(57)【要約】【課題】栽培植物の管理の負担が小さく、かつ人為的なミスが生じ難くする。【解決手段】栽培装置（２）は、画像センサ（１７）の検出結果に基づき、栽培植物（２３）が規定の生育状態か規定の生育状態よりも劣る状態かを判定する画像解析部（２２）、規定の生育状態の場合に、生長促進制御を行い、規定の生育状態よりも劣る場合に、生長補助制御を行うように生育環境形成装置を制御する主制御部（１８）を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
栽培植物の生育状態を検出するセンサと、
前記センサの検出結果に基づき、前記栽培植物の生育状態が規定の生育状態か規定の生育状態よりも劣る状態かを判定する判定部と、
前記栽培植物の生育環境を形成する生育環境形成装置と、
前記栽培植物の生長を促進する生長促進制御が行われるように、前記生育環境形成装置を制御し、前記生育状態が規定の生育状態の場合に、前記生長促進制御を継続する一方、前記生育状態が規定の生育状態よりも劣る状態の場合に、前記生育状態を規定の生育状態に戻すようにする生長補助制御が行われるように、前記生育環境形成装置を制御する制御部とを備えていることを特徴とする栽培装置。
【請求項２】
前記センサは色の識別が可能な画像センサであり、
前記判定部は、前記画像センサが取得した前記栽培植物の画像に基づいて、前記栽培植物の葉におけるチップバーンの発生量を求め、前記チップバーンの発生量が所定量未満の場合に、前記生育状態が規定の生育状態であると判定し、前記チップバーンの発生量が所定量以上の場合に、前記生育状態が規定の生育状態よりも劣る状態と判定することを特徴とする請求項１に記載の栽培装置。
【請求項３】
前記生育環境形成装置は、前記栽培植物に光を照射する照明装置、および前記栽培植物に養液を供給する養液供給装置のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項２に記載の栽培装置。
【請求項４】
前記センサは前記栽培植物の草丈を検出する植物高さセンサであり、
前記判定部は、前記植物高さセンサが検出した前記栽培植物の草丈が、前記栽培植物の栽培期間に応じた草丈を達成しているか否かを判定し、前記草丈が前記栽培期間に応じた草丈を達成している場合に、前記生育状態が規定の生育状態であると判定し、前記草丈が前記栽培期間に応じた草丈を達成していない場合に、前記生育状態が規定の生育状態よりも劣る状態と判定することを特徴とする請求項１に記載の栽培装置。
【請求項５】
前記生育環境形成装置は、前記栽培植物に光を照射する照明装置、前記栽培植物の周りの温度を調整する空調装置、および前記栽培植物に養液を供給する養液供給装置のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項４に記載の栽培装置。
【請求項６】
栽培植物の生育状態を検出する検出工程と、
前記検出工程の検出結果に基づき、前記栽培植物の生育状態が規定の生育状態か規定の生育状態よりも劣る状態かを判定する判定工程と、
前記栽培植物の生長を促進する生長促進動作を行い、前記生育状態が規定の生育状態の場合に、前記生長促進動作を継続する一方、前記生育状態が規定の生育状態よりも劣る状態の場合に、前記生育状態を規定の生育状態に戻すようにする生長補助動作を行う育成工程とを備えていることを特徴とする栽培方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、野菜や果物等の植物の栽培工場にて使用される栽培装置および栽培方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物工場は、ＬＥＤ等による照明装置を備え、照明装置による人工光を使用して植物を栽培している。また、植物工場は、植物に養液を与える養液供給装置や、栽培室内の温度や湿度を調整する空調装置等を備えている。照明装置の明るさ、養液のＥＣ値、および栽培室内の温度等は、栽培植物の生育に影響し、栽培植物の生長に合わせて制御される。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の植物栽培プラントでは、育成棚に栽培ベッが上下複数段に亘って設けられ、各栽培ベッドの上方の天井部に人工光源が設けられている。天井部は上下移動可能であり、作業者が天井部を上下移動させることにより、人工光源と栽培植物との距離を常に栽培植物の成育に最適な距離に保つことができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８８４２５号公報（２０１０年４月２２日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、栽培植物の生長に合わせて、作業者が人工光源の高さを調整する必要があるため、作業者に大きな負担を強いるものとなっている。また、作業者のミスによる、人工光源の高さ調整不良が生じ易い。このため、栽培植物の管理の負担が大きく、かつ信頼性が低いという問題点を有している。
