特開2022-170974菌又はウイルスの不活化装置、及び菌又はウイルスの不活化処理方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022170974
(43)【公開日】2022-11-11
(54)【発明の名称】菌又はウイルスの不活化装置、及び菌又はウイルスの不活化処理方法
(51)【国際特許分類】
A61L 9/20 20060101AFI20221104BHJP
A61L 2/10 20060101ALI20221104BHJP
【ＦＩ】
A61L9/20
A61L2/10
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021077287
(22)【出願日】2021-04-30
(71)【出願人】
【識別番号】000102212
【氏名又は名称】ウシオ電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000729
【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】奥村 善彦
【テーマコード（参考）】
4C058
4C180
【Ｆターム（参考）】
4C058AA23
4C058BB06
4C058DD07
4C058DD16
4C058EE26
4C058KK02
4C058KK12
4C058KK22
4C058KK32
4C180AA07
4C180DD03
4C180HH19
4C180HH20
4C180KK04
4C180LL20
(57)【要約】
【課題】人や動物への安全性を確保しつつも、空間内に存在する菌やウイルスを効率的に不活化することができる菌又はウイルスの不活化装置、及び菌又はウイルスの不活化処理方法を提供する。
【解決手段】ピーク波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の範囲内に含まれる紫外光を出射する光源部と、第一点灯動作と、第一点灯動作よりも光強度が低い紫外光を出射する第二点灯動作とを含む主動作モードを実行するように、光源部を制御する制御部とを備える。
【選択図】 図１Ａ
【解決手段】ピーク波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の範囲内に含まれる紫外光を出射する光源部と、第一点灯動作と、第一点灯動作よりも光強度が低い紫外光を出射する第二点灯動作とを含む主動作モードを実行するように、光源部を制御する制御部とを備える。
【選択図】 図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
空間内に存在する菌やウイルスを不活化する装置であって、
ピーク波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の範囲内に含まれる紫外光を出射する光源部と、
第一点灯動作と、前記第一点灯動作よりも光強度が低い紫外光を出射する第二点灯動作とを含む主動作モードを実行するように、前記光源部を制御する制御部とを備えることを特徴とする菌又はウイルスの不活化装置。
ピーク波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の範囲内に含まれる紫外光を出射する光源部と、
第一点灯動作と、前記第一点灯動作よりも光強度が低い紫外光を出射する第二点灯動作とを含む主動作モードを実行するように、前記光源部を制御する制御部とを備えることを特徴とする菌又はウイルスの不活化装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記主動作モードにおいて、前記第二点灯動作を継続する時間が、直前の前記第一点灯動作を継続する時間よりも長くなるように、前記光源部を制御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。
【請求項3】
前記制御部は、前記主動作モードにおいて、前記第一点灯動作と前記第二点灯動作とが周期的に実行されるように、前記光源部を制御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。
【請求項4】
前記制御部は、前記主動作モードにおいて、
前記第一点灯動作と消灯動作とを交互に行う第一制御パターンと、
前記第二点灯動作と消灯動作とを交互に行う、又は前記第二点灯動作を継続する第二制御パターンとを含む制御を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。
前記第一点灯動作と消灯動作とを交互に行う第一制御パターンと、
前記第二点灯動作と消灯動作とを交互に行う、又は前記第二点灯動作を継続する第二制御パターンとを含む制御を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。
【請求項5】
所定の領域内に人が存在するか否かを検知する人検知部を備え、
前記制御部は、前記人検知部が、人が存在しないことを検知した場合には前記第一制御パターンを実行し、人が存在することを検知した場合には前記第二制御パターンを実行することを特徴とする請求項４に記載の菌又はウイルスの不活化装置。
前記制御部は、前記人検知部が、人が存在しないことを検知した場合には前記第一制御パターンを実行し、人が存在することを検知した場合には前記第二制御パターンを実行することを特徴とする請求項４に記載の菌又はウイルスの不活化装置。
【請求項6】
前記制御部は、前記主動作モードにおいて、
前記第一点灯動作と前記第二点灯動作とを交互に行う第三制御パターンと、
前記第一点灯動作と前記第二点灯動作とを交互に行い、かつ、前記第三制御パターンに比べて前記第二点灯動作の単位時間当たりの頻度が高い第四制御パターンとを含む制御を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。
前記第一点灯動作と前記第二点灯動作とを交互に行う第三制御パターンと、
前記第一点灯動作と前記第二点灯動作とを交互に行い、かつ、前記第三制御パターンに比べて前記第二点灯動作の単位時間当たりの頻度が高い第四制御パターンとを含む制御を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。
【請求項7】
所定の領域内に人が存在するか否かを検知する人検知部を備え、
前記制御部は、前記人検知部が、人が存在しないことを検知した場合には前記第三制御パターンを実行し、人が存在することを検知した場合には前記第四制御パターンを実行することを特徴とする請求項６に記載の菌又はウイルスの不活化装置。
前記制御部は、前記人検知部が、人が存在しないことを検知した場合には前記第三制御パターンを実行し、人が存在することを検知した場合には前記第四制御パターンを実行することを特徴とする請求項６に記載の菌又はウイルスの不活化装置。
【請求項8】
前記制御部は、所定の条件を満たしたことを検知すると、前記主動作モードから、前記主動作モードとは異なる副動作モードに移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。
【請求項9】
空間内に存在する菌やウイルスを不活化する方法であって、
ピーク波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の範囲内に含まれる紫外光を処理対象領域に照射する第一点灯動作と、ピーク波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の範囲内に含まれ、前記第一点灯動作よりも光強度が低い紫外光を前記処理対象領域に照射する第二点灯動作とを行う、主処理工程を含むことを特徴とする菌又はウイルスの不活化処理方法。
ピーク波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の範囲内に含まれる紫外光を処理対象領域に照射する第一点灯動作と、ピーク波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の範囲内に含まれ、前記第一点灯動作よりも光強度が低い紫外光を前記処理対象領域に照射する第二点灯動作とを行う、主処理工程を含むことを特徴とする菌又はウイルスの不活化処理方法。
【請求項10】
