JP5714236B2

JP5714236B2 - Lighting device for plant cultivation by intermittent irradiation

Info

Publication number: JP5714236B2
Application number: JP2010061487A
Authority: JP
Inventors: 吉田　厚生; 厚生吉田
Original assignee: 吉田　厚生; 厚生吉田
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2015-05-07
Anticipated expiration: 2030-02-26
Also published as: JP2011181484A

Description

本発明は、植物栽培用のハウスにおいて、植物の光合成（以下、光合成と言う）に必要な光源を提供する照明設備に関するものである。 The present invention relates to a lighting facility that provides a light source necessary for plant photosynthesis (hereinafter referred to as photosynthesis) in a house for plant cultivation.

現在、食の安全（農薬の問題）、自然保護、農業人口の減少等により、農業の効率化、工業化が望ましいとされ、水耕栽培や植物工場化した植物栽培用のハウスによる、野菜や果物の栽培が行われている。
植物栽培の基本となる技術は、植物の持っている光合成の能力を充分に発揮させることである。
光合成は炭酸ガスと水と光を植物が吸収して、炭酸ガスと水から炭水化物を合成して、酸素を放出する反応であるが、光合成により作られた炭水化物により、植物が生長し、果実など、その成果を得ることとなる。
光合成の光源として、植物栽培用ハウスなどでは、自然な太陽光線に変えて蛍光灯やＬＥＤ電球（発光ダイオードを光源としたライトであって、蛍光灯のように光が拡散して、面的な広がりを持つ機能となすような、加工を施してないスポットライト的な電球であって、以下ＬＥＤ電球という）等の、人工の光源の使用も見られるが、その数は少ない。
特に、ＬＥＤ電球の使用に関しては、周辺技術の進歩にもかかわらず、その効果的な面から、満足な成果が無くその普及が進んでいないのが現状である。Currently, it is desirable to improve the efficiency and industrialization of agriculture due to food safety (agricultural problems), nature conservation, and a decrease in the agricultural population. Is being cultivated.
The basic technology for plant cultivation is to fully exhibit the photosynthetic ability of plants.
Photosynthesis is a reaction in which plants absorb carbon dioxide, water, and light, synthesize carbohydrates from carbon dioxide and water, and release oxygen, but the plants grow by the carbohydrates created by photosynthesis, and fruits , You will get the results.
As a light source for photosynthesis, in plant cultivation houses, etc., instead of natural sunlight, fluorescent lamps and LED bulbs (lights that use light-emitting diodes as light sources, light diffuses like fluorescent lamps, Artificial light sources such as LED light bulbs, which are unprocessed spotlight bulbs that have a function of spreading, are also seen, but the number is small.
In particular, with respect to the use of LED bulbs, despite the advancement of peripheral technology, there is no satisfactory result and its spread is not progressing from the effective aspect.

本発明は、植物栽培において、光合成を促進するための光源を太陽光線に替えて、ＬＥＤ電球を効率的に活用するための方法に関するものである。
ＬＥＤ電球は、白熱電球や蛍光灯と比較して、光に転換するエネルギーの効率が高く、その発光色（光の波長）もＬＥＤチップに使用する半導体の素材により選択することが出来ること、明るさなどの制御も容易であるなどの利点がある。
しかし、ＬＥＤ電球の照明は指向性が強いため、スポットライト的な光の照射となり、広い面へ光をあてる光源としての適応性がないことが欠点となる。
植物栽培用の光源として、ＬＥＤ電球１を用いた場合のフローチャート図１に示すように、光線１２と光線１３で挟まれた中央部の範囲Ａは明るいが、範囲Ａの外側の領域Ｂ、領域Ｃは極端に暗くなる（照度が下がる）。
従って、ＬＥＤ電球１の配置の例を示すフローチャート図２に示すように、ＬＥＤ電球１の設置における、離隔距離Ｌ１、離隔距離Ｌ２共に短くして、設置する必要がある。
又、ＬＥＤ電球１の欠点としては、熱に弱い欠点がある、通常の作動可能な保証温度は８５℃といわれているが、保証温度の上限になると輝度が低下する。
従って安定的な性能で、４万時間程度の寿命で使用するには、作動中のＬＥＤの温度を５５℃以下程度とすることが必要であり、植物栽培用ハウスの内部はその位置、時間帯によっては気温を超える場所が多いことから、植物栽培用ハウスへのＬＥＤ電球１の導入時の課題となる。
他方、ＬＥＤ電球１の特徴は、▲１▼点滅が電力のＯＮ、ＯＦに瞬時に反応すること、▲２▼明るさの制御が容易であること、▲３▼蛍光灯や白熱電球に比べて、衝撃等の強度が強いことが上げられる。
本発明は、植物栽培用の光源としてＬＥＤ電球１を利用するにあたって、一般の照明のように、ＬＥＤよりの発光を、光透過性の高い板の片面で拡散反射して、面全体が発光して、広い面に均一へ照明が行き渡るように、改善した電球とすることではなく、ＬＥＤ電球の持っている本来特性をそのまま活かして、省エネルギーで省コスト、植物の光合成に最適な光であるとともに、作業性にも適応する照明装置となすことを課題としたものである。The present invention relates to a method for efficiently utilizing an LED light bulb by replacing a light source for promoting photosynthesis with sunlight in plant cultivation.
Compared with incandescent bulbs and fluorescent lamps, LED bulbs are more efficient in converting energy into light, and their emission color (wavelength of light) can be selected according to the semiconductor material used in the LED chip. There are advantages such as easy control.
However, since the illumination of the LED bulb is highly directional, it is a spotlight-like light irradiation, and there is a disadvantage that it is not adaptable as a light source that irradiates light on a wide surface.
Flowchart when LED bulb 1 is used as a light source for plant cultivation As shown in FIG. 1, the central area A sandwiched between the light beam 12 and the light beam 13 is bright, but the area B and area outside the area A C becomes extremely dark (the illuminance decreases).
Therefore, as shown in the flow chart of FIG. 2 showing an example of the arrangement of the LED bulb 1, it is necessary to install the LED bulb 1 with both the separation distance L1 and the separation distance L2 shortened.
Further, the LED bulb 1 has a drawback that it is weak against heat, and the normal operable guarantee temperature is said to be 85 ° C. However, when the guarantee temperature reaches the upper limit, the luminance decreases.
Therefore, in order to use it with a stable performance and a lifespan of about 40,000 hours, it is necessary to set the temperature of the LED during operation to about 55 ° C. or less. Since there are many places where the temperature exceeds the temperature, it becomes a problem at the time of introducing the LED bulb 1 into the plant cultivation house.
On the other hand, the characteristics of LED bulb 1 are as follows: (1) blinking responds instantly to power ON and OF, (2) brightness is easy to control, and (3) compared to fluorescent and incandescent bulbs. In addition, the strength such as impact is increased.
In the present invention, when the LED bulb 1 is used as a light source for plant cultivation, the light emitted from the LED is diffusely reflected on one side of a highly light-transmitting plate as in general lighting, and the entire surface emits light. In addition, it is not an improved light bulb so that the light spreads uniformly over a wide area, but it uses the original characteristics of the LED light bulb as it is, saving energy, saving costs, and optimal light for plant photosynthesis. Therefore, it is an object of the present invention to provide a lighting device that can be adapted to workability.

