JP2008154541A - 害虫防除方法及び装置並びに同装置用ｌｅｄランプ - Google Patents

Abstract

【課題】 害虫が忌避する黄色光を高い発光効率で放射することができ、使用個数、消費電力及びコストの削減に寄与する害虫防除装置用ＬＥＤランプを提供する。また、該ＬＥＤランプを用いてほ場における害虫防除の必要な被照射面の実質的に全域を極力均一に照らして、害虫を確実に防除するとともに、園芸農作物の生長や開花に影響を与えないようにする。
【解決手段】 半導体からなりピーク波長３７０ｎｍ〜４８０ｎｍの青色光ないし近紫外光を発光する発光素子と、該光を励起光としてピーク波長５６０ｎｍ〜５８０ｎｍの黄色光を放射する蛍光体とを組み合わせてなる害虫防除装置用ＬＥＤランプ５を、ほ場Ｂにおける害虫防除の必要な被照射面の実質的に全域での照度が１ｌｘ〜１０ｌｘの範囲内に収まるように、分散配置する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、園芸農作物等の害虫による被害を、夜間の黄色光の照射により防除する方法及び装置並びに同装置用ＬＥＤランプに関する。

野菜、果樹、草花等の園芸農作物における害虫被害には様々な形態があり、その一つに、夜間に園芸農作物に害虫の成虫が集まって産卵したり吸汁したりし、やがてふ化したその幼虫が葉、花、果実等を食い荒らすという加害形態がある。この加害形態の害虫の代表がヤガ（夜蛾）科であり、タバコガ、ヨトウガ等を例示することができる。とりわけオオタバコガは、近年、日本において発生量が拡大し、レタス、トマト等の各種野菜、イチゴ、メロン等の各種果樹、菊、カーネーション等の各種草花等々、多くの作物を加害しており、その被害は甚大である。

上記加害形態の害虫に対する方策として、夜間に特定波長の黄色光を園芸農作物に照射して、害虫（成虫）に忌避反応を起こさせ、害虫の侵入、産卵、吸汁行動等を防止する方法及び装置が知られている。黄色光には、夜間に暗反応する上記害虫（特にヤガ）の複眼を、明反応させる作用があり、この作用を害虫が忌避するのである。

例えば、特許文献１には、ピーク波長が５７０ｎｍ〜６２０ｎｍの黄色光を発する蛍光灯を用いた防除用ランプが記載されている。また、このような防除用の直管形蛍光灯は、すでに市販され使用されている。

次に、特許文献２には、Ｇａ、Ａｓ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｐ及びＮのうち少なくとも２種以上の金属を含む半導体で、例えばＧａＰ系、ＧａＡｓＰ系、ＧａＰＮ系、ＧａＡｌＡｓ系、ＡｌＩｎＧａＰ系などの半導体素子であり、ピーク波長が５８０ｎｍ〜７００ｎｍの光を発光するＬＥＤ（第１の発光ダイオード）を用いた照明装置が記載されている。発光素子自身が同ピーク波長の光を発光するものと考えられる。

同照明装置の実施例として同文献には、直管形蛍光ランプと同様の形状に形成された管体の内部に、前記ＬＥＤを別のＬＥＤと共に取り付けた基板を収納してなる照明装置と、ほぼ電球形状に形成されたカバー体の内部に、同様の基板を収納してなる照明装置とが記載されている。

次に、特許文献３にも黄色ＬＥＤを用いた防虫灯が記載されている。この黄色ＬＥＤについては「黄色ＬＥＤは、透明体の中に発光ダイオードを封入し、２本の端子線を外部に引き出している」の記載があることから、発光素子自身が黄色を発光するものと考えられる。

同防虫灯の実施例として同文献には、透明のパイプの内部に、多数の黄色ＬＥＤを取り付けた角状の管体を収納してなる柱状の防虫灯と、四角板状の基板に多数の黄色ＬＥＤを縦横に取り付けてなるプレート状の防虫灯と、電線に多数の黄色ＬＥＤを直列に取り付けてなる紐状の防虫灯とが記載されている。また、電源として太陽電池発電装置を用いることも記載されている。
特開平１−１８７７５７号公報 特開２００４−９３号公報 特開２００３−２８４４８２号公報

