JP7345492B2 - Ｕｖ－ｃを利用した平面型生物汚損防止システム - Google Patents

Description

本発明は、防汚システムに関するものである。本発明はまた、そのような防汚システムを含むオブジェクトに関する。さらに、本発明は、そのような導波路または生物汚損防止システムをオブジェクトに提供するための方法に関する。本発明はまた、そのような防汚システムを制御するためのコンピュータプログラムに関する。

生物汚損防止方法は当技術分野で知られている。WO 2016192942 A1（Koninklijke Philips N.V.）は、例えば、使用中に少なくとも部分的に水中に水没するオブジェクトを記載しており、該オブジェクトは、紫外放射を適用するためのUV発光素子を含む防汚システムをさらに有し、UV発光素子は、特に１以上の光源、特に１以上の固体光源を有し、（照射段階において）前記ＵＶ放射で（ｉ）外部表面の一部および（ｉｉ）前記外部表面の前記一部に隣接する水のうちの１つ以上を照射するように構成され、当該オブジェクトは、特に、船舶およびインフラストラクチャ・オブジェクトからなるグループから選択される。

ＷＯ２０１６１９３１１４は、使用中に少なくとも部分的に水没するオブジェクトを記載しており、該オブジェクトはさらに、（オブジェクトの外部表面の一部に）UV放射を適用するためのUV発光素子からなる防汚システムを有し、前記ＵＶ発光素子は、特に１つ以上の光源、さらには特に１つ以上の固体光源を有し、（照射段階において）前記ＵＶ放射で（ｉ）前記外部表面の（前記）一部および（ｉｉ）前記外部表面の前記一部に隣接する水のうちの１つ以上を照射するように構成されており、当該オブジェクトは、特に船舶とインフラストラクチャ・オブジェクトからなるグループから選択される。特に、UV発光素子は、UV放射エスケープ面を有していてもよい。したがって、特定の実施形態において、前記UV発光素子は、UV放射エスケープ面を有し、前記UV発光素子は、特に、前記UV発光素子の前記UV放射エスケープ面から下流側に紫外線を提供するように構成されている。このような紫外放射エスケープ面は、それを通してUV発光素子から放射が出ていく光学ウィンドウであってもよい。代替的または追加的に、紫外放射逃げ面は、導波路の表面であってもよい。それゆえ、紫外放射は、紫外放射素子内で導波路に結合され、導波路の（一部の）面を介して素子から脱出することができる。特定の実施形態では、前記紫外放射素子は、紫外放射の一部を吸収して可視発光材料光（すなわち、紫外放射で励起されたときに前記発光材料によって生成される可視光）に変換するように構成された発光材料を有し、前記光源および前記発光材料は、前記可視発光材料光を前記外部表面から離れる方向に放射するように構成されている。 オプションとして、前記生物汚損防止システムは、前記発光材料光をパルス状に提供するように構成されている。したがって、この方法では、オブジェクトから離れた（したがって、オブジェクトから外部の）人は、発光、例えば、赤色の点滅光を知覚することができる。

US20090141476は、第１の表面を有する導波路と、導波路内に埋め込まれた、（ｉ）光源光を放出するための発光源と、（ｉｉ）光源光の一部を異なる波長に変換するための発光材料とを有し、変換された光源光は、変換されていない光源光と混合して、変換された光源光と変換されていない光源光の両方とスペクトル的に異なる出力光を形成し、出力光が、第１の表面の少なくとも一部から放出される、照明装置を記載している。中でも、ＵＳ２００９０１４１４７６は、青色光または紫外光、または実質的に白色光のうちの少なくとも１つを含むことができる光源光を記載している。例えば、装置は、第1の表面と第2の表面を有する導波路材料に埋め込まれた1つ以上の発光源を有する。導波路材料は、光の少なくとも一部が導波路材料内で拡散され、第１の表面の少なくとも一部を通って出射するように、各光源から発生した光を伝搬させることができる。出力光は実質的に白色光からなる。

生物汚損または生物学的汚損（本明細書では、「ファウリング」または「バイオファウリング」とも表記される）は、表面上の微生物、植物、藻類、および／または動物の蓄積である。バイオファウリング生物の多様性は非常に高く、フジツボや海藻の付着をはるかに超えている。ある試算によると、4000以上の生物を含む1700種以上の生物が生物汚損の原因となっているという。生物汚損は、バイオフィルムの形成や細菌の付着などを含むマイクロファウリングと、より大きな生物の付着であるマクロファウリングに分けられる。何が生物の沈降を妨げるかは、化学的・生物学的に異なるため、これらの生物はまた、硬質ファウリングタイプと軟質ファウリングタイプに分類される。石灰質（硬質）ファウリング生物としては、フジツボ、外壁コケムシ、軟体動物、多毛類などの管状虫、ゼブラガイなどが挙げられる。非石灰質（軟質）ファウリング生物の例としては、海藻類、ハイドロイド、藻類およびバイオフィルム「スライム」が挙げられる。これらの生物が一緒になって、ファウリング・コミュニティを形成する。ここで、「生物汚損」は、実施形態では、細菌にも関連している場合がある。

いくつかの状況では、生物汚損が重大な問題を引き起こす。機械が動かなくなったり、入水口が詰まったり、船体の抵抗が大きくなったりする。したがって、防汚の話題、すなわちファウリングの形成を除去または防止するプロセスはよく知られている。 工業プロセスでは、生物汚損を制御するためにバイオ分散剤を使用することができる。あまり制御されていない環境では、生物は、殺生剤を使用したコーティング、熱処理またはエネルギーのパルスで殺傷または撃退される。生物の付着を防ぐ非毒性の機械的戦略には、滑りやすい表面を持つ材料やコーティングを選択すること、または悪いアンカーポイントしか提供しないサメやイルカの皮膚に似たナノスケールの表面トポロジーを作成することが含まれる。船体に生物汚損が発生すると、抗力が著しく増大し、燃料消費が増加する。生物汚損は、燃料消費を最大40％増加させると推定されている。大型のオイルタンカーやコンテナ輸送船は、1日に最大200,000ユーロもの燃料を消費するため、効果的な防汚方法で大幅な節約が可能である。

驚くべきことに、海水や湖、河川、運河などの水と接触している表面の生物汚損を大幅に防止するために、UV放射を効果的に使用することができるようである。ここでは、特に紫外光または放射（UV）を使用した光学的方法に基づくアプローチが提示されている。ほとんどの微生物は、十分な紫外線により、殺されたり、不活性化されたり、繁殖できなくなったりするようである。この効果は主に紫外線の総線量によって支配される。特定の微生物の90％を殺すための典型的な線量は10 mW/h/m²である。

特定の実施形態では、経時的な（ＵＶ放射の）平均線量は、少なくとも１０Ｊ／ｍ²、特に１００?３０００Ｊ／ｍ2の範囲から選択される。

特に良好な結果は、光放射面の面積に対して、少なくとも約0.5*10^-9Watt/mm²、少なくとも約10^-9W/mm²、あるいは少なくとも約1.5*10^-9W/mm²であり、10^-6W/mm²以下、0.5*10^-7W/mm²以下、あるいは10^-7W/mm²以下のような、実質的に一定の紫外放射で得られる。

UV LEDまたはUV光源は、限られた壁面プラグ効率と限られた寿命で動作することができる。そのため、そのような光源の使用が制限される場合がある。

しかし、UV放射は、水中オブジェクト（海洋オブジェクトなど）の防汚以外の用途にも使用することができる。また、紫外放射は、オブジェクトの洗浄や細菌などからオブジェクトを清潔に保つために使用されることもある。

用語「水中」および類似の用語は、淡水および塩水アプリケーションの両方を指す場合がある（もちろん汽水のアプリケーションも）。

このような全ての例において、ヒトを含む高等生物がこのような紫外線を受ける可能性がある場合、特に放射線放出面と物理的に接触する可能性がある場合には、具体的な対策を講じる必要があるだろう。

光源が、防汚光を提供するために使用される。光源またはシステムの最適な動作のために、提供される光の強度が（局所的に）必要以上となる場合がある。例えば、導波路を使用する場合、（導波路表面全体に渡って）防汚性を確保するために十分な強度の光線を発生させるためにはLEDなどの光源からかなりの量のUVC光を発生させる必要があり、LEDなどの光源近傍の光線の強度が必要な防汚性の閾値以上の強度になってしまう。これでは、生成されるＵＶＣ全体のパワーを有効に利用できない可能性がある。

従って、本発明の一側面は、生物汚損の防止または低減のための代替的なシステムまたは方法を提供することであり、さらに好ましくは、前記の欠点のうちの１つ以上を少なくとも部分的に回避する。本発明は、先行技術の欠点の少なくとも１つを克服または改善すること、または有用な代替手段を提供することを目的とする。

第１の側面において、本発明は、光源放射を生成するように構成された光源を有するシステムを提供し、光源放射は少なくとも紫外放射からなり、システムはさらに、光源放射の一部を発光材料放射に変換するように構成された発光材料（蛍光体とも呼ばれる）を含み、発光材料放射は可視光（および／または赤外線放射）を含み、システムは、光源放射（特に紫外放射）と発光材料放射とを含むシステム光を生成するように構成されている。「放射」および「光」という用語は、互換的に使用されることができる。

更なる態様において、本発明は、（ｉ）光源放射を生成するように構成された光源であって、当該光源放射が少なくとも（ＵＶ－Ｃ放射のような）ＵＶ放射を含む、光源と、（ｉｉ）前記光源放射の一部（特に、少なくともＵＶ放射の部分）を発光材料放射に変換するように構成された発光材料であって、前記発光材料放射が、（ａ）可視光及び（ｂ）赤外放射のうちの１つ以上を含む、発光材料と、オプションとして、（ｉｉｉ）前記光源の下流かつ前記発光材料の上流に構成された減衰素子とを有するシステムを提供し、前記減衰素子は、前記光源放射の一部（特に、前記ＵＶ放射の部分）を通過させるように構成され（そして特に、前記発光材料放射の少なくとも一部を反射させるようにも構成され）、当該システムは、（特に少なくともＵＶ放射を含む）前記光源放射及び前記発光材料放射を有するシステム光を生成するように構成される。

また更なる態様において、本発明は、（ｉ）光源放射を生成するように構成された光源であって、当該光源放射が少なくとも（ＵＶ－Ｃ放射のような）ＵＶ放射を含む、光源と、（ｉｉ）前記光源放射の一部（特に、少なくともＵＶ放射の部分）を発光材料放射に変換するように構成された発光材料であって、前記発光材料放射が、（ａ）可視光及び（ｂ）赤外放射のうちの１つ以上を含む、発光材料と、オプションとして、（ｉｉｉ）前記光源の下流かつ前記発光材料の上流に構成された半透過ミラーとを有するシステムを提供し、前記半透過ミラーは、前記光源放射の一部（特に、前記ＵＶ放射の部分）を通過させるように構成され（そして特に、前記発光材料放射の少なくとも一部を反射させるようにも構成され）、当該システムは、（特に少なくともＵＶ放射を含む）前記光源放射及び前記発光材料放射を有するシステム光を生成するように構成される。

したがって、発光材料を使用することにより、余分な紫外放射が吸収され、少なくとも一部が（有用な）可視光および／または他のタイプの放射に変換されることができる。このようにして、有用な可視光（および／または他のタイプの放射線）および有用なＵＶ放射が生成される。可視光の光学特性は、光源を取り囲む材料の色や、光源を構成するユニットの色など、専用の目的に応じて選択されることができる。また、異なる発光材料を適用した場合や、複数の光源を適用した場合に、発光材料の放射のスペクトル特性を制御可能なものとすることも可能である。さらに、例えば、導波路にわたって紫外線を分配するために導波路を用いた光出力装置のような、平面光出力装置の不均一な光分布を制御することも可能である。

上述のように、本発明は、光源放射を生成するように構成された光源を有するシステムを提供し、ここで、光源放射は、少なくとも紫外放射を含む。特に紫外放射は、防汚目的で使用されることができる。システムは、細菌および／または他の微生物を中和するため、または細菌および／または微生物の付着を防止するために使用されることができる、生物汚損防止システムは、一般に「システム」と表示され、特定の実施形態では「抗微生物汚損システム」、または「衛生システム」などと表示されることもできる。ここで、システムはさらに、「生物汚損防止システム」または「システム」と表示される場合もある。

特に、本システムは、紫外放射素子を有する。実施形態では、そのような紫外放射素子は、複数の光放射面を有する光源を有することが出来る。実施形態では、そのようなＵＶ発光素子は、例えば、ＵＶ放射の相対的に広いビームを提供するようにアレイで構成されるような複数の光源を有していてもよい。例えば、紫外放射素子は、例えばWO2017009394Aに記載されているように、グラファイト基板上に成長した複数のナノワイヤまたはナノピラミッドからなる発光ダイオード素子を有してもよく、前記ナノワイヤまたはナノピラミッドは、ｐ-ｎまたはｐ-ｉ-ｎ接合を有し、前記グラファイト基板と電気的に接触する第１の電極と、任意に光反射層の形態で前記ナノワイヤまたはナノピラミッドの少なくとも一部の頂部と接触する第２の電極とを含み、前記ナノワイヤまたはナノピラミッドは、少なくとも１つのIII-Ｖ族化合物半導体を有する。 このような紫外放射素子はまた、導波路を有してもよく、例えば、導波路の表面の少なくとも一部にわたって紫外線を分配するためのものであってもよい。すべての実施形態において、ＵＶ発光素子は、動作中にＵＶ放射を発生するように構成されているが、このＵＶ放射を伴う他の放射が本明細書において除外されるものではない。これらの実施形態のいくつかは、以下でより詳細に説明される。

上述したように、このシステムはさらに、光源放射の一部を発光材料放射に変換するように構成された発光材料を有する。それゆえ、（システムの動作中に）発生したすべてのＵＶ放射は吸収されず、発光材料によって少なくとも部分的に変換される。それにもかかわらず、本発明はまた、局所的に発光材料が、発光材料に局所的に向けられるすべての紫外線を吸収することができる実施形態にも向けられている。例えば、以下にさらに詳細に示されるように、発光材料は、パターン状に構成されてもよく、ここで、紫外放射の全吸収（および発光材料放射への変換）を有する領域と、紫外放射の吸収が少ないかまたは全くない領域（および発光材料放射への変換が相対的に少ないかまたは全くない領域）とが存在してもよい。発光材料は、光源と放射線的に結合されていると考えてもよい。用語「放射線的に結合されている」とは、特に、光源によって放出された放射線の少なくとも一部が発光材料によって受け取られるように（そして少なくとも一部が発光に変換されるように）、光源と発光材料とが互いに関連していることを意味する。

実施形態では、システムは複数の光源を有してもよい。特に、複数の光源の各光源のための実施形態では、その光源光の一部が発光材料光に変換され、その変換されていない光源光の一部が、発光材料光と同様に、システム光の一部になることを適用することができる。したがって、実施形態では、光源の紫外放射の一部は発光材料光に変換され、光源の紫外放射の一部は変換されない。したがって、実施形態では、システム光は、複数の光源のそれぞれの光源の紫外放射と、複数の光源のそれぞれの光源の紫外放射の一部によって生成される発光材料光とからなる。

よって、本発明はシステムの実施形態を提供し、当該システムは複数の光源を有し、各光源は光源放射を生成するように構成され、光源放射は少なくとも紫外放射を含み、当該システムはさらに、（ｉｉ）各々の光源の光源放射の一部を発光材料放射に変換するように構成された発光材料を有し、システム光は、各々の光源の光源放射と発光材料放射とを有する。

