複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃとの間の隙間は、いずれも、スポンジのような柔軟性を有する培地で埋められている。ただし、図１等においては、その培地は図示されていない。
【００１５】
本実施の形態の水耕栽培装置１００は、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃにそれぞれ対応するように配置された複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを備えている。具体的には、光源ユニット１０Ａは、植物１Ａに対応するように配置されている。光源ユニット１０Ｂは、植物１Ｂに対応するように配置されている。光源ユニット１０Ｃは、植物１Ｃに対応するように配置されている。図１においては、３つの光源ユニットが示されているが、本実施の形態の水耕栽培装置１００は、植物の数に対応する２以上の光源ユニットが配置されていれば、光源ユニットの数は、いくつであってもよい。
【００１６】
（水耕栽培装置の光源ユニットの構成）
図２に示されるように、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃと、成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃと、を含んでいる。具体的には、光源ユニット１０Ａは、成長促進光源１１Ａと成長抑制光源１２Ａとを含んでいる。光源ユニット１０Ｂは、成長促進光源１１Ｂと成長抑制光源１２Ｂとを含んでいる。光源ユニット１０Ｃは、成長促進光源１１Ｃと成長抑制光源１２Ｃとを含んでいる。複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、いずれも、その特定の波長の光のみを選択して発することができるものであれば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）または蛍光灯などの人工光源のいかなるものであってもよい。
【００１７】
成長促進光源１１Ａは、植物１Ａに対して、その成長を促進させる第１の波長λ１の光を発する。成長促進光源１１Ｂは、植物１Ｂに対して、その成長を促進させる第１の波長λ１の光を発する。成長促進光源１１Ｃは、植物１Ｃに対して、その成長を促進させる第１の波長λ１の光を発する。
【００１８】
成長抑制光源１２Ａは、植物１Ａに対して、その成長を抑制する第２の波長λ２の光を発する。成長抑制光源１２Ｂは、植物１Ｂに対して、その成長を抑制する第２の波長λ２の光を発する。成長抑制光源１２Ｃは、植物１Ｃに対して、その成長を抑制する第２の波長λ２の光を発する。
【００１９】
栽培される植物ごとに、成長を促進する第１の光の波長λ１および成長を抑制する第２の光の波長λ２は、それぞれ異なっている。本実施の形態においては、植物の成長は、茎の伸長を指標として説明される。ただし、植物の成長は、茎の伸長に限定されず、他のいかなる指標が植物の成長の指標として用いられてもよい。
【００２０】
一般的に、植物の成長を促進する第１の光の波長λ１は、６２０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲内の値を有しており、植物の成長を抑制する第２の光の波長λ２は、４００ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲内の値を有している。ただし、ある波長の光が、植物の成長を促進するか、または、植物の成長を抑制するかは、植物の種類に依存する。同一波長の光が、一の植物の成長を促進させても、他の植物の成長を抑制する場合もある。例えば、ペチュニアの場合、それに４００ｎｍ〜４８０ｎｍの波長の光が照射されると、その成長が促進されるが、それに６２０ｎｍ〜７００ｎｍの波長の光が照射されると、その成長が抑制されることが報告されている。したがって、植物の種類に応じて成長を促進する第１の光の波長λ１および成長を抑制する第２の光の波長λ２を選択することが必要になる。
【００２１】
第１の波長λ１を有する第１の光の量と第２波長λ２を有する第２の光の量との比率は、１００対０から０対１００（１００：０〜０：１００）までの範囲内のいかなる比率にも変更され得る。この比率の変更は、複数の植物の大きさのばらつきが、すなわち、複数の植物の高さの最大値と複数の植物の高さの最小値との差が、予め定められた許容範囲内の値になるまで継続される。複数の植物の高さの最大値と複数の植物の高さの最小値との差が、許容範囲内の値になった後においては、その差が許容範囲内の値よりも大きくなった場合に、再び前述の比率が変更される。
【００２２】
本実施の形態においては、栽培される複数の植物の成長を促進させる第１の光の波長λ１と、その栽培される複数の植物の成長を抑制する第２の光の波長λ２とのそれぞれが、予め実験によって把握されている。その上で、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、いずれも、複数の植物の成長を促進させる波長λ１を有する第１の光を発するように構成されている。また、成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、いずれも、複数の植物の成長を抑制させる波長λ２を有する第２の光を発するように構成されている。
【００２３】
複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ、導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃを含んでいる。具体的には、光源ユニット１０は、導光路部材９Ａを含んでいる。光源ユニット１０Ｂは、導光路部材９Ｂを含んでいる。光源ユニット１０Ｃは、導光路部材９Ｃを含んでいる。
【００２４】
図１および図２に示されるように、導光路部材９Ａは、成長促進光源１１Ａおよび成長抑制光源１２Ａの周囲に設置されている。導光路部材９Ｂは、成長促進光源１１Ｂおよび成長抑制光源１２Ｂの周囲に設置されている。導光路部材９Ｃは、成長促進光源１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ｃの周囲に設置されている。
【００２５】
導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、それぞれ、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうちの対応する１つに対して、第１の波長λ１の光および第２の波長λ２の光のそれぞれを導くためのものである。具体的には、導光路部材９Ａは、複数の植物１Ａに対して、第１の波長λ１の光および第２の波長λ２の光のそれぞれを導くためのものである。導光路部材９Ｂは、複数の植物１Ｂに対して、第１の波長λ１の光および第２の波長λ２の光のそれぞれを導くためのものである。導光路部材９Ｃは、複数の植物１Ｃに対して、第１の波長λ１の光および第２の波長λ２の光のそれぞれを導くためのものである。
【００２６】
導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃの内部空間は、それぞれ、第１の波長λ１の光および第２の波長λ２の光の進行方向に垂直な面における横断面の面積が植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃに近づくにつれて小さくなることが好ましい。この構成によれば、第１の波長λ１の光および第２の波長λ２の光をより効率的に複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれに照射することができる。
【００２７】
図２から分かるように、前述の横断面は、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの近傍においては、長方形である。また、図３から分かるように、植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれに最も近い位置においても、長方形であってもよい。
【００２８】
