(57)【要約】  殺菌装置は、殺菌対象粒子が提供される殺菌領域を有し、前記殺菌領域に光を出射する光源部と、前記光源部に電源を供給する電源供給部と、前記光源部からの前記光を感知し、無電源で駆動するフォトダイオード部とを含み、前記フォトダイオード部は、前記光源部からの前記光によって駆動する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象粒子が提供される領域を有する光照射モジュールにおいて、
前記領域に光を出射する光源部、
前記光源部の少なくとも一部に電源を供給する電源供給部、
前記光源部からの前記光を感知し、外部からの電源がなくても駆動するフォトダイオード部、及び
前記光源部、前記電源供給部、及び前記フォトダイオード部にそれぞれ電気的に連結され、前記光源部、前記電源供給部、及び前記フォトダイオード部のうち少なくとも一つを制御する制御部、を含み、前記フォトダイオード部は、前記光源部からの前記光によって駆動する光照射モジュール。
【請求項２】
前記光源部は、前記領域に第１光を出射する第１光源と、前記領域に第２光を出射する第２光源と、を含む、請求項１に記載の光照射モジュール。
【請求項３】
前記フォトダイオード部は、前記第１光源から出射された前記第１光を感知する、請求項２に記載の光照射モジュール。
【請求項４】
前記制御部に連結された表示部をさらに含み、前記表示部は、前記フォトダイオード部によって感知された前記第１光の強さによって前記第１光源の交換の要否を表示する、請求項３に記載の光照射モジュール。
【請求項５】
前記制御部は、前記フォトダイオード部によって感知された前記第１光の強さによって前記電源供給部から前記光源部に提供される電源を制御する、請求項３に記載の光照射モジュール。
【請求項６】
前記フォトダイオード部に隣接するように提供され、前記第１光を感知する第１センサー部をさらに含む、請求項３に記載の光照射モジュール。
【請求項７】
前記フォトダイオード部は、前記第１センサー部に電源を供給する、請求項６に記載の光照射モジュール。
【請求項８】
前記フォトダイオード部は、前記第１光源に電源を供給する、請求項６に記載の光照射モジュール。
【請求項９】
前記光源部に隣接するように提供され、前記第１光の強さを感知する第２センサー部をさらに含む、請求項６に記載の光照射モジュール。
【請求項１０】
前記第１光源は、互いに異なる波長を出射する複数のサブ光源を含み、前記第１センサー部は、前記複数のサブ光源にそれぞれ対応する複数のセンサーを含む、請求項９に記載の光照射モジュール。
【請求項１１】
前記第２センサー部は、前記複数のサブ光源にそれぞれ対応する複数のセンサーを含む、請求項１０に記載の光照射モジュール。
【請求項１２】
前記制御部は、前記第２センサー部における前記第１光の強さと、前記第１センサー部が感知した第２光の強さとを比較する比較部をさらに含み、前記制御部は、前記比較部における結果値によって前記光源部を制御する、請求項９に記載の光照射モジュール。
【請求項１３】
前記第１センサー部は、前記領域内での散乱光及び蛍光のうち少なくとも一つを感知する、請求項８に記載の光照射モジュール。
【請求項１４】
前記光源部は太陽である、請求項１に記載の光照射モジュール。
【請求項１５】
前記光源部は、赤外線、可視光線、及び紫外線のうち少なくとも一つの波長帯域を出射する、請求項１に記載の光照射モジュール。
【請求項１６】
殺菌対象粒子が提供される殺菌領域を提供するケース、及び
前記ケースに連結され、前記殺菌領域を殺菌する請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の殺菌モジュール、を含む殺菌装置。
【請求項１７】
前記ケースは、流体が移動する配管であって、前記殺菌対象粒子は、前記配管内の前記流体に含まれた粒子である、請求項１６に記載の殺菌装置。
【請求項１８】
前記配管は、前記流体が移動する流入口及び排出口を有し、前記光源部は、前記配管内に光を照射する、請求項１７に記載の殺菌装置。
【請求項１９】
前記殺菌領域は、水筒の内部殺菌領域であって、前記殺菌対象粒子は、水中に含まれた粒子である、請求項１６に記載の殺菌装置。
【請求項２０】
前記殺菌装置は、掃除機、寝具殺菌機、衣類殺菌機、表面細菌殺菌機、空気清浄機、又は脱臭機の一部として提供される、請求項１６に記載の殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光照射モジュール及びこれを含む殺菌装置に関し、より詳細には、生物及び／又は非生物を検出する光照射モジュール及びこれを含む殺菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
黄色ブドウ球菌、サルモネラ菌、腸炎ビブリオ菌などは、食中毒を多く起こす細菌であって、これを除去するための多様な殺菌装置が開発されている。前記のような菌を殺すための殺菌装置としては、主に紫外線殺菌装置が使用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、大きさが小さく、低コストで駆動が可能な高効率の光照射モジュール及びこれを含む装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施形態に係る光照射モジュールは、殺菌しようとする対象粒子が提供される領域を有し、前記領域に光を出射する光源部と、前記光源部の少なくとも一部に電源を供給する電源供給部と、前記光源部からの前記光を感知し、無電源で駆動するフォトダイオード部と、前記光源部、前記電源供給部、及び前記フォトダイオード部にそれぞれ電気的に連結され、前記光源部、前記電源供給部、及び前記フォトダイオード部のうち少なくとも一つを制御する制御部とを含む。前記フォトダイオード部は、前記光源部からの前記光によって駆動する。
【０００５】
本発明の一実施形態において、前記光源部は、前記領域に光を出射し、第１光を出射する第１光源と、前記領域を殺菌する第２光を出射する第２光源とを含んでもよい。
【０００６】
本発明の一実施形態において、前記フォトダイオード部は、前記第１光源から出射された前記第１光を感知することができる。
【０００７】
本発明の一実施形態において、前記光照射モジュールは、前記制御部に連結された表示部をさらに含み、前記表示部は、前記フォトダイオード部によって感知された前記第１光の強さによって前記第１光源の交換の要否を表示することができる。
【０００８】
本発明の一実施形態において、前記制御部は、前記フォトダイオード部によって感知された前記第１光の強さによって前記電源供給部から前記光源部に提供される電源を制御することができる。
【０００９】
本発明の一実施形態において、前記光照射モジュールは、前記フォトダイオード部に隣接するように提供され、前記第１光を感知する第１センサー部をさらに含んでもよい。
【００１０】
本発明の一実施形態において、前記フォトダイオード部は、前記第１センサー部に電源を供給することができる。本発明の一実施形態において、前記フォトダイオード部は、前記第１光源に電源を供給することができる。
【００１１】
本発明の一実施形態において、前記光照射モジュールは、前記光源部に隣接するように提供され、前記第１光の強さを感知する第２センサー部をさらに含んでもよい。
【００１２】
本発明の一実施形態において、前記第１光源は、互いに異なる波長を出射する複数のサブ光源を含み、前記第１センサー部は、前記複数のサブ光源にそれぞれ対応する複数のセンサーを含んでもよい。
【００１３】
本発明の一実施形態において、前記第２センサー部は、前記複数のサブ光源にそれぞれ対応する複数のセンサーを含んでもよい。
【００１４】
本発明の一実施形態において、前記制御部は、前記第２センサー部における前記第１光の強さと、前記第１センサー部が感知した第２光の強さとを比較する比較部をさらに含み、前記制御部は、前記比較部における結果値によって前記光源部を制御することができる。
【００１５】
本発明の一実施形態において、前記第１センサー部は、前記領域内での散乱光及び蛍光のうち少なくとも一つを感知することができる。
【００１６】
本発明の一実施形態において、前記光源部は太陽であってもよい。
【００１７】
本発明の一実施形態において、前記光源部は、赤外線、可視光線、及び紫外線のうち少なくとも一つの波長帯域を出射することができる。
【００１８】
本発明の一実施形態において、前記殺菌モジュールは、殺菌装置に採用可能であり、本発明の一実施形態に係る殺菌装置は、殺菌対象粒子が提供される殺菌領域を提供するケースと、前記ケースに連結され、前記殺菌領域を殺菌する上述した殺菌モジュールとを含んでもよい。
【００１９】
本発明の一実施形態において、前記殺菌領域は、配管の内部殺菌領域であって、前記殺菌対象粒子は、流体内に含まれた粒子であってもよい。
【００２０】
本発明の一実施形態において、前記配管は、前記流体が移動する流入口及び排出口を有し、前記光源部は、前記配管内に光を照射することができる。ここで、前記流体は、水又は空気であってもよい。
【００２１】
本発明の一実施形態において、前記殺菌領域は、水筒の内部殺菌領域であって、前記殺菌対象粒子は、水中に含まれた粒子であってもよい。
【００２２】
本発明の一実施形態において、前記殺菌モジュールは、多様な種類の殺菌が必要な殺菌装置、例えば、掃除機、寝具殺菌機、衣類殺菌機、表面細菌殺菌機、空気清浄機、又は脱臭機に採用され得る。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、大きさが小さく、低コストで駆動が可能であり、高効率で駆動が可能な殺菌モジュール及びこれを含む装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本出願の実施形態に係る殺菌装置を示した斜視図である。
【図２】本出願の実施形態に係る殺菌装置を示した分解斜視図である。
【図３】図１の長さ方向に沿った縦断面図である。
【図４】上述した構造を有する殺菌モジュールを光の経路と共に示した概念図であって、説明の便宜のために、一部の構成要素の図示は省略した。
【図５】本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールを示した概念図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールを示した斜視図である。
【図７】図６の本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールを概念的に示した図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールを概念的に示した図であって、第１光源部がフォトダイオードに連結されたことを示した図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールを概念的に示した図であって、光源部及び第１センサー部が複数個で備えられたことを示した図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールを概念的に示した図であって、光源部及び第１センサー部に加えて、第２センサー部が備えられたことを示した図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールの駆動方法を説明するための殺菌モジュールの構成を概略的に示したブロック図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールが採用された物品を示した図であって、一例として、水筒を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明は、多様な変更を加えることができ、様々な形態を有し得るので、特定の実施形態を図面に例示し、これを本文で詳細に説明する。しかし、これは、本発明を特定の開示形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物及び代替物を含むものと理解しなければならない。
【００２６】
以下、添付の各図面を参照して本発明の好適な実施形態をより詳細に説明する。
【００２７】
本発明の一実施形態は、光照射モジュールに関し、殺菌しようとする対象に紫外線などの殺菌光を照射することによって多様な処理、例えば、殺菌を行う装置に関する。本発明の一実施形態に係る光照射モジュールは、多様な装置、例えば、殺菌装置の形態で具現され得るので、以下では、説明の便宜のために、光照射モジュールが殺菌モジュール／殺菌装置の形態で具現されたものを一例として説明する。
【００２８】
本実施形態において、殺菌モジュールを用いて処理しようとする目的物質（すなわち、殺菌対象粒子）は、殺菌しようとする領域内の各種物質のうち、特に各粒子（埃、微生物、カビなどの非生物又は生物粒子）であってもよい。流体内には、有機材料及び無機材料のうち少なくとも一つからなる非生物粒子及び／又は細胞、バクテリア、ウイルスなどの各生物粒子が含まれており、本実施形態に係る殺菌モジュールは、流体内の各非生物粒子及び各生物粒子を感知し、そのうち各生物粒子を殺菌することができる。以下では、埃、細菌、カビ、ウイルスなどの有機材料及び／又は無機材料からなる生物及び／又は非生物粒子を「粒子」と総称する。前記流体は、空気、エアロゾール、水などであってもよい。本発明の一実施形態において、埃は、有機分子、無機分子、有／無機分子複合体、所定ガス（ＳＯ2、ＮＯ2、Ｏ3など）などであって、所定の大きさを有する非生物粒子を意味する。生物粒子は、細菌、カビ、ウイルスなどを意味する。埃、細菌、カビ、ウイルスなどは、ナノメートルの大きさからミリメートルの大きさまで多様な大きさの粒子であり得る。以下では、殺菌モジュールを用いて処理しようとする目的物質を「殺菌対象粒子」と表示する。また、一実施形態において、流体を処理することとは、殺菌モジュールを通じて流体内の各殺菌対象粒子に対して、殺菌を始めとして、浄化、脱臭などの措置をすることまで含む。しかし、本発明の一実施形態において、殺菌処理は、これに限定されるのではなく、後で説明する殺菌モジュールを用いて可能な他の措置を含んでもよい。
【００２９】
図１は、本出願の実施形態に係る殺菌装置を示した斜視図で、図２は、本出願の実施形態に係る殺菌装置を示した分解斜視図である。図３は、図１の長さ方向に沿った縦断面図である。
【００３０】
図１乃至図３を参照すると、本発明の一実施形態に係る殺菌装置１は、処理しようとする殺菌対象物質が含まれた流体が提供される配管１０と、前記配管１０内に光を出射する光源部３０と、前記光源部３０に電源を供給する電源供給部と、前記光源部３０からの光を感知するフォトダイオード部２０とを含む。
【００３１】
配管１０は、一方向に長く延長された棒状に提供され、その内部に流体を処理するための殺菌領域を提供するケースに該当する。以下では、配管１０が延長された方向を配管１０の延長方向、又は配管１０の長さ方向と称する。
【００３２】
配管１０は、流体が流入する流入口１３と、処理された流体が排出される排出口１５とを有する。
【００３３】
光源部３０は、流体を処理するための適切な光を流体に提供する。光源部３０は、流体に隣接した多様な位置に提供され、流体を処理（例えば、殺菌、浄化、脱臭処理）する光を出射する。光源部３０は、多様な個数及び形態で提供され得る。本実施形態では、説明の便宜のために、光源部３０が配管１０の長さ方向の一端部側に配置されたことを一例として示したが、これに限定されるのではない。本実施形態における光源部３０に対するこのような図面は、例示であって、配管１０内に光を提供することに重点を置いて解釈しなければならず、光源部３０の位置はこれに限定されない。光源部３０は、図示したものとは異なり、配管１０の外側に装着されてもよく、光源部３０の位置はこれに限定されない。
【００３４】
配管１０は、内部が空洞のパイプ状を有し、延長方向の両端部が開口された形状を有してもよい。本発明の一実施形態において、配管１０は、円柱状であってもよい。この場合、円柱の長さ方向と交差する断面は円状である。しかし、配管１０の断面の形状は、これに限定されるものではなく、多様な形状、例えば、楕円、四角形などの多角形、半円などで提供され得る。
【００３５】
流入口１３は、配管１０の一側に連結され、配管１０内の殺菌領域と連結されてもよい。流入口１３を介して配管１０に流入する流体は、殺菌、浄化、脱臭処理などが必要な対象物である。
【００３６】
本発明の一実施形態において、配管１０の長さ方向に沿う両端部を第１端部１０ａ及び第２端部１０ｂとすると、流入口１３及び排出口１５は、第１端部１０ａ及び第２端部１０ｂの両側に提供されてもよいが、これに限定されるのではない。
【００３７】
流入口１３と排出口１５は、配管１０の内部を移動する流体の移動速度を制御するために互いに異なる大きさで提供されてもよい。流入口１３における流体の速度と、排出口１５における流体の速度とを異ならせる場合、流体の配管１０内の滞留時間が増加し得る。このために、流入口１３の内部直径と排出口１５の内部直径は、互いに異なる大きさで提供されてもよい。
【００３８】
配管１０の第１及び第２端部１０ａ、１０ｂには第１及び第２キャップ４０ａ、４０ｂが締結される。本発明の一実施形態において、第１及び第２キャップ４０ａ、４０ｂは、配管１０と結合する締結部を有してもよい。締結部は、多様な形態で提供され得る。具体的に、第１キャップ４０ａは、配管１０の第１端部１０ａに提供されることによって配管１０と締結される。第２キャップ４０ｂは、配管１０の第２端部１０ｂに提供されることによって配管１０と締結される。前記第１及び第２キャップ４０ａ、４０ｂは多様な材質からなってもよく、その材料は特に限定されない。
【００３９】
