(57)【要約】      （修正有）【課題】植物の生育を促進できるとともに、保守作業も行いやすい照明システムを提供する。【解決手段】照明システムは、フレキシブル導光板１０１と、ＬＥＤ光源部１０２と、制御部と、を備える。フレキシブル導光板１０１は、被照射体１０５を多方向から照射する形状に配置され、その内周面から放射状に光を被照射体１０５に照射する。ＬＥＤ光源部１０２は、それぞれの発光波長域が異なる複数種類のＬＥＤを有するＬＥＤ光源であって、フレキシブル導光板１０１の少なくとも一つの端部に沿って配置され、フレキシブル導光板１０１の内部に光を入射する。制御部は複数種類のＬＥＤの発光光量をそれぞれ制御する。【選択図】図２
2016086783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被照射体を多方向から照射する形状に配置され、その内周面から放射状に光を前記被照射体に照射するフレキシブル導光板と、
それぞれの発光波長域が異なる複数種類のＬＥＤを有するＬＥＤ光源であって、前記フレキシブル導光板の少なくとも一つの端部に沿って配置され、前記フレキシブル導光板の内部に光を入射するＬＥＤ光源部と、
前記複数種類のＬＥＤの発光光量をそれぞれ制御する制御部と、
を備える照明システム。
【請求項２】
被照射体を多方向から照射する形状に配置され、その内周面から放射状に前記被照射体に光を照射するフレキシブル導光板と、
前記フレキシブル導光板の少なくとも一つの端部に沿って配置され、前記フレキシブル導光板の内部に光を入射するＬＥＤ光源部と、
前記フレキシブル導光板で囲まれる領域内の強制通気を行うファンと、
を備える照明システム。
【請求項３】
前記フレキシブル導光板は、前記被照射体の上方にアーチ状に配置され、
前記ファンは、前記アーチ状に配置された前記フレキシブル導光板の両端側の開口部の少なくとも一方に設けられ、前記フレキシブル導光板で囲まれた領域内の強制通気を行う請求項２に記載の照明システム。
【請求項４】
前記フレキシブル導光板は、被照射体の側方を取り囲むように筒状に配置され、
前記ファンは、前記筒状に配置された前記フレキシブル導光板の両端側の開口部の少なくとも一方に設けられ、前記フレキシブル導光板で囲まれた領域内の強制通気を行う請求項２に記載の照明システム。
【請求項５】
被照射体を多方向から照射する形状に配置され、その内周面から放射状に光を前記被照射体に照射するフレキシブル導光板と、
前記フレキシブル導光板の少なくとも一つの端部に沿って配置され、前記フレキシブル導光板の内部に光を入射するＬＥＤ光源部と、
前記ＬＥＤ光源部からの光が入射される前記フレキシブル導光板の端部とは逆側の端部側の巻き取り量を自在に調整するロール機構部と、
を備える照明システム。
【請求項６】
前記ロール機構部は、前記被照射体の外形サイズに合わせて、前記ＬＥＤ光源部からの光が入射される前記フレキシブル導光板の端部とは逆側の端部側の巻き取り量を調整する請求項５に記載の照明システム。
【請求項７】
前記ロール機構部は、前記筒状に配置された前記フレキシブル導光板の上端部および下端部部の少なくとも一方をガイドする渦巻き状のガイド部に沿って、前記ＬＥＤ光源部からの光が入射される前記フレキシブル導光板の端部とは逆側の端部側の巻き取り量を調整する請求項６に記載の照明システム。
【請求項８】
前記ＬＥＤ光源部が発光する光は、近紫外線の波長域を含んでいる請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明システム。
【請求項９】
前記フレキシブル導光板がポリウレタン製である請求項８に記載の照明システム。
【請求項１０】
前記ＬＥＤ光源部は、赤の波長域の光を発光するＬＥＤと、白の波長域の光を発光するＬＥＤとを含む請求項１乃至９のいずれか一項に記載の照明システム。
【請求項１１】
前記ＬＥＤ光源部は、赤の波長域の光を発光するＬＥＤと、青の波長域の光を発光するＬＥＤとを含む請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の照明システム。
【請求項１２】
前記ＬＥＤ光源部は、紫外線および赤外線の少なくともいずれか一方を出射する請求項1乃至１１のいずれか一項に記載の照明システム。
【請求項１３】
前記ＬＥＤ光源部は、前記フレキシブル導光板の端部にネジ止めされる請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の照明システム。
【請求項１４】