ただし、導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃの内部空間は、それぞれ、植物に近づくにつれて、その横断面の面積が小さくなる形状であれば、光の進行方向ＬＡ，ＬＢ，ＬＣのそれぞれにおいて、異なる横断面の形状を有していてもよい。たとえば、前述の横断面は、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの近傍では、図２に示されるように長方形であるが、植物に最も近い位置では、図５に示されるように、円形であってもよい。それとは逆に、前述の横断面は、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの近傍では、図４に示されるように、円形であるが、植物に最も近い位置では、図３に示されるように、長方形であってもよい。また、導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃの内部空間の横断面の形状は、楕円形状等のいかなる形状であってもよい。要するに、図１に示されるように、導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、それぞれ、植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃに向かって先細りになる導光路空間の形状を有していることが望ましい。この先細りになる形状は、裁頭円錐形の周面または裁頭角錐形の側面によって構成されていてもよい。
【００２９】
ただし、図６および図７に示されるように、導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、それぞれ、照明器具の反射カバーのように、一方向に向かって光を反射する半球状または円錐塔のような断面形状を有していてもよい。
【００３０】
（水耕栽培装置の検知器および制御部の構成）
図８に示されるように、本実施の形態の水耕栽培装置１００は、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれの高さＨＡ，ＨＢ，ＨＣを検出する高さ検出部３を備えている。高さ検出部３は、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれの高さＨＡ，ＨＢ，ＨＣを検出することができる位置であれば、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの上方の位置、側方の位置、または、近傍の位置のいずれに設置されていてもよい。
【００３１】
本実施の形態の水耕栽培装置１００は、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを制御する制御部４を備えている。制御部４は、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれにおいて、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを制御する。その制御は、高さ検出部３によって検出された複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれの高さＨＡ，ＨＢ，ＨＣの情報に基づいている。
【００３２】
具体的には、制御部４は、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの最大値ＨＡと複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの最小値ＨＢとの差が小さくなるようにする。そのために、制御部４は、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれにおいて、第１の波長λ１の光の量および第２の波長λ２の光の量のそれぞれを調節する。この制御部４の調節に関する制御は、後述される。
【００３３】
制御部４は、成長促進光源１１Ａから発せられる第１の波長λ１の光の量と成長抑制光源１２Ａから発せられる第２の波長λ２の光の量との比率を調節する。制御部４は、成長促進光源１１Ｂから発せられる第１の波長λ１の光の量と成長抑制光源１２Ｂから発せられる第２の波長λ２の光の量との比率を調節する。制御部４は、成長促進光源１１Ｃから発せられる第１の波長λ１の光の量と成長抑制光源１２Ｃから発せられる第２の波長λ２の光の量との比率を調節する。この制御部４の調節によれば、栽培初期には、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの大きさにばらつきがあっても、収穫期には、そのばらつきを小さくすることができる。
【００３４】
上記したように、植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの成長の促進および抑制は、第１の波長λ１の光の量と第２の波長λ２の光の量との比率の調節によってなされてもよい。しかしながら、植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの成長の促進および抑制は、第第１の波長λ１の光の量および第２の波長λ２の光の量のいずれか他方を変更することによってなされてもよい。この場合、１の波長λ１の光の量および第２の波長λ２の光の量のいずれか一方がゼロにされる。
【００３５】
（水耕栽培装置の移動機構の構成）
図８に示されるように、本実施の形態の水耕栽培装置１００は、移動機構６を備えていてもよい。移動機構６は、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれを独立して移動させることができる。そのため、移動機構６は、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃとの間のそれぞれの距離を独立して変更することができる。
【００３６】
したがって、移動機構６は、光源ユニット１０Ａと植物１Ａとの間の距離を独立して変更することができる。移動機構６は、光源ユニット１０Ｂと植物１Ｂとの間の距離を独立して変更することができる。移動機構６は、光源ユニット１０Ｃと植物１Ｃとの間の距離を独立して変更することができる。
【００３７】
この移動機構６を用いて、たとえば、最も小さい植物１Ｂと光源ユニット１０Ｂとの間の距離を低減するように、光源ユニット１０Ｂを比較的大きく近づける。中程度の大きさの植物１Ｃと光源ユニット１０Ｃとの間の距離を低減するように、光源ユニット１０Ｃを比較的小さく近づける。最も大きい植物１Ａと光源ユニット１０Ａとの間の距離は維持される。その結果、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれから植物までの距離を同一にすることができる。
【００３８】
また、最も小さい植物１Ｂと光源ユニット１０Ｂとの間の距離を最も小さくし、最も大きい植物１Ａと光源ユニット１０Ａとの間の距離を最も大きくし、中程度の大きさの植物１Ｃと光源ユニット１０Ｃとの間の距離を中程度にすることもできる。このように移動機構６を用いて、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれを独立して移動させることにより、必要に応じて、植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれへ照射される光の照度を大きくしたり、小さくしたりすることができる。
【００３９】
したがって、上記の移動機構６を用いても、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの差を低減することができる。また、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれにおいて、移動機構６による光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの移動と、第１の波長λ１の光の量および第２の波長λ２の光の量のそれぞれの調節とを同時に実行することが可能である。
【００４０】
前述の場合において、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、いずれも、導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃとともに移動するように、導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃの内側に固定されていてもよい。また、移動機構６は、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれ自体の位置を独立して変更させる機構であればよい。
【００４１】
