JP2012028293A - Lighting fixture for compensating lack of sunshine in bare ground cultivation or greenhouse cultivation - Google Patents
Lighting fixture for compensating lack of sunshine in bare ground cultivation or greenhouse cultivation Download PDFInfo
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Abstract
Description
この考案は、露地栽培やハウス栽培に於ける日照不足を補うための、半導体発光素子を用いた照光器具に関する。なお半導体発光素子には、エレクトロルミネッセンス(EL:ElectroLuminescence)やレーザーダイオード(DL:Diode Laser)がある。本願では半導体発光素子をLED(Light Emitting Diode)(発光ダイオード)で代表して説明することとする。 The present invention relates to a luminaire using a semiconductor light emitting device to compensate for the lack of sunshine in outdoor cultivation and house cultivation. Semiconductor light emitting elements include electroluminescence (EL) and laser diode (DL). In the present application, a semiconductor light emitting element will be described as an LED (Light Emitting Diode) (light emitting diode).
近年、建物内で人工の光を栽培植物に当てて成長を促進させようとする研究開発が盛んである。例えば米国特許6921182は、オレンジ色の第一LED群と、赤色の第二LED群と、青色の第三LED群とを適切な割合と照光角度とで配列することで、植物成長を強化するための安価で高効率なLEDランプとしたものである。また米国抄録2001−47618は、基盤上に交互に配電した赤色LEDと青色LEDを光源にして、太陽と同様の連続する光を提供すると共に、発光に係る仕事量を制御することを可能にしたものである。LEDなどの半導体発光素子には、植物の種類に合わせて、各々の植物の生育に好都合な特定波長の光を選択的に用いたり、光の強さや照光時間等を制御したりすることを、容易に行わせ得ると言う特長がある。このようなLEDランプはLEDを集合させたパネルの形態や電球の形態で提供され、いわゆる植物工場の天井や壁面にしっかりと固定される。最近では各種設備を整えた規模の大きなハウス栽培に於いても支柱などにLEDランプを固定して用いる例が出て来ている。 In recent years, research and development has been thriving to promote growth by applying artificial light to cultivated plants in buildings. For example, US Pat. No. 6,921,182 enhances plant growth by arranging an orange first LED group, a red second LED group, and a blue third LED group at an appropriate ratio and illumination angle. This is an inexpensive and highly efficient LED lamp. US abstract 2001-47618 also uses red and blue LEDs alternately distributed on the base as a light source to provide continuous light similar to the sun and to control the work associated with light emission. Is. For semiconductor light emitting devices such as LEDs, depending on the type of plant, selectively using light of a specific wavelength that is convenient for the growth of each plant, or controlling the light intensity, illumination time, etc. The feature is that it can be easily performed. Such an LED lamp is provided in the form of a panel in which LEDs are assembled or in the form of a light bulb, and is firmly fixed to the ceiling or wall surface of a so-called plant factory. Recently, even in large-scale house cultivation with various facilities, an example of using an LED lamp fixed to a support column has come out.
農作物栽培の歴史を一気に塗り替えそうな勢いの植物工場であるが、これによってこれまで培われて来た露地栽培やハウス栽培(省設備の規模の小さなものやトンネル支柱によって構成されたもの)がなくなってしまうわけではない。しかしながら露地栽培やハウス栽培には日照不足と言う大きな問題がある。長雨や曇り続きによって日照不足になると、栽培植物に悪い影響が現われる。安定した日照が得られないと、例えば桃農家では桃の実が着かなかったり、着いても実の色付きが悪く糖度が上がらないなどの損害を被る。またトマト栽培では葉が枯れたり、裂果になるなどの問題を生ずる。徒長の症状が出るものもある。太陽光線不足は実に大きな問題なのである。現在このような問題を解決して、露地栽培やハウス栽培を進化させる必要に迫られている。 Although it is a plant factory with the momentum that seems to change the history of crop cultivation at once, the cultivation of open land and house cultivation (those with small scales of equipment and tunnel struts) that have been cultivated so far will be lost It does not mean that However, there is a big problem of lack of sunshine in outdoor cultivation and house cultivation. If there is a lack of sunshine due to long rain or cloudy weather, the cultivated plants will be adversely affected. If stable sunshine is not obtained, for example, peach farmers do not wear peach fruits, and even if they are worn, they suffer damage such as poor coloring and sugar content. In addition, tomato cultivation causes problems such as leaf dying and tearing. Some may have symptoms of the chief. The lack of sunlight is a big problem. Currently, there is an urgent need to solve such problems and advance outdoor cultivation and house cultivation.
当発明者は特願2009−192895により、露地栽培やハウス栽培では、日照不足を補うための、設置が容易な、専用の照光器具が必要であるが、このようなものはこれまで存在していなかったこと、従来の植物工場に於けるLEDランプは、露地栽培やハウス栽培のために必要な時には直ぐに容易に使用出来ると言うようなものではなく、適用柔軟性に欠けていたこと、を指摘して植物育成用の新たな照光器具を提案した。なおこのような照光器具に最適な電源を特願2010−158288で提案した。 According to Japanese Patent Application No. 2009-192895, the present inventor needs an easy-to-install illuminating device to compensate for the lack of sunshine in outdoor cultivation and house cultivation. It was pointed out that LED lamps in conventional plant factories were not easily used when needed for outdoor cultivation and house cultivation, and lacked flexibility in application. Then, a new lighting device for plant cultivation was proposed. In addition, Japanese Patent Application No. 2010-158288 proposed the optimal power supply for such a lighting fixture.