光源部３０は、光を出射するものであって、配管１０の第２端部１０ｂ側に提供されてもよい。光源部３０は、基板３１と、基板３１上に実装された発光素子３３とを含んでもよい。基板３１は、多様な形態で提供可能であり、例えば、配管１０の直径に対応する直径を有する円盤の形態で提供されてもよい。基板３１上には、複数個の発光素子３３が所定方向に沿って配列されてもよい。基板３１には、発光素子３３に電源を供給する配線を引き出すための引出口が提供されてもよい。
【００４０】
光源部３０が複数個の発光素子３３を含む場合、各発光素子３３は、同一の波長帯域の光を出射したり、互いに異なる波長帯域の光を出射したりすることができる。例えば、一実施形態において、各発光素子３３は、全て同一又は類似する紫外線波長帯域の光を出射することができる。他の一実施形態において、一部の発光素子３３は、紫外線波長帯域のうち一部を出射し、残りの発光素子３３は、紫外線波長帯域のうち他の波長帯域の一部を出射することができる。
【００４１】
各発光素子３３が互いに異なる波長帯域を有する場合、各発光素子３３は、多様な順序で配列され得る。例えば、第１波長帯域の光を出射する発光素子３３と、第１波長帯域と異なる第２波長帯域の光を出射する発光素子３３とは交互に配列されてもよい。
【００４２】
本発明の一実施形態において、光源部３０から出射される光は、流体の種類、処理しようとする対象（例えば、細菌、カビ、バクテリアなど）などによって多様な波長帯域、例えば、紫外線、可視光線、赤外線などの波長帯域を有し得る。
【００４３】
本発明の一実施形態において、流体を殺菌する場合、殺菌波長帯域を有してもよい。例えば、光源部３０は、紫外線波長帯域の光を出射することができる。本発明の一実施形態において、光源部３０は、微生物などを殺菌できる波長帯域である約１００ｎｍ〜約４０５ｎｍの波長帯域の光を出射することができる。光源部３０は、本発明の一実施形態では約１００ｎｍ〜約２８０ｎｍの波長帯域の光を出射することができ、他の実施形態では１８０ｎｍ〜約２８０ｎｍの波長帯域の光を出射することができ、更に他の実施形態では約２５０ｎｍ〜約２６０ｎｍの波長帯域の光を出射することができる。前記波長帯域の紫外線は、大きな殺菌力を有しているので、例えば、１ｃｍ2当たりに１００μＷの強度で紫外線を照射すると、大腸菌、ジフテリア菌、赤痢菌などの細菌を約９９％まで死滅させることができる。また、前記波長帯域の紫外線は、食中毒を誘発する細菌を死滅できるので、食中毒を誘発する病原性大腸菌、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）、サルモネラ・ウェルテブレッド（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ  Ｗｅｌｔｅｖｒｅｄｅｎ）、サルモネラ・ティフイムリウム（Ｓ．Ｔｙｐｈｕｍｕｒｉｕｍ）、エンテロコッカス・ファエカリス（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｆａｅｃａｌｉｓ）、バチルス・セレウス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｃｅｒｅｕｓ）、シュードモナス・エルギノーザ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）、腸炎ビブリオ（Ｖｉｂｒｉｏ  ｐａｒａｈａｅｍｏｌｙｔｉｃｕｓ）、リステリア・モノサイトゲネス（Ｌｉｓｔｅｒｉａ  ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎｅｓ）、エルシニア・エンテロコリティカ（Ｙｅｒｓｉｎｉａ  ｅｎｔｅｒｏｃｏｌｉｔｉｃａ）、クロストリジウム・パーフリンゲンス（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）、クロストリジウム・ボツリナム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ｂｏｔｕｌｉｎｕｍ）、カンピロバクター・ジェジュニ（Ｃａｍｐｙｌｏｂａｃｔｅｒ  ｊｅｊｕｎｉ）又はエンテロバクター・サカザキ（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ  ｓａｋａｚａｋｉｉ）などの細菌を死滅させることができる。
【００４４】
本発明の一実施形態において、光源部３０が出射する光は、多様な波長帯域を有し得るので、殺菌装置１の少なくとも一部は、光源部３０から出射された光に触媒反応を起こす材料を含んでもよい。例えば、本発明の配管１０の内周面及び／又は外周面の全部又は一部上に光触媒材料からなる光触媒層が提供されてもよい。光触媒層が提供される領域は、光源部３０から光が到逹し得る領域であれば特に限定されない。
【００４５】
光触媒は、光源部から出射された光、例えば、紫外線によって活性化され、化学反応を起こすことによって、光触媒と接触する流体内の各種汚染物質、細菌などを、酸化還元反応を通じて分解させる。
【００４６】
図示してはいないが、本発明の一実施形態に係る殺菌装置１は、光源部３０に電源を提供する電源供給部と、光源部３０及び電源供給部を制御する制御部とをさらに含んでもよい。電源供給部及び／又は制御部は、前記配管１０の外部に提供されてもよく、前記配線を介して配管１０内の光源部３０に連結されてもよい。制御部は、回路基板上に具現された駆動回路で具現可能であり、前記駆動回路を通じて光源部３０及び電源供給部が制御され得る。
【００４７】
フォトダイオード部２０は、光源部３０からの光を感知する。フォトダイオード部２０は、配管１０の第１端部１０ａ側に提供されてもよい。フォトダイオード部２０は、基板２１と、基板２１上に実装されたフォトダイオード２３とを含んでもよい。基板２１は、多様な形態で提供可能であり、例えば、配管１０の直径に対応する直径を有する円盤の形態で提供されてもよい。基板２１上には、単数又は複数のフォトダイオード２３が配列されてもよい。フォトダイオード部２０は、光源部３０から離隔した位置に提供されてもよく、光源部３０とフォトダイオード部２０との間には、殺菌対象が提供される殺菌領域が配置される。すなわち、光源部３０から出射された光は、前記殺菌領域を経て通過し、フォトダイオード部２０はその光を感知する。
【００４８】
フォトダイオード部２０が感知する光は、光源部３０から出射された光の波長帯域に対応する。例えば、フォトダイオード部２０が感知する光は、光源部３０から出射される波長帯域と同一の波長帯域又は変換した光の波長帯域であってもよい。
【００４９】
本発明の一実施形態において、フォトダイオード部２０には、外部からの別途の電源が供給されず、太陽電池と同様に、フォトダイオード部２０は、光源部３０から提供された光をエネルギー源として使用して自主的に駆動し、すなわち、無電源で駆動する。
【００５０】
フォトダイオード部２０のフォトダイオード２３は、光を受けることによって電子−正孔ペアが生成されるダイオード（ＰＮ構造又はＰＩＮ構造）からなってもよい。フォトダイオード２３には、光源部３０から出射された光によって電流の流れが形成されてもよく、フォトダイオード２３は、このような光電流を動力源として使用する。これによって、フォトダイオード２３は、別途の電源がなくても光源部３０からの光量を感知することができる。ここで、フォトダイオード２３は、単数又は複数で提供され得るので、一つのフォトダイオード２３で発生する電流が微弱である場合、多数個のフォトダイオード２３が並列に連結されてもよい。又は、一つのチップに多数個のフォトダイオード２３が集積された集積回路が使用されてもよい。
【００５１】
光源部３０及びフォトダイオード部２０のそれぞれには、基板３１、各発光素子３３以外にも、発光素子３３又はフォトダイオード２３からの光を透過させる透過ウィンドウ３７がさらに提供されてもよい。
【００５２】
透過ウィンドウ３７は、基板２１、３１、光源３３及びフォトダイオード２３を保護するためのものであって、透明な絶縁材料からなってもよい。透過ウィンドウ３７は、多様な材料で提供可能であり、その材料は限定されない。例えば、透過ウィンドウ３７は、石英や高分子有機材料からなってもよい。ここで、高分子ガラス材料の場合、モノマーの種類、成形方法、条件によって吸収／透過させる波長が異なるので、各光源から出射される波長を考慮して選択され得る。例えば、ポリ（メチルメタクリレート）（Ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）；ＰＭＭＡ）、ポリビニルアルコール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ；ＰＶＡ）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ；ＰＰ）、低密度ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ；ＰＥ）などの有機高分子は紫外線をほとんど吸収しないが、ポリエステル（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）などの有機高分子は紫外線を吸収することができる。
【００５３】
本実施形態において、基板２１、３１及び透過ウィンドウ３７は、配管１０に対応する形状及び大きさで提供されてもよい。
【００５４】
本発明の一実施形態に係る殺菌装置１には、配管１０を第１及び第２キャップ４０ａ、４０ｂにタイトに締結すると同時に、流体が他の領域に漏れることを防止するためのシーリング部材５０が１個以上提供されてもよい。
【００５５】
本発明の一実施形態において、シーリング部材５０は、第１キャップ４０ａと配管１０の第１端部１０ａとの間及び第２キャップ４０ｂと配管１０の第２端部１０ｂとの間に提供されてもよい。各シーリング部材５０は、基板２１、３１と透過ウィンドウ３７との間、及び透過ウィンドウ３７と配管１０内の段部との間に提供された第１及び第２シーリング部材５１ａ、５１ｂを含んでもよい。第１及び第２シーリング部材５１ａ、５１ｂは、配管１０と第１及び第２キャップ４０ａ、４０ｂのそれぞれとをタイトに締結しながら、殺菌領域の流体が、配管１０と第１及び第２キャップ４０ａ、４０ｂとの間を介して外部に漏れることを防止する。各シーリング部材は、単数又は複数で提供されてもよい。
【００５６】
各シーリング部材５１ａ、５１ｂは、第１及び第２キャップ４０ａ、４０ｂが配管１０に締結されたとき、配管１０の本体１０１の内部と外部をタイトに締結させ、二つの領域を分離・密閉できるように閉鎖された図形（ｃｌｏｓｅｄ  ｆｉｇｕｒｅ）形状を有する。例えば、第１及び第２シーリング部材５１ａ、５１ｂは、Ｏリング（ｏ−Ｒｉｎｇ）形状を有してもよい。
【００５７】
前記各シーリング部材５１ａ、５１ｂは、軟性を有する弾性材料からなってもよい。各シーリング部材５１ａ、５１ｂが弾性材料からなる場合、配管１０が第１及び第２キャップ４０ａ、４０ｂと互いに締結されるとき、配管１０の本体１０１に対して圧着・締結されることによって、タイトな締結構造を維持する。
【００５８】
各シーリング部材５１ａ、５１ｂをなす弾性材料としてはシリコン樹脂を挙げることができるが、これに限定されるものではなく、各シーリング部材５１ａ、５１ｂは他の材料からなってもよい。例えば、弾性材料としては、天然ゴム又は合成ゴムが使用されてもよく、それ以外の他の高分子有機弾性材料が使用されてもよい。
【００５９】
図４は、上述した構造を有する殺菌装置において、殺菌モジュールを光の経路と共に示した概念図であって、図４では、説明の便宜のために、一部の構成要素の図示は省略した。ここで、図示した光の経路は、説明の便宜のために、多くの光の各経路の代替的な方向性のみを示したものである。光源部から出射された全ての光は図示した形態で進行するのではなく、出射された光のうち一部は他の方向に進行することもできる。
【００６０】
図４を参照すると、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールは、光を出射する光源部３０と、前記光源部３０に電源を供給する電源供給部８３と、前記光源部３０からの前記光を感知し、無電源で駆動するフォトダイオード部２０とを含む。
【００６１】
本実施形態において、光源部３０とフォトダイオード部２０は、殺菌対象９１が提供される殺菌領域９３を挟んで互いに対向してもよい。
【００６２】
前記殺菌領域９３は、光源部３０及び／又はフォトダイオード部２０がその内部に又は外部に設置され得る場所であって、その形状や大きさは特に限定されるものではなく、図１乃至図３に示したように、配管１０内の殺菌領域９３、すなわち、円筒状の配管の形態で提供されてもよい。図４に示した殺菌領域９３は、四角形で示したが、これは説明の便宜のためのものであって、実際の形状はこれと異なってもよい。
【００６３】
光源部３０及びフォトダイオード部２０の提供位置は、図示したものに限定されない。すなわち、光源部３０及びフォトダイオード部２０は、殺菌領域９３と互いに分離された位置に提供されてもよいが、殺菌対象粒子９１が提供された殺菌領域９３内に共に提供されてもよい。また、光源部３０及びフォトダイオード部２０は、図面上では互いに対向するように示したが、これに限定されるものではなく、電源供給部８３は、殺菌対象粒子９１に光を十分に提供できる位置であればよく、フォトダイオード部２０は、殺菌領域９３を通過した光を十分に感知できる位置であればよい。
【００６４】
本実施形態において、光源部３０には電源供給部８３が連結され、電源供給部８３は、光源部３０に電源を提供する。前記電源を動力源として光源部３０が駆動し、光を出射する。光源部３０が出射する光は、上述したように、赤外線、可視光線、紫外線などと多様であってもよく、一実施形態では、紫外線であってもよい。
【００６５】
本発明の一実施形態において、光源部３０から出射された光を第１光Ｌ１とすると、フォトダイオード部２０は、光源部３０から出射され、前記殺菌領域９３を通過した第１光Ｌ１を感知することができる。
【００６６】
第１光Ｌ１は、半値幅が狭い単一波長の光であってもよいが、広い波長帯域を含む光であってもよい。光源部３０からの第１光Ｌ１の波長帯域は、殺菌対象９１の種類、殺菌対象９１の光反応の有無、及びフォトダイオード部２０の種類などによって異なる形態に設定され得る。
【００６７】
本実施形態において、第１光Ｌ１は、赤外線、可視光線、及び紫外線のうち少なくとも一つであってもよく、本発明の一実施形態において、２１０ｎｍ〜１２００ｎｍの波長帯域を有してもよい。
【００６８】
光源部３０から出射された第１光Ｌ１は、前記殺菌領域９３内の殺菌対象９１によって反射及び／又は散乱されるだけでなく、殺菌対象９１によって一部が吸収され得る。
【００６９】
フォトダイオード部２０は、感知しようとする殺菌対象９１がなかった場合、光源部３０から出射された光、すなわち、殺菌対象９１と出会わない光を一次的に感知する。しかし、フォトダイオード部２０は、殺菌対象９１による散乱、反射、吸収などの反応が起こったとき、散乱、反射、吸収などによる光を共に感知することもできる。すなわち、これを通じて、フォトダイオード部２０が感知する第１光Ｌ１は、殺菌対象９１と出会わない光及び／又は殺菌対象９１と出会った光を含んでもよく、これを感知することによって殺菌対象９１の存在の有無及びその量を測定することができる。
【００７０】
本実施形態において、図示したように、光源部３０は、別途の電源供給部８３に連結されることによって、電源供給部８３から電源を受ける。しかし、フォトダイオード部２０は、電源供給部８３に連結されず、第１光Ｌ１を動力源として無電源で自主的に駆動する。
【００７１】
図示してはいないが、光源部３０、電源供給部８３、及びフォトダイオード部２０は、配線を介して、光源部３０、電源供給部８３、及びフォトダイオード部２０を制御する制御部に連結されてもよい。制御部は、フォトダイオード部２０が感知した第１光Ｌ１の光量又は光の強さに基づいて電源供給部８３を制御することによって、光源部３０から出射された光量又は光の強さを制御することもできる。
【００７２】
また、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールは、制御部に連結された表示部をさらに含んでもよく、前記表示部は、前記フォトダイオード部２０によって感知された第１光Ｌ１の強さによって前記光源部３０の交換の要否を表示することもできる。
【００７３】
上述した構造を有する殺菌モジュールは、フォトダイオード部２０を用いて殺菌対象粒子９１を経た光を直接感知することによって、殺菌対象粒子９１の殺菌効果をリアルタイムに確認することができる。
【００７４】
既存の発明によると、殺菌対象粒子に殺菌光を印加する方式で殺菌を行う場合、光の印加が終了した後、別途の分析を通じて殺菌が適宜行われたかどうかを検査することによって時間及びコストが消耗されていた。これに加えて、紫外線殺菌モジュールに使用される紫外線の場合、人に長時間露出したときに問題が発生し得るので、殺菌に必要な程度にのみ出射される必要があった。
【００７５】
しかし、本発明によると、光源部からの光の照射による殺菌効果に対してリアルタイムに判断することが可能である。これによって、十分に殺菌が進められた場合、光の強度や照射時間を低下させることによって電力消耗を減少できるなど、低コストで高い殺菌効果を得ることができる。言い換えると、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールは、殺菌対象粒子の種類、量、密度などに対する即時的な情報によって多様に制御可能であり、その結果、低コスト且つ高効率で殺菌が可能となる。
【００７６】
また、本発明の一実施形態によると、フォトダイオード部を採用したとしても、別途の電源を供給することなく、光源部から出射された光を動力源としてフォトダイオード部を駆動するので、電源供給のためのコストが減少する。言い換えると、フォトダイオード部には外部からの別途の電源が供給されず、フォトダイオード部は、太陽電池と同様に、光源部から提供された光をエネルギー源として使用して自主的に駆動する。すなわち、フォトダイオード部は、光源部からの光を再活用して駆動するので、実質的には、別途の追加的なエネルギー源がなくても無電源で駆動する形態を有する。
