JP4630160B2

JP4630160B2 - 集魚灯装置

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Publication number: JP4630160B2
Application number: JP2005251089A
Authority: JP
Inventors: 智小林
Original assignee: 国際化工株式会社
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2005-08-31
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2025-08-31
Also published as: JP2007060989A

Description

本発明は、漁船に搭載して集魚を促すための集魚灯に関し、特にサンマ漁に適した発光ダイオードを光源とする集魚灯装置に関するものである。

漁業用の集魚灯として、白熱電球やメタルハライドランプに比較して消費電力が少なく寿命も長い発光ダイオード（ＬＥＤ）を適用することが特許文献１等により提案されている。また、実際にイカ釣漁船用の発光ダイオードを使用した集魚灯については非特許文献１，２に見られるようにその有効性が明らかにされつつある。同文献に示されたイカ釣漁船用のＬＥＤ集魚灯は、４６０〜４７０nm付近に最大放射強度の波長を有する単色の青色発光ダイオードを用いたもので、従来のメタルハライドランプを用いたものに比較して、同等の漁獲量を得ながら燃料費、寿命、安全性、漁労環境性能など多くの点で優ることが実証されている。
特開２００３−１３４９６７号公報「漁船漁業構造改革推進会議・青色発光ダイオード集魚灯の技術開発について」社団法人マリノフォーラム２１ＬＥＤ集魚灯開発事業検討会（平成16年11月11日）（http://www.jfa.maff.go.jp/gyosen/five/siryou5-1.pdf）「第５回漁船漁業構造改革推進会議議事録」水産庁（平成16年11月11日）（http://www.jfa.maff.go.jp/gyosen/five/giziroku.html）

このようなＬＥＤ集魚灯をイカ以外の他の魚種にも適用することは現在までのところ検討課題であり、特にイカ同様に集魚灯による漁が行われるサンマ等の表層魚についてもその効果が期待されるものの、具体的にどのようなＬＥＤ集魚灯が有効であるかはこれまで明らかではなかった。

これに対して、本出願人は表層魚に固有の視感度特性を明らかにしたうえで、さらに操業海域の水質にも着目し、水質条件によらず効果的な集魚が可能なＬＥＤ集魚灯装置を提供するものである。

本発明による集魚灯は、５１０nm付近に中心波長を有する発光ダイオードを含む複数種類の発光ダイオードとして、４８０nmから５２０nmに中心波長を有する青緑色発光ダイオードと、５２０nmから５６０nmに中心波長を有する緑色発光ダイオードと、白色発光ダイオードとを混在させ、前記青緑色発光ダイオードと、前記緑色発光ダイオードと、前記白色発光ダイオードとが、２：１：２の比率で配置して光源を構成した。ここで「中心波長」とは、ＬＥＤの分光特性において最大放射強度を示す波長である。本発明は、前記波長域内に中心波長を有する発光ダイオードを含む複数種類の発光ダイオードを組み合わせたことに技術的特徴を有する。

本出願人の知見によれば、前記条件を満たすものとして、特に青緑色発光ダイオードまたは緑色発光ダイオード（以下これらを総称する場合に「緑色系発光ダイオード」と言う。）の何れかと白色発光ダイオードとを混在させた構成がサンマの集魚に有効である。なお、具体的な分光特性は後に示すが、例えば青緑色発光ダイオードの中心波長は約５０５nm、緑色発光ダイオードの中心波長は約５２０nmである。また、白色発光ダイオードは４７０nm付近の比較的大きな第１のピークと、５８０nm付近の比較的小さな第２のピークとを有し、これらと第２のピークの前後に広く分布する光線とによって白色光を表現している。

本発明によれば、表層魚の目において最も視感度の高い波長域の光線を供給できるので、サンマ等を効果的に集魚することができる。特に本発明による発光ダイオードの中心波長は植物性プランクトン等によるクロロフィルによって光線透過率が減衰しやすい沿岸水領域においても優れた透過性が得られるので、漁業水域のクロロフィル濃度によらず良好な漁獲成績が得られる。

