CN110167335A - 用于园艺的分段可寻址的光引擎 - Google Patents
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- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
Abstract
本发明提供了一种园艺布置(2),其被配置用于植物(5)的植物部分(6)的支撑,园艺布置(2)包括用于园艺光照的园艺光照系统(1),园艺光照系统(1)包括光生成装置(10)和元件(100),元件(100)拥有具有元件长度(L1)的伸长形状,元件(100)包括适于在光生成装置(10)的操作期间提供园艺光(201)的多个发光区域(200),其中发光区域(200)沿着元件(100)的长度(L1)的位置布置是可控制的。
Description
技术领域
本发明涉及一种包括光源的园艺光照系统以及包括这种园艺光照系统的园艺布置。本发明还涉及一种处理植物的方法,在所述方法中应用这种园艺光照系统或园艺布置。
背景技术
用于增强植物生长的装置在本领域中是已知的。例如,WO2010/109395描述了一种用于增强至少一个植物的生长的装置,所述装置包括至少一个光源、多个光导以及每个光导上的至少一个发光部,其中提供光导用于将光从光源引导到发光部,其特征在于,所述装置包括定位在植物上方的支撑部,并且光导从支撑部悬挂。支撑部相对于植物在其中生长的表面是至少竖直可调整的。
WO2014/037860 A1公开了一种用于增强作物的第一植物部分中的营养价值的方法,其中第一植物部分包括可食用植物部分,并且其中作物在第一植物部分之外还包括一个或多个其他植物部分。所述方法包括在营养增强光照时段期间利用园艺光来照明所述第一植物部分,所述园艺光被选择以增强在所述第一植物部分中营养物的形成,同时允许一个或多个其他植物部分经受不同的光条件,其中营养增强光照时段在距第一植物部分的收获两周之内开始。
发明内容
植物使用光合作用的过程来将光、CO2和H2O转化成碳水化合物(糖)。这些糖用于为代谢过程提供燃料。过量的糖用于生物量形成。该生物量形成包括茎伸长、叶面积增加、开花、果实形成等。负责光合作用的光感受器是叶绿素。除光合作用外,光周期性、向光性和光形态建成也是与辐射和植物之间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的能力(例如诱导开花),
•向光性是指植物朝向辐射和从辐射远离的生长移动,以及
•光形态建成是指响应于辐射质量和数量的形态上的变化。
叶绿素a和b的两个重要吸收峰位于红色和蓝色区域中,特别是分别从625-675 nm和从425-475 nm。附加,在近UV(300-400 nm)处以及在远红色区域(700-800 nm)中也存在其他局部峰。主要的光合活性(photosynthetic activity)似乎发生在400-700 nm的波长范围内。该范围内的辐射被称为光合有效辐射(PAR)。
植物中的其他光敏过程包括光敏色素。光敏色素活性引领不同的响应,诸如叶片扩展、邻居感测、避荫、茎伸长、种子萌发和开花诱导。光敏色素光系统包括两个形式的光敏色素,Pr和Pfr,其分别在660 nm处的红色中以及在730 nm处的远红色中具有它们的灵敏度峰。
在园艺中,光合光量子通量密度(PPFD)是以每单位面积每秒光量子数(以μmol/sec/m2;1 mol对应于6•1023光量子)来被测量的。在实践中,当应用例如间光照(inter-lighting)(参见下文),特别是针对西红柿时,使用的红色PPFD典型地可以是200 μmol/sec/m2,并且蓝色:红色的比典型地可以是1:7(其中红色和蓝色范围分别从625-675 nm以及从400-475 nm)。特别地,光合光量子通量密度可以包括大约10%的蓝色和大约90%的红色。PPFD可以从光电二极管被确定或直接利用光电倍增器被测量。PPFD中的面积是指其中布置(一个或多个)光源的空间的局部光接收(植物)面积。在多层系统的情况下,它是被包括在多层配置中的相关层的面积;然后可以关于每层单独地估计PPFD(也进一步参见下文)。该面积在一实施例中可以是被手动地馈送到控制单元的值,或者在一实施例中可以由控制单元(利用例如传感器)评估。
植物生长不仅取决于光量,还取决于植物上光的光谱组成、持续时间和时机。就这些方面而言,参数值的组合被称为用于使植物生长的“光配方”(本文中,词语植物和作物可以被互换)。
LED可以在园艺光照中扮演各种角色,诸如:
1.补充光照:在例如作物价格可能更高时的秋季、冬季和春季时段期间,使用补充自然日光的光照,以便增加(例如西红柿的)生产或延展作物生产。
2.光周期光照:光的日常持续时间对于许多植物而言是重要的。24小时循环中光和暗时段的比影响许多植物的开花响应。借助于补充光照来操纵该比使能调节开花时间。
3.在植物工厂中无日光栽培。
4.组织培养。
为了在秋季、冬季和春季期间在温室中(或在多层生长中的全年度)提供补充光照,通常使用必须被安装在植物上方相对高位置处的高功率气体放电灯,以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600 W直至1000 W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。一个缺点是,从植物上方的位置,到达植物下部的光量可能相当有限,这取决于作物的类型。同时,植物的下部通常最需要补充光。当使用安装在植物上方的固态光照时,相同的困境仍然存在。尽管如此,LED光照,特别是固态光照,与基于放电的光照相比具有一些优势。
在植物从自然太阳光取得的光不足的情况下,例如,在北方地区或完全依赖于人工和良好控制条件的所谓“城市农业”或“垂直农业”中,出现向植物提供光来用于生长(叶子和果实)、成熟以及收获前调理的需要。
光不是用于生长的唯一使能者;大气(湿度水平、CO2/O2水平等)、水、营养物和孢子元素也具有主要重要性。温度(以及温度轮廓/在日/夜上的循环)也是成功使植物生长的关键促成者。在露天园艺领域中,似乎存在针对无土或水培园艺的需要,其目前典型地用于高利润/高价值栽培中。这种方法也基于植物的非自然生长,并且可能需要人工优化或从人工优化中获益。
目前存在的系统可能不足以能够在植物的特定部分和/或植物的附近处提供期望的光和/或其他条件。例如,期望的光照条件可以根据植物的每个部分而变化,并且还可以随时间变化。目前存在的系统可能不能够解决这种期望的属性中的一个或多个。
因此,一个方面是提供一种替代(园艺)系统或布置,其优选地进一步至少部分地消除上述缺点中的一个或多个和/或其可以能够解决这种期望的属性中的一个或多个。
