WO2014157022A1 - 円偏光照明装置 - Google Patents

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plate
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reflective polarizing
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宇佐美　由久
市橋　光芳
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富士フイルム株式会社
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    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/14—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters for producing polarised light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/249—Lighting means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/14—Measures for saving energy, e.g. in green houses

Definitions

  • the present invention relates to an illumination device that emits either right circularly polarized light or left circularly polarized light.
  • the present invention particularly relates to a lighting device used for plant cultivation.
  • Patent Document 2 discloses a reflective polarizing plate that transmits one polarized component of incident light and reflects the other polarized component, and reflected polarized light. There is a disclosure relating to an illumination device having a configuration in which the polarization state of a component is changed and reused.
  • An object of the present invention is to provide an illumination device that irradiates one of right circularly polarized light and left circularly polarized light with high energy efficiency.
  • An illumination device that selectively emits either right circularly polarized light or left circularly polarized light, including a reflective polarizing plate 1, a light source, and a reflective polarizing plate 2 in this order, and further a retardation plate Including In the reflective polarizing plate 1, the light source, and the reflective polarizing plate 2, the polarized light reflected from the reflective polarizing plate 1 is transmitted through the reflective polarizing plate 2, and the polarized light reflected from the reflective polarizing plate 2 is reflected polarized light.
  • the phase difference and the arrangement of the retardation plate are arranged so as to transmit through the plate 1, and the phase difference and the arrangement of the retardation plate are both in the direction of the reflective polarizing plate 1 and the direction of the reflective polarizing plate 2 with respect to the light source.
  • An illumination device that is adjusted so that either one of circularly polarized light is emitted.
  • the circularly polarizing reflection plate 1, the ⁇ / 4 wavelength plate 1, the light source, the ⁇ / 4 wavelength plate 2, and the circularly polarizing reflecting plate 2 are included in this order, as described in any one of [1] to [3] Lighting device.
  • the ⁇ / 4 wavelength plate 1, the linearly polarized light reflecting plate 1, the light source, the linearly polarized light reflecting plate 2, and the ⁇ / 4 wavelength plate 2 are included in this order, according to any one of [1] to [3] Lighting device.
  • an illumination device that irradiates either right circularly polarized light or left circularly polarized light with energy efficiency.
  • ⁇ is used to mean that the numerical values described before and after it are included as a lower limit value and an upper limit value.
  • the illumination device of the present invention is an illumination device that selectively emits either right circularly polarized light or left circularly polarized light.
  • the polarization state of light can be represented by the sum of right circularly polarized light and left circularly polarized light.
  • the intensities (light quantities) of the left and right circularly polarized light components are equal, the sum is linearly polarized light, and the electric vector vibrates in an orientation determined by the phase difference of the left and right circularly polarized light.
  • the intensity of the right circularly polarized light component is different from that of the left circularly polarized light component, it becomes elliptically polarized light, and when only one component is used, it becomes completely circularly polarized light.
  • “Selectively emitting either right-handed circularly polarized light or left-handed circularly-polarized light means that one of the right-handed circularly polarized light component and the left-handed circularly-polarized light component has a larger amount of light than the other.
  • the light amount of the right circularly polarized component may be 1.5 times or more, 2 times or more, 3 times or more, 4 times or more, 5 times or more, 10 times or more than the light amount of the left circularly polarized component. Any one polarization component may be substantially 100%.
  • the wavelength range of light irradiated by the illumination device of the present invention is not particularly limited, and a necessary wavelength range can be selected and used according to the application of the illumination device.
  • the wavelength range may be, for example, in the ultraviolet region (for example, 10 nm to 420 nm), in the visible light region (for example, 420 nm to 700 nm), in the infrared region (for example, 700 nm to 1200 nm), Of these, the region may extend over two or three regions. Practically, the wavelength region may be determined according to the wavelength of the emitted light from the light source used in the illumination device and the control wavelength region of the polarizing plate and retardation plate used.
  • the polarization state of each wavelength of the light emitted from the illumination device can be measured using a spectral radiance meter or a spectrometer equipped with a circularly polarizing plate.
  • the intensity of light measured through the right circularly polarizing plate corresponds to I R
  • the intensity of light measured through the left circularly polarizing plate corresponds to I L.
  • ordinary light sources such as incandescent bulbs, mercury lamps, fluorescent lamps, and LEDs emit almost natural light, but the characteristics that are attached to these to produce the polarization of the polarization state control member are, for example, a polarization phase difference manufactured by AXOMETRICS. It can be measured using an analyzer AxoScan or the like.
