(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中での水棲生物の成長向上用の照明システムであって、前記照明システムは、
光を放出する少なくとも１つの発光ダイオードをそれぞれが備える水中に浸漬される複数の光源と、
前記複数の光源を駆動させる少なくとも１つの光駆動装置と、
水中に位置する少なくとも１つの対象点に関する照度データを提供する少なくとも１つの光センサと、
制御装置とを備え、前記制御装置が、
前記少なくとも１つの対象点に関する目標照度設定値を受信し、
前記少なくとも１つの光センサから前記少なくとも１つの対象点に関する前記照度データを受信し、
前記少なくとも１つの対象点における、前記受信された目標照度設定値と、受信された照度データとに基づいて、前記複数の光源のための制御信号を決定し、
決定された制御信号を前記少なくとも１つの光駆動装置に提供し、これにより、前記少なくとも１つの対象点に目標照度の光を達成するように前記複数の光源を駆動させ、
前記複数の光源は、前記少なくとも１つの対象点における前記目標照度の光を発するよう個別に制御可能である、
照明システム。
【請求項２】
環境光データを提供するための少なくとも１つの環境光センサを更に備え、
前記制御装置が、更に、
前記少なくとも１つの環境光センサから前記環境光データを受信し、
前記環境光データに基づいて前記制御信号を決定する、
請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記制御装置が、前記目標照度設定値を決定するための入力として前記環境光データを使用する請求項２に記載の照明システム。
【請求項４】
複数の光源と複数の光センサとを備えた請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明システムであって、
各前記光源が、水中で互いに異なる浸漬深さに配置され、
各前記光源が、１つ又は複数の光駆動装置によって駆動される時に光を放出する１つ又は複数の発光ダイオードを備え、
前記複数の光センサが、前記複数の光センサそれぞれに関連付けられる対象点に関する照度データを提供するために前記複数の光源の１つ又は複数に対して配置され、
前記制御装置が、
各前記光源に関する目標照度設定値を受信し、前記対象点に関する各前記光センサからの照度データを受信し、
前記受信された目標照度設定値と、前記複数の光センサからの前記照度データに基づいて制御信号を決定し、
各前記光源に関して決定された制御信号を前記１つ又は複数の光駆動装置に提供し、これにより、前記複数の光源それぞれに関連付けられる前記目標照度設定値に対応する目標照度の光を前記対象点に放出するように前記光源を駆動させる、
照明システム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの光センサが、前記少なくとも１つの光源と一体化される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明システム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの対象点に関する温度データを提供する少なくとも１つの温度センサを更に備え、
前記制御装置が、更に、
前記少なくとも１つの温度センサから前記温度データを受信し、
受信された温度データにも基づいて制御信号を決定し、
決定された制御信号を前記少なくとも１つの光駆動装置に提供し、これにより、前記少なくとも１つの対象点に前記目標照度の光を放出するように前記少なくとも１つの光源を駆動させる、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の照明システム。
【請求項７】
水中での前記少なくとも１つの光源の浸漬深さを調節する少なくとも１つの位置アクチュエータを更に備え、前記浸漬深さが、水面と前記少なくとも１つの光源との間の垂直距離に関連付けられ、
前記制御装置が、更に、
前記少なくとも１つの光源に関する目標位置設定値を受信し、
前記少なくとも１つの光源に関する現行位置データを決定し、
受信された目標位置設定値と、決定された現行位置データとに基づいて制御信号を決定し、
決定された制御信号を前記少なくとも１つの位置アクチュエータに提供し、これにより、前記少なくとも１つの光源を水中の目標位置に位置決めする、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明システムと、
水中生簀とを備える、水棲生物の成長向上用の装置であって、
前記照明システムが、前記水中生簀を照明し、前記少なくとも１つの対象点が、前記水中生簀内部に位置される、
装置。
【請求項９】
餌分注装置を更に備え、
前記制御装置が、前記水中生簀内での前記餌分注装置からの餌分注と、前記少なくとも１つの光源を駆動させるための前記制御信号の決定とを連係させる、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
水棲生物の成長向上用の照明システムにおいて光を制御するための方法であって、前記照明システムは、光を放出する少なくとも１つの発光ダイオードをそれぞれが備える水中に浸漬される複数の光源と、前記複数の光源を駆動させる少なくとも１つの光駆動装置と、水中に位置する少なくとも１つの対象点に関する照度データを提供する少なくとも１つの光センサと、制御装置とを備え、
前記方法は、
前記少なくとも１つの対象点に関する目標照度設定値を受信するステップと、
前記少なくとも１つの光センサから前記少なくとも１つの対象点に関する前記照度データを受信するステップと、
前記少なくとも１つの対象点における、前記受信された目標照度設定値と、受信された照度データとに基づいて、前記複数の光源のための制御信号を決定するステップと、
決定された制御信号を前記少なくとも１つの光駆動装置に提供し、これにより、前記少なくとも１つの対象点に目標照度の光を達成するように前記複数の光源を駆動させるステップと
を含み、
前記決定するステップは、前記少なくとも１つの対象点における前記目標照度の光を発生させる、前記複数の光源のための個別制御信号を決定するステップを含む、方法。
【請求項１１】
少なくとも１つの環境光センサから環境光データを受信するステップと、
制御装置において、前記少なくとも１つの環境光センサから前記環境光データを受信するステップと、
前記少なくとも１つの光源を駆動させるために、前記環境光データに基づいて前記制御信号を決定するステップと
を更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記目標照度設定値を決定するための入力として前記環境光データを使用するステップを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
複数の光源と複数の光センサとを備える照明システムであって、各前記光源が水中で異なる浸漬深さに配置され、各前記光源が１つ又は複数の光駆動装置によって駆動される時に光を放出する１つ又は複数の発光ダイオードを備え、前記複数の光センサが前記複数の光源の１つ又は複数に対して配置され、前記複数の光センサが前記複数の光センサそれぞれに関連付けられる対象点に関する照度データを提供する前記照明システムにおいて光を制御するための請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の方法であって、
前記方法は、
各前記光源に関する目標照度設定値を受信し、前記対象点に関する各前記光センサからの照度データを受信するステップと、
受信された目標照度設定値と、前記複数の光センサからの前記照度データとに基づいて制御信号を決定するステップと、
各前記光源に関して決定された制御信号を前記１つ又は複数の光駆動装置に提供し、これにより、前記複数の光源それぞれに関連付けられる前記目標照度設定値に対応する目標照度の光を前記対象点に放出するように前記光源を駆動させるステップと
