JP2021065183A - 植物育成棚 - Google Patents

Abstract

【課題】光源としてＬＥＤを用い、ＰＰＦＤの値を高水準で一定以上に保ちつつ、植物の生育のばらつきを抑制できる植物育成棚を提供する。【解決手段】植物を載置可能な複数の棚部と、複数の棚部によって画される複数の棚空間のうち、少なくとも１つの棚空間の天井部に配置される複数のＬＥＤを有するＬＥＤ照明３００と、を備えた植物育成棚２００であって、複数のＬＥＤの各々の中心軸方向に５０ｍｍ離れた点を含む、ＬＥＤ照明３００により照光される棚空間内の仮想面について、単位Ｗ数当たりの光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）の平均が２．０μｍｏｌ・m-2・s-1・Ｗ-1以上であり、かつＰＰＦＤのばらつきが、平均値で規格化した際の標準偏差で０．４未満となるように複数のＬＥＤが配置されている。【選択図】図１

Description

本開示は植物育成棚に関する。

野菜などの植物を安定的に生育するため、植物育成工場の建屋内において植物を栽培することが行われている。植物育成工場内での植物の育成方法には、大別して、太陽光の代わりに照明装置による人工光だけを照射する育成方法と、太陽光と人工光を併用する育成方法とがある。人工光を生成する照明装置の例としては、特許文献１に記載されているような複数のＬＥＤを有するＬＥＤバーが等間隔で配置されたバータイプの照明装置がある。

植物の栽培面にどの程度の光が照射されているかの評価は、光合成にとって有効な４００ｎｍから７００ｎｍまでの波長の光量子束の密度である光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ：photosynthetic photon flux density）を測定して行われることが通常である。一般にＰＰＦＤを上げることで生育速度が上がるので、ＰＰＦＤを高めることができるような照明装置の開発がなされている。

特開２００８−１１８９５７号公報

ところが、バータイプの照明装置を用いて単にＰＰＦＤを上げただけでは、植物の生育速度にばらつきが生じてしまい、生産された植物全体に占める良品の割合である良品率が下がるという問題が生じることが判明した。このような問題が生じる原因は、植物に対して万遍なく光が当たっていないことが原因であると考えられる。このような問題を解消するため、面発光する有機ＥＬ照明を用いて植物に光を照射することも考えられるが、有機ＥＬ照明は発光効率が悪くランニングコストがかかるので、費用対効果が求められる植物育成工場での利用には適していない。

本開示の実施形態の一側面は、このような背景からなされたものであり、光源としてＬＥＤを用い、ＰＰＦＤの値を高水準で一定以上に保ちつつ、植物の生育のばらつきを抑制できる植物育成棚、及びこの植物育成棚を用いた植物工場を提供することを目的とする。

本開示の実施形態に係る植物育成棚の一側面によれば、前記植物育成棚は、
植物を載置可能な複数の棚部と、
前記複数の棚部によって画される複数の棚空間のうち、少なくとも１つの棚空間の天井部に配置される複数のＬＥＤを有するＬＥＤ照明と、
を備えた植物育成棚であって、
前記複数のＬＥＤの各々の中心軸方向に５０ｍｍ離れた点を含む、前記ＬＥＤ照明により照光される棚空間内の仮想面について、単位W数当たりの光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）の平均が２．０μｍｏｌ・m^-2・s^-1・W^-1以上であり、かつＰＰＦＤのばらつきが、平均値で規格化した際の標準偏差で０．４未満となるように前記複数のＬＥＤが配置されている。

本開示の実施形態に係る植物育成棚の他の側面によれば、前記植物育成棚は、
植物を載置可能な複数の棚部と、
ＬＥＤ照明シートであって、
基板フィルムと、
前記基板フィルムの表面に形成された電力供給のための金属配線部と、
前記金属配線部に電気的に接続され、前記基板フィルムの一方の面に、互いに所定の範囲内の離間距離を有するように平面的に分散して配置された複数のＬＥＤと、
を備えたＬＥＤ照明シートと、
を備えた植物育成棚であって、
前記ＬＥＤ照明シートは、前記複数の棚部によって画される複数の棚空間のうち、少なくとも１つの棚空間の天井部に、前記少なくとも１つの棚空間を照光するように配置され、
前記ＬＥＤ照明シートは、前記複数のＬＥＤの各々の中心軸方向に５０ｍｍ離れた点を含む、前記ＬＥＤ照明により照光される棚空間内の仮想面について、単位W数当たりの光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）の平均が２．０μｍｏｌ・m^-2・s^-1・W^-1以上であり、かつＰＰＦＤのばらつきが、平均値で規格化した際の標準偏差で０．４未満となるように前記複数のＬＥＤを備える。

本開示の実施形態に係る植物育成棚の他の側面によれば、前記植物育成棚は、
植物を載置可能な複数の棚部と、
前記複数の棚部によって画される複数の棚空間のうち、少なくとも１つの棚空間の天井部に配置される複数のＬＥＤを有するＬＥＤ照明と、
を備えた植物育成棚であって、
前記複数のＬＥＤの各々の中心軸方向に５０ｍｍ離れた点を含む、前記ＬＥＤ照明により照光される棚空間内の仮想面について、単位W数当たりの光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）の平均が２．０μｍｏｌ・m^-2・s^-1・W^-1以上であり、
前記複数のＬＥＤのうちの任意のＬＥＤが照射する前記仮想面内の照射範囲と、前記任意のＬＥＤに隣接する複数のＬＥＤのうち最短距離に存在するＬＥＤが照射する前記仮想面内の照射範囲とが重なるように、前記複数のＬＥＤが配置されている。

本開示の実施形態に係る植物育成棚の更に別の側面によれば、前記植物育成棚は、
植物を載置可能な複数の棚部と、
前記複数の棚部によって画される複数の棚空間のうち、少なくとも１つの棚空間の天井部に格子状に配置された複数のＬＥＤを有するＬＥＤ照明と、
を備えた植物育成棚であって、
前記複数のＬＥＤの各々の中心軸方向に５０ｍｍ離れた点を含む、前記ＬＥＤ照明により照光される棚空間内の仮想面について、単位W数当たりの光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）の平均が２．０μｍｏｌ・m^-2・s^-1・W^-1以上であり、
前記複数のＬＥＤのうちの任意のＬＥＤと、前記任意のＬＥＤの８近傍に位置するＬＥＤのうち最も遠くのＬＥＤとの離間距離Ｌ_dis［ｍｍ］が、次の式を満たすように配置されている。

但し、αは、ＬＥＤの指向角の半値である。

本開示の実施形態に係る植物育成工場の一側面によれば、上記のいずれかの植物育成棚を備える。

本開示の実施形態に係る植物育成棚の一側面によれば、植物育成棚は複数のＬＥＤを有するＬＥＤ照明又はＬＥＤ照明シートを備え、複数のＬＥＤの各々の中心軸方向に５０ｍｍ離れた点を含む、前記ＬＥＤ照明により照光される棚空間内の仮想面について、単位W数当たりの光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）の平均は２．０μｍｏｌ・m^-2・s^-1・W^-1以上であるので、従来にない高水準のＰＰＦＤをランニングコスト良く提供できる。しかも、１）ＰＰＦＤの標準偏差のばらつきが、平均値で規格化した際の標準偏差で０．４未満であるか、２）複数のＬＥＤのうちの任意のＬＥＤが照射する前記仮想面内の照射範囲と、その任意のＬＥＤに隣接する複数のＬＥＤのうち最短距離に存在するＬＥＤが照射する前記仮想面内の照射範囲とが重なるように複数のＬＥＤが配置されているか、又は３）複数のＬＥＤのうちの任意のＬＥＤと、その任意のＬＥＤの８近傍に位置するＬＥＤのうち最も遠くのＬＥＤとの離間距離Ｌ_dis［ｍｍ］が、αをＬＥＤの指向角の半値として、式

を満たすように配置されているので、ＬＥＤにより光の照射のばらつきが前記仮想面において抑制される。したがって、本開示の実施形態に係る植物育成棚は、植物の生育のばらつきを抑制できる。

