JP7425323B2 - 照光装置 - Google Patents

照光装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7425323B2
JP7425323B2 JP2020532489A JP2020532489A JP7425323B2 JP 7425323 B2 JP7425323 B2 JP 7425323B2 JP 2020532489 A JP2020532489 A JP 2020532489A JP 2020532489 A JP2020532489 A JP 2020532489A JP 7425323 B2 JP7425323 B2 JP 7425323B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light source
irradiation
auxiliary
red
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020532489A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2020022465A1 (ja
Inventor
美佳 松本
多茂 藤尾
貞一 涌井
朋和 鈴木
正人 藤原
宗毅 福永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nichia Corp
Original Assignee
Nichia Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nichia Corp filed Critical Nichia Corp
Publication of JPWO2020022465A1 publication Critical patent/JPWO2020022465A1/ja
Priority to JP2024002902A priority Critical patent/JP2024024120A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7425323B2 publication Critical patent/JP7425323B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00—Botany in general
    • A01G7/04—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
    • A01G7/045—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth with electric lighting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/67—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing refractory metals
    • C09K11/68—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing refractory metals containing chromium, molybdenum or tungsten
    • C09K11/685—Aluminates; Silicates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/77342—Silicates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7774—Aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/77742—Silicates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/04—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
    • F21V23/0442—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by means of a sensor, e.g. motion or photodetectors
    • F21V23/0464—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by means of a sensor, e.g. motion or photodetectors the sensor sensing the level of ambient illumination, e.g. dawn or dusk sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/105—Controlling the light source in response to determined parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/105—Controlling the light source in response to determined parameters
    • H05B47/11—Controlling the light source in response to determined parameters by determining the brightness or colour temperature of ambient light
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2113/00—Combination of light sources
    • F21Y2113/10—Combination of light sources of different colours
    • F21Y2113/13—Combination of light sources of different colours comprising an assembly of point-like light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/155—Coordinated control of two or more light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/16—Controlling the light source by timing means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/17—Operational modes, e.g. switching from manual to automatic mode or prohibiting specific operations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)
  • Greenhouses (AREA)

