(57)【要約】  屋内植物成長を維持するための園芸用照明デバイスであって、当該園芸用照明デバイスは、複数のモードのうちの１つにしたがって照明を提供するように構成される照明ユニットであって、モード毎に、異なる電磁スペクトルで照らすことにより植物の異なる成長段階で異ならしめるように構成される、照明ユニットと、ＡＣ主電源電圧を受ける、及び、前記照明ユニットに電力を供給するように構成される電源ユニットと、前記受けるＡＣ主電源電圧における遮断を検出する、及び、検出された遮断によってトリガされる前記照明ユニットのための前記複数のモードを循環的に切り替えるように構成される制御ユニットとを備える、園芸用照明デバイス。
2021520046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋内植物成長を維持するための園芸用照明デバイスであって、当該園芸用照明デバイスは、
複数のモードのうちの１つにしたがって照明を提供するように構成される照明ユニットであって、モード毎に、前記照明ユニットは、異なる電磁スペクトルで照らすように構成される、照明ユニットと、
主電源電圧を受ける、及び、前記照明ユニットに電力を供給するように構成される電源ユニットと、
受けるＡＣ主電源電圧における遮断を検出する、及び、検出された遮断によってトリガされる前記照明ユニットのための前記複数のモード内の次のモードに切り替えるように構成される制御ユニットと、
を備える、園芸用照明デバイス。
【請求項２】
当該園芸用照明デバイスは、動く物体を検出するように構成されるモーションディテクタを備え、前記制御ユニットは、前記モーションディテクタによる動く物体の検出によってトリガされる前記照明ユニットのための前記複数のモード内のモーションモードに切り替えるように構成される、請求項１に記載の園芸用照明デバイス。
【請求項３】
前記モーションモードにおいて、前記照明ユニットは、実質的に広帯域の電磁スペクトル成分を有する照明を提供するように構成される、請求項２に記載の園芸用照明デバイス。
【請求項４】
前記モーションディテクタは、
送信電波及び受信電波間で顕著なドップラー効果、並びに
受信電波の受信信号強度の変動、
のうちの少なくとも一方に応じて動作するように構成される、請求項２又は３に記載の園芸用照明デバイス。
【請求項５】
前記制御ユニットは、成長モードから、前記モーションディテクタによる前記動く物体の検出によってトリガされる所定の時間量の間、前記モーションモードに切り替えるように構成される、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の園芸用照明デバイス。
【請求項６】
前記制御ユニットは、前記所定の時間量の後前記成長モードに戻すように構成される、請求項５に記載の園芸用照明デバイス。
【請求項７】
前記複数のモードのうちの１つ以上において、前記照明ユニットは、
実質的に青色系の電磁スペクトル成分、
実質的に深赤色系の電磁スペクトル成分、
紫外線を補足した電磁スペクトル成分、及び
実質的に遠赤色を補足した深赤色系の電磁スペクトル成分、
のうちの少なくとも１つを含む照明を提供するように構成される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の園芸用照明デバイス。
【請求項８】
前記照明ユニットは、ＬＥＤのストリング及び複数のスイッチを備え、前記複数のスイッチの各々は、前記ＬＥＤのストリングに１つ以上のＬＥＤを導入する又は前記ＬＥＤのストリングから除くように構成され、前記制御ユニットは、前記複数のモードのうちのモードを選択するために前記複数のスイッチの１つ以上をアクティブにするように構成される、前記請求項１乃至７のいずれか一項に記載の園芸用照明デバイス。
【請求項９】
前記照明ユニットは、
電気エネルギを蓄える、及び、前記ＡＣ主電源電圧に生じる遮断の間、当該園芸用照明デバイスに電力を供給するように構成される給電ユニット、
を備える、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の園芸用照明デバイス。
【請求項１０】
前記制御ユニットは、前記受けるＡＣ主電源電圧において検出される遮断の継続時間を決定する、並びに、
前記決定された継続時間が、第１の所定の継続時間から第２の所定の継続時間までの所定の範囲内にあり、前記主電源電圧が、前記所定の範囲内にある前記ＡＣ主電源電圧におけるその後の遮断の第２の決定された継続時間と合致する第２の時間の間遮断される場合、前記複数のモードのうちの所定のモードを設定する、及び
前記決定された継続時間が、第３の所定の継続時間から第４の所定の継続時間までの次の範囲内にある場合、前記複数のモードのうちの次のモードを設定する、
ように構成される、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の園芸用照明デバイス。
【請求項１１】
当該園芸用照明デバイスは、
前記照明ユニットのために直近に設定されたモードを記憶するためのメモリ、
を備え、
前記制御ユニットは、前記メモリから前記直近に設定されたモードを取得する、及び、当該園芸用照明デバイスに前記主電源電圧を印加することによってトリガされる場合、前記照明ユニットを前記直近に設定されたモードに設定するように構成される、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の園芸用照明デバイス。
【請求項１２】
前記制御ユニットは、前記受けるＡＣ主電源電圧における遮断の特定のシーケンスを検出する、及び、前記特定のシーケンスを検出した際に前記複数のモードのうちの初期モードを設定するように構成される、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の園芸用照明デバイス。
【請求項１３】
屋内植物成長を維持するように構成される園芸用照明システムであって、当該園芸用照明システムは、
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の園芸用照明デバイスと、
前記ＡＣ主電源電圧を切り替えるためのスイッチと、
を含む、園芸用照明システム。
【請求項１４】
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の園芸用照明デバイスを動作する方法であって、当該方法は、
前記照明ユニットにより、複数のモードのうちの１つにしたがって照明を提供するステップであって、モード毎に、前記照明ユニットは、異なる電磁スペクトルで照らすように構成される、ステップと、
前記電源ユニットにより、ＡＣ主電源電圧を受ける、及び、前記電源ユニットにより、前記照明ユニットに電力を供給するステップと、
前記制御ユニットにより、前記受けるＡＣ主電源電圧における遮断を検出する、及び、前記制御ユニットにより、検出された遮断によってトリガされる前記照明ユニットのための前記複数のモード内の次のモードに切り替えるステップと、
を含む、方法。
【請求項１５】
園芸用照明デバイスよって実行される場合、該園芸用照明デバイスに請求項１４に記載の方法を実施させる命令を含むコンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、園芸の分野に関し、とりわけ、屋内植物成長(indoor plant growth)を維持するための園芸用照明デバイスに関する。本発明はさらに、園芸用照明システム及び園芸用照明デバイスを動作する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
園芸(Horticulture)は、果物、野菜、花、その他の品種を含む植物を育てる分野に向けられた概念である。
【０００３】
本開示は、消費者が自身の植物を育てることができるような、消費者によって使用されるのに適した園芸用照明デバイスに向けられている。消費者志向の園芸用照明デバイスは、居間、台所、さらにはオフィスに配置されてもよい。典型的には、そのようなデバイスは、自然光が不十分な領域で鑑賞植物、ハーブ又は野菜を育てるために使用される。消費者志向の園芸用照明デバイスの典型的な寸法及び典型的な重さは、一人で運べるようなものである。
