RU2667769C2 - Растениеводческое осветительное устройство и способ стимулирования роста растений и биоритма растения - Google Patents

Растениеводческое осветительное устройство и способ стимулирования роста растений и биоритма растения Download PDF

Info

Publication number
RU2667769C2
RU2667769C2 RU2015133530A RU2015133530A RU2667769C2 RU 2667769 C2 RU2667769 C2 RU 2667769C2 RU 2015133530 A RU2015133530 A RU 2015133530A RU 2015133530 A RU2015133530 A RU 2015133530A RU 2667769 C2 RU2667769 C2 RU 2667769C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
red light
lighting device
crop
direct red
wavelength
Prior art date
Application number
RU2015133530A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015133530A (ru
Inventor
ЭЛМПТ Роб Франсискус Мария ВАН
Хенрикус Мари ПЕТЕРС
Рифат Ата Мустафа ХИКМЕТ
Мартинус Петрус Йозеф ПЕТЕРС
Дирк ВЕЛЬДМАН
ХАЛ Паулус Альбертус ВАН
Рене Теодорус ВЕГ
Original Assignee
Филипс Лайтинг Холдинг Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. filed Critical Филипс Лайтинг Холдинг Б.В.
Publication of RU2015133530A publication Critical patent/RU2015133530A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2667769C2 publication Critical patent/RU2667769C2/ru

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00—Botany in general
    • A01G7/04—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00—Botany in general
    • A01G7/04—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
    • A01G7/045—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth with electric lighting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/64—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using wavelength conversion means distinct or spaced from the light-generating element, e.g. a remote phosphor layer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/02—Combinations of only two kinds of elements
    • F21V13/08—Combinations of only two kinds of elements the elements being filters or photoluminescent elements and reflectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F21V9/32—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source characterised by the arrangement of the photoluminescent material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/507—Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/14—Measures for saving energy, e.g. in green houses