Description

本発明は、照光装置、育成システム、に関する。
従来より、人工的に光を照らして、果物や野菜、花などの植物を育成する方法が知られている。また、このような植物育成における人工光の利用方法としては、太陽からの自然光と組み合わせる方法や、日光や外気から遮断された室内空間で人工光の光のみを利用する方法などがある。
日光を利用する場合、人工光は補助的な役割として用いられることが多い。例えば、日照時間の短い季節に足りない時間を補うために、あるいは、曇りや雨などの影響で晴れに比べて少なくなった光量を補うために、人工光で補助をする。特許文献１には、自然光等の光源の光量に応じて、青色光源及び遠赤色光源の出力を制御するシステムが開示される。また、青色及び遠赤色の補助光源には、ＬＥＤ（発光ダイオード）が採用されている。
特開２０１８－５０９９２１
しかしながら、特許文献１は、白色光源の出力を制御するシステムについては開示されていない。また、白色光源に、赤色光源や遠赤色光源などを組み合わせた好適なシステムについて検討されていない。
本発明に係る照光装置は、白色光源と、赤色光及び遠赤色光を照射する補助光源と、白色光源または補助光源による光の照射の度合いを制御する照光制御部と、を有し、照光制御部は、日の出または日の入に合わせて、白色光源または補助光源による光の照射制御を開始または終了する照光装置である。
また、本発明に係る照光装置は、白色光源と、赤色光及び遠赤色光を照射する補助光源と、白色光源または補助光源による光の照射の度合いを制御する照光制御部と、を有し、照光制御部は、複数の天候区分から特定される１の天候区分に応じて、白色光源または補助光源による光の照射を制御する照光装置である。
また、本発明に係る、グリーンハウスと、グリーンハウス内において、育成される植物の上方に設けられた複数の照光装置と、を有する育成システムは、複数の白色光源と、赤色光及び遠赤色光を照射する複数の補助光源と、複数の照光装置からの白色光源または補助光源による光の照射の度合いを制御する照光制御部と、を有し、照光制御部は、日の出または日の入に合わせて、白色光源または補助光源による光の照射制御を開始または終了する育成システムである。
また、本発明に係る、グリーンハウスと、グリーンハウス内において、育成される植物の上方に設けられた複数の照光装置と、を有する育成システムは、複数の白色光源と、赤色光及び遠赤色光を照射する複数の補助光源と、複数の照光装置からの白色光源または補助光源による光の照射の度合いを制御する照光制御部と、を有し、照光制御部は、複数の天候区分から特定される１の天候区分に応じて、白色光源または補助光源による光の照射を制御する育成システムである。
本発明の一実施形態によれば、白色光源を利用して、植物育成に好適な光の出力制御を行うことができる。
図１は、第１実施形態に係る照光装置の模式的な斜視図である。 図２は、第１実施形態に係る照光装置の上面図である。 図３は、第１実施形態に係る照光装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図４は、第１実施形態に係る照光装置のハードウェア構成の他の例を示す図である。 図５は、植物育成システムの模式図である。 図６は、第２実施形態に係る照光装置の機能ブロックを示す図である。 図７は、第３実施形態に係る照光装置の機能ブロックを示す図である。 図８は、照光装置の光量測定部と太陽との位置関係についての模式図である。 図９は、補正データ保持部が保持する補正データのデータ構成例を示す図である。 図１０は、第４実施形態に係る育成システムのシステム構成を示す図である。
本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら以下に説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、本発明を限定するものではない。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするために誇張していることがある。また、色名と色度座標との関係、光の波長範囲と単色光の色名との関係等は、ＪＩＳ Ｚ８１１０に従う。
最初に、植物の成長について説明する。植物の光に対する反応は、光合成と光形態形成に分けられ、光合成は、光エネルギーを利用して有機物を合成する反応である。一方、光形態形成は、光を信号として利用する形態的な反応であり、種子の発芽、分化（発芽形成、葉の形成など）、運動（気孔開閉、葉緑体運動）、光屈性などを行なう反応である。植物には、光受容体（色素）が複数存在し、クロロフィルやカロテノイドは光合成を行なう。
また、植物には、クロロフィルやカロテノイドの他に、光受容体（色素）として、赤色光及び遠赤色光の光受容体であるフィトクロム、青色光、近紫外線（ＵＶ－Ａ）の光受容体であるクリプトクロム及びフォトトロピンが存在する。例えばフィトクロムは、赤色光及び遠赤色光を吸収し、種子発芽の誘導、子葉の展開、茎の伸長、光屈性などの植物の光形態形成を促進させる。
植物は、光受容体を使用して、光環境を感じ取り光合成反応や光形態形成の反応を起こす。植物が光合成や光形態形成に利用できる波長域（３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下）は、可視光の波長域（３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下）とほぼ一致しており、植物の分野において、光合成反応や光形態形成の反応に使用できる波長域の放射を生理的有効放射（Physiologically Active Radiation）という。また、その中でも、植物の生育のエネルギー源となる４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域の放射を、光合成有効放射（Photosynthetically Active Radiation）という。
なお、植物の分野において、約４００ｎｍから約５００ｎｍの波長域を青色光Ｂ、約５００ｎｍから約６００ｎｍの波長域を緑色光Ｇ、約６００ｎｍから約７００ｎｍの波長域を赤色光Ｒ、約７００ｎｍから約８００ｎｍの波長域を遠赤色光Ｆｒで表す場合がある。また、光合成や光形態形成に有効な光量の指標は、放射束ではなく、光量子束（Photon flux）や光量子束密度(Photon flux density)で表される。光量子束密度（μｍｏｌ・ｍ－２・ｓ－１）とは、単位時間当たりに単位面積に到達する光量子の数である。光量子束（μｍｏｌ・ｓ－１）とは、単位時間当たりの光量子の数である。
植物の成長に影響を及ぼす光源の分光分布は、特定の波長領域における光量子束に対する他の特定の波長域における光量子束の比 Ｒ／Ｂ又はや比Ｒ／Ｆｒによって異なる。例えば、「白井花菜他、分光分布の異なる白色ＬＥＤの植物育成効果、日本生物環境工学会２０１６年金沢大会講演要旨集、日本、４０、４１頁」において、光源の分光分布の違いが、例えばロメインレタスの草丈に影響し、Ｒ／Ｆｒが小さいほど、ロメインレタスの草丈が高くなることが記されている。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る照光装置１０の模式的な斜視図を示す。また、図２は、照光装置１０の模式的な上面図を示す。照光装置１０は、複数の白色光源１１０、複数の補助光源１１１、照光検知部として機能する第一太陽光パネル１３２、光量測定部１１３として機能する第二太陽光パネル１３３、を有する。また、二行×Ｎ列（Ｎは１以上）で配された白色光源１１０の行間に、一行×Ｍ列（Ｍは１以上）の補助光源１１１が配されており、三行で配列された白色及び補助光源１１１が、計二セット配されている。なお、白色光源及び補助光源の配置はこれに限らない。例えば、各行で白色光源と補助光源が交互に配置されてもよく、その他の配置方法であってもよい。
照光装置１０における白色光源１１０は、複数の白色発光装置１３０を有して構成される。白色発光装置１３０としては例えば白色ＬＥＤを採用することができる。また、白色ＬＥＤは、紫～青色に発光ピークを持つ発光素子と、発光素子からの光により、青、緑、黄、橙、赤、遠赤色などに発光する蛍光体と、を適宜組み合わせることで実現できる。
照光装置１０における補助光源１１１は、複数の補助発光装置１３１を有して構成される。補助発光装置１３１には、４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲における青色光の光量子束Ｂに対する６２０ｎｍ以上７００ｎｍ未満の波長範囲における赤色光の光量子束Ｒの比Ｒ／Ｂが４を超えて５０以下であり、７００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長範囲における遠赤色光の光量子束Ｆｒに対する上述の光量子束Ｒの比Ｒ／Ｆｒが０．１以上１０以下である発光装置を採用する。
このような発光装置は、例えば、３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲（以下、「近紫外から青色領域」と称する場合もある。）内に発光ピーク波長を有する発光素子と、発光素子からの光により励起されて５８０ｎｍ以上６８０ｎｍ未満の波長範囲内に少なくとも一つの発光ピーク波長を有する光を発する第一蛍光体と、発光素子からの光により励起されて６８０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲内に少なくとも一つの発光ピーク波長を有する光を発する第二蛍光体とにより実現できる。
第一蛍光体としては、Ｍｎ４＋賦活フルオロジャーマネート蛍光体、Ｅｕ２＋賦活窒化物蛍光体、Ｅｕ２＋賦活アルカリ土類硫化物蛍光体、及びＭｎ４＋賦活ハロゲン化物蛍光体等が挙げられる。また、第一蛍光体は、これらの蛍光体から選択された一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
第二蛍光体は、Ａｌと、Ｃｒを含む組成を有する第一のアルミン酸塩蛍光体、及びＣｅを除く希土類元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む第一元素Ｌｎと、Ａｌと、必要に応じてＧａ及びＩｎからなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む第二元素Ｍと、Ｃｅと、Ｃｒとを含む組成を有し、Ａｌと第二元素Ｍの合計のモル組成比を５としたときに、Ｃｅのモル組成比が変数ｘと３の積であり、Ｃｒのモル組成比が変数ｙと３の積であり、変数ｘが０．０００２を超えて０．５０未満の数であり、前記変数ｙが０．０００１を超えて０．０５未満の数である第二のアルミン酸塩蛍光体からなる群から選択される少なくとも一種の蛍光体である。
また、補助発光装置１３１には、３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の範囲における光量子束Ｂに対する６２０ｎｍ以上７００ｎｍ未満の範囲における光量子束Ｒの比を示すＲ／Ｂが２．０以上４．０以下であり、７００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲における光量子束ＦＲに対する６２０ｎｍ以上７００ｎｍ未満の範囲における光量子束Ｒの比を示すＲ／ＦＲが０．７以上１３．０以下である発光装置を採用してもよい。なお、先述の発光装置と区別する場合には、それぞれ第一発光装置１４０、第二発光装置１４１、と表記する。
第二発光装置１４１は、例えば、近紫外から青色領域に発光ピーク波長を有する発光素子と、発光素子からの光により励起されて５８０ｎｍ以上６８０ｎｍ未満の範囲に少なくとも一つの発光ピーク波長を有する光を発する第一蛍光体と、発光素子からの光により励起されて６８０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲に一以上の発光ピーク波長を有する光を発する第二蛍光体とにより実現できる。第一蛍光体としては、上述の第一発光装置１４０のものと同様のものを利用することができる。
第二蛍光体は、Ｃｅを除く希土類元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む第一元素Ｌｎと、Ａｌ、Ｇａ及びＩｎからなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む第二元素Ｍと、Ｃｅ、Ｃｒを含み、アルミン酸塩の組成を有する蛍光体であって、第二元素Ｍのモル組成比を５としたときに、Ｃｅのモル組成比がｘと３の積であり、Ｃｒのモル組成比がｙと３の積であり、前記ｘが０．０００２を超えて０．５０未満の数であり、前記ｙが０．０００１を超えて０．０５未満の数である。
また、補助発光装置１３１には、４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の範囲における青色光の光量子束Ｂに対する６２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲における赤色光の光量子束Ｒの比Ｒ／Ｂが２０を超えて２００以下である発光装置を採用してもよい。なお、先述の第一発光装置１４０及び第二発光装置１４１と区別する場合には、これを第三発光装置１４２と表記する。
