JP5934689B2 - 殺菌装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は殺菌装置及びその製造方法に関する。
公共的な設備（エレベータ、情報端末機、タッチパネル、現金自動預け払い機など）の起動装置（例えばスイッチ）にて手の指が実際に触れたとき、病原菌や細菌が指で触れる動作を介して人体に入り込んでしまいやすい。例えば、ある病人がエレベータの押しボタンに触れた後に、ウイルスや細菌が押しボタンの上に残留する。そしてこの病原体はこの後の使用者が同じ押しボタンを押すことにより拡散されてしまう。
既存する複数種類の光触媒では、物体表面にある感染性微生物を消滅させることで、病原体の拡散を防止することができる。例えば、特許査定された特許文献には、光源を設けることで、ガラス窓上の光触媒層を作用又は励起させる光触媒式のガラス窓が開示されている。また別の特許査定された特許文献にも、光触媒励起装置が開示されている。しかしながら、このような装置ではいずれも反応時間が長く、しかも物体表面で消耗しやすいという欠点を持つ光触媒が配置されている。
公開されている特許文献には、紫外線導光素子及び紫外線拡散素子を用いて紫外線を殺菌用に物体中に導入して、殺菌を行う別の構造が開示されている。しかしながら、強い紫外線は人体の皮膚及び目にとって有害である。したがって、危険性を低減するために、当該特許文献では強度の低い紫外線を用いて殺菌を行っている。殺菌の行程は、数時間又は数日継続しなければ、表面の微生物を死滅させることはできず、その殺菌効率はかなり低いと言える。当該特許文献の別の作動態様では、紫外線の強度を高めて、人が紫外線に被曝していないときに、殺菌効率を高めている。ただし、前記した操作条件では当該特許文献に開示されている技術の応用範囲が制限されてしまう。
したがって、使用者が当該タッチ式起動装置の接触領域に接触又は接近したとき、当該接触領域を消毒するタッチ式起動装置の殺菌装置を提供する必要がある。本発明の他の目的は、殺菌装置の無菌表面を提供するものである。当該無菌表面は非接触で殺菌時間により実現されるものであって、導光体内部の紫外線ビームは、殺菌過程において殺菌装置の外部に漏れ出すことはない。導光体は実質的に透明の材料から構成されているので、タッチパネルに適用することができる。
本発明の殺菌装置の実施例では、一つの表面を有する導光体と、紫外線ビームが内部全反射により前記導光体に入射するように前記紫外線ビームを出射させるべく設けられている紫外線光源と、を備えており、物体が前記表面に接触又は接近したとき、前記紫外線ビームのエバネセント波が前記物体に照射される。
本発明の殺菌装置の他の実施例では、一つの表面を有する導光体と、紫外線ビームが内部全反射により前記導光体に入射するように前記紫外線ビームを出射させるべく設けられている紫外線光源と、を備えており、物体が前記表面に接触又は接近したとき、前記紫外線ビームは漏れ全反射現象により前記物体に照射される。
本発明の実施例では殺菌装置の製造方法を提供する。本発明の殺菌装置の製造方法の実施例では、一つの表面を有する導光体と、紫外線ビームが前記導光体に入射するように前記紫外線ビームを出射させるべく設けられている紫外線光源と、を備えた殺菌装置であって、物体が前記表面に接触又は接近したとき、前記紫外線ビームのエバネセント波が前記物体に照射される、前記殺菌装置を提供する工程を含む。
本発明の実施例において、殺菌式タッチパネルが、表示層と、前記表示層上に形成されている透明タッチスクリーンと、一つの表面を有する導光体と、前記透明タッチスクリーンと前記導光体との間に設けられているスペーサと、紫外線ビームが内部全反射により前記導光体に入射するように前記紫外線ビームを出射させるべく設けられている紫外線光源と、を備えており、物体が前記表面に接触又は接近したとき、前記紫外線ビームは漏れ全反射現象により前記物体に照射される。
本発明の殺菌装置は、例えば手動起動装置を備えた公共的なアクセス（出入場）装置などの各種状況に応用することができる。本発明の実施例において、前記殺菌装置はタッチパネル、ドアノブ、自動ドアのスイッチ及びタッチコントロール式携帯電話機に実現することができる。作動中において、使用者が実際に殺菌装置の導光体に前面に触れたとき、前記紫外線ビームのエバネセント波が前記前面から漏れ出すとともに前記導光体の表面にて伝搬する。よって、前記使用者が触れた表面は、前記紫外線ビームにより消毒殺菌される。もし病原体が前記表面に付着していた場合でも、前記殺菌装置は、前記紫外線ビームのエバネセント波を前記表面に照射することで、前記表面の病原体を死滅させることができる。
