植物育成システム
【課題】隣接する非対象作物あるいは対象作物の周囲に近づく人体への影響を抑制し、植えられた植物に対して、適切な補光を行うことのできる植物育成システムを提供する。
【解決手段】植物の育成領域に所望の波長領域の光を照射する補光用光源を具備した光源部と、前記植物の周囲に補光用光源の波長領域を遮光する遮光手段とを具備し、植えられた植物に対して光を照射する前記植物の周囲に補光用光源の波長領域を遮光する遮光手段を具備している。
【解決手段】植物の育成領域に所望の波長領域の光を照射する補光用光源を具備した光源部と、前記植物の周囲に補光用光源の波長領域を遮光する遮光手段とを具備し、植えられた植物に対して光を照射する前記植物の周囲に補光用光源の波長領域を遮光する遮光手段を具備している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物育成システムにかかり、特に植えられた植物の生育を促進するために用いられる植物育成システムに関する。
【０００２】
従来から、屋内において植物を栽培する場合に、慢性的な日照不足を解消し、品質向上や成長制御を行うため、あるいは病害を低減するために、人工的な光による補光が行われている。例えば、植物の上方と側方、及び下方の各位置に照明器具を設置して、比較的密生して植えられた植物に満遍なく人工的な光を照射する植物育成システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、植物育成分野において、太陽光に加えて補光用照明を照射し、品質向上や成長制御を行う方法がある。例えば、特許文献２では、ナス科植物の栽培方法、特許文献３では、根菜類の栽培方法および装置が提案されている。
【０００４】
しかしながら、作物に対する補光用光源を用いると育成領域Ｒａ内の対象作物に対しては好適であるが、たとえば図５に示すように、温室の透光壁１３０を介して補光用の光源部１２０からの光が周囲領域Ｒｂに漏れ、隣接する非対象作物、例えば稲などの出穂遅延を招く場合がある。また補光用光源が紫外線を含む場合、対象作物の周囲に近づく人体への影響が懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３２８７０２号公報
【特許文献２】特開２００７−２８２５４４号公報
【特許文献３】特開２００６−３４０６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、隣接する非対象作物あるいは対象作物の周囲に近づく人体への影響を抑制し、植えられた植物に対して、適切な補光を行うことのできる植物育成システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の植物育成システムは、植物の育成領域に所望の波長領域の光を照射する光源と、前記植物の周囲に補光用光源の波長領域を遮光する遮光手段とを具備し、植えられた植物に対して光を照射する前記植物の周囲に補光用光源の波長領域を遮光する遮光手段を具備したことを特徴とする。
この構成により、植えられた植物の生育状況に応じて、適切な補光を行いつつ、対象作物以外への補光の照射を抑制することができる。このように、遮光手段を具備しているため、対象作物以外への影響を防ぎつつ、普段は光が当りにくく、湿りがちな植物の下部にも効果的に光を照射でき、植物の乾燥を抑えたり、或いは、適切に光のストレスを与えることによって、病気に対する抵抗力を高め、発病を抑えたりするための補光を効率よく行うことが可能となる。
【０００８】
また、本発明は、上記の植物育成システムにおいて、前記遮光手段は、切り替え手段を具備し、非遮光状態と、遮光状態との切り替えが可能に構成されることを特徴とするものである。
この構成により、非遮光状態と、遮光状態との切り替えが可能であるため、補光用光源からの光が非対象植物に悪影響を与えない場合は、非遮光状態とすることで、非対象植物への漏光を利用することができるだけでなく、対象植物への太陽光や周囲からの光を遮断することなく取り込むことができ、効率的な光照射を実現することができる。
【０００９】
また、本発明は、上記の植物育成システムにおいて、前記遮光手段は、可動ルーバーで構成され、前記切り替え手段は、前記可動ルーバーの遮光片の角度を調整することで前記遮光手段の開閉を実現するものである。
この構成により、ルーバーの開閉により、外光の取り込みだけでなく、風の取り込みも可能となる。
【００１０】
また、本発明は、上記の植物育成システムにおいて、前記遮光手段は液晶パネルで構成され、前記切り替え手段は、前記液晶パネルを透光状態および遮光状態に切り替えるように、前記液晶パネルの電極に通電するものである。
この構成により、液晶のオンオフにより液晶パネルを透光状態および遮光状態に切り替えるため、機械的な動きなしに、非遮光状態と遮光状態を切り替えることができ、極めて制御性よく、かつ高速切り換えが実現される。さらにまた、光源部を小型に構成することができ、近接して植えられた植物の間からでも光を照射できると共に、補光を行いながらの給電が可能であり、メンテナンスが容易となる。
【００１１】
また、本発明は、上記の植物育成システムにおいて、前記切り替え手段は、前記補光用光源の点灯時に前記遮光手段が遮光状態となるように構成されたものである。
この構成により、補光用光源の点灯時にのみ遮光状態となるように構成されているため、対象植物、非対象植物の両者に対し、外光を効率よく利用することが可能となる。
【００１２】
また、本発明は、上記の植物育成システムにおいて、前記遮光手段は、前記光源からの光を調整する調光ミラーを具備し、前記植物の周囲の状況に応じて前記光源からの光の照射範囲を調整可能に構成するものである。
