JP6244326B2 - 携帯用紫外線照射装置 - Google Patents

Description

本発明は紫外線照射装置に関し、より詳しくは、接触部のみに紫外線を照射することが可能な携帯用紫外線照射装置に関する。

従来、紫外線照射装置として様々な形態のものが知られている。

特許文献１には、携帯可能な駆動部にランプ保護部が設けられ、該ランプ保護部にはフラッシュランプが収納され、駆動部にはフラッシュランプのパルス発光を制御する制御部が収納されていることにより、食器や歯ブラシ等の日用雑貨の殺菌を迅速に行うことができる、携帯用の紫外線照射装置が開示されている。特許文献２には、掌大の紫外線照射部と紫外線照射部に取り付けられた握り部とを備え、手等を簡易に殺菌することができる、携帯用の紫外線照射装置が開示されている。

特開２００５−３２３６５４号公報 特開２００６−１７５０４１号公報

特許文献１、２に開示されている紫外線照射装置は、携帯用の紫外線照射装置でありながら比較的広い領域にわたって紫外線を照射する。人体、特に目等に対して紫外線が与える影響を考慮すると、紫外線は必要な領域のみに照射されることが望ましい。

そこで本発明は、必要な領域以外への紫外線の照射を低減することが可能な、携帯用紫外線照射装置を提供することを課題とする。

本発明の紫外線照射装置は、紫外光を出射する発光面を有する筐体と、発光面に対する物体の接触位置を検出可能に配列された複数のセンサと、発光面に向けて紫外光を発するように筐体内に配列された複数の紫外線光源と、複数の紫外線光源のそれぞれを、複数のセンサによって検出される接触位置に対応付ける制御回路とを有し、センサが発光面に対する物体の接触を検出したときに、制御回路がセンサによって検出された接触位置に対応付けられた紫外線光源を点灯させ、紫外線光源からの紫外光が前記発光面から出射されることを特徴とする。

本発明の紫外線照射装置において、紫外線光源が、発光波長２００〜４００ｎｍの紫外発光ダイオードであることが好ましい。

本発明の紫外線照射装置の一形態において、発光面に、紫外光を透過する複数のキーが配列されており、物体の接触によってキーが押下または押圧されたとき、該押下または押圧されたキーをセンサが特定し、該特定されたキーに対応付けられた紫外線光源が発光し、該紫外線光源からの紫外光が特定されたキーを通じて出射される構成とすることができる。 当該形態において、ぞれぞれのキーの面積が０．１〜１０００ｍｍ^２であることが好ましい。
また当該形態において、複数の紫外線光源が、長手方向を有し、幅方向に並べて配置された複数の導光板と、複数の導光板のそれぞれの長手方向端部に配置された、発光波長２００〜４００ｎｍの紫外発光ダイオードとを有する複数の面光源であり、物体の接触によってキーが押下または押圧されたとき、該押下または押圧されたキーをセンサが特定し、該特定されたキーに対応付けられた面光源が発光し、該面光源からの紫外光が特定されたキーを通じて出射される構成とすることができる。

本発明の紫外線照射装置において、複数のセンサが、スイッチ、接触センサ、または感圧センサであることが好ましい。

本発明の紫外線照射装置の他の一形態において、複数のセンサが接触センサであり、発光面が、紫外光を透過する絶縁膜を有し、接触センサは、絶縁膜の紫外光出側に形成された複数の第１電極と、絶縁膜の紫外光入側に形成された複数の第２電極と、第１電極および第２電極の一方を駆動電極とし他方を検知電極として、駆動電極に駆動信号を入力して電圧変化を与え、検知電極に生じる電圧変化に基づいて第１電極と第２電極との対向部分における静電容量の変化を検知して、当該対向部分近傍の発光面への物体の接触を検出する接触検出回路と、を有する静電容量方式の接触センサである構成とすることができる。

さらに本発明の紫外線装置の他の一形態においては、複数の第１電極および複数の第２電極は、複数の第１電極のそれぞれが発光面に沿った第１の方向に延在し、複数の第２電極のそれぞれが発光面に沿い第１の方向に対して平行でない第２の方向に延在して、発光面において二次元的に配列された複数の位置に対向部分を形成している構成とすることができる。

