JPH0670643A - 生物育成用照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、植物や微生物等の好む若しくは
必要とする最適な波長域の光を照射して、健全で効率の
良い生物の育成を実現するのに好適な生物育成用照明装
置を提供する。 【構成】 この発明では、育成しようとする生物の好む
若しくは必要とする波長域の光を選択して光源から出射
し、光伝送ホースを介して生物育成領域に導光・伝送
し、この伝送された光を照射手段が生物に向けて略均等
に照射することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、植物や微生物等の生
物を育成するのに良好若しくは必要な波長の光を出射・
照明する生物育成用照明装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば果実や野菜等にあっては、
その品種改良が進むと共に栽培技術が発達し、四季によ
らず通年を通して各種のものが栽培されるようになって
いる。例えば、苺やメロン等は、ビニールハウス等を用
い加温手段として重油等を用い太陽熱を有効に利用して
促成栽培を行ったり電照菊等のように日照時間の変化を
人工的に巧みに調節して抑制栽培を行うことが知られて
いる。また、バイオテクノロジーの発達に伴い、植物に
必要な全ての栄養素を含んだ水を流すと共に、光，温
度，湿度等を人工的に完全に制御した水耕栽培技術も開
発されており、工業的に野菜等が生産可能になってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
植物等の栽培にあっては、照明する光については特に配
慮がなされておらず、例えば白熱電球や螢光灯等のよう
な一般の光源をそのまま使用することが多い。ところ
が、このような光源から出射される光の中には、植物の
育成に好ましくない波長域のもの（例えば紫外線等）も
含まれている場合も考えられ、健全でより効率的な育成
方法の開発が望まれている。そこで、この発明は、上記
した従来の欠点に鑑み、植物や微生物等の好む若しくは
必要とする波長域の光を照射して健全で、効率のよい育
成を実現するのに好適な生物育成用照明装置を提供する
ことを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】即ち、この発明は、植物
や微生物等の生物を育成するのに良好若しくは必要な波
長域の光を出射する光源と、粘性液体状，固体状或はゲ
ル状のコアと、このコアよりも屈折率が小さく、かつ柔
軟性を有しそのコアを封入した筒状のクラッドとからな
り、光源から出射する光を空中若しくは水中の生物育成
領域に向けて導光・伝送する光伝送ホースと、この光伝
送ホースを介して伝送される光を育成すべき生物に向け
て略均一に照射する照射手段とを備えたものである。

【０００５】

【作用】この発明では、育成しようとする生物の好む若
しくは必要とする波長域の光を選択して光源から出射
し、光伝送ホースを介して生物育成領域に導光・伝送
し、この伝送された光を照射手段が生物に向けて略均等
に照射することができる。

【０００６】

【実施例】以下この発明の実施例について添付図面を参
照しながら説明する。図１はこの発明の第１実施例に係
る生物育成用照明装置を示すものであり、この照明装置
は、植物育成用として使用されており、光源１，２と、
光伝送ホース３と、照射手段４とから構成されている。
光源１は、普段晴天時専用として使用するようになって
おり、図２に示すように、パラボラ状の反射鏡１１と、
この反射鏡１１の内周面に塗布され育成しようとする植
物が必要とする若しくは育成するのに好適な波長域の光
のみを反射させる誘電体多層膜１２等が使用されてい
る。なお、この光源１とは別に、雨天や曇天時専用とし
て、即ち光源１の替りに所定の光を出射する人工光とし
て光源２が併設されており、植物育成用の建物５の屋根
５Ａに設置した太陽電池６からの電力を蓄えた蓄電池７
によって給電されて作動するようになっている。また、
この光源２を使用するときには、光源１の場合と同等の
波長域の光を光伝送ホース２へ出射させるため、光学フ
ィルタ（図略）も併設されるようになっている。

【０００７】光伝送ホース３は、図３に示すように、粘
性液体状からなるコア３１を柔軟性のあるパイプ状に加
工された高分子クラッド３２中に充填し、クラッド３２
の両端は透明な窓３３で封じられる。コア３１の屈折率
よりも低い屈折率を有するクラッド３２を用いることに
より両者の界面で光の全反射が起こり、この全反射の繰
り返しにより一端より入射した光を他端まで伝えるよう
になっている。コア３１としては、ポリエチレンオキサ
イド，ポリプロピレンオキサイド，グリセリン等のポリ
オール類，ポリオールエステル類，ポリオールエーテル
類，クロロエチルホスフェート，トリオクチルホスフェ
ート等の燐酸エステル類，流動パラフィン，フッ素油，
シリコンオイル，ポリイソブチレン，ポリシロキサン変
性ポリエーテル，無機塩の水溶液，ポリマーを適当な溶
媒で希釈したポリマー溶液等が使用される。ここで、中
空管状のクラッド３２を形成する材料としては、プラス
チックやエラストマーなどのように可撓性を有し、チュ
ーブ状に成形可能で、屈折率の低い材料を用いることが
好ましい。

