特許 7588269 エキシマ器具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-13

(45)【発行日】2024-11-21

(54)【発明の名称】エキシマ器具

(51)【国際特許分類】

   A61L 2/10 20060101AFI20241114BHJP

   H01J 65/00 20060101ALI20241114BHJP

【ＦＩ】

A61L2/10

H01J65/00 B

【請求項の数】 6

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024151242

(22)【出願日】2024-09-03

(62)【分割の表示】P 2023513676の分割

【原出願日】2021-08-23

【審査請求日】2024-10-02

(31)【優先権主張番号】63/069,436

(32)【優先日】2020-08-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/080,390

(32)【優先日】2020-10-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】523066211

【氏名又は名称】ルーメンラブズ・エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100201743

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 和真

(72)【発明者】

【氏名】バクスター，ケビン・シー

(72)【発明者】

【氏名】ツァオ，ウエイ

(72)【発明者】

【氏名】シー，ミン

(72)【発明者】

【氏名】シュローダー，ラッセル・ディー

(72)【発明者】

【氏名】ガント，スコット・アール

(72)【発明者】

【氏名】ミン，シュウ

【審査官】東 勝之

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１４－５０８６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０７２４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２１５２１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１７１１１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２６７８１０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｌ ２／１０

Ｈ０１Ｊ ６５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エキシマ器具であって、
クリプトン／塩化物電球と、
帯域通過型のフィルタと、
拡散層と
を備え、
前記クリプトン／塩化物電球は、遠ＵＶ－Ｃ光のビームを、前記フィルタを透過させた後に前記拡散層を透過させて占有可能な空間に放射するように構成され、
前記拡散層は、前記遠ＵＶ－Ｃ光のビームを拡散させるように構成されている、エキシマ器具。

【請求項2】

前記拡散層が凹凸面を有する、請求項１に記載のエキシマ器具。

【請求項3】

白色ＬＥＤをもつ照明器要素を備える、請求項１に記載のエキシマ器具。

【請求項4】

複数のフィルタを備える、請求項１に記載のエキシマ器具。

【請求項5】

前記フィルタは、当該エキシマ器具が実質的に２３４ｎｍよりも長い遠ＵＶ－Ｃ発光波長を発しないように、２３４ｎｍよりも長い波長を遮断するように構成されている、請求項１に記載のエキシマ器具。

【請求項6】

強度センサを備える、求項１に記載のエキシマ器具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
[0001]本出願は、２０２０年１０月２６日に出願した「ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＢＡＳＥＤ ＵＶ Ｃ ＳＴＥＲＩＬＩＺＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ（カートリッジベースのＵＶ Ｃ殺菌システム）」という名称の米国特許出願第１７／０８０，３９０号の継続出願であり、これは、２０２０年８月２４日に出願した「ＨＵＭＡＮ ＳＡＦＥ ＵＶ Ｃ ＳＴＥＲＩＬＩＺＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ（ヒューマンセーフＵＶ Ｃ殺菌システム）」という名称の米国仮特許出願第６３／０６９，４３６号の利益を主張するものであり、これらはその全体があらゆる目的のために本明細書に組み込まれる。

【0002】

[0002]本発明のシステムは、具体的にはＣ帯域の波長（ＵＶ－Ｃ）の紫外線光殺菌の分野にある。このような殺菌は、現在、病院の手術室、火傷病棟、および高度の殺菌を必要とする同様の領域で使用される。これらの既存の使用との主要な違いは、本発明のシステムが人および生体組織の存在下で安全に使用されることである。

【背景技術】

【0003】

[0003]コロナウイルスパンデミックはあらゆる国の人間の生活の多くの面を変化させた。ワクチンおよび抗体によりウイルスが弱められた後でも、これらの変化は継続することになる。人々は公共の場において他人に接近するともはや快適とはならない。現在、通常のインフルエンザおよび風邪の感染は、パンデミック中に使用された技術と同じ技術のうちの多くの技術を用いて処置される。

【0004】

[0004]ＵＶは、Ａ、Ｂ、およびＣの３つの異なる帯域を有する。ＵＶ－Ａは、一般に、「ブラックライト」およびブラックライト蛍光に関連する帯域である。ＵＶ－Ａは３つの帯域のなかで最も長い波長であり、ウイルス、バクテリア、および類似の病原菌を殺す能力が最も低い。その波長は３１５ｎｍから４００ｎｍである。

【0005】

[0005]ＵＶ－Ｂは日焼けサロンによって使用されるのに最も好適な波長である。ＵＶ－Ｂは生物の周りで過度に使用することが危険である。その理由は、火傷を生じさせるほど強力であること、および、細胞を貫通して回復不能な遺伝的ダメージを与えるほど十分に長い波長を有すること、の両方である。その波長は２８０ｎｍから３１５ｎｍである。

【0006】

[0006]ＵＶ－Ｃは微小病原菌を殺すのに最も効果的な波長のうちの１つであると認識される。その理由は、短い波長の方がより強力であるからである。最近になってようやく、この帯域内の波長のうちの一部の波長が病原菌を殺すのに十分な長さであり、また、生体細胞を貫通することができないほど短いことが発見された。生体細胞は、殺すことが望まれる小さい病原菌より何倍も大きい。ＵＶ－Ｃは１００ｎｍから２８０ｎｍであり、ヒトの組織に対する曝露において安全であると一般にみなされる波長は２００ｎｍから２３０ｎｍである。ＵＶ－Ｃは、特に２００ｎｍ未満の波長で、望ましくないオゾンを生成する。

【0007】

[0007]複数の研究により、現在人間に対して提唱されるような２００ｎｍから２３０ｎｍのＵＶ－Ｃの量の２０倍を超える量を、無毛マウスが悪影響なしで、１日８時間受けることができることが示されている。これらの研究は日本の大学および米国のコロンビア大学で実施されている。これらの研究は最大６カ月まで延ばされ、それでも悪影響はない。最近、９９．９％の病原菌を殺すのに必要である曝露の２５０倍で日本のヒトに対しても試験が行われた。被験者は、悪影響、日焼けをまったく示さなかった。

【0008】

[0008]殺菌波長のＵＶ光を生成することができる複数のテクノロジが存在する。ガス放電ランプは長い歴史をもち、使用されるガスによっては、病原菌を殺すことができる。低圧水銀は２５４ｎｍを生成し、数十年にわたって標準となっている。低圧水銀は、基本的に、ＵＶ光を可視光に変換する蛍光体を内部に有さない蛍光である。ＬＥＤはＵＶ－ＡスペクトルおよびＵＶ－Ｂスペクトルが最近商業化されているが、ＬＥＤは非常に非効率である。ＵＶ－Ｃスペクトルのより長い波長もいくつか存在する。日本の研究プロジェクトが、最近、ＵＶ－Ｃスペクトルのより安全なパートである２００ｎｍ前半のＬＥＤを作ったが、これは非常に非効率であり、すぐに商業化できるほどには実用的ではない。

【0009】

[0009]複数の会社が、ウシオ社（Ｕｓｈｉｏ）の１２ＷのＣａｒｅ２２２および他にはイーデン・パーク社（Ｅｄｅｎ Ｐａｒｋ）のフラット型エキシマランプ（Ｆｌａｔ Ｅｘｃｉｍｅｒ Ｌａｍｐｓ）などの、２２２ｎｍを発光するＵＶ－Ｃエキシマ器具（ＵＶ－Ｃ ｅｘｃｉｍｅｒ ｆｉｘｔｕｒｅ）を作っている。ウシオ社の器具は、電球によって生成されるすべての望ましくないスペクトルを遮断する、電球から分離した平坦なフェイスプレートフィルタを有する（このスペクトルは約２３７ｎｍを超えるすべての波長である）。イーデン・パーク社のデバイスは現時点では取り付けられるフィルタを有さず、したがって、２３０ｎｍから少なくとも３８０ｎｍの危険な波長においてそのエネルギーの２５％を放射する。

