CN113577325A - 紫外线杀菌装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及能够适当地对口罩主体的整个面进行杀菌的紫外线杀菌装置。本发明的一个实施方式的紫外线装置用于对具有口罩主体及耳挂部的口罩进行杀菌，该紫外线杀菌装置具有：杀菌腔室，其用于容纳所述口罩主体；发光装置，其配置于所述杀菌腔室的内部，且用于以使照射点成为大致矩形的方式射出紫外线；以及保持部，其以使所述口罩主体和所述发光装置间隔开且所述口罩主体位于所述杀菌腔室的内部的方式，对所述耳挂部进行保持。

Description

紫外线杀菌装置

技术领域

本发明涉及用于对口罩进行杀菌的紫外线杀菌装置。

背景技术

以往，已知有通过照射紫外线来对口罩等杀菌对象物进行杀菌处理的方法(例如，参照专利文献1)。

专利文献1中记载有用于通过照射紫外线对口罩进行杀菌的口罩用杀菌装置。专利文献1记载的口罩用杀菌装置具有容器、用于保持口罩的网状的口罩保持器、以及用于对口罩进行杀菌的杀菌用UV(Ultra-Violet Ray，紫外线)灯。

专利文献1记载的口罩用杀菌装置中，以口罩保持器位于对折的口罩之间的方式而放置。而且，通过从口罩的弯折部分的外侧和口罩的耳挂部分的内侧利用杀菌用UV灯照射紫外线，来对口罩进行杀菌处理。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-078678号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，专利文献1记载的口罩用杀菌装置存在以下问题：由于口罩与口罩保持器接触着，因此，与口罩保持器接触的口罩的一部分不能被杀菌。另外，还存在口罩不能被均匀地杀菌的问题。

本发明的目的在于，提供能够适当地对口罩主体的整个面进行杀菌的紫外线杀菌装置。

解决问题的方案

本发明的一个实施方式的紫外线装置用于对具有口罩主体及耳挂部的口罩进行杀菌，该紫外线杀菌装置具有：杀菌腔室，其用于容纳所述口罩主体；发光装置，其配置于所述杀菌腔室的内部，且用于以使照射点成为大致矩形的方式射出紫外线；以及保持部，其以使所述口罩主体和所述发光装置间隔开且所述口罩主体位于所述杀菌腔室的内部的方式，对所述耳挂部进行保持。

发明效果

根据本发明，能够提供紫外线杀菌装置，该紫外线杀菌装置能够适当地对口罩主体的整个面进行杀菌。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的紫外线杀菌装置的、打开了盖的状态的立体图；

图2A～图2C是表示紫外线杀菌装置的结构的图；

图3A、图3B是表示紫外线杀菌装置的结构的另一图；

图4A～图4D是表示光束控制部件的结构的图；

图5A、图5B是发光装置的光路图；

图6A、图6B是用于说明式(1)～式(3)的图；

图7A、图7B是用于说明求得第一发光角度的方法的曲线图；

图8A、图8B是用于说明求得第二发光角度的方法的曲线图；

图9是示出从发光装置射出的紫外线在口罩主体上的照射点的示意图；以及

图10是本发明的实施方式2的紫外线杀菌装置的剖面图。

附图标记说明

10 口罩

11 口罩主体

12 耳挂部

100、200 紫外线杀菌装置

110 壳体

111 主体

112 盖

113 铰链部

114 第一空间

114a 第一通孔

114b 第二通孔

115 第二空间

115a 第一开口部

116 第三空间

117 第四空间

117a 第二开口部

120 杀菌腔室

130 基板

140 发光装置

141 光源

142 光束控制部件

143 入射面

144 出射面

144a 第一出射面

144b 第二出射面

144c 突出部

145 凸缘部

146 支脚部

147 凹部

148 背面

150、250 保持部

157 第二空间

160 电路部

170 第一散热件

180 第二散热件

270 反射部件

271 通孔

280 反射腔室

具体实施方式

下面，对本发明的实施方式的紫外线杀菌装置进行说明。本实施方式的紫外线杀菌装置是用于通过照射紫外线来对口罩进行杀菌的装置。

[实施方式1]

(紫外线杀菌装置的结构)

图1是本发明的实施方式1的紫外线杀菌装置100的打开了盖112的状态的立体图。图2A～图2C及图3A、图3B是表示紫外线杀菌装置100的结构的图。图2A是紫外线杀菌装置100的打开了盖112的状态的俯视图，图2B是主视图，图2C是后视图。图3A是紫外线杀菌装置100的打开了盖112的状态的右侧视图，图3B是左侧视图。此外，图1中，用虚线示出了杀菌对象物的口罩10和电路部160。