本発明によれば、必要な領域以外への紫外線の照射を低減することが可能な、携帯型の紫外線照射装置を提供することができる。

紫外線照射装置１０の構成を説明する図である。（ａ）は紫外線照射装置１０の平面図である。（ｂ）は紫外線照射装置１０の側面図である。 図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 センサ１５を説明する図である。（ａ）は図２の部分拡大図であって、キー１２が押下されていない姿勢を表す図であり、（ｂ）は図２の部分拡大図であって、キー１２が押下された姿勢を表す図である。 制御回路１７の構成を説明する図である。 紫外線照射装置２０の構成を説明する図であって、図２に対応する図である。（ａ）はキー１２が押下されていない姿勢を表す図であり、（ｂ）はキー１２が押下された姿勢を表す図である。 紫外線照射装置３０の構成を説明する図である。（ａ）は紫外線照射装置３０の平面図である。（ｂ）は紫外線照射装置３０の側面図である。 図６（ａ）のＣ−Ｃ断面の概略図である。 図７の部分拡大図である。 接触センサ３５の構成を説明する図である。 接触検出回路３７を説明する図である。

本発明の上記した作用および利得は、以下に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。なお、図では、一部の符号を省略することがある。

図１は、本発明の一の実施形態に係る紫外線照射装置１０の構成を説明する図である。図１（ａ）、（ｂ）は紫外線照射装置１０の平面図および側面図をそれぞれ表している。紫外線照射装置１０は、底面１１ａ、側面１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、及び上面１１ｆを有する筐体１１と、上面１１ｆに押下可能に配列された、紫外線を透過する複数のキー１２、１２、…（以下において単に「キー１２」ということがある。）とを有している。紫外線照射装置１０の平面視における各キー１２の面積は０．１〜１０００ｍｍ^２であることが好ましい。中でも、可搬性を維持しつつも、紫外線照射装置１０が有するキー１２の数を増やすことができ、それにより、紫外光をさらに狭い範囲を限定して照射することができるという理由から、該面積は０．１〜１００ｍｍ^２、さらには、０．１〜１０ｍｍ^２であることが最も好ましい。

筐体１１を構成する材料において、底面１１ａ、側面１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび上面１１ｆは、紫外線を通さない限りにおいて特に限定されず、例えば金属や樹脂等を採用できる。さらに、筐体１１の形状も特に限定されず、図１の紫外線照射装置１０は箱型の筐体１１を有している。

図２は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。紫外線照射装置１０は、キー１２が押下されることにより収縮し、押下力が解除されるとキー１２を元の位置に復帰させる複数のバネ１３、バネ１３、…（以下において単に「バネ１３」ということがある。）を備えている。各バネ１３の一方の端部は、筐体内１１内に上面１１ｆと平行に固定された支持板１４に固定されている。支持板１４には、キー１２、１２、…の押下を検出するセンサ１５、１５…（以下において単に「センサ１５」ということがある。）が備えられており、各キー１２は、センサ１５と対向するように配置され、キー１２が押下されたときにセンサ１５を押下する押下部１２ａを有している。筐体１１中には筐体１１の各キー１２に向けて紫外線を発するように筐体内に配置された複数の紫外線光源１６、１６、…（以下において「紫外線光源１６」ということがある。）が配置されている。また、紫外線照射装置１０は制御回路１７、１７…（以下において単に「制御回路１７」ということがある。）を有しており、複数の紫外線光源１６のそれぞれを複数のセンサ１５によって検出される接触位置に対応付けている。

紫外線光源１６としては、発光波長が２００ｎｍ〜４００ｎｍである紫外発光ダイオードを好適に使用できる。

図３はセンサ１５の機構を説明する図である。図３（ａ）は図２の部分拡大図であって、キー１２が押下されていない姿勢を表す図であり、図３（ｂ）は図２の部分拡大図であって、キー１２が押下された姿勢を表す図である。

センサ１５は、キー１２が押下されたことを検出したとき、押下されたキー１２を特定する。紫外線装置１０では、センサ１５としてスイッチを採用している。図３（ａ）はキー１２が押下されていない姿勢を表した図であり、センサ１５はキー１２の押下または押圧を検出していない。図３（ｂ）は、キー１２が押下された姿勢を表した図である。センサ１５は、キー１２に備えられている押下部１２ａによってセンサ１５が押圧されることにより、キー１２が押下されたことを検出し、センサ１５が押下されたキー１２を特定する。そして、制御回路１７がセンサ１５によって特定されたキー１２に対応付けられた紫外線光源１６を発光させ、紫外線光源１６から発せられた紫外光が特定されたキー１２を通じて出射される。ここで矢印Ｂは、紫外線光源１６から出射される紫外線の進行方向を表している。