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к растениеводческому осветительному устройству, к способу стимулирования роста растений и биоритма растения, к светильнику, содержащему упомянутое растениеводческое осветительное устройство, и к растениеводческому сооружению, содержащему упомянутое растениеводческое осветительное устройство или упомянутый светильник. Осветительное устройство содержит твердотельный источник света, выполненный с возможностью излучения прямого красного света, имеющего длину волны, равную 600-680 нм, предпочтительно 640-680 нм, и элемент преобразования длины волны, выполненный с возможностью приема по меньшей мере части упомянутого прямого красного света, излучаемого из упомянутого твердотельного источника света, и преобразования упомянутого принимаемого прямого красного света в дальний красный свет, имеющий максимальную длину волны излучения, равную 700-760 нм, предпочтительно 720-760 нм. Способ стимулирования роста растений и биоритма растения содержит этапы, на которых формируют прямой красный свет, имеющий максимальную длину волны излучения, равную 600-680 нм, предпочтительно 640-680 нм, с использованием твердотельного источника света, принимают по меньшей мере часть упомянутого прямого красного света в элементе преобразования длины волны и преобразуют упомянутый принимаемый прямой красный свет в дальний красный свет, имеющий максимальную длину волны излучения, равную 700-760 нм, предпочтительно 720-760 нм, с использованием упомянутого элемента преобразования длины волны. Светильник содержит по меньшей мере одно из указанных растениеводческих осветительных устройств. Растениеводческое сооружение содержит по меньшей мере одно из указанных растениеводческих осветительных устройств или один из указанных светильников. Такое выполнение позволит повысить эффективность осветительных устройств и эффективность освещения растений для стимулирования их роста и биоритма. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Представленное изобретение относится к растениеводческому осветительному устройству и к способу стимулирования роста растений и биоритма растения. Кроме того представленное изобретение относится к светильнику, содержащему упомянутое растениеводческое осветительное устройство, и растениеводческому применению, содержащему упомянутое растениеводческое осветительное устройство или упомянутый светильник.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известно, что фотофизиологические процессы являются крайне важными для роста растений и что данные процессы регулируются фотопигментами, которые демонстрируют спектры поглощения, сильно зависимые от длины волны. Хлорофилл, например, поглощает свет в диапазоне длин волн, равном приблизительно 620 нм - 680 нм, тогда как различные формы фитохрома, Фитохром восстановленный (Pr) и Фитохром дальний красный (Pfr), которые регулируют диапазон молекулярных и физиологических реакций в растениях, реагируют на свет в пределах диапазонов длин волн с центром в красном и дальнем красном, соответственно. Соотношение, например, между поглощением Pr и Pfr регулирует физиологические процессы в растениях, например, стимулирование цветения, вытягивание стеблей, прорастание и т.д.
Для улучшения спектрального профиля растений при искусственном освещении, могут быть использованы флуоресцентные лампы, которые обычно представляют собой ртутные паросветные разрядные лампы низкого давления с люминофорным покрытием. Однако, данные лампы, раскрывают ряд недостатков, таких как ограниченная эффективность, содержание ртути, которая является опасным агентом, имеют короткий срок службы, являются хрупкими, требуют высокое напряжение и испускают нежелательный инфракрасный свет.
В качестве альтернативы, сегодня имеются твердотельные источники света, такие как светоиспускающие диоды (LED), также используемые для освещения растений, поскольку LED обеспечивают более долгий срок службы, более высокую эффективность фотонного потока, более низкое рабочее напряжение, узкополосное световое излучение и гибкость в терминах сборки по сравнению с общепринятыми источниками света.
WO 2010/053341 раскрывает светодиод с люминофором для выращивания растений, содержащий полупроводниковую интегральную схему, формирующий свет с короткой длиной волны (синий или почти ультрофиолетовый), и преобразователь длины волны, содержащий по меньшей мере один люминофор, преобразующий упомянутый свет с короткой длиной волны в свет с более длинной длиной волны вследствие фотолюминисценции. Свет с более длинной длиной волны содержит компонент дальнего красного спектра, имеющий пик в спектральном диапазоне, равном приблизительно 700 нм - 760 нм, соответствующем спектру поглощения Pfr.
В связи с этим, дальний красный свет также может достигаться за счет использования прямых дальних красных LED, которые основаны, например, на AlGaAs или AlInGaP полупроводниковых материалах.
Однако, существуют проблемы, связанные с предшествующим уровнем техники; формирующие дальний красный свет LED, использующие преобразование люминофора из синего света, являются не эффективными, например, вследствие присущего им большого стоксова сдвига. Прямые дальние красные LED также являются относительно неэффективными и кроме того не широко доступными.
Вследствие этого, существует потребность в недифицитных искусственных источниках света, обеспечивающих более эффективное освещение с узким диапазоном длин волн во время выращивания растений.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача представленного изобретения состоит в решении или по меньшей мере в уменьшении проблем, описанных выше.
В частности, согласно первому аспекту изобретения, предусмотрено растениеводческое осветительное устройство. Устройство содержит твердотельный источник света, выполненный с возможностью излучения прямого красного света, имеющего максимальную длину волны излучения, равную 600-680 нм, предпочтительно 640-680 нм, и элемент преобразования длины волны, выполненный с возможностью приема по меньшей мере части прямого красного света, излучаемого из твердотельного источника света и преобразования принимаемого прямого красного света в дальний красный свет, имеющий максимальную длину волны излучения, равную 700-760 нм, предпочтительно 720-760 нм.
Преимущество данного устройства состоит в том, что оно использует высоко эффективные прямые красные LED и низкие стоксовые потери, связанные с преобразованием из красного света в дальний красный свет. Прямые красные LED, излучающие свет с максимальной длиной волны излучения, равной, например, 660 нм, легко доступны с очень высокой эффективностью: степень преобразования электрической энергии в оптическую (WPE) превышает 50%. Стоксовые потери для преобразования с 660 нм на 740 нм составляют приблизительно только 10%. В результате эффективность устройства увеличивается по сравнению с устройствами из уровня техники. Кроме того для формирования светового излучения в красном, а также в дальнем красном диапазонах спектра, в комбинации с твердотельным источником света необходим только один тип элемента преобразования длины волны. Небольшое количество составных элементов, необходимых для достижения требуемого светового излучения, является предпочтительным с точки зрения легкости сборки, низкого потребления материала, а также для стоимости при изготовлении осветительного устройства согласно представленному изобретению. Соответственно, предложенное растениеводческое осветительное устройство выполнено, эффективным образом, с возможностью формирования комбинации красного и дальнего красного света. Это особенно полезно для стимулирования роста растений и/или биоритма растения за счет имитации цветового изменения дневного света. Следовательно, с использованием предложенного осветительного устройства можно эффективным образом воздействовать, например, как на Фитохром восстановленный (Pr), так и на Фитохром дальний красный (Pfir).
В контексте представленного изобретения термин красный свет необходимо понимать, как свет, обладающий энергией, соответствующей диапазону длин волн, равному 600-680 нм. В предпочтительном варианте осуществления представленного изобретения диапазон длин волн красного света является более узким 640-680 нм для дополнительной оптимизации эффективности осветительного устройства.
Аналогичным образом, термин дальний красный свет необходимо понимать, как свет, обладающий энергией, соответствующей диапазону длин волн, равному 700-760 нм. В предпочтительном варианте осуществления представленного изобретения диапазон длин волн дальнего красного света является более узким 720-760 нм для дополнительной оптимизации эффективности осветительного устройства.
Слова прямой красный или прямой дальний красный свет следует истолковывать, как красный свет или дальний красный свет, формируемый непосредственно твердотельным источником света без каких-либо дополнительных оптических процессов за пределами твердотельного источника света.
Под элементом преобразования длины волны подразумевают люминофорный материал, способный преобразовывать свет первого диапазона длин волн в свет второго диапазона длин волн, при этом второй диапазон длин волн смещен на стоксов сдвиг относительно первого диапазона длин волн.
Люминофорный материал, в контексте представленного изобретения, определяется как материал или вещество, демонстрирующее световое излучение после возбуждения при люминисцентных, флюоресцентных или фосфоресцентных процессах.