この構成により、調光ミラーの反射面を調整するだけで、効率よく配光することができるため、信頼性の高い植物育成システムを提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、補光対象となる対象作物の周囲に配置されて少なくとも補光用光源からの光を遮光する遮光手段を具備しているため、対象作物以外への補光の照射を回避することができる。また遮光手段を切り替え自在とすることで、外光の利用も可能となる。
このような植物育成システムを用いることで、光に敏感な植物や補光条件の異なる植物領域に隣接して所望の植物を育成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る植物育成システムを示す図
【図２】本発明の実施の形態２に係る植物育成システムを示す図、（ａ）は光源部がＯＦＦのときを示す図、（ｂ）は光源部がＯＮのときを示す図
【図３】本発明の実施の形態３に係る植物育成システムを示す図、（ａ）は光源部がＯＦＦのときを示す図、（ｂ）は光源部がＯＮのときを示す図
【図４】本発明の実施の形態４に係る植物育成システムを示す図、（ａ）は光源部がＯＦＦのときを示す図、（ｂ）は光源部がＯＮのときを示す図
【図５】従来例の植物育成システムを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に係る植物育成システムについて、図面を用いて説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態に係る植物育成システムの概略構成を示す図である。
【００１７】
本実施の形態の植物育成システム１は、図１に示すように、植えられた植物Ｐの上方から、植物Ｐに光照射を行うべく、連続して張り巡らされたレール部１０に取り付けられた光源部２０と、この光源部２０からの光が外に漏れるのを防ぐべく、対象植物Ｐの周りを囲む遮光部材３０を具備したものである。この光源部２０は図示しない電源部によって点灯制御される。
【００１８】
レール部１０は、光源部２０を所望の位置に設置するためのガイド機能を有するもので、２本の略平行に並んだ長さが数十ｃｍ乃至１ｍの丸棒状のレールで構成される。
【００１９】
このように本実施の形態の植物育成システムは、植物Ｐの周囲に補光用光源として波長７００ｎｍから７５０ｎｍの遠赤光の波長領域を有するＬＥＤからなる光源部２０を用いるとともに、この植物育成領域の周りにこの波長領域の光を遮光する遮光手段として遮光部材３０を具備したものである。
【００２０】
この構成により、植えられた植物の生育状況に応じて、適切な補光を行いつつ、対象作物以外への補光の照射を抑制することができる。遮光部材３０により光源部２０からの光Ｌは遮蔽され、周囲に到達することはない。このように、遮光手段として、円筒状の遮光部材３０を具備しているため、対象作物以外への影響を防ぎつつ、普段は光が当りにくく、湿りがちな植物の下部にも効果的に光を照射でき、植物の乾燥を抑えたり、或いは、適切に光のストレスを与えることによって、病気に対する抵抗力を高め、発病を抑えたりするための補光を効率よく行うことが可能となる。
【００２１】
ここで光源部としては作物に対する補光用光源となるように、所望の波長領域の光を発する光源を用いる。トマトであれば上述したように波長７００ｎｍから７５０ｎｍの遠赤光の波長領域を有するＬＥＤを用いるのが望ましく、なすであれば、夜間に４００ｎｍから４５０ｎｍの青色光を発するＬＥＤを用いるのが望ましい。なお、なすの場合には、昼間の低日照条件下では、太陽光から、波長７００ｎｍから７５０ｎｍの遠赤色光を減らすようなフィルタ機能を有するカバー部材で覆うようにするのが望ましい。
【００２２】
また遮光部材３０としては作物帯周囲に設置されたパネルを用いる。また、補光用光源の波長領域を吸収する色素を含んだ遮光部材３０、補光用光源の波長領域をカットする物質を含んだ遮光部材などを用いるのが望ましい。
【００２３】
遮光部材としては、材質を限定するものではなく、樹脂を使用することもできる。例えば、紫外線に強い塩化ビニル、シリコン樹脂、フッ素系樹脂などが望ましい。更に、強度を上げるために塩化ビニルの内部に鉄などの金属板が内装されていればより望ましい。
また、各種フタロシアニン系顔料（青、紫、緑、黄色系）やベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系等の紫外線吸収剤を、樹脂フィルム等を補光用光源に合わせて練り込む、またはコーティングしてもよい。
さらにまた、赤外線カット部材としては、例えばガラス表面にアルミニウム薄膜など、金属の薄膜を蒸着させることにより作成できる。
【００２４】
（実施の形態２）
図２（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態２に係る植物育成システムの概略構成を示す図である。（ａ）は消灯時、（ｂ）は点灯時を示す図である。
【００２５】
本実施の形態では、遮光手段が、切り替え手段を具備し、非遮光状態と、遮光状態との切り替えが可能に構成される。
すなわち本実施の形態の植物育成システム２は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、遮光手段が液晶パネル３１と、この液晶パネル３１を透光状態および遮光状態に切り替えるように、液晶パネル３１の電極に通電する切り替え手段としての制御部２１を具備したことを特徴とするものである。なお、この制御部２１は光源部への給電の切り替えにより点灯制御についても行うように構成されている。
