(57)【要約】【課題】人工光によって植物の偏りのない健全な育成が促進できる植物育成用照明装置を提供する。【解決手段】複数の円柱状の導光体１を所定の間隔で略円状に配置し、且つ導光体１の上方の導光体１で囲まれた中心近傍に光拡散板３を配置し、各導光体１の端面と光拡散板３にＬＥＤ５光源から発せられた光を入射し、各導光体１および光拡散板３の内部を導光されて夫々に形成された光拡散面６から外部に出射された光を植物のほぼ全方向から照射し、植物全体に略一様に光のエネルギーが行き渡るようにした。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光体の光入射面から入射した人工光が前記導光体内を導光されて該導光体の光出射面に至り、該光出射面から出射した前記人工光が植物を照射して該植物の育成を促進する植物育成用照明装置であって、植物を配置するためのスペースの側方に該スペースを囲むように1個もしくは複数個の前記導光体を配置したことを特徴とする植物育成用照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の植物育成用照明装置において、前記植物を配置するためのスペースの上方と下方の何れか一方または両方に、光源および前記光源からの人工光を前記スペースへ拡散する光拡散板を配置したことを特徴とする請求項１に記載の植物育成用照明装置。
【請求項３】
前記導光体と前記光拡散板の何れか一方または両方に入射する前記人工光は赤色、緑色、青緑色、青色および白色の光からなる群のなかの１つの光、もしくは２つ以上の光を混合した光であることを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の植物育成用照明装置。
【請求項４】
前記導光体と前記光拡散板の何れか一方または両方に入射する前記人工光は、各光色毎に独立して点滅制御できることを特徴とする請求項３に記載の植物育成用照明装置。
【請求項５】
前記人工光の光源はＬＥＤであることを特徴とする請求項３または４の何れか１項に記載の植物育成用照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物の育成を促進するための植物育成用照明装置に関するものであり、詳しくは、導光体を介して照射された人工光で組織培養育成や植物育成などを行う植物育成用照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多段に階層的に配列された栽培室に植物育成の促進のための光環境を形成する方法として、各栽培室に配置された導光体に光源から放出された光を取り込み、導光体内を導光された光を導光体の光出射部から外部に出射させて植物に照射するようにしたものがあり、以下のような利点を有するものとなっている。
【０００３】
１)スペースを節約するために立体的に配置された各植物に均一に光を照射することができる。
２)単一の光源から放出された光が取り込まれる導光体に複数の光出射部を形成し、各出射部から出射された光で各植物を照射するようにしたことにより、光源の数を少なくでき、光源の点灯制御系の構成を簡素化することができる。
３)植物室内は植物に散水したり水滴が発生するなどの水分が多い環境となるが、植物を照射する光は導光体を介して供給されるために光源を栽培室とは離れた場所に設けることができる。そのため、光源に防水処理を施す必要がなく、余分なコストが発生することがない（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３０４７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した構成の光環境は、多段に階層的に配列された栽培室に多数の植物が配置された状況下において導光体の光出射部から出射された光を各植物に照射するものであるが、栽培室のスペースを有効に活用するために植物は極力間隔を置かないで配置されるのが一般的であり、そのために導光体は植物の上方に配置され、光は植物の上方からのみ照射されることになる。
【０００５】
