植物工厂用发光二极管照明模块及发光二极管照明装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及植物工厂用发光二极管照明模块及发光二极管照明装置，根据本发明的技术，排除植物工厂通常采用的高价的发光二极管红色芯片，而由发光二极管蓝色芯片替代，从而降低植物工厂用照明装置的制作单价，降低红色光源引起的视疲劳，改善工作环境的同时改善从照明装置发出的光的波长，由此更加提高植物的生育效率，以使从发光二极管照明模块和搭载有该发光二极管照明模块的发光二极管照明装置发出的光在蓝色系列波长范围（450nm）实现一次峰值，并在红色系列波长范围（660nm）实现二次峰值，从而总体上促进植物的生育。根据本发明，将蓝色芯片光源和涂覆于该蓝色芯片光源的外表面的红绿黄荧光体实现为一个芯片，存在制作简便的优点。
【专利说明】植物工厂用发光二极管照明模块及发光二极管照明装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种如下的技术，即，排除植物工厂通常采用的高价的发光二极管红 色芯片，而由发光二极管蓝色芯片替代，从而降低植物工厂用照明装置的制作单价，降低红 色光源引起的视疲劳，改善工作环境的同时改善从照明装置发出的光的波长，由此相对地 更加提高植物的生育效率。
[0002] 更详细地涉及如下的技术，S卩，以使从发光二极管照明模块和搭载有该发光二极 管照明模块的发光二极管照明装置发出的光在蓝色系列波长范围（450nm)实现一次峰值， 并在红色系列波长范围（660nm)实现二次峰值，从而总体上促进植物的生育。
【背景技术】
[0003] 通常，植物从根部开始吸收养分，从叶片开始通过光合成来生产能量，来使用于植 物生育。
[0004] 并且，植物工厂在室内栽培植物，因此为了植物的光合成，发出与太阳光类似的人 工照明。
[0005] 但是，实现人工照明的方法有多种，实现适合植物生育的光的波长范围可以说是 植物工厂的核心技术。
[0006] 以往，也有利用三波长突光灯的方式，存在消耗电力太多、寿命短，却不适合植物 生育的问题。
[0007] 为此，开发了利用发光二极管的照明装置，为了实现对植物的生长十分重要的红 色系列的波长范围，采用了红色芯片。可通过在该红色芯片组合蓝色发光二极管或白色发 光二极管，实现所需的波长范围。
[0008] 但是，相比蓝色芯片，红色芯片更为高价，消耗电力也大，对运营植物工厂来说并 不经济，但为了实现红色系列的波长范围而采用。
[0009] 为了解决如上所述的缺点，需要在发光二极管蓝色芯片适用红绿黄荧光体，来降 低植物工厂用照明装置的制作单价，同时改善从照明装置发出的光的波长，从而进一步提 高植物的生育的技术。
[0010] 相关技术文献
[0011] 1.植物工厂发光二极管照明装置及其制造方法（4卺罟營L E D 營,瑣0]_肩壬赞嚅）（专利申请10-2010-0028266号）
[0012] 2.利用发光二极管光源的色素植物工厂及其装置（iqq 料咅01普糾仝罟奮琪与'戈1)(专利申请10-2003-0078989号）
【发明内容】
[0013] 本发明为考虑上述的问题而提出的。本发明的目的在于，提供采用低价的发光二 娲咎眩在汰&本隊仳姑物丁厂田眧昍姑罟的制你由价_回时沁盡/i眧昍姑罟铪m的魯的、>由 长，从而进一步提高植物的生育效率的植物工厂用发光二极管照明模块及搭载该植物工厂 用发光二极管照明模块的植物工厂用发光二极管照明装置。
[0014] 为了达成上述目的，本发明的植物工厂用发光二极管照明模块设置于植物工厂用 发光二极管照明装置，包括：蓝色芯片光源，由外部供给的电源驱动，发出蓝色系列的光； 由红绿黄荧光体，由黄色系列、绿色系列、红色系列的荧光体相组合而成，涂覆于上述蓝色 芯片光源的外表面，使通过上述蓝色芯片光源向外部照射的光亮在625nm至700nm的范围 内表现出具有最大值的第一极大点，在430nm至470nm的范围内表现出具有小于上述第一 极大点的值的第二极大点，并在550nm至660nm的范围内保持具有上述第二极大点的以上 的值。
