CN108601854B - 杀菌装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供能够将存在于身体上或者身体内的杀菌对象生物在抑制对人类细胞的危害的同时进行杀菌·消毒、并且能量效率高的杀菌装置。本发明的杀菌装置通过对身体上或者身体内的杀菌对象生物进行光照射，从而对杀菌对象生物进行杀菌·消毒，其特征在于，具备：发射光的波长存在于190nm～230nm的波长区域以及230～300nm的波长区域的光源；电力供给部，对光源供给电力；控制电力供给部的控制部；以及光学滤波器，利用控制部将电力供给部控制为，在一次光照射中，波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量达到9mJ/cm2以下。

Description

杀菌装置
技术领域
本发明涉及利用了紫外线的杀菌装置，更详细地说，涉及能够应用于针对存在于人体的有害生物的杀菌的杀菌装置。
背景技术
以往，在食品领域、医疗关系领域等各种领域中运用了基于紫外线的杀菌·消毒等(以下，也简称为“UV杀菌”。)。UV杀菌通过使紫外线作用于杀菌对象生物(例如细菌等)的细胞内的DNA来进行。具体而言，通过使细胞内的DNA吸收紫外线，将DNA的遗传密码破坏，使得该细胞的增殖·代谢不再正常地进行，从而使具有该细胞的杀菌对象生物失活。
在UV杀菌中，由于如上述那样将细胞的DNA的遗传密码破坏，因此与利用药剂使对象生物失活(杀菌·消毒等)的情况不同，杀菌对象生物不会获得针对紫外线照射的耐性。另外，UV杀菌与基于药剂的杀菌·消毒等不同，具有杀菌对象生物存在的区域不会残留药剂等的优点。
这里，UV杀菌一般对存在于人体以外的、对人体有害的生物(杀菌对象生物)进行实施。例如与人体接触的医疗设备(例如手术刀、牙科治疗器)等的表面杀菌、以水或溶液中的细菌为对象是液体杀菌、对存在于空气中的菌进行杀菌的空气杀菌等。
UV杀菌非常有效，因此对于存在于人体表面等的有害生物的UV杀菌的要求较为强烈。例如，考虑到在防止涉及到再次住院率、死亡率的恶化的手术部位感染(SSI：surgicalsite infection)时，向实施了手术的人体部位的UV照射较为有效。另外，在防止产生了创伤、烫伤、褥疮等的部位及皮肤移植部位的感染症、以及健康皮肤的除菌等中，对UV杀菌的期待也很大。
然而，如上述那样，由于UV杀菌是通过将生物的细胞的DNA的遗传密码破坏来进行的，因此若对人体照射紫外线，则当然也会导致人体的正常细胞受到损伤。其结果，人体会例如产生光老化、皮肤癌的产生这类重大的不良情况。
出于这样的理由，作为对存在于人体的有害生物进行杀菌的方法，UV杀菌未得以普及。
鉴于这样的状况，近年来，提出了利用紫外线照射以不破坏人类细胞为前提、选择性地将作为存在于杀菌对象部位的杀菌对象生物的细菌杀菌的杀菌装置(参照专利文献1。)。
该杀菌装置具有至少放射波长位于约190～230nm的波长区域的光的光源、以及将来自该光源的光中的除了约为190～230nm的波长区域以外的波长的光遮断的光学滤波器。
采用这样的杀菌装置，能够选择性地仅照射约190～230nm的波长区域的光，因此能够在实质上避免对人类细胞的危害，并且能够实现身体中的存在于杀菌对象部位的杀菌对象生物的杀菌·消毒。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2014－508612号公报
发明内容
发明将要解决的课题
然而，在上述的杀菌装置中，发现了存在以下这种问题。
在上述的杀菌装置中，在利用光学滤波器完全遮断来自光源例如KrCl准分子灯的发射光中的、位于190～230nm以外的波长区域的光的情况下，即，使用透射光中的、波长位于190～230nm以外的波长区域的光的强度成为0的光学滤波器的情况下，波长位于190～230nm的波长区域的光的强度也会相当地衰减。因此，为了对杀菌对象部位以规定的照射量例如100mJ/cm2以上的照射量照射波长位于190～230nm的波长区域的光，需要对KrCl准分子灯供给相当大的电力。因此，难以构成能量效率高的杀菌装置。另外，由于为了对KrCl准分子灯供给较大的电力而需要大型的电力供给部，因此具有装置整体大型化的问题。
本发明基于以上那种情况而完成，其目的在于提供能够将存在于身体上或者身体内的杀菌对象生物在抑制对人类细胞的危害的同时进行杀菌·消毒、并且能量效率高的杀菌装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述的课题，发明人们深刻研究的结果，发现即使照射的紫外线中包含190～230nm的波长区域以外的光、具体而言是230～300nm的波长区域的光，通过控制基于230～300nm的波长区域的光的剂量，能够不损害人类细胞地将杀菌对象生物杀菌·消毒，基于该见解，完成了本发明。