特許文献１のような黄色蛍光灯を用いた防除用ランプは、前記のとおりすでに市販され使用されているが、ほ場（園芸農作物のために整備された土地）を均一の照度で照射することが困難であるという問題があった。すなわち、黄色蛍光灯は一本あたりの全光束が大きいため、複数本を大きな相互間隔をおいてほ場に配設している。このため、黄色蛍光灯の直下ないしその近傍においては照度が非常に高くなり、園芸農作物の種類によってその生長や開花に影響し阻害することがあった。一方、黄色蛍光灯から遠く離れた所（前記相互間隔の中央部）においては照度が低くなりすぎ、害虫防除効果が低下することがあった。

また、黄色蛍光灯は、ほ場周辺に光が漏れて光害を招きやすいとか、寿命が短く交換が面倒であるという問題もあった。

また、特許文献２及び特許文献３のような黄色ＬＥＤを用いた防虫灯は、実用化が困難であり、ほとんど実用化されていないと思われる。その理由の一つは、前記のとおりＧａＰ系、ＧａＡｓＰ系、ＧａＰＮ系、ＧａＡｌＡｓ系、ＡｌＩｎＧａＰ系などの半導体を用いた、発光素子自身が黄色を発光するＬＥＤランプを用いており、この種の黄色ＬＥＤは発光効率が低く、一個当たりの全光束が非常に小さいところにあると考えられる。このような低光束の黄色ＬＥＤで忌避可能な照度を得るには、極めて多数の黄色ＬＥＤを前記のような直管形蛍光ランプ形状、電球形状、プレート状、紐状に取り付ける必要があるため、多大なコストと手間がかかるとともに、装置全体の消費電力が嵩むからである。

また、多数の黄色ＬＥＤを直管形蛍光ランプ形状、電球形状等に集中的に取り付けて防虫灯にするという発想は、前記の黄色蛍光灯の置き換えを狙ったものであるから、前記のほ場を均一の照度で照射することが困難であるという問題は、解消されずにそのまま持ち越されることになる。すなわち、特許文献２には、前記ＬＥＤにより照度が被照射体表面において１ｌｘ〜１０ｌｘ（ルクス）になるように照射可能とすることが記載されてはいるが、それは同防虫灯の直下ないしその近傍におけることであって、ほ場の全域において１ｌｘ〜１０ｌｘとすることは同防虫灯では困難である。

本発明の目的は、上記課題を解決し、害虫が忌避する黄色光を高い発光効率で放射することができ、使用個数、消費電力及びコストの削減に寄与し、光害を招きにくく、また寿命が長い害虫防除装置用ＬＥＤランプを提供することにある。また、該ＬＥＤランプを用いてほ場における害虫防除の必要な被照射面の実質的に全域を極力均一に照らして、害虫を確実に防除できるとともに、園芸農作物の生長や開花に影響を与えず、また、消費電力及びコストの削減に寄与し、光害を招きにくく、寿命が長い害虫防除装置及び方法を提供することにある。

（１）害虫防除装置用ＬＥＤランプ
上記課題を解決するために、本発明の害虫防除装置用ＬＥＤランプは、半導体からなりピーク波長３７０ｎｍ〜４８０ｎｍの青色光ないし近紫外光を発光する発光素子と、前記発光素子が発光した青色光ないし近紫外光を励起光としてピーク波長５６０ｎｍ〜５８０ｎｍの黄色光を放射する蛍光体とを組み合わせてなることを特徴とする。

ここで、ピーク波長３７０ｎｍ〜４８０ｎｍの青色光ないし近紫外光を発光する発光素子を用いるのは、蛍光体を高効率で励起させることができるからである。発光素子が発光した青色光ないし近紫外光が（その略全てが蛍光体に吸収されて）ＬＥＤランプ外に実質的に漏れない場合には、青色光ないし近紫外光のうちのいずれの光を発光するものでもよいが、同光が（その一部が蛍光体に吸収されずに）実質的に漏れる場合には、青色光を発光するものが好ましい。近紫外光が漏れると、害虫を引き寄せるように作用することがある。

ピーク波長５６０ｎｍ〜５８０ｎｍの黄色光を放射する蛍光体を用いるのは、同波長は前記加害形態の害虫（特にヤガ）の複眼を明反応させる作用が強く、害虫が特に忌避するからである。

（１−１）発光素子
ピーク波長３７０ｎｍ〜４８０ｎｍの青色光ないし近紫外光を発光する発光素子としては、特に限定されないが、ＧａＮ（窒化ガリウム）系半導体や、酸化亜鉛系半導体からなる発光素子を例示できる。発光効率が高く寿命も長い点で、ＧａＮ系半導体からなる発光素子が好ましい。