【０００４】
従来技術では、人工光が主な成長光源である場合、特殊な成長光スペクトルは視覚的に不完全であり、色を乱すことがあるので、別個の白色照明器が、植物をディスプレイする、検査する及び／又は収穫するために使用されてもよい。ナトリウム光は、ほぼ純粋な黄色であり、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）照明は、主に光合成を標的とした青色及び深赤色(deep red)の波長を含むことがあるので、ピンク又は紫色であることがよくある。これらのソースは、クロロフィルにおける植物の光吸収に対するシステム入力パワーのより効率的な使用のために最適化され、我々が植物及び花から反射されて見る色の多くを構成する可視スペクトルの残りの部分を含まない。結果として、植物、花及び果物が少し奇妙に見えることがある。
【０００５】
以前の光源のうち、ナトリウム照明は、特定のバラストを必要とし、メタルハライドは他のものを必要とし、蛍光灯はさらに別のものを必要とし、白熱灯はバラストを全く必要としない。以前の照明デバイスは、本明細書で提案される構成要素及び複雑さの低減に電気的に互換性がなく又は適しておらず、大部分は、大規模な商用アプリケーションのために設計されたハイパワーデバイスである。それらは、大規模なアプリケーションにおいて別個の機能を有するので、従来技術における照明器は、別個のランプ又は照明器具を使用することになり、多くの場合、別個の配線及び制御を必要とする全く異なる技術のものである。それらの成長及び検査用照明源をマージするためのコスト節約的な方法は存在しない。
【０００６】
商業的な成長アプリケーションは、検査及び収穫のための要件がある一方、消費者向けのアプリケーションは、人がいるかもしれない場合には自然な白色照明を必要とする。黄色又は紫色の光は、家庭での植物の成長においてはるかに効率的かもしれないが、これらの色は、少なくとも往々にして単純に受け入れられない。ＬＥＤ照明は消費者用途によく適しており、広帯域の「白色」光だけでなく、特定の狭い帯域の光を提供することができる一方、他の光源は、不必要な廃熱及び光学放射なく、制御可能な狭いスペクトルを提供することができない。また、ＬＥＤは、１ワットから数百ワットまで拡張性があり、どのような電球又は照明器具のエンクロージャにもフィットする。
【０００７】
白色ＬＥＤは、非成長目視検査用の広帯域白色光源として、園芸用ＬＥＤと代わることができ、消費者用、趣味家用、商業用のＬＥＤ成長光に含まれていることが知られている。園芸用ＬＥＤはまた、家庭の卓上ハーブガーデン等の消費者向けアプリケーションに登場したばかりである。白色ＬＥＤはそれらに永久的に組み込まれることが多いので、植物は、家庭内でより自然な外観を持つ。
【０００８】
残念ながら、それらの白色ＬＥＤは、植物が見られていない場合にも植物を照らすので省エネの目的に反し、効率的に成長させるのに寄与しない。以上のことから、植物の成長を高めるためにスペクトルを効率的に使用することができる消費者志向の園芸用照明デバイスの必要性がある。
【０００９】
ＵＳ２００６／００６８２０ Ａ１は、植物を苗から成熟した花及び果実成体までサポートすることができる、特定の特殊な光スペクトルを放出し、制御インターフェースを使用して調節可能な光源を含む照明システムを開示している。照明システムは、照明器具にエネルギを与えるために電源を利用する。所与の照明器具は、様々な色の組み合わせ及び空間的配置を有し得る高効率のルミナリデバイスを含む。基板は、支持及び熱管理を提供する。電気コネクタは、複数の照明器具が、単一の電源に接続されることを可能にする。スイッチングデバイスは、放出される光の強度、時間、及び色パラメータの線形制御を可能にし、光周期及びスペクトルシフトをシミュレートするためにプログラム可能である。システムは、異なる光強度及び光スペクトルの必要時に植物の成長を刺激するように最適化される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
植物の成長を高めるために利用可能なスペクトルを効率的に使用することができる園芸用照明デバイスを実現することは有利であろう。園芸用照明システム及び園芸用照明デバイスを動作する方法を実現することも有利であろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これらの懸案事項の１つ以上により良く対処するために、本発明の第１の態様では、屋内植物成長(indoor plant growth)を維持する(sustain)ための園芸用照明デバイスが提供される。園芸用照明デバイスは、
複数のモード(a plurality of modi)のうちの１つにしたがって照明を提供するように構成される照明ユニットであって、モード(modus)毎に、前記照明ユニットは、異なる電磁スペクトルで照らすことにより植物の異なる成長段階で異ならしめる(differentiate)ように構成される、照明ユニットと、
主電源電圧を受ける、及び、前記照明ユニットに電力を供給するように構成される電源ユニット(power unit)と、
受けるＡＣ主電源電圧における遮断(interruption)を検出する、及び、検出された遮断によってトリガされる前記照明ユニットのための複数のモード内の次のモードに切り替えるように構成される制御ユニットと、
を備える。
【００１２】
本発明者らは、園芸用照明デバイスに複数のモード（これらのモードは、植物の異なる成長段階(growth stage)、植物の異なる成長過程(growth process)、又は園芸用照明デバイスに対する異なるユーザ要求(user requirement)に向けられる）を装備することは有利であることを洞察している。例えば、第１のモードは、植物の栄養成長段階(vegetative growth stage)に向けられてもよい、第２のモードは、植物の汎用成長段階(general purpose growth)に向けられてもよい、第３のモードは、植物の開花段階(flower stage)に向けられてもよい、等々であってもい。植物の異なる成長過程は、植物の光合成(photosynthesis)、光周性(photoperiodism)、屈光性(phototropism)、光形態形成(photomorphogenesis)、熟成(ripening)等を含んでもよい。異なるユーザ要求は、植物の視覚的ディスプレイ(visual display)、植物の検査(ispection)等を含んでもよい。
【００１３】
電源断切替(power interruption switching)に代替的に又は追加的に、園芸用照明デバイスは、
動く物体(moving object)を検出するように構成されるモーションディテクタと、
前記モーションディテクタによる動く物体の検出によってトリガされる前記照明ユニットのための前記複数のモード内のモーションモード(motion modus)に切り替えるように構成される制御ユニットと、
を備える。
【００１４】
モーションディテクタは、パッシブ赤外線技術、マイクロ波技術、超音波技術、トモグラフィー技術、ビデオカメラ技術又はその他任意のものに基づいてもよい。
【００１５】
ユーザは、照明ユニットによって放出される光の異なる色に起因して異なるモードを邪魔なもの(hinderous)として知覚する可能性があることが判明した。斯くして、園芸用照明デバイス、より具体的には照明ユニットは、モーションモードで照明を提供するように構成されてもよい。この特定の照明は、ユーザが当該特定の照明を邪魔なものだと知覚しないように誂えられ(tailor)てもよい。追加的に又は代替的に、物体の動きの代わりに、物体の存在が検出されてもよい。
【００１６】
モーションモードは、動く物体が検出されると、設定される、すなわち、アクティブにされる。動く物体は、例えば、人間である。斯くして、モーションディテクタは、動く物体、すなわち、園芸用照明デバイスの近傍の動く物体を検出するように構成される。斯くして、動く物体は、園芸用照明デバイスの周囲で検出されてもよい。検出された動く物体は、人の存在を示唆し得、斯くして、園芸用照明デバイスは、照明ユニットをモーションモードに切り替える。
【００１７】
モーションモードは、該モードが園芸用照明デバイスの近傍の人の存在を示し得るので、プレゼンスモード(presence modus)と見なされてもよい。したがって、ある実施形態では、モーションディテクタは、物体の存在を検出するための存在検出器であってもよい。
【００１８】
一例において、前記モーションモードにおいて、前記照明ユニットは、実質的に広帯域の電磁スペクトル成分を有する照明を提供するように構成される。
【００１９】
園芸用照明デバイスがモーションモードになると、これは、人が園芸用照明デバイスの近傍に人が存在することを示唆する。斯くして、照明デバイスが、実質的に広帯域の電磁スペクトル成分を有する照明、すなわち、白色ベースの照明を提供するように設定されることは有益であり得る。当該人は、そのような着色された照明を快適なものとして知覚し得る。
【００２０】
さらなる例において、モーションディテクタは、送信電波及び受信電波間で顕著なドップラー効果、並びに、受信電波の受信信号強度の変動のうちの少なくとも一方に応じて動作するように構成される。
【００２１】
他の例において、前記制御ユニットは、成長モード(grow modus)から、前記モーションディテクタによる前記動く物体の検出によってトリガされる所定の時間量の間、前記モーションモードに切り替えるように構成される。
【００２２】
例えば、動きがモーションディテクタによって検出されると、動きモードは、５分間、１０分間、３０分間、又はその他任意のものに設定されてもよい。所定の時間量が、例えば予め選択されたタイムアウト期間の間にその後の動き検出によってリスタートされることなく、経過すると、制御ユニットは、照明ユニットを初期モード(initial modus)、例えば前記成長モード、又はその他任意のものに設定してもよい。成長モードにおいて、照明は、異なる色、すなわち、植物の成長期に合わせた色を有してもよい。
【００２３】
一実施形態において、動き／存在の検出時のモーション／プレゼンスモードへの切り替えは、園芸用照明デバイスが電源断の検出時にのみモードを切り替えるように適合されるようにディスエーブルされてもよい。一実施形態において、モーション／プレゼンスモードへの切り替えは、動き／存在の初期検出時にのみ実行されてもよく、その後、検出される動き／存在の残りの部分又は所定の時間期間はディスエーブルされてもよく、該所定の時間期間の後、新たな動き／存在の検出により、再びコントローラは、モーション／プレゼンスモードへ切り替えてもよい。動き／存在検出フィーチャの有効化／無効化(enabling/disabling)は、ユーザインタラクション（例えば、トグルスイッチ、ディップスイッチの設定、電源断の特定のシーケンス等）を介してコントローラによって決定されてもよい。
【００２４】
異なるモードが、リモコンを使用することなく、又は家庭内に任意の種類の追加スイッチを設置することなくユーザによって選択されることができる場合、さらに有益である。斯くして、本発明者らは、照明デバイスをオン及びオフするためのスイッチが、照明デバイスに命令を伝えるためにも使用されることができるという解決策を見出した。より具体的には、照明デバイスに供給されるＡＣ主電源電圧を続いて遮断することにより照明デバイスのモードを循環的に切り替える(cycle through)こと、すなわち、次のモードを選択することが可能である。
【００２５】
上述した方法を使用して、特定のユーザは、照明デバイスのための関心のあるモードを効率的に設定することができる。ユーザは、例えば、自身によって、植物の成長段階、植物の所望の成長過程、又は園芸用照明デバイスに対する所望のユーザ要求に対応するモードを選択することができる。
【００２６】
本開示にしたがって、制御ユニットは、上記で開示されるように、受けるＡＣ主電源電圧における遮断の検出に向けられてもよく、動く物体が検出される場合に前記モーションモードに切り替える概念に向けられてもよく、又はこれら両方の組み合わせに向けられてもよい。
【００２７】
園芸用照明デバイスは、ＡＣ主電源電圧を受ける、及び、前記照明ユニットに電力を供給するように構成される電源ユニットを備える。このような電源ユニットは、例えば、整流器に基づいてもよい。
【００２８】
整流器は、４つのスイッチング素子を含んでもよい。これらのスイッチング素子は、ダイオード等の非制御可能なものであってもよく、又は、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ：Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、サイリスタ等のような制御可能なものであってもよい。本開示の目的のために、スイッチング素子はダイオードと称されるが、必要に応じて適切な追加の制御機器を備える他の同等の制御可能又は非制御可能なスイッチに置き換えられてもよいことに留意されたい。
【００２９】
園芸用照明デバイスはさらに、複数のモードのうちの１つにしたがって照明を提供するように構成される照明ユニットを備える。好ましくは、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)が、照明を提供するために使用される。例えば、複数のＬＥＤのアレイが使用されてもよく、各アレイは、園芸用照明デバイスの特定のモードに関連付けられてもよい。例えば、第１のＬＥＤのアレイは、第１の電磁スペクトルで照明を提供してもよく、第２のＬＥＤのアレイは、第２の電磁スペクトルで照明を提供してもよく、第３のＬＥＤのアレイは、第３の電磁スペクトルで照明を提供してもよい。各アレイを別個に制御することにより、特定のモードが、照明デバイスのために設定されてもよい、すなわち、特定の成長段階が、選択されてもよい。
【００３０】
園芸用照明デバイスはさらに、前記受けるＡＣ主電源電圧における遮断を検出する、及び、検出された遮断によってトリガされる前記照明ユニットのための前記複数のモードを循環的に切り替えるように構成される制御ユニットを備える。このような制御ユニットは、マイクロコントローラ、特定用途向け統合コントローラ（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Controller)、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array）、アナログ若しくはデジタル電子回路、又はその他任意のものとして実装されてもよい。
【００３１】
制御ユニットは、受けるＡＣ主電源における遮断を直接検出してもよく、又は、電源ユニットによって提供される出力に基づいて遮断を検出してもよい。いずれにしても、制御ユニットは、ＡＣ主電源電圧が特定の時間量の間消失し、その後再び出現することを決定することができる。本開示による園芸用照明デバイスは、消費者志向の市場に適している。斯くして、デバイスの寸法、重さ及び動作は、エンドユーザ、すなわち、消費者が扱うことができるようなものであるべきである。
【００３２】
前記複数のモードのうちの１つ以上において、前記照明ユニットは、
植物の栄養成長を高めるための実質的に青色系の電磁スペクトル成分、
植物の開花を促進するための実質的に深赤色系の電磁スペクトル成分、
紫外線を補足した(ultraviolet(UV) supplemented)電磁スペクトル成分、
植物の病気の検査及び視覚的ディスプレイの目的のための実質的に白色のスペクトル、及び
開花促進(flower promotion)及び果実茎伸長(fruiting stem elongation)を高めるための遠赤色を補足した(far-red supplemented)、実質的に深赤色系の電磁スペクトル成分、
のうちの少なくとも１つを含む照明を提供するように構成されてもよい。
【００３３】
上記で提供された実施例は、植物の異なる成長段階、植物の異なる成長過程（例えば、光合成、光周性、屈光性、光形態形成、熟成等）、又は園芸用照明デバイスに対する異なるユーザ要求（例えば、植物の視覚的ディスプレイ、植物の検査等）に向けられている。本発明者らは、植物の成長中に、植物が異なる照明パターンを必要とし得ることを見出した。すなわち、成熟した植物への成長の間に、異なる光スペクトルが植物に提供されてもよい。
