JP5192068B2 - 発光装置、および発光装置を備えた光照射装置 - Google Patents

発光装置、および発光装置を備えた光照射装置 Download PDF

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Description

本発明は、配線基板の表面に実装された表面実装型発光部を備えた発光装置、およびこの発光装置を備えた光照射装置に関するものである。
近年、人工光源による植物育成が盛んに研究されている。特に、単色性に優れており、省エネルギー、長寿命および小型化が可能な発光装置（例えば発光ダイオード：ＬＥＤ）による照明を用いた栽培方法が注目されている。
生物の栽培または培養などの育成を行う工場等に使用することができる従来の発光装置の一例として、例えば植物伸長装置が、下掲の特許文献１に開示されている。
特許文献１に開示された植物伸長装置１００は、図１０に示すように、植物伸長のための光を射出する光射出部１１０と、その光射出部１１０に対して射出される光のスペクトルを変更可能に電力を供給する電力供給部１２０と、育成対象となる植物１０１の種類を判別する判別部１３１と、その判別部１３１で判別した植物１０１の種類に応じて上記電力供給部１２０を制御することにより、光のスペクトルを設定する育成光設定部１３２とを備えている。
また、図１１に示すように、上記光射出部１１０は、平板状の基板１１１を備え、基板１１１の一方の面には、異なるスペクトル光を発する複数種類のＬＥＤ１１２が多数敷設されている。ＬＥＤ１１２から射出される光は、図１０に示すように、植物１０１に照射される。ＬＥＤ１１２の形態は、例えば砲弾型である。
また、下掲の特許文献２には、植物栽培用ＬＥＤ光源および個別ＬＥＤ光源装着型植物培養容器が開示されている。具体的には、図１２に示すように、赤色ＬＥＤ２１０と青色ＬＥＤ２２０を１枚のプリント基板（１０ｃｍ×１０ｃｍ、厚み１．６ｍｍ）上に配置し、これを図示のように培養容器の蓋２００（１１ｃｍ×１１ｃｍ、高さ１７ｍｍ）に取り付けて、蓋２００そのものを光源とした。また、容器全体は、図１３に示すように、プラスチックフレーム２４０と、通気性を備え且つ透明な樹脂フィルム２３０とで構成され、内部にロックウール培地２５０が収容されている。蓋２００は、固定レバー２６０によりプラスチックフレーム２４０に装着される。
特開２００４−３４４１１４号公報（２００４年１２月９日公開） 特開平９−２５２６５１号公報（１９９７年９月３０日公開） 特開２０１１−８０２４８号公報（２０１１年４月２１日公開）
しかしながら、特許文献１および２に記載された構成では、生物の栽培または培養などの育成に適した光源を実現するためには、青ＬＥＤと赤ＬＥＤとを基板上に二次元的に配置する必要があるので、光源の面積が大きくなるという課題がある。
また、基板上に二次元的に配置された青ＬＥＤと赤ＬＥＤは、個々の距離が互いに離れており、このために混色が良好ではない。つまり、被照射体において色ムラ（青色光と赤色光を合成した光の強度ムラ）が生じる。これにより、例えば、光合成光量子束の比が、所望の比にならないという問題が生じる。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、設置面積を増大させることなく、青色光および赤色光の混色が良好な発光装置、および発光装置を備えた光照射装置を提供することにある。
本発明の発光装置は、上記課題を解決するために、配線基板の表面に実装された表面実装型発光部と、上記表面実装型発光部の光出射側に配されたレンズ部と、上記レンズ部の周囲を固定する枠体部とを備え、上記表面実装型発光部は、生育に光を必要とする生物によって吸収される光の複数のピーク波長のうち、相対的に短波長域の第１のピーク波長に対応した第１光を発する、少なくとも１個の第１のＬＥＤチップと、上記第１のＬＥＤチップを覆う蛍光体含有封止樹脂とを備え、上記蛍光体含有封止樹脂に含有された蛍光体は、上記第１のＬＥＤチップが出射する第１光を吸収することにより、上記複数のピーク波長のうち、相対的に長波長域のピーク波長に対応した第３光を発し、上記表面実装型発光部を含む複数の表面実装型発光部が、行列状に配置され、上記枠体部は、上記複数の表面実装型発光部に対応して、格子状の形状を備え、格子状の上記枠体部の１マス毎に、上記レンズ部が設けられており、上記複数の表面実装型発光部のうち、列方向に沿って隣接する表面実装型発光部の各間に、上記枠体部に対して、光出射側に立ち上がる立壁部が、上記列方向と交差する行方向に連続して設けられており、上記立壁部は、上記配線基板の表面に対して、垂直な状態と傾斜した状態との間で回動可能に構成されていることを特徴としている。
上記構成によれば、本発明の発光装置は、表面実装型発光部と、上記表面実装型発光部の光出射側に配されたレンズ部と、上記レンズ部の周囲を固定する枠体部とからなっている。さらに、上記表面実装型発光部は、少なくとも１個のＬＥＤチップとこのＬＥＤチップを覆う蛍光体を分散した蛍光体含有封止樹脂とからなっている。そして、この構成において、当該ＬＥＤチップにて短波長域（例えば、青色域）の第１のピーク波長に対応した第１光を発光する。そして、蛍光体は、上記ＬＥＤチップが出射する第１光により、長波長域（例えば、赤色域）のピーク波長に対応した第３光を発光する。さらに、上記第１光および第３光を、レンズ正面での光度を向上させるように上記レンズにて集光させて、出力することができる。
この結果、独立した青色ＬＥＤチップと、独立した赤色ＬＥＤチップとの２種類のＬＥＤチップを使用しなくても、１種類のＬＥＤチップにて生物の生育に必要な短波長域の第１のピーク波長と長波長域のピーク波長とに対応する光（第１光および第３光）を出射することができる。このため、以下の効果を奏することができる。
（１）１種類のＬＥＤチップのみを使用するため、従来の２種類のＬＥＤチップを使用したときに比べて、表面実装型発光部の面積が小さくて済む。
（２）蛍光体は蛍光体含有封止樹脂に分散され、かつ、第１のＬＥＤチップを覆っていることから、従来に比べて、第１光および第３光の混色が良好である。この結果、従来の各種のＬＥＤチップの個々の距離が離れているために、被照射体において色ムラ（第１光および第３光を合成した光の強度ムラ）が生じることを効果的に抑えることができる。例えば、光合成光量子束の比が求めた比にならないという問題を容易に解決できる。
（３）蛍光体を樹脂に所定の配合比にて分散させることが可能であり、その配合比に応じて短波長域と長波長域における光量を変化させることができる。
また、本発明に係る発光装置は、レンズを備え、上記第１光および第３光を上記レンズにて集光させて出力することができる。この結果、レンズ表面での光度を向上させることができ、従来の発光装置では正面での光度が不十分という問題を解決できる。
したがって、設定面積を増大させることなく、簡単な構成で青色光および赤色光の混色が良好な発光装置および発光装置を備えた光照射装置を提供することができる。
また、上記構成によれば、表面実装型発光部の面積は、従来より小さいという利点があるので、このような表面実装型発光部を行列状に配置して得られる発光装置は、小型化されるという効果を奏する。
また、上記構成において、「列方向に沿って隣接する表面実装型発光部」とは、例えば、１列目の１行目に配置された表面実装型発光部と、１列目の２行目に配置された表面実装型発光部のことである。これら２つの表面実装型発光部は、列方向に隣接している。
上記立壁部は、列方向に沿って隣接する表面実装型発光部の各間に、行方向に連続して設けられている。これにより、例えば、上記列方向が鉛直方向に平行になるように、発光装置を設置する場合、上記行方向は水平方向に平行になる。この場合、上記立壁部は、各行方向に配列された表面実装型発光部に対して、ひさし状の構造物となる。
