JP2011097900A - 植物育成用光源装置及び植物育成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】植物の育成に必要な波長の光を照射することができる植物育成用光源装置及び該植物育成用光源装置を用いた植物育成装置を提供する。
【解決手段】各トレー６に収められた植物の上方には、赤色及び青色の波長の光を照射する主光源ユニット１０を設けている。また、各トレー６に収められた植物の上方には、主光源ユニット１０と植物との間に近赤外光、紫外光の波長の光を照射する補助光源ユニット２０、３０を設けている。また、植物の測方には、緑色又は黄色などの波長の光を照射する補助光源ユニット４０を設けている。主光源ユニット１０、補助光源ユニット２０、３０、４０いずれも発光面が植物の方を向くように配設されている。また、補助光源ユニット２０、３０、４０は発光面の方向を所要の向きに変更するための回転部材を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、植物を育成するために用いる植物育成用光源装置及び該植物育成用光源装置を備える植物育成装置に関する。

近年、食料市場、特に生鮮野菜市場の規模が増加しつつある。一方で、気候変動、農業就業人口の減少や農家の高齢化、食料自給率の低下、産地偽装などが顕著になり、食の安全、安心が重大な関心事になってきている。

このような状況において、無農薬野菜の提供、野菜等の生産品のトレーサビリティ向上、安定的な生産と供給の実現、食料自給率の向上などを図るため、いわゆる植物工場への期待が高まりつつある。従来の植物工場には、例えば、蛍光灯や高圧ナトリウムランプを用いてレタスやサラダ菜などの長日性植物の栽培を行うものがある。

上記従来の植物工場に用いる照明装置としては、例えば、植物育成用の可視光源ランプと藻やカビの発生を抑制するための紫外線ランプを備えた植物育成用照明装置が開示されている（特許文献１参照）。

特開２００３−３３９２３６号公報

しかしながら、特許文献１の装置にあっては、可視光源ランプと紫外線ランプとを併用しているものの、植物に照射することができる光の成分（波長）は限定的、固定的であり、植物の種類や植物の育成状態に応じて植物に必要な波長の光を追加したり、変更したりすることはできない。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、植物の育成に必要な波長の光を照射することができる植物育成用光源装置及び該植物育成用光源装置を備える植物育成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る植物育成用光源装置は、第１の波長の光を植物に照射する第１光源と、該第１光源とは異なる波長の光を植物の育成段階に応じて照射する第２光源とを備えてなることを特徴とする。

本発明にあっては、第１の波長の光を植物に照射する第１光源と、第１光源とは異なる波長の光を植物の育成段階に応じて照射する第２光源とを備える。これにより、植物の種類や植物の育成段階に応じて植物の育成に必要な波長の光を大きい自由度をもって照射することができる。

本発明に係る植物育成用光源装置は、前記第２光源は、植物の部位に応じて波長を異ならせてなることを特徴とする。

本発明にあっては、第２光源は、光が照射される植物の部位に応じて波長を異ならせている。これにより、例えば、植物の葉、果実または花などの特定の部位に対して所要の波長の光を照射することができる。

本発明に係る植物育成用光源装置は、前記第２光源は、前記第１光源の発光面よりも小さな発光面を備え、該発光面の向きを自在に設定する設定部を備えてなることを特徴とする。

本発明にあっては、第２光源の発光面が第１光源の発光面より小さいので、第１光源からの光の放射量が第２光源により影響を受けることなく第１光源からの光を植物に照射することができる。これにより、植物の育成に必要な光の照射を妨げることなく、植物の種類や植物の育成段階に応じた光を植物に照射することができる。また、第２光源の発光面の向きを自在に設定するための設定部を備えることにより、植物の種類や植物の育成段階に応じた光を異なる方向から植物に照射することができ、例えば、葉で影になる部分や葉が重なり合う部分にも光を照射することができる。