[0015] 搭载有本发明的发光二极管照明模块的植物工厂用发光二极管照明装置包括：发 光二极管照明模块100,设有蓝色芯片光源10和红绿黄荧光体20,上述蓝色芯片光源10由 外部供给的电源驱动，发出蓝色系列的光，上述红绿黄荧光体20由黄色系列、绿色系列、红 色系列的荧光体相组合而成，涂覆于上述蓝色芯片光源的外表面，使通过上述蓝色芯片光 源向外部照射的光亮在625nm至700nm的范围内表现出具有最大值的第一极大点，在430nm 至470nm的范围内表现出具有小于上述第一极大点的值的第二极大点，在550nm至660nm 的范围内保持相对大于上述第二极大点的值；电路基板200,搭载有多个上述发光二极管 照明模块，将电路线图案化，用于控制上述发光二极管照明模块的接通/关闭，向上述发 光二极管照明模块施加外部电源；框架300,安置上述电路基板的底面的状态下固定上述 电路基板。
[0016] 并且，上述植物工厂用发光二极管照明装置还可以包括外罩400,该外罩400盖上 上述电路基板和搭载于上述电路基板的发光二极管照明模块，上述电路基板可拆卸地附着 在上述框架的底面边缘，安置于上述框架。
[0017] 另一方面，上述电路基板搭载的多个上述发光二极管照明模块可以以相互分隔等 间距的方式配置成一列。
[0018] 本发明的植物工厂用发光二极管照明装置具有以下优点：
[0019] 第一、排除植物工厂通常采用的高价的发光二极管红色芯片，而由发光二极管蓝 色芯片替代，从而降低制作单价，同时所发出的光在蓝色系列波长范围（450nm)实现峰值， 并在红色系列波长范围（660nm)也实现峰值，从而促进植物的生育。
[0020] 第二、在像这样的波长范围降低红色光源引起的视疲劳，来改善工作环境。
[0021] 第三、在蓝色系列波长范围（450nm)和红色系列波长范围（660nm)实现峰值，将为 此的蓝色芯片光源和涂覆于该蓝色芯片光源的外表面的红绿黄荧光体实现为一个芯片，来 简化制作。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为示出本发明的植物工厂用发光二极管照明装置的例示图。
[0023] 图2为本发明的植物工厂用发光二极管照明装置和发光二极管照明模块的局部 放大图。
[0024] 图3为拍摄本发明的植物工厂用发光二极管照明装置的设置状态的照片。
[0025] 图4为对于从本发明的植物工厂用发光二极管照明装置发出的光的波长示出特 定波长范围的目标条件的图表。
[0026] 图5为拍摄普通的荧光灯设置于植物工厂的状态的照片。
[0027] 图6为示出从通常的荧光灯发出的光的波长的曲线图。
[0028] 图7为拍摄由红色发光二极管和蓝色发光二极管组合而成的照明装置设置于植 物工厂的状态的照片。
[0029] 图8为示出从由红色发光二极管和蓝色发光二极管组合而成的照明装置发出的 光的波长的曲线图。
[0030] 图9为拍摄由一般照明用白色发光二极管和红色发光二极管组合而成的照明装 置设置于植物工厂的状态的照片。
[0031] 图10为示出从由一般照明用白色发光二极管和红色发光二极管组合而成的照明 装置发出的光的波长的曲线图。
[0032] 图11为拍摄强调红色波长范围的白色发光二极管照明装置设置于植物工厂的状 态的照片。
[0033] 图12为对于从强调红色波长范围的白色发光二极管照明装置发出的光的波长示 出特定波长范围的目标条件的图表。
[0034] 图13为为了比较试验而将包括本发明的发光二极管照明装置的多个发光二极管 照明装置设置于植物工厂的状态的照片。
[0035] 图14及图15为分别从荧光灯、由白色发光二极管和红色发光二极管组合而成的 照明装置、本发明的照明装置对"红叶莴苣"植物照射光的情况下比较生育状态的图表。
[0036] 图16及图17为分别从荧光灯、由白色发光二极管和红色发光二极管组合而成的 照明装置、本发明的照明装置"结球莴苣"植物照射光的情况下比较生育状态的图表。
[0037] 图18及图19为分别从荧光灯、由白色发光二极管和红色发光二极管组合而成的 照明装置、本发明的照明装置对"绿叶莴苣"植物照射光的情况下比较生育状态的图表。
[0038] 附图标记的说明
[0039] 10 :蓝色芯片光源
[0040] 20 :红绿黄荧光体
[0041] 100 :发光二极管照明模块
[0042] 200 :电路基板
[0043] 300 :框架
[0044] 400 :外罩
【具体实施方式】
[0045] 以下，参照附图，对本发明进行详细的说明。
[0046] 图1为示出本发明的植物工厂用发光二极管照明装置的例示图，图2为本发明的 植物工厂用发光二极管照明装置和发光二极管照明模块的局部放大图。