すなわち、上記立壁部は、発光装置の正面方向に光をより多く出射させ、正面方向に対する光の指向性を高める役割をする。
なお、上記列方向が鉛直方向に平行になる場合を例として説明したが、上記列方向が任意の方向に平行になるように、発光装置を設けてもよい。発光装置をどのように設けたとしても、発光装置の正面方向に対する光の指向性を高めることができるという効果を奏する。
また、上記構成によれば、立壁部は垂直な状態と傾斜した状態との間で角度を調整できる。この結果、光の照射角度を、例えば植物の立体的な成長に合わせて適宜調整することができる。よって、植物の成長の各段階のいずれにおいても、光の照射強度を向上させる効果を期待できる。
また、育成対象の複数の生物を水平面に多数並べた状態で、光を照射する場合にも、生物の配置のレイアウトに応じて、光の照射角度を適宜調整することができる。
本発明の発光装置では、上記表面実装型発光部は、上記複数のピーク波長のうち、上記短波長域の第２のピーク波長であって、上記第１のピーク波長とは異なる第２のピーク波長に対応した第２光を発する、少なくとも１個の第２のＬＥＤチップを備えていることが好ましい。
生育に光を必要とする生物の中でも、例えば、クロロフィルａとクロロフィルｂとを有した生物が知られている。クロロフィルａとクロロフィルｂとは短波長域（例えば、青色域）における光吸収特性がそれぞれ異なっている。具体的には、例えば、クロロフィルａは短波長域において第２のピーク波長に吸収ピークを有し、クロロフィルｂは短波長域において第１のピーク波長に吸収ピークを有している。
上記構成によれば、これらのクロロフィルａとクロロフィルｂとの短波長域における２種類の光吸収特性にそれぞれ対応するように、上記第１のピーク波長に対応した第１光を発するとともに、上記第１のピーク波長とは異なる第２のピーク波長に対応した第２光を発することができる。
この結果、一例として、クロロフィルａおよびクロロフィルｂを有する生物を育成するために、より適した発光装置を提供することができる。
以上の例示を一般化して言い換えると、光を吸収して生育する生物の中でも、短波長域に複数の吸収ピークを示す生物に、より適した発光装置を提供することができる。
本発明の発光装置では、上記レンズ部と上記枠体部とは、レンズモジュールとして一体的に構成されていることが好ましい。
上記構成によれば、レンズ部と枠体部とは、一体になっている。この結果、接続構造を簡単にすることができる。よって、接続（実装）またはメンテナンスのための交換の作業性を向上させることができる。また、接続作業が簡単であることから、誤操作の可能性を低減させることができ、信頼性を向上させることができるという効果を奏する。
本発明の発光装置では、上記第１のピーク波長に対応した第１光の波長は、４００ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の範囲を有し、上記長波長域のピーク波長に対応した第３光の波長は、６２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲を有していることが好ましい。
クロロフィルの青色域吸収ピークに対応すべく波長が４００ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲で、上記第１のＬＥＤチップは発光ピークを有する。また、クロロフィルの赤色域吸収ピークに対応すべく波長が６２０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で、上記蛍光体は発光ピークを有する。
上記構成によれば、本発明の発光装置は、クロロフィルを有する生物の成長に必要な光、すなわちクロロフィルの青色域吸収ピークと赤色域吸収ピークとに対応する光を出射することができる。
本発明の発光装置では、上記第２のピーク波長に対応した第２光の波長は、４００ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の範囲を有していることが好ましい。
クロロフィルａは青色域において４００ｎｍ〜４５０ｎｍに吸収ピークを有し、クロロフィルｂは青色域において４００ｎｍ〜４８０ｎｍに吸収ピークを有する。
上記構成によれば、クロロフィルａと、クロロフィルｂとの青色域における２種類の光吸収特性にそれぞれ対応する光を発することができる。この結果、クロロフィルａおよびクロロフィルｂを有する生物の育成に、より適した発光装置を提供することができる。
本発明の発光装置では、上記表面実装型発光部において、上記第１光および第３光を含む光が出射される開口部は、短辺および長辺を有した長方形の形状を有することが好ましい。
上記構成によれば、長辺に平行な方向の光量が増え、かつ長辺に平行な方向の光の混色も良好になる。例えば、長辺に平行な方向が、鉛直方向に平行になるように、発光装置を設けた場合、光が照射される植物の上下に、光量が多く、混色の良い光を照射することができるので、植物の成長に有利になるという効果を奏する。
本発明の光照射装置は、上記課題を解決するために、上記記載の発光装置を、栽培または培養を含む生物育成用の光源として備えていることを特徴としている。
上記構成によれば、設置面積を増大させることなく、簡単な構成で青色光および赤色光の混色が良好な発光装置を備えた光照射装置を提供することができる。
本発明の発光装置は、以上のように、配線基板の表面に実装された表面実装型発光部と、上記表面実装型発光部の光出射側に配されたレンズ部と、上記レンズ部の周囲を固定する枠体部とを備え、上記表面実装型発光部は、植物の光合成によって吸収される光の複数のピーク波長のうち、短波長域の第１のピーク波長に対応した第１光を発する、少なくとも１個の第１のＬＥＤチップと、上記第１のＬＥＤチップを覆う蛍光体含有封止樹脂とを備え、上記蛍光体含有封止樹脂に含有された蛍光体は、上記第１のＬＥＤチップが出射する第１光を吸収することにより、上記複数のピーク波長のうち、長波長域のピーク波長に対応した第３光を発し、上記表面実装型発光部を含む複数の表面実装型発光部が、行列状に配置され、上記枠体部は、上記複数の表面実装型発光部に対応して、格子状の形状を備え、格子状の上記枠体部の１マス毎に、上記レンズ部が設けられており、上記複数の表面実装型発光部のうち、列方向に沿って隣接する表面実装型発光部の各間に、上記枠体部に対して、光出射側に立ち上がる立壁部が、上記列方向と交差する行方向に連続して設けられており、上記立壁部は、上記配線基板の表面に対して、垂直な状態と傾斜した状態との間で回動可能に構成されているものである。
本発明の光照射装置は、以上のように、上記記載の発光装置を、栽培または培養を含む生物育成用の光源として備えているものである。
それゆえ、設置面積を増大させることなく、簡単な構成で青色光および赤色光の混色が良好な発光装置および発光装置を備えた光照射装置を提供することができるという効果を奏する。
また、表面実装型発光部の面積は、従来より小さいという利点があるので、このような表面実装型発光部を行列状に配置して得られる発光装置は、小型化されるという効果を奏する。
また、発光装置をどのように設けたとしても、発光装置の正面方向に対する光の指向性を高めることができるという効果を奏する。
また、立壁部は垂直な状態と傾斜した状態との間で角度を調整できる。この結果、光の照射角度を、例えば植物の立体的な成長に合わせて適宜調整することができる。よって、植物の成長の各段階のいずれにおいても、光の照射強度を向上させる効果を期待できる。
