JP5597003B2 - Plant growth lighting device and plant growth device using the same - Google Patents
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Description
本発明は、花キ、野菜等の植物の苗の育成装置で用いられる照明装置に関する。 The present invention relates to an illuminating device used in a plant seedling growing apparatus for plants such as flowers and vegetables.
植物の培養や苗の育成を行なう装置の照明装置として、従来、蛍光灯などの照明が用いられてきたが、苗の生長に伴い照明装置からの発熱により葉焼けするという問題や、苗床を多段化する場合、照明装置の厚みにより、段数の増加が制限されるという問題があった。これらの問題を解決するものとして、近年、厚みが薄く、均一性に優れる面光源を利用した照明装置が実用化されている(特許文献1、特許文献2)。面光源は、端部に光源を配置した導光板からなり、液晶ディスプレイ(LCD)等用の照明装置として開発された技術、例えばリフレクタ、拡散シートなどを組み合わせた技術が応用されている。
Conventionally, lighting such as fluorescent lamps has been used as an illumination device for plant culture and seedling growth. However, there are problems with leaf burning due to heat generated by the illumination device as seedlings grow, However, there is a problem that the increase in the number of steps is limited by the thickness of the lighting device. In order to solve these problems, in recent years, an illumination device using a surface light source having a small thickness and excellent uniformity has been put into practical use (
しかしLCD等では高輝度、広視野角などの特性が重視されるのに対し、植物育成装置に用いられる照明装置では、照明装置から所定の間隔をもって配置される植物に対し、苗の育成に必要な光量が照射され且つ光量分布が均一であることが重要である。特許文献1では、照度を均一化するために、照明装置の導光板の下側に、光制御手段として光拡散シートを配置することが提案されている。しかし光の拡散を利用して均一化を図った場合、導光板の周辺ではそれより内側と同様の光量を保つことは困難である。このため、特許文献1記載の照明装置を用いた植物培養装置は、照明装置が設置される天井開口の面積よりも培養容器が置かれる底面の面積を狭くし、光が届きにくい照明装置端部の直下には植物が配置されないようになっている。
However, LCDs, etc. emphasize the characteristics such as high brightness and wide viewing angle, while lighting devices used in plant growing devices are necessary for growing seedlings for plants arranged at a predetermined interval from the lighting device. It is important that a sufficient amount of light is irradiated and the light amount distribution is uniform. In
特許文献2には、植物苗保存棚の照明装置において、苗箱が置かれた面において、略同一の照度を達成するように、導光板の裏面に輝度を調節する印刷等を行ない、中央部から周辺部にかけて同心状に高輝度となるようにすることが提案されている。
In
植物苗の育成装置では、空間を効率よく使用するために、苗を配置する棚を多段化しているが、さらなる効率化を図るためは、棚の平面における空間利用率を高めるとともに段数の増加という要請がある。また植物苗の育成装置では、苗が置かれる面(培地面)のみならず、苗が生長する長さの範囲に亘って、培地面と平行な面内の光量の均一性が求められる。 In the plant seedling growing device, the shelves on which seedlings are placed are multi-staged in order to use the space efficiently, but in order to achieve further efficiency, the space utilization rate on the plane of the shelf is increased and the number of stages is increased. There is a request. Further, in the plant seedling growing apparatus, not only the surface on which the seedling is placed (medium surface) but also the uniformity of the amount of light in the plane parallel to the medium surface is required over the range of the length at which the seedling grows.
特許文献1に記載されるような光の拡散を利用して均一性を高めた照明装置では、照明装置の近傍では均一性の高い照度が得られるが、被照明植物と照明装置との距離が離れると中央付近と周辺部で照度の差が大きくなる。このため照明装置の周辺部直下では、それより内側の部分に比べ光量が減少し、苗容器全体の均一性を保つためには、照明装置の面積よりも底面積が小さい苗容器を採用する必要があり、面方向の空間利用率に限界がある。
In the lighting device that improves the uniformity by utilizing the diffusion of light as described in
特許文献2に記載された技術では、苗が置かれる面では、ある程度光量を均一にすることができるが、中央部の輝度を周辺部に比べ低くしているため、照明装置に近い面では光量の均一度は低下する。従って苗が生長して照明装置に近づいた場合に、光量の均一性を保つことができない。すなわち特許文献1や特許文献2に記載された技術では、照明装置からの距離によって光の均一性に差があり、苗の成長に従って光の均一性を保てないという問題がある。また特許文献2に記載された技術では、光量の均一性を保つためには、照明装置と苗との間にある程度距離を置く必要があり、多段化する際に段数の増加には限界がある。
In the technique described in
本発明は、苗の生長する長さの範囲に亘って、培地面と平行な面内の光量の均一性を向上させた照明装置を提供すること、また苗生育のばらつきが少なく且つ苗育成時の空間利用率を高めることが可能な植物育成装置を提供することを課題とする。 The present invention provides an illuminating device that improves the uniformity of the amount of light in a plane parallel to the medium surface over a range of lengths of seedlings to grow, and has little variation in seedling growth and at the time of seedling growth. An object of the present invention is to provide a plant growing apparatus capable of increasing the space utilization rate of the plant.
