JPH0884A - 植物育成用光源装置 - Google Patents

植物育成用光源装置

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JPH0884A
JPH0884A JP13991994A JP13991994A JPH0884A JP H0884 A JPH0884 A JP H0884A JP 13991994 A JP13991994 A JP 13991994A JP 13991994 A JP13991994 A JP 13991994A JP H0884 A JPH0884 A JP H0884A
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JP
Japan
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light
light source
source device
lamp
plant
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Pending
Application number
JP13991994A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichiro Tsutsui
紘一郎 筒井
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IWANO KOGYO KK
Original Assignee
IWANO KOGYO KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 太陽光の採光が困難な大規模ビルの室内や地
下街において樹木等を長期間にわたり健全な状態で育
成、栽培することが可能な光源装置を提供する。 【構成】 ランプ(1)からの光をランプの後背部に設
けた反射鏡(2)で反射して植物に照射する植物育成用
光源装置であって、反射鏡(2)の反射特性が、600
ないし700nmの波長域の反射光エネルギ総和を10
0としたとき、400ないし500nmの波長域の反射
光エネルギ総和が40以上60以下の比率であり、70
0nm以上及び400nm以下の波長域の反射光エネル
ギ総和が極めて低いレベルであることを特徴とする。 【効果】 植物の成育に必要かつ充分な波長域の光線を
所定の割合で含み、他の有害な光線を含まないため、長
期間にわたり効率よく植物を健全に育成、栽培できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、樹木等の植物を長期間
にわたって育成させるための人工照明用の光源装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】野菜類のハウス栽培において野菜類を短
期間で栽培、収穫するための人工照明器具はこれまでに
も提供されているが、樹木等を長期間にわたって育成さ
せるためのものは提供されていない。例えば、樹木育成
用の大型のガラスケース内を太陽光を当てることなく上
記短期野菜栽培用の照明器具で照明して樹木を栽培して
みても、殆どの樹木は3ヶ月程度で枯れてしまうことが
多かった。蛍光灯のみであると1ヶ月程度で枯れてしま
う。
【0003】一般に、人工照明器具は人間が物を見るの
に適するように作られたものが多く、眼の視感度(55
0nmを中心に400〜700nmの波長域の光線を知
覚可能)には合っているが、植物を育成する太陽光とは
相当異質のものである。即ち、太陽光は連続スペクトル
であるが、タングステン電球以外の人工照明の多くは輝
線スペクトルであり、分光特性も大きく異なっているた
め、植物の長期の栽培には適していない。
【0004】タングステンフィラメント等を用いた白熱
灯は赤色光部分が多いのに対して青色光部分が不足して
おり、植物の育成には不適である。ハロゲン灯も白熱灯
に比べて赤色光領域は少ないが、やはり植物の育成には
適していない。また、国際照明委員会(CIE)は、測
色用の標準照明光源として太陽光に極めて近い分光エネ
ルギ分布を有する人工照明光源を定めているが、これら
は特殊な液体フィルタを用いるので、植物の育成用など
には応用できないものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためなされたものであり、その目的とする
ところは、太陽光の採光が困難な大規模ビルの室内や地
下街において樹木等を長期間にわたって健全な状態で育
成、栽培することが可能な光源装置を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、ランプか
