(57)【要約】      （修正有）【課題】表面の汚染防止（若しくは一般に防汚とよばれる）のための方法と、これらの方法を実行するための装置に関する。特に船体の防汚のための方法と装置に関する。【解決手段】光学媒体を通して内部全反射を介して光源５から発せられる光９の少なくとも一部をガイドする液密光学媒体５に封入された複数の光源３（ここでは側面発光ＬＥＤ、光は主にＬＥＤの側面から、及び多かれ少なかれ表面に平行に発せられる）を有する照明モジュール１の断面を示し、当該光学媒体は光９を散乱させ、光学媒体５から出た光９を光の標的とされる物体１１（生物付着生物）の方へガイドする光学構造７をさらに備える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護表面の防汚の方法であって、当該保護表面が液体環境、特に水性若しくは油性環境に少なくとも部分的に沈んでいる間、
防汚光を供給するステップと、
前記保護表面に接近して光学媒体を設けるステップであって、当該光学媒体は実質的に平面の発光面を持つ、ステップと、
前記保護表面に実質的に平行な方向に前記光学媒体を通して前記防汚光の少なくとも一部を配光するステップと、
前記保護表面から離れる方向に前記光学媒体の発光面から前記防汚光を発するステップと
を有する、方法。
【請求項２】
前記防汚光が、前記保護表面上に若しくは前記保護表面に接近して二次元格子に配列される複数の光源から発せられる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
波長変換材料が前記光学媒体に含まれ、前記防汚光の少なくとも一部が、前記波長変換材料に別の波長において前記防汚光を発光させる第一の波長を持つ光で、前記波長変換材料を光励起することによって生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記光学媒体がシリコーン材料、特にメチルシリコーン及び／又はＵＶグレードシリカ材料を有する群から選択されるシリコーン材料を有し、
前記光学媒体が光ガイド、光発散体、若しくは光ガイドと光発散体の組み合わせのうちの一つである、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
気体及び／又は透明液体、例えば水で充填される光学媒体内の空間、例えばチャネルを通じて前記防汚光の少なくとも一部を配光するステップを有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記防汚光が約２２０ｎｍから約４２０ｎｍ、好適には約２６０ｎｍのＵＶ若しくは青色波長範囲である、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
シリコーン材料に少なくとも部分的に埋め込まれた、空間的に変動する密度のＵＶ半透明粒子、例えばＵＶグレードシリカ粒子、特にフレークを、前記光学媒体の少なくとも一部に設けるステップを有し、前記光学媒体の発光面から前記防汚光を発するステップを有し、好適には前記光学媒体の前記一部において、前記シリコーン材料中の前記ＵＶグレードシリカ粒子の密度が前記光学媒体の内部から前記光学媒体の発光面へ向かって増加する、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
保護表面の防汚のための照明モジュールであって、
防汚光を生成するための少なくとも一つの光源と、
光学媒体を通して前記防汚光の少なくとも一部を配光するための当該光学媒体とを有し、
前記光学媒体が、前記照明モジュールが前記保護表面の中、上、及び／又は付近に配置されるときに前記保護表面から離れる方向に前記配光された防汚光を発するための発光面を有し、
前記発光面が実質的に平面である、
照明モジュール。
【請求項９】
前記防汚光を生成するための複数の光源を有し、当該複数の光源が二次元光子に配列される、請求項８に記載の照明モジュール。
【請求項１０】
前記複数の光源が金網構造に一連の並列接続で配列される、請求項９に記載の照明モジュール。
【請求項１１】
前記少なくとも一つの光源若しくは前記複数の光源の二次元格子が液密カプセル化に封入される、請求項８から１０のいずれか一項に記載の照明モジュール。
【請求項１２】
前記発光面が前記少なくとも一つの光源の厚さを実質的にマスクする若しくは覆い隠す、請求項８から１１のいずれか一項に記載の照明モジュール。
【請求項１３】
前記光学媒体がシリコーン材料、特にメチルシリコーン、及び／又はＵＶグレードシリカ材料を有する群から選択されるシリコーン材料を有し、
前記光学媒体が光ガイド、光発散体、若しくは光ガイドと光発散体の組み合わせのうちの一つである、
請求項８から１２のいずれか一項に記載の照明モジュール。
【請求項１４】
前記光学媒体が、そこを通して前記防汚光の少なくとも一部をガイドするための気体及び／又は透明な水で充填される空間、例えばチャネルを有する、請求項８から１３のいずれか一項に記載の照明モジュール。
【請求項１５】
前記少なくとも一つの光源が発光ダイオード若しくは有機発光ダイオード、誘電体バリア放電ランプのうちの少なくとも一つであり、
前記少なくとも一つの光源が、約２２０ｎｍから約４２０ｎｍ、特に約２４０ｎｍから約２８０ｎｍのＵＶ若しくは青色光の波長範囲の防汚光を発するように構成され、並びに／或いは、波長変換材料に別の波長において前記防汚光を発光させる第一の波長を持つ光で当該波長変換材料を光励起することによって、前記防汚光の少なくとも一部を生成するための当該波長変換材料が前記光学媒体に含まれる、
請求項８から１４のいずれか一項に記載の照明モジュール。
【請求項１６】
前記光学媒体の少なくとも一部が、シリコーン材料に少なくとも部分的に埋め込まれた、空間的に変動する密度のＵＶ半透明粒子、例えばＵＶグレードシリカ粒子、特にフレークを有し、前記シリコーン材料中の前記ＵＶグレードシリカ粒子の密度は、前記光学媒体の少なくとも一部において前記光学媒体の内部から前記光学媒体の発光面へ向かって増加する、請求項８から１５のいずれか一項に記載の照明モジュール。
【請求項１７】
前記照明モジュールがタイル若しくは伸長ストリップとして形作られる、請求項８から１６のいずれか一項に記載の照明モジュール。
【請求項１８】
請求項８から１７のいずれか一項に記載の複数の照明モジュールを有する、保護表面の防汚のためのシステムであって、前記複数の照明モジュールが前記保護表面の実質的に全領域にわたって防汚光を供給するように前記保護表面上に配置される、システム。
【請求項１９】
保護表面の防汚のためのシステムであって、
防汚光を発するための複数の光源であって、前記保護表面上に若しくは前記保護表面に接近して二次元格子に配列され、前記保護表面に実質的に平行な方向に若しくは前記保護表面から実質的に離れる方向に防汚光を発するように構成される、複数の光源と、
前記保護表面に実質的に平行な成分を持つ方向に前記複数の光源の少なくとも一つの光源によって発せられる前記防汚光の少なくとも一部を発散させるための、前記複数の光源の前に配置される光発散体と、並びに／或いは、
前記複数の光源の前に配置される光ガイドであって、前記複数の光源の少なくとも一つの光源から前記防汚光をカップリングインするための光カップリングイン面と、前記保護表面から離れる方向に前記光ガイドから前記防汚光をカップリングアウトするための光カップリングアウト面とを持ち、前記防汚光の少なくとも一部が前記光カップリングアウト面においてカップリングアウトされる前に前記保護表面に実質的に平行な方向に内部全反射を介して前記光ガイド中を伝搬するように、液体環境の屈折率よりも高い屈折率を持つ光ガイド材料を有する、光ガイドとを有し、
