WO2020203539A1 - Ｌｅｄ照明装置、栽培棚、および栽培方法 - Google Patents

Ｌｅｄ照明装置、栽培棚、および栽培方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2020203539A1
WO2020203539A1 PCT/JP2020/013282 JP2020013282W WO2020203539A1 WO 2020203539 A1 WO2020203539 A1 WO 2020203539A1 JP 2020013282 W JP2020013282 W JP 2020013282W WO 2020203539 A1 WO2020203539 A1 WO 2020203539A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
led
lighting device
reflector
cultivation
led lighting
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/013282
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
正裕 北島
宇佐美　由久
貴正 新田
高志 丸山
Original Assignee
スペースファームテクノロジー株式会社
菱電商事株式会社
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 スペースファームテクノロジー株式会社, 菱電商事株式会社 filed Critical スペースファームテクノロジー株式会社
Priority to CN202080027053.6A priority Critical patent/CN113678271A/zh
Priority to JP2021511859A priority patent/JPWO2020203539A1/ja
Publication of WO2020203539A1 publication Critical patent/WO2020203539A1/ja

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
    • 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
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • 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
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • 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
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor
    • 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
    • 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 LED lighting device, a cultivation shelf, and a cultivation method.
  • the lighting on the shelves mainly illuminates the shelves, but light leaks outside the shelves. Therefore, for example, as in Patent Document 1, a reflector is installed on the side surface of the shelf to reflect the light leaking to the outside to the inside for effective use.
  • Patent Document 1 has a problem that the inflow and outflow of air is hindered by the shelves, the humidity in the shelves rises, and the growth of plants is suppressed. Also, the presence of reflectors made it difficult to observe and care for the cultivated food inside the shelves. In addition, many reflectors require regular replacement and cleaning, which is laborious to maintain.
  • Patent Document 2 the main purpose of Patent Document 2 is to suppress changes in light distribution characteristics caused by distortion of the reflector due to thermal stress, and in the method of Patent Document 2, light is emitted all over the nearby irradiation area of LED illumination. No effort was made to irradiate the light and prevent it from leaking outside.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and is an LED lighting device capable of preventing light from leaking to the outside of the LED lighting device without installing a reflector on the side surface of the shelf. , Cultivation shelves, and cultivation methods.
  • One aspect of the LED lighting device in the present invention is an LED row composed of a plurality of LED packages arranged at intervals in the longitudinal direction in an arrangement region having a predetermined width extending in the longitudinal direction, and at least one of the LED rows. Arranged within at least some of the above intervals, at least in a predetermined range from the end, the direction of light irradiation from the LED package is changed from the end side of the LED row to the center side of the LED row.
  • a light irradiation direction changing member is provided, and the light irradiation direction changing member has a reflecting plate arranged in a part of the periphery of the LED package.
  • One aspect of the cultivation shelf in the present invention is a rectangular parallelepiped frame having a rectangular upper frame, a lower frame having the same shape as the upper frame, and a plurality of columns connecting the four corners of the upper frame and the four corners of the lower frame.
  • the unit, a cultivation area portion installed on the lower frame, and an LED lighting device of the above-described embodiment installed at a plurality of locations between the long sides of the upper frame so as to be substantially perpendicular to the long sides are provided. According to the above-mentioned cultivation shelf, it is possible to prevent light from leaking to the outside of the LED lighting device without installing a reflector on the side surface of the cultivation shelf.
  • One aspect of the cultivation method in the present invention is the cultivation method using the cultivation shelf of the above aspect, in which the object to be cultivated planted in the cultivation area is irradiated with light by an LED lighting device to be cultivated. Cultivate things. According to the above cultivation method, it is possible to prevent light from leaking to the outside of the LED lighting device without installing a reflector on the side surface of the cultivation shelf.
  • the present invention it is possible to prevent light from leaking to the outside of the LED lighting without installing a reflector on the side surface of the cultivation shelf.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the schematic structure of the cultivation shelf of one Embodiment which concerns on this invention. It is a figure which shows the schematic structure of the cultivation rack frame of one Embodiment which concerns on this invention. It is the figure which looked at the cultivation shelf from the short side side to the long side direction of the upper frame in the cultivation rack frame. It is the figure which looked at the cultivation shelf from the long side side to the short side direction of the upper frame in the cultivation rack frame. It is a figure which looked at the LED row from the short side side to the long side direction of the upper frame in a cultivation rack frame. It is the figure which looked at the LED row from the cultivation bed side.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a cultivation shelf 100 according to the present embodiment.
  • the cultivation shelf 100 includes a cultivation rack frame 10 as a frame unit, a cultivation bed 20 as a cultivation area portion, and an LED lighting device 30.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a cultivation rack frame 10 according to the present embodiment.
  • the cultivation rack frame 10 includes a plurality of rectangular upper frames 10a, a lower frame 10b having the same shape as the upper frame 10a, and a plurality of corners connecting the four corners of the upper frame 10a and the four corners of the lower frame 10b.
  • It is a rectangular parallelepiped frame unit having a support column 10c.
  • the cultivation shelf 100 shown in FIG. 1 shows an example in which the cultivation rack frames 10 as described above are stacked in four stages.
  • Examples of the material of the upper frame 10a, the lower frame 10b, and the support column 10c include iron, aluminum, and plastic.
  • the long sides of the upper frame 10a and the lower frame 10b have a length of, for example, about 8 m, and the short sides of the upper frame 10a and the lower frame 10b have a length of, for example, about 1.5 m.
  • the lengths of the long sides and short sides of the upper frame 10a and the lower frame 10b can be changed as appropriate.
  • the support column 10c has a length of, for example, about 0.3 m. The length of the support column 10c can be changed as appropriate. When metal is used for the frame, it is preferable to plate it in order to prevent corrosion due to cultivation water or the like.
  • the upper frame 10a in the lower cultivation rack frame 10 can also be used as the lower frame 10b in the upper cultivation rack frame 10.
  • FIG. 3A is a view of the cultivation shelf 100 viewed from the short side to the long side of the upper frame 10a and the lower frame 10b in the cultivation rack frame 10, and FIG. 3B shows the cultivation shelf 100 in the cultivation rack frame 10. It is a figure seen along the short side direction from the long side side of the upper frame 10a and the lower frame 10b.
  • the cultivation bed 20 is placed on the lower frame 10b of the cultivation rack frame 10.
  • the mounting bracket 40 of the LED lighting device 30 is attached to the upper frame 10a of the cultivation rack frame 10.
  • the mounting brackets 40 are attached to, for example, four places in the short side direction of the upper frame 10a of the cultivation rack frame 10, and as shown in FIG. 3B, the upper frame 10a of the cultivation rack frame 10a. In the long side direction of, for example, it is attached at two places.
  • the effective cultivation dimension L defined by the distance from the mounting bracket 40 to which the LED lighting device 30 is attached to the cultivation bed 20 is set to, for example, 295 mm.
  • an adjuster 50 capable of adjusting the height of the cultivation shelf 100 is provided on the support column 10c of the cultivation rack frame 10 at the bottom.
