JP2009112263A - 紫外線照射システム - Google Patents

Abstract

【課題】構成が簡単で、紫外線の照射履歴を検出することができる紫外線照射システムを提供する。
【解決手段】農業用ハウスで栽培する農作物に紫外線を照射する蛍光ランプ４１の一方の端部に、蛍光ランプ４１の照射履歴を表示するための照射履歴表示部４３を設ける。照射履歴表示部４３は、蛍光ランプ４１を囲む防水用パイプ４２に取り付けられ、蛍光ランプ４１の照射光以外の光を遮蔽する外郭部４３１と、その内部に設置された蓄光部４３２から構成する。蛍光ランプ４１から照射される光は、開口部４３３から入射し、蓄光部に４３２に蓄光される。農業作業者がハウスに入室したことを人感センサで検出し、蛍光ランプ４１を消灯する。農業作業者は、照射履歴表示部４３の観察窓４３４から蓄光部４３２を観察することにより、蛍光ランプ４１が入室直前まで点灯していたか否かを判断するとともに、蓄光部４３２の放光グラデーションから蛍光ランプ４１の点灯履歴を確認する。
【選択図】図２

Description

本発明は、農業ハウス等において、農作物の成育促進や病害防除のために紫外線を照射する紫外線照射システムに関する。

従来、野菜や果物等の農作物を栽培、生産するための農業用ハウスでは、栽培中の農作物に対する病害を防除し、かつ生育を促進するために、紫外線を照射することが行われている。このような農業用ハウスにおいて、作業者が紫外線に被曝すると、眼に雪眼のような炎症を起こす等、健康を害する虞がある。このため、ハウスにおける作業者の在否を検出する人感センサやタイマ機器と連動して、作業者がハウスにいる間は紫外線の照射を停止する等の安全対策が講じられている。

しかしながら、このように作業者がハウスにいる間に紫外線の照射を停止する方法では、作業者がハウスに入る直前まで紫外線の照射が確実に行われていたかどうかを判断することができない。そこで、紫外線が照射される領域の近傍に紫外線強度計を設置し、計測したデータを蓄積するシステムが提案されている。

例えば、紫外線ランプを点灯させる点灯回路と、点灯回路を制御する制御部と、紫外線ランプから放射される紫外線の照度を検出する紫外線センサと、紫外線ランプの点灯時間を計時するタイマと、紫外線の照射時間叉は照射量を設定する調整器を備え、制御部により、検出した紫外線の照度と紫外線の照射時間との積である紫外線照射量が、殺菌率に応じて設定される所望の値となるように点灯回路を制御する紫外線ランプ点灯装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、紫外線を含む光を放射する光源を備え、フィルタにより、植物に照射される位置における波長２８０〜３４０ｎｍの紫外線の光量が５０μＷ／ｃｍ²以下になるように制御するとともに、３４０〜３８０ｎｍの波長成分が略ゼロになるように制御する植物病害防除用照明装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−９５４００号公報 特開２００５−３２８７３４号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載された例では、紫外線センサからのデータを蓄積するデータ蓄積部が必要となり、システムの構成が複雑かつ高価であるという問題点がある。また、特許文献２に記載された例は、植物の病害となる糸状菌の胞子形成や菌糸の成長を抑制するためのものであり、人の紫外線に対する防護は考慮されていないばかりか、この照明装置では、紫外線の照射履歴については検出することができない。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、紫外線に対する安全を確保しつつ、紫外線の照射履歴を検出することができ、構成が簡単な紫外線照射システムを提供することを目的とする。

本発明の紫外線照射システムは、紫外線を含む光を照射する光源を有し、自動で消灯する機能を有する紫外線照射システムであって、前記光源の近傍に、前記光源から照射される光を受光するとともに、前記光源から照射される光以外の光を遮蔽するように、開口部を有する外郭部と、前記外郭部の内部に設けられ、前記開口部を介して入射する前記光源から照射された光をモニタするモニタ部と、を有するものである。

この構成により、モニタ部を覆う外郭部は光源方向に開口部を有し、それ以外の部分は太陽光や他の人工光からの紫外線を遮蔽し、紫外線光源からの光だけを受光する構造となっているので、モニタ部の出力によって、容易に紫外線の照射履歴を検出することができる。

