(57)【要約】      （修正有）【課題】使用中に液体に少なくとも一時的にさらされる物体の付着面上の生物付着を、防汚光を与えることによって防ぐか又は減らすように構成される防汚照明システムの提供。【解決手段】防汚光２１１を発生させるように構成される光源２１０を含む照明モジュール２００と、局所的にエネルギを採取するように構成され、且つ前記光照明モジュール２００に電力を供給するように構成されるエネルギシステム５００とを含み、エネルギシステム５００は、（ｉ）犠牲電極５１０と、（ｉｉ）第２のエネルギシステム電極５２０とを含み、エネルギシステム５００は、犠牲電極５１０と第２のエネルギシステム電極５２０とが液体と電気接触するとき、照明モジュール２００に電力を供給するように構成される防汚照明システム１。【選択図】図６ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用中に導電性の水性液体に少なくとも一時的にさらされる物体の付着面上の生物付着を、前記付着面に防汚光を与えることによって防ぐか又は減らす防汚照明システムであって、
−  前記防汚光を発生させる光源を含む照明モジュールと、
−  局所的にエネルギを採取し、且つ前記光照明モジュールに電力を供給するエネルギシステムと
を含み、前記エネルギシステムは、（ｉ）前記光源の第１の電極と電気接続する犠牲電極と、（ｉｉ）前記光源の第２の電極と電気接続する第２のエネルギシステム電極とを含み、前記エネルギシステムは、前記犠牲電極と前記第２のエネルギシステム電極とが前記導電性の水性液体と電気接触するとき、前記照明モジュールに電力を供給する、防汚システム。
【請求項２】
前記光源が、ＵＶ−Ａ光及びＵＶ−Ｃ光の１つ又複数を与えるＵＶ  ＬＥＤを含む、請求項１に記載の防汚照明システム。
【請求項３】
前記犠牲電極が亜鉛及びマグネシウムの１つ又は複数を含み、前記第２のエネルギシステム電極が鋼鉄を含み、前記防汚照明システムが、前記光源の前記第１の電極と第２の電極との間の電圧差を高める電圧差エンハンサを更に含む、請求項１又は２に記載の防汚照明システム。
【請求項４】
光媒体を含み、前記光媒体が前記防汚光を前記付着面に与える導波路及び光ファイバの１つ又は複数を含む、請求項１乃至３の何れか一項に記載の防汚照明システム。
【請求項５】
前記照明モジュールが、前記防汚光の少なくとも一部を受け付ける光媒体であって、前記光媒体を通して前記防汚光の少なくとも一部を分散させる光媒体を更に含み、前記光媒体は、分散された前記防汚光の少なくとも一部を前記光媒体から離れる方向に放つ放射面を含み、前記付着面が前記放射面を含む、請求項１乃至４の何れか一項に記載の防汚照明システム。
【請求項６】
前記光源が前記光媒体に埋め込まれ、前記光媒体が前記光源との電気接続のためのトランジットを含む、請求項５に記載の防汚照明システム。
【請求項７】
前記照明モジュールと、前記犠牲電極及び前記第２のエネルギシステム電極の１つ又は複数とが一体型ユニットに含まれる、請求項１乃至６の何れか一項に記載の防汚照明システム。
【請求項８】
前記一体型ユニットが制御システム及びセンサの１つ又は複数を更に含み、前記制御システムが、（ｉ）前記センサからのフィードバック信号であって、生物付着のリスクに関係する、フィードバック信号、及び（ｉｉ）前記防汚光の強度を時間に基づいて変えるためのタイマの１つ又は複数に応じて前記防汚光の前記強度を制御し、前記制御システム及び前記センサの前記１つ又は複数も前記エネルギシステムによって給電される、請求項７に記載の防汚照明システム。
【請求項９】
前記防汚光をパルス式に与え、防汚光ありの期間が防汚光なしの期間と交互に起こる、請求項８に記載の防汚照明システム。
【請求項１０】
使用中に導電性の水性液体に少なくとも一時的にさらされる付着面を含み、請求項１乃至９の何れか一項に記載の防汚照明システムを更に含む、物体。
【請求項１１】
前記物体の高さの少なくとも一部にわたって配置される複数の照明モジュールを含み、制御システムが、前記付着面の側面における前記導電性の水性液体の液体水位に対する照明モジュールの位置に応じて前記照明モジュールからの前記防汚光の強度を制御する、請求項１０に記載の物体。
【請求項１２】
船舶を含み、前記船舶が鋼製の船体を含み、前記船体が第２のエネルギシステム電極として構成される、請求項１０又は１１に記載の物体。
【請求項１３】
使用中に導電性の水性液体に少なくとも一時的にさらされる物体の付着面を防汚する方法であって、
−  請求項１乃至８の何れか一項に記載の防汚照明システムを設けるステップと、
−  前記エネルギシステムによってエネルギを局所的に採取して、前記光照明モジュールに電力を供給するステップと、
−  前記照明モジュールによって前記防汚光を発生させるステップと、
−  前記防汚光を前記付着面に与えるステップと
を含む、方法。
【請求項１４】
前記導電性の水性液体が海水である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
使用中に導電性の水性液体に少なくとも一時的にさらされる物体に防汚照明システムを与える方法であって、請求項１乃至８の何れか一項に記載の照明モジュール及びエネルギシステムを前記物体に与えるステップを含み、前記照明モジュールが、前記物体、及び前記物体に取り付けられる前記照明モジュールの１つ又は複数の付着面に前記防汚光を与える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防汚照明システムと、かかる防汚照明システムを含む、とりわけ水中で使用するための船舶又は可動構造物等の物体とに関する。本発明は、（かかる物体の）付着面を防汚する方法に更に関する。更に本発明は、物体に防汚照明システムを与える方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物付着を防止する方法は当技術分野で知られている。例えば米国特許出願公開第２０１３／００４８８７７号は、紫外線を発生させるように構成される紫外線源と、保護面の近くに配置され紫外線を得るように結合される光媒体とを含む、保護面の生物付着を防止するためのシステムについて記載しており、光媒体は保護面に対して垂直な厚さ方向を有し、厚さ方向に対して直角な光媒体の２つの直交方向は保護面に平行であり、紫外線が厚さ方向に対して直角な２つの直交方向の少なくとも一方において光媒体内を伝わるように、及び光媒体の面に沿った点において紫外線のそれぞれの部分が光媒体から逃れるように、光媒体が紫外線の伝搬経路を与えるように構成される。
【０００３】
国際公開第２００７／１０７７２２Ａ１号では海洋付着物を大幅に減らす方法が教示されており、この方法は、動物プランクトン及びサルパを減じるために水中表面付近の領域内で光を使用することを含む。これらの海洋生物は、魚等の目に依存する捕食動物を避けるために一般に夜行性である。その結果、それらの海洋生物は明るい場所を避ける。照明はボート等の周りの防舷材に設けることができ、船舶の水中表面付近の領域に光を向けることができる。或いは照明は、水中表面上に配置され得る。加えて水中表面は、船舶付近の光レベルを高めるために反射するように作られ得る。更なる代替形態では、水中表面が生物発光被膜又は化学発光被膜で覆われ得る。
【０００４】
ＪＰＳ５６７５２９０Ａ号では、有機体の付着に対する防止装置が水線付近で船体の至る所に設けられる。各装置は、ワイヤ又は垂直ロッドによって支えられる曲板の紫外線反射部材、及び紫外線放射器を覆うための透明カバーと共に電線を含む保持部材によって反射部材内に固定される紫外線ランプ等の紫外線放射器を備える。各装置は、紫外線反射部材を有する１つの本体内にベースプレートも備え、ベースプレート上に固定される永久磁石又は軟質ゴム等のライナ（liner）によって船体の胴板に取り付けられる。この構成では、水線付近で紫外線を照射することで船体の外面上にバクテリアスライムが付着するのを効果的に防ぐ。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
生物付着又は生物学的付着（本明細書では「付着」としても示す）とは、微生物、植物、藻、及び／又は動物が面上に堆積することである。生物付着する有機体の種類の豊富さは非常に多様であり、フジツボ及び海藻の付着にとどまらない。一部の推定によれば、４０００種類を超える有機体を含む１７００種超が生物付着に関与する。生物付着は、生物膜の形成及びバクテリアの付着を含む微小付着と、より大きい有機体が付着することである大型付着とに分けられる。有機体が着定するのを防ぐものを決める異なる化学的性質及び動植物相により、これらの有機体は硬質付着又は軟質付着の種類としても分類される。石灰質の（硬質）付着有機体は、フジツボ、被覆性コケムシ、軟体動物、多毛虫及び他の棲管虫、並びにカワホトトギスガイを含む。非石灰質（軟質）の付着有機体の例は、海藻、ヒドロ虫、藻、及び生物膜「スライム」である。これらの有機体は共に付着特徴を有する集団を形成する。
【０００６】
一部の状況で、生物付着は著しい問題を作り出す。機械は機能を停止し、吸水口は詰まり、船の船体の前進抵抗が増す。従って、防汚の論題、即ち付着の形成を除去するか又は防ぐプロセスは良く知られている。工業プロセスでは、生物付着を管理するためにバイオ分散剤が使用され得る。管理性の低い環境では、殺生物剤を使用する被膜、熱処理、又はエネルギパルスによって有機体が殺され若しくは追い払われる。有機体の付着を防ぐ無毒の機械的方策は、滑り易い滑面を有する材料又は被膜を選択すること、又は定着点を殆ど与えない鮫及びイルカの皮膚と同様のナノスケール表面トポロジを作成することを含む。船の船体上の生物付着は前進抵抗を高め、従って燃料消費量を大幅に増やす。燃料消費量の最大４０％の増加が生物付着に起因し得ると推定されている。大型油槽船又はコンテナ輸送船は１日最大２００．０００ユーロの燃料を消費し得るため、生物付着を防ぐ効果的な方法によってかなりの節約が可能である。
【０００７】
本明細書では、とりわけ紫外線（ＵＶ：ultra-violet light）を使用する光学的方法に基づく手法が示される。十分なＵＶ光により、殆どの微生物が殺され、非活性化され、又は増殖不能にされると思われる。この効果はＵＶ光の総照射量によって主に制御される。或る微生物を９０％殺す典型的な照射量は、１平方メートル当たり１０ｍＷ−時であり、詳細はＵＶ光に関する以下の段落及び関連図面に含まれる。
【０００８】
問題／課題の１つは、（ＵＶ）光又は防汚光を与えるシステムに電力を供給することであり、かかるシステムは、（非常に大きい）船体を有する船舶等の物体の外側にあるため、下記のような厄介な問題が生じ得る。
−  ボート内の発電機から外側のシステムまでの配線のための穴あけ。
−  電源から実際のＬＥＤまで続くケーブル長。
−  何れのＵＶ  ＬＥＤシステムも、約１０．０００ｍ２（更には存在する最も大きいボートでは最大４０．０００）もの面積を覆うための何らかの形態のタイル張りを有する可能性が高い。それぞれのタイル間の相互接続を行うのが困難であり得る。
−  正電極及び負電極の両方が必要であり、それはとりわけ塩水中で又は損傷が生じるときに電気的短絡を防ぐための予防策を必要とする。
【０００９】
本明細書では、必要なエネルギを例えば塩水から直接採取することを提案する。塩水は、２つの異なる電極金属と組み合わせて電流を発生させる。この電流は負荷に給電することができる。船上では、この原理が既存の陰極防食ソリューション、即ち２つの異なる材料を使った設定に巧みに組み込まれ得、鋼製の船体が例えば亜鉛で作られる所謂犠牲陽極を伴う。電気化学ポテンシャルの差が原因で、亜鉛電極は直ちに腐食し、同時に鋼製の船体が腐食から守られる。但し、このシステムによって作り出される動力は或る特定の目的に使用されず、単に浪費される。陰極防食（ＣＰ：Cathodic Protection）は、金属面を電気化学セルの陰極にすることで金属面の腐食を管理するために使用される技法である。単純な保護方法は、保護される金属を、陽極として機能するより容易に腐食する「犠牲金属」に接続する。その後、保護される金属の代わりに犠牲金属が腐食する。かかるソリューションにより、とりわけ少なくとも一時的に面と接触する液体であり得る付着面上の生物付着源も、付着面上の生物付着を防ぎ且つ／又は減らすためのエネルギ源として使用され得る。
【００１０】
従って、代替的な防汚照明システム、かかる防汚照明システムを含む船舶等の物体、かかる防汚照明システムを含む水中で使用するための可動構造物、及び／又は（かかる船舶又は構造物等の）要素の代替的防汚方法を提供することが本発明の一態様であり、それらは好ましくは上記の欠点の１つ又は複数を更に少なくとも部分的に回避する。更に、好ましくは上記の欠点の１つ又は複数を更に少なくとも部分的に回避する防汚照明システムを船舶等の物体に与える代替的方法を提供することが本発明の一態様である。
【００１１】
