JP4918957B2

JP4918957B2 - 植物育成用メタルハライドランプ及び植物育成用照明機器

Info

Publication number: JP4918957B2
Application number: JP2001299544A
Authority: JP
Inventors: 信二田澤; 雅伸井上; 保文川鍋; 将幸松崎
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP2003102272A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、日照条件の悪い屋内の観賞植物や施設園芸等農業分野の作物の補光照明を目的とした効率的な植物育成用メタルハライドランプ及び植物育成用照明機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
植物育成用の専用ランプとして蛍光ランプが使用されている。その光色は植物の葉緑素の分光吸収特性に合わせて青色光と赤色光を強化しているため、紫色光となっている。この光色を達成するために蛍光体を積層しているので、光束が出ないうえに効率が悪く、絶対光強度が低くなるので、花店の照明やバイオテクノロジーによる幼植物体の大量増殖用などの用途にしか使われていない。
【０００３】
一方ＨＩＤランプでは、単一光源で光合成作用曲線に近似した分光エネルギー分布を得ることが困難とされている。そのため、青色光系をメタルハライドランプ、赤色光系を高圧ナトリウムランプとし、２つのランプによる混光照明で光合成作用曲線に近似した分光エネルギー分布に近似させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、植物の成育に必要な高光強度（数千〜数万ルクス）を得る場合、２つのランプを照射面に近接（１〜１．５ｍ前後）して使用するため、均斉度が悪く、照射面がムラになってしまうなどの問題が出てくる。そのため、単一の植物育成用ＨＩＤランプが希求されていた。
また、単一のＨＩＤランプを内蔵した植物育成用照明機器が求められていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、光合成作用曲線に近似させた高光強度で均斉度が良く、照射面がムラにならない単一光源としての植物育成用メタルハライドランプおよび、単一のＨＩＤランプを用いた植物育成用照明機器を提供することを目的とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は配光制御のできる植物育成用のシールドビーム型メタルハライドランプ１の透視図であり、ランプ本体１ａと口金部１ｂとよりなる。前面ガラスレンズ２の外面には、イオンプレーティング法によって耐熱性の高い低屈折率のＳｉＯ_２と高屈折率のＴａ_２Ｏ_５を交互に１１層成膜した光合成作用曲線に近似した分光エネルギー分布を持った選択透過薄膜３が付けられていて、光質バランスの微妙な調整を行っている。そして反射鏡４の内面にはダイクロイックミラー５として形成し、ランプ本体１ａ内の熱放射を後面に排出し、ランプ本体内及びランプ前方への熱放射を低くしている。
【０００７】
単一のＨＩＤランプにおいて、光合成作用曲線に近似した分光エネルギー分布を達成するために、比較的光合成作用曲線に近似した分光エネルギー分布を有する色温度３５００Ｋのメタルハライドランプの発光管６を基準光源として選定し、発光管をランプ本体１ａ内に保持している。表１に光合成作用曲線に近似させた選択透過薄膜３の１１層の詳細な構成を示す。
【０００８】
【表１】

【０００９】
図２は表１の光合成作用曲線に近似させた選択透過薄膜３の分光透過率である。また、図３が光合成作用曲線と本発明に係る植物用ランプの分光エネルギー分布図である。そして表２に光合成作用曲線と本発明に係る植物用メタルハライドランプの光質バランスを示す。
【００１０】
【表２】

【００１１】
表２に示すように、青色光(400〜500ｎｍ）緑色光(500〜600ｎｍ）赤色光(600〜700ｎｍ）において、植物育成用ランプは光合成作用曲線と近似した光質バランスになっている。
【００１２】
本発明で得られた光合成作用曲線に近似した分光エネルギー分布を有するシールドビーム型メタルハライドランプ１５０Ｗ(植物育成用ランプ)と３波長電球色型コンパクト型蛍光ランプ５５Ｗとを環境制御室内で、植物育成比較栽培試験を行なった。試験条件としては、各光源ともに光強度を３００μｍｏｌ／ｍ^２ｓｅｃ、照射時間を１２時間、品種をキウリ（タキイ・北進）、栽培日数を播種後３０日間、培地をパーライト：バーミキュライト：クレハ園芸培土＝１：１：１、施肥を大塚ハウスＢ処方(１００ｍｌ×２回／日)、温度を２７℃／２４℃(昼間／夜間)、湿度を５０％／７０％(昼間／夜間)とした。その結果を表３に示す。
【００１３】
【表３】

