JPH06209654A - 補光装置 - Google Patents
補光装置Info
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- JPH06209654A JPH06209654A JP953793A JP953793A JPH06209654A JP H06209654 A JPH06209654 A JP H06209654A JP 953793 A JP953793 A JP 953793A JP 953793 A JP953793 A JP 953793A JP H06209654 A JPH06209654 A JP H06209654A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 植物の光合成促進に必要かつ最小限の補光を
行うことにより、補光に要するコストを低減すること。 【構成】 補光装置は、分光光度計１と制御コンピュー
タＣと放電ランプ１０，１１とを備えている。分光光度
計１は、太陽２から放射される光のうち、光合成の光化
学系Ｉに関与する波長域の光Ｒ1 、及び光合成の光化学
系ＩＩに関与する波長域の光Ｒ2 の強度を測定する。制
御コンピュータＣは、分光光度計１により測定された光
Ｒ1 ，Ｒ2 の強度Ｓ1 ，Ｓ2 と予め設定された光の強度
Ｓ10，Ｓ20とを比較した結果に基づいて、補光すべき人
工光の強度ｓ1 ，ｓ2 を算出または選出する。各放電ラ
ンプ１０，１１は、制御コンピュータＣからの補光指令
に基づいて算出または選出された強度ｓ1 ，ｓ2 の人工
光を照射する
行うことにより、補光に要するコストを低減すること。 【構成】 補光装置は、分光光度計１と制御コンピュー
タＣと放電ランプ１０，１１とを備えている。分光光度
計１は、太陽２から放射される光のうち、光合成の光化
学系Ｉに関与する波長域の光Ｒ1 、及び光合成の光化学
系ＩＩに関与する波長域の光Ｒ2 の強度を測定する。制
御コンピュータＣは、分光光度計１により測定された光
Ｒ1 ，Ｒ2 の強度Ｓ1 ，Ｓ2 と予め設定された光の強度
Ｓ10，Ｓ20とを比較した結果に基づいて、補光すべき人
工光の強度ｓ1 ，ｓ2 を算出または選出する。各放電ラ
ンプ１０，１１は、制御コンピュータＣからの補光指令
に基づいて算出または選出された強度ｓ1 ，ｓ2 の人工
光を照射する
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、植物の生育を促進させ
るために光合成及び光形態形成に有効な波長域の光を植
物に補給する装置に関するものである。
るために光合成及び光形態形成に有効な波長域の光を植
物に補給する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】多くの植物にとって光が水や炭酸ガス等
と同様に光合成及び光形態形成に不可欠な要素であると
いうことは公知の事実である。
と同様に光合成及び光形態形成に不可欠な要素であると
いうことは公知の事実である。
【０００３】例えば、温室内等にて栽培される植物で
は、光合成はガラスを通過して入射してくる太陽光を利
用することによって行われている。従って、曇天や雨天
等の理由によって太陽光の供給量が不足すると、光合成
が充分に行われなくなる。このような場合、植物の生長
が遅くなることによって生育期間が長期化し、設備の稼
働率が悪くなるなどの不都合が生じてしまう。
は、光合成はガラスを通過して入射してくる太陽光を利
用することによって行われている。従って、曇天や雨天
等の理由によって太陽光の供給量が不足すると、光合成
が充分に行われなくなる。このような場合、植物の生長
が遅くなることによって生育期間が長期化し、設備の稼
働率が悪くなるなどの不都合が生じてしまう。
【０００４】このため、従来においては、太陽光の不足
分を補うための補光装置を設置するという対応策が実施
されている。この種の装置の特徴は、太陽光の強度を測
定する手段として日射計を備えていることである。
分を補うための補光装置を設置するという対応策が実施
されている。この種の装置の特徴は、太陽光の強度を測
定する手段として日射計を備えていることである。
【０００５】ここで前記補光装置の機能について簡単に
説明する。この種の補光装置は前記日射計のほかに、例
えば制御コンピュータや補光ランプを備えている。制御
コンピュータは、日射計によって測定された太陽光の強
度と予め設定された光強度とを比較する。そして、測定
値のほうが低くかつその状態が一定時間以上継続したと
き、制御コンピュータは補光ランプに点灯の命令を下
す。その結果、植物には太陽光の不足分が補給され、光
合成効率の低下防止が図られる。
説明する。この種の補光装置は前記日射計のほかに、例
えば制御コンピュータや補光ランプを備えている。制御
コンピュータは、日射計によって測定された太陽光の強
度と予め設定された光強度とを比較する。そして、測定