上記課題を解決するため本発明によれば、以下の植物育成用照明装置および植物育成装置が提供される。 In order to solve the above-described problems, according to the present invention, the following plant growth lighting device and plant growth device are provided.
すなわち本発明の照明装置は、導光板と、導光板の少なくとも一端に配置された光源とを有し、導光板の縁部に沿った光出射面の一部の領域に、導光板からの光を導光板の光出射面と直交する方向に制御する光制御手段を配置したことを特徴とする。或いは、本発明の照明装置は、導光板と、導光板の少なくとも一端に配置された光源とを有する照明ユニットを導光板の面方向に複数配置してなり、複数の照明ユニットで構成される光出射面の縁部に沿った一部の領域に、導光板からの光を導光板の光出射面と直交する方向に制御する光制御手段を配置したことを特徴とする。 That is, the illuminating device of the present invention has a light guide plate and a light source disposed at least at one end of the light guide plate, and the light from the light guide plate is provided in a partial region of the light emitting surface along the edge of the light guide plate. The light control means which controls this in the direction orthogonal to the light-projection surface of a light-guide plate is arrange | positioned. Or the illuminating device of this invention arrange | positions the lighting unit which has a light-guide plate and the light source arrange | positioned at least at one end of the light-guide plate in the surface direction of a light-guide plate, and is comprised with a some illumination unit A light control means for controlling light from the light guide plate in a direction orthogonal to the light output surface of the light guide plate is disposed in a partial region along the edge of the output surface.
本発明の植物育成用照明装置において、例えば、光制御手段は、プリズムシートである。プリズムシートは、例えば、複数の三角柱が平行に配列したプリズム面を有し、当該三角柱が縁部と平行になるように光出射面に配置される。 In the plant growing lighting device of the present invention, for example, the light control means is a prism sheet. The prism sheet has, for example, a prism surface in which a plurality of triangular prisms are arranged in parallel, and is arranged on the light emitting surface so that the triangular prisms are parallel to the edge.
本発明の植物育成用照明装置において、例えば、光出射面は多角形の形状を有し、一つの辺とそれに隣接する辺とが交差する角部では、一つの辺に沿って配置される第1のプリズムシートと、隣接する辺に沿って配置される第2のプリズムシートとが交差するように重ねて配置される。 In the plant growth lighting device of the present invention, for example, the light exit surface has a polygonal shape, and is arranged along one side at a corner where one side and a side adjacent thereto intersect. The first prism sheet and the second prism sheet arranged along the adjacent sides are arranged so as to cross each other.
本発明の植物育成用照明装置であって、例えば、光源はLEDである。 In the plant growth lighting device of the present invention, for example, the light source is an LED.
また本発明の植物育成装置は、複数の支柱を含む枠体と、枠体の上部に固定された照明装置と、枠体の下部に設置される苗棚とを備え、照明装置として、上述した本発明の照明装置を備えたことを特徴とする。或いは、本発明の植物育成装置は、複数の支柱を含む枠体と、枠体内で、垂直方向に間隔をもって配置された複数段の苗棚と、複数段の苗棚の各々の上部に固定された照明装置とを備え、照明装置として、上述した本発明の照明装置を備えたことを特徴とする。 The plant growing device of the present invention includes a frame including a plurality of support columns, a lighting device fixed to the upper portion of the frame, and a seedling shelf installed at the lower portion of the frame. The illumination device of the present invention is provided. Alternatively, the plant growing device of the present invention is fixed to the upper part of each of a frame including a plurality of support columns, a plurality of seedling shelves arranged at intervals in the vertical direction within the frame, and a plurality of seedling shelves. The illumination device of the present invention described above is provided as the illumination device.
本発明の植物育成装置は、好適には、苗棚と照明装置の光出射面とが実質的に同じ面積である。 In the plant growing device of the present invention, preferably, the seedling rack and the light emitting surface of the lighting device have substantially the same area.