【００７７】
これに加えて、フォトダイオード部側に別途の電源供給部を備える必要がないので、殺菌モジュールの小型化が容易になる。殺菌の場合、電源供給部の体積が大きいので、フォトダイオード部に連結される電源供給部を省略することによって殺菌モジュールの小型化が可能であり、その結果、携帯用殺菌モジュールへの具現も容易になる。
【００７８】
本発明の一実施形態によると、光源部は多様な形態で提供され得る。以下の各実施形態では、説明の重複を避けるために、上述した実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７９】
図５は、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールを示した概念図である。
【００８０】
図５を参照すると、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールにおいて、光源部３０’は太陽であってもよい。太陽は、非常に広い範囲の連続的な波長帯域の光を出射する。言い換えると、太陽は、その出射光のうち殺菌のための波長帯域の光を含むので、人為的な光源がなくても殺菌のための光源部３０’として使用可能である。光源部３０’が太陽である場合、太陽から出射された第１光Ｌ１は、紫外線、可視光線、及び赤外線を含む波長帯域の光を含む。
【００８１】
本発明の一実施形態において、太陽を光源部３０’として使用する場合、人為的な光源部を装着しなくてもよいので、殺菌モジュールの体積及び製造コストが著しく減少し、その結果、殺菌モジュールを携帯用に製造することが非常に容易になる。また、動力源として太陽を使用する場合、どの光源よりもフォトダイオード部に光を多く提供できるので、フォトダイオード部の安定的な駆動が可能になる。
【００８２】
特に、太陽が光源部３０’として使用される場合、光源部を駆動する電源が別途に備えられなくてもよいので、殺菌モジュールの体積及び重さが最小化される。これによって、殺菌モジュールの携帯性が最大化される。
【００８３】
本発明の一実施形態において、フォトダイオード部は、光源部の光を再活用することによって、フォトダイオード部自体が光量や光の強さを感知するのに使用できるだけでなく、別途のセンサー部を駆動する動力源としても使用可能である。
【００８４】
図６は、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールを示した斜視図で、図７は、図６の殺菌モジュールを概念的に示した図である。ここで、本実施形態に係る殺菌モジュールは、光源部からの光が上述した実施形態と異なる形態に提供されること、及び第１センサー部がさらに備えられたことを示したものである。
【００８５】
図６及び図７を参照すると、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールにおいて、光源部３０は、流体内の殺菌対象粒子を殺菌するための光と、殺菌領域９３内の殺菌対象粒子を感知するのに適した光を流体に提供する。言い換えると、光源部３０は、流体に隣接した多様な位置に提供され、流体を処理（例えば、殺菌、浄化、脱臭処理）する光、及び処理された流体内の多様な物質を感知する光を出射する。
【００８６】
光源部３０は、基板３１と、感知しようとする物質の大きさ、種類、特性などによって多様な波長帯域の第１光Ｌ１を出射する第１光源３３と、殺菌領域を殺菌する第２光Ｌ２を出射する第２光源３５とを含む。第１及び第２光源３３、３５は、発光素子で具現可能であり、この場合、基板３１上には第１光源３３及び第２光源３５がそれぞれ実装されてもよい。第１光源３３及び第２光源３５は、複数個で提供されてもよく、この場合、所定方向に沿って配列されてもよい。第１光源３３が複数個で提供される場合、第１光源３３は、同一の波長帯域の光を出射したり、互いに異なる波長帯域の光を出射したりすることができる。また、第２光源３５が複数個で提供される場合、第２光源３５も、同一の波長帯域の光を出射したり、互いに異なる波長帯域の光を出射したりすることができる。
【００８７】
第１光源３３から出射される第１光Ｌ１の波長帯域は、検出しようとする粒子の種類、粒子との反応の有無、及びフォトダイオードの種類によって異なる形態に設定され得る。第１光源３３は、感知しようとする対象、すなわち、粒子の大きさが大きい場合は、粒子の大きさを考慮して相対的に長い波長の光を出射するように選択され得る。その一方で、感知しようとする粒子の大きさが小さい場合は、粒子の大きさを考慮して相対的に短い波長の光を出射するように選択され得る。又は、感知しようとする粒子が特定波長の光を吸収したり、吸収した後で蛍光を出したりする場合、その粒子の吸収波長に対応する波長帯域の光を出射するように選択され得る。
【００８８】
本発明の一実施形態において、感知しようとする粒子が蛍光体を含んでいる場合、第１光源３３は、蛍光体を励起できる波長帯域の光を出射するように選択され得る。特に、感知粒子が生物粒子である場合、生物粒子内の蛍光物質を励起できる波長帯域の光を出射するように選択され得る。この場合、第１光源３３は、紫外線及び／又は可視光線を出射することができる。
【００８９】
本発明に係る第１光源３３は、粒子が光と反応することによって蛍光反応を起こすとき、粒子内の蛍光物質に対応する紫外線を出射することができる。例えば、粒子内の蛍光体がＮＡＤＨである場合は、３４０ｎｍの領域帯の紫外線を出射することができ、蛍光体がリボフラビンである場合は、４５０ｎｍの領域帯の紫外線を出射することができる。
【００９０】
より詳細に説明すると、蛍光（Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）反応とは、物質が光による刺激によって発光する現象の一つであって、入射される光の波長と放出される光の波長帯域とが互いに異なるという特徴を有する。粒子中の生物粒子は、蛍光反応を起こす蛍光物質を含んでもよいが、例えば、２８０ｎｍの領域帯の紫外線光を照射した場合、生物粒子内のトリプトファン、チロシン、フェニルアラニン、蛍光アミノ酸などを励起させ、３５０ｎｍの領域の蛍光を放出する。又は、３４０ｎｍの領域帯の紫外線光を照射した場合、生物粒子内のＮＡＤＨ物質（又はＮＡＤＰＨ）を励起させ、４５０ｎｍの領域帯の蛍光を放出する。又は、４５０ｎｍの領域帯の紫外線光を照射した場合、生物粒子内のリボフラビンを励起させ、５２０ｎｍの領域帯の蛍光を放出する。よって、生物粒子に該当する光を大気に照射し、照射された光によって放出される蛍光を検出することによって、どのような蛍光体が含まれているのか、そして、このような蛍光体を通じて粒子が大気に含まれているかどうかを把握できるようになる。
【００９１】
本発明の一実施形態において、第１光源３３が紫外線及び／又は可視光線波長帯域の光を放出する場合、埃、バクテリアを含む微生物、カビなどの検出が可能である。
【００９２】
本発明の一実施形態において、埃、微生物、カビなどを感知するために、第１光源３３は、約２２０ｎｍ〜約１２００ｎｍの紫外線領域の光を放出することができる。埃の場合、約２２０ｎｍ〜１２００ｎｍの範囲の光によって検出が可能であり、微生物及びカビの場合、約２２０ｎｍ〜約４５０ｎｍの範囲の光によって検出が可能である。
【００９３】
第１光源３３は、特定波長の光を出射できるものであって、多様な光源が使用され得る。本発明の一実施形態において、第１光源３３は、少なくとも一つ以上の光源を含んでもよい。各光源は、第１発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）、レーザー、ランプなどを含んでもよく、第１光源３３は、連続波長の形態又はパルスの形態で供給されてもよい。
【００９４】
第２光源３５から出射される第２光Ｌ２は、殺菌領域内を殺菌するための光に該当する。第２光Ｌ２は、流体の種類、処理しようとする対象（例えば、細菌、カビ、バクテリアなど）などによって多様な波長帯域を有し得る。特に、本発明の一実施形態において、第２光Ｌ２は、殺菌波長帯域、例えば、紫外線波長帯域の光を出射することができる。本発明の一実施形態において、第２光源３５は、微生物などを殺菌できる波長帯域である約１００ｎｍ〜約４０５ｎｍの波長帯域の光を出射することができる。第２光源３５は、本発明の一実施形態では約１００ｎｍ〜約２８０ｎｍの波長帯域の光を出射することができ、他の実施形態では１８０ｎｍ〜約２８０ｎｍの波長帯域の光を出射することができ、更に他の実施形態では約２５０ｎｍ〜約２６０ｎｍの波長帯域の光を出射することができる。
【００９５】
本実施形態に係る殺菌モジュールには、上述した構成に加えて、フォトダイオード部２０に隣接するように提供され、前記第１光Ｌ１を感知する第１センサー部６０が提供されてもよい。
【００９６】
本実施形態において、第１センサー部６０は、光源部３０からの光、特に、第１光源３３からの第１光Ｌ１を感知し、本実施形態におけるフォトダイオード部２０は、第１センサー部６０に電源を供給する電源供給部として機能する。
【００９７】
本実施形態において、第１センサー部６０が感知する光は、第１光源３３から出射された第１光Ｌ１の波長帯域に対応する。例えば、第１センサー部６０が感知する光は、第１光源３３から出射される波長帯域と同一の波長帯域又は変換した光の波長帯域であってもよい。
【００９８】
第１センサー部６０は、第１光Ｌ１を感知できるものであれば特に限定されず、例えば、殺菌領域９３内での散乱光及び／又は蛍光を感知する感知器であってもよい。特に、第１センサー部６０は、光源部から出射された光、及び散乱、反射、吸収、蛍光された光を感知するセンサーからなってもよい。この場合、第１センサー部６０は、光源部から出射された光の波長と同一又は異なる波長の光を感知するセンサーからなってもよい。例えば、第１光源３３から出射された光が紫外線である場合、第１センサー部６０は、紫外線センサーであってもよいが、紫外線より波長が長い可視光線や赤外線センサーを含んでもよい。これは、粒子によって光の散乱や反射が起こる場合は、その光が元の波長と同一の波長を有するが、蛍光が起こる場合は、吸収された波長より長い波長の光を放出できるためである。第１光源３３から出射された光が可視光線である場合、第１センサー部６０は、可視光線センサーであってもよく、可視光線より波長が長い赤外線センサーであってもよい。同一の形態で、第１光源３３から出射された光が赤外線である場合、第１センサー部６０は、赤外線センサーであってもよく、赤外線より長い波長を感知するセンサーであってもよい。
【００９９】
本発明の一実施形態において、第１センサー部６０は、特に蛍光を検出することができる。微生物による自己蛍光の場合は、非常に微細な信号であるので、第１センサー部６０は、例えば、ＰＭＴ（Ｐｈｏｔｏ  Ｍｕｌｔｉｐｌｙｉｎｇ  Ｔｕｂｅ）を検出センサーとして適用することができる。
【０１００】
本発明の一実施形態において、第１センサー部６０には、外部からの別途の電源が供給されず、フォトダイオード部２０は、太陽電池と同様に、第１及び第２光源３３、３５から提供された光、特に、第２光源３５から提供された第２光Ｌ２をエネルギー源として使用して得たエネルギー源を受け取ることによって自主的に駆動する。すなわち、第１センサー部６０は、フォトダイオード部２０を通じて光源部３０からの光を再活用して駆動するので、実質的には、別途の追加的なエネルギー源がなくても無電源で駆動する形態を有する。
【０１０１】
本実施形態において、第１センサー部６０は、フォトダイオード部２０に連結され、フォトダイオード部２０から電源を受ける。フォトダイオード部２０は、それ自体で第１光Ｌ１を感知する感知センサーとして機能することもできるが、第１光Ｌ１を受けることによって電流を生産する光電池として機能する。フォトダイオード部２０から発生した電流は、第１センサー部６０に提供され、第１センサー部６０を駆動する。言い換えると、第１センサー部６０は、別途の電源供給部８３に連結されず、フォトダイオード部２０から電源を受ける。
【０１０２】
上述した構造を有する殺菌モジュールは、第１センサー部６０を用いて殺菌対象粒子９１を経た第１光Ｌ１を直接感知することによって殺菌対象粒子９１の殺菌効果をリアルタイムに確認することができる。また、別途の電源を供給することなく、光源部３０から出射された光を用いてフォトダイオード部２０で電力を生産し、このように生産した電力で第１センサー部６０を駆動するので、電源供給のためのコストが減少する。これに加えて、フォトダイオード部２０及び第１センサー部６０側に別途の電源供給部を備える必要がないので、殺菌モジュールの小型化が容易になる。その結果、携帯用殺菌モジュールへの具現も容易になる。
【０１０３】
図示してはいないが、光源部３０、電源供給部８３、第１センサー部６０、及びフォトダイオード部２０は、配線を介して、光源部３０、電源供給部８３、及びフォトダイオード部２０を制御する制御部に連結されてもよい。制御部は、第１センサー部６０が感知した第１光Ｌ１の光量又は光の強さに基づいて電源供給部８３を制御することによって、光源部３０からの光量又は光の強さを制御することもできる。
【０１０４】
また、本実施形態において、フォトダイオード部２０は、電源を供給する役割のみならず、第１光Ｌ１の光量をリアルタイムに感知する役割もすることができ、第１センサー部６０は、殺菌の有無による特定波長帯域の蛍光を感知する役割をすることもできる。この場合、フォトダイオード部２０と第１センサー部６０を同時に使用して光を感知するので、光源部３０及び殺菌対象粒子９１のうち光に影響を及ぼす側がどっち側であるのかを確認できるという長所がある。フォトダイオード部２０で測定した第１光Ｌ１の光量が非常に減少したにもかかわらず、第１センサー部６０が測定した光量に大きな差がない場合は光源部３０に問題があると判断することができ、この場合、第１光源３３を交換することによって問題を解決することができる。
【０１０５】
本発明の一実施形態において、フォトダイオード部は、上述した第１センサー部に電源を印加するだけでなく、電源が必要な他の構成要素、例えば、第１光源部にも電源を印加することができる。
【０１０６】
図８は、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールを概念的に示した図であって、第１光源部がフォトダイオードに連結されたことを示した図である。
【０１０７】
本発明の一実施形態において、第１センサー部６０のみならず、第１光源３３にも、外部からの別途の電源が供給されない場合がある。本実施形態において、第１光源３３は、第１センサー部６０と共に、フォトダイオード部２０が第１及び第２光源３３、３５から提供された光、特に、第２光源３５から提供された第２光Ｌ２をエネルギー源として使用して得たエネルギー源を受け取ることによって自主的に駆動する。すなわち、第１光源３３及び第１センサー部６０は、フォトダイオード部２０を通じて光源部３０からの光を再活用して駆動するので、実質的には、別途の追加的なエネルギー源がなくても無電源で駆動する形態を有する。
【０１０８】
本実施形態において、第１光源３３及び第１センサー部６０は、フォトダイオード部２０に連結され、フォトダイオード部２０から電源を受ける。フォトダイオード部２０は、それ自体で第１光Ｌ１を感知する感知センサーとして機能することもできるが、第１光Ｌ１及び／又は第２光Ｌ２を受けることによって電流を生産する光電池として機能する。フォトダイオード部２０から発生した電流は、第１光源３３及び第１センサー部６０に提供され、第１光源３３及び第１センサー部６０を駆動する。言い換えると、第１光源３３及び第１センサー部６０は、別途の電源供給部８３に連結されず、フォトダイオード部２０から電源を受ける。
【０１０９】
上述した構造を有する殺菌モジュールは、殺菌対象粒子９１の殺菌効果をリアルタイムに確認することができ、また、別途の電源を供給することなく、光源部３０から出射された光を用いてフォトダイオード部２０で電力を生産し、このように生産した電力で第１光源３３及び第１センサー部６０を駆動するので、電源供給のためのコストが著しく減少する。これに加えて、フォトダイオード部２０、第１光源３３及び第１センサー部６０側に別途の電源供給部を備える必要がないので、殺菌モジュールの小型化が容易になる。その結果、携帯用殺菌モジュールへの具現も容易になる。
【０１１０】
本発明の他の実施形態によると、第１光源及び／又は第１センサー部は、単数で提供されてもよいが、これに限定されるものではなく、複数で提供されてもよい。
【０１１１】
図９は、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールを概念的に示した図であって、第１光源３３及び第１センサー部６０が複数個で備えられたことを示した図である。
【０１１２】
図９を参照すると、第１光源３３は、複数個のサブ光源を含んでもよい。例えば、第１光源３３は、３個のサブ光源、すなわち、第１乃至第３サブ光源３３ａ、３３ｂ、３３ｃを含んでもよい。しかし、各サブ光源の個数はこれに限定されず、２個又は４個以上のサブ光源が含まれてもよい。
【０１１３】
第１乃至第３サブ光源３３ａ、３３ｂ、３３ｃは、互いに異なる波長の光を出射する各光源で構成されてもよい。第１サブ光源３３ａは第１波長の光を出射し、第２サブ光源３３ｂは、第１波長と異なる第２波長の光を出射し、第３サブ光源３３ｃは、第１及び第２波長と異なる第３波長の光を出射することができる。第１乃至第３波長は、互いに異なる波長であれば十分であり、第１波長は、紫外線、可視光線、及び赤外線波長帯域のうち一つに該当し、第２波長も、紫外線、可視光線、及び赤外線波長帯域のうち一つに該当し、第３波長も、紫外線、可視光線、及び赤外線波長帯域のうち一つに該当し得る。これによって、第１乃至第３波長のそれぞれが全て赤外線帯域に該当したり、そのうち一つのみが可視光線で、残りは紫外線帯域に該当したりするなど、多様な波長帯域の組み合わせが可能である。
