JP3180774U

JP3180774U - 植物栽培用ｌｅｄランプ及び植物栽培用ｌｅｄランプシステム

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Publication number: JP3180774U
Application number: JP2012006467U
Authority: JP
Inventors: 剛規安田; 廣志鈴木; 博則荒
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Showa Denko KK
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2012-10-24
Publication date: 2013-01-10
Anticipated expiration: 2022-10-24
Also published as: CN203489021U

Abstract

【課題】生長促進効果に優れ、エネルギー効率が良く、簡便に設置が可能な植物栽培用光源の提供。
【解決手段】直管蛍光ランプ形状を有する植物栽培用ＬＥＤランプであって、発光波長域が異なるｎ種類（ｎは２以上の整数）のＬＥＤ素子をそれぞれ２個以上、端子対をｎ組、備え、同じ発光波長域のＬＥＤ素子が電気的に直列及び／又は並列に接続されてＬＥＤ素子群を構成し、前記端子対のそれぞれが独立した前記ＬＥＤ素子群に接続されている植物栽培用ＬＥＤランプを提供する。
【選択図】図１

Description

本考案は、植物栽培用ＬＥＤランプ及び植物栽培用ＬＥＤランプシステムに関する。より詳しくは、栽培植物に赤色及び青色の照明光を照射するための直管蛍光ランプ型ＬＥＤランプ等に関する。

従来、植物栽培において、植物苗を人工光で照明して育苗を促す技術が取り入れられている。植物の生長を促進することで、栽培期間を短縮して、同一場所での収穫回数を増やすことができる。また、同じ栽培期間であっても、植物をより大きく生長させることができれば、収穫量を増やすことができる。

人工光の照明を利用した植物栽培方法として、例えば特許文献１には、植物を緑色光と白色光で交互に照明するように構成した植物の照明装置が開示されている。この照明装置は、波長５００〜５７０ｎｍの緑色光と３００〜８００ｎｍの白色光とで交互に照明することにより昼夜の変化を構成し、植物の転流作用を円滑にして植物の育成を図るものである。

一方、近年、蛍光灯に代わってＬＥＤランプが急速に普及しつつある。ＬＥＤランプは、蛍光灯に比べて消費電力が少なく、寿命も長いといった長所がある。また、このＬＥＤランプを取り付ける際に、既設の蛍光灯器具をそのまま用いて、ランプだけを蛍光ランプからＬＥＤランプに交換するだけでＬＥＤ照明装置として設置することを可能にしたものも見られる。例えば特許文献２には、蛍光管のワット数に応じた規定の長さに設定され、蛍光管を取り外してそのまま既設の蛍光灯器具に簡単に取付けることができる直管蛍光ランプ型ＬＥＤランプが開示されている。

特開平６−２７６８５８号公報特開２００１−３５１４０２号公報

生産性の向上のため、生長促進効果に優れ、エネルギー効率が良く、簡便に設置が可能な植物栽培用光源が望まれている。本考案は、これらの要望を満たす植物栽培用光源を提供することを主な目的とする。

本考案者らは、人工光での照明による植物の生長促進効果について鋭意検討を行い、赤色光と青色光の照射条件を種々に変化させて照明することによって、一定の照射条件で非常に顕著な効果が得られることを見出し、この知見に基づいて特許出願を行っている（特願2012-070713）。

上記知見に基づき、本考案は、直管蛍光ランプ形状を有する植物栽培用ＬＥＤランプであって、発光波長域が異なるｎ種類（ｎは２以上の整数）のＬＥＤ素子をそれぞれ２個以上、端子対をｎ組、備え、同じ発光波長域のＬＥＤ素子が電気的に直列及び／又は並列に接続されてＬＥＤ素子群を構成し、前記端子対のそれぞれが独立した前記ＬＥＤ素子群に接続されている植物栽培用ＬＥＤランプを提供する。
この植物栽培用ＬＥＤランプは、前記ＬＥＤ素子として、赤色ＬＥＤ素子及び青色ＬＥＤ素子を備えることが好ましい。
ＬＥＤ素子として、赤色ＬＥＤ素子及び青色ＬＥＤ素子を用いる場合、その具体的な配列構成は特に限定されないが、例えば、以下の（１）〜（５）の謡的な配列構成を挙げることができる。
（１）前記ＬＥＤ素子が長方形基板上に平面視で正方格子状に配列しており、
前記正方格子の1つの軸の方向が前記基板の長手方向に一致しており、
前記基板の長手方向に一致した軸の方向に直線状に配列した各ＬＥＤ素子群を、赤色ＬＥＤ素子のみ又は青色ＬＥＤ素子のみから構成する。
（２）前記ＬＥＤ素子が長方形基板上に平面視で正方格子状に配列しており、
前記正方格子の1つの軸の方向が前記基板の長手方向に一致しており、
前記基板の長手方向に一致した軸の方向に直線状に配列した各ＬＥＤ素子群が、１個又は複数個の前記赤色ＬＥＤ素子と１個又は複数個の前記青色ＬＥＤ素子とが交互に配列した構成とする。
（３）前記赤色ＬＥＤ素子と前記青色ＬＥＤ素子が市松模様状に配列した構成とする。
（４）前記ＬＥＤ素子が長方形基板上に平面視で三角格子状に配列しており、
前記三角方格子の1つの軸の方向が前記基板の長手方向に一致しており、
前記基板の長手方向に一致した軸の方向に直線状に配列した各ＬＥＤ素子群を、赤色ＬＥＤ素子のみ又は青色ＬＥＤ素子のみから構成する。
（５）前記ＬＥＤ素子が長方形基板上に平面視で三角格子状に配列しており、
前記三角格子の1つの軸の方向が前記基板の長手方向に一致しており、
前記基板の長手方向に一致した軸の方向に直線状に配列した各ＬＥＤ素子群が、１個又は複数個の前記赤色ＬＥＤ素子と１個又は複数個の前記青色ＬＥＤ素子とが交互に配列した構成とする。

本考案に係る植物栽培用ＬＥＤランプは、前記ＬＥＤ素子群を点灯、消灯、調光等するための電源制御装置を前記端子対にそれぞれ独立に接続して、植物栽培用ＬＥＤランプシステムとして構成することができる。

また、本考案に係る植物栽培用ＬＥＤランプは、前記ＬＥＤ素子群を点灯、消灯、調光等するための電源制御回路を内蔵したものであってもよく、この場合、前記端子対のそれぞれが、独立した１個の電源制御回路を介して、前記ＬＥＤ素子群に接続される。

なお、本考案において、赤色光はピーク波長が５７０〜７３０ｎｍの光をいい、青色光はピーク波長が４００〜５１５ｎｍの光をいうものとする。

本考案において、「直管蛍光ランプ」とは、従来型の直管蛍光ランプをいい、より詳細にはＪＩＳＣ７６１７−２「直管蛍光ランプ−第２部：性能規定」の２．３．１「データシートのリスト」に規定された直管蛍光ランプをいうものとする。

本考案において、「植物」には、葉菜類、果樹類及び穀類が少なくとも含まれ、藻類及びコケ類なども広く包含されるものとする。

本考案により、生長促進効果に優れ、エネルギー効率が良く、簡便に設置が可能な植物栽培用光源が提供される。

本考案に係る植物栽培用ＬＥＤランプの構成を説明する図である。ＬＥＤ素子の電気的な接続の仕方を説明する図である。基板上のＬＥＤ素子の配列の状態を説明する図である。植物栽培用ＬＥＤランプの結合端子対とＬＥＤ素子部の結線方式を説明する図である。電源制御回路外付け型の植物栽培用ＬＥＤランプシステム（結線方式Ａ）を説明する図である。電源制御回路外付け型の植物栽培用ＬＥＤランプシステムの結線方式の変形例（結線方式Ｂ）を説明する図である。電源制御回路内蔵型の植物栽培用ＬＥＤランプシステム（結線方式Ａ）を説明する図である。電源制御回路内蔵型の植物栽培用ＬＥＤランプの結線方式の変形例（結線方式Ｂ）を説明する図である。電源制御回路一部内蔵型の植物栽培用ＬＥＤランプシステム（結線方式Ａ）を説明する図である。電源制御回路一部内蔵型の植物栽培用ＬＥＤランプシステムの結線方式の変形例（結線方式Ｂ）を説明する図である。

以下、本考案を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本考案の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本考案の範囲が狭く解釈されることはない。

１．植物栽培用ＬＥＤランプ
図１は、本考案に係る植物栽培用ＬＥＤランプの構成を説明する図である。植物栽培用ＬＥＤランプは、本体部１と、本体部１の端部に備えられた端子４１〜４４と、を含んで構成されている。

［本体部］
本体部１は、直管蛍光ランプ形状を有している。本体部１は、従来型の直管蛍光ランプと同様に、透明又は半透明のプラスチック製又はガラス製の円筒形状の管体とされる。尚、管体のサイズは従来型の直管型蛍光ランプの規格サイズと必ずしも同じである必要はない。管体は、単一素材のものであってもよいが、例えば、ＬＥＤ素子からの光の放射方向側（下側）の半体をポリカーボネイトなどのプラスチック製にし、上側半体をアルミニウムなどの金属製にするといったように異なる素材を組み合わせたものであってもよい。

［ＬＥＤ素子］
本体部１の内部には、赤色ＬＥＤ素子２及び青色ＬＥＤ素子３がそれぞれ２以上配列した長方形基板１１が設けられている。基板１１上の赤色ＬＥＤ素子２及び青色ＬＥＤ素子３は、それぞれ電気的には独立した２つのＬＥＤ素子群（赤色ＬＥＤ素子群及び青色ＬＥＤ素子群）を形成している。

ここで、赤色ＬＥＤ素子群及び青色ＬＥＤ素子群は、それぞれの色のＬＥＤ素子を電気的に直列に接続したもの（図２（ａ））又は並列に接続したもの（図２（ｂ））、あるいは電気的に直列の接続と並列の接続を組み合わせて接続したもの（図２（ｃ）、（ｄ））であってもよい。

上記の電気的な接続の仕方に関わらず、基板１１上の赤色ＬＥＤ素子２及び青色ＬＥＤ素子３は多様な配列の態様を採用することができる。
本体部１が直管蛍光ランプ形状であるため、基板１１は長方形とすることが好ましい。基板１１上における赤色ＬＥＤ素子２及び青色ＬＥＤ素子３の配列の態様は、基板１１の長手方向に沿った線状であってもよく、また面状であってもよい。

ＬＥＤ素子の配列が線状の場合は、１個又は複数の赤色ＬＥＤ素子２及び１個又は複数の青色素子ＬＥＤ３を線状に交互に配列することが好ましい。このような配列とすることにより、赤色ＬＥＤ素子２のみ又は青色素子ＬＥＤ３のみを発光させた場合に、ＬＥＤランプの長手方向の輝度分布が均一になる。

ＬＥＤ素子の配列が面状の場合には、規則的な配列が好ましく、これにより輝度分布が基板１１の面内で均一になる。規則的な配列の具体例としては、基板１１に対し平面視した場合に、図３（ａ）〜（ｆ）、（ｍ）、（ｎ）に示す正方格子状の配列、図３（ｇ）〜（ｌ）に示す三角格子状の配列を挙げることができる。ここで、正方格子の単位格子の四角形は必ずしも正方形である必要はない。また、三角格子の単位格子である三角形は必ずしも正三角形である必要はない。いずれの場合も、基板上でＬＥＤ素子が均一に配列するような単位格子の形状、例えば長方形、平行四辺形や二等辺三角形であればよい。

正方格子状の配列の場合は、正方格子の1つの軸方向（例えば、図３（ａ）のＡ）を基板の長手方向に一致させることが好ましい。そして、この軸Ａの方向に沿って直線状に配列したＬＥＤ素子群を１つの単位とすると、基板の幅方向に、この直線状のＬＥＤ素子群の単位が繰り返されることが好ましい。図３（ａ）〜（ｆ）、（ｍ）、（ｎ）においては、この直線状のＬＥＤ素子群は３列存在するが、これに限定されるものではなく、２列以上であればよい。

正方格子状の配列において軸Ａの方向に沿って直線状に配列した各ＬＥＤ素子群は、図３（ａ）に示すように、赤色ＬＥＤ素子２のみ又は青色ＬＥＤ素子３のみから構成されていてもよい。図３（ａ）においては、３列の直線状のＬＥＤ素子群は、それぞれ赤色ＬＥＤ素子２、青色ＬＥＤ素子３、赤色ＬＥＤ素子２から構成される。尚、３列の直線状のＬＥＤ素子群は、上記の場合には限定されず、それぞれ青色ＬＥＤ素子３、赤色ＬＥＤ素子２、青色ＬＥＤ素子３から構成されてもよい。このような構成により、赤色ＬＥＤ素子２間及び青色ＬＥＤ素子３間の電気的接続が容易になる。また、基板の幅方向には、赤色ＬＥＤ素子２からなるＬＥＤ素子群と青色ＬＥＤ素子３からなるＬＥＤ素子群が交互に配列することが好ましい。このような構成により輝度分布が均一になる。

また、正方格子状の配列において軸Ａの方向に沿って直線状に配列した各ＬＥＤ素子群は、１個又は複数個の赤色ＬＥＤ素子２と１個又は複数個の青色ＬＥＤ素子３を交互に配列した構成であってもよい。図３（ｂ）及び（ｄ）は、直線状のＬＥＤ素子群が１個の赤色ＬＥＤ素子２と１個の青色ＬＥＤ素子３を交互に配列した構成である場合を示す。また、図３（ｃ）及び（ｅ）は直線状のＬＥＤ素子群が、２個の赤色ＬＥＤ素子２と１個の青色ＬＥＤ素子３を交互に配列した構成である場合を示す。尚、図示はしないが、直線状のＬＥＤ素子群が、１個の赤色ＬＥＤ素子２と２個の青色ＬＥＤ素子３を交互に配列した構成であってもよいし、又、直線状のＬＥＤ素子群が、２個の赤色ＬＥＤ素子２と２個の青色ＬＥＤ素子３を交互に配列した構成であってもよい。更に、一方の発光色のＬＥＤ素子の３個以上と、他方の発光色のＬＥＤ素子の１個が交互に配列した構成であってもよい。図３（ｆ）は、直線状のＬＥＤ素子群が、３個の赤色ＬＥＤ素子２と１個の青色ＬＥＤ素子３を交互に配列した構成である場合を示す。このような構成により輝度分布が均一になる。特に、図３（ｄ）に示すように、赤色ＬＥＤ素子２と青色ＬＥＤ素子３を市松模様状に配列した場合は輝度分布がより均一になり、より好ましい。

一方、三角格子状の配列の場合も、三角格子の1つの軸方向（例えば、図３（ｇ）のＢ）が基板の長手方向に一致させることが好ましい。そして、この軸Ｂの方向に沿って直線状に配列したＬＥＤ素子群を１つの単位とすると、基板の幅方向に、この直線状のＬＥＤ素子群の単位が繰り返されることが好ましい。但し、正方格子の場合とは、隣接する直線状のＬＥＤ素子群における各ＬＥＤ素子の位置が軸Ｂの方向に相対的にずれている点が異なる。図３（ｇ）〜（ｌ）においては、この直線状のＬＥＤ素子群は３列存在するが、これに限定されるものではなく、２列以上であればよい。

三角格子状の配列においても軸Ａの方向に沿って直線状に配列した各ＬＥＤ素子群は、図３（ｇ）に示すように、赤色ＬＥＤ素子２のみ又は青色ＬＥＤ素子３のみから構成されていてもよい。図３（ｇ）においては、３列の直線状のＬＥＤ素子群は、それぞれ赤色ＬＥＤ素子２、青色ＬＥＤ素子３、赤色ＬＥＤ素子２から構成される。このような構成により、赤色ＬＥＤ素子２間及び青色ＬＥＤ素子３間の電気的接続が容易になる。また、基板の幅方向には、赤色ＬＥＤ素子２からなるＬＥＤ素子群と青色ＬＥＤ素子３からなるＬＥＤ素子群が交互に配列することが好ましい。このような構成により輝度分布が均一になる。

また、三角格子状の配列においても軸Ｂの方向に沿って直線状に配列した各ＬＥＤ素子群は、１個又は複数個の赤色ＬＥＤ素子２と１個又は複数個の青色ＬＥＤ素子３を交互に配列した構成であってもよい。図３（ｈ）及び（ｊ）は、直線状のＬＥＤ素子群が１個の赤色ＬＥＤ素子２と１個の青色ＬＥＤ素子３を交互に配列した構成である場合を示す。また、図３（ｉ）、（ｋ）及び（ｌ）は直線状のＬＥＤ素子群が、２個の赤色ＬＥＤ素子２と１個の青色ＬＥＤ素子３を交互に配列した構成である場合を示す。尚、図示はしないが、直線状のＬＥＤ素子群が、１個の赤色ＬＥＤ素子２と２個の青色ＬＥＤ素子３を交互に配列した構成であってもよいし、又、直線状のＬＥＤ素子群が、２個の赤色ＬＥＤ素子２と２個の青色ＬＥＤ素子３を交互に配列した構成であってもよい。更に、正方格子状の配列の場合と同様に、一方の発光色のＬＥＤ素子の３個以上と、他方の発光色のＬＥＤ素子の１個が交互に配列した構成であってもよい。このような構成により輝度分布が均一になる。

以上、ＬＥＤ素子の配列が面状の場合について具体例を示したが、本考案におけるＬＥＤ素子の配列はこれに限定されるものではない。例えば、正方格子状の配列または三角格子状の配列において、軸Ａまたは軸Ｂの方向に沿って直線状に配列した複数のＬＥＤ素子群のすべてが、１個又は複数個の赤色ＬＥＤ素子２と１個又は複数個の青色ＬＥＤ素子３を交互に配列した構成である必要はない。図３（ｍ）や図３（ｎ）に示すように、軸Ａまたは軸Ｂの方向に沿って直線状に配列した複数のＬＥＤ素子群の一部が赤色ＬＥＤ素子と青色ＬＥＤ素子が交互に配列した構成であり、残りが一方の発光色のＬＥＤ素子のみで構成されていてもよい。すなわち、個数の少ない発光色のＬＥＤ素子が、基板の長手方向についてほぼ均一に分布するように配列されていればよい。

上記のＬＥＤ素子の配列の態様は赤色ＬＥＤ素子２と青色ＬＥＤ素子３を配列するものであるが、１つのパッケージ内に赤色ＬＥＤチップと青色ＬＥＤチップが収納されたＬＥＤ素子を、基板１１の長手方向に沿って線状に配列してもよいし、又は面状に配列してもよい。このようなＬＥＤ素子としては、１つのパッケージ内に１個の赤色ＬＥＤチップと１個の青色ＬＥＤチップが収納された２ｉｎ１タイプの素子、１つのパッケージ内に２個の赤色ＬＥＤチップと１個の青色ＬＥＤチップが収納された３ｉｎ１タイプの素子などが使用できる。

赤色ＬＥＤ素子２としては、ピーク波長が５７０〜７３０ｎｍの光、好適にはピーク波長が６３５〜６６０ｎｍの光を発する素子が用いられる。また、青色ＬＥＤ素子３には、ピーク波長が４００〜５１５ｎｍの光、好適にはピーク波長が４００〜４６０ｎｍの光を発する素子が好適に用いられる。

上記波長域の光を放射するＬＥＤとしては、例えば赤色ＬＥＤには、昭和電工株式会社から製品番号ＨＲＰ−３５０Ｆとして販売されているアルミニウム・ガリウム・インジウム・リン系発光ダイオード（ガリウム・リン系基板、赤色波長６６０ｎｍ）などがあり、青色ＬＥＤには同社製品番号ＧＭ２ＬＲ４５０Ｇの発光ダイオードなどがある。

ＬＥＤ素子は、小型で寿命が長く、材料によって特定の波長で発光して不要な熱放射がないためエネルギー効率が良く、植物に近接照射しても葉焼け等の障害が起こらない。このため、ＬＥＤ素子を光源に用いることで、他の光源に比べて低電力コストかつ省スペースで栽培を行うことが可能となる。

［給電端子対］
植物栽培用ＬＥＤランプには、４つの端子４１〜４４によって２つの給電端子対が構成されている。２つの給電端子対は、それぞれ赤色ＬＥＤ素子群及び青色ＬＥＤ素子群のいずれか一方に接続されている。給電端子対とＬＥＤ素子群の具体的な接続方式を図４に示す。図Ａでは、端子４１，４２からなる給電端子対が赤色ＬＥＤ素子群２１に接続し、端子４３，４４からなる給電端子対が青色ＬＥＤ素子群３１に接続している。この両端に設けられた２ピンのうちの各１ピンずつの端子間に電圧を印加する結線方式を以下「結線方式Ａ」と称する（ＬＥＤの極性が図Ａと逆向きであってもよい）。また、図Ｂでは、端子４１，４３からなる給電端子対が赤色ＬＥＤ素子群２１に接続し、端子４２，４４からなる給電端子対が青色ＬＥＤ素子群３１に接続している。この片側の端部に設けられた２ピンの端子間に電圧を印加する結線方式を以下「結線方式Ｂ」と称する（ＬＥＤの極性が図Ｂと逆向きであってもよい）。

端子４１〜４４は、種々の口金形状であってよく特に限定されないが、例えば社団法人日本電球工業会の内部規格であるＬ型ピン口金（ＧＸ１６ｔ−５）などを採用できる。

２．植物栽培用ＬＥＤランプシステム
［電源制御回路外付け型］
〔結線方式Ａ〕
図５に、第一実施形態に係る植物栽培用ＬＥＤランプシステムの構成を示す。図は、ＬＥＤ素子群を点灯、消灯、調光等するための電源制御装置が外付けでＬＥＤランプ本体部１に接続された「電源制御回路外付け型」の植物栽培用ＬＥＤランプシステムを示している。

図５に示すＬＥＤランプシステムとしては、端子４１，４２からなる給電端子対が赤色ＬＥＤ素子群２１の電源制御装置２２に接続し、端子４３，４４からなる給電端子対が青色ＬＥＤ素子群３１の電源制御装置３２に接続する結線方式ＡのＬＥＤランプシステムを示した。

端子４１，４２からなる給電端子対には、赤色ＬＥＤ素子群２１を点灯、消灯、調光等するための電源制御装置２２が接続されている。電源制御装置２２は、内部に、交流電源から供給される交流電圧（ＡＣ）を直流電圧（ＤＣ）に変換するための電源回路２２ａと、赤色ＬＥＤ素子群２１の発光を制御するための制御回路２２ｂが設けられている。なお、ここでいう発光制御の要素としては、ＬＥＤ素子群の光量（発光強度）及び発光時間が少なくとも含まれる。制御回路２２ｂの方式は、振幅制御、パルス幅制御（ＰＷＭ）又は位相制御など従来公知の方式を採用できる。

また、端子４３，４４からなる給電端子対には、青色ＬＥＤ素子群３１を点灯、消灯、調光等するための電源制御装置３２が接続されている。電源制御装置３２も、電源制御装置２２と同様に、電源回路３２ａと制御回路３２ｂを内蔵している。

本実施形態に係る植物栽培用ＬＥＤランプシステムでは、赤色ＬＥＤ素子群２１に接続され電源制御装置２２と、青色ＬＥＤ素子群３１に接続された電源制御装置３２とにより、赤色ＬＥＤ素子２及び青色ＬＥＤ素子３の点灯、消灯、調光を独立に制御することができる。

制御回路２２ｂ，３２ｂには給電時間を制御するためのタイマー回路を設け、赤色ＬＥＤ素子群２１と青色ＬＥＤ素子群３１への給電を一定時間毎に変化させるようにすることが好ましい。タイマー回路は、通常使用される１チップマイコンによって構成できる。

電源制御装置２２及び電源制御装置３２には、赤色ＬＥＤ素子群２１又は青色ＬＥＤ素子群３１への給電時間、電流値及び電圧値等を制御回路２２ｂ，３２ｂに設定するための入力部や、設定値を確認するための表示部などを設けてもよい。入力部の構成は、可変抵抗によるアナログ信号変換スイッチ、押しボタンなどよるデジタル入力、赤外線リモコンとの組み合わせによる赤外線受光部などを採用できる。また、表示部は、アナログ又はデジタル式の表示、ＬＥＤインジケーターなどであってよい。各電源制御装置は、有線あるいは無線で一括制御することも可能である。

本実施形態に係る植物栽培用ＬＥＤランプは、本体部１の形状を従来型の直管蛍光ランプ形状としているため、管体のサイズ及び口金の仕様を従来型の直管蛍光ランプの規格に合わせることにより、従来型の直管蛍光ランプに替えて既設の蛍光灯器具に取り付けることができる。このような場合には、本実施形態に係る植物栽培用ＬＥＤランプによれば、既設の蛍光灯器具をそのまま用いて、簡単な工事で低コストに植物栽培用ＬＥＤランプシステムを構築できる。

〔結線方式Ｂ〕
図５では、植物栽培用ＬＥＤランプの両端１ピンずつの端子間に電圧を印加する結線方式ＡのＬＥＤランプシステムを例示したが、片側２ピンの端子間に電圧を印加する結線方式ＢのＬＥＤランプシステム（図６参照）も採用できる。ここで、ＬＥＤランプ１の構成は図４Ｂと同じである。なお、図６の電源制御装置は、結線方式Ａの場合と同様に、電源回路と制御回路が内部に設けられたものである。

［電源制御回路内蔵型］
〔結線方式Ａ〕
図７に、第二実施形態に係る植物栽培用ＬＥＤランプシステムの構成を示す。図は、ＬＥＤ素子群を点灯、消灯、調光等するための電源制御回路をＬＥＤランプ本体部１に内蔵した「電源制御回路内蔵型」の植物栽培用ＬＥＤランプシステムを示している。

図７に示すＬＥＤランプシステムとしては、端子４１，４２からなる給電端子対がＬＥＤランプ本体部１内において赤色ＬＥＤ素子群２１の電源制御回路に接続し、端子４３，４４からなる給電端子対がＬＥＤランプ本体部１内において青色ＬＥＤ素子群３１の電源制御回路に接続する結線方式ＡのＬＥＤランプシステムを示した。

端子４１，４２からなる給電端子対は、ＬＥＤランプ本体部１内において、交流電源から供給される交流電圧（ＡＣ）を直流電圧（ＤＣ）に変換するための電源回路２２ａと、赤色ＬＥＤ素子群２１の発光を制御するための制御回路２２ｂとからなる電源制御回路を介して赤色ＬＥＤ素子群２１に接続されている。制御回路２２ｂの方式は、上述の通りとできる。

また、端子４３，４４からなる給電端子対も、同様に、電源回路３２ａと制御回路３２ｂとからなる電源制御回路を介して青色ＬＥＤ素子群３１に接続されている。

本実施形態に係る植物栽培用ＬＥＤランプでは、赤色ＬＥＤ素子群２１に接続された制御回路２２ｂと、青色ＬＥＤ素子群３１に接続された制御回路３２ｂとにより、赤色ＬＥＤ素子２及び青色ＬＥＤ素子３の点灯、消灯、調光を独立に制御することができる。

制御回路２２ｂ及び制御回路３２ｂには給電時間を制御するためのタイマー回路を設け、赤色ＬＥＤ素子群２１と青色ＬＥＤ素子群３１への給電を一定時間毎に変化させるようにすることが好ましい。

植物栽培用ＬＥＤランプには、赤色ＬＥＤ素子群２１又は青色ＬＥＤ素子群３１への給電時間、電流値及び電圧値等を制御回路２２ｂ，３２ｂに設定するための入力部や、設定値を確認するための表示部などを設けてもよい。入力部及び表示部の構成は、上述の通りとできる。

本実施形態に係る植物栽培用ＬＥＤランプは、電源制御回路を内蔵しているため、既設の交流電源に接続できる。また、本体部１の形状を従来型の直管蛍光ランプ形状としているため、管体のサイズ及び口金の仕様を従来型の直管蛍光ランプの規格に合わせることにより、従来型の直管蛍光ランプに替えて既設の蛍光灯器具に取り付けることができる。このような場合には、本実施形態に係る植物栽培用ＬＥＤランプによれば、既設の蛍光灯器具及び既設の交流電源をそのまま用いて、簡単な工事で低コストに植物栽培用ＬＥＤランプシステムを構築できる。

〔結線方式Ｂ〕
図７では、植物栽培用ＬＥＤランプの片側２ピンの端子間に電圧を印加する結線方式ＡのＬＥＤランプシステムを例示したが、両端１ピンずつの端子間に電圧を印加する結線方式ＢのＬＥＤランプシステム（図８参照）も採用できる。

［電源制御回路一部内蔵型］
〔結線方式Ａ〕
図９に、第三実施形態に係る植物栽培用ＬＥＤランプシステムの構成を示す。図は、ＬＥＤ素子群を点灯、消灯、調光等するための制御回路をＬＥＤランプ本体部１に内蔵し、電源回路が外付けでＬＥＤランプ本体部１に接続された「電源制御回路一部内蔵型」の植物栽培用ＬＥＤランプシステムを示している。

図９に示すＬＥＤランプとしては、端子４１，４２からなる給電端子対がＬＥＤランプ本体部１内で赤色ＬＥＤ素子群２１の制御回路２２ｂに接続すると共に外部で電源回路２２ａに接続し、端子４２，４４からなる給電端子対がＬＥＤランプ本体部１内で青色ＬＥＤ素子群３１の制御回路３２ｂに接続すると共に外部で電源回路３２ａに接続する結線方式ＡのＬＥＤランプシステムを示した。

端子４１，４２からなる給電端子対には、交流電源から供給される交流電圧（ＡＣ）を直流電圧（ＤＣ）に変換するための電源回路２２ａを内蔵した電源装置２２が接続されている。また、端子４１，４２からなる給電端子対は、ＬＥＤランプ本体部１の内部において赤色ＬＥＤ素子群２１の発光を制御するための制御回路２２ｂを介して、赤色ＬＥＤ素子群２１に接続されている。制御回路２２ｂの方式は、上述の通りとできる。

また、端子４３，４４からなる給電端子対には、電源回路３２ａを内蔵した電源装置３２が接続されている。また、端子４３，４４からなる給電端子対は、制御回路３２ｂを介して、青色ＬＥＤ素子群３１に接続されている。

〔結線方式Ｂ〕
図９では、植物栽培用ＬＥＤランプの両端１ピンずつの端子間に電圧を印加する結線方式ＡのＬＥＤランプシステムを例示したが、片側２ピンの端子間に電圧を印加する結線方式ＢのＬＥＤランプシステム（図１０参照）も採用できる。なお、図１０の電源装置は、上述のように、電源回路が内部に設けられたものである。

以上の各実施形態に係る植物栽培用ＬＥＤランプでは、赤色ＬＥＤ素子群と青色ＬＥＤ素子群の２色の発光素子群を、２組の端子対で独立に接続した構成を説明した。本考案に係る植物栽培用ＬＥＤランプは、発光波長域が異なるｎ種類（ｎは２以上の整数）のＬＥＤ素子をそれぞれ２以上と端子対をｎ組備えるものであればよく、発光素子群は３色以上、端子対は３組以上としてもよい。この場合にも、各端子対は、ＬＥＤ素子群のいずれか一つに接続される。また、植物栽培用ＬＥＤランプに電源回路、制御回路等が内蔵される場合には、電源回路、制御回路等はＬＥＤ素子群の色数と同数準備され、各ＬＥＤ素子群にそれぞれ接続される。

３．栽培植物
本考案が対象とする栽培植物は、特に限定されることなく、野菜類、いも類、きのこ類、果実類、豆類、穀物類、種実類、藻類、コケ類、観賞用植物類などとできる。また、これらの植物の栽培形態も、特に限定されることなく、水耕栽培、土耕栽培などであってよい。藻類については、液体培地、寒天培地などの培養形態は任意であってよい。

［葉菜類］
葉菜類としては、レタス類、ネギ、ミズナ、サラダナ、シュンギク、パセリ、ミツバ、コマツナ、カラシミズナ、カラシナ、ワサビナ、クレソン、ハクサイ、ツケナ類、チンゲンサイ、キャベツ、カリフラワー、ブロッコリー、メキャベツ、タマネギ、ニンニク、ラッキョウ、ニラ、アスパラガス、セルリー、ホウレンソウ、セリ、ウド、ミョウガ、フキ、シソ、各種ハーブ等が挙げられる。また、いわゆる「ベービーリーフ」と称され、主として若葉で食されるデトロイト、ロロロッサ、ルッコラ、ピノグリーン、レッドロメイン、チコリー等の葉菜類も挙げられる。
レタス類には、結球性レタス、非結球レタス及び半結球レタスなどが含まれ、例えば、リーフレタス、フリルレタス、ロメイン、グリーンウェーブ、グリーンリーフ、レッドリーフ、フリルアイス（登録商標）、リバーグリーン（登録商標）、フリルリーフ、フリンジグリーン、ノーチップ、モコレタス、サンチュ、チマ・サンチュが挙げられる。
各種ハーブには、例えば、バジル、イタリアンパセリなどが含まれる。

また、トマト、メロン、キュウリ、イチゴ、カボチャ、スイカ、ナス、ピーマン、オクラ、サヤインゲン、ソラマメ、エンドウ、エダマメ、トウモロコシ等の果菜類、ダイコン、カブ、ゴボウ、ニンジン、ジャガイモ、サトイモ、サツマイモ、ヤマイモ、ショウガ、ワサビ、レンコン等の根菜類なども栽培対象とできる。

［果樹類］
果樹類としては、マンゴー、パイナップル、イチジク、ブルーベリー、ラズベリー、ブラックベリー、ボイセンベリー、ブドウ、ユスラウメ、クランベリー、ハスカップ、スグリ、フサスグリ、パパイア、パッションフルーツ、ドラゴンフルーツ等が挙げられる。

［穀類］
穀類としては、アマランサス、アワ、エンバク、オオムギ、キビ、コムギ、コメ、モチゴメ、ソバ、トウモロコシ、ハトムギ、ヒエ、ライムギが例示できる。

［藻類］
藻類には、原核生物であるか真核生物であるかを問わず、緑藻類、褐藻類、藍藻類、紅色光合成細菌等の原生動物、水草等の水生の光合成能を有する生物などが広く含まれる。藻類として、具体的には、藍藻類、原核緑藻類、紅藻類、灰色藻類、クリプト藻類、渦鞭毛藻類、黄金色藻類、珪藻類、褐藻類、黄緑藻類、ハプト藻類、ラフィド藻類（緑色鞭藻類）、クロララクニオン藻類、ミドリムシ藻類、プラシノ藻類、緑藻類、車軸藻類などが挙げられる。

［コケ類など］
コケ類としては、マゴケ綱に属するコケ類が含まれる。例えば、エゾスナゴケ（Racomitrium japonicum）等、いわゆる砂苔と称される、キボウシゴケ目（Grimmiales）ギボウシゴケ科シモフリゴケ属のコケ類が挙げられる。

また、観賞用植物類としては、バラ、ミニバラ、リンドウなどに加えて、種々の観葉植物が栽培対象とできる。

本考案に係る植物栽培用ＬＥＤランプ及び植物栽培用ＬＥＤランプシステムによれば、既設の蛍光灯器具と、既設の商用電源と、をそのまま利用して比較的簡単な工事で赤色光と青色光を独立に制御した照射を実施できる。従って、この植物栽培用ＬＥＤランプ等は、葉菜類、果実及び穀類などの植物工場などにおいて、赤色光照明光と青色光照明光を独立に制御して照射することにより植物の生長を促進し、単位時間あたりの収穫回数及び収穫量などを増加させるために好適に用いられ得る。

１：本体部、１１：基板、２：赤色ＬＥＤ素子、２１：赤色ＬＥＤ素子群、
２２，３２：電源制御装置（電源装置）、２２ａ，３２ａ：電源回路、２２ｂ，３２ｂ：制御回路、３：青色ＬＥＤ素子、３１：青色ＬＥＤ素子群、４１〜４４：端子

Claims

直管蛍光ランプ形状を有する植物栽培用ＬＥＤランプであって、
発光波長域が異なるｎ種類（ｎは２以上の整数）のＬＥＤ素子をそれぞれ２個以上、端子対をｎ組、備え、
同じ発光波長域のＬＥＤ素子が電気的に直列及び／又は並列に接続されてＬＥＤ素子群を構成し、
前記端子対のそれぞれが独立した前記ＬＥＤ素子群に接続されている植物栽培用ＬＥＤランプ。
前記ＬＥＤ素子として、赤色ＬＥＤ素子及び青色ＬＥＤ素子を備える請求項１記載の植物栽培用ＬＥＤランプ。
前記ＬＥＤ素子が長方形基板上に平面視で正方格子状に配列しており、
前記正方格子の1つの軸の方向が前記基板の長手方向に一致しており、
前記基板の長手方向に一致した軸の方向に直線状に配列した各ＬＥＤ素子群が、赤色ＬＥＤ素子のみ又は青色ＬＥＤ素子のみから構成されていることを特徴とする請求項２記載の植物栽培用ＬＥＤランプ。
前記ＬＥＤ素子が長方形基板上に平面視で正方格子状に配列しており、
前記正方格子の1つの軸の方向が前記基板の長手方向に一致しており、
前記基板の長手方向に一致した軸の方向に直線状に配列した各ＬＥＤ素子群が、１個又は複数個の前記赤色ＬＥＤ素子と１個又は複数個の前記青色ＬＥＤ素子とが交互に配列した構成であることを特徴とする請求項２記載の植物栽培用ＬＥＤランプ。
前記赤色ＬＥＤ素子と前記青色ＬＥＤ素子が市松模様状に配列していることを特徴とする追加請求項２記載の植物栽培用ＬＥＤランプ。
前記ＬＥＤ素子が長方形基板上に平面視で三角格子状に配列しており、
前記三角方格子の1つの軸の方向が前記基板の長手方向に一致しており、
前記基板の長手方向に一致した軸の方向に直線状に配列した各ＬＥＤ素子群が、赤色ＬＥＤ素子のみ又は青色ＬＥＤ素子のみから構成されていることを特徴とする請求項２記載の植物栽培用ＬＥＤランプ。
前記ＬＥＤ素子が長方形基板上に平面視で三角格子状に配列しており、
前記三角格子の1つの軸の方向が前記基板の長手方向に一致しており、
前記基板の長手方向に一致した軸の方向に直線状に配列した各ＬＥＤ素子群が、１個又は複数個の前記赤色ＬＥＤ素子と１個又は複数個の前記青色ＬＥＤ素子とが交互に配列した構成であることを特徴とする請求項２記載の植物栽培用ＬＥＤランプ。
請求項１から７のいずれか一項に記載の植物栽培用ＬＥＤランプと、
前記端子対にそれぞれ独立に接続された電源制御装置と、
からなる植物栽培用ＬＥＤランプシステム。
ｎ個の電源制御回路を備え、
前記端子対のそれぞれが、前記ｎ個の電源制御回路の独立した１個を介して、前記ＬＥＤ素子群に接続されている請求項１から７のいずれか一項に記載の植物栽培用ＬＥＤランプ。