JP6958213B2 - プラズマ発生装置 - Google Patents

Description

この発明は、プラズマ発生装置に関する。

プラズマを発生させる装置についての研究や開発が行われている。

これに関し、圧電トランスによってプラズマを発生させる装置として、特許文献１に記載されたイオナイザが知られている。当該イオナイザは、強誘電体素子における１次側の厚さ方向両面に交流電圧を印加することにより２次側表面に電荷が誘起される圧電トランスを備え、当該圧電トランスの当該２次側表面に絶縁用の誘電体シートを介して金属細線状接地電極を密接配置し、当該誘電体シート上の細線状接地電極上に除電対象物に向けた空気流を流す空気吹き出し口を備えている（特許文献１参照）。

一方、医療用にプラズマを発生させる装置として、特許文献２に記載された止血装置が知られている。当該止血装置は、プラズマを生成する共振エネルギーを供給するためのマイクロ波信号を生成する信号源が備えられたマイクロ波発振部と、マイクロ波発振部と共振器との間に設けられ、マイクロ波信号を一定の大きさに増幅する増幅部と、増幅されたマイクロ波信号の共振エネルギーにより駆動され、ガス供給部から供給される不活性ガスを放電させてプラズマを生成する共振器と、共振器で生成されたプラズマが排出される一端に連結され、マイクロ波信号により放電して生成された低温プラズマを出血部位に集中させて血液を凝固させる中空で管状の排出手段を備えた止血部と、を含む（特許文献２参照）。

特開２００９−１２９６７３号公報 特開２０１０−１２５３２０号公報

しかしながら、上記のイオナイザや止血装置では、プラズマが照射される対象である照射対象の温度上昇について考慮されておらず、当該対象に当該温度上昇に応じた不具合を発生させてしまう場合があった。特に、当該対象が人体等の生体である場合、上記のイオナイザや止血装置は、当該対象のプラズマが照射される部位の温度を当該対象が耐えられなくなり始める温度よりも高い温度まで上昇させてしまう場合があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、プラズマが照射される対象の意図しない温度上昇を抑制することができるプラズマ発生装置を提供する。

本発明の一態様は、プラズマを発生させるプラズマ発生部と、温度を検出する温度検出部により検出された温度であって前記プラズマ発生部により照射される前記プラズマに関する温度であるプラズマ温度に基づいて前記プラズマ発生部を制御する制御回路と、を備えるプラズマ発生装置である。

また、本発明の一態様は、プラズマ発生装置において、前記温度検出部を備える、構成が用いられてもよい。

また、本発明の一態様は、プラズマ発生装置において、前記プラズマ発生部が発生させた前記プラズマを放出する開口部が形成された筐体を備え、前記プラズマ発生部及び前記制御回路は、前記筐体の内部に配置され、前記プラズマ発生部は、２つの端部のうちの第１端部に交流電圧を印加した場合、前記２つの端部のうちの前記第１端部と反対側の端部である第２端部に誘電体バリア放電が生じて前記プラズマを発生させる圧電トランスと、前記制御回路による制御に応じて前記第１端部に交流電圧を印加する駆動回路と、を備える、構成が用いられてもよい。

また、本発明の一態様は、プラズマ発生装置において、前記温度検出部は、前記圧電トランスと前記プラズマが照射される対象との間に配置される、構成が用いられてもよい。

また、本発明の一態様は、プラズマ発生装置において、前記温度検出部は、前記圧電トランスと前記開口部との間に配置される、構成が用いられてもよい。

また、本発明の一態様は、プラズマ発生装置において、前記制御回路は、前記プラズマ温度が第１閾値以上であると判定した場合、前記プラズマ発生部による前記プラズマの発生を停止させる、構成が用いられてもよい。

また、本発明の一態様は、プラズマ発生装置において、前記プラズマ発生部は、誘電体バリア放電を生じさせて前記プラズマを発生させ、前記制御回路は、前記プラズマ温度に基づく値が第２閾値以上であると判定した場合、前記プラズマ発生部が前記誘電体バリア放電の放電量を低下させる、構成が用いられてもよい。

また、本発明の一態様は、プラズマ発生装置において、前記制御回路は、前記プラズマ発生部に印加する交流電圧の周波数を変化させることにより、前記放電量を低下させる、構成が用いられてもよい。

また、本発明の一態様は、プラズマ発生装置において、前記制御回路は、前記プラズマ発生部による前記プラズマの発生の開始から前記プラズマの発生が継続している時間であるプラズマ照射時間を計時し、計時した前記プラズマ照射時間と、前記温度検出部により検出された前記プラズマ温度とに基づいて、前記プラズマが照射される対象に関する温度である照射対象温度を推定し、推定した前記照射対象温度に基づいて前記プラズマ発生部を制御する、構成が用いられてもよい。