上記のように、発光材料光を減衰させ、及び／又は光源光を再分配するために、特に半透過ミラーが適用されてもよい。このような半透過ミラーは、複数の光源のそれぞれに光学的に結合されていてもよい。

それゆえ、本発明はまた、特定の実施形態では、各光源の下流側および発光材料の上流側に構成された複数の半透過ミラーをさらに含むシステムを提供する。さらなる特定の実施形態では、それぞれの光源およびそれぞれの半透過ミラーは、それぞれの半透過ミラーに垂直な方向にそれぞれの光源の紫外放射の少なくとも一部を提供するように構成され、それぞれの半透過ミラーに平行な方向にそれぞれの光源の紫外放射の少なくとも一部を提供するように構成されている。

実施形態では、発光材料は、光源の下流の表面上の層として提供されてもよい。したがって、このような発光材料層は、特に、光源光の一部がこの層を透過するように構成されている。発光材料は、発光材料を有する複数の領域からなるパターン化された層として提供されてもよく、ここで、実施形態では、発光材料の各領域は、それぞれの光源の下流に構成されている。発光材料の複数の領域は、発光材料の無い領域、又は、発光材料の薄い層の領域、又は、発光材料を伴う領域よりも光源光に対して高い透過率を持つ他のタイプの領域と、交互にパターン化されている。異なるタイプの領域の組み合わせが適用されることもできる。

特定の実施形態では、複数の光源は、ＵＶ放射を発生させるための光源の２次元グリッドによって提供されてもよい。例えば、実施形態では、光源のそのようなグリッドは、発光材料のパターンと整列されることができる。他の実施形態では、光源のそのようなグリッドは、その光源光がシステム光に含まれる第１の光源のサブセットと、その光源光が発光材料によって部分的に変換され、その光源光の一部がシステム光に含まれる別の光源のサブセットとを有することができる。さらなる実施形態では、グリッドに含まれる光源の各々は、それぞれの半透過ミラーと光学的に結合されていてもよい。

「光源放射の一部を発光材料放射に変換するように構成されている」、「システムは、光源放射と発光材料放射とを含むシステム光を生成するように構成されている」、および類似のフレーズは、特に、光源の紫外放射の一部が発光材料光に変換され、紫外放射の一部が発光材料光によって変換されず、（１）光源の紫外放射の変換に基づいて、発光材料の発光材料光と、（２）（同じ）光源の非変換紫外放射とを有する照明装置光につながることを示す。

特定の実施形態では、光源２２０はすべて固体光源からなる。

実施の形態において、発光材料によって吸収されて少なくとも部分的に変換される紫外放射の量は、紫外放射の総パワー（ワット）の2%以上、例えば5%以上、例えば１０％以上であり、光源により供給される紫外放射の総パワーの98%以下、例えば95%以下、例えば90%以下、あるいは80%以下、特に60%以下である。それゆえ、光源によって生成された紫外放射の少なくとも２％、例えば少なくとも５％、例えば少なくとも１０％、例えば少なくとも２０％、例えば少なくとも４０％は、発光材料によって変換されない。それゆえ、システム光は、総パワーの少なくとも２％、例えば少なくとも５％、例えば少なくとも１０％、例えば少なくとも２０％、例えば少なくとも４０％が紫外放射であり、少なくとも２％、例えば少なくとも５％、例えば少なくとも１０％が吸収され、少なくとも部分的に発光材料放射に変換されることができる（後者は、可視光および赤外線からなる群から選択される）。したがって、システム光は、（光源からの）ＵＶ放射と、発光材料の（ａ）可視放射および／または（ｂ）ＩＲ放射とからなる。したがって、実施の形態において、システムは、或る総パワー（ワット）を有するシステム光を生成するように構成され、システム光は、光源放射と発光材料放射とを有し、総パワーの少なくとも２％が光源放射によって提供され、総パワーの少なくとも２％が、発光材料の（ａ）可視放射および／または（ｂ）ＩＲ放射によって提供され、特に、総パワーの少なくとも５％が光源放射によって提供され、総パワーの少なくとも５％が発光材料の（ａ）可視放射および／または（ｂ）ＩＲ放射によって提供され、さらに具体的には、総パワーの少なくとも１０％が光源放射によって提供され、総パワーの少なくとも１０％が発光材料の（ａ）可視放射および／または（ｂ）ＩＲ放射によって提供される。

発光材料放射は、実施形態では可視光を有する。したがって、発光材料の存在により、システムによって生成される光は、紫外放射と可視光の両方を含む。それゆえ、システムは、光源放射と発光材料放射とからなるシステム光を生成するように構成される。紫外線を吸収して可視光に変換することができる発光材料は、水銀放電ランプ、プラズマディスプレイパネル、ＵＶ ＬＥＤ用途などに使用されるように、当技術分野で知られている。代替的または追加的に、発光材料放射は、赤外線（ＩＲ）放射を有する。赤外線放射は、７８０ｎｍから１ｍｍの範囲から選択された波長、例えば７８０ｎｍから１５μｍ、７８０ｎｍから８μｍ、７８０ｎｍから３μｍの範囲から選択された波長を有していてもよい。

上述したように、実施形態では、システムは、光源の下流であって発光材料の上流に構成された減衰素子をさらに含んでいてもよい。減衰素子は、特に、光源放射の一部を透過するように構成されていてもよいが、光源放射の一部を反射するように構成されていてもよい。反射された光源放射の少なくとも一部は、導波路素子での反射により、再利用されてもよい（導波路素子が利用可能であることを前提とする。以下参照）。（これらの実施形態では）発光材料は、減衰素子の下流に構成されるので、減衰素子に衝突する可能性のある発光材料放射の少なくとも一部は、反射されてもよい（任意に、発光材料放射の一部は、減衰素子を透過してもよい）。減衰素子を用いると、異なる方向および／または導波路にわたって光源放射のより均一な分布を得ることが可能である。減衰素子はまた、発光材料放射の少なくとも一部を減衰素子から離れる方向にリダイレクトするために使用されてもよく、そうでなければその一部は（実施形態では）失われる可能性がある。

実施形態では、減衰素子は、例えばアルミナ、ＭｇＯ、ＢａＳＯ_４等の１つ以上の光反射材料の層であってもよく、この層は、光源放射の一部を反射して（すなわち、光源放射は減衰素子の上流側で発生する）、光源放射の一部を透過するように使用されることができる。 後者の部分は、減衰層の下流に構成された発光材料により用いられることができる。したがって、減衰層はまた、発光材料放射の一部を反射し返すために使用されることができる（すなわち、光源放射は、減衰素子の上流側で発生する）。 減衰層は、特に拡散反射層であってもよい。

実施形態では、減衰層は、微粒子層であってもよく、例えば、0.1から20μmの範囲から選択されるd50を有する微粒子材料からなる。 特に、少なくとも20.wt%が、0.1から1μmの範囲から選択される粒径を有する粒子から構成されていてもよい。粒子状物質はまた、ＵＶ放射の範囲内の寸法を有する粒子に基づく最大値と、可視（またはＩＲ）放射の範囲内の寸法を有する粒子に基づく最大値とのような、２つの最大値を有する寸法分布を有していてもよい。さらに、層の厚さは、光源放射の少なくとも一部を透過させるように、例えば0.1から20μmの範囲から選択される厚さが選択されることができる（これは、光源の強度および所望の目的に依存するだろう）。

減衰素子の例は、実施形態では、光源放射の少なくとも一部（半透過ミラーの上流で生成される）に対して透過性であり、発光材料放射の少なくとも一部（半透過ミラーの下流で生成される）に対して反射性であることができる半透過ミラーであってもよい。

ここで、本発明は（さらに）、（ｉ）半透過ミラーと発光材料とを含む実施形態、及び。（ｉｉ）（半透過ミラー（または減衰素子）を含まない）発光材料を含む実施形態との関連で特に説明される。

上述したように、実施形態では、システムは、光源の下流かつ発光材料の上流に構成された半透過ミラーをさらに含んでいてもよい。「半透過ミラー」という用語は、特に、第１の波長を有する放射線に対して少なくとも部分的に透過性を有し、かつ（第１の波長とは異なる）第２の波長を有する放射線に対して少なくとも部分的に反射性を有する光学素子を指す場合がある。このような第２の波長に対しては、光学素子は本質的に非透過性であってもよい。本文脈では、第１の波長は、例えばＵＶ波長であってもよく、第２の波長は、可視および／またはＩＲ波長であってもよく、したがって、本文脈では、特に発光材料放射を指すことがある。「第１の波長」および「第２の波長」という用語は、それぞれ、第１の波長の波長範囲のような複数の（異なる）第１の波長、および第２の波長の波長範囲のような複数の（異なる）第２の波長を指す場合があることに注意されたい。

例えば、「透過性」という用語および類似の用語は、特に垂直な放射の下で、（第１の波長を有する）放射線の少なくとも１０％、特に少なくとも２０％、例えば少なくとも５０％の透過を意味してもよく、一方、「非透過性」という用語および類似の用語は、特に垂直な放射の下で、（第２の波長を有する）放射線の５％未満のような、例えば１０％未満の透過を意味してもよい。さらに、例えば、「反射性」という用語および類似の用語は、特に垂直な放射の下で、（それぞれ第１の波長を有するかまたは第２の波長を有する）放射線の少なくとも１０％、特に少なくとも２０％、例えば少なくとも５０％、少なくとも８０％の反射を指す場合がある。

半透過ミラーは当技術分野で知られている。半透過ミラーは、例えば、薄いアルミニウム層のような反射材料の薄い層で得られる。ここで、用語「透過性」および類似の用語は、特にミラーに関連して、紫外線および可視放射、ならびにオプションとして、紫外線、可視および／または赤外線放射を指す。特に、本明細書では、半透過ミラーは、紫外放射の一部を透過し、発光材料放射の少なくとも一部を反射するように構成されている。

実施形態では、特に、垂直放射下で、半透過ミラーによって反射される発光材料放射の割合は、半透過ミラーを透過する同じ発光材料放射の割合よりも大きい。

さらに、実施形態では、半透過ミラーによって反射される光源放射のうち、垂直放射下での放射の割合は、半透過ミラーを透過する同じ光源放射の割合よりも大きい。しかし、必ずしもそうとは限らない。これは、例えば、所望の強度および／または領域ごとの光源の数に依存する可能性がある。

上記のように、実施形態では、半透過ミラーはアルミニウム層であってもよい。その厚さは、4-50 nmの範囲、例えば4-30 nmの範囲内、あるいは5-10 nmから選択されることができる。

半透過のミラー特性を提供する一体型の層の代わりに、貫通孔を含む層を適用してもよい。パターン化された層とも示されるこのような層では、層の一部が反射材料で構成され、層の一部がこのような反射材料に設けられた貫通孔で構成されていることができる。孔を有する層の厚さは、２０から１００ｎｍの範囲、例えば２０から５０ｎｍの範囲から選択されることができる。

実施形態では、半透過ミラーは、少なくとも半透過ミラーに垂直な（第２の波長を有する）光線に対して鏡面反射性であることができる。さらに他の実施形態では、半透過ミラーは、少なくとも半透過ミラーに垂直な（第２の波長を有する）光線に対して、拡散反射性であってもよい。

半透過ミラーでは、紫外線の一部がシステムの外部に出ることができる。さらに、発光材料が発光材料放射を発生させる。それゆえ、システムは、特に、光源放射（より具体的にあ、少なくとも紫外放射）と発光材料放射とを含むシステム光を生成するように構成されている。

固体光源のような光源の方向に直角に（半透過ミラー（または減衰素子）によって）反射された紫外線は、少なくとも部分的に失われる可能性がある。しかし、直角に反射しない光の一部は、固体光源のダイのような光源から逃れる場合がある。したがって、本発明では、第１の方向に紫外放射および発光材料放射を放出し、第１の方向に垂直な第２の方向に、本質的に光源放射（実施の形態では基本的に紫外放射）のみを放出するエミッタを提供することができる。

例えば導波路素子の使用を想定すると、第１の方向に垂直な光源放射は、導波路を通して伝播するように導波路内に向けられてもよい（以下にさらに参照）。これは、この光源放射の少なくとも一部が導波路素子から他の場所に逃げる（すなわち、導波路素子からのアウトカップリング）可能性がある。（主に）第１の方向に提供される放射線は、本質的に直接導波路から逃げることができ、および／または導波路素子に垂直な方向（および第２の方向に垂直な方向）に導波路から出ることができる。このようにして、導波路素子の放射出口ウィンドウから逃げる紫外線の強度分布をより均一にすることができる。

したがって、実施形態では、光源、半透過ミラー（または減衰素子）および発光材料は、半透過ミラーに垂直な方向に紫外放射の少なくとも一部を提供し、半透過ミラーに平行な方向に紫外放射の少なくとも一部を提供するように構成されている。

上記では、固体光源の実施形態について述べたが、本発明はこれに限定されるものではない。固体光源のさらなる側面および実施形態もまた、以下に記載される。

固体光源は、第１の面（または上面）と、上面と角度をつけて構成された１つ以上の側面を有するダイから構成されることができる。実施形態では、この角度は、１５から１６５°の範囲から選択されてもよく、例えば、３０から１５０°の角度から選択されてもよく、例えば、４５から１３５°の角度から選択されてもよい。特に、実施形態では、この角度は実質的に９０°であってよい。実施形態では、光源放射は、上面および１つ以上の側面の両方から逃げてもよく、放射は、複数の方向、特に、互いに垂直な方向にダイから逃げることができる。したがって、実施形態では、そのような固体光源は、半透過ミラーに垂直な方向および半透過ミラーに平行な方向に紫外放射を提供するように適用されることができる。

実施形態では、システムは、固体光源を含むパッケージを有することができる。したがって、特定の実施形態では、システムは固体光源を有することができ、固体光源はダイを有し、システムは固体光源を含むパッケージを有する。特に、固体光源は、特に、直交する２つの方向を含む複数の方向に光源放射を提供することができるダイを有する。パッケージは、少なくとも部分的に導波路素子内に埋め込まれていてもよい（下記も参照）。さらなる特定の実施形態では、パッケージは、本質的に導波路素子内に全体が埋め込まれている。

実施形態では、パッケージは、半透過ミラーをさらに含んでいてもよい。また、半透過ミラーはダイ上に構成されることができる。したがって、半透過ミラーは、ダイと物理的に接触していてもよい。また、半透過ミラーは、ダイから離れているが、ダイと光学的に接触するように構成されていてもよい。また、半透過ミラーとダイは、光透過性接着剤などの光透過層を挟んでもよい。パッケージは、少なくとも部分的に導波路素子内に埋め込まれていてもよい（下記も参照）。さらなる特定の実施形態では、パッケージは、本質的に導波路素子内に全体が埋め込まれている。

実施形態では、パッケージは、発光材料をさらに含んでもよい。また、発光材料は、半透過ミラー上に構成されていてもよい。それゆえ、発光材料は半透過ミラーと物理的に接触していてもよい。また、発光材料は、半透過ミラーから離れているが、半透過ミラーと光学的に接触するように構成されていてもよい。また、発光材料と半透過ミラーは、光透過性接着剤などの光透過層を挟んでいてもよい。特に、発光材料層として、発光材料を設けてもよい。したがって、発光材料層は、半透過ミラーと物理的に接触していてもよい。したがって、実施形態では、発光材料は、半透過ミラー上の発光材料層として構成されていてもよい。また、発光材料層は、半透過ミラーから離れているが、半透過ミラーと光学的に接触するように構成されていてもよい。また、発光材料層と半透過ミラーとの間には、光透過性接着剤などの光透過性層を挟んでもよい。パッケージは、少なくとも部分的に導波路素子内に埋め込まれていてもよい（下記も参照）。さらなる特定の実施形態では、パッケージは、本質的に導波路素子内に全体が埋め込まれている。