植物に上方のみから光を照射すると、植物の下方にある葉はその上方の葉の陰になって光が届き難くなる。特に、葉が複雑に幾重にも重なっているような植物においては、葉の総面積に対して光を受ける面積の割合が大きく減少し、植物の成長が阻害される要因となる。また植物の部位によって受光する光量が異なるため、植物全体がバランスのとれた成長をおこなうことができないことになる。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、人工光を効率的、効果的に照射することによって植物の育成が健全に促進されるような植物育成用照明装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、導光体の光入射面から入射した人工光が前記導光体内を導光されて該導光体の光出射面に至り、該光出射面から出射した前記人工光が植物を照射して該植物の育成を促進する植物育成用照明装置であって、植物を配置するためのスペースの側方に該スペースを囲むように1個もしくは複数個の前記導光体を配置したことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の植物育成用照明装置において、前記植物を配置するためのスペースの上方と下方の何れか一方または両方に、光源および前記光源からの人工光を前記スペースへ拡散する光拡散板を配置したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１または２の何れか１項において、前記導光体と前記光拡散板の何れか一方または両方に入射する前記人工光は赤色、緑色、青緑色、青色および白色の光からなる群のなかの１つの光、もしくは２つ以上の光を混合した光であることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項３において、前記導光体と前記光拡散板の何れか一方または両方に入射する前記人工光は、各光色毎に独立して点滅制御できることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項５に記載された発明は、請求項３または４の何れか１項において、前記人工光の光源はＬＥＤであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の植物育成用照明装置は、一種の光、もしくは２種以上の光を混合した光を植物を取巻くように配置された１個あるいは複数個の導光体を介して植物全体に略均一に照射するようにしたので、植物を偏らないで健全に成長させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
自然環境下で育成した植物と同様な形態の植物を人工光で育成する目的を、一種の光、もしくは２種以上の光を混合した光を植物を取巻くように配置された１個あるいは複数個の導光体を介して植物全体に略均一に照射するようにして実現した。
【実施例１】
【００１４】
以下、この発明の好適な実施例を図１〜図６を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施例に限られるものではない。
【００１５】
図１は本発明の実施例１に係わる植物育成用照明装置の上面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。透明部材からなる円柱状の導光体１が所定の間隔で略円状に配置され、導光体の両端部は支持体２に固定されている。そして、一方の支持体には、他方の支持体に対向する面の中央部に光拡散板３が設けられ、さらに金属導体で配線パターンが形成されたプリント基板４に複数のＬＥＤ５が半田付けされたＬＥＤ実装基板がＬＥＤ５の放射光が導光体１および光拡散板３に向かうように取り付けられている。プリント基板４に実装されたＬＥＤ５と各導光体１および光拡散板３との位置関係は、ＬＥＤ５と各導光体１の端面とは一対一で対応するように配置され、ＬＥＤ５と光拡散板３とは光拡散板３の範囲内に複数のＬＥＤ５が対応するように配置されている。
【００１６】
ここで、ＬＥＤの光と植物の成長との関係について説明する。植物の形態形成や光合成などの植物反応は光のエネルギーを受けることによって促進されるものであるが、受光する光の波長によって植物の成長に対する働きが異なることが実験的に解明されつつある。例えば、本発明者は、赤、緑、青緑、青、白の各色光を発するＬＥＤの下でトレニアの組織培養による開花育成実験を行って以下のような知見を得た。
１）赤色ＬＥＤの光で培養した苗は、茎が太く、節間が短く、葉長が長くなった。また、開花本数は一番少なかった。
２）緑色ＬＥＤの光で培養した苗は、急速な節間伸張を示し、茎が細長くなった。
３）青緑色ＬＥＤの光で培養した苗は、開花本数が一番多かった。
４）白色ＬＥＤの光で培養した苗は、節間、葉幅および葉長がバランスよく成長した。
５）青色ＬＥＤの光で培養した苗は、植物が光の方向に向う屈光性が顕著に表れた。
そして以上の知見を踏まえ、本発明の植物育成用光源装置の光源として上記した赤色、緑色、青緑色、青色、白色の各色光を発するＬＥＤを組み合わせ、バランスのとれた健全な植物を育成するようにした。
【００１７】