特願2009−192895は、露地栽培やハウス栽培に於ける日照不足を補うべく、複数個の半導体発光素子をこの半導体発光素子に電力を供給するための電線と共に、植物を覆うための農業用ネットに取り付けて植物育成用の照光器具としたものである。露地やハウスで用いる器具としては、農作業の邪魔にならず、取り扱いが煩わしくなく、現状露地やハウスの担い手であるじいちゃんばあちゃんでも簡単に設置したり撤収したりすることが出来るものでなくてはならない。 Japanese Patent Application No. 2009-192895 discloses an agricultural net for covering a plant together with electric wires for supplying power to a plurality of semiconductor light emitting elements to supply power to the semiconductor light emitting elements in order to compensate for the lack of sunlight in outdoor cultivation and house cultivation. It is attached as a lighting fixture for plant cultivation. The equipment used in the open ground and house should not be a hindrance to farming, should not be bothersome to handle, and can be easily installed or removed even by grandpa grandma who is the bearer of the current open ground and house. .
この発明が実に重要であることは後に発行された日本経済新聞2010年1月25日号の記事“農業も「ソーラー産業」に育てよ”によっても裏付けられる。この記事ではソーラーエネルギー利用への転換の担い手の産業として農業や林業が位置付けられている。 The fact that this invention is really important is supported by a later issue of the Nihon Keizai Shimbun published on January 25, 2010, titled “Farm agriculture into the“ solar industry ”.” Agriculture and forestry are positioned as leading industries.
このように現在植物工場に目が行く中で、露地栽培や比較的に規模の小さなハウス栽培に着目した植物を育成することが出来る照光器具を提案したことは、この分野にとり極めて重要な進歩であった。そこで当発明者は更に選択肢を拡げるべく、上述の発明とは異なるタイプの、現状露地やハウスの担い手であるじいちゃんばあちゃんでも簡単に設置して使い始めることが出来るようなまたは電源のことを考えなくて済むような、そうした植物を育成する照光器具を提供して日照不足を補う一助としたいものと思考した。この発明はこのような課題を解決することを目的とする。 In this way, with the eye on the plant factory now, the proposal of a lighting device that can grow plants that focus on open field cultivation and relatively small-scale house cultivation is an extremely important advance in this field. there were. Therefore, in order to further expand the options, the present inventor has a different type from the above-mentioned invention, and can be easily installed and used even by grandpa grandma who is the bearer of the current open space and house, or without thinking about the power supply I thought I wanted to help make up for the lack of sunshine by providing lighting equipment to grow such plants. An object of the present invention is to solve such problems.
上記の課題は、太陽電池と、前記太陽電池の出力を蓄電するための二次電池と後述する半導体発光素子の点灯消灯を制御する点消手段とから構成される電源部と、前記電源部に接続されて前記二次電池の出力を用いて発光して植物を照光するための前記半導体発光素子を有する照光部と、前記照光部を支持すると共に植物脇の土中に入れ込んで立たせるための支柱部と、から成る露地栽培やハウス栽培に於ける日照不足を補うための照光器具とすることによって達成される。電源部の太陽電池は好適な実施例としてこの照光器具の頂部に配置される。照光部は、植物育成用の半導体発光素子に例えばLEDを用い、LEDから発する光が照光対象の植物に当るような向きにして取り付けて成るものである。この照光器具は植物の近くの栽培土に支柱を挿したりねじ込んだりして支柱を立たせることによって使い始めることが出来る。太陽電池で発電した電力は二次電池に蓄えられて、この電力が点消手段をONにすることでLEDに供給される。この植物育成用のLEDから発する光を照光対象の植物に当てることによって、日照不足解消の一助とすることが出来、これにより植物のストレス(疲れ)を軽減し得るのである。LEDは一般的に熱をあまり発生しないので、植物に近接させて照光することが出来る。この照光器具は栽培植物の茎や幹の近くの土に支柱を挿したりねじ込んだりして立てるだけであるから、恰もイボ竹(登録商標)を畝やプランタの土に挿すこれまでの作業と同じような要領で、誰にでも容易に設置することが可能である。またこの植物育成用の照光器具の複数台を畑の好きな場所に分散させて設置することが出来る。電源部に太陽電池を備えているので電気代は無料であり、電源のための配線の引き回しも基本的に不要である。 The above-mentioned problem is that a power supply unit including a solar cell, a secondary battery for storing the output of the solar cell, and a point-off unit that controls turning on / off of a semiconductor light emitting element described later, and the power supply unit An illuminating unit having the semiconductor light emitting element for illuminating the plant by emitting light using the output of the secondary battery, and for supporting the illuminating unit and standing in the soil beside the plant This is achieved by providing a lighting device to compensate for the lack of sunshine in outdoor cultivation and house cultivation. The solar cell of the power supply unit is arranged at the top of the lighting device as a preferred embodiment. The illumination unit is formed by using, for example, an LED as a semiconductor light-emitting element for plant growth, and being attached in such a direction that light emitted from the LED hits a plant to be illuminated. You can start using this luminaire by placing the props in the cultivated soil near the plants and screwing them up. The electric power generated by the solar battery is stored in the secondary battery, and this electric power is supplied to the LED by turning on the extinguishing means. By applying the light emitted from the plant-growing LED to the plant to be illuminated, it is possible to help solve the shortage of sunshine, thereby reducing the stress (fatigue) of the plant. Since LEDs generally do not generate much heat, they can be illuminated close to plants. This lighting device is simply the same as the past work of inserting Ibo bamboo (registered trademark) into the soil of a cocoon or planter, because it only stands by inserting a pillar or screwing it into the soil near the stem or trunk of the cultivated plant In this way, it can be easily installed by anyone. In addition, a plurality of lighting fixtures for plant growth can be distributed and installed at any place in the field. Since the power supply unit is equipped with a solar cell, the electricity bill is free and wiring for the power supply is basically unnecessary.
