(57)【要約】本願発明は、間欠パルスの光を発光する複数の照明装置と、複数の照明装置に接続され、同時に発光された間欠パルスの光を２つ以上の植物群が受光するように、複数の照明装置の動作を同期させる中央装置と、を備える屋内の敷地の植物へ照射するシステムを開示する。照明装置は、無線通信装置を備えてもよく、無線で同期される。本願発明はまた、中央サーバーからの様々な種類の情報に従って、植物の照明計画を調整することを開示する。本システムは一つ以上の敷地から受信した情報に従って照明計画を調整し、連続した画像から問題がある状況を予測する。
2016524470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間欠パルスの光を発光する複数の照明装置と、
複数の照明装置に接続され、同時に発光された間欠パルスの光を２つ以上の植物群が受光するように、複数の照明装置の動作を同期させる中央装置と、を備え、前記同期は複数の照明装置の少なくとも一部へ送信される無線信号を介して行われる屋内の敷地の植物へ照射するシステム。
【請求項２】
前記屋内の敷地の植物の栽培に関連するデータを検知するセンサ装置を更に備える請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記センサ装置は前記植物の視覚パラメータを検知する画像撮像装置を備える請求項２記載のシステム。
【請求項４】
植物の栽培に関連するものを遠隔地に送信する送信機を更に備える請求項２記載のシステム。
【請求項５】
複数の照明装置の少なくとも一部は、２つ以上の波長の光を同時に発光する複数の発光素子を備える請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記複数の発光素子はいくつかの異なる波長領域を発光し、各領域の光はデューティサイクルに基づいて別々にパルスする請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記複数の照明装置はそれぞれ無線通信装置を備え、複数の照明装置の操作を無線で同期させる請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記複数の照明装置の少なくとも一部は、標準ソケットにねじこまれるか、または、挿入されるプラグイン組立部品を備える請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記中央装置は、遠隔地の屋内の敷地の外に備わっている請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記中央装置は前記複数の照明装置の一つに備わっている請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記複数の照明装置の少なくとも一部は、照明計画を受信する通信装置を備える請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
前記中央装置は照明計画を前記複数の照明装置の通信装置に送信する請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記複数の照明装置は、制御された波長と強度の光を発光する請求項１記載のシステム。
【請求項１４】
前記複数の照明装置は、植物を加温する赤外線パルスを発光する請求項１記載のシステム。
【請求項１５】
前記複数の照明の少なくとも一部は、前記複数の発光素子を冷却するガスまたは液体を使用する冷却装置に接続される請求項５記載のシステム。
【請求項１６】
前記中央装置は更に、同期して光スペクトルの異なる波長で、複数の照明装置のパルスのデューティサイクルと周波数を制御する請求項１記載のシステム。
【請求項１７】
前記複数の照明装置の少なくとも一部により所定の波長のパルスが発光されたとき、前記画像撮像装置は画像を取り込む請求項３記載のシステム。
【請求項１８】
屋内の敷地のセンサ装置により感知されるセンサデータを取得し、
前記センサデータを前記屋内の敷地の外に位置するコンピュータ・サーバーに送信し、
前記センサデータに従って、前記屋内の敷地に適用する照明計画を調整する、
ことを備える屋内の敷地の植物への照射方法。
【請求項１９】
調整された照明計画を前記屋内の敷地へ送信することを更に備える請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
財務データと市場要求を取得し、前記財務データに従って、前記屋内の敷地に適用する照明計画を調整することを更に備える請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
