(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体からなりピーク波長３７０〜４８０ｎｍの青色光ないし近紫外光を発光する発光素子と、前記発光素子が発光した青色光ないし近紫外光を励起光としてピーク波長５６０〜５８０ｎｍの黄色光を放射する蛍光体とを組み合わせてなり、前記発光素子が発光した青色光ないし近紫外光が、その略全てが蛍光体に吸収されて、ＬＥＤランプ外に実質的に漏れないＬＥＤランプを、栽培中の草花の上方に設置し、前記ＬＥＤランプを発光させる駆動装置を設け、前記ＬＥＤランプの発光により照らされる草花の上端での照度を１２ｌｘ以上で設定される任意の値とすることができるようにしたことを特徴とする草花の害虫防除及び開花制御装置。
【請求項２】
前記ＬＥＤランプの設置高さを変更する機構を備えた請求項１記載の草花の害虫防除及び開花制御装置。
【請求項３】
半導体からなりピーク波長３７０〜４８０ｎｍの青色光ないし近紫外光を発光する発光素子と、前記発光素子が発光した青色光ないし近紫外光を励起光としてピーク波長５６０〜５８０ｎｍの黄色光を放射する蛍光体とを組み合わせてなり、前記発光素子が発光した青色光ないし近紫外光が、その略全てが蛍光体に吸収されて、ＬＥＤランプ外に実質的に漏れないＬＥＤランプを、栽培中の草花の上方に設置し、前記ＬＥＤランプを発光させることにより、前記ＬＥＤランプの発光により照らされる草花の上端での照度が１２ｌｘ以上で設定される任意の値とすることにより、害虫防除しながら草花の開花を制御することを特徴とする草花の害虫防除及び開花制御方法。
【請求項４】
草花の上端高さが高くなるにつれてＬＥＤランプの設置高さを高くする請求項３記載の草花の害虫防除及び開花制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、草花の害虫防除と開花制御とを行う装置並びに方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
草花における害虫被害の一つに、夜間に害虫の成虫が集まって産卵したり吸汁したりし、やがてふ化したその幼虫が草花を食い荒らすという加害形態がある。この害虫の代表がヤガ（夜蛾）科であり、タバコガ、ヨトウガ等を例示することができる。とりわけオオタバコガは、近年、日本において発生量が拡大しており、その被害は甚大である。これに対する方策として、夜間に特定波長の黄色光を草花に照射して、害虫（成虫）に忌避反応を起こさせ、害虫の侵入、産卵、吸汁行動等を防止する方法及び装置が知られている。黄色光には、夜間に暗反応する上記害虫（特にヤガ）の複眼を、明反応させる作用があり、この作用を害虫が忌避するのである。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ピーク波長が５７０〜６２０ｎｍの黄色光を発する蛍光灯を用いた防除用ランプが記載されている。また、このような防除用の直管形蛍光灯は、すでに市販され使用されている。
【０００４】
次に、特許文献２には、Ｇａ、Ａｓ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｐ及びＮのうち少なくとも２種以上の金属を含む半導体で、例えばＧａＰ系、ＧａＡｓＰ系、ＧａＰＮ系、ＧａＡｌＡｓ系、ＡｌＩｎＧａＰ系などの半導体素子であり、ピーク波長が５８０〜７００ｎｍの光を発光するＬＥＤ（第１の発光ダイオード）を用いた照明装置が記載されている。発光素子自身が同ピーク波長の光を発光するものと考えられる。同照明装置の実施例として同文献には、直管形蛍光ランプと同様の形状に形成された管体の内部に、前記ＬＥＤを別のＬＥＤと共に取り付けた基板を収納してなる照明装置と、ほぼ電球形状に形成されたカバー体の内部に、同様の基板を収納してなる照明装置とが記載されている。
【０００５】
次に、特許文献３にも黄色ＬＥＤを用いた防虫灯が記載されている。この黄色ＬＥＤについては「黄色ＬＥＤは、透明体の中に発光ダイオードを封入し、２本の端子線を外部に引き出している」の記載があることから、発光素子自身が黄色を発光するものと考えられる。同防虫灯の実施例として同文献には、透明のパイプの内部に、多数の黄色ＬＥＤを取り付けた角状の管体を収納してなる柱状の防虫灯と、四角板状の基板に多数の黄色ＬＥＤを縦横に取り付けてなるプレート状の防虫灯と、電線に多数の黄色ＬＥＤを直列に取り付けてなる紐状の防虫灯とが記載されている。また、電源として太陽電池発電装置を用いることも記載されている。
【０００６】
また、キクのように一年を通じて需要がある草花については、人工的に光をあてるいわゆる電照により開花を制御して出荷時期を調整している。キクのような草花には日照時間が短くなると開花する性質があるため、電照により開花を遅らせるのである。この電照には、かつては白熱電球が多用されていたが、最近では蛍光ランプが多用されるようになってきた。
【０００７】
特許文献４には、黄色蛍光ランプからなる黄色ランプ（光波長がピーク値が約５８０ｎｍで５００ｎｍ以下、及び７００ｎｍ以上の成分を持たない幅狭の分光分布特性を持つもの）を用いて電照する際に、防蛾効果があって、キクの開花を抑制しないような低レベル照度（１〜４ｌｘ（ルクス））に制御する時間と、開花抑制に効果のある高レベル照度（３６ｌｘ以上）に制御する時間とを、夫々が必要とする時期に対応させて設定することを特徴とするキクの栽培における人工照明の制御方法が開示されている。この方法によれば、黄色ランプの点灯制御のみでヤガ類の防除ができるとともに、開花抑制も行なえ、しかも開花抑制が不要な時期においては開花に影響を与えることなく防除が行なえる、という効果があると記載されている。
