用于人工照射的光谱优化的制作方法_2

文档序号:8366478阅读:来源:国知局
装置以发射具有所调整的照射光谱的光。本发明的这个方 面提供如上述所讨论的相对于本发明第一方面的相似的优点。
[0025] 例如,发光装置可以由几个具有不同颜色的发射(例如,第一和第二)光源(例 如,具有可见光谱内的不同峰值波长的光源)提供。然而,通过使用结合不同颜色的滤波器 的一个或多个光源可以提供相同或相似的效应。其它的可能性在本发明的范围内当然是可 能的。
[0026] 优选的是,光源通常包括发光元件,包括例如不同类型的发光二极管(LED)。如上 面所讨论,LED的使用通常提高照射系统的效率同时可能提高热管理。
[0027] 根据本发明的第四方面,提供用于植物人工照射的照射系统,照射系统包括第一 和第二光源、配置为接收来自植物的反射光的传感器、以及控制单元,控制单元被电耦合到 传感器和第一和第二光源,其中控制单元被配置为控制第一和第二光源分别以第一和第二 预定基准等级的辐射通量来照射植物,将微小变化引入到第一和第二基准等级的辐射通量 的至少一个,通过至少一个传感器和控制单元,确定第一波长范围的反射光的第一等级和 第二波长范围的反射光的第二等级,基于来自植物的第一和第二波长范围的反射光的第一 和第二等级,确定边缘反射,并且调整由第一光源所发射的光的辐射通量,使得第一波长范 围内的总边缘反射与第二波长范围内的总边缘反射维持预定的关系。本发明的这个方面提 供如上面所讨论的相对于本发明的第二个方面的类似的优点。
[0028] 根据本发明的第五方面,提供一种包括计算机可读介质的计算机程序产品,该计 算机可读介质具有存储在其上的用于控制被配置成用于植物的人工照射的照射系统的计 算机程序装置,其中计算机程序产品包括用于控制照射植物的照射系统的代码,发射光具 有给定辐射通量的光谱分布;用于确定来自植物的反射光的光谱分布的代码,反射光的光 谱分布具有所产生的辐射通量;以及用于调整发射光的光谱分布以关于植物的照射的至少 一个预定准则优化反射光的光谱分布或产生的辐射通量中的至少一个的代码。本发明的这 个方面提供如上面所讨论的相对于本发明的第一和第三方面的相似的优点。
[0029] 控制单元优选的是微型处理器或任何其他类型的计算设备。类似地,计算机可读 介质可以是任何类型的存储设备,包括可移动非易失性随机存取存储器、硬盘驱动器、软 盘、⑶-ROM、DVD-ROM、USB存储器、SD存储器卡或已知技术中的相似的计算机可读介质中的 一种。
[0030] 根据本发明的第六方面,提供一种包括计算机可读介质的计算机程序产品,该计 算机可读介质具有存储在其上的用于控制被配置成用于植物的人工照射的照射系统的计 算机程序装置,照射系统包括第一和第二光源和被配置为接收来自植物的反射光的至少一 个传感器,其中第一和第二光源中的每个被配置为分别发射在第一和第二预定波长范围的 光,其中计算机程序产品包括用于控制第一和第二光源分别以第一和第二预定基准等级的 辐射通量照射植物的代码,用于将微小变化引入到第一和第二预定基准等级的辐射通量中 的至少一个的代码,用于通过至少一个传感器确定第一波长范围的反射光的第一等级和第 二波长范围的反射光的第二等级的代码,用于基于来自植物的第一和第二波长范围的反射 光的第一和第二等级确定边缘反射的代码,以及用于调整由第一光源所发出的光的辐射通 量、使得第一波长范围内的总边缘反射与第二波长范围内的边缘反射维持预定的关系的代 码。本发明的这个方面提供如上面所讨论的与本发明的第二和第四方面有关的相似的优 点。
[0031] 当研宄随附的权利要求和下面的描述时,本发明的另外的特征和优点将变得更明 显。本领域的技术人员意识到,本发明的不同特征可以被合并以创造不同于下面所描述的 实施例的其它实施例,而不违背本发明的范围。
【附图说明】
[0032] 本发明的各个方面,包括它的特定特征和优点,根据下面的详细描述和附图将更 容易理解,其中:
[0033] 图1展示了根据本发明的目前的优选实施例的照射系统;以及
[0034] 图2说明了由照射系统提供的光和当该光向植物发射时,发射光细分为不同部分 之间的关系;
[0035] 图3a和图3b说明了朝向植物的照射和来自植物的反射的示例性光谱;
[0036] 图4提供了根据本发明的一个实施例的方法步骤的流程图;
[0037] 图5展示了反馈光谱的最优控制器的示例性机构;以及
[0038] 图6提供了具有重叠光谱范围的多个光源的示例性照射。
[0039] 详细说明
[0040] 在下文中将通过参考附图对本发明进行更充分的描述,在附图中展示了本发明目 前的优选实施例。然而,本发明可以以不同的形式体现并且不应该被理解为限制本文所阐 述的实施例;相反地,这些实施例为彻底性和完整性而提供,并且将本发明的范围充分地传 达给本领域的技术人员。类似参考字符指的是类似的贯穿本发明的元素。
[0041] 现在参考附图,并且更具体的是,参考图1,图1是描述了根据本发明的可能的实 施例的照射系统100。照射系统100包括至少一个光源。在示出的实施例中,提供8个基 于不同颜色的LED光源102、104、106、108、110、112、114、116用于照射植物118。照射系统 100还包括配置为接收由植物反射的光的传感器120和控制单元122,其中控制单元122被 电耦合到传感器120和光源102-116。
[0042] 优选的是,光源具有不同的颜色(光谱)和典型地重叠的光谱分布(即,波长范围 彼此相互重叠并且具有不同的峰值波长)。光源102-116的不同颜色通常是从紫外线到远 红外线的范围。尽管8个光源102-116在图1中示出,但是在本发明的范围内可以提供多于 8个和少于8个的光源。类似地,相同颜色的更多光源可以被提供以达到在特定的波长范围 内的期望的功率。例如,选定的用于接收反射光的传感器120可以是分光仪、波长调整光敏 电阻(例如,配备彩色滤色器)、光电二级管、CCD传感器、或用于接收反射光的任何其他类 型的传感器。关于光源,可以提供单个或多个传感器120。这样,例如,为每个光源102-116 提供一个传感器,每个传感器具有对应于光源波长范围的波长响应。
[0043] 控制单元122可以是模拟的或时间离散的,包括通用处理器、专用处理器、包含处 理元件的电路、一组分布式处理组件、配置为用于处理的一组分布式计算机等。处理器可以 是或包括任何数量的硬件组件,这些硬件组件用来传递数据或信号处理或用于执行存储在 存储器中的计算机代码。存储器可以是一个或多个设备,该设备用于存储数据和/或存储 用于完成或促进本说明书所描述的各种方法的计算机代码。存储器可以包括易失性存储器 和非易失性存储器。存储器可以包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件或用于支持本说 明书中的各种活动的任何其他类型的信息结构。根据示例性实施例,任何分布式或本地存 储设备都可以与该说明书的系统和方法一起使用。根据示例性的实施例,存储器以通信连 接到处理器(例如,通过电路或任何其他有线、无线或网络连接)并且包括用于执行本文所 描述的一个或多个过程的计算机代码。犹如数字控制单元所提供的相似的功能,当然可以 通过使用模拟的和/或电子电路组合达到。
[0044] 植物118可以是适合由配置为用于提供人工照射的照射系统100刺激生长的任何 类型的植物。植物的类型可以包括草本植物、药用植物、观赏植物和农作物等。
[0045] 进一步参考图2,提供由照射系统所提供的光和当发出的光200指向植物118时 的,发出的光细分为不同部分之间的关系。如上所述,由照射系统100发出的指向植物118 的光通常可以被细分为不同的部分,至少包括被植物118吸收用于刺激它的生长或性能的 光202、透过植物118向下朝土地传输的光204、被植物116反射的光206。如从图2中可看 到的,有关由植物118所产生的发荧光的光208的另一部分被额外提供。然而,发荧光的光 208的量通常在百分之几的(光总量的)范围内并且可以被忽略或者补偿。由植物116所 吸收的光202可以被进一步细分为刺激生长的部分和加热植物和它的环境的部分。
[0046] 在照射系统的工作期间,进一步参考图3a、图3b和图4,在步骤S1,照射系统100 的光源102-116由控制单元122控制,以照射植物118,发射光具有给定辐射通量的光谱分 布302。通常,在步骤S2,传感器120接收来自植物116反射的光,并且与控制单元120配 合以确定从植物116反射的光的光谱分布304、反射光的光谱分布304具有产生的辐射通 量。在步骤S3,随着反射光的光谱分布304的确定,由照射系统100所发出的光的光谱分布 302'被调整,以对应于植物照射的至少一个预定准则优化反射光的光谱分布304或所产生 的辐射通量中的至少一个。
[0047] 如上所讨论的,以给定辐射通量发出的光的光谱分布302可以被调整为302'以减 少所产生
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