本開示の実施形態に係る植物育成工場は、このような効果を奏する植物育成棚を備えているので、均等に育った植物を従来よりも効率良く生産することができる。

一実施形態による植物育成工場の構成を示す概略図である。 一実施形態による植物育成棚に植物が載置された状態を示す斜視図である。 一実施形態による植物育成棚の斜視図である。 一実施形態によるＬＥＤ照明装置の概略構成図である。 一実施形態によるＬＥＤ照明シートが有するＬＥＤチップの配置例を説明するための要部説明図である。 従来のバータイプのＬＥＤ照明装置の照度分布を示すシミュレーション結果を示す図である。図６ＡはＬＥＤバーの配置構成を示す図であり、図６ＢはＬＥＤバーを設けた平面から５０ｍｍ離れた面における照度分布を示す図であり、図６ＣはＬＥＤバーを設けた平面から１００ｍｍ離れた面における照度分布を示す図である。 一実施形態によるＬＥＤ照明装置の照度分布を示すシミュレーション結果を示す図である。図７ＡはＬＥＤが分散配置されたＬＥＤシートの配置構成を示す図であり、図７ＢはＬＥＤシートを設けた平面から５０ｍｍ離れた面における照度分布を示す図であり、図７ＣはＬＥＤシートを設けた平面から１００ｍｍ離れた面における照度分布を示す図である。 光源の配置の仕方に関する技術的思想を説明するための説明図である。 図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれＬＥＤ照明シートの変形例を示す平面図である。 図５のＶＶ断面図である。 一実施形態によるＬＥＤ照明シートの裏面の斜視図である。 図１２Ａ〜図１２Ｅは、一実施形態によるＬＥＤ照明シートの製造方法を示す図である。 図１３Ａ〜図１３Ｃは、それぞれ一実施形態によるＬＥＤ照明シートの取付け例を示す図であり、植物育成棚にＬＥＤ照明シートを取り付けた上で図２の矢印Ａの方向から見た図を表している。 一実施形態によるＬＥＤ照明シートの取付け例を示す斜視図である。 一変形実施形態による反射シートの取付け例を示す斜視図である。

以下、本発明をより詳細に説明するため、本発明を実施するための形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。同一又は類似の部材には同一又は類似の参照番号を付すことにより、重複する説明は省略する。なお、本発明を分かりやすく説明するため、図面のスケールは一定ではない。

１． 植物育成工場及び植物育成棚
図１から図３を参照して、植物育成工場及び植物育成棚の構成について説明する。図１は、植物育成工場１００の構成を示す概略図である。植物育成工場１００は、建屋１０１と、建屋１０１の内部に配置された複数の植物育成棚２００とを備える。図２に示されているように、植物育成棚２００には植物育成用トレー（パレット）２０１が載置され、植物育成用トレー２０１内には植物ＰＬが収容される。建屋１０１内の植物育成棚２００が配置される空間が植物ＰＬの育成にとって適切な環境となるよう、不図示の制御装置によって温度や湿度などのパラメータが制御される。

各植物育成棚２００は、図２又は図３に示されているように、複数の四角状又は円筒状のパイプ部材２１１、２１２と、パイプ部材２１１、２１２を連結する複数の連結部材２１３とが組み付けられることにより形成されている。パイプ部材２１１、２１２の形状は他のものであってもよく、これに応じて連結部材２１３の形状も異なりうる。パイプ部材パイプ部材２１１、２１２及び連結部材２１３は、たとえば、スチールや樹脂からなる。パイプ部材２１１、２１２のうち水平に配置されるパイプ部材２１１は、植物育成用トレー２０１を載置するための棚部２２０として用いられる。但し、水平に配置されるパイプ部材２１１のうち最上段のパイプ部材２１１については、植物育成用トレー２０１を物理的に載置可能ではあるが、実際には植物育成用トレー２０１は載置されずに天井部としてのみ用いることが想定されている。パイプ部材２１１、２１２のうち鉛直に配置される各パイプ部材２１２は、上側に設けられた第１の係合部２１４と、下側に設けられた第２の係合部２１５とを有する。また、水平に配置されるパイプ部材２１１のうち最下以外のパイプ部材２１１も、植物育成棚２００の周縁部に長手方向に沿って第３の係合部２１６を有する。植物育成棚２００のサイズは、たとえば、横１２００ｍｍ、奥行き４００ｍｍ、高さ１５００ｍｍである。このサイズの場合、水平に配置されるパイプ部材２１１と鉛直に配置されるパイプ部材２１２によって画された、横１２００ｍｍ、奥行き４００ｍｍ、高さ約５００ｍｍの棚空間が３つ形成されることとなる。各棚空間は、１つの天井部と、４つの側部と、１つの底部により画された空間である。なお、植物育成棚はパイプ状の部材によって組み立てられている必要はなく、他の部材、たとえば板状の部材を用いて組み立てられていてもよい。

各棚空間の上部にはＬＥＤ照明シート３００が備えられている。各棚空間の上部に備えられるＬＥＤ照明はシート状のものに限られず、他の形態、たとえばパネル状のＬＥＤ照明であってもよい。

各植物育成棚２００に対して１つの制御部４００が備えられる。制御部４００は、対応する植物育成棚２００が備える複数のＬＥＤ照明シート３００への電力供給を一括して制御する。

２． ＬＥＤ照明装置及びＬＥＤ照明シート
以下、図４から図１１を参照して、ＬＥＤ照明装置及びＬＥＤ照明シートの構成について説明する。図４に示されているように、ＬＥＤ照明装置５００は、ＬＥＤ照明シート３００、７００と、制御部４００とを備える。なお、ＬＥＤとの用語は、無機タイプと有機タイプの両方を含む。

制御部４００は、図４に示されているように、電源プラグ４１０と、ＡＣ／ＤＣコンバータ４２０と、ＰＷＭ制御部４３０とを備える。電源プラグ４１０には、たとえば１００Ｖから２４０Ｖの範囲内の任意の電圧の交流電圧が供給される。ＡＣ／ＤＣコンバータ４２０は、交流電圧を所定の電圧、たとえば５０Ｖの直流電圧に変換する。ＰＷＭ制御部４３０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ４２０から供給される直流電圧に対して、一定の周期で高速スイッチングを行ってパルス化する。高速スイッチングされるので、ＰＷＭ制御部４３０からは直流電圧が出力される。デューティー比を任意に変化させることにより、ＬＥＤ照明シート３００に供給される直流電圧が所望の電圧、たとえば４４Ｖとなるように制御がなされる。ＰＷＭ制御部４３０から出力される電圧は、コネクタ４４０を介してＬＥＤ照明シート３００に印加される。

図４のＬＥＤ照明シート３００は、フレキシブル配線基板３１０と、コネクタ３２０と、電力供給ライン３３０と、電流制御部３４０と、金属配線部３５０と、ＬＥＤチップ３６０と、コネクタ３２５と、を備える。ＬＥＤ照明シート３００（フレキシブル配線基板３１０）の大きさは、たとえば、Ｌｘ＝６００ｍｍ、Ｌｙ＝４００ｍｍであるが（図５を参照）、他の大きさであってもよい。また、シートの形状は長方形以外の四角形でもよく、四角形以外の形状でもよく、３次元形状でもよい。

図５に示されているように、複数のＬＥＤチップ３６０が平面視で格子状又はアレイ状に分散して配置されている。より具体的には、フレキシブル配線基板３１０上に、１４０個のＬＥＤチップ３６０が、たとえば、Ｐｘ＝Ｐｙ＝４０ｍｍのピッチで配置されている。第１の配置方向（Ｘ方向）に沿って配置された１４個のＬＥＤチップ３６０は、金属配線部３５０を介して電気的に直列に接続されて列Ｒを構成する。なお、ＬＥＤチップ３６０の配置は、それぞれのＬＥＤチップ３６０同士の間の距離が概ね等間隔であれば、必ずしも格子状やアレイ状でなくてもよい。

各列Ｒには１個の電流制御部３４０が備えられ、金属配線部３５０を介してＬＥＤチップ３６０と電気的に直列に接続されている。電流制御部３４０は対応する列のＬＥＤチップ３６０に供給される電流を一定に保つ機能を有する機能部であり、たとえば、電流レギュレータＩＣと抵抗を含む。可変抵抗を直列に接続することで、電流レギュレータＩＣは対応する列に供給される電流を調節でき、電流制御部３４０（電流レギュレータＩＣ）から供給される電流を調光することができる。

ＬＥＤ照明シート３００は図１０に示されているような断面構造を有する。図１０は図５のＶＶ断面図である。図１０に示すように、ＬＥＤ照明シート３００は、基板フィルム３１１と、接着剤層３１２と、金属配線部３１３と、光反射性絶縁保護膜３１４とが、この順に積層された構造を有する。基板フィルム３１１と、接着剤層３１２と、金属配線部３１３とがフレキシブル配線基板３１０を構成し、フレキシブル配線基板３１０上にＬＥＤチップ３６０が実装され、ＬＥＤチップ３６０と金属配線部３１３とが半田部３１７により電気的に接続される。光反射性絶縁保護膜３１４と、ＬＥＤチップ３６０と、半田部３１７とを覆うように、透明保護膜３１６が備えられている。