また、異なる種類の発光ダイオードを組み合わせて色調を合成することで、海水の水質に対する適合性が高くなり、集魚灯としての適用範囲が広くなると共に、集魚用に限らず誘導用または捕獲用など他の用途に適した集魚灯として使用することも可能となる。

さらに、一般に人間は青色、赤色等の単色光を見続けると視神経が疲労しやすいと言われているが、本発明は互いに異なる中心波長を有する複数種類の発光ダイオードを組み合わせていわゆるカクテル光線を形成しているので、漁船上で作業する者の疲労度を軽減できる効果をも期待できる。

（電気竿の実施形態）
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は実施形態に係るサンマ棒受網漁用の集魚用電気竿である。漁船の舷側等から海面上に突き出される電気棒１１に沿ってＬＥＤ要素パネル１２が配設してある。図２に前記要素パネル１２の詳細を示す。要素パネル１２は、矩形状の基板１３に複数個の発光ダイオードからなる単位光源１４を縦横に多数配設した構成となっている。単位光源１４は、図３の（ａ）に示したように、２個の白色発光ダイオードＷ、２個の青緑色発光ダイオードＢＧ、１個の緑色発光ダイオードＧの都合５個のダイオードの組合せからなる。この場合、白色発光ダイオードＷと青緑色発光ダイオードＢＧを正方領域の四隅に置いた正方配置とすると共に、その中央に緑色発光ダイオードＧを配置した構成となっている。図３の（ｂ）は、前記単位光源１４の分光特性（各発光ダイオードの合成分光特性）を示している。

この電気竿では、前記単位光源１４を１６０個（８×２０個）配置した要素パネル１２を電気棒１１上に１５個配列して電気竿を構成している。なお、発光ダイオードＷ，ＢＧ，Ｇとしてそれぞれ日亜化学工業株式会社製のＮＳＰＷ５００ＢＳ，ＮＳＰＥ５００Ｓ，ＮＳＰＧ５１０Ｓを適用した場合、電源電圧４５Ｖ、電気竿１１全体でのＬＥＤ電流量１．１Ａであるので、その消費電力は定格で約９００Ｗである。このＬＥＤ電気竿１１は、水面上での照度において１８個の５００Ｗ白熱電球を使用した電気竿に相当し、消費電力は白熱電球のものに比較して１０分の１程度となる。

（視感度に関する作用効果）
次に、前記電気竿の集魚灯としての作用効果について説明する。図４は本出願人の知見によるサンマの目の平均的な視感度特性を示している。図示したようにサンマの目に最も強く感じられる波長は概ね５００〜５２０nmの波長域にあり、およそ４００nm以下または６００nm以上の波長域では視感度は非常に低い。イワシ、アジ等の他の魚種についても概ね同様の視感度特性を有すると推測できる。一方、図５は各種発光ダイオードの分光特性を示したもので、横軸は波長を、縦軸は発光ダイオードの最大放射強度を１００％とする相対強度をそれぞれ表している。図中の符号は発光ダイオードの種類（発光色）を示しており、それぞれＷは白色、Ｂは青色、ＢＧは青緑色、Ｇは緑色、Ｙは黄色、ＯＲは橙色である。また破線（Ｖλ）は人間の視感度特性を表している。図示したように、青緑色発光ダイオードＢＧの中心波長は約５０５nm、緑色発光ダイオードＧの中心波長は約５２０nmであり、それぞれ前記サンマの最大視感度域に一致する。したがって、サンマに対する感応性という点において、これらの緑色系発光ダイオードを使用することが適していることがわかる。

この実施形態では、単位光源１４として前記緑色系発光ダイオードＢＧ，Ｇに加えて白色発光ダイオードＷを組み合わせている。白色発光ダイオードＷの分光特性は、図５に示されるように、４７０nm付近の比較的大きな第１のピークと、５８０nm付近の比較的小さな第２のピークとを有し、これらの前後に各波長の光が広く分布している。このように緑色系発光ダイオードＢＧ，Ｇに対して中心波長が異なるダイオードを併用することにより、サンマの視感度特性の個体差や漁業水域の水質の差による光線透過特性の差異に対応して、集魚灯としての性能をより確実なものとすることができる。また、異なる中心波長の発光ダイオードを組み合わせることにより、カクテル光線効果により作業員の目の疲労を軽減できるという人間工学的な効果をも期待できることは既述した通りである。なお、前記特許文献１には青色発光ダイオードと白色発光ダイオードとを組み合わせて使用する例が開示されているが、これは集魚用の青色発光ダイオードに対して白色発光ダイオードを甲板照射用として適用したものであり、本発明のような集魚効果及び疲労軽減効果が得られるものではない。