値のほうが低くかつその状態が一定時間以上継続したと
き、制御コンピュータは補光ランプに点灯の命令を下
す。その結果、植物には太陽光の不足分が補給され、光
合成効率の低下防止が図られる。
【０００６】なお、植物には光飽和点、すなわち光量を
増しても光合成速度が上がらなくなる点が存在すること
が知られている。よって、光飽和点となるような強度の
光を補光することができれば、最も効率の良い補光が達
成されることになる。
増しても光合成速度が上がらなくなる点が存在すること
が知られている。よって、光飽和点となるような強度の
光を補光することができれば、最も効率の良い補光が達
成されることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、日射計によ
る太陽光の強度測定では、光合成に関与する特定の狭い
波長域のみならず、光合成に関与しない波長域や光合成
に対して阻害的に作用する波長域までもが測定対象とな
ってしまう。
る太陽光の強度測定では、光合成に関与する特定の狭い
波長域のみならず、光合成に関与しない波長域や光合成
に対して阻害的に作用する波長域までもが測定対象とな
ってしまう。
【０００８】このように広域の波長を測定対象とする
と、光合成に関与する特定波長域が充足しているのか否
かを正確に把握することができない。従って、ある程度
の測定誤差を考慮したうえで、予め強めの光を設定して
補光をせざるを得ないという状況にあった。よって、電
気エネルギーの消費量が多くなり、コスト面から見て効
率が良いとはいい難かった。
と、光合成に関与する特定波長域が充足しているのか否
かを正確に把握することができない。従って、ある程度
の測定誤差を考慮したうえで、予め強めの光を設定して
補光をせざるを得ないという状況にあった。よって、電
気エネルギーの消費量が多くなり、コスト面から見て効
率が良いとはいい難かった。
【０００９】しかし、補う光の強度を闇雲に強くする
と、ハウス内の温度の上昇や湿度の低下等が著しくな
り、植物に生理的障害等を引き起こしてしまうという問
題があった。
と、ハウス内の温度の上昇や湿度の低下等が著しくな
り、植物に生理的障害等を引き起こしてしまうという問
題があった。
【００１０】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、植物の光合成促進に必要かつ最小
限の補光を行うことにより、補光に要するコストを低減
することができる補光装置を提供することにある。
であり、その目的は、植物の光合成促進に必要かつ最小
限の補光を行うことにより、補光に要するコストを低減
することができる補光装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、太陽から放射される光のうち、光合
成の光化学系Ｉに関与する波長域の光、及び光合成の光
化学系IIに関与する波長域の光の強度を測定する分光光
度計と、分光光度計により測定された光の強度と予め設
定された光の強度とを比較した結果に基づいて、補光す
べき人工光の強度を算出または選出する制御コンピュー
タと、制御コンピュータからの補光指令に基づいて前記
算出または選出された強度の人工光を照射する補光照射
手段とからなる補光装置を提案している。
めに、本発明では、太陽から放射される光のうち、光合
成の光化学系Ｉに関与する波長域の光、及び光合成の光
化学系IIに関与する波長域の光の強度を測定する分光光
度計と、分光光度計により測定された光の強度と予め設
定された光の強度とを比較した結果に基づいて、補光す
べき人工光の強度を算出または選出する制御コンピュー
タと、制御コンピュータからの補光指令に基づいて前記
算出または選出された強度の人工光を照射する補光照射
手段とからなる補光装置を提案している。
【００１２】この場合、補光照射手段は、可視光におけ
る青色領域の光を主として放射し得る放電ランプと、可
視光における赤色領域の光を主として放射し得る放電ラ
ンプとからなることが良い。
る青色領域の光を主として放射し得る放電ランプと、可
視光における赤色領域の光を主として放射し得る放電ラ
ンプとからなることが良い。
【００１３】
【作用】植物等の光合成は、光化学系Ｉ，光化学系IIと
呼ばれる二種類の反応系のコンビネーションによって成
り立っている。
呼ばれる二種類の反応系のコンビネーションによって成
り立っている。
【００１４】そして、一般に光化学系Ｉには太陽光にお
ける長波長域の光（６７０ｎｍ付近を中心とした赤色領
域）が関与し、光化学系IIには短波長域（４６５ｎｍ付
近を中心とした青色領域）の光が関与していることが知
られている。従って、両波長域の光の強弱が光合成の効
率を左右する大きな要因であることはいうまでもない。
ける長波長域の光（６７０ｎｍ付近を中心とした赤色領
域）が関与し、光化学系IIには短波長域（４６５ｎｍ付
近を中心とした青色領域）の光が関与していることが知