【００３４】
本開示にしたがって、実質的に青色系の電磁スペクトル成分は、４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲に向けられてもよい。実質的に深赤色系の電磁スペクトル成分は、６４０ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲に向けられてもよい。紫外線（ＵＶ）を補足した電磁スペクトル成分は、２８０ｎｍ〜４００ｎｍの波長範囲に向けられてもよい。
【００３５】
他の、又は追加のオプションは、６５０ｎｍ〜６７０ｎｍの波長範囲を有するより特定の深赤色が含まれる、６００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲を有する赤色光、７００ｎｍ〜８００ｎｍの間の波長範囲を有する遠赤色光、３１５ｎｍ〜４００ｎｍの間の波長範囲を有するＵＶＡ光、２８０ｎｍ〜３１５ｎｍの間の波長範囲を有するＵＶＢ光に向けられてもよい。
【００３６】
実質的に白色のスペクトル、すなわち、広帯域電磁スペクトルは、植物の病気の検査及び視覚的ディスプレイの目的で使用されてもよい。実質的に白色のスペクトルを使用して、消費者は、植物に存在する任意の病気又は他の不規則性を視覚的に識別することができる。
【００３７】
一例において、照明ユニットは、ＬＥＤのストリング及び複数のスイッチを備え、前記複数のスイッチの各々は、前記ＬＥＤのストリングに１つ以上の（追加の）ＬＥＤを導入する又は前記ＬＥＤのストリングから除くように構成され、前記制御ユニットは、前記複数のモードのうちのモードを選択するために前記複数のスイッチの１つ以上をアクティブにするように構成される。
【００３８】
上述した例は、効率的な実装形態を提供する。しばしば、ＬＥＤが異なるモード間で共有されることが起こり得る。これらの共有されるＬＥＤは、常にアクティブにされる、すなわち、各モードのためにＬＥＤのストリングに配置されてもよい。設定される特定のモードに依存して、追加のＬＥＤがストリングに導入される。代替的に、１つ以上のＬＥＤが、ＬＥＤのストリングから除かれる、又はこれらの組み合わせである。
【００３９】
さらなる例において、園芸用照明デバイスはさらに、
電気エネルギを蓄える、及び、前記ＡＣ主電源電圧に生じる遮断の間、当該園芸用照明デバイス、とりわけ、少なくとも制御ユニットに電力を供給するように構成される給電ユニット(electrical supply unit)を備える。
【００４０】
給電ユニットは、例えば、電気エネルギをバッファリングするための大容量コンデンサ又はコンデンサのアレイであってもよい。照明ユニット及び制御ユニットは、ＡＣ主電源電圧における遮断の間、給電ユニットによって電力供給されてもよい。
【００４１】
給電ユニットは、蓄えられることができる有限のエネルギ量を有することに留意されたい。斯くして、照明デバイスは、遮断の継続時間が、照明デバイス及び制御ユニットが給電ユニットだけで乗り切ることができる合計の時間量よりも長い場合、その全体がシャットダウンされる。
【００４２】
典型的には、給電ユニットの容量は、給電ユニットが少なくとも１０秒間、好ましくは、少なくとも１２秒間、制御ユニットに十分なエネルギを供給することができるように選択される。
【００４３】
好ましくは、給電ユニットは、制御ユニット及び電源ユニットに電力を供給するが、必ずしも照明ユニットに電力を供給する必要はないことに留意されたい。しかしながら、本開示によれば、給電ユニットは、代替的に、遮断の間、照明ユニットに電力を供給してもよい。
【００４４】
さらなる例において、制御ユニットはさらに、前記受けるＡＣ主電源電圧において検出される遮断の継続時間を決定する、並びに、
前記決定された継続時間が、第１の所定の継続時間から第２の所定の継続時間までの所定の範囲内にあり、前記主電源電圧が、前記所定の範囲内にある前記ＡＣ主電源電圧におけるその後の遮断の第２の決定された継続時間と合致する第２の時間の間遮断される場合、前記複数のモードのうちの所定のモードを設定する、及び
前記決定された継続時間が、第３の所定の継続時間から第４の所定の継続時間までの次の範囲内にある場合、前記複数のモードのうちの次のモードを設定する、
ように構成される。
【００４５】
本発明者らは、遮断のシーケンスによって、又はＡＣ主電源電圧における遮断の継続時間によって、園芸用照明デバイスに情報を伝えることが可能であることを見出した。例えば、検出された遮断の継続時間が所定の継続時間閾値、例えば、３秒を超える場合、前記複数のモードのうちの次のモードが選択されると判断されてもよい。前記複数のモードのうちの所定のモードは、継続時間が継続時間閾値、例えば３秒よりも小さい場合に選択されてもよい。
【００４６】
さらに別のオプションは、特定のユーザがオン／オフキーイングシーケンスに基づいて園芸用照明デバイスに情報を伝達することである。オンオフキーイング（ＯＯＫ：on-off keying）は、この場合はＡＣ主電源電圧である、搬送波の有無でデジタルデータを表す振幅シフトキーイング（ＡＳＫ：amplitude-shift keying）変調の単純な形態を示している。
【００４７】
さらなる例において、園芸用照明デバイスは、
前記照明ユニットのために直近に設定されたモードを記憶するためのメモリを備え、
前記制御ユニットはさらに、前記メモリから前記直近に設定されたモードを取得する、及び、当該園芸用照明デバイスに前記主電源電圧を印加することによってトリガされる場合、前記照明ユニットを前記直近に設定されたモードに設定するように構成される。
【００４８】
上述した例は、デバイスがオフにされる前の園芸用照明デバイスの最後に設定されたモードを記憶するために有益であり得る。照明デバイスを再びオンにすることは、照明デバイスが最後に知られたモード、すなわち、デバイスのメモリに存在するモードに入ることを確実にする。
【００４９】
さらなる例において、電源ユニットは、前記照明ユニットに電力を供給するための単一チャネル出力を有する単一チャネル電源ユニットである。
【００５０】
単一チャンネル出力は、電源ユニットが照明ユニットに電力を供給するための単一の出力を有することを意味する。
【００５１】
上述した例の有利な点は、電力ユニットの実装形態が、効率的且つ安価なものにされ得ることである。
【００５２】
さらに、前記複数のモードの各モードにおいて、前記電源ユニットの出力電圧範囲の振れ(swing)を低減するために、前記ＬＥＤの総電圧降下の差が１０％以下、好ましくは、５％以下であってもよい。
【００５３】
一例において、制御ユニットはさらに、前記受けるＡＣ主電源電圧における遮断の特定のシーケンス(particular sequence of interruptions)を検出する、及び、前記特定のシーケンスを検出した際に前記複数のモードのうちの初期モード(initial modus)を設定するように構成される。
【００５４】
さらに他の例において、制御ユニットはさらに、前記受けるＡＣ主電源電圧における遮断の異なるシーケンスを検出する、及び、検出された遮断のシーケンスに応じて前記照明ユニットを制御するように構成される。より具体的には、遮断の長さ、すなわち、継続時間が、照明ユニットを制御するために使用されてもよい。特定の検出された遮断の継続時間が所定の設定に対応していない、すなわち、継続時間の長さが制御ユニットにとって未知である場合、制御ユニットは、当該特定の検出された遮断を破棄してもよい。
【００５５】
本開示の第２の態様では、屋内植物成長を維持するように構成される園芸用照明システムであって、当該園芸用照明システムは、
上述した任意の例による園芸用照明デバイスと、
前記ＡＣ主電源電圧を切り替えるためのスイッチと、
を含む、園芸用照明システムが提供される。
【００５６】
本発明の第１の態様の例に関して開示される利点及び定義は、園芸用照明システムである、本発明の第２の態様の例にも対応することに留意されたい。
【００５７】
スイッチは、園芸用照明デバイスに電気的パワーが供給されるかどうかを調節する(regulate)ための壁に取り付けられた若しくは取り付け可能なスイッチであってもよく、園芸用照明デバイスへの電源コードに存在するスイッチであってもよく、又は、園芸用照明デバイス自体に存在するスイッチであってもよい。