天気予報を取得し、前記天気予報に従って、前記屋内の敷地に適用する照明計画を調整することを更に備える請求項１８記載の方法。
【請求項２２】
以前の問題がある状況に関するデータを入手し、
以前の問題がある状況の画像と様々な屋内の敷地で撮られた現在の画像とを比較し、
前記比較に従って問題がある状況を予測する、ことを更に備える請求項１８記載の方法。
【請求項２３】
屋内の敷地に光を発光する前記照明装置と屋内の敷地の植物群との間の距離を計測することを更に備える請求項１８記載の方法。
【請求項２４】
前記距離が所定の閾値より小さい場合、前記照明装置の高さを調整することを更に備える請求項２３記載の方法
【請求項２５】
前記距離が所定の閾値より小さい場合、前記照明装置から発光される光の強度を減少すること、を更に備える請求項２３記載の方法。
【請求項２６】
前記照明計画を調整することは、屋内の敷地の照明装置の少なくとも一部から発光される光の照明パラメータを調整することを備える請求項１８記載の方法。
【請求項２７】
前記照明パラメータは波長である請求項２６記載の方法
【請求項２８】
前記照明パラメータはデューティサイクルである請求項２６記載の方法。
【請求項２９】
前記照明パラメータは周波数である請求項２６記載の方法。
【請求項３０】
前記照明パラメータは光の強度である請求項２６記載の方法。
【請求項３１】
前記照明パラメータは照明装置の発光素子と植物群との間の角度である請求項２６記載の方法。
【請求項３２】
照明装置は二つ以上の発光素子を備え、二つ以上の発光素子の一部の照明計画を調整する請求項２６記載の方法
【請求項３３】
前記照明計画は間欠的に発光する光パルスを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は植物への照明に関し、特にパルス方式での植物への照明に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物の成長効率を高めるパルス照明に関する研究が一世紀以上にわたり行われている。１９０５年にBrownとEscombeが回転セクタを用いて、光合成の速度を低下させることなく、３／４の光を省くことができ、特定の植物での光利用の光合成効率が間欠光で１００％以上増加することを発見した。Warburg（１９１９）はクロレラの成長が光パルスの周期によって連続光より間欠光のほうがよりよいことを発見した。１分間に４パルス周期（0.067Hz）では１０％の成長で、１分間に８０００周期（１３３Hz）では１００％の成長であった。EmersonとArnold（１９３２）は、１秒間に５０回（５０Hz）のフラッシュを点滅させ、明期を暗期よりはるかに短くして、植物の収量を４００％増加させることができた。パルスの間欠光を用いる光合成効率は、産業市場の植物の成長にかかる費用の節約と、工業用植物栽培における電気利用のエコ削減との両方で有意であると解釈できる。
【０００３】
所定の波長、例えば４２０−４７０nmの範囲の青色光子のみ、で照射するＬＥＤを用いる植物への照射における利点を示す研究が数多くある。ＬＥＤを用いる照明は、照射量を制御し制限すると、植物を栽培するエリアを冷却する必要性を防止することができる。
【発明の概要】
【０００４】
主題は、間欠パルスの光を発光する複数の照明装置と、複数の照明装置に接続され、同時に発光された間欠パルスの光を２つ以上の植物群が受光するように、複数の照明装置の動作を同期させる中央装置と、を備える屋内の敷地の植物照射システムを開示することを目的とする。同期は、無線手段、例えば複数の照明装置の個々に備えられた無線送受信機、により行うことができる。
【０００５】
ある場合には、システムは屋内の敷地の植物の栽培に関連するデータを検知するセンサ装置を更に備える。ある場合には、センサ装置は植物の視覚パラメータを検知する画像撮像装置を備える。ある場合には、システムは植物の栽培に関連するものを遠隔地に送信する送信機を更に備える。ある場合には、複数の照明装置の少なくとも一部は、２つ以上の波長の光を同時に発光する複数の発光素子を備える。
【０００６】
ある場合には、複数の発光素子はいくつかの異なる波長領域を発光し、各領域の光はデューティサイクルに基づいて別々にパルスする。
【０００７】
ある場合には、複数の照明装置はそれぞれ無線通信装置を備え、複数の照明装置の操作を無線で同期させる。
【０００８】
