JP2013521824A - 冷却装置を備えた照明システム - Google Patents

Abstract

本発明は、植物の成長を制御するための照明システム１００，２００，３００であって、予め決められた波長又は波長範囲の光を放射するように適合されたソリッドステート／半導体光源のアレイ１０１，２０１，３０１と、気体状の冷却媒体を受けるための少なくとも１つの入口開口部と冷却装置から前記気体状の冷却媒体を解放するための複数の出口開口部１０５，２０５，３０５とをもつパイプ１０３，２０３，３０３を有する冷却装置１０２，２０２，３０２とを有し、前記冷却装置は、前記光源と機械的及び熱的に接触する、照明システム１００，２００，３００を提供する。また、本発明は、栽培チャンバの温室において植物の成長を制御するための方法を提供する。本発明は、植物の局所的な周りの条件（光強度、温度、ＣＯ_２濃度）を変更することにより植物の光合成を促進させることを可能とする。

Description

本発明は、半導体光源に関し、及び、温室又は栽培チャンバにおける作物の成長の促進についてのこれらの使用に関する。

（日光を用いた）温室及び（日光を伴わない）栽培チャンバにおいて、植物は１年を通じて育てられる。温室又は栽培チャンバの閉じられた環境は、植物の最適な光合成を提供するために異なるパラメータの良好な制御を必要とする。光合成及びそれ故に植物の成長を制御する３つの最も重要なパラメータは、周囲光強度、温度及び二酸化炭素（ＣＯ_２）の濃度である。今日、これらのパラメータのうちの１又はそれ以上を制御することにより、例えば温室又は栽培チャンバ内のＣＯ_２濃度を増大させるためのＣＯ_２発生器、及び、追加の照明装置を用いることにより、植物の栽培を監視及び／又は制御するための種々の制御システムが存在する。

従来のシステムを用いたＣＯ_２の追加は、温室内のＣＯ_２の全体的な濃度を通常約１３００ｐｐｍまで上げることによりもたらされる。しかしながら、斯様なシステムの欠点は、光合成が生じる植物の葉の近くのＣＯ_２濃度が（例えば枯渇により）低くなり、光合成の所望の増大を実現するのに十分ではない場合があることである。

温室及び栽培チャンバのための追加の照明を与えるために、高輝度、高効率発光ダイオード（ＬＥＤ）は、これらの低エネルギ消費、良好な効率、低コスト、及び、色出力を適合させる可能性のため、ますます興味が深まっている。

ＬＥＤの光出力は、ＬＥＤの輝度、特定の光パターンを生成するために用いられる任意の光学、ＬＥＤに送られる電流、及び、ＬＥＤのジャンクション温度（即ち、ＬＥＤの発光部分の温度）のような、多くの因子に依存する。一般に、ＬＥＤの光出力は、特定のジャンクション温度のために報告される。光出力は、ＬＥＤの動作により生成された温度の増大とともに減少し、それ故、ＬＥＤの効率は、より高い温度のために削減される。更に、ＬＥＤの寿命もジャンクション温度に影響を受け、より高いジャンクション温度はデバイスの寿命を減少させる。

動作の間にＬＥＤを冷却するために種々の方法が用いられ得る。一の一般的に用いられる技術は、ＬＥＤにより生成された熱を周囲に消散するヒートシンクにＬＥＤを熱的に結合することである。代わりに、強制空気又は液体がＬＥＤを冷却するために用いられてもよい。これらの方法は、所望の光出力を得るために十分なジャンクション温度の減少をもたらし得る。しかしながら、個々のＬＥＤ光出力を増大させるという不変の要求は、従来のヒートシンクの能力を超える熱管理の必要性を作り出す。

国際公開第２００７／０９３６０７号は、植物の栽培を刺激するための照明デバイスを開示している。照明デバイスは、予め決められた波長範囲内で少なくとも１つの波長の光を放射するための半導体光源をもつ。半導体光源は、冷却媒体と接触し、冷却媒体は、−５０〜０℃、好ましくは−５０〜−２０℃の範囲内の温度をもつ。しかしながら、斯様な冷却媒体の使用は、媒体が少なくとも２つのチューブ内に封入されることを必要とするという欠点をもつ。