  • the upper frame 10a and the lower frame 10b in the lowermost cultivation rack frame 10 are omitted.
  • the LED lighting device 30 is provided at a plurality of locations between the long sides of the upper frame 10a in the cultivation rack frame 10 so as to be substantially perpendicular to the long side (that is, the angle with respect to the long side is about 85 to 95 degrees). It is erected (to be). Further, the LED lighting devices 30 are substantially parallel to each other (from a state in which the LED lighting devices 30 are parallel to each other, a range of about -15 degrees to 15 degrees, preferably a range of about -10 degrees to 10 degrees, more preferably about. It is erected in the case where it deviates in the range of -5 degrees to 5 degrees.
  • FIG. 4A is a view of the LED row 30a in the LED lighting device 30 of the present embodiment as viewed from the short side side to the long side direction of the upper frame 10a in the cultivation rack frame 10.
  • FIG. 4B is a view of the LED row 30a viewed from the cultivation bed 20 side.
  • FIG. 4C is a view of the LED row 30a in the LED lighting device 30 and the reflector unit 60 as a light irradiation direction changing member as viewed from the short side to the long side of the upper frame 10a in the cultivation rack frame 10. ..
  • FIG. 4D is a view of the LED lighting device 30 in which the LED row 30a and the reflector unit 60 are combined, viewed from the short side side to the long side direction of the upper frame 10a in the cultivation rack frame 10.
  • FIG. 4E is a view of the LED lighting device 30 in which the LED row 30a and the reflector unit 60 are combined, as viewed from the cultivation bed 20 side.
  • a plurality of LED packages 30c are arranged on the base material 30b extending in the longitudinal direction at intervals in the longitudinal direction of the base material 30b. That is, the plurality of LED packages 30c are arranged at intervals in the longitudinal direction of the arrangement region in the arrangement region having a predetermined width extending in the longitudinal direction.
  • the interval is set to, for example, 22 mm.
  • the maximum value of the interval at which the LED package 30c is arranged is 100 mm or less, preferably 50 mm or less, and particularly preferably 20 mm or less.
  • 128 LED packages 30c are arranged. However, the number of LED packages 30c in the LED row 30a can be changed as appropriate.
  • the LED package 30c is divided into, for example, a red-blue type and a white type depending on the emission color of the LED. Further, the width of the upper frame 10a in the cultivation rack frame 10 of one LED package 30c in the short side direction (longitudinal direction of the base material 30b) is, for example, about 2 to 3 mm. However, the width of the LED package 30c can be changed as appropriate.
  • a predetermined range from one end 30d and a predetermined range from the other end 30d in the LED row 30a are referred to as end side regions. Further, the region other than the end side region in the LED row 30a is referred to as a central side region.
  • the end side region of the LED row 30a is arranged corresponding to each LED package 30c arranged in the end side region, and the irradiation direction of the light from the LED package 30c is set in the LED row 30a.
  • a reflector unit 60 as a light irradiation direction changing member for changing from the end portion 30d side to the central portion side of the LED row 30a is arranged.
  • the base material 60a and the reflector 60b are integrally formed.
  • Such a reflector unit 60 is attached to the LED row 30a as shown in FIG. 4D.
  • the reflector 60b is arranged within the interval in which the LED package 30c is arranged.
  • the reflector 60b is not an LED package 30c and does not correspond to a component of the LED package 30c.
  • the material of the reflector 60b may be any material as long as it has a high reflectance.
  • the reflectance of the reflector 60b may be a regular reflectance or a total reflectance, and it is preferable that the amount of light absorbed is small. In the present embodiment, as an example, the reflectance of the reflector 60b is 50% or more.
  • Examples of the material of the reflector 60b include oxides, plastics, metals, and the like. Specifically, the following materials may be used alone or in the form of powder or the like and coated. Examples of materials include magnesium carbonate, barium sulfate, aluminum oxide, titanium oxide, zinc oxide, lithopone, white lead, gold, silver, copper, platinum, aluminum, nickel, tin, tungsten, chrome, paper, pulp, cloth, etc. Examples thereof include white paint, glass, and tile, and among them, titanium oxide, zinc oxide, barium sulfate, magnesium carbonate, aluminum, and the like are preferable.
  • the material of the reflector 60b is preferably a titanium oxide-containing material, and when this material is used, a reflectance of 70% or more can be realized, although it depends on the particle size and content. Further, when materials such as silver, aluminum, and gold are used, a reflectance of 70% or more can be realized.
  • the angle between the arrangement surface of the reflectors 60b and the reflection surface of the reflectors 60b is smaller than that of the remaining reflectors 60b. It has become.
  • FIG. 5A is a perspective view of the reflector unit 60
  • FIG. 5B is a view of the reflector unit 60 viewed from the short side to the long side of the upper frame 10a of the cultivation rack frame 10.
  • the base material 60a of the reflector unit 60 is provided with an opening 60c at a position between adjacent reflectors 60b.
  • the LED lighting device 30 is configured by combining the LED row 30a and the reflector unit 60.
  • FIG. 6A is a perspective view of the reflector unit 60 of another aspect
  • FIG. 6B is a view of the reflector unit 60 viewed from the short side side to the long side direction of the upper frame 10a in the cultivation rack frame 10. Is.
  • the reflective surface of the reflector 60b of the reflector unit 60 is not limited to a flat plate, and may be curved as shown in FIGS. 6A and 6B.
  • FIG. 7A is a diagram showing an example in which the reflector 60b is arranged near the LED package 30c and the size of the reflector 60b is small.
  • FIG. 7B is a diagram in which the reflector 60b is arranged away from the LED package 30c and is reflected. It is a figure which shows the example which the size of a plate 60b is large.
  • the width of the upper frame 10a in the cultivation rack frame 10 of the light emitting surface of the LED package 30c in the short side direction is about 2 to 3 mm, but the light is irradiated from the light emitting surface in a relatively wide irradiation range. Therefore, when controlling this light distribution, as shown in FIG. 7B, when the reflector 60b'is arranged at a position far from the LED package 30c, not only the light from the single LED package 30c but also the other LED packages 30c It also affects the light of. Therefore, in this case, as shown in FIG. 7B, the reflection control cannot be effectively performed unless the large reflector 60b'is provided.
  • the reflection plate 60b can be separated from the other LED package 30c. Light is unaffected. Therefore, when the reflector 60b is arranged at the above-mentioned arrangement position, the height of the reflector 60b (distance from the surface of the base material 60a to the upper end of the reflector 60b) is 2 to 3 times the width of the LED package 30c. By doing so, reflection control can be effectively performed.
  • an LED package 30c having a width of about 2 mm in the short side direction of the upper frame 10a in the cultivation rack frame 10 is used, and the position of the reflector 60b is the central portion of the adjacent LED package 30c. It is set at a position about 2 mm away from. Further, the height of the reflector 60b from the arrangement surface is set to about 5 mm.
  • FIG. 8A is a diagram showing a result of simulating the light distribution of the LED package 30c in a state where the reflector 60b is not provided.
  • FIG. 8B is a diagram illustrating an angle between the reflector 60b and the base material 60a as an arrangement surface.
