CN117042814A - 紫外光照射装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够在确保安全性的同时将菌或病毒等更高效地灭活的紫外光照射装置。具备:光源,发出波长属于190nm以上且小于240nm的范围内的紫外光;箱体,收容光源;光取出部,将从光源发出的紫外光向箱体之外取出;以及扩散透射部件,使紫外光扩散透射。
Description
技术领域
本发明涉及紫外光照射装置。
背景技术
以往,已知有照射紫外光而将菌或病毒灭活的技术,由于DNA在波长260nm附近呈现最高的吸收特性,所以在许多情况下使用以低压水银灯等为光源的波长为254nm附近的紫外光。通过紫外光将菌或病毒灭活的方法有能够不散布药剂等、仅向对象空间或对象物照射紫外光就能够进行杀菌处理的特征。
例如,在下述专利文献1中,记载有设置在烹调场所等中、组装有射出用来进行杀菌处理的波长为254nm的紫外光的由低压水银灯构成的杀菌灯的照明器具。此外,在下述专利文献2中,记载有用来向悬浮在室内的细菌或病毒照射紫外光而进行杀菌处理的杀菌装置。
另外,在下述专利文献1及下述专利文献2中记载的紫外光照射装置使用对人体有害的波长域的紫外光。因此,这些紫外光照射装置采取了对射出紫外光的方向进行控制以免紫外光被照射在人体上等的对策。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本实开昭63-187221号公报
专利文献2:日本特开2017-018442号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,细菌、真菌及病毒等特别在人体的表面(例如,皮肤或毛发)、人频繁接触的物体表面(例如,家具或工作设备)上比较多地存在。此外,在人往来的空间中,在许多情况下存在作为人或动物的呼气、唾沫、咳嗽或喷嚏飞散的飞沫,或附着在气溶胶上的菌或病毒等(以下,有省略而称作“菌等”的情况)。
上述专利文献1及上述专利文献2所记载那样的以往的紫外光照射装置由于被担心因紫外光的照射对人体的影响,所以不能对人体的表面、人频繁地进出的空间等被认为菌或病毒等较多存在的区域或空间照射紫外光。因此,在空间内存在人的情况下,总是进行避开人的照射,所以不能高效地进行灭活处理。此外,在人活动的空间内,难以可靠地进行控制以不向人照射,所以即使是进行控制以避开人的装置,也较多存在与安全性有关的风险。
本发明鉴于上述课题,目的是提供一种能够在确保安全性的同时将菌、病毒等更高效地灭活的紫外光照射装置。
用来解决课题的手段
本发明的紫外光照射装置的特征在于,具备:光源,发出波长属于190nm以上且小于240nm的范围内的紫外光;箱体,收容上述光源;光取出部,将从上述光源发出的上述紫外光向上述箱体之外取出;以及扩散透射部件,使上述紫外光扩散透射。
在本说明书中,使紫外光“扩散透射”的部件是指当使紫外光对于该部件入射时将从该部件射出的紫外光的射出角变换以使其比入射的紫外光的入射角大、并且使入射的紫外光透射的部件。此外,在本说明书中,将这样呈现使紫外光“扩散透射”的性质的部件称作“扩散透射部件”。在该透射扩散部件中,也包括层叠在物体表面上的薄膜状的部件及片状的部件等。
近年来,关于波长属于190nm以上且小于240nm的范围内的紫外光,对于其对人体的影响很小、并且对菌等的灭活处理有效有较多的报告。并且,通过最近的新型冠状病毒(Covid-19)感染症的流行,由该波长范围的紫外光进行的灭活处理特别受到集中关注。例如,波长240nm以上的紫外光容易透射过人的皮肤,容易渗透到皮肤内部。因此,人的皮肤内部的细胞容易受到伤害。相对于此,波长小于240nm的紫外光容易被人的皮肤表面(例如角质层)吸收,波长越短则越难以渗透到皮肤内部中,所以由紫外光带来的对于人体的影响较小。从在构成皮肤的蛋白质的紫外光吸收光谱中在波长小于240nm时吸收率变高这一点也能够这样说。特别是,在更短的波长域中对于人体的安全性被进一步提高。例如,优选的是属于波长237nm以下的波长域的紫外光,更优选的是属于波长235nm以下的波长域的紫外光。此外,由于短波长的光容易使空间中产生臭氧,所以属于波长200nm以上的波长域的紫外光更适合。从该观点看,优选的是积极利用属于波长200nm以上235nm以下的波长域的紫外光。
但是,波长为190nm以上且小于240nm的紫外光虽说与从低压水银灯发出的紫外光相比对于人体的影响很小,但考虑安全性还是设置了关于对人体的累计照射量的限制值。在本申请的申请时,推荐对人体照射的紫外光的累计照射量为由ACGIH(AmericanConference of Governmental Industrial Hygienists:美国政府工业卫生学家会议)设定的限制值(容许极限值)以内。例如,对于波长为222nm的紫外光,将每一天(8小时)的累计照射量的容许极限值设定为22mJ/cm2。另外,本说明书中的容许极限值的数值是现行的数值,是今后有可能被变更的数值。
鉴于上述的情况,被设想了存在人的空间中的使用的紫外光照射装置优选的是不是以局部较高的照度照射紫外光,而是以遍及大范围遵守该容许极限值的方式照射紫外光。详细地讲,在以不超过上述的容许极限值的方式设定紫外光的照射量的情况下,在管理紫外光的照射量上优选的是匹配于局部受到较强的光的区域而设定照射量的上限。但是,在此情况下,对于照度较高的区域,必须在照度相对较小的区域中以所需以上限制紫外光的照射量。所以,本发明人对于具备使紫外光扩散透射以将从光源发出的紫外光遍及大范围照射的部件(扩散透射部件)的紫外光照射装置进行了研究。
通过做成上述结构,紫外光照射装置不是以局部较高的照度照射紫外光,而能够遍及大范围照射紫外光。
在上述紫外光照射装置中,也可以是,上述扩散透射部件其厚度小于1.5mm。
扩散透射部件如果厚度增加则在内部中紫外光容易折射(散射)。并且,如果超过某个厚度,则入射到扩散透射部件中的紫外光完全扩散。所谓完全扩散,是指在射出面中不论射出方向如何亮度都为一定、扩散透射部件的射出面上的射出束与cosθ(θ是该射出面上的射出角)成比例的状态。此外,入射的紫外光的波长越长,成为完全扩散的扩散透射部件的厚度的阈值越大。另外,扩散透射部件即使是不将紫外光完全扩散的状态,也能够将紫外光扩散,所以不需要一定以完全扩散的厚度构成,但在希望将紫外光照射到更大的范围的情况下,优选的是设为入射的紫外光完全扩散的厚度。