また、育成対象の複数の生物を水平面に多数並べた状態で、光を照射する場合にも、生物の配置のレイアウトに応じて、光の照射角度を適宜調整することができる。
実施の形態１に係る発光装置の構成を示す説明図であって、（ａ）は要部構成を示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）の矢符Ｂ方向から見た側面図であり、（ｃ）は（ａ）の矢符Ｃ方向から見た側面図である。 実施の形態１に係る表面実装型発光部の構成を示す説明図であって、（ａ）は要部構成を示す平面図であり、（ｂ）は要部構成を示す透視側面図である。 上記表面実装型発光部の発光スペクトルを示すグラフであり、（ａ）は、配合比を樹脂：赤蛍光体＝１：０．０５としたときの発光スペクトルを示し、（ｂ）は、配合比を樹脂：赤蛍光体＝１：０．１０としたときの発光スペクトルを示す。 上記表面実装型発光部の発光スペクトルを示すグラフであり、（ａ）は、配合比を樹脂：赤蛍光体＝１：０．１５としたときの発光スペクトルを示し、（ｂ）は、配合比を樹脂：赤蛍光体＝１：０．２０としたときの発光スペクトルを示す。 クロロフィルの光吸収特性と実施の形態１に係る表面実装型発光部の発光スペクトルを示す図である。 実施の形態１に係る表面実装型発光部を配線基板に実装した状態の一例を部分的に拡大して示す部分拡大断面図である。 変形例に係る表面実装型発光部の一例を示す平面図である。 実施の形態２に係る発光装置の概要を示す正面図である。 実施の形態２に係る表面実装型発光部の平面図である。 従来の植物伸長装置を示す模式的構成図である。 上記植物伸長装置における光照射部を示す平面図である。 従来の植物栽培用ＬＥＤ光源を示す平面図である。 上記植物栽培用ＬＥＤ光源を装着した培養容器を示す斜視図である。 従来の可動ルーバー装置の構成を示す説明図であって、（ａ）は室外側から見た正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ線断面図であり、（ｄ）は（ａ）の矢印Ｚで示す部分の拡大詳細図である。
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
（発光装置）
本実施の形態の発光装置１の構成について、図１に基づいて説明する。図１は、本実施の形態に係る発光装置１の構成を示す説明図である。図１の（ａ）は本実施の形態に係る発光装置１の要部構成を示す正面図である。また、図１の（ｂ）は図１の（ａ）の矢符Ｂ方向から見た側面図である。また、図１の（ｃ）は図１の（ａ）の矢符Ｃ方向から見た側面図である。
本実施の形態に係る発光装置１は、一般的な表面実装型の発光装置の形状（例えば、四角形など）を有している。発光装置１は、図示のように、表面実装型発光部１０ａと、配線基板２０と、レンズ部３０と、枠体部４０と、筐体５０と、立壁部（ひさし部）６０とを備えている。
配線基板２０には、複数の表面実装型発光部１０ａが行列状に配置されて実装されている。
レンズ部３０は、各表面実装型発光部１０ａの光出射側（正面側）に（すわなち、各表面実装型発光部１０ａに対向して）配置される。光がレンズ部３０に入り、表面実装型発光部１０ａの正面方向に集光されてレンズ部３０から照射される。よって、発光装置１は、表面実装型発光部１０ａから発光された光を集光して、レンズ部３０の正面での光度を向上させることができるという効果を奏する。したがって、発光装置１は、点灯、非点灯を明瞭に区別して照射することが可能となる。
枠体部４０は、複数の表面実装型発光部１０ａに対応して、格子状の形状を有し、レンズ部３０の周囲を囲んで固定するように配置される。また、枠体部４０の１マス毎に、レンズ部３０が設けられている。
なお、レンズ部３０と、枠体部４０とは、レンズモジュールとして一体的に構成されてもよい。これによって、接続構造を簡単にすることができ、接続（実装）またはメンテナンスのための交換の作業性させ、信頼性を向上させることができる。
ここで、レンズ部３０と枠体部４０とが一体的に構成される方式としては、特に限定されず、レンズモジュールとして構成されればよく、例えば、レンズ部３０と枠体部４０とを同一の樹脂材料の一体成型によって形成してもよいし、枠体部４０の各マスごとに、レンズ部３０を個々に嵌め込むようにしてもよい。
筐体５０には、配線基板２０が取り付けられる。
立壁部６０は、上記枠体部４０に対して、光出射側に立ち上がった薄板状の構造体である。また、立壁部６０は、複数の表面実装型発光部１０ａのうち、列方向に沿って隣接する表面実装型発光部１０ａの各間に、枠体部４０に対して、光出射側（レンズ部３０の正面側）に配置され、上記列方向と交差する行方向に連続して設けられている。また、立壁部６０は、配線基板２０の表面に対して、垂直な状態と傾斜した状態との間で回動可能に配置される（図１４を参照、詳細は後述する）。したがって、例えば、植物の立体的な成長に合わせて、照射する光の角度を調整することができる。これによって、植物の成長の各段階のいずれにおいても、光の照射強度を向上させる効果を期待できる。また、育成対象の複数の生物を水平面に多数並べた状態で、光を照射する場合にも、生物の配置のレイアウトに応じて、光の照射角度を適宜調整することができる。なお、立壁部６０の角度の調整方式については、特に限定されず、植物の成長特徴に基づいて手動で調整してもよい。また、数日単位くらいで角度を変更することが好ましい。
さらに、筐体５０は、発光装置１が設置される電子機器への取り付けを容易にする係合部（不図示）を備えてもよい。
なお、表面実装型発光部１０ａの詳細については、後述する。
図１の（ａ）に示すように、本実施の形態では、表面実装型発光部１０ａは、縦１６個（１６行）、横１６個（１６列）のドットマトリックス状に配置され、合計で２５６個の表面実装型発光部１０ａが配線基板２０に実装されている。また、立壁部６０は、１行目に配列された表面実装型発光部１０ａの外側の端部に設けられているとともに、各行間に１つずつ配置されている。したがって、立壁部６０は、全体として、１６行に対応させて１６個配置されている。
なお、本発明においては、表面実装型発光部１０ａの個数は必ずしも複数に限らず、１個でもよく、また、複数においても２５６個に限らない。さらに、複数個における並べ方についても、ドットマトリックス状に限らず、適用される発光装置の照射仕様に応じて任意のパターンとすることができる。
（表面実装型発光部）
次に、発光装置１が備える本実施の形態の表面実装型発光部１０ａについて、図２に基づいて説明する。
図２は、本実施の形態に係る表面実装型発光部１０ａの構成を示す説明図であって、（ａ）は要部構成を示す平面図であり、（ｂ）は要部構成を示す透視側面図である。
表面実装型発光部１０ａは、図示のように、表面実装用の外部端子としてのカソード電極ランド１１ａと、表面実装用の外部端子としてのアノード電極ランド１１ｂと、（表面実装型発光部１０ａの形状と後述の凹部１３の開口形状とに合わせて）適宜の形状に形成されたパッケージ部１６と、パッケージ部１６に形成された凹部１３と、凹部１３に搭載された、赤蛍光体１７ｂ（蛍光体）を含有したシリコーンの樹脂１７ａからなる樹脂層１７（蛍光体含有封止樹脂）と、同じスペクトルの青色光を発光する複数（例えば３個）の青色ＬＥＤチップ１４ａ（第１のＬＥＤチップ）とを備えている。前記樹脂層１７は、凹部１３の内側に充填されて、前記複数の青色ＬＥＤチップ１４ａの上側を被覆している。
青色ＬＥＤチップ１４ａは、植物の光合成によって吸収される光の複数のピーク波長のうち、短波長域４００ｎｍ〜４８０ｎｍのピーク波長（第１のピーク波長）に対応した第１光を発生する。当該第１光は、クロロフィルの青色域吸収ピークに対応する。一方、赤蛍光体１７ｂは、青色ＬＥＤチップ１４ａが出射する光を吸収して、複数のピーク波長のうち、長波長域６２０ｎｍ〜７００ｎｍのピーク波長（発光ピーク）に対応した第３光を発生する。当該第３光がクロロフィルの赤色域吸収ピークに対応する。