在第一方面中,提供了一种园艺布置(本文中也指示为“布置”),包括用于园艺光照的园艺光照系统(在本文中也指示为“系统”),该园艺光照系统包括光生成装置和元件,特别是拥有具有元件长度的伸长形状的元件,所述元件包括一个或多个发光区域,特别是包括多个发光区域的元件,所述一个或多个发光区域适合于在光生成装置的操作期间提供园艺光(到植物的多个(不同)部分),其中,特别地以下中的一个或多个是可控制的:(i)发光区域沿着元件长度的位置布置、(ii)多个发光区域的园艺光的强度以及(iii)多个发光区域的园艺光的光谱分布。特别地,所述元件可以被配置用于植物的植物部分的支撑,所述植物部分诸如特别地从由植物的茎、植物的枝、果实和花组成的组中选择。因此,(以此方式)园艺布置在特定实施例中被配置用于植物的植物部分的支撑。因此,操作中的园艺布置特别地被配置用于植物的植物部分的支撑(使用该元件)。在本公开的上下文中,术语植物或植物部分的“支撑”是指用于植物或植物部分的机械或物理支撑。
在又一方面中,提供了这种系统本身。用于园艺光照的这种园艺光照系统可以包括光生成装置和元件,所述元件拥有具有元件长度的伸长形状,所述元件包括多个发光区域,所述多个发光区域适合于在光生成装置的操作期间提供园艺光(到植物的多个不同部分),其中,特别地以下中的一个或多个是可控制的:(i)多个发光区域的园艺光的强度、(ii)多个发光区域的园艺光的光谱分布以及(iii)发光区域沿着元件长度的位置布置。在特定实施例中,还在下面进一步阐明,特别地所述元件可以是以下中的一个:(i)在多个固定配置中可弯曲的以及(ii)刚性的。特别地,所述元件可以可配置用于植物的植物部分的支撑,所述植物部分诸如特别地从由植物的茎、植物的枝、果实和花组成的组中选择。
利用这种系统和/或布置,如下可以是可能的:利用针对植物的(一个或多个)特定部分和/或特定生长场所和/或一年中的特定时间等的期望的光来寻址植物的不同部分。例如,取决于植物、植物部分的类型和/或一年中的特定时间,可以选择光强度和/或光谱分布。此外,这种系统和/或布置也可以相对容易地允许其他功能性的实施,诸如局部提供水和/或气体或者局部加热等等。
因此,特别地以下中的一个或多个是可控制的:(i)发光区域沿着元件长度的位置布置、(ii)多个发光区域的园艺光的强度以及(iii)多个发光区域的园艺光的光谱分布,以及附加地或可替代地(iv)一个或多个(局部)环境条件,诸如温度、相对湿度、气流、气体组成等等。
利用这种系统和/或布置,如下也可以是可能的:动态地控制系统和/或布置,例如被逐日适配,包括在生长中的植物上(回应)作用,诸如使例如光照条件和/或其他条件适应植物的物理大小等等。
如上所述,园艺布置因此可以包括用于园艺光照的园艺光照系统(以及可以在系统使用期间接收园艺光的植物)。
园艺光照系统包括光生成装置,所述光生成装置特别地用于提供(可选地在光生成装置的光的光谱分布的一些修改之后)园艺光。术语“园艺光”特别地是指由系统提供的光(在系统使用期间)并且其可以被提供到植物的一个或多个部分。术语“光”特别地是指可见光,但是在实施例中也可以指UV辐射和红外辐射中的一个或多个。光生成装置特别地是固态光照装置。此外,术语“光生成装置”也可以指多个(不同)光生成装置。所述(一个或多个)光生成装置可以可选地是颜色可调谐的。
术语“园艺”涉及人类使用的(密集)植物栽培并且在其活动中是非常多样的,其包含食物(水果、蔬菜、蘑菇、烹饪香草)和非食物作物(花、树木和灌木、草坪草、啤酒花、葡萄、草药)的植物。园艺是农业的分支,其涉及使植物生长的艺术、科学、技术和商业。它可以包括以下各项的栽培:药用植物、水果、蔬菜、坚果、种子、香草、芽、蘑菇、藻类、花、海草和诸如草以及观赏树木和植物的非食物作物。本文中,术语“植物”用于指代从以下各项选择的基本上任何物种:药用植物、蔬菜、香草、芽、蘑菇、带有坚果的植物、带有种子的植物、带有花的植物、带有果实的植物、诸如草和观赏树木的非食物作物等等。
术语“作物”在本文中用于指示生长或已生长的园艺植物。在大规模上生长用于食物、衣服等的同类植物可称为作物。作物是非动物物种或品种,使其生长以收获为例如食物、牲畜饲料、燃料或用于任何其他经济目的。术语“作物”还可以涉及多个作物。园艺作物特别地可以指食物作物(西红柿、辣椒、黄瓜和生菜)、以及(潜在地)带有这样的作物的植物,诸如番茄植物、辣椒植物、黄瓜植物等。园艺可以在本文中一般性地涉及例如作物和非作物植物。作物植物的示例是水稻、小麦、大麦、燕麦、鹰嘴豆、豌豆、豇豆、扁豆、绿豆、黑豆、大豆、普通豆、蛾豆、亚麻籽、芝麻、克沙里(Khesari)、太阳麻、辣椒、茄子、番茄、黄瓜、秋葵、花生、马铃薯、玉米、珍珠粟、黑麦、苜蓿、萝卜、卷心菜、生菜、胡椒、葵花、甜菜、蓖麻、红三叶草、白三叶草、红花、菠菜、洋葱、大蒜、蔓菁、南瓜(squash)、甜瓜、西瓜、黄瓜、南瓜(pumpkin)、洋麻、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、莴苣(Irish)、木薯、芋头、橡胶、高粱、棉花、小黑麦、木豆和烟草。特别感兴趣的是番茄、黄瓜、胡椒、生菜、西瓜、木瓜、苹果、梨、桃、樱桃、葡萄和草莓。
此外,园艺光照系统包括元件。所述元件特别地是被配置(或可以被配置)用于植物的植物部分的支撑的元件,所述植物部分诸如特别地从由植物的茎、植物的枝、果实和花组成的组中选择。因此,所述元件特别地可以拥有具有元件长度的伸长形状。因此,植物特别地是具有茎以及可选的植物的枝、果实和花中的一个或多个的植物。
术语“元件”在实施例中还可以指可以在功能上耦合的多个(不同)元件。例如,可以耦合多个元件以提供更长的元件。这可能例如对于较长的植物是有用的。可替代地或附加地,可以耦合多个元件以提供分支元件。这可能例如对于生成相对较长的枝和/或具有相对重的果实的枝的植物等是有用的。术语“功能上耦合”和类似术语可以指物理耦合,使得例如提供了物理耦合元件的集成系统。可以利用如本领域技术人员已知的例如活销系统、拧紧在一起、粘合在一起或使用连接元件等等来完成耦合。术语“功能上耦合”和类似术语可以(进一步)指在两个(或更多个)元件之间提供电连接。以此方式,例如,可以控制远程电子元件(比如光源或传感器等)。术语“功能上耦合”和类似术语可以(进一步)指在两个(或更多个)元件之间提供光学连接。当元件包括波导时,这可能特别地是相关的。以此方式,来自一个元件的光可以被耦合在功能上耦合的下一个元件中。术语“功能上耦合”和类似术语可以(进一步)指在两个(或更多个)元件之间提供流体连接。当元件包括用于输送气体或液体的通道时,这可能特别地是相关的。
如上所述,元件包括一个或多个发光区域(“区段”),特别地,所述元件包括多个发光区域,诸如至少两个,比如至少四个。例如,所述元件可以包括每米元件至少一个发光区域。元件的长度可以在至少10 cm的范围中,诸如至少20 cm,比如至少50 cm,诸如甚至直到500 cm。
