JP2013503651A - 集魚装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】出射される光の波長及び光出射角度を制限して集魚対象魚類の集魚効率を高め、漁船で作業する作業者に安らかな照明環境を提供して操業効率を向上させる集魚装置を提供する。
【解決手段】本発明はによる集魚装置は、船舶の船首及び船尾にそれぞれ設置された支持台の間に装着され、450〜470nm波長の青色LEDチップに、発光波長が570〜590nmの黄色蛍光体を塗布して相関色温度が5,000°K〜15,000°Kの白色光を出射する発光ダイオードモジュールが装着された第1集魚灯と、船舶の船首及び船尾にそれぞれ設置された支持台の間に装着され、450〜470nm波長の青色LEDチップに、発光波長が480nm〜550nmの1緑色蛍光体を塗布して青緑色(Bluish green)光を出射する発光ダイオードモジュールが装着された第2集魚灯と、を含み、第1集魚灯と第2集魚灯は、設置される高さに応じて光出射角度が異なるように調整されることを特徴とする。
【選択図】図6

Description

本発明は集魚装置に関する。
通常、イカ、太刀魚、サバなどを効果的に漁獲するために対象魚種を誘集する集魚灯が広く用いられている。
現在、イカ釣り漁業をする漁船の集魚灯を点灯する発電機にかかる費用は、操業にかかる全体費用の60%以上を占めており、集魚灯の交換経費などを含めば全体操業経費の40%以上を占めるほど、大きい負担になっている。また、近年、原油高により漁業経営に多大な支障をきたしている。
イカの集魚灯としてはメタルハライドランプを大部分使っている。しかしながら、メタルハライドランプは、通常、消費電力がlKW〜3KW程度の非常に大きい電力が必要であるため電力消耗が高く、発光時のガラス表面の温度が非常に高くて火災または火傷などの虞があり、寿命が約3,000時間程度で短いという短所がある。また、メタルハライドランプは、約4〜5ヶ月使用すると、集魚性能が低減して交換しなければならず、重さが重くて体積が大きい安定器が必要であるため、照明に必要な付加設備が増加し、このような付加設備の空間占有により、魚を保存する魚倉の容積が減少するという問題点もある。
さらに、メタルハライドランプの光はガラス球を通して全方向に放射されるため、集魚に必要な照射範囲以外にも空と甲板も照らし、全光量の60〜70%以上が無駄に消耗される。また、メタルハライドランプから出射される光は赤外線領域から一部の紫外線領域の光まで発生するため、集魚対象魚類、例えばイカの集魚に有効な波長帯域の光以外の光も出射することになり、全般的な集魚のための光の利用が非効率的であった。
一方、波長が450nm〜550nm範囲の青色と緑色系波長の光は、イカの集魚に効果的であり、海水への浸透深さが他の波長に比べて長いため、青色波長の光を出射する集魚灯を設ける試みがあるが、白色光の照明に比して作業者の疲労度を増加させ、操業効率を低下させる問題点がある。
本発明の目的は、上述した問題点を解決するために、発光ダイオードを用いて集魚対象魚類の集魚効率及び作業者の作業効率を高める集魚装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、所定の光出射角度に応じて相異なる波長の光を出射する発光ダイオードを用いて魚類の集魚を行うようにする集魚装置を提供することにある。
本発明のまた他の目的は、漁船に近づいた近距離の光出射角度として白色の光を出射し、遠距離の光出射角度として青色と緑色の波長が混合された光を出射するようにする集魚装置を提供することにある。
このような目的を達成するための本発明による集魚装置は、集魚のために複数の集魚灯が船舶に設置された集魚装置であって、船舶の船首及び船尾にそれぞれ設置された支持台の間に装着され、450〜470nm波長の青色LEDチップに、発光波長が570〜590nmの黄色蛍光体を塗布して相関色温度が5,000°K〜15,000°Kの白色光を出射する発光ダイオードモジュールが装着された第1集魚灯と、船舶の船首及び船尾にそれぞれ設置された支持台の間に装着され、450〜470nm波長の青色LEDチップに、発光波長が480nm〜550nmの緑色蛍光体を塗布して青緑色光を出射する発光ダイオードモジュールが装着された第2集魚灯と、を含むことができ、第1集魚灯と第2集魚灯は、設置される高さに応じて光出射角度が異なるように調整される。
