(57)【要約】【課題】大光量の光源を必要とせずに安価な設備で照明することができ、しかも栽培ハウスからの照明光の漏れを防止することのできる植物用の照明装置を提供する。【解決手段】植物を植えた培地の上に直接配設する線状発光体３０を備え、この線状発光体３０は、透明な線状基体３１と、この線状基体３１に長手方向に沿って埋設された複数の発光ダイオードＬＥＤ１…,ＬＥＤ２…とを有し、発光ダイオードダイオードＬＥＤ１…,ＬＥＤ２…から発光する光を下から前記植物の葉の裏側に向けて照射する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物を植えた培地の上に直接配置する発光体を備え、この発光体から発光する光を下から前記植物の葉の裏側に向けて照射することを特徴とする植物の照明装置。
【請求項２】
前記発光体は、線状に形成されるとともに前記培地上にはわせて配置する線状発光体であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記線状発光体は、透明な線状基体と、この線状基体に長手方向に沿って埋設された複数の光源とを有することを特徴とする請求項２に記載の植物の照明装置。
【請求項４】
前記複数の光源は、発光する光の波長が異なる数種類の光源からなることを特徴とする請求項３に記載の植物の照明装置。
【請求項５】
前記複数の光源は、発光する光の波長別に点灯・消灯を行うようにしたことを特徴とする請求項４に記載の植物の照明装置。
【請求項６】
前記光源は発光ダイオードであることを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか１つに記載の植物の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、植物に下から上に向けて光を照射する照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物栽培においては人工照明による光照射が多く用いられている。主な目的は日長延長と光合成に必要とされる光の照射である。
【０００３】
前者の例としては、キクやイチゴなどへの電照栽培を上げることができる。キク（秋菊）は、秋になって日照時間が短くなると花芽が付き開花する性質がある。そこで、花芽ができる前の時期に白熱灯などで電照し、人工的に日照時間を長くすることで開花時期を遅らせ、キクの需要が最も多い正月から春の彼岸までの間に花を出荷できるようにしている（非特許文献１参照）。
【０００４】
またイチゴでは、冬季の低温短日で休眠に入る性質を持つため、これを防ぐために白熱灯などにより夜の時間を短くして、冬季の生育を維持することが行われている。
【０００５】
一方、光合成に必要とされる光の照射は補光とも言われ、冬季など日照の少ない時期に高圧ナトリウムランプやメタルハライドランプなどで光を照射する栽培方法が一部で行われている。また、最近の完全人工光型植物工場では、蛍光灯などの人工照明下でレタスなどが栽培されるようになっている。
【０００６】
さらに最近では、植物に及ぼす光の効果として、花芽の分化、茎の伸長や肥大、葉の展開、病害抵抗性などに赤色光、青色光、緑色光、紫外線など様々な単色光の効果が明らかになりつつあり（非特許文献２〜４参照）、その一部は植物栽培に利用され始めており、今後は目的に応じて様々な光照射を使い分けることが更に多くなることが予想される。
【０００７】
さらには、植物への直接的な作用だけではなく、害虫防除のために光照射が用いられることも多くなっている。例えば、オオタバコやハスモンヨトウなど夜蛾の防除を目的として黄色光や緑色光が照射されている。
【０００８】
これは、夜蛾類に黄色光や緑色光を照射すると夜であるにもかかわらず、昼と勘違いして産卵行動などが抑制されることに基づいている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】渡辺一郎、関山哲雄監修、よくわかる農業の電気利用、社団法人農業電化協会、２００２年
【非特許文献２】神頭武嗣、農業と園芸、誠文堂新光社、２０１０年５月号、２９乃至３２頁
【非特許文献３】石田豊ら、緑色光照射で植物の病害抵抗を引き出す、ブレインテクノニュース、農業・食品産業技術総合研究機構・生物系特定産業技術研究支援センター、２００９年、１３４号、１６乃至２０頁
【非特許文献４】後藤英司監修、アグリフォトニクス−ＬＥＤを利用した植物工場をめざして、シーエムシー出版、２００８年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のとおり植物栽培における光照射は、生育促進、開花調整および病害虫防除など様々な目的で利用されている。
【００１１】
