CN109561655A - 创建叶片颜色图案 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于改变植物叶片中生物色素比的设备和方法。该设备和方法通常包括光源；以及引导光源向细胞组传递改变的光谱的装置。改变的光谱改变细胞组的生物色素含量，以产生在叶片上创建所需图案的对比色。该设备可包括发射主要生长光谱的第一光源，发射改变的光谱的第二光源；以及将第一光源和第二光源引导向细胞组的装置，其中改变的光谱改变细胞组的生物色素含量，以在叶片上创建所需图案。改变叶片上细胞组中的生物色素比的方法通常包括将叶片的表面与光源对准，激活光源以产生改变的光谱，以及将改变的光谱导向叶片以创建图案，其中暴露于改变的光谱的叶片的细胞表现出所需图案。

Description

创建叶片颜色图案
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年7月13日提交的发明名称为“创建叶片颜色图案(Leaf ColorPattern Creation)”申请号为62/361,568的临时专利申请的优先权。前述临时申请的全部内容通过引用结合在本申请中。
背景
1.技术领域
本发明主要涉及通过改变植物叶片中生物色素比以显示预定图案或字母数字符号的技术。
2.背景技术
园艺学家已经使用LED灯的光谱精度和调谐能力来限定单独使用光线改变蔬菜表型的方法。现在已经表明，在生长的最后几天增加蓝色光子数量有助于绿叶蔬菜的红色变种具有更深的红色外观。现有技术未能控制颜色转移以产生有意义的图案/图像。本公开旨在克服现有技术的缺点/限制。
发明内容
本发明的一个目的是通过将叶片的一部分暴露于更高浓度的蓝光而将剩余区域暴露于更平衡的光谱而在叶片表面上创建图案。更高浓度的蓝光引起植物响应以产生更多的花青素，且所得细胞具有更深的红色。这种更深的红色外观是由于随着花青素(红色生物色素)增加，生物色素比变化引起的。
AeroFarms(本申请的受让人)的内部实验表明，当一片叶片遮住另一片叶片时，红色图案会发生变化。这导致在一些叶片上的红色尖端，甚至是一片叶片在另一片叶片上形成的弯曲阴影的扇形图案产生具有没有阴影的红色区域和出现阴影的绿色区域的叶片。这导致产生了一种如何控制红色图案出现在叶片上的方法，包括形成几何图案甚至是字母数字符号。这些图案可以是在绿叶上形成带有红色圆圈，作“正”，，或者是在另一面变成红色的叶片中间带有绿色圆圈的作为“负”。
根据入射光的光谱变化，一些叶片更易于表型变化。这方面很好的实例包括许多“红”品种的莴苣和芸苔，包括红色长叶莴苣、红橡木、红色菘菜、红色俄罗斯羽衣甘蓝和红色青江菜。虽然几乎每种植物都在某种程度上具有这种类型的反应，但这些是具有强烈反应的市售绿叶蔬菜的很好的实例。
在植物生命的大部分时间，植物可以在许多光谱中的任一光谱下生长。各行业典型的是白光(例如来自太阳、荧光灯管、金属卤化物灯、LED、D50日光、D65日光)或琥珀色灯光(例如来自高压钠灯)或洋红灯(例如主要包括红色和蓝色LED的LED灯)。在该讨论中，产生健康生长和典型绿色的光谱被称为“主要生长光”光谱。
研究人员(Lopez和其他人)已经证明，一旦植物达到在一周内具有可收获叶片的年龄，光谱的变化就会增加叶片的红色。光谱变为强蓝色，通常光子数超过25％(即400-480nm)，是实现植物“变红”的关键。在该讨论中，该光谱被称为“改变的光谱”。
当植物同时被各种不同波长的光穿过叶片的位置照射时，每个细胞的变化可发生。例如，更高浓度的蓝光出现的细胞可产生更多的花青素并具有更红的颜色。具有更平衡光谱的细胞可仍然有绿色色调。
仔细控制改变的光谱的光学分布可允许在叶片中产生具有改变的生物色素的细胞的复杂图案。这些复杂图案可以是几何形状、字母数字符号或甚至商标图形的形式。
