JP2017526573A - 生物汚損防止システム - Google Patents

Abstract

光媒体（２２０）を介して汚損防止光（２１１）を汚損表面に提供することにより、物体（１２００）の汚損表面（１２０１）の生物汚損を防止または低減するための汚損防止照明システム（１）であって、（ａ）（ｉ）汚損防止光（２１１）を発生させるように構成されている光源（２１０）、および（ｉｉ）汚損防止光（２１１）の少なくとも一部を受容するように構成されており、汚損防止光（２１１）の少なくとも一部を提供するように構成されている放射表面（２２２）を含む光媒体（２２０）含む照明モジュール（２００）；および（ｂ）（ｉ）生物汚損リスクと関連するフィードバック信号および（ｉｉ）汚損防止光（２１１）の強度を時間に基づいて変化させるためのタイマーの１つまたは複数の関数として汚損防止光（２１１）の強度を制御するように構成されている制御システム（３００）を含む汚損防止照明システム（１）。

Description

本発明は、汚損防止照明システム、およびそのような汚損防止照明システムを含む船舶または特に水中で使用するための他の（可動性）建造物等の物体に関する。更に、本発明は、（そのような物体の）汚損表面の汚損を防止するための方法に関する。更に、本発明は、汚損防止照明システムを、船舶等の物体に提供するための方法に関する。

生物汚損を防止するための方法は、当技術分野で公知である。例えば、米国特許出願公開第２０１３／００４８８７７号明細書には、保護表面の生物汚損を防止するためのシステムであって、紫外線を発生するように構成されている紫外線源；および保護表面の近傍に配置されており、紫外線を受容するように接続されている光媒体を含み、光媒体が、保護表面に対して垂直の厚さ方向を有し、厚さ方向と直交する光媒体の２つの直交方向が、保護表面と平行であり、光媒体が、紫外線の伝搬経路を提供し、紫外線が厚さ方向と直交する２つの直交方向の少なくとも１つの方向に光媒体内を進み、光媒体の表面の沿った地点で、紫外線の対応する部分が光媒体から逸脱するように構成されているシステムが記載されている。

特開平１１−２７８３７４号明細書には、ドック設備において、ドック内壁面および船体外側面が空気雰囲気／液面下環境にある場合に、静的に作用して汚れを防止する汚れ防止手段が、ドック内壁面の近傍に配置される、という記載がある。この汚れ防止手段には、ドック内壁面に配置されている光触媒反応体、および紫外線または可視光線のいずれかを発生させる光発生手段が設けられている。大気雰囲気下でのドック内壁の汚れを防止するために、日光等の自然光または光発生手段からの紫外線が、ドック内壁に照射される。すると、光触媒反応体により担持されている光触媒部分で光触媒反応が生じ、ドック内壁面および光触媒反応体に付着している汚れ物質としての有機体が分解され、浄化が行われる。

米国特許第５３０８５０５号明細書には、水に紫外線を照射し、フジツボ幼虫を死滅させるように紫外線の強度を調節し、フジツボ幼虫が水面下表面に付着することを防止することにより、水生生物による水面下表面の生物汚損が防止されることが記載されている。水は、殺生物チャンバでの滞留時間が少なくとも１分となる速度で、強度が少なくとも４０００ｍｕワット／ｃｍ^２の紫外線源を有する殺生物チャンバを通過する。

米国特許出願公開第２０１３／００４８８７７号明細書 特開平１１−２７８３７４号明細書 米国特許第５３０８５０５号明細書

生物汚損または生物学的汚損（本明細書では、「汚損」とも呼ばれる）は、表面への微生物、植物、藻類、および／または動物の蓄積である。生物汚損生物の種類は非常に多様であり、フジツボおよび海草の付着をはるかに超えて多様である。ある推定によると、４０００種類以上の生物を含む１７００種を超える種が、生物汚損の原因とされている。生物汚損は、生物膜形成および細菌付着を含むミクロ汚損、およびより大きな生物の付着であるマクロ汚損に別けられる。こうした生物も、何が生物の堆積を防止するかを決定する別個の化学的および生物学的特徴により、硬質汚損タイプまたは軟質汚損タイプに分類される。石灰質（硬質）汚損生物としては、フジツボ、外殻形成性コケムシ、軟体動物、多毛類および他の管棲、およびカワホトトギスガイが挙げられる。非石灰質（軟室）汚損生物の例は、海草、ヒドロ虫、藻類、および生物膜「スライム」である。こうした生物は、共に、汚損集団を形成する。

幾つかの状況では、生物汚損は、大きな問題を引き起こす。機械類が作動しなくなり、給水口が詰まり、船体は抗力が大きくなるという問題がある。したがって、汚損防止の問題、つまり汚損を除去または形成を防止するための方法は、よく知られている。工業的プロセスでは、生物分散剤を使用して、生物汚損を制御することができる。あまり管理されていない環境では、殺生物剤を使用したコーティング、熱処理、またはエネルギーパルスで、生物を死滅または忌避する。生物の付着を防止する無毒性の機械的戦略としては、滑りやすい表面を有する材料またはコーティングを選択すること、または不良なアンカーポイントしかないサメおよびイルカの皮膚に類似したナノスケールの表面トポロジーを生成することが挙げられる。

船体の生物汚損は、深刻な抗力増加を引き起こすため、燃料消費量を増加させる。燃料消費量の最大４０％の増加は、生物汚損が原因であり得ると推定されている。大型石油タンカーまたはコンテナ輸送船は、１日当たり最大２００，０００ユーロの燃料を消費する場合があるため、生物汚損を防止するための有効な方法があれば、相当な節約が可能である。

そのため、特に紫外線（ＵＶ）を使用した光学的方法に基づく手法が提示されている。ほとんどの微生物は、「十分な」ＵＶ光により、死滅するか、不活化されるか、または繁殖不能にされると考えられている。この効果は、主にＵＶ光の総線量により左右される。ある微生物を９０％死滅させるための典型的な線量は、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および関連する図面に示されている。しかしながら、従来技術のシステムは、使用が非効率的であり、多くの放射線が、生物汚損を除去せずに、水に浪費されている場合がある。

したがって、本発明の一態様では、代替的な汚損防止照明システム、および／またはそのような汚損防止照明システムを含む船舶または他の物体、および／またはそのような汚損防止照明システムを含む水中で使用する（可動性の）建造物または他の物体、および／または好ましくは、上述の欠点の１つまたは複数を少なくとも部分的に更に回避する、（そのような船舶または建造物または他の物体等の）構成要素の汚損を防止するための代替的な方法が提供される。

第１の態様では、本発明は、フィードバック系を提供する。照明システムには、例えば、生物汚損の発生に関連するパラメータをモニタするセンサが含まれており、それによりこのシステムは、こうしたパラメータに基づいて、ＬＥＤ等の光源への電力を調節することが可能になる。電力削減の主な利点は２つある：システムのエネルギー消費量の削減およびシステムの寿命延長である。更に、より効率的な方法で汚損を除去することができると考えられる（下記も参照されたい）。生物汚損（の増殖速度）に影響を及ぼすと考えられるパラメータは、以下の１つまたは複数である。

・船舶の速度。ある速度を超えると、生物汚損をかなり低減させることができる。

・水温：水が低温であるほど、生物汚損の活性が低下することになる。ある温度を下回ると、生物汚損は無視できるほどになる。

・船の「深さ」：空荷の船は、水上の高さが非常に高くなるだろう。これには２つの効果がある。船体のある部分は、その時点では水位線の上にあり、汚損はあまり起きないだろう。そうした部分では、ＬＥＤ等の光源をより頻繁に切ることができる。他の部分は、水面にかなり接近しているが、依然として水位線の下であることになり、そうした部分では、日光の強度がより高く、生物汚損が促進される。これに対抗するため、水位線（「液位」または「水位」）のすぐ下では、電力を増加させるべきである。

・水の「生物活性」。生物汚損生物が一切存在しない水では、ＬＥＤ電力等の光源電力は、全く必要でないことは明らかである。藻類、バーニクル等の濃度が非常に低い水では、より低線量のＵＶ光で、生物汚損が十分に防止されるだろう。こうした生物学的条件をモニタすることにより、電力出力の削減が可能になるだろう。

そのようなパラメータは、生物汚損リスクがあることを示すものであり、１つまたは複数のセンサにより特定することができる。そのようなセンサは、生物汚損リスクと関連する対応する信号を提供することができる。したがって、フィードバック信号は、生物汚損リスクに関してもよい。

前者と随意に組み合わせることができる更なる態様では、本発明は、パルス電力作動を提供する。特に、ＬＥＤ等の光源の駆動実施計画が提案される。本発明者らは、単純な「２４時間週７日」の作動実施計画ではなく、電力を変化させることを提案する。その理由は、生物汚損防止システムを２４時間週７日で作動させると、微生物に全く遭遇せずに、船を取り囲む水に照射されているに「過ぎない」ＵＶ光を発生させることにより、多くのエネルギーが浪費されている。また、こうしたエネルギー浪費は、ＬＥＤ寿命の浪費を意味する。この態様では、比較的高線量のＵＶを（短い）突発波で発生させることが意図されている。これにより、船体に接近または付着した微生物は、全て迅速に死滅する（または無害化される）だろう。その後、ＬＥＤのスイッチは、所定の期間、切られることになる。この期間中、藻類および他の生物は、船体に蓄積することになる。その時点では船体全体が被覆されているので、光は、まず幾つかの微生物を「照射する」（死滅させる）ことなく、水へと散逸することはできない。

したがって、第１の態様では、本発明は、特に、汚損表面に汚損防止光を提供することにより、使用中に少なくとも一時的に水と接触する物体の汚損表面の生物汚損を防止または低減するように構成されている汚損防止照明システム（「システム」）であって、物体は船舶であり、（ｉ）特に汚損表面の生物汚損を防止または低減するために汚損防止光を発生するように構成されている光源を含む照明モジュール；ならびに（ｉ）生物汚損リスクと関連するフィードバック信号、（ｉｉ）汚損防止光の強度を時間に基づいて変化させるためのタイマー、および（ｉｉｉ）本明細書で規定されている１つまたは複数の他のパラメータの１つまたは複数の関数として汚損防止光の強度を制御するように構成されている制御システム；を含む、汚損防止照明システムを提供する。

したがって、更なる態様では、本発明は、（特に、光媒体を介して汚損防止光（「光」）を汚損表面に提供することにより、使用中に少なくとも一時的に水（または別の液体）と接触する物体の汚損表面の（水に関連する）生物汚損を防止または低減するように構成されている）汚損防止照明システム（「システム」）であって、（ａ）（ｉ）汚損防止光を発生するように構成されている光源、および（ｉｉ）汚損防止光の少なくとも一部を受容するように構成されており、汚損防止光の少なくとも一部を提供するように構成されている放射表面を含む光媒体（「媒体」）を含み、汚損防止光が、特にＵＶ光を含む照明モジュール（「モジュール」）；ならびに（ｂ）（ｉ）生物汚損リスクと関連するフィードバック信号および（ｉｉ）汚損防止光の強度を時間に基づいて変化させるためのタイマーの１つまたは複数の関数として汚損防止光の強度を制御するように構成されている制御システム；を含むシステムを提供する。一実施形態では、タイマーは、汚損防止光の強度を周期的に変化させることができる。

特に、また、本発明は、汚損防止照明システムの一実施形態であって、照明モジュールが、（ｉ）汚損防止光を発生するように構成されている光源、および（ｉｉ）汚損防止光の少なくとも一部を受容するように構成されており、汚損防止光の少なくとも一部を光媒体を介して分配するように構成されている光媒体であり、（ｉｉａ）第１の媒体面、および（ｉｉｂ）分配された汚損防止光の少なくとも一部を光媒体の第１の媒体面から遠ざかる方向に放射するように構成されている放射表面を含む光媒体を含むシステムの一実施形態を提供する。そのような放射表面は、汚損表面であってもよく、および／または汚損防止光を（も）使用して、（他の）汚損表面を照射してもよい。

特定の実施形態では、本発明は、汚損防止照明システムであって、（ａ）特に、少なくとも０．４ｍ^２の面積を含む第１の構成要素表面（および第２の面）を含む、物体等に由来する構成要素；（ｂ）照明モジュールであって、（ｉ）汚損防止光を発生するように構成されている光源、および（ｉｉ）汚損防止光の少なくとも一部を受容するように構成されており、汚損防止光の少なくとも一部を光媒体を介して分配するように構成されている光媒体であり、（ｉｉａ）構成要素の第１の構成要素表面に向けられている、特に少なくとも０．４ｍ^２の面積を有する第１の媒体面、および（ｉｉｂ）分配された汚損防止光の少なくとも一部を光媒体の第１の媒体面から遠ざかる方向に放射するように構成されており、照明モジュールの少なくとも一部が、第１の媒体面よりも第１の構成要素表面からより離れるように構成されている放射表面で、第１の構成要素表面の少なくとも一部を密閉するように構成されている放射表面を含む光媒体を含む照明モジュール；および（ｃ）フィードバック信号（生物汚損リスクと関連する）およびタイマーの１つまたは複数の関数として汚損防止光の強度を制御するように構成されている制御システムを含むシステムを提供する。特に、光媒体は、導波路および光ファイバーの１つまたは複数を含む。