第１の態様では、本発明は、（ａ）防汚光を発生させるように構成される光源を含む照明モジュールと、（ｂ）局所的にエネルギを採取するように構成され、且つ前記光照明モジュールに電力を供給するように構成されるエネルギシステムとを含む、（使用中に導電性の水性液体に少なくとも一時的にさらされる物体の付着面上の（導電性の水性液体に関連する、とりわけ導電性の水に関連する、特に海水に関連する）生物付着を、前記付着面に防汚光を与えることによって防ぐか又は減らすように構成される）防汚照明システム（「システム」又は「照明システム」）を提供する。特定の実施形態では、エネルギシステムは、（ｉ）（光源の第１の電極と電気接続する）犠牲電極と、（ｉｉ）（光源の第２の電極と電気接続する）第２のエネルギシステム電極とを含み、エネルギシステムは、犠牲電極と第２のエネルギシステム電極とがとりわけ海水等の導電性の水性液体と電気接触するとき、照明モジュールに電力を供給するように構成される。更なる実施形態では、このエネルギシステムは、代わりに又は加えて光電池も含み得る。更に一実施形態では、エネルギシステムは、例えば埋込型の太陽電池、水中で動作する小型タービン、圧力波に作用する圧電素子等の採取手段を含み得る。かかる太陽光電源又は他のエネルギ採取手段は、光源の第１の電極及び第２の電極に機能的に接続され得る。本発明は、とりわけ電気化学セルに関して更に説明される。エネルギシステムは電力を発生させることができ、それにより電流が回路を流れ、光源及び／又は他の（任意選択的な）電気部品に給電することができる。
【００１２】
更なる態様では、本発明は、使用中に導電性の水性液体（海水等）に少なくとも一時的にさらされる物体も提供し、この物体は、（使用中に導電性の水性液体に少なくとも一時的にさらされる）付着面を含み、本明細書で定められる防汚照明システムを更に含み、照明モジュールは前記付着面の少なくとも一部を防汚光で照射するように構成される。一実施形態では、物体が船体を含む船舶であり得る。但し、物体は可動部を含む可動構造物、例えば扉又はバルブ等の可動部を有し得る堰、ダム、水門等も含み得る。従って、とりわけ可動構造物は水に関係する可動構造物である。可動部は、鋼板等のプレートのような要素を含み得る。但し、可動構造物以外のシステムも含まれる（下記も参照されたい）。
【００１３】
この照明システムにより、物体又は少なくともその一部、とりわけ付着面の生物付着をほぼ防いだままにしておくことができる。或いは又は加えて、生物付着が効率的に除去され得る。照明システムがそれ自体のエネルギを採取できるため、本体内からの動力を必ずしも必要としないほぼ自律的なシステムが提供される。このことは、新たなモジュールで容易に置換され得る単一の自律モジュール（本明細書では「ユニット」としても示す）を設けることも可能にする。更にその要素、とりわけ犠牲電極が必要に応じて交換され得る。従ってエネルギが節約され、通り穴が不要であるため、船舶の船体等の物体が大切に扱われる可能性があり、付着が防がれ且つ／又は減らされ得る。更に、エネルギシステムは局所的な供給源であるため、配線があまり必要ない場合がある。更なる可能性は、（本明細書に記載の電気化学セルが該当するように）エネルギシステムが局所的であることにより、光源はエネルギシステム、又はより詳細には犠牲電極及び第２のエネルギシステム電極が水中（導電性の液体中）に入れられるときにのみ給電される。この効果は、必要な場合にのみ、即ち付着面が（海）水にさらされるときにのみ、照明ユニットに（ＵＶ）光を供給させるために使用され得る。従って、照明モジュールの放射面及びエネルギシステムは、０．２〜１０ｍ等の０．１〜２０ｍの範囲内等、概して互いに近い距離にある。
【００１４】
本明細書では「付着」、「生物付着」、又は「生物学的付着」という用語は区別なく使用される。上記では付着の幾つかの例が示された。記載される方法（下記参照）及び照明システムは船の船体上への付着を防ぐために適用され得るが、固定型の海洋物体（パイプや臨界研究所等）及び／又は移動型の海洋物体（潜水艦等）を含む全ての海洋物体に適用可能である。開示される防汚ソリューションは、水路、運河、湖で動作する物体にも、更に例えば水族館等にも適用され得る。生物付着は、水中、又は水に近く一時的に水（又は他の導電性の水性液体）にさらされるいかなる面上でも起こり得る。その面上では、要素が水中にあるとき又は（例えば船首波等によって跳ねた水等により）水位の（直接）上にあるとき等、水の近くにあるとき生物付着が起こり得る。熱帯地方の間では生物付着が数時間以内に起こり得る。適度な気温でさえ、第１（段階）の付着が第１の（分子）レベルの糖及びバクテリアとして数時間以内に起こる。
【００１５】
付着が生じ得る面又は領域を本明細書では付着面として示す。付着面は、例えば船の船体及び／又は光媒体の放射面であり得る（下記も参照されたい）。そのために、照明モジュールは、生物付着の形成を防ぐために及び／又は生物付着を除去するために加えられる防汚光を提供する。この防汚光は、とりわけ少なくともＵＶ放射（「ＵＶ光」とも示される）を含む。とりわけ光源は、ＵＶ−Ａ光及びＵＶ−Ｃ光の１つ又は複数を与えるように構成されるＵＶ  ＬＥＤを含む（下記も参照されたい）。ＵＶ−Ａは細胞壁を損なうために使用され得るのに対し、ＵＶ−ＣはＤＮＡを損なうために使用され得る。
【００１６】
紫外線（ＵＶ）とは、可視スペクトルの波長の下方端とＸ線放射帯とによって範囲が定められる電磁光の部分である。ＵＶ光のスペクトル範囲は、定義上約１００〜４００ｎｍ（１ｎｍ＝１０−９ｍ）であり、人間の目には見えない。ＣＩＥの分類体系を使用し、ＵＶスペクトルは、３１５〜４００ｎｍのＵＶＡ（長波）、２８０〜３１５ｎｍのＵＶＢ（中波）、及び１００〜２８０ｎｍのＵＶＣ（短波）という３つの帯域に細分される。実際には、多くの光生物学者がＵＶ照射から生じる皮膚への作用を、３２０ｎｍを上回る又は下回る波長の加重効果として述べることが多く、従って代わりの定義を提供する。
【００１７】
短波のＵＶＣ帯域内の光によって強い殺菌効果がもたらされる。加えて、この光の形態により、紅斑（皮膚が赤くなること）及び結膜炎（目の粘膜の炎症）も引き起こされ得る。そのため、殺菌ＵＶ光ランプが使用される場合、ＵＶＣの漏れが起こらないようにし、それによりそれらの効果を避けるようにシステムをデザインすることが重要である。水中光源の場合、水によるＵＶ光の吸収が十分強く、ＵＶＣが漏れても液体表面上の人間には問題ない場合がある。従って、一実施形態では防汚光がＵＶ−Ｃ光を含む。
【００１８】
自明であるが、人はＵＶＣにさらされるのを避けるべきである。都合のいいことに、ＵＶＣは殆どの製品によって吸収されるため、ＵＶＣを回避することは比較的簡単であり、標準的な板ガラスでさえほぼ全てのＵＶＣを吸収する。例外は、例えば石英及びＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）である。ここでも好都合なことにＵＶＣは角質によって殆ど吸収され、そのため紅斑は限定的であり得る。加えて、ＵＶＣは目のレンズを貫通しないが、それでもなお結膜炎が生じる可能性があり、一時的ではあるが大きい痛みを伴い、紅斑の影響についても同じことが当てはまる。
【００１９】
ＵＶＣ光にさらされる場合、閾値基準を上回らないように注意すべきである。実際の問題として、表１は米国産業衛生専門家会議（ＡＣＧＩＨ：American Conference of Governmental and Industrial Hygienist）による、時間に関係する人間の露出に関するＵＶ閾値限界実効照射値を示す。この段階では、２４０ｎｍ未満の放射波長は空気中の酸素からオゾンＯ３を形成することを知っておく価値がある。オゾンは有毒且つ極めて反応性に富み、従って人間及び特定の材料にさらすことを回避するために予防措置が講じられる必要がある。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
上記に挙げられた殺菌照射線量は、既存の安価で低出力のＵＶ  ＬＥＤを使っても容易に達成され得る。ＬＥＤは、概して比較的小型のパッケージに含まれ、他の種類の光源よりも少ない電力を消費し得る。ＬＥＤは、所望の様々な波長の（ＵＶ）光を放つように製造され得、その動作パラメータ、特に注目すべきは出力パワーが高度に制御され得る。従ってとりわけ光源は、動作中に少なくともＵＶ波長範囲から選択される波長の光（光源光）、特に少なくともＵＶ−Ｃを放つ光源である。特定の実施形態では、光源は、（ＬＥＤ又はレーザダイオード等の）ソリッドステートＬＥＤ光源を含む。「光源」という用語は、２個〜２０個の（ソリッドステート）ＬＥＤ光源等、複数の光源にも関係することができ、但し更に多くの光源が適用され得る。従って、ＬＥＤという用語は複数のＬＥＤも指し得る。ＬＥＤは、ＯＬＥＤ、ソリッドステートＬＥＤ、又はそれらのＬＥＤの組合せであり得る。とりわけ光源はソリッドステートＬＥＤを含む。
【００２２】
一実施形態では、付着がないように清浄に保つ保護面のかなりの量、好ましくは全保護面、例えば船の船体が、殺菌光（「防汚光」）とりわけＵＶ光を放つ層によって覆われ得る。
【００２３】
更に別の実施形態では、防汚光が保護面にファイバ又は導波路によって与えられ得る。従って一実施形態では、防汚照明システムが光媒体を含み、光媒体が前記防汚光を付着面に与えるように構成される導波路及び光ファイバの１つ又は複数を含む。防汚光が漏れ出るファイバ又は導波路の面は、本明細書では放射面としても示される。概して、ファイバ又は導波路のこの部分が少なくとも一時的に水中に入れられ得る。放射面から防汚光が漏れ出ることにより、使用中に液体（海水等）に少なくとも一時的にさらされる物体の要素が照射され、それにより防汚され得る。但し、放射面自体も防汚され得る。この効果は、以下に記載の光媒体を含む照明モジュールの実施形態において使用される。
【００２４】
保護面を防汚するための照明モジュールは、防汚光を発生させるための少なくとも１つの光源と、任意選択的に、光源からの防汚光を分散させるための光媒体とを含む。少なくとも１つの光源及び／又は光媒体は、保護面から離れる方向に防汚光を放つために、保護面内に、保護面上に、及び／又は保護面の近くに少なくとも部分的に配置され得る。照明モジュールは、好ましくは保護面が液体環境内に少なくとも部分的に沈められる間、防汚光を放つように適合される。一実施形態では、光媒体はシリコーン材料及び／又はＵＶグレードシリカ材料を含む導光体である。従って特定の実施形態では、照明モジュールが、光媒体であって、防汚光の少なくとも一部を受け付け、且つその光媒体を通して防汚光の少なくとも一部を分散させるように構成される光媒体を更に含み、光媒体は、（ｉ）第１の媒体面と、（ｉｉ）分散された防汚光の少なくとも一部を光媒体の第１の媒体面から離れる方向に放つように構成される放射面とを含む。かかる実施形態では、付着面が前記放射面を含み得る。しかし、代わりに又は加えて、物体の面を照射するために防汚光が（また）使用される。従ってかかる事例では、付着面が、船の船体等の物体の（要素の）面を含み得る。特定の実施形態では、光源が光媒体に埋め込まれ、光媒体が光源との電気接続のためのトランジットを含む。「トランジット」という用語は複数のトランジットも指し得る。例えばとりわけ防汚照明システム、防汚照明ユニット、又は全防汚照明システムは層状の形状を有し得る。このことは、物体（の要素）の面上に容易に適用することを可能にし得る。
【００２５】
「犠牲電極が光源の第１の電極と電気接続し、（ｉｉ）光源の第２の電極と電気接続する第２のエネルギシステム電極」という句及び同様の句は、光源がオンにされた状態で常に閉回路があることを含意するものではない。上記のように、照明モジュールは防汚光をパルス式に与えることができ、その強度は変えられ得る。更に、防汚光（の強度）は他の（既定の）パラメータに依存し得る。例えば、防汚光をオン／オフするために（エネルギシステムによって給電され得る）タイマが使用され得る。少なくとも防汚光の生成中、防汚光源を流れる電流を発生させる閉電気回路がある。従って、「前記付着面に防汚光を与えることにより」という句及び同様の句は、前記付着面に防汚光が少なくとも一時的に与えられる実施形態も含む。上記のように、本発明はコンポーネントのスマートな統合を可能にする。このことは、船舶等の物体に容易に適用すること、並びに容易に交換することも可能にする。従って、エネルギシステムが照明モジュールに電力を与えることは、照明モジュールが防汚光を（少なくとも一時的に）与えることを可能にする。エネルギシステムは、必ずしも照明モジュールによって含まれない他の電気部品にも給電することができる。
【００２６】
保護面を防汚するための照明モジュールは、保護面に適用するためのホイルとして提供され得、ホイルは、防汚光を発生させるための少なくとも１つの光源と、ホイル全体にわたって防汚光を分散させるためのシート状の光媒体とを含む。実施形態では、ホイルが０．２〜２ｃｍ等の０．１〜５ｃｍ等、数ミリメートルから数センチメートル程度の厚さを有する。実施形態では、数十又は数百平方メートル程度の大きさを有するかなり大きいホイルを提供するために、ホイルは厚さ方向に対して垂直な任意の方向に実質的に限定されない。防汚タイルを提供するために、ホイルは実質的にホイルの厚さ方向に対して垂直な２つの直交方向に大きさが限定される場合があり、別の実施形態では防汚ホイルの細長い帯を提供するために、ホイルが実質的にホイルの厚さ方向に対して垂直な１つの方向にのみ大きさが限定される。従って光媒体、更には照明モジュールもタイル又は帯として提供され得る。
【００２７】