第三発光装置１４２は、近紫外から青色領域に発光ピーク波長を有する発光素子と、前記発光素子からの光により励起されて５８０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の範囲に少なくとも一つの発光ピーク波長を有する光を発する赤色蛍光体とにより実現できる。
赤色蛍光体には、Ｅｕ２＋賦活窒化物蛍光体、Ｍｎ４＋賦活フルオロジャーマネート蛍光体、Ｅｕ２＋賦活アルカリ土類硫化物蛍光体、及びＭｎ４＋賦活ハロゲン化物蛍光体等が挙げられる。赤色蛍光体は、これらの蛍光体から選択された一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
なお、補助光源１１１は、複数の補助発光装置１３１として、第一発光装置１４０、第二発光装置１４１、及び、第三発光装置１４２の中から複数の発光装置を適宜選択し、これらを組み合わせて採用してもよい。また、別の発光装置、例えば、蛍光体を有さない赤色のＬＥＤによる発光装置や遠赤のＬＥＤによる発光装置を採用してもよい。
第一発光装置１４０及び第二発光装置１４１は、赤及び遠赤領域の光を放射する。また、第一発光装置１４０は、第二発光装置１４１に比べてＲ／Ｂが大きい。言い換えると、第一発光装置１４０の方が青の発光が抑えられている。例えば、白色光源１１０や太陽光などの自然光と共に利用することで、青の光を補助光源１１１により補光する必要がないような場合には第一発光装置１４０を採用する、といった選択ができる。
第三発光装置１４２は、第一発光装置１４０や第二発光装置１４１と比べて、遠赤の光の放射が比較的少ない代わりに、赤の発光を強めることが出来る。遠赤の光よりも赤の光による補光を強めたい場合には第三発光装置１４２を採用する、といった選択ができる。例えば、第三発光装置１４２のように遠赤色の光は放射せずに赤色の光を放射する発光装置と、第一発光装置１４０または第二発光装置１４１のように赤色と遠赤色の光を放射する発光装置と、を配置した補助光源１１１を用いると、自然光や白色光に加えて、バランスよく赤色及び遠赤色の光を補うことができる。なお、遠赤色の光を放射しないというのは、全く放射しないという意味に限らず、ほとんど放射しない状態も含む。
第一太陽光パネル１３２及び第二太陽光パネル１３３は、太陽電池を有し、太陽からの光エネルギーを電力に変換する。第一太陽光パネル１３２は、照光装置１０の各側面に設けられており、照光装置１０において複数の第一太陽光パネル１３２が取り付けられる。この第一太陽光パネル１３２によって変換された電力の値に基づき太陽の昇降を検知する昇降検知部１１２が実現される。第二太陽光パネル１３３は、照光装置１０の上面に設けられており、照光装置１０において１以上の第二太陽光パネル１３３が取り付けられる。この第二太陽光パネル１３３によって変換された電力の値に基づき、太陽光などの自然光によって照光装置１０に依らず照光される光の光量を測定する光量測定部１１３が実現される。
図３は、照光装置１０のハードウェア構成の一例を示す図である。照光装置１０は、上述した複数の白色光源１１０及び補助光源１１１、昇降検知部１１２、光量測定部１１３に加えて、電源ユニット１１６、照光制御スイッチ１１４及び白色制御スイッチ１１５を有する。電源ユニット１１６は、白色光源１１０や補助光源１１１による補光を行うための電力を供給する。照光制御スイッチ１１４は、電力供給のＯＮ／ＯＦＦを制御することで白色光源１１０及び補助光源１１１による補光を制御する。白色制御スイッチ１１５も同様に、白色光源１１０による補光を制御する。なお、照光制御スイッチ１１４がＯＦＦとなっていた場合は、白色制御スイッチ１１５がＯＮであっても白色光源１１０は発光しない。また、照光制御スイッチ１１４がＯＮとなっていても、白色制御スイッチ１１５がＯＦＦとなっていた場合は、白色光源１１０は発光しない。
図４は、照光装置１０のハードウェア構成の他の例を示す図である。複数の白色光源１１０及び補助光源１１１、昇降検知部１１２、光量測定部１１３、電源ユニット１１６、照光制御スイッチ１１４、及び、白色制御スイッチ１１５を有する点は図３と同様である。なお、便宜上、複数の白色光源１１０及び補助光源１１１をそれぞれ１のブロック図で記している。図４の例では、さらに、通信Ｉ／Ｆ１２１と、ＲＯＭ１１８（Read Only Memory）、ＲＡＭ１１９（Random Access Memory）、ＣＰＵ１１７（Central Processing Unit）、及び、ＨＤＤ１２０（Hard Disk Drive）を有する。これらの各ハードウェアは、それぞれがバスで接続されている。
通信Ｉ／Ｆ１２１は、ネットワーク接続するためのインターフェースである。ＨＤＤ１２０は、プログラムやデータを格納している不揮発性の記憶装置である。ＲＯＭ１１８は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性の半導体メモリである。ＲＡＭ１１９は、プログラムやデータを一時保持する揮発性の半導体メモリである。ＣＰＵ１１７は、ＲＯＭ１１８やＨＤＤ１２０等の記憶装置からプログラムやデータをＲＡＭ１１９上に読み出し、処理を実行することで、照光装置１０全体の制御や機能を実現する演算装置である。
図４の例では、照光装置１０における白色光源１１０及び補助光源１１１の発光制御はＣＰＵ１１７によって制御される。具体的には、第一太陽光パネル１３２や第二太陽光パネル１３３によって得られた電力の値を取得し、その値に基づいて照光制御スイッチ１１４や白色制御スイッチ１１５をＯＮにするかＯＦＦにするか判定し、これを制御する。
図５は、照光装置１０を有する育成システム１のシステム構成図を示す。育成システム１において、グリーンハウス２０の天井に、複数の照光装置１０が設置されている。各照光装置１０は、同じく天井に張られた配線と接続し電力の供給を受ける。また、グリーンハウス２０の天井及び側面は、透光性のガラスやビニール等で覆われており、太陽からの光がグリーンハウス２０内に届くようになっている。
なお、育成システム１では、太陽光などの自然光を出来る限り取り込むために、グリーンハウス２０は透光性のものを採用する。しかし、太陽光などの自然光が強い地域、例えば赤道直下の国などでは、自然光をそのまま取り入れると光が強すぎて植物が育たないことが起こり得る。このような場合には、あえて透過率を下げたグリーンハウス２０において、複数の照光装置１０を有する育成システム１を構築することもできる。例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｆｒの波長領域において６０％から８０％程度の透過率のグリーンハウス２０を利用することが考えられる。
次に、グリーンハウス２０内に照光装置１０を設置した育成システム１における、照光装置１０の動作について説明する。照光制御スイッチ１１４は、複数の第一太陽光パネル１３２のいずれからも所定の値以上の電力が得られなかった場合にスイッチがＯＦＦとなり、これによって白色光源１１０及び補助光源１１１による照光は停止する。また、電源ユニット１１６から電力が供給されており、複数の第一太陽光パネル１３２のいずれかによって所定の値以上の電力が得られている間は、スイッチＯＮの状態が維持される。
この所定の値は、太陽が沈み夜となった状態と、そうでない状態とを区分する第一閾値となるよう設定される。つまり、地平線から太陽が昇り明るくなってから太陽が沈むまでの間であれば、天気が晴れであっても曇りであっても雨であっても、得られる電力が所定の値以上となるように、この第一閾値は設定されるのが望ましい。但し、厳密に夜とそうでない状態との境界を定義し、第一閾値を定めなければならないわけではない。第一閾値は、多少の時間のずれが生じたとしても、およそ太陽の昇降に応じて、白色光源１１０及び補助光源１１１による照光が制御できればよい。
また、第一太陽光パネル１３２は、照光装置１０の各側面に配されており、太陽の昇降に合わせて照光装置１０の向きを決めるときの配置の自由度を与えることができる。白色光源１１０や補助光源１１１による光は植物に向かって放射されるため、白色光源１１０や補助光源１１１は地面側を向く。また、植物の並びに従って、照光装置１０を並べるときの向きも調整されることとなる。そのため、適切に太陽の昇降を検知できるように、照光装置１０の各側面に光の放射照度を測るための検知領域を設けておく。
なお、必ずしも全側面に設けなくてよい。第１実施形態に係る照光装置１０における昇降検知部１１２は、少なくとも日の出を検知するための第一検知領域と、日の入りを検知するための第二検知領域を有する。その具体例として、対向する側面にそれぞれ第一太陽光パネル１３２が設けられる。この第一太陽光パネル１３２は、物理的に別になっていてもよく、１の太陽光パネルで構成されてもよい。
昇降検知部１１２により、照光装置１０による補光は、太陽の昇降に応じて動作することとなる。つまり、日が昇ると、いずれの第一太陽光パネル１３２からも第一閾値以上の電力が得られなかった状態から、少なくとも第一検知領域における第一太陽光パネル１３２から得られる電力が第一閾値以上となる状態へと変わる。これにより、日が昇ると照光制御スイッチ１１４がＯＮとなり、白色光源１１０及び補助光源１１１による補光が開始する。
その後、太陽は移動するが、辺りが夜と同等の暗さにならない限りは、複数の第一太陽光パネル１３２のうち、いずれかの第一太陽光パネル１３２が第一閾値以上の電力を得るため、照光制御スイッチ１１４がＯＮの状態は保たれる。そして、日が沈むときには、第二検知領域における第一太陽光パネル１３２が、他の第一太陽光パネル１３２よりも大きな電力を得ることとなるが、日の沈むことで第二検知領域における第一太陽光パネル１３２が第一閾値未満の電力となる。このとき、必然的に全ての第一太陽光パネル１３２から得られる電力が第一閾値未満となるため、照光制御スイッチ１１４がＯＦＦとなり、白色光源１１０及び補助光源１１１による補光は翌朝まで終了する。
なお、照光装置１０の側面は、上方に向かって、つまり、白色光源１１０等が配され照光を行う光放射面と交わる位置から第二太陽光パネル１３３が配される方向に向かって、内側に傾斜している。これは、第一太陽光パネル１３２による電力の変換において、白色光源１１０及び補助光源１１１からの光の影響を考慮したものである。つまり、日が沈んだ後も、白色光源１１０及び補助光源１１１からの光によって所定の値以上の電力が得られてしまうと、照光制御スイッチ１１４が日没に応じてＯＦＦになるような制御が働かなくなる。
しかし、白色光源１１０及び補助光源１１１による光の影響分を補正して（上方修正して）第一閾値の値を設定すると、日が昇ってもＯＮとならない事態が起こり得る。また、白色光源１１０及び補助光源１１１からの光が届かないように遮光板を追加するような方法では、太陽などの自然光の利用を妨げることとなってしまう。このことからも、第一太陽光パネル１３２から得られる電力が出来るだけ白色光源１１０及び補助光源１１１からの光の影響を受けず、それでいて自然光による照射を邪魔しない構造として、傾斜を設けている。但し、傾斜を設けなければならないわけではなく、補正など他の方法によって実現することは可能である。
白色制御スイッチ１１５は、第二太陽光パネル１３３において変換された電力が所定の値以上であった場合に、スイッチがＯＦＦとなり白色光源１１０への電力供給が止まる。その結果、白色光源１１０による発光は中断し、かつ、補助光源１１１による補光が継続した状態に切り替わる。これにより、太陽などの自然光によって植物に十分な光が照射されている場合に、白色光源１１０による照光を止める制御を行うことが出来る。
白色光源１１０の補光による過度な照射を抑制することで、良好な育成環境を提供するだけでなく、省エネルギーにも繋がる。第二太陽光パネル１３３における所定の値は、十分な光が植物に届いていると判断できる下限となる第二閾値を設定するのがよい。この値は、どの植物を育成するかによっても変わり得るため、その植物の育成が促進される適切な白色光の光量に基づいて設定するのがよい。少なくとも第二閾値は第一閾値より高い値となる。なお、第二太陽光パネル１３３が上面を向いて配されることで、一般に太陽光による放射照度が強くなる日中において過度な照射とならないように制御することができる。
次に、第二太陽光パネル１３３において変換された電力が所定の値未満になると、白色制御スイッチ１１５がＯＮとなり白色光源１１０による発光が再開する。但し、照光制御スイッチ１１４がＯＦＦであった場合には、白色光源１１０による発光は行われない。これにより、日照時間帯であれば白色光源１１０による補光のＯＮ／ＯＦＦは制御されるが、日没後は、日の出により照光制御スイッチ１１４がＯＮになるまで白色光源１１０が発光することはない。
なお、白色制御スイッチ１１５により、全ての白色光源１１０による補光を停止しなくてもよい。例えば、一部の白色光源１１０による補光を停止するようにしてもよく、一部の白色発光装置１３０による光の放射を停止するようにしてもよい。また、停止ではなく、強度を弱めるか強めるといった処理でもよい。つまり、白色光源１１０による光の照射の度合いを、自然光による光が弱くなれば補うように強め、強くなれば余分を除くように弱めればよい。なお、光量測定部１１３は、１の第二太陽光パネル１３３で構成されていてもよく、複数の第二太陽光パネル１３３で構成されていてもよい。
