(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
虫の誘引性及び行動活性に関連する輝度又は照度を測定する虫用輝度・照度計であって、
紫外光及び可視光を含む波長域で感度を有する光センサと、
虫の分類群の選択が可能で、虫の分類群ごとに異なる行動特性分光感度データを選択する選択手段と、
前記光センサへの光入力又は前記光センサからの出力信号に対して、前記選択手段で選択された行動特性分光感度データで重み付けする波長重み付け手段と、
前記波長重み付け手段による波長重み付けの結果を、虫用の輝度又は照度として出力する出力手段と、を有し、
前記行動特性分光感度データは、虫の誘引性に関連した誘引性分光感度曲線と、虫の行動活性に関連した行動活性分光感度曲線とを合成したものであり、
前記選択手段は、輝度又は照度の選択が可能であり、
前記行動特性分光感度データは、輝度用と照度用とで異なるものを用い、輝度用は誘引性分光感度曲線が優位であり、照度用は行動活性分光感度曲線が優位である、
虫用輝度・照度計。
【請求項２】
前記光センサは分光センサであり、
前記光センサからの測定分光データを演算する演算手段を有し、
前記演算手段は、前記行動特性分光感度データをデータベースとして記憶しており、
前記演算手段により、前記行動特性分光感度データによる波長重み付け演算を行う、
請求項1記載の虫用輝度・照度計。
【請求項３】
前記波長重み付け手段は前記光センサの光入射部に配置される光学フィルタであり、
前記選択手段は、前記行動特性分光感度データに対応する光学フィルタを選択する、
請求項1記載の虫用輝度・照度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、虫の誘引性及び行動活性に関連する輝度又は照度を測定する虫用輝度・照度計に関する。本発明の対象である「虫」は、一般に虫で総称されるものであり、昆虫類、クモ類、ムカデ類、甲殻類などを含むものである。
【背景技術】
【０００２】
昆虫などの虫が光に誘引されることで、製造業、小売業、農業といった広範囲の産業現場や日常生活において、商品への異物混入や不快感の増大といった経済的及び心理的な問題が引き起こされている。この問題に対処するため、紫外線などの特定波長に集まる虫の習性を利用して電撃殺虫器や色彩粘着板などが開発されてきた。またその一方で、紫外線等をカットする虫を寄せ付けない低誘虫性の照明・フィルムも開発されている。
【０００３】
これらの防虫・殺虫製品は、虫の活動性が顕著となる光環境において使用されるべきである。しかし、工業や農業の従事者、照明会社などがこれらの製品を設置するかしないか、あるいは設置場所を決める場合は、現時点では経験にもとづく主観的な判断かヒト用照度計を用いることで決定しており、科学的根拠がなく、十分な効果がでているとはいえない。防虫・殺虫対策の指針となる科学的データを提供する、安価で使い勝手の良い装置が求められている。
【０００４】
ヒトと虫の光に対する感じ方は大きく異なっている。虫はヒトには見えない紫外線に良く反応する眼をもつことで、ヒトが眩しいと感じる照明を暗く感じたり、反対にヒトが暗いと感じている環境においても活発に活動したりする。このため、虫活動性の指針となるデータを示す輝度計や照度計をなしにして、様々な防虫対策は成り立たないはずであるが、現時点ではそのような製品は存在していない。
【０００５】
これまでは、ヒト用の照度計で光環境を測定し、その数値を虫にとっての明るさとして代用とされることが多くなされてきたが、虫の走光性を引き起こす分光感度曲線（一般に紫外にピークをもつ）が、ヒトの明るさを感じる分光感度曲線（緑にピークをもつ）と大きく異なるため、適切ではない。
【０００６】
特許文献1には、昆虫の視細胞の分光感度を等色関数として、照射光源又は反射面の分光特性を重み付けして、行動特性（誘引性、忌避性）を評価することが記載されている。しかしながら、昆虫の視細胞の光受容器ごとの分光感度である等色関数をベースに行動特性を求めている。また、行動特性を誘引性（光源や反射面に引き寄せられる特性）と行動活性（光により行動が活性化する特性）とに分けて評価することも記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2006-208114号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献1では、虫の等色関数をベースに行動特性の発現程度を求めているが、等色関数を用いているため虫の視細胞の光受容器ごとの分光感度にしか着目していない。しかしながら、本発明者は、各種実験の結果、虫の行動特性の分光感度曲線は等色関数とは異なる分光感度曲線であることを見出した。また、行動特性が誘引性（光源や反射面に引き寄せられる特性）と行動活性（光により行動が活性化する特性）とに分解でき、それぞれ異なる分光感度曲線であることも見出した。誘引性は光に引き寄せられる特性であるので、光源又は反射面の輝度に関連し、輝度の測定においては誘引性分光感度曲線が優位となる。一方で、行動活性は光により行動が活性化する特性であるので、雰囲気光である照度に関連し、照度の測定においては行動活性分光感度曲線が優位となる。また、これらの分光感度曲線は、分類群（カメムシ目、ハエ目、ハチ目、チョウ目など）ごとに異なっていることも見出した。
【０００９】
本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、虫の誘引性及び行動活性に関連する輝度又は照度を測定する虫用輝度・照度計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
虫の誘引性及び行動活性に関連する輝度又は照度を測定する虫用輝度・照度計であって、
紫外光及び可視光を含む波長域で感度を有する光センサと、
虫の分類群の選択が可能で、虫の分類群ごとに異なる行動特性分光感度データを選択する選択手段と、
前記光センサへの光入力又は前記光センサからの出力信号に対して、前記選択手段で選択された行動特性分光感度データで重み付けする波長重み付け手段と、
前記波長重み付け手段による波長重み付けの結果を、虫用の輝度又は照度として出力する出力手段と、を有し、
前記行動特性分光感度データは、虫の誘引性に関連した誘引性分光感度曲線と、虫の行動活性に関連した行動活性分光感度曲線とを合成したものである、
虫用輝度・照度計。
【００１１】
前記虫は、一般に虫で総称されるものであり、昆虫類、クモ類、ムカデ類、甲殻類などを含むものである。
前記誘引性は虫が光に引き寄せられる特性であり、前記行動活性は虫が光により行動が活性化する特性である。
前記輝度は、光源又は反射面の単位面積あたりの光照射量を表し、放射輝度W/sr・m2の単位で表されるものである。なお、輝度と合わせて放射強度(W/sr)を測定しても良い。
前記照度は、所定の平面に照射された光の明るさを表し、放射照度W/m2の単位で表されるものである。なお、照度と合わせて放射束(W)を測定しても良い。
前記分類群は、測定対象となる虫のグループを表しており、カメムシ目、ハエ目、ハチ目、チョウ目（ガを含む）などの系統分類群上のグループを表している。必要に応じてさらに細分化しても良く、例えば対象となる虫の棲息環境ごとに細分化しても良い。さらに、個別の種ごと（キイロショウジョウバエ、ニホンミツバチなど）に分けても良い。
前記出力手段は、輝度や照度を出力できるものであれば何でもよく、LCDなどの表示手段のほか、メモリへの出力、通信による外部装置への出力などを含むものである。
【００１２】
本発明は、虫の行動特性が誘引性（光源や反射面に引き寄せられる特性）と行動活性（光により行動が活性化する特性）とに分解でき、それぞれ異なる分光感度曲線を有することに着目して、これらの分光感度曲線を合成した行動特性分光感度データを採用している。また、これらの分光感度曲線が、虫のグループごとにも異なるため、虫のグループごとに異なる分光感度曲線を採用している。このようにすることで、農場や食品工場や店舗などで虫の行動特性に関連する輝度又は照度を正確に測定することができ、防虫に適した光環境（照明、壁面、窓など）を構築することができる。
【００１３】
また、本発明は以下の好ましい実施態様を有する。
前記選択手段は、輝度又は照度の選択も可能であり、
前記行動特性分光感度データは、輝度用と照度用とで異なるものを用いる。
【００１４】
発明者の各種実験により、輝度測定においては誘引性（光源や反射面に引き寄せられる特性）が優位であり、照度測定においては行動活性（光により行動が活性化する特性）が優位であることが見出された。これは、誘引性は光に引き寄せられる特性であるので光源又は反射面の輝度に関連し、行動活性は光により行動が活性化する特性であるので雰囲気光である照度に関連するからであると考えられる。この知見に基づき、輝度測定と照度測定とで異なる行動特性分光感度データを採用することで、虫の動態に則した、より詳細な光環境の測定が可能になる。
