JP2022178490A - 殺菌及びウイルス不活性化作用を有するｌｅｄ照明装置 - Google Patents

殺菌及びウイルス不活性化作用を有するｌｅｄ照明装置 Download PDF

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Abstract

【課題】人に障害を与えることが無く殺菌及びウイルス不活性化作用を奏するＬＥＤ照明装置を提供する。【解決手段】配線基板又はプリント基板の上に配置された照明用の可視光線帯光を発する第１のＬＥＤ１と、基板の上に配置されて光触媒物質を励起させ光触媒の作用により除菌及び殺菌作用を有する波長帯域の可視光線光を発する第２のＬＥＤ２と、第１のＬＥＤ１と第２のＬＥＤ２を点灯させるための電源部を含む点灯駆動部１１と、第１のＬＥＤ１、第２のＬＥＤ２及び点灯駆動部１１を搭載する回路基板２０を支持して固定する固定支持体に取り付けられて、ＬＥＤ群が発する光を透過させる透明又は半透明のカバー体３と、から構成され、カバー体３の表面には、一又は複数の光触媒物質８が塗布される。【選択図】図１

Description

本発明は、室内の空気中に浮遊し又は室内の物品類の表面に付着している雑菌を殺菌又は滅菌し且つウイルスを不活性化させる機能を有する照明装置に関し、特に、人体に悪影響を与えることがなく且つ小エネルギ消費のＬＥＤ照明装置に関する。
従来から、紫外線光による殺菌は知られ、食品関係、医療関係など種々の分野で消毒や滅菌・殺菌用として利用されてきている。ところで、このような生理化学作用を有する紫外線は化学光線ともいわれている。ところで、光は、電磁波であって、その波長領域の違いによって、可視光線領域、赤外線領域、紫外線領域と分類される。
図１６は、このような光波長領域に分類される可視光線領域、赤外線領域及び紫外線領域における各領域光が、人体等に影響を与える生理作用、化学作用又は視覚作用を例示したものである。
図１に示すように、人体に悪影響を及ぼすといわれている紫外線の波長は、３２０ｎｍ以下の短波長側（ＵＶ－Ｂ及びＵＶ－Ｃ）にあり、目の障害（眼痛・充血・角膜の炎症等）や紅斑、皮膚のＤＮＡ損傷による癌の誘発などが指摘されている。従来の殺菌ランプの多くは２５０ｎｍ付近のＵＶ－Ｃを主波長としており、これらの殺菌ランプを裸眼で直接見たり無防備の状態で人体を殺菌ランプに曝すことは人体に有害であり危険であり、一般的に、人体が日常的に上記した紫外線領域の光（電磁波）を浴びるのは危険である。
また、従来の紫外線を利用した殺菌ランプは、一般的に出力殺菌作用が低く、殺菌する場合には紫外線の照射を長時間に亘って行う必要がある。従って、紫外線の照射時間を長くしても人体に悪い影響を及ぼさないようにする工夫が必要である。
一方、可視光領域の光を発生する照明装置は、現在社会においては、夜間はもとより昼も日々の家庭生活、オフィス、各種業務屋内、学校、電車等の移動手段内の環境を明るくしなければならないものであり、照明装置は、交通信号器の光源や街灯等としても、一年中長時間に亘って点灯されている。
ところで、近年、照明装置に用いられる発光素子としては、従来のようなフィラメントをジュール熱で熱くして光を放射する方式の白熱電球灯や各種のガス内放電を利用して発光させるようにする放電灯や蛍光灯に替わって、発光エネルギ効率において格段に優れているＬＥＤ素子が広く用いられるようになってきた。
これは、ＬＥＤは、従来、赤色光及び緑色光の発光に加えて以前は実現困難であるとされていたが、近年、青色帯域の光を発光する技術が確立したことから光の三原色の全てを発光できるようになり、今や照明装置の主流となり、最近では、家庭、オフィス、学校、工場内の照明は、液晶ディスプレイパネルのバックライトのみならず、交通信号器、街路灯、競技場照明等も、急速にＬＥＤ照明に置き換わってきている。
一方、上述したように長時間浴び続けると有害な紫外線光を直接的に室内に放射するのではなく、紫外線光によって光触媒を励起しその光触媒作用によって殺菌や消毒を行うことも知られている。
この光触媒作用とは、酸化チタン等の光触媒物質が、紫外光を吸収した時に、酸化還元作用と超親水作用を発揮することにより、空気中の悪臭源や有機物やカビと反応し、脱臭や殺菌効果を発揮することを言う。
このような光触媒作用の原理は、光を受けて光触媒物質の一つである酸化チタンの粒子は、紫外線帯域における特定の波長領域の光を照射されると、粒子表面から電子ｅ－を放出すると同時に、電子ｅ－が抜け出した穴から正孔ｈ＋も放出する。この電子ｅ－と正孔ｈ＋は、空気中の酸素や、酸化チタン表面の吸着水と呼ばれる水分子と酸化還元反応を起こし、ヒドロキシラジカル・ＯＨとスーパーオキサイドアニオンＯ２ －という非常に酸化分解力の高い物質を生成する。これによって、これらの物質が空気中の悪臭源や有機物と反応してそれらの有機物の細胞組織を破壊若しくは不活性化させることによって、脱臭や殺菌効果を発揮する。
このため、光触媒作用により殺菌作用を有しつつ特に室内空間を効率良く照明するＬＥＤ照明装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
特許文献１は、光触媒を励起するための青色光を発する青色ＬＥＤと、複数の点灯モードから選択される１つの点灯モードに応じて白色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤを点灯制御する点灯駆動部と、を備え、この点灯駆動部は、第１の点灯モードが選択されたとき、白色ＬＥＤを点灯するとともに、青色ＬＥＤを消灯し、第２の点灯モードが選択されたとき、青色ＬＥＤを点灯するとともに、前記白色ＬＥＤを消灯又は１００％よりも低い所定の調光率で低照度点灯するようにした殺菌作用を有する照明用の白色光を発する白色ＬＥＤを有するＬＥＤユニットを開示している。
また、同様に光触媒作用を利用し、照明器具表面に付着する汚れなどにより抗菌作用が低下することのなく抗菌作用を長期間持続させるために、ＬＥＤ照明器具を覆うカバーに光触媒塗料を塗布するべく、ＬＥＤ照明器具を覆うカバーにアパタイト被覆二酸化チタンに高分子シルクを融合させた生体融合型の光触媒が担持された塗料を塗布して、塗膜を形成するようにした照明器具も知られている（例えば、特許文献２を参照）。
さらに、汚れにくいＬＥＤ電球、塵埃の堆積が生じにくくするために、電球型ＬＥＤ照明器具の放熱機構の表面に紫外光（４００ｎｍ～２５０ｎｍ）に反応する酸化チタンで代表される光触媒材料の表面処理を行なったＬＥＤ電球も知られている（例えば、特許文献３を参照）。
他方、紫外線の殺菌作用を利用した例としては、人が、紫外線を浴びる量をなるべく少なくするようにするため、殺菌灯を人が出入りする部屋等の空間で使用することを考慮して、照明器具内に人感センサと殺菌灯（紫外線灯）を組み込み、人がいなくなった際に消灯するため点灯器具の通電を止め、人感センサを起動させて動く物体がいないことを確認した後に殺菌灯を点灯するようにしている（例えば、特許文献４を参照）。
同様の例としては、洋式便器内での紫外線殺菌を利用する場合、便座蓋裏面に殺菌灯を配して、便座蓋の開閉によって、紫外線の照射を停止、作動することで、紫外線が目に触れないようにする例（例えば、特許文献５を参照）も知られている。
特開２０１２－０３８６４７号公報 実用新案登録第３２２９１４９号公報 特開２０１１－１４２０６１号公報 特開２０１９－０５５１６４号公報 特開２０１４－２３６９４８号公報
しかし、特許文献１乃至３に記載された発明は何れも、光触媒を利用しているものの、光触媒を最も有効に励起させるＬＥＤが発光する光の波長帯が必ずしも明確ではなく、その発明の主な目的と作用効果は、照明器具のカバー表面に汚れやカビ等が付着しない目的とするものであって、必ずしも照明装置の室内等の設置環境における空気を浄化させようとするものではない。
また、特許文献４及び５に記載された発明は、人やペットが長時間に亘って浴びると障害を生じさせる危険性がある紫外線を発する装置において、人やペットが存在しない時だけ、殺菌作用を有する紫外線光を放射させようとするものである。
