NL2026855B1

NL2026855B1 - Verlichtingsinrichting en systeem voor het belichten van een gewas of een voorloper daarvan

Info

Publication number: NL2026855B1
Application number: NL2026855A
Authority: NL
Inventors: Salome Eduard
Original assignee: Salome Holding B V; Holland Holdings B V
Priority date: 2020-10-02
Filing date: 2020-11-09
Publication date: 2022-06-03

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een verlichtingsinrichting voor het belichten van een gewas of een voorloper daarvan, de verlichtingsinrichting omvattende: een lichtverdelingselement voor het in een uitstraalrichting naar het gewas of voorloper daarvan uitstralen van licht, waarbij het lichtverdelingselement een in hoofdzaak lichtdoorlatend lichaam omvat; een aantal lichtbronnen, optisch gekoppeld met ten minste een rand van het lichtdoorlatende lichaam, voor het in het lichtdoorlatende lichaam brengen van het licht van de lichtbronnen; waarbij het lichtdoorlatende lichaam ten minste een licht-uittredingsvlak omvat dat is voorzien van een patroon van diffractie-elementen, waarbij de diffractie-elementen zijn uitgevoerd om het licht in het lichtdoorlatende lichaam af te buigen en vanaf het licht-uittredingsvlak uit te laten treden in een uitstraalrichting. De uitvinding heeft betrekking op een systeem voor het belichten van een gewas of een voorloper daarvan, het systeem omvattende een houder geschikt voor het houden van een gewas of een voorloper daarvan en een verlichtingsinrichting, gerangschikt voor het naar de houder uitstralen van licht.

Description

VERLICHTINGSINRICHTING EN SYSTEEM VOOR HET BELICHTEN VAN EEN GEWAS

OF EEN VOORLOPER DAARVAN De aanvrage betreft een verlichtingsinrichting voor het belichten van een gewas of een voorloper daarvan, omvattende een lichtverdelingselement voor het naar een gewas of voorloper daarvan uitstralen van licht. Verder betreft de aanvrage een systeem omvattende een houder voor het houden van een gewas of een voorloper daarvan, en een verlichtingsinrichting voor het richting het gewas of de voorloper ervan uitstralen van licht. In de tuinbouw, in het bijzonder in de glastuinbouw, of bij zogenaamde “indoor farming” of “vertical farming” wordt onder andere licht, ook wel groeilicht genoemd, gebruikt om onder zo optimaal mogelijke omstandigheden gewassen te kweken. Dit licht wordt geleverd door zogenaamde assimilatie verlichting, waarin lichtbronnen zijn opgenomen zoals SON-T lampen (hogedruk Natrium lampen) of LEDs. Dergelijke lichtbronnen gedragen zich bij benadering als puntbronnen en stralen licht evenredig uit in alle richtingen. Om het Hcht te richten zijn dergelijke lichtbronnen in de regel al voorzien van afschermingsmiddelen zoals lampenkappen, armaturen, of andere afschermingen die de hoek beperken waaronder licht wordt uitgestraald. Ondanks deze afschermingsmiddelen wordt het licht, gezien vanuit de individuele Lichtbronnen, nog altijd uitgestraald in een bepaalde raimtehoek (d.w.z. in de vorm van een kegel) en een projectie van een enkele lichtbron op een onderliggend oppervlak is daarom cirkelvormig, of, als de lichtbron niet loodrecht op het onderliggend oppervlak schijnt, ovaal. Een benadering van hoe een dergelijke bekende Hchtbron licht uitstraalt is getoond in figuur 2A. De figuur toont een lichtbron 20, en een op lichtbron 20 gecentreerd poolcoördinaten raster. Tevens is in figuur 2B met een ononderbroken lijn of meer wordt gemeten. Voor het telen van gewas of voorlopers daarvan wordt echter gebruik gemaakt van houders die een grote diversiteit aan vormen kunnen aannemen. Veelgebruikt zijn bijvoorbeeld vierkante of rechthoekige houders, welke het mogelijk maken om beschikbaar grondoppervlak optimaal te benutten. In kassen worden gewassen bijvoorbeeld gekweekt in teeltgoten, of ze worden geplaatst in lange rijen in de volle grond. Deze teeltgoten of planten rijen worden evenwijdig aan elkaar, achter elkaar geplaatst om de beschikbare ruimte ten volle te benutten. Om deze gewassen met cen bekende verlichtingsinrichting, en met een minimum lichtintensiteit te belichten, zullen de cirkelvormige of ovalen projecties van de individuele lichtbronnen altijd moeten overlappen. Om ook alle gewassen langs de randen van de houders en/of in de hoeken daarvan in voldoende mate te belichten, zal ook vloeroppervlak buiten de gewassen moeten worden belicht, zoals buiten de kas, of op looppaden tussen naburige houders. Dit resulteert in lichtverlies, en een minder efficiënt gebruik van het door de lichtbronnen afgegeven licht.

Verder is de lichtsterkte gezien over dergelijke projecties onevenredig over het oppervlak van de houder verdeeld: op de plek van een beschenen oppervlak die het dichtst bij de lichtbron ligt, valt het licht in het algemeen met de hoogste lichtintensiteit in. De lichtintensiteit op een ander punt binnen de projectie is Kleiner naarmate dit andere punt verder van het meest nabije punt gelegen is, Als een vlak vanaf boven wordt beschenen, levert dit vanuit het midden, naar buiten toe afnemende lichtwaarde op.

Om deze bezwaren te verminderen, worden bekende verlichtingsinrichtingen op een bepaalde minimale afstand of meer van de gewassen gehangen. Dat wil zeggen dat de verlichtingsinrichtingen zich op relatief verre afstand ten opzichte van het gewas bevinden. In het geval dat de houders zijn aangebracht in een kas of warenhuis betekent dit dat deze kas of dit warenhuis ten minste zo hoog moet zijn als deze (relatief grote) minimale afstand, en als er rekening gehouden moet worden met de hoogte van volgroeide gewassen, nog hoger. Echter heeft de cirkelvormige of ovalen projectie van een hoog opgehangen lichtbron grotere afmetingen, wat dan weer het eerder benoemde lichtverlies door overlap van lichtprojecties en/of van naast de gewassen of voorlopers daarvan geschenen licht vergroot.

De wisselwerking tussen deze twee bezwaren is te zien in de figuren 1A-C. In figuur 1A is een systeem getoond waarin de verlichtingsinrichting relatief dicht bij de gewassen is opgesteld. In dit systeem zal lichtverlies langs de randen van de opstelling van gewassen, en door overlap van de projecties minimaal zijn. De lichtverdeling binnen een enkele projectie is echter bijzonder onevenredig verdeeld over het oppervlak van de houder en/of van het daarin aangebrachte gewas, waardoor niet alle gewassen evenveel licht ontvangen. In figuur 1B is een systeem getoond waarin de verlichtingsinrichting verder weg van de gewassen is opgesteld dan in het systeem getoond in figuur 1A. In een dergelijk systeem zal de lichtverdeling binnen een enkele projectie evenrediger verdeeld zijn, maar neemt het lichtverlies langs de randen en door overlap toe. Deze verandering is nog meer uitgesproken te zien in figuur IC, die een systeem toont waarbij de verlichtingsinrichting nog verder van de gewassen is geplaats dan in figuur 1B.

Het is een doel een inrichting en/of systeem van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen waarin ten minste één van de bovengenoemde bezwaren en/of andere bezwaren ten minste gedeeltelijk is ondervangen.

Volgens een eerste aspect wordt dit doel bereikt in een verlichtingsinrichting volgens bijgevoegde conclusie 1. De verlichtingsinrichting omvat: een lichtverdelingselement voor het in een uitstraalrichting naar het gewas of voorloper daarvan uitstralen van licht, waarbij het lichtverdelingselement een in hoofdzaak lichtdoorlatend lichaam omvat;

een aantal lichtbronnen, optisch gekoppeld met ten minste één rand van het lichtdoorlatende lichaam, voor het in het lichtdoorlatende lichaam brengen van het licht van de lichtbronnen; waarbij het lichtdoorlatende lichaam ten minste één licht-uittredingsvlak omvat dat is voorzien van een patroon van diffractie-elementen, waarbij de diffractie-elementen zijn uitgevoerd om het licht in het lichtdoorlatende lichaam af te buigen en vanaf het licht-vittredingsvlak uit te laten treden in een uitstraalrichting. Doordat licht over het volledige licht-uittredingsvlak in de uitstraalrichting uittreedt en de vorm en afmetingen van dit vlak kan worden aangepast aan de vorm en afmetingen van de houder en/of van het gewas of de voorloper daarvan, is een projectie van een dergelijke verlichtingsinrichting op nauwkeurige wijze af te stemmen op het te belichten gewas of voorloper daarvan. Hierdoor valt een minder deel van het door de verlichtingsinrichting buiten een gewenst oppervlak en treedt er minder tot nauwelijks lichtverlies op. Verder kan de verlichtingsinrichting zorgen voor een heel gelijkmatige verdeling van het licht over het hele oppervlak van de houder.

In een mogelijke uitvoeringsvorm zijn de lichtbronnen “light emitting diodes”, LEDs, of laserdioden. Dergelijke lichtbronnen zijn relatief goedkoop, energie zuinig, licht, klein ten opzichte van lichtbronnen gebruikt in oudere assimilatieverlichting. Tevens hebben dergelijke lichtbronnen over het algemeen een langere levensduur dan lichtbronnen gebruikt in oudere assimilatieverlichting.

In een mogelijke uitvoeringsvorm omvat één of meer van de diffractie-elementen een inkeping in het uittredingvlak. In het bijzonder kan een dergelijke inkeping worden gerealiseerd door het uittredingsoppervlak te graveren of op soortgelijke wijze te bewerken, bij voorkeur met een laser. Dergelijke inkepingen zijn relatief gemakkelijk aan te brengen en breken licht op een goed te voorspellen manier.

In feite kan door een juiste keuze van het patroon van diffractie-elementen, waarbij rekening gehouden met telkens de afstand tussen een bepaald diffractie-element en de één of meer lichtbronnen die optisch zijn gekoppeld aan de rand van het lichtdoorlatende lichaam, een willekeurige verdeling van het uittredende licht gerealiseerd worden. In een mogelijke uitvoeringsvorm is het patroon van diffractic-elementen uitgevoerd om het licht van de lichtbronnen in hoofdzaak gelijkmatig over het uittredingsvlak verdeeld uit te laten treden. Een dergelijke verlichtingsinrichting is bijzonder geschikt voor het gelijkmatig belichten van het gewas of voorloper daarvan.

In een mogelijke uitvoeringsvorm omvat de verlichtingsinrichting een diffusor, in het bijzonder een tegen het uittredingsvlak van het lichtdoorlatende lichaam aangebrachte diffusorplaat. De diffusor kan zijn ingericht voor het verspreiden van het via de individuele diffractie-elementen uittredende licht. Een dergelijke diffusor maakt het mogelijk om ook daar waar het patroon diffractie-elementen bijzonder weinig licht door laat, en/of daar waar er bijzonder weinig diffractie-elementen per oppervlakte-eenheid zijn aangebracht, om licht op een gelijkmatigere manier uit te stralen.

In een mogelijke uitvoeringsvorm is een vlak van het lichtdoorlatende lichaam tegenover het licht-uittredingsvlak voorzien van een niet-lichtdoorlatende bedekking, en bij voorkeur van een in de richting van het lichtdoorlatende lichaam reflecterende bedekking. Dit draagt bij aan het voorkomen van lichtverlies.

In een mogelijke uitvoeringsvorm omvat het lichtverdelingselement verder een tweede licht-uittredingsvlak, gelegen tegenover het eerste licht-uittredingsvlak. Dit maakt het mogelijk gewassen aan twee kanten van de verlichtingsinrichting te belichten.

In een mogelijke uitvoeringsvorm is het lichaam plaatvormig. In een dergelijke uitvoeringsvorm zijn bij voorkeur de lichtbronnen aangebracht in een rij, en langs een enkele rand van de lichtdoorlatende plaat, en zijn de Hchtbronnen ingericht om licht vanaf de enkele rand de lichtdoorlatende plaat binnen te laten treden. Het voorzien in een lichtverdelingselement met een klein intree-oppervlak en een groot uittreedopperviak staat toe om slechts enkele sterke lichtbronnen in te zetten waar deze voorheen niet efficiënt te gebruiken waren voor grotere oppervlakken.

In een uitvoeringsvorm met een dergelijke rij lichtbronnen is deze rij lichtbronnen uitgevoerd als een LED-strip of een strip laserdioden. Deze zijn gemakkelijk aan te brengen en aan te sturen.

Een uitvoeringsvorm met een dergelijke rij lichtbronnen, is optioneel verder voorzien van een tweede Tij lichtbronnen, aangebracht langs een andere rand van de lichtdoorlatende plaat, en ingericht om licht vanaf de andere rand de lichtdoorlatende plaat binnen te laten treden, waarbij de enkele rand en de andere rand bij voorkeur tegenover elkaar liggen. Een dergelijke uitvoeringsvorm maakt het mogelijk over de volledige plaat licht uit te laten treden met een hogere gewenste lichtintensiteit, doordat op een deel van de plaat de dichtstbijzijnde lichtbron minder ver weg is dan zonder een tweede rij.

In een verdere uitvoeringsvorm is ten minste een rand waar geen rij lichtbronnen langs is aangebracht voorzien van een niet-lichtdoorlatende bedekking, bij voorkeur van een in de richting van het lichtdoorlatende lichaam reflecterende bedekking. Dit om verder lichtverlies tegen te gaan.

In een verdere uitvoeringsvorm zijn de diffractie-elementen uitgevoerd zodat de optische eigenschappen van de over het uittredingsvlak verdeelde diffractie-elementen, afhankelijk van de positie van het betreffende diffractie-element, in het uittredingsvlak variëren. Een dergelijk patroon diffractie-elementen maakt het mogelijk om op het lichtverdelingselement, in het bijzonder op het licht-uittredingsvlak met precisie te kunnen bepalen hoeveel licht er uittreedt. Hierdoor kan met een fijnere precisie dan de huidige techniek aan een lichtplan worden voldaan.

In een verdere uitvoeringsvorm wordt het patroon van diffractie-elementen gevormd door over het uittredingsoppervlak verdeelde inkepingen met onderling variërende optische 5 eigenschappen, in het bijzonder met onderling variërende diepte, vorm en/of doorsnede. Gebruik van dergelijke inkepingen maakt het mogelijk om op het lichtverdelingselement, in het bijzonder op het licht-uittredingsvlak met precisie te kunnen bepalen hoeveel licht er uittreedt. Ook hierdoor kan met een fijnere precisie dan de huidige techniek aan een lichtplan worden voldaan.

In een uitvoeringsvorm met dergelijke inkepingen, kan het verder voordelig zijn het 19 patroon te voorzien van inkepingen die dicht bij de lichtbronnen minder diep, en/of van een kleinere doorsnede zijn dan inkepingen ver weg van de lichtbronnen.

In een verdere uitvoeringsvorm wordt het patroon van diffractie-elementen gevormd door met variërende oppervlaktedichtheid over het uittredingsoppervlak verdeelde inkepingen. Het variëren van deze dichtheid maakt het mogelijk om op het lichtverdelingselement, in het bijzonder op het licht-uittredingsvlak met precisie te kunnen bepalen hoeveel licht er uittreedt. Hierdoor kan met een fijnere precisie dan de huidige techniek aan een lichtplan worden voldaan.