赤の波長域の光を発光する前記ＬＥＤと青の波長域の光を発光する前記ＬＥＤとの発光光量の比が５対１である請求項１１に記載の照明システム。
【請求項１５】
前記制御部は、各ＬＥＤの点灯／消灯を切替制御する請求項１に記載の照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人工的な照明光にて植物を生育させる植物工場が注目されている。一般的な植物工場は、内部に複数の植物育成棚を持ち、その棚に植物を植えた容器を設置する。植物の成長を促すため、容器の上部には、赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤをアレイ状に配置した照明ユニットを設置し、下方に向かって光を照射する。このため、植物の葉に対して上方から下方への一方向からのみ光が照射される。ところが、植物は本来的には様々な方向から光を当てるのが望ましく、上方から下方へ向けて１方向のみの光を当てると枝や茎が間延びして延びる徒長が発生する。
【０００３】
また、光源としてＬＥＤを利用すると、省エネルギーであることや、パルス駆動が可能という利点がある。その一方で、ＬＥＤは指向性の強い点光源であるため、場所によって光量にムラが生じてしまう。また、多段式栽培や、光量をできるだけ稼ぎたい場合には、近接照射となってしまう。このため、輝度ムラが発生して、生育にバラつきが起きるという問題が生じていた。そこで、これまでも、ＬＥＤ光源で、生育を均一とするために、様々な改良がおこなわれてきた。その１つとして、例えば、液晶テレビのエッジ型バックライトに採用されている導光板を使用した面状光源照明がある。例えば、この面状光源照明にＬＥＤを用いたＬＥＤ光源のパネル導光板を利用することで、面状に光が照射される。これにより、従来に比べ輝度ムラは改善されるが、光の照射が上方からのみであり、徒長が発生するという問題は残っていた。そこで、導光板をアーチ状にしたり、筒状にしたりして、多方向から植物に光を照射する技術も提案されている。
【０００４】
植物工場では、光、水、養分で植物を育成するだけではなく、育成状態に応じて移設、受粉、剪定等の保守作業をこまめに行う必要がある。
【０００５】
ところが、従来の照明システムは、植物の生育の促進と保守作業の行いやすさとを両立できるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２５５４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本実施の形態は、植物の生育を促進できるとともに、保守作業も行いやすい照明システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態によれば、照明システムは、フレキシブル導光板と、ＬＥＤ光源部と、制御部と、を備える。フレキシブル導光板は、被照射体を多方向から照射する形状に配置され、その内周面から放射状に光を被照射体に照射する。ＬＥＤ光源部は、それぞれの発光波長域が異なる複数種類のＬＥＤを有するＬＥＤ光源であって、フレキシブル導光板の少なくとも一つの端部に沿って配置され、フレキシブル導光板の内部に光を入射する。制御部は複数種類のＬＥＤの発光光量をそれぞれ制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】照明システムの構成を示す模式図。
【図２】照明システムの構成の一例を示す図。
【図３】保守作業時の様子を示す図。
【図４】ＬＥＤ光源部の構造を示す図。
【図５】紫外線ＬＥＤを追加した場合のＬＥＤ配列の例を示す図。
【図６】フレキシブル導光板の光学特性の例を示す図。
【図７】照明システムの構成例を示す図。
【図８】保守作業時の様子を示す図。
【図９】ファンで強制通気する場合を例示した図。
【図１０】フレキシブル導光板が被照射体の上方にアーチ状に配置さた場合を例示した側面図。
【図１１】フレキシブル導光板が筒状に配置された場合を例示した上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態による照明システム１の構成を示す模式図である。図１の照明システム１は、フレキシブル導光板１０１と、ＬＥＤ光源部１０２とを有する。ＬＥＤ光源部１０２の具体的な構成につていは後述する。
【００１２】