ある場合には、複数の照明装置の少なくとも一部は、標準ソケットにねじこまれるか、または、挿入されるプラグイン組立部品を備える。ある場合には、中央装置は、遠隔地の屋内の敷地の外に備わっている。ある場合には、中央装置は複数の照明装置の一つに備わっている。ある場合には、複数の照明装置の少なくとも一部は、照明計画を受信する通信装置を備える。ある場合には、中央装置は照明計画を複数の照明装置の通信装置に送信する。ある場合には、複数の照明装置は、制御された波長と強度の光を発光する。ある場合には、複数の照明装置は、植物を加温する赤外線パルスを発光する。ある場合には、複数の照明の少なくとも一部は、複数の発光素子を冷却するガスまたは液体を使用する冷却装置に接続される。ある場合には、中央装置は更に、同期して光スペクトルの異なる波長で、複数の照明装置のパルスのデューティサイクルと周波数を制御する。
【０００９】
主題は、屋内の敷地のセンサ装置により感知されるセンサデータを取得し、センサデータを屋内の敷地の外に位置するコンピュータ・サーバーに送信し、センサデータに従って、屋内の敷地に適用する照明計画を調整することを備える屋内の敷地の植物への照射方法を提供することを目的とする。ある場合には、方法は、調整された照明計画を屋内の敷地へ送信することを更に備える。ある場合には、方法は、財務データと市場要求を取得し、財務データに従って、屋内の敷地に適用する照明計画を調整することを更に備える。ある場合には、方法は、天気予報を取得し、天気予報に従って、屋内の敷地に適用する照明計画を調整することを更に備える。
【００１０】
ある場合には、方法は、以前の問題がある状況に関するデータを入手し、以前の問題がある状況の画像と様々な屋内の敷地で撮られた現在の画像とを比較し、この比較に従って問題がある状況を予測することを更に備える。ある場合には、方法は、屋内の敷地に光を発光する照明装置と屋内の敷地の植物群との間の距離を計測することを更に備える。
【００１１】
ある場合には、方法は、距離が所定の閾値より小さい場合、照明装置の高さを調整することを更に備える。ある場合には、方法は、距離が所定の閾値より小さい場合、照明装置から発光される光の強度を減少することを更に備える。ある場合には、照明計画を調整することは、屋内の敷地の照明装置の少なくとも一部から発光される光の照明パラメータを調整することを備える。
【００１２】
ある場合には、照明パラメータは波長である。ある場合には、照明パラメータはデューティサイクルである。ある場合には、照明パラメータは周波数である。ある場合には、照明パラメータは光の強度である。ある場合には、照明パラメータは照明装置の発光素子と植物群との間の角度である。ある場合には、照明装置は二つ以上の発光素子を備え、二つ以上の発光素子の一部の照明計画を調整する。ある場合には、照明計画は間欠的に発光する光パルスを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
本願発明は図面を参照しながら下記の詳細な説明により理解することができ、よりよく認識することができるであろう。通常、一つ以上の図面における同一の構成、要素、部品は、全ての図面において同一または同様の符合を付している。
【００１４】
【図１】図１は主題の典型的な実施形態に係る複数の照明装置を制御するコンピュータ・システムを示す。
【図２】図２は主題の典型的な実施形態に係る複数の照明装置を用いて植物を照射するエリアを示す。
【図３】図３は主題の典型的な実施形態に係る複数の照明装置の動作を制御するコンピュータ処理された方法を示す。
【図４】図４は主題の典型的な実施形態に係る遠隔地から複数の照明装置の動作を制御するコンピュータ・サーバーを示す。
【図５】図５は主題の典型的な実施形態に係る屋内の敷地用照明装置を模式的に示す。
【図６】図６は主題の典型的な実施形態に係る照明装置の構成部を模式的に示す。
【図７】図７は主題の典型的な実施形態に係る照明装置により発光された４つの光の詳細な表示を示す。
【図８】図８は本願発明の典型的な実施形態に係る中央制御植物栽培システムを示す。
【図９】図９は本願発明の典型的な実施形態に係る栽培計画の作成に用いる入力の詳細を示す。
【図１０】図１０は本願発明の典型的な実施形態に係る栽培計画を進歩させる方法とプロセスを示す。
【図１１】図１１は本願発明の典型的な実施形態に係る太陽光パネルに接続した植物栽培地を示す。
【図１２】図１２は本願発明の典型的な実施形態に係る可動式照明装置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
主題は植物の照明システム及び方法を開示する。システムは規定済みのエリアに配置される複数の照明装置を備え、複数の照明装置のうち少なくとも２つは間欠法で光を発光する。システムはまた複数の照明装置のうち少なくとも２つから発光される光の特性を決定する複数の照明装置に接続される制御装置を備える。制御装置はまた複数の照明装置から出力される信号を同期させ、植物の成長を向上するために照明装置に取付けられたセンサから測定値を得るように構成されている。
【００１６】
図１は主題の典型的な実施形態に係る複数の照明装置を制御するコンピュータ・システムを示す。コンピュータ・システム１００は、インターフェースが照明装置の動作を制御することに用いられる、ラップトップ、電話、タブレット、PC等ユーザー標準の電子機器である。コンピュータ・システム１００はコンピュータ・システム１００のユーザーにより発光されたコマンドを複数の照明装置に送信する送信機１１０を備えている。送信機１１０は複数の照明装置の各々の受信機と通信する無線送信あってもよい。あるいはまた、送信は有線ネットワーク又は複数の照明装置の電力グリッドにより構築されてもよい。ユーザーは遠隔地例えば、事務所または家、から複数の照明装置の操作を制御することができる。
【００１７】
コンピュータ・システム１００は処理装置１２０を備える。処理装置１２０は、例えば、記憶装置１３０に記憶された規定済みのルール一式に従って、複数の照明装置の照明パラメータを決定するように構成されている。記憶装置１３０は、屋内の敷地の照明を管理するためにユーザーにより使用されるソフトウエアに適応したコンピュータ化された装置のメモリであってもよい。ソフトウエアは電子機器で実行できるモバイルアプリケーションであってもよい。記憶装置１３０はクライアント側のモバイルアプリケーションに保存された複数の規則又は栽培計画でもよい。照明パラメータの決定は、照明装置を制御するユーザー又はリモートサーバーからのコマンドに従って、リアルタイムに行うことができる。典型的な場合では、照明パラメータは、例えば１ヶ月の期間で、栽培計画の最初に決定する。そして、パラメータはそれぞれ処理装置を備える複数の照明装置に送信される。
【００１８】
コンピュータ・システム１００はまた受信機１４０を備えている。外部の物は複数の照明装置により照射されるエリアに位置するセンサであることができる。センサからのデータは、複数の照明装置により植物に供給される照明を調整するために処理装置１２０に入力することができる。また、受信機は照明システムが作動している農場に更新情報を送信する遠隔地サーバーから信号を受信することができる。リモートサーバーは複数の個所からデータを受信することができ、それにより栽培プランを調整することができる。サーバーは遠隔地で操作する農業者から指示又は屋内の敷地で起こる事象に関連するデータも受信することができる。リモートサーバーは天候の変化等の客観的情報に従ってデータを送信することができる。受信機１４０はモデム又はケーブルネットワークを介してリモートサーバーからデータを受信することができる。
【００１９】
図２は主題の典型的な実施形態に係る複数の照明装置を用いて植物を照射するエリアを示す。エリア２００は照明装置２１０、２１５、２１８により照射される複数の植物２３０、２３５、２３８を含む。エリア２００は花や野菜等の植物栽培用屋内の場所として、壁により区別されてもよい。複数の照明装置２１０、２１５、２１８の少なくとも幾つかは、図１のコンピュータ化された装置と同様に、制御装置２４０に接続される。複数の照明装置２１０、２１５、２１８は、例えば、ＬＥＤ又は他の制御された出力信号により光を発光する。複数の照明装置２１０、２１５、２１８は、照明装置が出力する信号の波長によって、植物を温める信号を出力することができる。複数の照明装置２１０、２１５、２１８により出力された信号は、各ＬＥＤの開口角度や発光素子と植物の間の照明によって、又は、信号強度に関連するパラメータによって、規定済みの有効エリアに出力される。例えば、照明装置２１０は有効エリア２２０に信号を出力し、照明装置２１５は有効エリア２２５に信号を出力し、照明装置２１８は有効エリア２２８に信号を出力する。
【００２０】
複数の照明装置２１０、２１５，２１８は間欠パルス方法で信号を出力する。つまり、栽培計画とタイムテーブルに合致する規定済みの照明プログラムによって、間欠的に行う。パルス照明は効率とエネルギー消費を削減するために、少なくとも部分的に同期させる。典型的な場合、照明の一部分だけ複数の照明装置間で同期させる。例えば、赤色の光は常に発光されるが、青色の光はパルスで発光され、植物群に光を供給する５つの照明装置間で同期させる。制御装置２４０は、複数の照明装置２１０、２１、２１８により出力される信号を同期し、植物の成長を向上し、電力消費を少なくするように構成されている。例えば、照明装置２１０、２１５の両方が植物２２５に光を発光すると、照明装置の幾つかの有効エリア間で重複する部分がある。発光された光のタイミングが同期されていないとき、植物２２５又は両方の照明装置により照射されるエリアは、時間を超過するか、又は栽培計画に一致しない照明方法で、異なる光量を吸収する。
【００２１】