基板フィルム３１１は、可撓性を有する樹脂フィルムによって形成されている。ここで、本明細書において「可撓性を有する」とは、少なくとも曲率半径が１ｍ以下となるように曲げ可能であることをいう。基板フィルム３１１の材料としては、可撓性だけでなく、耐熱性、絶縁性、寸法安定性、機械的強度、及び耐久性も考慮し、ポリイミド樹脂やポリエチレンナフタレートを用いることができる。

接着剤層３１２は、基板フィルム３１１と金属配線部３１３を接着する層である。接着剤層３１２として、樹脂系接着剤やアクリル系接着剤等、種々の公知の接着剤を適宜用いることができる。基板フィルム３１１と金属配線部３１３の貼合せは、ドライラミネート法により行ってもよい。

金属配線部３１３は、基板フィルム３１１の表面（発光面側の面）に金属箔等の導電性基材によって形成される配線パターンである。金属配線部３１３は、上述した複数の金属配線部３５０として用いられる。複数の金属配線部３５０は、第１の金属配線部３５０Ａと、第１の金属配線部３５０Ａから離間して位置する第２の金属配線部３５０Ｂとを含む。金属配線部３５０として、電気伝導性と放熱性に優れた銀、銅等の金属からなる薄膜を用いることができる。

ＬＥＤチップ３６０は、第１の金属配線部３５０Ａと第２の金属配線部３５０Ｂの間に配置され、半田部３１７を介して、第１の金属配線部３５０Ａと第２の金属配線部３５０Ｂに電気的に接続される。ＬＥＤチップ３６０からの発熱を抑えるためには、ＬＥＤチップ３６０として、発光効率が高いものを選択することが好ましい。たとえば、１５０［ｌｍ／Ｗ］以上の発光効率を有しているものや、１８０［ｌｍ／Ｗ］以上の発光効率を有しているものを用いることができる。発光効率に優れたＬＥＤチップ３６０を採用することにより、栽培に必要な所望の光量子数をより少ない数のＬＥＤチップで達成できるので、ＬＥＤチップ３６０の実装数（密度）を抑えてＬＥＤチップ３６０からの発熱を少なくすることができる。したがって、ＬＥＤチップ３６０からの熱による植物の育成のばらつきが発生しにくくなって収量の低下を抑制することができる。

光反射性絶縁保護膜３１４は、ＬＥＤチップ３６０が設けられている領域とその周辺領域とを除く領域に形成される層である。この光反射性絶縁保護膜３１４は、十分な絶縁性を有することにより、フレキシブル配線基板３０の耐マイグレーション特性を向上させるレジスト層であり、かつＬＥＤ照明シート３００により作られる光環境の向上に寄与する光反射性を備えた光反射層である。

光反射性絶縁保護膜３１４は、ウレタン系樹脂、アクリルウレタン系樹脂等をベース樹脂とし、酸化チタン、アルミナ等の無機フィラーからなる白色顔料を更に含有する各種の樹脂組成物により形成することができる。

また、光反射性絶縁保護膜３１４は、育成対象の植物ＰＬに多くの光量子を当てるためには、光合成にとって有効な４００ｎｍから７００ｎｍまでの範囲の任意の波長の光の反射率が高いことが好ましい。反射率は、たとえば、６５％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることが更に好ましい。ＬＥＤ照明シート３００は、たとえば、酸化チタンを、ウレタン系またはアクリルウレタン系のベース樹脂１００質量部に対して２０質量部以上含有させることで、光反射性絶縁保護膜３１４の厚さを８μｍとする場合における同層の上記光線反射率を７５％以上とすることが可能である。

透明保護膜３１６は、ＬＥＤチップ３６０を覆うように、ＬＥＤ照明シート３００の最表面に形成されている。透明保護膜３１６は、防水性と透明性とを有する。透明保護膜３１６の防水性により、ＬＥＤ照明シート３００を植物育成用光源として使用する場合の装置内部への水の侵入を防ぐことができる。

透明保護膜３１６は、アクリルウレタン系樹脂等をベース樹脂とする各種の樹脂組成物により形成することができる。透明保護膜３１６を形成するために用いる樹脂組成物のベース樹脂としては、アクリルウレタン系樹脂の他、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、フェノール系樹等を適宜用いることができる。

透明保護膜３１６によるＬＥＤ照明シート３００の防水性としては、ＬＥＤ照明シート３００に対して植物育成用の水を散布した際に、ＬＥＤチップ３６０の劣化を抑制することが可能となる程度であればよい。たとえば、ＩＥＣ（国際電気標準会議）によって定められている防水・防塵の保護規格でＩＰＸ４以上の防水性を示すようにしてもよい。ＩＰＸ４の防水性能を有するようにするためには、透明保護膜３１６がある程度の厚さを有するようにすることが好ましい。たとえば、１０μｍ以上４０μｍ以下の厚さ、あるいは１５μｍ以上３０μｍ以下の厚さ、あるいは２０μｍ以上２５μｍ以下の厚さとすることができる。透明保護膜３１６が厚すぎるとＬＥＤ照明シート３００の可撓性に影響を与えて曲げにくくなることに留意して、透明保護膜３１６の厚さを定めることとなる。

図４に示されているように、以上で説明したＬＥＤチップ３６０及び電流制御部３４０を備えた列Ｒが、電力供給ライン３３０とＧＮＤ線を介して、制御部４００に対して電気的に並列に接続される。したがって、各電流制御部３４０から供給される電流を列ごとに異ならせることができる。たとえば、ＬＥＤ照明シート３００の端部に最も近い２つ（シートの上下の２つ）のＬＥＤ列Ｒに供給される電流を、他のＬＥＤ列Ｒに供給される電流よりも大きくすることができる。これにより、育成棚の端部に配置されている植物ＰＬに照射される光を、育成棚の端部以外の部分に配置されている植物ＰＬに照射される光と同等のレベルに保つことができ、植物ＰＬの育成のばらつきを抑えることができる。

コネクタ３２０に接続された電力供給ライン３３０は１１分岐しており、そのうちの１つのラインは、ＬＥＤ照明シート３００のＬＥＤチップ３６０に電力供給せずに、コネクタ３２５に接続されている。コネクタ３２５は、ＬＥＤ照明シート３００と同じ構成を有する他のＬＥＤ照明シート７００のコネクタ７２０に対して、コネクタ６１０、６２０を有するケーブル６００を介して接続される。このように構成されているので、他のＬＥＤ照明シート７００に対して、ＬＥＤ照明シート３００に対して供給される電力と同じ電力が供給される。

以上のように、ＬＥＤチップ３６０の列Ｒが複数並列に配置されることにより、ある特定の列のＬＥＤチップ３６０が破損した場合でも、他の列のＬＥＤチップ３６０に影響を与えないようにすることができる。これにより、ＬＥＤ照明シート３００全体の照度が極端に低下することを抑止することができる。また、ＬＥＤ照明シート３００の照度が低下した範囲を限定することで、不適合品が発生するおそれがある範囲を限定し、収率の低下を抑制することができる。また、ある特定の列のＬＥＤチップ３６０が破損した場合、この列に隣接する列の電流制御部３４０から供給される電流量を上げることにより、破損した列の照光量の減衰を補償することができる。

図５の配置例では、ＬＥＤチップ３６０同士のピッチＰｘは、たとえばＰｘ＝Ｐｙ＝４０ｍｍであるが、他の値であってもよく、ＰｘとＰｙで異なる値を取るようにしてもよい。

ここで、光源の配置の仕方に関する技術的思想及び本開示で用いる特徴的なパラメータについて、図６〜図８を参照しつつ説明する。本開示では、本開示に特徴的なパラメータＰＰＦＤ⁵⁰ _Wを、次のとおり定義して用いる。

ＰＰＦＤ⁵⁰とは、直方体状の空間の天井部に複数のＬＥＤを配置した場合において、その複数のＬＥＤの各々から、当該ＬＥＤの中心軸方向に５０ｍｍ離れた点を含むその空間内の仮想面について測定されるＰＰＦＤ［μｍｏｌ・ｍ^-2・ｓ］をいう。ここで、ＰＰＦＤとは、植物育成用の照明装置の性能を評価する際に用いられるパラメータであり、４００ｎｍから７００ｎｍまでの波長領域で、１秒当たり、１平方メーター当たりの光量子の数を測定して求められる。ＰＰＦＤと植物の生育速度には正の相関がある（正比例する）ことが一般的に知られているので、ＰＰＦＤを高めることが望ましい。また、「天井部」との用語は、天井そのものに限定する趣旨でなく、天井そのもの又は天井付近を意味する。

そして、ＰＰＦＤ⁵⁰ _W とは、ＰＰＦＤ⁵⁰をＬＥＤに投入した電力量Ｐで除したパラメータ又はその値であり、ＬＥＤに投入した電力の単位W数当たりの光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）を表す。