本発明は、ＬＥＤ照明装置のカバー表面に菌やカビが付着しないようにするだけではなく、本ＬＥＤ照明装置を設置した環境（特に閉じられた室内環境）の空気中に浮遊する菌やウイルスの殺菌と不活性化、室内に置かれている家具（ドア、洗面台、トイレ等の備品を含む）や物品の表面に付着している菌を除菌したり、ウイルスを不活性化させるとともに、人体に悪影響を及ぼさないようにしたＬＥＤ照明装置を提供することを目的とする。
上記課題及び目的に鑑みて、本願は、その第１の実施の形態の発明として、配線基板又はプリント基板の上に配置された照明用の可視光線帯光を発する第１のＬＥＤと、前記基板の上に配置されて光触媒物質を励起させることにより光触媒の作用により除菌及び殺菌作用を有する波長帯域の可視光線光を発する第２のＬＥＤと、前記第１のＬＥＤと前記第２のＬＥＤを点灯させるための電源部を含む点灯駆動部と、前記第１のＬＥＤ、前記第２のＬＥＤ及び点灯駆動部を搭載する回路基板と、前記回路基板を支持して固定する固定支持体と、前記固定支持体に取り付けられ、前記第１のＬＥＤと前記第２のＬＥＤが発する光を透過させる透明又は半透明のカバー体と、から構成され、前記カバー体の表面には、一又は複数の光触媒物質が全面的に塗布されている、ことを特徴とする殺菌及びウイルス不活性化作用を有するＬＥＤ照明装置を提供するものである。
本発明において使用する一又は複数の光触媒物質は、酸化チタン、酸化タングステン、酸化チタンと白金（プラチナ）の合金等であって、例えば、前記第２のＬＥＤが発する光の波長帯によって最も光触媒の作用が活性化されるように一種又は複数の光触媒物質を処理又は調合する。例えば、酸化チタンに窒素をドープし若しくは異種金属をイオン注入することにより、光触媒が最も活性化される光の波長帯域が移動することが知られている。
ここで、前記第１のＬＥＤは、概ね白色光の可視光線を発光し、前記第２のＬＥＤは、前記光触媒物質に対して触媒作用を励起させるブルー帯域光を発光する。
ここで、前記第２のＬＥＤは、概ね４０５ナノメートルのピーク波長光又は２５４乃至２８０ナノメートルの波長光を発光する。従って、この場合、本発明において使用する一又は複数の光触媒物質が酸化チタンの場合、この酸化チタンに窒素をドープしまたは異種金属をイオン注入することにより、４０５ｎｍの紫外線光又は２５４乃至２８０ナノメートル波長光によって光触媒作用が最も活性化されるように光触媒の構成やその塗布（例えば塗布膜の厚さ等）を最適化するのである。
ところで、前記第１のＬＥＤと前記第２のＬＥＤは、前記回路基板上に規則的に配列され、少なくとも前記第１のＬＥＤの表面側又は前記基板との間には、その発光色が概ね白色帯域になるようにフィルターシートが設けられている。これによって、必ずしも光三原色のＬＥＤを全て基板上に配列しなくても概ね昼光色の光を発光することができる。
さらに、本願発明において特に主要な構成として、固定支持体の内部には、前記カバー体の表面に接触して移動するように当該装置の周囲の空気を吸引方向又は吹出方向に移動させるためのファン手段を有し、前記固定支持体には、空気を吸引する吸引口と空気を吹き出す吹出口を有するようにする。
これによって、本発明に係るＬＥＤ照明装置は、当該照明器具のカバー表面に菌やカビが付着しないようにするだけでなく、本ＬＥＤ照明装置を設置した室内の空気中菌の殺菌、浮遊するウイルスの不活性化と、室内の備品や家具（洗面台、トイレを含む）の表面に付着している菌の除菌やウイルスの不活性化を可能にしたのである。
さらに、このファン手段によって、装置の表面カバーやその一部の風を利用して装置内の空気を吸引し又は吹き付けることによりＬＥＤ素子や基板上の電源装置や制御回路を送風によって冷却することができるので、本ＬＥＤ照明装置の寿命を飛躍的に増伸させる副次的な作用効果を奏する。一般的に、電子機器類の寿命は、動作中の環境温度を１０℃下げる毎にその寿命は２倍になる（１０°２倍法）と言われている。
ところで、本ＬＥＤ照明装置においては、例えば、白色可視光以外に、４０５ｎｍや３８８ｎｍの紫外線領域の光を放射し続けるので、本装置のカバーに塗布する光触媒の配合比率や塗布膜の厚さによっては、この紫外線領域の人体にとって有害とされる波長領域光の一部が本体カバー（光透過率を高めるために厚さが制限され薄い）や光触媒塗布膜を通過して室内に照射され続けることもある（これに対応する点灯モードを、以下「第１の点灯モード」という）。
一方、紫外線領域の人体にとって有害とされる波長領域光の一部が本体カバーや光触媒塗布膜を通過する量が極めて微小であって、人がいない場合は、白色光を自動的に消灯し、光触媒による殺菌とウイルス不活性化は持続的に続けたい場合もある（これに対応する点灯モードを、「第２の点灯モード」という）。
このため、本ＬＥＤ照明装置においては、本装置から所定領域（距離）に存在する人等の動きを検知する人感センサを備え、上記した「第１の点灯モード」又は「第２の点灯モード」を選択できるようにしている。
ここで、「第１の点灯モード」では、装置内に人感センサとタイマーを設け、室内に人が存在する場合は、白色光の第１のＬＥＤのみを点灯させ、人が存在しなくなった場合は、この第１のＬＥＤを自動的に消灯し、光触媒を励起させるための第２のＬＥＤを点灯させる。
そして、「第２の点灯モード」では、光触媒を励起させるための第２のＬＥＤを常時点灯させ、室内に人が存在し得る場合は、白色光の第１のＬＥＤを点灯させ、室内に人が存在しない場合には第１のＬＥＤを自動的に消灯させて省エネルギを達成する。
本願は、その第２の実施の形態の発明として、配線基板又はプリント基板の上に配置された照明用の可視光線帯光を発する第１のＬＥＤと、前記基板の上に配置されて光触媒物質を励起させると共に、それ自体が除菌及び殺菌作用を有する波長帯域の光線を発する第２のＬＥＤと、前記第１のＬＥＤと前記第２のＬＥＤを点灯させるための電源部を含む点灯駆動部と、前記第１のＬＥＤ、前記第２のＬＥＤ及び点灯駆動部を搭載する回路基板と、前記回路基板を支持して固定する固定支持体と、前記固定支持体に取り付けられ、前記第１のＬＥＤと前記第２のＬＥＤが発する光を透過させる透明又は半透明のカバー体と、から構成されるＬＥＤ照明装置であって、前記カバー体の表面には、一又は複数の光触媒物質によって構成された光触媒が全面的に塗布されている、ことを特徴とするものである。
これによって、この第２の実施態様に係る発明も、上述した第１の実施態様に係る発明と同様な作用効果を奏する。
さらに、本願は、その第３の実施の形態の発明として、配線基板又はプリント基板の上に配置された照明用の可視光線帯光を発する第１のＬＥＤと、前記基板の上に配置され除菌及び殺菌作用を有する波長帯域の光線を発する第２のＬＥＤと、前記基板の上に配置されて光触媒物質を励起させることにより光触媒の作用により除菌及び殺菌作用を有する波長帯域光を発する第３のＬＥＤと、前記基板の上に配置されて光触媒物質を活性化させることにより除菌及び殺菌作用を有する波長帯域の可視光線光を発する第２のＬＥＤと、前記第１のＬＥＤと前記第２のＬＥＤを点灯させるための電源部を含む点灯駆動部と、前記第１のＬＥＤ、前記第２のＬＥＤ、前記第３のＬＥＤ及び点灯駆動部を搭載する回路基板と、前記回路基板を支持して固定する固定支持体と、前記固定支持体に取り付けられ、前記第１のＬＥＤ、前記第２のＬＥＤ及び前記第３のＬＥＤが発する光を透過させる透明又は半透明のカバー体と、から構成されるＬＥＤ照明装置であって、前記カバー体の表面には、一又は複数の光触媒物質が全面的に塗布されている、ことを特徴とする。
これによって、この第３の実施態様に係る発明も、上述した第１の実施態様及び第２の実施態様に係る発明と同様な作用効果を奏する。
尚、本願において「概ね白色光」とは、一般的な室内照明用の可視光波長帯域の光を意味し、白色光、昼光色、赤みがかった電球光、青みがかった寒色光、若しくはこれらの混合色光を意味する。
また、本願で「ピーク波長が概ね４０５ナノメートル」とは、「ピーク波長が３９５乃至４１５ナノメートル（ｎｍ）」の間にある、近紫外線光（可視光線と紫外線の間）にある領域の波長光を意味する。