特别地,本文中提出了两个主要类型的实施例。在第一实施例中,元件包括波导,并且光生成装置可以被配置成相对远离发光区域,因为光可以通过波导从光生成装置传播到(远程)发光区域。在第二实施例中,光生成装置可以相对靠近发光区域,或者可以基本上由发光区域包括。更特别地,在后一实施例中,园艺光照系统特别地可以包括多个光生成装置。
因此,在第一实施例中,光生成装置(诸如LED管芯)的发光表面与至少一个或多个发光区域之间的距离可以是至少20 mm,诸如至少5 cm,而在在第二实施例中,光生成装置的发光表面与至少一个或多个发光区域之间的距离可以小于20 mm,诸如小于10 mm,诸如甚至小于大约1 mm。
园艺光照系统特别地适合于在光生成装置的操作期间提供园艺光。因此,在使用期间,光生成装置提供光,所述光(i)可以例如直接从发光区域发射;(ii)可以直接从发光区域发射,但是包括对光源的光的至少部分转换(诸如利用发光材料);或者(iii)可以首先行进穿过由元件包括的波导的至少部分,并且然后可以从发光区域发射(可选地包括对光源的光的至少部分转换)。以此方式,园艺光照系统和布置可用于向植物的一个或多个不同部分提供园艺光,特别是植物的多个不同部分。
短语“植物的不同部分”可以指相同类型的不同部分,诸如植物的茎的不同部分。在特定的实施例中,这可以(附加)还指植物的不同类型的部分,诸如茎的部分和果实的部分。
在实施例中可以控制光是否可以被提供。此外,在实施例中,还可以控制提供园艺光的位置。因此,在特定实施例中,以下中的一个或多个是可控制的:(i)发光区域沿着元件长度的位置布置、(ii)多个发光区域的园艺光的强度以及(iii)多个发光区域的园艺光的光谱分布。
特别地,在实施例中,至少发光区域沿着元件的长度的位置布置是可控制的。可选地或附加地,在实施例中,至少多个发光区域的园艺光的光谱分布是可控制的。
本文中,控制可以例如手动或利用控制系统来进行。术语“控制”和类似术语特别地至少指确定行为或监督元件的运行。因此,本文中的“控制”和类似术语可以例如指对元件强加行为(确定行为或监督元件的运行)等,诸如例如测量、显示、致动、打开、移位、改变温度等。除此之外,术语“控制”和类似术语可以附加地包括监视。因此,术语“控制”和类似术语可以包括强加行为。
如上所述,在实施例中,元件包括波导,其中光生成装置被配置成将装置光耦合到所述波导中。这样的光生成装置可以包括发光表面,诸如LED管芯,其可以被嵌入波导中或者可以被配置在波导的某个距离处。
光生成装置特别地与波导光学耦合。因此,光生成装置和波导是辐射耦合的。术语“辐射耦合”特别地意指光生成装置和波导与彼此相关联,使得由光生成装置发射的辐射的至少部分被波导接收并且可以通过波导传播。波导可以例如包括纤维。波导可以具有圆形截面或正方形截面或任何其他合适的截面。代替术语“辐射耦合”,也可以使用术语“光学耦合”。
在更进一步的特定实施例中,园艺光照系统或园艺布置进一步包括光照元件,所述光照元件特别地可以可移动地与元件相关联,来用于在该元件处定位光照元件,其中光照元件(经由波导)与光生成装置光学耦合并且被配置成在光生成装置的操作期间提供所述园艺光。代替术语“光学耦合”和类似术语,也可以使用术语“辐射耦合”(也参见上文)。本文中,术语“辐射耦合”特别地意指光生成装置和光照元件与彼此相关联,使得由光生成装置发射的辐射的至少部分被光照元件接收并且被耦合出来,可选地在转换成转换光、特别是发光之后。
替代地或附加地,光照元件也可以具有滤光功能。例如,可以(至少部分地)阻挡光生成构件的光的部分。因此,光照元件还可以用于适配光生成装置的光的光谱分布,以基于光生成装置的光的部分来提供园艺光。
因此,在实施例中,光照元件可以包括出耦合(outcoupling)结构,所述出耦合结构被配置成将波导中的光的至少部分耦合出来。以此方式,在配置光照元件的位置处,光可以从波导逸出并且被用作园艺光。可选地或附加地,波导可以包括在外侧处的透光材料,其具有比内侧处的波导材料小的折射率,这可以促进光从波导的出耦合。因此,光照元件特别地可以包括透光材料。
透光材料可以包括从由透射有机材料组成的组选择的一个或多个材料,诸如从从用以下各项组成的组选择的:PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、聚甲基丙烯酸酯(PMA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(树脂玻璃或有机玻璃)、乙酸丁酸纤维素(CAB)、硅树脂、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),在一个实施例中包括:(PETG)(乙二醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PDMS(聚二甲基硅氧烷)和COC(环烯烃共聚物)。特别地,透光材料可以包括芳香族聚酯或其共聚物,诸如例如聚碳酸酯(PC)、聚(甲基)丙烯酸甲酯(P(M)MA)、聚乙交酯或聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚己二酸乙二醇酯(PEA)、聚羟基链烷酸酯(PHA)、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯)(PHBV)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。因此,透光材料特别地是聚合物透光材料。然而,在另一个实施例中,透光材料可以包括无机材料。特别地,无机透光材料可以从由玻璃、(熔融)石英、透射陶瓷材料和硅树脂组成的组中选择。还可以应用包括无机和有机部分的混合材料。特别地,透光材料包括PMMA、透明PC或玻璃中的一个或多个。
因此,在实施例中,一个或多个光照元件被配置成经由所述一个或多个光照元件将所述装置光耦合出波导。因此,光照元件可以特别地被配置成促进光经由光照元件从波导的出耦合。因此,光生成装置将光耦合到波导中,并且光照元件可以经由所述一个或多个光照元件将装置光耦合出波导。
在实施例中,(一个或多个)光照元件可以进一步包括发光材料,所述发光材料被配置成经由波导接收光生成装置的光的部分并且将接收的光的至少部分转换成发光材料光。该发光材料光的至少部分,可选地与光生成装置的剩余光相组合,可以用作园艺光。因此,在实施例中,一个或多个光照元件被配置成从(即经由)波导接收所述装置光,利用波长转换器将所述装置光的至少部分转换成转换光,以由此提供包括所述转换光的至少部分的所述园艺光。