制御回路１７は、複数の紫外線光源１６のそれぞれを複数のセンサ１５によって検出される接触位置を対応付けることができる。図４は、制御回路１７の構成の一例を説明する図である。図４に示す制御回路１７は、１つの紫外線光源１６に対し、１つのセンサ１５によって検出される接触位置を対応付けている。図４に示すように、制御回路１７は導線１７ａ、電源１７ｂ、及び電流制限抵抗１７ｃを有している。

図４は、キー１２が押下されていない姿勢の制御回路１７を表わした図であり、センサ１５が開の状態にある。キー１２が押下されると押下部１２ａがセンサ１５を押圧し、センサ１５が閉の状態になり、紫外線光源１６が発光する。

よって、センサ１５を備える紫外線照射装置１０によれば、押下されたキー１２のみを通じて該キー１２が押下されている間だけ紫外線を照射することができるため、所望の時間だけ紫外線照射を行い、かつ、必要な領域以外への紫外線の照射を低減することが簡易な構造で可能となる。

本発明に関する上記説明では、紫外線光源として点光源を用いる形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されず、紫外線光源を面光源とする形態も可能である。図５は、そのような紫外線照射装置の他の一の実施形態に係る紫外線照射装置２０を説明する図であって、図２に対応する図である。図５において、図１〜４に既に現れた要素と同一の要素には図１〜４における符号と同一の符号を付し、説明を省略する。図５（ａ）はキー２２が押下されていない姿勢を表す図であり、図５（ｂ）はキー２２が押下された姿勢を表す図である。

紫外線装置２０は、キー２２と、キー２２に設けられた押下部２２ａと、面光源２６と、制御回路２７とを備えている。面光源２６は複数の紫外線発光ダイオード２６ａ、２６ａ…（以下において単に「紫外線発光ダイオード２６ａ」ということがある。）と複数の導光板２６ｂ、２６ｂ、…（以下において単に「導光板２６ｂ」ということがある。）を有しており、紫外線発光ダイオード２６ａは筐体１１の側面に沿って列状に複数配置されている。導光板２６ｂは長手方向を有し、幅方向に並べて配置されており、紫外線発光ダイオード２６ａは導光板２６ｂのそれぞれの長手方向端部２６ｃに対向して配置されている。紫外線発光ダイオード２６ａから出射された紫外線は端部２６ｃから導光板２６ｂ内に入射し、導光板２６ｂ内部において拡散、反射され、導光板２６ｂの出光面２６ｄから筐体１１の上面に向けて出射される。

ここで、紫外線発光ダイオード２６ａは集光光源を用いることもでき、例えば特許第５５９１３０５号公報に記載のような紫外線発光モジュールを挙げることができる。また、導光板２６ｂは上記の働きをする導光板ならば特に限定されることなく、公知の導光板を採用することができる。面光源２６から出射される紫外線の波長、すなわち紫外線発光ダイオード２６ａから出射される紫外線の波長は、２００ｎｍ〜４００ｎｍであることが好ましい。なお、出射される紫外線には、その用途によって好ましい波長帯が存在する。例えば、紫外線照射装置を殺菌用途に用いる場合、優れた殺菌作用を有することに加え、紫外線の有するエネルギーをより効率的に細菌やウイルス等に対して与えることができるという観点から、紫外線発光ダイオード２６ａから出射される紫外線の波長は２００〜３００ｎｍであることが好ましく、２２０〜２９０ｎｍであることがより好ましい。

図５（ａ）はキー２２が押下されていない姿勢を表した図である。この姿勢において、センサ１５はキー２２の押下を検出していない。図５（ｂ）は、キー２２が押下された姿勢を表した図である。この姿勢において、キー２２に備えられている押下部２２ａによってセンサ１５が押圧されることにより、センサ１５はキー２２が押下されたことを検出し、押下されたキー２２を特定する。そして、制御回路２７がセンサ１５によって特定されたキー２２に対応付けられた面光源２６を発光させ、面光源２６から紫外光が特定されたキー２２を通じて出射される。ここで図５（ｂ）の矢印Ｂは、面光源２６から出射される紫外線の進行方向を表している。ただし紫外線は、図中の矢印Ｂが記載された部分だけを照射するものではなく、面光源２６の上面２６ｄ全体から照射されている。また、制御回路２７には、制御回路１７における紫外線光源１６の代わりに、紫外発光ダイオード２６ｂが接続されている。制御回路２７は、制御回路１７とこの点においてのみ異なり、そのほかは同様の構成を有している。

