(57)【要約】  植物苗成長過程の成長段階において植物苗（３９）を成長光で照らすための少なくとも１つの光源（３０）、及び植物苗成長過程の少なくともいくつかの成長段階における成長光が、青色波長範囲において、植物苗成長過程の他の成長段階におけるエネルギより大きいエネルギを有するように光源（３０）から発せられる成長光のスペクトルパワー分布を制御するためのコントローラを含む、植物苗を成長させるためのシステム及び方法が開示される。成長光が利用可能な昼光を補助する使用事例において、付加的なセンサ（３３）が、昼光の量及びスペクトル成分を測定し、これに従って植物苗が受ける総光のスペクトルパワー分布が制御されるように成長光を制御するために用いられてもよい。
2016518146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの植物苗を設けるステップ、
前記少なくとも１つの植物苗の成長段階を決定するステップであって、成長段階は前記少なくとも１つの植物苗の発育過程における相である、ステップ、
決定された成長段階に基づいて、前記少なくとも１つの植物苗を照らすための成長光のスペクトル成分を制御するステップ、及び
前記成長光により前記少なくとも１つの植物苗を照らすステップ、
を有する、植物苗を成長させる方法。
【請求項２】
前記成長光のスペクトル成分を制御するステップは、年代順に遅い成長段階と比べて年代順に早い成長段階において付加的な青色光を提供するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記成長段階は、根及び芽段階、子葉発育段階、第一本葉発育段階又はさらなる葉の発育段階であり、前記年代順に早い段階は、前記子葉発育段階又は前記第一本葉発育段階である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記成長光のスペクトル成分を制御するステップは、青色／赤色放射比を制御することを有し、前記付加的な青色光を提供するステップは、前記成長光の青色／赤色放射比を約２０／８０以上、好ましくは、約５０／５０に制御することを含む、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの植物苗の成長段階を決定するステップは、葉面積指数を測定することを含む、請求項１乃至４の何れか一項記載の方法。
【請求項６】
植物苗を成長させるための成長光を発する光源、
前記植物苗の特性を測定するためのセンサ、
前記植物苗の測定された特性に基づいて前記植物苗の成長段階を決定するためのアナライザ、及び、
前記植物苗の前記成長段階に基づいて前記光源を制御するためのドライバ、
を有する、植物苗を成長させるためのシステム。
【請求項７】
前記ドライバは、前記光源から発せられる前記成長光が、年代順に遅い成長段階と比べて年代順に早い成長段階において付加的な青色光を有するように、前記光源を制御するよう構成されている、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記光源は、少なくとも１つの輝度が制御可能な青色発光光源、好ましくは、青色ＬＥＤ及び少なくとも１つの輝度が制御可能な赤色発光光源、好ましくは、赤色ＬＥＤを有し、前記ドライバは、前記付加的な青色光が、約２０／８０以上、好ましくは、約５０／５０の青色／赤色放射比で提供されるように、前記成長光の青色／赤色放射比を制御するよう構成されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記センサは、前記植物苗の葉面積指数を測定するよう構成されている、請求項６乃至８の何れか一項記載のシステム。
【請求項１０】
当該システムは、昼光のスペクトル成分を測定するための少なくとも１つの光センサを有し、前記ドライバは、昼光のスペクトル成分に基づいて前記光源を制御するよう構成されている、請求項６乃至９の何れか一項記載のシステム。
【請求項１１】
植物苗を成長光で照らす少なくとも１つの光源を制御するための光レシピであって、
異なる青色／赤色放射比を有する少なくとも２つの異なる光設定の仕様、及び
前記植物苗の年代順の発育過程における少なくとも２つの相を特定するための少なくとも２つの異なる成長段階の仕様、
を有し、
最大の青色／赤色放射比を有する前記光設定の仕様は、前記植物苗の年代順の発育過程における少なくとも２つの成長段階の早い段階に割り当てられる、光レシピ。