このように、第１実施形態に係る育成システム１における照光装置１０は、太陽の昇降に応じて白色光源１１０及び補助光源１１１による補光（光の照射の度合い）を制御する照光制御手段を有する。また、自然光による光の放射照度（照光の度合い）に応じて白色光源１１０による補光を制御する照光制御手段を有する。これにより、日の出から日の入りまでの一日のサイクルに合わせて白色光源１１０または補助光源１１１による補光（照射制御）の開始と終了を動的に制御することができる。
また、昇降検知部１１２は、放射照度に応じた昇降パラメータを与え、照光制御手段は、この昇降パラメータと第一閾値とに基づき補光を制御する。光量測定部１１３は、放射照度に応じた光量パラメータを与え、照光制御手段は、この光量パラメータと第二閾値とに基づき補光を制御する。
昇降検知部１１２により与えられる昇降パラメータは、日の出及び日の入に限らず与えられ、日の出及び日の入における検知感度が高くなるよう設計されている。光量測定部１１３により与えられる光量パラメータは、日の出及び日の入に限らず与えられ、日の出及び日の入よりも正午（太陽が最も上にあるとき）における測定感度が高くなるよう設計されている。
＜第２実施形態＞
図６は、第２実施形態に係る育成システム１において照光装置１１が有する機能を示した機能ブロック図である。図６に基づき説明される各種の機能及び処理は、例えば図４で示したハードウェア構成を有する照光装置１１において、ＣＰＵ１１７が動作することにより実現される。従って、第２実施形態に係る照光装置１１のハードウェア構成は、第１実施形態の照光装置１０と同様のものでよい。
第２実施形態に係る育成システム１は、第１実施形態で説明したような、太陽の昇降に補光のＯＮ／ＯＦＦを連動させる制御以外に、太陽の日照時間よりも長い時間、植物に光を照射するための仕組みを提供する。
昇降判定部２５０は、昇降検知部１１２により得られた昇降パラメータに基づき、太陽の昇降を判定する。照度判定部２５１は、光量測定部１１３により得られた光量パラメータに基づき、照光の度合いを判定する。照光制御部２５２は、昇降判定部２５０による判定の結果に基づき、白色光源１１０及び補助光源１１１による補光を行うか否かを制御する。また、照度判定部２５１による判定の結果に基づき、白色光源１１０による補光を行うか否かを制御する。また、タイマー２５３に基づき、白色光源１１０及び補助光源１１１による補光を行うか否かを制御する。
モード設定部は、太陽の昇降に補光を連動させる第１モード、所定時間の補光が日の出に連動して開始する第２モード、所定時間の補光が日の入りに連動して終了する第３モード、の中からユーザにより選択されたモードを設定する。また、第２モード及び第３モードにおける補光時間を設定する。これらの設定は、例えば、通信Ｉ／Ｆ１２１を介してネットワーク接続するコンピュータによる入力を受信して行うことができる。タイマー２５３は、設定された補光時間の経過を通知する。
第２実施形態に係る育成システム１における照光装置１１の動作制御は、設定されたモードに応じて異なる。また、第１モードにおける動作制御は、第１実施形態の照光装置１１により行われる動作制御と同様である。
第２モードが設定されていた場合、昇降判定部２５０により、いずれかの第一太陽光パネル１３２から得られた電力値を示す昇降パラメータが第一閾値以上であると判定されると、白色光制御部により白色光源１１０の発光が開始され、補助光制御部により補助光源１１１の発光が開始され、さらにタイマー２５３が開始される。タイマー２５３が開始されてから終了するまでの間、照度判定部２５１による判定は有効となり、第二太陽光パネル１３３から得られた電力値を示す光量パラメータが第二閾値以上であると判定された場合には、白色光制御部は白色光源１１０の発光を停止する。この時、昇降パラメータが第一閾値以上であったとしても白色光源１１０の発光は停止する。
また、照度判定部２５１により、第二太陽光パネル１３３から得られた電力値を示す光量パラメータが第二閾値未満であると判定された場合には、白色光源１１０の発光が再開する。タイマー２５３が終了するまでの間は、照度判定部２５１による白色光源１１０の発光制御が機能する。
第２モードが設定されていた場合、昇降判定部２５０は、日没の判定を行わない。つまり、昇降パラメータが第一閾値未満となったか否かの判定は行わない。代わりに、タイマー２５３が終了すると、白色制御部は白色光源１１０の発光を停止し、補助光制御部は補助光源１１１の発光を停止する。これにより、日の出から補光時間が経過した段階で、照光装置１１による補光は、次の日の出まで停止する。なお、所定時間の経過に基づき補光の停止制御を行う場合、徐々に補光量を少なくしていき、一定の時間を掛けて補光が停止するようにしてもよい。
第３モードが設定されていた場合、昇降判定部２５０により、昇降パラメータが第一閾値未満であると判定されるとタイマー２５３が開始する。タイマー２５３は、一日の時間から補光時間を引いた時間が経過すると終了を通知する。タイマー２５３終了の通知を受けると、白色光制御部により白色光源１１０の発光が開始され、補助光制御部により補助光の発光が開始される。また、照度判定部２５１の判定に基づく白色光源１１０の制御は、タイマー２５３がＯＦＦになっている間、つまり、タイマー２５３終了の通知からタイマー２５３開始までの間、有効に機能する。これにより、補光時間の経過を日没に合わせることが出来る。
なお、前日の日没と、当日の日没の時刻に大きな差が生じると、補光時間の経過と日没のタイミングが大きくずれることになるが、南極や北極などの特定の場所を除けば、一日の間に日没時刻が大きく変わる環境はほとんどないと言える。従って、基本的には、前日の日没時刻に基づいて補光開始のタイミングを決定すれば翌日の日没時刻と補光終了のタイミングが大きくずれることはなく、適切な補光制御を行うことができる。
第２実施形態の育成システム１によれば、ユーザの意向に応じて、日照時間に合わせた補光を行うか、日照時間よりも長い時間補光を行うか、を適宜設定できる。また、日照時間よりも短い時間補光を行うことも設定可能である。このように、ユーザは複数の制御パターンから１の制御パターンを選択でき、照光装置１１は選択された制御パターンを設定として保持する。なお、このようなモードの制御は、照光装置１１単位で設定することが出来るため、グリーンハウス２０における一部の栽培区画と他の栽培区画とを異なるモードで制御することが可能である。
例えば、日照時間の短い秋や冬の季節に、その季節に合った野菜を栽培する栽培区画においては第１モードで補光を制御し、夏の日照時間の長い季節に合った野菜を栽培する栽培区画においては第２モードあるいは第３モードで補光を制御する、といった使い分けができる。
なお、第２実施形態に係る育成システム１に適用される照光装置１１として、第１モード乃至第３モードのうち任意のモードを設定できる照光装置１１を説明したが、モードの選択機能は有していなくてもよい。つまり、それぞれのモードに対応した照光装置１１を用意し、使用したいモードに対応した照光装置１１を設置するようにしてもよい。その意味で、モード設定部を有さない照光装置１１であっても、第２実施形態に係る育成システム１を構成することはできる。
なお、第２モードに対応した照光装置１１、あるいは、第３モードに対応した照光装置１１を実現する場合には、第一太陽光パネル１３２は１つでもよくなる。日の出、あるいは、日の入のいずれかを検知できればいいため、第一太陽光パネル１３２が日の出や日の入の方向に合うように照光装置１１を配置すれば、１側面にだけ配された１の第一太陽光パネル１３２によって補光の制御は可能となる。
＜第３実施形態＞
これまで説明してきた照光装置は、上面に第二太陽光パネル１３３が設置される。設置面は上面に限るわけではないが、第二太陽光パネル１３３が特定の面を向いて設置されている一方で、太陽の位置は時間と共に移動する。従って、太陽の移動に追従して第二太陽光パネル１３３による太陽光の受光領域が移動しないと、第二太陽光パネル１３３による受光条件が変わり、例え太陽から同じ強さの光が放射されていたとしても、第二太陽光パネル１３３により変換される電力の値は異なることが考えられる。
第二太陽光パネル１３３が配置される面、つまり、光源が配置される面とは反対側の面に半球形状の配置面を形成し、その半球面において複数の第二太陽光パネル１３３を複数配置することで、太陽が移動を考慮した光量の測定が可能となる。複数の第二太陽光パネル１３３のうちおよそ太陽と向き合う位置に配置された第二太陽光パネル１３３から得られた電力値に基づき判定を行えば、太陽の移動による受光条件の違いを抑えることができる。
複数の第二太陽光パネル１３３のうち最も大きな電力を得た第二太陽光パネル１３３を、およそ太陽と向き合う位置に配置された第二太陽光パネル１３３とみなせばよく、太陽に対する向きの精度は複数の太陽光パネルの配置の仕方による。小面積の太陽光パネルを多数用いて半球面を覆うように敷き詰めれば、精度は向上する。但し、装置の構造が複雑になり、それだけコストも掛かることが予想される。
このような照光装置を有する育成システム１を実現することも本願発明の開示範囲となるが、第３実施形態に係る育成システム１における照光装置１２では、別の実現方法を説明する。第３実施形態に係る育成システム１は、予め計測して得られた補正データを保持しておき、その補正データに基づいて、受光条件の違いを抑制し、第１実施形態及び第２実施形態よりも精度の高い照度判定が行えるようにする。
図７は、第３実施形態に係る照光装置１２の機能ブロック図である。図７に基づき説明される各種の機能及び処理は、例えば図４で示したハードウェア構成を有する照光装置１２において、ＣＰＵ１１７が動作することにより実現される。従って、第２実施形態に係る照光装置１２のハードウェア構成は、第１実施形態の照光装置１０と同様のものでよい。
照光装置１２は、照度補正部３５５及び補正データ保持部３５６を有する点で、第２実施形態の照光装置１１と異なる。補正データ保持部３５６は、光量測定部１１３により得られた光量パラメータに対する補正量を示す補正パラメータを決定するための補正データを保持する。照度補正部３５５は、得られた光量パラメータに対する補正パラメータを決定し、補正を行う。照度判定部３５１は、補正後の光量パラメータに基づいて、第二閾値以上か否かの判定を行う。
図８は、得るべき補正データを説明するために、照光装置１２と太陽との位置関係を簡略的に示した模式図である。照光装置１２は固定的に設置され、従って、光量測定部１１３も上面において固定的に設置されることとなる。一方で、太陽は時間に応じて傾きを変えるため光量測定部１１３と太陽とが成す角度は変わっていく。例えば、時刻ｔ１において太陽が図８に示すＴ１に位置していたとする。この時、Ｔ１に位置する太陽からの自然光の光量を正面から測定するには、第二太陽光パネル１３３を角度θだけ傾ける必要がある。
従って、太陽と正対した状態で測定された光量の値と、角度θだけ傾いた状態で測定された光量と、の差分を補正データとして保持しておけば、第二太陽光パネル１３３により測定された光量に基づき、太陽と正対した状態の光量を計算できる。補正データはこの差分を示すデータである。
また一方で、時刻ｔ２において太陽がＴ２に位置していたとすると、第二太陽光パネル１３３は太陽と正対しているため差分はなく、補正を行う必要もない。このように、太陽の位置に応じて、補正データを得るための測定条件は変わる。従って、同じ月の同じ時間帯において、似た気候の測定データを、太陽と正対した場合のものと、照光装置１２に固定された場合のものと、で計測し、似た気候の複数のデータを集めて、平均的あるいは統計的に補正データを算定するのが望ましい。
図９は補正データ保持部３５６において保持される補正データのデータ構成例の一例を示す。補正データは、月、時間帯、天候区分、補正パラメータ、の項目を有しており、天候区分ごとに天候判断条件及び補正パラメータが設定される。補正データは月毎に一年分用意されるが、図９では一例として５月の補正データを記す。なお、月単位でなく、例えば２週間おきなどより細かな単位で補正データを有していてもよいし、複数月を跨ぐ季節単位で補正データを有していてもよい。また、月毎の補正データは、さらに時間帯で区分される。図９の例では１時間毎に区切っているが、これについても、より短い時間間隔で区切ってもよく、より長い時間間隔で区切ってもよい。
補正データは、月及び時間帯に応じて、天候判断条件、及び、天候に応じた補正パラメータが定められている。図９の例では、天候区分として、「天候：晴」と「天候：その他」を設けており、晴れかそれ以外かで天候を分けている。なお、天候区分はより細かく分けてもよい。例えば、晴れにも程度の違いがあるため、これを細かく区分けしてもよく、どのような天候区分とするかは適宜設定できる。区分された各天候に応じて、その天候区分に該当すると判断するための天候判断条件が定められる。