In een uitvoeringsvorm met dergelijke dichtheden inkepingen, is het verder voordelig in een patroon te voorzien waarvan dicht bij de lichtbronnen, de oppervlaktedichtheid van inkepingen lager ligt dan de oppervlaktedichtheid van inkepingen ver weg van de lichtbronnen.

In een verdere uitvoeringsvorm zijn lichtbronnen optisch gekoppeld voor het in een instraalrichting in het transparante lichaam brengen van het licht, waarbij de instraalrichting bij voorkeur substantieel parallel is aan het licht-uittredingsvlak.

Voor een dergelijke uitvoeringsvorm is het verder voordelig te voorzien in dat uitstraalrichting substantieel loodrecht staat op de instraalrichting.

In een verdere uitvoeringsvorm is de uitstraalrichting substantieel loodrecht op het licht- uittredingsvlak.

In een verdere uitvoeringsvorm is de uitstraalrichting over het licht-uittredingsvlak substantieel gelijk.

Volgens een tweede aspect wordt een systeem voor het belichten van een gewas of een voorloper daarvan verschaft, het systeem omvattende een houder geschikt voor het houden van een gewas of een voorloper daarvan, en een verlichtingsinrichting volgens een van de hiervoor beschreven uitvoeringsvormen, gerangschikt voor het naar de houder uitstralen van licht. In een dergelijk systeem zullen de eerder genoemde voordelen ook behaald worden.

In het hiernavolgende deel worden verdere details, kenmerken en voordelen van enige concrete uitvoeringsvormen nader beschreven.

In de beschrijving wordt verwezen naar de volgende figuren, waarin: figuur 1A-C zijaanzichten tonen van systemen voor het belichten van gewassen, voorzien van verlichtingsinstallaties bekend uit de stand der techniek; figuur 1D een zijaanzicht toont van een systeem voor het belichten van een gewas of een voorloper daarvan, voorzien van een verlichtingsinstallatie volgens de uitvinding; figuur 2A een zijaanzicht toont van een benadering van hoe in de techniek bekende lichtbronnen licht uitstralen; figuur 2B een zijaanzicht toont van hoe een verlichtingsinrichting volgens de uitvinding licht uitstraalt; figuur 3 een zijaanzicht toont van een verlichtingsinrichting volgens de uitvinding; figuur 4A-D onderaanzichten tonen van verlichtingsinrichtingen volgens de uitvinding; figuur 5A een zijaanzicht toont van een verlichtingsinrichting volgens de uitvinding; en figuren 5B-C perspectivisch aanzichten tonen van verlichtingsinrichtingen volgens bepaalde uitvoeringen.

De eerder besproken figuren 1A-C tonen systemen voor het belichten van gewassen welke zijn voorzien van verlichtingsinrichtingen bekend uit de stand van de techniek.

Dergelijke system omvatten een of meer lichtbronnen 20 welke gericht worden richting een houder, zoals een ondergrond 30 voor het belichten van gewassen 31 of voorlopers daarvan.

Figuur ID toont een systeem voor het belichten van gewassen dat is voorzien van een verlichtingsinrichting | volgens één van de hierm beschreven uitvoeringen.

Verlichtingsinrichting 1 omvat een lichtverdelingselement en lichtbronnen 20, 20’. Lichtverdelingselement bestaat in dit geval uit een transparante plaat 10. Lichtbronnen 20, 20° zijn geplaatst aan weerszijde van plaat 10 en schijnen elk, vanaf een andere rand van plaat 10, richting plaat 10 om zo licht in de plaat te brengen.

Gewassen 31 kunnen bijvoorbeeld in een afgebakend gebied van de volle grond staan.

Dit afgebakende gebied vormt dan de houder in de zin van de bijgevoegde conclusies.

Met andere woorden, de aarde binnen dit afgebakende gebied wordt dan beschouwd als houder 30 voor gewassen 31. Doordat het licht in de uitstraalrichting richting het gewas wordt geschenen, kan er een lichtplan worden opgesteld waarbij de lichtprojectie van de verlichtingsinrichting beter overeenkomt met een te beschijnen oppervlak.

Hierdoor kan ervoor gezorgd worden dat er minder lichtverlies plaatsvindt.

In deze uitvoermgsvorm in het bijzonder wordt licht door de verlichtingsinrichting evenredig richting het gewas geschenen.

Hierdoor kan verlichtingsinrichting 1 veel dichter op de gewassen gehangen worden, waardoor minder lichtverlies optreedt en waardoor constructies waar verlichtingsinrichting 1 in moet worden aangebracht minder hoog hoeven te zijn.

De figuren 2A en 2B tonen zijaanzichten van hoe licht wordt uitgestraald, en in het bijzonder toont figuur 2A een zijaanzicht van een benadering van hoe licht wordt uitgestraald onder een bepaalde ruimte hoek door een lichtbron 20. Als lichtbron is het bijvoorbeeld mogelijk om LEDs te gebruiken, welke voordelig zijn gezien deze goedkoper zijn in de aanschaf, energie zuiniger zijn dan op gloeidraad gebaseerde verlichting en hiermee ook minder warm worden. Tevens hebben LEDs een langere gemiddelde levensduur dan op gloeidraad gebaseerde verlichting. In het geval van LEDs zal licht uitgestraald worden in een constante ruimtehoek — i.e.

in de vorm van een kegel. Als lichtbron 20 wordt uitgevoerd als een TL-balk of een vergelijkbare langwerpige lichtbron, dan is het getoonde zijaanzicht alleen representatief voor een aanzicht dat in de lengte richting van deze lichtbron kijkt.

In de getoonde opstelling zijn lichtbronnen 20, 20° optisch gekoppeld met plaat 10 door lichtbronnen 20, 20° naast plaat 10 te plaatsen, en naar plaat 10 te richten.

In het bijzonder toont figuur 2B een zijaanzicht van hoe licht wordt uitgestraald door een verlichtingsinrichting 1. Vergelijkbaar met de uitvoeringsvorm getoond in figuur 1D, omvat verlichtingsinrichting 1 een lichtverdelingselement in de vorm van een lichtdoorlatende plaat 10, alsmede lichtbronnen 20, 20° welke aan tegenover elkaar gelegen zijde van plaat 10 zijn aangebracht. Ook in deze uitvoeringsvorm wordt licht evenredig in de uitstraalrichting gestraald.

Figuur 3 toont een zijaanzicht van een voorkeursuitvoering van verlichtingsinrichting 1. Wederom omvat verlichtingsinrichting 1 ten minste een lichtdoorlatende plaat 10, en lichtbronnen 20, 20°. In het bijzonder is verlichtingsinrichting 1 volgens figuur 3 voorzien van een bedekking 21, Verder wordt licht, vanaf lichtbronnen 20, 20°, respectievelijk in instraalrichting 12 en instraalrichting 12° in plaat 10 gebracht. Plaat 10 is verder voorzien van een licht-uittredingsvlak 14, ingericht om licht in een uitstraalrichting 11 uit te stralen.

Om lichtverlies in plaat 10 te minimaliseren, is de in hoofdzaak lichtdoorlatende plaat 10 bij voorkeur vervaardigd uit vrijwel volledig transparant materiaal zoals polymethylmethacrylaat, PMMA. Echter zijn er ook uitvoeringsvormen waarbij plaat 10 is vervaardigd uit een deels ondoorzichtig, troebel materiaal zoals wit of melkwit acrylaat. Bedekking 21 is ook aangebracht om lichtverlies door het oppervlak tegenover licht-uittredingsvlak 14 tegen te gaan. Bedekking 21 is bij voorkeur een richting plaat 10 reflecterende bedekking. Het is ook mogelijk om bedekking 21 aan te brengen aan randen van plaat 10 waar geen lichtbronnen langs zijn gerangschikt, voor het verder tegengaan van lichtverlies. De dikte van plaat 10 komt bij voorkeur overeen met de dikte van lichtbronnen 20, 20°. Bij een minder dikke plaat zal meer Hchtverlies optreden bij het in plaat

10 brengen van het licht, en bij een dikkere plaat 10 gaat het gewicht van plaat 10 meer een rol spelen in het kunnen ophangen of vervoeren van verlichtingsinrichting 1.

Gebruik van laserdioden als lichtbronnen 20, 20’ is voordeling omdat de laserstraal met minder lichtverlies in plaat 10 te brengen is. Tevens is de doorsnede van de laserstraal klein ten opzichte van de doorsnede van de lichtstraal van gebruikelijke LEDs, wat een relatief dunne plaat mogelijk maakt.

Op het licht-uittredingsvlak 14 is een patroon inkepingen gegraveerd. De individuele inkepingen breken het Hcht, waardoor het licht in uitstraalrichting 11, door licht-uittredingsvlak 14 uit plaat 10 treedt.

10 Net zoals de verlichtingsinrichtingen getoond in figuren ID en 2B, is ook in deze uitvoeringsvorm plaat 10 ingericht om licht van de lichtbronnen in hoofdzaak gelijkmatig over licht-uittredingsvlak 14 verdeeld uit te laten treden.

Dit doel wordt bereikt doordat optische eigenschappen van het patroon inkepingen over licht-uittredingsvlak 14 gevarieerd worden. Deze variërende optische eigenschappen hebben als gevolg dat op een gegeven plek op het licht-uittredingsvlak 14, meer van het licht dat zich lokaal in plaat 10 bevindt wordt uitgestraald dan op een andere plek. Vergelijkbaar kan er worden gesproken van een percentage van het licht dat wordt uitgestraald, waarbij het percentage overeenkomt met de lichtintensiteit van het uitgestraalde licht, gedeeld door de lichtintensiteit van het zich lokaal in plaat 10 bevindende licht.

In figuur 3, evenals figuren 4A-D en figuren 5A-C is het patroon inkepingen donkerder aangegeven, daar waar dit patroon relatief meer licht breekt, wat kan worden bereikt door het variëren in een van de eerder genoemde eigenschappen van het patroon of de inkepingen die het patroon vormen.

De gemiddelde hoeveelheid licht dat lokaal (i.e. door een gegeven oppervlak) door het patroon inkepingen uit plaat 10 wordt gebroken is afhankelijk van een hoeveel licht dat door individuele inkepingen uit plaat 10 wordt gebroken, evenals de lokale dichtheid inkepingen (i.e. hoeveel inkepingen er zijn op dat oppervlak). De hoeveel licht dat door een individuele inkeping wordt gebroken is bepaald door de diepte, vorm, en doorsnede er van. Het variëren van de optische eigenschappen van het patroon kan daarom worden behaald door het variëren van de diepte, vorm, en/of doorsnede van de inkepingen, evenals de dichtheid van de inkepingen. Dergelijke inkepingen zijn bij voorbeeld tussen de 1 en 8 millimeter diep, en bij voorkeur tussen de 1 en 5 millimeter diep.

De genoemde inkepingen zijn slechts een voorbeeld van mogelijke diffractie-elementen. Het is ook mogelijk om andere diffractie-elementen aan te brengen op het licht-uittredingsvlak of een combinatie van dergelijke inkepingen en andere diffractie-elementen.

Verscheidene patronen inkepingen zijn te zien in figuren 4A-D, welke onderaanzichten tonen van uitvoeringsvormen vergelijkbaar met die getoond in de figuren ID, 2B, en 3. In elk van deze figuren is verlichtingsinrichting 1 getoond, omvattende lichtdoorlatende plaat 10 en een of meer lichtbronnen 20, 20°. In het bijzonder is in het detail van figuur 4A een patroon 15 van inkepingen 13 getoond.

Lichtbronnen 20, 20° worden optioneel eerst aangebracht op een aluminium basis voor versimpeling van het monteren er van, en zodat deze tijdens gebruik beter te koelen zijn. Lichtbronnen 20, 20° worden bij voorkeur van vermogen voorzien vanaf een transformator, welke er eerst voor zorgt dat een primaire spanning (zoals netspanning 230V of 380V) omgezet wordt naar de werkspanning van lichtbronnen 20, 20°. Voor LEDs betreft dit bijvoorbeeld 12, 24 of 48V.

Tevens kan de verlichtingsinrichting voorzien zijn van een regelaar welke de helderheid van lichtbronnen 20, 20° simultaan of individueel kan aansturen om de helderheid van de verlichtingsinrichting als geheel aan te passen en / of om lichtbronnen 20, 20° een specifieke kleur licht te laten uitstralen, waardoor een gewas op een gegeven tijdstip de gewenste hoeveelheid licht krijgt en in de gewenste kleur.

Figuur 4A toont in meer detail een uitvoeringsvorm van patroon 15 dat is ingericht voor het hoofdzakelijk gelijkmatig over het licht-uittredingsvlak uitstralen van licht.

Patroon 15 realiseert dit doordat de hoeveelheid licht dat lokaal door patroon 15 wordt gebroken, toeneemt naarmate dat de afstand tot lichtbronnen 20, 20’ toeneemt. Dit heeft als resultaat dat door een deel van patroon 15, het dichtst bij lichtbronnen 20, 20° in verhouding relatief weinig licht uit plaat 10 breekt, waardoor daar licht van een vooraf bepaalde, gewenste intensiteit uit plaat 10 treedt. Verder heeft dit als resultaat dat door een ander deel van patroon 15, en op enige afstand van lichtbronnen 20, 20° (dat wil zeggen, op een positie waar de lichtsterkte al is afgenomen in vergelijking met de lichtsterkte op korte afstand van de lichtbronnen) in verhouding relatief veel licht uit plaat 10 breekt, waardoor ook daar licht van de gewenste intensiteit uit plaat 10 treedt.

Vergelijkbaar kan een dergelijk patroon worden beschreven zodanig dat ter hoogte van lichtbronnen 20, 20’ een eerste percentage licht wordt gebroken, waardoor licht van een gewenste (absolute) intensiteit uitstraalt, en dat er op enige afstand van lichtbronnen 20, 20°, ook rekening houdend met de hoeveelheid al uitgestraald licht, een hoger, tweede percentage licht wordt gebroken, waardoor ook daar licht van de gewenste intensiteit uitstraalt.

De volgende meetresultaten ondersteunen de bovenstaande bewering dat een verlichtingsinrichting volgens de uitvinding beter dan de stand der techniek in staat is om licht op een hoofdzakelijk gelijkmatige manier uit te stralen.

Gebruik is gemaakt van een meetopstelling waarbij de te beoordelen verlichtingsinrichting boven een te beschijnen oppervlak is gerangschikt.

Het te beschijnen oppervlak was 55 centimeter breed en de gelijkmatigheid van uitgestraald licht is beoordeeld. door de lichtintensiteit te meten over de breedte van het te beschijnen oppervlak.

Er is op negen punten over deze breedte heen een lichtmeting gedaan, en wel op respectievelijk 2,5 / 8,5 / 15 / 21,25 / 27,5 133,75 /40 / 46,25 en 52,5 centimeter op de lijn.

Als verlichtingsinrichting volgens de stand van de techniek is gebruik gemaakt van twee LED-strips.

De twee strips zijn parallel aan de lengterichting van het te beschijnen oppervlak boven de eerder genoemde punten gehangen, en op respectievelijk 13,75 cm en 41,25 cm in de breedte richting.

De LED-strips hebben ieder een vermogen van 21,5 Watt, en gebruiken dus samen 43 Watt.

Onderstaande tabel toont de lichtintensiteit gemeten op de eerder aangegeven punten en hoeveel procent deze waarde afwijkt van een meting in het midden van de breedte richting.