らの光をランプの後背部に設けた反射鏡で反射して植物
に照射する植物育成用光源装置であって、反射鏡の反射
特性をランプの分光特性に応じて適宜に定めて、600
ないし700nmの波長域の反射光エネルギ総和を10
0としたとき、400ないし500nmの波長域の反射
光エネルギ総和が40以上60以下の比率となり、70
0nm以上及び400nm以下の波長域の反射光エネル
ギ総和が極めて低いレベルとなるよう構成した上記の植
物育成用光源装置によって達成できる。
【0007】上記反射鏡としては、基板上に、(600
× 1/4 )nmないし(700× 1/4 )nmの厚さの
透明な高屈折率膜と低屈折率膜とを交互に多数積層して
成る橙赤色光反射層と、(400× 1/4 )nmないし
(500× 1/4 )nmの厚さの透明な高屈折率膜と低
屈折率膜とを交互に多数積層して成る青紫色光反射層と
を形成し、橙赤色光反射層内の積層数と青紫色光反射層
内の積層数とを、ランプ(1)の分光特性に合わせて適
切に選定し、前者の反射光エネルギ総和を100とした
とき後者の反射光エネルギ総和が40以上60以下の比
率となるように構成したものを用いることが推奨され
る。
【0008】その場合、反射鏡の基板はガラス板であっ
てもよいし、或いは、基板が金属板又はセラミックス板
であり、当該基板の表面にケイ素、チタン又はクロムの
黒色酸化物から成る薄膜を形成し、その上に上記橙赤色
光反射層及び青紫色光反射層を形成したものであっても
よい。
【0009】ランプの前方に、700nm以上及び40
0nm以下の波長域の光線を除去するダイクロイックフ
ィルタを設けたり、ランプから直接に植物へ向かう光線
を遮蔽する反射板を設けたりすることも推奨される。。
【0010】
【作用】上記の如き構成の光源装置であると、その分光
特性が植物の育成に最も適し、かつ、有害な波長領域を
含まないので、太陽光の届かないスペースにおいて樹木
等を長期間育成、栽培することが可能となる。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照しつゝ本発明を具体的に説
明する。図1は植物の育成に適した光源の分光特性を示
すグラフ、図2は図1に示す分光特性を有する本発明に
係る植物育成用光源装置の一実施例の要部を示す説明
図、図3は本発明に用いる反射鏡の一実施例の拡大断面
図、図4は反射鏡のもう一つの実施例の拡大断面図、図
5は本発明に係る植物育成用光源装置の別の実施例の要
部を示す説明図である。
【0012】図1は植物の育成に適した光源の分光特性
を示しているが、図1中のA区間の光線、即ち600な
いし700nmの波長域の光線のみで植物を栽培する
と、植物は丈ばかり伸びて葉の少ない脆弱なものとな
り、一方、B区間の光線、即ち400ないし500nm
の波長域の光線のみで栽培すると、葉ばかりが繁って背
丈が伸びない。そこで、植物の健全な成育にはこの両者
の区間の光線が適切な比率に保たれていることが必要で
あり、A区間の光線のエネルギ総和を100としたとき
B区間の光線のエネルギ総和が40〜60の比率〔即
ち、B1 /A1 =(40〜60)/100〕であるとき
に最も良好な結果が得られることが判明した。また、C
区間(波長域500〜600nm)の光線は、植物に吸
収されず、害も与えないが、植物の葉を緑色に見せる役
割を果たすので、鑑賞上の観点からすれば、適宜の比率
で含まれていることが望ましい。他方、波長域400n
m以下の紫外線領域及び波長域700nm以上の赤外線
領域は、植物の成育上弊害が多い。
【0013】従って、本発明に係る植物育成用光源装置
においては、600ないし700nmの波長域(A区
間)の反射光エネルギ総和を100としたとき、400
ないし500nmの波長域(B区間)の反射光エネルギ
総和を40以上60以下の比率とすると共に、700n
m以上及び400nm以下の波長域の反射光エネルギ総
和を極めて低いレベルにするものである。
【0014】而して、上記の如き分光特性を有する光線
の形成には、例えば図2に示したような光線の光源装置
が好適であり、図2中、1は白熱灯、ハロゲン灯等から
成るランプ、2はランプ1の後背部に配置された反射鏡
(ダイクロイックコールドミラー)である。
【0015】反射鏡2は、椀状のガラス若しくはアルミ
ニウム合金製の基板の凹面に、透明な高屈折率膜と低屈
折率膜を交互に積層して成る多層反射膜を形成した反射
鏡であり、その反射特性は、前記の如く、600ないし
700nmの波長域の反射光エネルギ総和を100とし
たとき、400ないし500nmの波長域の反射光エネ
ルギ総和が40以上60以下の比率であり、700nm
以上及び400nm以下の波長域の反射光エネルギ総和