照明モジュールは、保護面内に、保護面上に、及び／又は保護面の近くに配置されようが、別個のホイルとして提供されようが、光媒体から環境内に防汚光を放つための放射面と、保護面に照明モジュールを適用するか又は配置するための、放射面と対向する適用面とを含む。好ましい実施形態では、付着の発生源となり得るくぼみ及び刻み目を防ぐために、且つ膨らみを回避して保護面に適用されるときに構造体によって引き起こされる前進抵抗の量を制限するために、光モジュールの放射面がほぼ平面である。刻み目及び膨らみを含む面又は著しい表面粗さを有する面に対するほぼ平らな面の利点は、とりわけ液体環境内の抗力効果と組み合わせて、ほぼ平らな面に付着するのが、粗い面上に付着すること又は前記面に含まれるくぼみ内に付着することよりも微生物にとって困難になることである。本明細書で「ほぼ平らな」放射面という用語は、光源及び照明モジュールに埋め込まれ若しくは取り付けられる配線接続の厚さを隠すか又は覆う面を指す。「ほぼ平らな」という用語は、保護面の幾らかの構造上の凸凹を隠すか又は覆い、それにより液体環境内での保護面の前進抵抗特性を改善することさえ指し得る。保護面の構造上の凸凹の例は溶接箇所やリベッド等である。「ほぼ平らな」という用語は、光モジュールの平均厚さのばらつきが２５％未満、好ましくは１０％未満であるものとして定量化され得る。従って「ほぼ平らな」は、機械加工表面仕上げの表面粗さを必ずしも必要としない。
【００２８】
好ましい実施形態では、照明モジュールが、防汚光を発生させるための光源の二次元格子を含み、光媒体が光源の二次元格子からの防汚光の少なくとも一部を光媒体の全体にわたって分散させるように構成され、それにより、光モジュールの発光面を励起する防汚光の二次元分布をもたらす。光源の二次元格子は、金網構造、稠密充填構造、行列構造、又は他の任意の適切な規則的若しくは不規則的な構造で配置され得る。格子内の隣接する光源間の物理的距離は格子全体にわたって一定とすることができ、又は例えば防汚効果をもたらすのに必要な光出力パワーに応じて、若しくは保護面上の照明モジュールの位置（例えば船の船体上の位置）に応じて一様でないことができる。光源の二次元格子を設ける利点は、防汚光の照明によって保護される領域の近くで防汚光が生成され得ること、及び光媒体又は導光体内での損失を減らし、それが光分布の均一性を高めることを含む。好ましくは、防汚光は放射面の全体にわたって均一に分散され、均一に分散することは、さもなければ付着が起こり得る不十分に照らされる領域を減らし更には防ぎ、同時に防汚に必要であるよりも多くの光で他の領域を過度に照らすことによるエネルギの無駄を減らすか又は防ぐ。
【００２９】
好ましい実施形態では、光源がＵＶ  ＬＥＤである。少なくとも１つのＵＶ  ＬＥＤ又はＵＶ  ＬＥＤの格子は、液密のカプセル封入によってカプセル化され得る。実施形態では、少なくとも１つのＵＶ  ＬＥＤ又はＵＶ  ＬＥＤの格子が光媒体内に埋め込まれ得る。複数のＵＶ  ＬＥＤが格子状に編成され、（以下で説明されるように）直列／並列の金網構造内で電気接続され得る。ＬＥＤ及び金網接続は、光透過性被膜内にカプセル化され、光媒体に取り付けられ又は光媒体内に直接埋め込まれ得る。他の実施形態では、ＵＶ  ＬＥＤの格子が、樹脂構造内に埋め込まれる電子テキスタイルの層中に含まれ得る。
【００３０】
一部の実施形態では、ＵＶ  ＬＥＤがパッケージＬＥＤであり得、その場合そのＬＥＤは、ＬＥＤパッケージから放たれる光を広い放射角度にわたって分散させるための光学素子を既に含んでいる場合がある。他の実施形態では、ＵＶ  ＬＥＤが、概して光学素子を含まないがパッケージＬＥＤよりもはるかに薄いＬＥＤダイであり得る。一例として、ＬＥＤダイは光媒体の面（好ましくは適用面であるが、前記面の発光機能とほぼ干渉しないコンポーネントの小さいサイズを理由に放射面であり得る）上に選んで配置し、導体ペーストのプリントによって電気配線され、最後にＬＥＤダイ及び配線が光媒体の薄い層／被膜又は照明モジュールを保護面に適用するための他の任意のバッキング層と共にカプセル化され得る。埋め込まれる光源の様々な実施形態は、提示される防汚技術が船の船体上に適用するためのホイルとして商業化されることを可能にする。
【００３１】
保護面を防汚するためのシステムは、保護面のほぼ全域にわたって防汚光を与えるために保護面上に構成するための、本明細書で開示される複数の照明モジュールを含み得る。
【００３２】
シリコーン材料は、他の材料と比べて少ない損失でＵＶ光の光透過率をもたらすことができる。これは特に短い波長の光、例えば３００ｎｍ未満の波長を有するＵＶ光に当てはまる。とりわけ効率的なシリコーン材料群は、一般的な化学式ＣＨ３［Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ］ｎＳｉ（ＣＨ３）３による所謂メチルシリコーンであり又はそれを少なくとも含み、有機化学の慣例通り「ｎ」は任意の適切な整数を示す。この種のシリコーン材料は、少なくとも他のシリコーン材料と比べて損失が少ない優れたＵＶ透過特性を示す。更に、シリコーン材料は柔軟且つ弾力があるため頑強であり、耐久性があり、面に対する物体の追突や衝突等による圧迫、例えば岸壁への船の追突に耐えることができる。メチル基の代わりに、フェニル基、又はフェニル及びメチル基がシリコーン内にあり得る。
【００３３】
更に、温度変動、波に打たれること、うねり及び波の上下動による船の撓み等に起因する船外板の変形が対処され得る。更にシリコーン材料は、面内の又は面上の表層構造、即ち溶接箇所やリベッド等の上に適用され形成され得る。更にシリコーン材料は、面上の保護被膜が形成されるように金属及び塗装に良く付着する傾向がある。視覚的に透明なシリコーン材料は、シリコーン材料によって覆われる下にある印（例えば塗装された記号）を読めるようにする。更に、かかるシリコーン材料は概して撥水性であり、摩擦及び前進抵抗を減らし得る。一方でシリコーンは層への生物付着有機体の付着を減らし、流水に対する摩擦を減らすように非常に平滑にされ得るのに対し、他方でこの材料は周囲の水に対する十分な速度において水中摩擦を減らすことも知られているサメ肌を模倣するように精巧に構成され得る。光媒体、具体的には導光体の構造化された面は全反射の破断条件をもたらし、それにより、さもなければ全反射内に捕捉され全反射によって伝えられる導光体からの光の外部結合を引き起こし得ることを指摘しておく。従って、光の外部結合が確実に局所化され得る。
【００３４】
ＵＶグレードシリカはＵＶ光に対して非常に低い吸収率を有し、従って光媒体及び導光体の材料として非常に適している。より大きい物体についてもＵＶ透過特性を維持しながら、ＵＶグレードシリカの複数の比較的小さい断片若しくは部分を一緒に使用すること及び／又は所謂「溶融シリカ」を使用することによって比較的大きい物体が作られ得る。シリカ部分がシリコーン材料に埋め込まれることはシリカ材料を保護する。かかる組合せでは、別様のシリコーン材料の光媒体内で、光媒体を通る光を（再）分配するための及び／又は導光体からの光の外部結合を促進するためのＵＶ透過性の散乱をシリカ部分がもたらし得る。更に、シリカ粒子及び／又はＵＶを通す他の硬質材料の粒子がシリコーン材料を強化し得る。とりわけフレーク状のシリカ粒子が使用され得、更にシリコーン材料内のシリカの割合が５０％まで、７０％まで、又は更に高い高密度では、衝撃に耐え得る強い層をもたらすことができる。例えば光学特性及び／又は構造特性を変えるために、光媒体又は導光体の少なくとも一部が、シリコーン材料内に少なくとも部分的に埋め込まれるＵＶグレードシリカ粒子、とりわけフレークの空間的にばらつきのある密度を与えられ得ると考えられる。ここでは「フレーク」とは３つのデカルト方向におけるサイズを有する物体を指し、３つのサイズのうちの２つは互いに異なり得るが、そのそれぞれは第３のサイズよりも著しく、例えば１０倍、２０倍、又はそれよりもはるかに例えば数百倍大きい。
【００３５】
実施形態では、放射面において又は放射面付近において比較的高密度のシリカ粒子が与えられるように、光媒体から防汚光を放つための放射面付近の光媒体の部分において、シリコーン材料内のＵＶグレードシリカ粒子の密度が光媒体内から光媒体の放射面に向けて高まり得る。多かれ少なかれ球形の及び／又は乱雑形状の粒子が使用され得るが、鋭利な物体による点の衝撃及び／又は擦傷や裂け傷等を含む鋭利ではない物体による局所的な衝撃等、非常に局所的な力の影響下で、フレークは、柔軟なシリコーン内で運動の自由度を僅かではあるが幾らか有することができ、フレークがそれ自体を僅かに再配置し、全体として導光体に対する衝撃エネルギを消散させ損傷を減らすことができるように、例えば典型的な大きさが数マイクロメートルまでである、小さい１ミリメートル未満の長さスケールのシリカフレークが互いの直近に配置され得る。従って、頑強な層及び幾らか変形可能な層の両方をもたらし、更に所望の光学的品質を与える特性のバランスに達し得る。一実施形態では、光媒体内のシリコーン材料の比率が、光媒体の一方の側から他方の側へ約１００％（即ちほぼ純粋なシリコーン材料）から約５％未満（殆どシリカ）まで徐々に変化する。
【００３６】
シリカ以外の材料、例えばガラス又は雲母の粒子、とりわけフレーク状の粒子が使用され得ることを指摘しておく。そのような他の材料は防汚光のための散乱体としても機能し得る。半透明粒子、透明粒子、及び／又は光学活性粒子の混合物を含み得る、様々な材料の粒子の混合物が提供され得る。とりわけ一部の箇所で比較的大量の低透過性粒子が使用される場合、例えば防汚光のための導光体の透過率を調節するために、かかる混合物の組成が導光体の全体にわたって異なり得る。
【００３７】
光媒体を製造するためにシリコーン材料の一連の層が形成され得、各層は場合によりシリカ粒子の量及び／又は密度に関して異なる組成を有する。それらの層は非常に薄いことができ、少なくとも一部がウェットオンウェット技法（即ち所望の層まで硬化する液体又はゼラチンの形態でシリコーン材料を層に与えるが、前の層が完全に硬化する前にその後の層が前の層に施され得る）を使用して施され得る。従って層間の優れた接着が促進され、最終的な製品では異なる層を殆ど識別できない場合があり、組成の段階的変化が実現され得る。層材料を噴霧することにより、異なる層が適切に形成され且つ／又は塗布され得る。層状材料は、優れた品質管理を伴って任意の適切な厚さに形成され得る。照明モジュールの面のかなりの部分を構成する光媒体は、接着を含む任意の適切な態様で保護面に取り付けられ得ることに留意されたい。シリコーン材料は、セラミック材料、ガラス状材料、及び金属材料への強い接着を示す傾向があり、従ってシリコーン材料を噴霧するか又は塗り付けることは基板に光媒体を形成し取り付ける非常に適した態様である。噴霧され且つ／又は塗り付けられる光媒体は更に、例えば水線、特定の印、及び／又は面の形状をたどり所望の様々な形状に容易に作られ得る。積層技法は、シリコーン材料内の粒子の配向、例えばフレークを層及び層で被膜される面の広がり方向に概ね平行に整列させることを容易にし得る。
【００３８】
照明モジュールの別の態様では、光媒体は、それを通して光を導くためのガス及び／又は透明液体、例えば水で満たされる空間、例えばチャネルを含み、関連する方法は、光媒体内のかかる空間によって光の少なくとも一部を分散させるステップを含む。気体、とりわけ空気を通るＵＶ光の光透過率は、例え一部の人々によって半透明又は透明であると見出され、１ミリメートル当たり数パーセントまでの吸収損失を示す可能性があっても、固体物質を通る光の透過率よりも概して著しく高いことが認められる。空間をガスで満たすことに比べ、透明液体は殆ど散乱をもたらさず、ＵＶ光を多分に搬送することができ、光媒体内の空隙の構造的な頑強さも与えることができる。水、特に淡水は、比較的高く適切なＵＶ透過率を有することが分かっている。蒸留水、脱イオン水、及び／又は他の方法で精製された水が使用される場合、汚染及び／又はＵＶ吸収率も低減され且つ／又は更に低減され得る。従って、ガス及び／又は液体が満たされた空間を介して光を伝えることが特に有益であると考えられる。
【００３９】
保護面の全体にわたって光を分散させるために、ガス及び／又は液体が満たされた空間が好ましくは良好に画定されるべきであり、光媒体内にチャネルが設けられ得る。最終的にチャネルの壁に当たる光が光媒体内に入り、保護面から且つ液体環境内への方向で光媒体から放たれ、防汚光をもたらし得る。それ自体が防汚光に対して十分透明である、空気チャネルが内部に画定される光媒体は、光媒体が漏れて液体媒体が光媒体に入る場合、生成される防汚光が引き続き光媒体経由で適切に伝えられることを更に保証する。チャネルは様々な直径を含み得る。例えば「Bubble Wrap」という商品名で販売されているパッケージング製品と同様に、局所化されたチャネル部分又はポケットは、それぞれの壁部分の大きさ及び／又は厚さよりも（はるかに）大きい別個のボリュームを画定しカプセル化する壁部分によってもたらされ得る。
【００４０】
特定の実施形態では、そのようなガスを含む光媒体は、ガス及び／又は液体が満たされたチャネル及び／又は他の空間を画定するシリコーン材料を含み、複雑な構造を画定するためにシリコーン材料が形作られ得る。シリカ粒子等の追加の物質を伴う又は伴わないシリコーン材料の更なる利点が上記に示されている。
【００４１】