さらに、発光素子は、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（但し、０＜ｘ＜１）の層を含むｐ型クラッド層と、Ａｌ_ｙＧａ_１−ｙＮ（但し、０≦ｙ＜１）の層を含むｎ型クラッド層とに挟まれた、インジウムを含む層を含む発光層を備えたダブルヘテロ構造を有するものであることが好ましい。発光効率が高いからである。

ｐ型クラッド層は、バンドギャップが前記ｎ型クラッド層のバンドギャップより大きいことが好ましい。また、ｐ型クラッド層は、互いに組成が異なる窒化物半導体膜が積層された超格子構造からなることが好ましい。ｎ型クラッド層も、互いに組成が異なる窒化物半導体膜が積層された超格子構造からなることが好ましい。

発光層は、Ａｌ_ａＩｎ_ｂＧａ_{１−ａ−ｂ}Ｎ（但し、０≦ａ＜１，０＜ｂ＜１）からなる井戸層とＡｌ_ｃＩｎ_ｄＧａ_{１−ｃ−ｄ}Ｎ（但し、０≦ｃ＜１，０≦ｄ＜１）からなるバリア層とからなり、前記バリア層のバンドギャップエネルギーが前記井戸層のバンドギャップエネルギーより大きい量子井戸構造であることが好ましい。また、発光層は、ＩｎＧａＮからなる井戸層とＧａＮ又はＡｌＧａＮからなるバリア層とからなる量子井戸構造であることがより好ましい。

（１−２）蛍光体
前記青色光ないし近紫外光を励起光としてピーク波長５６０ｎｍ〜５８０ｎｍの黄色光を放射する蛍光体としては、特に限定されないが、高効率である点で、希土類珪酸塩系蛍光体が好ましい。希土類珪酸塩系蛍光体としては、ＬＩＴＥＣ社の商品名ＦＡ５６５等を例示できる。

蛍光体は、発光素子のモールド材又は該モールド材のコーティング材として使用される透明樹脂（例えばエポキシ樹脂やシリコーン）に混合された形で、発光素子と組み合わされている態様を例示できる。該態様には、モールド材のうちの一部、例えばリードフレームカップ内の透明樹脂のみに混合する態様も含まれる。該態様において、混合する範囲の透明樹脂における蛍光体の濃度は、４０％〜６０％が好ましく、５０〜５５％がより好ましい。蛍光体の濃度が４０％未満になると、ＬＥＤランプが発光した青色光ないし近紫外光の一部しか吸収しなくなって、黄色光が弱くなるとともに、青色光ないし近紫外光がＬＥＤランプ外に多く漏れる傾向となる。蛍光体の濃度が６０％を超えると、かえって発光効率が落ち、光度にばらつきが生じる傾向となる。

ＬＥＤランプは、前記黄色光によって、４０ｌｍ／Ｗ（ルーメン／ワット）以上の発光効率を有するものであることが好ましく、５０ｌｍ／Ｗ以上の発光効率を有するものであることがより好ましい。前記で例示した発光素子及び蛍光体を使用すれば、同発光効率を得ることができる。

（２）害虫防除装置
本発明の害虫防除装置は、前（１）項で説明したＬＥＤランプを用い、複数個のＬＥＤランプから放射される前記黄色光によって、ほ場における害虫防除の必要な被照射面の実質的に全域での照度が１ｌｘ（ルクス）〜１０ｌｘの範囲内に収まるように、ほ場に複数個の前記ＬＥＤランプを分散配置するとともに、前記ＬＥＤランプの駆動条件を調整した電源装置を設けてなることを特徴とする。

被照射面の照度が１ｌｘ未満の所ができると、そこでは害虫に与える忌避効果が不十分になるからである。一方、被照射面の照度が１０ｌｘを超える所ができると、そこでは園芸農作物（その種類にもよるが）の生長や開花に影響を与え、阻害する可能性が高くなるからである。なお、本明細書においてこの照度は、園芸農作物が存在しない状態（植える前の状態）において被照射面で測定されるものである。園芸農作物が存在すると、その寸法、数、密度等により茎葉による陰の生じ方が異なり、照度が変動して確定できないためである。

（２−１）分散配置
ＬＥＤランプの数及び分散配置形態は、被照射面の明るさが１ｌｘ〜１０ｌｘとなるように、園芸農作物や害虫の種類を考慮して適宜に決定できる。例えば、スポット光を発する多数のＬＥＤランプをほ場の上方に格子点上に分散配置したり、数個のＬＥＤランプを集約したランプユニットをほ場の適所に設置したりすることができる。前者の場合、ＬＥＤランプを単位被照射面積（１ｍ^２）当り例えば５〜１５個程度配設することができる。