光源部については前記実施の形態１と同様、植えられた植物Ｐの上方から、植物Ｐに光照射を行うべく、連続して張り巡らされたレール部１０に取り付けられた光源部２０とで構成され、制御部２１によって点灯制御が行われるとともに、これに連動して、液晶パネル３１のＯＮ／ＯＦＦが制御されるものである。
【００２６】
この液晶パネルはＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式であり、電圧がＯＦＦの時、図２（ａ）に示すように、液晶分子が水平に並び、光源部２０からの光を透過させて画面が白となるだけでなく、太陽光などの外部からの光Ｌｏも透過させ、育成領域Ｒａには外部からの光Ｌｏが照射される。一方、この状態で徐々に電圧をかけていくと、液晶分子が垂直に立ちあがっていき、最大電圧となったとき、図２（ｂ）に示すように、光源部２０からの光Ｌｉを遮蔽し、遮光手段として作用する。従って育成領域Ｒａにのみ選択的に光源部２０からの光が照射され、周辺領域Ｒｂには光源部２０からの光は照射されない。
【００２７】
このようにして、非遮光状態と、遮光状態との切り替えが可能であるため、消灯時は非遮光状態とし、点灯時にのみ遮光状態とすることができる。また補光用光源としての光源部からの光が非対象植物に悪影響を与えない場合は、非遮光状態とすることで、非対象植物への漏光を利用することができるだけでなく、対象植物への太陽光や周囲からの光を遮断することなく取り込むことができ、効率的な光照射を実現することができる。
【００２８】
この構成により、液晶のオンオフにより液晶パネルを透光状態および遮光状態に切り替えるため、機械的な動きなしに、非遮光状態と遮光状態を切り替えることができ、極めて制御性よく、かつ高速切り換えが実現される。さらにまた、光源部を小型に構成することができ、近接して植えられた植物の間からでも光を照射できると共に、補光を行いながらの給電が可能であり、メンテナンスが容易となる。
【００２９】
なお、前記実施の形態ではＴＮ方式の液晶パネルを用いたが、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式あるいはＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｃｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶パネルにも適用可能である。この場合は、電圧ＯＦＦの場合に遮光状態、電圧ＯＮの場合に非遮光状態となる。
また、この遮光部材を天井にも用いることで太陽光の光量を調整することができる。
【００３０】
（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３について説明する。図３（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態３に係る植物育成システムの概略構成を示す図である。（ａ）は消灯時、（ｂ）は点灯時を示す図である。
【００３１】
本実施の形態では、遮光手段が、可動ルーバー３２で構成され、ルーバーの遮光片３２ａが、切り替え手段としての制御部２１によって、角度を調整することで前記遮光手段の開閉を実現するものである。
すなわち本実施の形態の植物育成システム３は、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、遮光手段が複数の回動可能な遮光片３２ａで構成された可動ルーバー３２と、この可動ルーバー３２の角度を調整し透光状態から遮光状態に徐々に切り替え可能な切り替え手段としての制御部２１を具備したことを特徴とするものである。なお、この制御部２１は光源部への給電の切り替えにより点灯制御についても行うように構成されている。
【００３２】
この植物育成システム３では、光源部２０がＯＦＦの時、図３（ａ）に示すように、可動ルーバー３２の遮光片３２ａが開き、太陽光などの外部からの光Ｌｏを隙間から透過させ、育成領域Ｒａには外部からの光Ｌｏが照射される。一方、光源部２０がＯＮとなったとき可動ルーバー３２の遮光片３２ａが閉じ、図３（ｂ）に示すように、光源部２０からの光Ｌｉを遮蔽し、遮光手段として作用する。従って育成領域Ｒａにのみ選択的に光源部２０からの光が照射され、周辺領域Ｒｂには光源部２０からの光は照射されない。ここでは遮光片３２ａの内側は反射面を構成しており、遮光片３２ａにあたった光は反射して再び植物Ｐにあたるようになっている。
【００３３】
この構成により、ルーバーの開閉により、外光の取り込みだけでなく、風の取り込みも可能となる。
このようにして、非遮光状態と、遮光状態との切り替えが可能であるため、消灯時は非遮光状態とし、点灯時にのみ遮光状態とすることができる。また補光用光源としての光源部からの光が非対象植物に悪影響を与えない場合は、非遮光状態とすることで、非対象植物への漏光を利用することができるだけでなく、対象植物への太陽光や周囲からの光を遮断することなく取り込むことができ、効率的な光照射を実現することができる。また、切り替え手段を具備し、非遮光状態と、遮光状態との切り替えが可能に構成される。
また、この遮光部材を天井にも用いることで太陽光の光量を調整することができる。
【００３４】
（実施の形態４）
次に本発明の実施の形態４について説明する。図４（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態４に係る植物育成システムの概略構成を示す図である。（ａ）は消灯時、（ｂ）は点灯時を示す図である。
