特許 6826836 紫外線照射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6826836

(24)【登録日】2021年1月20日

(45)【発行日】2021年2月10日

(54)【発明の名称】紫外線照射装置

(51)【国際特許分類】

   B01J 19/12 20060101AFI20210128BHJP

   C02F 1/32 20060101ALI20210128BHJP

   A61L 2/10 20060101ALI20210128BHJP

【ＦＩ】

   B01J19/12 C

   C02F1/32

   A61L2/10

【請求項の数】15

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-156915(P2016-156915)

(22)【出願日】2016年8月9日

(65)【公開番号】特開2018-23923(P2018-23923A)

(43)【公開日】2018年2月15日

【審査請求日】2019年6月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000033

【氏名又は名称】旭化成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】岸 寛之

【審査官】 壷内 信吾

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２７５８４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１２７４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０６３４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２６２１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／００６０６９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１６／０３１９００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−１５５５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５０２２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５２６１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２５２５７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｊ１０／００−１２／０２，１４／００−１９／３２

Ｃ０２Ｆ１／２０−１／２６，１／３０−１／３８

Ａ６１Ｌ２／００−２／２８，１１／００−１２／１４

Ａ６１Ｌ９／００−９／２２

Ｇ０１Ｎ２１／００−２１／０１，２１／１７−２１／６１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

透過部を有し、被照射物質を内部に保持可能な容器と、
紫外線を含む照射光を前記透過部の第１面側から第２面側に透過して、前記容器の内部に照射する照射部と、
前記容器の内側で反射され、前記透過部の前記第２面側から前記第１面側に透過した前記照射光を受光する第１受光部と、
前記照射光を受光して、前記照射光に応じた受光光量を出力する第２受光部と、
前記容器の内側から前記第２受光部に入射する光を遮光し、前記照射部から照射された前記照射光の一部を前記第２受光部に向けて反射する反射部と
を備える紫外線照射装置。

【請求項2】

前記透過部は、平面形状を有する
請求項１に記載の紫外線照射装置。

【請求項3】

前記透過部の前記第１面側に対向して配置された基板を更に備え、
前記照射部および前記第１受光部の少なくとも一方は、前記基板上に配置されている
請求項１又は２に記載の紫外線照射装置。

【請求項4】

前記照射部は、ＵＶＣを出射するＬＥＤを有する
請求項１から３のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。

【請求項5】

前記容器の内側は、前記紫外線を１０％以上反射する
請求項１から４のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。

【請求項6】

前記容器は前記紫外線を反射する反射材により形成され、又は、前記容器の内側が前記反射材によりコーティングされている
請求項１から５のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。

【請求項7】

前記反射材は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）およびアルミニウムのいずれかを含む
請求項６に記載の紫外線照射装置。

【請求項8】

前記容器は、前記被照射物質の流入口、及び、前記被照射物質の流出口を有する
請求項１から７のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。

【請求項9】

前記透過部は、前記紫外線を５０％以上透過する
請求項１から８のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。

【請求項10】

前記透過部は、石英基板又はサファイア基板を有する
請求項１から９のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。

【請求項11】

前記照射部は、前記第１受光部からの受光光量を入力として、前記照射光の光量を負帰還制御する
請求項１から１０のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。

【請求項12】

前記照射部は、前記第１受光部からの受光光量を入力として、前記被照射物質の流量を正帰還制御する
請求項１から１０のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。

【請求項13】

前記反射部は、
前記第２受光部の上面を覆い、前記第２受光部に対向する面が前記紫外線を反射する蓋部と、
前記第２受光部の側面を覆うが、前記照射部と対応する位置に開口を有する側部と
を有する
請求項１から１２のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。

【請求項14】

前記反射部は、前記紫外線を反射する反射材により形成される
請求項１から１３のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。

