JP7015485B1 - 紫外光照射装置、紫外光照射装置の使用方法、及び紫外光の照射方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記光源を収容する筐体と、
前記光源より放射された前記紫外光を前記筐体の外へ取り出す取出し部と、
前記取出し部を通過する前記紫外光の配光角を拡大させる発散光学系と、を備える。
前記レンズアレイを構成する小レンズの数は、前記エキシマランプの数と同じであり、
前記小レンズの長手方向が前記エキシマランプの長手方向に沿っても構わない。これにより、レンズアレイは、エキシマランプからの出射光を効果的に発散させる。
前記光源を収容する筐体と、
前記光源より放射された前記紫外光を前記筐体の外へ取り出す取出し部と、を備え、
前記筐体は、前記取出し部を通過する前記紫外光の配光角を拡大させる発散光学系を取り付けるための取付部を有する。これにより、紫外光照射装置に、発散光学系を後付けできる。
発散光学系を使用して前記紫外光の配光角を拡大する。
[紫外光照射装置の概要]
図1、図2及び図3を参照しながら、本発明の紫外光照射装置の一実施形態を説明する。図1及び図2は、紫外光照射装置の外観を模式的に示す斜視図である。図3は、紫外光照射装置から光源と電極ブロックのみを取り出して示す斜視図である。
図3を参照しながら、光源の一実施形態を説明する。本実施形態では、Z方向に離間して配置された3本のエキシマランプ3(3a,3b,3c)を備える。二つの電極ブロック(9a,9b)が、各エキシマランプ3(3a,3b,3c)の発光管の外表面に接触する。これによりエキシマランプ3は給電され、点灯する。
図4は、図1の紫外光照射装置10のC1面(XZ平面に平行な面)における断面模式図である。本実施形態の紫外光照射装置10では、紫外光を筐体2の外へ取り出す取出し部4に、発散光学系5と光学フィルタ6とが配置されている。発散光学系5又は光学フィルタ6が取出し部4に配置された状態とは、発散光学系5又は光学フィルタ6が、取出し部4を構成する筐体2の開口に、発散光学系5又は光学フィルタ6が挿入されている状態、又は、筐体2の開口を覆う状態を含む。これにより、取出し部4を通過する紫外光は、取出し部4に配置された発散光学系5又は光学フィルタ6を通過する。発散光学系5又は光学フィルタ6は、第一枠2aの外側面に対して、X方向に微小な距離(例えば30mm以内)だけ離間した位置に配置されていても構わない。
本実施形態は、発散光学系5の入射側に光学フィルタ6が配置されている。光学フィルタ6は、特定の波長帯域の紫外光を透過し、特定の波長帯域の紫外光を実質的に透過しない、波長選択フィルタ(バンドパスフィルタ)として機能する。本実施形態の光学フィルタ6は、190nm以上240nm未満の波長帯域の紫外光を透過し、240nm以上280nm以下の波長帯域の紫外光を実質的に透過しない。
上記のとおり、光学フィルタ6は、屈折率の異なる複数の誘電体多層膜で構成されるが、誘電体多層膜で構成される光学フィルタ6は、紫外光の入射角に応じて、透過率が不可避的に変化してしまう。
エキシマランプ3に対向する電極ブロック(9a,9b)の表面9r(図3参照)は、紫外光の反射面として機能する。本実施形態において、表面9rは、取出し部4の表面に対して傾斜する平面で構成される。これにより、エキシマランプ3から電極ブロック(9a,9b)へ進行する光の方向を変えて、取出し部4へ進行させることができる。これにより、光の出射効率を高めることができる。
図9を参照しながら、紫外光照射装置の第一変形例を説明する。紫外光照射装置20は、波長選択フィルタとして機能する光学フィルタを備えていない。光源自体が、人体に影響を及ぼすおそれのある紫外光を放射しない場合、又は、光源自体に、光学フィルタを含む場合には、第一変形例のように、紫外光照射装置20は光学フィルタを備えていなくても構わない。
図10を参照しながら、紫外光照射装置の第二変形例を説明する。紫外光照射装置30は、発散光学系5に、複数の小レンズが配列されたレンズアレイではなく、単一のレンズから構成されている。また、この変形例では、シリンドリカル面(柱状に湾曲する面)を有する両凹レンズが示されているが、発散機能を有するのであれば、例えば、平凹レンズ、凹メニスカスレンズなど、他のレンズ形状であっても構わない。