移動機構６は、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれを上下方向に直線往復運動させることができる機構であってもよい。たとえば、移動機構６は、鉛直に延びるレールと、そのレールに沿って進むことができる回転部材と、回転部材を回転させる駆動機構とを含むものであってもよい。
【００４２】
なお、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、それぞれ、導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃに固定されていなくてもよい。移動機構６が、導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃに相対的にそれぞれ成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを移動させるものであってもよい。
【００４３】
また、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃと成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃとは、それぞれ、一体化されていてもよい。成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃと成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃとは、互いに独立して、移動機構６によって移動されるように分離された構造であってもよい。
【００４４】
（水耕栽培装置の制御）
次に、図９および図１０を用いて、本実施の形態の水耕栽培装置１００の制御部４を説明する。本実施の形態の制御部４は、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃから発せられる光の量と成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃから発せられる光との光量比率を決定する光量決定機能を備えている。制御部４は、光量決定部で決定された光量比率にしたがって、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃがそれぞれ発する実際の光の量を制御する照射量制御機能を備えている。以下、本実施の形態の制御部４が実行する処理を具体的に説明する。
【００４５】
（植物の成長促進／抑制処理）
図９には、制御部４において実行される植物の成長促進／抑制処理が示されている。植物の成長促進／抑制処理においては、まず、ステップＳ１において、制御部４は、高さ検出部３によって検出された複数の植物の高さＨ１〜Ｈｎのそれぞれの値を取得する。次に、複数の植物の高さＨ１〜Ｈｎのうちから植物の高さの最大値と植物の高さの最小値とが選択され、その最大値と最小値との差Ｄが算出される。
【００４６】
その後、ステップＳ２において、制御部４は、植物の高さの最大値と植物の高さの最小値との差Ｄと所定値ＰＶとを比較する。所定値ＰＶは、複数の植物の大きさのばらつきの最大許容値である。
【００４７】
ステップＳ２において、植物の高さの最大値と植物の高さの最小値との差Ｄが所定値ＰＶ以下である場合、ステップＳ３において、制御部４は、成長最大促進処理を実行する。すなわち、ステップＳ２において、制御部４は、植物の高さの最大値と植物の高さの最小値との差Ｄが複数の植物の大きさのばらつきの最大許容値以下であると判断した場合、ステップＳ３において、成長最大促進処理を実行する。つまり、制御部４は、複数の植物の大きさにばらつきがあっても、許容されるはらつきの範囲内である場合には、制御部４は、これ以上複数の植物の大きさのばらつきを低減するための処理を実行する必要がないと判断する。この場合に、制御部４は、複数の植物の全ての成長を促進させるための処理を実行する。
【００４８】
具体的には、ステップＳ２において、制御部４は、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれの高さの情報に基づいて、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの最大値と複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの最小値との差Ｄが所定値ＰＶ以下になった否かを判別する。それにより、制御部４は、最大値と最小値との差Ｄが所定値ＰＶ以下になっていると判定した場合、第１の波長λ１の光のみを複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれに照射する制御を実行する。このとき、制御部４は、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれにおいて、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのみを駆動し、成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを停止させる処理を実行する。この処理によれば、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの大きさのばらつきが許容範囲内の値にまで低減された段階で、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの全体の成長を促進する。それにより、栽培初期の大きさのばらつきに比較して大きさのばらつきが低減された複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃを早期に収穫することができる。
【００４９】
次に、ステップＳ２において、植物の高さの最大値と植物の高さの最小値との差Ｄが所定値ＰＶより大きい場合、制御部４は、大きさのばらつきを低減する必要があるとみなして、ステップＳ４において、高さの基準値ＲＨを決定する。具体的には、制御部４は、高さ検出部３によって検出された複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれの高さの情報に基づいて、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの平均値を基準値ＲＨとして算出する。ただし、他の例として、制御部４は、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうちの特定の植物の高さを基準値ＲＨとして選択してもよい。
【００５０】
基準値ＲＨが複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの平均値である場合には、制御部４は、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの全てを加算した値を複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの数で除算することによって基準値ＲＨを算出する。ただし、平均値は、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの最大値と複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの最小値との２つ値が加算された値が２で除算されることによって算出されてもよい。
【００５１】
また、基準値ＲＨが、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうちの特定の植物の高さである場合、特定の植物の高さは、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの中央値であってもよい。この場合、中央値（median）は、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さのうちの１つの値のであり、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの値を小さいものから順に並べたとき中央に位置する値を意味する。たとえば、５つの植物が栽培されているとき、その５つの植物の高さの中央値は、高さが最も小さい植物を１番目の植物として、最も小さい植物から３番目の植物の高さの値である。ただし、植物の数が偶数の場合は、中央値は、中央に最も近い２つ植物の高さの平均値である。また、特定の植物の高さは、複数の植物の高さの最頻値であってもよい。最頻値とは、複数の植物の高さからなる標本群で最も頻繁に出現する値である。
