全光谱LED植物照明光源的制作方法

本发明属于植物照明光源领域，更具体地说，是涉及一种全光谱led植物照明光源。

背景技术：

发光二极管(lightemittingdiode，简称led)。随着led照明光谱技术的长足发展，目前已有采用芯片加荧光粉的模拟自然光光谱的全光谱led照明产品上市，以实现在可见光波段的连续，突出健康、绿色的理念。现有技术的led植物照明光源一般由几种颜色的led通过比例调配组成，模拟自然光光谱，以期望实现达到太阳光照所能达到的生长效果。然而，在果蔬类植物在生长过程中，由于土壤等原因，果蔬仍然会出现病虫害，随着现代人对于食品安全与身体健康的重视，温室或大棚栽培中施加农药往往不易挥发，农药不仅在在果蔬上有残留，而且还会被进入温室或大棚的工作人员吸入呼吸道，引起疾病，严重者甚至致癌。当前全光谱led植物照明光源难以实现对果蔬类植物生长过程进行除病虫害的目的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种全光谱led植物照明光源，以解决现有技术中存在的果蔬类植物生长过程产生的病虫害仅使用农药除去的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种全光谱led植物照明光源，包括用于发出连续蓝光光波的蓝光led芯片、用于发出连续红光光波红光led芯片和用于发出连续绿光光波绿光led芯片，该全光谱led植物照明光源还包括用于发出连续近紫外光光波的近紫外光led芯片、用于病虫害防治的防病虫害光源和控制所述蓝光led芯片、所述红光led芯片、所述绿光led芯片及所述近紫外光led芯片工作以模拟日间光照变化并控制防病虫害光源工作的控制器；所述防病虫害光源中近紫外光强度占比为3-5％；所述近紫外光led芯片及所述防病虫害光源工作时，近紫外光强度占比为3.2-5.2％；所述防病虫害光源包括近紫外光芯片、紫光芯片、激发红光芯片以及第一荧光胶，所述第一荧光胶封装于所述近紫外光芯片、所述紫光芯片及所述激发红光芯片上，所述第一荧光胶中具有供所述紫光芯片激发生产发射峰值波长在460nm-470nm之间的第一蓝色荧光粉、供所述激发红光芯片激发生产发射峰值波长在645nm-660nm之间的第一红色荧光粉和供所述近紫外光芯片激发生产发射峰值波长在369nm-385nm之间的近紫外荧光粉。

进一步地，所述第一蓝色荧光粉重量占比为68-75％，所述第一红色荧光粉重量占比为22-27％，所述近紫外荧光粉重量占比为3-5％。

进一步地，所述第一蓝色荧光粉重量占比为71％，所述第一红色荧光粉重量占比为25％，所述近紫外荧光粉重量占比为4％。

进一步地，所述近紫外光芯片为用于产生365nm光波的led芯片。

进一步地，所述防病虫害光源包括用于发射峰值波长在460nm-470nm之间的第一芯片、用于发射峰值波长在645nm-660nm之间的第二芯片和用于发射峰值波长在369nm-385nm之间的第三芯片，所述第一芯片混光占比为68-75％，所述第二芯片混光占比为22-27％，所述第三芯片混光占比为3-5％。

进一步地，所述第一芯片混光占比为71％，所述第二芯片混光占比为25％，所述第三芯片混光占比为4％。

进一步地，所述蓝光led芯片包括用于发出430-435nm波长光线的蓝色光led芯片、用于发出436-490nm波长光线的蓝色光led芯片和用于发出491-520nm波长光线的蓝色光led芯片。

进一步地，红光led芯片、所述蓝光led芯片和绿光led芯片发出光线的混光比例范围为4：1：1-9：1：1。

进一步地，所述全光谱led植物照明光源还包括封装于所述蓝光led芯片、红光led芯片、绿光led芯片和所述近紫外光芯片的第一封装胶，所述第一封装胶由蓝色荧光粉末与硅胶按照3:1至6:1比例经均匀混合后脱泡处理而成。

进一步地，所述全光谱led植物照明光源还包括自然光光源，所述自然光光源包括led蓝光芯片和led红光芯片以及第二荧光胶，所述第二荧光胶封装于所述led蓝光芯片和所述led红光芯片上，所述第二荧光胶中具有供所述led蓝光芯片激发生产发射峰值波长在460nm-470nm之间的第二蓝色荧光粉和供所述led红光芯片激发生产发射峰值波长在645nm-660nm之间的第二红色荧光粉；所述第二蓝色荧光粉重量占比为68％-79％，所述第二红色荧光粉重量占比为21％-32％。