しかしながら、従来の光照射は植物の上部からの照射が一般的であり、高所から栽培ハウス内全体を照射するため大光量の光源とこの光源を固定するための器具などが必要となり、このため設備コストが高くなるという問題があった。また、高所から栽培ハウス内全体を照明するため、栽培ハウスの被覆フィルムを通してや栽培ハウスの屋根と側壁部との間の隙間などから照明光が漏れやすく、周辺住民からの苦情が寄せられるなどの問題がある。
【００１２】
この発明の目的は、大光量の光源を必要とせずに安価な設備で照明することができ、しかも栽培ハウスからの照明光の漏れを防止することのできる植物用の照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明は、植物を植えた培地の上に直接配置する発光体を備え、この発光体から発光する光を下から前記植物の葉の裏側に向けて照射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、培地の上に直接配設された発光体によって下から植物の葉の裏側に向けて光を照射するものであるから、発光体を取り付ける器具は不要となり、しかも小さな光量で葉を近接照射することができるので設備が安価なものとなる。さらに、下から葉の裏側を照射するものであるから、光が葉で遮光されることになり、このため栽培ハウスからの照明光の漏れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明に係る照明装置の概略構成を示した外観図である。
【図２】図１に示す照明装置の構成を示したブロック図である。
【図３】図１の照明装置の線状発光体を示した平面図である。
【図４】図３の線状発光体の断面図である。
【図５】イチゴを栽培する圃場の土壌に線状発光体を載置した状態を示した説明図である。
【図６】イチゴを栽培する圃場の土壌に線状発光体を載置した状態を示した斜視図である。
【図６Ａ】イチゴを栽培する圃場の土壌に線状発光体を載置した状態を示した断面図である。
【図７】イチゴを栽培する圃場の上方に線状発光体を配置した状態を示した説明図である。
【図８】第２実施例の照明装置の構成を示したブロック図である。
【図９】他の例の照明装置の構成を示したブロック図である。
【図１０】線状発光体の仕様を示した表である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明に係る植物の照明装置の実施の形態である実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１７】
［第１実施例］
図１および図２に示す植物の照明装置１０は、制御部２０とロープ状の線状発光体（発光体）３０とを備えている。なお、Ｐは電源プラグである。
【００１８】
制御部２０は、交流電源Ｅの交流電圧を全波整流して直流電圧に平滑する整流回路２１と、後述する複数の発光ダイオード（光源）ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の点灯や消灯を制御する制御回路２２，２３とを有している。
【００１９】
制御部２０には、図示しない操作キーが設けられており、この操作キーの操作によって、発光ダイオードＬＥＤ１,ＬＥＤ２で照射する時間帯や照射間隔などを設定することができるようになっている。
【００２０】
線状発光体３０は、図３および図４に示すように、透明な塩化ビニルなどからなる柔軟性を有する線状基体３１と、この線状基体３１に埋設された３本の導線３２〜３４と、複数の発光ダイオードＬＥＤ１…，ＬＥＤ２…とを有している。
【００２１】
発光ダイオードＬＥＤ１…,ＬＥＤ２…は、上面３１ａに向かって発光するように線状基体３１に埋設されている。
【００２２】
線状基体３１は、断面形状が長方形で長さが約３０ｍの長尺状に形成され、その上面３１ａが粗面となっており、発光ダイオードＬＥＤ１…，ＬＥＤ２…が発光した光がその上面３１ａで散乱して照射角度が広がるようになっている。
【００２３】
導線３２,３４はプラス用の電源ラインであり、導線３３はマイナス用の電源ラインである。
【００２４】
複数の発光ダイオードＬＥＤ１…は発光ダイオード群ＬＥＤ１ａ,ＬＥＤ１ｂ…に分けられており、複数の発光ダイオードＬＥＤ２…は発光ダイオード群ＬＥＤ２ａ,ＬＥＤ２ｂ…に分けられている。
【００２５】
発光ダイオード群ＬＥＤ１ａは、所定数のＬＥＤ１を直列接続したものであり、この直列接続された発光ダイオード群ＬＥＤ１ａの一端にあるＬＥＤ１のアノード端子(図示せず)が導線３２に接続され、その他端にあるＬＥＤ１のカソード端子(図示せず)が導線３３に接続されている。また、複数のＬＥＤ１は等間隔に線状基体３１に埋設されている。間隔は数センチあってもよく、植物に一様に光りが当たれば数１０ｃｍぐらいの間隔があってもよい。
【００２６】
ここでは、数ｃｍから数１０ｃｍの間隔で発光ダイオードが点状に配列されたものも線状発光体に含める。つまり、複数の点光源を線状の基体に取り付けて一体化したものも線状発光体の一つであると定義する。
【００２７】