制御装置２４０はセンサ装置２５０から情報を受信するように構成されている。センサ装置２５０は植物の画像をとるカメラを備えてもよい。センサ装置２５０は照明装置と植物との間の距離を測定するセンサを備えてもよい。照明プログラムの調整は、波長、振幅、デューティサイクル、周波数、照明装置と植物間の距離等の変更が含まれる。ある場合には、照明装置は、例えば、規定済みのガス又は液体を発光素子に向けて放出させる、冷却装置を備える。このような場合、ガスは照明装置内に保管するかガス保管所からパイプを通して照明装置に運ばれる。制御装置２４０は、例えば、複数の照明装置２１０、２１５、２１８の通信装置に送信するRF信号を介して、パルスデューティサイクルと光スペクトルの異なる波長の周波数もまた制御することができる。ある場合には、制御装置２４０は、コマンドを他の照明装置に送信する中央照明装置と通信する。制御装置２４０は複数の照明装置２１０、２１５、２１８の各々の発光素子のデューティサイクルを、例えば、１−９９％の範囲で制御することができる。制御装置はまた発光素子から発光される光の周波数と強度を波長と同様に制御することができる。制御装置２４０は、照明装置の配列の発光素子の一部のみの照明計画を調整するためにコマンドを送信することができる。例えば、赤色ＬＥＤのパルスを変更することなく、青色ＬＥＤのパルスを調整する。
【００２２】
図３は主題の典型的な実施形態に係る複数の照明装置の動作を制御するコンピュータ処理された方法を示す。ステップ３１０では、サーバーが屋内の敷地に位置する植物の栽培計画を取得する。栽培計画は、目標データに関するデータ、目標データまで行われる複数の時間区間の照明、対象データまでの計画された植物の大きさと色、等が含まれる。ある場合には、例えば、カナダの一地点や米国の一地点等異なる場所の所在地によって、栽培計画は、異なる場所では同じ植物で異なる。
【００２３】
ステップ３２０では、サーバーが複数の植物栽培用の屋内の敷地からセンサデータを受信する。センサデータは湿度や温度等の環境データであってもよい。センサデータは、所定の照明強度を維持するために、特定の植物の大きさ、色、形、照明装置と植物との距離等の画像又は動画により提供されてもよい。センサデータは毒性レベルや特定の屋内の敷地で見つかった物質の存在を示してもよい。
【００２４】
ステップ３３０では、サーバーは市場の要求を受信する。このステップは、任意であり、期日や地理分布等の様々なセグメントの敷地の計画要求をサーバーに供給するものである。サーバーは、花きの株式市場等の外部リソースから提供される市場の要求に従い、特定の屋内の敷地の植物の少なくとも一部の目標期日を調整することが可能である。市場の要求は特定日の計画された値段であるかもしれない。植物の目標期日の制御は、光の持続時間と光スペクトルを制御して、照明を成長段階から開花段階に変更するタイミングを制御することにより行うことができる。
【００２５】
ステップ３４０では、サーバーは栽培計画に影響するかもしれない対象条件を受信する。対象条件は特定地域の天候、輸送コストの変化、特定日の交通渋滞等でもよい。
【００２６】
ステップ３５０では、サーバーは少なくとも特定の屋内の敷地の特定エリアの照明計画を調整する。照明計画は、波長、熱、周波数の制御や植物に対するパルスのデューティサイクル等により影響を受けるかもしれない。システムは遠隔地からデータを得ることで最適な栽培条件を知る。
【００２７】
ステップ３６０では、サーバーは、屋内の敷地に更新された照明計画を送信する。送信はインターネット、ケーブルネットワーク、無線 や当業者が希望する他の方法により行うことができる。
【００２８】
ステップ３７０は、栽培計画の遅れ、葉の色の変化、計画された植物の大きさと実際の植物の大きさとの違い、植物群中の害虫の存在等の以前の問題のある状況に関するデータを取得することを開示している。データは画像撮像装置等のセンサにより提供される。典型的な場合では、問題のある状況を特定したとき、本発明のコンピュータ・システムは、問題のある同じ植物または植物群を問題のある状況を特定する前に撮った画像、例えば、問題のある状況が特定される前の週の1日の３つの画像、を解析する。コンピュータ・システムは、これら画像の対象物の形状と色等の特徴のみ、又は、植物中の対象物のみを保存してもよい。
【００２９】
ステップ３７５は、以前の問題のある状況の画像と様々な屋内の敷地で撮られた現在の画像を比較することを開示している。この比較は、例えば、画像の対象物を一致させたり、問題のある状況が特定される前に撮られた画像でも見つけられる現在の画像の特徴を認識することにより、全体の画像によって行うことができる。そして、値を前の画像一式と現在の画像一式との間の外見的類似性を特定するために提供してもよい。ステップ３８０では、比較結果により、値が予め規定された閾地より高い場合、問題のある状況が予見されることを通知するアラートを発してもよい。
【００３０】