上記では本発明の技術的特徴及び利点をかなり広汎に概略的に説明したが、下記の本発明の詳細な説明により、より一層の理解が得られるはずである。本発明の特許請求の範囲を構成するその他の技術的特徴及び利点は下記に記述する。本発明の技術分野の当業者であれば、下記に開示する技術的思想及び特定の実施例を簡単に利用することで、その他の構成又は製造工程に変更又は設計し、本発明と同じ目的を達成できる。本発明の技術分野の当業者であれば、これら等価の構造は添付する特許請求の範囲にて限定する本発明の技術的思想及び範囲を逸脱することはできないということは理解するはずである。
本発明の実施例において、前記殺菌装置はタッチパネル、ドアノブ、自動ドアのスイッチ及びタッチコントロール式携帯電話機に実現することができる。作動中において、使用者が実際に殺菌装置の導光体に前面に触れたとき、前記紫外線ビームのエバネセント波が前記前面から漏れ出すとともに前記導光体の表面にて伝搬する。よって、前記使用者が触れた表面は、前記紫外線ビームにより消毒殺菌される。もし病原体が前記表面に付着していた場合でも、前記殺菌装置は、前記紫外線ビームのエバネセント波を前記表面に照射することで、前記表面の病原体を死滅させることができる。
下記説明及び図面を参照することにより、本発明の技術的特徴及び利点は完全に理解できる。
以下では、本発明の実施例を添付する図面を参照して説明するが、以下の図面にて記載される実施例は単に補助説明であり、審査での理解の便宜を図るためのものであって、ここで説明される具体的な実施例は単に本実施例を説明するものに過ぎず、本実施例に限定するためのものではない。
図１は本発明の実施例に係る殺菌装置１０の断面図である。前記殺菌装置１０は、短波長の光源１２と、導光体１４としての誘電材料板材とを備えている。本発明の実施例において、前記短波長の光源１２は紫外線光源であって、紫外線ビーム（ビームは最適化された狭帯域光線）又は殺菌に用いられる紫外線ビームを発生させるべく設けられている。一般的には、紫外線ビームは概ね、波長が３２０ｎｍないし４００ｎｍのＵＶ−Ａビーム、波長が２８０ｎｍないし３２０ｎｍのＵＶ−Ｂビーム、波長が１９０ｎｍないし２８０ｎｍのＵＶ−Ｃビーム、波長が１９０ｎｍ未満の真空ＵＶ（ＶＵＶ）ビームの四種類に分けることができる。上記した四種類の紫外線ビームはいずれも病原体を死滅させることができるが、このうちのＵＶ−Ｃビームの殺菌効果が最も優れている。
前記光源１２はランプチューブ、冷陰極管、発光ダイオード、重水素ランプ、ガス放電ランプ、金属蒸気放電ランプ、キセノンランプなどとすることができる。
本発明の実施例において、前記導光体１４の材料はガラス、ホウケイ酸ガラス、溶融シリカ、石英、サファイヤ、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、合成樹脂、樹脂及び高分子（例えばＴｅｆｌｏｎ（登録商標） ＦＥＰ）からなる群、又は例えばシリコーン（ジメチルポリシロキサン）、アクリル樹脂（アクリル酸エステル）、ポリエチレン、ポリカーボネイト樹脂といった有機材料、又は例えばポリテトラフルオロエチレンといった紫外線透過性のあるフッ化樹脂などから選ばれる。本発明の他の実施例において、前記導光体１４の材料は合成樹脂であるので、前記導光体１４は可撓性を備えることになる。
図１を参照する。前記導光体１４は側面１４２及び１４６と、前面１４４と、後面１４８とを有している。前記前面１４４及び前記後面１４８は平坦領域となることで、前記紫外線ビームの拡散を防止する。前記光源１２はチューブ状ランプで構成されるとともに、前記導光体１４の側面１４２近傍に設けられてもよい。図１に示すように、前記光源１２、前記前面１４４及び前記後面１４８の前記光源１２に近接する一部領域がカバー１６により被覆されており、前記側面１４６、前記前面１４４及び前記後面１４８の前記側面１４６に近接する一部領域がカバー１８により被覆されることで、前記導光体１４に入射していないビームが前記カバー１６及び１８に吸収されて、前記殺菌装置１０に近づいた使用者が前記導光体１４縁部から漏れ出したビームによって被曝することはない。また、前記光源１２近傍に設けられているリフレクタ１９により前記光源１２の結合効率を高めて、ビーム案内の強度を増加させることができる。
