(57)【要約】【課題】ＬＥＤは急激に普及した光源であるが指向性が強く波長分布が大きいでことから用途によっては問題が生じる。特に植物工場等での応用に関しては、指向性及び波長分布を補完した光源装置が求められている。【解決手段】ＬＥＤ及び無電極放電灯を含む光源装置を実現し、かかる光源装置を用いることにより、広域照射や広域波長の照射と光の強弱、点滅、スポットライト的な使用を含む制御に対応するとともに、必要な波長域の光量を得ることの出来る、特に植物工場への応用に適した光源装置及び光源装置を用いた植物の育成方法を実現した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明に用いる光源装置であって、
該光源装置は複数の発光デバイスからなり、
該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び放電灯を含むことを特徴とする、
光源装置。
【請求項２】
該放電灯は、
無電極放電灯であることを特徴とする、
請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
該複数の発光デバイスに含まれる放電灯は、
リング形状の放電管を有するものを用い、
該放電管のリング内にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする、
請求項１記載の光源装置。
【請求項４】
該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯は、
リング形状の放電管を有するものを用い、
該放電管のリング内にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする、
請求項２記載の光源装置。
【請求項５】
該複数の発光デバイスに含まれる放電灯は、
リング形状の放電管を有するものを用い、
該放電管のリング外周部にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする、
請求項１記載の光源装置。
【請求項６】
該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯は、
リング形状の放電管を有するものを用い、
該放電管のリング外周部にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする、
請求項２記載の光源装置。
【請求項７】
該複数の発光デバイスに含まれる放電灯は、
電球形状の放電管を有するものを用い、
該放電管の頂部近辺にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする、
請求項１記載の光源装置。
【請求項８】
該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯は、
電球形状の放電管を有するものを用い、
該放電管の頂部近辺にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする、
請求項２記載の光源装置。
【請求項９】
該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスは、
異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用いたことを特徴とする、
請求項１乃至８の何れか一に記載の光源装置。
【請求項１０】
該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスは異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用い、
該ピーク波長が少なくとも赤色域及び／又は青色域にあるＬＥＤ発光デバイスを含むことを特徴とする、
請求項９記載の光源装置。
【請求項１１】
該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ及び放電灯を含む光源装置は、
その背面に、光を反射し且つより均一に近く配光するための反射板を備えたことを特徴とする、
請求項１乃至１０の何れか一に記載の光源装置。
【請求項１２】
植物の育成のために用いる光源装置であって、
該光源装置は複数の発光デバイスからなり、
該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び放電灯を含むことを特徴とする、
植物工場用光源装置。
【請求項１３】
該放電灯は、
無電極放電灯であることを特徴とする、
請求項１２記載の植物工場用光源装置。
【請求項１４】
植物の育成のために用いる光源装置であって、
該光源装置は複数の発光デバイスからなり、
該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び放電灯を含み、
放電灯によりＬＥＤの指向性による配光分布の偏りを補完することを特徴とする、
請求項１２又は１３記載の植物工場用光源装置。
【請求項１５】
植物の育成のために用いる光源装置であって、
該光源装置は複数の発光デバイスからなり、
該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び放電灯を含み、
放電灯によりＬＥＤの波長分布の偏りを補完することを特徴とする、
請求項１２又は１３記載の植物工場用光源装置。
【請求項１６】
該複数の発光デバイスに含まれる放電灯は、
リング形状の放電管を有するものを用い、
該放電管のリング内にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする、
請求項１２、１４又は１５記載の植物工場用光源装置。
【請求項１７】
該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯は、
リング形状の放電管を有するものを用い、
該放電管のリング内にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする、
請求項１３、１４又は１５記載の植物工場用光源装置。
【請求項１８】
該複数の発光デバイスに含まれる放電灯は、
リング形状の放電管を有するものを用い、
該放電管のリング外周部にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする、
請求項１２、１４又は１５記載の植物工場用光源装置。
【請求項１９】
該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯は、
