CN109479554B - 植物栽培装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种植物栽培装置，具有照明部和导光构件。照明部具有串联配置的第一光源和第二光源。导光构件具有第一受光部、发光部和第二受光部，配置为覆盖第一光源与第二光源之间的非照射部的至少一部分。第一受光部使来自第一光源的第一光折射，朝向发光部射出。第二受光部使来自第二光源的第二光折射，朝向发光部射出。发光部使第一光和第二光折射，向植物栽培用空间进行照射。

Description

植物栽培装置
技术领域
本发明涉及使用从多个光源照射的光来进行植物栽培的植物栽培装置。
背景技术
作为植物栽培装置，例如有专利文献1。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2015-119660号公报
发明内容
植物栽培装置具有照明部和导光构件。
照明部具有串联配置的第一光源和第二光源。
导光构件具有第一受光部、发光部和第二受光部，并且配置为覆盖第一光源与第二光源之间的非照射部的至少一部分。
在导光构件中，第一受光部、发光部和第二受光部按此顺序进行配置。
第一受光部取入从第一光源照射的第一光，进行折射，朝向发光部射出。
第二受光部取入从第二光源照射的第二光，进行折射，朝向发光部射出。
发光部取入第一光和第二光，进行折射，向与非照射部对置的植物栽培用空间进行照射。
附图说明
图1是本发明的实施方式1中的植物栽培装置的示意图。
图2是现有结构中的荧光灯的照度分布的图。
图3A是本发明的实施方式1中的植物栽培装置的概略侧视图。
图3B是本发明的实施方式1中的植物栽培装置的导光构件的俯视图。
图3C是示出本发明的实施方式1中的植物栽培装置的导光构件、荧光灯和植物的配置关系的俯视图。
图3D是说明本发明的实施方式1中的植物栽培装置的导光构件的导光原理的说明图。
图4A是本发明的实施方式2中的植物栽培装置的导光构件的概略俯视图。
图4B是本发明的实施方式2中的植物栽培装置的导光构件的概略侧视图。
图4C是用于说明本发明的实施方式2中的植物栽培装置的导光构件与LED的配置关系的、LED的长边方向上的剖面侧视图。
图4D是用于说明本发明的实施方式2中的植物栽培装置的导光构件的导光原理的、半圆筒形状的轴正交方向上的剖面侧视图。
具体实施方式
在现有结构中，存在在栽培区域内产生光量偏差的情况。
以下，参照图表对本发明的实施方式进行说明。
(实施方式1)
图1是实施方式1所涉及的植物栽培装置的示意图。
植物栽培装置具有照明部100和导光构件101。照明部100具有第一光源100-1(第一人工光源)和第二光源100-2(第二人工光源)。植物栽培装置使用从第一光源100-1照射的光L1(参照图3D)和从第二光源100-2照射的光L2(参照图3D)来进行配置在植物栽培用空间中的植物的栽培。另外，在本实施方式中，以两个光源为例来进行了示出，但是光源也可以是3个以上。
另外，在图1中，配置在植物栽培用空间中的栽培床以及栽培架等与本发明相关的结构以外的设备结构被省略了图示。但是，与本发明相关的植物栽培装置，具体而言虽未图示，但是也可以具有能够任意地控制温度、湿度以及CO2浓度的空调设备、控制营养液的条件等的营养液控制装置、使营养液循环的栽培床等。并且，植物栽培装置根据要栽培的植物103控制栽培环境，使得成为适当的环境。
照明部100包括多个光源(第一光源100-1和第二光源100-2)，第一光源100-1和第二光源100-2以串联的方式相邻配置。多个光源的每一个，例如，由荧光灯或LED(发光二极管)等直管型的光源构成。第一光源100-1和第二光源100-2通过朝向种植于植物栽培用空间的栽培板102的植物103照射光来栽培植物103。
照明部100的第一光源100-1、第二光源100-2的长度，例如，与一般的直管型的荧光灯的长度相同为1280mm。作为一例，设为在纵2750mm、横750mm、高度300mm的长方体的栽培空间内的顶棚，设置照明部100，以距栽培空间的顶棚的中心为幅度190mm的间距，具备第一光源100-1和第二光源100-2。
在第一光源100-1和第二光源100-2的末端的插座部100b，安装有用于安装至照明器具的照明器具安装用的插座100a。由于插座100a和插座部100b自身不发光，因此插座部100b附近的栽培空间的光量下降。
图2是现有结构中的荧光灯的照度分布(光量)的图。在照明部100使用荧光灯的情况下，电极位于荧光灯的荧光管内。因此，如图2所示，在从荧光灯的末端部(即，0cm的位置)起例如大约10cm的范围内，光量变少。