（２−２）光拡散部材
複数個のＬＥＤランプにそれぞれ、ＬＥＤランプの指向角を拡げる光拡散部材を設けることが好ましい。光拡散部材としては、拡散レンズ、拡散反射鏡等を例示できる。

（２−３）電源装置
電源装置としては、特に限定されないが、（ａ）商用交流電源から降圧、整流等の調整をするもの、（ｂ）太陽電池と該太陽電池が発電した電気を蓄える蓄電池とを備えるもの、（ｃ）風力発電機と該風力発電機が発電した電気を蓄える蓄電池とを備えるもの、または、これらを組み合わせて（例えばａ＋ｂ、ａ＋ｃ、ａ＋ｂ＋ｃ）切り替えられるようにしたもの等を例示できる。また、電源装置は、ＬＥＤランプをパルス駆動するパルス駆動回路を備えていることが好ましい。駆動条件及びパルス駆動条件の調整については、害虫防除方法の項で説明する。

（３）害虫防除方法
本発明の害虫防除方法は、前（１）項で説明したＬＥＤランプを用い、複数個のＬＥＤランプから放射される前記黄色光によって、ほ場における害虫防除の必要な被照射面の実質的に全域での照度が１ｌｘ〜１０ｌｘの範囲内に収まるように、該被照射面を照らすことを特徴とする。

（３−１）駆動条件
特に限定されないが、例えばＧａＮ系半導体からなる発光素子を用いたＬＥＤランプの場合、一個の発光素子を電圧３．０Ｖ〜３．２Ｖ、電流２０ｍＡ〜３０ｍＡで駆動することが好ましい。必要な光束を得ながら、発熱を抑えて寿命を延ばすことができるからである。

（３−２）パルス駆動
また、ＬＥＤランプをパルス駆動することが好ましい。パルス間隔は、特に限定されないが、２ｍｓ（ミリ秒）〜５ｍｓが好ましい。半導体発光素子は通電が遮断されると残光のほとんどない状態で瞬時（ナノ秒以下）に消灯するが、黄色蛍光体は、半導体発光素子よりも長時間の残光特性を持つため、さらに長時間（少なくともミリ秒程度）残光を放射し、発光状態が保たれて害虫の忌避効果が持続するからである。このようにパルス駆動することにより、電力消費量を節減することができ、前記太陽電池と蓄電池による駆動の実現を容易化する。この点、前記従来の蛍光体を持たないＬＥＤでは、このようなパルス駆動を行うことができないから、本ＬＥＤランプの大きな利点といえる。

（３−３）太陽電池充電駆動
また、ＬＥＤランプを、（昼間に）太陽電池が発電した電気を蓄えた蓄電池により（夜間に）駆動することが好ましい。ランニングコストの節約となり、また、商用交流電源を引くことが困難なほ場において特に有用である。

本発明の害虫防除装置用ＬＥＤランプによれば、害虫が忌避する黄色光を高い発光効率で放射することができ、使用個数、消費電力及びコストの削減に寄与し、光害を招きにくく、また寿命が長いという効果が得られる。

本発明の害虫防除装置及び方法によれば、該ＬＥＤランプを用いてほ場における害虫防除の必要な被照射面の実質的に全域を極力均一に照らし、害虫を確実に防除できるとともに、園芸農作物の生長や開花に影響を与えず、また、消費電力及びコストの削減に寄与し、光害を招きにくく、寿命が長いという優れた効果が得られる。

ＧａＮ系半導体からなりピーク波長３７０ｎｍ〜４８０ｎｍの青色光ないし近紫外光を発光する発光素子と、前記発光素子が発光した青色光ないし近紫外光を励起光としてピーク波長５６０ｎｍ〜５８０ｎｍの黄色光を放射する蛍光体とを組み合わせてなる害虫防除装置用ＬＥＤランプである。発光素子は、インジウムを含む層を含む発光層を備えたダブルヘテロ構造を有するものが好ましく、蛍光体は希土類珪酸塩系蛍光体が好ましい。

このＬＥＤランプを用い、複数個のＬＥＤランプから放射される前記黄色光によって、ほ場における害虫防除の必要な被照射面の実質的に全域での照度が１ｌｘ〜１０ｌｘの範囲内に収まるように、ほ場に複数個のＬＥＤランプを分散配置するとともに、ＬＥＤランプの駆動条件を調整した電源装置を設けてなる害虫防除装置である。電源装置は、ＬＥＤランプをパルス駆動するパルス駆動回路を備えていることが好ましく、さらに太陽電池と該太陽電池が発電した電気を蓄える蓄電池とを備えていることが好ましい。

