JP7012071B2 - 環境微生物負荷低減用のｌｅｄ電球構造体 - Google Patents

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Description

内部関係者には周知であるように、衛生環境または病院環境中に存在する微生物負荷の低減用に高強度青紫色光を使用するある種の電子デバイス（レーザまたはＬＥＤ）が存在する。この光は青紫色の非白色であることから、人の出入りを通常伴う環境中での一次照明光源としての使用には適さない。
これらのデバイスの一部は、特許文献１、特許文献２、特許文献３及び特許文献４等の文献に記載されている。これらの特許文献は、ＬＥＤに加えて、微生物が処理表面に直接接したときにのみ光触媒作用によりその作用を生じる添加物である二酸化チタン（ＴＩＯ２）を使用することによって照明体に接触する微生物に対して殺菌作用を制限する照明燈について記載を行っている。
他の特許文献として特許文献５及び特許文献６が含まれるが、これらの文献は「マヨルカざ瘡」といわれるもの等の症候群である「黒腫」の如き皮膚癌、及び刺激性皮膚疾患等の、人の健康に悪影響を生じ得るある特定波長の殺菌光を発光させる設計である。更に、これらのデバイスはある特定の微生物株に対してのみ効果的と思われ、使用には特別に創設した設備を必要とすることから家内環境では使用し得ない。
このような制約は、殺菌光照明デバイスを生産してきた本件企業による特許文献７、より厳密にいえば、サーモスタット付照明室、危険性のない光触媒材料、ならびにセンサ及び管理ツールの多関節機能を備えた、エネルギー消費を低減させた、人または動物が存在する任意環境中で使用可能な４０５～４２０ｎｍ帯域の波長のみを発光可能なＬＥＤ群の存在を特徴とした電球／白熱電球により克服されている。
国際公開第２０１６／０１８５４５号 国際公開第２０１５／１４８０２５号 国際公開第２０１５／０７３７９８号 米国特許出願公開第２０１５／０１６４０６７号 国際公開第２００９／０５６８３８号 国際公開第２０１６／０１９０２９号 イタリア国特許第１０２０１６００００３６８４０号
しかし解析研究により、アルミニウム製台板（ＩＭＳ）を備えた回路基盤と、基本態様において、達成目的の光色調及び強度に応じて色温度が適当な間隔に存する連続エネルギースペクトルを発光可能な白色ＬＥＤを側面に配置させた、所定間隔内にピーク変化を有する可視電磁放射光を発光可能な青紫色ＬＥＤの組合せ３組とを使用することにより、ＬＥＤの過熱を回避させながらも特許文献７中の説明と同様の殺菌効果を得ることが可能となるという結論に至った。
この結論から、達成すべき光強度、即ち電力が大きくなる程、ＬＥＤ数を比例的に増大させればよく、基本構成を維持しながらも同様の効果を得ることが可能となる。
本発明の目的は、任意環境に存在する微生物負荷を、その技術的及び構造的特性を想定した場合にそこに生存する人間または動物に悪影響または危機的効果を生じることなく消滅可能な、アルミニウム製台板を備えた回路基盤を備えかつある特定の間隔内に波長ピークを有する可視電磁放射光を発光する青紫色ＬＥＤの組合せを備えた、ＬＥＤ電球の基本構造体を実現することにある。
更に、本発明の汎用性は、公共または個人的場所よりもむしろ医療環境中で、選択したＬＥＤの組合せに応じて電球を何等の制限もなく使用可能であることにある。
最後に、本発明は、アルミニウム製台板を有する回路基盤によって置換し得る上述した全ての温度制御部品を効果的に排除することにより、電球生産を特許文献７中の記載よりも簡素で更に好適にし得る。