本発明の一の実施形態においては、前記点灯回路は、パルスカウンタによる入力パルスの計数値に応じて、前記第１の光源と前記第２の光源の二灯を共に点灯すること、どちらか一方を消灯し、他方を点灯すること、二灯を共に消灯することを切り替える。このとき、前記入力パルスは、リモコンスイッチからの信号の入力に応答して発生するようにするとよい。
本発明の他の実施形態においては、前記点灯回路は、スイッチの操作で前記第１の光源と前記第２の光源の二灯を共に点灯すること、どちらか一方を消灯し、他方を点灯すること、二灯を共に消灯することを切り替える。好ましい例では、前記点灯回路は、電磁リレーによる有接点シーケンス回路を備えることで、１個のスイッチが操作されるたびに前記第１の光源と前記第２の光源の二灯を共に点灯すること、どちらか一方を消灯し、他方を点灯すること、二灯を共に消灯すること、をそれぞれ切り替えることができる。
尚、上述した「第１の点灯モード」を採用する場合は、紫外線領域の人体にとって有害とされる波長領域光の一部が本体カバーや光触媒塗布膜を通過して室内に照射され続ける場合は、人が室内にいた場合のみ白色光の第１のＬＥＤを点灯し、人が室内に存在しない時だけ光触媒を励起させる第２のＬＥＤを点灯させるのである。
また、紫外線領域の人体にとって有害とされる波長領域光の一部が本体カバーや光触媒塗布膜を通過する量が極めて微小の場合は、上述した「第２の点灯モード」を採用して、光触媒を励起させる第２のＬＥＤを常時点灯させることにより光触媒による殺菌とウイルス不活性化を図り、一方、人が室内にいる場合は、白色光の第１のＬＥＤを点灯し、人が室内にいない場合は第１のＬＥＤを消灯することもできるのである。
さらに、本願は、その第４の実施の形態として、人が居住する部屋の天井に取り付けられるシーリング照明装置であって、光を通す透明又は半透明の下面パネルと、前記下面パネルの内側において、配線基板又はプリント基板の上に面状に配置された照明用の可視光線帯光を発する第１のＬＥＤの素子群と、前記下面パネルの内側において、配線基板又はプリント基板の上に面状に配置された第２のＬＥＤ素子群と、前記下面パネルの中心部に配置され、部屋の空気を浄化するためのフィルタ手段及びファンから成る空気清浄モジュールと、前記下面パネルの内側において、前記空気清浄モジュールに捕捉された塵に含まれる菌を除菌する波長帯域光を発する第３のＬＥＤ素子素子群と、前記第１のＬＥＤ素子群、前記第２のＬＥＤ素子群、前記第３のＬＥＤ素子群及びこれらのＬＥＤ素子群の点灯駆動部を搭載する回路基板と、を有し、前記下面パネルの表面には、一又は複数の光触媒物質が全面的に塗布されており、前記第２のＬＥＤ素子群は、前記光触媒物質を活性化させる波長帯域光を発することを特徴とする殺菌及びウイルス不活性化作用を有する空気清浄装置付きＬＥＤ照明装置を提供するものである。
ここで、前記第１のＬＥＤは、概ね白色光の可視光線を発光し、前記第２のＬＥＤは、前記光触媒物質に対して触媒作用を励起する可視光帯域のブルー帯域光である概ね４０５ナノメートルのピーク波長光又は２５４乃至２８０ナノメートルの波長光、若しくは概ね３８８ナノメートルのピーク波長光を発光する。
そして、前記第１のＬＥＤ、前記第２のＬＥＤ及び前記第３のＬＥＤは、前記回路基板上に規則的に配列され、少なくとも前記第１のＬＥＤの表面側又は前記基板との間には、その発光色が概ね白色帯域になるようにフィルターシートが設けられている。
そして、前記空気清浄モジュールは、下面パネル側に配置されるモジュールカバーを有し、前記フィルタ手段は、前記モジュールカバーの内側に配置されて空気中の塵を捕捉する一又は複数のフィルタにより構成され、前記ファン手段は、空気を前記下面パネルの表面に接触させて前記フィルタを通過させるように空気を吸引方向又は吹出方向に移動させるようにしている。
本発明の殺菌機能付き照明装置は、照明用の第１の光源と、ピーク波長が概ね４０５ナノメートルの人に安全な可視光線を照射する第２の光源の両方をカバー内に備えるため、殺菌のみ又は殺菌と照明の両方のモードを使い分けることができ居住空間内の長時間の殺菌が可能となる。
また、２５４乃至２８０ナノメートルの波長光を発光する第２の光源の場合は、後述するように、人が当該照明装置に近づいた場合には、この第２の光源を消灯する等の対応をするようにする。
本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ照明装置の例であって、（ａ）部は、その原理図を示し、（ｂ）部は、第１のＬＥＤ素子群と第２のＬＥＤ素子群の配列例を示す。 本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ照明装置の例であって、（ａ）部は、その原理図を示し、（ｂ）部は、第１のＬＥＤ素子群と第２のＬＥＤ素子群の配列例を示す。 本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤ照明装置の例であって、（ａ）部は、その原理図を示し、（ｂ）部は、第１のＬＥＤ素子群と第２のＬＥＤ素子群の配列例を示す。 本願発明に係る電球バブル型ＬＥＤ照明装置の側面図（一部断面図）の例を示す。 本願発明に係る直管型電球型ＬＥＤ照明装置の例であって、（ａ）部は、その斜視図を示し、（ｂ）部は、発光部内における第１のＬＥＤ素子群と第２のＬＥＤ素子群の配列の例を示す。 本願発明に係るシーリング照明装置の側面図（一部断面図）の例を示す。 シーリング照明装置におけるフィルタ手段の分解斜視図を示す。 シーリング照明装置を下方から見た斜視図を示す。 シーリング照明装置の天井側からの平面図を示す。 シーリング照明装置の吸込板及びフィルタ手段を取り外した状態の分解斜視図を示す。 本ＬＥＤ照明装置の上述した「第１の点灯モード」（人感センサとタイマーを設け、室内に人が存在する場合は、白色光の第１のＬＥＤのみを点灯させ、人が存在しなくなった場合は、光触媒を励起させるための第２のＬＥＤのみを点灯させるモードにおける点灯回路の構成例をブロック図で示す。 図１１のパルスカウンタのカウント値と対応して点灯する照明光と殺菌光とを真理値表で示す。 点灯モードの別の実施形態における点灯回路構成の例を示す。 図１３におけるフリップフロップリレー回路の具体的な回路図の例を示す。 図１４に示したフリップフロップリレー回路の動作タイミングチャートの例を示す。 光波長領域に分類される可視光線領域、赤外線領域及び紫外線領域における各領域光が、人体等に影響を与える生理作用、化学作用を例示する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ照明装置の例であって、（ａ）部は、その原理図を示し、（ｂ）部は、第１のＬＥＤ素子群と第２のＬＥＤ素子群の配列例を示す。
この第１の実施形態に係るＬＥＤ照明装置の構成は、図１に示すように、配線基板又はプリント基板上に配置された照明用の可視光線帯光を発する第１のＬＥＤ１と、前記基板の上に配置されて光触媒物質を励起させることにより光触媒の作用により除菌及び殺菌作用を有する波長帯域の可視光線光を発する第２のＬＥＤ２と、第１のＬＥＤ１と第２のＬＥＤ２を点灯させるための電源部を含む点灯駆動部１１（図１１に示す）と、第１のＬＥＤ１、第２のＬＥＤ２及び点灯駆動部１１を搭載する回路基板２０と、回路基板２０を支持して固定する固定支持体と、固定支持体に取り付けられ、第１のＬＥＤと第２のＬＥＤが発する光を透過させる透明又は半透明のカバー体３と、から構成され、カバー体３の表面には、一又は複数の光触媒物質８が全面的に塗布されている、ことを特徴とする殺菌及びウイルス不活性化作用を有するＬＥＤ照明装置１００を提供するものである。
本発明において使用する一又は複数の光触媒物質８は、酸化チタン、酸化タングステン、酸化チタンと白金（プラチナ）の合金等であって、例えば、前記第２のＬＥＤ２が発する光の波長帯によって最も光触媒の作用が活性化されるように一種又は複数の光触媒物質８を処理又は調合する。例えば、酸化チタンに窒素をドープし若しくは異種金属をイオン注入することにより、光触媒が最も活性化される光の波長帯域が移動することが知られている。