られている。従って、両波長域の光の強弱が光合成の効
率を左右する大きな要因であることはいうまでもない。
【００１５】本発明の構成によると、前記両波長域の光
の強度のみを測定した結果に基づいて補光すべき人工光
の強度が算出または選出されるため、両波長域の不足分
をそれぞれ正確に把握することができる。このため、植
物の生育促進に必要最小限の光、すなわち光飽和点付近
の光を植物に対して照射することが可能となる。
の強度のみを測定した結果に基づいて補光すべき人工光
の強度が算出または選出されるため、両波長域の不足分
をそれぞれ正確に把握することができる。このため、植
物の生育促進に必要最小限の光、すなわち光飽和点付近
の光を植物に対して照射することが可能となる。
【００１６】また、青色領域の光を主として放射し得る
放電ランプと赤色領域の光を主として放射し得る放電ラ
ンプとからなる補光照射手段を用いて補光を行えば、必
要な波長域を中心に補光できるため、エネルギーのむだ
が少ない。しかも、特定の波長域の光を適期に適量だけ
照射することができるため、よりきめ細かい補光を行う
ことが可能となる。
放電ランプと赤色領域の光を主として放射し得る放電ラ
ンプとからなる補光照射手段を用いて補光を行えば、必
要な波長域を中心に補光できるため、エネルギーのむだ
が少ない。しかも、特定の波長域の光を適期に適量だけ
照射することができるため、よりきめ細かい補光を行う
ことが可能となる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明をガラスハウスＨ内で栽培され
た植物の生育を促進させるための補光装置に具体化した
一実施例を図１〜図５に基づき詳細に説明する。本実施
例では、補光を受ける植物９として、ガラスハウスＨ等
で栽培される代表的な作物であるトマトを選択してい
る。
た植物の生育を促進させるための補光装置に具体化した
一実施例を図１〜図５に基づき詳細に説明する。本実施
例では、補光を受ける植物９として、ガラスハウスＨ等
で栽培される代表的な作物であるトマトを選択してい
る。
【００１８】図１に示すように、補光装置は分光光度計
１、制御コンピュータＣ及び補光照射手段としての放電
ランプ１０，１１によって構成されている。そして、補
光装置のシステム全体は前記ガラスハウスＨ内に設置さ
れている。
１、制御コンピュータＣ及び補光照射手段としての放電
ランプ１０，１１によって構成されている。そして、補
光装置のシステム全体は前記ガラスハウスＨ内に設置さ
れている。
【００１９】本実施例にて使用される分光光度計１は、
ディテクタ１ａによって採光された太陽光を分光器によ
って各波長域毎（例えば５ｎｍ間隔）に分割し、各波長
域の分光反射率を光電的に求めたうえでそれらを相対的
に比較するものである。これらの分光光度計１の測定デ
ータのうち、４６５ｎｍ域及び６７０ｎｍ域の測定デー
タはデジタル化され、デジタル測定値Ｓ1 ，Ｓ2 として
制御コンピュータＣに取り込まれる。以下、４６５ｎｍ
域の光を特定光Ｒ1 と呼び、６７０ｎｍ域の光を特定光
Ｒ2 と呼ぶことにする。
ディテクタ１ａによって採光された太陽光を分光器によ
って各波長域毎（例えば５ｎｍ間隔）に分割し、各波長
域の分光反射率を光電的に求めたうえでそれらを相対的
に比較するものである。これらの分光光度計１の測定デ
ータのうち、４６５ｎｍ域及び６７０ｎｍ域の測定デー
タはデジタル化され、デジタル測定値Ｓ1 ，Ｓ2 として
制御コンピュータＣに取り込まれる。以下、４６５ｎｍ
域の光を特定光Ｒ1 と呼び、６７０ｎｍ域の光を特定光
Ｒ2 と呼ぶことにする。
【００２０】栽培される植物９の頭上には、二種類の放
電ランプ１０，１１群が所定の高さに設置されている。
これらの放電ランプ１０，１１群には電力供給用の交流
電源１２が接続されている。
電ランプ１０，１１群が所定の高さに設置されている。
これらの放電ランプ１０，１１群には電力供給用の交流
電源１２が接続されている。
【００２１】本実施例において、一方の放電ランプ１０
にはメタルハライドランプが用いられ、他方の放電ラン
プ１１には高圧ナトリウムランプが用いられている。前
者１０は、可視光における青色領域（４６５ｎｍ前後）
の光を主として放射し得るものである。後者１１は、可
視光における赤色領域（６７０ｎｍ前後）の光を主とし
て放射し得るものである。これらの放電ランプ１０，１
１は、いずれも小さいバルブで大光束が得られるため、
配光制御が容易でありかつ発光効率が高いという利点を
有するものである。
にはメタルハライドランプが用いられ、他方の放電ラン
プ１１には高圧ナトリウムランプが用いられている。前
者１０は、可視光における青色領域（４６５ｎｍ前後）
の光を主として放射し得るものである。後者１１は、可
視光における赤色領域（６７０ｎｍ前後）の光を主とし
て放射し得るものである。これらの放電ランプ１０，１
１は、いずれも小さいバルブで大光束が得られるため、