なお前記支柱部としては、樹脂被覆鋼管等の支柱や樹脂被覆鉄線になるトンネル支柱なども、土中に入れ込んで立たせるものとしてこの発明に利用することが可能である。支柱の先を尖らせるようにすると地面に刺し入れやすくなる。また前記電源部の点消手段には一般的な接点式スイッチや、光センサを備えて環境が暗くなるとスイッチをONにする光センサスイッチや、設定した時刻になるとONにするタイマスイッチなどを用いることが出来る。なお光センサには太陽電池を利用する設計が可能である。より複雑には光センサスイッチとタイマスイッチとを組合わせて、例えば日没から昨日の日没時刻の3時間後までをONとしたり、昨日の日昇時刻の3時間前から日昇までをONとしたりするような設計も可能である。日昇時刻や日没時刻には、昨日光センサスイッチが働いた時刻をタイマの記憶部に記録したものを用いるのである。 In addition, as said support | pillar part, the support | pillars, such as a resin-coated steel pipe, the tunnel support | pillar used as a resin-coated iron wire, etc. can be utilized for this invention as it puts in the soil and stands. If the tip of the column is sharpened, it will be easier to pierce the ground. As the extinguishing means of the power supply unit, a general contact type switch, an optical sensor switch equipped with an optical sensor to turn on the switch when the environment becomes dark, a timer switch to turn on at a set time, etc. are used. I can do it. The optical sensor can be designed using a solar cell. More complicatedly, the optical sensor switch and timer switch are combined to turn on, for example, from sunset to 3 hours after yesterday's sunset time, or from 3 hours before yesterday's sun rise time to sun rise. It is possible to design such as For the daylight rising time and sunset time, the time when the optical sensor switch was operated yesterday is recorded in the storage unit of the timer.
植物育成用のLEDの発光色に付いて、例えば赤色LEDを単独で用いたり、また赤色LEDと青色LEDとを例えば4対1で混用するなど、植物の種類や育成の目的に応じて最適化すれば良い。LEDは色々な波長のものが開発されているが、植物の光生理に基づけば、赤色はおよそ波長が660nm±50nmの範囲のものであり、青色はおよそ波長が470nm±50nmの範囲のものである。さらにLEDの発光時間や発光パターンを制御し得るように構成することが出来る。連続して点灯させる他にフリッカさせる場合がある。このあたりのことは例えば上述した技術の他、既存の技術が参考になるので、煩雑となるのを避けて更なる説明を省略する。このようなLEDによる照光部を、電源部のあたりやこれ等を支持する支柱部のあたりに設けるのである。なおLEDの光が照光対象の植物に当るような向きにしてLEDを取り付けるに当たり、LEDを直接的に照光対象の植物に向けても良いが、そうせずともプリズムやミラーを備えればこれによって光を植物の方に向けることが可能である。あるいはプリズムやミラーやLEDの方向を制御し得る仕組みを備えるようにしても良い。 Optimized according to the type of plant and the purpose of breeding, such as using red LED alone or mixing red LED and blue LED, for example, 4 to 1 Just do it. LEDs with various wavelengths have been developed. Based on the photophysiology of plants, red has a wavelength in the range of 660 nm ± 50 nm, and blue has a wavelength in the range of 470 nm ± 50 nm. is there. Furthermore, it can comprise so that the light emission time and light emission pattern of LED can be controlled. In addition to lighting continuously, there may be flicker. For example, in addition to the technique described above, the existing technique can be used as a reference, so that further explanation is omitted to avoid complication. Such an LED illumination unit is provided around the power supply unit and the support unit that supports them. It should be noted that when mounting the LED in such a direction that the light of the LED hits the plant to be illuminated, the LED may be directed directly to the plant to be illuminated, but without this, if a prism or mirror is provided, It is possible to direct light toward the plant. Or you may make it provide the mechanism which can control the direction of a prism, a mirror, or LED.
次に、前記支柱部が植物の生長に合わせて高さを調節し得るように設けられているものとすることが出来る。例えば植物を上方から照光したいのであれば、照光部は植物の生長に合わせて高さを高くする調節を行えるようにしたい。このためには支柱部を例えばアンテナのように伸長可能に且つ適宜長さで固定し得るように構成したり、支柱部を釣り竿のようにパーツに分けておき、パーツを追加して接ぎ連ねて伸長し得るように構成したりすれば良い。あるいは支柱部を尺取りのように構成しても高さを調節し得る。または例えば植物の生長で太陽電池に葉の影が掛かるようになるのを防止したいのであれば、上記同様の構成とすれば良い。なお太陽電池が生長する植物の高さよりも高い位置にあるように調節すべく、太陽電池部分を照光部に対して上方に高くする調節が行い得るように構成しても良い。あるいは太陽電池部分を分離し、上方にワイヤーを張設するなどしてこれにぶら下げ得るように構成しても良い。 Next, the support column can be provided so that the height can be adjusted according to the growth of the plant. For example, if it is desired to illuminate the plant from above, the illuminator should be adjusted to increase its height in accordance with the growth of the plant. For this purpose, the strut part can be configured to be extensible and fixed at an appropriate length like an antenna, for example, or the strut part is divided into parts like a fishing rod, and the parts are added and connected What is necessary is just to comprise so that it can expand | extend. Alternatively, the height can be adjusted even if the column portion is configured like a scale. Alternatively, for example, if it is desired to prevent the shadow of the leaf from being applied to the solar cell during plant growth, the same configuration as described above may be used. In addition, in order to adjust so that it may be in a position higher than the height of the plant in which a solar cell grows, you may comprise so that adjustment which makes a solar cell part high upwards with respect to an illumination part can be performed. Or you may comprise so that a solar cell part may be isolate | separated and a wire may be stretched upwards and it may be hung on this.