本发明的杀菌装置，通过对身体上或者身体内的杀菌对象生物进行光照射，从而对上述杀菌对象生物进行杀菌·消毒，其特征在于，上述杀菌装置具备：
发射光的波长存在于190nm～230nm的波长区域以及230～300nm的波长区域的光源；
电力供给部，对上述光源供给电力；
控制上述电力供给部的控制部；以及
光学滤波器，
利用上述控制部将上述电力供给部控制为，在一次光照射中，波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量达到9mJ/cm2以下。
在本发明的杀菌装置中，优选的是，在将从上述光源发射的光中的波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度设为a0、波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度设为b0，将从上述光源发射的光透过上述光学滤波器时的透射光中的波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度设为a、波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度设为b，并设为fa＝a/a0，fb＝b/b0时，
上述光学滤波器具有满足下述式(1)的性能，
式(1)：0＜fb/fa＜0.09×(a0/b0)。
本发明的杀菌装置中，优选的是，利用上述控制部将上述电力供给部控制为，在一次光照射中，波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量达到4mJ/cm2以下。
在这样的杀菌装置中，优选的是，在将从上述光源发射的光中的波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度设为a0、波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度设为b0，将从上述光源发射的光透过上述光学滤波器时的透射光中的波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度设为a、波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度设为b，并设为fa＝a/a0，fb＝b/b0时，
上述光学滤波器具有满足下述式(2)的性能，
式(2)：0＜fb/fa＜0.04×(a0/b0)。
在本发明的杀菌装置中，优选的是，上述光源为KrCl准分子灯，
在将从上述光源发射的光中的波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度设为a0、波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度设为b0，将从上述光源发射的光透过上述光学滤波器时的透射光中的波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度设为a、波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度设为b，并设为fa＝a/a0，fb＝b/b0时，
上述光学滤波器具有满足下述式(3)的性能，
式(3)：0＜fb/fa＜0.577。
在本发明的杀菌装置中，优选的是，上述光源为KrCl准分子灯的情况下，利用上述控制部将上述电力供给部控制为，在一次光照射中，波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量达到4mJ/cm2以下，在将从上述光源发射的光中的波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度设为a0、波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度设为b0，将从上述光源发射的光透过上述光学滤波器时的透射光中的波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度设为a、波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度设为b，并设为fa＝a/a0，fb＝b/b0时，
上述光学滤波器具有满足下述式(4)的性能，
式(4)：0＜fb/fa＜0.256。
在本发明的杀菌装置中，优选的是，上述光源为KrBr准分子灯的情况下，在将从上述光源发射的光中的波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度设为a0、波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度设为b0，将从上述光源发射的光透过上述光学滤波器时的透射光中的波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度设为a、波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度设为b，并设为fa＝a/a0，fb＝b/b0时，
