JP2017098158A - 光制御装置、ランプ、照明器具およびこの照明器具を用いた植物栽培装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光制御による減衰を抑えることで、効率よく光を取り出すことができる光制御装置、ランプ、照明器具およびこの照明器具を用いた植物栽培装置を提供する。
【解決手段】照明器具１０は、電球型のランプ２０と、ランプ２０の口金２１１が差し込まれる器具本体３０とを備えている。ランプ２０は、口金２１１が形成されたランプ本体２１と、ランプ本体２１に装着されたグローブ２２とを備えている。グローブ２２は、球状の電球傘であり、光制御装置として機能するものである。グローブ２２は、保護カバーとなる透明部材と、透明部材の発光素子側（内側）に形成された光制御層とを備えている。光制御層は、発光素子２１３の光出射方向の順に、発光素子２１３からの光に励起されて波長変換して発光する蛍光塗膜層と、発光素子２１３からの光を蓄え発光する蓄光塗膜層と、発光素子２１３からの光を拡散する拡散塗膜層とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光の波長および配光を制御する光制御装置、ランプ、照明器具およびこの照明器具を用いた植物栽培装置に関するものである。

光の波長および配光を制御する光制御装置は、発光素子からの紫外光、近紫外光または青色光により励起され、波長変換された光を発光する蛍光体を含有しており、発光素子から離間した位置に配置される。この蛍光体が発光素子から離間した位置に配置されることをリモートフォスファと称されている。
リモートフォスファは、蛍光体が発光素子から離間しているため、発光素子の発熱による劣化を受けないので、蛍光体の劣化を抑えることができる。発光素子のカバーに蛍光体を位置させた光制御装置を備えた照明装置が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載の照明装置は、発光素子を備える発光装置と、発光素子の出射光で励起される波長変換部材と、発光装置から離間するように配置され、かつ蓄光蛍光体が含有された透光性カバーと、を備えている。

特開２０１５−１３３２２１号公報

特許文献１の照明装置では、透光性カバーに、波長変換部材（蛍光体）と、蓄光蛍光体（蓄光体）と、光拡散材料（拡散体）とを含有させることが記載されている。照明装置の透光性カバーは、発光素子を保護するという観点から厚みが数ｍｍ程度はある。厚みが厚い透光性カバーに、蛍光体、蓄光体および拡散体が含有されていると、それぞれが透光性カバー内部に広く分散する。従って、希望する光制御を透光性カバーにて行うには、蛍光体、蓄光体および拡散体の含有量を増加させることになる。しかし、拡散体を増量すると、拡散体が光吸収するため、発光素子からの光が透光性カバーから出射するときには大きく光量が減衰してしまう。また、拡散体と蛍光体とが混在することにより拡散体が蛍光体の励起を阻害するため、更に光量が減衰してしまう。

そこで本発明は、光制御による減衰を抑えることで、効率よく光を取り出すことができる光制御装置、ランプ、照明器具およびこの照明器具を用いた植物栽培装置を提供することを目的とする。

本発明の光制御装置は、発光素子からの光に励起されて波長変換して発光する蛍光塗膜層と、光を拡散する拡散塗膜層とが、前記発光素子の光出射方向の順に、透明部材に配置されたことを特徴とする。

また、本発明のランプは、発光素子と、前記発光素子からの光に励起されて波長変換して発光する蛍光塗膜層と、光を拡散する拡散塗膜層とが、前記発光素子の光出射方向の順に、透明部材に配置されたことを特徴とする。

更に、本発明の照明器具は、発光素子と、前記発光素子からの光に励起されて波長変換して発光する蛍光塗膜層と、光を拡散する拡散塗膜層とが、前記発光素子の光出射方向の順に、透明部材に配置された光制御装置と、前記光制御装置に光を照射する発光素子とを備えたランプと、前記ランプの発光素子を発光させる点灯回路とを備えたことを特徴する。

本発明によれば、蛍光塗膜層と拡散塗膜層とが透明部材に配置されているため、蛍光塗膜層と拡散塗膜層との厚みを薄く形成することができるので、拡散塗膜層による光の減衰を抑えることができる。また、発光素子からの光は、まず蛍光塗膜層により波長変換された光となるが、蛍光塗膜層は拡散塗膜層により発光素子側に位置するため、拡散塗膜層に邪魔されることなく、蛍光発光することができる。そして、蛍光塗膜層からの光は、拡散塗膜層により拡散するため、透明部材であっても、眩しさを感じさせないようにすることができる。