  • the LED package 30c arranged at the position of 0 mm is the LED package 30c arranged near the end of the LED row 30a, the light spreading in the minus side leaks from the outside of the cultivation shelf 100, and the LED light. Cannot be used efficiently.
  • FIG. 8B a case where a reflector 60b having a height of 5 mm and an angle ⁇ of 90 degrees is installed at a position 2 mm away from the light emitting point of the LED package 30c will be considered.
  • FIG. 9A is a diagram showing a simulation result when the angle ⁇ of the reflector 60b is 90 degrees
  • FIG. 9B is a diagram showing a simulation result when the angle ⁇ is 110 degrees.
  • FIGS. 9A and 9B the light reflected by the reflector 60b is drawn in an annular shape.
  • the angle ⁇ of the reflector 60b is 90 degrees, the irradiation of light in the negative direction is eliminated, but the light distribution in the illumination region directly below the LED package 30c is reduced.
  • the angle ⁇ of the reflector 60b when the angle ⁇ of the reflector 60b is 110 degrees, it extends only to the irradiation surface 300 mm ahead, and the light is not irradiated to the outside of about 100 mm from the light emitting point. That is, by setting the angle ⁇ of the reflector 60b to 110 degrees, it is possible to secure the light distribution in the illumination region directly below the LED package 30c while preventing the irradiation of light in the negative direction.
  • the reflector unit 60 in the end region of the LED row 30a, the light distribution is distributed while preventing the leakage of light from the outside of the cultivation shelf 100.
  • FIG. 10A is a diagram showing the relative strength when the angle of variation (angle ⁇ shown in FIG. 8B) is 70 degrees
  • FIG. 10B is a diagram showing the relative strength when the angle of variation is 90 degrees
  • FIG. 10C is a diagram showing the relative strength when the angle of variation is 90 degrees.
  • the relative intensities shown in FIGS. 10A to 10C were obtained by calculation, and are the light intensities when the calculation was performed assuming that the reflectance of the reflector 60b is a specular reflectance of 80%.
  • the light distribution efficiency is improved from 80% to 91%. It can be seen that the light distribution efficiency is inferior to that when the angle variation angle is 70 degrees, but the uniformity of the light distribution distribution is improved.
  • the maximum amount of light and the flat light distribution are both achieved by individually adjusting the angle of the reflector 60b.
  • the angle of the reflector 60b As shown in FIG. 10C, by individually adjusting the angle of the reflector 60b, the light distribution efficiency could be set to 96% and the uniformity of the light distribution distribution could be improved.
  • a small reflector 60b is attached in the vicinity of the LED package 30c in the end side region corresponding to each LED package 30c.
  • the light leaking to the outside of the cultivation shelf 100 can be returned to the inside of the cultivation shelf 100, and the irradiation light from the LED package 30c can be effectively suppressed.
  • the angle of the reflector 60b according to the arrangement position of the LED package 30c the irradiation distribution in the cultivation shelf 100 can be improved.
  • the cultivation shelf 100 as described above the cultivated object such as a plant is efficiently cultivated by irradiating the cultivated object such as a plant planted in the cultivation bed 20 with light by the LED lighting device 30. be able to.
  • Plant growth is based on photosynthesis. By achieving more photosynthesis, the plant becomes larger and more productive.
  • increasing the amount of light leads to an increase in photosynthesis, and as a result, productivity is increased.
  • the light that has been discarded outside the shelf without irradiating the plant is irradiated to the plant, and as a result, the effect of increasing productivity can be expected.
  • objects to be cultivated other than plants include mushrooms, fish, microorganisms, and cells.
  • the embodiment using the reflector unit 60 has been described as an example of the light irradiation direction changing member, but the present invention is not limited to such an embodiment.
  • a refraction lens 70 as a light irradiation direction changing member is provided corresponding to the LED package 30c in the end side region, and the irradiation light from the LED package 30c is collected on the central portion side. It may be.
  • the mode in which the angle of the reflector 60b is individually adjusted has been described, but the present invention is not limited to such a mode.
  • the angle of the reflector 60b may be uniform among the reflectors 60b.
  • the range in which the reflector 60b or the like is arranged can be arbitrarily set, but it is preferable to arrange the reflector 60b or the like corresponding to at least 6 or more LED packages 30c counting from the end 30d of the LED row 30a.
  • the reflectors 60b and the like are arranged corresponding to at least 6 or more LED packages 30c.
  • the light distribution of the LED package 30c in the range of 100 mm from the end portion 30d is controlled.
  • the light can be adjusted to 10% on one end side and 20% on both end sides, which is 10% or more for the distribution improvement, and a clear effect can be expected.
  • the mode in which the LED packages 30c are arranged in a row at regular intervals has been described, but the present invention is not limited to such a mode.
  • the interval between the LED packages 30c is set to be constant within the group, and the interval between the groups is larger than the interval between the LED packages 30c. It may be increased and set constant.
  • the interval between the LED packages 30c does not have to be constant. Further, as shown in FIG. 12C, the positions of the LED packages 30c in the lateral direction of the base material 30b may be different.
  • the LED packages 30c may be arranged in a plurality of rows on the base material 30b. Further, as shown in FIG. 12E, the number of the LED packages 30c in the lateral direction of the base material 30b may be a combination of a plurality of arrangements and a single arrangement.
  • the mode in which the reflector 60b is arranged corresponding to each LED package 30c has been described, but the present invention is not limited to such a mode.
  • the reflector 60b may be omitted in some places.
  • the reflector 60b may not be arranged at a position corresponding to the first predetermined number of LED packages 30c counted from the end portion 30d.
  • the reflectors 60b may be arranged only on one end side of the LED row 30a instead of arranging the reflectors 60b on both end sides of the LED row 30a.
  • one reflector 60b acts on one LED package 30c, but as shown in FIG. 14, the reflector 60b is the LED package 30c on both sides of the place where it is installed. Can act on. In that case, it is preferable to have a reflector shape that changes the light direction with respect to the light on both sides of the reflector 60b.
  • Cultivation rack frame 10a Upper frame 10b Lower frame 10c Strut 20 Cultivation bed 30 LED lighting device 30a LED row 30b Base material 30c LED package 30d End 40 Mounting bracket 50 Adjuster 60 Reflector unit 60a Base material 60b Reflector 70 Refractive lens 100 Cultivation shelf

Abstract

棚の側面に反射板を設置しなくても、ＬＥＤ照明装置の外に光を漏れないようにすること。　長手方向に延びた所定幅の配置領域において、長手方向に間隔を有して配置された複数のＬＥＤパッケージ３０ｃからなるＬＥＤ列３０ａと、ＬＥＤ列３０ａの少なくとも一方の端部からの少なくとも所定範囲において、上述の間隔のうちの少なくともいくつかの間隔内に配置され、ＬＥＤパッケージ３０ｃからの光の照射方向をＬＥＤ列３０ａの端部側からＬＥＤ列３０ａの中央部側に変更する光照射方向変更部材である反射板ユニット６０と、を備え、反射板ユニット６０は、ＬＥＤパッケージ３０ｃの周囲のうちの一部に配置された反射板６０ｂを有する。

Description

ＬＥＤ照明装置、栽培棚、および栽培方法
　この発明は、ＬＥＤ照明装置、栽培棚、および栽培方法に関する。
　植物工場などでは、人工光照明を栽培棚に設置し、棚の中で植物栽培を行っている。棚内上部に照明を取り付け、棚内下部に水耕栽培設備を設置するといった構成が利用されている。
　棚の照明は主に棚を照らすが、棚外にも光が漏れてしまう。そのため、例えば、特許文献１のように、棚の側面に反射板を設置して、外に漏れる光を内部に反射させて有効利用するといったことが行われている。
　しかしながら、特許文献１の方法は、棚により空気の出入りが妨げられ、棚内の湿度が上がって、植物の生長が抑制されるという課題があった。また、反射板があるために、棚内部の栽培物を観察したり、手入れしたりすることが、困難になった。さらに、多くの反射板は、定期的に交換および洗浄が必要で保守も手間がかかっていた。
　一方で、例えば、特許文献２のように、ＬＥＤ照明に反射板を設置して、照射エリアを限定しようという取り組みがなされている。
特開２０１８－６１４４２号公報 特開２０１８－１０７４８号公報
　しかしながら、特許文献２の主目的は、熱応力による反射板のひずみが原因となる配光特性の変化を抑制することにあり、特許文献２の方法では、ＬＥＤ照明の近傍照射エリアにくまなく光を照射し、その外には漏れないようにするといった取り組みはなされていなかった。
　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、棚の側面に反射板を設置しなくても、ＬＥＤ照明装置の外に光を漏れないようにすることができるＬＥＤ照明装置、栽培棚、および栽培方法を提供することを目的とする。
　本発明におけるＬＥＤ照明装置の一態様は、長手方向に延びた所定幅の配置領域において、長手方向に間隔を有して配置された複数のＬＥＤパッケージからなるＬＥＤ列と、ＬＥＤ列の少なくとも一方の端部からの少なくとも所定範囲において、上述の間隔のうちの少なくともいくつかの間隔内に配置され、ＬＥＤパッケージからの光の照射方向をＬＥＤ列の端部側からＬＥＤ列の中央部側に変更する光照射方向変更部材と、を備え、光照射方向変更部材は、ＬＥＤパッケージの周囲のうちの一部に配置された反射板を有する。
　上記のＬＥＤ照明装置によれば、栽培棚の側面に反射板を設置しなくても、ＬＥＤ照明装置の外に光を漏れないようにすることができる。
　本発明における栽培棚の一態様は、長方形形状の上部フレームと、上部フレームと同一形状の下部フレームと、上部フレームの四隅と下部フレームの四隅とを連結する複数の支柱とを有する直方体形状のフレームユニットと、下部フレームに設置された栽培エリア部と、上部フレームの長辺間の複数箇所に、長辺とほぼ垂直に架設された上記態様のＬＥＤ照明装置と、を備える。
　上記の栽培棚によれば、栽培棚の側面に反射板を設置しなくても、ＬＥＤ照明装置の外に光を漏れないようにすることができる。
　本発明における栽培方法の一態様は、上記態様の栽培棚を用いた栽培方法であって、栽培エリア部に植えられた被栽培物に対して、ＬＥＤ照明装置により、光を照射して被栽培物を栽培する。
　上記の栽培方法によれば、栽培棚の側面に反射板を設置しなくても、ＬＥＤ照明装置の外に光を漏れないようにすることができる。
　本発明によれば、栽培棚の側面に反射板を設置しなくても、ＬＥＤ照明の外に光を漏れないようにすることができる。
本発明に係る一実施形態の栽培棚の概略構成を示す図である。 本発明に係る一実施形態の栽培ラックフレームの概略構成を示す図である。 栽培棚を、栽培ラックフレームにおける上部フレームの短辺側から長辺方向に沿って見た図である。 栽培棚を、栽培ラックフレームにおける上部フレームの長辺側から短辺方向に沿って見た図である。 ＬＥＤ列を、栽培ラックフレームにおける上部フレームの短辺側から長辺方向に沿って見た図である。 ＬＥＤ列を、栽培ベッド側から見た図である。 ＬＥＤ列および反射板ユニットを、栽培ラックフレームにおける上部フレームの短辺側から長辺方向に沿って見た図である。 ＬＥＤ列と反射板ユニットとを組み合わせたＬＥＤ照明装置を、栽培ラックフレームにおける上部フレームの短辺側から長辺方向に沿って見た図である。 ＬＥＤ列と反射板ユニットとを組み合わせたＬＥＤ照明装置を、栽培ベッド側から見た図である。 反射板ユニットの斜視図である。 反射板ユニットを、栽培ラックフレームにおける上部フレームの短辺側から長辺方向に沿って見た図である。 別の態様の反射板ユニットの斜視図である。 別の態様の反射板ユニットを、栽培ラックフレームにおける上部フレームの短辺側から長辺方向に沿って見た図である。 反射板がＬＥＤパッケージの近くに配置され、反射板の大きさが小さい例を示す図である。 反射板がＬＥＤパッケージから離れて配置され、反射板の大きさが大きい例を示す図である。 反射板を設けない状態におけるＬＥＤパッケージの配光分布をシミュレーションした結果を示す図である。 反射板と配置面としての基材との角度について説明する図である。 反射板の角度θが９０度の場合のシミュレーション結果を示す図である。 反射板の角度θが１１０度の場合のシミュレーション結果を示す図である。 変角角度が７０度の場合の相対強度を示す図である。 変角角度が９０度の場合の相対強度を示す図である。 変角角度が９０度の場合の相対強度を示す図である。 光照射方向変更部材の一例としての屈折レンズを設けたＬＥＤ照明装置を示す図である。 ＬＥＤパッケージの配置の第１変形例を示す図である。 ＬＥＤパッケージの配置の第２変形例を示す図である。 ＬＥＤパッケージの配置の第３変形例を示す図である。 ＬＥＤパッケージの配置の第４変形例を示す図である。 ＬＥＤパッケージの配置の第５変形例を示す図である。 反射板の配置の第１変形例を示す図である。 反射板の配置の第２変形例を示す図である。 反射板の配置の第３変形例を示す図である。 反射板の配置の第４変形例を示す図である。 変形例における反射板形状を説明するための図である。
　以下、この発明の一実施形態（以下、本実施形態）について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る栽培棚１００の概略構成を示す図である。図１に示すように、栽培棚１００は、フレームユニットとしての栽培ラックフレーム１０と、栽培エリア部としての栽培ベッド２０と、ＬＥＤ照明装置３０とを備えている。