在特定实施例中,光照元件被配置为可滑动地与元件相关联的套筒。例如,当元件包括光纤波导(具有基本上圆形的截面)时,(一个或多个)光照元件可以周向地包围光纤的至少部分,由此光照元件可以仅具有沿着元件的自由度。因此,在又一方面中,本发明还提供了这种套筒本身。套筒特别地被配置成可滑动地附接到如本文中所述的系统的元件。套筒可以具有可以周向地包围元件的至少部分的形状。套筒可以包括出耦合结构、发光材料和具有比其预期要用于的元件低的折射率的材料中的一个或多个。此外,套筒可以包括透光材料,特别是聚合物透光材料(也在上文参见其示例)。
可移动地与元件相关联的光照元件可以具有在0.2-50 cm的范围中的长度,诸如0.5-20 cm,但是其他尺寸也可以是可能的。光照元件的总长度可以在元件长度的1-80%(诸如2-50%)的范围中。
因此,为了提供(非永久性的,因为光照元件可以是可移动的)局部出耦合,可以修改波导的全内反射(TIR)。可以从由以下各项组成的组中选择一个或多个选项:(1)改变波导的曲率、(2)利用套筒(向波导)施加微结构接触、(3)(利用套筒)施加漫反射涂层、(4)在波导上施加变形(对于波导柔软且暂时可变形的情况)。这种变形可以例如当波导相对柔软时是可能的。在这样的实施例中,例如,套筒可以被配置成按压波导的至少部分并使其变形(只要套筒被附接到波导)。当套筒沿着波导移动时,在套筒(之前)所在的位置处,变形可以基本上终止(松弛),并且在(再次)配置套筒的位置处,变形可以被创建。
光照系统或布置可以包括至少一个光照元件,甚至更特别地至少两个光照元件,比如至少四个光照元件。通常,光照系统或布置可以包括每米元件至少一个光照元件(也参见上文)。
当光照元件基本上仅将光耦合出波导而没有转换时,由光照元件提供的园艺光的光谱属性可以基本上相同。然而,在其他实施例中,光的分布(诸如空间光通量或光束形状)以及光的强度中的一个或多个可以在两个或更多个光照元件之间不同。这可以例如利用不同数量的出耦合结构和/或不同形状的出耦合结构来实现。
当光照元件也转换光时,由光照元件提供的园艺光的光谱属性也可以基本上相同。然而,在其他实施例中,光的分布(诸如空间光通量或光束形状)、光的强度以及光的光谱分布中的一个或多个可以在两个或更多个光照元件之间不同。这可以例如利用不同数量的出耦合结构和/或不同形状的出耦合结构和/或不同类型的发光材料来实现。以此方式,可以使用不同的光照元件来在沿着元件的不同位置处提供不同的光照条件。以此方式,可以向植物的不同部分提供不同的光照条件(如果期望的话)。光照元件由发光区域包括或者可以限定发光区域。
因此,在又一方面中,还提供了一套部件,该套部件包括元件以及与该元件相关联的可以可移动的多个光照元件。当两个或更多个光照元件的光具有不同的光谱分布时,这可能特别地暗示不同元件的(标准化的)园艺光光谱分布的光谱重叠小于95%。
如上所述,多个元件可以在功能上被耦合以提供分支元件和/或多个元件可以被耦合以提供更长的元件。因此,在特定实施例中,光照系统或园艺布置可以包括多个波导,其中两个或更多个波导被配置成与彼此光学耦合,其中光生成装置被配置成将装置光耦合到第一波导中,并且其中第二波导被配置成经由第一波导接收所述装置光的至少部分。因此,波导特别地是光学耦合的,无论它们是被一个接一个地串联配置还是被配置在一个或多个分支配置中。分支配置的示例是例如T配置或Y配置。分支可以用于提供更延展的网络,例如,来用于支撑植物的枝。然而,分支也可以用于增加园艺光的强度。例如,可以使用多个光生成装置,每个被耦合到一分支,其中两个或更多个分支合并成接收两个或更多个光生成装置的光的单个波导。
包括波导的元件可以是柔性的,并且可以例如被围绕植物的茎或植物的枝(如果有的话)来包裹或折叠。可选地或附加地,植物的茎或植物的枝(如果有的话)可以被围绕包括波导的元件来包裹(也进一步参见下文)。
在更进一步的实施例中,所述元件包括伸长单元,所述伸长单元包括多个光生成装置,所述多个光生成装置被配置成提供装置光,其中所述多个光生成装置被配置在沿着所述元件长度的不同位置处。
因此,尽管前面描述的实施例中的一些可以使用单个光生成装置,但是在这些实施例中特别地应用了多个光生成装置。因此,在前面的实施例可以使用光的输送来提供不同的发光区域的情况下,在这些实施例中,其中应用伸长单元,在元件的不同位置处的电力的生成和/或输送可能是必要的。例如,伸长单元可以包括LED条带,其具有多个LED(以及用于向各个LED提供电力的电布线)。光生成装置提供光。以此方式,每个光生成区域可以提供光。
因此,在这样的实施例中,实际上发光区域可以包括所述光生成装置。特别地,在这样的实施例中(但也在其他实施例中),园艺光照系统或园艺布置可以进一步包括被配置成控制以下中的一个或多个的控制系统:(i)多个发光区域的园艺光的强度以及(ii)多个发光区域的园艺光的光谱分布。特别地,不同发光区域的园艺光的光谱分布是可单独控制的,这允许在特定位置处提供特定类型的光。
控制系统可以被配置成控制多个伸长单元,系统或布置将包括多个伸长单元。
由光生成装置提供的光可以是园艺光,尽管在实施例中,可以由于光学滤光器和/或发光材料的使用而存在对光生成装置的光的一些适配。因此,园艺光可以特别地包括(一个或多个)光生成装置的光和/或(一个或多个)光生成装置的转换光和/或光生成装置的光学滤光光。
本文中,术语伸长单元被应用为可以例如包括LED条带的伸长单元,但是该元件也可以包括LED条带和用于LED条带的支撑部。本文中,用于LED条带或其他伸长单元或元件的支撑部也被指示为加强元件(也参见下文)。 LED条带特别地是柔性的,而支撑部可以在实施例中例如在多个配置中是可弯曲的。因此,元件在实施例中可以基本上由伸长单元组成,并且在其他实施例中可以包括伸长单元和其他元件(也进一步参见下文)。因此,在实施例中,伸长单元的长度可以(基本上)与元件的长度相同。
该布置,更特别地该伸长单元,可以包括至少一个发光区域,甚至更特别地可以包括至少两个发光区域,比如至少四个光照发光区域,其中每个发光区域包括一光生成装置。通常,该布置可以包括每米元件至少一个发光区域(也参见上文)。
包括(一个或多个)光生成装置的(一个或多个)发光区域可以具有在0.2-50 cm范围中的长度,诸如0.5-20 cm,尽管其他尺寸也可以是可能的。发光区域的总长度可以在元件长度的1-80%范围中,诸如元件长度的2-50%。发光区域是园艺光从其逸出的元件(或伸长单元)的部分。
因为伸长单元包括多个光生成装置,这还可以允许对光生成装置的光进行控制。所有的光生成装置可以是相同的,并且由发光区域提供的园艺光可以基本上是相同的。在这样的实施例中,基本上仅可以控制园艺光的强度。然而,一个或多个光生成装置也可以与可以诸如在光束形状、通量、强度、光谱分布等方面影响光的光学元件辐射耦合。例如,一个或多个光生成装置可以包括不同的发光材料和/或一个或多个光生成装置包括不同的固态光源。以此方式,可以使用不同的光照元件来在沿着元件的不同位置处提供不同的光照条件。以此方式,可以向植物的不同部分提供不同的光照条件(如果期望的话)。因此,在特定实施例中,有以下中的一个或多个:(i)一个或多个发光区域的园艺光的光谱分布是可单独控制的、以及(ii)不同发光区域的园艺光的光谱分布是可单独控制的。(一个或多个)光生成装置可以可选地是颜色可调谐的。此外,可选地,两个或更多个光生成装置关于由相应的光生成装置生成的光的光谱分布是可单独控制的。以此方式,可以在期望的时间在特定的植物部分处提供期望的光。