  • a circularly polarizing plate is attached to an illuminance meter or an optical spectrum meter, it can be measured.
  • the ratio can be measured by attaching a right circular polarized light transmission plate, measuring the right circular polarized light amount, attaching a left circular polarized light transmission plate, and measuring the left circular polarized light amount.
  • the lighting device of the present invention includes a reflective polarizing plate 1, a light source, and a reflective polarizing plate 2 in this order.
  • the lighting device of the present invention further includes one or more retardation plates.
  • Each of the reflective polarizing plate 1, the reflective polarizing plate 2, and the retardation plate is typically planar, and they only need to be arranged substantially in parallel.
  • the reflective polarizing plate 1 and the reflective polarizing plate 2 may each be a retardation plate and a laminate, or may be in contact with the retardation plate.
  • the light source is also arranged substantially parallel to the reflective polarizing plate 1, the reflective polarizing plate 2, and the retardation plate.
  • the planar reflective polarizing plate 1 and the planar reflective polarizing plate 2 do not necessarily have to be arranged substantially in parallel, and they are 45 degrees or less, 30 degrees or less, 15 degrees or less, or 5 degrees or less.
  • the angle may be less than 1 degree. In the case of being parallel, an angle of 0 degree is formed. The same applies to the angle formed by the planar retardation plate and the reflective polarizing plate 1 or the reflective polarizing plate 2.
  • the reflective polarizing plate may be a curved surface.
  • a retardation plate may be disposed so that the polarization state is reversed.
  • the reflective polarizing plate 1, the light source, and the reflective polarizing plate 2 are configured such that the polarized light irradiated from the light source and reflected by the reflective polarizing plate 1 is transmitted through the reflective polarizing plate 2 and irradiated from the light source. It suffices if the reflected polarized light is disposed so as to pass through the reflective polarizing plate 1.
  • the ratio of light transmitted through the other polarizing plate after being reflected from one polarizing plate is preferably large from the viewpoint of energy efficiency, and is about 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% or more. I just need it.
  • the phase difference and the arrangement of the phase difference plate indicate that either the same right circularly polarized light or left circularly polarized light is emitted in both the direction of the reflective polarizing plate 1 and the direction of the reflective polarizing plate 2 with reference to the light source. As long as it is adjusted so that it is. Specifically, the number of retardation plates, the position with respect to the reflection type polarizing plate 1 and the reflection type polarizing plate 2, the size of the retardation (retardation) corresponding to the reflection type polarizing plate 1 and the reflection type polarizing plate 2 used. Value), the direction of the slow axis with respect to the transmission axis of the reflective polarizing plate 1 and the reflective polarizing plate 2 are adjusted. Those adjustments can be appropriately performed by those skilled in the art, and can be performed with reference to, for example, the description of “Optical Engineering 1” (first edition, published by Morikita Publishing Co., Ltd.).
  • the light source of the illuminating device of this invention is not specifically limited. Examples include LEDs, discharge lamps such as fluorescent lamps, xenon, mercury, sodium, metal halide lamps, lamps using filaments such as halogen lamps and incandescent lamps, inorganic / organic EL lamps, and electrodeless lamps. From the viewpoint of efficiency, LEDs, discharge lamps, electrodeless lamps, and organic EL lamps are preferable, and LEDs, discharge lamps, and organic EL lamps having high efficiency in the wavelength range of 300 to 800 nm effective for photosynthesis are particularly preferable. LEDs with the highest electroluminescent efficiency are most preferred. Light having a wavelength obtained by light emission may be used as it is, or light converted by a phosphor may be used.
  • the light source of the illumination device of the present invention is preferably a light source that emits light to both sides so that light can be emitted to both the reflective polarizing plate 1 side and the reflective polarizing plate 2 side.
  • it may be a light source that emits light in any direction of 360 degrees.
  • the reflective polarizing plate 1 and the reflective polarizing plate 2 arranged on both sides of the light source the light-derived polarized component from the light source reflected on one side can reach the other and transmit therethrough. It is preferable that it is the structure to perform.
  • Examples of such a light source include a light source having a structure in which point light sources such as LED lamps are arranged on both surfaces of a transparent plate.
  • a light source produced by arranging a plurality of light sources emitting to one side on each surface using a transparent plate can be mentioned. What is necessary is just to arrange
  • the reflective polarizing plate is, for example, a polarizing plate that reflects either the linear P-polarized light or the linear S-polarized light and transmits the other, or polarized light that reflects either the right circularly polarized light or the left circularly polarized light and transmits the other. Any plate can be used.
