园艺照明装置制造方法及图纸

一种用于照射植物的园艺照明装置包括具有多个照明元件的照明模块。该照明模块限于在多个离散模式下操作，这些模式通过以不同的预定组合从照明元件发射光而发射具有不同离散频谱组成的光。这些模式包括配置有促进植物生长的频谱的生长模式以及配置有操控植物的另一个生物过程的频谱的至少一个操控模式，其中所述照明元件中的至少一个被布置成在生长模式和操控模式下均发射。所述装置进一步包括控制器，其被布置成在所述多个离散模式之间切换照明模块。

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.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】园艺照明装置
本公开涉及园艺照明装置，其用于照射一棵或多棵植物以便促进生长，并且以便也操控植物的一个或多个其他生物过程，例如开花或者抵抗疾病。
技术介绍
植物使用光合作用过程将光、CO2和H2O转化为碳水化合物（糖）。这些糖用来给代谢过程提供给养，并且过量的糖用于生物质形成。该生物质形成可以包括茎伸长、叶面积增加、开花和/或果实形成。负责光合作用的感光体是叶绿素。除了光合作用之外，存在与辐射和植物之间的相互作用有关的至少三种其他类型的过程：光周期性、趋光性和光形态建成。光周期性是指植物必须感测和测量辐射的周期性（例如以便诱导开花）的能力。趋光性是指植物朝向或远离辐射的生长运动。光形态建成是指响应于辐射的质量和/或数量的形态变化。温室中的人工照明当前用于促进植物生长，但是也用来操控植物发育中的某些其他过程，例如诱导开花。在强度和频谱二者方面，对于这两种类型的光照的要求是不同的。因此，人工照明可以在园艺照明中起到各种各样的作用，这些作用主要落入两组：生长以及操控除生长之外的其他生物过程。生长光源是一种例如在温室或者生长工厂中补充或者代替自然日光的光源。使用它是为了增加（例如西红柿的）产量，在植物工厂中没有日光的情况下允许作物生长和/或在作物价格更高时的秋季、冬季和春季时段期间延长作物生产。另一方面，一种操控光源用来促进一棵或多棵植物的一个或多个其他生物过程。示例如下。光周期照明利用了以下事实：光的每日持续时间对于许多植物而言是重要的。例如，LED灯可以用来延长日长（daylength）以便控制开花，或者诱导其他光周期响应，例如以便打破像菊花和草莓那样的呼吸植物的冬季休眠。例如，24小时周期中的亮暗时段的比值可以影响许多植物的绽放响应，并且借助于补充照明操纵该比值允许调整花的绽放时间和形态（例如厚度和长度）。某些剂量的光也可以增加植物对疾病的抵抗力。例如，若干研究表明，夜间的低强度照明可以帮助植物增强其对疾病的系统抵抗力。光谱在这里也起到一定作用。光谱也可以影响植物的形态发育。例如，已经证明，蓝光的数量和/或百分比很大一部分负责紧凑植物架构（短节间距离和叶柄），而远红外光通过诱导茎伸长和更大的叶面积而具有相反的效果。此外，光可以用来操控最终产品的营养物含量。例如，对于在没有日光下生长的蔬菜而言，已经表明，收获前操控光将增进营养物以便对于市场来说是最佳的。例如，叶状蔬菜中硝酸盐含量的降低可以通过在收获前48小时应用高强度连续照明而获得；花青素（沙拉的红色着色）的增加可以通过应用强烈的蓝色或UV光而获得；并且利用强烈的红色光对嫩绿的短期（3天）收获前处理也增加植物化学物质。关于光的波长，植物的主要光合作用活动发生在400-700nm波长范围内，峰值出现在红色（625-675nm）和蓝色（425-475nm）区域内。400-700nm范围内的辐射称为光合有效辐射（PAR），并且负责植物生长。蓝色光管控叶的形成，而红色和远红外促进茎生长和开花（开花也强烈地取决于照明的定时，使得开花可以通过照明的适当定时进行诱导）。低积分通量的红色光被证明增进植物对疾病的抵抗力。在园艺中，以每单位面积每秒的光子数（例如µmol/s/m2，1摩尔相应于6x1023个光子）测量光积分通量。例如，当对于西红柿应用居间照明时，使用的典型积分通量是110µmol/s/m2，蓝色:红色比值接近1:7。传统的园艺光照系统基于高压钠灯（用于生长）或者白炽灯（用于开花）。它们具有固定的频谱，并且大多数在光输出强度方面也是固定的。最近，基于LED的固态照明的出现为园艺中的应用提供了新的机会。使用LED的主要优点起因于调谐光的频谱组成以便与植物的感光体密切匹配的能力。连同像调光能力、改进热控制和自由分布LED那样的附加益处，这提供了更优的植物生长和作物产量，并且允许影响植物的形态和组成。与诸如气体放电灯或者白炽灯之类的更常规的光源相比，LED也有希望降低能耗（以及降低相关成本）。例如，与其内在更高的效率一样，LED也可以允许光更接近目标分布，这可以导致通过温室屋顶和地板的光损失更少。而且，可以实现作物中更好的光分布。这在诸如像西红柿那样的高丝作物之类的大量应用中可能是有益的。LED发射窄波长频谱内的辐射。例如，典型的LED可以具有450nm（蓝色）、660nm（红色）或者730nm（远红外）处的发射峰值。也可能创建这样的LED，其通过利用诸如磷光体之类的材料涂敷一种颜色的LED而提供宽白色频谱（400-750nm）。这样的LED的组合可以用来创建不同的频谱。对于专业的商业种植者而言，大量园艺LED灯已经可以在市场上获得。为了保持成本为低，它们让其光谱和输出固定，调谐到匹配任一生长光的要求，如果该灯是生长灯或者该灯的操控光是操控灯的话。出于研究的目的，也提供了更灵活的系统，其具有将各颜色的光输出调光到任何希望的水平的可能性。在光模块配备了例如红色和蓝色发光LED的情况下，并且调光可以对于每种颜色单独地执行，从而允许研究者实现任何希望的光组成。这些复杂的系统提供了高度的灵活性，但是园艺种植者使用起来是复杂的（与研究者相反），并且也增加了额外的成本，使得它们对于园艺行业而言在经济上负担不起。