フレキシブル導光板１０１は、例えば、被照射体の上方にアーチ状に配置されている。フレキシブル導光板１０１の内周面は光出射面であり、この面から放射状に光が被照射体に照射される。フレキシブル導光板１０１は、わずかな力で容易に形状が変形する程度の柔軟性を持っている。また、フレキシブル導光板１０１は矩形であって、例えば、その対向する一対の端部を栽培ベッド１０４の縁部にそれぞれに固定することで、アーチ状に配置可能となる。これら一対の端部のうち、少なくとも一方は、栽培ベッド１０４の縁部に着脱自在に固定されている。
【００１３】
図１（ａ）は、ＬＥＤ光源部１０２が配置されたフレキシブル導光板１０１を、栽培ベッド１０４に固定する前の平面図、図１（ｂ）は、被照射体（例えば、植物、人体）の上方にアーチ状に配置して光を照射している状態を示す図、図１（ｃ）は、保守作業時に、アーチ状に配置されフレキシブル導光板１０１の一方の端部を把持して持ち上げた状態を示す図である。
【００１４】
図１（ａ）のように、フレキシブル導光板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ＬＧＰ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｌｉｇｈｔ  Ｇｕｉｄｅ  Ｐａｎｅｌ）１０１は、例えば、近紫外線も透過するポリウレタンを基材として製造する。また、フレキシブル導光板１０１の少なくとも一つの端面に沿ってＬＥＤ光源部１０２が配置される。ＬＥＤ光源部１０２は、フレキシブル導光板１０１の内部に光を入射する。
【００１５】
一般に、植物の育成には、光合成、葉の伸展（葉がイキイキと広がること）、及び徒長抑制（しっかりした株に育つ）等を行わせるために、多様な波長の光が必要となる。ＬＥＤ光源部１０２に、例えば、Ｒ（赤）／Ｂ（青）／ＵＶ（紫外）／ＵＶＡ（近紫外）等の複数の波長域の光を発光する複数のＬＥＤを設けることで、植物の育成状態に合わせて、照射する光の波長を多様に制御できる。また、本実施形態による照明システム１を人体の日焼け用に用いる場合には、例えば、ＵＶＡの波長域の光を発光するＬＥＤのみを用いてもよい。
【００１６】
図１（ｂ）のように、フレキシブル導光板１０１の光を出射する内周面は、被照射体（例えば、植物、人体）の側方から上方にかけての範囲を覆うので、被照射体が植物の場合、光が葉の表面全体に照射される。よって、フレキシブル導光板１０１を被照射体（例えば、植物、人体）に近接配置しても、被照射体の広い範囲に光を照射することができる。また、フレキシブル導光板１０１は、その内周面で均一な光量の光を発光する。このため、被照射体が植物の場合、どの部位の葉にも均一な光量の光を照射でき、徒長を抑制できるとともに、植物生産の歩留りを向上させることが可能である。
【００１７】
作業者が、植物を育成状態に応じて移設、受粉、剪定等の保守作業を行う場合には、植物に触るための作業空間が必要である。従来の面状発光体を栽培ベッド１０４に固定配置した場合、保守作業時に面状光源全体をはずしたり、動かす空間が必要となる。これに対して、図１（ｃ）のように、フレキシブル導光板１０１は、栽培ヘッド１０４に対して着脱自在な端部を有し、フレキシブル導光板１０１も柔軟性があるため、めくったり、折り返したり、巻き取ることを容易に行える。このため、図１のフレキシブル導光板１０１を用いた場合には保守作業を行いやすく、作業効率の向上が図れる。また、本実施形態による照明システム１を人体の日焼け用に用いる場合、栽培ベッド１０４の代わりに寝台を配置してもよい。この場合、フレキシブル導光板１０１をめくることで、寝台からの人の出入りを容易にすることが可能である。
【００１８】
図２は、植物工場用の照明システム１の構成の一例を示す図である。
図２（ａ）は、照明システム１の側面図である。図２（ｂ）は、照明システム１の正面図である。図２（ｃ）は、照明システム１の上面図である。図２（ｄ）は、全体構造の斜視図である。
【００１９】
栽培ベッド１０４の対向する一対の縁部の一方にはＬＥＤ光源部１０２が取り付けられ、他方には導光板ホルダ１０３が取り付けられている。フレキシブル導光板１０１の対向する一対の端部のうち一方はＬＥＤ光源部１０２に固定され、他方は導光板ホルダ１０３に着脱自在に固定されている。これにより、フレキシブル導光板１０１は、被照射体の例である植物１０５の上方にアーチ状に配置され、その内周面から放射状に光を被照射体に照射する。また、フレキシブル導光板１０１は、少なくとも一方の端面からＬＥＤ光源部１０２が照射する光を入射する。
【００２０】