光合成に利用される光として、「植物が必要とする光」は「人間が物を見るために必要とする照明の光」とは異なる面がある。
本発明は植物が光合成に利用するために必要な光の性質、光合成反応の効率との関係から、ＬＥＤ電球の持っている「光合成用光源としての優れた特性を発見し、光合成に最適な光を提供するとともに、省エネルギーで省コストとなる植物栽培用の照明装置と為したものである。
光合成と光との関係は植物の種類頭により細かい違いはあるが、食料として栽培されている植物については、以下の特徴を備えている。
（１）光合成において、光合成の量的速度は、▲１▼光の強さ、▲２▼外気又は植物栽培用ハウス内の炭酸ガス濃度、▲３▼温度により影響を受ける。
（２）光の強さに限れば、光の強さが強いほど単位時間あたりの光合成量が増加する傾向があり、光飽和点は１０，０００ルックスにも達する植物は多い、これは室内照明と比べれば強い光であり、植物栽培の最適条件のためには居住用の室内照明と比べて強い光（照明）を必要とする。（因みに照明のＪＩＳ基準によれば勉強部屋の照度は上限１５０ルックス、読書用スポット照明は上限１，０００ルックスの照度と定めている。又太陽光の照度に関するデーターでは九州地区の測定値では曇天時の真昼時には年間を通して、地表面で２０，０００ルックス以上の照度があることが記録されている）
（３）しかし、植物の光合成のプロセスは、光を必要とする反応（以下明反応と言う）で始まり、その後、光エネルギーを必要としない反応（以下暗反応と言う）を行うことで、一つの周期が完結し、明反応と暗反応を繰り返しながら行われることから、植物の光合成用の光は、連続照射の必要がなく、特殊な植物を除き、明反応は光エネルギーの入力でスタートし、明反応の完結までに要する時間は短い。（強い光の、瞬時照射が明反応の最適条件）
（４）又、暗反応は、明反応の完結を待って行なわれるシステムであり、同じ強さの光であっても、早い周期で、間欠的に光を照射したほうが、連続的な光の照射の場合より光合成の効率が高い特徴がある。
（光合成において、明反応を進めるために必要な光の照射継続時間は１万分の１秒で充分であり、一つの単位の、暗反応の時間も短いことから、連続的な光の照射の場合は信号機の無い道路に、間欠的な照射の場合は信号機のある道路に例えられ、信号機のある道路のほうが、秩序よく車が流れるように、間欠的な照射の場合のほうが光合成の効率がよくなる。因みに、供給電力の種類を示すグラフ図５に示すような、プラス電圧５６ａ（パルス電圧）と無電圧５７とを６０Ｈｚの間欠電力としてＬＥＤ電球供給し、間欠の光として植物へ照射して光合成へ用いた場合は、プラス電圧５６ａと同じ電圧の電力を連続通電の場合に比べて、電力は１／２となり、光り合成の量は１．５倍程度の増量が可能である）
以上、上記の四項目の光合成の特徴、及び、人間の視力の生理的現象である、残像現象、及び残像が生じる短い時間の周期で明、暗を繰り返す光の明るさの度合いは、明、暗を通じた周期の平均的な（積分的）照度が影響すること。
従って瞬間的には、まぶしい光も早い周期の間欠の光であればあれば、作業用として適度な光となることから、早い周期の間欠的な光りを植物に照射する方法により、効率的な光合成のための光と、作業用にも適用できる植物栽培用の照明装置となしたものである。
以下本発明による植物栽培用の照明装置の仕組みを説明する。As light used for photosynthesis, “light required by plants” has a different aspect from “lighting illumination necessary for humans to see things”.
The present invention is based on the relationship between the properties of light necessary for plants to use for photosynthesis and the efficiency of photosynthesis reaction. And an illuminating device for plant cultivation that saves energy and costs.
The relationship between photosynthesis and light varies slightly depending on the type of plant, but plants grown as food have the following characteristics.
(1) In photosynthesis, the quantitative rate of photosynthesis is influenced by (1) light intensity, (2) carbon dioxide gas concentration in the outside air or plant cultivation house, and (3) temperature.
(2) As far as the intensity of light is concerned, the amount of photosynthesis per unit time tends to increase as the intensity of light increases, and there are many plants whose light saturation point reaches 10,000 lux. It is a strong light as compared to, and requires an intense light (illumination) as compared with residential indoor lighting for optimal conditions for plant cultivation. (By the way, according to the JIS standard for lighting, the upper limit of the illuminance in the study room is 150 lux, and the upper limit of the reading spot lighting is 1,000 lux. It is recorded that there is illuminance of 20,000 lux or more on the ground surface throughout the year at noon time)
(3) However, the process of plant photosynthesis begins with a reaction that requires light (hereinafter referred to as a light reaction), and then a reaction that does not require light energy (hereinafter referred to as a dark reaction). Since one cycle is completed and light and dark reactions are repeated, the light for plant photosynthesis does not need continuous irradiation, and except for special plants, the light reaction starts with the input of light energy. The time required to complete the light reaction is short. (Intense light, instant irradiation is the optimal condition for bright reaction)
(4) Also, the dark reaction is a system that waits for the completion of the bright reaction. Even with the same intensity of light, continuous irradiation of light is possible by intermittently irradiating light at an early cycle. It is characterized by higher photosynthesis efficiency than irradiation.
(In photosynthesis, the duration of light irradiation necessary to advance the light reaction is 1 / 10,000 second, and the dark reaction time of one unit is short. Can be compared to roads without traffic lights, roads with traffic lights in the case of intermittent illumination, so that the roads with traffic lights are more efficient in photosynthesis in the case of intermittent illumination so that cars flow in an orderly manner. Incidentally, a graph showing the types of supplied power As shown in Fig. 5, a positive voltage 56a (pulse voltage) and no-voltage 57 are supplied as LED light bulbs as 60 Hz intermittent power, and the plant is irradiated with intermittent light for photosynthesis. When the power is used, the power of the same voltage as the positive voltage 56a is halved compared to the case of continuous energization, and the amount of light combining can be increased by about 1.5 times.)
As described above, the characteristics of the above four items of photosynthesis, and the afterglow phenomenon that is a physiological phenomenon of human visual acuity, and the degree of brightness of light that repeats bright and dark in a short period of time when the afterimage occurs are bright, The influence of the average (integral) illuminance of the cycle through the darkness.
Therefore, instantaneously, if the dazzling light is intermittent light with a fast cycle, it becomes a moderate light for work. It is a lighting device for plant cultivation that can be applied to light for photosynthesis and work.
Hereinafter, the structure of the lighting device for plant cultivation according to the present invention will be described.

第１番目の省エネルギーを目的とした方法は、植物栽培用の光源として、ＬＥＤ電球１を用いた場合の、フローチャート図１に示すような栽培設備において、「ＬＥＤ電球１へ、定電圧で、一定の周期のもとにＯＮとＯＦを繰り返す、間欠電力（供給電力の特性を示すグラフ図５に示すような電力であって、縦軸５４は電圧、横軸５５は時間、５６ａは供給電圧の大きさと供給時間、５７は無電圧の時間を示す）を供給して、ＬＥＤ電球１を一定の周期で、点滅させて用いること及び、制御装置を付加して、供給電力の電圧と供給時間５６ａ及び無電圧の時間５７の設定量を、夫々変更して用いる方法により、間欠の光を照射する植物栽培用照明装置」である。
本方法は、図２の例に示した、ＬＥＤ電球１の配置に応用した場合、ＬＥＤ電球１の設置数量の変更は無いが、光合成量の増産効果、省エネの効果が大きいものとなる。
図３、図４もＬＥＤ電球１への供給電力の特性を示したグラフである。
図３、図４は絶対値が同じで方向の違う電圧（＋）５６ａと電圧（−）５６ｂによる交流（交番）電力を示している。
図３、図４に示す、交番電力を、利用しても図５に示す電力の場合と同様の効果が生じるが、ＬＥＤ電球１へは交番電力が加えられることから、配線を示すフローチャート図６に表示すように、ＬＥＤ電球１の配線５３ａ、配線５３Ｂへの接続を２種類に分けて接続することにより、交互に点灯と消灯を繰り返すことが出来るように（図６はその事例を示す）配線する必要がある。
又、電力の種類を示すグラフ図３、図４、図５で示された電力と、その供給電力の大きさと供給時間５６ａ，５６ｂと無電圧の時間５７の、夫々の設定量の制御については、ＧＴＯ（単相方形波インバーター）、ＰＷＭ（パルス幅変調、制御）ＣＶＣＦ（定電圧、定周波数インバーター）の技術として、蛍光灯やステッピングモーターの電源制御装置として、既存の技術として存在することからその説明は省略する。
又、第１番の方法は、蛍光灯にも適用できるが、この場合には，残光をなくして、ちらつきを多くするように改善して適用することが必要となる。The first method for the purpose of saving energy is to use the LED bulb 1 as a light source for plant cultivation. In the cultivation facility as shown in the flowchart of FIG. The intermittent power (the power as shown in FIG. 5 is the power as shown in FIG. 5, the vertical axis 54 is the voltage, the horizontal axis 55 is the time, and 56 a is the supply voltage. Size and supply time, 57 indicates a non-voltage time), and the LED bulb 1 is used by blinking at a constant cycle, and a control device is added, and the supply power voltage and the supply time 56a. And the lighting device for plant cultivation which irradiates intermittent light by the method which changes and uses the setting amount of the time 57 of no-voltage respectively.
When this method is applied to the arrangement of the LED bulb 1 shown in the example of FIG. 2, there is no change in the number of installed LED bulbs 1, but the effect of increasing the amount of photosynthesis and the effect of energy saving are great.
3 and 4 are also graphs showing characteristics of power supplied to the LED bulb 1.
3 and 4 show AC (alternate) power generated by the voltage (+) 56a and the voltage (−) 56b having the same absolute value but different directions.
Even if the alternating power shown in FIGS. 3 and 4 is used, the same effect as in the case of the power shown in FIG. 5 is produced. However, since the alternating power is applied to the LED bulb 1, FIG. As shown in Fig. 6, the connection to the wiring 53a and the wiring 53B of the LED bulb 1 is divided into two types so as to be alternately turned on and off (FIG. 6 shows an example thereof). It is necessary to wire.
Also, graphs showing the types of power. Regarding the control of the set amounts of the power shown in FIGS. 3, 4, and 5, the magnitude of the supplied power, the supply times 56a and 56b, and the no-voltage time 57, respectively. , GTO (Single Phase Square Wave Inverter), PWM (Pulse Width Modulation, Control) CVCF (Constant Voltage, Constant Frequency Inverter) technology, as a power supply control device for fluorescent lamps and stepping motors, because it exists as an existing technology The description is omitted.
The first method can also be applied to a fluorescent lamp, but in this case, it is necessary to eliminate the afterglow and improve the flicker.