【００３５】
本実施の形態では、遮光手段が、調光ミラー３３で構成され、調光ミラー３３の角度を調整することで、周囲領域への光源部からの光の配光を制御するものである。
すなわち本実施の形態の植物育成システム４は、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、遮光手段が回動可能な調光ミラー３３と、この調光ミラー３３の角度を調整し光源部２０からの光を周囲領域Ｒｂに配光する状態から配光を抑制し、育成領域Ｒａに反射させる遮光状態とを切り替え可能な切り替え手段としての制御部２１を具備したことを特徴とするものである。なお、この制御部２１は光源部への給電の切り替えにより点灯制御についても行うように構成されている。
【００３６】
この植物育成システム４では、前記実施の形態１乃至３とは異なり、育成領域には遮光手段などの囲いがなく、光源部２０のＯＮ／ＯＦＦにかかわらず、太陽光などの外部光が照射される。そして光源部２０がＯＦＦの時、図４（ａ）に示すように、調光ミラー３３はレール部１０に収納されており、自然光のみが照射される状態となっている。一方、光源部２０がＯＮとなったとき調光ミラー３３がセットされ、図４（ｂ）に示すように、光源部２０からの光Ｌｉが周囲領域に到達しないように、光路を調整している。
【００３７】
この構成により、外光の取り込みを制限するものはなく、自然風の取り込みも可能となる。
【００３８】
前記実施の形態１乃至４において、光源部２０は、基板表面のパッド上に、給電部（パッド）からボンディングワイヤを介して給電されるＬＥＤチップが実装され、全体を透明な樹脂で封止して形成される。
【００３９】
基板は、比較的硬くて透明なもの、或いは白色系で拡散するタイプや殆ど拡散しないタイプの、例えば、ガラス、ポリカーボネートやアクリル、及び塩化ビニル等の光透過性の樹脂から形成される。給電部は、銅やアルミニウムなどの導電性材料から構成される。
【００４０】
また、光源部を構成するＬＥＤチップは、前記実施の形態で用いたものに限定されるものではなく、制御部２１を介して電源の供給を受けて発光し、植物Ｐに必要な波長及び光強度を有する光を照射するものである。例えば、植物Ｐの病害防除を目的とする場合は、２８０ｎｍから３１５ｎｍに中心波長を有するＵＶ−Ｂが含まれていることが望ましく、その光強度は植物Ｐの近傍で５０μｗ／ｃｍ２以下とする。
【００４１】
また、植物Ｐの花芽を積極的に形成させることを目的とする場合は、波長７００ｎｍから８００ｎｍにピークを有する遠赤外色を少なくともその波長域に含む光であり、更に、光合成を促す場合は、発光波長の６００ｎｍから７００ｎｍにピークを有する赤色を少なくともその波長域に含むＬＥＤを用いる。
【００４２】
更に、植物Ｐの草丈を低くすることを目的とする場合は、発光波長の４００ｎｍから５００ｎｍにピークを有する青色を少なくともその波長域に含むＬＥＤを用いる。
【００４３】
なお、ＬＥＤチップに替えて、白熱電球、ハロゲン電球、蛍光灯、高輝度放電灯等の管球照明灯も使用可能であるが、且つ長寿命化を考慮すると、ＬＥＤの他では有機エレクトロルミネセンス素子等の長寿命のものが適している。
【００４４】
なお、植物の種類によっては、夜間に光が照射されると花芽がつかなかったり、或いは生育が遅れるなどの問題があるが、その場合はタイマーによって夜間は自動的に電源をオフ状態にする。
【００４５】
植物の種類とそれに必要な照射光量、及び照射光の波長については、これまである程度発表されているので、植物Ｐが必要とする光の光量や波長を栽培現場できちんと確認する必要がある。
【００４６】
以上説明したように、このような本発明の実施の形態に係る植物育成システムによれば、周囲領域への漏光を防止することができ、信頼性の高い植物育成システムとしても有用である。
【符号の説明】
【００４７】
１，２，３，４ 植物育成システム
１０ レール部
２０ 光源部
２１ 制御部
３０ 遮光部材
３１ 液晶パネル
３２ 可動ルーバー
３２ａ 遮光片
３３ 調光ミラー
Ｐ 植物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物育成システムにかかり、特に植えられた植物の生育を促進するために用いられる植物育成システムに関する。
【０００２】
従来から、屋内において植物を栽培する場合に、慢性的な日照不足を解消し、品質向上や成長制御を行うため、あるいは病害を低減するために、人工的な光による補光が行われている。例えば、植物の上方と側方、及び下方の各位置に照明器具を設置して、比較的密生して植えられた植物に満遍なく人工的な光を照射する植物育成システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、植物育成分野において、太陽光に加えて補光用照明を照射し、品質向上や成長制御を行う方法がある。例えば、特許文献２では、ナス科植物の栽培方法、特許文献３では、根菜類の栽培方法および装置が提案されている。
【０００４】
しかしながら、作物に対する補光用光源を用いると育成領域Ｒａ内の対象作物に対しては好適であるが、たとえば図５に示すように、温室の透光壁１３０を介して補光用の光源部１２０からの光が周囲領域Ｒｂに漏れ、隣接する非対象作物、例えば稲などの出穂遅延を招く場合がある。また補光用光源が紫外線を含む場合、対象作物の周囲に近づく人体への影響が懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３２８７０２号公報
【特許文献２】特開２００７−２８２５４４号公報
