(57)【要約】【課題】入射された照明光を配光する配光装置を提供する。【解決手段】配光対象における配光対象領域に照明光を配光する配光装置であって、配光対象領域を示す情報を取得する情報取得部と、情報に応じたホログラムを計算する制御部と、照明光が入射され、ホログラムにより照明光を配光対象領域に配光する空間光変調器とを備える配光装置を提供する。また、当該情報取得部は、配光対象を撮影し、撮影した画像から配光対象領域を抽出した抽出画像を取得する画像処理部を更に備える配光装置を提供する。【選択図】図１
2017147962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配光対象における配光対象領域に照明光を配光する配光装置であって、
前記配光対象領域を示す情報を取得する情報取得部と、
前記情報に応じたホログラムを計算する制御部と、
前記照明光が入射され、前記ホログラムにより前記照明光を前記配光対象領域に配光する空間光変調器と
を備える配光装置。
【請求項２】
前記情報取得部は、前記配光対象を撮影し、
前記撮影した画像から前記配光対象領域を抽出した抽出画像を取得する画像処理部を更に備える
請求項１に記載の配光装置。
【請求項３】
前記配光対象に応じた波長の前記照明光を前記空間光変調器に照射する光源をさらに備える
請求項１又は２に記載の配光装置。
【請求項４】
前記光源は、前記照明光を時間変調して、前記空間光変調器に照射する
請求項３に記載の配光装置。
【請求項５】
前記光源は、互いに波長の異なる複数の波長の前記照明光を前記空間光変調器に照射する
請求項３に記載の配光装置。
【請求項６】
前記光源は、互いに波長の異なる複数の波長の前記照明光を時分割で前記空間光変調器に照射する
請求項３に記載の配光装置。
【請求項７】
前記空間光変調器は、前記情報取得部が前記配光対象を撮影するための光軸と、前記配光対象に前記照明光を配光するための光軸とが一致するように配置される
請求項１から６のいずれか一項に記載の配光装置。
【請求項８】
前記空間光変調器と前記配光対象との間に、前記照明光を縮小する縮小結像系を更に備える
請求項１から７のいずれか一項に記載の配光装置。
【請求項９】
前記空間光変調器は、前記照明光を複数の異なる照明パターンで前記配光対象領域に照射するための複数のホログラムを時分割で切り替える
請求項１から７のいずれか一項に記載の配光装置。
【請求項１０】
前記空間光変調器は、位相変調型の空間変調器である
請求項１から９のいずれか一項に記載の配光装置。
【請求項１１】
前記照明光がレーザー光である
請求項１から１０のいずれか一項に記載の配光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射された照明光を配光する配光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、植物栽培用の蛍光灯やＬＥＤに代わる光源として半導体レーザー光源を用いた配光装置が知られている。（例えば、非特許文献１−４参照）。
非特許文献１  土屋広司，山崎文，宮島博文，本間孝宜，菅博文、「植物栽培への赤色ＬＤ光の応用」、レーザー研究、日本、一般社団法人  レーザー学会、１９９７年、ｖｏｌ．２５  ｎｏ．１２，  ｐ．８４１−８４４
非特許文献２  高辻  正基，山中  正宣、「レーザー植物工場の可能性」、植物工場学会誌、日本、植物工場学会、１９９４年，ｖｏｌ．６，  ｐ．１８４−１９０
非特許文献３  村瀬  治比古，福田  弘和、"ハイテク植物工場とイノベーション"、植物環境工学、日本、日本植物工場学会、２０１２年、ｖｏｌ．２４  ｎｏ．３，  ｐ．１６７−１７３
非特許文献４  前田  重雄ほか、「走査型３波長レーザー照明の植物工場への応用」、日本生物環境工学会大会講演要旨、日本、日本生物環境工学会、２０１０年、ｐ．６８−６９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の配光装置では、照明光量を増すために半導体レーザーを２次元アレイ状に配列しており、対象となる植物の照射領域以外にも照明光が照射されるので、効率的に照明光を配光することができない。また、従来の配光装置では、ミラー等を用いて空間走査しており、部分的な照明を実現するためには、半導体レーザーを時間変調することが不可欠であり、より高出力な半導体レーザーが必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、配光対象における配光対象領域に選択的に照明光を配光する配光装置であって、配光対象領域を示す情報を取得する情報取得部と、情報に応じたホログラムを計算する制御部と、照明光が入射され、ホログラムにより照明光を配光対象領域にリアルタイムで配光する空間光変調器とを備える配光装置を提供する。