【0010】

[0010]これらのフィルタが定位置にない場合、これらの光が生体組織にとって安全ではないスペクトルを放射することになる。保守管理の作業者が電球を交換しようとする場合、作業者は有害な光に曝されることになる。ガラスフィルタが破損しているかまたはその品質が劣化している場合、使用者が危険な状況に置かれることになる。

【0011】

[0011]最後に、使用される材料も重要である。ＵＶ－Ｃはプラスチックおよび多くのガラスを貫通することができない。大きな損失なしでまたはダウンライト（下方照明）の不具合なしで、ＵＶ－Ｃ光を放射するのに石英ガラスのみが使用され得る。空気中の窒素および水分も、非常に遠くから空気中を伝えられる場合のＵＶ－Ｃを吸収するかまたは遮断する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

[0012]いかなる状況下においても存在する人に害を与えることなく病原菌を殺すことに上手く対処する廉価なＵＶ殺菌照明器が求められる。

【課題を解決するための手段】

【0013】

[0013]本発明のデバイスは、連続的な公共の場所で使用され得るヒューマンセーフＵＶ－Ｃ殺菌電球を提供する。本電球はあらゆる状況において安全であり、効率的であり、手頃に利用可能であり、それ自体を監視することができ、状態を通知することができる。

【0014】

[0014]コロンビア大学の研究が、２００ｎｍ～２３０ｎｍに合うように調整された通過フィルタが病原菌を殺し、ヒト細胞を傷つけないということを示しているが、本発明のデバイスは、２３４ｎｍより長い波長のすべてのスペクトルを遮断する統合帯域通過フィルタと組み合わされた２０７ｎｍまたは２２２ｎｍのエキシマテクノロジを利用することになる。フィルタリングのこの小さい変化が、２００～２３０ｎｍのバージョンの場合よりも使用可能な放射光を２．５倍にし、２３０～２３２ｎｍの範囲の放射物はほぼ存在しない。ウシオ社（Ｕｓｈｉｏ）は２３７ｎｍからのフィルタリングを行う製品を有するが、これは非常に有害である放射線を通過させるのを許容するというリスクを有する。理想的には、フィルタ材料が、石英ガラスで作られた電球の外被の上に直接に付着される。これは、装着中または保守管理中の取り扱い時でもすべての有害な光を遮断する。２０７ｎｍのバージョンは、臭素（Ｂｒ）、アルゴン、およびクリプトン（Ｋｒ）、のガスを必要とする。２２２ｎｍのバージョンは、クリプトン（Ｋｒ）および塩化物（Ｃｌ）を使用する。フィルタ材料は、理想的には、約０．０００１の深さでカットオフフィルタ２３４～４００ｎｍを構成するように２～３μｍで堆積する非常に純粋な酸化ハフニウムである。この種類のエキシマ電球は、理想的には、誘電体バリア放電（ＤＢＤ：Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）を使用する。これは２つの主電極が石英製外被の外側部分の上に存在する場合であり、ガスを活性化するのに数千ボルトの非常に高い電圧が必要となる。結果として、外被内部のガスが、ガスを汚染し得るようなすべての金属に接触することがない。いくつかのウシオの光は外被の内部に１つの伝導体を有する（ある種のハイブリッドのショートアーク／ＤＢＤ電球）。本発明のデバイスは、外被の外側部分の上ですべての電極を維持することにより、異種材料および外被汚染の問題を回避し、ウシオ社のように複数の種類のガラスを必要とするという問題を回避する。この本発明の電球は高いアーク電圧を必要とするが、これは、石英のみの外被の解決策により提供されるすべての利益にとってわずかなハードルでしかない。

【0015】

[0015]統合帯域通過フィルタが、縁部の周りでＵＶ適合接着剤を使用して電球の外被に持続的に取り付けられる別個の石英片上に付着され得る。フィルタが完全した組立体に一体化される。これが、電球を替えることおよび電球を保守管理することを含めてあらゆる状態において使用者をＵＶ被爆から保護する。

【0016】

[0016]本発明の安全ＤＢＤデバイスは、電球の外被の後方側にある一体化され取り込まれた反射器（ｃａｐｔｕｒｅｄ ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）、および、追加の２個からなる一体化ミラーを有し、追加の２個からなる一体化ミラーの１つのミラーが電球の各側に存在し、外部に出る光を最大にするためにフィルタ面に対して４５度で設定される。フィルタを透過する光は、フィルタ平面に対して完全に垂直である角度以外のいかなる角度で透過する場合も、大きく減衰する。垂直方向から１０度で透過する光も、フィルタの組成によっては、５０％減衰する。角度が大きくなると減衰および吸収が増大する。

【0017】

[0017]反射器（リフレクタ）は、縁部の周りでＵＶ適合接着剤を使用して電球の外被に持続的に接続される別個の材料であってよい。電球の形状は、理想的には平坦化された石英チューブであり、ここでは、２つの平坦化された側面が互いに平行である。このデザインは最も安価で最も容易である構成であり、拡大縮小可能である。望ましいが最適というわけではない他の電球形状は、後方側にある反射器を、多様なビーム角度およびパターンに合わせて最適化するのを可能にする複雑な形状を有するチューブベースのデザインとなり得る。平坦化された円形チューブベースの電球は、所望される場合、ランバートパターン（Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎ ｐａｔｔｅｒｎ）を放射する。

【0018】

[0018]本発明の安全ＤＢＤ電球は、露出した剛体伝導体と容易に交換されるためのカートリッジベースのものである。２２２ｎｍのエキシマ電球の耐用寿命は一般に約８０００時間であり（１０％の輝度損失時）、ここからは急激に劣化する。エキシマ電球の高電圧およびドライバが独自であり、他の電源に接続され得ず、したがって、電気的互換性を有さない部品の間の接続を回避するためには、各々の異なる電極の電力／サイズにより独自のコネクタが必要となり、極性化も望まれる。高電圧の主電極は理想的には、非透明領域またはフィルタ領域の上にメッシュパターンでプリントされた銀または同様の導電性金属で作られた導電性インクである。さらに、第２の主電極が０ボルトであり、導電性インクを使用する。これにより部品が低減される。エキシマ電球内で高電圧を使用することにより、保守管理の作業者が器具を開けると電球を安全に交換することができるようにするために、安全遮断スイッチが本発明の器具内に含まれるべきである。

【0019】

[0019]このような安全電球は、再設定不可のシリアル番号、製造日、使用日、温度境界、およびホッブス（Ｈｏｂｂｓ）メーターまたはアワーメーターを有する内蔵スマートチップをさらに備える。スマートチップは、理想的には、ハッキングされないように暗号化を利用する。電球の器具が電球上のスマートチップと通信し、器具がインターネット・オブ・シングス（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ，ＩＯＴ）の接続性を有する。電球の器具が電球の寿命および電球が最初にオンされたときを監視し、電球が過度に高い温度で動作する場合、電球が終わりに近いかといった場合に電球の動作が停止させられる。これによりフィルタが劣化し始めている、または、光強度が仕様に達していない場合に使用者が保護される。これは保守管理ソフトウェアに対して通知を行うことができるかまたは保守管理ソフトウェアによって収集され得、交換を要求することができる。人々が曝される器具の周辺環境の様々な場所の出力を測定するリモートセンサとの通信を行うのにＩＯＴ接続が使用され得る。この種の電球が多量の可視光を放射しないので、器具は多色ＬＥＤインジケータを有すべきであり、その結果、使用者が器具が適切に動作しているかまたは適切に動作していないかを一見しただけで迅速に知ることができるようになる。

【0020】

[0020]光出力が経時的に劣化することおよび本発明の安全器具が環境の光レベルに関してのフィードバックを有するので、器具が、一定の出力レベルを有するようにするために出力を経時的に引き上げることができる。器具が、理想的には、光出力を決定するための光センサを有する。出力レベルは、使用時間により、および、器具にプログラムされ得るテーブルにより、推定され得ることから、器具が、ほぼ一定とあるルーメンの出力または少なくとも良好な推定を達成するための出力電力を常に増大させることができる。

