[發(fā)明專利]園藝LED照明器材

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710160504.3
• 申請日: 2010-09-16
• 公開（公告）號: CN107047093B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 拉爾斯·艾卡拉
• 申請（專利權(quán)）人: 瓦洛亞公司
• 主分類號: A01G7/04
• 分類號: A01G7/04;A01G9/20;A01G9/26;H01L25/075;H01L33/08;H01L33/54;H01L33/50;H01L33/60;H01L33/62;H05B45/20;H05B45/00;H05B33/08;F21K9/238;F21K9/64
• 代理公司: 中原信達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 張煥生;謝麗娜

一種用于促進(jìn)植物生長的照明器材以及一種發(fā)光部件。該器材包括單個發(fā)光源LED器件，該LED器件在300?800nm的波長范圍內(nèi)提供至少兩個發(fā)射峰，且至少一個發(fā)射峰具有至少50nm或更大的半高寬(FWHM)。LED的發(fā)射峰與植物的光合作用響應(yīng)光譜良好匹配且因此特別適于高效率人造照明。

本申請是分案申請，其原案申請是申請日為2010年9月16日、申請?zhí)枮镻CT/FI2010/050716、2012年3月1日進(jìn)入中國國家階段的PCT申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及將LED應(yīng)用于園藝照明應(yīng)用中。特別地，本發(fā)明涉及促進(jìn)植物生長的照明器材(lighting fixture)，其包括至少一個發(fā)光二極管(LED)，該發(fā)光二極管具有包括在600至700nm波長范圍內(nèi)的峰的光譜特性。本發(fā)明還涉及新穎的發(fā)光部件，其特別適用于促進(jìn)植物生長且包括發(fā)光化合物半導(dǎo)體芯片。

背景技術(shù)

在地球上，太陽是主要的可見(即光)和不可見電磁輻射源，并是維持生命存在的主要因素。到達(dá)地球的凈日平均太陽能約為28×10^23J(即265EBtu)。該值是2007年估算的世界全年一次能量消耗479PBtu的5500倍。對于地球表面可測量到的太陽輻射的光譜分布具有約300nm和1000nm之間的寬波帶范圍。

但是到達(dá)地表的輻射中僅50％是光合成有效輻射(PAR)。根據(jù)CIE(CommissionInternationale de L'Eclairage：國際發(fā)光照明委員會)推薦量，PAR包括電磁譜的400nm和700nm之間的波長范圍。光化學(xué)定律通常表達(dá)為植物收獲輻射。輻射的雙重性質(zhì)使其在空間傳播時表現(xiàn)為電磁波并且在與物質(zhì)相互作用時表現(xiàn)為粒子(即輻射能的光子或量子)。感光體是主要存在于植物的葉子上的活性元素，其負(fù)責(zé)光子捕獲以及用于將光子能量轉(zhuǎn)換為化學(xué)能。

由于光合作用的光化學(xué)性質(zhì)，所以表示每單位時間的O₂演化量或CO₂固定量的光合作用率與葉子表面上每秒落在每單位面積的光子數(shù)量相關(guān)。因此，PAR的推薦量基于量子系統(tǒng)且利用光子的摩爾(mol)數(shù)或微摩爾(μmol)數(shù)表達(dá)。用于報告和量化PAR瞬時測量的推薦術(shù)語是光合光量子通量密度(PPFD)，且其通常以μmoles/m²/s表示。這定義了每單位時間落在每單位面積表面上的光子摩爾數(shù)。術(shù)語光合光子通量(PPF)也常常用于表達(dá)相同的量。

存在于諸如植物的生命有機(jī)體中的感光體利用捕獲的輻射能來介導(dǎo)重要生物學(xué)過程。這種介導(dǎo)(mediation)或相互作用可以按各種方式發(fā)生。光合作用(photosynthesis)以及光周期現(xiàn)象(photoperiodism)、向光性(phototropism)和光形態(tài)發(fā)生作用(photomorphogenesis)是涉及輻射和植物之間的相互作用的四個代表性過程。下述表達(dá)式示出光合作用的簡化化學(xué)方程式：

6H₂O+6CO₂(+光子能)→C₆H₁₂O₆+6O₂

如上述方程式所示，諸如糖葡萄糖(C₆H₁₂O₆)的碳水化合物以及氧氣(O₂)是光合作用過程的主要產(chǎn)物。它們利用光子能從二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)中合成并轉(zhuǎn)換為化學(xué)能，光子能通過使用諸如葉綠素的專門的感光體收集。

通過光合作用，輻射能也被用作化學(xué)能的主要來源，其對于植物的生長發(fā)育是重要的。當(dāng)然，方程式的輸入-輸出反應(yīng)物平衡還依賴于輻射能的數(shù)量(即光子的數(shù)量)和質(zhì)量(即光子的能量)以及由此產(chǎn)生的植物的生物體(biomass)的數(shù)量和質(zhì)量。“光周期現(xiàn)象”是指植物必須感知并測量輻射的周期性的能力，向光性是指植物朝向或遠(yuǎn)離輻射的生長運(yùn)動，且光形態(tài)發(fā)生作用是指響應(yīng)于輻射質(zhì)量和數(shù)量的形態(tài)改變。