また、本発明の一態様は、プラズマ発生装置において、前記プラズマ発生部に電力を供給するバッテリーを備える、構成が用いられてもよい。

プラズマが照射される対象の意図しない温度上昇を抑制することができるプラズマ発生装置を提供することができる。

実施形態に係るプラズマ発生装置１の構成の一例を示す図である。 駆動回路２２の構成の一例を示す図である。 制御回路３０の機能構成の一例を示す図である。 制御回路３０がプラズマ温度に基づいてプラズマ発生部２０を制御する処理の流れの一例を示す図である。

＜実施形態＞
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

＜プラズマ発生装置の概要＞
まず、実施形態に係るプラズマ発生装置１の概要について説明する。図１は、実施形態に係るプラズマ発生装置１の構成の一例を示す図である。

プラズマ発生装置１は、プラズマを発生させる。この一例において、プラズマ発生装置１は、プラズマとして、低温プラズマを発生させる。なお、プラズマ発生装置１は、低温プラズマに代えて、高温プラズマを発生させる構成であってもよい。プラズマ発生装置１は、発生させたプラズマをプラズマ発生装置１の筐体に形成された開口部から筐体の外側に向かって放出させる。これにより、プラズマ発生装置１は、発生させたプラズマを筐体の外側に配置された物体に照射することができる。プラズマ発生装置１がプラズマを照射可能な範囲に照射対象が含まれるようにプラズマ発生装置１と照射対象との相対的な位置を調整した場合、プラズマ発生装置１は、照射対象に対してプラズマを発生させる。照射対象は、プラズマが照射される対象の物体である。これにより、プラズマ発生装置１は、照射したプラズマに応じた効果を照射対象に生じさせることができる。例えば、プラズマ発生装置１は、照射対象の部位のうちプラズマが照射された部位の滅菌、殺菌、消毒等をプラズマによって行うことができる。照射対象は、例えば、人体である。照射対象が人体の場合、プラズマ発生装置１は、災害時等の水が使用できない状況下においても、人体の創傷部位の消毒を行うことができる。なお、照射対象は、人体に代えて、人体以外の生体であってもよく、生体以外の物体であってもよい。当該物体は、産業用品であってもよく、日用品であってもよく、他の如何なる物体であってもよい。

プラズマ発生装置１は、プラズマを発生させるプラズマ発生部と、温度を検出する温度検出部により検出された温度であってプラズマ発生部により照射されるプラズマに関する温度であるプラズマ温度に基づいてプラズマ発生部を制御する制御回路と、を備える。これにより、プラズマ発生装置１は、照射対象の意図しない温度上昇を抑制することができる。特に、照射対象が、この一例のように人体である場合、プラズマ発生装置１は、照射対象の温度を照射対象が耐えられる温度よりも高い温度まで上昇させてしまうことを抑制することができる。ここで、照射対象の温度は、照射対象の部位（すなわち、照射対象の一部分）のうちプラズマが照射されている部分を含む部位の温度のことである。以下では、プラズマ温度として、プラズマ発生装置１が発生させるプラズマの周辺の大気温度を使う場合を例に挙げて説明する。なお、プラズマ温度は、これに代えて、当該プラズマのガス温度、当該プラズマの電子温度等、プラズマ発生部により照射されるプラズマに関する温度であれば如何なる温度であってもよい。

以下では、プラズマ発生装置１の構成と、プラズマ発生装置１がプラズマ温度に基づいてプラズマ発生部を制御する処理とについて説明する。

＜プラズマ発生装置の構成＞
以下、図１を参照し、プラズマ発生装置１の構成について説明する。

プラズマ発生装置１は、プラズマ発生装置１の筐体である筐体１０と、プラズマ発生部２０と、制御回路３０と、温度検出部４０と、バッテリー５０を備える。

筐体１０には、後述するプラズマ発生部２０が筐体１０の内側において発生させたプラズマを筐体１０の外側に放出する開口部１１が形成されている。開口部１１の形状は、例えば、円形状であるが、円形状に代えて、他の如何なる形状であってもよい。また、筐体１０の内部には、プラズマ発生部２０と、制御回路３０と、温度検出部４０と、バッテリー５０が配置されている。なお、この一例において、筐体１０の大きさは、ユーザーが片手に持つことが可能な大きさであるが、これに代えて、ユーザーが片手に持つことが不可能な大きさであってもよい。

