(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物の初期生長効率を最適化するために、植物工場のＬＥＤ照明装置に設置されるＬＥＤ照明モジュールであって、
ブルー系の光を発光する第１ＬＥＤブルーチップ光源(１０)と、
ブルー系の光を発光する第２ＬＥＤブルーチップ光源(２０)と、
前記第１ＬＥＤブルーチップ光源の外表面に塗布され、前記第１ＬＥＤブルーチップ光源から照射される光量の中に、レッド系の波長領域での光量が極大値を示すように、イエロー系、グリーン系、レッド系の蛍光体が組み合わされて形成されるＲＧＹ蛍光体(３０)と、及び
前記第２ＬＥＤブルーチップ光源の外表面に塗布され、前記第２ＬＥＤブルーチップ光源から照射される光量の中に、ブルー系の波長領域での光量が極大値を示すように、イエロー系、グリーン系、レッド系の中の少なくとも一つ以上の系列の蛍光体が組み合わされて形成されるＲＧＹ選択蛍光体(４０)とを、含んで構成され、
前記ＲＧＹ蛍光体が外表面に塗布されている第１ＬＥＤブルーチップ光源及び前記ＲＧＹ選択蛍光体が塗布されている第２ＬＥＤブルーチップ光源による合成光量が５６０ｎｍないし６６０ｎｍの領域で第１極大値を示し、４３０ｎｍないし４６０ｎｍの領域で第３極大値を示し、４６５ｍないし４９０ｎｍの領域で極小値を示し、前記極小値は、７００ｎｍ以上の領域で照射される光量の最大値より大きく維持されるようにし、
前記ＲＧＹ蛍光体が外表面に塗布されている第１ＬＥＤブルーチップ光源及び前記ＲＧＹ選択蛍光体が塗布されている第２ＬＥＤブルーチップ光源による合成光量が６３０ｎｍないし６６０ｎｍの領域で、前記第１極大値とは別の第２極大値を示すように、前記ＲＧＹ蛍光体(３０)と、前記ＲＧＹ選択蛍光体(４０)が組み合わされ、
前記ＲＧＹ蛍光体が外表面に塗布されている前記第１ＬＥＤブルーチップ光源は、前記ＲＧＹ選択蛍光体が外表面に塗布されている前記第２ＬＥＤブルーチップ光源より１.５倍以上ないし３.５倍以下の数で順次交互となるように配列して、前記第３極大値が、前記第１極大値、第２極大値より大きく維持されるようにする
ことを特徴とする植物の初期生長効率を最適化するＬＥＤ照明モジュール。
【請求項２】
植物の初期生長効率を最適化するために、植物工場のＬＥＤ照明装置に設置されるＬＥＤ照明モジュールであって、
ブルー系の光を発光する第１ＬＥＤブルーチップ光源(１０)と、
ブルー系の光を発光する第２ＬＥＤブルーチップ光源(２０)と、
前記第１ＬＥＤブルーチップ光源の外表面に塗布され、前記第１ＬＥＤブルーチップ光源から照射される光量の中に、レッド系の波長領域での光量が極大値を示すように、イエロー系、グリーン系、レッド系の蛍光体が組み合わされて形成されるＲＧＹ蛍光体(３０)と、及び
前記第２ＬＥＤブルーチップ光源の外表面に塗布され、前記第２ＬＥＤブルーチップ光源から照射される光量の中に、ブルー系の波長領域での光量が極大値を示すように、イエロー系、グリーン系、レッド系の中の少なくとも一つ以上の系列の蛍光体が組み合わされて形成されるＲＧＹ選択蛍光体(４０)とを、含んで構成され、
前記ＲＧＹ蛍光体が外表面に塗布されている第１ＬＥＤブルーチップ光源及び前記ＲＧＹ選択蛍光体が塗布されている第２ＬＥＤブルーチップ光源による合成光量が５６０ｎｍないし６６０ｎｍの領域で第１極大値を示し、４３０ｎｍないし４６０ｎｍの領域で第３極大値を示し、４６５ｍないし４９０ｎｍの領域で極小値を示し、前記極小値は、７００ｎｍ以上の領域で照射される光量の最大値より大きく維持されるようにし、
前記ＲＧＹ蛍光体が外表面に塗布されている第１ＬＥＤブルーチップ光源及び前記ＲＧＹ選択蛍光体が塗布されている第２ＬＥＤブルーチップ光源による合成光量が６３０ｎｍないし６６０ｎｍの領域で、前記第１極大値とは別の第２極大値を示すように、前記ＲＧＹ蛍光体(３０)と、前記ＲＧＹ選択蛍光体(４０)が組み合わされ、
前記ＲＧＹ蛍光体が外表面に塗布されている前記第１ＬＥＤブルーチップ光源は、前記ＲＧＹ選択蛍光体が外表面に塗布されている前記第２ＬＥＤブルーチップ光源より４倍以上ないし６倍以下の数で順次交互となるように配列して、前記第３極大値が、前記第１極大値、第２極大値より小さく維持されるようにする