Согласно еще одному варианту осуществления представленного изобретения, отношение прямого красного к дальнему красному свету, излучаемому из растениеводческого осветительного устройства, устанавливают за счет регулирования доли прямого красного света, падающего на элемент преобразования длины волны из твердотельного источника света. Это обеспечивает простое средство регулирования отношения прямого красного к дальнему красному свету и, следовательно, влияние на рост и развитие растений.
Согласно еще одному варианту осуществления представленного изобретения твердотельный источник света и элемент преобразования длины волны компонуют в единый блок, что упрощает сборку источников света в матрицы или другие конфигурации, обеспечивающие эффективное освещение растений.
Согласно еще одному варианту осуществления, единый блок может дополнительно содержать по меньшей мере один дополнительный твердотельный источник света, выполненный с возможностью излучения прямого красного света. Это может обеспечивать дополнительную свободу настройки отношения прямого красного к дальнему красному свету и улучшение интенсивности света красного и/или дальнего красного спектральных компонентов, что требуется для улучшенного выращивания растений.
Согласно второму аспекту представленного изобретения предусмотрен способ стимулирования роста растений и биоритма растения, при этом способ содержит этапы формирования прямого красного света, имеющего максимальную длину волны излучения, равную 600-680 нм, предпочтительно 640-680 нм, с использованием твердотельного источника света, приема по меньшей мере части прямого красного света в элементе преобразования длины волны и преобразования принимаемого прямого красного света в дальний красный свет, имеющий максимальную длину волны излучения, равную 700-760 нм, предпочтительно 720-760 нм, с использованием элемента преобразования длины волны, обеспечивая таким образом возможность влияния на фотоморфогенез растений.
Согласно третьему аспекту представленного изобретения предусмотрен светильник, содержащий по меньшей мере одно растениеводческое осветительное устройство, которое описано в данной заявке.
Растениеводческое осветительное устройство выполнено с возможностью формирования растениеводческого света. Термин «растениеводческий свет» может, в качестве примера, относиться к свету, имеющему спектральное распределение с интенсивностью света в первой длине волны, выбираемой из диапазона, равного 400-475 нм, и во второй длине волны, выбираемой из диапазона, равного 600-800 нм. Это не означает, что свет от растениеводческого осветительного устройства, при включении, всегда будет содержать интенсивность в обеих областях. Осветительное устройство может обеспечивать свет с интенсивностью только в одном из спектральных диапазонов, таких как синий свет или (дальний) красный свет, или в иных спектральных диапазонах. Кроме того, вследствие того факта, что устройство может содержать множество LED, вполне может быть, что одно или более LED в основном дают синий свет, тогда как одно или более других LED могут в основном давать (дальний) красный свет (см. также ниже). Фраза «длина волны, выбранная из диапазона» также может содержать использование широкополосных излучателей, даже широкополосных излучателей, которые также излучают за пределами диапазона, излучая все-таки по меньшей мере на длине волны в упомянутом диапазоне. Данная фраза может в частности, но не исключительно, содержать излучатели, которые имеют преобладающую длину волны излучения в данном диапазоне.
Термин «растениеводческий» относится к (интенсивному) выращиванию растений для использования человеком и является очень разнообразным по своей деятельности, включая растения для еды (фрукты, овощи, грибы, съедобные травы) и непищевые сельскохозяйственные культуры (цветы, деревья и кустарники, газонная трава, хмель обыкновенный, виноград, лекарственные травы). Термин «сельскохозяйственная культура» использован в данной заявке для обозначения растениеводческого растения, которое выращивается или выращивалось. Сельскохозяйственными культурами могут называться растения одного и того же вида, выращиваемые в крупных масштабах для еды, одежды и т.д. Сельскохозяйственной культурой являются не относящиеся к животным роды или виды, которые выращивают для уборки, например, в качестве пищи, корма для скота, топлива или для любой другой экономической цели. Термин «сельскохозяйственная культура» также может относиться к множеству сельскохозяйственных культур. Растениеводческие сельскохозяйственные культуры могут в частности относиться к продовольственным сельскохозяйственным культурам (томатам, перцам, огурцам и салату), а также к растениям (потенциально) несущим подобные сельскохозяйственные культуры, таким как растение томата, растение перца, растение огурца и т.д. Растениеводческие в данной заявке может в целом относиться, например, к сельскохозяйственным и несельскохозяйственным растениям. Примерами сельскохозяйственных растений являются рис, пшеница, ячмень, овес, нут, горох, вигна, чечевица, фасоль золотистая, фасоль мунго, соя, фасоль обыкновенная, фасоль аконитолистная, лен обыкновенный, кунжут, чина посевная, кроталярия ситниковидная, перец острый, баклажан, томат, огурец, окра, арахис, картофель, кукуруза, африканское просо, рис, люцерна, редька, капуста, салат, перец, подсолнечник, сахарная свекла, клещевина, красный клевер, белый клевер, сафлор, шпинат, лук, чеснок, турнепс, тыква большая, дыня мускатная, арбуз обыкновенный, огурец, тыква обыкновенная, гибискус коноплевый, масличная пальма, морковь, кокосовая пальма, папайя, сахарный тростник, кофейное дерево, дерево какао, чайное растение, яблоня, груша, персик обыкновенный, вишневое дерево, виноград, миндаль, земляника, ананас, банан, кешью, Irish, маниока, таро, фикус каучуконосный, сорго, хлопчатник, тритикале, голубиный горох и табак. Особенный интерес вызывают томат, огурец, перец, салат, арбуз, папайя, яблоко, груша, персик, вишня, виноград и земляника.
Растениеводческие сельскохозяйственные культуры можно выращивать в частности в теплице. Следовательно, изобретение относится в частности к применению устройства и/или способа в теплице. Устройство может быть расположено между растениями, или между растениями, подлежащими, что называется «межрядному освещению». Растениеводческое выращивание на проволоке, например, растений томатов, может быть конкретной областью применения межрядного освещения, причем представленные устройство и способ могут быть направлены на данное применение. Устройство также может быть расположено поверх растений или растений, подлежащих освещению. В частности, искусственное освещение необходимо, когда растениеводческие сельскохозяйственные культуры выращивают слоями друг над другом.
Выращивание растениеводческих сельскохозяйственных культур слоями обозначают, как «многослойное выращивание», которое может иметь место на растениеводческом производстве. Также устройство и/или способ может применяться при многослойном выращивании.
Вследствие этого, в четвертом аспекте согласно представленному изобретению, предусмотрено растениеводческое применение, в частности выбранное из группы, содержащей теплицу и растениеводческое производство (фабрику растений), при этом растениеводческое применение дополнительно содержит растениеводческое осветительное устройство или светильник, такой как описан в данной заявке. В варианте осуществления, подобное растениеводческое применение содержит множество упомянутых светильников, при этом в пределах упомянутого растениеводческого применения упомянутые светильники необязательно выполнены с возможностью освещения сельскохозяйственных культур с боков. В еще одном варианте осуществления, растениеводческое применение содержит множество слоев для многослойного выращивания сельскохозяйственных культур, при этом растениеводческое применение дополнительно содержит множество упомянутых светильников, выполненных с возможностью освещения сельскохозяйственных культур в упомянутом множестве слоев.
В частности в теплицах, в которых растениеводческие сельскохозяйственные культуры выращивают рядами, может применяться освещение сельскохозяйственной культуры с боков. Фраза «освещение сельскохозяйственной культуры с боков» в частности обозначает такую конфигурацию осветительного устройства, что в течение по меньшей мере части процесса роста сельскохозяйственной культуры, сельскохозяйственная культура освещается сбоку. Это не исключает (дополнительное) верхнее освещение, но по меньшей мере растениеводческое осветительное устройство согласно изобретению выполнено таким образом, что в течение по меньшей мере части процесса роста сельскохозяйственной культуры, сельскохозяйственная культура освещается сбоку сельскохозяйственной культуры. Если предположить выращивание сельскохозяйственных культур рядами, по меньшей мере часть растениеводческого осветительного устройства, в частности по меньшей мере часть его светоизлучающей поверхности, может быть расположена между рядами сельскохозяйственных культур. Следовательно, по меньшей мере часть растениеводческого осветительного устройства согласно изобретению может иметь компонент горизонтального распространения и освещать одну или более сельскохозяйственных культур. Преимущество бокового освещения состоит в том, что сельскохозяйственные культуры могут лучше (более полностью) освещаться, использование энергии является более эффективным и, таким образом, общее потребление энергии может быть уменьшено, и в частности с устройством изобретения, может быть возможно выбирать конкретный цвет, соответствующий потребности сельскохозяйственной культуры на конкретном этапе.
Следует заметить, что изобретение относится ко всем возможным сочетаниям признаков, перечисленных в формуле изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Далее данные и другие аспекты представленного изобретения будут описаны более подробно со ссылкой на приложенные чертежи, показывающие варианты осуществления изобретения.
