WO2022113442A1 - 菌又はウイルスの不活化装置 - Google Patents

Abstract

人体への影響を考慮しつつ、人間が存在し得る空間内の不活化を効率的に行うことのできる、菌又はウイルスの不活化装置を提供する。　菌又はウイルスの不活化装置は、１９０ｎｍ～２３５ｎｍの範囲内に属する特定波長域に光出力を示す紫外線を出射する光源と、光源の点灯制御を行う制御部と、紫外線の照射領域の一部であるか又は照射領域に隣接する領域である検知対象領域内に人間が存在するか否かを検知する検知部とを備える。制御部は、検知部が人間の不存在を検知すると、光源に対して、単位時間内における紫外線の積算照射量を増加させる制御を行う。

Description

菌又はウイルスの不活化装置

　本発明は、菌又はウイルスの不活化装置に関する。

　空間中又は物体表面に存在する菌（細菌や真菌等）やウイルスは、人や人以外の動物に対して感染症を引き起こすことがあり、感染症の拡大によって生活が脅かされることが懸念される。特に、医療施設、学校、役所等、頻繁に人が集まる施設や、自動車、電車、バス、飛行機、船等の乗物においては、感染症が蔓延しやすいことから、菌やウイルスを不活化させる有効な手段が必要とされている。

　従来、菌やウイルス（以下、「菌等」と総称することがある。）の不活化を行う方法として、紫外線を照射する方法が知られている。ＤＮＡは波長２６０ｎｍ付近に最も高い吸収特性を示す。そして、低圧水銀ランプは、波長２５４ｎｍ付近に高い発光スペクトルを示す。このため、低圧水銀ランプを用いて殺菌を行う技術が広く利用されている。

　しかし、このような波長帯の紫外線を人体に照射すると、人体に影響を及ぼすリスクがあることが知られている。皮膚は、表面に近い部分から表皮、真皮、その深部の皮下組織の３つの部分に分けられ、表皮は、更に表面に近い部分から順に、角質層、顆粒層、有棘層、基底層の４層に分けられる。波長２５４ｎｍの紫外線が人体に照射されると、角質層を透過して、顆粒層や有棘層、場合によっては基底層に達し、これらの層内に存在する細胞のＤＮＡに吸収される。この結果、皮膚がんのリスクが発生する。よって、このような波長帯の紫外線は、人が存在し得る場所で積極的に利用することは難しい。

　下記特許文献１には、波長２４０ｎｍ以上の紫外線（ＵＶＣ光）は人体に対して有害であること、及び、波長２４０ｎｍ未満の紫外線は波長２４０ｎｍ以上の紫外線と比べて人体への影響度が抑制されることが記載されている。また、具体的に、波長２０７ｎｍ及び２２２ｎｍの照射実験の結果が記載されている。

　また、下記特許文献２には、除染対象空間としてのトイレ内に人が存在しないことを検知した後に、紫外線（ＵＶＣ光）を照射させる内容が開示されている。

特許第６０２５７５６号公報 特表２０１７－５２８２５８号公報

　本発明は、人体への影響を考慮しつつ、人間が存在し得る空間内の不活化を効率的に行うことのできる、菌又はウイルスの不活化装置を提供することを目的とする。

　本発明に係る菌又はウイルスの不活化装置は、
　１９０ｎｍ～２３５ｎｍの範囲内に属する特定波長域に光出力を示す紫外線を出射する光源と、
　前記光源の点灯制御を行う制御部と、
　前記紫外線の照射領域の一部であるか又は前記照射領域に隣接する領域である検知対象領域内に人間が存在するか否かを検知する検知部とを備え、
　前記制御部は、前記検知部が人間の不存在を検知すると、前記光源に対して、単位時間内における前記紫外線の積算照射量を増加させる制御を行うことを特徴とする。

　本明細書において、「不活化」とは、菌やウイルスを死滅させる又は感染力や毒性を失わせることを包括する概念を指し、「菌」とは、細菌や真菌（カビ）等の微生物を指す。以下において、「菌又はウイルス」を「菌等」と総称することがある。

　本願出願日の時点では、人体に対して１日（８時間）あたりの紫外線照射量に関して、ＡＣＧＩＨ（American Conference of Governmental Industrial Hygienists：米国産業衛生専門家会議）やＪＩＳ Ｚ ８８１２（有害紫外放射の測定方法）等によって、波長ごとの許容限界値（ＴＬＶ：Threshold Limit Value）が定められている。つまり、人間が存在する環境下で紫外線が利用される場合には、所定の時間内に照射される紫外線の積算照射量がＴＬＶの基準値以内となるように、紫外線の照度や照射時間を決定することが推奨されている。

　一方で、紫外線が照射される領域（照射領域）内に人間が存在しない時間帯であれば、紫外線の照度を高めたり照射時間を長くしても、ＴＬＶの基準値を考慮する必要がない。そして、ある基準となる時間内において、紫外線の積算照射量を高めるほど、その空間内の不活化効果が高められる。

　上述した特許文献１の記載によれば、２４０ｎｍよりも短い波長帯域の紫外線で、人体への影響度を抑制させている。本発明に係る不活化装置は、１９０ｎｍ～２３５ｎｍの範囲内に属する特定波長域に光出力を示す紫外線を用いることで、人体への影響が抑制しつつ、菌又はウイルスの不活化を行うものである。

　なお、特許文献２には、ＵＶＣ光としか記載されておらず、その波長の詳細は不明である。ただし、上述したように、従来、菌等の不活化に最も一般的に利用されている波長帯は２５４ｎｍ近傍の波長であること、ＵＶＣ光としか記載せずに波長について特段の記載をしていないこと、及び、人の不存在を確認した後に紫外線の照射を行う制御が行われていること等に鑑みると、特許文献１で用いられている紫外線の波長は２５４ｎｍ近傍であると考えるのが自然である。

　なお、前記不活化装置が備える前記光源は、２００ｎｍ～２３０ｎｍの波長帯域の紫外線を出射する構成とするのが、人体への安全性をより担保しつつ不活化効果を実現する観点からは、より好ましい。この波長域の紫外線によれば、比較的長時間にわたって照射されても、人体への影響がほとんどないと考えられている。

　本発明に係る不活化装置は、１９０ｎｍ～２３５ｎｍの波長域に光出力を示す紫外線を出射するため、２４０ｎｍ以上の波長域に光出力を示す紫外線と比べて、人体に対して許容可能な紫外線量が大幅に高くなる。この結果、ＴＬＶを超えない範囲で照射線量を制御することで、人体に対する影響を抑制しつつ、不活化効果を高めることができる。

　更に、上記構成によれば、人間が存在しない時間帯においては、紫外線の積算照射量が増加するように制御されるため、人体に対する影響を抑制しながらも、菌等の不活化効果を高めることが可能となる。

　なお、本明細書における「単位時間内における紫外線の積算照射量」とは、以下の時間を意味する。光源が、制御部によって周期的な点灯制御がされている場合において、人間の存在する時間帯と存在しない時間帯においてその点灯周期が異なるように調整されている場合には、それぞれの点灯周期（１周期）内における積算照射量を、点灯周期で除した値を指す。「発明を実施するための形態」で後述される図８を例に挙げると、人間が存在する時間帯においては、時間Ｔｎ１と時間Ｔｆ１の合計によって１周期（ここでは便宜的に周期τａと呼ぶ。）とされる一方、人間が存在しない時間帯においては、時間Ｔｎ１と時間Ｔｆ２の合計によって１周期とされる（ここでは便宜的に周期τｂと呼ぶ。）。この場合、人間が存在する時間帯においては、周期τａの時間にわたる積算照射量をこの周期τａで除した値をもって、単位時間あたりの積算照射量とする。一方、人間が存在しない時間帯においては、周期τｂの時間にわたる積算照射量をこの周期τｂで除した値をもって、単位時間あたりの積算照射量とする。すなわち、「単位時間あたりの紫外線の積算照射量」は、それぞれの点灯周期における積算照射量の平均値に対応する。