（透過率に関する作用効果）
次に、サンマ漁を行う漁業水域の水質に応じた分光透過特性について説明する。わが国の沿岸域では植物性プランクトンによるクロロフィルの濃度が外洋域に比較して高く、またサンマは寒流系のプランクトン食性の魚であることから、一般にサンマ漁が行われる海域ではクロロフィル濃度が高いと言える。図６はメタルハライドランプを試験光源としてその４００〜７００nmの波長の光線の透過率に海水中のクロロフィル濃度が及ぼす影響を調べた結果を示している。水質としては外洋水１→外洋水２→沿岸水１→沿岸水２→沿岸水３の順にクロロフィル濃度が高くなる。図示されるようにクロロフィル濃度が比較的高い沿岸水２ないし沿岸水３の水域でおよそ５００〜５５０nm以下の短波長域では波長が短くなるにしたがって透過率が大きく減少する傾向を示している。また、図７は４００〜７００nmの波長の光線に対するクロロフィルによる光線吸収率を示しており、およそ４８０nm以下および６４０nm以上の波長領域に光線吸収率の大きなピークがあり、これは図６の沿岸水２〜３の傾向と概ね一致している。なお、図６の外洋水１の特性に見られるように、海水の光線透過率はクロロフィルの有無にかかわらず概ね５８０〜６００nm以上の波長域では減少する傾向がある。

図７には青色発光ダイオードの分光特性（矢示Ｂ）を重ねて表示してあるが、図示されるようにその中心波長である約４６０nmはクロロフィルによる光線吸収率の短波長側のピーク付近にある。したがって、クロロフィル濃度が高い水域ではイカ漁に有効とされる青色発光ダイオードは、集魚用としては必ずしも適していないことがわかる。これに対して、本実施形態に適用した青緑色発光ダイオードＢＧまたは緑色発光ダイオードＧは、クロロフィルによる吸収率が少ない波長域に中心波長を有しているため、クロロフィルを含む水域においても高い透過性を有することがわかる。すなわち、本実施形態による集魚灯は、前述したとおりサンマの目の平均的な最大視感度に一致する波長を供給できるのみならず、クロロフィルが存在する水域においても効率よく海水中に光線を供給して高い集魚性能を発揮する。

クロロフィルの存在を前提として、サンマ漁における集魚効果の高い発光ダイオードの波長域を要約すると次のとおりである。すなわち、クロロフィル濃度が高い水域では４８０nmより短い波長の光線は透過率が非常に低いことから、有効波長の下限値は約４８０nmとなる。一方、長波長側については、クロロフィルの濃度にかかわらず波長がおよそ５８０nmを超えると海水中の光線透過率が減少することから、有効波長の上限値は約５８０nmとなる。この４８０〜５８０nmの波長域内では、サンマの目の最大視感度の観点からは約５１０nmの付近が好ましい波長域となる。ただし視感度特性の個体差を考慮すると５１０nm付近の波長が常に最適とは限らず、これよりも短波長側または長波長側に偏れた波長域の光源を併用することが集魚性能の確実性を高める観点から有効であると考えられる。

（集魚灯の他の実施形態）
集魚灯の主たる機能は海中で群泳している魚を漁船付近の水面下に集めることにあるが、この基本的な集魚機能に加えて、サンマの棒受網漁においては、集めた魚を棒受網の上方領域に誘導し、網によりすくいあげるまでの間その位置に落ち着かせておく機能が求められる。このような誘導ないし捕獲用に適した発光ダイオードの組合せに関する実施形態につき次に説明する。