【０００５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】配光装置１００の構成の一例を示す。
【図２Ａ】振幅変調型の空間光変調器１２０を説明するための図である。
【図２Ｂ】振幅変調型の空間光変調器１２０を説明するための図である。
【図３】位相変調型の空間光変調器２０を説明するための図である。
【図４】液晶を用いた位相変調型の空間光変調器２０の一例を示す。
【図５】情報取得部１０により配光対象１を撮影した画像の一例を示す。
【図６】実施例１に係る画像処理部７０の取得した抽出画像を示す。
【図７】実施例１に係る位相変調型ホログラムの一例を示す。
【図８】実施例１に係る再生像の一例を示す。
【図９】実施例２に係る照明パターンの一例を示す。
【図１０】実施例２に係る目的画像と再生像の一例を示す。
【図１１】配光装置１００のレンズ系の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００８】
図１は、配光装置１００の構成の一例を示す。本例の配光装置１００は、情報取得部１０、空間光変調器２０、光源３０、制御部４０、ビームスプリッタ５０および画像処理部７０を備える。
【０００９】
配光装置１００は、照明光Ｌから、配光対象１に応じた照明パターンの照明光Ｌ'を生成する。配光装置１００は、生成した照明光Ｌ'を配光対象１に照射する。本例の配光装置１００は、配光対象１である植物に照明光Ｌ'を選択的に照射する。
【００１０】
配光対象１は、配光装置１００から照明光Ｌ'が照射される対象となるものである。配光対象１は、照明光Ｌ'の照射を必要とするものであれば特に限定されない。一例において配光対象１は、照明光Ｌ'の照射により成長が促される植物である。また、配光対象１は、照明光Ｌ'により励起される細胞であってもよい。配光装置１００は、配光対象１における配光対象領域に照明光Ｌ'を照射する。
【００１１】
配光対象領域とは、配光対象１の照明光Ｌ'が照射されるべき領域を指す。例えば、配光装置１００は、配光対象１が植物である場合、植物の葉を配光対象領域に設定する。また、配光装置１００は、配光対象１が植物である場合、植物の成長点を配光対象領域に設定してもよい。成長点とは、茎や根の先端にあって、活発に新しい組織が作られて、植物の生長の著しい部分をいう。成長点に照明光Ｌ'を配光することにより、効率的な植物の成長を促すことができる。
【００１２】
情報取得部１０は、配光対象領域を示す情報を取得する。一例において、情報取得部１０は、配光対象１の画像を取得する。また、情報取得部１０は、撮影した画像から、配光対象１の配光対象領域を抽出した抽出画像を取得してもよい。情報取得部１０は、配光対象１を撮像するためのカメラを有する。例えば、情報取得部１０は、配光対象１である植物をカメラで撮影する。この場合、情報取得部１０は、配光対象１の形状に関する形状情報を取得する。また、情報取得部１０は、静止画だけでなく、動画から配光対象１の画像を取得してもよい。情報取得部１０は、配光対象１の時間的な変化を含む情報を取得してよい。
【００１３】
空間光変調器２０は、入射された照明光Ｌを配光対象１の配光対象領域に配光するホログラムパターンを表示する空間光変調器（ＳＬＭ：Ｓｐａｔｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）である。ＳＬＭとは、光の振幅および位相等を空間的又は時間的に変調するデバイスである。ＳＬＭは、光の強度を変調する振幅変調型と、光の位相を変調する位相変調型の２つに大きく分けられる。空間光変調器２０には、位相変調型のＳＬＭが用いられる。
【００１４】
位相変調型の空間光変調器２０は、光の振幅を変えないため、光の吸収を原理的になくすことができる。即ち、位相変調型の空間光変調器２０は、レーザー光を理論効率１００％で任意の光パターンに変換できるので、高効率な配光が実現できる。なお、本例の空間光変調器２０は、入射した照明光Ｌを反射して配光対象１に配光する反射型のものである。