Фиг. 1 показывает типичные зависимые от длины волны спектры поглощения фитохрома восстановленного (Pr) и Фитохрома дальнего красного (Pfr).
Фиг. 2 показывает схематичный вид сбоку в поперечном разрезе базовой конструкции осветительного устройства согласно предпочтительному в настоящее время варианту осуществления изобретения.
Фиг. 3 показывает схематичный вид сбоку в поперечном разрезе базовой конструкции осветительного устройства согласно альтернативному варианту осуществления изобретения, содержащей дополнительный твердотельный источник света.
Фиг. 4 иллюстрирует световое излучение согласно одному варианту осуществления представленного изобретения, относящееся к световому возбуждению с использованием прямого красного LED для создания дальнего красного светового излучения за счет использования в качестве элемента преобразования длины волны флюоресцентного красителя.
Фиг. 5 иллюстрирует светильник согласно третьему аспекту изобретения.
Фиг. 6 и 7 схематично изображают некоторые варианты применения согласно четвертому аспекту изобретения.
На фиг. 2 и 3 размеры слоев и областей преувеличены для иллюстративных целей и, таким образом, приведены, чтобы проиллюстрировать общую конструкцию варианта осуществления представленного изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее представленное изобретение будет описано более полно со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых показаны предпочтительные в настоящее время варианты осуществления изобретения. Однако, данное изобретение может быть осуществлено во множестве различных форм и не должно истолковываться в качестве ограничения вариантами осуществления, изложенными в данной заявке; точнее, данные варианты осуществления приведены для законченности и завершенности, и полностью передают квалифицированному специалисту объем изобретения.
В культивировании растений, необходимо использовать прямой красный и/или дальний красный свет. Красный свет имеет, например, оптимальную длину волны для фотосинтеза растений. За счет применения дальнего красного может достигаться обработка окончанием дневного света, которая оказывает благотворное воздействие на рост растений, обеспечивая более длинные стебли, которые, например, являются важными для срезаемых цветов и саженцев, тогда как распускающиеся листья и усиливающаяся скорость роста имеет значение для листовой зелени и т.д.
Различные формы фитохрома, Фитохром восстановленный (Pr) и Фитохром дальний красный (Pfr), вовлечены и регулируют диапазон молекулярных и физиологических реакций в растениях, таких как растения, приведенные для примера выше. Как можно видеть из зависимых от длин волны спектров поглощения Pr и Pfr, см. Фиг. 1, данные молекулы могут реагировать на свет в пределах диапазонов длин волн с центром в красном и дальнем красном, соответственно. Вследствие этого, за счет регулирования отношения красного освещения растения к дальнему красному, возможно посредством фотофизиологической реакции Pr и Pfr регулировать физиологические процессы в растениях, например, стимулирование цветения, вытягивание стеблей, прорастание и т.д.
Общая идея данного изобретения состоит в создании эффективного способа и осветительного устройства для формирования света в дальней красной области длин волн светового спектра. Согласно варианту осуществления представленного изобретения это может достигаться за счет использования твердотельного источника света, излучающего прямой красный свет вместе с элементом преобразования длины волны, который выполнен с возможностью преобразования упомянутого прямого красного света в упомянутый дальний красный свет. Небольшой сдвиг длины волны между красным и дальним красным светом имеет присущие низкие стоксовы потери, по сравнению со способами с использованием преобразования синего света или ультрафиолетового света, обеспечивая возможность осуществления более эффективного освещения растений. Небольшое количество составных элементов, необходимых для достижения требуемого светового излучения, является дополнительным преимуществом с точки зрения легкости сборки, низкого потребления материала, а также стоимости при изготовлении источника света согласно представленному изобретению.
Для того, чтобы облегчить осветительное устройство, то есть облегчить осуществление при культивировании растений, твердотельный источник света и элемент преобразования длины волны могут быть дополнительно собраны в единый блок.
Фиг. 2 иллюстрирует схематичный вид сбоку в поперечном разрезе базовой конструкции растениеводческого осветительного устройства 100 согласно предпочтительному в настоящее время варианту осуществления изобретения. Осветительное устройство содержит твердотельный источник 102 света (в данном варианте осуществления LED) на опоре 104, выполненный с возможностью излучения прямого красного света, и элементы 106 преобразования длины волны, выполненные с возможностью преобразования упомянутого прямого красного света в дальний красный свет. Согласно варианту осуществления, который проиллюстрирован на фиг. 2, упомянутые элементы 106 преобразования длины волны рассредоточены в материале 108 подложки, образуя слой 112 преобразующего длину волны элемента. Материал 108 подложки может быть по меньшей мере полупрозрачным для света в диапазонах длин волн, имеющих отношение к представленному изобретению. Необходимо заметить, что вариант осуществления, который раскрыт на Фиг. 2, имеет преимущество, что элементы 106 преобразования длины волны могут быть расположены на расстоянии от твердотельного источника 102 света, уменьшая посредством этого тепловой контакт с твердотельным источником 102 света, который в противном случае мог бы иметь негативное влияние на физические свойства элементов 106 преобразования длин волн, твердотельный источник 102 света или и то и другое. Конструкция дополнительно обеспечивает большие возможности специальной настройки оптических свойств составных частей для того, чтобы улучшить световой выход из устройства, посредством выбора материала промежуточного слоя/слоев 110, разделяющего слой 112 элемента преобразования длины волны и твердотельный источник 102 света. Однако, в пределах объема представленного изобретения также возможно по меньшей мере частичное расположение элементов преобразования длин волн непосредственно на твердотельном источнике света.
В качестве неограничивающих примеров материал подложки изготавливают из прозрачного полимерного материала, например акриловых полимеров, таких как полиметилметакрилат (PMMA), сложные полиэфиры, такие как поликарбонат (PC) и полиэтилентерефталат (PET), эпоксидные смолы, поливинилспирт (PVA), полиуретан, полистирол или силиконы. Возможно, слой элемента преобразования длины волны состоит из частиц элемента преобразования длины волны, рассредоточенных в одном или более упомянутых выше материалов подложки, которые затем внедряют в один или более других материалов подложки, выбираемых из упомянутых выше материалов.
В качестве альтернативы, материалом подложки может быть стеклянный или керамический материал.
В качестве альтернативы, слой элемента преобразования длины волны может быть полностью образован самим элементом преобразования длины волны, например, в случае, когда элементом преобразования длины волны является неорганический люминофор, он может представлять собой формованный керамический компонент, или это может быть выращенный единственный кристалл.
Слоем элемента преобразования длины волны, например, может быть отдельно расположенный компонент, или он может наноситься на подложку, например, посредством покрытия, печати или наклеивания.
В качестве неограничивающего примера слой/слои промежуточного материала сделан/сделаны из воздуха, или прозрачный материал выбирают, например, из силиконов или эпоксидных смол.
Согласно еще одному варианту осуществления, возможно регулировать долю упомянутого прямого красного света, падающего на упомянутый элемент преобразования длины волны из упомянутого твердотельного источника света. Согласно данному варианту осуществления осветительное устройство содержит твердотельный источник света, элемент преобразования длины волны и, возможно, экранирующее средство. За счет изменения положения элемента преобразования длины волны и/или за счет изменения положения упомянутого твердотельного источника света и/или за счет изменения положения упомянутого экранирующего средства, может регулироваться отношение прямого красного к упомянутому дальнему красному. Следовательно, для получения требуемого соотношения светового выхода между красным и дальним красным светом от осветительного устройства согласно изобретению, не требуется никакого излишка твердотельных источников света, что улучшает эффективность, упрощает сборку и дополнительно снижает расходы. Тема, как регулировать количество света, излучаемого из источника света, например, LED, падающего на элемент преобразования длины волны, например, раскрыта в US 2010/0254115, на который приведена ссылка.
