TW201444467A

TW201444467A - 植物工廠之ｌｅｄ光質調整裝置及其方法

Info

Publication number: TW201444467A
Application number: TW102118384A
Authority: TW
Inventors: Ming-Feng Zeng; Bo-Xi Lin
Original assignee: Shun Mei Technology Co Ltd
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2014-12-01

Abstract

本發明為有關一種植物工廠之LED光質調整裝置及其方法，係指一種運用電路控制已模擬自然光照射之裝置，其主要包含至少一發光模組、至少一與發光模組對應配合之光學組件、一與發光模組資訊連接之控制模組及一供發光模組及控制模組作動所需電力之電源供應模組，透過上述之結構，發光模組透過光學組件之配合，依據需求將調整成集中照射或均勻分散，並搭配控制模組之設定，對光照射強度、光照射距離及光照射時間等進行調整，藉此達成模擬自然日照之優點。

Description

植物工廠之LED光質調整裝置及其方法

本發明為提供一種植物工廠之LED光質調整裝置及其方法，尤其是指一種藉由模擬自然日照的植物工廠之LED光質調整裝置及其方法。

在科技發達之當今社會，各行各業之工作模式皆大幅改變，除了經驗累積而研究出新的方式外，其配合之工具更是一大推手。

如上所述，植物種植養成之方式也逐漸從室外移至室內，不為避免了天災及相關蟲害之威脅外，其相關照顧及生長週期都大幅改善。

當前室內植物種植之多為於棚頂上設有發光源，並配合時間啟閉光源，來達成仿日照之效果。

然上述之室內植物種植之方式於使用時，為確實存在下列問題與缺失尚待改進：

一、其光源強度為固定強度與光譜，無法模仿日照會因時間變化而改變照射強度。

二、光源距離固定，當植物生長初期時距離過遠導致光源浪費，當植物逐漸成長時又過於接近光源，導致植物毀傷。

是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本發明之發明人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

故，本發明之發明人有鑑於上述缺失，乃蒐集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種模擬自然日照的植物工廠之LED光質調整裝置及其方法的發明專利者。

本發明之主要目的在於：透過發光模組、光學組件及控制模組，達成光源控制之目的，並模擬自然日照之光照模式，藉由上述技術，可針對習用作法所存在之固定照射強度的問題點加以突破，達到模擬自然日照之實用進步性。

為達上述目的，本發明植物工廠之LED光質調整裝置及其方法，其結構包含至少一發光模組、至少一光學組件、一控制模組及一電源供應模組，當中光學組件與發光模組對應配合並供光源均勻分散，而控制模組與發光模組資訊連接並供調整光照射強度、光照射距離及光照射時間，且電源供應模組與發光模組及控制模組電性連結並供應作動所需電力。

透過上述之結構，並搭配下述之光控制方法，其方法包含：(a)於第一工作時段及第五工作時段時，將光照射強度(RGB ratio)設定於3000k~4000k之間；(b)於第三工作時段時，將光照射強度(RGB ratio)設定於6500k~7500k之間；(c)於第二工作時段及第四工作時段時，將光照射強度(RGB ratio)設定於5000k~6000k之間；(d)設定光合作用光譜範圍於200~900nm之間；及(e)設定發光模組之照射距離，並將照度設定於0~500 umol m^-2 s^-1。

藉由上述之結構並搭配方法，植物於生長過程中，其發光模組產生之光源可根據不同之植物類別進行設定，選擇最佳之照射距離，而控制模組更搭配不同植物之生長時段，將光照射強度及光照射時間作調整，藉此達到模擬自然日照之優點。

1‧‧‧發光模組

11‧‧‧光感應元件

2‧‧‧光學組件

3‧‧‧控制模組

31‧‧‧可邏輯控制微處理器

32‧‧‧控制基板

33‧‧‧連接埠

4‧‧‧電源供應模組

5‧‧‧載體

第一圖係為本發明較佳實施例之結構方塊圖。

第二圖係為本發明較佳實施例之流程示意圖。

第三圖係為本發明較佳實施例之作動示意圖(一)。

第四圖係為本發明較佳實施例之作動示意圖(二)。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及構造，茲繪圖就本發明較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全了解。