扩散透射部件越厚地构成,紫外光反复折射(散射)的频度越多,在内部紫外光的能量越容易被消耗。因此,紫外光不易被取出,对于紫外光的平均透射率下降。此外,如果用相同厚度的扩散透射部件比较,则入射的紫外光的波长越短,平均透射率越低。因此,扩散透射部件如果变厚到所需以上,则不仅是对于人体有害的紫外光,被用于菌等的灭活处理的波长域的紫外光也难以透射,担心使灭活效果下降。
这里,本发明人为了发现适合作为扩散透射部件的厚度的范围,进行了确认扩散透射部件的厚度与对于紫外光的平均透射率的关系的验证实验。根据该验证实验确认了,如果扩散透射部件的厚度小于1.5mm,则对于在灭活处理中利用的波长域的紫外光成为充分高的平均透射率。另外,关于该验证实验的详细情况,在“具体实施方式”的项目中一边参照图7一边详细说明。
因而,紫外光照射装置能够在抑制对人体的影响很小的波长属于190nm以上且小于240nm的范围内的紫外光的平均透射率的下降的同时确保安全性,并且将该波长域的紫外光照射在更大的范围。
上述紫外光照射装置也可以还具备使波长属于190nm以上且小于240nm的范围内的紫外光的至少一部分透射、抑制波长属于240nm以上且小于300nm的范围内的紫外光的透射的滤光器。
在本说明书中,“抑制紫外光的透射”是指相对于紫外光源发出的紫外光中的波长为190nm以上且小于240nm的波长范围内的峰值波长的光强度,使穿过了滤光器的紫外光中的波长240nm以上且小于300nm的紫外光的比率下降。在本发明中,通过使用滤光器,大幅地抑制被照射在装置外的波长240nm以上且小于300nm的紫外线的放射强度。
通过做成上述结构,对于从紫外光照射装置射出的紫外光,大幅地抑制了对于人体有害的波长属于240nm以上且小于300nm的范围内的紫外光的强度。即,实现了进一步提高了安全性的紫外光照射装置。例如,紫外光照射装置也可以做成实质上不使波长属于240nm以上且小于300nm的范围内的紫外光透射的结构。这里,“实质上不使紫外光透射”是指,关于以入射角0°入射、以射出角0°被射出的紫外光,相对于峰值波长的强度被抑制到5%以下的强度。另外,被滤光器抑制的波长域的紫外光的强度优选的是相对于峰值波长的强度被抑制到2%以下,更优选的是被抑制到1%以下。
在上述紫外光照射装置中,上述扩散透射部件也可以构成为,透射过上述滤光器的紫外光向其入射。
从扩散透射部件射出的紫外光的射出角变得比入射到扩散透射部件中的紫外光的入射角大。即,从扩散透射部件射出的紫外光与入射到扩散透射部件之前的紫外光相比进一步扩散,所以难以入射到特定的区域中。即,为了使紫外光更可靠地入射到滤光器中,对滤光器的入射面入射的紫外光优选的是入射到扩散透射部件中之前的状态的紫外光。
此外,滤光器如参照图7后述那样,对应于对于滤光器的入射面的入射角而透射光谱变化,入射角越大对于透射的波长域的紫外光的透射率越低。因此,入射到滤光器的紫外光优选的是对于滤光器的入射面以较小的入射角(低角度)入射的光线成分的比例较大。
进而,在使透射过扩散透射部件的紫外光向滤光器入射的情况下,与不透过扩散透射部件而使紫外光向滤光器直接入射的情况相比,入射到滤光器的紫外光中,对于滤光器的入射面的入射角较大的光线成分的比例变大。滤光器如上述那样,有入射角越大则对于透射的波长域的紫外光的透射率越低的特征。因此,对于滤光器的入射面的入射角较大的光线成分的比例的增加带来透射过滤光器的光线成分的比例的下降。
即,由于在使透射过扩散透射部件的紫外光向滤光器入射的情况下,带来使不透射过滤光器的光线成分增加,所以上述紫外光照射装置优选的是使透射过滤光器的紫外光向扩散透射部件入射的结构。
上述紫外光照射装置优选的是,具备:板状的基材,使波长属于190nm以上且小于240nm的范围内的紫外光透射,第一主面被配置在上述光源侧;以及滤光器,设置在上述基材的与上述第一主面相反侧的第二主面上,使波长属于190nm以上且小于240nm的范围内的紫外光的至少一部分透射,抑制波长属于240nm以上且小于300nm的范围内的紫外光的透射;上述扩散透射部件构成为,使从上述滤光器射出的紫外光扩散透射。
穿过滤光器并入射到扩散透射部件中的紫外光在扩散透射部件的内部被折射或反射,一部分被扩散透射,另一部分被向滤光器侧返回(参照图6)。另外,被从该扩散透射部件返回到滤光器侧的光在本说明书中有被称作“返回光”的情况。
在该返回光中,包含对于菌等的灭活处理有用的波长域(波长190nm以上且小于240nm)的紫外光。所以,本发明人研究了通过使该返回光的至少一部分再次向扩散透射部件侧反射并用于灭活处理来实现高效的灭活处理。
滤光器在使波长190nm以上且小于240nm的范围内包含的紫外光透射的同时,将该紫外光的一部分反射。这是因为,不存在透射率为100%的滤光器,并且许多滤光器具有对于紫外光的透射率取决于入射角而变化的特征。例如,由电介质多层膜构成的滤光器中,紫外光的入射角越大,对于波长190nm以上且小于240nm的范围内包含的紫外光的透射率越下降,反射率越增加(参照图7)。
即,紫外光照射装置通过具备扩散透射部件和滤光器,能够将返回光的一部分用于灭活处理。
但是,本发明人注意到,仅通过单单搭载扩散透射部件和滤光器,通过它们的配置关系而返回光的强度的衰减变大,不能充分地提高光的利用效率。以下,一边参照附图一边进行说明。
图24是表示固接着扩散透射部件100、滤光器101及滤光器101的基材101a的一配置例的示意性的图。这里,如图24所示,对从未图示的光源发出的紫外光L10在入射到设置在基材101a的第一主面101a1侧的滤光器101中之后、被从第二主面101a2射出并向扩散透射部件100入射的结构进行研究。
假设入射到扩散透射部件100中的紫外光L11在扩散透射部件100的点P10中各向同性地被扩散。于是,在扩散透射部件100内被扩散的紫外光的一部分被从与基材101a相反侧的主面射出(紫外光L12),另一部分朝向基材101a侧行进(返回光L13)。