ことを特徴とする植物の初期生長効率を最適化するＬＥＤ照明モジュール。
【請求項３】
植物の初期生長効率を最適化するために植物工場に設置されるＬＥＤ照明装置として、
請求項１又は請求項２に記載のＬＥＤ照明モジュール(１００)と、
前記ＬＥＤ照明モジュールを複数搭載し、回路配線がパターニングされ、前記ＬＥＤ照明モジュールのオン/オフを制御して、前記ＬＥＤ照明モジュールに外部電源を印加させる回路基板(２００)と、及び
前記回路基板の底面が装着された状態で前記回路基板を固定させるフレーム(３００)とを、含んで構成された植物の初期生長効率を最適化するＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記フレームの底面の枠に着脱可能に取り付けられて、前記フレームに装着された前記回路基板と、前記回路基板に搭載された前記ＬＥＤ照明モジュールを締め切る仕上げカバー(４００)をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項３に記載の植物の初期生長効率を最適化するＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記回路基板に複数搭載された前記第１ＬＥＤブルーチップ光源及び第２ＬＥＤブルーチップ光源は、お互いに等間隔で離間されて一列に配置されたことを特徴とする請求項４に記載の植物の初期生長効率を最適化するＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は植物の初期生長に有利になるようにＬＥＤ照明モジュールで照射される光量を光の波長範囲に応じて、適切に調整する技術である。
【０００２】
より詳しくは、本発明はＬＥＤブルーチップ光源を採択して、製作単価を下げながら、レッド系、グリーン系、イエロー系の蛍光体を混合したＲＧＹ蛍光体とイエロー系、グリーン系、レッド系の中に少なくとも一つ以上の系列の蛍光体を混合したＲＧＹ選択蛍光体を、それぞれ複数のＬＥＤブルーチップ光源に個別に塗布することにより、ＬＥＤブルーチップ光源が装着されたＬＥＤ照明モジュールで照射される波長範囲に応じた光量が植物の初期生育に有利になるように構成する技術である。
【背景技術】
【０００３】
一般的には、植物工場や室内で栽培される植物は、植物の生長を調節するために、自然光の替わりに、自然光に類似する人工照明を利用して、植物に光エネルギーを提供する。
【０００４】
このような人工照明を実現する方法は、いろいろあるが、植物の生育周期によって、人工照明で波長領域ごとに照射される光量の調整が非常に重要であり、植物工場では、コア技術とすることができる。
【０００５】
ここで、人工照明(例えば、ＬＥＤ照明モジュール)は、自然光(太陽光)とは異なり、人為的に作られるため、ＬＥＤ照明装置の波長領域別の光量に応じて、植物に現れる結果は、非常に敏感である。特に、植物の生育初期には、なおさらそうである。
【０００６】
このような点を勘案して、従来は、ＬＥＤを利用した様々な照明装置が開発されたが、その中で植物生長に非常に重要なレッド系の波長帯を実現するためにレッドチップを多く採用した。
【０００７】
しかし、レッド系の波長領域の光量は、植物の全体的な生育期間にわたって非常に重要であるが、植物の生育期間中でも、成熟した植物の収穫物を決定する重要な時期である植物の初期生育期間に、それに適合するように、有効な光量（例えば、ブルー系の光量）をもっと集中的に照射する技術が望まれている。
【０００８】
また、植物工場で、従来に使用されているＬＥＤ照明モジュールは、レッド系の波長領域の光量を確保するために、ＬＥＤレッドチップ光源を採用しているが、これらのＬＥＤレッドチップ光源は、製作単価が非常に高い短所がある。したがって、比較的製作単価が安価なＬＥＤブルーチップ光源を採用しながらも、植物生長を促進することができる植物工場用ＬＥＤ照明モジュールを構成する技術が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