本発明に係る植物育成用光源装置は、前記設定部は、前記第２光源の発光面に平行な軸の回りを回動する回動部材を備えてなることを特徴とする。

本発明にあっては、設定部は、第２光源の発光面に平行な軸の回りを回動する回動部材を備える。第２光源を、第１光源と光が照射される照射対象である植物との間に配置した場合、例えば、第２光源の発光面が植物の方向に向くときの回転角を０度とすると、回転角が０度の場合には、第１光源からの光は、第２光源の発光面で一部遮られる。また、回転角が９０度の場合には、第１光源からの光は、ほとんど遮られることなく植物に照射される。すなわち、回転角を０度から９０度の間の所要の角度に設定することにより、植物の種類や植物の育成段階に応じて所要の照射量の光を照射することができる。

本発明に係る植物育成用光源装置は、前記第２光源は、前記第１光源から電力を供給するための電線を接続する接続部を備えてなることを特徴とする。

本発明にあっては、第２光源は、第１光源から電力を供給するための電線を接続する接続部（例えば、接続用コネクタなど）を備える。第１光源の接続用コネクタと第２光源の接続用コネクタとの間を電線で接続すれば、第１光源から第２光源へ電力が中継されるので、第１光源を介して１又は複数の第２光源に電力を供給することができ、所望の数の第２光源を設けることができる。これにより、第２光源に所要の波長の光源を設けることにより、第２光源の数に応じて植物などの照射対象へ照射する光の波長を容易に変更することができ、植物の種類や植物の育成状態に応じて植物の育成に必要な波長の光を大きい自由度をもって照射することが可能となる。

本発明に係る植物育成用光源装置は、前記第１光源は、少なくとも赤色及び青色の波長を含む光を照射してなることを特徴とする。

本発明にあっては、第１光源は、少なくとも赤色及び青色の波長含む光を照射する。赤色の波長の光を含めることにより、光合成を促進して生育を促進するとともに、種子発芽や開花誘導を促進することができる。また、青色の波長の光を含めることにより、主に暗期（夜間）の光合成を促進して生育を促進するとともに、徒長を抑制して葉を厚くすることができる。

本発明に係る植物育成用光源装置は、前記第２光源は、近赤外、紫外線、緑色又は黄色の少なくとも１つの波長を含む光を照射してなることを特徴とする。

本発明にあっては、第２光源は、近赤外、紫外線、緑色又は黄色の少なくとも１つの波長を含む光を照射する。近赤外の波長の光を含めることにより、短日性植物に対しては開花を促進し、長日性植物に対しては開花を抑制することができる。また、紫外線の波長の光を含めることにより、徒長を抑制し、あるいは抗酸化物質としての有用成分（例えば、ビタミンＣ、ポリフェノールなど）の含有量を増加させることができる。また、緑色の波長の光を含めることにより、病原菌などに対する対抗性を向上させることができる。また、黄色の波長の光を含めることにより、防虫効果を高めることができる。

本発明に係る植物育成装置は、前述のいずれか１つの発明に係る植物育成用光源装置を備えてなることを特徴とする。

本発明にあっては、植物育成装置は、植物育成用光源装置からの光を植物に照射するように構成してあるので、植物の種類や植物の育成状態に拘わらず植物を育成することができる。

本発明によれば、植物の種類や植物の育成段階に応じて植物の育成に必要な波長の光を大きい自由度をもって照射することができる。

本実施の形態に係る植物育成装置の構成の一例を示す模式図である。 本実施の形態に係る植物育成用光源装置の構成の一例を示す模式図である。 本実施の形態の主光源ユニットの発光面の一例を示す模式図である。 本実施の形態の主光源ユニットの回路構成を示す説明図である。 本実施の形態の補助光源ユニットの発光面の一例を示す模式図である。 本実施の形態の補助光源ユニットの回転（回動）機構の一例を示す模式図である。 本実施の形態の補助光源ユニットを略９０度回転させた状態を示す説明図である。 本実施の形態の補助光源ユニットを略０度回転させた状態を示す説明図である。 本実施の形態の補助光源ユニットの回転（回動）機構の他の例を示す模式図である。 図９に記載の補助光源ユニットの各基板を回転させた状態を示す説明図である。 本実施の形態の補助光源ユニットを所要の角度に回転させた状態を示す説明図である。 本実施の形態の補助光源ユニットの他の配置例を示す模式図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態に係る植物育成装置の構成の一例を示す模式図であり、図２は本実施の形態に係る植物育成用光源装置の構成の一例を示す模式図である。図１に示すように、本実施の形態に係る植物育成装置は、所要の大きさの育成室１００を備えている。なお、育成室１００は、内部に人が入って作業できるだけの十分な大きさ、広さを有している。