発光ダイオード群ＬＥＤ１ｂ…も発光ダイオード群ＬＥＤ１ａと同様なのでその説明は省略する。
【００２８】
発光ダイオード群ＬＥＤ２ａは、所定数のＬＥＤ２を直列接続したものであり、この直列接続された発光ダイオード群ＬＥＤ２ａの一端にあるＬＥＤ２のアノード端子(図示せず)が導線３４に接続され、その他端にあるＬＥＤ２のカソード端子(図示せず)が導線３３に接続されている。また、複数のＬＥＤ２は等間隔に線状基体３１に埋設されている。発光ダイオード群ＬＥＤ２ｂ…も発光ダイオード群ＬＥＤ２ａと同様なのでその説明は省略する。
【００２９】
発光ダイオードＬＥＤ１は例えば白色光を発光し、発光ダイオードＬＥＤ２は例えば緑色光を発光する。
【００３０】
発光ダイオード群ＬＥＤ１ａ,ＬＥＤ１ｂ…の長さと発光ダイオード群ＬＥＤ２ａ,ＬＥＤ２ｂ…の長さはほぼ同一に設定され、図３に示すように、各発光ダイオードＬＥＤ１と各発光ダイオードＬＥＤ２とが交互に配列された状態となっている。そして、線状基体３１は例えば０．８３ｍおきにカット位置Ｃが設定され、そのカット位置Ｃで切断することにより、線状発光体３０は所望の長さにして使用することができるようになっている。
【００３１】
そして、切断した線状発光体３０の後端には図１に示すようにエンドキャップＫを装着して、その後端で線状発光体３０の導線３２,３４と導線３３とが短絡してしまうのを防止する。また、線状発光体３０の先端にはコネクタＮを接続して、線状発光体３０の導線３２〜３４と制御回路２２,２３の出力端子(図示せず)とを接続する。なお、制御回路２２,２３の出力端子のマイナスラインは共通とされている。
［使用方法］
図５および図６において、５０は栽培ハウス内のイチゴを栽培する圃場であり、この圃場５０の土壌（培地）５２にイチゴ５１が２列に植えられている。
【００３２】
先ず、線状発光体３０をその上面３１ａを上にして土壌５２の上に直接はわせて配設する。ここでは、イチゴ５１が２列に植えられているので、その中間位置に配設する。なお、線状発光体３０の長さは、圃場５０の長さに合わせてカット位置Ｃからカットして所定の長さに設定してある。
【００３３】
次に、照明装置１０の電源プラグＰを栽培ハウス内に設けたコンセント(図示せず)に接続し、制御部２０の操作キーを操作して発光ダイオードＬＥＤ１,ＬＥＤ２で照射する時間帯と照射間隔を設定し、図示しないスタートスイッチを押す。
【００３４】
そして、発光ダイオードＬＥＤ１の設定した時間帯になると、複数の発光ダイオードＬＥＤ１…が線状基体３１の上面３１ａに向かって白色光を発光し、この白色光が線状基体３１の上面３１ａで散乱し照射角度が広がるとともに上に向かって照射していき、イチゴ５１の葉５１Ａの裏側を照射する。この葉５１Ａの裏面の照射により、葉５１Ａの光合成は活発に行われることになる。このため、白色光による日長延長は効率よく行えることになる。
【００３５】
そして、その時間帯が過ぎれば、複数の発光ダイオードＬＥＤ１…は自動的に消灯される。
【００３６】
発光ダイオードＬＥＤ２の設定した時間帯になると、複数の発光ダイオードＬＥＤ２…が線状基体３１の上面３１ａに向かって緑色光を発光し、この緑色光が線状基体３１の上面３１ａで散乱し照射角度が広がるとともに上に向かって照射していき、イチゴ５１の葉５１Ａの裏側を照射する。この緑色光の照射によりイチゴ５１の病害抵抗性の向上により病害を抑制できるようになる。
【００３７】
ここで、線状発光体３０から葉の裏に向けて照射する光の角度は、葉の裏に照射できればよいので水平の角度以上であればよい。
【００３８】
ところで、図７は線状発光体３０を圃場５０の上方に取り付けた場合を示すものであり、この場合（ケース１）と、図６に示す場合（ケース２）とで光の漏れを比較すると、例えばイチゴ５１から横方向に２ｍ離れた場所で照度を測定した結果、ケース１では５００ルックスであり、ケース２では１００ルックスであった。これは、下から上に向けて光を葉５１Ａを照射すると、その光が葉５１Ａによって遮られるためである。
【００３９】
また、イチゴ５１の中で最も活性が高く光り感受性も高いと考えられているクラウン部（イチゴ株の中心部）付近の照度を測定した結果、ケース１では葉５１Ａにより光が遮られるため５００ルックスに止まったのに対して、ケース２では４０００ルックスに達した。
【００４０】
ケース１およびケース２に使用される線状発光体３０の仕様を図１０の表１に示す。なお、ここで使用される発光ダイオードは緑色光を発光する発光ダイオードＬＥＤ２である。
【００４１】
上述のように、白色光や緑色光を下から上に向けて葉５１Ａを照射しているので、その光が葉５１Ａによって遮られることになり、このため栽培ハウスから外へ白色光や緑色光が漏れてしまうのを防止することができる。また、下から上に向けて光を葉５１Ａに向けて照射するので、葉５１Ａに近い位置から照射することができ、このため大光量の光源が不要となる。
【００４２】
