CN111867361B - 植物用照明器具以及植物用照明装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种植物用照明器具以及植物用照明装置,即使设置于比较低的高度,也能够以宽范围且尽可能均匀地照射UV‑B光,在这种情况下也能够抑制针对正下方的植物过度地照射UV‑B光。本发明的植物用照明器具包括:第1反射部件,相对照射UV‑B光的光源配置于第1方向上的一方侧,将所述UV‑B光引导到所述第1方向上的另一方侧;以及第2反射部件,以隔着所述光源的方式,关于所述第1方向配置于与所述第1反射部件相反的一侧,将接受的所述UV‑B光中的一部分引导到所述第1反射部件侧,并且将所述接受的UV‑B光中的其他部分引导到背侧。
Description
技术领域
本发明涉及植物用照明技术,更详细而言涉及用于去除对植物有害的病虫害的植物用照明器具以及植物用照明装置。
背景技术
近年来,通过对大幅依赖于自然环境的以往类型的农业融合电子学来飞跃地提高农作物的生产效率的开发得到发展。例如,病虫害对植物的生长成为威胁,提出有代替以往的喷洒药物而使用人工的光来去除该病虫害的系统等。
例如,在专利文献1中,提出使用作为植物的病虫害对策有效的紫外光的一种即UV-B光。更具体而言,在该专利文献1中公开了,能够根据植物的生长易于控制配光且在植物生长而接近装置的情况下能够防止在植物中产生叶子晒伤障碍的照明装置。
另外,在专利文献2中提出,在同样地利用UV-B光来降低植物病害的装置中,如其图3所示,构成为用反射板4对从光源2放出的光全部进行反射以防止将从光源2放出的光直接照射到植物P。同样地,在专利文献3中,也提出一种照明装置,具备:光源2,针对植物P照射包含紫外光的光;半椭圆筒的反射板3,将来自光源2的光反射到植物P的方向;以及光学部件4,配置于从光源2不反射到反射板3而直接照射到植物P的光的光路上,具有紫外光切断性。
另一方面,专利文献4是并非UV-B光而是与红外线的照射限制有关的文献,其技术领域不同,但是公开了针对以在水平面上扩展的方式排列配置而种植的植物限制对正下方的植物的红外线的照射量的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-170361号公报
专利文献2:日本特开2005-328734号公报
专利文献3:日本特开2011-24504号公报
专利文献4:日本特开2008-22812号公报
发明内容
然而,包括上述专利文献的现有的技术虽然作为植物的病虫害去除有某种程度的效果,但至少在下述的方面还未解决,可以说还有改善的余地。
即,例如如上述专利文献3等的公开,在植物培育中一般将多个植物列(垄等也相同)水平排列种植的情形较多。另外,例如,在草莓的塑料大棚(vinyl house)内的栽培中,一般将沿着人可步行的通路延伸的种植槽(planter)隔着该通路排列配置多个。
而且,在如上述的大棚栽培中,还有摘草莓等处于能够轻松地采摘植物的状态这样的需求,所以使用上述专利文献等的照明装置来极力避免使用农药而去除病虫害肯定是有意义的。
然而,在包括这样的大棚栽培的室内栽培中,根据提高空间效率或者节约维持成本的观点等,有时在照明器具的设置高度中存在限制。另一方面,在室内栽培中希望尽可能排列配置植物的需求也强,在以在水平面上到达尽可能宽的范围内的方式照射UV-B光来去除病虫害的同时,还对正下方的植物是为了防止叶子晒伤而必须避免过度的照射。
这样,在照明的设置高度变低时照射范围变窄,但即使在这样的情况下也避免植物的叶子晒伤且能够以包含正下方的宽范围照射UV-B光的结构尚未被提出,存在无法原样地应用上述专利文献记载的技术这样的课题。
本发明是将解决如上述的课题借鉴为一个例子完成的,其目的在于提供一种植物用照明器具以及植物用照明装置,即使设置于比较低的高度也能够以宽范围照射UV-B光,在这种情况下也能够抑制对正下方的植物过度地照射UV-B光。
为了解决上述课题,本发明的一个实施方式的植物用照明器具的特征在于,(1)包括:第1反射部件,相对照射UV-B光的光源配置于第1方向上的一方侧,将所述UV-B光引导到所述第1方向上的另一方侧;以及所述第2反射部件,隔着所述光源配置于关于所述第1方向与所述第1反射部件相反的一侧,将接受的所述UV-B光中的一部分引导到所述第1反射部件侧,并且将接受的所述UV-B光中的其他部分引导到背侧。
此外,在上述(1)记载的植物用照明器具中,优选(2)所述第1反射部件构成为包括朝向所述光源的下凸状的第1倾斜面,从所述第2反射部件引导的所述UV-B光在所述第1倾斜面反射。
另外,在上述(2)记载的植物用照明器具中,优选(3)所述第1反射部件还具有第2倾斜面,该第2倾斜面在所述第1倾斜面的外缘与该第1倾斜面山形地交叉并倾斜,从所述第2反射部件和所述第1倾斜面的至少一方引导的所述UV-B光在所述第2倾斜面反射而被照射到所述第2反射部件的背侧。
另外,在上述(3)记载的植物用照明器具中,优选(4)所述第1反射部件构成为包括:关于与所述第1方向以及所述第1倾斜面和所述第2倾斜面排列的第2方向正交的第3方向,与所述光源隔开间隔的一侧的端部向所述下方折返而成的第3倾斜面。
另外,在上述(3)记载的植物用照明器具中,优选(5)所述第1反射部件是以朝向所述第2反射部件的方式向下方开口的锥体,在所述锥体的中央形成有能够插入所述光源的连接用开口。
此时,在上述(5)记载的植物用照明器具中,优选(6)所述第1反射部件构成为具有:在俯视时为圆形且朝向所述下方凹陷的第1倾斜面、和在该第1倾斜面的外侧朝向所述下方逐渐扩展的第2倾斜面。
进而,在上述(5)或者(6)记载的植物用照明器具中,优选(7)所述第1反射部件的下端处的外径和所述第2反射部件的外径构成为实质上相互相等。
另外,在上述(5)~(7)中的任意一项记载的植物用照明器具中,优选(8)所述第2反射部件构成为在俯视时1个内角为108°以上的多边形或者圆形。
另外,在上述(1)~(8)中的任意一项记载的植物用照明器具中,优选(9)至少在与所述光源相向的一侧的所述第1反射部件的表面,实施使接受的所述UV-B光扩散反射的表面处理。
另外,在上述(1)~(9)中的任意一项记载的植物用照明器具中,优选(10)在所述第2反射部件中,禁止所述UV-B光原样地通过的限制区域被配置成与所述光源相向,在所述限制区域的外侧,配置有允许使接受的所述UV-B光的至少一部分直接通过的调整区域。
另外,在上述(10)记载的植物用照明器具中,优选(11)在所述调整区域中形成有多个贯通孔,在所述限制区域中未形成所述贯通孔而形成有使接受的所述UV-B光反射的反射面。
另外,在上述(1)~(11)中的任意一项记载的植物用照明器具中,优选(12)所述植物用照明器具还包括第3反射部件,该第3反射部件配置于所述第2反射部件的下方,使通过所述第2反射部件的所述UV-B光朝向所述下方扩散。
另外,在上述(12)记载的植物用照明器具中,优选(13)在所述第2反射部件中形成有使接受的所述UV-B光的至少一部分通过的多个贯通孔,并且关于所述铅垂方向以不与所述第2反射部件的贯通孔重叠的方式在所述第3反射部件中形成有多个贯通孔。