技术实现思路
因此，在范围的一端，市场上的现有产品提供了具有固定比值的例如蓝色、红色和远红外的光模块，其中只有总体强度（或者甚至仅仅开/关）是可控的。其优点是低成本和易于使用，但是缺点是这样的灯允许很少的可控性。在范围的另一端，存在用于单独地控制例如蓝色、红色和远红外的强度的研究模块。其优点是高度的可控性，但是缺点是高成本和使用复杂。将希望的是提供一种更简单的构造和控制园艺灯的方式，所述园艺灯可以用来提供生长光和操控光二者，维持一定程度的可控性，同时保持成本和光控的复杂性为低。依照本文公开的一个方面，提供了一种用于照射植物的园艺照明装置。该装置包括：照明模块，该照明模块包括多个照明元件（例如LED），其中该照明模块限于在仅仅多个离散模式下操作，这些模式通过以不同的预定组合从照明元件发射光而发射具有不同离散频谱组成的光。这些模式包括：生长模式，其配置有促进植物生长的频谱；以及至少一个操控模式，其配置有操控植物的另一个生物过程（例如光周期过程、趋光过程或者光形态建成过程；例如开花或者抵抗疾病）的频谱。由于这些模式是给定照明模块的模式，而不是单独的照明模块的属性，所以所述照明元件中的至少一个是每个模式所共有的，被布置成在生长模式和操控模式下均发射。所述装置进一步包括控制器，该控制器被布置成在所述多个离散模式之间切换照明模块。因此，本公开提供了一种以简单且成本有效的方式组合生长和操控光照模式的园艺照明装置（例如LED灯），还有用于基于诸如种植者的目的、一天的时期和/或作物的状态之类的因素控制这样的灯的光输出的方法。所公开的园艺模块落在现有的可用产品之间，为用户提供灵活性、成本和简单性之间的折衷，具有在每种所述模式下引起对植物的专门作用的专用光设置。优点可以包括成本降低（更少的光模块和不那么重的安装）和/或更简单的操作（有限数量的可选预配置模式，不要求配方管理系统）。在实施例中，所述不同的组合可以通过在不同的预定型式下接通和关断照明元件（例如参见图4和图5）而形成。可替换本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于照射植物（4）的园艺照明装置（8），该装置包括：照明模块（10），其包括多个照明元件（12），其中该照明模块限于在多个离散模式下操作，这些模式通过以不同的预定组合从照明元件发射光而发射具有不同离散频谱组成的光，所述模式包括配置有促进植物生长的频谱的生长模式以及配置有操控植物的另一个生物过程的频谱的至少一个操控模式，所述照明元件中的至少一个被布置成在生长模式和操控模式下均发射；以及控制器（14），该控制器被布置成在所述多个离散模式之间切换照明模块。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.17 EP 14177493.51.用于照射植物（4）的园艺照明装置（8），该装置包括：照明模块（10），其包括多个照明元件（12），其中该照明模块限于在多个离散模式下操作，这些模式通过以不同的预定组合从照明元件发射光而发射具有不同离散频谱组成的光，所述模式包括配置有促进植物生长的频谱的生长模式以及配置有操控植物的另一个生物过程的频谱的至少一个操控模式，所述照明元件中的至少一个被布置成在生长模式和操控模式下均发射；以及控制器（14），该控制器被布置成在所述多个离散模式之间切换照明模块。2.权利要求1的装置，其中所述不同的组合通过在不同的预定型式下接通和关断照明元件（12）而形成。3.权利要求1的装置，其中所述不同的组合通过以不同的预定强度组合从照明元件（12）发射光而形成。4.任一前述权利要求的装置，其中控制器（14）被配置成在日周期的各不同阶段在生长模式与所述至少一个操控模式之间切换照明模块（10）。5.权利要求4的装置，其中控制器（14）被配置成在日周期的白昼阶段期间将照明模块（10）切换到生长模式，以及在日周期的夜间阶段期间将照明模块切换到所述至少一个操控模式。6.权利要求4或5的装置，其中该装置被配置成依照预定时间表确定日周期的阶段。7.任一前述权利要求的装置，其中控制器（14）包括一个或多个传感器（18），并且被配置成基于所述一个或多个传感器在生长模式与所述至少一个操控模式之间切换，和/或基于所述一个或多个传感器控制所述至少一个操控模式的持续时间。8.权利要求7的装置，其中所述一个或多个传感器（18）包括以下中的一个或多个：被布置成感测日光的光水平的日光传感器，所述控制器（14）被配置成基于感测的光水平在生长模式与所述至少一个操控模式之间切换和/或基于感测的光水平控制所述至少一个操控模式的持续时间；被布置成感测日光的频谱组成的日光传感器，所述控制器被配置成基于感测的日光的频谱组成在生长模式与所述至少一个操控模式之间切换和/或基于感测的日光的频谱组成控制所述至少一个操控模式的持续时间；湿度传感器，所述控制器被配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：GE奥纳，MPCM克里恩，EM范伊奇特，CCS尼科勒，
申请(专利权)人：飞利浦灯具控股公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL