(57)【要約】【課題】植物に対して下方側から効率よく光を照射する植物栽培装置を提供する。【解決手段】第１光源ユニット（１０Ａ）は、光を出射するＬＥＤ（１１）と、光のうちＬＥＤ（１１）の鉛直上方に出射される光を、鉛直上方以外の方向に指向させるレンズ（１３）とを備えていると共に、植付部（２０）から水平方向に離れた位置に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物を植え付ける植付部と、上記植物に光を照射する第１光源ユニットとを備えた植物栽培装置であって、
上記第１光源ユニットは、
光を出射する光源部と、上記光のうち、上記光源部の鉛直上方に出射される光を上記鉛直上方以外の方向に指向させるレンズ部とを備えていると共に、
上記植付部から水平方向に離れた位置に配置されていることを特徴とする植物栽培装置。
【請求項２】
前記植付部は複数備えられており、前記第１光源ユニットは少なくとも１つ備えられていると共に、
各第１光源ユニットは、少なくとも２つの上記植付部からの距離が等しい位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の植物栽培装置。
【請求項３】
前記植付部と第１光源ユニットとは、同一方向に向けて交互に列状に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の植物栽培装置。
【請求項４】
前記第１光源ユニットから出射される光のうち、光強度が最も強い光と水平方向とのなす角度が６０°以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の植物栽培装置。
【請求項５】
前記植物の上方側から光を照射する第２光源ユニットをさらに備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の植物栽培装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物栽培に関して、植物に直接光を照射することができる植物栽培装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、食への関心の高まりや、東日本大震災後における津波による塩害や放射能汚染の問題を抱える被災地の復興の手だてとして、植物工場および植物プランターに注目が集まっている。また、植物工場および植物プランターの人工光源として蛍光灯、高圧ナトリウムランプ、ＬＥＤなどの光源が使用されており、省エネルギー、低コストで効率よく植物を生長させる手法の構築が進められている。
【０００３】
植物工場では、日光に代わる充分な光を植物に照射することが必要である。植物の下方側から光を当てると、植物の上方側からの光のみでは光が当たらない葉にも光が当たるので、植物の生育に有利となる。しかし、光を植物の下方側から当てる場合、光源からの熱が植物にダメージを与える可能性があるので、植物の根本部分に直接近づけて光源を配置できないという問題がある。
【０００４】
例えば特許文献１には、植物の下方側から補光することができる植物栽培用補光装置について開示されている。上記特許文献１に開示されている植物栽培用補光装置１００では、図１０に示すように、端部に光を照射する光源１０４を備えた気体供給用ダクト１０１が設けられている。この気体供給用ダクト１０１は、上面および側面が透明であり、下面が反射面１０２となっている。
【０００５】
そして、植物栽培用補光装置１００では、図１１に示すように、気体供給用ダクト１０１を植物１０３の下方側に設置し、上記気体供給用ダクト１０１が筒状に膨らんだ状態で端部の光源１０４から気体供給用ダクト１０１の長手方向に光を照射する。これにより、気体供給用ダクト１０１の下面の反射面１０２によって反射された光が気体供給用ダクト１０１上部から放射される。この結果、植物栽培用補光装置１００では、光源１０４が植物の根本部分から離れた状態で植物を下方側から照射することができるものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−２００３２２号公報（１９９２年７月２１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に開示された従来の植物栽培用補光装置１００では、気体供給用ダクト１０１の反射面１０２による光の放射によって光が上方に放射されるが、拡散効果などが考慮されていない。