一実施形態では、シリコーン材料の壁部分及び／又は柱が所定の距離、例えば層間の空隙を作り出す状態で、所望の距離だけ隔てられる対向する２つのシリコーン材料の層を形成することにより、チャネル及び／又は他の空間がもたらされる。かかる壁部分及び／又は柱は、光媒体（内のチャネル）によって光を（再）分配するための、並びに／又はガス及び／若しくは液体が満たされた空間からシリコーン材料内に光を導くための散乱中心として機能し得る。このことは、光媒体から防汚光が利用される液体環境内への発光を局所化するのを促進する。
【００４２】
１つ又は複数の光源によって放たれる防汚光の少なくとも一部は、保護面に対してほぼ平行な成分を有するか、又は光モジュールがホイルとして提供される場合はホイルの適用面に対してほぼ平行な成分を有する方向に広げられ得る。このことは、保護面又はホイルの適用面に沿ったかなりの距離にわたって光を分散させることを促進し、防汚光の適切な強度分布を得るのを支援する。
【００４３】
光媒体内に波長変換材が含まれ得、第１の波長を有する光で波長変換材を光励起し、防汚光を別の波長で波長変換材に放たせることによって防汚光の少なくとも一部が生成され得る。波長変換材は、アップコンバージョン蛍光体、量子ドット、１つ又は複数のフォトニック結晶ファイバ等の非線形媒体として提供され得る。ＵＶ光と異なる、ＵＶ光よりも大抵長い波長の光に関する光媒体内の吸収損失及び／又は散乱損失は光媒体内であまり明確ではないため、非ＵＶ光を生成し、それを光媒体経由で伝え、ＵＶ防汚光をその所望の使用（即ち面から液体環境内への放射）位置において又はかかる使用位置付近で発生させる方がエネルギ効率が良い場合がある。適切な防汚光は、約２２０ｎｍ〜約４２０ｎｍ、とりわけ約３００ｎｍよりも短い波長、例えば約２４０ｎｍ〜約２８０ｎｍのＵＶの波長範囲内又は任意選択的に青色光の波長範囲内にもある。
【００４４】
波長変換材が適用される場合、「防汚光を発生させるように構成される光源」という句は、波長変換材と組み合わせて防汚光を発生させるための光源として解釈され得る。光源自体、光源光を波長変換材の光に変換するときの波長変換材、又はその両方が前記防汚光を与える。
【００４５】
実施形態では、保護面に対してほぼ平行な成分を有する方向に少なくとも１つの光源によって放たれる防汚光の少なくとも一部を拡散するために、光媒体が、防汚光を発生させるための少なくとも１つの光源の前に配置される光拡散体を含む。光拡散体の一例は、光媒体内に且つ少なくとも１つの光源の反対側の位置に配置される「逆向き」の円錐体とすることができ、逆向きの円錐体は、光源によって前記面に対して垂直に放たれる光を前記面にほぼ平行な方向に反射するために保護面に対して４５°の角度を有する面領域を有する。実施形態では、光媒体が防汚光を発生させるための少なくとも１つの光源の前に配置される導光体を含み、導光体は、少なくとも１つの光源から防汚光を内部結合するための光内部結合面と、保護面から離れる方向に防汚光を外部結合するための光外部結合面とを有し、導光体は液体環境の屈折率よりも高い屈折率を有する導光体材料を含み、それにより防汚光の少なくとも一部が、外部結合面において外部結合される前に全反射によって保護面に対してほぼ平行な方向に導光体を介して伝搬される。一部の実施形態は、光拡散体と導光体とを組み合わせる光媒体、又は光媒体内への導光機能を有する一体型の光拡散機能を含み得る。実施形態では、光拡散体及び／又は導光体が保護面上に被膜される。他の実施形態では、光拡散体及び／又は導光体が保護面上に適用するためのホイルのフォームファクタで提供される。
【００４６】
付着を防ぐためのシステムの一実施形態は、
−  防汚光を発生させるための一連のＵＶ  ＬＥＤと、
−  ＬＥＤ点光源からの防汚光を保護面の全体にわたって拡散させるための光拡散体と、
−  面の全体にわたって拡散され得る防汚光を更に導き／拡散させるための導光体（又は導波路）であって、シリカ粒子又は１つ若しくは複数のシリカで覆われた部分を有する若しくは有さないＵＶ光に対して透過的なシリコーン材料の薄層を含む、導光体（又は導波路）と
を含み得る。
【００４７】
保護面のほぼ全体が防汚光を放つ光媒体で覆われる場合、かかる形態はその媒体上の微生物の成長を著しく減らす。光媒体の放射面上で微生物が殺されるため、残骸を船から離す船体に沿う水流によって船体が絶えず洗浄され、微生物が船体に付着する可能性がなくなる。
【００４８】
既知の毒物をまき散らす被膜の場合にそうであるように、微生物が付着し、付着面上に定着した後で殺されるのではなく、付着面上に微生物が定着するのが回避されることは本明細書で示されるソリューションの利点である。大きい微生物構造による既存の付着物を除去するための光線処置に比べ、付着面に接触する直前又は直後に微生物を能動的に殺すのがより効率的である。この効果は、微生物が付着できないほど平滑なナノ表面を使用することによって作り出される効果と同様であり得る。
【００４９】
初期の定着段階で微生物を殺すのに必要な光エネルギ量が低いため、本システムは非常に厳しい動力要件なしに広い面にわたって防汚光を継続的に与えるように稼働され得る。
【００５０】
照明面を作り出すＬＥＤの格子は、例えば埋込型の太陽電池、水中で動作する小型タービン、圧力波に作用する圧電素子等のエネルギ採取手段を備え得る。
【００５１】
本明細書で示される技術の一部の利点は、清浄な面を保つこと、腐食処理費を削減すること、船の燃料消費量を減らすこと、船体の保守時間を短縮すること、ＣＯ２の放出を減らすこと、環境内での有害物質の使用を減らすこと等を含む。ほぼ平ら且つ平滑な発光面はそれ自体が前進抵抗を高めない利点を更に有し、保護面の既存の不均一さ（リベッドや溶接箇所等）を光媒体の下に埋めることによって前進抵抗を更に減らすことができる。
【００５２】
物体（下記も参照されたい）は、液体に少なくとも一時的にさらされる１つ又は複数の要素を含み得る。かかる要素は、液体に少なくとも一時的にさらされ得る第１の要素面を含み得る。かかる要素は、物体の本体に向けられ得る第２の要素面も含み得る。
【００５３】
シリコーンの代わりに、又はシリコーンに加えて、光媒体の材料としてＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）（プレクシグラス又はパースペクス）、酢酸酪酸セルロース（ＣＡＢ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ＰＥＴＧ（ポリエチレンテレフタレート共重合体）、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）、及びＣＯＣ（シクロオレフィン共重合体）で構成される群から選択されるもの等、透過性の有機材料で構成される群から選択される１つ又は複数の材料が適用され得る。とりわけ光媒体は硬くない。例えば、光媒体は船の船体に施され得る。但し光媒体は、船体に材料を被膜し、それにより光媒体を形成することによって船の船体上に構築され得る。
【００５４】
光媒体は、光源の防汚光の少なくとも一部を受け付けるように構成される。従って、とりわけ光源と光媒体とは放射結合される。「放射結合」という用語は、光源によって放たれる放射の少なくとも一部が光媒体によって受け付けられるように光源と光媒体とが互いに関連することを特に意味する。光媒体は、光媒体を介して防汚光を分散させるように構成される。これは光媒体がとりわけ導光（又は導波）特性を有することに起因し得る。任意選択的に、光源が光媒体内に埋め込まれる（下記も参照されたい）。
【００５５】
更に、光媒体は防汚光を外部結合するための外部結合構造も含み得る。従って、全反射によって光媒体内に捕捉され得る防汚光が、外部結合構造を経由する外部結合によって逃れ得る。これらの外部結合構造は、光媒体内に埋め込まれ得、且つ／又は光媒体の面に構成され得る。とりわけ、任意選択的に第１の媒体面の少なくとも一部における反射体と組み合わさった外部結合構造は、放射面からの防汚光の放射を第１の媒体面から離れる（即ち照明モジュールの使用中、要素の第１の要素面から離れる（下記も参照されたい））方向に促進するように構成される。この光は、照明モジュールの放射面における生物付着を防ぎ且つ／又は除去するために使用される。
【００５６】
上記及び下記に示されるように、照明モジュールは本質的に光媒体で構成され得る。例えば、制御システム及び電源の１つ又は複数が（また）光媒体内に埋め込まれ得る。更に、単一のＬＥＤが光媒体の広い面積を介して防汚光を与え得るため、一実施形態では照明モジュールの表面積が光媒体の少なくとも８０％を構成し得る。光媒体は要素を密閉するために使用され得る。従って、第１の媒体面は第１の要素面の表面積にほぼ等しい表面積を有し得る。とりわけ、第１の媒体面は第１の要素面と物理的に接触する。特に、第１の媒体面の全体が第１の要素面と物理的に接触する。「放射面が第１の媒体面よりも第１の要素面から離れて構成される状態で」という句は、光媒体の第１の媒体面が要素の第１の要素面に対して放射面よりも近いことを示す。このようにして、要素から離れる方向に防汚光が逃れ得る。上記のように、一部の実施形態では、第１の媒体面の少なくとも一部又はとりわけ第１の媒体面の全体が要素（の第１の要素面）と物理的に接触し得る。「密閉」及び同様の用語は、とりわけ密閉部分が水等の液体、とりわけ海水にとって（ほぼ）侵入不能であることを示し得る。
【００５７】
物体、かかる物体の単一の要素等には複数の照明モジュールが適用され得る。従って、「照明モジュール」という用語は複数の照明モジュールも指し得る。更に、単一の照明システムが複数の光媒体を含み得る。従って、「光媒体」という用語は複数の光媒体も指し得る。当然ながら、防汚照明システムは複数の要素を含み得る。従って上記のように、「要素」という用語は複数の照明要素も指し得る。「要素」という用語は、例えば一実施形態では船体の鋼板等のプレートを指し得る。但し、「要素」という用語は船体の全体を指す場合もある。とりわけ「要素」という用語は、特に船舶の実施形態では水側にある船体部分を指す。
【００５８】
一実施形態では、照明モジュールが前記制御システム、及び任意選択的に電源も含み得る。このようにして本システムは、要素を貫通する通り穴を含める必要なしに要素の第１の要素面に設けられ得る。このことは、とりわけ要素を保護する観点から有益であり得る。更に電源は、水、とりわけ特に海水等の導電性の水性液体から電気エネルギを発生させるシステム、及び／又は光起電力システム等、本明細書に記載の局所的なエネルギ採取システムを任意選択的に含み得る。前者がとりわけ（予期される）水位の下で、及び後者がとりわけ（予期される）水位の上で、何れらもかかる要素に有利に配置され得る。
【００５９】
本明細書では、本発明が導電性の水性液体に関して説明される。しかし、本発明は導電性の非水性液体にも関連し得る。かかる（水性又は非水性）液体は、海水の場合にそうであるようにイオンがあることにより、とりわけ導電性である。従って、とりわけ導電性の水性液体は海水を含む。
【００６０】
実施形態では、防汚照明システムが制御システムも含む。とりわけ、制御システムはフィードバック及びタイマの１つ又は複数に応じて防汚光の強度を制御するように構成される。制御システムという用語は、閾値に到達した後で光のオン／オフの切り替え等の他の動作を可能にするか又は引き起こす回路内のセンサ等の電子回路を指すことができ、且つ／又は（プログラム可能）ソフトウェアを含み得る制御ユニットを指すことができる。一実施形態では、制御システムは、（線形）フィードバックシステムを含む。従って、制御システムは照明モジュール（とりわけその防汚光）を操縦するように構成され得る。「強度を制御するために」という用語は防汚光のオン／オフ状態を指し得るが、代わりに又は加えて、防汚光の高強度及び低強度を指す場合もある。「強度を制御するために」という用語は、最大と最小（強度なし等）との間の防汚光の段階的な又は無段階の増減も指し得る。
【００６１】
タイマは、例えば一定の期間の間光を与え、別の期間の間オフにされるように照明モジュールをトリガするシステムであり得る。従って一実施形態では、照明システムは、防汚光ありの期間が防汚光なしの期間と交互に起こるパルス式に防汚光を与えるように構成される。光パルスは、ブロック（矩形）パルス、三角パルス、鋸歯状パルス、（例えば整流等を伴う）単極の湾曲様のパルス（unipolar sinus like pulse）等の１つ又は複数を含み得る。頻度は数秒から数時間、更には数日に及び得る。任意選択的に、パルス光は低速パルス及び高速パルス（例えば３時間オンにされ３時間オフにされる）を含むことができ、オンの時間中はパルス光が０．０１〜２０Ｈｚ等、０．００１〜２００Ｈｚの範囲内の周波数で与えられる。とりわけ０．０１Ｈｚ未満等の比較的低い周波数を有するパルス光を使用することにより、生物付着が暗い期間中に形成される可能性があり、オンの期間中に生物付着が効率的に除去され得る。このようにして、光の無駄が減らされ得る。従って特定の実施形態では、防汚照明システムは、防汚光ありの期間が防汚光なしの期間と交互に起こるパルス式に防汚光を与えるように構成され得る。このために、例えばタイマと組み合わせて制御システムを適用し、防汚光をパルス式に与えることができる。
【００６２】