１、韓国特許出願第１０―２０１３―００７０９５６号の"植物工場用ＬＥＤ照明モジュールとそれを搭載した植物工場用ＬＥＤ照明装置"
【００１０】
２、韓国特許出願第１０−２００９−００１７７００号の"植物生長を促進する温室用ＬＥＤ照明装置"
【００１１】
３、韓国特許出願第１０−２０１０−００２８２６６号の"植物工場ＬＥＤ照明装置及びその製造方法"
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記した点を勘案して提案されたものであり、本発明の目的は、植物の全体的な生育期間に適したレッド系の波長領域の光量と、植物の初期生育に重要な波長領域の光量が相互に補完的に照射されるように構成することにより、植物の全体的な生育に適していながらも、特に植物の初期生育に有利になるように光量を照射することができる植物工場用ＬＥＤ照明技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の目的を達成するために、本発明は、植物の初期生長効率を最適化するために植物工場のＬＥＤ照明装置に設置されるＬＥＤ照明モジュールであって、ブルー系の光を発光する第１ＬＥＤブルーチップ光源と、ブルー系の光を発光する第２ＬＥＤブルーチップ光源と、イエロー系、グリーン系、レッド系の蛍光体（phosphors）が組み合わされて構成され、第１ＬＥＤブルーチップ光源の外表面に塗布され、第１ＬＥＤブルーチップ光源と第２ＬＥＤブルーチップ光源による合成光量が５６０ｎｍないし６６０ｎｍの領域で第１極大値を示すようにするＲＧＹ蛍光体と、イエロー系、グリーン系、レッド系の中に少なくとも一つ以上の系列の蛍光体が組み合わされて構成され、第２ＬＥＤブルーチップ光源の外表面に塗布され、第２ＬＥＤブルーチップ光源と第１ＬＥＤブルーチップ光源による合成光量が４３０ｎｍないし４６０ｎｍの領域で第３極大値を示して、４６５ｍないし４９０ｎｍの領域で極小値を示し、極小値は、７００ｎｍ以上の領域で照射される光量の最大値より大きく維持されるようにするＲＧＹ選択蛍光体とを、含んで構成される。
【００１４】
ここで、ＲＧＹ蛍光体は、６３０ｎｍないし６６０ｎｍの領域で第１極大値とは別の第２極大値を示すように構成されることが好ましい。
【００１５】
この時、ＲＧＹ蛍光体が外表面に塗布されている第１ＬＥＤブルーチップ光源は、ＲＧＹ選択蛍光体が外表面に塗布されている第２ＬＥＤブルーチップ光源より比較的に１.５倍以上ないし３.５倍以下の数で均等に配列して、第３極大値が第１極大値、第２極大値より大きく維持されるようにすることが好ましい。
【００１６】
一方、ＲＧＹ蛍光体が外表面に塗布されている第１ＬＥＤブルーチップ光源は、ＲＧＹ選択蛍光体が外表面に塗布されている第２ＬＥＤブルーチップ光源に比較して４倍以上ないし６倍以下の数で均等に配列して、第３極大値が第１極大値、第２極大値より小さく維持されるようにすることもできる。
【００１７】
もう一方では、本発明に係る植物の初期生長効率を最適化するＬＥＤ照明装置は、以上のようなＬＥＤ照明モジュールと、ＬＥＤ照明モジュールを複数搭載して、回路配線がパターニングされ、ＬＥＤ照明モジュールのオン/オフを制御して、ＬＥＤ照明モジュールに外部電源を印加させる回路基板と、及び回路基板の底面が装着された状態で回路基板を固定させるフレームとを、含んで構成される。
【００１８】
また、フレームの底面の枠に着脱可能に取り付けられてフレームに装着された回路基板と、回路基板に搭載されたＬＥＤ照明モジュールを締め切る仕上げカバーをさらに含んで構成されることができ、回路基板に複数搭載された第１ＬＥＤブルーチップ光源及び第２ＬＥＤブルーチップ光源は、お互いに等間隔で離間されて一列に配置されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、植物の全体的な生育期間に適したレッド系の波長領域の光量と、植物の初期生育に重要な波長領域の光量が、相互補完的に照射されるようにして、植物の全体的な生育に適していながらも、特に植物の初期生育に有利になるように光量を照射することができる利点がある。
