JP2023527480A - アンビエント照明のための白色光ｌｅｄ電球及び病原体の不活性化 - Google Patents

Abstract

白色光を放射して周囲に照明を提供し、病原体を不活性化するための紫外線も放射する、消耗品および交換可能な電球。白色光と紫外線は同時に放射されることもあれば、白色光と紫外線を別々の時間に放射するように電球を制御することも可能である。電球が発する紫外線は、人間やペットに安全な波長と出力を有し、紫外線は比較的長時間の照射で病原体を不活性化させる。本明細書に記載の電球は、例えば、家庭、オフィスビル等の人間が居住する空間の室内で、従来の電球に代えて使用することができる。電球が点灯している間、人間は紫外線によって害を受けることなく、その空間に留まることができる。【選択図】図１

Description

本技術開示は、室内の環境照明と、紫外線（UV）を用いた室内の細菌やウイルスなどの病原体の不活性化、の両方に使用することができる電球に関する。

細菌およびウイルスなどの病原体を不活性化するために紫外線を使用することがよく知られている。病原体を不活性化するためにUV光に依存する多くの従来のシステムでは、UV光は、できるだけ早く病原体を不活性化するために強力なパルスで短い波長で作動される。しかし、これらのシステムのUV光は人間に有害であるため、これらのシステムの動作中に人間が存在することができないか、または存在する人間をUV光から保護するために特別な予防措置を実施する必要がある。

環境照明を提供するために白色光を放射し、また病原体の不活性化のためにUV光を放射することができる消耗品及び交換可能な電球の使用を伴う装置、システム及び方法が、本明細書に記載されている。白色光と紫外線は、同時に放出されてもよく、又は白色光及び紫外線を別々の時間に放出するように電球が制御されてもよい。本明細書に記載の電球は、発光装置又は電気ランプと呼ばれることもある。一実施形態では、電球が放射するUV光は、人間やペットにとって安全と考えられる波長及び出力パワーを有することができ、UV光は比較的長時間の曝露期間にわたって病原体を不活性化させる。例えば、電球は、IEC 62471国際光生物学的安全性規格に準拠した、人体に安全なUV-Aスペクトルハイブリッド電球である。本明細書に記載の電球は、例えば、家庭、オフィスビル、又はその他の人間が居住する空間の室内で、従来の電球の代わりに使用することができる。人間は、電球（複数可）が点灯し、UV光を放射しているとき、UV光によって害を受けることなく、その空間に留まることができる。別の実施形態では、電球は、人間又はペットに有害であると考えられるUV光を放出することができる。例えば、電球が動作している部屋に人間又はペットが存在しない場合に、UV光を放出することができる。

本明細書に記載の一実施形態では、電球は、電球がねじ式ソケットにねじ込むねじ式ベースを有する従来のLED電球及び白熱電球に類似する形状要素を有することができる。これにより、本明細書に記載される電球は、部屋の中で従来のLED及び白熱電球の代わりに使用されることができる。しかしながら、いくつかの実施形態において、電球は、ねじ山基部を含む必要はなく、電球の取り付け及び電気接続の他の形態を使用することができる。

いくつかの実施形態では、電球は、携帯電話又はタブレットコンピュータなどのモバイルデバイス、又は病原体センサを含むがこれらに限定されない1つ又は複数の外部デバイスと無線通信するように構成されたスマート電球として構成されてもよい。いくつかの実施形態では、複数の該電球が提供されてもよく、該電球は、互いに直接的又は間接的に通信してもよい。

本明細書に記載される電球の例示的な実施態様では、人間が占有する空間の部屋における1つ以上の従来のねじ込み式電球が、本明細書に記載される電球によって置き換えられる。人間が占有する空間は、家屋の1つ又は複数の部屋、オフィスビルの1つ又は複数の部屋等とすることができるが、これらに限定されるものではない。電球は、例えば壁スイッチを介して従来の方法で作動させ、空間内に照明を提供することができる。照明のための白色光を提供すると同時に、電球は、UV光を放出してもよい。いくつかの実施形態では、電球は、特定時間白色光のみを放出するように制御されてもよく、又は特定時間UV光のみを放出するように制御されてもよい。

一実施形態では、電球（複数可）によって放射されるUV光は、人間又はペットに有害とは考えられない波長及び出力パワーを有し、複数分で測定される比較的長い時間にわたってUV光に曝露される空間内の病原体を不活性化するために十分なものである。例えば、電球（複数可）が放射する紫外線が病原体を不活性化するために必要な曝露時間期間は、最低約10分、または最低約20分、または最低約30分等とすることができる。さらに、電球によって放射されるUV光は、少なくとも1メートルの距離で少なくとも2時間、人間が継続的に暴露しても安全であり、UV光は、電球から少なくとも1メートルの距離に位置し、少なくとも2時間UV光に継続的に暴露される病原体を不活性化する波長及びパワーを有する。別の実施形態では、電球によって放射されるUV光は、少なくとも1メートルの距離で少なくとも8時間、又は少なくとも24時間、人間が継続的に暴露しても安全である。

本明細書に記載の一実施形態では、電球は、ハウジングと、電球をねじ式ソケットにねじ込むためにハウジングに取り付けられたねじ式ベースとを含み得、ハウジング及びねじ式ベースは、内部空間を画定する。複数の白色発光ダイオード（LED）は、内部空間にあり、白色光を放出する。さらに、複数の青色LEDが内部空間にあり、紫外線（UV）を放射する。可視波長フィルタは、青色LEDによって放射される紫外線の可視波長をフィルタリングするために、青色LEDに相対して配置される。

本明細書に記載される別の実施形態では、電球は、ハウジングと、電球をねじ式ソケットにねじ込むためにハウジングに取り付けられたねじ式ベースとを含み得、ハウジング及びねじ式ベースは、内部空間を画定している。複数の白色LEDは、内部空間内にあり、白色光を放出する。さらに、複数の青色LEDが内部空間にあり、紫外線を放射する。電球は、放出された紫外線のエネルギーを可視光に変換する（本明細書では、紫外線を調整するともいう）ために、青色LEDのいずれか1つ以上が放出した紫外線が通過する蛍光体を備えていない。しかしながら、実施形態において、蛍光体は、UV光によって励起されて蛍光を発し、それによって青色発光ダイオードのいずれか1つ以上がUV光を放射していることを蛍光時に外部に示す外部UV光インジケータを形成するために、可視波長フィルタに含まれることができる。

本明細書に記載の別の実施形態では、本明細書に記載の電球は、白色LED及び青色LEDが、電球に組み込まれたモーションセンサ及び／又は距離センサからのデータに応じてオン又はオフするように制御される様々な動作モードを有するように制御することが可能である。

図1は、本明細書に記載される電球の一実施形態の概略的な描写である。

図2は、本明細書に記載される電球の一実施形態の透視図である。

図3は、図2と同様の透視図であるが、ディフューザ及び可視波長フィルタが取り外されている図である。

図4は、図2の電球の中心を通る断面透視図である。

図5は、図2の電球の主要構成要素の分解透視図である。

図6は、本明細書に記載される電球の別の実施形態の分解透視図である。

図7は、図6における電球の端面図である。

図8は、図7の線8-8に沿ってとられた断面側面図である。

図9は、図6～8の電球の側面図である。

図10は、本明細書に記載される電球の別の実施形態を示す図である。

図11は、図10の電球で使用することができるLEDのアレイの上面図である。

図12は、図11に描かれた電球を制御する例を示す図である。

図13は、白色蛍光体の一例のスペクトルカーブを示す図である。

図14は、窒化物系緑色蛍光体の一例のスペクトルカーブを示す図である。

図15は、窒化物系赤色蛍光体の一例の分光曲線を示す図である。

図16は、本明細書に記載される複数の電球を含む、本明細書に記載されるシステムの概略図である。

図17は、一実施形態によるスマート照明システムを示す図である。

図18は、空間を消毒するために空間に光を提供する方法を示す図である。

図19は、実施形態によるスマート電球を制御する方法のフローチャートを示す。

図20は、実施形態による空間内の病原体を検出し、スマート電球を制御する方法のフローチャートである。

図21は、スイッチによって制御され、主電源によって給電される、本明細書に記載の電球の概略図である。

以下は、アンビエント照明を提供するために白色光を放出することができ、病原体の不活性化のためにUV光も放出することができる電球について説明するものである。実施形態において、白色光及びUV光は、同時に放出され得る。別の実施形態では、白色光は、UV光が放射されていない間に放射され得る。別の実施形態では、UV光は放射され、白色光は放射されない。

電球によって放射されるUV光は、電球の通常の使用中、人間及びペットにとって安全であり、UV光は、比較的長時間の曝露期間にわたって病原体を不活性化するのに十分な波長及び出力パワーを有する。電球は、例えば、家庭やオフィスビルなどの人間が居住する空間の一室で、従来の電球の代わりに使用することができる。人間及びペットは、電球（複数可）が点灯し、UV光を放射しているとき、UV光によって害を受けることなく、その空間に留まることができる。一実施形態では、電球は、IEC 62471国際光生物学的安全性規格に準拠した、人間に安全なUV-Aスペクトルハイブリッド電球である。

電球は、電球がねじ式ソケットにねじ込むねじ式ベースを有する従来のLED及び白熱電球に類似する形状要素を有することができる。これは、本明細書に記載される電球が、部屋の中で従来のLED電球及び白熱電球の代わりに使用されることを可能にする。しかしながら、いくつかの実施形態において、電球がねじ込み式ベースを含む必要はなく、他の形態の電球の取り付け及び電気接続を使用することができる。

紫外線によって不活性化され得る病原体は、細菌及びウイルスを含む。細菌としては、Coccus、Bacillus、Spirillum、Rickettsia、およびMycoplasmaを挙げることができる。Coccusの例としては、Staph aureus；S. epidermidis；S. saphrophyticus；S. haemolyticus；S. hominis；S. capitis；S. schleiferi；S. warneri；S. lugdenenis；Strep pyrogenes（gr.A）；S. agalactiae（gr.B）；E. faecalis；E.,faecium；E.,faecium；faecium；S.pneumonia；S.mutans；S.salivarus；S.sanguis；S.mitis；S.angiosus；A. adiacens；S. milleri；S. bovis；N. gonorrhea；N. meningitides； Moraxella catarrhalisが挙げられるが、これらに限定されない。Bacillusの例としては、C. diptheriae; C. jeikenium; C. urealyticum; Lactobacillus sp.; Bacillus anthracis; B. cereus; Listeria monocytogenes; Erisipelothrix rhusiopathiae; Arcanobacterium bemolyticum; Escherichia cob; Klebsiella pneumonia; Proteus spp.; Morganella; Providencia; C. freundii; C. koseri; Enterobacter cloacae; E. aerogenes; S. marcecescens; Vibrio cholera; V. parahaemolyticus; V. vulificans; Aeromonas hydrophila; Plesiomonas shigelloides; Stenotrophomonas maltophiliaが挙げられるが、これらに限定されない。Spirillum bacteriaの例としては、Treponema pallidum; Treponema carateum; Treponema denticola; Borrelia burgdorferi; Borrelia afzelii; Borrelia hermsii; Borrelia duttoni; Borrelia parkeri; Borrelia recurrentis; Leptospira interrogans; Spirillum minus; Chlamydophila psittaci; Chlamydophila pneumonia; Chlamydia trachomatis; Bacteroides fragilis; Bacteroides forsythus; Capnocytophaga canimorsus; Porphyromonas gingivalis; Prevotella intermedia; Fusobacterium necrophorum; Fusobacterium nucleatum; Fusobacterium polymorphum; Streptobacillus moniliformisが挙げられるが、これらに限定されない。Rickettsia bacteriaの例としては、Rickettsia; Rickettsia akari; Rickettsia conorii; Rickettsia sibirica; Rickettsia australis; Rickettsia felis; Rickettsia japonica; Rickettsia africae; Rickettsia hoogstraalii; Rickettsia prowazekii; Rickettsia typhiが挙げられるが、これらに限定されない。Mycoplasma bacteriaの例としては、 M. tuberculosis; M. buccale; M. faucium; M. fermentans; M. gallisepticum; M. genitalium; M. haemofelis; M. hominis; M. hyopneumoniae; M. hyorhinis; M. incognitus; M. lipophilum; M. ovipneumoniae; M. penetrans; M. pirum; M. pneumonia; M. salivariumが挙げられるが、これらに限定されない。