を含む、方法。
【請求項１４】
前記照明システムは、前記少なくとも１つの対象点に関する温度データを提供する少なくとも１つの温度センサを更に備え、
前記方法は、
前記少なくとも１つの温度センサから前記温度データを受信するステップと、
受信された温度データにも基づいて制御信号を決定するステップと、
決定された制御信号を前記少なくとも１つの光駆動装置に提供し、これにより、前記少なくとも１つの対象点に前記目標照度の光を放出するように前記少なくとも１つの光源を駆動させるステップと
を更に含む、請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記照明システムは、水中での前記少なくとも１つの光源の浸漬深さを調節する少なくとも１つの位置アクチュエータを更に備え、前記浸漬深さが、水面と前記少なくとも１つの光源との間の垂直距離に関連付けられ、
前記方法は、
前記少なくとも１つの光源に関する目標位置設定値を受信するステップと、
前記少なくとも１つの光源に関する現行位置データを決定するステップと、
受信された目標位置設定値と、決定された現行位置データとにも基づいて制御信号を決定するステップと、
決定された制御信号を前記少なくとも１つの位置アクチュエータに提供し、これにより、前記少なくとも１つの光源を水中の目標位置に位置決めするステップと
を更に含む、請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海中生簀内での魚の成長向上用の照明システムの分野に関する。特に、本発明は、水棲生物の成長向上用の照明システム、そのような照明システムを含む装置、及びそのような照明システムにおいて光を制御するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自然環境内での魚又は他の水棲生物の挙動は、温度、光の質、酸素濃度、水のｐＨなど幾つかの因子に応じて決まる。特定の領域内での魚の量又は魚の密集度も、その領域内の環境因子によって大きく左右される。淡水中又は海水中での種及び発達段階に応じて、高度に集約的な魚養殖が行われる。現在、例えば、養殖アトランティックサーモン生産の大半は、海洋網生簀又は海中生簀内で行われている。一般に、魚は、高い光強度を避ける自然の傾向を有する。しかし、食欲が、水面付近での高い光強度を避ける傾向よりも強い。海中生簀内での魚への投餌は、現在、投餌装置を使用することによって行われており、投餌装置は、水面に餌ペレットを撒き、水面付近で摂餌が行われる状況を生み出す。従って、水面付近の「投餌点」の周りでの魚の高い密集度により、且つ高い光強度により、ストレスの多い状況が生じる。
【０００３】
海洋網生簀又は海中生簀など水中生簀内では、照光状況は、主に水中に配置された人工光を使用することによって影響を及ぼされ得るが、温度や酸素濃度など他の環境因子は、生簀又は網の初期位置決めによってのみ影響を及ぼされ得る。
【０００４】
その結果、光を制御し、これによりそのような環境内での魚の挙動を制御するために光源を使用する幾つかのデバイス及び方法が開発されている。
【０００５】
米国特許第６，２０３，１７０  Ｂ１号は、魚を誘い寄せる、及び／又は追い払うためのデバイスを開示する。このデバイスは、可視光発光ダイオードのアレイを備え、このアレイは、それらのダイオードによって放出される光に対して実質的に透明な耐水性の保護ハウジング内に収容される。放出される光は、魚を誘い寄せ、又は追い払い、魚の動きを誘導するために使用される波長を有する。デバイス及び投餌分注装置の両方と通信する制御装置により、例えば、デバイスが所定の期間にわたって照明し、その間に、所定量の餌が分注される。
【０００６】
しかし、魚の健康及び摂餌の両方の改善を達成するために、そのような環境内で人工照光を使用する方法に関する効率的な解決策が依然として必要である。また、魚の成長向上用の海中生簀の生産性の向上を生み出す解決策も必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のことに鑑みて、魚の成長向上用の海中生簀の収穫量及び生産性を改良することが可能な効果的な人工照光解決策又は照明システムを提供することが望ましい。
【０００８】
また、そのような照明システムが、摂餌中のストレスを減らすことによって魚の健康に良好に寄与することも望ましい。魚のストレスを減らすことは、餌変換効率の改良をもたらし、これは魚をより大きくし、比成長率を改良し、また発病の減少をもたらし、これは死亡率をより低くする。
【０００９】
更に、水面のすぐ下での餌の争奪中に典型的にはかなりの量の餌が無駄になることを考慮に入れて、魚による摂餌を改良することが望ましい。魚に気付かれない餌は、より深い水中及びより好ましくない温度に移動し、そこでは摂餌が行われない。従って、摂餌を改良することが望ましく、これは、海中生簀のコストの削減及び生産性の向上をもたらす。
【００１０】
更にまた、水面付近での餌の争奪を減らし、より効果的な摂餌をもたらすことによって、サイズ及び重量に関して魚集団の均一性を改良することも望ましく、これもまたコストの削減につながる。
【００１１】
また、魚の全体量にわたる餌のより良い分配を達成することも望ましい。更に、魚の収穫量を改良すること、即ち同じ水体積内でより多くの魚を成長させることが可能であることも望ましい。
【００１２】
本発明の目的は、上で挙げられた問題を解決する又は少なくとも軽減する装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本開示の第１の態様によれば、水棲生物の成長向上用の照明システムは、光を放出するように構成された少なくとも１つの発光ダイオードを備える少なくとも１つの光源であって、水中に浸漬されるように構成された少なくとも１つの光源と、少なくとも１つの光源を駆動させるように構成された少なくとも１つの光（電気）駆動装置と、照明システム内の少なくとも１つの対象水ボリュームに関する照度データを提供するように構成された少なくとも１つの第１の光センサであって、対象水ボリュームが水中に位置される少なくとも１つの第１の光センサと、制御装置とを備え、制御装置は、少なくとも１つの対象点に関する目標照度設定値を受信し、少なくとも１つの光センサから照度データを受信し、受信された目標照度設定値と、受信された照度データとに基づいて制御信号を決定し、決定された制御信号を少なくとも１つの光駆動装置に提供し、これにより、少なくとも１つの対象水ボリュームに目標照度の光を放出するように少なくとも１つの光源を駆動させるように適合される。
【００１４】
本発明による照明システムは、有利には、海中生簀内に複数の光源又はＬＥＤランプを備えていてよい。これは、光点のほぼ一様な分布を生み出すことを可能にする。本発明による照明システムは、浸漬されたＬＥＤ源を備え、これらのＬＥＤ源は、海中生簀の全体積にわたって均等に分散され得る。ＬＥＤ光源は、餌の可視性を改良し、摂餌中のストレスの多い状況を回避する。更に、浸漬型の照光は、効果的な摂餌を改良し（餌が無駄にならず）、上述したように魚の収穫量／均一性を改良する。ＬＥＤ照光の特定の利点は、発生されるわずかな量の熱が水によって容易に吸収され得ることである。また、金属ハロゲン化物ランプは、海中生簀内で、より深い位置には分散配置され得ないので、ＬＥＤ照光は、金属ハロゲン化物ランプに勝る利点も有する。
【００１５】
目標照度は、前記少なくとも１つの光源によって放出される光のスペクトル及び／又は色に関係し得る。
【００１６】
更に、目標照度は、フラックス及び／又はピーク明度など、光源の特性の他の側面にも関係し得る。
【００１７】