前記光発散体及び／又は前記光ガイドが前記複数の光源及び前記保護表面上に被覆若しくは噴霧される、
システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は表面の汚染防止（若しくは一般に防汚とよばれる）のための方法と、これらの方法を実行するための装置に関する。本開示は特に船体の防汚のための方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物付着若しくは生物学的汚染とは、表面上の微生物、植物、藻類、及び／又は動物の蓄積である。生物付着生命体間の多様性は実に様々であり、フジツボ及び海藻の付着の枠に収まらない。概算では、４０００超の生物を有する１７００超の種が生物付着に関与する。生物付着は生物膜形成と細菌付着を含むマイクロ汚染と、より大きな生物の付着であるマクロ汚染にわけられる。生物の沈降を防止するものを決定する明確な化学及び生物学により、これらの生物は硬式汚染型若しくは軟式汚染型とも分類される。石灰質（硬式）汚染生物はフジツボ、皮殻形成する外肛動物、軟体動物、多毛類、及び他のチューブワーム、及びカワホトトギスガイを含む。非石灰質（軟式）汚染生物は海藻、ヒドロ虫、藻類、及び生物膜"スライム"である。一緒に、これらの生物は汚染コミュニティを形成する。
【０００３】
いくつかの状況において、生物付着は重要な問題を生じる。機械は機能停止し、吸水口は詰まり、船体は増大した抗力に悩まされる。従って防汚のトピック、すなわち汚染形成の除去若しくは防止のプロセスが周知である。産業プロセスにおいて、生物付着を制御するためにバイオ分散剤が使用され得る。あまり制御されていない環境において、生物はバイオサイドを用いたコーティング、熱処理若しくはエネルギーパルスで死滅若しくは撃退される。生物の付着を防ぐ非毒性の機械的方策は材料の選択若しくは滑りやすい表面でのコーティング、又はサメやイルカの皮膚に似たナノスケール表面トポロジーの作成を含むが、これらは不十分なアンカーポイントを提供するに過ぎない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
船体上の生物付着は、図１に図示の通り、抗力の深刻な増加をもたらし、従って燃料消費の増大をもたらす。燃料消費の最大４０％の増加は生物付着に起因する可能性があると推定される。大型オイルタンカー若しくはコンテナ輸送船は１日あたり最大２００．０００ユーロの燃料を消費し得るので、生物付着防止の有効な方法によりかなりの節約が可能である。
【０００５】
ここで光学的方法に基づく、特に紫外線光（ＵＶ）を用いるアプローチが提示される。ほとんどの微生物は、'十分な'ＵＶ光で死滅、不活性化、若しくは生殖不能にされることが周知である。この効果は主にＵＶ光の総線量によって支配される。特定微生物の９０％を死滅させる典型的な線量は１０ｍＷ‐時間毎平方メートルであり、詳細はＵＶ光に関する以下の段落及び添付の図面に含まれる。
【０００６】
一般的な紫外線光
紫外線（ＵＶ）は可視スペクトルの低波長極端とＸ線放射線帯域によって境界される電磁光の部分である。ＵＶ光のスペクトル域は、定義により１００〜４００ｎｍ（１ｎｍ＝１０−９ｍ）であり、人の目には見えない。ＣＩＥ分類を用いてＵＶスペクトルは三つの帯域にわけられる：
３１５〜４００ｎｍのＵＶＡ（長波）
２８０〜３１５ｎｍのＵＶＢ（中波）
１００〜２８０ｎｍのＵＶＣ（短波）
【０００７】
実際には多くのフォトバイオロジストはＵＶ暴露から生じる皮膚効果を３２０ｎｍを超える及び下回る波長の加重効果と言うことが多く、故に代替定義を提供する。
【０００８】
強力な殺菌効果は短波ＵＶＣ帯域における光によって提供される。加えて紅斑（皮膚の発赤）及び結膜炎（目の粘膜の炎症）もこの形式の光によって引き起こされ得る。このため、殺菌ＵＶ光ランプが使用されるときは、ＵＶＣの漏れを除外し、そしてこれらの効果を回避するようにシステムを設計することが重要である。水中光源の場合、水によるＵＶ光の吸収は十分に強い可能性があるので、ＵＶＣの漏れは液体表面より上の人にとって問題にならない。
【０００９】
言うまでもなく明らかに、人はＵＶＣへの暴露を回避すべきである。幸運にもこれは、ＵＶＣがほとんどの製品によって吸収され、標準平面ガラスでさえ実質的に全てのＵＶＣを吸収するので、比較的単純である。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。やはり偶然にも、ＵＶＣは壊死した皮膚によってほとんど吸収されるので、紅斑は限られ得る。加えてＵＶＣは目のレンズを貫通しない。それにもかかわらず、結膜炎は起こる可能性があり、一時的ではあるがこれは非常に痛い。同じことは紅斑効果に当てはまる。
【００１０】
ＵＶＣ光への暴露が起こる場合、閾値レベル基準を超えないように注意を払うべきである。図２はＣＩＥ  ＵＶスペクトルの大部分についてこれらの値を示す。実際の問題として、表１は時間に関する人体暴露についての米国産業衛生専門家会議（ＡＣＧＩＨ）のＵＶ許容閾値実効照度を与える。現時点では２４０ｎｍ未満の放射波長が空気中の酸素からオゾンＯ３を形成することは注目に値する。オゾンは毒性で高反応性であり、従って人及び特定材料への暴露を避けるための予防措置が取られる必要がある。
【表１】
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【００１１】
短波ＵＶ光の発生及び特徴
最も効率的なＵＶＣ発生源は低圧水銀放電ランプであり、平均で入力ワットの３５％がＵＶＣワットに変換される。放射はほとんど２５４ｎｍのみで、すなわち最大殺菌効果の８５％で生成される（図３）。Ｐｈｉｌｉｐｓの低圧管状蛍光紫外線（ＴＵＶ）ランプはオゾン形成放射、この場合１８５ｎｍ水銀線をフィルタ除去する特殊ガラスのエンベロープを持つ。このガラスのスペクトル透過は図４に示され、これらのＴＵＶランプのスペクトルパワー分布は図５に与えられる。
【００１２】
様々なＰｈｉｌｉｐｓ殺菌ＴＵＶランプにとって、電気的及び機械的特性はそれらの可視光用の同等照明と同一である。これはそれらが同様に、すなわち電子若しくは磁気バラスト／スターター回路を用いて操作されることを可能にする。全ての低圧ランプと同様に、ランプ動作温度と出力の間に関係性がある。低圧ランプにおいて２５４ｎｍにおける共鳴線は放電管内の特定水銀蒸気圧において最も強い。この圧力は動作温度によって決定され、約２５℃の気温に対応する４０℃の管壁温度において最適化する。ランプ出力はランプ全体の気流（強制若しくは自然）、いわゆる体感温度によって影響されることも認識されるべきである。読者は、一部のランプの場合、気流の増加及び／又は温度の低下が殺菌出力を増加させ得ることに留意すべきである。これは高出力（ＨＯ）ランプ、すなわちその線寸法のために通常より高いワット数を持つランプにおいて満たされる。
【００１３】
第二のタイプのＵＶ源は中圧水銀ランプであり、ここでより高い圧力はより多くのエネルギーレベルを励起し、より多くのスペクトル線及び連続（再結合放射）を生じる（図６）。石英エンベロープは２４０ｎｍ未満を透過するので空気からオゾンが形成され得ることに留意すべきである。中圧源の利点は、
・高パワー密度
・高パワー、同じアプリケーションで使用される低圧タイプよりも少ないランプをもたらす