在特定实施例中,一个或多个区域包括波长转换器,其被配置成将装置光的至少部分转换成转换光,以由此提供包括所述转换光的至少部分的所述园艺光。如上所述,波长转换器针对一个或多个区域可以是相同的,或者波长转换器针对这些区域中的两个或更多个可以不同。
波长转换器特别地包括发光材料。发光材料可以将光生成装置的光的至少部分转换成转换光(发光材料光),所述转换光(发光材料光)的至少部分被用作园艺光,可选地与未转换光的至少部分一起被用作园艺光。
所述元件可以用作用于植物的支撑部和/或植物可以用作用于所述元件的支撑部。特别地,所述元件可以用作用于植物(包括可选的枝)的支撑部。
因此,在(园艺布置的)特定实施例中,所述元件具有第一端和第二端,其中第二端被配置成高于第一端,来使能植物的茎或植物的枝沿着所述元件的生长。
在进一步的特定实施例中,所述元件可以是柔性的。这允许所述元件用作用于植物的支撑部的使用和/或植物用作用于所述元件的支撑部。当所述元件要被用作用于植物(包括可选的枝)的(至少)支撑部时,以下可能是令人期望的:将支撑部固定在两个点(较高和较低点,也参见上文)之间,或者支撑部在(半固定)位置中基本上是刚性的或可配置的。因此,在实施例中,所述元件是以下中的一个:(i)在多个固定配置中可弯曲的以及(ii)刚性的。
因此,在实施例中,光生成装置可以从所述元件分离,其中所述元件特别地是波导。在又一其他实施例中,光生成装置可以至少部分地嵌入所述元件中,其中所述元件特别地是波导。在更进一步的实施例中,所述元件包括多个光生成装置。这些可以被嵌入所述元件中或被附接到所述元件,诸如被嵌入伸长单元中或被附接到伸长单元。伸长单元特别地可以是LED条带。LED可以被嵌入条带中或者可以被附接到条带。实施例的组合也可以是可能的。
如上所述,所述元件可以是在多个固定配置中可弯曲的或者可以是刚性的。当例如伸长单元是柔性的时,在应用外部支撑元件(例如框架)时和/或在应用加强元件时,所述加强元件可以是在多个固定配置中可弯曲的或是刚性的,可以提供多个固定配置或刚性元件。因此,在实施例中,所述元件可以借助于外部支撑元件(其可以特别地是刚性的)而被配置为植物的支撑部。此外,在实施例中,所述元件可以被配置为具有加强元件(由所述元件包括,诸如在实施例中由伸长单元包括)的植物的支撑部,其中加强元件是在多个固定配置中可弯曲的或刚性的。因此,在实施例中,伸长单元可以包括具有多个LED的LED条带,其中LED条带是(i)在多个固定配置中可弯曲的或(ii)刚性的,和/或其中伸长单元进一步包括加强元件,其中加强元件特别地是在多个固定配置中可弯曲的或刚性的。因此,特别地,加强元件被配置成支撑LED条带。更一般地,加强元件可以被配置成支撑伸长单元。
所述元件的长度以及所述元件可以在植物的紧密附近中使用的事实还允许与其他功能性组合。因此,在(园艺布置或园艺光照系统的)实施例中,系统或布置可以进一步包括一个或多个功能装置,特别是由所述元件包括的功能装置,其中一个或多个功能装置被配置用于执行以下中的一个或多个:(i)测量温度、(ii)测量湿度、(iii)测量光强度、(iv)测量光的光谱分布、(v)测量气体、(vi)加热、(vii)提供水、(viii)提供气体。因此,在实施例中,一个或多个功能装置可以被配置用于(局部地)测量O2,CO2和乙烯中的一个或多个、或者测量(局部)大气气体成分和/或用于测量在植物和空气环境之间的界面处的气体交换。例如,功能装置可以被附接到波导或可以在伸长单元中被实施。因此,所述元件可用作支撑和/或用于其他功能性。在实施例中,一个或多个功能装置可以与所述元件或伸长单元集成或被附接到所述元件或伸长单元。
在又一方面中,还提供了一种处理植物的方法。特别地,处理植物的方法包括:(i)以下中的一个或多个:(i)沿着如本文中所限定的园艺光照系统或如本文中所限定的园艺布置的元件来引导植物的植物部分,所述植物部分诸如特别地从由植物的茎、植物的枝、果实和花组成的组中选择、和(ii)利用所述园艺光照系统或园艺布置的元件来支撑植物的植物部分,所述植物部分诸如特别地从由植物的茎、植物的枝、果实和花组成的组中选择;以及(ii)利用园艺光照射植物的至少部分。在实施例中,可以响应于传感器信号或输入数据(提供到控制系统的)来进行利用园艺光的照射。在实施例中,可以响应于例如以下中的一个或多个来进行利用园艺光的照射:一天中的时间、一年中的季节、(局部)光照条件、植物的年龄、植物的状况、种植时段等。因此,在实施例中,可以响应于植物相关的数据、时间相关的参数、植物所经受的条件(诸如自然光、温度、气体成分、肥料等等)等来进行利用园艺光的照射。
附图说明
现在将仅通过示例的方式参考所附示意图来描述实施例,在所附示意图中,相应的附图标记指示相应的部件,并且其中:
图1a-1b示意性地描绘了一些一般实施例;以及
图2a-2e示意性地描绘了一些变型。
示意图不一定按比例绘制。
具体实施方式
除其他事项之外,本文中提出了在适当的时间和适当的地点处(参见各种水果天篷)提供所需要的光(用于生长、成熟、收获准备),并且还有用于园艺的其他局部微气候条件。通过对可调谐(在颜色、强度、占空比方面)和局部优化的光源的使用,人们可以向植物的某些部分或植物的组中的某些植物提供最佳的光类型。可寻址光源解决方案将提供数字控制调谐的方式,而不需要沿着植物的发育周期来机械地重新定位光源。
图1a和1b示意性地描绘了园艺布置2的实施例,园艺布置2包括用于园艺光照的园艺光照系统1,并且如示意性地描绘的那样,还包括植物5。
园艺光照系统1包括光生成装置10,例如固态光源,光生成装置10被配置成生成光11。本文中,在该示意性描绘的图1a中,光生成装置被配置在元件100的外部;在示意性描绘的图1b中,多个光生成装置10由元件100包括,元件100由伸长单元400包括(或者是伸长单元400)。因此,示意性地描绘了分段光源的实施例。元件100拥有具有元件长度L1的伸长形状。特别地,元件100可以被配置用于植物部分6或植物5的支撑,诸如特别地从由植物的茎6a、植物的枝6b、果实6c和花6c组成的组中选择。通常,这可以被指示为支撑植物5,或支撑植物5的植物部分6。如可以看到的那样,支撑部用于土壤之上或水状液体部分之上的支撑,或者更一般地特别用于不(必)包括根的任何部分。因此,该系统和布置可用于基于土壤的应用,但是也可以用于水栽法或气栽法。