このようにして、浸漬された第１の光センサは、有利には、照明システムにおける光源の光の特性が、フラックス、ピーク明度、及びスペクトルなどの側面に関して微調整され得るようにする。照明システムの光源は、よく定義された光束又はスペクトルを生成するように個々に調整され得る。本発明による照明システムは、光源が個々に減光又は増光されることを可能にすることができる。水中生簀内での光の勾配を生み出すことが可能であり、これは、例えば投餌中の魚の密集度を操作するのに有用となり得る。
【００１８】
光源又は発光ダイオードは、海中生簀の環境内での自然光条件に応じて調整され得る。これは、水での吸収による光損失の補償を可能にすることができる。
【００１９】
従って、本開示の第２の態様では、水棲生物の成長向上用に構成された照明システムが開示される。この照明システムは、少なくとも１つの発光ダイオードを備える少なくとも１つの光源を備え、少なくとも１つの光源は、水中に浸漬されるように構成される。この照明システムは、水中の対象点で光を放出するように少なくとも１つの光源を駆動させるように構成された少なくとも１つの光駆動装置を備える。この照明システムは、少なくとも１つの光センサを備え、この光センサは、環境光データを提供するために、水面よりも上に配置されるように構成され得る。環境光は、水面よりも上で感知された光とみなされる。また、この照明システムは、目標照度設定値を受信し、少なくとも１つのセンサの環境光データを受信し、受信された目標照度設定値と、環境光データとに基づいて制御信号を決定するように構成された制御装置も備える。この制御装置は、決定された制御信号を光駆動装置に提供し、これにより、少なくとも１つの対象点に目標照度の光を放出するように少なくとも１つの光源を駆動させるように構成される。
【００２０】
第２の態様による照明システムは、水棲生物を含む水面（水の外側）での環境自然光条件（例えば強度及び／又はスペクトル）の測定を可能にする。この時、水棲生物がさらされる合計の光に対する環境光の寄与が、少なくとも１つの光源から放出される光を制御する際に考慮され得る。その結果、表面での条件と同じ光条件が水中全体にわたって適用され得て、これにより、魚は、空間全体にわたって同じ餌可視性を有し、これは、成長プロセスに有益である。１つ又は複数の異なる深さでの環境光の寄与を考慮に入れるために、制御装置内部でモデルが適用され得る。
【００２１】
様々な用途が想定され得る。例えば、水面よりも上で光センサによって感知される光強度及び／又はスペクトルに従って、浸漬された少なくとも１つの光源から放出される光を制御することによって、環境光の昼夜リズムが追従され得る。浸漬された光源の深さでの環境光の寄与は、水面よりも上で光センサによって感知される光とは異なる。従って、この影響を考慮に入れるために、前の段落で言及されたモデルが適用され得る。
【００２２】
本開示の第２の態様は、本開示の第１の態様に組み合わされることも、組み合わされないこともある。
【００２３】
両方の態様が組み合わされる場合、本開示の第３の態様による水棲生物の成長向上用の照明システムが得られる。第３の態様による照明システムは、光を放出するように構成された少なくとも１つの発光ダイオードを含む少なくとも１つの光源を備え、光源は、水中に浸漬されるように構成される。また、この照明システムは、少なくとも１つの光源を駆動させるように構成された少なくとも１つの光駆動装置も備える。この照明システムは、水中に位置された対象点で照度データを提供するために、水中に浸漬されるように構成された少なくとも１つの第１の光センサを備える。また、この照明システムは、少なくとも１つの第２の光センサも備え、第２の光センサは、環境光データを提供するために、水面よりも上に配置されるように構成され得る。目標照度設定値を受信し、少なくとも１つの第１のセンサから照度データを受信し、少なくとも１つの第２のセンサから環境光データを受信し、受信された目標照度設定値と、少なくとも１つの第１のセンサからの照度データと、少なくとも１つの第２のセンサからの環境光データとに基づいて制御信号を決定するように構成された制御装置が提供される。この制御装置は、決定された制御信号を光駆動装置に提供し、これにより、少なくとも１つの対象点に目標照度の光を放出するように少なくとも１つの光源を駆動させるように構成される。
【００２４】
本発明の第３の態様は、第１のセンサによって、水中で、光（強度及び／又はスペクトル）、特に環境光の寄与の実測を可能にする。従って、モデルが適用される必要はなく、水条件の変化（例えば、水の不透明度や、水の流れの変化）が考慮され得る。環境光条件及び／又は水の光学パラメータの変化は、どちらも、光源に適合された駆動パラメータに変換される。また、本発明の第３の態様は、水面での光条件に対する、水中での光条件の相対制御を可能にする。例えば、表面での光条件と、対象点での水中での光条件との勾配が制御又は設定され得る。環境光データは、水中に位置される対象点で目標照度設定値を設定するための入力として使用され得る。
【００２５】
様々な実施形態が、本開示の第１、第２、及び／又は第３の態様に関して想定されている。
【００２６】
一実施形態では、照明システムは、少なくとも１つの餌分注装置を備えていてよい。摂餌を刺激するように、餌分注、及び光源によって放出される光の制御が制御装置によって調整され得る。
【００２７】
一実施形態では、少なくとも１つの第１の光センサは、少なくとも１つの光源と一体化され得る。
【００２８】
一実施形態では、照明システムは、少なくとも１つの光源のうちの少なくとも１つを備える少なくとも１つのハウジングを更に備えていてよく、ハウジングは、水中に浸漬されるように構成される。
【００２９】
別の実施形態では、少なくとも１つのハウジングは、少なくとも１つの光駆動装置のうちの少なくとも１つを更に備える。
【００３０】
一実施形態では、照明システムは、入力デバイスを更に備えていてよく、目標照度設定値が入力デバイスから受信され得る。上述したように、代替として又は追加として、水面よりも上に配置された第２の光センサからの環境光データが、照度設定値を設定するための入力として使用され得る。
【００３１】
一実施形態では、第１、第２、及び／又は第３の開示される態様による照明システムは、少なくとも１つの対象点に関する温度データを提供するように構成された少なくとも１つの温度センサを更に備えていてよく、制御装置が、少なくとも１つの温度センサから温度データを受信し、（照度設定値、少なくとも１つの第１のセンサからの照度データ、及び／又は少なくとも１つの第２のセンサからの環境光データに加えて）受信された温度データにも基づいて制御信号を決定し、決定された制御信号を少なくとも１つの光駆動装置に提供し、これにより、少なくとも１つの対象点に目標照度の光を放出するように少なくとも１つの光源を駆動させるように更に適合され得る。
【００３２】
このようにして、浸漬型のＬＥＤ照光が、温度センサと組み合わされる。これは、海中生簀内で適正な温度の場所にいるように魚を制御できる可能性を開く。
【００３３】
温度センサは、光源の位置と光束出力又は他の光学特性（スペクトルなど）とを調整するソフトウェア又は制御装置に接続され得る。温度センサは、光源とは別個でよく、又は光源用の電流を搬送するケーブルに組み込まれてもよい。
【００３４】
一実施形態では、少なくとも１つの温度センサは、前記少なくとも１つの光源と一体化され得る。温度センサは、光源用の電流を搬送するケーブルに組み込まれ得る。
【００３５】
一実施形態では、この照明システムは、水中での少なくとも１つの光源の浸漬深さを調節するように構成された少なくとも１つの位置アクチュエータを更に備えていてよく、浸漬深さが、水面と少なくとも１つの光源との間の垂直距離に関連付けられてよく、制御装置が、少なくとも１つの光源に関する目標位置設定値を受信し、少なくとも１つの光源に関する現行位置データを決定し、受信された位置設定値と、決定された現行位置データとに基づいて制御信号を決定し、決定された制御信号を少なくとも１つの位置アクチュエータに提供し、これにより、少なくとも１つの光源を水中の目標位置に位置決めするように更に適合され得る。
【００３６】
これは、光源が、水中での浸漬深さを変えることができるという利点を有する。これは、海中生簀内で適正な温度の場所に魚を留めることができる可能性を開く。
【００３７】
一実施形態では、位置アクチュエータは、水中での少なくとも１つの光源の位置を側方に調節するように更に構成され得る。この実施形態は、特定の側方位置、例えば餌分注装置の位置に対する少なくとも１つの光源の位置決めを容易にする。
【００３８】
一実施形態では、照明システムは、複数の光源を備え、各光源が、水中で異なる浸漬深さに配置される。各光源が、１つ又は複数の光駆動装置によって駆動される時に光を放出するように構成された１つ又は複数の発光ダイオードを備える。この照明システムは、複数の光源の１つ又は複数に対して配置された複数の光センサを備え、複数の光センサが、それぞれに関連付けられる対象点に関する照度データを提供する。各光源の目標照度設定値を受信し、複数の第１のセンサから照度データを受信し、少なくとも１つの第２のセンサから環境光データを受信し、受信された目標照度設定値と、複数の第１のセンサからの照度データと、少なくとも１つの第２のセンサからの環境光データとに基づいて制御信号を決定するように構成された制御装置が提供される。この制御装置は、決定された制御信号を１つ又は複数の光駆動装置に提供し、これにより、複数の光源それぞれに関連付けられる目標照度設定値に対応する目標照度の光を少なくとも１つの対象点に放出するように光源を駆動させるように構成される。特に、各光源は、光源内部又は光源の近傍に配置された独自の関連の第１の光センサを有していてよく、これにより、第１の光センサに関連付けられる対象点での適切な光測定を行うことができ、また、対象点に関連付けられる照度設定値に従って光を放出する。
【００３９】
一実施形態では、制御装置は、水棲生物の種及び発達段階の少なくとも一方にも応じて制御信号を決定するように構成される。例えば光に対する魚の感受性は、種及び／又は発達段階に応じて顕著に変化することが分かっている。特定の光受容細胞が、魚の目と松果体の両方に存在し、これらの細胞は、魚の成長と共に進化する。従って、魚は、発達中に異なる光強度及び／又は波長を必要とすることがある。更に、同じ発展段階において、魚は、日照時間（日周活動）及び季節によって影響を及ぼされる。例えば、鮭は、様々な摂餌挙動を有し、秋から冬にかけては食欲が低下し、冬の終わり頃から急速に食欲が増す。食欲の行動指標の季節変化は、日照時間、及び日照時間の変化に起因する。
【００４０】
既に上述したように、照明システムの様々な用途が想定されている。用途は、特に、光強度及び／又はスペクトル特性の制御に関係し得る。例えば、魚の成熟は、適切な時間に適切な光強度及び／又は光の色を提供することによって防止され得る。また、少なくとも投餌中に適切な光の強度及び色を適用することによって、餌の可視性が改良され得る。餌の可視性の改良は、魚の成長の向上と、ストレスレベルの減少とをもたらすことができる。
【００４１】
第３の開示される態様の一実施形態では、制御装置は、少なくとも１つの第１の光センサと少なくとも１つの第２の光センサとによって感知される１つまたは複数の対象点での光強度の和を、ある期間にわたって実質的に一定に保つように、及び／又は水中の深さ方向で実質的に一定に保つように、制御信号を決定する。この用途は、環境光の変化に関係なく、水中で一定の光強度を保つことを可能にする。
【００４２】
第２及び／又は第３の開示される態様の別の実施形態では、水面よりも上に配置された１つ又は複数の第２の光センサ、及び／又は水中に配置された１つ又は複数の第１の光センサによって感知されるスペクトルをマッピングするために、１つ又は複数の光源から放出される光を制御するように制御信号が決定される。従って、光の強度だけでなく、環境光のスペクトル特性も水中に反映され得る。これに従って、水中での日の出及び日没のシミュレーションが可能にされる。
【００４３】
１つ又は複数の第１の光センサから受信された照度データ及び／又は１つ又は複数の第２の光センサから受信された環境光データに応じて１つ又は複数の光駆動装置に関する制御信号を決定するために、制御装置に高度な照明方式がプログラムされ得る。
【００４４】
例えば、照明方式は、少なくとも１日から２週間、好ましくは少なくとも２日から２週間の期間にわたって、少なくとも１つの光源から放出される光の光強度レベルを第１の光強度レベルから第２の光強度レベルに（例えば、連続的に又は段階的に）増加させることを含むことができる。第１の光強度レベルは、第２の光強度レベルのせいぜい１０〜１００分の１でよい。環境光は時間にわたって大きく変化するので、照明方式に従って光強度レベルを増加させることを可能にする制御信号を決定するために、環境光データが利用され得る。
【００４５】
別の例は、第１の期間中には第１のレートで、第２の期間中には第２のレートで光強度レベルを増加させることを含み、第１のレートが第２のレートよりも低い。この照明方式の利点は、より低い第１のレートが最初に適用され得て、魚の視感度レベルに達した後に、第２の期間中に第２の（より高い）レートが適用され得ることである。第１の期間と第２の期間は、連続する期間でよい。環境光の変化及び／又は水の光学特性の変化によって照明方式を擾乱しないように、制御装置は、第１の光センサ及び／又は第２の光センサによって感知される光の影響の補償を可能にする制御信号を決定することができる。
【００４６】
また、本開示は、水棲生物の成長向上用の装置、及び上で定義された照明システムを使用するための方法に関する。
【００４７】
従って、本発明の第４の態様によれば、水棲生物の成長向上用の装置であって、第１、第２、又は第３の態様による照明システムを備える装置が、水中生簀と組み合わせて開示され、ここで、照明システムが、水中生簀を照明するように構成されてよく、少なくとも１つの対象点が、水中生簀内部に位置されてよい。
【００４８】
本開示の第５の態様によれば、水棲生物の成長向上用の照明システムにおいて光を制御するための方法が得られ、照明システムは、光を放出するように構成された少なくとも１つの発光ダイオードを備える少なくとも１つの光源であって、水中に浸漬される少なくとも１つの光源と、少なくとも１つの光源を駆動させるように構成された少なくとも１つの光駆動装置と、照明システム内で少なくとも１つの対象点に関する照度データを提供するように構成された少なくとも１つの第１の光センサであって、対象点が水中に位置される少なくとも１つの第１の光センサと、制御装置とを備え、方法は、少なくとも１つの対象点に関する目標照度設定値を受信するステップと、少なくとも１つの光センサから照度データを受信するステップと、受信された目標照度設定値と、受信された照度データとに基づいて制御信号を決定するステップと、決定された制御信号を少なくとも１つの光駆動装置に提供し、これにより、少なくとも１つの対象点に目標照度の光を放出するように少なくとも１つの光源を駆動させるステップとを含む。
【００４９】
本開示の第６の態様は、水中で水棲生物を成長向上させるための方法に関し、環境光データが、水面よりも上に配置された少なくとも１つの第２の光センサから取得され、方法は、水中の対象点に関する目標照度設定値と、環境光データとに基づいて、少なくとも１つの光源を駆動させるための制御信号を決定し、これにより、少なくとも１つの対象点に目標照度の光を放出するように光源を駆動させるステップを含む。
【００５０】
本開示の第６の態様は、本開示の第５の態様に組み合わされることも、組み合わされないこともある。
【００５１】
両方の態様が組み合わされる場合、本開示の第７の態様は、水中で水棲生物を成長向上させるための方法であって、照度データが、水中に位置された少なくとも１つの対象点で少なくとも１つの第１のセンサから取得され、環境光データが、水面よりも上に配置された少なくとも１つの第２のセンサから取得される方法に関する。水中の対象点に関する目標照度設定値と、少なくとも１つの第１のセンサからの照度データと、少なくとも１つの第２のセンサからの環境光データとに基づいて、少なくとも１つの光源を駆動させるための制御信号が決定され、これにより、少なくとも１つの対象点に目標照度の光を放出するように少なくとも１つの光源を駆動させる。環境光データは、照度設定値を設定するための入力として使用され得る。
【００５２】
様々な実施形態が、本開示の第５、第６、及び／又は第７の態様に関して想定されている。
【００５３】
一実施形態では、システムは、少なくとも１つの対象点に関する温度データを提供するように構成された少なくとも１つの温度センサを更に備えていてよく、方法は、少なくとも１つの温度センサから温度データを受信するステップと、（照度設定値、少なくとも１つの第１のセンサからの照度データ、及び／又は少なくとも１つの第２のセンサからの環境光データに加えて）受信された温度データにも基づいて制御信号を決定するステップと、決定された制御信号を少なくとも１つの光駆動装置に提供し、これにより、少なくとも１つの対象点に目標照度の光を放出するように少なくとも１つの光源を駆動させるステップとを更に含む。
【００５４】
別の実施形態では、システムは、水中での少なくとも１つの光源の浸漬深さを調節するように構成された少なくとも１つの位置アクチュエータを更に備え、浸漬深さが、水面と少なくとも１つの光源との間の垂直距離に関連付けられ、方法は、少なくとも１つの光源に関する目標位置設定値を受信するステップと、少なくとも１つの光源に関する現行位置データを決定するステップと、受信された位置設定値と、決定された現行位置データとにも基づいて制御信号を決定するステップと、決定された制御信号を少なくとも１つの位置アクチュエータに提供し、これにより、少なくとも１つの光源を水中の目標位置に位置決めするステップとを更に含む。
【００５５】
第６及び／又は第７の開示される態様の一実施形態では、システムは、水中の異なる深さに配置された複数の光源を備える。各光源が、１つ又は複数の光駆動装置によって駆動される時に光を放出するように構成された１つ又は複数の発光ダイオードを備える。この照明システムは、複数の光源の１つ又は複数に対して配置された複数の第１の光センサを備え、複数の第１の光センサが、それぞれに関連付けられる対象点に関する照度データを提供する。この方法は、複数の光源それぞれに関する目標照度設定値を受信するステップと、複数の第１のセンサから照度データを受信し、少なくとも１つの第２のセンサから環境光データを受信するステップとを含む。この方法は、受信された目標照度設定値と、複数の第１のセンサからの照度データと、少なくとも１つの第２のセンサからの環境光データとに基づいて制御信号を決定するステップと、決定された制御信号を１つ又は複数の光駆動装置に提供し、これにより、複数の光源それぞれに関連付けられる目標照度設定値に対応する目標照度の光を少なくとも１つの対象点に放出するように複数の光源それぞれを駆動させるステップとを更に含む。特に、各光源は、光源内部又は光源の近傍に配置された独自の関連の第１の光センサを有していてよく、これにより、第１の光センサに関連付けられる対象点での適切な光測定を行い、また、対象点に関連付けられる照度設定値に従って光を放出することができる。
【００５６】
一実施形態では、この方法は、水棲生物の種及び発達段階の少なくとも一方にも応じて制御信号を決定するステップを含む。上述したように、例えば光に対する魚の感受性は、種及び／又は発達段階に応じて顕著に変化することが分かっている。
【００５７】
第７の開示される態様の一実施形態では、方法は、少なくとも１つの第１の光センサと少なくとも１つの第２の光センサとによって感知される光強度の和を、ある期間にわたって実質的に一定に保つように、及び／又は水中の深さ方向で実質的に一定に保つように、制御信号を決定するステップを含む。この用途は、環境光の変化に関係なく、水中で一定の光強度を保つことを可能にする。
【００５８】
第６及び／又は第７の開示される態様の別の実施形態では、水面よりも上に配置された１つ又は複数の第２の光センサ、及び／又は水中に配置された１つ又は複数の第１の光センサによって感知されるスペクトルをマッピングするために、１つ又は複数の光源から放出される光を制御するように制御信号が決定される。従って、光の強度だけでなく、環境光のスペクトル特性も水中に反映され得る。それに従って、水中での日の出及び日没のシミュレーションが可能にされる。
【００５９】
第６及び／又は第７の開示される態様の別の実施形態では、この方法は、照明方式を使用するステップを含み、ここで、少なくとも１日から２週間、好ましくは少なくとも２日から２週間の期間にわたって、少なくとも１つの光源から放出される光の光強度レベルが第１の光強度レベルから第２の光強度レベルに（例えば、連続的に又は段階的に）増加される。第１の光強度レベルは、第２の光強度レベルのせいぜい１０〜１００分の１でよい。環境光は時間にわたって大きく変化するので、この方法は、照明方式に従って光強度レベルを増加させることを可能にする制御信号を決定するために、環境光データを使用することを含む。
【００６０】
第６及び／又は第７の態様の別の実施形態では、方法は、第１の期間中には第１のレートで、第２の期間中には第２のレートで光強度レベルが増加され、第１のレートが第２のレートよりも低い照明方式を使用するステップを含む。この照明方式の利点は、より低い第１のレートが最初に適用され得て、魚の視感度レベルに達した後に、第２の期間中に第２の（より高い）レートが適用され得ることである。第１の期間と第２の期間は、連続する期間でよい。環境光の変化及び／又は水の光学特性の変化によって照明方式を擾乱しないように、この方法は、第１の光センサ及び／又は第２の光センサによって感知される任意の光効果の補償を可能にする制御信号を決定するステップを含む。
【００６１】
本発明は、上に記載された特徴の全ての可能な組合せに関することに留意されたい。従って、上に開示された態様の１つの全ての特徴及び利点が、他の開示された態様の任意のものにも同様に当てはまる。
【００６２】
本発明の特定の特徴及び利点を含めた本発明の様々な側面は、以下の詳細な説明及び添付図面から容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本開示の第１の態様による照明システムを示す図である。
【図２】本開示の第１の態様の一実施形態による照光デバイスを示す図である。
【図３】本開示の第１の態様による照明システムを備える装置を示す図である。
【図４】本開示の第１の態様による照明システムを操作する方法の概略図である。
【図５】本開示の第２の態様による照明システムの概略図である。
【図６】本開示の第３の態様による照明システムの概略図である。
【図７】本開示の第３の態様の照明システムを備える装置を示す図である。
【図８】本開示の第３の態様による照明システムを操作する方法の概略図である。
【図９Ａ】図８の方法を使用して制御される照明方式を示す図である。
【図９Ｂ】図８の方法を使用して制御される照明方式を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
次に、本明細書では以後、添付図面を参照して、照明システム及び方法の幾つかの実施形態をより詳細に述べる。しかし、システム及び方法は、多くの異なる形態で実施されてよく、保護範囲は、本明細書に記載される実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。そうではなく、これらの実施形態は、完璧及び完全を期すために提供されて、当業者に本開示の範囲を十分に伝えるために提供される。同様の参照符号は、全体を通して同様の要素を表す。
【００６５】
ここで、図１、図３、及び図４の流れ図を参照して、本開示の第１の態様を述べる。
【００６６】
図１は、照明システム１００の概略図である。照明システム１００は、光源１１０を備える。光源１１０は、少なくとも１つの発光ダイオードを備える。それにより、光源１１０は、光を放出するように構成される。光源１１０は、複数のＬＥＤ、例えば１６０個のＬＥＤをそれぞれ含むＬＥＤ照明装置を備えていてよい。発光ダイオードは、３８０〜７００ｎｍの可視光スペクトル全体を網羅することができ、特定のスペクトル特性、例えば特定の色の光を放出するように制御され得る。
【００６７】
光源１１０は、好ましくは、水中に浸漬されるように構成される。また、照明システム１００は、光駆動装置１２０も備え、光駆動装置１２０は、光源１１０に動作可能に結合され、光源１１０を駆動させるように構成される。光駆動装置１２０は、ＬＥＤ駆動装置でよい。照明システム１００は、光センサ１３０を備え、光センサ１３０は、光源１１０が浸漬された水中に位置された特定の対象点５０に関する照度データを提供するように構成される。光駆動装置１２０と光センサ１３０とはどちらも、任意選択的に、光源１１０と共に照光デバイス１９０として一体化され得る。
【００６８】
照明システム１００は、制御装置１４０を更に備え、制御装置１４０は、ステップＳ１０で、対象点５０に関する目標照度設定値を受信するように適合される。
【００６９】
任意選択的に、制御装置１４０は、入力デバイス１６０に動作可能に接続され得る。目標照度設定値は、この入力デバイス１６０から、又はデータロガー、センサ、シミュレーションモデルなどから受信され得る。以下に更に詳細に開示されるような環境光センサが、照度設定値を設定するための入力を提供するセンサとして使用され得る。
【００７０】
ステップＳ１１で、制御装置１４０は、少なくとも１つの光センサ１３０から照度データを受信するように適合される。ステップＳ１２で、制御装置１４０によって、受信された目標照度設定値と、受信された照度データとに基づいて、制御信号が決定され、その後、ステップＳ１３が続き、ここで、決定された制御信号が、少なくとも１つの光駆動装置１２０に提供される。これにより、少なくとも１つの光駆動装置１２０は、少なくとも１つの対象点５０に目標照度の光を放出するように少なくとも１つの光源１１０を駆動させる。
【００７１】
目標照度は、光源１１０によって放出される光の光強度、スペクトル、及び／又は色に関係し得る。
【００７２】
図１での照明システム１００は、任意選択的に、少なくとも１つの光源１１０のうちの少なくとも１つを含む少なくとも１つのハウジング１５０を備えていてよい。ハウジング１５０は、水中に浸漬されるように構成され得る。ハウジング１５０は、任意選択的に、光駆動装置１２０を備えていてよい。ハウジング１５０は、任意選択的に、光駆動装置１２０及び／又は光センサ１３０を備えていてよい。
【００７３】
照明システム１００は、任意選択的に、少なくとも１つの温度センサ１７０を更に備えていてよい。少なくとも１つの温度センサ１７０は、少なくとも１つの対象点５０に関する温度データを提供するように構成され得る。照明システム１００が温度センサ１７０を備える時、制御装置１４０は、ステップＳ１４で、少なくとも１つの温度センサ１７０から温度データを受信するように更に適合され得る。ステップＳ１５で、受信された温度データにも基づいて、制御信号が決定される。次いで、制御装置１４０は、ステップＳ１６で、決定された制御信号を少なくとも１つの光駆動装置１２０に提供する。これにより、少なくとも１つの光駆動装置１２０は、少なくとも１つの対象点５０に目標照度の光を放出するように少なくとも１つの光源１１０を駆動させる。
【００７４】
少なくとも１つの温度センサ１７０は、任意選択的に、少なくとも１つの光源１１０と一体化され得る。
【００７５】
照明システム１００は、少なくとも１つの位置アクチュエータ１８０を更に備えていてよい。位置アクチュエータ１８０は、水中の少なくとも１つの光源１１０の浸漬深さを調節するように構成される。浸漬深さは、水面と少なくとも１つの光源１１０との垂直距離に関連付けられる。制御装置１４０は、ステップＳ１７で、少なくとも１つの光源１１０に関する目標位置設定値を受信するように更に適合されてよく、その後、ステップＳ１８が続き、ここで、少なくとも１つの光源１１０に関する現行位置データが決定される。次いで、ステップＳ１９で、受信された位置設定値と、決定された現行位置データとに基づいて、制御信号が決定される。ステップＳ２０で、決定された制御信号が、少なくとも１つの位置アクチュエータ１８０に提供される。これにより、少なくとも１つの位置アクチュエータ１８０が、少なくとも１つの光源１１０を水中の目標位置に位置決めする。
【００７６】
更に、位置アクチュエータ１８０は、水中での少なくとも１つの光源１１０の位置を側方に調節するように構成され得る。
【００７７】
図２は、本発明の一実施形態による照光デバイス１９０の概略図である。照光デバイス１９０は、少なくとも１つの光源１１０と、少なくとも１つの光駆動装置１２０とを備える。少なくとも１つの光駆動装置１２０は、少なくとも１つの光源１１０を駆動させるように構成される。任意選択的に、図２での照光デバイス１９０は、光センサ１３０及び／又は温度センサ１７０を備えることがある。
【００７８】
照光デバイス１９０は、ハウジング１５０内に収容され得る。
【００７９】
図３は、図１、図２、及び図４を参照して述べたような複数の照明システムと、水中生簀３００とを備える装置２００の概略図である。
【００８０】
水中生簀３００は、海洋網生簀又は海中生簀でよい。
【００８１】
一実施形態では、装置２００は、複数の浸漬された照光デバイス１９０を備え、照光デバイス１９０は、水中生簀又は海中生簀の体積全体にわたって均等に分散され得る。照光デバイス１９０は、餌の可視性を改良し、それにより、魚は、より深い水中に移動している餌を見つけることも可能である。照光デバイス１９０は、水中生簀３００内での光点のほぼ一様な分布を生成するように配置され得る。照光デバイス１９０は、水での吸収による光損失を補償するように、自然光条件に応じて調整され得る。以下に更に詳細に開示されるような環境光センサが、これに関する補助となり得る。
【００８２】
各照光デバイス１９０は、制御装置１４０に個々に接続され得る。照光デバイス１９０は、よく定義された光束又はスペクトルを生成するように個々に調整され得る。従って、光の勾配を生み出すことが可能である。これは、投餌中に魚の密集度を操作するのに有用となり得る。
【００８３】
照明システム１００は、任意選択的に、少なくとも１つの餌分注装置を備えていてよい。
【００８４】
多くのタイプの魚種が存在し、これらは全て、発達のための最適な温度に関して特定の要件を有する。従って、魚養殖環境において光を制御する時に、温度データを考慮に入れることも有利である。
【００８５】
別の実施形態では、浸漬された照光デバイス１９０は、温度センサ１７０と組み合わされる。これは、制御装置１４０が、温度データを考慮に入れ、海中生簀内で適正な温度の場所にいるように魚が誘導されるように光を制御することを可能にする。温度センサ１７０は、照光デバイス１９０の位置及び光束出力を調整する何らかのソフトウェアに接続され得る。温度センサ１７０は、照光デバイス１９０とは別個でよく、又は照光デバイス１９０用の電流を搬送するケーブル又はワイヤに組み込まれてもよい。
【００８６】
この構成が温度センサ１７０と組み合わされる時、照光デバイス１９０は、任意選択的に、高さを変更し得る。これは、位置アクチュエータ１８０によって実現される。位置アクチュエータ１８０は、照光デバイス１９０又は光源１１０に動作可能に接続される。位置アクチュエータ１８０は、水中での照光デバイス１９０の浸漬深さを調節することによって、照光デバイス１９０の位置を垂直方向で調節するように構成され得る。
【００８７】