【請求項１２】
請求項６に記載のシステムで実行された場合、請求項１に記載の方法を実施する請求項１１に記載の光レシピを有するデータ担体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、園芸照明(horticultural lighting)として知られた技術である、植物の成長及び発育を促すための人工照明の使用に関する。とりわけ、本発明は、植物苗(plant seedling)の改善された成長のための光プランに関する。
【背景技術】
【０００２】
園芸アプリケーションにおいて、植物苗を育種及び繁殖することに特化した栽培者、並びにこれらの植物から野菜を生産するため例えば温室でこれらの植物をさらに成長させることに特化した栽培者がいる。
【０００３】
植物苗を生産する分野において、人口照明がますます利用されている。人工照明は、都市農業及び/又はマルチレイヤ農業工場等のアプリケーションにおける主要な光源かもしれない。他のアプリケーションにおいては、人工照明は、昼光(daylight)と組み合わされる補助光を提供する。
【０００４】
人工照明においては、ＬＥＤが、低エネルギ消費、長寿命及び設計の融通性（例えば、それほど嵩張らない、発光スペクトル）を理由にますます普及してきている。園芸産業においては、植物成長へのＬＥＤの有利な効果は、多くの専門家にまだ分かっておらず、エネルギの節約といったことに基づく、園芸アプリケーション用のＬＥＤ照明における投資が、植物及び植物生産へのＬＥＤの不確かなその他の効果を理由に必ずしも行われていない。ＬＥＤの付加的な利点が探求され、栽培者への価値及び利益に転換されなければならない。
【０００５】
園芸におけるＬＥＤ技術の現在の産業アプリケーションは、従来の（例えば、ＨＩＤ）人工照明の使用と同様に特定の植物種に最適化されてもよく、オン／オフの様式が制御されてもよい、固定の光スペクトルを持つＬＥＤ又はＬＥＤ照明器具を用いる。固定の光スペクトルは、典型的には、青色、赤色及び遠赤色の波長範囲における成分を持つ。園芸アプリケーション用のＬＥＤ照明器具の例は、ＰｈｉｌｉｐｓのＧｒｅｅｎＰｏｗｅｒＬＥＤモジュールを含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
栽培者が植物苗を成長させる場合、苗のある形態学的側面、例えば、大きな葉面積、しっかりとした茎、高バイオマス等が好まれる。植物苗のこれらの及び他の品質特性は、温室での植物のさらなる成長及び最終的には総野菜生産量にとって重要である。それゆえ、本発明の目的は、植物苗の形態の制御を改善し、きめ細かく調整することにある。本発明の他の目的は、例えば、苗を市場に出す時期、成長率又は品質に関する植物苗の生産過程を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
苗は、種子から幼植物(plant embryo)が出て発育した若い植物である。苗の発育は、種子の発芽で始まる。典型的な若い苗は、幼根(embryonic root (radicle))、胚軸(embryonic shoot (hypocotyl)及び子葉(seed leaf (cotyledon))という３つの主要部分からなる。花を咲かせる植物の２つの類が、それらの子葉の数により区別される。単子葉植物(monocot (monocotyledon))は、１つの刃の形をした子葉を持ち、双子葉植物(dicot (dicotyledon))は、２つの丸い子葉を保有する。芽に発育する種子胚(seed embryo)の一部は、植物の第一本葉(first true leaf)を生じる。適切な光条件の下で成長する双子葉植物は、短葉(short shoots)を発育し、子葉を開かせ、上胚軸(epicotyl)（すなわち、子葉上部に位置する胚軸）をむき出しにする。ひとたび苗が光合成を始めると、もはや種子のエネルギ蓄えには依存しない。第一"本"葉が大きくなり、種依存的な特有の形を通じて丸い子葉と区別され得ることがよくある。植物が成長し、追加の葉を発育する一方、子葉は、最終的に老化し、落葉する。苗の成長及び発育過程が図１に図示されている。苗は、光受容体、フィトクロム(phytochrome)（赤色及び遠赤色光）及びクリプトクロム(cryptochrome)（青色光）を通じて光を感知する。
【０００８】
