園藝照明裝置制造方法及圖紙

一種用于照射植物的園藝照明裝置包括具有多個照明元件的照明模塊。該照明模塊限于在多個離散模式下操作，這些模式通過以不同的預定組合從照明元件發(fā)射光而發(fā)射具有不同離散頻譜組成的光。這些模式包括配置有促進植物生長的頻譜的生長模式以及配置有操控植物的另一個生物過程的頻譜的至少一個操控模式，其中所述照明元件中的至少一個被布置成在生長模式和操控模式下均發(fā)射。所述裝置進一步包括控制器，其被布置成在所述多個離散模式之間切換照明模塊。

Horticultural lighting device

A horticultural lighting device for illuminating a plant includes an illumination module having a plurality of illumination elements. The illumination module is limited to operation in a plurality of discrete modes that emit light with different discrete frequencies by emitting light from the illumination element in different predetermined combinations. These patterns include configuration has at least one control mode to promote the spectrum of plant growth growth model and configuration of another biological process manipulation of plants, wherein at least one of the lighting elements are arranged in emission growth mode and control mode. The device further includes a controller arranged to switch an illumination module between the plurality of discrete modes.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】園藝照明裝置
本公開涉及園藝照明裝置，其用于照射一棵或多棵植物以便促進生長，并且以便也操控植物的一個或多個其他生物過程，例如開花或者抵抗疾病。
技術介紹
植物使用光合作用過程將光、CO2和H2O轉化為碳水化合物（糖）。這些糖用來給代謝過程提供給養(yǎng)，并且過量的糖用于生物質形成。該生物質形成可以包括莖伸長、葉面積增加、開花和/或果實形成。負責光合作用的感光體是葉綠素。除了光合作用之外，存在與輻射和植物之間的相互作用有關的至少三種其他類型的過程：光周期性、趨光性和光形態(tài)建成。光周期性是指植物必須感測和測量輻射的周期性（例如以便誘導開花）的能力。趨光性是指植物朝向或遠離輻射的生長運動。光形態(tài)建成是指響應于輻射的質量和/或數量的形態(tài)變化。溫室中的人工照明當前用于促進植物生長，但是也用來操控植物發(fā)育中的某些其他過程，例如誘導開花。在強度和頻譜二者方面，對于這兩種類型的光照的要求是不同的。因此，人工照明可以在園藝照明中起到各種各樣的作用，這些作用主要落入兩組：生長以及操控除生長之外的其他生物過程。生長光源是一種例如在溫室或者生長工廠中補充或者代替自然日光的光源。使用它是為了增加（例如西紅柿的）產量，在植物工廠中沒有日光的情況下允許作物生長和/或在作物價格更高時的秋季、冬季和春季時段期間延長作物生產。另一方面，一種操控光源用來促進一棵或多棵植物的一個或多個其他生物過程。示例如下。光周期照明利用了以下事實：光的每日持續(xù)時間對于許多植物而言是重要的。例如，LED燈可以用來延長日長（daylength）以便控制開花，或者誘導其他光周期響應，例如以便打破像菊花和草莓那樣的呼吸植物的冬季休眠。例如，24小時周期中的亮暗時段的比值可以影響許多植物的綻放響應，并且借助于補充照明操縱該比值允許調整花的綻放時間和形態(tài)（例如厚度和長度）。