以上より、紫外線照射装置２０によれば、紫外線光源が面光源であるため、点光源を用いる場合と比べ、光源およびセンサの数を減少することができ、紫外線照射装置を構成するためのコストを低減することができる。

本発明に関する上記説明では、キーに対する押下力が取り除かれたときにバネがキーを押下前の位置に押し戻す形態の紫外線照射装置を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。キーに対する押下力が取り除かれたときにキーを押下前の位置に押し戻すための機構としては、公知の機構を制限なく採用することが可能である。

また、本発明に関する上記説明では、センサが紫外線光源の発光面側に配置された構成を例示したが、本発明は当該形態に限定されるものではない。センサが配置される位置は、紫外線光源の発光面側およびその反対側のいずれであってもよい。また、本発明に関する上記説明では、センサとしてスイッチを用いた形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されず、センサとして接触センサや感圧センサを用いることも可能である。図６はそのような紫外線照射装置の他の一の実施形態に係る紫外線照射装置３０を説明する図である。図６（ａ）、（ｂ）はそれぞれ紫外線照射装置３０の平面図および側面図であり、図１（ａ）、（ｂ）と対応している。紫外線照射装置３０は、底面３１ａ、側面３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、及び上面３１ｆを有する筐体３１と、上面３１ｆに備えられた発光面３２とを有する。

図７は図６（ａ）のＣ−Ｃ断面の概略図であり、図８は図７の部分拡大図である。発光面３２は、紫外光を透過する絶縁膜３６と、ガラス基板３３ａ、３３ｂと、平坦化膜３４ａ、３４ｂと、複数の接触センサ３５、３５…（以下において単に「接触センサ３５」ということがある。）とを有する積層体によって構成されている。なお、紫外線装置３０は紫外線光源として点光源である紫外線光源１６、１６、…を備えているが、本発明は当該形態に限定されず、紫外線光源として面光源を用いることも可能である。

発光面３２を構成する積層体は、紫外光出側からガラス基板３３ａ、平坦化膜３４ａ、絶縁膜３６、平坦化膜３４ｂ、ガラス基板３３ｂの順で積層された積層構造を有している。接触センサ３５は、絶縁膜３６の紫外光出側の平坦化膜３４ａ内に形成された複数の第１電極３５ａ（検知電極）および第１電極基板３５ｂ（後述）と、絶縁膜３６の紫外光入側の平坦化膜３４ｂ内に形成された複数の第２電極３５ｃ（駆動電極）および第２電極基板３５ｄ（後述）と、からなっている。ここで、紫外線照射装置３０では、第１電極３５ａを検知電極とし、第２電極３５ｃを駆動電極としているが、本発明は当該形態に限定されず、第１電極３５ａを駆動電極とし、第２電極３５ｃを検知電極とすることも可能である。

図９は接触センサ３５の構成を説明する図である。複数の第１電極３５ａは第１電極基板３５ｂに配置されており、複数の第２電極３５ｃは第２電極基板３５ｄに配置されている。図９では、複数の第１電極３５ａのそれぞれが発光面３２に沿った第１の方向に延在し、複数の第２電極３５ｃのそれぞれが発光面３２に沿い第１の方向に対して平行でない第２の方向に延在している。このようにして、第１電極３５ａと第２電極３５ｃとは、発光面３２において二次元的に配列された複数の位置に対向部分を形成している。

接触センサ３５は、紫外線を透過する限りにおいて、その構成材料は特に限定されない。例えば、第１電極３５ａおよび第２電極３５ｃは透明導電膜で形成することも可能である。また、平坦化膜３４ａ、３４ｂおよび絶縁膜３６は、紫外線を透過する絶縁材料によって構成される限りにおいて、その態様は特に限定されない。

図１０は接触検出回路３７を説明する図である。紫外線照射装置３０は接触検出回路３７を有している。接触検出回路３７は、（１）第２電極３５ｃ（駆動電極）に駆動信号を入力して電圧変化を与え、（２）第１電極３５ａ（検知電極）に生じる電圧変化に基づいて、（３）第１電極３５ａと第２電極３５ｃとの対向部分における静電容量の変化を検知して、（４）当該対向部分近傍の発光面３２への物体の接触を検出することができる。上記（１）〜（４）は、図１０に記載の番号（１）〜（４）と対応している。物体の接触を検出した接触制御回路３７は、第１電極３５ａと第２電極３５ｃとの対向部分における静電容量の変化した箇所と対応づけられている光源１６を発光させる。

以上、紫外線照射装置３０によれば、接触センサ３５を備えることにより、物体と接触した面の範囲を正確に検出できる。よって、必要な領域以外への紫外線の照射をより低減することが可能となる。

１０、２０、３０ 紫外線照射装置
１１、３１ 筐体
１１ａ、３１ａ 底面
１１ｂ、３１ｂ 側面
１１ｃ、３１ｃ 側面
１１ｅ、３１ｄ 側面
１１ｆ、３１ｆ 上面
１２、２２ キー
１２ａ、２２ａ 押下部
１３ バネ
１４ 支持板
１５ センサ
１６ 紫外線光源（紫外発光ダイオード）
１７、２７ 制御回路
１７ａ 導線
１７ｂ 電源
１７ｃ 電流制限抵抗
２６ 面光源
２６ａ 紫外発光ダイオード
２６ｂ 導光板
２６ｃ 端部
２６ｄ 出光面
３２ 発光面
３３ａ、３３ｂ ガラス基板
３４ａ、３４ｂ 平坦化膜
３５ 接触センサ
３５ａ 第１電極
３５ｂ 第１電極基板
３５ｃ 第２電極
３５ｄ 第２電極基板
３６ 絶縁膜
３７ 接触検出回路

Claims (8)

1. 紫外線照射装置であって、
   紫外光を出射する発光面を有する筐体と、
   前記発光面に対する物体の接触位置を検出可能に配列された複数のセンサと、
   前記発光面に向けて紫外光を発するように前記筐体内に配列された複数の紫外線光源と、
   前記複数の紫外線光源のそれぞれを、前記複数のセンサによって検出される接触位置に対応付ける制御回路と
   を有し、
   前記センサが前記発光面に対する物体の接触を検出したときに、前記制御回路が前記センサによって検出された接触位置に対応付けられた紫外線光源を点灯させ、該紫外線光源からの紫外光が前記発光面から出射されることを特徴とする、携帯用紫外線照射装置。
2. 前記紫外線光源が、発光波長２００〜４００ｎｍの紫外発光ダイオードである、
   請求項１に記載の紫外線照射装置。
3. 前記発光面に、前記紫外光を透過する複数のキーが配列されており、
   物体の接触によって前記キーが押下または押圧されたとき、該押下または押圧されたキーを前記センサが特定し、該特定されたキーに対応付けられた前記紫外線光源が発光し、該紫外線光源からの紫外光が前記特定されたキーを通じて出射される、
   請求項１又は２に記載の紫外線照射装置。
4. ぞれぞれの前記キーの面積が０．１〜１０００ｍｍ^２である、
   請求項３に記載の紫外線照射装置。
5. 前記複数の紫外線光源が、
   長手方向を有し、幅方向に並べて配置された複数の導光板と、
   前記複数の導光板のそれぞれの長手方向端部に配置された、発光波長２００〜４００ｎｍの紫外発光ダイオードと
   を有する複数の面光源であり、
   物体の接触によって前記キーが押下または押圧されたとき、該押下または押圧されたキーを前記センサが特定し、該特定されたキーに対応付けられた前記面光源が発光し、該面光源からの紫外光が前記特定されたキーを通じて出射される、
   請求項３又は４に記載の紫外線照射装置。
6. 前記複数のセンサが、スイッチ、接触センサ、または感圧センサである、
   請求項１〜５のいずれかに記載の紫外線照射装置。
7. 前記複数のセンサが接触センサであり、
   前記発光面が、前記紫外光を透過する絶縁膜を有し、
   前記接触センサは、
   前記絶縁膜の紫外光出側に形成された複数の第１電極と、
   前記絶縁膜の紫外光入側に形成された複数の第２電極と、
   前記第１電極および前記第２電極の一方を駆動電極とし他方を検知電極として、前記駆動電極に駆動信号を入力して電圧変化を与え、前記検知電極に生じる電圧変化に基づいて前記第１電極と前記第２電極との対向部分における静電容量の変化を検知して、当該対向部分近傍の前記発光面への物体の接触を検出する接触検出回路と
   を有する静電容量方式の接触センサである、
   請求項１又は２に記載の紫外線照射装置。
8. 前記複数の第１電極および前記複数の第２電極は、前記複数の第１電極のそれぞれが前記発光面に沿った第１の方向に延在し、前記複数の第２電極のそれぞれが前記発光面に沿い前記第１の方向に対して平行でない第２の方向に延在して、前記発光面において二次元的に配列された複数の位置に前記対向部分を形成している、
   請求項７に記載の紫外線照射装置。

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