【００１４】
表３に示すように、植物育成用ランプは、茎長、葉面積、生体重、乾物重のいずれも３波長電球色型ランプを上回っている。植物育成用ランプにおいて、生体重と乾燥重の増加比率が同等なことから水分含有量の増加ではないことがわかり、葉緑素も同等レベルの増加比率であることから効率的な成育結果になっている。なお、本実施例では前面ガラスレンズ２の外面に選択透過薄膜３が付けられていることを記載したが、前面ガラスレンズ２の内面であっても良い。
【００１５】
図４は本発明の他の実施例である光合成作用曲線に近似した分光エネルギー分布を有することを特徴とした植物育成用照明機器の側面図である。照明機器の前面ガラス７には熱が外に出ない熱線カット膜８と、光合成作用曲線に近似した分光エネルギー分布を有する選択透過薄膜９とが付けられている。また、機器本体内には前記の色温度３５００Ｋのメタルハライドランプが取り付けてある。なお、光源には前記の色温度３５００Ｋの他に２５００Ｋから３５００Ｋのメタルハライドランプであってもよい。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、高光強度で均斉度が良く、照射面がムラにならない単一光源の植物育成用メタルハライドランプおよび単一のＨＩＤランプを用いた植物育成用照明機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシールドビーム型メタルハライドランプの透視図である。
【図２】光合成作用曲線に近似させた選択透過薄膜の分光透過率である。
【図３】光合成作用曲線と本発明ランプの分光エネルギー分布図である。
【図４】本発明に係る他の実施例である照明機器の側面図である。
【符号の説明】
１シールドビーム型メタルハライドランプ
１ａランプ本体
１ｂ口金部
２前面ガラスレンズ
３選択透過薄膜
４反射鏡
５ダイクロイックミラー
６発光管
７前面ガラス
８熱線カット膜
９選択透過薄膜

Claims

ダイクロイックミラーの反射鏡と、選択透過薄膜が積層された前面ガラスとメタルハライドランプの発光管とを備えたシールドビーム型植物育成用メタルハライドランプにおいて、４００〜７００ｎｍにおける光質バランスが青色光(４００〜５００ｎｍ）２３．５％、緑色光(５００〜６００ｎｍ）３２．０％、赤色光(６００〜７００ｎｍ）４４．５％の光合成作用曲線に近似した分光エネルギー分布を有することを特徴としたシールドビーム型植物育成用メタルハライドランプ。
前記選択透過薄膜には低屈折層にＳｉＯ_２、高屈折層にＴａ_２Ｏ_５を選択し、イオンプレーティング法によって１１層成膜したことを特徴とする請求項１に記載のシールドビーム型植物育成用メタルハライドランプ。
メタルハライドランプを内蔵した照明器具の前面ガラスに熱線カット膜及び選択透過薄膜を積層することによって、前記照明器具からの分光エネルギー分布は、４００〜７００ｎｍにおける光質バランスが青色光(４００〜５００ｎｍ）２３．５％、緑色光(５００〜６００ｎｍ）３２．０％、赤色光(６００〜７００ｎｍ）４４．５％の光合成作用曲線に近似した分光エネルギー分布を有することを特徴とした植物育成用照明機器。
前記選択透過薄膜には低屈折層にＳｉＯ_２、高屈折層にＴａ_２Ｏ_５を選択し、イオンプレーティング法によって１１層成膜したことを特徴とする請求項３に記載の植物育成用照明機器。
前記シールドビーム型植物育成用メタルハライドランプに内蔵するメタルハライドランプ発光管は色温度３５００Ｋのメタルハライドランプ発光管であることを特徴とする請求項１または２に記載のシールドビーム型植物育成用メタルハライドランプ。
前記植物育成用照明機器に内蔵するメタルハライドランプは色温度２５００Ｋ〜３５００Ｋのメタルハライドランプ発光管であることを特徴とする請求項３または４に記載の植物育成用照明機器。