本发明提供的全光谱led植物照明光源的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过设置蓝光led芯片、红光led芯片、绿光led芯片和近紫外光led芯片，而设置控制器，以实现模拟日间光照变化，同时在模拟午间光照时，可以通过近紫外光led芯片产生紫外光，以实现全光谱覆盖，以良好对植物进行照明，保证植物生长；并设置防病虫害光源，从而通过光线照射，来实现植物的防病虫害，而避免或减少农药使用，保证植物食用安全性；而将防病虫害光源中近紫外光强度占比为3-5％，在防病虫害光源工作时，不会伤寒植物，同时实现防病虫害；而将近紫外光led芯片及防病虫害光源工作时，近紫外光强度占比为3.2-5.2％；通过460nm-470nm的光线、645nm-660nm的光线及369nm-385nm的光线混合作用，起到有效防病虫害，与现有使用紫外光进行杀菌、杀虫的方式相比，对紫外光的强度需求少，可以避免对植物的损伤，同进实现良好的防病虫害的效果。从而保证该全光谱led植物照明光源工作时，即能促进植物生长，而且可以实现有效防病虫害，并防止损伤植物。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的全光谱led植物照明光源的光谱与普通led植物照明光源光谱及典型日光d40标准光谱波形的对比示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1，现对本发明提供的全光谱led植物照明光源进行说明。所述全光谱led植物照明光源，包括用于发出连续蓝光光波的蓝光led芯片、用于发出连续红光光波红光led芯片、用于发出连续绿光光波绿光led芯片、用于发出连续近紫外光光波的近紫外光led芯片、用于病虫害防治的防病虫害光源和控制器；控制器用于控制蓝光led芯片、红光led芯片、绿光led芯片及近紫外光led芯片工作以模拟日间光照变化；同时控制器控制防病虫害光源工作，以实现植物的防病虫害。通过蓝光led芯片、红光led芯片、绿光led芯片的设置，以保证植物生长的良好波长光线，实现植物生长的光线需求；并且在设置近紫外光led芯片，以保证模拟日光时，可以产生紫外光，满足植物生长中对全光谱的需求。而设置防病虫害光源，并使用控制器来控制，可以根据植物生长的不同时间，来控制防病虫害光源工作，而通过光线照射来实现植物的防病虫害，保证植物良好的生长，避免或减小农药的使用，提升果蔬类植物食品的食用安全性。防病虫害光源中近紫外光强度占比为3-5％；近紫外光led芯片及防病虫害光源工作时，近紫外光强度占比为3.2-5.2％。由于植物在生长时，其可吸收的大多是可见光，而深紫外光、紫外光及近紫外光均对植物有一定的损伤。特别是植物在不同的生长时期，对紫外光的承受力不同；而植物在幼苗期，最易生虫，产生病虫害；同时该时期也是承受紫外光能力最弱的时期；在植物生长时，紫外光的强度，对植物的生长及病虫害的防止有极大的影响。而不同的植物，对紫外光的承受能力也不相同。本发明通过对大量植物生长各周期内采用不同光照强度紫外光进行实验，在提供植物生长所需要光线以促进植物生长的同时，实现防病虫害，而且又不损伤植物，并同时需要促进植物更快更好生长，以确定选用近紫外光，并适用于植物生长并防病虫害的近紫外光强度比。在防病虫害光源中近紫外光强度占比为3-5％，保证在防病虫害光源工作时，可以良好防止病虫害，而不损伤植物。而近紫外光led芯片及防病虫害光源工作时，近紫外光强度占比为3.2-5.2％，在促进植物生长的同时，良好防止病虫害。

本发明提供的全光谱led植物照明光源，与现有技术相比，通过设置蓝光led芯片、红光led芯片、绿光led芯片和近紫外光led芯片，而设置控制器，以实现模拟日间光照变化，同时在模拟午间光照时，可以通过近紫外光led芯片产生紫外光，以实现全光谱覆盖，以良好对植物进行照明，保证植物生长；并设置防病虫害光源，从而通过光线照射，来实现植物的防病虫害，而避免或减少农药使用，保证植物食用安全性；而将防病虫害光源中近紫外光强度占比为3-5％，在防病虫害光源工作时，不会伤寒植物，同时实现防病虫害；而将近紫外光led芯片及防病虫害光源工作时，近紫外光强度占比为3.2-5.2％；从而保证该全光谱led植物照明光源工作时，即能促进植物生长，而且可以实现有效防病虫害，并防止损伤植物。