表1示出了无导光构件101的现有结构的光量。在表1中，在照明部100使用荧光灯，将从荧光灯的末端朝向中央部到10cm为止的范围定义为照明末端部，将除此以外的范围定义为照明中央部。然后，使用Li-COR公司制的光量子束密度计Light-MeterLI-250A对各个范围中的光量进行了测定。光量在无栽培、育苗时以及收获时分别进行了测定。此外，表2是分别在无栽培、育苗时以及收获时对无导光构件101的现有结构下的植物的重量进行了测定的结果。另外，光量以将照明中央部的光量取为100时的比率来显示。重量也以将照明中央部的植物的重量取为100时的比率来显示。
作为测定条件，在不栽培植物103的情况下(表1、表2中显示为“无栽培”)，在栽培板102上设置测定器并进行了测定。在植物103的育苗结束时和收获时，在植物103的前端部以在测定面铅垂方向上朝上的方式设定测定器并进行了测定。测定面与照明部100的距离在无栽培时为300mm，在育苗结束时为200mm，在收获时为100mm。
在表1中，照明末端部的光量在无栽培时为85，在育苗时为75，在收获时为56，随着植物103生长，照明末端部的光量下降。因此，照明中央部与照明末端部的光量之差变大。在表2中，此时的育苗时以及收获时的各个植物的重量进行平均，在育苗时为78(这是植物的个数N＝8个的平均值)，在收获时为65(这是植物的个数N＝4个的平均值)。
在照明以外的条件相同的情况下，植物103的重量与栽培期间中的累计光量成比例。照明末端部的累计光量在育苗时成为80，在收获时成为66，照明末端部的植物的重量在育苗时成为78，在收获时成为65，能够确认累计光量与重量的相关性。在此，栽培了生菜作为植物的一例。
【表1】
Figure BDA0001786931310000041
【表2】
Figure BDA0001786931310000042
以往，在这样的条件下确保重量产量的情况下，为了重量变小的照明末端部的植物的重量成为给定的重量(换言之，收获时最低要求的重量)以上，设定了使照明末端部的植物的重量成为给定的重量以上所需的栽培日数或照明的照射时间等。但是，这样一来，由于照明中央部的光量变得过强，因此收获时的照明中央部的植物的重量增大40％以上。
在该情况下，由于植物变得过大而发生叶子的变色等，或者与在发货时使用的包装相比植物变得过大。结果，产生需要花费工夫等问题，例如，产生去除多余的叶子的作业等。
为此，通过使栽培环境尽可能均匀，能够解决这些问题。因此，在本发明中，构成为通过配置导光构件101，从而使照明中央部的光量与照明末端部的光量均匀化。以下，对此进行详细说明。
图3A示出了在照明部100的第一光源100-1和第二光源100-2使用了荧光灯的情况下的本实施方式1的植物栽培装置的导光构件101附近的概略侧视图。图3B是导光构件101的俯视图。图3C是示出导光构件101、第一光源100-1、第二光源100-2以及植物103的配置关系的俯视图。图3D是说明导光构件101的导光原理的说明图。在此，图3B～图3D中的斜线部分不是剖面阴影线，而是为了区分发光部、受光部和导光部而进行了标注。
在图3A～图3D中，导光构件101在利用从第一光源100-1照射的光L1(参照图3D)和从第二光源100-2照射的光L2(参照图3D)来进行植物103的栽培的植物栽培装置中使用。在多个光源当中相邻的第一光源100-1的上方和第二光源100-2的上方，与第一光源100-1以及第二光源100-2空开间隙130来配置导光构件101。进而，导光构件101配置为跨越第一光源100-1和第二光源100-2并且覆盖第一光源100-1的至少一部分和第二光源100-2的至少一部分。导光构件101沿着第一光源100-1和第二光源100-2的长边方向配置。即，导光构件101的长边方向与第一光源100-1以及第二光源100-2的长边方向一致。
如图3A所示，在第一光源100-1与第二光源100-2之间的间隙131的上方空开间隙130来配置导光构件101。
导光构件101例如为矩形的透明薄板状的构件，具有第一受光部111、第二受光部112、导光部101a和发光部101b。在导光构件101的长边方向上，在发光部101b的一端侧，经由导光部101a连结配置有第一受光部111。此外，在发光部101b的另一端侧，经由导光部101a连结配置有第二受光部112。导光构件101由具有透光性的透明树脂一体地构成，例如由丙烯酸树脂等一体地构成。
