用于魚(yú)類(lèi)的人造照明系統(tǒng)和提供魚(yú)類(lèi)照明的方法
【專(zhuān)利摘要】魚(yú)類(lèi)照明系統(tǒng)具有輸入接口（10），其接收對(duì)應(yīng)于所期望的魚(yú)類(lèi)行為和/或生理響應(yīng)（12）的指令。將此轉(zhuǎn)換成用于驅(qū)動(dòng)照明布置（18）的照明控制信號(hào)（RGB,t），其中選擇來(lái)自照明布置的輸出的強(qiáng)度和顏色以獲得所期望的魚(yú)類(lèi)行為和/或生理響應(yīng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
用于魚(yú)類(lèi)的人造照明系統(tǒng)和提供魚(yú)類(lèi)照明的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及用于魚(yú)類(lèi)的照明系統(tǒng)，例如用于?；\中的養(yǎng)殖，或者用于使用在其它 類(lèi)型的魚(yú)類(lèi)孵化場(chǎng)和養(yǎng)魚(yú)場(chǎng)中。
【背景技術(shù)】
[0002] 魚(yú)類(lèi)或其它水生動(dòng)物在其自然環(huán)境中的行為取決于眾多因素，諸如溫度、光質(zhì)量、 氧氣濃度、水PH。某個(gè)區(qū)域中的魚(yú)類(lèi)量或魚(yú)類(lèi)密度還由該區(qū)域中的環(huán)境因素有力地確定。高 度密集的魚(yú)類(lèi)繁殖取決于種類(lèi)和在淡水或海水中的發(fā)育階段而發(fā)生。例如，當(dāng)前絕大多數(shù) 大西洋鮭魚(yú)生產(chǎn)發(fā)生在海洋網(wǎng)籠或?；\中。
[0003] 在水籠中，諸如海洋網(wǎng)籠或海籠和淡水池，照明條件可以通過(guò)使用放置在水上方 或水中的人造光來(lái)影響。存在當(dāng)前可用于魚(yú)類(lèi)應(yīng)用的多個(gè)人造照明系統(tǒng)。它們包括使用熒 光、白熾或金屬鹵化物燈泡或使用發(fā)光二極管的光源。照明例如放置在?；\中或者淡水池 上方。一般地，已知系統(tǒng)具有要么接通要么關(guān)斷的燈而沒(méi)有任何調(diào)光控制。
[0004] 人造光例如特定地用于防止海水應(yīng)用中的魚(yú)類(lèi)成熟和用于淡水應(yīng)用中的銀化(行 為)過(guò)程。
[0005] 所使用的大部分人造光是白色寬頻譜光并且用于延長(zhǎng)白天的持續(xù)時(shí)間，或者特定 地以魚(yú)類(lèi)的松果體為目標(biāo)的藍(lán)光。
[0006] LED照明具有相對(duì)于諸如金屬鹵化物和熒光照明之類(lèi)的常規(guī)照明的多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。LED 光源可以具有窄且定義明確的頻譜輸出，光強(qiáng)度可以在寬范圍之上變化，并且不同顏色的 不同LED光源可以組合從而提供頻譜輸出的控制，這允許用于不同目的的適當(dāng)頻譜和光強(qiáng) 度。
[0007] US 7878674描述了一種適用于孵化場(chǎng)、水族箱和生物反應(yīng)器的LED照明系統(tǒng)，其可 以遞送具有最優(yōu)頻譜輸出的空間和頻譜受控的光以用于生長(zhǎng)。
[0008] 已知系統(tǒng)難以使用并且要求大量知識(shí)和來(lái)自用戶(hù)的輸入。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 鑒于上文，合期望的是提供一種有效的人造照明解決方案，其能夠改進(jìn)魚(yú)類(lèi)繁殖 的產(chǎn)率和生產(chǎn)力，并且同時(shí)為用戶(hù)提供易于使用的接口。
[0010] 本發(fā)明由權(quán)利要求限定。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種魚(yú)類(lèi)照明系統(tǒng)，包括： 照明布置； 用于接收表示所期望的魚(yú)類(lèi)行為和/或生理響應(yīng)的指令的輸入接口；以及 轉(zhuǎn)換單元，用于將所接收到的指令轉(zhuǎn)換成用于驅(qū)動(dòng)照明布置的照明控制信號(hào)， 其中照明控制信號(hào)適配成選擇來(lái)自照明布置的輸出的強(qiáng)度和顏色以獲得所期望的魚(yú) 類(lèi)行為和/或生理響應(yīng)。
[0012] 該系統(tǒng)提供一種用戶(hù)接口，其使得用戶(hù)能夠簡(jiǎn)單地指定所期望的魚(yú)類(lèi)響應(yīng)。系統(tǒng) 將該所期望的響應(yīng)轉(zhuǎn)換成用于照明系統(tǒng)的控制信號(hào)，其控制強(qiáng)度和顏色二者。強(qiáng)度和顏色 可以隨時(shí)間而變化。系統(tǒng)可以編程有作為對(duì)照明在魚(yú)類(lèi)發(fā)育中所扮演的角色的新的洞悉的 附加信息而不覆蓋行為。以此方式，系統(tǒng)保持對(duì)于用戶(hù)而言操作起來(lái)是簡(jiǎn)單的。
[0013] 在一個(gè)示例中，輸入接口適配成接收以至少兩個(gè)坐標(biāo)值的集合的形式的指令，其 中第一坐標(biāo)值表示視覺(jué)響應(yīng)，并且第二坐標(biāo)值表示生物節(jié)律響應(yīng)。
[0014] 在另一示例中，輸入接口適配成將表示所期望的魚(yú)類(lèi)行為和/或生理響應(yīng)的指令 轉(zhuǎn)換成至少兩個(gè)坐標(biāo)值的集合，其中第一坐標(biāo)值表示視覺(jué)響應(yīng)，并且第二坐標(biāo)值表示生物 節(jié)律響應(yīng)。
[0015] 以此方式，系統(tǒng)將所期望的響應(yīng)解釋為視覺(jué)和非視覺(jué)分量。該分量集合然后可以 用于限定標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)格式，其可以用于表述魚(yú)類(lèi)的所有不同行為和生理響應(yīng)。這然后使得 能夠轉(zhuǎn)換成照明控制系統(tǒng)信號(hào)。以此方式，不同魚(yú)類(lèi)響應(yīng)可以添加到對(duì)系統(tǒng)的可能輸入而 不需要改變底層數(shù)據(jù)處理。坐標(biāo)值充當(dāng)中間數(shù)據(jù)集合。
[0016] 照明單元然后還可以根據(jù)該中間數(shù)據(jù)集合來(lái)表征。因此，輸入指令被提供或轉(zhuǎn)換 成中間數(shù)據(jù)集合，其表示魚(yú)類(lèi)解剖學(xué)行為，并且照明單元也可以由相同數(shù)據(jù)集合表征。通過(guò) 提供該中間數(shù)據(jù)集合，可以隨時(shí)間而向系統(tǒng)中構(gòu)建新的輸入指令，并且照明布置可以隨時(shí) 間進(jìn)行適配。因此，系統(tǒng)提供輸入指令與照明布置之間的兼容性，以用于不同系統(tǒng)或用于可 以隨時(shí)間演進(jìn)的系統(tǒng)。
[0017] 例如，第一坐標(biāo)值可以表示白天期間的視覺(jué)響應(yīng)，并且至少兩個(gè)坐標(biāo)值的集合還 可以包括第三坐標(biāo)值，其表示夜晚期間的視覺(jué)響應(yīng)。因此，然后存在用于視覺(jué)響應(yīng)參數(shù)的至 少兩個(gè)坐標(biāo)和用于非視覺(jué)響應(yīng)參數(shù)的至少一個(gè)坐標(biāo)。輸入接口還可以適配成將所期望的魚(yú) 類(lèi)行為和/或生理響應(yīng)轉(zhuǎn)換成光強(qiáng)度參數(shù)。以此方式，存在可以用于確定要使用的照明顏色 的坐標(biāo)值的集合，以及分離的強(qiáng)度參數(shù)。
[0018] 照明布置優(yōu)選地包括多個(gè)LED，盡管可以使用其它光源。
[0019] 除了輸入所期望的魚(yú)類(lèi)響應(yīng)之外，系統(tǒng)還可以包括溫度傳感器和/或環(huán)境光傳感 器。這使得能夠根據(jù)溫度和環(huán)境照明來(lái)調(diào)節(jié)光配方。該環(huán)境照明可以例如指示當(dāng)日時(shí)間。
[0020] 本發(fā)明還提供一種以光強(qiáng)度分布的形式提供魚(yú)類(lèi)照明的方法，包括： 接收表示所期望的魚(yú)類(lèi)行為和/或生理響應(yīng)的指令;以及 將所接收到的指令轉(zhuǎn)換成照明控制信號(hào)；以及 使用照明控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)照明布置， 其中照明控制信號(hào)適配成選擇來(lái)自照明布置的輸出的強(qiáng)度和顏色以獲得所期望的魚(yú) 類(lèi)行為或生理響應(yīng)。
[0021] 如以上提到的，轉(zhuǎn)換所接收到的指令可以包括導(dǎo)出至少兩個(gè)坐標(biāo)值的集合的中間 步驟，其中第一坐標(biāo)值表示視覺(jué)響應(yīng)，并且第二坐標(biāo)值表示生物節(jié)律響應(yīng)?？商鎿Q地，系統(tǒng) 可以作為輸入而接收這些坐標(biāo)值。
[0022] 將所接收到的指令轉(zhuǎn)換成照明控制信號(hào)可以包括： 使用至少兩個(gè)坐標(biāo)值的集合表征多個(gè)光源中的每一個(gè)，其中第一坐標(biāo)值表示視覺(jué)響 應(yīng)，并且第二坐標(biāo)值表示生物節(jié)律響應(yīng);以及 驅(qū)動(dòng)光源使得組合照明旨在匹配所接收到的指令的或從其導(dǎo)出的至少兩個(gè)坐標(biāo)值的 集合。
[0023] 以此方式，通過(guò)與從系統(tǒng)的輸入所導(dǎo)出的相同的生物響應(yīng)特性來(lái)表征光源。這提 供比附加地轉(zhuǎn)換成光譜輪廓更有效的控制方案。
[0024] 第一坐標(biāo)值可以表示白天期間的視覺(jué)響應(yīng)，并且至少兩個(gè)坐標(biāo)值的集合然后還可 以包括第三坐標(biāo)值，其表示夜晚期間的視覺(jué)響應(yīng)。所期望的魚(yú)類(lèi)行為和/或生理響應(yīng)還可以 轉(zhuǎn)換成光強(qiáng)度參數(shù)。
[0025]優(yōu)選地，導(dǎo)出至少兩個(gè)坐標(biāo)值的集合可以包括： 設(shè)置魚(yú)類(lèi)的至少一個(gè)視覺(jué)光色素對(duì)要提供的光強(qiáng)度分布的所期望的響應(yīng);以及 設(shè)置魚(yú)類(lèi)的至少一個(gè)非視覺(jué)光色素對(duì)光強(qiáng)度分布的所期望的響應(yīng)。
[0026] 以此方式，在限定中間數(shù)據(jù)集合時(shí)計(jì)及魚(yú)類(lèi)中的光色素細(xì)胞。例如，設(shè)置魚(yú)類(lèi)的至 少一個(gè)視覺(jué)光色素對(duì)要提供的光強(qiáng)度分布的所期望的響應(yīng)可以包括： 設(shè)置桿狀體光色素的所期望的響應(yīng)； 設(shè)置紅色、綠色、藍(lán)色和UV錐狀體光色素中的每一個(gè)的所期望的響應(yīng)。
[0027] 設(shè)置魚(yú)類(lèi)的至少一個(gè)非視覺(jué)光色素對(duì)光強(qiáng)度分布的所期望的響應(yīng)可以包括設(shè)置 第一和第二松果體光色素中的每一個(gè)的所期望的響應(yīng)。
[0028] 在每一種情況中，所期望的響應(yīng)可以包括要提供的光強(qiáng)度分布與相應(yīng)光色素的歸 一化光吸收特性(其關(guān)于靈敏度之和歸一化)的乘積的頻域積分。
[0029] 所期望的照明還可以計(jì)及溫度和/或環(huán)境照明特性。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例，其中： 圖1示出本發(fā)明的照明系統(tǒng)； 圖2示出針對(duì)鱒魚(yú)的桿狀體光色素和錐狀體光色素的相對(duì)光學(xué)密度的示例； 圖3示出松果體光感受器的相對(duì)光學(xué)密度的示例； 圖4示出可以如何創(chuàng)建所期望的波長(zhǎng)范圍之上的光譜； 圖5示出不同磷光體可以如何用于給出不同頻率特性；以及 圖6示出一個(gè)磷光體轉(zhuǎn)換層可以如何與藍(lán)色LED-起使用以創(chuàng)建所期望的波長(zhǎng)范圍之 上的光譜。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 本發(fā)明提供了一種魚(yú)類(lèi)照明系統(tǒng)，其中輸入接口接收以所期望的魚(yú)類(lèi)行為和/或 生理響應(yīng)的形式的指令。將這轉(zhuǎn)換成用于驅(qū)動(dòng)照明布置的照明控制信號(hào)，其中來(lái)自照明布 置的輸出的強(qiáng)度和顏色隨時(shí)間變化以獲得所期望的魚(yú)類(lèi)行為和/或生理響應(yīng)。
[0032] 圖1示出本發(fā)明的魚(yú)類(lèi)照明系統(tǒng)的示例。
[0033]系統(tǒng)包括用于接收以所期望的魚(yú)類(lèi)行為和/或生理響應(yīng)12的形式的指令并且還指 定魚(yú)類(lèi)類(lèi)型14的輸入接口 10。還可以指定收獲時(shí)間和魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)階段。
[0034] 響應(yīng)12可以是所期望的魚(yú)類(lèi)成熟速率，例如以防止在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)發(fā)育成熟。因 此，其可以包括長(zhǎng)期發(fā)育響應(yīng)。其可以替代性地包括短期響應(yīng)，諸如以開(kāi)始繁育周期或者以 進(jìn)行喂食。
[0035] 其它所期望的魚(yú)類(lèi)響應(yīng)可以包括改進(jìn)的飼料轉(zhuǎn)換率、降低的死亡率、增加的生長(zhǎng)、 對(duì)魚(yú)類(lèi)顏色的影響等。
[0036] 將這些所期望的響應(yīng)供給到接口 10,其將它們提供到轉(zhuǎn)換單元16,以用于將所接 收到的指令轉(zhuǎn)換成用于驅(qū)動(dòng)照明布置18的照明控制信號(hào)RGB，t。
[0037] 照明布置18可以包括不同照明模塊，其可以例如放置在用于收獲魚(yú)類(lèi)的?；\內(nèi)的 不同深度處。布置可以包括多個(gè)模塊以產(chǎn)生或多或少均勻的光點(diǎn)分布。光照系統(tǒng)可以包括 浸沒(méi)式光源，其例如在?；\的整個(gè)體積之上均勻地分布?？商鎿Q地，光源可以安裝在水面上 方。可以使用任何合適的光源。一個(gè)示例是LED光源。
[0038] 光傳感器19可以提供總體光水平，或者它們可以分離地測(cè)量環(huán)境光水平和由系統(tǒng) 提供的人造光(如圖1中所示）。用于檢測(cè)環(huán)境光的光傳感器可以布置在水體表面上方，以提 供環(huán)境光數(shù)據(jù)。環(huán)境光因而被視為在水面上方感測(cè)到的光。
[0039]在一個(gè)示例中，轉(zhuǎn)換單元16具有第一轉(zhuǎn)換單元20(C1)以將所接收到的指令轉(zhuǎn)換成 標(biāo)準(zhǔn)化格式。這可以被視為中間數(shù)據(jù)格式。這包括在圖1中示出為W，X，y，Z, b, c, d, 強(qiáng)度的變量。以下討論這些參數(shù)。然而，該轉(zhuǎn)換不是關(guān)鍵的，因?yàn)橛脩?hù)可以基于該變量集合 指定所期望的魚(yú)類(lèi)響應(yīng)。對(duì)系統(tǒng)的輸入因而一般是表示所期望的魚(yú)類(lèi)行為和/或生理響應(yīng) 的指令。這些指令可以以所期望的結(jié)果的形式（"在6個(gè)月內(nèi)不成熟"），其然后需要轉(zhuǎn)換成變 量值w，X，y，z，b，c，d，強(qiáng)度?？商鎿Q地，指令可以以該變量集合的形式。
[0040] 例如，利用系統(tǒng)的生物學(xué)家或魚(yú)類(lèi)培育者將發(fā)現(xiàn)如何最佳地培育它們正在飼養(yǎng)的 魚(yú)類(lèi)。這將導(dǎo)致溫度、營(yíng)養(yǎng)方案和光配方的描述。當(dāng)前光配方是在某個(gè)時(shí)段期間接通或關(guān)斷 某個(gè)類(lèi)型的燈的指令。本發(fā)明的系統(tǒng)替代性地限定燈的頻譜組成現(xiàn)在可以通過(guò)使用變量X， y，z，b，c，d和表示絕對(duì)光水平的強(qiáng)度(A)來(lái)限定。因此，飼養(yǎng)者或生物學(xué)家可以作為輸 入而向照明系統(tǒng)供給這些變量。
[0041] 如果被使用，則第一轉(zhuǎn)換單元20包括處理器和存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器可以利用新的可能 魚(yú)類(lèi)響應(yīng)和魚(yú)類(lèi)種類(lèi)而隨時(shí)間更新。因此，由于獲得新的理解，所以系統(tǒng)可以以簡(jiǎn)單的方式 升級(jí)。然而，魚(yú)類(lèi)響應(yīng)總是轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化格式，使得到光控制信號(hào)的隨后轉(zhuǎn)換可以使用相同 過(guò)程。第一轉(zhuǎn)換單元可以例如實(shí)現(xiàn)查找表以從所期望的魚(yú)類(lèi)響應(yīng)向中間數(shù)據(jù)集合轉(zhuǎn)換。
[0042] 在一個(gè)示例中，到標(biāo)準(zhǔn)化格式的轉(zhuǎn)換還可以計(jì)及日期（其給出關(guān)于季節(jié)和白天長(zhǎng) 度的信息）、溫度、氧氣水平(主要在孵化場(chǎng)的情況中）以及環(huán)境光水平，如圖1中所示。標(biāo)準(zhǔn) 化格式在執(zhí)行指令的同時(shí)可以是靜態(tài)的并且保持原樣，或者其可以提供參數(shù)隨時(shí)間的動(dòng)態(tài) 演進(jìn)。該演進(jìn)可以取決于魚(yú)類(lèi)類(lèi)型，而且取決于生長(zhǎng)階段、將魚(yú)類(lèi)從淡水移動(dòng)到海水的期望 時(shí)刻，以及期望的收獲時(shí)間。
[0043] 所得標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)集合因而表明所期望的照明條件，但是根據(jù)涉及魚(yú)類(lèi)解剖學(xué)的方 面來(lái)表述(如以下解釋的）。將數(shù)據(jù)提供給照明控制器24,其生成對(duì)照明布置18的RGB控制信 號(hào)。存在從LED照明布置到照明控制器24的反饋25,如所示，使得照明控制器可以計(jì)及照明 布置的實(shí)際可能輸出色域，并且然后導(dǎo)出最接近所期望的光輸出的可能實(shí)際光輸出。另外， 反饋25使得能夠根據(jù)相同參數(shù)X，y, Z, b, c, d, A來(lái)表述各個(gè)光模塊的光輸出特性。
[0044] 對(duì)照明布置18的光控制信號(hào)包括時(shí)間參數(shù)，并且照明控制信號(hào)可以適配成使來(lái)自 照明布置的輸出的強(qiáng)度和顏色隨時(shí)間變化以獲得所期望的魚(yú)類(lèi)行為和/或生理響應(yīng)。
[0045] 參數(shù)X，y, Z, b, c，d可以例如是每個(gè)參數(shù)編碼有1或2個(gè)字節(jié)。照明控制器24使 用相同參數(shù)與照明系統(tǒng)18通信。
[0046] 對(duì)于該照明系統(tǒng)18的每一個(gè)燈，顏色點(diǎn)(或顏色區(qū)域)和絕對(duì)光水平由照明控制器 24所已知。值可以預(yù)編程到照明控制器24中或者可以通過(guò)雙向通信從照明系統(tǒng)的燈檢索。 照明系統(tǒng)可以包括全色可控LED照明或否則常規(guī)固定或可調(diào)光的燈。
[0047] 顏色點(diǎn)可以在(X，y, Z, b, c, d), A顏色空間中接收或者轉(zhuǎn)換成(X，y, Z, b, c，d)，A顏色空間中的值使得可以使用該顏色空間來(lái)控制照明系統(tǒng)。
[0048] 照明控制器24通過(guò)控制各個(gè)燈來(lái)創(chuàng)建最接近光配方的顏色點(diǎn)和光水平。顏色可控 的燈接收所期望的顏色點(diǎn)并且獨(dú)立地計(jì)算最優(yōu)設(shè)置點(diǎn)。最優(yōu)可以是基于燈的能量效率，或 者平衡跨不同燈的負(fù)載（要指出的是，由于同質(zhì)異能，相同顏色點(diǎn)可以以多于一種方式實(shí) 現(xiàn))。
[0049] 正如人類(lèi)那樣，魚(yú)類(lèi)在強(qiáng)度和波長(zhǎng)方面具有針對(duì)光的特定靈敏度。魚(yú)類(lèi)對(duì)光的靈 敏度根據(jù)種類(lèi)和發(fā)育狀態(tài)而改變。因此魚(yú)類(lèi)在其發(fā)育期間要求不同的光強(qiáng)度和波長(zhǎng)以便支 持其發(fā)育、最大化海水適應(yīng)性等。
[0050] 而且，在相同發(fā)育階段內(nèi)，魚(yú)類(lèi)受不同環(huán)境參數(shù)影響，諸如：白天長(zhǎng)度(光周期活 動(dòng)）和季節(jié)、水溫、水中的氧氣水平等。取決于季節(jié)內(nèi)的時(shí)間，以及當(dāng)日時(shí)間，魚(yú)類(lèi)具有不同 的喂食模式和行為。然而，魚(yú)類(lèi)的行為不僅僅響應(yīng)于光;諸如溫度之類(lèi)的其它環(huán)境因素也扮 演著重要角色。
