JP2971470B2 - 植物育成用蛍光灯 - Google Patents
植物育成用蛍光灯Info
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- JP2971470B2 JP2971470B2 JP63210326A JP21032688A JP2971470B2 JP 2971470 B2 JP2971470 B2 JP 2971470B2 JP 63210326 A JP63210326 A JP 63210326A JP 21032688 A JP21032688 A JP 21032688A JP 2971470 B2 JP2971470 B2 JP 2971470B2
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- phosphor
- fluorescent lamp
- activated
- light
- plant
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は新規な植物育成用蛍光灯に関する。
従来の技術 近年、野菜等の植物を人工的に制御された環境のもと
で栽培，生産する、いわゆる植物工場の研究が活発化し
てきており、一部は実用化されている。この植物工場に
おける光の供給方式としては完全自然光方式，自然光と
人工光を併用したハイブリッド光方式，それに完全人工
光方式がある。これらのうち完全人工光方式は品質がそ
ろったものを安定に供給する目的に適している。この場
合の光源にはメタルハライドランプ，高圧ナトリウムラ
ンプ，蛍光灯等が単独または組み合わせて用いられてい
る。ところで、植物の育成を目的とした蛍光灯としては
赤色蛍光体と青色蛍光体の２成分からなるものが公知で
ある。この蛍光灯は主としてトマト等の苗の育苗用に開
発されたもので、その発光スペクトルはクロロフィルの
光合成曲線に似せたものである。青色蛍光体にはタング
ステン酸カルシウムが、そして赤色蛍光体にはマンガン
付活フロロゲルマン酸マグネシウムがそれぞれ用いられ
ている。ただし、この植物育成用蛍光灯は完全人工光環
境をつくる目的で開発されたものではなく、ハイブリッ
ド光方式を前提にして開発されたものである。
で栽培，生産する、いわゆる植物工場の研究が活発化し
てきており、一部は実用化されている。この植物工場に
おける光の供給方式としては完全自然光方式，自然光と
人工光を併用したハイブリッド光方式，それに完全人工
光方式がある。これらのうち完全人工光方式は品質がそ
ろったものを安定に供給する目的に適している。この場
合の光源にはメタルハライドランプ，高圧ナトリウムラ
ンプ，蛍光灯等が単独または組み合わせて用いられてい
る。ところで、植物の育成を目的とした蛍光灯としては
赤色蛍光体と青色蛍光体の２成分からなるものが公知で
ある。この蛍光灯は主としてトマト等の苗の育苗用に開
発されたもので、その発光スペクトルはクロロフィルの
光合成曲線に似せたものである。青色蛍光体にはタング
ステン酸カルシウムが、そして赤色蛍光体にはマンガン
付活フロロゲルマン酸マグネシウムがそれぞれ用いられ
ている。ただし、この植物育成用蛍光灯は完全人工光環
境をつくる目的で開発されたものではなく、ハイブリッ
ド光方式を前提にして開発されたものである。
発明が解決しようとする課題 完全人工光方式による植物工場の場合、生産コストに
占める光エネルギーコストの割合をいかにして低減する
かが大きな課題である。たとえば光エネルギーコストを
比較的低くできる葉菜類の場合でも生産コストの約30％
が光エネルギーコストで占められる。このため、安定し
た品質と生産を実現できる工業生産方式のメリットが発
揮できる完全人工光方式の植物工場を実現するには生産
コストの中で大きな割合を占める光エネルギーコストの
引き下げが重要な課題である。このためには植物の光合
成に有効とされる400〜700nmの光エネルギー（光合成有
効光放射，以下PARという）の発光効率はでき得るかぎ
り高いことが望ましい。しかるに、従来から公知の植物
育成用蛍光灯は自然光との併用を前提としており、発光
エネルギーは青と赤を主成分とするものであり、発光効
率はきわめて低かった。さらには、植物の育成にとって
重要な光のもう一つの作用である光形態形成作用は全く
考慮されていなかった。
占める光エネルギーコストの割合をいかにして低減する
かが大きな課題である。たとえば光エネルギーコストを
比較的低くできる葉菜類の場合でも生産コストの約30％
が光エネルギーコストで占められる。このため、安定し
た品質と生産を実現できる工業生産方式のメリットが発
揮できる完全人工光方式の植物工場を実現するには生産
コストの中で大きな割合を占める光エネルギーコストの