【０００６】
したがって、本発明は、栽培植物の管理の負担が小さく、かつ人為的なミスが生じ難いことにより信頼性が高い栽培装置および栽培方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る栽培装置は、栽培植物の生育状態を検出するセンサと、前記センサの検出結果に基づき、前記栽培植物の生育状態が規定の生育状態か規定の生育状態よりも劣る状態かを判定する判定部と、前記栽培植物の生育環境を形成する生育環境形成装置と、前記栽培植物の生長を促進する生長促進制御が行われるように、前記生育環境形成装置を制御し、前記生育状態が規定の生育状態の場合に、前記生長促進制御を継続する一方、前記生育状態が規定の生育状態よりも劣る状態の場合に、前記生育状態を規定の生育状態に戻すようにする生長補助制御が行われるように、前記生育環境形成装置を制御する制御部とを備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、栽培植物の管理の負担が小さく、かつ人為的なミスが生じ難いことにより信頼性が高いという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１の(ａ)は、本発明の実施の形態の栽培装置を備える栽培工場の概要を示す模式図である。図１の(ｂ)は、図１の(ａ)に示した栽培棚を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態の栽培装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３の(ａ)は、チップバーンが発生していない状態の栽培植物の模式図である。図３の(ｂ)は、葉先にチップバーンが発生している状態の栽培植物の模式図である。
【図４】図２に示した栽培装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施の形態の栽培装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示した植物高さセンサによる栽培植物の高さの検出動作を示す説明図である。
【図７】図５に示した主制御部が行う生長促進制御における、栽培植物の栽培開始からの経過期間と、各経過期間に応じた栽培植物の規定高さ、ＬＥＤ照明の明るさ、栽培室の温度および養液のＥＣ値との関係を示す表である。
【図８】図５に示した栽培装置の動作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】
【００１０】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。図１の(ａ)は、本実施の形態の栽培装置を備える栽培工場の概要を示す模式図である。図１の(ｂ)は、図１の(ａ)に示した栽培棚を示す正面図である。
【００１１】
本実施の形態の栽培装置は、野菜や果物等の植物の栽培工場に備えられている。図１の(ａ)に示すように、栽培工場１は栽培室１１を備えている。栽培室１１の内部には、多数の栽培棚１２が一方向に並べて配置されている。これら栽培棚１２は、栽培床を形成するプランタ１３を積載している。
【００１２】
図１の(ｂ)に示すように、一つの栽培棚１２は、上下方向に例えば２個（２段）のプランタ１３を載置可能である。栽培棚１２に配置される各プランタ１３の上方位置には、ＬＥＤ照明（照明装置、生育環境形成装置）１４が設けられている。ＬＥＤ照明１４は、例えば直管形状の複数のＬＥＤ照明管を備えたものである。
【００１３】
栽培工場１は、図１の(ａ)に示すように、空調装置（生育環境形成装置）１５、養液供給装置（生育環境形成装置）１６および画像センサ（センサ）１７を備えている。
【００１４】
空調装置１５は、栽培室１１の内部の温度および湿度を調整する。養液供給装置１６は、各栽培棚１２の各栽培床（プランタ１３）に対して養液を供給する。画像センサ１７は、プランタ１３にて栽培される植物（栽培植物）を撮像し、栽培植物の画像を取得する。本実施の形態において、栽培植物はイチゴであり、画像センサ１７は色の識別が可能なものであり、イチゴの特に葉の画像を撮像して取得する。
【００１５】
図２は、本実施の形態の栽培装置２の構成を示すブロック図である。図２に示すように、栽培装置２は、前記ＬＥＤ照明１４、前記空調装置１５、前記養液供給装置１６、前記画像センサ１７、主制御部（制御部）１８、調光装置１９、空調制御部２０、養液制御装置２１、画像解析部（判定部）２２および通信装置３１を備えている。
【００１６】