また、本発明は、上記の紫外線照射システムにおいて、前記モニタ部が、蓄光部材で構成されるものを含む。

この構成により、光源が消灯した後に、モニタ部を構成する蓄光部材の放光輝度を視認することで、紫外線の照射履歴を判断することができる。

また、本発明は、上記の紫外線照射システムにおいて、前記蓄光部材が、前記光源の光軸と略平行な長手軸を有するものを含む。

この構成により、蓄光部材は長手軸を有するものであり、長手軸は光源の光軸と略平行であるので、開口部に近い部分から遠い部分にかけての放光時における輝度の変化から光源の消灯時間を把握することができる。特に、蓄光部材の光源に近い部分と遠い部分では、蓄光される光量が異なるため、光源の発光強度、光源と蓄光部材の距離、蓄光部材に塗布された蓄光材料の量を適切に調節することにより、どの程度の紫外線光量が積算して照射されたか、叉は、どれくらい以前に消灯したかなどを確認することができる。

また、本発明は、上記の紫外線照射システムにおいて、前記蓄光部材を覆う外郭部の側面の長手方向に対して略平行に、可視光を透過し、波長４００ｎｍ以下の紫外線を遮断する紫外線カットフィルタを備えた観察窓を設けてなるものも含まれる。

この構成により、外郭の内部に設置された蓄光部材の放光時における輝度の変化を、観察窓を介して正確に視認できるとともに、太陽光など外界の紫外線が進入することを防止できる。

また、本発明は、上記の紫外線照射システムにおいて、前記蓄光部材を覆う外郭部の内部には、前記光源の光軸と略直交する向きに、紫外線強度を調整する調光部材を備えるものも含まれる。

この構成により、外郭部の内部に進入する紫外線の量を、光軸方向で段階的に低下させることが可能となるため、ランプから遠く離れた位置まで蓄光部材を伸ばさなくても、光の強さに応じた蓄光部材上のグラデーションを生成することができ、蓄光部材を短くすることが可能となる。

また、本発明は、上記の紫外線照射システムにおいて、前記調光部材は、調光用フィルタであるものも含まれる。

この構成により、外郭部の内部に進入する紫外線の量を、光軸方向で段階的に低下させることが可能となるため、ランプから遠く離れた位置まで蓄光部材を伸ばさなくても、光の強さに応じた蓄光部材上のグラデーションを生成することができ、蓄光部材を短くすることが可能となる。

また、本発明は、上記の紫外線照射システムにおいて、前記調光部材は、複数の孔を有する平面板と、前記孔を塞ぐ蓋部材と、を有するものも含まれる。

この構成により、外郭部の内部に進入する紫外線の量を、光軸方向で段階的に低下させることが可能となるため、ランプから遠く離れた位置まで蓄光部材を伸ばさなくても、光の強さに応じた蓄光部材上のグラデーションを生成することができ、蓄光部材を短くすることが可能となる。

本発明によれば、紫外線に対する安全を確保しつつ、紫外線の照射履歴を検出することができ、構成が簡単な紫外線照射システムを提供できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る紫外線照射システムを用いる農業用ハウスの概略構成を示す図である。

本発明の紫外線照射システムは、図１に示すように、農業用ハウス１内で用いられるもので、開口部を有する外郭部４３１と、前記外郭部の内部に設けられ、前記開口部を介して入射する光をモニタする蓄光部４３２とを、光源の近傍に設け、前記光源から照射される光を受光するとともに、前記光源から照射される光以外の光を遮蔽するようにしたことを特徴とするものである。図１において、農業用ハウス１は、フレームに透明なビニルフィルム又はガラス板を展設した略閉空間の農業用温室であり、日中は太陽光２が温室の全ての面から入り、入った熱を効果的に蓄積する。農業用ハウス１では、土が耕されて複数の畝３が形成されているとともに、畝３の略直上に本発明の実施の形態に係る紫外線照射システム４が設置されている。また、農業用ハウス１には、腰の位置での農作業を可能とするために、高さ５０〜１００ｃｍ程度の不図示の栽培ベンチ等が置かれている。