【００５８】
第３の態様では、上述した任意の園芸用照明デバイス例による園芸用照明デバイスを動作する方法であって、当該方法は、
前記照明ユニットにより、複数のモードのうちの１つにしたがって照明を提供するステップであって、モード毎に、前記照明ユニットは、異なる電磁スペクトルで照らすことにより、植物の異なる成長段階、植物の異なる成長過程又は異なるユーザ要求で異ならしめるように構成される、ステップと、
前記電源ユニットにより、ＡＣ主電源電圧を受ける、及び、前記電源ユニットにより、前記照明ユニットに電力を供給するステップと、
前記制御ユニットにより、前記受けるＡＣ主電源電圧における遮断を検出する、及び、前記制御ユニットにより、検出された遮断によってトリガされる前記照明ユニットのための前記複数のモード内の次のモードに切り替えるステップと、
を含む、方法が提供される。
【００５９】
本発明の第１及び第２の態様の例に関して開示される利点及び定義は、園芸用照明デバイスを動作する方法である、本発明の第３の態様にも対応することに留意されたい。
【００６０】
一例において、照明ユニットは、ＬＥＤのストリング及び複数のスイッチを備え、前記複数のスイッチの各々は、前記ＬＥＤのストリングに１つ以上の追加のＬＥＤを導入する又は前記ＬＥＤのストリングから除くように構成され、前記方法は、
前記制御ユニットにより、前記複数のモードのうちのモードを選択するために前記複数のスイッチの１つ以上をアクティブにするステップ、
を含む。
【００６１】
さらなる例において、照明デバイスはさらに、給電ユニットを備え、前記方法は、
前記給電ユニットにより、電気エネルギを蓄えるステップと、
前記給電ユニットにより、前記ＡＣ主電源電圧に生じる遮断の間、前記園芸用照明デバイスに電力を供給するステップと、
を含む。
【００６２】
他の例において、制御ユニットはさらに、前記受けるＡＣ主電源電圧において検出される遮断の継続時間を決定するように構成され、前記方法は、
前記決定された継続時間が、第１の所定の継続時間から第２の所定の継続時間までの所定の範囲内にあり、前記主電源電圧が、前記所定の範囲内にある前記ＡＣ主電源電圧におけるその後の遮断の第２の決定された継続時間と合致する第２の時間の間遮断される場合、前記複数のモードのうちの所定のモードを設定するステップと、
前記決定された持続時間が、第３の所定の持続時間から第４の所定の持続時間までの次の範囲内にある場合、前記複数のモードのうちの次のモードを設定するステップと、
を含む。
【００６３】
さらに他の例において、園芸用照明デバイスはさらに、前記照明ユニットのために現在設定されているモードを記憶するためのメモリを備え、前記方法は、
前記制御ユニットにより、前記メモリから前記記憶されたモードを取得する、及び、前記照明デバイスをオンにすることによってトリガされる、前記取得されたモードに前記照明デバイスを設定するステップ、
を含む。
【００６４】
さらなる例において、方法はさらに、
前記制御ユニットにより、前記受けるＡＣ主電源電圧における遮断の特定のシーケンスを検出するステップと、
前記制御ユニットにより、前記特定のシーケンスを検出した際に前記複数のモードのうちの初期モードを設定するステップと、
を含む。
【００６５】
第４の態様では、園芸用照明デバイスよって実行される場合、該園芸用照明デバイスに上述した任意の方法例による方法を実施させる命令を含むコンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラムプロダクトが提供される。
【００６６】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に述べられる実施形態を参照して明らかになり、解明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本開示の一例による電気回路図を示す。
【図２】本開示の一例による方法のフローチャートを示す。
【図３】本開示の他の例による方法のフローチャートを示す。
【図４】本開示の一例による照明デバイスの一例を示す。
【図５】本開示の一例による電気回路図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６８】
図面及び図の詳細な説明が与えられる。異なる図中の同じ参照番号は、類似した構成要素又は様々な構成要素の同じ機能を示すことに留意されたい。
【００６９】
図１は、本開示による園芸用照明デバイスの電気回路図１を示す。園芸用照明デバイスは、屋内植物成長を維持するのに適している。すなわち、消費者は、園芸用照明デバイスを家庭又はオフィスで使用することを意図している。例えば、園芸用照明デバイスは、一人の人によって取り扱われる、例えば、運ばれるのに適した卓上型のデバイスであってもよい。
【００７０】
園芸用照明デバイスは、照明ユニット２、電源ユニット１０１及び制御ユニット１００を備える。これらの要素が、以下でより詳細に説明される。
【００７１】
照明ユニット２は、複数のモードのうちの１つにしたがって照明を提供するように構成され、モード毎に、照明ユニットは、異なる電磁スペクトルで照らすことにより、植物の異なる成長段階、植物の異なる成長過程又は異なるユーザ要求で異ならしめるように構成される。斯くして、差異化(differentiation)が、異なる照明パターンを選択することによって達成される。例えば、本発明者らは、植物の成長中に、植物が異なる照明パターンを必要とし得ることを見出した。パターンは、植物に提供される、異なる波長の照明、すなわち、異なる色の照明に重点が置かれる。第１のパターンは、植物の初期段階の成長段階に向けられてもよい。第２のパターンは、植物の第２の成長段階等に向けられてもよい。
【００７２】
本開示にしたがって、園芸用照明デバイスは、とりわけ、装飾品種、ハーブ、果物、野菜、花、及び任意の他の栽培品種が含まれる、植物に用いられるのに適し得る。
【００７３】
図１に示される特定の例では、６つの異なるモードが認識されてもよい。モードは、それぞれスイッチ１０７〜１１２のうちの１つをアクティブにすることにより設定されてもよい。制御ユニット１００は、これらのスイッチ１０７〜１１２を制御することを担う。これらのスイッチ１０７〜１１２は、トランジスタ、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）、又はその他任意のものとして実装されてもよい。
【００７４】
照明ユニットは、ＬＥＤのストリング及び複数のスイッチ１０７〜１１２を備え、複数のスイッチの各々は、ＬＥＤのストリングに１つ以上の追加のＬＥＤを導入するように構成され、制御ユニットは、前記複数のモードのうちのモードを選択するために複数のスイッチの１つ以上をアクティブにするように構成される。
【００７５】
ＬＥＤのストリングに導入されるＬＥＤは、植物の成長段階に特定のもの、すなわち、誂えられてもよい。例えば、蛍光体変換(phosphor converted)ライム色ＬＥＤが導入されてもよく、蛍光体変換深赤色ＬＥＤが導入されてもよく、遠赤色ＬＥＤが導入されてもよく、青色ＬＥＤが導入されてもよい。
【００７６】
電源ユニット１０１は、ＡＣ（交流：Alternating Current）主電源電圧を受ける、及び、照明ユニットに電力を供給するように構成される。ＡＣ主電源電圧は、例えば、２３０Ｖａｃ若しくは１２０Ｖａｃ又はその他任意のものである。ＡＣ主電源電圧は、建物内に存在する電気設備によって園芸用照明デバイスに供給される電圧であってもよい。
【００７７】
電源ユニット１０１は、照明ユニット２に電力を供給するように構成される。本例では、デュアルカレントスイッチング電源(dual-current switching power supply)１０２が、電源ユニット１０１によって供給される整流されたＡＣ主電源電圧を、ＬＥＤに電力を供給するための電流源に変換するために組み込まれている。
【００７８】