　光源が、人間が存在する時間帯に限って制御部によって周期的な点灯制御がされる場合、より詳細には、「発明を実施するための形態」で後述される図１８のような態様の場合には、この１周期に対応した時間内における紫外線の積算照射量を、前記周期に対応した時間で除した値によって、「単位時間あたりの紫外線の積算照射量」が設定される。逆に、光源が、人間が存在しない時間帯に限って制御部によって周期的な点灯制御がされる場合、より詳細には、「発明を実施するための形態」で後述される図１９のような態様の場合においても、同様に、１周期に対応した時間内における紫外線の積算照射量を、前記周期に対応した時間で除した値によって、「単位時間あたりの紫外線の積算照射量」が設定される。

　光源が、制御部によって周期的に点灯制御がされていない場合であっても、周期的な点灯制御が可能な構成である場合には、前述したのと同様の方法で「単位時間」が設定されるものとしても構わない。

　更に、光源が、制御部によって周期的に点灯制御がされていない場合であって、且つ、周期的な点灯制御ができないような構成である場合、言い換えれば、点灯時には連続的な点灯制御のみが行われている場合には、任意に設定された時間（例えば５分間、１０分間等）内における紫外線の積算照射量を、設定された前記の時間（上の例であれば５分間、１０分間等）で除した値によって、「単位時間あたりの紫外線の積算照射量」が設定される。この場合、「単位時間あたりの紫外線の積算照射量」は、連続点灯動作中における積算照射量の平均値に対応する。

　前記制御部は、前記光源に対して、相対的に高い発光強度で点灯する第一制御と、前記第一制御の実行時よりも相対的に低い発光強度で点灯するか又は消灯する第二制御とを繰り返す特定動作モードの実行が可能な構成であり、
　前記制御部は、前記動作モードの実行中に、前記検知部が人間の不存在を検知すると、単位時間内における前記紫外線の積算照射量を増加させた状態で前記特定動作モードを引き続き実行するものとしても構わない。

　紫外線を高い照度で連続的に照射させた場合、光源に対して電力を供給するための電源部の発熱が顕著となり、大型の冷却系統が必要になる。このため、装置規模を縮小化する観点からは、人間が不存在である場合においても、紫外線の照度を高い照度と低い照度で切り替える、又は紫外線の照射と非照射を切り替える動作モード（以下、「特定動作モード」という。）が実行できる構成であることが好ましい。

　ところで、菌等の中には、例えば波長２５４ｎｍの紫外線が照射されることで不活化された後、３００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長域の光が照射されると、ＤＮＡの損傷を修復させる作用を起こすものがある。これは、菌が保有する光回復酵素（例えば、ＦＡＤ（フラビンアデニンジヌクレオチド））の働きによるものであり、この現象を以下では「菌の光回復」と呼ぶ。３００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長範囲には、太陽光や白色照明の可視光も含まれており、明るい環境において菌の光回復が進むことが知られている。このような事情の存在により、照明環境下で紫外線を照射することで菌等の不活化を行った場合には、この不活化された状態を維持することが困難となりやすい。かかる観点から、例えば、従来の低圧水銀ランプを用いて菌等の不活化を行うに際しては、原則として、連続的に点灯することが求められる。

　しかしながら、本発明に係る不活化装置が備える光源は、１９０ｎｍ～２３５ｎｍの範囲内に属する特定波長域に光出力を示す紫外線を発する構成である。このような紫外線によれば、不活化の対象領域に対して照射された後に、上記可視光が照射されても「菌の光回復」が行われにくく、言い換えれば「菌の光回復」の阻害効果を奏する。この理由としてはいくつか推考できるが、その一つとして、この波長帯の紫外線が光回復酵素に対して作用し、光回復機能が阻害されるためと考えられる。このため、不活化処理時において、紫外線の照度を一時的に低下させたり、紫外線の照射を断続的に行ったとしても、照度が低い時間帯又は照射されていない時間帯に菌の増殖が進みにくい。よって、装置規模を小型化しながらも、高い不活化効果を奏することができる。

　そして、上記構成によれば、このような、紫外線の照射が断続的に行われている期間内、又は高照度と低照度で切り替えられながら紫外線が照射されている期間内（すなわち、特定動作モードの実行中）において、人の不存在が検知されると、その積算照射量を増加させた状態で引き続きこの特定動作モードが実行される。これにより、人体への影響を考慮しつつも、小型で且つ不活化効果の高い装置が実現される。

　なお、光回復機能を阻害する効果をより高める観点からは、光源から出射される紫外線が光出力を示す波長域は、２００ｎｍ～２３５ｎｍの範囲内であるのがより好ましく、２００ｎｍ～２３０ｎｍの範囲内であるのが更に好ましく、２１５ｎｍ～２３０ｎｍの範囲内であるのが特に好ましい。

　前記特定動作モードは、第一所定時間にわたって前記第一制御を実行した後、第二所定時間にわたって前記第二制御を実行する動作を繰り返すモードであり、
　前記制御部は、前記検知部が人間の不存在を検知すると、前記第一所定時間を増加させるか、前記第二所定時間を減少させるかの少なくとも一方を実行するものとしても構わない。

　上記構成によれば、人間の不存在が検知されると、単位時間内における紫外線の積算照射量を増加させた状態で、紫外線の照射を断続的に行うことができる。

　前記制御部は、前記検知部が人間の不存在を検知すると、前記前記第一制御の実行時における前記光源の光出力を増加させる制御を行うものとしても構わない。ここでいう「光出力」としては、より具体的には輝度を採用することができる。

　この構成においても、人間の不存在が検知されると、単位時間内における紫外線の積算照射量を増加させることができる。

　前記紫外線は、２００ｎｍ～２３０ｎｍの範囲内にピーク波長を有するものとしても構わない。

　より詳細には、前記光源が、Ｋｒ及びＣｌを含む発光ガスが封入されたエキシマランプや、Ｋｒ及びＢｒを含む発光ガスが封入されたエキシマランプで構成することができる。前者の場合は、紫外線のピーク波長が２２２ｎｍ近傍を示し、後者の場合は、紫外線のピーク波長が２０７ｎｍ近傍を示す。また、別の例として、前記光源は、ＬＥＤやＬＤといった固体光源で構成されても構わない。

　ところで、紫外線が照射される領域（照射領域）内に人間が存在しない時間帯であれば、紫外線の照度を高めたり照射時間を長くしても、ＴＬＶの基準値を考慮する必要がない。そして、紫外線の積算照射量を高めるほど、その空間内における菌等の不活化効果が高められる。

　つまり、菌等の不活化効果を高めるべく、人間の不存在を確認した後に、高い照度で紫外線を連続的に照射して積算照射量を高める方法も考えられる。

　しかしながら、高い照度で長時間にわたって連続的に紫外線を照射すると、光源に対して電力を供給するためのインバータを含む電源回路が発熱してしまい、大型の冷却系統が必要になる場合がある。このような冷却系統が必要になると、不活化装置自体が大型化し、取り付け箇所に制限を受けるおそれがあり、好ましくない。更に、一日あたりの積算照射量があまりに高くなると、光源が早期に寿命に達してしまい、使用可能期間が短くなるおそれがある。

　更に、上述したように、菌等の中には、可視光が照射されている環境下で紫外線が照射れると、「光回復」を示すものが存在する。特に、人間が出入りする可能性のある空間に対して不活化処理を行う場合には、人間が存在している時間帯には紫外線の照射が停止されるため、この時間内に可視光が照射されることで菌が回復するおそれがある。かかる観点から、従来の方法で高い不活化効果を実現するためには、人間が存在しない時間帯に高い照度で紫外線を連続的に照射し続ける必要がある。この結果、上記のように、電源回路を冷却するための大型の冷却装置が必要となる。

　かかる観点から、菌等の不活化効果を担保しながらも、装置の温度上昇を抑制した、不活化装置を提供することも考えられる。

　そこで、本発明に係る菌又はウイルスの不活化装置は、
　１９０ｎｍ～２３５ｎｍの範囲内に属する特定波長域に光出力を示す紫外線を出射する光源と、
　前記光源の点灯制御を行う制御部と、
　前記紫外線の照射領域の一部であるか又は前記照射領域に隣接する領域である検知対象領域内に人間が存在するか否かを検知する検知部とを備え、
　前記制御部は、前記検知部における検知結果に応じて前記光源に対する制御内容の切り替えが可能に構成されており、
　前記制御部は、前記検知部が人間の不存在を検知すると、前記制御内容を、相対的に高い発光強度で前記光源を点灯する第一制御と、前記第一制御の実行時よりも相対的に低い発光強度で前記光源を点灯するか又は消灯する第二制御とを繰り返す、第一動作制御モードに設定することを別の特徴とする。