そのため、通常、気体供給用ダクト１０１の鉛直上方に光が強く放射される。この結果、多くの光が植物１０３に対して直接的に照射されず、植物に対して効率よく光を照射できないという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、その目的は、植物に対して下方側から効率よく光を照射する植物栽培装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る植物栽培装置は、植物を植え付ける植付部と、上記植物に光を照射する第１光源ユニットとを備えた植物栽培装置であって、上記第１光源ユニットは、光を出射する光源部と、上記光のうち、上記光源部の鉛直上方に出射される光を上記鉛直上方以外の方向に指向させるレンズ部とを備えていると共に、上記植付部から水平方向に離れた位置に配置されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、植物に対して下方側から効率よく光を照射する植物栽培装置を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１に係る植物栽培装置の要部の構成を示す断面図である。
【図２】上記植物栽培装置の全体構成を示す側面図である。
【図３】上記植物栽培装置における第１光源ユニットと植付部との配置関係を示す平面図である。
【図４】（ａ）は上記植物栽培装置の第１光源ユニットの構成を示す平面図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図５】上記植物栽培装置における第１光源ユニットと植付部との配置関係の変形例を示す平面図である。
【図６】本発明の実施形態２に係る植物栽培装置の第１光源ユニットの構成を示す平面図である。
【図７】上記植物栽培装置における第１光源ユニットと植付部との配置関係を示す平面図である。
【図８】本発明の実施形態３に係る植物栽培装置の構成を示す側面図である。
【図９】（ａ）は上記植物栽培装置の第２光源ユニットの構成を示す側面図であり、（ｂ）は上記第２光源ユニットの光源部の構成を示す正面図である。
【図１０】従来の植物栽培用補光装置の構成を示す斜視図である。
【図１１】上記植物栽培用補光装置を植物の下方に設置した状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態に係る植物栽培装置について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００１３】
〔実施形態１〕
（植物栽培装置１Ａの構成）
本発明の一実施形態に係る植物栽培装置１Ａの構成について、図１から図３を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る植物栽培装置１Ａの要部の構成を示す断面図である。図２は、植物栽培装置１Ａの全体構成を示す側面図である。図３は、植物栽培装置１Ａにおける第１光源ユニット１０Ａと植付部２０との配置関係を示す平面図である。
【００１４】
植物栽培装置１Ａは、図２に示すように、植物２１が植え付けられた植付部２０を複数備えていると共に、各植付部２０の間に第１光源ユニット１０Ａが設けられている。なお、図２においては、植付部２０が複数設けられているが、本発明においては必ずしもこれに限らず、植付部２０が１個であってかつ第１光源ユニット１０Ａも１個であってもよい。
【００１５】
本実施形態の植物栽培装置１Ａでは、第１光源ユニット１０Ａは、植付部２０に植え付けられた植物２１に下方側から光を照射する。なお、上方側からは例えば太陽光などによって光が照射される。この結果、植物２１は、上方側からだけではなく下方側からも光を照射されることによって、上方側からのみでは光が当たらない葉にも光を当てることができるので、生育が有利となる。
【００１６】
また、植付部２０と第１光源ユニット１０Ａとは互いに水平方向に離れた位置に配置される。このように、植付部２０と第１光源ユニット１０Ａとの距離を離すことによって、第１光源ユニット１０Ａからの熱による植物２１へのダメージを防止できる。
【００１７】
さらに、本実施形態の植物栽培装置１Ａでは、図１に示すように、植付部２０と第１光源ユニット１０Ａとは、第１光源ユニット１０Ａから出射される光Ｌ２のうち、光強度が最も強い光Ｌ２が植物２１に照射されるように配置されている。このとき、光強度が最も強い光Ｌ２と水平方向とのなす出射角をθとすると、出射角θ＝６０°以下に設定することが望ましい。その理由を下記に説明する。
