Efficient LED lamp for enhancing commercial and home plant growth
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7/21/2019 Efficient LED lamp for enhancing commercial and home plant growth
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United S t a t e s P a t e n t
US006921182B2
1 2 ) 1 0 )
P a t e n t
N 0 . :
US
6 , 9 2 1 , 1 8 2 B 2
A n d e r s o n ,
J r . e t a l . 4 5 ) D a t e o f P a t e n t : J u l .
2 6 ,
2 0 0 5
( 5 4 ) EFFICIENT
LED
LAMPFOR ENHANCING 5 , 6 6 0 , 4 6 1
A
* 8 / 1 9 9 7 I g n a t i u s e t a l . . . . . . . . . . . . . . 3 6 2 / 2 4 1
COMMERCIAL ANDHOME PLANT
6 , 0 4 3 , 8 9 3
A * 3 / 2 0 0 0 T r e i m a n e t
a l .
3 5 6 / 4 0 2
ROWTH
6,270,244
B1 *
8/2001
Naum . . . . . . . . . . . . . . . . . 362/583
6 , 3 7 1 , 6 3 7
B1
*
4/2002 Atchinson
e t
a l .
362/555
. - -
6,474,838
B2 *
11/2002
Fan et a l . . . . . . . . . . . . . . . .
. 362/231
( 7 5 ) I n v e n t o r s ‘ Wllham Grant
A n f l e r s ‘ m ’
J r 6 , 4 8 6 , 7 2 6 B 1 1 1 / 2 0 0 2 W o r g l e y ,
S r .
e t a l .
. . . . . . . .
3 2 7 / 5 1 4
F a l l b r o o k CA U s) Larry Stephen 6 , 5 0 4 , 3 0 1 B1
1 / 2 0 0 3
L o w e r y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3 1 3 / 5 1 2
Cape“,
Oceanslde>
CA(US) 6 , 6 0 2 , 2 7 5
B1
*
8 / 2 0 0 3
S u l l i v a n
. . . . . . . . 607/88
_
_
6,688,759
B1 * 2/2004
Hadj imic hael
362 405
( 7 3 ) Asslgneei
solaroasls,
Reno,
NV
Us) 2 0 0 4 / 0 1 0 9 3 0 2 A 1 * 6 / 2 0 0 4 Yoneda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. .
3 6 2 / 2
* )
N o t i c e :
S u b j e c t t o a n y d i s c l a i m e r , t h e t e r m o f
t h i s
*
c i t e d by e x a m i n e r
p a t e n t
i s e x t e n d e d
o r a d j u s t e d
u n d e r
3 5
U _ S _ C _ 1 5 4 k ) )
b y ) d a y s _ P r i m a r y
E x a m i n e r — T u y e t
T h i V 0
( 7 4 ) A t t o r n e y , A g e n t , o r Firm—Ian
F .
B u r n s
2 1 ) A p p l .
N 0 . :
1 0 / 4 3 7 , 1 5 9 5 7 ) ABSTRACT
( 2 2 ) F l l e d : May
3’
2 0 0 3 A ? r s t s e t o f o r a n g e
LEDs
W i t h
a
p e a k
W a v e l e n g t h e m i s s i o n
( 6 5 )
P r i o r
P u b l i c a t i o n Data o f a b o u t
6 1 2
n a n o m e t e r s , a s e c o n d s e t o f r e d l i g h t e m i t t i n g
LE D s
W i t h
a
p e a k W a v e l e n g t h o f a b o u t 6 6 0 n a n o m e t e r s ,
a n d
U s
2 0 0 4 / 0 2 3 0 1 0 2 A1 N O V - 1 8 : 2 0 0 4 b l u e
l i g h t
LEDs. TWo
beam
s p r e a d s , 1 5 ° a n d 3 0 ° , Were
( 5 1 ) I n t . c 1 . 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . F21V 9 / 0 0 Provided f o r both
t h e
660 “ I n
LEDs
and 612
“ I n LEDs
( 5 2 )
US‘ C l ‘
3 6 2 / 2 3 1 _
3 6 2 / 2 3 0 _ 3 6 2 / 8 0 5 _
Wh e n i r e c t e d p e r p e n d i c u l a r l y u p o n t o p s
o f
t h e p l a n t l e a v e s ,
’ ’ 3 6 2 / 8 0 6 ; 8 L l ] i E g 3 t t r a n g n é i g l s / i o l n
c i l c c u r r e d t h r o u g h f t h e t l l e a y g s
f I o I r E I t J h e
°
s , an 0 i g ttransmission ort e
°
s .
5 8 ) F l e l d e 2 a 2 r 7 c
5 2 3 3 2 1 5 3 2 ’ T h u s , f u l l y 5 0 %
o f
t h e
o r a n g e / r e d
s p e c t r u m
p r i m a r i l y u s e d
/ ’ ’ ’ 3 1 2 ’
3 1 6
/ 1 4 9 £ 5 0 3 2 4 ; f o r p h o t o s y n t h e s i s Was t r a n s m i t t e d t h r o u g h t h e u p p e r l e a f
’ ’ ’ ’
canopy,
mak i n g
i t available t o s u p p o r t p h o t o s y n t h e s i s i n
( 5 6 )
R e f e r e n c e s
C i t d l e a v e s b e l o W . LED
l a m p s
a r e p o s i t i o n e d
a t
v a r y i n g d i s t a n c e s
f r o m t h e
g r o W i n g
p l a n t s f o r c o n t r o l l i n g p l a n t
g r o W t h
r a t e s
U . S . PATENT DOCUMENTS
t h a t
v a r y W i t h t h e s e
d i s t a n c e s ,
t h e r e b y t o
c o n t r o l
p l a n t
4 2 9 8 8 6 9 A 1 1 / 1 9 8 1
0k 3 4 0 / 7 8 2
i n v e n t o r y ,
b e c a u s e groWth
o f p l a n t s
c a n
b e g r e a t l y
sloWed
o
4 , 6 7 3 , 8 6 5 A
6 / 1 9 8 7
1 3 6 E 3 2 6
3 2 3 / 2 2 2
p r e s e r v e t h e m d u r i n g p e r i o d s o f 5 1 0 W
S a l e s ‘
5,012,609
A * 5/1991 I g n a t i u s e t
a l . . .
4 7 / 1 . 0 1 R
5 , 2 7 8 , 4 3 2 A * 1 / 1 9 9 4 I g n a t i u s e t a l . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 7 / 8 8 41 Claims, 7 Drawing She e t s
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J u l .
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1 0 f
7
U S 6 , 9 2 1 , 1 8 2 B2
l 2 l 4
I 6
1 8
REGULATED r r - o o
2 4 V D C
o
o -
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I
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2 6
2 0 0 5
S h e e t
2 0 f 7
US
6 , 9 2 1 , 1 8 2 B2
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S h e e t
3
0 f 7
U S
6 , 9 2 1 , 1 8 2
B2
6 6 0
n m
0 6
n m
7 0 0 nm
F I G . 3
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0 f
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L E D L E D
2 6 3 2
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L E A F H
3 8
x ’ ‘ ~
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0 f
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0 f
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5 2
6 2
6 0
F I G .
7 a
5 2
5 2
‘ 2
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1
EF F IC I ENT LEDLAMPFOR ENHANCING
COMMERCIAL AND
HOME
PLANT
GROWTH
BACKGROUND OF THE INVENTION
The
p r e s e n t i n v e n t i o n
r e l a t e s
t o
t h e
? e l d
o f
g r o w i n g
p l a n t s .
F o r d e c a d e s s c i e n t i s t s
h a v e
d e l v e d
e v e r
d e e p e r
i n t o
t h e
i n n e r W o r k i n g s
o f p l a n t s ,
a n d p a r t i c u l a r l y
i n t o
t h o s e p r o
c e s s e s
Which a r e d r i v e n
by t h e
c h e m i c a l
c a p t u r e o f l i g h t
e n e r g y . A t t h e same t i m e , r e s e a r c h
i n t o
n e W met h o d s
f o r
c o n v e r t i n g e l e c t r i c i t y i n t o l i g h t o f
p a r t i c u l a r
W a v e l e n g t h s
h a s l e d
some e n g i n e e r s
t o
t r y
t o p r o d u c e
a r t i ? c i a l
l i g h t i n g
W h i c h p r o m o t e s p l a n t g r o W t h . U n t i l r e c e n t l y t h i s
h a s
m e a n t
m o d i f y i n g e n e r g y
i n e f f i c i e n t
“ W h i t e l i g h t ” s o u r c e s
t o
p r o
d u c e more l i g h t a t W a v e l e n g t h s knoWn t o
p r o m o t e
p l a n t
g r o W t h a n d h e a l t h . T h i s h y b r i d t e c h n o l o g y , i n W h i c h
t h e
b u l k
o f
t h e
l i g h t f r o m
t h e s e a u g m e n t e d “ p l a n t g r o W
l i g h t s ”
c a n ’ t
b e u s e d
e f ? c i e n t l y b y
p l a n t s , h a s d o m i n a t e d t h e m a r k e t f o r
f o u r d e c a d e s .
W h i l e
e l e c t r i c i t y
Was
a b u n d a n t
a n d
c h e a p ,
t h e s e
“ o l d
s c h o o l ”
p l a n t g r o W
l i g h t s ,
b a s e d m a i n l y o n
H I D , h i g h
p r e s s u r e s o d i u m , o r ? u o r e s c e n t s t y l e l a m p s , W e r e
a c c e p t a b l e
d e s p i t e t h e i r i m p e r f e c t i o n s .
B u t
t h e y s t i l l h a v e many
s h o r t
c o m i n g s . T h e y t y p i c a l l y
c o n v e r t
o n l y
10—15
o f e l e c t r i c a l
e n e r g y i n t o l i g h t ,
a n d
o n l y a v e r y s m a l l
p o r t i o n
o f t h a t l i g h t
c a n
b e
u s e d
by
p l a n t s .
Some
o f
t h e m , p a r t i c u l a r l y t h e HID
l a m p s ,
e m i t
s h o r t W a v e l e n g t h
UV i g h t
W h i c h
i s
d a m a g i n g t o
b o t h
t h e p l a n t s
b e i n g
g r o W n
u n d e r t h e m a n d t h e
p e o p l e
t e n d i n g t h e
p l a n t s . A l l o f
t h e s e
l a m p s g e n e r a t e W a s t e h e a t
Which m u s t b e
e l i m i n a t e d
t o
p r e v e n t damage
t o t h e p l a n t s
t h e y i l l u m i n a t e , a d d i n g t o t h e i r o p e r a t i o n a l
c o s t .
They c o n
t a i n e n v i r o n m e n t a l l y
d a m a g i n g m e t a l s , a r e
f r a g i l e ,
a n d h a v e
a s h o r t o p e r a t i n g l i f e .
A s e l e c t r i c i t y
s u p p l i e s f a i l
t o
k e e p
p a c e W i t h d e m a n d ,
l e a d i n g
t o
e v e r h i g h e r p r i c e s ,
t h e
n e e d f o r
more
e f ? c i e n t
p l a n t
g r o W i n g
l i g h t s
i n c r e a s e s .
T h e l a t e s t
g e n e r a t i o n o f
h i g h
o u t p u t L E D s , W i t h t h e i r
n a r r o W
l i g h t
o u t p u t
W a v e l e n g t h s ,
a r e a good
c h o i c e
f o r c r e a t i n g t h e
n e x t g e n e r a t i o n o f
p l a n t
g r o W l i g h t i n g . M o s t
LED
p l a n t g r o W l i g h t i n g s y s t e m s a v a i l
a b l e
t o d a y c a n o n l y b e u s e d i n a l a b o r a t o ry . The o t h e r s , W h i l e
c l a i m i n g
t o
b e u s e f u l t o
commercial
p l a n t g r o W e r s , a r e
m e r e l y m o d i ? c a t i o n s o f t h e l a b o r a t o r y - s p e c i ? c
s y s t e m s .
To
o u r knowledge, n o one h a s
y e t
developed
a n
e f ? c i e n t
L E D - b a s e d p l a n t g r o W i n g
l i g h t t h a t
i s a m e n a b l e
t o b o t h
h o m e l i g h t i n g d e s i g n a n d c o m m e r c i a l p l a n t p r o d u c t i o n . By
d e s i g n i n g o u r
LED
lamp
a s
a b u l b , Which can be used i n
i n d u s t r y s t a n d a r d
l i g h t i n g
? x t u r e s , We h a v e c r e a t e d a p r o d
u c t t h a t h a s u n i v e r s a l
a p p e a l
a n d m a r k e t a b i l i t y . O u r l a m p
c a n b e m a n u f a c t u r e d
i n e x p e n s i v e l y
W i t h
r e a d il y a v a i l a b l e
p a r t s f o r b o t h h o m e and commercial u s e .
I t s
p r e f e r r e d
poWer
s o u r c e
i s
t h e
s u b j e c t
o f o u r c o p e n d i n g
u t i l i t y
p a t e n t
a p p l i c a t i o n S e r . N o . 1 0 / 3 9 7 , 7 6 3
? l e d
M a r . 2 6 ,
2003 and e n t i t l e d
USE
OFTRACK LIGHTING SWITCH
ING POWER
S U P P L I E S TO
EFFICIENTLY DRIVE
LED
ARRAYS.
A ke y p a r t o f
o u r
r e s e a r c h
i n v o l v e d
t h e
d e t e r m i n a t i o n o f
W h i c h
l i g h t
f r e q u e n c i e s o r W a v e l e n g t h s W o u l d p r o d u c e
s u p e r i o r p l a n t g r o W t h r e s u l t s . E a c h
p l a n t
p i g m e n t
a b s o r b s
l i g h t a t o n e o r more
s p e c i ? c W a v e l e n g t h s .
The a r e a s
o f
peak
a b s o r p t i o n
f o r
e a c h pigment
a r e
n a r r o W ,
and
t h e measure
ments ma d e With pigments c o n c e n t r a t e d i n
a
t e s t t u b e
a r e
d i f f e r e n t t h a n t h o s e
d o n e
o n
l i v i n g
p l a n t s . The W a v e l e n g t h o f
t h e
l i g h t
u s e d
d e t e r m i n e s i t ’ s
e n e r g y
l e v e l ,
W i t h s h o r t e r
W a v e l e n g t h s h a v i n g g r e a t e r e n e r g y t h a n l o n g e r W a v e l e n g t h s .
10
20
25
35
40
45
50
55
60
6 5
2
T h u s
e a c h
a b s o r p t i o n p e a k ,
m e a s u r e d b y
t h e W a v e l e n g t h o f
l i g h t a t Which i t o c c u r s , r e p r e s e n t s a n e n e r g y t h r e s h o l d t h a t
must be
o verc ome
i n o r d e r
f o r t h e
p r o c e s s t o f u n c t i o n .
T h e r e a r e
many
p e a k s o f l i g h t a b s o r p t i o n i n
t h e
p i g m e n t s
f o u n d i n p l a n t s , a n d
i d e a l l y
i t Would b e
b e s t t o m a t c h
them
e a c h W i t h
t h e
most
a p p r o p r i a t e
LED.
But t h i s
i s
n o t p r a c
t i c a b l e b e c a u s e
o f
t h e l i m i t e d d e s i r e d a r e a a v a i l a b l e i n t h e
lamp b e i n g
d e s i g n e d ,
a n d
b e c a u s e
LE D s a r e
n o t
a v a i l a b l e
i n
e v e r y
W a v e l e n g t h o f t h e s p e c t r u m . The compromise i s
t o
s e e
What LEDs r e
r e a d i l y a v a i l a b l e and
match t h e m ,
a s
W e l l
a s
o n e
i s a b l e ,
t o
g r o u p s o f
c l o s e l y
m a t c h e d p i g m e n t a b s o r p t i o n
p e a k s ,
W h i l e
s t r i v i n g t o m e e t
t h e
minimum
r e q u i r e m e n t s
o f
p l a n t s f o r h e a l t h y g r o W t h .
Our p a t e n t s e a r c h e s t u r n e d
up
U S . P a t . N o s . 5 , 2 7 8 ,4 3 2
a n d 5 , 0 1 2 , 6 0 9 , b o t h
i s s u e d
t o I g n a t i u s e t a l . , Wh o s u g g e s t
LED
l a n t
r a d i a t i o n v e r y b r o a d l y W i t h i n b a n d s
620—680 o r
700—760
nm r e d ) and
400—500
nm b l u e ) . A f t e r a y e a r and
a h a l f o f
r e s e a r c h , We s e t t l e d
on t h r e e more s p e c i ? c l i g h t
W a v e l e n g t h s t h a t
p r o d u c e d
t h e b e s t
p l a n t
g r o W t h
r e s u l t s .
6 6 0 n a n o m e t e r s
( n m )
i s
t h e W a v e l e n g t h
t h a t d r i v e s t h e
e n g i n e o f t h e
p h o t o s y n t h e t i c
p r o c e s s . The 680 nm Wave
l e n g t h
i s p e r h a p s
c l o s e r
t o t h e
p e a k a b s o r p t i o n
W a v e l e n g t h
o f
o n e o f
t h e t W o
c h l o r o p h y l l s
f o u n d i n
h i g h e r
p l a n t s .
HoWever, a t 6 8 0 nm you
m i s s
c o m p l e t e l y t h e a b s o r p t i o n
c u r v e o f
t h e
s e c o n d
c h l o r o p h y l l ,
a n d f u r t h e r m o r e
t h e o u t p u t
curve o f a
680
nm
LED
has a
f a i r
amoun t o f
l i g h t output
above
700
nm, Which
i s kn oW n t o
c a u s e
unWanted m o r p h o
l o g i c a l
c h a n g e s t o p l a n t s . L ED s o f 680
nm
u t p u t a r e a l s o
r a r e
i n t h e m a r k e t p l a c e , m a k i n g t h e m r e l a t i v e l y e x p e n s i v e .
Our
c h o i c e o f
a 660
nm
? r s t
Wavelength
c o m p o n e n t
i s
a
c o m p r o m i s e
W a v e l e n g t h
c o m m o n l y
u s e d
i n p l a n t g r o W i n g
r e s e a r c h , W h i c h s u p p l i e s
e n e r g y
t o
b o t h
t y p e s o f c h l o r o p h y l l
W i t h o u t e m i t t i n g e n o u g h l i g h t a b o v e 7 0 0 n m t o a d v e r s e l y
a f f e c t
p l a n t g r o W t h .
The 620 nm L E D s u s e d i n t h e a f o r e s a i d I g n a t i u s e t a l .
p a t e n t s , a r e meant t o p r o v i d e t h e l i g h t energy f o r
p h o t o s y n t h e s i s ,
b u t
a l o o k a t t h e a b s o r p t i o n
s p e c t r u m
f o r t h e
t W o
c h l o r o p h y l l s shoWs
t h a t
t h i s
W a v e l e n g t h
f a l l s
a l m o s t
e n t i r e l y o u t s i d e
t h e
a b s o r p t i o n
c u r v e f o r
c h l o r o p h y l l .
Our
r e s e a r c h s h oW e d b e t t e r
r e s u l t s
u s i n g L ED s o f
660
nm
and
612 nm a t h e r
t h a n
t h e
Wavelengths o f
620 nm
and
680
nm. B e n e ? c i a l l y , LEDs f 660 nm r e a l s o r e a d i l y a v a i l a b l e
i n t h e m a r k e t , a n d
a r e
v e r y i n e x p e n s i v e .
Our second 612 nm Wavelength
c o m p o n e n t
Was s e l e c t e d
n o t t o
promote
p h o t o s y n t h e s i s ,
b u t t o match o n e o f t h e p e a k s
o f t h e c a r o t e n o i d s . A s n o t e d i n “ I n ? u e n c e o f UV-B
i r r a d i a
t i o n
on t h e c a r o t e n o i d c o n t e n t o f
V i t i s
v i n i f e r a t i s s u e s , ”
C .