特に、実施形態では、固体光源は、半透過ミラーおよび発光材料と共にパッケージの一部であってもよい。したがって、特定の実施形態では、システムは、固体光源を有することができ、固体光源はダイを有し、システムは、固体光源、半透過ミラーおよび発光材料を含むパッケージ（または「光発生パッケージ」）を有し、半透過ミラーはダイと光学的に接触するように構成され、発光材料は半透過ミラー上の発光材料層として構成されている。

用語「光学的に接触」および類似の「光学的に結合された」などの用語は、特に、第１の要素から逃げる光が、別の（光学的な）第２の要素に、これらの要素の屈折率差に起因して、最小の損失（フレネル反射損失またはＴＩＲ（全内部反射）損失など）しか伴わずに、入ることを意味することができる。損失は、以下の要素のうちの１つ以上によって最小化されることができる：２つの光学素子間の直接光学的接触（すなわち物理的接触）、２つの光学素子の間に光学接着剤を提供すること（好ましくは、前記光学接着剤は、２つの個々の光学素子の最も低い屈折率よりも高い屈折率を有する）、光が２つの光学素子の間に存在する材料を通過するように、２つの光学素子を近接して（例えば、放射線の波長よりも（はるかに）小さい距離で）提供すること、2つの光学素子の間に光学的に透明なインタフェース材料を提供すること（好ましくは、光学的に透明なインタフェース材料は、2つの個々の光学素子の最低屈折率よりも高い屈折率を有し、光学的に透明なインタフェース材料は、液体またはゲルであってもよい）、または2つの個々の光学素子の（一方または両方の）表面上に光学的な反射防止コーティングを提供すること。 実施形態では、光学的に透明なインタフェース材料は、固体材料であってもよい。さらに、特に光学インタフェース材料または接着剤は、２つの個々の光学素子の最高屈折率よりも高くない屈折率を有していてもよい。

「光学的に接触している」という用語の代わりに、「放射線的に結合されている」または「放射的に結合されている」という用語が使用されてもよい。用語「放射線的に結合されている」とは、特に、第１の要素によって放出された放射線の少なくとも一部が第２の要素によって受け取られるように、それぞれの要素が互いに関連していることを意味する。実施形態では、要素は、互いに物理的に接触していてもよく、または他の実施形態では、例えば約１ｍｍ未満、好ましくは約１００μｍ未満の厚さを有する光学接着剤の（薄い）層で互いに分離されていてもよい。光学的に透明なインタフェース材料が適用されていない場合、光学的に接触している２つの要素の間の距離は特に、およそ、最大で、固体光源のピーク波長のような関連性のある波長であってもよい。可視波長の場合は1μm以下、例えば0.7μm以下、青色の場合はさらに小さく、例えば約400nm以下であってもよい。

特定の実施形態では、システムは、本質的に、半透過ミラーと発光材料とを含むＬＥＤパッケージなどのパッケージから構成されてもよい。さらなる他の実施形態では、システムは、複数のパッケージ（以下も参照）から構成されてもよい。さらなる実施形態では、システムは、複数の光源と、単一の半透過ミラーとを有することが出来る（以下にさらに詳細を参照のこと）。それゆえ、実質的に、ある側面において、本発明はまた、それ自体がそのようなパッケージを対象とする。

特に、このシステムは、シート状の光出力装置を有する。このようなシート状の装置により、オブジェクトの（大きな）領域を照射したり、（大きな）オブジェクトをシート状の装置で被覆したりすることができる。このように、シート状の装置は、オブジェクトの第２の表皮とすることができる。シート状の装置は平面状とすることができる。しかし、他の実施形態では、シート状装置は湾曲していてもよい。したがって、シート状光出力装置の光放射面の発光領域は、平坦であってもよいし、一次元的に湾曲していてもよいし、二次元的に湾曲していてもよい。それゆえ、実施形態では、紫外放射素子が、そのようなシート状の光出力デバイスを有することができる。用語「シート状」は、薄いパネルなどのパネルを指し、実施形態では柔軟性があってもよく、または実施形態では柔軟性がなくてもよい。なお、「シート状」とは、柔軟性のあるシートを指す場合がある。例えば、シリコーンのシートは、比較的柔軟性があり、オブジェクトの第２の表皮を形成することができる。しかし、例えば石英を使用した場合には、シート状の装置は比較的柔軟性がない可能性がある。

このようなシート状光出力装置の光放射領域は、任意の寸法を有していてもよいが、特に、少なくとも９ｃｍ^２、少なくとも１６ｃｍ^２、あるいは少なくとも２５ｃｍ^２のように、比較的大きいものであってもよい。したがって、実施形態では、シート状光出力装置は、少なくとも１００ｃｍ^２、例えば少なくとも４００ｃｍ^２のような光放射面を有してもよい。しかし、より大きなものであってもよく、例えば、少なくとも２５００ｃｍ^２以上、さらには少なくとも１ｍ^２以上の光放射面を有するシート状の光出力装置であってもよい。また、シート状の光出力素子を例えばロールツーロールプロセスで生成する場合など、大幅に大型化することも可能である。

本発明の発光材料では、シート状の光出力装置の光放射面などの、装置の表面から逃げる紫外線の強度を調整することが可能である。したがって、発光材料を用いた実施形態では、その放射出口ウィンドウを介してのような導波路から逃げる紫外放射は調整されることができる。

また、発光材料は、同一の効果を有しながら、異なる位置で構成されていてもよい。実施形態では、発光材料は、導波路の放射出口ウィンドウのように、光放射面の下流に構成されてもよい。光源放射が、導波路の場合のように、１回以上の（全内部）反射の後にのみ照明システムから出ることができる実施形態では、発光材料はまた、導波路内または導波路の裏側のような他の場所で構成されてもよい。

実施形態では、発光材料は、導波路内に構成されてもよい。したがって、発光材料放射と防汚光は、放射出口ウィンドウから脱出することができる。そのような実施形態では、光放射面は、放射出口ウィンドウと本質的に同一であってもよく、放射出口ウィンドウは、特に導波路の面又は表面である。代替的または追加的に、発光材料は、実施形態では、放射出口ウィンドウの（一部の）上に構成されていてもよい。発光材料放射は、発光材料から逃げてもよく、防汚光は、（発光材料の層が（局所的に）十分に薄い場合、及び、発光材料がない放射出口ウィンドウから）発光材料を通して逃げることができる。そのような実施形態では、光放出面は、それぞれ、発光材料の層および／または放射出口ウィンドウを有することができる。

どのようなオプション（複数可）が選択されたとしても、システムは、特に、光源放射の一部を、１００?３０００Ｊ／ｍ²の範囲内のように、光放射面に対して相対的に少なくとも１０Ｊ／ｍ²の所定の線量で、光放射面を介してシート状光出力装置の外部に（動作モードにおいて）放射するように構成されている。代替的にまたは追加的に、システムは、特に、光源放射の一部を、光放射面の面積に対して、少なくとも約0.5*10^-9ワット/mm²、少なくとも約10^-9ワット／ｍｍ^２程度、あるいは少なくとも約1.5*10^-9ワット/mm²で、10^-6ワット/mm²以下、0.5*10^-7ワット/mm²以下、あるいは10^-7ワット/mm²以下の経時平均パワーの、所定の経時平均パワーで光放射面を介してシート状光出力装置の外部に（動作モードにおいて）放射するように構成されている。したがって、実施形態では、システムは、動作モードにおいて光源放射の一部を（特定の実施形態では、シート状の光出力デバイスの外部に）、光放射面を介して、光放射面にわたって平均して、少なくとも0.5×10^-9ワット/mm²の経時平均パワーで放射するように構成されていてもよい。それゆえ、「領域に対する、パワー」または「領域に対する、継時的パワー」というフレーズおよび類似のフレーズは、特に、関連するパラメータの平均値（例えば、ワット／ｍｍ^２における継時的パワー）が得られるように、関連するパラメータが領域にわたって平均化されていることを示している。

本明細書に示されているように、システムは、「モード」または「動作モード」で動作を実行することができる。また、「モード」という用語は、「制御モード」と示されることもある。これは、システムが、別の制御モード、または複数の他の制御モードを提供するように適合されていてもよいことを排除するものではない。しかしながら、実施形態では、少なくとも制御モードを提供するように適合された制御システムが利用可能であってもよい。他のモードが利用可能であれば、そのようなモードの選択は、特に、ユーザインタフェースを介して実行されることができるが、センサ信号または（時間）スキームに依存してモードを実行するような他のオプションも可能である。実施形態では、動作モードはまた、単一の動作モード（すなわち、更なる可能性を伴わない「オン」）でのみ動作することができるシステムを指す場合がある。

実施形態では、動作モードでは、光源放射は連続的に提供される。さらに別の実施形態では、動作モードでは、光源放射はパルス状に提供される。さらに別の実施形態では、動作モードでは、光源放射は、生物汚損を感知するように構成されたセンサからのセンサ信号に依存して提供される。さらに別の実施形態では、光源放射は、ユーザインタフェースを介した指示に基づいて提供される。実施形態では、これらの実施形態のうちの２つ以上が（システムによって）提供される。したがって、以下にも示されるように、本発明はまた、（本明細書に記載される ）システムを制御する方法を提供する。

上述したように、システムは、特に導波路を有することができる。導波路外部の１つ以上の光源および／または導波路に埋め込まれた１つ以上の光源が、導波路に光源放射を提供してもよい。全内部反射によって、光源放射の少なくとも一部は導波路にわたって分配され、その放射出口ウィンドウから出ることができる。導波路は、シート状の光出力装置で構成されていてもよい。そして、実施形態では、システムは、導波路素子配置を有し、前記導波路素子配置は、放射出口ウィンドウを有する導波路素子を有し、前記導波路素子は、（ａ）前記光源放射を受け取るように構成され、（ｂ）（動作モードにおいて）前記光源放射の一部を前記放射出口ウィンドウを介して前記導波路素子の外部に放射するように構成され、導波路素子配置は、さらに、発光材料からなるコンバータ装置を有する。用語 "導波路素子 "の代わりに、用語 "UV放射素子"を使用することもできる。特に、導波路素子は、システムの使用中に、ＵＶ放射を提供するように構成されている。用語「導波路素子」は、特に、導波路、および、オプションとして、光源のような、そこに埋め込まれた、または、発光材料（層）のような、その上に構成された、他の要素を指す場合がある。

特定の実施形態では、光源は、導波路素子に埋め込まれていてもよい。ここで、単一の光放射面を有する単一の光源、複数の光放射面を有する単一の光源（例えば、複数のファイバのファイバ端など）、または複数の光放射面を有する複数の光源（例えば、複数のＬＥＤ（ＬＥＤダイが光放射面を提供している）など）が、導波路素子に、例えば、特にシリコーンなどの導波路材料に、埋め込まれていることができる。ここで、導波路素子は、特に導波路材料からなる。光源は、導波路材料に（少なくとも部分的に）埋め込まれていてもよい。光源放射は、導波路材料を伝播し、放射出口ウィンドウを介して導波路材料から脱出することができる。導波された紫外線の一部は、導波路内で散乱され（例えば、シリコーンによって）、導波路を離れるのに十分な急角度で放射出口ウィンドウに到着する場合がある（そして、防汚を可能にする）。実施形態では、光源放射の一部はまた、導波路から直接出る場合がある（そして例えば発光材料に会う）。代替的な実施形態では、光源は、導波路素子に部分的に埋め込まれていてもよい。したがって、実施形態では、光源は、少なくとも部分的に導波路素子に埋め込まれていてもよい。

そして、光源放射（および／またはいくつかの実施形態では発光材料放射）のような導波路素子からの光のアウトカップリングを促進するために、導波路材料は、導波路材料内の散乱要素のようなアウトカップリング構造、または粗さのような放射出口ウィンドウ内のアウトカップリング構造、および／または放射出口ウィンドウ上のアウトカップリング構造を有してもよい。散乱要素は、例えば、シリコーンに埋め込まれた散乱体のように、導波路素子に埋め込まれた微粒子材料を含んでもよい。

このコンバータ配置は、放射出口ウィンドウ上に構成された発光材料、放射出口ウィンドウからさらに離れて（そしてその下流に）構成された発光材料（例えば、放射出口ウィンドウからある程度離れたところにある層など）、導波路素子内に構成された発光材料、放射出口ウィンドウと反対側の面に構成された発光材料（導波路材料が放射出口ウィンドウと反対側の面との間に構成されている）のうちの１つ以上を参照することができる。

実施形態では、発光材料は、導波路素子上に構成されることができる。代替的または追加的に、発光材料は、導波路素子内に構成されてもよい。代替的にまたは追加的に、発光材料は、（さらに）導波路素子から離れて構成されていてもよい。

特定の実施形態では、光源と半透過ミラーとの間に構成された導波路素子が適用されてもよい。例えば、導波路素子の（下流側の）面上に、半透過ミラーが構成され、発光材料が、半透過ミラーの下流側の層（またはパターン化された層）として構成されていてもよい。

さらに他の実施形態では、半透過ミラーの下流側に構成された導波路素子が適用されてもよい。例えば、光源は、半透過ミラーの上流に、例えば半透過ミラーと物理的に接触するように構成され、導波路素子は、半透過ミラーの下流に、例えば半透過ミラーと物理的に接触するように構成されていてもよい。導波路素子の（下流の）面に、発光材料が層（またはパターン化された層）として構成されていてもよい。また、半透過ミラーは、導波路素子の上流側の面に設けられていてもよい。

したがって、実施形態では、半透過ミラーは、導波路素子の下流であって発光材料の上流に構成されてもよい。したがって、特定の実施形態では、半透過ミラーは、導波路素子の下流で、かつ（発光材料を有する）コンバータ配置の上流に構成されている。

上記では、特に固体光源を含むようなパッケージの実施形態が記載されている。このようなパッケージは、導波路素子と組み合わせられることができる。例えば、１つ以上のパッケージが部分的に導波路素子の上流に構成されてもよい。（第２の）方向に向けられた紫外放射が導波路に入射するべきであるので、固体光源のダイは、少なくとも一部が導波路素子に埋め込まれていることが望ましい。したがって、特定の実施形態では、システムは、１つ以上のパッケージ、特に複数のパッケージを含んでもよく、１つ以上のパッケージ、特に各パッケージが、少なくとも部分的に導波路素子内に埋め込まれるように構成されている。

光源が導波路素子に少なくとも部分的に埋め込まれている場合、光源は、ダイの上面に垂直な第１の方向と、第１の方向に垂直でダイの端面に垂直な第２の方向など、異なる方向に光源光を提供することができる。固体光源のダイは、例えば約２００から５００μｍの高さを有することができる。そのような固体光源では、その光は、その一部が発光材料によって変換されることができるＵＶ放射を提供するための第１の方向で使用されることができ、第２の方向では、例えば、導波路素子の分配のために使用され、他の場所でＵＶ放射としてそこから脱出することができる。 このＵＶ放射は、そのまま使用されてもよいし、ＵＶ放射が導波路素子から逃げる（その下流の）位置で利用可能であれば、発光材料によって（少なくとも部分的に）変換されてもよい。ダイの上面からの放射とダイの側面からの放射とを含む複数の方向に放射するダイを有する固体光源では、両方の放射が導波路素子において有用に使用されることができる。特に、固体光源が適用されることができ、光源放射の約１０?９０％（例えば５０?８０％）が上面から逃げ、そして、放射の９０?１０％（例えば２０?５０％）が１つ以上の側面から逃げる。それゆえ、特に、例えば、側面にも発光を有するトップエミッタである固体光源が適用される。

ダイ上に減衰素子および／または半透過ミラーを有する固体光源を提供するために、複数の固体光源ダイを有する基板を提供し、ダイ上に減衰素子および／または半透過ミラーを適用（コーティング等）し、ダイシングなどにより、ダイ上に減衰素子および／または半透過ミラーを含む１以上の固体光源ダイの固体光源パッケージを作成することができる。同じように、ｉ）ダイに設けられた減衰素子及び／又は半透過ミラーと、（ｉｉｉ）減衰素子又は半透過ミラー上に設けられた発光材料とを有する固体光源を提供するために、複数の固体光源ダイを有する基板を提供し、(i) ダイ上の減衰素子および／または半透過ミラー、(ii) その上に発光材料（またはその前駆体であってその後発光材料へ変換される）を（例えばコーティングにより）適用し、ダイシングなどにより、（ａ）ダイ上の減衰素子および／または半透過ミラーと（ｂ）減衰素子または半透過ミラー上の発光材料とを含む１つ以上の固体光源ダイの固体光源パッケージを作成することができる。

特に、システムは、（動作モードにおいて）光源放射の一部を放射出口ウィンドウを介して導波路素子の外部に放射するように構成されており、放射出口ウィンドウに対して少なくとも２ｍＷ／ｈ／ｍ^２の経時平均パワーで放射するように構成されている。

実施形態では、（ＵＶ放射の）経時平均線量は、少なくとも１０Ｊ／ｍ²の範囲から選択され、特に100?3000 J/m²のような範囲から選択される。

代替的に、または追加的に、前記システムは、（動作モードにおいて）放射出口ウィンドウに対して少なくとも約0.5*10^-9ワット/mm²の、少なくとも１０^-９ワット／ｍｍ^２程度の、あるいは少なくとも約1.5*10^-9ワット/mm²であって、10^-6ワット/mm²以下、0.5*10^-7ワット/mm²以下、あるいは10^-7ワット/m²以下のような経時平均パワーで放射出口ウィンドウを介して前記光源放射の一部を前記導波路素子の外部に放射するように構成されている。

特に、このような導波路素子をコンバータ素子と組み合わせることにより、光放射面から逃げる光源放射の強度を均一化することができる。例えば、発光材料は、特に、光源放射の光線が導波路から逃げる可能性が比較的大きい導波路の位置に構成されていてもよい。他の位置には発光材料が少ないか全く構成されなくてもよい。

そして、実施形態では、光放射面から逃げる光源放射のパワーの極大値（特に本質的にすべての極大値）が、光放射面にわたって平均化した光源放射のパワーの平均値に等しいか、それの最大２０倍、最大15倍、最大5倍、最大2倍、あるいは最大1.5倍であるように、光源とコンバータ配置が構成される。このようにして、光源放射量が多すぎる強度スポットが防止され、吸収され、少なくとも一部が有用な発光に変換される。同時に、シート状の光出力装置または導波路素子配置から逃げる全体的な光源放射が均一化される。

このようにして、光源放射のパワーの（光放射面にわたる）平均値からの他の極小値または極大値の逸脱をより小さくすることができる。

したがって、（さらなる）実施形態では、前記システムは、動作モードにおいて、前記光源放射の一部を、前記光放射面に対して相対的に（経時的な）パワーの第１の平均値で前記導波路素子の外部に放射するように構成されることができ、光源とコンバータ配置は、光放射面から逃げる光源放射のパワーの或る極大値（特に本質的にすべての極大値）が、光放射面にわたって平均化された光源放射のパワーの第１の平均値よりも最大２０倍、例えば最大１５倍、例えば最大５倍、例えば最大２倍、例えば最大１．５倍であるように、構成される。本明細書に示されるように、光放射面は、特に放射出口ウィンドウを有する。

また、実施形態では、光放射面から逃げる光源放射のパワーの或る極小値（特に本質的にすべての極小値）はさらに、最大20倍、例えば最大15倍、例えば最大5倍、例えば最大2倍、例えば最大1.5倍、光放射面にわたって平均化された光源放射のパワーの平均値よりも小さい。

そして、発光材料は、均一に分布していなくてもよい。例えば、発光材料は、導波路の放射出口ウィンドウのすぐ上流または下流のパターンとして利用可能であってもよい。例えば、発光材料は、シリコーン層のような導波路の上に、印刷またはコーティングおよび／またはパターニングによって堆積させることができる。代替的または追加的に、キャストされた導波路材料（例えばシリコーン）の上部領域における発光材料を、例えばインモールドデポジションによって追加することによっても実現され得る。したがって、実施形態では、コンバータ配置は、放射出口ウィンドウ上の発光材料のパターンを有する。特に、発光材料のパターンは、光放射面上の光源放射の強度差を低減するように構成されている。したがって極大値（および極小値）と平均パワー値との間の差は、例えば放射出口ウィンドウ上の発光材料のパターンで均等化されることができる。

そのようなパターンは、紫外放射素子やシート状の光出力装置から逃げるような、システムから逃げる光源放射の不均一な分布を低減するように構成されることができる。例えば、紫外放射素子が複数の光放射面を含む場合、パターンは、紫外放射の極大値が低減され、極小値が部分的にのみ低減されるか、または実質的に低減されないように構成されてもよい。したがって、実施形態では、光源は、複数の光放射面を構成してもよく、ここで、光源は、複数の光放射面を介して光源放射を提供するように構成される。特に、そのような実施形態では、光放射面は、２次元光放射面アレイで構成されてもよい。特に、そのような実施形態では、コンバータ配置は、発光材料を有する複数の第１の領域と、発光材料を有しないかまたは発光材料が少ない１つ以上の第２の領域とを有する２Ｄコンバータアレイを有してもよく、ここで、２Ｄコンバータアレイは、光放射面アレイと整列している。アライメントは、特に、システムから逃げる光源放射の極大値の間の差が平均強度から大きく逸脱しないように、および／または、システムから逃げる光源放射の極小値の間の差が平均強度から大きく逸脱しないように、光源放射が低減されることを示す。したがって、特に動作中に、第１の領域は、隣接する第２の領域よりも多くのワット／ｍｍ^２での光源放射を受けることができる。

そのような領域は、したがって、２Ｄコンバータアレイとして提供されることができる。また、実施形態では、すべての紫外放射が遮断されないように、領域自体がパターン化されていてもよい。それゆえ、実施形態では、（ｉ）複数の第１の領域のうちの１つ以上、および（ｉｉｉ）１つ以上の第２の領域のうちの１つ以上がパターン化されている。特定の実施形態では、複数の第１の領域のうちの１つ以上がパターン化される。

ここで、「パターン」とは、特に、発光材料のある領域と発光材料のない領域との規則的または不規則な配置、またはそれらの組み合わせを指す場合がある。

「パターン」という用語は、放射出口ウィンドウ上のような発光材料の連続した層を含む場合があり、ここで、そのような層は貫通孔を含む。孔は一種の不連続層を形成する。孔は島状であり、規則的および／または不規則な配置を形成してもよい。

用語「パターン」は、放射出口ウィンドウ上のような（発光材料が）無の仮想連続層を含んでもよく、ここで、そのような仮想層は、発光材料で満たされた貫通孔を含む。発光材料は島状に構成されており、規則的及び／又は不規則な配列を形成してもよい。

例えば、発光材料は、放射出口ウィンドウ上にコーティングおよび／または印刷されていてもよい。

上述したように、複数の光源が適用される場合、実施形態では、２つ以上の光源は独立して制御されることができる。これにより、ビームの空間分布を制御することができる。しかしながら、これはまた、異なる発光材料（それらの発光材料放射の異なるスペクトル分布を有する）も適用される場合に、システム光の（局所的な）スペクトル分布を制御することを可能にし得る。このようにして、システム光のスペククトル分布を制御することができる。これは、光の色を、シート状の光出力装置を取り囲む材料の色のような、オブジェクトの残りの色に合わせるために用いられることができる。また、パターン、テキストメッセージ、ロゴなどを生成するために使用されることもできる。そして、実施の形態において、システムは、光源の２つ以上のサブセットが独立して制御可能な複数の光源を有することができ、システムは、さらに、発光材料放射の異なるスペクトル分布を有する複数の異なる発光材料を有し、光源のサブセットと発光材料とのそれぞれの組み合わせは、発光材料放射の異なるスペクトル分布を提供するように構成され、前記システムはさらに、前記システム光のスペクトル分布および前記システム光の空間分布のうちの１つ以上を制御するように前記複数の光源を制御するように構成された制御システムを含む。

実施形態では、システムは、制御可能な複数の光源と、発光材料放射の異なるスペクトル分布を有する複数の異なる発光材料とを有することができ、それぞれの発光材料は、異なる制御可能な光源に光学的に結合され、前記システムはさらに、前記システム光のスペクトル分布および前記システム光の空間分布のうちの１つ以上を制御するように前記複数の光源を制御するように構成された制御システムを含む。

実施形態では、特定のタイプの発光材料を優先的に励起する異なる光源を使用してもよい。代替的または追加的に、それぞれの発光材料は、空間的に異なる位置に配置されることができ、空間的に異なる位置に配置された光源は、それぞれ空間的に異なる位置に配置された発光材料を励起する。例えば、それぞれの発光材料は、（規則的な）パターンで提供されてもよい。そのようなパターンは、光源の光の分布に対応していてもよい。

また更なる態様では、本発明はまた、本明細書で定義されるようなシステムに機能的に結合されているか、またはそれに含まれるコンピュータ上で実行される場合に、光源を制御するように構成されたコンピュータプログラムを提供する。したがって、これは、複数の光源が制御されることを意味する場合もある。このようにして、光放射面からの脱出などの光源放射の空間分布を制御することができる。代替的または追加的に、特に複数の光源および複数の異なる発光材料が適用される場合に、発光材料の放射のスペクトル分布が制御されることができる。それぞれの発光材料が異なる光源に放射線的に結合されている場合、スペクトル分布が制御されることができる。実施形態では、システム光の強度が制御されることができる。制御は、センサのセンサ信号、タイマなどのうちの1つまたは複数に応じて実行されることができる。したがって、システムは、生物汚損、温度、システムの一部（例えば特に光放射面）と水との接触、システム（特に光放射面）への人間または動物の近接などの１つ以上を感知するように構成されている１つ以上のセンサをさらに含んでもよい。

「制御する」という用語および類似の用語は、特に、少なくとも要素の動作を決定すること、または要素の動作を監督することを指す。したがって、本明細書では、「制御」および類似の用語は、例えば、例えば、測定、表示、作動、開口、シフト、温度変更などのように、要素に動作を課すこと（動作を決定するか、または要素の動作を監督すること）などを意味する場合がある。さらに、「制御する」という用語や類似の用語には、モニタリングが含まれている場合がある。したがって、「制御する」という用語および類似の用語は、要素に動作を課すことを含み、また、要素に動作を課すことおよび要素を監視することを含む場合がある。

要素の制御は、制御システムを用いて行うことができる。したがって、制御システムと要素は、少なくとも一時的に、または恒久的に、機能的に結合されることができる。要素が制御システムを含んでもよい。実施形態では、制御システムと要素は物理的に結合されていなくてもよい。制御は有線および/または無線制御で行うことができる。制御システム」という用語は、特に機能的に結合された複数の異なる制御システムを指すこともあり、そのうちの１つの制御システムは、例えば、マスタ制御システムであってもよく、１つ以上の他の制御システムは、スレーブ制御システムであってもよい。

以下において、本発明の可能な側面がより詳細に論じられる。

上記のように、本発明の生物汚損防止装置は、紫外放射素子を有する。また、「紫外放射素子」という用語は、複数の紫外放射素子を指す場合もある。それゆえ、システムは、複数のそのような素子を含んでもよい。システムは、電気エネルギー源を含んでもよいが、システムは、（使用中に）電気エネルギー源と機能的に結合されてもよい。実施形態では、各紫外放射素子は、エネルギー源と機能的に結合されることができる。これにより、紫外放射素子の分散給電が可能となる。エネルギー源は、特に光源の電力供給に使用される。

ここでは、紫外放射素子を「照明モジュール」と表記する場合もある。紫外放射素子は、プレート状のモジュール（ここでは「光学媒体」とも示される）であってもよく、その中に少なくとも部分的に、または全体的に、１つ以上の関連する素子が埋め込まれている。したがって、実施形態では、紫外放射素子は、シリコーンなどの光透過性（固体）材料を有する。しかしながら、ＵＶ素子は、少なくとも部分的に、または全体的に、１つ以上の関連する素子を囲むハウジングを含んでいてもよい。この１つ以上の関連する素子は、少なくとも光源を有し、この光源は、光源放射、特に紫外放射を提供するように構成されている。紫外放射素子は、平坦な放射出口ウィンドウまたは湾曲した放射出口ウィンドウを有していてもよい。用語「紫外放射素子」は、素子の使用中に紫外放射を提供するように特に構成されていることを示す。

導波路素子は、オプションとして湾曲した、プレート状の形状であってもよい。しかしながら、導波路素子は他の形状を有していてもよい。これは例えばアプリケーションに依存する場合がある。 例えば、オブジェクトがドアノブ、蛇口ノブ、トイレノブ、手すり、台所のまな板、医療機器である場合、導波路素子の形状は、プレートとは異なる形状であってもよいし、必要に応じて１つ以上の曲面を有していてもよい。

導波路素子は平面である場合があるので、光源は、光軸が導波路素子の長さ軸と実質的に平行になるように構成されていてもよい。これは、導波路にわたる光源放射の分配を容易にすることができる。例えば、光源は、側面発光型ＬＥＤを含んでいてもよい。特に、導波路素子は、複数の側面発光ＬＥＤを含んでもよい。

紫外放射素子は、紫外放射出口ウィンドウを有する。前記紫外放射出口ウィンドウは、前記光源の紫外放射の少なくとも一部を透過するように構成されている。前記紫外放射の少なくとも一部は、前記放射出口ウィンドウを介して前記紫外放射素子の外部に逃げる。それゆえ、出口ウィンドウは紫外線に対して透過性がある。また、一般的には、ウィンドウは可視光に対しても透過性を持つだろう。上で示されたように、そして以下でさらに説明されるように、実施形態では、要素は、放射線透過性プレートであってもよい。そのような例では、ウィンドウは、要素の面（または平面）であってもよい。

用語「放射透過性」とは、放射に対する透過性、特にＵＶ放射に対する透過性、および任意に可視放射に対する透過性を指す。

紫外放射出口ウィンドウは、上流ウィンドウ面と下流ウィンドウ面とを有する。「上流」および「下流」という用語は、光発生手段（ここでは特に光源）からの光の伝播に対するアイテムまたは特徴の配置に関するものであり、ここでは、光発生手段からの光のビーム内の第１の位置に対して、光のビーム内の光発生手段に近い第２の位置が「上流」であり、光のビーム内の光発生手段から離れた第３の位置が「下流」である。それゆえ、上流ウィンドウ面（「上流面」）は、特に要素の内部を対象とし、直接、または内部反射後に、光源放射を受けることができる。下流ウィンドウ面（「下流面」）は、特に要素の外側を対象とすることができる。このウィンドウ面は、使用中に例えば（一時的に）水と接触する場合がある。プレート状の要素の実施形態では、上流ウィンドウ面および下流ウィンドウ面は、（同じ）エッヂ（または平面）の両面であってもよいことに留意されたい。