このように構成された農業用ハウス１では、畝３上で農作物が栽培される。その際、栽培中の農作物に対する病害を防除し、かつ生育を促進するために、紫外線照射システム４から農作物に対して紫外線が照射される。

なお、この農業用ハウス１には、作業者が農業用ハウス１に居ることを検出して、紫外線照射システム４の紫外線照射を停止する不図示の人感センサが設置されている。ここで人感センサとしては、赤外線センサあるいは熱線センサが用いられる。

図２は、本発明の実施の形態に係る紫外線照射システムの概略構成を示す図である。同図において、紫外線照射システム４は、紫外線を含む光を放射する光源としての蛍光ランプ４１と、蛍光ランプ４１を囲繞して農作物に散水する際等の水滴から蛍光ランプ４１を防護するための防水用パイプ４２と、防水用パイプ４２の一方の端部に設置され、蛍光ランプ４１から照射される紫外線の照射履歴を表示する照射履歴表示部４３を有する構成である。なお、光源は蛍光ランプに限るものではなく、高輝度放電灯やキセノンランプ、更には、紫外線を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）等が使用可能である。

照射履歴表示部４３は、外郭部４３１と、外郭部４３１の内部に設置された蓄光部４３２を備えて構成され、外郭部４３１を介して防水用パイプ４２に取り付けられている。

外郭部４３１は、円形又は多角形の断面を有する筒状を有し、蛍光ランプ４１から照射される紫外線を含む光を蓄光部４３２に導くために、蛍光ランプ４１側の端部で長手方向と平行に設けられた開口部４３３と、蓄光部４３２から放光される光を観察するための観察窓４３４を有している。この外郭部４３１は、光源が図２に示す蛍光ランプ４１のように細長い形状の場合は、ランプの長手方向と直角方向に主たる光軸があるので、ランプ長手方向と略平行に設置される。

外郭部４３１を構成する材料としては、例えばアルミニウム等の金属板が使用され、ハウスの外から進入する太陽光の可視光や紫外線を完全に遮蔽する。また、外郭部４３１の内面は、蛍光ランプ４１から照射される光を効率よく導光するとともに、紫外線を良好に反射するために、研磨によって鏡面に仕上げる方法、或いは、鏡面を有するアルミ薄膜シートや銀薄膜シートを貼付する方法などが用いられる。或いは、白色梨地塗装あるいは、エッチング加工などを施すことによって表面を粗面化し導光した光を拡散させるようにしてもよい。

なお、外郭部４３１を不透明な樹脂の成形加工によって形成することも可能である。この場合は、開口部４３３を介して内部に進入した光を反射させるために、内面にアルミニウムや銀の薄膜シートを貼付したり、アルミニウム薄膜などの金属薄膜を蒸着するなどの方法により反射面を形成する必要がある。また、外郭部４３１と防水用パイプ４２を樹脂で一体成形して形成することもできる。

蓄光部４３２は、紙、金属、材木、樹脂、ガラス等からなる薄い基材の上に、放光特性に優れたアルミナ系酸化物等の無機顔料からなる蓄光体を塗布したものである。アルミナ系酸化物による蓄光体は、１０００℃以上の温度で溶融して作られているため、極めて安定であり、耐候性や耐熱性に優れ、半永久的に使用が可能といわれている。

観察窓４３４は、蓄光部４３２の放光状態を観察するための開口であり、例えば、図３（ａ）に示すように、外郭部４３１の蛍光ランプ４１の光軸と平行な方向に設けられたスリット４３５、又は、図３（ｂ）に示すように、縦一列に設けられた複数の丸穴４３６から構成されるものである。

図４は、図２のＸ−Ｘ’断面における紫外線照射システムの主要な構成を示す図であり、（ａ）はＡ矢視図、（ｂ）はＢ矢視図である。

図４（ａ）に示すように、観察窓４３４は、観察者から透明に見えることで蓄光部４３２の中に設置された蓄光部４３２の放光状態を視認することができる。また、図４（ｂ）に示すように、観察窓４３４には、ガラス板又は透明な樹脂板からなり、波長が４００ｎｍ以下の光を遮断する紫外線カットフィルタ４３７が取りつけられている。なお、この紫外線カットフィルタ４３７に代えて、例えば、可視光を透過し、紫外線を反射又は吸収する樹脂製のシートやシールなどを、図３（ａ）および（ｂ）に示したスリット４３５や丸穴４３６を塞ぐように貼付する構成であってもよい。