プラズマ発生部２０は、制御回路３０による制御に応じて、プラズマを発生させる。プラズマ発生部２０は、圧電トランス２１と、駆動回路２２を備える。なお、プラズマ発生部２０の構成は、プラズマを発生させることが可能な他の構成であってもよい。

圧電トランス２１は、強誘電体素子２１Ｅを備える。圧電トランス２１は、強誘電体素子２１Ｅにおける２つの端部のうちの第１端部２１Ａに交流電圧を印加した場合、当該２つの端部のうちの第１端部２１Ａと反対側の端部である第２端部２１Ｂに誘電体バリア放電が生じてプラズマを発生させる。

駆動回路２２は、制御回路３０による制御に応じて第１端部２１Ａに交流電圧を印加する。駆動回路２２の詳細については、後述する。

制御回路３０は、駆動回路２２を制御し、強誘電体素子２１Ｅの第１端部２１Ａに交流電圧を印加させる。これにより、制御回路３０は、プラズマ発生部２０にプラズマを発生させる。

温度検出部４０は、温度を検出する。例えば、温度検出部４０は、熱電対を備えた温度センサーである。なお、温度検出部４０は、当該温度センサーに代えて、光のスペクトル等を用いた他の温度センサーであってもよい。温度検出部４０は、圧電トランス２１と照射対象との間に配置される。より具体的には、この一例では、温度検出部４０は、第１方向について圧電トランス２１と開口部１１との間に配置される。第１方向は、例えば、第１端部２１Ａから第２端部２１Ｂに向かう方向である。なお、第１方向は、第２端部２１Ｂから開口部１１に向かう方向であってもよい。また、第１方向は、プラズマ発生装置１の長手方向であってもよい。また、第１方向は、プラズマ発生装置１からプラズマが放出される方向であってもよい。また、温度検出部４０は、プラズマ温度を検出可能な他の位置に配置される構成であってもよい。

なお、温度検出部４０は、筐体１０の内部に配置される構成に代えて、筐体１０の外部に配置される構成であってもよい。この場合、温度検出部４０は、例えば、照射対象とプラズマ発生装置１との位置関係を照射対象にプラズマを照射する際における照射対象とプラズマ発生装置１との位置関係と一致させた場合において、前述の第１方向に向かってプラズマ発生装置１を見た場合における開口部１１と照射対象との間に配置される。また、当該場合、温度検出部４０は、筐体１０の外部に取り付けられた支持部、又は当該外部に形成された支持部によって支持される。

バッテリー５０は、直流電源であり、例えば、乾電池、蓄電池等の電池である。バッテリー５０は、駆動回路２２と制御回路３０とのうちの少なくとも駆動回路２２に電力を供給する。以下では、一例として、バッテリー５０が、駆動回路２２と制御回路３０との両方に電力を供給する場合について説明する。なお、バッテリー５０が駆動回路２２に電力を供給し、制御回路３０に電力を供給しない場合、プラズマ発生装置１は、バッテリー５０と異なる直流電源であって制御回路３０に電力を供給する直流電源を備える。

＜駆動回路の構成＞
以下、図２を参照し、駆動回路２２の構成について説明する。図２は、駆動回路２２の構成の一例を示す図である。なお、図２には、駆動回路２２とともに圧電トランス２１、バッテリー５０、制御回路３０、温度検出部４０を示している。また、図２では、図が煩雑になるのを防ぐため、駆動回路２２と制御回路３０を繋ぐ配線に関しては、省略している。

駆動回路２２は、制御回路３０による制御に応じて、バッテリー５０から供給される直流電圧に基づいて、強誘電体素子２１Ｅの第１端部２１Ａに交流電圧を印加する。駆動回路２２は、例えば、４つの接点である接点Ｐ１〜接点Ｐ４と、電極Ｆ１と、電極Ｆ２と、４つのスイッチであるスイッチＳ１〜スイッチＳ４を備える。なお、駆動回路２２の構成は、これに代えて、他の構成であってもよい。