本発明者は、植物苗生産過程が、種子から苗への苗成長過程中異なる成長段階(growth stage)で提供される人口光の量を変えることにより改善され得ることを見出した。とりわけ、本発明者は、初期の成長段階、例えば、子葉及び第一本葉が発育する段階において付加的な青色光を苗に提供することが、最終的な苗植物のバイオマス及び葉面積を改善するために有利であることを見出した。付加的な青色光のこの効果は、とりわけ気孔を開くことによる光合成過程のため葉を築き、準備することを改善する。その後、苗成長過程の後段階における赤色光が、光合成過程を効率よく動かすため用いられる。
【０００９】
植物を成長させるための光スペクトルは、青色／赤色比率、赤色／遠赤色比率、光子束（μｍｏｌ／ｓ）等の観点で特定されることがよくある。光スペクトルは、別個の青色光源、赤色光源、遠赤色光源（及びあれば他の光源）を組み合わせることにより提供されてもよく、または所望の青色／赤色比率及び赤色／遠赤色比率並びに光子束に応じた光スペクトルを発する予め構成された光源により提供されてもよい。いくつかの成長段階における"付加的な"青色光という用語は、成長光の光スペクトルにおける、植物苗を成長させるための従来技術の光スペクトルから知られている青色／赤色比率に比べ又は付加的な青色光を用いない他の成長段階で用いられる青色／赤色比率に比べ"高い"青色／赤色比率を意味する。
【００１０】
したがって、植物苗成長過程の成長段階において植物苗を成長光で照らすための少なくとも１つの光源、及び植物苗成長過程の少なくともいくつかの成長段階における成長光が、青色波長範囲において、植物苗成長過程の他の成長段階におけるエネルギより大きいエネルギを有するように前記光源から発せられる成長光のスペクトルパワー分布を制御するためのコントローラを含む、植物苗を成長させるための照明システムが開示される。一実施例において、付加的な青色光は、子葉が発育する成長段階及び第一本葉が発育する成長段階のうちの少なくとも一方において提供される。
【００１１】
実施例において、植物苗の成長過程は昼光が存在する中で行われ、照明システムは、昼光のスペクトルパワー分布を測定するためのセンサを含み、コントローラは、昼光及び該当する場合には当該成長段階における所望の付加的な青色光のスペクトルパワー分布に基づいて光源から発せられる成長光のスペクトルパワー分布を制御するよう構成される。
【００１２】
他の側面において、植物苗を成長させるための園芸生産過程が開示される。園芸生産過程は、植物苗を成長光で照らすための光源を設けること、及び植物苗成長過程の少なくともいくつかの成長段階における成長光が、青色波長範囲において、植物苗成長過程の他の成長段階におけるエネルギより大きいエネルギを有するように成長光のスペクトルパワー分布を制御することを含む。好ましい実施例において、園芸生産過程は、子葉が発育する成長段階及び第一本葉が発育する成長段階のうちの少なくとも一方において付加的な青色光を提供することを含む。
【００１３】
本発明はまた、成長過程における植物苗の成長段階に依存して、所定のパターンで、時間通りに動的に変わる、ＬＥＤ光レシピ(light recipe)を用いることにより植物苗の形態を制御する方法にも関する。さらに、可変の昼光が存在する中でのＬＥＤ光レシピは、総成長光（人工光及び昼光）の全体的な青色／赤色、赤色／遠赤色及びＰＳＳ（フィトクロム定常状態(phytochrome stationary state)）の値が、成長過程の種々の段階のための光レシピに合致するように連続的に調整されてもよい。
【００１４】
斯かる植物苗を成長させるための照明システム及び園芸生産過程は、植物苗の生産及び種子繁殖のより良好な制御、予測可能な成長率及び品質、苗を市場に出すまでの期間の短縮、植物苗の形態学的側面（例えば、葉面積、茎の長さ及び厚み、総バイオマス）のより良好な制御並びにより高いバイオマスを持つ植物を提供するといった利点を与える。
【００１５】
本発明の特定の及び好ましい態様は、添付の独立請求項及び従属請求項に述べられている。従属請求項からの特徴は、請求項に適切なだけでなく明確に述べられるように、独立請求項の特徴、及び他の従属請求項の特徴と組み合わせ可能である。本発明及び従来技術に対する利点を要約する目的で、本発明のある目的及び利点が上述された。無論、必ずしも全ての斯かる目的又は利点が本発明の任意の実施例によっては達成されない可能性もあることを理解されたい。すなわち、例えば、当業者は、本発明が、本願明細書で示唆されているかもしれない他の目的又は利点を必ずしも達成することなく本願明細書で示唆された一つの利点又は利点群を達成又は最適化するように実施されてもよいことを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、植物苗成長過程の概要である。
【図２】図２は、本発明の一実施例による照明システムである。
【図３】図３は、本発明の他の実施例による照明システムである。
【図４】図４は、本発明の一実施例による動的光レシピの一実施例を示す。
【図５】図５は、本発明の一実施例による照明を用いた実験（点線）及び対照実験（実線）中の光履歴を示す。
【図６】図６は、昼光照明に対する、本発明の一実施例による動的光レシピに起因した生体重の増加を示す。
【図７】図７は、本発明の一実施例による動的光レシピを用いたきゅうりの苗の実験における葉面積指数(LAI)の増加を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図面は概要に過ぎず、限定されない。図面において、構成要素のいくつかの大きさは、例証を目的として誇張され、縮尺どおりに描かれていないかもしれない。
【００１８】
特許請求の範囲におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものとみなされるべきではない。異なる図面において、同一の参照符号は、同一の又は同様の構成要素を示している。
【００１９】
本発明の記載において、"光レシピ"という用語は、（例えば、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ又はレーザに基づく）照明器具により提供される光であって、ある期間中制御されたスペクトル範囲における制御された光子量を提供するものと定義される。言い換えれば、レシピは、ある期間中の光のスペクトル及び輝度を定義する。照明器具は、１つの照明器具からいくつかの光レシピを実現するため色調整可能であり、輝度調光可能であるように設計されてもよい。"動的光レシピ(dynamic light recipe)"という用語は、時間の関数として（スペクトル及び輝度が）変化する光レシピであり、時間は、園芸成長過程に関連した単位で表される。"成長段階の動的光レシピ"という用語は、成長段階又は植物の葉面積指数の関数として経時変化していく動的光レシピである。"葉面積指数(LAI)"は、植物の成長段階及び特性を測定するため栽培者により用いられる既知のパラメータである。葉面積指数は、地表の単位面積に対する片側の緑葉の面積と定義される無次元量である。ＬＡＩと受光との間には密接な関係があり、キャノピにおける一次の光合成生産を予測するために用いられる。"赤色光"は、約６２０ｎｍ〜約７００ｎｍの波長範囲における放射と考慮され、"青色光"は、約４００ｎｍ〜約５００ｎｍの波長範囲における放射と考慮され、"遠赤色光"は、約７００ｎｍ〜約８００ｎｍの波長範囲における放射と考慮される。"光品質"という用語は、光のスペクトル分布を意味する。"ＰＡＲ"は、光合成有効放射(photosynthetically active radiation)の略語であり、 ４００ｎｍ〜７００ｎｍの太陽放射のスペクトル範囲をいう。"ＰＳＳ"という用語は、"Photosynthetic efficiency and phytochrome photoequilibria determination using spectral data" J.C. Sager etal 1988 American society of agriculture engineers 001-2351/88/3106-1882に定義されているフィトクロム定常状態を意味する。ＰＳＳは、フィトクロムの各フォーム(r-phytochrome及びfr-phytochrome)について各波長における放射照度(irradiance)を当該波長における相対吸収(relative absorption)に対し乗じることにより規定される。"日間累積光量(DLI (daily light integral))"という用語は、光強度(light intensity)（μmol/（m2・s）の瞬間的な光(instantaneous light)）及び期間（日）の関数として日々受けるＰＡＲ光量である。ＤＬＩは、日毎(/d)の平方メートル当たり(/m2)の光のモル(mol)、すなわち、mol/（m2・d）で表される。
【００２０】
