【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、簡単な構成で多数
の植物に均等に光を照射することができる植物栽培装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】植物を風雨の害から保護し、植物の生育
を促進するなどの目的で、防水構造の栽培室を多段構成
にして、太陽光線を集光し多数の植物に照射する植物栽
培装置が知られている。また、前記栽培室の多数の植物
に、人工照明を集光して照射する植物栽培装置も知られ
ている。
【０００３】図８は、人工照明を使用する植物栽培装置
の例を示す説明図である。図８において、複数段の架台
５１を設け、栽培室５３を階層状に形成する。各段の架
台５１には、多数の栽培槽５２を設置し、各栽培槽５２
には植物５６を植栽する。
【０００４】各栽培槽５２の上には、育成板５４、反射
板５５が設けられる。また、各栽培室５３の周囲には上
部反射板５７、側面反射板５８が取り付けられている。
各植物５６の上方には蛍光灯５９が設置されている。蛍
光灯５９を点灯すると、蛍光灯の出力光は、各反射板５
７、５８で反射されて効率良く植物５６に照射される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】太陽光線を使用する植
物栽培装置においては、多数の植物を同一平面に配列す
ると広いスペースが必要となるという問題がある。ま
た、スペースを節約するために立体的に植物を配列する
場合には、太陽の移動により植物に光があたらなくなる
ことがある。各植物に均等に太陽光線を照射するために
は、植物を載置する棚を円形の階段状に形成して、太陽
の動きに合わせて棚を回転させる等の工夫が必要とな
り、コストが嵩むという問題があった。
【０００６】また、人工照明を使用する植物栽培装置に
おいては、多数の植物を階層的に配列した場合でも、照
明器具の配置位置を考慮することにより均等に集光でき
るという利点がある。しかしながら、この場合には多数
の光源の点灯制御が必要となり制御系の構成が複雑にな
るという問題があった。
【０００７】また、植物に散水したり水滴が発生したり
することから栽培室内は水分が多い環境となる。このた
め、光源の周辺を防水構造にする必要があり、この点で
人工照明を使用する植物栽培装置のコストが嵩むという
問題があった。
【０００８】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で多
数の植物に均等に光を照射することができる植物栽培装
置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の植物栽培装置は、多段に階層的に配列された栽培室
に多数の植物を配置し、各植物に光を照射して生育させ
る植物栽培装置であって、各栽培室には導光体を配置
し、当該導光体の一端に形成された光導入部から光源の
光を取り込み、導光体に形成されている光出射部より光
を出射して植物に照射することを特徴とするものであ
る。
【００１０】本発明によると、多段に階層的に配列され
た栽培室に導光体を配置して、光源から取り込んだ光を
光出射部より出射して植物に照射している。このため、
簡単な構成で多数の植物に均等に光を照射して生育させ
ることができる。また、水分の多い環境でも、光照射系
統のメンテナンスにそれほど煩わされないという利点が
ある。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図を参照して説明する。図３は、本発明の植物栽培装置
に適用される導光体の例を示すものであり、（ａ）は平
面図、（ｂ）は正面図である。図３において、導光フィ
ルム１０は、長さＬ、幅Ｗ、厚さｔのＰＥＴ等の樹脂製
の透明フィルム１で形成される。
【００１２】導光フィルム１０の長手方向の両端部１１
と１２のそれぞれ長さＬ１、Ｌ２部分の同じ側面は、表
面平均粗さＲａのサンドブラスト処理面（凹凸面、粗
面）２に加工されており、他方の面は平滑面となってい
る。また、その両端部１１と１２間の長さＬ３の部分１
３は両面共平滑面となっている。
【００１３】導光フィルム１０の材料は、ＰＥＴだけで
なく、アクリル樹脂、ポリカーボネート等の他の透明樹
脂でも可能であり、ガラスでもよい。また、凹凸面２
は、熱転写、成形（射出成形、押出成形等）の熱可塑性
樹脂に型を接触させて作成することができる。さらに、
微細ビーズをバインダーに添加して表面に塗布すること
や、レジストにて形成する等、種々の方法を採用して作
成することが可能である。
【００１４】導光フィルム１０はこのような構成であ
り、一端部１１は光導入部、中間部１３は導光部、他端
部１２は光出射部として機能する。光導入部１１の片面
