WO2023149744A1 - 식물 생장용 조명장치 - Google Patents

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WO2023149744A1
WO2023149744A1 PCT/KR2023/001572 KR2023001572W WO2023149744A1 WO 2023149744 A1 WO2023149744 A1 WO 2023149744A1 KR 2023001572 W KR2023001572 W KR 2023001572W WO 2023149744 A1 WO2023149744 A1 WO 2023149744A1
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leds
led
substrate
wavelength band
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PCT/KR2023/001572
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정종현
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주식회사 오딧세이글로벌
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00—Botany in general
    • A01G7/04—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
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    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/14—Measures for saving energy, e.g. in green houses

Definitions

  • the present invention relates to a lighting device for plant growth, and more particularly, includes a unit lighting unit including a plurality of first LEDs, second LEDs, and third LEDs arranged adjacent to each other in succession, wherein the first LEDs and the third LEDs are provided.
  • LED 2 and LED 3 relate to a lighting device that outputs light necessary for a plant growth stage by outputting light in different wavelength bands, respectively.
  • incandescent lamps and high-pressure sodium bulbs among sunlight or artificial lighting are used for lighting required for crop growth, but recently, the use of semiconductor light emitting diodes for plant cultivation has brought significant economic effects to crop cultivation.
  • the plant factory replaces the LED lights for each crop growth cycle.
  • five LED lights of different wavelengths are periodically replaced and used.
  • the proposed prior art plant stimulating cultivation method using an LED lamp and its device is a combination of a red LED lamp and a blue LED lamp by using the fast ON/OFF characteristics and monochromatic light emission characteristics of the LED lamp Provision of an accelerated cultivation method and device capable of maximally promoting the growth of cultivated plants by properly adjusting the ratio, adjusting the amount of light irradiated, and repeating the lighting time and the lighting time in a certain speed range Specifically, the red LED of the 660 nanometer wavelength range and the blue LED of the 450 nanometer wavelength range are mixed at a ratio of 5: 1 so that the light quantity ratio of the red LED to the blue LED is adjusted to 5: 1 or 10: 1 It is a method and device for stimulating plant cultivation using LED lamps by using a method in which the ratio of lighting and turning off time is 1:1 or 1:2 so that the lighting time is adjusted between 100 microseconds and 10 seconds.
  • An object of the present invention is to provide a first LED, a second LED, and a third LED each outputting light of different wavelengths so as to be artificially induced.
  • the lighting device for plant growth according to the present invention is mounted on a substrate extended to a predetermined length and installed in a row so as to be spaced apart from each other at a predetermined interval along the longitudinal direction of the substrate, and are connected in series to each other.
  • a plurality of first LEDs that can be simultaneously turned on/off, a plurality of second LEDs disposed between the first LEDs on a line in which the first LEDs are arranged and connected in series to be turned on/off at the same time, the first It includes a plurality of third LEDs disposed between the first LED and the second LED on a line in which LEDs are arranged, connected in series to each other and turned on/off at the same time, and a plurality of first LEDs continuously disposed adjacent to each other.
  • the second LED and the third LED form one unit lighting unit, the unit lighting unit is continuously disposed on the substrate, and the first LED, the second LED, and the third LED emit light of different wavelengths, respectively. characterized by output.
  • a first circuit unit, a second circuit unit, and a third circuit unit are further provided to supply power to the first LED, the second LED, and the third LED, respectively, and the first circuit unit is located on the top of the substrate in the longitudinal direction of the substrate.
  • a first circuit line extending along, and spaced apart from the first circuit line at a predetermined distance, formed below the first circuit line, and protruding downward by a predetermined length are spaced apart from each other along the length direction of the substrate It includes a second circuit line, wherein the second circuit part is formed on a third circuit line extending from a lower end of the substrate along a longitudinal direction of the substrate, spaced apart from the third circuit line by a predetermined distance, and on top of the third circuit line, Second protruding connection parts protruding upward by a predetermined length so as not to overlap with the second circuit line include a fourth circuit line spaced apart from each other along the length direction of the substrate, and the third circuit part is connected to the first circuit part.
  • a fifth circuit line and a sixth circuit line located between the second circuit unit and extending so as not to overlap each other with the second circuit line and the fourth circuit line, wherein the first LED is located in the first protruding connection unit, The second LED is located on the second protruding connection portion, the third LED is located on an extension line extending along the sixth circuit line, and the first LED, the second LED and the third LED are the length of the substrate. It is characterized in that they are arranged in a line on a virtual extension line extending along the direction.
  • Some of the first LEDs included in the unit lighting unit output light in a predetermined first wavelength band, the rest of the first LEDs output infrared light, and the second LED included in the unit lighting unit outputs light of a preset second wavelength band, some of the third LEDs included in the unit lighting unit output light of a third wavelength band different from the first to second wavelength bands, and the third LEDs
  • the rest of them are characterized in that they output ultraviolet rays only in a specific wavelength range.
  • the unit lighting unit includes first LEDs for outputting infrared rays, the number of which is less than the number of first LEDs for outputting light in the first wavelength band, and a number smaller than the number of third LEDs for outputting light in the third wavelength band.
  • Outputting the number of ultraviolet rays includes a third LED.
  • the board is provided with perforated lines to cut between adjacent unit lighting units so that the unit lighting units can be used independently.
  • the unit lighting unit emits 380 nm, 450 nm, and 660 nm wavelength bands in the first wavelength band, 450 nm, 660 nm, 780 nm, and 730 to 740 nm wavelength bands in the second wavelength band, and the third wavelength band. It is characterized in that the central wavelength band emits a 550 nm wavelength band.
  • the cooling unit further includes a condensation plate installed above the housing unit and a cooling unit for cooling the condensation plate to generate the condensation water on the surface of the condensation plate.
  • the housing unit has a plurality of radiating fins installed thereon to dissipate heat transmitted to the substrate, and includes collecting parts formed to be spaced apart from each other in an upward direction on an upper portion of the housing unit facing each other based on the radiating fins, and the condensation plate. is characterized in that it is convexly formed downward toward the housing unit so that the condensed water can fall into the housing unit.
  • the lighting device for plant growth of the present invention is provided with a unit lighting unit including a first LED, a second LED, and a third LED that organically emits visible light and ultraviolet light in a specific area that promotes the growth and development of vegetation plants. It has the advantage of controlling the color development of ornamental plants and outputting light that can selectively cultivate the fruiting period of plants for fruit production, and can accurately check the growth status of crops with the naked eye at the request of the user. There is also an advantage in that it is possible to emit a suitable wavelength range according to the growth of crops while switching to white light so as to be able to do so.
  • FIG. 1 is a partial view showing a substrate according to an embodiment of a lighting device for plant growth according to the present invention
  • FIG. 2 is a partial view showing the first to third circuit parts of FIG. 1;
  • FIG. 4 is a partial conceptual diagram of FIG. 1;
  • FIG. 5 is a block diagram of FIG. 1;
  • FIG. 6 is an exemplary view of a plant cultivation device according to another embodiment of a lighting device for plant growth according to the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the housing unit and cooling unit of FIG. 4;
  • FIG. 8 is a partial perspective view showing the housing unit and the cooling unit of FIG. 4;
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention.
  • FIG. 1 and 2 show an embodiment of a lighting device 100 for plant growth according to the present invention.
  • a lighting device 100 for plant growth includes a substrate 110 and a unit lighting unit 120.
  • the substrate 110 is formed in a plate shape having a predetermined thickness and extending a predetermined length along the front-back direction. Since the board 110 is a PCB board commonly used in the prior art to mount a light emitting diode such as an LED, a detailed description thereof will be omitted.
  • the substrate 110 is installed in the inner space of the plant cultivation device 10 where a plurality of plants are vegetated therein.
  • the board 110 is provided with a perforation line in the width direction of the board 110 so that the worker can use a cutting means such as scissors or a knife so that the unit lighting unit 120 described later can be used independently. .
  • the unit lighting unit 120 includes a plurality of first LEDs 130, second LEDs 140, and third LEDs 150 disposed on the substrate 110 and outputting light of different wavelengths, ,
  • the first LED 130, the second LED 140, and the third LED 150 each output light of different wavelengths.
  • some of the first LEDs 130 included in the unit lighting unit 120 output light in a preset first wavelength band, and the rest of the first LEDs 130 output infrared rays.
  • the second LED 140 included in the unit lighting unit 120 outputs light in a preset second wavelength band, and some of the third LEDs 150 included in the unit lighting unit output the first to second LEDs 140 included in the unit lighting unit.
  • the second wavelength band outputs light of a different third wavelength band, and the rest of the third LEDs 150 output ultraviolet rays.
  • the wavelength range of the first to third LEDs 130, 140, and 150 is described in more detail as follows.
  • the first to third wavelength bands may be installed to output as follows considering the effect of the 730 nm to 780 nm wavelength band (the valley of darkness of the Fraunhofer curve) on vegetation in the wavelength band representing the solar system spectrum described above.
  • the first wavelength band 25% to 35% of the light quantum quantity of the first LED 130 is emitted with a central wavelength band of 380 nm, and light of the 380nm to 450nm wavelength band is 5% to 15% of the photon quantum quantity of the first LED 130 15% to 25% of the photon quantum amount of the second LED 140 is emitted, and the remainder of the photon quantum amount of the first LED 130 has a wavelength of 600 nm to 700 nm, and the second wavelength band has a central wavelength band of 380 nm.
  • the light quantum quantity of the second LED 140 is emitted in a wavelength range of from 500 nm to 500 nm, the remainder of the quantum quantity of light from the second LED 140 is a wavelength of 600 nm to 800 nm, and the third wavelength band has a central wavelength range of 600 nm to 600 nm.
  • the 730 nm wavelength band is emitted, and the light that emits a single peak wavelength band of the 780 nm band is a wavelength at which 60% to 90% of the photon quantum quantity of the third LED is emitted.
  • the first wavelength band and the second wavelength band of the above wavelength range organically emit a wavelength band of a specific region that promotes the growth and development of vegetation.