育成室１００には、縦、横、高さが適宜の寸法を有する育成棚１を設けてあり、１又は複数段の載置板が水平に配され、載置板には育成する植物を入れた複数のトレー６を載置してある。各トレー６には、培養液タンク４から往路管２を介してポンプ５で吸引された培養液が供給され、各トレー６に供給された培養液は、復路管３を経由して培養液タンク４に戻されるようになっている。これにより、水耕栽培を行うことができる。なお、培養液タンク４内の培養液の水質を浄化する水質浄化装置（不図示）、培養液に肥料などを供給する肥料供給装置（不図示）などを設けることもできる。

育成室１００には、室内の二酸化炭素濃度を所要の値に制御して供給するための二酸化炭素供給装置１０１、二酸化炭素ボンベ１０２などを設けている。また、室内の温度や湿度を所要の値に制御するための空調制御機１０３を設けている。また、育成室１００には、加湿器(不図示)を設けることもできる。

各トレー６に収められた植物の上方には、第１の波長の光を照射する第１光源を備えた主光源ユニット１０を設けている。また、各トレー６に収められた植物の上方及び測方には、前記第１の波長と異なる波長の光を照射する第２光源を備えた補助光源ユニット２０、３０、４０を設けている。主光源ユニット１０、補助光源ユニット２０、３０、４０いずれも発光面が植物の方を向くように配設されている。すなわち、主光源ユニット１０の発光面と補助光源ユニット２０、３０、４０の発光面は、植物と対向するように配置してある。

図１の例では、補助光源ユニット２０、３０は、主光源ユニット１０の発光面の下方に配置されている。すなわち、補助光源ユニット２０、３０は、主光源ユニット１０と光が照射される照射対象としての植物との間に配置されている。また、後述するように、補助光源ユニット２０、３０、４０はいずれも発光面の向きを自在に変更することができる。

主光源ユニット１０は、第１の波長として、少なくとも赤色及び青色の波長の光を照射することができる。赤色の波長の光を含めることにより、植物の光合成を促進して生育を促進するとともに、種子発芽や開花誘導を促進することができる。また、青色の波長の光を含めることにより、主に暗期（夜間）の光合成を促進して生育を促進するとともに、徒長を抑制して葉を厚くすることができる。

補助光源ユニット２０は、前記第１の波長と異なる波長として、近赤外の波長の光を照射することができる。近赤外の波長の光を含めることにより、イチゴなどの短日性植物に対しては開花を促進し、レタスやサラダ菜など長日性植物性に対しては開花を抑制することができる。また、赤外の波長の光を含めることにより、伸長作用を促すことができる。なお、近赤外に代えると果実の成長を促進し熟期を早めることができる。また、果実の糖度を上げることができる。

補助光源ユニット３０は、前記第１の波長と異なる波長として、紫外線の波長の光を照射することができる。紫外線の波長の光を含めることにより、植物の徒長を抑制し、あるいは抗酸化物質としての有用成分（例えば、ビタミンＣ、ポリフェノールなど）の含有量を増加させることができる。また、病原菌の発生を抑制することができるため、より安全な植物を育成することができる。

補助光源ユニット４０は、前記第１の波長と異なる波長として、緑色又は黄色のいずれかの波長、あるいは両方の波長の光を照射することができる。緑色の波長の光を含めることにより、病原菌などに対する対抗性を向上させることができる。また、黄色の波長の光を含めることにより、防虫効果を高めることができる。なお、補助光源ユニット４０に代えて、補助光源ユニット２０、３０を用いてもよい。さらに、これに限らず補助光源ユニット２０、３０、４０は、同一の波長の光を照射してもよい。すなわち、植物の種類や植物の育成段階に応じて主光源ユニット１０とは異なる波長の光を照射することができればよく、補助光源ユニットから照射される光の成分に関しては様々な組み合わせが考えられる。また、補助光源ユニット２０、３０、４０の数や配置は一例であって、図１及び図２に示す例に限定されるものではない。