  • the reflective polarizing plate 1 and the reflective polarizing plate 2 may be the same or different, but are preferably the same in order to make the polarization of light emitted from both sides the same.
  • the reflective polarizing plate includes a linearly polarized light reflecting plate and a circularly polarized light reflecting plate.
  • the combination of a phase difference plate and a linearly polarized light reflecting plate can function as a circularly polarized light reflecting plate
  • the circularly polarized light reflecting plate is usually a combination of a phase difference plate and a linearly polarized light reflecting plate. Does not include.
  • the circularly polarized light reflection plate may be a polarizing plate that reflects either one of right circularly polarized light or left circularly polarized light and transmits the other.
  • Examples of the circularly polarizing reflector include those having a cholesteric liquid crystal structure. For example, see the description regarding a circularly polarizing reflector having a cholesteric liquid crystal structure in JP 2012-226229 A (International Publication 2012-44422). Can do.
  • Linear polarization reflector Examples of the linearly polarized light reflector include (i) a multilayered linearly polarized light reflector, (ii) a polarizer in which thin films having different birefringence are laminated, (iii) a wire grid polarizer, (iv) a polarizing prism, (v ) Scattering anisotropic polarizing plate. Specifically, for example, the description relating to the reflective polarizing plate in JP-A-2012-223163 can be referred to.
  • phase difference plate a plate having an appropriate phase difference may be used according to the type and arrangement site of the polarizing plate used. Specific examples include a ⁇ / 4 wavelength plate or a ⁇ / 2 wavelength plate.
  • the ⁇ / 4 wavelength plate may be a (2n + 1/4) ⁇ plate (n is an integer).
  • a ⁇ / 2 wavelength plate may be a (2n + 1/2) ⁇ plate (n is an integer).
  • n is preferably 0.
  • the retardation plate is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
  • stretched polycarbonate film stretched norbornene polymer film, inorganic particles having birefringence such as strontium carbonate
  • a transparent film that contains and oriented a transparent film that contains and oriented
  • a thin film obtained by obliquely depositing an inorganic dielectric on a support a transparent film that contains and oriented
  • the retardation plate examples include (1) a birefringent film having a large retardation and a birefringent film having a small retardation described in JP-A-5-27118 and JP-A-5-27119. And (2) a polymer film having a ⁇ / 4 wavelength at a specific wavelength described in JP-A-10-68816, and A retardation film that can be obtained by laminating a polymer film made of the same material and having a ⁇ / 2 wavelength at the same wavelength to obtain a ⁇ / 4 wavelength in a wide wavelength region, (3) described in JP-A-10-90521 A retardation plate capable of achieving ⁇ / 4 wavelength in a wide wavelength region by laminating two polymer films, (4) International Publication No.
  • a commercially available product may be used as the retardation plate.
  • a commercial item which is a ⁇ / 4 wavelength plate for example, trade name: Pure Ace WR (manufactured by Teijin Limited) and the like can be mentioned.
  • the lighting device of the present invention may further include other members such as a reflecting member, a heat radiating member, an infrared absorbing member, an ultraviolet absorbing member, a lens, and a prism as necessary.
  • FIGS. 1 (a) to 1 (c) are diagrams showing a symmetrical arrangement with respect to the light source, only the light path emitted from the light source toward one side is shown.
  • FIG. 1A is a view showing an example in which a ⁇ / 4 retardation plate 2, a reflective polarizing plate 2, a light source, a reflective polarizing plate 1, and a ⁇ / 4 retardation plate 1 are arranged in this order. It shows as an example of the illuminating device which irradiates right circularly polarized light.
  • the polarizing plate 1 on the right side of the light source is arranged so that light in the vertical direction is transmitted, and the polarizing plate 2 on the left side of the light source is arranged so that light in the horizontal direction is transmitted.
  • a ⁇ / 4 plate is installed outside the polarizing plate 1 on the right side of the light source so that the transmitted light becomes right circularly polarized light. Install so that it is circularly polarized. Light emitted from the light source to the right passes through the polarizing plate 1 and the ⁇ / 4 plate 1 and is emitted as right circularly polarized light to the right.
  • the polarizing plate 1 In the polarizing plate 1, the light lateral to the polarization direction is reflected, and this light passes through the polarizing plate 2 and the ⁇ / 4 plate 2 and is emitted to the left as right circularly polarized light. The light emitted from the light source to the left side is transmitted through the polarizing plate 2 and the ⁇ / 4 plate 2 and emitted to the left side as right circularly polarized light.
  • the polarizing plate 2 reflects light in the vertical polarization direction. 1 ⁇ ⁇ / 4 is transmitted through the plate 1 and is emitted as right circularly polarized light on the right side.