上述光学滤波器具有满足下述式(5)的性能，
式(5)：0＜fb/fa＜0.336。
在本发明的杀菌装置中，，优选的是，上述光源为KrBr准分子灯的情况下，利用上述控制部将上述电力供给部控制为，在一次光照射中，波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量达到4mJ/cm2以下，在将从上述光源发射的光中的波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度设为a0、波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度设为b0，将从上述光源发射的光透过上述光学滤波器时的透射光中的波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度设为a、将波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度设为b，并设为fa＝a/a0，fb＝b/b0时，
上述光学滤波器具有满足下述式(6)的性能，
式(6)：0＜fb/fa＜0.149。
在本发明的杀菌装置中，优选的是，在将从上述光源发射的光中的波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度设为a0、波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度设为b0，将从上述光源发射的光透过上述光学滤波器时的透射光中的波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度设为a、将波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度设为b，并设为fa＝a/a0，fb＝b/b0，并将波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量设为x时，
上述光学滤波器具有满足下述式(7)的性能，
式(7)：0＜fb/fa＜(x/100)×(a0/b0)。
在本发明的杀菌装置中，上述光源也可以是使用了氮化物半导体的LED。
另外，优选的是，上述光学滤波器具有基于SiO2膜以及MgF2膜的电介质多层膜。
发明效果
采用本发明的杀菌装置，通过控制部将电力供给部控制为，在一次光照射中，波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量达到9mJ/cm2以下，从而能够将存在于身体上或者身体内的杀菌对象生物在抑制对人类细胞的危害的同时进行杀菌·消毒。
另外，由于无需利用光学滤波器将波长位于230～300nm的波长区域的光完全遮断，因此能够对于波长位于190～230nm的波长区域的光使用透过性高的光学滤波器。因此，无需对光源供给较大的电力，所以可获得较高的能量效率。
附图说明
图1是表示本发明的杀菌装置的一个例子中的构成的说明图。
图2是表示KrCl准分子灯的一个例子中的构成的说明用剖面图。
图3是表示从KrCl准分子灯发射的准分子光的分光分布曲线的图表。
图4是表示来自KrCl准分子灯的发射光的分光强度分布、和来自KrCl准分子灯的发射光透过光学滤波器(1)时的透射光的分光强度分布的图表。
图5是表示来自KrCl准分子灯的发射光的分光强度分布、和来自KrCl准分子灯的发射光透过光学滤波器(2)时的透射光的分光强度分布的图表。
图6是表示来自KrCl准分子灯的发射光的分光强度分布、和来自KrCl准分子灯的发射光透过光学滤波器(3)时的透射光的分光强度分布的图表。
具体实施方式
图1是表示本发明的杀菌装置的一个例子中的结构的说明图。
该杀菌装置具有外形为长方体状的壳体10。在该壳体10的一面(图1中的下表面)设有透过紫外线的、例如由合成石英玻璃构成的矩形的板状的紫外线透过窗部11。
在壳体10内，作为光源，以与紫外线透过窗部11对置的方式配置有棒状的准分子灯20。在壳体10内的准分子灯20的背后，以包围该准分子灯20的方式配置有将来自准分子灯20的光朝向紫外线透过窗部11反射的筒状(雨槽状)的反射镜15。
另外，由于大气中的氧吸收波长200nm以下的光，因此作为防止来自准分子灯20的光的强度衰减的目的，根据需要用氮(N2)气体等非活性气体净化壳体10的内部。
在准分子灯20电连接有向该准分子灯20供给电力的电力供给部30。在该电力供给部30电连接有控制该电力供给部30的控制部35。