引き下げが重要な課題である。このためには植物の光合
成に有効とされる400〜700nmの光エネルギー（光合成有
効光放射，以下PARという）の発光効率はでき得るかぎ
り高いことが望ましい。しかるに、従来から公知の植物
育成用蛍光灯は自然光との併用を前提としており、発光
エネルギーは青と赤を主成分とするものであり、発光効
率はきわめて低かった。さらには、植物の育成にとって
重要な光のもう一つの作用である光形態形成作用は全く
考慮されていなかった。
本発明は前記問題点を解決できる植物育成用蛍光灯を
提供することを目的とするものである。
提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために、本発明の植物育成用蛍光
灯はガラス管内面に、400〜700nmのPARとして、ピーク
波長が440〜460nm,540〜560nm,600〜620nmにある３種類
の希土類元素付活蛍光体に700〜800nmに発光ピークを有
する近赤外放射蛍光体を付加した蛍光体層を設けた構成
を有している。
灯はガラス管内面に、400〜700nmのPARとして、ピーク
波長が440〜460nm,540〜560nm,600〜620nmにある３種類
の希土類元素付活蛍光体に700〜800nmに発光ピークを有
する近赤外放射蛍光体を付加した蛍光体層を設けた構成
を有している。
作用 この構成により、植物の成育を制御する光合成の観点
からみて、光合成に有効とされるPARとして既存の蛍光
灯の中で最も発光効率が高い３種類の希土類元素付活蛍
光体からなる、いわゆる３波長形蛍光灯用蛍光体の発光
を用い、かつこれに光形態形成作用を有する700〜800nm
の近赤外エネルギーを付加することにより、植物の生体
重の増加が加速でき、植物の生産所要期間が短縮される
ことにより、生産コストに占める光エネルギーコストの
低減を実現できる。
からみて、光合成に有効とされるPARとして既存の蛍光
灯の中で最も発光効率が高い３種類の希土類元素付活蛍
光体からなる、いわゆる３波長形蛍光灯用蛍光体の発光
を用い、かつこれに光形態形成作用を有する700〜800nm
の近赤外エネルギーを付加することにより、植物の生体
重の増加が加速でき、植物の生産所要期間が短縮される
ことにより、生産コストに占める光エネルギーコストの
低減を実現できる。
実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。
説明する。
440〜470nmに発光する青発光蛍光体として２価ユーロ
ピウム付活アルミン酸バリウムマグネシウム（以下BAM
という）を、540〜560nmに発光する緑発光蛍光体として
テルビウム付活アルミン酸セリウムマグネシウム（以下
CATという）を、そして610〜630nmに発光する赤発光蛍
光体として３価ユーロピウム付活酸化イットリウム（以
下YOXという）を、700〜800nmに発光ピークを有する蛍
光体として鉄付活アルミン酸リチウム（以下ALFとい
う）をそれぞれ用いて以下に示す調合比（重量比）から
なる蛍光体懸濁液を作製する。
ピウム付活アルミン酸バリウムマグネシウム（以下BAM
という）を、540〜560nmに発光する緑発光蛍光体として
テルビウム付活アルミン酸セリウムマグネシウム（以下
CATという）を、そして610〜630nmに発光する赤発光蛍
光体として３価ユーロピウム付活酸化イットリウム（以
下YOXという）を、700〜800nmに発光ピークを有する蛍
光体として鉄付活アルミン酸リチウム（以下ALFとい
う）をそれぞれ用いて以下に示す調合比（重量比）から
なる蛍光体懸濁液を作製する。
BAM……14.8（％） CAT……31.8（％） YOX……33.4（％） ALF……20.0（％） 上記の懸濁液を用いてガラス管内面に塗布し、通常の
方法で直管形40ワット蛍光灯を作製する。この蛍光灯の
蛍光体の分光エネルギー分布を第１図に示す。
方法で直管形40ワット蛍光灯を作製する。この蛍光灯の
蛍光体の分光エネルギー分布を第１図に示す。
次に、かかる蛍光灯を用いて、温度，湿度およびCO2
濃度が制御された第２図に示す植物栽培装置で植物栽培
の比較試験を行った。第２図において、風洞形育成キャ
ビネット１内には栽培室２と空気を循環させる風洞３が
設けられている。栽培室２の上方に前記の方法により制
作された蛍光灯４が取り付けられている。なお比較のた
めに従来の植物育成用蛍光灯５も取り付け、試験した。
これら蛍光灯4,5の下には保水性を有する栽培ベッド６
が配設されている。栽培ベッド６には点滴方式で所定量
の培養液が与えられ、栽培ベッド６に栽培された植物に
水分と栄養が与えられる。
濃度が制御された第２図に示す植物栽培装置で植物栽培
の比較試験を行った。第２図において、風洞形育成キャ