元件100包括多个发光区域200,其适于在光生成装置10的操作期间提供园艺光201。
特别地,以下中的一个或多个是可控制的:发光区域200沿着元件100的长度L1的位置布置、多个发光区域200的园艺光201的强度以及多个发光区域200的园艺光201的光谱分布。
图1a特别地示意性地描绘了园艺布置2的实施例,其中元件100包括波导300。因此,特别地光生成装置10被配置成将装置光11耦合到所述波导300中。
图1b示意性地描绘了园艺布置2的实施例,其中元件100包括伸长单元400,伸长单元400包括被配置成提供装置光11的多个光生成装置10。多个光生成装置10被配置在沿着元件100的长度L1的不同位置处,其中发光区域200包括所述光生成装置10。元件100的长度L1是总长度,包括可选的曲线。光生成装置特别地可以包括固态光源,诸如无机LED、OLED、激光器、VCSEL或板上芯片(COB)光源等,或者这些中的两个或更多个的组合。
图1b还通过示例的方式示出了加强元件140。例如,伸长单元400将是LED条带,加强元件140可以由条带包括或者可以被配置在条带的外部。加强元件140可以在不同的配置中为伸长单元提供期望的刚性或柔性。
园艺布置2或系统1可以进一步包括控制系统20,控制系统20被配置成控制以下中的一个或多个:多个发光区域200的园艺光201的强度,以及多个发光区域200的园艺光201的光谱分布。在使用期间,所有发光区域200可以提供园艺光。然而,发光区域200中的一个或多个也可以提供园艺光。这可以利用控制系统来控制。
注意,图1a中示意性描绘的实施例的园艺布置2或系统1也可以包括控制系统20,控制系统20特别地至少被配置成控制发光区域200的园艺光201的强度。控制系统可能也用于驱动被耦合到波导中的光谱的类型。
图2a-2c示意性地描绘了其中系统1或园艺布置2进一步包括光照元件232的实施例,光照元件232可移动地与元件100相关联,来用于在元件100处定位光照元件232。
光照元件232与光生成装置10光学耦合,并且被配置成在光生成装置10的操作期间提供所述园艺光201。
因此,一个或多个光照元件232被配置成经由所述一个或多个光照元件232将所述装置光11耦合到波导300外。图2a在右侧上示出了其中园艺光201可以基本上具有与光生成装置的光11相同的光谱分布。
图2a在右侧上示出了一变型,其中一个或多个光照元件232被配置成从波导300接收所述装置光11、利用波长转换器60将所述装置光11的至少部分转换成转换光61,以由此提供包括所述转换光61的至少部分的所述园艺光201。
此外,图2a示意性地描绘了其中光照元件232被配置为可滑动地与元件100相关联的套筒的实施例。图2a还示意性地描绘了包括一个或多个元件100和一个或多个光照元件232的一套部件,该一个或多个光照元件232可以被配置为可滑动地与(一个或多个)元件100相关联的套筒。
图2b示意性地描绘了包括多个波导300的实施例,其中两个或更多个波导300被配置成与彼此光学耦合,其中光生成装置10被配置成将装置光11耦合到第一波导(例如300a)中,并且其中第二波导(例如,300b或300c)被配置成经由第一波导(300a)接收所述装置光11的至少部分。这种配置可以用于提供较长的元件100(参见例如波导300a和300c)和/或提供分支元件100(参见例如波导300a和300b)。
图2c示意性地描绘了其中系统1进一步包括诸如反射器的光学元件235的实施例,光学元件235被配置成对由发光区域200(它是套筒类型的区域或其他类型的区域)生成的园艺光201的光学属性具有影响。
图2d更详细地示意性地描绘了诸如图1b中示意性描绘的那样的伸长单元400的一部分。通过示例的方式,还示出了变型(参见中间发光区域200),其中区域200包括波长转换器60,波长转换器60被配置成将装置光11的至少部分转换成转换光61,以由此提供包括所述转换光61的至少部分的所述园艺光201。
此外,图2d通过示例的方式示意性地描绘了进一步包括一个或多个功能装置510的变型。这样的功能装置510特别地被配置用于执行以下中的一个或多个:(i)测量温度、(ii)测量湿度、(iii)测量光强度、(iv)测量光的光谱分布、(v)测量气体、(vi)加热、(vii)提供水、(viii)提供气体。这里,通过示例的方式,功能装置510还可以是电气装置,但是也可以(附加地)应用其他类型的功能装置510。
图2e示意性地描绘了用于利用从输送光的光导或波导300获取的光来保持植物5(例如番茄植物)的卷须的可能应用。此外,该图还示意性地描绘了元件(100)可以是柔性的。
此外,元件100具有第一端111和第二端112,其中第二端112被配置成高于第一端111,来用于使能植物部分、特别是茎6a或枝沿着元件300的生长。
此外,图2e示意性地描绘了外部支撑元件150的实施例,诸如框架或墙壁等。外部支撑元件可用于定位元件100。
因此,除其他事项之外,还提供了分段和可寻址(多波长)的光源,其沿着某个长度延展(以便利用特定类型的光来寻址植物的各种部分或寻址植物的组中的某些植物)。
又此外,可以提供光区段的可寻址性,诸如根据植物(的特定部分)或处于发育/生长的各种阶段的植物的组中的特定植物的生长阶段来适配光(类型、强度、周期)。
而且,可以提供光导元件,其与局部出耦合滑动或活销元件组合以便创建局部出耦合或转换光(基于磷光体)。
此外,在实施例中,可以提供嵌入分段光源中的分段热量提供元件。又此外,可以提供用于特定使用情况的分段光源的柔性(例如,在番茄生长的情况下,以围绕植物的茎来扭转光源)。在实施例中,可以提供局部分段加热和/或加湿和/或微风流功能性(以生成局部微气候或例如促进授粉)。在又进一步的实施例中,提供允许反馈系统(例如用于监视颜色、局部实际植物或空气温度、乙烯释放、在植物和大气的界面处的O2和CO2气体交换、湿度等,作为对植物状态及其微气候的测量)等的感测元件。此外,对于不具有对电流连接的需要的局部外部供电的添加装置,还可以提供基于利用PV电池(或类似物)的光能转换或者电感或电容能量传送的光能或电能获取构件。在实施例中,提供了具有分段光光谱发射的光照系统。例如,提出了一种基于条带状LED的光源,其具有可寻址的分段区(“区域”),每个区电/数字地可调谐,来得到用于植物的特定部分或用于植物的组中的特定植物的最佳光光谱和强度。除其他事项之外,本文中描述的实施例可以在温室园艺中使用,诸如用于番茄栽培。例如,根据当今在温室中使番茄生长的方式,本文中提出了针对在温室番茄栽培中使用的光条带和机械支撑线的组合(也参见图2e)。取决于番茄植物(其区段)的生长阶段,提供各种光照配方;例如调谐来得到最佳叶片生长、果实生长、成熟、收获和收获后优化。除其他事项之外,本文中提出了具有UV-B-G-R-IR(相似)多色区段的布置,诸如例如,具有用于番茄生长的典型的30 cm的长度,其是可以使用数字总线(连接的2线或3线)来单独地寻址的。又此外,可以提供光配方。例如,光照配方的设置可以是:
•基于位置的(其中,沿着西红柿植物的生长阶段,光设置逐日移位到下一个区段),针对给定温室中的光条带的范围。
•微调谐的,针对单个植物或植物的组,例如基于温室中的特定位置或基于植物类型变化。
•进一步改善的,通过局部感测单元的使用。
还可以提供附加的整体光调谐,例如沿着一天中的时间(如将利用任何类型的基于LED的园艺灯具而被完成那样)。特别地当使用伸长单元时,功能组件或至少其部分和/或布线等可以在伸长单元中被实施,并且可以例如从环境被密封,诸如可以是以下情况,当使用LED条带时,具有例如在聚合物条带内的电导体。
本文中描述的实施例可以例如用于室内或室外水栽培园艺中。例如,本文中提出了与水栽培作物(所谓的无土园艺)的横向生长的组合。这可以用于室内和室外园艺两者。对于室外使用,可以提出简化的灯条带,其提供例如缺失光谱元素(诸如针对北欧地区的附加UV-A),或延展使某些植物生长的季节性时段。对于室外使用,电气安全优化的系统将是有利的。本文中描述了这样的系统。
本文中,还描述了使用光转换元件的通用光谱。例如,用于从光照条带创建调谐光的方法是基于在激发波导周围使用分段的“转换套筒”,其提取/出耦合光并且将光转换(从例如蓝色或UV-A光开始)到所需要的波长,参见例如图2a-c。取决于嵌入的转换材料而具有各种光输出的套筒可以沿着条带滑动或者是卡扣元件,并被定位在适当的所需位置上。该概念可以用于例如基于隧道的农业的竖直配置以及横向/水平配置中、水栽培/无土园艺中或者开阔土地园艺中。在植物生长的各种阶段期间,转换套筒可以被移位到另一个位置,或者可以应用其他转换套筒(具有其他光谱)(并且将较早的套筒解耦来用于在下一个作物期间的稍后使用)。
对于模块化构造,本文中提出了使用允许侧枝用于分光的构建系统。这在图2b中被图示。在被输送的光的出耦合以及可选的转换之后,套筒元件还可以用于光束方向功能性。例如,可以朝向感兴趣的地方(例如植物的叶子、成熟果实等等)发射和/或反射光。这在图2c中被提出。
另一个实施例使用分段方案来用于局部化的加热源的目的。对植物或植物部分的局部加热(提供附加的热)可以比增加例如温室的整个体积的温度高效得多。可以向条带添加各种类型的加热元件(或者可以是条带的关键功能):基于IR发射器的辐射器、基于加热灯丝的热加热元件。可能地,可以提供微型空气风扇来将热传送到植物。
作为附加功能添加装置,或作为单独的关键功能性,还可以要求保护具有分段和可调谐寻址的其他功能。例如,这些可以是:用于局部地修改与人工微气候生成有关的参数的元件,诸如例如:湿度调谐:例如通过喷水功能、或通过受迫气流(用于干燥或用于增加授粉效率);乙烯、CO2的供应等。
在实施例中,可以使用包括非电流能量出耦合的光布置。例如,对于将向预制的(并且优选地气密的)灯条带添加附加的光照或非光照功能性的情况,人们可以沿着光照条带的长度“提取”能量来为这样的附加的功能性供电。方法可以基于例如:光学供电:与利用PV元件的光转换相组合的局部出耦合以及为附加的功能供电的使用。此功能性可以在完全无源(仅波导)的光条带/光带上工作;电感或电容供电:使用电感或电容耦合的具有从灯条带的内侧到外侧的电转换的局部出耦合。这需要在灯条带内侧的电气元件(导电板或条带、诸如线圈的电感元件等等)。
本领域技术人员将理解本文中的术语“基本上”,诸如在“基本上所有光”中或在“基本上由......组成”中。术语“基本上”还可以包括具有“整个”、“完全”、“所有”等的实施例。因此,在实施例中,形容词基本上也可以被移除。在适用的情况下,术语“基本上”还可以涉及90%或更高,诸如95%或更高,特别地99%或更高,甚至更特别地99.5%或更高,包括100%。术语“包括”还包括其中术语“包含”意指“由......组成”的实施例。术语“和/或”特别地涉及在“和/或”之前和之后提到的项目中的一个或多个。例如,短语“项目1和/或项目2”和类似短语可以涉及项目1和项目2中的一个或多个。术语“包括”在一实施例中可以指“由......组成”,但是在另一个实施例中也可以指“包含至少限定的物种以及可选的一个或多个其他物种”。
此外,在说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三以及诸如此类用于在相似元件之间进行区分,并且不一定用于描述次序顺序或时间顺序。要理解,如此使用的术语在适当的情况下是可互换的,并且本文中描述的本发明的实施例能够以不同于本文中描述或说明的其他序列操作。
除其他事项之外,本文中的装置是在操作期间描述的。如本领域技术人员将清楚的那样,本发明不限于操作的方法或操作中的装置。
应当注意,上面提到的实施例说明而不是限制本发明,并且本领域技术人员将能够在不脱离所附权利要求的范围的情况下设计许多替代实施例。在权利要求书中,置于括号之间的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。对动词“包括”及其变形的使用不排除在权利要求中陈述的那些元件或步骤之外的元件或步骤的存在。除非上下文以其他方式明确要求,否则在整个说明书和权利要求书中,词语“包括”、“包含”以及诸如此类应当以与排他性或穷尽性意义相反的包含性意义来被解释;也就是说,在“包括但不限于”的意义上。元件前面的冠词“一”或“一个”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、以及借助于被合适地编程的计算机来实施。在列举若干构件的装置权利要求中,这些构件中的若干构件可以由硬件中的同一个项来体现。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的纯粹事实不指示这些措施的组合不能用于获利。
本发明进一步适用于包括在说明书中描述和/或在附图中示出的表征特征中的一个或多个的装置。本发明进一步涉及一种方法或过程,其包括在说明书中描述和/或在附图中示出的表征特征中的一个或多个。
可以组合本专利中讨论的各种方面以便提供附加的优势。此外,本领域技术人员将理解,可以组合实施例,并且还可以组合两个以上的实施例。此外,特征中的一些可以形成一个或多个分案申请的基础。
Claims (15)
1.一种园艺布置(2),被配置用于物理支撑植物(5)的植物部分(6),所述园艺布置(2)包括用于园艺光照的园艺光照系统(1),所述园艺光照系统(1)包括光生成装置(10)和元件(100),所述元件(100)拥有具有元件长度(L1)的伸长形状,所述元件(100)包括适于在所述光生成装置(10)的操作期间提供园艺光(201)的多个发光区域(200),其中所述发光区域(200)沿着所述元件(100)的所述长度(L1)的位置布置是可控制的。