在壳体10的外部，在与紫外线透过窗部11对置的位置配置有矩形的板状的光学滤波器40。该光学滤波器40利用固定部件41固定于壳体10。
在上述的杀菌装置中，来自准分子灯20的光经由紫外线透过窗部11向壳体10的外部放射，进而经由光学滤波器40照射到杀菌对象部位P。由此，进行对存在于杀菌对象部位P的细菌等杀菌对象生物的杀菌·消毒。
作为准分子灯20，能够使用发射光的中心波长为190～230nm的准分子灯。
作为这样的准分子灯20的具体例，可列举发射光的中心波长为222nm的KrCl准分子灯、发射光的中心波长为207nm的KrBr准分子灯。
图2是表示准分子灯20的一个例子中的构成的说明用剖面图。在该准分子灯20中，设有密闭型的放电容器21，该放电容器21具有：由电介质构成的圆筒状的一方的壁材22；以及圆筒状的另一方的壁材23，其在该一方的壁材22内沿筒轴配置，由具有比该一方的壁材22的内径小的外径的电介质构成。在该放电容器21中，一方的壁材22以及另一方的壁材23各自的两端部利用密封壁部24、25接合，在一方的壁材22与另一方的壁材23之间形成有圆筒状的放电空间S。作为构成放电容器21的电介质，例如能够使用石英玻璃。
在放电容器21中的一方的壁材22，与其外周面22a紧密接触地设有例如由金属丝网等导电性材料构成的网状的一方的电极26。在放电容器21中的另一方的壁材23，以其覆盖外表面23a的方式设有由铝构成的薄膜状的另一方的电极27。一方的电极26以及另一方的电极27分别与电力供给部30电连接。
在放电容器21内填充有由氪与氯或者溴的混合物构成的放电用气体。另外，在放电容器21内配置有由金属氯化物或者金属溴化物构成的发光用元素补给用物质28。
在该准分子灯20中，若对一方的电极26与另一方的电极27之间施加高频电压，则在放电容器21内的放电空间S中产生电介质势垒放电。由此，在放电容器21内生成基于氪元素与氯元素或者溴元素的准分子，从该准分子发射的准分子光经由一方的壁材22从一方的电极26的网眼向外部发射。
在准分子灯20为KrCl准分子灯的情况下，从准分子灯20发射的准分子光包含中心波长为例如222nm、波长位于230～300nm的波长区域的光。图3中示出从准分子灯20发射的准分子光的分光分布曲线。
另外，在准分子灯20为KrBr准分子灯的情况下，从准分子灯20发射的准分子光包含中心波长为例如207nm、波长位于230～300nm的波长区域的光。
在本发明的杀菌装置中，利用控制部35将电力供给部30控制为，在一次光照射中，波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量为9mJ/cm2以下，优选的是4mJ/cm2以下。
以下，说明将波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量规定为上述的值的理由。
对人类的皮肤照射紫外线时产生的皮肤癌，是作为因紫外线导致皮肤细胞的DNA受到损伤的结果而产生的。例如，如果皮肤被照射包含波长260nm的波长区域的紫外线，则构成皮肤细胞中的DNA的碱基被激发，在返回基态的过程中，碱基彼此引起反应，例如生成环丁烷嘧啶二聚体(Cyclobutane Pyrimidine Dimer，CPD)、6－4PP等二聚体分子。这样的DNA的损伤引起DNA构造的变化，因此会阻碍DNA的复制、RNA的转印，其结果，成为皮肤癌产生的原因。
关于产生这种基于紫外线的皮肤癌，已知取决于紫外线的波长的紫外线的照射量(剂量)具有阈值。
另一方面，若持续照射太阳光所含的紫外线，则皮肤会引起产生红斑等的变化。即，若对皮肤照射紫外线，则会对应于紫外线的照射量产生红斑。近年来，在皮肤所产生的白斑等的自身免疫疾病的治疗中，利用了向皮肤照射紫外线。此时，为了避免紫外线照射带来的皮肤疾病产生的风险，通常将紫外线照射量设定为小于皮肤产生红斑的最低的紫外线照射量即最小红斑量(Minimal Erythema Dose：MED)的值。
另外，已知导致皮肤产生红斑的波长与引发致癌的波长近似(参照F.R.deGruijl,:Health Phys.67(4):319-325；199424(2001).。)。
因此，通过对波长位于230～300nm的波长区域的光考虑MED地设定照射量，能够在实质上避免对人类细胞的危害。具体而言，在波长位于250～300nm的波长区域的光中，由于MED是比9mJ/cm2大的值(参照Aesthetic Dermatol,No3,35(1991))，因此通过使波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量为9mJ/cm2以下，可在实质上避免对人类细胞的危害。