【特許文献１】特開平１−１８７７５７号公報
【特許文献２】特開２００４−９３号公報
【特許文献３】特開２００３−２８４４８２号公報
【特許文献４】特開平９−３１３０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１及び特許文献４のような黄色蛍光ランプを用いた防除用ランプは、前記のとおりすでに市販され使用されているが、ほ場（園芸農作物のために整備された土地）を均一の照度で照射することが困難であるという問題があった。すなわち、黄色蛍光灯は一本あたりの全光束が大きいため、複数本を大きな相互間隔をおいてほ場に配設している。このため、黄色蛍光灯の直下ないしその近傍においては照度が非常に高くなり、園芸農作物の種類によってその生長や開花に影響し阻害することがあった。一方、黄色蛍光灯から遠く離れた所（前記相互間隔の中央部）においては照度が低くなりすぎ、害虫防除効果が低下することがあった。また、黄色蛍光灯は、ほ場周辺に光が漏れて光害を招きやすいとか、寿命が短く交換が面倒であるという問題もあった。
【０００９】
また、特許文献２及び特許文献３のような黄色ＬＥＤを用いた防虫灯は、実用化が困難であり、ほとんど実用化されていないと思われる。その理由の一つは、前記のとおりＧａＰ系、ＧａＡｓＰ系、ＧａＰＮ系、ＧａＡｌＡｓ系、ＡｌＩｎＧａＰ系などの半導体を用いた、発光素子自身が黄色を発光するＬＥＤランプを用いており、この種の黄色ＬＥＤは発光効率が低く、一個当たりの全光束が非常に小さいところにあると考えられる。このような低光束の黄色ＬＥＤで忌避可能な照度を得るには、極めて多数の黄色ＬＥＤを前記のような直管形蛍光ランプ形状、電球形状、プレート状、紐状に取り付ける必要があるため、多大なコストと手間がかかるとともに、装置全体の消費電力が嵩むからである。
【００１０】
また、多数の黄色ＬＥＤを直管形蛍光ランプ形状、電球形状等に集中的に取り付けて防虫灯にするという発想は、前記の黄色蛍光灯の置き換えを狙ったものであるから、前記のほ場を均一の照度で照射することが困難であるという問題は、解消されずにそのまま持ち越されることになる。すなわち、特許文献２には、前記ＬＥＤにより照度が被照射体表面において１〜１０ｌｘになるように照射可能とすることが記載されてはいるが、それは同防虫灯の直下ないしその近傍におけることであって、ほ場の全域において１〜１０ｌｘとすることは同防虫灯では困難である。
【００１１】
また、特許文献４に記載の人工照明の制御方法によれば、ヤガ類の防除と開花抑制とを行うことができるが、本発明者等の検討によれば、開花をきめ細かく制御しようとすると、照度を３６ルックス以上に切り替えることでは不十分である。
【００１２】
本発明の目的は、上記課題を解決し、害虫が忌避するとともに草花の開花に影響する黄色光を高い発光効率で放射することができ、使用個数、消費電力及びコストの削減に寄与し、光害を招きにくく、また寿命が長いＬＥＤランプを用いて、害虫防除するとともに草花の開花をきめ細かく制御することができる装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、次の手段（Ａ）（Ｂ）を採った。
（Ａ）草花の害虫防除及び開花制御装置
本発明の草花の害虫防除及び開花制御装置は、半導体からなりピーク波長３７０〜４８０ｎｍの青色光ないし近紫外光を発光する発光素子と、前記発光素子が発光した青色光ないし近紫外光を励起光としてピーク波長５６０〜５８０ｎｍの黄色光を放射する蛍光体とを組み合わせてなり、前記発光素子が発光した青色光ないし近紫外光が、その略全てが蛍光体に吸収されて、ＬＥＤランプ外に実質的に漏れないＬＥＤランプを、栽培中の草花の上方に設置し、前記ＬＥＤランプを発光させる駆動装置を設け、前記ＬＥＤランプの発光により照らされる草花の上端での照度を１２ｌｘ以上で設定される任意の値とすることができるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
本発明における態様を以下に例示する。
（１）ＬＥＤランプ
ピーク波長３７０〜４８０ｎｍの青色光ないし近紫外光を発光する発光素子を用いるのは、蛍光体を高効率で励起させることができるからである。発光素子が発光した青色光ないし近紫外光が（その略全てが蛍光体に吸収されて）ＬＥＤランプ外に実質的に漏れないＬＥＤランプとするので、青色光ないし近紫外光のうちのいずれの光を発光するものでもよい。近紫外光が漏れると、害虫を引き寄せるように作用することがある。
【００１５】
ピーク波長５６０〜５８０ｎｍの黄色光を放射する蛍光体を用いるのは、同波長は前記加害形態の害虫（特にヤガ）の複眼を明反応させる作用が強く、害虫が特に忌避するからである。
【００１６】
（１−１）発光素子
ピーク波長３７０〜４８０ｎｍの青色光ないし近紫外光を発光する発光素子としては、特に限定されないが、ＧａＮ（窒化ガリウム）系半導体や、酸化亜鉛系半導体からなる発光素子を例示できる。発光効率が高く寿命も長い点で、ＧａＮ系半導体からなる発光素子が好ましい。