ビネット１内には栽培室２と空気を循環させる風洞３が
設けられている。栽培室２の上方に前記の方法により制
作された蛍光灯４が取り付けられている。なお比較のた
めに従来の植物育成用蛍光灯５も取り付け、試験した。
これら蛍光灯4,5の下には保水性を有する栽培ベッド６
が配設されている。栽培ベッド６には点滴方式で所定量
の培養液が与えられ、栽培ベッド６に栽培された植物に
水分と栄養が与えられる。
次に、上記装置２基を用いて植物栽培を行った実験例
について説明する。栽培植物７には自然光形環境制御温
室内で12日間育苗したレタスを用いた。２基の育成キャ
ビネット１内には各々２種類の蛍光灯4,5が10本づつ取
り付けられている。評価は前記２種類の蛍光灯を10日間
照射した後の育成状態を観察・比較した。その実験結果
を下表に示す。
について説明する。栽培植物７には自然光形環境制御温
室内で12日間育苗したレタスを用いた。２基の育成キャ
ビネット１内には各々２種類の蛍光灯4,5が10本づつ取
り付けられている。評価は前記２種類の蛍光灯を10日間
照射した後の育成状態を観察・比較した。その実験結果
を下表に示す。
上表から明らかなように、本発明にかかる蛍光灯を用
いた処理区のものは従来の植物育成用蛍光灯に比べる
と、生体重で2.6倍，乾物重で2.3倍と育成効果が大幅に
向上していることがわかる。このことは同一育成状態の
ものが得られる日数が、従来の蛍光灯を用いた場合に比
べて大幅に短縮できることを意味し、その結果本発明の
蛍光灯によれば生産コストを大幅に削減することができ
る。
いた処理区のものは従来の植物育成用蛍光灯に比べる
と、生体重で2.6倍，乾物重で2.3倍と育成効果が大幅に
向上していることがわかる。このことは同一育成状態の
ものが得られる日数が、従来の蛍光灯を用いた場合に比
べて大幅に短縮できることを意味し、その結果本発明の
蛍光灯によれば生産コストを大幅に削減することができ
る。
なお、本発明は上記実施例に示した蛍光体や、蛍光体
調合比に限定されるものでなく、青発光蛍光体に２価ユ
ーロピウム付活ストロンチウムカルシウムクロロアパタ
イト蛍光体や２価ユーロピウム付活カルシウムクロロポ
レート蛍光体，緑発光蛍光体にテリビウム，セリウム付
活りん酸ランタン蛍光体，赤発光蛍光体に３価ユーロピ
ウム付活バナジン酸トリウム蛍光体や３価ユーロピウム
付活りんバナジン酸イットリウム蛍光体でも同様な効果
が得られ、また蛍光体調合比も前記実施例が色温度5000
K相当のものであるのに対し、３種類の希土類元素付活
蛍光体の調合比を変えて作製した2700K〜7000Kのもので
も同様な効果が得られる。
調合比に限定されるものでなく、青発光蛍光体に２価ユ
ーロピウム付活ストロンチウムカルシウムクロロアパタ
イト蛍光体や２価ユーロピウム付活カルシウムクロロポ
レート蛍光体，緑発光蛍光体にテリビウム，セリウム付
活りん酸ランタン蛍光体，赤発光蛍光体に３価ユーロピ
ウム付活バナジン酸トリウム蛍光体や３価ユーロピウム
付活りんバナジン酸イットリウム蛍光体でも同様な効果
が得られ、また蛍光体調合比も前記実施例が色温度5000
K相当のものであるのに対し、３種類の希土類元素付活
蛍光体の調合比を変えて作製した2700K〜7000Kのもので
も同様な効果が得られる。
発明の効果 以上説明したように、本発明の植物育成用蛍光体は植
物育成に有効とされるPAR光源に既存の蛍光灯用蛍光体
の中で、効率の最も高い３種類の希土類元素付活蛍光体
の発光を用い、かつこれに700〜800nmの近赤外線放射エ
ネルギーを付加することにより、光形態形成作用による
植物の生体重増加の加速と、植物の生産所要期間の短縮
を図ることができるため、生産コストに占める光放射エ
ネルギーコストの割合を低減することができる利点を有
する。
物育成に有効とされるPAR光源に既存の蛍光灯用蛍光体
の中で、効率の最も高い３種類の希土類元素付活蛍光体
の発光を用い、かつこれに700〜800nmの近赤外線放射エ
ネルギーを付加することにより、光形態形成作用による
植物の生体重増加の加速と、植物の生産所要期間の短縮
を図ることができるため、生産コストに占める光放射エ
ネルギーコストの割合を低減することができる利点を有
する。
第１図は本発明の一実施例の蛍光灯の蛍光体の分光エネ
ルギー分布を示す図、第２図は植物育成試験装置の一例
を示す図である。 １……育成キャビネット、２……栽培室、３……風洞、
４……本発明にかかる蛍光灯、５……従来の植物育成用
蛍光灯、６……栽培ベッド、７……栽培植物。
ルギー分布を示す図、第２図は植物育成試験装置の一例
を示す図である。 １……育成キャビネット、２……栽培室、３……風洞、
４……本発明にかかる蛍光灯、５……従来の植物育成用