本発明者は、動的光レシピについてのいくつかの仮説を検証するためセンサにより制御されたＬＥＤ照明を用いて一連の実験を行った。実験は、植物苗の多くの複製に対し何度も繰り返され、確認された。動的な成長段階に依存するレシピは、２つの異なる光品質の下２〜３週間の期間中種子から小さなきゅうりの植物苗を成長させることを含んだ。第１の光品質は、赤色に対して青色が優勢（例えば、５０／５０の青色／赤色比率）となるようにし、第２の光品質は、総光量に対して２０％以下まで青色の割合を減らすようにした（例えば、２０／８０の青色／赤色比率）。実験において、第１の光品質は、苗成長過程の第１期間中に適用され、第２の光品質は、第１期間に続く、苗成長過程の第２期間中に適用された。上述の動的光レシピにおいて植物苗が受けたmol/m2（単位面積当たりの光子）の単位の積算光線量(accumulated light dose)が、図４に概略的に描かれている。次いで、ＬＥＤ照明の下で成長させた苗（"テスト"）が、１００％昼光の下で成長させた苗（"対照"）と比較された。テスト及び対照苗の両方とも同一の光の強さを受け、品質だけ異なった（すなわち、異なる青色／赤色比率）。ＰＳＳは、ＰＳＳが植物の形態に強く影響し得ることが知られているので、同一に保たれた。秋及び冬に行われた実験から得られた結果は同様であり、同じ傾向をもたらした。図５は、テスト苗（点線）及び対照苗（実線）に係る実験中の光履歴を示す。光の合計(Light Sum)は、ＰＡＲセンサで測定されたＰＡＲ光の総量を表す。ＰＡＲｓｕｍ１（実線）は、昼光を伴う対照実験においてセンサにより収集されたデータから得られ、ＰＡＲｓｕｍ２（点線）は、ＬＥＤを伴うテスト実験においてセンサにより収集されたデータから得られた。このように集められたデータから、本発明者は、総日間累積光量（１日当たりのmol/m2）を計算した。図５のグラフは、実験の全体の期間（２０日）にわたり累積された昼光の合計を示す。左の図は、対照実験及びテスト実験の両方とも、実験中非常に類似したＰＡＲ光量を適用したことを示している。右のグラフは、実験で適用された青色光の量及び赤色光の量を別個に示している。光レシピの品質に大きな違いがあるため、第１期間に対する累積合計及び第２期間に対する累積合計は、これらの間でゼロにリセットされたことが示されている。これは、第１及び第２光期間における異なる青色／赤色比率をより良く示している。曲線は、実験の第１期間においては、略々５０％−５０％の青色及び赤色の貢献度を示し、第２期間においては、対照実験における昼光と比較してテスト実験において青色が減らされ、テスト実験において赤色の量が大幅に増加されたことを示している。本発明者がＬＥＤ照明器具から提供される動的光レシピを用いたテスト実験においては、昼光のわずかな貢献があったことに留意されたい。昼光においては、一般的に、約３５％の緑色、３８％の赤色、２７％の青色がある。それゆえ、昼光における赤色／青色の比は、約１．４である。実験で用いた動的光レシピにおいて、成長過程の第１期間に用いた比は、少し低かった（１〜１．２５）。これは、発明者が、成長過程の第１期間中に自然光(natural daylight)で得られるよりも多くの青色を用いたためである。ゆえに、実際のところは、栽培者がかなりの量の昼光の貢献を用いた場合、栽培者は、同様の結果を得るために、成長過程の第１相における光レシピを調整するためより多くの青色を加え、成長過程の第２相においてより多量の赤色を加える必要があろう。上述した動的光レシピを用いる動的なＬＥＤ照明の大きな利点は、動的光レシピを用いて成長させた苗が、同様の乾燥重量パーセントでもって総バイオマスの増加（最大５０％の増加）を示したことである。テスト苗が最大３０％の増加というＬＡＩの増加を示した点で、形態も影響を受けた。図６は、昼光照明（対照）に対する、動的光レシピ（テスト）に起因した生体重の増加を示す。図７は、きゅうりの苗の実験における葉面積指数(LAI)の増加を示し、テスト苗及び対照苗を比較している。
【００２１】