【００１７】
さらに、発光素子は、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（但し、０＜ｘ＜１）の層を含むｐ型クラッド層と、ＡｌｙＧａ１−ｙＮ（但し、０≦ｙ＜１）の層を含むｎ型クラッド層とに挟まれた、インジウムを含む層を含む発光層を備えたダブルヘテロ構造を有するものであることが好ましい。発光効率が高いからである。
【００１８】
ｐ型クラッド層は、バンドギャップが前記ｎ型クラッド層のバンドギャップより大きいことが好ましい。また、ｐ型クラッド層は、互いに組成が異なる窒化物半導体膜が積層された超格子構造からなることが好ましい。ｎ型クラッド層も、互いに組成が異なる窒化物半導体膜が積層された超格子構造からなることが好ましい。
【００１９】
発光層は、ＡｌａＩｎｂＧａ１−ａ−ｂＮ（但し、０≦ａ＜１，０＜ｂ＜１）からなる井戸層とＡｌｃＩｎｄＧａ１−ｃ−ｄＮ（但し、０≦ｃ＜１，０≦ｄ＜１）からなるバリア層とからなり、前記バリア層のバンドギャップエネルギーが前記井戸層のバンドギャップエネルギーより大きい量子井戸構造であることが好ましい。また、発光層は、ＩｎＧａＮからなる井戸層とＧａＮ又はＡｌＧａＮからなるバリア層とからなる量子井戸構造であることがより好ましい。
【００２０】
（１−２）蛍光体
前記青色光ないし近紫外光を励起光としてピーク波長５６０〜５８０ｎｍの黄色光を放射する蛍光体としては、特に限定されないが、高効率である点で、希土類珪酸塩系蛍光体が好ましい。希土類珪酸塩系蛍光体としては、ＬＩＴＥＣ社の商品名ＦＡ５６５等を例示できる。
【００２１】
蛍光体は、発光素子のモールド材又は該モールド材のコーティング材として使用される透明樹脂（例えばエポキシ樹脂やシリコーン）に混合された形で、発光素子と組み合わされている態様を例示できる。該態様には、モールド材のうちの一部、例えばリードフレームカップ内の透明樹脂のみに混合する態様も含まれる。該態様において、混合する範囲の透明樹脂における蛍光体の濃度は、４０〜６０％が好ましく、５０〜５５％がより好ましい。蛍光体の濃度が４０％未満になると、ＬＥＤランプが発光した青色光ないし近紫外光の一部しか吸収しなくなって、黄色光が弱くなるとともに、青色光ないし近紫外光がＬＥＤランプ外に多く漏れる傾向となる。蛍光体の濃度が６０％を超えると、かえって発光効率が落ち、光度にばらつきが生じる傾向となる。
【００２２】
ＬＥＤランプは、前記黄色光によって、４０ｌｍ／Ｗ（ルーメン／ワット）以上の発光効率を有するものであることが好ましく、５０ｌｍ／Ｗ以上の発光効率を有するものであることがより好ましい。前記で例示した発光素子及び蛍光体を使用すれば、同発光効率を得ることができる。
【００２３】
（２）照度
（２−１）下限と上限
ＬＥＤランプの発光により照らされる草花の上端での照度は、（害虫防除のためだけであれば１ｌｘ以上あればよいが）草花の開花を実用レベルで明確に制御するためには１２ｌｘ以上とする必要があり、好ましくは２５ｌｘ以上である。また、同照度の上限は、特に定めはないが、高すぎてもエネルギが無駄になるという観点からは、好ましくは１００ｌｘ以下であり、より好ましくは５０ｌｘ以下であり、前記の特許文献４より低い３５ｌｘ以下として省エネを図ることもできる。
（２−２）照度の均一性
ＬＥＤランプから放射される黄色光によって、ほ場における害虫防除及び開花制御の必要な被照射面全域での照度が１２ｌｘ以上となるように、ほ場に複数個の前記ＬＥＤランプを分散配置することが好ましい。ＬＥＤランプの数及び分散配置形態は、草花や害虫の種類を考慮して適宜に決定できる。また、ＬＥＤランプに光放射の指向角を拡げる光拡散部材を設けることが好ましい。光拡散部材としては、拡散レンズ、拡散反射鏡等を例示できる。
【００２４】
（３）駆動装置
駆動装置の電源装置としては、特に限定されないが、（ａ）商用交流電源から降圧、整流等の調整をするもの、（ｂ）太陽電池と該太陽電池が発電した電気を蓄える蓄電池とを備えるもの、（ｃ）風力発電機と該風力発電機が発電した電気を蓄える蓄電池とを備えるもの、または、これらを組み合わせて（例えばａ＋ｂ、ａ＋ｃ、ａ＋ｂ＋ｃ）切り替えられるようにしたもの等を例示できる。
また、駆動装置は、ＬＥＤランプの発光強度を切り替える回路を備えることが好ましい。草花の上端での照度が１２ｌｘ以上の任意の値となるように調整することが容易にでき、よりきめ細かい開花制御をすることができるからである。
また、駆動装置は、ＬＥＤランプをパルス駆動するパルス駆動回路を備えていることが好ましい。省エネルギになるとともに、上記ＬＥＤランプの発光強度の切り替えとしても利用することができるからである。駆動条件及びパルス駆動条件の調整については、害虫防除及び開花制御方法の項で説明する。
【００２５】
（４）ＬＥＤランプの設置高さを変更する機構
ＬＥＤランプの設置高さを変更する機構としては、ＬＥＤランプを支持する部材を、ほ場に立設した支柱に対して上下位置調節可能に取り付ける機構や、ＬＥＤランプを支持する部材を吊り下げ、その吊り下げ長さを変更する機構等を例示することができる。
【００２６】
（Ｂ）草花の害虫防除及び開花制御方法
本発明の草花の害虫防除及び開花制御方法は、半導体からなりピーク波長３７０〜４８０ｎｍの青色光ないし近紫外光を発光する発光素子と、前記発光素子が発光した青色光ないし近紫外光を励起光としてピーク波長５６０〜５８０ｎｍの黄色光を放射する蛍光体とを組み合わせてなり、前記発光素子が発光した青色光ないし近紫外光が、その略全てが蛍光体に吸収されて、ＬＥＤランプ外に実質的に漏れないＬＥＤランプを、栽培中の草花の上方に設置し、前記ＬＥＤランプを発光させることにより、前記ＬＥＤランプの発光により照らされる草花の上端での照度が１２ｌｘ以上で設定される任意の値とすることにより、害虫防除しながら草花の開花を制御することを特徴とする。
【００２７】
本発明における態様を以下に例示する。
（１）草花
害虫防除及び開花制御する草花としては、黄色光を忌避する害虫が付きやすく且つ日照時間が開花時期に影響するキク等の草花を例示することができる。
【００２８】
（２）ＬＥＤランプの設置高さを変更すること
草花の上端高さが高くなるにつれてＬＥＤランプの設置高さを高くすることが好ましい。草花の上端での照度が無用に変動しないようにするためである。
【００２９】
（３）ＬＥＤランプの駆動について
（３−１）駆動条件
特に限定されないが、例えばＧａＮ系半導体からなる発光素子を用いたＬＥＤランプの場合、一個の発光素子を電圧３．０〜３．２Ｖ、電流２０〜３０ｍＡで駆動することが好ましい。必要な光束を得ながら、発熱を抑えて寿命を延ばすことができるからである。
【００３０】
（３−２）パルス駆動
また、ＬＥＤランプをパルス駆動することが好ましい。パルス間隔は、特に限定されないが、２〜５ｍｓ（ミリ秒）が好ましい。半導体発光素子は通電が遮断されると残光のほとんどない状態で瞬時（ナノ秒以下）に消灯するが、黄色蛍光体は、半導体発光素子よりも長時間の残光特性を持つため、さらに長時間（少なくともミリ秒程度）残光を放射し、発光状態が保たれて害虫の忌避効果が持続するとともに、開花制御できるからである。このようにパルス駆動することにより、電力消費量を節減することができ、前記太陽電池と蓄電池による駆動の実現を容易化する。この点、前記従来の蛍光体を持たないＬＥＤでは、このようなパルス駆動を行うことができないから、本ＬＥＤランプの大きな利点といえる。
【００３１】
（３−３）太陽電池充電駆動
また、ＬＥＤランプを、（昼間に）太陽電池が発電した電気を蓄えた蓄電池により（夜間に）駆動することが好ましい。ランニングコストの節約となり、また、商用交流電源を引くことが困難なほ場において特に有用である。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の害虫防除及び開花制御装置及び方法によれば、害虫が忌避するとともに草花の開花に影響する黄色光を高い発光効率で放射することができ、使用個数、消費電力及びコストの削減に寄与し、光害を招きにくく、また寿命が長いＬＥＤランプを用いて、害虫防除するとともに草花の開花をきめ細かく制御することができる、という優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
草花の害虫防除及び開花制御装置は、半導体からなりピーク波長３７０〜４８０ｎｍの青色光ないし近紫外光を発光する発光素子と、前記発光素子が発光した青色光ないし近紫外光を励起光としてピーク波長５６０〜５８０ｎｍの黄色光を放射する蛍光体とを組み合わせてなり、前記発光素子が発光した青色光ないし近紫外光が、その略全てが蛍光体に吸収されて、ＬＥＤランプ外に実質的に漏れないＬＥＤランプを、栽培中の草花の上方に設置し、前記ＬＥＤランプを発光させる駆動装置を設け、前記ＬＥＤランプの発光により照らされる草花の上端での照度を１２ｌｘ以上で設定される任意の値とすることができるようにしたものである。
【００３４】
草花の害虫防除及び開花制御方法は、半導体からなりピーク波長３７０〜４８０ｎｍの青色光ないし近紫外光を発光する発光素子と、前記発光素子が発光した青色光ないし近紫外光を励起光としてピーク波長５６０〜５８０ｎｍの黄色光を放射する蛍光体とを組み合わせてなり、前記発光素子が発光した青色光ないし近紫外光が、その略全てが蛍光体に吸収されて、ＬＥＤランプ外に実質的に漏れないＬＥＤランプを、栽培中の草花の上方に設置し、前記ＬＥＤランプを発光させることにより、前記ＬＥＤランプの発光により照らされる草花の上端での照度が１２ｌｘ以上で設定される任意の値とすることにより、害虫防除しながら草花の開花を制御する。
【実施例１】
【００３５】
図１〜図５は、本発明における害虫防除の部分を予備的に試験した実施例１を示している。図１、図２に示すように、実施例１の害虫防除装置１は、ハウス２内のほ場Ｂに設備されている。同ほ場Ｂは、長辺がの１２ｍ、短辺が５．３２ｍ、平面積が約６４ｍ２である。害虫防除装置１は、ほ場Ｂに対応する大きさで格子状に組まれて地面から２００ｃｍの高さ（Ｈ）に架設された支持フレーム３と、支持フレーム３の短辺方向中央部を長辺と平行に延びる中央枠部３ａの中間部に３００ｃｍのピッチで取り付けられた合計３つの４個集中型照明灯４と、支持フレーム３の２つの長辺部３ｂに３００ｃｍのピッチで取り付けられ、また２つの短辺部３ｃの中央部にも取り付けられた合計１２個の２個集中型照明灯５とを含む。
【００３６】
４個集中型照明灯４は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、支持フレーム３に取り付ける平板状の基板６と、基板６の下面に設けられて４個のＬＥＤランプ８を放射状に配向させる四角錐状の配向部材７と、配向部材７の４面に取り付けられた４個のＬＥＤランプ８とからなる。２個集中型照明灯４は、図３（ｃ）（ｄ）に示すように、支持フレーム３に取り付けるＬ字状の基板６と、基板６の下面に設けられて２個のＬＥＤランプ８を放射状に配向させる半割り四角錐状の配向部材７と、配向部材７の２面に取り付けられた２個のＬＥＤランプ８とからなる。
【００３７】
これらのＬＥＤランプ８が、後述する電源装置・条件により１００％の光量で連続駆動されて全数点灯した時は、ほ場Ｂの全域における地上５０ｃｍでの照度が平均３．７５ｌｘでほぼ均一となり、後述する電源装置・条件によりパルス駆動されて全数点灯した時は、ほ場Ｂの全域における地上５０ｃｍでの照度がより低い値でほぼ均一となるようになっている。
【００３８】
図４（ａ）に示すように、ＬＥＤランプ８は、ＧａＮ系半導体からなる青色発光素子１１と、希土類珪酸塩（具体的にはＬＩＴＥＣ社の商品名ＦＡ５６５）からなる黄色蛍光体１２とを組み合わせて構成されている。発光素子１１はリードフレーム１３のマウントカップ１３ａ上に接着され、発光素子１１の一方の電極はボンディングワイヤ１６でリードフレーム１３に接続され、他方の電極はボンディングワイヤ１６で他方のリードフレーム１５に接続されている。マウントカップ１３ａ内には、黄色蛍光体１２が５０〜５５％の濃度で混合されたシリコーンの透明樹脂１４が充填されて、発光素子１１を封止している。そして、これら発光素子１１、マウントカップ１３ａ、透明樹脂１４等を封止するモールド材がエポキシ樹脂の透明樹脂１７で砲弾型に成形されている。透明樹脂１７の頂部は集光レンズ１８になっており、ＬＥＤランプ８の指向角を約６０°としている。
【００３９】
図４（ｂ）は、前記発光素子１１の層構成を示している。発光素子１１は、透明基板として例えばサファイア基板１１１を有し、このサファイア基板１１１上に、ＭＯＣＶＤ法等によりＧａＮ系半導体層として例えば、バッファ層１１２、ｎ型コンタクト層１１３、ｎ型クラッド層１１４、多重量子井戸構造の活性層（発光層）１１５、ｐ型クラッド層１１６、およびｐ型コンタクト層１１７を順次形成し、スパッタリング法，真空蒸着法等により、ｐ型コンタクト層１１７上の全面に透光性電極１２０、透光性電極１２０上の一部にｐ電極１１８、およびｎ型コンタクト層１１３上の一部にｎ電極１１９を形成したものである。
【００４０】
バッファ層１１２は、例えば、ＡｌＮからなり、ｎ型コンタクト層１１３は、例えば、ＧａＮ からなる。ｎ型クラッド層１１４は、例えば、ＡｌｙＧａ１−ｙＮ（０≦ｙ＜１）の層を含み、ｐ型クラッド層１１６は、例えば、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ＜１）の層を含み、ｐ型コンタクト層１１７は、例えば、ＡｌｚＧａ１−ｚＮ（０≦ｚ＜１、ｚ＜ｘ）の層を含む。また、ｐ型クラッド層１１６のバンドギャップは、ｎ型クラッド層１１４のバンドギャップより大きい。ｎ型クラッド層１１４およびｐ型クラッド層１１６は、単一組成の構成であってもよいが、本例では超格子構造となるように、互いに組成が異なる厚み１００Å以下の上記の窒化物半導体膜が積層される構成となっている。
【００４１】
活性層１１５は、ＩｎＧａＮ からなる複数の井戸層と、ＧａＮ又はＡｌＧａＮからなる複数のバリア層とからなる。また、超格子層を構成するように、井戸層およびバリア層の厚みは１００Å以下、好ましくは６０〜７０Åになっている。
【００４２】
このように構成された発光素子１１の発光波長の半値幅は、５０ｎｍ以下、好ましく４０ｎｍ以下となっている。また、発光素子１１のピーク発光波長は、４５０〜４６０ｎｍの青色である。従って、ＬＥＤランプ８は、発光素子１１から発光された該青色光で前記黄色蛍光体１２を励起し、ピーク波長５７０〜５７２ｎｍの黄色光を放射するように構成されている。前記青色光はランプ外にはほとんど漏れない。
【００４３】
図５に示すように、ＬＥＤランプ８はリード線２０によって８個ずつ直列に接続され、２４Ｖの直流電圧が直流電源装置２３から（パルス駆動回路２４を介さずに、又は介し）抵抗２５を介してＬＥＤランプ８に供給される。各ＬＥＤランプ８の発光素子１１はこうして調整された約３Ｖ、２０ｍＡの駆動条件で連続駆動され、或いはパルス駆動回路２４を介した場合にはパルス駆動される。なお、直流電源装置２３としては、商用交流電源に接続して整流する直流電源装置のほか、太陽電池により発電された電気を蓄えた蓄電池または燃料電池等を好ましく使用できる。
【００４４】
上記構成の害虫防除装置１によれば、発光効率のよい青色発光素子１１と黄色蛍光体１２とを組み合わせてなるＬＥＤランプ８を用い、またＬＥＤランプ８の指向角が約６０°であり、また４個集中型照明灯４及び２個集中型照明灯５によりＬＥＤランプ８を放射状に配向させるので、前記のとおり、ＬＥＤランプ８から放射される黄色光によって、ほ場Ｂの全域における地上５０ｃｍでの照度が１〜５ｌｘの範囲でほぼ均一となる。また、ＬＥＤランプ８を１個ずつ支持フレーム３に取り付ける手間は大変であるが、本実施例では４個又は２個のＬＥＤランプ８を４個集中型照明灯４又は２個集中型照明灯５に集中して設けているので、支持フレーム３に取り付ける手間を削減できる。
【００４５】
この黄色光の略均一な照射によって、ほ場Ｂ全域の草花を害虫（特にヤガ）から効率よく保護できる。但し、この明るさは草花の開花にほとんど影響を与えない。また、ＬＥＤランプ８の効率が高いので、ＬＥＤランプ８の使用数を減らし、消費電力を節約できるとともに、ハウス２の設備レイアウトの自由度を高めることができる。また、前記パルス駆動によれば、さらに消費電力を節約できる。また、前記太陽電池及び蓄電池による駆動によれば、商用交流電源を引くことが困難なほ場において特に有用である。
【００４６】
上記構成の害虫防除装置１を使用して、ＬＥＤ照明がオオタバコガの産卵数に及ぼす影響を調査した。この調査では、長野県野菜花き試験場内にあるカーネーションを栽培するハウス２（図１、図２に示すもの）に上記構成の害虫防除装置１を設備し、但しハウス２内には、ＬＥＤランプ８により照明されるＬＥＤ処理区のみならず、一部のＬＥＤランプ８は駆動しないようにしてその下方にＬＥＤランプ８により照明されない無処理区を形成した。
【００４７】
［調査１］  まず、平成１９年８月３１日に、ハウス２内にプランター植えのカーネーションを設置するとともに、ハウス２内に未交尾のオオタバコガ雄成虫２０頭、雌成虫２０頭を放虫し、同日以降の毎日、１６：００〜７：００の間にＬＥＤ処理区のＬＥＤランプ８を連続駆動して、地上５０ｃｍでの照度を平均３．７５ｌｘとした（これを次の調査との関係で１００％光量という）。そして、放虫１日後から２１日後にかけて、ハウス２の予め定めたカーネーション２０株について、産下されたオオタバコガ卵数を調査した。供試したオオタバコガは、野菜花き試験場累代飼育系統である。表１に示す調査結果のとおり、ＬＥＤ処理区は無処理区と比較して産卵数が５０％以下で推移し、低密度に抑制された。
【表１】
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【００４８】
［調査１］  次に、平成１９年９月２７日に、ハウス２内に新たなプランター植えのカーネーションを設置するとともに、ハウス２内に未交尾のオオタバコガ雄成虫２０頭、雌成虫２０頭を放虫し、同日以降の毎日、１６：００〜７：００の間にＬＥＤランプ８をパルス駆動して、上記調査の１００％光量に対して５０％光量となるよう、地上５０ｃｍでの照度を平均１．８８ｌｘとした。そして、上記調査と同様、放虫１日後から２１日後にかけて、ハウス２の予め定めたカーネーション２０株について、産下されたオオタバコガ卵数を調査した。表２に示す調査結果のとおり、ＬＥＤパルス処理区は無処理区と比較して、放虫２１日後は産卵数が同数であったものの３日後から１７日後まで産卵数は５０％以下で推移し、低密度に抑制された。
【表２】
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【実施例２】
【００４９】
上記の実施例１により害虫防除の効果が確認されたので、実施例２として図６〜図９に示す害虫防除及び開花制御の試験を行った。図６、図７に示すように、本実施例の害虫防除及び開花制御装置２６は、ハウス２７内のほ場Ｂに設備されている。同ほ場Ｂには、２ｍの長辺と１ｍの短辺とからなる長方形をなす平面積が２ｍ２の区画ｂ１〜ｂ７が、相互に光漏れが影響しないように充分な間隔をおいて７区画設定されている。各区画ｂ１〜ｂ７には複数のプランタ２８が縦横に並べて設置されるとともに、各区画ｂ１〜ｂ７の角に高さ２ｍの支柱２９が４本立設されている。
【００５０】
第１の区画ｂ１は、光を照射しない無処理区であり、支柱２９に照明装置は設けられていない。
【００５１】
第２の区画ｂ２は、キクの上端での照度が２ｌｘ近く（詳しくは後述のとおり１．３〜２．２ｌｘ）となるように光を照射する区画であり、便宜上２ｌｘ区という。この２ｌｘ区では、支柱２９に図７及び図８（ａ）に示すような照明装置３０が設けられている。この照明装置３０は、長辺を隔てる支柱２９に跨る２本の梁部材３１と、両梁部材３１の途中部の２個所（長辺を４等分する３つの分割点のうちの両側２点の個所又はそこから２０ｃｍ以内の個所）に横架されて両梁部材３１を連結する２本の横架部材３２と、各横架部材３２の中央部に１個取り付けられたＬＥＤランプ８及びその取付板３３とから構成されている。
梁部材３１の両端は支柱２９を取り巻いて折り返すループ部３４になっており、その折り返し部分３４ａのボルト・ナット３５を弛めてループ部３４を大きくすれば、支柱２９に対し上下動させることができ、ボルト・ナット３５を締めてループ部３４を小さくすれば、支柱２９に対して締着できるようになっている。
図８（ｄ）に示すように、横架部材３２にはＬ型アングル材が使用され、内直角形成面３２ａを下向きに伏せた山形の姿勢で、両端部が梁部材３１に固定されている。ＬＥＤランプ８は透明樹脂よりなる取付板３３に上向きに取り付けられ、取付板３３が横架部材３２に取り付けられている。ＬＥＤランプ８は実施例１のものと同一であり、これを駆動する電源装置・条件も実施例１と基本的には同一である（但しこの実施例では連続駆動で試験した）。ＬＥＤランプ８が上向きに発した光は、横架部材３２の内直角形成面３２ａで反射されて、下向きに広角に照射される。このため、ＬＥＤランプ８が合計２個と少数であるにも拘わらず、区画ｂ２の全体がほぼ均一な照度となるように光を照射することができる。
【００５２】
第３の区画ｂ３は、キクの上端での照度が５ｌｘ近く（詳しくは後述のとおり２．２〜４．４ｌｘ）となるように光を照射する区画であり、便宜上５ｌｘ区という。この５ｌｘ区では、支柱２９には図８（ｂ）に示すような照明装置３０が設けられている。この照明装置３０は、区画ｂ２のものと同様の２本の梁部材３１と、両梁部材３１の途中部の２個所（長辺を３等分する２つの分割点の個所又はそこから２０ｃｍ以内の個所）に横架されて両梁部材３１を連結する区画ｂ２のものと同様の２本の横架部材３２と、各横架部材３２の途中部に２個取り付けられた区画ｂ２のものと同様のＬＥＤランプ８及びその取付板３３とから構成されている。
この照明装置３０も、ＬＥＤランプ８が合計４個と少数であるにも拘わらず、区画ｂ２のものと同様の理由で、区画ｂ３の全体がほぼ均一な照度となるように光を照射することができる。
【００５３】
第４の区画ｂ４は、キクの上端での照度が８ｌｘ近く（詳しくは後述のとおり４．６〜７．６ｌｘ）となるように光を照射する区画であり、便宜上８ｌｘ区という。この８ｌｘ区では、支柱２９には図８（ｃ）に示すような照明装置３０が設けられている。この照明装置３０は、区画ｂ２のものと同様の２本の梁部材３１と、両梁部材３１の途中部の４個所（長辺を５等分する４つの分割点の個所又はそこから２０ｃｍ以内の個所）に横架されて両梁部材３１を連結する区画ｂ２のものと同様の４本の横架部材３２と、各横架部材３２の途中部に２個取り付けられた区画ｂ２のものと同様のＬＥＤランプ８及びその取付板３３とから構成されている。
この照明装置３０も、ＬＥＤランプ８が合計８個と少数であるにも拘わらず、区画ｂ２のものと同様の理由で、区画ｂ４の全体がほぼ均一な照度となるように光を照射することができる。
【００５４】
第５の区画ｂ５は、キクの上端での照度が２０ｌｘ近く（詳しくは後述のとおり１２〜２８ｌｘ）となるように光を照射する区画であり、便宜上２０ｌｘ区という。この２０ｌｘ区では、支柱２９には図９（ａ）に示すような照明装置３０が設けられている。この照明装置３０は、区画ｂ２のものと同様の２本の梁部材３１と、両梁部材３１の途中部の４個所（長辺を６等分する５つの分割点の個所又はそこから２０ｃｍ以内の個所）に横架されて両梁部材３１を連結する５本の横架部材３２と、各横架部材３２の途中部に２個取り付けられた区画ｂ２のものと同様のＬＥＤランプ８とから構成されている。
本区画の横架部材３２にはやはりＬ型アングル材が使用されるものの、図９（ｃ）に示すように、その一壁を水平にした姿勢で、両端部が梁部材３１に固定されている。ＬＥＤランプ８は前記Ｌ型アングル材の一壁に下向きに取り付けられている。
この照明装置３０は、ＬＥＤランプ８が合計１５個と多数であり、それらが広く分散配置されているため、区画ｂ５の全体がほぼ均一な照度となるように光を照射することができる。
【００５５】
第６の区画ｂ６は、キクの上端での照度が５０ｌｘ近く（詳しくは後述のとおり２５〜５２ｌｘ）となるように光を照射する区画であり、便宜上５０ｌｘ区という。この５０ｌｘ区では、支柱２９には図９（ｂ）に示すような照明装置３０が設けられている。この照明装置３０は、区画ｂ２のものと同様の２本の梁部材３１と、区画ｂ５のものと同様の５本の横架部材３２と、各横架部材３２の途中部に６個取り付けられた区画ｂ２のものと同様のＬＥＤランプ８とから構成されている。
この照明装置３０は、ＬＥＤランプ８が合計３０個と多数であり、それらが広く分散配置されているため、区画ｂ６の全体がほぼ均一な照度となるように光を照射することができる。
【００５６】
第７の区画ｂ７は、従来より使用されている白熱電球で光を照射する区画であり、便宜上白熱電球区という。この白熱電球区では支柱２９には図９（ｄ）に示すような照明装置４０が設けられている。この照明装置４０は、区画ｂ２のものと同様の２本の梁部材３１と、両梁部材３１の間に吊下された１個の７５Ｗ型の白熱電球４１とから構成されている。この白熱電球４１の光量は非常に高いことから、キクの上端での照度が１００ｌｘ近く（詳しくは後述のとおり４６〜９７ｌｘ）となる。
【００５７】
上記構成の害虫防除及び開花制御装置１を使用して、ＬＥＤ照明がキクの開花に及ぼす影響を調査した。
この調査では、長野県野菜花き試験場内にある１つのハウス２７において、各区画ｂ１〜ｂ７の１０個のプランタ２８に１０品種のキク、すなわち季咲時期が７〜８月である品種「岩の白扇」「千穂」「アルプス」「玉三郎」と、季咲時期が９〜１０月である品種「笑の曲」「笑の誉れ」「笑王」「秋風」「白妙」「清見」とを定植した。
具体的には、まず、平成１９年５月２８日に、２００穴のセル成型トレイに１０品種のキクをさし芽して発根させた後、６月１８日に１プランタ２８（サイズ６０ｃｍ×２０ｃｍ）当たり１０株を定植した。培土には「プロミックスＢＸ（カナダ製、ＰＲＥＭＩＥＲ  ＨＯＲＴＩＣＵＬＴＵＲＥ社の商品名）」と「花専用培土（信濃培養土社の商品名）」とを体積比で２：１に混合したものを使用した。６月２５日に摘心し、その後伸長した芽を１株当たり２本に仕立てた。施肥は、７月１０日に「ロング４２４−１００（旭化成ケミカルズ社の商品名）」を１プランター当たり１７ｇ施用した。
ＬＥＤランプ８及び白熱電球４１の照明は、定植から試験終了まで行い、ＬＥＤランプ８は終夜照明、白熱電球４１は２２時〜２時まで４時間の暗期中断とした。同照明によるキクの上端（生長点）付近における各区の照度を６月２３日に測定した結果、２ｌｘ区で１．３〜２．２ｌｘ、５ｌｘ区で２．２〜４．４ｌｘ、８ｌｘ区で４．６〜７．６ｌｘ、２０ｌｘ区で１２〜２８ｌｘ、５０ｌｘで２５〜５２ｌｘ、白熱電球区で４６〜９７ｌｘと、同一区内でも場所による差が多少あった。