首先，对杀菌对象物的口罩10进行说明。不特别地限定本发明的紫外线杀菌装置100的杀菌对象物的口罩10的种类。口罩10的种类的例子包括平面口罩、褶式口罩和立体口罩。如图1所示，口罩10具有口罩主体11和一对的耳挂部12。不特别地限定口罩10的大小。口罩10可以是儿童用，也可以是成人用。例如，口罩10(平面口罩)的口罩主体11的大小是150mm×100mm，耳挂部12的长度是180mm。又例如，口罩10(平面口罩)的口罩主体11的大小是180mm×100mm，耳挂部12的长度是200mm。口罩主体11的材料的例子包括纱布、无纺布和硅树脂。耳挂部12的材料的例子包括橡胶、无纺布和硅树脂。

如图1所示，紫外线杀菌装置100具有杀菌腔室120、多个发光装置140、和多个保持部150。本实施方式的紫外线杀菌装置100除了上述结构以外，还具有壳体110、基板130、电路部160、第一散热件170、和第二散热件180。

壳体110将杀菌腔室120、基板130、发光装置140、保持部150和电路部160容纳于其内部。壳体110具有主体111及盖112。本实施方式中，在俯视时，主体111与盖112是相同的大小。另外，主体111与盖112通过铰链部113连结。铰链部113可以配置于主体111及盖112的沿长轴方向的侧面，也可以配置于主体111及盖112的沿短轴方向的侧面。本实施方式中，铰链部113配置于主体111及盖112的沿长轴方向的侧面。

主体111具有第一空间114及第二空间115。第一空间114是大致长方体形状的凹部。在第一空间114中配置有电路部160。本实施方式中，在第一空间114中的沿主体111的短轴方向(第一空间114的长轴方向)的侧壁上分别形成有：供配置图外的电源开关的多个第一通孔114a；和供配置用于与外部电源连接的图外的连接器的第二通孔114b。俯视第一空间114时的大小例如是90mm×120mm。另外，也可以在第一空间114中的主体111的侧面配置用于识别紫外线杀菌装置100的启动的开关灯(省略图示)。

第二空间115是大致长方体形状的凹部。在第二空间115中配置有基板130、发光装置140和保持部150。本实施方式中，在第二空间115的底面配置有基板130，该基板130上配置有发光装置140，在第二空间115中的开口部的周围配置有保持部150。俯视第二空间115时的大小例如是200mm×120mm。本实施方式中，在第二空间115中的沿主体111的长轴方向(第二空间115的长轴方向)的侧壁上形成有第一散热件170用的第一开口部115a。此外，在不需要第一散热件170的情况下，不形成第一开口部115a。

优选，在第二空间115的内表面配置有反射面(在权利要求书中称为“第一反射面”)。反射面例如由聚四氟乙烯(PTFE)形成。此外，本实施方式中，在第二空间115的内侧面配置有反射面(第一反射面)。

细节后述，盖112具有第三空间116及第四空间117，通过在主体111合上盖112，利用第二空间115及第四空间117形成了杀菌腔室120。优选地，在杀菌腔室120的内表面配置有用于将紫外线反射的第一反射面。另外，优选地，在杀菌腔室120的内表面整个面配置有用于将紫外线反射的第一反射面。

杀菌腔室120容纳口罩主体11。杀菌腔室120由第二空间115及第四空间117形成。如果紫外线不向外部漏出，杀菌腔室120可以密闭，也可以不密闭。本实施方式中，杀菌腔室120是密闭的。

基板130配置有发光装置140，且被固定于第二空间115的底部。基板130能够散热即可，不特别地进行限定。基板130的材料的例子包括：铝、难燃性环氧树脂(FlameRetardant Type 4(FR4))、复合环氧材料3(Composite epoxy material-3(CEM3))、陶瓷、玻璃、钢、以及聚酰亚胺。本实施方式中，基板130的材料是铝，使紫外线反射。对于基板130的大小，从使所到达的紫外线反射的观点出发，大于要进行杀菌处理的口罩10的口罩主体11的大小大即可。本实施方式中，基板130的大小是180mm×100mm，基板130的厚度是1.5mm。此外，也可以在基板130的表面配置有聚四氟乙烯(PTFE)制的反射面。这样，优选地，第二空间115的内表面是反射面。

发光装置140配置于杀菌腔室120的内部，且以照射点成为大致矩形的方式、射出紫外线。不限定发光装置140的数量。发光装置140的数量可以是1个，也可以是多个。本实施方式中，发光装置140以与被保持部150保持的口罩10的口罩主体11的一个面相对的方式，配置有多个(6个)，且以与口罩主体11的另一个面相对的方式配置有多个(6个)。多个发光装置140在基板130配置为方格状(矩阵状)。各个发光装置140具有光源141及光束控制部件142。

