CN104582472B - 园艺照明系统以及使用这种园艺照明系统的园艺生产设施 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种照明系统，该照明系统包括（i）照明设备，其包括应用于园艺生产设施中的多个光源，其中这些光源被配置成利用园艺光照射作物，其中该照明系统进一步包括（ii）控制单元，其被配置成控制一地点处的局部光的光强度，其中局部光是园艺光以及所述地点处起源于可选的其他光源的光之和，并且其中控制单元被配置成通过控制园艺光对局部光的贡献来防止在选自等于或小于5分钟的范围的预定时间段内，所述地点处的局部光的平均超过50µmol/s/m2的光合作用光子通量密度（PPFD）变化。

Description

园艺照明系统以及使用这种园艺照明系统的园艺生产设施
技术领域
本发明涉及一种园艺照明系统以及使用这种园艺照明系统的园艺生产设施。
背景技术
园艺照明在本领域中是已知的。例如，US2010031562描述了一种用在温室养殖中以便对温室中的作物进行照明的照明装置，该照明装置包括若干在要照明的作物上方提供的诸如灯之类的光源以及若干用于光源的调光器设备，其特征在于，调光器设备设有用于依照预定模式周期性地自动改变与调光器设备协作的光源的光强度的控制构件。US2010031562旨在分别提供一种用于温室养殖的方法和照明装置。特别地，将光源划分成若干组，照明装置被设计成使得在使用中每组的功率依照预定模式改变，同时不同组的模式相对于彼此移相，使得联合组所消耗的电功率比单独的组的功率变化之和更小地改变，更特别地，使得联合组所消耗的电功率比单组的功率变化更小地改变，更特别地，还使得联合组所消耗的电功率在最小可能程度上改变，或者至少几乎不改变。特别地，所有模式都相同，只是仅相对于彼此移相。
EP1639884描述了一种用于生产秧苗的器具及其方法，由此在生产果实蔬菜的嫁接秧苗时，可以以低成本在一致的过程中完成从其砧木（根茎和接穗）的培养到嫁接之后的接合的过程。
发明内容
植物使用光合作用过程将光、CO2和H2O转换成碳水化合物（糖）。这些糖用来推动新陈代谢过程。过量的糖用于生物质形成。该生物质形成包括茎伸长、叶面积增大、开花、果实形成等等。负责光合作用的感光体是叶绿素。除了光合作用之外，光周期性、趋光性和光形态建成也是与辐射和植物之间的相互作用有关的代表性过程：
•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和远离辐射的生长运动，并且
•光形态建成是指响应于辐射的质量和数量的形态变化。
叶绿素的两个重要的吸收峰a和b分别位于红色和蓝色区域，尤其是625-675nm和425-475nm。另外，也存在近紫外（300-400nm）和远红区（700-800nm）中的其他局部峰。主要的光合作用活动似乎发生在波长范围400-700nm内。该范围内的辐射称为光合有效辐射（PAR）。
植物中的其他光敏过程包括光敏色素。光敏色素活动操纵不同的响应，例如叶扩展、邻居感知、避免遮光、茎伸长、种子发芽和开花诱导。光敏色素光系统包括两种形式的光敏色素Pr和Pfr，其分别在红色中的660nm处和远红中的730nm处具有其灵敏度峰值。
在园艺中，以每单位面积每秒的光子数（以µmol/s/m2为单位；1摩尔相应于6•1023个光子）测量光合作用光子通量密度（PPFD）。在实践中，当尤其是对于西红柿应用例如居间照明（inter-lighting）（参见下文）时，使用的红色PPFD可以典型地为200µmol/s/m2，并且蓝色:红色比值可以典型地为1:7（红色和蓝色范围分别为625-675nm和400-475nm）。特别地，光合作用光子通量密度可以包括大约10%的蓝色和大约90%的红色。PPFD可以根据光电二极管确定或者利用光电倍增器直接测量。PPFD中的面积指的是（多个）光源布置于其中的空间的局部光接收（植物）面积。在多层系统的情况下，它是多层配置中包括的相关层的面积；于是，可以单独地与每层有关地估计PPFD（进一步也参见下文）。该面积在一个实施例中可以是手动地馈送至控制单元的值，或者在一个实施例中可以由控制单元求取（利用例如传感器）。
植物生长不仅取决于光量，而且取决于植物上的光的光谱组成、持续时间和定时。根据这些方面的参数值的组合称为用于使植物生长的“光配方”（在这里，词语植物和作物可以互换）。
LED可以在园艺照明中发挥各种各样的作用，例如：
1. 补充照明：使用补充自然日光的照明以便在例如作物价格可能更高时的秋季、冬季和春季时段期间增加（例如西红柿的）产量或者延长作物生产。
2. 光周期照明：光的每日持续时间对于许多植物而言是重要的。24小时周期中的亮暗时段的比值影响许多植物的绽放响应。借助于补充照明操纵该比值使得能够调整绽放的时间。
3. 植物工厂中的无日光栽培。
4. 组织培养。
为了在秋季、冬季和春季期间在温室中（或者全年在多层种植中）提供补充照明，通常使用高功率气体放电灯，这些灯必须安装在植物上方的相对高的地点以便确保跨植物的足够均匀的光分布。目前，在温室中，使用范围从600W直到1000W的不同类型的高功率灯（例如高功率HID）来向植物提供补充光。一个缺陷在于，根据作物的类型，从植物上方的所述地点到达植物较低部分的光量可能相当有限。同时，植物的较低部分经常最需要补充光。当使用安装在植物上方的固态照明时，相同的困境持续存在。然而，LED照明，尤其是固态照明相对于基于放电的照明具有一些优点。
当植物经历环境的任何突变时，这转化成抑制高效光合作用的一定应激（stress）水平。这也适用于每当使用补充照明时可能出现的突然光应激。当晴空变成阴天时，也自然地发生光变化。已经显示，光诱导应激可以产生光抑制。过量的光是与植物有关的最常见的应激，然而，突然的光中断也对植物造成应激。这尤其在植物开花时被观察到。
例如，在具有补充照明的温室中，人造光源将自动地（基于光传感器和某些算法）或者手动地或者依照特定光配方而接通（或关断或者调光）。当此发生时，植物将突然接收更多（或更少）的光并且它们必须相应地调节其光合作用和其他过程的速率以便适应该突变。这种应激在人造光是唯一光源时的环境中，例如在组织培养室（或者多层园艺生产设施）中甚至更糟。在关灯的情况下，发生类似的影响。
因此，本发明的一个方面是提供一种可替换照明系统和/或一种包括（和使用）这种可替换照明系统的可替换园艺生产设施（例如温室或多层系统），其优选地进一步至少部分地避免上述缺陷中的一个或多个。本发明的意图尤其是通过在（照明）控制单元中添加特征而降低人造照明或者自然日光的突变所生成的植物应激，该特征除别的以外可以遵循或者模仿日光节奏和基本方向。意图尤其是排除这里由于高或低的光条件（的（突然）变化）而引起的应激。
因此，在第一方面中，本发明提供了一种照明系统，该照明系统包括（i）照明设备，其包括应用于包括所述照明设备的园艺生产设施中的多个光源，其中这些光源被配置成利用园艺光照射所述园艺生产设施内的作物，其中该照明系统进一步包括（ii）控制单元，其被配置成控制园艺生产设施内的地点处的局部光的光强度，其中局部光是园艺光以及所述地点处起源于可选的其他光源的可选光之和，并且其中控制单元被配置成通过控制园艺光对局部光的贡献来防止在选自等于或小于5分钟的范围（例如5分钟）或者甚至选自等于或小于2分钟的范围（例如1分钟）的预定时间段内，园艺生产设施内的所述地点处的局部光的平均超过50µmol/s/m2（阈值或门限值），例如平均超过20µmol/s/m2，尤其是平均超过5µmol/s/m2的光合作用光子通量密度（PPFD）变化，其中光合作用光子通量密度（PPFD）以每单位局部光接收面积每秒的（照明设备和可选的其他（多个）光源所发射的）总光子数进行测量。因此，当观察到或者预期在所指示的预定时间段内园艺生产设施内的所述地点处的局部光的平均超过50µmol/s/m2的光合作用光子通量密度（PPFD）变化时，控制单元可以通过控制对于局部光的贡献而设法对此进行补偿。
就其中很多时候在跨多个楼层的多个搁板/货架中种植植物或作物的植物工厂而言，可以将“局部光接收面积”定义为园艺生产设施的有效植物生产面积，例如搁板（多个搁板可以存在于工厂中）的底部区域。
就用于高丝（high wire）作物种植的温室而言，经常使用居间照明，即作物或植物之间的补充照明，以便照射使用自然室外光和/或人造光从顶部难于照射的植物区域。在居间照明的情况下，“局部光接收面积”是利用居间照明照射的植物的垂直面积。该垂直面积尤其是具有这样的高度和长度的平面的面积，该高度是特定植物行的该行中的植物的平均高度，该长度是该植物行的长度。因此，这可以被看作与植物或作物行平行的截面垂直平面面积。
就其中基本上仅仅应用了顶部照明、可选地结合了太阳光或者基本上基于太阳光的温室而言，局部光接收面积可以是底部区域的有效植物生产面积。
因此，在温室中，尤其是关于被配置成基本上垂直地照射的那些（多个）光源和可选的其他光源而言，可以将局部光接收面积定义为利用居间照明照射的植物的垂直面积。然而，如果也存在一个或多个其他光源，例如顶部照明光源，那么对于那些光源而言可以将局部光接收面积定义为底部区域的有效植物生产面积。
在一个实施例中，术语“局部光接收面积”可以指多个这样的面积，例如，具有多行的温室，每行具有其相应的局部光接收面积。因此，可以将局部光接收面积划分成两个或更多子面积。例如，当可能应用超过一个传感器以监视局部光（强度和/或光谱分布）时，可能希望的是将局部光接收面积分别划分成超过一个或多个子面积（每个子面积由至少一个传感器监视）。
在这里，术语“园艺生产设施”可以指温室或者多层生产设施（或者多层植物工厂）。这样的园艺生产设施可以基本上应用日光作为光源并且可选地应用补充光（温室中情况将通常如此），或者可以基本上使用人造光作为光源（多层设施中情况将通常如此）。因此，温室可以被看作一种类型的单层植物工厂。
在又另一方面中，本发明提供了一种包括如这里所限定的照明系统的园艺生产设施，该照明系统尤其包括（i）照明设备，其包括配置在园艺生产设施内的多个光源，其中这些光源被配置成利用园艺光照射所述园艺生产设施内的作物，其中该照明系统进一步包括（ii）控制单元，其被配置成控制园艺生产设施内的地点处的局部光的光强度，其中局部光是园艺光以及所述地点处起源于可选的其他光源的光之和，并且其中控制单元被配置成通过控制园艺光对局部光的贡献来防止在选自等于或小于5分钟或者甚至等于或小于2分钟的范围的预定时间段内，园艺生产设施内的所述地点处的局部光的平均超过5µmol/s/m2（阈值）的光合作用光子通量密度（PPFD）变化，其中光合作用光子通量密度（PPFD）以每单位局部光接收面积（诸如例如其中应用了顶部照明的温室的有效底部区域）每秒的（照明设备和可选的其他光源所发射的）总光子数进行测量。
在又另一方面中，本发明提供了一种向园艺生产设施中的作物提供园艺光的方法的使用，包括向所述作物提供所述园艺光（例如来自这里所描述的照明系统），其中当园艺光的光强度变化时，该变化仅仅通过随着时间逐渐地增大或减小（园艺光的光强度）而发生。
本发明可以克服以下问题或缺点：