本発明の植物育成用照明装置によれば、導光板の周辺部のみの配光を制御することにより、照明装置全体としての光量を減らすことなく、照明装置と被照射植物との間で、導光板と平行な面内における光量の均一性を改善することができる。従って、照明装置下にある全ての植物に対し、幼苗時から成長して照明装置に近づくまで、成長に必要な光量を与えることができ、成長のばらつき特に周辺部の生長不良をなくすことができる。また複数の苗床を敷き詰めて大面積の植物育成装置としたとき、同一面内に配置される苗床の充填率を高めることができる。 According to the plant growth lighting device of the present invention, by controlling the light distribution only in the peripheral portion of the light guide plate, the light is guided between the lighting device and the irradiated plant without reducing the light amount of the entire lighting device. The uniformity of the amount of light in a plane parallel to the optical plate can be improved. Therefore, the amount of light necessary for growth can be given to all plants under the lighting device until they grow from the time of seedling and approach the lighting device, and variations in growth, particularly poor growth in the peripheral portion, can be eliminated. . In addition, when a plurality of seed beds are laid down to form a large-area plant growing device, the filling rate of the seed beds arranged in the same plane can be increased.
また照明装置からの距離の比較的長い範囲に亘って、面内光量の均一性を達成できるので、照明装置と苗床との間の距離を植物の生長長に合わせて最短とすることができ、より多くの段数を達成できる。 In addition, since the uniformity of the in-plane light quantity can be achieved over a relatively long range from the lighting device, the distance between the lighting device and the nursery can be minimized according to the growth of the plant, More stages can be achieved.
<照明装置>
本発明の植物育成用照明装置の実施形態を、図面を参照して説明する。
<Lighting device>
An embodiment of a plant-growing lighting device of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第一実施形態>
図1は、本発明の植物育成用照明装置の第一実施形態を示す図で、(a)は照明装置の光出射面側から見た図、(b)は側断面図である。この照明装置10は、主として、光出射面(図中、下側)に大きな開口を有する筐体11と、筐体11の端部に固定された光源ユニット20と、筐体11の端部より内側の底面に固定された導光板ユニット30と、導光板ユニット30を覆う防水ガラス13とからなる。
<First embodiment>
1A and 1B are diagrams showing a first embodiment of a plant-growing lighting device of the present invention, in which FIG. 1A is a view seen from the light emitting surface side of the lighting device, and FIG. The
筐体11は、光源ユニット20及び導光板ユニット30が固定された本体部11aと本体部11aの光出射面側の周辺を覆う蓋部11bとからなる。蓋部11bには、導光板ユニット30とほぼ同寸の開口が形成されており、開口側の端部は防水パッキン15を介して防水ガラス13の外面端部に固定されている。この構造により、筐体11(本体部および蓋部)と防水ガラス13で形成される内部空間、すなわち導光板ユニット30と光源ユニット20とが配置された空間に、外部から水が浸入しないようになっている。
The
光源ユニット20は、本実施形態では、LED21と、それを外部の電源(図示せず)に接続するための基板22と、LED21から発せられる熱を放熱するための放熱板23とからなり、LED21の光出射部が、導光板ユニット30の端部に最も近い位置に位置するように配置される。LED21は、照明装置により光照射される植物の生長時期や特性に合わせて所定の波長のものが選択される。側断面図である図1(b)では、LED素子は一つのみが示されているが、導光板の一辺に沿って複数のLED素子をライン状に配置した線状光源が用いられる。
In this embodiment, the
導光板ユニット30は、導光板31とその一方の面に貼着された反射シート33と他方の面に貼着されたプリズムシート35とからなる。反射シート33は、導光板31から出射する光を導光板31側へ戻すもので、白色樹脂シートやAl等の金属箔膜など高反射材料からなる。反射シート33が貼着された導光板の面と反対側の面が光出射面となる。導光板31は、ガラス、アクリル樹脂等の透光性に優れた材料からなり、光出射面にドット等のパターンが印刷されたものを用いることができる。また光源部20の配置に応じて、例えば、光源部20が導光板31の四辺すべてに配置されているか1辺〜3辺に配置されているかに応じて、光源部からの距離に応じて厚みに傾斜を持たせたものや印刷パターンが形成されているものを用いることができる。図1に示す実施形態では、光源部20は導光板31の四辺に配置されており、導光板31としては厚みの変化のないフラットなものが用いられている。
The light
プリズムシート35は、図2に示すように、片面に複数の平行な断面V字状の溝を形成し、複数の三角柱を平行に配置したような形状のプリズム面を持つシートであり、プリズム面が下向きとなるように導光板31に貼着される。プリズムシート35の、隣接するV字状溝によって形成される頂角は70°〜120°であり、これによりプリズム面と反対側(つまり導光板側)から入射する種々の方向の光を屈折させて、特に溝と直交する方向に成分を持つ光をプリズム面と直交する方向(垂直方向)に出射する。
As shown in FIG. 2, the
