CN106102458A - 用于昆虫控制的照明系统 - Google Patents

Abstract

昆虫控制系统具有光源装置（10），其包括具有可调谐频谱、偏振、强度和/或闪烁模式的一个或多个光源。系统使得能够在特定的时间段中吸引或驱除特定类型的昆虫。

Description

用于昆虫控制的照明系统

技术领域

本发明涉及用于昆虫的控制的照明系统。

背景技术

尽管昆虫在平衡生态系统中是重要的，但是昆虫通常是不适、疾病和财产损失的源。由于其对人类具有广泛影响，所以历年来已经提出许多解决方案来控制我们的栖息地内的昆虫种群。这些解决方案可以广泛地根据其作用机制分为两个主要种类：化学的和物理的。

用于昆虫控制的化学方案以特定昆虫目标群组的生物化学为目标。使用物质来破坏（杀虫剂），或者干扰目标生物体在其生命周期的某一阶段中的行为，例如驱除剂。尽管其在控制昆虫种群方面具有所公认的有效性，但是化学方案产生不合期望的副作用，其范围从使人不愉快的气味到人类中毒。

DEET（N, N-二乙基间甲苯甲酰胺）作为昆虫驱除剂中最常见的活性组分是针对昆虫控制的有效化学物质的示例，即便如此，它对于人类也是有害的物质。DEET通常以高达100%浓度的喷雾或洗剂而销售和使用。产品的潜在健康影响是眼睛、喉咙和皮肤刺激以及中央神经系统影响（如果吸入的话）。DEET在抑制中央神经系统酶乙酰胆碱酯酶的活性方面的效果实际上在昆虫和哺乳动物二者中被观察到。对使用DEET物质的健康顾虑引起加拿大联邦卫生机构抑制具有30%以上浓度的昆虫驱除剂并且阻止在小于2岁的儿童附近使用该产品。

羟哌酯（又称为派卡瑞丁）是在很大程度上无色且无味的物质——也使用在要应用于皮肤上的昆虫驱除剂洗剂中——其功效与DEET的功效相当。世界卫生组织（WHO）将羟哌酯归类为稍微有害的物质，其对于人、动物和环境的风险是可接受的。即便如此，该物质对人类是稍微有毒性的并且通过皮肤或者经由吸入而被吸收，并且其健康影响将取决于暴露频率和浓度。

丙烯菊酯是使用在杀虫剂中的合成化合物，其呈现对人类的低毒性并且使用在国内产品中。WHO将它分类为稍微有害的物质并且以适当使用作为其安全性的条件。还报道了它对鱼类和蜜蜂是高度有毒的。

高效氯氟氰菊酯是使用在针对后院的长期杀虫剂中的有机化合物，其对于人类健康也是有害的并且生成强烈且令人不愉快的味道。香茅油是从柠檬香草的叶子获得的天然昆虫驱除剂。美国环境保护局将香茅油视为具有低急性毒性，其向生态系统造成最小风险。该物质在吸入时对于人类相当无害，但是展示不总是被赞赏的强烈味道。香茅油通常通过燃烧浸渍蜡烛被分散在空气中以驱除蚊子。

具有驱除剂性质的化学物质通常以熏香（诸如，蚊香）格式分散在环境中。然而，燃烧熏香产生火灾危险，除此之外还在空气中产生大量固体颗粒和气体。考虑到由蚊香所生成的不合期望的副产品，暴露于其烟气可能造成显著的急性和慢性健康风险。

通常还使用电气设备来将化学物质分散在环境中。通过以受控的方式加热或者喷射（雾化）物质来实现分散。该方案不会像蚊香那样生成有害燃烧副产品，但是它们仍旧是基于有害物质向环境中的扩散的。

针对昆虫控制的物理方案依赖于使用机械屏障或不同形式的能量，例如声音和光，其可能影响行为。

机械屏障通常采取放置在窗户、门上或者床周围的纱窗或网的形式。这些纱窗允许空气流通，但是气孔足够小以防止昆虫进入特定空间。尽管在正确使用的情况下是有效的，但是该方案没有解决已经处于目标区域内的昆虫的问题。

声音使用在意图驱除昆虫的一系列产品中。然而，已经强烈地怀疑可用产品的有效性。Cochrane Collaboration（支持基于证据的健康护理的国际实体）的评论从10个领域研究的结果中得出，这样的设备对于从人类的裸露身体部分所捕捉的昆虫数目没有影响。

本发明涉及使用光进行昆虫控制。在人们的居住地中找到的各种种类的昆虫在其生命周期的某一阶段处被光所吸引或驱除。在示出光对其吸引的昆虫之中，许多展示了对具有更多在短波长（即蓝色和紫外）中的能量的光源的偏好。这一现象应用于被用作昆虫捕捉器的若干设备中：蓝色光源将昆虫引诱到空间中，在空间中它们通过触碰灯丝而触电致死（微波灭虫器）或者被熏蒸。

然而，已知有效的光捕捉器以可感知的方式在视觉上、听觉上或者芳香上打扰人们。因为用于引诱的光源必须可察觉以便将昆虫吸引在目标区域中，所以引起视觉打扰。这种空间要求限制了对光源的定位和调光的选择。因为捕捉器必须与光源搭配，这暗示着在附近可见位置中杀死昆虫，所以引起听觉或芳香打扰。因为触电致死生成使人紧张不安的噪音和味道，并且熏蒸依赖于有害物质，所以有效的光捕捉器在有人居住的空间中不是太受到喜爱。这样的捕捉器大多移交到昆虫种群的研究和室外区域。

昆虫感知可见和近可见光谱中的范围广泛的波长之上的电磁辐射。其眼睛内的感光细胞包含不同视紫质，即对特定波长的光起反应的视觉色素。

二色昆虫表现两种类型的视紫质，一种在UV范围中具有最大吸收，并且另一种在绿色范围中具有最大吸收。一些昆虫是三色的，并且具有其吸收峰值在蓝色波长处的第三色素。又一昆虫群组，特别地一些鳞翅目的物种，是四色的，并且携带在红色波长区中具有峰值吸收的附加色素。

已经观察到光的感知在针对有翼和陆地昆虫二者的巡航、觅食和遇见性伴侣方面发挥作用。这种基于感知环境照明条件（例如强度、偏振和频谱分布）中的细微差别的能力的适应性行为看起来对于生存是关键的，因为其最大化了找到食物和伴侣的几率而同时避免捕食者。

许多种类的昆虫展示了趋光性，即响应于光而朝向或远离光源移动的倾向。负趋光性促进了定位掩蔽处以避免捕食者而正趋光性对许多飞行昆虫中的飞行响应起媒介作用。

昆虫趋光性对其在世界中的生态学具有实际后果，其中人造光越来越多地在夜晚期间主导天际线。人造光常使昆虫的自然趋光行为反常，从而驱动它们远离其栖息地。在240,000居住者的德国城市中的研究估计到，大约3亿6千万个昆虫每一季节死于被街灯所吸引。通过食物链的不稳定，昆虫死亡率可能负面影响整个生态系统。除了越来越大的死亡率之外，昆虫向城市环境的移动也可能向人类带来不适、破坏和疾病。

在墨西哥的研究显示了，越靠近公共街灯的房屋越有可能大量出现二分锥蝽（Triatoma dimidiate），其是查加斯病的主要载体之一。

从生态学和人类健康两个角度来看，因而存在动机使特定昆虫保持远离城市和建筑物。防止吸引可以通过选择显示低正趋光性足迹的光源而实现。相反，驱动昆虫远离建筑物可以通过运用负趋光性行为被促进。实际上，食品工业中的许多设施依赖于昆虫捕捉器，其具有UV丰富的光以引诱昆虫远离厨房或存储区域。也可以利用特定昆虫种类（例如，蟑螂）的负趋光性以实现类似效果。

在农业中，温室是其中温度、湿度和照明条件可以受控制以用于优化产量的空间。温室中的照明条件已经越来越多地被用作用于害虫综合治理的工具。用于减少有害昆虫的存在的基于光的方法包括使用趋光性行为以用于引诱和捕捉昆虫，创建竞争性视觉刺激以破坏害虫的巡航过程；添加具有有害或抑制波长的辐射以杀死或抑制害虫种群；提供时间暗示以影响日节律；并且使用塑料过滤器以从日光移除UV。

作为食物链中不能剥夺的部分，昆虫是对于范围广泛的各种动物种类的营养源，包括家畜和人类。联合国粮食与农业组织（FAO）在2013年公布了论文，提倡将昆虫作为可行的食品安全源以面对险峻的人口增长的事实。实际上，据估计，昆虫形成至少20亿人的传统饮食的部分。报道上已经将多于1900种昆虫用作食物。昆虫还作为植物繁殖中的传粉者、作为垃圾生物转化的主体、作为有害害虫种类的生物防治以及作为蜂蜜和丝绸的生产者而扮演着有益角色。出于经济活跃目的而养殖昆虫因而是在经济上有吸引力的活动，其中照明对于支持昆虫的交配、产卵、羽化和生长速率而言起到重要作用。

昆虫行为是动态过程，其中环境条件与内生状态交互以得出特定响应。由于自然环境条件通常以可预测的周期性行为改变，所以昆虫已经演进出机制以便预期这样的改变并且相应地适应。作为结果，昆虫所表现的行为在紧密匹配每日或季节性模式的周期方面是丰富的。