の凹凸面２に入射した光はそこで透明フィルム１内に散
乱される。
【００１５】大部分の散乱光は、透明フィルム１の両面
に空気の屈折率と透明フィルム１の屈折率の差で決まる
臨界角以上の角度で入射して全反射される。そして、透
明フィルム１内で多重反射されて導光される光に変換さ
れ、その導光光は導光部１３を経て他端の光出射部１２
へと導かれる。
【００１６】光出射部１２の片面の凹凸面２に入射した
光はそこで大部分透明フィルム１外に散乱されて出射
し、照明光として利用可能になる。ここで、光導入部１
１の端面１４、光出射部１２の端面１５に入射した光は
外部に漏洩し有効に利用されない。
【００１７】そこで、少なくともこれら端面１４、１５
には、Ａｇ，Ａｌ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｃｕ等の光反射金属、
白色塗料等の光反射層３を施して、それら端面１４、１
５に入射した導光光を反対側に反射させて有効に利用で
きるようにすることが望ましい。さらには、導光フィル
ム１０の長手方向に沿う両端面１６、１７にも同様に、
金属コート等の光反射面を施して導光される光が外に漏
れるのを防止するようにするのが望ましい。
【００１８】ここで、光導入部１１及び光出射部１２の
片面に形成される凹凸面２の表面平均粗さＲａとして
は、０．０１〜５００μｍの範囲に選ぶことが効率的に
光を導入するのに好ましく、さらには０.１〜１００μ
ｍの範囲に選ぶことがより好ましく、その範囲が１〜５
０μｍの範囲に選ぶことが最も好ましい。表面平均粗さ
Ｒａが小さ過ぎると、導光フィルム１０を重ねた場合
や、ロール状に巻回した際に凹凸部が摩滅するなどの問
題が生じる。
【００１９】導光フィルム１０の厚さｔとしては、１０
〜２００００μｍの範囲に選ぶことが好ましい。この範
囲の厚さより薄すぎるとその強度が低下してしまい、ま
た、光の導光効率が低下してしまうことになる。
【００２０】導光フィルム１０の厚さが厚すぎると、設
置時にフレキシブルに曲げることが困難となる。また、
材料費も高価となる。この厚さｔの範囲は、１００〜１
００００μｍの範囲がさらに好ましく、１５０〜５００
０μｍの範囲が特に好ましく、２００〜２０００μｍの
範囲が最も好ましい。
【００２１】図１は、このような導光フィルム１０を用
いた植物栽培装置の例を示す概略の説明図である。図１
において、植物栽培装置４０は、栽培ユニット３０ａ〜
３０ｄが階層状に配列されている。各栽培ユニット３０
ａ〜３０ｄは、栽培室３１ａ〜３１ｄと集光部２１ａ〜
２１ｄから構成されている。
【００２２】集光部２１ａには、光源２０と、光源２０
の出力光を反射させる反射板２１が設置されている。ま
た、集光部２１ａと栽培室３１ａ間には導光フィルム１
０ｐが取り付けられており、導光フィルム１０ｐの光導
入部１１が、光源２０の発光面と対向して配置されてい
る。
【００２３】栽培室３１ａには、栽培槽３２〜３４が設
置されており、各栽培槽３２〜３４には植物３５〜３７
が植栽されている。栽培槽３２〜３４に対向する位置
に、導光フィルム１０ｐの光出射部１２ａ〜１２ｃが配
置されている。
【００２４】光源２０を点灯すると、出力光の直接光お
よび反射板２１で反射された反射光が集光されて、導光
フィルム１０ｐの光導入部１１から導光フィルム１０ｐ
内に取り込まれる。このようにして光導入部１１から取
り込まれた光は、前記のように導光フィルム１０ｐ内で
導光され、光出射部１２ａ〜１２ｃから植物３５〜３７
に照射される。
【００２５】栽培ユニット３０ｂ〜３０ｄにも、栽培ユ
ニット３０ａと同様に、栽培室３１ｂ〜３１ｄと集光部
２１ｂ〜２１ｄ間に導光フィルム１０ｑ〜１０ｓが取り
付けられている。各集光部の光源を点灯することによ
り、光源の出力光が導光フィルム１０ｑ〜１０ｓ内に導
光され、光出射部から植物に照射される。
【００２６】図１の構成では、導光フィルムを用いて植
物に光を照射しているので、簡単な構成で多数の植物を
均等に生育させることができる。また、狭いスペースで
対処できるのでスペースの有効利用が図れる。更に、水
分が多い雰囲気でも照明系統のメンテナンスを要しない
ので、取り扱いが簡単になるという利点がある。
【００２７】図２は、本発明の他の実施形態を示す説明
図である。図２において図１と同じ部分には同一の符号
を付しており詳細な説明は省略する。図２の植物栽培装
置４１は、各栽培ユニット３０ａ〜３０ｄに対して共通
の集光部２１ｘを設けている。
【００２８】集光部２１ｘには、単一の光源２０ｘが設
けられている。各栽培ユニット３０ａ〜３０ｄに配置さ
れる導光フィルム１０ｕ〜１０ｚは、それぞれの光導入
部１１ｕ〜１１ｚが光源２０ｘと近接する位置に配置さ
れるように、集光部２１ｘにおいて折曲して構成されて
いる。
【００２９】集光部２１ｘには、前記折曲された導光フ