另外,在上述(1)~(4)中的任意一项记载的植物用照明器具中,优选(15)所述第1反射部件构成为包括:在俯视时为长方形,关于该长方形的长边方向,将相对所述光源是正上方的位置作为底部的下凸状的第1倾斜面;和以在所述第1倾斜面的外缘折返的方式倾斜的第2倾斜面,与所述长边方向有关的所述第2反射部件的长度大于从所述第1倾斜面的一方的外缘至另一方的外缘的长度。
另外,在上述(1)~(14)中的任意一项记载的植物用照明器具中,优选(15)通过距所述光源的距离为0.75m处且与所述第1方向正交的平面中的400cm×300cm的照射范围中的所述UV-B光的最大强度是30μW/cm2以下,并且其平均强度是5~10μW/cm2。
另外,为了解决上述课题,本发明的一个实施方式的植物用照明装置的特征在于,(16)包括:上述(1)~(15)中的任意一项记载的植物用照明器具;以及灯泡型光源,照射所述UV-B光。
根据本发明,即使设置于比较低的高度,也能够通过第1反射部件和第2反射部件以宽范围且尽可能均匀地扩散照射UV-B光,在这种情况下也能够通过第2反射部件对位于正下方的植物不过度地照射UV-B光。
附图说明
图1是示出包括第1实施方式所涉及的植物用照明器具的植物用照明装置100的外观的示意图。
图2是示意地示出将植物用照明装置100用XZ平面切断的情况下的侧面的示意图。
图3是示出植物用照明装置100中的光源LS的示意图。
图4是示意地示出植物用照明装置100中的第1反射部件10的外观的立体图。
图5是示意地示出植物用照明装置100中的第2反射部件20a的外观的立体图。
图6是说明植物用照明装置100中的各部位的构造的示意图。
图7是示意地示出对植物照射UV-B光的状态的照射示意图。
图8是示出包括第2实施方式所涉及的植物用照明器具的植物用照明装置100的外观的示意图。
图9是示出包括第3实施方式所涉及的植物用照明器具的植物用照明装置100的外观的示意图。
图10是示出包括第4实施方式所涉及的植物用照明器具的植物用照明装置100的外观的示意图。
图11是示出包括第4实施方式所涉及的植物用照明器具的植物用照明装置100中的第1反射部件10的详细构造的示意图。
图12是示出包括第4实施方式所涉及的植物用照明器具的植物用照明装置100中的第1反射部件10和连接部件FM的示意图。
图13是示出包括第4实施方式所涉及的植物用照明器具的植物用照明装置100中的第2反射部件20的详细构造的示意图。
图14是示意地示出变形例1所涉及的第2反射部件20c的外观的立体图。
图15是示意地示出变形例2所涉及的第2反射部件20和第3反射部件30的外观的立体图。
图16是示意地示出变形例3所涉及的第2反射部件20、第3反射部件30以及光学板40的外观的立体图。
图17是分别示意地示出变形例4所涉及的第2反射部件20d~20f的外观的立体图。
图18是示意地示出变形例5所涉及的第2反射部件20g的外观的立体图。
图19是分别示意地示出变形例6所涉及的第2反射部件20h的外观的立体图。
图20是示出植物用照明系统IS的结构例的示意图。
图21是说明实施例所涉及的照射仿真的图以及图形。
(附图标记说明)
P:植物;IS:植物用照明系统;LS:光源;ST:安装部;100:植物用照明装置;10:第1反射部件;20:第2反射部件;30:第3反射部件;40:光学板;50:外框;60:高度变更装置。
具体实施方式
以下,说明用于实施本发明的实施方式。此外,为便于说明,在各个图中设定X、Y以及Z轴,但这些方向的附加并未对本发明的技术范围进行任何限制。
《第1实施方式》
使用图1~图6,说明本发明的第1实施方式。
图1是示意地示出本实施方式所涉及的植物用照明装置100的外观的图。如该图所示,植物用照明装置100至少包括光源LS和植物用照明器具。其中,本实施方式中的植物用照明器具构成为至少包括在后面详细叙述的第1反射部件10以及第2反射部件20。
如图3等所示,本实施方式优选的光源LS具备照射能够去除阻碍植物的生长的病虫害的光的功能。作为该光源LS照射的光,例示例如紫外光。其中,在本实施方式中,最好使用具有特别为了去除上述病虫害而有效的波长的UV-B区域的光(以下还称为“UV-B光”)。
此外,在本实施方式中,为了去除病虫害,在从光源LS照射的光中使用UV-B光,但不限于该方式,例如也可以使用作为促进植物的生长的波长区域的UV-A区域的光、其他波长区域的光。
另外,作为具体的光源LS的构造,没有特别限制,能够应用具备公知的形状的灯、灯泡等各种例子,但在考虑成本、获得的容易度时,优选为图3例示的灯泡型光源(具有UV-B的波长的灯泡型UV灯)。另外,作为如上述的灯泡型光源,外形为灯泡状即可,例如,除了灯泡(白炽灯)以外,也可以应用灯泡型卤素灯、灯泡型荧光管、紧凑形荧光管、灯泡型LED等公知的各种构造。
接下来,适宜地参照附图,说明本实施方式中的植物用照明器具的各构成要素。
首先,第1反射部件10如图1、2以及4等所示,相对照射UV-B光L的光源LS,配置于第1方向(在图1的情况下-Z方向)上的一方侧(上方侧)。如上述的第1反射部件10具有使UV-B光L反射而引导到第1方向上的另一方侧(关于Z方向比光源LS成为下方)的功能。
在此“第1方向”还可以称为上述第1反射部件10、光源LS以及第2反射部件20朝向植物排列的方向。在本实施方式中,在植物用照明装置100的铅垂方向下方配置植物,所以-Z方向成为第1方向,但在假设相对植物用照明装置100在水平方向的某一侧(图1的X方向、Y方向)配置植物的情况下,该水平方向成为第1方向。
作为具体的第1反射部件10的材质,最好为使从光源LS照射的UV-B光L高效地反射的材料,在本实施方式中,能够采用UV-B光的反射率高的铝板材。例如,本实施方式的第1反射部件10也可以特别地UV-B光的反射率成为80%以上。其原因为,在UV-B光的反射率小于80%时,作为针对植物的病虫害去除的功能无法充分地发挥。
此外,在本实施方式中,作为第1反射部件10的材质,根据UV-B光的反射率高这样的观点,能够使用铝,但只要能够将UV-B光的反射率确保80%以上,则不限定于该材质。另外,第1反射部件10至少表面能够将UV-B光的反射率确保80%以上即可,所以例如也可以使用在实施镜面处理等后的金属材料、钢板等的表面(与光源LS相向的面)蒸镀、涂敷铝而成的Al蒸镀板材、Al涂敷板材。在该情况下,也可以进而在钢板的表面(Al层的下层)形成镀镍层、镀铬层或者镀锌层等而附加缓蚀功能。
根据这样的观点,在本实施方式的第1反射部件10自身的反射率不充分的情况下,可以说优选在该第1反射部件10中的与光源LS相向的面实施如上述例示的表面处理ST。
此外,在本实施方式中,作为表面处理ST的例子,例示镜面加工等正反射处理加工,但优选还实施如后所述使UV-B光L向周围扩散反射的粗面加工、分散了铝粒子的扩散涂敷等光扩散处理。即,作为本实施方式优选的表面处理ST,可以是不仅是正反射而且还产生扩散反射的表面处理。
在本实施方式中的第1反射部件10中,要求即使在相对接近植物的高度设置的情况下,也尽可能将UV-B光L向周围均匀地配光。为了应对如上述的要求,本发明人潜心研究的结果,归结到第1反射部件10有最佳的形状。