【００２０】
また、本発明は植物の全体的な生育期間に効果的な光エネルギーを提供するためのＲＧＹ蛍光体と植物の初期生育に重要な光エネルギーを提供するためのＲＧＹ選択蛍光体を、使用することにより、安価のＬＥＤブルーチップ光源を採用するにもかかわらず、植物を生育周期ごとに最適の条件で効率的に栽培することができるＬＥＤ照明装置を構成することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施例による植物工場用照明装置の例示図である。
【００２２】
【図２】本発明の第１実施例による植物工場用照明装置の側面図とＬＥＤ照明モジュール部分を拡大して図示した構成図である。
【００２３】
【図３】本発明の第１実施例による植物工場用ＬＥＤ照明装置が提供する光量スペクトルを示したグラフである。
【００２４】
【図４】本発明の第２実施例による植物工場用照明装置の例示図である。
【００２５】
【図５】本発明の第２実施例による植物工場用照明装置の側面図とＬＥＤ照明モジュール部分を拡大して図示した構成図である。
【００２６】
【図６】本発明の第２実施例による植物工場用ＬＥＤ照明装置が提供する光量スペクトルを示したグラフである。
【００２７】
【図７】本発明の第３実施例による植物工場用照明装置の例示図である。
【００２８】
【図８】本発明の第３実施例による植物工場用照明装置の側面図とＬＥＤ照明モジュール部分を拡大して図示した構成図である。
【００２９】
【図９】本発明の第３実施例による植物工場用ＬＥＤ照明装置が提供する光量スペクトルを示したグラフである。
【００３０】
【図１０】本発明の第１実施例による植物工場用照明装置の他の例示図である。
【００３１】
【図１１】本発明の第２実施例による植物工場用照明装置の他の例示図である。
【００３２】
【図１２】本発明の第３実施例による植物工場用照明装置の他の例示図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
【００３４】
図１は、本発明の第１実施例による植物工場用照明装置を図示した例示図であり、図２は、本発明の第１実施例による植物工場用照明装置の側面図とＬＥＤ照明モジュール部分を拡大して図示した構成図である。そして、図３は、このような本発明の第１実施例による植物工場用ＬＥＤ照明装置が提供する光量スペクトルを示したグラフである。
【００３５】
図１ないし図３を参照すると、本発明の第１実施例による植物工場用ＬＥＤ照明モジュール１００は、第１ＬＥＤブルーチップ光源１０と、第２ＬＥＤブルーチップ光源２０と、ＲＧＹ蛍光体３０と、及びＲＧＹ選択蛍光体４０とを、含んで構成される。
【００３６】
第１ＬＥＤブルーチップ光源１０は、電源が供給されると、ブルー系の光を発光する。第１ＬＥＤブルーチップ光源１０の外表面にレッド系、グリーン系、イエロー系の蛍光体が組み合わされたＲＧＹ蛍光体３０が塗布され、このようにＲＧＹ蛍光体３０が塗布される状態の第１ＬＥＤブルーチップ光源１０は、レッド系の波長領域で、光量の割合が高い白色光を実現するように構成される。
【００３７】
第２ＬＥＤブルーチップ光源２０は、電源が供給されると、ブルー系の光を発光する。第２ＬＥＤブルーチップ光源２０の外表面にイエロー系、グリーン系、レッド系の中に少なくとも一つ以上の系列の蛍光体が組み合わされたＲＧＹ選択蛍光体４０が塗布され、このようにＲＧＹ選択蛍光体４０が塗布される状態の第２ＬＥＤブルーチップ光源２０は、ブルー系の波長領域で光量の割合の高い白色光を実現するように構成される。
【００３８】
ＲＧＹ選択蛍光体４０が塗布される第２ＬＥＤブルーチップ光源２０は、ＲＧＹ蛍光体３０が塗布される第１ＬＥＤブルーチップ光源１０とＬＥＤ照明モジュール１００に一緒に搭載されて、お互いに組み合わされた光量(以下、'合成光量'という)を同時に照射して、図３のように一つのスペクトルを実現する。