1. 植物在人造光源突然接通和关断时感受到应激。
2. 在温室环境中存在自然日光的情况下，植物在其处于温室北侧或南侧或东侧或西侧（基本位置）时经历不同的光设置。那些光设置差异在人造光受控制时变得更高，而不管日光强度如何变化。
3. 类似地，LED芯片在例如从0mA到350mA的大电流变化时刻感受到应激（例如热和机械应力）。该应激被认为影响LED芯片（以及也许还有其他电子部件）的寿命，并且因此潜在地缩短LED灯或模块的寿命。
有利的是，本发明提供了一种照明系统以及通过在给作物的光的突然（大的）中断期间提供补充光而应付这样的中断的方法的使用。本发明也提供了一种照明系统以及以逐渐的方式增大或减小园艺光强度（就PPFD而言）的方法的使用。上述（多个）问题可以利用该照明系统以及这种方法的使用，尤其是结合光传感器和（远程）受控照明系统加以解决。
如果除了照明设备或照明系统的那些光源之外没有其他的光源，因而仅仅提供了园艺光，那么当改变园艺光强度水平时，这将被控制为以仅仅小的步长。然而，在存在其他光源的情况下，那么光强度水平（也）可能由于所述其他光源的光的波动而变化，并且于是园艺光强度水平的变化可能是大的，以便补偿所述其他光源的光的波动。例如：具有外部设定点的嵌入式控制环；如果外部设定点保持恒定，那么省略软启动/停止，并且立即实现变化（例如云层带走太阳光）。可替换地或者附加地，如果用于园艺光模块的外部（配方）设定点变化，那么嵌入式控制环可能需要可能地利用可配置时间常数来执行软启动/停止调节。因此，利用本发明，可以以经济的方式获得更好和/或更快的园艺产品，因为可以防止或者降低植物应激。因此，术语“变化”尤其涉及分别由于所述可选光源的可选光的减少或增加而引起的强度降低或增大、由于园艺光强度的增大而引起的强度增大以及由于园艺光强度的减小而引起的强度减小中的一个或多个。
术语“园艺”涉及供人类使用的（密集）植物栽培，并且其活动非常多样化，纳入了用于食物的植物（水果、蔬菜、蘑菇、烹饪草本植物）和非食物作物（花卉、树木和灌木、草坪草、啤酒花、葡萄、药用植物）。术语“作物”在这里用来表示现在种植或过去种植过的园艺植物。大规模种植的用于食物、衣服等的相同种类的植物可以称为作物。作物是被种植以便作为例如食物、牲畜饲料、燃料或者出于任何其他经济目的而收获的非动物物种或品种。术语“作物”也可以涉及多种作物。园艺作物可以尤其指食物作物（西红柿、胡椒、黄瓜和生菜）以及（潜在地）结出这样的作物的植物，例如西红柿植物、胡椒植物、黄瓜植物等等。园艺在这里通常可以涉及例如作物和非作物植物。作物植物的示例为大米、小麦、大麦、燕麦、鹰嘴豆、豌豆、豇豆、扁豆、绿豆、黑豆、大豆、菜豆、蛾豆、亚麻籽、芝麻、家山黧豆（Khesari）、菽麻、辣椒、茄子、西红柿、黄瓜、秋葵、花生、马铃薯、玉米、珍珠粟、黑麦、紫花苜蓿、萝卜、卷心菜、生菜、胡椒、葵花、甜菜、蓖麻、红三叶、白三叶、红花、菠菜、洋葱、大蒜、蕉青、笋瓜、甜瓜、西瓜、黄瓜、南瓜、红麻、油棕、胡萝卜、椰子、木瓜、甘蔗、咖啡、可可、茶、苹果、梨、桃、樱桃、葡萄、杏仁、草莓、菠萝、香蕉、腰果、爱尔兰（Irish）、木薯、芋头、橡胶、高粱、棉花、小黑麦、木豆和烟草。特别令人感兴趣的是西红柿、黄瓜、胡椒、生菜、西瓜、木瓜、苹果、梨、桃、樱桃、葡萄和草莓。
园艺作物尤其可以在温室中种植，温室是园艺生产设施（或者园艺工厂）的示例。因此，本发明尤其涉及将所述照明系统和/或所述方法（的使用）应用到温室或者其他园艺生产设施中。所述照明设备或者更特别地所述多个光源可以布置在植物之间或者将长成植物之间，这称为“居间照明”。在丝上的园艺种植（比如西红柿植物）可以是用于居间照明的特定应用领域，该应用可以利用当前设备和方法来解决。所述照明设备或者更特别地所述多个光源也可以布置在植物或者将长成植物上方。也可以应用光源配置的组合，例如在作物之间（居间照明）和作物上方。因此，在实施例中，光源配置在作物上方，或者作物之间，或者作物上方和之间。
尤其是当在彼此之上成层地种植园艺作物时，人造照明是必要的。成层地种植园艺作物表示为“多层种植”，并且可以在（多层种植）园艺生产设施中发生。同样地，在多层种植园艺生产设施中，可以应用所述照明系统和/或方法。
在实施例中，这样的园艺应用包括多个所述照明设备，其中所述照明设备可选地被配置成基本上水平地照射位于所述园艺生产设施内的作物（例如通过居间照明）。
在另一个实施例中，园艺生产设施包括用于多层作物种植的多个层，园艺应用进一步包括被配置用于照明所述多个层中的作物的多个所述照明设备。
与光照有关的术语“水平”指的是（光源或照明设备所生成的光照光束的光轴的基本上水平的布置）。术语“水平”可以指“基本上水平”，具有离地球表面的轻微偏差，比如10°内，尤其是5°内，例如1°内的偏差。
园艺生产设施具有底部区域。尤其是在顶部照明的情况下，积分通量或者光合作用光子通量密度（PPFD）（以µmol/s/m2为单位）（也参见上文）在本发明中涉及（能够照射相应的局部光接收面积的）园艺生产设施内的（所安装的总共数目的）光源所生成的光子以及起源于其他（可选）光源（例如尤其是太阳）的可选光子。因此，在这样的实施例中，光合作用光子通量密度可以相对于底部区域的有效植物生产面积（有效植物生产面积）进行限定。
在多层系统的情况下，这可能涉及多层的面积。也可以包括来自可选的其他光源（包括太阳）的光。因此，PPFD可以被看作每秒生成和接收的所有光子之和除以园艺生产设施的局部光接收面积。
如上面所指出的，尤其是在居间照明的情况下，积分通量或者光合作用光子通量密度（PPFD）（以µmol/s/m2为单位）（也参见上文）在本发明中涉及（能够照射相应的局部光接收面积的）园艺生产设施内的（在一个实施例中，所安装的总共数量的）光源所生成的光子以及起源于（能够照射相应局部光接收面积的）其他（可选）光源的可选光子，其中选择具有植物的行的垂直平面的面积（作为相关局部光接收面积）。
光合作用光子通量密度针对特定波长范围进行测量或确定，也参见下文。
当然，短语“园艺生产设施内（所安装的总共）数量的光源所生成的光子”涉及来自功能性光源而不是在本文中的非功能性的光源的光子数量，所述功能性光源即配置在园艺生产设施内以便向作物（植物）提供光的光源，所述非功能性的光源比如电子单元的控制灯或者控制室中的灯等等。因此，短语“光源被配置成利用园艺光照射作物”表示所述照明系统的光源具有持久地或者半持久地（例如昼夜调度）或者仅仅在临时存在（由控制单元）感知的强度不足的时段期间照射作物的功能。当然，光源既可以被配置成甚至除了可选光之外利用园艺光照射作物，又可以被配置成补偿不希望的大的强度下降。
所述可选的其他光源尤其可以是太阳。提及温室时，它们经常具有透光屋顶和/或墙壁。因此，太阳光也可以照射作物。因此，局部光是园艺光以及所述地点处起源于可选的其他光源的光之和（进一步也参见下文）。短语“可选的其他光源”也可以指多个这样的源。例如，太阳光可能产生贡献，但是不是照明系统或者照明设备的部分的其他光源也可能产生贡献（如果存在于园艺生产设施中的话）。如本文所指出的，所述可选的其他光源可以是太阳，但是可选地或者附加地也可以包括检查光源。尤其是在其中应用了基本上人造照明的植物工厂中，一个或多个检查光源也可以存在。因此，也可以补偿太阳光和/或检查光的强度的太大的变化，尤其是这样的（多个）光源的光的强度的太大的下降。
因此，光子通量密度也涉及这样的其他（多个）光源的贡献。然而，在一些实施例中，这样的其他可选的（多个）光源可能不存在。例如，提及多层园艺生产设施时，大多数或者全部作物都可能不接收任何日光，并且可能仅仅受照明设备的光源（以及可选的其他非太阳光源）的光照射。当然，检查光可能存在。
园艺生产设施可以被划分成不同的地点（或者区域）。例如，每个光源或者光源子集尤其被配置成在（园艺生产设施或者园艺工厂的）特定地点提供照明。术语“地点”用来表示用来种植园艺作物的区域的一部分。此外，园艺生产设施，尤其是温室，可以包括比其他地点接收更多日光或者比其他地点经受更少或更多日光变化的地点。例如，指的是园艺生产设施内的地点的基本位置。取决于例如多个传感器的预定设置和/或存在，可以限定多个地点。然而，这不排除将园艺生产设施的整个内部限定为单个地点，尽管通常可能希望的是限定多个地点以便能够局部地防止植物应激。在这样的情况下，可能希望的是控制这种地点处的光（即局部光）的强度（以及可选地光谱光分布；也参见下文）。本领域技术人员将会清楚的是，局部光是园艺光以及所述地点处起源于可选的其他光源（例如太阳）的光之和。
如上所指出的，希望的是光强度（在短时间段内）不波动太多。非常短的波动（返回到原始水平）可能不被植物注意，并且因此可能不导致应激。此外，大时间尺度上的波动对于植物而言可能是可适应的。然而，光强度（和/或光谱光分布）大幅提高或降低的波动可能导致植物应激。看起来，在选自等于或小于5分钟的范围的预定时间段内，局部光的平均超过50µmol/s/m2，尤其是平均超过20µmol/s/m2，甚至更特别地平均超过5µmol/s/m2的光合作用光子通量密度（PPFD）变化可能导致植物应激。
为了给出这样的情形的一些示例，可以考虑将照明设备接通到200µmol/s/m2的水平，并且维持该水平至少一个小时。这样的接通发生在微秒内，并且此后，光强度保持恒定；因此，所述预定时间段小于5分钟，并且所述变化比50µmol/s/m2大得多。因此，这样的情形可能导致植物应激，并且控制单元因而可以在感知或者预期这样大的变化时施加逐渐的斜升直到该水平。例如，当在1h内增大到该水平时，时间增量为每5分钟16.7µmol/s/m2，这可能是可接受的或者甚至是安全的（也参见下文）。
本领域技术人员将清楚的是，所述照明系统不能创建“黑暗”。因此，如果出于一种或者另一种原因存在突然大幅增加局部光的外部源，那么该系统可能不能够补偿光的这种（突然的）增加。然而，如果存在这种可选（外部）光源对局部光的贡献的（突然）减小，那么照明系统可能能够通过增大照明设备对局部光产生贡献（即所述地点处）的（多个）光源的光的强度来进行补偿。
所述预定时间可以例如取决于种植的作物类型。一些作物可能设法快速适应光变化；在这样的情况下，预定时间可以选择得短，例如0.5分钟。其他类型的作物可能相对缓慢地响应，并且预定时间可以被选择为例如1分钟。通常，预定时间可以选自0.5-5分钟，尤其是1-5分钟的范围。
特别地，本发明应付其中存在从局部光的一个半永久强度水平到另一个半永久强度水平的变化的情形。因此，控制单元可以特别地被配置成防止平均超过50µmol/s/m2的这种变化，所述变化在5分钟内发生，并且在长于5分钟的时间尺度上是半永久的。在此意指以下方面：假设恒定（或者在指示的范围内波动）的第一水平，所述第一PPFD水平持续超过5分钟；该水平之后跟随第二PPFD水平，其也是恒定的（或者其在指示的范围内波动）并且其平均大于或小于第一水平超过50µmol/s/m2。当从第一水平到第二水平的变化在5分钟预定时间段（假设5分钟预定时间段）内发生时，那么所述照明系统被配置成对此进行补偿（只要这在技术上可能）。当从第一水平到第二水平的变化发生在大于5分钟预定时间段（或者其他预定时间段）的时间尺度上时，那么照明系统可以被配置成允许这样而不干预。