次に、前記照光部が前記支柱部に沿って設けられているものとすることが出来る。これは植物を側面から照光したいとする場合の構成である。これには複数個のLEDを使用する。複数個のLEDは個々のLEDランプをビニール被覆線等の電線で繋げることで構成することが出来る。樹脂皮膜で覆われた導線を帯状に束ねたフラットコードと呼ばれる電線を用いることが出来る。あるいは表面実装(Surface Mount)によって配線を含んだLEDストリングを構成することが出来る。その他の方式を採用しても良い。複数個のLEDは直列接続にする、直列接続されたグループの複数グループを並列接続にする、等々所要の接続方式を採用すれば良い。このようなLEDを例えば支柱部の表面に長手方向に埋め込んだり、透明なパイプで構成された支柱部の内部に収めたりするのである。あるいは前記テープ状のLEDやチューブ状のLEDをこの照光器具の上部から吊したりすることでも実現可能である。 Next, the illumination unit may be provided along the support column. This is a configuration when it is desired to illuminate the plant from the side. For this, a plurality of LEDs are used. Several LED can be comprised by connecting each LED lamp with electric wires, such as a vinyl covering wire. An electric wire called a flat cord in which conductive wires covered with a resin film are bundled in a band shape can be used. Alternatively, an LED string including a wiring can be configured by surface mounting (Surface Mount). Other methods may be adopted. A plurality of LEDs may be connected in series, a plurality of groups connected in series may be connected in parallel, or the like. For example, such an LED is embedded in the surface of the support column in the longitudinal direction, or is stored in a support column composed of a transparent pipe. Alternatively, it can be realized by suspending the tape-like LED or the tube-like LED from the upper part of the illumination device.
次に、前記照光部が植物の並びに沿うように横方向に設けられているものとすることが出来る。例えば支柱部の頂部に照光部を支柱部と照光部とでT字形状を呈するように設ければ、土中に入れ込んで立たせた支柱部の両側に畝に沿って並ぶ何株かの植物への照光を引き受けることが出来る。 Next, the said illumination part shall be provided in the horizontal direction so that the arrangement | sequence of a plant may follow. For example, if an illuminating part is provided on the top of the supporting part so that it has a T-shape between the supporting part and the illuminating part, several plants lined up along the fence on both sides of the supporting part that are placed in the soil. You can take on the illumination.
次に、前記点消手段がリモコンスイッチであるものとすることが出来る。上述したように電源部の点消手段を一般的な接点式スイッチとする設計が可能である。ところが複数台の照光器具を広い畑に分散させて設置しているような状況では、1台1台をON/OFFして回るのは容易ではない。そこでこの発明の植物育成用の照光器具に通信部を持たせ、リモコンからの指令を受信して点消手段が照光部のON/OFFを行うように構成するのである。従って複数台の照光器具を一斉にON/OFFさせることが可能である。通信部には無線式や遠赤外線式のものを任意に採用し得る。この発明の照光器具は支柱部によって単独で立つことが出来、植物育成用の照光部は電源部を備えて外部からの給電はなくても良いように構成することが出来、農作業の邪魔になりにくいものであるから、点消手段のためだけに隣り合う照光器具を線でつなぐことは避けたい場合がある。 Next, the erasing means can be a remote control switch. As described above, it is possible to design the power supply unit to be a general contact type switch. However, in a situation where a plurality of lighting fixtures are distributed and installed in a wide field, it is not easy to turn each unit ON / OFF. Therefore, the illuminating device for plant growth of the present invention is provided with a communication unit, and a command from the remote controller is received so that the extinguishing means turns on / off the illuminating unit. Accordingly, it is possible to simultaneously turn on / off a plurality of illumination devices. A wireless or far-infrared type can be arbitrarily employed for the communication unit. The illuminating device of the present invention can stand alone by the column part, and the illuminating part for plant growth can be configured so as not to be supplied with power from the outside with a power supply part, which hinders agricultural work. Since it is difficult, it may be desirable to avoid connecting adjacent lighting devices with a line just for the extinction means.
次に、前記点消手段は前記半導体発光素子をパルス発光させる制御を行うものとすることが出来る。連続照光とは異なるものであるパルス発光は、植物工場に於いては明反応と暗反応とを効率的に組合わせて、光合成をさらに促進する目的のために利用されている。LEDは高速で点滅出来るため、この発明にパルス発光を適用するのは容易である。例えばマルチバイブレータや正帰還オペアンプで一例として周期400μsのパルス発光を、光量を落とさないようにして行う。このようにすれば省エネの面からも都合が良い。 Next, the extinguishing means can control the semiconductor light emitting element to emit light in pulses. Pulse emission, which is different from continuous illumination, is used in plant factories for the purpose of further promoting photosynthesis by efficiently combining light and dark reactions. Since the LED can blink at high speed, it is easy to apply pulsed light emission to the present invention. For example, with a multivibrator or a positive feedback operational amplifier, for example, pulse light emission with a period of 400 μs is performed without dropping the light amount. This is convenient from the viewpoint of energy saving.