上述したように、特にオブジェクト、または防汚システムは、制御システムをさらに構成してもよい。したがって、オブジェクトがこのような制御システムを有していてもよい。実施形態では、生物汚損防止システムが制御システムを有するが、オブジェクトからは外部である。したがって、実施形態では、生物汚損防止システムは、オプションとして紫外放射素子によって囲まれた、制御システムをさらに含んでいてもよい。制御システムが２つ以上の要素を有する場合、１つ以上の要素がオブジェクトに含まれていてもよく、および／または１つ以上の要素がオブジェクトの外部に構成されていてもよい。

実施形態では、制御システムは複数の制御システムを有する。例えば、船舶が、マスタ制御システムとしての制御システムを有し、各防汚システムがスレーブ制御システムを有してもよい。任意に、制御システムは、オブジェクトの外部、すなわちオブジェクトから離れたところに構成されてもよい。特定の実施形態では、オブジェクトから離れたマスタ制御システムが、オブジェクトに含まれるスレーブ制御システム（例えば、生物汚損防止システム）を制御する。したがって、例えば、（マスタ）制御システムは、遠く離れた場所にあるかもしれず、すなわち船上ではなく、船会社の制御室のような陸上にあってもよい。このようなマスタ制御システムは、生物汚損防止を制御するように構成されることができる。

特に、本システムは、複数の紫外光源を有する。さらに特に、これらは本質的に規則的なパターンで配置されることができる。

したがって、実施形態では、生物汚損防止システムは複数の光源を有し、隣接する光源は、0.5?200mmの範囲、例えば2?100mmの範囲から選択される相互の光源距離(d1)を有する。

さらなる実施形態では、前記生物汚損防止システムは、複数のＬＥＤを有し、前記ＬＥＤは、前記ＵＶ放射を発生するように構成され、前記ＬＥＤは、ＬＥＤダイを有し、前記隣接するＬＥＤのＬＥＤダイは、0.5?200ｍｍの範囲から選択される相互の光源距離(d1)を有する。

既に上述したように、システムはまた、複数の光源を有することができ、各光源は、主に放射出口ウィンドウの部分に向けられている。

したがって、特にシステムは防汚システムである。実施形態では、生物汚損防止システムは、シート状の光出力装置のような導波路素子を有し、さらなる特定の実施形態では、光源は導波路素子内に埋め込まれている。特に、導波路素子は水密性を有する。ここで、「水密性」という用語は、特定の実施形態では、国際保護マークＩＰｘ５以上、例えばＩＰｘ６、特にＩＰｘ７（浸漬、深さ１ｍまで）、さらに特にＩＰｘ８（浸漬、深さ１ｍ以上）を指す場合がある。ｘの値は、特に、少なくとも４、または少なくとも５、あるいは少なくとも６である。

上述したように、さらなる側面において、本発明は、本明細書で定義されるようなシステムを有するオブジェクトを提供し、ここで、システムは、照射段階において、（ｉ）前記オブジェクトの外部表面の一部および（ｉｉｉ）前記外部表面の前記一部に隣接する水のうちの１つ以上を放射線で照射するように構成されている、オブジェクトを提供する。さらなる側面において、本発明は、本明細書で定義されるようなシステムを有するオブジェクトを提供し、ここで、システムは導波路素子からなり、ここで、導波路素子は、照射段階において、（ｉ）前記オブジェクトの前記外部表面の一部および（ｉｉｉ）前記外部表面の前記一部に隣接する水のうちの１つ以上を放射線で照射するように構成されている。

特に、オブジェクトは、使用中に少なくとも部分的に水没するオブジェクトであってもよい。したがって、オブジェクトは、本明細書で定義されるような生物汚損防止システムを有することができ、ここで、前記紫外放射素子は、（ｉ）前記オブジェクトの外部表面の一部および（ｉｉｉ）前記外部表面の前記一部に隣接する水のうちの１つまたは複数の照射段階で紫外線を照射するように構成されている。上記のように、オブジェクトは、特に、船舶およびインフラストラクチャ・オブジェクトからなるグループから選択されることができる。

ここで、「使用中に少なくとも部分的に水没するオブジェクト」および類似のフレーズは、特に、水中のアプリケーションを有する船舶およびインフラストラクチャ・オブジェクトのようなオブジェクトを指す。したがって、実施形態では、オブジェクトは、使用中に少なくとも部分的に水没するように構成されてもよい。

したがって、使用中、そのようなオブジェクトは、一般的に、海、湖、運河、川又は他の水路等の船舶のように、水と接触する。用語「船舶」は、例えば、帆船、タンカー、巡航船、ヨット、フェリー、潜水艦等のようなボートや船舶等を指すことができる。用語「インフラストラクチャ・オブジェクト」は、特に、ダム、水門、ポンツーン、オイルリグなどのような一般的に実質的に静止して配置されている水中アプリケーションを指すことができる。また、「インフラストラクチャ・オブジェクト」という用語は、パイプ（例えば、発電所などに海水を汲み上げるための）や、冷却システム、タービンなどの（水力）発電所の他の部分を指す場合がある。 また、「インフラストラクチャ・オブジェクト」とは、オイルリグを指す場合もある。また、「インフラトラクチャオブジェクト」という用語は、潮汐エネルギーおよび／または波動エネルギーおよび／または海流由来のエネルギーを収穫するための構造物などを指す場合がある。

「外部表面」という用語は、特に水と物理的に接触する可能性のある表面を指す。パイプの場合、これは、内部パイプ面と外部パイプ面のいずれか一方または複数に適用されることがある。したがって、「外部表面」という用語の代わりに、「汚損表面」という用語を使用する場合もある。さらに、そのような実施形態では、用語「水線」は、例えば充填レベルを指すこともある。特に、オブジェクトは、水中（例えば、海洋）アプリケーション、すなわち、海または海洋の中または近くでのアプリケーションのために構成されたオブジェクトである。そのようなオブジェクトは、その使用中に、少なくとも一時的に、または実質的に常に、少なくとも部分的に水と接触している。オブジェクトは、使用中に少なくとも部分的に水（線）の下にある場合があり、水中での使用のように実質的に全ての時間で水（線）の下にある場合もある。本発明は、例えば、（海洋などの）水中の防汚や、湿った表面を清潔に保つために、沖合での使用、海（中）での使用、掘削プラットフォームなどに適用されることができる。

このような水との接触により、生物汚損が発生する可能性があり、上記のような欠点がある。生物汚損は、そのようなオブジェクトの外部表面（「表面」）の面で発生する。保護されるべきオブジェクトの（要素の）表面はスチールで構成されていてもよいが、オプションとして、例えば木材、ポリエステル、複合材、アルミニウム、ゴム、ハイパロン、PVC、ガラス繊維などからなるグループから選択される別の材料で構成されている場合もある。したがって、スチール製の船体の代わりに、塩ビ製の船体やポリエステル製の船体などであってもよい。スチールの代わりに、（他の）鉄合金のような別の鉄材料が使用される場合もある。

ここで、「ファウリング」、「バイオファウリング」、「汚損」「生物汚損」という用語は互換的に使用される。上記で、ファウリングの例をいくつか挙げてみた。生物汚損は、水中の、または水に近く一時的に水（または他の電気的に導電性のある水性液体）に曝される任意の表面に発生する可能性がある。このような表面では、生物汚損は、要素が水の中にあるか、または水線の（ちょうど）上にあるような水の近くにあるときに（例えば、船首波による水の飛沫に起因するように）発生する場合がある。熱帯地域の間では、数時間以内に生物汚損が発生する可能性がある。適度な温度でも、数時間以内に、糖と細菌の最初の（分子）レベルとして、最初の（段階の）ファウリングが発生する。

防汚システムは、少なくとも紫外放射素子を有する。さらに、防汚システムは、制御システム（後述）、電気エネルギー供給装置等を有していてもよい。

「防汚システム」という用語は、オプションとして、例えば単一の制御システムを介して制御されるような、相互に機能的に結合された複数のそのようなシステムを指す場合もある。 さらに、防汚システムは、複数のそのような紫外放射素子を有していてもよい。ここで、「紫外放射素子」という用語は、（したがって）複数の紫外放射素子を指す場合がある。例えば、一実施形態では、複数の紫外放射素子は、船体などのオブジェクトの外部表面に関連付けられていてもよく、またはそのような表面に含まれていてもよく（下記も参照）、一方、例えば、制御システムは、船舶の制御室または操舵室などのオブジェクト内のどこかに構成されていてもよい。

ファウリングが発生する可能性のある表面または領域を、本明細書では汚損面とも表記する。それは、例えば、船舶の船体および／または光学媒体の光放射面である場合がある（下記も参照）。このために、紫外放射素子は、生物汚損の形成を防止するためおよび／または生物汚損を除去するために適用される紫外放射（防汚光）を提供する。この紫外放射（防汚光）は、特に、少なくとも紫外放射（「紫外光」とも表示される）を含む。それゆえ、紫外放射素子は、特に、紫外放射を提供するように構成されている。紫外放射素子は光源を有する。用語「光源」はまた、複数の光源、例えば２から２０００個の（固体）ＬＥＤ光源に関連するものであってもよく、より多くの光源が適用されることもある。それゆえ、用語「ＬＥＤ」は、複数のＬＥＤを指す場合もある。特に、紫外放射素子は、複数の光源を有していてもよい。したがって、上記のように、紫外放射素子は、１つ以上の（固体）光源を有する。ＬＥＤは、（有機ＬＥＤまたは）固体ＬＥＤであってもよい（または、これらの組み合わせであってもよい）。特に、光源はソリッドステートＬＥＤからなる。したがって、特に、光源は、ＵＶ-Ａ、ＵＶ-Ｂ、およびＵＶＣ光のうちの１つ以上を提供するように構成された紫外ＬＥＤからなる（下記も参照）。ＵＶ-Ａは細胞壁を損傷するために用いられることができ、一方ＵＶＣはＤＮＡを損傷するために用いられることができる。それゆえ、光源は、特に紫外放射を提供するように構成されている。ここで、「光源」という用語は、特に固体状態の光源を指す。光源はまた、（a）固体レーザを含んでもよい。また、「光源」という用語は、レンズおよび反射器（コリメータなど）からなるグループから選択される１つ以上のビーム整形素子を有する固体光源などの光学系を含む光源を指してもよい。

ＬＥＤなどの固体光源は、トップエミッタであってもよいし、サイドエミッタであってもよい。実施形態では、ＬＥＤの光源光は、ＬＥＤダイの上面から及び側面からのような少なくとも２つの直交する方向に放射される（上記も参照）。

特に、光源はＬＥＤである。したがって、実施形態では、生物汚損防止システムは複数の光源を有し、光源はＬＥＤを有する。代替的または追加的に、光源は固体レーザを有する。代替的または追加的に、光源は、例えば上述したように、ナノワイヤまたはナノピラミッドを有する。

紫外線（ＵＶ）とは、可視スペクトル波長の下限とX線の放射帯とで区切られた電磁光の一部を指す。紫外線のスペクトル範囲は、定義上、おおよそ100nmから400 nm（1 nm=10^-9 m）の間であり、人間の目には見えない。CIEの分類を使用すると、紫外スペクトルは3つのバンド、315から400 nmのUVA（長波）、280から315 nmのUVB（中波）および100から280nmのUVC（短波）に細分化される。実際には、多くの光生物学者は、多くの場合、320 nm前後の波長の重み付けされた効果として、紫外線曝露に起因する皮膚の影響について話し、それゆえに代替的な定義を提供している。

実施形態では、紫外放射（防汚光）はＵＶＣ光を有する。実施形態では、紫外線は、１００から３００ｎｍ、特に２００から００ｎｍ、例えば２３０から３００ｎｍの波長範囲から選択される放射線を含む。それゆえ、紫外放射は、ＵＶＣおよび約３００ｎｍの波長までの他の紫外放射から特に選択されることができる。波長が１００から３００ｎｍの範囲内、例えば２００から３００ｎｍで良好な結果が得られる。

上記のように、実施形態では、前記紫外放射素子は、（ｉ）前記外部表面の前記一部分および（ｉｉｉ）前記外部表面の前記一部分に隣接する水のうちの１つ以上を前記紫外放射で（照射段階で）照射するように構成されることができる。用語「一部（分）」とは、例えば船体や水門（扉）などのオブジェクトの外面の一部を指す。しかしながら、「一部（分）」という用語は、例えば船体または水門の外面などの実質的に外面全体を指すこともある。特に、前記外面は、１つ以上の光源の紫外光により照射されるか、１つ以上の紫外放射素子の紫外放射により照射されることができる複数の部分を含む場合がある。各紫外放射素子が１つ以上の部分を照射する場合がある。さらに、オプションとして、２つ以上の紫外放射素子の紫外放射を受ける部分があってもよい。

一般的に、特に水中（例えば、海洋）アプリケーションを参照する場合、２つの主要な実施形態の間で区別される場合がある。その実施形態の一方では、少なくとも照射段階において、光源と紫外放射素子の水（水線より上の場合は空気）、例えば海水のような水との間で、外面の一部分が紫外線を照射されることを含む。そのような実施形態では、この部分は、特に、オブジェクトの「元の」外面によって構成される。しかしながら、さらに別の実施形態では、「元の」外部表面は、オブジェクト（例えば、船舶の船体）の「元の」外部表面に取り付けられたモジュール、特に比較的平坦なモジュールによって拡張され、それによって、モジュール自体が実際に外部表面を形成する。例えば、そのようなモジュールは、船舶の船体に関連付けられていてもよく、それによって、モジュールは外面（の少なくとも一部）を形成する。いずれの実施形態においても、紫外放射素子は、特に放射出口面を有する（以下にさらに参照）。しかしながら、特に、紫外放射素子が前記外部表面の一部を提供することができる後者の実施形態では、そのような放射出口ウィンドウが当該一部を提供する場合がある（第１の部分と放射出口ウィンドウは本質的に一致していてもよく、特に、同じ表面であってもよい）。

それゆえ、実施形態では、紫外放射素子は、前記外部表面に取り付けられている。さらなる特定の実施形態では、生物汚損防止システムの放射出口ウィンドウは、前記外部表面の一部として構成されている。したがって、いくつかの実施形態では、オブジェクトは、船体を有する船舶を含む場合があり、紫外放射素子は、前記船体に取り付けられている。また、「放射出口ウィンドウ」という用語は、複数の放射出口ウィンドウを意味することもある（後述）。

両方の一般的な実施形態において、前記紫外放射素子は、前記外部表面の前記一部分に隣接する前記水を前記紫外放射で（照射段階で）照射するように構成されている。モジュール自体が実質的に外部表面を形成する実施形態では、紫外放射素子は、少なくとも、前記外部表面の前記部分が実際に前記外部表面の一部であるので、前記外部表面の前記部分を前記紫外線で（照射段階中に）照射するように構成されており、オプションとして、前記外部表面の前記部分に隣接する水も照射するように構成されている。これにより、生物汚損を防止および／または低減することができる。

一実施形態では、ファウリングから清浄に保たれるべき保護される表面のかなりの量、好ましくは保護される表面全体、例えば船の船体は、殺菌光（「アンチファウリング光」）、特に紫外線を発する層で覆われてもよい。