ウイルスは、インフルエンザ、風邪、COVID-19を含むコロナウイルス、重症急性呼吸器症候群（SARS）などの呼吸器系；ノロウイルスおよびロタウイルスなどの消化器系；麻疹、風疹、帯状疱疹、天然痘などの発疹系（ただし、これらに限定されるものでない。）、A型肝炎、B型肝炎、C型肝炎などの肝性；いぼ、ヘルペスなどの皮膚性；エボラ、デング熱、黄熱病などの出血性；ポリオ、ウイルス性髄膜炎、ウイルス性脳炎などの神経性（ただし、これらに限定されるものでない。）である。

図1を参照すると、電球10の一例の概略的な描写が示されている。一般に、電球10は、内部空間14を有するハウジング12と、電球10を取り付けるためのねじ山ベース（図2～5に図示）のような手段と、白色光を放出するための内部空間14内の複数の白色発光ダイオード（LED）16と、紫外（UV）光を放出するための内部空間内の複数の青色LED18とを含んでいる。青色LEDによって放射されるUV光は、UVスペクトルにおける任意の波長を有することができる。一実施形態では、UV光は、約320nm～約365nmの間の公称波長を有することができる。この開示された範囲は、320nm及び365nmの端点、並びに各端点からの±5～10nm及び端点間の全ての波長を含むことを意図している。一実施形態では、青色LED18は、約365nmの公称波長を有するUV光を放射する。別の実施形態では、青色LEDs18は、約320nmの公称波長を有するUV光を放射する。

一実施形態では、電球10は、放出されたUV光のエネルギーを可視光に変換するために青色LEDs18によって放出されたUV光が通過する蛍光体を欠いている（すなわち、電球10は、放出されたUV光を調整するために青色LEDs18によって放出されたUV光が通過する蛍光体を欠くことができる）。別の実施形態では、電球10は、青色LEDs18によって放出されたUV光が蛍光体を励起して、放出されたUV光を望ましく調整するように、適切な蛍光体を含むことができる。以下でさらに説明する別の実施形態では、電球は、青色LEDs18が紫外線を放射していることを外部に示す紫外線インジケータを含むことができ、一実施形態では、インジケータは、紫外線によって励起されて蛍光を発し、それによって電球が紫外線を放射していることを外部に示す蛍光体を含むことができる。

図1に戻ると、ディフューザ20がLED16の前に配置されている。ディフューザ20は、LEDs16によって放射される白色光を拡散するために、ガラス又はプラスチックなどの任意の透明又は半透明の材料で作ることができる。ディフューザ20は、内部空間14の内部に配置することができ、又はディフューザ20は、ハウジング12の一部を形成するように配置することができる。

図1を引き続き参照すると、いくつかの実施形態では、可視波長フィルタ22が青色LEDs18に対して、例えば青色LEDs18の前に配置されて、青色LEDs18によって放射される紫外線の可視波長をフィルタアウトする。使用することができる適切なフィルタ22の例は、イリノイ州ヨークビルのJNS Glass & Coatingsから入手可能である。フィルタ22は、内部空間14の内部に配置することができ、またはフィルタ22は、ハウジング12の一部を形成するように配置することができる。

仕切り24は、白色LED16によって放出される白色光と、青色LED18によって放出される紫外光とを分離する。仕切り24は、電球10から放出される前に、放出された白色光と放出された紫外線が混ざり合うのを防ぐために、光学的に不透明である壁または他のセパレータであり得る。

また、電球10は、スマート電球として構成されてもよい。例えば、電球10は、電球10の様々な部分の動作を制御（すなわち、調整）するように構成された1つ又は複数のコントローラ30を備えることができる。例えば、コントローラ30は、LED16、18に電気的に接続されて、電球10と一体化された1つ以上のセンサ32から受信した制御信号に基づいて、LED16及び／又はLED18の動作を制御することが可能である。例えば、コントローラ30は、LED16、18の一部又は全部をオン又はオフにし、及び／又はLED16、18に印加される電力のレベルを制御することができる（この場合、コントローラ30は電力コントローラと見なすことができる）。センサ（複数可）32は、電球10からの人及び／又は動物及び／又は無生物構造の距離を感知する距離センサ、電球10が設置されている部屋における人及び／又は動物の動きを感知するモーションセンサ、例えば受動赤外線（PIR）センサ、部屋内の病原菌（例えば細菌又はウイルス）を感知する病原菌センサ、及び他の種類のセンサのうちの1つ又はそれ以上を含み得るが、これに限定されるものではない。

図1及び図16を参照すると、電球10はまた、1つ以上の外部装置34及び／又は電球10の他のものと通信していてもよい。そのような例では、電球10は、デバイス（複数可）34及び／又は電球10の他のもののような他のデバイスとの無線通信を可能にするために、通信トランシーバ36を含むことができる。通信は、電球10の動作を制御するために使用することができる、外部装置34および／または他の電球10のうちの1つ以上からの外部信号の受信を含むことができる。LED16の動作および／またはLED18の動作は、少なくとも1つの外部装置34から受信した1つまたは複数の信号、および／または他の電球10の1つから直接または間接的に受信した信号に基づき制御することができる。外部装置34は、携帯電話；タブレットコンピュータ；ラップトップコンピュータ；デジタルアシスタント；サーバ；UVカメラ；クラウド；及び病原体センサを含むことができるが、これらに限定されるものではない。

一実施形態において、電球10は、少なくとも70の演色評価数（CRI）を有する。例えば、白色LED16及び青色LED18が同時に動作しているとき、又は白色LED16が動作しており青色LED18が動作していないとき、CRIは少なくとも70とすることができる。別の実施形態では、電球10は、少なくとも80のCRIを有する。例えば、CRIは、白色LED16及び青色LED18が同時に動作しているとき、又は白色LED16が動作しており、青色LED18が動作していないときに、少なくとも80とすることができる。さらに別の実施形態では、電球10は、少なくとも90のCRIを有する。例えば、CRIは、白色LED16及び青色LED18が同時動作しているとき、又は白色LED16が動作しており、青色LED18が動作していないときに、少なくとも90であることが可能である。

図2～5は、電球10の実施例を示す図である。図2～5において、図1及び図16の要素と類似する要素は、同じ参照数字を用いて参照される。電球10は、電球10をねじ式ソケットにねじ込むために、ハウジング12の基部に取り付けられたねじ式ベース40を有するハウジング12を含む。ねじ山ベース40は、電球10を従来のねじ山付きソケットにねじ込むためのねじ山を有する従来のねじ山ベース構造であり得る。例えば、ねじ山ベース40は、E26、E27、El l、E12、E14、E17、E39又はE40とすることができる。いくつかの実施形態では、電球10はねじ山基部を含む必要はなく、他の形態の電球取り付け及び電気接続を使用することができる。

図3～5に示される例では、LED16は、LED18を囲む円形アレイに配置されているように図示されている。また、LED18は、LED16に囲まれた円形のアレイに配置されているように図示されている。しかしながら、LED16，18の他の配置も可能である。図4及び図5に最もよく見られるように、LED16、18は、回路基板などの支持基板42上に配置される。一実施形態では、青色LED18によって放出されるUV光を調整するために、それを通して電球10内に蛍光体が存在しない。

図4及び図5を参照すると、仕切り24は、白色光及び紫外線の各々が電球10を出るまで、LED16からの白色光がLED18からの紫外線と混合するのを防ぐためにLED16、18のアレイの間に配置されている。図4に最もよく見られるように、仕切り24は、回路基板42の上面からディフューザ20の内面まで延びて、白色光とUV光との完全な分離を提供する。

引き続き図4及び図5を参照すると、センサ32は、電球10の中心に近接して支持基板42上に配置されるように描かれている。しかしながら、センサ32の他の位置も可能である。センサ32は、センサ32がその感知機能（複数可）を実行することを可能にする任意の場所に配置することができる。

図4及び図5にも描かれているように、コントローラ30は、電球10の内部空間14内に配置することができる。コントローラ30は、コントローラ30がその制御機能（複数可）を実行することを可能にする電球10内又は上の任意の場所に配置することができる。描かれた例では、コントローラ30は、内部空間14内の電球10のネック内に配置されているように示されており、内部空間１４はネック内に延びている。

実施形態において、電球10によって放射されるUV光は、電球10の通常の使用中に人間及びペットにとって安全な波長及び出力パワーを有することができ、UV光は、例えば少なくとも約10分、少なくとも約20分、少なくとも約30分、少なくとも約1時間、少なくとも約8時間、又は少なくとも約24時間など比較的長時間の曝露時間にわたって病原菌を不活性化する。さらに、電球によって放射されるUV光は、電球10から少なくとも1メートルの距離で少なくとも2時間、人間又は動物が連続的に暴露しても安全な波長及びパワーレベルであってよく、UV光は、電球から少なくとも1メートルの位置にあり、少なくとも2時間UV光に連続的に暴露される病原体が不活性化する波長及びパワーを有している。別の実施形態では、電球によって放射されるUV光は、少なくとも1メートルの距離で少なくとも8時間、又は少なくとも24時間、人間が継続的に暴露しても安全である場合がある。

実施形態において、電球10は、コントローラ30がセンサ32からの1つ又は複数の信号に基づいてLED18に供給される電力レベルを調整するように制御され得る。例えば、センサ32が室内に人間又は動物を感知しない場合、LEDs18に供給される電力は、LEDs18からのUV光出力の電力レベルが、人間又は動物が室内に存在した場合に有害となり得る高いレベルまで増加されるようにしてもよい。実施形態では、センサ32が室内に人間または動物を感知しない場合、例えば、第1の公称波長を有する1組の青色LED18を非活性化し、より短時間で病原体を不活性化するのに有効であるが人間または動物が室内に存在した場合に有害となり得る第2の公称波長を有する第2の組の青色LED18を活性化することによって電球10からの紫外線出力波長を変更することも可能である。センサ32が部屋に入る人間または動物を検出した場合、LED18の電力レベルを調整することができ、および／または電球10によって放射される紫外線の出力波長を、人間および動物にとって安全なレベルに戻すように調整することができる。

さらに、電球10は、白色光とUV光の両方を同時に放射するように制御することができる。別の実施形態では、電球10は、例えば青色LED18を非活性化することによって、白色光だけを放出し、UV光は放出しないように制御することができる。別の実施形態では、電球10は、例えばLEDs16を非活性化することによって、UV光だけを放射し、白色光は放射しないように制御することができる。

図6～図9は、電球50の別の実施形態を示す。図6～9において、図1～5の要素と類似する要素は、同じ参照数字を用いて参照される。電球50は、電球50をねじ式ソケットにねじ込むためにハウジング12の端部に取り付けられたねじ式ベース40または他の手段を有するハウジング12を含む。ねじ山ベース40は、電球50を従来のねじ山付きソケットにねじ込むためのねじ山を有する従来のねじ山ベース構造であり得る。例えば、ねじ山ベース40は、E26、E27、El l、E12、E14、E17、E39又はE40とすることができる。いくつかの実施形態では、電球50はねじ山基部を含む必要はなく、他の形式の電球取り付け及び電気接続を使用することができる。

電球50は、白色光を放出するための内部空間14内の複数の白色発光ダイオード（LED）16と、紫外（UV）光を放出するための内部空間内の複数の青色LED18とを含む。青色LED18によって放射されるUV光は、UVスペクトル内の任意の波長を有することができる。一実施形態では、UV光は、約320nm～約365nmの間の公称波長を有し得る。この開示された範囲は、320nm及び365nmの端点、並びに各端点からの±5～10nm及び端点間の全ての波長を含むことを意図している。一実施形態では、青色LED18は、約365nmの公称波長を有するUV光を放射する。別の実施形態では、青色LEDs18は、約320nmの公称波長を有するUV光を放出する。一実施形態において、電球50は、少なくとも70の演色評価数（CRI）を有することができる。別の実施形態では、電球50は、少なくとも80のCRIを有することができる。さらに別の実施形態では、電球50は、少なくとも90のCRIを有することができる。電球50は、約3200kの色温度も有することができる。

図6に図示された例では、LED16は、LED18を取り囲むアレイ、例えば円形アレイに配置されているように図示されている。しかしながら、LED16，18の他の配置も可能である。図6に最もよく見られるように、LED16、18は、回路基板のような支持基板42上に配置される。