図８の（ａ），（ｂ）は、それぞれ誘導用に適していると考えられる発光ダイオードの組合せからなる単位光源１４の構成と分光特性を示している。この実施形態では、各２個の白色発光ダイオードＷと緑色発光ダイオードＧを正方配置し、その中央に黄色発光ダイオードＹを配置している。また、図９の（ａ），（ｂ）は、捕獲用に適していると考えられる発光ダイオードの組合せからなる単位光源１４の構成と分光特性を示している。この実施形態では、２個の白色発光ダイオードＷと、緑色発光ダイオードＧおよび黄色発光ダイオードＹを正方配置し、その中央に橙色発光ダイオードＯＲを配置している。

これらの実施形態では、図５に示した各種発光ダイオードの分光特性から分かるように、前記集魚用の実施形態（図３）に比較して長波長側の発光ダイオードを適用していることから、平均波長としても長いものとなっている。（本発明との関係では、図３の実施形態が第１の集魚灯、図８または図９の実施形態が第２の集魚灯に相当する。）
すでに述べたように、海水に対する透過率という点では一般的に長波長側の発光ダイオードは不利であるが、海面付近に集合した魚に対しては透過率はそれほど問題にならず、むしろ誘導ないし捕獲に適した色調であることが重要であり、このような観点から前記実施形態の構成が好ましいと考えられる。また、一般に発光ダイオードは長波長のものほど消費電力が少ないので、長波長化するほど電力消費を抑えて経済性を高められるという利点もある。

図１０の（ａ），（ｂ）は参考例であるが、赤色系の単位光源１４の構成と分光特性を示している。この例では、赤色発光ダイオードＲと橙色発光ダイオードＯＲを各２個の都合４個を正方配置してある。赤色光は棒受網上方の１０ｍ以浅の水深に魚を落ち着かせる効果があると言われている。

（棒受網漁への適用例）
ここで、前記各種の単位光源からなる集魚灯を用いたサンマ棒受網漁の要領について概説する。以下の説明では、図３、図８、図９の単位光源により構成した電気竿を、それぞれ集魚用集魚灯、誘導用集魚灯、捕獲用集魚灯と呼ぶこととする。サンマ棒受網漁の漁船では、通常その右舷から舳先にかけて数基の集魚用集魚灯を配置し、棒受網を展開する左舷側に誘導用と捕獲用の集魚灯および赤色灯を配置する。

サンマ棒受網漁は魚群の発見と共に開始され、魚群の付近にて集魚用集魚灯をすべて点灯させた状態でしずかに船を航走させ、広い範囲にわたってサンマを集魚する。次に、右舷の水面下に集合したサンマを網のある左舷側に移動させるために、左舷の誘導用集魚灯を点灯すると共に集魚用集魚灯を右舷から舳先のものに向かって順次消灯させる。次に網の上方に位置する捕獲用集魚灯および赤色灯を点灯させると共に誘導用集魚灯を消灯させる。このようにして左舷側にサンマの群れを集合させた状態で速やかに棒受網を巻き揚げることでサンマを捕獲する。

このようにサンマ棒受網漁では、集魚もさることながら、集魚したサンマを無駄なく確実に棒受網の位置まで誘導することが必要であり、そのような観点での評価においても、前記発光ダイオードによる単位光源の構成は、それぞれの用途に対して適切な色調の集魚灯を構成できるので、サンマ漁の効率向上に寄与すると考えられる。

なお、前記説明では図３等に示した単位光源毎に電気竿を構成することを想定しているが、これに限られることなく、図８または図９に示した単位光源を混在させ、それぞれの発光量を電流制御または点灯個数等に基づき変化させることで用途に応じて使い分けられるようにしてもよい。図１１はこのように一つの電気竿を複数の用途に使い分ける場合に適した単位光源の例を示す。これは図示したように全体で８個の発光ダイオードからなり、そのうち白色発光ダイオードＷ、緑色発光ダイオードＧ、青緑色発光ダイオードＢＧをそれぞれ２個ずつ用いてこれらを環状に配置すると共に、その内側に黄色発光ダイオードＹと橙色発光ダイオードＯＲを１個ずつ配置したものである。これによれば図３、図８、図９に示したすべての組合せが得られ、何れかの発光ダイオードのみを点灯させることで前述した用途に応じた色調を再現することができる。むろん、組合せのパターンは前記に限られないから、より幅広い色調への適用も可能である。

また、発光ダイオードを用いた電気竿は軽量であり、船上で比較的容易に移動できるので、前述のように一つの電気竿に複数種類の単位光源を組み合わせた場合、例えば右舷および舳先では集魚用に図３の単位光源のパターンで発光させた電気竿を、集魚後は左舷に移動させつつ図８または図９の単位光源のパターンで発光させるという適用ができ、これにより漁船に装備すべき電気竿の必要数を削減してコストの低減および船上スペースの有効利用を図ることが可能になる。

（集魚灯の制御に関する実施形態）
次に、前述の海水のクロロフィル濃度が光線透過率に及ぼす影響に着目してＬＥＤ集魚灯をより効率よく運用できるようにした集魚灯装置の実施形態について説明する。

図１２において、２１と２２はそれぞれ図１に示したような電気竿を構成する発光ダイオード群のうち、白色発光ダイオードＷからなるグループと、青緑色発光ダイオードＢＧまたは緑色発光ダイオードＧからなるグループを示している。この実施形態では前記グループ２１，２２毎にその発光量を調節可能とすることで効率化を図る。２３は発光のための電力を供給する直流化電源、２４は直流化電源２３からの電力に基づき前記各グループ２１，２２に出力を加減して供給するＬＥＤ駆動回路である。ＬＥＤ駆動回路２４による出力調整は、手動操作式の点滅制御盤２５および光量制御盤２６による。本発明との関係では、前記ＬＥＤ駆動回路２４および光量制御盤２６が、発光ダイオードの種類毎にその出力を調整可能な制御装置に相当する。

前記点滅制御装置２５は、複数個装備される電気竿の点灯または消灯を個々に制御するためのものであり、回路構成要素としては主としてオンオフ用のスイッチからなる。前記光量制御盤２６は、前述のとおり白色発光ダイオードからなる発光ダイオードのグループ２１と、緑色系発光ダイオードからなる発光ダイオードのグループ２２のそれぞれについて発光量を段階的または連続的に変化させるためのもので、回路構成要素としては主として電圧調整用の可変抵抗器からなる。

図１３は前記集魚灯装置による発光量の制御パターンの一例を示している。この場合、クロロフィル濃度が比較的少ない沿岸水１の水域を基準として、これよりもクロロフィル濃度の低い水域では白色発光ダイオードによるグループ２１と緑色系発光ダイオードのグループ２２とを互いに同程度の中間的な出力で駆動している。これは、クロロフィル濃度の低い水域では、白色発光ダイオードによってもある程度の集魚効果を期待できることによる。これに対して、沿岸水１よりもクロロフィル濃度の高い沿岸水２および沿岸水３の水域では、白色発光ダイオードのグループ２１の出力を減じると共に、緑色系発光ダイオードのグループ２２の出力を増大させている。これはクロロフィル濃度の高い水域では、白色発光ダイオードの中心波長である４７０nm付近の光線の多くがクロロフィルによって吸収されてしまい（図５〜図７参照）、集魚効果への寄与度が低下するところから、その発光量を減じて省電力を図ると共に、クロロフィル濃度の高い水域でも高い光線透過率を有する緑色系ダイオードのグループ２２の発光量を増やすことで集魚効果を最大限に確保するようにしている。

前記出力制御によれば、クロロフィル濃度が増大する沿岸水２〜３の水域で緑色系発光ダイオードのグループ２２の出力を増大させても、同時に白色発光ダイオード２１の出力を減じているので、電気竿単位での消費電力はほぼ一定であり、電力を有効利用してクロロフィル濃度に応じた集魚効果を発揮させることができる。ただし、もちろん光量制御のパターンはこれに限られるものではなく、例えば外洋水１〜沿岸水１の比較的クロロフィル濃度の低い水域ではグループ２１，２２ともに最大出力とし、沿岸水２〜３の比較的クロロフィル濃度の高い水域では集魚灯として奏功しにくいグループ２１の出力のみを減じるような制御をしてもよい。