本発明の光制御装置においては、前記拡散塗膜層および前記蛍光塗膜層は、前記透明部材の発光素子側に配置されていることが望ましい。拡散塗膜層および蛍光塗膜層が、透明部材の発光素子側に配置されていれば、透明部材の外側面をそのまま露出させることができるため、透明部材を保護カバーとすることができる。

前記拡散塗膜層は、前記発光素子が非発光状態のときに白色であることが望ましい。発光素子が非発光状態のときに、拡散塗膜層が白色であれば、蛍光塗膜層に色があったとしても、拡散塗膜層により蛍光塗膜層を覆い隠すことができる。従って、外観に違和感が生じないようにすることができる。

前記蛍光塗膜層は、前記発光素子が非発光状態のときに白色であることが望ましい。拡散塗膜層は薄い塗膜によるものであるため、蛍光塗膜層が透けて見えるおそれがある。蛍光塗膜層が白色であれば、拡散塗膜層を通して蛍光塗膜層が透けて見えても、外側からは白色にしか見えないため、更に、外観に違和感が生じないようにすることができる。

前記拡散塗膜層と前記蛍光塗膜層との間に、前記発光素子からの光を蓄え発光する蓄光塗膜層が形成されていることが望ましい。拡散塗膜層と蛍光塗膜層との間に、蓄光塗膜層が形成されていると、発光素子からの光がちらついても蓄光塗膜層が蓄光して発光するため、ちらつきを抑えることができる。また、蓄光塗膜層を蛍光塗膜層より発光素子側に位置させていると、蓄光塗膜層が蓄光して発光するときに波長が長くなってしまい、発光素子の発光波長にて最大の励起が行われるように選択されたを蛍光塗膜層の発光効率が低下する。しかし、蓄光塗膜層が、拡散塗膜層と蛍光塗膜層との間に形成されているため、蛍光塗膜層の発光に蓄光塗膜層が邪魔しない。そのため、蛍光塗膜層による発光を最大限活用することができる。

前記拡散塗膜層、前記蓄光塗膜層および前記蛍光塗膜層は、前記発光素子が非発光状態のときに白色であることが望ましい。拡散塗膜層は薄い塗膜によるものであるため、蓄光塗膜層および蛍光塗膜層が透けて見えるおそれがある。蓄光塗膜層および蛍光塗膜層が白色であれば、拡散塗膜層を通して蓄光塗膜層および蛍光塗膜層が透けて見えても、外側からは白色にしか見えないため、更に、外観に違和感が生じないようにすることができる。

本発明のランプにおいては、前記光制御装置は、前記拡散塗膜層と前記蛍光塗膜層との間に、前記発光素子からの光を蓄え発光する蓄光塗膜層が形成され、前記発光素子はレーザー素子であり、前記レーザー素子を発光させるレーザー駆動部と、前記レーザー素子からのレーザー光を前記光制御装置へ向けて走査する走査部とを備えることができる。
ＬＥＤより発光効率が高いレーザー素子を用いて、光制御装置へ向けて走査部がレーザー光を走査することで、蛍光塗膜層により波長変換された光を蓄光塗膜層が蓄光するため、光制御装置全体を、更に効率よく発光させることができる。

本発明の照明器具においては、前記光制御装置は、前記拡散塗膜層と前記蛍光塗膜層との間に、前記発光素子からの光を蓄え発光する蓄光塗膜層が形成され、前記点灯回路は、前記発光素子をＰＷＭ制御にて発光させるものとすることできる。点灯回路が発光素子をＰＷＭ制御にて調光した状態で発光させ、発光素子からの光がちらついても、蓄光塗膜層が蓄光して発光するため、ちらつきを抑えることができる。また、蓄光塗膜層が蛍光塗膜層より発光素子側に位置していると、蓄光塗膜層が蓄光して発光するときに波長が長くなってしまい、蛍光塗膜層が励起され、発光する効率が低下する。しかし、蓄光塗膜層が、拡散塗膜層と蛍光塗膜層との間に形成されているため、蛍光塗膜層の発光に蓄光塗膜層が邪魔しない。そのため、蛍光塗膜層による発光を最大限活用することができる。

本発明によれば、蛍光塗膜層が拡散塗膜層に邪魔されることなく、蛍光発光することができ、蛍光塗膜層からの光は、拡散塗膜層により拡散するため、透明部材であっても、眩しさを感じさせないようにすることができるので、光制御による減衰を抑えることで、効率よく光を取り出すことができる。