前記主処理工程が、前記空間の天井、又は上方領域に設置された紫外光を出射する光源によって行われることを特徴とする請求項９に記載の菌又はウイルスの不活化処理方法。
【請求項11】
前記主処理工程は、前記第二点灯動作を継続する時間が、直前の前記第一点灯動作を継続する時間よりも長いことを特徴とする請求項９又は１０に記載の菌又はウイルスの不活化処理方法。
【請求項12】
前記主処理工程は、前記第一点灯動作と前記第二点灯動作とが周期的に行われることを特徴とする請求項９又は１０に記載の菌又はウイルスの不活化処理方法。
【請求項13】
前記主処理工程は、
前記第一点灯動作と消灯とを交互に行う第一処理工程と、
前記第二点灯動作と消灯とを交互に行う、又は前記第二点灯動作を継続する第二処理工程とを含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載の菌又はウイルスの不活化処理方法。
前記第一点灯動作と消灯とを交互に行う第一処理工程と、
前記第二点灯動作と消灯とを交互に行う、又は前記第二点灯動作を継続する第二処理工程とを含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載の菌又はウイルスの不活化処理方法。
【請求項14】
前記主処理工程は、
前記第一点灯動作と前記第二点灯動作とを交互に行う第三処理工程と、
前記第二点灯動作と、前記第一点灯動作とを交互に行い、かつ、前記第三処理工程に比べて前記第二点灯動作の単位時間当たりの頻度が高い第四処理工程を含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載の菌又はウイルスの不活化処理方法。
前記第一点灯動作と前記第二点灯動作とを交互に行う第三処理工程と、
前記第二点灯動作と、前記第一点灯動作とを交互に行い、かつ、前記第三処理工程に比べて前記第二点灯動作の単位時間当たりの頻度が高い第四処理工程を含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載の菌又はウイルスの不活化処理方法。
【請求項15】
所定の条件を満たしたことを検知した場合に、前記主処理工程とは異なる処理工程による紫外光の照射が行われる副処理工程とを含むことを特徴とする請求項９に記載の菌又はウイルスの不活化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、菌又はウイルスの不活化装置に関し、特に紫外光を利用する菌又はウイルスの不活化装置に関する。また、本発明は、菌又はウイルスの不活化処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、紫外光を照射して菌やウイルスを不活化する技術が知られており、ＤＮＡが波長２６０ｎｍ付近に最も高い吸収特性を示すことから、多くの場合、低圧水銀ランプ等を光源とする波長が２５４ｎｍ付近の紫外光が利用されている。紫外光によって菌やウイルスを不活化する方法は、薬剤等を散布することなく、処理対象空間や処理対象物に紫外光を照射するだけで殺菌処理が行うことができるという特徴がある。
【0003】
しかし、特定の波長帯の紫外光は、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。このため、人に紫外光を照射しないように、空間内に存在する菌やウイルスを不活化するための方法や装置が検討されている。
【0004】
例えば、下記特許文献１には、空間内の天井付近に設置して、殺菌用ランプから出射される紫外光が空間内にいる人に直接照射されないように、人が存在する場合には、天井付近にのみ紫外光を照射する殺菌灯が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１９－１５０６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところが、上記特許文献１に記載されているような殺菌灯では、空間内に頻繁に人が出入りするような場合や、空間内で長時間にわたって人が作業を行うような場合、紫外光が天井付近の領域にしか照射されず、非常に狭い領域で、かつ、人の手が届かないような領域しか不活化処理が行われていなかった。
【0007】
また、人を避けて紫外光を照射する不活化処理は、人に付着して移動する菌やウイルスまでは不活化処理ができない。したがって、このような不活化処理では、処理が行われた領域に対して、処理が完了した直後に、人を介して運ばれる菌やウイルスが付着してしまう場合があり、非効率的であった。
【0008】
本発明は、上記課題に鑑み、人や動物への安全性を確保しつつも、空間内に存在する菌やウイルスを効率的に不活化することができる菌又はウイルスの不活化装置、及び菌又はウイルスの不活化処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の菌又はウイルスの不活化装置は、
空間内に存在する菌やウイルスを不活化する装置であって、
ピーク波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の範囲内に含まれる紫外光を出射する光源部と、
第一点灯動作と、前記第一点灯動作よりも光強度が低い紫外光を出射する第二点灯動作とを含む主動作モードを実行するように、前記光源部を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
空間内に存在する菌やウイルスを不活化する装置であって、
ピーク波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の範囲内に含まれる紫外光を出射する光源部と、
第一点灯動作と、前記第一点灯動作よりも光強度が低い紫外光を出射する第二点灯動作とを含む主動作モードを実行するように、前記光源部を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【0010】
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。
【0011】
図１１は、たんぱく質の紫外光領域における吸光度特性を示すグラフである。図１１によれば、たんぱく質は、波長２４０ｎｍ以上では紫外光が吸収されにくく、波長２４０ｎｍ以下では波長２００ｎｍに向かう程、紫外光が吸収されやすくなる。波長が２４０ｎｍ以上の紫外光は、人の皮膚を透過しやすく、皮膚内部まで浸透する。そのため、人の皮膚内部の細胞がダメージを受けやすい。これに対して、波長２４０ｎｍ未満の紫外光は、人の皮膚表面（例えば角質層）で吸収されやすく、皮膚内部まで浸透し難い。そのため、皮膚に対して安全性が高い。
【0012】
また、目に対しても、波長２４０ｎｍ未満の紫外光は、角膜を透過しにくいため、波長が短くなるほど安全性が高くなる。
【0013】
一方で、波長１９０ｎｍ未満の紫外光が存在すると、大気中に存在する酸素分子が光分解されて酸素原子を多く生成し、酸素分子と酸素原子との結合反応によってオゾンを多く生成させてしまう。そのため、波長１９０ｎｍ未満の紫外光を大気中に照射させることは望ましくない。
【0014】
したがって、波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の範囲内の紫外光は、人や動物に対する安全性が高い紫外光であるといえる。なお、人や動物に安全性をより高める観点から、光源部から出射される紫外光は、波長範囲が１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の範囲内であることが好ましく、１９０ｎｍ以上２３５ｎｍ以下の範囲内であることがより好ましく、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の範囲内であることが特に好ましい。
【0015】
本発明の対象製品は、人や動物の皮膚や目に紅斑や角膜炎を起こすことはなく、紫外光本来の殺菌、ウイルスの不活化能力を提供することができる。特に、従来の紫外光を出射する光源とは異なり、有人環境で使用できるという特徴を生かし、屋内外の有人環境に設置することで、環境全体を照射することができ、空気と環境内設置部材表面のウイルス抑制・除菌を提供することができる。
【0016】