駆動回路２２では、強誘電体素子２１Ｅの第１端部２１Ａにおいて対向する２つの面のうちの第１面に誘電体シートを介して金属細線状接地電極である電極Ｆ１が密接配置されている。なお、図２に示した例では、電極Ｆ１と強誘電体素子２１Ｅとの相対的な位置関係を明確にするため、電極Ｆ１と強誘電体素子２１Ｅとが離れているように示されている。また、駆動回路２２では、電極Ｆ１が接点Ｐ２と接続されている。また、駆動回路２２では、接点Ｐ２と接点Ｐ１とがスイッチＳ２を介して接続されている。また、駆動回路２２では、接点Ｐ１と接点Ｐ３とがスイッチＳ１を介して接続されている。また、駆動回路２２では、接点Ｐ３が電極Ｆ２と接続されている。また、駆動回路２２では、強誘電体素子２１Ｅの第１端部２１Ａにおいて対向する２つの面のうちの第１面と反対側の面である第２面に誘電体シートを介して金属細線状接地電極である電極Ｆ２が密接配置されている。なお、図２に示した例では、電極Ｆ２と強誘電体素子２１Ｅとの相対的な位置関係を明確にするため、電極Ｆ２と強誘電体素子２１Ｅとが離れているように示されている。また、駆動回路２２では、接点Ｐ３と接点Ｐ４とがスイッチＳ３を介して接続されている。また、駆動回路２２では、接点Ｐ４と接点Ｐ２とがスイッチＳ４を介して接続されている。また、駆動回路２２の接点Ｐ４は、バッテリー５０のマイナス極と接続される。また、駆動回路２２の接点Ｐ１は、バッテリー５０のプラス極と接続される。

＜制御回路による駆動回路の制御方法の概要＞
以下、制御回路３０による駆動回路２２の制御方法の概要について説明する。

制御回路３０は、スイッチＳ１〜スイッチＳ４それぞれのオン（閉じた状態）とオフ（開いた状態）を切り替える。例えば、制御回路３０は、スイッチＳ１とスイッチＳ４をオンにし、スイッチＳ２とスイッチＳ３をオフにすることにより、駆動回路２２の状態のうち電極Ｆ２の電位よりも電極Ｆ１の電位が低い第１状態を実現する。また、制御回路３０は、スイッチＳ２とスイッチＳ３をオンにし、スイッチＳ１とスイッチＳ４をオフにすることにより、駆動回路２２の状態のうち電極Ｆ１の電位よりも電極Ｆ２の電位が低い第２状態を実現する。制御回路３０は、スイッチＳ１〜スイッチＳ４それぞれのオンとオフを切り替えることにより、第１状態と第２状態を予め決められた周期が経過する毎に繰り返し切り替え、当該周期に応じた周波数の交流電圧を第１端部２１Ａに印加することができる。ここで、当該周期に応じた周波数は、当該周期の逆数である。

＜制御回路の機能構成＞
以下、図３を参照し、制御回路３０の機能構成について説明する。図３は、制御回路３０の機能構成の一例を示す図である。

制御回路３０は、プラズマ発生装置１の全体を制御する。制御回路３０は、図示しないプロセッサーと、図示しないメモリーを備える。当該プロセッサーは、例えば、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）である。なお、当該プロセッサーは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の他のプロセッサーであってもよい。当該メモリーは、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read−Only Memory）、ＲＯＭ（Read−Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置である。なお、当該メモリーは、プラズマ発生装置１に内蔵される記憶装置に代えて、ＵＳＢ等のデジタル入出力ポート等によってプラズマ発生装置１に接続された外付け型の記憶装置であってもよい。当該メモリーは、当該プロセッサーが実行可能な各種のプログラムを記憶している。当該プロセッサーは、当該メモリーに記憶された各種のプログラムを実行することにより、取得部３０１と、判定部３０２と、推定部３０３と、制御部３０４と、計時部３０５の５つの機能部を実現する。すなわち、制御回路３０は、取得部３０１と、判定部３０２と、推定部３０３と、制御部３０４と、計時部３０５の５つの機能部を備える。制御回路３０が備える当該５つの機能部のうちの一部又は全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。

取得部３０１は、温度検出部４０が検出したプラズマ温度を示すプラズマ温度情報を温度検出部４０から取得する。

判定部３０２は、後述する予め決められた条件である所定条件が満たされたか否かを判定する。

推定部３０３は、後述する計時部３０５が計時したプラズマ照射時間と、取得部３０１が取得したプラズマ温度情報が示すプラズマ温度とに基づいて、照射対象に関する温度である照射対象温度を推定（算出）する。プラズマ照射時間は、プラズマ発生部２０によるプラズマの発生の開始からプラズマの発生が継続している時間のことである。

制御部３０４は、駆動回路２２を制御する。例えば、制御部３０４は、判定部３０２の判定結果に応じて駆動回路２２を制御する。また、制御部３０４は、推定部３０３の推定結果に基づく判定結果であって判定部３０３による判定結果に応じて駆動回路２２を制御する。