C . S t e e l a n d
M. K e l l e r
( h t t p : / / b s t . p o r t l a n d p r e s s . c o m / b s t / 0 2 8 /
0883/bst028883.htm),
“carotenoid sy nthesis
. . . i s d e p e n
d e n t upon t h e
W a v e l e n g t h
o f v i s i b l e
l i g h t ,
a n d i s
d i m i n i s h e d
u n d e r y e l l o W a n d
r e d
? l t e r s . ”
By
p r o v i d i n g
t h e
o r a n g e 6 1 2 nm l i g h t ,
We
n o t o n l y
p r o m o t e
c r e a t i o n
o f
c a r o t e n o i d s ,
W h i c h
a r e
r e q u i r e d
f o r
p l a n t
h e a l t h , b u t a l s o
a d d
a
l i t t l e
t o p h o t o s y n t h e s i s , s i n c e t h e
c a r o t e n o i d s
p a s s
t h e i r
a b s o r b e d e n e r g y
t o
c h l o r o p h y l l . C a r o
t e n o i d s a r e r e q u i r e d f o r p l a n t h e a l t h d u e t o t h e i r a b i l i t y t o
a b s o r b d e s t r u c t i v e f r e e r a d i c a l s , b o t h f r o m s o l a r damage a n d
f r o m c h l o r o p h y l l p r o du c t i o n ,
W h o s e p r e c u r s o r s
W i l l d a m a g e
p l a n t t i s s u e i n
t h e a b s e n c e o f t h e
c a r o t e n o i d s .
D u r i n g
r e s e a r c h We f o u n d t h a t , b e n e ? c i a l l y ,
t e s t
p l a n t s t u r n e d a
d e e p e r
g r e e n , i . e .
p r o d u c e d more
c h l o r o p h y l l ,
W i t h t h e
a d d i t i o n o f o u r
612
nm l i g h t component. T h i s a b i l i t y
t o
i n c r e a s e
a
p l a n t ’ s
c h l o r o p h y l l c o n t e n t W i t h t h i s
s p e c i ? c
l i g h t
W a v e l e n g t h i s
a n
i m p o r t a n t
a s p e c t
o f o u r i n v e n t i o n .
B l u e l i g h t o f a b o u t 4 6 5 nm, t h i s W a v e l e n g t h b e i n g n o n
c r i t i c a l , i s s t r o n g l y a b s o r b e d b y m o s t
o f
t h e
p l a n t p i g m e n t s ,
7/21/2019 Efficient LED lamp for enhancing commercial and home plant growth
http://slidepdf.com/reader/full/efficient-led-lamp-for-enhancing-commercial-and-home-plant-growth 10/13
U S 6 , 9 2 1 , 1 8 2 B2
3
b u t
i s
p r e f e r a b l y
i n c l u d e d a s
t h e
t h i r d
component
i n o u r
lamp
t o s u p p o r t
p r o p e r p h o t o m o r p h o g e n e s i s ,
o r p l a n t d e v e l o p
m e n t . A n y
LED
e a r t h i s W a v e l e n g t h
W i l l
Work a s
W e l l ,
b u t
t h e 470 nm LEDs r e c ommo nly
a v a i l a b l e
and
l e s s
e xpe n
s i v e
t h a n
many
o t h e r
b l u e
LEDs.
R e g a r d i n g t h e p r o p e r p r o p o r t i o n
f o r
e a c h
W a v e l e n g t h ,
i t i s
k n o W n , f r o m
i n d e p e n d e n t
l a b o r a t o r y
r e s e a r c h , t h a t a
b l u e /
r e d
p r o p o r t i o n o f 6—8 b l u e
t o r e d
i s
o p t i m a l . I n s u n l i g h t
t h e
b l u e / r e d l i g h t p r o p o r t i o n i s a b o u t
30 ,
b u t t h i s i s n o t
r e q u i r e d
b y
p l a n t s .
More t h a n 8 b l u e l i g h t
p r o v i d e s n o
a d d i t i o n a l b e n e ? t , b u t
a d d s
t o
t h e
c o s t o f
t h e
d e v i c e s i n c e
b l u e LEDs r e amo n g t h e most
e x p e n s i v e
t o m a n u f a c t u r e . I n
our
d e v i c e
We i n c l u d e
a b o u t
8 b l u e
l i g h t , Which
i s n e a r
o p t i m a l
f o r
p l a n t d e v e l o p m e n t W h i l e
o f f e r i n g
t h e g r e a t e s t
c o s t s a v i n g s .
Our r e s e a r c h
s h o W e d t h a t b e s t r e s u l t s Were
o b t a i n e d W h e n
t h e
o u t p u t o f
t h e 612
nm range
LEDs n o u r
d e v i c e
Was added t o t h e o u t p u t o f t h e 660 nm r e d LEDs
When
c a l c u l a t i n g
o u r
m o s t
d e s i r e d b l u e / r e d p r o p o r t i on .
Our
lamp
i s i n t e n d e d t o d e l i v e r
a
W e l l mixed b l e n d o f
a l l
t h r e e
o f
t h e W a v e l e n g t h s u s e d
t o
t h e
p l a n t
i t i s i l l u m i n a t i n g .
O t h e r
d e v i c e s Which
a r e i n t e n d e d t o groW
p l a n t s
W i t h L ED s
s o l v e t h i s p r o b l e m b y
c r e a t i n g a l t e r n a t i n g r o W s o f e a c h
W a v e l e n g t h
o f
LED
u s e d , W i t h e a c h LED s t r i n g b e i n g
c omp o s e d o f LE D s
o f
t h e same
W a v e l e n g t h .
I n
t h e s e
o t h e r
d e v i c e s ,
t h o u g h , t h e L ED s
a r e
a r r a n g e d
i n a
s q u a r e
o r
r e c t a n g u l a r bl o c k ,
m a t c h i n g t h e s h a p e
o f
t h e d e v i c e i t s e l f I n
our
c a s e ,
With
a c i r c u l a r d e s i g n ,
t h i s i s
n o t
t h e
mos t e f f e c t i v e
Way t o a l i g n t h e LEDs.
T o
i m p r o v e t h e m a n u f a c t u r a b i l i t y o f o u r c i r c u l a r l a m p , i t
p r o v e d b e t t e r t o u s e
LED
t r i n g s
t h a t mixed W a v e l e n g t h , i . e .
i n s t e a d o f p u t t i n g t h e 660 nm L ED s
i n t o t h e i r
o W n
s t r i n g s ,
We use s t r i n g s t h a t c o n t a i n both 660
nm and
612 nm LEDs,
a n d
i n
o n e
s t r i n g
u s e
a l l t h r e e
W a v e l e n g t h s .
Normally t h i s
i s n ’ t done
b e c a u s e
i t o f f e r s a g r e a t e r p o t e n t i a l f o r h a v i n g a
“ c u r r e n t h o g g i n g ” LED
l t e r
t h e
s t r i n g ’ s
d e s i g n e d o p e r a t i n g
c h a r a c t e r i s t i c s . C u r r e n t h o g s
can
be a problem even W h e n
l l
o f
t h e
LEDs
i n
a s t r i n g a r e o f
t h e
same Wavelength
and
m a n u f a c t u r e , b u t When
t h e
s t r i n g
i s
composed o f a m i x t u r e
o f
W a v e l e n g t h s
t h e c h a n c e s o f h a v i n g
t h i s
p r o b l e m
a r e
i n c r e a s e d . LED t r i n g s o f
mixed
W a v e l e n g t h a r e t o b e u s e d
When t h e s u p p l i e d v o l t a g e a n d
c u r r e n t
i s t i g h t l y c o n t r o l l e d .
R e g a r d i n g p r i o r
a r t f o u n d
d u r i n g o u r s e a r c h e s ,
t h e
mount
i n g
a n d
p l u g
i n
o f a n
LED
r r a y l i g h t module
i n
a
MR-16
o r
t h e l i k e
? x t u r e
i s d i s c l o s e d i n L y s US. P a t . N o . 6 , 3 4 0 , 8 6 8
i n FIGS.
20 and
2 1 .
Lyes
t e a c h e s t h e u s e o f
t h e s e
LED r r a y
m o d u l e s
f o r
a c c e l e r a t i n g p l a n t
g r o W t h ;
s e e F I G S . 92A a n d
92B.
Lys
a l s o t e a c h e s
i n
F I G .
22 t h e u s e o f a 24 v o l t DC
m o d u l e
f o r e n e r g i Z i n g t h r e e LED s t r i n g s c o n n e c t e d i n p a r
a l l e l . LoWrey
U S .
P a t . No. 6 , 5 0 4 , 3 0 1
d i s c l o s e s
a n MR-16
o u t l i n e p a c k a g e f o r a
mixed
W a v e l e n g t h L E D a r r a n g e m e n t ;
o t h e r l i g h t i n g packages s u c h a s
MRC-11
e t c . a r e
mentioned
i n h i s s p e c i ? c a t i o n c o l . 7 . Okuno US. P a t . N o . 4 , 2 9 8 , 8 6 9
d i s c l o s e s
a
c o n v e n t i o n a l
lamp
screW
i n
? x t u r e
f o r t h r e e
p a r a l l e l
LED
s t r i n g s
o f t W o v o l t LEDs
s u p p l i e d
b y 1 9 . 5
v o l t s . The c o n c e p t o f p l a c i n g t h e LE D s v e r y
c l o s e t o
t h e
p l a n t s a s t h e y
g e n e r a t e l i t t l e
h e a t i s t a u g h t i n c o l . 1 o f US.
P a t .
N o .
6 , 4 7 4 , 8 3 8 .
B R I E F
SUMMARY OF
PREFERRED
EMBODIMENTS OF THE
INVENTION
We n a l l y
f o u n d
t h a t t h e p r o p o r t i o n o f
t W e l v e
r e d 660 nm
LEDs l u s
s i x orange 612
nm LEDs and one
b l u e 470
nm
LED
Was o p t i m a l .
Our
p r e f e r r e d c i r c u l a r lamp c a n h o l d tWo
o f
t h e s e
o p t i m a l s e t s o f LEDs,
r e s u l t i n g
i n
a
d e v i c e W i t h
t W e n t y - f o u r
r e d
660
nm
EDs,
t W e l v e o r a n g e 612 nm
EDs,
and tWo b l u e
470
nm LEDs. A l s o , We used mixed LED
10
1 5
20
25
30
35
40
45
50
55
60
6 5
4
s t r i n g s
t h a t
c o n t a i n e d b o t h t y p e s o f
LEDs
f o r
e n h a n c e d
W a v e l e n g t h
m i x i n g .
We
s e d LEDs h a v i n g
t W o beam s p r e a d s o f
1 5 ° a n d
3 0 ° ,
i n e q u a l p r o p o r t i o n s , f o r b o t h t h e 660 nm L ED s
a n d
612 nm
LEDs.
W h e n d i r e c t e d p e r p e n d i c u l a r
t o t h e
u p p e r s u r f a c e o f
m a t u r e c o t t o n p l a n t l e a v e s , We f o u n d t h a t a quantum
l i g h t
s e n s o r p l a c e d
b e l o W
t h e
l e a f
r e g i s t e r e d
10
l i g h t
t r a n s m i s
s i o n f o r t h e 3 0 0
LEDs,
a n d 80 l i g h t t r a n s m i s s i o n f o r t h e
1 5 °
LED, a n d f u l l y 50 o f t h e o r a n g e / r e d s p e c t r u m p r i m a
r i l y u s e d f o r
p h o t o s y n t h e s i s Was t r a n s m i t t e d
t h r o u g h
t h e
u p p e r
l e a f
c a n o p y ,
making
t a v a i l a b l e t o s u p p o r t
p h o t o s y n
t h e s i s i n
l e a v e s
b e l o W .
Another a s p e c t o f
o u r
i n v e n t i o n r e s u l t s
i n
c o n t r o l o f p l a n t
g r o W t h r a t e s
b y
s e l e c t i v e l y p o s i t i o n i n g o u r
LED
l a m p s
e m i t t i n g b l u e
l i g h t
a t v a r y i n g
d i s t a n c e s
f r o m t h e g r o W i n g
p l a n t s f o r c o n t r ol l i n g p l a n t g r o W t h
r a t e s
t h a t
v a r y
i n p r o
p o r t i o n
W i t h t h e s e d i s t a n c e s . By d j u s t i n g p l a n t g r o W t h r a t e s
We can c o n t r o l i n v e n t o r y ; i f c u r r e n t s a l e s
a r e
s l o W ,
We can
i n h i b i t g r o W t h r a t e s t o p r e s e r v e t h e p r o p e r l y s i Z e d
c o n t i n u
o u s l y i l l u m i n a t e d p l a n ts o v e r
g r e a t e r
e x t e n d e d t i m e p e r i o d s
f o r l a t e r s a l e s .
B R I E F
DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
O t h e r
f e a t u r e s
a n d a d v a n t a g e s o f t h e i n v e n t i o n
W i l l
become more a p p a r e n t upon
s t u d y
o f
t h e
f o l l o W i n g
d e t a i l e d
d e s c r i p t i o n t a k e n i n c o n j u n c t i o n W i t h t h e d r a W i n g s i n W h i c h :
F I G . 1 d i s c l o s e s
f o u r
s t r i n g s o f d i o d e s c o u p l e d
t o
t h e
p o W e r
s u p p l y ;
F I G . 2
d i s c l o s e s
t h e
d i o d e s o f
F I G .
1 p o s i t i o n e d W i t h i n a
c i r c u l a r
l a m p ;
F I G . 2a d i s c l o s e s
a t a b l e f o r
u s e
i n u n d e r s t a n d i n g F I G . 2 ;
FIG. 3 d i s c l o s e s
a
graph s h oWi n g
a c u r v e
o f
t h e
Wave
l e n g t h
s p e c t r u m o f t h e l a m p o u t p u t o f
o u r i n v e n t i o n i n
i t s
p r e f e r r e d
e m b o d i m e n t ;
F I G .
4 i l l u s t r a t e s t h e mixed
beam s p r e a d
f e a t u r e
o f
t h e
i n v e n t i o n ;
F I G S . 5 a
a n d 5 b , 6 , a n d 7 a
a n d 7 b , shoW
v a r i o u s a s p e c t s
o f c o n t r o l l i n g g r o W t h r a t e s e m p l o y e d i n c o n n e c t i o n
W i t h
t h e
i n v e n t i o n .
DETAILEDDESCRIPTION OF
PREFERRED
EMBODIMENTS OF
THE INVENTION
F i v e l i g h t W a v e l e n g t h s commonly knoWn t o m a t c h t h e
a b s o r p t i o n
p e a k s o f p l a n t p i g m e n t s W e r e i d e n t i ? e d : 4 3 0 n m
( b l u e ,
n e a r u l t r a v i o l e t ) , 450
nm—470 nm
( b l u e ) , 570
nm
( l i m e g r e e n ) , 6 1 0 n m ( o r a n g e ) ,
a n d
6 6 0 n m r e d ) . Our
e x p e r i m e n t a l
e f f o r t s
i n
t u r n i n g t h e o r y
i n t o
p r a c t i c e
t o
s e l e c t
t h e b e s t c o m p o n e n t s , Was a n y t h i n g b u t s t r a i g h t f o r W a r d , a n d
h a s
t a k e n t h e b e t t e r p a r t
o f
a y e a r t o b r i n g t o i t s c u r r e n t l e v e l
o f d e v e l o p m e n t . Our
? n a l
t e s t r e s u l t s have a l l o W e d u s t o
e l i m i n a t e t h e
570
nm i m e green LED. This l e f t us With t h e
f o l l o W i n g
mix i n o u r p r e f e r r e d
e m b o d i m e n t :
1 2 > < 6 6 0 n m
( R e d ) ,
3 0 °
beam a n g l e s p r e a d ;
1 2 > < 6 6 0 n m ( R e d ) , 1 5 ° beam a n g l e s p r e a d ;
6 > < 6 1 2 n m
( O r a n g e ) ,
3 0 °
beam a n g l e s p r e a d ;
6 > < 6 1 2 n m ( O r a n g e ) ,
1 5 °
beam
a n g l e s p r e a d ;
a n d
2 > < 4 6 5 n m ( B l u e ) , 3 0 °
beam
a n g l e s p r e a d ; a l l a s
shoWn
i n
F I G S . 1 , 2 , a n d 2 A .
We n a l l y
d e t e r m i n e d t h a t
t h e s u p e r i o r
r e s u l t s We
Were
s e e i n g Were
n o t c a u s e
by
t h e 570
nm
reen
LEDs,
and our
r e s u l t s
W e r e
s u b s t a n t i a l l y i m p r o v e d u s i n g
t h e W a v e l e n g t h
mix shoWn a b o v e .
The
number o f v a r i a b l e s We Were t e s t i n g
made i t d i f f i c u l t
t o
i s o l a t e t h e
e x a c t e f f e c t s
c a u s e d
by
t h e
d i f f e r e n t l i g h t
W a v e l e n g t h s
u s e d , a n d i t h a s o n l y j u s t
b e c o m e
a p p a r e n t
t h a t
t h e
5 7 0
n m
i g h t W a v e l e n g t h
Was
s u p e r ? u o u s .
7/21/2019 Efficient LED lamp for enhancing commercial and home plant growth
http://slidepdf.com/reader/full/efficient-led-lamp-for-enhancing-commercial-and-home-plant-growth 11/13
U S 6 , 9 2 1 , 1 8 2 B2
5
R e s e a r c h
i n t o p l a n t g r o w t h
u s i n g t h i s
? n a l
l i g h t
f r e q u e n c y
mix showed t gave s u p e r i o r r e s u l t s o v e r o u r
e a r l i e r
r e s e a r c h .
The
p l a n t s g r o W n ,
p a r t i c u l a r l y c o t t o n a n d m i n i a t u r e
r o s e s ,
became
d a r k g r e e n
i . e . g e n e r a t e d l a r g e a m o u n t s o f
c h l o r o p h y l l ) ,
h a d b r o a d r a t h e r t h a n n a r r o W l e a v e s , main
t a i n e d h e a l t h y l e a v e s i n
t h e u n d e r s t o r y
o f
t h e
l e a f c a n o p y ,
a n d h a d s h o r t l e a f i n t e r n o d e s ,
W h i l e
g r o W i n g v i g o r o u s l y .
The graph o f F I G .
3
shoWs
a s o l i d l i n e
c u r v e 20 o f t h e
W a v e l e n g t h d i s t r i b u t i o n o u t p u t o f
o u r
i n v e n t i o n i n
i t s
p r e
f e r r e d
e m b o d i m e n t c o m p a r e d t o t h e a b s o r p t i o n s p e c t r u m
c u r v e
24
o f c h l o r o p h y l l
A
and a b s o r p t i o n c u r v e 22 o f
c h l o r o p h y l l
B
2 2 ,
t h e W a v e l e n g t h s
W h i c h
m o s t
e f ? c i e n t l y
d r i v e p h o t o s y n t h e s i s r a n g e betWeen 600
nm and
700 nm,
Which c l o s e l y
m a t c h e s t h e
o u t p u t
p e a k s o f o u r i n v e n t i o n .
E v e n
t h o u g h
c h l o r o p h y l l h a s i t s s t r o n g e s t a b s o r p t i o n i n
t h e
b l u e
W a v e l e n g t h s , t h e s e W a v e l e n g t h s a r e v e r y i n e f ? c i e n t f o r
d r i v i n g
t h e
p h o t o s y n t h e t i c p r o c e s s e s .
The
s m a l l amount o f
b l u e i n o u r i n v e n t i o n , i s n o t
u s e d t o
d r i v e t h e p h o t o s y n t h e t i c
p r o c e s s , b u t
i s
i n s t e a d
u s e d
t o promote p r o p e r p l a n t mor
p h o l o g y . T h u s , o u r ? n a l LED W a v e l e n g t h mix c o v e r s
t h e
a b s o r p t i o n
p e a k s f o r
b o t h
c h l o r o p h y l l
A n d
c h l o r o p h y l l
B .
The 465—470 nm L E D s a l s o s u p p l y e n e r g y t o
t h e tWo
c h l o r o p h y l l s ,
a s
W e l l
a s t h e
c a r o t e n o i d s , b u t
i n e f ? c i e n t l y .
The main
p u r p o s e
o f t h e
465
nm
l i g h t
i s t o s u p p o r t
p h o t o m o r p h o l o g y , p r o m o t i n g a s h o r t , c o m p a c t g r o W t h
p a t t e r n , b r o a d
l e a v e s ,
a n d t h i c k
s t e m s .
The
amount o f
b l u e
l i g h t
( 4 6 0 n m o
4 7 0
nm) p r o v i d e d i s o p t i m a l l y 6
o
8 o f
t h e p r o v i d e d amount o f o r a n g e / r e d l i g h t W i t h i n t h e
6 0 0
n m
t o
700 n m
r a n g e .
S u n l i g h t i s a p p r o x i m a t e l y
30
i g h t i n
t h e
b l u e p o r t i o n
o f
t h e
s p e c t r u m ,
b u t i t h a s b e e n
shoWn b y
u n i v e r s i t y r e s e a r c h e r s
t h a t
a m o u n t s
h i g h e r t h a n 8 p r o v i d e
n o
a d d i t i o n a l
b e n e ? t .
A s
shoWn
i n F I G . 1 ,
o u r p r e f e r r e d c i r c u l a r l a m p
embodi
m e n t
c o n t a i n s t h i r t y - e i g h t LEDs,
a s
f o l l o W s : 12
narroW
beam
a n g l e r e d
LEDs
l a b e l e d
r , 1 2 W i d e beam
a n g l e r e d
LEDs a b e l e d r - ,
6
narroW b eam
orange
LEDs
a b e l e d 0 , 6
Wide beam o r a n g e L ED s l a b e l e d 0 - , and 2 Wide beam
b l u e
L ED s
l a b e l e d
b .
The
c i r c u i t o f F I G .
1 f o r d r i v i n g t h e LEDs i n c l u d e s
r e g u l a t e d 2 4 v o l t
DC
poWer
s o u r c e
1 0 t h a t s u p p l i e s t h r e e
s t r i n g s o f t e n L E D s , 1 2 , 1 4 , a n d 1 6 , a n d o n e s t r i n g
o f
e i g h t
LEDs
1 8 . Each s t r i n g c o n t a i n s a mix o f
t h e LED
Wave
l e n g t h s a n d beam s p r e a d s u s e d i n
t h e
i n v e n t i o n ,
d e n o t e d
‘ r ’
f o r
1 5 °
beam s p r e a d 6 6 0 n m
( n a r r o W
beam
r e d ) ,
‘ r - ’
f o r 3 0 °
beam s p r e a d 6 6 0 n m ( W i d e beam r e d ) ,
‘ 0 ’ f o r
1 5 ° beam
s p r e a d
6 1 2 n m
( n a r r o W
beam o r a n g e ) ,
‘ 0 - ’ f o r 3 0 °
beam
s p r e a d 6 1 2 n m ( W i d e beam o r a n g e ) ,
a n d ‘ b ’ f o r
3 0 ° beam
s p r e a d
4 6 5 n m ( W i d e
beam
b l u e ) .
F I G .
2
s c h e m a t i c a l l y i n d i c a t e s a t y p i c a l s p a t i a l d i s t r i b u
t i o n o f t h e LE D s 1 3 o f
F I G .
1 , a s vieWed l o o k i n g i n t o
c i r c u l a r
l a m p 1 1
c o n t a i n i n g
t h e L E D s .
F I G .
2 , a l o n g
W i t h
t h e
t a b l e
o f F I G .
2 a ,
i n d i c a t e s
t h e
p e a k
W a v e l e n g t h s a n d beam
a n g l e s
o f l i g h t e m i s s i o n f r o m t h e
v a r i o u s
LEDs i n a
t y p i c a l
a r r a n g e m e n t
f o r
p r o v i d i n g
g o o d
m i x i n g .
L E D s a r e manufactured t o
e m i t
l i g h t
W i t h a
p a r t i c u l a r
v i e W i n g
a n g l e , o r beam s p r e a d .
T y p i c a l l y
t h e n a r r o W e r t h e
beam s p r e a d t h e h i g h e r t h e l i g h t
p r e s s u r e
o r i n t e n s i t y
p r o d u c e d , a n d v i c e v e r s a . I f t h e beam s p r e a d
i s
t o o n a r r o W ,
t h e l i g h t
f r o m
a d j a c e n t
LEDs
may n o t o v e r l a p ,
l e a v i n g
g a p s
i n t h e i l l u m i n a t i o n a r e a .
F o r a
p l a n t g r o W i n g l i g h t t h i s Would
n o t b e a p p r o p r i a t e . C o n v e r s e l y ,
i f t h e
beam s p r e a d i s t o o
W i d e , t h e i l l u m i n a t i o n a r e a W i l l b e
t o o
l a r g e ,
c o v e r i n g a r e a s
beyond t h e p l a n t ’ s
l e a f
c a n o p y , s o
a g r e a t
d e a l o f l i g h t W i l l
b e W a s t e d .
We
e l e c t e d
LEDs Which
W o u l d ,
i n
o u r
p r e f e r r e d
embodiment
f o r
g e n e r a l u s e ,
p r o v i d e a
c i r c l e
o f
i l l u m i n a t i o n
a p p r o x i m a t e l y
10—12 i n c h e s Wide a t a d i s t a n c e
o f
t e n i n c h e s
from t h e l i g h t
s o u r c e .
S i n c e o u r p r e f e r r e d
embodiment
i s
10
1 5
20
25
30
35
40
45
50
55
60
6 5
6
s m a l l e r t h a n 3 “ i n d i a m e t e r , 100 i l l u m i n a t i o n c o v e r a g e
o f
many
s i Z e a r e a s f o r
commercial u s e and
i n
t h e h o m e i s
p o s s i b l e .
G r o W e r s
e m p l o y i n g
a r t i ? c i a l
l i g h t
s o u r c e s
f o r g r o W i n g
p l a n t s a r e c a u t i o n e d t o u s e
? u o r e s c e n t
l i g h t i n g
o n l y f o r
s e e d l i n g s ,
a n d
t o
s W i t c h
t o H i g h
I n t e n s i t y D i s c h a r g e o r
H i g h
P r e s s u r e Sodium lamps a f t e r t h e p l a n t s a r e 1 2 “
t o
1 8 “
t a l l .
F l u o r e s c e n t l i g h t i n g i s
p r e f e r r e d
b e c a u s e o f
i t s
l o W e r e n e r g y
c o s t , b u t
i t h a s
s u c h
a
loW l i g h t o u t p u t t h a t n o n e o f t h e l i g h t
s t r i k i n g t h e
u p p e r
l e a f
canopy
c a n p e n e t r a t e t o t h e l o W e r
l e a v e s , c a u s i n g s p i n d l y g r o W t h . HID a n d UPS i g h t s p r o d u c e
a d e q u a t e
l i g h t
t o p e n e t r a t e a
number o f
l a y e r s
o f
l e a f
c a n o p y ,
b u t a t a
mu c h
h i g h e r
e n e r g y
c o s t . The
h i g h
t e m p e r a t u r e o f
HID a n d
HPS
l i g h t i n g
t h e q u a r t Z e n v e l o p e o f
t h e
b u l b
e x c e e d s t e m p e r a t u r e s o f 1 5 0 0 ° i s
a l s o more
d a n g e r o u s
f o r t h e i m m a t u r e s t e m s
a n d
l e a v e s
o f
s e e d l i n g s .
U n l i k e
c o n v e n t i o n a l
l i g h t b u l b s , LE D s a r e
m a n u f a c t u r e d
t o
p r o d u c e a d i r e c t e d beam o f l i g h t , W i t h a v i e W i n g
a n g l e ,
o r
b eam s p r e a d , r a n g i n g
f rom
a s l i t t l e a s
5 °
t o
o v e r
1 2 0 ° . We
h a v e t a k e n
a d v a n t a g e
o f t h i s
c h a r a c t e r i s t i c
o f LEDs t o
p r o d u c e a p l a n t
g r o W i n g l i g h t s o u r c e
W h i c h
c o m b i n e s
l o W
poWer
c o n s u m p t i o n W i t h t h e
a b i l i t y t o p e n e t r a t e
t h e
u p p e r
l e a f
c a n o p y a n d
p r o v i d e a de q u a t e
l i g h t
t o
l o W e r
l e a f
l e v e l s .
A s shoWn
i n F I G . 4 ,
a
Wide beam LED 6
d i r e c t s i t s
l i g h t
b eam
28
o n t o
t h e
upper s u r f a c e o f a l e a f
3 8 .
Measurements
made t a p o i n t beloW t h e l e a f 30 shoW o n l y 10
o f
t h e l i g h t
p a s s e s t h r o u g h t h e l e a f
t o
b e
a v a i l a b l e t o
t h e
l e a v e s
b e l o W .
A arroW
beam
LED
32
d i r e c t s i t s l i g h t
beam 34
o n t o
t h e
upper s u r f a c e o f l e a f 3 8 . I n t h i s c a s e ,
measurements
mad e
a t
a
p o i n t beloW
t h e l e a f a t 36
shoW
80 o f t h e
l i g h t
p a s s e s
t h r o u g h t h e l e a f t o b e a v a i l a b l e t o t h e
l e a v e s
b e l o W . W h e n
u s e d i n a 1 : 1 mix o f Wide t o
narrow
beam LEDs, a p p r o x i
m a t e l y 50
o f
t h e s u p p l i e d l i g h t
i s
a v a i l a b l e t o t h e
l o W e r
l e v e l s
o f
t h e
p l a n t c a n o p y .
M o r e
s p e c i ? c a l l y , We u s e d tWo
beam
s p r e a d s ,
1 5 °
a n d 3 0 ° ,
i n
e q u a l p r o p o r t i o n s , f o r
b o t h
t h e
660 nm LEDs and 612 nm
LEDs.
When d i r e c t e d pe r pe n
d i c u l a r t o t h e u p p e r s u r f a c e
o f
m a t u r e c o t t o n p l a n t l e a v e s , We
f o u n d
t h a t a
quantum
l i g h t
s e n s o r p l a c e d
beloW
t h e l e a f
r e g i s t e r e d 10 l i g h t t r a n s m i s s i o n
f o r
t h e 3 0 ° L E D s , a n d
80 l i g h t t r a n s m i s s i o n f o r t h e 1 5 ° LEDs. U s i n g o u r f u l l y
f u n c t i o n a l p r o t o y p e d e s c r i b e d
a b o v e , We f o u n d
t h a t
f u l l y
50 o f t h e
o r a n g e / r e d
s p e c t r u m , p r i m a r i l y u s e d f o r
p h o t o s y n t h e s i s ,
Was
t r a n s m i t t e d t h r o u g h t h e u p p e r l e a f
c a n o p y , m a k i n g
i t a v a i l a b l e t o s u p p o r t p h o t o s yn t h e s i s i n
l e a v e s b e l o W .
T h e s e beam a n g l e s may v a r y someWhat d e p e n d i n g
on
t h e
d i s t a n c e
o f
t h e p l a n t s
f r o m t h e
l a m p s .
F o r e x a m p l e , t h e
l a m p
may b e mounted upon t h e c e i l i n g
o f
a h o m e and d i r e c t e d a t
a p l a n t o n a
t a b l e . I n t h i s c a s e t h e a n g l e s W i l l be
reduced
f r o m
3 0 /
1 5 d e g r e e s b u t
t h e
p r e f e r r e d r a t i o
o f beam
a n g l e s
o f
tWo
t o o n e
W i l l
r e m a i n .
Wh e r e t h e
lamp
i s
d i r e c t l y
mounted
u p o n a n a q u a r i u m t a n k h a v i n g p l a n t s t h e r e i n
f o r
e x a m p l e ,
t h e beam
s p r e a d
a n g l e s c o u l d b e i n c r e a s e d r a t h e r t h a n
d e c r e a s e d .
A t
a
d i s t a n c e o f t e n i n c h e s from
a p l a n t ,
t h e d i s t a n c e
a t
Which
o u r
t e s t s Were
c o n d u c t e d , t h e
lamp
o f
FIGS. 1 and 2
p r o d u c e d
a
c i r c l e o f l i g h t
10—12 i n c h e s
i n d i a m e t e r .
I f a
p l a n t
i s p l a c e d
b e l o W
t h e l a m p , o n l y a p a r t o f t h e
p l a n t
i s W i t h i n
t h e
c i r c l e
o f l i g h t
a n d t h e
r e s t o f
t h e
p l a n t i s
o u t s i d e , t h e
p o r t i o n s o f t h e p l a n t o u t s i d e t h e l i g h t
W o u l d
b e
e x p e c t e d
t o
groW t a l l e r and b e n d toWards t h e l i g h t . A s
s e e n
i n
o u r
r e s e a r c h ,
t h i s u n d e s i r e d r e s u l t d i d n o t
h a p p e n W i t h p l a n t s
groWn
u n d e r o u r l a m p . I n s t e a d , t h e p o r t i o n s o f t h e
p l a n t
o u t s i d e t h e c i r c l e o f
l i g h t s i m p l y s t o p p e d g r o W i n g
b u t
r e m a i n e d
h e a l t h y .
I t a p p e a r s t h a t i f a
p o r t i o n
o f a
p l a n t
r e c e i v e s s u f ? c i e nt b l u e l i g h t
a t
470 nm, u n d e s i r e d
s t e m
e l o n g a t i o n i s i n h i b i t e d
f o r t h e
e n t i r e p l a n t . Our i n v e n t i o n
7/21/2019 Efficient LED lamp for enhancing commercial and home plant growth
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U S 6 , 9 2 1 , 1 8 2 B2
7
p r o v i d e s t h i s
e f f e c t ,
Which
c a n b e
u s e f u l i n
c o m m e r c i a l p l a n t
g r o w i n g
a p p l i c a t i o n s
W h e r e
p l a n t s
p l a c e d a l o n g t h e
p e r i p h
e r y
o f
t h e
i l l u m i n e d
a r e a
may b e o n l y p a r t i a l l y b e n e a t h
t h e
l i g h t . A s l o n g a s a p l a n t i s a t l e a s t p a r t i a l l y
i l l u m i n a t e d by
o n e o f o u r l i g h t s i t W i l l r e m a i n h e a l t h y
W i t h o u t
shoWing t h e
m o r p h o l o g y
t y p i c a l o f
u n d e r - i l l u m i n a t e d p l a n t s s t r o n g p h o
t o t r o p i s m a n d u n W a n t e d s t e m e l o n g a t i o n ) .
F I G . 5A h o W s t W o p o t t e d p l a n t s g r o W i n g
u n d e r
o u r l a m p
t o i l l u s t r a t e t h i s e f f e c t . At t i m e A , a
p l a n t
4 0 , Which i s
c o m p l e t e l y
W i t h i n
t h e
i l l u m i n a t i o n a r e a 5 4
o f
t h e
l i g h t
5 2 , i s
t h e
same s i Z e a s a n o t h e r
p l a n t
4 2
Which
i s o n l y p a r t i a l l y
W i t h i n t h e
i l l u m i n a t i o n
a r e a 54 o f t h e l i g h t 5 2 . I n
F I G .
S E ,
a t t i m e B , t h e
? r s t p l a n t
4 0 h a s
groWn u n i f o r m l y ,
W h i l e o n l y
t h e
p o r t i o n
o f t h e s e c o n d p l a n t 4 2 W i t h i n t h e c o n e o f
l i g h t
5 4
f r o m l i g h t
5 2 h a s g r o W n .
The
p o r t i o n
o f t h e
s e c o n d
p l a n t 4 2
o u t s i d e
t h e
l i g h t
5 4,
W h i l e
u n c h a n g e d , i s
s t i l l
h e a l t h y .
T h i s
e f f e c t can be
s h o W n
over
a
p e r i o d o f
s e v e r a l
Weeks.
I n v e n t o r y C o n t r o l
b y A d j u s t i n g
P l a n t
G r o W t h R a t e
I t
i s knoWn
t h a t t h e amount o f 470
nm
l u e
l i g h t
r e a c h i n g
a p l a n t
a f f e c t s
i t s morphology, i . e . a loW amount o f 470 nm
l i g h t
p r o d u c e s l o n g e r
s t e m i n t e r n o d e s , W h i l e
a l a r g e r
a m o u n t
o f
470
nm
i g h t
p r o d u c e s s h o r t e r s t e m i n t e r n o d e s . I t i s a l s o
knoWn t h a t
b e c a u s e
LED l i g h t i n g
i s
much c o o l e r
t h a n
c o n v e n t i o n a l p l a n t l i g h t i n g s o u r c e s , a n LED-based p l a n t
l i g h t
can be
p l a c e d m u c h c l o s e r t o a
p l a n t t h a n
a c o n ve n
t i o n a l p l a n t l i g h t , W i t h a
r e s u l t i n g
i n c r e a s e i n
l i g h t
i n t e n s i t y
f a l l i n g o n
t h e p l a n t ’ s l e a v e s . We o u n d
t h a t
p l a n t s
t e n d t o
groW t o W i t h i n a n
i n c h
o r s o o f t h e l i g h t ,
sloWing
a s t h e y
a p p r o a c h t h e
l a m p i . e .
t h e
s t e m i n t e r n od e l e n g t h c o n t i n u e s
t o
d e c r e a s e a s t h e
l i g h t
i n t e n s i t y
i n c r e a s e s When
t h e
p l a n t s
g r o W
c l o s e r t o t h e
l i g h t
s o u r c e ) , u n t i l
t h e y
n e a r l y s t o p
groWing
W h e n W i t h i n a n i n c h o r s o
o f
t h e l i g h t s . T h i s
i s
an
i m p o r t a n t
f e a t u r e
o f o u r
i n v e n t i o n f o r c o m m e r c i a l p l a n t
g r o W i n g o p e r a t i o n s ,
W h e r e
p l a n t s W h i c h o v e r g r o W t h e i r
p o t s
c a n ’ t b e s o l d a n d a r e t y p i c a l l y
d i s c a r d e d .
T h u s ,
t h i s f e a t u r e
o f o u r i n v e n t i o n Would a l l o W
a
commercial
greenhouse
t o
m a i n t a i n
t h e i r
p l a n t s
a t
t h e i r
optimum
s i Z e f o r
a n
e X t e n d e d
p e r i o d s i m p l y b y
l o W e r i n g
t h e l i g h t s t o
a
p o i n t n e a r
t h e
t o p s
o f t h e p l a n t s .
F I G .
6
s h o W s a p o t t e d
p l a n t 5 0
g r o W i n g
W i t h i n
t h e l i g h t
c o n e
5 4 p r o d u c e d by
o u r
lamp 5 2 . The l o W e r i n t e r n o d e 5 6
i s much
l o n g e r t h a n
t h e
i n t e r n o d e
a t t h e
t o p o f
t h e
p l a n t 5 8 ,
Which i s
a p p r o x i m a t e l y
tWo i n c h e s f r o m o u r lamp 5 2 . The
amount o f 470
n m
i g h t t h e p l a n t
i s
r e c e i v i n g a t i t s t i p 5 8
i s
a t l e a s t
s e v e n t y t i m e s
more
i n t e n s e t h a n What i t r e c e i v e s
a t
i t s
b a s e 6 0 . The
i n t e r n o d e s
t h e n b e c om e s o s m a l l t h e p l a n t ’ s
h e i g h t c h a n g e s o n l y v e r y s l o W l y o v e r t i m e .
A s
s h oW n
i n F I G . 7 - A , a t
t i m e
A, t h e l i g h t
s o u r c e
52 o v e r
t h e ? r s t
p l a n t
6 2 i s
l o W e r e d c l o s e t o
t h e
p l a n t , W h i l e t h e l i g h t
s o u r c e 52 o v e r t h e second p l a n t 60
i s
n o t . A s s h o W n i n
F I G .
7 - B ,
a t
t i m e B ,
Which may b e s e v e r a l Weeks l a t e r , t h e ? r s t
p l a n t
6 2
s h o W s
l i t t l e
c h a n g e
i n
s i Z e ,
W h i l e
t h e
s e c o n d
p l a n t
6 0
h a s
groWn c o n s i d e r a b l y
d u r i n g
t h e
same t i m e
p e r i o d .
The
d i f f e r e n c e i s
t h e
g r e a t l y
i n c r e a s e d amount o f
470 nm
l u e
l i g h t
r e a c h i n g
t h e ? r s t p l a n t 6 2 , W h i c h
s h o r t e n s
t h e
i n t e r n o d e
s t e m
l e n g t h ,
t h u s k e e p i n g i t s h o r t . T h i s
f e a t u r e W i l l
a l l o W
c o m m e r c i a l p l a n t g r o W e r s t o “ h o l d ”
t h e
s i Z e o f p l a n t s , i f
n e c e s s a r y ,
u n t i l t h e y
c a n b e
s h i p p e d .
O t h e r W i s e , t h e y
W o u l d
o v e r g r o W t h e i r p o t s
a n d
b e
s p o i l e d .
T h e
r e s u l t i n g
i n v e n t o r y
c o n t r o l i s
o f c o u r s e
o f
g r e a t
i m p o r t a n c e i n r u n n i n g a p l a n t
g r o W i n g b u s i n e s s .