　図２は、本実施形態に係る栽培ラックフレーム１０の概略構成を示す図である。図２に示すように、栽培ラックフレーム１０は、長方形形状の上部フレーム１０ａと、上部フレーム１０ａと同一形状の下部フレーム１０ｂと、上部フレーム１０ａの四隅と下部フレーム１０ｂの四隅とを連結する複数の支柱１０ｃとを有する直方体形状のフレームユニットである。図１に示す栽培棚１００は、以上のような栽培ラックフレーム１０を四段重ねた例を示している。
　上部フレーム１０ａ、下部フレーム１０ｂ、および支柱１０ｃの材質としては、例えば、鉄、アルミ、およびプラスチック等が挙げられる。上部フレーム１０ａおよび下部フレーム１０ｂの長辺は、例えば８ｍ程度の長さを有しており、上部フレーム１０ａおよび下部フレーム１０ｂの短辺は、例えば１．５ｍ程度の長さを有している。上部フレーム１０ａおよび下部フレーム１０ｂのそれぞれの長辺および短辺の長さは適宜変更することができる。また、支柱１０ｃは、例えば０．３ｍ程度の長さを有している。支柱１０ｃの長さは適宜変更することができる。金属をフレームに使う場合、栽培水などによる腐食を防止するために、めっきすることが好ましい。
　また、栽培ラックフレーム１０を重ねて使用する場合には、下段の栽培ラックフレーム１０における上部フレーム１０ａを、上段の栽培ラックフレーム１０における下部フレーム１０ｂとして兼用することが可能である。
　図３Ａは、栽培棚１００を栽培ラックフレーム１０における上部フレーム１０ａおよび下部フレーム１０ｂの短辺側から長辺方向に沿って見た図であり、図３Ｂは、栽培棚１００を栽培ラックフレーム１０における上部フレーム１０ａおよび下部フレーム１０ｂの長辺側から短辺方向に沿って見た図である。
　図３Ａおよび３Ｂに示すように、栽培ベッド２０は、栽培ラックフレーム１０の下部フレーム１０ｂ上に載置されている。また、図３Ａおよび３Ｂに示すように、栽培ラックフレーム１０の上部フレーム１０ａには、ＬＥＤ照明装置３０の取付金具４０が取り付けられている。取付金具４０は、図３Ａに示すように、栽培ラックフレーム１０の上部フレーム１０ａにおける短辺方向には、例えば、４箇所に取り付けられ、図３Ｂに示すように、栽培ラックフレーム１０の上部フレーム１０ａにおける長辺方向には、例えば、２箇所に取り付けられる。
　また、図３Ａに示すように、ＬＥＤ照明装置３０が取り付けられる取付金具４０から、栽培ベッド２０までの距離で規定される栽培有効寸法Ｌは、例えば、２９５ｍｍに設定されている。
　また、最下段の栽培ラックフレーム１０の支柱１０ｃには、栽培棚１００の高さを調節可能なアジャスター５０が設けられている。なお、図３Ａおよび３Ｂに示す例では、最下段の栽培ラックフレーム１０における上部フレーム１０ａおよび下部フレーム１０ｂは省略されている。
　ＬＥＤ照明装置３０は、図１に示すように、栽培ラックフレーム１０における上部フレーム１０ａの長辺間の複数箇所に、長辺とほぼ垂直に（すなわち、長辺に対する角度が約８５度～９５度となるように）架設されている。また、それぞれのＬＥＤ照明装置３０は、互いにほぼ平行（ＬＥＤ照明装置３０同士が平行な状態から約－１５度～１５度の範囲、好ましくは約－１０度～１０度の範囲、より好ましくは約－５度～５度の範囲でずれる場合を含む。）に架設されている。
　図４Ａは、本実施形態のＬＥＤ照明装置３０におけるＬＥＤ列３０ａを、栽培ラックフレーム１０における上部フレーム１０ａの短辺側から長辺方向に沿って見た図である。図４Ｂは、ＬＥＤ列３０ａを栽培ベッド２０側から見た図である。図４Ｃは、ＬＥＤ照明装置３０におけるＬＥＤ列３０ａおよび光照射方向変更部材としての反射板ユニット６０を、栽培ラックフレーム１０における上部フレーム１０ａの短辺側から長辺方向に沿って見た図である。図４Ｄは、ＬＥＤ列３０ａと反射板ユニット６０とを組み合わせたＬＥＤ照明装置３０を、栽培ラックフレーム１０における上部フレーム１０ａの短辺側から長辺方向に沿って見た図である。図４Ｅは、ＬＥＤ列３０ａと反射板ユニット６０とを組み合わせたＬＥＤ照明装置３０を、栽培ベッド２０側から見た図である。
　図４Ａに示すように、ＬＥＤ列３０ａは、長手方向に延びた基材３０ｂに、複数のＬＥＤパッケージ３０ｃが基材３０ｂの長手方向に間隔を有して配置されている。つまり、複数のＬＥＤパッケージ３０ｃは、長手方向に延びた所定幅の配置領域において、配置領域の長手方向に間隔を有して配置されている。間隔は、例えば、２２ｍｍに設定されている。ＬＥＤパッケージ３０ｃが配置される間隔の最大値は、１００ｍｍ以下、好ましくは５０ｍｍ以下、特に好ましくは２０ｍｍ以下である。ＬＥＤパッケージ３０ｃは、例えば、１２８個配置されている。但し、ＬＥＤ列３０ａにおけるＬＥＤパッケージ３０ｃの個数は、適宜変更することができる。
　ＬＥＤパッケージ３０ｃは、ＬＥＤの発光色によって、例えば、赤青タイプ、白色タイプ等に分かれている。また、一つのＬＥＤパッケージ３０ｃの栽培ラックフレーム１０における上部フレーム１０ａの短辺方向（基材３０ｂの長手方向）の幅は、例えば、２～３ｍｍ程度となっている。但し、ＬＥＤパッケージ３０ｃの幅は、適宜変更することができる。
　本実施形態では、図４Ａに示すように、ＬＥＤ列３０ａにおける一方の端部３０ｄからの所定範囲と、他方の端部３０ｄからの所定範囲とを、端部側領域と称することとする。また、ＬＥＤ列３０ａにおける端部側領域以外の領域を中央側領域と称することとする。
　本実施形態では、ＬＥＤ列３０ａの端部側領域には、端部側領域に配置されたそれぞれのＬＥＤパッケージ３０ｃに対応して配置され、ＬＥＤパッケージ３０ｃからの光の照射方向をＬＥＤ列３０ａの端部３０ｄ側からＬＥＤ列３０ａの中央部側に変更する光照射方向変更部材としての反射板ユニット６０が配置される。
　図４Ｃに示すように、反射板ユニット６０は、基材６０ａと反射板６０ｂとが一体に形成されている。このような反射板ユニット６０を、図４Ｄに示すように、ＬＥＤ列３０ａに取り付ける。その結果、図４Ｅに示すように、ＬＥＤパッケージ３０ｃが配置された間隔内に、反射板６０ｂが配置されることになる。反射板６０ｂは、ＬＥＤパッケージ３０ｃではなく、ＬＥＤパッケージ３０ｃの構成要素に該当しない。なお、本実施形態のように、反射板ユニット６０をＬＥＤ列３０ａとは別部材として形成し、形成後にＬＥＤ列３０ａに取り付けることことにより、ＬＥＤ照明装置３０の製造が容易となる。
　反射板６０ｂの材質は、反射率が高いものであれば、何でも構わない。反射板６０ｂの反射率は、正反射率でも全反射率でも良く、光の吸収量が少ないことが好ましい。本実施形態では、一例として、反射板６０ｂの反射率が５０％以上となっている。
　反射板６０ｂの材質としては、一例として、酸化物、プラスチックおよび金属等が挙げられる。具体的には、以下のような材料で、単独で使っても良いし、粉末等にしてコーティングする形で使ってもよい。材料の例としては、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、酸化アルミ、酸化チタン、酸化亜鉛、リトポン、鉛白、金、銀、銅、白金、アルミ、ニッケル、すず、タングステン、クローム、紙、パルプ、布、白色ペイント、ガラス、およびタイル等が挙げられ、その中で、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、およびアルミ等が好ましい。
　反射板６０ｂの材質は、好ましくは、酸化チタン含有材料がよく、この材質を用いると、粒子径および含量によって異なるが、７０％以上の反射率が実現できる。また、銀、アルミ、および金といった材料を用いた場合も７０％以上の反射率が実現可能である。
　ＬＥＤ列３０ａの端部３０ｄに近い位置に設けられた所定数の反射板６０ｂでは、反射板６０ｂの配置面と反射板６０ｂの反射面との角度が、残りの反射板６０ｂに比べて、小さくなっている。
　図５Ａは、反射板ユニット６０の斜視図であり、図５Ｂは、反射板ユニット６０を栽培ラックフレーム１０における上部フレーム１０ａの短辺側から長辺方向に沿って見た図である。図５Ａに示すように、反射板ユニット６０の基材６０ａには、隣接する反射板６０ｂ間の位置に、開口部６０ｃが設けられている。開口部６０ｃにＬＥＤ列３０ａのＬＥＤパッケージ３０ｃを配置することにより、図４Ｃに示すように、ＬＥＤ列３０ａと反射板ユニット６０と組み合わせてＬＥＤ照明装置３０が構成される。
　図６Ａは、別の態様の反射板ユニット６０の斜視図であり、図６Ｂは、同反射板ユニット６０を栽培ラックフレーム１０における上部フレーム１０ａの短辺側から長辺方向に沿って見た図である。反射板ユニット６０の反射板６０ｂの反射面は、平板に限定される訳ではなく、図６Ａおよび６Ｂに示すように、湾曲していてもよい。
　図７Ａは、反射板６０ｂがＬＥＤパッケージ３０ｃの近くに配置され、反射板６０ｂの大きさが小さい例を示す図であり、図７Ｂは、反射板６０ｂがＬＥＤパッケージ３０ｃから離れて配置され、反射板６０ｂの大きさが大きい例を示す図である。
　ＬＥＤパッケージ３０ｃの発光面の栽培ラックフレーム１０における上部フレーム１０ａの短辺方向の幅は、２～３ｍｍ前後の寸法であるが、発光面から光は、比較的広い照射範囲で照射される。したがって、この配光を制御する場合、図７Ｂに示すように、反射板６０ｂ’がＬＥＤパッケージ３０ｃから遠い位置に配置すると、単独のＬＥＤパッケージ３０ｃからの光だけでなく、他のＬＥＤパッケージ３０ｃからの光にも影響を与える。したがって、この場合には、図７Ｂに示すように、大きな反射板６０ｂ’を設けないと効果的に反射制御ができない。
　しかし、図７Ａに示すように、反射板６０ｂを、反射板６０ｂとＬＥＤパッケージ３０ｃとの間隔がＬＥＤパッケージ３０ｃの幅の１～２倍となるように配置することにより、他のＬＥＤパッケージ３０ｃからの光は影響を受けない。したがって、上記の配置位置に反射板６０ｂを配置する場合には、反射板６０ｂの高さ（基材６０ａの表面から反射板６０ｂの上端までの距離）をＬＥＤパッケージ３０ｃの幅の２～３倍とすることで、効果的に反射制御を行うことができる。
　本実施形態においては、一例として、栽培ラックフレーム１０における上部フレーム１０ａの短辺方向の幅が２ｍｍ程度のＬＥＤパッケージ３０ｃを用いており、反射板６０ｂの位置は、隣接するＬＥＤパッケージ３０ｃの中心部から２ｍｍ程度離れた位置に設定されている。また、反射板６０ｂの配置面からの高さは、５ｍｍ程度に設定されている。
　次に、反射板６０ｂによる効果について説明する。図８Ａは、反射板６０ｂを設けない状態におけるＬＥＤパッケージ３０ｃの配光分布をシミュレーションした結果を示す図である。図８Ｂは、反射板６０ｂと配置面としての基材６０ａとの角度について説明する図である。
　図８Ａに示す例は、基準位置を０ｍｍの位置としてＬＥＤパッケージ３０ｃが０ｍｍの位置から１２００ｍｍの位置まで並んでいる場合に、０ｍｍの位置に配置されたＬＥＤパッケージ３０ｃによりＬＥＤ光の広がりをシミュレーションした結果を示している。図８Ａに示すように、反射板６０ｂが配置されていない状態では、０ｍｍの位置に配置されたＬＥＤパッケージ３０ｃから発せられた光は、１２００ｍｍの位置まで広がっていることがわかる。また、図８Ａに示すように、ＬＥＤパッケージ３０ｃが並んで配置されていないマイナス側の方向にまで光が広がっていることがわかる。
　０ｍｍの位置に配置されたＬＥＤパッケージ３０ｃが、ＬＥＤ列３０ａの端部近くに配置されたＬＥＤパッケージ３０ｃだとすると、マイナス側の方向に広がる光は、栽培棚１００の外部から漏れることになり、ＬＥＤ光の効率的な利用を図ることができない。
　そこで、図８Ｂに示すように、ＬＥＤパッケージ３０ｃの発光点から２ｍｍ離れた位置に、高さ５ｍｍ、角度θが９０度の反射板６０ｂを設置した場合について考察する。図９Ａは、反射板６０ｂの角度θが９０度の場合のシミュレーション結果を示す図であり、図９Ｂは、角度θが１１０度の場合のシミュレーション結果を示す図である。
　図９Ａおよび９Ｂにおいては、反射板６０ｂによる反射光を輪環状に描いている。図９Ａに示すように、反射板６０ｂの角度θが９０度の場合には、マイナス方向への光の照射はなくなったものの、ＬＥＤパッケージ３０ｃの真下の照明領域における配光は減少している。
　一方、図９Ｂに示すように、反射板６０ｂの角度θが１１０度の場合には、３００ｍｍ先の照射面までしか広がらず、発光点から約１００ｍｍより外側には、光が照射されなくなった。つまり、反射板６０ｂの角度θを１１０度とすることにより、マイナス方向への光の照射を防ぎつつ、ＬＥＤパッケージ３０ｃの真下の照明領域における配光を確保することができる。
　本実施形態では、上述のシミュレーションの結果を踏まえ、ＬＥＤ列３０ａの端部領域において、反射板ユニット６０を設けることにより、栽培棚１００の外部からの光の漏れを防止しつつ、配光分布の均一性、および配光効率（ＬＥＤ照明装置３０から照射される全光量のうち有効エリアに照射される光量の割合）の向上を図っている。
　図１０Ａは、変角角度（図８Ｂに示す角度θ）が７０度の場合の相対強度を示す図であり、図１０Ｂは、変角角度が９０度の場合の相対強度を示す図であり、図１０Ｃは、変角角度が９０度の場合の相対強度を示す図である。なお、図１０Ａ～１０Ｃに示す相対強度は、計算により求めたものであり、反射板６０ｂの反射率が正反射率８０％と仮定して計算を行ったときの光強度である。
　図１０Ａに示すように、変角角度が７０度の場合には、ＬＥＤパッケージ３０ｃからの光は、全て、０ｍｍ～１２００ｍｍの有効エリアに照射されることが分かる。この結果、配光効率は、８０％から９６％に改良された。
　また、図１０Ｂに示すように、変角角度が９０度の場合には、配光効率は、８０％から９１％に改良された。配光効率は変角角度が７０度の場合よりも劣るが、配光分布の均一性は向上していることが分かる。
　本実施形態では、反射板６０ｂの角度を個々に調整することで、最高光量とフラットな配光分布を両立させた。図１０Ｃに示すように、反射板６０ｂの角度を個々に調整することにより、配光効率を９６％とし、かつ、配光分布の均一性を向上させることができた。
　以上のように、本実施形態によれば、端部側領域におけるＬＥＤパッケージ３０ｃの近傍に、それぞれのＬＥＤパッケージ３０ｃに対応させて小さな反射板６０ｂを取り付けた。その結果、栽培棚１００の外に漏れる光を、栽培棚１００内に戻すことができ、ＬＥＤパッケージ３０ｃからの照射光を有効に抑制することができる。また、ＬＥＤパッケージ３０ｃの配置位置に応じて、反射板６０ｂの角度を変えることにより、栽培棚１００内の照射分布を良化することができる。
　また、以上のような栽培棚１００において、栽培ベッド２０に植えた植物等の被栽培物に対して、ＬＥＤ照明装置３０により光を照射することにより、効率良く植物等の被栽培物を栽培することができる。植物の成長は光合成に基づく。より多くの光合成を実現することで、植物体はより大きくなり、生産性が高まる。人工光植物栽培において、その光量を増やすことが、光合成の増加につながり、その結果、生産性が高まることとなる。本発明は、植物体に照射されずに棚の外に捨てていた光を、植物体に照射することになり、その結果、生産性が高まる効果を期待することができる。なお、植物以外の被栽培物としては、キノコ、魚、微生物、および細胞などが挙げられる。
（変形例）
　以上の実施形態は例示であり、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
　上述した実施形態では、光照射方向変更部材の一例として、反射板ユニット６０を用いた態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではない。例えば、図１１に示すように、端部側領域におけるＬＥＤパッケージ３０ｃに対応させて、光照射方向変更部材としての屈折レンズ７０を設けて、ＬＥＤパッケージ３０ｃからの照射光を中央部側に集めるようにしてもよい。