【００５２】
前述のステップＳ４において、制御部４は、外部から制御部４へ入力された植物の高さの基準値ＲＨまたは予め制御部４に記憶された植物の高さの基準値ＲＨを抽出してもよい。制御部４は、高さ検出部３によって検出された複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれの高さと、基準値ＲＨとを比較してもよい。この場合、外部から制御部４へ入力された植物の高さまたは予め制御部４に記憶された植物の高さを基準値として、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さのばらつきを低減する。そのため、基準値ＲＨの値を適切に設定しておけば、ばらつきが所定の範囲内になっている複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃを収穫することができる。
【００５３】
その後、ステップＳ５において、制御部４は、植物の高さＨ１〜Ｈｎのそれぞれと基準値ＲＨとを比較する。その結果、植物の高さＨ１〜Ｈｎのいずれかが基準値ＲＨ以上であると判定された場合、ステップＳ６において、制御部４は、成長抑制処理を実行する。つまり、制御部４は、複数の植物のうちの１つの植物が基準値ＲＨ以上になっていれば、その１つの植物は十分成長していると判定して、その１つの植物の成長を抑制する処理を実行する。具体的には、制御部４は、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃから発せられる光に対する成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃから発せられる光の比率を高める制御を実行する。ただし、この場合、制御部４は、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃから発せられる光の量をゼロにして、光成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃから発せられる光の量を大きくする制御を実行してもよい。
【００５４】
一方、ステップＳ５において、植物の高さＨ１〜Ｈｎのいずれかが基準値ＲＨより小さいと判定された場合、ステップＳ７において、制御部４は、成長促進処理を実行する。つまり、制御部４は、複数の植物のうちの１つの植物の高さが基準値ＲＨより小さいため、その１つ植物は十分成長しきれていないと判定した場合、その１つの植物の成長を抑制する処理を実行する。具体的には、制御部４は、成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃから発せられる光に対する成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃから発せられる光の比率を高める制御を実行する。ただし、この場合、制御部４は、光成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃから発せられる光の量をゼロにして、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃから発せられる光の量を大きくする制御を実行してもよい。
【００５５】
ステップＳ６およびステップＳ７のいずれが実行された場合も、その後、ステップＳ８において、制御部４は、次に処理される植物の高さＨｋを抽出する。次に、ステップＳ９において、制御部４は、Ｈｋ＝Ｈｎとなっているか否かを判別する。つまり、制御部４は、植物の高さＨ１〜Ｈｎと高さの基準値ＲＨとの比較に基づく成長促進制御または成長抑制制御が複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの全てに対して完了しているか否かを判別する。すなわち、制御部４は、次の処理すべき植物の高さの値が残存しているか否かを判別する。ステップＳ９において、次の処理すべき植物の高さの値が残存していると判定されれば、制御部４は、ステップＳ５〜ステップＳ９の処理を繰り返す。一方、ステップＳ９において、次の処理すべき植物の高さが残存していないと判定されれば、制御部４は、ステップＳ１〜ステップＳ９の処理を繰り返す。
【００５６】
（移動機構駆動処理）
図１０は、制御部４において実行される移動機構駆動処理を示している。移動機構駆動処理においては、まず、制御部４は、ステップＳＳ１において、高さ検出部３によって検出された複数の植物の高さＨ１〜Ｈｎのそれぞれの値を取得する。ここで、”ｎ”は、複数の植物の数を意味している。たとえば、本実地の形態においては、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃが栽培される例が示されているため、植物の高さＨ１，Ｈ２，Ｈ３が取得される。
【００５７】
次に、ステップＳＳ２において、制御部４は、複数の植物の高さＨ１，Ｈ２，Ｈ３とそれらにそれぞれ対応する複数の光源ユニットとの間の距離のそれぞれを算出する。つまり、制御部４は、植物の高さＨ１と光源ユニット１０Ａとの間の距離を算出する。制御部４は、植物の高さＨ２と光源ユニット１０Ｂとの間の距離を算出する。制御部４は、植物の高さＨ３と光源ユニット１０Ｃとの間の距離を算出する。このとき、制御部４は、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれの高さを検出するセンサからの高さ情報を取得している。ただし、制御部４は、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれを駆動する移動機構６のモータの回転数等によって複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれの高さを把握してもよい。
【００５８】
その後、ステップＳＳ３において、制御部４は、植物とそれに対応する光源ユニットとの間の距離の基準値ＲＤを抽出する。この距離の基準値ＲＤは、植物と光源ユニットとの間の適切な距離として、予め実験結果から導きだされた値である。距離の基準値ＲＤは、植物の種類ごとに予め制御部４に記憶された値であってもよいが、栽培される植物の種類が代わるごとに外部から制御部４へ入力された値であってもよい。また、距離の基準値ＲＤは、特定の１点であると、移動機構６が植物のわずかな成長だけでも光源ユニットを移動させてしまうため、ある程度の幅を有する範囲内の値である。
【００５９】
次に、ステップＳＳ４において、制御部４は、複数の植物と複数の光源ユニットとの間の距離Ｄ１〜Ｄｎのそれぞれと距離の基準値ＲＤとを比較する。ステップＳＳ４において、距離Ｄ１〜ＤｎのうちのＤｋ（ｋ＝１〜ｎ：ｎ，ｋは、自然数）が距離の基準値ＲＤよりも小さいと判定されれば、ステップＳＳ５において、制御部４は、移動機構６を制御する離反処理を実行する。この離反処理によれば、移動機構６は、光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのうちの１つの光源ユニットをそれに対応する１つの植物から遠ざける。それにより、１つの植物とそれに対応する１つの光源ユニットとの間の距離が大きくなる。その結果、１つの光源ユニットからそれに対応する１つの植物に照射される光の量が小さくなる。その後、制御部４は、ステップＳＳ８の処理を実行する。
【００６０】
その後、ステップＳＳ４において、距離Ｄ１〜ＤｎのうちのＤｋが距離の基準値ＲＤ以上であれば、ステップＳＳ６において、制御部４は、距離Ｄｋと距離の基準値ＲＤとが同一であるか否かを判別する。ステップＳＳ６において、距離Ｄｋが距離の基準値ＲＤの範囲内の値であれば、制御部４は、１つの植物とそれに対応する１つの光源ユニットとの間の距離Ｄｋが適切な距離であるとみなして、制御部４は、移動機構６を全く駆動しない。その後、制御部４は、ステップＳＳ８の処理を実行する。
【００６１】
また、ステップＳＳ６において、距離Ｄｋが距離の基準値ＲＤの範囲内の値でなければ、制御部４は、接近処理を実行する。この接近処理によれば、移動機構６は、光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのうちの１つの光源ユニットをそれに対応する１つの植物に近づける。それにより、１つの植物とそれに対応する１つの光源ユニットとの間の距離が小さくなる。その結果、１つの光源ユニットからそれに対応する１つの植物に照射される光の量が多くなる。その後、制御部４は、ステップＳＳ８の処理を実行する。
【００６２】