蛍光灯、６……栽培ベッド、７……栽培植物。
フロントページの続き (72)発明者 森田 政明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 洞口 公俊 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 相賀 一郎 大阪府堺市南丸保園２―26 (56)参考文献 特開 昭52−89281（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−45581（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】ガラス管内面に発光ピーク波長が440〜460
nm,540〜560nm,600〜620nmにある３種類の希土類元素付
活蛍光体と700〜800nmにある蛍光体からなる蛍光体層を
有することを特徴とする植物育成用蛍光灯。 - 【請求項２】440〜460nmに発光する蛍光体は２価ユーロ
ピウム付活希土類蛍光体であり、540〜560nmに発光する
蛍光体はテルビウム付活希土類蛍光体であり、600〜620
nmに発光する蛍光体は３価ユーロピウム付活希土類蛍光
体であることを特徴とする請求項１記載の植物育成用蛍
光灯。 - 【請求項３】700〜800nmに発光ピークを有する蛍光体は
鉄付活アルミン酸リチウム蛍光体であることを特徴とす
る請求項１記載の植物育成用蛍光灯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63210326A JP2971470B2 (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 植物育成用蛍光灯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63210326A JP2971470B2 (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 植物育成用蛍光灯 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0260525A JPH0260525A (ja) | 1990-03-01 |
| JP2971470B2 true JP2971470B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=16587571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63210326A Expired - Fee Related JP2971470B2 (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 植物育成用蛍光灯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2971470B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05217556A (ja) * | 1992-02-07 | 1993-08-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蛍光ランプ |
| JP3932581B2 (ja) * | 1996-11-08 | 2007-06-20 | 松下電工株式会社 | 照明装置 |
| JP6156677B2 (ja) * | 2012-07-26 | 2017-07-05 | シャープライフサイエンス株式会社 | 照明装置、植物栽培システムおよび植物栽培方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3992646A (en) * | 1972-08-04 | 1976-11-16 | Westinghouse Electric Corporation | Plant growth type fluorescent lamp |
| JPS5289281A (en) * | 1976-01-22 | 1977-07-26 | Toshiba Corp | Fluorescent lamp for adjusting phytochrome |
-
1988
- 1988-08-24 JP JP63210326A patent/JP2971470B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0260525A (ja) | 1990-03-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |