JP7261205B2 - 近紫外線照射機能を備えた照明装置 - Google Patents
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Description
<近紫外線を用いた殺菌・ウイルス不活化>
背景技術において記載した通り、従来、波長315nm以上の紫外線(本願ではこの波長の紫外線を近紫外線と呼ぶこととする)は殺菌・ウイルス不活化に適していないと考えられてきた。確かに近紫外線では波長254nmの紫外線を発する水銀灯のように数秒で殺菌することは望めない。しかし、本発明者らは、近紫外線であっても数時間照射することにより、一定の殺菌・ウイルス不活化があれば、例えば深夜に近紫外線を照射することにより、通常の生活環境を清浄化できるのではないかという仮説を考え、殺菌・ウイルス不活化の検証、及び一般的環境において安全に使用可能な近紫外線の照射機能を備えた照明装置の構成を検討した。
近紫外線照射機能を備えたベースライトである照明装置100の斜視図を図1に示す。照明装置100の器具本体110が、人の立ち入ることのある生活環境における天井190(壁との境界線を描画)に取り付けられ、光源ユニット120が器具本体110に取り付けられている。
近紫外線LEDの発光スペクトルを図4に示す。ダブルピークになっているが、その間である発光中心波長は370nmである。
本照明装置のウイルス不活化効果を外部試験機関に依頼し、得られたウイルスに対する照射試験結果を図5に示す。なお、試験を行った照明装置は、主カバー部材124Aとしてポリカーボネートを用いた初期のタイプであり、アクリル製のものに比べて近紫外線出力が約1/3程度になっている。従って、実施形態1に係る照明装置においては、本試験結果以上の効果が得られることが予想される。
同様に外部機関に委託して得られた大腸菌に対する照射試験結果を図6に示す。
図7に、1日における白色LED及び近紫外線LEDの運転スケジュール例を示す。
本照明装置において、近紫外線照射時に図8に示す副カバー部材124Bが青色に発光する。これは、ポリカーボネートに混入している光拡散材による蛍光作用と考えられる。このため、近紫外線LEDの駆動中に、近紫外線照射中であることを視認でき、安全性が向上する。副カバー部材124Bを透過した近紫外線LEDのスペクトルを図9に示す。波長370nm付近における近紫外線LED光の他に、波長436nmにピークを有する発光があり、青色に見えることがわかる。
一方、主カバー部材124Aとしては、光拡散材である微粒子が混入されたアクリルが用いられている。紫外線光源のカバー部材としては、紫外線を透過する石英ガラスなどを用い、有機材料は用いないのが一般的である。理由は、有機材料では紫外線の透過率が低いことに加え、紫外線によって劣化するためである。一方本発明では、有機材料であるアクリルを用いても、波長372nmの光をほぼ透過させ、殺菌・不活化効果が得られることが確認できた。なお、アクリルのグレードによっては、波長372nmの光をほとんど通さないものもある。
<構成>
実施形態2の照明装置200は、器具本体110(実施形態1と同じもの)と光源ユニット220を組み合わせたものであり、要部の斜視図を図10に示す。
光源ユニット220は、カバー部材124Aに代わって、厚さ0.2mmあるいはそれ以下の厚さの透明シートをメッシュに張り付けて補強したカバー部材224Aを用いている。薄い透明シート(例えばアクリルシート)を用いているため、近紫外線が吸収されにくく、しかも白色LED123W(実施形態1と同じものを使用)の光がメッシュで適宜散乱されるため、光源からの光が拡散され、まぶしさが低減されるという特徴を有する。なお、虫や水滴の侵入が少ない場所で用いる場合には、薄いシートがなくメッシュだけのカバー部材を用いることにより、近紫外線透過率を高くすることができる。
光源ユニット220のカバー部材224Aに、人感センサ231を設けている。人感センサにはいろいろなタイプがあるが、人がいる生活環境下で継続的に近紫外線照射を停止させることを目的とする場合には、静止した人を検知することのできるサーモパイル型人感センサなどが好ましい。一方、人が出入りするトイレ等の生活環境に設置して、人が入ったときに照明を点灯させるとともに近紫外線照射を停止させるという用途であれば、焦電型人感センサでもよい。波長350nm以上の近紫外線は太陽光にも含まれる成分なので、人がいる状態で照射しても短時間であれば問題はないが、人への近紫外線の照射自体が嫌がられる場合もあるので、人感センサを用いて照明装置近傍において人を感知した場合に照射を止め、無人状態になった場合に近紫外線を照射することが望ましい。