さらに別の実施形態では、紫外放射（防汚光）は、ファイバなどの導波路を介して保護されるべき表面に提供されてもよい。

したがって、実施形態では、防汚照明システムは、光学媒体を有することができ、当該光学媒体は、汚損表面に前記紫外放射（防汚光）を提供するように構成された光ファイバなどの導波路を有する。本明細書では、紫外放射（防汚光）が逃げる導波路などの表面を放射面とも表記している。一般に、導波路のこの部分は、少なくとも一時的に水没する場合がある。放射面から逃げる紫外放射（防汚光）により、少なくとも一時的に液体（海水など）にさらされる使用中のオブジェクトの要素は、照射され、それによって防汚されることができる。しかし、放射面それ自体が、防汚されることができる。この効果は、後述する光学媒体を有する紫外放射素子のいくつかの実施形態において使用される。

光学媒体を有する実施形態は、ＷＯ２０１４１８８３４７にも記載されている。ＷＯ２０１４１８８３４７の実施形態は、本明細書に記載された制御装置および／または水スイッチ、ならびに他の実施形態と組み合わせ可能であるため、参照により本明細書にも組み込まれる。

以上のように、本発明は、（ドアの）ノブ、病院のカーテン、その他の医療用、非医療用などのように、水生用（例えば、海洋用）以外の用途にも適用することができる。

上記のように、紫外放射素子は、特に紫外放射出口ウィンドウを有することができる。したがって、特定の実施形態では、紫外放射素子は、紫外放射出口ウィンドウを有し、紫外放射素子は、特に、前記紫外放射素子の前記紫外放射出口ウィンドウから下流に前記紫外放射を提供するように構成されている。このような紫外放射出口ウィンドウは、紫外放射素子から放射が逃げる光学ウィンドウであってもよい。代替的または追加的に、紫外放射出口ウィンドウは、導波路の表面であってもよい。それゆえ、紫外放射は、紫外放射素子内で導波路に結合され、導波路の面（の一部）を介して素子から脱出することができる。上にも示されているように、実施形態では、放射出口ウィンドウは、任意に、オブジェクトの外面の一部として構成されてもよい。「脱出」の別の用語として「アウトカップリング」がある。

特に、（固体）光源は、第１の紫外放射レベルと第２の紫外放射レベルとの間で少なくとも制御可能であり、ここで、第１の紫外放射レベルは、第２の紫外放射レベルよりも大きい（そして、第２の紫外放射レベルは、第１の紫外放射レベルよりも小さいか、または、ゼロであってもよい）。それゆえ、一実施形態では、光源は、スイッチをオフにして、（放射段階の間に）オンにすることができる。さらに、オプションとして、紫外放射の強度は、段階的または連続的な紫外放射強度制御のように、これらの２つのステージの間で制御されてもよい。したがって、光源は（したがって、その紫外放射強度は）特に制御可能である。

（水中（海洋など）の）実施形態では、生物汚損防止システムは、特に、オブジェクトの一部またはこの一部に隣接する水に紫外放射を提供するように構成されている。これは、特に、照射段階では、紫外放射が適用されることを意味する。したがって、オプションとして、紫外放射が全く適用されない期間も存在してもよい。これは（したがって）、例えば、１つ以上の紫外放射素子の制御システムの切り替えに起因するだけでなく、例えば、昼夜または水温などの予め定めれた設定に起因するものであってもよい。 例えば、実施形態では、紫外放射はパルス状に適用される。

したがって、特定の実施形態または側面において、生物汚損防止システムは、前記ファウリング表面またはそれに隣接する水にアンチファウリング光（すなわち、紫外放射）を提供することによって、使用中に少なくとも一時的に水にさらされるオブジェクトの汚損表面上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。前記ファウリング表面上の生物汚損を防止または低減する。

特に、前記生物汚損防止システムは、光学媒体を介して前記ファウリング表面に前記アンチファウリング光を提供するように構成されていてもよく、ここで、前記紫外放射素子は、さらに、（ii）前記紫外放射（アンチファウリング光）の少なくとも一部を受け取るように構成された前記光学媒体を含み、前記光学媒体は、前記紫外放射（アンチファウリング光）の少なくとも一部を提供するように構成された放射面を有する。さらに、特に、光学媒体は、導波路と光ファイバの１つ以上を有し、紫外放射（防汚光）は、特に、ＵＶＢ光とＵＶＣ光の１つ以上を有する。これらの導波路および光学媒体は、本明細書ではさらに詳細には論じられない。

光学媒体はまた、保護される表面に適用するための（シリコーン）箔として提供されてもよく、この箔は、防汚光を発生させるための少なくとも１つの光源と、紫外放射を箔全体に分配するためのシート状の光学媒体とを有する。実施形態では、箔は、数ミリメートルから数センチメートルの大きさのオーダーの厚さを持っており、例えば0.1から5cm、あるいは0.2から2cmであり、又はさらに薄く、例えば0.4から1mm、あるいは0.2から1mmの範囲である。実施形態では、箔は、数十または数百平方メートルのオーダーの大きさを有する十分に大きな箔を提供し、厚さ方向に垂直な方向には実質的に限定されない。箔は、防汚タイルを提供するように、箔の厚さ方向に垂直な２つの直交する方向で実質的にサイズ制限されていてもよく、別の実施形態では、箔は、防汚タイルの細長いストリップを提供するように、箔の厚さ方向に垂直な１つの方向でのみ実質的にサイズ制限されていてもよい。それゆえ、光学媒体、さらには紫外放射素子は、タイルまたはストリップとして提供されることができる。タイルまたはストリップは、（シリコーン）箔で構成されていてもよい。

したがって、特定の実施形態では、導波路素子は、石英ガラスなどのガラス、シリコーン、および光透過性ポリマーのうちの１つ以上で構成されていてもよい。したがって、導波路材料としては、ガラス、シリコーン、または光透過性（有機）ポリマーを適用することができる。

実施形態では、紫外放射素子は、紫外放射を発生させるための光源の２次元グリッドを有し、光学媒体は、光学モジュールの光放射面から出る紫外放射の２次元分布を提供するように、光源の２次元グリッドからの紫外放射の少なくとも一部を光学媒体にわたって分配するように配置されている。光源の二次元グリッドは、金網構造、クローズパック構造、行／列構造、または他の任意の適切な規則的または不規則な構造で配置されてもよい。グリッド内の隣接する光源間の物理的距離は、グリッド全体で固定されていてもよいし、例えば、防汚効果を提供するために必要な光出力パワーの関数として、または清浄に保たれるべき保護される表面／表面上の紫外放射素子の位置（例えば、船舶の船体上の位置）の関数として、変化してもよい。光源の二次元グリッドを提供することの利点は、紫外放射照明で保護されるべき領域の近くで紫外線を発生させることができ、光学媒体または導光体における損失を低減し、光分布の均質性を高めることを含む。好ましくは、紫外放射は、一般的に放射面全体に均一に分配され、これは、さもなければ汚損が発生する可能性がある十分に照射されていない領域を減少させるか又は防止すると同時に、汚損防止のために必要以上の光で他の領域を過剰に照射することによるエネルギーの浪費を減少させるか又は防止する。実施形態では、グリッドは光学媒体内に含まれる。まだ別の実施形態では、グリッドは、（シリコーン）箔によって含まれる。

さらに、実施形態では、光学媒体は、保護される表面に近接して配置され（オプションとして、取り付けられていることを含む）、紫外線を受け取るように結合されることができ、前記光学媒体は、前記保護される表面に垂直な厚さ方向を有し、厚さ方向に直交する２つの光学媒体の方向が保護される表面に平行であり、前記光学媒体は、前記紫外線が前記光学媒体内を前記厚さ方向と直交する２つの方向のうち少なくとも１つの方向に伝播するように、前記紫外線の伝播経路を提供するように構成され、それにより、光学媒体の表面に沿った地点において、紫外線のそれぞれの部分が光学媒体を脱出する。

さらなる側面では、本発明はまた、オブジェクトの外部表面の（一部の）抗（生物）汚損の方法を提供する。例えば、照明システム光、特に紫外放射は、センサ信号、タイマ、およびユーザインタフェース信号の関数として提供されることができる（上記も参照のこと）。さらに別の側面では、本発明は、（本明細書に記載されているように）システムを制御する方法を提供し、ここで、当該方法は、照明システム光、特に紫外放射を提供することを含み、センサ信号、タイマ、およびユーザインタフェース信号の関数として提供されることができる（上記も参照されたい）。また、上述したように、そのようなセンサ信号は、例えば、生物汚損を感知するように構成されたセンサからのものであってもよい。

光源は、そのようなオブジェクトの外部に構成されてもよく、放射は、例えば光ファイバを介して導波路素子内に供給されることができる。さらに他の実施形態では、光源は導波路素子に埋め込まれる。

ここで、用語「オブジェクト」は、特定の実施形態では、特に機能的に接続された（異なる）オブジェクトの配置を指すこともある。

さらなる側面では、本発明はまた、（抗生物汚損）システムをオブジェクトに提供する方法を提供し、この方法は、（実施形態では導波路素子を有する）抗生物汚損システムをオブジェクトに提供することを含む。特に、オブジェクトは、オブジェクトの使用中に、少なくとも一時的に細菌などの有害な微生物にさらされるように構成されていてもよい。それゆえ、実施形態では、導波路素子は、導波路素子を有するオブジェクトを提供するために、オブジェクトに取り付けられることができる。

実施形態では、本発明はまた、使用中に少なくとも一時的に水にさらされるオブジェクトに防汚システムを提供する方法に関し、前記方法は、オブジェクトに組み込むこと及び／又は外部表面に取り付けることなど、前記抗生物汚損システムを船体のようなオブジェクトに提供し、導波路素子が、オブジェクトの外部表面の一部および（使用中に）当該一部に隣接する水のうちの１つ以上に紫外放射を提供するように構成されている（従属請求項においてさらに定義される）。特に、導波路素子は、外部表面に取り付けられているか、又は、外部表面の（第１の）部分として構成されていてもよい。

システムをオブジェクトに提供する方法は、例えば、紫外放射素子などのシステムの少なくとも一部をオブジェクトの外部表面に適用することを含んでもよい。例えば、紫外放射素子などのシステムの少なくとも一部が、オブジェクトの外部表面の少なくとも一部に取り付けられてもよい。これは、機械的なおよび／または接着剤による固定手段によって行われることができる。

特定の実施形態では、本発明は、方法の実施形態を提供し、ここで、当該方法は、本明細書で定義されるような導波路素子配置をオブジェクトに提供することを含み、当該方法は、導波路素子配置をオブジェクトに提供することを有し、ここで、オブジェクトは（既に）導波路素子を有し、当該方法は、導波路素子配置をオブジェクトに提供するために、コンバータ配置を導波路素子に適用することをさらに含む。したがって、既に導波路素子配置を有するオブジェクトは、導波路素子からの放射出口ウィンドウにコンバータ配置を適用するなど、コンバータ配置を導波路素子配置に、コーティングまたは印刷などの方法で、適用することによって、さらに適合されることができる。

したがって、本発明はまた、本明細書で定義されるようなシート状の光出力装置をオブジェクトに提供することからなる方法を提供することができ、当該方法は、前記シート状の光出力装置を前記オブジェクトに提供することを有し、オブジェクトは（既に）シート状の光出力装置を有しているが、発光材料を有しておらず、当該方法はさらに、（発光材料を含まない）シート状の光出力装置に発光材料を適用して、（発光材料を含む）シート状の光出力装置をオブジェクトに提供することを含む。

とりわけ、本発明は、審美目的（色、ロゴ等）の可視光を発生させるために使用されることができる。また、本発明は、発光材料で遮蔽されていない場合には、ＬＥＤの上の位置の直上の表面領域で発生する可能性のある過剰な紫外レベルへの曝露から環境を連続的に保護するために使用されることができる。このようにして、実施形態では、全体的な紫外出力は、パネル設計において、表面上のあらゆる場所で防汚のための十分な紫外強度が存在し、同時に、外部種（人間、またはより大型の海洋生物）に対する暴露リスクが最小化されることを確実にするように発光材料を構築することによって、調整されることができる。それゆえ、実施形態では、過剰な紫外放射が発生してもよい。これにより、より少ない（固体）光源の使用が可能になる。しかし、過剰な紫外線は、発光材料の存在によって少なくとも部分的に低減され得る。

また、防汚処理のための紫外ＬＥＤの状態を監視するために、可視光および／または赤外線を発生させることができる。そして、特定の実施形態では、例えば（可視光用の）光センサに基づくフィードバックが存在してもよく、このフィードバックは、（固体）光源の強度を制御するため及び／又はその状態を制御するために使用されることができる。

「可視」、「可視光」または「可視放射」という用語は、約３８０から７８０ｎｍの範囲の波長を有する光を指す。

本発明の実施形態は、対応する参照記号が対応する部分を示す添付の図面を参照して、例示的にのみ説明される。
一般的な態様を模式的に示す図。 一般的な態様を模式的に示す図。 一般的な態様を模式的に示す図。 一般的な態様を模式的に示す図。 一般的な態様を模式的に示す図。 一般的な態様を模式的に示す図。 一般的な態様を模式的に示す図。 一般的な態様を模式的に示す図。 実施形態および変形例を模式的に示す図。 実施形態および変形例を模式的に示す図。 実施形態および変形例を模式的に示す図。 実施形態および変形例を模式的に示す図。 実施形態および変形例を模式的に示す図。 さらなる実施形態を模式的に示す図。 さらなる実施形態を模式的に示す図。 さらなる実施形態を模式的に示す図。 さらなる実施形態を模式的に示す図。 さらなる実施形態を模式的に示す図。 図面は必ずしも縮尺通りではない。

図１Ａは、紫外放射素子２１０を有する生物汚損防止システム２００の実施形態を模式的に示す。 紫外放射素子２１０は、紫外放射出口ウィンドウ２３０を有する。紫外放射素子２１０は、紫外放射２２１を提供するように構成された光源２２０を少なくとも部分的に取り囲む。ここでは、例として、３つの光源２２０が描かれている。 ここで、紫外放射素子２１０は、素子が埋め込まれた導波路として構成されている。それゆえ、光源２２０が導波路内に埋め込まれている。紫外放射出口ウィンドウ２３０は、光源２２０の紫外放射２２１の少なくとも一部を透過するように構成されている。紫外放射出口ウィンドウ２３０は、ここでは光源に向けられた上流側ウィンドウ面２３１と、下流側ウィンドウ面２３２とを有する。したがって、図１Ａは、光源放射２２１を生成するように構成された光源２２０を含むシステム２００の実施形態を模式的に示す。 光源放射２２１は、少なくとも紫外放射を含む。システム２００はさらに、光源放射２２１の一部を発光材料放射４０１に変換するように構成された発光材料４００を含み、発光材料放射４０１は可視光および／または赤外線放射を含む。模式的に示されるように、システム２００は、光源放射２２１と発光材料放射４０１とを含むシステム光２０１を生成するように構成されている。

システム２００は、（紫外放射を含む）光源放射２２１と発光材料放射４０１とを含むシステム光２０１を生成するように構成されている。

ここで、例として、発光材料４００は、放射出射ウィンドウ２３０上で不均一に分布している。このようにして、光源放射２２１の強度分布は、光放射面上の強度の実質的な差なしに、相対的に均質に空間的に分布することができる。

図１Ａおよび他の図面の多くは、光放射面２２３０を有するシート状の光出力装置２０００を模式的に描いている。このような光放射面２２３０は、少なくとも１００ｃｍ^２、例えば１００から４００００ｃｍ^２の範囲の面積を有することができるが、さらに大きな面積を有していてもよい。 さらに、紫外放射素子２１０またはここではシート状素子２０００は、そのような素子または装置のアレイとして提供されてもよく、それによってオブジェクトの大きな表面積が覆われることができる（以下も参照されたい）。