また、本発明の実施例による第2集魚灯は、出射される青緑色光の450〜470nm波長の青色光及び480nm〜550nm波長の緑色光の相対強度の比が1.0:0.3〜0.3:1.0になるように構成することができる。
また、本発明の実施例による第2集魚灯は、第1集魚灯よりも上側に設置される。
また、本発明の実施例による第1集魚灯は、出射される光の放射角のうちの一側の境界線と、船舶に設置された支持台の下方の水面に垂直な基準線との間の角が50〜60°になるように設置し、第2集魚灯は、出射される光の放射角のうちの一側の境界線と、水面に平行な基準線との間の角が10〜25°になるように設置される。
本発明による集魚装置は、発光ダイオードを用いて魚類の集魚を行う時、漁船に近づいた近距離の光出射角度として白色の光を出射し、遠距離の光出射角度として青色と緑色の波長が混合された光を出射するなど、出射光の波長及び光出射角度を制限することにより、集魚対象魚類の集魚効率を高める効果がある。
また、青色光だけを用いた従来の集魚灯とは異なり、漁船に近づいた距離では白色光を用いて甲板の一部と漁船に近い作業空間には白色光が照射されるため、漁船で作業する作業者に安らかな照明環境を提供でき、作業効率を向上させる効果がある。
本発明による集魚装置が装着された船舶の状態を説明するための図面である。 図1の集魚灯の構造を分離して示す分離斜視図である。 図2の集魚灯の側面図である。 図1のサポートバーに支持された集魚灯の一部を拡大して示す図面である。 図4の側面図である。 図1の集魚灯の好ましい設置角度を説明するための図面である。 図1の第1集魚灯に適用される相関色温度15,000°Kの白色光スペクトルを示す図面である。 図1の第2集魚灯に適用される青色光及び緑色光の各比率別スペクトルを示す図面である。 図1の第2集魚灯に適用される青色光及び緑色光の各比率別スペクトルを示す図面である。 図1の第2集魚灯に適用される青色光及び緑色光の各比率別スペクトルを示す図面である。 本発明による集魚装置の駆動のための制御回路の一例を示す図面である。
以下、図面を参照して本発明の集魚装置を詳細に説明する。
図1は本発明による集魚装置が装着された船舶の状態を説明するための図面であり、図2は図1の集魚灯の構造を分離して示す分離斜視図であり、図3は図2の集魚灯の側面図である。
図面に示すように本発明の集魚装置10は、支持台12、第1及び第2支持線21,22、サポートバー30、第1集魚灯100a、及び第2集魚灯100bを含む。
支持台12は、船舶50の船首及び船尾にそれぞれ互いに離れて設置されている。
第1及び第2支持線21,22は、支持台12の間に連結され、第1支持線21よりも第2支持線22が高い位置に連結されている。
この時、第1及び第2支持線21,22は、第1及び第2集魚灯100a,100bを支持できるように、鉄線を用いることが最も好ましく、それ以外に支持が可能な材質であれば、何れも良い。
サポートバー30は、第1及び第2支持線21,22の垂直方向に、第1及び第2支持線21,22の間に連結されている。
第1集魚灯100aは、サポートバー30の間に水平方向に列をなして複数装着されており、第2集魚灯100bは、第1集魚灯100aよりも高い位置で水平方向に列をなしてサポートバー30の間に複数装着されている。この時、第1及び第2集魚灯100a,100bは、支持台12に設置される高さに応じて光出射角度が異なるように設置されることが好ましい。
第1集魚灯100aは、支持台12を基準として下部に設置され、450〜470nm波長の青色LEDチップに、発光波長が570〜590nmの黄色蛍光体を塗布して相関色温度(Correlated Color Temperature)が5,000°K〜15,000°Kの白色光を出射する発光ダイオードモジュール130が装着される。