天候判断条件は、その天候区分に該当する日の時間帯において、育成システム１に照光装置１２が設置されたときの測定条件と同等の条件で得られた測定値から決定する。決定した天候区分に応じて補正処理が行われるため、天候区分の判断は、補正前の光量パラメータから判断する必要がある。従って、ある月のある時間帯において得られた測定値を天候区分に分けて集計し、天候区分ごとの集計された測定結果を比較して、互いに重複しない条件値を決定するのがよい。図９の例では、５時から６時までの間においては、第二太陽光パネル１３３により測定された光量から得られた光量パラメータがＸ１以上であれば晴れの天候区分と判断し、Ｘ１未満であればその他の天候区分と判断するよう、天候判断条件が設定されている。
補正パラメータは、天候区分に応じて定められる。図９の例に基づけば、該当する月及び時間帯において天候区分が晴れである場合の補正パラメータは、晴れの天候区分に該当する日の該当時間帯における測定結果から得られる。具体的には、育成システム１に照光装置１２が設置されたときの測定条件と同等の条件で得られた測定値と、太陽と向き合った場合の測定値とを測定し、この差分に基づき決定される。なお、晴れだった複数日の測定結果から統計的あるいは平均的に算出した値に基づき決定されてもよい。その他の天候についても同様に決定され、天候区分毎に補正パラメータが定められる。図９の例では、５時から６時までの間においては、天候区分が晴れであれば補正パラメータＹ１に基づき補正を行い、天候区分がその他であれば補正パラメータＺ１に基づき補正を行う。
照度補正部３５５は、補正データ保持部３５６に保持される補正データを用いて補正処理を行う。具体的には、光量測定部１１３により得られた光量パラメータを取得すると、取得時に対応する月と時間帯を特定する。次に、特定した月及び時間帯における天候判断条件から、得られた光量パラメータが該当する天候区分を決定する。図９の例では、晴れであるか否かを決定する。そして特定した月及び時間帯と決定された天候区分に対応する補正パラメータを取得し、この補正パラメータに基づいて光量パラメータを補正する。その後、照度判定部３５１は、補正した光量パラメータを取得し、補正後の光量パラメータに基づいて照度判定を行う。
このように、照光装置１２における光量測定の測定条件と実際に太陽と対向した測定条件との測定結果の差を考慮した補正パラメータを保持し、補正パラメータで補正することで、補正後の光量パラメータは実際に植物に放射されている放射照度を精度よく反映したものとなる。よって、照度判定部３５１による判定結果に基づく制御、つまり、自然光による放射照度が十分である場合に白色光源１１０による補光を停止する制御の精度も向上する。
また、天候区分に応じて補正を行うことで、例えば、実際には曇りの天気で、自然光による十分な放射が行われていないにも関わらず、晴れの補正パラメータによる補正を行った結果十分な放射が得られていると判断され、白色光源１１０による補光が停止するといった事態を回避することが出来る。
つまり、複数の天候区分の中から１の天候区分を特定し、その天候区分に基づいて補正された光量パラメータによって補光の制御を行うことで、天候区分に応じた補光の制御を実行することができる。なお、補正された光量パラメータに基づいて、白色光源の補光量を調整するようにしてもよい。例えば、必要な白色光の光量を設定し、この設定値と補正後の光量パラメータとの差分を補うだけの白色光源を照光装置により補光するようにしてもよい。また、天候区分に応じて補助光源の補光を制御するようにしてもよく、白色光源及び補助光源の両方の補光を制御するようにしてもよい。
＜第４実施形態＞
第４実施形態は、第１乃至第３実施形態で説明してきた育成システム１の別の構成例である。第４実施形態に係る育成システム１のシステム構成を図１０に示す。図１０に示されるように、第４実施形態に係る育成システム１は、環境測定装置４０及び制御装置３０を有する点で異なる。また、第４実施形態に係る照光装置１３は、第１実施形態の照光装置１３と比べて光量測定部１１３及び昇降検知部１１２を有しない点で異なる。従って、第４実施形態に係る照光装置１３は、第一太陽光パネル１３２及び第二太陽光パネル１３３を有していなくてよい。
照光装置１３において第一太陽光パネル１３２及び第二太陽光パネル１３３を利用して行った測定は、第４実施形態の育成システム１においては環境測定装置４０が行う。従って、環境測定装置４０は、栽培区画を邪魔しない位置に配置され、例えばグリーンハウス２０の上に設置される。環境測定装置４０では、昇降パラメータと光量パラメータが測定され、また、これ以外にもより詳細な測定が行われてよい。
制御装置３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、通信Ｉ／Ｆ等を備えた一般的なコンピュータで構成することができ、環境測定装置４０により得られた測定結果は制御装置３０に送信される。制御装置３０は測定結果に基づいて、各照光装置１３に対する白色光源１１０及び補助光源１１１の補光制御を行う。つまり、制御装置３０において、昇降判定や、照度判定が行われ、判定結果に基づき、照光装置１３の照光制御スイッチ１１４及び白色制御スイッチ１１５のＯＮ／ＯＦＦが制御される。具体的な制御については、第１乃至第３実施形態で説明したものと同様である。
第４実施形態の育成システム１によれば、各照光装置１３に昇降検知部１１２や光量測定部１１３などの環境測定のための構成を設けることを要せず、多数の照光装置１３を配置する大規模な育成システム１においては、コストメリット、集中制御、一元管理といった利点も生じ得る。
＜第一発光装置１４０について＞
上述した第一発光装置１４０について説明を補足する。第一蛍光体は、Ｓｒ及びＣａから選択される少なくとも一種の元素と、Ｅｕと、Ａｌと、Ｓｉとを含む組成を有する窒化物蛍光体を含むことが好ましい。例えば、第一蛍光体としては、組成式として、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕで表される窒化物蛍光体が挙げられる。
なお、本明細書において、組成式中、カンマ（，）で区切られて記載されている複数の元素は、これら複数の元素のうち少なくとも一種の元素を組成中に含有していることを意味する。組成式中のカンマ（，）で区切られて記載されている複数の元素は、組成中にカンマで区切られた複数の元素から選ばれる少なくとも一種の元素を含み、前記複数の元素のから二種以上を組み合わせて含んでいてもよい。 また、蛍光体の組成を表す式中、コロン（：）の前は母体結晶を表し、コロン（：）の後は賦活元素を表す。
第一蛍光体は、下記式（Ｉ）で表される組成を有する窒化物蛍光体を含むことが好ましい。
（Ｃａ１－ｐ－ｑＳｒｐＥｕｑ）ＡｌＳｉＮ３ （Ｉ）
式（Ｉ）中、ｐ及びｑは、０≦ｐ≦１．０、０＜ｑ＜０．５、０＜ｐ＋ｑ≦１．０を満たす数である。
前記式（Ｉ）中、Ｅｕは、窒化物蛍光体の賦活元素である。前記式（Ｉ）中、変数ｑは、前記式（Ｉ）で表される組成における賦活元素Ｅｕのモル組成比である。変数ｑは、好ましくは０．０００１≦ｑ≦０．４、より好ましくは０．００１≦ｑ≦０．３、さらに好ましくは０．００１５≦ｑ≦０．２である。前記式（Ｉ）中、変数ｐは、前記式（Ｉ）で表される組成におけるＳｒのモル組成比である。変数ｐは、好ましくは０．００１≦ｐ＜０．９、より好ましくは０．００２≦ｐ≦０．８、さらに好ましくは０．００３≦ｐ≦０．７６である。
第一蛍光体は、前記式（Ｉ）で表される組成を有する窒化物蛍光体とは別のＥｕ２＋賦活窒化物蛍光体を含んでいてもよい。Ｅｕ２＋賦活窒化物蛍光体は、Ｓｒ及びＣａから選択される少なくとも一種の元素と、Ｅｕ、Ａｌと、Ｓｉとを含む組成を有する窒化物蛍光体の他に、アルカリ土類金属元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素と、アルカリ金属元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素とを組成に有し、Ｅｕ２＋で賦活されるアルミナイトライドを含む蛍光体が挙げられる。
Ｍｎ４＋で賦活されるハロゲン化物蛍光体は、アルカリ金属元素及びアンモニウムイオン（ＮＨ４ ＋）からなる群から選択される少なくとも一種の元素又はイオンと、第４族元素及び第１４族元素からなる群から選択される少なくとも一種の元素とを組成に有し、Ｍｎ４＋で賦活されるフッ化物を含む蛍光体であることが好ましい。
第一蛍光体は、下記式（II）乃至（VI）で表されるいずれかの組成を有する蛍光体からなる群から選択される少なくとも一種の蛍光体を含んでいてもよい。
（ｉ-ｊ）ＭｇＯ・（ｊ/２）Ｓｃ２Ｏ３・ｋＭｇＦ２・ｍＣａＦ２・（１-ｎ）ＧｅＯ２・（ｎ/２）Ｍ１Ｏ３：ｖＭｎ４+ （II）
式（II）中、Ｍ１はＡｌ、Ｇａ及Ｉｎからなる群から選択される少なくとも１種であり、ｉ、ｊ、ｋ、ｍ、ｎ及びｖはそれぞれ、２≦ｉ≦４、０≦ｊ＜０．５、０＜ｋ＜１．５、０≦ｍ＜１．５、０＜ｎ＜０．５、及び０＜ｖ＜０．０５を満たす数である。
Ｍ２ ｄＭ３ ｅＭ４ ｆＡｌ３－ｇＳｉｇＮｈ （III）
式（III）中、Ｍ２は、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＭｇからなる群より選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍ３は、Ｌｉ、Ｎａ及びＫからなる群より選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍ４は、Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ及びＭｎからなる群より選択される少なくとも１種の元素であり、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ及びｈは、それぞれ０．８０≦ｄ≦１．０５、０．８０≦ｅ≦１．０５、０．００１＜ｆ≦０．１、０≦ｇ≦０．５、３．０≦ｈ≦５．０を満たす数である。
（Ｃａ１－ｒ－ｓ－ｔＳｒｒＢａｓＥｕｔ）２Ｓｉ５Ｎ８ （IV）
式（IV）中、ｒ、ｓ及びｔは、０≦ｒ≦１．０、０≦ｓ≦１．０、０＜ｔ＜１．０及びｒ＋ｓ＋ｔ≦１．０を満たす数である。
（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ （V）
Ａ２［Ｍ５ １－ｕＭｎ４＋ ｕＦ６］ （VI）
式（VI）中、Ａは、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｒｂ、Ｃｓ及びＮＨ４ ＋からなる群から選択される少なくとも１種であり、Ｍ５は、第４族元素及び第１４族元素からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素であり、ｕは０＜ｕ＜０．２を満たす数である。
第二蛍光体に含まれる第一のアルミン酸塩蛍光体において、Ｃｒは賦活元素である。第二のアルミン酸塩蛍光体において、ＣｅとＣｒは賦活元素である。第二のアルミン酸塩蛍光体の組成において、Ａｌと第二元素Ｍの合計のモル組成比を５としたときに、Ｃｅのモル組成比が変数ｘと３の積で表され、Ｃｒのモル組成比が変数ｙと３の積で表される場合、変数ｘが０．０００２を超えて０．５０未満（０．０００２＜ｘ＜０．５０）を満たす数であり、変数ｙが０．０００１を超えて０．０５未満（０．０００１＜ｙ＜０．０５）を満たす数であることによって、第二のアルミン酸塩蛍光体の結晶構造中に含まれる発光中心となるＣｅの賦活量及びＣｒの賦活量が最適な範囲となり、発光中心が少なくなることによる発光強度の低下を抑制することができ、逆に賦活量が多くなることによって生じる濃度消光による発光強度の低下を抑制し、発光強度を高くすることができる。
第二蛍光体は、下記式（VII）で表される組成を有する第一のアルミン酸塩蛍光体及び下記式（VIII）で表される組成を有する第二のアルミン酸塩蛍光体からなる群から選択される少なくとも一種の蛍光体を含むことが好ましい。
（Ａｌ１－ｗＣｒｗ）２Ｏ３ （VII）
式（VII）中、ｗは、０＜ｗ＜１を満たす数である。
（Ｌｎ１－ｘ－ｙＣｅｘＣｒｙ）３（Ａｌ１―ｚＭｚ）５Ｏ１２ （VIII）
式（VIII）中、Ｌｎは、Ｃｅを除く希土類元素からなる群より選択される少なくとも一種の希土類元素であり、Ｍは、Ｇａ及びＩｎからなる群より選択される少なくとも一種の元素であり、ｘ、ｙ及びｚは、０．０００２＜ｘ＜０．５０、０．０００１＜ｙ＜０．０５、０≦ｚ≦０．８を満たす数である。
第二蛍光体は、少なくとも一種のアルミン酸塩蛍光体を含み、二種以上のアルミン酸塩蛍光体を含んでいてもよい。前記式（VII）で表される組成を有する第一のアルミン酸塩蛍光体に含まれるＣｒは、賦活元素である。前記式（VII）中、変数ｗと２の積は、前記式（VII）で表される組成における賦活元素Ｃｒのモル組成比である。変数ｗは、好ましくは０＜ｗ＜１、より好ましくは０．００００５≦ｗ≦０．２５、さらに好ましくは０．０００５≦ｗ≦０．１５、よりさらに好ましくは０．００１≦ｗ≦０．０７である。変数ｗが０を超えて１未満であることによって、発光中心となる賦活元素であるＣｒが含まれ、発光強度を高くすることができる。