図１４は前述のようなグループ単位での光量制御を海水中のクロロフィル濃度に応じて自動的に行うようにした実施形態である。図１２に示した実施形態では出力制御を手動の光量制御盤２６を介して制御する構成であるため、所望の光量にきめ細かく制御できるという特徴がある反面、その操作にあたっては作業者が漁業水域のクロロフィル濃度を観察あるいは経験等により把握できることが前提となる。これに対して、本実施形態はこのような熟練を要せずに光量制御を行いうるようにしたものである。

構成上で図１２のものと異なる点のみ説明すると、この実施形態では前記手動の光量制御盤２６に代えて、水中のクロロフィル濃度を検出する検出器３１と、その検出結果に基づいて各グループ２１，２２への出力指令をＬＥＤ駆動回路２４に付与する光量制御回路３２を設けている。クロロフィル濃度は前述したクロロフィルの光線透過率または吸収率の特性（図６，図７）を利用して検出することが可能である。例えば漁業水域にてサンプリングした海水に対して所定波長の光線を照射し、その透過光量を光電変換することでクロロフィル濃度を推定することができる。

図１５は、このようにして検出したクロロフィル濃度に基づいて光量制御を行う手順の一例を示している。これを図のステップに沿って説明すると、まずステップ１０１にて電気竿が点灯状態か否かを判定する。点灯状態に無い電気竿に対しては制御の必要がないので今回の処理は終了する。電気竿が点灯しているときは、次にステップ１０２にてクロロフィル濃度Ｄｃを検出し、次いでステップ１０３にて前記検出結果Ｄｃを基準値Ｄｓと比較する。前記基準値Ｄｓは、この場合は海水のクロロフィル濃度が外洋水１〜沿岸水１に相当する濃度か、もしくは沿岸水２〜沿岸水３に相当する濃度かを判定するためのもので、ここではＤｃ≦Ｄｓであれば前者、Ｄｃ＞Ｄｓであれば後者と判定するものとしている。ここでＤｃ≦Ｄｓすなわち外洋水１〜沿岸水１に相当する比較的低いクロロフィル濃度であるときは、ステップ１０４にて各グループ２１，２２が中間的な出力となるようにＬＥＤ駆動回路２４に指令を発する。これに対してＤｃ＞Ｄｓすなわち沿岸水２〜沿岸水３に相当する比較的高いクロロフィル濃度であるときは、ステップ１０５にて、白色発光ダイオードのグループ２１は中間的な出力よりも出力を減じ、緑色系ダイオードのグループ２２に対しては中間的な出力よりも出力を増大するように、ＬＥＤ駆動回路２４に指令を発する。以降は最初のステップに戻ってルーチンの繰り返しとなる。

前記制御によれば、漁業水域の実際のクロロフィル濃度に応じて自動的に適切な光量を出力させることが可能である。この制御例ではグループ２１または２２の出力を２段階に制御しているが、判定基準値を多段階的に設定することにより、より複雑な制御を行うことが可能である。また、光量を増減するパターンもこの制御例に示したものに限られないことは言うまでもない。

なお、図１２〜図１５に示した実施形態では、集魚灯を構成する２系統の発光ダイオードのグループ２１と２２につきその出力電流を加減することで光量を制御しているが、このような電流制御によるのではなく、発光ダイオードの発光個数を加減することで光量を制御するようにしてもよい。

本出願人は、主としてサンマ漁に適用することを想定したＬＥＤ集魚灯の効果を検証するためにいくつかの実験を行ったが、そのうち本発明に強く関連する海水中での透過特性に関する評価試験と、ＬＥＤ光源の照度測定方法に関する検討結果について、以下に実施例として説明することとする。

（１）海水中の透過特性についての試験結果
複数種類の発光ダイオードによる合成色調光源（図３，図８〜図１０参照）の海水中の透過特性の評価試験を行うために図１６に示したような海水プール内での水平距離に対する透過特性を評価する試験方法を考案して試験を行った。