配光制御が容易でありかつ発光効率が高いという利点を
有するものである。
【００２２】両放電ランプ１０，１１への交流電流の供
給は、スイッチ回路１３，１４及び印加電圧値制御器１
５，１６を経由して行われる。また、前記スイッチ回路
１３，１４のＯＮ−ＯＦＦ制御及び両放電ランプ１０，
１１に対する印加電圧値制御は、制御コンピュータＣか
らの指令制御によって遂行される。
給は、スイッチ回路１３，１４及び印加電圧値制御器１
５，１６を経由して行われる。また、前記スイッチ回路
１３，１４のＯＮ−ＯＦＦ制御及び両放電ランプ１０，
１１に対する印加電圧値制御は、制御コンピュータＣか
らの指令制御によって遂行される。
【００２３】図２には、制御コンピュータＣと他の機器
との接続を表したブロック回路図が示されている。制御
コンピュータＣのＲＡＭ（メモリ）には、電圧Ｕｉ，Ｖ
ｊ（ｉ＝１〜ｍ，ｊ＝１〜ｎ）、特定光Ｒ1 の設定強度
Ｓ10、特定光Ｒ2 の設定強度Ｓ20、及び強度ΔＳ10，Δ
Ｓ20が入力設定装置１７によって入力されている。
との接続を表したブロック回路図が示されている。制御
コンピュータＣのＲＡＭ（メモリ）には、電圧Ｕｉ，Ｖ
ｊ（ｉ＝１〜ｍ，ｊ＝１〜ｎ）、特定光Ｒ1 の設定強度
Ｓ10、特定光Ｒ2 の設定強度Ｓ20、及び強度ΔＳ10，Δ
Ｓ20が入力設定装置１７によって入力されている。
【００２４】なお、設定強度Ｓ10，Ｓ20の比（Ｓ10／Ｓ
20）は、植物９の光合成を最大限に行わせるうえで最も
有効な値となるような値に設定されている。特にトマト
は、生育ステージの初期の段階（栄養生長期）において
青色領域の光をより要求し、生育ステージの後期の段階
（生殖生長期）において赤色領域の光をより要求するこ
とが本願発明者の調査等によって確認されている。よっ
て、本実施例では、栄養生長期と生殖生長期とでＳ10／
Ｓ20の値をそれぞれ１／２，１／５に設定している。
20）は、植物９の光合成を最大限に行わせるうえで最も
有効な値となるような値に設定されている。特にトマト
は、生育ステージの初期の段階（栄養生長期）において
青色領域の光をより要求し、生育ステージの後期の段階
（生殖生長期）において赤色領域の光をより要求するこ
とが本願発明者の調査等によって確認されている。よっ
て、本実施例では、栄養生長期と生殖生長期とでＳ10／
Ｓ20の値をそれぞれ１／２，１／５に設定している。
【００２５】図３には、制御コンピュータＣによって両
放電ランプ１０，１１の点灯を指令するための制御プロ
グラムが示されている。特定光Ｒ1 のデジタル測定値Ｓ
1 （強度：光量子束密度〔μｍｏｌ・ｍ-2・ｓ -1〕）が
設定強度Ｓ10に達しない場合には、制御コンピュータＣ
は次式〔１〕，〔２〕を算出する。但し、ｓ1 は不足量
を、ΔＳ10は適当に設定された不足量の最小単位を、記
号〔 〕はこの記号内の数値以下の最大の整数を表す。
放電ランプ１０，１１の点灯を指令するための制御プロ
グラムが示されている。特定光Ｒ1 のデジタル測定値Ｓ
1 （強度：光量子束密度〔μｍｏｌ・ｍ-2・ｓ -1〕）が
設定強度Ｓ10に達しない場合には、制御コンピュータＣ
は次式〔１〕，〔２〕を算出する。但し、ｓ1 は不足量
を、ΔＳ10は適当に設定された不足量の最小単位を、記
号〔 〕はこの記号内の数値以下の最大の整数を表す。
【００２６】 （Ｓ10−Ｓ1 ）＝ｓ1 …（１） 〔（Ｓ10−Ｓ1 ）／ΔＳ10〕＋１＝〔ｓ1 ／ΔＳ10〕＋１＝ｊ …（２） そして、制御コンピュータＣは算出値ｊに対応する電圧
Ｖｊを選出し、スイッチ回路１３のＯＮ及び印加電圧値
制御器１５の印加電圧Ｖｊを指令する。その結果、放電
ランプ１０には印加電圧Ｖｊが印加され、その印加電圧
Ｖｊに応じた強度ｓ1 の人工光が放電ランプ１０から照
射される。従って、植物９には、強度Ｓ1 の特定光Ｒ1
と、補光すべき強度ｓ1 の人工光との和の強度の合成光
が与えられることになる。
Ｖｊを選出し、スイッチ回路１３のＯＮ及び印加電圧値
制御器１５の印加電圧Ｖｊを指令する。その結果、放電
ランプ１０には印加電圧Ｖｊが印加され、その印加電圧
Ｖｊに応じた強度ｓ1 の人工光が放電ランプ１０から照
射される。従って、植物９には、強度Ｓ1 の特定光Ｒ1
と、補光すべき強度ｓ1 の人工光との和の強度の合成光
が与えられることになる。
【００２７】同様に、特定光Ｒ2 のデジタル測定値Ｓ2
（強度：光量子束密度〔μｍｏｌ・ｍ-2・ｓ-1〕）が設
定強度Ｓ20に達しない場合には、制御コンピュータＣは
次式〔３〕，〔４〕を算出する。但し、ｓ2 は不足量
を、ΔＳ20は適当に設定された不足量の最小単位をを表
す。
（強度：光量子束密度〔μｍｏｌ・ｍ-2・ｓ-1〕）が設
定強度Ｓ20に達しない場合には、制御コンピュータＣは
次式〔３〕，〔４〕を算出する。但し、ｓ2 は不足量
を、ΔＳ20は適当に設定された不足量の最小単位をを表
す。