図１に示すように、上段のトレー６で育成する植物には、主光源ユニット１０だけでなく補助光源ユニット２０、３０、４０を設けてあり、一方、下段のトレー６で育成する別の植物には、主光源ユニット１０だけを設けている。これは、植物の種類や植物の育成段階に応じて、所要の波長の光を照射する補助光源ユニット２０、３０、４０のいずれか、あるいは組み合わせを適宜設置することができることを意味している。

図２に示すように、本実施の形態に係る光源装置は、主光源ユニット１０と、補助光源ユニット２０、３０、４０とを備える。主光源ユニット１０には、直流電源９から電力を供給するための電線７を接続するコネクタＣＮ５を設けるとともに、補助光源ユニット２０、３０、４０等へ電力を供給するための電線８を接続する接続部としてのコネクタＣＮ１〜ＣＮ４、ＣＮ６〜ＣＮ９（ＣＮ１、ＣＮ２、ＣＮ３以外は不図示）を設けている。

補助光源ユニット２０、３０、４０には、主光源ユニット１０から電力を供給するための電線８を接続する接続部としてのコネクタＣＮを設けている。

これにより、主光源ユニット１０のコネクタＣＮ１、ＣＮ２、ＣＮ３と補助光源ユニット２０、３０、４０のコネクタＣＮとの間を電線８で接続すれば、主光源ユニット１０から補助光源ユニット２０、３０、４０へ電力が中継されるので、主光源ユニット１０を介して１又は複数の補助光源ユニット２０、３０、４０に電力を供給することができ、所望の数の補助光源ユニットを設けることができる。したがって、補助光源ユニット２０、３０、４０に、上述のような所要の波長の光源を設けることにより、補助光源ユニットの数に応じて植物などの照射対象へ照射する光の波長を容易に追加したり、変更したりすることができ、植物の種類や植物の育成状態に応じて植物の育成に必要な波長の光を大きい自由度をもって照射することが可能となる。

コネクタＣＮ１〜ＣＮ９、ＣＮを介して電力を供給することができるので、直流電源９からそれぞれの補助光源ユニット２０、３０、４０への配線が不要となり、配線量を低減することができる。また、主光源ユニット１０と補助光源ユニット２０、３０、４０のコネクタ間に電線８を接続するだけで、電力を中継することができるので、補助光源ユニット２０、３０、４０の取り付け外しや増設を容易にすることができる。

図３は本実施の形態の主光源ユニット１０の発光面の一例を示す模式図である。図３に示すように、主光源ユニット１０は、矩形状（寸法が数十ｃｍ程度）の基板１１に、複数の赤色ＬＥＤ１２及び青色ＬＥＤ１３を実装している。基板１１には、コネクタＣＮ１〜ＣＮ９を実装してある。なお、図３の例では、コネクタＣＮ１〜ＣＮ９を赤色ＬＥＤ１２及び青色ＬＥＤ１３が実装された面に設けているが、ＬＥＤの実装面と反対側の面にコネクタＣＮ１〜ＣＮ９を設けることもできる。この場合には、基板１１に実装できるＬＥＤの実装密度を大きくすることができる。また、基板１１には、コンデンサ１４、抵抗１５を実装している。

図３の例では、赤色ＬＥＤ１２が実装された実装面積は、青色ＬＥＤ１３が実装された実装面積より大きい。例えば、基板１１上の面積比は、赤色ＬＥＤ１２が実装された実装面積が４に対して、青色ＬＥＤ１３が実装された実装面積を１とし、実装密度を赤色ＬＥＤ１２と青色ＬＥＤ１３とで同じにすることで、赤色ＬＥＤ１２の個数を、青色ＬＥＤ１３の個数の４倍とすることができる。すなわち、赤色光と青色光の光量比を４：１とすることにより、赤色光の光合成による育成と、青色光による植物形状の形成がバランスよく行われ、植物の育成に適した照射が行われる。これにより、昼間の光合成を促進させることができる。なお、両者の面積比や個数比は、植物の種類や育成段階に応じて、適宜変更することができる。

