JP2021094008A - 光照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】食品の質の低下を抑えつつ、菌の増殖を抑えられるようにする。【解決手段】食品への光の照射を行う光照射装置であり、紫外線領域の波長の光である紫外光を出射する発光ダイオードであって、前記食品に対して照射される紫外光を出射する発光ダイオードと、前記発光ダイオードを支持する支持機構と、前記食品の温度を把握する温度把握手段と、前記発光ダイオードの点灯の制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記温度把握手段により把握された温度が予め定められた温度よりも低くなった場合に、又は、当該温度把握手段により把握された温度が予め定められた温度よりも大きくなった場合に、前記発光ダイオードの点灯を開始する光照射装置。【選択図】図１

Description

本発明は、光照射装置に関する。

特許文献１には、青果物を包装材で中空に維持し、青果物の周方向から青果物へ紫外線を含む光を照射して、青果物の表皮に付着した微生物を殺菌する、青果物の殺菌方法が開示されている。
特許文献２には、複数の温度のいずれかに選択された温度に制御する機能を備えた断熱区画された貯蔵室に、紫外ＬＥＤ光源を設置することで、貯蔵室内の壁面や貯蔵品表面に付着している微生物の増殖機能を不活性化させる構成が開示されている。
特許文献３には、上部紫外線反射容器の上部開口部に、紫外線照射ユニットが着脱可能に取り付けられた構成が開示されている。

特開２０１７−１５３４５６号公報 特開２００７−３０６２号公報 特開２０１７−７７４０１号公報

食品に対して照射される紫外光を出射する発光ダイオードを点灯させたままの状態とすると、食品の風味が低下するなど食品の質が低下するおそれがある。その一方で、発光ダイオードを消灯させると、食品に付着した菌が増殖するおそれがある。
本発明の目的は、食品の質の低下を抑えつつ、菌の増殖を抑えられるようにすることにある。

本発明が適用される光照射装置は、食品への光の照射を行う光照射装置であり、紫外線領域の波長の光である紫外光を出射する発光ダイオードであって、前記食品に対して照射される紫外光を出射する発光ダイオードと、前記発光ダイオードを支持する支持機構と、前記食品の温度を把握する温度把握手段と、前記発光ダイオードの点灯の制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記温度把握手段により把握された温度が予め定められた温度よりも低くなった場合に、又は、当該温度把握手段により把握された温度が予め定められた温度よりも大きくなった場合に、前記発光ダイオードの点灯を開始する光照射装置である。

本発明によれば、食品の質の低下を抑えつつ、菌の増殖を抑えられるようになる。

光照射装置の構成例を示した図である。 制御装置のハードウェア構成の一例を説明する図である。 制御装置の機能構成の例を示した図である。 制御部による発光ダイオードの点灯制御を説明する図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、制御部による発光ダイオードの点灯制御を説明する図である。 制御部による発光ダイオードの点灯制御を説明する図である。 制御部による発光ダイオードの点灯制御を説明する図である。 制御部による発光ダイオードの点灯制御を説明する図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、制御部による発光ダイオードの点灯制御を説明する図である。 光照射装置の他の構成例を示した図である。 制御部による発光ダイオードの点灯制御を説明する図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、光照射装置１の構成例を示した図である。
本実施形態の光照射装置１は、食品への光の照射を行う可搬型の光照射装置１である。本実施形態では、この光照射装置１を持ち運ぶことで、様々な箇所への光照射装置１の設置を行える。

図１に示す例では、光照射装置１の横に、皿１０に盛られた食品２０があり、本実施形態では、この食品２０に対して、光照射装置１からの光が照射される。
より具体的には、図１に示す例では、ビッフェや立食形式のレストラン、調理場などに、光照射装置１が設置された場合を例示している。
付言すると、図１に示す例では、多数の者に提供される食品２０の横に光照射装置１が設置された場合を例示している。