図１を参照する。前記光源１２から放出された紫外線ビームの一部は前記側面１４２に入射するとともに前記導光体１４にて結合して進入し、さらに内部全反射効果により前記導光体１４中で伝搬する。したがって、案内されるビーム１５０は前記前面１４４又は前記後面１４８から漏れ出すことはない。また、ある物体（例えば手の指）が前記導光体１４の前面１４４に接触又は接近すると（図１に示す）、案内されるビーム１５０の一部はこの界面を透過するとともに、この界面に近接する指の皮膚に照射される。図１に示すように、ビーム１４９は前記前面１４４を透過するとともに前記指１４７の接触領域に照射される。この現象はつまり漏れ全反射（Ｆｒｕｓｔｒａｔｅｄ Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ、ＦＴＩＲ）現象又はエバネセント波（ｅｖａｎｅｓｃｅｎｔ ｗａｖｅ）現象である。一般的には、内部全反射が発生したとき、エバネセント波は境界に形成される。エバネセント波は境界箇所にて指数関数的に減衰し始めるので、エバネセント波は予期せず境界に接近した物体のみに作用し、その有効距離はわずかに数μｍとなり、これは波長に依存することになる。エバネセント波は予期せず境界に接近した物体のみに作用するので、強い紫外線ビームを使用したとしても、前記殺菌装置１０は日常生活での使用においてかなり安全である。
また、本発明では前記殺菌装置１０の製造方法を提供する。本発明の実施例において、前記製造方法は、前面１４４を有する導光体１４と、紫外線ビームが内部全反射により前記導光体１４に入射するように前記紫外線ビームを出射させるべく設けられている紫外線光源１２と、を備えている前記殺菌装置１０を提供する工程を含む。物体が前記表面に接触又は接近したとき、前記紫外線ビームのエバネセント波が前記物体に照射される。
図２を参照する。前記殺菌装置１０は表面を自動的に消毒することもできる。例えば、もし付着物１５（例えば細菌、菌株、微生物、ウイルス、病原体）が前記導光体１４の前面１４４に接触又は付着している場合には、ビーム１４９の一部がＦＴＩＲ現象により表面（例えば前面１４４）を透過して前記付着物１５に照射される。したがって、前記付着物１５内の病原体は前記短波長のビームにより死滅させられる。また、何らかの病原体（例えば、前記表面に付着している細菌又はウイルス）は前記エバネセント波の照射を受けて消毒されるので、前記装置は無菌表面を提供することができる。図３Ａはビームを案内する断面図である。図３Ａに示すように、Ｙ軸±ｄ／２領域内は誘電性の導光板材であって、角度がｃｏｓ−１（ｎ２／ｎ１）未満のビームが内部全反射により板材内部を伝搬する。例えば、前記導光板材の材料はα−石英とされており、波長２５４ｎｍでの反射率ｎ１＝１.６、Ｙ軸±ｄ／２以外の空気での反射率ｎ２＝１であって、このように角度がｃｏｓ−１（ｎ２／ｎ１）＝５１.３１°未満であるビームは全反射により板材内部で伝搬される。また、図３Ｂに示すように、角度がｃｏｓ−１（ｎ２／ｎ１）＝５１.３１°以上のビームは前記誘電性の導光板材を透過する。
図４はエバネセント波の概略図であって、前記誘電性の導光板材内部の横電界（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）モードでのフィールド分布図である。前記板材内の外部場はＹ軸±ｄ／２箇所にて内部場に一致しなければならないので、板材外部のエネルギー量の下降は指数関数方式となる。板材外部のエネルギーフィールドがいわゆるエバネセント波といわれる。
図１に示すように、使用者の指が実際に前記導光体１４の前面１４４に接触すると、その中の紫外線ビームは前記導光体１４内部で伝搬する。前記エバネセント波効果により、ビームは前記前面１４４に接触又は接近が予期されていない指に照射される。したがって、指の接触領域及び前記前面１４４は前記紫外線ビームにより殺菌される。また、前記エバネセント波は前記表面外部の数μｍまでしか作用しないので、エレベータの押しボタンに応用したとき、光源が点灯されても、紫外線光源が使用者の目に照射されることはない。殺菌装置と使用者との間が数μｍ以上離れさえすれば、前記殺菌装置は危害はなくなるので、前記殺菌装置の接触表面を覆うシールドは必要ない。
本発明の殺菌装置は、例えば手動起動装置を有する公共的なアクセス（出入場）装置という具合に様々な場面に応用することができる。図５Ａは本発明の実施例における殺菌押しボタン装置５０の断面図である。前記殺菌押しボタン装置５０は、紫外線光源５２と、導光体５３と、ハウジング５４とスプリング５５とを備えている。前記光源５２は前記導光体５３の側面５３４近傍に設けられている。よって、前記紫外線光源５２から放出された短波長のビームの一部は前記導光体５３中に入射するとともに、前記導光体５３内部で伝搬される。作動中において、前記紫外線光源５２が点灯すると、何らかの病原体（例えば、前記前面５３２に付着している細菌又はウイルス）は前記短波長のビームの照射を受けて消毒される。また、図５Ｂを参照すると、使用者が指で前記押しボタン装置５０に触れると、前記ビームが前記指の接触領域に照射されるとともに消毒される。使用者が前記押しボタン装置５０に触れると、前記スプリング５５が収縮して、前記光源５２及び前記導光体５３が下方に移動して、一方のコンタクト５６ともう一方のコンタクト５７とが導通する。この実施例において、前記殺菌押しボタン装置５０はエレベータに応用されるものの、本発明をこの実施例に限定するものではない。
電力消費を削減しつつ前記殺菌押しボタン装置５０の紫外線光源の寿命を延ばすべく、前記殺菌押しボタン装置５０中に、押しボタンの接触を検知するセンサ（図示しない）を内蔵してもよい。これにより、前記殺菌押しボタン装置５０は使用者が実際に触れたときのみ作動するようにできる。また、前記殺菌押しボタン装置５０中に、前記殺菌押しボタン装置５０の作動時間を設定するためのタイマを内蔵してもよい。これにより、前記殺菌押しボタン装置５０は前記タイマ作動時間のみ動作するようにできる。
図６は本発明の実施例における殺菌方法のフローチャートである。ステップ６０１にて、ルーチンを開始する。ステップ６０２にて、殺菌装置は使用者が実際に殺菌装置に接触又は接近したかを検査する。もし接触又は接近したと判断すると、ステップ６０３にて紫外線光源を点灯し、もし接触又は接近していないと判断した場合には、引き続き使用者の接触動作を検査する。ステップ６０３にて、所定間隔Ｔｄに基づいて、合わせてタイマをリセット又は起動する。ステップ６０４にて、もし所定時間Ｔｄが経過したときには、ステップ６０５にて紫外線光源を消灯して、ステップ６０２に戻る。本発明の実施例では、スイッチを用いて前記紫外線光源の状態を制御してもよい。
上記したように、使用者の指が接触していないときでも、殺菌装置は接触領域を消毒することができる。ところで、被曝量が多すぎるときには、紫外線は皮膚に危害を与える恐れがある。したがって、使用者の指が紫外線ビームの照射を受けないようにするため、紫外線光源は使用者の指が接触したときには消灯されるべきである。図７は本発明の他の実施例における殺菌方法のフローチャートである。ステップ７０１にて、ルーチンを開始する。ステップ７０２にて紫外線光源を点灯する。ステップ７０３にて、殺菌装置は使用者が実際に殺菌装置に接触又は接近しているかを検査する。もし接触又は接近したと判断すると、ステップ７０４にて、ステップ７０５にて紫外線光源を消灯すべくタイマをオフにする。ステップ７０６にて、タイマがオンになっているかを検査する。ステップ７０７にて、もしタイマがオフであると判断されたときには、所定時間Ｔｄに基づいてタイマをリセットし、ステップ７０８にてタイマをオンにする。ステップ７０９にて、タイマがオンになっており、かつ所定時間Ｔｄが経過したときには、ステップ７０５にて紫外線光源を消灯するが、それを行わない場合にはステップ７０２に戻る。本発明の実施例では、スイッチを用いて前記紫外線光源の状態を制御してもよい。
本発明の実施例において、殺菌装置はタッチパネルに実現してもよい。図８は本発明の実施例における殺菌式タッチパネル６０の断面図である。前記殺菌タッチパネル６０は紫外線光源６１と、導光体６２と、スペーサ６３と、透明タッチスクリーン６４と、表示層６５とを備えている。図８を参照する。前記透明タッチスクリーン６４は前記表示層６５上に形成されており、前記スペーサ６３は前記透明タッチスクリーン６４と前記導光体６２との間に介装されている。また、フレキシブル回路板６６は前記表示層６５及びＩＣチップ６７の間に電気的に接続されている。本発明の実施例において、前記透明タッチスクリーン６４は静電容量方式のタッチスクリーンであって、複数の縦方向透明電極と、交差する複数の横方向電極とから構成される格子状のパターンを備えている。前記表示層６５はイン・プレーン・スイッチング型（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ、ＩＰＳ）液晶表示パネル、ツイスト・ネマティック型（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ、ＴＮ）液晶表示パネル、垂直配向型（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ、ＶＡ）液晶表示パネル、又は有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ-Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、ＯＬＥＤ）表示パネルとすることができる。
本発明の他の実施例において、前記スペーサ６３は、屈折率が前記導光体６２の屈折率以下である透明層としてもよい。例えば、前記導光体６２は溶融シリカ（波長２５０ｎｍでの屈折率ｎ＝１.５１）から構成されてもよく、前記スペーサ６３（前記導光体６２上に塗布される）はフッ化カルシウム（波長２５０ｎｍでの屈折率ｎ＝１.４７）から構成されてもよい。