このことは、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標３「あらゆる年齢の全ての人々が健康的な生活を確保し、福祉を促進する」に対応し、また、ターゲット３．３「２０３０年までに、エイズ、結核、マラリア及び顧みられない熱帯病といった伝染病を根絶すると共に、肝炎、水系感染症及びその他の感染症に対処する」に大きく貢献するものである。
【0017】
なお、本願出願日の時点では、人体に対して１日（８時間）あたりの紫外光の照射量に関して、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光が利用される場合には、所定の時間内に照射される紫外光の積算照射量がＴＬＶの基準値以内となるように、光源部の放射強度や点灯時間を決定することが推奨されている。
【0018】
これらの規定には、波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の紫外光についても許容限界値が定められている。このため、不活化処理が人体に影響を及ぼすリスクが極めて少ない、波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の紫外光を用いて行われる場合であっても、当該紫外光が人に対して、許容限界値を超えないように照射されることが好ましい。
【0019】
そこで、本発明者は、鋭意検討により、一時的に光源部から出射される紫外光の強度を弱めて、人が浴びてしまう紫外光の照射量を低減させることが有効であることを見出した。
【0020】
上記構成とすることで、人体に影響を及ぼすリスクが少ない菌又はウイルスの不活化装置を構成することができる。また、上記構成の不活化装置によれば、空間内に頻繁に人が出入りするような場合や、空間内で長時間にわたって人が作業を行うような場合においても、人に対する紫外光の照射量を抑制しつつ、人が往来する空間の不活化処理を継続することができる。
【0021】
また、空間２内に人が存在していない場合においては、高い強度の紫外光の照射を不必要に継続させることがなくなり、例えば、消費電力が低減され、空間内に配置された植物等に対して影響を及ぼしてしまうような過剰な紫外光の照射を抑制される。
【0022】
光強度を低下させる場合においても、不活化装置からは紫外光が出射されているため、壁や床に紫外光がほとんど到達しない場合であっても、不活化装置周辺の空間中に存在する浮遊菌に対しては、不活化処理の効果が得られることが確認されている。具体的には、波長が２２２ｎｍの紫外光を空間内に浮遊している人コロナウイルスに照射した場合、０．５６ｍＪで約１Ｌｏｇの不活化効果が得られるということが確認されている。
【0023】
なお、従来、殺菌灯として主流であった波長が２５４ｎｍの紫外光を出射する低圧水銀ランプは、点灯状態を維持したまま出射する紫外光の強度を変化させることが難しいという事情が存在していた。このため、紫外光による不活化処理に関して、出射する紫外光の強度を変化させる方法については、これまでに十分検討されていなかった。
【0024】
なお、上記の観点から、紫外光は、ピーク波長を含む主発光波長域が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の範囲内に属するのがより好ましい。なお、ここでいう主発光波長域とは、ピーク波長の発光強度に対して５０％以上の発光強度を示す波長を指す。より好ましくは、３０％以上であり、特に好ましくは、１０％以上である。
【0025】
また、より安全性を高めつつ紫外線の利用効率を高めるためには、ピーク波長を含む主発光波長域は、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の範囲内とすることが好ましく、波長１９０ｎｍ以上２３５ｎｍ以下の範囲内とすることがより好ましく、波長１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の範囲内とすることが特に好ましい。
【0026】
また、オゾンの発生をより効果的に抑制するため、ピーク波長を含む主発光波長域は、２００ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長範囲内とし、より好ましくは２００ｎｍ以上２３５ｎｍ以下の波長範囲内とし、さらに好ましくは２００ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の波長範囲内とする。
【0027】
上記不活化装置において、
前記制御部は、前記主動作モードにおいて、前記第二点灯動作を継続する時間が、直前の前記第一点灯動作を継続する時間よりも長くなるように、前記光源部を制御する構成であっても構わない。
前記制御部は、前記主動作モードにおいて、前記第二点灯動作を継続する時間が、直前の前記第一点灯動作を継続する時間よりも長くなるように、前記光源部を制御する構成であっても構わない。
【0028】
また、上記不活化装置において、
前記制御部は、前記主動作モードにおいて、前記第一点灯動作と前記第二点灯動作とが周期的に実行されるように、前記光源部を制御する構成であっても構わない。
前記制御部は、前記主動作モードにおいて、前記第一点灯動作と前記第二点灯動作とが周期的に実行されるように、前記光源部を制御する構成であっても構わない。
【0029】
本明細書において「周期的」とは、第一点灯動作と第二点灯動作とを、予め設定された維持時間で繰り返すことをいう。なお、第一点灯動作と第二点灯動作とを維持する時間は、搭載されるタイマや回路構成等によって生じ得る範囲の変動程度は許容される。
【0030】
また、主動作モードにおいて、第一点灯動作と第二点灯動作を切り替える周期は、常に一定でなくてもよく、例えば、空間内に人の存在を検知した場合や、所定の時間が経過したところで、周期が変更されても構わない。
【0031】
上記構成とすることで、人が存在する空間内において不活化処理が行われる場合は、常に第一点灯動作が行われる場合と比較すると、人に対して照射される紫外光の照射量が抑制される。したがって、より安全に空間内の菌等を不活化処理できる不活化装置が実現される。
【0032】
また、人が存在しない空間内において不活化処理が行われる場合は、常に第一点灯動作が行われる場合と比較すると、より消費電力が抑制され、空間内に配置された植物等に対して影響を及ぼしてしまうような過剰な紫外光の照射がさらに抑制される。
【0033】
上記不活化装置の前記制御部は、前記主動作モードにおいて、
前記第一点灯動作と消灯動作とを交互に行う第一制御パターンと、
前記第二点灯動作と消灯動作とを交互に行う、又は前記第二点灯動作を継続する第二制御パターンとを含む制御を実行するように構成されていても構わない。
前記第一点灯動作と消灯動作とを交互に行う第一制御パターンと、
前記第二点灯動作と消灯動作とを交互に行う、又は前記第二点灯動作を継続する第二制御パターンとを含む制御を実行するように構成されていても構わない。
【0034】
さらに、上記不活化装置は、
所定の領域内に人が存在するか否かを検知する人検知部を備え、
前記制御部は、前記人検知部が、人が存在しないことを検知した場合には前記第一制御パターンを実行し、人が存在することを検知した場合には前記第二制御パターンを実行するように構成されていても構わない。
所定の領域内に人が存在するか否かを検知する人検知部を備え、
前記制御部は、前記人検知部が、人が存在しないことを検知した場合には前記第一制御パターンを実行し、人が存在することを検知した場合には前記第二制御パターンを実行するように構成されていても構わない。
【0035】
上記構成とすることで、例えば、空間内に人が存在するか否か、又は、人が存在しないと想定される時間帯において、第一点灯動作を実施する第一制御パターンが実行されるように構成することができる。
【0036】
上記構成のように、人感センサ等による人検知部が設けられていれば、空間内において人が存在するか否かを確認して、制御パターンを切り替える構成が可能となる。
【0037】
なお、人検知部以外の構成で制御パターンを切り替える構成を採用してもよく、例えば、不活化装置にタイマを設けて、人が存在しないことが想定される時間帯（典型的には深夜帯）になると、第二制御パターンから第一制御パターンに切り替えるような構成を採用しても構わない。
【0038】
また、上記不活化装置の前記制御部は、前記主動作モードにおいて、
前記第一点灯動作と前記第二点灯動作とを交互に行う第三制御パターンと、