【００１８】
すなわち、植物栽培装置１Ａでは、生長した植物２１同士が互いに接触すると、植物２１の生長が阻害され、栽培した植物２１の品質が低下する問題がある。さらに、植物栽培装置１Ａでは、隣接する植物２１同士の葉が重なってしまうと、一方の植物２１の葉に光Ｌ２が遮蔽されて他方の植物２１の葉に光Ｌ２が当たらなくなり、光Ｌ２の照射効率が低下する問題がある。そこで、植物２１が生長しても植物２１同士が接触しない程度に距離をあけて設置することが望ましい。具体的には、植物２１同士の距離は、例えば５ｃｍから２０ｃｍが好ましい。ただし、植物２１同士の距離は植物２１の大きさにより異なるので、必ずしもこれに限らない。このような状況を想定した場合、どの程度の出射角θまでが植物２１にとって有効な光Ｌ２となるかは、植物２１の生長段階などによる。例えば、植物２１の背が低い生長初期段階では出射角θ＝４５°以下の光Ｌ２が有効に植物２１の葉に照射される。一方、植物２１の背が高い生長後期段階では出射角θ＝６０°程度の光Ｌ２も有効に植物２１の葉に照射される。このため、植物２１の生長後期段階に多くの光Ｌ２を照射したい場合は、出射角θを６０°程度に設定し、生長初期段階に多くの光を照射したい場合は出射角θを４５°程度にするなど、適宜設定する。なお、おおむね出射角θ＝６０°以下となるようにすれば植物２１の育成に有利となる効果が得られる。
【００１９】
また、植付部２０が２か所に存在し、その間に第１光源ユニット１０Ａが存在する場合、第１光源ユニット１０Ａと植付部２０との距離Ｄ１・Ｄ２は、図３に示すように、同距離となるように設置される。これにより、第１光源ユニット１０Ａは両側に設置されている植物２１に対して同量の光を照射することができる。この結果、植物２１の育成位置による植物２１の生長の差を防止することができる。また、複数の植物２１に対して必要な第１光源ユニット１０Ａの数を減らすことができるので、植物栽培装置１Ａの低コスト化につながる。
【００２０】
（第１光源ユニット１０Ａの構成）
次に、第１光源ユニット１０Ａの構成について、図１および図４を参照して説明する。図４の（ａ）は第１光源ユニット１０Ａの構成を示す平面図であり、図４の（ｂ）は第１光源ユニット１０Ａの構成を示す断面図である。
【００２１】
第１光源ユニット１０Ａは、図４の（ａ）および図４の（ｂ）に示すように、ＬＥＤ１１（光源部）、基板１２、レンズ１３（レンズ部）、およびピン１４を備えている。
【００２２】
基板１２には例えば１個のＬＥＤ１１が形成されている。なお、ＬＥＤ１１は、必ずしも１個に限らず、複数個であってもよい。レンズ１３は、例えば３本のピン１４により基板１２に接続されている。レンズ１３が基板１２に接続されていることによって、ＬＥＤ１１の上部はレンズ１３に覆われる。ＬＥＤ１１の大きさは例えば直径１．５ｃｍ程度である。ＬＥＤ１１の上部を本実施の形態のレンズ１３にて覆うことによって、ＬＥＤ１１から出射される光Ｌ１の鉛直上方の光強度を弱め、植物２１が存在する鉛直上方以外の方向に光強度を強める。
【００２３】
ここで、レンズ１３と基板１２とを接続した場合、基板１２の表面にはＬＥＤ１１が設けられているので、レンズ１３と基板１２との間には隙間１５ができる。そこで、本実施形態では、隙間１５をシール剤で封止している。これによって、ＬＥＤ１１とレンズ１３との間に液体が入り込まない密閉構造を作製することできる。上記構成により、レンズ１３とＬＥＤ１１との間が浸水することなく、電気的な信頼性を維持したまま継続して第１光源ユニット１０Ａを使用することが可能になり、水耕栽培などの栽培環境下においても効果を発揮することができる。ただし、第１光源ユニット１０Ａの密閉構造の作製方法は上記に限らない。例えば、予め、基板１２側にシール剤を塗布し、上からレンズ１３をかぶせて封止する方法により作製してもよい。また、シール剤は限定されないが、例えば、シリコンシーラントなどの弾性接着剤、あるいはゴムパッキンを用いることができる。
【００２４】
ここで、本実施形態の第１光源ユニット１０Ａのレンズ１３の内部には空洞が形成されており、この空洞の下部にＬＥＤ１１が配されている。このため、ＬＥＤ１１から出射された光Ｌ１は、レンズ１３の内表面である光入射面１３ａからレンズ１３に入射され、外表面である光出射面１３ｂから出射される。このとき、ＬＥＤ１１から出射された光Ｌ１は、レンズ１３の内表面である光入射面１３ａの傾斜角度に応じて屈折してレンズ１３の内部に入射され、その入射角度を維持してレンズ１３の外表面である光出射面１３ｂに到達した後、光出射面１３ｂの傾斜角度に応じて屈折して外部へ出射される。