評価試験では、照度計用受光部、分光計用光ファイバ、および水中カメラを取付架台のほぼ中央部の同じ場所に取り付け、この取付架台を図１７に示した測定ポイントへ、水中ＴＶカメラで受光部を光源に正対させながら移動・設置して照度測定と分光測定を行った。

光源としては図２に示した要素パネルであり、単位光源１４は図３、図８〜図１０に示した４種類の合成色調のものである。各単位光源を構成する発光ダイオードの仕様は次の表１のとおりである。

この評価試験により測定した照度データの中から、集魚用要素パネル（単位光源の色調構成は図３参照。）のデータを代表例として照度測定結果を挙げると、水深１５ｍに相当する距離における照度は中心部で０．３５、左１．５ｍで０．１２、右１．５ｍで０．２１であり（単位は各ｌｘ）、極端な照度むらを生じないことが分かった。他の単位光源（図８〜図１０）についても同様の傾向を示し、この結果から、電気竿単位で要素パネル数を増加させて照度を大きくすることにより、十分に集魚用として供用できると評価した。

図１８はこれらの照度データを透過距離との関係でまとめた結果を示しており、この結果からも、要素パネルごとに若干の差はあるものの、全体としてはほぼ同じ傾向を示していることから、これらの単位光源における発光ダイオードの組合せはそのまま実用化できるものと考えられる。

また、同時に行った各計測点において測定した集魚用要素パネルの分光特性をまとめて図１９に示した。この結果から、光源の中央部と左１．５ｍ、右１．５ｍのライン上の５００nm付近の色調は良好に保たれており、サンマ漁用にとって重要な色調は海中でも十分保持できることが明らかとなった。また、他の単位光源を用いた要素パネルの場合にも同様な結果を得たので、この結果を用いて要素パネルごとの海水中での吸収特性を試算した結果をまとめて図２０に示した。なお、図２０の結果において、要素パネルごとに若干の差は出ているが、これはプール内の藻の浮遊状態の差によるものであり、条件が同じならば同じレベルになるものと考えられる。

また、図２０は、波長４８０nmより短波長側と５８０nmよりも長波長側では急に吸収率が大きくなることを示している。このことは、海水状態により青領域の光の透過特性が急激に悪化することを示しており、青領域に重点を置いた集魚灯の問題点を示すものと思われる。さらに、５８０nmより長波長域の吸収特性は海水中の吸収特性そのものであるので、白熱電球のような近赤外線光源では、光の利用率が著しく低下することを示している。

これらの結果から、５１０〜５２０nm領域に放射エネルギを集中させる色調の選択が重要であることが明らかとなった。さらに、捕獲用要素パネル（単位光源の色調構成は図９参照。）では、黄色を含めた色調を合成しているので、この分光測定結果を利用して、水平距離５ｍから１０ｍの間の５ｍでの透過率（Ｉ_10m／Ｉ_5m）の波長依存特性を求めた結果を図２１に示す。図２１の特性を海水条件による透過率のデータ（図６参照）と対比すると、図２１の結果は沿岸水３に近い特性を示しており、したがって沿岸水３のような植物性プランクトンの多い海域でも、本試験に係る発光ダイオードの組合せは集魚用光源として十分実用的であり、かつ広い海域で使用できるものと考えられる。

（２）ＬＥＤ光源の照度測定方法に関する検討結果
現在、集魚灯の技術開発で使用されている照度計は、人間の眼の波長感度特性すなわち視感度に合わせて設計製作されている。しかしながら、魚の目の最大視感度波長が５００nm付近にあるのに対して、人間の眼の最大視感度波長は５５０nm付近にあることから（図４，図５参照）、現用の照度計をＬＥＤ光源の照度計測に用いると魚の視感度特性に対して過小評価されてしまうという問題が生じる。

そこで、図２２に示したような魚の目の最大視感度波長に近い波長５２０nm付近にピークを持っているバンドパスフィルタと、波長感度特性がフラットな光検知器を組み合わせて、魚用の光パワーメータを製作し、白熱電球光源とＬＥＤ光源の照度測定を行うとともに、現用の照度計データを用いて、ＬＥＤ光源の較正方法について検討した。