另外，关于波长位于250～300nm的波长区域的光，上述的MED表示日本人的平均值。日本人在世界保健机构(WHO)所分类的作为皮肤对紫外线的感受性的程度的PhotoSkinType中，属于TypeII～TypeIV。因此，若考虑到属于TypeI的人，则波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量优选的是4mJ/cm2以下。
另外，在UV杀菌中一次光照射中的波长位于190～230nm的波长区域的光的照射量优选的是100mJ/cm2以上。
光学滤波器40在由合成石英玻璃构成的基板的两面形成基于SiO2膜以及MgF2膜的电介质多层膜而构成。
作为这样的光学滤波器40，优选的是使用具有如下性能者：将从光源发射的光中的、波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度设为a0，将波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度设为b0，将从光源发射的光透过光学滤波器40时的透射光中的、波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度设为a，将波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度设为b，并设为fa＝a/a0、fb＝b/b0时，满足下述式(1)。
式(1)：0＜fb/fa＜0.09×(a0/b0)
另外，在一次光照射中，在将电力供给部30控制为波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量达到4mJ/cm2以下的情况下，作为光学滤波器40，优选的是使用具有满足下述式(2)的性能者。
式(2)：0＜fb/fa＜0.04×(a0/b0)
作为光源即准分子灯20，使用KrCl准分子灯的情况下，优选的是作为光学滤波器40，使用具有满足下述式(3)的性能者，在一次光照射中，在将电力供给部30控制为波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量达到4mJ/cm2以下时，优选的是使用具有满足下述式(4)的性能者。
式(3)：0＜fb/fa＜0.577
式(4)：0＜fb/fa＜0.256
作为光源即准分子灯20，使用KrBr准分子灯的情况下，优选的是作为光学滤波器40，使用具有满足下述式(5)的性能者，在一次光照射中，在将电力供给部30控制为波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量达到4mJ/cm2以下时，优选的是使用具有满足下述式(6)的性能者。
式(5)：0＜fb/fa＜0.336
式(6)：0＜fb/fa＜0.149
通过使用满足这样的性能是光学滤波器40，能够使波长位于190～230nm的波长区域的光的照射量为100mJ/cm2以上。以下，关于对光学滤波器40要求的上述性能，列举具体的例子进行说明。
作为光源，准备了KrCl准分子灯。从该KrCl准分子灯发射的光中的、波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度(a0)、和波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度(b0)之比(a0/b0)为6.41。
而且，若将上述KrCl准分子灯的比(a0/b0)的值代入上述式(1)，则右边的值成为0.577，导入上述式(3)。
另外，若将上述KrCl准分子灯的比(a0/b0)的值代入上述式(2)，则右边的值成为0.256，导入上述式(4)。
对上述的KrCl准分子灯制作了具有下述的性能的光学滤波器(1)以及光学滤波器(2)。
光学滤波器(1)：
fa＝0.447，fb＝0.145(fb/fa＝0.324)
光学滤波器(2)：
fa＝0.229，fb＝0.030(fb/fa＝0.131)
上述光学滤波器(1)以及上述光学滤波器(2)都是在由合成石英玻璃构成的基板的两面形成基于SiO2膜以及MgF2膜的电介质多层膜而成的。形成于基板的一面的电介质多层膜的层数为84层，形成于基板的另一面的电介质多层膜的层数为86层。
上述光学滤波器(1)满足上述的式(1)以及式(3)。另外，上述光学滤波器(2)满足上述的式(2)以及式(4)。
而且，若求出从KrCl准分子灯发射的光透过光学滤波器(1)时的透射光中的、波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度(a)、和波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度(b)之比(a/b)，则
a0/b0＝6.41
fb/fa＝0.324
a＝a0×fa
b＝b0×fb
由此，成为
a/b＝(a0×fa)/(b0×fb)