・環境温度への低感受性
である。ランプは壁温度が６００〜９００℃になり、ピンチが３５０℃を超えないように操作されるべきである。これらのランプは低圧ランプが可能なように調光されることができる。
【００１４】
さらに、誘電体バリア放電（ＤＢＤ）ランプが使用され得る。これらのランプは様々な波長で、高電気‐光パワー効率で非常に強力なＵＶ光を提供し得る。
【００１５】
上記の殺菌線量は既存の低コスト低パワーＵＶ  ＬＥＤで容易に実現されることもできる。ＬＥＤは一般に比較的小型パッケージに含まれることができ、他のタイプの光源よりも少ないパワーを消費する。ＬＥＤは様々な所望の波長の（ＵＶ）光を発するように製造されることができ、それらの動作パラメータ、中でも注目すべきは出力パワーは、高度に制御されることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本開示の根底にある基本的なアイデアは、汚染を避けてきれいに保つべき保護表面のかなりの量を、好適には保護表面全体、例えば船体を、殺菌光、特にＵＶ光を発する層で覆うことである。
【００１７】
従って、添付の請求項にかかる、保護表面の防汚の方法及び保護表面の防汚のための照明モジュール及びシステムが提供される。
【００１８】
方法は防汚光を供給するステップと、保護表面から離れる方向に防汚光を発するステップを有し、光の少なくとも一部は保護表面から離れる方向に発せられる前に光学媒体によって保護表面の大部分にわたって配光される。実施形態において、方法は光学媒体の実質的に平面の発光面から防汚光を発するステップを有する。実施形態において方法は保護表面の大部分にわたって光を配光する光ガイドを使用し、シリコーン材料及び／又はＵＶグレードシリカ材料、特に石英を有する。方法は好適には保護表面が少なくとも部分的に液体環境に沈んでいる間に実行される。
【００１９】
保護表面の防汚のための照明モジュールは防汚光を生成するための少なくとも一つの光源と、光源からの防汚光を配光するための光学媒体とを有する。少なくとも一つの光源及び／又は光学媒体は、保護表面から離れる方向に防汚光を発するように、少なくとも部分的に保護表面の中に、上に及び／又は付近に配置され得る。照明モジュールは好適には保護表面が少なくとも部分的に液体環境に沈んでいる間に防汚光を発するように構成される。一実施形態において、光学媒体は光ガイドでありシリコーン材料及び／又はＵＶグレードシリカ材料を有する。
【００２０】
保護表面の防汚のための照明モジュールは保護表面に適用するためのフォイルとして提供されてもよく、フォイルは防汚光を生成するための少なくとも一つの光源と、フォイルにわたって防汚光を配光するためのシート状光学媒体とを有する。実施形態においてフォイルは２〜３ミリメートルから数センチメートルの桁の厚さを持つ。実施形態において、フォイルは数十若しくは数百平方メートルの桁のサイズを持つ実質的に大きなフォイルを提供するよう、厚さ方向に垂直ないかなる方向にも実質的に制限されない。フォイルは防汚タイルを提供するよう、フォイルの厚さ方向に垂直な二つの直交方向に実質的にサイズ制限され得る。別の実施形態においてフォイルは防汚フォイルの伸長ストリップを提供するよう、フォイルの厚さ方向に垂直なただ一つの方向に実質的にサイズ制限される。
【００２１】
照明モジュールは、保護表面の中、上、及び／又は付近に配置されるか、或いは個別フォイルとして提供されるかを問わず、光学媒体から環境へ防汚光を発するための発光面と、照明モジュールを保護表面へ適用する若しくは配置するための、発光面に対向する適用面とを有する。好適な実施形態において照明モジュールの発光面は、汚染の種となり得るピット及びインデントを回避するように、及び保護表面に適用されるときに構造によって生じる抗力の量を制限する隆起を回避するように、実質的に平面である。インデント及び隆起を有する若しくは実質的な表面粗さを持つ表面に対する、実質的に平面の表面の利点は、特に液体環境における抗力効果と組み合わせて、粗面若しくは当該面に含まれるピットに対して付着するより、実質的に平面の表面に微生物が付着することがより困難であることである。'実質的に平面'の発光面という語は本明細書において、表面マスキング若しくは光源の厚さを覆い隠すこと、及び照明モジュールの中に埋め込まれる若しくは取り付けられる配線接続をあらわす。'実質的に平面'という語は、保護表面の何らかの構造的不均一性をマスクすること若しくは覆い隠すこともあらわし、それによって液体環境における保護表面の抗力特性をさらに改良する。保護表面の構造的不均一性の例は、接合部、リベットなどである。'実質的に平面'という語は２５％未満、好適には１０％未満の照明モジュールの平均厚さにおける変動をもたらすものと定量化され得る。従って'実質的に平面'とは機械表面仕上げの表面粗さを必ずしも必要としない。
【００２２】
好適な実施形態において照明モジュールは防汚光を生成するための光源の二次元格子を有し、光学媒体は、照明モジュールの発光面から出る防汚光の二次元分布を提供するよう、防汚光の少なくとも一部を光源の二次元格子から光学媒体全体に配光するように構成される。光源の二次元格子は金網構造、密充填構造、行／列構造、若しくは任意の他の適切な規則的若しくは不規則構造で配列され得る。格子内の近傍光源間の物理的距離は格子全体で固定され得るか、又は例えば防汚効果を提供するために必要な光出力パワーの関数として、若しくは保護表面上の照明モジュールの位置（例えば船体上の位置）の関数として、異なり得る。光源の二次元格子を設ける利点は、防汚光が防汚光照明で保護されるべき領域の近くで生成され得ること、及び光学媒体若しくは光ガイドにおける損失を減らすこと、及び配光の均一性を増大することを含む。好適には、防汚光は一般に発光面全体に均一に配光され、これは、さもなければ汚染が起こり得る照明不足の領域を削減若しくは防止さえしながら、同時に防汚のために必要以上の光による他の領域の過剰照明によるエネルギー消費を削減若しくは防止する。
【００２３】
好適な実施形態において、光源はＵＶ  ＬＥＤである。少なくとも一つのＵＶ  ＬＥＤ若しくはＵＶ  ＬＥＤの格子は液密カプセル化に封入され得る。実施形態において少なくとも一つのＵＶ  ＬＥＤ若しくはＵＶ  ＬＥＤの格子は光学媒体に埋め込まれ得る。複数のＵＶ  ＬＥＤは格子に組織化され、直列／並列金網構造において電気的に接続される（後に説明される）。ＬＥＤと金網接続は光透過性コーティングにカプセル化され、光学媒体に取り付けられ得るか若しくは光学媒体に直接埋め込まれ得る。他の実施形態においてＵＶ  ＬＥＤの格子は樹脂構造に埋め込まれる電子テキスタイルの層に含まれ得る。一部の実施形態においてＵＶ  ＬＥＤはパッケージ化ＬＥＤであってもよく、この場合それらは広い放射角度にわたってＬＥＤパッケージから発せられる光を配光する光学素子を既に含んでいてもよい。他の実施形態においてＵＶ  ＬＥＤはＬＥＤダイであってもよく、典型的には光学素子を有しないがパッケージ化ＬＥＤより顕著に薄い。一実施例として、ＬＥＤダイは光学媒体の表面上にピック＆プレースされ（好適にはアプリケーション面、ただし発光面は当該面の発光機能とほとんど干渉しない構成要素の小さいサイズのために、同様に役立つだろう）、導電性ペーストのプリントを介して電気配線され、最終的にＬＥＤダイと配線は光学媒体の薄層／コーティング又は照明モジュールを保護表面に適用するための任意の他のバッキング層でカプセル化され得る。埋め込み光源の様々な実施形態は、提示した防汚技術が船体上に適用するためのフォイルとして商品化されることを可能にする。
