JP2020074767A - Wavelength conversion member and plant production system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光の波長を変換する波長変換部材及び植物生産システムに関する。 The present invention relates to a wavelength conversion member that converts a wavelength of light and a plant production system.
従来より、光の波長を変換する波長変換光学板を備えた波長変換部材が、例えば特許文献１で提案されている。波長変換光学板は、波長変換の特性が異なる複数の波長変換光学板が積層されて構成されている。
BACKGROUND ART Conventionally, a wavelength conversion member provided with a wavelength conversion optical plate that converts the wavelength of light has been proposed in
しかしながら、上記従来の技術では、波長変換光学板に入射した光は主に波長変換光学板の平面方向における端から出射されるため、波長変換光学板の端以外の場所から波長変換光を効率良く出射することが難しいという課題があった。 However, in the above-mentioned conventional technique, since the light incident on the wavelength conversion optical plate is mainly emitted from the end in the plane direction of the wavelength conversion optical plate, the wavelength converted light can be efficiently emitted from a place other than the end of the wavelength conversion optical plate. There was a problem that it was difficult to emit.
また、波長変換の特性が異なる複数の波長変換光学板が積層されているので、上層の波長変換光学板で波長変換された光が下層の波長変換光学板に吸収されてしまい、上層の波長変換板からの照射光が弱くなるという課題があった。 In addition, since a plurality of wavelength conversion optical plates with different wavelength conversion characteristics are stacked, the light whose wavelength is converted by the upper layer wavelength conversion optical plate is absorbed by the lower layer wavelength conversion optical plate, and the upper layer wavelength conversion optical plate is absorbed. There is a problem that the irradiation light from the plate becomes weak.
さらに、複数の波長変換光学板が積層されているので、各波長変換光学板は平面方向のサイズが同じである。よって、波長毎に光強度を制御することが困難という課題があった。 Furthermore, since a plurality of wavelength conversion optical plates are laminated, each wavelength conversion optical plate has the same size in the planar direction. Therefore, there is a problem that it is difficult to control the light intensity for each wavelength.
本発明は上記点に鑑み、波長変換部の端以外の場所から波長変換光を出射させることができる波長変換部材を提供することを目的とする。また、上層の波長変換部からの照射光が弱くなることを抑制することができる波長変換部材を提供することを目的とする。さらに、複数の波長変換部から出射する光の強度を制御することができる波長変換部材を提供することを目的とする。また、波長変換部材を用いた植物生産システムを提供することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide a wavelength conversion member that can emit wavelength converted light from a place other than the end of the wavelength conversion unit. Moreover, it aims at providing the wavelength conversion member which can suppress that the irradiation light from the wavelength conversion part of an upper layer weakens. Furthermore, it aims at providing the wavelength conversion member which can control the intensity | strength of the light radiate | emitted from several wavelength conversion parts. Moreover, it aims at providing the plant production system using a wavelength conversion member.
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、波長変換部材は、光の波長を変換する波長変換部（１１）と、波長変換部と同じ屈折率の突出部（１２）と、を含む。波長変換部は、一面（１３）を有する。突出部は、波長変換部の一面から突出している。そして、波長変換部で波長が変換された波長変換光のうち少なくとも一部が突出部の表面（１５）のうち少なくとも一部から出射される。
In order to achieve the above object, in the invention according to
これによると、波長変換部の一面に固定された突出部を介して光が出射される。したがって、波長変換部の一面の面方向における端部（１７）以外の場所から波長変換光を出射させることができる。 According to this, the light is emitted through the protruding portion fixed to one surface of the wavelength conversion portion. Therefore, the wavelength-converted light can be emitted from a place other than the end portion (17) in the surface direction of the one surface of the wavelength conversion portion.
請求項１０に記載の発明では、波長変換部材は、板材または折り曲げ可能なシート材で構成されていると共に、光の波長を変換する第１波長変換部（２３）を含む。波長変換部材は、板材または折り曲げ可能なシート材で構成されていると共に、第１波長変換部（２３）とは異なる波長変換の特性によって光の波長を変換する第２波長変換部（２４）を含む。波長変換部材は、第１波長変換部と第２波長変換部とに挟まれていると共に、第１波長変換部と第２波長変換部との間に空間部（３６）を構成するスペーサ（２５）を含む。
In the invention according to
これによると、第１波長変換部と第２波長変換部とがスペーサによって離されているので、上層としての第１波長変換部で波長変換された光が下層としての第２波長変換部に吸収されにくくなる。したがって、上層としての第１波長変換部からの照射光が弱くなることを抑制することができる。 According to this, since the first wavelength conversion unit and the second wavelength conversion unit are separated by the spacer, the light wavelength-converted by the first wavelength conversion unit as the upper layer is absorbed by the second wavelength conversion unit as the lower layer. It becomes difficult to be done. Therefore, it is possible to prevent the irradiation light from the first wavelength conversion unit as the upper layer from becoming weak.
請求項１３に記載の発明では、波長変換部材は、一面（４４〜４７）を有し、板材または折り曲げ可能なシート材で構成されていると共に、それぞれが異なる波長変換の特性によって光の波長を変換する複数の波長変換部（４０〜４３）を含む。複数の波長変換部は、一面の面方向に並べられている。
In the invention according to
これによると、各波長変換部の一面の面積を異ならせることができるので、面積に応じた光の強度を異ならせることができる。したがって、複数の波長変換部から出射する光の強度を制御することができる。 According to this, the area of one surface of each wavelength conversion unit can be made different, and thus the intensity of light can be made different according to the area. Therefore, it is possible to control the intensity of the light emitted from the plurality of wavelength conversion units.
請求項１４、１５に記載の発明では、波長変換部材は、板材または折り曲げ可能なシート材で構成され、一面（５９）を有し、光の波長を変換する第１波長変換部（５７）と、板材または折り曲げ可能なシート材で構成され、一面（６４）を有し、光の波長を変換する第２波長変換部（５８）と、を含む。第２波長変換部は、当該第２波長変換部の一面の面方向の一端部（６５）が、第１波長変換部の一面のうち当該一面の面方向の一端部（６０）に固定されている。
In the invention described in
請求項１４に記載の発明では、第２波長変換部のうち当該第２波長変換部の一端部とは反対側の他端部（６６）の端面（６７）は、当該第２波長変換部の一面に対して傾斜した傾斜面を構成していると共に、傾斜面に設けられた反射材（６８）を有する。そして、第１波長変換部から第２波長変換部に伝わる波長変換光のうち少なくとも一部が第２波長変換部の端面に設けられた反射材で反射して第１波長変換部の一面側に出射される。
In the invention according to
請求項１５に記載の発明では、第２波長変換部は、第２波長変換部のうち当該第２波長変換部の一端部とは反対側の他端部（６６）の端面（６７）と、当該第２波長変換部の端面が第１波長変換部の一面側に向くように当該第２波長変換部の一部が曲げられた曲げ部（７２）と、を有する。そして、第１波長変換部から第２波長変換部に伝わる波長変換光のうち少なくとも一部が第２波長変換部の端面から第１波長変換部の一面側に出射される。
In the invention according to
これによると、第１波長変換部で波長変換された光が第２波長変換部を介して出射される。したがって、第１波長変換部の一面の面方向における一端部以外の場所から波長変換光を出射することができる。 According to this, the light wavelength-converted by the first wavelength converter is emitted through the second wavelength converter. Therefore, it is possible to emit the wavelength-converted light from a place other than one end in the surface direction of the one surface of the first wavelength conversion unit.
請求項１８に記載の発明では、波長変換部材は、波長変換部（１１）、発光部（８７）、及びレンズ部（８８）を含む。波長変換部は、一面（１３）と、一面とは反対側の他面（１６）と、一面と他面とを接続する端面（１８）と、を有し、光の波長を変換する。発光部は、他面及び端面のうちの任意の位置から波長変換部の内部に光を入射する。レンズ部は、一面（１３）に設けられる。
In the invention according to
そして、レンズ部は、波長変換部の一面側から波長変換部で波長が変換された波長変換光を入射してレンズ面（８９）から出射する。 Then, the lens portion receives the wavelength-converted light whose wavelength has been converted by the wavelength conversion portion from one surface side of the wavelength conversion portion and emits the wavelength-converted light from the lens surface (89).
これによると、波長変換部の一面に固定されたレンズ部を介して光が出射される。したがって、波長変換部の一面の面方向における端部（１７）以外の場所から波長変換光を出射させることができる。 According to this, light is emitted through the lens unit fixed to one surface of the wavelength conversion unit. Therefore, the wavelength-converted light can be emitted from a place other than the end portion (17) in the surface direction of the one surface of the wavelength conversion portion.
請求項２４に記載の発明では、波長変換部材は、波長変換部（１１）及び発光部（８７）を含む。波長変換部は、一面（１３）と、一面とは反対側の他面（１６）と、一面と他面とを接続する端面（１８）と、を有し、光の波長を変換する。発光部は、他面及び端面のうちの任意の位置から波長変換部の内部に光を入射する。また、波長変換部は、波長が変換された波長変換光を拡散させて一面から出射する拡散材（９１）を含む。
In the invention described in
これによると、波長変換部に含まれる拡散材によって光が拡散される。したがって、波長変換部の一面の面方向における端部（１７）以外の場所から波長変換光を出射させることができる。 According to this, light is diffused by the diffusing material included in the wavelength conversion unit. Therefore, the wavelength-converted light can be emitted from a place other than the end portion (17) in the surface direction of the one surface of the wavelength conversion portion.