本実施形態の光照射装置１には、複数の発光ダイオード３１と、この発光ダイオード３１を支持する支持機構４０とが設けられている。
発光ダイオード３１の各々は、紫外線領域の波長の光（１０〜４００ｎｍの波長の光）（以下、「紫外光」と称する）を出射し、本実施形態では、この紫外光が食品２０へ照射される。これにより、食品２０に付着した菌の増殖が抑えられる。
なお、本実施形態の光照射装置１では、発光ダイオード３１から出射された紫外光を拡散させる機能を有するカバー部材３２が設けられている。

支持機構４０には、ダイオード支持部材４１、支柱４３、台座４５が設けられている。
ダイオード支持部材４１には、複数の発光ダイオード３１が取り付けられている。ダイオード支持部材４１は、この複数の発光ダイオード３１を支持する。
支柱４３は、鉛直方向に延び、ダイオード支持部材４１を支持する。
台座４５は、テーブルの上などに設置され、支柱４３を支持する。

本実施形態では、ダイオード支持部材４１は、ヒンジ４１Ａを介して支柱４３に取り付けられており、本実施形態では、支柱４３に対するダイオード支持部材４１の回転が可能となっている。
より具体的には、本実施形態では、水平方向に沿った回転軸４１Ｂを中心として、矢印１Ａで示す方向へのダイオード支持部材４１の回転が可能となっている。

本実施形態では、発光ダイオード３１の位置の変更を行えるようになっている。
より具体的には、本実施形態では、高さ方向における、発光ダイオード３１の位置の変更を行えるようになっている。
より具体的には、本実施形態では、回転軸４１Ｂを中心として、ダイオード支持部材４１を回転させることで、発光ダイオード３１が上下動する。

また、本実施形態では、回転軸４１Ｂを中心として、ダイオード支持部材４１を回転させることで、発光ダイオード３１の向き（光軸が向く方向）が変化する。
言い換えると、本実施形態の光照射装置１は、発光ダイオード３１の光軸の向きを変更できるように構成されている。

さらに、本実施形態では、台座４５に対して支柱４３が回転するようになっている。より具体的には、本実施形態では、鉛直（上下）方向に沿った回転軸４３Ａを中心に、支柱４３が回転するようになっている。
本実施形態では、この回転軸４３Ａを中心に支柱４３を回転させると、高さ方向（鉛直方向）と交差する方向における、発光ダイオード３１の位置が変更される。付言すると、水平方向における、発光ダイオード３１の位置が変更される。

さらに、本実施形態では、支柱４３が、下方支柱４３Ｅと上方支柱４３Ｆとにより構成されている。さらに、本実施形態では、ネジなどにより構成され、下方支柱４３Ｅに上方支柱４３Ｆを固定するための固定用機構（不図示）が設けられている。
本実施形態では、下方支柱４３Ｅに対して、上方支柱４３Ｆが移動できるようになっている。より具体的には、上下方向への上方支柱４３Ｆが移動可能となっている。

本実施形態では、下方支柱４３Ｅに対して上方支柱４３Ｆを移動させると、発光ダイオード３１が上下動する。
本実施形態では、回転軸４１Ｂを中心としたダイオード支持部材４１の回転だけではなく、上方支柱４３Ｆの移動によっても、高さ方向における、発光ダイオード３１の位置が変更される。

さらに、本実施形態の光照射装置１には、制御装置１００、電池２００、カメラ３００、および、赤外線センサ３５０が設けられている。
本実施形態の光照射装置１は、いわゆる電池式であり、本実施形態では、電池２００（バッテリー）から発光ダイオード３１へ電力が供給され、発光ダイオード３１が点灯する。
このように電池２００を用いると、コード式に比べ（外部電源から光照射装置１へ電力が供給される構成に比べ）、光照射装置１をより多くの場所に設置できる。

さらに、本実施形態では、ダイオード支持部材４１の先端部に、カメラ３００が設けられている。このカメラ３００は、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）や、ＣＭＯＳ（Complementarymetal-Oxide-Semiconductor）により構成される。
本実施形態では、このカメラ３００によって、食品２０や、光照射装置１の周囲の状況が撮影される。
さらに、本実施形態では、ダイオード支持部材４１の先端部に、赤外線センサ３５０が設けられている。本実施形態では、この赤外線センサ３５０が用いられて、食品２０の温度が把握される。