リング形状の放電管を有するものを用い、
該放電管のリング外周部にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする、
請求項１３、１４又は１５記載の植物工場用光源装置。
【請求項２０】
該複数の発光デバイスに含まれる放電灯は、
電球形状の放電管を有するものを用い、
該放電管の頂部近辺にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする、
請求項１２、１４又は１５記載の植物工場用光源装置。
【請求項２１】
該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯は、
電球形状の放電管を有するものを用い、
該放電管の頂部近辺にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする、
請求項１３、１４又は１５記載の植物工場用光源装置。
【請求項２２】
該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスは、
異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用いたことを特徴とする、
請求項１２乃至２１の何れか一に記載の植物工場用光源装置。
【請求項２３】
該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスは異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用い、
該ピーク波長が少なくとも赤色域及び／又は青色域にあるＬＥＤ発光デバイスを含むことを特徴とする、
請求項２２記載の植物工場用光源装置。
【請求項２４】
該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ及び放電灯を含む光源装置は、
その背面に、光を反射し且つより均一に近く配光するための反射板を備えたことを特徴とする、
請求項１２乃至２３の何れか一に記載の植物工場用光源装置。
【請求項２５】
液晶表示素子のバックライトに用いる光源装置であって、
該光源装置は複数の発光デバイスからなり、
該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び無電極放電灯を含むことを特徴とする、
光源装置。
【請求項２６】
液晶表示素子のバックライトに用いる光源装置であって、
該光源装置は複数の発光デバイスからなり、
該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び無電極放電灯を含み、
無電極放電灯によりＬＥＤの波長分布の偏りを補完することを特徴とする、
請求項２５記載の光源装置。
【請求項２７】
植物の育成の方法であって、
植物の育成に必要な光を供給する光源装置が複数の発光デバイスからなり、
該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び放電灯を含むことを特徴とする、
ＬＥＤ及び放電灯を含む光源装置を用いた植物の育成方法。
【請求項２８】
該放電灯は、
無電極放電灯であることを特徴とする、
請求項２７記載の植物の育成方法。
【請求項２９】
該光源装置は複数の発光デバイスからなり、
該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び放電灯を含み、
放電灯によりＬＥＤの指向性による配光分布の偏りを補完することを特徴とする、
請求項２７記載の植物の育成方法。
【請求項３０】
該光源装置は複数の発光デバイスからなり、
該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び無電極放電灯を含み、
無電極放電灯によりＬＥＤの指向性による配光分布の偏りを補完することを特徴とする、
請求項２８記載の植物の育成方法。
【請求項３１】
該光源装置は複数の発光デバイスからなり、
該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び無電極放電灯を含み、
無電極放電灯によりＬＥＤの波長分布の偏りを補完することを特徴とする、
請求項２７記載の植物の育成方法。
【請求項３２】
該光源装置は複数の発光デバイスからなり、
該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び無電極放電灯を含み、
無電極放電灯によりＬＥＤの波長分布の偏りを補完することを特徴とする、
請求項２８記載の植物の育成方法。
【請求項３３】
該複数の発光デバイスに含まれる放電灯は、
リング形状の放電管を有するものを用い、
該放電管のリング内にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする、
請求項２７、２９又は３１記載の植物の育成方法。
【請求項３４】
該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯は、
リング形状の放電管を有するものを用い、
該放電管のリング内にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする、
請求項２８、３０又は３２記載の植物の育成方法。
【請求項３５】
該複数の発光デバイスに含まれる放電灯は、
リング形状の放電管を有するものを用い、
該放電管のリング外周部にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする、
請求項２７、２９又は３１記載の植物の育成方法。
【請求項３６】
該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯は、
リング形状の放電管を有するものを用い、
該放電管のリング外周部にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする、
請求項２８、３０又は３２記載の植物の育成方法。
【請求項３７】
該複数の発光デバイスに含まれる放電灯は、
電球形状の放電管を有するものを用い、
該放電管の頂部近辺にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする、
請求項２７、２９又は３１記載の植物の育成方法。
【請求項３８】
該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯は、