这种效果最好通过照明植物同时继续生长来实现。实现这一效果需要轻松进入植物使得叶片上的照明发生变化。在气培系统中生长尤其有助于实现这些结果，因为在其生命的每个阶段都可以轻松进入每个植物。水培生长方法防止在生命中期进入植物，只允许在种植和收获阶段进入。这与通常在深池水培中使用的聚苯乙烯泡沫塑料“船”有关，当人行道位于池塘中间时，深池水培远离人行道。垂直农场系统也有利于实现预期结果，因为对所使用的照明设备以及灯与植物之间的典型短距离的密切控制意味着更容易的光学控制。
当使用标准光源时，可以通过从叶片反射的光的颜色坐标来测量颜色从绿色到红色的转移。用于定义颜色的单位是ccx、ccy和ccz。这三个单位加起来为1，因此通常单独使用ccx和ccy来定义颜色。ccx主要是蓝色含量的测量值，ccy主要是红色含量的测量值，而ccz主要是红色含量的测量值。使用这些指标，反射颜色转移中ccz分量增加0.002表示转移为更红的细胞颜色。
根据以下描述和附图，其他目的和优点将变得显而易见。
附图说明
结合附图，通过参考以下描述，可以获得对本申请及其优点的更完整的理解，其中相同的附图标记表示相同的特征。
图1描述了根据本申请的暴露于各种光线的叶片的分离部分。
图2描述了根据本申请的暴露于各种光线之后的叶片的分离部分。
图3A描述了根据本申请的在表面上着色有图案的叶片。
图3B描述了根据本申请的在表面上着色有图像的叶片。
图3C描述了根据本申请的在表面上着色有字母的叶片。
图4A描述了根据本申请的光板与叶片配合以形成颜色图案。
图4B描述了根据本申请的在表面上着色有图案的叶片。
图5为根据本申请的叶片夹在光板与背板之间的侧视图。
图6描述了根据本申请的叶片从两侧暴露于光。
图7描述了根据本申请的叶片从两侧暴露于光。
图8描述了根据本申请的围绕叶片以界定图案的掩模容器。
图9A描述了根据本申请的叶片通过具有磷光体的面板暴露于光。
图9B描述了根据本申请的在表面上着色有图案的叶片。
图10A描述了根据本申请的叶片通过具有磷光体的面板暴露于光。
图10B描述了根据本申请的具有未着色图案和着色的剩余表面区域的叶片。
图11A描述了通过根据本申请的叶片通过滤光器暴露于光。
图11B描述了根据本申请的具有未着色图案和着色的剩余表面区域的叶片。
图12描述了根据本申请的多个植物通过图案化面板暴露于光。
图13描述了根据本申请的叶片暴露于设置成图案的多个LED，以及光变化叶片。
图14描述了根据本申请的叶片暴露于激光器。
图15描述了根据本申请的多个植物暴露于激光器，光变化叶片。
图16描述了根据本申请的叶片在一个表面上暴露于光，以及将光反射到相对的叶片表面上的选择性反射器。
图17A描述了根据本申请的叶片暴露于光，以及具有改变油墨下的叶片颜色的油墨设计的叶片。
图17B描述了根据本申请的具有在表面上着色的设计的叶片。
具体实施方式
如上所述，图1描述了叶片10暴露于来自光源30的改变的光谱32和主要生长光谱34。一旦叶片10达到可成活生长，根据农业的典型光谱，通常在收获前剩余一周期间，叶片10更容易受可通过改变入射光表达的表型变化的影响。具体地，可以通过提供改变的光谱32来改变色素比。
如左边的条形图所示，改变的光谱32主要包括蓝光，其中蓝光32在植物细胞组12上使叶片10产生色素变化。植物细胞组12的活体环(induvial circles)是为了清楚起见放大的单个植物细胞，并且在该图中，植物细胞组12是绿色的。如右边的条形图所示，主要生长光34主要包括红光，其中主要生长光34在植物细胞组14上提供叶片10所需的进一步生长。
与植物细胞组12类似，植物细胞组14的活体环是为了清楚起见放大的单个植物细胞，并且在该图中，植物细胞组14是绿色的。主要生长光34也可为白光、琥珀色光、洋红色光或产生健康生长和典型的绿叶绿色的其他类型的光，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。术语“改变的光谱”和“蓝光”是同义的并且在不改变本申请的范围的情况下可以互换。