参考番号３００は、例えば光センサの関数として光源２２０の放射２２１を制御するための制御システムを指す。ここで、制御とは、強度を制御することと、スペクトル分布を制御することのうちの１つ以上を指す場合がある。

図１Ｂ?１Ｄは、使用中に少なくとも部分的に水２中に水没する（水線１３を参照されたい）オブジェクト１０の実施形態を模式的に示している。船体または水門のようなオブジェクト１０は、後述するように、例えば船体または船体の一部のようなオブジェクト１０の外部表面１１の一部１１１に紫外放射２２１を適用するために、特に紫外放射素子２１０を有する生物汚損防止システム２００をさらに有する。ここでは、2つの実施形態が示されており、生物汚損防止システム２００、またはより特には紫外放射素子２１０が、外部表面の一部であり、それによって実際には外部表面の一部を形成する（図１Ｂ）か、或いは 、紫外放射素子２１０が、外部表面を照射するように構成されており、必ずしも船舶の船体のような外部表面の一部を形成するものではない（図１Ｃ）。オブジェクト１０は、例えば、船舶１とインフラストラクチャ・オブジェクト１５（後述も参照）とからなる群から選択される。

紫外放射素子２１０は、１つ以上の光源２２０を有し、したがって、特に、（ｉ）前記外部表面１１の前記部分１１１と、（ｉｉｉ）前記外部表面１１の前記部分１１１に隣接する水との１つ以上を、照射段階において、前記紫外放射２２１で照射するように構成されていることができる。前者の変形例は、特に図１Ｃの実施形態を適用し、後者の実施形態は、特に図１Ｂと１Ｃの両方の実施形態を適用する。ただし、紫外放射素子２１０の外部表面がオブジェクト１０の外部表面として構成されている場合には、当然ながら、部分１１１はそれ自体が紫外放射２１で照射されることに留意されたい。

それゆえ、紫外放射素子２１０は、紫外放射出口ウィンドウ２３０を有し、紫外放射素子２１０は、前記紫外放射素子２１０の前記紫外放射出口ウィンドウ２３０から下流に前記紫外放射２２１を提供するように構成されている。

特に、光源２２０は、第１の紫外放射レベルと第２の紫外放射レベルとの間で少なくとも制御可能であり、ここで、第１の紫外放射レベルは第２の紫外放射レベルよりも大きく（そして、第２の紫外放射レベルは第１の紫外放射レベルよりも小さい（例えば、ゼロを含む））。

上記のように、参考番号１で示される「船舶」という用語は、例えば、図１Ｄで模式的に示されるように、例えば、帆船、タンカー、巡航船、ヨット、フェリー、潜水艦（図１Ｄの参考番号１０Ｄ）等のような、ボートまたは船舶（図１Ｄの参考番号１０Ａ）等を指すことができる。参考番号１５で示された「インフラストラクチャ・オブジェクト」という用語は、特に、一般的に実質的に静止して配置された水中アプリケーション、例えば、ダム／水口（図１Ｄの参考番号１０ｅ／１０ｆ）、ポンツーン（図１Ｄの参考文献１０ｃ）、オイルリグ（図１Ｄの参考文献１０ｂ）等を指すことができる。

図１Ｅは、例として、統合された制御システム３００および統合されたセンサ３１０を含む、防汚システム２００の実施形態をより詳細に模式的に示している。

図１Ｆは、例えば、船舶の壁またはインフラストラクチャの壁などのオブジェクト１０の外部表面１１を模式的に示しており、例えば、複数の紫外放射素子２１０（ここでは、船舶1の船体２１に関連付けられている）を備えている。 代替的にまたは追加的に、機能的に結合された、または独立して機能する、複数の生物汚損防止システム２００が適用されてもよい。

図1Ｆはまた、実施形態を模式的に描いており、生物汚損防止システム２００は、（複数の光源を有する）複数の紫外放射素子２１０と、複数の放射出口ウィンドウ２３０と、複数の前記部分１１１とを有し、前記複数の光源２２０は、前記複数の放射出口ウィンドウ２３０を介して前記複数の部分１１１に前記紫外放射２２１を提供するように構成され、前記記複数の部分１１１は、オブジェクト１０の異なる高さに構成されており、制御システム３００は、前記入力情報の関数として、光源２２０を個別に制御するように構成されている。例えば、一実施形態では、制御システム３００は、水に対する外部表面１１の部分１１１の位置の関数として、光源２２０を個別に制御するように構成されてもよい。

図1Gは、オブジェクト１０の一実施形態としての船舶１が、複数の生物防汚システム２００および／または複数の紫外放射素子２１０を有する１つ以上のそのような生物汚損防止システム２００を有する一実施形態を模式的に示している。水（線）に対する特定のそのような防汚システム２００の高さおよび／または紫外放射素子２１０の高さに依存して、それぞれの紫外放射素子２１０がスイッチオンされることができる。

図１Ｈは、紫外ＬＥＤなどの光源２１０が格子状に配置されて、一連の並列接続で接続されている金網構造の実施形態を示している。ＬＥＤは、はんだ付け、接着、またはＬＥＤを金網構造に接続するための他の公知の電気的接続技術のいずれかを介してノードに接続されることができる。各ノードに1つ以上のLEDを配置することができる。DC駆動又はAC駆動が可能である。AC を使用する場合は、逆並列構成のLEDの組を使用することができる。当業者は、各ノードにおいて、逆並列構成の１組以上のＬＥＤを使用することができることを知っている。実際の金網グリッドの大きさや、グリッド内の紫外 LEDの間隔は、ハーモニカ構造を伸ばすことで調整されることができる。金網グリッドは、光学媒体に埋め込まれていてもよい。上記では、生物汚損防止システム２００がスイッチオフする、すなわち、水との接触、センサの信号などに依存して、特定の紫外放射素子２１０または特定の光源２２０をオフに切り替える、特に能動的な防止アプリケーションが記載されている。しかし、代替的にまたは追加的に、また、人に危険を警告するために警告信号またはメッセージが使用されてもよい。

図２Ａは、システム２００の４つの異なる実施形態を模式的に示しており、実際には、異なる実施形態が説明の目的で描かれている１つのシステム２００として示されている。 より多くの実施形態が可能であるが、コンバータ配置１３０の４つの異なる可能性が模式的に描かれている。左から右に；閉層が放射出口ウィンドウの一部を覆っている；コンバータ配置１３０が放射出口ウィンドウ２３０上に発光材料４００のパターン１３１を有する；発光材料４００が放射出口ウィンドウ２３０の近くに埋め込まれている；発光材料４００が導波路素子１２００内に埋め込まれている。

したがって、図２Ａは、導波路素子配置１２００を有するシステム２００の実施形態を模式的に示しており、ここで、導波路素子配置１２００は、放射出口ウィンドウ２３０を有する導波路素子１２１０を有する。特に、導波路素子１２１０は、（ａ）光源放射２２１を受け取るように構成され、（ｂ）光源放射２２１の一部を（動作モードで）放射出口ウィンドウ２３０を介して導波路素子１２１０の外部に放射するように構成されている。さらに、上述したように、導波路素子配置１２００は、発光材料４００を有するコンバータ配置１３０をさらに有する。

図２Ｂは、システム２００の一実施形態を模式的に示しており、光源２２０（図面の平面の後方）は、複数の光放射面２２２を有する。実際には、図２Ｂは、それぞれが光放射面２２２を有する複数の光源２２０を有する実施形態を模式的に示す。参照番号１３１は、発光材料４００のパターンを示す（図２Ａも参照）。

光源２２０は、複数の光放射面２２２を介して光源放射２２１を提供するように構成されている。光放射面は、２次元光放射面アレイ２２５で構成されている。 また、コンバータ配置１３０は、発光材料４００を有する複数の第１の領域１３３と、発光材料４００を有しないか発光材料４００が少ない１つ以上の第２の領域１３４とを有する２次元コンバータアレイ１３２を構成する。示されているように、２次元コンバータアレイ１３２は、光放射面アレイ２２５と整列している。 システム２００の動作中、第１の領域１３３は、隣接する第２の領域１３４よりも多くの光源放射２２１を受けることができる。

図２Ｂの左側では、システムは、各光源２２０の上に、発光材料４００の閉じたパッチを有する領域を含む。ただし、（ｉ）複数の第１領域１３３及び（ｉｉｉ）複数の第２領域１３４のうちの１つ以上がパターン化されている。左側では、システム２００は、第１の領域１３３がパターン化された領域を含む。ここで、システム２００は、およそ長さＬ１×幅の面積サイズを有する光放射面２２３０を有することができる。

図２Ｃは、光源２２０の２つ以上のサブセット２２６ａ、２２６ｂ、...を有する複数の光源２２０を有するシステム２００の実施形態を模式的に示す。これらは、例えば制御システム３００を介して、独立して制御可能である。システム２００はさらに、発光材料放射４０１の異なるスペクトル分布を有する複数の異なる発光材料４００ａ、４００ｂ、...を有する。 光源２２０および発光材料４００ａ、４００ｂ、...のサブセット２２６ａ、２２６ｂ、...の異なる組み合わせが、発光材料放射４０１の異なるスペクトル分布を提供するように構成されることができる。上述したように、システム２００は、システム光２０１のスペクトル分布およびシステム光２０１の空間分布のうちの１つ以上を制御するために、複数の光源２２０を制御するように構成された制御システム３００をさらに含んでもよい。

図２Ｃはまた、光放射面２２３０が、放射出口ウィンドウ２３０と（導波路素子２２３０の放射出口ウィンドウ２３０全体を覆っていない）発光材料４００とを有することを示している。

図２ｄは、非常に模式的に、例えばシステムの長さＬにわたる光源放射２２１の空間的強度分布を示しており、ここでは、例えば、空間的に分離された３つの光源の存在に起因する３つの極大値が示されている。放射２２１の強度は、そのような光源の上方では最も高く、光源間では最も低い。発光材料４００を用いない場合の強度分布を２２１＊で示し、本明細書に記載されている発光材料４００を用いた場合の強度分布を参照番号２２１で示す。所望の場合には、例えば、発光材料４００が無いときの放射強度の最小値でさえも不必要に高い場合には、一般的に放射強度２２１を低減してもよいことに留意されたい。

本明細書の多くの模式的な図面は、光源２２０が導波路素子１２１０内に埋め込まれている実施形態を模式的に示している。導波路素子は、光透過性材料からなり、これを通して光源放射が伝播することができる。

本明細書の多くの模式的な図面は、光源が放射出口ウィンドウに本質的に向けられた光を提供する実施形態を模式的に示している。しかしながら、１つ以上の光源はまた、光源の光軸が放射出口ウィンドウに実質的に平行であるように、光源放射を放射出口ウィンドウに実質的に平行に提供するように構成されていてもよい。図２Ｅは、例として２つの光源のみを有するそのような実施形態を模式的に示す（しかし、もちろんもっと多くの光源が存在し得る）。参照記号Ｏで示される光軸は、放射線出射面２３０に対して実質的に平行であってもよい。 なお、複数の光源を適用した場合、２つ以上の光軸は平行（または反平行）でない場合がある。このようにして、放射線が良好に分配されることができる。ここで、光源２２０は導波路材料に埋め込まれている。光源２２１の光２２１は、図式的に描かれているように、特に底面または上面において、全内部反射（ＴＩＲ）を介して、導波路素子にわたって分配されることができる。そのように、導波路素子は、光源放射を導波するように構成されている。また、光源放射２２１の一部は、放射出口ウィンドウ２３０を介して導波路素子から直接放射されてもよい。 後者の状況では、光源放射は、放射出射ウィンドウ２３２の上流側２３１から下流側２３２に伝播する。放射出口ウィンドウ２３０上で、ここでは（したがって）下流側２３２上で、発光材料４００が利用可能であってもよい。図2Ｅは、LEDパッケージが使用される実施形態を模式的に示し、チップは、主に側方方向に（つまり導波路（素子）に沿って）発生する放射を導くように、90度の角度で取り付けられている。 分配プロセスおよび導波路材料からの光のアウトカップリングは、導波路内での散乱および／または表面での散乱（例えば、表面の粗さによる）によって補助されることができる。 アウトカップリング構造は当技術分野で知られている。例えば、0.1から10μmの範囲から選択された寸法を有する特徴が、特に拡散散乱を生じさせるために、適用されることができる。代替的にまたは追加的にフレネルレンズが適用されることができる。

図３Ａは、光源２２０、発光材料４００、および半透過ミラー２５０を有するシステム２００の一実施形態を模式的に示す。 光源２２０は、光源放射２２１を生成するように構成されており、光源放射２２１は、少なくとも紫外放射２７１を含む。発光材料４００は、光源放射２２１の一部を発光材料放射４０１に変換するように構成されている。 発光材料放射４０１は、可視光と赤外放射のうちの１つ以上からなる。半透過ミラー２５０は、光源２２０の下流であって発光材料４００の上流に構成されている。 特に、半透過ミラー２５０は、紫外放射２７１の一部を透過し、発光材料放射４０１の少なくとも一部を反射するように構成されている。 示されているように、システム２００は、光源放射２２１と発光材料放射４０１とを有するシステム光２０１を生成するように構成されている。

また、図３Ａに示すように、光源２２０、半透過ミラー２５０および発光材料４００は、紫外放射２７１の少なくとも一部を半透過ミラー２５０に垂直な方向に、紫外放射２７１の少なくとも一部を半透過ミラー２５０に平行な方向に提供するように構成されている。 それゆえ、実際には、光源２２０と半透過ミラー２５０との組み合わせは、サイドエミッタおよびトップエミッタを提供する。

ここでは、例として、ダイ２２３を含む固体光源２２４が描かれている。ダイは、プリント基板などの基板上に構成されることができる。ダイの高さは２００から５００μｍ程度であることできるが、それ以外の厚さであってもよい。図３Ａはまた、固体光源２２４がダイ２２３を含む固体光源２２４を有するシステム２００を模式的に示す。

図３Ａに模式的に描かれているように、システム２００は、実施形態では、固体光源２２４、半透過ミラー２５０および発光材料４００を有するパッケージ２６０を有する。模式的に描かれた実施形態では、半透過ミラー２５０は、ダイ２２３と光学的に接触するように構成され、発光材料４００は、半透過ミラー２５０上の発光材料層４０２として構成されている。この実施形態では、半透過ミラー２５０は、一例として、ダイ２２３と物理的に接触しており、発光材料層４０２は半透過ミラー２５０と物理的に接触している。

図３Ｂから３Ｅは、システム２００が（薄い）シリコーン層のような導波路素子１２１０を含むいくつかの変形例を模式的に示す。一例として、２つの光源２２０が描かれているが、単一の光源２２０や、同一または異なる光源２２０の２つ以上の複数の光源２２０が適用されてもよい。

図３Ｂでは、光源２２０は、導波路素子１２１０の外部にある。図３ｃでは、光源２２０は、部分的に導波路素子１２１０に埋め込まれている。図３ｄから３ｅにおいて、光源２２０は、（本質的に）シリコーン層または（有機）高分子材料の他の層のような導波路素子１２１０内に全体が埋め込まれている。