図８を参照する。前記導光体６２は例えばガラス又は石英といった透明材料から構成されてもよく、側面６２２と前面６２４とを有する。前記光源６１は前記導光体６２の側面６２２近傍に設けられている。作動中において、使用者の指が実際に前記導光体６２の前面６２４に触れると、紫外線ビームの一部がＦＴＩＲ効果により前記前面６２４から漏れ出すことにより、紫外線ビームは前記導体の表面に沿って伝搬される。したがって、前記使用者の指及びその接触領域の両者はいずれも消毒殺菌されることになる。また、何らかの病原体（例えば、前記前面６２４に付着している細菌又はウイルス）はＦＴＩＲ効果により前記前面６２４から漏れ出す紫外線ビームの照射を受けて消毒殺菌されるので、前記前面６２４は無菌表面となる。
本発明の他の実施例によれば、殺菌装置はドアノブに実現してもよい。図９Ａは本発明の実施例における殺菌装置７０である。前記殺菌装置７０は紫外線光源７４と、ハンドル７１と、ステー７３と、エンドキャップ７２とを備えている。図９Ａに示すように、前記紫外線光源７４は前記ハンドル７１と前記エンドキャップ７２との間に介装されている。前記ハンドル７１は円柱状であって紫外線が透過可能な材料（例えば石英又は溶融シリカ）で構成されてもよい。前記ハンドル７１は導光体とされる。図９Ａを参照すると、前記ステー７３は前記エンドキャップ７２に装着されることで、使用者は前記ステー７３によりドアを開閉できる。
図９Ｂは図９Ａの殺菌装置７０の分解図である。図９Ｂを参照する。前記ハンドル７１は中実の円柱状をなすとともに、コリメートレンズ７５が前記ハンドル７１と前記紫外線光源７４との間に介装されている。前記紫外線光源７４から放出されたビームは前記コリメートレンズ７５を通過して前記ハンドル７１の前面７１１に入射し、その後前記紫外線ビームは前記ハンドル７１内で伝搬される。作動中において、使用者の指が実際に前記ハンドル７１の外側７１２に触れると、エバネセントビームが前記ハンドル７１の外側７１２から漏れ出すとともに、皮膚のうち接触領域に照射される。また、何らかの病原体（例えば、前記外側７１２に付着している細菌又はウイルス）はエバネセントビームの照射を受けて消毒殺菌されるので、前記ハンドル７１の外側７１２は無菌表面となる。
図９Ｃは図９Ａの殺菌装置７０の分解図である。図９Ｃを参照する。前記ハンドル７１は中空の円柱状をなすとともに、二枚のコリメートレンズ７５’が前記ハンドル７１と紫外線光源７４’との間に介装されている。前記紫外線光源７４’から放出されたビームは前記コリメートレンズ７５’を通過して前記ハンドル７１の前面７１１に入射する。したがって、物体が前記ハンドル７１の外側７１２に接触又は接近したとき、エバネセントビームが前記ハンドル７１の外側７１２から漏れ出すとともに接触領域に照射される。
上記した実施例における紫外線光源は前記導光体の側面近傍に設けられている。しかしながら、本発明はこれら実施例に限定するものではない。図１０は本発明の他の実施例における殺菌装置であって、紫外線光源の配設方式が異なっている。図１０を参照すると、プリズム１０２が導光体１０４の後面１０４２の周囲面１０４４に形成されるとともに、前記光源１０６の位置が図１の光源の位置といくらか異なっている。光源１０６の位置は前記導光体１０４に対向しており、前記光源１０６から放出されたビームが前記導光体１０４の周囲面１０４４から前記プリズム１０２を通過して前記導光体１０４の後面１０４２に入射した後、前記導光体１０４内部で繰り返して反射する。
図１１は本発明の他の実施例における殺菌装置であって、紫外線光源の配設方式が異なっている。図１１を参照すると、テーパ状周囲面１０４７が導光体１０４’の前面１０４６’近傍に形成されている。光ファイバ１０８が前記テーパ状周囲面１０４７に指向するとともに光源からのビームを結合するように用いられている。前記ビームは前記テーパ状周囲面１０４７から前記導光体１０４’に入射した後、前記導光体１０４’内部で繰り返して反射する。
図１２は本発明の他の実施例における殺菌装置であって、紫外線光源の配設方式が異なっている。図１２を参照すると、テーパ状周囲面１０４７’’が導光体１０４’’の後面１０４２’’近傍に形成されている。ホログラフィ素子（図示しない）が前記テーパ状周囲面１０４７’’に形成されることで、前記導光体１０４’’の光案内効率を高めている。光ファイバ１０８’’が前記テーパ状周囲面１０４７’’に指向するとともに光源からのビームを結合するように用いられている。前記ビームは前記テーパ状周囲面１０４７’’から導光体１０４’’に入射した後、前記導光体１０４’’内部で繰り返して反射する。