調光装置１９は、ＬＥＤ照明１４に供給する電圧を例えばＰＷＭ(Pulse Width Modulation)制御することにより、ＬＥＤ照明１４の明るさを制御する。空調制御部２０は、空調装置１５の動作を制御する。養液制御装置２１は、養液供給装置１６が供給する養液のＥＣ値（電気伝導度）を制御する。画像解析部２２は、画像センサ１７が取得した栽培植物の葉の画像を解析する。
【００１７】
通信装置３１は、栽培装置２が種々の通信媒体のいずれかを利用して外部装置と通信するための装置である。本実施の形態において、栽培装置２は、栽培工場の作業者が使用する通信端末装置である作業者ＰＣ３２と通信する。
【００１８】
また、栽培装置２は、例えば、栽培工場が海外に存在し、栽培植物２３を監視する管理室（管理者）が国内に存在する状態を想定した場合、管理室には、図２に示した構成のうち、例えば画像解析部２２、空調制御部２０および主制御部１８を配置し、栽培工場には、画像センサ１７、ＬＥＤ照明１４、空調装置１５、養液供給装置１６、調光装置１９および養液制御装置２１を配置する構成が考えられる。
【００１９】
栽培装置２では、栽培室１１の栽培植物２３は、多数の株のうちの複数株が画像センサ１７による監視対象となっており、画像センサ１７は、監視対象の複数株に対して個々に配置されている。
【００２０】
画像解析部２２は、各画像センサ１７が取得した監視対象の個々の栽培植物２３について、葉におけるチップバーンの発生の有無を判定する。この判定は、例えば次のようにして行われる。すなわち、画像解析部２２は、例えば、一つの栽培植物２３の葉全体の緑の部分と茶褐色の部分とを比較し、茶褐色の部分の割合が３０％以上であればその栽培植物２３にチップバーンが発生（その栽培植物２３は病気）していると判定する。さらに、画像解析部２２は、監視対象の栽培植物２３全体についてのチップバーンの発生割合の平均値（以下、チップバーン平均値と称する）を求め、チップバーン平均値が所定の閾値（例えば３０％）以上であるかどうかを判定する。
【００２１】
図３の(ａ)は、チップバーンが発生していない状態の栽培植物２３の模式図であり、図３の(ｂ)は、葉先にチップバーンが発生している状態の栽培植物２３の模式図である。図３の(ｂ)において、符号２４はチップバーンである。
【００２２】
主制御部１８は、通常、栽培植物２３の生育環境が栽培植物２３の生長を促進させる状態となる制御（以下、生長促進制御と称する）行っている。したがって、主制御部１８は、画像解析部２２の解析結果を受けて、チップバーン平均値が所定の閾値（例えば３０％）未満の場合に、生長促進制御を維持する。一方、主制御部１８は、チップバーン平均値が所定の閾値以上の場合に、栽培植物２３の生育環境がチップバーンを解消する状態となる制御（以下、チップバーン解消制御と称する）を行う。
【００２３】
本実施の形態において、主制御部１８による生長促進制御（生長促進動作）およびチップバーン解消制御（生長補助制御、生長補助動作）の対象は、ＬＥＤ照明１４および養液供給装置１６であり、直接的には、調光装置１９および養液制御装置２１である。
【００２４】
（生長促進制御（生長促進動作））
主制御部１８は、生長促進制御として次のような制御を行う。
【００２５】
（生長促進制御：ＬＥＤ照明１４（調光装置１９））
主制御部１８は、ＬＥＤ照明１４の明るさについて、栽培植物２３の生長に従ってＬＥＤ照明１４の明るさが増加するように調光装置１９を制御する。
【００２６】
（生長促進制御：養液供給装置１６（養液制御装置２１））
主制御部１８は、養液供給装置１６から栽培植物２３（プランタ１３）へ供給される養液について、栽培植物２３の生長に従って養液のＥＣ値が増加するように、養液制御装置２１を制御する。養液のＥＣ値については、例えば０．５から１．０まで順次増加するように制御する。
【００２７】
（チップバーン解消制御（生長補助動作））
主制御部１８は、チップバーン解消制御として次のような制御を行う。
【００２８】
（チップバーン解消制御：調光装置１９）
主制御部１８は、ＬＥＤ照明１４の明るさについて、所定期間、ＬＥＤ照明１４の明るさを、チップバーンが発生した時点の明るさ、あるいはチップバーンが発生した時点の明るさよりも低下した明るさに維持されるように、調光装置１９を制御する。すなわち、チップバーンが発生した場合、ＬＥＤ照明１４の明るさを増加して栽培植物２３の葉の生長を促進すると葉に生じたチップバーンも増加する。そこで、ＬＥＤ照明１４の明るさを、所定期間、チップバーンが発生した時点の明るさ、あるいはチップバーンが発生した時点の明るさよりも低下した明るさに維持するように、調光装置１９を制御する。これにより、チップバーンの増加を抑制する。
【００２９】
（チップバーン解消制御：養液制御装置２１）