为了给出另一个说明性示例：假设恒定（或者在指示的范围内波动）的第一水平，所述第一PPFD水平持续超过5分钟；该水平在某个时刻在一步中变为第二PPFD水平，该第二PPFD水平也是恒定的（或者其在指示的范围内波动）并且其平均大于或小于第一水平不足50µmol/s/m2。进一步假设从第一水平到第二水平的变化包括远高于预定水平的数秒内的尖峰，那么系统可以不干预（再次假设被选择为5分钟的预定时间段），因为在所述预定时间段内，强度变化小于50µmol/s/m2的预定PPFD。
同样地，在一个特定的实施例中，控制单元可以特别地被配置成防止平均超过50µmol/s/m2的这种变化，所述变化（在2、1或0.5分钟内）分别在长于2、1或0.5分钟的时间尺度上发生。因此，可以特别地基于园艺类型（也参见别处）选择任何预定时段，如果这样的时间段具有5分钟或者可选地更小的值的话。
可以说，在一个实施例中，控制单元被配置成在从一个平均PPFD水平（在某个时间段内）到另一个平均PPFD水平（在某个时间段内）的变化（以弥合这两个平均PPFD水平之间的差异）发生在预定时间段内（例如5分钟或者更短时间内）时，当该差异大于指示的阈值（例如50µmol/s/m2）时，防止这样的变化。如果这样的变化被涂抹掉，使得在预定时间内增加或减少小于门限值，那么控制单元可以不必适配园艺光的贡献。同样地，这可以适用于其他指示的PPFD水平。
因此，控制单元可以被配置成防止在比预定时间段更长的时段内确定时的这里（太大的（并且不希望的））所指示的PPFD变化，这样的变化将在比预定时间段更短的时段中发生。当然，控制单元可以被配置成外推值和/或预测趋势，并且在必要时采取行动以防止不希望的变化。因此，本发明不排除大的强度水平变化；甚至进一步，所述照明系统可以被配置成包括这样的大强度变化或者可以依照包括这样的大强度变化的光配方进行控制。然而，这样的大强度变化以这样的方式加以控制，使得该变化是逐渐的。例如，200µmol/s/m2的增加可以在例如4*5分钟或者更大的时间窗口中发生。因此，该（大的）变化很可能被特意地实现且应当被实现，尽管是以较低的步伐实现。因此，给出另一示例：假定预定时间段为5分钟，快速且大的变化，之后跟随到原始水平的快速校正，例如在5分钟内关断和接通控制灯，可能不是个问题；然而，照明系统进行的光强度补偿可能是必要的，因为在5分钟内，控制灯不会再次接通。
对于一些作物而言，50µmol/s/m2（变化）可能甚至是个太大的值，并且作物可能在所述变化例如高于20µmol/s/m2或者甚至已经高于5µmol/s/m2时就已经开始改变内部过程。因此，特别安全的范围可以是当控制单元被配置成防止在预定时间段内园艺生产设施内的所述地点处的局部光的平均超过5µmol/s/m2的光合作用光子通量密度（PPFD）变化之时。可替换地或者附加地，范围可以包括更短的时间界限。因此，在实施例中，预定时间段选自等于或小于2分钟的范围。
术语“变化”因此在这里尤其涉及永久或者半永久变化。例如，如果光合作用光子通量密度在例如1秒内变化-200µmol/s/m2，随后在例如5秒内增加+190µmol/s/m2，那么这将意味着完全在指示的5分钟内的10µmol/s/m2的净变化。这样的变化可能不被作物察觉，并且可能不导致植物应激（并且因此不必补偿）。因此，使用术语“平均”；当在指示的时间段中平均存在PPFD的不太大的增加或减少时，那么植物可能不受应激。这尤其涉及“平均变化”或者“平均的变化”（在所述时段期间）。
波长范围被选择为400-800nm，其包括PAR区。在园艺中的光应用领域中，强度以光子计数，并且指示的范围中的每个光子在光合作用活动中同等地计数。由于在400nm之下，也可能发生相关的植物过程，所以在另外的特定实施例中，控制单元被配置成防止在预定时间段内园艺生产设施内的所述地点处的局部光的300-800nm波长范围内的平均超过50µmol/s/m2，例如尤其是超过20µmol/s/m2，或者甚至平均超过5µmol/s/m2的光合作用光子通量密度（PPFD）变化。因此，在一个实施例中，在300-800nm波长范围内确定PPFD。
也可能不希望具有光谱光分布的大幅变化。因此，利用允许园艺光的光谱光分布可调的照明设备，控制单元也可以被配置成如这里所限定的通过控制园艺光对局部光的贡献来防止在预定时间段内所述地点处的局部光的光谱光分布的大幅变化。通过调整来自光源的园艺光的光谱光分布，可以局部地补偿光谱光分布变化（如果认为其太大幅的话）。
在特定实施例中，控制单元进一步被配置成防止所述地点处的局部光的平均超过20µmol/s/m2/(400-800nm)的光谱光分布变化。例如，假设5分钟内小于20µmol/s/m2的光合作用光子通量密度变化，仅仅基于强度变元（argument），那么可能无需补偿。然而，如果例如400-500nm范围内的光合作用光子通量密度将变化超过5µmol/s/m2，即(500-400nm)/(800-400nm)*20µmol/s/m2，那么控制单元可以设法通过改变这种颜色的光输出而对此进行补偿。
在特定实施例中，控制单元进一步被配置成通过以这样的程度控制园艺光对局部光的贡献，使得局部光的400-800nm波长范围内的两个或更多波长范围之间的强度（尤其是就PPFD而言）比值的变化维持在从所述两个或更多波长范围中选择出的预定波长范围的强度的1:2和2:1内，尤其是1:1.2和1.2:1内，尤其是1:1.1和1.1:1内，来防止所述地点处的局部光的光谱光分布的（大幅）变化。假设例如具有1:10的永久或半永久PPFD强度比值的仅仅两个波长范围，例如400-600nm和600-800nm。那么，可能补偿到大于2:10或者小于1:20的变化（假设可允许的变化范围1:2至2:1为希望的范围）。
特别地，可以限定这样的（子）波长范围中的三个或者更多个，这可以将波长范围划分成三个或者更多（可选地相等的）部分。例如，可以将400-800nm波长范围划分成两个或更多波长范围，例如400-500nm、500-600nm、600-700nm和700-800nm。这些范围中的一个（例如400-500nm范围）中的强度可以用作参考强度。其他范围内大于*2或者/2的任何强度变化（就PPFD而言）于是可以利用（照明设备的）园艺光加以补偿。
由于尤其是光谱的一些部分看起来与植物相关，因此，在另一实施例中，控制单元（进一步）被配置成防止（选自等于或小于5分钟等的范围）的预定时间段内园艺生产设施内的所述地点处的局部光的第一波长范围400-470nm中的平均超过10µmol/s/m2、（选自等于或小于5分钟等的范围）的预定时间段内园艺生产设施内的所述地点处的局部光的第二波长范围625-675nm中的平均超过10µmol/s/m2，以及可选地（选自等于或小于5分钟等的范围）的预定时间段内园艺生产设施内的所述地点处的局部光的第三波长范围675-760nm中的平均超过10µmol/s/m2（中的一个或多个）的光合作用光子通量密度（PPFD）变化。
在实施例中，控制单元可以是具有电容器的基于简单硬件的系统，或者尤其适合于基于LED的光源的基于脉宽调制的系统，或者被编程的系统。
此外，可能特别希望的是局部地测量局部光的光强度，以及可选地还有局部光的光谱光分布。因此，在一个实施例中，所述照明系统进一步包括被配置成感测所述地点处的局部光的光合作用光子通量密度（PPFD）的传感器（尤其是光学传感器）。术语“传感器”也可以指多个传感器。特别地，所述园艺生产设施包括多个这样的光传感器。每个光传感器可以用来感测特定地点处的局部光的光强度以及可选地还有局部光的光谱光分布。或者，换言之，传感器的数量可以决定地点的数量。短语“被配置成感测局部光的光合作用光子通量密度（PPFD）”表示控制单元基于传感器信号可以导出局部光的光合作用光子通量密度（PPFD）。
此外，在一些实施例中，控制单元进一步被配置成通过控制园艺光对局部光的贡献来根据预定光配方控制所述地点处的局部光的强度和光谱光分布中的一个或多个。因此，控制单元可以施加光方案或配方，并且以这样的方式施加它，使得每个变化逐渐地发生。
在另一方面中，本发明也提供了一种可以例如应用在该方法中的照明设备（或者照明器）。术语“照明设备”也可以指多个照明设备，其可以全部用同一控制单元加以控制（进一步参见下文）。在另一方面中，本发明提供了一种照明设备，该照明设备包括特别地布置成2D光源阵列的多个光源。在特定实施例中，该照明设备可以基于具有连接线的开放LED栅格或网格，其中该LED栅格或网格限定栅格平面，并且其中特别地这些LED被配置成以具有垂直于栅格平面的光轴的光束提供园艺光（进一步也参见下文）。在实施例中，LED的取向可以在从栅格平面的前面（F）或第一侧面发送光与从栅格平面的后面（B）或第二侧面发送光之间交替。因此，总共数量的LED的子集（或者LED布置）可以相对于彼此反平行地布置（进一步也参见下文）。注意，前面和后面可以取决于配置而互换。此外，在实施例中，可以对LED进行分组，使得不管LED栅格的尺寸如何，驱动电压都可以保持恒定。特别地，在实施例中，栅格中的LED可以发射不同颜色的光。发射某个颜色的所有LED可以布置在子栅格（子集）中，并且子栅格可以交错以便最大化光照均匀性。在实施例中，LED和电流线覆盖有透明塑料或箔，例如夹在两个塑料片之间，这些塑料片在与栅格中的开口相应的适当地点处具有孔。
在照明设备或者更特别地所述光源可以被配置成位于（未来的）作物之间的事实之后，照明设备也可以用作用于多层种植的顶部照明设备。这种构思因此可以应用于居间照明，但是也可以应用于诸如顶部照明之类的其他类型的照明，包括多层照明（参见下文）。因此，本发明并不限于居间照明应用。
照明设备（尤其是栅格）可以跨越例如0.5-400m2，如2-400m2的面积。每m2的光源（尤其是LED）的数量（LED密度）可以例如大约为1-400，例如4-100，但是可以存在每平方米具有更多或甚至具有更少光源（尤其是LED）的栅格。注意，光源（尤其是LED）在照明设备上的分布，诸如例如栅格，可以是规则的或者可以在栅格中的不同区域变动。通常，光源（尤其是LED）将布置成规则模式，但是不可以排除其他模式。所述设备可以包括例如至少16个光源，尤其是LED。在实施例中，该设备包括n x m个LED，其中n至少为4，并且m至少为4，例如至少10。在实施例中，光源（尤其是LED）被配置成提供一个方向的光，例如从诸如基于栅格的照明设备之类的照明设备的一侧发出的光。这可能例如对于顶部照明而言是有意义的。在其他实施例中，光源（尤其是LED）被配置成提供两个基本上相反方向的光，例如从诸如基于栅格的照明设备之类的照明设备的两侧发出的光。这可能例如对于居间照明而言是有意义的。
所述LED尤其是固态LED，但是可选地也可以为有机LED。也可以应用固态和有机LED的组合。术语“LED”也可以涉及多个LED管芯。因此，在实施例中，在单个LED位置处，可以布置多个LED管芯，例如2个或更多LED管芯的LED封装。术语“LED”也可以涉及LED封装。