第２番目の方法として「ＬＥＤ電球（線状光線型）１ｗの回転光線を利用する方法」による本発明による植物栽培用照明装置を説明する。
図７は、本発明による照明装置の原理となる、ＬＥＤ電球（線状光線型）１ｗを用いた照明ユニット５８と照射面積の関係を示す図面である。
ＬＥＤ電球（線状光線型）１ｗは、地表面１１へ有効なの光の当たる部分の面の形状が長方形であり、長い方の辺と、短い方の辺の、長さの比が大きい細長い形となし、光の密度を上げた形のＬＥＤ電球である。（以下ＬＥＤ電球１ｗと言う）
図７に示すものは、円筒型のＬＥＤ電球１ｗの配線ユニット５９へ、ＬＥＤ電球１ｗ３個を、地表面１１に垂直な中心軸６０と地表面１１に平行な中心軸６１を基準として正しくあわせて、夫々セットした、照明器具５８による，照明の状況を示している。
第２番目の方法は、照明器具５８を垂直の中心線６０を中心として、地表面１１に平行な面で回転させること（６２）、あるいは中心線６１を中心として照明器具５８を地表面１１に垂直な面で回転させること（６３）によって、ＬＥＤ電球（線状光線型）１ｗに通電された照明を、照射面（地表面１１）へ走査挿せて、間欠した光の照射と同じ効果を得ると共に、以下の説明の通り、照明器具５８の照射可能な面積（照射斜面Ｓ１を照射斜面Ｓ２の面積、照射斜面Ｓ３の面積と為して）拡大して、光合成用照明装置としてより高い効率と為したものである。
照明器具５８に通電して、３個のＬＥＤ電球１ｗを点灯したときの、地表面１１へ有効なの光の当たる部分の面の形状を３種類に分類すると以下の通りとなる。
（但し、ＬＥＤ電球１ｗには規定の電圧を連続して供給した、連続した光を用いた照明とする）
（１）ＬＥＤ電球の配線ユニット５９を固定した場合の、地表面１１へ有効なの光の当たる部分の照射面はＳ１となる。
（２）ＬＥＤ電球の配線ユニット５９を、垂直の中心軸６０を中心として、６２で示すように地表面１１に平行な面で回転させるときには、地表面１１へ有効なの光の当たる部分は、サーチライトで円形の面を走査して探索するように、間欠の光の照射面Ｓ２で示すような円形となる。従ってこのような方法は、（１）の配線ユニット５９を固定した場合と比べて、照明に要する電力は同じであっても、照射面Ｓ２のほうが大きくなること（Ｓ２の面積＞Ｓ１の面積）、又、照射面Ｓ２は間欠照明となる。
（３）ＬＥＤ電球の配線ユニット５９を、水平の中心線６１を中心として、６３で示すように地表面１１に垂直な面で回転させるときには、地表面１１へ有効なの光の当たる部分の照射面Ｓ３は、線状の光を照射するサーチライトを地表面１１のうえで直線的に光を移動させて出来た走査面のような、照射面Ｓ３で示された長方形となる。
又、照射面Ｓ３の大きさは、ＬＥＤ電球１ｗの有効な回転角度を大きくすることで、長さＬ６を大きくし、照射面Ｓ３の面積を大きくすることが出来る。
（ＬＥＤ電球１ｗの有効な回転角度とは、配線ユニット５９を１回転させて得た回転光線（３６０度の走査角度）の中で、光合成用の光として利用できる明るさを持って、地表面１１へ照射されている光の走査角度を言う：当然のことながら地表面１１と反対方向の上空方向の光が照射しているときは利用されていないことから、有効な走査角度は最大でも１８０度を（３６０度−１８０度＝１８０度）超えることは無い）
ＬＥＤ電球１ｗの有効な回転角度は、光源として用いるＬＥＤ電球１ｗの、容量と照射角度αの大きさ等の特性で適宜定められるが、同一のＬＥＤ電球１ｗを用いた場合においても、照射面Ｓ３の面積を照射面Ｓ２の面積より大きく（Ｓ３の面積≧Ｓ２の面積）利用できることから、有効な方法である。
又、本方法の（３）に示した、水平の中心線６１を中心として、６３で示すように地表面１１に垂直な面で回転させるときには場合、照射角度も変化することから、照明ユニット５８を地表面１１の上空の空間において移動させることにより、従来の照明では直接照射を受けられなかった葉１１に対しても、外れた光（木漏れ日的な光り）の角度の変化が大きく、照明ユニット５８の光を満遍なく利用することが出来ることとなる。As a second method, a lighting device for plant cultivation according to the present invention according to a “method using a rotating light beam of an LED bulb (linear light beam type) 1w” will be described.
FIG. 7 is a view showing the relationship between the illumination unit 58 using the LED bulb (linear light beam type) 1w and the irradiation area, which is the principle of the illumination device according to the present invention.
The LED bulb (linear light beam type) 1w has a rectangular shape in which the surface of the surface 11 that is effectively exposed to light has a rectangular shape, and has a long and large length ratio between the longer side and the shorter side. This is an LED bulb with increased light density. (Hereafter referred to as LED bulb 1w)
In the example shown in FIG. 7, three LED bulbs 1 w are correctly aligned with the wiring unit 59 of the cylindrical LED bulb 1 w on the basis of the central axis 60 perpendicular to the ground surface 11 and the central axis 61 parallel to the ground surface 11. The lighting conditions by the respective lighting fixtures 58 set are shown.
The second method is to rotate the luminaire 58 around a vertical center line 60 in a plane parallel to the ground surface 11 (62), or to place the luminaire 58 on the ground surface 11 around the center line 61. By rotating on a vertical surface (63), the illumination applied to the LED bulb (linear light beam type) 1w can be scanned into the irradiation surface (ground surface 11) to obtain the same effect as intermittent light irradiation. At the same time, as described below, the area that can be irradiated by the luminaire 58 (the irradiation slope S1 is the area of the irradiation slope S2 and the area of the irradiation slope S3) is expanded to provide higher efficiency as a photosynthesis lighting device. It was done.
When the lighting fixture 58 is energized and the three LED bulbs 1w are turned on, the shape of the surface of the portion that is effectively exposed to the ground surface 11 is classified into three types as follows.
(However, the LED bulb 1w is supplied with a specified voltage continuously and is illuminated with continuous light.)
(1) When the wiring unit 59 of the LED bulb is fixed, the irradiation surface of the portion where the effective light hits the ground surface 11 is S1.
(2) When the LED bulb wiring unit 59 is rotated about a vertical central axis 60 in a plane parallel to the ground surface 11 as indicated by 62, the effective light hitting portion of the ground surface 11 is searched. A circular shape as indicated by an intermittent light irradiation surface S <b> 2 is obtained so as to scan and search a circular surface with a light. Therefore, in this method, compared with the case where the wiring unit 59 of (1) is fixed, the irradiation surface S2 is larger even if the power required for illumination is the same (area of S2> area of S1). Moreover, the irradiation surface S2 becomes intermittent illumination.
(3) When the LED light bulb wiring unit 59 is rotated about a horizontal center line 61 in a plane perpendicular to the ground surface 11 as indicated by 63, an irradiation surface of a portion that is effectively exposed to the ground surface 11 S3 is a rectangle indicated by the irradiation surface S3, such as a scanning surface obtained by linearly moving the search light that irradiates linear light on the ground surface 11.
Moreover, the size of the irradiation surface S3 can be increased by increasing the effective rotation angle of the LED bulb 1w, thereby increasing the length L6 and increasing the area of the irradiation surface S3.
(The effective rotation angle of the LED bulb 1w means that the surface of the earth has brightness that can be used as light for photosynthesis in the rotating light beam (360 degree scanning angle) obtained by rotating the wiring unit 59 once. 11 is not used when light in the sky direction opposite to the ground surface 11 is naturally irradiated, so that the effective scanning angle is 180 at the maximum. (No more than 360 degrees-180 degrees = 180 degrees)
The effective rotation angle of the LED bulb 1w is appropriately determined by the characteristics of the LED bulb 1w used as a light source, such as the capacity and the size of the irradiation angle α, but even when the same LED bulb 1w is used, the irradiation surface S3. Is larger than the area of the irradiation surface S2 (the area of S3 ≧ the area of S2), which is an effective method.
In addition, when rotating in a plane perpendicular to the ground surface 11 as indicated by 63 with the horizontal center line 61 as the center, as shown in (3) of the present method, the illumination angle also changes. Is moved in the space above the ground surface 11, the change in the angle of the off-light (sunlight sunlight) is large even with respect to the leaves 11 that were not directly irradiated by conventional lighting, and the lighting unit 58 lights can be used evenly.