図２は、制御装置１００のハードウェア構成の一例を説明する図である。
制御装置１００は、ＣＰＵ（＝Central Processing Unit）４０１と、プログラムが記憶されたＲＯＭ（＝Read Only Memory）４０２と、ワークエリアとして用いられるＲＡＭ（＝Random Access Memory）４０３と、ハードディスクドライブ等により構成された情報記憶装置４０４とを有している。
ここで、ＣＰＵ４０１はマルチコアでもよい。また、ＲＯＭ４０２は、書き換え可能な不揮発性の半導体メモリでもよい。制御装置１００は、いわゆるコンピュータである。

図３は、制御装置１００の機能構成の例を示した図である。
本実施形態では、ＣＰＵ４０１によるプログラムの実行によって、制御装置１００は、制御部１０１、温度把握部１０２として機能する。
制御手段の一例としての制御部１０１は、発光ダイオード３１の点灯の制御を行う。
温度把握手段の一例としての温度把握部１０２は、光照射装置１による紫外光の照射対象となる食品２０の温度を把握する。

本実施形態では、制御部１０１が、発光ダイオード３１（図１参照）の点灯を制御する。
より具体的には、制御部１０１は、光照射装置１に設けられた電源スイッチ（不図示）がユーザによりオンされると、発光ダイオード３１への給電を開始し、発光ダイオード３１を点灯させる。
また、制御部１０１は、不図示の電源スイッチがオフされると、発光ダイオード３１への給電を停止し、発光ダイオード３１を消灯させる。

ここで、制御部１０１による制御はこれに限らず（発光ダイオード３１を連続して点灯させるのに限らず）、例えば、発光ダイオード３１の点灯と消灯とが繰り返されるように、発光ダイオード３１の点灯を制御してもよい。
より具体的には、この場合、制御部１０１は、例えば、図４（制御部１０１による発光ダイオード３１の点灯制御を説明する図）に示すように、発光ダイオード３１が点灯した状態が第１の時間継続したら、発光ダイオード３１を消灯させ、発光ダイオード３１が消灯した状態が第２の時間継続したら、発光ダイオード３１を点灯させる。

ここで、発光ダイオード３１を点灯させたままの状態とすると、食品２０の風味が低下するなど食品２０の質が低下するおそれがある。その一方で、発光ダイオード３１を消灯させると、食品２０に付着した菌が増殖するおそれがある。
発光ダイオード３１の点灯と消灯とが繰り返されるように、発光ダイオード３１の点灯を制御すると、食品２０の質の低下を抑えつつ、菌の増殖を抑えられるようになる。

ここで、上記の第１の時間と第２の時間は、同じ時間としてもよい。
また、例えば、図５（制御部１０１による発光ダイオード３１の点灯制御を説明する図）の（Ａ）に示すように、第１の時間の方を、第２の時間よりも長くしてもよい。この場合、第１の時間と第２の時間とが同じである場合に比べ、紫外光の照射量が増え、菌の増殖をより抑えられる。

また、例えば、図５の（Ｂ）に示すように、第１の時間の方を、第２の時間よりも短くしてもよい。この場合、第１の時間と第２の時間とが同じである場合に比べ、紫外光の照射量が減り、食品２０の質の低下を抑えられる。

また、その他に、図６（制御部１０１による発光ダイオード３１の点灯制御を説明する図）に示すように、光照射装置１を用いた食品２０への紫外光の照射を開始してから（光照射装置１の電源スイッチがオンされてから）、予め定められた時間（例えば、３０分）が経過するまでは、第１の時間および第２の時間のうちの一方の時間を他方の時間よりも短くし、予め定められた時間が経過した後は、一方の時間を他方の時間よりも長くしてもよい。
図６に示す例では、光照射装置１を用いた食品２０への紫外光の照射を開始してから（光照射装置１の電源スイッチがオンされてから）、予め定められた時間（例えば、３０分）が経過するまでは、第１の時間の方を第２の時間よりも短くし、この予め定められた時間が経過した後は、第１の時間の方を第２の時間よりも長くしている。