【0021】

[0021]細菌を殺す光を放射して、公衆がこの光に曝されるとき、絶対的な安全が一次基準であり、この一次基準に適合する必要があり、この一次基準は試験されて検証される必要がある。この器具に組み込まれる安全措置手段は高価であるべきではなく、ＵＶ－Ｃ光を公衆に曝すことを可能にするために必要であるものであるべきである。

【0022】

[0022]本発明のデバイスによって保護される領域に入るとき、公衆は集積データにアクセスすべきである。公衆が、「表面上でのおよび空気中での病原菌の殺菌時間の長さがどの程度であるか？」、「このシステムがいくらのパーセンテージの出力で動作しているか？」、「一日に人間がこの環境内でどのくらいの時間過ごすことができるか？」を質問する可能性がある。

【0023】

[0023]ＤＢＤエキシマ電球の性質は、ガスが過熱され得、それにより照明レベルが低下することから、適切な冷却が必要であるということである。本発明の安全電球は後方側にセラミックまたは金属のヒートシンクを有していてもよい。外被は、アルミニウムのヒートシンクを設計するときの手法と同様に、対流冷却のために表面積を増大させるように線形フィンを有して突出し得る。フィンは発光する外被の外側部分に置かれる。ファンが、特には電力レベルの上昇時にガス温度を低下させるために電球に対して空気を吹き付けることができる。温度フィードバックを与えるための温度センサが電球の一部であってよく、ファンの速度が外被温度を一定にするように調節され得る。

【0024】

[0024]エキシマ電球の別の現実として、エキシマ電球が場合によっては低温状態で始動することが困難であり、コイルフィラメント、抵抗体、または、ガスを予熱するための同様の加熱要素が必要である、ということがある。これらは低温時にまたは通常の始動時においても安全ＵＶ－Ｃ電球を予熱するのに使用され得、石英製外被の内部にあってもまたは理想的には石英製外被の外部にあっても、あるいはセラミックのヒートシンクの中に入れられてもよい。器具内の電源が、この特徴を可能にするための追加の回路を有する必要がある。本発明の器具は、電球を駆動するのに、正弦波ではなく、パルス方形波を使用する。これらの高電圧用途のためには正弦波電力が標準であるが、正弦波のピーク電圧未満のすべてのエネルギーが光に変換されるわけではなく、単に熱を生成してしまう。

【0025】

[0025]本発明の安全デバイスは２２２ｎｍまたは２０７ｎｍの化学的性質（ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）あるいはその両方を使用することができる。２つの別個の外被を使用することにより、出現する病原菌を最良に殺すように特定の波長を適合させるのを可能にする。各化学的性質が異なる駆動電圧およびアークギャップを有するが、電源はいずれか一方を駆動するようにまたは両方を同時に駆動するように容易に構成され得る。理想的には、本発明のデバイスはＤＢＤを使用し、ここでは、電極がガラス製外被の外側部分の上に置かれる。この種類の放電は、内部のガスを活性化するのに非常に高い電圧を必要とするが、この技術を使用することにより、外被内部のガスが電極腐食（経時的に使用される場合のガス放電ランプでの一般的な問題）によって決して汚染が起きない。

【0026】

[0026]本発明の安全電球は、照明器具から通常の可視光が出現するような環境で使用されるが、本発明の電球は単一の器具内にある従来の光源と組み合わされ得る。器具のＵＶ－Ｃ部分から放射される不都合な可視色がいくらかでも存在する場合、可視光のスペクトルが、器具から出現する色の混合または色の平均を正規化するように変更および混合され得る。この種類の器具は、理想的には、「金属製容器」であり、この種類の器具は天井内の円形孔の中に装着される。

【0027】

[0027]本発明の安全システムは典型的な照明（ライト）バルブとしてパッケージ化され得る。電流安定器または電源が基部内に嵌め込まれ得、電球が、ＬＥＤまたはコンパクトな蛍光電球のように全方向に照明することができ、従来の照明器も含むことができる。

【0028】

[0028]上記は本明細書で開示される本発明のより重要な特徴を大まかに概説するものであり、その結果として、以下の詳細な説明がより明瞭に理解され得るようになり、また、当技術分野に対しての本発明者の貢献がより良好に認識され得るようになる。本発明は、その用途において、以下の説明に記載されるかまたは図面に示される構成の細部または構成要素の配置構成のみに限定されない。むしろ、本発明は他の実施形態も可能であり、本明細書で具体的に列挙されない種々の他の手法で実施および実行され得る。加えて、以下の開示は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神および範囲内に含まれ得るようなすべての代替形態、修正形態、および均等物に適用されることを意図される。さらに、本明細書で採用される用語および専門用語は説明を目的としており、本明細書により具体的に本発明を限定することがない限り、限定的であるとみなされるべきではないことを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】[0029]低電圧水銀球（従来技術）を示す写真からの線図である。

【図2】[0030]ウシオ社（Ｕｓｈｉｏ）のＣａｒｅ２２２のエキシマ電球およびドライバ（従来技術）を示す写真からの線図である。

【図3】[0031]イーデン・パーク社（Ｅｄｅｎ Ｐａｒｋ）のフラット型エキシマランプ（従来技術）を示す写真からの線図である。

【図4】[0032]２０７ｎｍのＢｒ－Ｋｒ放射を示すスペクトル図である。

【図5】[0033]２２２ｎｍのＫｒ－Ｃｌ放射を示すスペクトル図である。

【図6】[0034]適切なフィルタリングを行う、２０７ｎｍのＢｒ－Ｋｒ放射を示すスペクトル図である。

【図7】[0035]適切なフィルタリングを行う、２２２ｎｍのＫｒ－Ｃｌ放射を示すスペクトル図である。

【図8】[0036]ベーシック電球を示す図である。

【図9】[0037]電球組立体を示す分解等角図である。

【図10】[0038]電球組立体を示す側断面図である。

【図11】[0039]電球カートリッジを示す等角図である。

【図12】[0040]マルチバルブ型器具を示す分解図である。

【図13】[0041]真下を向く電球を備える、下方を向く器具を示す図である。

【図14】[0042]４５度で外側を向く電球を備える、下方を向く器具を示す図である。

【図15】[0043]加熱フィラメントを備える安全電球ヒートシンクを示す図である。

【図16】[0044]ＵＶ－Ｃおよび一般的な照明器要素の両方を備える安全電球を示す図である。

【図17】[0045]ファン冷却式の安全電球を備える、温度調整式の器具を示す図である。

【図18】[0046]器具内にある、ドライバ、電球、温度センサ、および安全遮断スイッチを有する器具を示すブロック図である。

【図19】[0047]ＩｏＴ電球およびシステムを示すネットワーク図である。

【図20】[0048]正弦波と比較されるパルス波電源の出力を示す図である。

【図21】[0049]全出力における、および減光中である、パルス波電源の出力を示す図である。

【図22】[0050]単相誘電流体によって冷却されるＵＶ－Ｃ電球を示す図である。

【図23】[0051]本開示の液冷式の高電力エキシマ電球を示す図である。

【図24】[0052]高出力エキシマ器具を得るための、クーラントシステムを備える本開示の液冷式の電球を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

[0053]添付図面に示されて以下の説明で詳説される非限定の実施形態を参照しながら、本明細書の実施形態ならびに多様な特徴およびその有利な細部がより完全に説明される。本明細書の実施形態を不必要に不明瞭しないようにするために、よく知られている構成要素およびプロセスならびに製造技術の説明は省略される。本明細書で使用される実施例は、単に、本明細書の発明を実施することができる手法の理解を促進すること、およびさらには、本明細書の実施形態を当業者が実施するのを可能にすること、を意図される。したがって、実施例は、特許請求される発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