【特許文献３】特開２００６−３４０６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、隣接する非対象作物あるいは対象作物の周囲に近づく人体への影響を抑制し、植えられた植物に対して、適切な補光を行うことのできる植物育成システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の植物育成システムは、植物の育成領域に所望の波長領域の光を照射する光源と、前記植物の周囲に補光用光源の波長領域を遮光する遮光手段とを具備し、植えられた植物に対して光を照射する前記植物の周囲に補光用光源の波長領域を遮光する遮光手段を具備したことを特徴とする。
この構成により、植えられた植物の生育状況に応じて、適切な補光を行いつつ、対象作物以外への補光の照射を抑制することができる。このように、遮光手段を具備しているため、対象作物以外への影響を防ぎつつ、普段は光が当りにくく、湿りがちな植物の下部にも効果的に光を照射でき、植物の乾燥を抑えたり、或いは、適切に光のストレスを与えることによって、病気に対する抵抗力を高め、発病を抑えたりするための補光を効率よく行うことが可能となる。
【０００８】
また、本発明は、上記の植物育成システムにおいて、前記遮光手段は、切り替え手段を具備し、非遮光状態と、遮光状態との切り替えが可能に構成されることを特徴とするものである。
この構成により、非遮光状態と、遮光状態との切り替えが可能であるため、補光用光源からの光が非対象植物に悪影響を与えない場合は、非遮光状態とすることで、非対象植物への漏光を利用することができるだけでなく、対象植物への太陽光や周囲からの光を遮断することなく取り込むことができ、効率的な光照射を実現することができる。
【０００９】
また、本発明は、上記の植物育成システムにおいて、前記遮光手段は、可動ルーバーで構成され、前記切り替え手段は、前記可動ルーバーの遮光片の角度を調整することで前記遮光手段の開閉を実現するものである。
この構成により、ルーバーの開閉により、外光の取り込みだけでなく、風の取り込みも可能となる。
【００１０】
また、本発明は、上記の植物育成システムにおいて、前記遮光手段は液晶パネルで構成され、前記切り替え手段は、前記液晶パネルを透光状態および遮光状態に切り替えるように、前記液晶パネルの電極に通電するものである。
この構成により、液晶のオンオフにより液晶パネルを透光状態および遮光状態に切り替えるため、機械的な動きなしに、非遮光状態と遮光状態を切り替えることができ、極めて制御性よく、かつ高速切り換えが実現される。さらにまた、光源部を小型に構成することができ、近接して植えられた植物の間からでも光を照射できると共に、補光を行いながらの給電が可能であり、メンテナンスが容易となる。
【００１１】
また、本発明は、上記の植物育成システムにおいて、前記切り替え手段は、前記補光用光源の点灯時に前記遮光手段が遮光状態となるように構成されたものである。
この構成により、補光用光源の点灯時にのみ遮光状態となるように構成されているため、対象植物、非対象植物の両者に対し、外光を効率よく利用することが可能となる。
【００１２】
また、本発明は、上記の植物育成システムにおいて、前記遮光手段は、前記光源からの光を調整する調光ミラーを具備し、前記植物の周囲の状況に応じて前記光源からの光の照射範囲を調整可能に構成するものである。
この構成により、調光ミラーの反射面を調整するだけで、効率よく配光することができるため、信頼性の高い植物育成システムを提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、補光対象となる対象作物の周囲に配置されて少なくとも補光用光源からの光を遮光する遮光手段を具備しているため、対象作物以外への補光の照射を回避することができる。また遮光手段を切り替え自在とすることで、外光の利用も可能となる。
このような植物育成システムを用いることで、光に敏感な植物や補光条件の異なる植物領域に隣接して所望の植物を育成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る植物育成システムを示す図
【図２】本発明の実施の形態２に係る植物育成システムを示す図、（ａ）は光源部がＯＦＦのときを示す図、（ｂ）は光源部がＯＮのときを示す図
【図３】本発明の実施の形態３に係る植物育成システムを示す図、（ａ）は光源部がＯＦＦのときを示す図、（ｂ）は光源部がＯＮのときを示す図
【図４】本発明の実施の形態４に係る植物育成システムを示す図、（ａ）は光源部がＯＦＦのときを示す図、（ｂ）は光源部がＯＮのときを示す図
【図５】従来例の植物育成システムを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に係る植物育成システムについて、図面を用いて説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態に係る植物育成システムの概略構成を示す図である。
【００１７】
本実施の形態の植物育成システム１は、図１に示すように、植えられた植物Ｐの上方から、植物Ｐに光照射を行うべく、連続して張り巡らされたレール部１０に取り付けられた光源部２０と、この光源部２０からの光が外に漏れるのを防ぐべく、対象植物Ｐの周りを囲む遮光部材３０を具備したものである。この光源部２０は図示しない電源部によって点灯制御される。
【００１８】
レール部１０は、光源部２０を所望の位置に設置するためのガイド機能を有するもので、２本の略平行に並んだ長さが数十ｃｍ乃至１ｍの丸棒状のレールで構成される。