由于需要复杂生态系统中的特殊化，所以不同种类的昆虫已经区分对环境刺激的响应：一些昆虫在早春期间开始成群，而其它昆虫是在仲夏期间；一些昆虫对绿光展现出强烈的正趋光性而其它昆虫并不这样。不仅昆虫对环境刺激的响应会在不同种类间不同，而且它们通常在生命周期内还改变。一些种类的白蚁例如在其有翼阶段期间被吸引到光，但是在丢失其翅膀之后被光驱除。

昆虫对外部条件的响应在种类内及之间的这种可变性意味着：当昆虫被触发以交配、迁徙或寻找遮蔽处时，给定区域中的昆虫种群随时间不断地改变。改变的种群联合每一个种类的所区分响应代表着用于创建随时间以大范围有效性影响昆虫行为的解决方案的挑战。在例如照明解决方案的特定情况下，如果预期效果是减少昆虫向所照射区域的吸引，则功效可能在昆虫种群主要包括排斥光的样本时的特定季节期间为高，但是在存在不排斥光的其它样本时的另一季节中欠佳。

发明内容

本发明由权利要求限定。

根据一个方面，提供了一种昆虫控制系统，包括：

光源装置，其包括具有可调谐光谱、偏振、强度和/或闪烁模式的一个或多个光源，使得光源装置具有至少两个设置，所述至少两个设置具有不同的光谱、偏振、强度和/或闪烁模式，

其中一个设置用于比另一设置更多地吸引特定类型的昆虫，并且其中两个设置具有对人类的相同的视觉外观。

CIELAB颜色空间是限定针对特定颜色的坐标的方式。它描述了对于人类眼睛可见的所有颜色并且被创建成充当设备无关模型以用作参考。CIELAB颜色空间从CIE 1931 XYZ颜色空间导出，CIE 1931 XYZ颜色空间可以预测哪些频谱功率分布将被人类感知为相同颜色，但是没有特别地在感知上均匀。LAB系统的意图是创建可以根据简单公式从XYZ空间被计算但是在感知上比XYZ更加均匀的颜色空间。

在感知上均匀意味着颜色值中的相同量的改变应当产生大约相同视觉重要性的改变。当颜色以有限精度值被存储时，这可以改进色泽的再现。

CIELAB中相关的明度（L*）（星号后缀用于区分L*和亨特（Hunter）模型中的L）使用相对照度的立方根来计算。Lab空间设计成近似人类视觉。其追求感知均匀性并且它的L*组分紧密匹配明度的人类感知。L*=0产生黑色并且L*=100产生扩散白色，高光反射白色可以更高。a*表示红色/品红色与绿色之间的颜色位置，a*的负值指示绿色，而正a*值指示品红色。b*表示黄色和蓝色之间的颜色位置，负b*值指示蓝色，并且正b*值指示黄色。

由于L*a*b*模型是三维模型，所以其仅可以恰当地表示在三维空间中，并且因为红色/品红色-绿色和黄色-蓝色对立信道被计算为锥体响应的明度变换的差异，所以CIELAB是色度值颜色空间。

对于L*、a*和b*的非线性关系意图模拟眼睛的非线性响应。此外，L*a*b*颜色空间中的组分的均匀改变目标是对应于所感知的颜色中的均匀改变，因此L*a*b*中的任何两个颜色之间的相对感知差异可以通过将每个颜色看作三维空间（具有三个分量：L*、a*、b*）中的点并且取它们之间的欧几里得距离来近似。

a*&b*的值允许色调和色度在从直角坐标形式向极坐标形式转换坐标时被计算。色调是极坐标表示的角度分量，而色度是径向分量。这些可以使用以下公式计算：

h_ab= atan2(b*,a*)

色度是特定颜色的所感知的强度，并且色调是可以将刺激描述为类似于或不同于被描述为红色、绿色、蓝色或黄色（唯一色调）的刺激的程度。

此外，国际照明委员会（CIE）将两个颜色之间的距离称为 ΔE ^* _ab ，不同的研究已经提出不同ΔE 值，其具有范围从1.0到2.3的最小可觉差（JND）。这是重要的考虑，因为可能在眼睛不敏感的两个颜色之间微不足道的特定ΔE 可能在频谱的另一部分中更加显著。