Tabel 1: Lichtintensiteitsmeting: Verlichtingsinrichting volgens de stand van de techniek Afstand tot Zijkant opperviak 4 8,5 15 21,25 27,5 33,75 40 46,25 52,5 (CM) OL | 420 887 1396 972 659 843 67 103,2 458 Afwijking | Tro, Jaden 627% 3460% TIL84% 4750% 00 27.92% 107,44% 6.60% -30.50% Als verlichtingsinrichting volgens de uitvinding is gebruik gemaakt van uitvoeringsvorm vergelijkbaar met die getoond in figuren 3 en 4. Als lichtbronnen 20, 20° zijn dezelfde soort LED- strips gebruikt als in de inrichting volgens de stand van de techniek.

De verlichtingsinrichting was hierbij gerangschikt zodat lichtbronnen 20, 20° zich bevonden op ongeveer Ó en 55 centimeter.

De lichtdoorlatende plaat was gerangschikt boven het oppervlak, tussen lichtbronnen 20, 20° in.

Tabel 2: Lichtintensiteitsmeting: Verlichtingsinrichting volgens uitvinding Afstand tot Zijkant oppervlak 2,5 8,5 15 211,28 27,5 3375 40 4625 52,5 (CM) OL 3 972 1019 1046 1056 1060 1054 103,5 1014 978

Afwijking | Tov Midden gage 387% 132% 038% 00 057% 236% 44% 770% Ondanks dat de voorbeelden in deze figuurbeschrijving zich richten op het hoofdzakelijk gelijkmatig uitstralen van licht, kan met een gepast patroon inkepingen vrijwel elke gewenste lichtverdelingen worden verwezenlijkt. Verder is een verlichtingsinrichting volgens de uitvinding ook geschikt om licht volgens een lichtverdeling uit te stralen richting andere objecten waar dit gewenst voor is, Het is verder mogelijk een dergelijke verlichtingsinrichting op te nemen in een systeem voor het belichten van de objecten, waarbij een dergelijk systeem verder omvat een houder geschikt voor het houden van de objecten. Verdere uitvoeringsvormen van patroon 15 welke hoofdzakelijk gelijkmatig uitstralen van licht realiseren zijn getoond in figuren 4B-D. In elk van deze figuren is getoond cen verlichtingsinrichting 1 omvattende een lichtdoorlatende plaat 10 en een of meer lichtbronnen 20, 20°, 20°’.

Ondanks dat de voorbeelden in deze figuurbeschrijving zich richten op een lichtdoorlatende plaat die is uitgevoerd als een rechthoek, is het ook mogelijk plaat 10 uit te voeren als een ruit, cirkel, of driehoek. In beginsel kan de plaat de doorsnede van een veelhoek hebben. Afwijkende vormen, zoals gebogen vormen zijn uiteraard ook mogelijk.

Figuur 5 toont een verdere uitvoeringsvorm van verlichtingsinrichting 1 volgens een van de mogelijke uitvoeringsvormen, wederom omvattende lichtdoorlatende plaat 10 en één of meer lichtbronnen 20, 20°. In het bijzonder toont figuur 5 een plaat 10 voorzien van twee licht- uittredingsvlakken. doordat de twee tegenover elkaar gelegen vlakken van plaat 10 beide zijn voorzien van een patroon inkepingen zoals hiervoor besproken. Met een dergelijke verlichtingsinrichting kan er twee kanten op gewassen worden belicht.

Ondanks dat de voorbeelden in deze figuurbeschrijving zich richten op een lichtverdelingselement dat is uitgevoerd als een lichtdoorlatende plaat 10, kan het lichtverdelingselement ook worden uitgevoerd als een algemeen lichtdoorlatend lichaam (dus een niet-noodzakelijkerwijs plaatvormig lichaam).

Het lichtverdelingselement kan bijvoorbeeld ook worden uitgevoerd als een balk, voorzien van een of meer licht-uittredingsvlakken doordat een of meer van de lange vlakken van de balk zijn voorzien van een patroon inkepingen zoals hiervoor besproken, en in welk geval een of meer lichtbronnen optisch gekoppeld zijn aan één of beide uiteinde van de balk.

Het lichtverdelingselement kon ook worden uitgevoerd als een cilinder, voorzien van een enkel licht-uittredingsvlak doordat het gekromde vlak van de cilinder is voorzien van een patroon inkepingen zoals hiervoor besproken, en in welk geval een of meer lichtbronnen optisch gekoppeld zijn aan één of beide uiteinde van de cilinder.

Het moge de vakman duidelijk zijn dat de onderhavige uitvinding niet beperkt is tot de hier getoonde uitvoeringsvormen maar dat verschillende wijzigingen mogelijk zijn zonder hierbij af te wijken van de beschermingsomvang welke wordt gedefinieerd door de bijgevoegde conclusies.