参考图2结合图1，植物细胞组16(前称植物细胞组12)通过改变光谱光32优先被照射，产生不同色素比，将其反射颜色向红色或紫色移动，如植物细胞组16所示。同时，如前述植物细胞组14，植物细胞组18尽管暴露于主要生长光34仍保持绿色。当植物同时被各种不同波长的光照射叶片时，细胞逐渐的发生变化。例如，更高浓度的蓝光32出现的细胞可产生更多的花青素并具有更红的颜色。具有更平衡光谱(即主要生长光34)的细胞可仍然有绿色色调。
参考图3A-3C，通过选择与可识别图案匹配的细胞组，叶片10可向观看者传递信息。仔细控制改变的光谱32的光学分布可允许在叶片10中产生具有改变的生物色素的细胞的复杂图案。生物色素的类别包括但不限于类黄酮、类胡萝卜素和萜类化合物。这些复杂图案可以是几何形状20、字母数字符号24或甚至商标图形22的形式。如前所述，这种效果最好通过照明植物同时继续生长来实现。改变细胞创建可识别图案的能力对于绿叶食物的可接受性具有巨大价值。例如，食品行业多次表明，通过在食品或食品包装上放置卡通人物图像会增加儿童的食物消费量。通过在叶片上放置卡通人物或其他可识别图像，儿童可能更易于吃绿叶食物。这只是改变叶片中生物色素的各种应用的一个实例。
参考图4A，在一个实施例中，通过利用面板102(即光源)示出形成图案22的方法，在这种情况下面板102是LED显示面板，其在大多数地方显示白光104，但在两个地方发射改变的光谱，如蓝色星形106所示。叶片10与面板102紧密接触，从而形成组件100。在另一个实施例中，叶片10可以与面板102直接接触。叶片10可以用传统的连接方式(即胶带、遮阳布、胶水、背板)物理地约束在面板102上。白光促进整个叶片持续生长，蓝色区域促进被其照射的区域中对比细胞颜色增加。如图图4B所示，所得叶片10具有增加的红色生物色素的区域，例如在叶片10的细胞中表达的红色星形图案22。在该实施例中，未暴露于蓝光的叶片10的剩余表面是绿色的。图4A和4B所示的星形22是可在叶片上创建的许多不同图案之一。
在另一个实施例中，面板102不包括白光104，仅星形106发射光(即蓝光)。在存在或不存在白光104的情况下叶片10中的生物色素的改变都得以实现。如前所述，白光104有助于整个叶片10继续生长，而生物色素转移在靶细胞中发生。在另一个实施例中，随着叶片10的生长，在改变的光谱发射的图像随时间移动，并且用于生物色素修饰的细胞随之移动。这有助于防止在叶片上的生物色素的“条纹”效应或“拖尾”效应，从而确保叶片上的图案被很好地限定并且字母数字符号是清晰的。为了确保由改变的光谱发射的图像追随叶片的生长，面板内置的传感器可提供必要的反馈以填充和维持生长模型。可以参考生长模型，并且可以在有或没有人类交互(即手动或自动)的情况下调整面板上的图像。
参考图5结合图4A描述的技术，背板108可以保持叶片10与面板104(即光源)紧密接触，以产生组件100的另一个实施例。除了提供叶片10的重量外，背板108还可以提供额外的功能，包括但不限于发射或反射光并充当散热器。背板108可以是透明的，以使光从叶片10的另一侧进入。背板108也可以是利用磷光体的光源或光转换装置。背板108可以用作散热器以将叶片10维持在期望的温度并防止由光源或其他热源引起的过热。所需温度可根据植物类型而变化，并且应参考这些植物的农业规范。背板108可包括额外的减热技术，包括但不限于风扇和液体冷却。在其他实施例中，背板108可以向叶片10提供额外的热量，以确保植物符合农业规范。在另一个实施例中，背板108可包括图案和发射改变的光谱的装置，以改变类似于所述图案的叶片10的生物色素。叶片10的生物色素的改变可以经由光源102和背板108发生在叶片10的两个表面上。