【００１５】
また、空間光変調器２０は、計算機合成ホログラム（ＣＧＨ：Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ  Ｈｏｌｏｇｒａｍ）技術を用いて計算した配光対象１の配光対象領域に応じたホログラムを表示する。ＣＧＨでは、コンピュータでホログラムパターンを計算するため、任意の立体像（即ち、再生像）を表示できる。これにより、空間光変調器２０は、入射した照明光Ｌを配光対象領域に選択的に集光できる。本例の空間光変調器２０は、解像度１，９２０×１，０８０で、画素ピッチ８μｍで、フレームレートが６０Ｈｚである。
【００１６】
光源３０は、空間光変調器２０に予め定められた波長の照明光Ｌを照射する半導体レーザーを有する。光源３０は、半導体レーザーから照射されたレーザー光を空間光変調器２０の表示面の大きさに広げて空間光変調器２０に照射する。また、光源３０は、パルス波として照明光Ｌを空間光変調器２０に照射してもよい。一例において、パルス波とは、照明光Ｌが点滅する程度の周波数で空間光変調器２０を照射することを指す。例えば、光源３０は、６０Ｈｚ程度のパルスで空間光変調器２０を照射する。ここで、半導体レーザーは、電気−光変換効率が約６０％であり、変換効率約２０％の蛍光灯や変換効率約４０％のＬＥＤに比べて高くなる。特に、コヒーレンスが高いレーザー光を用いることで、空間光変調器２０による照明光の配光対象領域への高精度な配光が可能になる。例えば、光源３０は、発振波長６４０ｎｍで、光出力８０ｍＷの赤色半導体レーザーである。
【００１７】
光源３０の波長は、植物の栽培に用いられる場合、配光対象１である植物の特性に応じて決定される。配光対象１が植物である場合、光源３０は、植物の成長に有効な光のみを選択して照射できる。例えば、光源３０を赤色の発振波長の半導体レーザーにすることにより、植物の光合成効率を高められる。光源３０を複数の半導体レーザーで構成し、複数の発振波長の半導体レーザーを用いることで、植物の効率的な形態形成に寄与することが可能になる。
【００１８】
光源３０の光強度は、配光対象１が植物である場合、配光対象１である植物の特性に応じて決定される。一例において、光源３０の出力する光量は、植物が成長するために必要な光量である光合成有効光量子束密度２００μｍｏｌ／ｍ２ｓ程度である。また、光源３０は、配光対象領域の面積に応じて、照明光Ｌの光強度を制御してもよい。照明光Ｌ'の光強度は、照明パターンの面積によらず一定である。即ち、照明パターンの面積が大きくなると光量子束密度が小さくなり、照明パターンの面積が小さくなると光量子束密度が大きくなる。光源３０は、光量子束密度を一定とすべく、照明パターンの面積が大きい場合に、照明光Ｌの光強度を大きくし、照明パターンの面積が小さい場合に、照明光Ｌの光強度を小さくしてもよい。
【００１９】
制御部４０は、空間光変調器２０から照射される照明光Ｌ'の照明パターンが、配光対象領域に対応するように、位相変調型のホログラムパターンを計算する。制御部４０は、計算したホログラムパターンを空間光変調器２０に出力する。これにより、空間光変調器２０は、配光対象１の配光対象領域に対応する再生像を得ることができる。例えば、制御部４０は、配光対象１の配光対象領域の抽出画像にランダム位相を加える。そして、制御部４０は、ランダム位相を加えた抽出画像をフーリエ変換した結果に、振幅一定の条件を加えることで位相変調型ホログラムを計算する。なお、制御部４０は、フーリエ反復法などの最適化アルゴリズムを適用することにより、位相変調型ホログラムの配光精度を向上させてもよい。
【００２０】
画像処理部７０は、情報取得部１０の取得した情報に基づいて、画像処理を実行する。一例において、画像処理部７０は、配光対象１の配光対象領域を抽出した抽出画像を取得する。また、画像処理部７０は、コンピュータによる画像処理で植物の葉部分などを抽出して照明パターンを決定する。配光対象領域の抽出には、撮影画像の色相と彩度を対象とした閾値処理が用いることができる。画像処理部７０は、画像処理した結果を制御部４０に送信してもよい。この場合、制御部４０は、画像処理部７０の画像処理結果に基づいて、空間光変調器２０を制御することにより、位相変調型ホログラムの配光精度を向上させてもよい。
【００２１】