【００３９】
ＲＧＹ蛍光体３０は、イエロー系、グリーン系、レッド系の蛍光体が組み合わされて形成されるが、第１ＬＥＤブルーチップ光源１０の外表面に塗布され、第１ＬＥＤブルーチップ光源１０の光量スペクトルに影響を与える。
【００４０】
好ましくは、ＲＧＹ蛍光体３０は、第１ＬＥＤブルーチップ光源１０から照射される光量が、図３で、特に５６０ｎｍないし６６０ｎｍの領域で比較的に高く形成されるように組み合わされる。
【００４１】
ＲＧＹ蛍光体３０が塗布されている第１ＬＥＤブルーチップ光源１０及びＲＧＹ選択蛍光体４０が塗布されている第２ＬＥＤブルーチップ光源２０による合成光量が、図３のようなスペクトルを示したが、ＲＧＹ蛍光体３０は、合成光量が、特に５６０ｎｍないし６６０ｎｍの領域で第１極大値を示し、６３０ｎｍないし６６０ｎｍの領域で第１極大値とは別の第２極大値を示すように組み合わされる。
【００４２】
そして、合成光量が、図３に示すように、５６０ｎｍないし６６０ｎｍの領域で第１極大値が第２極大値より大きく形成されるように、ＲＧＹ蛍光体３０を組み合わせることが好ましい。また、一部の植物の生長条件に合うように、合成光量が５６０ｎｍないし６６０ｎｍの領域で第２極大値が第１極大値より大きく形成されるように、ＲＧＹ蛍光体３０を組み合わせることもできる。
【００４３】
合成光量が５６０ｎｍないし６６０ｎｍの領域で、図３に示すようなスペクトルを示すために、ＲＧＹ蛍光体３０の組み合わせが主に影響を与えるが、図３のスペクトルは、ＲＧＹ蛍光体３０が塗布されている第１ＬＥＤブルーチップ光源１０とＲＧＹ選択蛍光体４０が塗布されている第２ＬＥＤブルーチップ光源２０から同時に照射されて合成された結果であるため、ＲＧＹ蛍光体３０の組み合わせとＲＧＹ選択蛍光体４０の組み合わせを同時に考慮する。
【００４４】
また、合成光量が、図３に示すように、５６０ｎｍないし６２５ｎｍの領域で第１極大値を示し、６３０ｎｍないし６６０ｎｍの領域で第１極大値より小さい値の第２極大値を示すようにＲＧＹ蛍光体３０を組み合わせることにより、植物の生育期間にわたって、植物の全体的な生育に効率的な光量を照射するようになる。
【００４５】
５６０ｎｍないし６２５ｎｍの領域と、６３０ｎｍないし６６０ｎｍの領域での合成光量は、ＲＧＹ蛍光体３０の組み合わせによって、主に影響を受けるが、合成光量であるだけ、ＲＧＹ蛍光体３０の組み合わせと、ＲＧＹ選択蛍光体４０の組み合わせを同時に考慮する。
【００４６】
一方、ＲＧＹ選択蛍光体４０は、イエロー系、グリーン系、レッド系の中に少なくとも一つ以上の系列の蛍光体が組み合わされて形成されるが、第２ＬＥＤブルーチップ光源２０の外表面に塗布され、第２ＬＥＤブルーチップ光源２０の光量スペクトルに影響を与える。
【００４７】
好ましくは、ＲＧＹ選択蛍光体４０は、第２ＬＥＤブルーチップ光源２０から照射される光量が、特に４３０ｎｍないし４６０ｎｍの領域で比較的に高く形成され、４６５ｍないし４９０ｎｍの領域で比較的に低く形成されるように組み合わされる。
【００４８】
ＲＧＹ選択蛍光体４０が塗布されている第２ＬＥＤブルーチップ光源２０とＲＧＹ蛍光体３０が塗布されている第１ＬＥＤブルーチップ光源１０による合成光量が図３に示すようなスペクトルを示したが、ＲＧＹ選択蛍光体４０は合成光量の中に、特に４３０ｎｍないし４６０ｎｍの領域で第３極大値を示し、４６５ｍないし４９０ｎｍの領域で極小値を示すように組み合わされる。
【００４９】
この時、極小値は、７００ｎｍ以上の領域で照射される光量の最大値より大きく維持されるように、ＲＧＹ選択蛍光体４０を組み合わせることが好ましい。これによって、図３に応じた合成光量が植物の生育期間に中に、特に初期生長に最適な光エネルギーを供給するようになる。
【００５０】
合成光量が４３０ｎｍないし４６０ｎｍの領域、４６５ｍないし４９０ｎｍの領域で図３に示すようなスペクトルを示すために、ＲＧＹ選択蛍光体４０の組み合わせが主に影響を与えるが、図３のスペクトルは、ＲＧＹ蛍光体３０が塗布されている第１ＬＥＤブルーチップ光源１０とＲＧＹ選択蛍光体４０が塗布されている第２ＬＥＤブルーチップ光源２０から同時に照射されて合成された結果であるため、ＲＧＹ選択蛍光体４０の組み合わせと、ＲＧＹ蛍光体３０の組み合わせを、同時に考慮する。