【００１９】
このように本実施の形態の植物育成システムは、植物Ｐの周囲に補光用光源として波長７００ｎｍから７５０ｎｍの遠赤光の波長領域を有するＬＥＤからなる光源部２０を用いるとともに、この植物育成領域の周りにこの波長領域の光を遮光する遮光手段として遮光部材３０を具備したものである。
【００２０】
この構成により、植えられた植物の生育状況に応じて、適切な補光を行いつつ、対象作物以外への補光の照射を抑制することができる。遮光部材３０により光源部２０からの光Ｌは遮蔽され、周囲に到達することはない。このように、遮光手段として、円筒状の遮光部材３０を具備しているため、対象作物以外への影響を防ぎつつ、普段は光が当りにくく、湿りがちな植物の下部にも効果的に光を照射でき、植物の乾燥を抑えたり、或いは、適切に光のストレスを与えることによって、病気に対する抵抗力を高め、発病を抑えたりするための補光を効率よく行うことが可能となる。
【００２１】
ここで光源部としては作物に対する補光用光源となるように、所望の波長領域の光を発する光源を用いる。トマトであれば上述したように波長７００ｎｍから７５０ｎｍの遠赤光の波長領域を有するＬＥＤを用いるのが望ましく、なすであれば、夜間に４００ｎｍから４５０ｎｍの青色光を発するＬＥＤを用いるのが望ましい。なお、なすの場合には、昼間の低日照条件下では、太陽光から、波長７００ｎｍから７５０ｎｍの遠赤色光を減らすようなフィルタ機能を有するカバー部材で覆うようにするのが望ましい。
【００２２】
また遮光部材３０としては作物帯周囲に設置されたパネルを用いる。また、補光用光源の波長領域を吸収する色素を含んだ遮光部材３０、補光用光源の波長領域をカットする物質を含んだ遮光部材などを用いるのが望ましい。
【００２３】
遮光部材としては、材質を限定するものではなく、樹脂を使用することもできる。例えば、紫外線に強い塩化ビニル、シリコン樹脂、フッ素系樹脂などが望ましい。更に、強度を上げるために塩化ビニルの内部に鉄などの金属板が内装されていればより望ましい。
また、各種フタロシアニン系顔料（青、紫、緑、黄色系）やベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系等の紫外線吸収剤を、樹脂フィルム等を補光用光源に合わせて練り込む、またはコーティングしてもよい。
さらにまた、赤外線カット部材としては、例えばガラス表面にアルミニウム薄膜など、金属の薄膜を蒸着させることにより作成できる。
【００２４】
（実施の形態２）
図２（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態２に係る植物育成システムの概略構成を示す図である。（ａ）は消灯時、（ｂ）は点灯時を示す図である。
【００２５】
本実施の形態では、遮光手段が、切り替え手段を具備し、非遮光状態と、遮光状態との切り替えが可能に構成される。
すなわち本実施の形態の植物育成システム２は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、遮光手段が液晶パネル３１と、この液晶パネル３１を透光状態および遮光状態に切り替えるように、液晶パネル３１の電極に通電する切り替え手段としての制御部２１を具備したことを特徴とするものである。なお、この制御部２１は光源部への給電の切り替えにより点灯制御についても行うように構成されている。
光源部については前記実施の形態１と同様、植えられた植物Ｐの上方から、植物Ｐに光照射を行うべく、連続して張り巡らされたレール部１０に取り付けられた光源部２０とで構成され、制御部２１によって点灯制御が行われるとともに、これに連動して、液晶パネル３１のＯＮ／ＯＦＦが制御されるものである。
【００２６】
この液晶パネルはＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式であり、電圧がＯＦＦの時、図２（ａ）に示すように、液晶分子が水平に並び、光源部２０からの光を透過させて画面が白となるだけでなく、太陽光などの外部からの光Ｌｏも透過させ、育成領域Ｒａには外部からの光Ｌｏが照射される。一方、この状態で徐々に電圧をかけていくと、液晶分子が垂直に立ちあがっていき、最大電圧となったとき、図２（ｂ）に示すように、光源部２０からの光Ｌｉを遮蔽し、遮光手段として作用する。従って育成領域Ｒａにのみ選択的に光源部２０からの光が照射され、周辺領域Ｒｂには光源部２０からの光は照射されない。
【００２７】
このようにして、非遮光状態と、遮光状態との切り替えが可能であるため、消灯時は非遮光状態とし、点灯時にのみ遮光状態とすることができる。また補光用光源としての光源部からの光が非対象植物に悪影響を与えない場合は、非遮光状態とすることで、非対象植物への漏光を利用することができるだけでなく、対象植物への太陽光や周囲からの光を遮断することなく取り込むことができ、効率的な光照射を実現することができる。
【００２８】
この構成により、液晶のオンオフにより液晶パネルを透光状態および遮光状態に切り替えるため、機械的な動きなしに、非遮光状態と遮光状態を切り替えることができ、極めて制御性よく、かつ高速切り換えが実現される。さらにまた、光源部を小型に構成することができ、近接して植えられた植物の間からでも光を照射できると共に、補光を行いながらの給電が可能であり、メンテナンスが容易となる。
【００２９】