【００１５】
また、本発明は以下の好ましい実施態様を有する。
前記光センサは分光センサであり、
前記光センサからの測定分光データを演算する演算手段を有し、
前記演算手段は、前記行動特性分光感度データをデータベースとして記憶しており、
前記演算手段により、前記行動特性分光感度データによる波長重み付け演算を行う。
【００１６】
分光データを測定可能な光センサを用い、測定分光データを虫のグループや輝度・照度に則した行動特性分光感度データで重み付けすることにより、対象となる虫の行動特性に関連する輝度や照度を求めることができる。虫のグループや輝度・照度ごとの行動特性分光感度データは、マイコンなどの演算手段内にデータベースとして予め記憶されており、使用者が虫のグループや輝度・照度を選択することにより、データベースから読み出される。
【００１７】
また、本発明は以下の好ましい実施態様を有する。
前記波長重み付け手段は前記光センサの光入射部に配置される光学フィルタであり、
前記選択手段は、前記行動特性分光感度データに対応する光学フィルタを選択する。
【００１８】
光センサとして広波長域で感度を有するセンサを用いて、光センサの前に虫のグループや輝度・照度ごとの行動特性分光感度データに合った光学フィルタを用いても良い。対象なる虫のグループや輝度・照度ごとに前記光学フィルタを切り換えることで、対象となる虫の行動特性に関連する輝度や照度を求めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は上記構成により、虫の誘引性及び行動活性に関連する輝度又は照度を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第1実施形態のブロック図。
【図２】本発明の第1実施形態の外観図。
【図３】本発明の第2実施形態の説明図。
【図４】本発明の分光感度曲線例を表す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面とともに本発明に係る虫用輝度・照度計の好適な実施形態の例について説明する。なお、図面は、説明を容易にするために強調して記載してあり、実際の寸法や外観とは異なることがある。
【００２２】
＜第1実施形態＞
図1及び図2を用いて第1実施形態について説明する。図1は本実施形態のブロック図、図2は本実施形態の外観図である。
【００２３】
本実施形態の虫用輝度・照度計は、測定器本体1、照度用分光センサ2、輝度用分光センサ3、信号処理手段4、演算手段5、入力手段6、出力手段7から構成される。
【００２４】
照度用分光センサ2は、照度を測定するための分光センサで、広範囲からの光を取得可能な構造になっている。分光器は、例えば、浜松ホトニクス社製のミニ分光器などを用いる。輝度用分光センサ3は、輝度を測定するための分光センサで、光源又は反射面の狭い領域からの輝度を測定するために、レンズ等が用いられている。輝度用分光センサ3の分光器も、照度用分光センサ2と同様のものが用いられる。照度用分光センサ2と輝度用分光センサ3とは、必要に応じて切り替えて用いられる。分光器を共通にして、光学要素部分のみを取り替えても良い。
【００２５】
信号処理手段4は、照度用分光センサ2及び輝度用分光センサ3からの分光信号の処理とこれらの制御を行うものである。信号処理手段4からの出力は演算手段5で処理される。演算手段5は、各種情報の記憶と演算処理が行えればどのようなものよく、マイコンなどが用いられる。また、信号処理手段4からのデータを測定器本体1の外部に出力してパソコンなどで処理しても良い。
【００２６】
演算手段5には、ボタンやキーボードなどの入力手段6、LCDなどの出力手段7が接続されている。演算手段5の内部には、分類群・輝度・照度選択手段51、行動特性分光感度データベース52、波長重み付け手段53が、プログラムやデータとして含まれている。分類群・輝度・照度選択手段51は、測定対象の虫のグループ、輝度、照度を選択する手段で、この選択結果に基づいて、行動特性分光感度データベース52から最適な行動特性分光感度データを読み出す。行動特性分光感度データベース52には、虫のグループ、輝度、照度ごとに異なる行動特性分光感度データが記憶されている。波長重み付け手段53は、照度用分光センサ2及び輝度用分光センサ3からの測定分光データを、読み出された行動特性分光感度データに基づいて波長重み付けを行い、虫用の照度又は輝度を算出する。