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 It should be noted that the reference numerals in parentheses for each means described in this column and in the claims indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following respective embodiments, the same or equivalent portions are designated by the same reference numerals in the drawings.
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る波長変換部材は、入射した光の波長を変換して出射するものである。波長変換部材は、植物を育成するための植物生産システムに適用される。図１に示されるように、波長変換部材１０は、波長変換部１１及び突出部１２を備えている。
(First embodiment)
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The wavelength conversion member according to the present embodiment converts the wavelength of incident light and emits it. The wavelength conversion member is applied to a plant production system for growing plants. As shown in FIG. 1, the
波長変換部１１は、光の波長を変換する機能を有する。波長変換部１１は、一面１３を有する板材によって構成されている。波長変換部１１に入射する光は例えば太陽光である。波長変換部１１に入射する光はランプの光等のように人工的な光でも良い。
The
波長変換部１１は、入射した光の波長を変換する波長変換材料として、波長変換ナノ粒子１４を多数含んでいる。波長変換ナノ粒子１４は、例えば有機蛍光物質である。有機蛍光物質は、例えばペリレン系色素である。
The
本実施形態では、波長変換部１１は、入射した光を植物１００の育成に良いとされる赤色に変換して出射する。よって、波長変換材料として、例えばペリレン系色素、ＢＡＳＦ社製のｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標） Ｆ Ｒｅｄ ３０５色素を採用する。この波長変換材料の吸収波長は５７８ｎｍであり、発光波長は６１３ｎｍである。
In the present embodiment, the
なお、赤色光を得るために、波長変換材料として、ＣｅｌｌＴｒａｃｅ ＢＯＤＩＰＹ ＴＲ ｍｅｔｈｙｌ ｅｓｔｅｒを採用しても良い。この波長変換材料の吸収波長は５９８ｎｍであり、発光波長は６２５ｎｍである。 In addition, in order to obtain red light, CellTrace BODIPY TR methyl ester may be adopted as a wavelength conversion material. The wavelength conversion material has an absorption wavelength of 598 nm and an emission wavelength of 625 nm.
波長変換部１１の一面１３は、植物１００に向けられている。本実施形態では、波長変換部材１０は植物１００よりも天井側に配置されている。つまり、波長変換部１１の一面１３は、地面を向いている。波長変換部１１は、図示しない支柱や固定材等に固定されている。
One
突出部１２は、波長変換部１１と同じ屈折率を持つ部分である。突出部１２は、波長変換部１１の一面１３から突出している。突出部１２は、例えば波長変換部１１とは分離した部品として構成され、接着剤等で波長変換部１１の一面１３に固定されている。あるいは、突出部１２は、波長変換部１１に一体成形されている。突出部１２は、波長変換部１１と同様に、光の波長を変換する機能を有していても良い。
The protruding
また、突出部１２の断面形状は二等辺三角形である。具体的には、突出部１２は、波長変換部１１の一面１３に垂直な一断面としたとき、当該突出部１２の表面１５が描く線が二等辺三角形である。突出部１２は、三角プリズムとも言える。
The cross-sectional shape of the
波長変換部１１及び突出部１２は、例えばアクリル樹脂によって形成されている。なお、波長変換部１１及び突出部１２は、ガラス製でも良い。また、波長変換部１１及び突出部１２は、屈折率が同じであれば、それぞれ異なる材質でも良い。
The
上記の構成において、波長変換部１１で波長が変換された波長変換光のうち少なくとも一部が突出部１２の表面１５のうち少なくとも一部から出射される。
In the above configuration, at least a part of the wavelength-converted light whose wavelength has been converted by the
具体的には、波長変換部１１の波長変換ナノ粒子１４に入射光子が当たった場合、スネルの法則により、全反射角（臨界角）以下の角度で波長変換部１１の一面１３、当該一面１３の反対側の他面１６、波長変換部１１の一面１３の面方向における端部１７の端面１８側に出射された波長変換光は波長変換部１１内を進む。全反射角度以上の角度で波長変換部１１の一面１３や他の面に進む光は波長変換部１１から外部に出射される。なお、端面１８は、一面１３と他面１６とを接続する面とも言える。
Specifically, when an incident photon hits the
また、図１に示されるように、突出部１２が波長変換部１１に一体化されているので、波長変換部１１と突出部１２との一体化部分では光を反射する面が無い。このため、当該一体化部分での全反射角度が変わり、突出部１２に進入した波長変換光が突出部１２の表面１５から外部に出射される。このようにして、波長変換部１１から突出部１２を介して波長変換部１１の下に波長変換光を出射させることが可能となる。
Further, as shown in FIG. 1, since the protruding
例えば、波長変換部１１と突出部１２の屈折率が共に１．５、空気を１とすると、その臨界角は約４２度になる。したがって、波長変換部１１及び突出部１２は、約４２度の臨界角以下の角度で反射する波長変換光を導波する。
For example, if the refractive indices of the
突出部１２内を進む光が突出部１２の表面１５と直角であると光は表面１５から真っ直ぐに出射される。突出部１２内を進む光が突出部１２の表面１５に対して斜めに入射すると、表面１５に対して角度を持って出射される。本実施形態では、突出部１２は断面が二等辺三角形であるので、突出部１２の真下に近い方向に光が出射される。二等辺三角形の鋭角が鋭いほど真下方向に光を出射させることができる。
When the light traveling inside the
発明者らは、突出部１２が波長変換部１１に設けられている場合と設けられていない場合に植物１００が受ける光の強度を調べた。疑似太陽光、突出部１２無し、及び突出部１２有りの光の強度を図２に示す。
The inventors examined the intensity of light received by the
図２に示されるように、突出部１２が設けられていると、突出部１２が設けられていない場合よりも、６５０ｎｍ付近の赤色の光の強度が増加した。よって、突出部１２が設けられていることで、波長変換部１１の下方に照射される波長変換光の強度を高めることができる。
As shown in FIG. 2, when the
以上説明したように、本実施形態では、波長変換部１１の一面１３に突出部１２が設けられている。これにより、波長変換部１１の内部を進む光が突出部１２を介して外に出射される。したがって、波長変換部１１の一面１３の面方向における端部１７以外の場所から波長変換光を出射させることができる。
As described above, in this embodiment, the
変形例として、図３に示されるように、波長変換部１１の一面１３に垂直な面あるいは断面において、突出部１２の表面１５が描く線が四角形でも良い。つまり、突出部１２の断面形状は多角形でも良い。また、突出部１２の断面形状は、図４の半円、図５の楕円、あるいは、図６の曲線でも良い。図６に示された突出部１２の表面１５が描く断面線は、特定の形状を持たない。このような不特定な形状でも構わない。
As a modified example, as shown in FIG. 3, the line drawn by the
変形例として、図７に示されるように、突出部１２は、波長変換部１１の一面１３に複数設けられていても良い。これにより、狙った場所に波長変換光を出射させることができる。また、波長変換部１１の端面１８は、反射材１９を有していても良い。これにより、波長変換部１１の端面１８からの出射を禁止し、突出部１２から波長変換光を出射させやすくすることができる。
As a modified example, as shown in FIG. 7, a plurality of
変形例として、図８に示されるように、突出部１２は、表面１５の一部に設けられた反射材２０を有していても良い。これにより、突出部１２内を進む波長変換光が反射材２０で反射して外部に出射されるので、狙った場所に波長変換光を出射しやすくすることができる。また、波長変換部１１の端面１８は、波長変換部１１の一面１３に対して傾斜面を構成していると共に、傾斜面に反射材１９が設けられている。端面１８は、一面１３と端面１８との成す角が鋭角になるように傾斜している。これにより、端面１８側に進む波長変換光を反射材１９で反射させて一面１３から外部に出射させることができる。
As a modified example, as shown in FIG. 8, the
変形例として、図９に示されるように、天地方向に対して波長変換部材１０を傾けても良い。これにより、突出部１２の反射材２０で反射した波長変換光を地面側に出射させやすくすることができる。
As a modification, as shown in FIG. 9, the
変形例として、図１０に示されるように、突出部１２は、波長変換部１１の一面１３の面方向に直線状に設けられていても良い。あるいは、図１１に示されるように、突出部１２は、四角形状の枠状に設けられていても良い。あるいは、図１２に示されるように、突出部１２は、複数の直線部分が交差するように設けられていても良い。あるいは、図１３に示されるように、突出部１２は、波長変換部１１の一面１３だけでなく、他面１６にも設けられていても良い。
As a modification, as shown in FIG. 10, the
変形例として、図１４に示されるように、突出部１２は、波長変換部１１の一面１３の面方向に、円弧状あるいは曲線状に設けられていても良い。あるいは、図１５に示されるように、突出部１２は、波長変換部１１の一面１３に点在して設けられていても良い。突出部１２の平面形状は円形に限られず、楕円形や四角形等の多角形、不特定の形状でも構わない。
As a modified example, as shown in FIG. 14, the
（第２実施形態）
本実施形態では、主に第１実施形態と異なる部分について説明する。図１６に示されるように、波長変換部１１は、曲げ部２１を有している。曲げ部２１は、波長変換部１１の一部が直角に曲げられた部分である。これにより、狙った場所に波長変換光を出射させやすくすることができる。なお、曲げ部２１の角度は直角に限られず、鈍角でも鋭角でも構わない。
(Second embodiment)
In the present embodiment, parts different from the first embodiment will be mainly described. As shown in FIG. 16, the
（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。図１７に示されるように、波長変換部１１は折り曲げ可能なシート材によって形成されている。
(Third Embodiment)
In this embodiment, parts different from the first and second embodiments will be described. As shown in FIG. 17, the
折り曲げ可能なシート材は、例えば塩化ビニールシートである。この塩化ビニールシートに波長変換ナノ粒子１４が含まれる。突出部１２は軟質状態の塩化ビニールが塩化ビニールシートに塗布されることで形成される。なお、突出部１２は塩化ビニールシートに一体成形されていても良い。塩化ビニールシートの厚みは例えば１ｍｍ前後であると扱いやすい。塩化ビニールシートは数ｍｍの厚みでも構わない。
The foldable sheet material is, for example, a vinyl chloride sheet. The vinyl chloride sheet contains the
波長変換部１１は、平板状の形状だけでなく、図１７に示されるように自由に折り曲げが可能になっている。よって、波長変換部１１を丸めた状態で持ち運ぶことができる。また、波長変換部１１が塩化ビニールシートであることから、変形させやすい。よって、波長変換部１１に曲げ部２１を容易に形成することができる。
The
発明者らは、波長変換部１１の各種基材について、光の透過特性評価を行った。その結果を図１８に示す。図１８の縦軸は透過した光の強度であり、値が小さいほど光が基材に吸収されていることを示す。なお、図１８には参考として疑似太陽光の光スペクトルも記載してある。
The inventors evaluated the light transmission characteristics of various base materials of the
マテリアル・サイエンス社のフィルムの場合、３６０ｎｍでは１５％の光吸収があり、５００ｎｍ〜６００ｎｍでは３０％の光吸収があった。なお、フィルムはコンマ数ｍｍの厚みのものであり、シートとは異なるものである。 In the case of the film manufactured by Material Science Co., there was 15% light absorption at 360 nm and 30% light absorption at 500 nm to 600 nm. The film has a thickness of a few millimeters and is different from the sheet.
