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TW201507603A - 植物栽培裝置及照明裝置 - Google Patents

植物栽培裝置及照明裝置 Download PDF

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TW201507603A
TW201507603A TW102130161A TW102130161A TW201507603A TW 201507603 A TW201507603 A TW 201507603A TW 102130161 A TW102130161 A TW 102130161A TW 102130161 A TW102130161 A TW 102130161A TW 201507603 A TW201507603 A TW 201507603A
Authority
TW
Taiwan
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light
region
light source
cultivation
plant
Prior art date
Application number
TW102130161A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuya Watanabe
Mikio Okamoto
Original Assignee
Asahi Kasei Homes Corp
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 Asahi Kasei Homes Corp filed Critical Asahi Kasei Homes Corp
Priority to TW102130161A priority Critical patent/TW201507603A/zh
Publication of TW201507603A publication Critical patent/TW201507603A/zh

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  • Cultivation Receptacles Or Flower-Pots, Or Pots For Seedlings (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)

Abstract

本發明提供一種可確保屋內、室內等中之觀賞性,並實現促進植物成長之植物栽培裝置。植物栽培裝置1包括:栽培盤3,其包含收容可栽種植物之培養基槽9之培養基收容部26;及照明裝置7,其包含經由至少一部分敞開之栽培空間S而朝向栽培盤3放射光之複數個光源50;且複數個光源50係配置於照射至栽培盤3上之包含培養基收容部26與培養基收容部26之周圍之第1區域A1的光之強度或光量之值大於照射至栽培盤3上之第1區域A1之外側之第2區域A2的光之強度或光量之值的位置。

Description

植物栽培裝置及照明裝置
本發明係關於一種植物栽培裝置及照明裝置。
自先前起,已知有於室內栽培植物之植物栽培裝置。於此種植物栽培裝置中,設置對花盆或栽培盤照射光之照明裝置,藉由人工光而栽培植物。於使用人工光之情形時,植物之成長通常需要例如15~200μmol/m2/s之光量(光合成有效光量子束密度)(例如參照專利文獻1)。所謂光合成有效光量子束密度係指光合成所必需之400~700nm之波長中包含之每單位時間、單位面積之光子數。
作為植物栽培裝置,已知有於容器內設置有栽培植物之栽培部,且於容器內配置有對栽培部(植物)照射光之照明裝置者(例如參照專利文獻2)。於該植物栽培裝置中,照明裝置之光源所放射之光中,有直接到達栽培部之直達光以及該光源所放射之擴散光於容器之內側面反射而到達栽培部之反射光,因此容易確保上述光量。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2005-192517號公報
[專利文獻2]日本專利特開昭63-251021號公報
然而,若為如上述先前之植物栽培裝置般於閉塞之容器內栽培 植物之構成,則有存在照明裝置之熱容易聚積於容器內而產生結露的情況,導致屋內、室內等中之觀賞性(裝飾(interior)性)受損之虞。又,若換氣不充分,則因植物之光合成而消耗二氧化碳從而使容器內之氧氣濃度變高。因此,若為栽培空間閉塞之植物栽培裝置,則存在植物枯萎之虞。另一方面,若為於敞開之空間中設置有栽培部之構成,則存在光容易發散而無法對植物有效地照射光之情況。為了植物之成長,必須確保上述光量,但若增加光量,則有對於人眼變得過於明亮,而導致植物栽培裝置之裝飾性受損之虞。
本發明之目的在於提供一種可確保屋內、室內等中之觀賞性,並實現促進植物之成長之植物栽培裝置及照明裝置。
本發明之一態樣之植物栽培裝置包括:栽培部,其包含收容可栽種植物之培養基之收容部;及照明裝置,其包含經由至少一部分敞開之栽培空間而朝向栽培部放射光之複數個光源;且複數個光源係配置於使照射至栽培部上之包含收容部與該收容部之周圍之第1區域的光之強度或光量之值大於照射至栽培部上之第1區域之外側之第2區域的光之強度或光量之值的位置上。此處,為了促進植物之葉之光合成,光之強度或光量之值較佳為上述光合成有效光量子束密度之測定值。然而,並不限定於此,例如亦可為測定對發芽時及莖葉之形成有效之波長之光量子所得的值。光之強度或光量之值只要為測定光源之光到達之水平面之每單位時間及每單位面積之光量或強度所得的值即可。例如為測定光之能量(W)、光通量(lm)、照度(lx)、光量子(μmol)中之任一值於每單位時間(s)或每單位面積(m2)成為何種程度之大小之值所得者。
於該植物栽培裝置中,複數個光源係配置於使照射至栽培部上之包含收容部與該收容部之周圍之第1區域的光之強度或光量之值大 於照射至栽培部上之第1區域之外側之第2區域的光之強度或光量之值的位置上。藉此,於植物栽培裝置中,使光有效率地照射至可栽種植物之培養基。因此,不會使光無用地照射至植物成長之區域以外之部分,故而可抑制光之發散,從而無需過多地增加光源所放射之光之量。藉此,可抑制於植物栽培裝置中,照明裝置所放射之光變得過於明亮(人眼感到刺眼),從而可確保裝飾性。又,於植物栽培裝置中,栽培空間之至少一部分敞開,因此可抑制熱聚積於栽培空間中,並且可充分地進行換氣。藉此,可抑制結露之產生或氧氣濃度之增加。因此,於植物栽培裝置中,可實現促進植物之成長。
於一實施形態中,更佳為栽培部之收容部係配置於自複數個光源中之一光源照射之光之區域與自另一光源照射之光之區域重合的位置上。藉此,於植物栽培裝置中,複數個光源之光於收容培養基之收容部重合,從而確實地照射光。又,可使培養基之收容部中之光之強度或光量之值更大。
於一實施形態中,更佳為光源之光軸係朝向包含收容部之第1區域。藉此,於植物栽培裝置中,使複數個光源之光集中於收容培養基之收容部,從而確實地照射光。
於一實施形態中,更佳為藉由設定光源之光軸之方向的光軸方向設定器件而使光源之光軸朝向包含收容部之第1區域。藉此,與光源之配置構成無關,使光源之光軸藉由光軸方向設定器件而確實地朝向包含收容部之第1區域。因此,於植物栽培裝置中,對收容培養基之收容部確實地照射光。
於一實施形態中,更佳為照射至包含收容部之第1區域之光之強度或光量之值,大於在第1區域之上方且栽培部與照明裝置之間之高度位置上照射於水平之中層面的光之強度或光量之值。藉此,於植物栽培裝置中,於栽培部上,在收容供植物發芽之培養基之收容部中光 之強度或光量之值較大,因此可促進植物之發芽或莖葉之形成,並且於已成長之植物更接近光源之中層面,光之強度或光量之值比第1區域小,因此可抑制植物之葉產生葉灼傷。因此,可於植物栽培裝置中良好地栽培植物。
於一實施形態中,更佳為在第2區域之上方且栽培部與照明裝置之間之高度位置上照射於水平之中層面的光之強度或光量之值,大於照射至第2區域之光之強度或光量之值。藉此,於植物栽培裝置中,當於中層面中植物成長而葉自莖伸展時,使光有效地照射至葉。因此,於植物栽培裝置中,可促進光合成,從而可進行植物之良好之栽培。
於一實施形態中,更佳為複數個光源所放射之光之波長之各者具有藍色成分或紅色成分,且照射至第1區域之光之波長包含藍色成分多於紅色成分,在第2區域之上方且栽培部與照明裝置之間之高度位置上照射於水平之中層面的光之波長包含紅色成分多於藍色成分。於植物之成長中,為了促進發芽,照射藍色成分之光較為有效,要促進葉之光合成時,照射紅色成分之光較為有效。又,於莖之形成、葉之展開等時,較佳為存在藍色成分與紅色成分這兩者之成分。因此,藉由使照射至第1區域之光之波長較多地包含藍色成分,並使照射至第2區域之上方之中層面的光之波長較多地包含紅色成分,而可有效地促進種子之發芽至莖或葉之形成及展開、葉之光合成等植物之成長。
於一實施形態中,更佳為放射具有藍色成分之波長之光的光源之光軸係朝向第1區域,且放射具有紅色成分之波長之光的光源之光軸係朝向第2區域之上方之中層面。藉此,將藍色成分之光照射至第1區域,並將紅色成分之光照射至第2區域之上方之中層面。
本發明之一態樣之植物栽培裝置包括:栽培部,其包含收容可 栽種植物之培養基之收容部;及照明裝置,其經由至少一部分敞開之栽培空間而朝向栽培部放射光;且照明裝置包含:複數個光源,其等放射光;及配光轉換器件,其將複數個光源所放射之光集中於栽培部。
於該植物栽培裝置中,包含將複數個光源所放射之光集中於栽培部之配光轉換器件。藉此,自光源放射之光係藉由配光轉換器件而不發散(擴散)地集中於栽培部。因此,於植物栽培裝置中,將光有效率地照射至收容部中收容之培養基。因此,不會無用地將光照射至植物成長之區域以外之部分,故而無需多餘地增加光源所放射之光之量。藉此,可抑制照明裝置所放射之光變得過於明亮(人眼感到刺眼),從而可確保裝飾性。又,於植物栽培裝置中,栽培空間之至少一部分敞開,因此可抑制熱聚積於栽培空間中,並且可充分地進行換氣。因此,可實現促進植物之成長。
本發明之一態樣之照明裝置係上述任一項之植物栽培裝置所具有者。
根據本發明,可確保屋內、室內等中之觀賞性(裝飾性),並實現促進植物之成長。
1‧‧‧植物栽培裝置
3‧‧‧栽培盤(栽培部)
5‧‧‧框體
5a、5b‧‧‧開口部
7、7A、7B、7C、7D、7E‧‧‧照明裝置
9、9A‧‧‧培養基槽
9a、9Aa‧‧‧凸邊
9b、9Ab‧‧‧籠部
10‧‧‧貯存部
12、12A‧‧‧蓋部
14‧‧‧底部
16‧‧‧側部
16a‧‧‧開口部
17‧‧‧溫度標籤
20、88‧‧‧本體部
20a‧‧‧正面
20b‧‧‧背面
22a、22b、22c、22d‧‧‧腳部
24a、24b‧‧‧突出部
26‧‧‧培養基收容部
30‧‧‧筒狀部
40‧‧‧載置部
40a‧‧‧載置面
40b‧‧‧下表面
41‧‧‧盤固定部
42、44‧‧‧側部
42a、44a、46a‧‧‧內表面
43‧‧‧底部
45‧‧‧防滑構件
46‧‧‧頂板部
46b‧‧‧上表面
47、66、70、84‧‧‧凹部
48‧‧‧散熱狹縫
50、50a、50b、72‧‧‧光源
52、62、74‧‧‧基板
52a、56s、57a‧‧‧一面
52b‧‧‧另一面
54、54A、76、86‧‧‧配光轉換部(配光轉換器件)
55‧‧‧散熱板
56‧‧‧配光本體部
56a、56c‧‧‧開口端部
56b‧‧‧收容部
56f‧‧‧內側面
57‧‧‧凸緣部
58‧‧‧透過板
58a‧‧‧出射端面
60、60A、60B、60C‧‧‧照明部
64‧‧‧固定部(光軸方向設定器件)
68、82‧‧‧突起部
76f‧‧‧反射面
90‧‧‧支持部
A、B、C‧‧‧水平面
A1‧‧‧第1區域
A2‧‧‧第2區域
AX1、AX2‧‧‧軸構件
C1、C2、C3、C4‧‧‧彎曲面
FA1、FA2、FB1、FB2、FC1、FC2‧‧‧照射區域
H‧‧‧貫通孔
K‧‧‧收容空間
MS1、MS2‧‧‧中層面
N‧‧‧螺釘
O‧‧‧開口部
S‧‧‧栽培空間
圖1係表示第1實施形態中之植物栽培裝置之上方立體圖。
圖2係圖1所示之植物栽培裝置之前視圖。
圖3係圖1所示之植物栽培裝置之後視圖。
圖4係圖1所示之植物栽培裝置之左側視圖。
圖5係圖1所示之植物栽培裝置之右側視圖。
圖6係圖1所示之植物栽培裝置之俯視圖。
圖7係圖1所示之植物栽培裝置之仰視圖。
圖8(a)係表示沿圖2中之a-a線之剖面構成之圖,圖8(b)係表示沿圖2中之b-b線之剖面構成之圖,圖8(c)係圖8(a)中拆卸了培養基盤之狀態之圖。
圖9係表示沿圖6中之IX-IX線之剖面構成之圖。
圖10係表示栽培盤之分解立體圖。
圖11係表示蓋部及培養基之立體圖。
圖12(a)係自上方觀察栽培盤之圖,圖12(b)係表示沿圖12(a)中之b-b線之剖面構成之圖。
圖13(a)及圖13(b)係表示貯存部之立體圖,圖13(c)及圖13(d)係表示變化例中之蓋部之立體圖。
圖14(a)~圖14(d)係表示分解之框體之立體圖,圖14(e)及圖14(f)係表示框體之底部之立體圖。
圖15(a)係表示照明裝置之俯視圖,圖15(b)係表示沿圖15(a)中之b-b線之剖面構成之圖。
圖16(a)及圖16(b)係表示配光轉換部之本體部之立體圖,圖16(c)及圖16(d)係表示配光轉換部之透過板之立體圖。
圖17係表示於框體安裝有照明裝置之狀態下之剖面構成的圖。
圖18係模式性地表示藉由配光轉換部轉換光之擴散方向之圖。
圖19(a)及圖19(b)係模式性地表示照明裝置所放射之光之圖。
圖20(A)~(C)係模式性地表示藉由照明裝置而照射之光於栽培空間中之各水平面之照射區域之圖。
圖21係模式性地表示另一實施形態之植物栽培裝置之照明裝置所放射之光之圖。
圖22(A)、(B)係模式性地表示藉由照明裝置而照射之光於栽培空間中之各水平面之照射區域之圖。
圖23(a)係表示第2實施形態之植物栽培裝置之照明裝置之俯視 圖,圖23(b)係自上方觀察栽培盤之圖。
圖24係表示光之波長與相對發光強度之關係之圖。
圖25(a)係模式性地表示照明裝置所放射之光之圖,圖25(b)係模式性地表示藉由照明裝置而照射之光於栽培空間中之各水平面之照射區域之圖。
圖26係模式性地表示藉由照明裝置而照射之光於栽培空間中之各水平面之光之強度或光量之值的圖。
圖27(a)及圖27(b)係表示第2實施形態之植物栽培裝置之照明裝置之變化例之圖。
圖28(a)係表示第3實施形態之植物栽培裝置之照明裝置之俯視圖,圖28(b)係自上方觀察栽培盤之圖。
圖29(a)係表示照射部之俯視圖,圖29(b)係表示沿圖29(a)中之b-b線之剖面構成之圖。
圖30(a)係模式性地表示照明裝置所放射之光之圖,圖30(b)係模式性地表示藉由照明裝置而照射之光於栽培區域中之各水平面之照射區域之圖。
圖31係模式性地表示藉由照明裝置而照射之光於栽培空間中之各水平面之光之強度或光量之值的圖。
圖32(a)及圖32(b)係表示第3實施形態之植物栽培裝置之照明裝置之變化例之圖。
圖33係表示第1實施形態之植物栽培裝置之照明裝置之變化例之圖。
圖34係表示第2實施形態之植物栽培裝置之照明裝置之變化例之圖。
圖35係表示第2實施形態之植物栽培裝置之照明裝置之變化例之圖。
圖36係表示另一實施形態之植物栽培裝置之照明裝置之變化例之圖。
圖37係表示另一實施形態之植物栽培裝置之照明裝置之變化例之圖。
以下,參照隨附圖式,對本發明之較佳之實施形態進行詳細說明。再者,於圖式之說明中對相同或相當要素標註相同符號,並省略重複之說明。
[第1實施形態]
圖1係表示第1實施形態之植物栽培裝置之上方立體圖。圖2係圖1所示之植物栽培裝置之前視圖。圖3係圖1所示之植物栽培裝置之後視前視圖。圖4係圖1所示之植物栽培裝置之左側視圖。圖5係圖1所示之植物栽培裝置之右側視圖。圖6係圖1所示之植物栽培裝置之俯視圖。圖7係圖1所示之植物栽培裝置之仰視圖。圖8(a)係表示沿圖2中之a-a線之剖面構成之圖,圖8(b)係表示沿圖2中之b-b線之剖面構成之圖,圖8(c)係表示圖8(a)中拆卸了培養基盤之狀態圖。圖9係表示沿圖6中之IX-IX線之剖面構成之圖。於以下之說明中,將圖3及圖4所示之植物栽培裝置1之上下及左右設為「上」、「下」、「左」、「右」。
各圖所示之植物栽培裝置1係用以於室內水耕栽培植物之配置於地板或桌上等之放置型之裝置。植物栽培裝置1具有用以栽培植物之功能,並且具有作為室內之裝飾品之功能。作為藉由植物栽培裝置1栽培之植物,例如可列舉草本系之植物(羅勒(basil)、洋芹(parsley)等)作為一例。
如各圖所示,植物栽培裝置1包含栽培盤(栽培部)3、框體5、及照明裝置7。
首先,對栽培盤3進行說明。圖10係表示栽培盤之分解立體圖。 圖11係表示蓋部及培養基之立體圖。圖12(a)係自上方觀察栽培盤之圖,圖12(b)係表示沿圖12(a)中之b-b線之剖面構成之圖。圖13(a)及圖13(b)係表示貯存部之立體圖,圖13(c)及圖13(d)係表示變化例之蓋部之立體圖。
栽培盤3收容供植入植物之種子或發芽之植物之根的培養基槽9,從而栽培植物。栽培盤3包含貯存部10及蓋部12。
貯存部10貯存液體(於本實施形態中為培養液)。貯存部10係由對於光具有遮蔽性(不使光透過)之材料形成。於本實施形態中,貯存部10係設為白色。貯存部10包含底部14、及自底部14之緣部向上方延伸之側部16。貯存部10係上端側開口,由側部16而形成有開口部16a。側部16係如圖2及圖3所示,呈大致梯形形狀,朝向上方而變寬。貯存部10之形狀並無特別限定。亦可如圖10所示,於貯存部10中設置有顯示水溫之溫度標籤17。
如圖10、圖11及圖12所示,蓋部12覆蓋貯存部10之開口部16a,並且相對於貯存部10可裝卸地設置。蓋部12包含本體部20、腳部22a、22b、22c、22d、及突出部24a、24b。
本體部20覆蓋貯存部10之開口部16a。本體部20係設為與貯存部10之開口部16a相對應之形狀。本體部20係由對於光具有遮蔽性之材料形成。蓋部12係設為亮度為0以外、即黑色以外之顏色,於本實施形態中係設為白色。本體部20(蓋部12)之正面20a為平坦面,且被設為可反射光之反射面。正面20a之光之反射率例如為50~100%。
於本體部20中,設置有培養基收容部26。培養基收容部26係供培養基槽9插入而安裝之部分,且自相對於本體部20之表面正交之方向觀察呈大致圓形形狀。培養基收容部26於本體部20中呈鋸齒狀地配置有複數個(於本實施形態中為3個)。設置於本體部20之培養基收容部26之設置數及配置部位並無特別限定。
於本體部20中,設置有筒狀部30。筒狀部30包圍培養基收容部26,且自本體部20之背面20b突出。筒狀部30之長度係根據設計而適當設定。筒狀部30與本體部20同樣地係由對於光具有遮蔽性之材料形成。筒狀部30亦可與本體部20以相同之材料一體地成型。
腳部22a~22d係於將蓋部12放置於桌上等時支持本體部20者。例如於水耕栽培之植物之培養中提昇當更換培養液時將蓋部12暫時地自貯存部10拆卸而進行作業時等之便利性。腳部22a~22d自本體部20之背面20b延伸。腳部22a~22d係於本體部20之長邊方向之兩端部側分別設置有複數個(於本實施形態中為各2個)。腳部22a~22d之長度係設定為於將蓋部12安裝於貯存部10之狀態下收納於貯存部10內之長度,且長於將培養基槽9安裝於蓋部12時之培養基槽9之下端部。
突出部24a、24b係於本體部20之長邊方向上對向之位置配置有一對。突出部24a、24b係自本體部20向斜上方突出地設置。突出部24a、24b係於裝卸蓋部12時以手指抓握之部分。
培養基槽9係收容植入植物之種子或根之培養基(未圖示)的構件。培養基例如係填充胺基甲酸酯樹脂、纖維等代替土壤者並束紮而構成。培養基槽9係插入至蓋部12之培養基收容部26中,且由培養基收容部26保持收容。
培養基槽9係於插入設置於栽培盤3之蓋部12之培養基收容部26中時,扣住具有大於培養基收容部26之孔徑之頸部的研缽狀之凸邊9a,而不會落下至培養基收容部26之下側地配置。蓋部12之上側成為可觀察到該凸邊9a之狀態。凸邊9a係由對於光具有遮蔽性之材料形成。凸邊9a被設為可反射光之反射面。反射面之光之反射率例如為50~100%。凸邊9a係設為亮度為0以外、即黑色以外之顏色,於本實施形態中設為白色。又,於凸邊9a之下部,為了收容培養基而形成有籠部9b。籠部9b為圓錐梯形,且於側面及底面具有開口。藉此,植物之 根可向下方、側方伸長。
如圖13(c)及圖13(b)所示,蓋部12A與培養基槽9A亦可設為一體。培養基槽9A於本體部20中呈鋸齒狀地配置有複數個(於本實施形態中為3個)。於蓋部12A中,培養基槽9A構成培養基收容部。培養基槽9A與培養基槽9同樣地包含凸邊9Aa、及籠部9Ab。籠部9Ab係用以支持培養基之門型狀之框體。籠部9Ab係形成於凸邊9Aa之下方。
繼而,對框體5進行說明。圖14(a)~圖14(d)係表示分解後之框體之立體圖,圖14(e)及圖14(f)係表示框體之底部之立體圖。如圖1~圖9及圖14所示,框體5包含載置部40、一對側部42、44、及頂板部46。載置部40、一對側部42、44及頂板部46係設為亮度為0以外、即黑色以外之顏色,於本實施形態中為白色。載置部40、一對側部42、44及頂板部46之寬度(圖6及圖7之上下方向之尺寸)設為大致相等,且如圖8所示,設為栽培盤3之寬度以上。於本實施形態中,載置部40、一對側部42、44及頂板部46之寬度設為與栽培盤3之寬度大致相等。
作為框狀體之框體5形成為於配置於桌上等而自正面或背面(參照圖2、圖3等)觀察時具有上邊、左右之側邊、下邊之環狀。框體5係於下邊設置載置部40,於左右之側邊設置一對側部42、44,及於上邊設置頂板部46,並以塑膠樹脂等材料而一體地成型。框體5之主體呈環狀之中空構造(參照圖9、圖14等)。自正面側與背面側觀察時外側形狀及內側形狀呈大致矩形形狀,具有特定之表觀寬度(厚度)與在自正面朝向背面之深度方向上具有特定之縱深寬度。
又,框體5可視為1個立方體,上表面為頂板部,下表面為載置部,左側面、右側面相當於一對側部。正面與背面不存在面材料而具有開口部5a及開口部5b。又,框體5係於下表面之載置部40內包栽培盤3,栽培盤3由上述環狀之框體5包圍而收容於框體5之內部。於框體5之內部,劃分形成有栽培植物之栽培空間S。
於載置部40中,載置栽培盤3。載置部40係構成框體5之下部之環狀之中空構造(參照圖9、圖14等)之構件。載置部40係如圖8(c)所示,包含盤固定部41。盤固定部41係為了將栽培盤3固定於框體5(即,將框體5中之栽培盤3之固定位置規定為一部位)而將栽培盤3之底部14嵌入至載置部40之部分,且以使栽培盤3之長邊方向與載置部40之長邊方向(圖3及圖4之左右方向)成為相同方向而配置栽培盤3之方式設置。於本實施形態中,盤固定部41與栽培盤3之底部14之輪廓形狀一致地,呈自載置部40之載置面40a朝向上方以環狀連續地突設之環狀突起之形狀。然而,盤固定部41並不限定於此,例如,可設為將突起設置於重要部位之態樣;以及於載置部40之載置面40a形成與栽培盤3之底部14之輪廓形狀一致的凹部,將栽培盤3之底部14嵌入凹部而使其嵌合於載置部40的態樣。
當於盤固定部41(環狀突起)中嵌入栽培盤3時,將底部14之底緣內插並嵌入至環狀突起內。栽培盤3之貯存部10之底部14係配置於盤固定部41內。藉此,栽培盤3被定位於載置部40中,向水平方向等之移動受到限制,因此不易自框體5偏離。於載置部40之下表面40b(與載置植物栽培裝置1之面相對向之面)設置有防滑構件45。防滑構件45之一部分(一半)係配置於構成框體5之底部43。底部43係嵌入至設置於框體5之下部之凹部47中。
一對側部42、44係自載置部40之兩端分別向上方延伸,且相互對向地配置。側部42、44為彎曲之形狀,且為構成框體5之左右側部之環狀之中空構造(參照圖9、圖14等)之構件。一對側部42、44於將栽培盤3載置於載置部40時,配置於栽培盤3之側部42、44側。側部42、44之內側之表面(側部42、44之內表面42a、44a)被設為可反射光之反射面。內表面42a、44a之反射率例如為50~100%。於側部42、44與載置部40之連結部分,側部42、44之內表面42a、44a與載置部40 之載置面40a係藉由具有特定曲率之彎曲面C1、C2而平滑地連續。
頂板部46係將上述一對側部42、44之上端部連結而沿水平方向設置,構成框體5之上部之環狀之中空構造(參照圖9、圖14等)之構件。如圖7及圖9所示,於頂板部46內置有照明裝置7。即,於環狀之中空構造之中埋入並保持照明裝置7。頂板部46係配置於與載置部40相對向之位置、即與載置於載置部40之栽培盤3(蓋部12)相對向之位置。即,照明裝置7自栽培盤3之上方照射光。頂板部46係配置於與栽培盤3之蓋部12之距離(間隔)為例如200mm左右之高度位置上,但與栽培盤3之蓋部12之距離適當設定以確保對於植物之人工光源之光量子之濃度(光之強度或光量之值之大小)即可。
頂板部46之內側之表面(內表面46a)被設為可反射光之反射面。內表面46a之反射率例如為50~100%。於頂板部46與側部42、44之連結部分,頂板部46之內表面46a與側部42、44之內表面42a、44a係藉由具有特定曲率之彎曲面C3、C4而平滑地連續。
於頂板部46之外側之表面(上表面46b),設置有複數個散熱狹縫48。散熱狹縫48係將自照明裝置7產生之熱發散之部分。散熱狹縫48於頂板部46之上表面46b隔開特定間隔而配置。
繼而,對照明裝置7進行詳細說明。圖15(a)係自內側觀察照明裝置之俯視圖,圖15(b)係表示沿圖15(a)中之b-b線之剖面構成之圖。圖16(a)及圖16(b)係表示配光轉換部之本體部之立體圖,圖16(c)及圖16(d)係表示配光轉換部之透過板之立體圖。圖17係表示於框體安裝有照明裝置之狀態下之剖面構成的圖。圖18係模式性地表示藉由配光轉換部轉換光之擴散方向之圖。
照明裝置7朝向栽培盤3而放射光。照明裝置7包含未圖示之控制裝置並連接於電源,藉由控制裝置而控制開關之接通及斷開(點亮及熄滅)。照明裝置7之點亮時間係考慮外部環境中之每個季節之日照時 間而設定。
如圖15~圖18所示,照明裝置7包含光源50、配置有光源50之基板52、及轉換對栽培盤3照射之光之擴散方向的配光轉換部(配光轉換器件)54。光源50例如為LED(Light Emitting Diode,發光二極體)。於本實施形態中,光源50例如為白色發光二極體。光源50例如於呈大致矩形形狀之板狀之基板52之一面52a上配置有複數個。於本實施形態中,光源50於基板52上配置有54個。詳細而言,如圖15(a)所示,光源50於基板52之一面52a上,沿框體5之左右方向隔開特定間隔而設為一行18個,該18個光源50之行係於框體5之寬度方向上隔開特定間隔配置有3行。光源50之設置數及配置部位根據設計而適當設定即可。
基板52之與一面52a相對向之另一面52b係如圖17所示,與散熱板55抵接(面接觸)。散熱板55由熱導率較高之材料、例如鋁構成。光源50之熱經由基板52而傳遞至散熱板55。散熱板55例如為呈大致矩形形狀之板構件,且外形尺寸大於基板52。即,基板52之另一面52b之整面與散熱板55接觸。藉此,將基板52之熱高效率地傳遞至散熱板55。散熱板55於頂板部46中配置於設置在散熱狹縫48之下方之收容空間K中。散熱板55之熱係自散熱狹縫48向框體5之外部釋放。
配光轉換部54轉換光源50所放射之光(擴散光線)之方向,而聚光於栽培盤3(培養基)。配光轉換部54包含配光本體部56、自配光本體部56之周圍向外側伸出之凸緣部57、及透過板58。配光本體部56為框狀體,具有開口部O。配光本體部56於安裝有基板52時,使光源50位於開口部O內,從而包圍光源50。配光本體部56於開口部O之一開口端部56a側,包含嵌入基板52而收容之收容部56b。於在配光本體部56之收容部56b收容有基板52時,基板52之另一面52b與配光本體部56之一面56s成為大致同一平面。
配光本體部56之劃分形成開口部O之內側面56f被設為可反射光 之反射面。如圖15(b)所示,配光本體部56之內側面56f自光源50側朝向開口端部56c而呈楔狀擴展。於本實施形態中,頂板部46之照明裝置7與栽培盤3之蓋部12之距離(間隔)為200mm左右,栽培盤3之本體部20之正面20a之長度為225mm左右,寬度為150mm左右,且培養基收容部26之間隔為85mm左右,因此內側面56f相對於配光本體部56之一面56s例如形成約80°之角度。於配光本體部56之開口端部56c,配置有包含出射端面58a之透過板58。若將該透過板58設為透鏡,則可藉由使透過之擴散光線折射而縮小擴散之範圍(聚光)。藉此可將光之照射區域限定於特定範圍(聚光)。又,亦可於平板印刷如菲涅爾透鏡(Fresnel lens)者。透過板58為具有透光性之透明之構件,例如藉由丙烯酸系樹脂等而形成為板狀。光源50與透過板58之出射端面58a之間隔例如設定為15mm左右。光源50與出射端面58a之間隔根據設計而適當設定即可。再者,透過板58可藉由截斷(衰減)自光源50照射之光中植物之成長不需要之波長之光的放射而提昇人之鑒賞性。
凸緣部57位於配光本體部56之開口端部56a側,自配光本體部56朝向外側而伸出有複數個(於本實施形態中為6個)。凸緣部57之一面57a與配光本體部56之一面56s設為大致同一平面。於凸緣部57設置有供將散熱板55與配光轉換部54接合之螺釘N插通之貫通孔H。藉由將配光轉換部54與散熱板55接合,而將配置有光源50之基板52、配光轉換部54及散熱板55設置為一體。照明裝置7被設為經一體化之零件而安裝於框體5。
配光轉換部54係修正光源50之配光特性者,對於光源50所放射之光一面使其於配光本體部56之內側面56f反射,一面集中向外側擴散之光,使配光分佈集中於特定方向並自透過板58之出射端面58a出射。藉此,自照明裝置7放射之光被照射至栽培盤3之特定區域。此時,可對透過板58使用透鏡,進而使配光分佈集中。藉此,自照明裝 置7放射之光被集中地照射至栽培盤3之特定區域。具體而言,如圖18所示,於配光轉換部54中,使自1個光源放出之複數條光線中之擴散光線由反射板進行1次反射而轉換擴散光線之角度,並設定經1次反射之擴散光線透過透鏡時之折射角度,使上述光源所放射之複數條光線聚光於固定方向。關於藉由照明裝置7而照射至栽培盤3之光之區域,於以下進行詳細說明。