【００２４】
保護表面の防汚のためのシステムは、保護表面の実質的に全領域にわたって防汚光を供給するように保護表面上に配置するための、本明細書に開示の複数の照明モジュールを有し得る。
【００２５】
シリコーン材料は他の材料と比較して少ない損失でＵＶ光の光学透過を提供し得る。これは特に短波長光、例えば３００ｎｍ未満の波長を持つＵＶ光に当てはまる。特に効率的なシリコーン材料のグループは、一般化学式ＣＨ３［Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ］ｎＳｉ（ＣＨ３）３に従ういわゆるメチルシリコーンであるか、若しくはそれを少なくとも有し、"ｎ"は有機化学の慣例により任意の適切な整数を示す。このタイプのシリコーン材料は偶然にも、少なくとも他のシリコーン材料と比較して少ない損失で優れたＵＶ透過特性を示す。さらに、シリコーン材料は柔軟で弾性なので、頑丈で耐久性があり、表面に対する物体のぶつかり、衝突、例えば岸壁に対する船の衝突などに起因する圧縮に耐えることができる。さらに、温度変動、打ち寄せる波、うねりによる船の屈曲などに起因する船の表皮の変形が適応され得る。また、シリコーン材料は表面の中若しくは上の、表面構造：接合部、リベットなどの上に適用され形成されることができる。シリコーン材料は金属及び塗料によく付着する傾向もあるので、表面の上に保護コーティングが形成される。目に見えて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地マーキング（例えば塗装されたシンボル）の読み取りを可能にする。さらに、それらは一般に撥水剤であり摩擦と抗力を軽減し得る。一方でシリコーンは層への生物付着生物の付着を減らすため、及び流水に対する摩擦を減らすために非常に滑らかに作られ得るが、他方で材料は、同様に周辺の水に対して十分な速度で水中の摩擦を軽減することが知られている鮫肌を模倣するように精巧に構造化され得る。光学媒体の構造化表面、特に光ガイドは、内部全反射のための条件の破棄を生じ、それによって他の方法で内部にキャプチャされ、内部全反射で透過された光ガイドからの光のカップリングアウトを生じ得ることが留意される。従って、光のカップリングアウトが確実に局所化され得る。
【００２６】
ＵＶグレードシリカはＵＶ光に対して非常に低い吸収を持ち、従って光学媒体及び光ガイド材料として非常によく適している。比較的大きな物体は、大きな物体でも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なピース若しくは部分を一緒に、及び／又はいわゆる"溶融石英"を用いることから作られ得る。シリコーン材料に埋め込まれるシリカ部分はシリカ材料を保護する。このような組み合わせにおいてシリカ部分は光学媒体を通る光の（再）配光のため及び／又は光ガイドからの光のアウトカップリングの促進のため、その他シリコーン材料光学媒体においてＵＶ透明散乱体を提供し得る。また、シリカ粒子及び／又は他の硬質なＵＶ半透明材料の粒子はシリコーン材料を強化し得る。特にフレーク形状のシリカ粒子が使用され、またシリコーン材料中のシリカが最大５０％、７０％若しくはさらに高いパーセンテージの高密度で、衝撃に耐えることができる強固な層を提供し得る。光学媒体若しくは光ガイドの少なくとも一部は、例えば光学及び／又は構造的特性を変えるために、シリコーン材料に少なくとも部分的に埋め込まれる空間的に異なる密度のＵＶグレードシリカ粒子、特にフレークを備え得ることが考慮される。ここで、"フレーク"とは三つのデカルト方向にサイズを持つ物体をあらわし、三つのサイズのうち二つは相互に異なり得るが、各々は三つ目のサイズよりも顕著に大きく、例えば倍数１０、２０、若しくは顕著にそれ以上、例えば１００の倍数であり得る。
【００２７】
実施形態において、光学媒体から防汚光を発するための発光面に近い光学媒体の部分において、シリコーン材料中のＵＶグレードシリカ粒子の密度は光学媒体の内部から光学媒体の発光面へ向かって増加し得るので、発光面若しくはその付近において比較的高密度のシリカ粒子が提供される。多かれ少なかれ球状及び／又はランダム形状の粒子が使用され得るが、サブミリメートル長スケールの、例えば典型的には数マイクロメートルに下がるまでのサイズのシリカフレークが密集して配列され得るので、傷、裂け目などを含む、先端の鋭い物体からのポイント衝撃、及び／又は鈍器からの局所的衝撃など、非常に局所的な力の影響下で、フレークはいくらかの、わずかでも、フレーク自体をわずかに再配列することができる柔軟なシリコーンにおける移動の自由度を持ち、衝撃エネルギーを消散させ光ガイド全体への損傷を軽減することができる。従って、特性が両立されることができ、頑丈かついくらか変形可能な層をもたらし、さらにまた所望の光学品質を提供する。一実施形態において光学媒体におけるシリコーン材料の特性は光学媒体の片側から反対側へ約１００％（すなわち実質的に純粋なシリコーン材料）から約５％未満（ほとんどシリカ）に段階的に変化する。
【００２８】
シリカ以外の材料の粒子、特にフレーク形状粒子、例えばガラス若しくはマイカが使用されてもよいことが留意される。このような他の材料は防汚光に対する散乱体にもなり得る。異なる材料の粒子の混合物も提供され、これは半透明、不透明、及び／又は光学的活性粒子の混合物を有し得る。このような混合物の組成は、例えば防汚光に対する光ガイドの透過性を調節するために、特に一部の部分において比較的多量の低透過性粒子が使用される場合、光ガイドにわたって異なり得る。
【００２９】
光学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、各々はシリカ粒子の量及び／又は密度に関して異なる組成を持つ可能性がある。層は非常に薄く、少なくとも一部はウェットオンウェット技術で適用され得る、すなわち所望の層に硬化するはずの液体若しくはゼラチン形式の層にシリコーン材料を供給するが、その後の層は前の層が完全に硬化される前に前の層に適用される。従って、層間の良好な付着が促進され、最終製品において異なる層はほとんど識別不可能であり、組成における段階的な変化が実現され得る。異なる層は層材料の噴霧によって適切に形成及び／又は適用され得る。層状材料は良好な品質管理を伴って任意の適切な厚さに形成され得る。照明モジュールの表面の大部分を構成する光学媒体は、接着を含む任意の適切な方法で保護表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、ガラス状物質及び金属物質への強力な付着を示す傾向があり、従ってシリコーン材料を噴霧する若しくは塗り付けることは基板に光学媒体を形成し取り付ける非常に適した方法である。噴霧された及び／又は塗り付けられた光学媒体は異なる所望の形状で、例えば水線、特定マーキング及び／又は表面形状に従って、容易に作られることもできる。積層技術はシリコーン材料中の粒子の配向、例えばフレークを層及び層で被覆された表面の拡張方向に概して平行に配列させることも促進し得る。
【００３０】
