用于向作物提供园艺光的方法和用于园艺照明的照明设备的制造方法_6

文档序号:8267969阅读:来源:国知局
式箭头指示。
[0131]LED栅格也可以用薄的透明塑料层来覆盖(例如,通过浸入塑料前驱物或树脂中,其(然后)被UV辐射固化)。替代性地,透明层可以通过在LED栅格结构上模制透明的材料(例如,硅树脂)形成。
[0132]图9a和9b示意性地绘出这样的嵌在箔片360中的LED栅格530,其中在图9a中,所有的LED 510 (当被驱动时)提供离开第一侧361的一个方向上的光,以及其中在图9b中,LED 510被配置成(当被驱动时)提供两个方向上的光,即离开第一侧361和离开第二侧362。LED因此也可分别用字母F和B指示。在图9c中,示出了将两个单独的LED栅格组合成一个的双夹构造。用于温室中的LED栅格的安装布置被示出在图9d中。附图标记526指示安装托架,以及附图标记527指示衡重体。当然,其他的配置也可以是可能的,例如框架。
[0133]在所有的图9a_9d中,LED 510被配置成光束中的园艺光511,所述光束具有被配置为垂直于所述栅格平面580的光轴581。然而,在图9b和9c中,(多个)LED 510的一个或多个子组被配置成提供与一个或多个其他子组中的(多个)LED 510的方向相反的光束。这导致LED 510被用Bs和Fs指示。
[0134]对于光合作用,植物在从400nm至700nm的波长区域中是敏感的。在此波长窗口中的所有辐射被称为光合有效辐射(PAR)。而且,通过近似,具有在此窗口内的波长的所有的光子同等地为光合作用作贡献。这便是为何PAR辐射的量被传统地以每秒的光子的量表达,通过单位ymol/sec来指示(摩尔(mol)是物质的量的国际单位制单位(SI unit);它的值是 6.02 X 1023)o
[0135]对于园艺中的LED照明,蓝LED (450nm)和红LED (625_675nm)被主要地使用。代替蓝LED,也可以使用白LED。替代性地,除蓝和红LED中的一个或多个之外,发射白色的LED可以被应用。在光谱的绿色部分中发射的LED的效率低得多。而且,光合作用对绿色是有些低效率的。需要进一步注意的是,植物对不同颜色的光响应不同。在园艺中,以每单位面积上每秒的光子数量测量光合光子通量密度(PPFD)(单位是ymol/sec/m2; —摩尔(mol)对应6.123个光子)。在实践中,当对番茄施加中间照明时,所使用的红色PPFD例如是200 μπιο?/sec/m2,其中典型地使用蓝色:红色=1:7的比值(红色和蓝色区域来自625-675nm 和来自 400_475nm)。
[0136]图10中被示出的是最佳的LED节距如何取决于LED功率(瓦特)和所要求的在作物处的照射通量。y轴以ymol/sec/m2指示通量,以及X轴以mm指示节距P。
[0137]图11绘出绿色植物中的一些常见感光器的相对吸收光谱,其中I表示叶绿素(chl)a,2表不β -胡萝卜素,3表不光敏色素(Pr),4表不叶绿素(chl)b,以及5表不光敏色素(Pfr)。在X轴上,波长被表示,以及在y轴上,那些感光器的吸收(以任意的单位)被表示。本发明可以应用于用于向比如番茄的高挂线作物提供补充照射的园艺以及植物工厂中的多层照明(换言之,本发明可以被应用于园艺市场的主要部分)。
[0138]这里,我们呈现了用于例如温室中的高挂线作物以及用于植物工厂中的多层种植的基于LED的补充照明发光体。所述发光体适用于园艺市场的大部分。对于高挂线作物,发光体在植物的行之间(即,它们接收相对较低的量的自然光的那些地方)提供照明。
[0139]所述发光体基于LED的栅格,其对光是透明的、对空气是非阻碍性的、朝两侧发射、以及具有允许在不同的高度处组合和选择不同颜色的LED同时仍然导致均一的照射的连接线的拓扑结构。所公开的方法代表一种用于园艺的低成本解决方案。
【主权项】
1.一种用于向作物(I)提供园艺光(511)的方法,该方法包括利用照明设备(500)的所述园艺光(511)侧向地照射所述作物(1),所述照明设备(500)包括栅格(530),所述栅格包括多个发光二极管(LED) (510)和多个通孔(570),其中所述多个LED (510)的一个或多个被配置成提供所述园艺光(511)。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述栅格(530)定义出栅格平面(580),并且其中所述LED (510)被配置成提供具有光轴(581)的光束中的所述园艺光(511),并且其中所述LED (510)被布置成使得所述光轴(581)垂直于所述栅格平面(580)。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中所述多个发光二极管(510)包括两个或更多的LED (510)的子组(510a、510b、......),其中所述子组的一个或多个中的(多个)LED (510)被配置成提供第一方向上的园艺光以及其中一个或多个其他子组中的(多个)LED(510)被配置成提供与所述第一方向相反的第二方向上的园艺光。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中所述多个发光二极管(510)包括两个或更多的可独立地控制的发光二极管(510)的子组(510a、510b、……),其中相对于所述栅格的竖直布置,所述子组(510a、510b、……)中的两个或更多个被布置在不同的高度处,并且其中所述方法进一步包括由所述子组(510a、510b、……)中的一个或多个提供作为所述作物(I)的高度的函数的园艺光(511)。