【００２５】
したがって、本実施形態のレンズ１３では、ＬＥＤ１１から出射された光Ｌ１のうち、鉛直上方に出射される光Ｌ１は、光入射面１３ａおよび光出射面１３ｂの両面において進む方向が変更され、鉛直上方以外の方向に光Ｌ２として第１光源ユニット１０Ａから出射される。
【００２６】
上述したような作用を持たせるために、本実施形態のレンズ１３の内表面である光入射面１３ａの断面形状は、図１に示すように、ＬＥＤ１１の光軸Ｚ上では光軸Ｚと略垂直に交わり、光軸Ｚ付近では輪郭線の傾きが大きく変化し、光軸Ｚから離れたところでは輪郭線の傾きがあまり変化しないため、釣鐘形状をしている。一方、レンズ１３の外表面である光出射面１３ｂの断面形状は、光軸Ｚ付近では輪郭線の傾きが光軸Ｚと略垂直で傾き変化が小さく、光軸Ｚから離れたところでは輪郭線の傾きの変化が大きくなり、次第に光軸Ｚと平行な方向に変化する形状を有している。これにより、光出射面１３ｂにおける光軸Ｚ付近の形状は凹形状となっている。
【００２７】
なお、レンズ１３の光入射面１３ａおよび光出射面１３ｂの断面形状は、必ずしもこれに限らず、多少の変更が可能である。すなわち、ＬＥＤ１１から出射される鉛直上方の光Ｌ１を、上記鉛直上方以外の方向に指向させるものであればよく、例えば、レンズ１３の光入射面１３ａの断面形状を円形としたり、レンズ１３の空洞自体を無くしたりすることが可能である。
【００２８】
上記レンズ１３は、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）などの透明樹脂材料や透明なガラスによって形成することが可能である。
【００２９】
このように、本実施形態の第１光源ユニット１０Ａでは、レンズ１３が上記の断面形状を有しているので、ＬＥＤ１１から鉛直上方に出射される光Ｌ１は、レンズ１３により指向され鉛直上方以外に光Ｌ２として出射され、第１光源ユニットから出射される光Ｌ２は鉛直上方以外の位置で光強度が最大となるようになっている。その結果、植物栽培装置１Ａに配置された植物２１の葉に下方側から効率よく直接光を照射することができるものとなっている。
【００３０】
また、植物栽培装置１Ａは光源としてＬＥＤ１１を使用しているので、特許文献１に記載されている植物栽培用補光装置１００の光源として用いられているナトリウムランプと比較し、省エネルギーを実現できる。さらに、ナトリウムランプを使用した場合、熱線による葉焼けなどの障害を避けるため植物２１近傍からの直接光を照射できなかった。それに対し、植物栽培装置１ＡはＬＥＤ１１を使用しているので、熱線による葉焼けなどの心配がなく植物２１近傍から直接光を照射することが可能であり、光Ｌ２の照射効率を高めることができる。また、ＬＥＤ１１の支配的な波長は、４００ｎｍ〜４５０ｎｍであり、それ以外の波長も含んでいる。４００ｎｍ〜４５０ｎｍの波長は、光合成における光の吸収量において、光合成が促進される６００ｎｍ〜７００ｎｍの波長に比べて小さい。そのため、上記波長をもつ光Ｌ２を下方側から照射することによって、植物の中心内部付近まで光Ｌ２を供給することが可能である。さらに、光Ｌ２の波長は可変であるため、生長段階に応じて波長も選択的に照射することができる。
【００３１】
次に、第１光源ユニット１０Ａにおけるレンズ１３の有無による効果の違いについて、表１を参照して説明する。表１は、第１光源ユニット１０Ａが出射角θ＝４５°および出射角θ＝６０°の場合において、全光束量に占める植物２１に照射可能な光束量の比較を示したものである。なお、第１光源ユニット１０Ａと植付部２０とは、図１に示すように、互いに一定距離離れて配置されている。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
例えば、植物栽培装置１Ａに第１光源ユニット１０Ａを用いずＬＥＤ１１のみで光Ｌ１を照射した場合、水平方向とのなす角度が０°〜６０°の範囲に収まる光束量は、表１に示すように、光Ｌ１の全体の光束量のうちの７５．０％となる。したがって、光Ｌ１の全体の光束量のうちの残りの２５．０％は、植物２１に直接照射されない照射ロスとなる。
【００３４】