ィルム１０ｕ〜１０ｚを支持し、光源２０ｘの出力光の
漏出を防止するためのガイド部１８ｕ〜１８ｚが設けら
れている。また、光源２０ｘの周囲には、反射板２２ａ
〜２２ｂが設けられており、光源２０ｘの出力光を各導
光フィルム１０ｕ〜１０ｚの光導入部に有効に導入する
ように構成されている。
【００３０】このように、図２の構成では、単一の光源
で階層的に配列された各栽培ユニットの植物の生育を行
えるので、植物栽培装置の構成が簡単になるという利点
がある。
【００３１】図３において、光源の出力光を効率的に導
く導光フィルム１０としては、光導入部１１と光出射部
１２の長さＬ１ 、Ｌ２ は例えば１ｍに選定し、導光
部１３の長さＬ３は例えば５ｍ以上に選定する。また、
その幅Ｗは５０ｃｍに選定することができる。
【００３２】導光部１３の長さＬ３は、あまり長くする
と光量の減衰が大きくなる。このため、導光部１３の長
さＬ３は、出力光照射位置を考慮して適宜定められる
が、一例として１ｍ以上１００ｍ以下とすることが望ま
しく、また３ｍ以上５０ｍ以下とすることが更に望まし
い。なお、導光部１３の長さＬ３は、５ｍ以上２０ｍ以
下とすることが特に望ましい。
【００３３】また、図２の構成では、各導光フィルム導
光部の一部は、集光部２０ｘから栽培室３１ａ〜３１ｄ
にいたる経路において曲率半径Ｒで曲げられている。そ
の曲率半径Ｒは、０.１〜１０００ｍｍの範囲になるよ
うに選定することが好ましい。この範囲より曲率半径Ｒ
が小さすぎると、光源の出力光が導光フィルム１０の外
に逃げてしまい光の導光効率が低下してしまう。
【００３４】曲率半径Ｒがその範囲より大きすぎると、
導光フィルム１０の設置の自由度が低下して実用性が低
くなってしまう。この曲率半径Ｒの範囲は、１〜５００
ｍｍの範囲がさらに好ましく、５〜２００ｍｍの範囲が
特に好ましく、１０〜１００ｍｍの範囲が最も好まし
い。
【００３５】図１、図２において、階層状に配置される
栽培ユニットの段数は、好ましくは２〜１００段であ
る。更に好ましくは、３〜５０段であり、最も好ましい
段数は、４〜２０段である。
【００３６】前記段数が少な過ぎる場合には、平面状に
栽培ユニットを配置する場合と比較して面積効率の効果
が小さくなる。また、段数が大き過ぎる場合には、照明
交換や散水が困難になるという問題が生じる。
【００３７】図４〜図６は、本発明の植物栽培装置に用
いる導光フィルムの種々の実施形態を示す概略の正面図
である。図４に示されている導光フィルム１０ａは、２
個所の光出射部１２ａ、１２ｂを有するものであり、基
本的には図１の構成に対応するものである。
【００３８】このように、導光フィルムに光出射部を複
数個所設けることにより、単一の光源を用いて異なる位
置を照明することができるので、光源の出力光の利用効
率が向上する。
【００３９】図５に示されている導光フィルム１０ｂ
は、２個所の光導入部１１ａ、１１ｂを有するものであ
る。また、各光導入部１１ａ、１１ｂに対向して、光源
２０ａ、２０ｂが設置される。図５の構成では、複数光
源の出力光が導光フィルム１０ｂに取り込まれて単一の
光出射部１２から照射される。このため、単一の光源を
用いた場合よりも照射される光量が増大するという利点
がある。
【００４０】図６に示されている導光フィルム１０ｃ
は、２個所の光導入部１１ａ、１１ｂを有するものであ
る。また、各光導入部１１ａ、１１ｂに対向して、光源
２０ａ、２０ｂが設置される。更に、２個所の光出射部
１２ａ、１２ｂを有するものである。
【００４１】このように、複数光源の出力光が取り込ま
れた導光フィルムに光出射部を複数個所設けることによ
り、異なる位置に配列された植物に対して、増大した光
量を照射する植物栽培装置が得られる。また、図５、図
６のように複数光源を設置する場合には、いずれか一方
の光源のみを使用し、光源が故障した際に他方の光源に
切り替えることにより、光源故障時にも植物栽培装置を
連続して動作させることができる。
【００４２】図７は、本発明の他の実施形態を示す平面
図である。図７の例では、Ｙ字状に分岐した導光フィル
ム１０ｘを用いている。この導光フィルム１０ｘは、光
導入部１１ｘから光源２０の出力光を取り込む。また、
光導入部１１ｙから太陽光２３を取り込む。
【００４３】導光フィルム１０ｘにより導光される光
は、光出射部１２ｘ、１２ｙから栽培槽３２、３３に照
射される。図７の構成では、光源２０の出力光と太陽光
２３を同時に導光フィルム１０ｘに取り込み、多くの光
量を植物に照射することができる。また、昼間は太陽光
２３のみを取り込み、雨天時や夜間には光源２０の出力
光を取り込む構成とすることもできる。このように、図
７の構成によれば、植物栽培装置の利用形態が拡張され
る。
【００４４】上記の例では、植物栽培装置の光照射手段
として導光フィルムを用いている。本発明においては、
フィルム状の導光体に限らず、幅や厚みがフィルムより
も大きなシート状の導光体や板状の導光体を用いること
もできる。
【００４５】なお、導光体を用いた植物栽培装置におい
ては、光出射部の汚れやキズ、経年劣化などにより出射
効率が低下するので、定期的な点検、清掃を行うことが
好ましい。また、設置からある程度の年数を経過した場
合には、導光体自体を交換できるようなシステムとして
おくことも有用である。以上、本発明を実施形態に基づ
いて説明してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定
されず種々の変形が可能である。
【００４６】以上説明した本発明の植物栽培装置に用い
る導光体は、例えば次のように構成することができる。
【００４７】（１）可撓性を持つ透明フィルムからな
り、該透明フィルムには光導入手段及び光出射手段が設
けられ、該光導入手段から前記透明フィルムに導入され
た光は前記光出射手段に導かれ、前記光出射手段より光
が出射されることを特徴とする導光体。
【００４８】（２）前記光導入手段と前記光出射手段が
凹凸面からなることを特徴とする上記（１）記載の導光
体。
【００４９】（３）少なくとも前記透明フィルムの両端
の端面に光反射層が設けられていることを特徴とする上
記（１）又は（２）記載の導光体。
【００５０】（４）光源の出力光を任意の場所に導くの
に用いられることを特徴とする上記（１）から（３）の
何れか１項記載の導光体。
【００５１】（５）前記光導入手段が複数個所に形成さ
れていることを特徴とする上記（１）から（４）の何れ
か１項記載の導光体。
【００５２】（６）前記光出射手段が複数個所に形成さ
れていることを特徴とする上記（１）から（５）の何れ
か１項記載の導光体。
【００５３】また、本発明の植物栽培装置は、単一の光
源の光を各階層の栽培室に配置された複数の導光体で導
光して、植物に光を照射する構成とすることができる。
【００５４】更に、本発明の植物栽培装置は、導光体を
分岐して、太陽光と、照明器具の光源の異なる光源の光
を取り込んで導光体により導光させる構成とすることが
できる。
【００５５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の植物栽培装置によると、多段に階層的に配列された栽
培室に導光体を配置して、光源から取り込んだ光を光出
射部より出射して植物に照射している。このため、簡単
な構成で多数の植物に均等に光を照射して生育させるこ
とができる。また、水分の多い環境でも、光照射系統の
メンテナンスにそれほど煩わされないという利点があ
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plant cultivation apparatus that can irradiate a large number of plants with light evenly with a simple configuration. 2. Description of the Related Art For the purpose of protecting plants from wind and rain damage and promoting the growth of plants, a waterproof cultivation room is constructed in multiple stages to collect sunlight and irradiate many plants. A plant cultivation apparatus is known. There is also known a plant cultivation apparatus that collects and irradiates artificial lighting on a large number of plants in the cultivation room. FIG. 8 is an explanatory view showing an example of a plant cultivation apparatus using artificial lighting. In FIG. 8, a plurality of stages 51 are provided, and the cultivation room 53 is formed in a hierarchical shape. A large number of cultivation tanks 52 are installed on the gantry 51 of each stage, and each cultivation tank 52 is provided.