在图3D中，第一受光部111由棱镜构成，并发挥以下这样的作用。第一受光部111将从第一光源100-1向上方照射的第一光L1，在与导光构件101的长边方向交叉的方向上，取入到第一受光部111内。即，第一受光部111从与第一光源100-1对置的第一对置面111a，取入第一光L1。更详细来说，第一受光部111在从第一光源100-1的长边方向的至少中央部到与第二光源100-2的端部对置的第一光源100-1的端部的区域中，取入第一光L1。在第一受光部111，使所取入的第一光L1折射，沿着导光构件101的长边方向朝向发光部101b射出，而送至发光部101b。第一受光部111的平面形状，例如，设为随着朝向发光部101b而前端变细的形状。作为一例，第一受光部111的平面形状构成为，将底边配置在第一光源100-1的长边方向的中央部且顶点配置在发光部101b的附近那样的两个大致等腰三角形并列配置(即，作为图3B中的左端侧的斜线区域)。
同样地，第二受光部112由棱镜构成，并发挥以下这样的作用。
第二受光部112将从第二光源100-2向上方照射的第二光L2，在与导光构件101的长边方向交叉的方向上，取入到第二受光部112内。即，第二受光部112从与第二光源100-2对置的第二对置面112a取入第二光L2。更详细来说，第二受光部112在从第二光源100-2的长边方向的至少中央部到与第一光源100-1的端部对置的第二光源100-2的端部的区域中，取入第二光L2。在第二受光部112，使所取入的第二光L2折射，沿着导光构件101的长边方向朝向发光部101b射出，而送至发光部101b。第二受光部112的平面形状，例如，设为随着朝向发光部101b而前端变细的形状。作为一例，第二受光部112的平面形状构成为，将底边配置在第二光源100-2的长边方向的中央部且顶点配置在发光部101b的附近那样的两个大致等腰三角形并列配置(即，作为图3B中的右端侧的斜线区域)。
作为第一受光部111(或者第二受光部112)的大致等腰三角形的一例，在设置状态下从上表面观察的情况下(即，俯视的情况下)，如图3C所示，由照明部100的中心点100e的2点和电极部的端部的点100f的1点共计3点构成。在该情况下，第一受光部111(或者第二受光部112)例如是底边为1080mm、高度为12.5mm的大致等腰三角形。
关于导光部101a，作为平面形状，由底边相互连接的两个梯形形状构成。梯形形状各自的底边和受光部的两个大致等腰三角形的底边重叠连结。即，导光部101a构成为第一受光部111、第二受光部112、发光部101b以外的部分(即，图3B中白色区域)。导光部101a将从第一受光部111和第二受光部112分别取入的第一光L1和第二光L2朝向发光部101b进行导光。
发光部101b配置在导光构件101的中央，并且具有与第一光源100-1的一个端部的上部和第二光源100-2的一个端部的上部对置的第三对置面101c。从第一受光部111和第二受光部112分别取入并进行了折射后透过导光部101a的第一光L1以及第二光L2被取入到发光部101b。在发光部101b，使第一光L1以及第二光L2向与导光构件101的长边方向交叉的方向进行折射。然后，第一光L1以及第二光L2从与第一光源100-1的端部的上部以及第二光源100-2的端部的上部对置的第三对置面101c，经由第一光源100-1的端部和第二光源100-2的端部，朝向植物103照射。作为发光部101b，也可以构成为具有照射两个第一光源100-1与第二光源100-2之间的间隙131的整体那样的长度。或者，也可以设置为使发光部101b穿透到间隙131的下方，使发光部101b突出并下垂到植物103的正上方。在此，间隙131不是光源，而是不照射光的非照射部的一例。
作为一例，第一受光部111和第二受光部112在栽培空间的长方体中，从上表面观察，第一光源100-1和第二光源100-2的中央部的光量较强，随着靠近末端部光量变少。为了对中央部的光较多地进行导光，第一受光部111和第二受光部112的特征在于，为如下那样的前端变细的形状，即，光源的中央部的第一受光部111和第二受光部112的面积较大，直到光源的末端部为止第一受光部111和第二受光部112的面积逐渐变小。即，第一受光部111或第二受光部112为朝向发光部101b侧成为前端变细那样的大致等腰三角形状。