照明システムはセンサも含み得る。「センサ」という用語は複数のセンサにも関係し得る。防汚照明システムの典型的な実施形態はとりわけ下記を含み得る。
−  パラメータの１つ又は複数のためのセンサ（下記参照）。
−  付着を防ぐための最小パワー設定についてのパラメータ値及び知識（例えば既定の設定）に基づいて所与のパワー量を計算するためのソフトウェア。
−  全体として又は例えば船体若しくは別の要素のセクションごとに効果的な出力パワーを調節するための制御ユニット。
【００６３】
特定の実施形態では、制御システムがセンサのフィードバックに応じて防汚光の強度を制御するように構成され、センサは、（ｉ）前記照明モジュールを含む船舶の速度、（ｉｉ）（付着面の側面における）水流の相対速度、（ｉｉｉ）（付着面の側面における）水の水温、（ｉｖ）前記照明モジュールを含む船舶の荷重、（ｖ）（付着面の側面における）導電性の水性液体の導電性水性液体水位に対する放射面の位置のうちの１つ又は複数を感知するように構成される。導電性水性液体水位は、とりわけ水位、特に海水の水位であり得る。
【００６４】
上記では、一体化の選択肢を含め本システムの幾つかの態様について説明された。更なる特定の実施形態では、防汚照明システムが一体型ユニットを含み、一体型ユニットは、（ｉ）照明モジュール、前記犠牲電極及び前記第２のエネルギシステム電極の１つ又は複数、及び任意選択的に制御システム、（タイマ）及びセンサの１つ又は複数を含み、制御システムは、（ｉ）生物付着のリスクに関係するセンサからのフィードバック信号、及び（ｉｉ）防汚光の強度を（周期的に）変えるためのタイマの１つ又は複数に応じて防汚光の強度を制御するように構成される。また更なる実施形態では、防汚照明システムが一体型ユニットを含み、一体型ユニットは、（ｉ）照明モジュールと、（ａ）制御システム、タイマ、及びセンサの１つ又は複数であって、制御システムは、（ｉ）生物付着のリスクに関係するセンサからのフィードバック信号及び（ｉｉ）防汚光の強度を（周期的に）変えるためのタイマの１つ又は複数に応じて防汚光の強度を制御するように構成される、制御システム、タイマ、及びセンサの１つ又は複数と、任意選択的に（ｂ）前記犠牲電極及び前記第２のエネルギシステム電極の１つ又は複数とを含む。かかるユニットは、付着を防ぐか又は減らすために物体の既存の面に便利に取り付けられる可能性があり、犠牲電極の基礎構造等、既存の基礎構造を考慮することもできる。犠牲電極が一体型ユニットに含まれる場合、犠牲電極はとりわけスナップ式の手段又は螺子等によって着脱可能に構成される。かかる構成は、例えば犠牲電極をかなり使った後で交換することを可能にする。
【００６５】
更に、犠牲電極及び前記第２のエネルギシステム電極の１つ又は複数がユニットに組み込まれる場合、それらの電極の少なくとも一部がユニットの外側からアクセス可能である。このようにして、電気回路が形成され得るように、液体と犠牲電極と前記第２のエネルギシステム電極とが接触し得る。従って、例えば全てのコンポーネントがシリコン光媒体又は他の光媒体内に埋め込まれ得るが、犠牲電極及び／又は前記第２のエネルギシステム電極は、やはりユニットに組み込まれる場合、導電性の水性液体によってアクセス可能である（それに対して他の電気部品は概してその液体にアクセス可能ではなく、照明モジュール、とりわけ光媒体内に完全に埋め込まれ得る）。犠牲電極及び前記第２のエネルギシステム電極の両方がユニットに組み込まれる場合、例えば船の船体の鋼鉄を使用する必要はない。従って、保護される物体の（要素の）面は鋼鉄を含むことができるが、任意選択的に例えば木、ポリエステル、複合材、アルミニウム、ゴム、ハイパロン、ＰＶＣ、ガラスファイバ等で構成される群から選択されるもの等の別の材料も含み得る。従って鋼製の船体の代わりに、船体はＰＶＣ製の船体又はポリエステル製の船体等であり得る。鋼鉄の代わりに（他の）鉄合金等の別の鉄材も使用され得る。
【００６６】
とりわけ、一体型ユニットは放射面を含む密閉ユニットであり、光源の第１の電極、光源の第２の電極、犠牲電極、及び第２のエネルギシステム電極の１つ又は複数のみが外側にアクセスすることができる（且つ液体にさらされ得る）。
【００６７】
一体型ユニットは、例えば物体（の要素）の面に適用され得る（シリコーン）ホイル又は（シリコーン）タイルであり得る。第２のエネルギシステム電極及び犠牲電極が液体、とりわけ海水と接触するために使用可能な状態で、全ての要素が一体型ユニット内に埋め込まれ得る。
【００６８】
任意選択的に、センサは、とりわけ犠牲電極の状態を示す所定値の後で制御システムが警告信号を与える状態で、犠牲電極をモニタするようにも構成され得る。
【００６９】
光源、特にソリッドステート光源は、第１の電極及び第２の電極を含み得る（上記も参照されたい）。後者は例えばアースと接触し得る。例えば後者は、船舶の鋼製の船体又は他の物体と接触し得る。これは第２のエネルギシステム電極によるものとすることができ、例えば鋼製の船体又は他の鋼表面が第２のエネルギシステム電極の機能を有し得る。前者、即ち光源の第１の電極は、とりわけ犠牲電極と接触することができる。更に、この犠牲電極及び第２のエネルギシステム電極はとりわけイオンを含む水、即ち特に海水等の導電性の水性液体等、導電性の液体と接触し得る。このようにして、犠牲電極と第２のエネルギシステム電極との間の、従って第１の電極と第２の電極との間の電位差を有する回路がある。従って、とりわけ犠牲電極と第２のエネルギシステム電極とは異なる材料を含む。
【００７０】
特定の実施形態では、犠牲電極が亜鉛及びマグネシウムの１つ又は複数を含む。更なる実施形態では、第２のエネルギシステム電極が鋼等の鋼鉄を含む。但し、とりわけ炭素、グラファイト、コークス、プラチナ、鋼鉄上の黒皮、高ケイ素鋳鉄、銅、真鍮、青銅、鉛、（非黒鉛化）鋳鉄のうちの１つ又は複数等、例えば鋼鉄の代わりに又は鋼鉄に加えて他の材料も適用され得る。「犠牲電極が亜鉛及びマグネシウムの１つ又は複数を含む」という句は、亜鉛及び／又はマグネシウムを含む合金を含む犠牲電極も指し得る。但し、犠牲電極は亜鉛及び／又はマグネシウムでほぼ構成され得る。何らかのアルミニウム又はアルミニウム合金等、他の材料も適用され得る。
【００７１】
とりわけ照明システム、特にエネルギシステムは、光源の第１の電極と第２の電極との間の電圧差を高めるように構成される電圧差エンハンサを更に含み得る。例えば「ジュールシーフ」が適用され得る。ジュールシーフ及びブーストコンバータ等の同様の特性を有する装置は、例えばソリッドステート光源にとって幾らか低い場合がある、エネルギシステムで得ることができる電位差を高めるために適用され得る。とりわけ犠牲電極及び第２のエネルギシステム電極は、海水又は他の導電性の液体と接触するとき、少なくとも０．２５Ｖ、特に少なくとも０．３５Ｖの電位差をそれらの電極間でもたらす材料を含む。電圧差エンハンサと組み合わせて、第１の電極と第２の電極との間の電位差が例えば（ＵＶ）ソリッドステート光源にとって有用に作られ得る。「犠牲電極」及び「第２のエネルギシステム電極」という用語は、それぞれ複数の犠牲電極及び複数の第２のエネルギシステム電極を別個に指す場合もある。「導電性の水性液体と電気接触する」という句は、とりわけ電極が液体と物理的に接触することを示す。従って、閉回路が形成され、エネルギシステムが照明モジュール、とりわけ光源に給電することを可能にし得る。エネルギシステムは、センサ、制御システム、タイマ等の他の（任意選択的）要素にも給電することができる。従って一実施形態では、制御システム及びセンサの１つ又は複数（及び任意選択的にタイマ等の他の任意選択的な電気部品）もエネルギシステムによって給電される。例えば照明モジュールは、防汚光の強度を変えるように構成され得る。そのために、照明モジュールは防汚光の強度を（周期的に）変えるための制御システム等の電気部品を含み得る。従って電圧差エンハンサは、任意選択的な制御システム等、照明システム、とりわけ照明モジュールの他の電気部品に対しても電圧差を高めるために適用され得る。従って一実施形態では、防汚照明システムが、照明モジュールに与えられる電力の電圧差を高めるように構成される電圧差エンハンサを更に含む。供給される電流は低い場合があるが、電圧差は照明システムの光源及び／又は他の任意選択的な電気部品に給電するのに十分であり得る。
【００７２】
上記のように、本発明は、（使用中に導電性の水性液体に少なくとも一時的にさらされる）付着面を含む（とりわけ使用中に導電性の水性液体に少なくとも一時的にさらされる）物体も提供し、この物体は本明細書に記載の防汚照明システムを更に含み、照明モジュールは前記付着面の少なくとも一部を防汚光で（物体の使用中に）照射するように構成される。照射は光源によって直接、又は例えば本明細書に記載の光媒体等のファイバ又は導波路によって行われ得る。上記のように、物体は例えば船舶、生簀、水門、海で使う養魚かご、及び他の移動型の又は固定型の海洋物体等であり得る。特定の実施形態では、物体が船舶を含み、船舶は鋼製の船体を含み、船体は第２のエネルギシステム電極として構成される。付着面は、物体（の要素）の面の一部とすることができ、且つ／又は照明システムの（とりわけ照明システムによって含まれる場合は光媒体の（下記も参照されたい））放射面であり得る。従って実施形態では、物体が船舶、堰、ダム、生簀、海で使う養魚かご、及びブイで構成される群から選択される。
【００７３】
上記のように、照明モジュールは、光媒体であって、防汚光の少なくとも一部を受け付け、且つその光媒体を通して防汚光の少なくとも一部を分散させるように構成される光媒体を更に含むことができ、光媒体は、（ｉａ）第１の媒体面と、（ｉｂ）分散された防汚光の少なくとも一部を光媒体の第１の媒体面から離れる方向に放つように構成される放射面とを含む。とりわけ第１の媒体面は第１の要素面と物理的に接触する。
【００７４】
また更なる実施形態では、物体が物体の高さの少なくとも一部にわたって配置される複数の照明モジュールを含み、制御システムが、付着面の側面における導電性の水性液体の導電性水性液体水位に対する照明モジュールの位置に応じて防汚光の強度を制御するように構成される。とりわけ物体の高さは、液体水位の下の最下点から物体の最高点までの、例えば水中で使用中の物体の高さとして定められる。かかる物体の要素の高さは、最低点から最高点への垂直方向に対して規定される高さによって定められる。例えば船体の高さは、竜骨から例えば欄干までの高さであり得る。有利には、水位よりも上の不所望の防汚光が減らされ得る（且つ光及びエネルギの無駄が減らされ得る）のに対し、水位の下では防汚光が与えられ得る。例えば人間へのＵＶ放射の照射線量はできるだけ低いことが望ましいため、このことは人間（及び／又は動物）の安全も高める。従って制御システムは、（付着面の側面における）導電性の水性液体の導電性水性液体水位の下にある照明モジュールの深さに関する照明モジュールの位置に応じて防汚光の強度を制御するように構成され得る。
【００７５】
また更なる実施形態では、本発明は、（ａ）防汚光を発生させるように構成される光源を含む照明モジュールと、（ｂ）局所的にエネルギを採取するように構成され、且つ前記光照明モジュールに電力を供給するように構成されるエネルギシステムとを含む、（使用中に導電性の水性液体に少なくとも一時的にさらされる物体の付着面上の生物付着を、前記付着面に防汚光を与えることによって防ぐか又は減らすように構成される）防汚照明システムも提供し、エネルギシステムは、（ｉ）光源の第１の電極と電気接続する犠牲電極及び／又はかかる犠牲電極と接続するための（第１の）電気接続であって、光源の第１の電極と電気接続する、（第１の）電気接続と、（ｉｉ）光源の第２の電極と電気接続する第２のエネルギシステム電極及び／又はかかる第２のエネルギシステム電極と接続するための（第２の）電気接続であって、光源の第２の電極と電気接続する、（第２の）電気接続とを含み、エネルギシステムは、犠牲電極と第２のエネルギシステム電極とが導電性の水性液体と電気接触するとき、照明モジュールに電力を供給するように構成される。犠牲電極及び第２のエネルギシステム電極の１つ又は複数が既存の構造内で既に使用可能であり得る。従って、このようにして防汚照明ユニットが、例えば既に犠牲電極を含む既存の基礎構造に適用され得る。
【００７６】
また更なる態様では、本発明は、使用中に導電性の水性液体に少なくとも一時的にさらされる物体の付着面を防汚する方法も提供し、この方法は、（ａ）本明細書で定められる照明モジュールを設けるステップと、（ｂ）防汚光を任意選択的に（ｉ）生物付着のリスクに関係するフィードバック信号、及び（ｉｉ）防汚光の強度を（周期的に）変えるためのタイマの１つ又は複数に応じて発生させるステップと、（ｃ）前記防汚光を前記付着面に与えるステップとを含む。このようにして、輸送中及び／又は港に停泊する間等の物体の使用中、船舶への生物付着がないことを保つことができ、又は生物付着が除去され得る。この方法で防汚され得る他の物体にも同じことが当てはまる。「防汚の方法」という句は、付着が防がれ且つ／又は付着が除去され得ることを示す。従ってこの方法は是正的且つ／又は予防的であり得る。とりわけこの方法は、上記で定められた中でも特に、センサのフィードバックに応じて防汚光の強度を制御するステップを更に含み得る。例えば、３時間のオフ、５分間のオンという方式を想像することができる。一実施形態では、防汚光が１時間当たり０．２〜１０分にわたって与えられる。更に別の実施形態では、防汚光が１（自然）日当たり、即ち２４時間当たり３０〜３００分にわたり与えられる。オン時間及び／又はオフ時間は、例えばフィードバック信号に基づいて調節可能であり得る。とりわけ、概して物体が（その所定の用途に従って）使用される場合にそうであるように、物体が導電性の水性液体に少なくとも部分的にさらされるときに防汚光が生成される。従って防汚照明システムは、防汚光のオン／オフ期間を任意選択的に含む可変強度を有する防汚光を防汚照明システムの使用中に与えるように構成され得る。そのために、防汚照明システム、とりわけモジュールはタイマ及び／又は制御システム等の更なる電子部品を含み得る。