【請求項15】

前記紫外線を長波長側の光に変換する波長変換部を更に備え、
前記第１受光部は、前記長波長側の光に応じた受光光量を出力する
請求項１から１４のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、紫外線照射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、紫外線を照射するための紫外線照射装置に関し、容器の内部に保持された液体に紫外線を照射することが知られている（例えば、特許文献１−６参照）。
特許文献１ 特開２０１１−０５０３８０号公報
特許文献２ 特開２０１０−２６４２３８号公報
特許文献３ 特開２００５−３３１４９２号公報
特許文献４ 特開２００４−３４７５５１号公報
特許文献５ 特開２００４−３１７５１２号公報
特許文献６ 特開１９９７−２３６５４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかしながら、従来の紫外線照射装置は、照射部分と受光部分が別に設けられており、複数個所でシーリングが必要となり、コストも大きかった。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の第１の態様においては、透過部を有し、被照射物質を内側に保持可能な容器と、紫外線を含む照射光を透過部の第１面側から第２面側に透過して、容器の内側に照射する照射部と、容器の内側で反射され、透過部の第２面側から第１面側に透過した照射光を受光する第１受光部とを備える紫外線照射装置を提供する。

【0005】

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1A】実施例１に係る紫外線照射装置１００のＡ−Ａ'断面図の一例を示す。

【図1B】実施例１に係る紫外線照射装置１００の上面図の一例を示す。

【図2A】実施例２に係る紫外線照射装置１００のＡ−Ａ'断面図の一例を示す。

【図2B】実施例２に係る紫外線照射装置１００のＢ−Ｂ'断面図の一例を示す。

【図2C】実施例２に係る紫外線照射装置１００の上面図の一例を示す。

【図3A】実施例３に係る紫外線照射装置１００のＡ−Ａ'断面図の一例を示す。

【図3B】実施例３に係る紫外線照射装置１００の上面図の一例を示す。

【図4】実施例４に係るＬＥＤモニタ部２５の断面図の一例を示す。

【図5】実施例５に係る紫外線照射装置１００の一例を示す。

【図6A】実施例１に係る受光部２０におけるモニタ電圧比のシミュレーション結果を示す。

【図6B】実施例３に係るＬＥＤモニタ部２５におけるモニタ電圧比のシミュレーション結果の一例を示す。

【図7】実施例１に係る受光部２０の出力電圧を示す。

【図8】実施例２に係るＬＥＤモニタ部２５の出力電圧を示す。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0008】

［実施例１］
図１Ａは、実施例１に係る紫外線照射装置１００のＡ−Ａ'断面図の一例を示す。図１Ｂは、実施例１に係る紫外線照射装置１００の上面図の一例を示す。紫外線照射装置１００は、基板９０上に設けられた照射部１０、受光部２０および容器３０を備える。

【0009】

本例の紫外線照射装置１００は、一の受光部２０と、複数の照射部１０を備える。本例の紫外線照射装置１００は、４つの照射部１０を備える。４つの照射部１０は、受光部２０の周囲に円形状に配置されている。本例の照射部１０は、受光部２０の周囲に等間隔に配置されている。但し、照射部１０は、受光部２０の周囲にランダムに配置されてもよい。

【0010】

照射部１０は、紫外線を含む照射光を出射する。一例において、照射部１０が出射する紫外線は、紫外線Ｃ波（ＵＶＣ）を含む。本例の照射部１０は、紫外線を出射する発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を有する。

【0011】

容器３０は、被照射物質９５を内部に保持する。一例において、被照射物質９５は、照射部１０の照射した光により殺菌、消毒、無害化、分解、及び／又は、変質等される。本例の被照射物質９５は、照射光に含まれる紫外線により殺菌等される液体、及び／又は、気体等の流体である。例えば、被照射物質９５は、蒸留水である。容器３０は、照射光が透過する透過部３１及び入射した照射光を反射する反射部３５を有する。