【０１１４】
第１センサー部６０も、互いに異なる波長の光を感知する各センサーで構成され得る。例えば、第１センサー部６０は、互いに異なる波長の光を感知する第１乃至第３センサー６０ａ、６０ｂ、６０ｃを含んでもよく、第２センサー部７０も、互いに異なる波長の光を感知する第１乃至第３センサー６０ａ、６０ｂ、６０ｃを含んでもよい。
【０１１５】
第１センサー部６０のそれぞれの各センサーは、互いに異なる第１乃至第３波長帯域を感知することができ、多様な波長帯域の組み合わせが可能である。
【０１１６】
図９において、第１サブ光源３３ａからの光は第１センサー部６０の第１センサー６０ａが感知し、第２サブ光源３３ｂからの光は第１センサー部６０の第２センサー６０ｂが感知し、第３サブ光源３３ｃからの光は第１センサー部６０の第３センサー６０ｃが感知することを示したが、これは、説明の便宜のためのものであって、各センサーの感知帯域によって異なる形態に設定され得る。例えば、第１サブ光源３３ａから出射された光は、第１センサー部６０の第２センサー６０ｂが感知することもでき、他の実施形態では、更に他の形態で組み合わされてもよい。
【０１１７】
例えば、本発明の一実施形態によると、第１乃至第３サブ光源３３ａ、３３ｂ、３３ｃがそれぞれ出射する第１波長の光は紫外線に該当し、第２波長の光は可視光線に該当し、第３波長の光は赤外線に該当し得る。また、第１乃至第３センサー６０ａ、６０ｂ、６０ｃが感知する第１波長の光は紫外線に該当し、第２波長の光は可視光線に該当し、第３波長の光は赤外線に該当し得る。又は、第１光源３３からの多様な波長帯域の光（すなわち、第１乃至第３波長帯域の光）が殺菌対象粒子９１と出会う場合、殺菌対象粒子９１によって散乱、反射、吸収、蛍光反応が起こり得る。吸収や蛍光反応が起こった光は、第１乃至第３波長帯域と異なる第１乃至第３波長帯域に変化し得る。また、このような変更された波長帯域の光も第１センサー部６０によって感知され得る。言い換えると、第１センサー部６０は、波長帯域によって散乱、反射、吸収、蛍光反応による光の波長や光量などを感知することによって殺菌対象粒子９１の種類、量、密度などを確認することができる。
【０１１８】
このように、本実施形態によると、第１光源３３の第１乃至第３サブ光源３３ａ、３３ｂ、３３ｃから互いに異なる波長の光がそれぞれ出射され、出射された光は、第１センサー部６０の第１乃至第３センサー６０ａ、６０ｂ、６０ｃで感知される。第１乃至第３センサー６０ａ、６０ｂ、６０ｃで感知された光に基づいて殺菌対象粒子９１を含む殺菌領域内の多様な粒子の種類、量、密度などを確認することができる。本実施形態の場合、光源部３０からの光の波長帯域が第１乃至第３波長帯域に細分化され、各殺菌対象粒子９１の種類、量、密度などを詳細且つ正確に確認することができる。
【０１１９】
図１０は、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールを概念的に示した図であって、光源部及び第１センサー部に加えて、光源部から出射される光の光量を測定する第２センサー部が備えられたことを示した図である。
【０１２０】
図１０を参照すると、光源部３０の付近には、光源部３０からの光量を感知する第２センサー部７０が配置される。第２センサー部７０は、光源部３０からの光量、特に、第１光源３３の光量を感知するためのものである。
【０１２１】
図１０では、第２センサー部７０が第１乃至第３センサー７０ａ、７０ｂ、７０ｃを含み、第１乃至第３サブ光源部３３ａ、３３ｂ、３３ｃのそれぞれの光量を感知できるように１対１に配置されたことを示したが、これに限定されるものではない。第２センサー部７０は、第１光源３３からの光量を感知するためのものであって、第１光源３３の各光源の個数と異なる個数で提供されてもよい。
【０１２２】
第２センサー部７０は、第１光源３３から出射される光量を感知できるので、第１センサー部６０で感知された光量との比較を通じて殺菌領域９３内の各殺菌対象粒子９１の種類、量、密度などを確認することができる。制御部は、第２センサー部７０から得た第１光源３３から出射された第１光Ｌ１の光量と、第１センサー部６０から得た第１光Ｌ１の光量の減少量を比較することによって殺菌対象粒子９１の大きさ、種類、量、密度などを確認することができる。このために、制御部は、前記第２センサー部７０における前記第１光Ｌ１の強さと、前記第１センサー部６０が感知した第１光Ｌ１の強さとを比較する比較部をさらに含んでもよい。前記制御部は、前記比較部における結果値によって電源供給部８３及び光源部３０を制御することができる。
【０１２３】
上述したように、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールは、光源部３０を通じて殺菌対象粒子９１を殺菌し、第１及び第２センサー部６０、７０を通じて殺菌対象粒子９１の種類、量、密度などをリアルタイムに検出することができる。
【０１２４】
上述したように、制御部は、リアルタイムに検出されたデータに基づいて電源供給部及び光源部をリアルタイムに制御することによって少ない電力でも効率的な殺菌を行えるので、以下では、これについて説明する。
【０１２５】
図１１は、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールの駆動方法を説明するための殺菌モジュールの構成を概略的に示したブロック図である。
【０１２６】
本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールは、光源部３０、制御部８１、フォトダイオード部２０、第１及び第２センサー部６０、７０、表示部８５、及び電源供給部８３を含んでもよい。
【０１２７】
光源部３０は光を出射する。光源部３０は、単数又は多数の光源を含んでもよい。光源が多数個で提供される場合、各光源は、互いに異なる波長の光を出射することができる。
【０１２８】
制御部８１は、光源部３０に電気的に連結され、光源部３０を制御する。
【０１２９】
第１及び第２センサー部６０、７０は、光源部３０から出射された光及び殺菌領域を経た光を感知する。第１及び第２センサー部６０、７０は、それぞれ単数又は多数のセンサーを含んでもよい。第１及び第２センサー部６０、７０が多数個で提供される場合、各センサーは、互いに異なる波長の光を感知することができる。
【０１３０】
フォトダイオード部２０は、光源部３０からの光を感知したり、光を用いて電力を生産し、第１センサー部６０に電源を供給したりすることができる。
【０１３１】
制御部８１は、光源部３０、フォトダイオード部２０、そして、第１及び第２センサー部６０、７０に電気的に連結され、光源部３０、フォトダイオード部２０、そして、第１及び第２センサー部６０、７０からの情報を取得して演算することができる。このために、制御部８１は、情報取得部及び演算部を含んでもよい。
【０１３２】
情報取得部は、第１センサー部６０及び第２センサー部７０によって感知された信号を受信し、試料内粒子の情報を取得する。
【０１３３】
演算部は、情報取得部から粒子に関連した情報を受け取ることによって前記情報を演算し、演算された対象物情報を前記表示部８５に提供する。演算部には、センサー部からの信号を処理する回路（例えば、信号増幅回路）を含んでもよい。
【０１３４】
特に、演算部は、第１及び第２センサー部７０から検出される光量の比較などを通じて散乱、吸収、蛍光、反射による光の減衰率を演算することによって、検出しようとする粒子を定量的及び／又は定性的に分析することができる。また、演算部は、第２センサー部７０から受信した光源部３０の光量に対する情報を演算した後、電源供給部８３を通じて光源部３０の光量を制御することができる。
【０１３５】
本発明の一実施形態において、演算部は、検出しようとする粒子を定量的に分析するためにルックアップテーブル（ｌｏｏｋ−ｕｐ  ｔａｂｌｅ）を先に作成し、ルックアップテーブルの情報に基づいて殺菌対象粒子９１の密度、量などを演算することができる。
【０１３６】
制御部８１には、ユーザーに殺菌情報を表示する表示部８５が連結されてもよい。表示部８５は、制御部８１から殺菌対象粒子９１に関連した情報、例えば、殺菌対象粒子９１の種類、量、密度などをユーザーが視認できる形態で表示する。
【０１３７】
電源供給部８３は、制御部８１、光源部３０、表示部８５、及び第２センサー部７０に電源を供給し、フォトダイオード部２０及び第１センサー部６０には電源を供給しない。電源供給部８３は、光源部３０に電源を供給し、演算部からの信号によって光源部３０に供給される電流量を増加又は減少させることによって光量を調節する。
【０１３８】
詳細に図示してはいないが、光源部３０、第１及び第２センサー部６０、７０、及び制御部８１間の各信号は、相互比較を通じて殺菌対象粒子９１の大きさ、種類、量、密度などを数値化する過程を経る。
【０１３９】
以下では、上述した構成の殺菌モジュールを用いて殺菌対象粒子９１を検出する例を説明する。
【０１４０】
まず、電源供給部８３を通じて光源部３０に電源が供給される。
【０１４１】
第１センサー部６０は、光源部３０の光量を感知し、前記光量に対する情報を制御部８１に送信する。制御部８１は、前記光量に関する値を受信し、これに基づいて基準値を設定する。
【０１４２】
基準値を設定した後、光源部３０から光を出射させる。光が出射されると、フォトダイオード部２０で電力が生産され、生産された電力は第１センサー部６０に電源として供給される。第１センサー部６０は、殺菌対象粒子９１を経た光を測定し、言い換えると、殺菌対象粒子９１が提供された殺菌領域９３における散乱、反射、吸収、蛍光量を測定する。このとき、光源部３０からの光量は第２センサー部７０が感知し、制御部８１は、比較器を用いて光量を比較し、これを通じて前記殺菌領域９３内の殺菌対象粒子９１の量及び密度などを導出する。殺菌対象粒子９１の量や密度が減少した場合、演算部は、電源供給部８３を通じて光源部３０の電流値を減少させることによって光量を調節する。
【０１４３】
第１及び第２センサー部６０、７０から得た散乱、反射、吸収、蛍光量などの情報は、先に作成されたルックアップテーブルなどの標準値情報との比較を通じて大きさ、種類、量、密度などに定量化され得る。定量化された大きさ、種類、量、密度値は、表示部８５を通じてユーザーに提示され得る。
【０１４４】
上述したように、本発明の一実施形態によると、制御部８１は、第１及び第２センサー部６０、７０、光源部３０、電源供給部８３などから収得したデータに基づいて第１及び第２センサー部６０、７０、光源部３０、電源供給部８３などに多様な形態でフィードバックすることによって、信頼性の高い殺菌モジュールを提供する。
【０１４５】
別途に図示してはいないが、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールは、モノのインターネット基盤の殺菌システムの形態で具現され得る。
【０１４６】
本発明の一実施形態によると、殺菌モジュールがユーザーの使用の有無によって選択的にオン／オフになり、光源部などの作動状況などがリアルタイムにモニタリングされるように構成される。例えば、本発明の一実施形態に係る殺菌システムは、中央処理部、ユーザー端末機、及び殺菌モジュールを含む。中央処理部は、殺菌モジュールに対する動作の有無、故障の有無及び動作時間などの状態情報を格納及び管理し、殺菌モジュールの制御部に制御信号を送信することができる。ユーザー端末機は、ユーザーによって遠隔地で選択された殺菌モジュールに対する制御命令（例えば、殺菌モジュールのオン／オフ）や情報要請命令などを中央処理部に送信し、中央処理部から情報を受信することができる。殺菌モジュールは、流体を処理する中央処理部からの信号によってオン／オフになり、殺菌処理される速度などが制御され得る。
【０１４７】
前記のようなモノのインターネット基盤の殺菌システムは、ユーザーの感知などを通じて必要な場合に状況に合う程度に殺菌モジュールを駆動するなどの選択的な制御を実施できるようにする。これによって、電力消耗が最小化され、現在の作動状態や光源の異常の有無などを容易に確認することができる。これによって、効率的な管理及び対処が可能である。
【０１４８】
本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールは、殺菌対象粒子が提供される殺菌領域を提供できる装置、例えば、殺菌領域を設けるケースに装着され、殺菌領域の殺菌に使用されてもよい。すなわち、殺菌モジュールは、殺菌領域を提供するケースと、前記ケースに連結され、前記殺菌領域を殺菌する上述した殺菌モジュールとを含んでもよい。
【０１４９】
図１２は、本発明の一実施形態に係る殺菌装置を示した図であって、一例として、ケースとして水筒が提供されたことを示した図である。
【０１５０】
図１２を参照すると、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールは、殺菌が必要な多様な装置で殺菌装置として使用可能である。例えば、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールは、水筒１００に採用可能である。
【０１５１】
本実施形態に係る水筒１００は、水を収容できる殺菌領域９３を提供し、上側が開口された本体１０１と、開口を覆う蓋１０３と、前記本体１０１及び／又は蓋１０３に提供された光源部３０と、フォトダイオード部２０と、電源供給部とを含んでもよい。光源部３０は、殺菌領域に光を出射し、第１光を出射する第１光源と、前記殺菌領域を殺菌する第２光を出射する第２光源とを含んでもよい。
【０１５２】
本発明の一実施形態において、光源部３０とフォトダイオード部２０は、水を挟んで互いに向かい合う形態で提供されてもよい。例えば、光源部３０は、蓋１０３に提供されてもよく、光源部３０の第２光源から出射された第２光は、下部の本体１０１内の殺菌領域９３に入っている水を殺菌する。フォトダイオード部２０は、本体１０１の底面に提供されてもよく、前記光源部３０の第１光源から出射された光を感知することができる。電源供給部は、光源部３０に隣接した位置に提供されてもよく、バッテリーであってもよい。
【０１５３】
本発明の一実施形態において、前記水筒１００の場合、光源部として太陽を用いると、図示した光源部３０の省略が可能である。すなわち、別途の光源部が提供される必要がないので、別途の光源部に連結された電源供給部も省略され得る。この場合、光源部３０及び電源供給部が省略されるので、体積及び重さが非常に小さい殺菌装置の製造が可能であり、このような殺菌装置は、携帯用物品への適用可能性が非常に高い。
【０１５４】
特に、本発明の一実施形態に係る殺菌装置は、宇宙で使用される物品に適用可能である。宇宙の場合、地球上の大気よりも太陽光内での殺菌光の強度が高く、これを用いると物品を容易に殺菌することができる。宇宙で殺菌装置を使用する場合、上述した水筒と同様に、フォトダイオード部を含み、光源部及び電源供給部が省略され得る。
【０１５５】
本発明の一実施形態に係る殺菌装置は、殺菌が必要な多様な物品に適用可能であり、その物品の種類は限定されず、例えば、寝具や衣類殺菌機、掃除機、その他の表面細菌殺菌装置、空気清浄機、脱臭機などに適用され得る。寝具殺菌機に本発明の一実施形態に係る殺菌装置が採用された場合、寝具殺菌機に光源部が提供されてもよく、前記光源部から出射された光が寝具によって反射又は散乱され、光が進行する位置にフォトダイオード部が提供されてもよい。
【０１５６】
このように、本実施形態によると、フォトダイオード部が光源部と共に提供され、無電源で連結されることによって、殺菌装置の大きさが非常に小さくなり、図示したように、水筒などの携帯用物品に容易に適用可能であり、寝具殺菌機などの物品にも適用され得る。
【０１５７】
以上では、本発明の好適な実施形態を参照して説明したが、該当の技術分野で熟練した当業者又は該当の技術分野で通常の知識を有する者であれば、後述する特許請求の範囲に記載した本発明の思想及び技術領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更可能であることを理解できるだろう。
【０１５８】
したがって、本発明の技術的範囲は、明細書の詳細な説明に記載した内容に限定されるのではなく、特許請求の範囲によって定められなければならないだろう。
【図１】
2022501122.tif 000003
【図２】
2022501122.tif 000004
【図３】
2022501122.tif 000005
【図４】
2022501122.tif 000006
【図５】
2022501122.tif 000007
【図６】
2022501122.tif 000008
【図７】
2022501122.tif 000009
【図８】
2022501122.tif 000010
【図９】
2022501122.tif 000011
【図１０】
2022501122.tif 000012
【図１１】
2022501122.tif 000013
【図１２】
2022501122.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和3年5月18日(2021.5.18)
【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】
対象粒子が提供される領域を有する光照射モジュールにおいて、
前記領域に光を出射する光源部、
前記光源部の少なくとも一部に電源を供給する電源供給部、
前記光源部からの前記光を感知し、外部からの電源がなくても駆動するフォトダイオード部、及び