このように、フレキシブル導光板１０１は、被照射体（植物）１０５に対して側方から上方にかけて多方向からの光線を照射する。しかも、フレキシブル導光板１０１は、その内周面から均一な光量の光を放射するため、植物の全体に均一な光量の光を照射することができる。このため、徒長を抑制することが可能である。また、図２では、側面に照明を配していないので、被照射体（植物）１０５を囲む空間を閉鎖していない。これにより、被照射体の上方にアーチ状に配置されたフレキシブル導光板１０１の長手方向両端側に開口部が形成され、これら開口部を通して空気の流れを作ることが可能である。このため、後述するように、強制通気によって、アーチ内の温度や湿度といった環境条件を制御できる。  
【００２１】
フレキシブル導光板１０１には、図示していないが、表面、裏面あるいはその両方に、散乱マーク（例えば白色インクのドット）が印刷されている。これにより、ＬＥＤから照射された光を、フレキシブル導光板１０１の導光板表面から均等に拡散させることが可能である。このような散乱マーク、あるいはフレキシブル導光板１０１の出射面側に拡散シートを配することで、均一な光量の光を取り出すことができる。フレキシブル導光板１０１は、基本的に、液晶ＴＶのエッジ型バックライト装置に組み込まれる導光板と同じ構造にすることができる。これにより、ＬＥＤからの光の利用効率を向上させつつ、出射面上での光量のばらつきを抑制できる。
【００２２】
図２は、一つの栽培ベッド１０４に対して、２枚のフレキシブル導光板１０１を配置する例を示しているが、フレキシブル導光板１０１の必要な枚数は、栽培ベッド１０４とフレキシブル導光板１０１のサイズに依存する。
【００２３】
ＬＥＤ光源部１０２は、栽培ベッド１０４の縁部にネジ等で固定されている。また、ＬＥＤ光源部１０２は、電源（不図示の）から電力の供給を受けて、ＬＥＤを発光する。ＬＥＤ光源部１０２の詳細な構成は図４、図５を用いて後述する。
【００２４】
導光板ホルダー１０３は、栽培ベッド１０４にネジ等で固定されている。導光板ホルダー１０３は、フレキシブル導光板１０１の端部を着脱自在にクリップ等で固定する構造となっている。例えば、導光板ホルダー１０３は凹状の溝を有しており、フレキシブル導光板１０１の端部が差し込まれる。これにより、フレキシブル導光板１０１は、ＬＥＤ光源部１０２と導光板ホルダー１０３で押さえられて、植物１０５の上方でアーチを描くように支持されている。
【００２５】
また、一般に、植物工場には複数の植物育成棚があり、ＬＥＤ光源部１０２と導光板ホルダー１０３は、植物育成棚に固定してもよい。この場合、は植物育成棚の上に配置してもよい。また、栽培ベッド１０４には、被照射体としての植物１０５が適切な間隔で植えられている。
【００２６】
図３は、保守作業時の様子を示す図である。図２の照明システム１において植物１０５の育成の状態の確認や植え替えといった保守作業を行う場合を示す。図３（ａ）は、一つの栽培ベッド１０４上にアーチ状に配置された複数のフレキシブル導光板１０１の中の一枚をめくった状態の側面図、図３（ｂ）は、正面図、図３（ｃ）は、上面図を、それぞれ示している。
【００２７】
次に、図３で示される保守作業時について以下に説明する。
【００２８】
ユーザは、保守作業をしたい植物１０５が植えられている栽培ベッド１０４を覆うフレキシブル導光板１０１の導光板ホルダー１０３のクリップを外す。次に、クリップを外したフレキシブル導光板１０１をめくって保守作業を行う。図３中では、外したフレキシブル導光板１０１を水平面状にのばした状態で図示している。しかし、フレキシブル導光板１０１は、まげたり、巻き取ることも可能である。また、フレキシブル導光板１０１は、柔軟な素材であるのでめくったり、折り返すことが容易である。これにより、フレキシブル導光板１０１を完全に取り外すことなく、植物１０５を保守作業するための大きな開口を作ることができ、保守作業が容易になる。
【００２９】
図４は、ＬＥＤ光源部１０２の構造を示す図である。ＬＥＤ光源部１０２は、赤色ＬＥＤ３０１と、青色ＬＥＤ３０２と、を備えている。また、制御部としてのＬＥＤ基板３０３は、それぞれの発光波長域が異なる赤色ＬＥＤ３０１及び青色ＬＥＤ３０２の発光光量をそれぞれ制御する。図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は上面図、図４（ｃ）は側面図をそれぞれ示している。
【００３０】
次に、図４で示される各構成について詳細に説明する。まず、ＬＥＤ光源部１０２内のＬＥＤの配置について説明する。
【００３１】