第３番目の方法として「ＬＥＤ電球１ｗを円周上に配置して広角度に照射する方法」の本発明による植物栽培用照明装置を説明する。
第２番目の方法として「ＬＥＤ電球１ｗの回転光線を利用する方法」において、ＬＥＤ電球１ｗを垂直面で回転さる方法を示したが、第３番目の方法は、ＬＥＤ電球１ｗを円弧状に多数配置して、ＬＥＤ電球１ｗの点滅による光を放射状に、地表面１１へ照射することによって、一箇所の照明ユニットで、広い面へ間欠照明を施す方法も提唱するものである。
この方法の実施に当たっては、垂直方向を照射するＬＥＤ電球１ｗは地表面１１（照射対象面）に近く垂直な角度で照射できるが、水平面に近い角度で照射するために設置された、ＬＥＤ電球１ｗは対象面までの距離が長くなり照射角度も傾斜することから、容量の大きなＬＥＤ電球１ｗとすることで、照射角度による照射対象面での明るさの格差を小さくすることが肝要である。
第３番目の方法による本発明の照明装置は、ＬＥＤ電球１の配置の例を示すフローチャート（図２）において示したソケット５０の設置数量が減少して、配線が簡素化する他、照射対象面の上空で移動させることで、満遍なく植物へ光を照射させることの効果は大きなものとなる。As a third method, an explanation will be given of the plant cultivation lighting device according to the present invention, which is a “method of arranging LED bulbs 1w on the circumference and irradiating them at a wide angle”.
As the second method, the method of rotating the LED bulb 1w on the vertical plane in the “method of using the rotating light beam of the LED bulb 1w” has been shown, but the third method has many LED bulbs 1w in an arc shape. A method of providing intermittent illumination on a wide surface with one illumination unit by arranging and irradiating light on the ground surface 11 radially by blinking the LED bulb 1w is also proposed.
In carrying out this method, the LED bulb 1w that irradiates in the vertical direction can irradiate at an angle close to the ground surface 11 (irradiation target surface), but the LED bulb 1w that is installed to irradiate at an angle close to the horizontal plane. Since the distance to the target surface is long and the irradiation angle is also inclined, it is important to reduce the brightness disparity on the irradiation target surface due to the irradiation angle by using the LED bulb 1w having a large capacity.
The illumination device of the present invention according to the third method is not limited to the number of sockets 50 shown in the flow chart (FIG. 2) showing an example of the arrangement of the LED bulbs 1, and the wiring is simplified. By moving it over the sky, the effect of irradiating light evenly to the plant becomes great.

第４番目の方法を図８によって説明する、第４番目の方法は「ＬＥＤ電球１ｗの照射する光を、照射対象の面に垂直な面の方向（回転の方向を示す矢印２４）で回転さて、反射板１４及び反射板１５に反射させて利用する方法」の本発明による植物栽培用照明装置である。
図８は、頂部が平面形状の反射板１４、両側面が湾曲した円弧形状の反射板１５で構成され、内部に反射面を施した、概略長方形の面を覆うような屋根型構造の、傘の下部の、空間の、中央部に、軸１７を設け、軸１７を中心として、ＬＥＤ電球１ｗが回転するような構造と為した、本発明による植物栽培用照明装置の構造を示す構造を示す図面である（反射板１４及び反射板１５は断面図）。
図８において、ＬＥＤ電球１ｗを点灯して軸１７を中心として回転させるときには、照射対象面（地表面１１）に水平に照射された光１９ａは反射板１５で反射された光１９ｂとして地表面１１へ照射される、又水平面から４５度の角度で上空に照射された光１８ａも反射板１４で反射されて光１８ｂとなって地表面１１へ照射されるように、水平面より上部に照射された光も利用できることとなる。
従って、通常の点灯では利用出来ない、範囲Ａの外側の光も、範囲Ａの光に加えて参加することが可能となる。
第４番目の方法による方法は、光源が間欠的（点滅）でなくとも、照射対象面では、間欠照射を受けることとなる。
又反射板１４、反射板１５による反射光の角度が多様であることから、広い面積へ，多様な照射角度での照射を可能とし、省エネルギーとハウス内の場所的格差の解消にも効果が大きい。
図８に示す「ＬＥＤ電球１ｗの照射する光を、照射対象の面に垂直な面の方向で回転さて、反射板１４及び反射板１５に反射させて利用する方法」の照明装置を地表面１１の上空の空間において移動させることにより、更に満遍なく光を行き渡らせる結果となり効果的な利用が可能となる。
図９はＬＥＤ電球１ｗの照射する光を、照射対象の面に垂直な面の方向で、回転させるための装置の一例を示す図面（断面図を含む）である。
以下図９によって説明する。
図９において、軸３０及びフランジ型カップリング３４ａを外部に付設し、内部に、配線ユニット３３を設けた円筒型のケーシング３１に、ＬＥＤ電球１ｗを３個付設して照明ユニット３２とする。
フランジ型カップリング３４ｂと円筒型の中空軸３９を外部に付設し、発電機４４と供給電力の制御盤４３、電力の供給用の電線ユニット３６、電線ユニット３７を内蔵した円筒型のケーシング３８より構成された電源ユニット３５する。
円筒型のケーシング３１と電源ユニット３５を、フランジ型カップリング３４ａとフランジ型カップリング３４ｂによって結合し、軸３０を軸受け２９で受け、円筒型の中空軸３９を軸受け４５で受ける構造と為したときに、軸３０のカップリング２８ｂとモーター２５の出力軸２６のカップリング２８ａを結合して、モーター２５の回転力を伝えるときには、円筒型のケーシング３１と円筒型のケーシング３８は一体となって回転する。
これにより、円筒型のケーシング３８の回転中心と発電機４４の、回転子の軸４０の芯が一致するようにセットされていることから、発電機４４は回転子の軸４０を中心として回転する、しかし回転子の軸４０は回転子の軸４０側のカップリング４１ａと固定軸側のカップリング４１ｂによって、固定軸４２に結合されていることから回転することが出来ない。
従って、発電機４４の固定子は回転するが、回転子は回転しないが、固定子は回転しているから、相対的な回転があれば、回転しても同じことなので通常の発電が行われることとなる。
発電機４４で発電された電力は、電線ユニット３７、制御盤４３、電線ユニット３６、電線ユニット３３を通じてＬＥＤ電球１ｗへ供給され、ＬＥＤ電球１ｗを点灯させるが、このときＬＥＤ電球１ｗは円筒型のケーシング３１と一体化して回転している事から、回転する光源となる。
尚、図８図において発電機４４に替えて、蓄電器を設置して、定期的に充電する方法も同様の機構が使用できる。The fourth method will be described with reference to FIG. 8. The fourth method is “by rotating the light emitted from the LED bulb 1w in the direction of the surface perpendicular to the surface to be irradiated (arrow 24 indicating the direction of rotation). It is the illuminating device for plant cultivation by this invention of "the method of reflecting and using for the reflecting plate 14 and the reflecting plate 15".
FIG. 8 shows an umbrella having a roof-type structure that includes a reflecting plate 14 having a flat shape at the top and an arc-shaped reflecting plate 15 having curved sides, and covers a substantially rectangular surface with a reflecting surface inside. The structure which shows the structure of the illuminating device for plant cultivation by this invention which was made into the structure which provided the axis | shaft 17 in the center part of the space of the lower part, and made the LED bulb 1w rotate centering on the axis | shaft 17 is shown. It is drawing (the reflecting plate 14 and the reflecting plate 15 are sectional drawings).
In FIG. 8, when the LED bulb 1 w is turned on and rotated about the shaft 17, the light 19 a irradiated horizontally on the irradiation target surface (the ground surface 11) is converted into the light 19 b reflected by the reflecting plate 15 as the ground surface 11. In addition, the light 18a irradiated to the sky at an angle of 45 degrees from the horizontal plane is also reflected above the horizontal plane so that the light 18a is reflected by the reflector 14 and is irradiated to the ground surface 11. Light can also be used.
Accordingly, light outside the range A that cannot be used in normal lighting can participate in addition to the light in the range A.
In the fourth method, even if the light source is not intermittent (flashing), the irradiation target surface receives intermittent irradiation.
Moreover, since the angle of the reflected light by the reflecting plate 14 and the reflecting plate 15 is various, it is possible to irradiate a wide area with various irradiation angles, and it is also effective in saving energy and eliminating the spatial disparity in the house. .
The ground surface 11 uses the illumination device of “a method of rotating and irradiating the light emitted from the LED bulb 1w in the direction perpendicular to the surface to be irradiated and reflecting it on the reflecting plate 14 and the reflecting plate 15” shown in FIG. By moving in the space above, the result is that the light is more evenly distributed and effective use is possible.
FIG. 9 is a drawing (including a cross-sectional view) showing an example of an apparatus for rotating light emitted from the LED bulb 1w in a direction perpendicular to the surface to be irradiated.
This will be described below with reference to FIG.
In FIG. 9, a shaft 30 and a flange-type coupling 34 a are attached to the outside, and three LED bulbs 1 w are attached to a cylindrical casing 31 provided with a wiring unit 33 inside to form an illumination unit 32.
From a cylindrical casing 38 in which a flange type coupling 34b and a cylindrical hollow shaft 39 are attached to the outside, and a generator 44, a supply power control panel 43, a power supply wire unit 36, and a wire unit 37 are incorporated. The configured power supply unit 35 is used.
When the cylindrical casing 31 and the power supply unit 35 are coupled by the flange-type coupling 34a and the flange-type coupling 34b, the shaft 30 is received by the bearing 29, and the cylindrical hollow shaft 39 is received by the bearing 45. When the coupling 28b of the shaft 30 and the coupling 28a of the output shaft 26 of the motor 25 are coupled to transmit the rotational force of the motor 25, the cylindrical casing 31 and the cylindrical casing 38 rotate together. To do.
Thus, since the center of rotation of the cylindrical casing 38 and the core of the rotor shaft 40 of the generator 44 are set to coincide with each other, the generator 44 rotates around the rotor shaft 40. However, the rotor shaft 40 cannot be rotated because it is coupled to the fixed shaft 42 by the coupling 41a on the rotor shaft 40 side and the coupling 41b on the fixed shaft side.
Therefore, the stator of the generator 44 rotates, but the rotor does not rotate, but the stator rotates. Therefore, if there is relative rotation, the same is true even if it rotates, so normal power generation is performed. It will be.
The electric power generated by the generator 44 is supplied to the LED bulb 1w through the electric wire unit 37, the control panel 43, the electric wire unit 36, and the electric wire unit 33, and the LED bulb 1w is turned on. Since it rotates integrally with the casing 31, it becomes a rotating light source.
In FIG. 8, the same mechanism can be used for the method of replacing the generator 44 and charging the battery periodically by installing a capacitor.