主制御部１８は、養液供給装置１６から栽培植物２３（プランタ１３）へ供給される養液について、所定期間、ＥＣ値を、チップバーンが発生した時点のＥＣ値、あるいはチップバーンが発生した時点のＥＣ値よりも低下したＥＣ値に維持されるように、養液制御装置２１を制御する。すなわち、チップバーンが発生した場合、養液のＥＣ値を増加して栽培植物２３の葉の生長を促進すると葉に生じたチップバーンも増加する。そこで、養液のＥＣ値を、所定期間、チップバーンが発生した時点のＥＣ値、あるいはチップバーンが発生した時点のＥＣ値よりも低下したＥＣ値に維持するように、養液制御装置２１を制御する。これにより、チップバーンの増加を抑制する。
【００３０】
（所定期間）
チップバーン解消制御における上記所定期間は、栽培植物２３から新たに出た葉が成長し、その葉にチップバーンが発生していないことが確認できるまでの期間である。この期間は、例えばチップバーンの発生から１カ月程度である。
【００３１】
（栽培装置２の動作）
上記の構成において、栽培装置２の動作について以下に説明する。栽培装置２では、栽培植物２３の画像を画像センサ１７にて取得して、栽培植物２３の状態を監視することにより、栽培植物２３の状態に応じて、栽培植物２３の生長を促進する生長促進制御、または栽培植物２３の葉に生じたチップバーンを解消するチップバーン解消制御を行う。図４は、栽培装置２の動作を示すフローチャートである。
【００３２】
この動作では、まず、画像センサ１７にて監視対象の栽培植物２３の画像を取得する(Ｓ１１)。画像センサ１７が取得した栽培植物２３の画像は画像解析部２２へ入力される。
【００３３】
画像解析部２２は、栽培植物２３の画像を解析し(Ｓ１２)、栽培植物２３の葉に新たにチップバーンが発生したかどうかを判定する(Ｓ１３)。
【００３４】
Ｓ１３での判定の結果、栽培植物２３の葉に新たにチップバーンが発生していなければ、主制御部１８は、栽培植物２３に対する生長促進制御を継続する(Ｓ１４)。また、主制御部１８は、栽培植物２３の状態を、通信装置３１を通じて例えば作業者の作業者ＰＣ３２へ送信することにより、作業者に通知する(Ｓ１５)。その後、Ｓ１１に戻る。
【００３５】
一方、Ｓ１３での判定の結果、栽培植物２３の葉に新たにチップバーンが発生していれば、主制御部１８は、栽培植物２３に対し、生長促進制御に代えて、チップバーン解消制御を行う(Ｓ１６)。また、主制御部１８は、栽培植物２３の状態を、通信装置３１を通じて例えば作業者の作業者ＰＣ３２へ送信することにより、作業者に通知する(Ｓ１５)。その後、Ｓ１１に戻る。なお、Ｓ１５において、栽培植物２３の状態を栽培工場１の作業者へ通知することにより、作業者は、栽培植物２３にチップバーンが発生していることを知り、実際に栽培工場１へ出向いて確認することができる。
【００３６】
主制御部１８は、チップバーン解消制御を所定期間（１カ月程度）行う。この期間にも画像センサ１７による栽培植物２３の監視は継続しており、栽培植物２３から新たに出た葉が成長し、その葉に新たにチップバーンが発生していないことを確認すると、チップバーン解消制御から生長促進制御へ移行する。
【００３７】
以上のように、本実施の形態の栽培装置２は、栽培植物２３の状態を画像センサ１７が取得した画像に基づいて画像解析部２２が監視し、チップバーンが発生していない場合（詳細には、チップバーンの発生量が所定量未満の場合）には、主制御部１８が生長促進制御を行う。一方、チップバーンが発生している場合（詳細には、チップバーンの発生量が所定量以上の場合）には、主制御部１８がチップバーン解消制御を行うようになっている。したがって、栽培植物２３の生長や状態に合わせて、自働的に、例えばＬＥＤ照明１４の明るさや養液供給装置１６から供給される養液が制御される。これにより、栽培装置２は、作業者による栽培植物２３の管理の負担が小さく、かつ人為的なミスが生じ難いことにより信頼性が高いものとなっている。
【００３８】
したがって、栽培装置２は、イチゴなど、病気が発生し易い植物の栽培において、大きな効果を発揮することができる。この点は、下記の実施の形態の栽培装置２においても同様である。
【００３９】
〔実施の形態２〕
実施の形態１では、栽培装置２（主制御部１８）は、生長促進制御（生長促進動作）および生長補助制御（生長補助動作）において、ＬＥＤ照明１４（調光装置１９）すなわちＬＥＤ照明１４の明るさ、および養液供給装置１６（養液制御装置２１）すなわち養液のＥＣ値の両者を制御する構成とした。
【００４０】
これに対し、本実施の形態の栽培装置２は、生長促進制御（生長促進動作）および生長補助制御（生長補助動作）において、ＬＥＤ照明１４（調光装置１９）すなわちＬＥＤ照明１４の明るさ、および養液供給装置１６（養液制御装置２１）すなわち養液のＥＣ値のうちの一方を制御する構成としている。この場合の生長促進制御および生長補助制御におけるＬＥＤ照明１４（調光装置１９）、または養液供給装置１６（養液制御装置２１）の制御内容は、実施の形態１に示したＬＥＤ照明１４（調光装置１９）に対する制御内容、養液供給装置１６（養液制御装置２１）に対する制御内容と同様である。
【００４１】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００４２】