よって、表面実装型発光部１０ａにて、クロロフィルの吸収ピークに対応できる発光装置が実現可能となった。
この結果、独立した青色ＬＥＤチップと、独立した赤色ＬＥＤチップとの２種類のＬＥＤチップを使用しなくても、１種類のＬＥＤチップにて植物の成長に必要な短波長域の第１のピーク波長と長波長域のピーク波長とに対応する光（第１光および第３光）を出射することができる。このため、以下の効果を奏することができる。
（１）１種類のＬＥＤチップのみを使用するため、従来の２種類のＬＥＤチップを使用したときに比べて、表面実装型発光部の面積が小さくて済む。
（２）蛍光体は蛍光体含有封止樹脂に分散され、かつ、第１のＬＥＤチップを覆っていることから、従来に比べて、第１光および第３光の混色が良好である。この結果、従来の各種のＬＥＤチップの個々の距離が離れているために、被照射体において色ムラ（第１光および第３光を合成した光の強度ムラ）が生じることを効果的に抑えることができる。例えば、光合成光量子束の比が求めた比にならないという問題を容易に解決できる。
（３）蛍光体を樹脂に所定の配合比にて分散させることが可能であり、その配合比に応じて短波長域と長波長域における光量を変化させることができる。
なお、青色ＬＥＤチップ１４ａは、青色域吸収ピークに対応する、４００ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲でのピーク波長に対応した第１光を発生するのみでなく、紫外色を含む青紫外色領域まで出力するものであってもよい。
また、前記の説明では、表面実装型発光部１０ａには、青色ＬＥＤチップ１４ａが、３個搭載されているが、必ずしもこれに限らず、少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ１４ａが搭載されればよい。
さらに、表面実装型発光部１０ａにおいて、上記第１光および第３光を含む光が出射される開口部としての凹部１３の開口形状は、図示したようにやや縦長（短辺および長辺を備えた長方形）の形状を有することが好ましい。縦長の形状にすることにより、凹部１３の開口形状を正方形または円形のような等方性の高い形状とした場合に比較して、長辺に平行な方向の光量が増え、かつ長辺に平行な方向の光の混色も良好になるという効果を奏する。また、光取り出し効率を向上させることもできる。
これにより、例えば、長辺に平行な方向が、鉛直方向に平行になるように、発光装置１を設けた場合、光を照射する植物の上下に、光量が多く、混色の良い光を照射することができるので、植物の成長に有利になる。
（青色域と赤色域との光量割合の調整）
本実施の形態の表面実装型発光部１０ａにおける青色域と赤色域との光量割合の調整について、図３および図４に基づいて説明する。
図３は、表面実装型発光部１０ａの発光スペクトルを示すグラフであり、（ａ）は、配合比を樹脂：赤蛍光体＝１：０．０５としたときの発光スペクトルを示し、（ｂ）は、配合比を樹脂：赤蛍光体＝１：０．１０としたときの発光スペクトルを示す。
図４は、表面実装型発光部１０ａの発光スペクトルを示すグラフであり、（ａ）は、配合比を樹脂：赤蛍光体＝１：０．１５としたときの発光スペクトルを示し、（ｂ）は、配合比を樹脂：赤蛍光体＝１：０．２０としたときの発光スペクトルを示す。
なお、各グラフの縦軸は、発光強度の相対的な比率を表している。
前記図２に示すように、本実施の形態の表面実装型発光部１０ａでは、樹脂層１７は樹脂としてのシリコーン樹脂からなる樹脂１７ａに赤蛍光体１７ｂが含有されたものからなっている。したがって、この樹脂１７ａに対する赤蛍光体１７ｂの割合を変更することによって、互いに異なる波長の光が出射できるものとなる。
例えば、赤蛍光体１７ｂとして、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕを使用する。前述したように、青色ＬＥＤチップ１４ａから波長が４００〜４８０ｎｍの範囲でピーク波長を有する第１光を出射する。また、赤蛍光体１７ｂの割合を調整することによって、波長６２０〜７００ｎｍの範囲でピーク波長を有する第３光を出射する。尚、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕは、２価のユーロピウム（Ｅｕ）を賦活材とする窒化物赤色蛍光体であり、温度特性が安定かつ高発光効率の蛍光体の１つである。
具体的には、図３の（ａ）に示すように、配合比を樹脂１７ａ：赤蛍光体１７ｂ＝１：０．０５とした表面実装型発光部１０ａの場合には、波長４４０ｎｍに発光強度１．０のピーク波長と波長６４０ｎｍに発光強度０．３のピーク波長とを有する発光スペクトルが得られる。
配合比を樹脂１７ａ：赤蛍光体１７ｂ＝１：０．１０とした表面実装型発光部１０ａの場合には、図３の（ｂ）に示すように、波長４４０ｎｍに発光強度１．０のピーク波長と波長６４０ｎｍに発光強度０．８のピーク波長とを有する発光スペクトルが得られる。
また、配合比を樹脂１７ａ：赤蛍光体１７ｂ＝１：０．１５とした表面実装型発光部１０ａの場合には、図４の（ａ）に示すように、波長４４０ｎｍに発光強度０．５６のピーク波長と波長６４０ｎｍに発光強度１．０のピーク波長とを有する発光スペクトルが得られる。
そして、図４の（ｂ）に示すように、配合比を樹脂１７ａ：赤蛍光体１７ｂ＝１：０．２０とした表面実装型発光部１０ａとした場合には、波長４４０ｎｍに発光強度０．４のピーク波長と波長６４０ｎｍに発光強度１．０のピーク波長とを有する発光スペクトルが得られる。
表面実装型発光部１０ａは、配合比を樹脂１７ａ：赤蛍光体１７ｂ＝１：０．０５とした場合には、発光スペクトルはクロロフィルの青色域吸収ピークに対応しているので、発芽・育苗用に使用するのが好ましい。ただし、必ずしもこれに限らず、例えば、樹脂１７ａと赤蛍光体１７ｂとの配合比が１：０．１０〜１：０．１５とした表面実装型発光部１０ａを採用することも可能である。
また、表面実装型発光部１０ａは、配合比を樹脂１７ａ：赤蛍光体１７ｂ＝１：０．２０とした場合には、発光スペクトルはクロロフィルの赤色域吸収ピークに対応しているので、栽培用に使用するのが好ましい。ただし、必ずしもこれに限らず、例えば、樹脂１７ａと赤蛍光体１７ｂとの配合比が１：０．４０とした表面実装型発光部１０ａを採用することも可能である。
このように樹脂１７ａと赤蛍光体１７ｂとの配合比を変更することによって、容易に青色域と赤色域との光量割合を調整することが可能となる。
（植物の成長において必要な光の波長）
次に、植物の成長においてどのような波長の光を照射すればよいのかについて、図５に基づいて説明する。図５は、クロロフィルの光吸収特性と本実施の形態の表面実装型発光部１０ａの発光スペクトルを示す図である。
まず、植物の光合成において中心的な役割を担う葉緑素（クロロフィル）は、光を一様に吸収するのではなく、図５に示すように、赤色６６０ｎｍ付近と青色４５０ｎｍ付近とに明確な吸収ピークを示し、これに関係して、光合成の波長特性は６６０ｎｍ付近に第一のピークを有すると共に、４５０ｎｍ付近に第二のピークを有している。