そのようなシステムは、より低電力での作動が可能であり、ＬＥＤシステムの寿命が延びるという有益性も付随する。更に、そのようなシステムは、はるかにより効率的な生物汚損の除去または生物汚損の防止を可能にする。例えば、光源は、生物汚損が形成され得る条件下でのみのスイッチをオンにしてもよい。あるいは、光源は、後に光で効率的に除去することができる生物汚損の膜が形成された後、例えば形成される特定の時間にのみ、スイッチをオンにしてもよい。したがって、本システムは、より高いエネルギー効率および／またはより良好な防止および／またはより効率的な除去を可能にする。本明細書では、用語「汚損」または「生物汚損」または「生物学的汚損」は、同義的に使用される。汚損の幾つかの例は、上記で提供されている。本記載の方法（以下を参照）および照明システムは、船体の汚損防止に応用することができるが、静止物体（パイプ、船舶ステーション等）および／または移動船舶物体（潜水艦等）を含む全ての船舶物体に応用可能である。また、本開示の汚損防止解決策は、水路、運河、または湖で運用される物体、および例えば水族館等にも応用することができる。

なお更なる実施形態では、汚損防止照明システムは、（ｉ）照明モジュール、および（ａ）（ｉ）生物汚損リスクと関連するセンサからのフィードバック信号（ｉｉ）および汚損防止光の強度を時間に基づいて変化させるためのタイマーの１つまたは複数の関数として汚損防止光の強度を制御するように構成されている制御システム、タイマー、およびセンサの１つまたは複数を含み、電気的エネルギー源のような他の要素も随意に含む統合ユニットを含む。更に、汚損防止照明システムは、光源（および他の電気的部品）に電気的エネルギーを供給するように構成されているエネルギーシステムを含んでもよい。エネルギーシステムが使用することのできるエネルギー源は、下記に記載されている。そのようなユニットは、汚損を防止または低減するために、物体の既存表面に便利に取り付けることができる。特に、統合ユニットは、放射性の表面を含む閉鎖ユニットである。統合ユニットは、例えば、物体（の構成要素）の表面に適用することができる（シリコーン）ホイルまたは（シリコーン）タイルを含んでもよい。構成要素全ての少なくとも部分または構成要素全てでさえ、そこに埋め込まれてもよい。したがって、一実施形態では、光媒体はホイルを含む。

なお更なる態様では、本発明は、使用中に少なくとも一時的に水と接触する汚損表面を含み、本明細書で規定されている照明モジュールおよび制御システムを更に含み、照明モジュールが、汚損表面の少なくとも一部を汚損防止光で照射するように構成されている物体（例えば、使用中に少なくとも一時的に水と接触する、船舶および（可動性の）水中の建造物からなる群から選択されるもの等）も提供する。特に、物体は、本明細書に記載の汚損防止照明システムを更に含んでもよい。

汚損表面は、物体（の構成要素）の表面の一部であってもよく、および／または照明システム（照明システムに含まれている場合は、特に光媒体の；下記も参照）の放射性の表面であってもよい。したがって、複数の実施形態では、物体は、船舶、堰、ダム、生け簀、水門、養殖漁業海上生け簀、およびブイ等からなる群から選択される。

なお更なる実施形態では、本発明は、船舶（物体として）であって、船舶が、第１の構成要素表面を含む構成要素を含む船体を含み、照明モジュールが、（ｉ）汚損防止光を発生するように構成されている光源、および（ｉｉ）汚損防止光の少なくとも一部を受容するように構成されており、汚損防止光の少なくとも一部を光媒体を介して分配するように構成されている光媒体を含み、光媒体が、（ｉｉａ）構成要素の第１の構成要素表面に向けられている第１の媒体面、および（ｉｉｂ）分配された汚損防止光の少なくとも一部を、光媒体の第１の媒体面から遠ざかる方向に放射するように構成されている放射表面を含み、照明モジュールの少なくとも一部が、第１の媒体面よりも第１の構成要素表面から離れるように構成されている放射表面で、第１の構成要素表面の少なくとも一部を密閉するように構成されており、特に、汚損表面が、放射表面のおよび／または保護しようとする別の表面を含む、船舶を提供する。したがって、更なる実施形態では、本発明は、一実施形態では少なくとも０．４ｍ^２の面積を含む第１の構成要素表面（および第２の面）を含む構成要素を含む船体を含み、本明細書で規定されている照明モジュールおよび制御システムを更に含む船舶を提供する。上記に示されているように、照明モジュールまたは特に光媒体は、随意に、第１の構成要素表面の少なくとも一部を密閉してもよい。用語「密閉する」および類似の用語は、水、特に海水等の液体が、密閉される部分に（実質的に）接近可能ではないことを特に示す場合がある。

用語「構成要素」は、例えば、一実施形態では、船体を構成する鋼板等の板を指す場合がある。しかしながら、用語「構成要素」は、船体全体を指す場合もある。用語「構成要素」は、特に船舶実施形態の場合、特に水側にある船体の部分を指す。保護しようとする物体（の構成要素）の表面は、鋼鉄を含んでもよいが、また、例えば、木材、ポリエステル、複合材、アルミニム、ゴム、ハイパロン、ＰＶＣ、ガラス繊維等からなる群から選択されるもの等の別の物質を随意に含んでもよい。

更に別の態様では、本発明は、可動性の建造物であって、第１の表面（および第２の面）を含む構成要素を含む可動性の部分を含み、第１の表面が、一実施形態では、少なくとも０．４ｍ^２の面積を含み、船舶が、本明細書で規定されている照明モジュールおよび制御システムを含む、建造物も提供する。可動性の建造物は、ドアまたはバルブ等の可動性の部分を有してもよい、例えば、堰、ダム、水門等であってもよい。したがって、特に、可動性の建造物は、水中の可動性建造物である。可動性の部分は、鋼板等のプレートのような構成要素を含んでもよい。ここでも、また、用語「構成要素」は、可動性部分全体を指してもよい。

したがって、特定の実施形態では、本発明は、汚損防止照明システムの一実施形態であって、構成要素が、船舶の船体の一部または水中にある可動性建造物の可動性部分の一部であり、構成要素の第１の構成要素表面が、特に少なくとも４ｍ^２の面積を有し、汚損防止照明システムが、第１の構成要素表面と結合している複数の照明モジュールを含み、汚損防止照明システムが、フィードバック信号およびタイマーの１つまたは複数の関数として複数の照明モジュールの汚損防止光の強度を制御するように構成されている１つまたは複数の制御システムを含むシステムも提供する。

構成要素は、第１の構成要素表面（（および第２の面））を含み、（第１の構成要素表面は）、特に少なくとも０．４ｍ^２の面積（または「表面積」）を含む。第２の面は、例えば、船舶の船体の内部面であってもよい。第１の構成要素表面は、一般的に、水等の液体に接触することになる（しかしながら、下記も参照）。構成要素は、一般的に、少なくとも０．４ｍ^２の表面積を有することになるが、少なくとも４００ｍ^２または更に１０００ｍ^２を超えるような、少なくとも４ｍ^２等の、はるかに大きな表面積であってもよい。更に、また、構成要素という用語は、複数の構成要素を指す場合もある。例えば、船体は、複数の（金属）板を含んでもよい。（金属）板を構成要素と仮定すると、表面積は、例えば、２〜１０ｍ^２のような、０．４〜４０ｍ^２の範囲であってもよい。

そのような表面には、構成要素が水中にあるか、または水位の（すぐ）上等の水面付近にある場合、生物汚損が生じる場合がある（例えば、船首波等により水が跳ねることによる等）。熱帯地方では、生物汚損は、数時間内に生じる場合がある。温度がそれほど高くない場合でさえ、最初の（段階の）汚損は、第１の（分子）レベルの糖質および細菌として、数時間内に生じるだろう。本発明では、光媒体の少なくとも一部または更に光媒体全体等の、照明モジュールの少なくとも一部は、複数の実施形態では、構成要素の第１の構成要素表面の一部を密閉してもよい（その部分を、海水等の水が接近できないようにする）。したがって、照明モジュールは、複数の実施形態では、第１の構成要素表面と結合してもよい。しかしながら、これは、生物汚損問題が、照明モジュールの表面に移転されることを意味する。本明細書では、汚損が生じ得る表面または区域を汚損表面として示す場合がある。汚損表面は、例えば、船の船体および／または光媒体の放射表面であってもよい（下記も参照）。そのため、照明モジュールは、生物汚損の形成を防止および／または生物汚損を除去するために適用される汚損防止光を提供する。この汚損防止光は、少なくとも紫外線（「ＵＶ光」としても表示される）を含んでもよい。実際、放射表面は、ここでは、船体等の構成要素の外部表面の部分を提供する。

なお更なる態様では、本発明は、（ｉ）汚損防止光を発生するように構成されている光源、および（ｉｉ）汚損防止光の少なくとも一部を受容するように構成され、汚損防止光の少なくとも一部を光媒体を介して分配するように構成されている光媒体であり、（ｉｉａ）特に少なくとも０．４ｍ^２の面積を有する第１の媒体面、および（ｉｉｂ）分配された汚損防止光の少なくとも一部を光媒体の第１の第１の媒体面から遠ざかる方向に放射するように構成されている放射表面を含む光媒体を含む照明モジュールを提供する。

特に、本発明は、本明細書で規定されている汚損防止照明システムの実施形態であって、制御システムが、（（ａ）タイマーおよび（ｂ））センサのフィードバックの（１つまたは複数の）関数として汚損防止光の強度を制御するように構成されており、センサが、（ｉ）照明モジュールを含む船舶の速度、（ｉｉ）（汚損表面側の）水流の相対速度、（ｉｉｉ）（汚損表面側の）水の水温、（ｉｖ）照明モジュールを含む船舶の積載量、（ｖ）（汚損表面側の）水の水位に対する放射表面の位置、および（ｖｉ）（汚損表面側の）水中の汚損生物および汚損生物栄養素の１つまたは複数の存在の１つまたは複数を感知するように構成されている実施形態を提供する。更により特には、本発明は、本明細書で規定されている汚損防止照明システムの実施形態であって、（ａ）（ａｉ）汚損防止光を発生するように構成されている光源と、（ａｉｉ）汚損防止光の少なくとも一部を受容するように構成され、汚損防止光の少なくとも一部を光媒体を介して分配するように構成されている光媒体であり、（ａｉｉａ）特に少なくとも０．４ｍ^２の面積を有する第１の媒体面、および（ａｉｉｂ）分配された汚損防止光の少なくとも一部を光媒体の第１の媒体面から遠ざかる方向に放射するように構成されている放射表面を含む光媒体とを含む照明モジュール；（ｂ）センサ；および（ｃ）フィードバック信号およびタイマーの１つまたは複数の関数として汚損防止光の強度を制御するように構成されている制御システムであって、制御システムが、センサのフィードバックの関数として汚損防止光の強度を制御するように構成されており、センサが、（ｉ）照明モジュールを含む船舶の速度、（ｉｉ）（汚損表面側の）水流の相対速度、（ｉｉｉ）光媒体の（汚損表面側の）水の水温、（ｉｖ）照明モジュールを含む船舶の積載量、（ｖ）（汚損表面側の）水の水位に対する汚損表面の位置、（ｖｉ）（汚損表面側の）水中の汚損生物および汚損生物栄養素の１つまたは複数の存在の１つまたは複数を感知するように構成されている制御システムを含み、汚損防止光が、特定の実施形態では、ＵＶ−Ｃ光を含む実施形態を提供する。その代わりにまたはそれに加えて、制御システムは、（汚損表面に隣接する）水のＵＶ（Ｃ）透過性の関数として汚損防止光の強度を制御するように構成されてもよい。

紫外線（ＵＶ）は、可視スペクトルの低波長端からＸ線放射バンドの範囲にある電磁気光の部分である。ＵＶ光のスペクトル範囲は、約１００〜４００ｎｍ（１ｎｍ＝１０^−９ｍ）の間であると定義され、ヒトの眼には不可視である。ＣＩＥ分類を使用すると、ＵＶスペクトルは、３つのバンド：３１５から４００ｎｍまでのＵＶＡ（長波）；２８０から３１５ｎｍまでのＵＶＢ（中波）；および１００から２８０ｎｍまでのＵＶＣ（短波）に更に分類される。

実際には、多くの光生物学者は、３２０ｎｍを超える波長および３２０ｎｍ未満の波長の加重効果として、ＵＶ曝露に起因する皮膚の影響を指摘することが多く、したがって、別の定義を提示する。

強力な殺菌効果は、短波ＵＶＣバンドの光によりもたらされる。加えて、紅斑（皮膚の発赤）および結膜炎（眼粘膜の炎症）も、この形態の光により引き起こされる場合がある。このために、殺菌ＵＶ光ランプを使用する場合、ＵＶＣ漏れを除外して、こうした影響を回避するシステムを設計することが重要である。光源が液面下にある場合、水によるＵＶ光の吸収は、十分に強力であり、ＵＶＣ漏れは、液体表面の上にいるヒトにとって問題ではないと考えられる。更に、汚損防止光は、特に、ＵＶ−Ａ光およびＵＶ−Ｃ光の１つまたは複数を含む。したがって、一実施形態では、汚損防止光はＵＶ−Ｃ光を含む。ＵＶ−Ａを使用すると細胞壁に損傷を与えることができるが、ＵＶ−Ｃを使用するとＤＮＡに損傷を与えることができる。

