JP2018019667A - 照明システム、照明制御方法及び植物栽培器 - Google Patents

照明システム、照明制御方法及び植物栽培器 Download PDF

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Abstract

【課題】簡便に青色光及び赤色光の光強度の比率が調整できる照明システム、照明制御方法及び植物栽培器を提供する。【解決手段】照明システム１００は、４００ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の青色領域に発光ピークを有する青色光を発する青色ＬＥＤ光源１２ｂと、６１０ｎｍから６８０ｎｍまでの赤色領域に発光ピークを有する赤色光を発する赤色ＬＥＤ光源１２ｒとを有する発光モジュール１０と、発光モジュール１０が発する光の発光スペクトルにおける、青色領域の発光ピークの光強度である第一光強度と赤色領域の発光ピークの光強度である第二光強度とを制御する光調整部１０１と、時間を計測する計時部１０２とを備え、光調整部１０１は、計時部１０２によって計測された計測時間に応じて発光モジュール１０の第一光強度に対する第二光強度を連動して変化させる。【選択図】図３

Description

本開示は、照明システム、照明制御方法及び植物栽培器に関する。
植物栽培に必要な光を照射する照明装置が従来から知られている。照明装置は、主に屋内の植物工場又は植物栽培器に設置され、季節又は天候等に影響を受けることなく、植物を栽培させるために用いられる。
ところで、植物栽培のためには、青色光と赤色光とを植物に照射することがよいとされている。そのため、植物栽培に用いられる照明装置は、青色光及び赤色光を含む光を植物に照射するように設計される。
また、照明装置から照射される光の青色光と赤色光との光強度の比率には、植物の栽培によいとされる比率がある。さらに、上述した比率は、植物の種類又は品種によって異なることが知られている。それゆえ、照明装置は、植物の種類又は品種にあわせた比率で青色光及び赤色光が混合された光を出射するように設計される。
また、植物の種類又は品種によっては、成長段階によって要求される青色光及び赤色光の光強度の比率が異なる場合がある。光の色成分と成長段階とを考慮した栽培方法の一例として、例えば、パセリの栽培方法がある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のパセリの栽培方法では、波長６２０〜６８０ｎｍの赤色光と波長４００〜４８０ｎｍの青色光とを含む光であって、赤色光を青色光の光量割合よりも大きくなるようにした光を第１人工光源から照射する。また、収穫可能な大きさに栽培したパセリに、青色光を赤色光の光量割合以上となるようにした光を第２人工光源から照射する。こうすることで、パセリの成長と食味の調整とを図ることができる。
特開２０１３−１６２７５７号公報
しかしながら、特許文献１に記載の照明装置では、植物の成長段階を把握する手段がなかったため、ユーザが植物の成長段階を目視で確認し、人為的に青色光及び赤色光の光強度の比率を調整しなければならなかった。
そこで、本開示は、簡便に青色光及び赤色光の光強度の比率を調整できる照明システム、照明制御方法及び植物栽培器を提供する。
本開示の一態様に係る照明システムは、４００ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の青色領域に発光ピークを有する青色光を発する青色ＬＥＤ光源と、６１０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の赤色領域に発光ピークを有する赤色光を発する赤色ＬＥＤ光源とを有する発光モジュールと、前記発光モジュールが発する光の発光スペクトルにおける、前記青色領域の発光ピークの光強度である第一光強度と前記赤色領域の発光ピークの光強度である第二光強度とを制御する光調整部と、時間を計測する計時部と、を備え、前記光調整部は、前記計時部によって計測された計測時間に応じて前記発光モジュールの前記第一光強度に対する前記第二光強度を連動して変化させる。
また、本開示の一態様に係る照明制御方法は、４００ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の青色領域に発光ピークを有する青色光を発する青色ＬＥＤ光源と、６１０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の赤色領域に発光ピークを有する赤色光を発する赤色ＬＥＤ光源とを有する発光モジュールを点灯する点灯ステップと、前記点灯した時刻からの時間を計測する計時ステップと、前記計時ステップで計測された時間に応じて、前記発光モジュールの温度を制御することで、前記青色光の発光ピークの光強度に対する前記赤色光の発光ピークの光強度を連動して変化させる制御ステップと、を含む。
また、本開示の一態様に係る植物栽培器は、前記照明システムと、植物を支持する培地を保持する容器と、を備え、前記発光モジュールは、前記植物に光を照射する。
本開示の照明システム等によれば、簡便に青色光及び赤色光の光強度の比率を調整できる。
図１は、実施の形態に係る植物栽培器の外観斜視図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における照明装置の模式断面図である。 図３は、実施の形態に係る照明システムを示すブロック図である。 図４は、実施の形態に係る発光モジュールの回路図である。 図５は、実施の形態に係る発光モジュールが備える青色ＬＥＤ光源及び赤色ＬＥＤ光源の温度特性を示すグラフである。 図６は、実施の形態に係る発光モジュールの外観斜視図である。 図７は、実施の形態に係る発光モジュールの平面図である。 図８は、実施の形態に係る発光モジュールの内部構造を示す平面図である。 図９は、図７のＩＸ−ＩＸ線における発光モジュールの模式断面図である。 図１０は、他の実施の形態に係る発光モジュールの図７のＩＸ−ＩＸ線に対応する模式断面図である。 図１１は、実施の形態に係る発光モジュールの周辺温度がＴ１の場合の発光スペクトルである。 図１２は、実施の形態に係る発光モジュールの周辺温度がＴ２の場合の発光スペクトルである。 図１３は、実施の形態に係る発光モジュールの所定の時刻における温度を示すグラフである。
以下、実施の形態に係る照明システム等について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。
また、以下の実施の形態において、Ｚ軸方向は、例えば鉛直方向であり、Ｚ軸正方向側は、上側（上方）と記載される場合がある。また、Ｚ軸負方向側は、下側（下方）と記載される場合がある。また、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、Ｚ軸に垂直な平面（水平面）上において、互いに直交する方向である。
（実施の形態）
［照明システム及び照明装置の構成］
まず、実施の形態に係る照明システム及び植物栽培器に関して説明する。図１は、実施の形態に係る植物栽培器の外観斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における照明装置の模式断面図である。図３は、実施の形態に係る照明システムを示すブロック図である。つまり、図２は、図３に示す実施の形態に係る照明システムの一具体例である照明装置であり、図１は、実施の形態に係る照明システムの一具体例である照明装置を備えた植物栽培器である。