【0031】

[0054]本発明を詳細に説明する前に、本発明が、その用途において、本明細書に示される構成および本明細書で説明されるステップの細部のみに限定されないことを理解することが重要である。本発明は他の実施形態も可能であり、種々の手法で実施または実行され得る。本明細書で採用される用語および専門用語は説明を目的としており、限定することを目的としないということが理解されよう。

【0032】

[0055]ここで、複数の図を通じて同様の参照符号により同じ部分を示している図面を参照すると、（現存技術の）低圧水銀球１００の典型的な図が図１に示されている。電球１００が、電気接点１０２および１０４、金属支持構造１０６、主電極１０８、水銀アルゴンガス１１０、外側外被１１２、先端部支持体１１４、ストライク電極（ｓｔｒｉｋｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１１６、抵抗体１１８、ガラス基部１２０、および第２の主電極１２２という複数の部品を有する。

【0033】

[0056]新しい別のテクノロジが図２に示されており、ここでは、ウシオ社（Ｕｓｈｉｏ）のＣａｒｅ２２２のエキシマ電球・ドライバシステム２００がブロック図の形態で示される。電球２０２が２つのワイヤ２０６および２０８を介してドライバ２０４によって駆動される。電球が２つの主電極２１０および２１２を有する。ハウジングおよびフィルタが分離しており、図示されていない。

【0034】

[0057]次の図３の図面は、イーデン・パーク社（Ｅｄｅｎ Ｐａｒｋ）のフラット型エキシマランプ３００である平坦バージョンのエキシマ電球を示す。このエキシマ電球が、前方プレート３１０および後方プレート３１２の外側部分にある電極３０６および３０８を備える、石英ガラスの２つのわずかに離間された平坦シート３０２および３０４を有する。電球がフィルタまたは反射器を有さない。

【0035】

[0058]図４では、２０７ｎｍのＢｒ－Ｋｒ放射４００のスペクトル図が示されている。２０７ｎｍの主放射スパイク４０２がヒト組織にとって安全な波長であり、ウイルスおよびバクテリアなどの微小病原菌にとって致死的である。ヒトの被爆に不適合であるスペクトルの危険境界部にある２３０ｎｍの少量の放射２０４も示されている。このように低レベルの場合でもヒトの被爆にとって非常に危険である２７０ｎｍの追加の放射４０６が示されている。最後に、２９０ｎｍの放射のスパイク４０８が示されており、これはヒトの被爆にとって安全ではない。

【0036】

[0059]図５では、上で示したスペクトル図とは異なる化学的性質のスペクトル図が存在し、これは２２２ｎｍのＫｒ－Ｃｌ放射５００である。２２２ｎｍの主放射スパイク４０２はヒト組織にとって安全な波長であり、ウイルスおよびバクテリアなどの微小病原菌にとって致死的であるが、これは致死的である２４０ｎｍの５０４のレンジまで低レベルを継続する。さらに、２６０ｎｍレンジ５０６のところに放射の小さいバンプが存在し、これはこのように低レベルの場合でも非常に危険である。

【0037】

[0060]図６では、安全な２０７ｎｍのＢｒ－Ｋｒ放射６００のスペクトル図が示されており、２０７ｎｍのところのあるスパイク６０２を有する。２０７ｎｍは人体組織にとって安全な波長であり、ウイルスおよびバクテリアなどの微小病原菌にとって致死的であるが、減色フィルタリング（ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）により危険波長では放射が存在しない。

【0038】

[0061]図７では、安全な２２２ｎｍのＫｒ－Ｃｌ放射７００のスペクトル図が示されており、２２２ｎｍのところのあるスパイク７０２を有する。２２７ｎｍは人体組織にとって安全な波長であり、ウイルスおよびバクテリアなどの微小病原菌にとって致死的であるが、減色フィルタリングにより危険波長では放射が存在しない。

【0039】

[0062]図８では、本発明のエキシマ電球８００が示されている。電球８００が、関与する具体的な化学的性質（２０７ｎｍのＢｒ－Ｋｒまたは２２２ｎｍのＫｒ－Ｃｌ）に応じた約３０ｋＰａ（３００ミリバール）の圧力のガスの組み合わせを収容する石英製外被８０２を有する。２つの平坦化された側面が互いに平行であり、約１０ｍｍ離れているが、これは、多様な電力レベル、充填圧力、および駆動電圧に応じて変化する。

【0040】

[0063]石英製外被８００は最初は円筒形であり、加熱されてローラーに通されて引っ張られ、それにより前方面８０２および後方面８０４である２つ側面を平坦化して互いに平行にする。次いで、この平坦化されたチューブの端部が、両端部８０６および８０８を密閉するための熱溶接により、両端部８０６および８０８のところで密閉される。図示される充填ポイント８１０が小さな充填チューブとして始動し、この小さな充填チューブが、電球が洗浄されて低圧ガスの充填がなされた後で、溶融して遮断される。右側側面８１２および左側側面８１４である電球の側面８１２および８１４がさらに光を通過させることを可能にする。これらの光の経路は従来技術のデバイスでは無視されていたが、活用されない多量の光エネルギーが本発明のデバイスではこの位置によって活用される。

【0041】

[0064]図９は、安全な平坦化されたチューブデザインの電球組立体カートリッジ９００の分解図を示している。電球８００が組立体の中心として始動する。前方電極９０２が接地されているかまたは０ボルトの電気グリッドであり、石英電球面８０２と直接的に対面するように配置される。前方電極９０２が、モリブデンまたは銀などの非腐食性の導電性金属で作られ得る。理想的には、この前方グリッド９０２または前方スクリーンが使用者に最も近づくことになり、このことが、この側面において接地または０ボルト電位が選択された理由である。オゾン生成を無くすためには、グリッドが、電気経路から酸素を無くすための導電性液または導電性インクとして適用されることになる。同様に、後方電極９０４が正極である。後方電極９０４も石英製外被の後方側面８０４と直接的に対面するように配置される。この側面の電圧は約１０，０００ボルトであり、使用者から可能な限り離されて配置される。この電極９０４には、導電性電極と高電圧の電気経路との間に達しないよう酸素を無くすための導電性インクとしてのめっきまたは塗布がなされる。

【0042】

[0065]後方反射器９０８が後方電極９０４の外側部分を向くように追加される。後方反射器９０８および後方グリッド９０４は、電気を伝導することおよび光を反射することの両方のための１つの部品として組み合わされ得、したがって、電球８００の背面８０４に直接に付着されるアルミニウム層の上にめっきされる蒸気であってよく、それにより部品およびコストがさらに最小になる。電球８００の側面８１２および８１４から漏れる光を捕捉して、これを直接前方に、かつ電球８００の主面８０４から放射される光と平行となるように送光するために、側方反射器９２６および９２８は、４５度の角度で設定される。２つの側方反射器９２６および９２８ならびに前方電極９０２に可能な限り近づくように離間されてＵＶフィルタプレート９０６が配置され、このＵＶフィルタプレート９０６が、研磨された石英および酸化ハフニウムのめっき層で作られ、それにより２００ｎｍ～２３４ｎｍの範囲の狭帯域通過型のフィルタを形成する。