それ故、改良されたＬＥＤベースの照明デバイス、特に植物の成長を促進又は制御するために大規模な温室及び栽培チャンバで使用する照明デバイスの必要性が従来において明確に存在する。

本発明の目的は、従来の課題を少なくとも部分的に克服することにあり、植物の成長を促進又は制御するために用いられるＬＥＤの改良された熱管理の方策を提供する一方で、植物の成長に影響を与える条件の改良された制御も与えることにある。

第１の態様によれば、本発明は、植物の成長を促進するための照明システムであって、予め決められた波長又は波長範囲の光を放射するように適合された半導体光源のアレイと、冷却媒体を伝導するためのパイプを有する冷却装置とを有し、前記パイプは、気体状の冷却媒体を受けるための少なくとも１つの入口開口部と、前記冷却装置から前記気体状の冷却媒体を解放するための複数の出口開口部とをもち、前記冷却装置は、前記光源と機械的及び熱的に接触する、照明システムを提供する。典型的には、パイプは熱的に伝導性である。また典型的には、パイプの少なくとも部分は光源と熱的に接続する。

典型的には、冷却装置は、ＣＯ_２の供給源に接続可能である。本発明の実施形態において、冷却装置は、ＣＯ_２の供給源、例えばＣＯ_２発生器又はＣＯ_２タンクに接続される。

本発明は、照明とＣＯ_２添加との単一システムにおける一体化を可能にする。本システムは、光合成を促進するために、光及びＣＯ_２が植物の葉の近くに供給され、それ故に植物の局所的な周りの条件（光強度、温度、ＣＯ_２濃度）を調節するように、植物の近くに配置され得る。本発明のシステムは、双方が光合成のために必要とされる光とＣＯ_２とを同時に供給することにより、植物の局所的な周りに、特に葉の近くに、必要な条件を与えるために非常に効率的に用いられ得る。

有利には、植物の場所にＣＯ_２を供給することにより、栽培チャンバ又は温室におけるＣＯ_２の高周囲濃度が回避され得る。

更に、本発明により、照明及びＣＯ_２補給のための別個のシステムの使用が回避され、それ故にコストを削減する。

本発明の照明システムは、単純な構造をもつ。これは、（日光遮断（daylight interception）としても知られる）日光のブロッキングが大きく削減されるか又は回避されるように、非常に細く作られ得る。

光及びＣＯ_２を植物に供給することに加えて、本発明のシステムは、システムから解放された冷却媒体が温室又は栽培チャンバ内の周囲温度よりも高い温度までＬＥＤにより加熱され、それ故、解放されたときには、光合成を更に強化する、植物の局所的な周りの温度を更に増大させ得る、という更なる利点をもつ。更に、植物の方向に解放された暖流媒体は、カビのような病原菌の成長を助けるために知られた高湿度レベルを阻止し得る。

本発明の実施形態において、出口開口部は閉鎖可能であり得る。特に、開口部は、出口開口部のサイズが調節可能になるように、可変的に閉鎖可能であり得る。この手法において、冷却媒体の開放が制御され得る。所望のＣＯ_２追加を植物に与えるように、冷却媒体を含むＣＯ_２の解放を制御可能であることが特に有利である。典型的には、冷却装置は、温室又は栽培チャンバの外側から空気を取り込み、温室又は栽培チャンバの内側で解放するように適合された開放型システムを形成し得る。

本発明の実施形態において、半導体光源のアレイは、パイプの外側に設けられる。そして、出口開口部は、典型的には、パイプの光源と同じ側に配置され得る。

本発明の実施形態において、本システムは、以下のデバイス及びモニタ、即ち、出口開口部のサイズを制御するための閉鎖制御デバイス、光出力制御デバイス、温度モニタ、ＣＯ_２含有量モニタ及び時計又はタイマ、のうち１又はそれ以上を更に有してもよい。それ故、関連パラメータのうち１つに関する情報、特に、温度、冷却装置内の冷却媒体中のＣＯ_２濃度、植物の周りのＣＯ_２濃度、ＬＥＤ電力消費及び光強度に基づいて、他のパラメータのうちの１又はそれ以上が、最適な条件を与えるために、例えばＬＥＤ電源、冷却媒体としての空気の吸入、冷却媒体のＣＯ_２補給、及び／又は、出口開口部のサイズを制御することにより調節され得る。