電球形状の放電管を有するものを用い、
該放電管の頂部近辺にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする、
請求項２８、３０又は３２記載の植物の育成方法。
【請求項３９】
該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスは、
異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用いたことを特徴とする、
請求項２７乃至３８の何れか一に記載の植物の育成方法。
【請求項４０】
該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスは異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用い、
該ピーク波長が少なくとも赤色域及び／又は青色域にあるＬＥＤ発光デバイスを含むことを特徴とする、
請求項３９記載の植植物の育成方法。
【請求項４１】
該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ及び放電灯を含む光源装置は、
その背面に、光を反射し且つより均一に近く配光するための反射板を備えたことを特徴とする、
請求項２７乃至４０の何れか一に記載の植物の育成方法。
【請求項４２】
該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯は、
マイクロ波により励起されることを特徴とする、
請求項２８、３０、３２、３４、３６或いは３８乃至４１の何れか一に記載の植物の育成方法。
【請求項４３】
該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ及び放電灯或いは無電極放電灯を含む光源装置は、
対象となる植物の品種或いは育成段階に応じてＬＥＤ及び放電灯或いは無電極放電灯の点灯／消灯、或いは異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子の点灯／消灯を制御することを特徴とする、
請求項２７乃至４２の何れか一に記載の植物の育成方法。
【請求項４４】
該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯は、
励起用電極を放電管内部に配設した放電管を用い、
該放電管の放電管内部にさらにＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする、
請求項１又は２記載の光源装置。
【請求項４５】
該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスは、
異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用いたことを特徴とする、
請求項１乃至８、４４の何れか一に記載の光源装置。
【請求項４６】
該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスは異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用い、
該ピーク波長が黄色、赤、オレンジ或いは紫色の領域にあるＬＥＤ発光デバイスを含むことを特徴とする、
請求項４５記載の光源装置。
【請求項４７】
昼間と夜間において使用目的の異なる用途に用いる光源装置の使用方法であって、
該光源装置は複数の発光デバイスからなり、
該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び放電灯を含むことを特徴とする、
請求項１乃至１１、或いは、請求項４４乃至４６の何れか一に記載の光源装置の使用方法。
【請求項４８】
該用途は、
ガソリンスタンドにおける照明であることを特徴とする、
請求項４７記載の光源装置の使用方法。
【請求項４９】
該用途は、
体育館、図書館、学習室、事務所、卓上或いは商品展示場所における照明であることを特徴とする、
請求項４７記載の光源装置の使用方法。
【請求項５０】
該用途は、
工事現場における照明又は漁業用途における照明であることを特徴とする、
請求項４７記載の光源装置の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ及び放電灯、特に光源装置、植物工場用光源装置、植物の育成方法及び光源装置の使用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今般、光源として高効率であり環境負荷の低いＬＥＤは様々な用途に用いられている。また、今般、設置場所の環境等に影響を受けずに育成収穫な可能な植物工場が脚光を浴びている。植物工場に於いては植物育成に必要な光を与えるための光源が必須であり、エネルギー効率及びエコロジー的観点からのＬＥＤの応用が広まりつつある。
【０００３】
しかし、ＬＥＤは光強度が強い直進光が特徴であるが、広域照射や広域波長の照射には向いていない。
【０００４】
また、ＬＥＤはピーキーな波長分布を有するため、用途によっては必要な波長域の光量が得られない場合があり、植物工場での応用には問題があった。
【０００５】
一方、無電極放電灯は面光源であり、効率の面ではＬＥＤと遜色のない性能を有しているが、光の強弱、点滅、スポットライト的な使用には向いていない。従前の植物工場には電極を有する所謂通常の蛍光灯を使用するものが多かったが、これは同様に面光源であるが寿命が短く、この点で弱点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２ー００９３４９号公報
【特許文献２】特開２０１０ー１２９１９９号公報
【特許文献３】特開平０５ー１３７４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする課題は、広域照射や広域波長の照射と光の強弱、点滅、スポットライト的な使用を含む制御に対応するとともに、必要な波長域の光量を得ることの出来る、特に植物工場への応用に適した光源装置及び光源装置を用いた植物の育成方法を実現することである。また、ＬＥＤ単独ではその特性上使用に難のあった他の用途への応用を広げることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、複数の発光デバイスからなり、該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び放電灯、特に無電極放電灯を含む光源装置である。