＝(a0/b0)/(fb/fa)
＝6.41/0.324
＝19.8。
另外，若求出从KrCl准分子灯发射的光透过光学滤波器(2)时的透射光中的、波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度(a)、和波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度(b)之比(a/b)，则
a0/b0＝6.41
fb/fa＝0.131
a＝a0×fa
b＝b0×fb
由此，成为
a/b＝(a0×fa)/(b0×fb)
＝(a0/b0)/(fb/fa)
＝6.41/0.131
＝48.9。
图4中示出来自KrCl准分子灯的发射光的分光强度分布、和来自KrCl准分子灯的发射光透过光学滤波器(1)时的透射光的分光强度分布。另外，图5中示出来自KrCl准分子灯的发射光的分光强度分布、和来自KrCl准分子灯的发射光透过光学滤波器(2)时的透射光的分光强度分布。在图4以及图5中，横轴是波长，纵轴是将波长222nm时的分光强度设为100时的分光强度的相对值。另外，s表示来自KrCl准分子灯的发射光的分光强度分布，s1表示来自KrCl准分子灯的发射光透过光学滤波器(1)时的透射光的分光强度分布，s2表示来自KrCl准分子灯的发射光透过光学滤波器(2)时的透射光的分光强度分布。
而且，在使用了光学滤波器(1)的情况下，将波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量设为9mJ/cm2时，若求出波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量，则成为
9mJ/cm2×(a/b)＝9mJ/cm2×19.8
＝178mJ/cm2。
另外，在使用了光学滤波器(2)的情况下，将波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量设为4mJ/cm2时，若求出波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量，则成为
4mJ/cm2×(a/b)＝4mJ/cm2×48.9
＝196mJ/cm2。
假设使用了fb/fa的值为0.577的光学滤波器的情况下，在将波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量设为9mJ/cm2时，若求出波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量，则成为
a/b＝(a0×fa)/(b0×fb)
＝(a0/b0)/(fb/fa)
＝6.41/0.577
＝11.1
9mJ/cm2×(a/b)＝9mJ/cm2×11.1
＝100mJ/cm2。
另外，在使用了fb/fa的值为0.256的光学滤波器的情况下，在将波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量设为4mJ/cm2时，若求出波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量，则成为
a/b＝(a0×fa)/(b0×fb)
＝(a0/b0)/(fb/fa)
＝6.41/0.256
＝25.0
4mJ/cm2×(a/b)＝4mJ/cm2×25.0
＝100mJ/cm2。
如以上那样，在将波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量设为9mJ/cm2以下的情况下，使用具有满足式(3)的性能的光学滤波器40，从而能够使波长位于190～230nm的波长区域的光的照射量为100mJ/cm2以上。
另外，在将波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量设为4mJ/cm2以下的情况下，使用具有满足式(4)的性能的光学滤波器40，从而能够使波长位于190～230nm的波长区域的光的照射量为100mJ/cm2以上。
作为参考例，制作了fb的值为0的光学滤波器(3)，该光学滤波器(3)的fa的值0.123。
图6中示出来自KrCl准分子灯的发射光的分光强度分布、和来自KrCl准分子灯的发射光透过光学滤波器(3)时的透射光的分光强度分布。在图6中，横轴是波长，纵轴是将波长222nm中的分光强度设为100时的分光强度的相对值。另外，s表示来自KrCl准分子灯的发射光的分光强度分布，s3表示来自KrCl准分子灯的发射光透过光学滤波器(3)时的透射光的分光强度分布。
在使用了光学滤波器(1)的情况下，为了将波长位于190～230nm的波长区域的光的照射量设为100mJ/cm2以上，只要以使未使用光学滤波器时的照射量达到100/fa＝100/0.447＝224mJ/cm2以上的方式控制从电力供给部30供给的电力即可。