【0043】

[0066]ヒートシンク９１０はアルミニウムであってよいが、理想的には高電圧の後方電極９０４に電気絶縁性を付与するためにはセラミックである。ヒートシンク９１０は、ミラー９０８、９２６、および９２８の間のクラック透過して、または電球８００の端部から外部に出て放射されるフィルタリングされないすべての光を遮断することになる。理想的には、ヒートシンク９１０は、さらに、電球８００、後方反射器９０８、側方反射器９２６および９２８、後方電極９０４、前方電極９０２、ならびに前方フィルタプレート９０６を含めた、ここまでに言及した電球組立体の個別の要素のうちの多くの要素を取り込むことになり、ヒートシンク９０１は、電極８１２の縁部の周りで使用されることになるＵＶ適合エポキシを使用して強固に密閉されることになり、それによりこれらの構成要素の間の機械的接続を安定させ、空気およびダストの侵入を完全に塞ぐ。既存技術のデザインは電球の上に直接に空気が吹き付けられるのを可能にし、したがって時間とともにダストが電球およびフィルタの内部面に付着し得るようになる。ダストが多量のＵＶ－Ｃ光を吸収することができ、非常に迅速にとても非効率となる。本発明のデバイスは、端部キャップ９１２および９１４を使用して、密閉されたカートリッジ９００を作ることにより、これらの面にダストが侵入しないようにする。電極組立体９００のこれらの端部キャップ９１２および９１４はセラミックから作られ、端部キャップ９１２が熱センサおよびスマートチップ９１６を封入することになり、さらには、器具内の予め設定された個別の位置止め用の移動止め９１８を有する、電球のための機械的回転先端部を提供することになる。これは、発光カートリッジが接続するためのワイヤまたは空に浮くリード線を有さないことを意味する。スマートチップおよび温度センサ９１６が、動作メーター（ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｅｒ）の時間、シリアル番号、製造日、温度、範囲外フラグ（ｏｕｔ ｏｆ ｒａｎｇｅ ｆｌａｇ）、および、偽の動作を防止するための暗号化通信能力を有する。セラミック端部キャップ９１２介して導電性ピン９２０によって電気的に接続された、前方電極９０２に接続された導電性ジャンパー９３０が存在する。同様に、セラミック端部キャップ９１４を介して導電性ピン９２２に電気的に接続された、後方電極９０４に接続された導電性ジャンパー９３２が存在する。スマートチップおよびサーモセンサ９１６に接続された３つのめっき処理された（ｐｌａｔｅｄ－ｏｎ）導電性トレース９２４がセラック端部キャップ９１２の周りに存在する。これらのトレース９２４は、器具がこれらのチップ９１６と通信するのを可能にするために、電球カートリッジ９００から器具レシーバ上の接点までの通信を可能にする。このような機械的接続および電気的接続は当業者にはよく理解されるものであるが、他の接続方法も使用され得る。この組立体では、すべての高電圧部分が絶縁されて、高電圧部分を取り扱う人または高電圧部分に曝される人から除かれており、気密的に密閉された安全ＵＶ－Ｃ電球カートリッジを交換することが容易となる。

【0044】

[0067]図１０は、組み立てられた安全ＵＶ－Ｃ電球カートリッジ９００の側断面図を示している。電球８００は、めっき処理または石英への直接的な付着がなされた負極９０４を有している。同様に、正極９０２が電球８００の前面８０４に直接付着される。負極９０４の後方に後方反射器９０８が存在する。右側側方反射器９２６および左側側方反射器９２８が、前面８０４に対して４５度の角度で角度を付けられる。右側側方反射器９２６および左側側方反射器９２８のすべてがセラミックのヒートシンク９１０によって取り込まれて包囲される。電球８００とフィルタ９０６との間に小さい空隙が存在し、この空隙がセラミック片および理想的にはＵＶ耐性シーリング材によって密閉される。

【0045】

[0068]図１１は、組み立てられた安全なＵＶ－Ｃ電球カートリッジ９００を示している。組み立てられたカートリッジ９００が縁部の周りを密閉された光学アパーチャ１１０２を有し、その結果、空気およびダストならびにフィルタリングされない光が通過しないようにされる。

【0046】

[0069]図１２は、可変ビーム角度のマルチカートリッジ型器具１２００の分解図を示す。３つの電球カートリッジまたはヘッド９００の各々が、電球カートリッジ９００の金属ピン９２０および９２２を保持してさらには電力を電球カートリッジ９００に接続する導電性ばねクリップ１２２０を有する、セラミックサドル１２１８内に載置される。サドル１２１８および一方の端部のところにある対応する端部キャップ９１２が、サドル１２１８およびもう一方の端部のところにある端部キャップ９１４とは異なるサイズを有し、それによりこれらの端部に極性を与え、その結果、電極カートリッジ９００が一方向のみで挿入され得るようになり、ゼロ電位９０２が常に前方面の側にくるようになり、高電位９０４が常に後方側にくるようになり、使用者から離間するようになる。

【0047】

[0070]サドル１２１８が、電球端部キャップ９１２および９１４の上にある移動止め突起部および移動止め溝と嵌合する移動止めばね１２１６をさらに保持する。これにより電球カートリッジ９００が、容易に設定され得る複数の正確な角度を有することが可能となり、各位置においてばね１２１６が電球カートリッジ９００を保持することが可能となり、それでも、指圧により電球カートリッジ９００を次の移動止め位置にスナップ留めすることが可能となる。器具の前方ベゼル１２２が、ラッチ、および、前方ベゼル１２２２と後方ハウジング１２０２との間のヒンジ接続部１２０８により、回転して基部１２０２から離れ、それにより、保守管理および交換のために電極カートリッジ９００を露出する。前方ベゼル１２２２が完全に閉じられると、前方ベゼル１２２２が後方ハウジング１２０２内に設置された安全スイッチ１２１０を押圧し、押圧されたマイクロスイッチ１２１０により器具１２００に電力供給することが可能となる。ベゼル１２２２内の小さい孔を介して観測して最も近い物体または床までの距離を調べる距離センサ１２１４により、近接度および距離が決定される。安全スイッチ１２１０、距離センサ１２１４、および３電球型カートリッジのスマートチップおよびサーモセンサ９１６からのデータが、すべて、スマート電源１２０４に接続されてスマート電源１２０４によって調整される。電源１２０４がさらに、若干の例を挙げるとＷｉ－Ｆｉおよびイーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）などのデジタル通信能力を有する。空気が、ファンフレーム１２２４によって支持されたファン１２０６により前方ベゼル１２２２内にある穿孔を介して引き込まれ、次いでこの空気が電源１２０４の頂部の上におよび電球カートリッジのヒートシンク９１０の上に吹き付けられ、基部１２０２内の孔を通して外部に放出される。電源１２０４が電球カートリッジ９００の温度を測定し、電球カートリッジ９００の効率の最適な効率のためにファン１２０６の速度を修正する。設置プレート１２２６が既存の構造的状況において見られる標準的な電気ボックスに最初に設置され得、次いで設置プレート１２２６が後方ハウジングにスナップ留めされ、後方ハウジングトラック内で回動することができ、それにより上側ベゼルが無限遠方を向くことが可能となる。ＵＶ－Ｃ光フィルタが狭角でのみ光を透過させる傾向があるので、放射光は細いビームとなる傾向にある。この本発明の器具は、単一の器具内の複数のヘッドが幅広ビームおよび非対称の光分散を最も広範囲の環境的制約に最良に適合させるのを可能にする。理想的には、器具が機能および／または不具合を一定の距離から示すための照光インジケータ１２２８を有し、本例示ではインジケータ１２２８がバックライト付きロゴである。好適な実施形態が器具内にある３つの電球を示すが、本発明のデバイスでは任意の数の電球が使用され得る。

【0048】

[0071]図１３は、真下を向くように位置決めされた電球１３００を備える、下方を向く器具を示している。器具１２００が、器具１２００の下で厳格なビーム角度にするための真下（１３０２）を向く３つの電球カートリッジ９００を有する。これが器具にとって可能である最も狭いビームを形成し、非常に高い天井が存在する状況または放射光を集中させる必要がある状況において使用されることになる。

【0049】

[0072]図１４は、４５度で位置決めされた電球１４００を備える、下方を向く器具を示しており、ここでは、器具１２００が、各々４５度（１４０２）で外側を向いている３つの電球カートリッジ９００を有する。器具１２００の下の広いビーム角が、より低い天井で使用されることになるか、または非常に広い領域をカバーするように複数の領域内で使用されることになる。

