JP2017509321A - 昆虫防除のための照明システム - Google Patents

Abstract

昆虫防除システムは、調節可能なスペクトル、偏光、強度及び／又は点滅パターンを有する１つ以上の光源を含む光源装置１０を有する。システムは、特定の種類の昆虫が、特定の時間間隔において、誘引される又は遠ざけられることを可能にする。

Description

本発明は、昆虫防除のための照明システムに関する。

調和のとれた生態系におけるその重要性にも関わらず、昆虫は、しばしば、不快感、病気及び家屋損壊の原因となる。昆虫は、人間に甚大な影響を及ぼすため、人間の共住環境における昆虫の個体群を抑制するために、多くのソリューションが何年にもわたって提案されてきている。これらのソリューションは、その作用機序（化学的及び物理的）に応じて大まかに２つのメインカテゴリに分類することができる。

昆虫防除のための化学的なアプローチは、特定の昆虫対象群の生化学を標的にする。対象の生命体のライフサイクルの何らかの段階におけるその挙動を破壊する（殺虫剤）又は妨げるために、物質が使用される（例えば防虫剤）。化学的なアプローチは、昆虫の固体群の抑制における有効性は認められているが、不快な臭いから人間に中毒症状を引き起こすといった多岐に及ぶ不所望の副作用を生成する。

防虫剤の最も一般的な活性成分であるＤＥＥＴ（Ｎ，Ｎ−ジエチル−メタ−トルアミド）は、昆虫防除には効果的であるが、人間には有害である化学物質の一例である。ＤＥＥＴは、しばしば、最大１００％の濃度で販売され、スプレー又はローション形式で使用される。当該製品の潜在的な健康への影響は、目、喉及び皮膚への刺激だけでなく、吸引された場合に、中枢神経系への影響である。中枢神経系の酵素であるアセチルコリンエステラーゼの活性を阻害するというＤＥＥＴの効力は、実際には昆虫及び哺乳類の両方において観察された。ＤＥＥＴ物質の使用に対する健康不安によって、カナダの連邦健康機関は、３０％を超える濃度の防虫剤を禁止し、２歳未満の子供の付近での製品の使用を控えることを進めた。

イカリジン（別名：ピカリジン）は、主に無色及び無臭の物質であり、皮膚に塗布される防虫剤ローションにも使用され、その効能は、ＤＥＥＴのそれに匹敵する。世界保健機構（ＷＨＯ）は、イカリジンを、人、動物及び環境へのその危険性は容認可能である微有害物質と分類している。しかし、それでもなお、当該物質は、人間にとって少し有毒であり、皮膚を通して又は吸入を介して吸収され、その健康への影響は、濃度及び露出頻度に依存する。

アレスリンは、人間に対する毒性の低い殺虫剤に使用され、家庭内製品に使用される合成化合物である。ＷＨＯは、アレスリンを、微有害物質と分類し、その安全性は、適切に使用された場合に限ることを条件として設けている。ＷＨＯは更に、アレスリンは、魚及びミツバチには非常に有害であることを報告している。

ラムダ−シハロトリンは、人間の健康にも有害で、強く不快な臭いを発する裏庭用の効果が長続きする殺虫剤に使用される有機化合物である。シトロネラ油は、レモングラスの葉から得られる自然の防虫剤である。アメリカ合衆国環境保護庁は、シトロネラ油を、生態系に与える危険が最も少ない低急性毒性であると見なしている。当該物質は、吸入しても人間には無害ではあるが、必ずしも歓迎されるわけではない強い臭いを出す。シトロネラ油は、しばしば、含浸キャンドルを燃やすことによって蚊を寄せ付けないように、空気中に分散される。

防虫特性を有する化学物質は、しばしば、蚊取り線香といったように香の煙の形態で、環境中に分散される。しかし、香を焚くことは、空気中に大量の固体粒子及び気体を生成することに加えて、火の危険ももたらす。蚊取り線香によって生成される不所望の副生成物を考えると、その煙にさらされることは、著しく急性及び慢性の健康上の危険ももたらす。

化学物質を環境中に分散するために、電気的デバイスも、しばしば、使用される。分散は、物質を制御されたやり方で加熱する又は噴霧する（霧状にする）ことによって達成される。このアプローチは、蚊取り線香のように有害な燃焼副生成物を生成しないが、依然として有害物質の環境への拡散に基づいている。

昆虫防除のための物理的なアプローチは、機械的なバリア、又は、挙動に影響を与えることができる例えば音及び光といった様々な形態のエネルギーを使用することに依存する。

機械的なバリアは、通常、窓、扉又はベッド周りに配置されるスクリーン又はネットの形をとる。これらのスクリーンは、空気の循環は可能にするが、穴が、昆虫が特定空間に侵入することを阻止するのに十分に小さい。このアプローチは、正しく使用された場合には効果的であるが、対象エリア内に既にいる昆虫の問題については対処しない。

音は、防虫を目的とする様々な製品に使用されている。しかし、市販されているデバイスの有効性は、強く疑問視されている。証拠に基づいたヘルスケアを支援する国際組織であるコクラン共同計画による報告によれば、１０個の実地調査の結果から、このようなデバイスは、人間の裸の身体の一部から捕まえられた昆虫の数に全く影響しなかったと結論付けられている。

本発明は、昆虫防除のための光の使用に関する。人の住宅内にいる様々な種類の昆虫は、そのライフサイクルの何らかの段階において、光によって誘引されるか、又は、遠ざけられる。光に誘引される昆虫のうち、多くは、短波長、即ち、青色及び紫外線波長においてより多くのエネルギーを有する光源に対する優先傾向を示す。この現象が、捕虫器として使用される幾つかのデバイスに適用されている。青色光源が、昆虫を、フィラメントに接触することによって感電死させられるか（電気虫取り器）又は燻蒸消毒される空間へと誘き寄せる。