　ここで、前記「第一動作制御モード」は、「前記特定動作モード」に対応するものとして構わない。

　上記の不活化装置が備える光源は、上述したように、「菌の光回復」の阻害効果を奏する、１９０ｎｍ～２３５ｎｍの範囲内に属する特定波長域に光出力を示す紫外線を発する。このため、不活化処理時において、人体への影響に鑑みて仮に人間の存在が検知されている時間帯に紫外線の照射を停止する制御が行われる等により、紫外線の照射が断続的に行われたとしても、照度が低い時間帯又は照射されていない時間帯に菌の増殖が進みにくい。

　これにより、従来の紫外線を用いた不活化装置と比較して、同一時間内における紫外線の積算照射量を低くしても、高い不活化効果を奏することができる。

　上記のように、本発明に係る不活化装置は、人間の不存在が検知されている時間帯において、相対的に高い発光強度で光源を点灯する第一制御と、前記第一制御の実行時よりも相対的に低い発光強度で光源を点灯するか又は消灯する第二制御とを繰り返す、第一動作制御モードに設定される。この結果、第二制御の実行時には、インバータ等の電源回路に流れる電流量が抑制されるため、電源回路の発熱量を抑制できる。これにより、大型の冷却系統を設けることなく、高い不活化効果を実現できる。

　一方で、不活化装置が設置される場所によっては、人間の出入りが頻繁に行われる可能性が考えられる。このため、仮に、人間の不存在が検知されている時間帯において、単に極めて低い照度で紫外線を照射し続ける制御が行われる場合、人間の不存在時間が短いと、単位時間内における紫外線の積算照射量が十分確保できず、高い不活化効果が得られないおそれがある。

　これに対し、上記の構成のように、相対的に高い発光強度で光源を点灯する第一制御と、相対的に低い発光強度で光源を点灯するか又は消灯する第二制御とが繰り返されることで、第一制御の実行時には短い時間内に高い積算照射量を確保しつつ、第二制御の実行によって電源回路の発熱量を抑制することが可能となる。

　なお、第二制御において光源を消灯する制御が行われた場合であっても、上述したように、第一制御の実行時には１９０ｎｍ～２３５ｎｍの範囲内に属する特定波長域に光出力を示す紫外線が照射されるため、第二制御の実行時に「菌の光回復」が生じにくい。このため、高い不活化効果が確保できる。

　前記制御部は、前記検知部が人間の存在を検知すると、前記制御内容を、前記光源を消灯する第二動作制御モードに設定し、前記検知部が人間の不存在を検知すると、前記制御内容を、前記第二動作制御モードから前記第一動作制御モードに移行する制御を、実施可能に構成されていても構わない。

　上記のオプションが実行される場合、検知対象領域内に人間が存在する時間帯には前記光源からの紫外線の照射が停止されるため、人体への影響が最大限抑制されると共に、利用者への心理的な不安を払拭できる。更に、装置の温度上昇を抑制しながら、高い不活化効果を実現することができる。

　前記第一動作制御モードは、前記光源を点灯する前記第一制御の実行後、前記光源を消灯する前記第二制御を実行する動作を繰り返すモードであり、
　前記制御部は、前記第一動作制御モードの実行中に前記検知部が人間の存在を検知すると、直ちに、前記制御内容を前記第一動作制御モードから前記第二動作制御モードに移行し、
　前記制御部は、前記第二動作制御モードの実行中に前記検知部が人間の不存在を検知すると、前記第一動作制御モードから前記第二動作制御モードに移行された時刻からの経過時間に応じて設定される移行待機期間の経過後に、前記第二動作制御モードから前記第一動作制御モードに移行して前記第一制御を実行するものとしても構わない。

　なお、ここでいう「直ちに」とは、例えば３秒以内の時間経過後を意味し、より好ましくは１秒以内の時間経過後を意味し、特に好ましくは５００μ秒以内の時間経過後を意味する。

　検知部が人間の不存在を検知するタイミングは、人間の移動に伴って決定されるため、装置側で制御することはできない。つまり、人間が検知対象領域内に極めて短い時間内だけ留まる場合も想定される。

　このような事態が生じると、検知部が人間の存在を検知して紫外線の照射が停止された後、極めて短い時間の経過後に検知部が人間の不存在を検知することになる。このとき、仮に検知部が人間の不存在を検知した後に直ちに第一動作制御モードが実行されて高い発光強度で光源が点灯されると、この点灯開始直前における光源の消灯時間が極めて短くなる。このような動作が複数回実行されてしまうと、電源回路の発熱が高まるおそれがある。

　これに対し、上記の構成によれば、検知部が人間の不存在を検知した際、直前に人間の存在を検知した時刻からの経過時間に応じて、第二動作制御モードから第一動作制御モードに移行するまでの移行待機期間が設定される。言い換えれば、人間の不存在を検知しても、直前に人間の存在を検知してからの経過時間が短い場合には、しばらく消灯状態が継続された後、光源が点灯される。これにより、人間の検知対象領域内への出入りという、不活化装置側で制御できない外的因子の影響によらず、電源回路の発熱を抑制することができる。

　なお、上記の構成において、前記第一動作制御モードの実行時、すなわち人間が不存在である時間帯において、光源が点灯されている時間は、光源が消灯されている時間（第二消灯時間）よりも短く設定されるのがより好ましい。つまり、第一動作制御モードの実行中は、光源がひとたび点灯してから次に点灯するまでに要する時間に対する、光源の連続点灯時間の割合（ＯＮデューティ比）が５０％以下に設定されている。これにより、第一動作制御モードの実行中においても、電源回路の発熱が抑制される。

　前記移行待機期間は、直前に前記光源が消灯してから前記第一動作制御モードに移行する迄の連続消灯時間が、直前に前記光源が点灯していた連続点灯時間以上の長さとなるように設定されるものとしても構わない。

　かかる構成によれば、検知対象領域内に人間の出入りが頻繁に行われた場合であっても、前記ＯＮデューティ比が５０％以下となるように設定されるため、電源回路の発熱を抑制する効果が高められる。

　本発明によれば、人体への影響を考慮しつつ、人間が存在し得る空間内の不活化を効率的に行うことのできる、菌又はウイルスの不活化装置が実現される。

本発明に係る菌又はウイルスの不活化装置が利用される場面の一例を模式的に示す図面である。 不活化装置の構成を模式的に示す図面である。 不活化装置の構成を説明するための機能ブロック図である。 光源の外観の一例を模式的に示す斜視図である。 光源のランプハウスを分解した模式的な斜視図である。 エキシマランプと電極との位置関係を模式的に示す平面図である。 光源から出射される紫外線のスペクトルの一例を示す図面である。 第一実施形態の不活化装置において、制御部による光源に対する制御内容の一例を模式的に示すタイミングチャートである。 第一実施形態の不活化装置において、制御部による光源に対する制御内容の別の一例を模式的に示すタイミングチャートである。 第一実施形態の不活化装置において、制御部による光源に対する制御内容の更に別の一例を模式的に示すタイミングチャートである。 波長２５４ｎｍの紫外線を黄色ブドウ球菌に対して連続的に照射した場合と間欠的に照射した場合の、菌に対する不活化効果を対比したグラフである。 波長２２２ｎｍの紫外線を黄色ブドウ球菌に対して連続的に照射した場合と間欠的に照射した場合の、菌に対する不活化効果を対比したグラフである。 本発明に係る菌又はウイルスの不活化装置が利用される場面の別の一例を模式的に示す図面である。 本発明に係る菌又はウイルスの不活化装置が利用される場面の更に別の一例を模式的に示す図面である。 本発明に係る菌又はウイルスの不活化装置が利用される場面の更に別の一例を模式的に示す図面である。 第二実施形態の不活化装置において、制御部による光源に対する制御内容の一例を模式的に示すタイミングチャートである。 第二実施形態の不活化装置において、制御部による光源に対する制御内容の一例を模式的に示す別のタイミングチャートである。 第二実施形態の不活化装置において、移行待機期間が設けられていない場合における、制御部による光源に対する制御内容の一例を模式的に示すタイミングチャートである。 第二実施形態の不活化装置において、移行待機期間が設けられた場合における、制御部による光源に対する制御内容の一例を模式的に示すタイミングチャートである。 第二実施形態の不活化装置において、移行待機期間が設けられていない場合における、制御部による光源に対する制御内容の一例を模式的に示す別のタイミングチャートである。 第二実施形態の不活化装置において、移行待機期間が設けられた場合における、制御部による光源に対する制御内容の一例を模式的に示すタイミングチャートである。 制御部による光源に対する制御内容の更に別の一例を模式的に示すタイミングチャートである。 制御部による光源に対する制御内容の更に別の一例を模式的に示すタイミングチャートである。

　本発明に係る菌又はウイルスの不活化装置の実施形態につき、適宜図面を参照して説明する。なお、以下では、「菌又はウイルスの不活化装置」を単に「不活化装置」と略記することがある。

　［第一実施形態］
　不活化装置の第一実施形態について、説明する。

　図１は、本発明に係る菌又はウイルスの不活化装置が利用される場面の一例を模式的に示す図面である。図１に示す例では、会議室などの部屋５０に、不活化装置１が設置されている状況が図示されている。この不活化装置１は、部屋５０内に設置された机５１、椅子５２、壁紙５３、及び部屋５０の空間内に対して、菌等の不活化を行う目的で設置されている。

　不活化装置１は、後述する紫外線Ｌ１を発する構成であり、この紫外線Ｌ１が照射されることで、不活化の対象となる物品や空間に対して不活化処理が行われる。

　図２は、不活化装置１の構成を模式的に示す図面である。図３は、不活化装置１の構成を説明するための機能ブロック図である。

　不活化装置１は、紫外線Ｌ１を出射する光源２と、検知対象領域４０内に人間が存在しないかどうかを検知するための検知部２０と、光源２の点灯制御を行う制御部９を備える。ここでいう、検知対象領域４０とは、検知部２０において人間が存在しているか否かの検知が行われる領域であって、且つ、少なくとも一部分に対して紫外線Ｌ１が照射され得る領域である。ただし、この検知対象領域４０は、紫外線Ｌ１が照射される領域に対して完全に一致していなくても構わない。言い換えれば、検知対象領域４０は、紫外線Ｌ１の照射領域の一部であるか、又は前記照射領域に隣接する領域である。

　本実施形態では、検知部２０は、赤外線Ｌ２を用いた人感センサで構成される。制御部９は、検知部２０において、検知対象領域４０内に人間が存在していないことが検知されると、光源２に対する点灯制御内容を変更する。この制御内容については後述される。

　図４は、光源２の外観の一例を模式的に示す斜視図である。図５は、図４から、光源２のランプハウス１２の本体ケーシング部１２ａと蓋部１２ｂとを分解した斜視図である。

　以下の図４～図６では、紫外線Ｌ１の取り出し方向をＸ方向とし、Ｘ方向に直交する平面をＹＺ平面とした、Ｘ-Ｙ-Ｚ座標系を参照して説明される。より詳細には、図５及び図６を参照して後述されるように、ランプハウス１２内に配置されたエキシマランプ３の管軸方向をＹ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向とする。

　図４及び図５に示すように、光源２は、一方の面に光取り出し面１０が形成されたランプハウス１２を備える。ランプハウス１２は、本体ケーシング部１２ａと蓋部１２ｂとを備え、本体ケーシング部１２ａ内には、エキシマランプ３と、電極（５，６）とが収容されている。図５では、一例として、ランプハウス１２内に４本のエキシマランプ３が収容されている場合が図示されている。電極（５，６）は、給電線１８と電気的に接続されており、各エキシマランプ３に対して給電するための電極を構成する。図６は、エキシマランプ３と、電極（５，６）との位置関係を模式的に示す平面図である。

　図４～図６に示すように、この実施形態における光源２は、それぞれのエキシマランプ３の発光管の外表面に接触するように、２つの電極（５，６）が配置されている。電極（５，６）は、Ｙ方向に離間した位置に配置されている。電極（５，６）は、導電性の材料からなり、好ましくは、エキシマランプ３から出射される紫外線Ｌ１に対する反射性を示す材料からなる。一例として、電極（５，６）は、共に、Ａｌ、Ａｌ合金、ステンレスなどで構成される。電極（５，６）は、いずれも各エキシマランプ３の発光管の外表面に接触しつつ、Ｚ方向に関して各エキシマランプ３に跨るように配置されている。

　エキシマランプ３はＹ方向を管軸方向とした発光管を有し、Ｙ方向に離間した位置において、エキシマランプ３の発光管の外表面が各電極（５，６）に対して接触している。エキシマランプ３の発光管には、発光ガス３Ｇが封入されている。制御部９（図３参照）からの制御に基づいて、各電極（５，６）の間に給電線１８（図４参照）を通じて例えば数ｋＨｚ～５ＭＨｚ程度の高周波の交流電圧が印加されると、エキシマランプ３の発光管を介して発光ガス３Ｇに対して前記電圧が印加される。このとき、発光ガス３Ｇが封入されている放電空間内で放電プラズマが生じ、発光ガス３Ｇの原子が励起されてエキシマ状態となり、この原子が基底状態に移行する際にエキシマ発光を生じる。

　発光ガス３Ｇは、エキシマ発光時に、１９０ｎｍ～２３５ｎｍの範囲内に属する特定波長域に光出力を示す紫外線Ｌ１を出射する材料からなる。一例として、発光ガス３Ｇとしては、ＫｒＣｌ、ＫｒＢｒ、ＡｒＦが含まれる。

　例えば、発光ガス３ＧにＫｒＣｌが含まれる場合には、エキシマランプ３から主ピーク波長が２２２ｎｍ近傍の紫外線Ｌ１が出射される。発光ガス３ＧにＫｒＢｒが含まれる場合には、エキシマランプ３からは、主たるピーク波長が２０７ｎｍ近傍の紫外線Ｌ１が出射される。発光ガス３ＧにＡｒＦが含まれる場合には、エキシマランプ３からは、主たるピーク波長が１９３ｎｍ近傍の紫外線Ｌ１が出射される。なお、エキシマランプ３の発光管の管壁に蛍光体が塗布されることで、エキシマ光の波長に対して長波長の紫外線Ｌ１を発する構成としてもよい。図７は、発光ガス３ＧにＫｒＣｌが含まれるエキシマランプ３から出射される紫外線Ｌ１のスペクトルの一例を示す図面である。

　図８は、制御部９による光源２に対する制御内容の一例を模式的に示すタイミングチャートである。より詳細には、図８では、制御部９による制御結果に応じて、光源２から出射される紫外線Ｌ１の光出力の変化が模式的に示されている。なお、この図示の方法は、後述する図９、図１０、図１５Ａ～図１９においても共通である。

　本実施形態では、制御部９は、光源２に対して通電を行う時間（ＯＮ時間）と、通電を行わない時間（ＯＦＦ時間）とが交互に生じるように、光源２を制御する。言い換えれば、制御部９は、光源２に対して、点灯動作と消灯動作とを繰り返す動作モード（「特定動作モード」に対応する。）の実行が可能な構成である。この場合には、点灯動作が「第一制御」に対応し、消灯動作が「第二制御」に対応する。この用語を用いて説明すると、特定動作モードとは、ある時間にわたって第一制御が実行された後、ある時間にわたって第二制御が実行されるという動作が繰り返されるモードである。

　一例として、時間Ｔｎ１（「第一所定時間」に対応する。）にわたって、光源２に対して通電を行うことで、この時間にわたって光源２から紫外線Ｌ１が照射される。その後、時間Ｔｆ１（「第二所定時間」に対応する。）にわたって光源２に対する通電が停止され、紫外線Ｌ１の照射が停止される。一例として、時間Ｔｎ１は１５秒であり、時間Ｔｆ１は２５０秒である。これらの時間は、制御部９において適宜変更が可能である。