ＵＶＣへのヒト曝露を回避するべきであることは自明である。幸運なことに、ほとんどの物質が、標準的な平板ガラスでさえ、ＵＶＣを実質的に全て吸収するため、回避は比較的容易である。例外は、例えば、石英、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオルエテン（エチレン））である。この場合も、幸運なことに、ＵＶＣは、死皮膚によりほとんどが吸収されるため、紅斑を制限することができる。加えて、ＵＶＣは眼のレンズを透過しないが、それでも結膜炎が生じる場合があり、一時的ではあるが非常に苦痛であり、同じことは紅斑効果にも当てはまる。

ＵＶＣ光への曝露が生じる場合、閾値レベル標準値を超過しないように注意するべきである。実用的な観点で、表１には、アメリカ合衆国産業衛生専門家会議（ＡＣＧＩＨ）の、時間に関するヒト曝露のＵＶ閾値限界有効放射照度値が示されている。その際、２４０ｎｍ未満の放射波長は、空気中の酸素からオゾンＯ_３を形成することに留意すべきである。オゾンは毒性であり、非常に反応性であるため、ヒトおよびある物質との接触を回避するように注意しなければならない。

また、上記に記載されている殺菌線量は、既存の低価格低電力ＵＶ ＬＥＤで容易に達成することができる。ＬＥＤは、一般的に比較的より小さなパッケージに収納することができ、他のタイプの光源よりも少ない電力しか消費しない。ＬＥＤは、種々の所望の波長の（ＵＶ）光を放射するように製造することができ、作動パラメータ、中でも出力は、高度に制御することができる。したがって、特に、光源は、作動中に少なくともＵＶ波長領域から選択される波長の光（光源光）を、特に少なくともＵＶ−Ｃを放射する光源である。特定の実施形態では、光源は、半導体ＬＥＤ光源（ＬＥＤまたはレーザーダイオード等）を含む。また、用語「光源」は、２〜２０個の（半導体）ＬＥＤ光源等の複数の光源に関してもよいが、更に多くの光源にも適用される場合がある。したがって、また、用語ＬＥＤは、複数のＬＥＤを指す場合がある。ＬＥＤは、ＯＬＥＤまたは半導体ＬＥＤであってもよく、またはそうしたＬＥＤの組み合わせであってもよい。特に、光源は、半導体ＬＥＤを含む。

本開示の基礎となる基本概念は、著しい量の保護表面を、殺菌光（「汚損防止光」）、特に紫外線を放射する層で覆って、好ましくは保護表面全体、例えば船の船体の汚損を防いで清浄を維持することである。

更に別の実施形態では、汚損防止光は、ファイバーまたは導光路を介して、保護しようとする表面に提供してもよい。したがって、一実施形態では、汚損防止照明システムは、汚損防止光を汚損表面に提供するように構成されている導光路および光ファイバーの１つまたは複数を含む光媒体を含む。汚損防止光がそこから散逸するファイバーまたは導光路の表面も、本明細書では、放射表面として示されている。一般的に、ファイバーまたは導光路のこの部分は、少なくとも一時的に液面下にあってもよい。放射表面から散逸する汚損防止光により、使用中に少なくとも一次的に液体（海水等）と接触する物体の構成要素が照射されて、それにより汚損が防止されてもよい。しかしながら、また、放射表面それ自身を汚損防止することができる。この効果は、下記に記載されている、光媒体を含む照明モジュールの実施形態で使用される。

保護表面の汚損を防止するための照明モジュールは、汚損防止光を発生させるための少なくとも１つの光源、および随意に光源からの汚損防止光を分配するための光媒体を含む。少なくとも１つの光源および／または光媒体は、汚損防止光を保護表面から遠ざかる方向に放射するように、保護表面に、保護表面上に、および／または保護表面付近に、少なくとも部分的に配置されてもよい。照明モジュールは、保護表面が液体環境に少なくとも部分的に浸漬されている間、汚損防止光を放射するように構成されているのが好ましい。一実施形態では、光媒体は、シリコーン材料および／またはＵＶ等級シリカ材料を含む導光路である。

また、保護表面の汚損を防止するための照明モジュールは、保護表面に適用するための（シリコーン）ホイルとして提供されてもよく、ホイルは、汚損防止光を発生させるための少なくとも１つの光源、および汚損防止光をホイル全体に分配するためのシート様光媒体を含む。複数の実施形態では、ホイルは、０．２〜２ｃｍのような、０．１〜５ｃｍ等の、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。複数の実施形態では、ホイルは、数十または数百平方メートル程度のサイズを有するかなり大きなホイルを提供するように、厚さ方向に垂直な任意の方向には実質的に制限はない。ホイルは、汚損防止タイルを提供するために、ホイルの厚さ方向に垂直な２つの直交方向のサイズが実質的に制限されてもよく、別の実施形態では、ホイルは、細長いストリップ状の汚損防止ホイルを提供するために、ホイルの厚さ方向に垂直な一方向のみのサイズが実質的に制限されている。したがって、光媒体および更に照明モジュールでさえ、タイルまたはストリップとして提供することができる。タイルまたはストリップは、（シリコーン）ホイルを含んでもよい。

照明モジュールは、保護表面に、保護表面上に、および／または保護表面付近のいずれに配置されているかに関わらず、またはホイルとして提供されているか否かに関わらず、光媒体からの汚損防止光を、環境および放射表面に対向する適用表面に放射するための、および照明モジュールを保護表面に適用または配置するための放射表面を含む。好ましい実施形態では、照明モジュールの放射表面は、汚損の元となり得る窪みおよび凹みを回避するために、および隆起を回避して保護表面に適用した際にこの構造により引き起こされる抗力の程度を限定的なものにするために、実質的に平坦である。凹みおよび隆起を含むかまたはかなりの表面粗さを有する表面に対する実質的に平坦な表面の利点は、特に液体環境での抗力効果と相まって、実質的に平坦な表面には微生物の付着がより困難になり、粗表面にまたはその表面にある窪みに入り込まなくなることである。用語「実質的に平坦な」放射表面は、本明細書で使用される場合、照明モジュールに埋め込まれたまたは取り付けられた光源および配線接続の厚さを覆うまたは覆い隠す表面を指す。また、用語「実質的に平坦な」は、ある程度の構造上の凸凹を覆うまたは覆い隠し、それにより液体環境中の保護表面の抗力特性を更に改善することを指す場合がある。保護表面の構造上の凸凹の例は、溶接部、リベット等である。用語「実質的に平坦な」は、照明モジュールの平均厚さにおける変動が、２５％未満、好ましくは１０％未満であることによりもたらされると定量化することができる。したがって、「実質的に平坦な」は、機械加工表面仕上げによる表面粗さを必ずしも必要としない。

好ましい実施形態では、照明モジュールは、汚損防止光を発生させるための二次元グリッドの光源を含み、光媒体は、照明モジュールの光放射表面から出て来る汚損防止光の二次元分配を提供するように、二次元グリッドの光源からの汚損防止光の少なくとも一部を光媒体全体に分配するように配置されている。二次元グリッドの光源は、金網構造、最密構造、縦／横構造、または任意の他の好適な規則的もしくは不規則な構造に配置されてもよい。例えば、グリッドの隣接光源間の物理的距離は、グリッドにわたって固定されてもよく、または例えば汚損防止効果をもたらすのに必要な光出力の関数として、もしくは保護表面にある照明モジュールの位置（例えば、船の船体の位置）の関数として変動してもよい。二次元グリッドの光源を含む利点は、汚損防止光照射で保護しようとする領域の近傍で汚損防止光を発生させることができること、およびそれにより光媒体または導光路での損失が低減されること、およびそれより光分配の均一性が増加することである。好ましくは、汚損防止光は、概して放射表面全体に均一に分配される。それにより、そうでなければ汚損が生じ得る低照射領域が低減または更には防止されると共に、汚損防止に必要とされるよりも多くの光で他の領域を過剰照明することによるエネルギーの浪費が低減または防止される。一実施形態では、グリッドは、光媒体に含まれている。更なる実施形態では、グリッドは、（シリコーン）ホイルに含まれてもよい。

好ましい実施形態では、光源は、ＵＶ ＬＥＤである。少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤまたはＵＶ ＬＥＤのグリッドは、液密容器に封入されてもよい。複数の実施形態では、少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤまたはＵＶ ＬＥＤのグリッドは、光媒体に埋め込まれてもよい。複数のＵＶ ＬＥＤは、グリッド状に組織化されてもよく、直列／並列の金網構造（下記で説明するような）で電気的に接続されてもよい。ＬＥＤおよび金網接続は、光透過性コーティングに封入されてもよく、光媒体に取り付けられてもよく、または光媒体に直接埋め込まれてもよい。他の実施形態では、ＵＶ ＬＥＤのグリッドは、樹脂構造に埋め込まれている電子テキスタイルの層に含まれてもよい。幾つかの実施形態では、ＵＶ ＬＥＤは、パッケージ型ＬＥＤであってもよく、その場合、ＬＥＤパッケージから放射される光を広放射角にわたって分配するための光学要素が既に含まれてもよい。他の実施形態では、ＵＶ ＬＥＤは、典型的には光学要素を含まないが、パッケージ型ＬＥＤよりも著しく薄いＬＥＤダイであってもよい。一例として、ＬＥＤダイは、導電性ペーストの印刷により電気的に配線された光媒体の表面（好ましくは適用表面だが、この部品は小型であり、前述の表面の光放射機能をほとんど妨害しないだろうと考えられるため、放射表面も同様に可能である）を選択して設置してもよく、最終的には、ＬＥＤダイおよび配線は、光媒体の薄層／コーティングまたは保護表面に照明モジュールを適用するための任意の他の裏打ち層で封入されてもよい。埋込み光源に種々の実施形態があることにより、本汚損防止技術は、船の船体に適用するためのホイルとして商業化が可能になる。

保護表面の汚損を防止するためのシステムは、実質的に保護表面の全領域にわたって汚損防止光を提供するため、本明細書で開示されているような、保護表面に配置するための複数の照明モジュールを含んでもよい。

シリコーン材料は、他の材料と比較して損失がほとんどないＵＶ光の光透過性を提供することができる。これは、より短い波長の光、例えば、３００ｎｍ未満の波長を有するＵＶ光の場合、特に当てはまる。シリコーン材料の特に効率的な群は、一般化学式ＣＨ_３［Ｓｉ（ＣＨ_３）_２Ｏ］_ｎＳｉ（ＣＨ_３）_３による、いわゆるメチルシリコーンであるか、または少なくともそれを含み、式中「ｎ」は、有機化学で通例の任意の好適な積分である。このタイプ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較して、損失がほとんどない優れたＵＶ透過特性を示す。更に、シリコーン材料は可撓性および弾力性であり、堅牢で、耐久性があり、表面に対する物体の衝撃、衝突等、例えば、船が埠頭にぶつかることによる圧縮に耐えることができる。また、メチル基の代わりに、フェニル基が、またはフェニル基およびメチル基が、シリコーンに存在してもよい。

更に、温度変動、波の衝撃、波打ちおよびうねりによる船の屈曲等による船の表面の変形を、許容することができる。また、シリコーン材料は、表面構造にわたって、溶接、リベット付け等で、表面にまたは表面上に適用および形成することができる。また、シリコーン材料は、金属および塗料に良好に付着しやすく、保護コーティングが表面にわたって形成される。視覚的に透明なシリコーン材料であれば、シリコーン材料により覆われている下地の印（例えば、塗料で書いた記号）を読むことが可能になる。更に、シリコーン材料は、一般的に撥水性であり、摩擦および抗力を低減することができる。一方で、シリコーンは、生物汚損生物のこの層への付着を低減し、流水との摩擦を低減するように非常に滑らかに製作することができるが、他方では、この材料は、周囲の水に対して十分な速度では水の摩擦を低減することが知られているサメの皮膚を模倣するように、微細に構造化することができる。なお、光媒体、特に導光路の構造化表面は、全反射の破綻状態を引き起こし、それにより、そうでなければ内側に捕捉されて全反射で伝達されていた光の導光路からのカップリングアウトを引き起こす場合がある。したがって、光のカップリングアウトを、確実に局所化することができる。

ＵＶ等級シリカは、ＵＶ光の吸収が非常に低いため、光媒体および導光路材料に非常に好適である。比較的大きな物体は、ＵＶ等級シリカおよび／またはいわゆる「融解石英」の複数の比較的小さな断片または部分を共に使用して、より大きな物体でもＵＶ透過特性を維持しつつ、製作することができる。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。そのような組み合わせでは、シリカ部分は、光媒体を通る光を（再）分配するためのおよび／または導光路からの光のアウトカップリングを促進するための、そうでなければシリコーン材料の光媒体に、ＵＶ透過性散乱体を提供することができる。また、シリカ粒子および／または他の硬質ＵＶ半透光性材料の粒子は、シリコーン材料を強化することができる。特に、シリコーン材料中のシリカが最大で５０％、７０％、または更により高いパーセントのフレーク状のシリカ粒子は、高密度でも使用することができ、衝撃に耐性であり得る強力な層を提供することができる。光媒体または導光路の少なくとも部分は、例えば、光学特性および／または構造特性を変化させるために、シリコーン材料に少なくとも部分的に埋め込まれているＵＶ等級シリカ粒子、特にフレークの空間的密度が様々であってもよいと考えられる。本明細書では、「フレーク」は、３つの直交方向におけるサイズを有する物体であって、３つのサイズのうちの２つは互に異なってもよいが、各々は、第３のサイズよりも著しく大きく、例えば、１０倍、２０倍、またはそれよりも著しく大きく、例えば１００倍である物体を指す。