A plant 56 is planted. On each cultivation tank 52, a growth plate 54 and a reflection plate 55 are provided. Further, an upper reflector 57 and a side reflector 58 are attached around each cultivation room 53.
A fluorescent lamp 59 is installed above each plant 56. When the fluorescent lamp 59 is turned on, the output light of the fluorescent lamp is reflected on each reflector 5.
7 and 58, and the plant 56 is efficiently irradiated. [0005] In a plant cultivation apparatus using sunlight, there is a problem that a large space is required when a large number of plants are arranged on the same plane. In addition, when plants are arranged three-dimensionally to save space, the plants may not receive light due to the movement of the sun. In order to irradiate each plant with sunlight evenly, it is necessary to devise such a method that the shelves on which plants are placed are formed in a circular staircase and the shelves are rotated in accordance with the movement of the sun, which increases costs. There was a problem. [0006] In addition, the plant cultivation apparatus using artificial lighting has an advantage that even when a large number of plants are arranged hierarchically, the light can be evenly condensed by considering the arrangement position of the lighting fixture. However, in this case, there is a problem that lighting control of a large number of light sources is required and the configuration of the control system becomes complicated. [0007] In addition, since the plants are sprinkled and water droplets are generated, the cultivation room becomes an environment with much moisture. For this reason, it is necessary to make the periphery of a light source into a waterproof structure, and in this respect, there is a problem that the cost of a plant cultivation apparatus using artificial lighting increases. The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a plant cultivation apparatus capable of irradiating a large number of plants with light evenly with a simple configuration. That is. The plant cultivation apparatus according to the present invention for achieving the above object comprises arranging a large number of plants in a multi-tiered cultivation room and irradiating each plant with light. A plant cultivation apparatus for growing a light source, wherein a light guide is arranged in each cultivation room, light from a light source is taken in from a light introduction part formed at one end of the light guide, and the light guide is formed. Light is emitted from the light emitting portion and irradiated to the plant. According to the present invention, the light guide is disposed in the cultivation rooms arranged in a hierarchical manner in multiple stages, and the light taken in from the light source is emitted from the light emitting part to irradiate the plant. For this reason,
It can grow by irradiating light evenly to a large number of plants with a simple structure. In addition, there is an advantage that maintenance of the light irradiation system is not bothered so much even in an environment with much moisture. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 shows an example of a light guide applied to the plant cultivation apparatus of the present invention, where (a) is a plan view and (b) is a front view. In FIG. 3, the light guide film 10 is formed of a transparent film 1 made of resin such as PET having a length L, a width W, and a thickness t. Both end portions 11 of the light guide film 10 in the longitudinal direction
And 12 have the same side surfaces of the lengths L1 and L2 are processed into a sandblasted surface (uneven surface, rough surface) 2 having a surface average roughness Ra, and the other surface is a smooth surface. Further, a portion 1 having a length L3 between both end portions 11 and 12 is shown.
3 is a smooth surface on both sides. The material of the light guide film 10 is not limited to PET, but may be other transparent resin such as acrylic resin or polycarbonate, and may be glass. Also, uneven surface 2
Can be prepared by bringing a mold into contact with a thermoplastic resin for thermal transfer or molding (such as injection molding or extrusion molding). further,
It is possible to create by adopting various methods such as adding fine beads to a binder and coating the surface, or forming with a resist. The light guide film 10 has such a structure. One end portion 11 functions as a light introducing portion, the intermediate portion 13 functions as a light guiding portion, and the other end portion 12 functions as a light emitting portion. The light that has entered the concavo-convex surface 2 on one side of the light introducing portion 11 is scattered in the transparent film 1 there. Most of the scattered light is incident on both surfaces of the transparent film 1 at an angle greater than the critical angle determined by the difference between the refractive index of air and the refractive index of the transparent film 1, and is totally reflected. Then, the light is converted into light that is multiple-reflected and guided in the transparent film 1, and the light guide light passes through the light guide part 13 and the light emitting part 12 at the other end.
Led to. The light incident on the concavo-convex surface 2 on one side of the light emitting portion 12 is mostly scattered and emitted outside the transparent film 1 and can be used as illumination light. Here, the light introduction part 1
The light incident on the end face 14 of 1 and the end face 15 of the light emitting part 12 leaks to the outside and is not used effectively. Therefore, at least these end faces 14 and 15.