このような構造のプリズムシート35は、図1(a)に示すように、四角形の導光板31の4つの辺に沿って所定の幅で貼着されている。この際、辺とV字状溝とが平行になるように配置する。一辺に沿って貼着されたプリズムシート35と、その辺と隣接する辺に沿って貼着されたプリズムシート35とは、両辺が交差する角部において互いに交差するように重ねて配置される。プリズムシート35の幅、すなわち導光板31のプリズムシートが貼着される領域の縁部からの幅は、導光板31の幅(光出射面の幅)に対し、好ましくは6%以上(両側の領域の合計で12%以上)、より好ましくは10%以上(両側の領域の合計で20%以上)とする。また好ましくは30%以下(両側の領域の合計で60%以下)、より好ましくは25%以下(両側の領域の合計で50%以下)とする。
The
このようにプリズムシートを配置した場合の光の広がりを、図3を参照し説明する。図3において、(a)は水平方向の光の広がり、(b)は垂直方向の光の広がりを示す。また参考として、プリズムシートを用いない場合の光の広がりと照度分布を図4(a)、(b)に、2枚のプリズムシートをプリズムの方向を直交させて導光板の全面に配置した場合の照度分布を図5に、それぞれ示す。 The spread of light when the prism sheet is arranged in this way will be described with reference to FIG. 3A shows the spread of light in the horizontal direction, and FIG. 3B shows the spread of light in the vertical direction. For reference, the light spread and illuminance distribution when no prism sheet is used are shown in FIGS. 4A and 4B, and the two prism sheets are arranged on the entire surface of the light guide plate with the directions of the prisms orthogonal to each other. The illuminance distribution is shown in FIG.
プリズムシートがない状態では、図4(a)に示すように、導光板31からの出射した光は導光板の中央から周辺に向かって一様に拡散し、導光板から所定の距離にある導光板と平行な面における照度は、図4(b)に示すように導光板中央の増したで最も高く、周辺部(特に四隅)において照度が低下する分布を示す。
一方、プリズムシートを全面に配置した場合には、プリズムシートによって拡散する光の方向を垂直方向に屈折させることができるため、中央部とその周辺における照度分布の不均一を解消することができるが、本来、光の拡散により周辺部に到達するはずの光の量が減り、図5に示したように、周辺部では照度が低下する。
In the state without the prism sheet, as shown in FIG. 4A, the light emitted from the
On the other hand, when the prism sheet is arranged on the entire surface, the direction of the light diffused by the prism sheet can be refracted in the vertical direction, so that the uneven illuminance distribution in the central portion and its periphery can be eliminated. Originally, the amount of light that should reach the peripheral portion is reduced by the diffusion of light, and the illuminance is reduced in the peripheral portion as shown in FIG.
これに対し、プリズムシートを導光板の周辺(ゾーンA、B)に沿って配置した場合には、図3(a)、(b)に示すように、プリズムシートが配置されていない部分では、導光板31からの出射した光は中央Cから周辺(ゾーンA、B)に向かって一様に拡散するが、プリズムシートが配置されたゾーンBにおいて、プリズムと直交する方向の成分はプリズムシートによって垂直方向に屈折される。すなわち図3(b)で真下に向かう光となる。またゾーンBにおいて、プリズムと平行な方向の成分はその方向に沿ってプリズムシートの両端部側に向けられるが、四隅(ゾーンA)に配置された、それと直交する方向のプリズムシートによって垂直方向に屈折される。これにより拡散光の多くが周辺部(ゾーンA、B)において垂直方向に向けられ、周辺部から外側への光の漏れが少なく、全体として均一な照度が得られる。特に図4(b)に示すような、照度低下の著しい四隅について、照度を上げることができる。
On the other hand, when the prism sheet is disposed along the periphery of the light guide plate (zones A and B), as shown in FIGS. 3A and 3B, in the portion where the prism sheet is not disposed, The light emitted from the
本実施形態によれば、プリズムシート35を導光板の光出射面の端部に沿った一部の領域に配置することにより、照明装置から比較的離れた面における光量分布の均一性を改善することができるとともに、全面に配置した場合に比べ光量の低下を低減できる。しかもプリズムシートの使用量は少なくてすむ。
According to the present embodiment, by arranging the
また導光板ユニット30の周辺部から外側に広がる光の量を少なくできるので、プリズムシート35を含む導光板ユニット30の近傍から離れた位置まで比較的長い範囲に亘り、均一な光量分布を達成することができる。
Further, since the amount of light spreading outward from the periphery of the light
<第二実施形態>
本発明の照明装置の第二実施形態として、本発明を複数の面光源ユニットを連結した照明装置に適用した実施形態を、図6を参照して説明する。
図6は、本実施形態の照明装置を光出射面側から見た図であり、(a)は4つの照明ユニット10’を連結した照明装置、(b)は2つの光源ユニット10’を連結した照明装置である。ただし連結するユニットの数は、図示するものに限らず、任意である。
<Second embodiment>
As a second embodiment of the illumination device of the present invention, an embodiment in which the present invention is applied to an illumination device in which a plurality of surface light source units are connected will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a view of the illumination device of the present embodiment as viewed from the light emitting surface side, where (a) is an illumination device in which four