複数の実施形態では、光媒体から汚損防止光を放射するための放射表面付近の光媒体の部分では、シリコーン材料中のＵＶ等級シリカ粒子の密度は、比較的高密度のシリカ粒子が放射表面にまたは放射表面付近に提供されるように、光媒体内部から光媒体の放射表面に向かって増加してもよい。おおよそ球状のおよび／または不規則形状の粒子を使用することができるが、長さがミリメートル未満のスケールの、例えば典型的には数マイクロメートルの大きさのシリカフレークは、互いに緊密に配置することができ、引掻き、引裂き等を含む、鋭くとがった物体の点衝突および／または鈍角物体の局所的衝突等の非常に局所的な力の影響下で、フレークは、可撓性シリコーンでは、ほんの少しではあるが、ある程度の移動の自由を有することができ、わずかに再編成されて、衝突エネルギーを軽減し、全体として導光路に対する損傷を低減することができる。したがって、堅牢でありながらもいくらか変形可能な層をもたらすと同時に、所望の光学的特性も提供するという特性のバランスを見出すことができる。一実施形態では、光媒体中のシリコーン材料の割合は、光媒体の１つの側から反対側まで、約１００％（つまり、実質的に純粋なシリコーン材料）から約５％（ほとんどシリカ）まで徐々に変化する。

シリカ以外の他の材料、例えばガラスまたはマイカの粒子、特にフレーク状粒子を使用してもよいことに留意されたい。他のそのような材料も、汚損防止光の散乱体としての役割を果たすことができる。また、半透明粒子、不透明粒子、および／または光学活性粒子の混合物を含んでもよい、異なる材料の粒子の混合物を提供することができる。そのような混合物の組成は、特に幾つかの部分で比較的大量の透過性不良粒子が使用されている場合、例えば、汚損防止光の導光路の透過性を調節するために、導光路の場所によって様々であってもよい。

光媒体を製造するために、各層が、シリカ粒子の量および／または密度に関して異なる組成を有している可能性が高い、シリコーン材料の一連の層を形成する。こうした層は、非常に薄く、少なくとも幾つかは、ウェットオンウェット技術で施すことができる。つまり、所望の層に硬化させるべき液体形態またはゼラチン形態の層にシリコーン材料を供給するが、その前の層が完全に硬化する前に、次の層をその前の層に施す。したがって、層間の良好な接着が容易になり、最終産物では、異なる層はほとんど識別不能であり、組成の段階的変化を達成することができる。異なる層は、層材料を噴霧することにより適切に形成および／または施すことができる。層化材料は、高品質管理により任意の好適な厚さに形成することができる。なお、照明モジュールの表面のかなりの部分を構成する光媒体は、接着を含む任意の好適な方法で保護表面に取り付けることができる。シリコーン材料は、セラミック材料、ガラス質材料、および金属材料に強い接着力を示す傾向があり、したがって、シリコーン材料の噴霧または塗布は、光媒体を基材に形成および取り付けるための非常に好適な様式である。また、噴霧および／または塗布された光媒体は、様々な所望の形状、例えば、水位線、特定の印、および／または表面形状に追従する形状へと容易に製作することができる。また、積層技術により、シリコーン材料中での粒子の配向、例えば、一般的には、層および層で被覆された表面が膨張する方向と平行にフレークを配置させることが容易となる。

照明モジュールの別の態様では、光媒体は、それを通して光を誘導するための空間、例えば気体および／または透明液体、例えば水で充填されているチャネルを含んでおり、関連する方法は、光の少なくとも一部を、光媒体中のそのような空間を介して分配することを含む。気体状の物質、特に空気を通るＵＶ光の光透過性は、一般的に、固体材料を通る光の透過性よりも著しく良好であり、固体材料は、あるものは半透明または透明であることが判明したとしても、１ミリメートル当たり最大数パーセントの吸収損失を示す場合があることが判明している。透明液体は、散乱をほとんどもたらさず、ＵＶ光を良好に伝達することができ、空間を気体で満たすことと比較して、光媒体中の空隙の構造的堅牢さも提供することができる。水、中でも淡水は、比較的高く好適なＵＶ透過性を有することが見出されている。またおよび／または更に、蒸留水、脱イオン化水、および／またはそうでなければ精製水を使用すれば、汚染および／またはＵＶ吸収を低減させることができる。したがって、気体充填空間および／または液体充填空間を介して光を伝達することは、特に有益であると考えられる。保護表面全体にわたって光を分配するには、気体充填空間および／または液体充填空間は、好ましくは十分に画定されているべきであり、光媒体にはチャネルが含まれてもよい。最終的にチャネルの壁面に到達する光は、光媒体に進入し、保護表面から液体環境への方向に光媒体から放射され、汚損防止光を提供することができる。空気チャネルが画定されており、それ自体が汚損防止光に対して十分に透過性である光媒体は、光媒体が漏れて、液体媒体が光媒体に進入しても、発生した汚損防止光が、光媒体を介して依然として適切に伝達されることを保証する。チャネルは、様々な直径を含んでもよい。例えば、「Ｂｕｂｂｌｅ Ｗｒａｐ」という商標名で販売されている包装材に類似した、対応する壁部分のサイズおよび／または厚さよりも（はるかに）大きな個別の容積を画定および封入する壁部分により、局所的なチャネル部分またはポケットが提供されてもよい。

特定の実施形態では、そのような気体含有光媒体は、気体充填チャネルおよび／もしくは液体充填チャネルまたは他の空間を画定するシリコーン材料を含み、シリコーン材料は、良好に成形して複雑な構造を画定することができる。シリカ粒子等の追加物体を有するまたは有していないシリコーン材料の更なる利点は、上記に示した通りである。

一実施形態では、チャネルおよび／または他の空間は、層間の距離、つまり空気間隙を形成するシリコーン材料の壁部分および／または支柱との間に所望の距離の離間が維持されている、シリコーン材料の２つの対向する層を形成することにより提供される。そのような壁部分および／または支柱は、光媒体（のチャネル）を介して光を（再）分配するための、および／または気体充填空間ならびに／もしくは液体充填空間からの光をシリコーン材料へと誘導するための、散乱中心としての役目を果たすことができる。これにより、光媒体からの光を、汚損防止光が使用される液体環境へと局所的に放射することが容易になる。

１つまたは複数の光源により放射される汚損防止光の少なくとも一部は、保護表面と実質的に平行な成分、または光モジュールがホイルとして提供される場合は、ホイルの適用表面と実質的に平行な成分を有する方向に拡散させてもよい。これにより、保護表面またはホイルの適用表面に沿ってかなり距離にわたって光を分配することが容易になり、汚損防止光の好適な強度分布の実現が支援される。

波長変換材料が、光媒体に含まれてもよく、汚損防止光の少なくとも一部は、波長変換材料により別の波長の汚損防止光を放射させる第１の波長を有する光で、波長変換材料を光励起させることにより発生させることができる。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、１つまたは複数のフォトニック結晶ファイバー等の非線形媒体として提供することができる。異なる波長、ほとんど場合はＵＶ光よりも長い波長の光の光媒体中での吸収損失および／または散乱損失は、光媒体ではそれほど著しくない傾向があるため、非ＵＶ光を発生させ、それを光媒体を介して伝達し、その所望の使用場所でまたは付近でＵＶ汚損防止光を発生させる（つまり、表面から液体環境へと放射する）ほうが、エネルギー効率がよい。好適な汚損防止光は、ＵＶの波長範囲であり、または随意に約２２０ｎｍから約４２０ｎｍまでの、特に約３００ｎｍより短い、例えば、約２４０ｎｍから約２８０ｎｍまでの波長の青色光でもある。

波長変換材料が使用される場合、語句「汚損防止光を発生するように構成されている光源」は、波長変換材料との併用で汚損防止光を発生させるための光源として解釈することができる。光源自体または光源光を波長変換材料光に変換する際の波長変換材料のいずれかまたは両方が、汚損防止光をもたらす。

複数の実施形態では、光媒体は、少なくとも１つの光源により放射される汚損防止光の少なくとも一部を、保護表面と実質的に平行な成分を有する方向に分散させるための、汚損防止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ている光分散体を含む。光分散体の一例は、少なくとも１つの光源の反対側の位置にて光媒体に配置されている「対向コーン」であってもよく、対向コーンは、保護表面に対して垂直な４５°の角度を有する、その表面と垂直な光源により、その表面と実質的に平行な方向に放射される光を反射するための表面を有する。複数の実施形態では、光媒体は、汚損防止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ている導光路を含み、導光路は、少なくとも１つの光源からの汚損防止光をカップリングインさせるための光カップリングイン表面および汚損防止光を保護表面から遠ざかる方向にカップリングアウトさせるための光カップリングアウト表面を有し、導光路は、汚損防止光の少なくとも一部が、カップリングアウト表面でカップリングアウトされるまで、保護表面と実質的に平行な方向に全反射により導光路を介して伝搬するように、液体環境の屈折率よりも高い屈折率を有する導光路材料を有する。幾つかの実施形態は、光分散体および導光路または統合型光分散特徴を、光媒体への導光特徴と組み合わせた光媒体を含む。複数の実施形態では、光分散体および／または導光路は、保護表面にコーティングされている。他の実施形態では、光分散体および／または導光路は、保護表面に適用するためのホイルの形状要因で提供される。

汚損を防止するためのシステムの実施形態は、以下のものを含んでもよい：
・汚損防止光を発生させるための一連のＵＶ ＬＥＤ；
・ＬＥＤ点光源からの汚損防止光を保護表面全体にわたって分散させるための光分散体；および
・汚損防止光を更に誘導／分散させるための導光路（または導波路）は、表面全体にわたって分散させることができ、導光路は、シリカ粒子または１つもしくは複数のシリカ被覆部分を有するかまたは有していないＵＶ光透過性シリコーン材料のスズ層を含む。

実質的に保護表面の全体が、汚損防止光放射光媒体で覆われていると、この媒体での微生物の増殖がかなり低減される。微生物が光媒体の放射表面で死滅すると共に、船体に沿って流れる水により船体が連続的に洗浄され、残屑が船から遠ざかるように運ばれ、微生物が船体を汚損する可能性はない。

本明細書で提供されている解決策の利点は、微生物が、既知の有毒分散コーティングの場合のように、汚損表面に付着および定着した後で死滅されるのではなく、汚損表面への微生物の定着が防止されることである。微生物は、大型微生物構造による既存の汚損を除去するための光処置と比較して、汚損表面と接触する直前または直後に死滅させるほうがより効率的である。この効果は、滑らかで微生物がそれに付着することができないナノ表面を使用することにより得られる効果と同様であり得る。

初期定着段階では、微生物を死滅させるために必要な光エネルギー量が少ないため、極端な電力要件を必要とせず、広い表面の全体にわたって汚損防止光を継続的に提供するようにシステムを作動させることができる。

照明表面を形成するＬＥＤのグリッドには、例えば、埋込み型太陽電池、水中で作動する小型タービン、圧力波で作動する圧電素子等のエネルギー回収手段が備えられてもよい。そのため、また、照明システムは、光源および他の電気部品にエネルギーを供給するためのエネルギーシステムを含んでもよい。

本明細書で提供されている技術の幾つかの利点としては、清浄表面の保持、腐食処理のコスト削減、船の燃料消費量削減、船体の保守時間の短縮、ＣＯ_２放出削減、毒性物質の環境での使用削減等が挙げられる実質的に平坦で滑らかな光放射表面は、それ自体は抗力を追加しないという長所を更に有しており、光媒体の真下の保護表面の既存の凸凹（リベット、溶接等）を埋隠することにより抗力を更に低減することさえできる。

物体（下記も参照）は、少なくとも一時的に液体と接触する１つまたは複数の構成要素を含んでもよい。そのような構成要素は、少なくとも一時的に液体と接触する場合がある第１の構成要素表面を含んでもよい。また、そのような構成要素は、物体の本体に向けられてもよい第２の構成要素表面を含んでもよい。

光媒体の物質として、シリコーンの代わりにまたはシリコーンに加えて、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＮ（ポリエチレンナプタレート）、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）（プレキシグラスまたはパースペックス）、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）（グリコール変性ポリエチレンテレフタレート）、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）、およびＣＯＣ（シクロオレフィンコポリマー）からなる群から選択されるもの等の透過性有機材料からなる群から選択される１つまたは複数の物質を使用することができる。特に、光媒体は、剛性ではない。例えば、光媒体は、船の船体に適用することができる。しかしながら、材料を船の船体にコーティングし、それにより光媒体を形成することにより、光媒体を船体に構築することもできる。

光媒体は、光源の汚損防止光の少なくとも一部を受容するように構成されている。したがって、特に、光源および光媒体は放射的に接続されている。用語「放射的に接続される」は、特に、光源および光媒体が互いに結合されており、光源により放射される放射線の少なくとも一部が、光媒体により受容されることを意味する。光媒体は、光媒体を介して汚損防止光を分配するように構成されている。これは、光媒体が、特に導光（導波）特性を有するという事実による場合がある。随意に、光源は、光媒体に埋め込まれている（下記も参照）。