【0050】

[0073]図１５は、加熱フィラメント１５００を備える安全電球ヒートシンクを示している。ヒートシンク９１０は、ヒートシンク内の孔を通して永続的に装着され、またはその長手方向軸に沿ってセラミック内に単純に埋設される加熱要素１５０２を有するように変更され得る。この加熱されるヒートシンク１５００が熱を電球８００に伝導させ、内部のガスを温め、それにより要求時にガスが点火することが可能となる。電気加熱要素１５０２は１００年以上前からあり、当業者にはよく知られている。この加熱要素１５０２が、低温状態中に器具１２００を始動させることが必要であるときにスマート電源１２０４によって制御される。電球９００が動作すると、電球９００が温められ、加熱要素１５０２がオフにされ得る。本発明では、エキシマ電球組立体に加えて、追加の電気コンタクトが必要となる。

【0051】

[0074]図１６は、ねじ込み式のＵＶ－Ｃ安全電球１６００の側面図を示している。単に例示のために、本記述は投光照明タイプの電球１６０２を利用するが、本開示では任意の種類のねじ込み式電球が適用可能であり、本開示は限定的であることを一切意図されず、単に１つの例であることを意図される。ＵＶ－Ｃ要素および一般的な照明器要素の両方を有する安全電球１６００がねじ込み式電球ハウジング１６０２の内部に配置される。上記ねじ込み式電球１６１２および１６１４の従来の電気コンタクトが、ドライバ／電源１２０４まで延在している。さらに、ドライバ／電源１２０４が、回路基板１６１６上のワイヤ１６０６を介して、ＵＶ－Ｃおよび一般的な照明器要素の両方を備える安全電球１６０４のＵＶ－Ｃ部分９００に電力供給し、ここでは、ワイヤが回路基板上に設置されたクリップまで延在している（簡略化のためにクリップは示されない）。さらに、ドライバ／電源１２０４が、別途、ワイヤ１６０８を介して白色ＬＥＤ１６０４部分に電力供給する。ねじ込み式ＵＶ－Ｃ安全電球１６００の半透明面１６１０は石英ガラスで作られる必要があり、理想的には、サンドブラスト面その他のテクスチャ（ｔｅｘｔｕｒｅ：凹凸面）などの拡散面を備える。ＵＶ－Ｃは任意のプラスチックカバーまたは従来のガラスカバーによって吸収される。本発明の平坦化された円筒形電球９００は回路基板１６１６上で多数のＬＥＤ１６０４と組み合わされる。ＬＥＤはすべて白色の単色であってよいか、または、ＬＥＤは複数の色の混合または異なる色温度の混合であってよく、個別のＬＥＤ１６０４が多様な色のＬＥＤ１０６４を混合するのを制御する。この本発明のデバイスの安全ＵＶ－Ｃ部分のみによって放射される光の色は光学的にはヒトの目にとっては高輝度ではなく、ピンク色がかった紫色の色合いも含む。白色ＬＥＤはピンク色または紫色が不十分であってよく、その結果、安全ＵＶ－Ｃおよび白色ＬＥＤの両方がオンにされとき、組み合わされる光がニュートラルな色スペクトルを有するようになる。

【0052】

[0075]図１７は、温度調整式であり、ファン冷却式である、平坦化された円筒形安全ＵＶ－Ｃ電球器具１７００を用いた器具を示している。スマート電源１２０４が、低電圧データラインを介して電球９００内のスマートチップ９１６と通信する。ヒートシンク９１０の上方に小さいマフィンファン１２０６が存在し、マフィンファン１２０６がヒートシンク９１０および電球９００に対しての下方への吹き付けを行う。ファンがドライバ／電源１２０４によって制御され、電力供給される。セラミック基部の内部に入れられた熱センサ９１６は、スマートドライバ／電源１２０４からの問合せ（照会）を受ける。電球９００に送られる電力および通知される温度に基づいて、ドライバ／電源１２０４が適切な速度にするようにファン１２０６を駆動し、それにより閉ループで電球９００の温度を調節する。ヒートシンク９１０は必須であってもまたは必須でなくてもよい。その理由は、低電力で動作する電球はヒートシンク９１０を必要とせず、高電力で動作する電球は大きいヒートシンクを必要とするか、または限定しないが例えばピンフィンヒートシンク９１０を必要とする可能性があるからである。ドライバ／電源１２０４がさらに、電球９００がオンではなくかつ熱センサが低い温度のために電球点火が可能ではない可能性があることを検出するときに、抵抗加熱器に電力供給する。この場合、ドライバ／電源１２０４は、電球９００に電力を適用する前に、抵抗加熱器に電力供給する。次いで、電球９００が動作すると、ドライバ／電源１２０４が、電球９００を冷却するためにファン１２０６に電力供給することが必要である可能性がある。本発明の器具における電源は、パルス波の高電圧ＤＣ電力を使用してエキシマ電球に電力供給する。電球９００の輝度を制御するために個別のパルス波の幅が変更され得るか、または、光の出力を低減するためにパルス波の一部が単純にスキップされ得る。現在、大部分のエキシマ電球は正弦波電源によって駆動され、９，０００ボルト未満の過度の回収不可のエネルギーを有する。このエネルギーは、単純に、外被を加熱し、光を生成しない。このパルス波はわずかに丸みを帯びた上端部を有してもよいし、その他の部分は方形波のように見えてもよく、このパルス波は直線状の端部を有し、使用に適さない電力を有さない。経時的な電球の予測出力が電源にプラグラムされ得るので、電球内のアワーメーターの年数が経過して通知が行われると、電源は、低効率を補償して経時的に一定のルーメンを出力させるように電力をわずかに増大させることができる。

【0053】

[0076]図１８は、器具筐体内にある、ドライバ、電球９００、距離・近接センサ１２１４、光レベルセンサ１２２４、スマートチップ９１６、および安全遮断スイッチ１２１０のブロック図である。電球９００がドライバ／電源１２０４に接続される。ドライバ／電源１２０４は、器具筐体のドアまたは前方ベゼル１２２２に配線されたスイッチ１２１０を有するので、ドア１２２が開いている場合は常に電球９００への電力がオフになる。これは特に重要な安全性の事項である。その理由は、エキシマ光は数千ボルトを利用して動作し得るからである。ドライバ／電源１２０４は、スマートチップ９１６との通信を行い、スマートチップとの通信を介して、この電球９００が有効であり、操作されておらず、有効な取り替えであることを検証する。偽の電球は通過フィルタを有さない可能性が非常に高く、使用者に向かって危険な波長を放射することになる。距離／近接センサ１２１４が地面までの距離に対して出力電力レベルが適切であることを確認し、距離に基づいて電球に対しての出力電力レベルを変化させることができる。近接センサ１２１４およびスマート電源１２０４は、保守管理者が器具１２００に対して作業を行おうとするときなどで非常に近い距離にある物体を検出する場合に、電力レベルを低減しようとするかまたはオフにしようとする。近接センサおよび距離センサ１２１４は同一のセンサであってよい。ＵＶＣ光レベル強度センサ１２２４が地面または電球を観測することできる。ＵＶＣ光レベル強度センサ１２２４は２００ｎｍ～２３０ｎｍの波長のみを検知するようにフィルタリングされる。ＵＶＣ光レベル強度センサ１２２４は、全体の光出力を決定することができ、スマート電源／ドライバがこの情報を使用して、一定のルーメン出力にするように出力を調整することができる。電源１２０４のスマート機能は別個の回路基板に移され得、その場合にこの回路基板が電源１２０４を制御することができるようになる。このような機能は当業者にはよく知られている。

【0054】

[0077]図１９は、ＩｏＴ電球およびシステム１９００のネットワーク図である。本発明のデバイス１２００が、デバイスがオンであり殺菌していることを示すＬＥＤ１２２８をベーシックな照明器具１２００上に有することができる。このＬＥＤ１２２８はコンスタント型ＬＥＤ１２２８または間欠型ＬＥＤ１２２８であってよい。煙検出器と同様に、適切に機能している場合に照明器１２００が単色のＩＥ青色または緑色で「良好（ｇｏｏｄ）」または「ＯＫ」となり、別の色のＩＥ琥珀色または赤色の「注意（アテンション）」または「エラー」となる。インジケータ１２２８はバックライト付きロゴの形態であってよい。