また、図３の例では、２個の青色ＬＥＤ１３を対にして直線状に適長離隔して配置しているが、配置例はこれに限定されるものではなく、赤色ＬＥＤ１２及び青色ＬＥＤ１３からの光をできるだけ均一な光強度で照射することができれば、どのような配置でもよい。

赤色ＬＥＤ１２は、例えば、波長ピークが６５０ｎｍ〜６７０ｎｍの範囲にあり、青色ＬＥＤ１３は、波長ピークが４３０ｎｍ〜４７０ｎｍの範囲にある。また、赤色ＬＥＤ１２の１個当たりの光度は、例えば、４７ｍｃｄであり、青色ＬＥＤ１３の１個当たりの光度は、例えば、７０ｍｃｄである。

主光源ユニット１０は、トレー６の大きさに応じて、１又は複数の基板１１を平面状に配置して適宜発光面の広さを変えることができる。この場合には、基板１１間に電力を供給するためのコネクタを各基板１１の適宜の位置に設ければよい。

図４は本実施の形態の主光源ユニット１０の回路構成を示す説明図である。図４に示すように、直流電源９からの電線７が接続されるコネクタＣＮ５には、８個の端子があり、コネクタＣＮ５の第１端子、第３端子、第５端子、第７端子は接地レベルに接続されている。コネクタＣＮ５の第８端子はコネクタＣＮ１、ＣＮ３、ＣＮ６及びＣＮ８それぞれの第２端子に接続されている。コネクタＣＮ５の第６端子はコネクタＣＮ２、ＣＮ４、ＣＮ７及びＣＮ９それぞれの第２端子に接続されている。また、コネクタＣＮ５の第４端子は青色ＬＥＤ１３に接続され、コネクタＣＮ５の第２端子は赤色ＬＥＤ１２に接続されている。直列に接続した青色ＬＥＤ１３、及び赤色ＬＥＤ１２それぞれには抵抗１５を接続してある。また、コネクタＣＮ５の第２端子、第４端子、第６端子、第８端子にはコンデンサ１４を接続してある。

このような構成により、直流電源９から供給された電力は、コネクタＣＮ１〜ＣＮ４、ＣＮ６〜ＣＮ９を介して補助光源ユニット２０、３０、４０等へ中継される。

図５は本実施の形態の補助光源ユニット２０の発光面の一例を示す模式図である。図５に示すように、補助光源ユニット２０は、長手方向が主光源ユニット１０の基板１１と同寸法（数十ｃｍ程度）であり、短手方向が１〜２ｃｍ程度の、棒状の基板２１に、複数の近赤外ＬＥＤ２２を実装している。基板２１には、コネクタＣＮ、コンデンサ２４、抵抗２５を実装してある。

近赤外ＬＥＤ２２は、例えば、波長ピークが７２０ｎｍ〜７４０ｎｍの範囲にある。基板２１に実装されている近赤外ＬＥＤ２２の数は、主光源ユニット１０の赤色ＬＥＤ１２の数よりも少ない。したがって、補助光源ユニット２０から照射される光の強度は、主光源ユニット１０から照射される光の強度よりも小さく、例えば、１０％、３０％などである。

補助光源ユニット３０、４０も補助光源ユニット２０と同様の構成を有しているが、基板に実装したＬＥＤが異なる。補助光源ユニット３０は、補助光源ユニット２０と同寸法の基板に、複数の紫外線ＬＥＤを実装している。基板には、コネクタＣＮ、コンデンサ、抵抗を実装してある。紫外線ＬＥＤは、例えば、波長ピークが３５０ｎｍ〜３７０ｎｍの範囲にある。

また、補助光源ユニット４０は、補助光源ユニット２０と同寸法の基板に、複数の緑色ＬＥＤを実装している。基板には、コネクタＣＮ、コンデンサ、抵抗を実装してある。緑色ＬＥＤは、例えば、波長ピークが５２０ｎｍ〜５４０ｎｍの範囲にある。