另外，在使用了光学滤波器(2)的情况下，为了将波长位于190～230nm的波长区域的光的照射量设为100mJ/cm2以上，只要以使未使用光学滤波器时的照射量达到100/fa＝100/0.229＝437mJ/cm2以上的方式控制从电力供给部30供给的电力即可。
另一方面，在使用了光学滤波器(3)的情况下，为了将波长位于190～230nm的波长区域的光的照射量设为100mJ/cm2以上，需要以使未使用光学滤波器时的照射量达到100/fa＝100/0.123＝813mJ/cm2以上的方式从电力供给部30供给电力。
这样，作为光学滤波器40使用了光学滤波器(1)或者光学滤波器(2)的情况下，与使用光学滤波器(3)的情况比较，能够减少从电力供给部30向准分子灯20供给的电力量。
接下来，对作为准分子灯20使用KrBr准分子灯的情况进行说明。
从KrBr准分子灯发射的光中的、波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度(a0)和波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度(b0)之比(a0/b0)为3.73。
而且，在使用了fb/fa的值为0.336的光学滤波器的情况下，在将波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量设为4mJ/cm2时，若求出波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量，则成为
a/b＝(a0×fa)/(b0×fb)
＝(a0/b0)/(fb/fa)
＝3.73/0.336
＝11.1
9mJ/cm2×(a/b)＝9mJ/cm2×11.1
＝100mJ/cm2。
另外，在使用了fb/fa的值为0.149的光学滤波器的情况下，在将波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量设为4mJ/cm2时，若求出波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量，则成为
a/b＝(a0×fa)/(b0×fb)
＝(a0/b0)/(fb/fa)
＝3.73/0.149
＝25.0
4mJ/cm2×(a/b)＝4mJ/cm2×25.0
＝100mJ/cm2。
如以上那样，在将波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量设为9mJ/cm2以下的情况下，通过使用具有满足式(5)的性能的光学滤波器40，能够使波长位于190～230nm的波长区域的光的照射量为100mJ/cm2以上。
另外，在将波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量设为4mJ/cm2以下的情况下，通过使用具有满足式(6)的性能的光学滤波器40，能够使波长位于190～230nm的波长区域的光的照射量为100mJ/cm2以上。
此外，在到此为止的记载中，波长区域190～230nm在将λ设为波长时表示190nm≤λ≤230nm的波长区域。
另外，波长区域230～300nm在将λ设为波长时表示230nm＜λ≤300nm。
在本发明的杀菌装置中，作为光学滤波器40，将从光源发射的光中的、波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度设为a0，将波长位于230～300nm的波长区域光的累计分光强度设为b0，将从光源发射的光透过光学滤波器40时的透射光中的波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度设为a，将波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度设为b，并设为fa＝a/a0，fb＝b/b0，将波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量设为x时，优选的是使用具有满足下述式(7)的性能的光学滤波器。
式(7)：0＜fb/fa＜(x/100)×(a0/b0)
关于上述式(7)中的x的值，在以一次光照射中波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量达到9mJ/cm2以下的方式控制电力供给部30的情况下，为0＜x≤9，在以波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量达到4mJ/cm2以下的方式控制电力供给部30的情况下，为0＜x≤4。