本開示が５０ｍｍ離れた位置でのＰＰＦＤをパラメータとして定義したのは、植物の生育条件と植物を育成する空間の有効利用とを考慮したことによる。たとえば、光源から１００ｍｍ離れた位置では、植物が生育できる空間が広く残されているので、植物育成棚が提供する空間の効率的利用という観点からは、１００ｍｍの位置でのＰＰＦＤを議論しても有意義でない。他方、たとえば、光源から２０ｍｍ離れた位置では、植物が光源に近く急速に成長するので、植物の適切な成長にとって必要なカルシウムの供給が追い付かず、植物の葉先（チップ）が焼けたようになるチップバーンという育成障害が生じることが判明した。また、光源から２０ｍｍのような近距離まで植物が成長している段階では、植物の育成にとって重要である風の通り道を塞いでしまい、育成障害が生じるという問題もある。そこで、植物育成棚が提供する空間の効率的利用を図りつつ、かつチップバーンの発生を抑えられ、風の通り道を確保できるような距離を問題とするのが良い。本発明の発明者らによれば、そのような距離は５０ｍｍであるとの知見が得られた。

なお、ＰＰＦＤ自体は当業者間において慣用されているものであるので、５０ｍｍ離れた位置でのＰＰＦＤであるＰＰＦＤ⁵⁰の意味は、当業者が容易に理解できるものである。また、ＰＰＦＤ⁵⁰ _W は、ＰＰＦＤ⁵⁰をＬＥＤに投入した電力量Ｐで除しただけであるので、当業者が容易に理解できるものである。

そこで、植物育成棚を利用して植物を育成する際は、光源から５０ｍｍ離れた位置でＰＰＦＤを高めることが望ましい。ところが、従来のバータイプの照明装置を用いて単にＰＰＦＤを上げると、植物の生育速度にばらつきが生じてしまい、良品の全体に占める割合である良品率が下がるという問題が生じることが判明した。この点について図６Ａ〜図６Ｃを用いて説明する。図６Ａ〜図６Ｃは、ＬＥＤバーで光を照射した際の照度分布を説明するための図である。図６ＡはＬＥＤバーの配置を示し、図６Ｂ、図６Ｃは照度分布のシミュレーション結果を示す図である。図６Ａは、縦横それぞれ１２００ｍｍの領域に、指向角が±６０°のＬＥＤを１４０個有するＬＥＤバーを、６本平行に互いに２００ｍｍ離して配置した構成を示す。図６Ｂ、図６Ｃは、この構成において、各ＬＥＤを１００［ｌｍ］で発光させた場合のシミュレーション結果を示す。図６ＢはＬＥＤからの距離が５０ｍｍの面内での照度分布、図６ＣはＬＥＤからの距離が１００ｍｍの面内での照度分布をそれぞれ示す。図６Ｃと図６Ｂを対比すると明らかなように、図６Ｃでは照度のばらつきは比較的小さいが、図６Ｂでは照度のばらつきは比較的大きい。なお、照度とＰＰＦＤの間には正比例の関係があり、白色光の場合は色温度を指定することにより、有色光の場合は波長を指定することにより相互に換算可能である。したがって、ＰＰＦＤの分布の様子は照度分布のそれと同様となる。

図６Ｂで照度のばらつきが大きくなることを、図８を用いて説明する。図８において、指向角±６０°のＬＥＤ１、ＬＥＤ２が２００ｍｍ離れて配置されていると想定する。すなわち、α＝β＝６０°、Ｌ１＝２００ｍｍである。Ｌ２＝Ｌ３＝５０ｍｍとして、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２から鉛直下方にＬ２＋Ｌ３＝１００ｍｍ離れた第１の仮想面ＩＰ１に着目すると、この仮想面ＩＰ１上のどの点も指向角の範囲内に入っている。ところが、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２から鉛直下方にＬ２＝５０ｍｍだけ離れた第２の仮想面ＩＰ２に着目すると、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２の中間点の下方に、どちらのＬＥＤの指向角の範囲にもカバーされない領域ができる。ピタゴラスの定理からＬ４＝Ｌ５＝約８６．５ｍｍであるので、その領域の端部間の長さＬ６＝約２７ｍｍである。第２の仮想面ＩＰ２のこの中央部の領域は、植物に対して照射される光が弱い照度不足の領域であることを意味する。その結果、照度不足の領域と照度十分の領域との間で植物の育成にばらつきが生じてしまい、良品率が低下してしまうこととなる。

このような照度不足の領域が生じないようにするためには、照度のばらつきが生じないようにすればよい。たとえば、ＰＰＦＤのばらつきが平均値で規格化した際の標準偏差で０．４未満となるように、図５に示されたようにＬＥＤを配置すればよい。このことを説明するために、先のシミュレーションで用いた１４０個×６＝８４０個のＬＥＤを、分散して配置した場合についてシミュレーションを行い、その結果が図７に示されている。図７Ａにおいて、１枚当たり１４０個のＬＥＤが格子状に分散配置された縦横それぞれ４００ｍｍ、６００ｍｍのＬＥＤシートＬＳが、６枚平面上に配置され隣接して配置されている。したがって、ＬＥＤシートＬＳ１〜ＬＳ６全体では縦横それぞれ１２００ｍｍの広さとなる。図７Ｂ、図７Ｃは、各ＬＥＤを１００［ｌｍ］で発光させた場合のシミュレーション結果を示す図である。図７ＢはＬＥＤからの距離が５０ｍｍの面内での照度分布、図７ＣはＬＥＤからの距離が１００ｍｍの面内での照度分布をそれぞれ示す。図７Ｂと図７Ｃを対比しても、照度分布に有意な差は認められない。図６Ｂと図７Ｂを対比すれば理解できるように、図７Ｂでは照度分布のばらつきが抑えられていることが分かる。

このように、同じ数のＬＥＤを用いて光を照射する場合であっても、ＬＥＤバーのようにＬＥＤが列状に密に配置されたものを複数用いるよりも、ＬＥＤを略均等に分散配置した方が、光源からの距離が近い距離、たとえば５０ｍｍであっても照度分布のばらつきを抑えられることが分かる。したがって、光源からの距離が近い距離での植物の育成のばらつきを抑えることができる。

また、ＬＥＤの配置の仕方について、以下のような幾何学的観点から説明することもできる。図６のシミュレーション結果が示唆するような植物の育成のばらつきを抑えるためには、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２の指向角の範囲内に入らない領域をなくすことが好ましい。図８の例においては、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２の離間距離を、臨界的距離となるＬ４＋Ｌ５未満、即ち約１７３ｍｍ未満とすることが必要となる。このような臨界的距離に関する考察を図５のような配置例に適用すると、ＬＥＤ照明シート３００の対角方向に位置するＬＥＤチップ３６０の離間距離が約１７３ｍｍ未満であること、Ｐｘ＝Ｐｙ＝約１２３ｍｍ（１７３／√２）未満であることが好ましい。この数値例は、あくまで指向角±６０°のＬＥＤについて考えた場合であるので、これとは異なる指向角を有するＬＥＤを用いる場合は離間すべき距離も変わってくる。ＬＥＤの指向角の範囲が±６０°よりも狭ければＬＥＤ同士の距離を１７３ｍｍ未満にする必要があるが、ＬＥＤの指向角の範囲が±６０°よりも広ければＬＥＤ同士の距離を１７３ｍｍよりも長くしてもよい。また、臨界的距離未満で間隔を詰めればより多くの光が照射されるので、ばらつきを抑えつつ育成が促進される。

一般に、光源から垂直に５０ｍｍだけ離れた仮想面において、光源の指向角の範囲内の光が重なるようにするためには、光源間の距離Ｌ_dis［ｍｍ］が次の式を満たすように光源を配置すればよい。

ここで、α、βは光源の中心軸に対する片側の角度、すなわち指向角の半値である。α＝βの場合、式（２）は、次のとおりとなる。

光源が格子状に配置されている場合には、ある中心光源と、これに隣接する８近傍の光源のうち最も遠くに位置する光源との離間距離が式（３）を満たすように光源を配置すれば、その仮想面において両光源からの光が重なることとなる。

また、その中心光源と、その８近傍の外側の１６近傍の光源のうち最も遠くに位置する光源との離間距離２Ｌ_disが式（３）を満たすように光源を配置すれば、その仮想面において両光源からの光が重なっているので、中心光源に隣接する列に含まれる光源が故障した場合であっても照度のバラつきを抑えることができる。

あるいは、ある光源が照射する仮想面内の照射範囲の面積と、これに隣接する８近傍又はその外側の１６近傍の光源のうち最も遠くに位置する光源が照射する仮想面内の照射範囲の面積とが一定の割合で重なるようにしてもよい。このように照射面積が一定の割合で重なるように光源を配置した場合も、いずれかの光源が故障した場合に光が照射されなくなる領域ができることを極力抑えることができる。