ここで、第１のＬＥＤ１は、概ね白色光の可視光線を発光し、第２のＬＥＤ２は、光触媒物質８に対して触媒作用を励起させるブルー帯域光を発光する。よって、第２のＬＥＤ２は、波長が４０５ナノメートル（ｎｍ）乃至４５０ｎｍの範囲の可視光線であって、概ね４０５ナノメートル（ｎｍ）のピーク波長光を発光するものである。
さらに、第２のＬＥＤ２は、波長が２６５ｎｍ乃至２８０ｎｍの範囲の紫外線を発光するＬＥＤの場合には、上述した４０５ナノメートル（ｎｍ）乃至４５０ｎｍの範囲の可視光線の場合と同等以上の光触媒励起が生じることが実験によって確認されているので、この帯域の紫外線光を発光する素子を用いることも可能である。
従って、この場合、本発明において使用する一又は複数の光触媒物質８が酸化チタンの場合、この酸化チタンに窒素をドープしまたは異種金属をイオン注入することにより、４０５ｎｍの紫外線光によって光触媒物質８から放出される放出物質４（電子ｅ－、正孔ｈ＋）は、空気中の酸素や、接触してくる有機化合物や細菌などに反応してこれら有害物質を除去する。このような光触媒作用が最も活性化されるように、光触媒の構成やその塗布（例えば塗布膜の厚さ等）を最適化する。
また、第２のＬＥＤ２は、波長が２６５ｎｍ乃至２８０ｎｍの範囲の紫外線を発光するＬＥＤの場合、４０５ナノメートル（ｎｍ）乃至４５０ｎｍの範囲の可視光線の場合と同等以上の光触媒励起を期待できる。但し、この帯域の紫外線の場合には、強い殺菌力があるが人体に悪影響を及ぼすため、第２のＬＥＤ２は、人が存在しないときに発光させるのがよい。このように第１のＬＥＤ１を点灯させた状態で、第２のＬＥＤ２を選択的にオン・オフさせる具体的な構成については後述する。
ところで、第１のＬＥＤ１と第２のＬＥＤ２は、回路基板２０上に規則的に配列され、少なくとも第１のＬＥＤ１の表面側又は回路基板２０との間には、その発光色が概ね白色帯域になるようにフィルターシート（図示せず）が設けられている。これによって、必ずしも光三原色のＬＥＤを全て基板上に配列しなくても概ね昼光色の光を発光することができる。
さらに、本願発明において特に主要な構成として、固定支持体の内部には、プラットホームからカバー体３の表面に接触して移動するように当該装置の周囲の空気を吸引方向又は吹出方向に移動させるためのファン手段１７（図４に示す）を有し、固定支持体には、空気を吸引する吸引口３１と空気を吹き出す吹出口３６を有するようにする。
これによって、本発明に係るＬＥＤ照明装置１００は、当該照明器具のカバー表面に菌やカビが付着しないようにするだけでなく、本ＬＥＤ照明装置１００を設置した室内の空気中菌の殺菌、浮遊するウイルスの不活性化と、室内の備品や家具（洗面台、トイレを含む）の表面に付着している菌の除菌やウイルスの不活性化を可能にしたのである。
さらに、このファン手段１７（図４に示す）によって、装置の表面カバー３やその一部の風を利用して装置内の空気を吸引した又は吹き付けることによりＬＥＤ素子や回路基板２０上の電源装置や制御回路を風冷によって冷却することができるので、本ＬＥＤ照明装置１００の寿命を飛躍的に増伸させる副次的な作用効果を奏する。一般的に、電子機器類の寿命は、動作中の環境温度を１０℃下げる毎にその寿命は２倍になる（これを、一般的に「１００°２倍則」という）と言われている。
図２は、本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ照明装置２００の例であって、（ａ）部は、その原理図を示し、（ｂ）部は、第１のＬＥＤ素子群と第２のＬＥＤ素子群の配列例を示す。
この第２の実施形態に係るＬＥＤ照明装置２００の構成は、図２に示すように、配線基板又はプリント基板の上に配置された照明用の可視光線帯光を発する第１のＬＥＤ１と、前記基板の上に配置されて光触媒物質を励起させると共に、それ自体が除菌及び殺菌作用を有する波長帯域の光線を発する第２のＬＥＤ２と、第１のＬＥＤ１と第２のＬＥＤ２を点灯させるための電源部を含む点灯駆動部１１（図１１に示す）と、第１のＬＥＤ１、第２のＬＥＤ２及び点灯駆動部１１を搭載する回路基板２０と、回路基板２０を支持して固定する固定支持体と、固定支持体に取り付けられ、第１のＬＥＤ１と第２のＬＥＤ２が発する光を透過させる透明又は半透明のカバー体３と、から構成されるＬＥＤ照明装置２００であって、カバー体３の表面には、一又は複数の光触媒物質８が全面的に塗布されている、ことを特徴とするものである。
この第２の実施形態での第２のＬＥＤ２は、概ね３８８ナノメートル（ｎｍ）のピーク波長光を発光する。そして、図２の（ｂ）部は、第１のＬＥＤ１と第２のＬＥＤ２との回路基板２０上での各素子の数及び配列パターンの例を示している。
これによって、この第２の実施態様に係るＬＥＤ照明装置２００も、上述した第１の実施形態に係る発明と同様な作用効果を奏する。
図３は、本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤ照明装置３００の例であって、（ａ）部は、その原理図を示し、（ｂ）部は、第１のＬＥＤ素子群と第２のＬＥＤ素子群と第３のＬＥＤ素子群の配列例を示す。
この第３の実施形態に係るＬＥＤ照明装置３００の構成は、図３に示すように、配線基板又はプリント基板２０の上に配置された照明用の可視光線帯光を発する第１のＬＥＤ１と、前記基板の上に配置されて光触媒物質を活性化させることにより除菌及び殺菌作用を有する波長帯域の可視光線光を発する第２のＬＥＤ２と、前記基板の上に配置され除菌及び殺菌作用を有する波長帯域の光線を発する第３のＬＥＤ７と、第１のＬＥＤ１、第２のＬＥＤ２、第３のＬＥＤ７及び点灯駆動部１１を搭載する回路基板２０と、第１のＬＥＤ１と第２のＬＥＤ２と第３のＬＥＤ７とを点灯させるための電源部を含む点灯駆動部１１と、回路基板２０を支持して固定する固定支持体と、固定支持体に取り付けられ、第１のＬＥＤ１、前記第２のＬＥＤ２及び前記第３のＬＥＤ７が発する光を透過させる透明又は半透明のカバー体３と、から構成されるＬＥＤ照明装置であって、カバー体３の表面には、一又は複数の光触媒物質８が全面的に塗布されている、ことを特徴とする。
この第３の実施形態での第２のＬＥＤ２は、概ね３８８ナノメートル（ｎｍ）のピーク波長光を発光し、第３のＬＥＤ７は、概ね４０５ナノメートル（ｎｍ）のピーク波長光又は２５４乃至２８０ナノメートルの紫外線帯域光を発光するＬＥＤ素子を用いることも可能である。
これによって、この第３の実施態様に係るＬＥＤ照明装置３００も、上述した第１の実施態様及び第２の実施態様に係る発明と同様な作用効果を奏する。
図４は、本願発明の適用例として、口金４５を備えて、既存の電球ソケットに装着可能な口金サイズがＥ－２６若しくはＥ－１７の電球バブル型ＬＥＤ照明装置４００をその側面図（一部断面図）で示している。
ＬＥＤ照明装置４００は、ＬＥＤ素子や点灯駆動部１１を含む制御回路を搭載する回路基板２０を覆う透明なガラス製のカバー体３と、カバー体３の下方には回路基板２０を支持して固定する固定支持体３０とで構成される。そして、固定支持体３０の内部にはヒートシンク４１が設けられており、本ＬＥＤ照明装置４００においては、カバー体３はヒートシンク４１を介して固定支持体３０に取り付けられる。
ＬＥＤ素子は、白色光を照射する第１のＬＥＤのチップ列２ａ（第１のＬＥＤ）、第２の光源としてピーク波長が概ね４０５ナノメートル（ｎｍ）の可視の殺菌光又は２５４乃至２８０ナノメートル帯域の紫外線光を照射する第２のＬＥＤであるＬＥＤチップ列２ｂが実装されている。第２のＬＥＤを構成するＬＥＤチップ列２ｂが発光するピーク波長が概ね４０５ｎｍの可視光線は細菌、ダニやカビそしてウイルス等の増殖を抑制することができると共に、人体には無害であることが知られている。一方、２５４乃至２８０ナノメートル帯域の紫外線光の場合は、人がこれを長時間浴びると問題が生じる場合があるので、例えば、人が近づいた場合には、この第２のＬＥＤ素子のみを消灯する等の対策を執るようにする。
ここで、本ＬＥＤ照明装置４００のカバー体３には、光触媒物質８が所定の厚さで塗布されている。そして、固定支持体３０の内部には、、本ＬＥＤ照明装置４００の支持基体からカバー体３の表面に接触して移動するように周囲の空気を吸引方向又は吹出方向に移動させるためのファン手段１７が設置されており、固定支持体３０には、空気を吸引する吸引口３１と空気を吹き出す吹出口３６が設けられている。これによりカバー体３の表面には空気流路３２が形成される。
これによって、本ＬＥＤ照明装置４００は、当該照明器具のカバー体３の表面に菌やカビが付着しないようにするだけでなく、本ＬＥＤ照明装置４００を設置した室内の空気中菌の殺菌、浮遊するウイルスの不活性化と、室内の備品や家具（洗面台、トイレを含む）の表面に付着している菌の除菌やウイルスの不活性化を可能にしたのである。
ヒートシンク４１は、略円錐台形状有しており、例えば材料としてアルミを用いたアルミダイカストで形成されている。ヒートシンク４１の上面にはＬＥＤ素子や点灯駆動部１１を含む制御回路を搭載する回路基板２０が装着されており、内部には家庭用のコンセントに供給されている交流電源を直流電流に変換して、点灯駆動部１１に供給する電源部１１７が内蔵されている。
よって、点灯駆動部１１からの通電によりＬＥＤ素子が発する熱や電源部１１７に発生する熱は、ヒートシンク４１に伝わり温度が上昇すると、ヒートシンク４１と外気との接触による自然空冷によりヒートシンク４１の側部表面から熱輻射として放熱される。
加えて、ヒートシンク４１の下方にはファン手段１７からの送風を取り入れる取込部３７ａと、取り込まれた空気がカバー体３内を循環して抜け出る循環路３３を形成する排出部３７ｂとが設けられている。これにより、ファン手段１７を利用してカバー体３内を効果的に冷却することができる。このような取込部３７ａ及び排出部３７ｂにはエアチェックバルブが用いられる。
また、ヒートシンク４１の上面の周縁部にはカバー体３を支持する取付溝が形成されている。本実施形態においては、照明装置の点灯及び消灯は赤外線リモコンスイッチ５により行うため、ヒートシンク４１の側部には赤外線の受光窓４１ａが設けられている。
本ＬＥＤ照明装置４００においては、第１の態様、第２の態様及び第３の態様の例において詳しく説明したように、第２のＬＥＤから照射される概ね４０５ｎｍや概ね３８８ｎｍをピークとする紫外線領域光が、装置のカバー体３の表面に塗布されている光触媒物質８を励起することにより、本ＬＥＤ照明装置４００を設置した室内の空気中に浮遊する細菌やウイルスを殺菌し、または不活性化させるのである。
図５は、本願発明に係る直管電球型のＬＥＤ照明装置の例であって、（ａ）部は、その斜視図を示し、（ｂ）部は、発光部内における第１のＬＥＤ素子群と第２のＬＥＤ素子群の配列の例を示す。
ここで、本ＬＥＤ照明装置５００の直管型のカバー体３には、光触媒物質８が所定の厚さで塗布されている。
カバー体３は両サイドが一組の固定支持体３０にそれぞれ支持されて、一方の固定支持体３０は、第１のＬＥＤ素子群と第２のＬＥＤ素子群を点灯させるための電源部を含む点灯駆動部と、点灯駆動部を搭載する回路基板を収容している。
そして、装置の固定支持体３０の何れか一方又は両サイドの内部には、ファン収納部３５が設けられており、その内部には、照明装置の支持基体からカバー体３の表面に接触して移動するように周囲の空気を吸引方向又は吹出方向に移動させるためのファン手段１７（図４に示す）が設置されており、固定支持体３０には、空気を吸引する吸引口３１と空気を吹き出す吹出口３６が設けられている。図示では、固定支持体３０の両サイドの内部にそれぞれファン収納部３５が設けられている。
これによって、本ＬＥＤ照明装置５００は、当該照明器具のカバー体３の表面に菌やカビが付着しないようにするだけでなく、本ＬＥＤ照明装置５００を設置した室内の空気中菌の殺菌、浮遊するウイルスの不活性化と、室内の備品や家具（洗面台、トイレを含む）の表面に付着している菌の除菌やウイルスの不活性化を可能にしたのである。
図６は、本願発明に係る天井に直接取り付けるタイプのＬＥＤ照明装置（シーリング照明装置）の例を示している。シーリング照明装置６００は、人が居住する部屋の天井に取り付けられるが、このシーリング照明装置６００は空気清浄機能を備える。
シーリング照明装置６００は、図６に示すように、ベース５０と、ＬＥＤ素子の回路基板２０と、光を通す透明又は半透明のカバー体である下面パネル５２と、空気清浄モジュール５３とを有して成る。そして、ベース５０と、回路基板２０と、下面パネル５２は、それぞれシーリング照明装置６００の全体形状に合わせて円形に形成されて、それぞれの中心部がくり抜かれて下方から天井に向けての空気通路となっている。そして、下面パネル５２の表面には、一又は複数の光触媒物質が全面的に塗布されている。
空気清浄モジュール５３は、角筒であるモジュールカバー５４の内部に部屋の空気を浄化するためのフィルタ手段５５、ファン５６及びファンモータ５７が配設されており、モジュールカバー５４は、その上端が回路基板２０を挟みベース５０に止着されている。これにより、モジュールカバー５４の内部は上記空気通路と連通する。ファンモータ５７はモジュールカバー５４の内壁から中心部に向けて延出している複数の支持部材５８に支持されて空気通路内に保持されている。
フィルタ手段５５は、図７に示すように下から順に空気中の大きい埃を除去するフリーフィルタ６１、空気中の各種有害ガスを除去するＶＯＣ（揮発性有機化合物）フィルタ６２、及び微細な埃を除去するＨＥＰＡフィルタ(High Efficiency Particulate Air Filter)６３の３通りのフィルタを重ねて成る。そして、各フィルタ６１，６２，６３を保持する支持枠はモジュールカバー５４の内壁に取り付けられている。
下面パネル５２の内側の円形の端部には、図８に示すように多数の空気取入口６４が穿設されている吸込板５９をネジ止めして取り付けるための取付部６５が設けられている。また、ベース５０の天井側の面には、図９に示す空気吹出部６６が嵌め込まれる凹部が形成されている。よって、ファン５６の回転により、吸込板５９の空気取入口６４から取り込まれる空気はフィルタ６１，６２，６３を通過する間に清浄化されて空気吹出部６６から天井に向けて吹き出される。
回路基板２０には、照明用の概ね白色光の可視光線帯光を発する第１のＬＥＤ１の素子群と、それ自体が除菌及び殺菌作用を有する波長帯域の光線を発する第２のＬＥＤ２の素子群と、空気清浄モジュール５３に捕捉された塵に含まれる菌を除菌する波長帯域光を発する第３のＬＥＤ７の素子群とが実装されている。そして、各ＬＥＤ１，２，７の素子群はそれぞれ円形に規則的に配列されている。また、図示しないが、回路基板２０には、これら第１乃至第３のＬＥＤ素子群の点灯駆動部が搭載されている。
ここで、第１のＬＥＤ１は、概ね白色光の可視光線を発光し、第２のＬＥＤ２は、光触媒物質に対して触媒作用を励起する可視光帯域のブルー帯域光である概ね４０５ナノメートルのピーク波長光又は概ね３８８ナノメートルのピーク波長光を発光する。そして、少なくとも第１のＬＥＤの表面側又は回路基板２０との間には、その発光色が概ね白色帯域になるようにフィルターシートが設けられている。
図１０は、シーリング照明装置の吸込板５９及びフィルタ手段５５を取り外した状態の分解斜視図を示しており、同図に示すように、ファン５６の駆動によって吸込板５９から吸い込まれた空気はフィルタ手段５５を通過することで除菌と清浄化されて空気吹出部６６から吹き出される。そして、除菌と清浄化された空気は居室内に拡散されて、室内の空気中菌の殺菌、浮遊するウイルスの不活性化と、室内の備品や家具（洗面台、トイレを含む）の表面に付着している菌の除菌やウイルスを不活性化する。また、吹き出される一部の空気は下面パネル５２の表面を伝って拡散されることで、下面パネル５２への菌やカビの付着が抑制される。