【0055】

[0078]部屋に入る人が、ＬＥＤ１２２８を見ることにより照明器１２００が機能しているかまたは保守管理を必要としているかを、迅速に見て認識することができる。ＬＥＤ１２２８は出力レベルを示すこともできる。低活動性の事象および低バクテリア量の事象が存在する場合に１つのＬＥＤをオンにすることができ、バクテリア量が増大して高い活動性の事象が存在する場合に照明器が出力を増大させ、ＬＥＤ１２２８がこの事象を知らせるために変化する。器具が群衆密度センサからデータを受信することができ、この情報を使用して出力電力レベルを設定することができる。

【0056】

[0079]アントワープ由来のｒｆモニタであるクラウド・スキャン（ＣｒｏｗｄＳｃａｎ）１９０６またはサンフランシスコ由来のライダー（Ｌｉｄａｒ）ベースのデバイスであるデンシティ（Ｄｅｎｓｉｔｙ）１９０６などの群衆密度センサ１９０６は、人々のプライバシーを侵害することなく、つまり、カメラ傍受技術または携帯電話傍受技術を使用することなく、所与の時間に何人の人が所与の空間にいるかを決定する能力を有する。これらに類似する他のサービスも複数存在する。これらは単に、ＩｏＴ１９０６として通信を行う、および、本発明のデバイス１９００などのインターネットリソースと通信を行う、群衆密度センサ１９０６の例である。

【0057】

[0080]照明器１２００は、ブルートゥース（登録商標）（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）１９０４、ＷｉＦｉ１９０４、セルラー（Ｃｅｌｌｕｌａｒ）１９０４、グーグル（Ｇｏｏｇｌｅ）由来のサイドウォーク（Ｓｉｄｅｗａｌｋ）１９０４、およびハードワイヤードテクノロジ１９０４を含めた、複数の異なる種類の通信１９０４を統合することができる。この通信１９０４は、照明器の機能を監視するのを可能にし、遠隔手段により照明器を遠隔制御するのを可能にする。

【0058】

[0081]照明器１２００は、単純なオン／オフスイッチまたは調光可能である光スイッチなどの、ローカルの機械制御システムを有していてもよい。照明器１２００は、多くの光を制御するための、スイッチおよびＬＥＤを備える制御パネルをさらに有していてもよい。パネル内のＬＥＤは、状態や光（オン、オフ、状態など）を示すことができる。本発明のデバイスの照明器１２００は、他の従来の可視的／機能的な照明と一体化され得る。これらの物理的な制御器はこれらの光に対しての制御も可能にする。物理的な制御器は、照明器具の用途に応じて変化し得る。器具１２００が空間内に持続的に装着される用途では、制御器が施設の基盤設備に一体化され得る。単独動作（スタンドアロン）の携帯型の用途では、制御器が照明器１２００に完全に一体化され得、それにより、電力レベルインジケータおよびグラフィックユーザーインターフェースディスプレイならびに制御パネルを備える一体型の電源を有することになる。

【0059】

[0082]照明器具１２００は、施設や設備の管理者およびオペレータに対して通信を行うことができる（１９０４）。情報が、スマートフォンアプリケーション１９０６、ラップトップ１９０８またはデスクトップ１９０８上のウェブインターフェースによってアクセスされ得る。器具１２００が情報をサイトに転送し、オペレータが照明器１２００から情報を取得することができる。無線インターフェースが多様な使用者の要求に合わせてカスタマイズされ得る。照明器１２００は、その出力レベル、そのエネルギー消費レベル、内部温度、電球９００の使用のライフサイクル／時間、交換が必要になる期間について通信することができ、内部にセットアップされた空間内のバクテリア量が多いかどうかを決定するために照明器１２００は動き検出との組み合わせで動作することができる。オペレータがさらに、照明器１２００の出力のレベルを制御することができ、領域を最良に殺菌するためにおよびエネルギー消費を最適化するためにカスタマイズ可能である動作プロファイルのスケジュールを管理することができる。

【0060】

[0083]照明器具１２００は、その状態について公衆または空間の占有体と通信することができる。情報が、スマートフォン１９０６アプリケーション、ラップトップ１９０８またはデスクトップ１９０８上のウェブインターフェースによってアクセスされ得る、これにより、空間が殺菌されていることを占有体が再確認することができる。さらに、情報が空間内の情報ディスプレイ上に表示され得る。

【0061】

[0084]図２０は、１０，０００ボルトの正弦波２００２の電力と１０，０００ボルトのパルス波２００６の電力との間の違いを示している、エキシマ電球を駆動するのに使用されるいくつかの電力パルス列を示す図である。左側領域に示される９，０００ボルトと１０，０００ボルトとの間の上端部の電圧のみが使用可能な光を作る。９，０００ボルト未満のすべての電圧が単に熱を生成し、この熱が、電球を駆動するときに可能となる電力レベルを最小にする。正弦波の輪郭と中心部の白色領域との間の暗色領域２００４がすべて無駄な電力であり、電球内部で生成される熱に変わり、光として出力されない。このパルス波電源の例では無駄な電圧が存在しない。本発明のデバイス１２００は、理想的には、その電源１２０４内でパルス波電力２００６を使用する。これにより、既存の正弦波ベースのＵＶ－Ｃ器具と比較して電球の効率が５０～１００％向上する。電球８００の出力を低減するためにパルス波２００６の電圧を１０，０００ボルト未満まで低減することも可能である。提示されるグラフに基づく電圧範囲は１０，０００Ｖで１００％となり、９，０００Ｖで０％となり、これは修正および制御されるのを必要とする非常に狭い電圧範囲である。

【0062】

[0085]図２１はエキシマ電球を駆動するための電力パルス列２１００を示す図であり、ここでは、パルス波２１０２が１００％であり、パルス波２１０４が５０％であり、波を１つおきに減らすことにより対称パターンを使用して照明を弱くしており、パルス波２４０６が５０％であり、非対称パターンを使用して照明を弱くしている。電源は、輝度を低減するためには、単に個々のパルスを取り除けばよい。パルスが非常に高速であるので、１０ｋヘルツと２５０ｋヘルツとの間では小さい欠落（ドロップアウト）も明瞭ではなく、１００％であっても生成される可視光の量が無視できる程度である。スマート電源が、１％以下の任意のレベルにまで器具の出力を低減するためにこれらのパルスのうちの一部のパルスを取り去るマイクロプロセッサを有する。この技術は当業者にはよく知られている。これらのグラフは単に例であり、実際の電圧は電球のデザインおよび内部ガス組成に応じて変化する。

【0063】

[0086]図２２は、システム２２００として、可変焦点を有するエキシマ電球８００を表す側面図を示す。電球８００が光経路２２０２内に位置決めされており、石英レンズ２２０４が光波形成力を有する。レンズ２２０４が、円形であってよく、対称であってよいか、または初期の光路２２０２に最良に適合するように線形であってもよい。さらに、レンズ２２０４は連続的であってよいかまたは段差を有するフレネルであってもよい。レンズ２２０４がエキシマ電球８００に近づくようにまたはエキシマ電球から離れるように移動させられ得、それにより焦点を変化させることができ、最終的に放射される光２２０６のビーム角度を大きくするかまたは小さくすることができる。この図面は単純化されており、レンズに対しての電球の関係を簡略化するために、フィルタまたはミラー、あるいは上記の他の機械的構成要素を示していない。

【0064】

[0087]図２３は、液冷式高電力エキシマ電球２３００を示す。エキシマ電球２３００が外側外被２３０２および内側外被から構成され、ここでは、外側外被２３０２がより短く、内側外被２３０４がより長く、外側外被２３０２および内側外被２３０４が２つの端部キャップ２３０６によって接続され、それらが熱により一体に溶接されている。内側と外側との間の領域が、端部キャップ２３０６のうちの１つの端部キャップ上に充填ポイント２３０８を有する。充填ポイント２３０８は既存のエキシマ電球上にある充填ポイントに類似するものであり、充填ポイント２３０８を介して上記の適切なエキシマガスを充填するために、２つの外被の間のこの形態のチャンバ２３１８からの排出を行う。外側外被２３０４の外壁２３１０は、当該外壁２３１０に付けられた導電性グリッド２３１２を有し、チューブ２３０４の外周全体にに延在する負極となる。同様に、内側チューブ２３０４の内壁２３１４がその内周に延在している導電性グリッド２３１６を有し、正極となる。光はすべての方向に一様にこの種類の電球から外部に放出される。

