TWM503751U - 光線輸出控制裝置 - Google Patents

Description

光線輸出控制裝置

本創作係有關於一種光線輸出控制裝置；特別是指一種應用在植物栽培，設置有複數個選擇模式，分別控制光線輸出模組，產生不同光線組合之新型結構。

應用發光二極體（Light Emitting Diode，或稱LED）佈置金線、電極等，形成光源或照明裝置，係已為習知技藝，而被廣泛使用在許多場合或櫥窗展示環境。例如，習知技藝也已應用了發光二極體陣列（例如，應用紅光、藍光LED混合組成發光模組）構成的照明裝置，產生混合波長400nm〜720nm的光線，作為農業栽培，促進植物生長的光源。例如，台灣第97212906號「LED植物燈 」、第99201235號「發光二極體植物燈組」、第99205800號「植物培育燈」專利案等，係提供了典型的實施例。

一個有關這類植物栽培補光燈具或照明裝置在結構和應用方面的課題，是考量植物種類依據栽培特性區分為好陽性植物（如花木、果樹類、仙人掌等）、半陰性植物（有花紋的觀葉植物類等）、耐陰性植物（深綠葉片的觀葉植物類等），以及植物對光照範圍也會因環境條件而改變等情形，習知培育燈組製作完成後，已決定了特定的光源頻譜或波長範圍，提供一種概括性的照明補光作用，無法讓使用者依據植物種類、栽培條件、生長階段或環境狀況，調整照明裝置的頻譜、振幅、週期比率等光照機能的控制。相對的，這不僅會降低植物成長效率或影響植物栽培的效能，也造成了光損失和成本的提高。

也就是說，習知結構要符合植物種類、栽培條件、生長階段或環境狀況，提供適合的照明裝置，必須經常性的更換整個植物培育燈組，不僅造成作業麻煩，也會使成本明顯增加；而這種情形並不是我們所期望的。

代表性的來說，這些參考資料顯示了有關光線輸出裝置應用在農業或植物栽培方面的設計技藝和相關組合結構的情形。如果重行設計考量該光線輸出裝置的組合結構，使其構造不同於習用者，將可改變它的使用型態，而有別於舊法；實質上，也會改善和增加它的應用範圍，使其有助於投射在特定植物或使用在許多特別的場合或環境等作用。並且，進一步使該光線輸出裝置和控制裝置的組合結構，可提供人員依據植物種類、栽培條件、生長階段或環境狀況，調整、控制光線輸出模式、頻譜等，來達到理想的輔助植物生長的補光作用和操作簡便等手段。而這些課題在上述的參考資料中均未被教示或具體揭露。

爰是，本創作之主要目的即在於提供一種光線輸出控制裝置，提供一操作簡便、依據不同環境調整光線輸出模式等作用。包括一晶片模組，設有不同植物栽培參數；一連接晶片模組的控制模組，設置有模式選擇介面、控制單元和提供電源的電箱；以及，複數個光線輸出模組，連接控制模組。提供人員可依據植物種類、栽培階段，操作模式選擇介面，經晶片模組輸出訊號給控制模組，控制、調整光線輸出模組發出不同光線組合給該植物之機制。

根據本創作之光線輸出控制裝置，該晶片模組建立一資料庫；所述資料庫包括不同植物種類的特性條件、光質（即，光的波長）、光長度（即，光照時間）、光強度或光明度（即，單位時間、面積的光量）、週期比率等栽培參數。以及，該模式選擇介面設置有對應晶片模組不同栽培參數的至少第一模式（或第一波長範圍）、第二模式（或第二波長範圍）、第三模式（或第三波長範圍），提供人員選擇；並且經控制模組讀取晶片模組的栽培參數，控制光線輸出模組對應輸出第一模式的光線型態、第二模式的光線型態或第三模式的光線型態。