図6及び図8を参照すると、仕切り24を形成する仕切りアセンブリ52は、白色光及び紫外線の各々が電球50を出るまで、LED16からの白色光がLED18からの紫外線と混合するのを防ぐために電球50に配置される。図8に最もよく見られるように、仕切り24は、回路基板42の上面からフィルタ22の内面まで延びて、白色光とUV光との完全な分離を提供する。仕切りアセンブリ52は、電球50内の熱を伝達することができる材料から形成することができる。例えば、仕切りアセンブリ52は、アルミニウム又は銅などの金属、又は熱伝導性プラスチックから形成することができる。仕切りアセンブリ52は、使用時に回路基板42の上に載って係合するベース部分56によって仕切り24から間隔を置かれる周囲部分54を含む。ベース部分56は、LED16がベース部分56を通って延びることを可能にするためにLED16を受ける、その中に形成された複数の開口部58を含んでいる。

仕切りアセンブリ52は、仕切り24によって囲まれた中央開口部62をさらに含む。中央開口部62は、可視波長フィルタ22に面し、LED18を受け入れて、LED18によって放出されるUV光がフィルタ22に到達することを可能にする。

ディフューザ20は、LED16およびディフューザ対向面60の前に配置される。ディフューザ20は、LED16が発する白色光を拡散させるために、ガラスやプラスチックなどの任意の透明または半透明な材料で作ることができる。さらに、可視波長フィルタ22は、青色LED18によって放射される紫外線の可視波長をフィルタリングするために、青色LED18に対して、例えば青色LED18の前方に配置される。使用することができる適切なフィルタ22の例は、イリノイ州ヨークビルのJNS Glass & Coatingsから入手可能である。図示された例では、フィルタ22は、不透明である円形ディスクであり、例えば、LED18によって放射されるUV光の可視波長をフィルタリングするのに適したソリッドブラック色または他の色であり、一方でUV光の非可視波長を通過させることが可能である。一実施形態では、フィルタ22は、ディフューザ20と仕切り24の端部との間に挟まれて、仕切り24の端部に支持され得る。

電球50は、電球50が紫外線を放射していることを使用者に外的に示すために、電球50の外部に見えるUV光インジケータを含むことができる。UV光インジケータは、UV光が放射されていることをユーザに外部的に示すのに適した任意の方法で実施することができる。例えば、図7を参照すると、UV光インジケータ70は、フィルタ22に組み込まれているように描かれている。一実施例では、UV光インジケータ70は、フィルタ22に組み込まれる蛍光体によって形成され得る。インジケータ70の蛍光体がLED18によって放射されるUV光にさらされると、蛍光体はUV光によって励起されて、肉眼で見えるように蛍光を発し、それによって電球50がUV光を放射していることを外的に示すことができる。紫外線が放射されておらず、蛍光体が励起されていない場合、インジケータ70は、好ましくは、肉眼で視認されない。図7は、光インジケータ70の蛍光体が蛍光を発している状態を示している。蛍光体は、励起された蛍光体が電球50の外部から肉眼で見えることを可能にする任意の方法及び任意の位置で、フィルタ22に組み込むことができる。インジケータ70の蛍光体は、ロゴ、名前、文字（図7に描かれているように）、数字、リング、円、正方形、長方形、三角形、星、記号、および他の多くを含むがこれらに限定されない任意の形状またはデザインに配置することが可能である。別の実施形態では、インジケータ70は、LED18によって放出される少量の可視光がフィルタ22を通過することを可能にするように、例えばエッチングによって変更されるフィルタ22の部分とすることができる。例えば、図7に描かれたUV光インジケータ70は、フィルタ22を通過するLEDs18によって放出される可視光を示すことができる。別の実施形態では、UV光インジケータ70は、肉眼で見えるように電球50に取り付けられ、UV光が放出されているときに点灯するようにコントローラ30によって制御されるLED（LED16、18とは別）のようなインジケータライトであり得る。

一実施形態では、電球50は、LED18によって放出されたUV光を調整するためにLED18によって放出されたUV光が通過する、その目的がLED18によって放出されたUV光を調整しないインジケータ70に使用され得る任意の蛍光体とは別に、蛍光体を欠いている。別の実施形態では、電球50は、LEDs18によって放出されたUV光が蛍光体を励起して放出されたUV光を望ましく調整するように、電球50に配置された適切な蛍光体を含むことができる。

電球50はまた、スマート電球として構成されることもできる。例えば、図6を参照すると、電球50は、電球50の様々な部分の動作を制御（すなわち、調整）するように構成された1つ又は複数のコントローラ30を備えることができる。例えば、コントローラ30は、LED16、18に電気的に接続されて、電球50と一体化されたセンサセンブリ72上の1つ以上のセンサから受け取った制御信号に基づいて、LED16及び／又はLED18の動作を制御することが可能である。例えば、コントローラ30は、LED16、18の一部又は全部をオン又はオフにし、及び／又はLED16、18に印加される電力のレベルを制御することができる（この場合、コントローラ30は電力コントローラと見なすことができる）。コントローラ30は、電球50の内部空間内に配置することができる。しかしながら、コントローラ30は、コントローラ30がその制御機能（複数可）を実行することを可能にする、電球50内または電球50上の任意の場所に配置することができる。

センサセンブリ72は、電球10について上述したセンサのうちの1つなどの少なくとも1つのセンサを含むことができるが、これに限定されるものではない。一実施形態では、センサセンブリ72は、電球50からの人及び／又は動物及び／又は無生物構造の距離を感知する距離センサ74、電球50が設置されている部屋における人及び／又は動物の動きを感知する例えば受動赤外線（PIR）センサなどのモーションセンサ76、部屋内の病原菌（例えばバクテリア又はウイルス）を感知する病原菌センサ、及び他の種類のセンサを含むことができる。図6及び図8を参照すると、センサセンブリ72は、電球50の中心に近接して配置され得る。しかしながら、センサセンブリ72及びその上のセンサの他の位置も可能である。センサは、センサがその感知機能を実行することを可能にする任意の場所に配置することができる。この例では、センサセンブリ72は、フィルタ22の下に、フィルタ22に隣接して配置され、フィルタ22と仕切り24との間に挟まれたリングとして描かれており、リングは、センサを形成する円周方向に間隔を置いた感知素子を含んでいる。センサセンブリ72上のセンサの1つは、動きを感知するためのPIRセンサであってもよい。

図16を参照すると、図6～図9の電球50は、1つ以上の外部装置34および／または電球50の他のものと通信していてもよい。そのような例では、電球50は、図1のトランシーバ36と同様の通信トランシーバを含み、装置（複数可）34及び／又は電球50の他のものなどの他の装置との無線通信を可能にすることができる。通信は、電球50の動作を制御するために使用することができる、外部装置34および／または他の電球50の1つ以上からの外部信号の受信を含むことができる。LED16の動作および／またはLED18の動作は、少なくとも1つの外部装置34から受信した1つまたは複数の信号、および／または他の電球50の1つから直接または間接的に受信した信号に基づき制御することができる。外部装置34は、携帯電話；タブレットコンピュータ；ラップトップコンピュータ；デジタルアシスタント；サーバ；UVカメラ；クラウド；及び病原体センサを含むことができるが、これらに限定されるものではない。

実施形態において、電球50によって放射されるUV光は、電球50の通常の使用中に人間及びペットにとって安全である波長及び出力パワーを有することができ、UV光は、例えば少なくとも約10分、少なくとも約20分、少なくとも約30分、少なくとも約1時間、少なくとも約8時間、又は少なくとも約24時間など比較的長い曝露時間にわたって病原菌を不活性化する。さらに、電球50によって放射されるUV光は、少なくとも1メートルの距離で少なくとも2時間、人間又は動物が連続的に暴露しても安全なレベルであってよく、UV光は、電球50から少なくとも1メートルの距離に位置し、少なくとも2時間UV光に連続的に暴露される病原体が不活性化する波長及びパワーを有する。別の実施形態では、電球50によって放射されるUV光は、少なくとも1メートルの距離で少なくとも8時間、又は少なくとも24時間、人間が継続的に暴露しても安全である場合がある。

一実施形態では、電球50と一般的に類似した構造の電球が、ウイルス不活性化の有効性を決定するために試験された。試験された電球は、365nmの公称波長で、約0.5ワット/m²±0.05ワット/m²の照射レベルでUV光を放射した。この電球は、放出されたUV光への5時間の曝露で約94.7%、放出されたUV光への6時間の曝露で約99.2%、放出されたUV光への8時間の曝露で約99.9%COVID-19ウイルスを不活性化することが判明した。別の実施形態では、ウイルスの不活性化の効果を決定するために、別の電球が試験された。試験された電球は、365nmの公称波長で、約2.5ワット/m2±0.05ワット/m²の照射レベルでUV光を放射した。電球は、放出されたUV光への4時間の曝露で、COVID-19ウイルスを100％不活性化することが分かった。

実施形態において、電球50は、そのコントローラが、センサセンブリ72のセンサ（複数可）からの1つ以上の信号に基づいてLED18に供給される電力レベルを調整するように制御され得る。例えば、センサセンブリ72が室内に人間又は動物を感知しない場合、LEDs18に供給される電力は、LEDs18からのUV光出力の電力レベルが、人間又は動物が室内に存在した場合に有害となり得る高いレベルに増加されるように、増加され得る。いくつかの実施形態では、例えば、第1の公称波長を有するLED18の1組を非活性化し、より短時間で病原体を不活性化するのに有効であるが、人間又は動物が部屋に存在した場合に有害となり得る第2の公称波長を有するLED18の第2の組を活性化することによって、センサセンブリ72が部屋に人間又は動物を感知しない場合に、電球50からの紫外線出力の波長を変更してもよい。センサセンブリ72が部屋に入る人間または動物を検出した場合、LED18の電力レベルを調整することができ、および／または電球50によって放射される紫外線の出力波長を、人間および動物にとって安全なレベルに戻すように調整することができる。

さらに、電球50は、白色光とUV光の両方を同時に放射するように制御することができる。別の実施形態では、電球50は、例えばLED18を非活性化することによって、白色光だけを放出し、UV光は放出しないように制御することができる。別の実施形態では、電球50は、例えばLEDs16を非活性化することによって、UV光だけを放出し、白色光は放出しないように制御することができる。

一実施形態では、電球50は、距離センサ及びモーションセンサを含むことができる。コントローラ30は、電球50が複数の異なるモードで動作するようにコントローラ30によって自動的に制御され得るように、距離センサ、モーションセンサ、LEDs16、及びLEDs18に動作可能に接続される。例えば、電球50は、以下の動作モードのいずれか1つで自動的に動作し、自動的に切り替わるように制御することができる。

上記表1の閾値範囲は、LEDs18によって放射されるUV光の公称波長に基づいて変化し得る。一実施形態では、LEDs18が365nmの公称波長を有するUV光を放射すると仮定すると、上記表1の閾値範囲は、距離センサが人又は動物が電球50の1メートル以内にいると決定した場合にLEDs18が遮断するように制御される1メートル程度とすることができる。

上記表1において、LED16，18の二値的なオン／オフ制御の代わりに、電球50は、LED16，18を1つ以上のモードで調光する（すなわち、電力レベルを変更する）ように制御することもできる。別の実施形態では、1つの波長で紫外線を放射する青色LED18の1つのセットと、別の波長で紫外線を放射する青色LED18の1つ以上の追加のセットが存在し得、電球50は、青色LED18の異なるセット間で切り替え可能である。

図21を参照すると、モーションセンサ及び距離センサは、電球50がスイッチオンされ、主電源81を受信しているときはいつでも連続的に動作するように制御することができる。一実施形態では、電球50は、センサ（複数可）を動作させるのに十分な電荷を含む、電池又はコンデンサなどの電力貯蔵装置83と、コントローラ30がセンサ（複数可）からのフィードバックに基づいて電球50の動作モードを変更することを含むことができる。別の実施形態では、電球50の動作モードは、例えば図16の外部装置34を使用して、または壁スイッチなどのスイッチ84（図21に見られる）を使用して、スイッチ84の所定のオン／オフ切り替え率に基づき手動で変更することが可能である。例えば、スイッチ84のオン／オフを一定期間に連続して切り替えることで、電球50の動作モードに変化を生じさせることができる。例えば、5秒間に5回スイッチ84のオン／オフを切り替えることで、電球50の動作モードを変化させることができる。検出されたスイッチ率に基づいて電球の動作状態を制御する例は、米国特許9210779号に記載されており、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。