制御ユニット１００は、受けるＡＣ主電源電圧における遮断を検出する、及び、検出された遮断によってトリガされる照明ユニットのための複数のモードを循環的に切り替えるように構成される。制御ユニット１００は、検出回路１０４を介してＡＣ主電源電圧における遮断を検出することができる。
【００７９】
ここで、以下では、本開示にしたがった照明デバイスのより詳細な説明が提供されるが、この詳細な説明は、本開示をこの特定の例に限定することなく例示として提供される。
【００８０】
電源ユニット１０１は、デュアルカレントスイッチング電源１０２と組み合わせて、所望のＡＣ主電源入力電圧範囲に対応し(accommodate)、これを、最も高い順方向電圧のＬＥＤストリングと、最悪の場合には使用される全てのスイッチを通る電圧降下との合計に対応する(accommodate)のに十分高い電圧で定電流に変換する。
【００８１】
出力電圧の最大値は、各ＬＥＤストリング内のすべてのコンポーネント及びそれらのスイッチの製造公差に対応する(accommodate)ために、これらの合計に、例えば、約２ボルトのガードバンドを加えたものに等しくてもよい。
【００８２】
ＬＥＤを適切に駆動させ続けるために、関連するすべての内部コンポーネントを含む完成した照明デバイスのサーマルエクストリーム(thermal extreme)の影響に対応する(accommodate)のに十分な出力電圧があると有益である。効率のために、電源の全出力に近いものが使用されてもよく、電圧出力は、可能な限り長いＬＥＤのストリングで、可能な限り高いものであってもよい。
【００８３】
定電流電源の設計の際に、ＬＥＤストリングがスイッチングするプロセスが考慮されることが有益である。制御ユニットの設計に依存して、スイッチング中に、電源に負荷がない状態が一時的に発生し得、その出力コンデンサが通常よりも高い電圧に充電され得、この電圧に対して電子クランプ回路を設けることにより、前記コンデンサの蓄積エネルギが電流スパイクで新たに接続されるＬＥＤにダメージを与えるのを防ぐことができる。
【００８４】
制御集積回路は、カウンタを使用してカスタムチップで作られるのに十分にシンプルであるが、小型のマイクロコントローラ又はＭＣＵ１００で最も容易に実装される。ＭＣＵ内のクロック発振器は、パルス幅の決定と制御実行のためのすべてのタイミングを決定することができる。明快さのために６出力のＭＣＵ１００が示されているが、所与の時間に１つのＭＣＵ出力だけがハイになるので、より低コストのＭＣＵが使用されてもよい。例えば、ＬＥＤスイッチングＦＥＴ１０７〜１１２は、３つのＭＣＵ出力によって制御される１／８デコーダ(1 of 8 decoder)、又はそのクロック及びクリアを駆動するために２つの出力を使用するシリアルイン、パラレルアウトシフトレジスタのいずれかによって駆動されてもよい。これらのアプローチの両方は、８ピンＭＣＵが、洗練されたマルチカラーの成長ライトを制御することを可能にすることができる。
【００８５】
ＭＣＵ１００の実施形態内では、基準発振器が、回路のためのタイミングを提供してもよい。計時される遮断は正弦波を欠くので、ＡＣ主電源電圧は、タイミングソースとして使用されなくてもよい。発振器は、ＭＣＵ１００内で提供されるプリスケーリング、又はソフトウェア内のカウントループで分割されることにより、分周されてもよい。６４Ｈｚのタイミング周波数は、図１の例で使用されるように、最短パルスの期間が１／８秒である場合、関心のある該最短パルスの間に８つのパルスをカウントすることを可能にする。この図における最長期間は、８秒、すなわち、５１２カウントである。電力が当該期間又はそれより長く遮断される場合、現在のモードが、ユーザによる電源スイッチを介して手動で有効化されてもよい、又はプログラマブルタイマによって制御されるように自動であってよい、次のデイライトサイクル(daylight cycle)で使用するために内部の不揮発性メモリに書き込まれる。
【００８６】
プログラマブルタイマが、例えば、デイリースケジュールで動作してもよい。プログラマブルタイマは、主電源供給における遮断が発生することを確実にし、これら遮断は、日中に植物の照明の異なる段階を循環的に切り替えるための、予め定義された、プログラムされた、サイクルに従うべきである。単一のプログラマブルタイマが、本開示にしたがって複数の照明デバイスと組み合わせて使用されてもよいことに留意されたい。
【００８７】
ＭＣＵコードは、不揮発性リードオンリーメモリ（ＲＯＭ：Read Only Memory）に含まれてもよく、図２に示されるフローチャートと同様のプログラムを実行してもよい。ＭＣＵ１００は、様々なＬＥＤを直列に置くように構成されるバイポーラ又はＭＯＳスイッチングトランジスタを使用してもよい。これらのトランジスタは、ＭＣＵに組み込まれてもよいが、適度に高電圧のデバイスであるため、回路基板上で、よりコスト効率的に外部にあってもよい。
【００８８】
ＬＥＤは、効率及びフラックス出力を犠牲にして任意の化学ＬＥＤ(chemistry LED)を含んでもよい。改善された結果を達成するために、好ましい実施形態では、すべて同様の順方向電圧Ｖｆを使用するＬＥＤ、例えば、（青色 〜４５０ｎｍのための）蛍光体を有さない３−３．２Ｖｆ ＩｎＧａＮ ＬＥＤ、並びに白色、ＰＣライム色(PClime)、ＰＣアンバ色(PCamber)、ＰＣ赤色(PCred)及びＰＣ深赤色(PCdeep red)スペクトルを作り出す様々な蛍光体を有する他のＬＥＤを選択することが有利である。
【００８９】
狭帯域の深赤色（６６０ｎｍ Ｖｆ〜２．１Ｖｆ）、遠赤色（７３０ｎｍ 〜１．８Ｖｆ）及びＵＶＡ（３６５ｎｍ−３９９ｎｍ）を出力する他のＬＥＤは、残りのものとは異なるＶｆを持ち、ストリングマッチングを複雑にし得る。純赤色ＬＥＤ(pure red LED)（ＡｌＩｎＧａＰのバリアント）は、典型的には、より低い順方向電圧（〜２．２Ｖ）及び「後方(backward)」Ｖｆ対Ｔｊ（接合部温度）曲線を持ち、消費者製品にとってこれは合理的に安定する場合は重要ではないかもしれないが、スペクトルを調節することをより困難にする。ＵＶ ＬＥＤは、典型的には、「適切な(proper)」Ｖｆ対Ｔｊ曲線を有するが、４．５Ｖのように高いＶｆを持ち、ストリングマッチングをより困難にする。ＵＶ ＬＥＤはまた、これを書いている時点でより短い寿命を持つので、それらが改善するまでは避けられるべきである。
【００９０】
一例では、ＬＥＤは、ミッドパワータイプであってもよく、ましてはローパワータイプであってもよい。ハイパワーＬＥＤは、光束出力対コストの単位では非常に高価である。多くの小さなローパワーＬＥＤを使用することで、高Ｖｆストリングスを保証し、ランプの面上の十分なＬＥＤは、良好な色混合のみならず、ヒートシンクの表面に熱をより均等に分散させることを可能にする。
【００９１】
照明ユニットは、遠赤色（７２０ｎｍ〜７４０ｎｍ）、深赤色（６５０ｎｍ〜６７０ｎｍ）及びロイヤルブルー色(royal blue)（４４５ｎｍ〜４５５ｎｍ）だけでなく、ライム色も生成するように適合されてもよい。照明ユニットは、遠赤色（７３０ｎｍ）、深赤色（６６０ｎｍ）及び青色（４５０ｎｍ）だけでなく、緑色及びクールホワイト色(cool white)も生成するように適合されてもよい。照明ユニットは、深青色(deep blue)（４５０ｎｍ）、ハイパーレッド色(hyper red)（６６０ｎｍ）、遠赤色（７３０ｎｍ）だけでなく、白色も生成するように適合されてもよい。照明ユニットは、深青色（４４９ｎｍ〜４６１ｎｍ）、深赤色（６４６ｎｍ〜６６５ｎｍ）、遠赤色（７３０ｎｍ）だけでなく、ＵＶＢ、ＵＶＡ及び白色も生成するように適合されてもよい。
【００９２】
例えば、参照番号１０７〜１１２で示されるスイッチのうちの１つがアクティブにされてもよい。スイッチ１０７は、視る(viewing)目的のために及び強化された(enhanced)緑色の目的のために７個の白色ＬＥＤ及び１個のＰＣライム色(Phosphor converted Lime)ＬＥＤをイネーブルにしてもよい。スイッチ１０８は、視る目的のために８個の白色ＬＥＤをイネーブルにしてもよい。スイッチ１０９は、開花(flowering)目的のために２個の白色ＬＥＤ及び６個のＰＣ ＤＲ(Phosphor converted deep red)ＬＥＤをイネーブルにしてもよい。スイッチ１１０は、強化された開花目的のために２個の白色ＬＥＤ、５個のＰＣ ＤＲ ＬＥＤ及び１個のＦＲ(Far red)ＬＥＤをイネーブルにしてもよい。スイッチ１１１は、一般的な成長目的のために２個の白色ＬＥＤ、５個のＰＣ ＤＲ ＬＥＤ及び１個の青色ＬＥＤをイネーブルにしてもよい。スイッチ１１２は、栄養(vegetative)目的のために２個の白色ＬＥＤ、４個のＰＣ ＤＲ ＬＥＤ及び２個の青色ＬＥＤをイネーブルにしてもよい。