T h u s , d u r i n g
a n e X t e n d e d
t i m e
p e r i o d
o f
t y p i c a l l y
s e v e r a l
W e e k s , We
s e l e c t i v e l y
p o s i t i o n o u r
LED l a m p s h a v i n g
a
s u b s t a n t i a l
amount
o f
b l u e l i g h t a t v a r y i n g d i s t a n c e s f r o m
g r o W i n g p l a n t s
f o r c o n t r o l l i n g p l a n t g r o W t h r a t e s t h a t v a r y
1 5
25
35
40
45
55
6 5
8
W i t h
s a i d d i s t a n c e s . T h i s t a k e s
a d v a n t a g e
o f t h e
p r o p e r t y
o f
LEDs
o
remain c o o l s o t h a t t h e y c a n b e p o s i t i o n e d c l o s e t o
t h e t o p s
o f
t h e p l a n t s
a s
d e s c r i b e d a b o v e .
S i n c e
v a r i a t i o n s
o f t h e f o r e g o i n g
may b e
a p p a r e n t
t o t h e
Worker
i n
t h e a r t , t h e s c o p e
o f
t h e
i n v e n t i o n
i s t o b e
l i m i t e d
s o l e l y t o t h e
t e r m s
o f t h e f o l l o W i n g
c l a i m s
a n d
e q u i v a l e n t s
t h e r e o f .
We
l a i m :
1 .
A a m p f o r f a c i l i t a t i n g p l a n t
g r o W t h
c o m p r i s i n g :
a ) a ? r s t s e t
o f
o r a n g e
l i g h t
e m i t t i n g
d i o d e s
( L E D s )
h a v i n g a p e a k W a v e l e n g t h e m i s s i o n
o f
a b o u t 6 1 2
n a n o m e t e r s ( n m ) ; a n d
b ) a s e c o n d s e t o f r e d l i g h t e m i t t i n g d i o d e s ( L E D s )
h a v i n g
a
peak W a v e l e n g t h e m i s s i o n o f
a b o u t
6 6 0
nm.
2 .
The
lamp
o f c l a i m
1 W h e r e i n
a b o u t
h a l f
o f
t h LE D s
o f
t h e
? r s t a n d
s e c o n d
s e t
o f LEDs h a v e a beam s p r e a d a n g l e
o f a b o u t t h i r t y d e g r e e s a n d
t h e r e m a i n i n g
h a l f o f
t h e
LEDs
o f
s a i d
? r s t
and second s e t
o f L ED s
have a beam
s p r e a d
a n g l e
o f a b o u t ? f t e e n
d e g r e e s .
3 .
The lamp
o f c l a i m
1 W h e r e i n
a b o u t
h a l f
o f
t h e LEDs
o f
s a i d
l a m p h a v e a g i v e n
beam
a n g l e
s p r e a d
a n d
t h e r e m a i n i n g
h a l f o f t h e LEDs h a v e
a
s e c o n d beam a n g l e s p r e a d o f a b o u t
d o u b l e
t h e ? r s t
beam
a n g l e
s p r e a d .
4 . The lamp o f
c l a i m
1 W h e r e i n s a i d LEDs a r e
a r r a n g e d
i n s e r i a l s t r i n g s
o f LEDs o f
miXed l i g h t e m i t t i n g Wave
l e n g t h s .
5 . The l a m p o f c l a i m 1
W h e r e i n
t h e t o t a l
l i g h t
o u t p u t
o f
t h
? r s t s e t o f LEDs i s a b o u t
h a l f
t h e
t o t a l
l i g h t o u t p u t o f t h e
second
s e t
o f
LEDs.
6 . The
lamp
o f
c l a i m
5
W h e r e i n a b o u t
h a l f o f t h LE D s o f
t h ? r s t a n d s e c o n d s e t
o f LEDs
h a v e a
beam
s p r e a d a n g l e o f
a b o u t t h i r t y
d e g r e e s
a n d t h e r e m a i n i n g
h a l f
o f
t h e LEDs
o f
s a i d ? r s t a n d s e c o n d
s e t
o f L ED s h a v e a
beam
s p r e a d a n g l e
o f a b o u t
? f t e e n d e g r e e s .
7 .
The lamp o f c l a i m 5 W h e r e i n a b o u t h a l f o f t h LE D s o f
s a i d
l a m p h a v e a g i v e n
beam
a n g l e
s p r e a d
a n d
t h e r e m a i n i n g
h a l f o f t h e
LEDs
h a v e
a
s e c o n d beam
a n g l e
s p r e a d o f a b o u t
d o u b l e
t h e ? r s t
beam
a n g l e
s p r e a d .
8 . The lamp o f
c l a i m 5 W h e r e i n s a i d
LEDs
a r e a r r a n g e d
i n
s e r i a l s t r i n g s o f
LEDs
o f miXed
l i g h t
e m i t t i n g Wave
l e n g t h s .
9 . The
lamp
o f c l a i m 1 i n c l u d i n g a t h i r d
s e t
o f
LE D s
e m i t t i n g
b l u e l i g h t .
1 0 . The lamp
o f c l a i m
9 W h e r e i n
a b o u t
h a l f
o f t h e LE D s
o f
t h e
? r s t a n d s e c o n d
s e t o f LE D s
h a v e a beam s p r e a d a n g l e
o f a b o u t
t h i r t y
d e g r e e s a n d t h e r e m a i n i n g
h a l f
o f t h e
LEDs
o f
s a i d ? r s t
a n d
s e c o n d
s e t o f LE D s
h a v e
abeam s p r e a d a n g l e
o f a b o u t
? f t e e n d e g r e e s .
1 1 .
The lamp
o f c l a i m
9 W h e r e i n
a b o u t h a l f o f
t h e LE D s
o f s a i d
l a m p
h a v e a g i v e n beam a n g l e s p r e a d a n d
t h e
r e m a i n i n g h a l f
o f
t h e LEDs
h a v e
a
s e c o n d beam
a n g l e
s p r e a d o f a b o u t d o u b l e t h e ? r s t beam
a n g l e
s p r e a d .
1 2 . The lamp o f
c l a i m
9 W h e r e i n s a i d LE D s a r e a r r a n g e d
i n s e r i a l
s t r i n g s
o f
LEDs
o f miXed l i g h t e m i t t i n g Wave
l e n g t h s .
1 3 . The
l a m p o f
c l a i m
9
W h e r e i n t h e
t o t a l
l i g h t o u t p u t
o f
t h e t h i r d
s e t
o f LEDs s a b o u t e i g h t
p e r c e n t
o f t h e t o t a l
l i g h t
o u t p u t o f
t h e L ED s
o f
t h e ? r s t
a n d s e c o n d
s e t
o f LEDs.
1 4 .
The lamp
o f c l a i m 1 3
W h e r e i n
a b o u t
h a l f
o f t h e LE D s
o f
t h e
? r s t a n d s e c o n d
s e t o f LE D s
h a v e a beam s p r e a d
a n g l e
o f a b o u t t h i r t y d e g r e e s a n d
t h e r e m a i n i n g
h a l f o f
t h e
LEDs
o f
s a i d
? r s t
and second s e t
o f L ED s
have a beam
s p r e a d
a n g l e
o f a b o u t ? f t e e n
d e g r e e s .
1 5 .
The lamp o f c l a i m 5
i n c l u d i n g
a t h i r d s e t o f L ED s
e m i t t i n g
b l u e l i g h t .
1 6 . The
lamp
o f c l a i m
1 5 W h e r e i n
a b o u t
h a l f
o f
t h e LE D s
o f
t h e ? r s t a n d s e c o n d s e t
o f
LEDs h a v e beam
s p r e a d
a n g l e
7/21/2019 Efficient LED lamp for enhancing commercial and home plant growth
http://slidepdf.com/reader/full/efficient-led-lamp-for-enhancing-commercial-and-home-plant-growth 13/13
U S 6 , 9 2 1 , 1 8 2 B2
o f a b o u t
t h i r t y
d e g r e e s a n d
t h e
r e m a i n i n g
h a l f
o f LEDs o f
s a i d
? r s t a n d s e c o n d
s e t
o f
LE D s
h a v e a beam s p r e a d
a n g l e
o f a b o u t
? f t e e n
d e g r e e s .
1 7 .
The
lamp
o f c l a i m 1 5
W h e r e i n
a b o u t h a l f o f t h e LE D s
o f s a i d
l a m p
h a v e a g i v e n
beam
a n g l e s p r e a d a n d
t h e
r e m a i n i n g h a l f
o f
LEDs h a v e a s e c o n d beam a n g l e s p r e a d o f
a b o u t
d o u b l e
t h e ? r s t beam a n g l e
s p r e a d .
1 8 .
T h e l a m p o f
c l a i m 1 5 W h e r e i n t h e
t o t a l l i g h t o u t p u t o f
t h e t h i r d
s e t
o f LEDs s
a b o u t
e i g h t
p e r c e n t
o f t h e
t o t a l l i g h t
o u t p u t
o f t h e L ED s
o f
t h e ? r s t a n d s e c o n d s e t o f
LEDs.
1 9 . The lamp
o f c l a i m 1 8
W h e r e i n
a b o u t
h a l f
o f
t h e LE D s
o f
t h e
? r s t a n d s e c o n d
s e t o f LEDs
h a v e a beam s p r e a d
a n g l e
o f a b o u t
t h i r t y
d e g r e e s a n d t h e r e m a i n i n g
h a l f
o f t h e LEDs
o f
s a i d
? r s t
and second s e t
o f
L ED s have a beam
s p r e a d
a n g l e o f a b o u t
? f t e e n
d e g r e e s .