シーリング照明装置６００も上記した第１及び第２の点灯モードを選択して駆動することができる。よって、シーリング照明装置６００は、所定領域に存在する人の動きを検知する人感センサを備え、前記点灯駆動部は、人感センサによって人が検知された場合、第１の点灯モードを選択し、それ以外の場合、第２の点灯モードを選択する。例えば、第１の点灯モードは、第１のＬＥＤ１の素子群及び第２のＬＥＤ２の素子群を点灯させ、第２の点灯モードは、第３のＬＥＤ７の素子群を点灯させる
そして、前記点灯駆動部は、タイマーを有し、タイマーによって計時された時刻が所定の時間帯内の場合、第１の点灯モードを選択し、それ以外の場合、第２の点灯モードを選択する。
次に、図１１乃至１５を参照して、上述した「第１の点灯モード」、すなわち室内に人が存在する場合は、白色光の第１のＬＥＤのみを点灯させ、人が存在しなくなった場合は第２のＬＥＤを点灯させる具体例について記載する。
尚、上述した「第２の点灯モード」の場合は、ここに記載する「第１の点灯モード」の例に基づいて当業者が容易に構成することが可能であるから、その点灯制御の詳細につての記載を省略する。
図１１に示すように、点灯回路６は、赤外線リモコンスイッチ５から発せられる赤外線信号を受光窓４１ａを通して受光する受信部１１８と、受信部１１８で赤外線信号が受信されたときワンショットパルスを発生するワンショット回路９と、ワンショットパルスが入力するたびに計数する４進のパルスカウンタ１０と、パルスカウンタ１０の計数に応じて、第１のＬＥＤ２ａ及び第２のＬＥＤ２ｂへの電源部１１７からの駆動電流の供給を制御する点灯駆動部１１とから構成されている。よって、パルスカウンタ１０は、第１のＬＥＤ２ａと第２のＬＥＤ２ｂの両方を点灯させること、どちらか一方を消灯し、他方を点灯すること、二灯を共に消灯することを切り替えるシーケンス回路である。
例えば、図１２の真理値表に示すように、パルスカウンタ１０の計数が“００”のシーケンスは消灯モードであり、点灯駆動部１１は、第１のＬＥＤ２ａと第２のＬＥＤ２ｂの両方を消灯させている。この状態で赤外線リモコンスイッチ５の操作による赤外線信号の受信によるワンショットパルスの発生でパルスカウンタ１０の計数が“０１”のシーケンスは照明モードであり、点灯駆動部１１は、第１のＬＥＤ２ａのみを点灯させる。
次の赤外線リモコンスイッチ５の操作によるワンショットパルスの発生でカウンタ１０の計数が“１０”のシーケンスは照明・殺菌モードであり、点灯駆動部１１は、第１のＬＥＤ２ａの点灯に加えて第２のＬＥＤ２ｂも点灯させる。さらに、次の赤外線リモコンスイッチ５の操作によるワンショットパルスの発生にてカウンタ１０の計数が“１１”となるシーケンスは殺菌モードであり、点灯駆動部１１は、第１のＬＥＤ２ａを消灯させて第２のＬＥＤ２ｂのみ点灯させる。そして、次の赤外線リモコンスイッチ５の操作によるワンショットパルスが発生すると、カウンタ１０の計数が“００”のシーケンスとなり、点灯駆動部１１は、第２のＬＥＤ２ｂも消灯させることで消灯モードに戻る。
このように、殺菌機能付き照明装置の使用者は、赤外線リモコンスイッチ５を操作するたびに、第１のＬＥＤ２ａのみの点灯、第１のＬＥＤ２ａ及び第２のＬＥＤ２ｂの両方点灯、第２のＬＥＤ２ｂのみの点灯及び全ての消灯を使い分けることができる。第２のＬＥＤ２ｂは人に無害なピーク波長が概ね４０５ナノメートル（ｎｍ）の可視の殺菌光を照射するために、照明・殺菌モードと、殺菌モードとを使い分けることで、人の出入りに関わらず殺菌光の照射を継続することができる。
既存のＬＥＤ照明装置で照度を調整するのに、全てのＬＥＤを動作させることで照度が最大となる全照明にし、一部のＬＥＤだけを動作させることで照度を低くする一部照明をスイッチ（リモコンスイッチも含む）操作で切り替えている。このような照明に本発明に係る殺菌機能付き照明装置を用いるときには、全照明で第１のＬＥＤ２ａ及び第２のＬＥＤ２ｂの両方を点灯させて照明・殺菌モードとし、一部照明で第２のＬＥＤ２ｂだけを点灯させて殺菌モードに切り替えることができる。
上記の点灯回路６は、半導体素子による無接点シーケンス回路であるから小型化されて電源部１１７と共に照明装置の中に収容できるため、既存の電球ソケットに装着して動作させることができる。一方、電源部１１７と点灯回路６とを照明装置に内蔵しないタイプであれば、電磁リレーによる有接点のシーケンス回路で点灯回路を構成することができる。
図１３は、シーケンス回路としてフリップフロップリレー回路１２を用いた点灯回路６ａを用いた点灯制御装置の構成の概要ブロック図を示している。この点灯回路６ａは、１個の押しボタンスイッチにより、第１のＬＥＤ２ａのみ点灯、第２のＬＥＤ２ｂのみ点灯、両灯点灯及び両灯が非点灯の状態を切り替え可能にするシーケンス回路である。なお、この図１３において、図１１と同じ構成要素に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
図１４は、フリップフロップリレー回路１２の具体的な回路構成例を示しており、電源ラインＬ１，Ｌ２間に並列にＲＳ，ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ，ＲＤのリレーを配置して成る。
リレーＲＳは、押しボタンスイッチＳＷを介し電源ラインＬ１，Ｌ２間に接続されている。ここでの押しボタンスイッチＳＷもボタンを押すたびにオンとオフとが順次切り換わる自己保持タイプのスイッチである。押しボタンスイッチＳＷはスイッチ装置に設けられる。
リレーＲＡは、自己保持スイッチＳＡ１の常開接点と、リレーＲＣのスイッチＳＣ１の常閉接点を介して、電源ラインＬ１，Ｌ２間に接続されている。また、リレーＲＡは、リレーＲＳのスイッチＳＳの常開接点と、リレーＲＢのスイッチＳＢ１の常閉接点と、リレーＲＣのスイッチＳＣ１の常閉接点とを介しても、電源ラインＬ１，Ｌ２間に接続されている。
リレーＲＣは、リレーＲＳのスイッチＳＳの常開接点と、リレーＲＢのスイッチＳＢ１の常開接点を介して、電源ラインＬ１，Ｌ２間に接続されている。
リレーＲＤは、リレーＲＳのスイッチＳＳの常閉接点と、リレーＲＡのスイッチＳＡ２の常閉接点を介して電源ラインＬ１，Ｌ２間に接続されている。
リレーＲＢは、自己保持スイッチＳＢ２の常開接点と、リレーＲＤのスイッチＳＤの常閉接点を介して、電源ラインＬ１，Ｌ２間に接続されている。また、リレーＲＢは、リレーＲＳのスイッチＳＳの常閉接点と、リレーＲＡのスイッチＳＡ２の常開接点と、リレーＲＤのスイッチＳＤの常閉接点を介しても、電源ラインＬ１，Ｌ２間に接続されている。
図１５は、シーケンス回路３ａの動作タイミングチャートを示している。シーケンス回路３ａは、電源投入後の初期状態のｔ０シーケンスではリレーＲＤのみが通電されて励磁している。ここで押しボタンスイッチＳＷが操作されてオンするとｔ１シーケンスとなる。ｔ１シーケンスでは、リレーＲＳが励磁してスイッチＳＳが常開接点に切り換わる。これによりリレーＲＡは、スイッチＳＢ１及びスイッチＳＣ１の各常閉接点を介し通電されて励磁する一方、リレーＲＤは非励磁となる。よって、ｔ１シーケンスではリレーＲＳ，ＲＡの両方が励磁している。
次に、押しボタンスイッチＳＷを押してオフさせるとｔ２シーケンスとなる。このｔ２シーケンスでは、リレーＳＳは非通電で非励磁となってスイッチＳＳは常閉接点に切り換わるが、リレーＲＡは、自己保持スイッチＳＡ１が常開接点に切り換わっているため、スイッチＳＣ１の常閉接点を介して通電状態が継続されて自己保持している。同時に、リレーＲＢは、スイッチＳＳが常閉接点でリレーＲＡのスイッチＳＡ２が常開接点に切り換わるため通電されて励磁する。よって、ｔ２シーケンスではリレーＲＡ，ＲＢの両方が励磁している。
続いて、押しボタンスイッチＳＷを押して再びオンさせると、ｔ３シーケンスとなる。ｔ３シーケンスでは、押しボタンスイッチＳＷのオンでリレーＲＳが励磁する。リレーＲＢは、自己保持スイッチＳＢ２が常開接点に切り換わっているため、スイッチＳＤの常閉接点を介して通電状態が継続されて自己保持している。そして、リレーＲＣは、スイッチＳＳが常開接点に切り換わり、リレーＲＢのスイッチＳＢ１が常開接点に切り換わるため通電されて励磁する。よって、ｔ２シーケンスではリレーＲＢ，ＲＣの両方が励磁している。