Includes light reflecting metals such as Ag, Al, Au, Pt, Cu,
Applying a light reflecting layer 3 such as a white paint, the end faces 14, 1
It is desirable that the light guide light incident on 5 is reflected to the opposite side so that it can be used effectively. Furthermore, similarly to both end faces 16 and 17 along the longitudinal direction of the light guide film 10,
It is desirable to provide a light reflecting surface such as a metal coat to prevent the light guided to leak out. Here, the surface average roughness Ra of the concave and convex surface 2 formed on one side of the light introducing portion 11 and the light emitting portion 12 is selected in the range of 0.01 to 500 μm to efficiently introduce light. Preferably 0.1 to 100 μm
It is more preferable to select the range of m, and the range is 1 to 5
Most preferably, the range is 0 μm. If the surface average roughness Ra is too small, problems such as wear of the uneven portions occur when the light guide film 10 is overlaid or rolled into a roll. The thickness t of the light guide film 10 is 10
It is preferable to select in the range of ~ 20000 μm. If the thickness is less than this range, the strength is lowered, and the light guiding efficiency is lowered. If the light guide film 10 is too thick, it is difficult to bend it flexibly during installation. Also,
Material costs are also high. The range of this thickness t is 100-1
The range of 0000 μm is more preferable, 150 to 500
The range of 0 μm is particularly preferable, and the range of 200 to 2000 μm is most preferable. FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an example of a plant cultivation apparatus using such a light guide film 10. FIG.
In plant cultivation device 40, cultivation unit 30a-
30d are arranged in a hierarchy. Each cultivation unit 30
a to 30d are cultivation rooms 31a to 31d and a light collecting unit 21a to
21d. The condensing unit 21a includes a light source 20 and a light source 20
A reflecting plate 21 for reflecting the output light is installed. Moreover, between the condensing part 21a and the cultivation room 31a, the light guide film 1 is provided.
0p is attached, and the light introducing portion 11 of the light guide film 10p is disposed to face the light emitting surface of the light source 20. Cultivation tanks 32 to 34 are installed in the cultivation room 31a, and plants 35 to 37 are provided in the cultivation tanks 32 to 34, respectively.
Are planted. The light emission parts 12a-12c of the light guide film 10p are arrange | positioned in the position facing the cultivation tanks 32-34. When the light source 20 is turned on, the direct light of the output light and the reflected light reflected by the reflecting plate 21 are collected, and the light guide film 10p is guided from the light introducing portion 11 of the light guide film 10p.
It is taken in. Thus, the light taken in from the light introduction part 11 is light-guided in the light guide film 10p as mentioned above, and the plants 35-37 from the light emission parts 12a-12c.
Is irradiated. Similarly to the cultivation unit 30a, the cultivation units 30b to 30d are provided with light guide films 10q to 10s between the cultivation rooms 31b to 31d and the light collecting portions 21b to 21d. By turning on the light source of each condensing unit, the output light of the light source is guided into the light guide films 10q to 10s, and the plant is irradiated from the light emitting unit. In the configuration of FIG. 1, since light is irradiated to the plants using the light guide film, a large number of plants can be grown evenly with a simple configuration. Moreover, since it can cope with a narrow space, the space can be effectively used. Furthermore, there is an advantage that handling is easy because maintenance of the illumination system is not required even in an atmosphere with a lot of moisture. FIG. 2 is an explanatory view showing another embodiment of the present invention. 2, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The plant cultivation apparatus 41 of FIG. 2 is provided with a common light collecting unit 21x for the cultivation units 30a to 30d. The condensing unit 21x is provided with a single light source 20x. The light guide films 10u to 10z arranged in the cultivation units 30a to 30d are configured to be bent at the light collecting unit 21x so that the light introduction units 11u to 11z are arranged at positions close to the light source 20x. Has been. The light condensing portion 21x is provided with guide portions 18u to 18z for supporting the bent light guide films 10u to 10z and preventing leakage of output light from the light source 20x. Further, around the light source 20x, there is a reflecting plate 22a.
To 22b, and is configured to effectively introduce the output light of the light source 20x into the light introducing portions of the respective light guide films 10u to 10z. As described above, the configuration of FIG. 2 has an advantage that the configuration of the plant cultivation apparatus is simplified because the plants of the cultivation units arranged hierarchically with a single light source can be grown. In FIG. 3, as the light guide film 10 for efficiently guiding the output light of the light source, the lengths L1 and L2 of the light introduction part 11 and the light emission part 12 are selected to be 1 m, for example. The length L3 is selected to be 5 m or more, for example. Also,
The width W can be selected to be 50 cm. If the length L3 of the light guide portion 13 is too long, the amount of light attenuation is increased. For this reason, the length L3 of the light guide unit 13 is appropriately determined in consideration of the output light irradiation position. As an example, the length L3 is preferably 1 m or more and 100 m or less, and more preferably 3 m or more and 50 m or less. The length L3 of the light guide unit 13 is particularly preferably 5 m or more and 20 m or less. Further, in the structure of FIG. 2, a part of each light guide film light guide part is from the light collecting part 20x to the cultivation rooms 31a to 31d.