図6及び8～9を参照すると、電球50は、LED16、18及び電球50の他の電子機器によって発生する熱を放散するのを助けるための冷却機能も備えることができる。例えば、電球50は、熱を受動的に放散するのを助ける冷却インサート80を含むことができる。冷却インサート80は、アルミニウムを含むがこれに限定されない、熱を伝導するのに適した任意の材料（複数可）で作られる。インサート80は、内部空間14の実質的な量を満たす構造として構成される。冷却インサート80は、図8に最もよく見られるように、回路基板42と係合し、LED16、18によって発生した熱を引き離す表面82を一端部に含む。インサート80の反対側の端部は凹んでおり、インサート80に固定することができる回路基板85に取り付けられたコントローラ30に関連する電子機器を受け入れる。

図6及び8～9を引き続き参照すると、インサート80は、その中を通る多数の空気流通路86を更に含む。空気流通路86は、インサート80から熱を除去するインサート80を通る空気流を可能にする。図示の例では、空気流通路86は、表面82で周囲縁の周りに形成され、その後、インサート80を貫通してインサート80の側面の開口部まで延びている。複数の冷却空気開口部88、90は、インサート80を含む電球50を通る空気の流れを可能にするために、ハウジング12に形成されている。図示された例では、開口部88は、例えばハウジング12において、ねじ山ベース40に隣接して電球50に形成され、開口部90は、例えばハウジング12において、電球50のディフューザ端部に隣接して電球50に形成される。一実施形態において、開口部88は、冷却空気が電球50に入る冷却空気入口開口部とすることができ、開口部90は、冷却空気が電球50から出る冷却空気出口開口部とすることができる。別の実施形態では、開口部90は、冷却空気が電球50に入る冷却空気入口開口部であり得、開口部88は、冷却空気が電球50から出る冷却空気出口開口部であり得る。一実施形態では、電球50に入る、電球50を通る、及び電球50からの冷却空気の流れは、対流に起因し得る。別の実施形態では、電球50は、対流空気流を補足するため、または冷却空気が対流空気流方向であろうものと反対の方向に流れるようにするため、ファン92を含むことができる。ファン92は、開口部88、90の一方のセットから開口部88、90の他方のセットへ電球50の内部空間14を通る空気の流れを引き起こすのに適した電球50内の任意の場所に配置することができる。例えば、図6及び図8に最もよく見られるように、ファン92は、回路基板85に搭載することができる。ファン92は、ファン92の回転方向に応じて空気の流れの方向を変えることができるように、リバーシブルファンであってもよい。電球50は、ファン92の回転方向を制御するために使用される電球50の向きを検出する方向センサをその中に組み込むことができる。空気の流れを促進するために、回路基板85の周囲端は、空気が回路基板85を通過して流れることを可能にするために、ハウジング12の壁から間隔を空けることができる。加えて、回路基板85は、空気が回路基板85を越えて流れることを可能にするために、その中に孔又は他の空気通路を含むことができる。一実施形態では、開口部88の総面積と開口部90の総面積は1対1の比率になり得るが、開口部88の総面積は開口部90の総面積より大きくてもよく、又は開口部90の総面積は開口部88の総面積より大きくても良い。

電球50の特徴のいずれかを、電球において個別に使用することができる。さらに、図2～5の電球10の特徴のうちの任意の1つまたは複数を、図6～9の電球50の特徴のうちの任意の1つまたは複数に組み合わせて使用することができる。

ここで図10～図15を参照して、電球100の別の実施形態について説明する。電球100は、携帯電話やタブレットなどのモバイルデバイス、または病原体センサを含むがこれらに限定されない1つ以上の外部デバイスと無線通信するように構成されたスマート電球として構成されてもよい。電球100の特徴のいずれかは、電球において個別に使用することができる。加えて、電球100の特徴のうちの任意の1つ以上は、図2～5の電球10の任意の1つ以上の特徴と組み合わせて、及び／又は図6～9の電球50の任意の1つ以上の特徴と組み合わせて使用することができる。

実施形態において、図10～図15の電球は、青色LEDなどの少なくとも1つの発光ダイオード（LED）を含むことができ、蛍光体は、白色光を生成するために電球カバー及び／又は少なくとも1つのLEDに関連付けられる。いくつかの実施形態では、電球は、複数のLEDを含むことができ、それらの各々は、異なる蛍光体でコーティングされることができる。他の実施形態では、電球は、UV光を生成する青色LEDなどの少なくとも1つのLEDを含むことができ、白色光は、蛍光体を有する又は有しない1つ又は複数の追加の非UV LEDから生成される。さらに別の実施形態では、白色光は、1つ以上の青色LEDによって放射されるUV光の一部が、約550nmから約650nmの間の波長の光を放射する黄色光を放射する1つ以上のLEDなどの1つ以上の追加のLEDによって放射される光と結合して生成され得、それによって蛍光体が電球内で使用される必要はない。白色以外の色、及び明るさを含む所望の知覚色出力を達成するために、LED色の異なる組み合わせを使用することができる。一実施形態では、電球に電力が供給されると、異なるLEDが常に通電されるようにすることができる。別の実施形態では、異なるLEDは、異なる照明及びUV光放射を達成するために、個別に及び／又はそれらの異なる組み合わせで、電力が電球に供給されるときに制御可能に通電され得る。

電球100は、UV光及び所望の知覚される色光出力を生成する。明るさ及び所望の色出力は、青色LEDなどの少なくとも1つのLEDと蛍光体とを用いて生成することができ、色出力は白色光として知覚され得る。明るさと所望の色出力は、青色LEDなどの少なくとも1つのLEDと、1つ以上の追加のLEDとを使用して生成することができる。１つ以上の追加のLEDは、例えば、白色光を生成するために蛍光体でコーティングされてもよい。さらに別の実施形態では、白色光などの所望の色出力は、1つ以上の青色LEDによって放射される紫外線の一部が、約550nmから約650nmの間の波長の光を放射する黄色光を放射する1つ以上のLEDなどの1つ以上の追加のLEDによって放射される光と結合して生成することができ、それによって電球に蛍光体を使用する必要はない。白以外の色、及び明るさを含む所望の知覚色出力を達成するために、LED色の異なる組合せを使用することができる。

図10は、本明細書に記載されるように構成され機能する電球100の一例を示す図である。電球100は、グローブ、電球、又はディフューザとも呼ばれることがあるカバー102を含む。従来のねじ切り電球と同様にねじ切りソケット（図示せず）に電球100をねじ込むために、ねじ切りベース104がカバー102に取り付けられている。カバー102及びねじ山ベース104は、密閉空間106を規定し、少なくとも1つのLED108は、密閉空間106に配置される。この例では、LED108は、UV光を放出する青色LEDとすることができ、電球100は、そこに入射するUV光によって通電されると白色光を発生する蛍光体を含むことができる。電球100は、白色光を発するとともに、人体に安全で、紫外線に長時間さらされる病原体を不活性化するのに十分な波長と出力パワーを有する紫外線を発する。

カバー102は、ガラス及びプラスチックを含むがこれらに限定されない、従来の電球のカバーを形成するために使用されるのと同じ材料で作ることができる。カバー102は、透明又は半透明とすることができる。

ねじ山ベース104は、電球100を従来のねじ山付きソケットにねじ込むためのねじ山112を有する従来のねじ山ベース構造であることができる。例えば、ねじ山ベース14は、E26、E27、El l、E12、E14、E17、E39又はE40とすることができる。いくつかの実施形態では、電球100はねじ山基部を含む必要はなく、他の形態の電球取り付け及び電気接続を使用することができる。

図10の実施形態は、LED108の5つを図示しており、その各々は、作動時にUV光を放出するように構成された青色LEDであり得る。しかしながら、より少ない又はより多い数の青色LED108を使用することができる。LED108は、同じ波長を放射するように意図することができる、又は、各LED108は、異なる波長のUV光を放出することを意図することができる。一実施形態では、LED108の各1つは、人間及びペットが紫外線に曝露しても安全な波長及び出力パワーを有する紫外線を放射する。一実施形態において、LED108の各1つは、約320nm以上、約420nm以下の波長を有するUV光を放射する。別の実施形態では、LED108の各1つは、約320nm～約395nmの範囲内である波長を有するUV光を放射する。さらに別の実施形態では、LED108の少なくとも1つは、約365nmに等しいか又は約395nmに等しい波長を有するUV光を放出する。一実施形態では、LED108の最大出力電力は、電球100から1メートルで約50ワット～約180ワットの間であることができる。別の実施形態では、LED108の最大出力電力は、電球100から約5フィートの位置で少なくとも約50ワットとすることができる。

図11は、図10の電球100で使用することができるLEDのアレイ120の上面図を示している。アレイ120は、UV光成分を放出する複数のLED108と、1つ以上の追加の、非UV LED122とを含む。非UV LEDs 122は、電球によって放射される白色光を生成するように構成され得る。アレイ120において、LEDs108によって放射されるUV光は、蛍光体に通電しない。一実施形態では、LEDs122は、電球の白色光成分を出力するように構成されたLEDと適切な蛍光体とを含む白色光LEDと呼ぶことができる。図示された例では、LED122は、LED108を囲む円形配列で配列され得る。別の実施形態では、電球100に蛍光体は使用されない。その代わりに、1つ以上の非UV LED 122は、約550nm～約650nmの間の波長範囲の光を放射する1つ以上の黄色LEDとすることができ、これは、LED（複数可）108によって放射されるUV光の一部と結合して白色光を発生させる。他の実施形態では、非UV LEDs 122は、赤及び／又は緑など、黄色以外の又は黄色に加えて色を放出することができ、非UV LEDs 122は、電球100の知覚色出力を制御するために互いに別々に制御されることができる。

紫外線による病原体の不活性化及び人間への危険性は、両方とも波長、強度、及び暴露時間に依存する。強度はまた、LED（複数可）108のようなUV光の光源からの距離によって変化する。電球100に使用されるLED（複数可）108の強度は、その公称波長に基づいて選択することができる。公称波長による強度の選択は、人間の連続的な曝露に対する安全性に基づく上限を含む境界を有する範囲とすることができる。一実施形態では、範囲は、LEDが、電球100からそれらの表面までの典型的な又は近似的な距離において表面に提供するであろう強度に基づくことができる。実施形態において、LED108の強度の範囲は、電球100から1メートルの距離である表面におけるLED108からの光の強度に基づくものである。実施形態において、上限境界は、国際非電離放射線防護委員会（ICNIRP）が提供するガイドラインによる紫外線への最大許容露出に基づくものである。ICNIRPガイドラインは、紫外線の曝露が8時間にわたって30J／m²を超えないようにすることを示唆している。実施形態において、LED108の強度の下限は、上限値の約1／4の値である。実施形態において、LEDs108の強度の下限は、例えば10分、1時間、4時間、又は8時間、又は24時間など、電球100の使用に関する典型的又は近似的な持続時間にわたって1つ又は複数の選択された病原体を所望のレベルまで不活化するために有効であるために必要なその波長の光量に基づいていることが可能である。

実施形態において、LEDs108の強度に対する範囲の上限は、LEDs108によって提供される波長又は波長の範囲に対する有効照射値に基づいていることができる。有効放射照度値は、LEDs108によって提供される光の公称波長に基づいてスケーリングされ得る。次いで、上限は、8時間の連続暴露の過程で30J／m2未満の最大有効放射照度を提供する強度に基づくことができる。上限境界以下の強度を有するLED108などのLEDは、安全な人体曝露のための閾値を超えることができず、したがって、連続的な曝露に対して安全である。実施形態において、電球100が使用される周囲環境に対してLED108によって放射されるUV光の強度は、以下に提供するように、LED108の所定の公称波長に対するワット数の範囲、約270nmの波長から約400nmの波長の範囲内にあることが可能である。