照射履歴表示部４３をこのように構成することにより、外界から太陽光等による紫外線が進入することを防止することができ、蓄光部４３２には蛍光ランプ４１から照射される紫外線を含む光のみを蓄光することができる。

図４（ａ）に戻り、本実施の形態の紫外線照射システムには、更に、蛍光ランプ４１から照射される紫外線を含む光を、効率的に農作物に照射するための反射板４４が防水用パイプ４２の上方に設置されている。

反射板４４は、蛍光ランプ４１の光軸に対して略放物線の断面形状を有し、紫外領域の光に対して高い反射率を有するように、表面を研磨加工によって鏡面に仕上げたステンレス板やアルミニウム板等から構成されている。また、銅板やガラス板にアルミニウムを１層に蒸着したもの、又はアルミニウム以外の金属を多層に蒸着したもの等を用いることができる。更に、反射板４４を樹脂成形によって形成し、その表面に金属メッキを施したものも使用可能である。

次に、以上のように構成した本発明の実施の形態に係る紫外線照射システムの動作について説明する。

図１に示す農業用ハウス１において、畝３で栽培される農作物に対して紫外線照射システム４から紫外線を含む光を照射する。照射時間は、日中における特定の時間、或いは、夜間も含めた終日というように、栽培する農作物や防除する病害等に応じて決定する。

紫外線を含む光を日中に照射する場合は、紫外線照射システム４に対しても太陽光２の可視光および紫外線が照射されるが、照射履歴表示部４３の外郭部４３１はこれらの光を遮断する構造であるため、内部に設置された蓄光部４３２に太陽光２が届くことはない。

蛍光ランプ４１から放射された紫外線を含む光は、図４（ｂ）に示すように、照射履歴表示部４３の開口部４３３を介して進入し、外郭部４３１の内面で反射して、蓄光部４３２に照射される。

蓄光部４３２に照射される光は、蛍光ランプ４１からの距離が遠いほど弱まる。このため、蓄光部４３２に蓄光される量は、蛍光ランプ４１の光軸方向に漸次少なくなって、蓄光量のグラデーションが形成される。

農業作業者が農業用ハウス１に入ると、室内に備えられた人感センサやタイマに連動して蛍光ランプ４１が消灯する。すると、蓄光部４３２は蓄光量のグラデーションに対応した輝度のグラデーションで放光を開始する。

農業作業者が観察窓４３４を介して照射履歴表示部４３の蓄光部４３２を覗くと、そこには蛍光ランプ４１が長時間点灯していた直後の放光グラデーションが観察でき、入室直前まで点灯していたと判断することができる。

また、蓄光部４３２の放光グラデーションは、蛍光ランプ４１消灯後の時間の経過と共に徐々に輝度が減少するが、図３（ａ）および（ｂ）に示すような形状の観察窓４３５、４３６を用いることにより、蛍光ランプ４１を消灯してからどの程度経過したかを判断することができる。また、図３（ａ）に示す観察窓４３５の脇にスケール等を設けておくことで、判断がより一層容易になる。

以上説明したように、このような本発明の実施の形態に係る紫外線照射システムによれば、農業用ハウスで栽培する農作物に紫外線を照射する蛍光ランプの一方の端部に、紫外線の照射履歴を表示する照射履歴表示部を設ける。照射履歴表示部は、開口部及び観察窓を有する外郭部と、その内部に設置した蓄光部から構成され、蛍光ランプから照射される紫外線を開口部から導光して蓄光部に蓄光する。農業作業者がハウスに入室すると、人感センサやタイマに連動して蛍光ランプが消灯し、農業作業者は観察窓を介して蓄光部を観察する。これにより、農業作業者の紫外線に対する安全を確保することができると共に、蛍光ランプが入室直前まで点灯していたか否かを判断することが可能である。また、蓄光部の放光グラデーションから蛍光ランプの点灯履歴を確認することができる。