厚さ２ｍｍのアクリル板の場合、３６０ｎｍでは３０％の光吸収があり、５００ｎｍ〜６００ｎｍでは８５％の光吸収があった。 In the case of an acrylic plate having a thickness of 2 mm, there was 30% of light absorption at 360 nm and 85% of light absorption at 500 nm to 600 nm.
厚さ０．３ｍｍの塩化ビニールシートの場合、３６０ｎｍでは９５％の光吸収があり、５００ｎｍ〜６００ｎｍでは４０％の光吸収があった。 In the case of a vinyl chloride sheet having a thickness of 0.3 mm, 95% of light was absorbed at 360 nm, and 40% of light was absorbed at 500 nm to 600 nm.
厚さ１ｍｍの塩化ビニールシートの場合、３６０ｎｍでは１００％の光吸収があり、５００ｎｍ〜６００ｎｍでは８０％の光吸収があった。 In the case of a vinyl chloride sheet having a thickness of 1 mm, 100% of light was absorbed at 360 nm, and 80% of light was absorbed at 500 nm to 600 nm.
そして、アクリル板に比べて塩化ビニールシートは３００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線領域での光吸収が多い。このことから、塩化ビニールシートは紫外線の影響が少ないと言える。すなわち、紫外線の阻害が少ない。かつ、５００ｎｍ〜６００ｎｍでの光吸収が少ないので、アクリル板に比べて塩化ビニールシートは波長変換効果が高いと言える。 Further, the vinyl chloride sheet has more light absorption in the ultraviolet region of 300 nm to 400 nm than the acrylic plate. From this, it can be said that the vinyl chloride sheet is less affected by ultraviolet rays. That is, there is little inhibition of ultraviolet rays. Moreover, since the light absorption at 500 nm to 600 nm is small, it can be said that the vinyl chloride sheet has a higher wavelength conversion effect than the acrylic plate.
（第４実施形態）
本実施形態では、主に上記各実施形態と異なる部分について説明する。図１９に示されるように、本実施形態に係る波長変換部材２２は、第１波長変換部２３、第２波長変換部２４、及びスペーサ２５を備えている。
(Fourth Embodiment)
In the present embodiment, parts different from the above embodiments will be mainly described. As shown in FIG. 19, the
第１波長変換部２３及び第２波長変換部２４は、アクリル樹脂製の板材である。第１波長変換部２３及び第２波長変換部２４は、折り曲げ可能な塩化ビニールシートでも良い。スペーサ２５は第１波長変換部２３及び第２波長変換部２４と同じ材質でも良いし、異なる材質でも良い。
The
スペーサ２５は透明で第１波長変換部２３及び第２波長変換部２４と同じ屈折率であるものが良い。第１波長変換部２３及び第２波長変換部２４が例えばアクリル樹脂製の板材であるなら、スペーサ２５は透明のアクリル樹脂材で形成されたものが良い。
It is preferable that the
第１波長変換部２３及び第２波長変換部２４は、互いに異なる波長変換の特性によって光の波長を変換する。例えば、第１波長変換部２３は、入射した光を青色に変換する。第１波長変換部２３に含まれる波長変換材料として、例えばＢＡＳＦ社製のｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標） Ｆ Ｒｅｄ ３０５色素を採用することができる。
The first
第２波長変換部２４は、入射した光を赤色に変換する。第２波長変換部２４に含まれる波長変換材料として、例えばＢＡＳＦ社製のｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標） Ｆ Ｖｉｏｌｅｔ ５７０色素を採用することができる。
The
なお、上層の第１波長変換部２３は、一面２６、他面２７、及び端面２８を有する。端面２８は、第１波長変換部２３の一面２６の面方向の端部２９の面である。端面２８は、一面２６と端面２８との成す角が鋭角になる傾斜面を構成している。端面２８には、反射材３０が設けられている。光は第１波長変換部２３の他面２７から入射し、第１波長変換部２３の内部を進み、反射材３０で反射して外部に出射される。
The upper first
同様に、下層の第２波長変換部２４は、一面３１、他面３２、及び端面３３を有する。端面３３は、第２波長変換部２４の一面３１の面方向の端部３４の面である。端面３３は、一面３１と端面３３との成す角が鋭角になる傾斜面を構成している。端面３３には、反射材３５が設けられている。光は第２波長変換部２４の他面３２から入射し、第２波長変換部２４の内部を進み、反射材３５で反射して外部に出射される。
Similarly, the second
スペーサ２５は、第１波長変換部２３と第２波長変換部２４とに挟まれた部品である。スペーサ２５は、第１波長変換部２３と第２波長変換部２４との間に空間部３６を構成する。空間部３６は、密閉されていることが好ましい。この場合、空間部３６は、空気や窒素等で満たされる。空間部３６は真空でも良い。これにより、第１波長変換部２３側の空間と、第２波長変換部２４側の空間と、を断熱する効果を得ることができる。
The
上記の構成では、第１波長変換部２３に入射した光の一部は、第１波長変換部２３内で青色の光に波長変換される。スペーサ２５によって第１波長変換部２３と第２波長変換部２４との間に空間部３６が構成されているので、第１波長変換部２３で波長変換された光は第２波長変換部２４に吸収されることはない。したがって、第１波長変換部２３で波長変換された光は第１波長変換部２３内を全反射しながら導波し、反射材３０で反射することで外部に出射される。
In the above configuration, part of the light that has entered the first
第１波長変換部２３を透過した光は第２波長変換部２４で赤色の光に波長変換される。したがって、第２波長変換部２４で波長変換された光は第２波長変換部２４内を全反射しながら導波し、反射材３５で反射することで外部に出射される。
The light transmitted through the
このように、第１波長変換部２３では当該第１波長変換部２３の内部での光の導波が可能となる。すなわち、第１波長変換部２３と第２波長変換部２４とがスペーサ２５によって離れて配置されているので、上層としての第１波長変換部２３で波長変換された光が下層としての第２波長変換部２４に吸収されにくくなる。したがって、上層としての第１波長変換部２３からの照射光が弱くなることを抑制することができる。
In this way, the first
変形例として、図２０に示されるように、第１波長変換部２３の端部２９の端面２８は傾斜面でなくても良い。第２波長変換部２４も同様である。
As a modification, as shown in FIG. 20, the
変形例として、波長変換部の数は２枚に限られない。波長変換部材２２は３枚以上の波長変換部を含んでいても良い。この場合にも、隣同士の波長変換部はスペーサ２５によって離れて配置される。
As a modification, the number of wavelength conversion units is not limited to two. The
（第５実施形態）
本実施形態では、主に第４実施形態と異なる部分について説明する。図２１に示されるように、第１波長変換部２３は、第１曲げ部３７を有する。第１曲げ部３７は第１波長変換部２３の一部が直角に曲げられた部分である。同様に、第２波長変換部２４は、第２曲げ部３８を有する。第２曲げ部３８は第２波長変換部２４の一部が直角に曲げられた部分である。これにより、狙った場所に波長変換光を出射させやすくすることができる。
(Fifth Embodiment)
In the present embodiment, parts different from the fourth embodiment will be mainly described. As shown in FIG. 21, the first
変形例として、第１曲げ部３７及び第２曲げ部３８の角度は直角に限られず、鈍角でも鋭角でも良い。また、第１曲げ部３７及び第２曲げ部３８の位置は、スペーサ２５に影響されず、どの位置でも良い。もちろん、第１曲げ部３７及び第２曲げ部３８は同じ位置ではなく、異なる位置に設けられていても良い。
As a modified example, the angles of the first
（第６実施形態）
本実施形態では、主に上記各実施形態と異なる部分について説明する。図２２に示されるように、本実施形態に係る波長変換部材３９は、複数の波長変換部４０〜４３を備えている。
(Sixth Embodiment)
In the present embodiment, parts different from the above embodiments will be mainly described. As shown in FIG. 22, the
各波長変換部４０〜４３は、それぞれ一面４４〜４７を有し、上述の板材または折り曲げ可能なシート材で構成されている。本実施形態では、波長変換部材３９は、アクリル樹脂製の板材から形成されている。各波長変換部４０〜４３の形状は、四角錐台である。つまり、各波長変換部４０〜４３のそれぞれの端部４８〜５１の端面５２〜５５が傾斜面になっている。これは、端面５２〜５５から光を出射させるためである。
Each of the
また、４枚の波長変換部４０〜４３は、それぞれが異なる波長変換の特性によって光の波長を変換する。各波長変換部４０〜４３の波長変換材料として、ＢＡＳＦ社製のｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標）の各色素を採用する。
