CN109714863B

CN109714863B - 用于农产品的照明系统

Info

Publication number: CN109714863B
Application number: CN201910122701.5A
Authority: CN
Inventors: 弗雷德里克·马克西克; 罗伯特·索莱尔; 大卫·巴尔丁; 伊莱扎·卡塔尔·格鲁夫; 尼尔·约里奥; 安东尼·克劳福德
Original assignee: Biological Illumination LLC
Current assignee: Biological Illumination LLC
Priority date: 2014-09-16
Filing date: 2015-09-16
Publication date: 2021-08-13
Anticipated expiration: 2035-09-16
Also published as: CN107079556A; CN109714863A; CN107079556B; WO2016044425A1; EP3193581A1

Abstract

一种照明系统(100)包括光源(110)；控制器(1030)，可操作地耦合到光源(110)；以及计时装置(130)，可操作地耦合到控制器(1030)。控制器(1030)配置成接收与农产品关联的选择的动作时间；农产品包括限定最佳的动作时间范围的关联的昼夜节律；控制器(1030)配置成响应于选择的动作时间、最佳的动作时间范围以及由计时装置(130)指示的一天时间而确定照明调度，照明调度配置成将昼夜节律施加于农产品以改变最佳的动作时间范围，使得选择的动作时间与最佳的动作时间范围一致。控制器(1030)配置成根据照明调度来操作光源(110)。

Description

用于农产品的照明系统

本申请为申请号201580059779.7、申请日2015年9月16日、发明名称“用于控制农产品的昼夜节律的照明系统及关联的方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于农产品的照明系统。

背景技术

对选择的昼夜节律的农产品的诱导作用是新生的领域。早期证据表明，农产品的昼夜节律可以在收获前和收获后进行控制，以及某些植物化学物质的浓度在诱导的农产品中循环累积。然而，具有诱导农产品的照明配置的当前照明系统没有显示出自动确定照明以便诱导农产品的能力，需要手动操作照明装置来实现诱导。因此，需要能够自动确定照明调度并根据其发射光的系统，以便控制农产品的昼夜节律。

提供该背景信息以揭示申请人认为可能与本发明相关的信息。不旨在，也不应该理解，任何前述信息构成了针对本发明的现有技术。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的实施例有利地提供能够增强农产品的昼夜节律的照明解决方案。本发明的实施例还有利地允许农产品的控制和收获前和收获后的昼夜节律控制。

根据本发明的实施例的这些和其它特征、优点和目的由一种照明系统提供，所述照明系统包括光源、可操作地耦合到光源的控制器和可操作地耦合到控制器的计时装置。控制器可以配置成接收与农产品关联的选择的动作时间。此外，农产品可以包括限定最佳的动作时间范围的关联的昼夜节律。控制器可以配置成响应于选择的动作时间、最佳的动作时间范围和由计时装置指示的一天时间而确定照明调度。调度的照明可以配置成对农产品施加昼夜节律以改变最佳的动作时间范围，使得选择的动作时间与最佳的动作时间范围一致。此外，控制器可以配置成根据照明调度来操作光源。

在一些实施例中，照明调度可以包括白天时期和夜间时期。控制器可以配置成采用白天照明配置来操作光源以发射光，所述光使得农产品处于白天时期中关联的昼夜节律的白天阶段中，并且采用夜间照明配置来操作光源以发射光，所述光使得农产品处于夜间时期中关联的昼夜节律的夜间阶段中。

在一些实施例中，控制器可以配置成操作光源以发射光，使得在380nm至480nm范围内的输出强度水平大于白天配置中的高于455nm的任何其它峰的125％的相对谱功率。此外，控制器可以配置成操作光源，使得在380nm至480nm的范围内的输出强度水平小于夜间配置中的高于485nm的任何其它峰的10％的相对谱功率。此外，控制器可以配置成操作光源，使得在380nm至480nm范围内的输出强度水平在观察配置中的高于485nm的任何其它峰的20％至100％的相对谱功率的范围内。

在一些实施例中，照明系统还可以包括可操作地耦合到控制器并配置成指示活动状态和待用状态之一的触发装置。控制器可以配置成采用观察配置来操作光源以发射光，使得响应于触发装置指示的状态而在不影响农产品的昼夜节律的情况下有助于观察农产品。此外，待用状态的指示可使得控制器采用白天照明配置和夜间照明配置之一来操作光源。此外，活动状态的指示可使得控制器采用观察配置来操作光源。

在一些实施例中，最佳的动作时间范围可以与农产品的化合物水平相关联。此外，化合物可以选自由生物保护剂，萜烯和营养制品组成的次级代谢物组。调度的照明可以配置成在选择的动作时间使农产品的化学化合物水平最大化和在选择的动作时间使农产品的化合物水平最小化中的至少一个。

在一些实施例中，控制器可以配置成确定农产品的昼夜节律。农产品的昼夜节律可以通过接收农产品种类的指示作为输入来确定。另外，照明系统还可以包括可操作地耦合到控制器图像识别软件的图像捕获装置，该控制器图像识别软件配置成视觉上识别农产品的种类。控制器可以配置成操作图像捕获装置以捕获农产品的图像。此外，控制器可以配置成通过使用图像识别软件执行农产品识别操作。

本发明的实施例还针对包括光源和可操作地耦合到光源的控制器的照明系统。控制器可以配置成接收与农产品关联的选择的动作时间作为输入。此外，农产品可以具有限定最佳的动作时间范围的关联的节奏。在控制器配置成响应于选择的动作时间和最佳的动作时间范围而确定照明调度的情况下，照明调度可以配置成在农产品上施加昼夜节律以改变最佳的动作时间范围，使得选择的动作时间与最佳的动作时间范围一致。此外，控制器可以配置成根据照明调度来操作光源。