根据图24可知,返回光L13在从基材101a的第二主面101a2入射之后,在基材101a内行进,到达滤光器101。该返回光L13的一部分在滤光器101中被向扩散透射部件100侧反射。并且,被滤光器101反射的返回光L13再次在基材101a内行进,在被从第二主面101a2射出后,向扩散透射部件100入射。
如上述那样,在采用了图24所示的结构的情况下,从扩散透射部件100朝向滤光器101侧射出的返回光L13被滤光器101反射,在基材101a的第一主面101a1与第二主面101a2之间往复,直到再次入射到扩散透射部件100中。
基材101a由对于被用于灭活处理的波长属于190nm以上且小于240nm的范围内的紫外光呈现透射性的材料构成,但不存在透射率为100%的材料。此外,一般与在空气中行进的情况相比,在基材内部行进的情况下,紫外光更容易被吸收,特别是关于上述波长范围的紫外光,各个情况下的吸收率的差别更显著。
此外,再次入射到扩散透射部件100中的返回光L13一部分被扩散透射部件100扩散反射,再次向基材101a侧行进。因此,返回光L13反复进行通过扩散透射部件100的扩散和通过滤光器101的反射,也有在被朝向灭活处理对象的区域射出前消失的情况。
因此,在图24所示的结构中,虽然能够进行返回光的再利用,但由基材101a带来的返回光L13的强度的衰减较大,不能充分提高光的利用效率。
相对于此,在有关本发明的紫外光照射装置中,是滤光器101被设置在基材101a的第二主面101a2上的结构。因此,由于返回光在到达滤光器之前不穿过基材的内部,所以由基材带来的返回光的强度的衰减被抑制。即,上述结构的紫外光照射装置能够将返回光在维持较高的强度的状态下射出。即,能实现高效率的紫外光照射装置。
上述紫外光照射装置也可以是,上述扩散透射部件与上述滤光器接触。
通过做成上述结构,被扩散透射部件送回到滤光器侧的返回光不在空气中等行进而入射到滤光器中。即,根据上述结构,在扩散透射部件与滤光器之间发生的返回光的强度的衰减被抑制,容易使维持着较高的强度的状态的返回光朝向灭活处理对象的区域或物体射出。
上述紫外光照射装置也可以具备保持上述扩散透射部件的保持部件。
通过做成上述结构,能够将由微粒子的烧结体或树脂材料构成的膜状的部件、还有片状的以单体难以固定的扩散透射部件固定到箱体等上。
进而,在上述紫外光照射装置中,上述保持部件也可以是使波长属于190nm以上且小于240nm的范围内的紫外光的至少一部分透射的部件。
在上述紫外光照射装置中,上述扩散透射部件也可以能够相对于上述箱体拆装。
通过做成上述结构,在确认了扩散透射部件的劣化的情况下或执行了规定的时间点亮动作的情况下,能够仅将扩散透射部件简单地更换。即,紫外光照射装置的维护变得更简便。特别是,在具备滤光器的结构中,在将扩散透射部件配置在比滤光器靠光路上的后段处的情况下,能够将向扩散透射部件入射之前的状态的紫外光向滤光器引导,并且能够使扩散透射部件的更换作业容易化。
上述紫外光照射装置也可以构成为上述扩散透射部件的主要成分是氟类树脂、聚乙烯类树脂或聚酯类树脂。
作为氟类树脂,例如可以举出聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯—六氟丙烯共聚(FEP)、乙烯—四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)及聚氟乙烯(PVF)等。在它们之中,鉴于紫外线耐受性、获得时的经济性等,特别优选的是PTFE。
作为聚乙烯类树脂,没有特别限定,例如可以举出低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯等。
作为聚酯类树脂,没有特别限定,例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)及聚对苯二甲酸环己撑二亚甲基酯(PCT)等。在它们之中,鉴于紫外线耐受性、获得时的经济性等,特别优选的是PET。
此外,上述紫外光照射装置也可以构成为上述扩散透射部件的主要材料是陶瓷类。
进而,上上述紫外光照射装置也可以构成为上述扩散透射部件的主要成分是二氧化硅或氧化铝。
进而,在上述紫外光照射装置中,优选的是,上述扩散透射部件关于波长属于190nm以上且小于240nm的范围内的紫外光,平均透射率是10%以上。
在本说明书中,“主要成分”是指构成部件的材料中的含有率最高的材料。
另外,本发明的对象制品能够不使人或动物的皮肤或眼睛引起红斑或角膜炎而提供紫外光原本的杀菌、病毒的灭活能力。特别是,与以往的紫外光源不同,发挥能够在有人环境中使用的特征,通过设置到室内外的有人环境中,能够将环境整体照射,能够提供空气和环境内设置部件表面的病毒抑制/除菌。
这对应于联合国主导的可持续发展目标(SDGs)的目标3“确保各年龄段所有人进行健康的生活,促进福祉”,此外,较大地贡献于目标3.3“到2030年,将艾滋病、结核病、疟疾及未得到关注的热带病之类的传染病根除,并应对肝炎、水传播感染症及其他感染症”。
发明效果
根据本发明,能够实现能够在确保安全性的同时将菌或病毒等更高效地灭活的紫外光照射装置。
附图说明
图1是示意地表示紫外光照射装置的一实施方式的外观的图。
图2是示意地表示紫外光照射装置的一实施方式的外观的图。
图3是表示光源的结构的图。
图4是表示从图3将发光管去除的状态的图。
图5是将紫外光照射装置的一实施方式在Y方向上观察时的剖视图。
图6是图5中的区域P1的放大图。
图7是表示滤光器的每个入射角的透射光谱的一例的曲线图。
图8是表示扩散透射部件的厚度与平均透射率的关系的曲线图。
图9是表示扩散透射部件的厚度与目的光的平均透射率相对于有害光的平均透射率的比率的关系的曲线图。
图10是将紫外光照射装置的一实施方式在Y方向上观察时的剖视图。
图11是图10中的区域P1的放大图。
图12是示意地表示验证实验中的实施例的结构的图。
图13是示意地表示紫外光照射装置的一实施方式的外观的图。
图14是将紫外光照射装置的一实施方式在Y方向上观察时的剖视图。
图15是将紫外光照射装置的一实施方式在Y方向上观察时的剖视图。
图16是示意地表示紫外光照射装置的一实施方式的外观的图。
图17是将紫外光照射装置的一实施方式在Y方向上观察时的剖视图。
图18是将紫外光照射装置的一实施方式在Y方向上观察时的剖视图。
图19是将紫外光照射装置的其他实施方式在Y方向上观察时的剖视图。