が極めて低いレベルとなるように光線されている。この
ような反射鏡は、例えば特許第1834740号(特公
平5−29081号公報参照)に係る製造方法によって
好適に作製できる。
【0016】上記反射特性を有する反射鏡の一実施例を
図3により説明する。図3中、20はガラス基板であ
り、その上に多層反射面23が形成されている。多層反
射面23のうち、下半部は600ないし700nmの波
長域の光を選択的に反射する橙赤色光反射層であり、こ
れはSiO2 ,TiO2 ,MgF2 Ge等からなる透明
な薄膜であって屈折率の異なるもの2種類を交互に積層
したものである。即ち、透明な高屈折率膜21A−1,
21A−2,21A−3,21A−4,・・・と、透明
な低屈折率膜21a−1,21a−2,21a−3・・
・とを交互に積層したものである。これらの各層の厚さ
は、反射すべき光の波長の1/4 となるように設定され
ている。即ち、(600× 1/4 )nmないし(700
× 1/4 )nmの厚さに設定されている。従って、例え
ば、厚さ163nmの高屈折率膜と低屈折率膜を交互に
20層重ねたり、或いは、153,154,155,〜
170,171nmと段階的に厚さの異なるものを20
層重ねてもよい。このように構成することにより、60
0ないし700nmの波長域の光が選択的に反射され
る。多層とする理由は、1層のみでは反射率が10〜3
0程度に過ぎないので、これを重ねることにより反射率
を高めるためである。即ち、積層数を多くする程、反射
率は高くなる。
【0017】一方、図3中の多層反射面23のうち、上
半部は400ないし500nmの波長域の光を選択的に
反射する青紫色光反射層であり、これも橙赤色光反射層
と同様にSiO2 ,TiO2 ,MgF2 Ge等からなる
透明な薄膜であって屈折率の異なるもの2種類を交互に
積層したものである。即ち、透明な高屈折率膜21B−
1,21B−2,・・・と、透明な低屈折率膜21b−
1,21b−2,・・・とを交互に積層したものであ
る。但し、これらの各層の厚さは、橙赤色光反射層のそ
れより薄く、即ち、(400× 1/4 )nmないし(5
00× 1/4 )nmの厚さに設定されている。従って、
例えば、厚さ113nmの高屈折率膜と低屈折率膜を交
互に10層重ねたり、或いは、103,105,10
7,〜119,121nmと段階的に厚さの異なるもの
を10層重ねてもよい。このように構成することによ
り、400ないし500nmの波長域の光が選択的に反
射される。
【0018】而して、上記実施例において、橙赤色光反
射層は20層とし、青紫色光反射層は10層としたの
は、ランプ1がこれらの波長域で均一な分光分布を有す
るとして、橙赤色光反射層の反射率を100としたとき
青紫色光反射層の反射率を50とするためである。実際
には、ランプ1の分光特性に合わせて両者の積層数を加
減することにより、反射鏡2の反射特性を、前記の如
く、600ないし700nmの波長域の反射光エネルギ
総和100に対し、400ないし500nmの波長域の
反射光エネルギ総和が40以上60以下の比率となるよ
うに調整することができ、本発明の目的を達成すること
ができる。
【0019】上記の如くして反射される以外の波長域の
光は、図3の実施例においては、ガラス基板20を通過
して反射鏡の背面から放出される。
【0020】図4に示した実施例のものは、基板200
としてアルミニウム等の金属もしくはセラミックス基板
を用いたものであり、この場合、基板200の表面にケ
イ素、チタン又はクロムの黒色酸化物から成る薄膜20
1を形成し、その上に前記と同様の橙赤色光反射層及び
青紫色光反射層から成る反射面23を形成したものであ
る。この実施例においては、反射される以外の波長域の
光は、黒色酸化物から成る薄膜201に吸収され、基板
200の背面から熱となって放出される。
【0021】図5に示した実施例は、ランプ1の前面に
ダイクロイックフィルタ3や、反射板4を設けたもので
ある。ダイクロイックフィルタ3は、反射鏡2からの反
射光中に幾分含まれる赤外線や紫外線を除去する役割を
果たす。反射板4は、光を透過しない金属板、反射鏡、
熱線を選択的に反射するダイクロイックミラー等で構成
され、ランプ1から直接植物に照射される光線を遮蔽す
るようになっている。これらのダイクロイックフィルタ
3や、反射板4は必ずしも本発明に必須の構成要素では
なく、必要に応じて採用される。
【0022】なお、植物の葉面への光線の照射量は、葉
面の照度が最大3000ルクス程度となるように植物と
光源装置との距離を保ち、若しくはランプ1の出力を調
整する。
【0023】また、ランプ1の電源としては、太陽発電
によるものを利用することも、環境保全の観点から推奨
される。
【0024】