上記した実施例における紫外線光源は前記導光体の側面近傍に設けられている。しかしながら、本発明はこれら実施例に限定するものではない。図１３は本発明の他の実施例における殺菌装置であって、紫外線光源の配設方式が異なっている。図１３を参照すると、コリメートレンズ１１４及びプリズム１１６が導光体１１８の前面１１８２に設けられている。前記光源１１２から放出されたビームは前記コリメートレンズ１１４を通過して前記プリズム１１６に入射する。前記プリズム１１６に入射したビームは前記導光体１１８の前面１１８２に進入した後、前記導光体１１８内部で繰り返して反射する。
図１４は本発明の他の実施例における殺菌装置であって、紫外線光源の配設方式が異なっている。図１４を参照すると、グレーティング１１５が導光体１１８’の外側前面１１８２’’に形成されている。前記光源１１２’から放出されたビームは前記導光体１１８’に入射し、入射ビームは前記グレーティング１１５で回折した後、前記導光体１１８’内部で繰り返して反射する。前記グレーティング１１５はホログラフィ素子に置換することができるものであり、前記グレーティングは一定の周期的構造を持つ光学素子であって、前記ホログラフィ素子は異なる周期的構造の光学素子である。
また、図１５に示すように、前記グレーティング１１５は導光体１１８’’の内部前面１１８２’’の内側に形成してもよい。したがって、前記コリメートレンズ１１４’’からのビームは前記グレーティング１１５’’で回折した後、前記導光体１１８’’内部で繰り返して反射する。
本発明の技術内容及び技術的長所は上記に開示したとおりであるが、本発明の技術分野の当業者であれば、添付する特許請求の範囲で限定する本発明の技術的思想及び範囲を離れることなく、本発明の教示及び開示で様々な置換及び付加を行うことができることは理解するはずである。例えば、上記開示の数々の製造工程は異なる方法で実施するか、又はその他の工程に置換するか、又は上記二種類の方式を組み合わせることもできる。
また、本願の権利範囲は上記開示した特定の実施例の製造工程、設備、製造、物質の成分、装置、方法又は手順に限定されるものではない。本発明の技術分野の当業者であれば、本発明で教示及び開示する製造工程、設備、製造、物質の成分、装置、方法又は手順に基づき、現時点で存在するもの、又は後日開発されるものに関わらず、それが本願の実施例に開示するものと実質的に同一の方式で実質的に同一の効果が実現され、そして実質的に同一の結果が達成されるものも、本発明に使用できるものである。したがって、別紙の特許請求の範囲はこの類の製造工程、設備、製造、物質の成分、装置、方法又は手順を含むよう用いられる。
１０、７０ 殺菌装置
１２、５２、６１、１０６、１１２、１１２’、１１２’’ 光源
１４、５３、６２、１０４、１０４’、１０４’’、１１８、１１８’、１１８’’ 導光体
１５ 付着物
１６、１８ カバー
１９ リフレクタ
５０ 押しボタン装置
５４ ハウジング
５５ スプリング
５６、５７ コンタクト
６０ タッチパネル
６３ スペーサ
６４ 透明タッチスクリーン
６５ 表示層
６６ フレキシブル回路板
６７ ＩＣチップ
６２２、１４２、１４６、５３４ 側面
６２４、５３２、７１１、１４４、１０４６、１０４６’、１０４６’’、１１８２、１１８２’、１１８２’’ 前面
７１ ハンドル
７２ エンドキャップ
７３ ステー
７４、７４’ 紫外線光源
７５、７５’、１１４、１１４’、１１４’’ コリメートレンズ
１０２、１１６ プリズム
１０８、１０８’、１０８’’ 光ファイバ
１１５、１１５’’ グレーティング
１４７ 指
１４８、１０４２、１０４２’、１０４２’’ 後面
１４９、１５０ ビーム
６０１〜６０５ ステップ
７０１〜７０９ ステップ
７１２ 外側
１０４４ 周囲面
１０４７、１０４７’’ テーパ状周囲面１０４７’’
１２、５２、６１、１０６、１１２、１１２’、１１２’’ 光源
１４、５３、６２、１０４、１０４’、１０４’’、１１８、１１８’、１１８’’ 導光体
１５ 付着物
１６、１８ カバー
１９ リフレクタ
５０ 押しボタン装置
５４ ハウジング
５５ スプリング
５６、５７ コンタクト
６０ タッチパネル
６３ スペーサ
６４ 透明タッチスクリーン
６５ 表示層
６６ フレキシブル回路板
６７ ＩＣチップ
６２２、１４２、１４６、５３４ 側面
６２４、５３２、７１１、１４４、１０４６、１０４６’、１０４６’’、１１８２、１１８２’、１１８２’’ 前面
７１ ハンドル
７２ エンドキャップ
７３ ステー
７４、７４’ 紫外線光源
７５、７５’、１１４、１１４’、１１４’’ コリメートレンズ
１０２、１１６ プリズム
１０８、１０８’、１０８’’ 光ファイバ