本発明者はまた、静的光レシピ(static light recipe)、すなわち、園芸成長過程の関数として変化しない人工光を提供する光レシピを用いて、１００％昼光と比較する実験を行った。これらの実験は、２０１２年７月及び１０月に行われた。実験は、静的光レシピ及び１００％昼光の両方について同様の総バイオマス及び同様のＬＡＩを示した。静的光レシピにより提供される光品質は、植物苗の成長における異なる段階の間で変わらなかったが、これらのレシピは、昼／夜リズムを含んだ。ほとんどの苗は、昼／夜リズムを必要とする。夜間は、典型的には最低６時間であり、例えば、自然な日没／日の出リズムにしたがうかもしれない。しかしながら、日が短くなる冬期において、光レシピは、自然な日中の期間を越えて人口成長光を提供する、例えば、日没後も継続してもよい。むろん、栽培者は、冬季の間に夏の日中条件を作り出そうとはしないであろう（なぜなら、これは、費用効率が高くないからである）。最低日間累積光量は、通常成長とエネルギコストのバランスを見て定められる。ゆえに、上記を鑑みると、光レシピは、ある特定の波長スペクトルを持つ光子エネルギの日間線量を植物苗に提供するように設計されてもよい。好ましい実施例においては、昼光が存在する中、日間累積光量が、植物苗が受ける日毎の積算光量が、晴れの日又は曇りの日に関わらずおおよそ一定であるように光レシピを実行する場合に測定され、考慮されてもよい。これは、測定された日間累積光量に依存して人工光源のスペクトルを調整する及び／又は増光若しくは減光することにより達成されてもよい。都市農業等の自然光が入ってこない又は非常に限られている園芸環境においては、人工光及び（もしあれば）昼光により作られる平均的な日間累積光量は、通常、平均的な自然の日間累積光量を超える。
【００２２】
結論として、成長の早期の段階（実験においては、子葉成長段階(stage of seed leaves growth)及び第一本葉成長段階(stage of first true leaf growth）)に青色の割合を大きくする動的光レシピは、苗に対しＬＡＩ及びバイオマス生産の増加をもたらす。動的光レシピが、早期の段階において既に葉面積が増している後期の段階（実験において、さらなる葉の成長段階(stage of further leaves growth)）に青色を減らし、赤色を増やすよう切り替わる場合、成長は、光合成及び全体的な成長に対しさらに最適化される。
【００２３】
図２は、動的光レシピを実現する照明システムの一実施例を示す。一連のＬＥＤ照明器具２０は、別個に調光可能な青色、赤色及び遠赤色を発光するように設けられている。各ＬＥＤ照明器具は、各色が個別に調光可能であるように、３つの色（青色、赤色及び遠赤色）の全てを発するよう設計されてもよい。代替的に、システムは、色毎に個別のＬＥＤ照明器具を有し、各照明器具が個別に調光可能であり、これらの照明器具が、各ロケーションにおいて青色、赤色及び遠赤色の組み合わせを提供することができるよう近接して配置されてもよい。図２に示されるバー状の照明器具に代えて又は加えて、システムは、天井タイル照明器具と同様のタイル状の照明器具を有してもよい。少なくとも１つの照明器具は、例えば、ＬＡＩセンサにより、植物苗２９の成長を監視するためのセンサ２１を有する。ＬＡＩセンサからのデータは、プロセッサ２２において分析され、ＬＡＩデータの結果に基づいて、植物苗がどの成長過程の段階にあるか決定される。この特定の例においては、実際の成長段階が、子葉成長を表すＧＳ２又は第一本葉成長を表すＧＳ３である場合、青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ及び遠赤色ＬＥＤを調光するための適切な調光値ＤＩＭ１、ＤＩＭ２及びＤＩＭ３を持つ光レシピ２が、照明器具からの青色／赤色照明及び赤色／遠赤色照明の正しい比を得るように選択される（２４）。次いで、調光値は、要求された青色放射、赤色放射及び遠赤色放射を発するようＬＥＤ照明器具を効果的に制御するためＬＥＤ照明器具ドライバ２５に与えられる。この特定の例において、実際の成長段階が、根及び芽発育(root and shoot development)を表すＧＳ１又はさらなる葉の発育を表すＧＳ４である場合、青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ及び遠赤色ＬＥＤを調光するための適切な調光値ＤＩＭ１、ＤＩＭ２及びＤＩＭ３を持つ光レシピ１が、照明器具からの青色／赤色照明及び赤色／遠赤色照明の正しい比を得るように選択される（２３）。次いで、調光値は、要求された青色放射、赤色放射及び遠赤色放射を発するようＬＥＤ照明器具を効果的に制御するためＬＥＤ照明器具ドライバ２５に与えられる。当業者は、ＬＥＤ照明器具の調光が種々のやり方で実施され得ることを理解するであろう。図２は、ブロック２５において、青色、赤色及び遠赤色をそれぞれ調光するための３つの調光ユニットを示す。