前記第一点灯動作と前記第二点灯動作とを交互に行い、かつ、前記第三制御パターンに比べて前記第二点灯動作の単位時間当たりの頻度が高い第四制御パターンとを含む制御を実行するように構成されていても構わない。
前記第一点灯動作と前記第二点灯動作とを交互に行う第三制御パターンと、
前記第一点灯動作と前記第二点灯動作とを交互に行い、かつ、前記第三制御パターンに比べて前記第二点灯動作の単位時間当たりの頻度が高い第四制御パターンとを含む制御を実行するように構成されていても構わない。
【0039】
さらに、上記不活化装置は、
所定の領域内に人が存在するか否かを検知する人検知部を備え、
前記制御部は、前記人検知部が、人が存在しないことを検知した場合には前記第三制御パターンを実行し、人が存在することを検知した場合には前記第四制御パターンを実行するように構成されていても構わない。
所定の領域内に人が存在するか否かを検知する人検知部を備え、
前記制御部は、前記人検知部が、人が存在しないことを検知した場合には前記第三制御パターンを実行し、人が存在することを検知した場合には前記第四制御パターンを実行するように構成されていても構わない。
【0040】
上記不活化装置において、
前記制御部は、所定の条件を満たしたことを検知すると、前記主動作モードから、前記主動作モードとは異なる副動作モードに移行するように構成されていても構わない。
前記制御部は、所定の条件を満たしたことを検知すると、前記主動作モードから、前記主動作モードとは異なる副動作モードに移行するように構成されていても構わない。
【0041】
ここでいう「副動作モード」とは、不活化装置において異常が発生した場合において、安全性を確保する目的で一時的に行われる点灯動作のみならず、空間内に存在する人の数、時間帯、窓やドアの解放状態等に応じて、主動作モードとは異なる制御パターンで光源部の点灯制御が行われるモードを言う。
【0042】
不活化処理は、常に所定のモードで不活化処理することが好ましくない場合が想定される。例えば、紫外光に対して過敏な反応を示す体質の人や、紫外光が照射されることを嫌う人が入室することがありながら、少なくとも装置周辺だけでも不活化処理を継続したい場合がある。また、不活化処理を行う環境の状況（例えば、人の往来頻度や、日中や夜間の時間帯）に応じて、最適な動作モードが求められる場合がある。
【0043】
そこで、上記構成とすることで、例えば、所定の条件の一例として、紫外光の照射を拒否する信号を受信した場合において、一旦主動作モードから副動作モードへと移行し、主動作モードの継続が難しい場合に、異なる動作の実行、又は、臨時的な動作を行うことが可能になる。臨時的な動作としては、例えば、非常に低い強度での紫外光の照射を行う、又は、１時間に１回、数秒程度の紫外光照射を行うことが考えられる。
【0044】
なお、所定の条件の一例としては、紫外光の照射を拒否する無線信号を受信した場合や、不活化装置から数ｃｍ以内の範囲に、人や動物の存在を検知した場合等である。
【0045】
また、副動作モードは、装置自体の状態に応じて制御部が判断して移行するモードであっても構わない。例えば、光源部として搭載されるエキシマランプや、ＬＥＤ等の素子が劣化し、出射される紫外光の強度が所定の値を下回ってしまった場合に、一時的に光強度を高めるような点灯制御が行われるモードであっても構わない。
【0046】
本発明の菌又はウイルスの不活化処理方法は、
空間内に存在する菌やウイルスを不活化する方法であって、
ピーク波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の範囲内に含まれる紫外光を処理対象領域に照射する第一点灯動作と、ピーク波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の範囲内に含まれ、前記第一点灯動作よりも光強度が低い紫外光を前記処理対象領域に照射する第二点灯動作とを行う、主処理工程を含むことを特徴とする。
空間内に存在する菌やウイルスを不活化する方法であって、
ピーク波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の範囲内に含まれる紫外光を処理対象領域に照射する第一点灯動作と、ピーク波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の範囲内に含まれ、前記第一点灯動作よりも光強度が低い紫外光を前記処理対象領域に照射する第二点灯動作とを行う、主処理工程を含むことを特徴とする。
【0047】
上記不活化処理方法は、
前記主処理工程が、前記空間の天井、又は上方領域に設置された紫外光を出射する光源によって行われても構わない。
前記主処理工程が、前記空間の天井、又は上方領域に設置された紫外光を出射する光源によって行われても構わない。
【0048】
本明細書における「空間の上方領域」とは、床からの高さが人の身長よりも高い領域のことをいい、具体的には、床からの高さが２ｍ以上の高さの領域をいう。なお、空間の上方領域に不活化装置を設置する方法としては、空間の上方領域に含まれる壁に設置することや、２ｍ以上のポールに固定する方法などがある。
【0049】
光源から出射される紫外光の照度は、光源部からの離間距離の二乗に反比例する。このため、光源部から出射された直後の紫外光が人に照射されないように、できる限り光源と人とはある程度の離間距離が確保されることが好ましい。
【0050】
空間内の床や卓上に光源が設置される場合、人が光源自体に接近してしまうおそれがあり、照射量が上述された規格の許容限界値にすぐに到達してしまう可能性がある。
【0051】
これに対し、上記構成によれば、ほとんどの人は、直立状態においても、頭と天井との間で数十ｃｍ程度の離間距離が確保される。つまり、意図的に光源に向かって手を伸ばす等しない限りは、人が不意に高い照度の紫外光を浴びてしまうおそれがない。
【0052】
したがって、上記方法とすることで、床や卓上に設置される場合と比較して、より安全に空間内の不活化処理を行うことができる。
【0053】
また、上記不活化処理方法において、
前記主処理工程は、前記第一点灯動作と前記第二点灯動作とが周期的に行われる工程であっても構わない。
前記主処理工程は、前記第一点灯動作と前記第二点灯動作とが周期的に行われる工程であっても構わない。
【0054】
上記不活化処理方法において、
前記主処理工程は、前記第二点灯動作を継続する時間が、直前の前記第一点灯動作を継続する時間よりも長くても構わない。
前記主処理工程は、前記第二点灯動作を継続する時間が、直前の前記第一点灯動作を継続する時間よりも長くても構わない。
【0055】
前記主処理工程は、前記第一点灯動作と前記第二点灯動作とが周期的に行われても構わない。
【0056】
上記不活化処理工程において、
前記主処理工程は、
前記第一点灯動作と消灯とを交互に行う第一処理工程と、
前記第二点灯動作と消灯とを交互に行う、又は前記第二点灯動作を継続する第二処理工程とを含んでいても構わない。
前記主処理工程は、
前記第一点灯動作と消灯とを交互に行う第一処理工程と、
前記第二点灯動作と消灯とを交互に行う、又は前記第二点灯動作を継続する第二処理工程とを含んでいても構わない。
【0057】
上記不活化処理工程において、
前記主処理工程は、
前記第一点灯動作と前記第二点灯動作とを交互に行う第三処理工程と、
前記第二点灯動作と、前記第一点灯動作とを交互に行い、かつ、前記第三処理工程に比べて前記第二点灯動作の単位時間当たりの頻度が高い第四処理工程を含んでいても構わない。
前記主処理工程は、
前記第一点灯動作と前記第二点灯動作とを交互に行う第三処理工程と、
前記第二点灯動作と、前記第一点灯動作とを交互に行い、かつ、前記第三処理工程に比べて前記第二点灯動作の単位時間当たりの頻度が高い第四処理工程を含んでいても構わない。
【0058】
上記不活化処理方法は、
所定の条件を満たしたことを検知した場合に、前記主処理工程とは異なる処理工程による紫外光の照射が行われる副処理工程とを含んでいても構わない。
所定の条件を満たしたことを検知した場合に、前記主処理工程とは異なる処理工程による紫外光の照射が行われる副処理工程とを含んでいても構わない。
【発明の効果】
【0059】
本発明によれば、人や動物への安全性を確保しつつも、空間内に存在する菌やウイルスを効率的に不活化することができる菌又はウイルスの不活化装置、及び菌又はウイルスの不活化処理方法が実現される。