  • Light emitted obliquely from the light source does not enter the ⁇ / 4 plate perpendicularly, and thus is emitted as elliptically polarized light, but has a high probability of being emitted as light with a large amount of right circularly polarized light.
  • FIG. 1B is a diagram showing an example in which a circularly polarized light reflector 2, a ⁇ / 4 phase difference plate 2, a light source, a ⁇ / 4 phase difference plate 1, and a circularly polarized light reflector 1 are arranged in this order. That is, the light source is disposed between ⁇ / 4 plates, and right circularly polarized light transmitting and left circularly polarized light reflecting plates are installed on both outer sides thereof. It shows as an example of the illuminating device which irradiates right circularly polarized light. The longitudinally polarized light component emitted to the right side from the light source passes through the ⁇ / 4 plate 1 and becomes right circularly polarized light.
  • the right circularly polarized light passes through the right circularly polarized light transmitting plate 1 and is formed as right circularly polarized light on the outside. Emitted.
  • the laterally polarized light emitted to the right side from the light source passes through the ⁇ / 4 plate 1 and becomes left circularly polarized light.
  • the left circularly polarized light is reflected by the right circularly polarized light transmitting plate 1 and is incident on the ⁇ / 4 plate 1 again.
  • this light passes through the ⁇ / 4 plate 1, it becomes light having a vertical polarization direction.
  • the light further enters the ⁇ / 4 plate 2, it becomes right circularly polarized light. This passes through the right circularly polarized light transmitting plate 2 and is emitted to the outside.
  • FIG. 1C is a diagram showing an example in which the circularly polarized light reflector 2, the ⁇ / 2 phase difference plate, the light source, and the circularly polarized light reflector 1 are arranged in this order. It shows as an example of the illuminating device which irradiates right circularly polarized light.
  • the right circularly polarized light emitted to the right side from the light source passes through the right circularly polarizing plate 1.
  • the left circularly polarized light emitted to the right side from the light source is reflected by the right circularly polarizing plate 1, and the left circularly polarized light becomes right circularly polarized light after passing through the ⁇ / 2 plate, and is emitted to the outside through the right circularly polarizing plate 2.
  • the left circularly polarized light emitted from the light source to the left side becomes right circularly polarized light by the ⁇ / 2 plate and is emitted to the outside through the right circularly polarizing plate 2.
  • the right circularly polarized light emitted from the light source to the left becomes left circularly polarized light at the ⁇ / 2 plate, is reflected by the right circularly polarizing plate 2, is incident on the ⁇ / 2 plate again, becomes right circularly polarized light, and the right circularly polarized light on the right side. Outgoes through the transmission plate.
  • the application of the lighting device of the present invention is not particularly limited.
  • An example is an illuminating device for irradiating a chiral substance to elicit a reaction specific to optical circular polarization.
  • the use as illumination for plant cultivation is given as an example. It has been known that there is a case where plant light or the like has a certain influence depending on whether light radiated to a plant predominantly includes right-handed circularly polarized light or left-handed circularly polarized light (JP 2008-228688). Gazette, international publication 2012-44422 etc.))
  • the lighting device of the invention as lighting for plant cultivation, the growth of plants can be remarkably promoted. Moreover, specific components of plants such as fragrance components can be enhanced.
  • the illuminating device of the present invention can irradiate a specific circularly polarized light from both sides of the device, for example, the illuminating device of the present invention is arranged in the center of the house for plant cultivation, and the device is in the direction in which light is irradiated. Plants can be grown on both sides.

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Abstract

　本発明により、右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に出射する照明装置であって、反射型偏光板１、光源、および反射型偏光板２をこの順で含み、さらに位相差板を含み、反射型偏光板１、上記光源、および反射型偏光板２が、反射型偏光板１を反射した偏光が反射型偏光板２を透過し、かつ反射型偏光板２を反射した偏光が反射型偏光板１を透過するように配置されており、かつ、上記位相差板の位相差および配置が、上記光源を基準として反射型偏光板１の方向および反射型偏光板２の方向の双方に上記のいずれか一方の円偏光が出射されるように調整されている照明装置が提供される。本発明の照明装置は右円偏光または左円偏光のいずれか一方をエネルギー効率良く照射する。

Description

円偏光照明装置
　本発明は、右円偏光または左円偏光のいずれか一方を出射する照明装置に関する。本発明は特に植物栽培に用いられる照明装置に関する。
　偏光を出射する照明システムは、画像表示装置等で従来から数多く検討されている。このようなシステムでは、バックライトの光を吸収型の偏光板に透過させることによって、直線偏光を取り出している。しかし、吸収型偏光板は、直交する直線偏光を吸収するので、原理的に最大半分の光しか得られない。そのため、反射型偏光板を使い、反射された光の偏光方向を変えて、再度出射するといった技術が検討されてきた（例えば特許文献１）。しかし、何回も光を反射したり、各種フィルムを透過したりすることで、失われる光量が大きかった。
　一方、特に円偏光をエネルギー効率良く選択的に照射する照明装置としては、特許文献２に、入射光の一方の偏光成分を透過し、他方の偏光成分を反射する反射型偏光板と反射した偏光成分の偏光状態を変化させて再度利用する構成を有する照明装置に関する開示がある。
特開２００５－１０８５４０号公報 特開２０１２－２２３１６３号公報
　本発明の課題は、右円偏光または左円偏光のいずれか一方をエネルギー効率良く照射する照明装置を提供することである。
　本願発明者らは、円偏光が植物に与える影響を研究する過程で上記課題に直面した。鋭意検討の結果、従来の概念に捕らわれない発想で上記の課題の解決が可能であることを発見し、その知見に基づいて本発明を完成させた。すなわち、本発明は、以下の［１］～［６］を提供するものである。
［１］右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に出射する照明装置であって、反射型偏光板１、光源、および反射型偏光板２をこの順で含み、さらに位相差板を含み、
反射型偏光板１、上記光源、および反射型偏光板２が、反射型偏光板１を反射した偏光が反射型偏光板２を透過し、かつ反射型偏光板２を反射した偏光が反射型偏光板１を透過するように配置されており、かつ、上記位相差板の位相差および配置が、上記光源を基準として反射型偏光板１の方向および反射型偏光板２の方向の双方に上記のいずれか一方の円偏光が出射されるように調整されている照明装置。
［２］植物栽培用の［１］に記載の照明装置。
［３］光源が、透明板の両面にＬＥＤランプが配された構造を有する［１］または［２］に記載の照明装置。
［４］円偏光反射板１、λ／４波長板１、光源、λ／４波長板２、および円偏光反射板２をこの順に含む［１］～［３］のいずれか一項に記載の照明装置。
［５］λ／４波長板１、直線偏光反射板１、光源、直線偏光反射板２、およびλ／４波長板２をこの順に含む［１］～［３］のいずれか一項に記載の照明装置。
［６］円偏光反射板１、λ／２波長板１、光源、および円偏光反射板２をこの順に含む［１］～［３］のいずれか一項に記載の照明装置。
　本発明により、右円偏光または左円偏光のいずれか一方をエネルギー効率良く照射する照明装置が提供される。
本発明の照明装置の基本的構成の例を示す図である。
　以下、本発明を詳細に説明する。
　なお、本明細書において「～」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
　本発明の照明装置は、右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に出射する照明装置である。
　光の偏光状態は、右円偏光と左円偏光との和によって表すことができる。例えば、左右の円偏光成分の強度（光量）が等しい場合には、その和は直線偏光となり、左右円偏光の位相差によって決まる方位でその電気ベクトルは振動する。右円偏光成分と左円偏光成分の強度が異なる場合には楕円偏光になり、いずれかの成分のみの場合には完全な円偏光となる。
　右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に出射するとは、光において、右円偏光成分または左円偏光成分のいずれか一方が他方に対して光量が多いことを意味する。具体的には、右円偏光成分の光量が左円偏光成分の光量に対して１．５倍以上、２倍以上、３倍以上、４倍以上、５倍以上、１０倍以上であればよく、実質的に、いずれか一方の偏光成分が１００％であればよい。
　本発明の照明装置が照射する光の波長域は特に限定されず、照明装置の用途に応じて必要な波長域を選択して用いることができる。波長域は例えば、紫外線領域（例えば１０nm～４２０nm）にあってもよく、可視光線領域（例えば４２０nm～７００nm）にあってもよく、赤外線領域（例えば７００nm～１２００nm）にあってもよく、それらのうち、２つまた３つの領域をまたがる領域にあってもよい。実用的には照明装置に用いられる光源の出射光の波長と、用いられる偏光板および位相差板の制御波長域に従って波長域が定まっていればよい。
　照明装置から出射された光の各波長の偏光状態は、円偏光板を装着した分光放射輝度計またはスペクトルメータを用いて測定することができる。この場合、右円偏光板を通して測定した光の強度がＩR、左円偏光板を通して測定した光の強度がＩLに相当する。また、白熱電球、水銀灯、蛍光灯、ＬＥＤ等の通常光源は、ほぼ自然光を発しているが、これらに装着して偏光状態制御部材の偏光を作り出す特性は、例えば、ＡＸＯＭＥＴＲＩＣＳ社製の偏光位相差解析装置ＡｘｏＳｃａｎなどを用いて測定することができる。
　また、照度計や光スペクトルメータに、円偏光板を取り付けても測定することができる。右円偏光透過板をつけ、右円偏光量を測定、左円偏光透過板をつけ、左円偏光量を測定することにより、比率を測定できる。
（照明装置の構成）
　本発明の照明装置は、反射型偏光板１、光源、および反射型偏光板２をこの順に含む。また、本発明の照明装置は、上記に加えてさらに１つまたは２つ以上の位相差板を含む。反射型偏光板１、反射型偏光板２、位相差板はそれぞれ、典型的には平面状であり、それらは略平行に配置されていればよい。反射型偏光板１、反射型偏光板２はそれぞれ、位相差板と積層体になっていてもよく、位相差板と接していてもよい。
　光源として平面状のものを用いる場合は、光源も反射型偏光板１、反射型偏光板２、および位相差板と略平行に配置される。このような構造をとることによって、照射面積を広くすることができる。平面状の反射型偏光板１、および平面状の反射型偏光板２は、必ずしも略平行に配置されていなくてもよく、それらが、45度以下、30度以下、15度以下、5度以下、1度以下の角度をなしていてもよい。なお、平行である場合は０度の角度をなす。平面状の位相差板と反射型偏光板１または反射型偏光板２がなす角度についても同様である。反射型偏光板は、曲面であってもよく、その場合は、反射後次に反射型偏光板に照射される場合、偏光状態が反転するように位相差板を配置すればよい。
　反射型偏光板１、光源、および反射型偏光板２は、光源から照射され反射型偏光板１を反射した偏光が反射型偏光板２を透過し、かつ光源から照射され反射型偏光板２を反射した偏光が反射型偏光板１を透過するように配置されていればよい。一方の偏光板を反射後、他方の偏光板を透過する光の割合は、エネルギー効率の観点から大きいことが好ましく、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％以上程度であればよい。
　位相差板の位相差と配置とは、光源を基準として反射型偏光板１の方向および反射型偏光板２の方向の双方に、同一の右円偏光または左円偏光のいずれか一方が出射されるように調整されていればよい。具体的には用いられる反射型偏光板１および反射型偏光板２に対応して、位相差板の数、反射型偏光板１および反射型偏光板２に対する位置、位相差の大きさ（レターデーション値）、反射型偏光板１および反射型偏光板２の透過軸に対する遅相軸の方向などが調整される。それらの調整は、当業者が適宜行うことが可能であり、例えば「光工学１」（第１版、森北出版株式会社発行）記載を参照して行うことができる。
（光源）
　本発明の照明装置の光源は特に限定されない。例としては、ＬＥＤ、蛍光灯・キセノン・水銀・ナトリウム・メタルハライド ランプなどの放電ランプ、ハロゲンランプ・白熱電球などのフィラメントを用いたランプ、無機・有機ＥＬランプ、無電極ランプなどが挙げられる。効率の観点から、ＬＥＤ、放電ランプ、無電極ランプ、有機ＥＬランプが好ましく、光合成に有効な３００～８００ｎｍ域波長の効率が高いＬＥＤや放電ランプや有機ＥＬランプが特に好ましい。電気光効率が最も高いＬＥＤが最も好ましい。
　発光によって得られた波長の光をそのまま用いてもよく、蛍光体によって変換された光を用いてもよい。
　本発明の照明装置の光源は通常、反射型偏光板１側および反射型偏光板２側の双方に光を出射できるように、両側に光を出射する光源であることが好ましい。または３６０度いずれの方向にも光を出射する光源であってもよい。