第2集魚灯100bは、第1集魚灯100aよりも上側に設置され、450〜470nm波長の青色LEDチップに、発光波長が480nm〜550nmの緑色蛍光体を塗布して青緑色(bluish green)光を出射する発光ダイオードモジュール130が装着される。
この時、青緑色光を出射する第2集魚灯100bの発光ダイオードモジュール130は、青色光及び緑色光の混合比率を使用環境により次の3つの形態に決めて使用する。すなわち、青色光と緑色光のスペクトルの分布を、出射される青緑色光の青色光及び緑色光の相対強度(relative intensity)の比が1.0:0.5、1.0:1.0、0.5:1.0のうち何れか1つになるように構成する(図8から図10参照)。
ここで、本発明の実施例では、実験のために青色光及び緑色光の相対強度の比が上述したように1.0:0.5、1.0:1.0、0.5:1.0のうち、何れか1つであることを例として説明したが、これに限定されることはなく、青色光及び緑色光の相対強度の比が1.0:0.3〜0.3:1.0になるように構成することが最も好ましい。
第1及び第2集魚灯100a,100bに適用される発光ダイオードモジュール130は、それぞれ相関色温度または色は除外し、残り構造は同じく適用されることが好ましく、その詳細構造は図2を参照して説明する。
第1及び第2集魚灯100a,100bは、本体110、発光ダイオードモジュール130、及びキャップ150を備える。
本体110は矩形の筒状の構造であり、ボディ111、放熱片116、及びリブ118を有する構造である。
本体110のボディ111は、上部を開放した四角形の開口を有し、下方に行くほど幅が狭くなるテーパ状の収容溝112を有する。また、本体110から出射される光の放射角は60〜70°の範囲に設定される。
本体110のボディ111の上部には、キャップ150を装着するための載置溝117が形成される。載置溝117は、キャップ150が装着された状態で本体110の上面よりも低く装着されるように、本体110内の下方に後退して形成される。
ボディ111の収容溝112を形成する部分であって、ボディ111の長手方向に沿って互いに対向する内壁113は、その相互間の角度(a)が60〜70°であることが好ましい。
放熱片116はボディ111の長手方向に直交する方向に沿って一側面から底面及び他側面まで延長するようにボディ111から突出形成される。このような放熱片116は、ボディ111の長手方向に沿って互いに離れて複数形成される。
リブ118は、ボディ111の上面の周縁に沿って水平方向に外側に拡張形成される。リブ118には、放熱片116と放熱片116との間の領域に該当する位置に、対流の促進のために上下に貫通する複数の通気孔119が長手方向に沿って互いに離れて形成される。
本体110は、海上での腐食を防止するためにペンキで塗装した金属素材を適用するが、金属素材は、放熱効率の高いアルミニウムを適用することが好ましい。
発光ダイオードモジュール130は、本体110の収容溝112の底面に装着され、収容溝112の開口に向かって光を出射するように、回路基板131に複数の発光ダイオード135が装着される。
回路基板131は、放熱性の良いMCPCB(Metal Cored Printed Circuit Board)を適用することが好ましい。
発光ダイオード135は、上述したように、第1集魚灯100aは450〜470nm波長の青色LEDチップに、発光波長が570〜590nmの黄色蛍光体を塗布して相関色温度が5,000°K〜15,000°Kの白色光を出射することが適用され、第2集魚灯100bは、450〜470nm波長の青色LEDチップに、発光波長が480nm〜550nmの緑色蛍光体を塗布して青緑色光を出射するが、青色光と緑色光の相対強度の比が1.0:0.5、1.0:1.0、0.5:1.0のうち、何れか1つになるように構成したことが適用される。
キャップ150は、本体110の収容溝112の開口を閉鎖するように本体110に結合され、透明素材で形成することが好ましい。参照符号「154」はキャップ150と本体110の載置溝117との間に挿入されるシーリング用パッドである。
キャップ150が曲率を有するレンズの形態である場合、本体110から出射される光の放射角が60〜70°になるように、ボディ111の収容溝の構造及びキャップ150の曲率を適切に適用すれば良い。