（実施の形態２）
図５（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態２に係る紫外線照射システムであり、実施の形態１における、照射履歴表示部４３の変形例を示す図である。この変形例における照射履歴表示部４５は、外郭部４３１の内部における蛍光ランプ４１の光軸と直角方向に紫外線強度を調整するための複数の調光用フィルタ４３８を備えるものである。この調光用フィルタ４３８は、中心付近に蓄光部４３２が通るスリットを設けてある。他は前記実施の形態１と同様に形成される。

調光用フィルタ４３８は、波長が４００ｎｍ以下の紫外線の透過率がゼロではないものの比較的小さい光学フィルタである。一般的な蓄光体は、紫外線ほどではないが可視光にも反応するので、本実施の形態では、可視域の光に対して低い透過率を有するフィルタを用いることが望ましい。

これにより、蛍光ランプ４１の紫外線強度や、蛍光ランプ４１から蓄光部４３２までの距離、蓄光部４３２の長さ等で蓄光量のグラデーションが異なっても、蓄光部４３２の長さと調光用フィルタ４３８の透過率、及び使用枚数を最適化することにより、作業者が放光時のグラデーションから紫外線の照射履歴を判断し易いように調整することができる。

なお、前記実施の形態１，２では、いずれも蓄光部材を用いて紫外線の照射履歴を判断するようにしたが、フォトダイオードを用いて光電変換電流を検出するなど、適宜別の方法で照射履歴を検出するようにしてもよい。

本発明の紫外線照射システムは、構成が簡単で、紫外線に対する安全を確保しつつ、紫外線の照射履歴を検出することができる効果を有し、農作物の成育促進や病害防除のために紫外線を照射する農業ハウス等に有用である。

本発明の実施の形態に係る紫外線照射システムを用いる農業用ハウスの概略構成を示す図 本発明の実施の形態に係る紫外線照射システムの概略構成を示す図 （ａ）本発明の実施の形態に係る観察窓の構成を示す図 （ｂ）本発明の実施の形態に係る観察窓の他の構成を示す図 （ａ）図２のＸ−Ｘ’断面におけるＡ矢視図 （ｂ）図２のＸ−Ｘ’断面におけるＢ矢視図 （ａ）本発明の実施の形態に係る紫外線照射システムにおいて、照射履歴表示部の変形例を示す概略構成図 （ｂ）（ａ）のＹ−Ｙ’断面図

符号の説明

１ 農業用ハウス
２ 太陽光
３ 畝
４ 紫外線照射システム
４３、４５ 照射履歴表示部
４３１ 外郭部
４３２ 蓄光部
４３３ 開口部
４３４ 観察窓
４３７ 紫外線カットフィルタ
４３８ 調光用フィルタ

Claims (7)

1. 紫外線を含む光を照射する光源を有し、自動で消灯する機能を有する紫外線照射システムであって、
   前記光源の近傍に、前記光源から照射される光を受光するとともに、前記光源から照射される光以外の光を遮蔽するように、開口部を有する外郭部と、
   前記外郭部の内部に設けられ、前記開口部を介して入射する前記光源から照射された光をモニタするモニタ部と、
   を有する紫外線照射システム
2. 請求項１に記載の紫外線照射システムであって、
   前記モニタ部は、
   蓄光部材で構成される紫外線照射システム。
3. 請求項２に記載の紫外線照射システムであって、
   前記蓄光部材は、
   前記光源の光軸と略平行の長手軸を有する紫外線照射システム。
4. 請求項２又は３に記載の紫外線照射システムであって、
   前記蓄光部材を覆う外郭部の側面の長手方向に対して略平行に、
   可視光を透過し、波長４００ｎｍ以下の紫外線を遮断する紫外線カットフィルタを備えた観察窓を設けてなる紫外線照射システム。
5. 請求項２ないし４のいずれかに記載の紫外線照射システムであって、
   前記蓄光部材を覆う外郭部の内部には、前記光源の光軸と略直交する向きに、紫外線強度を調整する調光部材を備える紫外線照射システム。
6. 請求項５に記載の紫外線照射システムであって、
   前記調光部材は、
   調光用フィルタである紫外線照射システム。
7. 請求項５に記載の紫外線照射システムであって、
   前記調光部材は、
   複数の孔を有する平面板と、
   前記孔を塞ぐ蓋部材と、
   を有する紫外線照射システム。

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