次に、前記半導体発光素子は赤色LEDを単独で用いるものとしても良いが、発光色の異なる複数種類のLEDの組合わせに成るものとすることが出来る。植物が行う光合成は葉緑素が光エネルギーを受けて、水と二酸化炭素とから糖を作り出すと言うものである。この葉緑素は太陽光スペクトルの緑色の光は反射するが赤色や青色の光を吸収しやすく、特に波長660nm近辺の赤色の光が光合成に有効である。しかしながら発芽の際や葉が出来る際には波長470近辺の青色の光が有効とされている。従って例えば発光色の異なるLEDを2種組合わせるのであれば赤色と青色との組合わせが一般的である。なお除虫のためには虫の種類にもよるが、緑色LEDや黄色LEDを組合わせると良い。また赤色と青色と緑色のLEDを組合わせた白色LEDとする構成が可能である。なお栽培植物の種類や各々の成長段階や葉を大きくしたいなどの特別な目的に応じたLEDの組合わせに成る照光部の複数種類を交換可能に構成することも出来る。 Next, the semiconductor light emitting element may be a red LED alone, but may be a combination of a plurality of types of LEDs having different emission colors. The photosynthesis that plants perform is that chlorophyll receives light energy and produces sugar from water and carbon dioxide. This chlorophyll reflects green light in the sunlight spectrum but easily absorbs red and blue light, and red light in the vicinity of a wavelength of 660 nm is particularly effective for photosynthesis. However, blue light having a wavelength of around 470 is effective when germination or leaves are formed. Therefore, for example, if two types of LEDs having different emission colors are combined, a combination of red and blue is common. For insect removal, depending on the type of insect, a green LED or a yellow LED may be combined. Moreover, the structure which is set as white LED which combined red, blue, and green LED is possible. It should be noted that a plurality of types of illuminating parts, which are combinations of LEDs according to special purposes such as the type of cultivated plant, each growth stage, and the desire to enlarge the leaves, can be configured to be exchangeable.
次に、植物育成用の前記半導体発光素子が発光色の異なる複数種類から成り、前記点消手段が前記半導体発光素子の種類毎に設けられているものとすることが出来る。栽培する植物によっても異なるが発芽促進、葉の生育促進、花成誘導、開花抑制などの目的に応じた最適な発光色(波長)に対する経験が正に現在蓄積されつつある。従って前記点消手段に関しても、スイッチに発光色別の表示を行ったり、上記目的別の表示を行ったりすることで使用が便利になる。これは前記リモコンスイッチが複数種類のスイッチを備えている場合にも応用し得る。またマイコンを備えて、発光色を変えて行く制御を、これからこの発明に係る露地栽培やハウス栽培を行って行く農家の経験を踏まえて、プログラマブルに行わせる設計も可能である。 Next, the semiconductor light-emitting element for plant growth may be composed of a plurality of types having different emission colors, and the extinguishing means may be provided for each type of the semiconductor light-emitting element. Although it varies depending on the plant to be cultivated, experience for the optimal luminescent color (wavelength) according to the purpose of promoting germination, promoting leaf growth, inducing flowering, suppressing flowering is now being accumulated. Therefore, the erasing means can be used conveniently by displaying the switch for each emission color or performing the display for each purpose. This can also be applied when the remote control switch has a plurality of types of switches. In addition, it is possible to design the program to have a microcomputer so that the control of changing the emission color can be performed in a programmable manner based on the experience of the farmer who will perform the outdoor cultivation and house cultivation according to the present invention.
次に、前記電源部の前記太陽電池の向きが可変であるように構成されているものとすることが出来る。太陽電池は水平に設けても、傾斜角に関して例えば30度の傾斜を付けて設けても良いが、太陽電池の傾斜角度をこの照光器具の使用者が調節し得るように設けるとより便利である。方位角に付いても同様に、使用者が調節し得るように構成することが出来る。この場合コンパスを備えていると都合が良い。 Next, the direction of the solar cell of the power supply unit may be variable. The solar cell may be provided horizontally or provided with an inclination of, for example, 30 degrees with respect to the inclination angle, but it is more convenient if the inclination angle of the solar cell is provided so that the user of the lighting device can adjust it. . Similarly, the azimuth angle can be adjusted by the user. In this case, it is convenient to have a compass.
次に、頂部がネットを引っ掛けないように略球面状に形成されているものとすることが出来る。野菜の上にネットを掛けたり除けたりすることがあるが、このような際にネットが引っ掛かるのは好ましいことではない。この対策として例えば網目が4センチ角目仕立のネットであれば、直径10センチの略球面状の頂部となるように設計するのである。頂部に太陽電池を配置するのであれば、この上に太陽光を透す所要サイズの透明な略球面状のカバーを取り付けるようにすれば良い。 Next, the top can be formed in a substantially spherical shape so as not to catch the net. A net may be hung or removed on vegetables, but it is not preferable that the net gets caught in such a case. As a countermeasure, for example, if the mesh is a 4 cm square net, it is designed to have a substantially spherical top with a diameter of 10 cm. If a solar cell is arranged on the top, a transparent, substantially spherical cover of a required size that allows sunlight to pass therethrough may be attached.
なおこの発明は、太陽電池と、前記太陽電池の出力を蓄電するための二次電池と後述する半導体発光素子の点灯消灯を制御する点消手段とから構成される電源部と、前記電源部に接続されて前記二次電池の出力を用いて発光して植物を照光し育成するための前記半導体発光素子を有する照光部と、前記照光部を支持すると共に植物脇の土中に入れ込んで立たせるための支柱部とから成る照光器具と、前記植物を育成するものであると共に前記照光器具を前記支柱部を用いて植物の茎や幹の近くに立たせるものであるところの栽培土地と、による露地栽培やハウス栽培に於ける日照不足を補うための照光システムとして提供することが出来る。この照光システムについても上述のような各種の工夫を適用することが可能である。 The present invention also includes a power source unit including a solar cell, a secondary battery for storing the output of the solar cell, and a point-off unit that controls turning on / off of a semiconductor light emitting element to be described later. An illuminating unit having the semiconductor light emitting element for illuminating and growing the plant by emitting light using the output of the secondary battery, and supporting the illuminating unit and standing in the soil beside the plant An illuminating device comprising a supporting column part, and a cultivation land that is intended to grow the plant and to stand the illuminating device near a plant stem or trunk using the supporting column part, It can be provided as an illumination system to compensate for the lack of sunshine in outdoor cultivation and house cultivation. Various ideas as described above can also be applied to this illumination system.