基于LED的固态照明的出现提供了应用于园艺中的机会。使用LED的主要优点起因于控制光的光谱组成以便紧密地匹配植物的感光体的灵敏度的可能性。与像改进的热控制和跨园艺应用区域分布LED的自由那样的附加益处一起，这提供了更优的生产并且使得能够影响植物的形态和组成。它也有望降低能耗（和关联的成本）。
固态LED容易集成到数字控制系统中，促进照明程序，例如“日常光积分”照明以及日出和日落模拟。LED比当前的灯操作更安全，因为它们没有玻璃封套并且不含汞。
LED使得人们能够将光分布得更靠近目标，这可以导致更少的通过温室屋顶进入温室地板的损耗。而且，可以实现跨作物的更好的光分布。对于像西红柿那样的高丝作物而言，情况确实如此。
一个或多个LED可以包括（多个）转换器材料，例如无机染料和有机染料中的一个或多个，以用于至少部分地将LED光转换成具有另一个波长的光。
所述照明设备可以是柔性照明设备。例如，它可以是柔性（2D）线栅或者柔性网格。该照明设备可以从屋顶或天花板悬吊下来，或者可以被提供在（例如也可以用作电导体或者包括电导体的导轨之间的）框架中，等等（也参见上文）。
在实施例中，所述多个光源（尤其是发光二极管）包括两个或更多独立可控的发光二极管子集。所述两个或更多子集例如可由控制单元独立控制（也参见下文）。以这种方式，可以单独地控制所述两个或更多子集的接通-关断状态以及可选地强度和/或可选地颜色。光源（尤其是LED）可以布置在（导电）线栅中和/或（导电）线栅上。在实施例中，第一子集包括多个光源，尤其是发光二极管。在另一个实施例中，第二子集包括多个光源，尤其是发光二极管。在又另一个实施例中，第一子集包括多个光源，尤其是发光二极管，并且第二子集包括多个光源，尤其是发光二极管。在一些实施例中，本发明也涉及一种方法和/或设备，其中所述多个光源（尤其是发光二极管）包括两个或更多独立可控的光源（尤其是发光二极管）子集，其中所述子集中的至少两个被配置成生成具有不同光谱分布的光。如在实施例中，所述多个光源（尤其是LED）的不同子集可以提供不同类型的光，使得可以调整光谱分布以符合园艺过程的需要。
在这里使用的光源特别地被配置成至少提供在400-475nm和625-800nm，尤其是625-730nm，例如625-700nm的范围中的光。
因此，为了能够局部地改变光强度（就PPFD而言）和/或光谱光分布，特别希望的是所述照明系统包括独立可控的多个照明设备和/或多个光源。在这里，可控可以分别特指光强度和/或光谱光分布的可控制性。
在另一方面中，也如上所指出的，本发明也提供了一种包括照明系统的园艺生产设施，该照明系统包括（i）照明设备，其包括配置在园艺生产设施内并且被配置成利用园艺光照射所述园艺生产设施内的作物的多个光源，其中该照明系统进一步包括（ii）控制单元，其被配置成控制园艺生产设施内的地点处的局部光的光强度，其中局部光是园艺光以及所述地点处起源于可选的其他光源的光之和，并且其中控制单元被配置成通过控制园艺光对局部光的贡献来防止在选自等于或小于5分钟的范围的预定时间段内，园艺生产设施内的所述地点处的局部光的平均超过50µmol/s/m2，尤其是平均超过20µmol/s/m2，例如平均超过5µmol/s/m2的光合作用光子通量密度（PPFD）变化，其中局部光的光合作用光子通量密度（PPFD）以局部光接收面积的每单位面积每秒的400-800nm波长范围内的总光子数进行确定。
特别地，在一些实施例中，园艺生产设施包括多个传感器，所述传感器被配置成感测园艺生产设施内的多个地点处的局部光的光合作用光子通量密度（PPFD）。特别地，控制单元被配置成防止所述多个地点处的局部光的光合作用光子通量密度（PPFD）变化。例如，园艺生产设施可以包括每100m2（生产面积）1个或多个传感器，或者甚至每25m2 1个或多个传感器，或者甚至每9m2 1个或多个传感器。假设每9m2 1个传感器，那么如果希望的话，可以将每9m2生产面积指定为地点。
如上所指出的，园艺生产设施可以例如包括温室，或者具有多层种植系统的园艺生产设施（多层种植园艺生产设施）。
此外，在这里描述的照明系统的任何实施例都可以用在园艺生产设施中。
利用例如本发明的照明系统，可以强制光强度以及可选地还有光谱光分布仅仅逐渐地变化。因此，在另一方面中，本发明也提供了一种向园艺生产设施中的作物提供园艺光的方法的使用，包括向所述作物提供所述园艺光，其中当园艺光的光强度变化时，该变化仅仅通过随着时间逐渐地增大或减小而发生。特别地，这样的使用也可以考虑起源于诸如太阳之类的其他可选（外部）光源的光的存在性。因此，在另外的特定实施例中，该方法进一步包括使园艺光的光强度适应以下中的一个或多个：（a）起源于可选的其他光源的辐照作物的附加光的光强度，（b）园艺光配方，和（c）提供所述园艺光的光源的基本位置。如上所指出的，这可以用于降低作物中的应激。在一个特定的实施例中，本发明允许预料云覆盖并且基于前馈回路事先对此进行补偿。
本发明也提供了一种照明系统，该照明系统包括（i）照明设备，其包括应用于包括所述照明设备的园艺生产设施中的多个光源，其中园艺生产设施具有底部区域，其中这些光源被配置成利用园艺光照射所述园艺生产设施内的作物，其中该照明系统进一步包括（ii）控制单元，其被配置成控制园艺生产设施内的地点处的局部光的光强度，其中局部光是园艺光以及所述地点处起源于可选的其他光源的光之和，并且其中控制单元被配置成通过控制园艺光对局部光的贡献来防止在选自小于5分钟的范围的预定时间段内，园艺生产设施内的所述地点处的局部光的平均超过20µmol/s/m2的光合作用光子通量密度（PPFD）变化，其中局部光的光合作用光子通量密度（PPFD）以每单位底部区域面积每秒的400-800nm波长范围内的总光子数进行确定。
本发明也提供了一种照明系统，该照明系统包括（i）照明设备，其包括应用于包括所述照明设备的园艺生产设施中的多个光源，其中园艺生产设施具有底部区域，其中这些光源被配置成利用园艺光照射所述园艺生产设施内的作物，其中该照明系统进一步包括（ii）控制单元，其被配置成控制园艺生产设施内的地点处的局部光的光强度，其中局部光是园艺光以及所述地点处起源于可选的其他光源的光之和，并且其中控制单元被配置成通过控制园艺光对局部光的贡献来防止在选自小于5分钟的范围的预定时间段内，园艺生产设施内的所述地点处的局部光的平均超过xx µmol/s/m2的光合作用光子通量密度（PPFD）变化，其中局部光的光合作用光子通量密度（PPFD）以每单位底部区域面积每秒的400-800nm波长范围内的总光子数进行确定，其中xx选自由50、20和5组成的组，并且其中特别地控制单元可以被配置成当在这里（太大的（且不希望的））所指示的PPFD变化在比预定时间段更短的时段中发生时防止这样的变化。此外，也提供了一种包括这样的照明系统的园艺生产设施。
特别地，控制单元被配置成在从一个平均PPFD水平（在某个时间段内）到另一个平均PPFD水平（在某个时间段内）的变化（以弥合这两个平均PPFD水平之间的差异）发生在预定时间段内（例如5分钟或者更短时间内）时，当该差异大于所指示的阈值（例如50µmol/s/m2）时，防止这样的变化。
例如在“基本上所有的发射”或者“基本上包括”中的这里的术语“基本上”将为本领域技术人员所理解。术语“基本上”也可以包括具有“整个”、“完全”、“全部”等的实施例。因此，在实施例中，也可以移除形容词基本上。在适用的情况下，术语“基本上”也可以涉及90%或者更高，例如95%或者更高，特别地99%或者更高，甚至更特别地99.5%或者更高，包括100%。术语“包括”也包含其中术语“包括”意味着“由……组成”的实施例。
此外，说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等等用于区分类似的元件并且不一定用于描述连续的或者按时间先后的顺序。应当理解的是，这样使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且在这里描述的本发明实施例能够以不同于在这里所描述或所图示的顺序操作。
除别的以外，在操作期间描述这里的设备或装置。本领域技术人员将清楚的是，本发明并不限于操作方法或者操作中的设备。
应当注意的是，上述实施例说明了而不是限制了本发明，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求书的范围的情况下将能够设计出许多可替换的实施例。在权利要求书中，置于括号之间的任何附图标记都不应当被解释为限制了权利要求。动词“包括”及其变体的使用并不排除除了权利要求中阐明的那些之外的元件或步骤的存在。元件之前的冠词“一”或“一个”并不排除多个这样的元件的存在。本发明可以借助于包括若干不同元件的硬件以及借助于经过适当编程的计算机来实现。在列举了若干构件的设备权利要求中，这些构件中的一些可以由同一个硬件项来体现。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的仅有事实并不表示这些措施的组合不可以有利地加以使用。
本发明进一步适用于包括说明书中描述和/或附图中示出的表征性特征中的一个或多个的器具或设备。本发明进一步涉及包括说明书中描述和/或附图中示出的表征性特征中的一个或多个的方法或过程。
本专利中讨论的各个方面可以加以组合以便提供附加的优点。此外，一些特征可以形成一个或多个分案的基础。
附图说明
现在将仅仅通过示例的方式参照示意性附图描述本发明的实施例，在附图中，相应的附图标记表示相应的部分，并且在附图中：
图1a-1f示意性地绘出了一些园艺应用和照明设备；
图2a-2g示意性地绘出了一些照明方案；图2g 示意性地绘出了本发明的一些方面；以及
图3a-3b示意性地绘出了一些可能的控制单元部分。
附图不一定符合比例。
具体实施方式
图1a示意性地绘出了用于高丝作物（例如西红柿）种植的温室。园艺作物用附图标记1表示。举例而言，在所绘出的案例中，可能的（多个）果实或者可食植物（多个）部分是西红柿。西红柿作物仅仅用作说明一些方面的示例。（多个）植物的果实区域进一步用附图标记2表示。
作物或者西红柿植物布置成行。行之间以及因而植物之间的间距用附图标记L1表示，并且可以例如处于1-2m的范围内，例如1.5m。用附图标记H表示的离地面水平的总高度可以例如处于2-4m的范围内，例如大约3m。该总高度的尤其与园艺照明相关的部分可以覆盖高度H1，并且处于0.5-1m的范围内，并且高于地面水平大约高度H2，所述高度H2可以处于0.5-1.5m的范围内，尤其是大约1m。高度H的至少一部分也可以从顶部进行照射（日光和/或人造）。用附图标记500表示的照明设备可以特别地应对所述高度H1上方的园艺作物；然而，在图左侧，仅仅通过示例的方式示出了相对高的照明设备500。附图标记d表示照明设备500（的发光表面）与作物1之间的距离。附图标记511表示可以由照明设备500生成的园艺光。如上所指出的，在照明设备500的高度和/或长度内，园艺光511可能在强度和光谱分布方面不同。（多个）照明设备500包括用附图标记10表示的至少一个光源。