根據本創作之光線輸出控制裝置，該光線輸出模組係複數個發光器成陣列結構的排列型態；每一個發光器包括一基板，基板設置有複數個波長範圍400nm〜500nm的藍光發光二極體、複數個波長範圍600nm〜720nm的紅光發光二極體，經封裝而構成一整體。每一個發光器可至少輸出上述的第一模式及/或第二模式的光線型態；以及，每一個光線輸出模組也可相互組合輸出不同的光線模式或第三模式的光線型態。

請參閱第1、2圖，本創作之光線輸出控制裝置，包括一晶片模組，概以參考編號10表示之。晶片模組10設有不同植物栽培參數；也就是說，晶片模組10建立一資料庫。所述資料庫包括不同植物種類的特性條件、光質（即，光的波長）、光長度（即，光照時間）、光強度或光明度（即，單位時間、面積的光量）、週期比率等栽培參數。

圖中也描繪了一控制模組20連接晶片模組10的結構型態。控制模組20，設置有模式選擇介面21、控制單元22和提供電源的電箱23等部份。模式選擇介面21設置有對應晶片模組10不同栽培參數的至少第一模式21a（或第一波長範圍）、第二模式21b（或第二波長範圍）、第三模式21c（或第三波長範圍），提供人員選擇；以及，複數個光線輸出模組30，連接控制模組20。第一模式21a、第二模式21b、第三模式21c分別具有不同的PPFD（光合作用光子通量密度）和光頻譜。

第1、2圖顯示光線輸出模組30係複數個發光器成陣列結構的排列型態；為方便於說明，複數個發光器至少定義有第一發光器31、第二發光器32。第一發光器31、第二發光器32分別包括一基板55；基板55設置有複數個波長範圍400nm〜500nm的藍光發光二極體40、複數個波長範圍600nm〜720nm的紅光發光二極體50或其他波長種類的發光二極體，經封裝而構成一整體（例如，COB（Chip on Board）型發光器）；發光器的結構屬習知技藝，故未予詳述。

請參考第1、2圖，該第一發光器31、第二發光器32可至少輸出上述的第一模式21a及/或第二模式21b的光線型態；第一發光器31、第二發光器32也可相互組合輸出不同的光線模式或第三模式21c的光線型態。

詳細來說，該第一發光器31可依據模式選擇介面21的操作和選擇，輸出第一模式21a或第二模式21b的光線型態；該第二發光器32也可依據模式選擇介面21的操作和選擇，輸出第一模式21a或第二模式21b的光線型態；以及，第一發光器31、第二發光器32可相互組合輸出的光線型態是對應模式選擇介面21的第三模式21c。

在所述的實施例中，人員可依據植物種類、栽培階段，操作該模式選擇介面21；假設人員操作模式選擇介面21選擇第一模式21a（或第二模式21b）時，控制模組20讀取晶片模組10的栽培參數（或由晶片模組10反饋訊號給控制模組20），經控制單元22輸出訊號給光線輸出模組30，驅動第一發光器31對應輸出第一模式21a（或第二模式21b）的光線型態。可了解的是，當人員操作選擇第三模式21c時，係驅動第一發光器31、第二發光器32同時輸出光線；而獲得控制、調整光線輸出模組30發出不同光線組合給該植物的機制和作用。

必須加以說明的是，第一模式21a、第二模式21b的光線輸出型態是經由控制第一發光器31內部不同的藍光發光二極體40、紅光發光二極體50輸出光線或變化組合不同的藍光發光二極體40、紅光發光二極體50輸出光線所構成。

在一個修正的實施例中，該第一發光器31輸出的光線型態是對應模式選擇介面21的第一模式21a；第二發光器32輸出的光線型態是對應模式選擇介面21的第二模式21b；以及，第一發光器31、第二發光器32相互組合輸出的光線型態是對應模式選擇介面21的第三模式21c。

在所述修正的實施例中，人員可依據植物種類、栽培階段，操作該模式選擇介面21；假設人員操作模式選擇介面21選擇第一模式21a（或第二模式21b）時，控制模組20讀取晶片模組10的栽培參數（或由晶片模組10反饋訊號給控制模組20），經控制單元22輸出訊號給光線輸出模組30，驅動第一發光器31對應輸出第一模式21a（或第二發光器32對應輸出第二模式21b）的光線型態。可了解的是，當人員操作選擇第三模式21c時，係驅動第一發光器31、第二發光器32同時輸出光線；而獲得控制、調整光線輸出模組30發出不同光線組合給該植物的機制和作用。