参考图6，可以用从面板302发出的改变的光谱光32和从光源308发出的主要生长光谱光34从两侧照亮叶片10。面板302包括图案306，在该实施例中，图案是对叶片10发射改变的光谱光32的一对星形。在一些实施例中，表面304可以发射白光，在其他实施例中，表面304可以不发射光，如本实施例中的情况。然而，在其他实施例中，图案306可以不发射光或白光，并且相反地，表面304发射改变的光谱光32，从而围绕图案306改变叶片10的生物色素。在另一个实施例中，面板302可以选择性地反射以仅反射改变的光谱光32并且仅在需要色素变化的区域中进行。
参考图7且进一步结合图6，组件400包括叶片10，叶片10可以从两侧照亮以帮助增加接收改变的光谱光32的细胞和接收主要生长光34的细胞之间的对比色。在一个实施例中，叶片10被两个“掩模”围住，其中正掩模406基本上是不透明的，而负掩模410基本上是透明的。掩模的材料可以是但不限于纸、塑料或LCD显示器，其他材料对于本领域技术人员来说是显而易见的。正掩模和负掩模不必由相同的材料制成。此外，将图案408切割成正掩模406，以便仅允许光通过开口区域，从而产生“正”特征。光源402发射指向正掩模406的改变的光谱光32。正掩模406限制光在除了开口图案408以外的所有区域中到达叶片10，从而促进红色生物色素产生。
在替代方案中，光源308发射指向负掩模410的主要生长光34。负掩模410使所有光能够到达叶片10并阻挡向图案行进的区域412中的光。正/负掩模具有增加撞击细胞的改变的光谱光32(即蓝光)的相对量的效果，并且可以增加某些生物色素的产生以更快地获得所需的生物色素比和颜色。在一个实施例中，叶片10接收大量的主要生长光34；例如，叶片10可以接收超过250微摩尔/平方米/秒的主要生长光34，然而，对于本领域技术人员来说将显而易见的是，叶片10可以接收小于250微摩尔/平方米/秒。在另一个实施例中，去除负掩模410并且仅使用正掩模406。仅使用正掩模406仍然可以产生良好的结果。
参考图8结合图7，设备500提供用于将改变的光谱光聚焦到图案504上并阻挡来自相对图案508的主要生长光谱光的更可重复的方法。类似于上述正/负掩模，设备500包括“正”面502和“负”面506。两面连接并且折叠线510使使用者能够创建包封并围绕叶片。设备500的材料可以是但不限于纸或塑料，其他材料对于本领域技术人员来说是显而易见的。与正掩模非常相似，正面502仅允许光通过图案504。相反，负面506仅阻挡光通过图案508。正/负面可与任一类型的光源互换。
在一个实施例中，正面502可以在改变的光谱光与叶片之间，其中蓝光将仅通过图案504影响叶片。在该实施例中，与正面相对的负面506将设在主要生长光与叶片之间，其中叶片不会通过图案508接收主要生长光。结果，暴露于蓝光的叶片部分(即图案504)将具有微红色调，而叶片的剩余部分是绿色的。
在另一个实施例中，正面502可以位于主要生长光与叶片之间，其中主要生长光将仅通过图案504影响叶片。在该实施例中，与正面相对的负面506将设在改变的光谱光与叶片之间，其中叶片将在除图案508以外的所有区域中接收蓝光。结果，除了暴露于主要生长光的叶片部分(即图案504)以外，整个叶片将具有微红色调。