2 0 . A a m p
f o r
f a c i l i t a t i n g p l a n t g r o W t h c o m p r i s i n g :
a ) a
l a m p
h o u s i n g ;
b )
a
? r s t s e t
o f
o r a n g e l i g h t e m i t t i n g
d i o d e s
mounted
i n
t h e h o u s i n g a n d h a v i n g
a p e a k
W a v e l e n g t h
o f
a b o u t
6 1 2
n a n o m e t e r s ;
c ) a s e c o n d s e t o f r e d l i g h t e m i t t i n g d i o d e s mounted i n
t h e
h o u s i n g a n d h a v i n g
a
p e a k W a v e l e n g t h
o f
a b o u t
6 6 0
n a n o m e t e r s ; a n d
d )
a t h i r d
s e t
o f
b l u e l i g h t e m i t t i n g
d i o d e s
mounted i n
t h e
h o u s i n g
a n d
h a v i n g a
p e a k W a v e l e n g t h o f a b o u t 4 6 5
n a n o m e t e r s ,
W h e r e i n t h e
? r s t ,
s e c o n d a n d t h i r d s e t s o f
l i g h t
e m i t t i n g
d i o d e s i n
c o m b i n a t i o n
o u t p u t l i g h t
t h a t
s t i m u l a t e s p l a n t
g r o W t h .
2 1 .
T h e l a m p o f
c l a i m 2 0 , W h e r e i n f o r e v e r y o r a n g e l i g h t
e m i t t i n g d i o d e
t h e r e
r e t W o r e d l i g h t e m i t t i n g
d i o d e s .
2 2 .
T h e l a m p o f c l a i m 2 0 , W h e r e i n f o r e v e r y b l u e l i g h t
e m i t t i n g d i o d e t h e r e a r e t W e l v e
r e d l i g h t
e m i t t i n g
d i o d e s .
2 3 . T h e l a m p o f
c l a i m
2 0 ,
W h e r e i n
f o r
e v e r y
b l u e l i g h t
e m i t t i n g d i o d e
t h e r e
a r e s i X o r a n g e l i g h t e m i t t i n g d i o d e s .
2 4 . The lamp
o f
c l a i m
2 0 ,
W h e r e i n
t h e
? r s t s e t
o f o r a n g e
l i g h t e m i t t i n g
d i o d e s
i n c l u d e s a ? r s t s e t
o f
30 d e g r e e
beam
a n g l e l i g h t e m i t t i n g d i o d e s
a n d
a
s e c o n d
s e t o f 1 5 d e g r e e
b e a m
a n g l e
l i g h t
e m i t t i n g
d i o d e s .
2 5 .
The lamp
o f
c l a i m 2 0 , W h e r e i n t h e s e c o n d s e t o f r e d
l i g h t e m i t t i n g
d i o d e s
i n c l u d e s a ? r s t s e t
o f
30 d e g r e e beam
a n g l e l i g h t
e m i t t i n g
d i o d e s
a n d a s e c o n d
s e t o f 1 5
d e g r e e
b e a m a n g l e
l i g h t
e m i t t i n g d i o d e s .
2 6 . The lamp
o f
c l a i m 2 0 , W h e r e i n t h e
t h i r d s e t o f b l u e
l i g h t
e m i t t i n g
d i o d e s h a v e a
3 0
d e g r e e beam a n g l e .
2 7 . The lamp
o f
c l a i m 2 0 , W h e r e i n t h e ? r s t s e t
o f o r a n g e
l i g h t e m i t t i n g d i o d e s c o m p r i s e 2 4
o r a n g e l i g h t
e m i t t i n g
d i o d e s , t h e s e c o n d s e t o f r e d l i g h t
e m i t t i n g
d i o d e s c o m p r i s e
1 2 r e d
l i g h t
e m i t t i n g d i o d e s a n d
t h e
t h i r d s e t
o f b l u e l i g h t
e m i t t i n g
d i o d e s c o m p ri s e s 2 b l u e l i g h t
e m i t t i n g
d i o d e s .
2 8 .
The lamp
o f
c l a i m 2 0 , W h e r e i n t h e ? r s t s e t
o f
o r a n g e
l i g h t e m i t t i n g d i o d e s p r o m o t e
t h e
c r e a t i o n o f c a r o t e n o i d s i n
p l a n t s .
2 9 .
A
a m p
f o r
f a c i l i t a t i n g
p l a n t
g r o W t h ,
t h e
l a m p
a d a p t e d
t o b e c o n n e c t e d t o a poWer
s o u r c e ,
t h e lamp
c o m p r i s i n g :
a p l u r a l i t y o f s t r i n g s o f
l i g h t e m i t t i n g d i o d e s ,
e a c h s t r i n g
o f l i g h t e m i t t i n g d i o d e s h a v i n g
a l t e r n a t i n g
l i g h t e m i t
t i n g
d i o d e s c h o s e n
f r o m t h e
g r o u p
c o n s i s t i n g o f :
a ) o r a n g e
l i g h t
e m i t t i n g
d i o d e s h a v i n g a p e a k
W a v e l e n g t h
around 612 nanometers and a beam a n g l e
o f 30
d e g r e e s ;
10
1 5
25
35
40
45
55
1 0
b ) o r a n g e l i g h t e m i t t i n g d i o d e s h a v i n g a p e a k
W a v e l e n g t h
around 612 nanometers and a beam
a n g l e
o f 1 5
d e g r e e s ;
c )
r e d
l i g h t e m i t t i n g d i o d e s
h a v i n g a
p e a k W a v e l e n g t h
around 660 nanometers and a beam a n g l e
o f
30
d e g r e e s ;
d )
r e d
l i g h t
e m i t t i n g
d i o d e s h a v i n g
a
p e a k
W a v e l e n g t h
around 660 nanometers and a beam
a n g l e o f
1 5
d e g r e e s ; a n d
e )
b l u e
l i g h t
e m i t t i n g
d i o d e s h a v i n g a
p e a k
W a v e l e n g t h
around 465 nanometers and a beam
a n g l e o f
30
d e g r e e s .
3 0 . T h e l a m p o f
c l a i m
2 9 ,
W h e r e i n
f o r
e v e r y
o r a n g e l i g h t
e m i t t i n g d i o d e
t h e r e
r e
t W o
r e d l i g h t e m i t t i n g
d i o d e s .
3 1 .
The
l a m p
o f c l a i m
2 9 ,
W h e r e i n f o r e v e r y b l u e l i g h t
e m i t t i n g d i o d e t h e r e a r e t W e l v e
r e d
l i g h t e m i t t i n g
d i o d e s .
3 2 . The l a m p o f c l a i m 2 9 ,
W h e r e i n
f o r e v e r y b l u e l i g h t
e m i t t i n g d i o d e
t h e r e
a r e s i X
o r a n g e
l i g h t e m i t t i n g
d i o d e s .
3 3 . The
lamp o f c l a i m
2 9 ,
W h e r e i n
t h e
poWer s o u r c e i s 24
v o l t s d i r e ct c u r r e nt .
3 4 .
A
ethod
o f
m a n u f a c t u r i n g
a
l a m p
c o m p r i s i n g
t h e
s t e p s
o f b u t ,
n o t
n e c e s s a r i l y i n
t h e o r d e r s h o W n :
a ) p r o v i d i n g
a p l u r a l i t y
o f
o r a n g e
l i g h t
e m i t t i n g
d i o d e s
h a v i n g a p e a k W a v e l e n g t h
o f
a b o u t 6 1 2 n a n o m e t e r s ;
b ) p r o v i d i n g a p l u r a l i t y o f
r e d
l i g h t
e m i t t i n g
d i o d e s
h a v i n g a p e a k
W a v e l e n g t h o f a b o u t
6 6 0
n a n o m e t e r s ;
c )
p r o v i d i n g a p l u r a l i t y
o f b l u e
l i g h t
e m i t t i n g
d i o d e s
h a v i n g a
p e a k
W a v e l e n g t h o f a b o u t
4 6 5
n a n o m e t e r s ;
a n d
d ) m o u n t i n g
t h e o r a n g e , r e d
a n d
b l u e l i g h t e m i t t i n g
d i o d e s
i n t o t h e lamp
i n
a
p r e - d e t e r m i n e d
c o m b i n a t i o n .
3 5 .
T h e m e t h o d
o f c l a i m 3 4 , W h e r e i n t h e
l i g h t e m i t t i n g
d i o d e s a r e
mounted i n t o
a lamp h o u s i n g .
3 6 .
T h e m e t h o d
o f c l a i m
3 4 ,
f u r t h e r c o m p r i s i n g p l a c i n g
t h e
l a m p
a d j a c e n t
a p l a n t .
3 7 . The
m e t h o d
o f c l a i m
3 4 ,
W h e r e i n t h e p r e d e t e r m i n e d
c o m b i n a t i o n o f
l i g h t e m i t t i n g
d i o d e s
i n c l u d e s a r a t i o
o f
1 2
r e d t o 6 o r a n g e t o
1 b l u e
l i g h t e m i t t i n g d i o d e s .
3 8 .
T h e m e t h o d
o f c l a i m 3 4 , W h e r e i n t h e
l i g h t e m i t t i n g
d i o d e s h a v e beam
a n g l e s o f e i t h e r 1 5 o r 30 d e g r e e s .
3 9 .
T h e
m e t h o d o f c l a i m 3 4 , W h e r e i n t h e
l i g h t
e m i t t i n g
d i o d e s
a r e
m o u n t e d i n
a
predetermined
o r i e n t a t i o n .
4 0 .
A a m p f o r f a c i l i t a t i n g p l a n t g r o W t h c o m p r i s i n g :
a ) o r a n g e l i g h t g e n e r a t i n g m e a n s f o r g e n e r a t i n g o r a n g e
l i g h t h a v i n g
a W a v e l e n g t h o f a b o u t
6 1 2
n a n o m e t e r s ;
b )
r e d
l i g h t
g e n e r a t i n g
m e a n s
f o r
g e n e r a t i n g r e d
l i g h t
h a v i n g
a W a v e l e n g t h o f a b o u t 6 6 0 n a n o m e t e r s ;
c ) b l u e
l i g h t
g e n e r a t i n g m e a n s
f o r
g e n e r at i n g b l u e
l i g h t
h a v i n g a W a v e l e n g t h o f a b o u t 4 6 5 n a n o m e t e r s ; a n d
d ) t h e o r a n g e , r e d a n d b l u e l i g h t g e n e r a t i n g means
b e i n g
a d a p t e d
i n
c o m b i n a t i o n t o o u t p u t l i g h t f r e q u e n c i e s t h a t
s t i m u l a t e p l a n t g r o W t h .
4 1 . T h e l a m p o f
c l a i m
4 0 , W h e r e i n t h e l a m p
i s
s e l e c t i v e l y
p o s i t i o n e d f r o m a p l a n t i n o r d e r t o c o n t r o l t h e g r o W t h r a t e
o f
t h e p l a n t .