なお、補助光源ユニット４０は、緑色ＬＥＤに代えて複数の黄色ＬＥＤを基板に実装することもできる。黄色ＬＥＤは、例えば、波長ピークが５８０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲にある。あるいは、補助光源ユニット４０は、複数の緑色ＬＥＤ及び黄色ＬＥＤを基板に実装することもできる。

また、補助光源ユニット２０、３０、４０の基板には、同一の波長の光を照射するＬＥＤを実装してもよい。すなわち、補助光源ユニット２０、３０、４０の基板に近赤外ＬＥＤ２２、紫外線ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ又は黄色ＬＥＤを実装してもよい。このような構成にすることで、植物全体にわたって、特有の光の成分が有する効果を実現した植物を育成することができる。

図３及び図５に示すように、主光源ユニット１０（補助光源ユニット２０、３０、４０）の発光面は、補助光源ユニット２０、３０、４０（主光源ユニット１０）の発光面より大きい（小さい）。また、図１に示すように、補助光源ユニット２０、３０は、主光源ユニット１０と植物との間に配置されている。主光源ユニット１０の発光面が補助光源ユニット２０、３０の発光面より大きいので、主光源ユニット１０からの光の照射量が補助光源ユニット２０、３０により影響を受けることなく主光源ユニット１０からの光を植物に照射することができる。これにより、植物の育成に必要な光の照射を妨げることなく、植物の種類や植物の育成段階に応じた光を植物に照射することができる。

図６は本実施の形態の補助光源ユニット２０の回転（回動）機構の一例を示す模式図である。なお、補助光源ユニット３０、４０も補助光源ユニット２０と同様の構成を有している。図６に示すように、補助光源ユニット２０は、発光面の向きを自在に設定するための設定部（回転機構）としての固定部材２６、回転部材２７を基板２１の長手方向の両側に設けている。固定部材２６は、矩形状の板体であり、育成棚１に取り付けるための取り付け穴を形成してあり、一側面側に回転部材２７の一端を固定するようになっている。

回転部材２７の他端は基板２１に固定するようになっている。回転部材２７は、円柱形状の軸体であって、両端がそれぞれ独立に軸回りに回動可能に構成されている。すなわち、固定部材２６を育成棚１に固定すると、基板２１は、回転部材２７により基板２１に平行な軸の回りに回転させることができる。

回転部材２７は、例えば、１５度毎に回転角を維持固定することができる留め部（不図示）を設けて、基板２１を１５度ずつ所要の角度で維持できるようにしてある。また、基板２１を任意の角度に傾けて、例えば、ねじ等で仮止めする構成でもよい。基板２１は、手動で所要の角度に傾ける構成であるが、ステッピングモータなどを用いて、電気的あるいは機械的に自動で制御して角度を設定するようにしてもよい。このような構成にすることにより、植物に対して水平方向及び垂直方向など、所望の方向に補助光源ユニット２０、３０、４０の発光面を傾けることができる。

補助光源ユニット２０の発光面の向きを自在に設定することにより、植物の種類や植物の育成段階に応じた光を異なる方向から植物に照射することができ、例えば、葉で影になる部分や葉が重なり合う部分にも光を照射することができる。さらに、照射対象である植物の葉や花や果実など特定の部位に光を照射することもできる。

図７は本実施の形態の補助光源ユニット２０を略９０度回転させた状態を示す説明図であり、図８は本実施の形態の補助光源ユニット２０を略０度回転させた状態を示す説明図である。図７及び図８において、補助光源ユニット２０の基板２１上のＬＥＤが植物の方向に向くときの回転角を０度とする。補助光源ユニット２０は、主光源ユニット１０と植物との間に配置されているので、図７に示すように、基板２１の回転角度が略９０度の場合には、主光源ユニット１０からの光は、ほとんど遮られることなく植物に照射される。図７の例の場合、一例としては、植物に照射される光のうち、赤色光は約８０％、青色光は約２０％である。