圖19(a)及圖19(b)係模式性地表示照明裝置所放射之光之圖。圖20係模式性地表示藉由照明裝置而照射之光於各面中之照射區域之圖。於圖20中,(A)表示栽培盤3之本體部20(蓋部12)之正面20a(栽培盤3上沿圖19(a)之a-a線之面)中之光之照射區域,(B)表示栽培空間S之中層面MS2(沿圖19(a)之b-b線之面)中之光之照射區域,(C)表示栽培空間S之中層面MS1(沿圖19(a)之c-c線之面)中之光之照射區域。再者,栽培空間S之中層面MS2係指較栽培盤3之本體部20(蓋部12)之正面20a更上方(至少20mm以上),且照明裝置7中之配光轉換部54之透過板58之出射端面58a與本體部20之正面20a之大致中間之高度位置上的水平面。將中層面MS2設定於較正面20a至少20mm以上之上方之原因在於:其為植物發芽、葉伸展或伸長而進入成長階段之大小。栽培空間S之中層面MS1係較中層面MS2更上方,且較中層面MS2更接近出射端面58a之高度位置上的水平面。
如圖19及圖20所示,自照明裝置7之光源50放射之光隨著朝向栽培盤3而逐漸擴展地擴大照射區域(照射野)。如圖20(A)所示,於栽培盤3之蓋部12之本體部20之正面20a,存在光照射之區域與光未照射之區域。詳細而言,藉由對準正面20a中之收容培養基槽9之3個培養基收容部26、或正面20a中之3個培養基收容部26彼此之間的特定位置照射光,而於培養基收容部26與該培養基收容部26之周圍產生第1區域A1。此處,第1區域A1係將照射有自照明裝置7所包含之複數個光源 50放射之光之各個照射區域合成而成之區域。
於第1區域A1之外側之第2區域A2,幾乎未照射到自照明裝置7之光源50放射之光。即,內置於照明裝置7之光源50係藉由進行光軸之定向或擴散光線之配光轉換,而使自光源50放射之直達光線及擴散光線到達本體部20之正面20a之區域集中於包含培養基收容部26與該培養基收容部26之周圍的第1區域A1之範圍。內置光源50之照明裝置7係以如下方式安裝於框體5,即,使照射至栽培盤3上之包含培養基收容部26與培養基收容部26之周圍之第1區域A1的光之強度或光量之值大於照射至栽培盤3上之第1區域A1之外側之第2區域A2的光之強度或光量之值。藉此,於栽培盤3之蓋部12之本體部20之正面20a,包含培養基收容部26之周圍之第1區域A1與該第1區域A1之外側之第2區域A2相比,光合成有效光量子束密度[μmol/m2/s]較高。
自另一觀點而言,栽培盤3中之培養基槽9之培養基收容部26係配置於光之強度或光量之值較大之區域。藉此,對栽培盤3之培養基收容部26中收容之培養基槽9(培養基)有效地照射光。
如以上說明般,於本實施形態中,於栽培盤3之蓋部12之本體部20之正面20a,包含培養基收容部26之周圍之第1區域A1與該第1區域A1之外側之第2區域A2相比,光合成有效光量子束密度[μmol/m2/s]較高。藉此,於植物栽培裝置1中,對可栽種植物之培養基槽9有效地照射光。因此,植物成長之第1區域A1以外之第2區域A2幾乎未照射到光,從而可抑制光發散,故而無需多餘地增加光源50所放射之光之量。藉此,於植物栽培裝置1中,可抑制自照明裝置7放射之光變得過於明亮,從而可確保裝飾性。又,植物成長之第1區域A1以外之區域(第2區域A2及栽培盤3之外側之周邊區域)幾乎未照射到光,因此可抑制無助於植物成長之無用之光之照射,故而可實現節能化。
進而,於植物栽培裝置1中,栽培空間S敞開,因此可抑制熱聚 積於栽培空間S中。藉此,可防止結露之產生,從而可防止裝飾性受損。又,由於可充分地進行換氣,因此可抑制氧氣濃度之增加,故而可實現促進植物之成長。
於本實施形態中,於框體5之載置部40設置有盤固定部41。藉此,當將栽培盤3嵌入至盤固定部41時,栽培盤3被定位於載置部40而限制其向水平方向等之移動。因此,栽培盤3相對於框體5安裝之位置即便反覆裝卸亦不變,必然會被決定為固定位置,因此自照明裝置7放射之光之栽培盤3中之第1區域A1始終成為相同位置。因此,即便為可拆卸之栽培盤3,亦可始終對植物有效地照射光。
(變化例)
繼而,對第1實施形態之變化例進行說明。變化例之植物栽培裝置中之照明裝置之構成與第1實施形態不同。圖21係模式性地表示另一實施形態之植物栽培裝置之照明裝置所放射之光之圖。圖22係模式性地表示藉由照明裝置而照射之光於栽培空間中之各水平面之照射區域之圖。於圖22中,A表示栽培盤3之本體部20(蓋部12)之正面20a(沿圖21(a)之a-a線之面)中的光之照射區域,B表示栽培空間S之中層面MS2(沿圖21(a)之b-b線之面)中的光之照射區域。
如圖21所示,照明裝置7自3個光源(未圖示)對栽培盤3放射光。如圖22所示,於栽培盤3之蓋部12,在本體部20中培養基槽9(培養基收容部26)沿左右方向隔開特定間隔而呈一行地配置有2個。如圖22所示,培養基收容部26係以位於3個光源所放射之光於本體部20之正面20a重合之區域之方式配置。
如圖22所示,藉由對準正面20a中的收容培養基槽9之2個培養基收容部26間之特定位置照射光,而於培養基收容部26與該培養基收容部26之周圍產生第1區域A1。此處,第1區域A1係將照射有自照明裝置7所包含之3個光源放射之光之各個照射區域合成而成的區域。
於第1區域A1之外側之第2區域A2,幾乎未照射到自照明裝置7之3個光源放射之光。即,3個光源係藉由進行光軸之定向或擴散光線之配光轉換,而使自光源50放射之直達光線及擴散光線到達本體部20之正面20a的區域集中於包含培養基收容部26與該培養基收容部26之周圍之第1區域A1之範圍。內置光源之照明裝置7係以如下方式安裝於框體5,即,使照射至栽培盤3之蓋部12之包含培養基收容部26與培養基收容部26之周圍之第1區域A1的光之強度或光量之值大於照射至栽培盤3之蓋部12之第1區域A1之外側之第2區域A2的光之強度或光量之值。進而,以2個培養基收容部26包含在第1區域A1中之3個光源各者之照射區域重合的範圍內之方式,進行3個光源之光軸之定向或擴散光線之配光轉換。
照明裝置7之配光轉換部係以使栽培盤3之蓋部12之光之照射區域不會擴展而超出植物栽培裝置1之外側之方式,調整光源所放射之光中之擴散光之角度。又,可藉由設置下述光軸方向設定器件,而以使培養基槽9(培養基收容部26)位於3個光源之照射面重合之區域之方式設定光源所放射之光之方向。
[第2實施形態]
繼而,對第2實施形態進行說明。第2實施形態中之光源之構成與第1實施形態不同。圖23(a)係表示第2實施形態之植物栽培裝置之照明裝置之俯視圖,圖23(b)係自上方觀察栽培盤之圖。
首先,對栽培盤3之構成進行說明。於本實施形態之栽培盤3之蓋部12中,在本體部20中培養基槽9(培養基收容部26)係沿左右方向隔開特定間隔而配置為一行。栽培盤3亦可如圖13(c)及圖13(d)所示,具有蓋部12A與培養基槽9A設為一體之構成。
照明裝置7A包含發出藍色成分之光之第1光源50a與發出紅色成分之光之第2光源50b。基板52及配光轉換部54之構成與第1實施形態 相同。第1光源50a例如為發出具有420~470nm之波長之藍色成分之光的藍色發光二極體。再者,第1光源50a亦可如圖24所示,為包含藍色成分之波長之白色發光二極體。第2光源50b例如為發出具有640~690nm之波長之紅色成分之光的紅色發光二極體。
於照明裝置7A中,第1光源50a及第2光源50b之配置係根據栽培盤3中之培養基收容部26之配置而設定。於本實施形態中,與在栽培盤3中培養基收容部26配置為一行之構成相對應地配置有第1光源50a及第2光源50b。詳細而言,第1光源50a係於基板52之一面52a上,沿框體5之左右方向隔開特定間隔而設為一行18個。第2光源50b係於基板52之一面52a上,沿框體5之左右方向隔開特定間隔而呈一行地配置有18個,該18個光源50a之行於框體5之寬度方向上隔著第1光源50a之行而配置有2行。第1及第2光源50a、50b之數量根據設計而適當設定即可。
圖25(a)係模式性地表示照明裝置所放射之光之圖,圖25(b)係模式性地表示藉由照明裝置之3個光源而照射之光於栽培空間中之各水平面(A~C)之照射區域之圖。圖26係模式性地表示藉由照明裝置之3個光源而照射之光於栽培空間中之各水平面(A~C)之光之強度或光量之值之圖。
圖25(a)係自框體5之側部42、44側觀察之圖。於圖25(b)中,A表示栽培盤3之本體部20(蓋部12)之正面20a中的光之照射區域,B表示栽培空間S之中層面MS2中的光之照射區域,C表示栽培空間S之中層面MS1中的光之照射區域。於圖24中,縱軸表示光之強度或光量之值,橫軸表示各水平面(A~C)中之各光源所放射之光之各照射區域(FA1、FA2、FB1、FB2、FC1、FC2)。
如圖25(a)所示,第1光源50a之光軸係朝向栽培盤3之本體部20之正面20a中之培養基收容部26,第2光源50b之光軸係朝向正面20a中之 除培養基收容部26以外之周圍之正面20a上的特定位置。藉此,於培養基收容部26與該培養基收容部26之周圍產生第1區域A1。
於栽培盤3之蓋部12之本體部20之正面20a,對包含培養基收容部26之第1區域A1照射由第1光源50a發出之藍色成分之光及由第2光源50b發出之紅色成分之光。即,第1區域A1成為自第1光源50a照射之光之照射區域FA1與自第2光源50b照射之光之照射區域FA2重合、合成而成的區域。
又,如圖25(b)所示,各光源之照射區域係以隨著降至水平面C、B、A而一面使相互之照射區域之重合部分擴大,一面作為整體而逐漸於水平方向擴大之方式產生。其原因在於:各光源之光軸係朝向水平面A之培養基收容部26,第1光源50a之光軸係朝向垂直下方之培養基收容部26之中央部,且第2光源50b之光軸係朝向除培養基收容部26以外之周圍之特定位置。藉此,於栽培盤3之蓋部12之本體部20之正面20a(水平面A),藍色之光(第1光源50a)與紅色之光(第2光源50b)係於第1區域A1之照射區域FA1之中央部重合,因此對植物之發芽至莖或葉之形成有效。
此時,如圖26所示,本體部20之正面20a中之包含培養基收容部26之周圍之第1區域A1中之照射區域FA1與照射區域FA2的合成區域之重複部與該第1區域A1之外側之第2區域A2、及其他各面MS1、MS2相比,光之強度或光量之值較大。即,於栽培盤3之蓋部12之本體部20之正面20a(水平面A),第1區域A1之照射區域FA1之中央部之區域與水平面C之中層面MS1之照射區域FC1、水平面B之中層面MS2之照射區域FB1之中央部之區域相比,光之強度或光量之值較大。
如圖25所示,於中層面MS1及中層面MS2(水平面B及C),與水平面A即栽培盤3之蓋部12之本體部20之正面20a相比,自第1光源50a及第2光源50b照射之光之照射區域FB1、FB2或照射區域FC1、FC2重合 的區域變小。藉此,於中層面MS1及中層面MS2(水平面B及C),對於植物中自莖向外側伸展之葉,主要藉由第2光源50b而照射對葉之生長有效之紅色之光。
此時,如圖26所示,於中層面MS1及中層面MS2(水平面B及C),在照射區域FB1、FB2、FC1、FC2中,光之強度或光量之值小於栽培盤3之蓋部12之本體部20之正面20a中的第1區域A1中之照射區域FA1與照射區域FA2之合成區域之重複部。又,於中層面MS1及中層面MS2(水平面B及C),在左右水平方向上光之強度或光量之值較大之區域擴大。即,於中層面MS1、MS2,可擴大光之照射範圍,因此可使向水平方向展開之葉充分照射到光而促進光合成。於作為最下層之本體部20之正面20a(培養基面),使複數個光之照射範圍集中化而使光之強度或光量之值變大從而促進發芽至莖或葉之形成。
於配置於室內之植物栽培裝置1中,為了促進植物之成長而較理想為實現與有太陽光照射之室外之狀況相同之環境。此處,已知於植物之芽或莖之成長時,需要光之藍色成分,於植物之葉之成長時,需要光之紅色成分。例如,使用利用紅色、綠色及藍色成分之發光二極體之晶片作為1個發光源而獲得白色之白色發光二極體,或使用將藍色發光二極體及紅色發光二極體之顏色合成而成之照明裝置。
然而,於具有上述構成之白色發光二極體中,若欲獲得適合植物之成長之藍色成分或紅色成分,則必須增加光量,而對人眼而言會感到過於明亮。因此,無法供室內之觀賞,導致裝飾性受損。又,於包含藍色發光二極體與紅色發光二極體之先前之植物栽培裝置中,於植物之發芽之時期使藍色發光二極體發光,於葉之成長時期使紅色發光二極體發光。因此,必須控制藍色發光二極體與紅色發光二極體之點亮時序,導致操作煩雜。
於本實施形態中,產生與第1實施形態同樣之作用效果。又,於 本實施形態中,於照明裝置7A中,包含發光藍色成分之第1光源50a、及發光紅色成分之第2光源50b,第1光源50a之光軸主要朝向栽培盤3之培養基收容部26,第2光源50b之光軸主要朝向正面20a中之培養基收容部26之外側之區域(除培養基收容部26以外之正面20a上之特定位置)。藉此,於植物栽培裝置1中,可於發芽時期,以高強度對植物照射藍色成分及紅色成分之光,並可於植物成長而葉伸展時,對葉主要照射紅色成分之光。因此,可實現促進植物之成長。
又,無需如先前之植物栽培裝置般,根據植物之成長而進行光源之切換,因此可實現使用者之操作性之提昇。
(變化例)
繼而,對第2實施形態之變化例進行說明。圖27(a)及圖27(b)係表示第2實施形態之植物栽培裝置之照明裝置之變化例之圖。如圖27(a)所示,於栽培盤3之蓋部12,在本體部20中培養基槽9(培養基收容部26)係呈鋸齒狀地配置有3個。相對於此種栽培盤3之構成,照明裝置7A之各光源50a、50b係以如下方式構成。
一個包含複數個第1光源50a之光源之群(第1光源群)與一個培養基收容部26係於上下方向上對向地配置,且於第1光源群與第1光源群之間配置包含複數個第2光源50b之光源之群(第2光源群),藉此第1光源群與第2光源群係呈鋸齒狀地配置。
如圖27(b)所示,於栽培盤3之蓋部12,在本體部20中培養基槽9(培養基收容部26)係呈鋸齒狀配置有4個。相對於此種栽培盤3之構成,照明裝置7A之各光源50a、50b係以如下方式構成。
第2光源50b係於基板52之一面52a,沿框體5之左右方向隔開特定間隔而設為一行18個。第1光源50a係於基板52之一面52a,沿框體5之左右方向隔開特定間隔而呈一行地配置有18個,該18個光源50a之行係於框體5之寬度方向上隔著第2光源50b之行而配置有2行。
[第3實施形態]
繼而,對第3實施形態進行說明。第3實施形態中之照明裝置之構成與第1及第2實施形態不同。圖28(a)係表示第3實施形態之植物栽培裝置之照明裝置之俯視圖,圖28(b)係自上方觀察栽培盤之圖。
首先,對栽培盤3之構成進行說明。於本實施形態之栽培盤3之蓋部12,在本體部20中培養基槽9(培養基收容部26)係沿左右方向隔開特定間隔而呈一行地配置有3個。栽培盤3亦可如圖13(c)及圖13(d)所示,具有蓋部12A與培養基槽9A設為一體之構成。
照明裝置7B包含照明部60。照明部60係根據設置於栽培盤3之培養基收容部26之個數而設置,於本實施形態中,配置有3個。各照明部60包含發出藍色成分之光之第1光源50a、與發出紅色成分之光之第2光源50b。第1光源50例如為發出具有420~470nm之波長之藍色成分之光的藍色發光二極體。第2光源50b例如為發出具有640~690nm之波長之紅色成分之光的紅色發光二極體。第1光源50a及第2光源50b例如為炮彈型之發光二極體。
於照明裝置7B中,照明部60之配置係根據栽培盤3中之培養基收容部26之配置而設定。於本實施形態中,與在栽培盤3中培養基收容部26配置為一行之構成相對應地,照明部60係沿框體5之左右方向而配置為一例。
圖29係表示照射部之構成之圖。圖29(a)係表示照射部之俯視圖,圖29(b)係表示沿圖29(a)中之b-b線之剖面構成之圖。如圖29(a)及圖29(b)所示,照明部60包含第1光源50a、第2光源50b、基板62、及固定部(光軸方向設定器件)64。
固定部64包含複數個(此處為13個)收容第1光源50a及第2光源50b之凹部66。凹部66係根據第1光源50a及第2光源50b之配置而配置。如圖29(a)所示,於照明部60中,第1光源50a係於假想圓上以等間隔而配 置有複數個(此處為8個)。第2光源50b係配置有複數個(此處為5個),且於配置有第1光源50a之假想圓之中心配置有1個,及於配置有第1光源50a之假想圓之外側且相互對向之位置上配置有4個。詳細而言,配置於假想圓之外側之第2光源50b係配置於通過假想圓之中心且相互正交之直線上。凹部66係與此種第1光源50a及第2光源50b之配置相對應地配置。
返回至圖29(b),凹部66中收容之第1光源50a及第2光源50b係經由配線51而連接於基板62。各凹部66設定第1光源50a及第2光源50b之光軸。詳細而言,作為光軸方向設定器件之凹部66係以使第1光源50a及第2光源50b之光軸分別朝向栽培盤3之包含培養基收容部26之周圍的第1區域A1之中心部之方式形成。即,藉由於固定部64之凹部66中配置第1光源50a或第2光源50b,而設定第1光源50a及第2光源50b之光軸。光軸方向設定器件只要為以使照明裝置7B之複數個光源50a、50b各者之光軸(光源50a、50b之主要直線行進之光線之放射軸)之方向朝向下方之栽培盤3、培養基槽9(培養基收容部26)之方式進行設定者即可。作為光軸方向設定器件,例如亦可為使固定於照明裝置之光源之插座傾斜之構成、或於插座具備旋轉(搖頭)機構者。關於光軸方向設定器件之其他形態,於下文中敍述。
圖30(a)係模式性地表示照明裝置所放射之光之圖,圖30(b)係模式性地表示藉由照明裝置之3個光源而照射之光於栽培空間中之各水平面(A~C)之照射區域之圖。圖31係模式性地表示藉由照明裝置而照射之光於栽培空間中之各水平面(A~C)之光之強度或光量之值之圖。
於圖30(b)中,A表示栽培盤3之本體部20(蓋部12)之正面20a中之光之照射區域,B表示栽培空間S之中層面MS2中之光之照射區域,C表示栽培空間S之中層面MS1中之光之照射區域。於圖31中,縱軸表示光之強度或光量之值,橫軸表示各水平面(A~C)中之各照射區域 (FA1、FA2、FB1、FB2、FC1、FC2)。
如圖30(a)所示,第1光源50a及第2光源50b之光軸朝向栽培盤3之本體部20之正面20a中的培養基收容部26之中心部。藉此,於培養基收容部26與該培養基收容部26之周圍產生第1區域A1。即,使各光源之光軸朝向水平面A之培養基收容部26,使第1光源50a之光軸朝向垂直下方之培養基收容部26之中央部,使第2光源50b之光軸朝向培養基收容部26之中央部,且使於水平面A中各光軸相交之點之位置大致一致。
於栽培盤3之蓋部12之本體部20之正面20a,在包含培養基收容部26之第1區域A1中,照射由第1光源50a發出之藍色成分之光及由第2光源50b發出之紅色成分之光。即,第1區域A1成為自第1光源50a照射之光之照射區域FA1與自第2光源50b照射之光之照射區域FA2重合、合成而成的區域。
又,如圖30(b)所示,各光源之照射區域隨著降至水平面C、B、A而逐漸在水平方向擴大,於水平面C無重合,但於水平面B重合,且於水平面A照射區域重合為大致同心圓狀。其原因在於:於水平面A中各光源之光軸相交之點之位置大致一致。各光源之照射區域之重合於水平面C之中層面MS1不存在,於水平面B之中層面MS2小於水平面A即栽培盤3之蓋部12之本體部20之正面20a。即,自第1光源50a及第2光源50b照射之光之照射區域FB1與照射區域FB2重合之區域小於光之照射區域FA1與照射區域FA2重合之區域。藉此,於栽培盤3之蓋部12之本體部20之正面20a(水平面A),藍色光(第1光源50a)與2條紅色光(第2光源50b)於第1區域A1之FA1之中央部重合,因此對植物之發芽至莖或葉之形成有效。
此時,如圖31所示,本體部20之正面20a中之包含培養基收容部26之周圍之第1區域A1中的照射區域FA1與照射區域FA2之合成區域之 重複部與該第1區域A1之外側之第2區域A2及其他各面MS1、MS2相比,光之強度或光量之值較大。即,於栽培盤3之蓋部12之本體部20之正面20a(水平面A),第1區域A1之FA1之中央部之區域與照射區域C之MS1之FC1、照射區域B之MS2之FB1之中央部之區域相比,光之強度或光量之值較大。
如圖30所示,於中層面MS2,與栽培盤3之蓋部12之本體部20之正面20a相比,自第1光源50a及第2光源50b照射之光之照射區域FB1、FB2重合之區域變小,於中層面MS1,自第1光源50a及第2光源50b照射之光之照射區域FC1、FC2不重合。
如圖31所示,於中層面MS1及中層面MS2(水平面B及C),在左右水平方向上光之強度或光量之值較大之區域擴大。於中層面MS1及中層面MS2(水平面B及C),於在第2區域A2之上下方向上對應之照射區域FB2、FC2中,光強度或光量之值大於本體部20之正面20a。藉此,於中層面MS1及中層面MS2(水平面B及C),對植物中自莖向外側伸展之葉,藉由第2光源50b而照射光強度較高之紅色成分之光。即,於中層面,可擴大光之照射範圍,因此使向水平方向展開之葉充分照射到光而促進光合成。於作為最下層之本體部20之正面20a(培養基面),使複數個光之照射範圍集中化而使光之強度或光量之值變大,從而促進發芽至莖或葉之形成。
如以上說明般,於本實施形態中,發揮與第1實施形態同樣之作用效果。又,於本實施形態中,於照明裝置7B之照明部60中,包含發出藍色成分之光之第1光源50a及發出紅色成分之光之第2光源50b,第1光源50a及第2光源50b係如圖29(a)所示般配置,並且第1光源50a及第2光源50b之光軸係朝向栽培盤3之培養基收容部26。藉此,於植物栽培裝置1中,栽培盤3之本體部20之正面20a中之第1區域A1之光之強度或光量之值變大,並且照射至第1區域A1之外側之第2區域A2之 上方之中層面MS1、MS2中之照射區域FB2、FC2的光之強度或光量之值大於照射至栽培盤3之本體部20之正面20a之第2區域A2之照射區域FA2的光之強度或光量之值。因此,於發芽時期,可對植物以高強度照射藍色成分及紅色成分之光,於植物成長而葉伸展時,可對葉主要照射紅色成分之光。因此,可實現促進植物之成長。又,中層面MS1及中層面MS2中之照射區域FB2、FC2光之強度或光量之值較大,因此可實現促進植物之葉之光合成。
於本實施形態中,照明部60包含作為光軸方向設定器件之固定部64。如此,藉由具備設定第1及第2光源50a、50b之光軸之方向之構成,而即便於配置於栽培盤3之蓋部12之培養基槽9(培養基收容部26)之佈局之圖案有複數個,且更換蓋部12而進行使用之情形時,亦可不更換照明裝置7B,而根據培養基槽9(培養基收容部26)之位置,使各光源50a、50b之光軸之方向成為最合適之光之放射方向。
(變化例)
繼而,對第3實施形態之變化例進行說明。圖32(a)及圖32(b)係表示第3實施形態之植物栽培裝置之照明裝置之變化例之圖。如圖32(a)所示,於栽培盤3之蓋部12,在本體部20中培養基槽9(培養基收容部26)係呈鋸齒狀地配置有3個。於此種栽培盤3之構成中,照明部60係以位於培養基收容部26之上方之方式配置有3個。