請參閱第3圖，在一個可行的實施例中，這光線輸出控制裝置（晶片模組10、控制模組20、光線輸出模組30）應用在一植物工廠60，用以栽培植物生長。植物工廠60包括複數個框架70組合養液循環系統80和環境控制系統90；每一個框架70有複數層基層71。每一基層71配置有（栽培）容器72；容器72裝載有養液循環系統80提供的養液81，用於栽培佈置在容器72內的植物73。

在可行的實施例中，養液循環系統80連接控制模組20（和晶片模組10），經控制模組20的模式選擇介面21的操作和選擇，使控制單元22輸出訊號給養液循環系統80，控制養液81的酸鹼值（PH）、溶氧量（DO）、導電度（EC）、水循環等部分的數值或參數。以及，該環境控制系統90連接控制模組20（和晶片模組10），經控制模組20的模式選擇介面21的操作和選擇，使控制單元22輸出訊號給環境控制系統90，控制植物工廠60內的溫度、濕度、CO₂ 濃度等部分的數值或參數。

也就是說，當光線輸出控制裝置應用在植物工廠60時，配合控制模組20的操作，可調整、控制植物工廠60的栽培條件和環境狀態，以提供最適當和理想的生長條件，來符合不同植物栽培所需要的養分供給和環境狀態。

代表性的來說，這光線輸出控制裝置在具備有調整、控制光線輸出效果的條件下，相較於舊法而言，係包括了下列的優點和考量： 1.   該光線輸出控制裝置和其相關結合組件（例如，晶片模組10建立一資料庫，設置不同植物栽培參數；控制模組20設置模式選擇介面21、控制單元22，模式選擇介面21具有至少第一模式21a、第二模式21b、第三模式21c，配合光線輸出模組30輸出不同變化組合的光線型態等部份）在使用和結構設計、組織關係等，已被重行設計考量，使其不同於習用植物燈具的組合結構，而有別於舊法；並且，改變了它的使用型態和應用範圍。像習知培育燈組只能提供單一種概括性的照明補光作用，無法讓使用者依據植物種類、栽培條件、生長階段或環境狀況，調整照明裝置的頻譜、振幅、週期比率等光照機能控制、降低植物成長效率或影響植物栽培的效能、造成光損失和成本提高等情形，也獲得明顯的改善。 2.  特別是，這光線輸出控制裝置可提供人員依據植物種類、栽培條件、生長階段或環境狀況，調整、控制光線輸出模式、頻譜等機制，也達到了理想的輔助植物生長的補光作用和操作簡便等作用。

故，本創作係提供了一有效的光線輸出控制裝置，其技術特徵係不同於習知者，且具有舊法中無法比擬之優點，係展現了相當大的進步，誠已充份符合新型專利之要件。

惟，以上所述者，僅為本創作之可行實施例而已，並非用來限定本創作實施之範圍，即凡依本創作申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆為本創作專利範圍所涵蓋。

10‧‧‧晶片模組

20‧‧‧控制模組

21‧‧‧模式選擇介面

21a‧‧‧第一模式

21b‧‧‧第二模式

21c‧‧‧第三模式

22‧‧‧控制單元

23‧‧‧電箱

30‧‧‧光線輸出模組

31‧‧‧第一發光器

32‧‧‧第二發光器

40‧‧‧藍光發光二極體

50‧‧‧紅光發光二極體

55‧‧‧基板

60‧‧‧植物工廠

70‧‧‧框架

71‧‧‧基層

72‧‧‧容器

73‧‧‧植物

80‧‧‧養液循環系統

81‧‧‧養液

90‧‧‧環境控制系統

第1圖係本創作光線輸出控制裝置之結構示意圖。

第2圖係本創作控制模組模式選擇介面之結構配置示意圖。

第3圖係本創作光線輸出控制裝置組合植物工廠之結構示意圖。

10‧‧‧晶片模組

20‧‧‧控制模組

21‧‧‧模式選擇介面

22‧‧‧控制單元

23‧‧‧電箱

30‧‧‧光線輸出模組

31‧‧‧第一發光器

32‧‧‧第二發光器

Claims (9)