即,该第1反射部件10优选为如图1以及2等所示,构成为包括朝向光源LS成下凸状(X方向上的剖面为V字状)的第1倾斜面11,从后述第2反射部件20导出的UV-B光L在第1倾斜面11反射的方式。换言之,关于X方向,第1反射部件10具有以中央部11a为底部而直至到达X方向两侧的各个外缘11b为止成为上升斜面的下凸状的第1倾斜面11。
进而,如该图所示,本实施方式中的第1反射部件10更优选还具有第2倾斜面12,该第2倾斜面12在上述第1倾斜面11各自的外缘11b处与该第1倾斜面11山形地交叉而朝向下方斜斜地倾斜。换言之,本实施方式中的第1反射部件10如图2(a)所示,具有以在XZ剖面中使中央部11a成为山谷且使2个外缘11b分别成为山脊的方式连接2个山的形状。
由此,从第2反射部件20和第1倾斜面11的至少一方导出的UV-B光L被第2倾斜面12反射而能够照射至第2反射部件20的背侧BS(后述)。
另一方面,例如如图2(b)所示,第1反射部件10还优选构成为包括第3倾斜面13,该第3倾斜面13关于与上述第1方向(Z方向)以及第2方向(X方向)正交的第3方向(Y方向),与光源LS隔开间隔的一侧的端部11c向下方折返而成。通过该方案,从第2反射部件20、第1倾斜面11以及第2倾斜面12的至少1个导出的UV-B光L也被第3倾斜面13反射而能够照射至第2反射部件20的背侧BS。
此外,如图1所示,本实施方式的光源LS经由安装板14从第1反射部件10的第1倾斜面11悬挂支撑。更具体而言,如图2(b)等所示,光源LS的底部(灯头部分)经由固定部14b被固定到安装板14。该固定部14b的构造没有特别限制,在考虑拆下等维护性时,优选为公知的利用螺丝的连结。此外,虽然在图示中省略,对光源LS供给的电力也经由安装板14布线,光源LS同样地与未图示的商用电源、电池电连接。
而且,在本实施方式中,如图1等所示,灯泡型光源LS优选以横躺的方式(灯头对插座的插入方向成为水平的状态)配置。换言之,灯泡型光源LS以使灯头的插入方向成为Y方向的方式(换言之以与第1方向(Z方向)交叉的方式)横躺设置到安装板14。
接下来,详细叙述实施方式中的植物用照明器具中的第2反射部件20。
第2反射部件20如图1、2以及5等所示,隔着光源LS配置于关于第1方向(Z方向)与第1反射部件10相反的一侧。换言之,关于Z方向,光源LS以介于第1反射部件10和第2反射部件20之间的方式确定位置。该第2反射部件20的具体的材质没有特别限制,也可以应用与上述第1反射部件10同样的原材料。
此外,关于本实施方式中的第2反射部件20,成为X方向成为其长边的长方形的板状体(以下将该方式记载为“第2反射部件20a”)。
如上述的本实施方式的第2反射部件20a例如在第1反射部件10的下端周缘经由连接部件23与第1反射部件10以悬挂的方式连接。如上述的连接部件23的端部处的具体的连接方案也可以使用例如螺钉紧固、熔敷等公知的固定手段。但是,在考虑第2反射部件20a的更换作业等时,上述连接方案更优选的是易于装卸的螺钉紧固等固定方法。
而且,该第2反射部件20a具备如下功能:将在自身的受光面(例如与光源LS相向的一侧的面)中接受的UV-B光L中的一部分引导到第1反射部件10侧,并且将接受的UV-B光中的其他部分引导到背侧BS。
即,本实施方式的第2反射部件20a如图5等所示,以与光源LS相向的方式配置有禁止上述UV-B光L原样地通过的限制区域21。在本实施方式中,光源LS与第2反射板20a的大致中央相向地配置,所以上述限制区域21被确定位置到以第2反射部件20a的中央为中心的区域。
另一方面,在该限制区域21的外侧(±X方向上的邻接区域),配置有允许接受的UV-B光L的至少一部分直接通过的调整区域22。更具体而言,在本实施方式中的调整区域22中形成有多个贯通孔22a。此外,限制区域21不形成贯通孔22a而成为贯通孔非形成区域,形成有使接受的UV-B光L反射的反射面。
从图示可知,关于调整区域22中的多个贯通孔22a,在X方向上隔开预定的距离而形成有多列在Y方向上直线状地排列的多个贯通孔。而且,在本实施方式中,以使相邻的列之间的贯通孔22a的中心在Y方向上不一致的方式,相互错开中心而交错状地配置。
因此,从光源LS侧导入到第2反射部件20a的UV-B光L在限制区域21中反射而反射引导到第1反射部件10侧等,另一方面,通过调整区域22的贯通孔22a的内部且不会周期性地出现强弱而被导光到第2反射部件20a的背侧BS。
在此,上述“背侧BS”是指,对着与接受来自光源LS的UV-B光L的表面相反的一侧的背面的一侧,相当于在该光源LS照射光的情况下成为影子的区域(参照图2等)。此外,在本实施方式中,相对光源LS在Z方向的下方配置有第2反射部件20,所以本实施方式中的“背侧BS”是指包括第2反射部件20的铅垂方向上的正下方的区域。
此外,第2反射部件20a中的限制区域21除了如上所述通过镜面加工等使UV-B光L正反射的方案以外,也可以成为实施粗面加工等而使UV-B光L扩散反射的方案。
另外,从图5可知,X方向上的限制区域21的长度被设定成大于调整区域22的长度。
此外,能够通过贯通孔22a的个数(贯通孔部分与非贯通孔部分的面积比),适宜地调整经由调整区域22引导到背侧BS的光。因此,不限于上述方案,例如,也可以将限制区域21的X方向上的长度设定成小于调整区域22的X方向上的长度。或者,也可以X方向上的限制区域21的长度成为调整区域22的长度的两倍。此外,贯通孔22a的个数根据第2反射部件20的大小等而变化,作为一个例子,本实施方式中的贯通孔22a的个数也可以是40~300个程度。
<第1反射部件10和第2反射部件20的位置关系>
接下来,主要使用图6,说明本实施方式中的第1反射部件10和第2反射部件20中的大小的比较、位置关系。此外,为便于说明,省略连接部件23的图示。
首先,在图6(a)中,示出X方向以及Z方向上的上述各部件的大小、位置关系。如该图所示,在第1倾斜面11和第2倾斜面12排列的X方向上,以中央部11a为基准而成为对称形状。
在此,在本实施方式中,关于X方向,将连接位于两侧的2个部位的外缘11b的长度定义为l1,将连接第1反射部件10的两端的长度定义为l2,将第2反射部件20的长度定义为l3。另外,关于Z方向,将从光源LS的中心至外缘11b的距离定义为h1,将从光源LS的中心下垂而到达至第2反射部件20的垂线的长度定义为h2,以及将从光源LS的中心至中央部11a的距离定义为h3。另外,将第1倾斜面11相对水平面(在本实施方式中,该水平面与第2反射部件20的主面平行)所成的角度定义为α,将第2倾斜面12相对水平面所成的角度定义为β。
此时,虽然并非必须,但在本实施方式中,优选满足以下的条件中的至少1个。
l2>l1
l1≥l3
h1>h2
h1>h3
h3≥h2
α<β
另外,在图6(b)中,示出Y方向以及Z方向上的上述各部件的大小、位置关系。如该图所示,在Y方向上,除了安装板14和光源LS以外,以将光源LS当作点光源的情况下的中心线为基准成为对称形状。
而且,在本实施方式中,关于Y方向,将第2反射部件20的长度定义为l4,将实质的光源LS的长度(光被照射的部分)定义为l5,将连接第1反射部件10的两端的长度定义为l6,将位于两侧的端部11c之间的长度定义为l7。另外,将第3倾斜面13相对上述水平面所成的角度定义为γ。