图20是将紫外光照射装置的其他实施方式在Y方向上观察时的剖视图。
图21是将紫外光照射装置的其他实施方式在Y方向上观察时的剖视图。
图22是将紫外光照射装置的其他实施方式在Y方向上观察时的剖视图。
图23是将紫外光照射装置的其他实施方式在Y方向上观察时的剖视图。
图24是表示扩散透射部件、滤光器及基材的一配置例的示意性的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的紫外光照射装置进行说明。另外,与紫外光照射装置有关的以下的各图都是示意地图示的,图上的尺寸比及个数并不一定与实际的尺寸比及个数一致。
[第一实施方式]
图1及图2是示意地表示紫外光照射装置1的第一实施方式的外观的图,图3是表示光源3的结构的图。如图2所示,第一实施方式的紫外光照射装置1具备箱体2和被收容在箱体2的内侧的光源3。
在以下的说明中,如图3所示,设光源3具备的后述的多个发光管30被排列的方向为Z方向,设该发光管30延伸的方向为Y方向,设与Y方向及Z方向正交的方向为X方向而进行说明。
此外,在表现方向时,在将正负的朝向区别的情况下,如“+X方向”“-X方向”那样赋予正负的符号而记载,在不将正负的朝向区别而表现方向的情况下,单记作“X方向”。在图1及图2所示的紫外光照射装置1中,紫外光被取出的方向对应于“+X方向”。
第一实施方式的紫外光照射装置1如图1及图2所示,具备箱体2、光源3和一对供电线(7a、7b)。
如图2所示,箱体2具备罩部件2a和主体2b。罩部件2a设有用来将由被收容在内侧的光源3产生的紫外光向外侧取出的光取出部4。主体2b设有一对供电端子(8a、8b),分别经由对应的供电线(7a、7b)与外部电源(未图示)连接。
箱体2将罩部件2a和主体2b组合而构成,以将光源3收容在内侧,但例如也可以将罩部件2a和主体2b用转动部件连结而一体地构成。
另外,关于KrCl准分子灯的峰值波长,意味着包含准分子灯的制品上的个体差,不仅是绝对的意义上的222.0nm,还意味着以222.0nm为基准容许±3.0nm以内的范围内的波长的偏差。关于KrBr准分子灯也是同样的。
第一实施方式的光取出部4是由石英玻璃形成的光射出窗,将后述的滤光器6与扩散透射部件5叠合而形成。从光源3发出的紫外光穿过形成在光取出部4上的滤光器6和扩散透射部件5,作为紫外光L1被向箱体2的外侧射出。
第一实施方式的光源3如图3所示,是具备一对电极(31a、31b)和发光管30的准分子灯。搭载在第一实施方式的紫外光照射装置1中的准分子灯在发光管30内被封入了氪(Kr)气和氯(Cl)气,通过对电极(31a、31b)间施加电压,在发光管30内产生主要的发光波长为222nm的紫外光。
这里,“主要的发光波长”是指在发光光谱上规定了相对于某个波长λ为±10nm的波长域Z(λ)的情况下相对于发光光谱内的全积分强度呈现40%以上的积分强度的波长域Z(λi)中的波长λi。
另外,光源3只要是发出主要的发光波长为190nm以上且小于240nm的范围内的紫外光的光源,也可以是上述的结构以外的准分子灯。此外,也可以是发出属于峰值波长为190nm以上且小于240nm的范围内的紫外光的光源。例如,可以采用在发光管30内被封入氪(Kr)气和溴(Br)气、发出主要的发光波长为207nm的紫外光的准分子灯。此外,光源3并不限于准分子灯,也可以采用LED等。例如,可以采用在小于240nm处具有主要的发光波长的AlGaN类LED或MgZnO类LED。
此外,在作为光源3而使用相干光源的情况下,既可以从气体激光器或固体激光器元件放射相干的紫外光,或者也可以使用利用从气体激光器或固体激光器元件放射的光来新产生波长不同的相干光的波长变换元件。作为波长变换元件,例如可以使用使从激光器元件放射的光的频率倍增、产生第二次高谐波发生(SHG)、第三次高谐波发生(THG)等高次高谐波的非线性光学结晶。
一对电极(31a、31b)被固定在主体2b上,分别与对应的连接端子(8a、8b)电连接。通过该结构,各连接端子(8a、8b)经由供电线(7a、7b)与外部电源(未图示)电连接。
图4是表示从图3将发光管30去除的状态的图。电极(31a、31b)如图3及图4所示,是分别在Y方向上离开配置的、形成有凹部以载置发光管30的由导电性的材料构成的块状的部件。此外,在电极(31a、31b)上,形成有用来将由发光管30产生的紫外光高效地向光取出部4引导的锥部31d。
作为电极(31a、31b)的具体的材料,例如可以采用Al、Al合金、不锈钢等。另外,第一实施方式的电极(31a、31b)的材料是Al,+X侧的面整体构成将在发光管30内产生并朝向与光取出部4相反侧(-X侧)行进的光反射以朝向光取出部4侧(+X侧)的第一反射面31c。
此外,在第一实施方式中,如图4所示,在电极(31a、31b)间,设有用来构成将朝向-X侧行进的光反射以朝向+X侧的第二反射面32a的反射部件32。
以下,对在箱体2具备的光取出部4的结构的详细情况进行说明。图5是将紫外光照射装置1的第一实施方式在Y方向上观察时的剖视图,图6是图5中的区域P1的放大图。如图5所示,光取出部4具备滤光器6和形成在滤光器6的主面上的扩散透射部件5。
滤光器6可以使用层叠了折射率不同的层的电介质多层膜。例如是层叠了折射率不同的二氧化硅(SiO2)和二氧化铪(HfO2)的电介质多层膜。第一实施方式的电介质多层膜构成为,通过调整各层的膜厚及层叠数,使波长属于190nm以上且小于240nm的范围内的紫外光透射、实质上不使波长属于240nm以上且小于300nm的范围内的紫外光透射。对这一点参照图7在后面叙述。另外,作为构成滤光器6的材料,在二氧化硅、二氧化铪以外,也可以采用氧化铝(Al2O3)或氧化锆(ZrO2)等。
此外,在光源3是强度光谱宽度较窄、几乎不产生包含在240nm以上且小于300nm的范围内的波长成分的紫外光那样的光源的情况下,紫外光照射装置1也可以不搭载滤光器6。
第一实施方式的扩散透射部件5是被配置为使从滤光器6射出的紫外光入射的、主要的成分为PTFE的厚度为1.0mm的板状的部件。扩散透射部件5如图5所示,将入射的紫外光扩散透射,以使射出角θ2比入射角θ1大。另外,在图5中,将紫外光的主光线的行进的状况示意地用双点划线图示。
