JPH0241300B2 - - Google Patents
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- JPH0241300B2 JPH0241300B2 JP58232422A JP23242283A JPH0241300B2 JP H0241300 B2 JPH0241300 B2 JP H0241300B2 JP 58232422 A JP58232422 A JP 58232422A JP 23242283 A JP23242283 A JP 23242283A JP H0241300 B2 JPH0241300 B2 JP H0241300B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge lamp
- power
- period
- lighting
- frequency
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
Landscapes
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は植物の生育に必要な光を供給する人
工照明装置に関するものであり、放電灯を光源と
して用い、高効率化を図るものである。
工照明装置に関するものであり、放電灯を光源と
して用い、高効率化を図るものである。
生育環境を制御した植物（主に農作物）の生育
施設では、生長に必要な光を人工照明で、あるい
は太陽光を主とし、人工照明でそれを補うなどに
より供給する方法が提案されている。この種の照
明装置として、植物の生育メカニズムの研究から
夜間と昼間に相当する明暗リズムを考慮し適切な
照明が行なえるようにした装置が特開昭55−
29991号に開示されている。この装置はほゞ昼間
と夜間に相当する周期で裁培植物を天井ランプの
真下の高照度の位置と、これらのランプの中間に
あたる低照度の位置を通過するようにしたもので
ある。
施設では、生長に必要な光を人工照明で、あるい
は太陽光を主とし、人工照明でそれを補うなどに
より供給する方法が提案されている。この種の照
明装置として、植物の生育メカニズムの研究から
夜間と昼間に相当する明暗リズムを考慮し適切な
照明が行なえるようにした装置が特開昭55−
29991号に開示されている。この装置はほゞ昼間
と夜間に相当する周期で裁培植物を天井ランプの
真下の高照度の位置と、これらのランプの中間に
あたる低照度の位置を通過するようにしたもので
ある。
これは前述のように昼間に相当する高照度で光
合成を促進し、低照度の時に光合成産物の転流を
行なうという原理に基づいたものである。
合成を促進し、低照度の時に光合成産物の転流を
行なうという原理に基づいたものである。
ところが、この従来装置において照明電力費は
裁培費用の大きな部分を占めていた。
裁培費用の大きな部分を占めていた。
また、放電ランプを高周波点灯し、かつ周期的
に消灯期間を設けて点灯する照明装置が特開昭47
−21979号に開示されているが、これに単に放電
ランプの調光を行なうにすぎないものである。
に消灯期間を設けて点灯する照明装置が特開昭47
−21979号に開示されているが、これに単に放電
ランプの調光を行なうにすぎないものである。
一方光合成作用について述べると、植物の光合
成は岩波洋造著「光合成の世界」（講談社）等の
刊行物に記されているように光化学反応と熱化学
反応とによつて行なわれる。前者の反応には光を
必要とするが後者の反応には光を必要としない。
そしてこれらの反応は条件によつても異なるが光
化学反応は数10μs熱化学反応はこれより長く数10
ｍｓの応答時間をもつことが知られており、これ
は昼間、夜間に対応する明暗リズムとは全く異な
る反応時間である。
成は岩波洋造著「光合成の世界」（講談社）等の
刊行物に記されているように光化学反応と熱化学
反応とによつて行なわれる。前者の反応には光を
必要とするが後者の反応には光を必要としない。
そしてこれらの反応は条件によつても異なるが光
化学反応は数10μs熱化学反応はこれより長く数10
ｍｓの応答時間をもつことが知られており、これ
は昼間、夜間に対応する明暗リズムとは全く異な
る反応時間である。
この発明は上述の光合成メカニズムの解明によ
り明らかにされた原理を利用して、植物に照明す
ることにより大幅な省電力を図ることのできる装
置を提供するものである。即ち、上述の原理によ
り“明”期には放電ランプを高周波でかつ瞬時電
力をその放電ランプの定格電力より大きくし、
“暗”期は放電ランプを消灯あるいは定格電力よ
り小さな電力で点灯維持させる装置である。
り明らかにされた原理を利用して、植物に照明す
ることにより大幅な省電力を図ることのできる装
置を提供するものである。即ち、上述の原理によ
り“明”期には放電ランプを高周波でかつ瞬時電
力をその放電ランプの定格電力より大きくし、
“暗”期は放電ランプを消灯あるいは定格電力よ
り小さな電力で点灯維持させる装置である。
以下この発明を実施例により詳細に説明する。