通过使用满足这样的条件的光学滤波器40，能够将波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量抑制为9mJ/cm2以下或者4mJ/cm2以下，并且使波长位于190～230nm的波长区域的光的照射量为100mJ/cm2以上。
如以上那样，采用本发明的杀菌装置，利用控制部35，以在一次光照射中波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量达到9mJ/cm2以下的方式控制电力供给部30，从而能够将存在于身体上或者身体内的杀菌对象生物在抑制对人类细胞的危害的同时进行杀菌·消毒。
另外，由于无需利用光学滤波器40将波长位于230～300nm的波长区域的光完全遮断，因此能够对波长位于190～230nm的波长区域的光使用透过性高的光学滤波器40。因此，无需对准分子灯20供给较大的电力，因此可获得较高的能量效率。
以上，虽然对本发明的杀菌装置的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，能够加入各种变更。
例如，作为光源，只要是发射光的波长位于190nm～230nm的波长区域以及230～300nm的波长区域即可，并不限定于准分子灯，也能够应用使用了AlGaN、AlN等氮化物半导体的LED。
另外，作为光学滤波器，并不限定于具有基于SiO2膜以及MgF2膜的电介质多层膜，也能够使用具有其他电介质多层膜的光学滤波器。
附图标记说明
10 壳体
11 紫外线透过窗部
15 反射镜
20 准分子灯
21 放电容器
22 一方的壁材
22a 外周面
23 另一方的壁材
23a 外面
24，25 密封壁部
26 一方的电极
27 另一方的电极
28 发光用元素补给用物质
30 电力供给部
35 控制部
40 光学滤波器
41 固定部件
P 杀菌对象部位
S 放电空间

Claims (10)

1.一种杀菌装置，通过对身体上或者身体内的杀菌对象生物进行光照射，从而对上述杀菌对象生物进行杀菌·消毒，其特征在于，
上述杀菌装置具备：
发射光的波长存在于190nm～230nm的波长区域以及230～300nm的波长区域的光源；
电力供给部，对上述光源供给电力；
控制上述电力供给部的控制部；以及
光学滤波器，
利用上述控制部将上述电力供给部控制为，在一次光照射中，波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量达到4mJ/cm2以上且9mJ/cm2以下，并且波长位于190～230nm的波长区域的光的照射量达到100mJ/cm2以上。
2.根据权利要求1所述的杀菌装置，其特征在于，
在将从上述光源发射的光中的波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度设为a0、波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度设为b0，将从上述光源发射的光透过上述光学滤波器时的透射光中的波长位于190～230nm的波长区域的光的累计分光强度设为a、波长位于230～300nm的波长区域的光的累计分光强度设为b，并设为fa＝a/a0，fb＝b/b0时，
上述光学滤波器具有满足下述式(1)的性能，
式(1)：0＜fb/fa＜0.09×(a0/b0)。
3.根据权利要求2所述的杀菌装置，其特征在于，
上述光学滤波器具有满足下述式(2)的性能，
式(2)：0＜fb/fa＜0.04×(a0/b0)。
4.根据权利要求1所述的杀菌装置，其特征在于，
上述光源为KrCl准分子灯，
上述光学滤波器具有满足下述式(3)的性能，
式(3)：0＜fb/fa＜0.577。
5.根据权利要求2所述的杀菌装置，其特征在于，
上述光源为KrCl准分子灯，
上述光学滤波器具有满足下述式(4)的性能，
式(4)：0＜fb/fa＜0.256。
6.根据权利要求1所述的杀菌装置，其特征在于，
上述光源为KrBr准分子灯，
上述光学滤波器具有满足下述式(5)的性能，
式(5)：0＜fb/fa＜0.336。
7.根据权利要求2所述的杀菌装置，其特征在于，
上述光源为KrBr准分子灯，
上述光学滤波器具有满足下述式(6)的性能，
式(6)：0＜fb/fa＜0.149。
8.根据权利要求1所述的杀菌装置，其特征在于，
在将波长位于230～300nm的波长区域的光的照射量设为x时，
上述光学滤波器具有满足下述式(7)的性能，
式(7)：0＜fb/fa＜(x/100)×(a0/b0)。
9.根据权利要求1所述的杀菌装置，其特征在于，
上述光源是使用了氮化物半导体的LED。
10.根据权利要求1～7中任一项所述的杀菌装置，其特征在于，
上述光学滤波器具有基于SiO2膜以及MgF2膜的电介质多层膜。
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