入射到扩散透射部件5中的紫外光在扩散透射部件5内一边反复折射、反射一边行进,则到达扩散透射部件5的主面5a后被朝向外侧射出。这样,紫外光在扩散透射部件5中扩散透射。另外,在图5中,从避免麻烦的观点出发,省略了扩散透射部件5内的与紫外光的反射及折射的形态有关的图示。
扩散透射部件5优选的是,关于属于190nm以上且小于240nm的波长域的紫外光,射出的紫外光的光强度的积分值相对于入射的紫外光的光强度的比例(以下称作“平均透射率”)是1%以上,以使由光源3产生的紫外光被取出到箱体2的外侧。此外,更优选的是构成为,平均透射率为10%以上,以使属于波长190nm以上且小于240nm的范围内的紫外光被充分地取出到箱体2的外侧。另外,在由光源3产生的上述波长范围的紫外光的强度充分高那样的情况下,扩散透射部件5的平均透射率也可以低于10%。
扩散透射部件5只要是紫外光扩散透射的部件即可,例如也可以是主要的成分为二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钇(Y2O3)等陶瓷类的部件,更具体地讲,考虑对于紫外光的扩散透射性,优选的是由作为二氧化硅或氧化铝的微粒子的烧结体构成的部件。此外,扩散透射部件5也可以是主要的成分为PFA或PVDF那样的氟类树脂,或者也可以是聚乙烯类树脂或聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯类树脂构成的膜状的部件。这些各树脂由于对紫外光呈现扩散性,所以作为扩散透射部件5的材料是优选的。
第一实施方式的扩散透射部件5的厚度是0.3mm。另外,扩散透射部件5的厚度优选的是小于1.5mm,更优选的是小于1.0mm,特别优选的是小于0.5mm。另外,在本说明书中,部件的“厚度”是指与部件的X方向有关的长度。
这里,参照图6,对第一实施方式的扩散透射部件5与滤光器6的边界面5b上的反射特性进行说明。如果假设在扩散透射部件5内的点P2中紫外光各向同性地扩散,则透射过滤光器6而入射到扩散透射部件5,到达了点P2的紫外光L2如在图6中由单点划线表示那样被向各种各样的方向扩散。
在点P2处被扩散的紫外光中,包括在点P2处被扩散并朝向+X侧行进的紫外光FL、向滤光器6侧即-X侧行进并再次入射到滤光器6的紫外光B0以及在扩散透射部件5与滤光器6的边界面5b处被反射的紫外光B1。
图7是表示滤光器6的每个入射角的透射光谱的一例的曲线图。滤光器6的大多数有对应于紫外光的入射角而透射率不可避免地变化、更容易将入射角较大的紫外光反射的特征。该特征特别在由折射率不同的多个电介质多层膜构成的滤光器6中能够确认。通过这样的特征,产生图6所示那样的紫外光B0和紫外光B1。
如图6所示,扩散透射部件5通过被配置在滤光器6的射出面侧,能够由滤光器6使被扩散透射部件5折射或反射而回到滤光器侧(-X侧)的紫外光B1(返回光)反射以使其向+X侧行进,使其再次向扩散透射部件5返回。由此,能够使朝向扩散透射部件5的射出面侧(+X侧)行进的紫外光FL增加,能够提高从光源3发出的紫外光的利用效率。此外,扩散透射部件5仅能够使入射的紫外光的一部分透射,容易使紫外光的光强度下降,但通过配置在滤光器6的射出面侧,能够将返回光再利用,能够提高从紫外光照射装置1射出的紫外光的光强度。
此外,在第一实施方式中,扩散透射部件5只要被配置在滤光器6的射出面侧(+X侧),也可以与滤光器6离开而配置。但是,从更多地由滤光器6使从扩散透射部件5反射的返回光再反射的观点出发,滤光器6和扩散透射部件5优选的是尽可能接近,具体而言,滤光器6与扩散透射部件5的离开距离优选的是10cm以下,更优选的是5cm以下,特别优选的是1cm以下。此外,如图6所示,优选的是配置为使滤光器6与扩散透射部件5接触。
(验证实验)
接着,进行了确认在使扩散透射部件5的厚度变化时、对于被用于灭活的波长域的紫外光(以下称作“目的光”,或“安全光”)的平均透射率与对于对人体有害的波长域的紫外光(以下称作“有害光”)的平均透射率的比(以下称作“目的光比率”)怎样变化的验证实验,所以对其详细情况进行说明。另外,在验证中使用的扩散透射部件5为在第一实施方式中作为扩散透射部件5被采用的PTFE片。
考虑由滤光器6带来的光强度的衰减效果以及将目的光与有害光明确地区分,将目的光设为波长属于200nm~235nm的范围内的紫外光,将有害光设为波长属于240nm~300nm的范围内的紫外光。
作为验证对象的扩散透射部件5的厚度设为0.05mm、0.1mm、0.25mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm。
紫外光的强度的测量使用分光光度计和积分球,通过透射过扩散透射部件5的紫外光(第一光)和不透射过扩散透射部件5的紫外光(第二光)进行。具体而言,将日本分光股份公司制的分光光度计(V-7200)和作为其附件的积分球单元(60mmΦ积分球单元)组合,测量各状态下的从光源发出并入射到分光光度计的紫外光的强度积分值。第一光的强度的测量是使从光源发出的紫外光入射到扩散透射部件5、使透射过扩散透射部件5的紫外光入射到积分球单元来进行的。第二光的强度的测量是从第一光的测量系统将扩散透射部件5去除、使从光源发出的紫外光直接入射到积分球单元来进行的。
平均透射率通过将由上述测量方法测量出的第二光的强度积分值用第一光的强度积分值除来计算。
(结果)
图8是表示扩散透射部件5的厚度与平均透射率的关系的曲线图。并且,图9是表示扩散透射部件5的厚度与目的光的平均透射率相对于有害光的平均透射率的比率(目的光比率)的关系的曲线图,是通过在图8所示的各扩散透射部件5的厚度下将目的光的各平均透射率用有害光的平均透射率除而得到的曲线图。
图8所示的曲线图其纵轴表示平均透射率,横轴表示扩散透射部件5的厚度。并且,图9所示的曲线图其纵轴表示目的光比率,横轴表示扩散透射部件5的厚度。
如图8所示,确认了扩散透射部件5越厚则紫外光的平均透射率越下降,但与有害光相比,目的光有平均透射率进一步下降的趋向。此外,确认了在扩散透射部件5的厚度小于1.5mm时平均透射率大幅地提高。
此外,如图9所示,能够确认扩散透射部件5越厚则目的光比率越小。这表示,扩散透射部件5越厚,从扩散透射部件5射出的紫外光中,相对地有害光更容易被射出、目的光更难以被射出。