参考图9A示，组件600包括发射改变的光谱光32的光源402。在光源402与叶片10之间是面板602，其具有嵌入其中的磷光体。通过将粘合剂背衬膜放置在磷光体图案上，通过施加磷涂料，或通过本领域技术人员显而易见的其他方法，可以将磷光体沉积在面板602上。面板602可以由塑料制成，但是，也可以使用不会影响面板602的性能的其他材料。在一个实施例中，改变的光谱光源402是所使用的唯一光源。采用光谱移动装置(通常是磷光体)以几何方式选择性地将一些改变的光谱32移动到不同的颜色，从而产生更平衡的颜色。此外，面板602包含将蓝光32移动到黄色和红色光606的磷光体，以便将光移动到光合有效区域内的其他地方的光谱(即400-700nm)。将图案604切割成面板602以允许蓝色光源32在一些区域中照射通过。在没有孔的区域中，蓝光32与磷光体相互作用以结束发射包含蓝色、黄色和红色光606并且具有普通白色色调的平衡光谱。
叶片10紧靠面板602保持，普通白色光606促进绿色细胞色素沉积，通过改变的光谱32照射的细胞通过图案604最终以红色着色。如图9B所示，由于蓝光32穿过图案604，产生微红色图案22。由于磷光体将蓝光32转换成生长供应光606，因此叶片10的剩余表面608是绿色的。
该实施例通过以下实现：改变的光谱光32具有比构成平衡园艺光谱的其他光子更高的能级。蓝色光子能够向下转换为黄色和红色光子，而不会损失太多所产生的光子计数的效能。辐照功率的下降实际上对植物是有益的，因为来自斯托克斯移位损失的热量被捕获在塑料板中而不是被植物吸收且局部加热叶片。
参考图10A，组件700包括膜702，其通过粘合剂(即粘着剂)或其他连接方式附着到叶片10，其中膜702将光谱从改变的光谱32局部改变为主要生长光谱606。在该实施例中，塑料膜702具有包含磷光体的部分，并且磷光体限定了所需图案704。膜702的材料不限于塑料，其他材料对于本领域技术人员来说是显而易见的。磷光体首先可以嵌入单独的塑料中，切割并附着在塑料膜702上。也可以涂覆或印刷到塑料膜702上。与图9A类似，当改变的光谱32与磷光体图案704混合时，发射的颜色是黄色、绿色和/或红色的组合。在一个实施例中，发射的颜色可以是洋红色；洋红色由光合有效区域(PAR)内的5-25％的光(蓝光)组成，PAR内的基本上所有其余部分是红光。此外，如图10B所示，暴露于改变的光谱光32的叶片10的表面708大部分是微红色的，同时，由于转换成主要生长光谱光606，图案706是绿色的。
参考图11A，组件800包括光源802，光源802产生主要生长光谱光804并与滤光器806接合。滤光器806放置在光源802与叶片10之间，并选择性地去除改变的光谱以外的光(即通常为红色光和绿色光)。滤光器806可以是但不限于吸收凝胶、高性能薄膜或改进的热镜。热镜可包括边界(cutoff)范围为450-600nm的堆叠的薄膜涂层。薄膜涂层可为金属氧化物。在该实施例中，滤光器806在围绕图案808的表面将主要生长光802转换为改变的光谱光32。如图11B所示，叶片10上围绕图案812的表面810是微红色的，并且图案812保持绿色。
在另一个实施例中，可以反转光通过作用，其中滤光器802的表面可允许所有主要生长光802通过，并且过滤通过图案808的光以仅允许改变的光谱光32。结果，叶片上的围绕图案的表面将是绿色，图案将是微红色调。
参考图12，组件900包括光源902，光源902发射光通过面板904到达多个植物10上。在该实施例中，光源902发射改变的光谱光32，改变的光谱光32穿过面板904，其中面板904上切成有许多图案906。在另一个实施例中，如上所述，光源902可以发射主要生长光谱光，并且面板904可以过滤改变的光谱光以创建图案。尽管描述为圆形，但是图案906可以是任何形状(即多边形或字母数字形状)。面板904位于许多植物10上，结果是许多卵形光点投射到下面的植物组10上。这些光点有时完全包含在一片叶片上，有时部分在一片叶片上，部分在另一片叶片上。卵形的形状将取决于叶片相对于穿过面板904中的孔906的光线32的角度。面板可以保持紧邻植物冠层10的顶部以改善入射在植物10上的形状的锐度并且增加具有改变的生物色素的细胞与没有改变的生物色素的细胞之间的颜色对比度。在该实施例中，除多个图案窗口906以外，面板904对于改变的光谱光32基本上是不透明的。