【0012】

透過部３１は、少なくとも紫外線を透過させる。透過部３１は、第１面および第２面を有する。第１面は、容器３０の外側の面である。本例の第１面は、照射部１０および受光部２０に対向する。第２面は、容器３０の内側の面である。即ち、第２面は、被照射物質９５と接する面である。透過部３１の透過面は、入射した照射光の少なくとも一部を透過させる。本例の透過部３１の透過面は、入射した紫外線等の照射光を５０％以上透過させる。透過部３１は、石英ガラスからなる石英基板又はサファイア基板を有してよい。本例の透過部３１は、平面形状を有する。但し、透過部３１は、半球、円筒形状等の少なくとも一部を含む曲面形状等の他の形状であってよい。この場合であっても、透過部３１の第１面の少なくとも一部が照射部１０および受光部２０に対向し、第２面の少なくとも一部が被照射物質９５と接するように配置される。

【0013】

反射部３５は、内側の少なくとも一部において紫外線等の照射光を反射してもよいし、内側の全面において照射光を反射してもよい。あるいは、反射部３５は、紫外線等の照射光を透過させる材料と、当該材料の外側の一部又は全面に形成された反射領域とを有し、当該反射領域おいて照射光を反射してもよい。一例において、反射部３５の内側及び／又は外側は、紫外線を反射する反射材により形成される。また、反射部３５は、内側及び／又は外側が反射材によりコーティングされていてもよい。これにより、反射部３５の内側は、入射した紫外線の少なくとも一部を反射する。好ましくは、反射部３５の内側は、入射した紫外線を１０％以上反射する。例えば、反射材は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）又はアルミニウムを含む材料で形成される。なお、容器３０の内側で照射光が反射される回数は、一回に限られずに複数回であってもよい。また、反射部３５の内側は、容器３０に保持された被照射物質９５を均一に照射光が通過するように入射した照射光を反射してもよい。より具体的には、ＰＴＦＥ等の拡散反射材を用いることによって容器内の照度分布を一定にし、被照射物質９５に均一に照射光を通過させることができる。なお、反射部３５の内側は、表面に凹凸が形成されることにより、紫外線を散乱させてもよい。

【0014】

また、容器３０は、流入口３２および流出口３３を備える。容器３０は、流入口３２から被照射物質９５を流入し、流出口３３から被照射物質９５を流出する。本例の流入口３２は、容器３０の側壁の下側に形成される。また、流出口３３は、容器３０の側壁の上側に形成される。これにより、気泡が容器３０の上側に滞留することを防げる。但し、流入口３２および流出口３３の位置は、本例に限られない。容器３０は、照射光の反射に影響を与えにくい位置に流入口３２および流出口３３を形成することが好ましい。被照射物質９５は、流入口３２および流出口３３が開かれることにより、照射部１０が照射光を被照射物質９５に照射する間、容器３０内で循環される。但し、被照射物質９５は、流入口３２および流出口３３が閉じられることにより、容器３０内で保持され続けてもよい。容器３０の形状は、円筒状、立方体状、球状等のいずれか、又はこれらの組み合わせであってよい。但し、容器３０の形状は、容器３０内の被照射物質９５に対して均一かつ多くの光が照射されるような形状が好ましい。容器３０の形状は、対称性の観点から円筒状が好ましい。また、容器３０の内部の被照射物質９５がなるべく長い時間滞留するように、仕切りや円筒を二重にして配置してもよい。この場合、容器３０の仕切りや二重の円筒には被照射物質９５が澱みなく流れるような流入口３２および流出口３３を設けるのが好ましい。

【0015】

受光部２０は、照射部１０が照射した照射光の少なくとも一部を受光する。受光部２０は、照射光を受光するための素子である。受光部２０は例えばフォトダイオード（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）を備える。受光部２０は、第１受光部の一例である。本例の受光部２０は、反射部３５の内側で反射された照射光を、透過部３１を介して受光する。受光部２０は、紫外線を含む光を受光して受光光量を出力する。受光部２０は、少なくとも紫外線を受光する素子を有することが好ましい。本例の受光部２０は、容器３０の被照射物質９５に入射し、反射部３５の内側で反射され、透過部３１の第２面から第１面側に透過した照射光を受光する。そのため、本例の受光部２０には、照射部１０のみに関する情報に加えて、被照射物質９５の状態に応じた情報が入力される。

【0016】

例えば、受光部２０は、照射部１０から反射して入射された照射光と、被照射物質９５を介して入射された照射光とを受光する。被照射物質９５を介して入射された照射光には、照射部１０の出力強度に関する情報に加えて、被照射物質９５の状態に関する情報が含まれる。一例において、被照射物質９５の状態に関する情報とは、被照射物質９５に対する照射光の透過率である。

【0017】

例えば、被照射物質９５の透過率は、被照射物質９５に含まれる細菌の菌数、汚染物質の量、ガスの濃度に応じて変化する。特に細菌の菌数が被照射物質９５の透過率に影響する。被照射物質９５に含まれる菌数が多くなると被照射物質９５の透過率が低下し、被照射物質９５に含まれる菌数が少なくなると被照射物質９５の透過率が上昇する。このため、菌数の増加により被照射物質９５全体に照射される照射光の光量が低下する。

【0018】

更に、被照射物質９５に含まれる菌数が増加すると、菌数を一定レベル以下に殺菌する等のために必要な照射光の照射量が増加する場合がある。すなわち、被照射物質９５に含まれる菌数が増加すると、透過率の低下を補償して被照射物質９５全体に十分な照射光を供給する観点、及び／又は、被照射物質９５中の殺菌量を増加する観点から、照射部１０の出力を増加する必要性が生じる。

【0019】

紫外線照射装置１００は、上記の観点の少なくとも一部に基づいて、照射部１０の出力を制御してよい。例えば、紫外線照射装置１００は、被照射物質９５における殺菌状態を維持するために、被照射物質９５の透過率が低くなった場合に照射部１０の出力を上げ、被照射物質９５の透過率が高くなった場合に照射部１０の出力を下げるようにフィードバック制御を実行する。ここで、殺菌状態とは被照射物質９５に含まれる生存する菌数又は菌濃度であってよく、殺菌状態を維持するとは生存する菌数又は菌濃度を所定の範囲にすることであってよい。一例として、紫外線照射装置１００は、演算回路等を用いて、被照射物質９５の透過率から被照射物質９５中の菌数等を推測し、当該菌数等及び透過率から生存する菌数等を所定の範囲にするための照射部１０の出力を決定してよい。

【0020】

また、紫外線照射装置１００は、透過率の低下を補償して被照射物質９５全体に十分な照射光を供給する観点から、照射部１０の出力を制御してもよい。

【0021】

基板９０は、透過部３１の第１面側に対向して配置される。基板９０は、容器３０と隣接して配置されることが好ましい。基板９０上には、照射部１０および受光部２０が、透過部３１の第１面と対向するように搭載されている。

【0022】

本例の紫外線照射装置１００は、照射部１０から出射された照射光の少なくとも一部を透過部３１の第１面から第２面側に透過させて、容器３０の内部に入射させる。また、紫外線照射装置１００は、容器３０の内部に入射した照射光の少なくとも一部を反射部３５の内側で反射させる。紫外線照射装置１００は、反射部３５の内側で反射した照射光の少なくとも一部を、透過部３１の第２面側から第１面側に透過させて、受光部２０で受光する。

【0023】

このように、本明細書に係る紫外線照射装置１００は、照射部１０からの照射光を反射部３５の内側で反射させて、受光部２０で受光する。即ち、反射部３５の内側で反射させない場合と比較して、透過部３１の設計の自由度を高めることができる。例えば、紫外線照射装置１００は、少なくとも１つの透過部３１を有すればよく、複数の透過部３１を設ける必要がない。また、反射部３５の内側の形状を工夫することにより透過部３１の面積を小さくできる。これにより、透過部３１を設けるための容器３０の加工費用および高価な透過部３１の材料費が抑えられる。

【0024】

以上の通り、本例の紫外線照射装置１００は、受光部２０における受光光量に基づいて、被照射物質９５の透過率をモニタする。紫外線照射装置１００は、被照射物質９５の透過率のモニタ結果に応じて、照射部１０の出力を制御してよい。これにより、紫外線照射装置１００は、一例において、被照射物質９５に対して照射光量又は殺菌状態が一定になるように照射部１０の出力等を制御できる。