図４は主題の典型的な実施形態に係る遠隔地から複数の照明装置の動作を制御するコンピュータ・サーバーを示す。サーバー４００は複数の屋内の敷地とは異なる国に位置していてもよく、通信装置４３０を介して植物栽培の結果を受信する。通信装置４３０は、インターネット、又は、遠隔地との有線又は無線通信を提供する他のネットワークに接続することができる。通信装置４３０は、また、例えば、遠隔地の植物の栽培計画の更新情報、照明計画の更新情報や加温計画等を遠隔地にデータを送信する。通信装置４３０により遠隔地の農業地に送信される更新情報は、論理演算装置４２０により決定される。論理演算装置４２０はプロセッサを備えてもよく、記憶装置に保存された所定の規則一式に沿って、演算と予測を行う。論理演算装置４２０はサーバー４００のユーザーやソフトウエアをダウンロードすることにより更新されてもよい。論理演算装置４２０は、遠隔地の農業地から受信したセンサデータを保存するセンサデータ記憶装置４５０から情報を受信することができる。センサデータは温度、湿度や遠隔地の農業地のセンサにより測定された他の測定値を含む。センサデータは、例えば、遠隔地の農業地のマネージャーからや遠隔地の農業地の画像撮像装置等のセンサ装置から自動的に提供される、遠隔地の農業地の植物の大きさ、色、形を含んでもよい。論理演算装置４２０はまた、様々な植物の栽培計画と遠隔農業地の植物の種類を保存する栽培計画記憶装置４１０から情報を受信することができる。栽培計画は、例えば、販売する準備ができている植物のデータ等の目標データを含んでもよい。栽培計画は、植物が開花段階や規定の大きさ等に届くことができる日付を示すことができる。論理演算装置４２０は栽培計画記憶装置４１０に保存されるデータとセンサデータ記憶装置４５０に保存される現実の成長とを比較することができる。典型的な場合、一地点の特定群のみに変化があり、同じ植物の他の１０群は栽培計画に従って成長していることを検知する。このような場合、論理演算装置４２０は通信装置４３０を介して特定の敷地に問題のある群についてアラートを送信することができる。
【００３１】
典型的な場合、サーバー４００はまた、特定の地域の特定の植物の市場要求と目標価格を保存する財務記憶装置４４０を備えてよい。例えば、シカゴでは特定価格で日曜日に４０００の薔薇が必要、ニューヨークでは日曜日に１５００のみの薔薇が必要だが大きな総会があるので水曜日に５０００の薔薇が必要である。論理演算装置４２０は、遠隔地の農業地の植物の栽培計画の目標の日付を変更して、照明計画を調整するために、財務データを使用してもよい。
【００３２】
図５は主題の典型的な実施形態に係る屋内の敷地用照明装置を模式的に示す。照明装置は遠隔サーバーや所定の一定の照明計画の動作により制御されてもよい。照明装置５００はプラグイン照明と加温と監視の組立部品のセットとして設計されてもよい。ある場合には、複数のそのような照明装置は屋内の敷地や遠隔地の制御装置により制御される。図５のように設計されると、プラグイン組立部品５１０は標準ソケットにねじこまれる。他のある場合には、照明装置５００はAC-DCプラグに接続される。好ましい実施形態では、照明装置５００は通信ボード５３０と成長パラメータの送信と照明と加温計画の通信用アンテナを備える。照明装置５００は、加温と照明用のＬＥＤライト等の複数の光モジュール５５０がある本体５２０を備える。照明装置５００はまた、照明装置５００近傍に位置する植物の成長を監視する画像装置５４０を備えてもよい。照明装置５００は植物群の上に設けられる。植物群は、照明装置５００に内蔵される光モジュール５５０の照明と加温範囲に従って、規定される。
【００３３】
図６は主題の典型的な実施形態に係る照明装置の構成部を模式的に示す。照明装置６００は、青色及び赤色スペクトル帯域や当業者が所望する他のスペクトル帯域の光を発光するＬＥＤ発光素子等の少なくとも１つの発光素子６２２を備える。照明装置６００はまた近赤外域波長を発光する発光素子や人のモニタリング目的用白色発光素子等の発光素子６２５を備えてもよい。照明装置６００は電力系統から電力を受ける電源装置６０２を備えている。ある場合には、照明装置６００の電子モジュール、例えば、ＡＣ／ＡＤ変換器６０５や、筺体６２５の外部に設けられるか、通信カードに印刷されるか、電線を介して送信するアンテナ６３０を有する有線又は無線ＲＦ信号送受信機付通信装置等は、筺体６２５の中に入れられる。照明装置６００はまた、アンテナ６３０から受信するコマンドを処理し、発光素子６２２、６２５が植物に適用するパルスに変換する処理装置６０８を備える。照明装置６００はまた、照明計画と加温計画を決定するために処理装置６０８に用いられるソフトウエアを有してもよい。照明装置６００はまた、温度計、湿度センタや撮像モジュール６１５等の複数のセンサを有してもよい。照明装置はまた、照明装置６００と植物の距離を決定するために光又はソナーセンサを有してもよい。