如圖32(b)所示,於栽培盤3之蓋部12,在本體部20中培養基收容部26係呈鋸齒狀地配置有4個。於此種構成中,照明部60A係以位於培養基收容部26之上方之方式配置有4個。於照明部60A中包含:3個第1光源50a,其等係沿左右方向隔開特定間隔而配置成一行;及2個第2光源50b,其等係於在寬度方向上隔著該第1光源50a之位置上,沿左右方向隔開特定間隔而配置成一行。第1光源50a與第2光源50b係呈鋸齒狀地配置。
又,於上述實施形態中,亦可代替第1光源50a及第2光源50b,而設置作為白色發光二極體之光源50。
又,於本實施形態中,藉由固定部64之凹部66而使第1光源50a及第2光源50b(光源50)之光軸朝向第1區域A1,但第1光源50a及第2光源50b(光源50)之光軸例如亦可設為可藉由使照明器具之光源部之方向傾斜或旋轉(旋回)之構成而設定方向。使光軸朝向第1區域A1之器件亦可為反射器(reflector)或其他構成。又,亦可將第1光源50a及第2光源50b(光源50)本身以使其光軸朝向第1區域A1之方式配置。
本發明並不限定於上述實施形態。於上述實施形態中,以框體5之外側形狀及內側形狀呈大致矩形形狀之構成為一例進行了說明,但框體之外側形狀及內側形狀並無特別限定。
於上述實施形態中,以框體5具有開口部5a、5b,且框體5向兩側開口之構成為一例進行了說明,但框體亦可為一側閉塞之構成。框體只要至少設置可進行栽培盤3之更換之開口即可。
於上述實施形態中,以框體5為環狀之構成為一例進行了說明,但框體亦可呈例如U字形狀或L字形狀。於框體呈U字形狀之情形時,既可將栽培盤3載置於框體,亦可以覆蓋栽培盤3之方式配置框體。
於上述實施形態中,以將側部42、44之內表面42a、44a及頂板部46之內表面46a設為反射面之構成為一例進行了說明,但亦可於側部42、44及頂板部46之內側配置反射率較高(例如,反射率為50~100%)之片材等構件。
光軸方向設定器件可設為兼用作將照明器具固定於框體5之頂板部46之內表面46a之固定器件的態樣、及作為照明器具之固定器件而於框體5之頂板部46中內置於設置在中空部中之收容空間K中的態樣等各種態樣。圖33係表示第1實施形態之植物栽培裝置之照明裝置之變化例之圖。如圖33所示,照明裝置7C中,配光轉換部54A被設為能 夠以軸構件AX1為中心搖動(旋動)。藉由配光轉換部54A與軸構件AX1而構成光軸方向設定器件。軸構件AX1沿框體5之左右方向延伸。藉由光軸方向設定器件,照明裝置7C可使光源50所放射之光之光軸傾斜,從而使光照射至栽培盤3上之特定位置。
圖34係表示第2實施形態之植物栽培裝置之照明裝置之變化例之圖。如圖34所示,照明部60B中,固定部64被設為能夠以軸構件AX2為中心搖動(旋動)。藉由固定部64與軸構件AX2而構成光軸方向設定器件。藉由光軸方向設定器件,照明部60B可使光源50a、50b所放射之光之光軸傾斜,從而使光照射至栽培盤3上之特定位置。
圖35係表示第2實施形態之植物栽培裝置之照明裝置之變化例之圖。如圖35所示,照明部60C中,於固定部64之上部設置有球狀之突起部68。突起部68被插入至框體5之凹部70中而由凹部70樞支。藉此,照明部60C被設為能夠以突起部68為中心樞轉(能夠以突起部68為中心旋回)。藉由固定部64之突起部68及凹部70而構成光軸方向設定器件。藉由光軸方向設定器件,照明部60C可使光源50a、50b所放射之光之光軸傾斜,從而使光照射至栽培盤3上之特定位置。
圖36係表示另一實施形態之植物栽培裝置之照明裝置之變化例之圖。如圖36所示,照明裝置7D包括光源72、配置有光源72之基板74、及轉換照射至栽培盤3之光之擴散方向的配光轉換部76。配光轉換部76具有彎曲之反射面76f,並自透過板80放射光。於基板74之上部,設置有球狀之突起部82。突起部82被插入至框體5之凹部84而由凹部84樞支。藉此,配光轉換部76被設為能夠以突起部82為中心樞轉。藉由固定部64之突起部68及凹部70而構成光軸方向設定器件。藉由光軸方向設定器件,照明裝置7D可使光源72所放射之光之光軸傾斜,從而使光照射至栽培盤3上之特定位置。
圖37係表示另一實施形態之植物栽培裝置之照明裝置之變化例 之圖。如圖37所示,照明裝置7E於本體部88之前端側具備轉換光源(未圖示)所放射之光之擴散方向的配光轉換部86。照明裝置7E係藉由支持部90而支持。照明裝置7E被設為可相對於支持部90樞轉。藉由配光轉換部86(本體部88)及支持部90而構成光軸方向設定器件。藉由光軸方向設定器件,照明裝置7E可使光源所放射之光之光軸傾斜,從而使光照射至栽培盤3上之特定位置。
1‧‧‧植物栽培裝置
3‧‧‧栽培盤(栽培部)
5‧‧‧框體
5a、5b‧‧‧開口部
10‧‧‧貯存部
12‧‧‧蓋部
16‧‧‧側部
20‧‧‧本體部
20a‧‧‧正面
24a‧‧‧突出部
26‧‧‧培養基收容部
40‧‧‧載置部
40a‧‧‧載置面
41‧‧‧盤固定部
42、44‧‧‧側部
42a‧‧‧內表面
46‧‧‧頂板部
46b‧‧‧上表面
48‧‧‧散熱狹縫
S‧‧‧栽培空間

Claims (10)

  1. 一種植物栽培裝置,其包括:栽培部,其包含收容可栽種植物之培養基之收容部;及照明裝置,其包含經由至少一部分敞開之栽培空間而朝向上述栽培部放射光之複數個光源;且上述複數個光源係配置於使照射至上述栽培部上之包含上述收容部與該收容部之周圍之第1區域的上述光之強度或光量之值大於照射至上述栽培部上之上述第1區域之外側之第2區域的上述光之強度或光量之值的位置上。
  2. 如請求項1之植物栽培裝置,其中上述栽培部之上述收容部係配置於自複數個上述光源中之一光源照射之光之區域與自另一光源照射之光之區域重合的位置上。
  3. 如請求項1或2之植物栽培裝置,其中上述光源之光軸係朝向包含上述收容部之上述第1區域。
  4. 如請求項3之植物栽培裝置,其中藉由設定上述光源之上述光軸之方向之光軸方向設定器件,使上述光源之上述光軸朝向包含上述收容部之上述第1區域。
  5. 如請求項1至4中任一項之植物栽培裝置,其中照射至包含上述收容部之上述第1區域的上述光之強度或光量之值,大於在上述第1區域之上方且上述栽培部與上述照明裝置之間之高度位置上照射於水平之中層面的上述光之強度或光量之值。
  6. 如請求項1至5中任一項之植物栽培裝置,其中在上述第2區域之上方且上述栽培部與上述照明裝置之間之高度位置上照射於水平之中層面的上述光之強度或光量之值,大於照射至上述第2區域之上述光之強度或光量之值。
  7. 如請求項1至6中任一項之植物栽培裝置,其中由複數個上述光源所放射之上述光之波長之各者具有藍色成分或紅色成分,且照射至上述第1區域之上述光之波長包含上述藍色成分多於上述紅色成分,且在上述第2區域之上方且上述栽培部與上述照明裝置之間之高度位置上照射於水平之中層面的上述光之波長包含上述紅色成分多於上述藍色成分。
  8. 如請求項7之植物栽培裝置,其中放射具有上述藍色成分之波長之光的上述光源之光軸係朝向上述第1區域,且放射具有上述紅色成分之波長之光的上述光源之光軸係朝向上述第2區域之上方之上述中層面。
  9. 一種植物栽培裝置,其包括:栽培部,其包含收容可栽種植物之培養基之收容部;及照明裝置,其經由至少一部分敞開之栽培空間而朝向上述栽培部放射光;且上述照明裝置包含:複數個光源,其等放射上述光;及配光轉換器件,其將複數個上述光源所放射之上述光集中於上述栽培部。
  10. 一種照明裝置,其係如請求項1至9中任一項之植物栽培裝置所具有者。
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