それに対し、レンズ１３の出射角θを６０°とした第１光源ユニット１０Ａを用いた場合、水平方向とのなす角度が０°〜６０°の範囲に収まる光束量は、光Ｌ１の全体の光束量のうちの９５．９％となり、照射ロスは４．１％となる。この結果、第１光源ユニット１０Ａを使用することにより、ＬＥＤ１１が同量の光Ｌ１を照射した場合、植物栽培装置１Ａは照射ロスを少なくでき、植物２１に対して光Ｌ１、延いては光Ｌ２を効率よく照射することが可能となる。
【００３５】
また、上記の光束量の違いについては、レンズ１３の出射角θが６０°である場合に限定されるものではない。例えば、レンズ１３の出射角θが４５°である場合でも同様のことがいえる。
【００３６】
〔変形例１〕
本発明の実施形態１に係る植物栽培装置１Ａの変形例について図５を参照して説明する。図５は、植物栽培装置１Ａにおける第１光源ユニット１０Ａと植付部２０との配置関係の変形例を示す平面図である。
【００３７】
植物栽培装置１Ａにおいて植物２１が４個配設されている場合には、図５に示すように、第１光源ユニット１０Ａは、４個の植物２１の中央に配されて、該４個の植物２１と互いに同距離の位置に設置されていることが好ましい。
【００３８】
上記構成により、第１光源ユニット１０Ａは、４個の植付部２０からの距離が等しくなるので、上記植付部２０に植え付けられた４個の植物２１に対して同量の光Ｌ２を照射することができる。この結果、植物２１の育成位置による植物２１の生長の差を防止することができる。また、複数の植物２１に対して必要な第１光源ユニット１０Ａの数を減らすことができるので、植物栽培装置１Ａの低コスト化につながる。なお、本変形例では、４個の植物２１に対して１個の第１光源ユニット１０Ａを配置しているが、１個の第１光源ユニット１０Ａに対する植物２１の数は上記４個に限定されない。
【００３９】
〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係る植物栽培装置１Ｂについて、図６を参照して説明する。図６は、本発明の実施形態２に係る植物栽培装置１Ｂの第１光源ユニット１０Ｂの構成を示す平面図である。
【００４０】
前記実施形態１に係る植物栽培装置１Ａでは、１つの基板１２に、１個のＬＥＤ１１とレンズ１３とが設けられていた。しかし、本実施形態２に係る第１光源ユニット１０Ｂでは、１つの基板１２に、複数のＬＥＤ１１と複数のレンズ１３とが設けられている点が異なっている。
【００４１】
すなわち、本実施の形態の第１光源ユニット１０Ｂは、図６に示すように、同一基板１２上に、ＬＥＤ１１、レンズ１３、および図示しないピン１４を有する光源ユニット部１０ｂが複数形成されている。光源ユニット部１０ｂは、第１光源ユニット１０Ａの基板１２を除いた構成と同じである。光源ユニット部１０ｂは３本のピン１４により基板１２に接続されている。光源ユニット部１０ｂは、基板１２上に略直線的に等間隔に配置されている。上記間隔は適宜設定するものとするが、例えば５ｃｍ程度であることが好ましい。また、基板１２には配線１２ａが電気的に接続される。
【００４２】
上記構成により、複数の光源ユニット部１０ｂが同一基板１２上に配置されるので、複数のＬＥＤ１１を一括に制御することが可能となる。このため、広範囲に植物２１の育成位置による生長ムラを抑制することができる。その結果、一様に生長した植物２１を収穫することができるので、出荷時の選別での評価を簡略化でき、製造コストを低減することができる。
【００４３】
次に、植物栽培装置１Ｂにおける第１光源ユニット１０Ｂと植付部２０との配置関係について図７を参照して説明する。図７は、植物栽培装置１Ｂにおける、第１光源ユニット１０Ｂと植付部２０との配置関係を示す平面図である。
【００４４】
第１光源ユニット１０Ｂは、略直線的に並んだ複数の植付部２０の方向と一致するよう設置される。つまり、第１光源ユニット１０Ｂと植付部２０とは、同一方向に向けて交互に列状に配置される。
【００４５】
上記構成により、植物２１の数に対する必要な第１光源ユニット１０Ｂの数を減らすことができる。その結果、植物栽培装置１Ｂの低コスト化につながる。
【００４６】
〔実施形態３〕
本発明の実施形態３について、図８および図９を参照して説明する。図８は、本発明の実施形態３に係る植物栽培装置１Ｃの構成を示す側面図である。図９の（ａ）は植物栽培装置１Ｃの第２光源ユニット３０の構成を示す側面図であり、図９の（ｂ）は第２光源ユニット３０の光源部３１の構成を示す正面図である。
【００４７】
前記実施形態１の植物栽培装置１Ａおよび実施形態２の植物栽培装置１Ｂでは、植物２１の下方側から人工の光を照射するものであった。これに対して、本実施の形態の植物栽培装置１Ｃは、植物２１の下方側から人工の光に加えて、植物２１の上方側からも人工の光を照射する点が異なっている。