[0047] 参照图1及图2,本发明的植物工厂用发光二极管照明模块100设置于发光二极管 照明装置，由蓝色芯片光源10和红绿黄突光体（Red Green Yellow Phospher) 20构成。
[0048] 蓝色芯片光源10由外部供给的电源驱动，发出蓝色系列的光。红绿黄荧光体20 涂覆于外表面后，蓝色芯片光源10和红绿黄荧光体20结合而发出的光实现强调红色系列 的波长范围的白色光。
[0049] 红绿黄荧光体20由黄色系列、绿色系列、红色系列的荧光体组合而成，涂覆于蓝 色芯片光源10的外表面，使通过上述蓝色芯片光源向外部照射的光亮在625nm至700nm的 范围内表现出具有最大值的第一极大点，在430nm至470nm的范围内表现出具有小于上述 第一极大点的值的第二极大点，并在550nm至660nm的范围内保持具有上述第二极大点的 以上的值。
[0050] 此时，优选地，红绿黄荧光体20涂覆于蓝色芯片光源10的外表面或由贴纸的形态 附着。
[0051] 本发明的植物工厂用发光二极管照明装置搭载发光二极管照明模块100,具有电 路基板200、框架300、外罩400。
[0052] 发光二极管照明模块100具有蓝色芯片光源10和红绿黄荧光体20,该蓝色芯片光 源10由外部供给的电源驱动，发出蓝色系列的光，上述红绿黄荧光体20由黄色系列、绿色 系列、红色系列的荧光体相组合而成，涂覆于上述蓝色芯片光源的外表面，使通过上述蓝色 芯片光源向外部照射的光亮在625nm至700nm的范围内表现出具有最大值的第一极大点， 在430nm至470nm的范围内表现出具有小于上述第一极大点的值的第二极大点，并在550nm 至660nm的范围内保持相对大于上述第二极大点的值。
[0053] 电路基板200搭载有多个上述发光二极管照明模块，将电路线图案化，用于控制 上述发光二极管照明模块的接通/关闭，向上述发光二极管照明模块施加外部电源。
[0054] 框架300安置上述电路基板的底面的状态下固定上述电路基板，并固定于支撑 框架，支撑照明装置。
[0055] 外罩400盖上上述电路基板和搭载于上述电路基板的发光二极管照明模块，上述 电路基板中拆卸地附着在上述框架的底面边缘，安置于上述框架。此时，外罩400可以采用 玻璃或合成树脂材料中的某一个，优选地，可以采用较轻的合成树脂材料。
[0056] 此时，红绿黄荧光体20也可以涂覆于蓝色芯片光源10的外表面或由贴纸的形态 附着。
[0057] 上述电路基板200搭载的多个上述发光二极管照明模块100可以以相互分隔等间 距的方式配置成一列。
[0058] 图3为拍摄本发明的植物工厂用发光二极管照明装置的设置状态的照片，图4为 对于从本发明的植物工厂用发光二极管照明装置发出的光的波长示出特定波长范围的目 标条件的图表。在此，图4的图表只简要示出了对于特定波长范围的一部分的目标条件，省 略了连续的部分。
[0059] 参照图3及图4,由黄色系列、绿色系列、红色系列的荧光体组合而成的红绿黄荧 光体20涂覆于蓝色芯片光源10的外表面，此时使通过上述蓝色芯片光源照射的光亮在 625nm至700nm的范围内表现出光的强度（intensity)为最大值的第一极大点，在430nm 至470nm的范围内表现出具有小于上述第一极大点的值的第二极大点。并且，在550nm至 660nm的范围内保持相对大于上述第二极大点的值。
[0060] 即，在图4的图表的③区域具有第一极大点，在①区域具有第二极大点，在②区域 保持相对大于第二极大点的值。
[0061] 像这样实现光的强度和波长范围的本发明的作用效果可在以下的图14至图19的 说明部分确认到。
[0062] 图5为拍摄普通的荧光灯设置于植物工厂的状态的照片，图6为从上述普通的荧 光灯发出的光的波长的分析曲线图。
[0063] 参照图5及图6可知，从普通的三波长荧光灯照射的光在本发明注目的对植物的 生长十分重要的660nm波长范围光的强度非常弱。
[0064] 图7为拍摄由红色发光二极管和蓝色发光二极管组合而成的照明装置设置于植 物工厂的状态的照片，图8为示出从由红色发光二极管和蓝色发光二极管组合而成的照明 装置发出的光的波长的曲线图。
[0065] 参照图7及图8,从照明装置照射的光在蓝色系列的450nm波长范围和红色系列 的660nm波长范围强度为峰值，但在550nm至660nm区域的波长范围保持相对小于450nm 波长范围的强度的强度，因此不利于植物的生长。