参考图13，组件1000包括光源1002，光源1002包括布置在图案中的多个LED 1004以及为面板1002传送电力所需的必要电子设备1010。在一个实施例中，电子设备1010可以是由聚酰亚胺制成的柔性电路，其中带有通向LED组1004的银迹线。LED 1004以图案的方式排列，该图案通常与植物10希望的所需图案匹配。光源1002可以保持紧邻叶片10并照亮期望改变生物色素的细胞组。在所述实施例中，光源1002发射改变的光谱光并且尺寸设计为与一片叶片10的尺寸匹配。在另一实施例中，光源1002可包括发射主要生长光的多个LED1004。在另一个实施例中，光源1002可大于一片叶片10并且创建在多个叶片上所描述的图案。
进一步参考图13，当叶片10暴露于来自LED 1004的改变的光谱光时，与LED 1004接触的叶片10的细胞被改变并产生类似于LED图案1006的微红色调。叶片10的剩余表面区域1008未改变并且保持绿色。在另一个实施例中，LED 1004可以围绕期望的图案布置，使得当叶片10暴露于光源1002时，叶片10上未改变的绿色区域为期望的图案，并且剩余的表面区域具有微红色调。在另一个实施例中，光源1002可以包括多个LED图案，以便同时改变多个叶片。
参考图14，组件1100包括光源1102，光源1102将蓝色激光束1104引导到叶片10上。蓝色激光器与改变的光谱准确对准，然而，迄今为止可以使用对于本领域技术人员来说是显而易见的额外的激光器。蓝色激光将产生单色的改变的光谱，这可以进一步增加受影响细胞中红色与蓝色生物色素的比例。可以使用激光光学特有的光学控制和衍射板来引导光源1102和随后的蓝色激光器1104。在另一个实施例中，可以在计算机程序上创建图案，激光器1102可以参考该图案以在叶片10上创建图案。
在一个优选实施例中，激光器1102追踪沿着叶片10的表面的形状。当它沿着叶片10行进时，留下已经接收大量蓝光然后产生大量红色生物色素的细胞。激光器1102可以一次又一次地重新追踪这条路径以获得所需量的蓝光进入细胞并实现所需的颜色变化。结果，叶片10包括的红色图案1106具有使用者期望的形状，并且剩余表面1108未改变并且呈绿色。在另一个实施例中，可以建立反馈回路，其中成像系统感测那些细胞尚未获得所需颜色的区域(或甚至是单个细胞)。以此同时，激光器1102可以用额外量的蓝色光子1104对准它们，直到获得期望的结果。
在另一个实施例中，参见图15，激光束1104可以由激光器1102引导以在许多叶片1110上一次追踪图案。在一个优选实施例中，叶片1110将很好地间隔开以确保相对于激光束1104不会相互遮蔽。然后激光器1102可以一次性在许多叶片1110上追踪所需图案，根据需要可进行多次。然而，如果激光束1104照射到彼此遮蔽的叶片1110上，则某些图案可能是更理想的，因为即使图案1106仅一部分撞击叶片10它们也能具有吸引人的外观。这一个好的实例是斑点或波尔卡点，其中叶片10上的一小部分斑点是可接受的。改变与激光束1104接触的细胞以在所需图案1106的形状中具有微红色调。叶片10的剩余表面区域1108未改变并且具有叶片10的原始颜色(即绿色)。
参考图16，组件1200包括将主要生长光804(即白光)发射到叶片10上的光源802。选择性反射器1202(即镜子)将蓝光32直接反射回到叶片10上，叶片10可与选择性反射器1202保持紧邻。白光804可用于照射叶片10，促进叶片10的持续生长，可通过选择性地将穿过叶片10的蓝光32反射回叶片10中来实现提高的蓝色含量。在一个优选实施例中，选择性反射器1202是玻璃反射器，其被图案化以匹配叶片上希望的所需图案的一般形状。因此，选择性反射器可以准确地将蓝光32反射到需要色素转移的区域(即图案)。在另一个实施例中，选择性反射器1202也可在反射光的光谱中选择性地反射蓝光并使红光和绿光通过。这种波长选择性可以通过但不限于金属选择、吸收晶粒、纸/层压板选择或通过使用不同指数的薄膜材料的交替层构建的冷镜来实现，然而，使用其他选择性对本领域技术人员来说也是显而易见的。在一个实施例中，可以使用在400-480nm的范围内高反射率(即高于35％的反射率)和高镜面反射率(即大于50％的反射率)和在480-700nm范围内反射率小于20％的层压材料作为选择性反射器1202。然而，反射率和镜面反射率的其他组合对于本领域技术人员来说将是显而易见的。
进一步参考图16，离开光源802的线804(即红蓝色和绿色光)的厚度表示在该颜色光线路径中的不同点处留下的功率量。叶片10吸收所有颜色的大部分光。镜子1202返回透过叶片10的蓝光32。通过叶片10透射的红光和绿光进一步透过反射器1202(但它们也可被反射器吸收或散射)。因此，通过反射器1202的光基本上少于由光源802最初发射的光，因此，线1204比线804更薄。叶片10在每次通过时反射每个光谱含量的一些。
在另一个实施例中，参考图17A，选择性反射器1302可以使用对蓝光32高反射但吸收其他色光的蓝色油墨、涂料或染料来施加。油墨施加器1303用于创建所需图案1302，并且可以直接施加到叶片10的表面1304或施加到附着于或紧靠着叶片10的二级反射器。光源802将主要生长光804发射到叶片10上。与此同时，蓝色油墨1302(即所需图案)将蓝光32反射到叶片10上并透射红和绿光。结果类似于上述，参见图17B，与蓝色油墨1306接触的区域将具有微红色调，并且剩余的表面区域不变且为叶片10的原始颜色(即绿色)。在标记叶片10本身的情况下，使用的油墨在用户使用前必须被洗掉或降解。使用食品级油墨，优选的是例如用于标记柑橘类水果的类型。
尽管已经参考示例性实施例及其实施方式描述了本申请，但是本申请不限于这些示例性实施例/实施方式。相反，在不脱离本申请的精神或范围的情况下，可以修改、增强和/或改进本文所公开的设备、系统和方法。具体地，本公开中提及的一些实施例仅描绘了一片叶片，但这些实施例不仅限于一片叶片；多片叶片和植物也可以利用上述技术。

Claims (38)

1.一种改变植物叶片中生物色素比的设备，包括：
a.光源；以及
b.引导所述光源向细胞组传递改变的光谱的装置；
其中所述改变的光谱改变细胞组的生物色素含量，以产生在叶片上创建所需图案的对比色。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述所需图案选自至少一种几何形状、至少一种字母数字符号、至少一种商标图像或符号，及其组合。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述所需图案可在多于一片叶片上重复，并且即使叶片之间有几何变化也基本保持相同。
4.根据权利要求1所述的设备，其中通过增加所述细胞组中生物色素的相对量来改变所述生物色素比。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述生物色素包括至少一种类黄酮、至少一种类胡萝卜素，或其组合。
6.根据权利要求1所述的设备，其中与通过标准光源照射的典型叶片相比，通过将ccz增加至少0.002来改变所述生物色素比。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述改变的光谱包含至少25％的400-480nm范围的光子。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述光源与所述叶片直接接触。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述光源形成限定图案并仅从所述限定图案发射改变的光谱光。