本発明は植物の光合成用に必要な人工の光として、ＬＥＤ電球を光源とした間欠の光りのを照射し、利用する有効な四種類の方法を示したが、その効果及び特徴は以下のとおりである。
第１番目の方法（［０００５］に記述した）「ＬＥＤ電球１へ、定電圧で、一定の周期でＯＮとＯＦを繰り返す間欠電力を供給して、ＬＥＤ電球１を一定の周期で、点滅させて用いること及び、制御装置を付加して、供給電力の電圧（大きさ）と供給時間（時間帯）５６ａ、及び無電圧の時間（時間帯）５７の設定量を夫々変更して用いる方法により、間欠の光を照射する植物栽培用照明装置」は、本発明の基本となる方法であって、光合成は植物の種類の他に、温度，炭酸ガスの濃度等の外的条件にも影響を受ける事から、この効果を記述する前提条件として、▲１▼対象となる植物としては、温室で栽培されている野菜類（きゅうり、ピーマン、トマト，メロン等）、果物（柿、みかん等）とする▲２▼温室内の炭酸ガス濃度は外気より少し高めの４００ｐｐｍとする▲３▼栽培方法は従来の通りするとする▲４▼照射する光の、間欠の周期としては６０Ｈｚとし、間欠の比率は一対一（１／１）する（６０Ｈｚの交流電源、２極のモーターを回転させたときの回転数に合わせたこと、人間の目の残像現象を利用出来ること）。
以上の、４項目の条件のもとでの、従来の照明に替えて本発明の照明を利用した場合の効果は次の通りである。
（１）同じ照度の連続した光の照射に比べて、光合成の量が４０％以上の増加が見込まれる、従って以下の省エネ効果がある。
▲１▼間欠の電力供給による、電力消費の低減に加えて、光合成の量の増加がみこめる。
▲２▼光合成の量を一定に保った比較では、光合成の量の増加に見合うだけの電力の削減が可能である（供給電圧を下げて、１パルスの照度を落とす）
（２）電力の削減に伴い、ＬＥＤ電球１又はＬＥＤ電球１ｗの発熱による温度の上昇が抑えられること。
（３）間欠照明は効率の良い光合成のために開発されたものではあるが、▲１▼６０Ｈｚでの早い周期での光の照射であることから、光合成に最適な光と照明に最適な光を（利用目的の異なる光を）、同時に一つのＬＥＤ電球で提供することが出来ること。
（▲１▼目の残像効果が活かせる早い周期での間欠光線あることから、連続照射と同様の識別が可能な照明となること▲２▼光合成には一般照明用の光と異なり強い照度のパルス的照射の光が必要であるが、間欠照射による光を照明に用いるときには、投射した光の量を、時間的に平均した値の大きさを照度として、明るさを感じることから、（図５に示す供給電力の、電圧の大きさと幅（時間帯）５６ａ及び無電圧の幅（時間帯）５７を調整することによって、光合成に最適な光と照明に最適な光との互換性のある範囲で、一致させるこが可能となる）
（４）ＰＷＭ制御で加工した形の電力（図４、図６）は蛍光灯にも適用できるが、蛍光灯の場合、一般の照明用となすため、残光効果を施している事から、光合成用の光（間欠の照射の出来る照明）としての効果がＬＥＤ電球に比べて減少する事となる。
本発明は、ＬＥＤ電球を用いて、目的の異なる２種類の光り（植物の種類や栽培条件違いに応じた光合成用の光り、作業用の照明用の光り）を互換性の範囲内で一致させ、双方の使用目的にマッチした光を、一つのＬＥＤ電球の光源で提供出来るように為したことも特徴とした、栽培用の照明装置である。
本発明は、光合成の効率化を目的としたものであるが、炭酸ガス栽培をはじめとして、増収、高品質に至る栽培技術は、光合成をいかにスムースに進捗させる事から始まり、更なる栽培技術の進歩に貢献できるものである）The present invention has shown four effective methods of irradiating and using intermittent light using an LED bulb as a light source as artificial light necessary for plant photosynthesis. The effects and features thereof are as follows. It is.
First method (described in [0005]) “LED lamp 1 is supplied with intermittent power that repeats ON and OF at a constant voltage at a constant cycle, and causes LED bulb 1 to blink at a constant cycle. And a method of adding a control device and changing the set amounts of the supply power voltage (magnitude), supply time (time zone) 56a, and non-voltage time (time zone) 57, respectively. The lighting device for plant cultivation that irradiates intermittent light ”is a basic method of the present invention, and photosynthesis affects not only the type of plant but also external conditions such as temperature and carbon dioxide concentration. As a precondition to describe this effect, (1) the target plants are vegetables grown in the greenhouse (cucumbers, peppers, tomatoes, melons, etc.), fruits (bamboo shoots, tangerines, etc.) 2) Carbon dioxide concentration in the greenhouse is higher than outside air (3) The cultivation method is assumed to be conventional (4) The intermittent period of the irradiated light is 60 Hz, and the intermittent ratio is 1: 1 (1/1) (60 Hz AC power supply) Matching the number of rotations when rotating a two-pole motor, and using the afterimage phenomenon of human eyes).
The effects of using the illumination of the present invention in place of the conventional illumination under the above four conditions are as follows.
(1) Compared to continuous light irradiation with the same illuminance, the amount of photosynthesis is expected to increase by 40% or more. Therefore, the following energy saving effects are obtained.
(1) In addition to reducing power consumption due to intermittent power supply, an increase in the amount of photosynthesis can be seen.
(2) In a comparison where the amount of photosynthesis is kept constant, it is possible to reduce the power to meet the increase in the amount of photosynthesis (lowering the supply voltage and reducing the illuminance of one pulse)
(2) A temperature increase due to heat generation of the LED bulb 1 or the LED bulb 1w can be suppressed with the reduction of electric power.
(3) Intermittent illumination was developed for efficient photosynthesis, but (1) light is irradiated at an early cycle of 60 Hz, so light that is optimal for photosynthesis and light that is optimal for illumination. Can be provided with a single LED bulb at the same time.
((1) Intermittent rays with an early cycle that can make use of the afterimage effect of the eye, so that the illumination can be identified in the same way as continuous irradiation. (2) Photosynthesis has a strong illuminance unlike light for general illumination. Although light with pulsed irradiation is necessary, when light from intermittent irradiation is used for illumination, the amount of light projected is the illuminance with the magnitude of the average value over time. By adjusting the voltage magnitude and width (time zone) 56a and the no-voltage width (time zone) 57 of the supply power shown in FIG. 5, the light optimal for photosynthesis and the light optimal for illumination are compatible. Can be matched by range)
(4) The electric power in the form processed by PWM control (FIGS. 4 and 6) can also be applied to a fluorescent lamp. However, in the case of a fluorescent lamp, since it is used for general illumination, an afterglow effect is applied. The effect as light for photosynthesis (illumination that can be intermittently irradiated) will be reduced compared to LED bulbs.
The present invention uses an LED light bulb to match two types of lights with different purposes (light for light synthesis according to plant types and different cultivation conditions, light for work lighting) within a compatible range. It is the illuminating device for cultivation characterized by having made it possible to provide light that matches both purposes of use with the light source of one LED bulb.
The present invention is aimed at increasing the efficiency of photosynthesis, but the cultivation technology that leads to increased yields and high quality, including carbon dioxide cultivation, started from how smoothly photosynthesis proceeds, Can contribute to progress)