本発明の実施の形態１に係る電球型のランプを備えた照明器具を示す図である。 図１に示す照明器具に用いられたランプにおける光制御装置として機能するグローブの部分断面図である。 本発明の実施の形態２に係る直管型のランプを備えた照明器具を示す斜視図である。 図３に示すランプの分解した状態の斜視図である。 本発明の実施の形態３に係る電球型のランプを説明するための図である。 図５に示すランプのレーザー光の走査について説明するための図である。 本発明の実施の形態４に係る照明器具を用いた植物栽培装置を示す図である。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る光制御装置を用いた照明器具を図面に基づいて説明する。
図１に示す照明器具１０は、電球型のランプ２０と、ランプ２０の口金２１１が差し込まれる器具本体３０とを備えている。
ランプ２０は、口金２１１が形成され、プリント配線基板２１２に発光素子２１３が実装されたランプ本体２１と、ランプ本体２１に装着されたグローブ２２とを備えている。

ランプ本体２１は、発光素子２１３を搭載するプリント配線基板２１２と口金２１１とが内部に配線された電線により接続されている。
発光素子２１３は、サファイアなどの絶縁性基板またはシリコンや窒化ガリウムなどの導電性基板に、ｎ型半導体層、発光層およびｐ型半導体層を積層した半導体層が形成されたＬＥＤである。
発光素子２１３は、発光ピーク波長が近紫外線から可視光の短波長領域である２４０ｎｍ〜５００ｎｍ付近、好ましくは４００ｎｍ〜４７０ｎｍにある発光スペクトルを有することが望ましい。特に、発光ピーク波長が４０５ｎｍで発光する発光素子であれば、青色光より発光効率が高い近紫外光を発光するＬＥＤとして大量に市場に流通しているため、廉価に準備できるため、コストの面から好適である。本実施の形態１では、発光ピーク波長が４０５ｎｍの近紫外光を発光する発光素子２１３を採用している。

グローブ２２は、発光素子２１３を搭載したプリント配線基板を覆うようにランプ本体２１に装着された球状の電球傘であり、光制御装置として機能するものである。グローブ２２は、図２に示すように、保護カバーとなる透明部材２２１と、透明部材２２１の発光素子２１３側（内側）に形成された光制御層２２２とを備えている。

透明部材２２１は、ポリカーボネートやアクリルなどの透明樹脂や、その他の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、またはガラスなど、透明で光制御層２２２が担持できれば使用することができる。ここで、透明とは、光透過率が厚さ２ｍｍで９０％以上のものを指す。

光制御層２２２は、透明部材２２１に形成されていることで、発光素子２１３より離間した位置に配置されている。光制御層２２２は、発光素子２１３の光出射方向の順に、発光素子２１３からの光に励起されて波長変換して発光する蛍光塗膜層２２２ａと、発光素子２１３からの光を蓄え発光する蓄光塗膜層２２２ｂと、発光素子２１３からの光を拡散する拡散塗膜層２２２ｃとを備えている。

蛍光塗膜層２２２ａは、蛍光体２２２ａ１を軟化状態の光透過性媒体２２２ａ２に含有させ、硬化させたものである。蛍光塗膜層２２２ａは、蓄光塗膜層２２２ｂに塗布されて形成されている。蛍光塗膜層２２２ａの膜厚は、２０μｍ〜５０μｍに形成されている。

蛍光体２２２ａ１は、発光素子２１３が近紫外光を発光するものであるため、赤色光、緑色光および青色光を発光する３色の蛍光体を混合したものである。
赤色光を発光する体色が白色の蛍光体は、０．５ＭｇＦ₂・３．５ＭｇＯ・ＧｅＯ₂：Ｍｎとすることができる。また、赤色光を発光する蛍光体としては、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）₂Ｓｉ₅（Ｎ，Ｏ）₈：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓｉ（Ｎ，Ｏ）₂：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）₃：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）₃ＳｉＯ₅：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ、ＳｒＡｌＳｉ₄Ｎ₇：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ）₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ、Ｅｕ（ジベンゾイルメタン）₃・１，１０−フェナントロリン錯体などのβ−ジケトン系Ｅｕ錯体、カルボン酸系Ｅｕ錯体、Ｍｎ付活ジャーマネートとすることができる。更に、蛍光体は、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）₂Ｓｉ５（Ｎ，Ｏ）₈：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）₃：Ｅｕ、ＳｒＡｌＳｉ₄Ｎ₇：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ）₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ、Ｋ２_SｉＦ₆：Ｍｎとすることもできる。
緑色光を発光する体色が白色の蛍光体は、（Ｓｒ，Ｅｕ）Ａｌ₂Ｏ₄とすることができる。緑色光を発光する蛍光体としては、Ｓｉ_6-ZＡｌ_ZＯ_ZＮ_8-Z：Ｅｕ、Ｃａ₈ＭｇＳｉ₄Ｏ₁₆Ｃ₁₂：Ｅｕ、Ｂａ₃Ｓｉ₆Ｏ₁₂Ｎ₂：Ｅｕとすることもできる。
青色光を発光する体色が白色の蛍光体は、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅｕとすることができる。

なお、発光素子が青色光を発光するものであれば、蛍光体は、青色光と補色となる黄色光を発光するものとすることができる。このときの黄色光を発光する蛍光体は、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体、シリケート系蛍光体などが使用できる。

蓄光塗膜層２２２ｂは、蓄光体２２２ｂ１を軟化状態の光透過性媒体２２２ｂ２に含有させ、硬化させたものである。蓄光塗膜層２２２ｂは、拡散塗膜層２２２ｃに塗布されて形成されている。蓄光塗膜層２２２ｂの膜厚は、２０μｍ〜３０μｍに形成されている。蓄光体２２２ｂ１は、アルカリ土類アルミン酸塩系、硫化物系のものが使用できる。蓄光体２２２ｂ１に含有された蓄光体２２２ｂ１は、発光色を組み合わせて発光色を白色とすることができるが、単色発光のものを使用することで色付きとしてもよい。例えば、蓄光体２２２ｂ１は、体色が白色で、紺色に発光するＣａＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ，Ｎｄ＋Ｓｒ₄Ａｌ１₄Ｏ₂₆：Ｅｕ，Ｄｙとすることができる。

拡散塗膜層２２２ｃは、拡散体２２２ｃ１を軟化状態の光透過性媒体２２２ｃ２に含有させ、硬化させたものである。拡散塗膜層２２２ｃは、透明部材２２１に塗布されて形成されている。拡散塗膜層２２２ｃの膜厚は、５μｍ〜１０μｍに形成されている。拡散体２２２ｃ１は、酸化チタン、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、マイカ、アルミ粉などが使用できる。

光透過性媒体２２２ａ２、光透過性媒体２２２ｂ２および光透過性媒体２２２ｃ２は、ビニル樹脂、シリコーン樹脂、ロジン樹脂、テルペン樹脂またはフェノール樹脂などの透明なバインダーにより形成され、硬化したときの状態が透明に形成されている。
蛍光塗膜層２２２ａは、透明な光透過性媒体２２２ａ２に体色が白色の蛍光体２２２ａ１を含有させることで、発光素子２１３が非発光状態のときに白色である。また、蓄光塗膜層２２２ｂも、透明な光透過性媒体２２２ｂ２に体色が白色の蓄光体２２２ｂ１を含有させることで、発光素子２１３が非発光状態のときに白色である。更に、拡散塗膜層２２２ｃについても、透明な光透過性媒体２２２ｃ２に体色が白色の拡散体２２２ｃ１を含有させているため、発光素子２１３が非発光状態のときに白色である。

蛍光塗膜層２２２ａ、蓄光塗膜層２２２ｂおよび拡散塗膜層２２２ｃは、液状の光透過性媒体２２２ａ２，２２２ｂ２，２２２ｃ２に、蛍光体２２２ａ１、蓄光体２２２ｂ１、拡散体２２２ｃ１を含有させたものを、印刷、噴霧、塗布などにより塗膜を形成した後に、硬化させることで形成することができる。

図１に示す器具本体３０は、図示しないケースに点灯回路３１が内蔵されている。
点灯回路３１は、整流部３１１と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御部３１２と、降圧チョッパ部３１３とを備えている。
整流部３１１は、電灯線からの交流１００Ｖを全波整流するダイオードブリッジ３１１ａと、全波整流された脈流を平滑な直流とするコンデンサ３１１ｂとを備えている。

ＰＷＭ制御部３１２は、発光素子２１３に流れる電流を検出する電流検出部３１２ａと、電流検出部３１２ａからの信号に応じて定電流となるように、発光素子２１３を点灯させるタイミングのパルス幅を調整するＰＷＭ制御素子３１２ｂと、ＰＷＭ制御素子３１２ｂからのタイミング信号により、整流部３１１からの電流を通電したり遮断したりするＦＥＴによるスイッチング素子３１２ｃとを備えている。