如图9所示,在扩散透射部件5的厚度为1mm以下的范围中,能够使目的光比率提高到50%以上。进而,在扩散透射部件5的厚度为0.5mm以下时,目的光比率提高到70%左右,在扩散透射部件5的厚度为0.25mm以下时,目的光比率提高到80%左右。
特别是,确认了在扩散透射部件5的厚度为0.5mm及1.5mm时趋向变化了。作为发生这样的变化的理由,推测是因为目的光在扩散透射部件5的厚度为0.5mm附近为完全扩散、有害光在扩散透射部件5的厚度为1.5mm附近为完全扩散。
这是因为,如上述那样,扩散透射部件5如果厚度增加则紫外光容易在内部中折射(散射),入射的紫外光的波长域越短则越容易折射(散射)。详细地讲,入射的紫外光的波长越短,成为完全扩散的扩散透射部件5的厚度的阈值越小。并且,在扩散透射部件5的厚度是该阈值以上的情况下,扩散性没有变化,随着厚度增加,在扩散透射部件5的内部紫外光的能量容易被消耗。另一方面,入射的紫外光的波长越长,成为完全扩散的扩散透射部件5的厚度的阈值越大。并且,能够考察到对于紫外光的在扩散透射部件5中成为完全扩散的阈值的差给目的光比率的变化带来影响。
并且,如果扩散透射部件5的厚度超过1.5mm,则至少在3.5mm以下的范围中,目的光及有害光都随着扩散透射部件5的厚度增加而平均透射率下降。此时,与有害光相比,目的光的平均透射率的下降更大。这可以在图9中根据其随着扩散透射部件5的厚度增加而单调减小来确认。
在紫外光照射装置1中,有害光被滤光器6充分地衰减。但是,在扩散透射部件5的厚度较大的情况下,目的光容易衰减,相对地将有害光的比例尽管是稍稍但提高了,在将紫外光长时间使用时使希望的安全性下降了。因此,优选的是采用将目的光扩散的同时呈现充分的透射性的区域。因此,如上述那样,扩散透射部件5的厚度优选的是小于1.5mm,更优选的是小于1.0mm,特别优选的是0.5mm。另外,为了得到使紫外光扩散的效果,扩散透射部件5的厚度优选的是0.01mm以上。
通过做成上述结构,紫外光照射装置1能够在抑制对人体的影响很小的波长属于190nm以上且小于240nm的范围内的紫外光的平均透射率的下降的同时确保安全性,并且将该波长域的紫外光照射到更大的范围。
[第二实施方式]
对于本发明的紫外光照射装置1的第二实施方式的结构,以与第一实施方式不同之处为中心进行说明。
图10是将紫外光照射装置1的第二实施方式在Y方向上观察时的剖视图,图11是图10中的区域P1的放大图。如图10及图11所示,光取出部4具备基材6a、设在基材6a的第二主面6a2上的滤光器6以及以与滤光器6接触的方式设置的扩散透射部件5。
第二实施方式的光取出部4是将紫外光入射到第一主面6a1的基材6a、形成在基材6a的第二主面6a2上的滤光器6和扩散透射部件5叠合而形成的。即,从光源3发出的紫外光穿过形成有光取出部4的基材6a、滤光器6和扩散透射部件5,作为紫外光L1被向箱体2的外侧射出。另外,有在基材6a的第二主面6a2上形成滤光器6、进而形成用来保护滤光器6的保护膜等情况,但这些层或膜被形成为比基材6a薄。
此外,第二实施方式的基材6a是由石英玻璃构成的板状的部件。另外,只要能够使从光源3射出的紫外光透射,基材6a的材料也可以采用石英玻璃以外的材料,例如也可以采用硅酸硼玻璃。
这里,参照图11,对于第二实施方式的扩散透射部件5与滤光器6的边界面5b处的反射特性,以与第一实施方式的结构不同之处为中心进行说明。如果假设在扩散透射部件5内的点P2紫外光各向同性地扩散,则透射过滤光器6而向扩散透射部件5入射,到达了点P2的紫外光L2如在图11中由单点划线表示那样在各种各样的方向上被扩散。
如图11所示,被扩散透射部件5折射或反射而回到滤光器侧(-X侧)的紫外光B1不进入到基材6a内,而被滤光器6反射以向+X侧行进。并且,被滤光器6反射的紫外光B1只要不再次被向-X侧扩散,就被从扩散透射部件5的主面5a射出。
紫外光B0在穿过滤光器6之后,穿过基材6a向箱体2内行进。向箱体2内行进后的紫外光B0只要不被配置在箱体2内的部件反射而再次朝向基材6a行进,就被箱体2内的部件吸收而消失。
由此,紫外光B1不会通过在基材6a的内部往来而被基材6a吸收而强度衰减。因而,紫外光照射装置1的本实施方式与滤光器6被设置在基材6a的第一主面6a1上的情况相比,能够从光取出部4射出更高强度的紫外光。
接着,对于确认在将滤光器6设置在基材6a的第一主面6a1上的情况(参考例)和设置在第二主面6a2上的情况(实施例)下从紫外光照射装置1射出并被照射在规定的区域中的紫外光的照度以何种程度不同的验证实验进行说明。
图12是示意地表示验证实验中的实施例的结构的图。如图12所示,实施例是在基材6a的第二主面6a2上设置有滤光器6的、在本实施方式中采用的结构。
参考例如图24所示,除了在基材101a的第一主面101a1上设置有滤光器101这一点以外,是与实施例相同的结构。
另外,该验证实验为了部件筹措的方便,与上述实施方式不同,使用厚度为0.5mm的由PTFE构成的扩散透射部件来进行。
对于参考例和实施例这两者,在从光取出部4在X方向上离开5cm的位置处测量波长222nm的紫外光的照度并进行比较。实施例的照度得到了比参考例的照度高约9%的结果。
此外,对于继续点亮状态的情况下的相对于点亮刚开始后的照度的照度维持率也在同样的条件下进行了比较。实施例与参考例相比,得到了对于250小时经过后的相对于点亮刚开始后的照度的照度维持率约高5%的结果。
构成基材6a的石英玻璃如果被照射波长为200nm附近的紫外光,则硅(Si)与氧(O)的结合被切断而逐渐劣化,对于紫外光的透射率下降。参考例如图24所示,紫外光在被扩散透射部件5和滤光器6夹着的基材6a内往来。相对于此,实施例如图12所示,紫外光不会在基材6a内往来。即,与实施例相比,参考例在基材6a内行进的紫外光的量较多,基材6a的劣化容易进展。因此,推测实施例与参考例相比能持续长时间维持较高的透射率,所以成为了上述那样的结果。另外,紫外光在具有比在一般被照射的物质中存在的化学结合的结合能量高的能量的情况下,能够将该化学结合切断。因此,对于关于照射维持率的验证实验,推测即使在基材6a由石英玻璃以外的材料构成的情况下也为同样的结果。