以上の通り、配光装置１００は、照明光Ｌ'が、配光対象領域に対応して配光されるようにＣＧＨを設計することで、配光対象領域以外の不要部分への配光をなくすことができる。これにより、配光装置１００は、効率的に配光対象１の配光対象領域に照明光Ｌ'を配光できる。なお、配光装置１００は、情報取得部１０のカメラの光軸と照明光Ｌ'の光軸を一致させ、情報取得部１０のカメラの画角と照明光Ｌ'の広がり角を一致させることで、奥行き方向への配光対象の移動に対する許容度を大きくできるため、より効率的な配光が実現できる。
【００２２】
図２Ａおよび図２Ｂは、振幅変調型の空間光変調器１２０を説明するための図である。図２Ａは、イメージセンサ１１０に干渉稿を記録する方法を示す。図２Ｂは、空間光変調器１２０に配光対象１の物体光Ｏを再生する方法を示す。
【００２３】
振幅変調型ホログラムでは、物体光Ｏおよび参照光Ｒをイメージセンサ１１０に照射して、物体光Ｏと参照光Ｒの干渉縞を記録する。そして、記録した干渉縞を空間光変調器１２０に表示し、空間光変調器１２０に参照光Ｒを照射すると、物体光Ｏに対応する配光対象１の立体像が再生される。この時、不要なゼロ次光および共役光Ｏ'が発生する。即ち、空間光変調器１２０は、ゼロ次光および共役光Ｏ'の発生により、参照光Ｒの損失を生じさせてしまう。よって、空間光変調器１２０は、参照光Ｒを効率的に配光することが困難である。
【００２４】
図３は、位相変調型の空間光変調器２０を説明するための図である。本例では、空間光変調器２０を用いて再生像を表示する場合について図示している。空間光変調器２０は、制御部４０の計算したホログラムパターンを表示している。空間光変調器２０は、入射された照明光Ｌを、表示したホログラムパターンに応じて、配光対象１に配光する。回折による像形成においては、波面の強弱を決める振幅変調に比べて、波面の形状を決める位相変調の方が支配的であることが知られている（例えば、参考文献：Ｌ．  Ｂ．  Ｌｅｓｅｍ，  Ｐ．  Ｍ．  Ｈｉｒｓｃｈ，  ａｎｄ  Ｊ．  Ａ．  Ｊｏｒｄａｎ，Ｊｒ，  "Ｔｈｅ  Ｋｉｎｏｆｏｒｍ：  Ａ  Ｎｅｗ  Ｗａｖｅｆｒｏｎｔ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ，"  ＩＢＭＪ．  Ｒｅｓ．  Ｄｅｖ．，  ｖｏｌ．１３，  ｐ．１５０−１５５（１９６９）．）。位相変調型の空間光変調器２０は、振幅変調型の空間光変調器１２０と異なり、共役光Ｏ'とゼロ次光が生じないので、回折効率は理論的には１００％となる。回折効率とは、入射した照明光Ｌと、出射した照明光Ｌ'の強度の比率である。
【００２５】
図４は、液晶を用いた空間光変調器２０の構成の一例を示す。空間光変調器２０は、液晶２１の配向を制御することにより、所定の照明パターンを生成する。空間光変調器２０は、生成した照明パターンに応じた照明光Ｌ'を出射する。なお、本例の空間光変調器２０は、透過型の場合について示したが、反射型の空間光変調器２０であってもよい。この場合、例えば、空間光変調器２０は、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）である。ＬＣＯＳとは、シリコン基板上に電気アドレス部を構成し、その上に光変調部である液晶相を配置した構造をいう。
【００２６】
液晶２１は、制御部４０が生成した照明パターンに応じて配向が制御される。即ち、液晶２１が回転し、変調層の屈折率分布が変化する。空間光変調器２０は、変調層の屈折率分布に応じて光の位相が変調された照明光Ｌ'を出射する。ビームスプリッタ５０を偏光ビームスプリッタとし、透過偏光の方向を液晶の屈折率変調を行う偏光方向と一致させることで、照明光Ｌ'のビームスプリッタ５０での反射をなくすことができるので、効率的な配光が実現できる。
【００２７】
［実施例１］
図５は、情報取得部１０により配光対象１を撮影した画像の一例を示す。情報取得部１０は、配光対象１の撮影用カメラとしてデジタルカメラを用いた。本例の配光対象１はマリーゴールドである。写真は、マリーゴールドを斜めから撮影した画像であるが、マリーゴールドを真上から撮影した画像でもよい。空間光変調器２０は、配光対象１を撮影する方向によらず、情報取得部１０が配光対象１の画像を取得するための光軸と、配光対象１に照明光Ｌを配光するための光軸とが一致するように配置される。これにより、配光装置１００は、照明光Ｌ'の照明パターンと、抽出画像における配光対象領域とを一致させることができる。