【0025】

［実施例２］
図２Ａは、実施例２に係る紫外線照射装置１００のＡ−Ａ'断面図の一例を示す。図２Ｂは、実施例２に係る紫外線照射装置１００のＢ−Ｂ'断面図の一例を示す。図２Ｃは、実施例２に係る紫外線照射装置１００の上面図の一例を示す。本例の紫外線照射装置１００は、受光部２０に加えて、ＬＥＤモニタ部２５を更に備える点で実施例１に係る紫外線照射装置１００と異なる。

【0026】

ＬＥＤモニタ部２５は、受光部２６および反射カバー７０を備える。ＬＥＤモニタ部２５は、受光部２６により照射部１０の出力をモニタする。ＬＥＤモニタ部２５は、照射部１０の出力をモニタするために、反射部３５の内側で反射した照射光を反射カバー７０で反射する。本例のＬＥＤモニタ部２５は、上面視で、４つの照射部１０の中心に配置されている。但し、ＬＥＤモニタ部２５の配置はこれに限られない。ＬＥＤモニタ部２５は、基板９０上に少なくとも１つ有していればよい。なお、受光部２６は、第２受光部の一例である。

【0027】

受光部２０は、ＬＥＤモニタ部２５の上方に設けられる。本例の受光部２０は、ＬＥＤモニタ部２５が有する蓋部７１の上部に設けられている。これにより、受光部２０には、照射部１０のみに関する情報に加えて、被照射物質９５の状態に応じた情報が入力される。また、本例の受光部２０は、蓋部７１の上部に設けられているので、受光部２０およびＬＥＤモニタ部２５の設置面積を低減できる。また、本例の受光部は、円形状に設けられた複数の照射部１０に対して、少なくとも１つ設ければよい。本例では、４つの照射部１０が設けられるが、それ以上の照射部１０が設けられてもよい。そのため、紫外線照射装置１００は、照射部１０の個数よりも少数の受光部でモニタできる。

【0028】

反射カバー７０は、蓋部７１および側部７２を備える。蓋部７１は、受光部２６の上面を覆う。受光部２６に対向する蓋部７１の面は、照射部１０から入射された照射光を反射して、受光部２６に入射させる。一例において、蓋部７１の受光部２６と対向する面には、照射光の反射面が設けられる。反射面は例えば反射用のアルミニウム等が設けられる。側部７２は、受光部２６の側面を覆う。但し、側部７２は、照射部１０と対応する位置に開口７３を有する。照射部１０と対応する位置とは、照射部１０からの照射光が、反射カバー７０に反射して受光部２０に入射できる開口７３の位置を指す。これにより、受光部２６は、照射部１０からの照射光を選択的に受光する。例えば、本例の開口７３は、少なくとも照射部１０と受光部２６とを結ぶ直線上に設けられる。この場合、反射カバー７０は、照射部１０以外の迷光（容器３０やその他からの反射を含む）が受光部２６に入射するのを抑制できる。

【0029】

本例の紫外線照射装置１００は、受光部２０における受光光量およびＬＥＤモニタ部２５のモニタ結果に基づいて、被照射物質９５の透過率および照射部１０の出力をモニタする。紫外線照射装置１００は、被照射物質９５の透過率および照射部１０の出力のモニタ結果に応じて、照射部１０の出力を制御してよい。また、紫外線照射装置１００は、ＬＥＤモニタ部２５のモニタ結果を用いることにより、被照射物質９５の透過率のモニタ結果が、被照射物質９５の透過率の変化に応じたものであるのか、照射部１０の出力の低下に応じたものであるかを判断する。これにより、紫外線照射装置１００は、一例において、被照射物質９５に対して照射光量又は殺菌状態が一定になるように照射部１０の出力等を高精度に制御できる。