更に、位置アクチュエータ１８０は、照光デバイス１９０の位置を側方に調節するように構成され得る。
【００８８】
次いで、様々な魚種に関する環境条件を最適化するために、魚種及びそれらの異なる発達段階の具体的な知識が、スペクトル、光レベル、及び光周期に関する対応するデータと共に使用され得る。
【００８９】
要約すると、本開示の第１の態様は、少なくとも１つの光源１１０と、少なくとも１つの光源１１０を駆動させるように構成された少なくとも１つの光駆動装置１２０と、照明システム１００内で少なくとも１つの対象点５０に関する照度データを提供するように構成された少なくとも１つの光センサ１３０と、制御装置１４０とを備える、水棲生物の成長向上用の照明システム１００に関する。制御装置１４０は、少なくとも１つの対象点５０に目標照度の光を放出するように少なくとも１つの光源１１０を駆動させる少なくとも１つの光駆動装置１２０に制御信号を提供するように適合される。
【００９０】
本発明による照明システムは、水中生簀内での照光条件の動的制御を可能にする。各光源によって放出される光と、各光源の位置との両方を個別に制御することができることが、魚の種類、投餌時間、日光の変化などに基づいて環境をカスタマイズできる、特に適合させることができる大きな可能性を生み出す。
【００９１】
本開示の第２の態様が、図５の照明システムで概略的に示されている。照明システム１００の同様の構成要素は、同一の参照番号で表されている。また、図５に示されていないさらなる構成要素（温度センサ１７０など）が、照明システム１００に含まれ得る。図５の照明システム１００は、光センサ１３０を必要としない。
【００９２】
本開示の第２の態様による照明システム１００は、特に、少なくとも１つの光センサ５００を備える。光センサ５００は、日光、例えば光強度及びスペクトル特性が感知され得るように、水面よりも上に配置されるように構成される。環境光の特性は、一日にわたって（日の出及び日没）、且つ天候状況（例えば、晴天及び曇天）により変化する。環境光センサ５００は、水面よりも上で光学特性を感知し、環境光データを制御装置１４０に提供する。制御装置１４０は、光出力センサ信号から環境光データを取得し、この情報に基づいて、光駆動装置１２０に関する制御信号を決定する。従って、光源１１０から放出される光（強度及び／又は色）は、環境光センサ５００によって感知される日光の特性に基づいて適合され得る。
【００９３】
図２の照明システム１００の様々な用途が想定されている。例えば、水面よりも上で環境光センサ５００によって感知される強度及び／又はスペクトルに従って、浸漬された光源１１０から放出される光を制御することによって、環境光の昼夜リズムが追従され得る。浸漬された光源１１０の深さでの環境光の寄与は、水面よりも上で環境光センサ５００によって感知される光とは異なる。１つ又は複数の異なる深さでの環境光の寄与を考慮に入れるために、制御装置１４０内部でモデルが適用され得る。
【００９４】
図６は、本開示の第３の態様による照明システム１００の別の実施形態の概略図である。図６の照明システム１００も、複数の浸漬された光源１１０（図６ではＬＥＤモジュール）と、制御装置１４０に接続された光センサ５００とを備える。制御装置１４０は、水面Ｓよりも上で、環境光の光学特性を含む環境光データを取得し、ＬＥＤモジュール１１０に関する駆動パラメータを決定する時にその光の光学特性を考慮に入れる。更に、照明システム１００は、図１、図３、及び図４を参照して説明したような水中に配置された光センサ１３０を含む。
【００９５】
光センサ１３０は、対象点５０で、水中での光の光学パラメータ（照度データ）を感知し、この情報を制御装置１４０に提供する。制御装置１４０は、両方の光センサ１３０、５００から情報を取得するように、且つ取得された情報に基づいて制御信号を決定することにより、ＬＥＤモジュール１１０によって放出される光を制御するように構成される。この実施形態は、水中で、光（強度及び／又はスペクトル）、特に環境光の寄与の実測を可能にする。
【００９６】
水面Ｓを通り抜ける日光と、ＬＥＤモジュール１１０からの人工光との両方が、光センサ１３０によって感知される水中での光に寄与する。日光からの全体的な光強度は、一般に、深さ方向で減少する。更に、日光の特定の波長が他の波長よりも強く吸収され、従って、日光のスペクトル特性も、深さ方向で変化し得る。より深い位置には、典型的には、自然の緑色光及び青色光のみが届く。この光は、特定の水棲生物種にとって重要である。例えば、鮭は、４５０〜５５０ｎｍ（青色〜緑色）の範囲内の波長を有する光に対してピーク感度を有する。また、鮭に必要とされる最小光強度レベルは、魚／松果体レベルで０．０１６Ｗ／ｍ２、又は生簀養殖に関して表面で２２．２Ｗ／ｍ２である。ストレスを誘発せず、魚の目に損傷を与えない最大光レベルは、光源から０．１ｍで、２．７Ｗ／ｍ２である。
【００９７】
また、本発明の第３の態様は、水面Ｓでの光条件に対する、水中での光条件の相対制御を可能にする。例えば、表面での光条件と、対象点での水中での光条件との勾配が制御又は設定され得る。環境光データは、水中に位置される対象点で目標照度設定値を設定するための入力として使用され得る。
【００９８】
図７は、照明システム１００と海中生簀７０１とを備える装置７００の概略図である。餌分注装置７０２も、装置７００の一部である。水面Ｓよりも下での深さに応じた日光の異なる寄与を考慮に入れるために、また、浸漬された照光源１１０から放出される光を海中生簀７０１内の水中Ｂのかなりの深さ範囲にわたって制御するために、図７に概略的に示されるような照明システム１００が使用され得る。光源１１０による照明は、制御装置１４０によって制御される。
【００９９】
１つ又は複数の日光センサ５００が、水面Ｓよりも上に配置される。日光センサ５００は、制御装置１４０に接続される。更に、複数の光センサ１３０が、それぞれの照光デバイス１１０に対して１対１対応で配置される。特定の構成に応じて、光センサ１３０は、それが直接対応付けて位置決めされた光源１１０以外の光源１１０から放出される光も感知し得ることに留意されるべきである。各光センサ１３０も、制御装置１４０に接続される。光センサ１３０は、直接対応付けて配置された視線内の光源１１０からの光のみが感知されるように構成され得る。
【０１００】
制御装置１４０は、光センサ５００によって感知される環境光データと、浸漬された光センサ１３０によって感知される、各光センサ１３０に関連付けられる対象点５０での照度データとを取得するように構成される。制御装置１４０は、光センサ５００からの環境光データと、各光センサ１３０からの照度データとに基づいて、光源１１０から放出される光を制御する。特に、光センサ５００からの環境光データは、制御装置１４０内で目標照度設定値を確立するための入力として使用され得る。制御装置１４０は、各光センサ１３０に関連付けられる対象点５０での照度設定値に対応する光を個々に取得するために、各光源１１０に関する駆動信号を決定することができる。対象点５０で感じられる光に対する環境光の寄与はそれぞれの対象点で異なるので、駆動信号は、光源１１０毎に異なることがある。
【０１０１】
第３の開示される態様の一実施形態では、制御装置１４０は、光センサ１３０で感知される光強度と、少なくとも１つの光センサ５００によって感知される環境光強度との和を、ある期間にわたって実質的に一定に保つように、及び／又は水中の深さ方向で実質的に一定に保つように、制御信号を決定する。この用途は、環境光の変化に関係なく、水中Ｂの異なる対象点で一定の光強度を保つことを可能にする。
【０１０２】
第２及び／又は第３の開示される態様の別の実施形態では、水面Ｓよりも上に配置された１つ又は複数の光センサ５００、及び／又は水中Ｂに配置された１つ又は複数の光センサ１３０によって感知されるスペクトルをマッピングするために、１つ又は複数の光源から放出される光を制御するように制御信号が決定される。従って、光の強度だけでなく、環境光のスペクトル特性も水中に反映され得る。これに従って、水中での日の出及び日没のシミュレーションが可能にされる。