更に、また、光媒体は、汚損防止光をカップリングアウトするためのアウトカップリング構造を含んでもよい。したがって、全反射により光媒体内に捕捉することができる汚損防止光は、アウトカップリング構造からのアウトカップリングにより散逸させることができる。アウトカップリング構造は、光媒体に埋め込まれてもよく、および／または光媒体の表面に構成されてもよい。特に、アウトカップリング構造は、随意に、第１の媒体面の少なくとも一部にて反射体と組み合わされており、放射表面からの汚損防止光を第１の媒体面から遠ざかる（つまり、照明モジュールの使用中：構成要素の第１の構成要素表面から遠ざかる）方向に放射することが容易になるように構成されている。この光を使用して、照明モジュールの放射表面での生物汚損を防止および／または除去する。

上記および下記に示されているように、照明モジュールは、光媒体から本質的になってもよい。例えば、制御システムおよび電源の１つまたは複数が、光媒体に埋め込まれてもよい。更に、単一のＬＥＤが、光媒体の広い面積を介して汚損防止光を提供してもよく、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％を構成してもよい。光媒体は、構成要素を密閉するために使用してもよい。したがって、第１の媒体面は、第１の構成要素表面の表面積と実質的に等しい表面積を有してもよいが、複数の光媒体が使用される場合はより小さくてもよい（下記も参照）。特に、第１の媒体面は、第１の構成要素表面と物理的に接触している。更により特に、第１の媒体面全体が、第１の構成要素表面と物理的に接触している。語句「放射表面は、第１の媒体面よりも第１の構成要素表面から離れるように構成されている」は、光媒体の第１の媒体面が、放射表面よりも構成要素の第１の構成要素表面により近いことを示す。このようにして、汚損防止光を、構成要素から遠ざかる方向に散逸させることができる。上記で示したように、幾つかの実施形態では、第１の媒体面の少なくとも一部、または特に第１の媒体面全体が、構成要素の（第１の構成要素表面）と物理的に接触してもよい。

複数の照明モジュールを、単一の構成要素に適用してもよい。したがって、用語「照明モジュール」は、複数の照明モジュールを指す場合もある。更に、単一の照明システムは、複数の光媒体を含んでもよい。したがって、用語「光媒体」は、複数の光媒体を指す場合もある。無論、また、汚損防止照明システムは、複数の構成要素を含んでもよい。したがって、上記に示されているように、用語「構成要素」は、複数の照明構成要素を指す場合もある。

一実施形態では、照明モジュールは、制御システムおよびまた随意に電源を含む。このように、システムは、構成要素の第１の構成要素表面に、構成要素を貫通する貫通穴を備える必要なく提供することができる。これは、特に構成要素を保護するという点で、有益であり得る。更に、電源は、随意に、水、特に海水から電気エネルギーを発生させるシステムおよび／または光起電システム等の局所的エネルギー回収システムを含んでもよい。両方とも、そのような構成要素の、前者は特に（予想される）水位の下に、後者は特に（予想される）水位の上に配置することが有利である。

上記に示されているように、制御システムは、フィードバック信号およびタイマーの１つまたは複数の関数として汚損防止光の強度を制御するように構成されている。

制御システムという用語は、閾値レベルに達したら、光のスイッチを入れる等の別の動作を可能にするまたは始動させる回路のセンサ等の電子回路を指す場合があり、および／または（プログラム可能な）ソフトウェアを含んでもよい制御ユニットを指す場合がある。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。したがって、制御システムは、照明モジュール（特にその汚損防止光）を制御するように構成されてもよい。用語「強度を制御する」は、汚損防止光のオン／オフ状態を指してもよいが、その代わりにまたはそれに加えて、汚損防止光の強度の高低を指す場合もある。また、汚損防止光を最大値と最低値（強度なし等）との間で段階的に無段階増加または低下させることを指す場合もある。

タイマーは、例えば、照明モジュールを起動して、ある期間中は光を提供し、別の期間中はスイッチをオフにするシステムであってもよい。したがって、一実施形態では、照明システムは、汚損防止光をパルス方式で提供し、汚損防止光の期間が、汚損防止光無しの期間と交互するように構成されている。この目的を達成するため、例えば、タイマーと組み合わせた制御システムを使用して、汚損防止光をパルス方式で提供してもよい。光パルスは、ブロック（方形）パルス、三角パルス、のこぎり波パルス、単極正弦様のパルス（例えば、整流時のように）等の１つまたは複数を含んでもよい。周期は、数秒から数時間または更に数日までの範囲であってもよい。随意に、パルス光は、遅延および迅速パルスを含んでもよく、例えば３時間がオンで３時間がオフであり、オンの間は、０．０１〜２０Ｈｚ等の、０．００１〜２００Ｈｚの範囲の周波数のパルス光が提供される。特に＜０．０１Ｈｚ等の比較的低周波数のパルス光を使用すると、暗期には生物汚損が形成される場合があるが、オンの期間中に生物汚損を効率的に除去することができる。このようにすると、浪費される光はより少なくてすむ。一実施形態では、汚損防止光は、毎時０．２〜１０分間提供される。更に別の実施形態では、汚損防止光は、毎（自然）日、つまり２４時間毎に３０〜３００分間提供される。オン期間および／またはオフ期間は、様々であってもよく、例えば、フィードバック信号に基づいてもよい。

また、制御システムは、センサを含んでもよい。また、用語「センサ」は、複数のセンサに関する場合がある。汚損防止照明システムの典型的な実施形態は、特に以下のものを含んでもよい。

・パラメータ（下記を参照）の１つまたは複数のためのセンサ；
・パラメータ値および汚損を防止するための最低電力設定に関する知識（例えば、所定の設定）に基づいて、必要量の電力を算出するソフトウェア；
・全体として、または例えば船体もしくは別の構成要素１区画毎に、有効出力電力を調節する制御ユニット。

特定の実施形態では、制御システムは、センサのフィードバック信号の関数として汚損防止光の強度を制御するように構成されており、センサは、（ｉ）照明モジュールを含む船舶の速度、（ｉｉ）（汚損表面側の）水流の相対速度、（ｉｉｉ）（汚損表面側の）水の水温、（ｉｖ）照明モジュールを含む船舶の積載量、（ｖ）（汚損表面側の）水の水位に対する汚損表面の位置、および（ｖｉ）（汚損表面側の）水中の汚損生物および汚損生物栄養素の１つまたは複数の存在の１つまたは複数を感知するように構成されている。

したがって、一実施形態では、センサは、照明モジュールを含む船舶の速度を感知するように構成されている。センサは、水に対する船舶の速度を測定することによりそれを決定するように構成されてもよく、または船舶の制御センターから速度の関する情報を含む信号を受信してもよい。したがって、特定の実施形態では、センサは、水流（汚損表面側）の相対速度を感知するように構成されている。例えば、向流の場合、陸地面に対する船舶の速度が遅くとも、生物汚損を防止するには、その速さで十分な場合がある。そのような場合、生物汚損光のスイッチをオフにすることができる。しかしながら、順流の場合、陸地面に対する船舶の速度が速くとも、その速さでは遅すぎて生物汚損が生じる場合がある。そのような場合、生物汚損光のスイッチをオンにすることができる。

更なる実施形態では、センサは、光媒体の水（汚損表面側）の水温を感知するように構成されている。（南極）北極水域では、生物汚損は実質的にゼロであり得るが、熱帯水域では、生物汚損は非常に迅速であり得ることが知られている。制御システムは、センサにより感知された温度に応じて、照明モジュールのスイッチをオンおよびオフすることができる。

なお更なる実施形態では、センサは、照明モジュールを含む船舶の積載量を感知するように構成されている。これは、構成要素または照明モジュールのセンサが、センサの前に水があるか否かを感知する、単純な測定であってもよい。センサが液面下にある場合、照明モジュールは、制御システムとセンサとの共同作業によりスイッチをオンにすることができる。センサが液面下になければ、照明モジュールのスイッチをオフにすることができる。したがって、特定の実施形態では、センサは、水（汚損表面側）の水位に対する汚損表面の位置を感知するように構成されている。しかしながら、別の実施形態では、センサは、船舶の制御センターから船舶の積載量に関する情報を含む信号を受信してもよい。したがって、センサは、照明モジュールを含む船舶の積載量を直接的または間接的に感知するように構成されてもよい。

なお更なる実施形態では、センサは、水中（汚損表面側）の汚損生物および汚損生物栄養素の１つまたは複数の存在を感知するように構成されている。レベルがある閾値に達した場合、制御システムは、汚損防止光のスイッチをオンすることができ、その閾値に到達しない場合、制御システムは、汚損防止光のスイッチをオフにすることができる。例えば、そのようなセンサは、細菌、糖質、および生物汚損生成種の栄養素の１つまたは複数を感知するように構成されてもよい。したがって、用語「存在」はまた、濃度を含んでもよい。そのようなセンサは、例えば、ＣＯ_２センサ、（溶存）Ｏ_２センサ、ＢＯＤセンサ、または別のタイプの汚染微生物数センサ等を含んでもよい。更に、それに加えてまたはその代わりに、センサは、複数の実施形態では放射表面の等の汚損表面における汚損生物の存在を感知するように構成されているセンサを含んでもよい。そのようなセンサは、放射線吸収、放射線反射、放射線透過、および放射線放射の１つまたは複数を測定するように構成されているセンサ等の光学センサを含んでもよい。ここで、用語「放射線」は、特に、ＵＶ放射線、可視光線、およびＩＲ放射線の１つまたは複数、特に、ＵＶ放射線および可視光線の１つまたは複数を指す。

上記センサは、水中にある船舶での使用に関して説明されている。しかしながら、センサは、他の応用および／または他の液体でも同様に使用することができる。更に、センサは、特にオン／オフ状態に関して説明されている。しかしながら、随意にまたはそれに加えて、これは、汚損防止光の強度の強弱に関してもよい。更に、センサは、それぞれ単一の機能を有するように説明されている。しかしながら、複数の実施形態では、単一のセンサが、様々なセンサを含んでもよい。更に、特に、複数のセンサを使用してもよく、複数のセンサは、異なる位置で同じ特性を感知可能であってもよく、および／または複数の特性を感知してもよい。

汚損防止照明システムは、複数の光源を含んでもよい。例えば、照明モジュールは、複数の光源を含んでもよい。その代わりにまたはそれに加えて、汚損防止照明システムは、複数の照明モジュールを含んでもよい。この実施形態では、汚損防止照明システムは、複数の光源を含んでもよい。したがって、汚損防止照明システムまたは照明モジュールは、独立して制御することができる２つ以上のサブセットを、それぞれ含んでもよい。

上記に示されているように、制御システムは、特に、（ｉ）生物汚損リスクと関連するフィードバック信号、および（ｉｉ）汚損防止光の強度を時間に基づいて変化させるためのタイマーの１つまたは複数の関数として汚損防止光の強度を制御するように構成されている。しかしながら、その代わりにまたはそれに加えて、制御システムは、別の光源の汚損防止光の強度に応じて、第１の光源の汚損防止光の強度を制御するように構成されている。したがって、一実施形態では、汚損防止照明システムは、複数の光源を含んでおり、制御システムは、別の光源の汚損防止光の強度に応じて、第１の光源の汚損防止光の強度を制御するように構成されている。なお更なる実施形態では、照明モジュールは、複数の光源を含んでおり、制御システムは、別の光源の汚損防止光の強度に応じて、第１の光源の汚損防止光の強度を制御するように構成されている。

したがって、一実施形態では、制御システムは、（ｉ）生物汚損リスクと関連するフィードバック信号と、随意に、（ｉｉ）汚損防止光の強度を時間に基づいて変化させるためのタイマーおよび（ｉｉｉ）本明細書で規定されている（別の）他のパラメータの１つまたは複数と、の関数として汚損防止光の強度を制御するように構成されている。

更に別の実施形態では、制御システムは、（ｉ）汚損防止光の強度を時間に基づいて変化させるためのタイマーと、随意に、（ｉｉ）生物汚損リスクと関連するフィードバック信号および（ｉｉｉ）本明細書で規定されている（別の）他のパラメータの１つまたは複数との、１つまたは複数の関数として汚損防止光の強度を制御するように構成されている。

更に別の実施形態では、制御システムは、（ｉ）生物汚損リスクと関連するフィードバック信号および（ｉｉ）汚損防止光の強度を時間に基づいて変化させるためのタイマーの１つまたは複数以外の、本明細書で規定されているパラメータの関数として汚損防止光の強度を制御するように構成されているが、随意に（ｉ）生物汚損リスクと関連するフィードバック信号および（ｉｉ）汚損防止光の強度を時間に基づいて変化させるためのタイマーの１つまたは複数と組み合わせてもよい。