【００９３】
図１に示される回路では、１０ピン、８Ｉ／ＯのＭＣＵ１００が示され、６モード設計(6-modi design)を実装している。１０ピン、６Ｉ／Ｏを使用することで、可能なモードのうち２つを排除してもよい。ＡＣ主電源電圧は、整流され（１０１）、定電流出力を有するスイッチングコンバータ１０２に供給され、入力コントロール１０３は、要求に応じて低電流レベルを生成する。入力主電源はまた、分割され、フィルタリングされ、半波整流され、Ｖｃｃレベルにクランプされ１０４、ＭＣＵ１００の入力Ｇに供給される。
【００９４】
このネットワークは、入力がトグルされた場合に主電源からクリーンなパルス(clean pulse)を作り出してもよい。入力／出力Ｉ／Ｏ、ピンＲＳＴにおけるリセット回路１０５は、ＭＣＵにパワーアップリセットを提供する。Ｄ型フリップフロップ１０６は、デュアルカレントスイッチング電源１０２から出力されるハイ及びローＬＥＤ電流を選択する、すなわち、Ｄ型フリップフロップ１０６は、出力電流を制御し、ＦＥＴ１０７〜１１２のアレイは、照明デバイス１の異なるモードを形成するローサイドＬＥＤスイッチング(low-side LED switching)を実行する。１０秒ホールドアップサプライ(10-second hold-up supply)１１３、すなわち、電気エネルギを蓄える、及び、ＡＣ主電源電圧に生じる遮断の間、園芸用照明デバイス、より具体的には、制御ユニット１００に電力を供給するように構成される給電ユニットは、ＡＣ主電源電圧が切断された後、すなわち、遮断された後、当該長さの間ＭＣＵ１００を動作させ続けてもよく、これは、適切なパワーダウンシーケンスを可能にする。
【００９５】
斯くして、ＡＣ主電源は、全波整流され（１００）、スイッチングサプライ１０２に電力を供給する。これは、ハイパワー動作用に設計されてもよいが、ローパワーモードを有してもよい。
【００９６】
主電源パルス形成回路１０４は、設けられる抵抗によって電圧分割され、その後、ツェナーダイオードによって、Ｖｃｃ電圧レベルでクランプされてもよい。半サイン(half-sine)間の残りの負のディップは、コンデンサによってグランドにノイズフィルタリングされ、Ｉ／ＯピンＧに送られ、クリーンなローパルスは、主電源オフ時間を表す。スイッチングサプライ１０２は、すべてのトランジスタ選択可能な接続オプションにおいて、ＬＥＤのストリングによって要求されるこれまでの最大電圧よりも数ボルト多い開回路電圧能力を提供してもよい。
【００９７】
１０秒ホールドアップサプライ１１３は、意図された集積回路ＩＣ、Ｖｃｃ要件に出力電圧を制限するために電解コンデンサ、電荷制限抵抗及びツェナーダイオードを用いて作成されてもよい。ＣＭＯＳ ＭＣＵは、１ミリアンペア以下、より見込まれるのは、マイクロアンペア以下の電流を引くことができるので、回路は、複雑である又は大きい必要はない。この回路は、パワーダウン時に不揮発性メモリ（ＮＶＭ：Non Volatile Memory）におけるラストステートストレージ(last-state storage)を完了させるのに十分長くＩＣの動作を維持する。
【００９８】
ＡＣ主電源電圧が初めてアクティブにされる場合、スイッチングサプライはフル出力まで上昇し、ホールドアップサプライは、ＭＣＵ１００のＶｃｃ電圧を調節してもよい。リセット回路１０５は、Ｖｃｃでのフル電圧、内部発振器の安定化、内部レジスタの初期化、及び電源制御フリップフロップ１０６をリセットし、ローパワーコントロール１０３に論理ハイを入れるのを可能にするのに十分長く入力ＲＳＴをローに保持してもよい。その後、ＭＣＵ１００は、内部的に初期化し、ファクトリーデフォルトモード(factory-default modus)が、ＮＶＭから回復されてもよく、ＭＣＵ出力Ａにハイが置かれてもよい。
【００９９】
これにより、電源制御フリップフロップにハイクロックが入り、ローパワーコントロールラインをローにして、ハイパワーモードイネーブルにしてもよい。出力Ａは、ＦＥＴ１０７が、ライム色ＬＥＤを上位の７個の白色ＬＥＤと直列に置くことを可能にし、当該ストリングに電力を供給する。電源がサイクル(cycle)される場合、電源は完全に遮断され、パルス形成回路は、ＭＣＵに論理ゼロを生成し、内部プログラムがタイマを開始し、これは、図３のタイミング図にしたがって、図２のフローチャートをたどる。パルスが１／８秒未満である場合、入力はノイズとみなされてもよく、内部カウンタはリセットされ、プロセッサは入力ピンＧの監視に戻る。１／８秒以上、１／４未満である場合、Ｒカウンタ（R-Counter）における「ファクトリーモードへのリセット」コマンドの前半として取られる。この幅のパルスを繰り返すことでコマンドは完了するが、最初に受け入れたＲカウンタパルスの後に１／８秒より短いパルス又は１／４秒より長いパルスが続くとノイズとみなされてもよく、Ｒカウンタはリセットする。
【０１００】
図２は、本開示の一例による方法のフローチャートを示す。
【０１０１】
フローチャートは、園芸用照明デバイスにＡＣ主電源電圧が印加されることから始まる。これは、例えば、壁に取り付けられたスイッチを使用して行われてもよい。言い換えれば、園芸用照明デバイスがオンされる、すなわち、アクティブにされる。その後、パルスカウンタがリセットされてもよく、照明デバイスの最後の既知のモードが内部メモリから取り出され、設定されてもよい。
【０１０２】
その後、照明デバイスは、最後の既知のモードに基づいて植物の照明を開始する。制御ユニットは、継続的に、初期フェーズにおいて、ＡＣ主電源電圧に遮断があるかどうかをチェックする。遮断が検出されると、遮断の継続時間が判断されてもよい。
【０１０３】
本シナリオでは、継続時間が１／８秒未満の場合、Ｒカウンタがリセットされ、制御ユニットは初期フェーズに戻る。継続時間が１／８秒以上１／４秒未満の場合、カウンタはインクリメントされる。カウンタが所定の数、例えば２に等しくない場合、制御ユニットは初期フェーズに戻される。さもなければ、照明デバイスはデフォルトモードに設定され、カウンタはリセットされ、その後、制御ユニットは初期フェーズに戻される。
【０１０４】
本シナリオでは、継続時間が１／４秒以上１秒未満の場合、カウンタがリセットされ、複数のモードのうちの次のモードが、制御ユニットを再び初期フェーズに戻す前に選択される。
【０１０５】
継続時間が１秒以上８秒未満の場合、カウンタはリセットされてもよく、制御ユニットは初期フェーズ状態にされてもよい。
【０１０６】
継続時間が８秒以上の場合には、現在のモードがメモリに記憶されてもよく、これは、その後、照明デバイスが再び、例えば、翌日にオンされると使用されてもよい。
【０１０７】
図３は、本開示の他の例による方法のフローチャートを示す。
【０１０８】
方法２０１は、上述された任意の例にしたがって園芸用照明デバイスを動作することに向けられる。方法は、
前記照明ユニットにより、複数のモードのうちの１つにしたがって照明を提供するステップ２０２であって、モード毎に、前記照明ユニットは、異なる電磁スペクトルで照らすことにより、植物の異なる成長段階、植物の異なる成長過程又は異なるユーザ要求で異ならしめるように構成される、ステップと、
前記電源ユニットにより、ＡＣ（交流：Alternating Current）主電源電圧を受ける、及び、前記電源ユニットにより、前記照明ユニットに電力を供給するステップ２０３と、
前記制御ユニットにより、前記受けるＡＣ主電源電圧における遮断を検出する、及び、前記制御ユニットにより、検出された遮断によってトリガされる前記照明ユニットのための前記複数のモードを循環的に切り替えるステップ２０４と、
を含む。
【０１０９】
図４は、本開示の一例による照明デバイスの一例を示す。
【０１１０】
園芸用照明デバイス３０１は、屋内植物成長を維持するのに適していて、該園芸用照明デバイスは、
複数のモードのうちの１つにしたがって照明を提供するように構成される照明ユニット３０７であって、モード毎に、前記照明ユニットは、異なる電磁スペクトルで照らすことにより、植物の異なる成長段階、植物の異なる成長過程又は異なるユーザ要求で異ならしめるように構成される、照明ユニットと、
ＡＣ（交流：Alternating Current）主電源電圧を受ける、及び、前記照明ユニットに電力を供給するように構成される電源ユニット３０２と、
前記受けるＡＣ主電源電圧における遮断を検出する、及び、検出された遮断によってトリガされる前記照明ユニットのための前記複数のモードを循環的に切り替えるように構成される制御ユニット３０６と、
を備える。
【０１１１】
さらに、メモリ３０５が、照明デバイス３０１の最後の既知のモードを記憶するために設けられている。給電ユニット３０４が、ＡＣ主電源における遮断中に照明デバイス３０１に電力を供給するために設けられている。最後に、コネクタ３０３が、ＡＣ主電源供給ラインを接続するために設けられている。
【０１１２】
図５は、本開示による園芸用照明デバイスの他の電気回路図５０１を示す。図５に開示される特徴の多くは、図１の特徴に対応し、したがって、同じ参照数字で示されている。
【０１１３】
照明ユニット５０２は、複数のモードのうちの１つにしたがって照明を提供するように構成され、モード毎に、前記照明ユニットは、異なる電磁スペクトルで照明を提供するように構成される。この特定の場合では、照明ユニット５０２は、５つの異なるモードで照明を提供するように構成される。これは、５つのＮチャネルＦＥＴブロック(N-CH FET Block)で示されている。ここで、左のＬＥＤストリングは、「白色／モーション」として示されてもよく、右のＬＥＤストリングは、「カラー／成長」として示されてもよい。
【０１１４】
図１に示される実施形態と異なるのは、モーションディテクタ５０３、例えば、マイクロ波モーションセンサが設けられることである。モーションセンサ５０３は、自身の近傍の動きを検出するように構成される。
【０１１５】
パワーサプライ１０１は、所望のＡＣ主電源入力電圧範囲に対応し(accommodate)、照明ユニット５０２のＬＥＤストリングスに対応する(accommodate)のに十分な高電圧で、定電流に変換する。
【０１１６】
図１に示されるように、パワーサプライは、ブリッジ整流器１０１、及び、スイッチング電源１０２から主電源パワーソースにＥＭＩが伝導されないようにするためのフィルタリングから構成される。スイッチング定電流電源１０２は、高い整流された主電源電圧をフィルタリングし、照明ユニット５０２の後続のＬＥＤストリングに必要な電圧に、実質的に定電流で変換し、選択されたＬＥＤストリングに電力を供給する。また、スイッチング定電流電源１０２は、コントローラ及びモーションディテクタ５０３のための１０秒ホールドアップパワーサプライ１１３にも電力を供給する。
【０１１７】
コントローラは、小さな(tiny)集積回路、４−Ｉ／Ｏマイクロコントローラ又は主制御ユニットＭＣＵ(Main Control Unit)であってもよく、パワーソース及びＭＣＵの内部プロセスが安定するまでＲ／Ｃ回路によってパワーオン時にリセットされる。ＭＣＵ内のクロック発振器は、内部ソフトウェアタイマに安定した周波数を提供し、光源が成長照明に切り替わる前のノーモーションイグジット遅延(no-motion exit delay)を提供してもよい。電源ドロップアウト、パルス整形回路１０４は、例えば、５、３０、６０、１２０秒にイグジット遅延を設定するため、制御機能をＭＣＵにトグルするためのユーザの意図的に急な電源スイッチのオン／オフ切り替えによって生成される主電源供給に対する遮断を整形することができる。
【０１１８】
モーションディテクタ５０３、すなわち、マイクロ波モーションセンサ（ＭＭＳ：Microwave Motion Sensor）は、集積ＲＣＷＬ−０５１６型マイクロ波センサ回路基板と同様であってもよい。モーションディテクタ５０３は、回路基板に集積されたアンテナ５０４、及びマイクロ波発振器／受信機ミキサ、ローパス、ドップラー周波数フィルタ、及び動くターゲットによって反射されたドップラー信号が閾値を超えると出力パルスを生成する増幅器／識別器(discriminator)を含んでもよい。ＭＭＳの出力（パルス出力(Pulse out)）は、コントローラＩ／Ｏにその動作を制御するために１つ以上の５秒動き検出パルス(5-second motion-detected pulse)を供給してもよい。
【０１１９】
コントローラ内のソフトウェアは、イグジット遅延カウンタ(exit-delay counter)を作成してもよく、イグジット遅延カウンタは、モーションディテクタ５０３からの５秒パルスによってリセットされてもよい。動きが検出されると、カウンタはゼロにリセットされ、パルスが停止(cessation)すると直ちにカウントを開始する。また、カウンタは、コントローラ出力Ｃを、ＮチャンネルＦＥＴの１つをアクティブにする論理ハイに設定してもよく、これにより対応する白色の、ディスプレイＬＥＤストリングの最後のＬＥＤをグランドに引き込む。これにより、当該ＬＥＤストリングがイネーブルになる。ソフトウェアによって、他のＬＥＤスイッチコントローラ出力Ｄ〜Ｇは、部屋が空いていた場合、以前にそれぞれのＦＥＴスイッチを介してイネーブルにされていた成長スペクトルをディスエーブルにするために同時にローにされる。カウンタがタイムアウトするのに十分長く動きが検出されない場合、コントローラは、Ｃをローに設定して白色ＬＥＤをディスエーブルにし、空室成長スペクトル(vacant-room grow spectrum)のためにＦＥＴをイネーブルにしたＤ〜Ｇのうちの以前に選択された出力をハイにリセットしてもよい。これにより、成長スペクトルＬＥＤストリングのローエンドがグランドに再接続され、部屋が空室の間、当該ＬＥＤストリングが点灯する。
【０１２０】
リセット回路５０５は、パワーアップ時にマイクロコントローラユニットにローパルスを供給して、すべての内部回路及びレジスタを初期化し、コントローラを順序立てて(in an orderly manner)スタートさせてもよい。
【０１２１】
ＬＥＤのストリングは、異なる波長の組み合わせであることもできることに留意されたい。ストリングは、他のＬＥＤの出入りを切り替える(switching other LED's in and out of)ことによって変えられることができる、特定のスペクトルを作り出してもよい。ＬＥＤのストリングを入れる／外すように切り替える(switching in/out)ことに代えて、園芸用照明デバイスは、ＬＥＤのアレイを入れる／外すように切り替えるように構成されることもできる。
【０１２２】
図面、本開示、及び添付の請求項の検討によって、開示される実施形態に対する他の変形形態が、当業者により理解されることができ、また、特許請求される発明を実施する際に実行されることができる。請求項では、単語「含む（comprising）」は、他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、複数を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項において列挙される、いくつかの項目の機能を果たしてもよい。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが、有利に使用され得ないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に、又は他のハードウェアの一部として供給される、光学記憶媒体又は固体媒体等の、好適な媒体において記憶／頒布されてもよいが、インターネット、又は他の有線若しくは無線の電気通信システム等を介して、他の形態で頒布されてもよい。請求項中のいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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