この発明によって、現状露地やハウスの担い手であるじいちゃんばあちゃんでも簡単に設置して使い始めることが出来るような、または電源のことを考えなくて済むような、植物育成に適した新しいタイプの照光器具が提供された。 With this invention, a new type of illuminating device suitable for plant growth, which can be easily installed and used by grandpa grandma who is the bearer of the current outdoor field and house, or does not need to think about power supply Was provided.
この発明は以下で説明する実施形態に限定されず、種々バリエーションを与えることが出来る。各々の実施形態で実施した構成は他の実施形態にも適用することが出来る。 The present invention is not limited to the embodiments described below, and various variations can be given. The configuration implemented in each embodiment can be applied to other embodiments.
照光器具1は薄型方形の筐体10の上側表面にソーラーパネル2(太陽電池)を有し、筐体10の内部に充放電コントローラ21の回路基板と、電気二重層コンデンサを用いた二次電池20と、波長660nmの植物育成用LEDライト22とが収められており、その各々は図2で示す通りに接続されている。植物育成用LEDライト22は充放電コントローラ21の回路基板の裏面部に取り付けられて、後述する挿着口11から突出するように設けられている。筐体10の下側中央にはパイプ支柱14を挿着するための挿着口11が設けられており、パイプ支柱14の上部は透明筒12とされており、内部に植物育成用LEDライト22が下方に向けて納められており、さらにその下側には植物育成用LEDライト22から発せられる植物育成用の光を略横方向に反射するためのリフレクタ13が取り付けられている。このパイプ支柱14の下端部分は植物脇の土中に挿し入れることが出来るが、鎖線で示す斜めカット部15を設ければさらに挿し入れやすくなる。あるいは補助的に土台を土中に埋め込んでおきこの土台の孔にパイプ支柱14を挿し入れるように構成しても良い。なお照光器具1は防水性が付与されていることが望ましい。 The
この照光器具1を露地やハウスの育成対象の植物脇の土中にパイプ支柱14を以て挿し入れて立たせるようにすると設置完了である。するとソーラーパネル2が太陽光を受けて発電し、充放電コントローラ21がこの電力を二次電池20に充電する。ソーラーパネル2は光センサとしても使用され(光センサを別個に設ける設計も可能である)、日没等により環境が暗くなるとソーラーパネル2が感応するため、これを以て充放電コントローラ21は二次電池20の電力を植物育成用LEDライト22に印加する。ここから発せられた植物育成用の赤色光はリフレクタ13で反射され透明筒12を透過して照光器具1脇の育成対象の植物に当たるようになる。植物育成用LEDライト22の波長660nmは、クロロフィルの吸収ピークと光形態形成の強光反応の作用スペクトルのピークにほぼ一致する。このようにしてこの発明の照光器具1を用いることは日照不足解消の一助となる。しかも電源は不要であり、現状露地やハウスの担い手であるじいちゃんばあちゃんでも、簡単に設置して使い始めることが出来る。 The installation is completed when the
照光器具3は円形の筐体30の上側表面にソーラーパネル23を有すると共に、下側の透明カバー31の中に各々が赤色3、青色1の発光素子を組み込んだ複数個の植物育成用LEDライト22を有する。筐体30の下側中央にはパイプ33が設けられており、この先にパイプ34がその挿着突起35によりパイプ33に嵌合されており、さらにその先に尖端部材37が、その挿着突起38によってその前のパイプ34に嵌合されている。この尖端部材37があることによって植物脇の土中に挿し入れることがより容易なものとなっている。このようにしてパイプ支柱が構成されているが、前記パイプ34を追加して行くことでパイプ支柱を伸長させることが出来る。これは植物の生長に合わせて照光器具3の高さを高くすることで都合良く照光することを可能にするための重要な構成なのである。なおこの追加のパイプ34はその一端に挿着突起35を有すると共に他端にこの挿着突起35を嵌合させるための挿着溝36を有している。 The
一方、前記ソーラーパネル23はその下側中央に設けたスライド杆24を、筐体30の中央からパイプ33に通されているため、筐体30から遠ざけたり筐体30の上側に設けた収容溝32に収めたりすることが可能である。すなわちソーラーパネル23をアンテナのように引き出して行くことでソーラーパネル23が生長する植物の高さよりも高い位置にあるように調節して、発電効率を高めることが出来るのである。 On the other hand, the
この照光器具4では、ソーラーパネル25は回動軸42によって円形の筐体40の上側表面に回動自在に取り付けられている。このためソーラーパネル25を筐体40に設けた収容溝41の内に収めることも、また例えば30度の傾斜に設定するなどして発電効率をより高めることも可能である。 In the
この照光器具4の筐体40の下側中央には透明パイプ支柱43が取り付けられており、この内部には図示しない充放電コントローラから電線27にて吊り下げられた4個の植物育成用LEDライト26が収められている。すなわち植物育成用LEDライト26が透明パイプ支柱43に沿って設けられており植物を側面から照光することが出来るのである。なお符号44は尖端部材を、45は挿着突起を指す。 A transparent pipe support 43 is attached to the lower center of the
照光器具5は、筐体50が植物の並びに沿って横方向に長く設けられている点に特徴を有する。後述するパイプ52を地面に垂直に挿して立てた時、筐体50の上面のソーラーパネル28の傾斜角が30度となるように設けられている。また筐体50の前記ソーラーパネル28の面に対して直角に設けた面に複数個の植物育成用LEDライト29の列が、斜め上方から植物を照光し得るように取り付けられている。この照光器具5は筐体50と支柱部としてのパイプ51,52とで正面視略T字形状を呈しており、パイプ52で立たせた時にパイプ51,52の両側に並ぶ何株かの植物への照光を引き受けることが出来るように構成されている。 The illuminating