【００２８】 （Ｓ20−Ｓ2 ）＝ｓ2 …（３） 〔（Ｓ20−Ｓ2 ）／ΔＳ20〕＋１＝〔ｓ2 ／ΔＳ20〕＋１＝ｉ …（４） そして、制御コンピュータＣは算出値ｉに対応する電圧
Ｕｉを選出し、スイッチ回路１４のＯＮ及び印加電圧値
制御器１６の印加電圧Ｕｉを指令する。その結果、放電
ランプ１１には印加電圧Ｕｉが印加され、その印加電圧
Ｕｉに応じた強度ｓ2 の人工光が放電ランプ１１から照
射される。従って、植物９には、強度Ｓ2 の特定光Ｒ2
と、補光すべき強度ｓ2 の人工光との和の強度の合成光
が与えられることになる。
Ｕｉを選出し、スイッチ回路１４のＯＮ及び印加電圧値
制御器１６の印加電圧Ｕｉを指令する。その結果、放電
ランプ１１には印加電圧Ｕｉが印加され、その印加電圧
Ｕｉに応じた強度ｓ2 の人工光が放電ランプ１１から照
射される。従って、植物９には、強度Ｓ2 の特定光Ｒ2
と、補光すべき強度ｓ2 の人工光との和の強度の合成光
が与えられることになる。
【００２９】太陽からの特定光Ｒ1 ，Ｒ2 の強度が設定
強度Ｓ10，Ｓ20に達している場合には、制御コンピュー
タＣがスイッチ回路１３，１４をＯＦＦ状態に維持され
る。よって、このときには放電ランプ１０，１１からの
補光が行われず、電気エネルギーが節約される。
強度Ｓ10，Ｓ20に達している場合には、制御コンピュー
タＣがスイッチ回路１３，１４をＯＦＦ状態に維持され
る。よって、このときには放電ランプ１０，１１からの
補光が行われず、電気エネルギーが節約される。
【００３０】さて、次に本発明の補光装置における補光
の原理を図４及び図５のグラフに基づいて説明する。図
４，図５において、ＣA1，ＣB1は植物に与えられる合成
光の分光分布曲線を示している。また、ＣA2，ＣB1は太
陽２が放射する光の分光分布曲線を表し、ＣA3，ＣB3は
白色光等の普通光の分光分布曲線を表している。なお、
図４のグラフは栄養成長期における分光分布曲線を示す
ものであり、図５のグラフは生殖成長期における分光分
布曲線を示すものである。
の原理を図４及び図５のグラフに基づいて説明する。図
４，図５において、ＣA1，ＣB1は植物に与えられる合成
光の分光分布曲線を示している。また、ＣA2，ＣB1は太
陽２が放射する光の分光分布曲線を表し、ＣA3，ＣB3は
白色光等の普通光の分光分布曲線を表している。なお、
図４のグラフは栄養成長期における分光分布曲線を示す
ものであり、図５のグラフは生殖成長期における分光分
布曲線を示すものである。
【００３１】例えば、太陽２の放射する光の量が不足し
ているときに、補光すべき強度ｓ1，ｓ2 が把握されて
いないと、ＣA3，ＣB3のように予め強めの光を設定して
補光をせざるを得なくなる。分光分布曲線ＣA3，ＣB3の
面積と電気エネルギーの量とはほぼ比例すると考える
と、この方法では電気エネルギーの消費量が多くなって
しまうことは不可避である。
ているときに、補光すべき強度ｓ1，ｓ2 が把握されて
いないと、ＣA3，ＣB3のように予め強めの光を設定して
補光をせざるを得なくなる。分光分布曲線ＣA3，ＣB3の
面積と電気エネルギーの量とはほぼ比例すると考える
と、この方法では電気エネルギーの消費量が多くなって
しまうことは不可避である。
【００３２】その点、本発明によると、４６５ｎｍ，６
７０ｎｍの波長域の光の強度のみを測定した結果に基づ
いて算出または選出がなされるため、補光すべき強度ｓ
1 ，ｓ2 を極めて正確に把握することができる。しか
も、４６５ｎｍの光を放射する放電ランプ１０と６７０
ｎｍの光を放射する放電ランプ１１とを用いて補光を行
えば、分光分布曲線ＣA1，ＣB1のような合成光を得るこ
とができる。よって、本発明によると、図４，図５にて
明らかなように電気エネルギーのむだが極めて少なくな
る。また、本発明では特定の波長域の光を植物９の生育
ステージに応じて適量だけ照射することができるため、
より効率の良いきめ細かな補光が達成される。
７０ｎｍの波長域の光の強度のみを測定した結果に基づ
いて算出または選出がなされるため、補光すべき強度ｓ
1 ，ｓ2 を極めて正確に把握することができる。しか
も、４６５ｎｍの光を放射する放電ランプ１０と６７０
ｎｍの光を放射する放電ランプ１１とを用いて補光を行
えば、分光分布曲線ＣA1，ＣB1のような合成光を得るこ
とができる。よって、本発明によると、図４，図５にて
明らかなように電気エネルギーのむだが極めて少なくな
る。また、本発明では特定の波長域の光を植物９の生育
ステージに応じて適量だけ照射することができるため、
より効率の良いきめ細かな補光が達成される。
【００３３】また、本実施例では補光照射手段として上
述のような放電ランプ１０，１１を採用しているため、
植物９にはパルス光が補われることとなる。これは、特
に実施例で用いたトマトにとってこの種のパルス光補光
が効果的であるということが本願発明者の試験等によっ
て確認されているからである。
述のような放電ランプ１０，１１を採用しているため、
