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本发明涉及用于促进活生物体中的维生素D产生的装置，所述装置包括至少一个灯组件，所述至少一个灯组件适于发射光，其中所述光至少模仿自然光或IR光和270nm到315nm的波长的UV光，其中所述至少一个灯组件包括多个LED。

1.  一种用于促进活生物体中的维生素D产生的装置，所述装置包括至少一个灯组件，所述至少一个灯组件适于发射光，其中所述光至少模仿自然光或IR光和270nm到315nm的波长的UV光，其中所述至少一个灯组件包括多个LED。

2.  根据权利要求1所述的装置，其中所述多个LED适于生成所述270nm到315nm的波长的UV光。

3.  根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述光表现为连续的，如超过50Hz的频率的光。

4.  根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述至少一个灯组件包括至少一个模仿自然光的第一灯并且所述多个LED提供270nm到315nm的波长的UV光。

5.  根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述多个LED中的至少一些被安装在板上。

6.  根据权利要求5所述的装置，其中所述板是导热的和/或具有被结合用于确定安装在所述板上的所述LED的温度的温度传感器，优选地，所述装置进一步包括用于控制所述板的温度的构件。

7.  根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述装置进一步包括在所述多个LED前方的透镜。

8.  根据前述权利要求中任一项所述的装置增加动物中的维生素D产生的用途。

9.  根据权利要求1-7中任一项所述的装置增加来自非人哺乳动物、优选奶牛的奶中的维生素D含量的用途。

10.  根据权利要求1-7中任一项所述的装置的用途，其用于将至少一个动物暴露于光达每天预定量的时间，以增加由所述至少一个动物产生的奶中的维生素D的含量。

11.  根据权利要求1-7中任一项所述的装置的用途，其中所述光至少模仿IR光并且所述IR光被用于保持所述动物温暖。

12.  一种畜牧场生产设施，其包括至少一个根据权利要求8-10中任一项使用的根据权利要求1-7中任一项所述的装置。

13.  根据权利要求11所述的畜牧场生产设施，其中一种或多种家畜被饲养以生产一种或多种农产品。

14.  根据权利要求12所述的畜牧场生产设施，其中一头或多头奶牛被饲养以生产奶。

15.  根据权利要求12所述的畜牧场生产设施，其中一种或多种禽类如鸡或母鸡被饲养以生产蛋。

16.  根据权利要求12所述的畜牧场生产设施，其中使一头或多头猪被饲养。

用于促进活生物体中的维生素D产生的装置和方法
技术领域
本发明涉及用于促进活生物体中的维生素D产生的装置，其包括至少一个灯组件。本发明进一步涉及此类装置用于增加动物中的维生素D产生的用途和用于增加动物中的维生素D产生的方法。
背景技术
本领域内已知自然光促进人体中的维生素D产生。
在EP1970423A1中，公开了用于刺激人皮肤中的前维生素D3产生的荧光灯。该灯是低压汞放电灯，其具有有限的强度并产生单色光，即仅一个主谱线(dominantspectralline)。
WO2009/094100公开了增强的发射UV的荧光灯，该荧光灯提供用于同时将人皮肤晒黑和促进人体中的维生素D产生的UV光谱发射。所公开的灯是单色低压灯。低压灯仅供应单色光(仅一个主谱线)。另外，额定功率不超过数百瓦，如果所述灯要以与奶牛相距3到4米的距离被安装在例如牛棚中，那么这就是一个缺点。
WO2010/102039公开了通过将蘑菇暴露于发射UVA辐射和UVB辐射、但不发射UVC辐射的灯来增加蘑菇的维生素D含量的方法。注意，仅将蘑菇暴露于UVA辐射和UVB辐射，但未暴露于自然光。另外，注意，维生素D2的含量增加，而例如其它重要的维生素D如维生素D3没有增加。
已知当动物如奶牛在夏季被保持在户外田野时，如果将其暴露于自然日光，则其维生素D状态增加且其奶中的维生素D的含量相应地增加。因为现代牧业涉及将家畜保持在户内的畜牧场生产设施内，因此损害了维 生素D的自然产生。为了进行补偿，在食物中使用维生素D补充剂。然而，已知通过将人或动物暴露于日光可获得的维生素D水远高于通过食物补充剂可获得的水平。此外，已发现人或动物的皮肤如果暴露于日光，则在产生维生素D方面有效得多，并且在暴露于太阳时，不可能实现毒性剂量的维生素D。
WO2013/041389公开了用于促进活生物体中的维生素D产生的装置，所述装置包括至少一个灯组件，所述至少一个灯组件适于发射多色光，其中所述多色光至少模仿自然光和270nm到315nm的波长的UV光，其中所述至少一个灯组件包括至少一个中压灯和/或高压灯。当使用中压灯和/或高压灯来生成UV光时，生成大量热并且它使用了大量电力。另外，难以精确地生成UV光的期望的输出光谱和强度。
考虑到上述现有技术，本发明的目标是提供用于以有效的、成本有效的且可靠的方式促进活生物体中的维生素D产生的装置和方法。具体地说，目标是增加家畜如牛、猪、鸡等中维生素D3的产生。
发明内容
通过用于促进活生物体中的维生素D产生的装置来实现所述目标，所述装置包括至少一个灯组件，所述至少一个灯组件适于发射光，其中所述光至少模仿自然光或IR光和270nm到315nm的波长的UV光，其中所述至少一个灯组件包括多个LED。
通过提供自然光和270nm到315nm的波长的UV光的组合，增强了活生物体中的维生素D的产生。对乳畜业，一个具体的优点是在产奶的哺乳动物如奶牛中，奶中的维生素D含量增加。已发现，在暴露于包含自然光和270nm到315nm的波长的UV光两者的光时，维生素D3含量增加，尤其是来自奶牛的奶中的维生素D含量增加。
通过提供IR光和270nm到315nm的波长的UV光的组合，可增强活生物体中的维生素D的产生。
通过使用多个发光二极管(LED)，可能得到期望的光分布。LED是发 射单色光的半导体光源。通过使用多个不同的LED，可能构建具有期望的强度和波长的期望光分布。此外，使用LED具有相比于其它光源如中压灯和/或高压灯使用更少电力的优点。
LED不生成与常规光源相同量的热并且因此可更靠近活生物体放置，而没有加热和/或烧伤它的风险。
自然光被理解为日光，因为其以在正常变化内的强度和光谱在白天期间出现在地面上。日光的光谱和强度取决于大气、臭氧层和太阳的位置而变化，并且本文的自然光是指那些正常变化内的任何日光。
虽然一些LED被认为仅具有一个波长，但本领域技术人员已知LED具有围绕中心波长的窄波长分布。
在一个实施方案中，多个LED适于生成270nm到315nm的波长的UV光。优选地，多个LED提供了270nm到315nm范围内的多个波长。现有技术灯通常使用用于去除低于270nm的波长的光的构件。低于270nm的波长是不期望的，因为它涉及将活生物体暴露于它的健康风险。使用LED生成UV光使得优选实施方案更加简单，因为无需滤光器。所述构件通常是透过高于270的波长的光且不透过低于270nm的波长的光的滤光器。
在一个实施方案中，光表现为连续的，如超过50Hz的频率的光。如果例如放电灯被用于生成模仿自然光的光，则这可以是一个优点。使用闪光或脉冲光将胁迫活生物体。因此，一个优点是确保光对于活生物体如动物表现为连续的。这可以通过使频率高于50Hz、100Hz、200Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz或3000Hz来确保。
在一个实施方案中，至少一个灯组件包括至少一个模仿自然光的第一灯并且多个LED提供270nm到315nm的波长的UV光。在这一实施方案中，第一灯可以是模仿自然光的任何灯，如硫灯，并且第二灯可以包括多个发射270nm到315nm的波长的光的LED。可存在任何数量的灯，以保证由所发射的光覆盖的区域尽可能强烈。
在一个实施方案中，多个LED中的至少一些被安装在板上。这一实 施方案使得能够仅使用一个具有多个LED的灯，提供所需的完全光谱。
优选地，板是导热的和/或具有被结合用于确定安装在所述板上的LED的温度的温度传感器，优选地，所述装置进一步包括用于控制所述板的温度的构件。LED的性质取决于温度。例如，在较低温度下波长可以改变并且效率可以较高。因此，优选所有LED以相同方式运转，这是通过使用与LED的热力学接触的导热板实现的。此外，优选控制温度；例如借助于与所述板热力学接触的液体冷却回路和/或可去除来自LED的热的散热件。
有利地，所述装置进一步包括在多个LED前方的透镜。透镜可以是每个单个LED的一部分，覆盖许多或所有LED。透镜可用于聚集光，因此使得从灯发射的光被指向特定区域成为可能。
本发明的又一方面是使用如本文所述的装置来增加动物中的维生素D产生。如上文所述的装置可用于增强动物活生物体内的维生素D产生。因此，来自暴露于上述装置的动物的肉中的维生素D含量被增加。这可以防止人食用来自罹患维生素D缺乏的奶牛的肉。这些动物可以是禽类，如鸡和/或非人哺乳动物，如奶牛、猪、山羊和/或羔羊。
本发明还涉及使用所述装置来增加来自非人哺乳动物、优选奶牛的奶中的维生素D含量。通过使用本发明增加奶中的维生素D含量具有食用奶的人可防止维生素D缺乏的优点。在地球上远离赤道的部分，白昼光在冬季可能有限。例如，北欧在11月到3月就是这种情况。在那段时间里，对于太阳的暴露不足可使人罹患维生素D缺乏。在任何情况下，只有奶牛在户外时，太阳才是重要的。在北欧以及同一纬度的北方或南方的其它工业化国家，大多数奶牛在牛棚内，因此除非将所述动物暴露于由根据本发明的第一方面的装置产生的光，否则它们不在它们的奶中产生维生素D。因此，通过本发明，提供了对自然日光不足的补偿，因此可能在冬季生产自然增强了维生素D的奶，因此有助于防止饮用所述奶的人的人体中的维生素D不足。这对于其中不允许人工营养食物补充剂的有机畜牧特别有利。通过本发明，不需要向动物食物加入任何膳食补充剂而将维生素D含量保持在高水平，因此动物被有机饲养。
本发明的另一方面涉及使用如上文所述装置将至少一个动物暴露于通过根据本发明的第一方面的装置产生的光达每天预定量的时间，以增加由所述至少一个动物产生的奶中的维生素D的含量。因此可优化维生素D的产生。例如，可将所述动物暴露于来自根据本发明的装置的光达每天30分钟、每天60分钟、每天90分钟或每天120分钟。
本发明的另一方面涉及如上文所述的装置的用途，其中所述光至少模仿IR光并且所述IR光被用于保持动物温暖。IR光常规用于温暖乳猪、仔猪和鸡。添加UV光将确保乳猪、仔猪或鸡不缺少维生素D和肉中的维生素D含量。这可以防止人食用来自罹患维生素D缺乏的奶牛的肉。当保持乳猪、仔猪或鸡温暖时，应当小心不要加热过多。因此，一个优点是使用LED来提供UV光，它没有改变灯的加热性质。提供UV光的LED可被放置或结合到常规的IR光源，因此提供了可在不改变针对乳猪、仔猪或鸡的常规居所的情况下安装的紧凑单元。
本发明的另一方面是包括根据本发明的至少一个装置的畜牧场生产设施。因为所述装置发射可见光和UV光，因此具有本发明的装置的畜牧场生产设施无需任何额外的照亮系统。本发明可代替牛棚的常规照明，这节省了安装费用，因为仅需要一个照明系统。
根据这一方面，其中饲养用于生产一种或多种农产品的一种或多种家畜的畜牧场生产设施可在整个建筑内应用照明装置，或者它可以是传统照明设施当中天花板照明中的一个或多个灯。根据本发明，畜牧场生产设施还可包括被饲养的一头或多头奶牛，目的在于生产奶，其中对于挤奶站等提供光源。优选地，一头或多头奶牛提供用于生产奶，和/或一种或多种禽类如鸡或母鸡被提供用于生产蛋，和/或一头或多头猪被提供用于生产肉。
通常，认识到增加维生素D的作用将有益于家畜的健康。动物将由此实现更好的免疫系统，因此需要更少的抗生素或无需抗生素并且环境影响更少，正因为当在畜牧场生产中利用本发明时，向人提供了天然维生素D源。
通过本发明，还认识到在畜牧场生产中使用所述装置有益于用于产生 蛋的禽类，如鸡或母鸡。促进蛋中的维生素D增加了蛋作为人类食物的营养价值。
在一个实施方案中，通过多个灯提供光。这可以使安装更容易，且另外可能仅关闭一些灯。如果例如使用自然光的第一个灯和270nm到315nm的波长的UV光的第二个灯，则这可能有利。则具有270nm到315nm的波长的UV光可仅被开启有限时间，例如每天2到3小时，并且自然光可以在全天开启且被用作建筑的主要照明。
附图说明
下面将参考附图更详细地描述本发明，其中：
图1A和图1B分别显示根据本发明的实施方案的灯组件的示意性侧视图和主视图；
图2A和图2B分别显示根据本发明的实施方案的灯组件的示意性侧视图和主视图；
图3A和图3B分别显示根据本发明的实施方案的灯组件的示意性侧视图和主视图；
图4A和图4B分别显示根据本发明的实施方案的灯组件的示意性侧视图和主视图；
图5A和图5B分别显示根据本发明的实施方案的灯组件的示意性侧视图和主视图；
图6显示了显示测试结果的曲线；
图7显示猪中的维生素D3含量的比较测试；并且
图8显示自然暴露与暴露于来自根据本发明的灯的照明之间的比较测试。
图1A和图1B显示灯1的实施方案，灯1包括外壳2，外壳2具有导热板3，LED4结合在导热板3上。灯1具有圆形形式。图1A是灯1的主视图且图1B是灯1的侧视图。在这一实施方案中，存在52个LED4。 灯1可适于提供UV光和/或自然光的期望光谱。应当理解，图1中显示的实施方案可被改造成使得更多LED4被合并到所述灯中，例如所述灯可具有超过100个LED4。LED4发射具有围绕中心波长窄分布的波长的光。当使用多个LED时，可能构建具有期望分布的灯；可选择特定的期望波长并且可通过使用若干相同的LED来增强特定波长的强度。这样，可构建灯1以提供期望的光谱。
导热板3与LED4热力学接触并且可通过使用风扇冷却以防止LED4过热。灯1通过使用连接器5连接到电源，由此向LED4提供电力。
图2A和图2B以及图3A和图3B上的灯公开了类似于图1A和图1B中所公开的灯的灯1。然而，图3中的灯具有正方形形式并且图3中的灯具有成行布置的LED。应当理解，图3A和图3B中显示的灯1可具有任何长度并且在图上仅显示了灯1的末端。
在图3A和图3B中，显示了类似于图1、图2和图3的灯的灯，然而，外壳具有不同形式。
图3和图4上所示的灯组件尤其适于排笼(battery)鸡或笼中的其它动物，因为那些灯组件的大小适合在鸡或动物上方放置或非常靠近鸡或动物放置。可使图3中的灯组件覆盖整行的笼。每个笼还可结合有灯组件，如图4中所示显示的灯组件。
灯组件可被制成为一个LED灯提供具有270nm到315nm的波长的UV光并且另一LED灯提供自然光。然而，硫灯和/或汞灯也可用于提供自然光，因为硫灯的光谱非常类似于地面处的白昼太阳光。硫灯和汞灯可掺杂有金属以实现尽可能在技术上接近自然光的光发射。硫灯和汞灯是本领域内已知的并且将不会被详细描述。
如果灯组件包括两个灯，一个发射自然光，而另一个发射UV光，则可能独立地调节UV光和自然光。例如，此类灯组件可被安装在畜牧场生产建筑物中，自然光灯可用于利用类似于日光的光照亮畜牧场生产建筑物的内部，使得农场主能够在畜牧场生产设施如饲养奶牛的建筑物中工作。UV灯然后可被打开和关闭仅每天有限量的时间，例如每天1小时、2小 时或4小时。通过使用自然光灯(这里例示为LED灯、汞灯和/或硫灯)作为建筑物中的照明，无需其它照明安装。因此，可降低通常照明的成本。
图5显示包括用于加热的类型的IR-光灯泡6的灯1。它例如可以是用于保持乳猪、仔猪或鸡温暖的类型。IR-光灯泡6具有用于连接到常规插座的插头7。UV灯外壳2通过使用杆8结合到IR-光灯泡6。UV灯外壳2包括适于提供270nm到315nm的波长的UV光的LED4。IR-光灯泡6通常非常靠近乳猪、仔猪或鸡放置，因此UV灯利用LED是一个优点，因为这将防止灯1对于乳猪、仔猪或鸡来说变得过暖。传导板3可热力学连接到用于控制温度的构件，使得可保持温度恒定并且来自IR-光灯泡的任何热不影响LED性能。
在其中LED灯提供自然光和UV光的情况下，农场主仅需在其家畜饲养生产设施中安装这种类型的灯以增加动物产品的维生素D含量。
下表包括不同灯类型和可用于灯组件中的单个LED的示例。


利用所述表中的灯的示例，可实现灯组件的不同实施方案。
下表具有由来自上文所示的表的灯类型制成的灯组件的示例。