しかし、効果的なライトトラップは、視覚的、可聴的又は芳香的に知覚可能なやり方で人々の気分を阻害することが分かっている。視覚的な障害は、誘き寄せるために使用される光源は、対象エリアにおける昆虫を誘引するように目立たなければならないことによって引き起こされる。この空間要件によって、光源の位置付け及び調光に関する選択が制限される。可聴的又は芳香的な障害は、トラップが光源と同じ場所に配置されなければならないことによって引き起こされ、これは、付近の見える場所での殺虫を意味する。感電死は、不安を掻き立てるような音及び臭いを生成し、また、燻蒸消毒は、有害物質に依存するので、効果的なライトトラップは、居住空間ではあまり好まれていない。このようなトラップは、ほとんど屋外エリアや昆虫個体群の研究に追いやられている。

昆虫は、可視及び近可視スペクトルにおける広波長範囲に及ぶ電磁放射線を感じる。昆虫の目の中の光受容細胞は、様々なロドプシン、即ち、特定波長の光に反応する視物質を含む。

二色性の昆虫は、２つのタイプのロドプシン、即ち、１つは、ＵＶ範囲に最大吸収を有し、もう１つは、緑色範囲に最大吸収を有するロドプシンを示す。一部の昆虫は、三色性であり、青色波長においてその吸収がピークとなる第３の色素を有する。更に別の昆虫の群、特に幾つかの鱗翅目種は、四色性であり、赤色波長領域にピーク吸収を有する追加の色素を持っている。

光覚は、羽のある昆虫及び陸生昆虫の両方にとって、航行、狩猟採集及び交尾相手との出会いに役割を果たすことが観察されている。環境の照明条件（例えば強度、偏光及びスペクトル分布）におけるニュアンスを感じる能力に基づくこの適応行動は、捕食動物を回避しつつ、食料及び相手を見つける可能性を最大にするため、生存のためには重要と思われる。

昆虫の多くの種類は、走光性、即ち、光に応えて、光源に向かって又は光源から離れるように移動する性質を示す。負の走光性は、捕食動物を回避するために、安全な住処を特定するのを容易にする一方で、正の走光性は、多くの飛翔昆虫の飛行反応を仲介する。

昆虫の走光性は、夜間に人工光がスカイラインをますます占拠する世界におけるその生態学に実際に影響する。人工光は、しばしば、昆虫の自然の走光行動を歪めて、昆虫をその生息地から追い払ってしまう。２４万人の住民がいるドイツのある都市における研究は、各季節、約３億６０００万匹の昆虫が街路灯に誘引されて死んでいると推定した。昆虫の大量死は、食物連鎖を不安定にすることによって、生態系全体に負の影響を及ぼす可能性がある。大量死に加えて、昆虫の都市環境への移動は、人間に不快感、破壊及び病気をもたらす可能性がある。

メキシコにおける研究によって、街路灯により近い家は、シャーガス（Chagas）病の第一媒介種の１つであるトリアトーマ・ジミジアータ（Triatoma dimidiate）が侵入している可能性がより高いことを示した。

したがって、生態学的及び人間のウェルネスの観点から、都市及び建物から特定の昆虫を遠ざける動機がある。誘引の阻止は、低い正の走光性フットプリント示す光源を選択することによって実現される。反対に、建物から昆虫を追い払うことは、負の走光性行動を利用することによって促進される。実際に、食品産業における多くの建物は、ＵＶを多く含む光を用いた捕虫器に依存して、調理場又は貯蔵エリアから昆虫を遠ざけるように誘き出す。例えばゴキブリといった特定の昆虫種の負の走光性を利用して、同様の効果を達成することもできる。

農業では、温室は、温度、湿度及び照明条件が最適な収穫高のために制御される空間である。温室内の照明条件は、総合的な害虫管理手段としてますます使用されるようになってきている。害虫の存在を減少させる光に基づいた方法は、昆虫を誘き出して捕捉するために走光性行動を使用することと、害虫の航行過程を阻止するように競合する視覚的刺激を作成することと、害虫個体群を殺す又は抑制するために有害な又は抑制性の波長の放射線を追加すること、日周リズムに影響を与えるために時間キューを提供することと、日光からＵＶを取り除くプラスチック製フィルタを使用することとを含む。

食物連鎖の不可分の一部として、昆虫は、家畜及び人間を含む広範囲の動物種の栄養源である。国連の食物農業機関（ＦＡＯ）は、２０１３年に、人口の高度成長する中で、昆虫は、実行可能な食料保証源であると提唱した論文を発表した。実際に、昆虫は、少なくとも２０億人の人々の伝統的な食事の一部を形成していると推定されている。１９００種を超える昆虫が、食料として使用されていることが報告されている。昆虫は更に、植物再生における受粉媒介者、廃棄物の生物変換の媒介者、害虫種の生物学的防除、及び、はちみつや絹の生産者としての有益な役割も果たす。したがって、経済活動的な理由のために、昆虫を養殖することは、経済的に魅力的な活動であり、当該活動において、照明は、昆虫の交尾、産卵、羽化及び成長率を支援するために重要な役割を果たす。

昆虫行動は、環境条件が、特定の反応を生じさせるように、内因性状態と相互作用する動的な過程である。自然環境条件は、通常、予測可能な一定期間毎に変化するので、昆虫は、このような変化を予期し、それに応じて適応するための反応機構を進化させてきている。結果として現れる昆虫行動は、日周パターン又は季節パターンに厳密に一致した周期において豊かである。

複雑な生態系における特殊化の必要により、様々な種類の昆虫が、環境刺激に対して分化した反応を有する。春先に群れ始める種類もいれば、真夏に群れ始める種類もいる。緑色光に強い正の走光性を示す昆虫もいれば、示さない昆虫もいる。環境刺激に対する昆虫の反応は、種類間で異なるだけでなく、ライフサイクルの間に、しばしば、変化もする。例えばある種のシロアリは、羽がある時期は、光に誘引されるが、羽がなくなると、光によって遠ざけられる。