光照射装置１を用いた食品２０への紫外光の照射を開始した直後は、食品２０（料理）が出来立てのことも多く、紫外光の照射はあまり必要とされない。
その一方で、時間がある程度経過すると、食品２０に付着した菌が増殖しやすくなる。
この処理例のように、当初は、紫外光の照射時間を短くし、後に、紫外光の照射時間を長くすると、食品２０の質の低下を抑制しつつ、菌の増殖を抑えられるようになる。
また、これとは逆に、光照射装置１を用いた食品２０への紫外光の照射を開始してから（光照射装置１の電源スイッチがオンされてから）、予め定められた時間（例えば、３０分）が経過するまでは、第１の時間の方を第２の時間よりも長くし、予め定められた時間が経過した後は、第１の時間の方を第２の時間よりも短くしてもよい。
予め定められた時間が経過した後に、第１の時間の方を短くしたとしても、この短い第１の時間での紫外光の照射で、菌の増殖を十分に抑えられることもある。途中から第１の時間の方を短くすると、消費減力の削減を図りつつ、菌の増殖を抑えられるようになる。

また、その他に、光照射装置１を用いた食品２０への紫外光の照射を開始してから、予め定められた時間が経過した場合に、第１の時間を変更し、この予め定められた時間が経過する前における第１の時間と、予め定められた時間が経過した後における第１の時間とを異ならせてもよい。
具体的には、例えば、照射装置１を用いた食品２０への紫外光の照射を開始してから、予め定められた時間が経過した場合に、第１の時間を変更し、この予め定められた時間が経過する前における第１の時間の方を、予め定められた時間が経過した後における第１の時間よりも短くしてもよい。
この場合、上記と同様、当初は、紫外光の照射時間が短くなり、後に、紫外光の照射時間が長くなり、食品２０の質の低下を抑制しつつ、菌の増殖を抑えられるようになる。

また、これとは逆に、予め定められた時間が経過する前における第１の時間の方を、予め定められた時間が経過した後における第１の時間よりも長くしてもよい。
この場合は、上記と同様、消費減力の削減を図りつつ、菌の増殖を抑えられるようになる。
付言すると、予め定められた時間が経過した場合に第１の時間を短くしたとしても、この短い第１の時間自体で、菌の増殖を十分に抑えられることもあり、第１の時間を短くすると、消費減力の削減を図りつつ、菌の増殖を抑えられる。

また、その他に、光照射装置１を用いた食品２０への紫外光の照射を開始してから、予め定められた時間が経過した場合に、第２の時間を変更し、この予め定められた時間が経過する前における第２の時間と、予め定められた時間が経過した後における第２の時間とを異ならせてもよい。
より具体的には、例えば、照射装置１を用いた食品２０への紫外光の照射を開始してから、予め定められた時間が経過した場合に、第２の時間を変更し、この予め定められた時間が経過する前における第２の時間を、予め定められた時間が経過した後における第２の時間よりも短くしてもよい。
また、これとは逆に、予め定められた時間が経過する前における第２の時間を、予め定められた時間が経過した後における第２の時間よりも長くしてもよい。

また、その他に、図７（制御部１０１による発光ダイオード３１の点灯制御を説明する図）に示すように、制御部１０１は、食品２０の脇に光照射装置１が設置されてから予め定められた時間が経過した後に、発光ダイオード３１の点灯を開始するようしてもよい。
この場合も、食品２０の質の低下を抑制しつつ、菌の増殖を抑えられるようになる。

上記と同様、食品２０の脇に光照射装置１が設置された直後は、食品２０（料理）が出来立てのことも多く、紫外光の照射はあまり必要とされない。その一方で、時間が経過すると、食品２０に付着した菌が増殖しやすくなる。
食品２０の脇に光照射装置１が設置されてから予め定められた時間が経過した後に、発光ダイオード３１の点灯を開始するようにすると、上記と同様、食品２０の質の低下を抑制しつつ、菌の増殖を抑えられるようになる。