そして、押しボタンスイッチＳＷを押して再びオフさせると、リレーＲＳが非励磁となってスイッチＳＳが常閉接点に切り換わるため、リレーＲＢ，ＲＣは共に非励磁となるが、リレーＲＤはスイッチＳＡ２の常閉接点を通して通電されて励磁する。よって、リレーＲＤが励磁している初期状態のｔ０シーケンスに復帰することになる。
こうしたシーケンス回路３ａの一連のシーケンス制御で、ｔ０シーケンスを第１のＬＥＤ２ａ及び第２のＬＥＤ２ｂが何れも消灯しているモードとし、ｔ１シーケンスを第１のＬＥＤ２ａのみ点灯しているモードとし、ｔ２シーケンスを第１のＬＥＤ２ａ及び第２のＬＥＤ２ｂが何れも点灯しているモードとし、ｔ３シーケンスを第２のＬＥＤ２ｂのみ点灯しているモードとする。
よって、第１のＬＥＤ２ａは、ｔ１及びｔ２の両シーケンスで点灯するよう、リレーＲＡのスイッチＳＡ３の常開接点を介して電源部１１７に接続される。そして、第２のＬＥＤ２ｂは、ｔ２及びｔ３の両シーケンスで点灯するよう、リレーＲＢのスイッチＳＢ３の常開接点を介して電源部１１７に接続される。
これにより、押しボタンスイッチＳＷの１回目の操作でｔ１シーケンスとなると、リレーＲＡの励磁によるスイッチＳＡ３のオンで第１のＬＥＤ２ａが点灯する。そして、押しボタンスイッチＳＷの２回目の操作でｔ２シーケンスとなると、リレーＲＡに加えてリレーＲＢが励磁するため、スイッチＳＢ３のオンで第２のＬＥＤ２ｂが第１のＬＥＤ２ａと共に点灯する。
押しボタンスイッチＳＷの３回目の操作でｔ３シーケンスとなると、リレーＲＡが非励磁となって、スイッチＳＡ３のオフで第１のＬＥＤ２ａが消灯する。一方、リレーＲＢは継続して励磁しているため、第２のＬＥＤ２ｂは点灯状態を維持している。
押しボタンスイッチＳＷの４回目の操作では、リレーＲＢが非励磁となってスイッチＳＢ３のオフで第２のＬＥＤ２ｂが消灯し、第１のＬＥＤ２ａ及び第２のＬＥＤ２ｂの両方が消灯しているｔ０シーケンスに復帰する。
上述のシーケンス回路６ａを用いれば、押しボタンスイッチＳＷの操作回数により第１のＬＥＤ２ａ及び第２のＬＥＤ２ｂを共に点灯すること、どちらか一方を消灯し、他方を点灯すること、両灯を共に消灯することを切り替えることができる。
また、シーケンス回路６ａを用いずとも単純に第１のＬＥＤ２ａ及び第２のＬＥＤ２ｂに対応するスイッチを設けて、各スイッチをそれぞれオン・オフさせることで、二灯を点灯させたり、どちらか一方が消灯で他方が点灯させたり、二灯を共に消灯させたりしてもよい。
以上詳述したように、本発明による照明装置は、照明用の第１のＬＥＤと共に、光触媒の作用により除菌及び殺菌作用を有する波長帯域の可視光を発する第２のＬＥＤとを備えることで、照明と殺菌及びウイルスの不活性化作用の機能を備える。
１ 第１のＬＥＤ（照明用ＬＥＤ光源）
２ 第２のＬＥＤ（光触媒励起用ＬＥＤ光源）
３ カバー（カバー体）
５ 赤外線リモコンスイッチ
６ 点灯回路
６ａ 点灯回路
７ 第３のＬＥＤ（紫外線照射及び光触媒励起用ＬＥＤ光源）
１０ パルスカウンタ
１１ 点灯駆動部
１２ 電磁リレーによる有接点シーケンス回路（フリップフロップリレー回路）
１７ ファン（ファン手段）
２０ ＬＥＤ素子等を搭載する回路基板
３６ 吹出口
５２ 下面パネル
５３ 空気清浄モジュール
５４ モジュールカバー
５５ フィルタ手段
５６ ファン
ＳＷ 押しボタンスイッチ
１００ 本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ照明装置
２００ 本発明の第２の実施の形態に係るＬＥＤ照明装置
３００ 本発明の第３の実施の形態に係るＬＥＤ照明装置

Claims (29)

  1. 配線基板又はプリント基板の上に配置された照明用の可視光線帯光を発する第１のＬＥＤと、
    前記基板の上に配置されて光触媒物質を励起させることにより光触媒の作用により除菌及び殺菌作用を有する波長帯域の可視光線光を発する第２のＬＥＤと、
    前記第１のＬＥＤと前記第２のＬＥＤを点灯させるための電源部を含む点灯駆動部と、
    前記第１のＬＥＤ、前記第２のＬＥＤ及び前記点灯駆動部を搭載する回路基板と、
    前記回路基板を支持して固定する固定支持体と、
    前記固定支持体に取り付けられ、前記第１のＬＥＤと前記第２のＬＥＤが発する光を透過させる透明又は半透明のカバー体と、
    から構成されるＬＥＤ照明装置であって、
    前記カバー体の表面には、一又は複数の光触媒物質が全面的に塗布されている、ことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
  2. 前記第１のＬＥＤは、概ね白色光の可視光線を発光し、
    前記第２のＬＥＤは、前記光触媒物質に対して触媒作用を励起させるブルー帯域光を発光する、ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
  3. 前記第２のＬＥＤは、概ね４０５ナノメートルのピーク波長光又は２５４乃至２８０ナノメートルの波長光を発光することを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
  4. 前記第１のＬＥＤと前記第２のＬＥＤは、前記回路基板上に規則的に配列され、
    少なくとも前記第１のＬＥＤの表面側又は前記基板との間には、その発光色が概ね白色帯域になるようにフィルターシートが設けられている、ことを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ照明装置。
  5. 前記固定支持体の内部には、前記カバー体の表面に接触して移動するように当該装置の周囲の空気を吸引方向又は吹出方向に移動させるためのファン手段を有し、
    前記固定支持体には、空気を吸引する吸引口と空気を吹き出す吹出口を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れかの項に記載のＬＥＤ照明装置。
  6. 所定領域に存在する人の動きを検知する人感センサを備え、
    前記点灯駆動部は、前記人感センサによって人が検知された場合、第１の点灯モードを選択し、それ以外の場合、第２の点灯モードを選択することを特徴とする請求項１乃至５の何れかの項に記載のＬＥＤ照明装置。
  7. 前記点灯駆動部は、タイマーを有し、タイマーによって計時された時刻が所定の時間帯内の場合、前記第１の点灯モードを選択し、それ以外の場合、前記第２の点灯モードを選択することを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ照明装置。
  8. 前記第１の点灯モードは、前記第１のＬＥＤ及び第２のＬＥＤを点灯させ、
    前記第２の点灯モードは、前記第１のＬＥＤを消灯して前記第２のＬＥＤを点灯させる、ことを特徴とする請求項６又は７に記載のＬＥＤ照明装置。
  9. 配線基板又はプリント基板の上に配置された照明用の可視光線帯光を発する第１のＬＥＤと、
    前記基板の上に配置されて光触媒物質を励起させると共に、それ自体が除菌及び殺菌作用を有する波長帯域の光線を発する第２のＬＥＤと、
    前記第１のＬＥＤと前記第２のＬＥＤを点灯させるための電源部を含む点灯駆動部と、
    前記第１のＬＥＤ、前記第２のＬＥＤ及び前記点灯駆動部を搭載する回路基板と、
    前記回路基板を支持して固定する固定支持体と、
    前記固定支持体に取り付けられ、前記第１のＬＥＤと前記第２のＬＥＤが発する光を透過させる透明又は半透明のカバー体と、
    から構成されるＬＥＤ照明装置であって、
    前記カバー体の表面には、一又は複数の光触媒物質によって構成された光触媒が全面的に塗布されている、ことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
  10. 前記第１のＬＥＤは、概ね白色光の可視光線を発光し、
    前記第２のＬＥＤは、前記光触媒物質に対して触媒作用を起こさせる概ね４０５ナノメートルのピーク波長光又は２５４乃至２８０ナノメートルの波長光を発光する、ことを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤ照明装置。