即,紫外光照射装置1通过做成上述结构,紫外光B1不会入射到基材6a,被滤光器6反射而朝向+X侧行进。即,紫外光照射装置1能够将作为返回光的紫外光B1在维持着较高的强度的状态下更多地射出。即,能够实现提高了光的利用效率的紫外光照射装置1。
此外,根据上述结构,能够持续更长的时间实施基于较高的照度的紫外光的灭活处理。
[第三实施方式]
对于本发明的紫外光照射装置1的第三实施方式的结构,以与第一实施方式及第二实施方式不同之处为中心进行说明。
图13是示意地表示紫外光照射装置1的第三实施方式的外观的图,图11是将紫外光照射装置1的第三实施方式在Y方向上观察时的剖视图。此外,图13是将具备与图12不同的结构的光取出部4的紫外光照射装置1的第三实施方式在Y方向上观察时的剖视图。紫外光照射装置1的第三实施方式如图10~图12所示,通过将被嵌入在构成箱体2的罩部件2a的规定的位置处的扩散透射部件5及滤光器6用固定部件13固定,构成光取出部4。固定部件13通过被配置在扩散透射部件5的外缘部上,能够不阻碍从光取出部4射出的紫外光的光路而将扩散透射部件5和滤光器6的位置关系固定。
通过做成上述结构,即使在扩散透射部件5的厚度较小的情况下,也能够适当地使其固定在滤光器6的射出面侧。此外,即使在扩散透射部件5是片状、以单体难以固定的情况下,也能够用固定部件13支承并稳定地固定。另外,扩散透射部件5及滤光器6也可以能够相对于罩部件2a拆装,由此能够将扩散透射部件5及滤光器6单独地更换。
图16是示意地表示与图13不同的紫外光照射装置1的第三实施方式的外观的图,图17是将图16所示的紫外光照射装置1的第三实施方式在Y方向上观察时的剖视图。此外,图18是将具备与图17不同的结构的光取出部4的紫外光照射装置1的第三实施方式在Y方向上观察时的剖视图。紫外光照射装置1的第三实施方式也可以具备如图12及图13所示那样以一部分跨越光取出部4的方式构成的固定部件13。
根据上述结构,能够将扩散透射部件5及滤光器6更稳定地固定。此外,上述结构的紫外光照射装置1能够根据使用用途及光源3的种类等将扩散透射部件5及滤光器6更换。
另外,上述结构都以扩散透射部件5和滤光器6被一起替换的结构进行了说明,但也可以将扩散透射部件5和滤光器6可分离地构成,构成为分别单独地替换。此外,扩散透射部件5和滤光器6也可以不接触。
[其他实施方式]
以下,对其他实施方式进行说明。
<1>图19是在Y方向上观察紫外光照射装置1的其他实施方式时的剖视图,图20是在Y方向上观察光取出部4的结构与图19不同的紫外光照射装置1的其他实施方式时的剖视图。紫外光照射装置1如图19及图20所示,也可以通过对在罩部件2a上形成有光取出部4的滤光器6叠合扩散透射部件5和对于紫外光呈现较高的透射性的例如以石英玻璃为主要成分的透光板15而构成。根据该结构,透光板15作为固定部件发挥功能,能够使片状、膜状或薄膜状等扩散透射部件5更适当地固定在滤光器6的射出面侧。另外,在第三实施方式中,滤光器6和扩散透射部件5也可以离开。另外,扩散透射部件5和透光板15例如也可以使用粘接剂固定,但穿过滤光器6和扩散透射部件5的紫外光被粘接剂吸收,射出的紫外光容易衰减,此外,粘接剂自身有可能通过紫外线而劣化。因此,优选的是在滤光器6与扩散透射部件5之间仅在一部分上形成粘接剂,以不经由粘接剂而形成紫外光能够穿过的光路,更优选的是仅在不被较强地照射紫外光的区域(例如,相对于射出光的峰值强度为半值以下、进而为10%以下的区域)中形成,更加优选的是不使用粘接剂而用固定工具等机械地固定。
图21是在Y方向上观察与图19不同的紫外光照射装置1的其他实施方式时的剖视图,图22是在Y方向上观察光取出部4的结构与图21不同的紫外光照射装置1的其他实施方式时的剖视图。如图21及图22所示,紫外光照射装置1也可以构成为,通过将螺纹件52插入到形成在扩散透射部件5上的贯通孔53中、并拧紧到形成在罩部件2a上的螺孔51中,将扩散透射部件5固定到罩部件2a上。
根据上述结构,能够将扩散透射部件5及滤光器6更稳定地固定。此外,上述结构的紫外光照射装置1能够根据使用用途及光源3的种类等将扩散透射部件5及滤光器6更换。
如图22所示,紫外光照射装置1也可以构成为,通过将螺纹件52插入到在夹持扩散透射部件5的两片板状的保持部件5c上形成的贯通孔53中并拧紧到形成在罩部件2a上的螺孔51中,将扩散透射部件5固定到罩部件2a上。
在扩散透射部件5是树脂或微粒子的烧结体、或片状的部件那样的以单体难以固定到箱体2上的部件的情况下,保持部件5c将该扩散透射部件5夹持而保持以固定到箱体2上。
另外,在图22中,对于保持部件5c以保持扩散透射部件5的周缘部的结构进行了图示,但例如其也可以是形成有紫外光穿过的多个孔的网状的板材,是在主面上载置扩散透射部件5那样的形状。此外,本实施方式是由两片保持部件5c将扩散透射部件5的周端部夹持的结构,但保持部件5c也可以由一个部件构成。
另外,在采用该板状的保持部件5c的情况下,优选的是将保持部件5c用使波长190nm以上且小于240nm的紫外光透射的材料构成,以便能够将朝向保持部件5c行进的紫外光即便是稍稍也用于灭活处理。作为构成保持部件5c的材料,可以采用石英玻璃、硅酸硼玻璃等。
<2>作为紫外光照射装置1的再其他的实施方式,也可以做成具备提高从光源发出的紫外光的指向性、使对于滤光器6入射的入射角较小的光线成分增加的光学元件的结构。由此,通过使对于滤光器6入射的入射角较大的光线成分减少、使入射角较小的光线成分增加,能够提高来自滤光器6的光的透射效率。这基于上述的滤光器6的特性。
作为光学元件,可以使用能够提高从光源放射的紫外光的指向性、对于滤光器6将入射角控制为较小的光学透镜、光学膜、反射部件等。例如,在考虑从光源发出的紫外光的配光角的情况下,优选的是在滤光器6的入射面侧设置光学元件,以使相对于从光源发出并入射到滤光器6的紫外光的峰值强度为半值的入射角度的范围成为50度以下、45度以下、进而40度以下。进而,也可以设置光学元件以成为35度以下、30度以下。
通过做成上述结构,由光源3产生的紫外光被从光取出部4更多地取出,所以能够抑制耗电并抑制箱体内部和电源的温度上升,能实现紫外光照射装置1或搭载有紫外光照射装置1的系统整体的小型化、轻量化。