第一実施形態では、一枚の導光板の4辺に沿ってプリズムシートを配置したものであるが、本実施形態では、照明装置全体で構成される形状について、その形状の周辺部に沿ってプリズムシートを配置する。この場合にも、例えば形状が四角形である場合、プリズムシートのプリズムの向きは各辺に沿って配置し、角ではそれぞれが交差するように重ねて配置する。(a)に示す4ユニット構成の照明装置では、各ユニットは、照明装置の周辺となる2辺にのみ、それぞれプリズムシートが配置され、角部では、それら2枚のプリズムシートが重ねられている。(b)に示す2ユニット構成の照明装置では、照明装置の周辺となる3辺に、それぞれプリズムシートが配置されている。プリズムシートの配置を除く、照明ユニット10’の構造は、図1に示した照明装置と同様であり、説明を省略する。 In the first embodiment, prism sheets are arranged along the four sides of a single light guide plate. However, in this embodiment, the shape of the entire lighting device is arranged along the periphery of the shape. Place a prism sheet. Also in this case, for example, when the shape is a quadrangle, the prism orientation of the prism sheet is arranged along each side, and the corners are arranged so as to intersect each other at the corners. In the four-unit illumination device shown in (a), each unit has a prism sheet arranged only on two sides that are the periphery of the illumination device, and the two prism sheets are overlapped at the corners. . In the two-unit illumination device shown in (b), prism sheets are respectively arranged on three sides that are the periphery of the illumination device. Except for the arrangement of the prism sheet, the structure of the illumination unit 10 'is the same as that of the illumination device shown in FIG.
本実施形態の照明装置においても、第一実施形態の照明装置と同様に、導光板から出射され、照明装置の周辺方向に拡散する光は、プリズムシートによって垂直方向に屈折されるので、周辺部真下の光量を減らすことなく、照明装置(導光板)の直近から長い範囲に亘り、導光板と平行な面内で均一な光量分布を得ることができる。 Also in the illumination device of this embodiment, similarly to the illumination device of the first embodiment, the light emitted from the light guide plate and diffused in the peripheral direction of the illumination device is refracted in the vertical direction by the prism sheet. A uniform light amount distribution can be obtained in a plane parallel to the light guide plate over a long range from the immediate vicinity of the lighting device (light guide plate) without reducing the light amount directly below.
なお以上の実施形態では、光源としてLEDを用いた場合を説明したが、光源はLEDに限定されず、蛍光灯、冷陰極蛍光ランプ等の公知の光源を用いることも可能である。その場合でも、光源部分は植物が置かれる面の真上から外れた位置にあるので葉やけの問題は避けることができ、また光源の厚みによる多段化の障害にはならない。 In addition, although the case where LED was used as a light source was demonstrated in the above embodiment, a light source is not limited to LED, It is also possible to use well-known light sources, such as a fluorescent lamp and a cold cathode fluorescent lamp. Even in such a case, the light source part is located at a position off the surface on which the plant is placed, so that the problem of leaf scalding can be avoided, and it does not hinder multi-stage due to the thickness of the light source.
<植物育成装置>
次に本発明の植物育成装置について説明する。本発明の植物育成装置は、照明装置として、上述した本発明の照明装置を用いたものであり、その規模や大きさに応じて、単一の導光板ユニットからなる照明装置や複数の照明ユニットで構成される照明装置やさらにはそれらを適宜組み合わせた照明装置を利用することができる。以下、本発明を、水耕栽培用育成装置に適用した一実施形態を説明する。
<Plant growing device>
Next, the plant growing apparatus of the present invention will be described. The plant growing device of the present invention uses the above-described lighting device of the present invention as a lighting device, and, depending on the scale and size, a lighting device composed of a single light guide plate unit or a plurality of lighting units Or a lighting device in which they are appropriately combined can be used. Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a hydroponic cultivation apparatus will be described.