根据这样的实施方式1的结构，通过导光构件101将从照明部100向上方照射的第一光L1和第二光L2从照明部100的第一光源100-1和第二光源100-2的中央部导光到末端部的间隙131的附近，由此能够改善照明部100的间隙131的附近的光量不足。特别地，作为第一受光部111和第二受光部112，在光量较多的照明中央部增大受光面积以较多地取入第一光L1和第二光L2，在光量较少的照明末端部减小受光面积而增加导光部101a，从发光部101b能够进行发光。通过设为这样的结构，能够使从中央部一直到末端部附近的光量分布均匀化。此外，根据该结构，能够改善特别是相邻的光源间的间隙131的部分的光量不足所引起的植物103的重量不足以及徒长。结果，能够降低收获重量的偏差。
此外，在无导光构件101的现有的结构中，向荧光灯的上侧照射的光未能有效运用于植物103的育成。但是，在本实施方式中，通过将向荧光灯的上侧照射的光导光到末端部侧，并对植物103进行照射，从而能够实现更高效率的植物栽培。
表3是除了在表1以及表2的现有的结构中设置了导光构件101以外以相同的测定条件进行了测定时的在收获时测定光量的结果。
【表3】
Figure BDA0001786931310000081
在表3中，能够确认照明中央部的光量和照明末端部的光量几乎相同，能够实现更均匀的光量环境。
(实施方式2)
实施方式2是如下情况，即，与实施方式1的荧光灯不同，在照明部100使用LED(Light Emitting Diode，发光二极管)的情况。在LED照明中没有电极部，不存在像荧光灯那样照明末端部的光量的下降。
但是，关于在将LED照明安装至照明器具时产生的LED照明间的间隙部分132(参照图4B、4D)的光量子束密度变小这样的问题，即使取代荧光灯而使用LED照明也并未解决。此外，LED照明通常具有指向性，因而能够仅向植物103的栽培面照射光。因此，不能如实施方式1那样将不直接照射植物103的向上方照射的光进行导光而利用于栽培。另外，间隙部分132是非照射部的另一例。
为了解决上述问题，使用图4A～图4D中记载的导光构件200。图4A是实施方式2中的植物栽培装置的导光构件200的概略俯视图。图4B是导光构件200的概略侧视图。图4C是用于说明导光构件200和LED100-3、100-4的配置关系的LED的长边方向上的剖面侧视图。图4D是用于说明导光构件200的导光原理的半圆筒形状的轴正交方向上的剖面侧视图。其中，图4A中的斜线部分不是剖面阴影线，而是为了区分发光部、受光部和导光部而进行了标注。
在图4A～图4D中，在实施方式2中，照明部100的光源为直管型的LED，第三光源100-3和第四光源100-4以相互串联的方式相邻配置，第三光源100-3的端部和第四光源100-4的端部接近配置。在第三光源100-3和第四光源100-4各自的两端部，固定有用于安装至照明器具的插座100d。
像这样，在光源为LED的第三光源100-3和第四光源100-4的情况下，导光构件200如下进行配置。导光构件200例如由在与第三光源100-3以及第四光源100-4的长边方向交叉的方向(例如正交的方向)上具有轴向并且向下凸的半圆筒形状的透明构件构成。导光构件200配置为，跨越覆盖第三光源100-3的端部的下侧和第四光源100-4的端部的下侧。
导光构件200具有第三受光部211、第四受光部212、发光部200c和导光部200d。导光构件200由具有透光性的透明树脂一体地构成，例如由丙烯酸树脂等一体地构成。
第三受光部211和第四受光部212分别由棱镜构成。第三受光部211和第四受光部212在半圆筒形状的周向的两侧的上端部空开间隔形成的一对矩形的开口部200a、200b的缘部，分别配置为C字状。另外，在第三光源100-3和第四光源100-4仅向下发光的情况下，第三受光部211和第四受光部212也可以仅在第三光源100-3和第四光源100-4的下表面侧配置为板状。在第三光源100-3的端部，将从第三光源100-3向下方照射的第三光L3在与导光构件200的长边方向(换言之，半圆筒形状的周向)交叉的方向上取入到第三受光部211内。在第三受光部211，使所取入的第三光L3折射，沿着导光构件200的长边方向朝向发光部200c射出，而送至发光部200c。
同样地，在第四光源100-4的端部，将从第四光源100-4向下方照射的第四光L4在与导光构件200的长边方向(即，半圆筒形状的周向)交叉的方向上取入到第四受光部212内。在第四受光部212，使所取入的第四光L4折射，沿着导光构件200的长边方向朝向发光部200c射出，而送至发光部200c。
导光部200d作为半圆筒形状的上端部与下端部之间的中间部分而由弯曲的半圆筒的透明部分构成，将从第三受光部211和第四受光部212分别取入的第三光L3和第四光L4朝向发光部200c进行导光。