外部条件に対する昆虫反応の種類内又は種類間でのこの可変性は、所与のエリアにおける昆虫の個体群が、昆虫は交尾し、移動し又は住処を探すように誘発されるので、経時的に常に変化することを意味する。各種類の分化した応答と結び付いている変化する個体群によって、長期間にわたって広範囲への有効性を有して、昆虫行動に影響を与えるソリューションを形成することが困難になる。例えば特定の照明ソリューションの場合において、意図している効果が、被照射エリアへの昆虫の誘引を減少することである場合、効果は、昆虫の個体群が主に光を拒絶する標本からなっていれば、特定の季節の間は高いが、光を拒絶しない他の標本がいる別の季節では、あまりない。

本発明は、請求項によって定義される。

第１の態様によれば、昆虫防除システムが提供される。当該システムは、光源装置が、異なるスペクトル、偏光、強度及び／又は点滅パターンを有する少なくとも２つの設定を有するように、調節可能なスペクトル、偏光、強度及び／又は点滅パターンを有する１つ以上の光源を含む上記光源装置を含み、
１つの設定は、もう１つの設定よりも、特定の種類の昆虫をより多く誘引する設定であり、２つの設定は、人間には同じに見える外観を有する。

ＣＩＥＬＡＢ色空間は、特定の色の座標を規定する１つの態様である。ＣＩＥＬＡＢ色空間は、人間の目に見えるすべての色を記述し、基準として使用されるデバイス非依存モデルとなるように作成された。ＣＩＥＬＡＢ色空間は、どのスペクトルパワー分布が人間によって同じ色と感じられるかを予測できるが、特に知覚的に均一ではないＣＩＥ１９３１ＸＹＺ色空間から導出される。ＬＡＢ系の目的は、ＸＹＺ空間からの単純な式から計算できるが、ＸＹＺよりもより知覚的に均一である色空間を作成することである。

知覚的に均一とは、色値における同じ量の変化が、略同じ視覚的重要度の変化を生成するということを意味する。色が、限られた精度値に記憶されると、これは、色調の再現を向上することができる。

ＣＩＥＬＡＢにおける明度（Ｌ^＊）（星印の添え字は、ハンター（Hunter）モデルにおけるＬからＬ^＊を区別するためのものである）相関物は、相対照度の立方根を使用して計算される。Ｌａｂ空間は、人間の視覚に近似させるようにデザインされている。Ｌａｂ空間は、知覚的均一性を目指し、そのＬ^＊成分は、人間の明度の知覚に厳密に一致する。Ｌ^＊＝０は、黒をもたらし、Ｌ^＊＝１００は、散乱性白をもたらし、正反射性白はより高い。ａ^＊は、赤／マゼンタと緑との間の色の位置を示し、ａ^＊の負の値は、緑を示す一方で、正のａ^＊値は、マゼンタを示す。ｂ^＊は、黄と青との間の色の位置を示し、負のｂ^＊値は、青を示し、正のｂ^＊値は、黄を示す。

Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊モデルは、３次元モデルであるので、３次元空間においてのみ適切に提示可能である。また、赤／マゼンタ−緑と、黄−青との対立するチャネルは、コーン応答の明度変換の差として計算されるので、ＣＩＥＬＡＢは、色度値色空間である。

Ｌ^＊、ａ^＊及びｂ^＊の非線形関係は、目の非線形反応を真似ることを目的としている。更に、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間における成分の均一変化は、知覚される色における均一変化に一致することで、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊における任意の２つの色間の相対的な知覚差を、各色を（３つの成分、即ち、Ｌ^＊、ａ^＊及びｂ^＊を有する）３次元空間における１つの点として処理し、それらの間のユークリッド距離を取ることによって近似できることを目的とする。

ａ^＊及びｂ^＊の値は、座標が直交形式から極形式に変換された場合に、色相及び彩度が計算されることを可能にする。色相は、極座標表現の角度成分であり、彩度は、動径成分である。これらは、次式：
ｈ_ａｂ＝ａｔａｎ２（ｂ^＊，ａ^＊）
を使用して、計算できる。彩度は、特定の色の知覚強度であり、色相は、赤、緑、青又は黄色と記述される刺激に対し、ある刺激が同様又は異なると記述される度合いである（固有の色相）。

更に、国際照明委員会（ＣＩＥ）は、２つの色間の距離をΔＥ^＊ _ａｂと呼び、様々な研究が、１．０から２．３に及ぶ丁度可知差異（ＪＮＤ）を有する様々なΔＥ値を提案している。これは、目が反応しない２つの色間では重要ではない特定のΔＥが、スペクトルの別の部分においてより顕著である可能性があるので、重要な留意事項である。

上記システムの目的のために、２つの光設定は、その差が、意図する使用の標準状態下で、５０％未満の変化を有するものとして、裸眼の対象者によって認識される場合に、同じに見える外観を有する。

上記システムは、少なくとも２つの設定を有する光源を使用する。１つの設定は、もう１つの設定よりも多くの昆虫を誘引する。光源は、特定の昆虫向けにデザインされてもよい。又は、光源は、昆虫の種類及び所望の反応に応じて、多くの様々な設定となるように制御可能であってよい。もう１つの設定よりも多くの昆虫を誘引する１つの設定を提供するために、１つの昆虫誘引設定及び中立設定、１つの防虫設定及び中立設定、又は、１つの昆虫誘引設定及び１つの防虫設定があってよい。したがって、「誘引モード」との用語は、「あまり遠ざけない」ということを含み、また、等価であると理解されるべきである。昆虫の種類に応じて、光源を、昆虫を誘引するか、又は、遠ざけるようにデザインすることが可能である、又は、実際には両方が可能であってもよい。２つの設定が、人間によって同じに知覚されるようにすることによって、昆虫防除は、様々な動的設定間で変更しても、システムのユーザに妨げにならない。