【図面の簡単な説明】
【0060】
【図1A】不活化装置の一実施態様を模式的に示す図面である。
【図1B】不活化装置の一実施態様を模式的に示す図面である。
【図5】出射窓近傍における紫外光の光強度の変化を示すタイミングチャートである。
【図6】出射窓近傍における紫外光の光強度の変化を示すタイミングチャートである。
【図7】出射窓近傍における紫外光の光強度の変化を示すタイミングチャートである。
【図8】出射窓近傍における紫外光の光強度の変化を示すタイミングチャートである。
【図9】出射窓近傍における紫外光の光強度の変化を示すタイミングチャートである。
【図10】出射窓近傍における紫外光の光強度の変化を示すタイミングチャートである。
【図11】たんぱく質の紫外光領域における吸光度特性を示すグラフである。
【図12】中心波長２５４ｎｍの紫外光を出射する光源を用いた連続点灯と間欠点灯との比較結果である。
【図13】中心波長２２２ｎｍの紫外光を出射する光源を用いた連続点灯と間欠点灯との比較結果である。
【図14】中心波長２０７ｎｍの紫外光を出射する光源を用いた連続点灯と間欠点灯との比較結果である。
【発明を実施するための形態】
【0061】
以下、本発明の菌又はウイルスの不活化装置及び不活化処理方法について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図面は、いずれも模式的に図示されたものであり、図面上の寸法比や個数は、実際の寸法比や個数と必ずしも一致していない。
【0062】
［不活化装置］
図１Ａ及び図１Ｂは、不活化装置１の一実施態様を模式的に示す図面であり、図１Ａは、後述される人感センサ１１（図２参照）が人を検知している場合の不活化処理の状態を示しており、図１Ｂは、人を検知していない場合の不活化処理の状態を示している。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本実施形態の不活化装置１は、空間２における床面に向かって紫外光Ｌ１を出射するように天井に設置されている。これにより、上方領域から下方領域に向かって紫外光Ｌ１が出射される。
図１Ａ及び図１Ｂは、不活化装置１の一実施態様を模式的に示す図面であり、図１Ａは、後述される人感センサ１１（図２参照）が人を検知している場合の不活化処理の状態を示しており、図１Ｂは、人を検知していない場合の不活化処理の状態を示している。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本実施形態の不活化装置１は、空間２における床面に向かって紫外光Ｌ１を出射するように天井に設置されている。これにより、上方領域から下方領域に向かって紫外光Ｌ１が出射される。
【0063】
制御方法の説明において詳述されるが、図１Ａでは、光強度が相対的に低い紫外光Ｌ１が出射される第二点灯動作の状態で、主に空間２中を浮遊する菌等を不活化している状態が図示されている。そして、図１Ｂでは、光強度が相対的に高い紫外光Ｌ１が出射される第一点灯動作の状態で、空間２中を浮遊する菌等を不活化すると共に、主に、机や床等に付着している菌等を不活化処理している状態が図示されている。
【0064】
図２は、図１Ａの不活化装置１を－Ｚ側から見たときの図面であり、図３は、図１Ａの不活化装置１をＸ方向に見たときの断面図であり、図４は、図１Ａの不活化装置１をＹ方向に見たときの断面図である。図２に示すように、本実施形態の不活化装置１は、光出射窓１０ａが形成された筐体１０を備える。そして、図３に示すように、筐体１０は、内側に光源部２０と、制御部３０とを備える。
【0065】
本実施形態の不活化装置１は、天井に設置された状態で用いられる構成で説明するが、本発明の不活化装置１は、床や机の上、さらには、ポール等に固定し、空間２の上方領域Ｈ１（図１Ａ参照）に設置して用いても構わない。なお、ポール等に固定して用いる場合、不活化装置１が空間２内において、床から２ｍ以上の高さとなるように設置されることが好ましい。
【0066】
以下の説明においては、紫外光Ｌ１が出射される方向をＺ方向、図３に示すように、後述されるエキシマランプの管体２１の管軸方向をＹ方向とし、Ｙ方向及びＺ方向に直交する方向をＸ方向として説明する。
【0067】
また、方向を表現する際に、正負の向きを区別する場合には、「＋Ｚ方向」、「－Ｚ方向」のように、正負の符号を付して記載され、正負の向きを区別せずに方向を表現する場合には、単に「Ｚ方向」と記載される。
【0068】
筐体１０は、図２に示すように、紫外光Ｌ１を外側に向けて出射する光出射窓１０ａを備え、光出射窓１０ａが形成された面には、人検知部に相当する人感センサ１１が設けられている。
【0069】
光出射窓１０ａは、ＸＹ平面に平行な壁面に、後述される光源部２０から出射される紫外光Ｌ１に対して透過性を示す材料で形成されている。光出射窓１０ａを構成する具体的な材料は、例えば、石英ガラスやサファイアガラス等を採用し得る。また、光出射窓１０ａは、開口であっても構わない。
【0070】
本実施形態における光出射窓１０ａは、人体に対する影響を抑止して安全性を向上させるために、２４０ｎｍ～２８０ｎｍの波長範囲の光強度を抑止するように構成されていることが好ましい。具体的な構成の一例として、本実施形態における光出射窓１０ａは、図示されない光学フィルタが設けられている。ただし、光源部２０から出射される紫外光Ｌ１のスペクトルにおいて、２４０ｎｍ～２８０ｎｍの波長域の光強度が、十分低いような場合は、光学フィルタが設けられていなくても構わない。また、上記の波長範囲の光強度を抑止する構成は、光出射窓１０ａに設けられる光学フィルタ以外に、筐体１０や光出射窓１０ａとは別に設けられる機構や光学系によって実現されていても構わない。
【0071】
さらに、本実施形態の不活化装置１は、筐体１０の側面に赤外光を利用して人を検知する人感センサ１１が設けられている。図１Ａ及び図１Ｂに示す領域Ａ１は、人感センサ１１が赤外光を受光できる領域を示しており、すなわち、人感センサ１１が人を検知できる領域を示している。
【0072】
本実施形態における人感センサ１１は、赤外線センサであるが、例えば、近接センサや距離センサ等により人の存在を検知するセンサを採用し得る。なお、不活化装置１は、人感センサ１１として上述したようなセンサを採用し、人の存在を検知すると共に、動物や所定の物体をも検知できるように構成されていても構わない。
【0073】
本実施形態における光源部２０は、図３に示すように、管体２１と管体２１の外側面に配置された二つの電極２２とを含むエキシマランプで構成されている。
【0074】
管体２１には、発光ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）と塩素（Ｃｌ）が封入されており、電極２２間に所定の閾値以上の電圧が印加されると、管体２１からピーク波長が２２２ｎｍの紫外光Ｌ１が出射される。なお、第一実施形態における光源部２０は、エキシマランプで構成されているが、菌等の不活化処理に利用できる上述の波長帯の紫外光Ｌ１を出射できる光源であれば、例えば、ＬＥＤで構成されていても構わない。
【0075】
光源部２０から出射された紫外光Ｌ１は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、光出射窓１０ａから筐体１０の外側へと出射される。そして、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、不活化装置１は、空間２の天井に設置されて、処理対象領域である床（－Ｚ側）に向けて紫外光Ｌ１を照射する。なお、空間２内の壁が処理対象領域となっていてもよく、また、処理対象領域は、空間２内に設置された机の上等であっても構わない。
【0076】
本実施形態における制御部３０は、図３に示すように、光源部２０に供給する電力ｐｗの値を演算する演算部３１と、制御パターンのデータｄ１が格納された記憶部３２と、光源部２０に電力ｐｗを供給する駆動部３３とを備える。
【0077】
本実施形態における演算部３１は、筐体１０内に搭載された演算回路であり、具体的な一例としては、ＣＰＵやＭＰＵである。駆動部３３は、光源部２０を駆動するための電力ｐｗを生成する電気回路である。記憶部３２は、フラッシュメモリや半導体メモリ等を採用し得るが、電源を入れる度に制御パターンのデータｄ１を格納する工程の有無の観点から、記憶部３２は、不揮発メモリであることが好ましい。また、記憶部３２は、直接、又はケーブル等を介して接続される外部メモリであっても構わない。