前記光源部、前記電源供給部、及び前記フォトダイオード部にそれぞれ電気的に連結され、前記光源部、前記電源供給部、及び前記フォトダイオード部のうち少なくとも一つを制御する制御部、を含み、
前記フォトダイオード部は、前記光源部からの前記光によって駆動する光照射モジュール。
【請求項２】
前記光源部は、前記領域に第１光を出射する第１光源と、前記領域に第２光を出射する第２光源と、を含む、請求項１に記載の光照射モジュール。
【請求項３】
前記フォトダイオード部は、前記第１光源から出射された前記第１光を感知する、請求項２に記載の光照射モジュール。
【請求項４】
前記制御部に連結された表示部をさらに含み、前記表示部は、前記フォトダイオード部によって感知された前記第１光の強さによって前記第１光源の交換の要否を表示する、請求項３に記載の光照射モジュール。
【請求項５】
前記制御部は、前記フォトダイオード部によって感知された前記第１光の強さによって前記電源供給部から前記光源部に提供される電源を制御する、請求項３に記載の光照射モジュール。
【請求項６】
前記フォトダイオード部に隣接するように提供され、前記第１光を感知する第１センサー部をさらに含む、請求項３に記載の光照射モジュール。
【請求項７】
前記フォトダイオード部は、前記第１センサー部に電源を供給する、請求項６に記載の光照射モジュール。
【請求項８】
前記フォトダイオード部は、前記第１光源に電源を供給する、請求項６に記載の光照射モジュール。
【請求項９】
前記光源部に隣接するように提供され、前記第１光の強さを感知する第２センサー部をさらに含む、請求項６に記載の光照射モジュール。
【請求項１０】
前記第１光源は、互いに異なる波長を出射する複数のサブ光源を含み、前記第１センサー部は、前記複数のサブ光源にそれぞれ対応する複数のセンサーを含む、請求項９に記載の光照射モジュール。
【請求項１１】
前記第２センサー部は、前記複数のサブ光源にそれぞれ対応する複数のセンサーを含む、請求項１０に記載の光照射モジュール。
【請求項１２】
前記制御部は、前記第２センサー部における前記第１光の強さと、前記第１センサー部が感知した前記第１光の強さとを比較する比較部をさらに含み、前記制御部は、前記比較部における結果値によって前記光源部を制御する、請求項９に記載の光照射モジュール。
【請求項１３】
前記第１センサー部は、前記領域内での散乱光及び蛍光のうち少なくとも一つを感知する、請求項８に記載の光照射モジュール。
【請求項１４】
前記光源部は、赤外線、可視光線、及び紫外線のうち少なくとも一つの波長帯域を出射する、請求項１に記載の光照射モジュール。
【請求項１５】
殺菌対象の粒子が提供される殺菌領域を提供するケース、及び
前記ケースに連結され、前記殺菌領域を殺菌する請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の光照射モジュール、を含む殺菌装置。
【請求項１６】
前記ケースは、流体が移動する配管であって、前記殺菌対象の粒子は、前記配管内の前記流体に含まれた粒子である、請求項１５に記載の殺菌装置。
【請求項１７】
前記配管は、前記流体が移動する流入口及び排出口を有し、前記光源部は、前記配管内に光を照射する、請求項１６に記載の殺菌装置。
【請求項１８】
前記殺菌領域は、水筒の内部殺菌領域であって、前記殺菌対象の粒子は、水中に含まれた粒子である、請求項１５に記載の殺菌装置。
【請求項１９】
前記殺菌装置は、掃除機、寝具殺菌機、衣類殺菌機、表面細菌殺菌機、空気清浄機、又は脱臭機の一部として提供される、請求項１５に記載の殺菌装置。
【請求項２０】
対象粒子が提供される領域を有する光照射モジュールにおいて、
前記領域を通過した太陽光を感知し、外部からの電源がなくても駆動するフォトダイオード部、及び
前記フォトダイオード部に電気的に連結され、前記フォトダイオード部を制御する制御部、を含み、
前記フォトダイオード部は、前記太陽光によって駆動する光照射モジュール。
【請求項２１】
殺菌対象の粒子が提供される殺菌領域を提供するケース、及び
前記ケースに連結され、前記殺菌領域を殺菌する請求項２０に記載の光照射モジュール、を含む殺菌装置。
【請求項２２】
前記ケースは、流体が移動する配管であって、前記殺菌対象の粒子は、前記配管内の前記流体に含まれた粒子である、請求項２１に記載の殺菌装置。
【請求項２３】
前記配管は、前記流体が移動する流入口及び排出口を有し、前記太陽光は、前記配管内に照射される、請求項２２に記載の殺菌装置。
【請求項２４】
前記殺菌領域は、水筒の内部殺菌領域であって、前記殺菌対象の粒子は、水中に含まれた粒子である、請求項２１に記載の殺菌装置。
【請求項２５】
前記殺菌装置は、掃除機、寝具殺菌機、衣類殺菌機、表面細菌殺菌機、空気清浄機、又は脱臭機の一部として提供される、請求項２１に記載の殺菌装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光照射モジュール及びこれを含む殺菌装置に関し、より詳細には、生物及び／又は非生物を検出する光照射モジュール及びこれを含む殺菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
黄色ブドウ球菌、サルモネラ菌、腸炎ビブリオ菌などは、食中毒を多く起こす細菌であって、これを除去するための多様な殺菌装置が開発されている。前記のような菌を殺すための殺菌装置としては、主に紫外線殺菌装置が使用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、大きさが小さく、低コストで駆動が可能な高効率の光照射モジュール及びこれを含む装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施形態に係る光照射モジュールは、殺菌しようとする対象粒子が提供される領域を有し、前記領域に光を出射する光源部と、前記光源部の少なくとも一部に電源を供給する電源供給部と、前記光源部からの前記光を感知し、無電源で駆動するフォトダイオード部と、前記光源部、前記電源供給部、及び前記フォトダイオード部にそれぞれ電気的に連結され、前記光源部、前記電源供給部、及び前記フォトダイオード部のうち少なくとも一つを制御する制御部とを含む。前記フォトダイオード部は、前記光源部からの前記光によって駆動する。
【０００５】
本発明の一実施形態において、前記光源部は、前記領域に光を出射し、第１光を出射する第１光源と、前記領域を殺菌する第２光を出射する第２光源とを含んでもよい。
【０００６】
本発明の一実施形態において、前記フォトダイオード部は、前記第１光源から出射された前記第１光を感知することができる。
【０００７】
本発明の一実施形態において、前記光照射モジュールは、前記制御部に連結された表示部をさらに含み、前記表示部は、前記フォトダイオード部によって感知された前記第１光の強さによって前記第１光源の交換の要否を表示することができる。
【０００８】
本発明の一実施形態において、前記制御部は、前記フォトダイオード部によって感知された前記第１光の強さによって前記電源供給部から前記光源部に提供される電源を制御することができる。
【０００９】
本発明の一実施形態において、前記光照射モジュールは、前記フォトダイオード部に隣接するように提供され、前記第１光を感知する第１センサー部をさらに含んでもよい。
【００１０】
本発明の一実施形態において、前記フォトダイオード部は、前記第１センサー部に電源を供給することができる。本発明の一実施形態において、前記フォトダイオード部は、前記第１光源に電源を供給することができる。
【００１１】
本発明の一実施形態において、前記光照射モジュールは、前記光源部に隣接するように提供され、前記第１光の強さを感知する第２センサー部をさらに含んでもよい。
【００１２】
本発明の一実施形態において、前記第１光源は、互いに異なる波長を出射する複数のサブ光源を含み、前記第１センサー部は、前記複数のサブ光源にそれぞれ対応する複数のセンサーを含んでもよい。
【００１３】
本発明の一実施形態において、前記第２センサー部は、前記複数のサブ光源にそれぞれ対応する複数のセンサーを含んでもよい。
【００１４】
本発明の一実施形態において、前記制御部は、前記第２センサー部における前記第１光の強さと、前記第１センサー部が感知した前記第１光の強さとを比較する比較部をさらに含み、前記制御部は、前記比較部における結果値によって前記光源部を制御することができる。
【００１５】
本発明の一実施形態において、前記第１センサー部は、前記領域内での散乱光及び蛍光のうち少なくとも一つを感知することができる。
【００１６】
本発明の一実施形態に係る光照射モジュールは、殺菌しようとする対象粒子が提供される領域を有し、前記領域を通過した太陽光を感知し、外部からの電源がなくても駆動するフォトダイオード部、及び、前記フォトダイオード部に電気的に連結され、前記フォトダイオード部を制御する制御部、を含む。前記フォトダイオード部は、前記太陽光によって駆動する。
【００１７】
本発明の一実施形態において、前記光源部は、赤外線、可視光線、及び紫外線のうち少なくとも一つの波長帯域を出射することができる。
【００１８】
本発明の一実施形態において、前記光照射モジュールは、殺菌装置に採用可能であり、本発明の一実施形態に係る殺菌装置は、殺菌対象粒子が提供される殺菌領域を提供するケースと、前記ケースに連結され、前記殺菌領域を殺菌する上述した光照射モジュールとを含んでもよい。
【００１９】
本発明の一実施形態において、前記殺菌領域は、配管の内部殺菌領域であって、前記殺菌対象粒子は、流体内に含まれた粒子であってもよい。
【００２０】
本発明の一実施形態において、前記配管は、前記流体が移動する流入口及び排出口を有し、前記光源部は、前記配管内に光を照射することができる。ここで、前記流体は、水又は空気であってもよい。
【００２１】
本発明の一実施形態において、前記殺菌領域は、水筒の内部殺菌領域であって、前記殺菌対象粒子は、水中に含まれた粒子であってもよい。
【００２２】
本発明の一実施形態において、前記光照射モジュールは、多様な種類の殺菌が必要な殺菌装置、例えば、掃除機、寝具殺菌機、衣類殺菌機、表面細菌殺菌機、空気清浄機、又は脱臭機に採用され得る。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、大きさが小さく、低コストで駆動が可能であり、高効率で駆動が可能な光照射モジュール及びこれを含む装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本出願の実施形態に係る殺菌装置を示した斜視図である。
【図２】本出願の実施形態に係る殺菌装置を示した分解斜視図である。
【図３】図１の長さ方向に沿った縦断面図である。
【図４】上述した構造を有する殺菌モジュールを光の経路と共に示した概念図であって、説明の便宜のために、一部の構成要素の図示は省略した。
【図５】本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールを示した概念図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールを示した斜視図である。
【図７】図６の本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールを概念的に示した図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールを概念的に示した図であって、第１光源部がフォトダイオードに連結されたことを示した図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールを概念的に示した図であって、光源部及び第１センサー部が複数個で備えられたことを示した図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールを概念的に示した図であって、光源部及び第１センサー部に加えて、第２センサー部が備えられたことを示した図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールの駆動方法を説明するための殺菌モジュールの構成を概略的に示したブロック図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールが採用された物品を示した図であって、一例として、水筒を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明は、多様な変更を加えることができ、様々な形態を有し得るので、特定の実施形態を図面に例示し、これを本文で詳細に説明する。しかし、これは、本発明を特定の開示形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物及び代替物を含むものと理解しなければならない。
【００２６】
以下、添付の各図面を参照して本発明の好適な実施形態をより詳細に説明する。
【００２７】
本発明の一実施形態は、光照射モジュールに関し、殺菌しようとする対象に紫外線などの殺菌光を照射することによって多様な処理、例えば、殺菌を行う装置に関する。本発明の一実施形態に係る光照射モジュールは、多様な装置、例えば、殺菌装置の形態で具現され得るので、以下では、説明の便宜のために、光照射モジュールが殺菌モジュール／殺菌装置の形態で具現されたものを一例として説明する。
【００２８】
本実施形態において、殺菌モジュールを用いて処理しようとする目的物質（すなわち、殺菌対象粒子）は、殺菌しようとする領域内の各種物質のうち、特に各粒子（埃、微生物、カビなどの非生物又は生物粒子）であってもよい。流体内には、有機材料及び無機材料のうち少なくとも一つからなる非生物粒子及び／又は細胞、バクテリア、ウイルスなどの各生物粒子が含まれており、本実施形態に係る殺菌モジュールは、流体内の各非生物粒子及び各生物粒子を感知し、そのうち各生物粒子を殺菌することができる。以下では、埃、細菌、カビ、ウイルスなどの有機材料及び／又は無機材料からなる生物及び／又は非生物粒子を「粒子」と総称する。前記流体は、空気、エアロゾール、水などであってもよい。本発明の一実施形態において、埃は、有機分子、無機分子、有／無機分子複合体、所定ガス（ＳＯ2、ＮＯ2、Ｏ3など）などであって、所定の大きさを有する非生物粒子を意味する。生物粒子は、細菌、カビ、ウイルスなどを意味する。埃、細菌、カビ、ウイルスなどは、ナノメートルの大きさからミリメートルの大きさまで多様な大きさの粒子であり得る。以下では、殺菌モジュールを用いて処理しようとする目的物質を「殺菌対象粒子」と表示する。また、一実施形態において、流体を処理することとは、殺菌モジュールを通じて流体内の各殺菌対象粒子に対して、殺菌を始めとして、浄化、脱臭などの措置をすることまで含む。しかし、本発明の一実施形態において、殺菌処理は、これに限定されるのではなく、後で説明する殺菌モジュールを用いて可能な他の措置を含んでもよい。
【００２９】
図１は、本出願の実施形態に係る殺菌装置を示した斜視図で、図２は、本出願の実施形態に係る殺菌装置を示した分解斜視図である。図３は、図１の長さ方向に沿った縦断面図である。
【００３０】
図１乃至図３を参照すると、本発明の一実施形態に係る殺菌装置１は、処理しようとする殺菌対象物質が含まれた流体が提供される配管１０と、前記配管１０内に光を出射する光源部３０と、前記光源部３０に電源を供給する電源供給部と、前記光源部３０からの光を感知するフォトダイオード部２０とを含む。
【００３１】
配管１０は、一方向に長く延長された棒状に提供され、その内部に流体を処理するための殺菌領域を提供するケースに該当する。以下では、配管１０が延長された方向を配管１０の延長方向、又は配管１０の長さ方向と称する。
【００３２】
配管１０は、流体が流入する流入口１３と、処理された流体が排出される排出口１５とを有する。
【００３３】
光源部３０は、流体を処理するための適切な光を流体に提供する。光源部３０は、流体に隣接した多様な位置に提供され、流体を処理（例えば、殺菌、浄化、脱臭処理）する光を出射する。光源部３０は、多様な個数及び形態で提供され得る。本実施形態では、説明の便宜のために、光源部３０が配管１０の長さ方向の一端部側に配置されたことを一例として示したが、これに限定されるのではない。本実施形態における光源部３０に対するこのような図面は、例示であって、配管１０内に光を提供することに重点を置いて解釈しなければならず、光源部３０の位置はこれに限定されない。光源部３０は、図示したものとは異なり、配管１０の外側に装着されてもよく、光源部３０の位置はこれに限定されない。
【００３４】
配管１０は、内部が空洞のパイプ状を有し、延長方向の両端部が開口された形状を有してもよい。本発明の一実施形態において、配管１０は、円柱状であってもよい。この場合、円柱の長さ方向と交差する断面は円状である。しかし、配管１０の断面の形状は、これに限定されるものではなく、多様な形状、例えば、楕円、四角形などの多角形、半円などで提供され得る。
【００３５】
流入口１３は、配管１０の一側に連結され、配管１０内の殺菌領域と連結されてもよい。流入口１３を介して配管１０に流入する流体は、殺菌、浄化、脱臭処理などが必要な対象物である。
【００３６】
本発明の一実施形態において、配管１０の長さ方向に沿う両端部を第１端部１０ａ及び第２端部１０ｂとすると、流入口１３及び排出口１５は、第１端部１０ａ及び第２端部１０ｂの両側に提供されてもよいが、これに限定されるのではない。
【００３７】
流入口１３と排出口１５は、配管１０の内部を移動する流体の移動速度を制御するために互いに異なる大きさで提供されてもよい。流入口１３における流体の速度と、排出口１５における流体の速度とを異ならせる場合、流体の配管１０内の滞留時間が増加し得る。このために、流入口１３の内部直径と排出口１５の内部直径は、互いに異なる大きさで提供されてもよい。
【００３８】