計時部３０５は、プラズマ発生部２０によるプラズマの発生の開始からプラズマの発生が継続している時間を前述のプラズマ照射時間として計時する。

＜制御回路がプラズマ温度に基づいてプラズマ発生部を制御する処理＞
以下、図４を参照し、制御回路３０がプラズマ温度に基づいてプラズマ発生部２０を制御する処理について説明する。図４は、制御回路３０がプラズマ温度に基づいてプラズマ発生部２０を制御する処理の流れの一例を示す図である。以下では、図４に示したステップＳ１１０の処理が実行される前のタイミングにおいて、プラズマ発生装置１にプラズマの発生を開始させる操作をユーザーからプラズマ発生装置１が受け付けた場合について説明する。

制御部３０４は、駆動回路２２を制御し、プラズマ発生部２０によるプラズマの発生を開始させる。そして、計時部３０５は、前述のプラズマ照射時間の計時を開始する（ステップＳ１１０）。ここで、ステップＳ１１０の処理のうち制御部３０４が行う処理について説明する。

制御部３０４は、スイッチＳ１〜スイッチＳ４それぞれのオンとオフを切り替えることにより、前述の第１状態と第２状態を予め決められた周期である第１周期が経過する毎に繰り返し切り替え、第１周期の逆数である第１周波数の交流電圧を第１端部２１Ａに印加する。第１周期は、この一例において、圧電トランス２１が備える強誘電体素子２１Ｅの共振周波数の逆数である。すなわち、第１周波数は、この一例において、当該共振周波数である。これにより、制御回路３０は、バッテリー５０の消費電力の増大を抑制することができる。なお、第１周期は、圧電トランス２１が備える強誘電体素子の共振周波数の逆数に代えて、他の周期であってもよい。

ステップＳ１１０の処理が行われた後、取得部３０１は、温度検出部４０が検出したプラズマ温度を示すプラズマ温度情報を温度検出部４０から取得する（ステップＳ１２０）。

次に、判定部３０２は、所定条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ここで、所定条件について説明する。

所定条件は、例えば、ステップＳ１２０において取得されたプラズマ温度情報が示すプラズマ温度が予め決められた閾値である第１閾値以上であること、である。第１閾値は、照射対象に応じて決まる温度である。例えば、この一例における照射対象である人体が耐えられなくなり始める温度が４０℃である場合、第１閾値は、４０℃よりも低い温度である。第１閾値は、照射対象に応じた温度であれば、如何なる温度であってもよい。なお、所定条件は、ステップＳ１２０において取得されたプラズマ温度情報が示すプラズマ温度に基づく値が予め決められた閾値である第２閾値以上であること、であってもよい。当該値は、例えば、当該プラズマ温度に基づいて推定された温度であって照射対象の温度である照射対象温度である。なお、当該値は、当該照射対象温度に代えて、当該プラズマ温度そのものであってもよく、当該プラズマ温度に基づく他の値であってもよい。ここで、第２閾値は、この一例において、照射対象に応じて決まる温度である。例えば、この一例における照射対象である人体が耐えられなくなり始める温度が４０℃である場合、第２閾値は、第１閾値と同様に、４０℃よりも低い温度である。この場合、ステップＳ１３０では、判定部３０２による判定が行われる前に、推定部３０３が当該プラズマ温度に基づいて照射対象温度を推定する。具体的には、推定部３０３は、計時部３０５が計時した時間であって現在までのプラズマ照射時間と、当該プラズマ温度とに基づいて、照射対象温度を推定（算出）する。推定部３０３は、このような照射対象温度の推定を、予め記憶された関数を用いて行ってもよく、機械学習のアルゴリズムを用いて行ってもよく、他の如何なる方法によって行ってもよい。当該予め記憶された関数は、プラズマ温度とプラズマ照射時間を入力すると照射対象温度を出力する関数のことである。当該予め記憶された関数は、実験により導出された関数であってもよく、シミュレーションによって導出された関数であってもよい。また、所定条件は、ステップＳ１２０において取得されたプラズマ温度情報が示すプラズマ温度に関する他の如何なる条件であってもよい。また、所定条件は、当該プラズマ温度と、当該プラズマ照射時間とに関する他の条件であってもよい。また、所定条件は、当該プラズマ照射時間に関する他の条件であってもよい。また、所定条件は、推定した照射対象温度に関する他の条件であってもよい。また、推定部３０３は、照射対象温度を推定する構成に代えて、プラズマが照射される前と比べて照射対象の温度が何℃上昇したかを示す値を推定する構成であってもよい。この場合、所定条件は、当該値に関する他の条件であってもよい。また、第２閾値は、照射対象に応じた温度であれば、如何なる温度であってもよい。第２閾値は、第１閾値と同じ値であってもよく、第１閾値よりも低い値であってもよく、第１閾値よりも高い値であってもよい。