【００２８】
図６は、実施例１に係る画像処理部７０により取得した抽出画像を示す。一例において、画像処理部７０は、配光対象１の形状に応じて抽出画像を取得する。画像処理部７０は、画像処理により撮影画像の色相と彩度を閾値処理することにより葉部分を抽出する。画像処理部７０が取得した抽出画像は、照明パターンとして用いられる。
【００２９】
本例の情報取得部１０は、抽出画像として２次元画像を取得している。しかしながら、情報取得部１０は、３次元画像を取得するように構成されてもよい。例えば、配光装置１００は、情報取得部１０が抽出画像として３次元画像を取得する場合、３次元画像と同じ３次元的な光強度分布をもつ照明光Ｌ'を配光対象１に照射する。即ち、様々な奥行き位置にある配光対象領域に効率的に照明光を配光できる。この場合、情報取得部１０で取得した３次元画像を空間的に回転および移動することで空間光変調器から見た３次元画像に変換できるので、情報取得部１０が配光対象１の画像を取得するための光軸と、配光対象１に照明光Ｌを配光するための光軸とが一致するように配置する必要はない。
【００３０】
図７は、実施例１に係る位相変調型ホログラムの一例を示す。本例の位相変調型ホログラムは、照明パターンが再生像になるように計算された位相変調型ＣＧＨである。本例の位相変調型ホログラムは、抽出画像にランダムな位相分布を加えてフーリエ変換を行い、振幅分布を一定とすることで位相分布が計算されたホログラムである。
【００３１】
図８は、実施例１に係る再生像の一例を示す。同図は、図７に示した位相変調型ホログラムを空間光変調器２０に表示して、照明光Ｌ'により得られた再生像である。本例の再生像より、図６に示した抽出画像とほぼ等しい再生像が得られていることがわかる。ただし、葉以外の部分にも照明光Ｌ'の広がりが確認できる。これは、位相変調型ホログラムの計算に、振幅を一定とする単純な計算方法を用いたためである。配光装置１００は、位相分布の計算にフーリエ反復法等の最適化アルゴリズムを用いることで、配光制御の精度を向上させることができる。また、配光装置１００は、所定の時間間隔で抽出画像を取得し直すことにより、配光対象１の成長や環境の変化に適応して照明光Ｌ'を配光する適応型配光を実現できる。なお、本例では、光源３０からのレーザー光を１０×１０ｍｍ２の領域に配光した結果、光量子束密度１，３００μｍｏｌ／ｍ２ｓが得られた。
【００３２】
［実施例２］
図９は、実施例２に係る照明パターンの一例を示す。本例の照明パターンは、時刻ｔ１〜ｔ３について、複数の縞状パターンからなる。また、同図は、各時刻ｔ１〜ｔ３におけるホログラムのイメージ図も示す。
【００３３】
本例の配光装置１００は、複数のホログラムを利用して、異なる複数の照明パターンの照明光Ｌ'を配光対象領域に配光する。配光装置１００は、複数のホログラムを時分割で表示する。例えば、配光装置１００は、時刻ｔ１において、第１ホログラムを利用して、照明光Ｌ'を第１照明パターンで配光対象領域に照射する。配光装置１００は、時刻ｔ２において、第２ホログラムを利用して、照明光Ｌ'を第２照明パターンで配光対象領域に照射する。さらに、配光装置１００は、時刻ｔ３において、第３ホログラムを利用して、照明光Ｌ'を第３照明パターンで配光対象領域に照射する。
【００３４】
また、本例の配光装置１００は、時分割で複数のホログラムを生成する。ここで、植物の光合成は一度に配光対象領域の全体に照明光Ｌ'を照射するよりも、配光対象領域の一部に順次照明光Ｌ'を照射した方が効率的に光合成を行う場合がある。この場合、配光装置１００は、時分割で照明光Ｌ'を配光対象領域に照明することにより、植物の効率的な光合成を実現できる。このように、配光装置１００は、葉の照明部分を時間的に移動することで、光合成の効率を向上できる。
【００３５】
図１０は、実施例２に係る照明パターンと再生像の一例を示す。同図では、時刻ｔ１〜ｔ３のそれぞれに係る照明パターンと再生像を示す。配光装置１００は、空間光変調器２０が生成するホログラムを変更することにより、照明パターンに合わせた再生像を得ることができる。空間光変調器２０は、配光対象１の最適な照明時間に合わせて、照明パターンを変更する間隔を調整する。例えば、空間光変調器２０は、照明パターンを１／６０秒ごとに切り替える。
【００３６】