次の表３及び表４に、キクが定植以降どの時期にどの程度開花したかについての試験結果を示す。
【００５８】
【表３】
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【００５９】
【表４】
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【００６０】
表３及び表４のとおり、次のことが判明した。
（１）無処理区における各品種の開花率が１００％に達したのは、「岩の白扇」、「アルプス」で８月２３日、「千穂」「玉三郎」で９月１４日、「笑の曲」「笑の誉」「笑王」で９月２８日、「秋風」「白妙」で１０月５日、「清見」で１０月１２日であった。
（２）これに対し、５０ｌｘ区では、調査終了時の１０月１９日までに全く開花しなかった品種が７品種あり、一部が開花した３品種でも開花時期は無処理区に比べると大幅に遅れ、照明による開花抑制効果が極めて顕著に認められた。
（３）２０ｌｘ区では、１０月１９日までに全く開花しなかった品種は３品種と５０ｌｘより少なかったが、他の７品種でも無処理区より開花時期が遅れており、照明による開花抑制効果が顕著に認められた。
（４）８ｌｘ区及び５ｌｘ区では、いずれの品種においても無処理区に比べると開花時期は遅れたものの、その程度は２０ｌｘ区及び５０ｌｘ区に比べると小さかった。よって、実用レベルで所望のとおりに開花制御できるとまでは言い難い。
（５）２ｌｘ区では、無処理区より開花始期が遅れた品種が６品種あったものの、開花率が１００％に達したのが無処理区より遅れたのは、「玉三郎」「笑王」の２品種のみであり、開花への影響は小さかった。
（６）なお、この定植から試験終了までの間、ハウス２２は外部から害虫が侵入できる状態であったが、（無処理区を除く）２ｌｘ区、５ｌｘ区、８ｌｘ区、２０ｌｘ区、５０ｌｘ区及び白熱電球区では、上記実施例１の調査２と同等又はそれ以上の照度でキクを照らしたので、オオタバコガの防除効果があったものと推定される。
【００６１】
以上を考慮すると、使用したＬＥＤランプ８では、キクの上端での照度が概ね２ｌｘ以下の場合にはキクの開花にほとんど影響を及ぼさないが、２０ｌｘ区のように（上記のとおり１２〜２８ｌｘと場所による差があったので、少なくとも下限値である）１２ｌｘ以上になるとキクの開花を抑制し、５０ｌｘ区のように（上記のとおり２５〜５２ｌｘと場所による差があったので、少なくともその下限値である）２５ｌｘ以上の時に開花抑制程度が最も大きかった。従って、前記の特許文献４では照度を３６ｌｘ以上に切り替えて開花抑制するとしていたので、必ずしもきめ細かい開花制御ができなかったが、ＬＥＤランプ８の発光によりキクの上端での照度を１２ｌｘ以上で設定される任意の値とする（例えば、１２ｌｘとしたり、２５ｌｘとしたり、あるいは途中で照度を変更したりする等）ようにすれば、キクの品種や所望の出荷時期に合わせて、開花時期をきめ細かく制御することができることが判明した。
【００６２】
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施例１に係る害虫防除装置を示すハウスの側面図である。
【図２】ハウスの内側から天井面を見た該装置の下面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）はそれぞれ該装置の４個集中型照明灯の側面図及び下面図、（ｃ）（ｄ）はそれぞれ該装置の２個集中型照明灯の側面図及び下面図である。
【図４】（ａ）は該装置のＬＥＤランプを示す断面図、（ｂ）は該ＬＥＤランプの発光素子の層構成を示す概略図である。
【図５】該装置の電気配線図である。
【図６】本発明の実施例２に係る害虫防除及び開花制御装置を示すハウスの斜視図である。
【図７】該装置の２ｌｘ区の斜視図である。
【図８】（ａ）（ｂ）（ｃ）は該装置のそれぞれ２ｌｘ区、５ｌｘ区、８ｌｘ区の平面図、（ｄ）は該装置のＬＥＤランプの側面図である。
【図９】（ａ）（ｂ）は該装置のそれぞれ２０ｌｘ区、５０ｌｘ区の平面図、（ｃ）は該装置のＬＥＤランプの側面図、（ｄ）は該装置の白熱電球区の平面図である。
【符号の説明】
【００６４】
８    ＬＥＤランプ
１１    青色発光素子
１２    黄色蛍光体
２１    開花制御装置
２３    直流電源装置
２４    パルス駆動回路
３０    照明装置
【図１】
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【図２】
0005164654.tif 000007
【図３】
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【図４】
0005164654.tif 000009
【図５】
0005164654.tif 000010
【図６】
0005164654.tif 000011
【図７】
0005164654.tif 000012
【図８】
0005164654.tif 000013
【図９】
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