図１は電球の正面図を示す。 図２は全部品を明瞭に可視化させた電球の正面図を示す。 図３は３個の青紫色ＬＥＤを有する回路基盤の視図を示す。 図４は３個の青紫色ＬＥＤ及び追加の白色ＬＥＤを有する回路基盤の視図を示す。
本発明をここで、各図及び添付の図面を詳細に参照しながら、制限なくエジソンキャップに電球を表した好ましい実施形態に従って図解により説明することとする。用いる全実施形態に関しては、本発明の限定とならないよう、それらの機能性を毀損させることなく大きさ、個数及び形状は多岐に渡ることを考慮されたい。
殺菌用電球Ａの主要構造体は、通常の照明系上に設置可能なエジソン型口金を備えたキャップ（１０１）により構成される。
電球は、電源（１０２）をその下部に、ならびに散光体（１０３）及び放熱体（１０４）をその上部に備える。散光体（１０３）の全表面には、微生物剤及び／または坑ウイルス剤及び／またはアレルゲン抑制剤と同様の作用を生じさせる、二酸化チタン（ＴＩＯ２）系または三酸化タングステン（ＷＯ３）系光触媒材料もしくはその他の材料が存在し得る。
電球の回路基盤は、アルミニウム製台板（１０５）を備えたＩＭＳ（絶縁型金属基板）型から成り、当該アルミニウム材は同様の熱管理メカニズムを生じ得る他材料により置換可能な仕様である。
回路基盤（１０５）の実現にアルミニウム材を使用することにより、回路基盤上のＬＥＤから生じた熱はこれらＬＥＤの電力に拘わらず実際に常時放散される。これにより紫外域方向へのＬＥＤ周波数の移行が防止されることになる。
電球は、意図する用途または必要な電力に応じて個別に特徴付け及び実現がなされ得る。
本発明の目的が効果的で実際的な殺菌作用の達成にあることを考慮すれば、基本態様の回路基盤（１０５）上に、この回路基盤の任意箇所に配置された、明確に規定された間隔にピークが存する波長の可視電磁放射光を発光可能な、３個の青紫色ＬＥＤ（１０６、１０７、１０８）の装着が不可欠となる。さもなければ、デバイスが効果を発揮しないか、または放射光に接した生物に危険を及ぼすリスクを生じることになる。
第１の青紫色ＬＥＤ（１０６）は、４０５～４１０ｎｍの範囲にピークが存する波長を有する可視電磁放射光を発光する。
第２のＬＥＤ（１０７）は同様に青紫色であり、４１０～４１５ｎｍの範囲にピークが存する波長を有する可視電磁放射光を発光する。
最後に、第３のＬＥＤ（１０８）はやはり青紫色であり、４１５～４２０ｎｍの範囲にピークが存する波長を有する可視電磁放射光を発光する。
ＬＥＤのワット電力は本発明の殺菌力には関連しない。したがって、任意の単一ＬＥＤが如何なる光強度であっても、３個のＬＥＤの基本構成が上述したピークを妨げないことが必要不可欠となる。
また、色温度、従って得たい白色色調に応じて、ピークが上述の範囲に収まる各単一青紫色ＬＥＤを、必要に応じて異なる色調及び強度に照明を規定させ得る１個以上の白色ＬＥＤ（１０９）の側面に配置可能である。
第２実施形態（図４）の回路基盤（１０５）はしたがって、選択された色調に応じて１０００～２００００Ｋの範囲に収まる色温度の連続エネルギースペクトルを有する光を発光可能な少なくとも１個の白色ＬＥＤ（１０９）を回路基盤（１０５）に平行して側面配置させた、４０５～４１０ｎｍ（１０６）４１０～４１５ｎｍ（１０７）及び４１５～４２０ｎｍ（１０８）の範囲にそれぞれピークが存する可視電磁放射発光により特徴付けられる３個の青紫色ＬＥＤ（１０６、１０７、１０８）の存在により特徴付けられ得る。
上述したように、回路基盤（１０５）上の白色ＬＥＤ（１０９）は、それらの存在がデバイスの殺菌効果に影響を及ぼすことがないため、光の色調及び強度を規定する個数を変更可能である。