実施の形態に係る照明システムは、植物工場又は家庭に設置される植物栽培器等の照明装置等に適用される。また、実施の形態に係る照明システムは、ハウス栽培等の太陽光を利用した植物栽培において、補光を照射する照明装置等に適用される。つまり、実施の形態に係る照明システムは、植物に光を照射する照明システムである。
図１に示すように、植物栽培器３００は、容器３０１と、支持部材３０２と、培地３０３と、植物Ｐと、照明装置２００と、を備える。
容器３０１は、植物Ｐを植える培地３０３等を保持する上面が開放されたトレイ等の箱体である。容器３０１は、例えば、プラスチックなどの樹脂材料、ステンレスなどの金属材料、又は、セラミックなどから構成される。なお、容器３０１は、錆などの発生を抑制するために塗料などでコーティングされてもよい。また、容器３０１の形状及び大きさは、いかなる形状及び大きさでもよい。
支持部材３０２は、培地に植えられた植物Ｐの上部に照明装置２００を保持するための保持部材である。図１においては、支持部材３０２は、プラスチック又はガラスなどの透明部材であり、植物Ｐの周囲を囲むように配置されている。なお、支持部材３０２としては、植物Ｐの上方（図１のＺ軸正方向）に照明装置２００を支持できればよく、形状及び材質は限定されない。
培地３０３は、植物Ｐを保持する。培地３０３は、例えば、土壌である。また、水耕栽培の場合、容器３０１は、液体（養液）と植物Ｐを保持する保持部材となる培地３０３とを保持する。
植物Ｐは、栽培対象となる植物である。植物Ｐは、例えば、植物（例えば、根付き植物など）の種子、球根、芽、苗木などである。植物Ｐは、成長するにつれて根を生やし、根から培地３０３（水耕栽培の場合、養液）から養分を吸収して成長する。例えば、植物Ｐは、レタスなどの野菜、イチゴなどの果物類、花卉などである。
照明装置２００は、植物Ｐに光を照射するための装置である。図２に示すように、照明装置２００は、筐体２０１と、発光モジュール１０と、光調整部１０１と、計時部１０２と、記憶部１０３とを備える。図３は、照明システム１００の特徴的な機能構成を示すブロック図である。図３に示すように、照明システム１００は、発光モジュール１０と、光調整部１０１と、計時部１０２と、記憶部１０３とを備える。なお、図３の矢印は、発光モジュール１０から出射される光の出射方向を示す。
筐体２０１は、発光モジュール１０と、光調整部１０１と、計時部１０２と、記憶部１０３とを保持する。筐体２０１は、例えば、プラスチックなどの樹脂材料、ステンレスなどの金属材料、又は、セラミックなどから構成される。また、筐体２０１の形状及び大きさは、いかなる形状及び大きさでもよい。
発光モジュール１０は、植物Ｐに照射する光を出射する。発光モジュール１０は、青色光を発する青色ＬＥＤ光源と、赤色光を発する赤色ＬＥＤ光源とを備える。発光モジュール１０の詳細については後述する。
ところで、植物Ｐは、細胞の中にクロロフィル（光合成色素）を有しているが、クロロフィルは、凡そ４００ｎｍ〜４７０ｎｍの青色の波長領域（青色領域）の光と、凡そ６１０ｎｍ〜６８０ｎｍの赤色の波長領域（赤色領域）の光とを吸収する特性を有する。つまり、植物Ｐの光合成には、青色光及び赤色光が重要な役割を果たす。そのため、照明システム１００は、４００ｎｍ〜４７０ｎｍの青色光と６１０ｎｍ〜６８０ｎｍの赤色光との両方の光の色成分を有する光を出射する発光モジュール１０が１つ以上取り付けられている。なお、以下では、青色ＬＥＤ光源及び赤色ＬＥＤ光源の総称として単に「ＬＥＤ光源」と記載される場合がある。
光調整部１０１は、発光モジュール１０が出射する光の発光スペクトルの青色光と赤色光とのピーク比を連動して変化させる。具体的には、光調整部１０１は、発光モジュール１０の温度を制御することで、青色ＬＥＤ光源が出射する光の光強度と赤色ＬＥＤ光源が出射する光の光強度との両方を同時に変化させる。
光調整部１０１は、例えば、ペルチェ素子とＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とで構成される。光調整部１０１は、青色ＬＥＤ光源及び赤色ＬＥＤ光源の、温度に対するＬＥＤ光源が出射する光の光強度の特性である温度特性の違いを利用して、青色ＬＥＤ光源と赤色ＬＥＤ光源との光強度の比率を連動して変化させる。
計時部１０２は、時間を測定する時計である。計時部１０２は、例えば、ＲＴＣ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）が搭載された制御回路で構成される。光調整部１０１は、計時部１０２で測定された時間に応じて発光モジュール１０の温度を制御する。
ところで、植物の種類によっては、その成長に段階がある場合がある。例えば、イチゴは、苗を大きく育てるための育苗段階と、花を咲かせる開花段階と、花が実をつける結実段階と、実を収穫する収穫段階とがある。また、各成長段階によって青色ＬＥＤ光源と赤色ＬＥＤ光源との光強度の比率を変化させることで、植物の成長に良い影響を与えることができる場合がある。また、植物Ｐの成長は、同一の品種で、且つ、同一の栽培条件であれば、凡そ同様に成長する。つまり、植物Ｐの成長段階は、栽培を開始した時点からの経過時間で凡そ推定できる。そのため、計時部１０２で測定された測定時間から植物の成長段階を推定し、当該推定された成長段階に応じて、光調整部１０１は発光モジュール１０を制御する。
記憶部１０３は、計時部１０２で測定された時間、又は、光調整部１０１が青色ＬＥＤ光源及び赤色ＬＥＤ光源から出射される光のそれぞれの光強度を変化させるタイミングなどを記憶するメモリである。記憶部１０３は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）又はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）である。
次に、発光モジュール１０について説明する。
図４は、実施の形態に係る発光モジュールの回路構成の一例を示す模式図である。つまり、図４は、発光モジュール１０における青色ＬＥＤ光源と赤色ＬＥＤ光源との配列パターンを示す回路図である。
図４に示すように、発光モジュール１０は、青色ＬＥＤ光源１２ｂと赤色ＬＥＤ光源１２ｒとがそれぞれ複数個ずつ直列接続される。また、発光モジュール１０は、青色ＬＥＤ光源１２ｂと赤色ＬＥＤ光源１２ｒとがそれぞれ同数ずつ含まれる複数の列が、並列接続される。
例えば、図４に示すように、発光モジュール１０には、１２個の直列接続された青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒからなる発光素子列が５列、基板１１上に設けられている。さらに、これら５列の発光素子列は並列接続される。
また、これら５列の発光素子列のうち、一つの発光素子列は、青色ＬＥＤ光源１２ｂ、及び、赤色ＬＥＤ光源１２ｒを少なくとも一つずつ含む。つまり、一つの発光素子列においては、青色ＬＥＤ光源１２ｂ、及び、赤色ＬＥＤ光源１２ｒが直列接続されている。そして、一つの発光素子列は、他の発光素子列と同じ数の青色ＬＥＤ光源１２ｂ、及び、他の発光素子列と同じ数の赤色ＬＥＤ光源１２ｒを含む。これにより、複数の発光素子列のそれぞれにおける、各発光素子列のトータルＶｆを揃えることができ、発光モジュール１０を点灯させるための点灯装置（図示しない）の構成を簡素化できる。