他の態様において、本発明は、温室又は栽培チャンバにおける植物の成長を制御する方法であって、前述されたシステムを設けるステップであって、前記光源のアレイ及び前記複数の出口開口部が、前記温室又は栽培チャンバの内部に配置される、ステップと、ＣＯ_２を含む冷却媒体を前記少なくとも１つの入口開口部を介して前記パイプに取り込むステップと、前記冷却媒体が前記光源のアレイにより生成された熱を吸収し得るように、前記パイプを介して前記冷却媒体を伝導するステップと、前記冷却媒体が前記冷却装置から前記出口開口部のうち１又はそれ以上を介して前記温室又は栽培チャンバへと脱出可能なステップとを有する、方法に関する。

典型的には、光源のうち少なくとも１つ及び複数の出口開口部のうち少なくとも１つは、成長が制御されるべき植物の近傍に配置される。

有利には、本発明の方法は、最も有益な植物の場所に光とＣＯ_２とを同時に与える。それ故に、植物の局所的な周りのＣＯ_２濃度を制御することにより、人間にとって有害であり得る、栽培チャンバ又は温室内のＣＯ_２の植物高周囲濃度が回避され得る。更に、植物の周りの冷却媒体のフローは、植物の周りの湿度を適度なレベルに維持することにより、病原微生物、特にカビ（fungus）の成長を阻止することができる。他の利点は、本発明の方法において用いられる照明システムに関して前述される。

本発明の実施形態において、冷却媒体は、温室又は成長チャンバの外側から収集された周囲空気である。これは、空気が安価な冷却媒体であり、外気を用いたときには冷却媒体の別個の冷却が概ね必要ではないので、非常に有利である。それ故、本方法は、非常にエネルギ効率がよい。

空気自体が、光合成を促進するために用いられ得るＣＯ_２を含む。しかしながら、本方法は、冷却媒体が通常の空気のＣＯ_２含有量よりも高いＣＯ_２含有量をもつときにより効果的である。それ故、本方法は、冷却媒体が冷却装置から温室又は栽培チャンバに脱出することが可能になる前に冷却媒体をＣＯ_２により補給するステップを有し得る。特に、外気が冷却媒体として用いられたときには、それ故、植物の周りのＣＯ_２濃度の増大を可能にするために、ＣＯ_２により冷却媒体を補給することが特に有利であり、植物の方向における冷却装置からの冷却媒体を含むＣＯ_２の解放により実現される。

本発明の実施形態において、冷却媒体は、少なくとも５００ｐｐｍ、好ましくは少なくとも１０００ｐｐｍ、又は、より好ましくは少なくとも１３００ｐｐｍのＣＯ_２含有量をもつ。

本発明は請求項に記載された特徴の全ての取り得る組み合わせに関することに留意されたい。

本発明のこれらの及び他の態様は、本発明の実施形態を示す添付図面を参照して、より詳細に説明されるだろう。

本発明の一実施形態の照明システムの断面長辺側面図を示す。 本発明の他の実施形態の照明システムの断面斜視側面図を示す。 本発明の他の実施形態の照明システムの断面斜視側面図を示す。 本発明の他の実施形態の照明システムの断面短辺側面図を示す。

図１は、詳細には栽培チャンバ又は温室において、植物の成長を制御及び／又は促進するための照明システムの第１の実施形態を示す。図１の実施形態は、影響されるべき植物から近距離に設けられる（例えば吊るされる）のに特に適している。

照明システム１００は、入口開口部（図示省略）及び複数の出口開口部１０５ａ，１０５ｂ等をもつパイプ１０３を有する冷却装置１０２上に取り付けられるとともにこの冷却装置１０２と熱的に接触する（光源１０１と集合的に呼ばれる）半導体光源（ここではＬＥＤ）１０１ａ，１０１ｂ等のアレイ１０１を有する。光源１０１は、これらの動作のための電源（図示省略）に電気的に結合される。

光合成のために、植物は、主として、４００〜５００ｎｍ（青色光）及び６００〜７００ｎｍ（赤色）の波長範囲の光を用いる。しかしながら、作物のタイプに依存して、植物は、可視スペクトル全体の光（白色光）を用いてもよい。従って、ＬＥＤ１０１は、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲の光、又は、その１若しくはそれ以上のサブレンジ（４００〜５００ｎｍ及び／又は６００〜７００ｎｍ等）の光を放射するように適合されてもよい。