これに対して、本実施の形態の表面実装型発光部１０ａにおいては、図５に示すように、クロロフィルの青色域吸収帯には本実施の形態の配合比を樹脂１７ａ：赤蛍光体１７ｂ＝１：０．０５とした表面実装型発光部１０ａ（図３の（ａ）を参照）が適していると共に、クロロフィルの赤色域吸収帯には本実施の形態の配合比を樹脂１７ａ：赤蛍光体１７ｂ＝１：０．２０とした表面実装型発光部１０ａ（図４の（ｂ）を参照）が適していることが分かる。なお、上記はあくまでも一例であり、ほかの適用する例としては、例えば、図３および図４に示すように、クロロフィルの青色域吸収帯に対して、図３の（ａ）に示す表面実装型発光部１０ａのほかに、図３の（ｂ）に示す表面実装型発光部１０ａ（配合比は樹脂１７ａ：赤蛍光体１７ｂ＝１：０．１０）も適していることが分かる。また、クロロフィルの赤色域吸収帯に対して、図４の（ｂ）に示す表面実装型発光部１０ａのほかに、図３の（ｂ）および図４の（ａ）に示す表面実装型発光部１０ａ（配合比は樹脂１７ａ：赤蛍光体１７ｂ＝１：０．１０〜０．１５）も適していることが分かる。
このように、本実施の形態の表面実装型発光部１０ａにおいては、樹脂１７ａと赤蛍光体１７ｂとの配合比を変更するのみでクロロフィルの光吸収特性に容易に合わせることができることが分かる。
ところで、光の分野では、光量の単位として例えば光量子束密度が用いられる。ここで、光量子束密度は、ある物質を太陽の光が照射している場合に、１秒間に照射される光子の数をその物質の受光面積で割った値をいう。しかし、光量子束密度という場合には、光子の数を数えるので、赤外光または紫外光のいずれが来ても１個は１個である。
一方、光化学反応は、色素が吸収できる光子が来たときだけに引き起こされる。例えば、植物の場合、クロロフィルに吸収されない光がいくら来ても、それは存在しないのと同じである。
そこで、光合成の分野では、クロロフィルが吸収できる４００ｎｍ〜７００ｎｍまでの波長領域だけの光合成有効光量子束密度または光合成光量子束が定義されている。
なお、光合成光量子束とは、光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ：photosynthetic photon flux density）に光照射面積をかけたものをいう。この値は、単にクロロフィルの赤色域および青色域の吸収ピーク波長のエネルギーで表現した値ではなく、植物の成長に必要な光強度を求めるために、赤色域および青色域の各吸収スペクトルに対応するエネルギー（すなわち、光合成に必要なエネルギー）を光量子の量で表現した値である。また、光合成光量子束は、表面実装型発光部１０ａからのスペクトル特性と、各波長の光量子１個のエネルギーとから求めることができる。
したがって、光合成光量子束を用いて表面実装型発光部１０ａを表すと、図３の（ａ）に示す表面実装型発光部１０ａについては、光合成光量子束が波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域では、１μｍｏｌ／ｓであり、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域では、１．３μｍｏｌ／ｓとなっている。尚、この値は、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍおよび波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの発光スペクトルのグラフの面積から求める値である。そして、これを比率で表すと、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１．３となる。
また、図４の（ｂ）に示す表面実装型発光部１０ａについては、光合成光量子束が波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域では、０．２μｍｏｌ／ｓであり、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域では、２．０μｍｏｌ／ｓとなっている。そして、これを比率で表すと、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１０となる。この場合には、表面実装型発光部１０ａは赤の多い光を発生し、藻類の生長促進に適している。
尚、図３の（ｂ）に示す表面実装型発光部１０ａについては、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：３．５となる。また、図４の（ａ）に示す表面実装型発光部１０ａについては、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：７．５となる。
したがって、本実施の形態では、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１．３〜１：１０となっている。この結果、植物の発芽・育苗および栽培に適した表面実装型発光部１０ａとすることができる。
（実装例）
次に、図６に基づいて、表面実装型発光部１０ａを配線基板２０に実装する一例について説明する。
図６は、表面実装型発光部１０ａを配線基板２０に実装した状態の一例を部分的に拡大して示す部分拡大断面図である。
（１．表面実装型発光部１０ａ）
表面実装型発光部１０ａは、図２に示すように、表面実装用の外部端子であるカソード電極ランド１１ａおよびアノード電極ランド１１ｂを有するので、配線基板２０の表面にそのまま載置され実装（接続）される。したがって、接続構造を簡単にすることができ、接続（実装）の作業性、信頼性を向上させることができる。
また、表面実装型発光部１０ａは、表面実装型であるので、配線基板２０での表面実装型発光部１０ａの高さは、表面実装型発光部１０ａのパッケージ部１６（図２の（ｂ）を参照）の高さとなる。したがって、薄型化が可能となる。
一例として、表面実装型発光部１０ａの高さは、例えば１．４ｍｍとされている。したがって、表面実装型発光部１０ａを配線基板２０に搭載したときの基板表面からの高さは、１．４ｍｍとすることができる。つまり、表面実装型発光部１０ａを採用することによって、発光装置１を薄型化することができる。
また、表面実装型発光部１０ａの重量は、例えば０．０２５ｇ（グラム）である。つまり、表面実装型発光部１０ａを採用することによって発光装置１を軽量化することができる。
また、後述の表１に示すように、表面実装型発光部１０ａは、コストメリットがあるため、発光装置１を低価格化することが可能となる。よって、発光装置１を発光装置として採用した場合は、発光装置に関する設置費を低減することができる。
なお、図６において、配線基板２０は、各表面実装型発光部１０ａごとに分離しているわけではなく、発光装置１の全体にわたって連続した一体物である。
（２．配線基板２０）
配線基板２０の平面形状は、例えば１６０ｍｍ×１６０ｍｍの矩形である。また、配線基板２０の厚さは、例えば１ｍｍである。また、１６行×１６列のドットマトリックス状に配置された表面実装型発光部１０ａは、列方向の配置ピッチが１０ｍｍ、行方向の配置ピッチが１０ｍｍである。
配線基板２０は、表面実装型発光部１０ａを配列して固定（接続）するための配線パターン（不図示）を有する。つまり、表面実装型発光部１０ａの外部端子であるカソード電極ランド１１ａおよびアノード電極ランド１１ｂは、半田などの導電性部材により、配線基板２０（配線パターン）に対して電気的および機械的に接続される。また、表面実装型発光部１０ａへ配線パターンを介して電力を供給する駆動回路（不図示）が照射面の反対側の裏面２０ｃに実装される。
また、発光装置１の全体にわたって連続した格子形状となっている枠体部４０を配線基板２０に固定するためには、ネジ８０を用いることができる。なお、より確実にかつ安定して固定するためには、図６に示すように、ネジ８０を用いた固定方法に加えて、嵌め込み部９０を配線基板２０に嵌め込むようにしてもよい。