Further, the four
図２３はこれらの各色素の光吸収スペクトル及び発光スペクトルを示している。波長変換部４０は、赤色としてＦ Ｒｅｄ ３０５色素を含む。波長変換部４１は、黄色としてＦ Ｏｒａｎｇｅ ２４０色素を含む。波長変換部４２は、緑色としてＦ Ｙｅｌｌｏｗ ０８３色素を含む。波長変換部４３は、紫色としてナフタルイミド系のＦ Ｖｉｏｌｅｔ ５７０色素を含む。図２３の各図に示されるように、各色素は光の波長変換の波長域がそれぞれ異なっている。なお、紫色はセントラルテクノ社製のサンルミシス（登録商標）を採用しても良い。図２３の各図では溶媒としてＣＨ２Ｃｌ２を用いている。
FIG. 23 shows the light absorption spectrum and emission spectrum of each of these dyes. The
そして、図２２に示されるように、４枚の波長変換部４０〜４３が一面４４〜４７の面方向に並べられている。波長変換部４０の隣に波長変換部４１が配置されている。波長変換部４２は、波長変換部４０と共に波長変換部４１を挟むように、波長変換部４１の隣に配置されている。波長変換部４３は、波長変換部４１と共に波長変換部４２を挟むように、波長変換部４２の隣に配置されている。したがって、各波長変換部４０〜４３は面方向のうちの一方向に一列に並べられている。
Then, as shown in FIG. 22, four
波長変換部材３９は、光を入射すると、各波長変換部４０〜４３で光が波長変換され、波長変換光が拡散して各一面４４〜４７や傾斜した各端面５２〜５５から外部に出射される。そして、各波長変換部４０〜４３の一面４４〜４７の面積を変えることにより、各波長変換部４０〜４３から照射される光の強度を変えることができる。例えば、波長変換後の赤色の光の強度を最も強くしたい場合、波長変換部４０の一面４４の面積を、他の波長変換部４１〜４３の一面４５〜４７の面積よりも大きくすれば良い。
When the light enters the
このように、各波長変換部４０〜４３の一面４４の面積を異ならせることで、面積に応じた光の強度を異ならせることができる。したがって、複数の波長変換部４０〜４３から出射される光の強度を制御することができる。
As described above, by making the area of the one
変形例として、各波長変換部４０〜４３は、上述の突出部１２や曲げ部２１等の曲げ部を有していても良い。また、各波長変換部４０〜４３は、面方向のうちの一方向に一列に並べられる場合に限られず、面方向にどのように配置されても構わない。例えば、波長変換部４０を中心に波長変換部４１〜４３が放射状に配置されていても良い。
As a modified example, each of the
（第７実施形態）
本実施形態では、主に上記各実施形態と異なる部分について説明する。図２４に示されるように、波長変換部材５６は、１枚の第１波長変換部５７と、２枚の第２波長変換部５８と、を備えている。
(Seventh embodiment)
In the present embodiment, parts different from the above embodiments will be mainly described. As shown in FIG. 24, the
第１波長変換部５７及び第２波長変換部５８はアクリル樹脂製の板材である。第１波長変換部５７及び第２波長変換部５８は塩化ビニールシート等の折り曲げ可能なシート材でも良い。第１波長変換部５７及び第２波長変換部５８は同じ波長変換材料を含んでいる。
The first
第１波長変換部５７は、一面５９、一端部６０、及び一端部６０とは反対側の他端部６１を有する。第１波長変換部５７の一面５９は、植物１００に向けられる。第１波長変換部５７の両端部６０、６１の各端面６２には反射材６３が設けられている。
The first
各第２波長変換部５８は、一面６４、一端部６５、及び一端部６５とは反対側の他端部６６を有する。第２波長変換部５８は、一面６４が植物１００に向けられた状態で第１波長変換部５７に固定されている。
Each second
具体的には、一方の第２波長変換部５８は、一面６４の面方向の一端部６５が、第１波長変換部５７の一面５９のうち当該一面５９の面方向の一端部６０に固定されている。すなわち、第１波長変換部５７と一方の第２波長変換部５８とがＬ状に一体化されている。
Specifically, in the one second
他方の第２波長変換部５８は、一面６４の面方向の一端部６５が、第１波長変換部５７の一面５９のうち当該一面５９の面方向の他端部６１に固定されている。すなわち、第１波長変換部５７と他方の第２波長変換部５８とがＬ状に一体化されている。
In the other second
また、第２波長変換部５８の他端部６６の端面６７は、一面６４に対して傾斜面を構成している。端面６７は、一面６４と端面６７とが鋭角になるように傾斜している。つまり、端面６７は第１波長変換部５７の一面５９側を向いている。また、端面６７には反射材６８が設けられている。
Further, the
そして、第１波長変換部５７から第２波長変換部５８に伝わる波長変換光のうち少なくとも一部が第２波長変換部５８の端面６７に設けられた反射材６８で反射して第１波長変換部５７の一面５９側に出射される。また、第２波長変換部５８で波長変換された光が反射材６８で反射して第１波長変換部５７の一面５９側に出射される。
Then, at least a part of the wavelength-converted light transmitted from the first
したがって、第１波長変換部５７の一面５９の面方向における一端部６０及び他端部６１以外の場所から波長変換光を出射することができる。また、背の高い植物１００で光が届きにくい下部方向にも光が届くようにすることができる。
Therefore, the wavelength-converted light can be emitted from a place other than the one
変形例として、図２５に示されるように、第２波長変換部５８は、突出部６９を有していても良い。突出部６９は、第２波長変換部５８と同じ屈折率であると共に、第２波長変換部５８の一面６４から突出している。これにより、第２波長変換部５８で波長が変換された波長変換光のうち少なくとも一部が突出部６９の表面７０のうち少なくとも一部から出射される。したがって、植物１００の全体に波長変換光を照射することが可能になる。
As a modified example, as shown in FIG. 25, the second
変形例として、図２６に示されるように、突出部６９は、反射材７１を有していても良い。反射材７１は、突出部６９の表面７０のうち第２波長変換部５８の端面６７側に設けられている。これにより、反射材７１によって波長変換光を第１波長変換部５７の一面５９側に反射させることができる。
As a modified example, as shown in FIG. 26, the protruding
（第８実施形態）
本実施形態では、主に第７実施形態と異なる部分について説明する。図２７に示されるように、第２波長変換部５８は、曲げ部７２を有する。曲げ部７２は、第２波長変換部５８の端面６７が第１波長変換部５７の一面５９側に向くように他端部６６側の一部が曲げられた部分である。
(Eighth Embodiment)
In the present embodiment, parts different from the seventh embodiment will be mainly described. As shown in FIG. 27, the second
上記の構成により、第１波長変換部５７から第２波長変換部５８に伝わる波長変換光の一部が第２波長変換部５８の端面６７から第１波長変換部５７の一面５９側に出射される。したがって、第７実施形態と同様の効果が得られる。
With the above configuration, part of the wavelength-converted light transmitted from the first
変形例として、曲げ部７２の位置は第２波長変換部５８の他端部６６側に限られない。曲げ部７２は、第２波長変換部５８の一端部６５側に設けられていても良いし、一端部６５と他端部６６との間に設けられていても良い。第１波長変換部５７に曲げ部が設けられていても良い。
As a modified example, the position of the
（第９実施形態）
本実施形態では、主に上記各実施形態と異なる部分について説明する。図２８及び図２９に示されるように、植物生産システム７３は、波長変換部材、発光部７４、及びステー７５を備えている。
(9th Embodiment)
In the present embodiment, parts different from the above embodiments will be mainly described. As shown in FIGS. 28 and 29, the
波長変換部材は、上記各実施形態で示されたものである。本実施形態では、第１実施形態で示された波長変換部材１０を用いる。また、波長変換部材１０は、第１取付部７６を有する。第１取付部７６は、波長変換部１１の他面１６に固定されている。第１取付部７６は、例えば金属部品、磁石、引っ掛かり構造等である。
The wavelength conversion member is the one shown in each of the above embodiments. In this embodiment, the
発光部７４は、波長変換部材１０に光を入射する部品である。発光部７４は、例えば、ＬＥＤアレイを有する白色ＬＥＤライトである。発光部７４は、直線状の形状に構成されている。発光部７４の形状は直線状に限られず、他の形状でも良い。
The
また、発光部７４は、第２取付部７７を有する。第２取付部７７は、第１取付部７６に対して脱着可能な部品である。第２取付部７７は、第１取付部７６に対応した部品である。例えば、第１取付部７６が金属部品の場合、第２取付部７７は磁石である。第１取付部７６が磁石の場合、第２取付部７７は金属部品あるいは磁石である。第１取付部７６が引っ掛かり構造の場合、当該引っ掛かり構造に対応した構造を持つ。本実施形態では、第１取付部７６及び第２取付部７７は磁石である。したがって、波長変換部材１０及び発光部７４は、第１取付部７６及び第２取付部７７によって容易に脱着可能になっている。
Further, the