此时,虽然并非必须,但在本实施方式中优选满足以下的条件中的至少1个。
l3>l4
l4>l5
l7>l4
l6>l7
γ≥β
γ<90
根据以上内容,虽然仅为一个例子,但各自的大小也可以成为接下来的范围。
275mm≤l1≤325mm
375mm≤l2≤425mm
195mm≤l3≤425mm
120mm≤l4≤250mm
140mm≤l5≤160mm
270mm≤l6≤370mm
220mm≤l7≤320mm
25°≤α≤35°
55°≤β≤65°
75°≤γ≤85°
70mm≤h1≤80mm、
40mm≤h2≤50mm
30mm≤h3≤60mm
30mm≤h1-h3≤50mm
根据以上说明的第1实施方式,即使在由于空间上的问题等某种原因不得不将植物用照明装置100设置到比较低的高度的情况下,也能够通过第1反射部件10和第2反射部件20以宽范围且尽可能均匀地扩散照射UV-B光,并且在这种情况下也能够通过第2反射部件20针对位于该第2反射部件20的背侧(正下方)的植物不过量地照射UV-B光。
接下来,使用图7,示意地示出对栽培中的植物P照射UV-B光的状态。
在此,作为本发明的优选的植物P,适合于通过土壤栽培、水栽栽培等各种培育方式培育的各种植物。作为如上述的植物P,例如莴苣、绿叶菜、莴笋、赤车使者、菠菜、香草类等叶类蔬菜、茄子、西红柿等果实蔬菜、或者草莓、甜瓜、西瓜等可室内栽培的水果类特别适合。
此外,在实际的UV-B光照射时,例如在夜间等人不在的状态下,从光源LS对植物P照射UV-B光。而且,从光源LS照射的UV-B光经过各种反射而到达植物P,作为一个例子,可以例示以下的光路。
首先,如图7(a)的单点划线所示,从光源LS输出的UV-B光在第1反射部件10的第2倾斜面12反射之后,到达第2反射部件20的调整区域22,照射到位于第2反射部件20的背侧BS的植物P。另外,如图7(a)的虚线所示,从光源LS输出的UV-B光首先在第2反射部件20反射之后在第1反射部件10处再次反射,之后到达第2反射部件20的调整区域22而照射到植物P。另外,如图7(a)的实线所示,从光源LS输出的UV-B光在第1反射部件10的第1倾斜面11反射之后,到达第2反射部件20的调整区域22而照射到植物P。
这样从光源LS照射的光在第1反射部件10与第2反射部件20之间反复反射、或者原样地到达第2反射部件20的调整区域22。然后,被第2反射部件20接受的UV-B光中的照射到调整区域22的光一边经由贯通孔22a向该第2反射部件20的背侧BS扩散一边照射到植物P。
另一方面,在图7(b)中,如单点划线所示,从光源LS输出的UV-B光在第1反射部件10处反射之后,到达位于第2反射部件20的背侧BS的植物P。另外,如图7(b)的实线所示,从光源LS输出的UV-B光首先在第2反射部件20处反射之后在第1反射部件10处再次反射,之后到达植物P。另外,如图7(a)的虚线所示,最初在第1反射部件10处反射之后在第2反射部件20处反射,进而之后在第1反射部件10处再次反射,之后到达植物P。
《第2实施方式》
接下来,使用图8,说明本实施方式的第2实施方式。
在上述第1实施方式中,第1反射板10实质上是露出的状态,但在本实施方式中,其主要特征在于,具有收容第1反射部件10的外框50这一点。另外,本实施方式中的第2反射部件20的X方向上的长度比第1实施方式中的第2反射部件20的X方向上的长度短。此外,这些特征不限于本实施方式,能够在不脱离本发明的要旨的范围内在其他实施方式、变形例中也共同地具有这些特征。
因此,以下主要说明与上述实施方式的不同点,关于具有与上述的实施方式同样的功能的部件附加相同的编号而适宜地省略其说明(在接下来的变形例中也是同样的)。
如图8所示,本实施方式中的植物用照明器具构成为包括以覆盖上述第1反射部件10的背面侧(与和光源LS相向的一侧相反的一侧)的方式作为罩部件发挥功能的外框50。但是,在本实施方式中也是相比于第1实施方式,在利用第1反射部件10的UV-B光L的反射功能中没有差异。
另外,如该图所示,虽然第1实施方式中的X方向上的第1反射部件10的长度和第2反射部件20的长度大致相同,但在本实施方式中,外框50和第1反射部件10的X方向上的长度大致相等。另外,在本实施方式中,第2反射部件20的X方向上的长度被设定成比第1反射部件10的X方向上的长度短。
此外,第1反射部件10如图8(b)所示,以经由固定连接部51以及52收容到外框50的形式被固定。固定连接部51以及52的具体的固定方法没有特别限定,例如也可以使用螺钉紧固、熔敷等公知的各种固定手段。
另外,与第1实施方式不同,在本实施方式中,经由设置于外框51的四角的连接部53,连接第2反射部件20。该连接部53的具体的固定方法也没有特别限定,例如也可以对细长的金属丝、圆杆等轴部件在两端使用螺钉紧固、熔敷等公知的各种固定手段。
以上说明的第2实施方式所涉及的植物用照明器具以及具备该器具的植物用照明装置100除了上述第1实施方式的效果以外,还能够例如在设置到塑料大棚、植物栽培工厂等室内时简易地设置到顶棚等。
《第3实施方式》
接下来,使用图9,说明本实施方式的第3实施方式。
在上述第1实施方式中,第2反射板20a经由连接部件23与第1反射部件10以悬挂的方式连接,但在本实施方式中,其主要特征在于,经由高度变更装置60和可挠性连结件61悬挂于第1反射部件10这一点。此外,该特征不限于本实施方式,能够在不脱离本发明的要旨的范围内在其他实施方式、变形例中也共同地具有该特征。
换言之,在本实施方式中,能够在任意的定时使第2反射部件20相对第1反射部件10的位置、姿势可变。
即,高度变更装置60与可挠性连结件61的个数对应地设置,具有使该可挠性连结件61的长度可变的功能。作为高度变更装置60的例子,可以例示例如公知的电动卷盘机构等。
此外,在本实施方式中,高度变更装置60设置于第1反射部件20的四角,但不限于这样的设置部位。例如,也可以如第1实施方式的连接部件23,设置于第1反射部件10的四角以外的部位。
此外,在如上述的高度变更装置60需要电力的情况下,例如,经由安装板14,未图示的布线与商用电源、电池连接。然而,在本实施方式中,高度变更装置60未必限于电动式,也可以是不需要电力的手动式。但是,如果高度变更装置60是电动,则在能够同时并且准确地控制多个高度变更装置60这一点上是优选的。
另外,可挠性连结件61是具有能够通过高度变更装置60卷绕的程度的可挠性的线材,可以例示例如公知的可挠性丝线、链条等。根据不使重量增加的观点,也可以用轻的树脂制材料构成可挠性连结件61。
另外,在图示中,高度变更装置60安装到第1反射部件10的四角,但例如在具备外框50的情况下,向该外框50安装高度变更装置60。
在调整第2反射部件20a的高度时,能够采用例如以下的调整方法。
首先,作业者在塑料大棚等室内环境下,以使光源LS位于规定的设置高度(例如如同后述从植物P起100cm以下的距离)的方式,设置植物用照明100。
接下来,在与植物P的高度相当的照射面(例如后述400cm×300cm的面)内,配置未图示的紫外线测定传感器,监视UV-B光的强度、光量等。