上述したように、図10の電球100は、LED108によって放出されるUV光によって通電され、白色光を生成する蛍光体を含むことができる。蛍光体は、LED（複数可）108によって放出されたUV光が蛍光体に衝突し、蛍光体の電子を励起して照明のための白色光を生成するように電球100内に配置される。LED（複数可）108からのUV光が蛍光体に衝突し、蛍光体の電子を励起して白色光を生成する限り、蛍光体は電球100内のどこに配置されてもよい。例えば、図10に示される実施形態では、LED（複数可）108は、蛍光体124に埋め込まれ、蛍光体124によって囲まれることができる。代替の実施形態では、LED（複数可）18によって放出される紫外線が蛍光体層126に衝突するように、蛍光体126の層が電球10内に配置され得る。他の実施形態では、蛍光体は、カバー102の内面上の層又はコーティングとすることができ、又は蛍光体は、カバー102を形成する材料に配合されることができる。

蛍光体は、本明細書に記載される電球の特徴をもたらす任意の蛍光体又は蛍光体の組合せとすることができる。蛍光体は、白色蛍光体（図13）、緑色蛍光体（図14）、赤色蛍光体（図15）及びそれらの組合せとすることができる。

LED108が約395nmの公称波長でUV光を放出する青色LEDである例では、蛍光体は、電球100からの全出力光が、約395nmのUV光約70％と、蛍光体に通電することによって生じる白色光約30％となり得るように構成することが可能である。しかしながら、異なる波長を放射するLED、及び蛍光体の異なるタイプ、組成、及び混合物を使用して、電球100からの紫外線と白色光の出力の異なる比率を達成することができる。

図12は、図10と共通する多数の特徴を含むことができる電球の一例を概略的に示している。図12において、図10における特徴と類似又は同一の特徴は、同じ参照数字を用いて参照される。この例では、電球は、複数の別々に制御可能なLED108a、108b、...108nを含む。

LEDs 108a、108b、... 108nは、異なる波長の紫外線を放射する異なるLEDであり得る。例えば、LED108a、108b、...108nは、それぞれ青色LEDとすることができ、1つの青色LEDは第1の波長を有する青色の紫外線を放射し、別の青色LEDは第2の波長を有する青色の紫外線を放射する、などとすることができる。別の実施形態では、LED108a、108b、... 108nは、例えば、同じ波長の青紫外線を放射する青色LEDと同一であり得るが、異なる白色光出力を達成するために異なる蛍光体でコーティングされている。さらに別の実施形態では、LED108a、108b、... 108nは、異なる波長出力を有し、異なる蛍光体コーティングを有し得る。

LED108a、108b、... 108nのうちのどれを作動させるかを選択的に制御することによって、電球の白色光照明および紫外線出力、ひいては病原体の不活性化能力を制御することができる。LED108a、108b、...108nは、個別にまたは同時に作動させることができる。例えば、LED108aは、第1の暴露時間期間にわたる病原体の不活性化のために構成することができ、LED108bは、第1の暴露時間期間よりも大きく又は小さくできる第2の暴露時間期間にわたる病原体の不活性化のために構成することができる、などである。別の実施形態では、LED108aは、第1のタイプの病原体を不活性化するのに適した波長を放射するように構成され得、一方、LED108bは、第2のタイプの病原体を不活性化するのに適した波長を放射するように構成され得る。

図12の電球の制御は、電球の内部のコントローラ142を介して、または外部のコントローラ144を介して行われ得る。コントローラ142は、LED108a、108b、... 108nの各1つに接続されている。電球の内部の制御方式の場合、電球は、メモリ148に格納された1つ以上のコンピュータ制御命令又はプログラムを実行するためのデータプロセッサ146を含むことができる。電球は、例えば外部センサ、電球に組み込まれたセンサ、各LED108a、108b、... 108nが作動する時間の長さからの、電球の動作に係るデータを記憶するためのデータ記憶装置150も含むことができる。電球はまた、例えば、LED108a、108b、... 108nのうちの2つ以上が一定期間活性化されるように制御される制御方式の一部として使用することができるタイマー152を含むことができる。外部通信のために、電球は、例えば外部コントローラ144から外部通信を受信するか、又は通信を外部に送信し、例えばLEDの使用率及びその推定残存寿命に関連する健康レポートを送信することができるトランシーバ154を含むこともできる。実施形態において、コントローラ142は、電球が属する照明器具を制御する壁スイッチに基づいて、紫外線出力及び／又は知覚色出力を含む電球の光出力を制御するように構成することができる。制御は、壁スイッチが素早くオン及びオフに切り替えられる回数に基づいて実現することができる。例えば、壁スイッチを3回連続してオン・オフすると、電球から第1の紫外線出力及び／又は第1の色出力が得られ、一方、壁スイッチを4回連続してオン・オフすると、電球から第2の紫外線出力及び／又は第2の色出力が得られる。

本明細書の図10～12の電球は、照明用の白色光と、人間及びペットにとって安全で、比較的長期間紫外線にさらされる病原体を不活性化するのに十分な波長及び出力パワーを有する紫外線の両方を放射する。例えば、電球は、約320nm公称値以上、約420nm公称値以下の波長で紫外線を放射することができる。別の実施形態では、電球は、約320nm～約公称405nmの範囲内である波長を有するUV光を放射する。さらに別の実施形態では、電球は、公称395nmに等しい波長を有するUV光を放射する。電球は、例えば、約300ルーメン～約4000ルーメンの間の範囲の白色光出力も有することができる。電球は、例えば、約2500K～約6500Kの間の範囲の色温度も有することができる。

図10～図12の電球を用いて病原体を不活性化するための曝露時間期間は、複数分で測定される。例えば、曝露時間期間は、24時間毎に、最低約10分、又は最低約20分、又は最低約30分、又は最低約45分、又は最低約60分、又は最低約2時間、又は最低約4時間、又は最低約8時間、又は最低約24時間、等とすることができる。

図17は、一実施形態によるスマート照明システム160を示す。スマート照明システム160は、スマート電球162及び遠隔装置164を含む。実施形態において、スマート照明システム160は、サーバ166を更に含む。スマート電球162は、ねじ山形状ベース168、無線通信アンテナ170、コントローラ172、第1の発光ダイオード（LED）174a、ディフューザ176、及び蛍光体178を含む。スマート電球162は、任意選択的に、追加のLED174b～nをさらに含むことができる。電球162の任意の1つ以上の特徴は、図2～5の電球100の任意の1つ以上の特徴、及び／又は図6～9の電球10の任意の1つ以上の特徴と組み合わせて、及び／又は図6～9の電球50の任意の1つ以上の特徴と組み合わせて使用することが可能である。

ねじ山形状基部168は、スマート電球162の端部にある。ねじ山ベース168は、電力をねじ山ベース168で受け取り、コントローラ172に提供することを可能にする電気接続を含み、コントローラ172は、その電力を第1のLED174a及び、任意選択で第2のLED174bなどの追加のLEDに割り当てることができる。ねじ山ベース168は、標準的な燭台、中間、中、またはモーグル器具のいずれかなど、照明器具に設けられた任意の適切なねじ山接続部に適合するようにサイズおよび形状を決定することができる。そのような規格の例には、燭台用のEl l及びE12、中間サイズの器具用のE14及びE17、中型の器具用のE26及びE27、並びにモーグル器具用のE39又はE40が含まれる。実施形態では、ねじ山ベース168は、E26および／またはE27サイズの器具に適合するようにサイズおよび形状が決められている。

無線通信アンテナ170は、制御信号を受信し、及び／又は信号を送信するように構成された無線通信アンテナである。無線通信アンテナ170は、Bluetooth、ZigBee、Wi Fi、任意の802.11プロトコル、近距離無線通信、又は任意の他の適切な無線通信規格若しくは方法を含むがこれらに限定されない、制御信号を提供するための任意の適切な無線通信プロトコルと共に用いるのに適したアンテナであり得る。

コントローラ172は、無線通信アンテナ170によって受信された制御信号を処理し、制御信号に従って少なくとも第1のLED174aを含むスマートライト電球162のLEDを動作させるように構成されたコントローラである。制御装置172は、制御信号を処理して、制御信号によって指示される動作を決定する。制御信号によって指示される操作の非限定的な例としては、光をオン又はオフにすること、スマート電球162によって供給される光の強度又は色などの一つ以上のパラメータを変化させること、所定の時間に光をオン又はオフにすること、又は所定の時間だけ光を作動させること、が挙げられる。コントローラは、制御信号によって指示された光の動作を実行するために、ねじ山ベース168における電気接続からLEDへの電力の流れを制御するように構成される。第1のLED174aに加えて第2のLED174bのような複数のLEDを含む実施形態では、電力の流れの制御は、例えばスマート電球162によって提供される光における特定の波長の強度を調整するために、異なるLEDのそれぞれへの相対量の電力の割り当てを含むことができる。

第1LED174aは、発光ダイオードである。第1LED174aは、第1LED174aが蛍光体178と組み合わされるとき、スマート電球162が可視光とまた紫外線の両方を空間に提供できるように光を提供するために選択されたLEDであり得る。第1LED174aは、例えば、近紫外LEDとすることができる。第1LED174aは、360nm以上405nm以下の波長を有する光を提供することができる。実施形態において、第1LED174aは、380nmと405nmとの間の波長を有する光を提供する。実施形態において、第1LED174aは、395nmと405nmとの間の波長を有する光を提供する。第1のLED174aは、コントローラ172が第1のLED174aへの電力の供給を制御できるように、コントローラ172及び／又はねじ山ベース168からの電気供給に接続される。

任意で、追加のLED174b～nを第1のLED174aの先に含めることができる。実施形態において、追加のLED174b-nはそれぞれ、第1のLED174a及び他の任意の追加のLED174b-nとは異なる波長を有する光を提供することができる。実施形態において、スマート電球162は、少なくとも1つのUV LED、赤色LED、及び緑色LEDを含むことができる。追加のLEDの各々は、コントローラ172がその追加のLED174b～nへの電力の供給を制御できるように、コントローラ172及び／又はねじ山ベース168からの電気供給に接続することができる。実施形態において、追加のLEDの1つは、第1のLED174aによって提供される波長とは異なる波長でUV光を提供することができる。実施形態において、追加のLED174b-nによって提供されるUV光の波長は、1つまたは複数の病原体に蛍光を示させる能力のために選択される波長である。実施形態において、追加のLED174b-nによって提供されるUV光の波長は、240nmから350nmの範囲である。実施形態において、スマート電球162は、第1のLED174aに加えて3つの追加のLED174b-nを含み、追加のLED174b-nは、それぞれ約240nm、450nm、及び650nmの波長を有する光を提供する。一実施形態において、スマート電球162に含まれる追加のLED174b-nは、可視白色光を生成する。実施形態において、少なくとも1つの追加のLED174bは、第1のLED174aによるUV光出力と組み合わせると、白色可視光として知覚される光をもたらす黄色光を生成することができる。

ディフューザ176は、スマートライト電球162のLEDによって出力される光を散乱させる。ディフューザ176は、スマート電球162のLEDの全てを取り囲むことができる。ディフューザ176は、ガラス、アクリル又はポリスチレンなどのプラスチックなど、光を散乱させるための任意の適切な材料で作ることができる。ディフューザ176は、光を散乱させるための材料でコーティングされ得るか、又は材料を含み得る。ディフューザ176は、光を散乱させるように構成された表面、例えばフロスティング又は粗さを有することができる。

任意で、蛍光体178は、スマート電球162に含まれることができる。蛍光体178は、1つの波長の光によって励起され、別の波長の光を放出する蛍光体である。実施形態において、蛍光体178は、第1のLED174aによって提供される近紫外線のような紫外線によって励起される蛍光体である。実施形態において、蛍光体178は、UV光によって励起されたときに白色光を放出する。蛍光体によって放射される光は、照明を提供する際に使用するための任意の適切な色又は色温度を有することができる。実施形態において、蛍光体178は、第1のLED174aによって生成されたUV光の約30％以下を吸収する。実施形態において、蛍光体178は、2000Kと6000Kとの間である色温度を有する光を提供し、実施形態において、蛍光体178は、3000Kと6000Kとの間の色温度を有する光を提供する。 実施形態において、蛍光体178は、ディフューザ176の表面にコーティングとして塗布される。実施形態において、蛍光体178は、スマート電球162のLEDに面する拡散体176の内面へのコーティングとして塗布される。実施形態において、蛍光体178は、例えば、蛍光体178の粒子が拡散体176を形成するために用いられる材料中に分散されている状態で、拡散体176に組み込まれる。別の実施形態では、蛍光体178は、スマート電球162に含まれる第1のLED174a、第2のLED174b及び／又は他のLED174c～nのいずれかに対するコーティングとして提供され得る。別の実施形態では、蛍光体178は、LED174a～nのうちの1つ以上とディフューザ176との間に配置された材料に含まれることができる。

任意で、UVカメラ180をスマート電球162に含めることができる。UVカメラ180は、電球162が配置されている空間の少なくとも一部の画像を捕捉することができる。UVカメラ180によって捕捉された画像は、リモートデバイス164又はサーバ166などの別のデバイスに送信されて処理され、例えば、適切なUV光への曝露後にそれらの病原体の蛍光を検出することによって、空間内の病原体の量を推定するために処理することができる。UVカメラ180によって捕捉された画像（複数可）は、無線通信アンテナ170を使用して遠隔装置164又はサーバ166に送信することができる。実施形態において、UVカメラ180は、ねじ山形状ベース168でスマート電球162によって受信される電力によって給電される。

実施形態において、スマート照明システム160は、スマート電球162の複数のものを含むことができる。これらの複数のスマート電球162の各々は、制御信号をスマート照明システム160内に含まれる特定のスマート電球162又はそのグループに特定することができるように、個別にアドレス指定可能及び／又はグループに割り当てることができる。

遠隔装置164は、スマート電球162とは別の装置であり、スマート電球162のねじ山付きベース168に電力を供給する電気回路に接続されていない。遠隔装置164は、プロセッサ182及び無線通信送信機184を含む。遠隔装置164は、プロセッサ182及び無線通信送信機184を含む任意の適切な装置とすることができ、そのような遠隔装置の非限定的な例としては、携帯電話、タブレット、デジタルホームアシスタント、リモートコントロールなどが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。リモートデバイス164は、データストレージ185をさらに含むことができる。データストレージ185は、例えば、操作命令のストレージ、無線通信送信機184から受信したデータなどを含むことができる。

リモートデバイス164のプロセッサ182は、スマート電球162の動作を決定するように構成される。スマート電球162の動作の決定は、マイク、キーボード、マウス、タッチスクリーンなどの任意のユーザ入力装置186から収集された音声コマンドなどのユーザ入力に基づくことができる。プロセッサ182による動作の決定は、特定の時間に対する特定の照明条件を指示するユーザ行動及び／又は好みのスケジュール及び／又はプロファイルに基づき、及び／又は他のイベント又は条件に基づき、行うことができる。スマート照明システム160が複数のスマート電球162を含む実施形態では、決定された動作は、特定の動作を実行するためにスマート照明システム内の1つ以上のスマート電球162を選択することを含むことができる。一実施形態では、動作の決定は、スマート電球のうちの1つ又は複数を用いて空間に紫外線（UV）光を照射する期間に基づくことができる。動作の決定は、所定の期間中にスマート電球が配置される空間への十分な紫外線照射が行われなかった場合に、スマート電球に紫外線を提供するように命令することを含むことができる。空間にUV光を照射する期間は、例えば、空間内の病原体を不活性化するためのUV照射の推奨値の固定値に基づくことができ、又は空間内の病原体の量、所定期間中の空間内の検出UV照射の合計等の測定値に基づいて決定することができる。プロセッサ182は、プロセッサ182で決定された動作に従ってスマート電球162の動作を指示する制御信号を生成して無線通信送信機184が送信することができる。

リモートデバイス164のワイヤレス通信送信機184は、プロセッサ182によって生成された制御信号を送信するように構成された送信機である。無線通信送信機184は、スマート電球162の無線通信アンテナ170と無線通信するための任意の適切な送信機とすることができる。無線通信送信機184は、無線通信アンテナが動作可能に構成される任意の無線通信プロトコル用の送信機とすることができ、非限定的な例としては、Bluetooth、ZigBee、Wi-Fi、任意の802.11プロトコル、又は近距離無線通信が挙げられる。

実施形態において、スマート照明システム160は、リモートデバイス164などの複数のリモートデバイスを含むことができる。複数のリモートデバイスは、デジタルホームアシスタントや1つ以上の携帯電話又はタブレットなど、異なる種類のリモートデバイスであり得る。リモートデバイスの各々は、スマート照明システム160に含まれる任意のスマート電球に制御信号を送信することが可能であり得る。

実施形態において、スマート照明システムは、サーバ166をさらに含む。サーバ166は、リモートデバイス164及びスマート電球162とは別個のサーバである。サーバ166は、リモートデバイス164及びスマート電球162の少なくとも一方からデータを受信するように構成される。サーバ166は、スマート電球162によって照らされる空間を含む場所とは別の、遠隔地にあることができる。サーバ166は、クラウドサーバとすることができる。サーバ166は、スマート照明のための少なくとも一部のデータ処理機能を実行するように構成される。実施形態において、サーバ166は、単独で、又は遠隔装置164と組み合わせて、スマート照明システムの動作を決定することができる。実施形態において、サーバ166は、UVカメラ180からのデータを処理して、その蛍光に基づき病原体のレベルを推定することができる。実施形態において、UVカメラ180からのデータは、スマート電球162又は遠隔装置164から取得することができる。実施形態において、サーバ166は、検査装置167から病原体レベル情報を受信することができる。検査装置167は、空間内の病原体を測定することができるスマート電球162とは別の適切な装置である。検査装置167は、関心のある1つ又は複数の病原体を検出するための任意の適切な検出器とすることができる。実施形態において、検査装置167は、病原体を検出するために電磁エネルギーを使用する装置であり得る。病原体を検出するための電磁エネルギーの使用および病原体を検出するための検査装置の非限定的な例は、米国特許No.7,996,173, 8,076,630, 8,081,304, 8,285,510, 8,368,878, 8,583,394, 8,888,207, 8,988,666,9,041,920、9,316,581、9,625,371、9,664.610、および 9,869,636 を参照してここに組み込まれるものとする。実施形態において、サーバ166は、病原体のレベル及び空間へのUV光の以前の適用に基づいて、消毒の有効性を決定するようにさらに構成される。消毒の有効性は、さらに、スマート照明システム160による空間へのUV光の提供を調整するためのフィードバックとして使用することができ、例えば、消毒の有効性が許容レベル又は所望のレベルを下回る場合、UV光の提供時間を増加させることができる。実施形態において、消毒の有効性は、例えばアプリケーション、ウェブサイトによってアクセス可能な、又はリモートデバイス164で閲覧可能な、ユーザ向けのレポートを作成するために使用することができる。

図18は、空間を消毒することができる光を空間に提供する方法188を示す。方法188は、ステップ190において、消耗品であり交換可能な電球を用いて空間に光を提供することを含み、光は紫外線（UV）光及び可視光線を含む。電球は、既存の器具の既存の電球と置き換えて、既存の器具を取り外したり変更したりすることなく殺菌を提供することができる。任意選択的に、方法188は、ステップ192において、UV光及び可視光を少なくとも所定時間空間に提供することを含むことができる。任意選択的に、方法188はまた、ステップ194において、所定の期間を決定することを含むことができる。任意選択的に、方法188は、ステップ196において、離散的な時間期間内の少なくとも所定の合計時間、UVおよび可視光を空間に提供することを含むことができる。任意選択的に、方法188は、ステップ198において、予め決められた総時間を決定することを含むことができる。

方法188で使用される電球は、図1～17に示される電球10、50、100、160などの、UV光及び可視光を提供することができる本明細書に記載される任意の電球であり得る。電球を使用して空間に光を提供することは、電球に電力を供給することを含む。電球がスマート電球である場合、光を提供することは、スマート電球が制御信号に基づいてその中に含まれる少なくとも1つのLEDに電力を提供することをさらに含むことができる。

提供されるUV光は、人間の暴露に対して安全とみなされる波長範囲内のUV光である。UV光は、200nm～405nmの間の波長を有することができる。実施形態において、UV光は、200nmと395nmの間の波長を有する。実施形態において、UV光は、380nmと395nmの間の波長を有する。実施形態において、電球は、電球に含まれる1つ又は複数のLEDによって出力される可視光を用いて蛍光体を励起することによってUV光を生成する。蛍光体は、例えば、電球のディフューザ上のコーティングとして提供され、電球のディフューザに含まれ、又は1つ以上のLEDの少なくとも1つの表面上に提供されることが可能である。別の実施形態では、UV光は蛍光体を励起せず、代わりに、例えば図1～9に関して説明したように、電球内の他のLEDから白色光が提供され、又は白色光は、1つ以上の追加のLEDによって放射される光と結合するUV光から生成される。

提供される可視光は、空間を照明するための任意の適切な可視光とすることができる。実施形態において、可視光は白色光である。実施形態において、可視光は、ソフトホワイト、クールホワイト、ウォームホワイト、ブライトホワイト、又はデイライト色温度など、周囲照明で使用するのに適した色温度を有することができる。可視光は、着色された（すなわち、非白色）光であり得る。可視光は、電球に含まれる1つ又は複数のLEDによって提供され得る。実施形態において、可視光の色は、電球内の異なるLEDによって生成される光の相対強度を制御することによって制御（すなわち、選択又は変化）することができ、これらのLEDは、それぞれ異なる色の光を提供する。一実施形態において、可視光は、電球に含まれる蛍光体によって生成することができる。実施形態において、可視光は、電球によって生成された黄色い光とUV光との組み合わせから生じる白色光であり得る。任意選択で、電球は、可視光線又は紫外線のうちの一方のみを提供するように動作させることも可能である。任意選択で、可視光線及び紫外線の一方又は両方を提供する動作は、例えば電球に含まれるトグルスイッチによって、電球で選択することができる。実施形態では、可視光線及び紫外線の一方又は両方を提供する動作は、例えば、所定のパターンに従ってスイッチを操作することによって、電球への電力を制御するスイッチを用いて選択することができる。

任意で、方法188は、病原体を不活性化するための所望の効果を達成するために、空間に十分なUV照射を提供するために光を提供することを含むことができる。UV光による病原体の不活性化は、光の波長、その強度、及び照射の持続時間の関数であり、より長い時間は、照射によって不活性化された病原体の割合を増加させる。波長と強度は、蛍光体から照射される紫外線の波長や電球内のLEDのルーメン値など、電球の特性や電力によって制限されることがある。露光の持続時間は、波長及び強度とは別に制御することができ、空間内の病原体を不活性化する光の有効性に影響を与えるために使用することができる。

実施形態において、方法188は、少なくとも所定の期間、空間にUV光及び可視光を連続的に提供することを含むことができる。光は、例えば、光をオフにすることができるタイミングを制御するタイマーを使用することによって、連続的に提供することができる。所定の期間は、UV光による病原体の不活性化に関するデータに基づいて選択された一定の期間、例えば、試料中の病原体の95％、99％、又は99.9％の不活性化を達成するために必要な期間とすることができる。実施形態において、本方法は、UV光が空間に提供される所定の期間を決定することも含み得る。所定期間は、空間内の病原体の推定値又は測定値、空間を照明するための電球の最後の使用からの時間、又は空間内の病原体のおおよそのレベル及びかかる条件下で空間を殺菌するのに適した紫外線曝露の任意の他の適切な決定値に基づいて決定することができる。実施形態において、病原体の測定値は、空間のUVカメラ撮像に基づく測定値であり得る。実施形態において、空間のUVカメラ撮像に基づく測定は、病原体に蛍光を引き起こすように選択された波長のUVによる空間の照射を含むことができる。実施形態において、UVによる空間の照射は、可視光及びUV光を提供するために使用される電球によって提供することができる。

実施形態において、方法188は、離散期間内の少なくとも所定の合計時間の間、UV及び可視光を空間に提供することを含むことができる。離散的な期間は、空間の定期的な消毒のために予め設定された期間とすることができる。実施形態において、離散的な時間期間内の合計時間の間、光を提供することは、離散的な時間期間の残量、現在の時刻、及び離散的な時間期間中に光を提供するための残量に基づいて、離散的な時間期間の終了前に合計時間の間動作することを確実にするために光が時刻に作動されるように電球を作動させることを含むことができる。時間の総量は、その離散時間内に所望のレベルの病原体の不活性化を達成するために離散時間にわたって必要とされるUV照射の総量であり得る。時間の総量は、固定された時間であることができる。固定された時間は、例えば、サンプル中の病原体の95％、99％、又は99.9％の不活性化を達成するために必要な時間に基づくことができる。一実施形態において、方法188は、所定の総時間を決定することをさらに含むことができる。所定の合計時間は、空間内の病原体の推定値又は測定値、空間を照明するための電球の最後の使用からの時間、又は空間内の病原体のおおよそのレベル及びそのような条件下で空間を殺菌するのに適した紫外線暴露の任意の他の適切な決定に基づいて決定することができる。実施形態において、病原体の測定値は、空間のUVカメラ撮像に基づく測定値であり得る。実施形態において、空間のUVカメラ撮像に基づく測定は、病原体に蛍光を引き起こすように選択された波長のUVによる空間の照射を含むことができる。実施形態において、UVによる空間の照射は、可視光及びUV光を提供するために使用される電球によって提供することができる。

図19は、実施形態によるスマート電球を制御する方法200のフローチャートである。方法200は、ステップ202でリモートデバイスにおける電球の動作を決定し、ステップ204でリモートデバイスから制御信号を送信し、ステップ206で電球で制御信号を受信し、ステップ208で制御信号に従って電球の動作を行うことを含む。

電球の動作は、ステップ202でリモートデバイスにおいて決定される。動作の決定は、電球をオンにするかオフにするか、または提供される光の強度及び／または色など、電球によって供給される光のパラメータを変化させるかどうかの決定とすることができる。動作の決定は、音声コマンドや、マイク、キーボード、マウス、タッチパネルなどの入力デバイスから収集された入力などのユーザ入力に基づくことができる。動作の決定は、特定の時間に対する特定の照明条件を指示するスケジュール及び／又はユーザ行動及び／又は好みのプロファイルに基づき、及び／又は他のイベント又は条件に基づき、行うことができる。スマート照明システムが複数のスマート電球が含まれる実施形態では、ステップ208におけるスマート電球の動作は、特定の動作を実行するためにスマート照明システム内の1つまたは複数のスマート電球の選択を含むことができる。実施形態において、動作の決定は、1つ以上のスマート電球を用いて空間に紫外線（UV）光を照射する期間に基づいて行うことができる。動作の決定は、所定の期間中にスマート電球が配置されている空間への十分な紫外線の照射が行われなかった場合に、スマート電球に紫外線を提供するためのコマンドを含むことができる。紫外線を照射する期間は、例えば、空間内の病原体を不活性化するための紫外線照射の推奨値の固定値に基づくことができ、又は、空間内の病原体の量、合計量、及び、紫外線の照射量などの測定値に基づいて決定することができる。
また、空間内の病原菌の量や、所定時間内に空間内で検出された紫外線の照射量の合計などの測定値に基づいて決定することもできる。

ステップ204で、遠隔装置から制御信号が送信される。制御信号は、ステップ202で決定された動作に従って電球を動作させるコマンドを含む。制御信号は、光をオンにする、光をオフにする、光の強度を増加または減少させる、または光の色を変更するために様々な波長の相対強度を変更するなど、実行すべき動作を含むことができる。制御信号は、任意に、操作を実行する時間または時刻、光の強度または特定の波長の変化のための変化率、または実行される操作のための他の任意の適切な修飾子またはスケジューリングをさらに含むことが可能である。制御信号は、1つ以上のスマート電球で受信可能な任意の適切な無線通信方法によって送信することができ、そのような無線通信の非限定的な例としては、Bluetooth、ZigBee、Wi-Fi、任意の802.11プロトコル、又は近距離無線通信が挙げられる。複数のスマート電球が含まれる実施形態では、ステップ204でリモートデバイスによって送信される制御信号は、どのスマート電球またはスマート電球のグループが制御信号に応答することになるかの識別子を含むことができる。

制御信号は、ステップ206において、スマート電球で受信される。制御信号は、206において、スマート電球に含まれる無線通信アンテナを使用して受信される。無線通信アンテナは、リモートデバイスから無線通信を受信するように構成される。無線通信は、任意の適切な無線通信方法によることができ、そのような無線通信の非限定的な例は、Bluetooth、ZigBee、Wi-Fi、任意の802.11プロトコル、又は近距離無線通信を含む。

スマート電球は、ステップ208において、制御信号に従って動作される。電球の動作は、ステップ206で受信された制御信号に基づいて、スマート電球に含まれる1つ以上のLEDへの電力供給の制御を含む。スマート電球に含まれるLEDの少なくとも1つに電力が供給されると、スマート電球は可視光線及びUV光の両方を放出することができ、UV光は人間の暴露に対して安全とみなされる波長範囲内である。実施形態において、UV光は、200nm～405nmの間の波長を有し得る。実施形態において、UV光は、200nmと395nmとの間の波長を有することができる。実施形態において、UV光は、380nmと395nmの間の波長を有することができる。

ステップ208で制御信号に従って動作したときにスマート電球がUV光を提供すると、UV光は、この光にさらされた表面を照射する。これらの周波数でのUV照射は、細菌又はウイルスの繁殖の阻害、ウイルスの不活性化、又は細菌の死滅を含む、病原体の不活性化につながる可能性がある。病原体の不活性化の程度は、UV光への曝露時間に依存し得る。実施形態において、ステップ208における制御信号に従ってスマート電球の動作を行うことは、病原体を不活性化する際のそのレベルの暴露の有効性に基づいて、少なくとも所定の時間にわたってUV光を提供することを含むことができる。

図20は、実施形態による、空間内の病原体を検出し、スマート電球を制御する方法212のフローチャートである。方法212は、ステップ214で検出用紫外線を空間に照射することと、ステップ216で紫外線カメラを使用して空間を撮像することと、ステップ218で空間内の病原体レベルを決定することとを含む。方法212は、ステップ220で消毒効果を決定すること、及びステップ222で消毒効果を報告することを更に含むことができる。電球は、ステップ224において、可視光線及び消毒用紫外線を空間に提供するために作動される。

病原体を検出すべき空間には、ステップ214で検出用紫外線が照射される。検出用紫外線は、対象となる少なくとも一部の病原体に蛍光を生じさせる波長を含む紫外線であり得る。病原体は、上記で提供された例のような任意の細菌又はウイルスであり得る。実施形態において、検出用UV光の波長は、240nmと350nmとの間である波長を有する。実施形態において、検出UV光は、方法212を実施する際に含まれる照明システムに使用される少なくとも1つの電球に含まれるLEDによって提供される。実施形態において、検出UV光は、例えば、検査装置又は検出UV光として使用される適切な波長を有するUV光の任意の他の制御可能な光源などの別の装置によって提供される。

次に、ステップ216で、UVカメラを用いて空間を撮像する。UVカメラによる撮像は、ステップ214で検出用UV光を照射された空間内の病原体の蛍光を捕らえる。UVカメラは、スペクトルの紫外域の光を含む画像を撮像することができる任意の好適な検出器とすることができる。実施形態において、UVカメラは、検査装置又はキットの一部である。実施形態では、UVカメラは、方法212の少なくとも一部を実施するスマート照明システムに含まれる少なくとも1つの電球に含まれる。実施形態において、UVカメラは、ステップ216で撮像される空間のためのセキュリティ又は監視システムの一部である。実施形態では、UVカメラは、電話又はタブレットのようなモバイルデバイスに含まれる。

空間内の病原体レベルは、ステップ218で決定される。病原体は、検出用UV光を照射されると蛍光を発する、上記で特定された任意の病原体であることができる。病原体レベルは、ステップ216でUVカメラによって撮影された画像を処理して、ステップ214での検出用UV光による照射後の蛍光に基づく病原体のレベルを決定することによって決定することができる。蛍光に起因するUV光の強度は、UVカメラによって取り込まれた画像に含まれる空間内の表面上の病原体レベルを決定するために使用され得る。実施形態において、病原体レベルの決定は、スマート照明システムに含まれるリモートデバイスで実行される。実施形態において、病原体レベルの決定は、クラウドサーバなどのサーバで実行される。実施形態において、病原体レベルの決定は、デジタルホームアシスタントで実行される。実施形態において、病原体レベルの決定は、スマートフォン又はタブレットコンピュータなどのモバイルデバイスで実行される。

別の実施形態では、空間におけるステップ218での病原体レベルの判定は、ステップ214でのUV光検出又はステップ216でのUVカメラを用いた撮像を提供せずに実行することが可能である。実施形態では、病原体レベルステップ218を決定するために、電球とは別の試験装置を使用することができる。検査デバイスは、関心のある1つ以上の病原体を検出するための任意の適切な検出器とすることができる。実施形態では、検査装置は、病原体を検出するために電磁エネルギーを使用する装置とすることができる。病原体を検出するための電磁エネルギーの使用及び病原体を検出するための検査装置の非限定的な例は、米国特許No. 7,996,173、8,076,630、8,081,304、8,285,510、8,368,878、8,583,394、8,888,207、8,988,666、9,041,920、9,316,581、9,625,371、9,664,610、及び9,869,636のいずれかが挙げられる、これらは引用によってここに組み込まれる。

実施形態において、病原体レベルは、ステップ226でユーザに報告することができる。病原体レベルは、ディスプレイによってユーザに報告することができる。ディスプレイは、例えば、報告された病原体レベルを得るためにウェブサイトにアクセスする又はアプリケーションを使用するコンピュータ、スマートフォン、又はタブレットコンピュータに含まれるディスプレイであり得る。実施形態において、ディスプレイは、デジタルホームアシスタントに含まれるディスプレイである。実施形態において、病原体レベルは、病原体レベルがステップ218で決定されるのと同じ装置で報告される。実施形態では、病原体レベルは、ステップ218で病原体レベルが決定される装置とは別の装置で報告される。実施形態では、病原体レベルは、それらが決定される装置から、病原体レベルが報告されるディスプレイを含む装置へ送信される。

ステップ224において、可視光線及び消毒用紫外線を空間に供給するために電球が作動される。可視光と消毒用紫外線は、電球が作動しているときに同時に空間に提供される。可視光は、空間の環境照明とすることができる。殺菌用紫外線は、病原体を不活性化する能力を有しながら、人が浴びても安全な波長および強度を有する紫外線である。殺菌用紫外線は、200nm以上405nm以下の波長を有することができる。実施形態において、殺菌用紫外線は、200nm以上395nm以下の波長を有する。実施形態では、殺菌UV光は、380nm以上395nm以下の波長を有する。電球は、本明細書に開示される電球のいずれかなど、可視光と殺菌UV光の両方を提供する任意の適切な電球であり得る。実施形態において、ステップ224で電球が作動される持続時間は、ステップ218で決定された病原体レベルに基づくものである。

方法212は、ステップ220で消毒効果を決定することを更に含むことができる。消毒有効性は、空間内の病原体レベルに関する履歴データ及び消毒用紫外線の使用に関する処理情報を使用して決定することができる。この履歴データは、方法212の反復にわたって捕捉することができる。消毒効果は、例えば、消毒用UV光が空間に提供される間の時間と、病原体レベルの後続の決定において空間において観察される病原体レベル又は病原体レベルの変化との間の相関を含むことができる。実施形態では、ステップ220で決定された消毒有効性は、ステップ224で電球の動作を決定するためのフィードバックとして使用することができ、例えば、消毒有効性が期待または所望のレベル以下であれば、電球の動作の持続時間を増加させることができる。消毒有効性は、ステップ224で電球の動作を指示する同じ装置で、またはステップ224で電球の動作を指示する装置に消毒有効性を報告する別の装置で、ステップ220で決定することができる。例えば、デジタルホームアシスタントなどの遠隔デバイスが電球の動作を制御している間、消毒有効性はサーバで決定することができる。

ステップ220で決定された消毒効果は、ステップ222でユーザに報告することができる。消毒効果は、ディスプレイによってユーザに報告することができ このディスプレイは、例えば、報告された病原体レベルを得るためにウェブサイトにアクセスするか又はアプリケーションを使用するコンピュータ、スマートフォン、又はタブレット型コンピュータに含まれるディスプレイであり得る。実施形態において、ディスプレイは、デジタルホームアシスタントに含まれるディスプレイである。実施形態において、消毒有効性は、ステップ220で消毒有効性が決定されたのと同じ装置で、ステップ222で報告される。実施形態において、消毒効果は、ステップ220で消毒効果が判定された装置とは別の装置で報知される。実施形態において、消毒有効性は、それらが決定される装置から、病原体レベルが報告されるディスプレイを含む装置に送信される。

追加の実施形態は、以下を含むことができる。

実施形態1：空間を消毒する方法は、空間内の既存の器具の消耗品、交換可能な発光装置を消毒用消耗品、交換可能な発光装置と交換することと、消毒用消耗品、交換可能な発光装置を使用して空間に少なくとも所定時間光を提供することであって、消毒用電球によって提供される光が、200nmと395nmの間の波長を有する可視光と紫外線を含むことを含むことが可能である。

実施形態2：所定時間の量は少なくとも10分である、実施形態1に記載の方法。

実施形態3：所定量の時間は、1時間から4時間の範囲内である、実施形態1に記載の方法。

実施形態4：空間に検出用紫外線を照射することと、UVカメラを用いて空間を撮像することとをさらに含み、消毒用消耗品である交換可能な発光装置はUVカメラを含む、実施形態1に記載の方法。

実施形態5：検出用UV光は、240nmと350nmの間である波長を有する、実施形態4に記載の方法。

実施形態6：UVカメラを用いた空間の撮像において得られた画像を処理して病原体レベルを決定することを更に含む、実施形態4に記載の方法。

実施形態7：画像の処理は、消耗品である交換可能な発光装置とは別の遠隔装置におけるプロセッサによって実行される、実施形態6に記載の方法。

実施形態8：画像の処理は、サーバにおけるプロセッサによって実行され、サーバは、空間を含むロケーションとは別のロケーションにある、実施形態6に記載の方法。

実施形態9：病原体レベルに基づいて消毒効果を決定することをさらに含み、病原体レベルに基づいて消毒効果を決定することは、消耗品である交換可能な発光デバイスとは別の遠隔デバイスで実行される、実施形態6に記載の方法。

実施形態10：病原体レベルに基づいて消毒効果を決定することをさらに含み、病原体レベルに基づいて消毒効果を決定することは、サーバにおけるプロセッサによって実行され、サーバは、空間を含む場所とは別の場所にある、実施形態6に記載の方法。

実施態様11．電球を制御する方法は、リモートデバイスで電球の動作を決定することと、リモートデバイスから電球に制御信号を送信し、制御信号は電球の決定された動作を指示することと、電球に含まれる無線通信アンテナで制御信号を受信することと、制御信号に従って電球を操作し、リモートデバイスは電球から分離されており、電球の操作は可視光の提供と、200nmから395nmの間の波長を有する紫外（UV）光の提供とを含むことが可能です。

実施形態12：電球は複数の発光ダイオード（LED）を含み、LEDの少なくとも1つは紫外線を放射し、電球の動作は複数のLEDのそれぞれから放射される光の相対量を制御することを含む、実施形態11に記載の方法。

実施形態13．電球に含まれるUVカメラを使用して空間を撮像することを更に含む、実施形態11に記載の方法。

実施形態14：UVカメラを用いた空間の撮像中に捕捉された空間の画像を電球からリモートデバイスに送信することを更に含む、実施形態13に記載の方法。

実施形態15：病原体レベルを決定するために、リモートデバイスで空間の画像を処理することを更に含む、実施形態14に記載の方法。

実施形態16：空間の画像をリモートデバイスから、リモートデバイスとは別のサーバに送信すること；及び空間の画像をサーバで処理して病原体レベルを決定することを更に含む、実施形態15に記載の方法。

実施形態17：UVカメラを使用して空間を撮像することは、電球の発光ダイオードが240nmと350nmの間の波長を有するUV光を放射している間に行われる、実施形態13に記載の方法。

本願に開示された実施例は、すべての点で例示的であり、限定的ではないと考えられる。本発明の範囲は、前述の説明によってではなく、添付の請求項によって示され、請求項の意味および同等性の範囲内に入るすべての変更は、そこに包含されることが意図されている。

Claims (35)

1. 電球であって、前記電球は、
   内部空間を定義するハウジングと、
   前記電球をねじ式ソケットにねじ込むために前記ハウジングに取り付けられたねじ式ベースと、
   前記内部空間内の白色発光ダイオードであって、前記白色発光ダイオードは白色光を放射することができる、白色発光ダイオードと、
   前記内部空間の青色発光ダイオードであって、前記青色発光ダイオードは紫外光を放出することができる、青色発光ダイオードと、
   前記青色発光ダイオードのいずれか1つ以上が発する紫外光のうち可視波長をフィルタリングするように前記青色発光ダイオードに対して配置された可視波長フィルタと、を備える電球。
2. 前記紫外光が約365nmの公称波長を有する、請求項1記載の電球。
3. 前記紫外光が約320nmの公称波長を有する、請求項1記載の電球。
4. 前記青色発光ダイオードのいずれか1つ以上の動作を示す、電球の外部から見える紫外光インジケータをさらに含む、請求項1記載の電球。
5. 前記可視波長フィルタが黒色を有し、前記可視波長フィルタが前記ハウジングの前記ねじ式ベースと反対側の端部に中心的に配置される、請求項1記載の電球。
6. 前記白色発光ダイオードによって放射される白色光と前記青色発光ダイオードによって放射される紫外光とを分離する仕切りをさらに備える、請求項1記載の電球。
7. 距離センサと、
   前記距離センサおよび前記青色発光ダイオードに動作可能に接続されたコントローラとをさらに備え、
   前記コントローラが、前記距離センサから受信した信号に基づいて前記青色発光ダイオードの動作を制御することを特徴とする請求項1記載の電球。
8. モーションセンサと、
   前記モーションセンサおよび前記青色発光ダイオードに動作可能に接続されたコントローラとをさらに備え、
   前記コントローラは、前記モーションセンサから受信した信号に基づいて前記青色発光ダイオードの動作を制御することを特徴とする請求項1記載の電球。
9. 前記青色発光ダイオードに動作可能に接続され、前記青色発光ダイオードの電力レベルを制御する電力コントローラをさらに備える、請求項1に記載の電球。
10. 距離センサ、モーションセンサ、およびコントローラをさらに備え、
    前記コントローラは、前記距離センサ、前記モーションセンサ、前記白色発光ダイオード、および前記青色発光ダイオードに、前記電球が以下の表１に示す動作モードのいずれか1つで動作するように前記コントローラによって制御できるような方法で動作可能に接続されている、請求項1に記載の電球。
    

    
11. 請求項1記載の電球と、
    前記電球とは別個の、前記電球と無線通信する少なくとも1つの装置であって、前記少なくとも1つの装置は、
    携帯電話；デジタルアシスタント；サーバ；UVカメラ；病原体センサの一つ以上を含み、
    前記白色発光ダイオードおよび／または前記青色発光ダイオードの動作は、前記少なくとも1つの装置から受信した信号に基づいて制御される、システム。
12. 複数の前記電球を有し、
    前記少なくとも1つの装置は、前記複数個の前記電球のそれぞれと無線通信している、請求項11に記載のシステム。
13. 請求項1に記載の複数の前記電球と、
    前記複数の前記電球は、互いに直接的または間接的な無線通信を行う、システム。
14. 電球であって、前記電球は、
    内部空間を定義するハウジングと、
    前記電球をねじ込み式ソケットにねじ込むために前記ハウジングに取り付けられたねじ込み式ベースと、
    前記内部空間内の白色発光ダイオードであって、前記白色発光ダイオードは白色光を放出することができる、白色発光ダイオードと、
    前記内部空間内の青色発光ダイオードであって、前記青色発光ダイオードは紫外光を放射することができる青色発光ダイオードととを有し、
    前記電球は、前記青色発光ダイオードのいずれか1つ以上が発する前記紫外光を調整するために通過させる蛍光体を欠いたものであることを特徴とする、電球。
15. 前記紫外光は、約365nmの公称波長を有する、請求項14に記載の電球。
16. 前記紫外光が約320nmの公称波長を有する、請求項14に記載の電球。
17. 前記青色発光ダイオードのいずれか1つ以上によって放射される前記紫外光の可視波長をフィルタリングするために前記青色発光ダイオードに対して配置される可視波長フィルタをさらに備える、請求項14に記載の電球。
18. 前記青色発光ダイオードのいずれか1つ以上の動作を示す、前記電球の外部から視認可能な紫外光インジケータをさらに備える、請求項14に記載の電球。
19. 前記可視波長フィルタが黒色を有し、
    前記可視波長フィルタが、前記ねじ山ベースと反対側の前記ハウジングの端部に中心的に配置されている、請求項17に記載の電球。
20. 前記白色発光ダイオードによって放射される前記白色光と前記青色発光ダイオードによって放射される紫外光とを分離する仕切りをさらに備える、請求項14に記載の電球。
21. 距離センサと、前記距離センサおよび前記青色発光ダイオードに動作可能に接続されたコントローラとをさらに備え、前記コントローラが、前記距離センサから受信した信号に基づいて前記青色発光ダイオードの動作を制御する、請求項14記載の電球。
22. モーションセンサと、
    前記モーションセンサおよび前記青色発光ダイオードに動作可能に接続されたコントローラとをさらに備え、
    前記コントローラは、前記モーションセンサから受信した信号に基づいて前記青色発光ダイオードの動作を制御する、請求項14記載の電球。
23. 前記青色発光ダイオードに動作可能に接続され、前記青色発光ダイオードの電力レベルを制御する電力コントローラをさらに備える、請求項14に記載の電球。
24. 距離センサ、モーションセンサ、およびコントローラをさらに備え、
    前記コントローラは、前記距離センサ、前記モーションセンサ、前記白色発光ダイオード、および前記青色発光ダイオードに、前記電球が表２に示す動作モードのいずれか1つで動作するように前記コントローラによって制御できるように動作可能に接続される、請求項14に記載の電球。
    

    
25. 請求項14に記載の電球と、
    前記電球とは別個の、前記電球と無線通信する少なくとも1つの装置であって、
    前記少なくとも1つの装置は、携帯電話；デジタルアシスタント；サーバ；UVカメラ；病原体センサを含み、
    前記白色発光ダイオード及び／又は前記青色発光ダイオードの動作が、前記少なくとも1つの装置から受信した信号に基づいて制御される、システム。
26. 複数の前記電球を備え、前記少なくとも1つの装置は、前記複数の前記電球の各々と無線通信を行う、請求項25に記載のシステム。
27. 請求項14に記載の複数の電球であって
    前記複数の電球は、互いに直接的または間接的な無線通信を行う、請求項14に記載のシステム。
28. 電球であって、前記電球は、
    内部空間を定義するハウジングと、
    前記電球をネジ付きソケットに通すために前記ハウジングに取り付けられたネジ付きベースと、
    前記内部空間内の白色発光ダイオードであって、前記白色発光ダイオードは白色光を放射することができる、白色発光ダイオードと、
    前記内部空間内の青色発光ダイオードであって、前記青色発光ダイオードは紫外光を放出することができる、青色発光ダイオードと、
    距離センサと、
    モーションセンサと、
    コントローラであって、前記コントローラは、前記電球が表３に示す動作モードのいずれか1つで動作するように前記コントローラによって制御され得るように、前記距離センサ、前記動作センサ、前記白色発光ダイオード、および前記青色発光ダイオードに動作可能に接続されている、コントローラ。
    

    
29. 前記紫外光は、約365nmの公称波長を有する、請求項28に記載の電球。
30. 前記紫外線は、約320nmの公称波長を有する請求項28記載の電球。
31. 前記青色発光ダイオードのいずれか1つ以上によって放射される前記紫外光の可視波長をフィルタリングするために、前記青色発光ダイオードに対して位置付けられた可視波長フィルタをさらに含む、請求項28に記載の電球。
32. 前記青色発光ダイオードのいずれか1つ以上の動作を示す、前記電球の外部から視認可能な紫外光インジケータをさらに備える、請求項28に記載の電球。
33. 前記可視波長フィルタが黒色を有し、前記可視波長フィルタが、前記ねじ山ベースと反対側の前記ハウジングの端部に中心的に配置される、請求項31に記載の電球。
34. 前記白色発光ダイオードによって放射される前記白色光と前記青色発光ダイオードによって放射される前記紫外光とを分離する仕切りをさらに備える、請求項28に記載の電球。
35. 前記青色発光ダイオードに作動的に接続され、前記青色発光ダイオードの電力レベルを制御する電力コントローラをさらに備える、請求項28に記載の電球。

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