図５は、本発明の他の実施の形態の栽培装置２の構成を示すブロック図である。図６は、図５に示した植物高さセンサによる栽培植物の高さの検出動作を示す説明図である。
【００４３】
本実施の形態の栽培装置２は、図５に示すように、前記画像センサ１７に代えて植物高さセンサ（センサ）４１を備え、前記画像解析部２２に代えて生長解析部（判定部）４２を備えている。
【００４４】
主制御部（制御部）１８は、生長解析部４２にて解析された栽培植物２３の生長状態に応じて、栽培植物２３の生育制御を行う。この生育制御では、主制御部１８は、調光装置１９すなわちＬＥＤ照明１４の明るさ、空調制御部２０すなわち空調装置１５による栽培室１１の温度、ならびに養液制御装置２１すなわち養液供給装置１６が供給する養液を制御する。他の構成は、前記実施の形態の栽培装置２と同様である。
【００４５】
植物高さセンサ４１は、前述の画像センサ１７と同様、監視対象の複数株に対して個々に配置されている。植物高さセンサ４１は、図６に示すように、栽培植物２３の草丈を測定するものであり、本実施の形態では、発光素子４１ａ、および発光素子４１ａと同じ高さ位置に配置された受光素子４１ｂの組が、上下方向に複数組配置された構成である。各組をなす発光素子４１ａと受光素子４１ｂとは、栽培植物２３の一方側と他方側とにおいて、互いに対向するように配置され、栽培植物２３により発光素子４１ａと受光素子４１ｂとの間の光路が遮断されることにより、栽培植物２３の高さ（草丈）を検出する。
【００４６】
発光素子４１ａと受光素子４１ｂとの組は、栽培植物２３の草丈の１００ｍｍ〜３００ｍｍの範囲において、５０ｍｍごとに配置されている。なお、植物高さセンサ４１は、上記構成のものに限定されず、物の高さを検出する従来周知の構成を適用可能である。
【００４７】
次に、栽培工場１での栽培植物２３の栽培開始からの経過期間（栽培期間）と栽培植物２３の草丈との関係に基づく、主制御部１８による栽培植物２３の生育制御（ＬＥＤ照明１４の明るさ制御、栽培室１１の温度制御および養液制御）の内容について説明する。図７は、栽培植物２３の栽培開始からの経過期間と、各経過期間に応じた栽培植物２３の草丈の規定高さ、ＬＥＤ照明１４の明るさ、栽培室１１の温度および養液のＥＣ値との関係を示す表である。なお、図７では、経過期間を１カ月ごととしているが、これは一例であってこれには限定されない。
【００４８】
図７の表において、ＬＥＤ照明１４の各経過期間における明るさは、経過期間が４か月である場合のＬＥＤ照明１４の明るさを１００％とし、この明るさに対する各経過期間ｎ明るさをパーセントによって示している。栽培室１１の温度は、栽培植物２３の種類によって適正な温度が異なるため、各経過期間における温度をＴ１〜Ｔ４として、温度の相対的な高低（Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ４）によって示している。
【００４９】
生長解析部４２は、各植物高さセンサ４１が検出した監視対象の個々の栽培植物２３の草丈を取得し、経過期間に応じた草丈の達成率を求める。生長解析部４２は、例えば、監視対象の栽培植物２３が１０株である場合、１０株中８株が経過期間に応じた草丈を達成していると、草丈の達成率を８０％とする。
【００５０】
主制御部１８は、生長解析部４２の解析結果を受けて、栽培植物２３の経過期間に応じた草丈の達成率が監視対象の栽培植物２３の所定の閾値（例えば７０％）以上であった場合に、栽培植物２３の生育制御として生長促進制御を行う。一方、主制御部１８は、生長解析部４２の解析結果を受けて、栽培植物２３の経過期間に応じた草丈の達成率が監視対象の栽培植物２３の所定の閾値未満であった場合に、栽培植物２３の生育制御として生長補助制御を行う。
【００５１】
（生長促進制御（生長促進動作））
生長促進制御において、主制御部１８は、図７に示したように、経過期間に応じてＬＥＤ照明１４の明るさ、栽培室１１の温度および養液のＥＣ値を制御する。
【００５２】
（生長補助制御（生長補助動作））
生長補助制御において、主制御部１８は、ＬＥＤ照明１４の明るさ、栽培室１１の温度および養液のＥＣ値について、図７に示した制御とは異なる制御を行う。すなわち、生長補助制御において、主制御部１８は、草丈達成率を判定した経過期間において、草丈達成率が所定の閾値未満であった場合に、その経過期間の一つ前の経過期間に設定された生長促進制御を行う。例えば、第３の経過期間（３カ月）において草丈達成率を判定した場合に、草丈達成率が所定の閾値未満であった場合、主制御部１８は、栽培植物２３の生育制御を第３の経過期間（３カ月）の一つ前の第２の経過期間（２カ月）の生長促進制御に戻すようになっている。
【００５３】