【００３４】
照明装置６００はまた、屋内の敷地に空気を放出する空調装置６５０を備えてもよい。空気の放出は、屋内の敷地のエリアの冷却と空気の循環とを行うために、コンピュータ化された装置からのコマンド、例えば所定の事象への応答、に従って行われるか、又は、定期的に行われる。照明装置６００はまた、パルス発生器６５５を備える。パルス発生器６５５は、照明装置６００の発光素子が光を発光することに従ってパルスを発生する。
【００３５】
図７は主題の典型的な実施形態に係る照明装置により発光された４つの光の詳細な表示を示す。異なる独立して発光される光又は他の種類の信号の数は、栽培計画や特定の種類の植物の必要性によって決定される。例えば、トマト栽培用領域に設置される照明装置は３つのＬＥＤが設けられ、薔薇栽培用領域に設置される照明装置は異なる波長領域を有する５つのＬＥＤとカメラが設けられる。図７の照明装置は、栽培計画を遂行するために、６４０nmから６９０nmの波長領域の赤色の光７２５と、４２０nmから４７０nmの波長領域の青色の光７３０と、可視スペクトルを包含する波長領域の白色の光７１０と、赤外線スペクトル７２０の４種類の信号を発光する。赤色光と青色光は主に光合成、屈光性及び光形態形成の要因となるスペクトル領域であり、赤外線ＬＥＤ光は加温の要因となり、白色光は照明装置を用いて画像を明確にする。
【００３６】
図８は本願発明の典型的な実施形態に係る中央制御植物栽培システムを示す。図８はまた下記に詳述の植物の成長を制御し、監視を行うことに使用される方法の概要を提供する。システムは複数の照明装置８３５を備える。複数の照明装置８３５は栽培場所で量を変更することができ、簡易設置のプラグインモジュールを有するように設計することができ、加温及び監視性能を有することができる。照明装置８３５の数は、各敷地８００での栽培する植物の量、場所の大きさ、植物の種類や他の関連要因に従ってもよい。複数の照明装置８３５は電球ソケット８１７により電気に接続されてもよい。複数の照明装置８３５はＡＣ／ＤＣソケットにより電気に接続されてもよい。複数の照明装置８３５は、屋内の敷地の照明を管理している人からのコマンドを遠隔地にコマンドを送る無線ルーター８４０に接続されてもよい。無線ルーター８４０はコマンドを照明装置８３５の通信装置に送信する。
【００３７】
ある典型的な実施形態では、複数の照明装置８３５は、入力の受信と出力の送信の管理と、インターネットの接続性を管理するソフトウエアを含む中央サーバーから照明計画の更新を受信することができる。中央サーバーから送信された信号は、特定の照明装置に関連する植物の栽培計画に従って、発光素子の種類毎に所定の周波数と所定のデューティサイクルで光パルスを発生する。デューティサイクルや波長等のパルスの特性は、植物栽培段階中にオンラインで変更することができる。ある場合には、照明装置は、中央サーバーによって決定されたパラメータに従って、パルスを供給しないが恒明を供給する。中央サーバーは、インターネットベースの栽培計画データベースとリソースセンター８１５に記憶されているデータに従って、照明装置に送信する信号を決定することができる。ある典型的な実施形態では、栽培計画はまた散水指示、施肥時期及び量を含む。栽培計画は、下記の入力に基づいて、データベースとリソースセンター８１５によって作成することができる。（ａ）遠隔地８００からのデータ、例えばセンサからや照明装置からのデータの分析責任者８２０により提供される栽培の入力及び出力パラメータ；（ｂ）このシステム手段により栽培される植物の間に位置する追加のセンサから受信する植物の成長の監視に関連する温度、化学濃度、二酸化炭素レベル及び湿度等のデータ；（ｃ）インターネットから抽出できる関連データ。
【００３８】
図９は本願発明の典型的な実施形態に係る栽培計画の作成に用いる入力の詳細を示す。発明を使用する各栽培者は、照明装置９５０と栽培地９２０の責任者と栽培地に設置されたセンサ９０５の３つのソースからデータを収集し、リソースセンターに送信するＰＣ、タブレット及び電話等の電子デバイスにインストールされたコンピュータプログラムを有している。画像撮像装置を内蔵しているとき照明装置９５０は植物画像９１０を供給することができる。植物画像９１０は、照明条件のデータと各照明装置９５０の識別番号９１５と同様に、植物の色と葉の大きさ、害虫管理が必要な病気の植物等の分析目的データを含む。センサ９０５は、植物の栽培環境の周りの温度、所定物質の化学濃度及び湿度度の環境データを検知し、提供する。栽培する植物の種類と場所及び地理的場所等のサーバーに提供する他の情報は、栽培地９２０の責任者により特定されてもよい。アラートが送信されると、情報は敷地内の病気の植物の位置も含める。人が栽培目標パラメータ、植物開花プロセスの完了の所望日時等のパラメータを入力してもよい。サーバーにより送信される入力は次に、以下の追加入力に加えてデータベースとリソースセンターに統合することができる。（ａ）植物の栽培計画に関連するインターネットベースの情報、天気予報や経済条件９３０等（ｂ）前回の考案しテストした栽培計画の結果。例示した入力は、進行中の状態で、インターネットベースの栽培計画データベースに入れられ、従って、変更した栽培計画は、受信した入力の変化に基づいて、自動的に敷地９２０の制御装置に送信されてもよい。