光源141向口罩10射出紫外线。对于光源141，只要能够射出紫外线即可，不特别地进行限制。光源141的例子包括发光二极管(LED)、汞灯、金属卤化物灯、氙气灯、激光二极管(LD)。光源141与电路部160电连接。

不特别地限定光源141射出的紫外线的波长。从有效地对口罩10进行杀菌的观点来看，光源141射出的紫外线的波长优选为200nm以上且350nm以下，更优选为260nm以上且290nm以下。即，优选从光源141射出的紫外线为紫外线C波。口罩10上的从光源141射出的紫外线的辐射照度例如为0.23mW/cm²左右。例如，为了将99.9％以上的COVID-19(新冠肺炎病毒)灭活，将0.23mW/cm²的紫外线C波照射8分钟左右即可。另外，为了将99.9％以上的大肠杆菌灭活，将0.23mW/cm²的紫外线C波照射1分钟左右即可。本实施方式中，由于使用以照射点成为大致矩形的方式射出紫外线的发光装置140，因此，能够高效地对需要杀菌的区域照射紫外线，能够在短时间内充分地对口罩10进行杀菌。因此，能够延长光源141的寿命。

在要缩短紫外线的照射时间的情况下，增加光源141(发光装置140)的数量即可，而在要减少光源141(发光装置140)的数量的情况下，加长紫外线的照射时间即可。除了光源141的数量或紫外线的照射时间以外，调整杀菌所需要的能量的方法的例子包括光源141与杀菌对象物(本实施方式中，口罩10)的距离的调整。根据这些条件，优选地，使用设计为成为能够以最合适的能量照射到紫外线被照射区域的配光特性的光束控制部件142。

市场销售的光源141的例子包括作为峰值波长为280nm的紫外线发光二极管的NCSU334A(日亚化学工业株式会社)。另外，作为峰值波长为280nm的紫外线发光二极管的例子包括KLARAN(旭化成株式会社)、ZEU110BEAE(斯坦利(STANLEY)电气株式会社)。

光束控制部件142对从光源141射出的紫外线的配光进行控制。光束控制部件142通过一体成型而形成。对于光束控制部件142的材料，只要是能够使所希望的波长的光通过的材料即可，不特别地进行限定。例如，光束控制部件142的材料是硅树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环氧树脂(EP)等透光性树脂、或玻璃。在从光源141射出的紫外线是紫外线C波的情况下，优选光束控制部件142的材料是硅树脂。关于光束控制部件142的结构及发光装置140的配光特性，另外进行说明。

保持部150以使口罩主体11和发光装置140间隔开且口罩主体11位于杀菌腔室120的内部的方式，将口罩10的耳挂部12保持在规定的位置，从而将口罩10保持在规定的位置。对于保持部150的结构，只要能够发挥上述的功能即可，不特别地进行限定。本实施方式中，保持部150是在主体111中的第二空间115的开口部的四角所配置的四个突起。也可以是，根据要进行杀菌的口罩10的大小来配置保持部150。本实施方式中，在紫外线杀菌装置100中，分别配置有较大的口罩10用的四个保持部150、和较小的口罩10用的四个保持部150。即，本实施方式中，紫外线杀菌装置100中配置有多组保持部150。

另外，在上述的例中，对具有与口罩10的大小对应的多组保持部150的例子进行了说明，但是，保持部150也可以构成为可沿与第二空间115的上端面平行的方向移动。由此，通过根据口罩10的大小移动保持部(突起)150，从而能够与多个种类的口罩10对应。

盖112具有第三空间116及第四空间117。第三空间116是在将盖112合上时与第一空间114相对的空间。

第四空间117是大致长方体的凹部。在第四空间117中配置有基板130、光源141和光束控制部件142。本实施方式中，在相对于主体111将盖112合上时的第四空间117的顶面配置有基板130，该基板130上配置有发光装置140。另外，本实施方式中，在第四空间117的顶面形成有第二散热件180用的第二开口部117a。此外，在不需要第二散热件180的情况下，不形成第二开口部117a。

在第四空间117所配置的基板130及发光装置140与在第二空间115所配置的基板130及发光装置140相同，因此省略其说明。本实施方式中，在第四空间117中所配置的发光装置140的数量是6个。另外，优选地，第四空间117的内表面是反射面。