また、このＬＥＤランプを用い、複数個のＬＥＤランプから放射される前記黄色光によって、ほ場における害虫防除の必要な被照射面の実質的に全域での照度が１ｌｘ〜１０ｌｘの範囲内に収まるように、該被照射面を照らすことを特徴とする害虫防除方法である。ＬＥＤランプを２ｍｓ〜５ｍｓのパルス間隔でパルス駆動することが好ましい。さらに、ＬＥＤランプを、太陽電池が発電した電気を蓄えた蓄電池により駆動することが好ましい。

図１〜図５は本発明の実施例１を示す。図１、図２に示すように、この害虫防除装置１は、園芸農作物を栽培するほ場Ｂを覆うハウス２の天井面に設備されている。この実施例では、ほ場Ｂの平面積が約３７ｍ^２であり、生長後の園芸農作物の丈に合わせて、栽培域Ａが地面から高さ（ｈ）１．２ｍまでの範囲に設定されている。害虫防除の必要な被照射面は、該栽培域Ａに含まれる地面から高さ（ｈ）１．２ｍまでのすべての被照射面である。

害虫防除装置１は地面から２Ｍの高さ（Ｈ）に設備されている。詳しくは、ハウス２の天井面にはそれぞれ複数本の支持フレーム３と取付フレーム４とが縦横に架設され、取付フレーム４の下面に多数個のＬＥＤランプ５が天井面全体に千鳥状に散在するように配列されている。取付フレーム４は０．２５ｍのピッチ（Ｐ１）で２１本設けられ、ＬＥＤランプ５が各フレーム４に０．４ｍのピッチ（Ｐ２）で１８個取り付けられている。この結果、ＬＥＤランプ５の総数は３７８個、単位面積（１ｍ^２）当たりの設置数が約１０個である。後述する電源装置・条件により駆動されるこれらのＬＥＤランプ５によって、栽培域Ａに含まれる被照射面の実質的に全域での照度が約２ｌｘ前後となるように（少なくとも１ｌｘ〜３ｌｘの範囲に収まるように）、該被照射面を照らすようになっている。この照度は、前記のとおり１ｌｘ〜１０ｌｘの範囲に収まればよく、１ｌｘ〜５ｌｘの範囲に収まるとなおよいが、本実施例ではさらに均一化している。

図３（ａ）に示すように、ＬＥＤランプ５は、ＧａＮ系半導体からなる青色発光素子１１と、希土類珪酸塩（具体的にはＬＩＴＥＣ社の商品名ＦＡ５６５）からなる黄色蛍光体１２とを組み合わせて構成されている。発光素子１１はリードフレーム１３のマウントカップ１３ａ上に接着され、発光素子１１の一方の電極はボンディングワイヤ１６でリードフレーム１３に接続され、他方の電極はボンディングワイヤ１６で他方のリードフレーム１５に接続されている。マウントカップ１３ａ内には、黄色蛍光体１２が５０％〜５５％の濃度で混合されたシリコーンの透明樹脂１４が充填されて、発光素子１１を封止している。そして、これら発光素子１１、マウントカップ１３ａ、透明樹脂１４等を封止するモールド材がエポキシ樹脂の透明樹脂１７で砲弾型に成形されている。透明樹脂１７の頂部は集光レンズ１８になっており、ＬＥＤランプ５の指向角を約８°としている。

ＬＥＤランプ５の基板１９はネジ等で取付フレーム４に固定され、リードフレーム１３，１５が取付フレーム４の内側に配線されたリード線２０に接続されている。基板１９には透明樹脂からなるシェード２１が装着され、シェード２１にＬＥＤランプ５の指向角を４０°程度に拡げる拡散レンズ２２が設けられている。

第３図（ｂ）は、前記発光素子１１の層構成を示している。発光素子１１は、透明基板として例えばサファイア基板１１１を有し、このサファイア基板１１１上に、ＭＯＣＶＤ法等によりＧａＮ系半導体層として例えば、バッファ層１１２、ｎ型コンタクト層１１３、ｎ型クラッド層１１４、多重量子井戸構造の活性層（発光層）１１５、ｐ型クラッド層１１６、およびｐ型コンタクト層１１７を順次形成し、スパッタリング法，真空蒸着法等により、ｐ型コンタクト層１１７上の全面に透光性電極１２０、透光性電極１２０上の一部にｐ電極１１８、およびｎ型コンタクト層１１３上の一部にｎ電極１１９を形成したものである。