　なお、図８では、光源２からの光出力の変化、すなわち紫外線Ｌ１の照射／非照射が、極めて直線的に図示されているが、これは説明の都合上あくまで模式的に描かれたものである。時間軸を細かく分析すると、光出力が滑らかに減少／上昇しているものとしても構わない。制御部９からの制御信号が変化したことに対する、光源２からの光出力が変動する速度（応答性）は、光源２の構成に依存する。図８は、制御部９からの制御信号に基づいて、光源２がＯＮ／ＯＦＦ制御されることが模式的に示されているに過ぎず、光源２が極めて高い応答性を有していることを示唆するものではない。言い換えれば、本発明において、制御部９からの制御信号に基づく光源２からの光出力の変動速度は限定されない。この点は、後述する図９、図１０、図１５Ａ～図１９においても共通である。

　ここで、時刻Ｔａにおいて、検知部２０が検知対象領域４０内に人間の不存在を検知したとする。制御部９は、検知部２０から、人間の不存在を検知した旨の信号を受信すると、所定の単位時間にわたる紫外線Ｌ１の積算照射量を上昇させるよう、光源２に対する制御内容を変更する。

　具体的な一例として、制御部９は、時刻Ｔａ以後における光源２のＯＦＦ時間を低下させる制御を行う（図８参照）。すなわち、時刻Ｔａよりも以前では、ＯＦＦ時間がＴｆ１に設定されていたが、時刻Ｔａより後では、ＯＦＦ時間がＴｆ１よりも短いＴｆ２に設定される。この結果、光源２がひとたび点灯してから、次に点灯するまでに要する時間に対する、光源２の連続点灯時間の割合（ＯＮデューティ比）が増加する。

　検知対象領域４０内に人間が存在しないことが検知されたことで、単位時間あたりの紫外線Ｌ１の積算照射量を増加させても、人間に対して照射される紫外線Ｌ１の積算照射量が増加するおそれはない。このため、ＡＣＧＩＨやＪＩＳ Ｚ ８８１２などで定められている基準値を超過させることなく、部屋５０（図１参照）内の菌等の不活化効果を高めることができる。

　なお、図８には図示されていないが、その後、ある時刻Ｔｂにおいて検知部２０が人間の存在を検知した場合には、再び、光源２のＯＦＦ時間がＴｆ１に設定される。これにより、人間に対する紫外線Ｌ１の積算照射量を基準値以内に抑制しながらも、菌等の不活化効果を奏することができる。

　特に、光源２は、１９０ｎｍ～２３５ｎｍの範囲内に属する特定波長域に光出力を示す紫外線Ｌ１を発する構成であり、この波長帯の紫外線Ｌ１の場合、一般的に殺菌等で広く用いられている低圧水銀ランプなどの波長２５４ｎｍの紫外線と比較して、連続的に紫外線を照射しなくても高い不活化効果が実現できる。この点は、後述される。

　図９は、制御部９において行われる別の制御内容の一例を示すタイミングチャートである。図９に示すように、時刻Ｔａにおいて検知対象領域４０内に人間が存在しないことが検知されると、光源２（エキシマランプ３）の光出力を高める制御が行われるものとしても構わない。この結果、光源２の輝度が上昇し、時刻Ｔａ以前と比べて、単位時間あたりの紫外線Ｌ１の積算照射量を上昇させることができる。光源２の光出力を高める方法としては、例えば、光源２に対して印加されるパルス電圧の波高値を上昇させる方法や、前記パルス電圧の周波数を上昇させる方法を採用することができる。

　図１０は、制御部９において行われる更に別の制御内容の一例を示すタイミングチャートである。図１０に示すように、時刻Ｔａにおいて検知対象領域４０内に人間が存在しないことが検知されると、光源２のＯＮ時間を上昇させる制御を行うものとしても構わない。すなわち、時刻Ｔａよりも以前では、ＯＮ時間がＴｎ１に設定されていたが、時刻Ｔａより後では、ＯＮ時間がＴｎ１よりも長いＴｎ３に設定される。この結果、光源２がひとたび点灯してから、次に点灯するまでに要する時間に対する、光源２の連続点灯時間の割合（ＯＮデューティ比）が増加する。

　なお、図１０の例では、ＯＦＦ時間についても、Ｔｆ１よりも短いＴｆ３に設定されている。ただし、ＯＦＦ時間はＴｆ１のままで制御されても構わない。

　図８～図１０に示した制御内容は、適宜組み合わせられても構わない。

　図１１Ａ及び図１１Ｂは、紫外線を連続的に照射した場合と間欠的に照射した場合とで、照射される紫外線の波長によって菌等に対する不活化効果に差が生じることを説明するためのグラフである。いずれのグラフも、以下の実験の結果である。

　φ３５ｍｍのシャーレに、濃度１０⁶ＣＦＵ／ｍＬ程度の黄色ブドウ球菌を１ｍＬ入れ、シャーレの上方から、低圧水銀ランプからの紫外線（比較例）と、ＫｒＣｌエキシマランプからの紫外線（実施例）とを照射した。なお、ＣＦＵはコロニー形成単位（Colony forming unit）を意味する。その後、照射後のシャーレ内の溶液を、生理食塩水で所定の倍率に希釈し、希釈後の溶液０．１ｍＬを標準寒天培地に播種した。そして、温度３７℃、湿度７０％の培養環境下で４８時間培養し、コロニー数をカウントした。

　なお、比較例と実施例の双方において、紫外線を連続的に照射した場合と、紫外線を間欠的に照射した場合の双方の実験が行われた。なお、間欠的な紫外線照射は、５０秒間照射した後、５９分１０秒間照射しないという制御が繰り返されることで行われた。また、この実験は、暗幕等が設置されていない、通常の室内で行われた。

　図１１Ａ及び図１１Ｂは、上記実験結果をグラフ化したものであり、横軸が紫外線の照射量、縦軸が黄色ブドウ球菌の生存率に対応する。なお、縦軸は、紫外線の照射前の時点における黄色ブドウ球菌のコロニー数を基準としたときの、照射後の黄色ブドウ球菌のコロニー数の比率のＬｏｇ値に対応する。

　図１１Ａによれば、波長２５４ｎｍの紫外線によれば、連続的に照射した場合と比べて、間欠的に照射すると、黄色ブドウ球菌の生存率が明らかに高くなっていることが分かる。これに対し、波長２２２ｎｍの紫外線によれば、間欠的な照射であっても、黄色ブドウ球菌の生存率は、連続的な照射とほぼ同等の結果を示すことが分かる。特に、今回の実験では、５０秒間照射した後、５９分１０秒間照射しないという照射モードであり、６０分間という単位時間内における照射時間はたったの１．３％の時間であるにもかかわらず、ほぼ連続的な紫外線の照射と同等の不活化効果が得られたことが分かる。

　これは、波長２５４ｎｍの紫外線が照射されて菌が不活化された後、紫外線が照射されていない時間内に、照明光や自然光が照射されたことで、菌が保有する光回復酵素によってＤＮＡの損傷が修復されたことによるものと推察される。一方で、波長２２２ｎｍの紫外線によれば、この光回復酵素に対しても作用したことで、紫外線が照射されていない時間内であっても光回復機能が阻害されたままの状態が実現されたものと推察される。このような機能は、１９０ｎｍ～２３５ｎｍの範囲内に属する特定波長域に光出力を示す紫外線Ｌ１であれば実現され、特に２００ｎｍ～２３５ｎｍの波長であればその作用は高く、更に、２１５ｎｍ～２３０ｎｍの波長であればその作用は顕著に現れる。

　つまり、本実施形態の不活化装置１によれば、検知部２０において検知対象領域４０内に人間が存在していることが検知されている時間帯においては、光源２のＯＮデューティを低くするか、光出力（輝度）を低くすることで、単位時間あたりの積算照射量が低下される。これにより、人間に対する紫外線の積算照射量が基準値を超えることのないように設定される。なお、この時間帯においても、紫外線Ｌ１が間欠的に照射されるため、菌等の不活化の作用が確保される。一方で、検知部２０において検知対象領域４０内に人間が存在していないことが検知されている時間内においては、光源２のＯＮデューティを高めるか、光出力（輝度）を高くすることで、単位時間あたりの積算照射量が上昇される。これにより、人間に対する紫外線の積算照射量が基準値を超えることなく、菌等の不活化効果が更に高められる。