1. 一種光線輸出控制裝置，包括： 晶片模組，設有植物栽培參數； 連接晶片模組的控制模組，設置有模式選擇介面、控制單元和提供電源的電箱；模式選擇介面設置有至少第一模式、第二模式、第三模式，提供操作和選擇；以及 連接控制模組的光線輸出模組，配合經晶片模組反饋訊號給控制模組，使控制單元控制光線輸出模組發出對應第一模式、第二模式、第三模式的至少其中之一的光線。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光線輸出控制裝置，其中該光線輸出模組具有至少第一發光器、第二發光器； 第一發光器、第二發光器分別包括一基板；基板設置有至少一波長範圍400nm〜500nm的藍光發光二極體、至少一波長範圍600nm〜720nm的紅光發光二極體，經封裝而構成一整體； 第一發光器輸出對應模式選擇介面第一模式、第二模式至少其中之一的光線； 第二發光器輸出對應模式選擇介面第一模式、第二模式至少其中之一的光線；以及 第一發光器、第二發光器相互組合輸出對應模式選擇介面第三模式的光線。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光線輸出控制裝置，其中該光線輸出模組具有至少第一發光器、第二發光器； 第一發光器、第二發光器分別包括一基板；基板設置有至少一波長範圍400nm〜500nm的藍光發光二極體、至少一波長範圍600nm〜720nm的紅光發光二極體，經封裝而構成一整體； 第一發光器輸出對應模式選擇介面第一模式的光線； 第二發光器輸出對應模式選擇介面第二模式的光線；以及 第一發光器、第二發光器相互組合輸出對應模式選擇介面第三模式的光線。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光線輸出控制裝置，其中該光線輸出控制裝置組合一植物工廠，用以栽培植物生長； 植物工廠包括複數個框架，每一個框架有複數層基層；每一基層配置有容器； 容器裝載有養液，栽培佈置在容器內的植物。
5. 如申請專利範圍第2項所述之光線輸出控制裝置，其中該光線輸出控制裝置組合一植物工廠，用以栽培植物生長； 植物工廠包括複數個框架，每一個框架有複數層基層；每一基層配置有容器； 容器裝載有養液，栽培佈置在容器內的植物。
6. 如申請專利範圍第3項所述之光線輸出控制裝置，其中該光線輸出控制裝置組合一植物工廠，用以栽培植物生長； 植物工廠包括複數個框架，每一個框架有複數層基層；每一基層配置有容器； 容器裝載有養液，栽培佈置在容器內的植物。
7. 如申請專利範圍第4項所述之光線輸出控制裝置，其中該控制模組連接一養液循環系統；養液循環系統供給裝載在容器內的養液，並且配合控制模組的模式選擇介面，使控制單元輸出訊號給養液循環系統，控制養液的參數；以及 該控制模組連接一環境控制系統，並且配合模式選擇介面，使控制單元輸出訊號給環境控制系統。
8. 如申請專利範圍第5項所述之光線輸出控制裝置，其中該控制模組連接一養液循環系統；養液循環系統供給裝載在容器內的養液，並且配合控制模組的模式選擇介面，使控制單元輸出訊號給養液循環系統，控制養液的參數；以及 該控制模組連接一環境控制系統，並且配合模式選擇介面，使控制單元輸出訊號給環境控制系統。
9. 如申請專利範圍第6項所述之光線輸出控制裝置，其中該控制模組連接一養液循環系統；養液循環系統供給裝載在容器內的養液，並且配合控制模組的模式選擇介面，使控制單元輸出訊號給養液循環系統，控制養液的參數；以及 該控制模組連接一環境控制系統，並且配合模式選擇介面，使控制單元輸出訊號給環境控制系統。