１個以上の白色ＬＥＤの存在により青紫色のＬＥＤ色が弱められて任意環境での電球の使用が可能になる。
白色光は他の方法でも入手可能である。青紫色ＬＥＤの周波数ピークが上述の個々の範囲に収まることを各条件に、青紫色ＬＥＤ表面への黄色燐層の分散配置、他の色のＬＥＤに対する青紫色ＬＥＤの側方配置、または他の適合手段も、限定的ではないが含まれ得る。
電球は、電力を低減させるかまたは殺菌周波数（青紫色）を停止させるために設定間隔で起動するタイマ（１１０）を有してもよく、過度に高レベルの無菌性への到達回避が可能になる。
種々の変形態様の電球に表したＬＥＤ配置は実施例によってのみ実現したものであると共に任意の電球内のそれらのＬＥＤの位置が本発明の殺菌目的に対して本質的なものではないことがよく理解される。
いずれにせよ、本発明は決して限定的ではなく、例示のためのその特徴に関する説明である。また、デバイスの改変は回路基盤材料及びＬＥＤの組合せに存するため、上述と同様の技術を構造的に利用するいかなる殺菌用電子デバイスであっても本件特許内に完全に該当することになることを理解されたい。
したがって、本件特許の中核に存する構造体は、他の種類の電球中でも例外はなく、小変形及び／または修正を加えそれによる保護範囲からの逸脱がない限り、如何なる種類の口金を用いても再現可能である。

Claims (3)

  1. 環境微生物負荷低減用のＬＥＤ電球構造体であって、回路基盤（１０５）上の３個の青紫色ＬＥＤ（１０６、１０７及び１０８）：
    ４０５～４１０ｎｍの範囲に波長ピークを有する可視電磁放射光を発光する第１の青紫色ＬＥＤ（１０６）；
    ４１０～４１５ｎｍの範囲に波長ピークを有する可視電磁放射光を発光する同様の第２の青紫色ＬＥＤ（１０７）；及び
    ４１５～４２０ｎｍの範囲に波長ピークを有する可視電磁放射光を発光する第３の青紫色ＬＥＤ（１０８）、
    の存在を特徴とし、
    白色光の発光のために、選択された色調に応じて１０００～２００００Ｋの範囲の色温度の連続エネルギースペクトルを有する光を発光可能な少なくとも１個の白色ＬＥＤ（１０９）を側方配置させた前記３個の青紫色ＬＥＤを持つ、環境微生物負荷低減用のＬＥＤ電球構造体。
  2. 環境微生物負荷低減用のＬＥＤ電球構造体であって、回路基盤（１０５）上の３個の青紫色ＬＥＤ（１０６、１０７及び１０８）：
    ４０５～４１０ｎｍの範囲に波長ピークを有する可視電磁放射光を発光する第１の青紫色ＬＥＤ（１０６）；
    ４１０～４１５ｎｍの範囲に波長ピークを有する可視電磁放射光を発光する同様の第２の青紫色ＬＥＤ（１０７）；及び
    ４１５～４２０ｎｍの範囲に波長ピークを有する可視電磁放射光を発光する第３の青紫色ＬＥＤ（１０８）、
    の存在を特徴とし、
    白色光の発光は、前記青紫色ＬＥＤの照射を妨げず、前記青紫色ＬＥＤに対する指示ピークが個々の指示ピークを妨げないことを条件に、前記青紫色ＬＥＤ（１０６、１０７及び１０８）の表面に黄色燐層を分散配置させるか、または前記青紫色ＬＥＤ以外の色のＬＥＤを側方配置させるか、もしくは他の手順により得られる、環境微生物負荷低減用のＬＥＤ電球構造体。
  3. 散光体（１０３）上には、光触媒材料もしくは微生物剤及び／または坑ウイルス剤及び／またはアレルゲン抑制剤と同様の作用を生じる他の任意の材料が存在しうる、請求項１または請求項２に記載の環境微生物負荷低減用のＬＥＤ電球構造体。
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