ステー７５は、発光部７４に固定されている。ステー７５は、発光部７４を植物生産施設の内部に吊すための部品である。ステー７５は、例えば樹脂製の紐、金属製の紐、あるいは棒状の部品等である。本実施形態では、樹脂製の紐が発光部７４の両端に固定されている。植物生産施設は、温室のハウスや植物工場等である。
The
図２９に示されるように、波長変換部１１の他面１６には、太陽光と発光部７４の白色ＬＥＤ光の両方が入射する。よって、波長変換部材１０は入射した太陽光と白色ＬＥＤ光を例えば赤色に波長変換する。波長変換光は、一面１３から出射され、波長変換部１１の端面１８で反射して一面１３から出射され、突出部１２から出射される。そして、波長変換光は植物１００に照射される。
As shown in FIG. 29, both the sunlight and the white LED light of the
植物工場には太陽光が入射しない。よって、図３０に示されるように、波長変換部１１は他面１６のサイズが発光部７４とほぼ同じサイズに構成されていても良い。もちろん、太陽光が入射しなくても、植物工場で図２９に示された波長変換部材１０を用いても良い。
No sunlight enters the plant factory. Therefore, as shown in FIG. 30, the
図３１の左図に示されるように、ハウス１０１の天井に複数の植物生産システム７３が吊されている。この場合、太陽光と人工光を利用して植物１００を育成する。また、図３１の右図に示されるように、植物生産システム７３がハウス１０１の天井から取り外されても良い。植物１００の育成は、太陽光と人工光を併用する場合と、太陽光のみを利用する場合と、のどちらを選択しても良い。
As shown in the left diagram of FIG. 31, a plurality of
波長変換部材１０は磁石によって発光部７４に固定されているので、発光部７４から容易に波長変換部材１０を取り外すことができる。すなわち、植物生産システム７３が不要なときは、直ぐに波長変換部材１０を取り外すことができる。言い換えると、様々な色の波長変換部材１０を複数用意しておき、適宜取り替えが可能である。つまり、１つの発光部７４を複数の色の波長変換部材１０で共有することができる。
Since the
また、図３２に示されるように、植物生産システム７３を外部から遮光された植物工場１０２で利用することができる。太陽光は植物工場１０２に入射しないが、植物生産システム７３によって波長変換光を植物１００に照射することができる。
Further, as shown in FIG. 32, the
変形例として、突出部１２は、波長変換部材１０に設けられていても、いなくても良い。反射材２０は設けられていても、いなくても良い。端面１８は傾斜していても、いなくても良い。
As a modified example, the
変形例として、上述の波長変換部材２２、３９、５６を用いても良い。波長変換部材２２を用いる場合、発光部７４は上層の第１波長変換部２３の他面２７に対して脱着可能に構成される。波長変換部材３９を用いる場合、各波長変換部４０〜４３において一面４４〜４７とは反対側の他面に対して脱着可能に構成される。波長変換部材５６を用いる場合、第１波長変換部５７において一面５９とは反対側の他面に対して脱着可能に構成される。さらに、ハウス１０１や植物工場１０２において、波長変換部材１０、２２、３９、５６を併用しても良い。
As a modified example, the
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、ハウス１０１及び植物工場１０２が特許請求の範囲の「植物生産施設」に対応する。
Regarding the correspondence between the description of the present embodiment and the description of the claims, the
（第１０実施形態）
本実施形態では、主に第９実施形態と異なる部分について説明する。図３３及び図３４に示されるように、植物生産システム７８は、波長変換部材１０、発光部７４、及び反射カバー７９を備えている。植物生産システム７８は、ステー７５を備えていない。
(10th Embodiment)
In the present embodiment, parts different from the ninth embodiment will be mainly described. As shown in FIGS. 33 and 34, the
反射カバー７９は、例えば樹脂製の折り曲げ可能なパネルが半筒状に曲げられたものである。反射カバー７９は、半筒状の内壁面８０で光を反射する。本実施形態では、反射カバー７９は半円筒状である。反射カバー７９は、半円筒状の内壁面８０側が地面側を向くようにハウス１０１や植物工場１０２に固定される。本実施形態に係る植物生産システム７８は、植物工場１０２に適用することが好ましい。発光部７４は、反射カバー７９の内壁面８０側の底部８１に設けられている。
The reflection cover 79 is, for example, a bendable panel made of resin bent in a semi-cylindrical shape. The reflection cover 79 reflects light on the
また、反射カバー７９は、半円筒状の内壁面８０側に、波長変換部材１０の第１取付部７６に対して脱着可能な第２取付部７７を有している。第１取付部７６は２箇所である必要はなく、波長変換部材１０が反射カバー７９に固定されることに支障がなければ何カ所でも構わない。第２取付部７７は第１取付部７６に対応して反射カバー７９に設けられる。
Further, the
そして、波長変換部材及び反射カバー７９は、第９実施形態と同様に、第１取付部７６及び第２取付部７７によって脱着可能になっている。波長変換部材１０が反射カバー７９に固定されると、発光部７４は波長変換部材１０と反射カバー７９との間に位置する。
The wavelength conversion member and the
上記の構成によると、波長変換部材１０は、反射カバー７９に取り付けられている場合、発光部７４から光を入射して波長変換する。そして、波長変換部材１０は、波長変換した光を地面側に位置する植物１００に出射する。このとき、波長変換部材１０から出射される光の一部は、波長変換部１１の端面１８から出射される。波長変換部１１の端面１８から出射された光は、反射カバー７９の内壁面８０で反射して植物１００に照射される。その他の波長変換光は波長変換部１１の一面１３から植物１００側に直接照射される。
According to the above configuration, when the
以上の構成によると、波長変換部材１０の加工、すなわち波長変換部１１の端面１８の加工が容易になる。したがって、波長変換部材１０のコストを低減することができ、ひいては植物生産システム７８のコストも低減することができる。
According to the above configuration, the processing of the
変形例として、図３５に示されるように、反射カバー７９は、半円筒状ではなく、断面台形状でも良い。また、反射カバー７９はステー７５を介して植物工場１０２等に設置されていても良い。さらに、図３６に示されるように、発光部７４の発光部分は半楕円形になっていても良い。
As a modification, as shown in FIG. 35, the
変形例として、発光部７４は図３３に示された直管型の光源ではなく、図３７に示されるように、スポット型の光源として構成されていても良い。本実施形態では、波長変換部材１０の細かな描写は省略している。
As a modification, the
（第１１実施形態）
本実施形態では、上記各実施形態と異なる部分について説明する。図３８に示されるように、植物生産システム８２は、波長変換部材１０、ステー８３、及び直管型ＬＥＤランプ８４を備えている。
(Eleventh embodiment)
In this embodiment, parts different from the above embodiments will be described. As shown in FIG. 38, the
ステー８３は、ハウス１０１や植物工場１０２の内部に設置される部品である。ステー８３は、直管型ＬＥＤランプ８４に電源を供給するための電極等の電気的部品も含む。また、直管型ＬＥＤランプ８４は、ステー８３側に発光するようにステー８３に固定される。つまり、直管型ＬＥＤランプ８４は、ハウス１０１や植物工場１０２の天井側に発光する。
The
波長変換部材１０は、取付部８５を有する。取付部８５は、例えば磁石等である。波長変換部材１０は、波長変換部１１の一面１３が直管型ＬＥＤランプ８４側に向けられた状態でステー８３と直管型ＬＥＤランプ８４との間に配置される。また、波長変換部１１は取付部８５によってステー８３に取り付けられる。
The
上記の構成によると、波長変換部材１０から出射される波長変換光と、直管型ＬＥＤランプ８４から出射される光と、が植物１００に照射される。波長変換部材１０が、例えば光を赤色に変換する場合、白色ＬＥＤに含まれる４５０ｎｍ前後の青色の光と、波長変換部材１０から出射される６５０ｎｍ前後の赤色の波長変換光と、が植物１００に照射される。これにより、植物１００に複数の特定の色の光を照射することができる。
According to the above configuration, the
上記の植物生産システム８２は、波長変換部材がステー８３と直管型ＬＥＤランプ８４との間に配置されれば良いので、上述の全ての波長変換部材１０、２２、３９、５６に適用できる。
The
（第１２実施形態）
本実施形態では、上記各実施形態と異なる部分について説明する。図３９に示されるように、本実施形態に係る波長変換部材１０は、波長変換部１１、反射板８６、発光部８７、及びレンズ部８８を備えている。
(Twelfth Embodiment)
In this embodiment, parts different from the above embodiments will be described. As shown in FIG. 39, the
反射板８６は、波長変換部１１の他面１６に設けられている。反射板８６は、板、膜、シート等のものである。反射板８６は、波長変換部１１の他面１６からの波長変換光の出射を禁止し、一面１３側から波長変換光を出射させやすくする。
The
発光部８７は、波長変換部１１の他面１６及び端面１８のうちの任意の位置から波長変換部１１の内部に光を入射する光源である。本実施形態では、発光部８７は、例えば白色ＬＥＤである。白色ＬＥＤの発光波長が、ペリレン系色素の光吸収領域に一致しているからである。
The