第２番目の方法（［０００６］に記述した）「ＬＥＤ電球１ｗの回転光線を利用する方法」の場合は、第一番目に示した方法の効果に加えて、以下の６点の特徴がある。
（１）ＬＥＤ電球１ｗの１個あたりの照射可能な面積が数倍に増加する、従ってＬＥＤ電球１ｗの設置個数及び消費電力も、１個あたりの照射可能な面積の増加に反比例した大幅な減少がすること。（強い光を広範囲に利用できる）
（２）回転方向を示す矢印６３で示すように地表面１１に垂直な面で回転させる方法方法の場合、照射角度も変化することから、照明ユニット５８を地表面１１の上空の空間において移動させることにより、葉への直接照射の角度や葉から外れた光（木漏れ日的な光り）の活用が出来る事から、照明ユニット５８の光を満遍なく利用することが出来ること。
（柿のハウス栽培などにおいては、地表面１１へアルミホイルを敷き詰めて、太陽光線を乱反射させる方法にて、光利用の効率化やハウス間の生育の均一化を図っている）
（３）ＬＥＤ電球１ｗを回転させて利用することから、ＬＥＤ電球１ｗから、大気への熱の放散を助ける。
（４）ＬＥＤ電球１ｗは蛍光灯や白熱電球に比べて、破壊等の物理的強度が大きく軽いため、回転体としての設計が容易である。
（但し、［０００６］で示した方法のうち、照明ユニット５８を、回転方向を示す矢印６２で示すように、地表面１１に平行な面で回転させる方法は、回転半径が小さな小型のスポット的な照明ユニットに適するものである。
又、回転方向を示す矢印６３で示すように地表面１１に平行な面で回転させる方法は照明の大きさにかかわらず、回転半径を一定とすることが出来ることから大型の照明ユニット５８に適する）
（５）光源としてはＬＥＤ電球１ｗの他、太陽光線なども、光りファイバーなどで取り込み加工して、線状の光として回転することで利用することが可能である。
（６）基本的にＬＥＤ電球１ｗの光は点滅しない連続した光りとして、ＬＥＤ電球１ｗを回転させて地表面１１の上を走査させるようにして，間欠光と為す方法である事から、その光の間欠の周期は回転速度と一致する。
又、一つの周期（回転角３６０度）おける照射対象面（地表面１１）における明（有効な明るさが照射される時間帯）と暗（光の照射を受けない時間帯）の比率（明暗比率）もＬＥＤ電球１ｗの照射角度α（光線１２Ｖと光線１３Ｖで、挟まれた角度）により定まる。
従って、照明の強さはＬＥＤ電球１ｗへの供給電圧の大きさを調整して行い、一つの周期内での明暗比率の調整は以下の２点の調整で行なう。
▲１▼一つの周期内での、特定の回転角の区間内だけ暗とする場合には、供給電源の周期とＬＥＤ電球１ｗの回転の周期をあわせて、特定の回転角の区間内だけ電源の電圧を０とした（図５の５７に示す区間）電力をＬＥＤ電球１ｗへ供給することで行なう。（照射の必要が無い上空の方向の光に当たる部分はカットする場合等の時に調整する方法である）
▲２▼回転角の位置にかかわらず、全角度において均等な割合で、光の量を減らすときには、供給電源の周期を、ＬＥＤ電球１ｗの、回転の周期と少しずらした周期と為して、その周期のなかの、一部分の定位置に、０電圧の部分を組み込んだパターンの電力のとして、ＬＥＤ電球１ｗへ供給することで足りる。In the case of the second method (described in [0006]) “method using the rotating light of the LED bulb 1w”, in addition to the effect of the first method, there are the following six features. .
(1) The area that can be irradiated per LED bulb 1w increases several times. Therefore, the number of installed LED bulbs 1w and the power consumption are greatly reduced in inverse proportion to the increase in the area that can be irradiated per LED bulb 1w. What to do. (Intense light can be used in a wide range)
(2) In the case of the method method of rotating in a plane perpendicular to the ground surface 11 as indicated by the arrow 63 indicating the rotation direction, the illumination unit 58 is moved in the space above the ground surface 11 because the irradiation angle also changes. Therefore, it is possible to utilize the light of the lighting unit 58 evenly because it is possible to use the angle of direct irradiation to the leaves and the light deviated from the leaves (light that leaks through the trees).
(In the cultivation of firewood, etc., aluminum foil is spread on the ground surface 11 to diffuse the sunlight and diffuse the light efficiently and make the growth between the houses uniform)
(3) Since the LED bulb 1w is rotated and used, it helps to dissipate heat from the LED bulb 1w to the atmosphere.
(4) Since the LED bulb 1w has a large physical strength such as destruction and light as compared with a fluorescent lamp and an incandescent lamp, it can be easily designed as a rotating body.
(However, among the methods shown in [0006], the method of rotating the illumination unit 58 in a plane parallel to the ground surface 11 as indicated by the arrow 62 indicating the direction of rotation is a small spot-like method with a small turning radius. It is suitable for various lighting units.
In addition, as indicated by the arrow 63 indicating the rotation direction, the method of rotating on a plane parallel to the ground surface 11 is suitable for a large lighting unit 58 because the rotation radius can be made constant regardless of the size of illumination. )
(5) As the light source, in addition to the LED bulb 1w, solar rays and the like can be used by taking in and processing with a light fiber and rotating as linear light.
(6) Since the light from the LED bulb 1w is basically a continuous light that does not blink, the LED bulb 1w is rotated and scanned over the ground surface 11 to produce intermittent light. The intermittent period of coincides with the rotation speed.
In addition, the ratio (brightness and darkness) of light (a time zone in which effective brightness is irradiated) and dark (a time zone in which light is not irradiated) on the irradiation target surface (ground surface 11) in one cycle (rotation angle 360 degrees). The ratio is also determined by the irradiation angle α of the LED bulb 1w (the angle between the light beam 12V and the light beam 13V).
Therefore, the intensity of illumination is adjusted by adjusting the magnitude of the voltage supplied to the LED bulb 1w, and the adjustment of the light / dark ratio within one period is performed by the following two adjustments.
(1) When it is dark only within a specific rotation angle section within one period, the power supply is supplied only within a specific rotation angle section by combining the cycle of the power supply and the rotation period of the LED bulb 1w. Is performed by supplying electric power to the LED bulb 1w (the section indicated by 57 in FIG. 5). (This is a method to adjust the part that is exposed to light in the sky direction that does not require irradiation, such as when cutting.)
(2) Regardless of the position of the rotation angle, when the amount of light is reduced at a uniform rate at all angles, the cycle of the power supply is set slightly shifted from the rotation cycle of the LED bulb 1w. It is sufficient to supply the LED bulb 1w with the electric power of a pattern in which a portion of 0 voltage is incorporated at a certain position in the period.

第３番目の方法（［０００７］に記述した）「ＬＥＤ電球１ｗを円周上に配置して広角度に照射する方法」による本発明による植物栽培用照明装置に付いての特徴は、第２番目の方法とは設備や方法は異なるが、栽培用照明の効果としては、第２番目の方法と同様の効果がある。 A feature of the lighting device for plant cultivation according to the present invention according to the third method (described in [0007]) “method of arranging LED bulbs 1w on the circumference and irradiating them at a wide angle” is the second feature. Although the equipment and method are different from the second method, the effect of the lighting for cultivation has the same effect as the second method.