【0030】

［実施例３］
図３Ａは、実施例３に係る紫外線照射装置１００のＡ−Ａ'断面図の一例を示す。図３Ｂは、実施例３に係る紫外線照射装置１００の上面図の一例を示す。本例のＬＥＤモニタ部２５は、受光部２６および反射カバー７０を備える。本例では、実施例２に係る紫外線照射装置１００と異なる構成について特に説明する。それ以外の構成は、実施例２に係る紫外線照射装置１００と基本的に同じである。

【0031】

本例の紫外線照射装置１００は、１つの受光部２０、４つのＬＥＤモニタ部２５および４つの照射部１０を備える。４つの照射部１０は、１つの受光部２０を中心に円形状に並べられている。また、４つのＬＥＤモニタ部２５は、４つ照射部１０に対応して設けられている。ＬＥＤモニタ部２５と照射部１０とが対応して設けられるとは、照射部１０からの照射光を受光部２６で受光できるように開口７３が設けられていることを指す。本例の４つのＬＥＤモニタ部２５は、照射部１０と受光部２０との間にそれぞれ設けられているが、照射部１０と対応していればこれに限られない。本例の反射カバー７０は、１つの開口を有するが、実施例２の場合のように照射部１０と対応して複数の開口７３を設けてもよい。

【0032】

［実施例４］
図４は、実施例４に係るＬＥＤモニタ部２５の断面図の一例を示す。本例のＬＥＤモニタ部２５は、反射カバー７０の代わりに拡散反射板６０を備える点で実施例３に係るＬＥＤモニタ部２５と相違する。本例の紫外線照射装置１００は、ＬＥＤモニタ部２５以外の構成について、実施例３に係る紫外線照射装置１００と同一の構成を備えてよい。

【0033】

拡散反射板６０は、容器３０の内側で反射し透過部３１を透過した照射光が、受光部２６に入射するのを防止する。これにより、受光部２６には、透過部３１に入射することなく、照射部１０から照射された照射光のみが入射される。また、拡散反射板６０は、透過部３１で反射した照射光が受光部２６に入射するのを防止してもよい。本例の拡散反射板６０は、照射部１０からの照射光を反射させて受光部２６に入射させる。

【0034】

本例の拡散反射板６０は、受光部２６の上方に設けられる。拡散反射板６０は、受光部２６の少なくとも一部を覆うように配置される。拡散反射板６０は、受光部２６の全面を覆うことが好ましい。また、拡散反射板６０は、受光部２６よりも広範囲を覆うように設けられてもよい。本例の拡散反射板６０は、紫外線を反射する反射材により形成される。また、拡散反射板６０は、紫外線を反射する反射材が表面にコーティングされた構造を有してもよい。これにより、本例の紫外線照射装置１００は、照射部１０の出力強度に関する情報のみを取得する。即ち、本例の受光部２６の受光光量は、被照射物質９５の状態による影響を受けない。

【0035】

［実施例５］
図５は、実施例５に係る紫外線照射装置１００の断面図の一例を示す。照射部１０および受光部２０の個数および配置は、実施例１に係る紫外線照射装置１００と同一であってよい。但し、本例の紫外線照射装置１００は、波長変換部８０を備える点で実施例１と相違する。

【0036】

波長変換部８０は、受光部２０が受光する照射光を長波長側の光に変換する。特に、波長変換部８０は、照射部１０からの照射光のうち、少なくとも紫外線を長波長側の光に変換する。本例の波長変換部８０は、受光部２０の受光面に配置される。但し、波長変換部８０は、照射部１０の出射面その他の任意の位置に設けられてよい。本例の波長変換部８０は、受光部２０の受光面に配置されるので、被照射物質９５の殺菌効率を落とすことなく波長を変換できる。波長変換部８０は、波長変換するためのフィルム、フィルタ、樹脂等を有する。これにより、受光部２０は、波長変換部８０が変換した長波長側の光を受光して受光光量を出力する。