バッファ層１１２は、例えば、ＡｌＮからなり、ｎ型コンタクト層１１３は、例えば、ＧａＮ からなる。ｎ型クラッド層１１４は、例えば、Ａｌ_ｙＧａ_１−ｙＮ（０≦ｙ＜１）の層を含み、ｐ型クラッド層１１６は、例えば、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（０＜ｘ＜１）の層を含み、ｐ型コンタクト層１１７は、例えば、Ａｌ_ｚＧａ_１−ｚＮ（０≦ｚ＜１、ｚ＜ｘ）の層を含む。また、ｐ型クラッド層１１６のバンドギャップは、ｎ型クラッド層１１４のバンドギャップより大きい。ｎ型クラッド層１１４およびｐ型クラッド層１１６は、単一組成の構成であってもよいが、本例では超格子構造となるように、互いに組成が異なる厚み１００Å以下の上記の窒化物半導体膜が積層される構成となっている。

活性層１１５は、ＩｎＧａＮ からなる複数の井戸層と、ＧａＮ又はＡｌＧａＮからなる複数のバリア層とからなる。また、超格子層を構成するように、井戸層およびバリア層の厚みは１００Å以下、好ましくは６０〜７０Åになっている。

このように構成された発光素子１１の発光波長の半値幅は、５０ｎｍ以下、好ましく４０ｎｍ以下となっている。また、発光素子１１のピーク発光波長は、４５０ｎｍ〜４６０ｎｍの青色である。従って、ＬＥＤランプ５は、発光素子１１から発光された該青色光で前記黄色蛍光体１２を励起し、ピーク波長５７０〜５７２ｎｍの黄色光を放射するように構成されている。前記青色光はランプ外にはほとんど漏れない。

図４に示すように、ＬＥＤランプ５はリード線２０によって８個ずつ直列に接続され、２４Ｖの直流電圧が直流電源装置２３から（前記のパルス駆動回路２４を介してもよい）抵抗２５を介してＬＥＤランプ５に供給される。各ＬＥＤランプ５の発光素子１１はこうして調整された約３Ｖ、２０ｍＡの駆動条件で連続駆動され、或いはパルス駆動回路２４によりパルス駆動される。なお、直流電源装置２３としては、商用交流電源に接続して整流する直流電源装置のほか、太陽電池により発電された電気を蓄えた蓄電池または燃料電池等を好ましく使用できる。

上記構成の害虫防除装置１によれば、発光効率のよい青色発光素子１１と黄色蛍光体１２とを組み合わせてなるＬＥＤランプ５を用い、ＬＥＤランプ５の指向角を４０°程度に拡げる拡散レンズ２２を用い（ＬＥＤランプ５の集光レンズ１８を設計変更して指向角を拡げてもよく、その場合は拡散レンズ２２は不要となる）、複数個のＬＥＤランプ５を分散配置したので、図５に示すように、該ＬＥＤランプ５から放射される前記黄色光によって、地面から高さ（ｈ）１．２ｍまでの栽培域Ａに含まれる被照射面の実質的に全域の照度が約２ｌｘ前後となるように、該照射面を略均一に照らすことができる。詳しくは、図５（ａ）（ｂ）に示すように、栽培域Ａの高さ（ｈ）１．２ｍ位置の被照射面は、近距離からほぼ１個のＬＥＤランプ５の指向角のなかで照らされて略全域が約２ｌｘとなり、図５（ａ）（ｃ）に示すように、栽培域Ａの地面位置の被照射面は、遠距離から複数個のＬＥＤランプ５の指向角の重なりのなかで照らされて略全域が約２ｌｘとなる。

この黄色光の略均一な照射によって、栽培域Ａに内のすべての園芸農作物６を苗期から収穫期まで害虫から効率よく保護できる。また、この明るさであれば、農作物や園芸農作物６の生長や開花を阻害するおそれがなく、ハウス２の周辺に光害を及ぼす心配もない。また、ＬＥＤランプ５の効率が高いので、ＬＥＤランプ５の使用数を減らし、消費電力を節約できるとともに、ハウス２の設備レイアウトの自由度を高めることができる。また、前記パルス駆動によれば、さらに消費電力を節約できる。また、前記太陽電池及び蓄電池による駆動によれば、商用交流電源を引くことが困難なほ場において特に有用である。