なお、食品２０の脇に光照射装置１が設置されたか否かは、例えば、カメラ３００により得られた映像を解析することで判断する。
より具体的には、カメラ３００により得られた映像に食品２０が含まれているか否かにより、食品２０の脇に光照射装置１が設置されたか否かを判断する。

また、その他、同様の理由により、光照射装置１の電源スイッチがオンされたら、すぐに発光ダイオード３１をオンするのではなく、オンされてから予め定められた時間が経過した後に、発光ダイオード３１の点灯を開始するようにしてもよい。
この場合も、食品２０が出来立ての状態にあるときには、紫外光の照射が抑制され、食品２０が出来てから時間が経過した後に、紫外光の照射が開始されるようになる。

また、食品２０の温度を把握するようにし、図８（制御部１０１による発光ダイオード３１の点灯制御を説明する図）に示すように、この温度が、予め定められた温度よりも低くなった場合に、発光ダイオード３１の点灯を開始するようにしてもよい。

より具体的には、この処理を行う場合は、まず、温度把握部１０２が、赤外線センサ３５０からの信号を基に、食品２０の温度を把握する。
そして、制御部１０１は、温度把握部１０２により把握された温度が、予め定められた温度（閾値）よりも低い場合に、発光ダイオード３１の点灯を開始する。

食品２０の温度が、予め定められた温度を超え高い場合には、菌の増殖が起こりにくい。その一方で、食品２０の温度が低下すると、菌が増殖しやすくなる。
上記のように、予め定められた温度よりも低くなった場合に、発光ダイオード３１の点灯を開始すると、上記と同様、食品２０の質の低下を抑制しつつ、菌の増殖を抑えられる。

また、その他に、食品２０の温度を把握するようにし、図１１（制御部１０１による発光ダイオード３１の点灯制御を説明する図）に示すように、この温度が、予め定められた温度よりも大きくなった場合に、発光ダイオード３１の点灯を開始するようにしてもよい。

より具体的には、この処理を行う場合は、上記と同様、まず、温度把握部１０２が、赤外線センサ３５０からの信号を基に、食品２０の温度を把握する。
そして、制御部１０１は、温度把握部１０２により把握された温度が、予め定められた温度（閾値）よりも大きい場合に、発光ダイオード３１の点灯を開始する。

食品２０の温度が、予め定められた温度よりも低い場合も、菌の増殖が起こりにくい。その一方で、食品２０の温度が大きくなると、菌が増殖しやすくなる。
より具体的には、例えば、食品２０がサラダである場合を想定した場合に、このサラダの温度が例えば１０℃であると、菌の増殖が起こりにくいが、サラダの温度が例えば２０℃を超えると、菌の増殖が起こりやすくなる。
上記のように、予め定められた温度よりも大きくなった場合に、発光ダイオード３１の点灯を開始すると、上記と同様、食品２０の質の低下を抑制しつつ、菌の増殖を抑えられる。

また、制御部１０１は、図９（制御部１０１による発光ダイオード３１の点灯制御を説明する図）の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、発光ダイオード３１の出力を次第に増加させてもよい。
なお、発光ダイオード３１の出力の増加は、（Ａ）に示すように、発光ダイオード３１の出力を連続的に増加させていってもよいし、（Ｂ）に示すように、３０分など、予め定められた時間が経過する度に、発光ダイオード３１の出力を増加させてもよい。
この場合も、菌が増殖しにくい初期のタイミングでは、紫外光の照射量が少なくなり、時間が経過し、菌が増殖しやすくなると、紫外光の照射量が多くなる。

また、その他に、制御部１０１は、発光ダイオード３１（図１参照）よりも下方に、人間の目がある場合に、発光ダイオード３１を消灯し又は当該発光ダイオード３１の出力を低下させてもよい。
ここで、「発光ダイオード３１よりも下方に、人間の目がある」とは、発光ダイオード３１の真下に、人間の目があるという意味ではなく、鉛直方向における位置を比べた場合に、発光ダイオード３１の位置よりも下方に、人間の目が位置する状態を指す。