なお、前記実施の形態ではＴＮ方式の液晶パネルを用いたが、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式あるいはＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｃｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶パネルにも適用可能である。この場合は、電圧ＯＦＦの場合に遮光状態、電圧ＯＮの場合に非遮光状態となる。
また、この遮光部材を天井にも用いることで太陽光の光量を調整することができる。
【００３０】
（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３について説明する。図３（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態３に係る植物育成システムの概略構成を示す図である。（ａ）は消灯時、（ｂ）は点灯時を示す図である。
【００３１】
本実施の形態では、遮光手段が、可動ルーバー３２で構成され、ルーバーの遮光片３２ａが、切り替え手段としての制御部２１によって、角度を調整することで前記遮光手段の開閉を実現するものである。
すなわち本実施の形態の植物育成システム３は、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、遮光手段が複数の回動可能な遮光片３２ａで構成された可動ルーバー３２と、この可動ルーバー３２の角度を調整し透光状態から遮光状態に徐々に切り替え可能な切り替え手段としての制御部２１を具備したことを特徴とするものである。なお、この制御部２１は光源部への給電の切り替えにより点灯制御についても行うように構成されている。
【００３２】
この植物育成システム３では、光源部２０がＯＦＦの時、図３（ａ）に示すように、可動ルーバー３２の遮光片３２ａが開き、太陽光などの外部からの光Ｌｏを隙間から透過させ、育成領域Ｒａには外部からの光Ｌｏが照射される。一方、光源部２０がＯＮとなったとき可動ルーバー３２の遮光片３２ａが閉じ、図３（ｂ）に示すように、光源部２０からの光Ｌｉを遮蔽し、遮光手段として作用する。従って育成領域Ｒａにのみ選択的に光源部２０からの光が照射され、周辺領域Ｒｂには光源部２０からの光は照射されない。ここでは遮光片３２ａの内側は反射面を構成しており、遮光片３２ａにあたった光は反射して再び植物Ｐにあたるようになっている。
【００３３】
この構成により、ルーバーの開閉により、外光の取り込みだけでなく、風の取り込みも可能となる。
このようにして、非遮光状態と、遮光状態との切り替えが可能であるため、消灯時は非遮光状態とし、点灯時にのみ遮光状態とすることができる。また補光用光源としての光源部からの光が非対象植物に悪影響を与えない場合は、非遮光状態とすることで、非対象植物への漏光を利用することができるだけでなく、対象植物への太陽光や周囲からの光を遮断することなく取り込むことができ、効率的な光照射を実現することができる。また、切り替え手段を具備し、非遮光状態と、遮光状態との切り替えが可能に構成される。
また、この遮光部材を天井にも用いることで太陽光の光量を調整することができる。
【００３４】
（実施の形態４）
次に本発明の実施の形態４について説明する。図４（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態４に係る植物育成システムの概略構成を示す図である。（ａ）は消灯時、（ｂ）は点灯時を示す図である。
【００３５】
本実施の形態では、遮光手段が、調光ミラー３３で構成され、調光ミラー３３の角度を調整することで、周囲領域への光源部からの光の配光を制御するものである。
すなわち本実施の形態の植物育成システム４は、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、遮光手段が回動可能な調光ミラー３３と、この調光ミラー３３の角度を調整し光源部２０からの光を周囲領域Ｒｂに配光する状態から配光を抑制し、育成領域Ｒａに反射させる遮光状態とを切り替え可能な切り替え手段としての制御部２１を具備したことを特徴とするものである。なお、この制御部２１は光源部への給電の切り替えにより点灯制御についても行うように構成されている。
【００３６】
この植物育成システム４では、前記実施の形態１乃至３とは異なり、育成領域には遮光手段などの囲いがなく、光源部２０のＯＮ／ＯＦＦにかかわらず、太陽光などの外部光が照射される。そして光源部２０がＯＦＦの時、図４（ａ）に示すように、調光ミラー３３はレール部１０に収納されており、自然光のみが照射される状態となっている。一方、光源部２０がＯＮとなったとき調光ミラー３３がセットされ、図４（ｂ）に示すように、光源部２０からの光Ｌｉが周囲領域に到達しないように、光路を調整している。
【００３７】
この構成により、外光の取り込みを制限するものはなく、自然風の取り込みも可能となる。
【００３８】
前記実施の形態１乃至４において、光源部２０は、基板表面のパッド上に、給電部（パッド）からボンディングワイヤを介して給電されるＬＥＤチップが実装され、全体を透明な樹脂で封止して形成される。
【００３９】
基板は、比較的硬くて透明なもの、或いは白色系で拡散するタイプや殆ど拡散しないタイプの、例えば、ガラス、ポリカーボネートやアクリル、及び塩化ビニル等の光透過性の樹脂から形成される。給電部は、銅やアルミニウムなどの導電性材料から構成される。
【００４０】
また、光源部を構成するＬＥＤチップは、前記実施の形態で用いたものに限定されるものではなく、制御部２１を介して電源の供給を受けて発光し、植物Ｐに必要な波長及び光強度を有する光を照射するものである。例えば、植物Ｐの病害防除を目的とする場合は、２８０ｎｍから３１５ｎｍに中心波長を有するＵＶ−Ｂが含まれていることが望ましく、その光強度は植物Ｐの近傍で５０μｗ／ｃｍ２以下とする。