請參閱第一圖所示，係為本發明較佳實施例之結構方塊圖，由圖中可清楚看出本發明係包括：至少一發光模組1；至少一與該發光模組1對應配合之光學組件2，該光學組件2係供光源均勻分散；一與該發光模組1資訊連接之控制模組3，該控制模組3係供調整光照射強度、光照射距離及光照射時間；及一供該發光模組1及該控制模組3作動所需電力之電源供應模組4。

其中該控制模組3更包含一可邏輯控制微處理器31及一供該可邏輯控制微處理器31設置於上之控制基板32，該控制基板32上具有數個與外部裝置連結之連接埠33。

其中LED光質調整裝置更包含至少一供植物放置之載體5，而該光學組件2係為光透鏡或光反射罩其中之一者，且該發光模組1更包含一感應光照射情況的光感應元件11，再該發光模組1所產生之色溫(color temperature)介於2000k~10000k之間。

請參閱第二圖所示，係為本發明較佳實施例之流程示意圖，由圖中可清楚看出本發明之光控制方法係包括：(a)於第一工作時段及第五工作時段時，將光照射強度(RGB ratio)設定於3000k~4000k之間；(b)於第三工作時段時，將光照射強度(RGB ratio)設定於6500k~7500k之間；(c)於第二工作時段及第四工作時段時，將光照射強度(RGB ratio)設定於5000k~6000k之間；(d)設定光合作用光譜範圍於200~900nm之間；及(e)設定發光模組之照射距離，並將照度設定於0-500 umol m^-2 s^-1。

其中所述之照射距離之最佳距離為30公分，而照度之最佳值為150 umol m^-2 s^-1。

其中該第一工作時段係為日出之時段，第二工作時段係為早上之時段，第三工作時段係為正中午之時段，第四工作時段係為下午之時段，第五工作時段係為日落之時段。

請同時配合參閱第三圖及第四圖所示，係為本發明較佳實施例之作動示意圖(一)及作動示意圖(二)，由圖中可清楚看出，透過上述之結構及方法，進行模擬自然日照，讓植物生長上有更佳的效果，在此舉一應用例，並搭配上述結構及方法進行說明；將欲進行栽培之植物置於載體5上，透過電子裝置(如電腦)與連接埠33連接，對控制基板32上之可邏輯控制微處理器31進行相關編輯，此後控制模組3將根據這些設定進行下令，對發光模組1之光照射強度、光照射距離及光照射時間等參數進行設定，而光照射過程更搭配光學組件2之配合，讓光線集中照射或均勻散落於植物上；當完成上述之設定時，即可對植物進行照明培育，而照射過程中，將模擬自然日照；於第一工作時段及第五工作時段時(在此設定為日出及日落之時段)，將光照射強度(RGB ratio)設定於3000k~4000k之間，模擬日出及日落天朦朧漸亮之光照射；於第二工作時段及第四工作時段時(在此設定為早上及下午之時段)，將光照射強度(RGB ratio)設定於5000k~6000k之間，模擬早上及下午逐漸增強及逐漸減弱之狀態；於第三工作時段時(在此設定為正中午之時段)，將光照射強度(RGB ratio)設定於6500k~7500k之間，模擬日正當中之強烈日照；並確認光合作用波峰值於450nm~660nm之間，並將發光模組1之照射距離設定於30公分，將照度設定於0-500 umol m^-2 s^-1；此後植物將會根據上述之設定及模擬日照逐漸生長(請參考第三圖及第四圖，分別為發光模組1模擬光照射強弱之差異，當中第三圖為示意天漸亮之狀態，故光照強度較弱，而第四圖為示意日正當中之狀態，故光照強度較強)，藉此，透過本發明之技術，即可達成模擬自然日照之目的，充份展現優點。

是以，本發明之植物工廠之LED光質調整裝置及其方法為可改善習用之技術關鍵在於：

透過控制模組3之設定及作動，使發光模組1能於照射強度、照射距離及照射時間等項目上有所變化，達成模擬日照之優點，同時搭配光學組件2將光進行集中或散射等變化，讓照射上有更好的表現，更透過光感應元件11保持植物照射最佳距離，使本發明充份展示其優點及進步性。

惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此即拘限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。

綜上所述，本發明之植物工廠之LED光質調整裝置於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，為符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼審委早日賜准本發明，以保障發明人之辛苦發明，倘若鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感公便。