したがって、一実施形態では、本明細書で規定されている物体は、物体の高さ（ｈ）の少なくとも一部にわたって（アレイ状に）配置されている複数の照明モジュールを含み、制御システムは、システム表面側の水の水位に対する汚損表面の位置の関数として汚損防止光の強度を制御するよう構成されている。例えば、船体の高さ（ｈ）の少なくとも一部にわたって（アレイ状に）配置されている複数の照明モジュールを含み、制御システムが、第１の構成要素表面側の水の水位に対する第１の構成要素表面および放射表面の１つまたは複数の位置の関数として汚損防止光の強度を制御するよう構成されている船舶を提供することができる。特に、物体の高さは、液位より下の最も低い地点から物体の最も高い地点までの、使用中の、例えば水中の物体の高さとして定義される。そのような物体の構成要素の高さは、最も低い地点から最も高い地点までの垂直方向に対して画定される高さとして定義される。例えば、船体の高さは、竜骨から、例えば手すりまでの高さであってもよい。水位より上では、不要の汚損防止光を低減させることができ（ならびに光およびエネルギーの浪費を低減することができ）、水位よりも下では、汚損防止光を提供することができるという利点がある。また、ＵＶ放射線と例えばヒトとの接触は、できる限り低いことが望ましいため、これにより（ヒト（および／または動物）安全性が向上する。

更に、センサを含む上記の実施形態は、タイマーとの組み合わせを除外しない。例えば、タイマーを制御システムと組み合わせると、夜間は汚損防止光の強度を低減させることができ、日中は強度を増加させることができる。

この場合も、船舶に関して記載されているものと同じ実施形態は、水中の可動性建造物でのそのような応用にも当てはまる場合がある。

なお更なる態様では、本発明は、使用中に、水または（生物汚損を引き起こす場合がある）別の液体と少なくとも一時的に接触する物体の汚損表面の汚損を防止するための方法であって、（ａ）本明細書で規定されている照明モジュールを提供するステップ；（ｂ）（ｉ）生物汚損リスクと関連するフィードバック信号および（ｉｉ）汚損防止光の強度を時間に基づいて変化させるためのタイマーの１つまたは複数の関数として汚損防止光を発生させるステップ；ならびに（ｃ）汚損防止光を汚損表面に提供するステップ；を含む方法を提供する。

特定の実施形態では、本発明は、また、（使用中に）少なくとも部分的に液体に浸漬される構成要素の汚損を防止するための方法であって、構成要素が、第１の構成要素表面（および第２の面）を含み、第１の構成要素表面が、特に少なくとも０．４ｍ^２の面積を含み、（ａ）（ｉ）汚損防止光を発生するように構成されている光源、および（ｉｉ）汚損防止光の少なくとも一部を受容するように構成され、汚損防止光の少なくとも一部を光媒体を介して分配するように構成されている光媒体であり、（ｉｉａ）特に０．４ｍ^２の面積を有する第１の媒体面、および（ｉｉｂ）分配された汚損防止光の少なくとも一部を光媒体の第１の媒体面から遠ざかる方向に放射するように構成されている放射表面を含む光媒体を含む照明モジュールを提供し、照明モジュールの少なくとも一部が、第１の媒体面よりも第１の構成要素表面からより離れるように構成されている放射表面で、第１の構成要素表面の少なくとも一部を密閉するように構成されているステップ；および（ｂ）フィードバック信号およびタイマーの１つまたは複数の関数として汚損防止光を発生させるステップを含む方法を提供する。そのような実施形態では、例えば、光媒体が第１の構成要素表面を密閉している場合、汚損表面は、放射表面を含んでもよい。随意におよびそれに加えて、保護しようとする（放射性の表面ではない）別の表面に、更なる汚損防止光を提供してもよい。

語句「汚損を防止するための方法」は、汚損が防止されることおよび／または汚損を除去することができることを示す。したがって、本方法は、治癒的および／または予防的であってもよい。特に、本方法は、特に上記で規定されているもの等の、センサのフィードバックの関数として汚損防止光の強度を制御するステップを更に含む。例えば、３時間オフ−５分間オンの実施計画を企図することができる（上記の他の実施計画も参照）。

なお更なる態様では、本発明は、使用中に少なくとも一時的に水と接触する物体に汚損防止照明システムを提供するための方法であって、本明細書で規定されている照明モジュールを、物体（その構成要素等）に取り付けるステップを含み、照明モジュールが、物体および物体に取り付けられている照明モジュールの１つまたは複数の汚損表面に汚損防止光を提供するように構成されている、方法を提供する。特に物体は、船舶、堰、ダム、生け簀、水門、養殖漁業海上生け簀、およびブイ等からなる群から選択される。

「実質的に全ての光」または「実質的にからなる」等の、本明細書における「実質的に」という用語は、当業者により理解される通りだろう。また、用語「実質的に」は、「全体に」、「完全に」、「全て」等の実施形態を含むことができる。したがって、複数の実施形態では、この「実質的に」という修飾は、取り除かれる場合もある。該当する場合、用語「実質的に」は、また、９５％以上、特に９９％以上等の９０％以上、更により特に、１００％を含む９９．５％以上に関してもよい。また、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」は、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」が「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｏｆ）」を意味する実施形態を含む。用語「および／または」は、特に、「および／または」の前後で言及されている項目の１つまたは複数に関する。例えば、語句「項目１および／または項目２」および類似の語句は、項目１および項目２の１つまたは複数に関してもよい。用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、一実施形態では、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」を指すことができるが、別の実施形態では、「少なくとも規定されている種品目、および随意に１つまたは複数の他の種品目を含む」ことを指すこともできる。

更に、本明細書および特許請求の範囲における「第１」、「第２」、および「第３」等の用語は、類似の要素を区別するために使用されており、必ずしも順序または時間順を記述するためのものではない。これらの用語は、そのように使用される場合、適切な状況下では交換可能であり、本明細書に記載されている本発明の実施形態は、本明細書に記載または図示されている以外の順序で作動させることが可能である。

本明細書のデバイスは、特に作動中のものが記載されている。当業者であれば理解するだろうが、本発明は、作動させるための方法または作動中のデバイスに限定されない。

なお、留意すべきには、前述の実施形態は、本発明を限定するのではなく本発明を例示するものであり、当業者であれば、添付の特許請求の範囲の範囲から逸脱せずに、多数の代替的な実施形態を設計することができるだろう。特許請求の範囲では、括弧内のいかなる参照符号も、特許請求の範囲を限定するとは解釈されないものとする。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という動詞およびその活用形の使用は、特許請求の範囲に記載のもの以外の要素またはステップの存在を除外しない。要素に先行する冠詞「ａ」または「ａｎ」は、複数のそのような要素の存在を除外しない。本発明は、幾つかの別個の要素を含むハードウェアにより、および適切にプログラムされたコンピューターにより実施されてもよい。幾つかの手段が列挙されるデバイス請求項では、それら手段の幾つかは、全く同一物のハードウェアにより具現化されてもよい。ある手段が、互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、それら手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。

本発明は、本明細書に記載されているおよび／または添付の図面に示されている特性特徴の１つまたは複数を含むデバイスに更に適用される。本発明は、本明細書に記載されているおよび／または添付の図面に示されている特性特徴の１つまたは複数を含む方法またはプロセスに更に関する。

本特許で考察されている種々の態様は、更なる利点を提供するために組み合わせることができる。更に、特徴の幾つかは、１つまたは複数の分割出願の根拠を形成することができる。

以下、添付の模式図を参照して本発明の実施形態を説明するが、その目的は例示に過ぎず、対応する参照符号は、対応する部分を示すものとする。

様々な生物学的物質の殺菌作用スペクトルを光波長の関数として示すグラフである。 導光路を有する照明モジュールの模式的断面図である。 再分配反射体および波長変換材料を含む実施形態を示す図である。 金網グリッドの実施形態を示す図である。 金網グリッドの実施形態を示す図である。 金網グリッドの実施形態を示す図である。 本明細書に記載の照明システムの幾つかの態様を模式的に示す図である。 本明細書に記載の照明システムの幾つかの態様を模式的に示す図である。 本明細書に記載の照明システムの幾つかの態様を模式的に示す図である。 本明細書に記載の照明システムの幾つかの態様を模式的に示す図である。

図面は、必ずしも縮尺通りではない。

本開示は、図面および上述の説明で詳細に図示および記述されているが、そのような図示および記述は、例示的または代表的なものであり、限定ではない。本開示は、本開示の実施形態に限定されない。

図１は、様々な生物学的物質の殺菌作用スペクトルを光波長の関数として示すグラフであり、ＲＥは、相対効果を示し、曲線１は、ＩＥＳ Ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｈａｎｄｂｏｏｋ，Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｖｏｌｕｍｅ，１９８７，１４−１９から導き出した殺菌作用を示し、曲線２は、大腸菌（Ｅ．Ｃｏｌｉ）の光吸収を示し（Ｗ．Ｈａｒｍ，Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ ｒａｄｉａｔｉｏｎ，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ，１９８０から導き出した）、曲線３は、ＤＮＡ吸収を示す（これも、ＩＥＳハンドブックから導き出した）。

図２は、基本的な実施形態として、光源２１０から放射される光２１１の少なくとも一部を光媒体を介して全反射により誘導するための液密光媒体２２０に封入されている複数の光源２１０（ここでは：光が主にＬＥＤの側面から放射され、表面とほぼ平行な側面発光ＬＥＤ）を含み、光媒体が、光２１１を散乱するための光学構造７を更に備え、光２１１を光媒体２２０から、光が標的とする物体１２００（生物汚損生物）に向けて誘導する、照明モジュール２００の断面を示す。光媒体２２０は、三次元ではなく概して二次元で更に顕著に伸長し、したがって二次元様物体が提供される。光２１１を散乱するための光学構造７は、光媒体材料の１つまたは複数の部分に、恐らくはその全体にわたって分散してもよく、そのような部分では、分配は、概して均一であってもよく、または局所的であってもよい。様々な構造特性を有する散乱中心を組み合わせて、光学的特徴だけでなく、耐摩耗性および／または耐衝撃性等の構造的特徴も提供することができる。好適な散乱体は不透明な物体であるが、おおよそ半透明の物体、例えば、小さな空気バブル、ガラス、および／またはシリカも同様に使用することができる。必要とされるのは、使用される波長で屈折率の変化が生じるということに過ぎない。参照符号２２２は、放射表面を示す。

光の誘導および表面への光拡散の原理は、よく知られており、種々の分野に広く適用されている。本明細書では、この原理を、汚損防止の目的でＵＶ光に適用する。なお、表面、例えば船の船体をＵＶで自己照明するというアイデアは、化学薬品、洗浄、船速度等を制御するソフトウェアに依存する現行の十分に確立されている汚損防止解決策とは明らかに異なる解決策である。

全反射は、光媒体を介して光を伝達する１つの方法であり、光媒体は、導光路と呼ばれることが多い。全反射のための条件を維持するためには、導光路の屈折率は、周囲の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、（部分的）反射コーティングを導光路に使用して、および／または保護表面自体、例えば船の船体自体の反射特性を使用して、光媒体を介して光を誘導するための条件を確立することもできる。

幾つかの実施形態では、光媒体は、保護表面、例えば船の船体に対して、光媒体と保護表面との間に小さな空気間隙が導入されるように位置決めされてもよく、ＵＶ光は、この光媒体が導光材料として設計されている場合でさえ、光媒体よりも空気中を更に良好に、より少ない吸収で移動することができる。他の実施形態では、気体充填チャネル、例えば空気チャネルは、シリコーン材料内に形成されてもよい。また、一連の個別の気体充填ポケットを、例えば、矩形パターンまたは亀甲パターンのような規則的パターンで、または不規則なパターンで提供することができる。気体（例えば、空気）を充填する代わりに、チャネルおよび／またはポケットは、ＵＶ透過性の液体、例えば淡水および／または精製水で少なくとも部分的に充填することができる。そのような光媒体で覆われている保護表面が衝撃を受けると、例えば、船が岸壁にぶつかると、小型ポケットが柔化し、衝撃エネルギーを再分散するため、表面を保護することができ、液体充填ポケットは、より簡単に破裂する場合がある空気ポケットよりも変形下でより堅牢であり得る。

ほとんどの材料は、ＵＶ光の透過率が（非常に）限定的であり、光媒体を設計する際には注意が必要である。この目的に特に適している幾つかの特定の特徴および／または実施形態を以下に記載する。

・比較的微細なピッチの低電力ＬＥＤを選択して、光が光媒体を移動する距離を最小限に抑えることができる。

・「中空」構造、例えば、保護表面からわずかな距離だけ遠ざけて維持するスペーサーを有するシリコーンゴムマットを使用することができる。これにより、それを介してＵＶ光が高効率で伝搬する空気「チャネル」が生成される（空気は、非常にＵＶ透過性である）。そのような構造により提供される気体充填チャネルを使用すると、そうでなければＵＶ光を強力に吸収してしまい、汚損防止には有用ではないだろうと考えられる材料の光媒体でも、ＵＶ光をかなりの距離にわたって分配することが可能になる。同様に、個別のポケットを形成することができる。

・あるシリコーンまたはＵＶ等級（融合）シリカのようなＵＶ透過性が高い特殊材料を選択することができる。複数の実施形態では、この特殊材料は、光をその距離の大半にわたって伝搬させるためのチャネルを生成するためにのみ使用してもよい。残りの表面には、より安価な／より頑丈な材料を使用することができる。

更なる実施形態が、添付の図面に開示されており、そこでの主な課題は、汚損防止光、好ましくはＵＶ光で広い表面を点光源を使用して照射することである。典型的な懸念は、点光源から表面照明に光を分散させることである。より詳細には、
・典型的なコンテナ船の保護表面の面積は、約１０，０００ｍ^２である。