配管１０の第１及び第２端部１０ａ、１０ｂには第１及び第２キャップ４０ａ、４０ｂが締結される。本発明の一実施形態において、第１及び第２キャップ４０ａ、４０ｂは、配管１０と結合する締結部を有してもよい。締結部は、多様な形態で提供され得る。具体的に、第１キャップ４０ａは、配管１０の第１端部１０ａに提供されることによって配管１０と締結される。第２キャップ４０ｂは、配管１０の第２端部１０ｂに提供されることによって配管１０と締結される。前記第１及び第２キャップ４０ａ、４０ｂは多様な材質からなってもよく、その材料は特に限定されない。
【００３９】
光源部３０は、光を出射するものであって、配管１０の第２端部１０ｂ側に提供されてもよい。光源部３０は、基板３１と、基板３１上に実装された第１光源３３とを含んでもよい。基板３１は、多様な形態で提供可能であり、例えば、配管１０の直径に対応する直径を有する円盤の形態で提供されてもよい。基板３１上には、複数個の第１光源３３が所定方向に沿って配列されてもよい。基板３１には、第１光源３３に電源を供給する配線を引き出すための引出口が提供されてもよい。
【００４０】
光源部３０が複数個の第１光源３３を含む場合、各第１光源３３は、同一の波長帯域の光を出射したり、互いに異なる波長帯域の光を出射したりすることができる。例えば、一実施形態において、各第１光源３３は、全て同一又は類似する紫外線波長帯域の光を出射することができる。他の一実施形態において、一部の第１光源３３は、紫外線波長帯域のうち一部を出射し、残りの第１光源３３は、紫外線波長帯域のうち他の波長帯域の一部を出射することができる。
【００４１】
各第１光源３３が互いに異なる波長帯域を有する場合、各第１光源３３は、多様な順序で配列され得る。例えば、第１波長帯域の光を出射する第１光源３３と、第１波長帯域と異なる第２波長帯域の光を出射する第１光源３３とは交互に配列されてもよい。
【００４２】
本発明の一実施形態において、光源部３０から出射される光は、流体の種類、処理しようとする対象（例えば、細菌、カビ、バクテリアなど）などによって多様な波長帯域、例えば、紫外線、可視光線、赤外線などの波長帯域を有し得る。
【００４３】
本発明の一実施形態において、流体を殺菌する場合、殺菌波長帯域を有してもよい。例えば、光源部３０は、紫外線波長帯域の光を出射することができる。本発明の一実施形態において、光源部３０は、微生物などを殺菌できる波長帯域である約１００ｎｍ〜約４０５ｎｍの波長帯域の光を出射することができる。光源部３０は、本発明の一実施形態では約１００ｎｍ〜約２８０ｎｍの波長帯域の光を出射することができ、他の実施形態では１８０ｎｍ〜約２８０ｎｍの波長帯域の光を出射することができ、更に他の実施形態では約２５０ｎｍ〜約２６０ｎｍの波長帯域の光を出射することができる。前記波長帯域の紫外線は、大きな殺菌力を有しているので、例えば、１ｃｍ2当たりに１００μＷの強度で紫外線を照射すると、大腸菌、ジフテリア菌、赤痢菌などの細菌を約９９％まで死滅させることができる。また、前記波長帯域の紫外線は、食中毒を誘発する細菌を死滅できるので、食中毒を誘発する病原性大腸菌、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）、サルモネラ・ウェルテブレッド（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ  Ｗｅｌｔｅｖｒｅｄｅｎ）、サルモネラ・ティフイムリウム（Ｓ．Ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ）、エンテロコッカス・ファエカリス（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｆａｅｃａｌｉｓ）、バチルス・セレウス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｃｅｒｅｕｓ）、シュードモナス・エルギノーザ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）、腸炎ビブリオ（Ｖｉｂｒｉｏ  ｐａｒａｈａｅｍｏｌｙｔｉｃｕｓ）、リステリア・モノサイトゲネス（Ｌｉｓｔｅｒｉａ  ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎｅｓ）、エルシニア・エンテロコリティカ（Ｙｅｒｓｉｎｉａ  ｅｎｔｅｒｏｃｏｌｉｔｉｃａ）、クロストリジウム・パーフリンゲンス（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）、クロストリジウム・ボツリナム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ｂｏｔｕｌｉｎｕｍ）、カンピロバクター・ジェジュニ（Ｃａｍｐｙｌｏｂａｃｔｅｒ  ｊｅｊｕｎｉ）又はエンテロバクター・サカザキ（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ  ｓａｋａｚａｋｉｉ）などの細菌を死滅させることができる。
【００４４】
本発明の一実施形態において、光源部３０が出射する光は、多様な波長帯域を有し得るので、殺菌装置１の少なくとも一部は、光源部３０から出射された光に触媒反応を起こす材料を含んでもよい。例えば、本発明の配管１０の内周面及び／又は外周面の全部又は一部上に光触媒材料からなる光触媒層が提供されてもよい。光触媒層が提供される領域は、光源部３０から光が到逹し得る領域であれば特に限定されない。
【００４５】
光触媒は、光源部から出射された光、例えば、紫外線によって活性化され、化学反応を起こすことによって、光触媒と接触する流体内の各種汚染物質、細菌などを、酸化還元反応を通じて分解させる。
【００４６】
図示してはいないが、本発明の一実施形態に係る殺菌装置１は、光源部３０に電源を提供する電源供給部と、光源部３０及び電源供給部を制御する制御部とをさらに含んでもよい。電源供給部及び／又は制御部は、前記配管１０の外部に提供されてもよく、前記配線を介して配管１０内の光源部３０に連結されてもよい。制御部は、回路基板上に具現された駆動回路で具現可能であり、前記駆動回路を通じて光源部３０及び電源供給部が制御され得る。
【００４７】
フォトダイオード部２０は、光源部３０からの光を感知する。フォトダイオード部２０は、配管１０の第１端部１０ａ側に提供されてもよい。フォトダイオード部２０は、基板２１と、基板２１上に実装されたフォトダイオード２３とを含んでもよい。基板２１は、多様な形態で提供可能であり、例えば、配管１０の直径に対応する直径を有する円盤の形態で提供されてもよい。基板２１上には、単数又は複数のフォトダイオード２３が配列されてもよい。フォトダイオード部２０は、光源部３０から離隔した位置に提供されてもよく、光源部３０とフォトダイオード部２０との間には、殺菌対象が提供される殺菌領域が配置される。すなわち、光源部３０から出射された光は、前記殺菌領域を経て通過し、フォトダイオード部２０はその光を感知する。
【００４８】
フォトダイオード部２０が感知する光は、光源部３０から出射された光の波長帯域に対応する。例えば、フォトダイオード部２０が感知する光は、光源部３０から出射される波長帯域と同一の波長帯域又は変換した光の波長帯域であってもよい。
【００４９】
本発明の一実施形態において、フォトダイオード部２０には、外部からの別途の電源が供給されず、太陽電池と同様に、フォトダイオード部２０は、光源部３０から提供された光をエネルギー源として使用して自主的に駆動し、すなわち、無電源で駆動する。
【００５０】
フォトダイオード部２０のフォトダイオード２３は、光を受けることによって電子−正孔ペアが生成されるダイオード（ＰＮ構造又はＰＩＮ構造）からなってもよい。フォトダイオード２３には、光源部３０から出射された光によって電流の流れが形成されてもよく、フォトダイオード２３は、このような光電流を動力源として使用する。これによって、フォトダイオード２３は、別途の電源がなくても光源部３０からの光量を感知することができる。ここで、フォトダイオード２３は、単数又は複数で提供され得るので、一つのフォトダイオード２３で発生する電流が微弱である場合、多数個のフォトダイオード２３が並列に連結されてもよい。又は、一つのチップに多数個のフォトダイオード２３が集積された集積回路が使用されてもよい。
【００５１】
光源部３０及びフォトダイオード部２０のそれぞれには、基板２１、３１、各第１光源３３及びフォトダイオード２３以外にも、第１光源３３又はフォトダイオード２３からの光を透過させる透過ウィンドウ３７がさらに提供されてもよい。
【００５２】
透過ウィンドウ３７は、基板２１、３１、第１光源３３及びフォトダイオード２３を保護するためのものであって、透明な絶縁材料からなってもよい。透過ウィンドウ３７は、多様な材料で提供可能であり、その材料は限定されない。例えば、透過ウィンドウ３７は、石英や高分子有機材料からなってもよい。ここで、高分子ガラス材料の場合、モノマーの種類、成形方法、条件によって吸収／透過させる波長が異なるので、各光源から出射される波長を考慮して選択され得る。例えば、ポリ（メチルメタクリレート）（Ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）；ＰＭＭＡ）、ポリビニルアルコール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ；ＰＶＡ）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ；ＰＰ）、低密度ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ；ＰＥ）などの有機高分子は紫外線をほとんど吸収しないが、ポリエステル（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）などの有機高分子は紫外線を吸収することができる。
【００５３】
本実施形態において、基板２１、３１及び透過ウィンドウ３７は、配管１０に対応する形状及び大きさで提供されてもよい。
【００５４】
本発明の一実施形態に係る殺菌装置１には、配管１０を第１及び第２キャップ４０ａ、４０ｂにタイトに締結すると同時に、流体が他の領域に漏れることを防止するためのシーリング部材５０が１個以上提供されてもよい。
【００５５】
本発明の一実施形態において、シーリング部材５０は、第１キャップ４０ａと配管１０の第１端部１０ａとの間及び第２キャップ４０ｂと配管１０の第２端部１０ｂとの間に提供されてもよい。各シーリング部材５０は、基板２１、３１と透過ウィンドウ３７との間、及び透過ウィンドウ３７と配管１０内の段部との間に提供された第１及び第２シーリング部材５１ａ、５１ｂを含んでもよい。第１及び第２シーリング部材５１ａ、５１ｂは、配管１０と第１及び第２キャップ４０ａ、４０ｂのそれぞれとをタイトに締結しながら、殺菌領域の流体が、配管１０と第１及び第２キャップ４０ａ、４０ｂとの間を介して外部に漏れることを防止する。各シーリング部材は、単数又は複数で提供されてもよい。
【００５６】
各シーリング部材５１ａ、５１ｂは、第１及び第２キャップ４０ａ、４０ｂが配管１０に締結されたとき、配管１０の本体１０１の内部と外部をタイトに締結させ、二つの領域を分離・密閉できるように閉鎖された図形（ｃｌｏｓｅｄ  ｆｉｇｕｒｅ）形状を有する。例えば、第１及び第２シーリング部材５１ａ、５１ｂは、Ｏリング（ｏ−Ｒｉｎｇ）形状を有してもよい。
【００５７】
前記各シーリング部材５１ａ、５１ｂは、軟性を有する弾性材料からなってもよい。各シーリング部材５１ａ、５１ｂが弾性材料からなる場合、配管１０が第１及び第２キャップ４０ａ、４０ｂと互いに締結されるとき、配管１０の本体１０１に対して圧着・締結されることによって、タイトな締結構造を維持する。
【００５８】
各シーリング部材５１ａ、５１ｂをなす弾性材料としてはシリコン樹脂を挙げることができるが、これに限定されるものではなく、各シーリング部材５１ａ、５１ｂは他の材料からなってもよい。例えば、弾性材料としては、天然ゴム又は合成ゴムが使用されてもよく、それ以外の他の高分子有機弾性材料が使用されてもよい。
【００５９】
図４は、上述した構造を有する殺菌装置において、殺菌モジュールを光の経路と共に示した概念図であって、図４では、説明の便宜のために、一部の構成要素の図示は省略した。ここで、図示した光の経路は、説明の便宜のために、多くの光の各経路の代替的な方向性のみを示したものである。光源部から出射された全ての光は図示した形態で進行するのではなく、出射された光のうち一部は他の方向に進行することもできる。
【００６０】
図４を参照すると、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールは、光を出射する光源部３０と、前記光源部３０に電源を供給する電源供給部８３と、前記光源部３０からの前記光を感知し、無電源で駆動するフォトダイオード部２０とを含む。
【００６１】
本実施形態において、光源部３０とフォトダイオード部２０は、殺菌対象９１が提供される殺菌領域９３を挟んで互いに対向してもよい。
【００６２】
前記殺菌領域９３は、光源部３０及び／又はフォトダイオード部２０がその内部に又は外部に設置され得る場所であって、その形状や大きさは特に限定されるものではなく、図１乃至図３に示したように、配管１０内の殺菌領域９３、すなわち、円筒状の配管の形態で提供されてもよい。図４に示した殺菌領域９３は、四角形で示したが、これは説明の便宜のためのものであって、実際の形状はこれと異なってもよい。
【００６３】
光源部３０及びフォトダイオード部２０の提供位置は、図示したものに限定されない。すなわち、光源部３０及びフォトダイオード部２０は、殺菌領域９３と互いに分離された位置に提供されてもよいが、殺菌対象９１の粒子が提供された殺菌領域９３内に共に提供されてもよい。また、光源部３０及びフォトダイオード部２０は、図面上では互いに対向するように示したが、これに限定されるものではなく、光源部３０は、殺菌対象９１の粒子に光を十分に提供できる位置であればよく、フォトダイオード部２０は、殺菌領域９３を通過した光を十分に感知できる位置であればよい。
【００６４】
本実施形態において、光源部３０には電源供給部８３が連結され、電源供給部８３は、光源部３０に電源を提供する。前記電源を動力源として光源部３０が駆動し、光を出射する。光源部３０が出射する光は、上述したように、赤外線、可視光線、紫外線などと多様であってもよく、一実施形態では、紫外線であってもよい。
【００６５】
本発明の一実施形態において、光源部３０から出射された光を第１光Ｌ１とすると、フォトダイオード部２０は、光源部３０から出射され、前記殺菌領域９３を通過した第１光Ｌ１を感知することができる。
【００６６】
第１光Ｌ１は、半値幅が狭い単一波長の光であってもよいが、広い波長帯域を含む光であってもよい。光源部３０からの第１光Ｌ１の波長帯域は、殺菌対象９１の種類、殺菌対象９１の光反応の有無、及びフォトダイオード部２０の種類などによって異なる形態に設定され得る。
【００６７】
本実施形態において、第１光Ｌ１は、赤外線、可視光線、及び紫外線のうち少なくとも一つであってもよく、本発明の一実施形態において、２１０ｎｍ〜１２００ｎｍの波長帯域を有してもよい。
【００６８】
光源部３０から出射された第１光Ｌ１は、前記殺菌領域９３内の殺菌対象９１によって反射及び／又は散乱されるだけでなく、殺菌対象９１によって一部が吸収され得る。
【００６９】
フォトダイオード部２０は、感知しようとする殺菌対象９１がなかった場合、光源部３０から出射された光、すなわち、殺菌対象９１と出会わない光を一次的に感知する。しかし、フォトダイオード部２０は、殺菌対象９１による散乱、反射、吸収などの反応が起こったとき、散乱、反射、吸収などによる光を共に感知することもできる。すなわち、これを通じて、フォトダイオード部２０が感知する第１光Ｌ１は、殺菌対象９１と出会わない光及び／又は殺菌対象９１と出会った光を含んでもよく、これを感知することによって殺菌対象９１の存在の有無及びその量を測定することができる。
【００７０】
本実施形態において、図示したように、光源部３０は、別途の電源供給部８３に連結されることによって、電源供給部８３から電源を受ける。しかし、フォトダイオード部２０は、電源供給部８３に連結されず、第１光Ｌ１を動力源として無電源で自主的に駆動する。
【００７１】
図示してはいないが、光源部３０、電源供給部８３、及びフォトダイオード部２０は、配線を介して、光源部３０、電源供給部８３、及びフォトダイオード部２０を制御する制御部に連結されてもよい。制御部は、フォトダイオード部２０が感知した第１光Ｌ１の光量又は光の強さに基づいて電源供給部８３を制御することによって、光源部３０から出射された光量又は光の強さを制御することもできる。
【００７２】
また、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールは、制御部に連結された表示部をさらに含んでもよく、前記表示部は、前記フォトダイオード部２０によって感知された第１光Ｌ１の強さによって前記光源部３０の交換の要否を表示することもできる。
【００７３】
上述した構造を有する殺菌モジュールは、フォトダイオード部２０を用いて殺菌対象９１の粒子を経た光を直接感知することによって、殺菌対象９１の粒子の殺菌効果をリアルタイムに確認することができる。
【００７４】
既存の発明によると、殺菌対象粒子に殺菌光を印加する方式で殺菌を行う場合、光の印加が終了した後、別途の分析を通じて殺菌が適宜行われたかどうかを検査することによって時間及びコストが消耗されていた。これに加えて、紫外線殺菌モジュールに使用される紫外線の場合、人に長時間露出したときに問題が発生し得るので、殺菌に必要な程度にのみ出射される必要があった。
【００７５】