第１図は植物育成施設における照明装置の概念を
示す図である。図において、１は植物育成施設、
２ａ……２ｃは放電ランプを備えた照明器具、３
は裁培植物である。
第１図は植物育成施設における照明装置の概念を
示す図である。図において、１は植物育成施設、
２ａ……２ｃは放電ランプを備えた照明器具、３
は裁培植物である。
第２図はこの発明による照明装置の一実施例を
示し、図において、４は直流電源、５は放電ラン
プ７を高周波点灯するための高周波電源であり、
コイル５１、トランジスタ５２，５３、このトラ
ンジスタ５２，５３のベース抵抗５４，５５、コ
ンデンサ５６、出力トランス５７、その２次巻線
５８、帰還巻線５９、でプツシユプル形トランジ
スタインバータを構成している。６は明暗の制御
を行なう明暗制御装置であり、全波整流器６１、
トランジスタ６２、駆動回路６３からなり、トラ
ンジスタ６２がONすると放電ランプ７は点灯状
態、即ち“明”の状態となる。
示し、図において、４は直流電源、５は放電ラン
プ７を高周波点灯するための高周波電源であり、
コイル５１、トランジスタ５２，５３、このトラ
ンジスタ５２，５３のベース抵抗５４，５５、コ
ンデンサ５６、出力トランス５７、その２次巻線
５８、帰還巻線５９、でプツシユプル形トランジ
スタインバータを構成している。６は明暗の制御
を行なう明暗制御装置であり、全波整流器６１、
トランジスタ６２、駆動回路６３からなり、トラ
ンジスタ６２がONすると放電ランプ７は点灯状
態、即ち“明”の状態となる。
第４図は動作説明のための図であり、イは放電
ランプ７の電流を、ロは放電ランプ７の光出力を
模式図的に表現したものである。
ランプ７の電流を、ロは放電ランプ７の光出力を
模式図的に表現したものである。
第２図の装置において、直流電源４が投入され
ると、高周波電源５は出力トランス５７の帰還巻
線５９の作用により周知の如く自励発振し、高周
波出力電力を発生する。ここで明暗制御装置６の
トランジスタ６２がON状態であれば放電ランプ
７に電流が流れ、第４図ロの“明”部の如く光出
力が発生する。またトランジスタ６２がOFF状
態となれば放電ランプ７の電流は停止し第４図ロ
の“暗”部の如く光出力はなくなる。ここで
“明”と“暗”の期間t1，t0の期間の比は光合成
反応だけでは１：100乃至１：1000程度に設定出
来るが、説明の都合上t1とt0＝１：９にしたと
し、また放電ランプ７の定格電力を100Wとする。
すると“明”期に於ては放電ランプ７の消費電力
を定格電力の10倍（1000W）としても、この放電
ランプは平均消費電力は100Wとなり定格電力を
越えない。このように“明”期に、瞬時電力を定
格電力より増加させることにより、放電ランプ７
の光出力は第４図ロに示すように、“暗”期なし
で定格電力で点灯した時の値F0より、高いF1を
得ることが、放電ランプの平均消費電力を放電ラ
ンプの平均消費電力以下におさえるようにして、
すなわち放電ランプを平均消費電力上過負荷にし
ないで実現できる。
ると、高周波電源５は出力トランス５７の帰還巻
線５９の作用により周知の如く自励発振し、高周
波出力電力を発生する。ここで明暗制御装置６の
トランジスタ６２がON状態であれば放電ランプ
７に電流が流れ、第４図ロの“明”部の如く光出
力が発生する。またトランジスタ６２がOFF状
態となれば放電ランプ７の電流は停止し第４図ロ
の“暗”部の如く光出力はなくなる。ここで
“明”と“暗”の期間t1，t0の期間の比は光合成
反応だけでは１：100乃至１：1000程度に設定出
来るが、説明の都合上t1とt0＝１：９にしたと
し、また放電ランプ７の定格電力を100Wとする。
すると“明”期に於ては放電ランプ７の消費電力
を定格電力の10倍（1000W）としても、この放電
ランプは平均消費電力は100Wとなり定格電力を
越えない。このように“明”期に、瞬時電力を定
格電力より増加させることにより、放電ランプ７
の光出力は第４図ロに示すように、“暗”期なし
で定格電力で点灯した時の値F0より、高いF1を
得ることが、放電ランプの平均消費電力を放電ラ
ンプの平均消費電力以下におさえるようにして、
すなわち放電ランプを平均消費電力上過負荷にし
ないで実現できる。
また、“明”期t1の期間比t1／Ｔは実験の結果、
t1／Ｔ0.8程度に設定しないと経済的な効果が
少なかつた。これは、この発明に用いる照明装置
が一般の照明に用いる照明と異なり、明暗制御装
置等を必要とするためである。
t1／Ｔ0.8程度に設定しないと経済的な効果が
少なかつた。これは、この発明に用いる照明装置
が一般の照明に用いる照明と異なり、明暗制御装
置等を必要とするためである。
光合成反応の原理上からは、“明”期t1の期間
比t1／Ｔは非常に小さくてもよいが、栽培した植
物の形態が、徒長するなどの実用的な評価からは
t1／Ｔ0.1が好ましかつた。
比t1／Ｔは非常に小さくてもよいが、栽培した植
物の形態が、徒長するなどの実用的な評価からは
t1／Ｔ0.1が好ましかつた。
次に他の実施例について説明する。
上記では“暗”期には放電ランプに電流を流さ
なかつたが若干の電流を流し放電維持させるよう