図４に示す発光モジュール１０の例では、一つの発光素子列に含まれる青色ＬＥＤ光源１２ｂの数は、８個であり、一つの発光素子列に含まれる赤色ＬＥＤ光源１２ｒの数は、４個である。
次に、発光モジュール１０が有するＬＥＤ光源の温度特性について説明する。
図５は、青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒの温度特性を示すグラフである。なお、図５において、縦軸は青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒから出射される光強度であり、横軸は青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒの周囲温度である。ここで、周辺温度とは、青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒ近傍に位置する空気の温度である。周辺温度が変化することで、青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒの温度も変化する。具体的には、周辺温度が上昇すると、青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒの温度も上昇する。また、図５においては、Ｔ２＞Ｔ１であるとする。また、図５において、青色ＬＥＤ光源１２ｂの温度特性を実線で示し、赤色ＬＥＤ光源１２ｒの温度特性を破線で示す。
また、後述するが、発光モジュール１０の青色ＬＥＤ光源及び赤色ＬＥＤ光源は、封止部材により封止される。この場合、本明細書においては、周辺温度は発光モジュール１０近傍の空気の温度として説明する。また、光強度とは、光の放射エネルギーを示し、例えば、単位にはＷ（ワット）が用いられる。
図５に示すように、周辺温度がＴ１の場合、青色ＬＥＤ光源１２ｂの光強度に対して、赤色ＬＥＤ光源１２ｒの光強度の方が大きい。また、周辺温度がＴ２の場合、青色ＬＥＤ光源１２ｂの光強度に対して、赤色ＬＥＤ光源１２ｒの光強度の方が小さい。
つまり、周辺温度の変化に対する光強度の変化量は、青色ＬＥＤ光源１２ｂと赤色ＬＥＤ光源１２ｒとで異なる。具体的には、赤色ＬＥＤ光源１２ｒは、青色ＬＥＤ光源１２ｂよりも周辺温度を上昇させたときの光強度の減衰量が大きい。
そのため、青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒの周辺温度を制御することで、青色ＬＥＤ光源１２ｂと赤色ＬＥＤ光源１２ｒとの光強度の比率を変化させることが可能となる。具体的には、青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒへの投入電力量をそれぞれ調整せずに、青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒの周辺温度を制御することで、青色ＬＥＤ光源１２ｂと赤色ＬＥＤ光源１２ｒとの光強度の比率を制御できる。つまり、青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒが配置された発光モジュール１０は、発光モジュール１０の周辺温度を制御することで、発光モジュール１０が発する青色光と赤色光との光強度の比率を制御できる。
また、青色ＬＥＤ光源１２ｂと赤色ＬＥＤ光源１２ｒとの光強度の比率を変化させるために、青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒのそれぞれを個別に駆動させる回路を形成する必要がなくなるため、発光モジュール１０の構造は簡便になる。また、青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒが出射する光の光強度の比率を連動して制御することができるため、青色ＬＥＤ光源１２ｂと赤色ＬＥＤ光源１２ｒとを個別に制御する場合と比較して当該比率の制御が簡便になる。
また、植物Ｐは、成長するにつれて、赤色光の光強度に対して青色光の光強度の比率を大きくし、且つ、栽培する環境の温度を高くするとよい場合がある。この場合、赤色光の光強度に対する青色光の光強度の比率を大きくするためには、上述したように、発光モジュール１０の周辺温度を上げる。つまり、発光モジュール１０の周辺温度を上げることで、発光モジュール１０に隣接する植物Ｐの周囲の温度も上昇するため、植物Ｐを栽培する温度環境にも適する。また、例えば、図１に示す植物栽培器３００のように、植物Ｐの栽培環境が照明装置２００、容器３０１及び支持部材３０２によって外気と仕切られている場合には、植物Ｐを栽培する環境温度もあわせて制御できる。
なお、光調整部１０１で発光モジュール１０の周辺温度を制御する際に、照明装置２００は、発光モジュール１０の周辺温度等を測定する温度測定部（図示しない）を備えてもよい。例えば、光調整部１０１は、温度測定部で測定された温度に応じて発光モジュール１０の周辺温度を制御する。こうすることで、発光モジュール１０が設置される周囲の環境温度によらず、発光モジュール１０が出射する光の青色光の光強度と赤色光の光強度との比率を精度よく制御できる。温度測定部は、例えば、サーミスタである。
また、光調整部１０１は、青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒの温度が制御できればよい。光調整部１０１は、例えば、発光モジュール１０の近傍の空気を加熱又は冷却することで間接的に発光モジュール１０の温度を制御してもよいし、発光モジュール１０を直接加熱又は冷却してもよい。
例えば、後述するように、発光モジュール１０が基板を備える場合、光調整部１０１は当該基板を直接加熱又は冷却し、且つ、温度測定部は当該基板の温度を測定してもよい。光調整部１０１は、温度測定部で測定された当該基板の温度に応じて加熱又は冷却する温度を決定する。こうすることで、発光モジュール１０が出射する光の青色光の光強度と赤色光の光強度との比率は制御される。
また、青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒの温度特性（図５参照）を周辺温度で定義したが、これに限らない。青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒの温度で定義されてもよい。例えば、ＬＥＤ光源のジャンクション温度で定義されてもよいし、発光モジュールのケース温度で定義されてもよい。ここで、ケース温度とは、ＣＯＢ構造の発光モジュールにおいては、例えば、ＬＥＤ光源が実装される基板の温度である。
以上、発光モジュール１０について説明した。発光モジュール１０の具体的な構成については後述する。
次に、青色光の光強度と赤色光の光強度との比率について説明する。
植物Ｐは、上述したように、細胞の中に光合成を行うクロロフィルを有している。クロロフィルは、凡そ４００ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の青色領域の光（青色光）と、凡そ６１０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の赤色領域の光（赤色光）とを吸収しやすい。つまり、植物Ｐの光合成には、青色光及び赤色光が重要な役割を担う。さらに、植物Ｐに照射する光に含まれる青色光と赤色光との光量の比率も重要な役割を担う。ここで、発光モジュール１０から出射される光の発光スペクトルにおける、青色光のピークの光強度を第一光強度とし、赤色光のピークの光強度を第二光強度として定義する。発光モジュール１０が出射する光の発光スペクトルの具体例については後述する。