発光部８７は、波長変換部１１の端面１８に設けられる。波長変換部１１の一面１３が四角形の板状の場合、発光部８７は、４つの端面１８のうちの全体に設けられる。あるいは、発光部８７は、４つの端面１８のうちの一対の２つの端面１８に設けられる。１対の２つの端面１８とは平行関係にある２つの端面１８のことである。発光部８７は、端面１８を介して波長変換部１１に光を入射する。
The
レンズ部８８は、波長変換部１１の一面１３に設けられている。レンズ部８８は、波長変換部１１に一体的に形成されている。レンズ部８８が波長変換部１１の一面１３に一体的に設けられている場合、波長変換部１１の一面１３は仮想面である。レンズ部８８は、波長変換部１１とは別体として形成され、一面１３に固定されていても良い。
The
レンズ部８８は、波長変換部１１と同じ屈折率である。レンズ部８８は、波長変換部１１の一面１３側から波長変換部１１で波長が変換された波長変換光を入射してレンズ面８９から出射する。
The
具体的には、波長変換部１１とレンズ部８８との一体化部分では光を反射する面が無いので、当該一体化部分での全反射角度が変わり、レンズ部８８に進入した波長変換光がレンズ部８８の表面であるレンズ面８９から外部に出射される。このようにして、波長変換部１１からレンズ部８８を介して波長変換部１１の下に波長変換光を出射させる。
Specifically, since there is no light-reflecting surface in the integrated portion of the
レンズ面８９は、レンズ部８８に複数設けられている。また、レンズ面８９は、波長変換光が植物１００に照射光の光分布を制御できるサイズ、形状、及び配置になっている。レンズ面８９のサイズは、適宜設定すれば良い。
A plurality of lens surfaces 89 are provided on the
レンズ面８９の形状は、波長変換部１１の一面１３に垂直な断面としたときに描く線が、多角形、半円、楕円、曲線のいずれかに形成されている。本実施形態では、レンズ面８９を構成する部分における断面の描く線が例えば半円である。
As for the shape of the
レンズ面８９は、波長変換部１１の一面１３の面方向に直線状、曲線状、あるいは点在して設けられている。本実施形態では、レンズ面８９は点在して配置されている。
The
そして、レンズ面８９は、波長変換部１１の一面１３の中央部分に対応する部分が最も光強度が強くなるように配置されることが好ましい。これにより、植物１００に対して波長変換光が効率良く照射される。
Then, it is preferable that the
本実施形態の波長変換部材１０を植物工場で使用すると、コストの安い白色ＬＥＤの発光部８７を使用しているので、光合成促進効果のある６５０ｎｍの赤い光を植物１００に効率良く照射することができる。また、発光部８７として青色ＬＥＤを使用するよりもコストが格段に安く済むというメリットがある。
When the
変形例として、レンズ部８８は、波長変換部１１と同じ屈折率ではなく、レンズ面８９から波長変換光を拡散させて出射する拡散板として構成されていても良い。この場合、図４０に示されるように、レンズ部８８は波長変換部１１の一面１３に接触するシート部９０を有していても良い。
As a modified example, the
レンズ部８８は、レンズ面８９が拡散機能を有するように構成されていても良いし、レンズ部８８の内部に図示しない拡散材が含まれることで波長変換光がレンズ面８９に到達するときには既に拡散光に変換されるように構成されていても良い。
The
変形例として、反射板８６は波長変換部１１に対して脱着可能に構成されていても良い。波長変換部１１と反射板８６とは例えば磁石等で脱着可能に構成される。例えば、波長変換部材１０をハウス１０１で使用する場合、図４１に示されるように、日中では波長変換部１１から反射板８６を取り外すことができる。なお、図４１では、レンズ面８９を構成する部分における断面の描く線が例えば三角形である。波長変換部材１０を夜間や植物工場１０２で利用する場合、図３９や図４０に示されるように、波長変換部１１に反射板８６を取り付けた状態で使用すれば良い。
As a modified example, the
変形例として、上記の波長変換部材１０を植物生産システムとして構成しても良い。この場合、植物生産システムは、上記の波長変換部材１０と、波長変換部材１０をハウス１０１や植物工場１０２の内部に吊すためのステーと、を備える。ステーとして、例えば第９実施形態で示されたステー７５を用いることができる。これにより、波長変換部材１０は、ハウス１０１や植物工場１０２において波長変換光を植物１００に出射することができる。
As a modification, the
（第１３実施形態）
本実施形態では、第１２実施形態と異なる部分について説明する。図４２に示されるように、本実施形態に係る波長変換部材１０は、波長変換部１１及び発光部８７を備えている。そして、本実施形態に係る波長変換部１１は、波長が変換された波長変換光を拡散させて一面１３から出射する拡散材９１を含む。拡散材９１は、例えば波長変換部１１に練り込まれている。これにより、波長変換部１１の一面１３から拡散された波長変換光を照射することができる。
(13th Embodiment)
In this embodiment, parts different from the twelfth embodiment will be described. As shown in FIG. 42, the
変形例として、植物１００に対する光分布を制御できるように拡散材９１を波長変換部１１に分布させても良い。これにより、植物１００に対して波長変換光を効率良く照射することができる。
As a modification, the diffusing
（第１４実施形態）
本実施形態では、第１２、第１３実施形態と異なる部分について説明する。図４３に示されるように、本実施形態に係る波長変換部材１０は、反射材９２を備えている。反射材１は、半円筒状である。反射材９２は、内周面９３が波長変換部１１に向けられた状態で波長変換部１１あるいは他の保持部品に固定される。
(14th Embodiment)
In this embodiment, parts different from the twelfth and thirteenth embodiments will be described. As shown in FIG. 43, the
例えば、反射材９２は、周方向の一方の端部９４が反射板８６の一対の端部９５に対応している。本実施形態では、反射材９２の端部９４が反射板８６の端部９５に一体化されている。反射材９２は、例えば反射板８６の４つの端部９５に対応して設けられていても良い。
For example, one
発光部８７は、波長変換部１１の端面１８と反射材９２の内周面９３との間に配置されている。発光部８７は、白色ＬＥＤや、ＬＥＤ照明管である。発光部８７は、端面１８を介して波長変換部１１に光を直接入射する。また、反射材９２は、反射材９２の内周面９３で反射する光を端面１８を介して波長変換部１１に入射する。上記の構成によると、発光部８７の光を効率良く波長変換部１１に導入することができる。
The
なお、反射板８６は波長変換部１１に対して脱着可能に構成されていても良い。この場合、反射材９２は端部９４が反射板８６の端部９５に向けられた状態で図示しない保持部材や波長変換部１１に固定される。あるいは、反射材９２は反射板８６に一体化されると共に、反射板８６と共に波長変換部１１に対して脱着可能になっていても良い。この場合、発光部８７は反射板８６及び反射材９２と一体化されたり、反射板８６及び反射材９２とは別に取り付け取り外しが可能になっていても良い。
The
（第１５実施形態）
本実施形態では、第１２〜第１４実施形態と異なる部分について説明する。図４４に示されるように、本実施形態に係る波長変換部材１０は、波長変換部１１、反射板９６、反射材９７、発光部８７、及びレンズ部８８を備えている。
(15th Embodiment)
In this embodiment, parts different from the twelfth to fourteenth embodiments will be described. As shown in FIG. 44, the
反射板９６は、波長変換部１１の他面１６に対して一定の距離を持って対向配置されている。反射材９７は、反射板９６のうちの他面１６に対向する対向面９８の面方向における端部９９と、波長変換部１１の端面１８と、を繋いでいる。反射材９７は、例えば反射板９６の一対の端部９９に対応して設けられていても良いし、４つ全ての端部９５に対応して設けられていても良い。
The reflection plate 96 is arranged to face the
発光部８７は、反射板８６のうちの対向面９８に設けられている。発光部８７は、例えばＬＥＤ照明である。発光部８７は、１つあるいは複数設けられる。発光部８７は、波長変換部１１の他面１６を介して波長変換部１１に光を入射する。
The
波長変換部１１の他面１６から出射される光は、反射板９６で反射することで再び波長変換部１１に入射する。また、波長変換部１１の内部において端面１８に向かう光は、反射材９７で反射することで波長変換部１１の内部に留まる。そして、上述のように、レンズ部８８を介して波長変換光を植物１００に照射することができる。
The light emitted from the
変形例として、反射板９６は、反射材９７に対して脱着可能に構成されていても良い。反射板９６が反射材９７から取り外される際、反射板９６の対向面９８に固定された発光部８７も一緒に取り外される。これにより、波長変換部１１には日光の入射が可能になる。
As a modification, the reflecting plate 96 may be configured to be detachable from the reflecting
（他の実施形態）
上記各実施形態で示された構成は一例である。上記で示した構成に限定されることなく、他の構成とすることもできる。例えば、実施不可能な場合を除き、各実施形態を適宜組み合わせても良い。
(Other embodiments)
The configuration shown in each of the above embodiments is an example. The present invention is not limited to the above-mentioned configuration, but may have another configuration. For example, the respective embodiments may be appropriately combined except when it is impossible to implement.