にしたものでもよく、特に放電ランプとして
HIDランプを用いた場合に適切である。これを
実現する装置の一例としては第５図に示す如く、
第２図の装置に補助インピーダンス８を明暗制御
装置６と並列に接続する方法がある。
なかつたが若干の電流を流し放電維持させるよう
にしたものでもよく、特に放電ランプとして
HIDランプを用いた場合に適切である。これを
実現する装置の一例としては第５図に示す如く、
第２図の装置に補助インピーダンス８を明暗制御
装置６と並列に接続する方法がある。
次に他の実施例を説明すると、第３図は他の実
施例を示し、１台の高周波電源で複数の放電ラン
プに電力を供給する装置である。図において６ａ
……６ｃは明暗制御装置であり、７ａ……７ｃは
放電ランプである。この装置において、前述の如
く“明”期t1は“暗”期t0よりはるかに短かいの
で複数ランプに同時に電力を供給しないように明
暗制御装置を動作させれば高周波電源の容量の増
加も殆どない。
施例を示し、１台の高周波電源で複数の放電ラン
プに電力を供給する装置である。図において６ａ
……６ｃは明暗制御装置であり、７ａ……７ｃは
放電ランプである。この装置において、前述の如
く“明”期t1は“暗”期t0よりはるかに短かいの
で複数ランプに同時に電力を供給しないように明
暗制御装置を動作させれば高周波電源の容量の増
加も殆どない。
次に“明”期t1と“暗”期t0の設定であるがt1
は高周波電源５の出力電流の１サイクル以上放電
ランプに流さないと安定な放電を行ないにくく、
高周波点灯としての利点を発揮するためには高周
波点灯の周波数は２〜3kHz以上が必要な点など
から最短期間が定まるが周波数が高くても一般に
t1≧100μs程度が妥当である。また暗期t0は、従
来の研究では数10ｍｓ熱化学反応に要するとなつ
ている。このt0を数10秒などのように長くすると
放電ランプは点滅を繰り返すことと等価になり、
短寿命になつてしまう恐れれがある。従がつて放
電ランプが低圧放電ランプの場合と高圧放電ラン
プの場合で異なるが“暗”期に完全に電流を遮断
する装置ではt0は低圧放電ランプでも数100ｍｓ
以下が適切である。
は高周波電源５の出力電流の１サイクル以上放電
ランプに流さないと安定な放電を行ないにくく、
高周波点灯としての利点を発揮するためには高周
波点灯の周波数は２〜3kHz以上が必要な点など
から最短期間が定まるが周波数が高くても一般に
t1≧100μs程度が妥当である。また暗期t0は、従
来の研究では数10ｍｓ熱化学反応に要するとなつ
ている。このt0を数10秒などのように長くすると
放電ランプは点滅を繰り返すことと等価になり、
短寿命になつてしまう恐れれがある。従がつて放
電ランプが低圧放電ランプの場合と高圧放電ラン
プの場合で異なるが“暗”期に完全に電流を遮断
する装置ではt0は低圧放電ランプでも数100ｍｓ
以下が適切である。
しかし、繰返し周期Ｔは育成施設で作業する人
体への影響（不快なフリツカ）を避ける点からｆ
＝１／Ｔは５〜20サイクル／秒は好ましくない。
さらに言えば、ｆ＞50サイクル／秒であれば、通
常フリツカとして視覚が感じにくくなるのでこれ
に相当するＴ＜20ｍｓ程度に設定してもよい。
体への影響（不快なフリツカ）を避ける点からｆ
＝１／Ｔは５〜20サイクル／秒は好ましくない。
さらに言えば、ｆ＞50サイクル／秒であれば、通
常フリツカとして視覚が感じにくくなるのでこれ
に相当するＴ＜20ｍｓ程度に設定してもよい。
放電ランプの点灯時の電力は、第４図ロのF1
をF0よりどの程度大きく得られるかに影響する
点灯中の照度を高く、かつ照明器具台数の節約な
どの点から少なくともF1／F0２以上に設定す
ることが好ましく、たとえば、定格電力の２倍以
上の電力を点灯中に供給するなどでよい。
をF0よりどの程度大きく得られるかに影響する
点灯中の照度を高く、かつ照明器具台数の節約な
どの点から少なくともF1／F0２以上に設定す
ることが好ましく、たとえば、定格電力の２倍以
上の電力を点灯中に供給するなどでよい。
実施例の説明では、プツシユプル形トランジス
タインバータを高周波電源として用いたが、これ
は、使用する放電ランプを高周波点灯できるもの
であればよく、明暗制御装置も放電ランプに電力
を供給する期間を適切に設定できるものであれば
よい。また、放電ランプが螢光ランプなどの低圧
放電ランプであれば電極の予熱手段を付加しても
よい。また高圧放電ランプであればランプ始動時
に高電圧を印加させるなどの手段を付加してもよ
い。
タインバータを高周波電源として用いたが、これ
は、使用する放電ランプを高周波点灯できるもの
であればよく、明暗制御装置も放電ランプに電力
を供給する期間を適切に設定できるものであれば
よい。また、放電ランプが螢光ランプなどの低圧
放電ランプであれば電極の予熱手段を付加しても
よい。また高圧放電ランプであればランプ始動時
に高電圧を印加させるなどの手段を付加してもよ
い。
さらに、この発明の装置は、植物の光合成では
昼間期に相当するので夜間期を設け長時間消灯維
持するように例えば24時間周期で動作させる装置
を付加してもよい。