冷却装置１０２は、気体状の冷却媒体が伝導され得るパイプ１０３を有する。パイプ１０３は、冷却媒体を受けるための少なくとも１つの入口開口部（図示省略）をもつ。媒体は、典型的には、オプション的にエアコンプレッサ（図示省略）との組み合わせにおいて、ポンプ（図示省略）によりパイプ１０３に送り込まれる。

冷却装置１０２は、ヒートシンク１０４に接続されたＬＥＤプリント回路基板（ＰＣＢ）を介してＬＥＤ１０１と熱的に接触している。ＰＣＢは、少なくとも部分的に熱的伝導性があり、ＦＲ４又はメタルコアＰＣＢ（ＭＣＰＣＢ）のような、セラミックのガラス強化エポキシ基板を有し得る。ＬＥＤ１０１は、熱伝導を可能にする任意の一般的な手段によりヒートシンク１０４に取り付けられる。パイプ１０３に直接的に、即ちヒートシンクを使用することなく、ＰＣＢを介してＬＥＤを接続することも可能である。

ＬＥＤ１０１は、パイプ１０３から離れる方向に光を放射するように構成され、この光は、照明システム１００の近傍に配置された（植物Ｐと集合的に呼ばれる）１又はそれ以上の植物Ｐ１，Ｐ２等を対象としている。

出口開口部１０５と集合的に呼ばれる複数の出口開口部１０５ａ，１０５ｂ等は、長さ方向においてパイプ１０３に沿って設けられる。開口部１０５は、パイプ１０３内に伝導された冷却媒体が周囲に脱出することを可能にする。典型的には、全ての出口開口部１０５は、概ねパイプ１０３の同一側に配置され、これは、典型的には、ＬＥＤ１０１が取り付けられたパイプの側でもある。出口開口部は、典型的には、植物と対向することを意図されたパイプ１０３の側に配置され、冷却媒体は、植物Ｐの方向においてパイプから脱出するだろう。

本発明によれば、動作の間にＬＥＤにより生成された熱は、ヒートシンク１０４を介して、熱的な伝導性もあるパイプ１０３に伝導される。パイプ１０３は、十分な熱伝導特性（例えば鉱物粒子をもつプラスチック）をもつ、金属（例えばアルミニウム、銅）、プラスチック又はセラミックのような熱的伝導性材料で完全に又は部分的に形成され得る。そして、熱は、パイプ１０３から、パイプ内を流れる冷却媒体への放射線により移される。冷却媒体は、開口部１０５を介して冷却装置１０２から脱出し得る。従って、熱がＬＥＤから除去され、ＬＥＤの温度は、それ故に、許容レベルに効果的に維持され得る。

出口開口部１０５を介して解放される代わりに又はそれに加えて、加熱された冷却媒体は、パイプ１０３内において、冷却装置１０２から解放され得る遠位出口開口部（図示省略）に更に伝導されてもよい。斯様な遠位出口開口部は、温室又は栽培チャンバの外側に配置され得る。

システム１００は、植物から数センチメートルから約２ｍ離れて配置され得る。この距離は、典型的には、栽培チャンバ又は温室のタイプ及び／又は植物の列の配置に依存する。例えば、複数層の植物列を用いた非日光栽培チャンバにおいて、照明システムは、植物からの数センチメートルから約１ｍまでのような短距離から中距離で配置されてもよい。温室において、インターキャノピー（intercanopy）ユニット（図３参照）の形式の照明システムは、植物からの、数センチメートルから約１ｍ若しくはそれ以上まで、又は、約２ｍまでのような、より大きな距離で配置されてもよい。

典型的には、冷却媒体は、空気であり、好ましくは、温室又は栽培チャンバの外側から収集される周囲空気、即ち外気である。空気は、一般的なＣＯ_２供給源を用いてＣＯ_２が補給され得る。