在根据本发明的一些实施例中，最佳的动作时间范围可以与农产品的化合物水平关联。化合物可以选自由生物保护剂、萜烯和营养制品组成的次级代谢物组。此外，控制器可以配置成确定农产品的昼夜节律的阶段。在这样的情况下，控制器可以配置成确定改变调度，所述改变调度配置成使农产品的昼夜节律从所确定的阶段改变，使得最佳的动作时间范围对应于选择的动作时间。另外，照明系统还可以包括传感器，所述传感器可操作地耦合到控制器并且可定位以便检测农产品的物理特性。控制器可以配置成操作传感器，以便通过测量延迟荧光来确定农产品的昼夜节律的阶段。

另外，在一些实施例中，农产品可以包括第一农产品和第二农产品。此外，光源可以包括可定位以发射入射在第一农产品上的光的第一光源和可定位以发射入射在第二农产品上而不入射在第一农产品上的光的第二光源。由第一组光源发射的光可以不入射在第二种农产品上。控制器可以配置成接收作为输入的与第一农产品关联的第一选择的动作时间和与第二农产品关联的第二选择的动作时间。另外，第一农产品可以具有限定第一最佳的动作时间范围的关联的节奏，并且第二农产品可以具有限定第二最佳的动作时间范围的关联的昼夜节律。此外，控制器可以配置成操作第一组光源，以便发射在第一农产品上施加第一昼夜节律的光，从而改变第一最佳的动作时间范围，使得第一选择的动作与第一最佳的动作时间范围一致。此外，控制器可以配置成操作第二组光源，以便发射施加第二农产品的第二昼夜节律的光，从而改变第二最佳的动作时间范围，使得第二选择的动作时间与第二最佳的动作时间范围一致。在一些实施例中，第一最佳的动作时间范围可以与第一农产品的第一化合物水平关联，并且第二最佳的动作时间范围可以与第二农产品的第二化合物水平关联。此外，第一和第二化合物水平可以选自生物保护剂、萜烯和营养制品组成的组。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的照明系统的环境视图。

图2是根据本发明的实施例的用于照明系统的白天照明配置的相对谱功率分布。

图3是根据本发明的实施例的用于照明系统的黄昏照明配置的相对谱功率分布。

图4是根据本发明的实施例的用于照明系统的观察照明配置的相对谱功率分布。

图5是根据本发明的实施例的用于照明系统的另一白天照明配置的相对谱功率分布。

图6是根据本发明的实施例的用于照明系统的另一黄昏照明配置的相对谱功率分布。

图7是根据本发明的实施例的用于照明系统的另一观察照明配置的相对谱功率分布。

图8是图示根据本发明的实施例的控制农产品的昼夜节律的方法的流程图。

图9是图示根据本发明的实施例的控制农产品的昼夜节律的另一方法的流程图。

图10是根据本发明的实施例的照明系统的示意性环境视图。

具体实施方式

现在将参照附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的优选实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。本领域普通技术人员认识到，以下对本发明的实施例的描述是说明性的，并不旨在以任何方式进行限制。本发明的其他实施例将容易地向受益于本公开的技术人员提出。相同的标号在整个过程中指相同的元件。

尽管为了说明的目的，以下详细描述包含许多细节，但是本领域普通技术人员将会理解，对以下细节的许多变化和改变都在本发明的范围内。因此，阐述了本发明的以下实施例，而不会对所要求保护的发明造成任何损害，且不会对本发明施加限制。

在本发明的详细描述中，本领域技术人员应当注意，使用诸如“之上”、“之下”、“上”、“下”和其它类似术语的方向术语用于读者参考附图的方便。此外，本领域技术人员应该注意到，在不脱离本发明的原理的情况下，该描述可以包含其他用于传达位置、取向和方向的术语。

此外，在该详细描述中，本领域技术人员应当注意，使用诸如“一般地”、“基本上”、“主要”和其他术语的定量限定术语，一般来说意味着所引用的对象、特征或质量构成参考主题的多数。任何这些术语的含义取决于其使用的上下文，并且可以明确地修改含义。

在整个详细描述中，可以参考农产品，其包括通过栽培植物可生产的所有类型的货品，包括用于摄取、医疗使用、其他产品中使用或任何其它目的的货品，如本领域已知的。此外，术语“农产品”包括这些产品的所有阶段，包括正在发芽、抽芽、生长、开花和收获后的产品。

如通过各种附图和所附文本示出的和描述的本发明文本的实施例提供一种照明系统，其配置成通过发射具有某些特性的光来控制农产品的生物节律。更具体地，照明系统可以顺序地发射具有不同特性的光，以便将农产品诱导到特定的生物节律，例如昼夜节律。此外，照明系统可以配置成诱导农产品，以便农产品140的生物节律(更具体地与生物节律关联的最佳的动作时间范围)与选择的动作时间匹配。此外，照明系统可以配置成发射具有生物效应的光以便影响农产品的特性。

现在参考图1，呈现根据本发明的实施例的照明系统100。照明系统100可以包括光源110、控制器120和计时装置130。光源110可以是可操作以发射具有下文所述特性的光的任何类型的发光装置。本发明考虑的发光装置的类型包括但不限于发光半导体，例如发光二极管(LED)、白炽灯、卤素、荧光(包括紧凑型荧光)、卤素和高能量放电照明装置。在本实施例中，光源110包括LED管芯112。LED管芯112可以包括多个LED。另外，在一些实施例中，光源110可以包括多个LED管芯。关于光源110的组成的另外信息可以在美国专利号8686641和美国专利申请序列号14/315660(代理人案卷号588.00070)中找到，其各自的内容通过引用并入本文。此外，在一些实施例中，LED管芯112可以包括配置成改变由LED发射的光的特性的一个或多个颜色转换材料。关于颜色转换材料的另外信息可以在2011年9月16日提交的名称为“Remote Light Wavelength Conversion Device and Associated Methods”的美国专利号8408725中找到，其内容通过引用整体并入本文，除了其中的披露范围与本文不一致的以外。

控制器120可以可操作地耦合到光源110并且配置成控制其操作。更具体地，控制器120可以配置成控制光源110的操作，以使得光源110发射具有某些特性的光。更具体地，控制器120可以配置成使光源110发射光，从而诱导农产品140的昼夜节律。

另外，在一些实施例中，控制器120可以配置成操作光源110以周期性地改变由光源110发射的光。控制器120操作光源110的周期可以配置成模拟昼夜节律。在一些实施例中，控制器120可以配置成以24小时的周期来操作光源110。包括大于或小于24小时的其他周期被考虑并包括在本发明的范围内。例如，控制器120可以配置成操作光源110以持续第一时期采用第一配置(称为白天照明配置)发射具有某些特性的光，以具有第一生物效应，以及持续第二时期采用(称为夜间照明配置)发射具有其他特性的光，以具有第二生物效应。在一些实施例中，第一和第二生物效应可影响农产品140的化合物的产生。第一和第二时期总共可以总共24小时。白天照明配置可能与日光相似，夜间照明配置可能具有与夜间时间中夜间典型经历相似的特性，例如月光。更具体地，白天照明配置可以具有相对于夜间照明配置中的蓝色波长范围内的谱强度的在蓝色波长范围内增加的相对光谱强度。此外，白天照明配置中的光强度可能大于夜间照明配置中的光强度。此外，可以设想其他照明配置，包括但不限于模拟日出照明特性，黄昏照明特性以及不发光的配置。

为了保持周期性，控制器120可以可操作地耦合到计时装置130。计时装置130可以配置成向控制器120提供时间推移的指示，控制器120可以响应于所述时间推移的指示而操作光源110。计时装置130可以是本领域已知的任何类型的计时装置。此外，在一些实施例中，计时装置130可以与控制器120或其任何构成元件集成。

在一些实施例中，最佳的动作时间范围可以是期望农产品140的特性的时间范围。这样的特性可以包括农产品140中包含的化合物水平、农产品140的物理结构的变化以及由其产生的各种次要特性。包含在农产品140内的化合物可以包含由农产品140产生的初级或次级代谢产物。本发明预期的次级代谢产物的类型包括但不限于生物保护剂、萜烯和营养制品。在一些实施例中，最佳的动作时间范围可以是最大化和最小化农产品140内的化合物水平之一。最佳的动作时间范围的长度可以随多个因素变化，包括农产品140的种类或品种、正在优化的农产品140的特性、对于特性的最佳范围考虑或不考虑的阈值确定、可以将农产品140诱导以维持特性的最佳范围的程度，并且对农产品140的这种诱导有潜在的损害。

在一些实施例中，控制器120可以配置成接收输入。可以通过本领域已知的任何方式来接收输入。在一些实施例中，照明系统100还可以包括用户接口装置150。用户接口装置150可以定位成与控制器120通信，并且配置成向用户提供信息并从用户接收输入。在一些实施例中，用户接口装置150可以包括显示器152和用户输入装置154。在其他实施例中，用户接口装置150可以包括触摸屏。由用户接口装置150接收的输入可以提供给控制器120，控制器120可以对其进行响应而操作光源110。

在一些实施例中，照明系统100可以包括定位与控制器150通信的网络通信装置160。网络通信装置160可以配置成跨网络与远程计算机化装置通信，包括但不限于，个人区域网络、局域网、广域网、因特网，包括因特网区域网络。此外，网络通信装置160可以配置成通过本领域已知的任何装置或方法来跨网络进行通信，包括诸如以太网、通用串行总线(USB)和IEEE 1394的有线标准，以及无线标准，诸如Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、蜂窝数据通信、WiMAX、LTE、可见光通信、声学通信以及本领域已知的任何其他无线通信标准。

网络通信装置160可以配置成向远程计算机化装置传送和接收与照明系统100的操作有关的信息。更具体地，网络通信装置160可以配置成从用户传送与照明系统100的操作有关的输入请求，响应于该请求而从用户接收输入，并且将输入和输入的指示中的至少一个发送给控制器120，控制器120然后可以响应于此来操作光源110。在这样的实施例中，远程计算机化装置可以包括配置成跨网络与照明系统100进行通信的软件。远程计算机化装置可以是能够呈现来自用户的输入请求并从其接收输入的任何类型的装置，包括但不限于个人计算机、智能电话、平板计算机以及诸如此类。

控制器120可以配置成通过与选择的动作时间有关的上述任何装置或方法来接收输入。选择的动作时间可以指示用户期望相对于农产品140执行动作的时间。与选择的动作时间关联的动作的类型可以是与农产品140有关的任何类型，包括但不限于种植、施肥、施水、授粉、收获、消费和消费准备。选择的动作时间可以指示期望发生动作的时间。在一些实施例中，选择的动作时间可以另外指示希望发生动作的日期以及时间。

控制器120可以配置成确定农产品140的昼夜节律，使得选择的使用时间可以与最佳的动作时间范围一致。控制器120还可以配置成确定可以对农产品140施加昼夜节律的照明调度，以改变与农产品140的当前昼夜节律关联的最佳的动作时间范围，以便与选择的使用时间一致。控制器120还可以配置成响应于照明调度而操作光源110，以便发射对农产品140施加昼夜节律的光，使得农产品140的最佳的动作时间范围与选择的动作时间一致。在一些实施例中，控制器120可以配置成重复地根据照明调度来发射光。此外，控制器120可以配置成重复地继续根据照明调度来发射光，直到确定替换照明调度，或者控制器120根据照明调度接收停止发射光的指令。

如上所述，照明调度可以配置成具有与农产品140的生物节律相匹配的周期性，例如昼夜节律。此外，照明调度可以配置成模拟农产品140的昼夜节律的各个阶段。例如，照明调度可以包括白天时期和夜间时期。控制器120可以配置成采用白天时期中的白天照明配置来操作光源110，以使农产品140处于其关联的昼夜节律的白天阶段中。此外，控制器120可以配置成采用夜间时期中的夜间照明配置来操作光源110，以使农产品140处于其关联的昼夜节律的夜间阶段中。预期并且包括在本发明的范围内，任何数量的任何类型的阶段可以包括在农产品140 150的昼夜节律中，并且可以类似地包括照明调度中的对应时期，以及参加照明配置。

在一些实施例中，控制器120可以配置成确定农产品140的昼夜节律以及与之关联的最佳的动作时间范围。在一些另外的实施例中，控制器120可以通过接收来自用户的输入来确定农产品140的昼夜节律。输入可以包括关于植物的种类或品种的指示。在一些实施例中，控制器120可以包括存储器122，其上存储有与其相关联的昼夜节律和最佳的动作时间范围的种类或品种的数据库。响应于植物的种类或品种的指示，控制器120可以配置成参考存储器122，以便确定指示的种类或品种的昼夜节律。控制器120还可以配置成响应于确定的昼夜节律来操作光源110，使得最佳的动作时间范围与选择的动作时间一致。

在一些实施例中，与识别的种类或品种关联的昼夜节律可以包括两个或更多最佳的动作时间范围。也就是说，可能存在两个或更多时间范围，其对于指示种类或品种的农产品140的特性呈现最佳的范围。在这样的实施例中，由控制器120接收的输入还可以包括关于农产品140的哪个特性寻求被控制的指示。控制器120可以配置成确定指示的种类或品种的昼夜节律以及与指示的特性关联的最佳的动作时间范围，并响应于与确定的昼夜节律关联的确定的最佳的动作时间范围来操作光源110，使得确定的最佳的动作时间范围与选择的动作时间一致。

另外，在一些实施例中，可以期望执行两个或更多动作，一个接一个执行。此外，这些动作的关联的最佳的动作时间范围可以是相同的，或者它们可以不同。例如，控制器120可以配置成采用第一配置来操作光源110，以便在农产品140中具有第一生物效应，并且采用第二配置以便在农产品140中具有第二生物效应。第一和第二生物效应中的每个可能影响农产品140中化学化合物的产生。此外，控制器120可以配置成接收作为输入的与第一生物效应关联的第一选择的动作时间和与第二生物效应关联的第二选择的动作时间。控制器120还可以配置成分别确定第一和第二生物效应中每个的第一和第二最佳的动作时间范围。第一和第二生物效应可以分别与农产品140的昼夜节律的第一和第二阶段关联。此外，控制器120可以配置成确定照明调度，使得第一最佳的动作时间范围与第一选择的动作时间一致，并且第二最佳的动作时间范围与第二选择的动作时间一致。控制器120还可以配置成响应于照明调度来操作光源110。

在一些实施例中，在照明系统100包括网络通信装置160的情况下，控制器120可以配置成访问与远程存储器上存储的与其关联的昼夜节律和关联的最佳的动作时间范围的种类或品种的数据库，所述远程存储器可由控制器120经由网络通信装置160访问。

在一些实施例中，照明系统100还可以包括图像捕获装置170。图像捕获装置170可以被定位以便创建农产品140的图像。此外，图像捕获装置170可以可操作地连接到控制器120，并且控制器120可以配置成操作图像捕获装置170，以捕获农产品140的图像。此外，在一些实施例中，控制器120可以配置成操作光源110，以便发射配置成便于由图像捕获装置170捕获其图像的照明光。照明光可以具有90或更大的显色指数。

另外，照明系统100还可以包括图像识别软件。图像识别软件可以配置成从其捕获的图像中识别农产品140的种类或品种。更具体地，控制器120可以配置成通过执行图像识别软件并分析农产品140的捕获图像来执行农产品识别操作。在一些实施例中，图像识别软件可以存储在与控制器120关联的存储器122上。在一些实施例中，图像识别软件可以存储在远程数据库上。此外，在一些实施例中，控制器120可以配置成捕获农产品140的图像、将捕获的图像发送到远程计算机化装置，以经由网络通信装置160识别农产品140的种类或品种，并且经由网络通信装置160从远程计算机化装置接收对种类或品种的指示。

在一些实施例中，照明系统100还可以包括触发装置170。触发装置170可以可操作地耦合到控制器120。此外，触发装置170可以配置成向控制器120提供与触发装置170配置成监测的状态有关的指示。触发装置170可以配置成向控制器120指示活动状态和待用状态之一。此外，控制器120可以配置成响应于从触发装置170接收的指示来操作光源110。在一些实施例中，控制器120可以配置成响应于来自触发装置170的活动状态的指示而采用观察照明配置来操作光源110。观察照明配置可以包括有助于观察农产品的光的特性。此外，在一些实施例中，观察照明配置可以配置成最小化或避免影响农产品140的昼夜节律。另外，控制器120可以配置成响应于来自触发装置170的待用状态的指示而采用白天和夜间照明配置中的至少一个来操作光源110。触发装置170可以是以下中的至少一个：占用传感器、运动检测器、配置成监测门、窗或其他入口是打开还是闭合的装置、温度传感器、湿度传感器、声学传感器、光学传感器，磁性传感器和识别系统。

在一些实施例中，照明系统100还可以适于确定农产品140中的昼夜节律的当前阶段。例如，照明系统100可以包括传感器180，其配置成测量农业产品140的特性，以便确定其昼夜节律的当前阶段。在一些实施例中，传感器180可以是光学传感器，并且控制器120可以配置成操作光源110以发射可能导致农产品140呈现延迟荧光的光。传感器180可以配置成测量农产品140的延迟荧光，并向控制器120提供测量的延迟荧光的指示。此外，控制器120可以配置成确定农业产品140的昼夜节律的当前阶段。此外，控制器120可以配置成响应于农产品140的昼夜节律的当前阶段来确定照明调度。

图2示出了根据所呈现的另一实施例的采用黄昏照明配置的照明系统的功率谱分布。图2所示的夜间照明配置可以通过以3：3：2：1比例的LED管芯阵列来产生，驱动如下：(1)三个青色LED以7.65V，66mA，0.16679辐射通量来驱动；(2)三个薄荷色LED以11.13V，951mA，1.8774辐射通量来并联驱动；(3)两个红橙色LED以4.375V，998mA，0.96199辐射通量来驱动；和(4)一个皇家蓝色LED以2.582V，30mA，0.0038584辐射通量来驱动。总光通量可以是1.024e+003 1m。总辐射通量可以是3.0239e+000W。主波长可以是580.3nm。一般CRI为87.30。色温可以是2871K。1931坐标(2°)是x：0.4649，y：0.4429。每辐射瓦特的发光功率可以是每辐射瓦特为338流明。可操作地发射具有上述特性的光的其他LED阵列被考虑并包括在本发明的范围内。

图3示出了根据所呈现的一个实施例的采用白天照明配置的照明系统的功率谱分布。图3所示的白天照明配置可以通过以3：3：2：1比例的LED管芯阵列来产生，驱动如下：(1)三个青色LED以8.19V，235mA，0.47233辐射通量来驱动；(2)三个薄荷色LED以11.14V，950mA，1.9047辐射通量来并联驱动；(3)两个红橙色LED以3.745V，147mA，0.1845辐射通量来驱动；和(4)一个皇家蓝色LED以2.802V，525mA，0.69093辐射通量来驱动。总光通量可以是9.879e+002 1m。总辐射可以为3.2138e+000W。主波长为495.6nm。峰值波长可以是449.7nm。一般CRI为87.42。色温可以是6599K。1931坐标(2°)是x：0.3092，y：0.3406。每辐射瓦特的发光功率可以是每辐射瓦特为307流明。可操作地发射具有上述特性的光的其他LED阵列被考虑并包括在本发明的范围内。

图4示出根据所呈现的一个实施例的采用观察照明配置的LED灯的功率谱分布。图4所示的观察照明配置可以通过以3：3：2：1比例的LED管芯阵列来产生，驱动如下：(1)三个青色LED以8.22V，211mA，0.44507辐射通量来驱动；(2)三个薄荷色LED以10.06V，499mA，1.1499辐射通量来并联驱动；(3)两个红橙LED以3.902V，254mA，0.34343辐射通量来驱动；和(4)一个蓝色LED以2.712V，190mA，0.27280辐射通量来驱动。总光通量可以为7.192e+0021m。总辐射通量可以是2.2248e+000W。主波长可以是566.2nm。峰值波长可以是625.9nm。一般CRI可以为93.67。色温可以是4897K。1931坐标(2°)是x：0.3516，y：0.3874。每辐射瓦特的发光功率可以是每辐射瓦特为323流明。可操作地发射具有上述特性的光的其他LED阵列被考虑并包括在本发明的范围内。

图5-7示出了根据本发明的另一实施例的分别对应于照明系统的白天、黄昏和观察照明配置的功率谱分布。本实施例中的照明系统可以相应地包括具有3：3：2：3的青色、薄荷色、红色和蓝色管芯的比例的光源。根据每个配置的灯的谱输出通过如下所述从多个管芯生成辐射通量来调节。可以发射具有期望特性的各种颜色的LED的其他比例，包括下文所述的那些，并且包括在本发明的范围内。

图5示出了根据所呈现的另一实施例的采用黄昏照明配置的照明装置的功率谱分布。图5中所示的黄昏照明配置可以通过以3：3：2：3比例的LED管芯阵列产生，驱动如下：(1)三个青色LED以7.83V，91mA来驱动，以生成0.2048辐射瓦特；(2)三个薄荷色LED驱动并联驱动在9.42V，288mA，0.6345辐射瓦；(3)两路红色橙色LED以4.077V，490mA，0.5434辐射瓦特来驱动。主波长可以是581.4nm。一般CRI可以是71。色温可以是2719K。每辐射瓦特的发光功率可以是每辐射瓦特为331流明。功效可以为91流明/瓦特。

图6示出了根据所呈现的另一实施例的采用白天照明配置的LED灯的功率谱分布。图6所示的白天照明配置可以通过以3：3：2：3比例的LED管芯阵列产生，驱动如下：(1)三个薄荷色LED以11.27V，988mA，1.679辐射瓦特来并联驱动；(2)两个红橙色LED以3.78V，180mA，1.971辐射来驱动，和(3)三个蓝色LED以9.07V，296mA，0.8719辐射瓦特来驱动。主波长可以是476.9nm。一般CRI可以是88。色温可以是6235K。每辐射瓦特的发光功率可以是每辐射瓦特为298流明。功效可以是63流明/瓦。

图7示出了根据所呈现的另一实施例的采用观察照明配置的LED灯的功率谱分布。图7所示的观察照明配置可以通过以3：3：2：3比例的LED管芯阵列来产生，驱动如下：(1)三个青色LED以8.16V，218mA来驱动，以生成0.4332辐射瓦特；(2)三个薄荷色LED以11.23V，972mA，1.869辐射瓦特来并联驱动；和(3)两个红橙色LED以3.89V，295mA，0.3520辐射瓦特来驱动。主波长可以是565.6nm。一般CRI可以是90。色温可以是4828K。每辐射瓦特的发光功率可以是每辐射瓦特为335流明。功效可以是68流明/瓦特。

在备选实施例中，在白天照明配置中，455nm至485nm范围内的蓝色分量的强度水平可以大于高于485nm的可见光谱中任何其他峰的约125％的相对光谱功率。在备选实施例中，455nm至485nm范围内的蓝色分量可以大于高于485nm的可见光谱中任何其他峰的约150％；或约175％；或约200％；或约250％；或约300％的相对谱功率。显色指数可以大于80。通过改变一个或多个管芯的辐射通量，例如通过改变由管芯汲取的电流，蓝色成分相对于大于485nm的其他谱峰的强度可以是调整到所需的水平。

在备选实施例中，在夜间照明配置中，控制器可以配置成操作多个LED管芯，使得在约380nm和约485nm之间的可见谱输出范围内的蓝色输出强度水平小于高于约485nm的可见谱输出中任何其他峰的约10％的相对谱功率。例如，控制器可以驱动多个LED管芯，使得约150mA的电流被输送到薄荷色LED管芯；约360mA的电流被输送到红色LED管芯；并且约40mA的电流被输送到青色LED管芯。

在备选实施例中，在观察照明配置中，380nm至485nm范围内的蓝色分量的强度水平优选为高于485nm的可见光谱中的任何其他峰的约100％的相对谱功率。在备选实施例中，380nm至485nm范围内的蓝色分量的强度水平优选小于高于485nm的可见光谱中任何其他峰的约100％的相对谱功率；或小于约90％的相对谱功率；或小于约80％的相对谱功率；或者在约20％至约100％的相对谱功率之间。显色指数可以大于85。

现在参考图8，呈现图示控制农产品的昼夜节律的方法800的流程图。方法800可以由如上所述的各种实施例中所述的照明系统执行。对方法800中照明系统的各种元件的参考可以由上述公开中包含的类似元件来执行。在框802开始，控制器可以在框810处接收农产品的选择的动作时间。在框820处，可以由控制器确定与农产品140关联的最佳的动作时间范围。

在框830处继续，对于农产品140确定优选地执行选择的动作的最佳的动作时间范围。在框840处，可以响应于至少选择的动作时间和最佳的动作时间范围来确定照明调度，以便对农产品140施加昼夜节律。照明调度可以包括持续第一时期采用第一照明配置(例如白天照明配置)发射光，并且持续第二时期采用第二照明配置(例如夜间照明配置)发射光。此外，控制器可以配置成重复响应于照明调度来操作光源，直到确定替换照明调度或根据照明调度对于控制器停止发射光的任何其他指示。在一些实施例中，照明调度的确定可以包括确定由计时装置指示的当前时间，并且另外响应于当前时间来确定调度的照明。在框850处，控制器可操作光源以便根据照明调度发射光。方法800可以在框899处结束。

现在参考图9，呈现图示控制农产品的昼夜节律的方法900的流程图。方法900可以由如上所述的各种实施例中的照明系统执行。对方法900中照明系统的各种元件的参考可以通过在上述内容中包括的类似元件来执行。在框902处开始，控制器可以在框910处接收农产品的选择的动作时间。在框920处，与农产品140关联的最佳的动作时间范围可以由控制器确定。

在框930处继续，可以为农产品140确定优选地执行选择的动作的最佳的动作时间范围。在框940处，可以确定农产品140的昼夜节律的当前阶段。然后，在框950，可以响应于至少选择的动作时间、最佳的动作时间范围和农产品140的昼夜节律的当前阶段来确定照明调度，以便对农产品140施加昼夜节律。照明调度可以包括持续第一时期采用第一照明配置(诸如白天照明配置)发射光，并且持续第二时期采用第二照明配置(诸如夜间照明配置)发射光。此外，控制器可以配置成重复响应于照明调度来操作光源，直到确定替换照明调度或根据照明调度对于控制器停止发射光的任何其他指示。在一些实施例中，照明调度的确定可以包括确定由计时装置指示的当前时间，并且还响应于当前时间来确定调度的照明。在框960处，控制器可以操作光源，以便根据照明调度发射光。方法900可以在框999处结束。

现在参考图10，呈现根据本发明另一个的照明系统1000。照明系统1000可以包括第一光源1010、第二光源1020和可操作地耦合到第一和第二光源1010、1020中的每一个的控制器1030。控制器1030可以配置成操作第一和第二光源1010、1020中的每一个，如控制器120配置成操作图1的实施例的如上描述的光源110。此外，控制器1030可以配置成独立于彼此地操作第一和第二光源1010、1020中的每一个。