　図１２～図１４は、不活化装置１が利用される場面の別の一例を模式的に示す図面である。

　図１２には、建物や乗り物内の通路６０に対して不活化装置１が設置されている状況が示されている。不活化装置１ａは、検知部２０において人間６１の存在を検知しなかったので、ＯＮデューティが高められており、領域６２内に紫外線Ｌ１が照射されている。一方、不活化装置１ｂは、検知部２０において人間６１の存在を検知したので、ＯＮデューティが低下されており、図１２によって図示されている時間帯においては領域６３に対して紫外線Ｌ１が照射されていない。

　図１３には、部屋７０に対して不活化装置１が設置されている状況が示されている。不活化装置１ｃは、例えば部屋７０の空間内や床面に対して菌等の不活化を行う目的で設置されている。また、不活化装置１ｄは、部屋７０の空調や照明を制御するためのリモコンなどの操作部７１に対して菌等の不活化を行う目的で設置されている。この図１３に示す例においても、不活化装置１（１ｃ，１ｄ）において、人間（図示していない）の不存在を検知すると、単位時間あたりの紫外線Ｌ１の積算照射量が高められることで、人間に対する紫外線の積算照射量が基準値を超えることなく、部屋７０の床面や空間、操作部７１に対して菌等の不活化効果が高められる。

　図１４には、自動販売機８０に対して不活化装置１が設置されている状況が示されている。不活化装置１ｅは、例えば自動販売機８０の操作部８１や、釣り銭の取り出し口８２や、商品の取り出し口８３に対して、菌等の不活化を行う目的で設置されている。この図１４に示す例においても、不活化装置１（１ｅ）において、人間（図示していない）の不存在を検知すると、単位時間あたりの紫外線Ｌ１の積算照射量が高められることで、人間に対する紫外線の積算照射量が基準値を超えることなく、操作部８１、取り出し口（８２，８３）に対して菌等の不活化効果が高められる。

　［第二実施形態］
　不活化装置の第二実施形態について、第一実施形態と異なる箇所のみを主として説明する。

　本実施形態の不活化装置１は、第一実施形態と比較して、制御部９によって行われる制御内容が異なるのみであり、他は共通である。

　図１５Ａは、本実施形態の不活化装置１における、制御部９による光源２に対する制御内容の一例を模式的に示すタイミングチャートである。より詳細には、図１５Ａでは、制御部９による制御結果に応じて、光源２から出射される紫外線Ｌ１の光出力（発光強度）の変化が模式的に示されている。

　本実施形態において、制御部９は、検知部２０によって検知対象領域４０内に人間の不存在が検知されているときは、光源２に対して通電を行う時間（ＯＮ時間）と、通電を行わない時間（ＯＦＦ時間）とが交互に生じるように、光源２を制御する。言い換えれば、制御部９は、検知対象領域４０内に人間の不存在が検知されている時間帯において、光源２に対して、点灯動作と消灯動作とを繰り返す動作制御モード（「第一動作制御モード」に対応する。）の実行が可能な構成である。この場合、点灯動作が「第一制御」に対応し、消灯動作が「第二制御」に対応する。この用語を用いて説明すると、第一動作制御モードとは、ある時間にわたって第一制御が実行された後、ある時間にわたって第二制御が実行されるという動作が繰り返される制御モードである。なお、この「第一動作制御モード」は、第一実施形態における「特定動作モード」に対応するものとして構わない。

　なお、本実施形態の不活化装置１は、検知部２０によって検知対象領域４０内に人間の存在が検知されているときは、制御部９が光源２を消灯する制御を行う。この動作制御モードは、「第二動作制御モード」に対応する。そして、再び検知部２０が検知対象領域４０内に人間の不存在を検知すると、制御部９によって行われる動作制御モードが、第二動作制御モードから第一動作制御モードに移行される。

　一例として、時刻Ｔａにおいて検知部２０によって人間の不存在が検知されると、その後、時間Ｔｎ１にわたって光源２に対して通電が行われることで、この時間にわたって光源２から紫外線Ｌ１が照射される。その後、時間Ｔｆ１にわたって光源２に対する通電が停止され、紫外線Ｌ１の照射が停止される。図１５Ａの例では、時間Ｔｎ１と時間Ｔｆ１とが同一の時間で設定されており、いずれも５分間である。この場合、光源２がひとたび点灯してから次に点灯するまでに要する時間に対する、光源２の連続点灯時間の割合（ＯＮデューティ比）は５０％である。時間Ｔｎ１や時間Ｔｆ１は適宜調整が可能であり、例えば１０秒間～１０分間の範囲内で設定される。

　図１５Ｂは、制御部９による光源２に対する制御内容の一例を模式的に示す別のタイミングチャートである。図１５Ｂに示すように、点灯時間Ｔｎ１が消灯時間Ｔｆ１よりも短くなるように設定されていても構わない。例えば、時間Ｔｎ１が１５秒間であり、時間Ｔｆ１が１分間である。この場合、光源２がひとたび点灯してから次に点灯するまでに要する時間に対する、光源２の連続点灯時間の割合（ＯＮデューティ比）は２０％である。このように、本実施形態では、検知対象領域４０内に人間が存在しない時間帯において、ＯＮデューティ比が５０％以下となる範囲内で、制御部９によって光源２に対するＯＮ／ＯＦＦ制御が行われる。

　このように、人間の不存在が検知されている時間帯においても、光源２に対するＯＮ／ＯＦＦ制御が行われることで、光源２に対する通電量が抑制される。この結果、光源２に対する電源供給のための電源回路の発熱量が抑制され、不活化装置１が大型の冷却装置を設ける必要がなくなる。

　また、不活化装置１が備える光源２は、１９０ｎｍ～２３５ｎｍの範囲内に属する特定波長域に光出力を示す紫外線Ｌ１を発する構成である。この波長帯の紫外線Ｌ１の場合、一般的に殺菌等で広く用いられている低圧水銀ランプなどの波長２５４ｎｍの紫外線と比較して、連続的に紫外線を照射しなくても高い不活化効果が実現できる。つまり、図１５Ａや図１５Ｂのタイミングチャートに示されるように、人間の不存在が検知されている時間帯において光源２からの紫外線Ｌ１が照射されない時間帯（時間Ｔｆ１）が存在していても、高い不活化効果を実現できる。

　上述したように、本実施形態の不活化装置１は、検知部２０において検知対象領域４０内に人間が不存在であることが検知されている時間帯において、光源２を間欠的に点灯させる制御を行っている。このため、紫外線Ｌ１が照射されない時間帯（時間Ｔｆ１）が存在するが、紫外線Ｌ１が１９０ｎｍ～２３５ｎｍの範囲内に属する特定波長域に光出力を示すことから、この紫外線Ｌ１が照射されていない時間帯内において菌の光回復が生じることが抑制されている。この結果、菌等に対する高い不活化効果が奏される。

　この点は、人間が存在している時間帯において光源２が消灯されていることにも同様に当てはまる。すなわち、人間が存在している時間帯において紫外線Ｌ１の照射が停止されている場合であっても、それよりも以前の人間が存在している時間帯において、１９０ｎｍ～２３５ｎｍの範囲内に属する特定波長域に光出力を示す紫外線Ｌ１が照射されているため、やはり菌の光回復の機能は抑制される。

　そして、人間が不存在であることが検知されている時間帯において、高い照度で紫外線Ｌ１を連続的に照射する必要がないため、光源２に対する電源回路の発熱量が抑制される。つまり、不活化装置１によれば、菌等の不活化効果を担保しながらも、電源回路の温度上昇を抑制することが可能となる。

　ところで、検知対象領域４０内に人間が存在する状態から存在していない状態への変化や、逆に、人間が存在していない状態から存在するようになる状態への変化の頻度は、不活化装置１の設置場所や利用態様等に依存する。また、図１に示すような、会議室等の部屋５０に不活化装置１が設置されている場合であっても、会議終了後に参加者の全員が部屋５０から退出した後に、参加者の一人が部屋５０に忘れ物を取りに戻り、忘れ物を手にした後すぐに再び部屋５０から退出するという状況も起こり得る。