It is bent with a radius of curvature R in the route leading to. The curvature radius R is preferably selected to be in the range of 0.1 to 1000 mm. Radius of curvature R from this range
If it is too small, the output light of the light source will escape to the outside of the light guide film 10 and the light guide efficiency will be reduced. If the radius of curvature R is too large,
The degree of freedom of installation of the light guide film 10 is lowered and the practicality is lowered. The radius of curvature R ranges from 1 to 500.
The range of mm is more preferable, the range of 5 to 200 mm is particularly preferable, and the range of 10 to 100 mm is most preferable. In FIGS. 1 and 2, the number of cultivation units arranged in a hierarchy is preferably 2 to 100. More preferably, it is 3 to 50 stages, and the most preferable stage number is 4 to 20 stages. When the number of stages is too small, the effect of area efficiency is reduced as compared with the case where cultivation units are arranged in a plane. In addition, when the number of steps is too large, there arises a problem that it becomes difficult to exchange illumination and water. 4 to 6 are schematic front views showing various embodiments of the light guide film used in the plant cultivation apparatus of the present invention. The light guide film 10a shown in FIG.
It has the light emission parts 12a and 12b of a part, and respond | corresponds fundamentally to the structure of FIG. As described above, by providing a plurality of light emitting portions on the light guide film, different positions can be illuminated using a single light source, so that the utilization efficiency of the output light of the light source is improved. The light guide film 10b shown in FIG.
Has two light introducing portions 11a and 11b. In addition, light sources 20a and 20b are installed to face the light introducing portions 11a and 11b. In the configuration of FIG. 5, output light from a plurality of light sources is taken into the light guide film 10 b and irradiated from a single light emitting unit 12. For this reason, there exists an advantage that the light quantity irradiated increases compared with the case where a single light source is used. The light guide film 10c shown in FIG.
Has two light introducing portions 11a and 11b. In addition, light sources 20a and 20b are installed to face the light introducing portions 11a and 11b. Furthermore, it has two light emission parts 12a and 12b. As described above, a plant cultivation apparatus for irradiating plants arranged at different positions with an increased amount of light by providing a plurality of light emitting portions on the light guide film into which the output lights of a plurality of light sources are taken. Is obtained. In addition, when installing a plurality of light sources as shown in FIGS. 5 and 6, only one of the light sources is used, and when the light source fails, the other light source is switched, so that the plant cultivation apparatus can be used even when the light source fails. Can be operated continuously. FIG. 7 is a plan view showing another embodiment of the present invention. In the example of FIG. 7, a light guide film 10x branched in a Y shape is used. This light guide film 10x takes in the output light of the light source 20 from the light introduction part 11x. Also,
The sunlight 23 is taken in from the light introduction part 11y. The light guided by the light guide film 10x is applied to the cultivation tanks 32 and 33 from the light emitting parts 12x and 12y. In the configuration of FIG. 7, the output light of the light source 20 and the sunlight 23 can be taken into the light guide film 10x at the same time to irradiate the plant with a large amount of light. Moreover, it can also be set as the structure which takes in only the sunlight 23 in the daytime, and takes in the output light of the light source 20 at the time of rainy weather or nighttime. Thus, according to the structure of FIG. 7, the utilization form of a plant cultivation apparatus is expanded. In the above example, a light guide film is used as the light irradiation means of the plant cultivation apparatus. In the present invention,
Not only a film-like light guide but also a sheet-like light guide or a plate-like light guide having a width and thickness larger than those of a film can be used. It should be noted that in a plant cultivation apparatus using a light guide, since the emission efficiency is reduced due to dirt, scratches, aging, etc. of the light emitting part, it is preferable to perform periodic inspection and cleaning. It is also useful to have a system that can replace the light guide itself when a certain number of years have passed since installation. As mentioned above, although this invention has been demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation is possible. The light guide used in the plant cultivation apparatus of the present invention described above can be configured as follows, for example. (1) It is made of a transparent film having flexibility, and the transparent film is provided with light introducing means and light emitting means, and the light introduced from the light introducing means to the transparent film is the light emitting means. The light guide is characterized in that light is emitted from the light emitting means. (2) The light guide as described in (1) above, wherein the light introducing means and the light emitting means are formed of uneven surfaces. (3) The light guide as described in (1) or (2) above, wherein light reflecting layers are provided at least on both end faces of the transparent film. (4) The light guide according to any one of (1) to (3), wherein the light guide is used to guide output light of a light source to an arbitrary place. (5) The light guide according to any one of (1) to (4), wherein the light introducing means is formed at a plurality of locations. (6) The light guide according to any one of (1) to (5), wherein the light emitting means is formed at a plurality of locations. In addition, the plant cultivation apparatus of the present invention has a structure in which light from a single light source is guided by a plurality of light guides arranged in the cultivation rooms of each layer, and the plant is irradiated with light. Can do. Furthermore, the plant cultivation apparatus of the present invention can be configured such that the light guide is branched, and sunlight and light from different light sources of the lighting fixture are taken in and guided by the light guide. . As is apparent from the above description, according to the plant cultivation apparatus of the present invention, the light taken in from the light source is arranged by arranging the light guides in the cultivation rooms arranged hierarchically in multiple stages. Is emitted from the light emitting part to irradiate the plant. For this reason, it can grow by irradiating light evenly to many plants with a simple configuration. In addition, there is an advantage that it is not bothered by maintenance of the light irradiation system even in an environment with much moisture.
