[发明专利]园艺照明设备和刺激植物生长和植物的生物节律的方法

说明书

本发明涉及一种刺激植物生长和植物的生物节律的照明设备（100）。照明设备（100）包括被布置成发射具有600到680nm、优选地640到680nm的波长的直接红光的固态光源（102）以及被布置成接收从所述固态光源（102）发射的所述直接红光的至少一部分且将所接收的直接红光转换成具有700到760nm、优选地720到760nm的最大发射波长的远红光的波长转换构件（106）。

技术领域

本发明涉及一种园艺照明设备和一种刺激植物生长和植物的生物节律的方法。本发明还涉及一种包括所述园艺照明设备的照明器，以及一种包括所述园艺照明设备或所述照明器的园艺应用。

背景技术

已知光生理学过程对于植物生长而言是关键的，并且这些过程受表现出强波长相关吸收光谱的光色素控制。叶绿素例如吸收大约620nm到680nm的波长范围中的光，而调节植物中的一系列分子和光生理学响应的不同形式的光敏色素（光敏色素减少（Pr）和光敏色素远红（Pfr））分别对于以红色和远红为中心的波长范围内的光作出反应。例如由Pr和Pfr进行的吸收之间的比率控制植物中的光生理学过程（如开花诱导、茎干伸展、发芽等）。

为了改进植物人工光照的光谱曲线，可以使用荧光灯，其通常是具有磷光体涂层的低压水银蒸气放电灯。然而，这些灯显露出很多缺点，诸如有限的效率、包含作为毒剂的水银、具有短寿命、易碎、需要高电压以及发射不期望的红外光。

替换地，现今也使用诸如发光二极管（LED）之类的固态光源用于植物光照，因为LED与常规光源相比提供更长的寿命、更高的光子通量效能、更低的操作电压、窄带光发射以及在组装方面的灵活性。

WO 2010/053341公开了一种用于植物培育的磷光体转换LED，包括生成短波长（蓝或近UV）光的半导体芯片和包含至少一个磷光体、由于光致发光的原因将所述短波长光转换成较长波长光的波长转换器。该较长波长光包含在对应于Pfr的吸收光谱的约700nm到760nm光谱范围中达峰值的远红光谱成分。

为此目的，也可以通过使用例如基于AlGaAs或AlInGaP半导体材料的直接远红LED来实现远红光。

然而，存在与现有技术有关的问题；使用从蓝光的磷光体转换的远红光生成LED例如由于其内在的大的斯托克斯移位的原因并不高效。直接远红LED也相对低效并且此外并不广泛地可用。

因此需要在植物培育期间提供更高效的窄波长带光照的丰富的人工光源。

发明内容

本发明的一个目的是解决或至少减少前面讨论的问题。本发明通过权利要求限定。

特别地根据本发明的第一方面，提供了一种园艺照明设备。该设备包括被布置成发射具有600到680nm、优选地640到680nm的最大发射波长的直接红光的固态光源，以及被布置成接收从该固态光源发射的直接红光的至少一部分且将所接收的直接红光转换成具有700到760nm、优选地720到760nm的最大发射波长的远红光的波长转换构件。

该设备的优点是其利用了非常高效的直接红色LED和与从红光到远红光的转换相关联的低的斯托克斯损耗。发射具有例如660nm的最大发射波长的光的直接红色LED可容易以非常高的效率获得：超过50%的电光转换（Wall-Plug）效率（WPE）。从660nm到740nm的转换的斯托克斯损耗仅为约10%。结果，与现有技术设备相比提高了设备的效率。附加地，仅仅需要一种类型的波长转换构件与固态光源相组合来生成红光谱范围以及远红光谱范围中的光发射。实现期望光发射所需的少量组件在生产根据本发明的照明设备时易组装、低材料消耗以及价格的方面是有利的。相应地，所提供的园艺照明设备被以高效的方式布置成生成红光和远红光的组合。这对于通过模拟日光的颜色变化来刺激植物生长和/或植物的生物节律而言是特别有用的。因此，可以使用所提供的照明设备以高效的方式影响例如光敏色素减少（Pr）和光敏色素远红（Pfr）两者。