１１、２３、２４、４０〜４３、５７、５８ 波長変換部、１２、６９ 突出部、１３、２６、３１、４４〜４７、５９、６４ 一面、１５、７０ 表面、１６、２７、３２ 他面、１７、２９、３４、４８〜５１、６０、６１、６５、６６ 端部、１８、２８、３３、５２〜５５、６２、６７ 端面、１９、２０、３０、３５、６３、６８、７１ 反射材、２１、３７、３８、７２ 曲げ部、２５ スペーサ、３６ 空間部、７４ 発光部、７５ ステー、７６ 第１取付部、７７ 第２取付部、８３ ステー、８４ 直管型ＬＥＤランプ、８５ 取付部、８７ 発光部、８８ レンズ部、８９ レンズ面、９１ 拡散材 11, 23, 24, 40-43, 57, 58 Wavelength conversion part, 12, 69 Projection part, 13, 26, 31, 44-47, 59, 64 One surface, 15, 70 Surface, 16, 27, 32 Other surface , 17, 29, 34, 48 to 51, 60, 61, 65, 66 End, 18, 28, 33, 52 to 55, 62, 67 End face, 19, 20, 30, 35, 63, 68, 71 Reflection Material, 21, 37, 38, 72 Bent portion, 25 Spacer, 36 Space portion, 74 Light emitting portion, 75 Stay, 76 First mounting portion, 77 Second mounting portion, 83 Stay, 84 Straight tube LED lamp, 85 Mounting Part, 87 light emitting part, 88 lens part, 89 lens surface, 91 diffusing material
Claims (33)
前記波長変換部は、一面（１３）を有し、
前記突出部は、前記波長変換部の前記一面から突出しており、
前記波長変換部で波長が変換された波長変換光のうち少なくとも一部が前記突出部の表面（１５）のうち少なくとも一部から出射される波長変換部材。 A wavelength conversion unit (11) for converting the wavelength of light, and a protrusion (12) having the same refractive index as the wavelength conversion unit,
The wavelength conversion part has one surface (13),
The protrusion is protruded from the one surface of the wavelength conversion unit,
A wavelength conversion member in which at least a part of the wavelength-converted light whose wavelength has been converted by the wavelength conversion unit is emitted from at least a part of the surface (15) of the protrusion.
前記波長変換部の前記端面は、前記一面に対して傾斜した傾斜面を構成していると共に、前記傾斜面に設けられた反射材（１９）を有している請求項７に記載の波長変換部材。 The wavelength conversion part has an end face (18) of an end part (17) in the surface direction of the one surface of the wavelength conversion part,
The wavelength conversion device according to claim 7, wherein the end surface of the wavelength conversion portion constitutes an inclined surface inclined with respect to the one surface and further has a reflecting material (19) provided on the inclined surface. Element.
板材または折り曲げ可能なシート材で構成されていると共に、前記第１波長変換部とは異なる波長変換の特性によって光の波長を変換する第２波長変換部（２４）と、
前記第１波長変換部と前記第２波長変換部とに挟まれていると共に、前記第１波長変換部と前記第２波長変換部との間に空間部（３６）を構成するスペーサ（２５）と、
を含む波長変換部材。 A first wavelength converter (23) for converting the wavelength of light, which is composed of a plate material or a bendable sheet material,
A second wavelength conversion section (24) which is made of a plate material or a bendable sheet material and which converts the wavelength of light according to a wavelength conversion characteristic different from that of the first wavelength conversion section;
A spacer (25) sandwiched between the first wavelength conversion unit and the second wavelength conversion unit and forming a space (36) between the first wavelength conversion unit and the second wavelength conversion unit. When,
A wavelength conversion member including.
前記第１波長変換部の前記端面は、当該第１波長変換部の前記一面に対して傾斜した傾斜面を構成していると共に、前記傾斜面に設けられた反射材（３０）を有し、
前記第２波長変換部は、一面（３１）と、当該第２波長変換部の前記一面の面方向の端部（３４）の端面（３３）と、を有し、
前記第２波長変換部の前記端面は、当該第２波長変換部の前記一面に対して傾斜した傾斜面を構成していると共に、前記傾斜面に設けられた反射材（３５）を有している請求項１０に記載の波長変換部材。 The first wavelength conversion unit has one surface (26) and an end surface (28) of an end portion (29) in the surface direction of the first wavelength conversion unit,
The end surface of the first wavelength conversion portion constitutes an inclined surface that is inclined with respect to the one surface of the first wavelength conversion portion, and has a reflecting material (30) provided on the inclined surface,
The second wavelength conversion unit has one surface (31) and an end surface (33) of an end portion (34) in the surface direction of the second wavelength conversion unit,
The end surface of the second wavelength conversion portion constitutes an inclined surface that is inclined with respect to the one surface of the second wavelength conversion portion, and has a reflecting material (35) provided on the inclined surface. The wavelength conversion member according to claim 10.
前記第２波長変換部は、一部が曲げられた第２曲げ部（３８）を有している請求項１０または１１に記載の波長変換部材。 The first wavelength conversion part has a first bent part (37), a part of which is bent,
The wavelength conversion member according to claim 10 or 11, wherein the second wavelength conversion part has a second bent part (38) that is partially bent.
前記複数の波長変換部は、前記一面の面方向に並べられている波長変換部材。 It has a single surface (44 to 47) and is composed of a plate material or a bendable sheet material, and includes a plurality of wavelength conversion units (40 to 43) that convert the wavelength of light according to different wavelength conversion characteristics. ,
The plurality of wavelength conversion parts are wavelength conversion members arranged in the surface direction of the one surface.
板材または折り曲げ可能なシート材で構成され、一面（６４）を有し、光の波長を変換する第２波長変換部（５８）と、
を含み、
前記第２波長変換部は、当該第２波長変換部の前記一面の面方向の一端部（６５）が、前記第１波長変換部の前記一面のうち当該一面の面方向の一端部（６０）に固定され、
前記第２波長変換部のうち当該第２波長変換部の前記一端部とは反対側の他端部（６６）の端面（６７）は、当該第２波長変換部の前記一面に対して傾斜した傾斜面を構成していると共に、前記傾斜面に設けられた反射材（６８）を有し、
前記第１波長変換部から前記第２波長変換部に伝わる波長変換光のうち少なくとも一部が前記第２波長変換部の前記端面に設けられた前記反射材で反射して前記第１波長変換部の前記一面側に出射される波長変換部材。 A first wavelength conversion part (57) which is made of a plate material or a bendable sheet material and has one surface (59) and converts the wavelength of light;
A second wavelength converter (58) which is made of a plate material or a foldable sheet material, has one surface (64), and converts the wavelength of light;
Including,
In the second wavelength conversion unit, one end (65) in the surface direction of the one surface of the second wavelength conversion unit is one end (60) in the surface direction of the one surface of the one surface of the first wavelength conversion unit. Fixed to
An end surface (67) of the other end portion (66) of the second wavelength conversion portion opposite to the one end portion of the second wavelength conversion portion is inclined with respect to the one surface of the second wavelength conversion portion. While forming an inclined surface, it has a reflecting material (68) provided on the inclined surface,
At least a part of the wavelength-converted light transmitted from the first wavelength conversion unit to the second wavelength conversion unit is reflected by the reflective material provided on the end face of the second wavelength conversion unit, and the first wavelength conversion unit is then reflected. Of the wavelength conversion member emitted to the one surface side of the.
板材または折り曲げ可能なシート材で構成され、一面（６４）を有し、光の波長を変換する第２波長変換部（５８）と、
を含み、
前記第２波長変換部は、当該第２波長変換部の前記一面の面方向の一端部（６５）が、前記第１波長変換部の前記一面のうち当該一面の面方向の一端部（６０）に固定され、
前記第２波長変換部は、前記第２波長変換部のうち当該第２波長変換部の前記一端部とは反対側の他端部（６６）の端面（６７）と、当該第２波長変換部の前記端面が前記第１波長変換部の前記一面側に向くように当該第２波長変換部の一部が曲げられた曲げ部（７２）と、を有し、
前記第１波長変換部から前記第２波長変換部に伝わる波長変換光のうち少なくとも一部が前記第２波長変換部の前記端面から前記第１波長変換部の前記一面側に出射される波長変換部材。 A first wavelength conversion part (57) which is made of a plate material or a bendable sheet material and has one surface (59) and converts the wavelength of light;
A second wavelength converter (58) which is made of a plate material or a foldable sheet material, has one surface (64), and converts the wavelength of light;
Including,
In the second wavelength conversion unit, one end (65) in the surface direction of the one surface of the second wavelength conversion unit is one end (60) in the surface direction of the one surface of the one surface of the first wavelength conversion unit. Fixed to
The second wavelength conversion unit includes an end face (67) of the other end (66) of the second wavelength conversion unit, which is opposite to the one end of the second wavelength conversion unit, and the second wavelength conversion unit. A bent portion (72) in which a part of the second wavelength conversion portion is bent so that the end surface of the second wavelength conversion portion faces the one surface side of the first wavelength conversion portion,
Wavelength conversion in which at least a part of the wavelength-converted light transmitted from the first wavelength conversion unit to the second wavelength conversion unit is emitted from the end face of the second wavelength conversion unit to the one surface side of the first wavelength conversion unit. Element.