【００４８】
すなわち、本実施形態の植物栽培装置１Ｃは、図８に示すように、植物２１に上方側から光を照射する第２光源ユニット３０をさらに備えている。上記植物栽培装置１Ｃの高さは植物２１の高さにより適宜設定されるものとするが、例えば２０から５０ｃｍとなっている。
【００４９】
（第２光源ユニット３０の構成）
第２光源ユニット３０は、図９の（ａ）（ｂ）に示すように、光源部３１、反射シート３２、導光板３３、プリズムシート３４およびそれらを保持する図示しない保持部材を備えている。また、光源部３１は、ＬＥＤ３１ａを複数有しており、ＬＥＤ３１ａは光源部３１に等間隔に実装されている。ＬＥＤ３１ａの支配的な波長は、６００ｎｍ〜７００ｎｍであり、それ以外の波長も含んでいる。６００ｎｍ〜７００ｎｍの波長は、植物２１の光合成吸収スペクトルの最大ピーク波長と一致するため、光合成が促進される。第１光源ユニット１０Ａおよび第２光源ユニット３０の主波長を、それぞれ６００ｎｍ〜７００ｎｍおよび４００ｎｍ〜４５０ｎｍとすることによって、植物２１全体に光を最も効率よく照射でき、植物２１の育成を促進することが可能になる。なお、波長は上記に限定されず波長を適宜設定することが好ましい。
【００５０】
光源部３１から出射された光は導光板３３内に入光し、全反射を繰り返す。導光板３３表面にはインクあるいは光散乱部材が形成されており、その部分に入光した光は全反射条件がくずれ、導光板３３外へ出射される。導光板３３外へ出射された光のうち反射シート３２側に出射した光は、反射シート３２により反射させられ、プリズムシート３４側に出射される。
【００５１】
プリズムシート３４には、表面に三角柱つまりプリズムが複数形成されており、入射した光はプリズムによって屈折して導光板３３とは反対側に出射される。このとき、プリズムシート３４がない場合と比較して、多くの光を下向きつまり導光板３３とは反対側に配光させることができる。この結果、第２光源ユニット３０の下方側にある植物２１に集中的に光を照射することができる。
【００５２】
上記構成により、第２光源ユニット３０は植物２１に集中的に光を照射できるため、導光板３３に拡散シートを用いる場合と比較して植物２１に対して効率的に光の照射を行うことができる。さらに、導光板３３内で光がミキシングされることにより、光量ムラを抑制しつつ植物２１に光を照射することができる。なお、導光板３３の材質は、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）など適宜選択されるものとし、限定されない。
【００５３】
また、従来、植物栽培装置用の光源として植物の上方側から光を照射するために用いられていた蛍光灯は、光源がそのまま熱源となるため、輻射熱により植物の葉やけが発生し、光源と植物とを近づけることができなかった。そのため、高さ方向に植物栽培装置を積み上げると上部の植物栽培装置の位置が高くなってしまい、作業性が著しく低下していた。そのため、単位面積当たりの植物の育成数が悪化し、効率的な栽培を行うことができなかった。
【００５４】
それに対し、第２光源ユニット３０は、熱源となるのが端部に設けられた光源部３１だけであり、導光板３３は発熱せず、輻射熱を発生しない。このため、導光板３３と植物２１との距離を縮めることができるので、高さ方向の省スペース化が可能となる。また、高さ方向に植物栽培装置１Ｃを多層に積み上げた場合、全体の高さを低くすることができ、各層での作業効率が向上する。この結果、単位面積当たりの植物の育成数が増え、効率的な栽培を行うことができる。
【００５５】
また、植物栽培装置１Ｃの大きさは適宜設定されるものとするが、例えば家庭用の植物栽培装置１Ｃとして流通を想定した場合、縦×横の大きさが２０ｃｍ×２０ｃｍから１ｍ×１ｍであることが好ましい。
【００５６】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る植物栽培装置１Ａ〜１Ｃは、植物を植え付ける植付部２０と、上記植物に光を照射する第１光源ユニット１０Ａ・１０Ｂとを備えた植物栽培装置であって、上記第１光源ユニット１０Ａは、光を出射する光源部（ＬＥＤ１１）と、上記光のうち上記光源部（ＬＥＤ１１）の鉛直上方に出射される光を、上記鉛直上方以外の方向に指向させるレンズ部（レンズ１３）とを備えていると共に、上記植付部２０から水平方向に離れた位置に配置されている。
【００５７】