ここで、生長促進制御は、栽培植物２３の草丈を高くすることを優先する制御であり、栽培植物２３の根が経過期間に応じた生長をしている場合には、栽培植物２３の草丈を高くするのに有効である。しかしながら、栽培植物２の根が経過期間に応じた生長をしていない場合には、生長促進制御によっては草丈を高くすることができない。例えば、経過期間が進むに従って栽培室１１の温度を下げていく生長促進制御では、根の生長が遅れている場合、草丈は高くなり難い。
【００５４】
そこで、栽培植物２３の経過期間に応じた草丈の達成率が監視対象の栽培植物２３の所定の閾値未満であった場合には、根の生長を優先した生長補助制御を行うようにしている。すなわち、生長補助制御では、経過期間に応じた状態よりも、ＬＥＤ照明１４の明るさを抑え、養液のＥＣ値を低下させ、栽培室１１の温度を上昇さることにより、葉の生長を抑制する一方、根の生長を促進している。
【００５５】
（栽培装置２の動作）
上記の構成において、本実施の形態の栽培装置２の動作について以下に説明する。栽培装置２では、栽培開始からの所定の経過期間ごとの栽培植物２３の草丈の生長度合に応じて、栽培植物２３の草丈の生長を優先して促進する生長促進制御、または栽培植物２３の根の生長を優先して促進する生長補助制御を行う。図８は、栽培装置２の動作を示すフローチャートである。
【００５６】
栽培装置２では、栽培開始からの所定の経過期間が到来すると(Ｓ２１)、植物高さセンサ４１にて監視対象の栽培植物２３の草丈を検出する(Ｓ２２)。植物高さセンサ４１が検出した栽培植物２３の草丈の情報は、生長解析部４２へ入力される。
【００５７】
生長解析部４２は、監視対象の栽培植物２３の草丈と経過期間に応じた栽培植物２３の規定高さとを比較し、栽培植物２３の草丈が経過期間に応じた草丈かどうかを判定する(Ｓ２３)。具体的には、生長解析部４２は、監視対象の栽培植物２３の草丈と経過期間に応じた栽培植物２３の規定高さとを比較し、栽培植物２３の経過期間に応じた草丈の達成率を求める。次に、求めた達成率が所定の閾値以上であるかどうかを判定する。
【００５８】
Ｓ２３での判定の結果、栽培植物２３の草丈が経過期間に応じた草丈であれば（草丈の達成率が所定の閾値以上であれば）、主制御部１８は、栽培植物２３に対する生長促進制御を継続する(Ｓ２４)。また、主制御部１８は、栽培植物２３の状態を、通信装置３１を通じて例えば作業者の作業者ＰＣ３２へ送信することにより、作業者に通知する(Ｓ２５)。その後、Ｓ２１に戻る。
【００５９】
一方、Ｓ２３での判定の結果、栽培植物２３の草丈が経過期間に応じた草丈でなければ（草丈の達成率が所定の閾値未満であれば）、主制御部１８は、栽培植物２３に対し、生長促進制御に代えて、生長促進制御を行う(Ｓ２６)。また、主制御部１８は、栽培植物２３の状態を、通信装置３１を通じて例えば作業者の作業者ＰＣ３２へ送信することにより、作業者に通知する(Ｓ２５)。その後、Ｓ１１に戻る。Ｓ２５において、栽培植物２３の状態を栽培工場１の作業者へ通知することにより、作業者は、栽培植物２３の草丈が経過期間に応じた草丈未満であることを知り、実際に栽培工場１へ出向いて確認することができる。
【００６０】
なお、生長促進制御から生長補助制御へ移行した場合、主制御部１８は、例えば次のようにして生長促進制御を行う。
（１）生長補助制御を次の経過期間が到来するまで行う。
（２）次の経過期間が到来した場合には、生長補助制御に移行したときの経過期間（一つ前の経過期間）に応じた草丈の規定高さにより、栽培植物２３の草丈が経過期間に応じた草丈かどうかを判定する。
（３）上記（２）での判定の結果、栽培植物２３の草丈が経過期間（一つ前の経過期間）に応じた草丈を達成していれば、生育制御を生長補助制御から生長促進制御に戻す。
【００６１】
以上のように、本実施の形態の栽培装置２は、栽培植物２３の状態を植物高さセンサ４１が検出した情報に基づいて生長解析部４２が監視し、栽培植物２３が所望の生長をしている場合には、主制御部１８が生長促進制御を行う一方、栽培植物２３が所望の生長をしていない場合には、主制御部１８が生長補助制御を行うようになっている。したがって、栽培植物２３の生長や状態に合わせて、自働的に、例えばＬＥＤ照明１４の明るさ、養液供給装置１６から供給される養液、および栽培室１１の温度が制御される。これにより、栽培装置２は、作業者による栽培植物２３の管理の負担が小さく、かつ人為的なミスが生じ難いことにより信頼性が高いものとなっている。
【００６２】
〔実施の形態４〕
実施の形態３では、栽培装置２（主制御部１８）は、生長促進制御（生長促進動作）および生長補助制御（生長補助動作）において、ＬＥＤ照明１４（調光装置１９）すなわちＬＥＤ照明１４の明るさ、空調装置１５すなわち栽培室１１の温度、および養液供給装置１６（養液制御装置２１）すなわち養液のＥＣ値を制御する構成とした。
【００６３】