接下来,作业者一边参照上述监视的值,一边经由未图示的控制器控制高度变更装置60,调整第2反射部件20a相对第1反射部件10的距离。
此时,例如,通过经由高度变更装置60将可挠性连结件61卷入或者卷出,进行使第2反射部件20a接近或者离开第1反射部件10的作业。
此外,紫外线测定传感器优选在上述照射面内设置多个,由此能够在照射面内形成尽可能均匀的照射状况。
于是,作业者一边监视来自该紫外线测定传感器的测定值,一边固定作为最佳的照射状态时的第2反射部件20a相对第1反射部件10的距离。
此外,在上述调整时,通过用多个高度变更装置60将可挠性连结件61同时卷绕相同的长度等,能够在使第2反射部件20a的姿势保持水平的状态下升降。然而,第2反射部件20a的姿势无需一定要维持水平,也可以根据在上述监视中表示的值,以相对第1反射部件10赋予倾斜的方式进行控制。
以上说明的第3实施方式所涉及的植物用照明器具以及具备该器具的植物用照明装置100除了上述第1实施方式的效果以外,还能够例如在任意的定时调整第1反射部件10和第2反射部件20的间隔、第2反射部件20相对第1反射部件10的姿势。
《第4实施方式》
接下来,使用图10~13,说明本实施方式的第4实施方式。
在上述第1实施方式~第3实施方式中,使用在俯视时为矩形形状的第1反射部件10、第2反射部件20。相对于此,在本实施方式中,其主要的特征在于,第1反射部件10是向下方(以该第1反射部件10为基准的情况下的第2反射部件20侧)开口的锥体这一点、第2反射部件20在俯视时是1个内角为108°以上的多边形或者圆形这一点、光源LS并非横置而是在铅垂方向上竖立设置的纵置这一点等。
另外,在上述第1实施方式~第3实施方式中的植物用照明装置100中,还有在塑料大棚等设置设施内需要专用的设备(针对外框50、第1反射部件10的专用的悬挂用丝线等)的情况。相对于此,在本实施方式中,由于如后所述能够针对安装到通常的电照绳索(还称为电照电缆)的光源LS(灯泡型光源)悬挂第1反射部件10、第2反射部件20这一点,也可以根据情况省略外框50,成为尽可能不需要追加上述专用的设备且设置性、成本抑制也优良的方式。
首先,如图10所示,本实施方式中的上述植物用照明器具以及具备该器具的植物用照明装置100构成为包括以朝向第2反射部件20a′的方式向下方开口而呈现中央凹陷的凹状锥体的第1反射部件10、和与该第1反射部件10的外径(后述)实质上相等的大小的第2反射部件20a′。
如上述的第1反射部件10的材质没有特别限制,能够应用与上述第1实施方式等同样的材质。此外,如后所述第1反射部件10与光源LS的安装部ST连接,所以最好尽可能轻。根据如上述的观点,例如,作为第1反射部件10的材质,更优选为铝箔等具有镜面反射性的金属箔(进而第1反射部件10的内缘和外缘等也可以分别用丝线等公知的加强件加强)。或者,作为第1反射部件10的方式,也可以是使铝箔粘结到轻塑料(plastic)的基体的方式、使铝箔粘结到耐热性乙烯片材的方式等利用复合材料的例子,也可以是在轻塑料、耐热乙烯片材上形成铝、银等的镜面反射膜的材料。
如上所述,在本实施方式中,光源LS优选为在塑料大棚等设施内铺设的电照绳索的插座悬挂使用的方式。因此,在光源LS是图3所示的灯泡型光源的情况下,可以以灯头部分成为铅垂上方并且灯泡部分成为铅垂下方地配置的方式使用。
此时,设置于光源LS侧的安装部ST例如也可以与光源LS(灯泡型光源)一体形成,但不限于该方式,例如,也可以设置于电照绳索的插座侧。在本实施方式中,与日本特开2016-131526号公报等公开的构造同样地,采用在光源LS(灯泡型光源)的一部分设置安装部ST的方式。此外,关于该安装部ST和连接部件FM的具体的连接方式,除了上述日本特开2016-131526号公报等公开的安装方法以外,例如还能够应用压入、嵌合等其他公知的安装方法。
如图10以及图12所示,连接部件FM是形成有光源LS(灯泡型光源)可插入的开口OP的环状平板。关于如上述的连接部件FM的材质,只要有能够支撑第1反射部件10的程度的强度,则没有特别限制,可以例示例如铝、钢板等公知的金属或者公知的树脂材料。另外,只要能够将第1反射部件10的强度确保某种程度,则也可以省略该连接部件FM且用第1反射部件10的一部分代替该连接部件FM。
另外,从图11以及12也可知,对连接部件FM的内周侧FM1连接光源LS侧的安装部ST,并且对外周侧FM2连接第1反射部件10的连接用开口15(直径:l13)。此时,连接部件FM和安装部ST的连接如上所述,而关于连接部件FM和第1反射部件10的连接,例如能够采用使用了熔敷、粘接剂等的不可装卸的公知的固定方法。
接下来,参照图11以及图12,进一步详细叙述本实施方式中的第1反射部件10的构造。
如图11所示,本实施方式中的第1反射部件10构成为具有在俯视时为圆形且朝向下方凹陷的第1倾斜面11、和在该第1倾斜面11的外侧朝向下方逐渐扩展的第2倾斜面12。这样,可以说本实施方式的第1反射部件10也与第1实施方式同样地,具有以中央部为底部直至到达外缘11b成为上升斜面的下凸状的第1倾斜面11。
另外,在第1反射部件10中的中央的凹陷的底部(第1倾斜面11中的中央),形成有用于与设置于光源LS侧的安装部ST连接的连接用开口15。
连接用开口15是能够插入上述光源的大小的圆孔。此外,在本例子中,连接用开口15成为圆孔,但只要能够插入光源,则无需一定是圆状,也可以是例如矩形的开孔。
从图12等可知,配置于第1倾斜面11的外侧的第2倾斜面12以成为从第1倾斜面11的外缘11b朝向径向外侧逐渐扩展的下降斜面的方式,与该外缘11b连接。换言之,第2倾斜面12还可以说具有以上述外缘11b为起点而开口朝向第2反射部件20a′扩展的擂钵状的方式。因此,在本实施方式中,如图11所示,外缘11b形成的内径l14构成为小于第2倾斜面12的下端12e形成的外径l11。
另外,如图10以及图11所示,在本实施方式中,优选构成为第1反射部件10中的第2倾斜面12的下端12e处的外径l11比第2反射部件20a′的外径l10稍微小。换言之,如图10(b)所示,本实施方式的第2反射部件20a′构成为在俯视时与第1反射部件10成为内接的关系。
此外,如后所述本实施方式的第2反射部件20a′应用俯视时为多边形或者圆形的构造。因此,上述“第2反射部件20a′的外径”在第2反射部件20a′在俯视时是多边形形状的情况下定义为,由通过中心的对角线规定的“l10”。更具体而言,本实施方式的第2反射部件20a′在俯视时是八边形,从其中心至各边的垂线的长度成为上述外径l11的大致一半(参照图10(b))。
由此,与上述第1实施方式等同样地,能够通过第1反射部件10和第2反射部件20a′以宽范围且尽可能均匀地扩散照射UV-B光,在这种情况下也能够通过第2反射部件20a′针对位于正下方的植物P不过度地照射UV-B光。
接下来,还参照图13,进一步详细叙述本实施方式中的第2反射部件20a′的构造。如该图所示,第2反射部件20a′被配置成与第1反射部件10中的第2倾斜面12的下端12e规定的开口相向。关于如上述的第2反射部件20a′的材质、厚度,能够分别与上述第1实施方式等同样地应用。