【０００９】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯としてリング形状の放電管を有するものを用い、該放電管のリング内にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００１０】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯として電球形状の放電管を有するものを用い、該放電管の頂部近辺或いは外周部にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００１１】
また本発明は該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスとして異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用いたことを特徴とする。さらに本発明は該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスは異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用い、該ピーク波長が少なくとも赤色域及び／又は青色域にあるＬＥＤ発光デバイスを含むことを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ及び無電極放電灯を含む光源装置がその背面に、光を反射し且つより均一に近く配光するための反射板を備えたことを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００１３】
また本発明は、植物の育成のために用いる光源装置であって、該光源装置は複数の発光デバイスからなり、該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び無電極放電灯を含むことを特徴とする、光源装置である。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００１４】
また本発明は、植物の育成のために用いる光源装置であって、該光源装置は複数の発光デバイスからなり、該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び無電極放電灯を含み、無電極放電灯によりＬＥＤの指向性による配光分布の偏りを補完することを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００１５】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯としてリング形状の放電管を有するものを用い、該放電管のリング内或いはリング外周部にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００１６】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯として電球形状の放電管を有するものを用い、該放電管の頂部近辺にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００１７】
また本発明は該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスとして異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用いたことを特徴とする。さらに本発明は該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスは異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用い、該ピーク波長が少なくとも赤色域及び／又は青色域にあるＬＥＤ発光デバイスを含むことを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ及び無電極放電灯を含む光源装置がその背面に、光を反射し且つより均一に近く配光するための反射板を備えたことを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００１９】
また本発明は、液晶表示素子のバックライトに用いる光源装置であって、該光源装置は複数の発光デバイスからなり、該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び無電極放電灯を含むことを特徴とする、光源装置である。
【００２０】
また本発明は、該光源装置は複数の発光デバイスからなり、該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び無電極放電灯を含み、無電極放電灯によりＬＥＤの波長分布の偏りを補完することを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、植物の育成の方法であって、植物の育成に必要な光を供給する光源装置が複数の発光デバイスからなり、該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び無電極放電灯を含むことを特徴とする、植物の育成方法である。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００２２】
また本発明は、該光源装置が複数の発光デバイスからなり、該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び無電極放電灯を含み、無電極放電灯によりＬＥＤの指向性による配光分布の偏りを補完することを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００２３】
また本発明は、植物の育成のために用いる光源装置であって、該光源装置は複数の発光デバイスからなり、該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び無電極放電灯を含み、無電極放電灯によりＬＥＤの指向性による配光分布の偏りを補完することを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００２４】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯としてリング形状の放電管を有するものを用い、該放電管のリング内或いは外周部にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００２５】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯として電球形状の放電管を有するものを用い、該放電管の頂部近辺にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００２６】