Согласно еще одному варианту осуществления представленного изобретения, который проиллюстрирован на Фиг. 3, в едином растениеводческом осветительном устройстве 300, содержащем по меньшей мере один дополнительный твердотельный источник 302 света, выполненный с возможностью излучения упомянутого прямого красного света, вместе с твердотельным источником 102 света, выполненным с возможностью освещения элементов 106 преобразования длины волны, можно настраивать отношение упомянутого прямого красного к упомянутому дальнему красному свету. В подобном едином блоке 300 осветительного устройства отношение упомянутого прямого красного к упомянутому дальнему красному свету настраивают посредством независимого регулирования интенсивности твердотельного источника 102 света, выполненного с возможностью освещения элементов 106 преобразования длины волны, и дополнительного твердотельного источника 302 света. В данном отдельном варианте осуществления, для увеличения светового излучения из упомянутого единого блока 300 осветительного устройства и уменьшения света, падающего на упомянутые элементы преобразования длины волны из упомянутого дополнительного источника 302 света, хотя это и не обязательно, между двумя упомянутыми источниками света расположена отражающая панель 304. Данный вариант осуществления обеспечивает дополнительную свободу настройки отношения упомянутого прямого красного к упомянутому дальнему красному свету и улучшения интенсивности света красного и/или дальнего красного спектральных компонентов, что требуется для улучшенного выращивания растений.
Согласно еще одному варианту осуществления представленного изобретения, единый блок осветительного устройства содержит по меньшей мере один дополнительный твердотельный источник света, выполненный с возможностью излучения синего или белого света для того, чтобы дополнительно стимулировать рост растений.
Элемент преобразования длины волны может содержать люминофорный материал, который, в контексте представленного изобретения, необходимо понимать, как материал или вещество, демонстрирующее световое излучение после возбуждения в люминисцентных, флюоресцентных или фосфоресцентных процессах. Ниже имеются три различных типа люминофоров, приведенных для примера, которые могут служить в качестве эффективных элементов преобразования длины волны. Необходимо заметить, что элементы преобразования длины волны могут быть расположены дистанционно или непосредственно на твердотельном источнике света.
Во-первых, элемент преобразования длины волны может содержать квантовую точку (QD). QD представляют собой небольшие кристаллы полупроводникового материала, обычно имеющие ширину или диаметр, равный только нескольким десяткам нанометров. Они имеют преимущество, что при возбуждении падающим светом, они излучают свет, при этом длина волны света определяется размером и материалом QD. Кроме того, они показывают очень узкие полосы излучения и, таким образом, обеспечивают насыщенные цвета, где световой выход конкретного цвета может быть получен посредством специального приспосабливания материала и размера использованных QD. QD с излучением в дальнем красном при возбуждении красным могут, например, достигаться за счет использования QD, содержащих материал, выбранный из группы, состоящей, но без ограничения II-VI и III-V QD, предпочтительно из InP, CdTe, CdTe/CdSe структур ядра и оболочки, тройных смесей, таких как CdSexTey, или халькопиритового QD, например, CuxInySe2 или CuxInyS2. Для усиленных излучающих свойств, QD могут быть сверху покрыты широкозонными материалами, такими как CdS и ZnS.
Во-вторых, элемент преобразования длины волны может содержать неорганический люминофор, при этом упомянутый неорганический люминофор содержит материал, легированный Cr3+, предпочтительно материал, выбранный из группы, состоящей из Y3Ga5O12:Cr, LaAlO3:Cr и Gd3Ga5O12:Cr, при этом Gd3Ga5O12:Cr является более предпочтительным, поскольку его полоса возбуждения низкой энергии расположена приблизительно на 650 нм. В качестве альтернативы, могут быть использованы фосфоры (Zn, Cd) S:Ag с высоким содержанием Cd, так как также известно, что они имеют максимум излучения в дальнем красном.
В-третьих, элемент преобразования длины волны может содержать флюоресцентный краситель, при этом упомянутым флюоресцентным красителем предпочтительно является (например, алкокси) замещенный 3,4,9,10-перилен-тетракарбоксилбис-бензимидазол (PTCBI), также упоминаемый как периленперинон, являющийся элементом семейства дальних красных излучающих красителей, а более предпочтительно 3,4:9, 10-бис(1,2-бензимидазол)-1,6,7,12-тетра(4-нонилфенокси)перилен (син/анти-изомеры). Было показано, что данный краситель имеет поглощение при 550-670 нм и демонстрирует излучение в диапазоне 650-850 нм (M.G. Debije et al, Appl. Optics 50, 163 (2011)). Кроме того, сообщалось о квантовом выходе, равном 80% для красителя в поликарбонатном материале подложки. Секционное замещение периленперинона не ограничено 4-нонилфенокси, использованным в данном примере, но может быть диапазоном других алкокси, включая другие алкилфенокси, такие как 4-терт-октилфенокси.
Было показано, как проиллюстрировано на Фиг. 4, что используя LED, излучающий с максимальной длиной волны излучения при 620 нм, возможно формировать световое излучение в диапазоне длин волн 650-850 нм за счет использования преобразующего длину волны материала, содержащего флюоресцентный краситель (3,4:9,10-бис(1,2-бензимидазол)-1,6,7,12-тетра(4-нонилфенокси)перилен(син/анти-изомеры)), примешанные в материал подложки из полиметилметакрилата (PMMA) 1 мм толщины. В данном конкретном варианте осуществления материал подложки, содержащий элемент преобразования длины волны, был расположен удаленно от LED.
Квалифицированный специалист в области техники понимает, что представленное изобретение никоим образом не ограничено предпочтительными вариантами осуществления, описанными выше. Наоборот, в пределах объема приложенной формулы изобретения возможно множество модификаций и вариантов.
Например, в варианте осуществления представленного изобретения твердотельным источником света может быть органический светоизлучающий диод (OLED) или лазерный диод (LD).
Согласно одному варианту осуществления твердотельный источник света может быть выполнен с возможностью излучения света, имеющего максимальную длину волны излучения, равную 620±10 нм. Согласно еще одному варианту осуществления твердотельный источник света может быть выполнен с возможностью излучения света, имеющего максимальную длину волны излучения, равную 640±10 нм. Согласно еще одному варианту осуществления твердотельный источник света может быть выполнен с возможностью излучения света, имеющего максимальную длину волны излучения, равную 660±10 нм.
Фиг. 5 схематично показывает светильник 400 согласно третьему аспекту изобретения. Светильник содержит одно или более растениеводческих осветительных устройств согласно первому аспекту изобретения.
Фиг. 6 схематично изображает растениеводческое применение, например, для выращивания томатов. Позиция 1000 обозначает растениеводческое применение, в данном случае в качестве примера теплицу. Растениеводческая сельскохозяйственная культура показана позицией 1. Позиция 2 обозначает возможный плод (плоды), в данном случае томаты. Сельскохозяйственная культура томата использована только в качестве примера, чтобы проиллюстрировать некоторые аспекты. Сельскохозяйственные культуры или растения томатов расположены рядами. Расстояние между рядами, и, следовательно, между растениями, показано позицией L1, и может быть, например, в диапазоне 1-2 м, например, 1,5 м. Общая высота от уровня земли, обозначенная позицией H, может, например, быть в диапазоне 2-4 м, например, приблизительно 3 м. Часть данной общей высоты, которая особенно релевантна для растениеводческого освещения, может охватывать высоту H1, и находится в диапазон 0,5-1 м, и составляет приблизительно высоту H2 над уровнем земли, причем данная высота H2 может быть в диапазоне 0,5-1,5 м, в частности приблизительно 1 м. Светильник 500, может в частности направляться к растениеводческой сельскохозяйственной культуре поверх упомянутой высоты H1; однако, с левой стороны показан относительно высокий светильник 500, только в качестве примера. Позиция d обозначает расстояние между (светоизлучающей поверхностью (поверхностями) светильника 500 и сельскохозяйственной культурой 1. Позиция 511 обозначает растениеводческий свет, который формируется светильником 500 во время работы. Светильник 500 может содержать множество растениеводческих осветительных устройств 100.
Еще один вариант осуществления растениеводческого применения будет обсуждаться далее со ссылкой на Фиг. 7. Позиция 1200 обозначает растениеводческое применение, в данном случае в качестве примера растениеводческое производство, имеющее множество рядов сельскохозяйственных культур 1. В данном варианте осуществления, светильники 500, которые описаны в данной заявке, использованы для многослойного выращивания. Множество слоев обозначены позициями 1010. В данном случае полезно, что все растениеводческие осветительные устройства 510 во время работы излучают растениеводческий свет 511 в одном и том же направлении в сторону растений. В данном случае, может быть предпочтительно поместить растениеводческие осветительные устройства 510 между двумя фольгами 360. Предпочтительно, фольга в задней части растениеводческого осветительного устройства 510 сделана диффузно отражающей за счет включения слоя, который содержит белую краску на основе таких частиц, как Ti02. Преимущество состоит в том, что свет, который отражается растением назад в светильник 500, снова возвращается.
Кроме того отклонения от раскрытых вариантов осуществления могут быть понятны и реализованы квалифицированным специалистом при практическом использовании заявленного изобретения, в результате изучения чертежей, раскрытия и приложенной формулы изобретения. В формуле изобретения, слово «содержащий» не исключает другие элементы или этапы, а форма единственного числа не исключает множества. Тот факт, что некоторые средства перечислены во многих различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что сочетание данных средств не может быть использовано с достижением преимущества.