在图1a中，附图标记1000表示园艺生产设施，例如温室，温室是园艺生产设施的一个示例。多行作物1可以表示为园艺布置。
设备500可以包括多个发光二极管。在实施例中，该多个发光二极管可以包括两个或更多独立可控的发光二极管子集（参见下文）。所述子集中的两个或更多个可以布置在不同的高度。以这种方式，可以根据例如作物1的高度通过相应地控制所述子集而将园艺光511提供给作物1。
照明设备可以包括LED栅格或LED的2D布置，这在下文中进一步阐明。栅格用附图标记530表示。照明设备500可以为矩形或正方形，也参见下文，例如栅格。照明设备具有平面，该平面进一步表示为栅格平面580，其在该图中垂直于图的平面并且具有前面或第一侧面和后面或第二侧面。照明设备500（这里特别地为栅格530）的第一侧面和第二侧面与栅格平面580平行，如图2f-2g 中所图示的。注意，第一和/或第二侧面不必是平坦的，因为栅格可以例如包括LED布置于其上的丝网格。园艺光511可以从照明设备（这里特别地为栅格530）的第一和/或第二侧面发出。
附图标记30表示可选的光源，例如太阳，其可以提供辐射或光31，该辐射或光在温室1000中也可以用来照射作物。因此，地点205处用附图标记211表示的局部光可能是（多个）照明设备500（尤其是（多个）光源10）的园艺光和可选光源30的可选光31之和。
附图标记A是指温室1000的园艺生产面积。局部光接收面积或者第一地点205（图中左边）可以是与植物或作物1的行平行的、具有所述植物或作物1的平均高度的高度并且具有所述行（与图的平面垂直）的长度的垂直平面的面积。通过确定该面积以及可以照射该面积的光源的光的强度，可以确定PPFD。同样地，这可以适用于图右侧处的另一个地点205。
附图标记88表示控制单元，其在照明设备500之后由用附图标记100表示的照明系统所包括。附图标记40是指传感器，其可以用来感测地点205处的强度（就PPFD而言）。控制单元可以基于传感器40的输入来适配园艺光511在特定地点处的贡献。
图1a示意性地绘出了一种温室1000，其中应用了居间照明。然而，替代居间照明或者除了居间照明之外，也可以应用顶部照明。图1b中示意性地绘出了这样的实施例。这里，局部光接收面积可以根据底部区域的有效植物生产面积进行确定。
接下来将参照图1c讨论另一个实施例。在该实施例中，如这里所述的照明设备500用于多层园艺生产设施1000中的多层种植。所述多个层用附图标记1010表示。在这种情况下，有益的是，所有LED在相同方向上朝植物发射。在这种情况下，可能有利的是将LED栅格夹在两块箔之间。这使得能够实现这样的LED栅格，该LED栅格机械上更鲁棒并且更好地与植物工厂中存在的潮湿环境屏蔽。优选地，通过结合包含基于诸如TiO2之类的颗粒的白漆的层使得LED后面的箔进行漫反射。优点在于，由植物反射回光源的光被回收。箔用附图标记360表示。设备的在另外的图中更详细地绘出的LED发射光束，所述光束用附图标记511a表示。这些光束具有光轴581。如图中可以看到的，光轴垂直于栅格平面。
这里，特别地利用栅格530的实施例描述照明设备；然而，其他的实施例也是可能的（也参见下文）。此外，照明设备500包括光源509，其可以特别地为用附图标记510表示的LED。这里，局部光接收面积是指多层的底部区域，因为每个多层具有其自身的（多个）照明设备和或自身的多个光源，并且因此局部光按层或搁板加以控制。
图1d-1f中示意性地绘出了照明系统的另外的实施例。这些图示意性地示出了基于在向前方向上（离开纸平面）发射光束的线性LED阵列的可能的照明设备的实施例。照明设备500可以位于两行作物之间（参见图1a）。照明设备可以水平地或者垂直地布置。在这些实施例中，照明设备在前面以及在后面具有线性LED阵列，以便同时照射两个相对的行。
应当注意，在其中进入温室的日光对于适当的作物生长而言不足的时段期间，不仅作物的下部（例如果实区域），而且作物的上部（例如叶子）利用园艺光进行照射；因此必须也将补充照明提供给植物的中间和更高的部分。在该实施例中，因此在植物的顶部和底部之间具有照明设备，使得可以在至少两个高度区（例如低区和高区）独立地设定光积分通量和光谱。这可以以若干方式完成。
例如，在图1d中，存在垂直取向但是划分成可以单独地寻址（在积分通量和/或光谱方面）的两个分段或子集10a、10b的单个照明设备。在图1e中，两个照明设备可以单独地寻址，这事实上等效于具有两个光源509（比如LED）子集的单个照明设备。在图1f中，存在三个照明设备，这事实上等效于具有水平布置的三个光源509（比如LED）子集的单个照明设备。最低的照明设备可以与上面两个照明设备分开地寻址。注意，最低的照明设备可以具有与上面两个照明设备不同的红:蓝LED安装比例，从而通过安装提供不同的光谱分布。可替换地，光源子集的光源可以单独地寻址。这可以允许使园艺光的光谱分布适应于作物和/或果实的需求。
图2a-2f示意性地绘出了本发明的一些可能的方面。这些图示出了垂直轴上的局部光强度（I）对水平轴上的时间（t）。图2a示出了这样的情形，其中第一时间段内用附图标记LL1表示的光水平被设定为改变成在下一时间段内用LL2表示的较低的光水平。LL1与LL2之间的虚线表示如果照明系统简单地遵照指令“转到光水平LL2”将发生的情况。光强度的突然下降将被植物感知，这可能导致应激。因此，照明系统提供用带点的线表示的跟随光FL，其提供至希望的较低水平LL2的逐渐减小。
图2a和接下来的图特别地绘出了控制单元可以被配置成在PPFD的太大（且不希望的）变化在比预定时间段更短的时段内发生时防止这样的变化。特别地，控制单元在从一个平均PPFD水平（在某个时间段内）到另一个平均PPFD水平（在另一某个时间段内）的变化（以弥合这两个平均PPFD水平之间的差异）发生在预定时间段内（例如5分钟或者更短时间内）时，并且当该差异大于所指示的阈值（例如50µmol/s/m2）时，防止这样的变化。当然，控制单元可以被配置成外推值和/或预测趋势，并且在必要时采取行动以防止不希望的变化。控制单元可以被配置成在比预定时间段更长的时间段内逐渐地实施所指示的PPFD变化。
图2b示意性地绘出了例如光配方要求从较低水平LL1 增大到较高水平LL2的情形。由于照明系统的原因，提供跟随光FL，其强加到较高水平LL2的逐渐变化，而不是到LL2水平的突然强度变化。
本领域技术人员将清楚的是，控制单元88（参见前面的图）可以是气候控制单元的一部分、集成到气候控制单元中或者由气候控制单元实施。可替换地或者附加地，控制单元也可以集成到照明设备中。同样，（多个）传感器可以集成到照明设备中。
图2c示意性地绘出了其中例如LL1、LL2和LL3示意性地描绘了光配方的三个光水平的情形。再一次地，所述变化可能太大，并且可能必须利用跟随光FL加以补偿。控制单元控制照明设备的光，并且利用该“跟随光”斜降和斜升，从而降低植物应激。
图2d示意性地绘出了这里具有光水平LL1、是人造园艺光和可选的太阳光之和的局部光例如由于太阳光的强烈减少（例如雷雨等等）的原因而减少的情形。由于控制单元可以被配置成提供具有强度LL1的光，因而控制单元可以被配置成在来自可选光源（这里举例而言为太阳）的较低光时段期间控制照明系统以增加人造园艺光强度以便将局部光水平保持在LL1处。
图2e示意性地绘出了其中光水平被设定为LL1，但是其中出于某种原因，例如由于关断可选光源的原因，光水平突然急剧地降低至较低水平LL2的情形。控制系统可以通过提供附加园艺光以维持光水平LL1而立即进行反应。光强度的小“尖峰”不会被植物“察觉”。在一时间段之后，可以修复该情形，并且附加园艺光再次降低以便将光水平维持在LL1处。因此，照明系统通过提供附加的园艺光而临时地解决了光强度不足。
图2f和图2g示意性地绘出了其中光谱光分布LL1变化到光谱光分布LL2的情形，所述变化可能太快。在图2f和图2g中，局部光强度（I）示于垂直轴上，并且波长（λ）示于水平轴上。当光谱光分布变化由控制单元（或者气候控制单元）强加时，那么控制单元可以被配置成在所有波长上让该光谱分布变化逐渐地执行。例如，尤其是在其中存在光强度不足的那些情况下，照明系统的跟随光可以通过向局部光添加特定波长或光谱分布的园艺光或者从局部光移除特定波长或光谱分布的园艺光而进行补偿，以便逐渐地实施所述变化。在例如图2f中，跟随光至少部分地降低光谱光分布中一些波长范围的贡献以便移动光谱光分布LL1以更接近光谱光分布LL2。
举例而言，将光谱范围划分成若干区（这里为I-III）。可选地，补偿可以取决于该区。例如，在400-470nm和625-675nm区中补偿可能更有意义。
图2g示意性地绘出了一种系统，其中光谱光分布中的第一峰相对于第二峰在强度上大幅减小。控制单元可以被配置成通过以这样的程度控制园艺光对局部光的贡献，使得局部光的400-800nm波长范围内的两个或更多波长范围之间的强度比值的变化维持在从所述两个或更多波长范围中选择出的预定波长范围的强度的1:2-2:1内，尤其是1:1.2-1.2:1内，尤其是1:1.1-1.1:1内，来防止所述地点处的局部光的光谱光分布的（大幅）变化。因此，通过跟随光FL，恢复（维持）了相对于波长范围III（取范围III作为从所述两个或更多波长范围中选择出的预定波长范围）的波长范围I和II内的第一峰与第二峰之间的比值。当然，到LL2的逐渐变化可能发生。换言之，将一个波长范围选为参考波长范围（预定波长范围），并且将其他（多个）波长范围相对于预定波长范围的强度比值保持在尤其是1:2-2:1或者甚至更紧的指示的范围内。选择的波长范围越多，则可以越精确地控制光谱波长分布。
图2g 示意性地绘出了一种园艺生产设施1000，其具有包括多个照明设备500和/或包括多个光源10的照明系统。这些被配置成提供园艺光511。示意性地，绘出了两个地点205。传感器40可以控制局部光211的光强度（PPFD）和/或光谱光分布。
因此，特别是从LED灯或模块输出的光逐渐变化以便降低对植物的光应激。这包括接通和关断的时间延迟以及考虑照明器的基本定位。
假设基于LED的照明设备，可以应用特定的光驱动器。LED驱动器可以具有软启动功能。在LED光源的PWM（脉宽调制）驱动的情况下，一个实施例可以包括将脉宽从“关断”（0%）朝着与希望的“接通”光强度相应的脉宽逐渐地（经由1%、2%、3%......）增加。相反地，脉宽从“接通”值逐渐地减小到“关断”。图3a示出了一种可能的配置。在实践中，PWM驱动器的调光单元可以通过中央气候计算机经由到调光单元的0-10V信号加以控制。该0-10V信号上的斜坡可以利用希望的坡度进行编程以便避免突然的强度变化以及随之诱导的植物应激。图3a示意性地绘出了用附图标记710表示的这样的系统，其中附图标记711表示具有软启动的LED驱动器，并且其中附图标记811示意性地绘出了LED驱动器所生成的PWM信号，其示出缓慢增加的脉宽结束于提供希望的光强度的希望的‘接通’脉宽处。