また本発明は該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスとして異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用いたことを特徴とする。さらに本発明は該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスは異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用い、該ピーク波長が少なくとも赤色域及び／又は青色域にあるＬＥＤ発光デバイスを含むことを特徴とする。
【００２７】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ及び無電極放電灯を含む光源装置がその背面に、光を反射し且つより均一に近く配光するための反射板を備えたことを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００２８】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯は、マイクロ波により励起されることを特徴とする。
【００２９】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ及び無電極放電灯を含む光源装置が、対象となる植物の品種或いは育成段階に応じてＬＥＤ及び無電極放電灯の点灯／消灯、或いは異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子の点灯／消灯を制御することを特徴とする。
【００３０】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯として励起用電極を放電管内部に配設した放電管を用い、該放電管の放電管内部にさらにＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする、光源装置である。
【００３１】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスが異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用いたことを特徴とし、さらに、該ピーク波長が黄色、赤、オレンジ或いは紫色の領域にあるＬＥＤ発光デバイスを含むことを特徴とする。
【００３２】
また本発明は、昼間と夜間において使用目的の異なる用途に用いる光源装置の使用方法において、該光源装置が複数の発光デバイスからなり、該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び放電灯を含むことを特徴とする、光源装置の使用方法である。
【００３３】
また本発明は、該用途がガソリンスタンドにおける照明であることを特徴とする。或いは本発明は、該用途が体育館、図書館、学習室、事務所、卓上或いは商品展示場所における照明であることを特徴とし、又は、該用途が工事現場における照明又は漁業用途における照明であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の光源装置及び光源装置を用いた植物の育成方法は、広域照射や広域波長の照射と光の強弱、点滅、スポットライト的な使用を含む制御に対応するとともに、必要な波長域の光量を得ることの出来る、特に植物工場への応用に適した光源装置及び光源装置を用いた植物の育成方法を実現するという利点がある。また、本発明は光源装置の用途を拡大し、利便性を向上させるとともに市場を拡大する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本発明にかかる光源装置に用いられるリング形状の放電管を有する無電極放電灯にＬＥＤを組み込んだ光源装置の一例を示した概念図である。
【図２】図２は、本発明にかかる光源装置に用いられる電球形状の放電管を有する無電極放電灯にＬＥＤを組み込んだ光源装置の一例を示した概念図である。
【図３】図３は、本発明にかかる光源装置を用いた植物の育成方法の利点を示す比較図である。
【図４】図４は、ＬＥＤの一般的な波長特性を説明するための、赤色ＬＥＤの波長特性の一例を示した概念図である。
【図５】図５は、葉緑素の吸収スペクトルと一種のＬＥＤの発光スペクトルの例を示した概念図である。（LEDs Magazine Japan誌２０１１年９月号１５ページ、モーリー・ライト「LED 光源で植物の成長を促進、赤色光/青色光の波長が鍵に」より引用）
【図６】図６は、青色ＬＥＤ、白色ＬＥＤ及び無電極放電灯の発光スペクトルデータのグラフである。
【図７】図７は、4種類の光源条件の育成箱を用いたルッコラの成長観察実験の結果を示すグラフである。
【図８】図８は、本発明にかかる光源装置に用いられる電球形状の放電管を有する無電極放電灯にＬＥＤを組み込んだ光源装置の他の例を示した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明は、複数の発光デバイスからなり、該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び無電極放電灯を含む光源装置である。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００３７】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯としてリング形状の放電管を有するものを用い、該放電管のリング内或いは外周部にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００３８】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯として電球形状の放電管を有するものを用い、該放電管の頂部近辺にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００３９】