该第2反射部件20a′经由连接部件23,以能够在任意的定时对第1反射部件10装卸的方式悬挂。更具体而言,从第1反射部件10中的第2倾斜面12的下端12e经由连接部件23悬挂。因此,例如,在由于未意图的因素等而仅第2反射部件20a′劣化等情况下,也可以准备新的第2反射部件20a′适宜地更换。
此外,如图10(a)所示,在本实施方式中,第2反射部件20a′经由合计3根连接部件23与第1反射部件10连接,但不限于该方式。即,只要第2反射部件20a′能够对第1反射部件10稳定地固定,则也可以通过3根以上的多个连接部件23悬挂,也可以通过单个连接部件23悬挂。进而,为了微调整照射分布,优选能够调整第2反射部件20a′的悬挂位置。
另外,如该图所示,在本实施方式的第2反射部件20a′中,与第1实施方式等同样地,设置限制区域21和调整区域22。在本实施方式中,在第2反射部件20a′的俯视时的周缘侧,形成有具有多个贯通孔22a的调整区域22。另一方面,以第2反射部件20a′的中心O为基准,形成有至少l8的长度以上的限制区域21。
该第1反射部件10和第2反射部件20a′的距离可根据向植物P照射的UV-B光的照射特性设定。作为一个例子,可以例示在第1反射部件10的外径(与下端12e处的外径l11相当)是φ400mm程度的情况下,例如在从该下端12e起120mm程度的距离设置第2反射部件20a′。
在此,关于第2反射部件20a′相对第1反射部件10或者光源LS的距离,也可以鉴于以下的观点来设定。
即,从光源LS照射的向UV-B光的中心部(第2反射部件20a′正下方附近)的照度处于如下倾向:如果第2反射部件20a′与光源LS之间的距离变近则变高,相反地如果从光源LS的距离变远则上述中心部的照度降低。另外,上述UV-B光的照射分布也能够通过第2反射部件20a′的基于贯通孔22a的开口率、第2反射部件20a′的限制区域21的宽窄来调整。
由此,从光源LS(的中心)至第2反射部件20a′的距离最好在例如50mm~150mm的范围调整。
此外,在调整区域22中的贯通孔22a的大小过度大的情况下,朝向第2反射部件20a′的背侧中央的光的强度变得过强,所以优选根据照射的植物P的特性适宜地调整。同样地,关于调整区域22中的贯通孔22a的数量,也能够根据照射的植物P的特性适宜地调整。
根据如上述的观点,在本实施方式中,被设定成从中心O至调整区域22的宽度(l8/2)大于调整区域22的宽度l9。此外,根据图10以及图13,在本实施方式中,l11=l8+(2×l9)的关系成立。
另外,在本实施方式中,调整区域22中的贯通孔22a的密度(贯通孔形成区域相对贯通孔非形成区域的比值)在周向上大致均匀,但不限于该方式。例如,关于周向,既可以使贯通孔22a的大小(孔径)不同,或者也可以使贯通孔22a的数量变化。
本实施方式的第2反射部件20a′的外形优选与第1反射部件10对应地在俯视时为多边形形状或者圆形形状。更具体而言,第2反射部件20a′也可以构成为在俯视时1个内角θi为108°以上的多边形且相互的内角相互相等。根据如上述的观点潜心研究的结果,在本实施方式中,第2反射部件20a′的外形采用了内角分别为135°的俯视时为正八边形这样的结构。此外,第2反射部件20a′的外形除了上述正八边形以外,例如也可以应用正四边形、正六边形等,只要不脱离本实施方式的要旨,相互的内角也可以不完全一致。
此外,关于第1反射部件10的外径D1(与下端12e处的外径l11相当)和第2反射部件20a′的限制区域21的最小径D2(与l11-(2×l9)、或者l8相当)的关系,能够根据以下的观点设定。
即,上述UV-B光的照射分布根据第2反射部件20a′和光源LS的距离、基于贯通孔22a的开口率等而变化,但为了不使上述中心部的照度极端地变高,作为一个例子,最好满足(D2/D1)>1/2,更优选为(D2/D1)>2/3。
此外,在图10中,第2反射板20a′经由长度固定的连接部件23对第1反射部件10以悬挂的方式连接,但不限于该方式。即,如附记为能够应用于其他实施方式,也可以成为代替连接部件23而经由第3实施方式的高度变更装置60和可挠性连结件61对第1反射部件10悬挂本实施方式的第2反射部件20a′的结构。
另外,如上所述,本实施方式的第2反射部件20a′的外形在俯视时成为多边形形状或者圆形形状,但例如也可以成为与第1反射部件10的俯视时的外形相同的形状(在本例子的情况下为圆状)。另外,也可以以从上方覆盖第1反射部件10的上部(至少第1倾斜面11)的方式具备外框50。
根据以上说明的第4实施方式中的植物用照明装置100,除了等同于上述第1实施方式等的效果以外,还能够针对插入到电照绳索的插座的光源LS恰似安装从前的灯罩(灯帽)那样简易地设置。因此,使用者在塑料大棚等设施内对公知的电照绳索进行布线即可,能够大幅抑制设置成本、工夫。
以上说明的第1~第4实施方式中的第2反射部件20a或者20a′具有将接受的UV-B光中的一部分引导到第1反射部件10侧且将接受的UV-B光中的其他部分引导到该第2反射部件20a或者20a′的背侧的功能。由此,能够以宽范围且尽可能均匀地扩散照射UV-B光,在这种情况下也能够通过第2反射部件20对位于正下方的植物P不过度地照射UV-B光。
以上说明的各实施方式是一个例子,只要不脱离本发明的要旨就能够进行各种变形。
以下,说明能够应用于本发明的各种变形例。
<变形例1>
图14示出能够应用于上述各实施方式的第2反射部件20的变形例。
该图所示的第2反射部件20b相比于在上述第1~第4实施方式中说明的第2反射部件20,限制区域21的构造相同,但调整区域22的构造不同。
即,在本变形例1中的调整区域22中,嵌入有能够一边使UV-B光L的一部分反射一边使其他一部分透射的光学部件24。作为如上述的光学部件24的例子,能够使用半透半反镜、钠钙玻璃、或者石英玻璃、萤石等。即,作为光学部件24的材质,能够根据希望反射、透射或者衰减的程度,选定最佳的材质的玻璃材料。
另一方面,关于限制区域21,与上述实施方式同样地,也可以实施有能够高效地进行扩散、正反射的表面处理ST。
这样,在上述实施方式等中,通过在调整区域22中形成贯通孔22a,用贯通孔形成区域和贯通孔非形成区域的面积比控制了通过的光量,但在本变形例2中,用调整区域22中的UV-B光的衰减量来调整通过的光量。
此外,在本变形例1中,X方向上的限制区域21的宽度被设定成比调整区域22的宽度宽,但它们也可以是相同的宽度,也可以设定成调整区域22的宽度更宽。
<变形例2>
图15示出能够应用于上述各实施方式等的其他变形例。
即,在本变形例2中,其主要的特征在于,在上述第1~第4实施方式中说明的第2反射部件20的下方还具备第3反射部件30这一点。换言之,植物用照明器具也可以还包括配置于第2反射部件20的下方且使通过该第2反射部件20的UV-B光朝向下方扩散的第3反射部件30。
本变形例的第3反射部件30相对上述第2反射部件20除了贯通孔22a的形成位置不同这一点以外是大致同样的形状。而且,这些第2反射部件20和第3反射部件30经由螺栓和螺母的组合等公知的连结单元31相互连接,并且经由隔件32将相互的间隔维持为恒定。此外,隔件32的具体的材质没有特别限制,也可以使用树脂材料、金属材料等公知的各种材料。