【００４１】
また、植物Ｐの花芽を積極的に形成させることを目的とする場合は、波長７００ｎｍから８００ｎｍにピークを有する遠赤外色を少なくともその波長域に含む光であり、更に、光合成を促す場合は、発光波長の６００ｎｍから７００ｎｍにピークを有する赤色を少なくともその波長域に含むＬＥＤを用いる。
【００４２】
更に、植物Ｐの草丈を低くすることを目的とする場合は、発光波長の４００ｎｍから５００ｎｍにピークを有する青色を少なくともその波長域に含むＬＥＤを用いる。
【００４３】
なお、ＬＥＤチップに替えて、白熱電球、ハロゲン電球、蛍光灯、高輝度放電灯等の管球照明灯も使用可能であるが、且つ長寿命化を考慮すると、ＬＥＤの他では有機エレクトロルミネセンス素子等の長寿命のものが適している。
【００４４】
なお、植物の種類によっては、夜間に光が照射されると花芽がつかなかったり、或いは生育が遅れるなどの問題があるが、その場合はタイマーによって夜間は自動的に電源をオフ状態にする。
【００４５】
植物の種類とそれに必要な照射光量、及び照射光の波長については、これまである程度発表されているので、植物Ｐが必要とする光の光量や波長を栽培現場できちんと確認する必要がある。
【００４６】
以上説明したように、このような本発明の実施の形態に係る植物育成システムによれば、周囲領域への漏光を防止することができ、信頼性の高い植物育成システムとしても有用である。
【符号の説明】
【００４７】
１，２，３，４ 植物育成システム
１０ レール部
２０ 光源部
２１ 制御部
３０ 遮光部材
３１ 液晶パネル
３２ 可動ルーバー
３２ａ 遮光片
３３ 調光ミラー
Ｐ 植物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物の育成領域に所望の波長領域の光を照射する補光用光源を備えた光源部と、
前記植物の周囲に前記補光用光源の波長領域を遮光する遮光手段とを具備し、
植えられた植物に対して光を照射する植物育成システム。
【請求項２】
請求項１に記載の植物育成システムであって、
前記遮光手段は、
切り替え手段を具備し、
非遮光状態と、遮光状態との切り替えが可能に構成された植物育成システム。
【請求項３】
請求項２に記載の植物育成システムであって、
前記遮光手段は、可動ルーバーで構成され、
前記切り替え手段は、前記可動ルーバーの遮光片の角度を調整することで前記遮光手段の開閉を実現するものである植物育成システム。
【請求項４】
請求項２に記載の植物育成システムであって、
前記遮光手段は液晶パネルで構成され、
前記切り替え手段は、前記液晶パネルを透光状態および遮光状態に切り替えるように、前記液晶パネルの電極に通電する通電部を具備した植物育成システム。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の植物育成システムであって、
前記切り替え手段は、前記補光用光源の点灯時に前記遮光手段が遮光状態となるように構成された植物育成システム。
【請求項６】
請求項２に記載の植物育成システムであって、
前記遮光手段は、前記光源からの光を調整する調光ミラーを具備し、
前記植物の周囲の状況に応じて前記光源からの光の照射範囲を調整可能に構成された植物育成システム。
【請求項１】
植物の育成領域に所望の波長領域の光を照射する補光用光源を備えた光源部と、
前記植物の周囲に前記補光用光源の波長領域を遮光する遮光手段とを具備し、
植えられた植物に対して光を照射する植物育成システム。
【請求項２】
請求項１に記載の植物育成システムであって、
前記遮光手段は、
切り替え手段を具備し、
非遮光状態と、遮光状態との切り替えが可能に構成された植物育成システム。
【請求項３】
請求項２に記載の植物育成システムであって、
前記遮光手段は、可動ルーバーで構成され、
前記切り替え手段は、前記可動ルーバーの遮光片の角度を調整することで前記遮光手段の開閉を実現するものである植物育成システム。
【請求項４】
請求項２に記載の植物育成システムであって、
前記遮光手段は液晶パネルで構成され、
前記切り替え手段は、前記液晶パネルを透光状態および遮光状態に切り替えるように、前記液晶パネルの電極に通電する通電部を具備した植物育成システム。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の植物育成システムであって、
前記切り替え手段は、前記補光用光源の点灯時に前記遮光手段が遮光状態となるように構成された植物育成システム。
【請求項６】
請求項２に記載の植物育成システムであって、
前記遮光手段は、前記光源からの光を調整する調光ミラーを具備し、
前記植物の周囲の状況に応じて前記光源からの光の照射範囲を調整可能に構成された植物育成システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１５２０５９（Ｐ２０１１−１５２０５９Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４２９０（Ｐ２０１０−１４２９０）
【出願日】平成２２年１月２６日（２０１０．１．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２６日（２０１０．１．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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