ステップＳＳ８においては、制御部４は、Ｄｋ＝Ｄｎであるか否か、すなわち、複数の植物の全てに対応する移動機構６の制御処理が終了したか否かを判別する。ステップＳＳ９において、Ｄｋ＝Ｄｎでなければ、すなわち、複数の植物の全てに対応する移動機構６の制御処理が終了していなければ、制御部４は、次の植物の移動機構６のための移動機構６の制御処理を実行する。一方、ステップＳＳ９において、Ｄｋ＝Ｄｎであれば、すなわち、複数の植物の全てに対応する移動機構６の制御処理が終了していれば、制御部４は、ステップＳＳ１において、再び、複数の植物Ｈ１〜Ｈｎのそれぞれの高さを取得する処理を実行する。
【００６３】
（水耕栽培方法）
本実施の形態の水耕栽培方法は、上記したように、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃにそれぞれ対応するように配置された複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを用いるものである。前述のように、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを含んでいる。成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、それぞれ、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうちの対応する１つに対して、その成長を促進させる第１の波長λ１の光を発する。複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ、成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを含んでいる。成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、それぞれ、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうちの対応する１つに対して、その成長を抑制する第２の波長λ２の光を発する。複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ、導光路部材９Ａ，９Ｂ，９を含んでいる。導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、それぞれ、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうちの対応する１つに対して、第１の波長λ１の光および第２の波長λ２の光のそれぞれを導く。そのために、導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、それぞれ、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの周囲に設置されている。
【００６４】
本実施の形態の水耕栽培方法においては、まず、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれの高さの情報が得られる。次に、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれにおいて、第１の波長λ１の光の量および第２の波長λ２の光の量のそれぞれが調節される。それにより、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれの高さに応じて、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの差が小さくなる。
【００６５】
上記の方法によれば、栽培初期に、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの大きさにばらつきがあっても、収穫期には、そのばらつきを小さくすることができる。この方法においては、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれの高さの情報は、前述の制御部４および高さ検出部３によって自動的に得られてもよい。
【００６６】
一方、前述の方法においては、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれの高さの情報は、作業員が、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれを目視して、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのおおよその高さを推測することにより得られてもよい。また、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれの高さの情報は、作業員が測定器を用いて複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さを測定し、その測定された複数の値を用紙や機器等に記録することにより、得られてもよい。これらの方法の場合には、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれにおける、第１の波長λ１の光の量と第２の波長λ２の光の量との比率を調節も作業員により行われる。作業員は、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの情報に基づいて、基準となる高さよりも大きい植物に対しては、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの出力を相対的に増加させ、成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの出力を相対的に減少させる。一方、作業員は、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの情報に基づいて、基準となる高さよりも小さい植物に対しては、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの出力を相対的に減少させ、成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの出力を相対的に増加させる。
上記の本実施の形態の水耕栽培装置１００を用いた水耕栽培方法によれば、次のような効果が得られる。
【００６７】
一般的に、栽培ノウハウが豊かな作業者でない限り、栽培される複数の植物の大きさのばらつきを低減することは困難である。しかしながら、植物の消費者、流通業者、および、加工業者から収穫された複数の植物の大きさのばらつきを極力低減することが要求される場合が多い。本実施の形態の水耕栽培装置は、そのような要求に応えるためのものである。本実施の形態の水耕栽培装置によれば、経験が少ない作業者が植物を栽培する場合であっても、容易に複数の植物の大きさのばらつきを低減することができる。また、水耕栽培装置を用いて自動管理する場合には、収穫される複数の植物の大きさにおけるばらつきを自動的に低減することができる。
【００６８】
上記の本実施の形態の水耕栽培装置および水耕栽培方法によれば、植物栽培の経験が少ない作業者の栽培、または、自動的に管理される植物人工栽培システムにて、収穫物の大きさを均一に揃えることができる。そのため、栽培初期に複数の植物の大きさにばらつきがあっても、収穫期には、そのばらつきを小さくすることができる。したがって、複数の植物を流通に適した大きさに揃えることが可能になるため、植物栽培における歩留まりを向上させることができる。また、栽培される植物の草丈を制御することが可能になるため、所望の時期に所望の大きさの複数の植物を収穫することが可能になる。その結果、複数の植物の計画的に生産することが可能になる。
（本実施の形態の各局面の水耕栽培装置および水耕栽培方法の特徴および効果）
以下、本実施の形態の局面（１）〜（７）の水耕栽培装置１００の特徴およびその特徴により得られる効果を説明する。
【００６９】
（１）  本実施の形態の水耕栽培装置１００は、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃにそれぞれ対応するように配置された複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを備えている。複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを含んでいる。