ＬＥＤチップ３６０の配列は、平面視格子点状に限られるものではなく、図９Ａに示されたＬＥＤ照明シート８００のように、ＬＥＤチップ３６０が平面視で千鳥状に配置されていてもよい。また、ＬＥＤチップは、ＬＥＤ照明シートの面内で均一に配置されていなくてもよい。たとえば、ＬＥＤ照明シートの周縁部において、ＬＥＤチップの密度をより高めてもよい。具体的には、図９Ｂに示すように、ＬＥＤ照明シート９００の中央部（図９Ｂの下部）でＬＥＤチップ３６０を格子点状に配置し、ＬＥＤ照明シート９００の周縁部（図９Ｂの上部）でＬＥＤチップ３６０を千鳥状に配置してもよい。このように、図９Ｂでは、ＬＥＤチップ３６０が千鳥状に配置されたＬＥＤ照明シートの領域の面積に対するＬＥＤチップ３６０の個数であるＬＥＤの面密度は、ＬＥＤチップ３６０が格子状に配置された領域におけるＬＥＤの面密度よりも大きくなるように配置されている。これにより、図５のＬＥＤ照明シート３００の周縁部におけるＬＥＤ照明シート３００の輝度の低下を抑制することができるので、ＬＥＤ照明シートの輝度を面内で均一にして、植物に照射される光のばらつきを更に抑制することができる。

図１１に示されているように、ＬＥＤ照明シート３００の裏面には、係止部材３７０₁₁〜３７０₅₅が規則的に一定の間隔を開けて設けられている。この係止部材３７０は樹脂又は軽量の金属でできている。Ｓ字フックのような連結部材の一端が係止部材３７０に係合され、連結部材の他端が植物育成棚２００に係合されることで、植物育成棚２００にＬＥＤ照明シート３００が備えられる。図１では、ＬＥＤ照明シート３００が各棚空間の天井部分に平張りされた状態を示している。

３． ＬＥＤ照明装置の動作
次に、ＬＥＤ照明装置５００の動作について説明する。まず、ＬＥＤ照明装置５００の電源プラグ４１０を電源に接続し、電源プラグ４１０に、たとえば１００Ｖ乃至２４０Ｖの任意の電圧を供給する。次に、電源プラグ４１０に入力された電圧は、ＡＣ／ＤＣコンバータ４２によって所定の、たとえば５０Ｖの直流電圧に変換される。続いて、ＡＣ／ＤＣコンバータ４２からの直流電圧は、ＰＷＭ制御部４３において所定のデューティー比、たとえば８８％のデューティー比で高速でスイッチングされてパルス化され、４４Ｖの直流電圧に変換される。その後、ＰＷＭ制御部４３からの直流電圧はＬＥＤ照明シート３００に供給され、ＬＥＤ照明シート３００の電流制御部３４０によりＬＥＤ照明シート３００の各列Ｒを流れる電流が所望のものとなるように電流が制御される。たとえば、ある列Ｒを流れる電流は７０ｍＡとなるように制御される。すべての列Ｒに流れる電流が同じとなるようにしてもよいが、列ごとに流れる電流を異ならせることも可能である。たとえば、ＬＥＤ照明シート３００の端部に近い列Ｒを流れる電流を８０ｍＡとなるように制御してもよい。このような電流制御は、電流制御部３４０としてレギュレータＩＣを用いる場合は、レギュレータＩＣに外部接続される抵抗の抵抗値を異ならせることにより行うことができる。これにより、ＬＥＤチップ３６０が発光し、植物ＰＬに対して光が照射される。

４． ＬＥＤ照明シートの製造方法
次に、ＬＥＤ照明シート３００の製造方法について、図１２Ａ〜図１２Ｅを参照して説明する。

まず、基板フィルム３１１を準備し、基板フィルム３１１の表面に、接着剤層３３を介して、金属配線部３５０の材料となる銅箔等の金属箔３１３を積層する（図１２Ａ）。接着剤層３３を介するのでなく、金属箔３１３を、基板フィルム３１１の表面に電解メッキ方法や気相製膜法（スパッタリング、イオンプレーティング、電子ビーム蒸着、真空蒸着、化学蒸着等）により、直接形成してもよい。あるいは、基板フィルム３１１と金属箔３１３を直接溶着してもよい。

次に、金属箔３１３の表面に、不図示のエッチングマスクをパターニングし、エッチングマスクにより覆われていない箇所に位置する金属箔３１３を浸漬液により除去し、アルカリ性の剥離液を使用してエッチングマスクを除去する（図１２Ｂ）。これにより、金属箔３１３が金属配線部３５０に形成される。

次に、金属配線部３５０上に光反射性絶縁保護膜３１４を積層形成する（図１２Ｃ）。光反射性絶縁保護膜３１４の形成は、光反射性絶縁保護膜３１４を構成する材料樹脂組成物を均一に塗工できる塗工手段であれば特に限定されず、たとえば、スクリーン印刷、オフセット印刷、ディップコータ、刷毛塗り等の方法を使用することができる。または、光感光性を有する絶縁保護膜材料を全面に塗工し、必要な箇所のみフォトマスクを通して感光させた後に現像することによって光反射性絶縁保護膜３１４を形成してもよい。

次に、金属配線部３５０上にＬＥＤチップ３６０、電流制御部３４０及びコネクタ３２０、３６０を実装する（図１２Ｅ）。この際、ＬＥＤチップ３６０は、金属配線部３５０にハンダ部３１７を介するハンダ加工によって接合される。このハンダ加工による接合は、リフロー方式、あるいは、レーザー方式によることができ、または導電性樹脂による接合でもよい。

次に、光反射性絶縁保護膜３１４、ＬＥＤチップ３６０、電流制御部３４０及びコネクタ３２０、３６０を覆うように透明保護膜３１６を形成する（図１２Ｅ）。この透明保護膜３１６は、透明樹脂組成物をスプレー処理により吹付けて形成する方法（以下、「スプレーコート法」という。）、又はカーテンコート法により形成する方法により行うことができる。スプレーコート法による透明保護膜３１６の形成は、たとえば、アクリル系ポリウレタン樹脂を含むスプレーコート処理用の塗工液を、スプレー塗装機によってフレキシブル配線基板３１０上の所望の領域に噴霧して塗工膜を形成することにより行うことができる。カーテンコート法による透明保護膜３１６の形成は、たとえば、アクリル系ポリウレタン樹脂を含むカーテンコート処理用の塗工液を、カーテン塗装機によってフレキシブル配線基板３１０上の所望の領域に滴下して塗工膜を形成することにより行うことができる。

次に、ＬＥＤ照明シート３００の裏面に、係止部材３７０₁₁〜３７０₅₅が、たとえば接着剤により固定される。

なお、本実施の形態によるＬＥＤ照明シート３００は、上述した方法に限らず、従来公知のＬＥＤチップ用のフレキシブル配線基板や、これにＬＥＤチップを実装してなる各種のＬＥＤモジュールを製造する公知の方法により製造することもできる。

５． ＬＥＤ照明シートの植物育成棚への取付け形態
次に、図１、図１３〜図１５を参照して、以上のようにして製造されたＬＥＤ照明シート３００の植物育成棚２００への取付け形態について説明する。図１では、ＬＥＤ照明シート３００が、棚空間の天井部に平張りされた場合を示している。図１３Ａ〜図１３Ｃは、植物育成棚２００にＬＥＤ照明シート３００を取り付けた上で図２の矢印Ａの方向から見た図を表している。図１３Ａ〜図１３Ｃ及び図１５では、最上部の棚空間にＬＥＤ照明シート３００が設けられた場合が示されているが、別の棚空間にも同様にＬＥＤ照明シート３００が設けられてもよい。以下、より詳しく説明する。

図１は、ＬＥＤ照明シート３００が、植物育成棚２００の棚空間に平面状に張られた状態を示している。具体的には、ＬＥＤ照明シート３００の裏面に設けられた係止部３７０₁₁〜３７０₁₅、３７０₂₁〜３７０₂₅、３７０₃₁、３７０₃₃、３７０₃₅、３７０₄₁〜３７０₄₅、３７０₅₁〜３７０₅₅が、不図示のＳ字フックを用いて、植物育成棚２００のパイプ部材２１１に係合された状態を示している。ＬＥＤチップとして、日亜化学工業社製のＮＦＳＷ７５７Ｇ−Ｖ２を用いて、本願が教示するようにＬＥＤチップを分散して配置すれば、ＬＥＤチップの各々の中心軸方向に５０ｍｍ離れた点を含む、ＬＥＤ照明シートにより照光される棚空間内の仮想面について、単位W数当たりの光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）の平均が２．０μｍｏｌ・m^-2・s^-1・W^-1以上であり、かつＰＰＦＤのばらつきが、平均値で規格化した際の標準偏差で０．４未満となる。これらのパラメータは、以下のようにＬＥＤ照明シート３００が非平面状に張られた場合も達成される。