次の表１は、ＬＥＤ照明がオオタバコガの産卵数に及ぼす影響を調査した結果を示す。この調査では、長野県野菜花き試験場内にある図１、図２に示すハウス２で、ハウス２内にはオオタバコガが自由に出入りできるようにし、表１内に示す平成１８年の計６日（６回）において、１６：３０から翌朝７：００まで害虫防除装置１のＬＥＤランプ５を前記電圧・電流での連続駆動により点灯し、表１内に示す株数のカーネーション株上に産下されたオオタバコガの卵数を計数した。表中の無処理区とは、同じハウス２に用意された同じ面積のカーネーションの植栽域であって、害虫防除装置１による照射処理をしない比較域である。

表１に示すように、害虫防除装置１のＬＥＤランプ５によって照明されたカーネーション株上の産卵数は、無処理区の株上の産卵数と比較して有意に少なかった。これは、ＬＥＤランプ５が照射する黄色光によってオオタバコガ成虫の産卵行動が抑制された結果であると推認される。

図６、図７は本発明の実施例２を示す。図６（ａ），（ｂ）に示すように、この害虫防除装置３１は地面から約２Ｍの高さ（Ｈ）にランプユニット３２を備えている。ランプユニット３２の基板３３には、実施例１と同様に構成された数個のＬＥＤランプ５が実装されている。

ＬＥＤランプ５にはシェード３４が被せられ、シェード３４のほぼ全域にレンズ３５が設けられている。そして、ＬＥＤランプ５が放射したピーク波長５７０ｎｍ〜５７２ｎｍの黄色光をレンズ３５の曲率変化によりシェード３４の中心部で集め外周部で拡散して、直径（Ｄ）が１０ｍ〜１５ｍの被照射面に照射するようになっている。

従って、この害虫防除装置３１によれば、高輝度の複数のＬＥＤランプ５をユニット化したので、図７（ａ），（ｂ）に示すように、少数のランプユニット３２で、広範囲の栽培域Ａにおける害虫防除の必要な被照射面の実質的に全域を照度１ｌｘ〜１０ｌｘの範囲に収まるように略均一に照らすことができる。このため、草丈があまり伸びない園芸農作物、例えばレタスやキャベツ等の野菜３６をより簡単な設備で害虫から保護できる利点がある。

図８は本発明の実施例３を示す。この害虫防除装置４１は、果樹園の地面上に実施例２と同様のランプユニット３２を備えている。ランプユニット３２は所要数が地面の適所に上向きに設置され、２ｍ前後の高さに組まれた棚４２を被照射面とし、ピーク波長５７０ｎｍ〜５７２ｎｍの黄色光を複数方向から果樹４３の枝に向けて照射するようになっている。

この害虫防除装置４１によれば、高輝度のランプユニット３２を地面に上向きに設置したので、棚４２を這って伸びる広範囲の枝を棚４２の下側から照度１ｌｘ〜１０ｌｘの範囲に収まるように略均一に照らすことができる。従って、枝から垂れ下がる果実に必要量の黄色光を与え、陰になる部分をなくし、果実に集まりやすい害虫を効率よく防除できる利点がある。

図９は本発明の実施例４を示す。この害虫防除装置５１は、ハウスの天井面と地面に実施例１と同様のＬＥＤランプ５を備えている。天井面のＬＥＤランプ５は適数個が天井フレーム５２に下向きに取り付けられ、地面のＬＥＤランプ５は適数個がＶ字形の柵５４の内側を延びる接地フレーム５３に上向きに取り付けられている。

この害虫防除装置５１によれば、高輝度のＬＥＤランプ５を天井面と地面の両方に設置したので、柵５４で支持して栽培するトマト等の柵上野菜５５を柵５４の内外二方向から照度１ｌｘ〜１０ｌｘの範囲に収まるように略均一に照らすことができる。従って、柵５４の全体に陰となる部分が少なくなり、柵上野菜５５を害虫から効率よく保護できる利点がある。

図１０は本発明の実施例５を示す。この害虫防除装置６１は筒形のベース６２を備え、ベース６２の全周面に実施例１のＬＥＤランプ５と実施例２のランプユニット３２とがそれぞれ適数個配設されている。ベース６２は果樹６３の上に直接設置され、ＬＥＤランプ５及びランプユニット３２がピーク波長５７０ｎｍ〜５７２ｎｍの黄色光を３６０°の範囲で放射するようになっている。

従って、この害虫防除装置６１によれば、高輝度の多数のランプ５，３２により特に大型果樹６３の全体を照度１ｌｘ〜１０ｌｘの範囲に収まるように略均一に照らすことができる。また、ベース６２を果樹６３に縛り付けたり吊り下げたりして、装置６１を簡単に設置できるうえ、果実の生長に合わせて装置６１の設置位置や向きを容易に変更することも可能である。

本発明による実施例１の害虫防除装置を示すハウスの側面図である。 ハウスの内側から天井面を見た該装置の下面図である。 （ａ）は該装置のＬＥＤランプを示す断面図、（ｂ）は該ＬＥＤランプの発光素子の層構成を示す概略図である。 該装置の電気配線図である。 該装置の作用説明図である。 実施例２の害虫防除装置を示すランプユニットの立面図である。 該装置の作用説明図である。 実施例３の害虫防除装置の設置形態を示す立面図である。 実施例４の害虫防除装置の設置形態を示す立面図である。 実施例５の害虫防除装置の設置形態を示す立面図である。

符号の説明

１ 害虫防除装置（実施例１）
２ ハウス
５ ＬＥＤランプ
１１ 青色発光素子
１２ 黄色蛍光体
２３ 直流電源装置
２４ パルス駆動回路
３１ 害虫防除装置（実施例２）
３２ ランプユニット
４１ 害虫防除装置（実施例３）
５１ 害虫防除装置（実施例４）
６１ 害虫防除装置（実施例５）

Claims (14)

1. 半導体からなりピーク波長３７０ｎｍ〜４８０ｎｍの青色光ないし近紫外光を発光する発光素子と、前記発光素子が発光した青色光ないし近紫外光を励起光としてピーク波長５６０ｎｍ〜５８０ｎｍの黄色光を放射する蛍光体とを組み合わせてなる害虫防除装置用ＬＥＤランプ。
2. 前記発光素子は、ＧａＮ系半導体からなるものである請求項１記載の害虫防除装置用ＬＥＤランプ。
3. 前記発光素子は、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（但し、０＜ｘ＜１）の層を含むｐ型クラッド層と、Ａｌ_ｙＧａ_１−ｙＮ（但し、０≦ｙ＜１）の層を含むｎ型クラッド層とに挟まれた、インジウムを含む層を含む発光層を備えたダブルヘテロ構造を有するものである請求項２記載の害虫防除装置用ＬＥＤランプ。
4. 前記蛍光体は、希土類珪酸塩系蛍光体である請求項１、２又は３記載の害虫防除装置用ＬＥＤランプ。
5. 前記蛍光体は、前記発光素子のモールド材又は該モールド材のコーティング材として使用される透明樹脂に混合された形で、発光素子と組み合わされている請求項１〜４のいずれか一項に記載の害虫防除装置用ＬＥＤランプ。
6. 前記透明樹脂における前記蛍光体の濃度は、４０％〜６０％である請求項５記載の害虫防除装置用ＬＥＤランプ。
7. 前記ＬＥＤランプは、前記黄色光によって４０ｌｍ／Ｗ以上の発光効率を有するものである請求項１〜６のいずれか一項に記載の害虫防除装置用ＬＥＤランプ。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のＬＥＤランプを用い、複数個の前記ＬＥＤランプから放射される前記黄色光によって、ほ場における害虫防除の必要な被照射面の実質的に全域での照度が１ｌｘ〜１０ｌｘの範囲内に収まるように、ほ場に複数個の前記ＬＥＤランプを分散配置するとともに、前記ＬＥＤランプの駆動条件を調整した電源装置を設けてなる害虫防除装置。
9. 前記ＬＥＤランプの指向角を拡げる光拡散部材を備えた請求項８記載の害虫防除装置。
10. 前記電源装置は、前記ＬＥＤランプをパルス駆動するパルス駆動回路を備えている請求項８又は９記載の害虫防除装置。
11. 前記電源装置は、太陽電池と、前記太陽電池が発電した電気を蓄える蓄電池とを備えている請求項８〜１０のいずれか一項に記載の害虫防除装置。
12. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のＬＥＤランプを用い、複数個の前記ＬＥＤランプから放射される前記黄色光によって、ほ場における害虫防除の必要な被照射面の実質的に全域での照度が１ｌｘ〜１０ｌｘの範囲内に収まるように、該被照射面を照らすことを特徴とする害虫防除方法。
13. 前記ＬＥＤランプを、２ｍｓ〜５ｍｓのパルス間隔でパルス駆動する請求項１２記載の害虫防除方法。
14. 前記ＬＥＤランプを、太陽電池が発電した電気を蓄えた蓄電池により駆動する請求項１２又は１３記載の害虫防除方法。

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