【００５１】
このように、ＲＧＹ蛍光体３０が塗布されている第１ＬＥＤブルーチップ光源１０を介してレッド系の波長領域でも、図３に示したような光エネルギーのスペクトルが照射され、ＲＧＹ選択蛍光体４０が塗布されている第２ＬＥＤブルーチップ光源２０を介してブルー系の波長領域で、図３に示したような光エネルギーのスペクトルが、同時に実現された時、植物の初期生長に最適な光エネルギーを伝えることができる。
【００５２】
特に、図１と図２に示したように、ＲＧＹ蛍光体３０が外表面に塗布されている第１ＬＥＤブルーチップ光源１０は、ＲＧＹ選択蛍光体４０が外表面に塗布されている第２ＬＥＤブルーチップ光源２０と比較的して１.５倍以上ないし３.５倍以下の数で均等に配列して、第３極大値が第１極大値より大きく維持されるように構成する。これにより、図３に示したような光のスペクトルを実現することができ、このような構成が植物の初期生長において非常に効果的である。
【００５３】
即ち、植物の初期生長時に、各機関の分裂や生長において最適な光合成が形成されない場合、後に成熟される過程で、レッド系の波長領域の十分な光量が照射されても良好な収穫物を獲得することができないからである。
【００５４】
一方、図１と図２に示したように、本発明に係る植物工場用ＬＥＤ照明装置は、本発明の第１実施例による植物工場用ＬＥＤ照明モジュール１００と、回路基板２００と、フレーム３００と、及び仕上げカバー４００とを、含んで構成されることができる。
【００５５】
ここで、回路基板２００は、ＬＥＤ照明モジュール１００を複数搭載して、回路配線がパターニングされ、ＬＥＤ照明モジュール１００のオン/オフを制御してＬＥＤ照明モジュール１００に外部電源を印加させるようにする。
【００５６】
フレーム３００は、回路基板２００の底面が装着された状態で回路基板２００を固定させる構成である。また、フレーム３００は、植物工場の支持フレーム(図示せず)に固定され、ＬＥＤ照明装置を指示する。
【００５７】
仕上げカバー４００は、フレーム３００の底面の枠に着脱可能に取り付けられて、フレーム３００に装着された回路基板２００と、回路基板２００に搭載されたＬＥＤ照明モジュール１００を仕上げする。この時、回路基板２００に複数搭載された第１ＬＥＤブルーチップ光源１０及び第２ＬＥＤブルーチップ光源２０は、図１と図２に示したように、お互いに等間隔で離間されて一列に配置されることができ、好ましくは、２個の第１ＬＥＤブルーチップ光源１０と、１個の第２ＬＥＤブルーチップ光源２０を順次交互となるように配列することが好ましい。
【００５８】
図４は、本発明の第２実施例による植物工場用照明装置を図示した例示図であり、図５は、本発明の第２実施例による植物工場用照明装置の側面図と、ＬＥＤ照明モジュール部分を拡大して図示した構成図である。そして、図６は、このような本発明の第２実施例による植物工場用ＬＥＤ照明装置が提供する光量スペクトルを示したグラフである。
【００５９】
図４ないし図６を参照すると、本発明の第２実施例による植物工場用ＬＥＤ照明モジュール１００も、第１ＬＥＤブルーチップ光源１０と、第２ＬＥＤブルーチップ光源２０と、ＲＧＹ蛍光体３０と、及びＲＧＹ選択蛍光体４０とを、含んで構成される。
【００６０】
本発明の第２実施例は、前述した第１実施例による第１ＬＥＤブルーチップ光源１０、第２ＬＥＤブルーチップ光源２０、ＲＧＹ蛍光体３０、ＲＧＹ選択蛍光体４０と同じ構成から形成される。
【００６１】
但し、第２実施例では、回路基板２００に複数搭載された第１ＬＥＤブルーチップ光源１０及び第２ＬＥＤブルーチップ光源２０が、お互いに等間隔で離間されて一列に配置され、３個の第１ＬＥＤブルーチップ光源１０と、１個の第２ＬＥＤブルーチップ光源２０を順次交互となるように配列する。このような構成で、第２実施例は、図６のスペクトルを実現することができ、これにより、第１実施例のように、植物の初期生長においては、非常に効果的な光量を照射することができるようになる。