・典型的なＬＥＤ光源は、約１ｍｍ^２の面積を有する。これは、１０^１０分の１の小ささである。

・必要な電力レベルを考慮すると、１ｍ^２当たり約１０個のＬＥＤが必要となる場合がある。

・これは、１個のＬＥＤで約１０００ｃｍ^２にわたって光を拡散させなければならないことを意味する。

・解決策は薄型でなければならない（桁：１ｃｍ）という別の境界条件が考慮される。その理由は、例えば、以下のもの等である：
・船の「コーティング」として解決策を追加することができること
・船の断面積の増加による抗力を増加させないこと
・（バルク）材料コストを抑制すること。

したがって、光媒体、特に概して平面状の導光路の使用が提供される。導光路の典型的な寸法は、約１ｍｍ〜約１０ｍｍの厚さである。他の方向におけるサイズには、事実上制限はないが、光学的な観点では、特に、複数の光源が提供されていないと、光の部分的なアウトカップリングおよび恐らくは（吸収）損失による導光路全体にわたる光強度の減衰に遭遇する。

ここで、同様の光学的課題は、ＬＣＤテレビバックライトの設計にも当てはまるが、汚損防止の場合、発光する光強度の均一性は、ＬＣＤテレビバックライトほど厳格ではない。

より薄型の光学構造においてより良好な均一性を得るための更なるアイデアおよび解決策は、１つまたは複数の光源のすぐ前に、散乱体および／もしくは反射体または他の光分散体を導入する等が存在する。

図３（左側）は、光源２１０を向いている頂端を有する反射コーン２５の形態の光分散体が、光媒体２２０に包含されていることを示す。これにより、光２１１が、汚損から保護しようとする表面１０１と実質的に平行な成分を有する方向に誘導される。コーン２５が完全に反射性でなく、不透明でもない場合でも、光源からの光の一部がコーン２５を通過することになり、汚損防止が低減または非効率につながる影の生成が防止される。

更に、図３には、光媒体２２０に含まれる波長変換材料ＣＭが示されている。図示されている実施形態は、第１の波長を有する光３１を有する光源２１０からの光で波長変換材料ＣＭを光励起し、波長変換材料をして、別の波長の汚損防止光２１１を、光媒体２２０から環境Ｅに、つまり放射表面２２２から下流に放射せしめることにより、汚損防止光の少なくとも一部を発生させるように構成されている。光媒体２２０での波長変換材料の分布は、例えば、光媒体２２０での（異なる波長の）光の（予想される）強度分布に従って、空間的に様々であってもよい。用語「上流」および「下流」は、光発生手段（ここでは、特に第１の光源）からの光の伝搬に関連する要素または特徴の配置に関し、光発生手段からの光のビーム内の第１の位置に対して、光発生手段により近い光のビームの第２の位置が、「上流」であり、光発生手段から更に遠ざかる光のビームの第３の位置が「下流」である。

図４ａ〜図４ｃには、ＵＶ ＬＥＤ等の光源２１０（ここでは、参照符号３で示されている）が、グリッド状に配置されており、一連の並列接続で接続されている金網実施形態が示されている。ＬＥＤは、半田付け、接着、またはＬＥＤを金網４と接続するための任意の他の既知の電気的接続技法のいずれかにより、図４ｂに示されているようなノードで設置することができる。１つまたは複数のＬＥＤを、各ノードに設置することができる。ＤＣまたはＡＣ駆動を実装することができる。ＤＣの場合には、ＬＥＤは、図４ｃに示されているように設置される。ＡＣが使用される場合、図４ｃに示されているように、逆平行配置の２個のＬＥＤが使用される。当業者であれば、逆平行配置の２個のＬＥＤの複数の組を、各ノードに使用することができることを知っている。金網グリッドの実際のサイズ、およびグリッドにおけるＵＶ ＬＥＤ間の距離は、ハーモニカ構造を伸長することにより調節することができる。金網グリッドは、随意に、平行グリッドの散乱特徴が、図３に図示されているように提供されている光媒体に埋め込まれてもよい。

船の船体の汚損防止応用に加えて、以下の代替的な応用および実施形態が起想される。

・本開示は、幅広く様々な分野に応用することができる。自然水と接触するほとんどあらゆる物体は、いずれ生物汚損を受けることになる。生物汚損は、例えば、淡水化プラントの水取入口を妨害し、ポンプ場のパイプを詰まらせ、または室外プールの壁面および底部をさえ覆う場合がある。こうした応用は全て、本明細書で提供されている方法、照明モジュール、および／または照明システム、つまり表面積全体の生物汚損を防止する有効な薄型追加表層から利益を得るだろう。

・ＵＶ光は、好ましい解決策であるが、他の波長も同様に起想される。非ＵＶ光（可視光）も、生物汚損に対して有効である。典型的な微生物は、ＵＶ光と比べて非ＵＶ光にはそれほど感受性ではないが、光源に対する１単位入力電力あたりで、はるかに高い線量の可視スペクトルを発生させることができる。

・ＵＶ ＬＥＤは、薄型光放射表面の理想的な光源である。しかしながら、低圧水銀蒸気ランプ等の、ＬＥＤ以外のＵＶ光源も使用することができる。こうした光源の形状要因は非常に異なっており、主に光源は非常に大型である。そのため、単一光源からの光を全て、広い面積にわたって「分配」するための光学設計が異なることになる。しかしながら、本明細書で考察されている導光の概念は変わらない。更に、所望の波長のおよび／または波長の組み合わせの光の著しい貢献を生み出すことができる。

生物汚損を回避するために、ＵＶ光を保護表面から遠ざかる方向に放射する薄層を使用する代わりに、保護表面の方向に外部からＵＶ光を適用することにより、生物汚損を除去することができる可能性もあり得る。例えば、記載されているような好適な光媒体を含む船体または表面にＵＶ光を照射する。したがって、保護表面から遠ざかる方向に汚損防止光を放射する単一の光媒体が、更により効率的であり得る。

図５ａ〜図５ｄには、汚損防止システムの幾つかの実施形態および変異型が模式的に示されている。図５ａには、例えば、船体２１、照明モジュール２００、および制御システム３００等の、構成要素１００を含む汚損防止照明システム１が模式的に示されている。ここでは、汚損表面１２０１を有する物体１２００の例として、船体２１を有する船舶２０が模式的に示されている。汚損表面１２０１は、構成要素１００（の一部）および／または物体１２００が結合されている構成要素またはシステムの表面であってもよい。構成要素１００は、例えば船舶２０の船体２１等の、物体の構成要素を示す。この模式的に示されている実施形態では、物体１２００は、放射性の表面を含む汚損防止照明システムを更に含む（以下を参照）。したがって、また、汚損表面は、例えば、そのような放射性の表面を含んでもよい。

構成要素１００は、第１の構成要素表面１０１（および第２の面１０２）を含み、第１の構成要素表面１０１は、少なくとも０．４ｍ^２の面積を含む。例えば、第２の面１０２は、船舶２０の船体２１の内部壁であってもよい。第１の構成要素表面１０１は、この実施形態では、使用中に少なくとも部分的に液体５、特に水と接触することになる、船舶２０の外部に向いている面である。液位は、参照符号１５で示されている。図から理解できるように、構成要素１００の少なくとも一部は液面下にある。

照明モジュール２００は、光源および光媒体２２０を含む。特に、光源２１０は、汚損防止光２１１を発生させるように構成されており、汚損防止光２１１は、特にＵＶ光を含んでもよく、更により特に、少なくともＵＶ−Ｃ光を含んでもよい。光媒体２２０は、特に、汚損防止光２１１の少なくとも一部を受容するように構成されており、汚損防止光２１１の少なくとも一部を光媒体２２０を介して分配するように更に構成されている。光媒体は、例えば、少なくとも０．４ｍ^２の面積を有してもよい第１の媒体面２２１、および分配された汚損防止光２１１の少なくとも一部を、光媒体２２０の第１の媒体面２２１から遠ざかる方向に放射するように構成されている放射表面２２２を含む。ここで、第１の媒体面２２１は、構成要素１００の第１の構成要素表面１０１に向けられている。この実施形態では、光媒体２２０は、光学要素の第１の構成要素表面１０１と物理的に接触している。したがって、例えば、そのような実施形態では、照明モジュール２００の少なくとも一部は、第１の媒体面２２１よりも第１の構成要素表面１０１からより離れるように構成されている放射表面２２２で、第１の構成要素表面１０１の少なくとも一部を密閉するように構成されている。更に、照明システム１は、フィードバック信号およびタイマーの１つまたは複数の関数として汚損防止光２１１の強度を制御するように構成されている制御システム３００を含む。随意のタイマーは図示されていないが、随意に制御システムに統合されてもよい。あるいは、参照符号４００で示されているセンサは、時間信号を感知することができる。参照符号２３０は、電源を示す。電源は、局所的にエネルギーを回収してもよく、または例えばバッテリーであってもよい。随意に、電力は、船舶から供給されてもよい。参照符号ｈは、構成要素１００の高さを示す。

一例として、電源２３０、制御システム３００、およびセンサ４００は全て、照明モジュール２００に統合され、光媒体２２０と共に単一ユニットを形成する。照明モジュール２００は、実質的に構成要素１００全体を覆ってもよい。ここでは、一例として、第１の面１０１の一部のみが覆われている。図５ａに示されている実施形態では、第１の光媒体表面は、構成要素１００の第１の面に取り付けられている。図５ｂには、光媒体が構成要素１００に取り付けられ、それにより空隙１０７を生成することができる実施形態が、単に一例として模式的に示されている。照明ユニットの少なくとも一部は、構成要素１００の第１の構成要素表面を密閉していることに留意されたい。ここでは、一例として、構成要素は、壁またはドアまたは可動性建造物４０、例えばダムまたは水門である。図５ｃには、一例として、複数の構成要素１００および更に複数の照明モジュール２００が示されている。また、照明システムは、複数のセンサ４００および単一の制御システム３００を含む。更に、局所的エネルギー回収システム２３０は、例えば、光電池であってもよい。照明モジュール２００は、一実施形態では、単一統合ユニットを形成し、構成要素１００全体的に密閉する。そのようなシステムでは、どの光媒体２２０が液位１５の下にあるかをモニタすることができる。図面に示されているように、液位１５の下にあるものだけが、汚損防止光２１１を提供することができる。無論、模式的に示されている照明モジュール以外のものも、使用可能であり得る。図５ｄには、個々の照明システム１が模式的に示されており、これも随意に接続されてもよい。例えば、制御システム３００は、随意に通信を行うことができる（無線通信）。しかしながら、照明システムは、独立して作動させることもできる。

センサ４００は、例えば、（ｉ）照明モジュール２０）を含む船舶の速度、（ｉｉ）水流の相対速度、（ｉｉｉ）水温、（ｉｖ）照明モジュール２２０を含む船舶の積載量、（ｖ）水の水位に対する汚損表面１２０１の位置、および（ｖｉ）水中の汚損生物および汚損生物栄養素の１つまたは複数の存在の１つまたは複数を感知するように構成されてもよい。例えば、センサは、溶存酸素センサおよび／または水位センサを含んでもよい。また、２つ以上の異なるタイプのセンサの組み合わせを使用してもよく、および／または異なる高さにある同じタイプのセンサを使用してもよい。なお、汚損表面１２０１は、実施形態の幾つかでは、放射表面（２２２）を（も）含む。特に図５ａ〜図５ｂを参照されたい。

図５ａ〜図５ｄに模式的に示されている実施形態は、少なくとも部分的に表面を密閉することができる照明モジュール２００を示す。しかしながら、他の実施形態、例えば汚損表面１２０１に光を誘導するファイバーまたは導波路等の光媒体も使用することができる。

例えば模式的に示されている実施形態の幾つかに示されているような統合ユニット７００は、特に、放射性の表面２２１を面の１つとして有する閉鎖ユニットであってもよい。

例えば、図５ｃ〜図５ｄに関して、汚損防止照明システムは、複数の光源（図示されていないが、照明モジュールに含まれている）を含んでもよい。制御ユニットは、光源を、例えば、必要とされる強度の関数として制御してもよい。例えば、全ての光源を同時に点灯および消灯させるのではなく、近傍の／隣接の光源を逆相で点滅させることも可能である。すなわち、例えば、光は、５０％の時間でオンになるようにプログラムされており、隣接する光は、第１の光がＯＮである場合ＯＦＦになり、その逆にＯＦＦである場合はＯＮになるだろう。これには、例えば、同じエネルギー量（５０％）が節約されるが、ある場所（つまり、２つの光の中間。汚損生物は、光線量間の「回復時間」を有するのではなく、今や連続的な線量を受容することになる）では、より良好な効果を達成することができるという利点がある。したがって、汚損防止照明システム（または照明モジュール）は、複数の光源を含み、制御システム３００は、別の光源２１０の汚損防止光２１１の強度に応じて、第１の光源の汚損防止光２１１の強度を制御するように構成されている。これは、複数のモジュールが使用される場合、制御システム３００は、複数の実施形態では、別の照明モジュールの汚損防止光２１１の強度に応じて、第１の照明モジュールの汚損防止光２１１の強度を制御するように構成されることを示唆する場合もある。