図7は、水耕栽培用植物育成装置の一部概要を示す図で、この植物育成装置70は、複数の棚板71と、それら棚板71を互いに所定の間隔で支持する支柱73と、各棚板71の上に設置された水耕栽培用水槽75と、棚板71の下部に固定された照明装置77とを備えている。
FIG. 7 is a diagram showing a partial outline of a plant cultivation apparatus for hydroponics. This plant cultivation apparatus 70 includes a plurality of
照明装置77は、図1に示すような、1枚の導光板の端部に光源(LED)を固定するとともに、導光板の周辺部にプリズムシートを貼着した構造を有している。支柱73には棚板73と平行して複数の横板74が固定されており、支柱73および横板74で植物育成装置70の枠体を構成する。また照明装置77はこの横板74と棚板73との間に形成される溝に嵌合することにより、棚板73に固定されている。この状態で、光源ユニットに含まれる放熱板の部分は上記溝内に位置し、光源から発生する熱は、放熱板から支柱73を介して放出される。従って植物50の生育に伴い照明装置77との距離が近づいても、照明装置77からの発熱で植物50が葉やけなどを起こすことが防止できる。
The illuminating
照明装置77からは、光が図3に示すような分布で出射され、その結果、棚板73面から照明装置77の導光板ユニット面までの間、導光板ユニットの面積とほぼ同じ面積の面内で植物育成に必要な光量が確保でき且つ均一性の高い照度分布が得られる。従って、棚板74に置かれた水槽75に植えられた植物50は、生育の初期から所定の長さに生長するまで、ほぼ一様に生育することができる。
The light is emitted from the
このような本実施形態の植物育成装置によれば、照明装置の大きさと、植物が生育のばらつきなく生育できる面積とを一致させることができるので、平面における植物配置空間の無駄をなくすことができる。また垂直方向に付いても、比較的長い距離に亘って水平面内の照度分布を均一にできるので、水平面内の照度分布が垂直方向について一様でなかった従来の植物育成装置に比べ、棚板の間隔を短くすることができ、段数を増加させることが可能である。 According to such a plant growing apparatus of this embodiment, since the size of the lighting device and the area where the plant can grow without variation in growth can be matched, waste of the plant arrangement space in the plane can be eliminated. . In addition, even in the vertical direction, the illuminance distribution in the horizontal plane can be made uniform over a relatively long distance. Therefore, compared to the conventional plant growing apparatus in which the illuminance distribution in the horizontal plane is not uniform in the vertical direction, the shelf board. Can be shortened, and the number of stages can be increased.
以下、本発明の実施例を説明する。
<実施例1、比較例1、2>
片面に反射シートを積層した導光板(アクリル板)のもう一方の面に、その4辺に沿って幅35mmのプリズムフィルム(米国3M社製 輝度上昇フィルム 商品名:BEF2)を貼着し、角部では2枚のプリズムフィルムを重なるようにした。このプリズムフィルム付き導光板を用いて、図1に示す構造を有する照明装置(サイズ:600mm×600mm)を作製した。光源としては、面実装タイプのLED400個を用いた。この照明装置の発光面(光出射面)のサイズは559mm×559mmである。
Examples of the present invention will be described below.
<Example 1, Comparative Examples 1 and 2>
On the other side of the light guide plate (acrylic plate) with a reflection sheet laminated on one side, a prism film (brightness enhancement film, product name: BEF2 manufactured by 3M USA) was pasted along the four sides of the light guide plate. In the part, two prism films were overlapped. Using this light guide plate with a prism film, an illumination device (size: 600 mm × 600 mm) having the structure shown in FIG. 1 was produced. As the light source, 400 surface mount type LEDs were used. The size of the light emitting surface (light emitting surface) of this lighting device is 559 mm × 559 mm.
この照明装置の光出射面から0mm、50mm、100mm、200mmの距離で、光出射面と平行な面における光量子束密度を測定した。測定には、図8(a)に示すように、3cm幅のフレーム81の下にフレームに沿って可動な光量子センサ83(LI-COR社製、LI-190SA)を設置した測定具80を用い、照明装置10をその光出射面が上向きとなるように設置するとともに、照明装置10に対する光量子センサ83の位置を変えながら、複数の点の光量子束密度を測定することにより行った。測定点は、図8(b)に示すように、600mm×600mmの測定面に縦横各100mm間隔で配置されたマトリックス上の36点とした。
The photon flux density in a plane parallel to the light emitting surface was measured at a distance of 0 mm, 50 mm, 100 mm, and 200 mm from the light emitting surface of the illumination device. For the measurement, as shown in FIG. 8A, a measuring
プリズムフィルムを用いない以外は実施例1と同様に作製した照明装置を比較例1とし、実施例1と同じ導光板の全面に2枚のプリズムフィルムをプリズムの方向が互いに直交するように貼着したものを用いた他は実施例1と同様に作製した照明装置を比較例2として、実施例1と同様に光出射面から異なる距離にある面内の光量子束密度を測定した。 A lighting device manufactured in the same manner as in Example 1 except that no prism film is used is referred to as Comparative Example 1, and two prism films are adhered to the entire surface of the same light guide plate as in Example 1 so that the directions of the prisms are orthogonal to each other. Except for the above, the illumination device produced in the same manner as in Example 1 was used as Comparative Example 2, and the in-plane photon flux density at different distances from the light exit surface was measured in the same manner as in Example 1.