本例の配光装置１００は、光合成効率が高い赤色の照明光Ｌ'を用いることにより、配光対象１である植物の成長を促した。配光装置１００は、単一の波長ではなく、複数の波長の照明光Ｌ'を時間分割で配光対象１に照射することにより、配光対象１の特性に応じた機能性を追加してもよい。例えば、配光装置１００は、赤色に加えて、光合成効率が低い青色の照明光Ｌ'を一定の間隔で照射することにより、配光対象１の成長を促進できる。一例において、青色の照明光Ｌ'は、赤色の照明光Ｌ'の数％〜数十％の量となるように制御される。また、配光装置１００は、照明光Ｌ'として紫外線を配光対象１に照射することにより、配光対象１を殺菌してもよい。
【００３７】
また、配光装置１００は、配光対象１の腐敗した植物にのみ青色の照明光Ｌ'を照射することにより、腐敗した植物を死滅させてもよい。これにより、配光装置１００は、腐敗していない正常な植物を優先的に成長させられるので、効率的な栽培を実現できる。このように、配光装置１００は、配光対象１に合わせて、照明光Ｌ'の波長や照明パターンを適宜変化させてよい。
【００３８】
図１１は、配光装置１００のレンズ系の一例を示す。本例の配光装置１００は、空間光変調器２０と配光対象１との間に配置された縮小結像系６０を備える。
【００３９】
縮小結像系６０は、第１レンズ６１および第２レンズ６２を備える。第１レンズ６１は、焦点距離ｆ１を有し、第２レンズ６２は、焦点距離ｆ２を有する。第１レンズ６１の焦点距離ｆ１を第２レンズ６２の焦点距離よりも大きくすることにより、空間光変調器２０から出射された照明光Ｌ'のパターンを縮小することができる。配光装置１００は、照明光Ｌ'のピクセルピッチを小さくすることにより、照明光Ｌ'の回折角を大きくする。これにより、配光装置１００は、空間光変調器２０から配光対象１までの距離を小さくできる。
【００４０】
本明細書に係る配光装置１００は、空間光変調器２０と同じ解像度で照明パターンを高精度に制御できる。そのため、植物の成長点への集中的な照射が可能になる。これにより、作物の出荷時期の調整を実現できる可能性があり、作物生産の高収益化が期待できる。
【００４１】
また、配光装置１００は、高解像度に光パターンを制御できるため、葉の成長点を狙って照明できる。配光装置１００は、動的に光パターンが変更されるので、光合成位置を時間的に移動して効率を上げるなど、従来にない高機能な栽培技術が実現できる。本明細書に係る配光装置１００は、作物の出荷時期の調整が実現できる場合があり、作物生産の高収益化を達成できる。
【００４２】
本明細書に係る配光装置１００は、空間光変調器２０を用いて照明光Ｌを配光しており、半導体レーザーアレイを２次元的に配列する場合と比較して、配光対象１の存在しない領域に照明光Ｌを照射することがない。そのため、配光装置１００は、照明光Ｌの利用効率を高められる。
【００４３】
また、本明細書に係る配光装置１００は、空間走査のためにガルバノミラーやＭＥＭＳミラーを用いない。ガルバノミラーやＭＥＭＳミラーを用いる場合、ミラーを２軸で回転させて２次元的な空間走査を繰り返し行うので、部分的な照明を行うためには、半導体レーザーを時間的にオンオフする必要が生じる。また、ガルバノミラーやＭＥＭＳミラーを用いる場合、植物の成長に必要な光量子束密度を確保するためには、半導体レーザーをオンしている間の光出力を高くする必要が生じるため、半導体レーザーの高出力化が必要になる。しかしながら、配光装置１００は、照明光Ｌを配光するために、半導体レーザーを時間的にオンオフする必要がなく、必要以上に半導体レーザーを高出力にしなくてよい。
【００４４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００４５】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００４６】
１・・・配光対象、１０・・・情報取得部、２０・・・空間光変調器、２１・・・液晶、３０・・・光源、４０・・・制御部、５０・・・ビームスプリッタ、６０・・・縮小結像系、６１・・・第１レンズ、６２・・・第２レンズ、７０・・・画像処理部、１００・・・配光装置、１１０・・・イメージセンサ、１２０・・・空間光変調器
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【図１１】
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