　上述した実施形態では、反射板６０ｂの角度を個々に調整する態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではない。例えば、反射板６０ｂの角度は、反射板６０ｂの間で均一であってもよい。
　反射板６０ｂ等を配置する範囲は、任意に設定可能であるが、ＬＥＤ列３０ａの端部３０ｄから数えて、少なくとも６個以上のＬＥＤパッケージ３０ｃに対応して配置することが好ましい。例えば、ＬＥＤパッケージ３０ｃの配置間隔が２０ｍｍピッチで、ＬＥＤ列３０ａの長さが１０００ｍｍのＬＥＤ照明装置３０の場合、少なくとも６個以上のＬＥＤパッケージ３０ｃに対応して反射板６０ｂ等を配置する。この場合には、端部３０ｄから１００ｍｍの範囲にあるＬＥＤパッケージ３０ｃの配光を制御することとなる。その結果、一方の端部側で１０％、両方の端部側で２０％と、分布改良に対し１割以上の光を調整することができ、明らかな効果が期待できる。
　上述した実施形態では、ＬＥＤパッケージ３０ｃを一列に一定の間隔で配置する態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではない。例えば、図１２Ａに示すように、数個のＬＥＤパッケージ３０ｃを一つのグループとし、グループ内においてはＬＥＤパッケージ３０ｃ間の間隔を一定に設定し、グループ間の間隔をＬＥＤパッケージ３０ｃ間の間隔よりも大きくし、かつ一定に設定してもよい。
　また、図１２Ｂに示すように、ＬＥＤパッケージ３０ｃ間の間隔は一定でなくてもよい。さらに、図１２Ｃに示すように、基材３０ｂの短手方向におけるＬＥＤパッケージ３０ｃの位置は異なっていてもよい。
　また、図１２Ｄに示すように、ＬＥＤパッケージ３０ｃを基材３０ｂ上で複数列となるように配置してもよい。さらに、図１２Ｅに示すように、基材３０ｂの短手方向におけるＬＥＤパッケージ３０ｃの個数を、複数個にした配置と、１個にした配置とを組み合わせてもよい。
　上述した実施形態では、それぞれのＬＥＤパッケージ３０ｃに対応させて反射板６０ｂを配置する態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではない。例えば、図１３Ａおよび１３Ｂに示すように、所々、反射板６０ｂを省略してもよい。また、図１３Ｃに示すように、端部３０ｄから数えて最初の所定の個数のＬＥＤパッケージ３０ｃに対応する位置には反射板６０ｂを配置しない態様でもよい。さらに、図１３Ｄに示すように、ＬＥＤ列３０ａの両端部側に反射板６０ｂを配置するのではなく、ＬＥＤ列３０ａの片方の端部側だけに反射板６０ｂを配置してもよい。
　上述した実施形態では、一つのＬＥＤパッケージ３０ｃに対して一つの反射板６０ｂが作用するものとして説明してきたが、反射板６０ｂは、図１４に示すように、設置した場所の両側のＬＥＤパッケージ３０ｃに対して作用し得る。その場合には、反射板６０ｂの両側の光に対して、光方向を変える反射板形状とすることが好ましい。
　本明細書では、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ照明装置について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
　　１０　　栽培ラックフレーム
　　１０ａ　上部フレーム
　　１０ｂ　下部フレーム
　　１０ｃ　支柱
　　２０　　栽培ベッド
　　３０　　ＬＥＤ照明装置
　　３０ａ　ＬＥＤ列
　　３０ｂ　基材
　　３０ｃ　ＬＥＤパッケージ
　　３０ｄ　端部
　　４０　　取付金具
　　５０　　アジャスター
　　６０　　反射板ユニット
　　６０ａ　基材
　　６０ｂ　反射板
　　７０　　屈折レンズ
　　１００　栽培棚

Claims (10)

  1. 　長手方向に延びた所定幅の配置領域において、前記長手方向に間隔を有して配置された複数のＬＥＤパッケージからなるＬＥＤ列と、
    　前記ＬＥＤ列の少なくとも一方の端部からの少なくとも所定範囲において、前記間隔のうちの少なくともいくつかの間隔内に配置され、前記ＬＥＤパッケージからの光の照射方向を前記ＬＥＤ列の端部側から前記ＬＥＤ列の中央部側に変更する光照射方向変更部材と、を備え、
    　前記光照射方向変更部材は、前記ＬＥＤパッケージの周囲のうちの一部に配置された反射板を有することを特徴とするＬＥＤ照明装置。
  2. 　前記反射板は、それぞれの前記ＬＥＤパッケージから見て、前記ＬＥＤパッケージが配置された前記所定範囲の起点となる前記ＬＥＤ列の端部側に配置される、
    　ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
  3. 　それぞれの前記反射板は、それぞれの前記ＬＥＤパッケージの中心部から、前記間隔内であって、前記長手方向における前記ＬＥＤパッケージの幅の１～２倍の位置に配置され、配置面からの高さが、前記ＬＥＤパッケージの幅の２～３倍である、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤ照明装置。
  4. 　前記反射板のうち、前記ＬＥＤ列の端部に近い位置に設けられた所定数の反射板は、残りの反射板に比べて、反射面と配置面のなす角度が小さい、
    　ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置。
  5. 　前記反射板の反射率は５０％以上である、
    　ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置。
  6. 　前記光照射方向変更部材は、それぞれの前記ＬＥＤパッケージを覆うように設けられた屈折レンズである、
    　ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置。
  7. 　前記光照射方向変更部材は、前記ＬＥＤ列の端部から数えて、少なくとも６個以上の前記ＬＥＤパッケージに対して配置されている、
    　ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置。
  8. 　長方形形状の上部フレームと、前記上部フレームと同一形状の下部フレームと、前記上部フレームの四隅と前記下部フレームの四隅とを連結する複数の支柱とを有する直方体形状のフレームユニットと、
    　前記下部フレームに設置された栽培エリア部と、
    　前記上部フレームの長辺間の複数箇所に、前記長辺とほぼ垂直に架設された請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置と、を備える、
    　ことを特徴とする栽培棚。
  9. 　それぞれの前記ＬＥＤ照明装置は、互いにほぼ平行に架設されている、
    ことを特徴とする請求項８に記載の栽培棚。
  10. 　請求項８または請求項９に記載の栽培棚を用いた栽培方法であって、
    　前記栽培エリア部に植えられた被栽培物に対して、前記ＬＥＤ照明装置により、光を照射して前記被栽培物を栽培する、
    ことを栽培方法。
PCT/JP2020/013282 2019-03-29 2020-03-25 Ｌｅｄ照明装置、栽培棚、および栽培方法 WO2020203539A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202080027053.6A CN113678271A (zh) 2019-03-29 2020-03-25 Led照明装置、栽培棚以及栽培方法
JP2021511859A JPWO2020203539A1 (ja) 2019-03-29 2020-03-25

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-067413 2019-03-29