ステップＳ１３０において所定条件が満たされていないと判定部３０２が判定した場合（ステップＳ１３０−ＮＯ）、制御部３０４は、プラズマ発生部２０によるプラズマの発生を終了させるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。例えば、制御部３０４は、プラズマ発生装置１がプラズマの発生を停止させる操作を受け付けた場合、プラズマ発生部２０によるプラズマの発生を終了させると判定する。一方、制御部３０４は、プラズマ発生装置１がプラズマの発生を停止させる操作を受け付けていない場合、プラズマ発生部２０によるプラズマの発生を終了させないと判定する。

プラズマ発生部２０によるプラズマの発生を終了させると判定した場合（ステップＳ１５０−ＹＥＳ）、制御部３０４は、プラズマ発生部２０によるプラズマの発生を終了させ、処理を終了する。一方、プラズマ発生部２０によるプラズマの発生を終了させないと制御部３０４が判定した場合（ステップＳ１５０−ＮＯ）、取得部３０１は、ステップＳ１２０に遷移し、温度検出部４０が検出したプラズマ温度を示すプラズマ温度情報を温度検出部４０から再び取得する。

一方、ステップＳ１３０において所定条件が満たされていると判定部３０２が判定した場合（ステップＳ１３０−ＹＥＳ）、制御部３０４は、強誘電体素子２１Ｅの第２端部２１Ｂに生じさせる誘電体バリア放電の放電量を調整する（ステップＳ１４０）。ここで、ステップＳ１４０の処理について説明する。

制御部３０４は、例えば、強誘電体素子２１Ｅの第２端部２１Ｂに生じさせる誘電体バリア放電の放電量の調整として、駆動回路２２が備える４つのスイッチ（すなわち、スイッチＳ１〜スイッチＳ４）を全てオフにし、圧電トランス２１への交流電圧の印加を停止することにより、当該第２端部２１Ｂにおける誘電体バリア放電を停止させる。これにより、制御部３０４は、プラズマ発生部２０によるプラズマの発生を停止させる。なお、制御部３０４は、当該放電量の調整として、スイッチＳ１〜スイッチＳ４それぞれのオンとオフを切り替えることにより、前述の第１状態と第２状態を予め決められた周期である第２周期が経過する毎に繰り返し切り替え、第２周期の逆数である第２周波数の交流電圧を第１端部２１Ａに印加し、当該放電量を低下させる構成であってもよい。第２周期は、第１周期よりも短い周期である。すなわち、第２周波数は、圧電トランス２１が備える強誘電体素子２１Ｅの共振周波数よりも高い周波数である。これにより、制御回路３０は、当該放電量を小さくすることができる。また、制御部３０４は、スイッチＳ１〜スイッチＳ４それぞれのオンとオフを切り替えることにより、第１状態と第２状態を予め決められた周期である第３周期が経過する毎に繰り返し切り替え、第３周期の逆数である第３周波数の交流電圧を第１端部２１Ａに印加し、当該放電量を低下させる構成であってもよい。第３周期は、第１周期よりも長い周期である。すなわち、第３周波数は、圧電トランス２１が備える強誘電体素子２１Ｅの共振周波数よりも低い周波数である。これにより、制御回路３０は、当該放電量を小さくすることができる。また、制御部３０４は、他の方法によって当該放電量の調整（この一例において、当該放電量の低下）を行う構成であってもよい。ステップＳ１４０の処理が行われた後、制御部３０４は、ステップＳ１５０に遷移し、プラズマ発生部２０によるプラズマの発生を終了させるか否かを判定する。