このような構造の第1及び第2集魚灯100a,100bは、発光ダイオード135から発生する熱が回路基板131及び本体110を通して放熱されて高出力化が可能となり、出射光の波長が集魚に効率的で、かつ光出射角度が60〜70°に制限されることにより、光を効率的に利用できるという長所がある。
次に、図1から図3に示した第1及び第2集魚灯100a,100bがサポートバー30に支持された状態と好ましい設置角度に対して図4から図6を参照して説明する。
図4は図1のサポートバーに支持された集魚灯の一部を拡大して示す図面であり、図5は図4の側面図であり、図6は図1の集魚灯の好ましい設置角度を説明するための図面である。
図面に示すように、第1及び第2集魚灯100a,100bは、サポートバー30の間にボルト340などの固定部材を用いて固定することができる。サポートバー30は、第1及び第2集魚灯100a,100bを固定し、第1及び第2支持線21,22との結合方向をそれぞれ合わせるために長手方向に捻って折曲げた部分を有する構造である。
サポートバー30の上端には第2支持線22を囲むように折曲げて下部は開放されたクリップ33が形成される。クリップ33には、ボルト340の挿入のために、対向する部分に結合孔が形成される。また、サポートバー30の下端には、第1支持線21の一部を取り囲んで支持するように半円状の収容溝が形成されたブラケット122に、ボルト340などの固定部材により結合するように結合孔が形成される。
このように装着された第1及び第2集魚灯100a,100bは、船舶50から出射される光の出射方向が互いに異なるように装着される。
すなわち、第1集魚灯100aは、船舶50から数m〜数十mの近い領域下の深層、例えば、水深100m〜200mに位置する集魚対象魚類を上層に誘導して集魚するか、または第2集魚灯100bにより誘導された魚類を集魚するために、図6に示すように、第1集魚灯100aから出射される光の放射角(P1)のうちの一側の境界線(L1)と、支持台12の下方の水面(S0)に垂直な基準線(S1)との間の角(P1a)が約50〜60°になるように設置される。
また、第2集魚灯100bは、船舶50から遠い、例えば、数十m〜数百mの表層水面から数十mの深さに位置する集魚対象魚類を船舶50の近くに誘導するために、図6に示すように、第2集魚灯100bから出射される光の放射角(P2)のうちの一側の境界線(L2)と、水面(S0)に並んだ基準線(S2)との間のの角(P2a)が約10〜25°になるように設置される。この時、第2集魚灯100bから出射される光の放射角(P2)のうち、他側の境界線(L3)は水面(S0)に並んだ基準線(S2)から30〜40°になるため、第1集魚灯100aから出射される光の放射角(P1)のうちの一側の境界線(L1)と水面(S0)上で一定の部分が重なる。
ここで、第2集魚灯100bから出射される光において、水面(S0)に並んだ方向に対して10〜25°程度上向いて光を出射するように設置する理由は、波により船舶50が左右に傾いて動揺することを考慮したもので、船舶50が傾いた場合、船舶50の近くだけに光が照射されることにより、遠距離にある魚類の集魚効率が低下することを防止するからである。したがって、船舶50が傾いた場合も、水面(S0)に並んだ基準線(S2)に向かう光が存在することにより、遠距離に位置する魚類の集魚を持続的に誘導することができる。
このような第1及び第2集魚灯100a,100bの配列構造において、第1集魚灯100aから出射される相関色温度5,000°K〜15,000°Kの白色光には、海水における光吸収率が低い青色波長の成分が相対的に多いため、船舶の近くでは水面から深いところまで浸透できるという長所がある。
本発明の実施例として450〜470nm波長の青色LEDチップに、白色光を出射できる発光波長570〜590nmの黄色蛍光体を塗布して15.000°Kの相関色温度を有するように製作された発光ダイオードに対する出射光のスペクトルを分析した結果が図7に示されている。図7に示すように、60%以上の光が、イカの集魚に効率的な青色から緑色系の範囲波長、すなわち450nm〜470nm帯域及び480〜550nm帯域に分布する。