なお、後述の実施例１、２、及び比較例１、２のいずれにおいても、単位W数当たりの光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）の平均は、２．０μｍｏｌ・m^-2・s^-1・W^-1以上であるので、この点で比較例との間に相違はない。この「２．０」という数値は、有機ＥＬ照明との差別化を図る目的で採用された値である。発光効率が１５０［ｌｍ／Ｗ］のＬＥＤが存在するのに対し、有機ＥＬの発光効率は１００［ｌｍ／Ｗ］に満たないのが現状である。したがって、有機ＥＬの発光効率は、ＬＥＤのそれの２／３と仮定できる。また、後述の表１にあるとおり、単位W数当たりの光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）の平均は、２００ｍｍでは３．１μｍｏｌ・m^-2・s^-1・W^-1以上、５０ｍｍでは３．３μｍｏｌ・m^-2・s^-1・W^-1以上である。このようにＬＥＤでの値は３を超えている。発光効率がＬＥＤの２／３である有機ＥＬとの差別化を図るために、２．０という値を設定した。単位W数当たりの光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）の平均が２．０μｍｏｌ・m^-2・s^-1・W^-1以上であればランニングコストの低下に貢献できる。

図１３Ａは、ＬＥＤ照明シート３００の裏面に設けられた係止部３７０₁₁、３７０₁₅、３７０₃₁、３７０₃₃、３７０₃₅、３７０₅₁、３７０₅₅が、Ｓ字フックを用いて、植物育成棚２００の対応する係合部２１５又はパイプ部材２１１に非平面状に係合された状態を示している。ＬＥＤ照明シート３００が棚空間内で植物ＰＬに向かって凹状に曲がっているので、ＬＥＤ照明シート３００のシート面での光が、シート面の面積よりも狭い面積に収束される。したがって、シート面から所定距離離れた位置でのＰＰＦＤのばらつきを、図１のようにＬＥＤ照明シート３００を平張りした場合のＰＰＦＤのばらつきに比べて抑えることができる。

図１３Ｂは、ＬＥＤ照明シート３００の裏面に設けられた係止部３７０₁₁、３７０₁₃、３７０₁₅、３７０₃₁、３７０₃₃、３７０₃₅、３７０₅₁、３７０₅₃、３７０₅₅が、Ｓ字フックを用いて、植物育成棚２００の対応する係合部２１４又はパイプ部材２１１に非平面状に係合された状態を示している。図１３Ａの場合と同様、ＬＥＤ照明シート３００が棚空間内で植物ＰＬに向かって凹状に曲がっている。より具体的には、ＬＥＤ照明シート３００の端部が、ＬＥＤアレイ３６１の少なくとも一部を含んで凹状に曲がっている。図１３Ｂの場合も、図１３Ａの場合と同様に、ＬＥＤ照明シート３００のシート面での光がシート面の面積よりも狭い面積に収束される。したがって、シート面から所定距離離れた位置でのＰＰＦＤのばらつきを、ＬＥＤ照明シート３００を平張りした場合のＰＰＦＤのばらつきに比べて抑えることができる。

図１３Ｃは、ＬＥＤ照明シート３００の裏面に設けられた係止部３７０₁₁、３７０₁₃、３７０₁₅、３７０₃₁、３７０₃₃、３７０₃₅、３７０₅₁、３７０₅₃、３７０₅₅が、Ｓ字フックを用いて、植物育成棚２００のパイプ部材２１１に非平面状に係合された状態を示している。ＬＥＤ照明シート３００は、棚空間内で植物ＰＬに向かって凹状又は凸状に曲がっている。凹状に曲がっている部分に関しては、ＬＥＤ照明シート３００のシート面での光が、シート面の面積よりも狭い面積に収束される。したがって、シート面から所定距離離れた位置でのＰＰＦＤのばらつきを、ＬＥＤ照明シート３００を平張りした場合のＰＰＦＤのばらつきに比べて抑えることができる。

対照的に、凸状に曲がっている部分に関しては、ＬＥＤ照明シート３００のシート面での光が、シート面の面積よりも広い面積に拡散される。したがって、シート面から所定距離離れた位置でのＰＰＦＤのばらつきは、ＬＥＤ照明シート３００を平張りした場合のＰＰＦＤのばらつきに比べて大きくなる。そこで、ＬＥＤ照明シート３００が凸状に曲がっていてもシート面から所定距離離れた位置でのＰＰＦＤのばらつきが所望の範囲内となるように、ＬＥＤチップ３６０の配置間隔を狭めてもよい。

図１４は、ＬＥＤ照明シート３００の裏面に設けられた係止部３７０₁₁、３７０₁₅、３７０₃₃、３７０₅₁、３７０₅₅が、Ｓ字フックを用いて、植物育成棚２００の対応する係合部２１５又はパイプ部材２１１に係合された状態を示している。この場合、図１３Ｃの場合と同様に、ＬＥＤ照明シート３００は、植物ＰＬに向かって凹状又は凸状に曲がっている。図１３Ｃの場合と同様、ＬＥＤ照明シート３００が凸状に曲がっていてもシート面から所定距離離れた位置でのＰＰＦＤのばらつきが所望の範囲内となるように、ＬＥＤチップ３６０の配置間隔を狭めてもよい。

なお、図１３Ａ〜図１３Ｃ、図１４で示したＬＥＤ照明シート３００は平らに広げた際に同一の形状であるとは限らない。図１３Ａ〜図１３Ｃ、図１４で示したようにＬＥＤ照明シート３００を張ることができるように、ＬＥＤ照明シート３００は適当なサイズを取りうる。

６． 反射シート
次に、図１５を参照して、植物育成棚の一変形実施形態について説明する。図１５に示すように、植物育成棚２００の側方に反射シート２６０を設けてもよい。反射シート２６０は、植物ＰＬと対向する側にアルミニウムシート等の光反射性の材料を含んでいる。図１５では植物育成棚２００の長手方向に沿った面にのみ反射シート２６０が備えられているが、植物育成棚２００の他の側面にも備えられてもよい。反射シートの可視光反射率は、たとえば９０％以上とすることができる。ここで可視光とは、ＪＩＳ B７０７９に従って波長が３８０ｎｍから７８０ｎｍの範囲の光をいう。反射シート２６０を設ける場合、植物育成棚２００の長手方向に沿った側面の上方に、ロールスクリーン本体部２５０を設けて反射シート２６０が上下方向に引出し／巻取り可能な構成であってもよい。あるいは、植物育成棚２００の長手方向に沿った側面の上方に、不図示のカーテンレールを設けて、反射シート２６０を左右方向に広げ又は折り畳めるようにしてもよい。このように植物育成棚２００が反射シート２６０を備えることにより、照度が弱くなりやすい植物育成棚２００の周縁における光量を補い、ＰＰＦＤのばらつきを更に抑制することができる。

７． 実施例
次に、図１の実施形態の実施例について説明する。

＜ＬＥＤ照明シートの作製＞
実施例１、２の育成棚及び比較例１、２の育成棚をそれぞれ以下のとおり準備した。

＜実施例１＞
５６０ｍｍ×３９０ｍｍサイズのフィルム基板（ポリエチレンナフタレート、厚さ５０μｍ）の一方の表面に、金属配線部を形成するための銅箔（厚さ３５μｍ）を積層し、その後、金属配線用の銅箔についてエッチング処理をして、金属配線部を構成した。そして、基板フィルム及び金属配線部上に、ウレタン系樹脂をベース樹脂とし、このベース樹脂に対して２０質量％の割合で酸化チタンを添加してなる絶縁性インキを用いてスクリーン印刷により厚さ１０μｍの光反射性絶縁保護膜を形成した。次に、金属配線部に、複数のＬＥＤチップ（「ＮＦＳＷ７５７Ｇ−Ｖ２」（日亜化学工業社製））を、Ｘ方向に４０ｍｍピッチ、Ｙ方向に３５ｍｍピッチで、１４個の列を１０列、ハンダ加工により実装した。さらに、上記の絶縁性保護膜及びＬＥＤチップを被覆する透明保護膜を、スプレーコート法により形成した。以上のとおり作製したＬＥＤ照明シートは、全光束量が３９５０［ｌｍ］であり、総投入電力が７２Ｗであり、ＬＥＤチップから照射される光の色温度は５０００Ｋであった。このＬＥＤ照明シートを植物育成棚の棚部の下面に２枚配置し、実施例１の植物育成棚とした。
棚の基板の下面に２枚配置し、実施例１の植物育成棚とした。