【００７０】
成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、それぞれ、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうちの対応する１つに対して、その成長を促進させる第１の波長λ１の光を発する。複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ、成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを含んでいる。成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、それぞれ、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうちの対応する１つに致して、その成長を抑制する第２の波長λ２の光を発する。複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ、導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃを含んでいる。
【００７１】
導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、それぞれ、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの周囲に設置されている。導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、それぞれ、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうちの対応する１つに対して、第１の波長λ１の光および第２の波長λ２の光のそれぞれを導くためのものである。
【００７２】
また、本実施の形態の水耕栽培装置１００は、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれの高さを検出する高さ検出部３を備えている。本実施の形態の水耕栽培装置１００は、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを制御する制御部４を備えている。
【００７３】
制御部４は、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれにおいて、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを制御する。この制御は、高さ検出部３によって検出された複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれの高さの情報に基づくものである。
【００７４】
制御部４は、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれにおいて、第１の波長λ１の光の量および第２の波長λ２の光の量のそれぞれを調節する。それにより、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの最大値と複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの最小値との差Ｄが小さくなる。
【００７５】
上記の構成によれば、栽培初期には、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの大きさにばらつきがあっても、収穫期には、そのばらつきを小さくすることができる。
【００７６】
上記した第１の波長λ１の光の量および第２の波長λ２の光の量のそれぞれの調節は、第１の波長λ１の光の量と第２の波長λ２の光の量との比率を変えることによってなされてもよい。また、その調節は、第１の波長λ１の光の量および第２の波長λ２の光の量のいずれか一方をゼロとして、第１の波長λ１の光の量および第２の波長λ２の光の量のいずれか他方を変更することによってなされてもよい。また、上記の構成において、導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、照明器具の反射カバーのように、一方向に向かって光を反射する半球状または円錐塔のような形状を有していてもよい。
【００７７】
（２）  導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、それぞれ、第１の波長λ１の光および第２の波長λ２の光の進行方向に垂直な面における内部空間の面積が植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃに近づくにつれて小さくなるように構成されていることが好ましい。この構成によれば、第１の波長λ１の光および第２の波長λ２の光をより効率的に複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれに照射することができる。
【００７８】
導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、それぞれ、植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃに向かって先細りになる導光路空間の形状を有していてもよい。この先細りになる形状は、裁頭円錐形の周面または裁頭角錐形の側面によって構成されていてもよい。また、導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃの内部空間は、それぞれ、植物に近づくにつれて、その横断面の面積が小さくなる形状であれば、光の進行方向において、異なる横断面の形状を有していてもよい。たとえば、前述の横断面は、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの近傍では、長方形であるが、植物に最も近い位置では、円形であってもよい。それとは逆に、前述の横断面は、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの近傍では、円形であるが、植物に最も近い位置では、長方形であってもよい。また、導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃの内部空間の横断面の形状は、楕円形状等のいかなる形状であってもよい。
【００７９】
（３）  本実施の形態の水耕栽培装置１００は、移動機構６を備えていてもよい。移動機構６は、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれを独立して移動させる。それにより、移動機構６は、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃとの間のそれぞれの距離を独立して変更することができる。
【００８０】
上記の構成によれば、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれから植物までの距離を変更することによっても、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの差を低減することができる。また、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれにおいて、移動機構６による光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの移動と、第１の波長λ１の光の量および第２の波長λ２の光の量のそれぞれの調節とを同時に実行することが可能になる。
【００８１】
前述の場合、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、いずれも、導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃの内側に固定されていてもよい。この場合、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃの移動に伴って導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃとともに移動する。また、移動機構６は、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれ自体の位置を独立して変更させる機構であってもよい。移動機構６は、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれを上下方向に直線往復運動させることができる機構であってもよい。たとえば、移動機構６は、鉛直に延びるレールと、そのレールに沿って進むことができる回転部材と、回転部材を回転させる駆動機構とを含むものであってもよい。