１１５、１１５’’ グレーティング
１４７ 指
１４８、１０４２、１０４２’、１０４２’’ 後面
１４９、１５０ ビーム
６０１〜６０５ ステップ
７０１〜７０９ ステップ
７１２ 外側
１０４４ 周囲面
１０４７、１０４７’’ テーパ状周囲面１０４７’’
Claims (29)
- 殺菌装置の殺菌方法において、当該殺菌方法は、
一つの表面を有する導光体と、
前記導光体の一端に設けられ、且つ紫外線ビームが内部全反射により前記導光体に入射するように前記紫外線ビームを出射させるべく設けられている紫外線光源であって、前記紫外線ビームが前記導光体内で内部全反射されるように前記紫外線ビームを出射させる前記紫外線光源と、
前記導光体の一端及び他端に設けられたカバーであって、前記一端に設けられたカバーによって、前記紫外線光源及び前記導光体の一部を被覆し、前記他端に設けられたカバーによって、前記導光体の他端側の一部を被覆する、カバーと、
を備えた殺菌装置を有しており、
物体が前記表面に接触又は接近しない場合には、前記紫外線ビームが内部全反射の効果により前記導光体の表面から漏れ出すことはなく、前記物体が前記表面に接触又は接近する際に、前記導光体内で内部全反射する前記紫外線ビームによって形成されたエバネセント波が前記物体の付着物に照射されるように前記導光体の表面から抜け出て、前記付着物が前記抜け出た紫外線ビームのエバネセント波により死滅されるような殺菌工程を含むことを特徴とする殺菌装置の殺菌方法。 - 前記付着物が微生物を含むことを特徴とする請求項１記載の殺菌装置の殺菌方法。
- 前記導光体が、前記表面に設けられている平坦領域を有することを特徴とする請求項１記載の殺菌装置の殺菌方法。
- 前記導光体が中実の円柱状又は中空の円柱状を有することを特徴とする請求項１記載の殺菌装置の殺菌方法。
- 前記殺菌装置が、前記導光体と前記紫外線光源との間に介装されているコリメートレンズを更に備えたことを特徴とする請求項１記載の殺菌装置の殺菌方法。
- 前記殺菌装置が、前記物体が前記表面に接触又は接近したことを検知するように設けられているセンサを更に備えたことを特徴とする請求項１記載の殺菌装置の殺菌方法。
- 前記殺菌装置が、
前記紫外線光源の状態を制御するように設けられているスイッチと、
所定間隔に基づいて前記スイッチを制御するように設けられているタイマと、
を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の殺菌装置の殺菌方法。 - 前記殺菌装置が、前記導光体と前記紫外線光源との間に介装されているプリズム、グレーティング又はホログラフィ光学素子を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の殺菌装置の殺菌方法。
- 前記導光体の材料がガラス、ホウケイ酸ガラス、溶融シリカ、石英、サファイヤ、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、合成樹脂、樹脂及び高分子からなる群から選ばれることを特徴とする請求項１記載の殺菌装置の殺菌方法。
- 前記導光体が可撓性を備えることを特徴とする請求項１記載の殺菌装置の殺菌方法。
- 殺菌装置であって、
一つの表面を有する導光体と、
前記導光体の一端に設けられ、且つ紫外線ビームが内部全反射により前記導光体に入射するように前記紫外線ビームを出射させるべく設けられている紫外線光源であって、前記紫外線ビームが前記導光体内で内部全反射されるように前記紫外線ビームを出射させる前記紫外線光源と、
前記導光体の一端及び他端に設けられたカバーであって、前記一端に設けられたカバーによって、前記紫外線光源及び前記導光体の一部を被覆し、前記他端に設けられたカバーによって、前記導光体の他端側の一部を被覆する、カバーと、
を備えており、
物体が前記表面に接触又は接近しない場合には、前記紫外線ビームが内部全反射の効果により前記導光体の表面から漏れ出ることはなく、前記物体が前記表面に接触又は接近する際に、前記導光体内で内部全反射する前記紫外線ビームによって形成されたエバネセント波が前記物体の付着物に照射されるように前記導光体の表面から抜け出て、前記付着物が前記抜け出た紫外線ビームのエバネセント波により死滅されることを特徴とする殺菌装置。 - 殺菌装置であって、
一つの表面を有する導光体と、
前記導光体に一端に設けられ、且つ紫外線ビームが内部全反射により前記導光体に入射するように前記紫外線ビームを出射させるべく設けられている紫外線光源であって、前記紫外線ビームが前記導光体内で内部全反射されるように前記紫外線ビームを出射させる前記紫外線光源と、