【００７７】
また更なる態様では、本発明は、使用中に導電性の水性液体に少なくとも一時的にさらされる物体に防汚照明システムを与える方法も提供し、この方法は、本明細書で定められる照明モジュール（及びエネルギシステム）を船舶に与えるステップを含み、照明モジュールが、物体及び物体に取り付けられる照明モジュールの１つ又は複数の付着面に前記防汚光を（使用中に）与えるように構成される。従って、防汚照明システム（及びエネルギシステム）は既存の物体にも適用され得る。例えば防汚照明システムは、犠牲電極用の既存の基礎構造に組み込まれ得る。エネルギシステム及び照明モジュールが機能的に結合される場合、防汚照明システムが物体に与えられる。この防汚方法及び防汚照明システムを物体に与える方法により、付着面が保護され得る。上記のように、付着面はとりわけ光媒体の放射面及び前記船舶の船体によって含まれる要素の第１の要素面の１つ又は複数を含み得る。従って、防汚照明システムを物体に適用する場合、エネルギシステムの１つ又は複数の要素が（既存の）物体において既に使用可能であり得る。
【００７８】
「ほぼ全ての光」又は「ほぼ構成される」等にあるような、本明細書の「ほぼ」という用語は当業者によって理解される。「ほぼ」という用語は、「全く」、「完全に」、「全て」等を伴う実施形態も含み得る。従って実施形態では、ほぼという形容詞が取り除かれる場合もある。該当する場合、「ほぼ」という用語は９５％以上、とりわけ９９％以上、更には１００％を含む９９．５％以上等、９０％以上に関係することもできる。「含む」という用語は、「含む」という用語が「から成る」という意味である実施形態も含む。「及び／又は」という用語は、とりわけ「及び／又は」の前後で言及されるアイテムの１つ又は複数に関する。例えば、「アイテム１及び／又はアイテム２」及び同様の句は、アイテム１及びアイテム２の１つ又は複数に関係し得る。一実施形態では、「含む」という用語が「から成る」を指す場合があるが、別の実施形態では「定められた種類を少なくとも含み、任意選択的に１つ又は複数の他の種類を含むこと」を指す場合もある。
【００７９】
更に、この説明及び特許請求の範囲の第１の、第２の、第３の等の用語は同様の要素を区別するために使用され、必ずしも順番又は時系列順を説明するためのものではない。そのように使用される用語は適切な状況下で置き換え可能であり、本明細書に記載の本発明の実施形態は、本明細書に記載され又は図示されるのとは異なる順序で動作可能であることを理解すべきである。
【００８０】
本明細書の装置はとりわけ動作中を説明する。当業者には明らかなように、本発明は動作中の操作方法又は装置に限定されることはない。
【００８１】
上記の実施形態は本発明を限定するのではなく解説し、当業者は添付の特許請求の範囲から逸脱することなしに多くの代替的実施形態をデザインできることに留意すべきである。特許請求の範囲では、括弧の間に配置されるいかなる参照符号も請求項を限定するものとして解釈すべきでない。動詞「含むように」及びその活用形を使用することは、請求項で述べるもの以外の要素又はステップの存在を排除しない。要素の前にくる冠詞「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、その要素が複数存在することを排除しない。本発明は、幾つかの別個の要素を含むハードウェアによって、及び適切にプログラムされたコンピュータによって実施され得る。幾つかの手段を列挙する装置の請求項では、それらの手段の幾つかがハードウェアの同一アイテムによって具体化され得る。或る手段が互いに異なる従属請求項で引用されるという単なる事実は、それらの手段の組合せを有利に使用できないことを示すものではない。
【００８２】
本発明は、説明中に記載され且つ／又は添付図面で示される特徴的機能のうちの１つ又は複数を含む装置に更に当てはまる。本発明は、説明中に記載され且つ／又は添付図面で示される特徴的機能のうちの１つ又は複数を含む方法又はプロセスに更に関する。
【００８３】
更なる利点をもたらすために、本願で論じられる様々な態様が組み合わせられ得る。更に、特徴の幾つかが１件又は複数件の分割出願の基礎を形成する場合がある。
【００８４】
次に本発明の実施形態が添付の概略図に関して専ら例として説明され、これらの図面では対応する参照記号が対応する部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】光波長に応じた様々な生物学的物質の殺菌作用スペクトルを示すグラフである。
【図２】導光体を有する光モジュールの概略断面図である。
【図３】再分配反射体及び波長変換材を含む一実施形態を示す。
【図４ａ】金網格子の実施形態を示す。
【図４ｂ】金網格子の実施形態を示す。
【図４ｃ】金網格子の実施形態を示す。
【図５ａ】本明細書に記載の照明システムの一部の態様を概略的に示す。
【図５ｂ】本明細書に記載の照明システムの一部の態様を概略的に示す。
【図５ｃ】本明細書に記載の照明システムの一部の態様を概略的に示す。
【図５ｄ】本明細書に記載の照明システムの一部の態様を概略的に示す。
【図６ａ】防汚照明システム及びその応用の一部の態様を概略的に示す。
【図６ｂ】防汚照明システム及びその応用の一部の態様を概略的に示す。
【図６ｃ】防汚照明システム及びその応用の一部の態様を概略的に示す。
【図７ａ】防汚照明システム及びその応用の一部の態様を概略的に示す。
【図７ｂ】防汚照明システム及びその応用の一部の態様を概略的に示す。
【図７ｃ】防汚照明システム及びその応用の一部の態様を概略的に示す。
【図７ｄ】防汚照明システム及びその応用の一部の態様を概略的に示す。
【図７ｅ】防汚照明システム及びその応用の一部の態様を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００８６】
図面は必ずしも縮尺通りではない。
【００８７】
図面及び上記の説明で本開示が詳細に図示され説明されたが、かかる図示及び説明は限定的ではなく説明的又は例示的と見なすべきであり、開示される実施形態に本開示が限定されることはない。
【００８８】
図１は、光波長に応じた様々な生物学的物質の殺菌作用スペクトルを示すグラフであり、ＲＥは相対的有効性を示し、曲線１はIES Lighting Handbook, Application Volume, 1987, 14-19から得られる殺菌作用を示し、曲線２は（W. Harm, Biological Effects of ultraviolet radiation, Cambridge University Press, 1980から得られる）大腸菌の光吸収を示し、曲線３は（同じくIES handbookから得られる）ＤＮＡ吸収を示す。
【００８９】
図２は、光媒体による全反射により、光源２１０から放たれる光２１１の少なくとも一部を導くために液密の光媒体２２０内にカプセル化される複数の光源２１０（ここでは側面発光ＬＥＤであり、光は主にＬＥＤの側面から多かれ少なかれ面に対して平行に放たれる）を含む照明モジュール２００の断面を基本的実施形態として示し、光媒体は光２１１を散乱させるための光学構造７を更に備え、光を向けられる物体１２００（生物付着性生物）に向けて光２１１を光媒体２２０の外に導く。光媒体２２０は、概して第三次元よりもはるかに二次元に広がり、そのため二次元様の物体が与えられる。光２１１を散乱させるための光学構造７は光媒体の材料の１つ又は複数の部分に、場合によりその全体にわたって広がることができ、その部分では分配が概して均一であり又は局所化され得る。摩耗及び／又は衝撃への耐性等、光学特性に加えて構造特性も得るために、様々な構造特性を有する散乱中心が組み合わせられ得る。適切な散乱体は不透明物体を含むが、大方半透明の物体、例えば小さい気泡、ガラス、及び／又はシリカも使用することができ、必要条件は使用される波長について単に屈折率の変化が生じることである。
【００９０】
面上での導光及び光拡散の原理は良く知られており、様々な分野で広く応用されている。ここでは、防汚目的でその原理がＵＶ光に適用される。面、例えば船の船体をＵＶで自発光させる概念は、平滑な被膜、化学物質、清掃、船速を制御するためのソフトウェア等を使用する現在の良く確立された防汚ソリューションとは明らかに異なるソリューションであることを指摘しておく。
【００９１】
全反射は光媒体に光を透過させる１つの態様であり、その場合、光媒体はしばしば導光体と呼ばれる。全反射の条件を保つために、導光体の屈折率は周囲の媒体の屈折率よりも高いべきである。但し、導光体上の（部分的に）反射する被膜を使用すること、及び／又は保護面、例えば船の船体の反射特性を使用すること自体が、光媒体を通して光を導く条件を確立するために使用され得る。
【００９２】
一部の実施形態では、光媒体と保護面との間に小さい空隙を生じさせるように光媒体が保護面、例えば船の船体に対して配置され得、光媒体が導光材料としてデザインされていても、ＵＶ光は光媒体よりも空中で（吸収がより少ない状態で）一層良好に伝わり得る。他の実施形態では、シリコーン材料内にガス入りチャネル、例えば空気チャネルが形成され得る。別々のガス入りポケットのアレイが、例えば矩形パターン又はハチ巣パターン等の規則的なパターンで又は不規則的なパターンで設けられ得る。ガス（例えば空気）を充填する代わりに、チャネル及び／又はポケットがＵＶ透過液、例えば淡水及び／又は精製水で少なくとも部分的に充填され得る。かかる光媒体で覆われる保護面が衝撃を受ける、例えば船が波止場に当たる場合、小さいポケットが軟化して衝撃エネルギを再分配し、それにより面を保護することができ、液体入りポケットはより容易に破裂する可能性がある空気ポケットよりも変形下でより頑強であり得る。
【００９３】
殆どの材料はＵＶ光に対して（非常に）限られた透過率を有するため、光媒体のデザインには注意しなければならない。この目的専用の幾つかの特定の特徴及び／又は実施形態を以下に挙げる。
−  光が光媒体を通過しなければならない距離を最小限にするために、比較的ファインピッチの低出力ＬＥＤが選択され得る。
−  「中空」構造、例えば保護面から短い距離を空けた状態を保つスペーサを有するシリコーンゴムマットが使用され得る。中空構造は空気「チャネル」を作り、ＵＶ光は空気チャネルを介して高効率で伝搬し得る（空気はＵＶにとって非常に透過的である）。かかる構造によって与えられるガス入りチャネルを使用することは、さもなければＵＶ光を防汚に有用であるには強く吸収し過ぎる材料の光媒体内で、ＵＶ光をかなりの距離にわたって分散させることを可能にする。同様に、別個のポケットが形成され得る。
−  特定のシリコーン又はＵＶグレード（溶融）シリカ等、ＵＶ透過率が高い専用材料が選択され得る。実施形態では、この専用材料は、光が距離の大部分を伝搬するためのチャネルを作成するためのみに使用され得、残りの面にはより安価な／より頑丈な材料が使用され得る。
【００９４】
更なる実施形態が添付図面に開示されており、主な問題は防汚光、好ましくはＵＶ光、更には点光源を使用して広い面を照らすことである。典型的な懸念事項は、点光源から表面照明への光の広がりである。より詳細には、
−  典型的なコンテナ船の保護面の面積は約１０．０００ｍ２である。
−  典型的なＬＥＤは約１ｍｍ２の面積を有する。これは１０１０狭い。
−  所要の出力レベルを考慮に入れ、１ｍ２当たり約１０個のＬＥＤが必要であり得る。
−  即ち１個のＬＥＤから光が約１０００ｃｍ２にわたって広がらなければならない。
−  例えば、
−  船への「被膜」としてソリューションを追加できるため、
−  船の断面寸法が増えることによる前進抵抗を増やさないため、
−（バルク）材料費を抑え続けるため
等の理由からソリューションが薄い（大きさの程度：１ｃｍ）べきであるという別の境界条件が取られるとき。
【００９５】
光媒体の使用、従ってとりわけ全般的に平面の導光体が提供される。導光体の典型的な寸法は、厚さが約１ｍｍ〜約１０ｍｍである。他の方向に関しては、とりわけ光の部分的な外部結合、及び場合により（吸収）損失に起因する導光体全体にわたる光強度の減衰が打ち消されるように複数の光源が設けられる場合、光学的な観点から実際の大きさの制限はない。
【００９６】
ここでは、ＬＣＤ  ＴＶのバックライトのデザインと同様の光学的課題が該当すると考えるが、放射光強度の均一性はＬＣＤ  ＴＶのバックライトよりも防汚の方が厳格でない。
【００９７】
散乱及び／又は反射体若しくは他の光拡散体を１つ又は複数の光源の真正面に導入すること等、より薄い光学構造内でより優れた均一性を得るための更なる発想及びソリューションがある。