配線基板２０は、機械的強度が高く熱変形の少ないものが好ましい。具体的には絶縁性合成樹脂、セラミックス、ガラス、アルミニウム合金等を用いたプリント基板、すなわち、リジッド基板を好適に利用することができる。
（３．レンズ部３０）
また、本実施の形態に係るレンズ部３０は、凸レンズとしての集光特性を有する曲面部（曲面を有する部材）３０ａと、曲面部３０ａから枠体部４０まで延長され曲面部３０ａを保持する保持部３０ｂとを備えている。図６に示す例では、保持部３０ｂが、曲面部３０ａの周囲に突出して形成され、枠体部４０の１マス毎に、矩形の輪状に形成された溝部に嵌め込まれるようになっている。
レンズ部３０のレンズ材質は、例えば、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）樹脂である。なお、これに限定されず、レンズ材質としては、アクリル等の成形加工が可能な樹脂材料を用いることが可能である。また、前述したように、レンズ部３０と枠体部４０とを、同じ樹脂材料の成型によって、一体物として形成してもよい。
ポリカーボネートは、耐候性タイプのポリカーボネートを適用することが好ましい。
（４．立壁部６０）
各表面実装型発光部１０ａ（より具体的には、各表面実装型発光部１０ａと、レンズ部３０と、枠体部４０と）に対応させて立壁部６０が配置される。立壁部６０は、枠体部４０の行方向に対応させて配置されている。つまり、立壁部６０は、図１で示したとおり、発光装置１が備える表面実装型発光部１０ａの１６行に対応させて１６個配置されている。
なお、立壁部６０を行方向に対応させて配置することに限られず、列方向に対応させて配置してもよい。いずれの形態であっても、発光装置１の正面方向の照度を向上させることができる。ただし、後述するように、立壁部６０を回動可能に構成した場合、立壁部６０の先端が向く方向の照度を向上させることができる。したがって、立壁部６０を行方向に対応させて配置すると、例えば、植物の高さ方向（上下方向）の照度を、部位によって変化させることができる。一方、立壁部６０を列方向に対応させて配置すると、例えば、植物の幅方向（左右方向）の照度を、部位によって変化させることができる。
立壁部６０は、照射効率を向上させるために、反射率を高める表面処理、例えば白色系などで着色することが好ましく、白色ポリカーボネート樹脂を適用することもできる。
また、図６に示すように、立壁部６０の高さｈは１０ｍｍとしている。したがって、発光装置１は、広い範囲を照射することが可能となる。
立壁部６０は、枠体部４０に嵌め込まれるように突出した突起部６０ａが設けられ、突起部６０ａは、枠体部４０に回動可能に固定されている。
なお、立壁部６０を回動可能にする構成としては、一般的なルーバーと同様な構成を用いることができる。例えば、前記特許文献３に記載された可動ルーバー装置を立壁部６０に適用することができる。以下では、図１４に基づいて、前記特許文献３に記載された可動ルーバー装置について簡単に説明する。
図１４に示すように、特許文献３に記載された可動ルーバー装置は、左右の縦枠３０１，３０１間にルーバー３０２を多段状に配している。そのルーバー３０２の両端部を支軸３０３を介して両縦枠３０１，３０１に回転可能に取り付けている。また、各ルーバー３０２の一端面に固着したアームプレート３０４をルーバー３０２の幅方向一端部から所要長さ突出させている。その突出端部をルーバー連動杆３０５に枢支連結している。ルーバー連動杆３０５の下端側所要位置には、把手部３０６ｏが室内側へ延出したルーバー回転操作用ハンドル３０６を枢着している。さらに、ハンドル３０６の先端部をルーバー３０２の支軸３０３より室外側へ寄った位置で縦枠３０１に枢着している。
ハンドル３０６を先端枢着部３０７を中心に上下方向に回動させることにより、ルーバー３０２を一斉に回転させることができる。なお、ハンドル３０６と縦枠３０１との間に、ハンドル３０６を所要角度回動させた位置に固定するロック手段を設けている。
〔変形例〕
なお、本実施の形態に記載された発光装置１が備える表面実装型発光部は、前記表面実装型発光部１０ａに限定することなく、例えば、図７に記載された表面実装型発光部１０ｂに置き換えてもよい。
本変形例では、表面実装型発光部１０ａを表面実装型発光部１０ｂに置き換えたこと以外は、すべて実施の形態１と同様である。なお、本変形例において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
（表面実装型発光部）
前記実施の形態１にて説明した表面実装型発光部１０ａは、クロロフィルの青色域吸収ピークに対応すべく短波長域４００ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲でピーク波長を有する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ１４ａを有していた。
これに対して、本変形例の表面実装型発光部１０ｂでは、植物の光合成によって吸収される光の複数のピーク波長のうち、短波長域において、互いに異なるピーク波長を有した少なくとも２種類の青色ＬＥＤチップを用いている。すなわち、青色ＬＥＤチップ１４ａは、クロロフィルｂの青色域吸収ピークに対応すべく、短波長域４００ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲でピーク波長（第１のピーク波長）を有する第１光を発生する。クロロフィルａ用青色ＬＥＤチップ１４ｂは、クロロフィルａの青色域吸収ピークに対応すべく、短波長域４００〜４５０ｎｍの範囲でピーク波長（第２のピーク波長）を有する第２光を発生する。
次に、図７に基づいて、表面実装型発光部１０ｂの一例について説明する。
図７は、表面実装型発光部１０ｂの一例を示す平面図である。図７に示すように、表面実装型発光部１０ｂは、表面実装用の外部端子であるカソード電極ランド１１ａおよびアノード電極ランド１１ｂと、（表面実装型発光部１０ｂの形状と凹部１３の開口形状とに合わせて）適宜の形状に形成されたパッケージ部１６と、パッケージ部１６に形成された凹部１３と、凹部１３に搭載された、赤蛍光体１７ｂを含有したシリコーン樹脂１７ａからなる樹脂層１７（蛍光体含有封止樹脂）と、青色ＬＥＤチップ１４ａが２個と、青色ＬＥＤチップ１４ｂが１個とを備える。前記樹脂層１７は、凹部１３の内側に充填されて前記３個の青色ＬＥＤチップ１４ａおよび１４ｂの上側を被覆する。
また、赤蛍光体１７ｂは、青色ＬＥＤチップ１４ａおよび青色ＬＥＤチップ１４ｂの光を吸収して、複数のピーク波長のうち、長波長域６２０ｎｍ〜７００ｎｍのピーク波長に対応した第３光を発生する。当該第３光は、クロロフィルｂおよびクロロフィルａの赤色域吸収ピークに対応する。
なお、前記の説明では、表面実装型発光部１０ｂには、青色ＬＥＤチップ１４ａが２個搭載され、青色ＬＥＤチップ１４ｂが１個搭載されているが、必ずしもこれに限らず、上述のように、少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ１４ａと、１個の青色ＬＥＤチップ１４ｂとが搭載されればよい。
次に、前記クロロフィルａおよびクロロフィルｂについて説明する。
植物は、クロロフィルａとクロロフィルｂとを有している。具体的には、クロロフィルの青色域にはクロロフィルａとクロロフィルｂとがあり、赤色域にもクロロフィルａとクロロフィルｂとがある。
ここで、図５に示すように、クロロフィルａとクロロフィルｂとは、青色域における光吸収特性がそれぞれ異なっている。具体的には、クロロフィルａは、４００〜４５０ｎｍにおいて、４２０ｎｍ付近で最大となる吸収ピークを有し、クロロフィルｂは、４００〜４８０ｎｍにおいて、４６０ｎｍ付近で最大となる吸収ピークを有している。青色ＬＥＤの波長スペクトルは鋭いので、青色ＬＥＤ１種類では青色吸収域をカバーできない。そこで、青色域のクロロフィルａとクロロフィルｂとに対応する２種類の青色ＬＥＤを（第１光および第２光を発するものとして）形成することが好ましい。