某些劑量的光也可以增加植物對疾病的抵抗力。例如，若干研究表明，夜間的低強度照明可以幫助植物增強其對疾病的系統(tǒng)抵抗力。光譜在這里也起到一定作用。光譜也可以影響植物的形態(tài)發(fā)育。例如，已經證明，藍光的數量和/或百分比很大一部分負責緊湊植物架構（短節(jié)間距離和葉柄），而遠紅外光通過誘導莖伸長和更大的葉面積而具有相反的效果。此外，光可以用來操控最終產品的營養(yǎng)物含量。例如，對于在沒有日光下生長的蔬菜而言，已經表明，收獲前操控光將增進營養(yǎng)物以便對于市場來說是最佳的。例如，葉狀蔬菜中硝酸鹽含量的降低可以通過在收獲前48小時應用高強度連續(xù)照明而獲得；花青素（沙拉的紅色著色）的增加可以通過應用強烈的藍色或UV光而獲得；并且利用強烈的紅色光對嫩綠的短期（3天）收獲前處理也增加植物化學物質。關于光的波長，植物的主要光合作用活動發(fā)生在400-700nm波長范圍內，峰值出現在紅色（625-675nm）和藍色（425-475nm）區(qū)域內。400-700nm范圍內的輻射稱為光合有效輻射（PAR），并且負責植物生長。藍色光管控葉的形成，而紅色和遠紅外促進莖生長和開花（開花也強烈地取決于照明的定時，使得開花可以通過照明的適當定時進行誘導）。低積分通量的紅色光被證明增進植物對疾病的抵抗力。在園藝中，以每單位面積每秒的光子數（例如μmol/s/m2，1摩爾相應于6x1023個光子）測量光積分通量。例如，當對于西紅柿應用居間照明時，使用的典型積分通量是110μmol/s/m2，藍色:紅色比值接近1:7。傳統(tǒng)的園藝光照系統(tǒng)基于高壓鈉燈（用于生長）或者白熾燈（用于開花）。它們具有固定的頻譜，并且大多數在光輸出強度方面也是固定的。最近，基于LED的固態(tài)照明的出現為園藝中的應用提供了新的機會。使用LED的主要優(yōu)點起因于調諧光的頻譜組成以便與植物的感光體密切匹配的能力。連同像調光能力、改進熱控制和自由分布LED那樣的附加益處，這提供了更優(yōu)的植物生長和作物產量，并且允許影響植物的形態(tài)和組成。與諸如氣體放電燈或者白熾燈之類的更常規(guī)的光源相比，LED也有希望降低能耗（以及降低相關成本）。例如，與其內在更高的效率一樣，LED也可以允許光更接近目標分布，這可以導致通過溫室屋頂和地板的光損失更少。而且，可以實現作物中更好的光分布。這在諸如像西紅柿那樣的高絲作物之類的大量應用中可能是有益的。LED發(fā)射窄波長頻譜內的輻射。例如，典型的LED可以具有450nm（藍色）、660nm（紅色）或者730nm（遠紅外）處的發(fā)射峰值。也可能創(chuàng)建這樣的LED，其通過利用諸如磷光體之類的材料涂敷一種顏色的LED而提供寬白色頻譜（400-750nm）。這樣的LED的組合可以用來創(chuàng)建不同的頻譜。對于專業(yè)的商業(yè)種植者而言，大量園藝LED燈已經可以在市場上獲得。為了保持成本為低，它們讓其光譜和輸出固定，調諧到匹配任一生長光的要求，如果該燈是生長燈或者該燈的操控光是操控燈的話。出于研究的目的，也提供了更靈活的系統(tǒng)，其具有將各顏色的光輸出調光到任何希望的水平的可能性。在光模塊配備了例如紅色和藍色發(fā)光LED的情況下，并且調光可以對于每種顏色單獨地執(zhí)行，從而允許研究者實現任何希望的光組成。這些復雜的系統(tǒng)提供了高度的靈活性，但是園藝種植者使用起來是復雜的（與研究者相反），并且也增加了額外的成本，使得它們對于園藝行業(yè)而言在經濟上負擔不起。
技術實現思路
因此，在范圍的一端，市場上的現有產品提供了具有固定比值的例如藍色、紅色和遠紅外的光模塊，其中只有總體強度（或者甚至僅僅開/關）是可控的。其優(yōu)點是低成本和易于使用，但是缺點是這樣的燈允許很少的可控性。在范圍的另一端，存在用于單獨地控制例如藍色、紅色和遠紅外的強度的研究模塊。其優(yōu)點是高度的可控性，但是缺點是高成本和使用復雜。將希望的是提供一種更簡單的構造和控制園藝燈的方式，所述園藝燈可以用來提供生長光和操控光二者，維持一定程度的可控性，同時保持成本和光控的復雜性為低。依照本文公開的一個方面，提供了一種用于照射植物的園藝照明裝置。該裝置包括：照明模塊，該照明模塊包括多個照明元件（例如LED），其中該照明模塊限于在僅僅多個離散模式下操作，這些模式通過以不同的預定組合從照明元件發(fā)射光而發(fā)射具有不同離散頻譜組成的光。