子供などが光照射装置１の傍に来ると、発光ダイオード３１よりも下方に、この子供の目が位置し、この目に紫外光が向かいやすくなる。
これに対し、本実施形態のように、発光ダイオード３１よりも下方に、人間の目がある場合に、発光ダイオード３１を消灯し又は発光ダイオード３１の出力を低下させると、目に向かう紫外光が減るようになる。

なお、本実施形態では、制御部１０１が、発光ダイオード３１よりも下方に、人間の目があるか否かを判断する。
より具体的には、制御部１０１は、カメラ３００により得られた映像を解析することで、発光ダイオード３１よりも下方に、人間の目があるか否かを判断する。
そして、制御部１０１は、発光ダイオード３１よりも下方に、人間の目があると判断した場合、発光ダイオード３１を消灯し又は発光ダイオード３１の出力を低下させる。
なお、発光ダイオード３１よりも下方に人間の目があり、且つ、発光ダイオード３１からの紫外光の照射範囲内にこの人間の目がある場合に、発光ダイオード３１を消灯し又は発光ダイオード３１の出力を低下させてもよい。
ここで、紫外光の照射範囲内に人間の目があるか否かは、例えば、カメラ３００により得られた映像を解析して、発光ダイオード３１と人間の目との距離を把握し、この距離が、照射範囲として予め設定された距離よりも小さいか否かを把握することで、紫外光の照射範囲内に人間の目があるか否かを判断する。

図１０は、光照射装置１の他の構成例を示した図である。
この構成例では、ダイオード支持部材４１に、可視光を出射する可視光光源３８が設けられている。この可視光光源３８は、発光ダイオード３１から出射された紫外光が当たっている箇所に向けて、可視光を出射する。
本実施形態では、この可視光の出射によって、紫外光が当たっている箇所をユーザが目視により把握できるようになる。

本実施形態では、符号１０Ａで示す箇所（領域）が、発光ダイオード３１から出射された紫外光が当たっている箇所（領域）となっており、本実施形態では、この箇所に、可視光が照射される。
これにより、紫外光が当たっている箇所を、ユーザが目視で把握できるようになる。
付言すると、人間の目視によっては紫外光自体の把握は行えないが、本実施形態では、可視光の照射によって、紫外光が当たっている箇所が分かる。これにより、紫外光が当たっている箇所をユーザが目視で把握できるようになる。

より具体的には、本実施形態では、食品２０に対して、発光ダイオード３１から出射された紫外光が当たっているが、本実施形態では、食品２０のうちのこの紫外光が当たっている箇所に、可視光がさらに照射される。
なお、「紫外光が当たっている箇所に、可視光が照射される」とは、紫外光が当たっている箇所と、可視光が照射される箇所との間に重なりが生じていればよく、紫外光が当たっている箇所の全てに、可視光が当たっていなくてもよい。

なお、より好ましい態様としては、可視光が照射される領域に、紫外光が当たっている箇所（領域）が包含されている態様である。
可視光が照射される領域から、紫外光が当たっている箇所が一部外れていると、紫外光が当たっている箇所を一部把握できなくなる。
可視光が照射される領域に、紫外光が当たっている箇所が包含される場合、紫外光が照射されている箇所の全域に亘って、紫外光が照射されているこの箇所の把握を行える。

１…光照射装置、２０…食品、３１…発光ダイオード、４０…支持機構、１０１…制御部、１０２…温度把握部

Claims (1)

1. 食品への光の照射を行う光照射装置であり、
   紫外線領域の波長の光である紫外光を出射する発光ダイオードであって、前記食品に対して照射される紫外光を出射する発光ダイオードと、
   前記発光ダイオードを支持する支持機構と、
   前記食品の温度を把握する温度把握手段と、
   前記発光ダイオードの点灯の制御を行う制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記温度把握手段により把握された温度が予め定められた温度よりも低くなった場合に、又は、当該温度把握手段により把握された温度が予め定められた温度よりも大きくなった場合に、前記発光ダイオードの点灯を開始する光照射装置。

Images