このための測定には、５００Ｗ白熱電球を１８個使用した比較用の電気竿の他に、前記集魚用と誘導用のＬＥＤ要素パネル（図２，図３，図８参照）を用いた電気竿（図１参照）を用いた。各電気竿は床上３．５ｍの高さの櫓の上部に固定し、電気竿のほぼ中央部を試験場の天井に設置した滑車を介してロープで引き上げ、水平および基点から上方に２２度程度に傾けた状態で固定して照度測定を行った。測定点としては、電気竿の長手方向（Ｘ方向）中央部直下を０点として、電気竿の幅方向（Ｙ方向）に２，４，６ｍ離隔した３点を試験場の床面上に設定した。

次の表２は前記測定結果を示しており、この表は照度計の１ｌｘあたりの
光パワーメータの指示値を対応させて、その平均値で魚の目に有効な光強度を評価したものである。この結果から、集魚用、誘導用の各単位光源に関しては、ＬＥＤ光源に対する照度計の測定値をそれぞれ約２倍、約１．５倍したものが魚に対して有効な実際的なＬＥＤ照度を示すことが分かった。

本発明に係る集魚灯の実施形態を示す電気竿の平面図。図１の電気竿に適用する要素パネルの平面図。図２の要素パネルに適用する単位光源の説明図。サンマの眼の視感度特性を示す特性線図。各種発光ダイオードの分光特性を示す特性線図。海水の水質と光線透過率の関係を示す特性線図。クロロフィルによる吸収スペクトル特性を示す特性線図。単位光源の第２の実施形態の説明図。単位光源の第３の実施形態の説明図。単位光源の参考例の説明図。単位光源の第４の実施形態の説明図。本発明に係る集魚灯の発光量を制御する装置に関する第１の実施形態の構成図。図１２の装置による発光量制御パターンを示す特性線図。本発明に係る集魚灯の発光量を制御する装置に関する第２の実施形態の構成図。図１４の装置による発光量制御の制御手順を示す流れ図。本発明に係る集魚灯の海水中の透過特性を試験するための試験装置の構成を示す側面図。前記試験装置における照度測定ポイントを示す平面図。前記試験による測定距離と照度のとの関係を示す特性線図。前記試験による集魚灯の波長と海水による吸収係数の関係を示す特性線図。前記試験による集魚灯の測定ポイント毎の分光特性と照度を示す説明図。前記試験による誘導用集魚灯の透過特性を示す特性線図。集魚灯評価用干渉フィルタの透過特性を示す特性線図。

符号の説明

１１電気棒
１２要素パネル
１３基板
１４単位光源
Ｗ白色発光ダイオード
Ｇ緑色発光ダイオード
ＢＧ青緑色発光ダイオード
Ｙ黄色発光ダイオード
ＯＲ橙色発光ダイオード
Ｒ赤色発光ダイオード
２１白色発光ダイオードのグループ
２２緑色系発光ダイオードのグループ
２３直流化電源
２４ＬＥＤ駆動回路
２５点滅制御盤
２６光量制御盤
３１クロロフィル濃度検出器
３２光量制御回路

Claims

５１０nm付近に中心波長を有する発光ダイオードを含む複数種類の発光ダイオードとして、４８０nmから５２０nmに中心波長を有する青緑色発光ダイオードと、５２０nmから５６０nmに中心波長を有する緑色発光ダイオードと、白色発光ダイオードとを混在させ、
前記青緑色発光ダイオードと、前記緑色発光ダイオードと、前記白色発光ダイオードとが、２：１：２の比率で配置して光源を構成したことを特徴とする集魚灯装置。
前記青緑色発光ダイオードと、前記緑色発光ダイオードと、前記白色発光ダイオードとが、２：１：２の比率で配置することによって、５１０nm付近に中心波長を有し、６００nm以上の光も放射する光源を構成したことを特徴とする請求項１に記載の集魚灯装置。
前記青緑色発光ダイオード及び緑色発光ダイオードが、前記白色発光ダイオードと隣接するように配置した光源によって電気竿を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の集魚灯装置。