【０１０３】
制御装置１４０は、光センサ１３０及び５００によって支援される特定の照明方式の適用と共に、餌分注装置７０２の作動を調整することができる。
【０１０４】
図８は、図７に示される照明システム１００の動作の幾つかのステップの概略図である。
【０１０５】
ステップＳ８０で、制御装置１４０によって、光学パラメータに関する情報が、少なくとも１つの光センサ１３０から受信される。光センサ１３０は、水中に入り込む日光と、照光源１１０から放出される光とを感知する。日光の寄与以外には、光センサ１３０は、その光センサ１３０に対して直接配置された特定の光源１１０からの光のみを感知し、隣接する光源１１０（存在する場合）によって放出される光の寄与は無視できる、又は光センサ１３０の構成により感知されないと仮定される。
【０１０６】
制御装置１４０は、各光センサ１３０から照度データを受信し、より深い位置に配置されたセンサでは光強度が減少し、より深い位置では４５０〜５５０ｎｍの範囲外の波長の寄与が大幅に減少すると判断する。
【０１０７】
日光センサ５００は、水面Ｓよりも上で、環境光からの光学パラメータを感知する。制御装置１４０が、光センサ５００によって感知される日光の光学特性を、水中Ｂでの光源１１０を含む各浸漬深さでマッピングすることを企図していると仮定して、センサ５００からの出力環境光データが、対象点５０での照度設定値を設定するための入力として使用される。ステップＳ８１で、各光センサ１３０に関する照度データと、各光源１１０に関する照度設定値とのずれが検出される。
【０１０８】
ステップＳ８２で、照度設定値を維持するために、各光源１１０に関して制御信号が決定される。例えば、制御装置１４０は、光源１１０の深さの増加と共に光強度が増加されるべきであり、表面付近の照光デバイスが、水によって強く吸収される波長でより多くの光を放出すると判断し得る。これに従って、駆動信号は、光源１１０の浸漬深さに応じて異なることがある。
【０１０９】
ステップＳ８３で、制御装置１４０は、決定された制御信号に従って光源１１０を駆動させる。
【０１１０】
プロセスは、準連続プロセスであり、環境光条件の変化及び／又は水の光学パラメータの変化は、照光デバイス１３０に適合された制御信号に変換される。
【０１１１】
光源１１０に関する信号を制御するために環境光センサ５００によって感知される日光の光学特性がマッピングされる状況に本発明が限定されないことに留意されるべきである。例えば、日光の特性に対する補正が適用され得る。例えば、冬季には、光源から放出される最小の光が、日光の光レベルよりも高く、魚の活動の活発化、従ってより良い摂餌を促す。代替として、水面Ｓよりも下の様々な光源１１０に、環境光条件に関する勾配が適用され得る。勾配は、他の入力パラメータ、例えば特定の浸漬深さでの水温を使用して制御され得る。
【０１１２】
より高度な照明方式が制御装置１４０内にプログラムされてよく、日光センサ５００及び光センサ１３０は、照明方式に適合する際の補助となり得る。
【０１１３】
例えば、照明方式は、少なくとも１日から２週間、好ましくは少なくとも２日から２週間の期間にわたって、少なくとも１つの光源から放出される光の光強度レベルを第１の光強度レベルから第２の光強度レベルに増加させることを含むことができる。第１の光強度レベルは、第２の光強度レベルのせいぜい１０〜１００分の１でよい。そのような方式が図９Ａに示されている。
【０１１４】
図９Ａで、制御装置１４０は、時点ｔ１で、水中Ｂで光強度Ｉ１で光を放出し始めるように光源１１０を制御する。光強度は、時点ｔ２でのターゲット光強度レベルＩ２まで連続的に増加される。期間Ｔ＝ｔ２−ｔ１は、１日から２週間の範囲内、例えば、２日、３日、４日、５日、６日、又は７日である。光強度レベルＩ１は、例えば放射測定光束密度０．０１６Ｗ／ｍ２の人工光に対応していてよく、これは、鮭の性成熟を妨げる。期間が２日間である場合、その期間に２夜が入り、少なくとも環境光強度の減少を生じる。これは、特定の光源１１０の浸漬深さで光強度が正弦波形で増減するという単純な仮定の下で、図５Ａの破線として描かれている。環境光の変化は、環境光センサ５００によって感知され、水中での影響は、光センサ１３０によって感知される。制御装置１４０は、（関連付けられた光源１１０によって放出される光と、対象点５０での環境光の寄与との両方からなる）光センサ１３０からの照度データと、環境光センサ５００の環境光データとを考慮に入れて、各光源１１０毎に、図９Ａの照明方式に適合するように光源１１０に関する制御信号を決定する。
【０１１５】
別の例は、第１の期間ＳＰ１中には第１のレートで、第２の期間ＳＰ２中には第２のレートで光強度レベルを増加させることを含み、第１のレートが第２のレートよりも低い。この照明方式の利点は、より低い第１のレートが最初に適用され得て、魚の視感度レベルに達した後に、第２の副期間中に第２の（より高い）レートが適用され得ることである。第１の期間と第２の期間は、連続する期間でよい。
【０１１６】
一例として、図９Ｂは、光強度レベルが、最初に、第１の副期間ＳＰ１中に、第１の光強度レベルＩ１からより高い光強度レベルＩ３までゆっくりと増加される概略図である。光強度レベルＩ３は、例えば、魚の視感度しきい値に関係し得る。次いで、第２の副期間ＳＰ２中に、強度レベルは、より高いレートで、最終レベルＩ２まで増加され得る。第１及び第２のレートは線形である必要はないことが理解されるべきである。例えば、光強度レベルＩ３から光強度レベルＩ２への増加は、指数関数的でよい。また、図９Ｂの照明方式は、環境光の変化及び／又は水の光学特性の変化によって擾乱され得る。それに従って、図９Ａの照明方式と同様に、制御装置１４０は、環境光センサ５００からの環境光データと、光センサ１３０からの照度データとを考慮に入れて、各光源毎に、図９Ｂの照明方式に適合するように光源１１０に関する駆動制御信号を決定することができる。
【０１１７】
本発明の様々な実施形態は、コンピュータシステムと共に使用するためのプログラム製品として実装されてよく、ここで、プログラム製品のプログラムは、（本明細書で述べる方法を含めた）実施形態の機能を定義する。一実施形態では、プログラムは、様々な非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に含まれてよく、本明細書で使用される時、表現「非一時的なコンピュータ可読記憶媒体」は、全てのコンピュータ可読媒体を含み、唯一の例外は、一時的な伝搬信号である。別の実施形態では、プログラムは、様々な一時的なコンピュータ可読記憶媒体に含まれてよい。例示的なコンピュータ可読記憶媒体は、限定はしないが、以下のものを含む。（ｉ）情報が永久的に記憶される、書き込み可能でない記憶媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭドライブによって読み出し可能なＣＤ−ＲＯＭディスク、ＲＯＭチップ、又は任意のタイプのソリッドステート不揮発性半導体メモリなど、コンピュータ内部の読み出し専用メモリデバイス）、及び（ｉｉ）変更可能な情報が記憶される、書き込み可能な記憶媒体（例えば、フラッシュメモリ、ディスケットドライブ若しくはハードディスクドライブ内部のフロッピディスク、又は任意のタイプのソリッドステートランダムアクセス半導体メモリ）。
【０１１８】
当業者は、本発明が、上述された好ましい実施形態に何ら限定されないことを理解されよう。逆に、添付の特許請求の範囲の範囲内で、多くの修正及び変更が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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