空気中のＣＯ_２の通常の含有量は、約３４０ｐｐｍである。閉鎖された温室内での植物の成長は、日中のＣＯ_２濃度を２００ｐｐｍまで削減可能であり、この濃度においては、植物の光合成が大幅に減少する。一方で、周囲ＣＯ_２濃度の増大は光合成の増大を決定することが示されている。キク（chysantemum）植物に関して、３５０ｐｐｍ（空気中の通常値）から１０００ｐｐｍへの周囲ＣＯ_２の増大は、２１℃での光合成の４０％の増大、及び、３０℃での７５％の増大をもたらした（E. Rosenqvist, Green Knowledg, vol 22, 2000）。ＣＯ_２枯渇を回避するために、及び、作物の成長を刺激するために、温室は、大抵、温室内に配置されるとともに天然ガス又はプロパンのような炭素を主成分とする燃料を燃やすことにより動作されるＣＯ_２発生器を用いてＣＯ_２が補給される。代わりに、純粋なＣＯ_２がタンクから供給されてもよい。

本発明において用いられた冷却媒体は、一般的なＣＯ_２発生器又はタンクからＣＯ_２が補給され得る。オプション的に、冷却媒体のＣＯ_２補給のために用いられる発生器又はタンクは、温室においてＣＯ_２の通常濃度を増大させるために用いられる同一ユニットであってもよい（斯様なユニットが用いられる場合）。冷却媒体のＣＯ_２補給を提供するために、冷却装置１０２は、オプション的に第２の入口開口部を介して、ＣＯ_２発生器又はＣＯ_２タンクに接続されてもよい。それ故、冷却媒体には、冷却媒体がパイプに取り込まれる前又はその後にＣＯ_２が補給され得る。補給後、冷却媒体内のＣＯ_２の含有量は、少なくとも５００ｐｐｍ、少なくとも８００ｐｐｍ、少なくとも１０００ｐｐｍ又は少なくとも１３００ｐｐｍになり得る。冷却媒体の所望のＣＯ_２含有量は、典型的には、植物の周りの所望ＣＯ_２濃度に依存し、これは、異なる作物及び日中又は夜間の異なる時間、並びに、冷却媒体の所望流量に対して異なり得る。

それ故、植物Ｐ１の直接的近傍における、ＣＯ_２が補給された冷却媒体（又は高濃度のＣＯ_２を含む任意の媒体）の解放とＬＥＤ１０１による照射との同時供給は、植物の成長を助ける。

それ故、本発明の照明システムは、好ましくは開放型システムを形成する冷却装置を有する。典型的には、冷却媒体は、後に再利用されない。

出口開口部１０５は、閉鎖可能、好ましくは、例えばパイプ１０３と接続して設けられた１又はそれ以上の閉鎖部材により、可変的に閉鎖可能であり得る。それ故、出口開口部１０５のサイズが調節され得る。温室に解放された冷却媒体のフローは、それ故、パイプ１０３内の流量と出口開口部１０５のサイズとの組み合わせにより決定され得る。閉鎖部材は、機械的に調節されてもよく、又は、以下で述べられるような他の制御デバイスにオプション的に接続された電子閉鎖制御デバイスにより調節されてもよい。

照明システムは、光源の出力を制御するためにＬＥＤ電源に動作可能に接続された光出力制御デバイスをオプション的に有してもよい。更に、本システムは、ＬＥＤシステム、特にヒートシンク、及び／又は、加熱された冷却媒体の温度を監視するための１又はそれ以上の温度モニタをオプション的に有してもよい。

本システムは、温室又は栽培チャンバ内のＣＯ_２濃度、及び、特に植物Ｐの近くのＣＯ_２濃度に関する情報を与えるＣＯ_２含有量モニタをオプション的に有してもよい。

更に、本システムは、空気流量、出口開口部のサイズ及び／又は光出力が時間又は時刻の関数として制御され得るように流量制御デバイス、閉鎖制御デバイス及び／又は光出力制御デバイスが相互接続され得る時計又はタイマをオプション的に有してもよい。

前記モニタ及びデバイスのうち２又はそれ以上は、オプション的に、植物に対する光強度、温度及び／又はＣＯ_２追加を完全に又は部分的に自動的に制御するための制御システムにおいて相互接続されてもよい。例えば、温度情報及び／又はＣＯ_２含有量情報は、パイプ１０３内の冷却媒体の流量、ＣＯ_２供給源からのＣＯ_２補給を介しての冷却媒体内のＣＯ_２濃度、及び／又は、出口開口部１０５のサイズを調節するためにフィードバックメカニズムにおいて用いられ得る。それ故、特定の光出力に関して、冷却装置１０２の冷却能力は、パイプ１０３内の冷却媒体の流量を相応に適合させることにより最適化され、（概して温室内又は植物の近くだけの）ＣＯ_２含有量は、維持され得るか、増大され得るか、又は、そうでなければ、出口開口部１０５のサイズを適切に調節する、及び／若しくは、冷却媒体のＣＯ_２補給の濃度を調節することにより最適化され得る。