【発明の効果】本発明は、叙上の如く構成されるから、
本発明に係る植物育成用光源装置によるときは、太陽光
の採光が困難な大規模ビルの室内や地下街において樹木
等を長期間にわたって健全な状態で育成、栽培すること
が可能となり、都市の緑化、居住環境の改善に寄与し得
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】植物の育成に適した光源の分光特性を示すグラ
フである。
【図2】本発明に係る植物育成用光源装置の一実施例の
要部を示す説明図である。
【図3】本発明に用いる反射鏡の一実施例の拡大断面図
である。
【図4】反射鏡のもう一つの実施例の拡大断面図であ
る。
【図5】本発明に係る植物育成用光源装置の別の実施例
を示す説明図である。
【符号の説明】
1 光源 2 反射鏡 3 ダイクロイックフィルタ 4 反射板

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ランプ(1)からの光をランプの後背部に
    設けた反射鏡(2)で反射して植物に照射する植物育成
    用光源装置であって、 反射鏡(2)からの反射光のうち、600ないし700
    nmの波長域の反射光エネルギ総和を100としたと
    き、400ないし500nmの波長域の反射光エネルギ
    総和が40以上60以下の比率であり、700nm以上
    及び400nm以下の波長域の反射光エネルギ総和が極
    めて低いレベルであることを特徴とする上記の植物育成
    用光源装置。
  2. 【請求項2】反射鏡(2)が、基板(20,200)上
    に、(600× 1/4 )nmないし(700× 1/4 )
    nmの厚さの透明な高屈折率膜と低屈折率膜とを交互に
    多数積層して成る橙赤色光反射層と、(400× 1/4
    )nmないし(500× 1/4 )nmの厚さの透明な
    高屈折率膜と低屈折率膜とを交互に多数積層して成る青
    紫色光反射層とを形成し、橙赤色光反射層内の積層数と
    青紫色光反射層内の積層数とを、ランプ(1)の分光特
    性に合わせて適切に選定し、前者の反射光エネルギ総和
    を100としたとき後者の反射光エネルギ総和が40以
    上60以下の比率となるように構成した請求項1に記載
    の植物育成用光源装置。
  3. 【請求項3】反射鏡(2)の基板がガラス板(20)で
    ある請求項2に記載の植物育成用光源装置。
  4. 【請求項4】反射鏡(2)の基板が金属板又はセラミッ
    クス板(200)であり、当該基板の表面にケイ素、チ
    タン又はクロムの黒色酸化物から成る薄膜(201)を
    形成し、その上に上記橙赤色光反射層及び青紫色光反射
    層を形成した請求項2に記載の植物育成用光源装置。
  5. 【請求項5】ランプ(1)の前方に、700nm以上及
    び400nm以下の波長域の光線を除去するダイクロイ
    ックフィルタ(3)を設けた請求項1から4までのいず
    れか1項に記載の植物育成用光源装置。
  6. 【請求項6】ランプ(1)の前方に、ランプから直接に
    植物へ向かう光線を遮蔽する反射板(4)を設けた請求
    項1から5までのいずれか1項に記載の植物育成用光源
    装置。
JP13991994A 1994-06-22 1994-06-22 植物育成用光源装置 Pending JPH0884A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011024504A (ja) * 2009-07-27 2011-02-10 Panasonic Electric Works Co Ltd 植物用紫外光照射装置
JP2012239417A (ja) * 2011-05-19 2012-12-10 Ushio Inc 植物育成用光源装置
JP2013059348A (ja) * 2012-12-18 2013-04-04 Iwasaki Electric Co Ltd 植物育成用光源
JP2013147584A (ja) * 2012-01-20 2013-08-01 Solidlite Corp 植物育成用発光ダイオード
JP2015512147A (ja) * 2012-02-03 2015-04-23 ザ・リージェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・カリフォルニアThe Regents of the University of California 植物成長用のルミネセンス発電ウィンドウ

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