2.根据权利要求1所述的园艺布置(2),其中所述元件(100)包括波导(300),其中所述光生成装置(10)被配置成将装置光(11)耦合到所述波导(300)中,所述园艺布置(2)进一步包括光照元件(232),所述光照元件(232)可移动地与所述元件(100)相关联来用于在所述元件(100)处定位所述光照元件(232),其中所述光照元件(232)与所述光生成装置(10)光学耦合并且被配置成在所述光生成装置(10)的操作期间提供所述园艺光(201),其中一个或多个光照元件(232)被配置成经由所述一个或多个光照元件(232)将所述装置光(11)耦合到所述波导(300)外。
3.根据权利要求2所述的园艺布置(2),其中一个或多个光照元件(232)被配置成从所述波导(300)接收所述装置光(11)、利用波长转换器(60)将所述装置光(11)的至少部分转换成转换光(61),以由此提供包括所述转换光(61)的至少部分的所述园艺光(201)。
4.根据前述权利要求2-3中任一项所述的园艺布置(2),其中所述光照元件(232)被配置为可滑动地与所述元件(100)相关联的套筒。
5.根据前述权利要求2-4中任一项所述的园艺布置(2),包括多个波导(300),其中两个或更多个波导(300)被配置成与彼此光学耦合,其中所述光生成装置(10)被配置成将装置光(11)耦合到第一波导中,并且其中第二波导被配置成经由所述第一波导接收所述装置光(11)的至少部分。
6.根据权利要求1所述的园艺布置(2),其中所述元件(100)包括伸长单元(400),所述伸长单元(400)包括多个光生成装置(10),所述多个光生成装置(10)被配置成提供装置光(11),其中所述多个光生成装置(10)被配置在沿着所述元件(100)的所述长度(L1)的不同位置处,其中所述发光区域(200)包括所述光生成装置(10),其中所述园艺布置(2)进一步包括被配置成控制以下中的一个或多个的控制系统(20):(i)所述多个发光区域(200)的所述园艺光(201)的强度以及(ii)所述多个发光区域(200)的所述园艺光(201)的光谱分布,并且其中不同发光区域(200)的园艺光(201)的至少所述光谱分布是可单独控制的。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的园艺布置(2),其中所述元件(100)是柔性的,其中所述元件(100)具有第一端(111)和第二端(112),其中所述第二端(112)被配置成高于所述第一端(111),来使能植物的茎(6a)或植物的枝(6b)沿着所述元件(300)的生长,其中所述元件(100)是以下中的一个:(i)在多个固定配置中可弯曲的、(ii)刚性的。
8.一种处理植物(5)的方法,所述方法包括:
- 以下中的一个或多个:(i)沿着根据前述权利要求中任一项所述的园艺布置(2)的元件(100)来物理地引导植物(5)的植物部分,所述植物部分从由植物的茎、植物的枝、果实和花组成的组中选择、和(ii)利用所述园艺布置(2)的所述元件(100)来物理地支撑所述植物(5)的植物部分(6),所述植物部分(6)从由植物的茎、植物的枝、果实和花组成的组中选择;以及
- 利用园艺光(201)照射所述植物(5)的至少部分。
9.一种用于园艺光照的园艺光照系统(1),所述园艺光照系统(1)包括光生成装置(10)和元件(100),所述元件(100)拥有具有元件长度(L1)的伸长形状,所述元件(100)包括适于在所述光生成装置(10)的操作期间提供园艺光(201)的多个发光区域(200),其中所述发光区域(200)沿着所述元件(100)的所述长度(L1)的位置布置是可控制的,并且其中所述元件(100)是以下中的一个:(i)在多个固定配置中可弯曲的、以及(ii)刚性的。
10.根据权利要求9所述的园艺光照系统(1),其中所述元件(100)包括波导(300),其中所述光生成装置(10)被配置成将装置光(11)耦合到所述波导(300)中,所述园艺光照系统(1)进一步包括光照元件(232),所述光照元件(232)可移动地与所述元件(100)相关联,来用于在所述元件(100)处定位所述光照元件(232),其中所述光照元件(232)与所述光生成装置(10)光学耦合并且被配置成在所述光生成装置(10)的操作期间提供所述园艺光(201),其中一个或多个光照元件(232)被配置成经由所述一个或多个光照元件(232)将所述装置光(11)耦合到所述波导(300)外。
11.根据权利要求10所述的园艺光照系统(1),其中一个或多个光照元件(232)被配置成将所述装置光(11)耦合到所述波导(300)外、利用波长转换器(60)将所述装置光(11)的至少部分转换成转换光(61),以由此提供包括所述转换光(61)的至少部分的所述园艺光(201),其中所述光照元件(232)被配置为可滑动地与所述元件(100)相关联的套筒。
12.根据前述权利要求10-11中任一项所述的园艺光照系统(1),其中所述光照元件(232)被配置为与所述元件(100)可滑动地相关联的套筒。
13.根据权利要求9所述的园艺光照系统(1),其中所述元件(100)包括伸长单元(400),所述伸长单元(400)包括多个光生成装置(10),所述多个光生成装置(10)被配置成提供装置光(11),其中所述多个光生成装置(10)被配置在沿着所述元件(100)的所述长度(L1)的不同位置处,其中所述发光区域(200)包括所述光生成装置(10),其中所述园艺光照系统(1)进一步包括被配置成控制以下中的一个或多个的控制系统(20):(i)所述多个发光区域(200)的所述园艺光(201)的强度以及(ii)所述多个发光区域(200)的所述园艺光(201)的光谱分布,并且其中不同发光区域的园艺光(201)的至少所述光谱分布是可单独控制的。
14.根据权利要求13所述的园艺光照系统(1),其中所述伸长单元(400)包括具有多个LED的LED条带,其中所述LED条带是(i)在多个固定配置中可弯曲的或是(ii)刚性的,和/或其中所述伸长单元(400)进一步包括加强元件(140),其中所述加强元件(140)是在多个固定配置中可弯曲的或是刚性的,并且其中所述加强元件(140)被配置成支撑所述LED条带。
15.根据前述权利要求9-14中任一项所述的园艺光照系统(1),进一步包括一个或多个功能装置(510),其中所述一个或多个功能装置(510)被配置用于执行以下中的一个或多个:(i)测量温度、(ii)测量湿度、(iii)测量光强度、(iv)测量光的光谱分布、(v)测量气体、(vi)加热、(vii)提供水、(viii)提供气体。
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