10.根据权利要求1所述的设备，其中所述光源形成限定图案并从所述限定图案之外的任意地方发射改变的光谱光。
11.根据权利要求1所述的设备，其中所述光源选自LED、LCD，及其组合。
12.根据权利要求1所述的设备，其中所述光源追踪所述叶片的移动。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述光源随着所述叶片的生长而移动。
14.根据权利要求1所述的设备，还包括背板，其中所述叶片由所述背板保持在适当位置。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述背板的功能包括反射光、发射光、提供散热装置，或其组合。
16.根据权利要求14所述的设备，其中所述背板包括图案。
17.根据权利要求14所述的设备，其中所述背板包括光谱改变设备。
18.根据权利要求17所述的设备，其中所述光谱改变设备为磷光体。
19.根据权利要求1所述的设备，还包括第二光源，其中所述第二光源发射主要生长光谱。
20.根据权利要求1所述的设备，还包括掩模，其中所述掩模位于所述光源与所述叶片之间，并且其中所述掩模阻挡一部分指向所述叶片的光。
21.根据权利要求1所述的设备，还包括将所述光源与所述叶片分开的面板。
22.根据权利要求21所述的设备，其中所述面板包括磷光体部分，所述磷光体部分将所述改变的光谱的一部分转换成所述光合有效区域内其他地方的光谱。
23.根据权利要求22所述的设备，其中所述磷光体选自涂料、粘合剂，及其组合。
24.根据权利要求1所述的设备，还包括位于所述光源与所述叶片之间的滤光器面板。
25.根据权利要求24所述的设备，其中所述滤光器面板适用于去除所述改变的光谱以外的光。
26.根据权利要求24所述的设备，其中所述滤光器面板包括图案。
27.根据权利要求24所述的设备，其中所述滤光器面板选自着色的塑性凝胶和热镜。
28.根据权利要求27所述的设备，其中所述滤光器面板为提供450-600nm范围内的热镜。
29.根据权利要求27所述的设备，其中所述滤光器面板为包括堆叠的薄膜涂层的热镜。
30.根据权利要求29所述的设备，其中所述薄膜涂层包括金属氧化物。
31.根据权利要求1所述的设备，其中所述光源为激光器。
32.根据权利要求31所述的设备，其中所述激光器被引导以追踪叶片上的至少一个图案。
33.根据权利要求31所述的设备，还包括传感器，其中所述传感器检测所述目标细胞的颜色，以便于确定是否需要来自所述光源的进一步照射以满足所述目标生物色素比。
34.根据权利要求31所述的设备，其中所述激光器使用衍射透镜在叶片上创建高强度光和低强度光的图案。
35.根据权利要求1所述的设备，还包括选择性反射器，其中所述选择性反射器将所述改变的光谱光反射回所述叶片。
36.根据权利要求35所述的设备，其中所述选择性反射器为层压板，所述层压板的反射率大于35％、在400-480nm范围内镜面反射率(specularity)大于50％、在480-700nm范围内反射率小于20％。
37.一种改变植物叶片中生物色素比的设备，包括：
a.发射主要生长光谱的第一光源；
b.发射改变的光谱的第二光源；以及
c.将所述第一光源和所述第二光源引导向细胞组的装置；
其中所述改变的光谱改变细胞组的生物色素含量，以在叶片上创建所需图案。
38.一种改变叶片上细胞组中的生物色素比的方法，包括：
a.将叶片表面与光源对准；
b.激活所述光源以产生改变的光谱；以及
c.将所述改变的光谱导向所述叶片以创建图案；
其中暴露于所述改变的光谱的叶片的细胞表现出所需图案。
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