出于该系统的目的，如果两个光设置的差异在所意图使用的正常条件之下被裸眼对象注意到具有不大于50%的变化，则两个光设置具有相同视觉外观。

该系统利用具有至少两个设置的光源，其中一个设置比另一个设置更多地吸引昆虫。光源可以设计用于特定昆虫，或者否则其可能取决于昆虫的类型和期望的响应而可控制到许多不同的设置。为了提供比另一个更多地吸引昆虫的一个设置，可以存在一个昆虫吸引设置和中立设置，或者一个昆虫驱除设置和中立设置，或者一个昆虫吸引设置和一个昆虫驱除设置。因而，术语“更多地吸引”应当理解成包括和等同于“更少地驱除”。取决于昆虫类型，可以可能的是设计光源以吸引或驱除昆虫，或者实际上二者都可以是可能的。通过使两个设置被人类感知为相同，昆虫控制不会打扰系统的用户，甚至在不同动态设置之间改变时也不会。

可以提供控制器以用于将光源装置控制到期望的设置。

光源装置可以包括可由控制器独立地控制的一组光源。这使得能够控制多个光源之间的昆虫的移动，使得它们可以被移动到期望的位置，所述位置可以在不同的时间处不同。然而，这种控制可以在不打扰用户的情况下被实现，因为光源的视觉感知保持相同。

可以提供用户输入接口以用于向控制器提供用户昆虫控制命令以用于选择昆虫类型和期望的昆虫响应。以这种方式，照明系统可以对于不同类型的昆虫是可适配的。控制器可以包括存储器，其存储昆虫类型及其对不同照明刺激的响应的数据库。

系统可以使用于室内，其中至少一个光源用于照射家里的第一区域，并且至少一个光源用于照射家里的第二区域，使得昆虫控制系统用于在区域间移动昆虫。

在另一个方面中，提供了一种包括用于将光源控制到期望设置的控制器的系统，其中控制器被适配成按序列控制该组光源，其中不同光源优先地在不同时间吸引或驱除特定类型的昆虫。该系统利用不同光输出特性来在不同时间提供昆虫行为的期望控制。在序列中的一个时间处，昆虫优先地被吸引到一个位置，并且在另一个时间处，它们优先地被吸引到另一个位置。通过使用多个光源，可以诱导昆虫在光源位置之间移动，使得它们被保持远离用户的期望位置。在给定时间在不同位置处提供不同的照明条件，以提供昆虫优先地朝向或远离一个位置的移动。

在室外系统中，序列可以用于诱导一波昆虫，其沿光源的路径朝向昆虫处理区域传播。该昆虫处理区域可以是中立区域或者其可以是远离人的自然区域。

检测系统可以用于检测每一个光源附近的昆虫，以用于响应于昆虫检测而提供自动化的控制器操作。例如，序列的时间选择可以被控制以取决于昆虫检测而控制波的传播速度。

另一个方面提供了一种昆虫控制系统，还包括：

用于向控制器提供用户昆虫控制命令以用于选择昆虫类型和期望的昆虫响应的用户输入接口。

该系统利用不同的光输出特性以在不同时间处提供昆虫的期望控制。该系统可以用于将昆虫吸引到一个位置或者将它们从这一个位置驱除（如果仅存在一个光源的话）。因而，系统可以使用单个光源。如果使用多个光源，则可以诱导昆虫以在光源位置之间移动，使得它们被保持远离用户的期望位置。

因而，不同照明条件可以再次在给定时间提供在不同位置处，以提供昆虫优先地朝向或远离一个位置的移动。可替换地，不同照明条件可以随时间而（仅）提供到一个位置，以在不同时间处提供不同昆虫响应。

控制器将用户所指定的期望昆虫行为转换成适当的照明控制信号。系统因而可以提供具有可调谐性质的照明解决方案，其可以用于随时间以大范围有效性而影响昆虫种群。

控制器优选地包括存储器，其存储昆虫类型及其对不同照明刺激的响应的数据库。以这样的方式，特定昆虫类型的期望响应可以由用户指定，并且控制器然后可以导出适当的照明控制信号。系统可以操作到由用户设定的时间选择，但是其可以附加地具有自动化的控制操作，其中检测系统用于检测昆虫，以及用于响应于昆虫检测而提供自动化的控制器操作。

在利用多个光源的所有方面中，它们可以独立地被控制以创建昆虫响应，所述昆虫响应取决于对不同位置处的不同光输出的不同昆虫响应。

以使用频谱成分控制的昆虫控制作为示例，通过提供其中频谱能量集中在目标昆虫对其较不敏感的波长中的一些光源，昆虫较少地吸引到这些光源。所照射的空间然后相比于由更宽频谱灯所照射的那些空间（提供相当的驱除效果）将展现较少的昆虫。可以基于偏振、闪烁模式或强度而获得类似效果（取决于昆虫类型）。例如，闪烁模式可以用于打扰昆虫，并且偏振控制可以用于迷惑昆虫。

根据另一个方面，提供了一种昆虫控制系统，包括具有一组光源的光源装置，光源的第一群组具有第一频谱、偏振、强度和/或闪烁模式设置以用于昆虫吸引，并且光源的第二群组具有第二频谱、偏振、强度和/或闪烁模式设置以用于昆虫排斥，其中该组光源配置有面向第一方向的第一设置光输出以及面向第二方向的第二设置光输出，以沿第一方向吸引昆虫。

通过创建光源链，该系统使得能够诱导昆虫移开比利用单独的光源可以实现的更大的距离。在沿链的任何点处，昆虫所看到的光诱导它们在一个方向上移动。第一和第二方向优选地相距180度。

另一个方面提供了一种控制昆虫移动的方法，包括：

控制光源装置，所述光源装置包括具有可调谐频谱、偏振、强度和/或闪烁模式的一个或多个光源以提供具有不同时间处的不同频谱、偏振、非零强度和/或闪烁模式的至少两个设置；其中一个设置用于比另一个设置更多地吸引特定类型的昆虫，并且其中两个设置对于人类具有相同的视觉外观。

该方法使得能够实现对用户而言不可感知的昆虫控制。

另一个方面提供了一种控制昆虫移动的方法，还包括：

独立地按序列控制一组光源以诱导一波昆虫，其沿光源的路径朝向昆虫处理区域传播。

通过创建一波行进昆虫，该方法使得昆虫能够动态地移开比在单个光源的情况下所可能的更长的距离。

附图说明

现在将参照附图详细地描述本发明的示例，其中：

图1示出昆虫控制系统的示例；

图2示出昆虫控制方法的示例；

图3用于解释另一个昆虫控制方法；

图4用于解释对于用户而言看起来相同的光输出如何可以以不同方式影响昆虫；

图5用于解释另一个昆虫控制方法；

图6示出应用于休息室和餐饮区域的昆虫控制系统；

图7示出应用于卧室区域的昆虫控制系统；

图8示出应用于室外区域的被动昆虫控制系统；以及

图9示出应用于室外区域的主动昆虫控制系统。

具体实施方式

本发明提供了一种具有光源装置的昆虫控制系统，所述光源装置包括具有可调谐频谱、偏振、强度和/或闪烁模式的一个或多个光源。系统使得特定类型的昆虫能够在特定时间段中被吸引或驱除。

第一示例利用光源或光源的集合，其被控制以对在光源输出的区中的昆虫的行为提供期望效果。光源可以具有可以由控制器调谐的频谱、偏振、强度和闪烁模式。

这个第一示例可以应用于单个光源或者以相同方式受控制的一组光源。

可调谐光频谱可以通过使用具有不同频谱的多个LED被实现并且在分离的信道中被组合以用于独立控制。然后通过调节每一个信道中的当前水平来实现特定频谱廓形。每一个LED光源的输出然后可以经由放置在灯的光出口处的光学系统被混合。

可调谐偏振可以借助于嵌入到光学系统中的液晶可调谐过滤器被实现。过滤器包括偏振层，其中输出光被过滤以在优先方向上振动，接着是液晶层，其应用扭曲向列场效应以便依照所应用的电场旋转偏振。

可调谐强度可以通过控制驱动LED光输出的电流水平被实现。

可调谐闪烁可以通过对LED驱动电流进行脉冲调制被实现。

要指出的是，提供可控光输出的这些不同方式可以使用在下文给出的所有示例中。

图1以示意性形式示出系统架构。

系统包括光源装置10及其控制器12。控制器12包括LED驱动器14、存储器16和通信接口18。通信接口18可以包括直接用户输入接口，但图1的示例示出具有其自身的通信接口22以用于系统的无线控制的远程控制器20。

远程控制器20用于设置可调谐光源的参数，并且这可以实现为智能电话、平板计算机或桌上型计算机。光源控制器12和远程控制器20之间的通信可以经由实现蓝牙或任何其它标准协议的无线接口被执行。

远程控制器20向用户提供接口，他/她通过该接口可以配置和部署用于影响昆虫行为的配方。

图2示出用于控制系统的示例方法。

存储器16包含昆虫及对不同光刺激的相应响应的数据库。

方法在步骤24中开始。在步骤26中，用户选择昆虫的类型。系统向用户呈现潜在目标的列表，例如驱除或吸引。昆虫的数据库可以通过地理区被分组使得用户将他或她的选择限于目标位置中所存在的昆虫的类型。

用户在步骤28中选择目标。用户然后具有限定特定时间间隔的选项，在该时间间隔中光设置将是可操作的。时间选择信息在步骤30中输入。

多个时间间隔可以通过重复步骤26、28、30被限定。在已经录入所有安排之后，在步骤32中部署所规划的设置。在所限定的一个或多个时间间隔之后，光源可以改变为默认设置或者可以简单地关断。

在系统的附加实施例中，可以添加麦克风或相机以检测环境中的特定类型的昆虫的存在并且自动地选择和部署适合的光设置以诱导预选择的行为。相比于所安排的部署，这种方案使得能够实现系统的按需激活。

在系统的又一实施例中，可以在光输出的色温、显色指数或者任何其它光度学方面向用户提供附加约束。系统可以将针对给定类型昆虫的目标的范围限制于在考虑到给定约束时可达到的那些。

在又一实施例中，GPS芯片可以集成到系统中。具有预设置的微控制器然后可以集成到光源中。基于光源的地理位置，微控制器可以使至少一个照明参数适配于本地昆虫生活。

在另一个实施例中，代替GPS芯片，可以集成时钟并且照明可以被适配于昆虫的季节性和日常活动。如果必要，微控制器中的设置可以适配于本地昆虫生活以作为出厂设置（当已知地理目标是针对该产品时）。时钟可以手动地或者在出厂时被适配于本地时区。

在另一个实施例中，光源可以具有手动控制开关以使光适配于本地昆虫生活：昆虫类型、地理位置、时区和/或吸引或驱除功能。

在另一个实施例中，光源可以调谐成使光源的不同信道的组合色点保持相同而同时改变频谱输出。尽管频谱将改变，但是光源的外观可以保持相同。

第二示例集合利用一组光源，该组光源独立地并且以协调方式被控制以创建取决于对不同光输出的不同响应的昆虫响应。

特别地，可以采取两个策略，并且这些将被称为“成链泵送”和“盲选”。成链泵送的目的是扩展在其之上控制昆虫行为的范围，以使得昆虫能够从一个地方移动到另一个地方，所述另一个地方比在没有该方法的情况下将可能的要远得多。盲选意图通过为昆虫提供对于它们而言可分辨但是对于人类而言不可分辨的选择来影响环境中的昆虫的分布（并且因而从用户的视角来看是看不见的）

如上文所解释，展现趋光性（响应于光刺激的迁移运动）的昆虫可以利用光被从一个位置引诱到另一个位置。如果趋光性为正（移动发生在光的方向上），则光诱饵必须放置在要吸引昆虫的地方。然而，如果要将昆虫吸引到更远的位置，则这可以通过以协调方式操作的诱饵链而实现，如在图3中所示，图3示出步骤S1-S4的序列。示出了四个光源的控制，并且每一个步骤涉及及时地接通和关断灯（被示为星形）。每一个步骤使昆虫更加远离其原始位置。

在该装置中，光源可以被接通或关断（使得一个设置具有零强度）。可替换地，光源可以在不同设置之间切换，而同时保持照射。

这种成链泵送的优点在于，昆虫可以从其原始位置移动如所期望的那么远。当昆虫处于安全距离处时，可以通过熏蒸或通电致死来消除它，而不会打扰人类。

因而，成链泵送方案意味着通过顺序接通和关断灯而逐渐将昆虫从一个位置引诱到另一个位置，从而创建昆虫泵效果。

接通和关断光以影响昆虫的空间分布可能对于人类而言是打扰的，因为其是可感知的策略。可替换的方式是以不被系统的（人类）用户感知的方式，在成链泵的每一个步骤中为昆虫提供两个或更多光源之间的选择。

在给定多个光刺激的情况下，展示其趋光性行为方面的偏好的昆虫将始终朝向更好地与其偏好匹配的那个光刺激移动。然而，由昆虫所感知的差异未必被人类感知到，因为不同类别的动物的视觉系统非常不同。

人类眼睛包含三个颜色受体，其对来自大范围波长的累积能量进行响应。该累积响应意味着可能将具有不同频谱功率分布的光源感知为具有相同质量（同色异谱（metamerism））。其它动物种类将包含具有不同频谱响应的不同数目的受体，并且因此将以与人类不同的方式感知光。可以利用这种差异来创建对于昆虫而言可区分但是对于人类而言不可区分的光源，并且这是以上概述的“盲选”方案。

图4给出具有相同色温和显色指数并且因此实际上看起来对于人类眼睛而言不可区分的两个光源的频谱功率分布的示例（示出归一化强度对比频率）。然而，频谱功率分布在它们之间非常不同。这些源然后可以用于针对展现出朝向它们之一的优先趋光性行为的昆虫而创建盲选机制。

盲选机制在图5中表示。每一个都能够从两个不同照明元件50a,50b和52a,52b发射光的两个光源50,52以不同的使用模式被描绘。尽管昆虫展现出两个照明元件之间的趋光性偏好，但是人类不能区分它们。

图5示出昆虫移动的方向为箭头54。图5(a)示出了光源50a和52b操作并且光源50b和52a关断，并且图5(b)示出了光源50b和52a操作而光源50a和52b关断。相对于光源b，光源a在每一个情况下优先吸引昆虫。然而，对于人类，所表示的两个条件不可区分。

这种“盲选”方案因而涉及通过运用两个不同的相邻光源所发射的光的不同特性来吸引和驱除昆虫。“成链泵送”方案通过控制光源来影响昆虫沿特定轨迹的移动，光源以协调波状方式在发射具有有利和不利特性的光之间交替。

在“成链泵送”方案中，光波的传播速度可以是基于由光所吸引和/或驱除的昆虫的数目及其跟随光波的能力。昆虫最终可以被吸引到腔体中，它们随后在其中被中立化。

对于盲选或成链泵送方案，系统包括至少两个光源（即照明器），其中每一个能够发射具有至少两个不同频谱的光。这些光源是独立可控制的。系统因而可以如图1中所示，其中光源装置10包括多个光源。如上文所解释，系统可以使用传感器来评估每一个照明器附近的昆虫的数量以及可能地还有类型。这些元件可以被组合以使得能够实现各种场景。

第一方案被考虑用于如图6中的室内解决方案，图6在左边示出生活区并且在右边示出餐饮区域。

在如图6(a)中所示的晚餐期间，居住者将餐厅中的灯光切换到不利灯光而起居室中的灯光被切换到有利灯光。这使得昆虫移动到起居室中的有利灯光，因而最小化吃晚餐的居住者的不舒适。在晚餐之后，居住者决定移动到起居室。此时并且如在图6(b)中所示，起居室中的光被设置成不利模式，而餐厅中的光被设置成有利模式。昆虫现在移动到餐饮区域，由此允许居住者在起居室中观看电视而不受打扰。

图7示出应用于卧室的第二方案。在居住者躺于床上读书时的夜晚，可以在该房间中存在两个灯光。不利灯光可以放置成靠近躺在床上的居住者，而有利灯光可以放置在房间中的远离床的另一角落。这将确保居住者在躺于床上时不被昆虫（例如，飞蛾）打扰。

图8示出可以应用于走廊的第三方案。以上描述的两个场景利用覆盖小地理区域的照明特性中的静态差异。照明中的静态差异的这种概念也可以通过使用以线性方式放置的大量照明器而扩展成覆盖更大地理区域，如在图8中所示。每一个照明器包含在相反方向上指向的两个灯。一个灯将发射有利灯光，而另一个灯将发射不利灯光。

构思在于，可能最初被吸引到特定照明器的昆虫将在有利灯光附近飞绕。然而，因为在昆虫的飞行路径中固有特定程度的随机性，所以存在昆虫将死亡于不利灯光这一侧上的可能性。从这一有利点出发，定位在不利灯光的一侧上的昆虫还将能够看到相邻照明器中的有利灯光。这然后将把昆虫吸引到下一照明器并且过程将重复，从而给出如由箭头80所示的大体昆虫移动。最终将昆虫引向特定位置，其中昆虫可以被中立化或者简单地引走到另一区域82，在该另一区域82中昆虫的存在将不会在日常活动中造成任何干扰。这基本上是“成链泵送”方案的被动实现。

该方案涉及使用一组光源，其第一群组具有第一频谱、偏振、强度和/或闪烁模式设置以用于昆虫吸引，并且其第二群组具有第二频谱、偏振、强度和/或闪烁模式设置以用于昆虫排斥。光源配置有面向第一方向的第一设置光输出和面向第二方向的第二设置光输出，以沿第一方向吸引昆虫。

第四方案是使用照明特性中的动态差异的主动方案。为了覆盖室内或室外（例如，遍及城市的）环境中的更大区域，可以使由有利和不利光特性构成的“光波”传播通过一组灯以主动地控制昆虫沿特定轨迹的移动。

图9示出被应用为室外、城市级解决方案的这种第四方案，其中灯杆遍及城市被部署。

图9(a)-9(d)示出顺序时刻。粗体圆圈表示被照射以吸引昆虫的灯杆，并且圆圈大小表示强度。如所示，吸引区横跨三个灯杆并且其随时间从左向右发展。

以这种方式，由有利和不利照明构成的波以恒定速度从一个杆横穿到另一个杆。当有利光频谱从一个灯杆逐步移位到另一个灯杆时，昆虫也跟随波并且沿灯杆移动。该技术用于主动地将昆虫引导到特定位置，特别是右边的灯杆，其包括昆虫中立化器90，或者其可以将昆虫引导到不会干扰夜间的人类活动的区，例如森林/自然保护区。

图9的示例的扩展是取决于能够增大沿特定路径吸引并且随后引导昆虫的有效性的任何因素来改变波的速度。例如，如果每一个灯能够使用一个或多个传感器（例如，声学的、相机等）来估计吸引到它的昆虫的数目，则每一个灯可以取决于昆虫从一个灯向另一个灯的转移速率来适配光波的流动速率。系统还可以在已知具有不同飞行能力的一年中的不同时间处被不同地调谐以便以特定种类为目标。例如，种类A（其大多出现在春季末期）可能能够比种类B（其出现在夏季末期）飞行快得多。因而，系统然后可以被调谐使得光波在春季比夏季横穿更快。

以上描述的系统可以利用光在昆虫行为上的影响来通过使难以忍受的昆虫移动远离人们所处于的区域以到达它们不会引起危害或者可以在没有间接影响的情况下被消除的区域来改进家里、办公室、医院或整个城市的康乐。

从以上各种示例将明显的是，一些实现可以利用控制器使得用户可以指定昆虫类型和期望响应，并且其它实现可以具有更简单的控制接口——例如将昆虫移动到第一位置的一个设置，以及将它们移动到第二位置的另一个设置。系统可以被设计用于一个特定昆虫类型，在该情况下不需要关于昆虫类型的用户输入。一些实现可以仅利用单个光源，而其它实现可以使用多个光源之间的相互影响。类似地，一些实现在对用户而言不可感知的光源改变的情况下是合期望的，而其它实现将不要求该特征。

系统可以嵌入在去往消费者和专业市场的照明产品中。消费者，特别地是在其中昆虫代表负担的地区中的那些消费者，可以使用该系统以通过减少或颠倒光源对昆虫的吸引而贯穿一年使不合期望的昆虫保持远离其家。类似的解决方案也将有益于食品产业，其在使传播疾病的昆虫保持远离其设施方面是感兴趣的。光解决方案也可以作为公共健康举措的部分被部署以减少受影响区域中的载体传播疾病。专业市场还包括温室，其中要促进昆虫的有益活动，例如授粉，而同时阻止害虫的存在。

已经将本发明描述为昆虫控制系统。具有照明信息的数据库可以附加地包括用于其它动物的相关设置，诸如（流浪）鸟类、蝙蝠、乌龟和鱼类。

根据对附图、公开内容和随附权利要求的研究，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，可以理解和实现对所公开的实施例的其它变形。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中记载特定措施的简单事实不表示这些措施的组合不能用于获益。权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制范围。

Claims (12)

1.一种昆虫控制系统，包括：

光源装置（10），包括具有可调谐频谱、偏振、强度和/或闪烁模式的一个或多个光源，使得光源装置具有至少两个设置，所述至少两个设置具有不同的频谱、偏振、强度和/或闪烁模式，

其中一个设置用于比另一个设置更多地吸引特定类型的昆虫，并且其中两个设置对于人类具有相同的视觉外观。

2.如权利要求1中所要求保护的系统，还包括：

控制器（12），用于将光源装置控制到期望的设置。

3.如权利要求2中所要求保护的系统，其中光源装置（10）包括可由控制器独立控制的一组光源。

4.如权利要求2或3中所要求保护的系统，包括用户输入接口（20），其用于向控制器提供用户昆虫控制命令以用于选择昆虫类型和期望的昆虫响应。

5.如权利要求4中所要求保护的系统，其中控制器包括存储器（16），其存储昆虫类型及其对不同照明刺激的响应的数据库。

6.如任一项前述权利要求中所要求保护的系统，包括室内系统，其中光源装置包括至少两个光源，其中至少一个光源用于照射家里的第一区域，并且至少一个光源用于照射家里的第二区域，使得昆虫控制系统用于在区域之间移动昆虫。

7.如权利要求1-5中所要求保护的系统，包括室外系统，其中控制器适配成按序列控制光源装置，所述序列用于诱导沿光源的路径朝向昆虫处理区域（82）传播的一波昆虫（80）。

8.如权利要求7中所要求保护的系统，还包括检测系统，其用于检测每一个光源附近的昆虫，并且用于响应于昆虫检测而提供自动化的控制器操作。

9.如权利要求8中所要求保护的系统，其中序列的时间选择被控制以便取决于昆虫检测而控制波的传播速度。

10.一种控制昆虫移动的方法，包括：

控制包括具有可调谐频谱、偏振、强度和/或闪烁模式的一个或多个光源的光源装置以提供具有不同时间处的不同频谱、偏振、非零强度和/或闪烁模式的至少两个设置；其中一个设置用于比另一个设置更多地吸引特定类型的昆虫，并且其中两个设置对于人类具有相同的视觉外观。

11.根据权利要求10所述的控制昆虫移动的方法，还包括：

独立地按序列控制光源装置以诱导一波昆虫，其沿光源装置的路径朝向昆虫处理区域传播。

12. 根据权利要求10所述的控制昆虫移动的方法，还包括：

接收用户输入，其提供限定昆虫类型和期望的昆虫响应的昆虫控制命令；以及

控制光源装置以提供期望的昆虫响应。