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す導光体を用いた植物栽
培装置の説明図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示す説明図である。
【図３】本発明に適用される導光フィルムの一例を示す
平面図（ａ）と正面図（ｂ）である。
【図４】本発明に適用される導光フィルムの別の例を示
す正面図である。
【図５】本発明に適用される導光フィルムの別の例を示
す正面図である。
【図６】本発明に適用される導光フィルムの別の例を示
す正面図である。
【図７】本発明に適用される導光フィルムの別の例を示
す平面図である。
【図８】従来の植物栽培装置の例を示す概略の説明図で
ある。
【符号の説明】
１…透明フィルム
２…凹凸面（サンドブラスト処理面、粗面）
３…光反射層
１０、１０ａ〜１０ｃ、１０ｐ〜１０ｚ…導光フィルム
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｕ〜１１ｚ…光導入部
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｘ、１２ｙ…光出射部
１３…導光部
１４…光導入部の端面
１５…光出射部の端面
１６、１７…導光フィルムの長手方向に沿う端面
１８ｕ〜１８ｚ…ガイド部
２０、２０ａ、２０ｂ…光源
２１ａ〜２１ｄ、２１ｘ…集光部
２２、２２ａ〜２２ｃ…反射板
２３…太陽
３０ａ〜３０ｄ…栽培ユニット
３１ａ〜３１ｄ…栽培室
３２〜３４…栽培槽
３５〜３６…植物
４０、４１…植物栽培装置
５１…架台
５２…栽培槽
５３…栽培室
５４…育成板
５５…反射板
５６…植物
５７…上部反射板
５８…側面反射板
５９…蛍光灯BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory view of a plant cultivation apparatus using a light guide according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory view showing another embodiment of the present invention. FIGS. 3A and 3B are a plan view and a front view showing an example of a light guide film applied to the present invention. FIGS. FIG. 4 is a front view showing another example of a light guide film applied to the present invention. FIG. 5 is a front view showing another example of a light guide film applied to the present invention. FIG. 6 is a front view showing another example of a light guide film applied to the present invention. FIG. 7 is a plan view showing another example of a light guide film applied to the present invention. FIG. 8 is a schematic explanatory view showing an example of a conventional plant cultivation apparatus. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transparent film 2 ... Rough surface (sandblasted surface, rough surface) 3 ... Light reflecting layers 10, 10a to 10c, 10p to 10z ... Light guide films 11, 11a, 11b, 11u to 11z ... Light Introduction part 12, 12a, 12b, 12x, 12y ... Light emitting part 13 ... Light guiding part 14 ... End face 15 of light introducing part ... End face 16, 17 of light emitting part ... End faces 18u-18z along the longitudinal direction of the light guiding film ... Guide part 20, 20a, 20b ... Light sources 21a-21d, 21x ... Light collecting part 22, 22a-22c ... Reflector 23 ... Sun 30a-30d ... Cultivation units 31a-31d ... Cultivation rooms 32-34 ... Cultivation tanks 35-35 36 ... Plant 40, 41 ... Plant cultivation device 51 ... Stand 52 ... Cultivation tank 53 ... Cultivation chamber 54 ... Growth plate 55 ... Reflection plate 56 ... Plant 57 ... Upper reflection plate 58 ... Side reflection plate 59 ... Fluorescent lamp