また、線状発光体３０を土壌５２の上に直接はわせればよいので、線状発光体３０を保持する器具は不要となり、また、線状発光体３０は樹脂製の線状基体３１に複数の発光ダイオードＬＥＤ１…,ＬＥＤ２…を埋設したものであるから、防水性に優れるとともに照明装置１０の設備のコストは安価なものとなる。
【００４３】
線状発光体３０は上から吊すものではないので、日中、線状発光体３０やこれを保持する器具によって圃場５０上に日陰ができてしまうこともない。
【００４４】
さらに、線状発光体３０は曲げることができるので、圃場５０が曲がりくねっていてもその圃場５０に沿ってはわせることができる。
［第２実施例］
図８に示す照明装置２１０は、制御部２２０とロープ状の線状発光体２３０とを有している。
【００４５】
線状発光体２３０は、塩化ビニルなどからなる透明な線状基体２３１に発光ダイオードＬＥＤ２…,ＬＥＤ３…,ＬＥＤ４…を３列に埋設して構成したものである。発光ダイオードＬＥＤ３は赤色光を発光し、発光ダイオードＬＥＤ４は黄色光を発光する。
【００４６】
制御部２２０は、発光ダイオードＬＥＤ２…,ＬＥＤ３…,ＬＥＤ４…を点灯制御する制御回路２２２〜２２４を有している。他は第１実施例と同様な構成なのでその説明は省略する。
【００４７】
この第２実施例によれば、植物に対して病害抵抗性を高めることが知られている緑色光を発光するＬＥＤ２に加えて、イチゴやキクなどで日長延長効果（電照効果）を発揮することが知られている赤色光を発光するＬＥＤ３と、オオタバコガやハウスモンヨトウなど夜蛾に対して防除効果を発揮することが知られている黄色光を発光する発光ダイオードＬＥＤ４とを設けたものであるから、目的に応じて発光ダイオードＬＥＤ２…,ＬＥＤ３…,ＬＥＤ４…を点灯させることができる。このため、目的に応じて照明装置を別途設ける必要がない。
［他の例］
図９は他の例の照明装置１１０を示す。この照明装置１１０は、制御部１２０とロープ状の線状発光体１３０とを有している。
【００４８】
線状発光体１３０は、塩化ビニルなどからなる透明な線状基体１３１に発光ダイオードＬＥＤ２…一列に埋設して構成したものである。他は第１実施例と同様な構成なのでその説明は省略する。
【００４９】
上記実施例は、いずれも線状発光体３０,１３０,２３０がロープ状に形成されて折り曲げ可能となっているが棒状であってもよい。
【００５０】
また、線状発光体３０,１３０,２３０は、いずれも発光ダイオードによって線状発光体３０,１３０,２３０を構成しているが、これに限らず、例えば蛍光灯、冷陰極ランプ、白熱電球、高圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプ、ネオン管、レーザ、レーザダイオード、エレクトロルミネッセンス、ケミカルルミネッセンスなどで、線状発光体を構成できれば光源の種類は問わない。また、列の数も１〜３列のものに限らず何列あってもよい。
【００５１】
上記実施例は、いずれも線状発光体３０,１３０,２３０の光をイチゴに照射するようにしているが、これに限らず、例えばナス,キュウリ,トマトや菊などの植物を照明してもよく、また、線状発光体３０,１３０,２３０に限らず互いに独立した点光源（発光体）で照射するようにしてもよい。
【００５２】
また、上記実施例はいずれも培地は土壌であるが、この土壌に限らず例えば養液栽培に使用するピートモスやロックウールなどの培地であってもよく、また水耕栽培に使用する発泡スチール製のパネルなどの培地であってもよい。
【００５３】
この発明は、上記実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【符号の説明】
【００５４】
１０          照明装置
２０          制御部
３０          線状発光体
３１          線状基体
５０          圃場
５１          イチゴ
５２          土壌
ＬＥＤ１      発光ダイオード（光源）
ＬＥＤ２      発光ダイオード（光源）
【図１】
2012019715.tif 000003
【図２】
2012019715.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012019715.tif 000006
【図６Ａ】
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【図８】
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【図９】
2012019715.tif 000009
【図１０】
2012019715.tif 000010
【図５】
2012019715.tif 000011
【図６】
2012019715.tif 000012
【図７】
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