照明モジュールの別の態様において、光学媒体はそこを通して光をガイドするための空間、例えば気体及び／又は透明液体、例えば水で充填されるチャネルを有し、関連する方法は光学媒体におけるこうした空間を通して光の少なくとも一部を配光するステップを有する。気体、特に空気を通るＵＶ光の光学的透過は、一般に、いくらか半透明若しくは透明であるとわかっていても、ミリメートルあたり最大数パーセントまでの吸収損失を示し得る、固体材料を通る光の透過よりも著しく優れていることがわかっている。透明液体はほとんど散乱をもたらさず、ＵＶ光をよく輸送し、気体で空間を充填することに比較して光学媒体における空洞の構造的ロバストネスも提供し得る。水、中でも注目すべきは淡水は、比較的高く適切なＵＶ透過性を持つことがわかっている。汚染及び／又はＵＶ吸収は蒸留、脱イオン化、及び／又は他の方法で精製された水が使用される場合も同様に及び／又はさらに削減され得る。従って、気体及び／又は液体充填空間を通じて光を透過することが特に有益であるとみなされる。保護表面にわたる光の配光のために、気体及び／又は液体充填空間は好適にはよく定義されるべきであり、チャネルは光学媒体に設けられ得る。最終的にチャネルの壁に衝突する光は光学媒体に入り、保護表面から液体環境の方向に光学媒体から発せられ、防汚光を提供する。それ自体防汚光をよく透過する、中に空気チャネルが定義される光学媒体は、光学媒体が漏れて、液体媒体が光学媒体に入る場合に、生成された防汚光が依然として光学媒体を通って適切に透過され得ることをさらに保証する。チャネルは変化する直径を有し得る。例えばブランド名"Ｂｕｂｂｌｅ  Ｗｒａｐ"で販売されている包装製品と同様に、局所チャネル部分若しくはポケットは、各壁部分のサイズ及び／又は厚さよりも（かなり）大きい個別ボリュームを定義する及びカプセル化する壁部分によって提供され得る。
【００３１】
特定の実施形態において、このような気体含有光学媒体は、気体及び／又は液体充填チャネル及び／又は他の空間を定義するシリコーン材料を有し、シリコーン材料は複雑な構造を定義するようにうまく成形され得る。シリコーン材料のさらなる利点は、シリカ粒子などの追加物体を伴うか否かを問わず、上記されている。
【００３２】
一実施形態において、チャネル及び／又は他の空間は、距離、例えば層間の空隙を作るシリコーン材料の壁部分及び／又は柱で所望の距離離れて維持されるシリコーン材料の二つの対向する層を形成することによって提供される。このような壁部分及び／又は柱は、光学媒体（の中のチャネル）を通じた（再）配光のため、並びに／或いは、気体及び／又は液体充填空間からシリコーン材料へ光をガイドするための散乱中心となり得る。これは光学媒体から防汚光が利用される液体環境への発光の局所化を促進する。
【００３３】
一つ以上の光源によって発せられる防汚光の少なくとも一部は、保護表面に実質的に平行な、若しくは照明モジュールがフォイルとして設けられるときはフォイルの適用面に実質的に平行な成分を持つ方向に発散され得る。これは保護表面、若しくはフォイルの適用面に沿ってかなりの距離にわたって配光を容易にし、これは防汚光の適切な強度分布を得るのに役立つ。
【００３４】
波長変換材料が光学媒体に含まれてもよく、防汚光の少なくとも一部は、波長変換材料に別の波長において防汚光を発光させる第一の波長を持つ光で、波長変換材料を光励起することによって生成され得る。波長変換材料はアップコンバージョン蛍光体、量子ドット、一つ以上のフォトニック結晶ファイバなどの非線形媒質などとして設けられ得る。異なる、主にＵＶ光より長い波長の光に対する光学媒体中の吸収及び／又は散乱損失は、光学媒体中であまりはっきりしない傾向があるので、非ＵＶ光を生成しそれを光学媒体を通じて透過し、その所望の使用（すなわち表面から液体環境への発光）場所若しくはその付近においてＵＶ防汚光を生成することがよりエネルギー効率が良い可能性がある。また、若しくは代替的に、少なくとも一つの光源はＬＥＤ若しくはＯＬＥＤ、ＤＢＤランプ及び／又は金属蒸気ランプ（例えば低圧水銀ランプ）の少なくとも一つを有し得る。適切な防汚光は約２２０ｎｍから約４２０ｎｍのＵＶ若しくは青色光の波長帯域、特に約３００ｎｍより短い、例えば約２４０ｎｍから約２８０ｎｍの波長である。
【００３５】
実施形態において、光学媒体は、保護表面に実質的に平行な成分を持つ方向に少なくとも一つの光源によって発せられる防汚光の少なくとも一部を発散させるために、防汚光を生成するための少なくとも一つの光源の前に配置される光発散体を有する。光発散体の一実施例は、光学媒体において、少なくとも一つの光源と反対の位置に配置される'対向'円錐であり得、対向円錐は保護表面の垂線に４５°の角度の表面積を、当該表面に垂直な光源によって発せられる光を当該表面に実質的に平行な方向に反射するために持つ。実施形態において光学媒体は防汚光を生成するための少なくとも一つの光源の前に配置される光ガイドを有し、光ガイドは少なくとも一つの光源からの防汚光をカップリングインするための光カップリングイン面と、保護表面から離れる方向に防汚光をカップリングアウトするための光カップリングアウト面を持ち、光ガイドは、防汚光の少なくとも一部が、アウトカップリング面においてアウトカップルされる前に保護表面に実質的に平行な方向に内部全反射を介して光ガイドを通じて伝搬されるように、液体環境の屈折率よりも高い屈折率を持つ光ガイド材料を有する。一部の実施形態は光発散体と光ガイドを組み合わせる光学媒体、又は光ガイド機能とともに光学媒体に組み込まれた光発散機能を有し得る。実施形態において、光発散体及び／又は光ガイドは保護表面上に被覆される。他の実施形態において、光発散体及び／又は光ガイドは保護表面上に適用するためにフォイルの形状因子で設けられる。
【００３６】
汚染防止のためのシステムの一実施形態は以下を有し得る：
‐防汚光を生成するための一連のＵＶ  ＬＥＤ；
‐保護表面にわたってＬＥＤ点光源から防汚光を発散させるための光発散体；
‐防汚光が表面にわたって発散され得るようにさらにガイドする／発散させるための光ガイド、光ガイドはシリカ粒子又は一つ以上のシリカ被覆部分の有無を問わず、ＵＶ光に透明なシリコーン材料の薄層を有する。
【００３７】
実質的に保護表面全体が防汚光を発する光学媒体で覆われるとき、これはこの媒体上の微生物の成長を実質的に低減する。微生物は光学媒体の発光面上で死滅するので、船体は破片を船から離して輸送する船体に沿った水流を通じて持続的に洗浄され、微生物は船体上に付着するチャンスがない。
【００３８】
目下提供される方法の利点は、既知の毒性分散剤コーティングの場合のように、微生物が汚染表面上に付着し根付いた後は殺されないが、汚染表面上へ微生物が根付くことが防止されることである。大きな微生物構造による既存の汚染を除去する光処理と比較して、微生物が汚染表面に接触する直前若しくは直後に積極的に殺す方がより効率的である。この効果は微生物が付着することができないほど滑らかなナノ表面を用いることによって作られる効果と同様であり得る。
【００３９】
初期発根段階において微生物を殺すために必要な光エネルギーの量が少ないので、システムは極端な電力要件を伴わずに大きな表面にわたって防汚光を持続的に供給するように操作され得る。
【００４０】
照明表面を作るＬＥＤの格子は例えば埋め込み太陽電池、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などといった環境発電手段を備え得る。
【００４１】
目下提供される技術のいくつかの利点は、清浄表面の保持、腐食処理のコスト削減、船の燃料消費の削減、船体の保守時間短縮、ＣＯ２排出量削減、環境中の毒性物質の使用軽減などを含む。実質的に平面の滑らかな発光面はそれ自体による抗力を追加しないという利点をさらに持ち、光学媒体の下にある保護表面の既存の不均一性（リベット、接合部など）を覆うことによって抗力をなおさらに削減し得る。
【００４２】
本開示に記載の照明モジュールの文脈において開示される特徴は、記載に明示的に述べられることなく、保護表面の防汚のための方法における対応するプロセスステップも持ち、逆もまた同様であり得る。対応する特徴は一般に同じ技術的効果を生じる。
【００４３】
開示の方法と照明モジュールは船体上の汚染を防止するために適用され得るが、これらは固定された（パイプ、マリンステーションなど）及び／又は動く海洋物体（潜水艦など）を含む全ての海洋物体に適用可能である。開示の防汚法は水路、運河、若しくは湖で動作する物体にも、及び例えば水槽にも適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】汚染に悩まされる船体を示す。
【図２】米国産業衛生専門家会議（ＡＣＧＩＨ）によるＵＶ光閾限度値（ＴＬＶ）を示すグラフである。
【図３】光波長の関数として異なる生物学的物質に対する殺菌作用スペクトルを示すグラフである。
【図４】異なるタイプのガラスに対する透過スペクトルを示すグラフである。
【図５】典型的なＰｈｉｌｉｐｓ低圧管状蛍光紫外線（ＴＵＶ）ランプの相対スペクトルパワー分布を示す棒グラフである。
【図６】Ｐｈｉｌｉｐｓ中圧放電ランプ（ＨＯＫ及びＨＴＫタイプ）の相対スペクトルパワー分布を示す棒グラフである。
【図７】光ガイドを持つ照明モジュールの略断面図である。
【図８】実施形態において使用される光ガイドの一般概念を示す。
【図９ａ】実現された平面光ガイドの実施形態を示す。
【図９ｂ】実現された平面光ガイドの実施形態を示す。
【図１０ａ】楔形光ガイドの実施形態を示す。
【図１０ｂ】楔形光ガイドの実施形態を示す。
【図１１ａ】直接照明光ガイドの実施形態を示す。
【図１１ｂ】直接照明光ガイドの実施形態を示す。
【図１２】再配光反射器と波長変換材料を有する一実施形態を示す。
【図１３】気体充填チャネルを有する光ガイドを示す。
【図１４】分散埋め込みフレークを有する一実施形態を示す。
【図１５】金網格子の一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
本開示は図面と先の記載に詳細に図示され記載されているが、かかる図示と記載は説明若しくは例示であって限定ではないとみなされる。本開示は開示の実施形態に限定されない。図面は略図であって、必ずしも原寸通りでなく、本発明の理解に必要ない詳細は省略されていることがあることがさらに留意される。"上方"、"下方"、"下"、"上"などの語は他に明記しない限り図中で配向された実施形態に関する。さらに、少なくとも実質的に同一である、又は少なくとも実質的に同一機能を実行する要素は同じ数字で示される。
【００４６】
図７は基本的実施形態として、光学媒体を通して内部全反射を介して光源５から発せられる光９の少なくとも一部をガイドする液密光学媒体５に封入された複数の光源３（ここでは側面発光ＬＥＤ、光は主にＬＥＤの側面から、及び多かれ少なかれ表面に平行に発せられる）を有する照明モジュール１の断面を示し、当該光学媒体は光９を散乱させ、光学媒体５から出た光９を光の標的とされる物体１１（生物付着生物）の方へガイドする光学構造７をさらに備える。光学媒体５は一般に、二次元様物体が提供されるように第三次元よりも顕著に大きく二つの次元に延伸する。光９を散乱させる光学構造７は光学媒体材料の一つ以上の部分において、場合によりその全体にわたって広がり、かかる部分において分布は一般に均一であるか若しくは局在的であり得る。光学特性に加えて、摩耗及び／又は衝撃への抵抗性などの構造的特性も提供するために、異なる構造特性を持つ散乱中心が組み合わされ得る。適切な散乱体は不透明物体を有するが、主に半透明物体、例えば小気泡、ガラス及び／又はシリカが同様に使用され得る。要件は使用波長に対する屈折率の変化が生じることだけである。
【００４７】
表面にわたって光をガイドすること及び光を発散させることの原理は周知であり、様々な分野において広く応用されている。ここで、この原理は防汚の目的でＵＶ光に適用される。表面、例えば船体をＵＶで自己照射させるというアイデアは、滑らかなコーティング、化学物質、洗浄、船の速度を制御するソフトウェアなどに頼る現在の確立された防汚法とは明確に異なる方法であることが留意される。
【００４８】
内部全反射は光学媒体を通して光を透過する一つの方法であり、そしてこれは光ガイドとよばれることが多い。内部全反射のための条件を維持するために、光ガイドの屈折率は周辺媒体の屈折率よりも高くなければならない。しかしながら、光ガイド上の（部分的に）反射するコーティングの使用及び／又は保護表面、例えば船体自体の反射特性の使用も、光学媒体を通して光をガイドするための条件を確立するために使用され得る。
【００４９】
一部の実施形態において光学媒体は、光学媒体と保護表面の間に小さな空隙が導入されるように、保護表面、例えば船体に対して位置付けられ得る。ＵＶ光は、この光学媒体が光ガイド材料として設計されるときであっても、光学媒体中よりも空気中で良好に‐少ない吸収で‐移動し得る。他の実施形態において気体充填チャネル、例えば空気チャネルがシリコーン材料内に形成され得る。個別の気体充填ポケットのアレイが、例えば矩形若しくはハニカムパターンのような規則的パターンで、又は不規則パターンで設けられてもよい。気体（例えば空気）充填の代わりに、チャネル及び／又はポケットはＵＶ透過性液体、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。このような光学媒体で覆われる保護表面が衝撃にさらされる（例えば船が波止場の傍に衝突する）場合、小さなポケットは衝撃エネルギーを和らげ、再分散させ、従って表面を保護し、液体充填ポケットはより容易に押し開く可能性がある空気ポケットよりも変形の下でより頑丈であり得る。
【００５０】
ほとんどの材料はＵＶ光に対して（非常に）限られた透過性を持つので、光学媒体の設計には注意を払わなければならない。この目的専用の複数の特定の特徴及び／又は実施形態は以下に列挙される：
‐光が光学媒体を通って移動しなければならない距離を最小化するために、比較的微細なピッチの低パワーＬＥＤが選ばれ得る。
‐'中空'構造、例えば保護表面から短い距離離れたままにするスペーサを持つシリコーンゴムマットが使用され得る。これは空気'チャネル'を作り、それを通してＵＶ光が高効率で伝搬し得る（空気はＵＶに対して非常に透明である）。このような構造によって提供される気体充填チャネルの使用は、さもなければＵＶ光を強力に吸収し過ぎて防汚に役立たない可能性がある材料の光学媒体においてかなりの距離にわたってＵＶ光を配光することを可能にする。同様に、個別ポケットが形成され得る。
‐特定のシリコーン若しくはＵＶグレード（溶融）シリカのような、高ＵＶ透明性を持つ特殊材料が選ばれ得る。実施形態において、この特殊材料は光に距離の大部分を伝搬させるためのチャネルを作り出すためだけに使用され得る。より安価な／より頑丈な材料が表面の残りの部分に使用され得る。
【００５１】
さらなる実施形態が添付の図面に開示され、主要な問題は点光源を使用しながら防汚光、好適にはＵＶ光で大きな表面を照射することである。典型的な懸念は点光源から表面照射への光の発散である。より詳細には：
‐典型的なコンテナ船の保護表面積は〜１０．０００ｍ２である。
‐典型的なＬＥＤ光源は〜１ｍｍ２の面積を持つ。これは１０１０小さい。
‐所要パワーレベルを考慮すると、ｍ２あたり約１０のＬＥＤが必要とされ得る。
‐これは１ＬＥＤから〜１０００ｃｍ２にわたって光が発散されなければならないことを意味する。
‐例えば以下のような理由のため、別の境界条件としてソリューションは薄くなければならない（１ｃｍの桁）：
‐船に'コーティング'としてソリューションを追加することができるようにするため
‐船の断面サイズ増加によって抗力を増加させないため
‐（バルク）材料コストを制限するため
【００５２】
従って、光学媒体、特に概して平面の光ガイドの使用が提供される。光ガイドの典型的な寸法は約１ｍｍから約１０ｍｍの厚さである。他の方向において、光学的視点から、特に光の部分的アウトカップリング及び場合により（吸収）損失に起因する光ガイド全体にわたる光強度の減衰が相殺されるように複数の光源が設けられる場合は、サイズに実際の制限はない。
【００５３】
ここで、同様の光学的課題がＬＣＤ  ＴＶバックライトの設計と同様に当てはまるが、発光強度均一性はＬＣＤ  ＴＶバックライトの場合よりも防汚においてあまり厳しくないことが考慮される。図８は追加最上層１３を伴う光源３及び光ガイド５を持つ照明モジュール１を示す。図９Ａ‐９Ｂは図８に図示した原理の実施例を示し、光ガイド５のエッジ１５に沿って位置する、光ガイド５に光を注入するＬＥＤ光源３を伴う照明モジュール１を示す。散乱体のパターン、例えば塗料の白点、若しくは小さな引っかき傷／へこみは、所望の、例えば概して一様な環境の照度分布が得られるように、ここでは概して均一な（図９Ｂ）、適切な場所に光を抽出する。
【００５４】
図１０（ａ）は、楔形の光ガイド５（ａ）が利用され、光源３からの光が側面から光ガイド５（ａ）に注入されるＬＣＤ  ＴＶバックライト構成を示す。光ガイド５（ａ）は、反射基板１７上に塗料の点若しくは引っかき傷などの散乱物体７のパターンを伴って構成される。楔形は光のより多くを先端へ向かって抽出させる。光の偏光状態を配向して可視光色を生じるプリズムシート１９及びＬＣＤパネル２１は、防汚の文脈においては省略され得る特徴である。
【００５５】
図１０（ｂ）は、光ガイド５（ｂ）の内部に及びそこから外へ光を散乱させる及び再配光するように構造化された側面をそれ自体に備える別の楔形光ガイド５（ｂ）を示す。
【００５６】
平面光ガイドと楔形光ガイドの両方とも、発光面に実質的に平行なかなりの距離に沿って光をガイドする原理を共有する。図１１（ａ）‐１１（ｂ）に示す代替例（以下参照）は直接照明光学媒体として知られ、ここでは一つ以上のＬＥＤ及び／又は他の光源が例えば拡散体などのスクリーンの後ろに存在し、被照射体、例えば生物付着生物の方へ直接発光する。
【００５７】
図８‐１０（ｂ）に図示したような、しばしば光ガイドとよばれる側面照明光学媒体において、光学媒体の側面は一つ以上の光源から比較的強く照射され、光源からさらに遠くでは光ガイド内部の光強度は一般的により一様であり、おそらく散乱体によって支配される（図９（ａ）‐９（ｂ））。
【００５８】
手短に言えば、側面照明若しくは直接照明の概念の差は、直接照明の状況では光が発光面に平行な十分な距離を移動しないことにある。結果として、光強度は通常光源の真正面でかなり高くなる。実際の配光は得られない。従って、直接照明法においては光源の真正面のエリアとその脇のエリアとの間でより大きな強度変動が予測され得る。
【００５９】
図１１（ａ）と１１（ｂ）は光源３と発光面２３を持つ光学媒体１０５（ａ）、１０５（ｂ）とを有する照明モジュール１０１（ａ）、１０１（ｂ）を断面図で示す（図７参照）。波線"Ｉ（ａ）"及び"Ｉ（ｂ）"はそれぞれ、発光面から発せられる光強度プロファイルを示し、厚い方の光学媒体１０５（ｂ）（図１１（ｂ））が、その他の点では同一構成である薄い方の光学媒体１０５（ａ）（図１１（ａ））よりも、発光面２３上で良好な光均一性を'自動的に'提供することを図示する。
【００６０】
しかしながら、本発明の場合においてこのような相対的強度変動はあまり懸念する必要はない。さらに、直接照明構成は局所強度変動を制御する能力も持つ可能性があり、これは時間的及び空間的強度変動の両方を提供するためにも利用され得る。従って、ここで提供される光学的構造は比較的単純である。経験則で、高レベルの発光強度の場合、直接照明構成における光学媒体の厚さは一般的にＬＥＤピッチにほぼ等しい。ＬＥＤピッチが１０ｃｍである場合、この経験則は厚さ約１０ｃｍである光学媒体をもたらし、これは所望よりも厚い。しかしながら、現在意図される防汚の目的のための発光均一性要件は'実質的に均一な照明'要件を満たす必要はなく、従ってこのようなＬＥＤピッチと組み合わせてより薄い層が使用されてもよい。
【００６１】
一つ以上の光源の真正面の散乱体及び／又は反射体又は他の光発散体の導入など、より薄い光学構造においてより良好な均一性を得る追加のアイデアとソリューションが存在する。
【００６２】
図１２は頂点が光源３を向く光学媒体５内の反射円錐２５の形の光発散体の包含を示す（左側）。これは汚染に対して保護されるべき表面２７に実質的に平行な成分を持つ方向に光９を方向付ける。円錐２５が完全に反射性でも不透明でもない場合、光源からの光の一部はそれを通過し、低減された若しくは無効な防汚につながる影の生成が防止される。
【００６３】
さらに、図１２は光学媒体５に含まれる波長変換材料を示す（右側）。図示の実施形態は、光源３０からの光で波長変換材料を光励起することによって防汚光の少なくとも一部を生成するように構成され、光３１は波長変換材料に光学媒体５から環境Ｅへ別の波長において防汚光９を発光させる第一の波長を持つ。光学媒体５における波長変換材料の分布は、例えば光学媒体５内の（異なる波長の）光の（予測）強度分布に従って空間的に様々であり得る。
【００６４】
図１３は、第一及び第二の層２３３、２３５を分離して気体充填チャネル２３９を作る、複数の壁２３７及び柱２３８を間に伴う、第一の層２３３、第二の層２３５を有する光学媒体２０５を示す。光学媒体２０５は本明細書に図示の他の光学媒体のいずれかと同様に使用され得る。
【００６５】
図１４は、埋め込まれたフレーク形状粒子３０３を有する光学媒体３０２を備える、物体表面３０１、例えば船体を有する、生物付着に対して保護されるべき物体３００の部分を示す（図面において、光源は省略されている）。フレーク３０３は概して互いに平行に分布し、物体表面３０１から発光面３０４へと外側へ密度が増加する。
【００６６】
図１５は、ＵＶ  ＬＥＤ３が格子に配列され、一連の並列接続で接続される金網実施形態を示す。ＬＥＤは金網４にＬＥＤを接続するためのはんだ付け、接着、若しくは任意の他の既知の電気接続法のいずれかを通じて、図１５の左下に示す通りノードにおいて取り付けられ得る。一つ以上のＬＥＤが各ノードに置かれ得る。ＤＣ若しくはＡＣ駆動が実装され得る。ＤＣの場合、ＬＥＤは図１５の右下（ａ）に図示の通り取り付けられる。ＡＣが使用される場合は、逆並列構成の二つのＬＥＤが図１５の右下（ｂ）に図示の通り使用される。当業者は各ノードにおいて逆並列構成の二つ一組より多くのＬＥＤが使用され得ることがわかる。金網格子の実際のサイズ及び格子内のＵＶ  ＬＥＤ間の距離はハーモニカ構造を引き伸ばすことによって調節され得る。金網格子は光学媒体に埋め込まれてもよく、オプションとして散乱特徴の並列格子は図１２に図示の通り設けられる。
【００６７】
船体の防汚のアプリケーションに加えて、以下の代替的アプリケーション及び実施形態が想定される：