また本発明は該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスとして異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用いたことを特徴とする。さらに本発明は該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスは異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用い、該ピーク波長が少なくとも赤色域及び／又は青色域にあるＬＥＤ発光デバイスを含むことを特徴とする。
【００４０】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ及び無電極放電灯を含む光源装置がその背面に、光を反射し且つより均一に近く配光するための反射板を備えたことを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００４１】
また本発明は、植物の育成のために用いる光源装置であって、該光源装置は複数の発光デバイスからなり、該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び無電極放電灯を含むことを特徴とする、光源装置である。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００４２】
また本発明は、植物の育成のために用いる光源装置であって、該光源装置は複数の発光デバイスからなり、該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び無電極放電灯を含み、無電極放電灯によりＬＥＤの指向性による配光分布の偏りを補完することを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００４３】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯としてリング形状の放電管を有するものを用い、該放電管のリング内或いは外周部にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００４４】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯として電球形状の放電管を有するものを用い、該放電管の頂部近辺にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００４５】
また本発明は該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスとして異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用いたことを特徴とする。さらに本発明は該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスは異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用い、該ピーク波長が少なくとも赤色域及び／又は青色域にあるＬＥＤ発光デバイスを含むことを特徴とする。
【００４６】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ及び無電極放電灯を含む光源装置がその背面に、光を反射し且つより均一に近く配光するための反射板を備えたことを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００４７】
また本発明は、液晶表示素子のバックライトに用いる光源装置であって、該光源装置は複数の発光デバイスからなり、該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び無電極放電灯を含むことを特徴とする、光源装置である。
【００４８】
また本発明は、該光源装置は複数の発光デバイスからなり、該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び無電極放電灯を含み、無電極放電灯によりＬＥＤの波長分布の偏りを補完することを特徴とする。
【００４９】
また本発明は、植物の育成の方法であって、植物の育成に必要な光を供給する光源装置が複数の発光デバイスからなり、該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び無電極放電灯を含むことを特徴とする、ＬＥＤ及び無電極放電灯を含む光源装置を用いた植物の育成方法である。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００５０】
また本発明は、該光源装置が複数の発光デバイスからなり、該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び無電極放電灯を含み、無電極放電灯によりＬＥＤの指向性による配光分布の偏りを補完することを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００５１】
また本発明は、植物の育成のために用いる光源装置であって、該光源装置は複数の発光デバイスからなり、該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び無電極放電灯を含み、無電極放電灯によりＬＥＤの指向性による配光分布の偏りを補完することを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００５２】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯としてリング形状の放電管を有するものを用い、該放電管のリング内或いは外周部にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００５３】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯として電球形状の放電管を有するものを用い、該放電管の頂部近辺にＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００５４】
また本発明は該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスとして異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用いたことを特徴とする。さらに本発明は該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスは異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用い、該ピーク波長が少なくとも赤色域及び／又は青色域にあるＬＥＤ発光デバイスを含むことを特徴とする。