＜実施例２＞
実施例１と同様に作製した植物育成棚に更に光反射シート（図１５参照）を植物育成棚の側面側に設けて、実施例２の植物育成棚を作製した。

＜比較例１＞
市販の直管型ＬＥＤが配列されたＬＥＤバーライト（「ＴＥＣＯ−Ｌ４０Ｎ１−５０ＮＨ−Ｔ８」（東神電気株式会社製））を育成棚の基板の下面に２本配置し、比較例１の植物育成棚とした。この場合、ＬＥＤバーライトは、全光束量が２３００［ｌｍ］であり、投入電力が４６Ｗであり、照射される光の色温度は５０００Ｋであった。

＜比較例２＞
比較例１と同様に作製した植物育成棚に更に光反射シート（図１５参照）を植物育成棚の側面側に設けて、比較例２の植物育成棚を作製した。

実施例１、２及び比較例１、２の植物育成棚について、光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）をそれぞれ測定した。この場合、実施例１、２について、総投入電力を比較例１、２と同等になるよう調光装置にて調整し、それぞれＬＥＤ照明シートの下方領域に含まれる複数の箇所（合計２４箇所）でＰＰＦＤを測定した。また、比較例１、２の植物育成棚についても、実施例１、２の場合と同様の領域に含まれる複数の箇所（合計２４箇所）でＰＰＦＤを測定した。なお、光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）は、光量子計（米国ＬＩ−ＣＯＲ社製、光量子センサーＬＩ−１９０ＲおよびライトメーターＬＩ−２５０Ａ）により測定した。実施例１、２及び比較例１、２の植物育成棚について、それぞれＬＥＤチップから５０ｍｍ離れた箇所と２００ｍｍ離れた箇所とについてＰＰＦＤを測定し、投入電力で除した値をそれぞれ算出した。また、ＬＥＤチップから５０ｍｍ離れた箇所と２００ｍｍ離れた箇所とのそれぞれについて、測定したＰＰＦＤの値から標準偏差を算出し、ＰＰＦＤのばらつきとした。

続いて、実施例１、２及び比較例１、２の植物育成棚を用いて、植物（極早生シスコ）を実際に栽培した。その後、生育した植物の育成量として生体重（ｇ／ｍ²）を測定し、これを投入電力で除することにより、投入電力あたりの生体重（ｇ／ｍ²／Ｗ）を算出した。この生体重の測定は、栽培終了後のレタスの外観評価からチップバーン（葉先枯れ）部を除去した形で、地上部生体重を栽培パネル毎に計測し平米あたりの重量に計算することで算出した。以上の評価結果を表１に示す。

上記表１に示すように、実施例１、２の植物育成棚と比較例１、２の植物育成棚とを比較した場合、ＬＥＤチップから２００ｍｍ離れた箇所におけるＰＰＦＤのばらつきに大きな差は見られなかったが、ＬＥＤチップから５０ｍｍ離れた箇所ではＰＰＦＤのばらつきが大きくなった。このように、ＬＥＤ照明シート（実施例１、２）を用いた場合、直管型ＬＥＤが配列されたＬＥＤバーライト（比較例１、２）を用いた場合と比較して、光源に近い位置でのＰＰＦＤのばらつきを低減することができた。

また、実施例１、２の植物育成棚を用いた場合、比較例１、２の植物育成棚を用いた場合よりも、投入電力あたりの植物の生体重を増加させることができた。５０ｍｍ離れた地点において、ＰＰＦＤのばらつき（平均値で規格化した際の標準偏差）が０．３５（＜０．４）であった実施例１、及び０．２３（＜０．３）であった実施例２では、ばらつきが０．８３（≧０．４）であった比較例１、０．８４（≧０．４）であった比較例２よりも、表１のとおり投入電力あたりの植物の生体重が増加しており、有意な差が認められた。また、５０ｍｍ離れた地点において、ＰＰＦＤのばらつきが０．３５（＜０．４）であった実施例１での投入電力あたりの植物の生体重が１．６１ｇ・m^-2・W^-1であり、ＰＰＦＤのばらつきが０．２３（＜０．３）であった実施例２でのそれが１．６７ｇ・m^-2・W^-1であったので、実施例１、２の測定結果はばらつきを０．３未満に抑えることで更に良い結果がもたらされることを示している。さらに、実施例１、２の植物育成棚を用いた場合、比較例１、２の植物育成棚を用いた場合と異なり、チップバーン発生に差が見られた。このように、実施例１、２の植物育成棚を用いた場合、比較例１、２の植物育成棚を用いた場合と比較して、ＬＥＤチップから５０ｍｍ離れた箇所でのＰＰＦＤのばらつきが低減されているので、光源直下の光強度ムラが少なく、光強度と正の相関で増えるチップバーンの発生が抑えられ、除去されるはずの不良部が少なくなったため、高い生産性につながったと考えられる。

８． 付記
以下、本明細書が開示する種々の実施形態のうち、その一部について整理する。
＜付記１＞
付記１による植物育成棚は、
植物を載置可能な複数の棚部と、
前記複数の棚部によって画される複数の棚空間のうち、少なくとも１つの棚空間の天井部に配置される複数のＬＥＤを有するＬＥＤ照明と、
を備えた植物育成棚であって、
前記複数のＬＥＤの各々の中心軸方向に５０ｍｍ離れた点を含む、前記ＬＥＤ照明により照光される棚空間内の仮想面について、単位W数当たりの光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）の平均が２．０μｍｏｌ・m^-2・s^-1・W^-1以上であり、かつＰＰＦＤのばらつきが、平均値で規格化した際の標準偏差で０．４未満となるように前記複数のＬＥＤが配置されている。
＜付記２＞
付記２による植物育成棚（２００）は、
植物を載置可能な複数の棚部（２２０）と、
ＬＥＤ照明シートであって、
基板フィルム（３１１）と、
前記基板フィルムの表面に形成された電力供給のための金属配線部（３５０）と、
前記金属配線部に電気的に接続され、前記基板フィルムの一方の面に、互いに所定の範囲内の離間距離を有するように平面的に分散して配置された複数のＬＥＤ（３６０）と、
を備えたＬＥＤ照明シート（３００）と、
を備えた植物育成棚であって、
前記ＬＥＤ照明シートは、前記複数の棚部によって画される複数の棚空間のうち、少なくとも１つの棚空間の天井部に、前記少なくとも１つの棚空間を照光するように配置され、
前記ＬＥＤ照明シートは、前記複数のＬＥＤの各々の中心軸方向に５０ｍｍ離れた点を含む、前記ＬＥＤ照明シートにより照光される棚空間内の仮想面について、単位W数当たりの光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）の平均が２．０μｍｏｌ・m^-2・s^-1・W^-1以上であり、かつＰＰＦＤのばらつきが、平均値で規格化した際の標準偏差で０．４未満となるように前記複数のＬＥＤを備える。
＜付記３＞
付記３による植物育成棚（２００）は、付記２に記載の植物育成棚であって、前記所定の範囲は４０ｍｍから１００ｍｍである。
＜付記４＞
付記４による植物育成棚（２００）は、付記２又は３に記載の植物育成棚であって、前記複数のＬＥＤは、複数のＬＥＤが直列に接続されたＬＥＤ列が複数並列に接続されたＬＥＤアレイ（３６１）であり、
前記ＬＥＤ列の少なくとも２つの列に電流制御部（３４０）を更に備える。
＜付記５＞
付記５による植物育成棚（２００）は、付記２から４のいずれか１つに記載の植物育成棚であって、
前記複数のＬＥＤは、前記ＬＥＤ照明シートの少なくとも一部のエリアの面密度が、前記ＬＥＤ照明シートの他の一部のエリアの面密度よりも高くなるように配置されている。
＜付記６＞
付記６による植物育成棚（２００）は、付記２から５のいずれか１つに記載の植物育成棚であって、
前記ＬＥＤ照明シートは前記天井部に非平面状に配置されている。
＜付記７＞
付記７による植物育成棚（２００）は、付記６に記載の植物育成棚であって、
前記非平面状は、前記棚空間内に少なくとも１つ以上の凹部又は凸部を有する形状である。
＜付記８＞
付記８による植物育成棚（２００）は、付記６に記載の植物育成棚であって、
前記非平面状は、前記ＬＥＤアレイを含む、前記ＬＥＤ照明シートの周縁部の少なくとも一部が、前記少なくとも１つの棚空間の内部を向くように折り曲げられた形状である。
＜付記９＞
付記９による植物育成棚（２００）は、付記２から８のいずれか１つに記載の植物育成棚であって、前記少なくとも１つの棚空間の側方に光を反射する反射シート（２６０）を更に備える。
＜付記１０＞
付記１０による植物育成棚（２００）は、付記９に記載の植物育成棚であって、
前記天井部に位置する棚部の側部に設けられた支持手段（２５０）を更に備え、
前記反射シートは前記支持手段に支持されている。
＜付記１１＞
付記１１による植物育成棚（２００）は、付記９又は１０に記載の植物育成棚であって、前記反射シートは可視光反射率が９０％以上である。
＜付記１２＞
付記１２による植物育成棚（２００）は、付記２から１１のいずれか１つに記載の植物育成棚であって、前記基板フィルムは全体的に白色である。
＜付記１３＞
付記１３による植物育成棚は、
植物を載置可能な複数の棚部（２２０）と、
前記複数の棚部によって画される複数の棚空間のうち、少なくとも１つの棚空間の天井部に配置される複数のＬＥＤ（３６０）を有するＬＥＤ照明（３００）と、
を備えた植物育成棚（２００）であって、
前記複数のＬＥＤの各々の中心軸方向に５０ｍｍ離れた点を含む、前記ＬＥＤ照明により照光される棚空間内の仮想面について、単位W数当たりの光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）の平均が２．０μｍｏｌ・m^-2・s^-1・W^-1以上であり、
前記複数のＬＥＤのうちの任意のＬＥＤが照射する前記仮想面内の照射範囲と、前記任意のＬＥＤに隣接する複数のＬＥＤのうち最短距離に存在するＬＥＤが照射する前記仮想面内の照射範囲とが重なるように、前記複数のＬＥＤが配置されている。
＜付記１４＞
付記１４による植物育成棚（２００）は、
植物を載置可能な複数の棚部（２２０）と、
前記複数の棚部によって画される複数の棚空間のうち、少なくとも１つの棚空間の天井部に格子状に配置された複数のＬＥＤ（３６０）を有するＬＥＤ照明（３００）と、
を備えた植物育成棚（２００）であって、
前記複数のＬＥＤの各々の中心軸方向に５０ｍｍ離れた点を含む、前記ＬＥＤ照明により照光される棚空間内の仮想面について、単位W数当たりの光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）の平均が２．０μｍｏｌ・m^-2・s^-1・W^-1以上であり、
前記複数のＬＥＤのうちの任意のＬＥＤと、前記任意のＬＥＤの８近傍に位置するＬＥＤのうち最も遠くのＬＥＤとの離間距離Ｌ_dis［ｍｍ］が、次の式を満たすように配置されている。