[0051] 在已知系統(tǒng)中，照明不接近確切照明條件創(chuàng)建(在強(qiáng)度中和顏色中二者）以支持和 最大化魚(yú)類(lèi)的特定發(fā)育階段。
[0052] 本發(fā)明使得能夠向魚(yú)類(lèi)提供照明配方，而同時(shí)避免管理不同類(lèi)型的照明設(shè)備、光 控制設(shè)備、光傳感器、溫度傳感器等之間的復(fù)雜通信的需要。
[0053]本發(fā)明通過(guò)以表示所期望的魚(yú)類(lèi)行為和/或生理響應(yīng)的指令的形式提供輸入來(lái)為 用戶(hù)簡(jiǎn)化系統(tǒng)。該所期望的響應(yīng)作為魚(yú)類(lèi)響應(yīng)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)集合呈現(xiàn)或者轉(zhuǎn)換成魚(yú)類(lèi)響應(yīng)參 數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)集合，其可以被認(rèn)為是"魚(yú)類(lèi)行動(dòng)空間"。這是圖1中的中間參數(shù)集合。
[0054] 其使得能夠使光配方控制和實(shí)現(xiàn)更加容易，并且允許控制變得更少地取決于照明 設(shè)備和其它組件的技術(shù)構(gòu)造。
[0055] 通過(guò)限定"魚(yú)類(lèi)行動(dòng)空間"，僅正確的坐標(biāo)需要被計(jì)算和生成。相同坐標(biāo)可以由不 同照明設(shè)備使用并且使用不同頻譜。以此方式，可以使用生成所要求和/或所期望的照明條 件的最高效的方式。這可以是在能量效率方面、在成本效率方面，并且甚至基于人類(lèi)工程學(xué) 要求。"魚(yú)類(lèi)行動(dòng)空間"因而涉及可以用于預(yù)測(cè)魚(yú)類(lèi)對(duì)光的響應(yīng)并且限定在不同發(fā)育階段用 于不同魚(yú)類(lèi)種類(lèi)的光配方的參數(shù)。
[0056] 照明設(shè)備的光譜可以通過(guò)傳送所期望的光顏色和強(qiáng)度而沒(méi)有所涉及的燈的確切 光譜的詳細(xì)知識(shí)來(lái)控制。光傳感器19可以例如用于測(cè)量所得頻譜以實(shí)現(xiàn)反饋控制。因此， LED控制器可以使用光學(xué)反饋而不是圖1中所示的數(shù)據(jù)反饋25。
[0057] "魚(yú)類(lèi)行動(dòng)空間"的特征在于供應(yīng)給魚(yú)類(lèi)的光的頻譜組成可以以關(guān)于魚(yú)類(lèi)生理學(xué) 的單位來(lái)表述，從生理吸收和響應(yīng)/行動(dòng)特性導(dǎo)出。系統(tǒng)使得能夠?qū)崿F(xiàn)魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖者、魚(yú)類(lèi)生 理學(xué)家和生物學(xué)家以及燈制造者之間的簡(jiǎn)化通信。
[0058] 可以使用所期望的魚(yú)類(lèi)行為和/或生理響應(yīng)： (i)以便通過(guò)使用具有不同頻譜組成的不同類(lèi)型的燈實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)(例如較短生長(zhǎng)周 期、無(wú)壓力魚(yú)類(lèi)、增加的魚(yú)類(lèi)和水產(chǎn)養(yǎng)殖質(zhì)量、降低的攻擊性）。該實(shí)現(xiàn)允許控制變得較少地 取決于照明設(shè)備和其它組件的技術(shù)構(gòu)造。
[0059] (ii)以便預(yù)測(cè)魚(yú)類(lèi)對(duì)光的響應(yīng)以便限定針對(duì)其它魚(yú)類(lèi)種類(lèi)或相同魚(yú)類(lèi)類(lèi)型的其 它發(fā)育階段的光配方。
[0060] (iii)以便提供針對(duì)生長(zhǎng)光的動(dòng)態(tài)頻譜控制。光傳感器可以用于測(cè)量光譜并且可 以使用坐標(biāo)以基于環(huán)境日光組成來(lái)限定人造光的頻譜組成?？刂葡到y(tǒng)可能能夠通過(guò)傳送正 確的坐標(biāo)而沒(méi)有所涉及的燈的確切光譜的詳細(xì)知識(shí)來(lái)控制照明設(shè)備的光譜。光傳感器可以 測(cè)量所得頻譜并且可能能夠傳送結(jié)果。
[0061] 為了導(dǎo)出中間參數(shù)的集合，并且從而限定"魚(yú)類(lèi)行動(dòng)空間"，可以描述涉及魚(yú)類(lèi)的 特定行為響應(yīng)。這些響應(yīng)由魚(yú)類(lèi)解剖學(xué)產(chǎn)生，特別是魚(yú)類(lèi)的光響應(yīng)細(xì)胞，諸如不同光感受 器。
[0062] 對(duì)于給定光強(qiáng)度分布，將存在給定光感受器的特定檢測(cè)水平，并且該檢測(cè)然后將 引起對(duì)應(yīng)的魚(yú)類(lèi)生理響應(yīng)。
[0063] 如同其它脊椎動(dòng)物那樣，魚(yú)類(lèi)具有兩種類(lèi)別的光感受器中心： (i) 主要關(guān)聯(lián)到視覺(jué)感知的眼睛光感受器 (ii) 造成生理改變或生物節(jié)律改變的非視覺(jué)光感受中所涉及的松果體、松果體旁、腦 深部和其它光感受器。
[0064] 可能使用眼睛光感受器的部分以便看到食物、光方向、捕食者。已知松果體和腦深 部光感受器涉及在例如光周期信息的信令中。松果體光感受器制造褪黑激素。褪黑素產(chǎn)生 限于明-暗(LD)循環(huán)的暗部分并且提供在晝夜節(jié)律和/或光周期行為的調(diào)整中扮演重要角 色的化學(xué)信號(hào)。
[0065] 視黑素光感受器可以涉及在通過(guò)多個(gè)路徑的光周期信息的信令中，從而涉及視網(wǎng) 膜和可能地腦深部光感受器二者直接向下丘腦-垂體軸傳輸光周期信息。
[0066] 充當(dāng)"魚(yú)類(lèi)行動(dòng)空間"的圖1中所示的中間參數(shù)的集合表示這些不同效果的組合。
[0067] 通過(guò)利用該參數(shù)集合，本發(fā)明提供控制人造照明以刺激魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)、發(fā)育和安康的 親萬(wàn)方式。
[0068] "魚(yú)類(lèi)行動(dòng)空間"的參數(shù)集合關(guān)于照明條件的通信，其允許盡可能多地獨(dú)立于使用 在應(yīng)用安裝中的照明設(shè)備的確切頻譜性質(zhì)。本發(fā)明可以用于大多數(shù)魚(yú)類(lèi)（淡水和海水二 者)。
[0069] 所示的系統(tǒng)示例能夠作為當(dāng)日時(shí)間、自然光或除所提供的人造光之外的其它光的 光強(qiáng)度和光分布、魚(yú)類(lèi)種類(lèi)、魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)階段和收獲時(shí)間的函數(shù)而提供可變光分布的確切內(nèi) 容(即強(qiáng)度和頻譜）。