降圧チョッパ部３１３は、ＰＷＭ制御部３１２からの電圧を一定にしたり、還流させたりするツェナーダイオード３１３ａと、電圧の変動および電流の突入を抑制するコイル３１３ｂと、平滑化するコンデンサ３１３ｃとを備えている。

以上のように構成された本発明の実施の形態１に係る照明器具の動作および使用状態について、図面に基づいて説明する。
図１に示すように、まず、発光素子２１３が非点灯状態であるときには、使用者がグローブ２２を見ると、図２に示すように、透明部材２２１を通して拡散塗膜層２２２ｃが見える。

従来の照明器具では、青色光を発光する発光素子と、青色光と補色となる黄色光を発光する蛍光体との組み合わせにより使用されると、蛍光体は体色が黄色であるため、乳白色の保護カバーに黄色の蛍光体が塗布されることになる。従って、発光素子が点灯すれば白色点灯するが、発光素子が非発光状態のときには乳白色の保護カバーから黄色の蛍光体が見えるため、黄色の照明器具は違和感を与えるものである。

しかし、本実施の形態１に係る照明器具１０では、保護カバーとして透明部材２２１を使用していても、拡散塗膜層２２２ｃは、発光素子２１３が非点灯状態のときに白色であり、フィラメントにより発光させる電球と同様な白色であるため、違和感なく観察することができる。

また、蓄光塗膜層２２２ｂおよび蛍光塗膜層２２２ａも、発光素子２１３が非点灯状態のときに白色であるため、拡散塗膜層２２２ｃが５μｍ〜１０μｍのように膜厚が薄く形成され、透けて見えても、グローブ２２の外観を白色で観察されるため、美観を保つことができ、ランプ２０の意匠性を向上させることができる。なお、拡散塗膜層２２２ｃにより透明部材２２１の外側から見ても、蓄光塗膜層２２２ｂおよび蛍光塗膜層２２２ａが視認できなければ、蓄光塗膜層２２２ｂおよび蛍光塗膜層２２２ａは白色でなくてもよい。

次に、図１に示す点灯回路３１に通電されると、整流部３１１により整流された電流は、ＰＷＭ制御部３１２により所定のパルスとなって降圧チョッパ部３１３へ流れ、降圧チョッパ部３１３により所定の定電流となって発光素子２１３を点灯させる。

発光素子２１３からの近紫外光は、まず、図２に示す光制御層２２２の蛍光塗膜層２２２ａに入射する。蛍光塗膜層２２２ａに含有された蛍光体２２２ａ１は、近紫外光により励起されて波長変換することで、赤色光、緑色光および青色光を発光する。

例えば、蓄光塗膜層を、蛍光塗膜層より近く発光素子２１３側に位置させて、蛍光塗膜層の蛍光発光より蓄光塗膜層の蓄光発光を先に行わせると、蛍光塗膜層へ入射する光が蓄光塗膜層の蓄光発光により波長が延びた光となってしまう。そのため、４０５ｎｍの近紫外光で最大の励起が行われるように選択された蛍光体２２２ａ１の効率を低下させてしまう。また、蓄光塗膜層の蓄光体が、蛍光塗膜層の蛍光体への光を遮ってしまう。

しかし、本実施の形態１に係る光制御層２２２では、発光素子２１３の光出射方向において、蛍光塗膜層２２２ａが、蓄光塗膜層２２２ｂや拡散塗膜層２２２ｃより発光素子２１３側に位置するため、発光素子２１３からの近紫外光を、蓄光体２２２ｂ１や拡散体２２２ｃ１が遮ってしまうことがない。そのため、蛍光塗膜層２２２ａでは、発光素子２１３からの近紫外光をそのまま蛍光発光させることができるため、高い効率で蛍光体２２２ａ１を発光させることができる。

蛍光塗膜層２２２ａにて、蛍光体２２２ａ１により発光した、赤色光と、緑色光および青色光とが混色して白色となった光は、蓄光塗膜層２２２ｂに入射する。
蓄光塗膜層２２２ｂでは、蓄光体２２２ｂ１が、蛍光塗膜層２２２ａからの光を蓄光するため、点灯回路３１のＰＷＭ制御部３１２により断続的に発光素子２１３が発光して、ちらつき（フリッカ）が生じても、蓄光体２２２ｂ１が発光するため、ちらつきを緩和させることができる。