しかし、本発明によると、光源部からの光の照射による殺菌効果に対してリアルタイムに判断することが可能である。これによって、十分に殺菌が進められた場合、光の強度や照射時間を低下させることによって電力消耗を減少できるなど、低コストで高い殺菌効果を得ることができる。言い換えると、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールは、殺菌対象粒子の種類、量、密度などに対する即時的な情報によって多様に制御可能であり、その結果、低コスト且つ高効率で殺菌が可能となる。
【００７６】
また、本発明の一実施形態によると、フォトダイオード部を採用したとしても、別途の電源を供給することなく、光源部から出射された光を動力源としてフォトダイオード部を駆動するので、電源供給のためのコストが減少する。言い換えると、フォトダイオード部には外部からの別途の電源が供給されず、フォトダイオード部は、太陽電池と同様に、光源部から提供された光をエネルギー源として使用して自主的に駆動する。すなわち、フォトダイオード部は、光源部からの光を再活用して駆動するので、実質的には、別途の追加的なエネルギー源がなくても無電源で駆動する形態を有する。
【００７７】
これに加えて、フォトダイオード部側に別途の電源供給部を備える必要がないので、殺菌モジュールの小型化が容易になる。殺菌の場合、電源供給部の体積が大きいので、フォトダイオード部に連結される電源供給部を省略することによって殺菌モジュールの小型化が可能であり、その結果、携帯用殺菌モジュールへの具現も容易になる。
【００７８】
本発明の一実施形態によると、光源部は多様な形態で提供され得る。以下の各実施形態では、説明の重複を避けるために、上述した実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７９】
図５は、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールを示した概念図である。
【００８０】
図５を参照すると、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールにおいて、光源部３０’として太陽を利用してもよい。太陽は、非常に広い範囲の連続的な波長帯域の光を出射する。言い換えると、太陽は、その出射光のうち殺菌のための波長帯域の光を含むので、人為的な光源がなくても殺菌のための光源部３０’として利用可能である。太陽から出射された第１光Ｌ１は、紫外線、可視光線、及び赤外線を含む波長帯域の光を含む。
【００８１】
本発明の一実施形態において、光源として太陽光を利用する場合、人為的な光源部を装着しなくてもよいので、殺菌モジュールの体積及び製造コストが著しく減少し、その結果、殺菌モジュールを携帯用に製造することが非常に容易になる。また、動力源として太陽光を利用する場合、どの光源よりもフォトダイオード部に光を多く提供できるので、フォトダイオード部の安定的な駆動が可能になる。
【００８２】
特に、光源として太陽光が利用される場合、光源部を駆動する電源が別途に備えられなくてもよいので、殺菌モジュールの体積及び重さが最小化される。これによって、殺菌モジュールの携帯性が最大化される。
【００８３】
本発明の一実施形態において、フォトダイオード部は、光源部の光を再活用することによって、フォトダイオード部自体が光量や光の強さを感知するのに使用できるだけでなく、別途のセンサー部を駆動する動力源としても使用可能である。
【００８４】
図６は、本発明の一実施形態に係る殺菌装置１’を示した斜視図で、図７は、図６の殺菌装置１’を概念的に示した図である。ここで、本実施形態に係る殺菌装置１’は、光源部からの光が上述した実施形態と異なる形態に提供されること、及び第１センサー部がさらに備えられたことを示したものである。
【００８５】
図６及び図７を参照すると、本発明の一実施形態に係る殺菌装置１’において、光源部３０は、流体内の殺菌対象粒子を殺菌するための光と、殺菌領域９３内の殺菌対象粒子を感知するのに適した光を流体に提供する。言い換えると、光源部３０は、流体に隣接した多様な位置に提供され、流体を処理（例えば、殺菌、浄化、脱臭処理）する光、及び処理された流体内の多様な物質を感知する光を出射する。
【００８６】
光源部３０は、基板３１と、感知しようとする物質の大きさ、種類、特性などによって多様な波長帯域の第１光Ｌ１を出射する第１光源３３と、殺菌領域を殺菌する第２光Ｌ２を出射する第２光源３５とを含む。第１及び第２光源３３、３５は、発光素子で具現可能であり、この場合、基板３１上には第１光源３３及び第２光源３５がそれぞれ実装されてもよい。第１光源３３及び第２光源３５は、複数個で提供されてもよく、この場合、所定方向に沿って配列されてもよい。第１光源３３が複数個で提供される場合、第１光源３３は、同一の波長帯域の光を出射したり、互いに異なる波長帯域の光を出射したりすることができる。また、第２光源３５が複数個で提供される場合、第２光源３５も、同一の波長帯域の光を出射したり、互いに異なる波長帯域の光を出射したりすることができる。
【００８７】
第１光源３３から出射される第１光Ｌ１の波長帯域は、検出しようとする粒子の種類、粒子との反応の有無、及びフォトダイオードの種類によって異なる形態に設定され得る。第１光源３３は、感知しようとする対象、すなわち、粒子の大きさが大きい場合は、粒子の大きさを考慮して相対的に長い波長の光を出射するように選択され得る。その一方で、感知しようとする粒子の大きさが小さい場合は、粒子の大きさを考慮して相対的に短い波長の光を出射するように選択され得る。又は、感知しようとする粒子が特定波長の光を吸収したり、吸収した後で蛍光を出したりする場合、その粒子の吸収波長に対応する波長帯域の光を出射するように選択され得る。
【００８８】
本発明の一実施形態において、感知しようとする粒子が蛍光体を含んでいる場合、第１光源３３は、蛍光体を励起できる波長帯域の光を出射するように選択され得る。特に、感知粒子が生物粒子である場合、生物粒子内の蛍光物質を励起できる波長帯域の光を出射するように選択され得る。この場合、第１光源３３は、紫外線及び／又は可視光線を出射することができる。
【００８９】
本発明に係る第１光源３３は、粒子が光と反応することによって蛍光反応を起こすとき、粒子内の蛍光物質に対応する紫外線を出射することができる。例えば、粒子内の蛍光体がＮＡＤＨである場合は、３４０ｎｍの領域帯の紫外線を出射することができ、蛍光体がリボフラビンである場合は、４５０ｎｍの領域帯の紫外線を出射することができる。
【００９０】
より詳細に説明すると、蛍光（Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）反応とは、物質が光による刺激によって発光する現象の一つであって、入射される光の波長と放出される光の波長帯域とが互いに異なるという特徴を有する。粒子中の生物粒子は、蛍光反応を起こす蛍光物質を含んでもよいが、例えば、２８０ｎｍの領域帯の紫外線光を照射した場合、生物粒子内のトリプトファン、チロシン、フェニルアラニン、蛍光アミノ酸などを励起させ、３５０ｎｍの領域の蛍光を放出する。又は、３４０ｎｍの領域帯の紫外線光を照射した場合、生物粒子内のＮＡＤＨ物質（又はＮＡＤＰＨ）を励起させ、４５０ｎｍの領域帯の蛍光を放出する。又は、４５０ｎｍの領域帯の紫外線光を照射した場合、生物粒子内のリボフラビンを励起させ、５２０ｎｍの領域帯の蛍光を放出する。よって、生物粒子に該当する光を大気に照射し、照射された光によって放出される蛍光を検出することによって、どのような蛍光体が含まれているのか、そして、このような蛍光体を通じて粒子が大気に含まれているかどうかを把握できるようになる。
【００９１】
本発明の一実施形態において、第１光源３３が紫外線及び／又は可視光線波長帯域の光を放出する場合、埃、バクテリアを含む微生物、カビなどの検出が可能である。
【００９２】
本発明の一実施形態において、埃、微生物、カビなどを感知するために、第１光源３３は、約２２０ｎｍ〜約１２００ｎｍの紫外線領域の光を放出することができる。埃の場合、約２２０ｎｍ〜１２００ｎｍの範囲の光によって検出が可能であり、微生物及びカビの場合、約２２０ｎｍ〜約４５０ｎｍの範囲の光によって検出が可能である。
【００９３】
第１光源３３は、特定波長の光を出射できるものであって、多様な光源が使用され得る。本発明の一実施形態において、第１光源３３は、少なくとも一つ以上の光源を含んでもよい。各光源は、第１発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）、レーザー、ランプなどを含んでもよく、第１光源３３は、連続波長の形態又はパルスの形態で供給されてもよい。
【００９４】
第２光源３５から出射される第２光Ｌ２は、殺菌領域内を殺菌するための光に該当する。第２光Ｌ２は、流体の種類、処理しようとする対象（例えば、細菌、カビ、バクテリアなど）などによって多様な波長帯域を有し得る。特に、本発明の一実施形態において、第２光Ｌ２は、殺菌波長帯域、例えば、紫外線波長帯域の光を出射することができる。本発明の一実施形態において、第２光源３５は、微生物などを殺菌できる波長帯域である約１００ｎｍ〜約４０５ｎｍの波長帯域の光を出射することができる。第２光源３５は、本発明の一実施形態では約１００ｎｍ〜約２８０ｎｍの波長帯域の光を出射することができ、他の実施形態では１８０ｎｍ〜約２８０ｎｍの波長帯域の光を出射することができ、更に他の実施形態では約２５０ｎｍ〜約２６０ｎｍの波長帯域の光を出射することができる。
【００９５】
本実施形態に係る殺菌装置１’には、上述した構成に加えて、フォトダイオード部２０に隣接するように提供され、前記第１光Ｌ１を感知する第１センサー部６０が提供されてもよい。
【００９６】
本実施形態において、第１センサー部６０は、光源部３０からの光、特に、第１光源３３からの第１光Ｌ１を感知し、本実施形態におけるフォトダイオード部２０は、第１センサー部６０に電源を供給する電源供給部として機能する。
【００９７】
本実施形態において、第１センサー部６０が感知する光は、第１光源３３から出射された第１光Ｌ１の波長帯域に対応する。例えば、第１センサー部６０が感知する光は、第１光源３３から出射される波長帯域と同一の波長帯域又は変換した光の波長帯域であってもよい。
【００９８】
第１センサー部６０は、第１光Ｌ１を感知できるものであれば特に限定されず、例えば、殺菌領域９３内での散乱光及び／又は蛍光を感知する感知器であってもよい。特に、第１センサー部６０は、光源部から出射された光、及び散乱、反射、吸収、蛍光された光を感知するセンサーからなってもよい。この場合、第１センサー部６０は、光源部から出射された光の波長と同一又は異なる波長の光を感知するセンサーからなってもよい。例えば、第１光源３３から出射された光が紫外線である場合、第１センサー部６０は、紫外線センサーであってもよいが、紫外線より波長が長い可視光線や赤外線センサーを含んでもよい。これは、粒子によって光の散乱や反射が起こる場合は、その光が元の波長と同一の波長を有するが、蛍光が起こる場合は、吸収された波長より長い波長の光を放出できるためである。第１光源３３から出射された光が可視光線である場合、第１センサー部６０は、可視光線センサーであってもよく、可視光線より波長が長い赤外線センサーであってもよい。同一の形態で、第１光源３３から出射された光が赤外線である場合、第１センサー部６０は、赤外線センサーであってもよく、赤外線より長い波長を感知するセンサーであってもよい。
【００９９】
本発明の一実施形態において、第１センサー部６０は、特に蛍光を検出することができる。微生物による自己蛍光の場合は、非常に微細な信号であるので、第１センサー部６０は、例えば、ＰＭＴ（Ｐｈｏｔｏ  Ｍｕｌｔｉｐｌｙｉｎｇ  Ｔｕｂｅ）を検出センサーとして適用することができる。
【０１００】
本発明の一実施形態において、第１センサー部６０には、外部からの別途の電源が供給されず、フォトダイオード部２０は、太陽電池と同様に、第１及び第２光源３３、３５から提供された光、特に、第２光源３５から提供された第２光Ｌ２をエネルギー源として使用して得たエネルギー源を受け取ることによって自主的に駆動する。すなわち、第１センサー部６０は、フォトダイオード部２０を通じて光源部３０からの光を再活用して駆動するので、実質的には、別途の追加的なエネルギー源がなくても無電源で駆動する形態を有する。
【０１０１】
本実施形態において、第１センサー部６０は、フォトダイオード部２０に連結され、フォトダイオード部２０から電源を受ける。フォトダイオード部２０は、それ自体で第１光Ｌ１を感知する感知センサーとして機能することもできるが、第１光Ｌ１を受けることによって電流を生産する光電池として機能する。フォトダイオード部２０から発生した電流は、第１センサー部６０に提供され、第１センサー部６０を駆動する。言い換えると、第１センサー部６０は、別途の電源供給部８３に連結されず、フォトダイオード部２０から電源を受ける。
【０１０２】
上述した構造を有する殺菌モジュールは、第１センサー部６０を用いて殺菌対象９１の粒子を経た第１光Ｌ１を直接感知することによって殺菌対象９１の粒子の殺菌効果をリアルタイムに確認することができる。また、別途の電源を供給することなく、光源部３０から出射された光を用いてフォトダイオード部２０で電力を生産し、このように生産した電力で第１センサー部６０を駆動するので、電源供給のためのコストが減少する。これに加えて、フォトダイオード部２０及び第１センサー部６０側に別途の電源供給部を備える必要がないので、殺菌モジュールの小型化が容易になる。その結果、携帯用殺菌モジュールへの具現も容易になる。
【０１０３】
図示してはいないが、光源部３０、電源供給部８３、第１センサー部６０、及びフォトダイオード部２０は、配線を介して、光源部３０、電源供給部８３、及びフォトダイオード部２０を制御する制御部に連結されてもよい。制御部は、第１センサー部６０が感知した第１光Ｌ１の光量又は光の強さに基づいて電源供給部８３を制御することによって、光源部３０からの光量又は光の強さを制御することもできる。
【０１０４】
また、本実施形態において、フォトダイオード部２０は、電源を供給する役割のみならず、第１光Ｌ１の光量をリアルタイムに感知する役割もすることができ、第１センサー部６０は、殺菌の有無による特定波長帯域の蛍光を感知する役割をすることもできる。この場合、フォトダイオード部２０と第１センサー部６０を同時に使用して光を感知するので、光源部３０及び殺菌対象９１の粒子のうち光に影響を及ぼす側がどっち側であるのかを確認できるという長所がある。フォトダイオード部２０で測定した第１光Ｌ１の光量が非常に減少したにもかかわらず、第１センサー部６０が測定した光量に大きな差がない場合は光源部３０に問題があると判断することができ、この場合、第１光源３３を交換することによって問題を解決することができる。
【０１０５】
本発明の一実施形態において、フォトダイオード部は、上述した第１センサー部に電源を印加するだけでなく、電源が必要な他の構成要素、例えば、第１光源部にも電源を印加することができる。
【０１０６】
図８は、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールを概念的に示した図であって、第１光源部がフォトダイオードに連結されたことを示した図である。
【０１０７】
本発明の一実施形態において、第１センサー部６０のみならず、第１光源３３にも、外部からの別途の電源が供給されない場合がある。本実施形態において、第１光源３３は、第１センサー部６０と共に、フォトダイオード部２０が第１及び第２光源３３、３５から提供された光、特に、第２光源３５から提供された第２光Ｌ２をエネルギー源として使用して得たエネルギー源を受け取ることによって自主的に駆動する。すなわち、第１光源３３及び第１センサー部６０は、フォトダイオード部２０を通じて光源部３０からの光を再活用して駆動するので、実質的には、別途の追加的なエネルギー源がなくても無電源で駆動する形態を有する。
【０１０８】
本実施形態において、第１光源３３及び第１センサー部６０は、フォトダイオード部２０に連結され、フォトダイオード部２０から電源を受ける。フォトダイオード部２０は、それ自体で第１光Ｌ１を感知する感知センサーとして機能することもできるが、第１光Ｌ１及び／又は第２光Ｌ２を受けることによって電流を生産する光電池として機能する。フォトダイオード部２０から発生した電流は、第１光源３３及び第１センサー部６０に提供され、第１光源３３及び第１センサー部６０を駆動する。言い換えると、第１光源３３及び第１センサー部６０は、別途の電源供給部８３に連結されず、フォトダイオード部２０から電源を受ける。
【０１０９】
上述した構造を有する殺菌モジュールは、殺菌対象９１の粒子の殺菌効果をリアルタイムに確認することができ、また、別途の電源を供給することなく、光源部３０から出射された光を用いてフォトダイオード部２０で電力を生産し、このように生産した電力で第１光源３３及び第１センサー部６０を駆動するので、電源供給のためのコストが著しく減少する。これに加えて、フォトダイオード部２０、第１光源３３及び第１センサー部６０側に別途の電源供給部を備える必要がないので、殺菌モジュールの小型化が容易になる。その結果、携帯用殺菌モジュールへの具現も容易になる。
【０１１０】
本発明の他の実施形態によると、第１光源及び／又は第１センサー部は、単数で提供されてもよいが、これに限定されるものではなく、複数で提供されてもよい。
【０１１１】
図９は、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールを概念的に示した図であって、第１光源３３及び第１センサー部６０が複数個で備えられたことを示した図である。
【０１１２】
図９を参照すると、第１光源３３は、複数個のサブ光源を含んでもよい。例えば、第１光源３３は、３個のサブ光源、すなわち、第１乃至第３サブ光源３３ａ、３３ｂ、３３ｃを含んでもよい。しかし、各サブ光源の個数はこれに限定されず、２個又は４個以上のサブ光源が含まれてもよい。