また、図８に示すように、基板２１の回転角度が略０度の場合には、主光源ユニット１０からの光は、補助光源ユニット２０の基板２１で一部遮られるが（例えば、２９％程度）、主光源ユニット１０からの光だけでなく、主光源ユニット１０及び補助光源ユニット２０の両方からの光が植物に照射される。すなわち、基板２１の回転角を０度から９０度の間の所要の角度に設定することにより、植物の種類や植物の育成段階に応じて所要の照射量の光を照射することができる。図８の例の場合、一例としては、植物に照射される光のうち、赤色光は約５７％、青色光は約１４％、近赤外光は約２９％である。

また、基板２１の回転角度が略０度の場合には、主光源ユニット１０の発光面と補助光源ユニット２０の裏面（ＬＥＤを実装していない面）に光を反射する反射部材を設けていてもよい。反射部材は、半田などの金属を蒸着させたり、白色の塗料を塗布したり、反射シートを敷設したりすることにより設けることができる。このような構成とすることで、主光源ユニット１０から照射された光は、補助光源ユニット２０の裏面側に設けた反射部材により反射される。さらに反射光は、主光源ユニット１０の発光面で反射され、照射対象である植物に照射される。そのため、補助光源ユニット２０の基板２１の回転角度が０度の場合であっても、主光源ユニット１０からの光の照射量に与える影響を低減することができる。

さらに、補助光源ユニット２０の裏面側に反射部材を設けることにより、補助光源ユニット２０の裏面側に直接吸収される主光源ユニット１０からの光量が低減されるため、補助光源ユニット２０の基板２１の温度上昇を防ぐことができる。そのため、長寿命な補助光源ユニット２０を提供することができる。

図９は本実施の形態の補助光源ユニット２０の回転（回動）機構の他の例を示す模式図である。図６の例示する構成との相違点は、図９に示すように、補助光源ユニット２０は、回転部材２７を介してＬＥＤを実装した基板２１を複数連結した構成としてあることである。

図１０は本実施の形態の補助光源ユニット２０の各基板を回転させた状態を示す説明図である。図１０に示すように、補助光源ユニット２０は、回転部材２７を介してＬＥＤを実装した３枚の基板を連結してあり、基板２１毎に異なる波長ピークを有するＬＥＤを実装してある。すなわち、照射対象である植物に応じて基板２１の大きさを変更でき、さらに特定の部位毎に必要とされる波長ピークを有するＬＥＤを実装することにより、スポットライトとして利用することができる。また、タイマーなどを用いて育成段階を判断し、照射領域の大きさ、照射方向、光の波長や強度などを規定することができる。また、基板の数は３枚に限定されるものではなく、育成棚１の大きさなどに応じて適宜調整可能であり、複数の基板を用いてもよい。さらに、複数の基板に同一の波長ピークを有するＬＥＤを実装してもよい。

図１１は本実施の形態の補助光源ユニット２０を所要の角度に回転させた状態を示す説明図である。図１１に示すように、補助光源ユニット２０からの光の照射方向を、植物の種類や植物の育成段階に応じて所要の角度に設定することができる。例えば、開花の時期に植物の花に対して近赤外光（遠赤外光でもよい）を照射することにより、短日性植物に対しては開花時期を早め植物の早期収穫を行うことができ、長日性植物に対しては開花を抑制することができる。また、長日性植物や短日性植物に対しては収穫時期の少し前の時期に植物の葉や果実など特定の部位に対して紫外光を照射することにより、抗酸化物質などの有用成分（例えば、ビタミンＣ、ポリフェノールなど）の含有量を増加させることができる。さらに、収穫時期よりも少し前の時期に、果実に対して赤外光を照射することにより、熟期を早めたり、糖度を上げたりすることができる。

なお、図７〜図１１の例では、補助光源ユニット２０の例で説明したが、補助光源ユニット３０、４０も同様に光の照射方向を変えることができる。

図１２は図９に記載の補助光源ユニット２０の他の配置例を示す模式図である。図１０は、主光源ユニット１０と植物との間に３個の補助光源ユニット２０を並べて配置した場合であり、補助光源ユニット２０の基板の短手側から見た状態を示す。外側に配置された２つの補助光源ユニット２０は、それぞれ発光面が植物の方向へ向くように傾けられている。このような構造にすることで、従来であれば植物の上方のみから光が照射されるだけであったのに対し、図１２の例では、植物の測方から光を照射することができるので、葉で影になる部分や葉が重なり合う部分にも光を照射することができ、照射不足を補うことができる。また、主光源ユニット１０からの光と、補助光源ユニット２０からの光との配分を微調整することができる。さらに、トレー６の外側に光が発散されることがないため、光強度を保ちながら植物に必要な波長の光を照射することができる。