【0037】

図６Ａおよび図６Ｂは、実施例１に係る受光部２０におけるモニタ電圧比又は実施例２に係るＬＥＤモニタ部２５におけるモニタ電圧比のシミュレーションを示す。同図は、実施例１，２に係る紫外線照射装置１００を用いて、容器３０ありの場合と、容器３０なしの場合のモニタ電圧比をそれぞれ示す。容器３０ありの場合では、被照射物質９５の透過率を９５％、９９％および１００％にそれぞれ変化させている。容器３０なしの場合では、容器３０の代わりにガラスを用いているので、反射部３５の内側で反射した照射光の影響がない。即ち、容器３０なしの場合、受光部２０の受光光量は、被照射物質９５の影響を受けない。なお、モニタ電圧比は実施例１に係る受光部２０または実施例２に係る受光部２６が受光した光量の大きさの比率を示す。

【0038】

図６Ａは、実施例１に係る受光部２０におけるモニタ電圧比のシミュレーション結果を示す。本例の紫外線照射装置１００は、容器３０なしの場合よりも容器３０ありの場合において、モニタ電圧比が高い。被照射物質９５の透過率が９９％の場合は、被照射物質９５の透過率が９５％の場合よりもモニタ電圧比が高い。また、被照射物質９５の透過率が１００％の場合は、被照射物質９５の透過率が９９％の場合よりもモニタ電圧比が高い。即ち、被照射物質９５の透過率が上昇するに従い、モニタ電圧比も高くなる傾向にある。よって、実施例１に係る紫外線照射装置１００は、被照射物質９５の状態に応じた情報を検出できる。

【0039】

図６Ｂは、実施例２に係るＬＥＤモニタ部２５におけるモニタ電圧比のシミュレーション結果の一例を示す。本例の紫外線照射装置１００は、容器３０なしの場合と容器３０ありの場合とでモニタ電圧比の差異が小さい。また、被照射物質９５の条件を変えた場合、被照射物質９５の透過率とモニタ電圧比との相関がなく、誤差範囲におさまっている。即ち、本例の紫外線照射装置１００は、被照射物質９５の影響を受けずに照射部１０の出力の大きさを検出できる。例えば、本例の紫外線照射装置１００は、被照射物質９５の影響を受けずに照射光の強度を検出できるので、照射部１０の光量の低下を検知できる。

【0040】

ここで、実施例１〜５に係る紫外線照射装置１００の構成は、それぞれ組み合わせて実施されてよい。実施例の組み合わせは、同一の基板９０上に各実施例に係る照射部１０、受光部２０およびＬＥＤモニタ部２５を配置することにより実現される。また、実施例を組み合わせる場合、照射部１０を共通にして、各実施例に係る受光部２０又はＬＥＤモニタ部２５を複数設けてよい。

【0041】

また、本明細書に係る照射部１０は、受光部２０又は受光部２６のモニタ電力を入力として、負帰還で照射量の光量を制御してよい。例えば、実施例２において、照射部１０の光量が低下していると判断された場合、照射部１０は、照射光の光量を増加させる。これにより、照射部１０は、照射光の光量を一定に制御する。一方、照射部１０の光量が低下していると判断された場合であって被照射物質９５の透過率が低下していない場合、照射部１０は、照射光の光量を現状のまま維持してもよい。

【0042】

また、照射部１０は、被照射物質９５の透過率が低下していると判断された場合、透過率を高めるために照射光の強度を上昇させる。また、照射部１０は、予め被照射物質９５の菌数と被照射物質９５の透過率との関係を知ることにより、被照射物質９５の菌数が基準値以上となった場合に、照射部１０の強度を上昇させてもよい。

【0043】

モニタ電力を入力とする照射量の光量の制御に代えて／加えて、第１受光部からの受光光量を入力として、被照射物質９５の流量を正帰還で制御してもよい。例えば、紫外線照射装置１００は、被照射物質９５の流量を制御する流量制御部を有してよく、流量制御部が受光光量に応じて流入口３２及び／又は流出口３３に設けられたバルブ等を開閉してよい。一例として、流量制御部は受光光量が低下／増加したことに応じて被照射物質９５の流量を低下／増加させ、被照射物質９５の単位流量に対する照射光の照射時間を増加／低下させ、これにより時間積算した被照射物質９５に対する照射光量を増加／低下させてよい。