また、図8から図10に示すように、第2集魚灯100bにおいて、青色光と緑色光の相対強度の比が1.0:0.5、1.0:1.0、0.5:1.0のうち何れか1つで出射される青緑色光は、海霧や空気中の光吸収率が低い長波長成分が相対的に多いため、遠距離への伝達効率を向上させることにより、船舶50の近くの深層及び遠距離の表層の魚類に対する集魚効率を向上させることができる。
一方、図に示さなかったが、第1及び第2集魚灯100a,100bを水平上に列をなして配列し、上述したように、光軸を互いに異なるように配列してもよく、支持線を中央に一列に配列し、両方向に向かって集魚灯の方向を変えて交番設置してもよい。
図11は、本発明による集魚装置の駆動のための制御回路の一例を示す図面である。
本発明の第1及び第2集魚灯100a,100bを駆動するためには、連続的に駆動を行う方式と点滅を繰り返す方式のうち、何れか1つの方式を用いてもよいが、実験結果、連続的に駆動を行う方式よりも点滅を繰り返す方式が集魚にさらに効率的である。
図11を参照すると、制御部(図示せず)から制御信号入力端子161を介して駆動信号が入力され、この駆動信号により駆動部163でスイッチング素子のFET167のターンオン/ターンオフ駆動を制御する。FET167のターンオン/ターンオフ動作により発光ダイオード135がオン/オフ駆動する。参照符号「165」はバッファである。
制御部は、発光ダイオード135のオン/オフ駆動を制御する時、点灯維持時間と消灯維持時間が0.1〜0.3秒になるように制御することが好ましい。
一方、LED光源の波長別のイカの反応特性を調査するために、漁獲したスルメイカを水槽に入れて試験を行った。漁獲されたスルメイカは、水槽に入れて2〜3日経過すると、光に対する反応性が低下するため、魚群行動実験は、実験の前日の夜に漁獲したスルメイカを当日の朝に水槽に入れて馴致させた後、当日の夜、日が沈んだ後から行った。水槽の水温は、実験日に応じて10〜23℃の範囲に設定した。また、各実験は5回繰り返し行った。
先ず、最初の実験では、水槽の一側に450〜470nm波長の青色LEDチップに、発光波長が480nm〜550nmの緑色蛍光体を塗布して青緑色光を出射するが、図8から図10に示されたスペクトル分布のように青色光と緑色光の相対強度の比が1.0:0.5、1.0:1.0、0.5:1.0のうち何れか1つになるように構成した青緑色発光ダイオードモジュールをそれぞれ水槽の一側に設置して実験した。
実験結果、LED駆動電圧を20ボルトにして光の強度を強く出射した場合は、3つの発光ダイオードモジュールに対してイカが初期に誘引されたが、すぐ集魚灯の反対側に回避することを観察し、LED駆動電圧を18ボルトにして光の強度を弱く出射した場合、イカが初期に誘引され、約5分後に光の反対側に70%が移動することを観察した。
図8と図9のスペクトル分布を有する青色光と緑色光の相対強度の比が1.0:0.5と1.0:1.0で青緑色光を出射する発光ダイオードモジュールを水槽の両側にそれぞれ設置し、LED駆動電圧を18ボルトにした場合、初期には1.0:1.0の比率で青緑色光を出射する発光ダイオードモジュール側に65%移動することを観察した。そして、10分後、1.0:0.5の比率で青緑色光を出射する発光ダイオードモジュール側に70%移動したことを観察した。
そして、図9と図10のスペクトル分布を有する青色光と緑色光の相対強度の比が1.0:1.0と0.5:1.0で青緑色光を出射する発光ダイオードモジュールは、優劣の区別が付かないことを観察した。したがって、図8と図10のスペクトル分布を有する発光ダイオードモジュールも、図8と図9のスペクトル分布を有する実験とほぼ同様であると推定される。
図8から図10のスペクトル分布を有する発光ダイオードモジュールの実験結果、イカは530nm程度の波長にさらに刺激的に反応することが確認できた。出射初期に誘引され、後で逃避することがその理由である。
次に、図8から図10のスペクトル分布を有する青緑色光を出射する発光ダイオードモジュールを水槽の一側に設置し、図7のスペクトル分布を有する450〜470nm波長の青色LEDチップに、発光波長が570〜590nmの黄色蛍光体を塗布して相関色温度が5,000°K〜15,000°Kの白色光を出射する発光ダイオードモジュールを水槽の反対側に設置して実験を行った。