上記構成により、第１光源ユニットは、光源部から鉛直上方に出される光を、鉛直上方以外の方向に指向させ、第１光源ユニットから光を植物に照射することができる。この結果、植物に対して下方側から側面に向けて効率よく、直接光を照射することができる。また、第１光源ユニットは、植付部から水平方向に離れた位置に配置されているので、光源部からの熱による植物へのダメージを防止できる。さらに、植物の下方側から出射光を照射することにより、植物に対して上方側からの光のみによる照射に比べて、植物の生育が有利となる。したがって、植物に対して下方側から効率よく光を照射する植物栽培装置を提供することができる。
【００５８】
本発明の態様２に係る植物栽培装置１Ａ〜１Ｂは、上記態様１において、前記植付部２０は複数備えられており、前記第１光源ユニット１０Ａ・１０Ｂは少なくとも以上備えられていると共に、各第１光源ユニット１０Ａ・１０Ｂは、少なくとも２つの上記植付部２０からの距離が等しい位置に配置されることが好ましい。
【００５９】
上記構成により、各第１光源ユニットは、複数の植付部からの距離が等しくなるので、複数の植物に対して同量の光を照射することができる。この結果、植物の育成位置による植物の生長の差を防止することができる。また、複数の植物に対して必要な第１光源ユニットの数を減らすことができるので、植物栽培装置の低コスト化につながる。
【００６０】
本発明の態様３に係る植物栽培装置１Ｂは、上記態様２において、前記植付部２０と第１光源ユニット１０Ｂとは、同一方向に向けて交互に列状に配置されることが好ましい。
【００６１】
上記構成により、植付部と第１光源ユニットとは、同一方向に向けて交互に列状に配置されているので、植物の数に対する必要な第１光源ユニットの数を減らすことができる。したがって、植物栽培装置の低コスト化につながる。
【００６２】
本発明の態様４に係る植物栽培装置１Ａ〜１Ｃは、上記態様１から３において、前記第１光源ユニット１０Ａから出射される光のうち、光強度が最も強い光と水平方向とのなす角度が６０°以下であることが好ましい。
【００６３】
上記構成により、光強度が最も強い光と水平方向とのなす角度が６０°以下となるので、生長しても植物同士が接触しない程度に距離をあけて配置された植物に対して、効率よく下方側から光を照射することができる。したがって、第１光源ユニットから照射される光のロスを少なくする、つまり植物に照射されない光を少なくすることができるので、光を効率よく植物に照射することができる。
【００６４】
本発明の態様５に係る植物栽培装置１Ｃは、上記態様１から４において、前記植物の上方側から光を照射する第２光源ユニット３０をさらに備えていることが好ましい。
【００６５】
上記構成により、植物の上方側に第２光源ユニットを備えているので、植物を上方側および下方側から光を植物に照射することができる。したがって、植物に対してばらつきなく光を照射することができる。
【００６６】
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。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、植物を栽培するための植物栽培装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１Ａ        植物栽培装置
１Ｂ        植物栽培装置
１Ｃ        植物栽培装置
１０Ａ        第１光源ユニット
１０Ｂ        第１光源ユニット
１０ｂ        光源ユニット部
１１          ＬＥＤ（光源部）
１２          基板
１２ａ        配線
１３          レンズ（レンズ部）
１３ａ        光入射面
１３ｂ        光出射面
１４          ピン
１５          隙間
２０          植付部
２１          植物
３０          第２光源ユニット
３１          光源部
３１ａ        ＬＥＤ
３２          反射シート
３３          導光板
３４          プリズムシート
θ          出射角
Ｄ１・Ｄ２    距離
Ｌ１・Ｌ２    光
【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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