前記第２波長変換部で波長が変換された波長変換光のうち少なくとも一部が前記突出部の表面（７０）のうち少なくとも一部から出射される請求項１４または１５に記載の波長変換部材。 The second wavelength conversion unit has the same refractive index as the second wavelength conversion unit, and includes a protrusion (69) protruding from the one surface of the second wavelength conversion unit,
The wavelength conversion member according to claim 14 or 15, wherein at least a part of the wavelength-converted light whose wavelength has been converted by the second wavelength conversion unit is emitted from at least a part of the surface (70) of the protrusion.
さらに、前記突出部は、前記表面のうち前記第２波長変換部の前記端面側に、前記波長変換光を前記第１波長変換部の前記一面側に反射させる反射材（７１）を有している請求項１６に記載の波長変換部材。 The projecting portion has a triangular line drawn by the surface of the projecting portion when the cross section is perpendicular to the one surface of the second wavelength conversion portion,
Further, the projecting portion has a reflecting material (71) on the end surface side of the second wavelength conversion portion of the surface, which reflects the wavelength converted light to the one surface side of the first wavelength conversion portion. The wavelength conversion member according to claim 16, wherein:
前記他面及び前記端面のうちの任意の位置から前記波長変換部の内部に光を入射する発光部（８７）と、
前記一面に設けられたレンズ部（８８）と、
を含み、
前記レンズ部は、前記波長変換部の前記一面側から前記波長変換部で波長が変換された波長変換光を入射してレンズ面（８９）から出射する波長変換部材。 A wavelength converter (1) having one surface (13), another surface (16) opposite to the one surface, and an end surface (18) connecting the one surface and the other surface, and which converts a wavelength of light ( 11) and
A light emitting part (87) for injecting light into the inside of the wavelength conversion part from any position of the other surface and the end surface;
A lens portion (88) provided on the one surface,
Including,
The lens unit is a wavelength conversion member that receives the wavelength-converted light whose wavelength has been converted by the wavelength conversion unit from the one surface side of the wavelength conversion unit and emits the wavelength converted light from the lens surface (89).
前記他面及び前記端面のうちの任意の位置から前記波長変換部の内部に光を入射する発光部（８７）と、
を含み、
前記波長変換部は、波長が変換された波長変換光を拡散させて前記一面から出射する拡散材（９１）を含む波長変換部材。 A wavelength conversion unit (1) having one surface (13), the other surface (16) opposite to the one surface, and an end surface (18) connecting the one surface and the other surface and converting the wavelength of light ( 11) and
A light emitting part (87) for injecting light into the inside of the wavelength conversion part from any position of the other surface and the end surface;
Including,
The wavelength conversion unit is a wavelength conversion member including a diffusing material (91) that diffuses wavelength-converted wavelength-converted light and emits the light from the one surface.
前記発光部は、前記波長変換部の前記端面と前記反射材の前記内周面との間に配置され、前記端面を介して前記波長変換部に光を直接入射し、
前記反射材は、前記内周面で反射する光を前記端面を介して前記波長変換部に入射する請求項１８ないし２５のいずれか１つに記載の波長変換部材。 A semi-cylindrical shape, the inner peripheral surface (93) of which includes a reflective material (92) directed to the end surface of the wavelength conversion unit,
The light emitting unit is disposed between the end surface of the wavelength conversion unit and the inner peripheral surface of the reflector, and directly enters light into the wavelength conversion unit via the end surface,
The wavelength conversion member according to any one of claims 18 to 25, wherein the reflection material causes the light reflected by the inner peripheral surface to enter the wavelength conversion portion via the end surface.
前記反射板のうちの前記他面に対向する対向面（９８）の面方向における端部（９９）と、前記波長変換部の前記端面と、を繋ぐ反射材（９７）と、
を含み、
前記発光部は、前記反射板のうちの前記対向面に設けられている請求項１８ないし２４のいずれか１つに記載の波長変換部材。 A reflection plate (96) arranged to face the other surface of the wavelength conversion unit with a constant distance;
A reflector (97) connecting the end (99) in the surface direction of the facing surface (98) facing the other surface of the reflector and the end surface of the wavelength conversion unit;
Including,
The wavelength conversion member according to any one of claims 18 to 24, wherein the light emitting unit is provided on the facing surface of the reflector.
前記波長変換部材に光を入射する発光部（７４）と、
前記発光部に固定されていると共に前記発光部を植物生産施設（１０１、１０２）の内部に吊すためのステー（７５）と、
を含み、
前記波長変換部材は、第１取付部（７６）を有し、波長変換した光を植物（１００）に出射し、
前記発光部は、前記第１取付部に対して脱着可能な第２取付部（７７）を有し、
前記波長変換部材及び前記発光部は、前記第１取付部及び前記第２取付部によって脱着可能になっている植物生産システム。 A wavelength conversion member according to any one of claims 1 to 17,
A light emitting part (74) for making light incident on the wavelength conversion member,
A stay (75) fixed to the light emitting unit and for suspending the light emitting unit inside the plant production facility (101, 102);
Including,
The wavelength conversion member has a first mounting portion (76), and emits wavelength-converted light to the plant (100),
The light emitting part has a second mounting part (77) which is detachable from the first mounting part,
The plant production system in which the wavelength conversion member and the light emitting unit are detachable by the first attachment portion and the second attachment portion.
半筒状であると共に当該半筒状の内壁面（８０）側が地面側を向くように植物生産施設（１０１、１０２）に固定される反射カバー（７９）と、
前記反射カバーの前記内壁面側の底部（８１）に設けられた発光部（７４）と、
を含み、
前記波長変換部材は、第１取付部（７６）を有し、
前記反射カバーは、前記内壁面側に、前記第１取付部に対して脱着可能な第２取付部（７７）を有し、
前記波長変換部材及び前記反射カバーは、前記第１取付部及び前記第２取付部によって脱着可能になっており、
前記波長変換部材は、前記反射カバーに取り付けられている場合、前記発光部から光を入射して波長変換し、波長変換した光を前記地面側に位置する植物（１００）に出射し、
さらに、前記波長変換部材から出射される光の一部は、前記反射カバーの前記内壁面で反射して前記植物に照射される植物生産システム。 A wavelength conversion member according to any one of claims 1 to 17,
A reflection cover (79) which is semi-cylindrical and is fixed to the plant production facility (101, 102) so that the inner wall surface (80) side of the semi-cylindrical shape faces the ground side;
A light emitting portion (74) provided on a bottom portion (81) of the reflection cover on the inner wall surface side;
Including,
The wavelength conversion member has a first mounting portion (76),
The reflection cover has a second mounting portion (77) that is detachable from the first mounting portion on the inner wall surface side,
The wavelength conversion member and the reflection cover are detachable by the first attachment portion and the second attachment portion,
When the wavelength conversion member is attached to the reflection cover, the light is incident from the light emitting unit to perform wavelength conversion, and the wavelength converted light is emitted to the plant (100) located on the ground side,
Furthermore, a plant production system in which a part of the light emitted from the wavelength conversion member is reflected by the inner wall surface of the reflection cover and applied to the plant.
植物生産施設（１０１、１０２）の内部に設置されるステー（８３）と、
前記ステー側に発光するように前記ステーに固定される直管型ＬＥＤランプ（８４）と、
を含み、
前記波長変換部材は、取付部（８５）を有し、前記波長変換部材の前記一面が前記直管型ＬＥＤランプ側に向けられた状態で前記ステーと前記直管型ＬＥＤランプとの間に配置されると共に前記取付部によって前記ステーに取り付けられ、
前記波長変換部材から出射される波長変換光と、前記直管型ＬＥＤランプから出射される光と、が植物（１００）に照射される植物生産システム。 A wavelength conversion member according to any one of claims 1 to 17,
A stay (83) installed inside the plant production facility (101, 102),
A straight tube type LED lamp (84) fixed to the stay so as to emit light to the stay side;
Including,
The wavelength conversion member has a mounting portion (85), and is disposed between the stay and the straight tube LED lamp with the one surface of the wavelength conversion member facing the straight tube LED lamp side. And attached to the stay by the attachment portion,
A plant production system in which a plant (100) is irradiated with wavelength-converted light emitted from the wavelength conversion member and light emitted from the straight tube LED lamp.
前記波長変換部材に設けられていると共に、前記波長変換部材を植物生産施設（１０１、１０２）の内部に吊すためのステー（７５）と、
を含み、
前記波長変換部材は、前記波長変換光を植物（１００）に出射する植物生産システム。 A wavelength conversion member according to any one of claims 18 to 29,
A stay (75) provided on the wavelength conversion member and for suspending the wavelength conversion member inside a plant production facility (101, 102);
Including,
The wavelength conversion member is a plant production system that emits the wavelength converted light to a plant (100).
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