本実施形態では、図3における中心発光波長370nmの近紫外線LED123Uを、中心発光波長365nmの近紫外線LED223Uに置き換えている。LED123Uより短波長であるため、プラスチック材料のカバー部材を用いた場合には光吸収が多くなるが、メッシュ型カバー部材と組み合わせることにより光吸収が低減される。
<構成>
実施形態3に係るスポットライト型の照明装置300を図11(a)に、その灯体の光軸AXにおける断面図を図11(b)に示す。照明装置300は、灯体320がアーム340を介して電源装置350と一体化している。電源装置350はライティングダクト(ライティングレール(登録商標)、ダクトレール)360に取り付けられている。
図12に、光源であるCOB(Chip On Board(チップオンボード))型LED320の平面図を示す。これは、配線基板322の表面における発光領域323L内に、可視光LEDであるCSP(Chip Scale Package(チップスケールパッケージ))白色LED323W、近紫外線LEDチップ323U、白色LED323W用接続端子328W、LEDチップ323U用接続端子328U、グラウンド接続端子328Gを備え、配線基板322を貫通する基板取付穴327を備える。
実施形態3はスポットライトを例示して説明したが、基本的に同じように指向性の高い照明装置を天井に埋め込んでダウンライトとし、所定領域を照明・照射してもよい。また照明・照射方向が変えられるユニバーサルダウンライトとしてもよい。
以上、本発明に係る照明装置の実施形態を説明したが、例示した照明装置を例えば以下のようにすることも可能であり、本発明が上述の実施形態で示した通りの照明装置に限られないことは勿論である。
110 器具本体
118 コネクタ
120 光源ユニット
121 取付部
122 基板
123U 近紫外線LED
123W 白色LED
124A 主カバー部材
124B 副カバー部材
125 電源
126 制御部
127 取付バネ
128 コネクタ
180 制御装置
182 アプリ
190 天井
200 照明装置
220 光源ユニット
224A カバー部材
231 人感センサ
300 照明装置
301 所定領域
320 灯体
321 筐体
322 配線基板
323 COB型LED
323L 発光領域
323W CSP型白色LED
323U 近紫外線LEDチップ
324 反射板
326 バッフル
327 基板取付穴
328G・328W・328U 接続端子
330 フード
336 内面
340 アーム
350 電源装置
360 ライティングダクト
380 テーブル
391・392 人
Claims (10)
- 複数の可視光LED、複数の波長350nm以上400nm以下の近紫外線LED、カバー部材と電源を備えた照明装置であって、
前記カバー部材は、前記複数の可視光LED及び前記複数の近紫外線LEDを覆い、
前記可視光LEDは照明用であり、前記近紫外線LEDはウイルス不活化用である、
照明装置。 - 前記照明装置は、主に無人状態の時間帯に前記近紫外線LEDが発する近紫外線を照射するスケジュール運転を行う、請求項1に記載の照明装置。
- 前記照明装置は、さらに人感センサを備え、
前記人感センサにより無人であると感知した場合に、前記近紫外線LEDが発する近紫外線を照射する、請求項1又は2に記載の照明装置。 - 複数の可視光LED、複数の近紫外線LED、カバー部材と電源を備えた照明装置であって、
前記カバー部材は、前記複数の可視光LED及び前記複数の近紫外線LEDを覆い、
前記カバー部材は、主カバー部材及び副カバー部材を備え、
前記副カバー部材は、前記近紫外線LEDの駆動時に、前記近紫外線LEDで励起され可視光である蛍光を発する、照明装置。 - 前記副カバー部材は、前記主カバー部材で覆われていない端部に設けられている、
請求項4に記載の照明装置。 - 前記副カバー部材の材質はポリカーボネートである、
請求項4又は5に記載の照明装置。 - 複数の可視光LED、複数の近紫外線LEDを備えた照明装置であって、
前記可視光LEDから発する可視光と前記近紫外線LEDから発する近紫外線は、前記照明装置の放射角内を照明及び照射するとともに、前記放射角外においては可視光の照明及び近紫外線の照射が抑制されており、
前記可視光LEDと前記近紫外線LEDは同時に駆動される、照明装置。 - 前記照明装置における光源は、複数の前記可視光LEDと複数の前記近紫外線LEDの光が混合するように配置されたものである、
請求項7に記載の照明装置。 - 前記可視光LEDは照明用であり、前記近紫外線LEDは殺菌又はウイルス不活化用である、
請求項4から8のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記近紫外線LEDは、波長350nm以上波長400nm以下の光を照射する、
請求項4から9のいずれか1項に記載の照明装置。
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