进一步地，作为本发明提供的全光谱led植物照明光源的一种具体实施方式，上述防病虫害光源包括近紫外光芯片、紫光芯片、激发红光芯片以及第一荧光胶，第一荧光胶封装于近紫外光芯片、紫光芯片及激发红光芯片上，第一荧光胶中具有供紫光芯片激发生产发射峰值波长在460nm-470nm之间的第一蓝蓝色荧光粉、供激发红光芯片激发生产发射峰值波长在645nm-660nm之间的第一红色荧光粉和供近紫外光芯片激发生产发射峰值波长在369nm-385nm之间的近紫外荧光粉。通过紫光芯片激发第一蓝色荧光粉生产发射峰值波长在460nm-470nm的光线、激发红光芯片激发第一红色荧光粉生产发射峰值波长在645nm-660nm的光线、近紫外光芯片激发近紫外荧光粉生产发射峰值波长在369nm-385nm的光线，以进行混合照射，从而灭掉植物虫害，实现植物的防病虫害。本申请的防病虫害光源，通过460nm-470nm的光线、645nm-660nm的光线及369nm-385nm的光线混合照射，以更好的实现灭掉植物虫害，实现植物的防病虫害，而非如现有技术中仅使用紫外光的方式来进行杀菌、杀虫。紫外光具有杀菌、杀虫的功能，因而当前，杀菌、杀虫一般是采用紫外光。然而，紫外光用于防病虫害，特别是在杀虫时，需要较大的强度，这种能杀菌并同时杀虫的紫外光照强度，是足以杀死或损坏植物幼苗或植物嫩芽；而若紫外光的光照强度较弱，又无法实现杀菌、杀虫，以起到防病虫害。本发明通过实验发现，在正常的模拟出太阳光照的情况下，紫外光强度占比较少，仅3-5.2％左右的范围，仅能起到部分抑制与防止病虫害，而难以达到有效防病虫害。然而，通过加入460nm-470nm的光线及645nm-660nm的光线混合后，可以大大提高防病虫害的效果。即通过460nm-470nm的光线、645nm-660nm的光线及369nm-385nm的光线混合作用，起到有效防病虫害，与现有使用紫外光进行杀菌、杀虫的方式相比，对紫外光的强度需求少，可以避免对植物的损伤，同进实现良好的防病虫害的效果。

进一步地，作为本发明提供的全光谱led植物照明光源的一种具体实施方式，第一蓝色荧光粉重量占比为68-75％，第一红色荧光粉重量占比为22-27％，近紫外荧光粉重量占比为3-5％。即，第一荧光胶的荧光粉中：第一蓝色荧光粉重量占比为68-75％，第一红色荧光粉重量占比为22-27％，近紫外荧光粉重量占比为3-5％，使得混合光线中，460nm-470nm的光线占比为68-75％，645nm-660nm的光线占比为22-27％，369nm-385nm的光线占比为3-5％，以保证植物良好生长的情况下，灭掉植物虫害，实现植物的防病虫害控制。

优先地，第一蓝色荧光粉重量占比为71％，第一红色荧光粉重量占比为25％，近紫外荧光粉重量占比为4％。即，第一荧光胶中的荧光粉中：第一蓝色荧光粉重量占比为71％，第一红色荧光粉重量占比为25％，近紫外荧光粉重量占比为4％，使得混合光线中，460nm-470nm的光线波长占比为71％，645nm-660nm的光线波长占比为25％，369nm-385nm的光线波长占比为4％，以保证植物良好生长的情况下，灭掉植物虫害，实现植物的防病虫害控制。

进一步地，作为本发明提供的全光谱led植物照明光源的一种具体实施方式，上述防病虫害光源中：近紫外光芯片为用于产生365nm光波的led芯片，通过365nm光波的led芯片激发近紫外荧光粉可以使生产的光线在波长发射峰值369nm-385nm之间的范围覆盖更广，提高能源利用率。紫光芯片激发第一蓝色荧光粉可以使生产的光线在波长发射峰值460nm-470nm之间的范围覆盖更广，提高能源利用率。激发红光芯片可以为蓝光芯片或紫光芯片，通过蓝光芯片或紫光芯片激发第一红色荧光粉可以使生产的光线在波长发射峰值645nm-660nm之间的范围覆盖更广，提高能源利用率。