Claims

CONCLUSIES 1 Verlichtingsinrichting voor het belichten van een gewas of een voorloper daarvan, de verlichtingsinrichting omvattende: een lichtverdelingselement voor het in een uitstraalrichting naar het gewas of voorloper daarvan uitstralen van licht, waarbij het lichtverdelingselement een in hoofdzaak lichtdoorlatend lichaam omvat; een aantal lichtbronnen, optisch gekoppeld met ten minste één rand van het lichtdoorlatende lichaam, voor het in het Hchtdoorlatende lichaam brengen van het licht van de Lichtbronnen; waarbij het lichtdoorlatende lichaam ten minste één licht-uittredingsvlak omvat dat is voorzien van een patroon van diffractie-elementen, waarbij de diffractie-elementen zijn uitgevoerd om het licht in het lichtdoorlatende lichaam af te buigen en vanaf het licht-uittredingsvlak uit te laten treden in een uitstraalrichting.
2. Verlichtingsinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de lichtbronnen “light emitting diodes”, LEDs, of laserdioden zijn.
3. Verlichtingsinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij elk van de diffractie-elementen een inkeping in het uittredingvlak omvat.
4. Verlichtingsinrichting volgens conclusie 3, waarbij inkeping is gevormd door het uittredingsoppervlak te graveren, bij voorkeur met een laser.
5. Verlichtingsinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het patroon van diffractie-elementen is uitgevoerd om het licht van de lichtbronnen in hoofdzaak gelijkmatig over het uittredingsvlak verdeeld uit te laten treden.
6. Verlichtingsinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, verder omvattende een diffusor, in het bijzonder een tegen het uittredingsvlak van het lichtdoorlatende lichaam aangebrachte diffasorplaat, welke is ingericht voor het verspreiden van het via de individuele diffractie-elementen uittredende licht.
7. Verlichtingsinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij een vlak van het lichtdoorlatende lichaam tegenover het licht-uittredingsvlak is voorzien van niet lichtdoorlatende bedekking, en bij voorkeur van een in de richting van het lichtdoorlatende lichaam reflecterende bedekking.
8. Verlichtingsinrichting volgens één van de conclusies 1-6, waarbij het lichtverdelingselement verder een tweede licht-uittredingsvlak omvat, gelegen tegenover het eerste lHcht-uittredingsvlak,
9. Verlichtingsinrichting volgens conclusie 1, waarbij het lichaam een plaat is.
10. Verlichtingsinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de lichtbronnen in een rij langs een enkele rand van de lichtdoorlatende plaat is aangebracht en is ingericht om licht vanaf de enkele rand de lichtdoorlatende plaat binnen te laten treden.
11. Verlichtingsinrichting volgens conclusies 2 en 10, waarbij de rij lichtbronnen respectievelijk een LED-strip of een strip laserdioden omvat.
12. Verlichtingsinrichting volgens een van de conclusies 10 of 11, verder omvattende een tweede rij lichtbronnen, waarbij de tweede rij lichtbronnen langs een andere rand van de lichtdoorlatende plaat is aangebracht, en is ingericht om licht vanaf de andere rand de lichtdoorlatende plaat binnen te laten treden, waarbij de enkele rand en de andere rand bij voorkeur tegenover elkaar liggen.
13. Verlichtingsinrichting volgens een van de conclusies 10 of 11, waarbij een rand waar geen rij lichtbronnen langs is aangebracht is voorzien van niet lichtdoorlatende bedekking, bij voorkeur van een in de richting van het lichtdoorlatende lichaam reflecterende bedekking.
14. Verlichtingsinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de diffractie-elementen zijn uitgevoerd zodat de optische eigenschappen van de over het uittredingsvlak verdeelde diffractie-elementen, afhankelijk van de positie van het betreffende diffractie-element, in het uittredingsvlak variëren.
15. Verlichtingsinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het patroon van diffractie-elementen gevormd wordt door over het uittredingsoppervlak verdeelde inkepingen met onderling variërende optische eigenschappen, in het bijzonder met onderling variërende diepte, vorm en/of doorsnede.
16. Verlichtingsinrichting volgens conclusie 15, waarbij de inkepingen tussen de 1 en de 8 millimeter, en bij voorkeur tussen de 1 en 4 millimeter diep zijn.
17. Verlichtingsinrichting volgens een van de conclusies 10-12, en conclusie 15 of 16, waarbij dicht bij de lichtbronnen, de inkepingen minder diep, en/of van een kleinere doorsnede zijn dan inkepingen ver weg van de lichtbronnen.
18. Verlichtingsinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het patroon van diffractie-elementen gevormd wordt door met variërende oppervlaktedichtheid over het uittredingsoppervlak verdeelde inkepingen.
19. Verlichtingsinrichting volgens een van de conclusies 10-12, en conclusie 17, waarbij dicht bij de lichtbronnen, de oppervlaktedichtheid van inkepingen lager ligt dan de oppervlaktedichtheid van inkepingen ver weg van de lichtbronnen.
20. Verlichtingsinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de lichtbronnen optisch gekoppeld zijn voor het in een instraalrichting in het lichtdoorlatende lichaam brengen van het licht, waarbij de instraalrichting bij voorkeur substantieel parallel is aan het licht- uittredingsvlak.
21. Verlichtingsinrichting volgens conclusie 20, waarbij de uitstraalrichting substantieel loodrecht staat op de instraalrichting.
22. Verlichtingsinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de uitstraalrichting substantieel loodrecht staat op het Hcht-uittredingsvlak.
23. Verlichtingsinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de uitstraalrichting over het licht-uittredingsvlak substantieel gelijk is.

24, Systeem voor het belichten van een gewas of een voorloper daarvan, het systeem omvattende: een houder geschikt voor het houden van een gewas of een voorloper daarvan; een verlichtingsinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, gerangschikt voor het naar de houder uitstralen van licht.