<3>在上述的各实施方式中,扩散透射部件5及滤光器6被设置在构成箱体2的罩部件2a上,但它们也可以搭载在与箱体2不同的部件上,例如也可以搭载在光源3具备的发光管30的壁面上。
此外,紫外光照射装置1也可以不是将扩散透射部件5的厚度形成得较小、而是形成得较大的结构。具体而言,也可以将扩散透射部件5的厚度设为0.5mm以上或设为比0.5mm大的厚度。这是能够适合于想要在使从光源发出的紫外光的光强度进一步衰减的状态下利用的情况的结构。紫外光的累计照射量如上述那样推荐为限制值(容许极限值)以内,但也有为了使环境中的灭活持续而想要跨更长时间使紫外光的照射继续的情况。例如,也可以想到即使是使环境中的病毒灭活之后、也从外界经由人或气溶胶新带入病毒的情况。
因此,上述结构的紫外光照射装置1通过在由扩散透射部件5抑制紫外光的强度不匀的同时使射出的紫外光的光强度衰减,能够将紫外光持续更长时间向被设置的环境中照射。该结构适合于光源自身难以将发出的紫外光的强度控制得更微弱的情况。扩散透射部件5的厚度根据上述的观点,也可以比0.5mm大。
另外,如果从进一步改善紫外光的利用效率及目的光比率的观点看,则扩散透射部件5的厚度优选的是小于1.5mm。因此,扩散透射部件5的厚度也可以设为比0.5mm大且小于1.5mm。
<4>图15是在Y方向上观察紫外光照射装置1的其他实施方式时的剖视图。在上述的各实施方式中,假设光取出部4为在箱体2的侧面上由设置有滤光器6的基材6a和扩散透射部件5构成的窗而进行了说明,但光取出部4也可以如图15所示那样是用来使紫外光穿过的单纯的开口,在此情况下,只要配置为当从+X侧观察光取出部4时基材6a和扩散透射部件5将光取出部4覆盖即可。另外,也可以将基材6a和扩散透射部件5配置在箱体2的内侧。
另外,从使从扩散透射部件5反射的返回光更多地由滤光器6向+X侧反射的观点和抑制没有穿过滤光器6的紫外光的泄漏的观点,滤光器6和扩散透射部件5优选的是尽可能接近。具体而言,滤光器6和扩散透射部件5的离开距离优选的是10cm以下,更优选的是5cm以下,特别优选的是1cm以下。
<5>在本实施方式中,作为光源3而搭载准分子灯,但光源3并不限于准分子灯,也可以采用LED等。例如,可以采用在小于240nm处具有主要的发光波长的AlGaN类LED或MgZnO类LED。
此外,在作为光源3而使用相干光源的情况下,也可以是从气体激光器或固体激光器元件放射相干的紫外光的光源,或者也可以是利用从气体激光器或固体激光器元件放射的光而新产生波长不同的相干光的波长变换元件的光源。作为波长变换元件,例如可以使用使从激光器元件放射的光的频率倍增、产生第二次高谐波发生(SHG)或第三次高谐波发生(THG)等高次高谐波的非线性光学结晶。
<6>如上述那样,本发明是对波长属于190nm以上且小于240nm的范围内的紫外光的利用进行研究,探明并考察其是由扩散透射部件5带来的衰减或比率变化较大的波长域。这与从以往以来积极地研究的处置比较长波长域的紫外光及可视光的技术划一,有助于该波长域中的更有效且安全的利用/运用。
此外,上述的紫外光照射装置1具备的结构只不过是一例,本发明并不限定于图示的各结构。
标号说明
1:紫外光照射装置
2:箱体
2a:罩部件
2b:主体
3:光源
4:光取出部
5:扩散透射部件
5a:主面
5b:边界面
5c:保持部件
6:滤光器
6a:基材
6a1:第一主面
6a2:第二主面
7a、7b:供电线
8a、8b:供电端子
13:固定部件
15:透光板
30:发光管
31a、31b:电极
31c:第一反射面
31d:锥部
32:反射部件
32a:第二反射面
51:螺孔
52:螺纹件
53:贯通孔
70:光度计
100:扩散透射部件
101:滤光器
101a:基材
101a1:第一主面
101a2:第二主面
L1:紫外光
θ:入射角
θ1:入射角
θ2:射出角
Claims (13)
1.一种紫外光照射装置,其特征在于,
具备:
光源,发出波长属于190nm以上且小于240nm的范围内的紫外光;
箱体,收容上述光源;
光取出部,将从上述光源发出的上述紫外光向上述箱体之外取出;以及
扩散透射部件,使上述紫外光扩散透射。
2.如权利要求1所述的紫外光照射装置,其特征在于,
上述扩散透射部件的厚度小于1.5mm。
3.如权利要求2所述的紫外光照射装置,其特征在于,
具备使波长属于190nm以上且小于240nm的范围内的紫外光的至少一部分透射、抑制波长属于240nm以上且小于300nm的范围内的紫外光的透射的滤光器。
4.如权利要求3所述的紫外光照射装置,其特征在于,
透射过上述滤光器的紫外光向上述扩散透射部件入射。
5.如权利要求1所述的紫外光照射装置,其特征在于,
具备:
板状的基材,使波长属于190nm以上且小于240nm的范围内的紫外光透射,第一主面被配置在上述光源侧;以及
滤光器,设置在上述基材的与上述第一主面相反侧的第二主面上,使波长属于190nm以上且小于240nm的范围内的紫外光的至少一部分透射,抑制波长属于240nm以上且小于300nm的范围内的紫外光的透射,
上述扩散透射部件使从上述滤光器射出的紫外光扩散透射。
6.如权利要求5所述的紫外光照射装置,其特征在于,
上述扩散透射部件与上述滤光器接触。
7.如权利要求5所述的紫外光照射装置,其特征在于,
具备保持上述扩散透射部件的保持部件。
8.如权利要求7所述的紫外光照射装置,其特征在于,
上述保持部件使波长属于190nm以上且小于240nm的范围内的紫外光的至少一部分透射。
9.如权利要求1所述的紫外光照射装置,其特征在于,
上述扩散透射部件能够相对于上述箱体拆装。
10.如权利要求1所述的紫外光照射装置,其特征在于,
上述扩散透射部件的主要的成分是氟类树脂、聚乙烯类树脂或聚酯类树脂。
11.如权利要求1所述的紫外光照射装置,其特征在于,
上述扩散透射部件的主要的成分是陶瓷类。
12.如权利要求11所述的紫外光照射装置,其特征在于,
上述扩散透射部件的主要的成分是二氧化硅或氧化铝。
13.如权利要求10~12中任一项所述的紫外光照射装置,其特征在于,
上述扩散透射部件关于波长属于190nm以上且小于240nm的范围内的紫外光平均透射率是10%以上。
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