前記式（VIII）中のＣｅ及びＣｒは、前記式（VIII）で表される組成を有する第二のアルミン酸塩蛍光体の賦活元素である。前記式（VIII）中、変数ｘと３の積は、前記式（VIII）で表される組成における賦活元素Ｃｅのモル組成比である。変数ｘは、好ましくは０．０００２＜ｘ＜０．５０、より好ましくは０．００１≦ｘ≦０．３５、さらに好ましくは０．００１５≦ｘ≦０．３０である。前記式（VIII）中、変数ｙと３の積は、前記式（VIII）で表される組成における賦活元素Ｃｒのモル組成比である。変数ｙは、好ましくは０．０００１＜ｙ＜０．０５、より好ましくは０．０００５≦ｙ≦０．０４、さらに好ましくは０．００１≦ｙ≦０．０２６である。
前記式（VIII）中、Ｌｎは、Ｃｅを除く希土類元素からなる群より選択される少なくとも一種の希土類元素であり、より好ましくはＹ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｌａ、Ｔｂ及びＰｒからなる群から選択される少なくとも一種であり、更に好ましくはＹ、Ｇｄ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも一種である。
前記式（VIII）中、Ｍは、Ｇａ及びＩｎからなる群から選択される少なくとも一種の元素であることが好ましくは、Ｍは、Ｇａを含むことが好ましい。前記式（VIII）中、変数ｚと５の積は、前記式（VIII）中、Ａｌに置き換わる前記元素Ｍのモル組成比である。前記式（VIII）中、変数ｚは、好ましくは０≦ｚ≦０．８であり、より好ましくは０．００１≦ｚ≦０．６であり、さらに好ましくは０．０１≦ｚ≦０．４である。
第二蛍光体に含まれる少なくとも一種のアルミン酸塩蛍光体は、ガーネット構造を構成する組成であるため、熱、光及び水分に強い。第二蛍光体に含まれる少なくとも一種のアルミン酸塩蛍光体は、励起吸収スペクトルの吸収ピーク波長が３８０ｎｍ以上４７０ｎｍ付近であり、発光素子からの光を十分に吸収して、第二蛍光体の発光強度を高めることができる。第二蛍光体に含まれる少なくとも一種のアルミン酸塩蛍光体は、具体的には、例えば、（Ａｌ０．０９Ｃｒ０．０１）２Ｏ３、（Ａｌ０．９９４３Ｃｒ０．００５７）２Ｏ３、（Ｙ０．９７７Ｃｅ０．００９Ｃｒ０．０１４）３Ａｌ５Ｏ１２、（Ｌｕ０．９８３Ｃｅ０．００９Ｃｒ０．００８）３Ａｌ５Ｏ１２、（Ｌｕ０．９７２５Ｃｅ０．０１７５Ｃｒ０．０１）３Ａｌ５Ｏ１２、(Ｙ０．９７３５Ｃｅ０．０１２５Ｃｒ０．０１４)３（Ａｌ０．８Ｇａ０．２）５Ｏ１２、（Ｙ０．７８３６Ｇｄ０．１９５９Ｃｅ０．０１２５Ｃｒ０．００８）３Ａｌ５Ｏ１２、（Ｇｄ０．９６７５Ｃｅ０．０１２５Ｃｒ０．０２）３Ａｌ５Ｏ１２等が挙げられる。
第一蛍光体と第二蛍光体の合計量１００質量％に対する第二蛍光体の質量比は、４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲における青色光の光量子束Ｂに対する６２０ｎｍ以上７００ｎｍ未満の波長範囲における赤色光の光量子束Ｒの比Ｒ／Ｂが４を超えて５０以下となる量であり、７００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長範囲における遠赤色光の光量子束Ｆｒに対する前記光量子束Ｒの比Ｒ／Ｆｒが０．１以上１０以下となる量である。前記第一蛍光体と前記第二蛍光体の合計量１００質量％に対する第二蛍光体の質量比は、好ましくは０．５質量％以上９９．５質量％以下の範囲であり、より好ましくは１質量％以上９９質量％以下の範囲であり、さらに好ましくは１質量％以上９０質量％以下の範囲であり、よりさらに好ましくは２質量％以上８０質量％以下の範囲であり、よりさらに好ましくは５質量％以上７８質量％以下の範囲であり、特に好ましくは１０質量％を超えて７５質量％以下の範囲である。第一蛍光体及び第二蛍光体の合計量１００質量％に対する第二蛍光体の質量比が前記範囲内であると、３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子からの光とともに、前記発光素子からの光に励起された第一蛍光体及び第二蛍光体から発せられる光により、前記光量子束Ｂに対する前記光量子束Ｒの比Ｒ／Ｂが４を超えて５０以下、前記光量子束Ｆｒに対する前記光量子束Ｒの比Ｒ／Ｆｒが０．１以上１０以下の光を照射するように、混色光を制御することができる。前記第一蛍光体及び前記第二蛍光体の合計量１００質量％に対する第二蛍光体の質量比が２質量％以上８０質量％以下の範囲であると、前記光量子束Ｂに対する前記光量子束Ｒの比Ｒ／Ｂを１０を超えて３８以下にすることができ、前記光量子束Ｆｒに対する前記光量子束Ｒの比Ｒ／Ｆｒを１．５以上４．１２以下にすることができ、植物の光受容体がより吸収しやすく、光形態形成を促進させやすい光を照射する発光装置を提供することができる。第一蛍光体及び第二蛍光体の合計量１００質量％に対する第二蛍光体の質量比が１０質量％を超えて７５質量％以下の範囲であると、前記光量子束Ｂに対する前記光量子束Ｒの比Ｒ／Ｂを１０を超えて３８以下にすることができ、前記光量子束Ｆｒに対する前記光量子束Ｒの比Ｒ／Ｆｒを１．５以上４．０以下にすることができ、植物の光受容体がさらに吸収しやすく、光形態形成をより促進させやすい光を照射する発光装置を提供することができる。
＜第三発光装置１４２について＞
次に、上述した第三発光装置１４２について説明を補足する。赤色蛍光体は、Ｓｒ及びＣａから選択される少なくとも一種の元素と、Ａｌとを組成に有し、Ｅｕ２＋で賦活されるシリコンナイトライドを含む蛍光体（以下、「ＣＡＳＮ蛍光体」と記載する場合がある。）を含むことが好ましい。赤色蛍光体は、アルカリ土類金属元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素と、アルカリ金属元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素とを組成に有し、Ｅｕ２＋で賦活されるアルミナイトライドを含む蛍光体、Ｍｎ４＋で賦活されるフルオロジャーマネート蛍光体、Ｅｕ２＋で賦活されるＣａ又はＳｒの硫化物を含む蛍光体、及びアルカリ金属元素及びアンモニウムイオン（ＮＨ４ ＋）からなる群から選択される少なくとも一種の元素又はイオンと、第４族元素及び第１４族元素からなる群から選択される少なくとも一種の元素を組成に有し、Ｍｎ４＋で賦活されるフッ化物を含む蛍光体からなる群より選択される少なくとも一種の蛍光体を含むことが好ましい。
赤色蛍光体は、具体的には、下記式（IX）又は（X）、あるいは、上記式（II）、（IV）乃至（VI）で表される、いずれかの組成を含む蛍光体が挙げられる。中でも、赤色蛍光体は、下記式（IX）で表される組成のシリコンナイトライドを含む蛍光体を含むことが好ましい。下記式（IX）又は（X）、あるいは、上記式（II）、（IV）乃至（VI）で表される、いずれかの組成を含む蛍光体は、発光素子からの励起光により赤色に発光し、発光装置の発光スペクトルにおいて、５８０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の範囲内に存在する発光ピークの半値幅が４０ｎｍ以上と、発光ピークが比較的ブロードな形状である。赤色蛍光体７０の５８０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の範囲内に存在する発光ピークが、その半値幅が４０ｎｍ以上と、比較的ブロードな形状であるため、より多くの種類の植物の光受容体が、補光された赤色光を光エネルギーとして吸収でき、又は、補光された赤色光を光信号として感知でき、安定して植物の成長を促進することができ、又は、植物の機能的栄養成分を増強できる、赤色光を供給することができる。
（Ｃａ１－ｓ－ｔＳｒｓＥｕｔ）ｘＡｌｕＳｉｖＮｗ （IX）
式（IX）中、ｓ、ｔ、ｕ、ｖ、ｗ及びｘは、それぞれ０≦ｓ≦１、０＜ｔ＜１．０、０＜ｓ＋ｔ＜１．０、０．８≦ｘ≦１．０、０．８≦ｕ≦１．２、０．８≦ｖ≦１．２、１．９≦ｕ＋ｖ≦２．１、２．５≦ｗ≦３．５を満たす数である。
式（IX）で表される 組成を含む蛍光体を、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ蛍光体や（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ蛍光体と表す場合もある。前記式（IX）中、変数ｔは、前記式（IX）で表される組成における賦活元素Ｅｕのモル比である。変数ｔは、好ましくは０．０００１≦ｔ≦０．２、より好ましくは０．０００１≦ｔ≦０．１、さらに好ましくは０．０００２≦ｔ≦０．０５である。前記式（IX）中、変数ｓは、前記式（IX）で表される組成におけるＳｒのモル比である。変数ｓは、好ましくは０≦ｓ≦０．９８、より好ましくは０≦ｓ≦０．９５、さらに好ましくは０≦ｓ≦０．９である。
（ＣａａＳｒ1-ａ-ｃ-ｄＢａｄＥｕｃ）ｆＬｉｂＡｌ３Ｎｅ （X）
式（X）中、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆは、それぞれ０≦ａ＜１．０、０．８≦ｂ≦１．０５、０．００１＜ｃ≦０．１、０≦ｄ≦０．２、３．０≦ｅ≦５．０、０．８≦ｆ≦１．０５を満たす数である。
また、第三発光装置１４２は、４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の範囲における青色光の光量子束Ｂに対する６２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲における赤色光の光量子束Ｒの比Ｒ／Ｂが２０を超えて２００以下の範囲となるのであれば、赤色蛍光体に加えて、赤色光の波長領域以外の波長領域の光を発する他の種類の蛍光体を含んでいても良い。他の種類の蛍光体としては、発光素子から出射された光の一部を吸収して、緑色に発光する緑色蛍光体や、黄色に発光する黄色蛍光体、６８０ｎｍを超える範囲に発光ピーク波長を有する遠赤色蛍光体等が挙げられる。
緑色蛍光体としては、具体的には、下記式（i）乃至（iii）で表される、いずれかの組成を含む蛍光体が挙げられる。
Ｍ１１ ８ＭｇＳｉ４Ｏ１６Ｘ１１ ２：Ｅｕ （i）
式（i）中、Ｍ１１はＣａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群から選択される少なくとも１種であり、Ｘ１１はＦ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩからなる群から選択される少なくとも１種である。
Ｓｉ６－ｂＡｌｂＯｂＮ８－ｂ：Ｅｕ （ii）
式（ii）中、ｂは０＜ｂ＜４．２を満たす。
Ｍ１３Ｇａ２Ｓ４：Ｅｕ （iii）
式（iii）中、Ｍ１３は、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ及びＢａからなる群から選ばれる少なくとも１種である。さらに、緑色蛍光体として、例えば、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ等のケイ酸塩蛍光体も挙げることができる。
黄色蛍光体としては、具体的には、下記式（iv）乃至（v）で表される、いずれかの組成を含む蛍光体が挙げられる。
Ｍ１４ ｃ／ｅＳｉ１２－（ｃ＋ｄ）Ａｌｃ＋ｄＯｄＮ１６－ｄ：Ｅｕ （iv）
式（iv）中、Ｍ１４は、Ｓｒ、Ｃａ、Ｌｉ及びＹからなる群から選ばれる少なくとも１種である。ｃは０．５から５であり、ｄは０から２．５であり、ｅはＭ１４の電荷である。
Ｍ１５ ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ （v）
式（v）中、Ｍ１５は、ＹまたはＬｕ，Ｇｄ，Ｔｂからなる群から選ばれる少なくとも１種である。
６８０ｎｍを超える範囲に発光ピーク波長を有する遠赤色蛍光体としては、具体的には、下記式（vi）乃至（xi）で表される、いずれかの組成を含む蛍光体が挙げられる。
（Ａｌ１－ｆＣｒｆ）２Ｏ３ （vi）
式（vi）中、ｆは、０＜ｆ＜１を満たす数である。
（Ｌｎ１－ｘ－ｙＣｅｘＣｒｙ）３（Ａｌ１－ｚＭ１６ ｚ）５Ｏ１２ （vii）
式（vii）中、Ｌｎは、Ｃｅを除く希土類元素からなる群より選択される少なくとも一種の希土類元素であり、Ｍ１６は、Ｇａ及びＩｎからなる群より選択される少なくとも一種の元素であり、ｘ、ｙ及びｚは、０．０００２＜ｘ＜０．５０、０．０００１＜ｙ＜０．０５、０≦ｚ≦０．８を満たす数である。
ＣａＹＡｌＯ４：Ｍｎ （viii）
ＬｉＡｌＯ２：Ｆｅ （ix）
ＣｄＳ：Ａｇ （x）
ＧｄＡｌＯ３：Ｃｒ （xi）
以上、本発明を説明してきたが、本発明は、具体的に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
各実施形態に記載の装置あるいはシステムは、植物育成等に使用することができる。
１…育成システム
１０、１１、１２、１３…照光装置
１１０…白色光源
１３０…白色発光装置
１１１…補助光源
１４０…第一発光装置
１４１…第二発光装置
１４２…第三発光装置
１１２…昇降検知部
１１３…光量測定部
１１４…照光制御スイッチ
１１５…白色制御スイッチ
１１６…電源ユニット
１１７…ＣＰＵ
１１８…ＲＯＭ
１１９…ＲＡＭ
１２０…ＨＤＤ
１２１…通信Ｉ／Ｆ
２５０、３５０…昇降判定部
２５１、３５１…照度判定部
２５２、３５２…照光制御部
２５３、３５３…タイマー
２５４、３５４…モード設定部
３５５…照度補正部
３５６…補正データ保持部
２０…グリーンハウス
３０…制御装置
４０…環境測定装置