  • the first to third wavelength ranges are not limited to the above-described wavelength ranges and may be changed depending on the applied plant.
  • the unit lighting unit 120 includes first LEDs outputting infrared rays of a smaller number than the number of first LEDs outputting light of the first wavelength band, and third LEDs outputting light of the third wavelength band. Outputting the number of ultraviolet rays less than the number of (150) includes a third LED.
  • any one of the first to third LEDs 130, 140, 150 can be identified as white from the outside, a phosphor that emits green color or It is characterized by the application of an LED package with a built-in chip emitting 450 nm.
  • the unit lighting unit 120 includes a plurality of first LEDs 130, second LEDs 140, and third LEDs 150 disposed on the substrate 110 and outputting lights of different wavelengths. And, the first LED 130, the second LED 140, and the third LED 150 each output light of different wavelengths.
  • the first wavelength band 30% to 50% of the light quantum amount of the first LED 130 is emitted in a wavelength range of 660 nm, and 20% to 25% of the photon quantum amount of the 450 nm light is emitted in the first LED 130
  • the rest of the photon quantum amount of 1 LED 130 is the wavelength of UV-a
  • the light having a central wavelength band of 700 nm in the second wavelength band is emitted by 10% to 15% of the photon quantum amount of the second LED 140
  • the light in the 660nm wavelength band 30% to 50% of the photon quantum amount of the second LED 140 is emitted
  • the remainder of the photon quantum amount of the second LED 140 is 450 nm wavelength
  • the third wavelength band emits a central wavelength band of 600 nm to 730 nm wavelength band, and a 780 nm wavelength band
  • the light at which a single peak wavelength band of the band is emitted is a wavelength at which 60% to 90% of the photon quantum quantity of the third LED is emitted.
  • a phosphor emitting green color is emitted from any one of the first to third LEDs 130, 140, and 150 so that it can be identified as white from the outside. characterized by application.
  • the unit lighting unit 120 includes a plurality of first LEDs 130, second LEDs 140, and third LEDs 150 disposed on the substrate 110 and outputting lights of different wavelengths. And, the first LED 130, the second LED 140, and the third LED 150 each output light of different wavelengths.
  • the first wavelength band emits a central wavelength band of 380 nm, 450 nm, and 660 nm wavelength band
  • the second wavelength band emits a central wavelength band of 450 nm, 660 nm, 780 nm, and 730 nm to 740 nm wavelength band
  • the third wavelength band emits a central wavelength band of 550 nm wavelength band.
  • the first wavelength band 50% to 70% of the light quantum quantity of the first LED 130 is emitted in a wavelength band having a central wavelength band of 670 nm and a peripheral wavelength band of 780 nm, and light having a central wavelength band of 450 nm and a peripheral wavelength band of 480 nm is first 30% to 50% of the photon quantum amount of the LED 130 is emitted, the remainder of the photon quantum amount of the first LED 130 is a wavelength of UV-a, and the light having a central wavelength range of 630 nm to 730 nm in the second wavelength band is the second LED (140) is emitted, and the light in the wavelength range of 740 nm to 770 nm is not emitted, and the light in the third wavelength range is emitted as 3000 k to 6500 k light to be identified as white to the user.
  • the first LED 130 is manufactured by a molding method in which the first doping is performed at a predetermined first temperature for 10 seconds to 30 seconds and then cooled at a second temperature lower than the first temperature for 1 minute to 5 minutes.
  • the plant growth lighting device 100 includes a first circuit unit 131 for supplying power to the first LED 130, the second LED 140, and the third LED 150, respectively.
  • the second circuit unit 141 and the third circuit unit 151 are further provided.
  • the first circuit unit 131 is installed in a line so as to be spaced apart from each other at a predetermined interval along the longitudinal direction of the substrate 110, and is serially connected to each other to be turned on/off at the same time, so that the plurality of first LEDs 130 Formed to supply power.
  • the first circuit unit 131 is spaced apart from the first circuit line 132 extending along the longitudinal direction of the substrate from the upper end of the substrate 110 and the first circuit line 132 at a predetermined interval,
  • the first protruding connection parts 134 formed under the circuit line 132 and protruding downward by a predetermined length include the second circuit line 133 spaced apart from each other along the length direction of the substrate.
  • the second circuit unit 141 is disposed between the first LEDs 130 on the line where the first LEDs 130 are arranged and is connected in series to each other to be simultaneously turned on/off to form a plurality of second LEDs ( 140) is formed to supply power.
  • the second circuit unit 141 is spaced apart from a third circuit line 142 extending from the lower end of the substrate 110 along the longitudinal direction of the substrate 110 and the third circuit line 142 at a predetermined interval, Second protruding connection portions 144 formed on the upper portion of the third circuit line 142 and protruding upward by a predetermined length so as not to overlap with the second circuit line 133 are spaced apart along the longitudinal direction of the substrate A fourth circuit line 143 is provided.
  • the third circuit unit 151 is disposed between the first LED 130 and the second LED 140 on the line where the first LEDs 130 are arranged, and is connected in series to each other to be turned on/off at the same time. As a plurality, it is formed to supply power to the third LED (150).
  • the third circuit part 151 is located between the first circuit part 131 and the second circuit part 141 and extends so as not to overlap with the second circuit line 133 and the fourth circuit line 143.
  • a fifth circuit line 152 and a sixth circuit line 153 are provided.
  • the first LED 130 is positioned on the first protruding connection part 134
  • the second LED 140 is positioned on the second protruding connection part 144
  • the third LED 150 is positioned on the first protruding connection part 134. 6 It is positioned on an extension line extending along the circuit line 153, but the first LED 130, the second LED 140, and the third LED 150 are virtual extensions extending along the longitudinal direction of the substrate. arranged in a row on the line.
  • the unit lighting unit 120 is operated by power supplied from a power supply unit.
  • the power supply unit is a commonly used power supply means for supplying power to the first circuit unit 131, the second circuit unit 141, and the third circuit unit 151, a detailed description thereof will be omitted.
  • the plant factory lighting system 100 of the present invention includes a measuring sensor installed on the substrate 110 to measure the concentration of oxygen or carbon dioxide in the inner space, and the measured sensor Based on the information, a discrimination module for discriminating the growth state of plants growing in the inner space, and recommendation for providing information on the wavelength band of light corresponding to the growth state of the plant to the worker based on the discrimination information provided by the discrimination module. Further modules may be included.
  • the measurement sensor is installed on the lower surface of the substrate 110 facing the plant to measure the concentration of oxygen or carbon dioxide in the inner space of the plant cultivation device 10.
  • the measurement sensor provides the measured concentration value to the determination module.
  • the determination module calculates the change rate of the concentration of oxygen or carbon dioxide in the internal space based on the information provided by the measurement sensor.
  • the discrimination module determines the growth information of the plant based on the difference in the concentration change of the oxygen or carbon dioxide.
  • the discrimination module determines the growth rate of the plant by applying the calculated concentration change rate to the neural network model built to determine the growth rate of the plant according to the rate of change in the concentration of oxygen or carbon dioxide in the space where the plant is vegetated.
  • the recommendation module provides information about the wavelength range of light corresponding to the growth state of plants to the operator according to the discrimination information provided by the discrimination module.
  • the recommendation module has a database storing information on the wavelength band of light suitable for each growth state of the plant, and information on the wavelength band of light corresponding to the growth state of the plant in the plant cultivation device 10 determined by the discrimination module in the database. is extracted and provided to the worker.
  • the recommendation module may provide corresponding recommendation information through a terminal such as a pre-registered operator's smart phone.
  • the plant growth lighting device 100 includes a first switch unit 160 through which a worker can input a first operation signal for the operation of the unit lighting unit 120 by touch manipulation; Provided by the second switch unit 170 capable of inputting a second operation signal for the operation of the unit lighting unit 120 by operating the toggle switch 171 and the first and second switch units 140 A control module 180 for controlling the unit lighting unit 120 according to an operation signal is further provided.
  • the first switch unit 160 is capable of inputting a first operation signal for the operation of the unit lighting unit 120 by a touch operation by a worker, and includes an on/off power touch pad 161, a pattern storage unit ( 162) and a pattern setting unit 163.
  • the on/off power touch pad 161 can be touched by a worker and is provided at a position adjacent to the unit lighting unit 120 . Since the on/off power touch pad 161 is a recognition means such as a touch screen generally used in the related art to recognize a touch of a finger of an operator, a detailed description thereof will be omitted.
  • the pattern storage unit 132 stores a plurality of emission patterns for the operation of the first to third LEDs 130 , 140 , and 150 of the unit lighting unit 120 .
  • the light emitting patterns include a light emitting pattern in which the first LED 130 is operated alone, a light emitting pattern in which the second LED 140 is operated alone, a light emitting pattern in which the third LED 150 is operated alone, the first and A light emitting pattern in which the second LEDs 130 and 140 are operated, a light emitting pattern in which the first and third LEDs 130 and 150 are operated, a light emitting pattern in which the second and third LEDs 140 and 150 are operated, and first to third LEDs 130 and 150 are operated.
  • a light emitting pattern in which the third LEDs 130, 140, and 150 are operated is included.
  • the pattern setting unit 163 performs a first operation so that the first to third LEDs 130, 140, and 150 of the unit lighting unit 120 operate with one of the light emitting patterns stored in the pattern storage unit 162.
  • a signal is generated and transmitted to the control module 180 .
  • the pattern setting unit 163 sets the light emitting pattern applied to the first to third LEDs 130, 140, and 150 among the light emitting patterns when an operator's touch is input to the on/off power touch pad 161.
  • the first operation signal is generated to be sequentially changed according to the preset operation sequence.
  • the pattern setting unit 133 generates a light emitting pattern in which the first LED 130 operates alone when an operator's touch is first recognized on the on/off power touch pad 131, and the second LED 140 A first operation signal corresponding to the light emitting pattern operated alone is generated, and when the operator's touch is recognized again on the on/off power touch pad 161, the light emitting pattern in which the second LED 140 is operated alone. A first operation signal corresponding to is generated.
  • the pattern setting unit 163 transmits a first operation signal corresponding to a light emitting pattern in which the third LED 150 operates alone when an operator's touch is recognized again on the on/off power touch pad 161.
  • a first operation signal corresponding to a light emitting pattern in which the first and second LEDs 130 and 140 are operated is generated.
  • the pattern setting unit 163 operates a first operation corresponding to a light emitting pattern in which the first and third LEDs 130 and 150 are operated when an operator's touch is re-recognized on the on/off power touch pad 161.
  • Generates a signal, and when the operator's touch is recognized again on the on/off power touch pad 161, a first operation signal corresponding to the light emitting pattern in which the second and third LEDs 140 and 150 are operated is generated. .
  • the pattern setting unit 163 first corresponds to a light emitting pattern in which the first to third LEDs 130, 140, and 150 are operated. An operating signal is generated, and when an operator's touch is re-recognized on the on/off power touch pad 161, a first operating signal corresponding to a light emitting pattern in which the first LED 130 is operated is generated.
  • the operation sequence of the light emitting patterns is not limited to this, but the first to third LEDs 130, 140, and 150 of a wavelength range suitable for the vegetation to be planted are set by an expert, depending on the vegetation period of the plant.
  • the first to third LEDs 130, 140, and 150 are sequentially set. Therefore, even if a non-professional worker touches the on/off power supply touch pad 161 sequentially, the unit lighting unit 120 can be operated so that light of a wavelength band corresponding to the vegetation state of plants is irradiated.
  • the second switch unit 170 is a signal generator 172 that generates a second operation signal for the operation of the unit lighting unit 120 according to the operation of the toggle switch 171 and the corresponding toggle switch 171. ) is provided.
  • the toggle switch 171 is provided with a lever so that the operator can manipulate it, and the lever is formed to be set at any one of a plurality of setting positions or a neutral position by the operator's manipulation.
  • a toggle switch 141 commonly used in the related art is applied so that the lever can be positioned at any one of ascending, descending, and neutral positions, and thus a detailed description thereof will be omitted.
  • a plurality of toggle switches 171 may be provided according to the number of the first to third LEDs 130 , 140 , and 150 of the unit lighting unit 120 .
  • the signal generator 172 generates a second operation signal so that the first to third LEDs 130, 140, and 150 are operated in different operation patterns according to the position of the lever set by the operator.
  • the operation patterns include an operation pattern in which the first LED 130 is operated alone, an operation pattern in which the second LED 140 is operated alone, an operation pattern in which the third LED 150 is operated alone, and the first and second LEDs 150 are operated alone.
  • An operating pattern in which the second LEDs 130 and 140 are operated, an operating pattern in which the first and third LEDs 130 and 150 are operated, an operating pattern in which the second and third LEDs 140 and 150 are operated, and a first to third LEDs (130, 140, 150) are included in the operation pattern and the like.
  • the signal generator 172 when the lever is set to one of the setting positions, the signal generator 172 generates a second operation signal corresponding to an operation pattern in which the first LED 130 is operated alone, and the lever is set. When set to another one of the positions, a second operation signal corresponding to an operation pattern in which the third LED 150 is operated alone may be generated.
  • the operation pattern may be set by an operator.
  • the control module 180 controls the unit lighting unit 120 according to a first operation signal or a second operation signal provided from the first and second switch units 160 and 170 .
  • the control module 180 when the lever of the toggle switch 171 is set to the neutral position, the first to third LEDs corresponding to the first operation signal provided from the first switch unit 160 Controls the operation of (130, 140, 150).
  • the control module 180 controls the first to third operation signals corresponding to the second operation signal provided from the second switch unit 170. Controls the operation of LEDs (130, 140, 150).
  • the control module ( 180 controls the unit lighting unit 120 .
  • the operator can selectively control the unit lighting unit 120 through the on/off power touch pad 161 or the toggle switch 171, using the on/off power touch pad 161
  • the first to third LEDs 130, 140, and 150 are operated according to an operation sequence set by an expert, even a non-expert worker can irradiate the plant with light in a wavelength range suitable for the growth state of the plant.
  • the unit lighting unit 120 is controlled through the toggle switch 171, the first to third LEDs 130, 140, 150) can be changed.
  • the plant growth lighting device 100 can easily operate a plurality of LEDs according to a plurality of operation patterns using the toggle switch 171 and the on/off power touch pad 161, It has the advantage of being able to quickly respond to various situations according to the type or growth of
  • FIGS. 6 to 8 show other embodiments of the lighting device 200 for plant growth.
  • the lighting device 200 for plant growth according to the present invention is installed in the inner space 20 of the plant cultivation device 10 in which a plurality of plants are vegetated, and the housing unit 210 in which the substrate 110 is installed and a cooling unit 220 supplying condensed water generated by condensing air in the inner space 20 to the housing unit 210 to cool the housing unit 210 .
  • the housing unit 210 includes a case 211, a heat sink 212, a heat sink 213, and a collecting unit 214.
  • the case 211 has a fitting groove 215 therein to accommodate the substrate 110 and is formed in a cylindrical shape extending a predetermined length along the longitudinal direction of the substrate 10, the substrate 110 On the lower surface corresponding to each other, a transparent plate for passing the light of the first to third wavelength bands output from the unit lighting unit 120 and preventing radiant heat generated from the substrate 110 from being transmitted to plants ( 216) is installed. At this time, a sliding groove 217 is formed at the lower end of the case 211 so that the transparent plate can be slidably coupled to the case 211 .
  • the heat dissipation plate 212 is formed between the substrate 110 and the dissipation fins 213 to be described later, so that the heat generated from the substrate 110 can be transferred to the dissipation fins 213.
  • An aluminum material having good thermal conductivity is applied. It is installed in the form of a plate material, and a waterproof member (not shown) is formed to surround the outer surface of the case 211 so that condensation water does not penetrate into the substrate 110 .
  • the heat dissipation fin 213 is coupled to the upper surface of the heat dissipation plate 212 so that a plurality of protrusions protrude upward. ) is provided.
  • the collecting part 214 extends upward from the upper part of the housing unit 210 facing each other based on the radiating fin 213, and the upper end is formed to be spaced apart from each other as it goes upward, and the collecting part 214 Thus, the uppermost part of the collecting part 214 extends upward by a predetermined height from the radiating fin 213 so that the condensed water can flow into the radiating fin 213 .
  • the cooling unit 220 includes a condensation plate 221 and a cooling unit 222 .
  • the condensation plate 221 is spaced apart from the upper side of the housing unit 210 by a predetermined distance, and the upper end is connected to the plant cultivation device 10 and is formed so that condensation water can be generated on the lower surface, and the condensation water is formed in the housing unit ( 210) is convex downward toward the housing unit 210 so as to be dropped.
  • the condensed water generated in the condensation plate 221 flows from the mutually corresponding edges of the condensation plate 221 toward the center of the condensation plate 221 so that the condensed water can fall to the heat radiation fin 213.
  • Condensate guide members protruding in height are installed at predetermined intervals in the formation direction of the condensation plate 221 .
  • the cooling unit 222 includes a plurality of cooling pipes 223 installed inside the condensation plate 221 to generate condensed water in the condensation plate 221 and extending in the longitudinal direction of the condensation plate 221; A cooling pump (not shown) circulating a cooling medium inside the cooling pipe 223 is included.
  • the cooling tube 223 may be an aluminum tube having good heat conduction, and various types of conventional tubes capable of conducting heat may be applied, but as shown in the drawing, a plurality of circular tubes are preferable.
  • the cooling pump may be applied with an air pump technology that circulates external air having a lower temperature than the internal air so that the condensation plate 221 can be cooled to the dew point or less, and the cooling water cooled to the dew point or less by using electric energy.
  • a heat conduction device technology for cooling the condensation plate 221 by circulating through the cooling pipe 223 may be applied.
  • the lighting device 200 for plant growth according to the present invention further includes a fixing unit 230 formed to install the housing unit 210 under the cooling unit 220 .
  • the fixing unit 230 is formed at both ends of the housing unit 210 so that one end is fitted into the case 211 and the other end is coupled to both ends of the housing unit 210 to form the housing unit ( 210), the lower part is at the other end of the insertion member 231 so that the insertion member 231 formed to keep the inside airtight, and the cooling unit 220 and the housing unit 210 can be separated by a predetermined distance in the vertical direction.
  • the upper end is bolted to the plant cultivation device 10 formed on the upper end of the cooling unit 220 and has a plate-shaped fixing frame 231 extending a predetermined length in the vertical direction.
  • the lighting lamp 200 for plant growth of the present embodiment described above includes a cooling unit 220 for supplying condensed water generated by condensing air in the inner space 20 to the housing unit 210 to cool the housing unit 210.
  • a cooling unit 220 for supplying condensed water generated by condensing air in the inner space 20 to the housing unit 210 to cool the housing unit 210.

Landscapes

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Abstract

본 발명은 소정 길이로 연장된 기판과 상기 기판에 실장 되되, 상기 기판의 길이방향을 따라 상호 소정 간격 이격되도록 일렬로 설치되고, 서로 직렬 연결되어 동시에 온/오프 될 수 있는 복수의 제1 LED, 상기 제1 LED들이 배열된 라인 상에서 상기 제1 LED들의 사이에 배치되고 서로 직렬 연결되어 동시에 온/오프 되는 복수의 제2 LED, 상기 제1 LED들이 배열된 라인 상에서 상기 제1 LED 및 제2 LED의 사이에 위치하도록 배치되고 서로 직렬 연결되어 동시에 온/오프 되는 복수의 제3 LED를 포함하며, 상호 인접하여 연속 배치되는 복수의 제1 LED와 제2 LED 및 제3 LED가 하나의 단위조명유닛을 이루며, 상기 단위조명유닛이 상기 기판에 연속하여 배치되고, 상기 제1 LED와 제2 LED 및 제3 LED는 각각 상호 다른 파장대의 광을 출력하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 각각 상호 다른 파장대의 광을 출력하는 제1 LED와 제2 LED 및 제3 LED를 포함하는 단위조명유닛을 구비하고 있어서 다양한 식물의 발육 및 성장에 알맞은 생장환경에 대하여 작업자가 적절하게 광을 출력하도록 하는데 그 목적이 있다.

Description

식물 생장용 조명장치
본 발명은 식물 생장용 조명장치 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상호 인접하게 연속 배치되는 복수의 제1 LED와 제2 LED 및 제3 LED를 포함하는 단위조명유닛을 구비하며, 상기 제1 LED와 제2 LED 및 제3 LED는 각각 상호 다른 파장대의 광을 출력하여서 식물 생장단계에 필요한 광을 출력하는 조명장치에 관한 것이다.
일반적으로, 작물생육에 필요한 조명을 위해서는 태양광 또는 인공조명 중 백열등과 고압나트륨 전구 등을 사용하였으나 최근에는 식물재배용 반도체발광 다이오드의 사용으로 작물재배에 상당한 경제효과를 가져오고 있다.
최근에는 식물재배용 발광다이오드를 이용한 식물성장 육성장치가 공개되어 있으며 이와 비슷한 문헌으로 식물의 종류와 생육과정에 맞추어 최적 파장의 빛을 출력하는 여러 종류의 LED를 적당비율로 LED 중에서 1종류 또는 2종류 이상의 LED를 보드상에 적당 비율로 배치하여 작물의 종류와 생육상태에 따라 교체할 수 있도록 구성하는 선행기술도 개발되어 있다.
아울러 색소식물을 재배하는데 좁은 공간에서 생산효율과 단기간에 재배가 가능하도록 폐쇄형 LED식물공장으로써, 730nm, 660nm, 450nm의 파장대를 사용하여 식물재배시스템을 구축하는 문헌도 있다.
실제로, 상호 상이한 파장의 3개의 LED 조명을 구매한 다음, 식물공장에서 작물의 생육 주기별로 LED 조명을 교체해서 사용한다. 또한, 상호 상이한 파장의 5개의 LED 조명을 주기적으로 교체해서 사용하기도 한다.
그러나 종래의 LED 조명장치들은 다수의 LED를 단일한 스위치 장치로 제어하므로 보다 다양한 상황에 대해 작업자가 신속하게 대응하는데 어려움이 있으며, 다수의 종류의 LED 조명장치를 구입하여 설치를 해야 하는 경제적인 부담이 있으며, 특히 우리나라는 LED를 전량을 수입해야 하므로 4차 산업의 핵심인 스마트팜의 상용화에 지장을 초래하고 있다.
그래서 다음과 같은 식물생장용 조명장치 관련 선행기술들이 제안되었다.
제안된 선행기술의 ＬＥＤ램프를 이용한 식물 촉성 재배 방법 및 그 장치(한국 등록특허 10-0902071호)는 LED 램프의 빠른 ON/OFF 특성과 단색 발광특성을 이용하여 적색 LED 램프와 청색 LED 램프의 혼합비율을 적절히 조절하고 빛이 조사되는 광량비를 조절하며 점등시간과 소등시간을 일정속도 범위에서 반복하는 수단으로 통해 재배식물의 성장을 최대로 촉진시킬 수 있게 한 촉성재배 방법과 그 장치를 제공하는 것으로서 구체적인 것은 660 나노미터 파장대의 적색 LED와 450 나노미터 파장대의 청색 LED를 그 수량비가 5:1의 비율로 혼합하여 적색 LED 대 청색 LED의 광량비율이 5:1 또는 10:1로 조정되게 하고 점등과 소등시간 비율이 1:1 또는 1:2로 되어 점등시간이 100 마이크로초에서 10초 사이에서 조정되게 하는 방법으로 이루어지는 LED 램프를 이용한 식물 촉성 재배방법 및 장치이다.
그러나 종래의 LED 조명장치들은 다수 식물의 발육 및 성장과 같은 다양한 생장환경에 대하여 적절한 광을 출력하는데 있어서 작업자가 신속하게 대응하는 어려움이 있었다. 또한, 종래의 기술은 식생식물의 개화 및 과실의 착과시기를 작업자가 임의로 제어하기 어려워 과실의 생산시기를 조절하기 불가능하므로 생산성에 한계가 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로 식물의 발육 및 성장과 같은 다양한 생장환경에 대하여 적절하게 작업자가 식생식물이 주위 환경의 영향을 받지 않고, 개화 및 과실의 착과시기를 인공적으로 유도할 수 있도록 각각 상호 다른 파장대의 광을 출력하는 제1 LED와 제2 LED 및 제3 LED를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하고자 본 발명에 따른 식물 생장용 조명장치는 소정 길이로 연장된 기판과 상기 기판에 실장되되, 상기 기판의 길이방향을 따라 상호 소정 간격 이격되도록 일렬로 설치되고, 서로 직렬 연결되어 동시에 온/오프될 수 있는 복수의 제1 LED, 상기 제1 LED들이 배열된 라인 상에서 상기 제1 LED들의 사이에 배치되고 서로 직렬 연결되어 동시에 온/오프되는 복수의 제2 LED, 상기 제1 LED들이 배열된 라인 상에서 상기 제1 LED 및 제2 LED의 사이에 위치하도록 배치되고 서로 직렬 연결되어 동시에 온/오프되는 복수의 제3 LED를 포함하며, 상호 인접하여 연속 배치되는 복수의 제1 LED와 제2 LED 및 제3 LED가 하나의 단위조명유닛을 이루며, 상기 단위조명유닛이 상기 기판에 연속하여 배치되고, 상기 제1 LED와 제2 LED 및 제3 LED는 각각 상호 다른 파장대의 광을 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 LED, 제2 LED 및 제3 LED에 각각 전원을 공급하기 위한 제1 회로부, 제2 회로부 및 제3 회로부를 더 구비하며, 상기 제1 회로부는 상기 기판의 상단에서 상기 기판의 길이방향을 따라 연장되는 제1 회로선과, 상기 제1 회로선과 소정간격 이격되며, 제1 회로선의 하부에 형성되고, 하방으로 소정길이 돌출되는 제1 돌출연결부들이 상기 기판의 길이방향을 따라 이격배치되어 있는 제2 회로선을 포함하고, 상기 제2 회로부는 상기 기판의 하단에서 상기 기판의 길이방향을 따라 연장되는 제3 회로선과, 상기 제3 회로선과 소정간격 이격되며 제3 회로선의 상부에 형성되고, 상방으로 상기 제2 회로선과 중첩되지 않도록 상방으로 소정길이 돌출되는 제2 돌출연결부들이 상기 기판의 길이방향을 따라 이격배치되어 있는 제4 회로선을 포함하고, 상기 제3 회로부는 상기 제1 회로부와 제2 회로부의 사이에 위치하며, 상기 제2 회로선 및 제4 회로선과 상호 중첩되지 않도록 연장되는 제5 회로선과 제6 회로선을 포함하되, 상기 제1 LED는 상기 제1 돌출연결부에 위치하고, 상기 제2 LED는 제2 돌출연결부에 위치하며, 상기 제3 LED는 상기 제6 회로선을 따라 연장되는 연장선 상에 위치하되, 상기 제1 LED, 제2 LED 및 제3 LED는 상기 기판의 길이방향을 따라 연장되는 가상의 연장선상에 일렬로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 단위조명유닛에 포함된 상기 제1 LED들 중 일부는 기 설정된 제1 파장대의 광을 출력하며, 상기 제1 LED들 중 나머지는 적외선을 출력하고, 상기 단위조명유닛에 포함된 상기 제2 LED는 기 설정된 제2 파장대의 광을 출력하고, 상기 단위조명유닛에 포함된 상기 제3 LED들 중 일부는 상기 제1 내지 제2 파장대와 상이한 제3 파장대의 광을 출력하며, 상기 제3 LED들 중 나머지는 특정 파장대만의 자외선을 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 단위조명유닛은 상기 제1 파장대의 광을 출력하는 제1 LED의 개수보다 적은 개수의 적외선을 출력은 제1 LED를 포함하며, 상기 제3 파장대의 광을 출력하는 제3 LED의 개수보다 적은 개수의 자외선을 출력은 제3 LED를 포함한다.
상기 기판은 상기 단위조명유닛을 독립적으로 사용할 수 있도록 상호 인접된 상기 단위조명유닛들 사이를 절취할 수 있도록 절취선이 마련된다.
상기 단위조명유닛은 상기 제1 파장대의 중심파장대가 380nm, 450nm 및 660nm파장대를 방출하고, 상기 제2 파장대의 중심파장대가 450nm, 660nm, 780nm 및 730nm 내지 740nm파장대를 방출하고, 상기 제3 파장대의 중심파장대가 550nm파장대를 방출하는 것을 특징으로 한다.
다수의 식물이 식생 되는 식물재배장치의 내부공간에 설치되며, 내측에 상기 기판이 설치되는 하우징유닛과 상기 하우징유닛을 냉각하기 위해서 상기 내부공간의 공기를 응결시켜 생성되는 응결수를 상기 하우징유닛에 공급하는 냉각유닛을 더 구비한다.
상기 냉각유닛은 상기 하우징유닛의 상측에 설치되는 응결판과 상기 응결판의 표면에 상기 응결수가 생성되도록 상기 응결판을 냉각하는 냉각부를 더 구비한다.
상기 하우징유닛은 상기 기판에 전달되는 열을 방열하도록 상부에 다수의 방열핀이 설치되고 상기 방열핀을 기준으로 상호 대향되는 상기 하우징유닛의 상부에 상방으로 갈수록 상호이격되게 형성되는 포집부를 구비하며 상기 응결판은 상기 응결수가 상기 하우징유닛에 낙하될 수 있도록 상기 하우징유닛을 향하여 하방으로 볼록하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 식물 생장용 조명장치는 식생식물의 생장과 발육을 촉진시키는 특정 영역의 가시광선과 자외선을 유기적으로 방출하는 제1 LED와 제2 LED 및 제3 LED를 포함하는 단위조명유닛을 구비하고 있어서 관상용 식물의 발색을 제어하고, 과실생산을 목적하는 식물의 착과시기 등을 선택적으로 재배할 수 있는 광을 출력할 수 있다는 장점이 있으며, 사용자의 요청에 따라 작물의 성장상태를 육안으로 정확히 확인 가능하도록 백색조명으로 전환되게 하면서도 작물의 성장에 따른 적합한 파장대가 방출가능하게 하는 장점도 있다.
도 1는 본 발명에 식물 생장용 조명장치의 일 실시예의 따른 기판을 나타낸 부분도이고,
도 2는 도 1의 제1 회로부 내지 제3 회로부를 나타낸 부분도이고,
도 3은 태양광 스펙트럼을 나타낸 프라운호퍼선 그래프이고,
도 4는 도 1의 부분개념도이고,
도 5는 도 1의 블럭도이고,
도 6은 본 발명에 식물 생장용 조명장치의 다른 실시예의 식물재배장치의 예시도,
도 7은 도 4의 하우징유닛 및 냉각유닛을 나타낸 단면도이고,
도 8은 도 4의 하우징유닛 및 냉각유닛을 나타낸 부분사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 식물 생장용 조명장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 대하여, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있다는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1 내지 도 2에는 본 발명에 따른 식물 생장용 조명장치(100)의 일 실시예가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 본 실시예의 따른 식물 생장용 조명장치(100)는 기판(110), 단위조명유닛(120)을 구비한다.
상기 기판(110)은 소정의 두께를 갖는 판형으로 형성되며, 전후방향을 따라 소정길이 연장된다. 상기 기판(110)은 LED와 같은 발광다이오드를 실장 하기 위해 종래에 일반적으로 사용되는 PCB 기판이므로 상세한 설명은 생략한다. 상기 기판(110)은 내부에 다수의 식물의 식생 되는 식물재배장치(10)의 내부공간에 설치된다.
또한 상기 기판(110)은 후술 하는 단위조명유닛(120)을 독립적으로 사용할 수 있도록 작업자가 가위나 칼과 같은 절단수단을 통해 절취하여 사용할 수 있도록 상기 기판(110)의 폭방향으로 절취선이 마련되어 있다.
상기 단위조명유닛(120)은 상기 기판(110)에 배치되어 상호 상이한 파장대의 광을 출력하는 복수개의 상기 제1 LED(130), 제2 LED(140) 및 제3 LED(150)를 구비하고, 상기 제1 LED(130), 제2 LED(140) 및 제3 LED(150)는 각각 상호 다른 파장대의 광을 출력한다.
따라서 상기 단위조명유닛(120)에 포함된 상기 제1 LED(130)들 중 일부는 기 설정된 제1 파장대의 광을 출력하며, 상기 제1 LED(130)들 중 나머지는 적외선을 출력하고, 상기 단위조명유닛(120)에 포함된 상기 제2 LED(140)는 기 설정된 제2 파장대의 광을 출력하고, 상기 단위조명유닛에 포함된 상기 제3 LED(150)들 중 일부는 상기 제1 내지 제2 파장대는 상이한 제3 파장대의 광을 출력하며, 상기 제3 LED(150)들 중 나머지는 자외선을 출력한다.
이때, 태양계 스펙트럼을 나타낸 도 3을 참고하면, 가근실선(타양광의 파장대)은 730nm 내지 780nm파장대(어둠의 계곡)에서 광양자량이 급격히 감소하는 것을 확인 할 수 있다. 그리고 Pr(일점쇄선, 식물의 대한 적색광의 파장대 별 흡광도에 대한 그패프)과, Pfr(점선, 식물의 대한 원적외선광의 파장대 별 흡광도에 대한 그래프)을 참고하면 식생식물도 해당 파장대인 730nm 내지 780nm의 파장대의 영역에서 흡수율이 적다는 것을 확인할 수 있다.
그리고 상기 제1 내지 제3 LED(130, 140, 150)의 파장대에 대하여 보다 구체적으로 기술하기 하면 다음과 같다.
상기 제1 내지 제3 파장대는 기술된 태양계 스펙트럼을 나타내는 파장대에서 730nm 내지 780nm파장대(프라운호퍼곡선의 어둠의 계곡)가 식생식물에 미치는 영향을 고려하면 다음과 같이 출력되게 설치될 수 있다.
상기 제1 파장대는 중심파장대가 380nm인 광이 제1 LED(130) 광양자량의 25% 내지 35% 방출되고, 380nm 내지 450nm 파장대의 광이 제1 LED(130) 광양자량의 5% 내지 15% 방출되고, 제1 LED(130) 광양자량의 나머지는 600nm 내지 700nm 파장이고, 상기 제2 파장대는 중심파장대가 380nm인 광이 제2 LED(140) 광양자량의 15% 내지 25% 방출되고, 380nm 내지 500nm 파장대의 광이 제2 LED(140) 광양자량의 15% 내지 25% 방출되고, 제2 LED(140) 광양자량의 나머지는 600nm 내지 800nm 파장이고, 상기 제3 파장대는 중심파장대가 600nm 내지 730nm파장대가 방출되고, 780nm대의 단일 피크파장대가 방출되게 하는 광이 제 3LED 광양자량의 60% 내지 90% 방출되는 파장이다.
또한, 상기 파장대가의 제1 파장대 및 제2 파장대는 식생실물의 생육의 생장과 발육을 촉진시키는 특정 영역의 파장대를 유기적으로 방출한다.
상기 제1 파장대 내지 제3 파장대는 상술된 파장대에 한정하지 않고 적용되는 식물에 따라서 변경될 수 있다. 그리고 상기 단위조명유닛(120)은 상기 제1 파장대의 광을 출력하는 제1 LED의 개수보다 적은 개수의 적외선을 출력은 제1 LED를 포함하고, 상기 제3 파장대의 광을 출력하는 제3 LED(150)의 개수보다 적은 개수의 자외선을 출력은 제3 LED를 포함한다.
한편, 상기 단위조명유닛(120)의 다른 실시예로 외부에서 흰색으로 식별될 수 있도록, 제1 LED 내지 제3 LED(130, 140, 150)들 중 어느 한 LED에서는 그린색이 방출되는 형광체 내지는 450nm이 방출되는 칩이 내장된 LED 패키지가 적용되는 것을 특징을 한다.
그래서 상기 단위조명유닛(120)은 상기 기판(110)에 배치되어 상호 상이한 파장대의 광을 출력하는 복수개의 상기 제1 LED(130), 제2 LED(140) 및 제3 LED(150)를 구비하고, 상기 제1 LED(130), 제2 LED(140) 및 제3 LED(150)는 각각 상호 다른 파장대의 광을 출력한다.
이때, 본 실시예의 상기 제1 내지 제3 LED(130, 140, 150)의 파장대에 대하여 보다 구체적으로 기술하기 하면 다음과 같다.
상기 제1 파장대는 파장대가 660nm인 광이 제1 LED(130) 광양자량의 30% 내지 50% 방출되고, 450nm인 광이 제1 LED(130) 광양자량의 20% 내지 25% 방출되고, 제1 LED(130) 광양자량의 나머지는 UV-a의 파장이고, 상기 제2 파장대는 중심파장대가 700nm인 광이 제2 LED(140) 광양자량의 10% 내지 15% 방출되고, 660nm 파장대의 광이 제2 LED(140) 광양자량의 30% 내지 50% 방출되고, 제2 LED(140) 광양자량의 나머지는 450nm 파장이고, 상기 제3 파장대는 중심파장대가 600nm 내지 730nm파장대가 방출되고, 780nm대의 단일 피크파장대가 방출되게 하는 광이 제3 LED 광양자량의 60% 내지 90% 방출되는 파장이다.
한편, 상기 단위조명유닛(120)의 다른 실시예로 외부에서 흰색으로 식별될 수 있도록, 제1 LED 내지 제3 LED(130, 140, 150)들 중 어느 한 LED에서는 그린색이 방출되는 형광체가 적용되는 것을 특징을 한다.
그래서 상기 단위조명유닛(120)은 상기 기판(110)에 배치되어 상호 상이한 파장대의 광을 출력하는 복수개의 상기 제1 LED(130), 제2 LED(140) 및 제3 LED(150)를 구비하고, 상기 제1 LED(130), 제2 LED(140) 및 제3 LED(150)는 각각 상호 다른 파장대의 광을 출력한다.
이때, 본 실시예의 상기 제1 내지 제3 LED(130, 140, 150)의 파장대에 대하여 보다 구체적으로 기술하기 하면 다음과 같다.
상기 제1 파장대는 중심파장대가 380nm, 450nm 및 660nm파장대를 방출하고, 상기 제2 파장대는 중심파장대가 450nm, 660nm, 780nm 및 730nm 내지 740nm파장대를 방출하고, 상기 제3 파장대는 중심파장대가 550nm파장대를 방출한다.
또한, 본 실시예의 상기 제1 내지 제3 LED(130, 140, 150)의 파장대에 대하여 보다 구체적으로 기술하기 하면 다음과 같다.
상기 제1 파장대는 중심파장대가 670nm이고 주변 파장대가 780nm인 파장대의 광이 제1 LED(130) 광양자량의 50% 내지 70% 방출되고, 중심파장대가 450nm인 주변 파장대가 480nm인 광이 제1 LED(130) 광양자량의 30% 내지 50% 방출되고, 제1 LED(130) 광양자량의 나머지는 UV-a의 파장이고, 상기 제2 파장대는 중심파장대가 630nm 내지 730nm인 광이 제2 LED(140) 방출되며, 740nm 내지 770nm인 파장대의 광은 방출되지 않고, 상기 제3 파장대는 사용자에게 흰색으로 식별되게 3000k 내지 6500k 광으로 방출된다.
이때, 상기 제1 LED(130)는 기 설정된 제1 온도에서 10초 내지 30초동안 1차 도핑 후 제1 온도보다 낮은 제2 온도에서 1분 내지 5분 동안 냉각처리된 성형방법으로 제작된다.
또한 본 발명의 따른 식물 생장용 조명장치(100)는 상기 제1 LED(130), 제2 LED(140) 및 제3 LED(150)에 각각 전원을 공급하기 위한 제1 회로부(131), 제2 회로부(141) 및 제3 회로부(151)를 더 구비한다.
상기 제1 회로부(131)는 상기 기판(110)의 길이방향을 따라 상호 소정 간격 이격되도록 일렬로 설치되고, 서로 직렬 연결되어 동시에 온/오프 될 수 있는 것으로 복수의 상기 제1 LED(130)에 전원을 공급하기 위해 형성된다.
상기 제1 회로부(131)는 상기 기판(110)의 상단에서 상기 기판의 길이방향을 따라 연장되는 제1 회로선(132)과, 상기 제1 회로선(132)과 소정간격 이격되며, 제1 회로선(132)의 하부에 형성되고, 하방으로 소정길이 돌출되는 제1 돌출연결부(134)들이 상기 기판의 길이방향을 따라 이격 배치되어 있는 제2 회로선(133)을 포함한다.
상기 제2 회로부(141)는 상기 제1 LED(130)들이 배열된 라인 상에서 상기 제1 LED(130)들의 사이에 배치되고 서로 직렬 연결되어 동시에 온/오프 되는 복수개 형성되는 것으로 상기 제2 LED(140)에 전원을 공급하기 위해 형성된다.
상기 제2 회로부(141)는 상기 기판(110)의 하단에서 상기 기판(110)의 길이방향을 따라 연장되는 제3 회로선(142)과, 상기 제3 회로선(142)과 소정간격 이격되며 제3 회로선(142)의 상부에 형성되고, 상방으로 상기 제2 회로선(133)과 중첩되지 않도록 상방으로 소정길이 돌출되는 제2 돌출연결부(144)들이 상기 기판의 길이방향을 따라 이격배치되어 있는 제4 회로선(143)을 구비한다.
상기 제3 회로부(151)는 상기 제1 LED(130)들이 배열된 라인 상에서 상기 제1 LED(130) 및 제2 LED(140)의 사이에 위치하도록 배치되고 서로 직렬 연결되어 동시에 온/오프 되는 복수의 것으로, 상기 제3 LED(150)에 전원을 공급하기 위해 형성된다.
상기 제3 회로부(151)는 상기 제1 회로부(131)와 제2 회로부(141)의 사이에 위치하며, 상기 제2 회로선(133) 및 제4 회로선(143)과 상호 중첩되지 않도록 연장되는 제5 회로선(152)과 제6 회로선(153)을 구비한다.
이때, 상기 제1 LED(130)는 상기 제1 돌출연결부(134)에 위치하고, 상기 제2 LED(140)는 제2 돌출연결부(144)에 위치하며, 상기 제3 LED(150)는 상기 제6 회로선(153)을 따라 연장되는 연장선 상에 위치하되, 상기 제1 LED(130), 제2 LED(140) 및 제3 LED(150)는 상기 기판의 길이방향을 따라 연장되는 가상의 연장선상에 일렬로 배치된다.
상기 단위조명유닛(120)은 전원공급부에서 공급되는 전원에 의해 작동된다. 여기서, 전원공급부는 제1 회로부(131), 제2 회로부(141) 및 제3 회로부(151)들에 전원을 공급하기 위해 종래에 일반적으로 사용되는 전원공급수단이 적용되므로 상세한 설명은 생략한다.
상술된 본 실시예의 식물생장용 조명등(100)은 상호 인접하게 연속 배치되는 복수의 제1 LED(130)와 제2 LED(140) 및 제3 LED(150)는 각각 상호 다른 파장대의 광을 출력하는 하나의 단위조명유닛(120)을 이루고 있어서 다양한 파장대의 광을 용이하게 출력할 수 있으므로 식물의 종류 또는 생장에 따른 다양한 상황에 신속하게 대처할 수 있다는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 식물 공장용 조명 시스템(100)은 도면에 도시되진 않았지만, 상기 기판(110)에 설치되어 상기 내부공간 내의 산소 또는 이산화탄소의 농도를 측정하는 측정센서와, 상기 측정센서에서 측정된 정보를 토대로 상기 내부공간에 식생 되는 식물의 생장 상태를 판별하는 판별모듈과, 상기 판별모듈에서 제공되는 판별 정보를 토대로 해당 식물의 생장 상태에 대응되는 광의 파장대에 대한 정보를 상기 작업자에게 제공하는 추천모듈을 더 구비할 수도 있다.
상기 측정센서는 식물에 대향 되는 기판(110)의 하면에 설치되어 식물재배장치(10)의 내부공간 내의 산소 또는 이산화탄소의 농도를 측정한다. 측정센서는 측정된 농도 값을 판별모듈에 제공한다. 판별모듈은 측정센서에서 제공되는 정보를 토대로 내부공간 내의 산소 또는 이산화탄소의 농도의 변화율을 산출한다. 식물의 생육에 따라 내부공간 내의 산소 또는 이산화탄소의 농도 변화에 차이가 발생하는데, 판별모듈은 해당 산소 또는 이산화탄소의 농도 변화에 차이를 토대로 식물의 생육정보를 판별한다.
이때, 판별모듈은 식물이 식생 되는 공간 내의 산소 또는 이산화 탄소의 농도 변화율에 따라 해당 식물의 생육 정도를 판별하기 위해 기구축된 신경망모델에, 산출된 농도 변화율을 적용하여 식물의 생육정도를 판별할 수도 있다.
추천모듈은 판별모듈에서 제공되는 판별 정보에 따라 작업자에게 식물의 생장 상태에 대응되는 광의 파장대에 대한 정보를 제공한다. 해당 추천모듈은 식물의 각 생장 상태에 적합한 광의 파장대에 대한 정보가 저장된 데이터 베이스를 구비하고, 해당 데이터 베이스에서 판별모듈에서 판별된 식물재배장치(10) 내의 식물의 생장 상태에 대응되는 광의 파장대 정보를 추출하여 작업자에게 제공한다. 이때, 추천모듈은 기등록된 작업자의 스마트폰과 같은 단말기를 통해 해당 추천 정보를 제공할 수도 있다.
한편, 본 실시예의 따른 식물 생장용 조명장치(100)는 작업자가 터치 조작에 의해 상기 단위조명유닛(120)의 작동에 대한 제1 작동신호를 입력할 수 있는 제1 스위치 유닛(160)과, 토글 스위치(171)의 조작으로 상기 단위조명유닛(120)의 작동에 대한 제2 작동신호를 입력할 수 있는 제2 스위치 유닛(170)과, 상기 제1 및 제2 스위치 유닛(140)에서 제공되는 작동신호에 따라 상기 단위조명유닛(120)을 제어하는 제어모듈(180)을 더 구비한다.
상기 제1 스위치 유닛(160)은 작업자가 터치 조작에 의해 상기 단위조명유닛(120)의 작동에 대한 제1 작동신호를 입력할 수 있는 것으로서, 온오프 전원 터치패드(161), 패턴 저장부(162) 및 패턴 설정부(163)를 구비한다.
상기 온오프 전원 터치패드(161)는 작업자가 터치 조작할 수 있는 것으로서, 상기 단위조명유닛(120)에 인접된 위치에 마련된다. 상기 온오프 전원 터치패드(161)는 작업자의 손가락 터치를 인식하기 위해 종래에 일반적으로 사용되는 터치스크린과 같은 인식수단이므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 패턴 저장부(132)는 상기 단위조명유닛(120)의 상기 제1 LED 내지 제3 LED(130, 140, 150)의 작동에 대한 다수의 발광 패턴이 저장되어 있다. 상기 발광 패턴에는 제1 LED(130)이 단독으로 작동되는 발광 패턴, 상기 제2 LED(140)이 단독으로 작동되는 발광 패턴, 제3 LED(150)이 단독으로 작동되는 발광 패턴, 제1 및 제2 LED(130, 140)이 작동되는 발광 패턴, 제1 및 제3 LED(130, 150)이 작동되는 발광 패턴, 제2 및 제 3LED(140, 150)이 작동되는 발광 패턴, 제1 내지 제3 LED(130, 140, 150)이 작동되는 발광 패턴 등이 포함된다.
상기 패턴 설정부(163)는 상기 패턴 저장부(162)에 저장된 발광 패턴들 중 어느 하나로 상기 단위조명유닛(120)의 제1 내지 제3 LED(130, 140, 150)이 작동되도록 제1 작동신호를 생성하여 제어모듈(180)에 전달한다. 여기서, 상기 패턴 설정부(163)는 상기 온오프 전원 터치패드(161)에 작업자의 터치가 입력될 경우, 발광패턴들 중 제1 내지 제3 LED(130, 140, 150)에 적용되는 발광패턴이 기설정된 작동순서에 따라 순차적으로 변경되도록 제1 작동신호를 생성한다.
일예로, 상기 패턴 설정부(133)는 상기 온오프 전원 터치패드(131)에 작업자의 터치가 처음 인식될 경우, 제1 LED(130)이 단독으로 작동되는 발광 패턴, 제2 LED(140)이 단독으로 작동되는 발광 패턴에 대응되는 제1 작동신호를 생성하고, 상기 온오프 전원 터치패드(161)에 작업자의 터치가 다시 인식될 경우, 제2 LED(140)이 단독으로 작동되는 발광 패턴에 대응되는 제1 작동신호를 생성한다. 또한, 상기 패턴설정부(163)는 상기 온오프 전원 터치패드(161)에 작업자의 터치가 다시 인식될 경우, 제3 LED(150)이 단독으로 작동되는 발광 패턴에 대응되는 제1 작동신호를 생성하고, 상기 온오프 전원 터치패드(161)에 작업자의 터치가 재인식될 경우, 제1 및 제2 LED(130, 140)이 작동되는 발광 패턴에 대응되는 제1 작동신호를 생성한다. 그리고, 상기 패턴설정부(163)는 상기 온오프 전원 터치패드(161)에 작업자의 터치가 재인식될 경우, 제1 및 제3 LED(130, 150)이 작동되는 발광 패턴에 대응되는 제1 작동신호를 생성하고, 상기 온오프 전원 터치패드(161)에 작업자의 터치가 다시 인식될 경우, 제2 및 제3 LED(140. 150)이 작동되는 발광 패턴에 대응되는 제1 작동신호를 생성한다. 또한, 상기 패턴설정부(163)는 다시 온오프 전원 터치패드(161)에 작업자의 터치가 인식되면, 제1 내지 제3 LED(130, 140, 150)이 작동되는 발광 패턴에 대응되는 제1 작동신호를 생성하고, 상기 온오프 전원 터치패드(161)에 작업자의 터치가 재인식되면, 제1 LED(130)이 작동되는 발광 패턴에 대응되는 제1 작동신호를 생성한다.
이때, 상기 발광패턴들의 작동순서는 이에 한정하는 것이 아니라 전문가에 의해 식생하고자 하는 식물의 식생에 적합한 파장대의 제1 내지 제3 LED(130, 140, 150)가 설정되되, 식물의 식생 시기에 따라 순차적으로 제1 내지 제3 LED(130, 140, 150)이 설정되는 것이 바람직하다. 따라서, 작업자가 비전문가이더라도 상기 온오프 전원 터치패드(161)를 순차적으로 터치하므로 식물의 식생상태에 대응되는 파장대의 광이 조사되도록 단위조명유닛(120)을 작동시킬 수 있다.
상기 제2 스위치 유닛(170)은 상기 토글 스위치(171)와, 해당 토글 스위치(171)의 작동에 따라 상기 단위조명유닛(120)의 작동에 대한 제2 작동신호를 생성하는 신호생성부(172)를 구비한다.
상기 토글 스위치(171)는 상기 작업자가 조작할 수 있도록 레버가 마련되되, 상기 레버는 상기 작업자의 조작에 의해 복수의 세팅위치 또는 중립위치 중 어느 한 위치에 세팅되도록 형성된다. 여기서, 상기 토글 스위치(171)는 상승, 하강 및 중립 중 어느 한 위치에 레버를 위치시킬 수 있도록 종래에 일반적으로 사용되는 토글 스위치(141)가 적용되므로 상세한 설명은 생략한다. 이때, 토글 스위치(171)는 단위조명유닛(120)의 상기 제1 내지 제3 LED(130, 140, 150)의 개수에 따라 다수개가 마련될 수도 있다.
상기 신호생성부(172)는 작업자에 의해 세팅된 레버의 위치에 따라 상기 제1 내지 제3 LED(130, 140, 150)가 상호 상이한 작동패턴으로 작동되도록 제2 작동신호를 생성한다. 여기서, 작동패턴에는 제1 LED(130)이 단독으로 작동되는 작동 패턴, 제2 LED(140)이 단독으로 작동되는 작동 패턴, 제3 LED(150)이 단독으로 작동되는 작동 패턴, 제1 및 제2 LED(130, 140)이 작동되는 작동 패턴, 제1 및 제3 LED(130, 150)이 작동되는 작동 패턴, 제2 및 제3 LED(140, 150)이 작동되는 작동 패턴, 제1 내지 제3 LED(130, 140, 150)이 작동되는 작동패턴 등이 포함된다.
일예로, 레버가 세팅위치들 중 어느 하나에 세팅되면, 상기 신호생성부(172)는 제1 LED(130)이 단독으로 작동되는 작동 패턴에 대응되는 제2 작동신호를 생성하고, 레버가 세팅위치들 중 다른 하나에 세팅되면, 제3 LED(150)이 단독으로 작동되는 작동 패턴에 대응되는 제2 작동신호를 생성할 수도 있다. 여기서, 상기 작동패턴은 작업자에 의해 설정될 수 있다.
상기 제어모듈(180)은 상기 제1 및 제2 스위치 유닛(160, 170)에서 제공되는 제1 작동신호 또는 제2 작동신호에 따라 상기 단위조명유닛(120)을 제어한다. 이때, 상기 제어모듈(180)은 토글 스위치(171)의 레버가 상기 중립위치에 세팅될 경우, 상기 제1 스위치 유닛(160)에서 제공되는 제1 작동신호에 대응되게 상기 제1 내지 제3 LED(130, 140, 150)들의 작동을 제어한다. 또한, 상기 제어모듈(180)은 토글 스위치(171)의 레버가 상기 세팅위치들에 세팅될 경우, 상기 제2 스위치 유닛(170)에서 제공되는 제2 작동신호에 대응되게 상기 제1 내지 제3 LED(130, 140, 150)들의 작동을 제어한다.
즉, 상기 토글 스위치(171)의 레버가 중립위치에 세팅될 경우, 작업자는 기설정된 작동순서를 따라 온오프 전원 터치패드(161)를 이용하여 상기 단위조명유닛(120)의 발광 패턴을 순차적으로 변경할 수 있고, 상기 토글 스위치(141)의 레버가 중립위치가 아닌 세팅위치에 세팅될 경우, 해당 세팅위치에 설정된 상기 제1 내지 제3 LED(130, 140, 150)들이 작동되도록 상기 제어모듈(180)은 단위조명유닛(120)을 제어한다.
상술된 바와 같이 작업자는 선택적으로 상기 온오프 전원 터치패드(161) 또는 토글 스위치(171)를 통해 상기 단위조명유닛(120)을 제어할 수 있는데, 상기 온오프 전원 터치패드(161)를 이용하여 제어할 경우, 전문가에 의해 기 설정된 작동순서에 따라 상기 제1 내지 제3 LED(130, 140, 150)들을 작동시키므로 작업자가 비전문가이더라도 식물의 생육 상태에 적합한 파장대의 광을 해당 식물에 조사할 수 있고, 상기 토글 스위치(171)를 통해 상기 단위조명유닛(120)을 제어할 경우, 상기 온오프 전원 터치패드(161)에 의한 제어보다 보다 신속하게 상기 제1 내지 제3 LED(130, 140, 150)들의 작동 패턴을 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 식물생장용 조명장치(100)는 상기 토글 스위치(171) 및 온오프 전원 터치패드(161)를 이용하여 다수의 LED들을 다수의 작동패턴을 따라 용이하게 작동시킬 수 있으므로 식물의 종류 또는 생장에 따른 다양한 상황에 신속하게 대처할 수 있다는 장점이 있다.
한편, 도 6 내지 도 8은 식물 생장용 조명장치(200)의 다른 실시예가 도시되어 있다.
앞서 도시된 도면에서와 동일한 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다.
본 발명에 따른 식물 생장용 조명장치(200)는 다수의 식물이 식생 되는 식물재배장치(10)의 내부공간(20)에 설치되며, 내측에 상기 기판(110)이 설치되는 하우징유닛(210)과, 상기 하우징유닛(210)을 냉각하기 위해서 상기 내부공간(20)의 공기를 응결시켜 생성되는 응결수를 상기 하우징유닛(210)에 공급하는 냉각유닛(220)을 포함한다.
상기 하우징유닛(210)은 케이스(211), 방열판(212), 방열핀(213), 포집부(214)를 구비한다.
상기 케이스(211)는 상기 기판(110)이 수용될 수 있도록 내부에 끼움홈(215)이 마련되며 상기 기판(10)의 길이방향을 따라서 소정길이 연장된 원통형으로 형성된 것으로, 상기 기판(110)에 상호 대응되는 하부면에는 상기 단위조명유닛(120)에서 출력된 상기 제1 파장대 내지 제3 파장대의 광을 통과시키고, 상기 기판(110)에서 발생하는 복사열이 식물에게 전달되지 않도록 하는 투명판(216)이 설치되어 있다. 이때, 상기 투명판이 상기 케이스(211)에 슬라이딩 결합할 수 있도록 상기 케이스(211)의 하단부에는 슬라딩홈(217)이 형성되어 있다.
상기 방열판(212)은 상기 기판(110)과 후술 하는 방열핀(213)의 사이에 형성되어서 상기 기판(110)에서 발생되는 열을 상기 방열핀(213)으로 열전도 시킬 수 있도록 열전도율이 좋은 알루미늄 재질이 적용된 판재의 형태로 설치되며, 상기 기판(110)에 응결수가 침투되지 않도록 상기 케이스(211)의 외측면을 감싸도록 방수부재(미도시)가 형성된다.
상기 방열핀(213)은 상기 방열판(212)의 상면에 결합되어서 상방으로 다수의 돌기가 돌출되게 형성되는 것으로, 상기 돌기에는 응결수의 방열효율을 증대시킬 수 있도록 응결수가 포집하도록 하는 돌기홈(218)이 마련되어 있다.
상기 포집부(214)는 상기 방열핀(213)을 기준으로 상호대향되는 상기 하우징유닛(210)의 상부에 상방으로 연장되며, 상단부가 상방으로 갈수록 상호 이격되게 형성되는 것으로 상기 포집부(214)에 의하여 상기 응결수가 상기 방열핀(213)으로 유입될 수 있도록 상기 포집부(214)의 최상단부는 상기 방열핀(213)보다 상방으로 소정높이 연장되어 형성된다.
상기 냉각유닛(220)은 응결판(221), 냉각부(222)를 구비한다.
상기 응결판(221)은 상기 하우징유닛(210)의 상측에 소정거리 이격되며 상단부가 상기 식물재배장치(10)와 연결되고 하면에 응결수가 생성될 수 있도록 형성되는 것으로 상기 응결수가 상기 하우징유닛(210)에 낙하 될 수 있도록 상기 하우징유닛(210)을 향하여 하방으로 볼록하게 형성된다.
또한 도면에서는 도시되지 않았으나 상기 응결판(221)에 생성된 응결수가 상기 방열핀(213)에 낙하될 수 있도록 상기 응결판(221)의 상호 대응되는 가장자리에서 상기 응결판(221)의 중심을 향하여 소정높이 돌출형성된 응결수가이드부재가 상기 응결판(221)의 형성방향으로 소정간격으로 이격 되어 설치된다.
상기 냉각부(222)는 상기 응결판(221)에 응결수가 생성되도록 상기 응결판(221)의 내부에 설치되어서 상기 응결판(221)의 길이방향으로 연장되는 복수개의 냉각관(223)과, 상기 냉각관(223)의 내부에 냉각매체를 순환시키는 냉각펌프(미도시)를 포함한다.
상기 냉각관(223)은 열전도가 좋은 알루미늄관이 적용될 수 있으며 그 형태는 열전도를 할 수 있는 종래의 다양한 관의 형태가 적용될 수 있으나 도면에 도시된것과 같이 복수개의 원형관이 바람직하다.
상기 냉각펌프는 상기 응결판(221)을 내부공기를 이슬점 이하로 냉각될 수 있도록 내부공기보다 저온의 외부공기를 순환시키는 에어펌프 기술이 적용될 수 있고, 전기에너지를 이용하여 이슬점 이하의 냉각된 냉각수를 상기 냉각관(223)에 순환시켜서 상기 응결판(221)을 냉각하는 열전도소자 기술이 적용될 수도 있다.
본 발명에 따른 식물 생장용 조명장치(200)는 상기 냉각유닛(220)의 하부에 상기 하우징유닛(210)을 설치될 수 있도록 형성된 고정유닛(230)을 더 구비한다.
상기 고정유닛(230)은 상기 하우징유닛(210)의 양단부에 형성되어서 일단부가 상기 케이스(211)의 내부로 끼움 결합하고, 타단부는 상기 하우징유닛(210)의 양단부와 결합하여 상기 하우징유닛(210)의 내부를 기밀하도록 형성된 삽입부재(231)와, 상기 냉각유닛(220)과 상기 하우징유닛(210)이 상하방향으로 소정거리 이격될 수 있도록 하부는 상기 삽입부재(231)의 타단부에 연결되고, 상단은 상기 냉각유닛(220)의 상단에 형성된 상기 식물재배장치(10)에 볼트결합하며 상하방향으로 소정길이 연장된 판재형태의 고정프레임(231)을 구비한다.
상술된 본 실시예의 식물생장용 조명등(200)은 하우징유닛(210)을 냉각하기 위해서 내부공간(20)의 공기를 응결시켜 생성되는 응결수를 상기 하우징유닛에 공급하는 냉각유닛(220)을 구비하고 있어서 상기 기판(110)에서 발생되는 열을 효율적으로 냉각시킬 수 있다는 장점이 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 소정 길이로 연장된 기판과;
    상기 기판에 실장 되되, 상기 기판의 길이방향을 따라 상호 소정 간격 이격되도록 일렬로 설치되고, 서로 직렬 연결되어 동시에 온/오프 될 수 있는 복수의 제1 LED;
    상기 제1 LED들이 배열된 라인 상에서 상기 제1 LED들의 사이에 배치되고 서로 직렬 연결되어 동시에 온/오프 되는 복수의 제2 LED;
    상기 제1 LED들이 배열된 라인 상에서 상기 제1 LED 및 제2 LED의 사이에 위치하도록 배치되고 서로 직렬 연결되어 동시에 온/오프되는 복수의 제3 LED를 포함하며,
    상호 인접하여 연속 배치되는 복수의 제1 LED와 제2 LED 및 제3 LED가 하나의 단위조명유닛을 이루며, 상기 단위조명유닛이 상기 기판에 연속하여 배치되고, 상기 제1 LED와 제2 LED 및 제3 LED는 각각 상호 다른 파장대의 광을 출력하는 것을 특징으로 하는,
    식물 생장용 조명장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 LED, 제2 LED 및 제3 LED에 각각 전원을 공급하기 위한 제1 회로부, 제2 회로부 및 제3 회로부를 더 구비하며,
    상기 제1 회로부는 상기 기판의 상단에서 상기 기판의 길이방향을 따라 연장되는 제1 회로선과, 상기 제1 회로선과 소정간격 이격되며, 제1 회로선의 하부에 형성되고, 하방으로 소정길이 돌출되는 제1 돌출연결부들이 상기 기판의 길이방향을 따라 이격배치되어 있는 제2 회로선을 포함하고,
    상기 제2 회로부는 상기 기판의 하단에서 상기 기판의 길이방향을 따라 연장되는 제3 회로선과, 상기 제3 회로선과 소정간격 이격되며 제3 회로선의 상부에 형성되고, 상방으로 상기 제2 회로선과 중첩되지 않도록 상방으로 소정길이 돌출되는 제2 돌출연결부들이 상기 기판의 길이방향을 따라 이격배치되어 있는 제4 회로선을 포함하고,
    상기 제3 회로부는 상기 제1 회로부와 제2 회로부의 사이에 위치하며, 상기 제2 회로선 및 제4 회로선과 상호 중첩되지 않도록 연장되는 제5 회로선과 제6 회로선을 포함하되,
    상기 제1 LED는 상기 제1 돌출연결부에 위치하고, 상기 제2 LED는 제2 돌출연결부에 위치하며, 상기 제3 LED는 상기 제6 회로선을 따라 연장되는 연장선 상에 위치하되, 상기 제1 LED, 제2 LED 및 제3 LED는 상기 기판의 길이방향을 따라 연장되는 가상의 연장선상에 일렬로 배치되는 것을 특징으로 하는,
    식물 생장용 조명장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 단위조명유닛에 포함된 상기 제1 LED들 중 일부는 기 설정된 제1 파장대의 광을 출력하며, 상기 제1 LED들 중 나머지는 적외선을 출력하고,
    상기 단위조명유닛에 포함된 상기 제2 LED는 기 설정된 제2 파장대의 광을 출력하고,
    상기 단위조명유닛에 포함된 상기 제3 LED들 중 일부는 상기 제1 내지 제2 파장대와 상이한 제3 파장대의 광을 출력하며, 상기 제3 LED들 중 나머지는 자외선을 출력하는 것을 특징으로 하는,
    식물 생장용 조명장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 단위조명유닛은
    상기 제1 파장대의 중심파장대가 380nm, 450nm 및 660nm파장대를 방출하고, 상기 제2 파장대의 중심파장대가 450nm, 660nm, 780nm 및 730nm 내지 740nm파장대를 방출하고, 상기 제3 파장대의 중심파장대가 550nm파장대를 방출하는 것을 특징으로 하는,
    식물 생장용 조명장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 단위조명유닛은
    상기 제1 파장대의 광을 출력하는 제1 LED의 개수보다 적은 개수의 적외선을 출력하는 제1 LED를 포함하며,
    상기 제3 파장대의 광을 출력하는 제3 LED의 개수보다 적은 개수의 자외선을 출력하는 제3 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    식물 생장용 조명장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 기판은 상기 단위조명유닛을 독립적으로 사용할 수 있도록 상호 인접된 상기 단위조명유닛들 사이를 절취할 수 있도록 절취선이 마련된 것을 특징으로 하는,
    식물 생장용 조명장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    다수의 식물이 식생 되는 식물재배장치의 내부공간에 설치되며, 내측에 상기 기판이 설치되는 하우징유닛과,
    상기 하우징유닛을 냉각하기 위해서 상기 내부공간의 공기를 응결시켜 생성되는 응결수를 상기 하우징유닛에 공급하는 냉각유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는,
    식물 생장용 조명장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 냉각유닛은
    상기 하우징유닛의 상측에 설치되는 응결판과,
    상기 응결판의 표면에 상기 응결수가 생성되도록 상기 응결판을 냉각하는 냉각부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는,
    식물 생장용 조명장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 하우징유닛은
    상기 기판에 전달되는 열을 방열하도록 상부에 다수의 방열핀이 설치되고,
    상기 방열핀을 기준으로 상호 대향되는 상기 하우징유닛의 상부에 상방으로 갈수록 상호이격되게 형성되는 포집부를 구비하며,
    상기 응결판은 상기 응결수가 상기 하우징유닛에 낙하될 수 있도록 상기 하우징유닛을 향하여 하방으로 볼록하게 형성되는 것을 특징으로 하는,
    식물 생장용 조명장치.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100057849A (ko) * 2007-08-15 2010-06-01 렘니스 라이팅 페이턴트 홀딩 비.브이. 식물을 성장 시키기 위한 ｌｅｄ 조명 장치
KR101200035B1 (ko) * 2012-05-09 2012-11-12 (주)동명기술공단종합건축사사무소 바타입 엘이디 조명장치 및 시공방법
KR20150033363A (ko) * 2013-09-24 2015-04-01 주식회사 한국에너지 방열 및 냉각 구조를 갖는 led 조명시스템
KR20150033364A (ko) * 2013-09-24 2015-04-01 주식회사 한국에너지 광원제어가 가능한 식물공장 led 조명시스템
KR20160131504A (ko) * 2015-05-07 2016-11-16 한광석 엘이디 포인트 조명기구의 설치방법
WO2020036255A1 (ko) * 2018-08-14 2020-02-20 (주)현대포멕스 접을 수 있는 회로선과 led가 구비된 조명장치 및 이의 제조방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100057849A (ko) * 2007-08-15 2010-06-01 렘니스 라이팅 페이턴트 홀딩 비.브이. 식물을 성장 시키기 위한 ｌｅｄ 조명 장치
KR101200035B1 (ko) * 2012-05-09 2012-11-12 (주)동명기술공단종합건축사사무소 바타입 엘이디 조명장치 및 시공방법
KR20150033363A (ko) * 2013-09-24 2015-04-01 주식회사 한국에너지 방열 및 냉각 구조를 갖는 led 조명시스템
KR20150033364A (ko) * 2013-09-24 2015-04-01 주식회사 한국에너지 광원제어가 가능한 식물공장 led 조명시스템
KR20160131504A (ko) * 2015-05-07 2016-11-16 한광석 엘이디 포인트 조명기구의 설치방법
WO2020036255A1 (ko) * 2018-08-14 2020-02-20 (주)현대포멕스 접을 수 있는 회로선과 led가 구비된 조명장치 및 이의 제조방법

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