【0065】

[0088]図２４は、クーラントシステムを有する液冷式電球２３００のブロック図を示しており、それにより高電力エキシマ器具２４００が得られる。電球２３００が、ポンプ２４０４の出力部に接続された入力端２４０２に接続されたチューブ２４１２を有する。ポンプの入力部は、チューブ部材の帰還ループ２４０６に接続されており、当該帰還ループは、電球２３００の出力端２４０８まで回り込むように延在している。チューブ部材２４０６およびポンプ２４０４ならびに内壁２３１６の内部に、ポンプ２４０４を使用して循環させられる単相誘電液が存在する。この誘電液２４１０は、通常、大規模なデータセンターで使用され、ここでは、サーバ構成要素を冷やすためにサーバ全体が容器の中で液に浸される。液体２４１０は熱を非常に良好に伝導するが、電気伝導性を有さず、これは本発明のデバイス２４００にとって非常に重要な特性である。液体２４１０は電球２３００の１０，０００ボルトの導電性メッシュ２３１６に接触する。電球２３００の内部２３１８に熱が生成され、この熱がポンプ２４０４によって外部に放出され、この熱はポンプ２４０４に再び入る前に帰還ループ２４０６を移動するときに環境へと放散され、ここではこの再循環が継続する。帰還ループ２４０６は、コンピュータ冷却業界で使用されるものに類似の別個の冷却装置２４０６を有してよく、これは当業者にはよく知られている。電源２４１４が負極ワイヤ２４１６を使用して電球２３００に接続され、負極ワイヤ２４１６が外部メッシュ２３１２に接続される。電源２４１４がさらに正極ワイヤ２４１８を使用して電球２３００に接続され、正極ワイヤ２４１８が内部メッシュ２３１６に接続され、クーラント２４１０に接触している。クーラント２４１０が大幅に多量の電力を電球２３００に導入するのを可能にし、それにより不適合で強力なエキシマ器具２４００についても可能となる。

【0066】

[0089]「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ）」という用語およびこれらの文法的変化形が、１つまたは複数の、構成要素、特徴、ステップ、または完全体、あるいはそのグループの追加を排除しないこと、ならびに、これらの用語が、構成要素、特徴、ステップ、または完全体を明示するものとして解釈されることが理解されよう。

【0067】

[0090]本明細書または特許請求の範囲が「追加の」構成要素に言及する場合、これは追加の要素が２つ以上存在することを排除しない。

【0068】

[0091]特許請求の範囲または明細書が「ａ（ｅｌｅｍｅｎｔ）」または「ａｎ（ｅｌｅｍｅｎｔ）」に言及する場合、このような言及はこの要素が１つのみ存在するというものとして解釈されないということが理解されよう。

【0069】

[0092]明細書が、構成要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ），特徴（ｆｅａｔｕｒｅ），構造（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ），または、性質（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ）が、含まれ「てもよい（ｍａｙ）」，「るかもしれない（ｍｉｇｈｔ）」，「ることができる（ｃａｎ）」，または「るであろう（ｃｏｕｌｄ）」と記述する場合、この特定の構成要素、特徴、構造、または性質が含まれることが必要であるわけではないということが理解されよう。

【0070】

[0093]実施形態を説明するのに適用可能である場合に状態図、流れ図、またはその両方が使用され得るが、本発明はこれらの図および対応する記述のみに限定されない。例えば、流れは各々の示されるボックスまたは状態を介して移る必要はなく、また、示されて説明される順序と厳密に同じ順序で移る必要もない。

【0071】

[0094]本発明の方法は、選択されるステップまたはタスクを、手動で、自動で、またはその組み合わせで、実施または完了することによって実装され得る。

【0072】

[0095]「方法」という用語は、限定しないが、本発明の属する技術分野の当業者によって知られている手法、手段、技術、および手順、または、当業者により、既知の手法、手段、技術、および手順から容易に開発される手法、手段、技術、および手順を含む所与のタスクを達成するために、手法、手段、技術、および手順を示すことができる。

【0073】

[0096]数字の前に置かれる「少なくとも」という用語は、本明細書では、その数字で始まる範囲（定義される変化量に応じた上限値を有し、または上限値を有さない範囲であってよい）の始点を示すのに使用され得る。例えば、「少なくとも１」は、１、または２以上を意味する。数字の前に置かれる「最大」という用語は、本明細書では、その数字で終了する範囲（その下限値として１または０を有する範囲であってよいか、あるいは、定義される変化量に応じた下限値を有さない範囲であってよい）の終点を示すのに使用され得る。例えば、「最大４」は、４、または４未満を意味し、「最大４０％」は、４０％、または４０％未満を意味する。近似の用語（例えば、「ａｂｏｕｔ」、「ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ」、「ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ」など）は、特に明記しない限り、関連の技術分野で使用されるそれらの通常のおよび通例の意味に従って解釈されるべきである。関連の技術分野において、具体的な定義、ならびに、通常のおよび通例の使用法が存在しない場合、これらの用語は、基準値の±１０％であると解釈されるべきである。

【0074】

[0097]本文献で、「（第１の数）から（第２の数）まで」または「（第１の数）～（第２の数）」として範囲が与えられる場合、これは、第１の数である下限値と、第２の数である上限値と、を有する範囲を意味する。例えば、２５から１００までは、２５である下限値と、１００である上限値とを有する範囲を意味するものとして解釈されるべきである。加えて、範囲が与えられる場合、特に明記しない限り、この範囲内のすべての可能な部分的範囲または間隔も具体的に意図されることに留意されたい。例えば、本明細書で２５から１００までの範囲を示す場合、この範囲は、２６～１００、２７～１００など、２５～９９、２５～９８などの部分的範囲、さらには、記載される範囲内にある下限値と上限値との任意の他の可能な組み合わせ（例えば、３３～４７、６０～９７、４１～４５、２８～９６など）を含むことも意図される。単に例示を目的として本段落では整数の範囲値が使用されており、特に明記しない限り、デシマル値および小数値（例えば、４６．７～９１．３）も可能である部分的範囲の端点として意図されると理解すべきであることに留意されたい。

【0075】

[0098]本明細書で２つ以上の所定のステップを含む方法を参照する場合、これらの所定のステップは任意の順序でまたは同時に実行され得（文脈によりその可能性が排除される場合を除く）、この方法は、所定のステップのうちの任意のステップの前に、所定のステップの２つのステップの間に、あるいは、所定のステップのすべてのステップの後で、実行される１つまたは複数の他のステップをさらに含むことができる（文脈によりその可能性が排除される場合を除く）ということに留意されたい。

【0076】

[0099]したがって、本発明は、目的を実行して、上述の目標および利点さらにはそれに含まれる固有の事項を達成するように、良好に適合する。本開示では現在好適である実施形態を説明してきたが、当業者には多数の変更形態および修正形態が明らかになる。このような変更形態および修正形態は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神に包含される。

【要約】

【課題】いかなる状況下においても存在する人に害を与えることなく病原菌を殺すことに上手く対処する廉価なＵＶ殺菌照明を与えるエキシマ器具を提供する。
【解決手段】エキシマ器具は、クリプトン／塩化物電球と、帯域通過型のフィルタと、拡散層とを備える。前記クリプトン／塩化物電球は、遠ＵＶ－Ｃ光のビームを、前記フィルタを透過させた後に前記拡散層を透過させて占有可能な空間に放射するように構成されている。前記拡散層は、前記遠ＵＶ－Ｃ光のビームを拡散させるように構成されている。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】