【0078】
演算部３１は、人感センサ１１から人を検知した、又は検知しなくなった信号ｓ１が入力されると、信号ｓ１に応じた制御パターンに関するデータｄ１を記憶部３２から読み出す。演算部３１は、記憶部３２からデータｄ１を記憶部３２から読み出すと、データｄ１に基づき、光源部２０に供給する電力ｐｗの値を指定する信号ｓ２を駆動部３３に対して出力する。
【0079】
駆動部３３は、信号ｓ２に基づいて、光源部２０に供給する電力ｐｗを生成し、光源部２０が備える電極２２に対して、電力ｐｗを供給する。
【0080】
本実施形態における記憶部３２には、複数の制御パターンのデータｄ１が格納されている。これらの具体的な制御については、以下で説明される。
【0081】
なお、本実施形態における制御部３０は、筐体内に搭載された構成で説明されているが、制御部３０は、不活化装置１と有線又は無線で通信を行うように構成された、ＰＣやタブレット等の外部機器であっても構わない。
【0082】
［制御方法］
ここから、制御部３０による光源部２０の制御について詳細を説明する。なお、以下で説明される制御パターンは、本発明の不活化処理方法の思想に基づいて想定される、単なる実施例である。また、本実施形態における制御部３０は、光源部２０を自動制御するものが想定できる。
ここから、制御部３０による光源部２０の制御について詳細を説明する。なお、以下で説明される制御パターンは、本発明の不活化処理方法の思想に基づいて想定される、単なる実施例である。また、本実施形態における制御部３０は、光源部２０を自動制御するものが想定できる。
【0083】
本実施形態の不活化装置１は、光強度が相対的に高い紫外光Ｌ１を出射する第一点灯動作と、光強度が相対的に低い紫外光Ｌ１を出射する第二点灯動作を含む不活化処理動作とを含む動作パターンが実行されるように構成されている。
【0084】
光強度が相対的に高い紫外光Ｌ１を出射する第一点灯動作は、図１Ｂに示すように、机や床に紫外光Ｌ１を照射する動作であって、空間２中を浮遊する菌等を不活化処理すると共に、床面や机の上面に付着した菌等を主に不活化処理するために実行される。
【0085】
光強度が相対的に低い紫外光Ｌ１を出射する第二点灯動作は、図１Ａに示すように、人に対する紫外光Ｌ１の照射を抑制しつつ、主に空間２中を浮遊する菌等を不活化処理するために実行される。
【0086】
以下では、第一点灯動作と第二点灯動作の組み合わせによる不活化処理の実施例が説明されるが、いずれの実施例も、不活化装置１から出射される紫外光Ｌ１の光強度が異なる処理を組み合わせて、効率的に空間２に存在する菌等の不活化処理を行う制御方法である。
【0087】
なお、制御方法としては、例えば、所定の領域内に人が存在するか否かを検知する人検知部（本実施形態においては人感センサ１１）により、空間２に人が存在するか否かによって、第一点灯動作と第二点灯動作を切り替える制御パターンとする制御方法や、人検知部が人を検知していない期間において、第一点灯動作と第二点灯動作を交互に切り替える制御パターンとする制御方法が考えられる。さらに、人検知部が人を検知している期間において、第一点灯動作と第二点灯動作を交互に切り替える制御パターンとする制御方法等であっても構わない。
【0088】
さらには、第一点灯動作と消灯とを周期的に繰り返す制御パターン（第一制御パターン）や、第二点灯動作と消灯とを周期的に繰り返す制御パターン（第二制御パターン）を、適宜組み合わせた制御方法が採用されていても構わない。制御パターンの切り替えについても、第一点灯動作と第二点灯動作との切り替え制御と同様に、空間２に人が存在するか否かによって切り替える制御方法や、人検知部が人を検知している期間、又は検知していない期間において、第一制御パターンと第二制御パターンが交互に切り替わる制御方法等であっても構わない。以下は、種々考えられる制御方法の一例が示されている。
【0089】
動作途中で消灯することなく、第一点灯動作と第二点灯動作の実行によって、点灯状態が維持される実施例においては、常に空間２中を浮遊する菌等の不活化処理が継続されるため、点灯動作と消灯動作とを行う方法と比較すると、より効果的に菌等を不活化処理することができる。
【0090】
具体的には、点灯動作と消灯動作とを繰り返す方法の場合、菌等は、空間２の外から順次流れ込んでくる場合には、紫外光Ｌ１が照射される領域の不活化処理は十分であるにもかかわらず、空間２中を浮遊する菌等の不活化処理が追い付かない場合ある。点灯を維持して、空間２中を浮遊する菌等を継続して不活化処理する制御方法は、このような場合において、順次流れ込んでくる菌等を随時不活化処理することができ、衛生環境を維持することができる。
【0091】
なお、以下の各実施例では、第一点灯動作と第二点灯動作が実行される通常動作である主動作モードを説明するものであるが、不活化装置１は、光源部２０の出力の低下等、所定の条件を満たした場合に、当該主動作モードとは制御パターンや動作が異なる副動作モードに移行するように構成されていても構わない。
【0092】
副動作モードに移行する条件としては、例えば、光源部２０の劣化によって、光源部２０から出射される紫外光Ｌ１の強度の低下を検知した場合等である。このような場合、制御部３０は、副動作モードに移行して、駆動部３３が供給する電力ｐｗの値を向上させて不活化処理を実行する、又は光源部２０への電力ｐｗの供給を停止する。
【0093】
（実施例１）
図５は、実施例１の、光出射窓１０ａ近傍における紫外光Ｌ１の光強度の変化を示すタイミングチャートである。図５には、人を検知しているか否かに関するタイムラインチャート（ａ）と、光強度に関するタイミングチャート（ｂ）が図示されている。図５のタイムラインチャート（ａ）は、人感センサ１１が人を検知していない期間を第一期間Ｘ１、人感センサ１１が人を検知している期間を第二期間Ｘ２として図示されている。なお、実施例１は、人感センサ１１が空間２に人が存在するか否かを検知して制御パターンが切り替わる動作を、主動作モードとして説明する。
図５は、実施例１の、光出射窓１０ａ近傍における紫外光Ｌ１の光強度の変化を示すタイミングチャートである。図５には、人を検知しているか否かに関するタイムラインチャート（ａ）と、光強度に関するタイミングチャート（ｂ）が図示されている。図５のタイムラインチャート（ａ）は、人感センサ１１が人を検知していない期間を第一期間Ｘ１、人感センサ１１が人を検知している期間を第二期間Ｘ２として図示されている。なお、実施例１は、人感センサ１１が空間２に人が存在するか否かを検知して制御パターンが切り替わる動作を、主動作モードとして説明する。
【0094】
なお、第一期間Ｘ１と第二期間Ｘ２との切り替えは、人感センサ１１による人の検知以外の条件を採用しても構わない。第一期間Ｘ１と第二期間Ｘ２とを切り替える条件としては、例えば、タイマによって所定の時間が経過したことを検知した場合や、所定の時刻になったことを検知した場合であっても構わない。
【0095】
図５のタイミングチャート（ｂ）における縦軸は、光強度を示しており、光強度が相対的に高いレベル（ｉ１）の区間が制御パターンＰ１の実行期間に対応し、光強度が相対的に低いレベル（ｉ２）の区間が制御パターンＰ２の実行期間に対応する。
【0096】
本実施形態においては、人感センサ１１が人の存在を検知すると、制御部３０が制御パターンＰ２に切り替わり、人感センサ１１が人の存在を検知しなくなると、制御部３０が制御パターンＰ１を実行するように構成されている。図５に示すタイミングチャートは、人感センサ１１が人の存在を検知しなくなり、制御パターンＰ２を実行している状態から、制御パターンＰ１を実行している状態に切り替わる時刻ｔ１前後が図示されている。
【0097】
実施例１における制御パターンＰ１は、所定の強度の紫外光Ｌ１を出射されるように制御部３０が光源部２０を制御し、空間２内を浮遊する菌等の不活化処理と共に、机や床等の物体表面に付着している菌等を不活化処理するためのパターンである。制御パターンＰ１は、所定の光強度で点灯させる第一点灯動作と、消灯とを周期的に繰り返すパターンであり、第一制御パターン（第一処理工程）に対応する。
【0098】
なお、実施例１では、図５に示す制御パターンＰ１において、第一点灯動作と消灯とを繰り返す周期Ｔ１が４５秒であって、第一点灯動作を継続する時間Ｔ２が１５秒、消灯を継続する時間Ｔ３が３０秒に設定されている。
【0099】
実施例１における制御パターンＰ２は、空間２内に人が存在する場合に、光源部２０から出射される紫外光Ｌ１の強度を低下させて、人へ照射される紫外光Ｌ１の照射量を抑制しつつ、主に空間２内に浮遊する菌等を不活化処理するモードである。制御パターンＰ２は、制御パターンＰ１における第一点灯動作よりも低い光強度で点灯させる第二点灯動作を行うパターンであり、第二制御パターン（第二処理工程）に対応する。
【0100】
実施例１における制御パターンＰ２は、図５に示すように、制御部３０が光源部２０に対して、継続的に第二点灯動作に要する電力ｐｗを供給し、連続的に第二点灯動作を行う。
【0101】
上記制御方法を実行することで、不活化装置１は、空間２に人が存在している場合、制御パターンＰ２が実施されることになり、第一点灯動作に比べて光強度が低い第二点灯動作によって不活化処理が行われる。このため、空間２内に人が存在している場合においては、常に第一点灯動作が実行されている場合よりも、人に対して照射されてしまう紫外光Ｌ１の照射量が低減される。
【0102】
また、空間２内に人が存在していない場合においては、高強度の紫外光Ｌ１の照射を不必要に継続させることがなくなり、例えば、消費電力が低減され、空間２内に配置された植物等に対して影響を及ぼしてしまうような過剰な紫外光Ｌ１の照射が抑制される。
【0103】
特に、机や床等の物体表面に付着している菌等は、その場に留まっていることから、所定の光強度で点灯される第一点灯動作が断続的に行われる制御パターンＰ１のような制御方法の場合であっても、不活化処理を効果的に進めて行くことができる。特に、波長２４０ｎｍ未満の紫外線は、細菌の光回復を阻害する効果を有することを見出し、断続的な点灯動作であっても、不活化処理の効果は損なわれ難い。
【0104】
したがって、不活化装置１は、人や動物への安全性を確保しつつ、空間２内に存在する菌等を効率的に不活化処理することができる。
【0105】
さらに、波長２４０ｎｍ未満の紫外線が、細菌の光回復を阻害する効果を有することを見出し、可視光が照射される環境下であっても不活化処理の効果は損なわれ難い。
【0106】
なお、本実施形態の不活化装置１は、第一点灯動作と第二点灯動作を含む主動作モード（主処理工程）のみを実行するように構成されており、以下に説明される動作は、全て主動作モードの制御パターンとして説明される。ただし、本実施形態の不活化装置１は、制御部３０が、所定の条件を満たした場合に、主動作モードとは異なる副動作モード（副処理工程）に移行するように構成されていても構わない。副動作モードについては上述したとおりである。
【0107】
（実施例２）
本発明の不活化装置１の実施例２の制御方法につき、実施例１と異なる箇所を中心に説明する。
本発明の不活化装置１の実施例２の制御方法につき、実施例１と異なる箇所を中心に説明する。
【0108】
図６は、実施例２の、光出射窓１０ａ近傍における紫外光Ｌ１の光強度の変化を示すタイミングチャートである。図６には、人を検知しているか否かに関するタイムラインチャート（ａ）と、光強度に関するタイミングチャート（ｂ）が図示されている。図５のタイミングチャート（ｂ）における縦軸は、光強度を示しており、光強度が相対的に高いレベル（ｉ１）と光強度が相対的に低いレベル（ｉ２）とを繰り返す区間が制御パターンＰ３の実行期間に対応し、光強度が相対的に低いレベル（ｉ２）の区間が制御パターンＰ４の実行期間に対応する。なお、実施例２は、制御パターンＰ３の実行期間と制御パターンＰ４の実行期間が主動作モードとして説明される。
【0109】
実施例２における制御パターンＰ３は、実施例１における制御パターンＰ１と同様で、所定の強度の紫外光Ｌ１を出射されるように制御部３０が光源部２０を制御し、空間２内を浮遊する菌等の不活化処理と共に、空間２の床に付着している菌等を不活化処理するためのパターンである。制御パターンＰ３は、図６に示すように、第一点灯動作と第二点灯動作とを周期的に繰り返す、第三制御パターン（第三処理工程）に対応する。
【0110】
実施例２における制御パターンＰ４は、図６に示すように、実施例１と同様に連続的に第二点灯動作を行う、第二制御パターン（第二処理工程）に対応する。
【0111】
上記制御方法を実行することで、光源部２０は、完全に消灯する時間帯を減らすことができ継続して空間２中に浮遊する菌等の不活化処理が実行されるため、空間２内の衛生状態を維持することができる。また、消灯する時間帯が減ることで、再点灯に失敗して不活化処理を継続できなくなるといった可能性が低減される。
【0112】
（実施例３）
本発明の不活化装置１の実施例３の制御方法につき、実施例１及び実施例２と異なる箇所を中心に説明する。
本発明の不活化装置１の実施例３の制御方法につき、実施例１及び実施例２と異なる箇所を中心に説明する。
【0113】
図７は、実施例３の、光出射窓１０ａ近傍における紫外光Ｌ１の光強度の変化を示すタイミングチャートである。図７には、人を検知しているか否かに関するタイムラインチャート（ａ）と、光強度に関するタイミングチャート（ｂ）が図示されている。図７のタイミングチャート（ｂ）における縦軸は、光強度を示しており、光強度が相対的に高いレベル（ｉ１）の区間が制御パターンＰ５の実行期間に対応し、光強度が相対的に低いレベル（ｉ２）の区間が制御パターンＰ６の実行期間に対応する。なお、実施例３は、制御パターンＰ５の実行期間と制御パターンＰ６の実行期間が主動作モードとして説明される。
【0114】
実施例３における制御パターンＰ５は、図７に示すように、実施例１の制御パターンＰ１と同様に制御部３０が第一点灯動作と消灯とを周期的に繰り返す、第一制御パターン（第一処理工程）に対応する。
【0115】
実施例３における制御パターンＰ６は、図７に示すように、第二点灯動作と消灯とを周期的に繰り返す、第二制御パターン（第二処理工程）に対応する。
【0116】
なお、実施例３では、図７に示す制御パターンＰ６において、第二点灯動作と消灯とを繰り返す周期Ｔ４が６０秒であって、第二点灯動作を継続する時間Ｔ５が５０秒、消灯を継続する時間Ｔ６が１０秒に設定されている。
【0117】
上記制御方法を実行することで、光源部２０の全体の点灯時間が低減されるため、上述の実施例１及び実施例２と比較すると、光源部２０を構成する光源の寿命が長くなる。
【0118】
（実施例４）
本発明の不活化装置１の実施例４の制御方法につき、実施例１、実施例２及び実施例３と異なる箇所を中心に説明する。
本発明の不活化装置１の実施例４の制御方法につき、実施例１、実施例２及び実施例３と異なる箇所を中心に説明する。
【0119】
図８は、実施例４の、光出射窓１０ａ近傍における紫外光Ｌ１の光強度の変化を示すタイミングチャートである。図８には、人を検知しているか否かに関するタイムラインチャート（ａ）と、光強度に関するタイミングチャート（ｂ）が図示されている。図８のタイミングチャート（ｂ）における縦軸は、光強度を示しており、光強度が相対的に高いレベル（ｉ１）の区間が制御パターンＰ７の実行期間に対応し、光強度が相対的に高いレベル（ｉ１）と光強度が相対的に低いレベル（ｉ２）とを繰り返す区間が制御パターンＰ８の実行期間に対応する。なお、実施例４は、制御パターンＰ８の実行期間が主動作モードとして説明されるが、制御パターンＰ７の実行期間と制御パターンＰ８の実行期間を主動作モードとしても構わない。
【0120】
実施例４における制御パターンＰ７は、図８に示すように、第二点灯動作と消灯とを周期的に繰り返す、第二制御パターン（第二処理工程）に対応する。なお、実施例４における制御パターンＰ８は、実施例１と比較して、第一点灯動作の点灯状態が長い時間維持されるパターンである。
【0121】
実施例４における制御パターンＰ８は、図８に示すように、実施例２の制御パターンＰ３と同様に制御部３０が第一点灯動作と第二点灯動作とを周期的に繰り返す、第三制御パターン（第三処理工程）に対応する。
【0122】
なお、実施例４では、図８に示す制御パターンＰ７において、第一点灯動作を継続する時間Ｔ７が６００秒に設定されている。
【0123】
上記制御方法を実行することで、人に対して照射される紫外光Ｌ１の照射量を抑制しつつ、空間２に対して高い強度の紫外光Ｌ１を照射する時間が長くなるため、実施例１～実施例３に比べてより高い不活化効果が得られる。
【0124】