結果を表1および図9に示す。表1において、36点の光量子束密度の平均値を「AVE」、最大値を「MAX」、最小値を「MIN」で示した(以下、同じ)。また図9は、光出射面から距離200mmの面で、図8(b)に示す36点のうち2本の対角線上にある点の光量子束密度を抽出し、それぞれ端部から平均したものをグラフにしたものである。 The results are shown in Table 1 and FIG. In Table 1, the average value of the photon flux density at 36 points is indicated as “AVE”, the maximum value as “MAX”, and the minimum value as “MIN” (hereinafter the same). Further, FIG. 9 is a surface having a distance of 200 mm from the light emitting surface, and the photon flux density at points on two diagonals out of the 36 points shown in FIG. 8B is extracted and averaged from each end. It is a graph.
これら結果から、実施例1の照明装置では、比較例1、2に比べ端部の光量子密度が高く、均一度が改善されていることがわかる。また実施例1では、照明装置から200mm離れた位置でも、植物の生育に必要とされている100μmol/m2/s以上の光量子密度が確保できることが確認された。
From these results, it can be seen that in the lighting device of Example 1, the photon density at the end is higher than that of Comparative Examples 1 and 2, and the uniformity is improved. In Example 1, it was confirmed that a photon density of 100 μmol / m 2 / s or more required for plant growth could be secured even at a
<実施例2、3>
導光板に貼着するプリズムフィルムの幅をそれぞれ17.5mm、70mmに代えて、それ以外は実施例1と同様にして、実施例2および3の照明装置を作製した。これら作製装置についても、実施例1と同様に、光出射面からの距離が異なる4つの面における光量子密度を測定した。その結果を表2、図10および図11に示す。図10は、実施例1〜3の各距離における平均照度を示すグラフ、図11は、実施例1〜3の各距離における照度分布のばらつきを示すグラフである。
<Examples 2 and 3>
The illumination devices of Examples 2 and 3 were manufactured in the same manner as in Example 1 except that the widths of the prism films adhered to the light guide plate were changed to 17.5 mm and 70 mm, respectively. For these manufacturing apparatuses, as in Example 1, the photon densities on four surfaces with different distances from the light emitting surface were measured. The results are shown in Table 2, FIG. 10 and FIG. FIG. 10 is a graph showing average illuminance at each distance in Examples 1 to 3, and FIG. 11 is a graph showing variation in illuminance distribution at each distance in Examples 1-3.
これら結果から、フィルムの幅を異ならせた場合にも、比較例1、2に比べて均一度が向上すること、また図10に示すように、照明装置からの距離が200mmでも100μmol/m2/s以上の光量が確保できることが確認された。照度分布(光量分布)の変動係数については、図11に示すように、照明装置からの距離が長くなるにつれて値が大きくなる傾向があるが、実施例1については、距離が長い(200mm)ところでも、比較的小さな値を示した。植物の生長のばらつきを押さえるために変動係数は小さいほど好ましいので、実施例1では、植物の生長初期において生長のばらつきを抑制する効果が最も高いことが示された。 From these results, even when the width of the film is varied, the uniformity is improved as compared with Comparative Examples 1 and 2, and as shown in FIG. 10, even when the distance from the illumination device is 200 mm, 100 μmol / m 2. It was confirmed that the amount of light above / s could be secured. As shown in FIG. 11, the variation coefficient of the illuminance distribution (light quantity distribution) tends to increase as the distance from the illumination device increases. In Example 1, the distance is long (200 mm). Also showed a relatively small value. In order to suppress the variation in plant growth, the smaller the variation coefficient, the better. Therefore, in Example 1, it was shown that the effect of suppressing the variation in growth was the highest in the early stage of plant growth.