第一光源1010可以定位和配置成发射入射到第一农产品1040上的光，并且第二光源1020可以定位和配置成发射入射在第二农产品1050上的光。在一些实施例中，由第一光源1010发射的光可以仅入射到第一农产品1040上而不入射在第二农产品1050上，并且由第二光源1020发射的光可以仅入射到第二农产品1050上而不入射在第一农产品1040上。在一些实施例中，分隔件1060可以被定位以防止由第一光源1010发射的光入射到第二农产品1050上和/或防止第二光源1020发射的光入射在第一农产品1040上。在其他实施例中，由第一光源1010发射的光可以入射在第一和第二农产品1040、1050中的每一个上，并且由第二光源1020发射的光也可以入射在第一和第二农产品1040、1050中的每一个上。第一和第二农产品1040、1050可以是相同的种类或品种，或者它们可以是不同的种类或品种。

控制器1030可以配置成操作第一光源1010，以便对第一农产品1040施加第一昼夜节律，和操作第二光源1020以便对第二农产品1050施加第二昼夜节律。此外，控制器1030可以配置成接收作为输入的与第一农产品1040关联的第一选择的动作时间和与第二农产品1050关联的第二选择的动作时间。此外，控制器1030可以配置成分别确定与第一和第二农产品1040、1050中的每一个关联的第一和第二最佳的动作时间范围，如前述实施例中所述的。此外，控制器1030可以配置成确定相应的第一和第二农产品1040、1050的第一和第二照明调度。控制器1030还可以配置成分别根据第一和第二照明调度来操作第一和第二光源1010、1020中的每一个。第一和第二照明调度可以是不同的，或者它们可以是相同的。

在一些实施例中，控制器1030可以配置成确定第一和第二农产品1040、1050的每一个内的不同特性，对于第一和第二农产品1040、1050，确定第一和第二最佳的动作时间范围。更具体地，控制器1030可以配置成确定第一农产品1040中的第一特性的第一最佳的动作时间范围和第二农产品1050中的第二特性的第二最佳的动作时间范围。第一和第二特性可以相同或者它们可能不同。在一些实施例中，第一特性可以是第一农产品1040中的第一化合物水平，以及第二特性可以是第二农产品1050中的第二化合物水平。

尽管本实施例描述了能够诱导两个农产品的照明系统，但是能够诱导任何数量的农产品的照明系统被考虑并包括在本发明的范围内。

本发明的一些说明性方面在解决本文所述的问题和本领域技术人员可发现的未讨论的其它问题方面可能是有利的。

尽管上述描述包含很多特定性，但是这些不应被解释为对任何实施例的范围的限制，而是作为其所呈现的实施例的示例。在各种实施例的教导内，许多其它影响和变化是可能的。尽管已经参照示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将会理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行各种改变并且等同物可以替代其元件。此外，在不脱离其本质范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。因此，本发明不限于作为实施本发明的最佳或唯一模式所公开的特定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施例。此外，在附图和说明书中，已经公开了本发明的示例性实施例，并且尽管可以使用特定术语，但是除非另有说明，否则仅在通用和描述性意义上使用，而不是为了限制的目的，因此本发明不限于此。此外，术语第一，第二等的使用不表示任何顺序或重要性，而是使用术语第一，第二等来区分一个元件与另一个元件。此外，术语“一”，“一个”等的使用不表示数量的限制，而是表示存在至少一个所引用的项目。

因此，本发明的范围应由所附权利要求及其合法等同物确定，而不是由给出的实施例来确定。

Claims

1.一种照明系统(100)，包括：

光源(110)；

控制器(1030)，可操作地耦合到所述光源(110)；

计时装置(130)，可操作地耦合到所述控制器(1030)；

图像捕获装置(170)，可操作地连接到所述控制器(1030)；以及

传感器(180)，可操作地耦合到所述控制器(1030)以及可定位以便检测农产品的物理特性；

其中所述控制器(1030)配置成操作所述传感器(180)以测量延迟荧光；

其中所述控制器(1030)配置成操作所述图像捕获装置(170)以捕获所述农产品的图像；

其中所述控制器(1030)配置为执行农产品识别；

其中所述控制器(1030)配置成接收与农产品关联的选择的动作时间；

其中所述控制器(1030)配置成响应于所述选择的动作时间和最佳的动作时间范围来确定照明调度以及配置成根据所述照明调度来操作所述光源(110)；

其中所述照明调度包括白天时期和夜间时期；其中所述控制器(1030)配置成采用白天照明配置来操作所述光源(110)以发射光，使得所述农产品在所述白天时期中处于所述农产品的昼夜节律的白天阶段中；以及其中所述控制器(1030)配置成采用夜间照明配置来操作所述光源(110)以发射光，使得所述农产品在所述夜间时期中处于所述农产品的昼夜节律的夜间阶段中；

所述照明系统(100)还包括触发装置(170)，所述触发装置(170)可操作地耦合到所述控制器(1030)以及配置成指示活动状态和待用状态之一；其中所述控制器(1030)还配置成采用观察配置来操作所述光源(110)以发射光，使得响应于所述触发装置(170)所指示的状态而在不影响所述农产品的所述昼夜节律的情况下有助于观察所述农产品；其中所述待用状态的指示使得所述控制器(1030)采用所述白天照明配置和所述夜间照明配置之一来操作所述光源(110)；以及其中所述活动状态的指示使得所述控制器(1030)采用所述观察配置来操作所述光源(110)。

2.根据权利要求1所述的照明系统(100)，其特征在于，所述控制器(1030) 配置成操作所述光源(110)以发射光，使得在从380nm到480nm的范围内的输出强度水平大于白天配置中的高于455nm的任何其他峰的125％的相对谱功率。

3.根据权利要求1所述的照明系统(100)，其特征在于，所述控制器(1030)配置成操作所述光源(110)，使得在从380nm到480nm的范围内的输出强度水平小于夜间配置中的高于485nm的任何其他峰的10％的相对谱功率。