この筐体50には側面視クランク形状のパイプ51が固定されており、このパイプ51は締め付けネジ53を介してパイプ52の内に収められている。従って締め付けネジ53を緩めてパイプ52からパイプ51を引き出し、この状態を固定すべく締め付けネジ53を締めるようにすることで、植物育成用LEDライト29の列が生長する植物に都合良く照光し得る高さに、筐体50の高さを調節することが出来る。パイプ52はその尖端部材54によって容易に植物脇の土中に挿し入れることが可能であるが、締め付けネジ53を緩めてパイプ51から上を取り外しておき、パイプ52上端に木板を宛がって木槌で土中に打ち込むようにしても良い。なおパイプ51がクランク形状を呈することによって、筐体50は植物よりも幾分北側に位置することになる。すなわち照光対象の植物の列に筐体50の陰を落としにくい構成となっている。ソーラーパネル28が細長い点もこの陰を作りにくいことに一役買っている。 A pipe 51 having a crank shape when viewed from the side is fixed to the
図6はこの実施形態の照光器具の回路構成に係り、また図7はリモコン側の回路構成に係る。リモコン側はスイッチ回路60が例えば「発芽期」「生育期」「花成期」の3つの時期に対応させた第1スイッチ61,第2スイッチ62,第3スイッチ63を備え、この何れのスイッチかがONにされるとこの情報を送信回路6にて、露地やハウスに散在する照光器具に一斉に送信する。またOFFの指令の場合にはこれまでONであったスイッチがOFFにされるので、これを一斉に送信する。 FIG. 6 relates to the circuit configuration of the illumination device of this embodiment, and FIG. 7 relates to the circuit configuration on the remote control side. On the remote control side, the
各々の照光器具側では、受信回路201を用いてこの電波を受信して、何れのスイッチが押されたかの情報を得て、充放電コントローラ200がこの指令に対応する植物育成用LEDライト202をONにする。現状露地やハウスの担い手である所のじいちゃんばあちゃんにも便利な機能である。 Each lighting device receives the radio wave using the receiving
照光器具7は円形の筐体70の上側表面にソーラーパネル203を有して、筐体70に球面状を呈する透明半球カバー72が被せられている。また下側の透明カバー71の中に図示しない複数個の植物育成用LEDライトが収められている。筐体70の下側中央にはパイプ73が設けられており、このパイプ73は締め付けネジ75を介してパイプ74の内に収められている。従って締め付けネジ75を緩めてパイプ74からパイプ73を引き出し、この状態を固定すべく締め付けネジ75を締めるようにすることにより、照光器具7が生長する植物に都合良く照光し得る高さに、透明カバー71の高さを調節することが出来る。またパイプ74はその尖端部材76により容易に植物脇の土中に挿し入れることが可能である。この際にパイプ74に設けられた踏み込み板77を恰もスコップを土中に突き刺す時のように足で踏み込むようにする。このように脚の力を借りることで、パイプ74を誰にでも容易に土中に挿し入れることが出来る。 The illuminating
この照光器具7の上から農業用ネットNを掛けることが出来る。透明半球カバー72は農業用ネットNが引かれたような場合であってもこれを引っ掛けることなくするりと躱すことが可能である。透明半球カバー72は太陽光を透すためソーラーパネル203の発電を妨げない。露地やハウスに於けるこのような農作業の自然な流れを妨げないありかたは重要である。 An agricultural net N can be hung on the
照光器具8は光透過型ソーラーパネル204を2枚のガラス板81,82で保護すべく挟着したものを円形の枠体80によって一体化したものであり、その下面中央部に図示しないLEDを収めた発光部83が、更にその下に図示しない発光回路を収めた回路部84が取り付けられている。光透過型ソーラーパネル204で起こされた電力は回路部84にて周期400μsのパルス発光に変換され発光部83の赤色4個と青色1個の組み合わせに成るLEDに印加され、発光部83の透明カバーを通してその発光が観察される。 The illuminating
この実施形態の照光器具8では、照光器具そのものが植物に出来るだけ陰を落とさないようにしたいとして光透過型ソーラーパネル204を用いている点に特長を有する。光透過型ソーラーパネル204を用いて発電した後の太陽光が、矢線で示したように光透過型ソーラーパネル204を透過してその下方の植物に当たるようになる。この他、実施形態4の照光器具5のように太陽電池部分を出来るだけ細身に構成することでも日陰を分散させることが出来る。なお図9中符号85,86はパイプを、符号87は締め付けネジを、符号88は尖端部材を指し、その働きは上述した実施形態6のものに倣う。 The illuminating
照光器具9は植物育成用LEDライト206とこの駆動回路とを有する照光部92と、ソーラーパネル205を収めた筐体90とを、アーチ型パイプ93で支持すると共に植物脇の土中に入れ込んで立たせるように構成したものである。このアーチ型パイプ93にはビニールを被せて簡易型のハウスを構成することが出来る。筐体90はパッカー91によってアーチ型パイプ93の頂部に外側から取り付けられる。照光部92はアーチ型パイプ93の頂部の内側に固定されている。ソーラーパネル2045照光部92とは図示しない電線によって接続されている。なお照光部92の下面の植物育成用LEDライト206は赤色と青色とを混在させた構成に成るものである。 The illuminating
この照光器具9は、アーチ型パイプ93で育成対象の植物を跨ぐようにして両先端部分を土中に挿し入れて立たせるようにする。ソーラーパネル205が太陽光を受けて発電して、照光部92内の図示しない駆動回路(充放電コントローラである)がこの電力を図示しない二次電池に充電する。筐体90には図示しない光センサが設けられており、日没等により環境が暗くなると光センサがこれを関知し、この結果駆動回路が二次電池の電力を植物育成用LEDライト206に印加する。こうして発せられた赤色と青色のLED光が下方の植物を恰も太陽のように照らす。このようにしてこの発明の照光器具9を用いることは日照不足解消の一助となる。しかも電源は不要であり、現状露地やハウスの担い手であるじいちゃんばあちゃんでも、簡単に設置して使い始めることが出来る。 The illuminating
なお前記駆動回路は、スイッチの切り替えによって、ソーラーパネル205で発電した電力をそのまま植物育成用LEDライト206に印加するようにすることが出来る。すなわちソーラーパネル205の出力端を植物育成用LEDライト206の入力端に直結したような形になるのである。太陽が出ていても光が弱いと言うような状況で、このモードは日照不足を補う一助となり得る。 The drive circuit can apply the electric power generated by the
植物育成のための照光部を有する支柱部を複数個並べて土中に入れ込んで立たせるものに、この複数個に共用される1個の太陽電池を備えたものとして、照光器具を構成することが出来る。またベランダ菜園や卓上菜園のプランターで用いるものとして設計することが出来る。また害獣撃退のためのフラッシュランプを併設して時々フラッシュするように設定することが可能である。 A lighting device is configured as a single solar cell that is shared by a plurality of support columns having a lighting unit for growing plants and placed in the soil. I can do it. It can also be designed for use in veranda or tabletop planters. It is also possible to set a flash lamp for fighting pests to flash occasionally.
この発明は生簀や湖沼などの水上で用いて(水底に挿す)、水中の動植物に半導体発光素子から発する光を当てたり、特定微生物を増殖させて水質浄化を行うなどの用途が考えられる。 The present invention can be used on water such as ginger and lakes (inserted into the bottom of the water) to irradiate light and water emitted from a semiconductor light-emitting element to underwater animals and plants, or to grow water by purifying specific microorganisms.
1:照光器具 10:筐体 11:挿着口 12:透明筒 13:リフレクタ
14:パイプ支柱 15:斜めカット部 2:ソーラーパネル 20:二次電池
21:充放電コントローラ 22:植物育成用LEDライト 23:ソーラーパネル
24:スライド杆 25:ソーラーパネル 26:植物育成用LEDライト
27:電線 28:ソーラーパネル 29:植物育成用LEDライト
200:充放電コントローラ 201:受信回路 202:植物育成用LEDライト
203:植物育成用LEDライト 204:光透過型ソーラーパネル
205:ソーラーパネル 206:植物育成用LEDライト 3:照光器具
30:筐体 31:透明カバー 32:収容溝 33:パイプ 34:パイプ
35:挿着突起 36:挿着溝 37:尖端部材 38:挿着突起 4:照光器具
40:筐体 41:収容溝 42:回動軸 43:透明パイプ支柱 44:尖端部材
45:挿着突起 5:照光器具 50:筐体 51:パイプ 52:パイプ
53:締め付けネジ 54:尖端部材 6:送信回路 60:スイッチ回路
61:第1スイッチ 62:第2スイッチ 63:第3スイッチ 7:照光器具
70:筐体 71:透明カバー 72:透明半球カバー 73:パイプ 74:パイプ
75:締め付けネジ 76:尖端部材 77:踏み込み板 8:照光器具 80:枠体
81:ガラス板 82:ガラス板 83:発光部 84:回路部 85:パイプ
86:パイプ 87:締め付けネジ 88:尖端部材 9:照光器具 90:筐体
91:パッカー 92:照光部 93:アーチ型パイプ S:栽培土地DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Illuminating device 10: Housing | casing 11: Insertion slot 12: Transparent tube 13: Reflector 14: Pipe support | pillar 15: Diagonal cut part 2: Solar panel 20: Secondary battery 21: Charge / discharge controller 22: LED light for plant cultivation 23: Solar panel 24: Slide rod 25: Solar panel 26: Plant growing LED light 27: Electric wire 28: Solar panel 29: Plant growing LED light 200: Charge / discharge controller 201: Reception circuit 202: Plant growing LED light 203 : LED light for plant growth 204: Light transmission type solar panel 205: Solar panel 206: LED light for plant growth 3: Illuminating device 30: Housing 31: Transparent cover 32: Groove 33: Pipe 34: Pipe 35: Insertion Protrusion 36: Insertion groove 37: Tip member 38: Insertion protrusion 4: Illumination device 4 : Housing 41: Housing groove 42: Rotating shaft 43: Transparent pipe support 44: Pointed member 45: Insertion protrusion 5: Illuminating device 50: Housing 51: Pipe 52: Pipe 53: Clamping screw 54: Pointed member 6: Transmission circuit 60: Switch circuit 61: First switch 62: Second switch 63: Third switch 7: Illuminating device 70: Housing 71: Transparent cover 72: Transparent hemispherical cover 73: Pipe 74: Pipe 75: Clamping screw 76: Pointed member 77: Stepping plate 8: Illuminating device 80: Frame body 81: Glass plate 82: Glass plate 83: Light emitting portion 84: Circuit portion 85: Pipe 86: Pipe 87: Clamping screw 88: Pointing member 9: Illuminating device 90: Case 91: Packer 92: Illuminated part 93: Arched pipe S: Cultivated land
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