  11. 前記第１のＬＥＤと前記第２のＬＥＤは、前記回路基板上に規則的に配列され、
    少なくとも前記第１のＬＥＤの表面側又は前記基板との間には、その発光色が概ね白色帯域になるようにフィルターシートが設けられている、ことを特徴とする請求項１０に記載のＬＥＤ照明装置。
  12. 前記固定支持体の内部には、前記カバー体の表面に接触して移動するように当該装置の周囲の空気を吸引方向又は吹出方向に移動させるためのファン手段を有し、
    前記固定支持体には、空気を吸引する吸引口と空気を吹き出す吹出口を有することを特徴とする請求項９乃至１１の何れかの項に記載のＬＥＤ照明装置。
  13. 所定領域に存在する人の動きを検知する人感センサを備え、
    前記点灯駆動部は、前記人感センサによって人が検知された場合、前記第１の点灯モードを選択し、それ以外の場合、前記第２の点灯モードを選択することを特徴とする請求項９乃至１２の何れかの項に記載のＬＥＤ照明装置。
  14. 前記点灯駆動部は、タイマーを有し、タイマーによって計時された時刻が所定の時間帯内の場合、前記第１の点灯モードを選択し、それ以外の場合、前記第２の点灯モードを選択することを特徴とする請求項１３に記載のＬＥＤ照明装置。
  15. 前記第１の点灯モードは、前記第１のＬＥＤ及び第２のＬＥＤを点灯させ、
    前記第２の点灯モードは、前記第１のＬＥＤを消灯して前記第２のＬＥＤを点灯させる、ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載のＬＥＤ照明装置。
  16. 配線基板又はプリント基板の上に配置された照明用の可視光線帯光を発する第１のＬＥＤと、
    前記基板の上に配置されて光触媒物質を活性化させることにより除菌及び殺菌作用を有する波長帯域の可視光線光を発する第２のＬＥＤと、
    前記基板の上に配置され除菌及び殺菌作用を有する波長帯域の光線を発する第３のＬＥＤと、
    前記第１のＬＥＤ、前記第２のＬＥＤ、前記第３のＬＥＤ及び前記点灯駆動部を搭載する回路基板と、
    前記回路基板を支持して固定する固定支持体と、
    前記固定支持体に取り付けられ、前記第１のＬＥＤ、前記第２のＬＥＤ及び前記第３のＬＥＤが発する光を透過させる透明又は半透明のカバー体と、
    から構成されるＬＥＤ照明装置であって、
    前記カバー体の表面には、一又は複数の光触媒物質が全面的に塗布されている、ことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
  17. 前記第１のＬＥＤは、概ね白色光の可視光線を発光し、
    前記第２のＬＥＤは、前記光触媒物質に対して触媒作用を起こさせると共に、それ自体が除菌及び殺菌作用を有する領域である可視光帯域のブルー帯域光である概ね４０５ナノメートルのピーク波長光又は２５４乃至２８０ナノメートルの波長光を発光し、
    前記第３のＬＥＤは、前記光触媒物質に対して触媒作用を起こさせる概ね３８８ナノメートルのピーク波長光を発光する、
    ことを特徴とする請求項１６に記載のＬＥＤ照明装置。
  18. 前記第１のＬＥＤ、前記第２のＬＥＤ及び前記第３のＬＥＤは、前記回路基板上に規則的に配列され、
    少なくとも前記第１のＬＥＤの表面側又は前記基板との間には、その発光色が概ね白色帯域になるようにフィルターシートが設けられている、ことを特徴とする請求項１７に記載のＬＥＤ照明装置。
  19. 前記固定支持体の内部には、前記カバー体の表面に接触して移動するように当該装置の周囲の空気を吸引方向又は吹出方向に移動させるためのファン手段を有し、
    前記固定支持体には、空気を吸引する吸引口と空気を吹き出す吹出口を有することを特徴とする請求項１６乃至１８の何れかの項に記載のＬＥＤ照明装置。
  20. 所定領域に存在する人の動きを検知する人感センサを備え、
    前記点灯駆動部は、前記人感センサによって人が検知された場合、前記第１の点灯モードを選択し、それ以外の場合、前記第２の点灯モードを選択することを特徴とする請求項１６乃至１９の何れかの項に記載のＬＥＤ照明装置。
  21. 前記点灯駆動部は、タイマーを有し、タイマーによって計時された時刻が所定の時間帯内の場合、前記第１の点灯モードを選択し、それ以外の場合、前記第２の点灯モードを選択することを特徴とする請求項２０に記載のＬＥＤ照明装置。
  22. 前記第１の点灯モードは、前記第１のＬＥＤ、第２のＬＥＤ及び第３のＬＥＤを点灯させ、
    前記第２の点灯モードは、前記第１のＬＥＤを消灯して前記第２のＬＥＤ及び前記第３のＬＥＤを点灯させる、ことを特徴とする請求項２０又は２１に記載のＬＥＤ照明装置。
  23. 人が居住する部屋の天井に取り付けられるシーリング照明装置であって、
    光を通す透明又は半透明の下面パネルと、
    前記下面パネルの内側において、配線基板又はプリント基板の上に面状に配置された照明用の可視光線帯光を発する第１のＬＥＤの素子群と、
    前記下面パネルの内側において、配線基板又はプリント基板の上に面状に配置された第２のＬＥＤ素子群と、
    前記下面パネルの中心部に配置され、部屋の空気を浄化するためのフィルタ手段及びファンから成る空気清浄モジュールと、
    前記下面パネルの内側において、前記空気清浄モジュールに捕捉された塵に含まれる菌を除菌する波長帯域光を発する第３のＬＥＤ素子群と、
    前記第１のＬＥＤ素子群、前記第２のＬＥＤ素子群、前記第３のＬＥＤ素子群及びこれらのＬＥＤ素子群の点灯駆動部を搭載する回路基板と、
    を有し、
    前記下面パネルの表面には、一又は複数の光触媒物質が全面的に塗布されており、前記第２のＬＥＤ素子群は、前記光触媒物質を活性化させる波長帯域光を発することを特徴とするＬＥＤ照明装置。
  24. 前記第１のＬＥＤは、概ね白色光の可視光線を発光し、
    前記第２のＬＥＤは、前記光触媒物質に対して触媒作用を励起する可視光帯域のブルー帯域光である概ね概ね４０５ナノメートルのピーク波長光又は２５４乃至２８０ナノメートルの波長光、若しくは３８８ナノメートルのピーク波長光を発光する、ことを特徴とする請求項２３に記載のＬＥＤ照明装置。
  25. 前記第１のＬＥＤ、前記第２のＬＥＤ及び前記第３のＬＥＤは、前記回路基板上に規則的に配列され、
    少なくとも前記第１のＬＥＤの表面側又は前記基板との間には、その発光色が概ね白色帯域になるようにフィルターシートが設けられている、ことを特徴とする請求項２４に記載のＬＥＤ照明装置。
  26. 前記空気清浄モジュールは、下面パネル側に配置されるモジュールカバーを有し、
    前記フィルタ手段は、前記モジュールカバーの内側に配置されて空気中の塵を捕捉する一又は複数のフィルタにより構成され、
    前記ファン手段は、空気を前記下面パネルの表面に接触させて前記フィルタを通過させるように空気を吸引方向又は吹出方向に移動させることを特徴とする請求項２３乃至２５の何れかの項に記載のＬＥＤ照明装置。
  27. 所定領域に存在する人の動きを検知する人感センサを備え、
    前記点灯駆動部は、前記人感センサによって人が検知された場合、第１の点灯モードを選択し、それ以外の場合、第２の点灯モードを選択することを特徴とする請求項２６に記載のＬＥＤ照明装置。
  28. 前記点灯駆動部は、タイマーを有し、タイマーによって計時された時刻が所定の時間帯内の場合、前記第１の点灯モードを選択し、それ以外の場合、前記第２の点灯モードを選択することを特徴とする請求項２７に記載のＬＥＤ照明装置。
  29. 前記第１の点灯モードは、前記第１のＬＥＤ素子群及び第２のＬＥＤ素子群を点灯させ、
    前記第２の点灯モードは、前記第３のＬＥＤ素子群を点灯させる、
    ことを特徴とする請求項２８に記載のＬＥＤ照明装置。

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