これに対し、本実施の形態の栽培装置２は、生長促進制御（生長促進動作）および生長補助制御（生長補助動作）において、ＬＥＤ照明１４（調光装置１９）すなわちＬＥＤ照明１４の明るさ、空調装置１５すなわち栽培室１１の温度、および養液供給装置１６（養液制御装置２１）すなわち養液のＥＣ値のうちの少なくとも一つを制御する構成としている。この場合の生長促進制御および生長補助制御におけるＬＥＤ照明１４（調光装置１９）、空調装置１５、または養液供給装置１６（養液制御装置２１）の制御内容は、実施の形態３に示したＬＥＤ照明１４（調光装置１９）に対する制御内容、空調装置１５に対する制御内容、養液供給装置１６（養液制御装置２１）に対する制御内容と同様である。
【００６４】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る栽培装置２は、栽培植物２３の生育状態を検出するセンサ（画像センサ１７または植物高さセンサ４１）と、前記センサの検出結果に基づき、前記栽培植物２３の生育状態が規定の生育状態か規定の生育状態よりも劣る状態かを判定する判定部（画像解析部２２または生長解析部４２）と、前記栽培植物２３の生育環境を形成する生育環境形成装置（ＬＥＤ照明１４、空調装置１５、養液供給装置１６）と、前記栽培植物２３の生長を促進する生長促進制御が行われるように前記生育環境形成装置を制御し、前記生育状態が規定の生育状態の場合に、前記生長促進制御を継続する一方、前記生育状態が規定の生育状態よりも劣る状態の場合に、前記生育状態を規定の生育状態に戻すようにする生長補助制御が行われるように、前記生育環境形成装置を制御する制御部（主制御部１８）とを備えている。
【００６５】
上記の構成によれば、制御部（主制御部１８）は、栽培植物２３の生長を促進する生長促進制御が行われるように生育環境形成装置を制御し、判定部にて判定された栽培植物の生育状態が規定の生育状態の場合に、生長促進制御を継続する。一方、判定部にて判定された生育状態が規定の生育状態よりも劣る状態の場合に、生育状態を規定の生育状態に戻すようにする生長補助制御が行われるように、生育環境形成装置を制御する。
【００６６】
これにより、栽培装置２は、作業者による栽培植物２３の管理の負担が小さく、かつ人為的なミスが生じ難いことにより信頼性が高いものとなるという効果を奏する。
【００６７】
本発明の態様２に係る栽培装置２は、上記態様１において、前記センサは色の識別が可能な画像センサ１７であり、前記判定部（画像解析部２２）は、前記画像センサ１７が取得した前記栽培植物２３の画像に基づいて、前記栽培植物２３の葉におけるチップバーンの発生量を求め、前記チップバーンの発生量が所定量未満の場合に、前記生育状態が規定の生育状態であると判定し、前記チップバーンの発生量が所定量以上の場合に、前記生育状態が規定の生育状態よりも劣る状態と判定する。
【００６８】
上記の構成によれば、判定部は、栽培植物２３の葉におけるチップバーンの発生量が所定量未満の場合に、栽培植物２３の生育状態が規定の生育状態であると判定する。一方、栽培植物２３の葉におけるチップバーンの発生量が所定量以上の場合に、栽培植物２３の生育状態が規定の生育状態よりも劣る状態である判定する。
【００６９】
したがって、制御部（主制御部１８）は、栽培植物２３の葉におけるチップバーンの発生量が所定量未満の場合に、生長促進制御を継続する。一方、栽培植物２３の葉におけるチップバーンの発生量が所定量以上の場合に、チップバーンの発生量が所定量未満となるようにする生長補助制御が行われるように、生育環境形成装置を制御する。
【００７０】
これにより、生育状態が規定の生育状態よりも劣る状態、すなわち栽培植物２３の葉におけるチップバーンの発生量が所定量以上の状態となった場合には、栽培植物２３の生育状態が規定の生育状態、すなわちチップバーンの発生量が所定量未満の状態となるように、自動的に生育環境形成装置を動作させることができる。
【００７１】
本発明の態様３に係る栽培装置２は、上記態様２において、前記生育環境形成装置は、前記栽培植物２３に光を照射する照明装置（ＬＥＤ照明１４）、前記栽培植物２３に養液を供給する養液供給装置１６のうちの少なくとも一つである。
【００７２】
上記の構成によれば、制御部（主制御部１８）は、生長促進制御および生長補助制御において、栽培植物２３に光を照射する照明装置、および栽培植物２３に養液を供給する養液供給装置１６のうちの少なくとも一つを制御する。
【００７３】
例えば、生長促進制御において、栽培植物２３の生長に従って照明装置の明るさを増加すれば、栽培植物２３の生長を促進することができる。また、養液供給装置１６から供給される養液のＥＣ値を増加すれば、栽培植物２３の生長を促進することができる。
【００７４】
一方、栽培植物２３の葉にチップバーンが生じている状態において、上記のような生長促進制御を行った場合には、栽培植物２３の葉の生長を促進し、葉に生じるチップバーンを増加させることになる。そこで、生長補助制御では、照明装置の明るさを増加させないこと、あるいは低下させることにより、チップバーンの増加を抑制することができる。または、養液のＥＣ値を増加させないこと、あるいは低下させることにより、チップバーンの増加を抑制することができる。
【００７５】
本発明の態様４に係る栽培装置２は、上記態様１において、前記センサは前記栽培植物２３の草丈を検出する植物高さセンサ４１であり、前記判定部（生長解析部４２）は、前記植物高さセンサ４１が検出した前記栽培植物２３の草丈が、前記栽培植物２３の栽培期間に応じた草丈を達成しているか否かを判定し、前記草丈が前記栽培期間に応じた草丈を達成している場合に、前記生育状態が規定の生育状態であると判定し、前記草丈が前記栽培期間に応じた草丈を達成していない場合に、前記生育状態が規定の生育状態よりも劣る状態と判定する。
【００７６】
上記の構成によれば、判定部（生長解析部４２）は、栽培植物２３の草丈が栽培期間に応じた草丈を達成している場合に、生育状態が規定の生育状態であると判定し、栽培植物２３の草丈が栽培期間に応じた草丈を達成していない場合に、生育状態が規定の生育状態よりも劣る状態と判定する。
【００７７】
したがって、制御部（主制御部１８）は、栽培植物２３の草丈が栽培期間に応じた草丈を達成している場合に、生長促進制御を継続する。一方、栽培植物２３の草丈が栽培期間に応じた草丈を達成していない場合に、栽培植物２３の草丈を高くする生長補助制御が行われるように、生育環境形成装置を制御する。
【００７８】
これにより、生育状態が規定の生育状態よりも劣る状態、すなわち栽培植物２３の草丈が栽培期間に応じた草丈を達成していない場合、栽培植物２３の生育状態が規定の生育状態となるように、すなわち栽培植物２３の草丈を高くするように、自動的に生育環境形成装置を動作させることができる。
【００７９】
本発明の態様５に係る栽培装置２は、上記態様４において、前記生育環境形成装置は、前記栽培植物２３に光を照射する照明装置、前記栽培植物２３の周りの温度を調整する空調装置１５、および前記栽培植物２３に養液を供給する養液供給装置１６のうちの少なくとも一つである。
【００８０】
上記の構成によれば、制御部（主制御部１８）は、生長促進制御および生長補助制御において、栽培植物２３に光を照射する照明装置、栽培植物２３の周りの温度を調整する空調装置１５、および栽培植物２３に養液を供給する養液供給装置１６のうちの少なくとも一つを制御する。
【００８１】
すなわち、生長促進制御において、栽培植物の草丈が高くなるように、照明装置の明るさ、栽培植物２３の周りの温度、および栽培植物２３に供給する養液のうちの少なくとも一つを制御することにより、栽培植物の草丈を所望の草丈にすることができる。しかしながら、栽培植物の根が栽培期間に応じた生長をしていない場合には、生長促進制御によっては草丈を所望の高さにすることができない。そこで、生長補助制御では、栽培植物の草丈を高くすることよりも、栽培植物の根を生長させることを優先し、栽培植物の根を生長するように、照明装置の明るさ、栽培植物２３の周りの温度、および栽培植物２３に供給する養液のうちの少なくとも一つを制御する。これにより、生長補助制御を行った後に、生長促進制御に切り替えた場合に、栽培植物２３の背丈を高くすることができる。
【００８２】
本発明の態様６に係る栽培方法は、栽培植物２３の生育状態を検出する検出工程と、前記検出工程の検出結果に基づき、前記栽培植物２３の生育状態が規定の生育状態か規定の生育状態よりも劣る状態かを判定する判定工程と、前記栽培植物２３の生長を促進する生長促進動作を行い、前記生育状態が規定の生育状態の場合に、前記生長促進動作を継続する一方、前記生育状態が規定の生育状態よりも劣る状態の場合に、前記生育状態を規定の生育状態に戻すようにする生長補助動作を行う育成工程とを備えている。
【００８３】
これにより、態様６では、上記態様１と同様の作用効果を奏する。
【００８４】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１    栽培工場
２    栽培装置
１１    栽培室
１４    ＬＥＤ照明（照明装置、生育環境形成装置）
１５    空調装置（生育環境形成装置）
１６    養液供給装置（生育環境形成装置）
１７    画像センサ（センサ）
１８    主制御部（制御部）
１９    調光装置
２０    空調制御部
２１    養液制御装置
２２    画像解析部（判定部）
２３    栽培植物
２４    チップバーン
４１    植物高さセンサ（センサ）
４２    生長解析部（判定部）
【図１】
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【図２】
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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３】
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