【0044】

図７は、実施例１に係る受光部２０における出力電圧を示す。縦軸は出力電圧［ｍＶ］を示し、横軸は駆動電流［ｍＡ］を示す。同図は、容器３０ありの場合と容器３０なしの場合の両方について示している。なお出力電圧とは受光部２０において生じた電流値を、電流電圧変換器（例えば、ＤＬ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社１２１１）を用いて電圧に変換した値である。

【0045】

容器３０なしの場合、ＬＥＤ電流の増加に伴い、受光部２０の出力電圧が線形的に上昇している。また、容器３０ありの場合も、ＬＥＤ電流の増加に伴い、受光部２０の出力電圧が線形的に上昇している。即ち、実施例１に係る紫外線照射装置１００を用いた場合、容器３０の有無にかかわらず、ＬＥＤ電流の増加に伴い、受光部２０の出力電圧が線形的に上昇する。本例の結果は、受光部２０の受光光量に、照射部１０が照射した照射光の光量に関する情報が含まれていることを示す。

【0046】

実施例１に係る紫外線照射装置１００は、容器３０ありの場合の方が、容器３０なしの場合よりも高い出力電圧を示している。即ち、容器３０ありの出力電圧と、容器３０なしの出力電圧との差分は、反射部３５の内側から反射されて受光部２０に入射される反射光に基づく出力電圧を示している。よって、実施例１に係る紫外線照射装置１００は、容器３０ありの場合に、反射部３５の内側から反射されて受光部２０に入射される反射光を受光していることが分かる。

【0047】

図８は、実施例２に係るＬＥＤモニタ部２５における出力電圧を示す。縦軸は出力電圧［ｍＶ］を示し、横軸はＬＥＤの駆動電流［ｍＡ］を示す。同図は、容器３０ありの場合と容器３０なしの場合の両方について示している。なお前述と同様に、出力電圧とはＬＥＤモニタ部２５において生じた電流値を、電流電圧変換器（例えば、ＤＬ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社１２１１）を用いて電圧に変換した値である。

【0048】

容器３０なしの場合、ＬＥＤ電流の増加に伴い、受光部２６の出力電圧が線形的に上昇している。また、容器３０ありの場合も、ＬＥＤ電流の増加に伴い、受光部２６の出力電圧が線形的に上昇している。即ち、実施例２に係る紫外線照射装置１００を用いた場合、容器３０の有無にかかわらず、ＬＥＤ電流の増加に伴い、受光部２６の出力電圧が線形的に上昇する。本例の結果は、受光部２６の受光光量に、照射部１０が照射した照射光の光量に関する情報が含まれていることを示す。

【0049】

実施例２に係るＬＥＤモニタ部２５における出力電圧は、容器３０ありの場合と、容器３０なしの場合とで出力電圧の違いがほとんどない。また、受光部２０では実施例１と同じように図７のような出力電圧が求められる。即ち、ＬＥＤモニタ部２５における出力電圧は、反射カバー７０を設けることにより、容器３０の内側から反射されて受光部２６に入射される反射光による影響がないことを示している。本例のＬＥＤモニタ部２５における出力電圧は、被照射物質９５の状態に影響されない照射部１０の出力強度に関する情報を取得するので、照射部１０の出力の状態を検出できる。本例の受光部２０と組み合わせることにより、被照射物質９５の状態を精度よく推定できる。例えば、照射部１０の出力の経時劣化等を加味した上で正味の被照射物質９５の透過率を決定できる。

【0050】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【0051】

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

【符号の説明】

【0052】

１０・・・照射部、２０・・・受光部、２５・・・ＬＥＤモニタ部、２６・・・受光部、３０・・・容器、３１・・・透過部、３２・・・流入口、３３・・・流出口、３５・・・反射部、６０・・・拡散反射板、７０・・・反射カバー、７１・・・蓋部、７２・・・側部、７３・・・開口、８０・・・波長変換部、９０・・・基板、９５・・・被照射物質、１００・・・紫外線照射装置

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】