植物９にはパルス光が補われることとなる。これは、特
に実施例で用いたトマトにとってこの種のパルス光補光
が効果的であるということが本願発明者の試験等によっ
て確認されているからである。
【００３４】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
ることはなく、以下のような構成に変更することが可能
である。例えば、 （ａ）本発明によって補光を受ける対象物としては前記
トマト以外にも、例えばキュウリ等の野菜類、イネ、マ
メ類、イモ類等が挙げられる。また、トマト等のような
Ｃ3 植物以外にもトウモロコシ、サトウキビ、ソルガム
等のようなＣ4植物、ベンケイソウ、パイナップル、ラ
ンの一種、サボテン等のＣＡＭ植物に対しても同じく適
用することが可能である。なお、Ｃ3 植物以外のものに
ついては光飽和点が高いため、それに応じて補光強度を
設定することが好ましい。
ることはなく、以下のような構成に変更することが可能
である。例えば、 （ａ）本発明によって補光を受ける対象物としては前記
トマト以外にも、例えばキュウリ等の野菜類、イネ、マ
メ類、イモ類等が挙げられる。また、トマト等のような
Ｃ3 植物以外にもトウモロコシ、サトウキビ、ソルガム
等のようなＣ4植物、ベンケイソウ、パイナップル、ラ
ンの一種、サボテン等のＣＡＭ植物に対しても同じく適
用することが可能である。なお、Ｃ3 植物以外のものに
ついては光飽和点が高いため、それに応じて補光強度を
設定することが好ましい。
【００３５】（ｂ）補光を受ける対象物としては実施例
のような高等植物に限られず、例えば植物と同様に葉緑
体を有するクロレラ等の藻類などの培養にも適用するこ
とが可能である。
のような高等植物に限られず、例えば植物と同様に葉緑
体を有するクロレラ等の藻類などの培養にも適用するこ
とが可能である。
【００３６】（ｃ）分光光度計１により測定された特定
光Ｒ1 ，Ｒ2 の強度Ｓ1 ，Ｓ2 のデータに基づいて補光
を行うと同時に、例えば同データに基づき炭酸ガス施肥
等を行っても良い。勿論、その他のファクター（温度、
湿度、日長等）を同時に制御することも好適である。こ
のような制御を行えば、より植物９の光合成効率を高
め、かつ植物の生理的障害や病害等を未然に回避するこ
とが可能となる。
光Ｒ1 ，Ｒ2 の強度Ｓ1 ，Ｓ2 のデータに基づいて補光
を行うと同時に、例えば同データに基づき炭酸ガス施肥
等を行っても良い。勿論、その他のファクター（温度、
湿度、日長等）を同時に制御することも好適である。こ
のような制御を行えば、より植物９の光合成効率を高
め、かつ植物の生理的障害や病害等を未然に回避するこ
とが可能となる。
【００３７】（ｄ）分光光度計１に接続されたディテク
タ１ａの面を太陽に対して追尾させ、より測定精度の向
上を図っても良い。 （ｅ）前記実施例は自然光を採り入れて栽培を行う普通
のハウス栽培について述べている。しかし、実施例とは
異なり完全密閉式のチャンバーを用いた、いわゆる植物
工場的な栽培システムに本発明を適用することも勿論可
能である。この場合、例えば光ファイバー等によりチャ
ンバー内に導いた太陽光を分光分析して、補光すべき光
の量を決定すれば良い。
タ１ａの面を太陽に対して追尾させ、より測定精度の向
上を図っても良い。 （ｅ）前記実施例は自然光を採り入れて栽培を行う普通
のハウス栽培について述べている。しかし、実施例とは
異なり完全密閉式のチャンバーを用いた、いわゆる植物
工場的な栽培システムに本発明を適用することも勿論可
能である。この場合、例えば光ファイバー等によりチャ
ンバー内に導いた太陽光を分光分析して、補光すべき光
の量を決定すれば良い。
【００３８】（ｆ）また、ガラスハウスＨ内の複数箇所
にディテクタ１ａを設け、それらの測定値の平均を算出
することにより、より適格な補光を実現するということ
も好ましい。
にディテクタ１ａを設け、それらの測定値の平均を算出
することにより、より適格な補光を実現するということ
も好ましい。
【００３９】（ｇ）補光のための印加電圧として階段曲
線を採用した前記実施例に代え、印加電圧曲線として単
純増大曲線を採用することにより補光強度をアナログ的
に変化させても良い。
線を採用した前記実施例に代え、印加電圧曲線として単
純増大曲線を採用することにより補光強度をアナログ的
に変化させても良い。
【００４０】（ｈ）植物の生育ステージが進むのに従っ
て、栄養生長期のＳ1 ／Ｓ2 値から生殖生長期のＳ1 ／
Ｓ2 値へとその設定値の比を徐々に移行させていっても
良い。
て、栄養生長期のＳ1 ／Ｓ2 値から生殖生長期のＳ1 ／
Ｓ2 値へとその設定値の比を徐々に移行させていっても
良い。
【００４１】（ｉ）栄養生長期と生殖生長期との二つの
Ｓ1 ／Ｓ2 値を設定した実施例とは異なり、例えば、播
種からｎ葉期まで、ｎ葉期からｍ葉期まで…というよう
に、更に細かく区分してＳ1 ／Ｓ2 値の設定を行っても
良い。