　図１６Ａは、時刻Ｔｂ以前の時間帯で、検知部２０が検知対象領域４０内に人間が不存在であることを検知して、制御部９が光源２に対して点灯動作と消灯動作とを繰り返す動作制御モード（第一動作制御モード）を実行している場合のタイミングチャートである。この制御中、時刻Ｔｂより前の時刻Ｔ１において光源２が点灯状態から消灯状態に遷移した後、ほどなくして時刻Ｔｂで検知部２０が検知対象領域４０内に人間の存在を検知したとする。

　上述したように、制御部９は、検知部２０が人間の存在を検知すると、第一動作制御モードから第二動作制御モードに移行する。時刻Ｔｂでは、第一動作制御モードの実行中においても光源２に対する消灯制御が行われている時間帯であるため、引き続き光源２は消灯状態が継続する。

　ここで、時刻Ｔｂから短時間経過後の時刻Ｔｃにおいて、検知部２０が人間の不存在を検知したとする。この状況は、一例として、上述したように、時刻Ｔｂに忘れ物を取りに来た人間が部屋５０内に入った後、この人間が時刻Ｔｃに部屋５０を退出するような場合が想定される。

　上記の状況において、検知部２０が時刻Ｔｃにおいて人間の不存在を検知したことをもって、制御部９の動作制御モードが直ちに第二動作制御モードから第一動作制御モードに移行し、光源２に対する点灯制御が行われた場合について検討する。この場合、図１６Ａに示すように、時刻Ｔｃとほぼ同時刻又は極めて短い時間の経過後である時刻Ｔ２において、光源２に対して点灯制御が行われる。すると、この時刻Ｔ２の直前における連続消灯時間はＴｆａとなり、この時間は、通常の第一動作制御モードの実行時に設定されている連続消灯時間（Ｔｆ１）よりも大幅に短くなるおそれがある。この結果、光源２のＯＮデューティ比が一時的に高まってしまう。

　人間が検知対象領域４０内に出入りする頻度は、不活化装置１側で制御することはできない。よって、図１６Ａに示したような点灯制御の頻度が高まることも生じ得るところ、この場合には光源２のＯＮデューティ比が高まってしまい、電源回路の発熱量が高まるおそれがある。

　かかる観点から、図１６Ｂに示すように、検知部２０が時刻Ｔｃにおいて人間の不存在を検知した後、移行待機期間Ｔｆｗの経過を待って、制御部９の動作制御モードを第二動作制御モードから第一動作制御モードに移行させるものとするのが好適である。この構成によれば、直前に人間の存在が検知された時刻Ｔｂから、再び人間の不存在が検知された時刻Ｔｃまでの時間が短時間である場合であっても、連続消灯時間を長く設定できるため、ＯＮデューティ比の上昇が抑制できる。

　なお、この移行待機時間Ｔｆｗの値は、直前に光源２が消灯動作が行われてから、第一動作制御モードにおいて予め設定された時間Ｔｆ１又はこの時間Ｔｆ１以上の時間が経過した時刻Ｔｄから逆算して設定されるものとしても構わない。

　図１６Ａ及び図１６Ｂを参照して説明した状況は、第一動作制御モードの実行中において光源２が消灯されている時間内に、検知対象領域４０内に人間の存在／不存在の状況が変化する場合に対応する。一方で、同様の現象は、第一動作制御モードの実行中において、光源２が点灯されている時間内に、検知対象領域４０内に人間の存在／不存在の状況が変化する場合についても起こり得る。

　図１７Ａは、図１６Ａと同様に、時刻Ｔｂ以前の時間帯で、検知部２０が検知対象領域４０内に人間が不存在であることを検知して、制御部９が光源２に対して点灯動作と消灯動作とを繰り返す動作制御モード（第一動作制御モード）を実行している場合のタイミングチャートである。この制御中、時刻Ｔｂより前の時刻Ｔ３において光源２が消灯状態から点灯状態に遷移した後、ほどなくして時刻Ｔｂで検知部２０が検知対象領域４０内に人間の存在を検知したとする。

　上述したように、制御部９は、検知部２０が人間の存在を検知すると、第一動作制御モードから第二動作制御モードに移行する。ここで、時刻Ｔｂでは光源２に対する点灯制御が行われている時間帯であるため、制御部９は、時刻Ｔｂとほぼ同時刻又は極めて短い時間の経過後である時刻Ｔ４において、光源２に対して消灯制御を行う。

　ここで、時刻Ｔｂから短時間経過後の時刻Ｔｃにおいて、検知部２０が人間の不存在を検知したとする。このとき、図１６Ａの場合と同様に、検知部２０が時刻Ｔｃにおいて人間の不存在を検知したことをもって、制御部９の動作制御モードが直ちに第二動作制御モードから第一動作制御モードに移行し、光源２に対する点灯制御が行われた場合について検討する。この場合、図１７Ａに示すように、時刻Ｔｃとほぼ同時刻又は極めて短い時間の経過後である時刻Ｔ５において、光源２に対して点灯制御が行われる。すると、この時刻Ｔ５の直前における連続消灯時間はＴｆａとなり、この時間は、通常の第一動作制御モードの実行時に設定されている連続消灯時間（Ｔｆ１）よりも大幅に短くなるおそれがある。

　仮に、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４に掛けての連続点灯時間Ｔｎａが短い場合であっても、時刻Ｔ５以後の連続点灯時間は、第一動作制御モードの実行時に設定されているＴｎ１となる。この結果、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５の間の時間帯の前後において、光源２のＯＮデューティ比が一時的に高まってしまう。これにより、図１６Ａを参照して説明した状況と同様の理由により、電源回路の発熱量が高まるおそれがある。

　かかる観点から、図１７Ｂに示すように、検知部２０が時刻Ｔｃにおいて人間の不存在を検知した後、移行待機期間Ｔｆｗの経過を待って、制御部９の動作制御モードを第二動作制御モードから第一動作制御モードに移行させるものとするのが好適である。この構成によれば、直前に人間の存在が検知された時刻Ｔｂから、再び人間の不存在が検知された時刻Ｔｃまでの時間が短時間である場合であっても、連続消灯時間を長く設定できるため、ＯＮデューティ比の上昇が抑制できる。この図１７Ｂに示す状態であっても、図１６Ｂを参照して上述したのと同様、待機時間Ｔｆｗの値は、直前に光源２が消灯動作が行われてから第一動作制御モードにおいて予め設定された時間Ｔｆ１又はこの時間Ｔｆ１以上の時間が経過した時刻Ｔｄから逆算して設定されるものとしても構わない。　

　［別実施形態］
　以下、別実施形態につき説明する。

　〈１〉上記実施形態では、不活化装置１が、人間の存在／不存在を検知するための検知部２０としての人感センサを内蔵する場合について説明した。しかし、不活化装置１が設置される場所に、予め別途の人感センサなどの検知手段が設けられている場合には、不活化装置１は、この検知手段からの信号を受信する受信部によって、検知部２０を構成するものとして構わない。

　また、検知部２０は人間の存在／不存在を直接的又は間接的に判定できるものであれば良い。例えば、検知部２０は、接触センサや重量センサ、ドアセンサ等を単独で、又は、併用して人間の存在／不存在を判定するものであってもよく、不活化対象となる空間中に設けられた照明器具の点灯有無や室内の鍵の開閉状況等に基づき、判定を行うものであっても構わない。

　〈２〉図１８に示すように、検知部２０が時刻Ｔａにおいて人間の不存在を検知すると、制御部９は光源２を連続的に点灯するように制御しても構わない。ただし、光源２を連続的に点灯した場合には、光源２に対して電力を供給するために設けられている電源回路（インバータ等）が発熱するおそれがある。また、検知部２０が仮に故障した場合においては、人間が存在しているにも関わらず、光源２から紫外線Ｌ１が照射され続ける事態が生じるリスクもある。かかる観点から、人間が存在していない場合であっても、紫外線Ｌ１が間欠的に照射されるように、制御部９において予め設定されるのが好ましい。