但し、αは、ＬＥＤの指向角の半値である。
＜付記１５＞
付記１５による植物工場（１００）は、付記１から１４のいずれか１つに記載された植物育成棚を備える。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、開示された実施形態の構成要素を組み合わせ、変形し、又は省略して実施することが可能である。

１００：植物育成工場
２００：植物育成棚
２２０：棚部
２５０：ロールスクリーン本体部（支持手段）
２６０：反射シート
３００：ＬＥＤ照明シート（ＬＥＤ照明）
３１１：基板フィルム
３１３：金属配線部
３４０：電流制御部
３６０：ＬＥＤチップ
３６１：ＬＥＤアレイ
７００：ＬＥＤ照明シート

Claims (15)

1. 植物を載置可能な複数の棚部と、
   前記複数の棚部によって画される複数の棚空間のうち、少なくとも１つの棚空間の天井部に配置される複数のＬＥＤを有するＬＥＤ照明と、
   を備えた植物育成棚であって、
   前記複数のＬＥＤの各々の中心軸方向に５０ｍｍ離れた点を含む、前記ＬＥＤ照明により照光される棚空間内の仮想面について、単位W数当たりの光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）の平均が２．０μｍｏｌ・m^-2・s^-1・W^-1以上であり、かつＰＰＦＤのばらつきが、平均値で規格化した際の標準偏差で０．４未満となるように前記複数のＬＥＤが配置された植物育成棚。
2. 植物を載置可能な複数の棚部と、
   ＬＥＤ照明シートであって、
   基板フィルムと、
   前記基板フィルムの表面に形成された電力供給のための金属配線部と、
   前記金属配線部に電気的に接続され、前記基板フィルムの一方の面に、互いに所定の範囲内の離間距離を有するように平面的に分散して配置された複数のＬＥＤと、
   を備えたＬＥＤ照明シートと、
   を備えた植物育成棚であって、
   前記ＬＥＤ照明シートは、前記複数の棚部によって画される複数の棚空間のうち、少なくとも１つの棚空間の天井部に、前記少なくとも１つの棚空間を照光するように配置され、
   前記ＬＥＤ照明シートは、前記複数のＬＥＤの各々の中心軸方向に５０ｍｍ離れた点を含む、前記ＬＥＤ照明シートにより照光される棚空間内の仮想面について、単位W数当たりの光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）の平均が２．０μｍｏｌ・m^-2・s^-1・W^-1以上であり、かつＰＰＦＤのばらつきが、平均値で規格化した際の標準偏差で０．４未満となるように前記複数のＬＥＤを備えた植物育成棚。
3. 前記所定の範囲は４０ｍｍから１００ｍｍである、請求項２に記載の植物育成棚。
4. 前記複数のＬＥＤは、複数のＬＥＤが直列に接続されたＬＥＤ列が複数並列に接続されたＬＥＤアレイであり、
   前記ＬＥＤ列の少なくとも２つの列に電流制御部を更に備えた、請求項２又は３に記載の植物育成棚。
5. 前記複数のＬＥＤは、前記ＬＥＤ照明シートの少なくとも一部のエリアの面密度が、前記ＬＥＤ照明シートの他の一部のエリアの面密度よりも高くなるように配置された、請求項２から４のいずれか１項に記載の植物育成棚。
6. 前記ＬＥＤ照明シートは前記天井部に非平面状に配置された、請求項２から５のいずれか１項に記載の植物育成棚。
7. 前記非平面状は、前記棚空間内に少なくとも１つ以上の凹部又は凸部を有する形状である、請求項６に記載の植物育成棚。
8. 前記非平面状は、前記ＬＥＤアレイを含む、前記ＬＥＤ照明シートの周縁部の少なくとも一部が、前記少なくとも１つの棚空間の内部を向くように折り曲げられた形状である、請求項６に記載の植物育成棚。
9. 前記少なくとも１つの棚空間の側方に光を反射する反射シートを更に備えた、請求項２から８のいずれか１項に記載の植物育成棚。
10. 前記天井部に位置する棚部の側部に設けられた支持手段を更に備え、
    前記反射シートは前記支持手段に支持されている、請求項９に記載の植物育成棚。
11. 前記反射シートは可視光反射率が９０％以上である、請求項９又は１０に記載の植物育成棚。
12. 前記基板フィルムは全体的に白色である、請求項２から１１のいずれか１項に記載の植物育成棚。
13. 植物を載置可能な複数の棚部と、
    前記複数の棚部によって画される複数の棚空間のうち、少なくとも１つの棚空間の天井部に配置される複数のＬＥＤを有するＬＥＤ照明と、
    を備えた植物育成棚であって、
    前記複数のＬＥＤの各々の中心軸方向に５０ｍｍ離れた点を含む、前記ＬＥＤ照明により照光される棚空間内の仮想面について、単位W数当たりの光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）の平均が２．０μｍｏｌ・m^-2・s^-1・W^-1以上であり、
    前記複数のＬＥＤのうちの任意のＬＥＤが照射する前記仮想面内の照射範囲と、前記任意のＬＥＤに隣接する複数のＬＥＤのうち最短距離に存在するＬＥＤが照射する前記仮想面内の照射範囲とが重なるように、前記複数のＬＥＤが配置された植物育成棚。
14. 植物を載置可能な複数の棚部と、
    前記複数の棚部によって画される複数の棚空間のうち、少なくとも１つの棚空間の天井部に格子状に配置された複数のＬＥＤを有するＬＥＤ照明と、
    を備えた植物育成棚であって、
    前記複数のＬＥＤの各々の中心軸方向に５０ｍｍ離れた点を含む、前記ＬＥＤ照明により照光される棚空間内の仮想面について、単位W数当たりの光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）の平均が２．０μｍｏｌ・m^-2・s^-1・W^-1以上であり、
    前記複数のＬＥＤのうちの任意のＬＥＤと、前記任意のＬＥＤの８近傍に位置するＬＥＤのうち最も遠くのＬＥＤとの離間距離Ｌ_dis［ｍｍ］が、次の式を満たすように配置された植物育成棚。
    

    

    但し、αは、ＬＥＤの指向角の半値である。
15. 請求項１から１４のいずれか１項に記載された植物育成棚を備えた植物工場。

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