图3b中图示出非PWM驱动电路中的一个简单的实施例。一个附加的（可选的）电阻器R和一个附加的电容器C添加在LED与电源之间。以这种方式，当电源接通时，LED将随着电容器逐渐充电而逐渐接通。相反地，当电源切断时，LED不会立即关断，因为电容器将功率汇至LED。
另一个实施例是使用微控制器来控制流经LED的电流。
大多数驱动器是包含可编程选项以及用于传感器反馈的选项的PWM驱动器。对预定时间段、调高/调低速率、最大可允许强度和/或光谱变化等等的编程应当优选地适应于植物的照明环境、植物类型、地理位置（纬度、经度），使得太阳位置和光照可以被考虑到。下文中列出若干编程特征，作为从简单到更复杂的示例：
以秒、分钟或小时衡量的简单固定强度调光接通/关断时间斜坡。
具有取决于日、年月以考虑日长的斜坡（如上）的编程的调光接通/关断。编程可以使用标准辐射模型来完成，并且可以例如用来模仿植物工厂中的自然日光程序。
具有取决于经纬度的斜坡（如上）的编程的调光接通/关断。编程可以使用标准辐射模型来完成，并且可以例如用来补偿园艺生产设施之间的地理地点差异。
具有包括开关的斜坡的编程的调光接通/关断，该开关表示驱动器将操作朝北、西、南和东取向的灯组（仅仅对于也使用日光光照的植物而言有意义）。编程可以被优化以便维持类似的自然日光辐射特异性（像先前提到的），或者相反地，使辐射在温室中更均匀，使得降低基本取向的影响（取决于作物）。
传感器控制的驱动器斜升/斜降：另一个实施例将具有传感器控制的斜坡速度控制。在这种情况下，每组光源应当具有局部地监视光变化的强度传感器。然后，驱动器将利用增大或减小经过LED的电流来补偿那些变化，以使得植物所感知的光不太快地变化（就像温室窗帘正在闭合时或者大的云朵正经过时那样）。
总之，本发明旨在通过控制园艺生产设施内的人造照明来最小化对于植物的突然光变化，导致更小的植物应激以及改进的植物生长效率。作为附加的结果，提供给LED的电流在接通和关断阶段期间逐渐地变化，并且LED芯片的寿命由于降低的热和机械应力的原因而可以潜在地延长。
本发明可以用在来自飞利浦的用于园艺照明的当前的GreenPower LED模块中。但是，也可以与其他光源（荧光、白炽、OLED、激光光源等等）一起使用。

Claims (14)

1.一种照明系统（100），包括：
照明设备（500），其包括应用于包括所述照明设备（500）的园艺生产设施（1000）中的多个光源（10），其中这些光源（10）被配置成利用园艺光（511）照射所述园艺生产设施（1000）内的作物（1），
特征在于，该照明系统（100）进一步包括控制单元（88），该控制单元被配置成控制园艺生产设施（1000）内的地点（205）处的局部光（211）的光强度，其中局部光（211）是园艺光（511）以及所述地点（205）处起源于可选的其他光源（30）的可选光（31）之和，并且其中控制单元（88）被配置成通过控制园艺光（511）对局部光（211）的贡献来防止在选自等于或小于5分钟的范围的预定时间段内，园艺生产设施（1000）内的所述地点（205）处的局部光（211）的平均超过50µmol/s/m2的光合作用光子通量密度（PPFD）变化，其中局部光（211）的光合作用光子通量密度（PPFD）被确定为局部光接收面积（A）的每单位面积每秒的400-800nm波长范围内的总光子数。
2.依照权利要求1的照明系统（100），其中控制单元（88）被配置成防止在预定时间段内园艺生产设施（1000）内的所述地点（205）处的局部光（211）的平均超过5µmol/s/m2的光合作用光子通量密度（PPFD）变化。
3.依照权利要求1的照明系统（100），其中预定时间段选自等于或小于2分钟的范围。
4.依照权利要求1的照明系统（100），其中该照明系统进一步包括被配置成感测所述地点（205）处的局部光（211）的光合作用光子通量密度（PPFD）的传感器。
5.依照权利要求1的照明系统（100），其中控制单元（88）进一步被配置成通过以这样的程度控制园艺光（511）对局部光（211）的贡献，使得局部光的400-800nm波长范围内的两个或更多波长范围之间的强度比值的变化维持在从所述两个或更多波长范围中选择出的预定波长范围的强度的1:2-2:1内，来防止所述地点（205）处的局部光（211）的光谱光分布的变化。
6.依照权利要求1的照明系统（100），其中控制单元（88）进一步被配置成通过控制园艺光（511）对局部光（211）的贡献根据预定光配方控制所述地点处的局部光（211）的强度和光谱光分布中的一个或多个。
7.依照权利要求1的照明系统（100），其中控制单元（88）被配置成防止在预定时间段内园艺生产设施（1000）内的所述地点（205）处的局部光（211）的300-800nm波长范围内的平均超过20µmol/s/m2的光合作用光子通量密度（PPFD）变化。
8.依照权利要求1的照明系统（100），其中控制单元（88）被配置成防止在预定时间段内园艺生产设施（1000）内的所述地点（205）处的局部光（211）的第一波长范围400-470nm内的平均超过10µmol/s/m2、在预定时间段内园艺生产设施（1000）内的所述地点（205）处的局部光（211）的第二波长范围625-675nm内的平均超过10µmol/s/m2，以及在预定时间段内园艺生产设施（1000）内的所述地点（205）处的局部光（211）的第三波长范围675-760nm内的平均超过10µmol/s/m2的光合作用光子通量密度（PPFD）变化。
9.一种园艺生产设施（1000），特征在于，包括依照前面的权利要求中任何一项的照明系统（100）。
10.依照权利要求9的园艺生产设施（1000），包括多个传感器，所述传感器被配置成感测园艺生产设施（1000）内的多个地点（205）处的局部光（211）的光合作用光子通量密度（PPFD），其中控制单元（88）被配置成防止所述多个地点（205）处的局部光（211）的所述光合作用光子通量密度（PPFD）变化。
11.依照权利要求9的园艺生产设施（1000），其中园艺生产设施（1000）包括温室或者包括多层种植系统的园艺生产设施（1000）。
12.一种向园艺生产设施（1000）中的作物（1）提供园艺光（511）的方法，包括向所述作物（1）提供所述园艺光（511），其中园艺光（511）的光强度变化在时间上逐渐地发生，
特征在于，该方法进一步包括：
使用根据权利要求1-8中的任一项所述的照明系统来提供所述园艺光（511）；
使园艺光（511）的光强度适应于提供所述园艺光（511）的光源的基本位置；以及
在时间上逐渐地改变所述园艺光（511）的光强度，以减小作物（1）中的应激。
13.依照权利要求12的方法，其中所述方法进一步包括使园艺光（511）的光强度适应于园艺光配方。
14.依照权利要求12的方法，其中该方法进一步包括使园艺光（511）的光强度适应于起源于可选的其他光源（30）的到作物（1）的附加可选光（31）的光强度。
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Families Citing this family (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5723898B2 (ja) * 2013-01-15 2015-05-27 昭和電工株式会社 果菜類の栽培方法
WO2014159091A1 (en) 2013-03-14 2014-10-02 Aquaharvest Technologies, Inc. Led light timing in a high growth, high density, closed environment system
KR20150000369A (ko) * 2013-06-24 2015-01-02 한국전자통신연구원 식물공장에서의 조명 제어 장치 및 그 방법
EP2823703A1 (en) * 2013-07-10 2015-01-14 Heliospectra AB Method and system for controlling growth of a plant
DK2923561T3 (en) * 2014-03-28 2018-02-12 Plantui Oy Method for hydroponic indoor gardening
US9532411B2 (en) 2014-04-04 2016-12-27 iUNU, LLC Lighting fixture with application controller
US9451743B2 (en) * 2014-07-02 2016-09-27 Ggt Holdings Las Vegas Inc. Rotating induction grow light system
JP2016042816A (ja) * 2014-08-21 2016-04-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 植物育成装置
US10021838B1 (en) * 2014-09-22 2018-07-17 Closed S, LLC Cannabis growth methods and systems
US9844518B2 (en) 2014-09-30 2017-12-19 MJAR Holdings, LLC Methods of growing cannabaceae plants using artificial lighting
WO2016147195A1 (en) * 2015-03-19 2016-09-22 Kop Menachem A system for indoor cultivation of plants with simulated natural lighting conditions
WO2016156452A1 (en) * 2015-03-31 2016-10-06 Philips Lighting Holding B.V. Systems and methods of illuminating plants
CN104898468B (zh) * 2015-03-31 2017-06-16 小米科技有限责任公司 植物生长控制系统和方法
EP3875839A1 (en) 2015-09-29 2021-09-08 Cabatech, LLC Horticulture grow lights
US9433057B1 (en) * 2015-11-22 2016-08-30 Jlj, Inc. Resistive protection to prevent reverse voltage breakdown in anti-parallel wired LEDs
US10440796B2 (en) * 2015-12-17 2019-10-08 Lumenetix, Llc Optical and mechanical manipulation of light emitting diode (LED) lighting systems