図示された３つの調光ユニットは、１対多数の関係で３つのＬＥＤ照明器具にリンクされる必要は必ずしもない。例えば、各ＬＥＤ照明器具が青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ及び遠赤色ＬＥＤを含む場合、各照明器具は、３つの調光ユニットの全てから駆動されるであろう。しかしながら、各ＬＥＤ照明器具が同じ色のＬＥＤしか含まない場合、青色ＬＥＤを持つＬＥＤ照明器具は、青色調光ユニットにより駆動されてもよく、赤色ＬＥＤを持つＬＥＤ照明器具は、赤色調光ユニットにより駆動されてもよく、遠赤色ＬＥＤを持つＬＥＤ照明器具は、遠赤色調光ユニットにより駆動されてもよい。
【００２４】
図３に示される実施例は、１つ以上の光センサからのフィードバックループが赤色／遠赤色比率、青色／赤色比率及びＰＳＳ値の昼光変化を補償するため用いられる温室において動的光レシピを実現するための照明システムを示す。図３に表示されているセットアップは、個別に調光可能な、各々赤色ＬＥＤ、遠赤色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤを有する少なくとも３つのＬＥＤ照明器具３０を含む。カメラ３１からの入力信号は、植物苗３９の画像を収集するのに用いられてもよい。この場合、実際の成長段階が計算され、光比率の適切な値が、プロセッサ３２において動的光レシピアルゴリズムにより決定されてもよい。次いで、調光値が、ＬＥＤ照明器具３０のコントローラ及びドライバ３５に送られてもよい。代替的に、完全に自動的に成長段階を決定し、光レシピを切り替えることに代えて、植物苗の画像及びＬＡＩの演算結果が栽培者に送られ、栽培者が、いつ他の光レシピに切り替えるかを自律的に判断してもよい。この代替的な実施例は、栽培者に、動的光レシピ及びタイミングを試し、きめ細かく調整する可能性を与える。１つ又は２つの光センサ３３、３４は、ＬＥＤ照明器具及び昼光の両方が苗照明に大きく貢献する場合に植物苗が受ける光全体を制御するために用いられ得る。昼光が１日当たり植物苗に到達する総光の２０％以上の量になる場合、正しい光品質処置を確かなものとするためアクティブに赤色／遠赤色比率、青色／赤色比率及びＰＳＳ値を制御することが好ましいことがわかった。１つ又は２つのセンサは、植物苗が受ける光全体の量の光品質の制御に用いられてもよい。異なるスペクトル範囲の光量を検知することができる１つのセンサ、例えば、センサ３４だけが用いられる場合、青色／赤色の光比率、赤色／遠赤色の光比率及び昼光の強度が収集され、これらから、ＬＥＤ照明のための所望の光比率及び強度が演算され、植物苗３９が受ける昼光及びＬＥＤ光の合計が光レシピのセッティングに従うようにＬＥＤ照明器具３０を駆動するためコントローラ３５に供給される。ＬＥＤの較正が、比率、昼光の量、昼光及びＬＥＤ光の組み合わせの総強度等の正しい計算を確実なものとするため有利であるかもしれない。センサ３４しか用いられない特定の実施例においては、ＬＥＤ照明器具による昼光のシャドーイングは考慮されない。これは、植物苗が受ける実際の昼光を測定するセンサがＬＥＤ照明器具の下にないからである。このようなセンサは、付加的なセンサ３３として容易に提供されるかもしれない。センサ３３も、異なるスペクトル範囲の光量を検知することができてもよい。２つのセンサ３３、３４が用いられる場合、システムは、高度な又は定期的な較正を必要とせず、ＬＥＤ照明器具のための調光値を決定するアルゴリズムは、色又はスペクトル範囲毎のＬＥＤドライバの制御において直接昼光の変化及びシャドーイングを補償することができる。図３に示されるシステムを用いることにより、動的光レシピアルゴリズムは、昼光の最も効率的な使用を選んでもよく、例えば、晴れの日には１００％昼光を用い、それほど昼光がない日はＬＥＤを高輝度値に切り替えることにより補償し、また可能であれば、日間累積光量がおおよそ一定となるように（これは、より一定且つ予測可能な苗生産を可能にする）昼光が非常に多かった日に植物苗が受けるエネルギを合致させるよう日の長さを延ばしてもよい。
【００２５】
概して、動的光レシピを実現する照明システムの実施例は、以下の特徴の１つ以上又は組み合わせを有してもよい。
−  赤色波長範囲（６２０ｎｍ〜７００ｎｍ）、青色波長範囲（４００ｎｍ〜５００ｎｍ）及び遠赤色波長範囲（７００ｎｍ〜８００ｎｍ）の放射を発する多数の単色発光ランプ（ＬＥＤ、ＯＬＥＤ又はレーザベースのランプ又はフィルタを持つ他のランプ）を含む光源。各々の個別の色又は波長範囲は、１０ｎｍから１００ｎｍの帯域幅でスペクトル的に規定されることができる。