例えば、植物Ｐの茎を伸長させる又は葉を大きくさせるには、植物Ｐに照射する光の第一光強度に対する第二光強度の比率が大きい光を照射させるとよい。つまり、植物Ｐの栽培の比較的に前半の成長段階においては、植物Ｐを大きくさせるために、赤色光の光成分が多い光を照射させるとよい。植物Ｐの栽培の比較的に前半の成長段階における、第一光強度に対する第二光強度の比率は、例えば、４以上１０以下である。
また、例えば、植物Ｐのつぼみの数を増やす、果実を熟させる、又は、栄養成分を増やすには、青色光の光強度があげた光を照射させるとよい。つまり、植物Ｐの栽培の比較的に後半の成長段階においては、植物Ｐのつぼみの数を増やす、果実を熟させる、又は、栄養成分を増やすために、上述した前半の成長段階と比較して、第一光強度に対する第二光強度の比率を小さくした光を照射させるとよい。植物Ｐの栽培の比較的に後半の成長段階における、第一光強度に対する第二光強度の比率は、例えば、２以上４以下である。
つまり、光調整部１０１は、発光モジュール１０による照射開始直後の第一光強度に対する第二光強度より、照射終了直前の第一光強度に対する第二光強度の方が小さくなるように制御してもよい。例えば、光調整部１０１は、照射開始時には、第一光強度に対する第二光強度４以上１０以下になるように発光モジュール１０を制御してもよい。また、光調整部１０１は、照射終了時には、第一光強度に対する第二光強度の比率が２以上４以下になるように発光モジュール１０を制御してもよい。こうすることで、照明装置２００は、植物Ｐの成長段階に応じた、植物Ｐの成長に適する光を植物Ｐに照射することができる。
なお、照明装置２００の使用を開始したとき、すでに植物Ｐの栽培の比較的に後半の成長段階であることが想定される。この場合は、例えば、植物Ｐの成長段階に応じて計時部１０２の計測開始時間を植物の成長段階にあわせて照射時間を加算してから、照射時間の計測を開始してもよい。
以上、青色光の光強度と赤色光の光強度との比率について説明した。
［発光モジュールの構成］
次に、実施の形態に係る発光モジュールの具体的な構成について図６〜図９を用いて説明する。図６は、実施の形態に係る発光モジュールの外観斜視図である。図７は、実施の形態に係る発光モジュールの平面図である。図８は、実施の形態１に係る発光モジュールの内部構造を示す平面図である。図９は、図６のＩＸ−ＩＸ線における模式断面図である。なお、図８は、図７において封止部材１３を取り除き、ＬＥＤ光源の配列及び配線パターンなどの内部の構造を示した平面図である。
図６〜図９に示されるように、実施の形態に係る発光モジュール１０は、基板１１と、複数の青色ＬＥＤ光源１２ｂと、複数の赤色ＬＥＤ光源１２ｒと、封止部材１３とを備える。
発光モジュール１０は、基板１１に青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒが直接実装された、いわゆるＣＯＢ構造のＬＥＤモジュールである。
基板１１は、青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒに電力を供給するための配線１６が設けられた配線領域を有する基板である。配線１６（並びに、電極１６ａ及び電極１６ｂ）は、金属により形成される。基板１１は、例えば、メタルベース基板またはセラミック基板である。また、基板１１は、樹脂を基材とする樹脂基板であってもよい。
セラミック基板としては、酸化アルミニウム（アルミナ）からなるアルミナ基板または窒化アルミニウムからなる窒化アルミニウム基板等が採用される。また、メタルベース基板としては、例えば、表面に絶縁膜が形成された、アルミニウム合金基板、鉄合金基板または銅合金基板等が採用される。樹脂基板としては、例えば、ガラス繊維とエポキシ樹脂とからなるガラスエポキシ基板等が採用される。
なお、基板１１として、光反射率が高い（例えば、光反射率が９０％以上の）基板が採用されてもよい。基板１１として光反射率の高い基板が採用されることで、青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒが発する光を基板１１の表面で反射させることができる。この結果、発光モジュール１０の光取り出し効率が向上される。このような基板としては、例えばアルミナを基材とする白色セラミック基板が例示される。
また、基板１１として、光の透過率が高い透光性基板が採用されてもよい。このような基板としては、多結晶のアルミナや窒化アルミニウムからなる透光性セラミックス基板、ガラスからなる透明ガラス基板、水晶からなる水晶基板、サファイアからなるサファイア基板または透明樹脂材料からなる透明樹脂基板が例示される。
なお、実施の形態１では基板１１は矩形であるが、円形などその他の形状であってもよい。
青色ＬＥＤ光源１２ｂは、青色光を発するＬＥＤ光源である。青色ＬＥＤ光源１２ｂは、例えば、ＩｎＧａＮ系の材料によって形成される。青色ＬＥＤ光源１２ｂの発光ピーク波長は、例えば、４００ｎｍ以上４７０ｎｍ以下である。
赤色ＬＥＤ光源１２ｒは、赤色光を発するＬＥＤ光源である。赤色ＬＥＤ光源１２ｒは、例えば、ＡｌＧａＩｎＰ系の材料によって形成される。赤色ＬＥＤ光源１２ｒの発光ピーク波長は、例えば、６１０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下である。
基板１１上には、複数のＬＥＤ光源からなる発光素子列が複数設けられている。図８に示されるように、構造的には、Ｘ軸方向に沿う発光素子列が７列、基板１１上に設けられている。
電気的には、１２個の直列接続されたＬＥＤ光源からなる発光素子列が５列、基板１１上に設けられている。これら５列の発光素子列は並列接続され、電極１６ａと電極１６ｂとの間に電力が供給されることにより発光する。
また、これら５列の発光素子列のうち、一つの発光素子列は、青色ＬＥＤ光源１２ｂ、及び、赤色ＬＥＤ光源１２ｒを少なくとも一つずつ含む。つまり、一つの発光素子列においては、青色ＬＥＤ光源１２ｂ、及び、赤色ＬＥＤ光源１２ｒが直列接続されている。そして、一つの発光素子列は、他の発光素子列と同じ数の青色ＬＥＤ光源１２ｂ、及び、他の発光素子列と同じ数の赤色ＬＥＤ光源１２ｒを含む。これにより、複数の発光素子列のそれぞれにおける、ＬＥＤ光源のトータルＶｆを揃えることができ、発光モジュール１０を点灯させるための点灯装置の構成を簡素化できる。
また、一つの赤色ＬＥＤ光源１２ｒは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のいずれの方向においても他の赤色ＬＥＤ光源１２ｒと隣接しないように分散配置されてもよい。これにより、発光モジュール１０は、赤味が均一な光を発することができる。
また、直列接続されたＬＥＤ光源同士は、主に、ボンディングワイヤ１７によってＣｈｉｐ Ｔｏ Ｃｈｉｐで接続される（一部のＬＥＤ光源については、配線１６と接続される）。ボンディングワイヤ１７は、ＬＥＤ光源に接続される給電用のワイヤである。なお、ボンディングワイヤ１７、並びに、上述の配線１６、電極１６ａ、及び電極１６ｂの金属材料としては、例えば、Ａｕ（金）、銀（Ａｇ）、または銅（Ｃｕ）等が採用される。なお、詳細は図示されていないが、配線１６は、レジスト膜によって覆われる。