図４（ａ）で示すように、ＬＥＤ基板３０３の上部に、赤色ＬＥＤ３０１と青色ＬＥＤ３０２が並んで配置されている。また、図４（ｂ）で示すように、ＬＥＤ基板３０３の中央部に、赤色ＬＥＤ３０１と青色ＬＥＤ３０２が並んで配置されている。赤色ＬＥＤ３０１は、例えば、光合成用に用いてよく、青色ＬＥＤ３０２は、例えば、形態形成用に用いてもよい。また、図４（ｃ）で示すように、ＬＥＤ光源部１０２は側面から見ると凹形をしており、凹形の内側の底面にＬＥＤ基板３０３が配置されている。
【００３２】
次に、ＬＥＤ光源部１０２の固定について説明する。図４（ａ）中のフレキシブル導光板１０１の端部にはネジ孔がある。このネジ孔を介して、フレキシブル導光板１０１の端部にネジ３０４でＬＥＤ光源部１０２が固定される。これにより、図４（ｃ）に示すように、フレキシブル導光板１０１の一方の端面から光を入射するＬＥＤ３０１と、フレキシブル導光板１０１の側面との間が予め定められた距離になるようにＬＥＤ光源部１０２は固定される。この場合、ＬＥＤ３０１とフレキシブル導光板１０１の入射端面との距離が、例えば１ｍｍとなるように、ネジ３０４で固定されている。
【００３３】
次に、ＬＥＤ光源部１０２内のＬＥＤの発光制御について説明する。赤色ＬＥＤ（Ｒ）３０１は、赤の波長域の光を発光するＬＥＤであり、波長域は、例えば６６０−７３０ｎｍである。また、青色ＬＥＤ（Ｂ）３０２は、青の波長域の光を発光するＬＥＤであり、波長域は、例えば４５０−４７０ｍｍである。
【００３４】
赤と青の波長のバランスがくずれると植物は正常に生育しない。このため、ＬＥＤ基板３０３は、赤色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤの発光光量を制御する。本実施の形態では、赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤの数量の比率は、例えば、５：１としている。この場合、赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤの発光光量が同等であれば、被照射体である植物には５：１の光量で光が照射され、植物の生育に一般に適している。この比率は、個々のＬＥＤの出力等の特性に応じて適宜変えてもよい。
【００３５】
植物が生育するために行われる光応答には、光合成や光形態形成などがある。このうち、光合成には波長域６６０−７００ｎｍの赤色光で活性化されるクロロフィル類が関与する。また、光形態形成には波長域４５０−４７０ｎｍの青色光と、波長域６６０−７３０ｎｍの赤色光とで活性化される各種色素タンパクが関与する。また、光応答に適した赤色光と青色光の比率は植物の品種によって異なる場合がある。この場合、ＬＥＤ基板３０３は、赤色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤの発光光量を植物の品種によって異ならせる制御をしてもよい。ＬＥＤ照明は、その発光波長幅が他光源に比較し狭いことから、適切なＬＥＤを選択することで、植物の光応答に適した波長を選択的に照射でき、結果として効率良く植物を栽培することが可能である。
【００３６】
また、植物の育成の状態に応じて、赤色ＬＥＤ３０１と青色ＬＥＤ３０２の輝度（光量）をそれぞれＬＥＤ基板３０３にて制御してもよい。この場合、照射する光線の波長をコントロールすることで、特定の栄養素を増やすことも可能である。
【００３７】
図５は、近紫外線（ＵＶＡ）ＬＥＤ４０１を追加した場合のＬＥＤ配列の例を示す図である。光源として使用するＬＥＤとして、赤色ＬＥＤ３０１と青色ＬＥＤ３０２に加えて、近紫外線ＬＥＤ４０１をＬＥＤ光源部１０２に追加した例を示している。
【００３８】
近紫外線ＬＥＤ４０１は、近紫外線の波長域を含む光を発光するＬＥＤであり、波長域は、例えば３１５−４００ｎｍである。一般に、近紫外線の光（ＵＶＡ）は葉の伸展（葉がイキイキと広がること）や徒長抑制（しっかりした株に育つ）に有効である。例えば、植物工場向けの照明システム１の場合、緑（Ｇ）でなく紫外線（ＵＶ）或いは近紫外（ＵＶＡ）のＬＥＤを使用する。
【００３９】
図６は、フレキシブル導光板１０１の光学特性の例を示す図である。一般に導光板に使用されるアクリルは、近紫外線の透過率が可視光に比べて低下する。これに対して、例えばポリウレタンを使用した場合には、近紫外線の透過率の低下がアクリルと比べ少なく、可視光とほぼ同等の透過率を有する。これにより、フレキシブル導光板１０１は、その内周面から近紫外線の波長域を含む光を照射することが可能である。
【００４０】