【００６２】
図７は、本発明の第３実施例による植物工場用照明装置を図示した例示図であり、図８は、本発明の第３実施例による植物工場用照明装置の側面図と、ＬＥＤ照明モジュール部分を拡大して図示した構成図である。そして、図９は、このような本発明の第３実施例による植物工場用ＬＥＤ照明装置が提供する光量スペクトルを示したグラフである。
【００６３】
図７ないし図９を参照すると、本発明の第３実施例による植物工場用ＬＥＤ照明モジュール１００も、第１ＬＥＤブルーチップ光源１０と、第２ＬＥＤブルーチップ光源２０と、ＲＧＹ蛍光体３０と、及びＲＧＹ選択蛍光体４０とを、含んで構成される。
【００６４】
本発明の第３実施例も、前述した第１実施例による第１ＬＥＤブルーチップ光源１０、第２ＬＥＤブルーチップ光源２０、ＲＧＹ蛍光体３０、ＲＧＹ選択蛍光体４０と同じ構成から形成される。
【００６５】
但し、第３実施例は、ＲＧＹ蛍光体３０が外表面に塗布されている第１ＬＥＤブルーチップ光源１０は、ＲＧＹ選択蛍光体４０が外表面に塗布されている第２ＬＥＤブルーチップ光源２０と比較して４倍以上、６倍以下の数で均等に配列する。このような構成で、第３実施例は、図９に示したように、第２極大値が第３極大値より大きく維持されるように、光のスペクトルを実現するが、このような光量スペクトルは、植物の初期生長において、非常に効果的である。
【００６６】
この時、第３実施例は、第３極大値が第２極大値より小さくなっているが、一部の植物では、このような光量スペクトルが、第１実施例及び第２実施例より植物の初期生長において、さらに効率的である。
【００６７】
そして、第３実施例では、回路基板２００に複数搭載された第１ＬＥＤブルーチップ光源１０及び第２ＬＥＤブルーチップ光源２０が、お互いに等間隔で離間されて一列に配置され、５個の第１ＬＥＤブルーチップ光源１０と、１個の第２ＬＥＤブルーチップ光源２０を、順次交互となるように配列する。このような構成で、第３実施例は、図９の光量スペクトルを実現するが、これは植物の初期生長において、非常に効果的である。
【００６８】
以上のように、本発明は、ＲＧＹ蛍光体３０が塗布されている第１ＬＥＤブルーチップ光源１０を介して、従来にレッドチップの光源にブルーＬＥＤと、ホワイトＬＥＤを配列して構成する欠点を克服した。
【００６９】
しかし、第１ＬＥＤブルーチップ光源１０に、ＲＧＹ蛍光体３０だけを塗布して、図３、図６、図９に示された本発明の第１実施例ないし第３実施例のように、レッド系の波長領域では、第１極大値、第２極大値に対応する光量を照射するように実現することができるが、この状態で、ブルー系の波長領域でも、図３、図６、図９に示したような光量スペクトルを実現することは、非常に難しい。
【００７０】
従って、ＲＧＹ蛍光体３０が塗布されている第１ＬＥＤブルーチップ光源１０と、ＲＧＹ選択蛍光体４０が塗布されている第２ＬＥＤブルーチップ光源２０を、図１、図４、図７に図示されたように、順次交互となるように配列して、図３、図６、図９に示したような光量スペクトルを実現することができ、これにより、植物の初期生長において、非常に効果的な光量を照射することができるようになる。
【００７１】
一方、ＲＧＹ蛍光体３０が外表面に塗布される第１ＬＥＤブルーチップ光源１０と、ＲＧＹ選択蛍光体４０が外表面に塗布される第２ＬＥＤブルーチップ光源２０は、４２０ｎｍないし４９０ｎｍの波長領域で比較的に高い光量を示す。しかし、５００ｎｍないし６６０ｎｍの波長領域で高い光量を示すためには、第１ＬＥＤブルーチップ光源１０及び第２ＬＥＤブルーチップ光源２０に、レッド系、グリーン系、イエロー系の蛍光体を、塗布して実現する。
【００７２】
即ち、ＲＧＹ蛍光体３０が外表面に塗布される第１ＬＥＤブルーチップ光源１０を介しては、５００ｎｍないし６６０ｎｍの波長領域で高い光量をしめすため、第１ＬＥＤブルーチップ光源１０の外表面に塗布されるＲＧＹ蛍光体３０の量や比率を高くして、第２ＬＥＤブルーチップ光源２０を介して、４２０ｎｍないし４９０ｎｍの波長領域で高い光量を示すため、第２ＬＥＤブルーチップ光源２０の外表面に塗布されるＲＧＹ選択蛍光体４０の量は、第１ＬＥＤブルーチップ光源１０の外表面に塗布されるＲＧＹ蛍光体３０の量を比較的少なくすることが好ましい。