封止部材１３は、複数のＬＥＤ光源を封止する封止部材である。封止部材１３は、具体的には、Ｘ軸方向に沿う７列の発光素子列のそれぞれを、当該発光素子列に沿ってライン状に封止する。つまり、青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒは、透光性樹脂（封止部材１３）によって一括封止されている。封止部材１３は、青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒを保護する機能を有する。なお、ボンディングワイヤ１７及び配線１６の一部も封止部材１３によって封止される。
封止部材１３の基材となる透光性樹脂としては、例えば、メチル系のシリコーン樹脂が用いられるが、エポキシ樹脂またはユリア樹脂などが用いられてもよい。
また、封止部材１３は、緑色蛍光体１４ｇ及び赤色蛍光体１４ｒを含有してもよい。つまり、青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒは、緑色蛍光体１４ｇ及び赤色蛍光体１４ｒを含む透光性樹脂（封止部材１３）によって一括封止されている。
例えば、照明装置２００が家庭で使用される場合、照明装置２００から出射される光の見え方が重要になる。照明装置２００から出射される光を、植物栽培に適した青色光及び赤色光のみで構成すると、紫色の光が出射される。ユーザが当該紫色の光が照射された植物を見た場合、緑色の光成分が含まれていないため、植物の色味が悪く見える。そのため、当該紫色の光は、植物を観賞することには適さない。
また、例えば、照明装置２００が植物工場などで使用される場合、照明装置２００から出射される光を、植物栽培に適した青色光及び赤色光のみで構成すると、植物の病害などをユーザが知覚しにくくなる虞がある。
そのため、封止部材１３に蛍光体を含有させることで、照明装置２００から出射される光を白色光に近づけるようにしてもよい。具体的には、照明装置２００から出射される光の色度を黒体軌跡に近づくように、封止部材１３の蛍光体の含有量が調整されてもよい。
緑色蛍光体１４ｇは、青色ＬＥＤ光源１２ｂが出射する光で励起されて発光する。緑色蛍光体１４ｇは、例えば、発光ピーク波長が５１５ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体、または、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体である。
赤色蛍光体１４ｒは、青色ＬＥＤ光源１２ｂの発する光で励起されて発光する。赤色蛍光体１４ｒは、例えば、発光ピーク波長が６４０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下のＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体であるが、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体などであってもよい。
そして、緑色蛍光体１４ｇ及び赤色蛍光体１４ｒに吸収されなかった青色光と、緑色蛍光体１４ｇが発する緑色光と、赤色蛍光体１４ｒが発する赤色光と、赤色ＬＥＤ光源１２ｒが発する赤色光とが混ざることにより、発光モジュール１０は、白色光を出射する。
このように、封止部材１３は、緑色蛍光体１４ｇ及び赤色蛍光体１４ｒを含有することにより、波長変換材として機能する。
なお、封止部材１３に蛍光体を添加した場合、発光モジュール１０から出射される光の発光スペクトルにおける波長４００ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の範囲及び６１０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の範囲に影響を与える可能性がある。この場合、青色光の発光ピークの光強度と赤色光の発光ピークの光強度との比率が所望の範囲となるように、発光モジュール１０に設置するＬＥＤ光源の個数及び／又は封止部材１３に封止される蛍光体の含有量は適宜調整されてもよい。
ここで、発光モジュール１０において、青色ＬＥＤ光源１２ｂが発する青色光の一部は、封止部材１３に含まれる緑色蛍光体１４ｇによって緑色光に波長変換される。また、青色ＬＥＤ光源１２ｂが発する青色光の一部は、封止部材１３に含まれる赤色蛍光体１４ｒによって赤色光に波長変換される。つまり、上述した蛍光体は青色ＬＥＤ光源１２ｂが発する青色光の一部を波長変換する。そのため、赤色ＬＥＤ光源１２ｒよりも青色ＬＥＤ光源１２ｂの方が多く設置されてもよい。また、蛍光体は少なくとも青色ＬＥＤ光源１２ｂの周囲に配置されるように封止部材１３に封止されてもよい。こうすることで、発光モジュール１０から出射させる光は白色光に近づけやすくなる。
なお、封止部材１３は、緑色蛍光体１４ｇ及び／又は赤色蛍光体１２ｒに代えて、或いは、緑色蛍光体１４ｇ及び／又は赤色蛍光体１２ｒに加えて黄色蛍光体を含有してもよい。黄色蛍光体は、例えば、発光ピーク波長が５５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下のイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系の蛍光体である。
図１０に他の実施の形態に係る発光モジュールの図７のＩＸ−ＩＸ線に対応する模式断面図を示す。なお、図１０は、図７のＩＸ―ＩＸ線に対応する断面の一部を示す模式断面図である。また、図１０は、各々のＬＥＤ光源をそれぞれ個別に封止部材１３により封止している状態を模式的に示した図である。
図１０に示すように、青色ＬＥＤ光源１２ｂと赤色ＬＥＤ光源１２ｒとは、それぞれ個別に封止部材１３により封止されている。また、青色ＬＥＤ光源１２ｂを封止する封止部材１３には、蛍光体（例えば、緑色蛍光体１４ｇ及び赤色蛍光体１４ｒ）が封止されている。しかしながら、赤色ＬＥＤ光源１２ｒを封止する封止部材１３には、蛍光体が封止されていない。
こうすることで、青色ＬＥＤ光源１２ｂが発する青色光の一部は、封止部材１３に含まれる蛍光体によって波長変換されやすくなる。
なお、隣り合うＬＥＤ素子が青色ＬＥＤ光源１２ｂ又は赤色ＬＥＤ光源１２ｒで連続して配置されている場合、青色ＬＥＤ光源１２ｂ又は赤色ＬＥＤ光源１２ｒは、蛍光体を含む又は蛍光体を含まない封止部材１３で連続して封止されてもよい。
以上、実施の形態における発光モジュール１０について説明した。
［発光スペクトル］
上述したように、発光モジュール１０は、青色ＬＥＤ光源１２ｂと、赤色ＬＥＤ光源１２ｒと、蛍光体とから出射される光の合成光を出射する。次に、発光モジュール１０の周辺温度に対する発光スペクトルの一具体例について説明する。
図１１は、実施の形態に係る発光モジュールの周辺温度がＴ１の場合の発光スペクトルである。図１２は、実施の形態に係る発光モジュールの周辺温度がＴ２の場合の発光スペクトルである。つまり、図１１及び図１２の発光スペクトルは、同一の発光モジュール１０から出射された光のスペクトルであり、発光モジュール１０の周辺温度が異なるために、スペクトル形状が異なる。なお、図１１及び図１２の発光スペクトルの縦軸は光強度であり、横軸は波長である。また、図１１及び図１２に示す発光スペクトルは、図１１に示す光の放射エネルギーを６５０ｎｍ近傍の発光スペクトルのピーク強度（第二光強度）で規格化している。また、Ｔ１及びＴ２は、図５に示すように、Ｔ２＞Ｔ１である。
図１１は、発光モジュール１０の周辺温度Ｔ１＝１０℃（ＬＥＤ光源のジャンクション温度は２１℃）のときの発光モジュール１０の発光スペクトルである。
図１１に示す４５０ｎｍ近傍の発光スペクトルのピーク（第一光強度）が、青色ＬＥＤ光源１２ｂの発光ピークである。また、図１１に示す６５０ｎｍ近傍の発光スペクトルのピーク（第二光強度）が、赤色ＬＥＤ光源１２ｒの発光ピークである。図１１に示す発光スペクトルにおける、上述した青色ＬＥＤ光源１２ｂの発光ピーク及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒの発光ピークの発光を除いた部分が発光モジュール１０に含まれる蛍光体からの発光である。
ここで、発光モジュール１０から出射される光の発光スペクトルにおける、第一光強度をＢ１とし、第二光強度をＲ１として定義する。図１１に示すように、上述したＢ１と上述したＲ１との比率は、Ｂ１：Ｒ１≒１：４．７となる。つまり、図１１に示す発光スペクトルにおける第一光強度に対する第二光強度の比率は、４．７である。
図１２は、発光モジュール１０の周辺温度Ｔ２＝７０℃（ＬＥＤ光源のジャンクション温度は８２℃）のときの発光モジュール１０の発光スペクトルである。
図１２に示す４５０ｎｍ近傍の発光スペクトルのピーク（第一光強度）が、青色ＬＥＤ光源１２ｂの発光ピークである。また、図１２に示す６５０ｎｍ近傍の発光スペクトルのピーク（第二光強度）が、赤色ＬＥＤ光源１２ｒの発光ピークである。図１１に示す発光スペクトルにおける、上述した青色ＬＥＤ光源１２ｂの発光ピーク及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒの発光ピークの発光を除いた部分が発光モジュール１０に含まれる蛍光体からの発光である。
ここで、発光モジュール１０から出射される光の発光スペクトルにおける、第一光強度をＢ２とし、第二光強度をＲ２として定義する。図１２に示すように、上述したＢ２と上述したＲ２との比率は、Ｂ２：Ｒ２≒１：３．５となる。つまり、図１２に示す発光スペクトルにおける第一光強度に対する第二光強度の比率は、３．５である。
上述したように、発光モジュール１０の周辺温度を変化させることにより、発光モジュール１０の青色ＬＥＤ光源１２ｂの発光ピークの光強度と、赤色ＬＥＤ光源１２ｒの発光ピークの光強度とが変化する。そのため、発光モジュール１０の青色の波長領域の光強度と赤色の波長領域の光強度との比率を変化させることができる。
以上、発光モジュール１０から出射される光のスペクトルについて説明した。
次に、上述した発光モジュール１０を備える照明システム１００の時間に対する動作について説明する。
図１３は、実施の形態に係る発光モジュールの所定の時刻における温度を示すグラフである。具体的には、図１３は、横軸が時間であり、縦軸は発光モジュール１０の温度とその時の発光モジュール１０が出射する光の第一光強度に対する第二光強度の比率を示すグラフである。ここで、発光モジュールの温度とは、上述したように発光モジュール１０の周辺温度、ケース温度又はジャンクション温度のいずれかを示す。
照明システム１００の動作の一具体例として、図１に示した照明装置２００を備える植物栽培器３００と図１３に示すグラフを用いて説明する。
植物栽培器３００では、まず、植物Ｐを培地３０３に定植する。次に、照明装置２００の発光モジュール１０を駆動（点灯）し、植物Ｐに光を照射させる。ここで、発光モジュール１０による光の照射を開始したときに、計時部１０２は、時間の計測を開始する。ここで、計時部１０２が時間の測定を開始する時刻を第一時刻ｔ１とする。図１３に示すように、例えば、第一時刻ｔ１における発光モジュール１０の温度はＴ１である。また、第一時刻ｔ１における発光モジュール１０が発する光の第一光強度に対する第二光強度の比率は、４．７である。言い換えると、光調整部１０１は、発光モジュール１０の温度がＴ１になるように発光モジュール１０の基板１１を加熱又は冷却する。
計時部１０２は、記憶部１０３に記憶された予め記憶された所定の時間が経過した後で、光調整部１０１に時間が経過した旨を通知する。例えば、計時部１０２が上述した所定の時間が経過した後の時刻を時刻ｔとする。光調整部１０１は、時刻ｔになった時に発光モジュール１０の温度を制御することで、発光モジュール１０から出射される光の第一光強度と第二光強度との比率を制御する。具体的には、第二時刻ｔ２の時に所望の第一光強度と第二光強度との比率（図１３では３．５）になるように、光調整部１０１は、発光モジュール１０の基板１１を加熱又は冷却する。
図１３に示すように、例えば、第二時刻ｔ２における発光モジュール１０の温度はＴ２である。また、第二時刻ｔ２における発光モジュール１０が発する光の第一光強度に対する第二光強度の比率は、３．５である。言い換えると、光調整部１０１は、時刻ｔ２における発光モジュール１０の温度がＴ２になるように発光モジュール１０の基板１１を加熱又は冷却する。
つまり、光調整部１０１は、発光モジュール１０による第一時刻ｔ１における第一光強度に対する第二光強度より、第一時刻ｔ１より後の第二時刻ｔ２における第一光強度に対する第二光強度の方が小さくなるように発光モジュール１０の基板１１の温度を上げる制御をする。
上述した所定の時間が経過した後に光調整部１０１が発光モジュール１０の温度を制御する動作を、計時部１０２と光調整部１０１とは記憶部１０３に記憶された予め定められた所定の回数繰り返す。こうすることで、光調整部１０１は、計時部１０２によって測定された照射時間を参照することで、植物Ｐの成長状態に応じて植物Ｐの成長に適した光を照射することが可能となる。
なお、計時部１０２が時間の測定を開始する時刻は、特に限定されるものではなく、ユーザが直接指示できるようにしてもよい。例えば、ユーザは、植物栽培器３００に設けられた入力部（図示しない）から開始日時、終了日時及び植物の成長段階の情報を入力する。光調整部１０１は、当該情報に応じて植物に照射する光の第一光強度と第二光強度との比率を調整してもよい。計時部１０２は、当該情報に応じて照射時間を加算してから、照射時間の計測を開始してもよい。
また、図１３に示す時刻ｔにおいて、光調整部１０１は、発光モジュール１０の温度を制御することで、発光モジュール１０から出射される光の第一光強度と第二光強度との比率を制御した。具体的には、図１３に示すように、第一時刻ｔ１から時刻ｔまでの発光モジュール１０から出射される光の第一光強度に対する第二光強度は一定であるが、これに限らない。光調整部１０１は、時間の経過に従って徐々に発光モジュール１０の温度を上げること発光モジュール１０から出射される光の第一光強度と第二光強度との比率を徐々に変化させてもよい。
以上、照明装置２００を備える植物栽培器３００の動作の一具体例について説明した。
［まとめ］
実施の形態に係る照明システム１００は、青色光を発する青色ＬＥＤ光源１２ｂと、赤色光を発する赤色ＬＥＤ光源１２ｒを有する発光モジュール１０を備える。青色ＬＥＤ光源１２ｂは、４００ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の青色領域に発光ピークを有する青色光を発する。赤色ＬＥＤ光源１２ｒは、６１０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の赤色領域に発光ピークを有する赤色光を発する。また、照明システム１００は、発光モジュール１０が発する光の発光スペクトルにおける、青色領域の発光ピークの光強度である第一光強度と赤色領域の発光ピークの光強度である第二光強度とを制御する光調整部１０１と、時間を計測する計時部１０２とを備える。また、光調整部１０１は、計時部１０２によって計測された計測時間に応じて発光モジュール１０の第一光強度に対する第二光強度を連動して変化させる。
こうすることで、計時部１０２で計測された時間に応じて、第一光強度と第二光強度との比率は連動して変化される。そのため、照明システム１００は、簡便な構成で、植物Ｐの成長段階に応じた第一光強度と第二光強度との比率の光を植物Ｐに照射できる。
また、光調整部１０１は、第一時刻ｔ１における第一光強度に対する第二光強度より、第一時刻ｔ１より後の第二時刻ｔ２における第一光強度に対する第二光強度の方が小さくなるように発光モジュール１０を制御する。
例えば、植物Ｐの茎を伸長させる又は葉を大きくさせるには植物Ｐに第二光強度の比率が第一光強度の比率より大きい光を照射させるとよい。つまり、植物Ｐにおいては、比較的に前半の成長段階となる、植物Ｐを大きくさせたい場合に、第一光強度に対する第二光強度の比率が大きい光を照射させるとよい。
また、例えば、植物Ｐのつぼみの数を増やす、果実を熟させる、又は、栄養成分を増やすには、青色光の光強度があげた光を照射させるとよい。つまり、植物Ｐの栽培の比較的に後半の成長段階においては、植物Ｐのつぼみの数を増やす、果実を熟させる、又は、栄養成分を増やすために、上述した前半の成長段階と比較して、第一光強度に対する第二光強度の比率を小さくした光を照射させるとよい。つまり、植物Ｐは、その成長段階に応じて要求する光の色成分が異なる。
したがって、上述のように植物Ｐの成長段階に応じて第一光強度と第二光強度との比率を制御することで、照明システム１００は、植物Ｐの成長段階に応じて、植物Ｐの栽培に適した光を植物Ｐに照射できる。
また、光調整部１０１は、第一時刻ｔ１には、第一光強度に対する第二光強度を４以上１０以下となるように発光モジュール１０を制御し、第二時刻ｔ２には、第一光強度に対する第二光強度を２以上４以下となるように発光モジュール１０を制御してもよい。また、発光モジュール１０は、青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒを封止する封止部材を有し、少なくとも青色ＬＥＤ光源１２ｂを封止する封止部材は、青色光の波長を変換する蛍光体を含んでもよい。
つまり、例えば、植物Ｐにおいては、成長の前半段階となる、植物Ｐを大きくさせたい場合に、発光モジュール１０が発する光は、第一光強度に対する第二光強度の比率を４以上１０以下とするとよい。また、上述のように、植物Ｐにおいては、成長の後半段階となる、植物Ｐのつぼみの数を増やす、果実を熟させる、又は、栄養成分を増やしたい場合に、発光モジュール１０が発する光は、第一光強度に対する第二光強度の比率を２以上４以下とするとよい。
こうすることで、照明システム１００は、植物Ｐの成長段階に応じて、植物Ｐの栽培に適した光を植物Ｐに照射できる。
ところで、植物Ｐの栽培に適した青色光と赤色光とだけを含む光だと、白色光とはならない。つまり、当該光が照射された植物Ｐは色味が悪く見える。そのため、当該光が照射された植物Ｐを目視したユーザに不快感を与える虞がある。
そこで、実施の形態に係る発光モジュール１０は、さらに、蛍光体を備えてもよい。つまり、発光モジュール１０から出射される光が自然な白色光となるように、発光モジュール１０は蛍光体を備えてもよい。こうすることで、発光モジュール１０から発せられた光が照射された植物Ｐは、色味が悪く見えることが抑制される。そのため、ユーザが当該光を照射された植物Ｐを目視した場合に生じる不快感は抑制される。
また、ＬＥＤ光源は、ＬＥＤ光源の製造の問題から、ＬＥＤ光源が発する光の中心波長がばらつきやすい。そのため、蛍光体を用いずにＬＥＤ光源だけで発光部分が構成された発光モジュールは、発光モジュールごとの色度を一致させることが難しい。
しかしながら、蛍光体は、ＬＥＤ光源と比較して発光の中心波長がばらつきにくく、且つ、発光スペクトルはブロードである。そのため、例えば、発光モジュール１０に蛍光体を採用した場合に、発光モジュール１０が発する光の色度はばらつきにくい。つまり、蛍光体を利用することで、所望の色度の光を出射する再現性の高い発光モジュール１０が製造され得る。
また、発光モジュール１０には、赤色ＬＥＤ光源１２ｒよりも青色ＬＥＤ光源１２ｂの方が多く配置されてもよい。
例えば、発光モジュール１０が蛍光体を備える場合、青色ＬＥＤ光源１２ｂが発する青色光の一部を波長変換する。そのため、所定の第一光強度及び第二光強度の比率の光を発光モジュール１０から出射させるためには、発光モジュール１０が蛍光体を備えない場合と比較して、青色光、つまり、青色ＬＥＤ光源１２ｂを多くする必要がある。つまり、上述した第一光強度に対する第二光強度の比率の光を発光モジュール１０から出射させるために、赤色ＬＥＤ光源１２ｒよりも青色ＬＥＤ光源１２ｂの方が多く設置されてもよい。
これにより、発光モジュール１０から出射させる光は、白色光に近づきやすくなる。
また、光調整部１０１は、発光モジュール１０の温度を制御することで、第一光強度に対する第二光強度を連動して変化させてもよい。
これにより、青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒへの投入電力量をそれぞれ調整せずに、発光モジュール１０の温度を制御することで、第一光強度と第二光強度との比率を所望の比に制御できる。
また、発光モジュール１０は、基板１１を備え、基板１１上に青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒは配置されてもよい。また、光調整部１０１は、基板１１の温度を制御することで、第一光強度に対する第二光強度を連動して変化させてもよい。
これにより、青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒへの投入電力量をそれぞれ調整せずに、発光モジュール１０の基板１１の温度を制御することで、第一光強度と第二光強度との比率を所望の比に制御できる。
また、発光モジュール１０は、青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒが直列接続された発光素子列を一つ以上有してもよい。
これにより、発光モジュール１０から出射される青色光と赤色光とが空間的に分離しにくくなる。そのため、発光モジュール１０から出射される光の色むらは、低減される。
また、実施の形態に係る照明制御方法は、青色光を発する青色ＬＥＤ光源１２ｂと、赤色光を発する赤色ＬＥＤ光源１２ｒを有する発光モジュール１０を点灯する点灯ステップを含む。青色ＬＥＤ光源１２ｂは、４００ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の青色領域に発光ピークを有する青色光を発する。赤色ＬＥＤ光源１２ｒは、６１０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の赤色領域に発光ピークを有する赤色光を発する。また、本実施の形態に係る照明制御方法は、さらに、点灯ステップで点灯した時刻からの時間を計測する計時ステップを含む。また、本実施の形態に係る照明制御方法は、さらに、計時ステップで計測された時間に応じて、発光モジュール１０の温度を制御することで、青色光の発光ピークの光強度に対する赤色光の発光ピークの光強度を連動して変化させる制御ステップを含む。
これにより、青色ＬＥＤ光源１２ｂ及び赤色ＬＥＤ光源１２ｒへの投入電力量をそれぞれ調整せずに、発光モジュール１０の温度を制御することで、青色ＬＥＤ光源１２ｂと赤色ＬＥＤ光源１２ｒとの光強度の比率を制御できる。そのため、簡便な方法で、植物Ｐの成長段階に応じた青色光の光強度と赤色光の光強度との比率の光が植物Ｐに照射される。
また、実施の形態に係る植物栽培器３００は、照明システム１００と、植物Ｐを支持する培地３０３を保持する容器３０１とを備える。さらに、発光モジュール１０は、容器３０１が保持する培地３０３を支持する植物Ｐに光を照射する。
つまり、上述した効果を有する照明システム１００は、例えば、植物を栽培するための植物栽培器３００に適用される。計時部１０２で計測された時間に応じて、第一光強度と第二光強度との比率は連動して変化される。そのため、植物栽培器３００は、簡便な構成で、植物Ｐの成長段階に応じた第一光強度と第二光強度との比率の光を植物Ｐに照射できる。
（その他）
以上、実施の形態に係る照明システム、照明制御方法及び植物栽培器について説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
上記実施の形態では、光調整部は発光モジュールの温度を制御することで、当該発光モジュールが出射する光の発光スペクトルを制御した。光調整部は、例えば、ペルチェ素子で実現されるが、これに限らない。光調整部は、例えば、発光モジュールの冷却用のファンと、発光モジュールの加熱用のヒータとから構成されてもよい。つまり、光調整部は、発光モジュールの加熱装置及び冷却装置をそれぞれ個別に備えた構成でもよい。
また、ＬＥＤ光源は、光を出射する際に、熱も発生させるため、ＬＥＤ光源自体の温度が上昇する。つまり、発光モジュールのスペクトルを変化させるために温度を上げる際には、ＬＥＤ光源の自己発熱を利用してもよい。そのため、光調整部は、加熱装置を備えなくてもよい。
また、例えば、上記実施の形態では、ＣＯＢ構造の発光モジュールについて説明したが、本開示の発光モジュールは、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）型の発光素子を備える発光モジュールとして実現されてもよい。なお、ＳＭＤ型の発光素子は、例えば、凹部を有する樹脂製の容器と、凹部の中に実装されたＬＥＤ光源と、凹部内に封入された封止部材（蛍光体含有樹脂）とを備える。
また、本開示の発光モジュールは、ＬＥＤ光源と離れた位置に蛍光体を含む樹脂部材が配置されたリモートフォスファー型の発光モジュールとして実現されてもよい。また、本開示の発光モジュールの形状、構造、及び、大きさは、特に限定されるものではなく、本開示の発光モジュールは、上記実施の形態で説明された発光スペクトルの条件を満たせばよい。
また、上記実施の形態では、基板に実装されたＬＥＤ光源は、他のＬＥＤ光源とボンディングワイヤによって、Ｃｈｉｐ Ｔｏ Ｃｈｉｐで接続された。しかしながら、ＬＥＤ光源は、ボンディングワイヤによって基板上に設けられた配線（金属膜）に接続され、当該配線を介して他のＬＥＤ光源と電気的に接続されてもよい。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
１０ 発光モジュール
１１ 基板
１２ｂ 青色ＬＥＤ光源
１２ｒ 赤色ＬＥＤ光源
１３ 封止部材
１４ｇ 緑色蛍光体（蛍光体）
１４ｒ 赤色蛍光体（蛍光体）
１００ 照明システム
１０１ 光調整部
１０２ 計時部
３００ 植物栽培器
３０１ 容器
ｔ１ 第一時刻
ｔ２ 第二時刻

Claims (9)

  1. ４００ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の青色領域に発光ピークを有する青色光を発する青色ＬＥＤ光源と、６１０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の赤色領域に発光ピークを有する赤色光を発する赤色ＬＥＤ光源とを有する発光モジュールと、
    前記発光モジュールが発する光の発光スペクトルにおける、前記青色領域の発光ピークの光強度である第一光強度と前記赤色領域の発光ピークの光強度である第二光強度とを制御する光調整部と、
    時間を計測する計時部と、
    を備え、
    前記光調整部は、前記計時部によって計測された計測時間に応じて前記発光モジュールの前記第一光強度に対する前記第二光強度を連動して変化させる
    照明システム。
  2. 前記光調整部は、
    第一時刻における前記第一光強度に対する前記第二光強度より、前記第一時刻より後の第二時刻における前記第一光強度に対する前記第二光強度の方が小さくなるように前記発光モジュールを制御する
    請求項１に記載の照明システム。
  3. 前記光調整部は、
    前記第一時刻には、前記第一光強度に対する前記第二光強度を４以上１０以下となるように前記発光モジュールを制御し、
    前記第二時刻には、前記第一光強度に対する前記第二光強度を２以上４以下となるように前記発光モジュールを制御し、
    前記発光モジュールは、前記青色ＬＥＤ光源及び前記赤色ＬＥＤ光源を封止する封止部材を有し、
    少なくとも前記青色ＬＥＤ光源を封止する封止部材は、前記青色光の波長を変換する蛍光体を含む
    請求項２に記載の照明システム。
  4. 前記発光モジュールには、前記赤色ＬＥＤ光源よりも前記青色ＬＥＤ光源の方が多く配置される
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明システム。
  5. 前記光調整部は、
    前記発光モジュールの温度を制御することで、前記第一光強度に対する前記第二光強度を連動して変化させる
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明システム。
  6. 前記発光モジュールは、さらに基板を備え、
    前記基板上に前記青色ＬＥＤ光源及び前記赤色ＬＥＤ光源は配置され、
    前記光調整部は、前記基板の温度を制御することで、前記第一光強度に対する前記第二光強度を連動して変化させる
    請求項５に記載の照明システム。
  7. 前記発光モジュールは、前記青色ＬＥＤ光源及び前記赤色ＬＥＤ光源が直列接続された発光素子列を一つ以上有する
    請求項１〜６のいずれか１項に記載の照明システム。
  8. ４００ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の青色領域に発光ピークを有する青色光を発する青色ＬＥＤ光源と、６１０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の赤色領域に発光ピークを有する赤色光を発する赤色ＬＥＤ光源とを有する発光モジュールを点灯する点灯ステップと、
    前記点灯した時刻からの時間を計測する計時ステップと、
    前記計時ステップで計測された時間に応じて、前記発光モジュールの温度を制御することで、前記青色光の発光ピークの光強度に対する前記赤色光の発光ピークの光強度を連動して変化させる制御ステップと、
    を含む
    照明制御方法。
  9. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の前記照明システムと、
    植物を支持する培地を保持する容器と、
    を備え、
    前記発光モジュールは、前記植物に光を照射する
    植物栽培器。
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