−  昼光成分を監視し、少なくとも３つのチャネル（赤色、遠赤色、青色）を調光することにより光レシピを調整し、特定のＰＳＳ範囲で正確な赤色／遠赤色比率及び青色／赤色比率を与えるための少なくとも１つのセンサを持つ光源。
−  少なくとも３つの異なる色範囲（青色に関する約４００ｎｍ〜約５００ｎｍ、赤色に関する約６００ｎｍ〜７００ｎｍ、遠赤色に関する約７００ｎｍ〜８００ｎｍ）の昼光強度を測定することが可能なセンサシステム。
−  広帯域発光スペクトルを持つ（例えば、蛍光体を用いた）光源。斯かる場合、赤色、青色及び遠赤色の比率も演算され得る。例えば、これらの光源は、既知の色比率及び制御可能な基線輝度を持つ照明を提供するため用いられてもよく、これらに加え、制御可能なＬＥＤが色比率及び輝度を調整するため用いられてもよい。
−  各単一色（青色、赤色、遠赤色）が個別に制御可能及び／又は調光可能な光源、照明器具又はシステム。
−  ウェブカム又は他のピクセルで構成されたセンサを用いたＬＡＩの日々の評価による植物苗成長段階の自動判定。
−  モデリングツールからの累積光量及び温度積分(temperature integral)に基づく植物苗成長段階の評価。
−  成長段階に応じて光品質を適合させる光制御システムと組み合わせた植物の成長段階を判定するための植物監視システム（ウェブカム又はオランダの会社であるＰｈｅｎｏｓｐｅｘ Ｂ．Ｖ．からのＰｌａｎｔＥｙｅ等のデバイス）。
【００２６】
動的光レシピは、以下の特徴を有してもよい。
−  ＬＥＤ光のＰＳＳ値が昼光のＰＳＳ（約０．７２）と同等である遠赤色放射成分。
−  植物苗の子葉発育段階及び第一本葉発育段階において、光レシピは、赤色輝度対青色輝度を１に近い比率になるように青色が優勢であり、付加的に、赤色、青色及び遠赤色の組み合わせの総強度が自然光のＰＳＳ値に近いＰＳＳ値を備える。
【００２７】
本発明は、添付図面及び上述の記載において詳細に説明され記載されたが、このような図面及び記載は、限定的ではなく説明的又は例示的なものであると考えられるべきである。本発明は、開示されている実施例に限定されるものではない。
【００２８】
開示されている実施例に対する他の変形は、添付図面、本願明細書及び添付請求項の熟慮により、添付請求項に記載の本発明を実施する際に当業者によって理解され、行われることができる。「有する」という語は、他の構成要素又はステップを排除するものではない。単数形の構成要素は、不定冠詞は複数を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に列挙されている幾つかの項目の機能を実現してもよい。特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように使用されることができないと示すものではない。本願明細書に開示される光レシピを実行するためのコンピュータプログラムが、他のハードウェアと一緒に又は他のハードウェアの一部として供される光記憶媒体又は固体媒体等の適切な媒体において格納／頒布されてもよく、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介する等他のフォーマットで頒布されてもよい。添付請求項における如何なる符号も、範囲を制限するものとしてみなしてはならない。
【００２９】
上記の記載は、本発明のある実施形態を詳細に説明している。しかしながら、本願明細書においてどんなに詳細に説明したとしても、本発明は多くの方法において実施されてもよいことに留意されたい。本発明のある特徴又は態様を記載する特定の用語の使用は、当該用語が、その用語が関連する本発明の任意の特徴又は態様の特有の特性を含むものに限定されるとここで再定義されることを意味するものであってはならないと留意されるべきである。
【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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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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