このように、フレキシブル導光板１０１の中には、その材質と製法により、例えば、近紫外線のような非可視光領域の光線や、赤外領域の光線を透過するものがある。例えば、近紫外線を透過するフレキシブル導光板１０１を用いる場合、図５に示す近紫外線も出射可能なＬＥＤ光源部１０２を使用してもよい。近紫外線（ＵＶＡ）は葉の伸展や徒長抑制に有効であることが広く知られており、植物育成効果をさらに高めることができる。また、紫外線ＬＥＤ及び赤外線ＬＥＤを追加しても構わない。紫外線ＬＥＤは、紫外線の波長域の光を発光するＬＥＤである。赤外線ＬＥＤは、赤外線の波長域の光を発光するＬＥＤである。ＬＥＤの組み合わせは、これに限らず、白色ＬＥＤを含む構成としてもよい。白色ＬＥＤは、白の波長域の光を発光するＬＥＤである。
【００４１】
このように、ＬＥＤ基板３０３を用いて、赤色ＬＥＤ３０１、青色ＬＥＤ３０２、近紫外線ＬＥＤ４０１等の発光を制御できる。例えば、ＬＥＤ基板３０３は、各ＬＥＤの点灯／消灯を切替制御してもよい。これにより、フレキシブル導光板１０１が発光する光の波長制御と光量調節が可能である。このため、植物の様々な光応答反応を利用して特定の波長の光を効率良く植物に照射できる。したがって、植物の生育状態に合わせて、発光するＬＥＤの種類を調整することで、植物の開花や結実時期の調節を行ったり、植物の形態を制御することが可能となる。
【００４２】
また、ＬＥＤは、小型軽量・低消費電力・熱放射が少ないので栽培植物の高さに合わせた近接照明が可能である。これにより、栽培ベッド１０４を複数段に重ね合わせて、各栽培ベッド１０４ごとにフレキシブル導光板１０１を配置することも可能となる。
【００４３】
また、ＬＥＤは、高圧ナトリウムランプ（１万２千時間）やメタルハライドランプ（１万時間）、蛍光灯（６千から１万３千時間）と比較して長寿命である。例えば、植物栽培で重要な赤色ＬＥＤの寿命は１０万時間、白色ＬＥＤでも６万時間と長寿命でランプ交換が不要であり、交換の手間がかからず便利である。
【００４４】
また、ＬＥＤ基板３０３を用いて、光合成に有効なパルス照射を行ってもよい。従来光源でのパルス照射は、照明ランプに対する負荷が大きく短命になるのに対して、ＬＥＤは素子の冷却効率が上がり長寿命化する。また、植物の光合成反応は、常に光を要求しているわけではない。このため、間欠照射を行い単位光量当たりの光合成速度を増大させる事が可能である。
【００４５】
このように、本実施形態によれば、被照射体の側方から上方を覆うようにフレキシブル導光板１０１をアーチ状に配置するため、被照射体を多方向からの光で、しかも均一な光量で照明できる。また、フレキシブル導光板１０１は、その少なくとも一端部が着脱自在に固定されているため、必要に応じて、めくったり、折り返すことができ、被照射体の保守作業を行いやすくなる。さらに、フレキシブル導光板１０１の光源であるＬＥＤ光源部１０２は、複数の発光波長域を有する複数のＬＥＤを組み合わせることが可能で、しかも、必要に応じて各ＬＥＤの点灯／消灯を切替制御できるため、被照射体が植物の場合には、植物の生育に合わせて、最適な発光波長域の光を植物に照射できる。
【００４６】
（第２実施形態）
第１実施形態では、フレキシブル導光板１０１の光出射面が被照射体の上方にアーチ状に配置され、光出射面から面状に光を被照射体に照射する例を示した。本実施形態では、フレキシブル導光板１０１は、被照射体（植物）１０５の側方を取り囲むように筒状に配置され、その内周面から放射状に被照射体１０５に光を照射する。第１実施形態と同様の構成に関しては同一の番号を付して説明を省略する。
【００４７】
アーチ状に配置されたフレキシブル導光板１０１は、現在、植物工場で育成されている、レタスなどの比較的背の低い葉物野菜に一般に適している。筒状に配置されたフレキシブル導光板１０１は、例えば、今後の栽培品目の増加に従い、栽培品目の対象となることが増える背の高い植物に適している。
【００４８】
図７は、植物工場用の照明システム１の構成例を示す図である。図７（a）は斜視図、図７（ｂ）は側面図、図７（ｃ）は上面図をそれぞれ示している。
【００４９】
図７は、２枚のフレキシブル導光板１０１を筒状に配置して、その内側に植物を配置する例を示している。２枚のフレキシブル導光板１０１の端部同士は互いに接合されている。より具体的には、２枚のフレキシブル導光板１０１の一端部に配置されるＬＥＤ光源部１０２同士を接合し、逆側の端部同士は導光板ホルダー１０３に着脱可能に固定されている。
【００５０】