また、クロロフィルａおよびクロロフィルｂは、赤色域においては、６２０〜７００ｎｍに、互いに異なる吸収ピークを有している。なお、蛍光体のスペクトルはブロードなので赤色吸収域をカバーすることができる。
以上のことから、表面実装型発光素子１０ｂにてクロロフィルの吸収ピークに、一層適合した発光装置が実現可能となった。
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について、図８および図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
（発光装置）
図８は、本発明の実施の形態２に係る発光装置１’の概要を示す正面図である。
図示のように、本実施の形態に係る発光装置１’では、二次元的に配置された複数の表面実装型発光部１０ａの一部を置き換えるように、表面実装型発光部１０ｃ（詳細は図９を参照）が分散して配置されている。この点以外の構成は、すべて図１に示した発光装置１と同様である。
（表面実装型発光部）
発光装置１’が備える表面実装型発光部１０ａの構成は、実施の形態１に説明したものと同様であるため、その説明を省略する。ここで、図９に基づいて、表面実装型発光部１０ｃの構成についてのみ説明する。
図９は、本発明の実施の形態２に係る発光装置１’に実装される表面実装型発光部１０ｃの平面図である。
表面実装型発光部１０ｃは、図示のように、表面実装用の外部端子であるカソード電極ランド１１ａおよびアノード電極ランド１１ｂと、（表面実装型発光部１０ａおよび１０ｂの形状と凹部１３の開口形状とに合わせて）適宜の形状に形成されたパッケージ部１６と、パッケージ部１６に形成された凹部１３と、凹部１３に搭載された、シリコーン樹脂からなる封止樹脂４４と、３個の青色光を発生する青色ＬＥＤチップ１４ｂとを備える。前記封止樹脂４４は、凹部１３の内側に充填されて前記３個の青色ＬＥＤチップ１４ｂの上側を被覆する。
青色ＬＥＤチップ１４ｂは、既に説明したとおり、複数のピーク波長のうち、短波長域４００ｎｍ〜４５０ｎｍのピーク波長に対応した第２光を発生する。当該第２光は、クロロフィルａの青色域吸収ピークに対応する。したがって、青色域４００ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲用の青色ＬＥＤチップ１４ｂは、本発明のクロロフィルａ用青色ＬＥＤチップとして機能している。
また、生物（植物等）によって青色域の吸収ピーク（吸収効率）が異なる。本実施形態において、その補間としての第２光を発する青色ＬＥＤチップ１４ｂを独立させることによって、青色域においてクロロフィルａとクロロフィルｂとの吸収ピークに合わせて第２光を容易に調整することができるという効果を奏する。
よって、表面実装型発光部１０ａおよび表面実装型発光部１０ｃにて、クロロフィルの吸収ピークに適切に対応できる発光装置が実現可能となった。
なお、前記の説明では、表面実装型発光部１０ｃには、青色ＬＥＤチップ１４ｂが３個搭載されているが、必ずしもこれに限らず、少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ１４ｂが搭載されればよい。
〔従来技術との比較〕
特許文献１および２に記載された光源の構成では、光源の正面における照度が不十分になるという問題が有る。
また、特許文献１に記載の植物伸長装置は、光照射対象となる植物の種類を判別し、判別した植物の種類に応じて射出される光のスペクトルを設定するものである。また、各種類の植物に対して、適切な光のスペクトルを設定するために、複数種類のＬＥＤを備えることが開示されている。よって、ＬＥＤの搭載数が多くなり、設置面積が大きくなり、コストが高くなってしまう。
特許文献２に記載の植物栽培用ＬＥＤ光源は、赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤとを備えている。
そして、特許文献２においては、青色ＬＥＤの光量は、赤色ＬＥＤの光量における５０％以下の割合となるように用いられている。通常、青色ＬＥＤ光の光量を赤色ＬＥＤ光の光量における５０％以下の割合とするには、
（Ａ）赤色ＬＥＤを高輝度発光させる（駆動電流を増加する）か、
（Ｂ）各ＬＥＤに搭載する赤ＬＥＤチップ数を増やすか、
（Ｃ）赤色ＬＥＤの個数を増やすか、
等の措置が必要となる。
よって、以下の課題を有している。
（１）青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤとの個別の素子を複数使用する場合に、所定の光量割合を満足し、かつ同時に空間的に色むらなく一様な混色光を実現するのは非常に難しく、植物栽培に必要な混合色を得ることは困難である。
また、従来の発光装置では、発光装置の正面での光度が不十分という課題があった。
つまり、従来の発光装置では、照射性がよくない。
（２）前記（Ａ）の場合には、青／赤ＬＥＤチップ間の劣化特性差が助長され、長期的な駆動時に、赤色ＬＥＤが劣化しやすくなる。
また、青色域と赤色域との光量割合を調整する必要があるが、青色ＬＥＤまたは赤色ＬＥＤの個数の調整によって光量割合を合わせる場合には、長期的な駆動を考慮すると劣化特性の違いにより光量割合のずれが生じる。
つまり、従来の発光装置では、耐候性がよくない。
（３）前記（Ｂ）または（Ｃ）の場合には、赤ＬＥＤチップまたは赤色ＬＥＤを多く設置する必要がある。しかし、赤ＬＥＤチップは、コストが高く、また、温度特性がよくないため、発光効率が温度によって変わり、温度が高いほど効率が悪くなる。
さらに、短波長の光は、樹脂透過率が劣化するため、エポキシ樹脂レンズを備える特許文献２に記載の植物栽培用ＬＥＤ光源は、短波長の光（例えば、青色光）に対して劣化する。
つまり、従来の発光装置では、信頼性がよくない。
以下では、本発明が従来技術に比べて優れた点について説明する。まず、前記各実施の形態に係る表面実装型発光部１０ａ、１０ｂ、１０ｃと、従来の赤色砲弾型ＬＥＤランプと青色砲弾型ＬＥＤランプとを組み合わせたもの（例えば、ＬＥＤ１１２（図１０および図１１を参照）、ＬＥＤ２１０およびＬＥＤ２２０（図１２および図１３を参照））との比較を、表１に基づいて説明する。
Figure 0005192068
表１に示すように、前記各実施の形態に係る表面実装型発光部１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、従来の赤色砲弾型ＬＥＤランプと青色砲弾型ＬＥＤランプとを組み合わせたものと比べて、信頼性、コスト、特性、設置面積、寿命の全ての点で優れていることが把握される。
具体的には、信頼性については、エポキシ樹脂を使わないため、樹脂劣化が少ないという効果がある。
また、コストについても、本実施の形態の表面実装型発光部１０ａ、１０ｂ、１０ｃでは、表１に示すように、従来に比べてコストメリットがあることが明らかである。
特性については、赤色ＬＥＤチップを使用しないため、温度特性を約１０％改善することができる。
また、設置面積については、従来技術である青色砲弾型ＬＥＤランプと赤色砲弾型ＬＥＤランプとを組み合わせたときの設置面積を１とすると、表面実装型発光部１０ａ、１０ｂ、１０ｃでは１／６となる。このため、本実施の形態の表面実装型発光部１０ａ、１０ｂ、１０ｃでは、設置面積が少なくてすむという特徴がある。
さらに、寿命については、表面実装型発光部１０ａ、１０ｂ、１０ｃの寿命は３〜４万時間なので、電熱型ランプ（電球）はいうまでもなく、蛍光灯ランプに比べても十倍以上も長寿命である。