図１２の例では、３つの補助光源ユニット２０を配置した例を示したが、これに限定されるものではなく、他の補助光源ユニット３０、４０で置き換えたり、組み合わせて配置したりしてもよい。また、補助光源２０、３０、４０は、図１に示すようにトレー６の長手方向に対して垂直に配置しているが、これに限らず、トレー６の長手方向に対して水平に配置してもよい。

従来であれば蛍光灯や高圧ナトリウムランプなどの発光スペクトルを有する光源を用いていたため、レタスやサラダ菜のような植物の育成に限定されていた。本実施の形態では、赤色及び青色の波長の光を発光するＬＥＤを主光源として用い、赤色及び青色以外の光である近赤外光（あるいは遠赤外光）、紫外光、緑色や黄色などの光を発光するＬＥＤを補助光源として用いるので、植物の光合成に必要な波長の光を効率的に照射することができるとともに、光合成以外の育成、開花等に必要な波長の光を付加することができる。これにより、本実施の形態は、イチゴやレタスやサラダ菜だけでなく、ダイコン、ホウレンソウ、ブドウ、オウトウ、リンゴ、キャベツ、クチナシ、ブルーベリーなど多くの種類の植物にも適用することができる。

植物の育成を重視する時期には、有効成分用や育成制御用の補助光源ユニット２０、３０、４０を育成棚から取り外してもよく、基板を回転させて主光源ユニット１０からの育成用の光を妨げないようにすることができる。

また、有効成分の生成を重視する時期は、補助光源ユニット３０を育成棚１に取り付けること、あるいは基板を所要の角度に設定して必要な光を植物に照射することができる。これにより、育成用の光の量をあまり減らすことなく有効成分の含有量を増加することができ、十分な育成をすることができる。

また、花芽分化など育成制御を重視する時期は、補助光源ユニット２０を育成棚１に取り付けること、あるいは基板を所要の角度に設定して必要な光を植物に照射することができる。これにより、育成用の光の量をあまり減らすことなく開花を調整でき、十分な育成をすることができる。

１０ 主光源ユニット（第１光源）
２０、３０、４０ 補助光源ユニット（第２光源）
ＣＮ１〜ＣＮ９、ＣＮ コネクタ（接続部）
１１ 基板
１２ 赤色ＬＥＤ
１３ 青色ＬＥＤ
２１ 基板
２２ 近赤外ＬＥＤ
２６ 固定部材（設定部）
２７ 回転部材（設定部）

Claims (8)

1. 第１の波長の光を植物に照射する第１光源と、
   該第１光源とは異なる波長の光を植物の育成段階に応じて照射する第２光源と
   を備えてなることを特徴とする植物育成用光源装置。
2. 前記第２光源は、
   植物の部位に応じて波長を異ならせてなることを特徴とする請求項１に記載の植物育成用光源装置。
3. 前記第２光源は、
   前記第１光源の発光面よりも小さな発光面を備え、該発光面の向きを自在に設定する設定部を備えてなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の植物育成用光源装置。
4. 前記設定部は、
   前記第２光源の発光面に平行な軸の回りを回動する回動部材を備えてなることを特徴とする請求項３に記載の植物育成用光源装置。
5. 前記第２光源は、
   前記第１光源から電力を供給するための電線を接続する接続部を備えてなることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の植物育成用光源装置。
6. 前記第１光源は、少なくとも赤色及び青色の波長を含む光を照射してなることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の植物育成用光源装置。
7. 前記第２光源は、近赤外、紫外線、緑色又は黄色の少なくとも１つの波長を含む光を照射してなることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の植物育成用光源装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の植物育成用光源装置を備えてなることを特徴とする植物育成装置。

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