本概念は、特許請求の範囲内にある幾つかの方法で変更することができる上述の実施形態に限定されない。例えば、生物汚損防止手段として、光、特にＵＶ光を使用することは、他の分野に興味深い機会を提供することができる。それは、広範な面積にわたって連続的な「２４時間週７日」の「保護」を提供できるという意味で独特である。船の船体への応用は、特に興味深いが、水泳プール、水処理プラント等にも応用することができる。水の代わりに、他の液体環境、例えば、油類、ブライン、および／または食品産業を含む他の環境の液体でも生物汚損が生じる場合があり、それを処理することができる。したがって、本発明は、特に、海水等の水に関して説明されている。しかしながら、本発明は、そのような応用のみに限定されない。したがって、複数の実施形態では、用語「水」は、液体と読み替えることができる。特に、そのような液体も、生物汚損種、そのような生物汚損種の栄養素を含んでいる場合がある。

特定の実施形態についてまたは特定の実施形態との関連で考察されている要素および態様は、別様の明示的な記載がない限り、他の実施形態の要素および態様と適切に組み合わせることができる。

また、ある化学薬品または殺生物剤を放出する汚損防止解決策は、現在、大きな市場占有率を有している。有効であるためには、こうしたコーティングは、生物に過酷な環境を提供しなければならない。これには、意図的な放出であろうと、不可避な表面洗浄であろうと、時間の経過と共に、こうした化学薬品は、水系に放出されるという欠点がある。こうした化学薬品は、活性を維持し、環境に対して有害効果を引き起こすことが非常に多い。生物汚損を防止するための根本的に異なる方法は、ＵＶ光放射の使用によるものである。ＵＶ光は、好適な波長で十分な線量を使用すれば、微生物の不活性化または更には死滅に有効であることが知られている。そのようなものの一例は、バラスト水処理である。本発明者らは、船の船体の外側にＵＶ光放射層を設けるという、生物汚損防止の新しい手法を提供する。光源としてのＵＶ−ＬＥＤを導入することにより、ＵＶ光が表面内で均一に分散される薄型コーティング様構造が可能になる。更なる光学設計要素は、光が、コーティング層全体にわたっておおよそ均一に散逸することを保証するだろう。ＵＶ放射層は、微生物が船体に付着する可能性を低減させるか、または更に防止するだろう。

本発明者らは、実験的設定では、長期間にわたって表面を無生物汚損状態にしておくという有望な結果を達成した。２つの構成要素を海水に配置し、４週間にわたってそこに維持した。１つはＵＶ光で照射し、他方はＵＶ光で照射しなかった。４週間後、前者は、ＵＶ光が照射されなかったスポットにのみ汚損を含んでいたが、スポット自体は汚損がなかった。後者の構成要素は、汚損で完全に覆われていた。

したがって、第１の態様では、付随の特許請求の範囲においてさらに記載されているように、本発明は、特に、汚損表面に汚損防止光を提供することにより、使用中に少なくとも一時的に水と接触する物体の汚損表面の生物汚損を防止または低減するように構成されている汚損防止照明システム（「システム」）であって、物体は船舶であり、（ｉ）特に汚損表面の生物汚損を防止または低減するために汚損防止光を発生するように構成されている光源を含む照明モジュール；ならびに（ｉ）生物汚損リスクと関連するフィードバック信号、（ｉｉ）汚損防止光の強度を時間に基づいて変化させるためのタイマー、および（ｉｉｉ）本明細書で規定されている１つまたは複数の他のパラメータの１つまたは複数の関数として汚損防止光の強度を制御するように構成されている制御システム；を含む、汚損防止照明システムを提供する。

したがって、更なる態様では、本発明は、（特に、光媒体を介して汚損防止光（「光」）を汚損表面に提供することにより、使用中に少なくとも一時的に水（または別の液体）と接触する物体の汚損表面の（水に関連する）生物汚損を防止または低減するように構成されている）汚損防止照明システム（「システム」）であって、（ａ）（ｉ）汚損防止光を発生するように構成されている光源、および（ｉｉ）汚損防止光の少なくとも一部を受容するように構成されており、汚損防止光の少なくとも一部を提供するように構成されている放射表面を含む光媒体（「媒体」）を含み、汚損防止光が、特にＵＶ光を含む照明モジュール（「モジュール」）；ならびに（ｂ）（ｉ）生物汚損リスクと関連するフィードバック信号および（ｉｉ）汚損防止光の強度を時間に基づいて変化させるためのタイマーの１つまたは複数の関数として汚損防止光の強度を制御するように構成されている制御システム；を含むシステムを提供する。一実施形態では、付随の特許請求の範囲においてさらに記載されているように、タイマーは、汚損防止光の強度を周期的に変化させることができる。

なお更なる態様では、付随の特許請求の範囲においてさらに記載されているように、本発明は、使用中に少なくとも一時的に水と接触する汚損表面を含み、本明細書で規定されている照明モジュールおよび制御システムを更に含み、照明モジュールが、汚損表面の少なくとも一部を汚損防止光で照射するように構成されている物体（例えば、使用中に少なくとも一時的に水と接触する、船舶および（可動性の）水中の建造物からなる群から選択されるもの等）も提供する。特に、物体は、本明細書に記載の汚損防止照明システムを更に含んでもよい。

なお更なる態様では、付随の特許請求の範囲においてさらに記載されているように、本発明は、（ｉ）汚損防止光を発生するように構成されている光源、および（ｉｉ）汚損防止光の少なくとも一部を受容するように構成され、汚損防止光の少なくとも一部を光媒体を介して分配するように構成されている光媒体であり、（ｉｉａ）特に少なくとも０．４ｍ^２の面積を有する第１の媒体面、および（ｉｉｂ）分配された汚損防止光の少なくとも一部を光媒体の第１の第１の媒体面から遠ざかる方向に放射するように構成されている放射表面を含む光媒体を含む照明モジュールを提供する。

なお更なる態様では、付随の特許請求の範囲においてさらに記載されているように、本発明は、使用中に、水または（生物汚損を引き起こす場合がある）別の液体と少なくとも一時的に接触する物体の汚損表面の汚損を防止するための方法であって、（ａ）本明細書で規定されている照明モジュールを提供するステップ；（ｂ）（ｉ）生物汚損リスクと関連するフィードバック信号および（ｉｉ）汚損防止光の強度を時間に基づいて変化させるためのタイマーの１つまたは複数の関数として汚損防止光を発生させるステップ；ならびに（ｃ）汚損防止光を汚損表面に提供するステップ；を含む方法を提供する。

なお更なる態様では、付随の特許請求の範囲においてさらに記載されているように、本発明は、使用中に少なくとも一時的に水と接触する物体に汚損防止照明システムを提供するための方法であって、本明細書で規定されている照明モジュールを、物体（その構成要素等）に取り付けるステップを含み、照明モジュールが、物体および物体に取り付けられている照明モジュールの１つまたは複数の汚損表面に汚損防止光を提供するように構成されている、方法を提供する。特に物体は、船舶、堰、ダム、生け簀、水門、養殖漁業海上生け簀、およびブイ等からなる群から選択される。

Claims (15)

1. 汚損表面に汚損防止光を提供することにより、使用中に少なくとも一時的に水と接触する物体の前記汚損表面の生物汚損を防止または低減するように構成されている汚損防止照明システムであって、
   （ｉ）前記汚損防止光を発生するように構成されている光源を含む照明モジュール、ならびに
   （ｉ）生物汚損リスクと関連するフィードバック信号および（ｉｉ）前記汚損防止光の強度を時間に基づいて変化させるためのタイマーの１つまたは複数の関数として前記汚損防止光の強度を制御するように構成されている制御システム、
   を含む汚損防止照明システム。
2. 前記汚損防止光を光媒体を介して前記汚損表面に提供するように構成されており、前記照明モジュールが、（ｉｉ）前記汚損防止光の少なくとも一部を受容するように構成されている前記光媒体を更に含み、前記光媒体が、前記汚損防止光の少なくとも一部を提供するように構成されている放射表面を含む、請求項１に記載の汚損防止照明システム。
3. 前記光媒体が、導波路および光ファイバーの１つまたは複数を含み、前記汚損防止光が、ＵＶ−Ａ光およびＵＶ−Ｃ光の１つまたは複数を含む、請求項２に記載の汚損防止照明システム。
4. 前記光媒体が、前記汚損防止光の少なくとも一部を前記光媒体を介して分配するように構成されており、前記光媒体が、（ｉｉａ）第１の媒体面および（ｉｉｂ）前記放射表面を含み、前記放射表面が、分配された前記汚損防止光の少なくとも一部を、前記光媒体の前記第１の媒体面から遠ざかる方向に放射するように構成されている、請求項２〜３のいずれか１項に記載の汚損防止照明システム。
5. 前記制御システムが、センサのフィードバックの関数として前記汚損防止光の強度を制御するように構成されており、前記センサが、（ｉ）前記照明モジュールを含む船舶の速度、（ｉｉ）前記汚損表面側の水流の相対速度、（ｉｉｉ）前記汚損表面側の水の水温、（ｉｖ）前記照明モジュールを含む船舶の積載量、（ｖ）前記汚損表面側の水の水位に対する前記汚損表面の位置、ならびに（ｖｉ）前記汚損表面側の水中の汚損生物および汚損生物栄養素の１つまたは複数の存在の１つまたは複数を感知するように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の汚損防止照明システム。
6. 前記汚損防止光を有する期間が、前記汚損防止光を有しない期間と交互するパルス方式で、前記汚損防止光を提供するように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の汚損防止照明システム。
7. 使用中に少なくとも一時的に水と接触する物体であって、使用中に少なくとも一時的に水と接触する汚損表面を含み、請求項１〜６のいずれか１項で規定されている前記照明モジュールおよび前記制御システムを更に含み、前記照明モジュールが、前記汚損表面の少なくとも一部を前記汚損防止光で照射するように構成されている、物体。
8. 第１の構成要素表面を含む構成要素を含み、前記照明モジュールが、（ｉ）前記汚損防止光を発生させるように構成されている前記光源、および（ｉｉ）前記汚損防止光の少なくとも一部を受容するように構成されており、前記汚損防止光の少なくとも一部を前記光媒体を介して分配するように構成されている前記光媒体を含み、前記光媒体が、（ｉｉａ）前記構成要素の前記第１の構成要素表面に向けられている第１の媒体面および（ｉｉｂ）分配された前記汚損防止光の少なくとも一部を、前記光媒体の前記第１の媒体面から遠ざかる方向に放射するように構成されている放射表面を含み、前記照明モジュールの少なくとも一部が、前記第１の媒体面よりも前記第１の構成要素表面からより遠くなるように構成されている前記放射表面で、前記第１の構成要素表面の少なくとも一部を密閉するように構成されており、前記汚損表面が、前記放射表面を含む、請求項７に記載の物体。
9. 船舶を含み、前記船舶が、前記構成要素を含む船体を含み、前記第１の媒体面が、前記第１の構成要素表面と物理的に接触している、請求項８に記載の物体。
10. 前記汚損防止光を有する期間が、前記汚損防止光を有しない期間と交互するパルス方式で、汚損防止光を提供するように構成されている、請求項７〜９のいずれか１項に記載の物体。
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ている複数の照明モジュールを含み、前記制御システムが、前記システムの表面側の水の水位に対する前記放射表面の位置の関数として前記汚損防止光の強度を制御するように構成されており、前記照明モジュールが、複数の光源を含み、前記制御システムが、別の光源の前記汚損防止光の強度に応じて、第１の光源の前記汚損防止光の強度を制御するように構成されている、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の物体。
12. 使用中に少なくとも一時的に水と接触する物体の汚損表面の汚損を防止するための方法であって、
    請求項１〜６のいずれか１項で規定されている照明モジュールを提供するステップ、
    （ｉ）生物汚損リスクと関連するフィードバック信号および（ｉｉ）前記汚損防止光の強度を時間に基づいて変化させるためのタイマーの１つまたは複数の関数として前記汚損防止光を発生させるステップ、
    前記汚損防止光を前記汚損表面に提供するステップ、
    を含む方法。
13. センサのフィードバックの関数として前記汚損防止光の強度を制御するステップを更に含み、前記センサが、（ｉ）前記照明モジュールを含む船舶の速度、（ｉｉ）前記汚損表面側の水流の相対速度、（ｉｉｉ）前記汚損表面側の水の水温、（ｉｖ）前記照明モジュールを含む船舶の積載量、（ｖ）前記汚損表面側の水の水位に対する前記汚損表面の位置、ならびに（ｖｉ）前記汚損表面側の水中の汚損生物および汚損生物栄養素の１つまたは複数の存在の１つまたは複数を感知するように構成されている、請求項１２に記載の方法。
14. 使用中に少なくとも一時的に水と接触する物体に汚損防止照明システムを提供するための方法であって、請求項１〜６のいずれか１項で規定されている照明モジュールを物体に取り付けるステップを含み、前記照明モジュールが、前記物体および前記物体に取り付けられている前記照明モジュールの１つまたは複数の汚損表面に前記汚損防止光を提供するように構成されている、方法。
15. 前記物体が、船舶、堰、ダム、生け簀、水門、養殖漁業海上生け簀、およびブイからなる群から選択される、請求項１４に記載の方法。
    

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