[0066] 图9为拍摄由一般照明用白色发光二极管和红色发光二极管组合而成的照明装 置设置于植物工厂的状态的照片，图10为示出从由一般照明用白色发光二极管和红色发 光二极管组合而成的照明装置发出的光的波长的曲线图。
[0067] 参照图9及图10,在上面的图7及图8中已说明，即使从照明装置照射的光在蓝色 系列的450nm波长范围和红色系列的660nm波长范围强度为峰值，但在550nm至660nm区 域的波长范围保持相对小于450nm波长范围的强度的强度，因此不利于植物的生长。
[0068] 对此的结果可在以下的图14至图19的说明部分确认到。
[0069] 图11为拍摄强调红色波长范围的白色发光二极管照明装置设置于植物工厂的状 态的照片，图12为对于从强调红色波长范围的白色发光二极管照明装置发出的光的波长 示出特定波长范围的目标条件的图表。在此，图12的图表只简要地示出了对于特定波长范 围的一部分的目标条件，省略了连续的部分。
[0070] 参照图11及图12,即使从照明装置照射的光的强度在蓝色系列的450nm波长范围 表现出峰值，在550nm至660nm区域的波长范围保持相对大于450nm波长范围的强度的强 度，但在红色系列的660nm波长范围强度不实现峰值，这也不利于植物的生长。
[0071]即，参照图12,在①区域具有第二极大点，在②区域保持相对大于第二极大点的 值。但是，即使在图表的③区域表示第一极大点，如果在660nm波长范围强度不实现峰值， 则这也不利于植物的生长。
[0072] 图13作为为了比较试验而将包括本发明的发光二极管照明装置的多个发光二极 管照明装置设置于植物工厂的状态的照片，示出了为了得到以下的图14至图19的实验结 果而设置于植物工厂的各种照明装置。
[0073] 在图14至图19的实验，查看根据下表1的条件，借助从荧光灯、白色发光二极 管+红色发光二极管、本发明的实施例这三种模式的照明装置照射的光，"红叶莴苣"、"结 球莴苣"、"绿叶莴苣"的植物生长的过程。
[0074] 表 1
[0075]
【权利要求】
1. 一种植物工厂用发光二极管照明模块，设置于植物工厂用发光二极管照明装置，其 特征在于，包括 ： 蓝色芯片光源（10)，由外部供给的电源驱动，发出蓝色系列的光； 红绿黄荧光体（20)，由黄色系列、绿色系列、红色系列的荧光体相组合而成，涂覆于上 述蓝色芯片光源的外表面，使通过上述蓝色芯片光源向外部照射的光亮在625nm至700nm 的范围内表现出具有最大值的第一极大点，在430nm至470nm的范围内表现出具有小于上 述第一极大点的值的第二极大点，并在550nm至660nm的范围内保持具有上述第二极大点 的以上的值。
2. -种植物工厂用发光二极管照明装置，搭载有发光二极管照明模块，其特征在于，包 括： 发光二极管照明模块（100)，设有蓝色芯片光源（10)和红绿黄荧光体（20)，上述蓝色 芯片光源（10)由外部供给的电源驱动，发出蓝色系列的光，上述红绿黄荧光体（20)由黄色 系列、绿色系列、红色系列的荧光体相组合而成，涂覆于上述蓝色芯片光源的外表面，使通 过上述蓝色芯片光源向外部照射的光亮在625nm至700nm的范围内表现出具有最大值的第 一极大点，在430nm至470nm的范围内表现出具有小于上述第一极大点的值的第二极大点， 并在550nm至660nm的范围内保持相对大于上述第二极大点的值； 电路基板（200)，搭载有多个上述发光二极管照明模块，将电路线图案化，用于控制上 述发光二极管照明模块的接通/关闭，向上述发光二极管照明模块施加外部电源； 框架（300)，安置上述电路基板的底面的状态下固定上述电路基板。
3. 根据权利要求2所述的植物工厂用发光二极管照明装置，其特征在于，还包括外罩 (400)，该外罩（400)盖上上述电路基板和搭载于上述电路基板的发光二极管照明模块，上 述电路基板能够拆卸地附着在上述框架的底面边缘，安置于上述框架。
4. 根据权利要求3所述的植物工厂用发光二极管照明装置，其特征在于，上述电路基 板搭载的多个上述发光二极管照明模块以相互分隔等间距的方式配置成一列。
【文档编号】F21S8/00GK104235682SQ201310684482
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年6月20日
【发明者】S-B.赵 申请人:绿色未来农业有限公司