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中所述多个发光二极管(510)包括两个或更多的可独立地控制的发光二极管(510)的子组(510a、510b、……),其中所述子组(510a,510b,……)中的至少两个被配置成生成具有不同的光谱分布的光,并且其中所述方法进一步包括根据以下中的一个或多个改变所述园艺光(511)的所述光谱分布:(a)所述作物(I)的被处理的部分,(b) —天中的时间,(c)除所述园艺光(111)之外的其他光的光强度和光分布,(d)作物(I)的种类,(e)作物(I)的生长阶段,(f)果实(2)的阶段,(g)收获的时间,(h)自收获起的时间,和(i)包括多个作物(I)的园艺布置中的位置。
6.根据权利要求3-5中的任一项所述的方法,其中所述子组(510a、510b、……)中的一个或多个被配置成提供具有选自400-475nm的范围的第一波长的光,并且其中所述子组中的一个或多个被配置成提供具有选自625-800nm的范围的第二波长的光。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中所述多个LED(510)具有节距(p),其中所述LED以所述作物(I)的平均距离(d)被布置,其中所述距离(d)对所述节距(P)的比值至少是0.25。
8.—种包括栅格(530)的照明设备(500),所述栅格定义出栅格平面(580),其中所述栅格包括多个发光二极管(LED) (510)和多个通孔(570),其中所述LED (510)被进一步配置成提供具有光轴(581)的光束中的园艺光(511),并且其中所述LED (510)被布置成使得所述光轴(581)垂直于所述栅格平面(580 )。
9.根据权利要求8所述的照明设备(500),其中所述多个发光二极管(510)包括两个或更多的LED (510)的子组(510a、510b、......),其中所述子组的一个或多个中的LED (510)被配置成提供第一方向上的光束以及一个或多个其他子组中的LED (510)被配置成提供与所述第一方向相反的第二方向上的光束。
10.根据权利要求8-9中的任一项所述的照明设备(500),其中所述栅格具有覆盖面积,并且其中所述通孔具有横截面积,其中所述通孔的所述横截面积的总面积在所述栅格的所述覆盖面积的50-95%的范围内。
11.根据权利要求8-10中的任一项所述的照明设备(500),包括: -被布置成矩阵的LED (511),在所述矩阵内每个LED由连接线连接,并且所述矩阵连接到电压轨,其中所述电压轨连接到跨所述矩阵的面积分布的至少三条电力轨布线,其中所述LED被形成为: -第一 LED子组,其被布置在第一电力轨布线(30)和相邻的第二电力轨布线(32)之间; -第二 LED子组,其被布置在所述第二电力轨布线(32 )和与所述第一电力轨布线的电压相同的第三电力轨布线(30)之间。
12.根据权利要求8-11中的任一项所述的照明设备(500),其中所述多个发光二极管(510)包括两个或更多的可独立地控制的发光二极管(510)的子组(510a、510b、……),其中所述子组(510a、510b、……)中的至少两个被配置成生成具有不同的光谱分布的光。
13.根据权利要求8-12中的任一项所述的照明设备(500),其中所述子组中的一个或多个被配置成提供具有选自400-475nm的范围的第一波长的光,并且其中所述子组中的一个或多个被配置成提供具有选自625-800nm的范围的第二波长的光。
14.根据权利要求8-13中的任一项所述的照明设备(500),其中所述多个LED(510)被嵌在透明箔片(360)中,其中所述透明箔片包括从箔片的第一侧(361)到箔片的第二侧(362)的通孔(363),其中所述箔片具有箔片表面面积,并且其中所述通孔具有横截面积,其中所述通孔的所述横截面积的总面积在所述箔片表面面积的50-95%的范围内。
15.—种选自包括温室和植物工厂的组的园艺应用(1000),其中所述园艺应用进一步包括根据权利要求8-14中的任一项所述的照明设备(500)。
【专利摘要】本发明提供一种用于向作物(1)提供园艺光(511)的方法,该方法包括利用照明设备(500)的园艺光(511)侧向地照射作物(1),照明设备(500)包括栅格(530),栅格包括多个发光二极管(LED)(510)以及多个通孔(570),其中所述多个LED(510)中的一个或多个被配置成提供所述园艺光(511)。
【IPC分类】A01G7-04
【公开号】CN104582471
【申请号】CN201380037989
【发明人】P. C. M. 克里恩 M., 奥纳 G-E., J. M. 范尼尔 A.
【申请人】皇家飞利浦有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年7月12日
【公告号】EP2874488A2, US20150181811, WO2014013400A2, WO2014013400A3
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