JP2019067413 2019-03-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020203539A1 true WO2020203539A1 (ja) 2020-10-08

Family

ID=72668434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/013282 WO2020203539A1 (ja) 2019-03-29 2020-03-25 Ｌｅｄ照明装置、栽培棚、および栽培方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2020203539A1 (ja)
CN (1) CN113678271A (ja)
WO (1) WO2020203539A1 (ja)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10242523A (ja) * 1997-02-28 1998-09-11 Kouha:Kk 発光ダイオード表示装置およびそれを利用した画像表示装置
JP3107719U (ja) * 2004-09-14 2005-02-03 李洲科技股▲ふん▼有限公司 発光ダイオードの増光構造
JP2007073825A (ja) * 2005-09-08 2007-03-22 Stanley Electric Co Ltd 半導体発光装置
JP2008053068A (ja) * 2006-08-25 2008-03-06 Hitachi Lighting Ltd 面状光源装置
JP2010153472A (ja) * 2008-12-24 2010-07-08 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置、発光装置の製造方法及び光源装置
JP2010251267A (ja) * 2009-04-20 2010-11-04 Panasonic Electric Works Co Ltd Ｌｅｄユニット及び照明器具
US20160020371A1 (en) * 2013-03-04 2016-01-21 Uver Corporation Ltd. Chip-on-board uv led package and production method therefor
JP2019046789A (ja) * 2017-08-31 2019-03-22 日亜化学工業株式会社 発光装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10242523A (ja) * 1997-02-28 1998-09-11 Kouha:Kk 発光ダイオード表示装置およびそれを利用した画像表示装置
JP3107719U (ja) * 2004-09-14 2005-02-03 李洲科技股▲ふん▼有限公司 発光ダイオードの増光構造
JP2007073825A (ja) * 2005-09-08 2007-03-22 Stanley Electric Co Ltd 半導体発光装置
JP2008053068A (ja) * 2006-08-25 2008-03-06 Hitachi Lighting Ltd 面状光源装置
JP2010153472A (ja) * 2008-12-24 2010-07-08 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置、発光装置の製造方法及び光源装置
JP2010251267A (ja) * 2009-04-20 2010-11-04 Panasonic Electric Works Co Ltd Ｌｅｄユニット及び照明器具
US20160020371A1 (en) * 2013-03-04 2016-01-21 Uver Corporation Ltd. Chip-on-board uv led package and production method therefor
JP2019046789A (ja) * 2017-08-31 2019-03-22 日亜化学工業株式会社 発光装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2020203539A1 (ja) 2020-10-08
CN113678271A (zh) 2021-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3120693B1 (en) A lighting device, for instance for greenhouse lighting, and corresponding method of use
JP5597003B2 (ja) 植物育成用照明装置およびそれを用いた植物育成装置
TWI627897B (zh) Lighting device for plant cultivation, plant cultivation device
JP6810312B2 (ja) 生物成長範囲に合わせた照明の可能な生物育成システム及び生物育成用照明装置
WO2020203539A1 (ja) Ｌｅｄ照明装置、栽培棚、および栽培方法
US20240057528A1 (en) Optical system for facilitating plant growth having non-uniform light density distribution
JP2017161562A (ja) 光学素子、照明用光学ユニット及び照明装置
JP2004049211A (ja) 照明装置を搭載した植物培養装置およびこれに用いる照明装置
CN111609356A (zh) 照明装置
US20160192597A1 (en) Plant lighting apparatus
CN203052526U (zh) 光学透镜
JP5812965B2 (ja) 人工光利用型植物工場向け照明装置
WO2021211063A1 (en) Adjustable lampshade-type reflector for optimising light distribution in indoor farming
US20200068808A1 (en) Light control method and apparatus for cultivation
US20210185936A1 (en) Plant cultivation device and method for cultivating plant
CN212390241U (zh) 照明装置
CN104330919B (zh) 具有网状膜片支撑的背光模块
TWI504344B (zh) 植物生長裝置
JP5864397B2 (ja) 人工光利用型植物工場向け照明装置の導光板及びその製造方法
JP2016086783A (ja) 照明システム
CN217382673U (zh) 一种适应于动植物的宽范围照明装置
CN111867361B (zh) 植物用照明器具以及植物用照明装置
KR102426179B1 (ko) 태양광 모듈이 광산란부를 포함하는 투명지붕부에 배열된 채광 온실
JPS6255029A (ja) 植物栽培装置
JP2023166901A (ja) 植物栽培装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20783872

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021511859

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20783872

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1