【００３９】
図１０は本願発明の典型的な実施形態に係る栽培計画を進歩させる方法とプロセスを示す。プロセスは複数の遠隔地１０３０、１０３２、１０３５から中央サーバー１０２０にデータを送信することを提供する。データは頻繁に、例えば１５分に１回又は、遠隔地１０３０、１０３２、１０３５の1つで問題のある植物群を示す画像を検出したき等所定の事象があるときに要求に応じて、送信されてもよい。中央サーバー１０２０は、リアルタイムに理想の状態を知るために、遠隔地からのデータ入力を使用することができ、そして照明を調整する。遠隔地１０３０、１０３２、１０３５から中央サーバー１０２０への進行中のデータは、内部の研究結果とデータベースとリソースセンター１０１５が行ったテスト結果に沿って分析され、将来の栽培計画に活用される。
【００４０】
図１１は本願発明の典型的な実施形態に係る太陽光パネルに接続した植物栽培場所を示す。標準的な太陽光パネルにより供給される電気は、１平方メートルの植物栽培１１２０に電気を供給するために、１０平方メートルの太陽光パネル１１３０の平均が必要です。しかしながら、パルス光の使用とスペクトル照明の制御を通して本発明により達成された電気効率によって、太陽光パネル１１４５の平方メートルと栽培エリア１１２０の比率は、１０：１から１：２に低減することができる。エネルギー効率と本発明の使用により作られた空間は、都会の環境１１６０でより多くの成長を可能にする。
【００４１】
図１２は本願発明の典型的な実施形態に係る可動式照明装置を示す。照明装置１２１５は植物群１２１０が育つ特定の領域上に設けられる。照明装置１２１５は、植物が育つと距離が減る、植物１２１０の草冠と照明装置１２１５の間の距離を計測するセンサ、例えば、光学手段を備える。照明装置１２１５は、計測した距離が所定の閾値より小さい場合照明装置１２１５を移動するアーム１２１７又はウインチ等の機械構成部分に接続される。
【００４２】
ある典型的な場合、植物と照明装置１２１５の間の距離を計測するセンサは、照明装置１２１５の外、例えば、屋内の敷地の壁に位置している。ある典型的な場合、照明装置１２１５を移動する代わりに、植物が育ったとき、照明装置１２１５により適用される光の振幅を減少させる。
【００４３】
ある典型的な場合、複数の照明装置の少なくとも幾つかがカンナビス植物に特定の規定の波長領域の光を発光するとき、主題のシステムは、屋内の敷地に設置されたカメラから画像を取り込む。例えば、赤色光が照明装置の一部によって発光されたときのみカメラは画像を取り込む。赤色光はカメラに追加のデータ（画像が照明なしで撮られたとき入手したデータに追加して）の取得を可能にする。このような追加情報はクロロフィル含有量や葉の脱色でもよい。
【００４４】
上述の方法および装置は、ステップの省略または追加、ステップの順序および使用する装置の種類の変更を含め、多様に変更してもよいことが理解されるであろう。異なる特徴を様々な方法で組み合わせてもよいことが理解されるであろう。特に、１つの特定の実施形態において以上に示されたすべての特徴が、本発明のすべての実施形態に必須なものではない。以上の特徴のさらなる組み合わせも、本発明のいくつかの実施形態の範囲内と考えられる。
【００４５】
また、本発明は、特に以上に示し、記載したものに限定されないことが当業者によって理解されるであろう。本発明の範囲はむしろ次の特許請求の範囲のみにより定義される。
【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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【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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【図１２】
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【国際調査報告】
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