図８は、保守作業時の様子を示す図である。図７の照明システム１において植物１０５の育成の状態の確認や植え替えといった保守作業を行う場合を示す。図８（a）は、中央に配置された筒状のフレキシブル導光板１０１の導光板ホルダー１０３側の端部の固定を外した状態の斜視図、図８（b）は正面図、図８（c）は上面図を、それぞれ示している。
【００５１】
次に、図８で示される保守作業時について以下に説明する。ユーザは、保守作業をしたい植物１０５が植えられている栽培ベッド１０４を覆うフレキシブル導光板１０１の導光板ホルダー１０３のクリップを外す。そして、扉のようにフレキシブル導光板１０１を開けることで、広い開口が得られ、保守作業が容易になる。
【００５２】
図８中では、外したフレキシブル導光板１０１を平面状にのばした状態で図示している。しかし、フレキシブル導光板１０１は、まげたり、巻き取ることも可能である。また、フレキシブル導光板１０１は、柔軟な素材であるので、容易に植物１０５を保守作業するための大きな開口を作ることができ、作業が容易になる。
【００５３】
また、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、ＬＥＤ光源部１０２の発光波長域を必要に応じて切り替えることで、例えば被照射体が植物の場合には、植物の生育に合わせた最適な光を植物に照射することができる。
さらに、第２の実施形態による照明システム１は、第１の実施形態と同様に、日焼けサロンなどへの適用も可能である。第１の実施形態の場合、人間は仰向けまたは腹ばいになる必要があり、一度には身体の半分しか光を照射できないが、第２の実施形態の場合、筒状のフレキシブル導光板１０１の内側に人間が立つだけで、全方向からの光を浴びることができ、身体の向きを変えなくても、短時間で、人工的な日焼けが可能となる。
このように、本実施形態では、フレキシブル導光板１０１を筒状に配置して、その内側に被照射体を配置するため、被照射体からフレキシブル導光板１０１までの距離を、被照射体の全方向において均一化でき、被照射体に実際に照射される光量のばらつきを第１の実施形態よりも抑制できる。また、第２の実施形態は、第１の実施形態よりも、背高の被照射体に適用可能である。
【００５４】
（第３実施形態）
本実施の形態は、ファン７０１を備えたことで第１実施形態及び第２実施形態と相違する。第１実施形態及び第２実施形態と同様の構成に関しては同一の番号を付して説明を省略する。
【００５５】
図９（ａ）と図９（ｂ）は第１の実施形態による照明システム１にファンを追加した例を示し、図９（ｃ）と図９（ｄ）は第２の実施形態による照明システム１にファンを追加した例を示している。図９（ａ）と図９（ｃ）は側方からみた平面図、図９（ｂ）と図９（ｄ）は上方から見た平面図である。
図９（ａ）と図９（ｂ）のファンは、アーチ状に配置されたフレキシブル導光板１０１の長手方向両端部の開口部の近くに配置されている。図９（ａ）と図９（ｂ）では、一方の開口部側にのみファンを配置しているが、両方の開口部側にファンを配置してもよい。
図９（ｃ）と図９（ｄ）のファンは、筒状に配置されたフレキシブル導光板１０１が設置されるメッシュ状の棚７０３の下方に配置されている。
図９のファン７０１は、外部の空気をフレキシブル導光板１０１の内側に送り込んでいるが、フレキシブル導光板１０１の内側の空気を吸い出すファンを用いてもよい。
このように、ファン７０１は、フレキシブル導光板１０１の内側部分の強制通気を行うために設けられている。強制通気が必要な理由は、フレキシブル導光板１０１は面発光を行うため、発熱してしまい、被照射体の温度までもが上昇するおそれがあるためである。また、被照射体が植物の場合、光合成により呼吸を行うため、フレキシブル導光板１０１の内側の湿度が変化することも考えられる。本実施形態のように、ファン７０１で強制通気を行うことで、被照射体の周囲の温度や湿度の変動を抑制できる。
また、場合によっては、フレキシブル導光板１０１の内側の所定箇所に、温度センサと湿度センサを設けて、これらセンサからの信号に応じて、ファン７０１の回転数を調整してもよい。
図９（c）と図９（d）の場合、ファン７０１をメッシュ状の棚７０３の下方に配置しているが、ファン７０１をフレキシブル導光板１０１の上方に配置してもよい。また、上方と下方の双方にファン７０１を配置してもよい。
【００５６】
このように、第３の実施形態によれば、ファン７０１を用いてフレキシブル導光板１０１で囲まれた領域内の強制通気を行うため、この領域内の温度や湿度の変動を抑制できる。
【００５７】
（第４実施形態）