【００９８】
図３は、頂点が光源２１０に向いた反射円錐体２５の形態を取る光拡散体を光媒体２２０内に含めることを示す（左側）。反射円錐体２５は、付着物から保護すべき面１０１にほぼ平行な成分を有する方向に光２１１を方向付ける。円錐体２５が完全に反射的でも不透明でもない場合、光源からの一部の光が円錐体２５を通過し、防汚が低減され又は非効果的になる原因となる影が作り出されることが防がれる。
【００９９】
更に、図３は光媒体２２０内に含まれる波長変換材ＣＭを示す。図示の実施形態は、第１の波長を光３１が有する状態で光源２１０からの光で波長変換材ＣＭを光励起することにより、防汚光の少なくとも一部を発生させるように構成され、防汚光２１１を別の波長で光媒体２２０から環境Ｅ内へと、即ち放射面２２２から見て下流に波長変換材に放たせる。光媒体２２０内の波長変換材の分布は、例えば光媒体２２０内の光（の様々な波長）の（予期される）強度分布に応じて空間的に多様であり得る。
【０１００】
「上流」及び「下流」という用語は、発光手段（ここではとりわけ第１の光源）からの光の伝搬に対するアイテム又は特徴の構成に関し、発光手段からの光ビーム内の第１の位置に対して、発光手段により近い光ビーム内の第２の位置は「上流」であり、発光手段から更に離れた光ビーム内の第３の位置は「下流」である。
【０１０１】
図４ａ〜図４ｃは、ＵＶ  ＬＥＤ等の光源２１０が格子状に配置され、一連の並列接続内で接続される金網の実施形態を示す。図４ｂに示されているようにＬＥＤは、半田付け、接着、又はＬＥＤを金網４に接続するための他の任意の知られている電気接続技法によってノードに装着され得る。各ノードには１個又は複数個のＬＥＤが配置され得る。ＤＣ又はＡＣ駆動が実装され得る。ＤＣの場合、ＬＥＤは図４ｃに示されているように装着される。ＡＣが使用される場合、図４ｃに示されているように逆並列構成を成す幾つかのＬＥＤが使用される。各ノードにおいて、逆並列構成を成す複数対のＬＥＤが使用され得ることを当業者なら知る。金網格子の実際の寸法及び格子内のＵＶ  ＬＥＤ間の距離は、ハーモニカ構造を伸ばすことによって調節され得る。金網格子は光媒体内に埋め込まれ得、図３に示されているように任意選択的に散乱機構の平行グリッドが設けられる。
【０１０２】
船の船体の防汚用途に加え、以下の代替的用途及び実施形態が考えられる。
−  本開示は多岐にわたる分野に適用され得る。自然水と接触するほぼ全ての物体が徐々に生物付着に直面する。生物付着は、例えば脱塩工場の吸水口を妨げ、ポンプ場のパイプを塞ぎ、更には屋外プールの壁及び底を覆い得る。これらの用途の全てが本明細書に示す方法、照明モジュール、及び／又はシステム、即ち全表面領域への生物付着を防ぐ効果的な追加の薄い表面層の恩恵を受ける。
−  ＵＶ光は好ましいソリューションであるが、他の波長も考えられる。生物付着に対しては非ＵＶ光（可視光）も効果的である。典型的な微生物はＵＶ光よりも非ＵＶ光に対して感度が低いが、光源への単位入力動力当たりはるかに多い照射量を可視スペクトル内で発生させることができる。
−  ＵＶ  ＬＥＤは、薄い発光面のための理想的な光源である。しかし、低圧水銀灯等のＬＥＤ以外のＵＶ光源が使用され得る。これらの光源のフォームファクタは全く異なり、主に光源がはるかに大きい。このことは、単一の光源からの全ての光を広域にわたって「分散させる」ための様々な光学デザインをもたらす。但し、本明細書で論じられる導光の概念は変わらない。更に、所望の波長及び／又は波長の組合せにおける光の著しい寄与がもたらされ得る。
【０１０３】
生物付着を避けるために保護面から離れる方向に外向きにＵＶ光を放つ薄層を使用する代わりに、保護面の方向に外側からＵＶ光を当てることによっても生物付着が場合によっては除去され得る。例えば、記載された適切な光媒体を含む船体又は面上にＵＶ光を照らすことである。従って、保護面の方向に及び保護面から離れる方向に防汚光を放つ単一の光媒体が更に効率的であり得る。
【０１０４】
図５ａ〜図５ｄは、防汚システムの一部の実施形態及び改変形態を概略的に示す。図５ａは、照明モジュール２００及び任意選択的に制御システム３００を含む、防汚照明システム１を概略的に示す。ここでは、付着面１２０１を有する物体１２００の一例として、前記船体２１を有する船舶２０が概略的に示されている。付着面１２０１は、要素１００（の一部）及び／又は前記物体１２００に関連する要素若しくはシステムの面であり得る。要素１００は、船舶２０の船体２１等、物体の要素を示す。この概略的に示されている実施形態では、物体１２００が放射面を含む防汚照明システムを更に含む（以下参照）。従って付着面１２０１は、例えばそのような放射面２２０も含み得る。
【０１０５】
要素１００は、第１の要素面１０１と第２の要素面１０２とを含み、第１の要素面１０１は例えば少なくとも０．４ｍ２の面積を含む。例えば、第２の面１０２は船舶２０の船体２１の内壁であり得る（参照番号２３は竜骨を示す）。第１の要素面１０１は、この実施形態では船舶２０の外側に向いた面であり、使用中に少なくとも部分的に液体５、とりわけ水と接触する。液位が参照番号１５で示されている。見て分かるように、要素１００の少なくとも一部が沈んでいる。
【０１０６】
照明モジュール２００は、光源及び任意選択的に光媒体２２０を含む。特に光源２１０は、とりわけＵＶ光、更にとりわけ少なくともＵＶ−Ｃ光を含み得る防汚光２１１を発生させるように構成される。光媒体２２０は、とりわけ防汚光２１１の少なくとも一部を受け付けるように構成され、且つ光媒体２２０を介して防汚光２１１の少なくとも一部を分散させるように更に構成される。光媒体は、例えば少なくとも０．４ｍ２の面積を有し得る第１の媒体面２２１と、光媒体２２０の第１の媒体面２２１から離れる方向に分散される防汚光２１１の少なくとも一部を放つように構成される放射面２２２とを含む。ここでは、第１の媒体面２２１が要素１００の第１の要素面１０１に向けられる。この実施形態では、光媒体２２０が光学素子の第１の要素面１０１と物理的に接触する。例えばかかる実施形態では、放射面２２２が第１の媒体面２２１よりも第１の要素面１０１から離れた状態で、照明モジュール２００の少なくとも一部が第１の要素面１０１の少なくとも一部を密閉するように構成される。更に、照明システム１は、フィードバック及びタイマの１つ又は複数に応じて防汚光２１１の強度を制御するように構成される制御システム３００を含む。任意選択的なタイマは不図示であるが、任意選択的に制御システムに組み込まれ得る。或いは、参照番号４００で示すセンサが時間信号を感知することができる。参照番号２３０は、局所的にエネルギを採取することができる、又は例えば電池であり得る電源を示す。任意選択的に、電力は船舶から供給され得る。参照文字ｈは、要素１００の高さを示す。
【０１０７】
一例として、電源２３０、制御システム３００、及びセンサ４００が全て照明モジュール２００に組み込まれ、光媒体２２０と共に単一のユニットを形成する。照明モジュール２００は、要素１００の全体をほぼ覆うことができる。ここでは、例として第１の面１０１の一部のみが覆われる。図５ａに示されている実施形態では、第１の光媒体の面が要素１００の第１の面に取り付けられている。図５ｂは、光媒体が要素１００に取り付けられておらず、それにより間隙１０７が作り出され得る一実施形態を単に例として概略的に示す。照明ユニットの少なくとも一部が要素１００の第１の要素面を密閉することに留意されたい。ここでは、例として要素が壁、扉、又は可動構造物４０、例えばダム又は水門である。図５ｃは、複数の要素１００更に複数の照明モジュール２００を例として示す。この照明システムは、複数のセンサ４００及び単一の制御システム３００も含む。更に、局所的なエネルギ採取システム２３０は、例えば光電池であり得る。照明モジュール２００は、一実施形態では単一の一体型ユニット及び全体として要素１００の密閉を形成することができる。かかるシステムにより、何れの光媒体２２０が液位１５よりも下にあるのかがモニタされ得る。図示のように、液位１５よりも下にあるもののみが防汚光２１１を提供することができる。当然ながら、概略的に示されている照明モジュールよりも多くの照明モジュールが使用可能であり得る。図５ｄは、任意選択的に結合され得る個々の照明システム１を概略的に示す。例えば、制御システム３００は任意選択的に（無線で）通信することができる。但し、照明システムは独立に機能し得る。
【０１０８】
参照番号７００は、照明モジュール２００、並びに前記犠牲電極（以下参照）、前記第２のエネルギシステム電極（以下参照）、任意選択的な制御システム３００、任意選択的なタイマ、及び任意選択的なセンサ４００のうちの１つ又は複数を含む一体型ユニットを示し、制御システム３００は、例えば（ｉ）生物付着のリスクに関係するセンサ４００からのフィードバック信号及び（ｉｉ）防汚光２１１の強度を（周期的に）変えるためのタイマの１つ又は複数に応じて防汚光２１１の強度を制御するように構成され得る。
【０１０９】
例えば概略的に図示されている実施形態の一部に示されている一体型ユニット７００は、とりわけ放射面２２１を面の１つとする密閉ユニットであり得る。図５ａ〜図５ｄでは、簡潔にするために電極等は図示されていない。但し、それらの部分は図６ａ〜図６ｃ及び図７ａ〜図７ｅに関して以下で更に説明される。
【０１１０】
実施形態の一部では、付着面１２０１が放射面（２２２）を（また）含み得ることに留意されたい（とりわけ図５ａ〜図５ｂ参照）。
【０１１１】
図６ａ〜図６ｃは、防汚照明システムの一部の態様及びその応用を概略的に示す。この防汚照明システムは、例えば（鋼製の）付着面１２０１及びそれに取り付けられる犠牲電極５１０を有する物体１２００内で既に使用可能であり得る電気回路内に、ＵＶ  ＬＥＤ及び／又は他の光源２１０を挿入する本発明の一態様である。光源２１０がない場合（図６ａ）と光源がある場合（図６ｂ及び図６ｃ）とを比較するために図６ａ〜図６ｃを参照されたい。破線は、鋼製の付着面１２０１を通る電気的帰路を例として示す。鋼製の船体２１、ここでは付着面１２０１は、第２のエネルギ源電極５２０として機能することができる。このようにして、光源２１０に給電するために使用され得るエネルギシステム５００が提供される。図６ｂは、付着面１２０１を照らすことができ、エネルギシステム５００によって給電され得る光源２１０の導入を示す。
【０１１２】
図６ｃは、防汚照明システム１の一実施形態を（ここでは更に密閉ユニットの実施形態において）より詳細に図示し、例として光源２１０は光媒体２２０によって含まれる。この防汚照明システムは、とりわけこの実施形態に関して更に説明されるが、本発明はこの実施形態に限定されない。図６ｃは、使用中に導電性の水性液体に少なくとも一時的にさらされる物体１２００の付着面１２０１上の（水に関連する）生物付着を、前記付着面１２０１に防汚光２１１を与えることによって防ぐか又は減らすように構成される防汚照明システム１を概略的に示す。防汚照明システム１は、（ａ）防汚光２１１を発生させるように構成される光源２１０を含む照明モジュール２００と、（ｂ）局所的にエネルギを採取するように構成され、且つ前記光照明モジュール２００に電力を供給するように構成されるエネルギシステム５００とを含み、エネルギシステム５００は、（ｉ）（光源２１０の第１の電極２５１と電気接続する）犠牲電極５１０と、（ｉｉ）（光源２１０の第２の電極２５２と電気接続する）第２のエネルギシステム電極５２０とを含み、エネルギシステム５００は、犠牲電極５１０と第２のエネルギシステム電極５２０とがとりわけ海水等（液体５等）の導電性の水性液体と電気接触するとき、照明モジュール２００に電力を供給するように構成される。光源２１０は光媒体２２０内に埋め込まれる。光媒体２２０は、光源２１０との電気接続１２５１、１２５２のためのトランジット５３０を含む。ここでは２つのトランジットが使用可能である。光媒体はポリマとすることができ、光源全体が埋め込まれ得ることに留意されたい。面又は船体２１は、保護面（を有する要素）であることに留意されたい。この保護面のかなりの部分に照明ユニット１、とりわけ光媒体２２０を配置することにより、付着面が照明ユニット１、とりわけ光媒体の面に変わる。従ってこの実施形態では、防汚光が放射面２２１を防汚する。従って、ここでは付着面１２０１が光媒体２２０の放射面２２２で構成される。従ってこの実施形態では、実際に放射面２２２が保護面である。
【０１１３】