Ｓ1 ／Ｓ2 値を設定した実施例とは異なり、例えば、播
種からｎ葉期まで、ｎ葉期からｍ葉期まで…というよう
に、更に細かく区分してＳ1 ／Ｓ2 値の設定を行っても
良い。
【００４２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の補光装置
によれば、光合成に関与する特定波長域の光の不足分を
正確に把握することができる。このため、植物の光合成
促進に必要かつ最小限の補光を行うことができ、補光に
要するコストも低減できるという優れた効果を奏する。
また、この補光装置によれば、植物の生育促進に必要か
つ最小限の光を植物の生育ステージに応じて適量だけ補
うことができるという優れた効果をも奏する。
によれば、光合成に関与する特定波長域の光の不足分を
正確に把握することができる。このため、植物の光合成
促進に必要かつ最小限の補光を行うことができ、補光に
要するコストも低減できるという優れた効果を奏する。
また、この補光装置によれば、植物の生育促進に必要か
つ最小限の光を植物の生育ステージに応じて適量だけ補
うことができるという優れた効果をも奏する。
【図１】本発明を具体化した実施例の補光装置を示すシ
ステム説明図である。
ステム説明図である。
【図２】制御コンピュータと他の機器との接続を示すブ
ロック回路図である。
ロック回路図である。
【図３】制御コンピュータによって両放電ランプの点灯
を指令するための制御プログラムを示すフローチャート
である。
を指令するための制御プログラムを示すフローチャート
である。
【図４】補光の原理を説明するための分光分布曲線を示
すグラフである。
すグラフである。
【図５】補光の原理を説明するための分光分布曲線を示
すグラフである。
すグラフである。
１ 分光光度計、２ 太陽、１０，１１ 補光照射手段
としての放電ランプ、Ｒ1 光合成の光化学系Ｉに関与
する波長域の光（＝特定光）、Ｒ2 光合成の光化学系
IIに関与する波長域の光（＝特定光）、Ｓ1 Ｒ1 の強
度、Ｓ2 Ｒ2の強度、Ｓ10，Ｓ20 予め設定された光
の強度、ｓ1 ，ｓ2 補光すべき人工光の強度、Ｃ 制
御コンピュータ。
としての放電ランプ、Ｒ1 光合成の光化学系Ｉに関与
する波長域の光（＝特定光）、Ｒ2 光合成の光化学系
IIに関与する波長域の光（＝特定光）、Ｓ1 Ｒ1 の強
度、Ｓ2 Ｒ2の強度、Ｓ10，Ｓ20 予め設定された光
の強度、ｓ1 ，ｓ2 補光すべき人工光の強度、Ｃ 制
御コンピュータ。
Claims (2)
- 【請求項１】太陽（２）から放射される光のうち、光合
成の光化学系Ｉに関与する波長域の光（Ｒ1 ）、及び光
合成の光化学系IIに関与する波長域の光（Ｒ2 ）の強度
（Ｓ1 ，Ｓ2 ）を測定する分光光度計（１）と、 分光光度計（１）により測定された光（Ｒ1 ，Ｒ2 ）の
強度（Ｓ1 ，Ｓ2 ）と予め設定された光の強度（Ｓ10，
Ｓ20）とを比較した結果に基づいて、補光すべき人工光
の強度（ｓ1 ，ｓ2 ）を算出または選出する制御コンピ
ュータ（Ｃ）と、 制御コンピュータ（Ｃ）からの補光指令に基づいて前記
算出または選出された強度（ｓ1 ，ｓ2 ）の人工光を照
射する補光照射手段（１０，１１）とからなる補光装
置。 - 【請求項２】前記補光照射手段は、可視光における青色
領域の光を主として放射し得る放電ランプ（１０）と、
可視光における赤色領域の光を主として放射し得る放電
ランプ（１１）とからなることを特徴とする請求項１に
記載の補光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5009537A JP2608668B2 (ja) | 1993-01-22 | 1993-01-22 | 補光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5009537A JP2608668B2 (ja) | 1993-01-22 | 1993-01-22 | 補光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06209654A true JPH06209654A (ja) | 1994-08-02 |
| JP2608668B2 JP2608668B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=11723023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5009537A Expired - Lifetime JP2608668B2 (ja) | 1993-01-22 | 1993-01-22 | 補光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2608668B2 (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006246798A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Asuka Morishita | 植物の栽培方法 |