【００５５】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ及び無電極放電灯を含む光源装置がその背面に、光を反射し且つより均一に近く配光するための反射板を備えたことを特徴とする。なお、無電極放電灯がより有利ではあるが一般の放電灯を用いても問題ない。
【００５６】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯は、マイクロ波により励起されることを特徴とする。
【００５７】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ及び無電極放電灯を含む光源装置が、対象となる植物の品種或いは育成段階に応じてＬＥＤ及び無電極放電灯の点灯／消灯、或いは異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子の点灯／消灯を制御することを特徴とする。
【００５８】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれる無電極放電灯として励起用電極を放電管内部に配設した放電管を用い、該放電管の放電管内部にさらにＬＥＤ発光デバイスを配設したことを特徴とする、光源装置である。
【００５９】
また本発明は、該複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスが異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用いたことを特徴とし、さらに、該ピーク波長が黄色、赤、オレンジ或いは紫色の領域にあるＬＥＤ発光デバイスを含むことを特徴とする。
【００６０】
また本発明は、昼間と夜間において使用目的の異なる用途に用いる光源装置の使用方法において、該光源装置が複数の発光デバイスからなり、該複数の発光デバイスはＬＥＤ及び放電灯を含むことを特徴とする、光源装置の使用方法である。
【００６１】
また本発明は、該用途がガソリンスタンドにおける照明であることを特徴とする。或いは本発明は、該用途が体育館、図書館、学習室、事務所、卓上或いは商品展示場所における照明であることを特徴とし、又は、該用途が工事現場における照明又は漁業用途における照明であることを特徴とする。
【実施例１】
【００６２】
図１は、本発明にかかる光源装置に用いられるリング形状の放電管を有する無電極放電灯にＬＥＤを組み込んだ光源装置の一例を示した概念図である。本発明において、リング形状の放電管を有する無電極放電灯の放電管１は外部に電界印加用コイル３を備えており、これから生ずる電界により放電管内にプラズマを励起する。無電極放電灯の上部には反射板４を配置したが、反射板は必ずしも必要なく、セードタイプ等他の形状のものを用いても問題ない。なお、無電極放電灯がより有利であり、本実施例に於いても無電極放電灯を用いたが、一般の放電灯を用いても問題ない。
【００６３】
本実施例に於いては、リング形状の放電管を有する無電極放電灯の放電管１のリング内にＬＥＤ素子２を配設した。かかる位置にＬＥＤ発光デバイスを配設したことにより、前記複数の発光素子の夫々の弱点を補完し、広域照射や広域波長の照射と光の強弱、点滅、スポットライト的な使用を含む制御に対応するとともに、必要な波長域の光量を得ることの出来る、特に植物工場への応用に適した光源装置であった。なお、ＬＥＤ発光デバイスを配設する位置はリング形状の放電管の外周など他の位置であっても問題ない。
【００６４】
かかる光源装置は、特に植物工場への応用に適する。図３は、本発明にかかる光源装置を用いた植物の育成方法の利点を示す比較図である。ここに示すように、図３中の上に示されるようにＬＥＤのみを光源装置とした場合には、ＬＥＤの配光の指向性により植物工場の対象植物全体に均一な光量での光照射をすることは困難であったが、無電極放電灯を併用することによって配光特性が向上し、広域照射や広域波長の照射と光の強弱、点滅、スポットライト的な使用を含む制御に対応するとともに、必要な波長域の光量を得ることの出来る、特に植物工場への応用に適した光源装置及び光源装置を用いた植物の育成方法が実現された。
【００６５】
図４は、ＬＥＤの一般的な波長特性を説明するための、赤色ＬＥＤの波長特性の一例を示した概念図である。本発明は、複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスとして異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用いたことを特徴とする。さらに本発明は複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスは異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用い、ピーク波長が少なくとも赤色域及び／又は青色域にあるＬＥＤ発光デバイスを含むことを特徴とする。
【００６６】
ＬＥＤは、図４に典型例が示されるようにピーキーな波長特性を有する。ここで、植物は葉緑素に於いて光エネルギーを吸収して光合成を行うのであるが、その吸収特性は可視光の緑に於いて低く赤或いは青の波長域に於いて相対的に高い。しかし、その特性は対象植物の種類によって一定でない。また、同一の植物であってもその成長過程において最適な波長特性は変化する。
【００６７】
図５は、葉緑素の吸収スペクトルと一種のＬＥＤの発光スペクトルの例を示した概念図である。（LEDs Magazine Japan誌２０１１年９月号１５ページ、モーリー・ライト「LED 光源で植物の成長を促進、赤色光／青色光の波長が鍵に」より引用）このように、光合成に有効な波長には分布があり、これに対応した光源を用いることが植物育成に有効である。
【００６８】
図６は、青色ＬＥＤ、白色ＬＥＤ及び無電極放電灯の発光スペクトルデータのグラフである。ＬＥＤとしては典型的な市販のものを用いてデータを取得し、無電極放電灯としては天草池田電機株式会社製のものを用いてスペクトルデータを取得した。このデータからわかるように青色ＬＥＤ及び白色ＬＥＤはいずれも発光波長範囲が狭く、図５の示された葉緑素の吸収スペクトルの大部分をカバーすることは出来ない。しかし、無電極放電灯は広範囲に発光が得られることから、ＬＥＤと組み合わせることにより葉緑素の吸収スペクトルの大部分をカバーすることが出来るようになることがわかる。