【０００８】その具体的例としてはポリエチレン，ポリ
プロピレン，ポリアミド，ポリスチレン，ＡＢＳ，ポリ
メチルメタクリレート，ポリカーボネート，ポリ塩化ビ
ニル，ポリ塩化ビニリデン，ポリ酢酸ビニル，ポリエチ
レン−酢酸ビニル共重合体，ポリビニルアルコール，ポ
リエチレン−ポリビニルアルコール共重合体，フッ素樹
脂，シリコン樹脂，天然ゴム，ポリイソプレンゴム，ポ
リブタジエンゴム，スチレン−ブタジエン共重合体，ブ
チルゴム，ハロゲン化ブチルゴム，クロロプレンゴム，
アクリルゴム，ＥＰＤＭ，アクリロニトリル−ブタジエ
ン共重合体，フッ素ゴム，シリコンゴムなどが挙げられ
る。この中でも屈折率が低いシリコーン系ポリマーやフ
ッ素系ポリマーが特に好ましく、具体的にはポリジメチ
ルシロキサンポリマー，ポリメチルフェニルシロキサン
ポリマー，フルオロシリコーンポリマー等のシリコーン
系ポリマー，ポリテトラフルオロチレン（ＰＴＦＥ），
四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥ
Ｐ），四フッ化エチレン−パーフロロアルコキシエチレ
ン共重合体（ＰＦＥ），ポリクロルトリフルオロエチレ
ン（ＰＣＴＦＥ），四フッ化エチレン−エチレン共重合
体（ＥＴＦＥ），ポリビニリデンフルオライド，ポリビ
ニルフルオライド，フッ化ビニリデン−三フッ化塩化エ
チレン共重合体，フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレ
ン共重合体，フッ化ビリニデン−六フッ化プロピレン−
四フッ化エチレン三元共重合体，四フッ化エチレンプロ
ピレンゴム，フッ素系熱可塑性エラストマーなどが挙げ
られる。これらの材料は単独又は２種以上をブレントし
て用いることもでき、単管又は多重管として用いること
もできる。更に、コア液に接する内面のみをコーティン
グ又は二重押し出しなどの方法により平滑処理などの処
理を行なうこともできる。

【０００９】また、図３に示すように遮光の目的でクラ
ッド３２の外周に不透明な外皮３４を被覆することもで
きる。透明な窓３３としては、クラウンガラス，石英，
フリントガラス，カルコゲナイト系ガラス，サファイ
ヤ，水晶，ポリカーボネート，メタクリル樹脂，ポリス
チレン樹脂等が使用できる。なお、コア３１としては、
粘性液体状のものに限らず、固体状あるいはゲル状のも
のを用いることもできる。例えばプラスチック，サーモ
エラストマー等の固体状のものやエポキシ樹脂，液状シ
リコン，ポリウレタン，液状ポリブタジエン等の硬化性
液状物をクラッド３２に充填し、硬化させたゲル状のも
のであってもよい。なお、この実施例に使用するコアや
クラッドとしては、特に伝送しようとする波長の光の吸
収率が少ないものを使用するのが好ましい。

【００１０】照射手段４は、光伝送ホース３を介して光
源１，２から送られてきた特定波長域の光をライン状に
略均一に発光させるようになっており、この実施例では
散光管が使用されているが、スリガラス状の拡散板等で
あってもよい。散光管としては、光伝送ホース２の遮光
用の外皮を付けないものを用いてもよい。この実施例の
散光管は、図４に示すように、光伝送ホース２と同一の
透明材料で形成されたコア４１とこのコア４１よりも低
屈折率の透明材料で形成され、コア４１に接する内周面
のうち半周面４２Ａに微細な凹凸を形成し、かつ他の半
周面には凹凸のないクラッド４２とか構成されている。
即ちこの散光管４は、光伝送ホース３から送り出される
光がコア４１内を進行し、内周面４２Ｂでは全反射をお
こすが内周面４２Ａでは光の一部は全反射せずにクラッ
ド４２内を透過して外周面４２Ｃから外部へ効率よく出
射することができるようになっている。なお、クラッド
４２外周面のうち光が透過しない半周面には不透明な外
皮４３が取付けられ遮光されている。また、例えば図５
に示すように、発光管４′として、コア４１を粘性透明
材料で形成すると共に、そのコア４１が充填されたクラ
ッド４２内に高反射膜を塗布した球状の反射散乱体４４
を混入させたものでも可能であり、この場合にはさらに
高輝度の高効率発光が可能となる。なお、この散光管や
発光管としては、透明なマトリックス中に、前記マトリ
ックスと屈折率の異なる透明材料を分散させ、光学的な
不均質構造を形成させてなる光散乱材料を用いることも
できる。またこの光散乱材料をロッド状に形成して、散
光管とすることや平板状、その他任意の形状に形成して
発光させることもできる。

【００１１】次に、この発明に係る他の実施例について
図６〜図８を参照しながら説明する。図６はこの第２実
施例に係る生物育成用照明装置を示すものであり、この
照明装置は、光源２′と、光伝送ホース３と、照射手段
８とから構成されており、クロレラ等育成用として使用
されている。なお、この実施例において図中符号９はク
ロレラ等の培養槽を示すものであり、また先の実施例と
同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。光源
２′は、クロレラ等の育成に好適な波長の光を出射する
ようになっており、この実施例では人工光として各種の
ランプ例えば白熱電球，螢光管，ハロゲンランプ，メタ
ルハライドランプ，発光ダイオード，半導体又はガスレ
ーザ，エレクトロルミネッセンス（ＥＬ），プラズマ発
光管が使用可能である。なお、これらの光源２′を使用
する際に出射する波長域が広範囲に亙っている場合、そ
の波長域から最適な波長の光を取り出すように所定の光
学フィルタを併設すれば、効率よくクロレラ等の育成を
行うことができる。

【００１２】照射手段８は、光源２′から光伝送ホース
３を介して伝送されてきた所定波長の光を水槽９内の水
中に導光して全方向に照射させるものである。この実施
例では散光管を用いているが、図７に示すように第１実
施例のものとは異なりクラッド４２の内周面全体に微細
な凹凸を形成している。また、この実施例の照射手段８
に使用するコアやクラッドも、同様に照射すべき波長の
光の吸収ができるだけ少ないものが望ましい。なお、こ
の実施例ではクロレラ等の育成を促す光の照明を行った
が、これに限らず、例えば浄化槽等において、汚物を分
解して浄化を促す微生物の育成に好適な波長の光を照射
するように構成してもよい。

【００１３】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明に係
る生物育成用照明装置によれば、育成しようとする生物
の好む若しくは必要とする波長域の光を選択して光源か
ら出射し、光伝送ホースを介して生物育成領域に導光・
伝送し、この伝送された光を照射手段が育成すべき生物
に向けて略均等に照射することができるので、植物や微
生物等の育成を自由に制御することが可能となる。ま
た、この発明によれば、汚水の浄化をつかさどる微生物
の育成、各種医療用として効果のある微生物の育成等の
バイオテクノロジー等に関係した各種の幅広い分野への
効果的な利用が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示す構成図。

【図２】第１実施例に係る光源を示す断面図。

【図３】この発明に係る光伝送ホースを示す概略断面
図。

【図４】第１実施例に係る照射手段として用いる散光管
の断面図。

【図５】同照射手段の散光管の変形例を示す断面図。

【図６】第２実施例を示す構成図。

【図７】第２実施例に係る照射手段として用いる散光管
の断面図。

【図８】同照射手段の散光管の変形例を示す断面図。

【符号の説明】

１，２，２′ 光源 ３ 光伝送ホース ４，４′，８，８′ （照射手段）散光管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 孝雄 神奈川県横浜市栄区犬山町42−２ (72)発明者 小山 清 神奈川県鎌倉市山の内729

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 植物や微生物等の生物を育成するのに良
   好若しくは必要な波長域の光を出射する光源と、 粘性液体状，固体状或はゲル状のコアと、このコアより
   も屈折率が小さく、かつ柔軟性を有しそのコアを封入し
   た筒状のクラッドとからなり、光源から出射する光を空
   中若しくは水中の生物育成領域に向けて導光・伝送する
   光伝送ホースと、 この光伝送ホースを介して伝送される光を育成すべき生
   物に向けて略均一に照射する照射手段とを備えたことを
   特徴とする生物育成用照明装置。