所望の設定となるように、光源装置を制御するコントローラが提供されてもよい。

光源装置は、当該コントローラによって独立制御可能である光源のセットを含んでいてもよい。これは、複数の光源間の昆虫の移動を制御し、これにより、昆虫が、様々な時間において異なりうる所望の場所に移動することを可能にする。しかし、この制御は、光源の視覚上の知覚は、同じ状態のままであるため、ユーザに妨げになることなく達成される。

昆虫の種類及び所望の昆虫反応を選択するために、コントローラに、昆虫防除ユーザコマンドを提供するユーザ入力インターフェースが提供されてもよい。このようにすると、照明システムは、様々な種類の昆虫に適応可能である。コントローラは、昆虫の種類と、様々な照明刺激に対する昆虫反応とが入ったデータベースを格納するメモリを含んでもよい。

上記昆虫防除システムは、少なくとも１つの光源が、家の中の第１のエリアを照らし、少なくとも１つの光源が、家の中の第２のエリアを照らし、上記システムが、第１のエリアと第２のエリアとの間で昆虫を移動させるように屋内で使用されてもよい。

別の態様では、所望の設定となるように、光源を制御するコントローラを含むシステムが提供され、当該コントローラは、光源のセットを、あるシーケンスで制御するように適応され、様々な光源は、様々な時間において、特定の種類の昆虫を優先的に誘引するか、又は、遠ざける。このシステムは、様々な時間における昆虫行動の所望の制御を提供するために、様々な光出力特徴を使用する。シーケンスにおける１つの時間において、昆虫は、１つの場所に優先的に誘引され、別の時間において、別の場所に優先的に誘引される。複数の光源を使用することによって、昆虫は、光源の場所間を移動するように誘導され、これにより、昆虫は、ユーザの所望の場所から隔離される。様々な照明条件が、所与の時間に、様々な場所において提供されて、１つの場所に優先的に向かう又は離れる昆虫の移動が提供される。

屋外システムでは、上記シーケンスは、昆虫処理エリアに向かう光源の経路に沿って伝搬する昆虫の波を生じさせるためのものであってもよい。この昆虫処理エリアは、昆虫除去エリアか又は人から離れた自然のエリアであってよい。

各光源の付近における昆虫を検出し、昆虫検出に応えて自動コントローラ動作を提供する検出システムが使用されてもよい。例えばシーケンスのタイミングは、昆虫検出に応じて、上記波の伝搬速度を制御するように制御される。

別の態様は、昆虫の種類及び所望の昆虫反応を選択するために、コントローラに、昆虫防除ユーザコマンドを提供するユーザ入力インターフェースを更に含む昆虫防除システムを提供する。

このシステムは、様々な時間における昆虫行動の所望の制御を提供するために、様々な光出力特徴を使用する。このシステムは、１つの光源しかない場合は、１つの場所に昆虫を誘引するか、又は、当該１つの場所から昆虫を遠ざけるように使用することができる。したがって、システムは、単一の光源を使用することができる。複数の光源を使用する場合、昆虫は、光源の場所間を移動するように誘導され、これにより、昆虫は、ユーザの所望の場所から隔離される。

したがって、ここでも、様々な照明条件が、所与の時間に、様々な場所において提供されて、１つの場所に優先的に向かう又は離れる昆虫の移動が提供される。或いは、様々な照明条件は、経時的に１つの場所に（のみ）提供されて、様々な時間に様々な昆虫反応が提供されてもよい。

コントローラは、ユーザによって指定される所望の昆虫行動を、適切な照明制御信号に変換する。したがって、システムは、長期間にわたって広範囲への有効性を有して、昆虫の個体群に影響を与えるように使用できる調節可能な特性を有する照明ソリューションを提供することができる。

コントローラは、好適には、昆虫の種類と、様々な照明刺激に対する昆虫反応とが入ったデータベースを格納するメモリを含む。このようにすると、ユーザによって、特定の昆虫の種類の所望の反応が指定でき、コントローラは、適切な照明制御信号を導出することができる。システムは、ユーザによって設定されるタイミングに合わせて動作できるが、昆虫を検出し、昆虫検出に応えて自動コントローラ動作を提供する検出システムが使用される自動制御動作を追加的に有してもよい。

複数の光源を使用するすべての態様において、光源は、様々な場所における様々な光出力に対する様々な昆虫反応に依存する昆虫反応を形成するように、独立制御可能である。

スペクトル成分制御を使用する昆虫防除の例を取るに、対象の昆虫があまり反応しない波長にスペクトルエネルギーが集中している幾つかの光源を提供することによって、当該昆虫は、これらの光源にあまり誘引されない。この場合、照らされた空間には、より広いスペクトルのランプ（比較防虫効果を提供する）によって照らされる空間よりも昆虫が少ない。同様の効果が（昆虫の種類に応じて）偏光、点滅パターン又は強度に基づいて得られる。例えば点滅パターンは、昆虫を妨げるように使用され、偏光制御は、昆虫の方向感覚を失わせるように使用される。

別の態様によれば、光源のセットを含む光源装置を含む昆虫防除システムが提供される。光源のセットの第１のグループは、昆虫を誘引する第１のスペクトル、偏光、強度及び／又は点滅パターン設定を有し、その第２のグループは、昆虫を遠ざける第２のスペクトル、偏光、強度及び／又は点滅パターン設定を有する。光源のセットは、第１の方向に向く第１の設定光出力と、第２の方向に向く第２の設定光出力とで構成されて、当該第１の方向に沿って、昆虫を誘引する。

このシステムは、光源の鎖を形成することによって、個別の光源が達成可能であるよりも大きい距離に亘って移動するように昆虫を誘導する。鎖に沿った任意の位置において、昆虫によって見られる光は、１つの方向に移動するように昆虫を誘導する。第１及び第２の方向は、好適には、１８０度離れている。

別の態様は、昆虫移動を制御する方法を提供する。当該方法は、
異なるスペクトル、偏光、非ゼロ強度及び／又は点滅パターンを有する少なくとも２つの設定を、異なる時間に提供するように、調節可能なスペクトル、偏光、強度及び／又は点滅パターンを有する１つ以上の光源を含む光源装置を制御するステップを含み、１つの設定は、もう１つの設定よりも、特定の種類の昆虫をより多く誘引する設定であり、２つの設定は、人間には同じに見える外観を有する。

この方法は、ユーザは感知できない昆虫防除を可能にする。

別の態様は、昆虫処理エリアに向かう光源の経路に沿って伝搬する昆虫の波を生じさせるようなシーケンスで、光源のセットを独立制御するステップを更に含む、昆虫移動を制御する方法を提供する。

この方法は、移動する昆虫の波を作ることによって、単一の光源で可能であるよりも長い距離に亘って昆虫が動的に移動することを可能にする。

次に、本発明の例が、添付図面を参照して詳細に説明される。

図１は、昆虫防除システムの一例を示す。 図２は、昆虫防除方法の一例を示す。 図３は、別の昆虫防除方法を説明するために使用される。 図４は、ユーザには同じに見える光出力が、昆虫には様々な方法で影響を与える方法を説明するために使用される。 図５は、別の昆虫防除方法を説明するために使用される。 図６は、居間及び食事エリアに適用される昆虫防除システムを示す。 図７は、寝室エリアに適用される昆虫防除システムを示す。 図８は、屋外エリアに適用されるパッシブ昆虫防除システムを示す。 図９は、屋外エリアに適用されるアクティブ昆虫防除システムを示す。

本発明は、調節可能なスペクトル、偏光、強度及び／又は点滅パターンを有する１つ以上の光源を含む光源装置を有する昆虫防除システムを提供する。当該システムは、特定の種類の昆虫を、特定の期間に誘引したり、又は、遠ざけたりすることを可能にする。

第１の例は、光源出力の辺りで、昆虫行動に所望の効果を提供するように制御される１つの光源又は１組の光源を使用する。光源は、コントローラによって調節可能であるスペクトル、偏光、強度及び点滅パターンを有する。

この第１の例は、単一の光源又は同じように制御される光源のセットに適用できる。

調節可能な光スペクトルは、異なるスペクトルを有し、独立制御のために別個のチャネルに組み合わされる複数のＬＥＤを使用することによって達成できる。この場合、特定のスペクトルプロファイルは、各チャネルにおける電流レベルを調節することによって達成される。次に、各ＬＥＤ光源の出力が、ランプの光出口に配置される光学系を介して混合される。

調節可能な偏光は、光学系に埋め込まれる液晶の調節可能なフィルタを用いて達成できる。フィルタは、偏光層を含む。偏光層において、出力光は優先方向に振動するようにフィルタリングされ、その後、印加された電界に応じて、偏光を回転させるようにねじれネマチック電界効果を適用する液晶層が続く。

調節可能な強度は、ＬＥＤ光出力を駆動する電流レベルを制御することによって達成できる。

調節可能な点滅は、ＬＥＤ駆動電流をパルス変調することによって達成できる。

なお、制御可能な光出力を提供するこれらの様々な態様は、以下に与えるすべての例において使用できる。

図１は、システムの構造を概略形態で示す。

システムは、光源装置１０と、そのコントローラ１２とを含む。コントローラ１２は、ＬＥＤドライバ１４と、メモリ１６と、通信インターフェース１８とを含む。通信インターフェース１８は、直接ユーザ入力インターフェースを含んでよいが、図１の例は、システムのワイヤレス制御のために、自身の通信インターフェース２２を有するリモートコントローラ２０を示す。

リモートコントローラ２０は、調節可能な光源のパラメータをセットするために使用され、スマートホン、タブレットコンピュータ又はデスクトップコンピュータとして具体化されてよい。光源コントローラ１２とリモートコントローラ２０との間の通信は、ブルートゥース（登録商標）を組み入れたワイヤレスインターフェース、又は、任意の他の標準プロトコルを介して行うことができる。

リモートコントローラ２０は、ユーザにインターフェースを提供する。このインターフェースを用いて、ユーザは、昆虫行動に影響を与えるための方策を設定及び配備することができる。

図２は、システムを制御する例示的な方法を示す。

メモリ１６は、昆虫と、様々な光刺激に対する各自の反応とが入ったデータベースを含む。

方法は、ステップ２４において開始する。ステップ２６において、ユーザは、昆虫の種類を選択する。システムは、ユーザに対して、例えば遠ざける又は誘引するといった潜在的な目的のリストを提示する。昆虫のデータベースは、ユーザが、対象の場所にいる昆虫の種類に、その選択を制限するように、地理的地域によって分類することができる。

ステップ２８において、ユーザは、目的を選択する。次に、ユーザは、光設定が使用可能である特定の時間間隔を規定するオプションを有する。ステップ３０において、タイミング情報が入力される。

ステップ２６、２８、３０を繰り返すことによって、複数の時間間隔を規定することができる。すべてのスケジュールが入力された後、ステップ３２において、プログラムされた設定が配備される。規定された１つの時間間隔又は複数の時間間隔の後、光源は、デフォルト設定に変わっても、又は、単に消灯してもよい。

システムの更なる実施形態では、環境における特定の種類の昆虫の存在を検出し、適切な光設定を自動的に選択し、配備して、予め選択された行動を誘導するように、マイクロホン又はカメラが追加されてもよい。計画的な配備に比べて、この方法は、システムのオンデマンド起動を可能にする。

システムの更に別の実施形態では、色温度、演色評価数又は光出力の任意の他の光度に関する特徴に関して、追加の制約をユーザに提供することができる。システムは、所与の種類の昆虫に向けた目的の範囲を、所与の制約を考慮した場合に達成可能である目的に制限することができる。

更に別の実施形態では、ＧＰＳチップがシステムに組み込まれてもよい。この場合、事前設定を有するマイクロコントローラが、光源に組み込まれてもよい。マイクロコントローラは、光源の地理的な場所に基づいて、少なくとも１つの照明パラメータを、その場所の昆虫の生態に適応させることができる。

別の実施形態では、ＧＰＳチップではなく、時計が組み込まれてもよく、照明を、昆虫の季節的活動又は日周活動に適応させることができる。必要ならば、マイクロコントローラの設定は、（該当製品の地理的対象が分かっている場合は、）工場出荷時の設定として、その場所の昆虫の生態に適応されてもよい。時計は、手動で又は工場において、その場所のタイムゾーンに適応されてよい。

別の実施形態では、光源は、光を、その場所の昆虫の生態：昆虫の種類、地理的な場所、タイムゾーン及び／又は誘引若しくは防虫機能に適応させる手動制御スイッチを有してもよい。

別の実施形態では、光源は、スペクトル出力を変える間に、光源の様々なチャネルの組み合わされた色点を同じに維持するように調節されてもよい。スペクトルは変化するが、光源の外観は、同じ状態のままであることが可能である。

第２の例のセットは、独立的かつ協調的に制御される光源のセットを使用して、様々な光出力に対する様々な反応に依存する昆虫の反応が作成される。

具体的には、２つのストラテジを使用することができ、これらは、「連鎖ポンピング」及び「ブラインド選択」と称する。連鎖ポンピングの目的は、昆虫の行動が制御される範囲を広げ、昆虫が１つの場所から、当該方法を用いない場合に可能である場所よりもずっと遠い別の場所へと移動することを可能にすることである。ブラインド選択は、昆虫に、昆虫には分かるが人間には分からない（したがって、ユーザの視点からすれば「盲目（ブラインド）」である）選択を提供することによって、環境における昆虫の分布に影響を与えることを目的とする。

上記されたように、走光性（光刺激に応える移行運動）を示す昆虫は、光によって、１つの位置から別の位置に誘き寄せられる。走光性が正である（移行運動は光の方向に生じる）場合、誘引光源は、昆虫が誘引されるべき場所に配置されなければならない。しかし、昆虫がより遠い場所に誘引されるべき場合、これは、図３に示されるように、協調的に動作する誘引源の連鎖によって達成される。図３は、一連のステップＳ１乃至Ｓ４を示す。４つの光源の制御が示され、各ステップは、ランプの点灯（星印として示される）又は消灯のタイムリーな切り替えが伴う。各ステップは、昆虫を、それらの元の位置からより離れたところに連れていく。

この構成では、光源は、オフ状態となるように切り替えられる（したがって、１つの設定は、強度がゼロである）。或いは、光源は、点灯状態のまま、様々な設定間で切り替えられてもよい。

この連鎖ポンピングの利点は、昆虫を、その元の位置から、望み通りに遠くに移動させることができる点である。昆虫が安全な距離にある場合、人間に障害をもたらすことなく、燻蒸消毒又は感電死によって、昆虫を除去することができる。

したがって、連鎖ポンピングアプローチは、ランプの点灯及び消灯を順々に切り替えることによって、昆虫が１つの場所から別の場所に漸進的に誘き寄せられ、昆虫ポンピング効果が形成されることを意味する。

昆虫の空間分布に影響を与えるように点灯及び消灯することは、知覚可能なストラテジであるため、人間にとっては障害となる場合がある。代替アプローチは、連鎖ポンピングの各ステップにおいて、昆虫に２つ以上の光源からの選択を、システムのユーザ（人間）には分からないやり方で、提供するアプローチである。

複数の光刺激が与えられると、走行行動に優先傾向を示す昆虫は、一貫して、当該昆虫の優先傾向により一致する光刺激の方に向かって移動する。しかし、様々な動物の種類の視覚系は大きく異なるため、昆虫が分かる違いを、必ずしも人間が分かるとは限らない。

人間の目は、広範囲の波長からの累積エネルギーに反応する３つの色受容体を含む。この累積反応は、様々なスペクトルパワー分布を有する光源を同じ質を有するものとして理解できること（メタメリズム）を意味する。他の動物種は、異なるスペクトル反応を有する異なる数の受容体を含み、したがって、人間とは異なる態様で光を感じる。この違いを利用して、昆虫には区別可能であるが、人間には区別可能ではない光源を作成することができ、これが、上記「ブラインド選択」アプローチである。

図４は、同じ色温度及び演色評価数を有するため、人間の目には実際には区別のつかない２つの光源のスペクトルパワー分布（正規化された強度対周波数を示す）の一例を示す。しかし、スペクトルパワー分布は、光源間で大きく異なる。これらの光源は、これらの光源のうちの一方に向かう優先走光性を示す昆虫に対してブラインド選択メカニズムを作成するように使用することができる。

図５に、ブラインド選択メカニズムが示される。２つの異なる照明要素５０ａ、５０ｂと、５２ａ、５２ｂとからそれぞれ発光可能である２つの光源５０、５２が、異なる使用モードで示される。昆虫は、２つの照明要素間で走光性優先傾向を示すが、人間は、これらを区別することはできない。

図５は、昆虫の移動方向を矢印５４として示す。図５（ａ）は、動作している光源５０ａ、５２ｂと、消灯している光源５０ｂ、５２ａとを示し、図５（ｂ）は、動作している光源５０ｂ、５２ａと、消灯している光源５０ａ、５２ｂとを示す。光源ａは、何れの場合でも、光源ｂよりも昆虫を優先的に誘引する。しかし、人間は、提示されている２つの状況は、区別できない。