図７ａ〜図７ｅは、防汚照明システム及びその応用の一部の態様を概略的に示す。図７ａ及び図７ｂは、本発明の一部の選択肢及び態様をより詳細に図示する。更に図７ａは、光源２１０の第１の電極２５１と第２の電極２５２との間の電圧差を高めるための「ジュールシーフ」等、参照番号５８０で示されている電力エンハンサの応用を概略的に示す。かかる「ジュールシーフ」に加えて又はその代わりに、電力エンハンサとしてのブーストコンバータ（昇圧コンバータ）が適用され得る。ブーストコンバータとは、出力電圧がその入力電圧よりも大きいＤＣ−ＤＣ電力変換器である。ブーストコンバータは、少なくとも２つの半導体（ダイオード及びトランジスタ）及び少なくとも１つのエネルギ貯蔵素子、コンデンサ、インダクタ、又はその２つを組合せで含むスイッチング電源（ＳＭＰＳ：switched-mode power supply）の種類である。「ジュールシーフ」とは小型、安価、且つ構築が容易な必要最低限度の自励振動電圧ブースタであり、典型的には軽負荷を駆動するために使用される。ブーストコンバータは、電池が完全放電されている（即ち「切れている」）と他の回路が見なす電圧さえもはるかに下回り、単セル電池内のエネルギのほぼ全てを使い得る。非安定型電圧ブーストコンバータを形成するために、回路はブロッキング発振器の自励振動特性を使用することができる。入力上の電流引込みを高くすることで出力電圧が高められる。或いは又は加えて、フライバックコンバータが適用され得る。フライバックコンバータは、入力と任意の出力との間にガルバニック絶縁がある状態でＤＣ／ＤＣ変換において使用され得る。より正確にはフライバックコンバータは、絶縁の付加的利点と共に電圧比が増加するように、変換器を形成するためにインダクタが分けられたバックブーストコンバータである。
【０１１４】
図７ａでは、光源２１０の光がファイバ又は導波路等の光媒体中に取り込まれ、そこから、任意選択的に光媒体にわたって分散された後、防汚光が（放射面２２２から）漏れ出ることができる。図面の一番上に示されているこの防汚光は、付着面（不図示）を防汚するために使用され得る。図７ｂは、光源２１０が光媒体２２０、例えばシリコーンホイル又はタイル内に埋め込まれる任意選択的形態を概略的に示す。第１の電極２５１及び第２の電極２５２は、ここでは光媒体を通る電気接続１２５１、１２５２のそれぞれとして延在することができ、トランジット５３０を介して光媒体２２０の外側からアクセス可能であり得る。これらの電極は、エネルギシステム（不図示、上記及び図７ｅ参照）のそれぞれの電極に接続され得る。
【０１１５】
図７ｃ〜図７ｄは、照明ユニット１の一部の実施形態を概略的に示し、一体型ユニット７００内に幾つかのコンポーネントが設けられる。一体型ユニット７００は、照明モジュール２００、並びに前記犠牲電極５１０（図７ｃ参照）及び前記第２のエネルギシステム電極５２０（図７ｄ参照）の１つ又は複数、任意選択的に制御システム（不図示）、タイマ（不図示）、及びセンサ（不図示）のうちの１つ又は複数を含み得る。前記犠牲電極５１０と前記第２のエネルギシステム電極５２０とを含むこと等、それらの２つの実施形態の組合せも当然可能である。図７ｃの実施形態は、例えば物体１２００（不図示）の面に取り付けられ得、面は例えば鋼製の船体である。このことは図７ｄの実施形態にも該当することができ、この実施形態は第２のエネルギシステム電極を既に含んでいる可能性があるが、このユニットは電気接続１２５１を介して犠牲電極（不図示）にも電気接続される。
【０１１６】
従って図７ｄの実施形態は、光源の第１の電極２５１に電気接続するために犠牲電極を含む物体を必要とし得る一方で、この実施形態は第２のエネルギシステム電極５２０として使用され得る鋼製の船体又は他の要素を有する物体を必ずしも必要とせず、それはその電極が防汚システム１、とりわけユニット７００内に既に含まれているからである。従って、この防汚システム１、とりわけユニット７００が適用され得る面の種類は限定的でない場合がある。対照的に、図７ｃの実施形態は、光源の第２の電極２５２に電気接続するための第２のエネルギシステム電極５２０を含む物体を必要とし得る一方で、この実施形態は犠牲電極５１０を有する物体を必ずしも必要とせず、それはその電極が防汚システム１、とりわけユニット７００内に既に含まれているからである。ここでは、この防汚システム１、とりわけユニット７００が適用され得る面の種類がより限定的であり得る。任意の面を防汚するために、又は任意の面を保護するために適用され得る完全に自律的なシステムを提供するために、図７ｅに概略的に示されているように図７ｃ及び図７ｄの実施形態が組み合わせられ得る。図７ａ〜図７ｅは、図５ａ〜図５ｄに概略的に示されているような他の任意選択的コンポーネントは図示しない。しかし、当然ながら制御システム、センサ、タイマ等も使用可能であり、例えばユニット７００に組み込まれ得る。更に、エネルギシステム７００は、それらの任意選択的な電子部品に給電することもできる。
【０１１７】
従って本発明は、使用中に導電性の水性液体に少なくとも一時的にさらされる物体１２００の付着面１２０１上の生物付着を、前記付着面１２０１に防汚光２１１を与えることによって防ぐか又は減らすように構成される防汚照明システム１を提供し、防汚照明システム１は、ａ防汚光２１１を発生させるように構成される光源２１０を含む照明モジュール２００と、ｂ局所的にエネルギを採取するように構成され、且つ前記光照明モジュール２００に電力を供給するように構成されるエネルギシステム５００とを含み、エネルギシステム５００は、ｉ犠牲電極５１０と、ｉｉ第２のエネルギシステム電極５２０とを含み、犠牲電極５１０と第２のエネルギシステム電極５２０とが導電性の水性液体と電気接触するとき、照明モジュール２００に電力を供給するように構成される。
【０１１８】
陽極に使用される正確な金属及び使用される正確なＬＥＤにもよるが、生成される電圧がＬＥＤに直接給電するには不十分な場合がある。その場合、単純なＤＣ−ＤＣ変換器がより高い電圧を発生させることができる。例えば所謂「ジュールシーフ」が０．３５Ｖという低い電圧で作動し得る。必要な総動力、従って犠牲電極の必要量は以下の通り推定され得る。
○エネルギ含量は亜鉛１ポンド当たり約３６８アンペア時間であり、アルミニウムでは１１０８アンペア時間であり、電圧３Ｖでの３ｍＡの電流は１０ｍＷの電力＝１ｍＷの光パワーをＵＶＣ範囲内でもたらす（１％の変換効率において）。
○１ｍＷのＵＶＣ光は約１ｍ２の面積上で生物付着を防ぐことができる。
○従って大型ボート（１０．０００ｍ２）では、１０．０００＊３ｍＡ＝３０Ａが必要である。この量は、亜鉛を１２時間ごとに１ポンド、即ち約３６０ｋｇ／年消費する（減じる）。従って、比較的単純なシステムを使い、且つ船の船体上の既存の幾つかのコンポーネントを再利用することにより、ＵＶ防汚システムが給電され得る。
【０１１９】
従って、特定の化学物質又は殺生物剤を放出する防汚ソリューションが現在は大きい市場占有率を有している。効果的であるために、それらの被膜は生命にとって過酷な環境をもたらさなければならない。欠点は、意図される放出又は面の不可避の清掃により、それらの化学物質が徐々に水中に放出されることである。それらの化学物質は多くの場合に活性状態のままであり、環境に悪影響をもたらす。生物付着を防ぐ本質的に異なる態様は、ＵＶ発光を使用することによる。ＵＶ光は、適切な波長の十分な照射量が加えられる条件で、微生物を非活性化し更には殺すのに効果的であることが分かっている。その一例がバラスト水の処理である。船の船体の外側にＵＶ発光層が適用される、生物付着を防ぐための新たな手法を提示する。光源としてＵＶ−ＬＥＤを導入することで薄い被膜様の構造を可能にし、その構造内ではＵＶ光が面内で均等に広がる。更なる光学デザイン素子は、光が被膜層の全域で多かれ少なかれ均等に逃れることを確実にする。ＵＶ放射層は、微生物が船体に付着する可能性を下げ、更には防ぐ。実験的設定では、長期間にわたって面の生物付着を防ぐことについて期待できる結果を達成した。２つの要素が海水中に配置され、そこに４週間置かれた。一方はＵＶ光で照射され、他方はＵＶ光で照射されなかった。４週間後、前者はＵＶ光が当たらなかったスポットにおける付着物のみを含み、そのスポット自体に付着物はなかった。後者の要素は付着物で完全に覆われた。
【図１】
2018122105.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
2018122105.tif 000015
【図６ｃ】
2018122105.tif 000016
【図７ａ】
2018122105.tif 000017
【図７ｂ】
2018122105.tif 000018
【図７ｃ】
2018122105.tif 000019
【図７ｄ】
2018122105.tif 000020
【図７ｅ】
2018122105.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月18日(2018.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用中に導電性の水性液体に少なくとも一時的にさらされる物体の付着面上の生物付着を、前記付着面に防汚光を与えることによって防ぐか又は減らす防汚照明システムであって、前記防汚照明システムは、
−  前記防汚光を発生させる光源を含む照明モジュールと、
−  局所的にエネルギを採取し、且つ前記照明モジュールに電力を供給するエネルギシステムと
を含み、前記エネルギシステムは、（ｉ）前記光源の第１の電極と電気接続する犠牲電極と、（ｉｉ）前記光源の第２の電極と電気接続する第２のエネルギシステム電極とを含み、前記エネルギシステムは、前記犠牲電極と前記第２のエネルギシステム電極とが前記導電性の水性液体と電気接触するとき、前記照明モジュールに電力を供給し、
前記防汚照明システムは、前記光源の前記第１の電極と第２の電極との間の電圧差を高める電圧差エンハンサを更に含む、防汚照明システム。
【請求項２】
前記電圧差エンハンサが、ジュールシーフ及びブーストコンバータを含む電圧差エンハンサの群から選択される、請求項１に記載の防汚照明システム。
【請求項３】
前記電圧差エンハンサが、前記照明モジュールに与えられる電力の電圧差を高める、請求項１又は２に記載の防汚照明システム。
【請求項４】
前記光源が、ＵＶ−Ａ光及びＵＶ−Ｃ光の１つ又複数を与えるＵＶ  ＬＥＤを含む、請求項１乃至３の何れか一項に記載の防汚照明システム。
【請求項５】
前記犠牲電極が亜鉛及びマグネシウムの１つ又は複数を含み、前記第２のエネルギシステム電極が鋼鉄を含む、請求項１乃至４の何れか一項に記載の防汚照明システム。
【請求項６】
光媒体を含み、前記光媒体が前記防汚光を前記付着面に与える導波路及び光ファイバの１つ又は複数を含む、請求項１乃至５の何れか一項に記載の防汚照明システム。
【請求項７】
前記照明モジュールが、前記防汚光の少なくとも一部を受け付ける光媒体であって、前記光媒体を通して前記防汚光の少なくとも一部を分散させる光媒体を更に含み、前記光媒体は、分散された前記防汚光の少なくとも一部を前記光媒体から離れる方向に放つ放射面を含み、前記付着面が前記放射面を含む、請求項１乃至６の何れか一項に記載の防汚照明システム。
【請求項８】
前記光源が前記光媒体に埋め込まれ、前記光媒体が前記光源との電気接続のためのトランジットを含む、請求項７に記載の防汚照明システム。
【請求項９】
前記照明モジュールと、前記犠牲電極及び前記第２のエネルギシステム電極の１つ又は複数とが一体型ユニットに含まれる、請求項１乃至８の何れか一項に記載の防汚照明システム。
【請求項１０】
前記一体型ユニットが制御システム及びセンサの１つ又は複数を更に含み、前記制御システムが、（ｉ）前記センサからのフィードバック信号であって、生物付着のリスクに関係する、フィードバック信号、及び（ｉｉ）前記防汚光の強度を時間に基づいて変えるためのタイマの１つ又は複数に応じて前記防汚光の前記強度を制御し、前記制御システム及び前記センサの前記１つ又は複数も前記エネルギシステムによって給電される、請求項９に記載の防汚照明システム。
【請求項１１】
前記防汚光をパルス式に与え、防汚光ありの期間が防汚光なしの期間と交互に起こる、請求項１０に記載の防汚照明システム。
【請求項１２】
使用中に導電性の水性液体に少なくとも一時的にさらされる付着面を含み、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の防汚照明システムを更に含む、物体。
【請求項１３】
前記物体の高さの少なくとも一部にわたって配置される複数の照明モジュールを含み、制御システムが、前記付着面の側面における前記導電性の水性液体の液体水位に対する照明モジュールの位置に応じて前記照明モジュールからの前記防汚光の強度を制御する、請求項１２に記載の物体。
【請求項１４】
船舶を含み、前記船舶が鋼製の船体を含み、前記船体が第２のエネルギシステム電極として構成される、請求項１２又は１３に記載の物体。
【請求項１５】
使用中に導電性の水性液体に少なくとも一時的にさらされる物体の付着面を防汚する方法であって、
−  請求項１乃至１０の何れか一項に記載の防汚照明システムを設けるステップと、
−  前記エネルギシステムによってエネルギを局所的に採取して、前記照明モジュールに電力を供給するステップと、
−  前記照明モジュールによって前記防汚光を発生させるステップと、
−  前記防汚光を前記付着面に与えるステップと
を含む、方法。
【請求項１６】
前記導電性の水性液体が海水である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
使用中に導電性の水性液体に少なくとも一時的にさらされる物体に防汚照明システムを与える方法であって、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の照明モジュール及びエネルギシステムを前記物体に与えるステップを含み、前記照明モジュールが、前記物体、及び前記物体に取り付けられる前記照明モジュールの１つ又は複数の付着面に前記防汚光を与える、方法。