第４番目の方法（［０００８］に記述した）「ＬＥＤ電球１ｗの照射する光を、照射対象の面に垂直な面の方向で回転さて、反射板１４及び反射板１５に反射させて利用する方法」の場合の効果は、第２番目の方法の効果に比べて、更に以下の利点がある。
（１）ＬＥＤ電球１ｗの回転する光を３６０度利用できることから、光の照射回数が増加すること。
（２）植物への照射角の変化が大きい事から、強い光を満遍なく利用することが出来ること。
（強い光を満遍なく利用することは、植物において遊んでいる日陰の葉も有効に活用されることから、光り合成量の増加に大きく貢献できる。アルミシートを栽培面に敷いて光を利用する従来の方法に比べてその効果は大きく、これからの栽培技術の向上に寄与する照明となる）
以上が、本発明による効果であるが、光合成に付いては、間欠光線の周期は１５０Ｈｚ超える範囲までは、充分に周期に追従して効率が上昇すること、又通常光の当たらない場所の葉っぱにも強い光が当たること、高濃度の炭酸ガス栽培と相乗効果などを考慮したときには更に大きな効果が発揮できる。
又四通りの方法は栽培用ハウスの規模や栽培方法によって、選択利用する、例えば、▲１▼小規模のポット栽培倍には簡便な設備である図７に示す照明ユニット５８を用い、回転方向を示す矢印６２のように水平面で回転させる方法を採用し、ポット（植木鉢のことを言う）とポットの間に設置する等で実施する▲２▼樹木になる果実等の栽培で、木漏れ日的な光りを必要とする場合は、［０００８］において、図８によって説明した、第４番目の方法を採用する等、栽培技術にあわせた選択がベストではあるが、いずれの方法を採用しても大きな効果がうまれることとなる。Fourth method (described in [0008]) “Light irradiated by the LED bulb 1w is rotated in a direction perpendicular to the surface to be irradiated and reflected on the reflecting plate 14 and the reflecting plate 15 for use. The effect of the “method” has the following advantages over the effect of the second method.
(1) Since the rotating light of the LED bulb 1w can be used 360 degrees, the number of times of light irradiation is increased.
(2) Because the change in the irradiation angle to the plant is large, the strong light can be used evenly.
(Even use of strong light can make a significant contribution to the increase in the amount of light shining because the shade leaves that are playing in plants are also effectively used. Conventional use of light by placing an aluminum sheet on the cultivation surface. The effect is large compared to the method of, and it will be lighting that contributes to the improvement of future cultivation technology)
The above is the effect of the present invention. In the case of photosynthesis, the efficiency rises sufficiently following the period until the period of the intermittent light exceeds 150 Hz, and the leaf in a place where light is not normally irradiated. Considering the fact that it is exposed to strong light, synergistic effects with high-concentration carbon dioxide cultivation, etc., it can exert even greater effects.
The four methods are selected and used according to the size of the cultivation house and the cultivation method. For example, (1) The lighting unit 58 shown in FIG. The method of rotating on a horizontal plane as shown by the arrow 62 indicates that it is installed between pots (referred to as flowerpots) and pots. (2) Cultivation of fruits that become trees, etc. When light is required, the selection according to the cultivation technique is best, such as adopting the fourth method described in FIG. 8 in [0008], but any method is great. The effect will be produced.

図１は、植物栽培用の光源として、ＬＥＤ電球１を用いた場合のフローチャートである。 FIG. 1 is a flowchart when an LED bulb 1 is used as a light source for plant cultivation. 図２は、ＬＥＤ電球１の配置の例を示すフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart showing an example of the arrangement of the LED bulb 1. 図３は、供給電力の特性を示すグラフである。 FIG. 3 is a graph showing characteristics of supplied power. 図４は供給電力の特性を示すグラフである。 FIG. 4 is a graph showing characteristics of supplied power. 図５は、供給電力の特性を示すグラフである。 FIG. 5 is a graph showing characteristics of supplied power. 図６は、ＬＥＤ電球１へ交番電力（図３，図４に示す）を供給した場合の、配線を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing wiring when alternating power (shown in FIGS. 3 and 4) is supplied to the LED bulb 1. 図７は、本発明による照明装置の原理となる、ＬＥＤ電球１ｗを用いた照明器具５８と照射面積の関係を示す図面である。 FIG. 7 is a view showing the relationship between the illumination area and the illumination area using the LED bulb 1w, which is the principle of the illumination device according to the present invention. 図８は、本発明による照明装置の構造図であって、ＬＥＤ電球１ｗの照射する光を、照射対象の面に垂直な面の、方向に回転させて用い、平面形状の反射板１４及び円弧形状の反射板１５に反射させた場合の光の方向を示す図面である。 FIG. 8 is a structural diagram of a lighting device according to the present invention, in which the light emitted from the LED bulb 1w is rotated in the direction perpendicular to the surface to be irradiated, and the planar reflector 14 and the arc. It is drawing which shows the direction of the light at the time of making it reflect on the reflective plate 15 of a shape. 図９は、本発明による照明装置の断面構造図であって、ＬＥＤ電球１ｗを照射対象の面に、垂直な面の方向に回転させる装置の１例を示す図面である。 FIG. 9 is a cross-sectional structural view of the lighting device according to the present invention, and shows an example of a device for rotating the LED bulb 1w in a direction perpendicular to the surface to be irradiated.