| JP2006280313A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Chiba Univ | 花卉苗の栽培方法及び栽培装置 |
| JP2007282544A (ja) * | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Hamamatsu Photonics Kk | ナス科植物の栽培方法 |
| JP2009261289A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 植物病害防除用照明装置 |
| JP2010000010A (ja) * | 2008-06-18 | 2010-01-07 | Horiba Ltd | 植物の二酸化炭素吸収または排出機能の評価装置 |
| JP2011216427A (ja) * | 2010-04-02 | 2011-10-27 | Wakasawan Energ Kenkyu Center | 植物工場照明装置 |
| WO2012128244A1 (ja) * | 2011-03-24 | 2012-09-27 | シャープ株式会社 | 植物工場および太陽電池システム |
| JP2012239417A (ja) * | 2011-05-19 | 2012-12-10 | Ushio Inc | 植物育成用光源装置 |
| JP2014168405A (ja) * | 2013-03-01 | 2014-09-18 | Sharp Corp | 補光システム |
| JP2014226064A (ja) * | 2013-05-21 | 2014-12-08 | パイオニア株式会社 | 発光制御装置、発光制御方法、及びプログラム |
| JP2016518106A (ja) * | 2013-03-05 | 2016-06-23 | シャント テクノロジーズ， インコーポレイテッドＸｉａｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ． | 光子変調管理システム |
| JP2017528130A (ja) * | 2014-08-29 | 2017-09-28 | シャント テクノロジーズ， インコーポレイテッドＸｉａｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ． | 光子変調管理システム |
| JP2018509921A (ja) * | 2015-03-31 | 2018-04-12 | フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ | 植物を照光するシステム及び方法 |
| JP2020103134A (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | 株式会社Ｎｔｔファシリティーズ | 植物栽培システム、植物栽培方法、及びプログラム |
| US11833366B2 (en) | 2017-04-03 | 2023-12-05 | Xiant Technologies, Inc. | Method of using photon modulation for regulation of hormones in mammals |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102437867B1 (ko) | 2021-01-21 | 2022-08-31 | (주)이에스레즈 | 태양광을 효율적으로 이용하는 식물생장용 조명장치 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH029322A (ja) * | 1988-06-28 | 1990-01-12 | Ckd Corp | 補光装置 |
-
1993
- 1993-01-22 JP JP5009537A patent/JP2608668B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2020103134A (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | 株式会社Ｎｔｔファシリティーズ | 植物栽培システム、植物栽培方法、及びプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2608668B2 (ja) | 1997-05-07 |
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