而且,如图15(b)所示,在关于Z方向具有预定的间隙(隔件32的厚度量)而相向配置第2反射部件20和第3反射部件30时,配置成形成于相互的调整区域22的多个贯通孔22a彼此不会关于Z方向重叠。
此外,在图示中配置成第2反射部件20和第3反射部件30的贯通孔22a彼此一部分也不重叠,但不限定于该例子,也可以在至少关于Z方向而言一方的贯通孔不完全包含于另一方的贯通孔的条件下部分性地重叠。
这样,在本变形例中,通过了第2反射部件20的调整区域22的光进而经由第3反射部件30的调整区域22被照射到背侧BS。此时,通过了第2反射部件20的调整区域22的光在第2反射部件20与第3反射部件30之间反复几次反射之后通过第3反射部件30的调整区域22。在如上述的情况下,UV-B光的光路相对地变长,所以UV-B光的强度也相应地减退,强度适宜地减少的UV-B光到达位于背侧BS的植物P。
此外,关于第3反射部件30,既可以有限制区域21也可以省略限制区域21。
此外,在本变形例中,第3反射部件30除了贯通孔22a的形成位置不同这一点以外,成为与第2反射部件20大致同样的形状,但不限定于该方式,也可以减小限制区域21的大小而相应地扩大调整区域22的大小。由此,通过了第2反射部件20的调整区域22的光在与第3反射部件30之间反复反射而到达至中央附近之后,通过第3反射部件30的调整区域22而照射到背侧BS。
另外,第2反射部件20的贯通孔22a之间的间距P1既可以与第3反射部件30的贯通孔22a之间的间距P2相同,也可以成为相互不同的值。进而,作为第2反射部件20,既可以是上述第2反射部件20a,也可以是第2反射部件20b。另外,第3反射部件30的贯通孔22a的内径既可以与第2反射部件20的贯通孔22a的内径相同,也可以成为相互不同的值。
此外,第3反射部件30只要具有使经由第2反射部件20接受的UV-B光扩散到背侧BS的功能,则也可以不形成贯通孔22a。作为如上述的第3反射部件30,例如也可以应用具有透射功能和反射功能的半透半反镜、能够使紫外线高效地透射的氟片材等公知的光学材料的板材。
另外,在本变形例中,使用隔件32,但也可以通过利用连结单元31以维持第2反射部件20和第3反射部件30的间隙的方式相互固定来省略隔件32。
<变形例3>
图16示出能够应用于上述各实施方式等的其他变形例。
即,在本变形例3中,其主要的特征在于,针对上述变形例2去掉隔件32且还具备光学板40这一点。
更具体而言,在本变形例中,光学板40被第2反射部件20和第3反射部件30夹持,经由连结单元31相互连接。光学板40是具有与上述第2反射部件20等大致同样的外形的板状体。此外,光学板40的厚度既可以与上述第2反射部件20、第3反射部件30大致相同,也可以比它们更薄地设定,还可以与其相反地更厚地设定。
如上述的光学板40只要能够使UV-B光透射则能够使用各种材料,可以例示例如玻璃材料、透明的树脂材料等。其中,作为玻璃材料,在尽可能使UV-B光透射这一点上,优选为石英玻璃、萤石,但鉴于成本,也可以是一部分透射的程度的玻璃材料。另外,作为树脂材料,可以例示例如UV-B光可透射的丙烯酸树脂等。
通过该变形例3,也能够起到与上述变形例2同样的效果,进而即使省略隔件32,也能够均匀地维持第2反射部件20和第3反射部件30的间隙。
<变形例4>
接下来,在图17中示出能够应用于上述各实施方式等的其他变形例。
即,在本变形例4中,示出第2反射部件20能够应用的贯通孔22a的配置方式、作为第2反射部件20的外形能够应用的其他例。
即,也可以如图17(a)所示,贯通孔22a除了调整区域22以外,还形成于限制区域21的外缘附近(±Y方向的端部附近)。在该情况下,成为配置成贯通孔22a包围位于中央的限制区域21的周围的方式。
另外,如图17(b)所示,第2反射部件20也可以是俯视时为正方形的板状体。即,第2反射部件20能够成为在上述第4实施方式中说明的八边形等俯视时为多边形形状或者圆形形状的板状态。
进而,第2反射部件20不限于在俯视时为多边形形状或者圆形形状,也可以如图17(c)所示是椭圆状的板状态。
另外,在图17(b)、(c)中,也可以与图17(a)的情况同样地,在限制区域21的外缘形成贯通孔22a。
<变形例5>
图18示出能够应用于上述各实施方式等的其他变形例。
在上述各实施方式、变形例中,第2反射部件20是平板状,但在本变形例5中,其主要的特征在于,第2反射部件20是弯曲加工的板状体这一点。
即,首先,图18(a)中的第2反射部件20h为从顶部20h1向侧方斜斜地倾斜而成为端部20h2的凸状的折弯板。换言之,该第2反射部件20h在XZ平面中观察的情况下,具有使顶部20h1成为山脊的山形的形状。
另外,与上述实施方式同样地,中心附近成为限制区域21,另一方面,周缘成为调整区域22。
而且,形成于调整区域22的贯通孔22a随着接近端部20h2而孔径扩大。换言之,上述实施方式、变形例中的形成于调整区域22的多个贯通孔22a可以不一定是相互相同的孔径,能够以朝向端部、外缘逐渐扩大的方式成为不同的孔径。
另一方面,图18(b)中的第2反射部件20h为从底部20h1向侧方斜斜地倾斜而成为端部20h2的凹状的折弯板。换言之,该第2反射部件20h在XZ平面中观察的情况下,具有将底部20h1作为山谷的山谷形的形状。
这样,第2反射部件20无需一定成为平坦的板,也可以例如如同本变形例那样成为折弯板。
另外,本变形例的第2反射部件20h是使中央部分一个部位折弯的板,但也可以成为具有两个以上的折弯部位的折弯板(W形状或者M形状)。在该情况下,与折弯的次数相应地形成顶部20h1、底部20h1。
<变形例6>
图19示出能够应用于上述各实施方式等的其他变形例。
在该图所示的第2反射部件20i中,其特征在于,针对形成于调整区域22的贯通孔22a还设置有光散射板22b这一点。
关于该光散射板22b,例如在第2反射部件20的调整区域22中形成构成光散射板22b的轮廓形状的狭缝,通过使该狭缝的内侧的部分竖立,能够与贯通孔22a同时形成光散射板22b。更详细的形成方法等也可以适宜地参照例如日本特开2016-225292号公报等。
《照明仿真》
以下,说明嵌入有在上述中详细叙述的植物用照明器具以及有植物用照明装置100的植物用照明系统IS,并且示出通过仿真来调查利用植物用照明装置100的照射状态而得到的结果。
图20示出植物用照明系统IS的结构例。如该图所示,例如在塑料大棚等室内环境栽培的植物P是隔开预定的距离形成多个列而栽培的情形较多。因此,植物用照明装置100在上述室内环境中相比于以单体来使用,更多是以使相互的照射范围IR的一部分重复的方式使用多个。
此外,在该图所示的植物用照明系统IS中,使用多个照射范围相互相同的植物用照明装置100,但不限于此,关于至少一部分的装置,也可以使用多个具有相互不同的照明特性(例如朝向、强度或者照射范围等)的植物用照明装置100。
因此,设想塑料大棚、植物栽培工厂,准备9个植物用照明装置100,分别成为悬挂的状态而构成植物用照明系统IS,在从该植物用照明装置IS起向下方以100cm以内(在本例子中作为一个例子设为75cm)的范围离开的位置,设置设想植物P的测定面,通过仿真计算了该面中的光量。