光拡散板３は光透過性樹脂で形成され、光の出射面にしぼ加工、サンドブラスト処理などの手法で光拡散面６が形成されている。また、光透過性樹脂に酸化チタン、アルミナ、シリカなどの拡散剤を分散しても光の拡散効果を得ることができる。さらに、光拡散板３はガラス板を使用することも可能で、その場合は光の拡散手段としてサンドブラスト処理によって表面を荒らし、すりガラスのようにすることで拡散効果をもたせることもできる。
【００１８】
また、円柱状の導光体１の表面も同様に拡散処理が施されて光拡散面６が形成されており、この場合は、表面全面ではなく、略円状に配置された内側を向いた略半周面に施されている。円柱状の導光体１を形成する部材は上記した光拡散板と同様に光透過性樹脂あるいはガラスが用いられ、表面の拡散処理は光透過性樹脂では、しぼ加工、切り込み加工、サンドブラスト処理など、ガラスではサンドブラスト処理などの手法が用いられる。
【００１９】
なお、光源となるＬＥＤを発光させるためには、外部に設けられた電源から電線を介してＬＥＤに電力を供給することが必要である。また、個別に様々な波長の光を発するＬＥＤの点灯の組み合わせを制御する電気的な制御機構も必要であるが、本発明の実施例を示す図では記載を省略する。
【００２０】
このような構成の植物育成用光源を使用して植物の組織培養がどのようにして行われるかを説明する。略円状に配置された円柱状の導光体１の略中央に培養用容器７を配置する。培養容器７内には培養される植物組織が培地に植え込まれている（図示せず）。そして、所望する光色が得られるようにプリント基板４に実装された各種発光色のＬＥＤ５を発光色毎に選択して点灯する。そして、各導光体１に対応する位置にあるＬＥＤ５から発せられた光は透明な導光体１の一方の端面から導光体１に入射して導光体１内部を導光されて導光体１の他方の端面に直接向かうものと、導光体１の表面に向かうものとに分岐される。導光体１の表面に向かう光のうち、直接導光体１の光拡散面６に至った光はその部分で拡散され導光体１から外部に放出されて培養用容器７に横方向、斜め上方および斜め下方から照射されることになる。一方、導光体１の表面の拡散処理が施されてない面に至った光のうち内部反射（全反射）して導光体１内を導光されて光拡散面６に至った光も拡散されて外部に放出され培養用容器７に横方向、斜め上方および斜め下方から照射される。また、プリント基板４の中央部に実装されたＬＥＤ５から発せられた光は、光拡散板３に入射し、拡散されて下部に配置された培養用容器７を上方から照射することになる。
【００２１】
このように、本実施例では、培養用容器７に下方向を除いた上方向、横方向、斜め上方向および斜め下方向から光を照射するようになっており、植物組織のほとんどの部位に光のエネルギーが供給できるようになっている。しかも、供給されるＬＥＤ５の光のほとんどが拡散光であるため、植物細胞の各部位は均一化された光のエネルギーを受けるようになっている。したがって、組織培養に最適な波長の光を組み合わせて混合した光のエネルギーを、略全方向から略均一に照射するようにしたために、バランスのよい健全な植物の組織培養を促進することができる。
【００２２】
なお、ＬＥＤ５から発せられて導光体１に入射した光が効率よく培養用容器７の照射に寄与するように、導光体１のＬＥＤ５の光が入射する端面と対向する端面を反射面とすることも効果的である。ただし、単に反射面とした場合は導光体１の一方の端面から入射した光が導光体１内を導光されて直接対向する導光体の他方の端面に至った光は、端面に至った角度と同じ角度で反射してそのまま導光体１の内部を導光されてＬＥＤの光が入射した端面に帰ってくるだけのものとなり、外部に放出されることにはならない。したがって、反射面を単なる反射面とするのではなく、反射面に対して光が反射面に向かった角度と反射された後の角度を変えるように拡散反射面８とすることで反射光が導光体１から外部に放出されることになる。導光体１の端面を拡散反射面８にする方法は、例えば、機械的あるいは化学的に荒らした表面に反射金属を蒸着したり、凸凹面を有する金属反射膜を表面に貼り付けるなどが考えられる。
【００２３】
ＬＥＤの配置は、上述したように、上方にのみ配置する構造と、図３に示すように下方にのみ配置する方法と、さらに、図４に示すように上方と下方の両方に配置する方法が可能である。特に上下両方にＬＥＤ５光源を設けると、ＬＥＤ５を片方に設けた場合に比べて全方向からより均一に光のエネルギーを培養用容器７内の組織細胞に供給することができるため、組織培養の促進を加速させることができる。
【実施例２】
【００２４】
図３は本発明の実施例２に係わる植物育成用照明装置を模式的に表したものである。本実施例は円筒の一部を切取って開口部とし、内周面を光拡散面６とした導光体１の端面にＬＥＤ５を配置して導光体１の端面からＬＥＤ光を入射し、光拡散面６に至った光を外部に放出して導光体１の内側に配置された培養用容器７に光のエネルギーを供給するものである。この場合もＬＥＤ光を入射する導光体１の端面に対向する端面を拡散反射面８にすることで光の利用効率を向上させることができる。また、導光体１に開口部を設けたのは、開口部を通して培養用容器７内の組織培養の様子を観察できるようにしたものである。なお、導光体１の形状を完全な円筒状に形成しても問題はないし、導光体１に形成された光拡散面６の拡散の程度が弱ければ導光体１を通して内部を観察することもできる。
【００２５】
本実施例の導光体の利点は単純な構造であるため安いコストで製造できることである。また、光源として使用するＬＥＤの種類は実施例１と同様である。さらに、ＬＥＤを配置する位置も導光体の一方の端部あるいは両端部のどちらでも可能であり、特に両端部にＬＥＤ光源を設けると、ＬＥＤを片方に設けた場合に比べて全方向からより均一に光のエネルギーを培養用容器７内の組織細胞に供給することができるため、組織培養の促進を加速させることができる。
【実施例３】
【００２６】
図６は本発明の実施例３に係わる植物育成用照明装置を模式的に示したものである。本実施例は前述した実施例２と構成は同一である。ただし、実施例２と異なるところは、導光体1を床面に設置したときに、導光体１の外周面９が床面に対して略垂直に立ち上がり、且つ略円状に形成されている。そして、導光体１の内周面１０は略中心に対して下方向に向かって開いた傾斜を成している。つまり、下方に行くにしたがって肉厚が薄い形状となっている。そして、本実施例では開口部を設けているが、開口部を設けないで円筒状にしても問題はない。
【００２７】
このような形状の導光体１の上方（肉厚が厚い方）の端部にＬＥＤ５を配置し、ＬＥＤ５が発する光を上方の端面から導光体１に入射させると、導光体１内を導光された光の一部は直接傾斜した内周面１０の光拡散面６に至り外部に放出される。それに加えて、光反射面が形成されていない導光体１の外周面９に至った光は外周面９で内部反射（全反射）されて光拡散面１０に至り、光拡散面１０から外部に放出されることになるため、光の利用効率の高い植物育成用光源となるものである。
【００２８】
この場合も、導光体１の内側に例えば鉢植え植物１１をおいて、導光体１の開口部あるいは導光体１を通して外側から植物を観察することができる。植物の生育を促進すると、導光体の外側から成長を観察することができる。また、導光体１の肉厚が薄い端部の面を拡散反射面８にすることでさらに光の利用効率を高めることができる。なお、導光体１の円状の大きさは導光体１で囲まれるものの大きさによって適宜設計されるものである。
【００２９】
以上述べたように、本発明の植物育成用照明装置は、光源となるＬＥＤから発せられる光を導光体に取り込んで導光体に形成された光拡散面から外部に出射するようにし、この拡散光を上方向、上斜め方向、横方向、下斜め方向および下方向から植物に照射するようにした。特に従来の植物育成用光源では行われていなかった横方向からの光の照射が可能になったことによって、葉が複雑に幾重にも重なった植物を育成するにあたって、従来は上部の葉の陰になって光を受けられなかった下部の部位も略横方向からの光が受けられるようになり、植物全体に一様に光のエネルギーが行き渡るようになるためにバランスよく健全に成長することができる。
【００３０】
また、植物育成に有用な波長の光を選択、混合して植物に照射しているため、植物育成に寄与しない無駄な波長成分を含んだ光の発光がないために光の利用効率がよく、電力効率が高められるために照明に係わるランニングコストを低減することができる。などの優れた効果を奏するものである。
【００３１】
なお、本発明の植物育成用照明装置は、植物の育成だけではなく、インテリアなどの別の用途の可能性を有する照明装置である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例１に係わる植物育成用照明装置の上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係わる別の植物育成用照明装置の断面図である。
【図４】本発明の実施例１に係わる別の植物育成用照明装置の断面図である。
【図５】本発明の実施例２に係わる植物育成用照明装置を模式的に示したものである。
【図６】本発明の実施例３に係わる植物育成用照明装置を模式的に示したものである。
【符号の説明】
【００３３】
１    導光体
２    支持体
３    光拡散板
４    プリント基板
５    ＬＥＤ
６    光拡散面
７    培養用容器
８    拡散反射面
９    外周面
１０    内周面
１１    鉢植え植物
【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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