そして、蛍光塗膜層２２２ａからの白色光と、蓄光塗膜層２２２ｂからの白色光は、拡散塗膜層２２２ｃへ入射する。拡散塗膜層２２２ｃでは、拡散体２２２ｃ１がこれらの白色光を拡散させる。また、保護カバーが透明部材２２１であるため、拡散塗膜層２２２ｃにて拡散された白色光は小さい減衰で、ランプ２０の外側へ出射させることができる。

以上のように本発明の実施の形態に係るグローブ（光制御装置）およびこれを用いた照明器具によれば、光制御層２２２が発光素子２１３より離れた位置にあるリモートフォスファとしたことにより、発光素子２１３からの発熱の影響が伝わりにくいので、蛍光塗膜層２２２ａの蛍光体２２２ａ１や、蓄光塗膜層２２２ｂの蓄光体２２２ｂ１に加熱され、劣化することが抑制することができる。

また、蛍光塗膜層２２２ａが拡散塗膜層２２２ｃに邪魔されることなく、蛍光発光することができ、蛍光塗膜層２２２ａからの光は、拡散塗膜層２２２ｃにより拡散するため、透明部材２２１であっても、眩しさを感じさせないようにすることができるので、光制御による減衰を抑えることで、効率よく光を取り出すことができる。
更に、透明部材２２１の内側に光制御層２２２が設けられているため、透明部材２２１を保護カバーとして機能させることができる。

図１に示す点灯回路３１では、発光素子２１３がＰＷＭ信号によって駆動されている。例えば、発光素子を連続発振により駆動する場合と比較すると、ランプ２０の寿命はそのパルスのデューティー比に従って延びる。一例として、パルスのオン時間１μｓ、パルスのオフ時間１ｍｓにて、発光素子がＰＷＭ駆動される場合、ランプ２０の寿命は、連続発振により駆動する場合のおよそ１０００倍とすることが可能である。但し、パルスのオン時間およびオフ時間はこれに限定されず、例えば人間の目から見てランプ２０による照光が継続的に行われていると認識できるか（すなわち、人間の目に点灯しているように見えないか）否かに応じて、オン時間およびオフ時間を適宜調整すればよい。

本実施の形態１では、図２に示す透明部材２２１の内側に光制御層２２２が設けられていたが、拡散塗膜層２２２ｃだけを透明部材２２１の外側に設けたり、拡散塗膜層２２２ｃおよび蓄光塗膜層２２２ｂを透明部材２２１の外側に設けたり、光制御層２２２を透明部材２２１の外側に設けたりしても、発光素子２１３の光出射方向の順に、蛍光塗膜層２２２ａ、蓄光塗膜層２２２ｂおよび拡散塗膜層２２２ｃが形成されていればよい。このとき、光制御層２２２を透明部材２２１の外側に設けた場合には、外側に透明な保護皮膜などを設けることで光制御層２２２を保護することができる。
また、図１に示す点灯回路３１は器具本体３０に内蔵されていたが、ランプ２０のランプ本体２１に内蔵されていてもよい。
更に、本実施の形態では点灯回路３１がＰＷＭ制御により発光素子２１３への電圧を降圧しているが、調光のためにＰＷＭ制御を行うようにしてもよい。また、点灯回路によって、発光素子２１３にフリッカが発生しないのであれば、光制御層２２２から蓄光塗膜層２２２ｂを省略することができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る照明器具を図面に基づいて説明する。
図３に示す本実施の形態２に係る照明器具１１は、ランプを直管型としたものである。
図３および図４に示すように、ランプ４０は、発光素子２１３が実装されたプリント配線基板４１と、プリント配線基板４１を収納するチューブ４２とを備えている。

プリント配線基板４１は、長尺状に形成され、発光素子２１３がプリント配線基板４１の長さ方向に沿って並べて配置されている。
チューブ４２は、円筒状の透明部材４２１と、発光素子２１３の光出射方向であって、透明部材４２１の内側面に形成された光制御層２２２とを備えている。
透明部材４２１は、実施の形態１の透明部材２２１と同様に保護カバーとなるものである（図２参照）。

光制御層２２２は、実施の形態１にて示した図２と同様に、発光素子２１３の光出射方向の順に、発光素子２１３からの光に励起されて波長変換して発光する蛍光塗膜層２２２ａと、発光素子２１３からの光を蓄え発光する蓄光塗膜層２２２ｂと、発光素子２１３からの光を拡散する拡散塗膜層２２２ｃとを備えている。