なお、上記において説明したステップＳ１４０の処理は、段階的に行う構成であってもよい。例えば、ステップＳ１３０においてプラズマ温度が第１閾値以上第３閾値未満であると判定部３０２が判定した場合、制御部３０４は、ステップＳ１４０において、第２周波数の交流電圧を第１端部２１Ａに印加し、強誘電体素子２１Ｅの第２端部２１Ｂに生じさせる誘電体バリア放電の放電量を低下させる。一方、ステップＳ１３０において、プラズマ温度が第３閾値以上であると判定部３０２が判定した場合、制御部３０４は、ステップＳ１４０において、圧電トランス２１への交流電圧の印加を停止することにより、当該第２端部２１Ｂにおける誘電体バリア放電を停止させる。ここで、第３閾値は、第１閾値よりも高い値である。また、例えば、ステップＳ１３０において照射対象温度が第２閾値以上第４閾値未満であると判定部３０２が判定した場合、制御部３０４は、ステップＳ１４０において、第２周波数の交流電圧を第１端部２１Ａに印加し、強誘電体素子２１Ｅの第２端部２１Ｂに生じさせる誘電体バリア放電の放電量を低下させる。一方、ステップＳ１３０において照射対象温度が第４閾値以上であると判定部３０２が判定した場合、制御部３０４は、ステップＳ１４０において、圧電トランス２１への交流電圧の印加を停止することにより、当該第２端部２１Ｂにおける誘電体バリア放電を停止させる。ここで、第４閾値は、第２閾値よりも高い値である。

以上のように、実施形態に係るプラズマ発生装置１は、プラズマを発生させるプラズマ発生部（この一例において、プラズマ発生部２０）と、温度を検出する温度検出部（この一例において、温度検出部４０）により検出された温度であってプラズマ発生部により照射されるプラズマに関する温度であるプラズマ温度に基づいてプラズマ発生部を制御する制御回路（この一例において、制御回路３０）と、を備える。これにより、プラズマ発生装置１は、プラズマが照射される対象（この一例において、照射対象）の意図しない温度上昇を抑制することができる。

また、プラズマ発生装置１は、温度検出部を備える。これにより、プラズマ発生装置１は、プラズマ発生装置１が備える温度検出部により検出されたプラズマ温度に基づいて、プラズマが照射される対象の意図しない温度上昇を抑制することができる。

また、プラズマ発生装置１は、プラズマ発生部が発生させたプラズマを放出する開口部（この一例において、開口部１１）が形成された筐体（この一例において、筐体１０）を備える。また、プラズマ発生部及び制御回路は、当該筐体の内部に配置される。また、プラズマ発生部は、２つの端部のうちの第１端部（この一例において、第１端部２１Ａ）に交流電圧を印加した場合、２つの端部のうちの第１端部と反対側の端部である第２端部（この一例において、第２端部２１Ｂ）に誘電体バリア放電が生じてプラズマを発生させる圧電トランス（この一例において、圧電トランス２１）と、制御回路による制御に応じて第１端部に交流電圧を印加する駆動回路（この一例において、駆動回路２２）と、を備える。これにより、プラズマ発生装置１は、圧電トランスの第２端部に生じさせた誘電体バリア放電によって発生したプラズマが照射される対象の意図しない温度上昇を抑制することができる。

また、プラズマ発生装置１では、温度検出部は、圧電トランスとプラズマが照射される対象との間に配置される。これにより、プラズマ発生装置１は、圧電トランスとプラズマが照射される対象との間に配置される温度検出部により検出されたプラズマ温度に基づいて、プラズマが照射される対象の意図しない温度上昇を抑制することができる。

また、プラズマ発生装置１では、温度検出部は、圧電トランスと開口部との間に配置される。これにより、プラズマ発生装置１は、圧電トランスと開口部との間に配置される温度検出部により検出されたプラズマ温度に基づいて、プラズマが照射される対象の意図しない温度上昇を抑制することができる。

また、プラズマ発生装置１では、制御回路は、プラズマ温度が第１閾値以上であると判定した場合、プラズマ発生部によるプラズマの発生を停止させる。これにより、プラズマ発生装置１は、プラズマが照射される対象の意図しない温度上昇を確実に抑制することができる。

また、プラズマ発生装置１では、プラズマ発生部は、誘電体バリア放電を生じさせてプラズマを発生させる。また、制御回路は、プラズマ温度に基づく値が第２閾値以上であると判定した場合、プラズマ発生部の誘電体バリア放電の放電量を低下させる。これにより、プラズマ発生装置１は、プラズマが照射される対象の意図しない温度上昇を抑制することができる。

また、プラズマ発生装置１では、制御回路は、プラズマ発生部に印加する交流電圧の周波数を変化させることにより、誘電体バリア放電の放電量を低下させる。これにより、プラズマ発生装置１は、プラズマ発生部に印加する交流電圧の周波数を変化させることにより、プラズマが照射される対象の意図しない温度上昇を抑制することができる。

また、プラズマ発生装置１では、制御回路は、プラズマ発生部によるプラズマの発生の開始からプラズマの発生が継続している時間であるプラズマ照射時間を計時し、計時したプラズマ照射時間と、温度検出部により検出されたプラズマ温度とに基づいてプラズマ発生部を制御する。これにより、プラズマ発生装置１は、計時したプラズマ照射時間と、検出されたプラズマ温度とに基づいて、プラズマが照射される対象の意図しない温度上昇を抑制することができる。