【００６９】
葉緑素の光エネルギー吸収特性に最適化するとともに、対象植物の種類や成長過程において変化する最適な波長特性を実現するために、本発明に係る光源装置は有効であった。即ち、複数の発光デバイスに含まれるＬＥＤ発光デバイスは異なった波長にピークを有する複数のＬＥＤ素子を用い、ピーク波長が少なくとも赤色域及び／又は青色域にあるＬＥＤ発光デバイスを含むことにより、夫々のＬＥＤ発光デバイス及び無電極放電灯を個々に制御することにより、広域照射や広域波長の照射と光の強弱、点滅、スポットライト的な使用を含む制御に対応するとともに、必要な波長域の光量を得ることの出来る、特に植物工場への応用に適した光源装置及び光源装置を用いた植物の育成方法が実現された。
【００７０】
図７は、4種類の光源条件の育成箱を用いたルッコラの成長観察実験の結果を示すグラフである。植物育成におけるＬＥＤ発光デバイスと無電極放電灯の複合化による育成向上を検討するため、実験を行った。縦横６０cmの領域に、高さ１２０cmから前記照明を行い、これをモデルの植物工場として、ルッコラを２０株水耕育成させた。
【００７１】
ＬＥＤ発光デバイスを無電極放電灯の光強度が低い部分に配置して実験を行った。ルッコラは２０株使用し、Ｂ群の最長の葉の長さの平均１８cmになった時点で観察を行った実験１は無電極放電灯のみ、実験２は無電極放電灯に加えてＣ群にＬＥＤ発光デバイスを配置、実験３は無電極放電灯に加えてＡ群にＬＥＤ発光デバイスを配置、実験４は無電極放電灯に加えてＡ群とＣ群にＬＥＤ発光デバイスを配置した。
【００７２】
結果として、明らかに、ＬＥＤ発光デバイスを配置して照明ムラを低減させることで、育成状況が向上した。すなわち、面光源である無電極放電灯を用いることで、ある程度の面積で光を照射し、照射ムラや葉の影などを点光源であるＬＥＤ発光デバイスでカバーすることに成功し、植物工場において有効であることが証明された。
【実施例２】
【００７３】
図２は、本発明にかかる光源装置に用いられる電球形状の放電管を有する無電極放電灯にＬＥＤを組み込んだ光源装置の一例を示した概念図である。本実施例に用いた電球形状の放電管を有する無電極放電灯に於いても、実施例１と同様の効果が得られ、広域照射や広域波長の照射と光の強弱、点滅、スポットライト的な使用を含む制御に対応するとともに、必要な波長域の光量を得ることの出来る、特に植物工場への応用に適した光源装置及び光源装置を用いた植物の育成方法が実現された。なお、無電極放電灯がより有利であり、本実施例に於いても無電極放電灯を用いたが、一般の放電灯を用いても問題ない。
【実施例３】
【００７４】
本実施例に於いては、本発明に係る光源装置を植物の育成方法ではなく液晶表示素子のバックライトに用いた。構成としては、バックライト用の拡散反射板の一方の端面にＬＥＤを、他方の端面に細管の無電極放電灯を配設した。
【００７５】
かかる構成とすることにより、無電極放電ランプによりＬＥＤの波長分布の偏りを補完することが可能となり、液晶表示素子の演色性能を向上させることができる。
【実施例４】
【００７６】
図８は、本発明にかかる光源装置に用いられる電球形状の放電管を有する無電極放電灯にＬＥＤを組み込んだ光源装置の他の例を示した概念図である。なお、図８に於いて破線で記載された部分は放電管の内部に配置された部分を示している。本実施例では、無電極放電灯として励起用電極を放電管内部に配設した放電管を用い、該放電管の放電管内部にさらにＬＥＤ発光デバイスを配設した。かかる構成により、無電極放電灯とＬＥＤ発光デバイスの相乗効果をさらに高めることができ、また、配線や制御の面でも有利な構成とすることができた。
【実施例５】
【００７７】
本実施例においては、本発明にかかる光源装置を昼間と夜間において使用目的の異なる用途に用いた。具体的には、本実施例においてはガソリンスタンドにおける照明として用いた。ガソリンスタンドは、夜間は全体を照明する必要があるが、昼間はその開店を運転者に知らせるため特定の色の灯火を点灯しておくことが必要となっている。ここで、夜間用の照明を常時点灯することは非常に無駄であり、またかかる照明は一般に昼光色であって前記の運転者へのアピールには適さない。
【００７８】
そこで、ピーク波長が黄色、赤、オレンジ或いは紫色の領域にあるＬＥＤ発光デバイスを含むＬＥＤ発光デバイスと無電極放電灯を組み合わせた照明装置を用い、昼間はＬＥＤ発光デバイスのみを発光させ、夜間は無電極放電灯のみ或いは無電極放電灯及びＬＥＤ発光デバイスの併用により、経済的にも優れ、使用目的に合致した照明装置を提供することができた。
【００７９】
また、本実施例にかかる形態は、用途が体育館、図書館、学習室、事務所、卓上或いは商品展示場所における照明等、全体照明とスポット照明の双方が必要とされる用途において有効である。さらに、工事現場における照明においても全体の照明と作業時のスポット照明の双方に対応でき、漁業用途における照明においては集魚灯として用いることにより深度の浅い領域及び深い領域の双方に有効であり且つエネルギー効率の良い照明装置として非常に有効であった。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上述べてきたように、本発明の光源装置及び光源装置を用いた植物の育成方法は、広域照射や広域波長の照射と光の強弱、点滅、スポットライト的な使用を含む制御に対応するとともに、必要な波長域の光量を得ることの出来る、特に植物工場への応用に適した光源装置及び光源装置を用いた植物の育成方法を実現するという利点があり、また、本発明は光源装置の用途を拡大し、利便性を向上させるとともに市場を拡大する効果があり、産業上の利用可能性は大であると言える。
【符号の説明】
【００８１】
１    無電極放電灯の放電管
２    ＬＥＤ素子
３    電界印加用コイル
４    反射板
５    ＬＥＤ光源の配光分布
６    本発明にかかる光源による配光分布
７    葉緑素の吸収スペクトル
８    ＬＥＤ光源の放射パワー
９    無電極放電灯の発光スペクトル
１０    青色ＬＥＤの発光スペクトル
１１    白色ＬＥＤの発光スペクトル
【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】
2018120853.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018120853.tif 000009
【図８】
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