このように光制御層２２２が、チューブ４２に形成されていることで、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係るランプを図面に基づいて説明する。実施の形態３に係るランプは発光素子をレーザー素子とし、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーにより発光面に、レーザー光を走査して、発光面全体を発光させるものである。

図５に示すランプ５０は、電球型である。ランプ５０は、口金５１１が形成されたランプ本体５１と、ランプ本体５１に装着されたグローブ５２とを備えている。
グローブ５２は、口金５１１をランプ本体５１の脚部として、半球状の頭部５２１と、グローブ５２の側周面である円筒状の胴部５２２とから形成されている。
頭部５２１は、透明に形成された透明部材５２１１と、透明部材５２１１の内側面に形成された光制御層２２２とから形成されている。
胴部５２２は、透明部材５２１１から連続して形成されているが、頭部５２１の透明と異なり、色は乳白色である。また、頭部５２１と胴部５２２とを別体とするときには、頭部５２１は透明な樹脂製で、胴部５２２は金属製とすることができる。

図５および図６に示すように、ランプ本体５１内部には、レーザー素子５３と、レーザー素子を発光させるレーザー駆動部５４と、レーザー素子５３からのレーザー光を、グローブ５２における頭部５２１の光制御層２２２に向けて走査する走査部として機能するＭＥＭＳミラー５５およびＭＥＭＳミラー制御部５６と、レーザー駆動部５４およびＭＥＭＳミラー制御部５６に電源を供給する電源部５７とを備えている。

レーザー素子５３は、発光ピーク波長が近紫外線から可視光の短波長領域である２４０ｎｍ〜５００ｎｍ付近、好ましくは４００ｎｍ〜４７０ｎｍにある発光スペクトルを有するものとすることができる。例えば、実施の形態１から３での発光素子２１３と同様に、発光ピーク波長が４０５ｎｍで発光するレーザー素子５３とすることができる。

ＭＥＭＳミラー５５は、シリコン上の銀合金を用いて１個の鏡面を形成し、この鏡面をＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）薄膜の圧電効果を用いて動かすようにしたデバイスである。または、ＭＥＭＳミラー５５は、ピエゾの薄膜を形成して電圧をかけることにより、ミラーを取り付けた金属片が撓むことでミラーを揺動させるものとすることができる。

ＭＥＭＳミラー制御部５６は、発光面に対応する光制御層２２２を走査するよう、ＭＥＭＳミラー５５を揺動させる信号を出力する。胴部５２２の長さは、ＭＥＭＳミラー５５が揺動してレーザー素子５３のレーザー光を反射させる範囲に応じて決定される。本実施の形態では、ＭＥＭＳミラー５５の揺動範囲が１２度であるため、ＭＥＭＳミラー５５が揺動する１２度の範囲の外側に胴部５２２が位置するような長さに、胴部５２２は形成されている。

このようにランプ５０が構成されていることにより、ＭＥＭＳミラー制御部５６がＭＥＭＳミラー５５を揺動させ、レーザー素子５３からのレーザー光をＭＥＭＳミラー５５が反射する。これによりレーザー素子５３からのレーザー光を光制御層２２２に入射させることができる。

従って、実施の形態１に係るランプ２０と同様の効果が得られるだけでなく、ＬＥＤより発光効率が高いレーザー素子５３を用いることにより、光制御層２２２へ向けてＭＥＭＳミラー制御部５６がＭＥＭＳミラー５５を揺動させて走査することで、蛍光塗膜層２２２ａにより波長変換された光を蓄光塗膜層２２２ｂが蓄光するため、光制御層２２２全体を、更に効率よく発光させることができる。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係る植物栽培装置を図面に基づいて説明する。実施の形態４に係る植物栽培装置は、実施の形態２に係る照明器具１１の直管型のランプ４０（図３および図４参照）を用いて植物を栽培するものである。

図７に示す植物栽培装置６０は、栄養分を溶け込ませた水を給水する水供給装置（図示せず）と、水供給装置から水が流れる水耕栽培棚６１と、水耕栽培棚６１にて育成される作物６２の上方に配置されたランプ４０を有する照明器具１１とを備えている。