发光部200c配置在半圆筒形状的上端部间的中间的下端部并沿圆筒形状的轴向延伸。此外，发光部200c配置在导光构件200的中央，并且，位于第三光源100-3的一个端部与第四光源100-4的一个端部之间的间隙部分132的下方。发光部200c在其下表面具有第四对置面200e。从第三受光部211和第四受光部212分别取入并进行折射后透射过导光部200d的第三光L3以及第四光L4被取入到发光部200c。在发光部200c，使第三光L3以及第四光L4向与导光构件200的长边方向交叉的方向进行折射后，从发光部200c的第四对置面200e朝向植物103进行照射。
另外，在照明部100为荧光灯的情况下，也可以应用导光构件200。即，导光构件200以在与光源的长边方向交叉的方向上具有轴向并且向下凸的半圆筒形状构成，并配置为覆盖第一光源的端部以及第二光源的端部的下侧。
在此，导光构件200设计为与各个插座100d不发生干扰。例如，在端部间的间隙部分132的长度为100mm、插座100d的长度为30mm的情况下，通过将半圆筒形状的内侧的半径R设为100mm，从而将半圆筒形状的导光构件200构成为与各个插座100d不接触。
此外，虽然根据LED的形状而不同，但是一般使用的LED的直径为30mm。因此，第三受光部211和第四受光部212配置在能够卡合LED那样的大小的开口部200a、200b的缘部。另外，优选在开口部200a、200b与第三光源100-3以及第四光源100-4的外表面之间，尽可能缩小间隙，例如构成为空开1mm的间隙进行卡合，从而抑制漏光。
此外，导光构件200优选设置为照明部100与第三受光部211以及第四受光部212不接触。导光构件200利用导光部200d对由第三受光部211和第四受光部212聚光的第三光L3以及第四光L4进行导光，并从发光部200c的第四对置面200e向种植在其下方的植物203照射光。
根据这样的实施方式2的结构，通过导光构件200将从照明部100向正下方照射的光L3、L4导光到第三光源100-3和第四光源100-4的端部的间隙部分132，由此能够改善照明部100的间隙部分132的光量不足。通过设为这样的结构，能够使从中央部一直到端部附近的光量分布均匀化。此外，根据上述结构，能够改善相邻的光源间的间隙部分132的部分的光量不足所引起的植物103的重量不足以及徒长。结果，能够降低收获重量的偏差。
另外，能够使得通过将上述各种实施方式或变形例中的任意的实施方式或变形例适当进行组合，从而取得各自具有的效果。此外，能够进行实施方式彼此的组合或实施例彼此的组合或实施方式与实施例的组合，并且还能够进行不同的实施方式或实施例中的特征彼此的组合。
如上所述，根据本发明的方式，通过利用导光构件将光从来自光源的光量较多的区域导光到光量较少的区域，能够使光量分布均匀化。
本发明所涉及的植物栽培装置通过在植物工厂中以低成本使栽培环境均匀化，从而能够使要栽培的蔬菜均匀化，能够实现栽培损失小的蔬菜栽培。

Claims (3)

1.一种植物栽培装置，具备：
照明部，其具有串联配置的第一光源和第二光源；和
导光构件，其具有第一受光部、发光部和第二受光部，并且配置为覆盖所述第一光源与所述第二光源之间的非照射部的至少一部分，
在所述导光构件中，所述第一受光部、所述发光部和所述第二受光部按此顺序进行配置，
所述第一受光部取入从所述第一光源照射的第一光，进行折射，朝向所述发光部射出，
所述第二受光部取入从所述第二光源照射的第二光，进行折射，朝向所述发光部射出，
所述发光部取入所述第一光和所述第二光，进行折射，向与所述非照射部对置的植物栽培用空间进行照射，
所述第一光源和所述第二光源为荧光灯，
所述导光构件设置在所述第一光源和所述第二光源的上方，
所述第一受光部是随着朝向所述发光部而前端逐渐变细的形状。
2.根据权利要求1所述的植物栽培装置，
所述导光构件设置在从所述第一光源的中央部到所述第二光源的中央部的上方，
所述发光部配置在所述非照射部的上方，
所述第一受光部具有沿着从所述第一光源的所述中央部朝向端部的方向前端逐渐变细的形状，
所述第二受光部具有沿着从所述第二光源的所述中央部朝向端部的方向前端逐渐变细的形状。
3.根据权利要求1所述的植物栽培装置，
在所述导光构件中，在所述第一受光部与所述发光部之间配置有导光部，在所述发光部与所述第二受光部之间配置有导光部。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10806100B1 (en) * 2019-10-18 2020-10-20 Mendel Systems, Inc. Grow cabinet and system for growing plants

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1837091A (en) * 1930-04-26 1931-12-15 Wayne W Adams Lighting system
US2589569A (en) * 1948-08-04 1952-03-18 Westinghouse Brake & Signal Optical system for use in light signals, indicators, and the like
US3352277A (en) * 1965-11-05 1967-11-14 Clavitone Sound Corp Ltd Visual indicator
JPS6076886U (ja) * 1983-10-31 1985-05-29 松下電工株式会社 照明装置
US5357592A (en) * 1993-08-17 1994-10-18 Martin Marietta Corporation Optical energy concentrator/reflector
JPH10104436A (ja) * 1996-10-02 1998-04-24 Toto Ltd 面発光装置
EP0968448B1 (en) * 1997-02-19 2004-10-06 Digital Projection Limited Illumination system
DE10201556A1 (de) * 2002-01-17 2003-07-31 Ludwig Leuchten Kg Plattenleuchte
CN100383573C (zh) * 2002-12-02 2008-04-23 3M创新有限公司 多光源照明系统
TWI282017B (en) * 2004-05-28 2007-06-01 Epistar Corp Planar light device
AU2008218000A1 (en) * 2007-02-20 2008-08-28 Oyama, Nabou Light source apparatus, lighting apparatus using the light source apparatus, and plant growing apparatus using lighting apparatus
WO2013046989A1 (ja) * 2011-09-30 2013-04-04 シャープ株式会社 植物栽培用照明装置、植物栽培システムおよび植物栽培方法
US9775301B2 (en) * 2012-02-02 2017-10-03 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Cultivation system
CN202691891U (zh) * 2012-06-20 2013-01-23 乐佳科技股份有限公司 照明装置
US9746596B2 (en) * 2012-11-08 2017-08-29 Fraen Corporation Multi-LED/multi-chip color mixing optics
JP2015119660A (ja) 2013-12-24 2015-07-02 昭和電工株式会社 植物栽培装置
JP6074666B2 (ja) * 2014-03-14 2017-02-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 植物栽培装置
CN105075732B (zh) * 2015-08-11 2017-10-31 北京农业信息技术研究中心 一种节能型密闭式植物栽培装置
CN105180080B (zh) * 2015-09-08 2017-12-08 重庆鑫翎创福光电科技股份有限公司 灯光组件及植物生长灯
CN106195779A (zh) * 2016-07-29 2016-12-07 佛山市南海区联合广东新光源产业创新中心 一种植物照明用导光装置

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