本発明によれば、照明装置の直下において比較的長い距離範囲に亘って照度の面内均一性を改善した照明装置を提供することができる。またこの照明装置を植物育成装置の照明装置として用いることにより、植物生育のばらつきを抑制することができるとともに、植物育成に必要な光量を確保しながら水平方向と垂直方向ともに空間利用効率を高めることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the illuminating device which improved the in-plane uniformity of illumination intensity over the comparatively long distance range directly under the illuminating device can be provided. In addition, by using this lighting device as a lighting device for a plant growing device, it is possible to suppress variations in plant growth and increase the space utilization efficiency in both the horizontal direction and the vertical direction while ensuring the amount of light necessary for plant growing. Can do.
10・・・照明装置、11・・・筐体、20・・・光源部、21・・・LED、30・・・導光板ユニット、31・・・導光板、33・・・反射シート、35・・・プリズムシート、50・・・植物、70・・・植物用育成装置、73・・・支柱、75・・・棚板、77・・・照明装置。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記光出射面の前記4つの辺に沿って、前記導光板からの光を前記導光板の光出射面と直交する方向に制御する光制御手段を配置したことを特徴とする植物育成用照明装置。 A light guide plate having a light output surface and having four sides around the light output surface; and a light source that is disposed at at least one end of the light guide plate and receives light from a side surface of the light guide plate ;
A plant-growing illuminating device comprising a light control means for controlling light from the light guide plate in a direction orthogonal to the light output surface of the light guide plate along the four sides of the light output surface. .
前記複数の照明ユニットで構成される前記複数の光出射面の全体形状が、当該全体形状の周囲に4つの辺を備えた四角形とされ、
前記四角形の光出射面全体の一部の領域には、前記4つの辺に沿って、前記導光板からの光を前記導光板の光出射面と直交する方向に制御する光制御手段を配置したことを特徴とする植物育成用照明装置。 A plurality of illumination units each having a light output surface, a light guide plate having a plurality of sides around the light output surface, and a light source that is disposed at least at one end of the light guide plate and receives light from a side surface of the light guide plate pieces and the light emission surface a plant growing illumination device formed by placed on the surface direction of the light guide plate in the same direction,
The overall shape of the plurality of light exit surfaces constituted by the plurality of illumination units is a quadrangle having four sides around the overall shape,
Light control means for controlling the light from the light guide plate in a direction perpendicular to the light output surface of the light guide plate is disposed along a portion of the entire area of the square light output surface along the four sides . An illumination device for plant growth characterized by the above.
前記光制御手段は、プリズムシートであることを特徴とする植物育成用照明装置。 The plant growing lighting device according to claim 1 or 2,
The plant growth lighting device, wherein the light control means is a prism sheet.
前記プリズムシートは、複数の三角柱が平行に配列したプリズム面を有し、当該三角柱が前記縁部と平行になるように光出射面に配置されることを特徴とする植物育成用照明装置。 The plant growing lighting device according to claim 3,
The plant-growing lighting device, wherein the prism sheet has a prism surface in which a plurality of triangular prisms are arranged in parallel, and is arranged on a light emitting surface so that the triangular prism is parallel to the edge.
前記光出射面は多角形の形状を有し、一つの辺とそれに隣接する辺とが交差する角部では、前記一つの辺に沿って配置される第1のプリズムシートと、前記隣接する辺に沿って配置される第2のプリズムシートとを交差するように重ねて配置したことを特徴とする植物育成用照明装置。 The plant growing lighting device according to claim 4,
The light exit surface has a polygonal shape, and at a corner where one side and an adjacent side intersect, a first prism sheet disposed along the one side and the adjacent side A plant growing lighting device, wherein the lighting device is arranged so as to intersect with a second prism sheet arranged along the line.
前記光源がLEDであることを特徴とする植物育成用照明装置。 A lighting device for plant cultivation according to any one of claims 1 to 5,
The plant growing lighting device, wherein the light source is an LED.
前記照明装置として、請求項1ないし6いずれか1項記載の照明装置を備えたことを特徴とする植物育成装置。 A plant growing device comprising a frame including a plurality of support columns, a lighting device fixed to an upper portion of the frame, and a seedling shelf installed in a stock of the frame,
A plant growing device comprising the lighting device according to any one of claims 1 to 6 as the lighting device.
前記照明装置として、請求項1ないし6いずれか1項記載の照明装置を備えたことを特徴とする植物育成装置。 A plant comprising a frame including a plurality of support posts, a plurality of seedling shelves arranged at intervals in the vertical direction within the frame, and a lighting device fixed to each upper part of the plurality of seedling shelves A training device,
A plant growing device comprising the lighting device according to any one of claims 1 to 6 as the lighting device.
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