【０１１３】
第１乃至第３サブ光源３３ａ、３３ｂ、３３ｃは、互いに異なる波長の光を出射する各光源で構成されてもよい。第１サブ光源３３ａは第１波長の光を出射し、第２サブ光源３３ｂは、第１波長と異なる第２波長の光を出射し、第３サブ光源３３ｃは、第１及び第２波長と異なる第３波長の光を出射することができる。第１乃至第３波長は、互いに異なる波長であれば十分であり、第１波長は、紫外線、可視光線、及び赤外線波長帯域のうち一つに該当し、第２波長も、紫外線、可視光線、及び赤外線波長帯域のうち一つに該当し、第３波長も、紫外線、可視光線、及び赤外線波長帯域のうち一つに該当し得る。これによって、第１乃至第３波長のそれぞれが全て赤外線帯域に該当したり、そのうち一つのみが可視光線で、残りは紫外線帯域に該当したりするなど、多様な波長帯域の組み合わせが可能である。
【０１１４】
第１センサー部６０も、互いに異なる波長の光を感知する各センサーで構成され得る。例えば、第１センサー部６０は、互いに異なる波長の光を感知する第１乃至第３センサー６０ａ、６０ｂ、６０ｃを含んでもよい。
【０１１５】
第１センサー部６０のそれぞれの各センサーは、互いに異なる第１乃至第３波長帯域を感知することができ、多様な波長帯域の組み合わせが可能である。
【０１１６】
図９において、第１サブ光源３３ａからの光は第１センサー部６０の第１センサー６０ａが感知し、第２サブ光源３３ｂからの光は第１センサー部６０の第２センサー６０ｂが感知し、第３サブ光源３３ｃからの光は第１センサー部６０の第３センサー６０ｃが感知することを示したが、これは、説明の便宜のためのものであって、各センサーの感知帯域によって異なる形態に設定され得る。例えば、第１サブ光源３３ａから出射された光は、第１センサー部６０の第２センサー６０ｂが感知することもでき、他の実施形態では、更に他の形態で組み合わされてもよい。
【０１１７】
例えば、本発明の一実施形態によると、第１乃至第３サブ光源３３ａ、３３ｂ、３３ｃがそれぞれ出射する第１波長の光は紫外線に該当し、第２波長の光は可視光線に該当し、第３波長の光は赤外線に該当し得る。また、第１乃至第３センサー６０ａ、６０ｂ、６０ｃが感知する第１波長の光は紫外線に該当し、第２波長の光は可視光線に該当し、第３波長の光は赤外線に該当し得る。又は、第１光源３３からの多様な波長帯域の光（すなわち、第１乃至第３波長帯域の光）が殺菌対象９１の粒子と出会う場合、殺菌対象粒子９１によって散乱、反射、吸収、蛍光反応が起こり得る。吸収や蛍光反応が起こった光は、第１乃至第３波長帯域と異なる第１乃至第３波長帯域に変化し得る。また、このような変更された波長帯域の光も第１センサー部６０によって感知され得る。言い換えると、第１センサー部６０は、波長帯域によって散乱、反射、吸収、蛍光反応による光の波長や光量などを感知することによって殺菌対象９１の粒子の種類、量、密度などを確認することができる。
【０１１８】
このように、本実施形態によると、第１光源３３の第１乃至第３サブ光源３３ａ、３３ｂ、３３ｃから互いに異なる波長の光がそれぞれ出射され、出射された光は、第１センサー部６０の第１乃至第３センサー６０ａ、６０ｂ、６０ｃで感知される。第１乃至第３センサー６０ａ、６０ｂ、６０ｃで感知された光に基づいて殺菌対象９１の粒子を含む殺菌領域内の多様な粒子の種類、量、密度などを確認することができる。本実施形態の場合、光源部３０からの光の波長帯域が第１乃至第３波長帯域に細分化され、各殺菌対象９１の粒子の種類、量、密度などを詳細且つ正確に確認することができる。
【０１１９】
図１０は、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールを概念的に示した図であって、光源部及び第１センサー部に加えて、光源部から出射される光の光量を測定する第２センサー部が備えられたことを示した図である。
【０１２０】
図１０を参照すると、光源部３０の付近には、光源部３０からの光量を感知する第２センサー部７０が配置される。第２センサー部７０は、光源部３０からの光量、特に、第１光源３３の光量を感知するためのものである。
【０１２１】
図１０では、第２センサー部７０が互いに異なる波長の光を感知する第１乃至第３センサー７０ａ、７０ｂ、７０ｃを含み、第１乃至第３サブ光源３３ａ、３３ｂ、３３ｃのそれぞれの光量を感知できるように１対１に配置されたことを示したが、これに限定されるものではない。第２センサー部７０は、第１光源３３からの光量を感知するためのものであって、第１光源３３の各光源の個数と異なる個数で提供されてもよい。
【０１２２】
第２センサー部７０は、第１光源３３から出射される光量を感知できるので、第１センサー部６０で感知された光量との比較を通じて殺菌領域９３内の各殺菌対象９１の粒子の種類、量、密度などを確認することができる。制御部は、第２センサー部７０から得た第１光源３３から出射された第１光Ｌ１の光量と、第１センサー部６０から得た第１光Ｌ１の光量の減少量を比較することによって殺菌対象９１の粒子の大きさ、種類、量、密度などを確認することができる。このために、制御部は、前記第２センサー部７０における前記第１光Ｌ１の強さと、前記第１センサー部６０が感知した第１光Ｌ１の強さとを比較する比較部をさらに含んでもよい。前記制御部は、前記比較部における結果値によって電源供給部８３及び光源部３０を制御することができる。
【０１２３】
上述したように、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールは、光源部３０を通じて殺菌対象９１の粒子を殺菌し、第１及び第２センサー部６０、７０を通じて殺菌対象９１の粒子の種類、量、密度などをリアルタイムに検出することができる。
【０１２４】
上述したように、制御部は、リアルタイムに検出されたデータに基づいて電源供給部及び光源部をリアルタイムに制御することによって少ない電力でも効率的な殺菌を行えるので、以下では、これについて説明する。
【０１２５】
図１１は、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールの駆動方法を説明するための殺菌モジュールの構成を概略的に示したブロック図である。
【０１２６】
本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールは、光源部３０、制御部８１、フォトダイオード部２０、第１及び第２センサー部６０、７０、表示部８５、及び電源供給部８３を含んでもよい。
【０１２７】
光源部３０は光を出射する。光源部３０は、単数又は多数の光源を含んでもよい。光源が多数個で提供される場合、各光源は、互いに異なる波長の光を出射することができる。
【０１２８】
制御部８１は、光源部３０に電気的に連結され、光源部３０を制御する。
【０１２９】
第１及び第２センサー部６０、７０は、光源部３０から出射された光及び殺菌領域を経た光を感知する。第１及び第２センサー部６０、７０は、それぞれ単数又は多数のセンサーを含んでもよい。第１及び第２センサー部６０、７０が多数個で提供される場合、各センサーは、互いに異なる波長の光を感知することができる。
【０１３０】
フォトダイオード部２０は、光源部３０からの光を感知したり、光を用いて電力を生産し、第１センサー部６０に電源を供給したりすることができる。
【０１３１】
制御部８１は、光源部３０、フォトダイオード部２０、そして、第１及び第２センサー部６０、７０に電気的に連結され、光源部３０、フォトダイオード部２０、そして、第１及び第２センサー部６０、７０からの情報を取得して演算することができる。このために、制御部８１は、情報取得部及び演算部を含んでもよい。
【０１３２】
情報取得部は、第１センサー部６０及び第２センサー部７０によって感知された信号を受信し、試料内粒子の情報を取得する。
【０１３３】
演算部は、情報取得部から粒子に関連した情報を受け取ることによって前記情報を演算し、演算された対象物情報を前記表示部８５に提供する。演算部には、センサー部からの信号を処理する回路（例えば、信号増幅回路）を含んでもよい。
【０１３４】
特に、演算部は、第１及び第２センサー部７０から検出される光量の比較などを通じて散乱、吸収、蛍光、反射による光の減衰率を演算することによって、検出しようとする粒子を定量的及び／又は定性的に分析することができる。また、演算部は、第２センサー部７０から受信した光源部３０の光量に対する情報を演算した後、電源供給部８３を通じて光源部３０の光量を制御することができる。
【０１３５】
本発明の一実施形態において、演算部は、検出しようとする粒子を定量的に分析するためにルックアップテーブル（ｌｏｏｋ−ｕｐ  ｔａｂｌｅ）を先に作成し、ルックアップテーブルの情報に基づいて殺菌対象９１の粒子の密度、量などを演算することができる。
【０１３６】
制御部８１には、ユーザーに殺菌情報を表示する表示部８５が連結されてもよい。表示部８５は、制御部８１から殺菌対象９１の粒子に関連した情報、例えば、殺菌対象９１の粒子の種類、量、密度などをユーザーが視認できる形態で表示する。
【０１３７】
電源供給部８３は、制御部８１、光源部３０、表示部８５、及び第２センサー部７０に電源を供給し、フォトダイオード部２０及び第１センサー部６０には電源を供給しない。電源供給部８３は、光源部３０に電源を供給し、演算部からの信号によって光源部３０に供給される電流量を増加又は減少させることによって光量を調節する。
【０１３８】
詳細に図示してはいないが、光源部３０、第１及び第２センサー部６０、７０、及び制御部８１間の各信号は、相互比較を通じて殺菌対象９１の粒子の大きさ、種類、量、密度などを数値化する過程を経る。
【０１３９】
以下では、上述した構成の殺菌モジュールを用いて殺菌対象９１の粒子を検出する例を説明する。
【０１４０】
まず、電源供給部８３を通じて光源部３０に電源が供給される。
【０１４１】
第１センサー部６０は、光源部３０の光量を感知し、前記光量に対する情報を制御部８１に送信する。制御部８１は、前記光量に関する値を受信し、これに基づいて基準値を設定する。
【０１４２】
基準値を設定した後、光源部３０から光を出射させる。光が出射されると、フォトダイオード部２０で電力が生産され、生産された電力は第１センサー部６０に電源として供給される。第１センサー部６０は、殺菌対象９１の粒子を経た光を測定し、言い換えると、殺菌対象９１の粒子が提供された殺菌領域９３における散乱、反射、吸収、蛍光量を測定する。このとき、光源部３０からの光量は第２センサー部７０が感知し、制御部８１は、比較器を用いて光量を比較し、これを通じて前記殺菌領域９３内の殺菌対象９１の粒子の量及び密度などを導出する。殺菌対象９１の粒子の量や密度が減少した場合、演算部は、電源供給部８３を通じて光源部３０の電流値を減少させることによって光量を調節する。
【０１４３】
第１及び第２センサー部６０、７０から得た散乱、反射、吸収、蛍光量などの情報は、先に作成されたルックアップテーブルなどの標準値情報との比較を通じて大きさ、種類、量、密度などに定量化され得る。定量化された大きさ、種類、量、密度値は、表示部８５を通じてユーザーに提示され得る。
【０１４４】
上述したように、本発明の一実施形態によると、制御部８１は、第１及び第２センサー部６０、７０、光源部３０、電源供給部８３などから収得したデータに基づいて第１及び第２センサー部６０、７０、光源部３０、電源供給部８３などに多様な形態でフィードバックすることによって、信頼性の高い殺菌モジュールを提供する。
【０１４５】
別途に図示してはいないが、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールは、モノのインターネット基盤の殺菌システムの形態で具現され得る。
【０１４６】
本発明の一実施形態によると、殺菌モジュールがユーザーの使用の有無によって選択的にオン／オフになり、光源部などの作動状況などがリアルタイムにモニタリングされるように構成される。例えば、本発明の一実施形態に係る殺菌システムは、中央処理部、ユーザー端末機、及び殺菌モジュールを含む。中央処理部は、殺菌モジュールに対する動作の有無、故障の有無及び動作時間などの状態情報を格納及び管理し、殺菌モジュールの制御部に制御信号を送信することができる。ユーザー端末機は、ユーザーによって遠隔地で選択された殺菌モジュールに対する制御命令（例えば、殺菌モジュールのオン／オフ）や情報要請命令などを中央処理部に送信し、中央処理部から情報を受信することができる。殺菌モジュールは、流体を処理する中央処理部からの信号によってオン／オフになり、殺菌処理される速度などが制御され得る。
【０１４７】
前記のようなモノのインターネット基盤の殺菌システムは、ユーザーの感知などを通じて必要な場合に状況に合う程度に殺菌モジュールを駆動するなどの選択的な制御を実施できるようにする。これによって、電力消耗が最小化され、現在の作動状態や光源の異常の有無などを容易に確認することができる。これによって、効率的な管理及び対処が可能である。
【０１４８】
本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールは、殺菌対象粒子が提供される殺菌領域を提供できる装置、例えば、殺菌領域を設けるケースに装着され、殺菌領域の殺菌に使用されてもよい。すなわち、殺菌モジュールは、殺菌領域を提供するケースと、前記ケースに連結され、前記殺菌領域を殺菌する上述した殺菌モジュールとを含んでもよい。
【０１４９】
図１２は、本発明の一実施形態に係る殺菌装置を示した図であって、一例として、ケースとして水筒が提供されたことを示した図である。
【０１５０】
図１２を参照すると、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールは、殺菌が必要な多様な装置で殺菌装置として使用可能である。例えば、本発明の一実施形態に係る殺菌モジュールは、水筒１００に採用可能である。
【０１５１】
本実施形態に係る水筒１００は、水を収容できる殺菌領域９３を提供し、上側が開口された本体１０１と、開口を覆う蓋１０３と、前記本体１０１及び／又は蓋１０３に提供された光源部３０と、フォトダイオード部２０と、電源供給部とを含んでもよい。光源部３０は、殺菌領域に光を出射し、第１光を出射する第１光源と、前記殺菌領域を殺菌する第２光を出射する第２光源とを含んでもよい。
【０１５２】
本発明の一実施形態において、光源部３０とフォトダイオード部２０は、水を挟んで互いに向かい合う形態で提供されてもよい。例えば、光源部３０は、蓋１０３に提供されてもよく、光源部３０の第２光源から出射された第２光は、下部の本体１０１内の殺菌領域９３に入っている水を殺菌する。フォトダイオード部２０は、本体１０１の底面に提供されてもよく、前記光源部３０の第１光源から出射された光を感知することができる。電源供給部は、光源部３０に隣接した位置に提供されてもよく、バッテリーであってもよい。
【０１５３】
本発明の一実施形態において、前記水筒１００の場合、太陽光を用いると、図示した光源部３０の省略が可能である。すなわち、別途の光源部が提供される必要がないので、別途の光源部に連結された電源供給部も省略され得る。この場合、光源部３０及び電源供給部が省略されるので、体積及び重さが非常に小さい殺菌装置の製造が可能であり、このような殺菌装置は、携帯用物品への適用可能性が非常に高い。
【０１５４】
特に、本発明の一実施形態に係る殺菌装置は、宇宙で使用される物品に適用可能である。宇宙の場合、地球上の大気よりも太陽光内での殺菌光の強度が高く、これを用いると物品を容易に殺菌することができる。宇宙で殺菌装置を使用する場合、上述した水筒と同様に、フォトダイオード部を含み、光源部及び電源供給部が省略され得る。
【０１５５】
本発明の一実施形態に係る殺菌装置は、殺菌が必要な多様な物品に適用可能であり、その物品の種類は限定されず、例えば、寝具や衣類殺菌機、掃除機、その他の表面細菌殺菌装置、空気清浄機、脱臭機などに適用され得る。寝具殺菌機に本発明の一実施形態に係る殺菌装置が採用された場合、寝具殺菌機に光源部が提供されてもよく、前記光源部から出射された光が寝具によって反射又は散乱され、光が進行する位置にフォトダイオード部が提供されてもよい。
【０１５６】
このように、本実施形態によると、フォトダイオード部が光源部と共に提供され、無電源で連結されることによって、殺菌装置の大きさが非常に小さくなり、図示したように、水筒などの携帯用物品に容易に適用可能であり、寝具殺菌機などの物品にも適用され得る。
【０１５７】
以上では、本発明の好適な実施形態を参照して説明したが、該当の技術分野で熟練した当業者又は該当の技術分野で通常の知識を有する者であれば、後述する特許請求の範囲に記載した本発明の思想及び技術領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更可能であることを理解できるだろう。
【０１５８】
したがって、本発明の技術的範囲は、明細書の詳細な説明に記載した内容に限定されるのではなく、特許請求の範囲によって定められなければならないだろう。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
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【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
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【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
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【国際調査報告】
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