Claims (18)

1. Растениеводческое осветительное устройство, содержащее твердотельный источник (102) света, выполненный с возможностью излучения прямого красного света, имеющего максимальную длину волны излучения, равную 600-680 нм, предпочтительно 640-680 нм, и элемент (106) преобразования длины волны, выполненный с возможностью приема по меньшей мере части упомянутого прямого красного света, излучаемого из упомянутого твердотельного источника (102) света, и преобразования упомянутого принимаемого прямого красного света в дальний красный свет, имеющий максимальную длину волны излучения, равную 700-760 нм, предпочтительно 720-760 нм,
при этом отношение упомянутого прямого красного к упомянутому дальнему красному свету, излучаемому из упомянутого осветительного устройства, устанавливается за счет регулирования доли упомянутого прямого красного света, падающего на упомянутый элемент (106) преобразования длины волны из упомянутого твердотельного источника (102) света.
2. Растениеводческое осветительное устройство по п. 1, в котором упомянутый элемент (106) преобразования длины волны содержит квантовую точку, неорганический люминофор и/или флюоресцентный краситель.
3. Растениеводческое осветительное устройство по п. 2, в котором упомянутая квантовая точка содержит материал, выбранный из группы, состоящей из II-VI и III-V квантовых точек, предпочтительно InP, CdTe, CdTe/CdSe структур ядра и оболочки, тройных смесей, таких как CdSexTey, или халькопиритовых квантовых точек, таких как CuxInySe2 или CuxInyS2.
4. Растениеводческое осветительное устройство по п. 2, в котором упомянутый неорганический люминофор содержит материал, легированный Cr3+, предпочтительно материал, выбранный из группы, состоящей из Y3Ga5O12:Cr, LaAlO3:Cr и Gd3Ga5O12:Cr.
5. Растениеводческое осветительное устройство по п. 2, в котором упомянутый флюоресцентный краситель предпочтительно содержит (например, алкокси) замещенный 3,4,9,10-перилен-тетракарбоксилбис-бензимидазол (PTCBI), также называемый периленпериноном, являющийся членом семейства красителей, излучающих дальний красный свет, а более предпочтительно 3,4:9,10-бис(1,2-бензимидазол)-1,6,7,12-тетра(4-нонилфенокси)перилен(син/антиизомеры).
6. Растениеводческое осветительное устройство по любому одному из пп. 1-5, в котором упомянутый твердотельный источник (102) света и упомянутый элемент (106) преобразования длины волны собраны в единый блок.
7. Растениеводческое осветительное устройство по п. 1, содержащее по меньшей мере один дополнительный твердотельный источник (302) света, выполненный с возможностью упомянутого излучения прямого красного света и посредством этого настройки отношения упомянутого прямого красного света к упомянутому дальнему красному свету.
8. Растениеводческое осветительное устройство по п. 1, содержащее по меньшей мере один дополнительный твердотельный источник света, выполненный с возможностью излучения синего или белого света.
9. Способ стимулирования роста растений и биоритма растения, содержащий этапы, на которых:
формируют прямой красный свет, имеющий максимальную длину волны излучения, равную 600-680 нм, предпочтительно 640-680 нм, с использованием твердотельного источника (102) света,
принимают по меньшей мере часть упомянутого прямого красного света в элементе (106) преобразования длины волны и
преобразуют упомянутый принимаемый прямой красный свет в дальний красный свет, имеющий максимальную длину волны излучения, равную 700-760 нм, предпочтительно 720-760 нм, с использованием упомянутого элемента (106) преобразования длины волны,
при этом отношение упомянутого прямого красного к упомянутому излучаемому дальнему красному свету устанавливают посредством регулирования количества упомянутого прямого красного света, падающего на упомянутый элемент (106) преобразования длины волны из упомянутого твердотельного источника (102) света.
10. Способ по п. 9, в котором отношение упомянутого прямого красного к упомянутому излучаемому дальнему красному свету настраивают за счет использования дополнительного твердотельного источника (302) света, выполненного с возможностью излучения прямого красного света.
11. Способ по п. 10, в котором упомянутый элемент преобразования длины волны содержит флюоресцентный краситель, при этом упомянутый флюоресцентный краситель предпочтительно содержит (например, алкокси) замещенный 3,4,9,10-перилен-тетракарбоксилбис-бензимидазол (PTCBI), также называемый периленпериноном, являющийся членом семейства красителей, излучающих дальний красный свет, а более предпочтительно 3,4:9,10-бис(1,2-бензимидазол)-1,6,7,12-тетра(4-нонилфенокси)перилен(син/антиизомеров).
12. Светильник (400, 500), содержащий по меньшей мере одно растениеводческое осветительное устройство по пп. 1-8.
13. Растениеводческое сооружение (1000, 1200), выбранное из группы, содержащей по меньшей мере теплицу и фабрику растений, при этом растениеводческое сооружение дополнительно содержит по меньшей мере одно растениеводческое осветительное устройство по пп. 1-8 или светильник по п. 12.
RU2015133530A 2013-01-11 2014-01-07 Растениеводческое осветительное устройство и способ стимулирования роста растений и биоритма растения RU2667769C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361751285P 2013-01-11 2013-01-11
US61/751,285 2013-01-11
PCT/IB2014/058092 WO2014108825A1 (en) 2013-01-11 2014-01-07 A horticulture lighting device and a method to stimulate plant growth and bio-rhythm of a plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015133530A RU2015133530A (ru) 2017-02-16
RU2667769C2 true RU2667769C2 (ru) 2018-09-24