【００２７】
次に、本実施形態の動作例を説明する。使用者は、照度を測定するか輝度を測定するかを選択して、照度用分光センサ2又は輝度用分光センサ3を選択する。また、どの虫のグループを対象にするかを選択して、入力手段6に入力する。これらの選択がなされると、行動特性分光感度データベース52から最適な行動特性分光感度データが選択される。この行動特性分光感度データに基づいて、波長重み付け手段53により測定分光データに対して波長重み付けを行い、照度又は輝度を算出する。算出された照度又は輝度は出力手段7に表示される。
【００２８】
図4に、行動特性分光感度曲線の例を示す。図4（A）は輝度測定用の行動特性分光感度曲線の例、図4（B）は照度測定用の行動特性分光感度曲線の例を示している。虫の誘引性（光源や反射面に引き寄せられる特性）に関連する分光感度曲線が曲線11a、行動活性（光により行動が活性化する特性）に関連する分光感度曲線が曲線11bと考えられる場合、行動特性分光感度曲線はこれらの曲線の合成で表される。輝度用分光感度曲線12aは輝度測定用の分光感度分布であり、誘引性が優位である。また、照度用分光感度曲線12bは照度測定用の分光感度分布であり、行動活性が優位である。
【００２９】
例えば、キイロショウジョウバエでは、輝度用分光感度曲線12aは波長360[nm]付近にピークがあり、照度用分光感度曲線12bは波長520[nm]付近にピークがある。また、チャバネアオカメムシでは、輝度用分光感度曲線12aは波長360[nm]付近にピークがあり、照度用分光感度曲線12bは波長360[nm]付近と波長520[nm]付近に2つのピークがある。
【００３０】
＜第2実施形態＞
図3を用いて第2実施形態について説明する。第1実施形態では行動特性分光感度データの波長重み付けを分光センサと演算手段により行っていたが、本実施形態では光センサの前に配置された光学フィルタにより波長重み付けを行う。なお、行動特性分光感度データは第1実施形態と同じものを用いる。
【００３１】
本実施形態における照度用光センサ8aは、図3（A）のように、受光素子9a、光学フィルタ10aで構成される。また、輝度用光センサ8bは、図3（B）のように、受光素子9b、光学フィルタ10bで構成される。受光素子9a,9bは、紫外光及び可視光を含む広波長域で感度を有する光センサで良ければ何でも良く、一般に半導体受光素子が用いられる。また、2次元の可視化をするために、受光素子9a,9bとしてイメージセンサを用いても良い。光学フィルタ10a,10bは、所定の波長分布の光を通過させるものであればなんでもよく、色素フィルタや干渉フィルタなどが用いられる。また、複数の光学フィルタを組み合わせて複数の波長域にピークを有するようなフィルタを構成しても良い。光学フィルタ10aは、図4（B）の照度用分光感度曲線12bに相当する光を通過させる。光学フィルタ10bは、図4（A）の輝度用分光感度曲線12aに相当する光を通過させる。本実施形態のような構成を採用することで、高価な分光器を用いなくても虫用の輝度・照度計を実現可能である。また、受光素子としてイメージセンサを用いれば、2次元分布の測定が可能であり、より詳細な光環境の構築な可能になる。
【００３２】
以上、本発明の実施形態のいくつか例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において各種の変更が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３３】
1：測定器本体、  2：照度用分光センサ、  3：輝度用分光センサ、  8a：照度用光センサ、  8b：輝度用光センサ、  9a,9b：受光素子、  10a,10b：光学フィルタ、
11a：誘引性分光感度曲線、  11b：行動活性分光感度曲線、  12a：輝度用分光感度曲線、  12b：照度用分光感度曲線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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