进一步地，作为本发明提供的全光谱led植物照明光源的一种具体实施方式，上述防病虫害光源包括用于发射峰值波长在460nm-470nm之间的第一芯片、用于发射峰值波长在645nm-660nm之间的第二芯片和用于发射峰值波长在369nm-385nm之间的第三芯片，第一芯片混光占比为68-75％，第二芯片混光占比为22-27％，第三芯片混光占比为3-5％，以保证植物良好生长的情况下，灭掉植物虫害，实现植物的防病虫害控制。

优先地，第一芯片混光占比为71％，第二芯片混光占比为25％，第三芯片混光占比为4％，以保证植物良好生长的情况下，灭掉植物虫害，实现植物的防病虫害控制。

进一步地，作为本发明提供的全光谱led植物照明光源的一种具体实施方式，蓝光led芯片包括用于发出430-435nm波长光线的蓝色光led芯片、用于发出436-490nm波长光线的蓝色光led芯片和用于发出491-520nm波长光线的蓝色光led芯片。从而使该全光谱led植物照明光源能够发出在430-520nm波长范围内的连续蓝色光。优先地，用于发出430-435nm波长光线的蓝色光led芯片为一个，用于发出436-490nm波长光线的蓝色光led芯片为一个，用于发出491-520nm波长光线的蓝色光led芯片为一个。

进一步地，作为本发明提供的全光谱led植物照明光源的一种具体实施方式，绿光led芯片包括用于发出520-525nm波长光线的绿色光led芯片、用于发出526-550nm波长光线的绿色光led芯片和用于发出551-577nm波长光线的绿色光led芯片。从而使该全光谱led植物照明光源能够发出在520-577nm波长范围内的连续绿色光。优先地，用于发出520-525nm波长光线的绿色光led芯片为一个，用于发出526-550nm波长光线的绿色光led芯片为一个，用于发出551-577nm波长光线的绿色光led芯片为一个。

进一步地，作为本发明提供的全光谱led植物照明光源的一种具体实施方式，红光led芯片包括用于发出660-665nm波长光线的红色光led芯片和用于发出610-665nm波长光线的红色光led芯片。从而使该全光谱led植物照明光源能够发出在610-665nm波长范围内的连续红色光。优先地，用于发出660-665nm波长光线的红色光led芯片为一个，用于发出610-665nm波长光线的红色光led芯片为一个。

进一步地，作为本发明提供的全光谱led植物照明光源的一种具体实施方式，红光led芯片、蓝光led芯片和绿光led芯片发出光线的混光比例范围为4：1：1-9：1：1，以便控制器可以控制红光led芯片、蓝光led芯片和绿光led芯片更好的模拟出太阳光变化规律。优先地，红光led芯片、蓝光led芯片和绿光led芯片发出光线的混光比例范围为6：1：1-9：1：1，以保证植物生长的良好光照环境要求。

本发明的全光谱led植物照明光源，在对植物病虫害防治中进行了具体的实验，在相同的大棚中，其它生长条件相同的情况下，对不同果蔬类植物，分别种植200株，以进行防病虫害对比实验。本发明的全光谱led植物照明光源应用到果蔬类植物病虫害防治，相比于普通光照环境且未喷撒农药植物情况下，针对200株不同植物，在3个月的生长期具有存活植物中病虫植物数量的对比数据表，该表主要统计植物叶片30％以上具有病虫缺口的植物数量：

200株各类植物生长3月存活数及生病虫数量

通过上表的具体实验数据可知，使用本发明的全光谱led植物照明光源对植物进行补光，可以有效进行病虫害防治，并且可以大大降低各植物上病虫的生长与发育，保证植物良好生长，从而实现有机、无农药生长环境，提供安全的果蔬。

进一步地，作为本发明提供的全光谱led植物照明光源的一种具体实施方式，全光谱led植物照明光源还包括自然光光源，自然光光源包括led蓝光芯片和led红光芯片以及第二荧光胶，第二荧光胶封装于led蓝光芯片和led红光芯片上，设置自然光光源，在对植物照明时，可以更好的促进植物生长。第二荧光胶中具有供led蓝光芯片激发生产发射峰值波长在460nm-470nm之间的第二蓝色荧光粉和供led红光芯片激发生产发射峰值波长在645nm-660nm之间的第二红色荧光粉；第二蓝色荧光粉重量占比为68％-79％，第二红色荧光粉重量占比为21％-32％；从而使该自然光光源在约2700k至6000k的cct(correlatedcolortemperature，相关色温)下具有大于95的一般显色指数，具有接近自然光的全光谱。

进一步地，作为本发明提供的全光谱led植物照明光源的一种具体实施方式，上述led蓝光芯片为用于发出470nm波长光线的led芯片，通过470nm波长光线的led芯片激发第二蓝色荧光粉可以使生产的光线在波长发射峰值460nm-470nm之间的范围覆盖更广，更接近自然光的相应光谱，提高能源利用率。led红光芯片为用于发出630nm波长光线的led芯片，通过630nm波长光线的led芯片激发第二红色荧光粉可以使生产的光线在波长发射峰值645nm-660nm之间的范围覆盖更广，更接近自然光的相应光谱，提高能源利用率。

请参阅图1，本发明的全光谱led植物照明光源的光谱特性与普通led植物照明光源光谱及典型日光d40标准光谱波形的对比示意图，图中：横坐标为波长，单位nm；纵坐标为功率分布系数。图中线a为典型日光d40标准光谱功率分布曲线，线b为本发明全光谱led植物照明光源的光谱功率分布曲线，线c为普通led植物照明光源光谱功率分布曲线。典型日光d40标准光谱的光谱特性具有由红到蓝(400-700nm)的连续光带的光谱功率分布曲线，类似于相同色温太阳光的光功率分布。本发明的全光谱led植物照明光源就是模拟(相同色温的)自然光光谱，并去除自然光中有害的紫外线和红外线。与自然光相比，本发明的全光谱led植物照明光源的完整性应接近于自然光光谱的相似度，本发明的全光谱led植物照明光源较普通led植物照明光源降低了蓝光峰值，提升了可见光波段的连续性，有效提升了led照明光品质。更好的适合植物照明使用。

进一步地，作为本发明提供的全光谱led植物照明光源的一种具体实施方式，全光谱led植物照明光源还包括封装于蓝光led芯片、红光led芯片、绿光led芯片和近紫外光芯片的第一封装胶，第一封装胶由蓝色荧光粉末与硅胶按照3:1至6:1比例经均匀混合后脱泡处理而成，以形成相关色温在8000k左右的高亮度白光led光源，提升白光亮度。蓝色荧光粉末与硅胶比例为重量比。

进一步地，作为本发明提供的全光谱led植物照明光源的一种具体实施方式，全光谱led植物照明光源还包括封装于蓝光led芯片、红光led芯片、绿光led芯片和近紫外光led芯片上的第二封装胶，第二封装胶由荧光粉末与硅胶均匀混合后脱泡处理而成，荧光粉末包括蓝色荧光粉末与红色荧光粉。以形成低色温白光led光源。优先地，蓝色荧光粉与红色荧光粉的比例为1：1。更进一步地，第二封装胶由荧光粉末与硅胶按照3:1至6:1比例经均匀混合后脱泡处理而成，发保证良好的发光效率。荧光粉末与硅胶比例为重量比。

进一步地，作为本发明提供的全光谱led植物照明光源的一种具体实施方式，上述红色荧光粉组成式为：caalsin3:eu，发射光谱峰值波长在620-650nm，半峰宽在80-100nm。

进一步地，作为本发明提供的全光谱led植物照明光源的一种具体实施方式，上述蓝色荧光粉主要是yag钇铝石榴石，其化学式为y3al5o12:ce3+。这种荧光粉制作的白光led具有很高的流明效率，但是由于发射光谱的红光成分较少而使其显色指数偏低。也可以采用现有技术的蓝色荧光粉如，eu2+作为发光中心的ca-α-sialon以及ce3+作为发光中心的lasr2alo5。

进一步地，作为本发明提供的全光谱led植物照明光源的一种具体实施方式，可以将铝酸盐荧光粉bamgal10017:eu、硅酸盐荧光粉(sr，ba)2sio4:eu、氮化物荧光粉(sr，ca)sialn3:eu与环氧树脂混合均匀后，再与近紫外荧光粉混合物涂敷在近紫外光led芯片上。

本发明的全光谱led植物照明光源应用到果蔬类植物生长，促进植物生长相比于普通光照环境下的对比数据表：

补光典型指标

通过上表可知，本发明的全光谱led植物照明光源在应用到果蔬类植物照明时，可以明显提升果蔬类植物的生长速度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。