GB201602029D0 (en) 2016-02-04 2016-03-23 Aurora Ltd Horticultural lighting device
CN106102219A (zh) * 2016-06-16 2016-11-09 广州富智信息科技有限公司 一种自动建立led植物光配方的光照装置及方法
US10842081B2 (en) * 2016-08-31 2020-11-24 Sensor Electronic Technology, Inc. Controlling light exposure of light sensitive object
US11538099B2 (en) 2016-09-21 2022-12-27 Iunu, Inc. Online data market for automated plant growth input curve scripts
US10791037B2 (en) 2016-09-21 2020-09-29 Iunu, Inc. Reliable transfer of numerous geographically distributed large files to a centralized store
US10339380B2 (en) 2016-09-21 2019-07-02 Iunu, Inc. Hi-fidelity computer object recognition based horticultural feedback loop
US11244398B2 (en) 2016-09-21 2022-02-08 Iunu, Inc. Plant provenance and data products from computer object recognition driven tracking
US10635274B2 (en) 2016-09-21 2020-04-28 Iunu, Inc. Horticultural care tracking, validation and verification
US10034342B2 (en) * 2016-09-25 2018-07-24 Illum Horticulture Llc Method and apparatus for an indoor horticultural facility
US20180084732A1 (en) * 2016-09-29 2018-03-29 General Electric Company Combination power plant and intensified farm
CN106419348A (zh) * 2016-11-14 2017-02-22 无锡新人居科贸有限公司 家用智能植物栽培台
EP3570658A4 (en) 2017-01-20 2020-10-07 Ostman, Charles Hugo LIGHT EMITTING STRUCTURES
US20180249642A1 (en) * 2017-03-06 2018-09-06 Lun Huang Method and apparatus based on laser for providing high growth, high density plantation system
JP6885360B2 (ja) * 2017-04-28 2021-06-16 日亜化学工業株式会社 植物中のフェノール性化合物の増量方法
US11622510B2 (en) 2017-05-08 2023-04-11 Urban Planter, Llc Automated vertical plant cultivation system
US11304390B2 (en) * 2017-05-08 2022-04-19 Urban Planter, Llc Automated vertical plant cultivation system
US11617309B2 (en) 2017-05-08 2023-04-04 Urban Planter, Llc Automated vertical plant cultivation system
US10524433B2 (en) 2017-05-08 2020-01-07 Daniel S. Spiro Automated vertical plant cultivation system
US20200253129A1 (en) * 2017-07-31 2020-08-13 Signify Holding B.V. Wake up light optimization for plant growth
CN107907309A (zh) * 2017-11-24 2018-04-13 山西高科华烨电子集团有限公司 一种用2m积分球量测灯珠PPF的方法
US11778955B2 (en) 2017-11-29 2023-10-10 Urban Planter, Llc Automated vertical plant cultivation system
US11062516B2 (en) 2018-02-07 2021-07-13 Iunu, Inc. Augmented reality based horticultural care tracking
US11464173B2 (en) * 2018-02-28 2022-10-11 Aessense Technology Hong Kong Limited Horticultural system with closed-loop light control
EP3784021B1 (en) * 2018-04-26 2023-08-30 Signify Holding B.V. Bolting control using light with high level of far red
US11483981B1 (en) 2018-05-14 2022-11-01 Crop One Holdings, Inc. Systems and methods for providing a low energy use farm
WO2020033127A1 (en) 2018-08-10 2020-02-13 Rosstech, Inc. Tunable led light array for horticulture
KR102128166B1 (ko) * 2018-09-19 2020-06-29 주식회사 디엠케이 식물 재배 시스템
US10980187B2 (en) 2019-02-21 2021-04-20 Omachron Intellectual Property Inc. Lighting system for indoor cultivation facility
DE102019209014A1 (de) * 2019-06-20 2020-12-24 GND Solutions GmbH System und Verfahren zur Kultivierung eines Pflanzenbestandes
US10798879B1 (en) * 2019-06-27 2020-10-13 Fluence Bioengineering, Inc. Temporal, irradiance-controlled photoacclimation
JP7230200B2 (ja) * 2019-06-28 2023-02-28 京セラ株式会社 照明装置、照明制御方法及び照明制御プログラム
RU194187U1 (ru) * 2019-07-10 2019-12-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук" (НИИСФ РААСН) Система выращивания растительных продуктов в условиях отсутствия солнечного света
WO2021096771A1 (en) * 2019-11-14 2021-05-20 Fluence Bioengineering, Inc. Modular horticultural lighting system
CN110754248B (zh) * 2019-11-19 2021-11-12 江苏浦亚照明科技股份有限公司 一种安装有自动转动照明展示设施的园艺作物栽培架
CN112868419A (zh) * 2019-12-01 2021-06-01 广州清凉农业科技有限公司 一种农业日光传输照明系统和配套的温室以及照明方法
US11720980B2 (en) 2020-03-25 2023-08-08 Iunu, Inc. Crowdsourced informatics for horticultural workflow and exchange
RU2742611C1 (ru) * 2020-09-11 2021-02-09 Автономная некоммерческая организация «Институт социально-экономических стратегий и технологий развития» Способ активации проращивания семян рапса при моноспектральном освещении
RU2741089C1 (ru) * 2020-09-29 2021-01-22 Автономная некоммерческая организация «Институт социально-экономических стратегий и технологий развития» Способ активации проращивания семян сои
EP4307881A1 (en) 2021-03-19 2024-01-24 Vertikal Green Tech Ltd. Method and systems for indoor farming
RU2764546C1 (ru) * 2021-04-06 2022-01-18 Общество с ограниченной ответственностью «Агрофотоника РМ» Способ освещения растений сверху при их выращивании в условиях закрытого грунта, обеспечивающий поддержание в процессе роста постоянного значения поверхностной плотности фотосинтетического потока на уровне листа, и реализующая данный способ система