【００８２】
成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、それぞれ、導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃに固定されていなくてもよい。移動機構６が、導光路部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃに対して、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを相対的に移動させるものであってもよい。また、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃと成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃとは、それぞれ、一体化されていてもよい。成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃと成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃとは、互いに独立して、移動機構６によって移動されるように分離された構造であってもよい。
【００８３】
（４）  制御部４は、高さ検出部３によって検出された複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれの高さの情報に基づいて、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの平均値を基準値ＲＨとして算出してもよい。また、制御部４は、高さ検出部３によって検出された複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれの高さの情報に基づいて、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうちの特定の植物の高さを基準値ＲＨとして選択してもよい。また、制御部４は、外部から入力された植物の高さの基準値ＲＨもしくは予め記憶された植物の高さの基準値ＲＨを抽出してもよい。
【００８４】
いずれの場合も、制御部４は、基準値ＲＨと複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれの高さとを比較することが好ましい。これらの場合、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうちの基準値ＲＨよりも小さい高さを有する１または２以上の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの成長を促進することが望ましい。したがって、そのように、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれにおいて、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを制御することが好ましい。また、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうちの基準値ＲＨ以上の高さを有する植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの成長を抑制することが望ましい。したがって、そのように、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれにおいて、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを制御することが好ましい。
【００８５】
具体的には、制御部４は、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうちの基準値ＲＨよりも小さい高さを有する１または２以上の植物に、現在の値または比率よりも大きな値または比率の第１の波長λ１の光が照射されるようにすることが好ましい。現在の値は、現在の第１の波長λ１の光の量を意味する。また、現在の比率は、現在の第１の波長の光の量と現在の第２の波長λ２の光の量との合計値に対する第１の波長λ１の光の量を意味する。この好ましい状態を実現するように、制御部４は、前述の１または２の植物のそれぞれに対応する成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを制御する。
【００８６】
また、上記の場合、制御部４は、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうちの基準値ＲＨ以上の高さを有する他の１または２以上の植物に、現在の値または比率よりも大きな値または比率の第２の波長λ２の光が照射されるようにすることが好ましい。現在の値は、現在の第２の波長λ２の光の量を意味する。また、現在の比率は、現在の第１の波長の光の量と現在の第２の波長λ２の光の量との合計値に対する第２の波長λ２の光の量を意味する。この好ましい状態を実現するように、制御部４は、前述の他の１または２の植物のそれぞれに対応する成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを制御する。
【００８７】
基準値ＲＨは、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの平均値である場合には、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さが加算された値が複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの数で除算されることによって算出される。また、基準値ＲＨが、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうちの特定の植物の高さである場合、特定の植物の高さは、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの中央値であってもよい。この場合、中央値（median）は、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さのうちの１つの値のであり、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの値を小さいものから順に並べたとき中央に位置する値を意味する。たとえば、５つの植物が栽培されているとき、その５つの植物の高さの中央値は、最も小さい植物を１番として、下から３番目の高さの値が中央値となる。ただし、植物の数が偶数である場合は、中央値は、中央に近い２つの値の平均値である。
【００８８】
上記の構成によれば、基準値ＲＨを基準として、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さのばらつきを低減することができる。その結果、大きさのばらつきが低減された複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃを収穫することができる。
【００８９】
（５）  制御部４は、高さ検出部３によって検出された複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれの高さの情報に基づいて、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの最大値と複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの最小値とを選択してもよい。この場合、制御部４は、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの最大値と複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの最小値との差を算出してもよい。この場合、制御部４は、前述の差が所定値以下になった場合に、第１の波長λ１の光のみが複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれに照射されるようにすることが好ましい。この好ましい状態を実現するように、制御部４は、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれにおいて、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを制御する。つまり、前述の差が所定値以下になった場合に、制御部４は、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれにおいて、第２の波長２の光の出力を停止する。
【００９０】
上記の構成によれば、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの大きさのばらつきが許容範囲内の値になった段階で、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの全体の成長を促進することにより、大きさのばらつきが低減された複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃを早期に収穫することができる。
【００９１】
（６）  本実施の形態の水耕栽培方法は、上記したように、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃにそれぞれ対応するように配置された複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを用いるものである。前述のように、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを含んでいる。成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、それぞれ、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうちの対応する１つに対して、その成長を促進させる第１の波長λ１の光を発する。複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ、成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを含んでいる。成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、それぞれ、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうちの対応する１つに対して、その成長を抑制する第２の波長λ２の光を発する。複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ、導光路部材９Ａ，９Ｂ，９を含んでいる。導光路部材９Ａ，９Ｂ，９は、それぞれ、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの周囲に設置されている。導光路部材９Ａ，９Ｂ，９は、それぞれ、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうちの対応する１つに対して、第１の波長λ１の光および第２の波長λ２の光のそれぞれを導くためのものである。
【００９２】
本実施の形態の水耕栽培方法においては、まず、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれの高さが検出される。次に、検出された複数の植物のそれぞれの高さの情報に基づいて、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれにおいて、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが制御される。この制御において、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれにおいて、第１の波長λ１の光の量および第２の波長λ２の光の量のそれぞれが調節される。それにより、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの最大値と複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの最小値との差Ｄが小さくなる。
【００９３】
上記の方法によれば、栽培初期に、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの大きさにばらつきがあっても、収穫期には、そのばらつきを小さくすることができる。この方法においては、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれの高さの情報は、前述の制御部４および高さ検出部３によって自動的に得られてもよい。
【００９４】
一方、前述の方法においては、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれの高さの情報は、作業員が、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれを目視して、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのおおよその高さを推測することにより得られてもよい。また、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれの高さの情報は、作業員が測定器を用いて複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さを測定し、その測定された複数の値を用紙や機器等に記録することにより、得られてもよい。これらの方法の場合には、複数の光源ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれにおける、第１の波長λ１の光の量と第２の波長λ２の光の量との比率を調節も作業員により行われる。この方法においては、作業員は、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの情報に基づいて、基準となる高さよりも大きい植物に対しては、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの出力を増加させ、成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの出力を減少させる。一方、作業員は、複数の植物１Ａ，１Ｂ，１Ｃの高さの情報に基づいて、基準となる高さよりも小さい植物に対しては、成長促進光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの出力を減少させ、成長抑制光源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの出力を増加させる。この出力を増加させるには、出力を最大出力にすることが含まれ、この出力を減少させるには、出力をゼロにすることが含まれる。
【００９５】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００９６】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  植物
３  高さ検出部
４  制御部
６  移動機構
９Ａ，９Ｂ，９Ｃ  導光路部材
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  光源ユニット
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ  成長促進光源
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ  成長抑制光源
１００  水耕栽培装置
ＲＨ  基準値
【図１】
2016002070.tif 000003
【図２】
2016002070.tif 000004
【図３】
2016002070.tif 000005
【図４】
2016002070.tif 000006
【図５】
2016002070.tif 000007
【図６】
2016002070.tif 000008
【図７】
2016002070.tif 000009
【図８】
2016002070.tif 000010
【図９】
2016002070.tif 000011
【図１０】
2016002070.tif 000012