前記導光体の一端及び他端に設けられたカバーであって、前記一端に設けられたカバーによって、前記紫外線光源及び前記導光体の一部を被覆し、前記他端に設けられたカバーによって、前記導光体の他端側の一部を被覆する、カバーと、
を備えており、
物体が前記表面に接触又は接近しない場合には、前記紫外線ビームが内部全反射の効果により前記導光体の表面から漏れ出すことはなく、前記物体が前記表面に接触又は接近する際に、前記導光体内で内部全反射する前記紫外線ビームは漏れ(Frustrated)全反射現象により前記導光体の表面から抜け出て、該抜け出た紫外線ビームが前記物体の付着物に照射され、前記付着物が前記抜け出た紫外線ビームにより死滅されることを特徴とする殺菌装置。 - 前記付着物が微生物を含むことを特徴とする請求項１１または１２記載の殺菌装置。
- 前記導光体が、前記表面に設けられている平坦領域を有することを特徴とする請求項１１または１２記載の殺菌装置。
- 前記導光体が中実の円柱状又は中空の円柱状を有することを特徴とする請求項１１または１２記載の殺菌装置。
- 前記導光体と前記紫外線光源との間に介装されているコリメートレンズを更に備えたことを特徴とする請求項１１または１２記載の殺菌装置。
- 前記物体が前記表面に接触又は接近したことを検知するように設けられているセンサを更に備えたことを特徴とする請求項１１または１２記載の殺菌装置。
- 前記紫外線光源の状態を制御するように設けられているスイッチと、
所定間隔に基づいて前記スイッチを制御するように設けられているタイマと、
を更に備えたことを特徴とする請求項１１または１２記載の殺菌装置。 - 前記導光体と前記紫外線光源との間に介装されているプリズム、グレーティング又はホログラフィ光学素子を更に備えたことを特徴とする請求項１１または１２記載の殺菌装置。
- 前記導光体の材料がガラス、ホウケイ酸ガラス、溶融シリカ、石英、サファイヤ、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、合成樹脂、樹脂及び高分子からなる群から選ばれることを特徴とする請求項１１または１２記載の殺菌装置。
- 前記導光体が可撓性を備えることを特徴とする請求項１１または１２記載の殺菌装置。
- 殺菌式タッチパネルであって、
表示層と、
前記表示層上に形成されている透明タッチスクリーンと、
一つの表面を有する導光体と、
前記透明タッチスクリーンと前記導光体との間に設けられているスペーサと、
前記導光体の一端に設けられ、且つ紫外線ビームが内部全反射により前記導光体に入射するように前記紫外線ビームを出射させるべく設けられている紫外線光源であって、前記紫外線ビームが前記導光体内で内部全反射されるように前記紫外線ビームを出射させる前記紫外線光源と、
前記導光体の一端及び他端に設けられたカバーであって、前記一端に設けられたカバーによって、前記紫外線光源及び前記導光体の一部を被覆し、前記他端に設けられたカバーによって、前記導光体の他端側の一部を被覆する、カバーと、
を備えており、
物体が前記表面に接触又は接近しない場合には、前記紫外線ビームが内部全反射の効果により前記導光体の表面から漏れ出すことはなく、前記物体が前記表面に接触又は接近する際に、前記導光体内で内部全反射する前記紫外線ビームは漏れ(Frustrated)全反射現象により前記導光体の表面から抜け出て、該抜け出た紫外線ビームが前記物体の付着物に照射され、前記付着物が前記抜け出た紫外線ビームにより死滅されることを特徴とする殺菌式タッチパネル。 - 前記付着物が微生物を含むことを特徴とする請求項２２記載の殺菌式タッチパネル。
- 前記物体がヒトの指を含むことを特徴とする請求項２２記載の殺菌式タッチパネル。
- 前記導光体が、前記表面に設けられている平坦領域を有することを特徴とする請求項２２記載の殺菌式タッチパネル。
- 前記導光体と前記紫外線光源との間に介装されているコリメートレンズを更に備えたことを特徴とする請求項２２記載の殺菌式タッチパネル。
- 前記導光体と前記紫外線光源との間に介装されているプリズム、グレーティング又はホログラフィ光学素子を更に備えたことを特徴とする請求項２２記載の殺菌式タッチパネル。
- 前記導光体の材料がガラス、ホウケイ酸ガラス、溶融シリカ、石英、サファイヤ、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、合成樹脂、樹脂及び高分子からなる群から選ばれることを特徴とする請求項２２記載の殺菌式タッチパネル。
- 前記スペーサが、屈折率が前記導光体の屈折率以下である透明層であることを特徴とする請求項２２記載の殺菌式タッチパネル。
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