図２ａ及び２ｂは、光源が冷却装置において一体化された本発明の照明システムの代替実施形態を示している。図２ａによれば、照明システム２００は、ＬＥＤアレイ２０１が冷却装置２０２のパイプ２０３の内側に設けられることを除いて、出口開口部２０５をもつ、前述したような冷却装置２０２及びＬＥＤのアレイ２０１を有する。これらの実施形態において、パイプ２０３は、ＬＥＤからの光に対して少なくとも部分的に透過的である。ＬＥＤ２０１は、パイプ２０３に取り付けられたホルダ２０６に直接接続されたＰＣＢ２０４上に設けられる。ヒートシンクは必要とされない。図２ｂにおいて、照明システム２００は、出口開口部２０５をもつ、前述したような冷却装置２０２及びＬＥＤのアレイ２０１を有し、ＬＥＤ ＰＣＢ２０４は、パイプ２０３の内側にホルダ脚部２０７を用いて固定される。ヒートシンクは必要とされない。ホルダ手段２０６及び２０７は、パイプ２０３の内側にＬＥＤ ＰＣＢを取り付けるための単なる例となる手段であり、他の手段及び解決策がパイプ２０３の内側にＬＥＤ２０１を取り付けるために用いられてもよいことが考慮される。

図３は、光源が図２を参照して前述されたように一体化された、本発明の照明デバイスの他の実施形態を示している。しかしながら、ＬＥＤが図１を参照して前述されたようなパイプ３０３の外側に取り付けられ得ることも考慮される。

照明システム３００は、その短辺端部からの断面において見られる、いわゆるインターキャノピーユニットである。インターキャノピー照明システム３００は、照明システム３００の両側に配置された植物、典型的には植物の列に光とＣＯ_２とを供給するように機能する。照明システム３００は、冷却装置３０２と、パイプ３０３の対向面に配置されるとともにそれぞれの隣接する植物に向かって指向される、ＬＥＤの第１及び第２のアレイ３０１，３０１´とを有する。

冷却装置３０２は、パイプ３０３の、ＬＥＤの第１のアレイ３０１と同じ側に配置された、複数の第１の出口開口部３０５と、追加的に、ＬＥＤの第２のアレイ３０１´と同じ側に配置された複数の第２の出口開口部３０５´とをもつ、前述されたようなパイプ３０３を有する。それ故、冷却媒体は、双方の植物列に向かって解放され得る。第１の出口開口部３０５のサイズ及び第２の出口開口部３０５´のサイズは、それぞれ、他方とは無関係にオプション的にそれぞれ調節され得る。

本発明の実施形態において、冷却装置１０２，２０２，３０２は、植物の周囲温度を制御するためにも用いられてもよい。植物栽培はより高い温度によって強化され得るが、病原体及び他の不所望な有機物の成長も、より高い温度で促進され得る。それ故、植物の周りの温度をある程度の温度（例えば１０〜５０℃）に維持することが好ましいかもしれない。最適な温度は、作物、及び、生長期（高成長）にある植物を維持するか又はこれを形成期（果実の高生産）にするかに依存する。冷却装置から解放された冷却媒体は、植物の周りの最適化された温度を維持するのに役立ち、病原体、特にカビの成長を低下させる。追加的に、比較的低い湿度の冷却媒体、例えば外気が用いられた場合には、植物の近傍における冷却媒体の解放は、植物の周りの湿度を低下させ、これは、カビのような病原体の成長を阻止する。

本発明の実施形態によれば、照明システムの機能は、植物の成長及び健康を促進するための最適化された条件を与えるように制御され得る。例えば、システムは、光合成を促進するために時間の短期間に冷却媒体を含むＣＯ_２の高い解放を与えるように調節され得る。これは、植物が光合成に対する高い能力をもつ、１日のうちの特定の時間に関係付けられ得る。光出力、パイプ１０３，２０３，３０３における冷却媒体の流量、及び、出口開口部１０５，２０５，３０５，３０５´のサイズは、冷却媒体の高解放と組み合わせて、許容温度における所望の光強度を与えるために適切に調節され得る。他の状況において、ＣＯ２の追加も植物の温度制御も望ましくないときには、開口部１０５，２０５，３０５，３０５´は、冷却媒体がＬＥＤの冷却だけに用いられるように閉鎖され得る。