したがって、この「ブラインド選択」アプローチは、２つの異なる隣接光源によって放射される光の異なる特徴を生かして、昆虫を誘引したり、遠ざけたりすることが伴う。「連鎖ポンピング」アプローチは、調整された波のように、好ましい特徴又は好ましくない特徴を有する光を交互に放射する光源を制御することによって、特定の軌道に沿った昆虫の移動に影響を与える。

「連鎖ポンピング」アプローチでは、光波の伝搬速度は、光によって誘引される又は遠ざけられる昆虫の数と、昆虫の光波を追いかける能力とに基づいていてよい。昆虫は、最終的にあるチャンバの中へと誘引された後、そこで除去される。

ブラインド選択アプローチ又は連鎖ポンピングアプローチについて、システムは、少なくとも２つの光源（即ち、照明器具）を含み、各光源は、少なくとも２つの異なるスペクトルを有する光を放射することができる。これらの光源は、独立に制御可能である。したがって、システムは、図１に示されるようなシステムであってよく、光源装置１０は複数の光源を含む。上記されたように、システムは、各照明器具の付近における昆虫の数と、場合によっては種類とを評価するためにセンサを使用することができる。これらの要素は、様々なシナリオを実施できるように組み合わせることも可能である。

図６に示されるように、屋内ソリューション用の第１のアプローチが検討される。図６は、左側に居間エリアを、右側に食事エリアを示す。

図６（ａ）に示されるように、夕食中、居住者は、食堂における光を好ましくない光に切り替え、居間における光を好ましい光に切り替える。これにより、昆虫は、居間における好ましい光に移動するので、夕食中の居住者の不快感が最小限に抑えられる。夕食後、居住者は、居間に移動することにする。この時点において、また、図６（ｂ）に示されるように、居間の光は好ましくないモードに設定され、食堂における光は好ましいモードに設定される。昆虫は、今度は、食事エリアに移動するので、居住者は、居間において、邪魔されることなくテレビを見ることができる。

図７は、寝室に適用される第２のアプローチを示す。夜に、居住者がベッドに横たわり、本を読んでいる場合に、室内には２つの光があってよい。好ましくない光は、ベッドに横たわっている居住者の隣に置かれ、好ましい光は、ベッドから遠く離れた部屋の別の隅に置かれてよい。こうすると、居住者は、確実に、ベッドに横たわっている間に、昆虫（例えば蛾）によって邪魔されない。

図８は、廊下に適用可能である第３のアプローチを示す。上記された２つのシナリオは、小さい地理的エリアを対象とする照明特性における静的な違いを利用している。照明における静的な違いのこの概念は、図８に示されるように、直線状に配置される多数の照明器具を使用することによって、より大きい地理的エリアを対象とするように拡大適用することもできる。各照明器具は、相対する方向に指し示している２つのランプを含む。１つのランプは、好ましい光を放射する一方で、もう１つのランプは、好ましくない光を放射する。

最初は特定の照明器具に誘引されている昆虫が、好ましい光の付近を飛ぶという考えである。しかし、昆虫の飛行経路にはある程度のランダムさがつきものであるため、昆虫が、好ましくない光側に最終的に行く可能性がある。大局的に見ると、好ましくない光側にいる昆虫も、隣接する照明器具における好ましい光を見ることができる。これは、昆虫を、隣の照明器具に誘引する。この過程は繰り返されて、矢印８０によって示される一般的な昆虫移動が与えられる。昆虫は、最終的に、特定の場所に導かれ、そこで除去されるか、又は、単に、昆虫の存在が日常活動に支障を来さない別のエリア８２へと連れて行かれる。これは、基本的に、「連鎖ポンピング」アプローチのパッシブ実施態様である。

このアプローチは、光源のセットを使用することが伴い、そのうちの第１のグループが、昆虫を誘引する第１のスペクトル、偏光、強度及び／又は点滅パターン設定を有し、第２のグループが、昆虫を遠ざける第２のスペクトル、偏光、強度及び／又は点滅パターン設定を有する。光源は、第１の方向に向く第１の設定光出力と、第２の方向に向く第２の設定光出力とで構成されて、当該第１の方向に沿って、昆虫を誘引する。

第４のアプローチは、照明特性における動的な違いを使用するアクティブアプローチである。屋内又は屋外（例えば都市規模）環境におけるより大きいエリアを対象とするために、好ましい光特性及び好ましくない光特性で構成される「光波」が、ランプのセットを介して伝播させられ、特定の軌道に沿った昆虫の移動が能動的に制御される。

図９は、照明用ポールが都市全体に配備される屋外の都市規模ソリューションとして適用される上記第４のアプローチを示す。

図９（ａ）乃至図９（ｄ）は、順次的な時間を示す。太線で描かれた円は、昆虫を誘引するために照明している照明用ポールを表し、円の大きさが強度を表す。図示されるように、誘引領域は、３本の照明用ポールに及び、経時的に、左から右に進行する。

このようにすると、好ましい照明及び好ましくない照明で構成される波が、１つのポールから別のポールに一定速度で横断する。好ましい光スペクトルが、徐々に１つの照明ポールから次の照明用ポールに移るにつれて、昆虫も、波を追いかけ、照明用ポールに沿って移動する。この技術は、昆虫を特定の場所、具体的には、昆虫除去器９０を含む右側における照明用ポールへと能動的に導くように使用されるか、又は、当該技術は、昆虫を、例えば森林／自然保護区といった夜間に人間活動に支障を来さない領域に導くことができる。