１．ＬＥＤ電球
１ａ．ＬＥＤ電球１又はＬＥＤ電球１ｗの直射部の頂部
１ｗ．ＬＥＤ電球（線状光線型）
２．電池
３．抵抗（電流制限抵抗）
４ａ．電線（陽極側）
４ｂ．電線（陰極側）
４ｃ．電線（陽極側幹線）
４ｄ．電線（陰極側幹線）
５．陽極（アノード）
６．陰極（カソード）
７．植物
８．葉
９．茎
１０．根
１１．地表面
１２．ＬＥＤ電球１の有効な明るさのある範囲の、最も外側の光線
１２ｗ．ＬＥＤ電球１ｗの長手方向の有効な明るさのある範囲の、最も外側の光線
１２ｖ．ＬＥＤ電球１ｗの短い方向の有効な明るさのある範囲の、最も外側の光線
１３．ＬＥＤ電球１の有効な明るさのある範囲の、最も外側の光線
１３ｗ．ＬＥＤ電球１ｗの長手方向の有効な明るさのある範囲の、最も外側の光線
１３ｖ．ＬＥＤ電球１ｗの短い方向の有効な明るさのある範囲の、最も外側の光線
１４．平面形状の反射板
１５．円弧形状の反射板
１６．回転のバランスをとるための錘
１７．軸
１８ａ．ＬＥＤ電球１ｗより照射された光線方向を示す矢印
１８ｂ．光線１８ａが平面形状の反射板１４で反射された光の進行方向を示す矢印
１９ａ．ＬＥＤ電球１ｗより照射された光線方向を示す矢印
１９ｂ．光線１９ａが円弧形状の反射板１５で反射された光の進行方向を示す矢印
２０．円弧形状の反射板１５の、円弧の湾曲の中心点
２１．中心線
２２．矢印１８ａで示す光の反射点の、反射の中心線
２３．矢印１９ａで示す光の反射点の、反射の中心線
２４．回転の方向を示す矢印（いずれの回転でも可能を示す）
２５．モーター
２６．モーターの出力軸
２７．モーターのベース
２８ａ．カップリング（モーターの軸２６側）
２８ｂ．カップリング（軸３０側）
２９．軸受け
３０．軸
３１．円筒型ケーシング
３２．照明ユニット
３３．電線ユニット
３４ａ．カップリング（円筒型ケーシング３１に付設）
３４ｂ．カップリング（円筒型ケーシング３８に付設）
３５．電源ユニット
３６．電線ユニット
３７．電線ユニット
３８．円筒型ケーシング
３９．円筒型の軸
４０．発電機のローターの回転軸
４１ａ．カップリング（発電機のローターの回転軸側）
４１ｂ．カップリング（固定軸４２側）
４２．固定軸
４３．制御盤
４４．発電機
４５．軸受け
４６．共通ベース
４７．フレーム
４８．共通ベース
４９．柱
５０．ソケット（ＬＥＤ電球１のセット用）
５１．制御盤（ＰＷＭ制御盤）
５２ａ．制御盤よりの、電力の出力用接点
５２ｂ．制御盤よりの、電力の出力用接点
５３ａ．電線（負荷側への幹線）
５３ｂ．電線（負荷側への幹線）
５４．縦軸（電圧の大きさを示す）
５５．横軸（時間の経過を示す）
５６ａ．プラスの電圧
５６ｂ．マイナスの電圧
５７．無電圧状態（ＯＦの状態）
５８．照明ユニット
５９．電球配線ユニット（ＬＥＤ電球１ｗ用）
６０．中心線（照明ユニット５８の正面の中心）
６１．中心線（ＬＥＤ電球１ｗ用電球配線ユニット５９の中心）
６２．回転方向を示す矢印
６３．回転方向を示す矢印
６４．中心線（照明ユニット５８の側面）
Ａ．範囲（ＬＥＤ電球の照明で、有効な明るさのある範囲）
Ｂ．領域（範囲Ａより照度が低い（暗い）範囲）
Ｃ．領域（領域Ｂより更に照度が低い範囲）
ＡＣ．交流電源（商用電力等）を示す
Ｌ１．距離（碁盤の目上にセットされたソケット５０の相互離隔距離）
Ｌ２．距離（碁盤の目上にセットされたソケット５０の相互離隔距離）
Ｌ３．距離（照明ユニット５８から地表面１１に照射された照射面Ｓ１（長方形）の長手方向の幅を示す）
Ｌ４．距離（照明ユニット５８から地表面１１に照射された照射面Ｓ１（長方形）の短い方向の幅を示す）
Ｌ５．距離（照射面Ｓ２の直径）
Ｌ６．距離（照明ユニット５８からの光で走査された、地表面１１上の距離のなかで有効な明るさのある部分の距離）
Ｓ１．照射面（照明ユニット５８の中心（中心線６０，中心線６４で示す）を地表面１１に向け垂直に固定した状態で、照明ユニット５８から、地表面１１に照射された光の当たる面であって、必要とする照度（明るさ）以上の光が当たる有効な面を示す）
Ｓ２．照射面（中心線６１と地表面１１との平行を保ち、中心線６０を中心として回転方向６２に示すように回転させるとき、照明ユニット５８から、地表面１１に照射された光の当たる面であって、必要とする照度（明るさ）以上の光の当たる有効な面を示す）
Ｓ３．照射面（中心線６１と地表面１１との平行を保ち、中心線６１を中心として回転方向６３に示すように回転させるとき、照明ユニット５８から、地表面１１に照射された光の当たる面であって、必要とする照度（明るさ）以上の光の当たる有効な面を示す）
α．照射角度（光線１２Ｖと光線１３Ｖで挟まれた角度を示す）1. LED bulb 1a. LED bulb 1 or the top 1w of the direct-light portion of LED bulb 1w. LED bulb (linear light beam type)
2. Battery 3. Resistance (current limiting resistance)
4a. Electric wire (anode side)
4b. Electric wire (cathode side)
4c. Electric wire (Anode side trunk line)
4d. Electric wire (cathode side trunk line)
5. Anode (Anode)
6). Cathode
7). Plant 8 Leaf 9. Stem 10. Root 11. Ground surface 12. The outermost light rays 12w... Within the effective brightness range of the LED bulb 1. The outermost light ray 12v. In the range of effective brightness in the longitudinal direction of the LED bulb 1w. 12. Outermost light rays in the effective range in the short direction of the LED bulb 1w The outermost light ray 13w. The outermost light ray 13v. Of the LED bulb 1w with a range of effective brightness in the longitudinal direction. 15. Outermost light rays in the range of effective brightness in the short direction of the LED bulb 1w. Planar reflector 15. Arc-shaped reflector 16. Weight for balancing rotation 17. Shaft 18a. Arrow 18b indicating the direction of light emitted from the LED bulb 1w. Arrows 19a. 19a, which indicate the traveling direction of the light beam 18a reflected by the planar reflector 14. Arrow 19b. Indicating the direction of light emitted from the LED bulb 1w. Arrow 20 indicating the traveling direction of the light beam 19a reflected by the arc-shaped reflector 15. 21. Arc center point 21 of the arc-shaped reflector 15. Center line 22. Reflection center line 23 at the light reflection point indicated by the arrow 18a. A reflection center line 24 of the light reflection point indicated by the arrow 19a; Arrow indicating the direction of rotation (shows any rotation possible)
25. Motor 26. Motor output shaft 27. Motor base 28a. Coupling (motor shaft 26 side)
28b. Coupling (shaft 30 side)
29. Bearing 30. Shaft 31. Cylindrical casing 32. Illumination unit 33. Electric wire unit 34a. Coupling (attached to the cylindrical casing 31)
34b. Coupling (attached to the cylindrical casing 38)
35. Power supply unit 36. Electric wire unit 37. Electric wire unit 38. Cylindrical casing 39. Cylindrical shaft 40. Rotating shaft 41a. Coupling (rotor side of the generator rotor)
41b. Coupling (fixed shaft 42 side)
42. Fixed shaft 43. Control panel 44. Generator 45. Bearing 46. Common base 47. Frame 48. Common base 49. Pillar 50. Socket (for setting LED bulb 1)
51. Control panel (PWM control panel)
52a. Contact 52b. For power output from the control panel. Electric power output contacts 53a. Electric wire (main line to the load side)
53b. Electric wire (main line to the load side)
54. Vertical axis (indicating voltage magnitude)
55. Horizontal axis (shows the passage of time)
56a. Positive voltage 56b. Negative voltage 57. No-voltage state (OF state)
58. Lighting unit 59. Light bulb wiring unit (for LED light bulb 1w)
60. Center line (center of the front of the lighting unit 58)
61. Center line (center of bulb wiring unit 59 for LED bulb 1w)
62. Arrow indicating direction of rotation 63. 64. Direction of rotation arrow Center line (side of lighting unit 58)
A. Range (range with effective brightness with LED bulb lighting)
B. Area (range where the illuminance is lower (darker) than range A)
C. Area (range where the illuminance is lower than area B)
AC. L1 indicating AC power supply (commercial power, etc.). Distance (the distance between the sockets 50 set on the grid)
L2. Distance (the distance between the sockets 50 set on the grid)
L3. Distance (indicates the width in the longitudinal direction of the irradiation surface S1 (rectangle) irradiated from the illumination unit 58 to the ground surface 11)
L4. Distance (shows the width in the short direction of the irradiated surface S1 (rectangle) irradiated from the lighting unit 58 to the ground surface 11)
L5. Distance (diameter of irradiated surface S2)
L6. Distance (distance of a portion having effective brightness among the distances on the ground surface 11 scanned with light from the lighting unit 58)
S1. An irradiation surface (a surface on which the light irradiated from the illumination unit 58 to the ground surface 11 is applied in a state where the center of the illumination unit 58 (indicated by the center line 60 and the center line 64) is fixed vertically to the ground surface 11. And shows an effective surface that is exposed to light exceeding the required illuminance (brightness))
S2. Irradiation surface (when the center line 61 and the ground surface 11 are kept parallel and rotated around the center line 60 as shown in the rotation direction 62, the surface irradiated by the light irradiated from the illumination unit 58 to the ground surface 11 (Indicates an effective surface that is exposed to light exceeding the required illuminance (brightness))
S3. Irradiation surface (when the center line 61 and the ground surface 11 are kept parallel and rotated around the center line 61 as shown in the rotation direction 63, the surface irradiated by the light irradiated from the illumination unit 58 to the ground surface 11) (Indicates an effective surface that is exposed to light exceeding the required illuminance (brightness))
α. Irradiation angle (shows the angle between light beam 12V and light beam 13V)

Claims

The LED bulb 1W includes a lighting unit provided with an LED bulb 1W that irradiates the ground surface 11 of the irradiation target surface, and a rotating unit that rotates the lighting unit 58 along a plane parallel to the ground surface 11. The spot irradiation surface S1 of the rectangular effective light irradiated by the LED bulb is rotated by the rotation of the lighting unit by the rotating means so as to form a center of the surface. An illuminating device for plant cultivation characterized in that a circular intermittent light irradiation surface S2 having a continuous irradiation portion at the center is obtained by rotating and moving in the circumferential direction around a point.

An illumination unit provided with an LED bulb 1W that irradiates the ground surface 11 of the irradiation target surface and a motor as a rotating means for rotating the illumination unit 58 are provided, and the LED bulbs 1W are spaced so as to form a row. The lighting unit 58 is arranged in the wiring unit of the lighting unit and extends by the rotating means so that the lighting unit 58 extends parallel to the ground surface 11 and parallel to the row of the LED bulbs. By rotating the illumination unit continuously along a plane perpendicular to the ground surface 11, the effective spot irradiation surface S <b> 1 of the rectangular light irradiated by the LED bulb is turned to the long side of the rectangular surface. An illuminating device for plant cultivation characterized by linearly moving in a perpendicular direction to obtain a rectangular intermittent light irradiation surface S3.