Claims (11)

  1. 白色光源と、
    赤色光及び遠赤色光を照射する補助光源と、
    前記白色光源または補助光源による光の照射の度合いを制御する照光制御部と、を有し、
    前記照光制御部は、
    前記補助光源による光の照射の度合いを制御することで前記赤色光の照射と前記遠赤色光の照射を一体的に制御し、
    日の出または日の入に合わせて、前記白色光源または補助光源による光の照射制御を開始または終了する照光装置。
  2. 白色光源と、
    赤色光及び遠赤色光を照射する補助光源と、
    前記白色光源または補助光源による光の照射の度合いを制御する照光制御部と、を有し、
    前記照光制御部は、
    前記補助光源による光の照射の度合いを制御することで前記赤色光の照射と前記遠赤色光の照射を一体的に制御し、
    複数の天候区分から特定される１の天候区分に応じて、前記白色光源または補助光源による光の照射を制御する照光装置。
  3. 前記照光制御部は、前記補助光源による赤色光及び遠赤色光の照射の度合いを維持し、かつ、自然光による光の放射照度に応じて前記白色光源による光の照射の度合いを弱める、あるいは強めるように制御する請求項１または２に記載の照光装置。
  4. 前記照光制御部は、太陽の昇降に応じて補光を制御する設定がされている場合に、太陽の昇降に応じて補光の開始及び終了を制御し、予め設定された所定時間の補光を制御する設定がされている場合に、日の出あるいは日の入を基準として補光の開始あるいは終了を制御する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照光装置。
  5. 太陽の昇降を判断する昇降パラメータを取得する昇降検知部と、
    取得した前記昇降パラメータに基づき、昇降の状態を判定する昇降判定部と、を有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照光装置。
  6. 自然光により照射される光の光量を示す光量パラメータを取得する光量測定部と、
    取得した前記光量パラメータに基づき、前記白色光源による光の照射を弱めるか否かを判定する照度判定部と、を有する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の照光装置。
  7. 太陽による照射に基づく光量についての補正データを保持する補正データ保持部と、
    前記補正データに基づき、前記光量測定部により取得された光量パラメータを補正する照度補正部と、を有し、
    前記照度判定部は、
    前記照度補正部により補正された光量パラメータに基づき、前記白色光源による光の照射を弱めるか否かを判定する請求項６に記載の照光装置。
  8. 前記補正データ保持部は、複数の時間帯、及び、複数の天候区分に応じて補正パラメータを定めた前記補正データを保持し、
    前記照度補正部は、特定した時間帯及び天候区分に応じた補正パラメータに基づき、前記光量測定部により取得された光量パラメータを補正する請求項７に記載の照光装置。
  9. 前記補助光源は、複数の発光装置を有し、
    前記複数の発光装置は、少なくとも第一発光装置または第二発光装置のいずれかと、第三発光装置と、を含み、
    前記第一発光装置は、
    ４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲における青色光の光量子束Ｂに対する６２０ｎｍ以上７００ｎｍ未満の波長範囲における赤色光の光量子束Ｒの比Ｒ／Ｂが４を超えて５０以下であり、７００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長範囲における遠赤色光の光量子束Ｆｒに対する上述の光量子束Ｒの比Ｒ／Ｆｒが０．１以上１０以下である発光装置であり、
    前記第二発光装置は、
    ３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の範囲における光量子束Ｂに対する６２０ｎｍ以上７００ｎｍ未満の範囲における光量子束Ｒの比を示すＲ／Ｂが２．０以上４．０以下であり、７００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲における光量子束ＦＲに対する６２０ｎｍ以上７００ｎｍ未満の範囲における光量子束Ｒの比を示すＲ／ＦＲが０．７以上１３．０以下である発光装置であり、
    前記第三発光装置は、
    ４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の範囲における青色光の光量子束Ｂに対する６２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲における赤色光の光量子束Ｒの比Ｒ／Ｂが２０を超えて２００以下である発光装置である請求項１乃至８のいずれか一項に記載の照光装置。
  10. グリーンハウスと、前記グリーンハウス内に設けられた複数の照光装置と、を有する、自然光を利用した育成システムであって、
    複数の白色光源と、
    赤色光及び遠赤色光を照射する複数の補助光源と、
    前記複数の照光装置からの前記白色光源または補助光源による光の照射の度合いを制御する照光制御部と、を有し、
    前記照光制御部は、
    前記補助光源による光の照射の度合いを制御することで前記赤色光の照射と前記遠赤色光の照射を一体的に制御し、
    日の出または日の入に合わせて、前記白色光源または補助光源による光の照射制御を開始または終了する育成システム。
  11. グリーンハウスと、前記グリーンハウス内に設けられた複数の照光装置と、を有する、自然光を利用した育成システムであって、
    複数の白色光源と、
    赤色光及び遠赤色光を照射する複数の補助光源と、
    前記複数の照光装置からの前記白色光源または補助光源による光の照射の度合いを制御する照光制御部と、を有し、
    前記照光制御部は、
    前記補助光源による光の照射の度合いを制御することで前記赤色光の照射と前記遠赤色光の照射を一体的に制御し、
    複数の天候区分から特定される１の天候区分に応じて、前記白色光源または補助光源による光の照射を制御する育成システム。
JP2020532489A 2018-07-27 2019-07-26 照光装置 Active JP7425323B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2024002902A JP2024024120A (ja) 2018-07-27 2024-01-12 照光装置及び育成システム