LED駆動電圧を20ボルトにして光の強度を強く出射した場合、初期に両側に同じように分割され、後で光を避けて全て中心に集まることを観察し、LED駆動電圧を18ボルトにして光の強度を弱く出射した場合、初期には青緑色光を出射する発光ダイオードモジュール側に10%程度移動し、後で白色光を出射する発光ダイオードモジュール側にたくさん集まることを観察した。
そして、水槽の一側に図7のスペクトル分布を有する白色光を出射する発光ダイオードモジュールを設置した場合、前述した青緑色光を出射する発光ダイオードモジュールはLED駆動電圧を20ボルトにして光の強度を強く出射すると、初期は光側に移動し、すぐ反対側に回避し、LED駆動電圧を18ボルトにして光の強度を弱く出射すると、光側にゆっくり移動し、ゆっくり逃避することではなく、イカが逃避せず、等しく分布することを観察した。
以上の実験結果を総合してみると、イカは何れの波長の光でも一応接近するが、強い刺激を受けると、逃避したり陰を探して動くことを確認し、500〜530nmの波長にさらに刺激的に反応することを観察した。
そして、図7のスペクトル分布を有する白色光がイカに良好な刺激を与えながらも、イカが比較的に逃避しない光であることを確認し、青緑色系列の波長が水中の透過性が良く、魚類がさらに刺激的に反応するため、海の深いところにいる対象物を集魚しやすいということを確認することができた。
したがって、本発明による集魚装置のように水平近距離では図7のスペクトル分布を有する白色光を出射する集魚灯を設置し、垂直遠距離では図8から図10のスペクトル分布を有する青緑色光を出射する集魚灯を設置することにより、遠距離や深海で集魚した対象物が漁船の近くで逃避することがなく、集魚効率が高いだけでなく、漁船で作業する作業者に対しても安らかな照明環境を提供して作業効率を向上させる。
上述した本発明では、好ましい実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練した当業者は、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更する可能性があることが理解できる。






































Claims (4)

  1. 集魚のために複数の集魚灯が船舶に設置された集魚装置であって、
    前記船舶の船首及び船尾にそれぞれ設置された支持台の間に装着され、450〜470nm波長の青色LEDチップに、発光波長が570〜590nmの黄色蛍光体を塗布して相関色温度が5,000°K〜15,000°Kの白色光を出射する発光ダイオードモジュールが装着された第1集魚灯と、
    前記船舶の船首及び船尾にそれぞれ設置された支持台の間に装着され、450〜470nm波長の青色LEDチップに、発光波長が480nm〜550nmの緑色蛍光体を塗布して青緑色光を出射する発光ダイオードモジュールが装着された第2集魚灯と、を含み、
    前記第1集魚灯と前記第2集魚灯は、設置される高さに応じて光出射角度が異なるように調整されることを特徴とする集魚装置。
  2. 前記第2集魚灯は、
    出射される青緑色光の450〜470nm波長の青色光及び480nm〜550nm波長の緑色光の相対強度の比が1.0:0.3〜0.3:1.0になることを特徴とする請求項1に記載の集魚装置。
  3. 前記第2集魚灯は、
    前記第1集魚灯よりも上側に設置されることを特徴とする請求項1に記載の集魚装置。
  4. 前記第1集魚灯は、出射される光の放射角のうちの一側の境界線と、前記船舶に設置された支持台の下方の水面に垂直な基準線との間の角が50〜60°になるように設置し、
    前記第2集魚灯は、出射される光の放射角のうちの一側の境界線と、水面に平行な基準線との間の角が10〜25°になるように設置することを特徴とする請求項1に記載の集魚装置。
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