本発明に係る紫外光照射装置の使用態様としては、出射される紫外光が有人空間に向けて照射されるように配置し、紫外光照射装置に紫外光を照射させることができる。有人空間とは、実際に人がいるか否かは問わず、人が立ち入ることのできる空間を意味する。有人空間には、例えば、住宅、事業所、学校、病院もしくは劇場などの建物内の空間、又は、例えば、自動車、バス、電車もしくは飛行機などの乗り物内の空間を含む。取出し部4が有人空間を向くように、紫外光照射装置10を、有人空間に面する天井、壁、柱又は床等に配置する。そして、紫外光照射装置10を点灯させて、有人空間に向けて紫外光を照射する。
図11を参照しながら、本発明の紫外光照射装置の第二実施形態を説明する。以下に説明する以外の事項は第一実施形態と同様に実施できる。第二実施形態の紫外光照射装置60は、190nm~240nmの紫外光を放射するエキシマランプ3(3a,3b,3c)と、エキシマランプ3を収容する筐体2と、エキシマランプ3より放射された紫外光を筐体2の外へ取り出す取出し部4と、を備える。さらに、紫外光照射装置60は、取出し部4に、190nm~240nmの波長帯域の紫外光を透過し、240nm~280nm以下の波長帯域の紫外光を実質的に透過しない光学フィルタ6と、を備える。ただし、第一実施形態の第一変形例で説明したように、紫外光照射装置60にとって、光学フィルタ6は必須の構成ではない。
レンズの厚みt1:8mm
レンズの深さt2:3.34mm
レンズ凹面の曲率半径R1:8mm
レンズ凹面の角度θ5:108度[deg.]
レンズのz方向幅z1:13mm
レンズのz方向ピッチz2:14mm
レンズの厚みt1:5mm
レンズの深さt2:1.74mm
レンズ凹面の曲率半径R1:13mm
レンズ凹面の角度θ5:60度[deg.]
レンズのz方向幅z1:13mm
レンズのz方向ピッチz2:14mm
2a、2b :第一枠
3 :エキシマランプ
4 :取出し部
5 :発散光学系
5a :小レンズ
6 :光学フィルタ
7a,7b:給電線
8a,8b:接続端子
9a,9b:電極ブロック
9r :(電極ブロックの反射面となる)表面
10,20,30,50,60:紫外光照射装置
31 :照度計
35 :回転ステージ
40 :計測設備
51 :取付け部
52 :ねじ
53 :保持枠
Claims (8)
- 主たる発光波長が190nm~240nmに属する紫外光を放射する光源と、
前記光源を収容する筐体と、
前記光源より放射された前記紫外光を前記筐体の外へ取り出す取出し部と、
シリンドリカル面を備えた光学レンズを有し、前記取出し部を通過する前記紫外光の配光角を拡大させる発散光学系と、を備えることを特徴とする紫外光照射装置。 - 前記発散光学系の入射側に、190nm~240nmの波長帯域に属する、前記主たる発光波長の紫外光を透過し、240nm~280nmの波長帯域の紫外光を実質的に透過しない光学フィルタを備えることを特徴とする、請求項1に記載の紫外光照射装置。
- 前記光学フィルタと前記発散光学系との離間距離は、0mm以上3mm以下であることを特徴とする、請求項2に記載の紫外光照射装置。
- 前記発散光学系は、レンズアレイを含むことを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の紫外光照射装置。
- 前記光源は少なくとも二つのエキシマランプからなり、
前記レンズアレイを構成する小レンズの数は、前記エキシマランプの数と同じであり、
前記小レンズの長手方向が前記エキシマランプの長手方向に沿うことを特徴とする、請求項4に記載の紫外光照射装置。 - 請求項1~3のいずれか一項に記載の紫外光照射装置を、出射される紫外光の少なくとも一部が空間に向けて照射されるように配置し、前記紫外光照射装置に前記紫外光を放射させる、紫外光照射装置の使用方法。
- 190nm~240nmの紫外光を放射する光源と、
前記光源を収容する筐体と、
前記光源より放射された前記紫外光を前記筐体の外へ取り出す取出し部と、を備え、
前記筐体は、前記取出し部を通過する前記紫外光の配光角を拡大させる発散光学系を取り付けるための取付部を有する、紫外光照射装置、および
シリンドリカル面を備えた光学レンズを有し、前記紫外光照射装置の前記取付部に取付け可能な発散光学系、を備えることを特徴とする紫外光照射システム。 - 筐体に収容された光源から190nm~240nmの紫外光を放射し、
前記光源より放射された前記紫外光を、取出し部から前記筐体の外へ取り出し、
シリンドリカル面を備えた光学レンズを有する発散光学系を使用して、前記取出し部を通過する前記紫外光の配光角を拡大することを特徴とする、紫外光の照射方法。
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