[0070] "魚(yú)類(lèi)行動(dòng)空間"計(jì)及對(duì)光的數(shù)個(gè)不同魚(yú)類(lèi)響應(yīng)： (i)視覺(jué)響應(yīng)涉及光方向、食物、捕食者的視覺(jué)感知。用于這些視覺(jué)過(guò)程的光色素主要 分組在350-400nm的UV帶（在380nm處達(dá)到峰值）、410_470nm的藍(lán)色帶（在435nm處達(dá)到峰 值）、470-550nm的綠色帶（在530nm處達(dá)到峰值）和550-650nm的橙色-紅色帶（在580nm處達(dá) 到峰值)中。它們關(guān)聯(lián)到所謂的Al系統(tǒng)(視紫紅質(zhì))和所謂的A2系統(tǒng)(視紫藍(lán)質(zhì)）。
[0071] 然而，A1/A2比隨視網(wǎng)膜定位、水溫、白天長(zhǎng)度、迀徙習(xí)慣、激素組成等變化。色素比 例對(duì)于所有種類(lèi)而言不相同，并且此外，其可能不貫穿各季節(jié)或隨年齡保持恒定。
[0072] 視覺(jué)響應(yīng)還拆分成由錐狀體光色素確定并且在以下與整數(shù)A結(jié)合提到的日光視覺(jué) 響應(yīng)，以及由桿狀體光色素確定并且在以下與整數(shù)B結(jié)合提到的夜晚視覺(jué)響應(yīng)。
[0073]圖2(a)示出對(duì)視覺(jué)光譜的桿狀體光色素頻譜靈敏度，并且圖2(b)示出四種不同細(xì) 胞類(lèi)型對(duì)視覺(jué)光譜的錐狀體光色素頻譜靈敏度。錐狀體的頻譜靈敏度可以對(duì)每一個(gè)種類(lèi)而 不同。
[0074] 在圖2中，原始吸收數(shù)據(jù)由符號(hào)表示并且擬合方程由線(xiàn)表示。
[0075] (ii)非視覺(jué)、生物節(jié)律響應(yīng)涉及在非視覺(jué)光感受中，例如但不限于晝夜節(jié)律和/或 光周期行為的調(diào)整。有益的是檢測(cè)剛好發(fā)生在日出和黃昏之前和期間的顏色轉(zhuǎn)變，其提供 涉及用于松果腺的神經(jīng)內(nèi)分泌活動(dòng)的開(kāi)始或停止信號(hào)的信息，其事實(shí)上確定針對(duì)晝夜節(jié)律 的調(diào)整。
[0076]存在兩種松果體光色素，第一種具有463nm處的吸收峰，而第二種具有561nm處的 吸收峰。
[0077] 圖3示出松果體光感受器的相對(duì)光學(xué)密度。每一條曲線(xiàn)已經(jīng)歸一化到其自身的最 大光學(xué)密度。
[0078] 除了這些松果體光感受器之外，存在調(diào)整生物節(jié)律的其它光感受器，諸如在眼睛 和腦深部二者中發(fā)現(xiàn)的視黑素以及松果體旁光感受器。而且，存在將貢獻(xiàn)于調(diào)整生物節(jié)律 或其它生物過(guò)程的其它光感受器。
[0079] 以下描述的系統(tǒng)不計(jì)及這些另外的特性，但是所描述的本發(fā)明的系統(tǒng)可以擴(kuò)展成 覆蓋附加響應(yīng)。
[0080] 在本申請(qǐng)中詳細(xì)描述的本發(fā)明的系統(tǒng)的示例利用至少3個(gè)維度，涉及視覺(jué)日光、視 覺(jué)夜晚和松果體行動(dòng)。一起，這些響應(yīng)允許不同情形中的照明條件的描述。以此方式，用于 限定"魚(yú)類(lèi)行動(dòng)空間"的坐標(biāo)至少表示視覺(jué)行動(dòng)的量和松果體行動(dòng)的量。
[0081 ]每一個(gè)行動(dòng)坐標(biāo)可以通過(guò)針對(duì)入射光譜的每一個(gè)波長(zhǎng)計(jì)算特定光感受器的相對(duì) 靈敏度并且在全部相關(guān)波長(zhǎng)之上加和那些相對(duì)量而導(dǎo)出。
[0082]以此方式，對(duì)特定行動(dòng)的所有貢獻(xiàn)針對(duì)所有相關(guān)光波長(zhǎng)組合。不同波長(zhǎng)處的光的 強(qiáng)度引起加權(quán)貢獻(xiàn)。
[0083]現(xiàn)在將呈現(xiàn)基于這些原理的"魚(yú)類(lèi)行動(dòng)空間"的示例。
[0084]第一參數(shù)W表示UV錐狀體光色素的響應(yīng)。如以上解釋的，對(duì)于特定光強(qiáng)度分布I (λ)，給定波長(zhǎng)處的該光色素的靈敏度υν(λ)與該波長(zhǎng)處的光強(qiáng)度相乘，并且在可見(jiàn)光譜 300nm到800nm之上加和該乘積：
[0085] 第二參數(shù)X表示紅色錐狀體光色素的響應(yīng)。
[0086]第三參數(shù)Y表示綠色錐狀體光色素的響應(yīng)。
[0087]第四參數(shù)Z表示藍(lán)色錐狀體光色素的響應(yīng)。
[0088
[0089] 該總體響應(yīng)可以用于歸一化其它值，通過(guò)限定：
[0090] 要指出的是，顏色點(diǎn)通過(guò)使用僅3個(gè)維度來(lái)確定， L 7.)由干笛四個(gè)坐烷可W從它二個(gè)的組合導(dǎo)出：
[0091] 以此方式，顏色點(diǎn)(X，y，Z)與針對(duì)絕對(duì)光強(qiáng)度的A-起足以描述魚(yú)類(lèi)眼睛中的感 受器的日光響應(yīng)。當(dāng)然，可以使用X，y，z和w中的三個(gè)與A-起的任何其它組合。
[0092] 錐狀體光感受器通常包含具有色素的油滴以吸收頻譜的部分，使得吸收頻譜之間 的重疊減小并且可以檢測(cè)最小化的顏色差異?？梢酝ㄟ^(guò)使用所涉及的色素的吸收頻譜進(jìn)行 補(bǔ)償來(lái)完成補(bǔ)償： 例如，對(duì)于藍(lán)色光色素：
[0093]這提供對(duì)光色素靈敏度函數(shù)Blue(A)的修改以計(jì)及吸收層。如果需要的話(huà)，相同修 改可以應(yīng)用于其它函數(shù)。
[0094] 對(duì)于對(duì)應(yīng)于桿狀體光色素靈敏度的視覺(jué)夜光，限定以下函數(shù)：
[0095]類(lèi)似方案應(yīng)用于由松果體調(diào)整的生物節(jié)律，在兩個(gè)峰值光學(xué)密度處：
[0096] 在這些方程中，將A(視覺(jué)日光)表述為W，X，Y，Z坐標(biāo)的函數(shù)，其與在人類(lèi)視覺(jué)的情 況中相同。I (λ)以瓦特限定。在該示例中，生物節(jié)律相關(guān)參數(shù)僅包含松果體表達(dá)，并且可以 在將來(lái)擴(kuò)展到松果體旁和視黑素表達(dá)。
[0097] 所有響應(yīng)可以涉及日光響應(yīng)A以提供歸一化函數(shù)。這是可能的，因?yàn)槿展忸l譜具有 與所有其它頻譜響應(yīng)的重疊：
[0098]這意味著中間坐標(biāo)系可以包括涉及視覺(jué)顏色值的六個(gè)維度(b，c，d，X，y，ζ) 和涉及總體光強(qiáng)度的值A(chǔ)。如以上解釋的，值W從值A(chǔ)，x，y，z可導(dǎo)出（由于A=W+X+Y+Z，使得W=A (l_x_y_z))〇
[0099] 因此，所有參數(shù)(B，C，D，W，X，Y，Z)可以在針對(duì)魚(yú)類(lèi)的六維相對(duì)顏色空間中描繪。
[0100] 通過(guò)使用該表示，值(X，y, ζ)解釋魚(yú)類(lèi)的顏色感知并且(b, c，d)坐標(biāo)表述潛意 識(shí)行為，在b還與潛意識(shí)感知相關(guān)的情況下。
[0101] 光水平在A值中表述。要指出的是，在某個(gè)A值以下，（X，y，ζ)值沒(méi)有意義。
[0102] 如圖1中所示，中間坐標(biāo)系統(tǒng)包括這些值(X，y，ζ, b，c，d，A)。
[0103] 在一個(gè)示例中，光照系統(tǒng)18包含覆蓋從380nm到700nm的整個(gè)可見(jiàn)范圍的LED。
[0104]光強(qiáng)度范圍由種類(lèi)的光靈敏度確定。例如，鮭魚(yú)具有對(duì)450-550nm范圍內(nèi)的藍(lán)色和 綠色波長(zhǎng)的峰值靈敏度，并且光周期由整個(gè)魚(yú)類(lèi)可見(jiàn)頻譜確定。對(duì)于鮭魚(yú)而言，所要求的最 小光強(qiáng)度水平在魚(yú)類(lèi)/松果體水平處為〇. 〇16W/m2。
[0105] 如圖1中所示，中間參數(shù)集合由照明控制器24使用。
[0106] 在參數(shù)X，y，z，a，b，c中，所有值歸一化到1。這些值用于限定照明系統(tǒng)的頻譜 組成。
[0107] 通過(guò)使用基于魚(yú)類(lèi)的頻譜響應(yīng)曲線(xiàn)的參數(shù)(而不是基于頻譜函數(shù)），可以限定與魚(yú) 類(lèi)生長(zhǎng)相關(guān)的光配方。同質(zhì)異能(具有不同頻譜但是相同魚(yú)類(lèi)響應(yīng)特性的光源)在使用該參 數(shù)集合限定時(shí)將具有相同顏色點(diǎn)。響應(yīng)是種類(lèi)相關(guān)的，但是魚(yú)類(lèi)動(dòng)作空間仍提供限定所期 望的燈頻譜特性的合適通用方式。
[0108] 魚(yú)類(lèi)行動(dòng)空間使得海洋生物學(xué)家和魚(yú)類(lèi)培育者能夠根據(jù)魚(yú)類(lèi)響應(yīng)而不是根據(jù)光 譜來(lái)描述用于魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)的光配方。
[0109] 如以上解釋的，顏色空間是7維空間，其可以由六個(gè)維度(X，y，z，b，c，d)和針 對(duì)總體光水平的A來(lái)表示。由于六個(gè)維度難以表示，所以日光視覺(jué)可以分離地由4維顏色空 間(X，y，z)+A來(lái)表示，并且總體響應(yīng)(其中白天視覺(jué)表示為一個(gè)值)表示為(b，c，d)+A。
[0110] 以此方式，兩個(gè)3維顏色空間通過(guò)總體光水平A而相關(guān)。
[0111] 作為歸一化的結(jié)果，每一個(gè)值(X，y, Z, b, c, d)具有0與1之間的值。
[0112] 為了導(dǎo)出所要求的照明控制信號(hào)，每一個(gè)單獨(dú)可控的燈表示為具有坐標(biāo)空間（X， y, Z, b, c, d), A的單個(gè)顏色點(diǎn)。兩個(gè)光源(例如LED)將具有兩個(gè)顏色點(diǎn)。
[0113] 如果這兩個(gè)顏色點(diǎn)和(XI, yi, Zi, bi, Cl, di) Ai和(X2, y2, Z2, b2, C2, d2) A2 這些顏色點(diǎn)之間的線(xiàn)可以用于限定組合的兩個(gè)光源的新顏色點(diǎn)：
[0114] 對(duì)于多個(gè)光源，計(jì)算相同：
[0115] 總體光水平是求和：
[0116」在可控照明糸統(tǒng)中，這些A值可以進(jìn)行控制（調(diào)光）。全輸出將給出針對(duì)光源1的Al 并且在50%的調(diào)光水平處，光輸出將為0.5*A1。
[0117] 照明驅(qū)動(dòng)器因而本質(zhì)上限定對(duì)各個(gè)光源的控制信號(hào)的組合使得其光輸出特性之 和引起所期望的數(shù)據(jù)集合(X，y, Z, b, c, d), A。
[0118] 存在針對(duì)不同光色素的頻譜響應(yīng)頻譜中的大重疊，將不可能精確地實(shí)現(xiàn)特定顏色 點(diǎn)。特別地，參數(shù)(a，b，c，X，y，z)不是獨(dú)立的。例如，具有顏色點(diǎn)（1，0,0,0,0,0)的光源 不存在。
[0119] 在日光視覺(jué)系統(tǒng)中，重疊最小，因此為了使魚(yú)類(lèi)可以在視覺(jué)上區(qū)分任何顏色，簡(jiǎn)單 地存在對(duì)于4種顏色的需要：（UV，藍(lán)色，綠色，紅色）。這等同于針對(duì)人眼的顏色空間，其要求 3種顏色以使人類(lèi)可以區(qū)分大多數(shù)顏色(在2D馬蹄形布置中）。對(duì)于魚(yú)類(lèi)的等同方案將要求 四個(gè)光源。然而，使用單色光源來(lái)制作白光引起欠佳的顏色渲染。使用寬頻譜光源將給出對(duì) 于顏色點(diǎn)的更少控制，但是給出創(chuàng)建寬頻譜的更好能力。因而存在光源選擇中的權(quán)衡。
[0120] 對(duì)于魚(yú)類(lèi)顏色視覺(jué)，存在類(lèi)似的馬蹄形狀，但是在3D顏色空間中。
[0121] 夜晚視覺(jué)和松果體響應(yīng)將處于針對(duì)魚(yú)類(lèi)的視覺(jué)顏色空間內(nèi)，但是在峰值和頻譜寬 度方面不同。而且閾值將不同。因此，不僅顏色點(diǎn)而且光水平在實(shí)際響應(yīng)中扮演角色并且將 是光配方的部分。
[0122] 對(duì)于其它響應(yīng)，顏色空間將是具有彼此交叉和重疊的折疊表面的復(fù)雜形狀。這還 意味著完全不同顏色的光可以產(chǎn)出魚(yú)類(lèi)的相同效果無(wú)意識(shí)行為。
[0123] 出于該原因，本發(fā)明在限定涉及不同光感受器響應(yīng)的參數(shù)方面的光中的方案提供 最優(yōu)參數(shù)集合以使得能夠?qū)崿F(xiàn)控制光源方面的實(shí)現(xiàn)的靈活性和簡(jiǎn)易性。
[0124] 所使用的光源顏色越不同，將存在對(duì)顏色點(diǎn)的越多控制。最低限度，系統(tǒng)至少需要 具有魚(yú)類(lèi)顏色行動(dòng)空間中的不同顏色點(diǎn)的兩個(gè)光源（即當(dāng)由值X，y，z，b，c，d表征時(shí)）。 至少一個(gè)光源應(yīng)當(dāng)能夠調(diào)光以便實(shí)現(xiàn)魚(yú)類(lèi)顏色行動(dòng)空間中的兩個(gè)顏色點(diǎn)之間的線(xiàn)上的顏 色設(shè)置點(diǎn)。
[0125] 如以上解釋的，系統(tǒng)可以接收以所期望的魚(yú)類(lèi)行為和/或生理魚(yú)類(lèi)響應(yīng)的形式的 指令并且將這轉(zhuǎn)換成"魚(yú)類(lèi)行動(dòng)空間"參數(shù)，或者否則"魚(yú)類(lèi)行動(dòng)空間"值可以輸入到系統(tǒng) 中。在最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)中，"魚(yú)類(lèi)行動(dòng)空間"可以包括所期望的視覺(jué)響應(yīng)(作為第一參數(shù)），以及 所期望的生物節(jié)律響應(yīng)(作為第二參數(shù)）。照明系統(tǒng)接口部分接收可以由給定照明系統(tǒng)應(yīng)用 的光設(shè)置集合。在"魚(yú)類(lèi)行動(dòng)空間"內(nèi)，光設(shè)置由第一和第二參數(shù)以及還有光強(qiáng)度參數(shù)表示。
[0126] 然后通過(guò)調(diào)節(jié)具有可調(diào)強(qiáng)度和/或頻譜的每一個(gè)燈的功率來(lái)控制照明系統(tǒng)。在優(yōu) 選實(shí)現(xiàn)中，"魚(yú)類(lèi)行動(dòng)空間"包括至少三個(gè)坐標(biāo)值(第一坐標(biāo)值代表第一維度上的視覺(jué)日光， 第二坐標(biāo)值代表第二維度上的視覺(jué)夜光，并且第三坐標(biāo)代表第三維度上的生物節(jié)律行動(dòng)）。 光強(qiáng)度參數(shù)從與想要的魚(yú)類(lèi)響應(yīng)相關(guān)聯(lián)的總體光學(xué)功率導(dǎo)出。
[0127] 現(xiàn)在將討論可能期望的照明控制類(lèi)型的一些示例。
[0128] 魚(yú)類(lèi)飼養(yǎng)者的一個(gè)目的可能是通過(guò)借由更好的飼料攝入改進(jìn)生長(zhǎng)并且改進(jìn)飼料 轉(zhuǎn)換率(FCR)來(lái)改進(jìn)魚(yú)類(lèi)發(fā)育。這可以通過(guò)以如以上解釋的魚(yú)類(lèi)的視覺(jué)、松果體和腦深部光 感受器二者為目標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)組合所有這些光感受器的靈敏度，在420nm至650nm范圍中 限定適當(dāng)?shù)聂~(yú)類(lèi)顏色。同樣重要的是魚(yú)類(lèi)能夠看到食物，并且對(duì)比度也是相關(guān)的，光對(duì)魚(yú)類(lèi) 的新陳代謝和生物節(jié)律具有影響。
[0129] 因此，一個(gè)所得的期望光輸出可以具有420nm和650nm之間的頻譜的至少50%。該顏 色可以通過(guò)使用藍(lán)色、白色和綠色LED的組合來(lái)提供。
[0130] 圖4是這可以如何提供的示例，并且示出針對(duì)綠色LED的光譜40、針對(duì)藍(lán)色LED的頻 譜42，以及當(dāng)這些與寬白色頻譜組合時(shí)所得的頻譜44。
[0131] LED可以通過(guò)使用磷光體而與直接光轉(zhuǎn)換一起使用。可以使用的磷光體的示例是 Ga 摻雜的 YAG、LuAG、LuGaAG、SSONe、β-SiAlON、B0SE/0SE。
[0132] 可以獨(dú)立或組合使用的磷光體的一些示例的發(fā)射頻譜的示例在圖5中呈現(xiàn)。圖線(xiàn) 50是Nemoto YAG370A120磷光體(鎵摻雜的石榴石：（GaxYi-x)3AL 50i2: Ce)，圖線(xiàn)52是LuGaAG 磷光體(鎵摻雜的LuAG: (GaxLu1-X)3Al5O12: Ce)，圖線(xiàn)54是SrGa2S4: Eu磷光體(硫代鎵酸 鹽），并且圖線(xiàn)56是LuAG Iumiramic磷光體(陶瓷LuAG) 〇
[0133] 可替換地，可以與藍(lán)色LED組合地使用遠(yuǎn)程磷光體轉(zhuǎn)換層以提供420nm至650nm的 所要求頻譜。
[0134] 所使用的遠(yuǎn)程磷光體可以具有圖5中所示的類(lèi)型。
[0135] 使用來(lái)自Nemoto(類(lèi)型370A120)的GaYAG磷光體提供的顏色示例在圖6中指示。磷 光體組合已經(jīng)適配成使得以魚(yú)類(lèi)視覺(jué)頻譜為目標(biāo)并且減少由于水吸收所致的光損失。
[0136] 在圖6中，與魚(yú)類(lèi)相關(guān)的光60在帶420-650nm中。較短波長(zhǎng)區(qū)62經(jīng)歷強(qiáng)水吸收并且 較長(zhǎng)波長(zhǎng)區(qū)64沒(méi)有眼睛或松果體靈敏度。
[0137] 在一些情形中，對(duì)于鮭魚(yú)以及對(duì)于其它種類(lèi)的魚(yú)類(lèi)，可以使用其它磷光體，諸如具 有深藍(lán)/近UV發(fā)射的SAE(鋁酸鍶銪）。例如，當(dāng)鮭魚(yú)處于魚(yú)苗、魚(yú)秧和幼鮭的淡水階段時(shí)，它 們感知深藍(lán)和UV光。
[0138] 如以上提到的，光控制的一個(gè)用途是抑制性成熟。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，光強(qiáng)度必須在0.012-0.016W/m 2以上以用于該目的。
[0139] 本發(fā)明在原理上對(duì)使用自適應(yīng)光控制方案的水產(chǎn)養(yǎng)殖(魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng))感興趣。本發(fā)明 對(duì)于淡水和海水水產(chǎn)養(yǎng)殖感興趣，例如包括魚(yú)類(lèi)、軟體動(dòng)物、蝦類(lèi)等。
[0140] 輸入接口通過(guò)處理特定所期望的魚(yú)類(lèi)響應(yīng)(諸如發(fā)育需要或行為響應(yīng)，其與視覺(jué) 和非視覺(jué)光相關(guān))來(lái)計(jì)算表示魚(yú)類(lèi)行動(dòng)的參數(shù)集合。
[0141] 圖1的系統(tǒng)執(zhí)行數(shù)據(jù)處理功能。為此目的，可以使用控制器?？梢杂糜诳刂破鞯慕M 件包括但不限于常規(guī)微處理器、專(zhuān)用集成電路(ASIC)和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)。
[0142] 在各種實(shí)現(xiàn)中，處理器或控制器可以與一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)相關(guān)聯(lián)，諸如易失性 和非易失性計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器，諸如RAM、PR0M、EPR0M和EEPR0M。存儲(chǔ)介質(zhì)可以編碼有一個(gè)或多 個(gè)程序，所述程序在一個(gè)或多個(gè)處理器和/或控制器上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行所要求的功能。各種存儲(chǔ) 介質(zhì)可以固定在處理器或控制器內(nèi)，或者可以是可移植的，使得存儲(chǔ)在其上的一個(gè)或多個(gè) 程序可以加載到處理器或控制器中。
[0143] 照明布置優(yōu)選地包括LED。然而，更一般地，可以使用任何照明設(shè)備，其可以在強(qiáng) 度、發(fā)射頻譜或二者方面可適配。
[0144] 當(dāng)使用LED時(shí)，它們可以是固態(tài)LED，但是可以可選地還是有機(jī)LED。還可以應(yīng)用固 態(tài)和有機(jī)LED的組合。術(shù)語(yǔ)"LED"還可以涉及多個(gè)LED。因而，在單個(gè)LED位置處，可以布置多 個(gè)LED，諸如2個(gè)或更多個(gè)LED的LED組。
[0145] 使用LED的主要優(yōu)點(diǎn)源自控制光的頻譜組成以緊密地匹配所期望的頻譜的可能 性。其還具有降低的能量消耗和相關(guān)聯(lián)的成本的前景。
[0146] 由于它們是固態(tài)器件，因此固態(tài)LED容易集成到數(shù)字控制系統(tǒng)中，從而促進(jìn)復(fù)雜的 照明程序。
[0147] 本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)踐所要求保護(hù)的發(fā)明時(shí)，通過(guò)研究附圖、公開(kāi)內(nèi)容和隨附權(quán) 利要求，可以理解和實(shí)現(xiàn)對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的其它變形。在權(quán)利要求中，詞語(yǔ)"包括"不排除 其它元件或步驟，并且不定冠詞"一"或"一個(gè)"不排除多個(gè)。在相互不同的從屬權(quán)利要求中 敘述某些措施的僅有事實(shí)不指示這些措施的組合不能用于獲益。權(quán)利要求中的任何參考標(biāo) 記不應(yīng)當(dāng)解釋為限制范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種魚(yú)類(lèi)照明系統(tǒng)，包括： 照明布置（18); 用于接收表示所期望的魚(yú)類(lèi)行為和/或生理響應(yīng)的指令的輸入接口（10)，其中輸入接 口適配成:接收以至少兩個(gè)坐標(biāo)值(1，7,2，13，(3，(^)的集合的形式的指令，其中第一坐標(biāo)值 表示視覺(jué)響應(yīng)，并且第二坐標(biāo)值表示生物節(jié)律響應(yīng);或者將指令轉(zhuǎn)換成至少兩個(gè)坐標(biāo)值(X， y，z，b，c，d，A)的集合，其中第一坐標(biāo)值表示視覺(jué)響應(yīng)，并且第二坐標(biāo)值表示生物節(jié)律響應(yīng)； 以及 轉(zhuǎn)換單元(24)，用于將坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換成用于驅(qū)動(dòng)照明布置的照明控制信號(hào)， 其中照明控制信號(hào)適配成選擇來(lái)自照明布置的輸出的強(qiáng)度和顏色以獲得所期望的魚(yú) 類(lèi)行為和/或生理響應(yīng)。2. 如權(quán)利要求1中所要求保護(hù)的系統(tǒng)，其中第一坐標(biāo)值表示日光期間的視覺(jué)響應(yīng)，并且 至少兩個(gè)坐標(biāo)值的集合還包括第三坐標(biāo)值，其表示夜晚期間的視覺(jué)響應(yīng)。3. 如權(quán)利要求2中所要求保護(hù)的系統(tǒng)，其中輸入接口還適配成： 接收光強(qiáng)度參數(shù);或者 將指令轉(zhuǎn)換成光強(qiáng)度參數(shù)。4. 如任一項(xiàng)前述權(quán)利要求中所要求保護(hù)的系統(tǒng)，其中照明布置(18)包括多個(gè)LED。5. 如任一項(xiàng)前述權(quán)利要求中所要求保護(hù)的系統(tǒng)，還包括： 溫度傳感器和/或 環(huán)境光傳感器。6. -種以光強(qiáng)度分布的形式提供魚(yú)類(lèi)照明的方法，包括： 作為至少兩個(gè)坐標(biāo)值的集合而接收表示所期望的魚(yú)類(lèi)行為和/或生理響應(yīng)的指令，其 中第一坐標(biāo)值表示視覺(jué)響應(yīng)，并且第二坐標(biāo)值表示生物節(jié)律響應(yīng)，或者接收表示所期望的 魚(yú)類(lèi)行為和/或生理響應(yīng)的指令并從所接收到的指令導(dǎo)出至少兩個(gè)坐標(biāo)值的集合，其中第 一坐標(biāo)值表示視覺(jué)響應(yīng)，并且第二坐標(biāo)值表示生物節(jié)律響應(yīng)； 將坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換成照明控制信號(hào)；以及 使用照明控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)照明布置(18)， 其中照明控制信號(hào)適配成選擇來(lái)自照明布置的輸出的強(qiáng)度和顏色以獲得所期望的魚(yú) 類(lèi)行為或生理響應(yīng)。7. 如權(quán)利要求6中所要求保護(hù)的方法，其中將坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換成照明控制信號(hào)包括： 使用至少兩個(gè)坐標(biāo)值的集合表征多個(gè)光源中的每一個(gè)，其中第一坐標(biāo)值表示視覺(jué)響 應(yīng)，并且第二坐標(biāo)值表示生物節(jié)律響應(yīng);以及 驅(qū)動(dòng)光源使得組合照明旨在匹配所接收到的指令的或從其導(dǎo)出的至少兩個(gè)坐標(biāo)值的 集合。8. 如權(quán)利要求6或7中所要求保護(hù)的方法，其中第一坐標(biāo)值表示日光期間的視覺(jué)響應(yīng)， 并且至少兩個(gè)坐標(biāo)值的集合還包括第三坐標(biāo)值，其表示夜晚期間的視覺(jué)響應(yīng)。9. 如權(quán)利要求8中所要求保護(hù)的方法，還包括作為指令的部分而接收光強(qiáng)度參數(shù)，或者 將指令轉(zhuǎn)換成光強(qiáng)度參數(shù)，以及驅(qū)動(dòng)光源以提供光強(qiáng)度。10. 如權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)中所要求保護(hù)的方法，其中至少兩個(gè)坐標(biāo)值的集合通過(guò) 以下獲得： 設(shè)置魚(yú)類(lèi)的至少一個(gè)視覺(jué)光色素對(duì)要提供的光強(qiáng)度分布的所期望的響應(yīng)；以及 設(shè)置魚(yú)類(lèi)的至少一個(gè)非視覺(jué)光色素對(duì)光強(qiáng)度分布的所期望的響應(yīng)。11. 如權(quán)利要求10中所要求保護(hù)的方法，其中設(shè)置魚(yú)類(lèi)的至少一個(gè)視覺(jué)光色素對(duì)要提 供的光強(qiáng)度分布的所期望的響應(yīng)包括： 設(shè)置桿狀體光色素的所期望的響應(yīng)； 設(shè)置紅色、綠色、藍(lán)色和UV錐狀體光色素中的每一個(gè)的所期望的響應(yīng)。12. 如權(quán)利要求10或11中所要求保護(hù)的方法，其中設(shè)置魚(yú)類(lèi)的至少一個(gè)非視覺(jué)光色素 對(duì)光強(qiáng)度分布的所期望的響應(yīng)包括： 設(shè)置第一和第二松果體光色素中的每一個(gè)的所期望的響應(yīng)。13. 如權(quán)利要求10、11或12中所要求保護(hù)的方法，其中每一個(gè)所期望的響應(yīng)包括要提供 的光強(qiáng)度分布與相應(yīng)光色素的歸一化光吸收特性的乘積的頻域積分，所述歸一化光吸收特 性關(guān)于靈敏度之和歸一化。
【文檔編號(hào)】A01K61/00GK105979773SQ201480067623
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2014年12月8日
【發(fā)明人】C.塔納塞, R.C.布羅爾斯馬, H.M.皮特斯, R.T.維格, R.F.M.范埃普特, M.P.J.皮特斯, E.德比爾, R.F.X.A.M.莫斯, R.J.M.維林斯, P.H.J.范斯蒂恩
【申請(qǐng)人】飛利浦燈具控股公司