此外,使用INTEGRA公司制lumicept来进行了仿真。
图21示出用该仿真计算的光量的图形。
更具体而言,图21(a)示出准备9个植物用照明装置100并分别设为悬挂的状态来通过植物用照明系统IS的仿真得到的光量的图形。此外,关于植物用照明系统IS中的测定面的面积,在横向(X方向)设为1200cm,在纵向(Y方向)上设为900cm,从而设定为1080000cm2。此时,上述测定面(从光源LS向下方离开75cm的1080000cm2的面)内的最大照度是约240勒克司(lx),平均照度为约65勒克司(lx)。
另外,图21(b)示出植物用照明装置100单体的通过仿真得到的光量的图形。此外,关于植物用照明装置100单体中的测定面的面积,在横向(X方向)上设为400cm,在纵向(Y方向)上设为300cm,从而设定为1200cm2。此时,上述测定面(从光源LS向下方离开75cm的1200cm2的面)内的最大照度是约220勒克司(lx),平均照度为约50勒克司(lx)。在根据其结果换算UV-B光的强度时,最大强度(推测)是大致22μW/cm2,测定面内的平均强度(推测)为5μW/cm2。
变更其他条件来进行各种仿真、实测的结果,归结为能够解决上述课题的植物用照明装置100是从光源LS向下方离开75cm的400cm×300cm的照射范围中的UV-B光的最大强度优选为30μW/cm2以下,并且其平均强度优选为5~10μW/cm2。
其原因为,在UV-B光的最大强度超过30μW时,导入到第2反射部件20的背侧的UV-B光的强度变得过强而产生叶子晒伤的可能性变高。
另外,其原因为,在UV-B光的平均强度小于5μW时,在上述照射范围中产生得不到为了去除病虫害而所需的UV-B光的强度的区域,另一方面,在超过10μW时,UV-B光的强度变得过强而有可能发生产生叶子晒伤的区域。
作为一般的指标,能够去除病虫害的UV-B光的优选的强度为2.5μW/cm2以上(根据国际公开WO2017/208906号公报)。根据这些仿真结果也可知,UV-B光不仅到达测定面的各个角落,进而在水平方向(XY平面方向)上也展示出充分的扩展。进而,也抑制了在光源LS正下方的位置处UV-B光过度变强,由此充分抑制了叶子晒伤等。
换言之,证明了来自光源LS的UV-B光以尽可能变得均匀的方式向四方扩散,能够对栽培的植物供给必要充分的量的UV-B光。
产业上的可利用性
如以上说明,本发明的植物用照明器具、植物用照明装置以及植物用照明系统不论植物的种类是什么都能够广泛应用于植物栽培领域。
Claims (15)
1.一种植物用照明器具,其特征在于,包括:
第1反射部件,相对照射UV-B光的光源配置于第1方向上的一方侧,将所述UV-B光引导到所述第1方向上的另一方侧;以及
第2反射部件,隔着所述光源配置于关于所述第1方向与所述第1反射部件相反的一侧,将接受的所述UV-B光中的一部分引导到所述第1反射部件侧,并且将接受的所述UV-B光中的其他部分引导到背侧,
所述第1反射部件构成为包括朝向所述光源的下凸状的第1倾斜面,
从所述第2反射部件引导的所述UV-B光在所述第1倾斜面反射。
2.根据权利要求1所述的植物用照明器具,其中,
所述第1反射部件还具有第2倾斜面,该第2倾斜面在所述第1倾斜面的外缘与该第1倾斜面山形地交叉并倾斜,
从所述第2反射部件和所述第1倾斜面的至少一方引导的所述UV-B光在所述第2倾斜面反射而被照射到所述第2反射部件的背侧。
3.根据权利要求2所述的植物用照明器具,其中,
所述第1反射部件构成为包括:关于与所述第1方向以及所述第1倾斜面和所述第2倾斜面排列的第2方向正交的第3方向,与所述光源隔开间隔的一侧的端部向下方折返而成的第3倾斜面。
4.根据权利要求2所述的植物用照明器具,其中,
所述第1反射部件是以朝向所述第2反射部件的方式向下方开口的锥体,
在所述锥体的中央形成有能够插入所述光源的连接用开口。
5.根据权利要求4所述的植物用照明器具,其中,
所述第1反射部件构成为具有:在俯视时为圆形且朝向所述下方凹陷的第1倾斜面、和在该第1倾斜面的外侧朝向所述下方逐渐扩展的第2倾斜面。
6.根据权利要求4所述的植物用照明器具,其中,
所述第1反射部件的下端处的外径和所述第2反射部件的外径构成为实质上相互相等。
7.根据权利要求4所述的植物用照明器具,其中,
所述第2反射部件构成为在俯视时1个内角为108°以上的多边形或者圆形。
8.根据权利要求1~7中的任意一项所述的植物用照明器具,其中,
至少在与所述光源相向的一侧的所述第1反射部件的表面,实施使接受的所述UV-B光扩散反射的表面处理。
9.根据权利要求1~7中的任意一项所述的植物用照明器具,其中,
在所述第2反射部件中,禁止所述UV-B光原样地通过的限制区域被配置成与所述光源相向,
在所述限制区域的外侧,配置有允许使接受的所述UV-B光的至少一部分直接通过的调整区域。
10.根据权利要求9所述的植物用照明器具,其中,
在所述调整区域中形成有多个贯通孔,
在所述限制区域中未形成所述贯通孔而形成有使接受的所述UV-B光反射的反射面。
11.一种植物用照明器具,其特征在于,包括:
第1反射部件,相对照射UV-B光的光源配置于第1方向上的一方侧,将所述UV-B光引导到所述第1方向上的另一方侧;以及
第2反射部件,隔着所述光源配置于关于所述第1方向与所述第1反射部件相反的一侧,将接受的所述UV-B光中的一部分引导到所述第1反射部件侧,并且将接受的所述UV-B光中的其他部分引导到背侧,
所述植物用照明器具还包括第3反射部件,该第3反射部件配置于所述第2反射部件的下方,使通过所述第2反射部件的所述UV-B光朝向所述下方扩散。
12.根据权利要求11所述的植物用照明器具,其中,
在所述第2反射部件中形成有使接受的所述UV-B光的至少一部分通过的多个贯通孔,并且
关于铅垂方向以不与所述第2反射部件的贯通孔重叠的方式在所述第3反射部件中形成有多个贯通孔。
13.根据权利要求1~7、11、12中的任意一项所述的植物用照明器具,其中,
通过距所述光源的距离为0.75m处且与所述第1方向正交的平面中的400cm×300cm的照射范围中的所述UV-B光的最大强度是30μW/cm2以下,并且其平均强度是5~10μW/cm2。
14.一种植物用照明器具,其特征在于,包括:
第1反射部件,相对照射UV-B光的光源配置于第1方向上的一方侧,将所述UV-B光引导到所述第1方向上的另一方侧;以及
第2反射部件,隔着所述光源配置于关于所述第1方向与所述第1反射部件相反的一侧,将接受的所述UV-B光中的一部分引导到所述第1反射部件侧,并且将接受的所述UV-B光中的其他部分引导到背侧,
所述第1反射部件构成为包括:在俯视时为长方形,关于该长方形的长边方向,将相对所述光源是正上方的位置作为底部的下凸状的第1倾斜面;和以在所述第1倾斜面的外缘折返的方式倾斜的第2倾斜面,
与所述长边方向有关的所述第2反射部件的长度大于从所述第1倾斜面的一方的外缘至另一方的外缘的长度。
15.一种植物用照明装置,其特征在于,包括:
权利要求1~14中的任意一项所述的植物用照明器具;以及
灯泡型光源,照射所述UV-B光。
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