本実施の形態は、フレキシブル導光板１０１を巻き込むロール機構部９０４を備えた点で、第１〜第３の実施形態と相違する。以下では、第１および第２の実施形態による照明システム１にロール機構部９０４を設けた例を説明するが、第３実施形態のファン７０１を追加してもよい。ロール機構部９０４は、ＬＥＤ光源部１０２からの光が入射されるフレキシブル導光板１０１の一端部とは逆側の他端部側の巻き取り量を自在に調整する。
【００５８】
図１０は、フレキシブル導光板１０１が被照射体の上方にアーチ状に配置さた場合を例示した側面図である。ロール機構部９０４からフレキシブル導光板１０１を引き出すに従い、アーチ状に配置されたフレキシブル導光板のアーチの形状が９０１，９０２，９０３の順に大きくなる。このように、ロール機構部９０４は、被照射体１０５の外形サイズに合わせて、ＬＥＤ光源部１０２からの光が入射されるフレキシブル導光板１０１の他端部側の巻き取り量を調整する。これにより、被照射体である植物の外形サイズに合わせて、フレキシブル導光板１０１により形成されるアーチ形状の径を変えることができ、植物の生育状態が変わっても、フレキシブル導光板１０１の内周面から植物までの距離をほぼ一定に維持できる。このため、効率的に光の照射をすることが可能である。
【００５９】
図１１は、フレキシブル導光板１０１が筒状に配置された場合を例示した上面図である。筒状に配置されたフレキシブル導光板１０１の上端部および下端部の少なくとも一方をガイドする渦巻き状のガイド部を備える。図１１（ａ）が初期状態の図、図１１（ｂ）がロール機構部９０４にフレキシブル導光板１０１が巻き込まれるいる状態の図、図１１（ｃ）がロール機構部９０４にフレキシブル導光板１０１が更に巻き込まれた状態の図をそれぞ示す。このように、ロール機構部９０４は、渦巻き状のガイド部に沿って、ＬＥＤ光源部からの光が入射されるフレキシブル導光板１０１の端部とは逆側の端部側の巻き取り量を調整する。これに従い、被照射体に照射する筒状の形状の内径が１１１，１１２，１１３の順に大きくなる。これにより、被照射体である植物の外形サイズに合わせて、フレキシブル導光板１０１の筒形状の径を変えることができ、フレキシブル導光板１０１の内周面から植物までの距離をほぼ一定に維持できる。このため、効率的に光の照射をすることが可能である。  
【００６０】
また、ＬＥＤ基板３０３を用いて、赤色ＬＥＤ３０１、青色ＬＥＤ３０２、近紫外線ＬＥＤ４０１等の発光量を、ロール機構部９０４の回転量に応じて制御してもよい。例えば、ＬＥＤ基板３０３を用いて赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤの発光光量の比を変更する制御をする。これにより、フレキシブル導光板１０１が発光する光の波長制御と光量調節を、植物の生育に合わせて行うことを可能にできる。このため、植物の様々な光応答反応を利用して特定の波長の光を効率良く植物に照射できる。
【００６１】
このように、第３の実施形態によれば、フレキシブル導光板１０１の他端部側をロール機構部９０４により、任意に巻き取ったり、引き出したりすることができるようにしたため、フレキシブル導光板１０１により形成されるアーチ形状や筒形状の径を任意に変更でき、被照射体の大きさが変化したとしても、フレキシブル導光板１０１の内周面から被照射体までの距離をほぼ一定に維持できる。
【００６２】
以上、いくつかの実施形態を植物を例として説明したが、植物に限定されない。例えば、被照射体を人体にしてもよい。この場合、日焼け用の機械として使用することができる。
【００６３】
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規なシステムは、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明したシステムの形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。
【符号の説明】
【００６４】
１  照明システム
１０１  フレキシブル導光板
１０２  ＬＥＤ光源部
１０３  導光板ホルダー
１０４  栽培ベッド
１０５  被照射体  
３０１  赤色ＬＥＤ
３０２  青色ＬＥＤ
３０３  ＬＥＤ基板（制御部）
４０１  近紫外線ＬＥＤ
７０１  ファン
９０４  ロール機構部
【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１】
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