电路部160中配置有规定的电路。输入到紫外线杀菌装置的电压例如包括AC100V、车载用的12V。另外，向光源141输出的电流例如是350mA，电压是6V。电路部160配置于第一空间114。优选地，电路部160的大小比100mm×80mm×60mm小。此外，电路部160也可以构成为，在将紫外线从光源141射出一定时间之后自动地停止。本实施方式中，构成为，在将紫外线从光源141射出10分钟之后自动地停止。

第一散热件170将来自配置于第二空间115的发光装置140(光源141)的热量向外部释放。第一散热件170配置于第一开口部115a。

第二散热件180将来自配置于第四空间117的发光装置140(光源141)的热量向外部释放。第二散热件180配置于第二开口部117a。

在此，对紫外线杀菌装置100的使用方法进行说明。首先，将口罩10的耳挂部12挂在保持部150，将口罩10相对于紫外线杀菌装置100进行固定。此时，口罩主体11由于配置于第二空间115之上因此不与发光装置140接触。接着，相对于主体111将盖112合上。此时，口罩主体11由于在杀菌腔室120内以浮起的状态而配置，因此不与发光装置140接触。即，口罩主体11配置为，在配置于紫外线杀菌装置100中时不与发光装置140等接触。接着，将电源接通，从而对口罩10进行杀菌处理。本实施方式中，在将电源接通后，经过10分钟就自动地停止。

(光束控制部件的结构)

图4A～图4D是表示光束控制部件142的结构的图。图4A是光束控制部件142的俯视图，图4B是仰视图，图4C是右侧视图，图4D是主视图。

如图4A～图4D所示，光束控制部件142具有：凹部147的内表面即入射面143；和出射面144。另外，本实施方式中的光束控制部件142具有：凸缘部145，用于使光束控制部件142容易安装；以及支脚部146，形成用于使从光源141放出的热量向外部扩散的间隙，且用于将光束控制部件142在基板130上定位并固定。本实施方式中的光束控制部件142的俯视形状是进行了R倒角的大致方形。

凹部147以与光束控制部件142的中心轴CA(光源141的光轴OA)相交的方式配置在背面148的中央部分(参照图4D)。凹部147的内表面作为入射面143而发挥功能。即，入射面143以与中心轴CA(光轴OA)相交的方式配置。入射面143对从光源141射出的紫外线中的大部分的紫外线，控制该紫外线的行进方向，并且使其入射至光束控制部件142的内部。入射面143与光束控制部件142的中心轴CA相交，且是以中心轴CA为旋转轴的旋转对称(本实施方式中为圆对称)。

背面148是位于光束控制部件142的背面侧且从凹部147的开口缘部向径向延伸的平面。

出射面144配置于光束控制部件142的正面侧。出射面144对入射至光束控制部件142内的紫外线的行进方向进行控制，同时使其向外部射出。出射面144与中心轴CA相交，且是以中心轴CA为旋转轴的旋转对称(本实施方式中为四次对称)。

出射面144具有：位于以中心轴CA为中心的规定范围的第一出射面144a；以及在第一出射面144a的周围连续形成的第二出射面144b。第一出射面144a是向背面侧凸的曲面。本实施方式中，第一剖面中的第一出射面144a的曲率、与第二剖面中的第一出射面144a的曲率相同。在此，“第一剖面”是包含中心轴CA、和出射面144的外缘中的最接近中心轴CA的点的剖面，且是指图4A中的A-A线的剖面。另外，“第二剖面”是包含中心轴CA和出射面144的外缘中的最远离中心轴CA的点的剖面。此外，本实施方式中，“第二剖面”是以中心轴CA为轴使第一剖面旋转45°后的剖面，是指图4A中的B-B线的剖面。

第二出射面144b是位于第一出射面144a的周围的、向正面侧凸的光滑的曲面。另外，本实施方式中，第一剖面中的第二出射面144b的曲率与第二剖面中的第二出射面144b的曲率不同。在包含中心轴CA的剖面中，第二出射面144b在最远离中心轴的位置具有突出部144c。在此，“突出部”是指在与中心轴CA垂直的方向上，第二出射面144b的外侧端部比沿着中心轴CA的方向上的第二出射面144b的下侧端部更向外侧伸出的部分。本实施方式中，第二出射面144b具有该突出部144c，由此，对从光源141射出的紫外线中的、相对于光轴OA的角度较大的紫外线，也以能够有效地利用的方式进行控制。

(发光装置的配光特性)

图5A、图5B是发光装置140的光路图。图5A示出第一剖面中的发光装置140的光路图，图5B示出第二剖面中的发光装置140的光路图。此外，图5A、图5B中，为了表示光路省略了针对光源141及光束控制部件142的剖面线。另外，图5A、图5B所示的表示光路的光线出射角度以5°的增量示出了从0°到80°的各光线。并且，图5A、图5B中，为了表示发光装置140的被照射区域，配置了口罩主体11的一部分。

如图5A、图5B所示，在第一剖面及第二剖面中，对于从光源141射出的出射角度比较小的紫外线，以被扩展的同时朝向口罩主体11所形成的被照射区域的中央部分(光束控制部件142的中心轴CA附近的区域)的方式，受到控制。由此，从发光装置140射出的紫外线不会在被照射面的中央部分造成过度明亮的部分，而对被照射面的中央部分均匀地进行照射。另一方面，对于从光源141射出的出射角度较大的紫外线，以被聚光的同时朝向被照射区域的端部的方式，受到控制。由此，从发光装置140射出的紫外线照射到应被每个灯出射光照明的被照射区域的端部，而且，以在端部与相邻的发光装置140的出射光所照射的被照射区域彼此重叠时成为与被照射区域的中央部分相同程度的明亮度的方式，受到控制。此外，在使用设计成曲面形状的口罩的情况下，优选地，以配合口罩10的形状，使得在任意的位置(空间)光的配光特性恒定的方式，利用程序等对光源141及光束控制部件142进行控制。

关于光束控制部件142的更具体的形状，优选地，光束控制部件142具有：上述的入射面143；以及包含上述的第一出射面144a及上述的第二出射面144b的上述的出射面144，且满足下述的式(1)～式(3)。

图6A、图6B是用于说明式(1)～式(3)的图。图6A是用于说明式(1)及式(2)的图，相当于上述的第一剖面。图6B是用于说明式(1)及式(3)的图，相当于上述的第二剖面。此外，图6A、图6B中，为了简化附图，用直线示出了从光源141射出的紫外线的光路。另外，省略了凸缘部145。

优选地，本实施方式的光束控制部件142在以使其发光中心位于中心轴CA上的方式将光源141与凹部147相对地配置，且以与中心轴CA正交的方式将被照射面配置于出射面144的上方的情况下，光束控制部件142满足下面的式(1)。

在上述式(1)中，D1是利用下面的式(2)求出的第一到达距离，该第一到达距离是在第一剖面中的、从光源141的发光中心P0以第一发光角度θ1a射出的第一紫外线L1在被照射面上的到达点P3a距中心轴CA的距离，该第一剖面是包含中心轴CA和出射面144的外缘中的最接近中心轴CA的点的剖面。D2是利用下面式(3)求出的第二到达距离，该第二到达距离是在第二剖面中的、从光源141的发光中心P0以第二发光角度θ1b射出的第二紫外线L2在被照射面上的到达点P3b距中心轴的距离，该第二剖面是包含中心轴CA和出射面144的外缘中的最远离中心轴CA的点的剖面。第一发光角度θ1a是通过下面的“第一发光角度的求解方法”求出的。第二发光角度θ1b是通过下面的“第二发光角度的求解方法”求出的。本实施方式中，上述式(1)表示从光源141射出的紫外线未到达被照射面(口罩主体11)上所形成的正方形的被照射区域的四角的情况。

在此，对第一到达距离D1的求解方法进行说明。利用下面的式(2)求出第一到达距离D1。

L1＝hlatanθ1a+h2atanθ2a+h3atanθ3a…式(2)

如图6A所示，上述式(2)中的h1a是在第一剖面中发光中心P0与第一光线L1在入射面143上的入射点即第一入射位置P1a之间的、沿中心轴CA的方向上的距离。h2a是在第一剖面中第一入射位置P1a与第一光线L1在出射面144上的出射点即第一出射位置P2a之间的、沿中心轴CA的方向上的距离。h3a是在第一剖面中第一出射位置P2a与第一光线L1在被照射面上的到达点即第一被照射位置P3a之间的、沿中心轴CA的方向上的距离。θ1a是发光中心P0与入射面143之间的第一光线L1的行进方向相对于中心轴CA的角度，且是第一发光角度。θ2a是在第一剖面中入射面143与出射面144之间的第一光线L1的行进方向相对于中心轴CA的角度。θ3a是在第一剖面中出射面144与被照射面之间的第一光线L1的行进方向相对于中心轴CA的角度。即，在第一剖面中，第一到达距离D1是中心轴CA与以通过后述的方法计算出的第一发光角度θ1a射出的紫外线在被照射面上的第一被照射位置P3a之间的、与中心轴CA正交的方向上的距离。

接着，对第一发光角度θ1a的求解方法进行说明。图7A、图7B是用于对第一发光角度θ1a的求解方法进行说明的曲线图。图7A是示出第一多项式逼近函数C1的曲线图，该第一多项式逼近函数C1表示从光源141的发光中心射出的光线的发光角度θ1A与该光线的出射角度θ3A之间的关系，图7B是表示与第一多项式逼近函数C1的一阶微分对应的第一曲线C1’的曲线图。图7A的横轴表示发光角度θ1A(°)，纵轴表示出射角度θ3A(°)。另外，图7B的横轴表示发光角度θ1A(°)，纵轴表示出射角度θ3A(°)的一阶微分值。

通过以下方法求出第一发光角度θ1a。

(1)求出第一多项式逼近函数C1，该第一多项式逼近函数C1表示在包含中心轴CA和出射面144的外缘中的最接近中心轴CA的点的第一剖面中的、发光角度θ1A与出射角度θ3A的关系，该发光角度θ1A是从发光中心P0射出的任意的光线的发光中心P0与入射面143之间的行进方向相对于中心轴CA的角度，该出射角度θ3A是该任意的光线的出射面144与被照射面之间的行进方向相对于中心轴CA的角度(参照图7A)。

(2)求出与第一多项式逼近函数的一阶微分对应的第一曲线C1’(参照图7B)。

(3)求出第一曲线C1’的切线的斜率从负变成正的1个或2个以上的底点、和切线的斜率从正变成负的1个或2个以上的顶点。此外，图7B中，用实线箭头表示底点，且用虚线箭头表示顶点。

(4)关于1个或2个以上的底点的每个，从1个或2个以上的顶点中，确定比该底点的发光角度θ1A大且其发光角度θ1A最接近该底点的发光角度θ1A的1个顶点。即，在图7B的曲线图中，确定位于该底点的右侧的顶点。

(5)从1个或2个以上的底点中，确定与对应的顶点之间的出射角度θ3A的微分值Δθ3A之差最大的底点，将所确定的底点的发光角度θ1A设为第一发光角度θ1a。

本实施方式中，能够如以上那样求出的第一发光角度θ1a为约63°(参照图7B)。

如上述那样求出的第一发光角度θ1a是图7A所示的第一多项式逼近函数C1中斜率较大地变化的角度(参照图7A实线箭头)。在发光角度θ1小于第一发光角度θ1a的区域，从出射面144射出的紫外线以进行聚光的方式受到控制。另一方面，在发光角度θ1大于第一发光角度θ1a的区域，从出射面144射出的紫外线以进行漫射的方式受到控制。即，在第一剖面中，以第一发光角度θ1a发出的光在被照射区域上的到达位置为明部与暗部的边界。

接着，对第二到达距离D2的求解方法进行说明。利用以下的式(3)求出第二到达距离D2。

D2＝h1btanθ1b+h2btanθ2b+h3btanθ3b…式(3)

如图6B所示，上述式(3)中的h1b是在第二剖面中发光中心P0与第二光线L2在入射面上的入射点即第二入射位置P1b之间的、沿中心轴CA的方向上的距离。h2b是在第二剖面中第二入射位置P1b与第二光线L2在出射面144上的出射点即第二出射位置P2b之间的、沿中心轴CA的方向上的距离。h3b是在第二剖面中第二出射位置P2b与第二光线L2在被照射面上的到达点即第二被照射位置P3b之间的、沿中心轴CA的方向上的距离。θ1b是在第二剖面中发光中心P0与入射面143之间的第二光线L2的行进方向相对于中心轴CA的角度，且是第二发光角度。θ2b是在第二剖面中入射面143与出射面144之间的第二光线L2的行进方向相对于中心轴的角度。θ3b是出射面144与被照射面之间的第二光线L2的行进方向相对于中心轴的角度。即，在第二剖面中，第二到达距离D2是中心轴CA与以通过后述的方法计算出的第二发光角度θ1b射出的光在被照射面上的第二被照射位置P3b之间的、与中心轴CA正交的方向上的距离。

接着，对第二发光角度θ2b的求解方法进行说明。图8A、图8B是用于对第二发光角度θ2b的求解方法进行说明的曲线图。图8A是示出第一多项式逼近函数C2的曲线图，该第一多项式逼近函数C2表示从光源141的发光中心射出的光线的发光角度θ1B与该光线的出射角度θ3B之间的关系，图8B是表示与第二多项式逼近函数C2的一阶微分对应的第二曲线C2’的曲线图。图8A的横轴表示发光角度θ1B(°)，纵轴表示出射角度θ3B(°)。另外，图8B的横轴表示发光角度θ1B(°)，纵轴表示出射角度θ3B(°)的一阶微分值。