‐本開示は多種多様な分野に適用され得る。天然水に接触するほとんどいかなる物体も、時間とともに生物付着にさらされることになる。これは例えば淡水化プラントの吸水口を妨げ、ポンプステーションのパイプをブロックし、若しくは屋外プールの壁や底を覆う可能性さえある。これらのアプリケーションは全て本発明で提供される方法、照明モジュール及び／又はシステム、すなわち全表面積上の生物付着を防止する効果的な薄い追加表面層によって利益を得る。
‐ＵＶ光が好適なソリューションであるが、他の波長も同様に想定される。非ＵＶ光（可視光）も生物付着に対して有効である。典型的な微生物はＵＶ光よりも非ＵＶ光に対する感受性が低いが、光源への単位入力パワーあたり、かなり高い線量が可視スペクトルにおいて生成され得る。
‐ＵＶ  ＬＥＤは薄い発光面にとって理想的な光源である。しかしながら低圧水銀ランプなどのＬＥＤ以外のＵＶ光源も使用されることができる。これらの光源の形状因子はかなり異なり、主に光源はかなり大きくなる。これは大きな面積にわたって単一光源からの光全てを'配光'するために異なる光学的設計をもたらす。しかし本明細書で論じた光ガイドの概念は変わらない。さらに、所望の波長及び／又は波長の組み合わせにおける光の顕著な寄与がもたらされ得る。
【００６８】
生物付着を防止するために保護表面から離れる方向に外側へＵＶ光を発する薄層を用いる代わりに、生物付着は保護表面の方向に外側からＵＶ光を適用することによっても除去され得る可能性がある。例えば上記の通り適切な光学媒体を有する船体若しくは表面上にＵＶ光を照らす。従って保護表面へ向かう及び保護表面から離れる方向に防汚光を発する単一光学媒体がさらにより効率的であり得る。
【００６９】
この概念は上記実施形態に限定されず、これは請求項の範囲内の様々な方法で変更されることができる。例えば、光、特にＵＶ光を防汚手段として使用することは他の分野において興味深い機会を提供し得る。これは連続的な"２４／７"'保護'が大きな面積にわたって提供され得るという意味で特有である。本願は船体にとって特に興味深いが、スイミングプール、水処理工場などにおいても適用され得る。水の代わりに、生物付着は他の液体環境、例えば油、塩水及び／又は食品産業を含む他の環境における液体においても起こり、処理され得る。
【００７０】
特定の実施形態について若しくはそれに関して論じられた要素及び態様は、他に明記しない限り他の実施形態の要素及び態様と適切に組み合わされ得る。
【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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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年9月10日(2021.9.10)
【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】
保護表面の防汚の方法であって、当該保護表面が液体環境に少なくとも部分的に沈んでいる間、
防汚光を供給するステップと、
前記保護表面に対して直接照明光学媒体を設けるステップであって、当該直接照明光学媒体は発光面を持つ、ステップと、
前記保護表面から離れる方向に前記直接照明光学媒体の前記発光面から前記防汚光を発するステップとを有する、方法。
【請求項２】
前記防汚光が、前記発光面に平行に前記直接照明光学媒体を通して伝搬することなく、前記直接照明光学媒体の前記発光面から発せられる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記防汚光が少なくとも１つの光源から放射され、前記直接照明光学媒体が前記保護表面上に設けられて配置される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの光源が、前記保護表面上に、または、前記保護表面の近傍に、配置される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
保護表面の防汚のためのモジュールであって、
当該モジュールが前記保護表面上に配置されたときに前記保護表面からから離れる方向に防汚光を発するための発光面を持つ直接照明光学媒体を有する、モジュール。
【請求項６】
前記発光面に対向する適用面を有し、当該適用面は、前記モジュールを前記保護表面に配置するための面である、請求項５に記載のモジュール。
【請求項７】
前記防汚光を生成するための光源を有する、請求項５または６に記載のモジュール。
【請求項８】
前記直接照明光学媒体が前記光源を有する、請求項７に記載のモジュール。
【請求項９】
前記防汚光を、前記モジュールを通して前記発光面に平行に伝搬させることなく、前記発光面から発するように構成される、請求項５から８のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項１０】
前記直接照明光学媒体が拡散体を有するスクリーンを有し、前記少なくとも１つの光源が前記スクリーンの背後に存在する、請求項５から９のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの光源が前記直接照明光学媒体に埋め込まれる、請求項５から１０のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項１２】
前記直接照明光学媒体中の光散乱体および前記直接照明光学媒体中に含まれる波長変換材料の少なくとも一方を有する、請求項５から１１のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの光源の直前に光散乱体が配置される、請求項５から１２のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項１４】
複数の光源を有し、オプションとして、当該複数の光源がグリッド状に配置される、請求項５から１３のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの光源が、ＬＥＤおよびＯＬＥＤの少なくとも一方である、請求項５から１４のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項１６】
前記防汚光がＵＶＣ光である、請求項１から１５のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項１７】
フォイルとして提供される、請求項５から請求項１６のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項１８】
タイル状または細長いストリップ状に成形される、請求項５から請求項１７のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項１９】
保護表面の防汚のためのシステムであって、請求項５から１８のいずれか一項に記載の少なくとも１つのモジュールを有し、前記少なくとも１つのモジュールは、前記保護表面上に配置されて、前記保護表面の領域全体に防汚光を供給する、システム。
【請求項２０】
請求項５から請求項１８のいずれか一項に記載の少なくとも１つのモジュールを備える海洋オブジェクト。
【請求項２１】
船舶であって、当該船舶の船体が前記保護表面である、請求項２０に記載の海洋オブジェクト。
【請求項２２】
請求項５から１８のいずれか一項に記載の少なくとも１つのモジュールを保護表面に適用する方法。
【外国語明細書】
2022001366000001.pdf