図９の例の拡大適用は、誘引の有効性を高めうる任意の因子に依存して、波の速度を変化させ、後に、昆虫を特定の経路に沿って導くことである。例えば各ランプが、当該ランプに誘引されている昆虫の数を推定するために、１つ以上のセンサ（例えば音響、カメラ等）を使用可能である場合、各ランプは、１つのランプから別のランプへの昆虫の移動速度に依存して、光波の流速を適応させてもよい。システムは更に、一年のうち異なる時期に、違う飛行能力を有することが分かっている特定の種類を対象とするように様々に調節されることも可能である。例えば（春の終わりに多く出現する）種類Ａは、（夏の終わりに出現する）種類Ｂよりもかなり速く飛ぶことができる。したがって、システムは、光波が、夏よりも春においてより速く横断するように調節されることが可能である。

上記システムは、昆虫行動への光の影響を利用して、厄介な昆虫を、人がいるエリアから、昆虫が危害を及ぼさない又は副作用なく昆虫を駆除することができるエリアに移動させることによって、家、オフィス、病院又は都市全体における満足できる生活状態（ウェルビーイング）が向上される。

上記された様々な例から、ユーザが昆虫の種類及び所望の反応を指定できるようにコントローラを使用する実施態様もあれば、より単純な制御インターフェースを有する、例えば昆虫を第１の場所に移動させる１つの設定と、昆虫を第２の場所に移動させる別の設定とを有する実施態様もあることが明らかであろう。システムは、１つの特定の昆虫の種類向けにデザインされてもよい。この場合、昆虫の種類に関するユーザの入力は不要である。１つの光源だけを使用する実施態様もあれば、複数の光源間の相互作用を使用する実施態様もある。同様に、ユーザには分からない光源変更が望ましい実施態様もあれば、この特徴を必要としない実施態様もある。

システムは、消費者及び専門家市場向けの照明製品に埋め込まれることが可能である。消費者、特に昆虫が負担となっている地域における消費者は、このシステムを使用して、望ましくない昆虫の光源への誘引を減少させる又は無効にすることによって、年間を通して、当該昆虫を家から遠ざけた状態を保つことができる。同様のソリューションが、病気を伝染させる昆虫を設備から隔離することに関心のある食品産業にも役立つであろう。この光ソリューションは、被災地での昆虫媒介性疾病を減少させるために、公衆衛生戦略の一部として配備されてもよい。専門家市場は、昆虫の有益な活動（例えば受粉）が促進される一方で、害虫の存在を抑制すべき温室も含む。

本発明は、昆虫防除システムとして説明されている。照明情報を有するデータベースは、（渡り）鳥、コウモリ、カメ及び魚といった他の動物の関連設定を追加的に含んでもよい。

開示された実施形態の他の変形態様は、図面、開示内容及び従属請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解され、実施される。請求項において、「含む」との用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、また、「ａ」又は「ａｎ」との不定冠詞も、複数形を排除するものではない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されることだけで、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。請求項における任意の参照符号は、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

Claims (12)

1. 光源装置が、異なるスペクトル、偏光、強度及び／又は点滅パターンを有する少なくとも２つの設定を有するように、調節可能なスペクトル、偏光、強度及び／又は点滅パターンを有する１つ以上の光源を含む前記光源装置を含み、
   １つの設定は、もう１つの設定よりも、特定の種類の昆虫をより多く誘引する設定であり、前記少なくとも２つの設定は、人間には同じに見える外観を有する、昆虫防除システム。
2. 所望の設定となるように、前記光源装置を制御するコントローラを更に含む、請求項１に記載の昆虫防除システム。
3. 前記光源装置は、前記コントローラによって独立制御可能である光源のセットを含む、請求項２に記載の昆虫防除システム。
4. 昆虫の種類及び所望の昆虫反応を選択するために、前記コントローラに、昆虫防除ユーザコマンドを提供するユーザ入力インターフェースを含む、請求項２又は３に記載の昆虫防除システム。
5. 前記コントローラは、昆虫の種類と、様々な照明刺激に対する昆虫反応とが入ったデータベースを格納するメモリを含む、請求項４に記載の昆虫防除システム。
6. 前記光源装置は少なくとも２つの光源を含み、前記昆虫防除システムは、前記第１のエリアと前記第２のエリアとの間で昆虫を移動させるように、少なくとも１つの光源が、家の中の第１のエリアを照らし、少なくとも１つの光源が、前記家の中の第２のエリアを照らす、屋内システムを含む、請求項１乃至５の何れか一項に記載の昆虫防除システム。
7. 昆虫処理エリアに向かう前記光源の経路に沿って伝搬する昆虫の波を生じさせるためのシーケンスで、前記コントローラは前記光源装置を制御する、屋外システムを含む、請求項２乃至５の何れか一項に記載の昆虫防除システム。
8. 各光源の付近における昆虫を検出し、当該昆虫検出に応えて自動コントローラ動作を提供する検出システムを更に含む、請求項７に記載の昆虫防除システム。
9. 前記シーケンスのタイミングは、前記昆虫検出に依存して、前記波の伝搬速度を制御するように制御される、請求項８に記載の昆虫防除システム。
10. 異なるスペクトル、偏光、非ゼロ強度及び／又は点滅パターンを有する少なくとも２つの設定を、異なる時間に提供するように、調節可能なスペクトル、偏光、強度及び／又は点滅パターンを有する１つ以上の光源を含む光源装置を制御するステップを含み、１つの設定は、もう１つの設定よりも、特定の種類の昆虫をより多く誘引する設定であり、前記少なくとも２つの設定は、人間には同じに見える外観を有する、昆虫移動を制御する方法。
11. 昆虫処理エリアに向かう前記光源装置の経路に沿って伝搬する昆虫の波を生じさせるようなシーケンスで、前記光源装置を独立制御するステップを更に含む、請求項１０に記載の昆虫移動を制御する方法。
12. 昆虫の種類と、所望の昆虫反応とを規定する昆虫防除コマンドを提供するユーザ入力を受信するステップと、
    前記所望の昆虫反応を提供するように、前記光源装置を制御するステップと、
    を更に含む、請求項１０に記載の昆虫移動を制御する方法。