また、プラズマ発生装置１では、制御回路は、計時したプラズマ照射時間と、温度検出部により検出されたプラズマ温度とに基づいて、プラズマが照射される対象の温度である照射対象温度を推定し、推定した照射対象温度に基づいてプラズマ発生部を制御する。これにより、プラズマ発生装置１は、推定した照射対象温度に基づいて、プラズマが照射される対象の意図しない温度上昇を抑制することができる。

また、プラズマ発生装置１は、プラズマ発生部に電力を供給するバッテリーを備える。これにより、プラズマ発生装置１は、携帯可能な程度に小型化することができる。

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない限り、変更、置換、削除等されてもよい。

また、以上に説明した装置（例えば、プラズマ発生装置１）における任意の構成部の機能を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、ＯＳ（Operating System）や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ（Compact Disk）−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリー（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

１…プラズマ発生装置、１０…筐体、１１…開口部、２０…プラズマ発生部、２１…圧電トランス、２１Ａ…第１端部、２１Ｂ…第２端部、２１Ｅ…強誘電体素子、２２…駆動回路、３０…制御回路、５０…バッテリー、Ｆ１、Ｆ２…電極、Ｐ１〜Ｐ４…接点、Ｓ１〜Ｓ４…スイッチ、３０１…取得部、３０２…判定部、３０３…推定部、３０４…制御部、３０５…計時部

Claims (10)

1. プラズマを発生させるプラズマ発生部と、
   温度を検出する温度検出部により検出された温度であって前記プラズマ発生部により照射される前記プラズマに関する温度であるプラズマ温度が第１閾値以上であると判定した場合、前記プラズマ発生部による前記プラズマの発生を停止させる制御回路と、
   を備えるプラズマ発生装置。
2. 誘電体バリア放電を生じさせてプラズマを発生させるプラズマ発生部と、
   温度を検出する温度検出部により検出された温度であって前記プラズマ発生部により照
   射される前記プラズマに関する温度であるプラズマ温度に基づく値が第２閾値以上であると判定した場合、前記プラズマ発生部の前記誘電体バリア放電の放電量を低下させる制御回路と、
   を備えるプラズマ発生装置。
3. 前記制御回路は、前記プラズマ発生部に印加する交流電圧の周波数を変化させることにより、前記放電量を低下させる、
   請求項２に記載のプラズマ発生装置。
4. プラズマを発生させるプラズマ発生部と、
   前記プラズマ発生部による前記プラズマの発生の開始から前記プラズマの発生が継続している時間であるプラズマ照射時間を計時し、計時した前記プラズマ照射時間と、温度を検出する温度検出部により検出された温度であって前記プラズマ発生部により照射される前記プラズマに関する温度であるプラズマ温度とに基づいて前記プラズマ発生部を制御する制御回路と、
   を備えるプラズマ発生装置。
5. 前記制御回路は、
   計時した前記プラズマ照射時間と、前記温度検出部により検出された前記プラズマ温度とに基づいて、前記プラズマが照射される対象に関する温度である照射対象温度を推定し、
   推定した前記照射対象温度に基づいて前記プラズマ発生部を制御する、
   請求項４に記載のプラズマ発生装置。
6. 前記温度検出部を備える、
   請求項１から５のうちいずれか一項に記載のプラズマ発生装置。
7. 前記プラズマ発生部が発生させた前記プラズマを放出する開口部が形成された筐体を備え、
   前記プラズマ発生部及び前記制御回路は、前記筐体の内部に配置され、
   前記プラズマ発生部は、
   ２つの端部のうちの第１端部に交流電圧を印加した場合、前記２つの端部のうちの前記第１端部と反対側の端部である第２端部に誘電体バリア放電が生じて前記プラズマを発生させる圧電トランスと、
   前記制御回路による制御に応じて前記第１端部に交流電圧を印加する駆動回路と、
   を備える、
   請求項１から６のうちいずれか一項に記載のプラズマ発生装置。
8. 前記温度検出部は、前記圧電トランスと前記プラズマが照射される対象との間に配置される、
   請求項７に記載のプラズマ発生装置。
9. 前記温度検出部は、前記圧電トランスと前記開口部との間に配置される、
   請求項８に記載のプラズマ発生装置。
10. 前記プラズマ発生部に電力を供給するバッテリーを備える、
    請求項１から９のうちいずれか一項に記載のプラズマ発生装置。

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