Family

ID=50001069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015133530A RU2667769C2 (ru) 2013-01-11 2014-01-07 Растениеводческое осветительное устройство и способ стимулирования роста растений и биоритма растения

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10299441B2 (ru)
EP (1) EP2943056B1 (ru)
JP (1) JP6367828B2 (ru)
CN (1) CN104883872B (ru)
BR (1) BR112015016408B1 (ru)
DK (1) DK2943056T3 (ru)
RU (1) RU2667769C2 (ru)
WO (1) WO2014108825A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2770469C1 (ru) * 2021-09-17 2022-04-18 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Самарский государственный аграрный университет» Устройство для освещения и стимуляции ростков картофеля

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL2934089T3 (pl) * 2012-12-21 2017-08-31 Philips Lighting Holding B.V. Ogrodniczy interfejs oświetleniowy do łączenia co najmniej jednego systemu oświetleniowego
US10132457B2 (en) 2013-12-31 2018-11-20 Opti-Harvest, Inc. Harvesting, transmission, spectral modification and delivery of sunlight to shaded areas of plants
EP3190871B1 (en) * 2014-09-08 2018-11-21 Philips Lighting Holding B.V. Extruded channel plate as basis for integrated functions
US10205066B2 (en) * 2015-02-23 2019-02-12 Koninklijke Philips N.V. White phosphor converted LED with stable flux output versus temperature
WO2017164214A1 (ja) * 2016-03-24 2017-09-28 シャープ株式会社 光源装置および発光装置
JP6481663B2 (ja) 2016-06-29 2019-03-13 日亜化学工業株式会社 発光装置及び植物栽培方法
CN106211459A (zh) * 2016-07-28 2016-12-07 厦门桑奈特光电科技有限公司 一种高效大波段生物刺激装置
CN106439626A (zh) * 2016-11-23 2017-02-22 广明源光科技股份有限公司 一种蓝光芯片激发荧光粉的植物生长灯及其应用
KR101730965B1 (ko) * 2016-11-30 2017-04-27 주식회사 쉘파스페이스 양자점을 이용한 가변 파장을 가지는 식물 생장용 발광 장치
US11218644B2 (en) 2016-11-30 2022-01-04 Sherpa Space Inc. Image-based component measurement system using light emitting device that outputs variable wavelength and method thereof, and method of plant cultivation method using the same
US10422501B2 (en) * 2016-12-14 2019-09-24 Ford Global Technologies, Llc Vehicle lighting assembly
AU2018210361A1 (en) 2017-01-20 2019-08-08 Charles Hugo OSTMAN Light emitting structures
DE102017120642A1 (de) * 2017-09-07 2019-03-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Leuchtdiode, Verwendung einer Leuchtdiode, Verfahren zum Betreiben einer Leuchtdiode und Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode
US11515453B2 (en) * 2017-12-18 2022-11-29 LITEC-Vermögensverwaltungsgesellschaft mbH Light-converting material with semiconductor nanoparticles, process for its preparation, and light source
EP3748702A4 (en) * 2018-01-29 2021-10-27 Kyocera Corporation LIGHT EMITTING DEVICE AND LIGHTING DEVICE
KR20200140803A (ko) 2018-03-21 2020-12-16 엠제이엔엔 엘엘씨 통제된 환경 농업을 위한 수직 재배 타워 컨베이어 시스템
CN108346733A (zh) * 2018-04-10 2018-07-31 江苏华旦科技有限公司 一种光引擎及其用途
EP3784021B1 (en) * 2018-04-26 2023-08-30 Signify Holding B.V. Bolting control using light with high level of far red
WO2020022465A1 (ja) * 2018-07-27 2020-01-30 日亜化学工業株式会社 照光装置
CN115443898B (zh) 2018-10-30 2024-09-27 Mjnn有限责任公司 受控环境农业系统的种植塔处理
US11700804B2 (en) 2018-10-30 2023-07-18 Mjnn Llc Production facility layout for automated controlled environment agriculture
JP7028155B2 (ja) * 2018-12-25 2022-03-02 セイコーエプソン株式会社 光源装置およびプロジェクター
US11559004B2 (en) * 2019-01-10 2023-01-24 Fluence Bioengineering, Inc. Horticultural luminaire with LiDAR sensing
KR102337506B1 (ko) * 2019-02-08 2021-12-13 충북대학교 산학협력단 Led를 이용한 새싹삼의 재배 또는 사포닌 함량 증진 방법
EP3924430A4 (en) * 2019-02-14 2023-04-19 Lleaf Pty Ltd PHOTOPERIODIC CONTROL OF PHYTOCHROME WITH MATERIALS
US11961247B2 (en) 2019-02-22 2024-04-16 Sherpa Space Inc. Image-based component measurement system using light emitting device that outputs variable wavelength and method thereof, and method of plant cultivation method using the same
US11477945B2 (en) 2019-03-13 2022-10-25 Current Lighting Solutions, Llc Horticulture lighting device
JP7296563B2 (ja) * 2019-05-27 2023-06-23 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光装置並びにそれを用いた電子機器及び検査方法
US11856902B2 (en) 2019-09-20 2024-01-02 Mjnn Llc Production facility layouts for automated controlled environment agriculture
US11570958B2 (en) 2019-09-20 2023-02-07 Mjnn Llc Catch mechanism facilitating loading of vertical grow towers onto grow lines in a vertical farm system
WO2021055235A1 (en) 2019-09-20 2021-03-25 Mjnn Llc A crop production system for controlled environment agriculture and associated method
JP7397612B2 (ja) * 2019-09-30 2023-12-13 シャープ株式会社 照明装置、植物への光照射設備及び植物への光照射方法
EP3855870B1 (en) * 2020-01-22 2023-03-08 Seoul Semiconductor Europe GmbH Led light source device
CN111422911B (zh) * 2020-03-03 2023-08-22 西安集佰侬生物科技有限公司 一种能够促进植物蓝光反应的纳米材料、制剂及制备方法
JP2021153472A (ja) * 2020-03-27 2021-10-07 シャープ株式会社 照明装置及び植物の育成方法
US12035430B2 (en) 2020-05-18 2024-07-09 Mate. Llc Centrally-controlled tunable lighting
US11985741B2 (en) 2020-05-18 2024-05-14 Mate. Llc Human-centric lighting controller
CN111676015B (zh) * 2020-06-23 2023-03-28 厦门大学附属心血管病医院 一种生物窗口激发的近红外长余辉发光材料及其制备方法
US12089545B1 (en) 2020-09-25 2024-09-17 Mjnn Llc Grow towers with overlapping funnels for automated agriculture production
WO2022067258A1 (en) * 2020-09-28 2022-03-31 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Phytophotonic approach to enhanced photosynthesis
USD1028646S1 (en) 2021-04-30 2024-05-28 Opti-Harvest, Inc. Canopy unit for light harvesting
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

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100264429A1 (en) * 2009-04-20 2010-10-21 Ever Light Electronics Co., Ltd. Light emitting device and electronic device using the same
US20110068697A1 (en) * 2010-04-19 2011-03-24 David Hum Phosphor Converted Light Source Having an Additional LED to Provide Long Wavelength Light
EP2499900A1 (en) * 2011-03-17 2012-09-19 Valoya Oy Method and means for enhancing greenhouse lights

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5202777A (en) 1991-05-31 1993-04-13 Hughes Aircraft Company Liquid crystal light value in combination with cathode ray tube containing a far-red emitting phosphor
CN1072945A (zh) * 1991-12-05 1993-06-09 日本曹达株式会社 农业用波长转换材料
US6501091B1 (en) 1998-04-01 2002-12-31 Massachusetts Institute Of Technology Quantum dot white and colored light emitting diodes
KR20000018096A (ko) 2000-01-11 2000-04-06 김근주 종묘발아 농업용 반도체 발광소자 및 어레이 제작방법
JP4081648B2 (ja) * 2001-11-28 2008-04-30 東芝ライテック株式会社 電照装置
CN100457755C (zh) * 2003-06-25 2009-02-04 日东电工株式会社 磺基衍生物、及包含其的溶致液晶系统和各向异性膜以及它们的制造方法
CN1934214A (zh) * 2004-02-06 2007-03-21 三菱化学株式会社 发光装置和使用该发光装置的照明装置和图像显示装置
WO2007125493A2 (en) * 2006-05-02 2007-11-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Color-stable phosphor converted led
CN101680992B (zh) 2007-06-04 2016-10-19 皇家飞利浦电子股份有限公司 颜色可调的照明系统、灯和照明设备
US7547114B2 (en) * 2007-07-30 2009-06-16 Ylx Corp. Multicolor illumination device using moving plate with wavelength conversion materials
US8877524B2 (en) * 2008-03-31 2014-11-04 Cree, Inc. Emission tuning methods and devices fabricated utilizing methods
LT5688B (lt) 2008-11-07 2010-09-27 Uab "Hortiled" Konversijos fosfore šviesos diodas, skirtas augalų fotomorfogeneziniams poreikiams tenkinti
TW201041191A (en) 2008-12-19 2010-11-16 Samsung Led Co Ltd Light emitting device package, backlight unit, display device and illumination device
JP5662939B2 (ja) 2009-05-22 2015-02-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 半導体発光装置及びそれを用いた光源装置
US8426871B2 (en) 2009-06-19 2013-04-23 Honeywell International Inc. Phosphor converting IR LEDs
US8205998B2 (en) * 2010-02-15 2012-06-26 Abl Ip Holding Llc Phosphor-centric control of solid state lighting
JP5498904B2 (ja) * 2010-09-27 2014-05-21 パナソニック株式会社 作物育成システム
JP2013106550A (ja) * 2011-11-18 2013-06-06 Sharp Corp 植物育成用照明装置
WO2014009865A1 (en) * 2012-07-11 2014-01-16 Koninklijke Philips N.V. Lighting device capable of providing horticulture light and method of illuminating horticulture

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100264429A1 (en) * 2009-04-20 2010-10-21 Ever Light Electronics Co., Ltd. Light emitting device and electronic device using the same
US20110068697A1 (en) * 2010-04-19 2011-03-24 David Hum Phosphor Converted Light Source Having an Additional LED to Provide Long Wavelength Light
EP2499900A1 (en) * 2011-03-17 2012-09-19 Valoya Oy Method and means for enhancing greenhouse lights

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2770469C1 (ru) * 2021-09-17 2022-04-18 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Самарский государственный аграрный университет» Устройство для освещения и стимуляции ростков картофеля

Also Published As

Publication number Publication date
DK2943056T3 (da) 2017-11-06
EP2943056A1 (en) 2015-11-18
US10299441B2 (en) 2019-05-28
EP2943056B1 (en) 2017-08-02
BR112015016408A2 (pt) 2017-07-11
JP2016504044A (ja) 2016-02-12
JP6367828B2 (ja) 2018-08-01
CN104883872A (zh) 2015-09-02
CN104883872B (zh) 2019-08-23
RU2015133530A (ru) 2017-02-16
WO2014108825A1 (en) 2014-07-17
BR112015016408B1 (pt) 2020-11-10
US20160000018A1 (en) 2016-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2667769C2 (ru) Растениеводческое осветительное устройство и способ стимулирования роста растений и биоритма растения
US11432472B2 (en) Dark cavity lighting system
US10448579B2 (en) Lighting device capable of providing horticulture light and method of illuminating horticulture
US10398000B2 (en) LED structure with a dynamic spectrum and a method
US9883635B2 (en) Plant illumination device and method for dark growth chambers
JP5714589B2 (ja) 照明アセンブリ
CN103503173B (zh) 增强温室光线的方法与装置
US20190373817A1 (en) Segmented addressable light engine for horticulture
KR102194453B1 (ko) 전색체 led 파장 변환에 따른 식물생장을 증진하는 방법
AU2015213403B2 (en) Plant illumination device and method for dark growth chambers