通过以下方法求出第二发光角度θ1b。

(1)求出第二多项式逼近函数，该第二多项式逼近函数表示在包含中心轴CA和出射面144的外缘中的最远离中心轴CA的点的第二剖面中的、发光角度θ1B与出射角度θ3B的关系，该发光角度θ1B是从发光中心P0射出的任意的光线的发光中心P0与入射面143之间的行进方向相对于中心轴的角度，该出射角度θ3B是该任意的光线的出射面144与被照射面之间的行进方向相对于中心轴的角度。

(2)求出与第二多项式逼近函数的一阶微分对应的第二曲线C2’(参照图8B)。

(3)求出第二曲线C’的切线的斜率从负变成正的1个或2个以上的底点、和切线的斜率从正变成负的1个或2个以上的顶点。此外，图8B中，用实线箭头表示底点，且用虚线箭头表示顶点。

(4)关于1个或2个以上的底点的每个，从1个或2个以上的顶点中，确定比该底点的发光角度θ1B大且其发光角度θ1B最接近该底点的发光角度θ1B的1个顶点。即，在图8B的曲线图中，确定位于该底点的右侧的顶点。

(5)从1个或2个以上的底点中，确定与对应的顶点之间的出射角度θ3B的微分值Δθ3B之差最大的底点，将所确定的底点的发光角度θ1B设为第二发光角度θ1b。

本实施方式中，能够如以上那样求出的第二发光角度θ1b为大约65°(参照图8B)。

如上述那样求出的第一发光角度θ1b是图8A所示的第二多项式逼近函数C2中斜率较大地变化的角度(参照图8A实线箭头)。在发光角度θ1小于第二发光角度θ1b的区域，从出射面144射出的紫外线以进行聚光的方式受到控制。另一方面，在发光角度θ1大于第二发光角度θ1b的区域，从出射面144射出的紫外线以进行漫射的方式受到控制。即，在第二剖面中，以第二发光角度θ2a发出的紫外线在被照射区域上的到达位置为明部与暗部的边界。

基于这样求出的第一发光角度θ1a及第二发光角度θ1b而求出的上述式(1)表示大致正方形的被照射区域的四角比其他区域暗的情况。

在上述例中，对于第一发光角度θ1a及第二发光角度θ1b，第二发光角度θ1b比第一发光角度θ1a大，但是，不限于此，也可以第一发光角度θ1a比第二发光角度θ1b大，还可以第二发光角度θ1b与第一发光角度θ1a大致相同。在任何的情况下，只要满足上述的式(1)～式(3)，就能够得到所希望的配光特性。

(发光装置的配光特性)

图9是表示从发光装置140射出的紫外线在口罩主体11上的照射点的示意图。

如图9所示，在本实施方式的发光装置140中，通过将多个发光装置140配置为方格状(矩阵状)，从而能够使紫外线高效地照射到口罩主体11的几乎整个面。

(效果)

根据本发明，以使口罩主体11成为非接触的方式保持口罩10，高效地向口罩主体11的整个面照射紫外线，因此，能够适当地对口罩10进行杀菌。

[实施方式2]

接着，对本发明的实施方式2的紫外线杀菌装置200进行说明。实施方式2的紫外线杀菌装置200在保持部250的位置、发光装置140的数量、以及具有反射部件270的点上与实施方式1的紫外线杀菌装置100不同。因此，关于与实施方式1相同的结构，赋予相同的符号并省略其说明。在想要减薄紫外线杀菌装置200的厚度的情况下，在想要减少发光装置140的数量时，本实施方式的紫外线杀菌装置200是特别有效的。

(紫外线杀菌装置的结构)

图10是实施方式2的紫外线杀菌装置200中的杀菌腔室120的剖面图。

本实施方式的紫外线杀菌装置200具有杀菌腔室120、发光装置140、保持部250和反射部件270。本实施方式的紫外线杀菌装置200除了上述结构以外，还具有壳体110、基板130、电路部160、第一散热件170和第二散热件180。

本实施方式中，配置有多个发光装置140。多个发光装置140中的一部分的发光装置140配置为与被保持部250保持的口罩10的口罩主体11的一个面相对，且多个发光装置140中的另一部分的发光装置140配置为与口罩主体11的另一个面相对。即，本实施方式中，发光装置140在第二空间115及第四空间117中分别各配置一个。

反射部件270将紫外线反射。对于反射部件270的形状，只要能够使从光源141射出的紫外线照射到口罩10的整体即可，不特别地进行限定。本实施方式中，反射部件270的形状是球冠形状。在一个反射部件270的内表面配置有保持部250。保持部250是四个突起。保持部250以口罩主体11不与发光装置140接触的方式将耳挂部12保持。

通过在主体111合上盖112，从而利用第二空间115及第四空间117形成杀菌腔室120，并且利用两个反射部件270形成反射腔室280。反射腔室280(两个反射部件270)以配置于第二空间115或第四空间117的规定的位置的方式拆装自如地构成。