4.根据权利要求1所述的照明系统(100)，其特征在于，所述控制器(1030)配置成操作所述光源(110)，使得在从380nm到480nm范围内的输出强度水平在所述观察配置中的高于485nm的任何其他峰的相对谱功率的20％到100％的范围内。

5.根据权利要求1所述的照明系统(100)，其特征在于，所述最佳的动作时间范围与所述农产品的化合物水平关联。

6.根据权利要求5所述的照明系统(100)，其特征在于，所述化合物选自由生物保护剂、萜烯和营养制品组成的次级代谢物组。

7.根据权利要求1所述的照明系统(100)，其特征在于，所述照明调度配置成执行以下中的至少一个：最大化在所述选择的动作时间的所述农产品的化合物水平以及最小化在所述选择的动作时间的所述农产品的化合物水平。

8.根据权利要求1所述的照明系统(100)，其特征在于，所述控制器(1030)配置成确定所述农产品的所述昼夜节律。

9.根据权利要求8所述的照明系统(100)，其特征在于，通过接收作为输入的所述农产品的种类的指示来确定所述农产品的昼夜节律。

10.一种照明系统(100)，包括：

光源(110)；

控制器(1030)，可操作地耦合到所述光源(110)；

图像捕获装置(170)，可操作地连接到所述控制器(1030)；以及

其中所述控制器(1030)配置成操作所述传感器(180)以便通过测量延迟荧光来确定所述农产品的昼夜节律的阶段；

其中所述控制器(1030)配置成执行农产品识别操作；

其中所述控制器(1030)配置成接收作为输入的与农产品关联的选择的动作时间；

11.根据权利要求10所述的照明系统(100)，其特征在于，所述最佳的动作时间范围与所述农产品的化合物水平关联。

12.根据权利要求11所述的照明系统(100)，其特征在于，所述化合物选自由生物保护剂、萜烯和营养制品组成的次级代谢物组。

13.根据权利要求10所述的照明系统(100)，其特征在于，所述控制器(1030)配置成确定所述农产品的所述昼夜节律的阶段；其中所述控制器(1030)配置成确定改变调度，所述改变调度配置成使所述农产品的所述昼夜节律从所确定的阶段改变，使得所述最佳的动作时间范围与所述选择的动作时间对应。

14.根据权利要求10所述的照明系统(100)，其特征在于，所述农产品包括第一农产品和第二农产品；

所述光源(110)包括第一光源(1010)和第二光源(1020)；所述第一光源(1010)可定位以发射入射在所述第一农产品上的光，以及所述第二光源(1020)可定位以发射入射在所述第二农产品上而不入射在所述第一农产品上的光；

由第一组光源发射的光不入射在所述第二农产品上；

所述控制器(1030)配置成接收作为输入的与所述第一农产品关联的第一选择的动作时间和与所述第二农产品关联的第二选择的动作时间；

所述第一农产品具有限定第一最佳的动作时间范围的关联的昼夜节律，以及所述第二农产品具有限定第二最佳的动作时间范围的关联的昼夜节律；

所述控制器(1030)配置成操作所述第一光源(1010)以便发射将第一昼夜节律施加于所述第一农产品的光，由此改变所述第一最佳的动作时间范围，使得所述第一选择的动作与所述第一最佳的动作时间范围一致；以及

所述控制器(1030)配置成操作所述第二光源(1020)以便发射将第二昼夜节律施加于所述第二农产品的光，由此改变所述第二最佳的动作时间范围，使得所述第二选择的动作时间与所述第二最佳的动作时间范围一致。

15.根据权利要求14所述的照明系统(100)，其特征在于，所述第一最佳的动作时间范围与所述第一农产品的第一化合物水平关联，以及所述第二最佳的动作时间范围与所述第二农产品的第二化合物水平关联。

16.根据权利要求15所述的照明系统(100)，其特征在于，所述第一化合物水平和所述第二化合物水平选自由生物保护剂、萜烯和营养制品组成的组。

17.一种照明系统(100)，包括：

控制器(1030)；

光源(110)，可操作地耦合到所述控制器(1030)；

计时装置(130)，可操作地耦合到所述控制器(1030)

图像捕获装置(170)，可操作地连接到所述控制器(1030)；

图像识别软件，配置成视觉上识别农产品的种类；以及

其中所述控制器(1030)配置成执行农产品识别操作；

其中所述控制器(1030)配置成操作所述光源(110)以便采用第一配置和第二配置之一来发射光；

其中所述控制器(1030)配置成操作所述光源(110)以发射光以便具有所述第一配置中的所述农产品中的第一生物效应；

其中所述控制器(1030)配置成操作所述光源(110)以发射光以便具有所述第二配置中的所述农产品中的第二生物效应；

其中所述控制器(1030)配置成响应于由所述计时装置(130)指示的一天时间而确定照明调度，所述照明调度包括持续与植物的昼夜节律的第一阶段关联的第一时期采用所述第一配置来发射光以及持续与所述农产品的所述昼夜节律的第二阶段关联的第二时期采用所述第二配置来发射光；以及

其中所述控制器(1030)配置成响应于所述照明调度来操作所述光源(110)；

18.根据权利要求17所述的照明系统(100)，其特征在于，所述第一生物效应影响第一化合物的产生；以及其中所述第二生物效应影响第二化合物的产生。

19.根据权利要求18所述的照明系统(100)，其特征在于，所述第一化合物和所述第二化合物中的每个选自由生物保护剂、萜烯和营养制品组成的组。

20.根据权利要求17所述的照明系统(100)，其特征在于，所述照明调度还包括持续第三时期不发射光。