〔補足〕
ここで、色素クロロフィルについて記載したがそれに限定することなく、光合成色素であればよく、例えば、カロテノイド、フィコピリンなどが挙げられる。さらに生物、植物としてラン藻類、紅藻類、ケイ藻類、褐藻類、緑藻類、種子植物（コケ、シダ）、光合成細菌などの光従属栄養的生物全般が挙げられる。
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明に係る発光装置は、枠体部とレンズ部とは、一体に形成されてレンズアレイモジュールとされることが好ましい。
また、本発明に係る発光装置では、前記レンズ部はドットマトリックス状に配置され、前記枠体部は格子状に形成されることが好ましい。
また、本発明に係る発光装置は、前記枠体部に対応するように配置された立壁部を備え、前記立壁部の突起部が前記枠体部に嵌め込まれ、前記立壁部は可変にすることが好ましい。
また、本発明に係る表面実装型発光部は、表面実装型発光部内にクロロフィルの青色域吸収ピークに対応すべく波長が４００〜４５０ｎｍの範囲でピーク波長を有する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップと、クロロフィルの青色域吸収ピークに対応すべく波長が４００〜４８０ｎｍの範囲でピーク波長を有する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップと、上記青色ＬＥＤチップからの励起光により、クロロフィルの赤色域吸収ピークに対応すべくピーク波長が波長６２０〜７００ｎｍの光を発光する赤蛍光体と、上記赤蛍光体を分散して上記少なくとも１個の青色ＬＥＤチップを覆う樹脂層とが設けられることが好ましい。
さらに、本発明に係る表面実装型発光部は、表面実装型発光部内に透光性封止樹脂で覆われたクロロフィルの青色域吸収ピークに対応すべく波長が４００〜４５０ｎｍの青色ＬＥＤチップと赤蛍光体が異なることが好ましい。
また、本発明に係る表面実装型発光部は、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１．３〜１：１０となっていることが好ましい。この結果、植物の発芽・育苗および栽培に適した表面実装型発光部とすることが可能となる。
また、本発明に係る表面実装型発光部は、ピーク波長である波長４００〜４８０ｎｍの第１光と波長６２０〜７００ｎｍの第３光とが出射されることが好ましい。
また、本発明に係る表面実装型発光部は、植物の光合成によって吸収される光の複数のピーク波長のうち、短波長域４００〜４５０ｎｍのピーク波長に対応した第２光を発する、少なくとも１個のＬＥＤチップと、上記ＬＥＤチップを覆う封止樹脂とを備えてもよい。なお、上記封止樹脂は、シリコーン樹脂からなってもよい。
また、本発明に係る発光装置は、配線基板の表面に実装された、少なくとも１個の第１光および第３光を発する表面実装型発光部と、少なくとも１個の第２光を発する表面実装型発光部と、上記表面実装型発光部の光出射側に配されたレンズ部と、上記レンズ部の周囲を固定する枠体部とを備えてもよい。
なお、本発明に係る発光装置を栽培または培養を含む生物育成用の光源として備えている光照射装置についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
なお、光照射装置として、図１０または図１３に示す構成を採用することができるが、高さのある植物に対し、側面から光を照射するように光照射装置を構成するなどの様々な変形が可能である。
本発明は、真核生物栽培工場、光合成細菌栽培工場等に使用することができる栽培または培養などの育成用光照射装置に適用することができる。
１、１’ 発光装置
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 表面実装型発光部
１４ａ 青色ＬＥＤチップ（第１のＬＥＤチップ）
１４ｂ 青色ＬＥＤチップ（第２のＬＥＤチップ）
１７ 樹脂層（蛍光体含有封止樹脂）
１７ｂ 赤蛍光体（蛍光体）
２０ 配線基板
３０ レンズ部
４０ 枠体部
６０ 立壁部

Claims (7)

  1. 配線基板の表面に実装された表面実装型発光部と、
    上記表面実装型発光部の光出射側に配されたレンズ部と、
    上記レンズ部の周囲を固定する枠体部とを備え、
    上記表面実装型発光部は、
    生育に光を必要とする生物によって吸収される光の複数のピーク波長のうち、相対的に短波長域の第１のピーク波長に対応した第１光を発する、少なくとも１個の第１のＬＥＤチップと、
    上記第１のＬＥＤチップを覆う蛍光体含有封止樹脂とを備え、
    上記蛍光体含有封止樹脂に含有された蛍光体は、上記第１のＬＥＤチップが出射する第１光を吸収することにより、上記複数のピーク波長のうち、相対的に長波長域のピーク波長に対応した第３光を発し、
    上記表面実装型発光部を含む複数の表面実装型発光部が、行列状に配置され、
    上記枠体部は、上記複数の表面実装型発光部に対応して、格子状の形状を備え、
    格子状の上記枠体部の１マス毎に、上記レンズ部が設けられており、
    上記複数の表面実装型発光部のうち、列方向に沿って隣接する表面実装型発光部の各間に、上記枠体部に対して、光出射側に立ち上がる立壁部が、上記列方向と交差する行方向に連続して設けられており、
    上記立壁部は、上記配線基板の表面に対して、垂直な状態と傾斜した状態との間で回動可能に構成されていること
    を特徴とする発光装置。
  2. 上記表面実装型発光部は、
    上記複数のピーク波長のうち、上記短波長域の第２のピーク波長であって、上記第１のピーク波長とは異なる第２のピーク波長に対応した第２光を発する、少なくとも１個の第２のＬＥＤチップを備えていること
    を特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  3. 上記レンズ部と上記枠体部とは、レンズモジュールとして一体的に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
  4. 上記第１のピーク波長に対応した第１光の波長は、４００ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の範囲を有し、
    上記長波長域のピーク波長に対応した第３光の波長は、６２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲を有していること
    を特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
  5. 上記第２のピーク波長に対応した第２光の波長は、４００ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の範囲を有していること
    を特徴とする請求項２に記載の発光装置。
  6. 上記表面実装型発光部において、上記第１光および第３光を含む光が出射される開口部は、短辺および長辺を有した長方形の形状を有すること
    を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置。
  7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置を、栽培または培養を含む生物育成用の光源として備えていることを特徴とする光照射装置。
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