反射部件270具有通孔271及第二反射面272。反射部件270配置于第一反射面与被保持部250保持的口罩10之间。通孔271使从发光装置140射出的紫外线的一部分朝向口罩主体11的一个面通过。关于通孔271的大小、数量及配置，以使从光源141射出的紫外线照射到口罩整体的方式适当设定。第二反射面使从发光装置140射出的紫外线的另一部分朝向第一反射面反射。

如图10所示，在如上述那样构成的紫外线杀菌装置200中，从发光装置140发出的紫外线中的出射角度较小的一部分的紫外线直接到达口罩10的口罩主体11。另一方面，出射角度较大的紫外线在杀菌腔室120的内表面和反射腔室280的外表面进行反射的同时被导光。被导光后的紫外线通过通孔271被逐渐引导至反射腔室280内。即，从发光装置140射出的紫外线的一部分在第一反射面和第二反射面之间被反射，并到达被保持部250保持的口罩10的口罩主体11的另一个面，该发光装置140以与被保持部250保持的口罩10的口罩主体11的一个面相对的方式而配置。从而，本实施方式的紫外线杀菌装置200即使发光装置140的数量较少，也能够适当地对口罩10(口罩主体11及耳挂部12)整体进行杀菌处理。

(效果)

如以所述，本实施方式的紫外线杀菌装置200除了实施方式1的紫外线杀菌装置100的效果以外，还能够对耳挂部12进行杀菌处理。

此外，本实施方式中，示出了相对于第二空间115或第四空间117拆装自如地构成反射腔室280(两个反射部件270)的例子，但是，反射部件270也可以分别固定于第二空间115的内表面和第四空间117的内表面。在该情况下，一个反射部件270可以固定于第二空间115的底面，也可以配置于第二空间115的内侧面。另一个反射部件270可以配置于第四空间117的底面，也可以配置于第四空间117的内侧面。

在反射部件270固定于第二空间115的内表面和第四空间117的内表面的情况下，保持部250可以与实施方式1同样地固定于第二空间157的上端面，也可以配置于比反射部件的开口部靠内侧。在保持部250配置于第二空间的上端面的情况下，在反射部件270的与耳挂部12对应的位置配置有切口部(省略图示)。

工业实用性

本实施方式的紫外线杀菌装置能够适当地对口罩主体的整个面进行杀菌。例如，本发明的紫外线杀菌装置对市场销售的一次性口罩的杀菌、可反复清洗使用的口罩的杀菌是有用的。

Claims (5)

1.一种紫外线杀菌装置，用于对具有口罩主体及耳挂部的口罩进行杀菌，该紫外线杀菌装置的特征在于，具有：

杀菌腔室，其用于容纳所述口罩主体；

发光装置，其配置于所述杀菌腔室的内部，且用于以使照射点成为大致矩形的方式射出紫外线；以及

保持部，其以使所述口罩主体和所述发光装置间隔开且所述口罩主体位于所述杀菌腔室的内部的方式，对所述耳挂部进行保持。

2.如权利要求1所述的紫外线杀菌装置，其中，

所述紫外线杀菌装置具有多个所述发光装置，

所述多个发光装置中的一部分的所述发光装置配置为，与被所述保持部保持的所述口罩的所述口罩主体的一个面相对，

所述多个发光装置中的另一部分的所述发光装置配置为，与所述口罩主体的另一面相对。

3.如权利要求1或2所述的紫外线杀菌装置，其中，

所述发光装置具有：

光源，其射出紫外线；以及

光束控制部件，其包括使从所述光源射出的所述紫外线入射的入射面及使所入射的所述紫外线向外部射出的出射面，并对从所述光源射出的所述紫外线的配光进行控制。

4.如权利要求1～3中任意一项所述的紫外线杀菌装置，其中，

在所述杀菌腔室的内表面配置有用于将所述紫外线反射的第一反射面。

5.如权利要求4所述的紫外线杀菌装置，其中，

该紫外线杀菌装置还具有反射部件，该反射部件配置于所述第一反射面与被所述保持部保持的所述口罩之间，该反射部件包括：通孔，使从所述发光装置射出的所述紫外线的一部分朝向所述口罩主体的一个面通过；以及第二反射面，其将从所述发光装置射出的所述紫外线的另一部分向所述第一反射面反射，

从以与被所述保持部保持的所述口罩的所述口罩主体的一个面相对的方式配置的所述发光装置射出的所述紫外线的一部分在所述第一反射面和所述第二反射面之间被反射，并到达被所述保持部保持的所述口罩的所述口罩主体的另一面。

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