当業者は、本発明が前述された好ましい実施形態に決して限定されるものではないことを理解する。それどころか、多くの変更及びバリエーションが特許請求の範囲の範囲内において可能である。例えば、照明システムは、マルチレイヤアプリケーションに対して適合されてもよく、マルチレイヤアプリケーションにおいて、光は、一の方向（典型的には図１のような下向き）に放射され得るが、出口開口部は、冷却媒体が幾つかの方向、即ち、下にある植物に向かうとともに照明システムの上の棚に配置された植物の根に向かうように解放されるように、パイプの２つの側部に設けられてもよい。

Claims (15)

1. 植物の成長を制御するための照明システムであって、
   予め決められた波長又は波長範囲の光を放射するように適合された半導体光源のアレイと、
   冷却媒体を伝導するためのパイプを有する冷却装置とを有し、
   前記パイプは、気体状の冷却媒体を受けるための少なくとも１つの入口開口部と、前記冷却装置から前記気体状の冷却媒体を解放するための複数の出口開口部とをもち、
   前記冷却装置は、前記光源と機械的及び熱的に接触する、照明システム。
2. 前記パイプは、熱伝導性がある、請求項１に記載の照明システム。
3. 前記出口開口部は、閉鎖可能である、請求項１に記載の照明システム。
4. 前記開口部は、前記出口開口部のサイズが調節可能になるように、可変的に閉鎖可能である、請求項３に記載の照明システム。
5. 前記冷却装置は、開放型システムを形成する、請求項１に記載の照明システム。
6. 前記冷却装置は、ＣＯ_２供給源に接続可能である、請求項１に記載の照明システム。
7. 前記パイプの少なくとも一部は、前記光源と熱的に接続している、請求項１に記載の照明システム。
8. 前記半導体光源のアレイは、前記パイプの外側に設けられる、請求項１に記載の照明システム。
9. 前記出口開口部は、前記パイプの、前記光源と同じ側に配置される、請求項８に記載の照明システム。
10. 以下のデバイス及びモニタ、即ち、前記出口開口部のサイズを制御するための閉鎖制御デバイス、光出力制御デバイス、温度モニタ、ＣＯ_２含有量モニタ及び時計又はタイマ、のうち１又はそれ以上を更に有する、請求項１に記載の照明システム。
11. 温室又は栽培チャンバにおける植物の成長を制御する方法であって、
    請求項１〜１０のうちいずれか一項に記載のシステムを設けるステップであって、前記光源のアレイ及び前記複数の出口開口部が、前記温室又は栽培チャンバの内部に配置される、ステップと、
    ＣＯ_２を含む冷却媒体を前記少なくとも１つの入口開口部を介して前記パイプに取り込むステップと、
    前記冷却媒体が前記光源のアレイにより生成された熱を吸収し得るように、前記パイプを介して前記冷却媒体を伝導するステップと、
    前記冷却媒体が前記冷却装置から前記出口開口部のうち１又はそれ以上を介して前記温室又は栽培チャンバへと脱出可能なステップとを有する、方法。
12. 前記光源のうち少なくとも１つと前記複数の出口開口部のうち少なくとも１つとの双方は、成長が制御されるべき植物の近傍に配置される、請求項１１に記載の方法。
13. 前記冷却媒体は、前記温室又は成長チャンバの外側から収集された周囲空気である、請求項１１に記載の方法。
14. 前記冷却媒体が前記冷却装置から前記温室又は栽培チャンバへと脱出することが可能になる前に前記冷却媒体をＣＯ_２により補給するステップを有する、請求項１３に記載の方法。
15. 前記冷却媒体は、少なくとも５００ｐｐｍ、好ましくは少なくとも１０００ｐｐｍ、又は、より好ましくは少なくとも１３００ｐｐｍのＣＯ_２含有量をもつ、請求項１１〜１４のうちいずれか一項に記載の方法。

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