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018141474 2018-07-27
JP2018141474 2018-07-27
PCT/JP2019/029327 WO2020022465A1 (ja) 2018-07-27 2019-07-26 照光装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2024002902A Division JP2024024120A (ja) 2018-07-27 2024-01-12 照光装置及び育成システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2020022465A1 JPWO2020022465A1 (ja) 2021-08-02
JP7425323B2 true JP7425323B2 (ja) 2024-01-31

Family

ID=69180749

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020532489A Active JP7425323B2 (ja) 2018-07-27 2019-07-26 照光装置
JP2024002902A Pending JP2024024120A (ja) 2018-07-27 2024-01-12 照光装置及び育成システム

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2024002902A Pending JP2024024120A (ja) 2018-07-27 2024-01-12 照光装置及び育成システム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210289711A1 (ja)
EP (1) EP3831194A4 (ja)
JP (2) JP7425323B2 (ja)
CN (1) CN112351675A (ja)
WO (1) WO2020022465A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102657513B1 (ko) * 2021-08-17 2024-04-15 김영웅 온실 내 광원 보충용 보광 시스템
WO2023023542A1 (en) * 2021-08-17 2023-02-23 Upward Enterprises Inc. Method for improving yield and height of short-cycle leafy greens using far-red light
US11971146B2 (en) * 2022-04-27 2024-04-30 Meng Li Plant lamp device with adjustable spectrum and spectrum ratio operating method thereof
CN116098047A (zh) * 2023-02-16 2023-05-12 昆明理工大学 一种蔬菜培养方法和系统

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005095132A (ja) 2003-08-25 2005-04-14 Koki Kanehama 長日植物の栽培方法および長日植物栽培施設
JP2005328702A (ja) 2004-05-18 2005-12-02 Matsushita Electric Works Ltd 植物育成用照明装置
JP2012070727A (ja) 2010-09-03 2012-04-12 Hamamatsu Photonics Kk トマト果実中の単位乾燥重量あたりの栄養成分含量を上昇させる方法
WO2013027198A1 (en) 2011-08-21 2013-02-28 D. Led. Technologies Ltd. Light signaling system for plant behavior manipulation
JP2014168405A (ja) 2013-03-01 2014-09-18 Sharp Corp 補光システム
JP2015092861A (ja) 2013-11-13 2015-05-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 作物育成システム
JP2016010374A (ja) 2014-06-30 2016-01-21 井関農機株式会社 養液供給装置
JP2016504044A (ja) 2013-01-11 2016-02-12 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 植物の成長及び植物のバイオリズムを刺激する園芸用照明装置並びに方法
US20160192598A1 (en) 2014-08-19 2016-07-07 Edward Leonard Haggarty Lighting device, assembly and method for growing horticulture indoors
JP2017212886A (ja) 2016-05-30 2017-12-07 東洋製罐グループホールディングス株式会社 水耕栽培システム、水耕栽培制御装置、水耕栽培方法及びプログラム
JP2018006455A (ja) 2016-06-29 2018-01-11 日亜化学工業株式会社 発光装置及び植物栽培方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1032775C2 (nl) * 2006-10-30 2008-05-06 Hortilux Schreder B V Gewasbelichtingsinrichting en kas voorzien van een gewasbelichtingsinrichting.
US20120020071A1 (en) * 2010-07-22 2012-01-26 Cammie Mckenzie High performance led grow light
US20120104977A1 (en) * 2010-07-22 2012-05-03 Hgl Technologies Llc High performance led grow light
JP5450559B2 (ja) * 2010-11-25 2014-03-26 シャープ株式会社 植物栽培用ｌｅｄ光源、植物工場及び発光装置
BR112013033320A2 (pt) * 2011-05-06 2017-07-04 Nihon Energy Inst Co Ltd dispositivo de painel solar
JP5874060B2 (ja) * 2011-12-16 2016-03-01 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 植物育成照明装置
US20170277149A1 (en) * 2013-10-22 2017-09-28 Lite-On Technology Corporation Control device with automatic adjustment
JP6268516B2 (ja) * 2013-11-13 2018-01-31 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 作物育成システム
WO2015095152A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-25 The Penn State Research Foundation Manipulation of light spectral quality to reduce parasitism by cuscuta and other plant parasites
EP3130199A1 (en) * 2014-04-08 2017-02-15 Nxp B.V. A controller for a horticultural lighting system
WO2016156452A1 (en) 2015-03-31 2016-10-06 Philips Lighting Holding B.V. Systems and methods of illuminating plants
EP3408626A1 (en) * 2016-01-29 2018-12-05 Philips Lighting Holding B.V. A lighting system and a method of controlling the light output from a luminaire.
US9851062B1 (en) * 2016-08-26 2017-12-26 Richard C. Davis LED grow light module
US20180098513A1 (en) * 2016-10-06 2018-04-12 Brian Richie Designs Incorporated Growth Efficiency System
RU2637744C1 (ru) * 2016-10-24 2017-12-06 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого" Светодиодный модулируемый фитоосветитель растений
JP6460161B2 (ja) * 2017-06-27 2019-01-30 井関農機株式会社 栽培施設用の移動車
CN207514683U (zh) * 2017-10-31 2018-06-19 深圳市铁汉生态环境股份有限公司 一种植物生长灯及雨林缸

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005095132A (ja) 2003-08-25 2005-04-14 Koki Kanehama 長日植物の栽培方法および長日植物栽培施設
JP2005328702A (ja) 2004-05-18 2005-12-02 Matsushita Electric Works Ltd 植物育成用照明装置
JP2012070727A (ja) 2010-09-03 2012-04-12 Hamamatsu Photonics Kk トマト果実中の単位乾燥重量あたりの栄養成分含量を上昇させる方法
WO2013027198A1 (en) 2011-08-21 2013-02-28 D. Led. Technologies Ltd. Light signaling system for plant behavior manipulation
JP2016504044A (ja) 2013-01-11 2016-02-12 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 植物の成長及び植物のバイオリズムを刺激する園芸用照明装置並びに方法
JP2014168405A (ja) 2013-03-01 2014-09-18 Sharp Corp 補光システム
JP2015092861A (ja) 2013-11-13 2015-05-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 作物育成システム
JP2016010374A (ja) 2014-06-30 2016-01-21 井関農機株式会社 養液供給装置
US20160192598A1 (en) 2014-08-19 2016-07-07 Edward Leonard Haggarty Lighting device, assembly and method for growing horticulture indoors
JP2017212886A (ja) 2016-05-30 2017-12-07 東洋製罐グループホールディングス株式会社 水耕栽培システム、水耕栽培制御装置、水耕栽培方法及びプログラム
JP2018006455A (ja) 2016-06-29 2018-01-11 日亜化学工業株式会社 発光装置及び植物栽培方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112351675A (zh) 2021-02-09
JPWO2020022465A1 (ja) 2021-08-02
EP3831194A4 (en) 2022-02-23
WO2020022465A1 (ja) 2020-01-30
US20210289711A1 (en) 2021-09-23
EP3831194A1 (en) 2021-06-09
JP2024024120A (ja) 2024-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7425323B2 (ja) 照光装置
CN114208558B (zh) 一种基于热致发光材料的补光装置及方法
CN107047093B (zh) 园艺led照明器材
EP3277073B1 (en) System and method of illuminating plants
CN102630511A (zh) 一种用于植物生长的led全谱可调光源装置
CN102138464A (zh) 一种温室植物栽培的补光方法
CN202043326U (zh) 一种用于植物生长的led全谱可调光源设备
CN103574348B (zh) 照明装置、植物栽培系统以及植物栽培方法
JP2016518146A (ja) 園芸用動的光レシピ
CN103687478A (zh) 植物栽培方法及植物栽培装置
KR20090124155A (ko) 발광다이오드를 이용한 식물재배 등기구 및 지능형 광환경제어 시스템
KR20210033754A (ko) 식물 재배용 광원을 이용한 식물 재배 장치 및 식물 재배 방법
EP3492554B1 (en) Light emitting device, illumination device and plant cultivation method
JP2015033366A (ja) 茶樹育成方法及び茶樹育成装置
Liu et al. Spectral design of light-emitting diodes for plant photosynthesis based on quantum dots
WO2013100795A1 (ru) Светопреобразующий биостимулирующий материал и композиция для его получения
JP2019102806A (ja) 発光装置、照明装置及び植物栽培方法
JP2011101616A (ja) ３色混合光の照射による植物の栽培方法
JP2003284431A (ja) 長日植物の栽培方法および植物栽培施設
EP3968754A1 (en) Assimilation lighting with improved spectrum
JP7093988B2 (ja) 透過型薄膜太陽電池
RU213976U1 (ru) Светодиодный фитосветильник
Palmitessa et al. Applications and Development of LEDs as Supplementary Lighting for Tomato at Different Latitudes. Agronomy 2021, 11, 835
KR20230138991A (ko) 의약용 대마 햄프 재배용 ict 융복합 led 조명장치
CN114731858A (zh) 一种蒙古栎工厂化育苗led植物生长灯及其育苗方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201102

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220627

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230725

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230921

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231219

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240101

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7425323

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151