　ただし、本発明は、制御部９において、検知対象領域４０内に人間が存在しない時間帯に、連続的に照射するモードと間欠的に照射するモードとを適宜変更できるような構成とすることを除外するものではない。

　〈３〉図１９に示すように、制御部９は、検知対象領域４０内に人間が存在する時間帯においては、低い出力で光源２を連続的に点灯させる制御を行う一方、検知対象領域４０内に人間が存在しないことを検知する（時刻Ｔａ）と、光源２の出力を高めた上で周期的に点灯させる制御を行うものとしても構わない。

　この場合においても、上述した実施形態と同様に、検知対象領域４０内に人間が存在しないことが検知されたことで、単位時間あたりの紫外線Ｌ１の積算照射量が増加されることになり、人間に対して照射される紫外線Ｌ１の積算照射量が増加するおそれはない。このため、ＡＣＧＩＨやＪＩＳ Ｚ ８８１２などで定められている基準値を超過させることなく、部屋５０（図１参照）内の菌等の不活化効果を高めることができる。

　一方で、部屋５０が会議室等である場合には、部屋５０に人間が連続的に滞在する時間はある程度予想が可能であり、例えば１８時間以上といった長時間にわたって滞在することはおよそ想定されない。このため、ＡＣＧＩＨやＪＩＳ Ｚ ８８１２などで定められている基準値を超過しない範囲内の極めて低い照度で紫外線Ｌ１が照射されるよう、制御部９が光源２の出力を制御することで、部屋５０に人間が存在する場合であっても人体への影響を生じさせずに、不活化の効果を奏することができる。

　なお、この場合において、制御部９は、直前に検知対象領域４０内に人間が存在することを検知してから、検知対象領域４０内に人間が存在しなくなったことを検知するまでの時間、言い換えれば、検知対象領域４０内における人間の連続存在時間が長くなるほど、単位時間あたりの紫外線Ｌ１の積算照射量を高くするように制御するのが好適である。より具体的には、検知対象領域４０内における人間の連続存在時間が長くなるほど、その直後における人間の不存在時間帯における光源２の光出力を高く設定したり、ＯＮデューティ比を高く設定するものとしても構わない。

　〈４〉上記実施形態では、光源２としてエキシマランプ３を備える場合について説明したが、光源２は、１９０ｎｍ～２３５ｎｍの範囲内に属する特定波長域に光出力を示す紫外線Ｌ１を発する構成であれば、その態様は限定されず、例えば、ＬＥＤやレーザダイオード等の固体光源で構成されていても構わない。

　〈５〉上記実施形態では、「特定動作モード」が、点灯動作が実行される第一制御と、消灯動作が実行される第二制御とが繰り返される動作モードである場合について説明した。しかし、「特定動作モード」が、相対的に高い発光強度で点灯する第一制御と、この第一制御の実行時よりも相対的に低い発光強度で点灯する第二制御とが繰り返される動作モードであるものとしても構わない。

　一例として、第一制御の実行時には、光取り出し面１０上における紫外線Ｌ１の照度が０．３ｍＷ／ｃｍ²より高く、第二制御の実行時には、光取り出し面１０上における紫外線Ｌ１の照度が０．３ｍＷ／ｃｍ²未満となるように、制御部９において、光源２の輝度が調整される。なお、ここでの照度の区分値（照度基準値）は、０．１ｍＷ／ｃｍ²～３ｍＷ／ｃｍ²の範囲内で任意に定めても構わない。例えば、光取り出し面１０上における紫外線Ｌ１の照度基準値を、３ｍＷ／ｃｍ²、２．５ｍＷ／ｃｍ²、２ｍＷ／ｃｍ²、１．５ｍＷ／ｃｍ²、１ｍＷ／ｃｍ²、０．５ｍＷ／ｃｍ²、及び０．１ｍＷ／ｃｍ²からなる設定値群の中から選択された一の値で設定した上で、第一制御の実行時には前記照度基準値より高い照度となるよう制御し、第二制御の実行時には前記照度基準値未満となるよう制御するものであってもよい。

　また、第二制御の実行時における紫外線Ｌ１の照度は、第一制御の実行時における紫外線Ｌ１の照度に対して、５０％未満であるのが好ましく、３０％未満であるのがより好ましく、１５％未満であるのが特に好ましい。第二制御の実行時における紫外線Ｌ１の照度が、第一制御の実行時における紫外線Ｌ１の照度に対して１％未満である場合には、第二制御が実質的に「消灯」動作であるものとして構わない。

　〈６〉上記実施形態では、検知部２０は検知対象領域４０内に人間が存在しないかどうかを検知した上で、制御部９は検知部２０における検知結果に応じて光源２の制御を行うものとして説明した。しかし、検知部２０は、人間以外の動物の不存在を検知するものとしても構わない。この場合、本発明に係る不活化装置１は、１９０ｎｍ～２３５ｎｍの範囲内に属する特定波長域に光出力を示す紫外線Ｌ１を出射する光源２と、光源２の点灯制御を行う制御部９と、紫外線Ｌ１の照射領域の一部であるか又は前記照射領域に隣接する領域である検知対象領域４０内に「動物」が存在するか否かを検知する検知部２０とを備える。そして、制御部９は、検知部２０が「動物」の不存在を検知すると、光源２に対して、単位時間内における紫外線Ｌ１の積算照射量を増加させる制御を行うものとしても構わない。

　なお、この場合において、検知対象となる動物としては、イヌ、ネコ、ウサギ等の愛玩動物（ペット）であっても構わないし、ウシ、ブタ、ニワトリ、ウマなどの家畜であっても構わないし、動物園で飼育された動物や、保護されている動物であっても構わない。

１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ）　　　：不活化装置
２　　　：光源
３　　　：エキシマランプ
３Ｇ　　：発光ガス
９　　　：制御部
１０　　：光取り出し面
１２　　：ランプハウス
１２ａ　：本体ケーシング部
１２ｂ　：蓋部
１８　　：給電線
２０　　：検知部
４０　　：検知対象領域
５０　　：部屋
５１　　：机
５２　　：椅子
５３　　：壁紙
６０　　：通路
６１　　：人間
６２，６３　　：領域
７０　　：部屋
７１　　：操作部
８０　　：自動販売機
８１　　：操作部
８２　　：取り出し口
８３　　：取り出し口
Ｌ１　　：紫外線
Ｌ２　　：赤外線

Claims (5)

1. 　１９０ｎｍ～２３５ｎｍの範囲内に属する特定波長域に光出力を示す紫外線を出射する光源と、
   　前記光源の点灯制御を行う制御部と、
   　前記紫外線の照射領域の一部であるか又は前記照射領域に隣接する領域である検知対象領域内に人間が存在するか否かを検知する検知部とを備え、
   　前記制御部は、前記検知部が人間の不存在を検知すると、前記光源に対して、単位時間内における前記紫外線の積算照射量を増加させる制御を行うことを特徴とする、菌又はウイルスの不活化装置。
2. 　前記制御部は、前記光源に対して、相対的に高い発光強度で点灯する第一制御と、前記第一制御の実行時よりも相対的に低い発光強度で点灯するか又は消灯する第二制御とを繰り返す、特定動作モードの実行が可能な構成であり、
   　前記制御部は、前記特定動作モードの実行中に、前記検知部が人間の不存在を検知すると、単位時間内における前記紫外線の積算照射量を増加させた状態で前記特定動作モードを引き続き実行することを特徴とする、請求項１に記載の、菌又はウイルスの不活化装置。
3. 　前記特定動作モードは、第一所定時間にわたって前記第一制御を実行した後、第二所定時間にわたって前記第二制御を実行する動作を繰り返すモードであり、
   　前記制御部は、前記検知部が人間の不存在を検知すると、前記第一所定時間を増加させるか、前記第二所定時間を減少させるかの少なくとも一方を実行することを特徴とする、請求項２に記載の、菌又はウイルスの不活化装置。
4. 　前記制御部は、前記検知部が人間の不存在を検知すると、前記第一制御の実行時における前記光源の光出力を増加させる制御を行うことを特徴とする、請求項２に記載の、菌又はウイルスの不活化装置。
5. 　前記紫外線は、２００ｎｍ～２３０ｎｍの範囲内にピーク波長を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の、菌又はウイルスの不活化装置。
    

Images