　また、光源は両側に配置されている反射型偏光板１と反射型偏光板２の間において、片方で反射された光源からの光由来の偏光成分が他方に到達して透過することを可能とする構成であることが好ましい。このような光源としては透明板の両面にＬＥＤランプなどの点光源が配された構造の光源が挙げられる。すなわち、透明板を利用して、それぞれの面に、片側に出射する光源を複数配置して作製した光源が挙げられる。上記点光源は、光の照射方向が透明板の法線に平行な２方向となっているように、透明板に配置すればよい。
　（反射型偏光板）
　反射型偏光板は、例えば、直線Ｐ偏光もしくは直線Ｓ偏光のいずれか一方を反射し他方を透過する偏光板、または、右円偏光もしくは左円偏光のいずれか一方を反射し他方を透過する偏光板であればよい。反射型偏光板１および反射型偏光板２は同じものであっても異なるものであってもよいが、両側から出射される光の偏光性を同一にするため、同じものであることが好ましい。本明細書において反射型偏光板は、直線偏光反射板および円偏光反射板を含む意味である。なお、位相差板と直線偏光反射板との組み合わせは円偏光反射板として機能しうるが、本明細書において、通常、円偏光反射板としては、位相差板と直線偏光反射板との組み合わせからなるものを含まない。
（円偏光反射板）
　円偏光反射板は、右円偏光または左円偏光のいずれか一方の成分を反射し、他方は透過する性質を有する偏光板であればよい。円偏光反射板としては、コレステリック液晶構造を有するものが挙げられ、例えば、特開２０１２－２２６２２９号公報（国際公開２０１２－４４４２２号）のコレステリック液晶構造を有する円偏光反射板に関する記載を参照することができる。
（直線偏光反射板）
　直線偏光反射板としては、例えば（ｉ）多層構造の直線偏光反射板、（ｉｉ）複屈折の異なる薄膜を積層した偏光子、（ｉｉｉ）ワイヤーグリッド型偏光子、（ｉｖ）偏光プリズム、（ｖ）散乱異方性型偏光板、などが挙げられる。
　それぞれ具体的には、例えば、特開２０１２－２２３１６３号公報の、反射型偏光板に関する記載を参照することができる。
（位相差板）
　位相差板としては、用いられる偏光板の種類と配置部位に従って、適切な位相差を有するものを使用すればよい。具体的な例としては、例えば、λ／４波長板、またはλ／２波長板などが挙げられる。なお、本明細書において、λ／４波長板というとき、（２ｎ＋１／４）λ板（ｎは整数）であればよい。また、λ／２波長板というとき、（２ｎ＋１／２）λ板（ｎは整数）であってもよい。ｎは０であることが好ましい。
　位相差板としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、延伸されたポリカーボネートフィルム、延伸されたノルボルネン系ポリマーフィルム、炭酸ストロンチウムのような複屈折を有する無機粒子を含有して配向させた透明フィルム、支持体上に無機誘電体を斜め蒸着した薄膜などが挙げられる。
　位相差板としては、例えば、（１）特開平５－２７１１８号公報、および特開平５－２７１１９号公報に記載された、レターデーションが大きい複屈折性フィルムと、レターデーションが小さい複屈折性フィルムとを、それらの光軸が直交するように積層させた位相差板、（２）特開平１０－６８８１６号公報に記載された、特定波長においてλ／４波長となっているポリマーフィルムと、それと同一材料からなり同じ波長においてλ／２波長となっているポリマーフィルムとを積層させて、広い波長領域でλ／４波長が得られる位相差板、（３）特開平１０－９０５２１号公報に記載された、二枚のポリマーフィルムを積層することにより広い波長領域でλ／４波長を達成できる位相差板、（４）国際公開第００／２６７０５号パンフレットに記載された変性ポリカーボネートフィルムを用いた広い波長領域でλ／４波長を達成できる位相差板、（５）国際公開第００／６５３８４号パンフレットに記載されたセルロースアセテートフィルムを用いた広い波長領域でλ／４波長を達成できる位相差板、などが挙げられる。
　位相差板としては、市販品を用いてもよい。λ／４波長板である市販品の例としては、例えば商品名：ピュアエース　ＷＲ（帝人株式会社製）などが挙げられる。
（その他の部材）
　本発明の照明装置は、更に必要に応じて、反射部材、放熱部材、赤外線吸収部材、紫外線吸収部材、レンズ、プリズム等のその他の部材を有していてもよい。
（具体例）
　本発明の照明装置の基本的構成の例を図１(a)～（ｃ）に示す。なお、図１(a)～（ｃ）は光源を中心に左右対称の配置の図であるため、光路は光源から片側に向かって出射した光のもののみを示している。