閉鎖型植物工場は、天候に左右されることなく、農薬不使用で作物を周年安定生産が可能なことから重要な食料生産技術である。しかし，その生産過程において、屋内で作物が栽培されることから人工光が必要である。そのため、人工光の電力コストの大きさが課題となる。
植物栽培装置６０では、発光効率の高いランプ４０を採用することにより、作物生産に必要な光量を、十分な低電力で供給することができる。
また、蛍光塗膜層２２２ａ（図４参照）の蛍光体における発光波長の構成を調節することで、容易に植物育成に適した波長の光を発光する照明器具とすることができる。

本発明は、既存の蛍光灯や電球の置き換え、または新規の照明器具などに好適である。

１０，１１ 照明器具
２０ ランプ
２１ ランプ本体
２１１ 口金
２１２ プリント配線基板
２１３ 発光素子
２２ グローブ
２２１ 透明部材
２２２ 光制御層
２２２ａ 蛍光塗膜層
２２２ａ１ 蛍光体
２２２ａ２ 光透過性媒体
２２２ｂ 蓄光塗膜層
２２２ｂ１ 蓄光体
２２２ｂ２ 光透過性媒体
２２２ｃ 拡散塗膜層
２２２ｃ１ 拡散体
２２２ｃ２ 光透過性媒体
３０ 器具本体
３１ 点灯回路
３１１ 整流部
３１１ａ ダイオードブリッジ
３１１ｂ コンデンサ
３１２ ＰＷＭ制御部
３１２ａ 電流検出部
３１２ｂ ＰＷＭ制御素子
３１２ｃ スイッチング素子
３１３ 降圧チョッパ部
３１３ａ ツェナーダイオード
３１３ｂ コイル
３１３ｃ コンデンサ
４０ ランプ
４１ プリント配線基板
４２ チューブ
４２１ 透明部材
５０ ランプ
５１ ランプ本体
５１１ 口金
５２ グローブ
５２１ 頭部
５２１１ 透明部材
５２２ 胴部
５３ レーザー素子
５４ レーザー駆動部
５５ ＭＥＭＳミラー
５６ ＭＥＭＳミラー制御部
５７ 電源部
６０ 植物栽培装置
６１ 水耕栽培棚
６２ 作物

Claims (11)

1. 発光素子からの光に励起されて波長変換して発光する蛍光塗膜層と、光を拡散する拡散塗膜層とが、前記発光素子の光出射方向の順に、透明部材に配置された光制御装置。
2. 前記拡散塗膜層および前記蛍光塗膜層は、前記透明部材の発光素子側に配置された請求項１記載の光制御装置。
3. 前記拡散塗膜層は、前記発光素子が非発光状態のときに白色である請求項１または２記載の光制御装置。
4. 前記蛍光塗膜層は、前記発光素子が非発光状態のときに白色である請求項３記載の光制御装置。
5. 前記拡散塗膜層と前記蛍光塗膜層との間に、前記発光素子からの光を蓄え発光する蓄光塗膜層が形成された請求項１または２記載の光制御装置。
6. 前記拡散塗膜層、前記蓄光塗膜層および前記蛍光塗膜層は、前記発光素子が非発光状態のときに白色である請求項５記載の光制御装置。
7. 発光素子と、
   前記発光素子からの光に励起されて波長変換して発光する蛍光塗膜層と、光を拡散する拡散塗膜層とが、前記発光素子の光出射方向の順に、透明部材に配置された光制御装置とを備えたランプ。
8. 前記光制御装置は、前記拡散塗膜層と前記蛍光塗膜層との間に、前記発光素子からの光を蓄え発光する蓄光塗膜層が形成され、
   前記発光素子はレーザー素子であり、
   前記レーザー素子を発光させるレーザー駆動部と、前記レーザー素子からのレーザー光を前記光制御装置へ向けて走査する走査部とを備えた請求項７記載のランプ。
9. 発光素子と、
   前記発光素子からの光に励起されて波長変換して発光する蛍光塗膜層と、光を拡散する拡散塗膜層とが、前記発光素子の光出射方向の順に、透明部材に配置された光制御装置と、
   前記光制御装置に光を照射する発光素子とを備えたランプと、
   前記ランプの発光素子を発光させる点灯回路とを備えた照明器具。
10. 前記光制御装置は、前記拡散塗膜層と前記蛍光塗膜層との間に、前記発光素子からの光を蓄え発光する蓄光塗膜層が形成され、
    前記点灯回路は、前記発光素子をＰＷＭ制御にて発光させるものである請求項９載の照明器具。
11. 前記請求項９または請求項１０記載の照明器具と、
    前記照明器具から照射させる光より育成する植物が植栽される水耕栽培棚とを備えた植物栽培装置。