這些模式包括：生長模式，其配置有促進植物生長的頻譜；以及至少一個操控模式，其配置有操控植物的另一個生物過程（例如光周期過程、趨光過程或者光形態(tài)建成過程；例如開花或者抵抗疾病）的頻譜。由于這些模式是給定照明模塊的模式，而不是單獨的照明模塊的屬性，所以所述照明元件中的至少一個是每個模式所共有的，被布置成在生長模式和操控模式下均發(fā)射。所述裝置進一步包括控制器，該控制器被布置成在所述多個離散模式之間切換照明模塊。因此，本公開提供了一種以簡單且成本有效的方式組合生長和操控光照模式的園藝照明裝置（例如LED燈），還有用于基于諸如種植者的目的、一天的時期和/或作物的狀態(tài)之類的因素控制這樣的燈的光輸出的方法。所公開的園藝模塊落在現有的可用產品之間，為用戶提供靈活性、成本和簡單性之間的折衷，具有在每種所述模式下引起對植物的專門作用的專用光設置。優(yōu)點可以包括成本降低（更少的光模塊和不那么重的安裝）和/或更簡單的操作（有限數量的可選預配置模式，不要求配方管理系統(tǒng)）。在實施例中，所述不同的組合可以通過在不同的預定型式下接通和關斷照明元件（例如參見圖4和圖5）而形成。可替換本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用于照射植物（4）的園藝照明裝置（8），該裝置包括：照明模塊（10），其包括多個照明元件（12），其中該照明模塊限于在多個離散模式下操作，這些模式通過以不同的預定組合從照明元件發(fā)射光而發(fā)射具有不同離散頻譜組成的光，所述模式包括配置有促進植物生長的頻譜的生長模式以及配置有操控植物的另一個生物過程的頻譜的至少一個操控模式，所述照明元件中的至少一個被布置成在生長模式和操控模式下均發(fā)射；以及控制器（14），該控制器被布置成在所述多個離散模式之間切換照明模塊。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.07.17 EP 14177493.51.用于照射植物（4）的園藝照明裝置（8），該裝置包括：照明模塊（10），其包括多個照明元件（12），其中該照明模塊限于在多個離散模式下操作，這些模式通過以不同的預定組合從照明元件發(fā)射光而發(fā)射具有不同離散頻譜組成的光，所述模式包括配置有促進植物生長的頻譜的生長模式以及配置有操控植物的另一個生物過程的頻譜的至少一個操控模式，所述照明元件中的至少一個被布置成在生長模式和操控模式下均發(fā)射；以及控制器（14），該控制器被布置成在所述多個離散模式之間切換照明模塊。2.權利要求1的裝置，其中所述不同的組合通過在不同的預定型式下接通和關斷照明元件（12）而形成。3.權利要求1的裝置，其中所述不同的組合通過以不同的預定強度組合從照明元件（12）發(fā)射光而形成。4.任一前述權利要求的裝置，其中控制器（14）被配置成在日周期的各不同階段在生長模式與所述至少一個操控模式之間切換照明模塊（10）。5.權利要求4的裝置，其中控制器（14）被配置成在日周期的白晝階段期間將照明模塊（10）切換到生長模式，以及在日周期的夜間階段期間將照明模塊切換到所述至少一個操控模式。6.權利要求4或5的裝置，其中該裝置被配置成依照預定時間表確定日周期的階段。7.任一前述權利要求的裝置，其中控制器（14）包括一個或多個傳感器（18），并且被配置成基于所述一個或多個傳感器在生長模式與所述至少一個操控模式之間切換，和/或基于所述一個或多個傳感器控制所述至少一個操控模式的持續(xù)時間。8.權利要求7的裝置，其中所述一個或多個傳感器（18）包括以下中的一個或多個：被布置成感測日光的光水平的日光傳感器，所述控制器（14）被配置成基于感測的光水平在生長模式與所述至少一個操控模式之間切換和/或基于感測的光水平控制所述至少一個操控模式的持續(xù)時間；被布置成感測日光的頻譜組成的日光傳感器，所述控制器被配置成基于感測的日光的頻譜組成在生長模式與所述至少一個操控模式之間切換和/或基于感測的日光的頻譜組成控制所述至少一個操控模式的持續(xù)時間；濕度傳感器，所述控制器被配置...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：GE奧納，MPCM克里恩，EM范伊奇特，CCS尼科勒，
申請(專利權)人：飛利浦燈具控股公司，
類型：發(fā)明
國別省市：荷蘭,NL