図３Ｂでは、半透過ミラー２５０は、導波路素子１２１０の下流に構成されている。 発光材料４００は、半透過ミラー２５０の下流に、例えば（パターン化された）層４０２として構成されている。光源２２００は、導波路素子１２１０の上流に構成されている。導波路素子１２１０は、上流側面と、下流側面とを含み、ここで、後者は、下流側面の少なくとも一部に構成された半透過ミラー２５０を有する。しかしながら、半透過ミラー２５０は、他の実施形態では、下流面全体にも提供されてもよいことに留意されたい（図３Ｅの類似の形態では、しかしながら、発光材料４００は、導波路素子１２１０の下流面全体にわたって層４０２として提供されている。したがって、例えば、半透過ミラー２５０は、導波路素子１２１０の下流であって、発光材料４００を有するコンバータ配置１３０の上流に構成されてもよい)。

図３Ｃでは、パッケージ２６０全体が、導波路素子１２１０の（少なくとも一部の）上流に構成されている。 紫外放射２７１の少なくとも一部は、半透過ミラー２５０に垂直な方向に提供され、この方向にシステムから脱出し、半透過ミラー２５０に平行な（第２の）方向に、紫外放射２７１の少なくとも一部が、導波路素子１２１０に入るような構成が選択されている。

図２Ａ、２Ｃ、２Ｅおよび３Ｂは、光放射面２２３０が放射出口ウィンドウ２３０と発光材料４００（これは（オプションとして半透過ミラー２５０と組み合わせて）、導波路素子２２３０の放射出口ウィンドウ２３０全体を覆わない）を有する実施形態を模式的に示す。上述したように、発光材料４００は、実施形態では、放射出口ウィンドウ２３０の一部の上に構成されることができる。発光材料放射４０１は発光材料４００から放射されることができ、生物汚損防止光２７１は、（発光材料４００の層が（局所的に）十分に薄い場合に）発光材料４００を通って逃げることができ、発光材料４００が利用できない放射出口ウィンドウ２３０から逃げることができる。そのような実施形態では、光放射面２２３０は、発光材料４００の層と放射出口ウィンドウ２３０とを有することができる。 しかしながら、図３Ｃおよび３Ｄは、光放射面２２３０が放射出口ウィンドウ２３０と本質的に同一である実施形態を示す。放射出口ウィンドウ２３０は、特に導波路素子１２１０の面である。

図３Ｄは、図３Ｃに模式的に描かれたものと本質的に同じ実施形態を模式的に示している。しかし、ここでは、光源２２０、特にパッケージ２６０全体が導波路素子１２１０に埋め込まれている。

したがって、実施形態では、パッケージ２６０は、少なくとも部分的に導波路素子１２１０内に埋め込まれるように構成されてもよい。

図３ｃから３ｄに示すように、ダイの上面からの放射とダイの側面からの放射とを含む複数の方向に放射するダイを有する固体光源では、両方の放射が導波路素子中で有用に使用され得る。

図３Ｅは、発光材料４００が導波路素子１２１０の下流に構成されている実施形態を模式的に示す。しかしながら、光源２２０および付随する半透過ミラー２５０は、導波路素子１２１０内に埋め込まれている（部分的に埋め込まれている場合もある）。また、このようにして、紫外放射２７１の少なくとも一部は、半透過ミラー２５０に垂直な方向に提供され、ミラーが紫外放射の一部、例えばＵＶ-Ｃ放射を透過するので、このようにしてシステムから逃げることができる。さらに、半透過ミラー２５０に平行な方向の紫外放射２７１の少なくとも一部が、導波路素子１２１０に入射する。紫外放射は、導波路素子１２１０にわたって分配され、導波路素子１２１０から他の場所に逃げることができる。

図３Ｅは、発光材料４００が導波路素子１２１０の放射出口ウィンドウ２３０上で利用可能である実施形態を模式的に示す。したがって、ここでは、光放射面２２３０は、発光材料４００によって本質的に画定される。

特に、３ａ、３ｃ、３ｄおよび３ｅの実施形態は、紫外放射の分配が、半透過ミラー２５０に平行な方向の放射を介して行われるという態様を利用することができる。例えば、このようにして、紫外放射２７１は、導波路素子１２１０にわたって分配されることができる（図３ｃ、３ｄおよび３ｅを参照）。前記第１の方向は、半透過ミラー２５０に垂直な方向である。

例えば図2A、2B、2C、2E、3B、3C、3D、3Eを参照すると、システムは、動作モードにおいて、光源放射の一部を、光放射面2230を介して、光放射面2230にわたって平均された、少なくとも0.5×10^-9ワット/mm²の経時平均パワーで(特定の実施形態ではシート状の光出力デバイスの外部へ)放射するように構成されてもよい。 さらに、実施形態では、光源、発光材料、オプションの半透過ミラーの構成により、システムは、動作モードにおいて、光源放射２２１の一部を、光放射面２２３０にわたって平均化されたパワーの第１の平均値で導波路素子１２１０の外部に放射するように構成されることができ、光源２２０およびコンバータ配置１３０およびオプションの半透過ミラー２５０（およびオプションの他の光学素子）は、光放射面２２３０から逃げる光源放射２２１のパワーの極大値が、光源放射２２１のパワーの第１の平均値の最大１５倍になるように構成される。

実施形態では、本発明は、生物汚損防止光を生成するための配置を提供する。このような配置は、例えば船体の生物汚損を制御するために提案される。この配置は、生物汚損防止光を生成するための光源と、生物汚損を制御するために光が出射する領域に生物汚損防止光を伝達するための光ガイドとを有することができる。防汚光はUVC光であることができる。光源からさらに離れた距離で十分な強度の生物汚損防止光を提供するために、光源の近くでの生物汚損防止光の強度は、通常、光源の近くで生物汚損防止光を制御するために必要な強度よりも高い。この余剰光は、光が使用されないままにしたり、光源の近くで安全上の危険を招いたりする恐れがある。上記の欠点に対処することが本発明の開示の目的である。

例えば、本発明は、生物汚損防止光を生成するための配置を含んでもよく、前記配置は、生物汚損防止光を生成するための少なくとも１つの光源と、生成された生物汚損防止光を受けとる光ガイドであって、生物汚損を制御するために、前記生物汚損防止光が前記光ガイドから逃げる少なくとも１つの領域に前記生物汚損防止光を伝達する光ガイドを有し、この配置はさらに、生成された生物汚損防止光を受けとり、それを生物汚損防止光よりも低いエネルギーの電磁放射にダウンコンバートするためのダウンコンバート素子を有する。

実施形態によれば、ダウンコンバート素子は、少なくとも1つの蛍光体を含む物質を有する。

実施形態によれば、光ガイドは、防汚光が搬送される主方向に平行な第１及び第２の表面を有する光ガイド層を有し、前記第１及び第２の表面のうちの１つの上又はその近傍にダウンコンバート素子が構成される。

実施形態によれば、配置は、複数のダウンコンバート素子を有し、前記複数は、前記第１および第２の表面のうちの少なくとも１つに構成されている。

実施形態によれば、複数のダウンコンバート素子は、生物汚損防止光を、各エネルギーレベルが生物汚損防止光のエネルギーレベルよりも低い異なるエネルギーレベルを有する電磁放射にダウンコンバートする異なるダウンコンバート素子を有する。

実施形態によれば、ダウンコンバート素子は、生物汚損防止光を可視光にダウンコンバートするように配置されている。

実施形態によれば、ダウンコンバート素子は光源と同位置にあり、すなわち、光源とダウンコンバート素子は同じ面内位置にある。

本発明はさらに、前記配置を有するオブジェクトに関し、前記オブジェクトは、海洋（淡水および海水）オブジェクト（例えば、船舶、オイルリグ、海上風力発電機のための支持構造物、波動／潮汐エネルギーを収穫するためのオブジェクト、パイプ）からなるグループから選択されるオブジェクトである。

生物汚損防止光をより低いエネルギーにダウンコンバートすることで、余剰の生物汚損防止光、例えばＵＶＣ光が配置から逃げる安全リスクが低減される。可視光にダウンコンバートすることにより、余剰の防汚光は、何らかの視覚効果を提供するため、または防汚配置がオンになったことを示すために使用されることができる。

「複数」とは、2つ以上を指す。

本明細書では、「実質的にすべての光」または「実質的に構成される」のような「実質的に」という用語は、当技術分野に熟練した者によって理解されるであろう。「実質的に」という用語は、「完全に」、「全体的に」、「すべて」などの実施形態を含む場合がある。したがって、実施形態では、形容詞の実質的には削除されてもよい。適用可能な場合には、「実質的に」という用語はまた、90％以上、例えば95％以上、特に99％以上、さらには100％を含む99.5％以上に関係する場合がある。用語「有する」は、用語「有する」が「からなる」を意味する実施形態も含む。用語「および／または」は、特に、「および／または」の前後に記載された１つ以上の項目に関する。例えば、「項目１および／または項目２」というフレーズおよび類似のフレーズは、項目１および項目２のうちの一方または両方に関連する。用語「有する」は、ある実施形態では「からなる」を意味するが、別の実施形態では「少なくとも定義された種およびオプションで１つ以上の他の種を含む」を意味することもある。

さらに、本明細書および特許請求の範囲における第１、第２、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、必ずしも順次または時系列的な順序を記述するために使用されるものではない。このように使用される用語は、適切な状況下で互換性があり、本明細書に記載された本発明の実施形態は、本明細書に記載または図示されたものとは別のシーケンスで動作可能であることが理解される。

本明細書に記載された装置は、特に、動作中であるとして記載されている。当業者には明らかであろうが、本発明は、動作方法または動作中の装置に限定されるものではない。

上述の実施形態は、本発明を限定するのではなく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することなく、多くの代替の実施形態を設計することができることに留意すべきである。特許請求の範囲において、括弧の間に配置された参照符号は、特許請求の範囲を限定するものと解釈されてはならない。動詞「有する」およびその活用形の使用は、請求項に記載されている以外の要素またはステップの存在を排除するものではない。要素に先行する冠詞 "a "または "an "は、そのような要素の複数の存在を排除するものではない。本発明は、複数の別個の要素からなるハードウェアを用いて、好適にプログラムされたコンピュータを用いて実施することができる。複数の手段を列挙した装置の請求項において、これらの手段のうちの複数の手段が、ハードウェアの同一のアイテムによって具現化されてもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に引用されているという事実だけでは、これらの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、明細書に記載された、および／または添付の図面に示された１つ以上の特徴的な特徴からなる装置にさらに適用される。本発明は、さらに、本明細書に記載された、および／または添付の図面に示された、１つ以上の特徴を有する方法またはプロセスに関する。

本特許で議論されている様々な態様は、追加の利点を提供するために組み合わせることができる。さらに、当業者は、実施形態を組み合わせることができ、また、２つより多くの実施形態を組み合わせることができることを理解するであろう。さらに、特徴のいくつかは、１つ以上の分割出願の基礎となることができる。

Claims (20)

1. 光源放射を生成するように構成された光源を有する生物汚損防止システムであって、前記光源放射は、少なくとも紫外放射を有し、当該生物汚損防止システムはさらに、前記光源放射の一部を発光材料放射に変換するように構成された発光材料を有し、前記発光材料放射は、（ａ）可視光及び（ｂ）赤外放射のうちの１つ以上を有し、当該生物汚損防止システムは、前記光源放射と前記発光材料放射とを有する生物汚損防止システム光を生成するように構成されている、生物汚損防止システム。
2. 前記光源の下流および前記発光材料の上流に構成された半透過ミラーをさらに有し、当該半透過ミラーは、前記紫外放射の一部を透過し、前記発光材料放射の少なくとも一部を反射するように構成される、請求項１に記載の生物汚損防止システム。
3. 前記光源、前記半透過ミラー及び前記発光材料が、前記半透過ミラーに垂直な方向に前記紫外放射の少なくとも一部を提供し、前記半透過ミラーに平行な方向に前記紫外放射の少なくとも一部を提供するように構成される、請求項２に記載の生物汚損防止システム。
4. ダイを含む固体光源を有するパッケージを有し、前記パッケージが半透過ミラーを有する、請求項２又は請求項３に記載の生物汚損防止システム。
5. 前記パッケージが前記発光材料を有する、請求項４に記載の生物汚損防止システム。
6. 前記半透過ミラーが前記ダイに物理的に接触するように構成され、前記発光材料が前記半透過ミラー上の発光材料層として構成される、請求項４に記載の生物汚損防止システム。
7. 複数の前記光源を有し、各光源が光源放射を生成するように構成され、前記光源放射が少なくとも紫外放射を有し、前記生物汚損防止システムが、前記光源の各々の前記光源放射の一部を前記発光材料放射に変換する前記発光材料を有し、前記生物汚損防止システム光が、前記光源の各々の前記光源放射及び前記発光材料放射を有する、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の生物汚損防止システム。
8. 動作モードにおいて、前記光源放射の一部を、光放射面を介して、前記光放射面にわたり平均して少なくとも0.5x10^-9 ワット/mm²の経時平均パワーで、シート状の光出力装置の外部に放射するように構成され、前記光源放射がＵＶ-Ｃ放射を有する、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の生物汚損防止システム。
9. 導波路素子配置を有し、前記導波路素子配置は、放射出口ウィンドウを有する導波路素子を有し、前記導波路素子は、前記光源放射を受け取るように構成され、動作モードにおいて、前記放射出口ウィンドウを介して前記光源放射の一部を前記導波路素子の外部に照射するように構成される、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の生物汚損防止システム。
10. 前記導波路素子配置が前記発光材料を有するコンバータ配置を有する、請求項９に記載の生物汚損防止システム。
11. 前記半透過ミラーが、前記導波路素子の下流および前記コンバータ配置の上流に構成される、請求項２または４に間接的に従属する請求項１０に記載の生物汚損防止システム。
12. 前記光源が、前記導波路素子に少なくとも部分的に埋め込まれる、請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の生物汚損防止システム。
13. 複数の前記パッケージを有し、各々のパッケージが前記導波路素子に少なくとも部分的に埋め込まれる、請求項４または５のいずれか一項に間接的に従属する請求項１２に記載の生物汚損防止システム。
14. 前記生物汚損防止システムが、光放射面を有し、動作モードにおいて、前記光放射面にわたり平均してパワーの第１の平均値で、前記光源放射の一部を前記導波路素子の外部に照射するように構成され、前記光源及び前記コンバータ配置が、前記光放射面から逃げる前記光源放射のパワーの極大値が前記光源放射の前記パワーの第１の平均値よりも最大で１５倍大きいように構成される、請求項１０、請求項１１、または、請求項１０もしくは１１に従属する請求項１２に記載の生物汚損防止システム。
15. 前記コンバータ配置が、前記放射出口ウィンドウ上の発光材料のパターンを有し、前記光源が前記導波路素子に少なくとも部分的に埋め込まれ、発光材料の前記パターンが、前記光放射面にわたる前記光源放射の強度差を低減するように構成される、請求項８に間接的に従属する請求項１０または１１に従属する請求項１２に記載の生物汚損防止システム。
16. 前記導波路素子が水密である、請求項１２から請求項１５のいずれか一項に記載の生物汚損防止システム。
17. 請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の生物汚損防止システムを有するオブジェクトであって、前記生物汚損防止システムが、照射段階において、（ｉ）前記オブジェクトの外部表面の一部及び（ｉｉ）前記外部表面の前記一部に隣接する水の一方または双方を前記光源放射で照射するように構成される、オブジェクト。
18. 使用中、少なくとも部分的に浸水するように構成される、請求項１７に記載のオブジェクト。
19. 船舶またはインフラストラクチャ・オブジェクトである、請求項１７または請求項１８に記載のオブジェクト。
20. 請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の生物汚損防止システムをオブジェクトに提供する方法であって、前記生物汚損防止システムを前記オブジェクトに提供するステップを有する、方法。

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