昼間期に相当するので夜間期を設け長時間消灯維
持するように例えば24時間周期で動作させる装置
を付加してもよい。
以上のようにこの発明の装置によれば、放電ラ
ンプから光合成に於ける光化学反応を促進する大
出力と、熱化学反応を容易にさせる暗期を交互に
設け、かつ暗期の方を大出力の発生する明期の期
間より長くしているので植物育成における照明電
力を大幅に少なくできる、その上、照明器書の設
置台数を節約できるという利点を有する。
ンプから光合成に於ける光化学反応を促進する大
出力と、熱化学反応を容易にさせる暗期を交互に
設け、かつ暗期の方を大出力の発生する明期の期
間より長くしているので植物育成における照明電
力を大幅に少なくできる、その上、照明器書の設
置台数を節約できるという利点を有する。
第１図は植物育成施設の概念説明図、第２図は
この発明の一実施例を示す回路図、第３図は他の
実施例を示すブロツク図、第４図は動作説明用
図、第５図はさらに他の実施例を示す回路図であ
る。 図中５は高周波電源、６は明暗制御装置、７は
放電ランプを示し、同一符号は同一または相当部
分を示す。
この発明の一実施例を示す回路図、第３図は他の
実施例を示すブロツク図、第４図は動作説明用
図、第５図はさらに他の実施例を示す回路図であ
る。 図中５は高周波電源、６は明暗制御装置、７は
放電ランプを示し、同一符号は同一または相当部
分を示す。
Claims (1)
- １ 高周波電力を出力する高周波電源と、この高
周波電源の出力で点灯する放電ランプと、前記高
周波電源の電力を大小の２通りに制御し、この大
小の電力を交互に前記放電ランプに供給して前記
放電ランプの明暗を制御する明暗制御装置とを備
え、この明暗制御装置は前記放電ランプに供給す
る電力の大なる期間をt1、この電力の大なる期間
（明期t1）の電力をP1、前記放電ランプの定格電
力をＰ、前記放電ランプの高周波点灯周波数を
１／Ｋとした時、t1Ｋ、t1・100μsおよび
P1／Ｐ２の条件を満たし且つ、この時の前記
放電ランプの平均消費電力が前記放電ランプの定
格消費電力をこえないように制御することを特徴
とする植物育成用照明装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58232422A JPS60126015A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | 植物育成用照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58232422A JPS60126015A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | 植物育成用照明装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60126015A JPS60126015A (ja) | 1985-07-05 |
| JPH0241300B2 true JPH0241300B2 (ja) | 1990-09-17 |
Family
ID=16939009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58232422A Granted JPS60126015A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | 植物育成用照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60126015A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02128624A (ja) * | 1988-11-07 | 1990-05-17 | Shoji Ito | ストロボ放電管を使った植物育成補助装置 |
| AU2001237430A1 (en) | 2000-03-06 | 2001-09-17 | Cairos Technologies Ag | Device for detecting the position and/or movement of objects and/or living things |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52102127A (en) * | 1976-02-25 | 1977-08-26 | Ushio Electric Inc | Plant growing method and its light source device |
-
1983
- 1983-12-09 JP JP58232422A patent/JPS60126015A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60126015A (ja) | 1985-07-05 |
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