【００７３】
そして、図３、図６、図９の他にも、別のパターンのスペクトルが実現されることができるが、それによって、第１ＬＥＤブルーチップ光源１０及び第２ＬＥＤブルーチップ光源２０の外表面にＲＧＹ蛍光体３０や、ＲＧＹ選択蛍光体４０の塗布量や、各系列の比率を変えて、様々なパターンのスペクトルを実現するためには、あまりに多くの製作費用がかかる。
【００７４】
しかし、ＲＧＹ蛍光体３０が外表面に塗布されている第１ＬＥＤブルーチップ光源１０を実現し、ＲＧＹ選択蛍光体４０が外表面に塗布されている第２ＬＥＤブルーチップ光源２０を実現した後、第１ＬＥＤブルーチップ光源１０と第２ＬＥＤブルーチップ光源２０の配列を調節して、経済的な製作費用をかけて、図３、図６、図９に示したのように植物の初期生長に重要な４２０ｎｍないし４９０ｎｍの波長領域で光量の大きさを弾力的に調整することができる。
【００７５】
図１０ないし図１２は、本発明の第１ないし第３実施例による植物工場用照明装置の他の例示図である。
【００７６】
図１０ないし図１２を参照すると、ＬＥＤ照明モジュール１００として、ＲＧＹ蛍光体３０が塗布されている第１ＬＥＤブルーチップ光源１０と、ＲＧＹ選択蛍光体４０が塗布されている第２ＬＥＤブルーチップ光源２０を、図１、図４、図７に示したように、順次交互となるように配列することが好ましいが、ＬＥＤ照明モジュール１００が一列に配列された回路基板２００を、図１０ないし図１２に示したように、行の単位で交互となるように配列することにより、図３、図６、図９に示したような光量スペクトルを実現することもできる。
【００７７】
図３、図６、図９に示したような光量スペクトルを実現するために、ＬＥＤ照明モジュール１００が一列に配列された回路基板２００を、行の単位で配列するパターンを、具体的に調べてみると、以下のようである。
【００７８】
まず、図１０に示したように、ＲＧＹ蛍光体３０が塗布されている第１ＬＥＤブルーチップ光源１０から形成されたＬＥＤ照明モジュール１００が、一面に一列に配列された回路基板２００を、上から２行に連接して配置し、続いて、ＲＧＹ選択蛍光体４０が塗布されている第２ＬＥＤブルーチップ光源２０から形成されたＬＥＤ照明モジュール１００が、一面に一列に配列された回路基板２００を１個を1行に連接して配列するパターンを、繰り返して構成することにより、図３に示すような比率を有する光量スペクトルを実現することができる。
【００７９】
そして、図１１に示したように、ＲＧＹ蛍光体３０が塗布されている第１ＬＥＤブルーチップ光源１０から形成されたＬＥＤ照明モジュール１００が、一面に一列に配列された回路基板２００を、上から３行に連接して配置し、続いて、ＲＧＹ選択蛍光体４０が塗布されている第２ＬＥＤブルーチップ光源２０から形成されたＬＥＤ照明モジュール１００が、一面に一列に配列された回路基板２００を1個を１行に連接して配列するパターンを繰り返して構成することにより、図６に示すような比率を有する光量スペクトルを実現することができる。
【００８０】
また、図１２に示したように、ＲＧＹ蛍光体３０が塗布されている第１ＬＥＤブルーチップ光源１０から形成されたＬＥＤ照明モジュール１００が、一面に一列に配列された回路基板２００を、上から５行に連接して配置し、続いて、ＲＧＹ選択蛍光体４０が塗布されている第２ＬＥＤブルーチップ光源２０から形成されたＬＥＤ照明モジュール１００が、一面に一列に配列された回路基板２００を1個を１行に連接して配列するパターンを繰り返して構成することにより、図９に示すような比率を有する光量スペクトルを実現することができる。
【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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