CN114027120B (zh) 2021-11-05 2022-11-22 中国农业科学院都市农业研究所 一种水稻快速加代育种的方法
WO2023086457A1 (en) * 2021-11-11 2023-05-19 The Regents Of The University Of California Cyber-physical system for real-time daylight evaluation
US20230397542A1 (en) * 2022-06-08 2023-12-14 Firefly-One, Inc. Photon Source for Promoting the Growth and Maturation Rate of Members of the Plantae and Protista Kingdoms
US11666007B1 (en) * 2023-01-10 2023-06-06 SunSpectrum Technologies, LLC Lighting fixture and method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1639884A1 (en) * 2003-06-27 2006-03-29 Taiyo Kogyo Co., Ltd. Apparatus for nursing seedlings and method of nursing seedlings
CN101547597A (zh) * 2006-12-07 2009-09-30 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于温室的控制设备
WO2010066042A1 (en) * 2008-12-10 2010-06-17 Jeffery Bucove A rgb led package for optimized emissions of photosynthetically active radiation
CN102164438A (zh) * 2011-02-23 2011-08-24 尚雪峰 一种生物生长补光控制方法和系统
CN102577886A (zh) * 2011-12-27 2012-07-18 达亮电子（苏州）有限公司 植物照明装置
CN102626042A (zh) * 2011-02-03 2012-08-08 东京毅力科创株式会社 植物培育光源单元和植物培育系统

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3602035A1 (de) * 1985-01-31 1986-08-07 Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo Anlage zum anbauen und zuechten von pflanzen
US5269093A (en) 1990-11-30 1993-12-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and apparatus for controlling plant growth with artificial light
GB2293443B (en) * 1994-08-04 1998-02-18 British Airways Plc A lighting system for an aircraft cabin
JPH09172868A (ja) 1995-12-22 1997-07-08 Ishimoto Nougiken:Kk 植物育成方法及び植物育成具
US5818734A (en) 1996-06-12 1998-10-06 Cornell Research Foundation, Inc. Method for controlling greenhouse light
WO2002067660A1 (fr) * 2001-02-28 2002-09-06 Ccs Inc. Methode de culture d'une plante et dispositif d'eclairage permettant de cultiver une plante
JP2005506851A (ja) * 2001-11-08 2005-03-10 マリエ ファンゲル アンネ 植物の実際の光合成量を決定する方法及び装置
ATE454030T1 (de) 2005-10-26 2010-01-15 Pentair Water Pool & Spa Inc Schwimmbad- und badleuchte mit led
NL1030511C2 (nl) 2005-11-24 2007-05-25 Nedap Nv Gewasbelichting.
EP1992216B1 (en) * 2006-03-08 2018-12-05 Shikoku Research Institute Incorporated Method for inducing an expression of a disease-resistant gene of a plant
JP2007281424A (ja) 2006-03-15 2007-10-25 Casio Comput Co Ltd 発光素子の駆動装置、発光素子の駆動方法及び発光素子の駆動プログラム
LT5516B (lt) * 2006-10-17 2008-09-25 Uždaroji akcinė bendrovė "HORTILED" Žalingų nitratų kiekio augaluose sumažinimo, apšvitinant kietakūnio šviestuvo sukuriamu šviesos srautu, būdas ir įrenginys
EP2154945B1 (en) 2007-05-14 2017-07-12 Philips Lighting Holding B.V. Shading device
RU2369086C1 (ru) * 2008-01-15 2009-10-10 Валерий Николаевич Марков Светодиодный фитопрожектор
JP2010004869A (ja) 2008-05-28 2010-01-14 Mitsubishi Chemicals Corp 生物の育成装置及び育成方法
JP5809559B2 (ja) 2008-07-11 2015-11-11 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 園芸栽培物を照明するための照明配置
US8738160B2 (en) 2008-07-25 2014-05-27 Jeffery Bucove Apparatus and method for plant metabolism manipulation using spectral output
JP5047117B2 (ja) * 2008-10-20 2012-10-10 パナソニック株式会社 植物病害防除用照明システム
US20100277078A1 (en) 2009-05-04 2010-11-04 Fertile Earth Systems, Inc. Plant lighting system
US8302346B2 (en) * 2010-01-26 2012-11-06 University Of Georgia Research Foundation, Inc. Biological optimization systems for enhancing photosynthetic efficiency and methods of use
CN101852368B (zh) 2010-01-28 2011-07-27 杭州汉徽光电科技有限公司 一种用于兰科植物组培的led混光灯具
RU2560311C2 (ru) * 2010-03-31 2015-08-20 Тридоник Гмбх & Ко. Кг Световой короб и способ его освещения
CN101847023B (zh) 2010-06-12 2013-05-08 北京富通永泰国际贸易有限公司 室内光线控制的方法和系统
CN102138464A (zh) 2010-12-14 2011-08-03 杭州汉徽光电科技有限公司 一种温室植物栽培的补光方法
JP5529721B2 (ja) 2010-12-16 2014-06-25 昭和電工株式会社 植物栽培用の照明装置、植物栽培装置
WO2012154275A1 (en) * 2011-02-25 2012-11-15 Illumitex. Inc. Plant growth lighting device and method
US9137874B2 (en) * 2011-12-02 2015-09-15 Biological Illumination, Llc Illumination and grow light system and associated methods

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1639884A1 (en) * 2003-06-27 2006-03-29 Taiyo Kogyo Co., Ltd. Apparatus for nursing seedlings and method of nursing seedlings
CN101547597A (zh) * 2006-12-07 2009-09-30 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于温室的控制设备
WO2010066042A1 (en) * 2008-12-10 2010-06-17 Jeffery Bucove A rgb led package for optimized emissions of photosynthetically active radiation
CN102626042A (zh) * 2011-02-03 2012-08-08 东京毅力科创株式会社 植物培育光源单元和植物培育系统
CN102164438A (zh) * 2011-02-23 2011-08-24 尚雪峰 一种生物生长补光控制方法和系统
CN102577886A (zh) * 2011-12-27 2012-07-18 达亮电子（苏州）有限公司 植物照明装置

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