　図１(a)は、λ／４位相差板２、反射型偏光板２、光源、反射型偏光板１、λ／４位相差板１をこの順に配置した例を示す図である。右円偏光を照射する照明装置の例として示す。光源右側の偏光板１は、縦方向の光が透過するように配置し、光源左側の偏光板２は、横方向の光が透過するように配置する。光源右側の偏光板１の外側に、λ／４板を、透過光が右円偏光になるように設置し、光源左側の偏光板２の外側にも、λ／４板を、透過光が右円偏光になるように設置する。光源から右側に出射した光は、偏光板１、λ／４板１を透過し、右側に右円偏光として出射する。偏光板１では、偏光方向横の光が反射されこの光は偏光板２、λ／４板２を透過し、左側に右円偏光として出射する。光源から左側に出射した光は、偏光板２・λ／４板２を透過し、左側に右円偏光として出射し、偏光板２では、偏光方向縦の光が反射され、この光は偏光板１・λ／４板１を透過し、右側に右円偏光として出射する。光源から斜めに出射した光は、λ／４板に垂直に入射しないため、楕円偏光として出射するが、右円偏光成分の多い光として出射される確率が大きい。
　図１(ｂ)は、円偏光反射板２、λ／４位相差板２、光源、λ／４位相差板１、円偏光反射板１をこの順に配置した例を示す図である。すなわち、光源が、λ／４板で挟んで配置され、それらの両外側に、ぞれぞれ、右円偏光透過・左円偏光反射板が設置されている。右円偏光を照射する照明装置の例として示す。光源から右側に出射した、縦方向の偏光成分は、λ／４板１を通過し、右円偏光となる。（このようになるよう、λ／４板１の遅相軸の方向が調整されているものとする。）右円偏光は、右円偏光透過板１を通過して、外側に右円偏光として出射される。光源から右側に出射した、横方向の偏光は、λ／４板１を通過し、左円偏光となる。左円偏光は、右円偏光透過板１で反射され、再度λ／４板１に入射する。この光は、λ／４板１を通過すると、偏光方向縦の光となる。さらにλ／４板２に入射すると、今度は右円偏光となる。これは、右円偏光透過板２を通過して、外側に出射される。
　図１(ｃ)は、円偏光反射板２、λ／２位相差板、光源、円偏光反射板１をこの順に配置した例を示す図である。右円偏光を照射する照明装置の例として示す。
　光源から右側に出射した右円偏光は、右円偏光板１を通過する。光源から右側に出射した左円偏光は、右円偏光板１で反射され、この左円偏光は、λ／２板を通過することで右円偏光となり、右円偏光板２を経て外へ出射される。光源から左側に出射した左円偏光も、同様にλ／２板で右円偏光となり、右円偏光板２を経て外へ出射される。光源から左側に出射した右円偏光は、λ／２板で左円偏光となり、右円偏光板２で反射され、再度λ／２板に入射して、右円偏光となり、右側の右円偏光透過板を通過して出射する。
（用途）
　本発明の照明装置の用途は特に限定されない。例としては、キラル物質へ照射して光円偏光特異的な反応を引き出すための照明装置があげられる。さらには、特に植物栽培用の照明として使用することが例としてあげられる。植物に照射する光が右円偏光を優勢に含むかまたは左円偏光を優勢に含むかにより、植物の成長等に一定の影響を与える場合があることが知られている（特開２００８－２２８６８８号公報、国際公開２０１２－４４４２２号等））
　発明の照明装置を植物栽培用の照明として用いることにより、植物の成長を顕著に促進することができる。また、香り成分などの植物の特定成分を増強することができる。
　本発明の照明装置は装置の両側から特定の円偏光を照射することが可能であるため、例えば、植物栽培用ハウスの中央に本発明の照明装置を配置し、光が照射される方向の装置の両側で植物を栽培することができる。

Claims (6)

  1. 右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に出射する照明装置であって、
    反射型偏光板１、光源、および反射型偏光板２をこの順で含み、
    さらに位相差板を含み、
    反射型偏光板１、前記光源、および反射型偏光板２が、
    反射型偏光板１を反射した偏光が反射型偏光板２を透過し、かつ
    反射型偏光板２を反射した偏光が反射型偏光板１を透過するように配置されており、かつ、
    前記位相差板の位相差および配置が、前記光源を基準として反射型偏光板１の方向および反射型偏光板２の方向の双方に前記のいずれか一方の円偏光が出射されるように調整されている照明装置。
  2. 植物栽培用の請求項１に記載の照明装置。
  3. 光源が、透明板の両面にＬＥＤランプが配された構造を有する請求項１または２に記載の照明装置。
  4. 円偏光反射板１、λ／４波長板１、光源、λ／４波長板２、および円偏光反射板２をこの順に含む請求項１～３のいずれか一項に記載の照明装置。
  5. λ／４波長板１、直線偏光反射板１、光源、直線偏光反射板２、およびλ／４波長板２をこの順に含む請求項１～３のいずれか一項に記載の照明装置。
  6. 円偏光反射板１、λ／２波長板１、光源、および円偏光反射板２をこの順に含む請求項１～３のいずれか一項に記載の照明装置。
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