また、制御パターンＰ７において、高い強度の紫外光Ｌ１を長くすることで、物体表面に付着する菌をより短時間に必要レベルまで不活化させることができる。不活化処理に十分な照射時間が経過した後は、図８に示すように消灯させてもよい。
【0125】
（実施例５）
本発明の不活化装置１の実施例５の制御方法につき、実施例１～実施例４と異なる箇所を中心に説明する。
本発明の不活化装置１の実施例５の制御方法につき、実施例１～実施例４と異なる箇所を中心に説明する。
【0126】
図９は、実施例５の、光出射窓１０ａ近傍における紫外光Ｌ１の光強度の変化を示すタイミングチャートである。図９には、人を検知しているか否かに関するタイムラインチャート（ａ）と、光強度に関するタイミングチャート（ｂ）が図示されている。図９のタイミングチャート（ｂ）における縦軸は、光強度を示している。
【0127】
実施例５は、図９に示すように、光強度が相対的に高いレベル（ｉ１）と光強度が相対的に低いレベル（ｉ２）とを周期的に繰り返すパターンである。そして、光強度が相対的に低いレベル（ｉ２）の単位時間当たりの頻度が高い期間が制御パターンＰ９の実行期間に対応し、光強度が相対的に低いレベル（ｉ２）の単位時間当たりの頻度が低い期間が制御パターンＰ１０の実行期間に対応している。すなわち、制御パターンＰ１０に比べて制御パターンＰ９の方が、第二点灯動作の単位時間当たりの頻度が高くなっており、制御パターンＰ９が第三制御パターン（第三処理工程）、制御パターンＰ１０が第四制御パターン（第四処理工程）に対応している。なお、実施例５は、制御パターンＰ９の実行期間が主動作モードとして説明されるが、制御パターンＰ９の実行期間と制御パターンＰ１０の実行期間を主動作モードとしても構わない。
【0128】
なお、実施例５では、図９に示す制御パターンＰ１０は、実施例１の制御パターンＰ３と同じ時間設定である。そして、制御パターンＰ９は、第一点灯動作と第二点灯動作とを繰り返す周期Ｔ８が３０秒であって、第一点灯動作を継続する時間Ｔ９が１５秒、第二点灯動作を継続する時間Ｔ１０が１５秒に設定されている。
【0129】
上記制御方法を実行することで、人に対して照射される紫外光Ｌ１の照射量を抑制しつつ、空間２に対して高い強度の紫外光Ｌ１を照射する時間が長くなるため、実施例１～実施例３に比べてより高い不活化効果が得られる。さらに、光源部２０は、完全に消灯される時間帯が減るため、継続して空間中に浮遊する菌等の不活化処理を実行でき、空間２内の衛生状態が維持されやすい。また、消灯する時間帯が減ることで、再点灯に失敗して不活化処理を継続できなくなる可能性が低減される。
【0130】
（実施例６）
本発明の不活化装置１の実施例６の制御方法につき、実施例１～実施例５と異なる箇所を中心に説明する。
本発明の不活化装置１の実施例６の制御方法につき、実施例１～実施例５と異なる箇所を中心に説明する。
【0131】
図１０は、実施例６の、光出射窓１０ａ近傍における紫外光Ｌ１の光強度の変化を示すタイミングチャートである。図１０には、人を検知しているか否かに関するタイムラインチャート（ａ）と、光強度に関するタイミングチャート（ｂ）が図示されている。図１０のタイミングチャート（ｂ）における縦軸は、光強度を示している。
【0132】
実施例６は、図１０に示すように、光強度が相対的に高いレベル（ｉ１）と光強度が相対的に低いレベル（ｉ２）とを周期的に繰り返すパターンであって、光強度が相対的に低いレベル（ｉ１）を維持する時間と光強度が相対的に低いレベル（ｉ２）を維持する時間が変化しない。なお、区別のために、人感センサ１１が人を検知していない期間が制御パターンＰ１１の実行期間に対応し、人感センサ１１が人を検知している期間が制御パターンＰ１２の実行期間に対応しているものとする。なお、実施例６は、制御パターンＰ１１の実行期間が主動作モードとして説明されるが、制御パターンＰ１１の実行期間と制御パターンＰ１２の実行期間を主動作モードとしても構わない。具体的には、例えば、人検知部（実施例６では人感センサ１１）が人を検知していない期間において、第一点灯動作と第二点灯動作を交互に切り替える制御パターンを主動作モードとしてもよく、人検知部が人を検知している期間において、第一点灯動作と第二点灯動作を交互に切り替える制御パターンを主動作モードとしてもよい。
【0133】
実施例６の方法であっても、常に第一点灯動作が継続される制御方法と比較すると、人に対して照射される紫外光Ｌ１の照射量が抑制される。そして、常に空間２中を浮遊する菌等の不活化処理が継続されるため、点灯動作と消灯動作とを行う方法と比較すると、より効果的に菌等を不活化処理することができる。また、実施例６の方法においては、人を検知しているか否かを区別する必要はないため、所定の領域内に人が存在するか否かを検知する人検知部を必ず必要とするものではない。
【0134】
制御方法の例を説明してきたが、上述したように、各実施例は、本発明によって実行し得る例の一部であって、本発明の制御方法は、上述の方法に限られず、また、不活化装置１の構成についても、上述の構成に限られない。
【0135】
他の具体的な例としては、職場空間において、深夜帯のみ集中的に不活化処理を行う制御パターン（第一制御パターンや第三制御パターン）に切り替わる構成や、人が部屋の照明を消灯させたり、窓のカーテンを閉じたりすることで、所定の明るさ以下となった場合に別の制御パターン（第二制御パターンや第四制御パターン）に切り替わる構成であっても構わない。
【0136】
上述の説明において、第一点灯動作と第二点灯動作とを繰り返す制御パターンや、点灯動作と消灯動作とを繰り返す制御パターンは、それぞれの動作を周期的に繰り返すような制御パターンで説明したが、各動作の切り替えは、時間経過と共に、徐々変化するように構成されていても構わない。
【0137】
例えば、最初に長時間の第一点灯動作を実行、その後は、自然対流による菌等の動きに合わせるように、第一点灯動作と消灯動作を繰り返すといった制御としても構わない。また、第一点灯動作及び第二点灯動作とは異なる光強度の紫外光Ｌ１を照射する動作を、さらに含む制御パターンが実行されるように構成されていても構わない。
【0138】
上述の説明では、人感センサ１１が人の存在を検知しているか否かに関わらず、制御部３０が実行する制御は主動作モードとして説明したが、人感センサ１１が人の存在を検知している場合に実行するモードが主動作モードとしても構わない。
【0139】
第一点灯動作及び第二点灯動作の光強度は、不活化装置が使用される設置条件によって適宜設定される。例えば、設置させる天井の高さによって、適切な光強度の差は異なる。一例として、第二点灯動作は、光出射窓１０ａにおける紫外光の光強度が、第一点灯動作に対して８０％以下に制御するものであってよい。また、第二点灯動作は、光出射窓１０ａにおける紫外光の光強度が、第一点灯動作に対して５０％以下に制御するものであってよい。また、第二点灯動作は、光出射窓１０ａにおける紫外光の光強度が、第一点灯動作に対して２０％以下に制御するものであってよい。上記のように、第二点灯動作の光強度を低く抑えることで、主動作モードの実行期間をより長期間に設定できる。
【0140】
また、本発明では、ピーク波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の範囲内に含まれる紫外光によって、環境中に存在する細菌や真菌、ウイルス等の不活化を行うものである。図１１に示すとおり、たんぱく質は、波長２４０ｎｍ以上では紫外光が吸収されにくく、波長２４０ｎｍ以下では波長２００ｎｍに向かう程、紫外光が吸収されやすくなる。波長が２４０ｎｍ以上の紫外光は、人の皮膚を透過しやすく、皮膚内部まで浸透する。そのため、人の皮膚内部の細胞がダメージを受けやすい。これに対して、波長２４０ｎｍ未満の紫外光は、人の皮膚表面（例えば角質層）で吸収されやすく、皮膚内部まで浸透し難い。そのため、皮膚に対して安全性が高い。
【0141】
さらに、波長２４０ｎｍ未満の紫外光は、「菌の光回復」を阻害する効果が期待できる。菌の光回復とは、最近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、波長３００ｎｍ～５００ｎｍ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である。例えば、従来の殺菌線とされていた波長２５４ｎｍの紫外光は、細菌やウイルスのＤＮＡを損傷させることで不活化が行われるものである。しかし、太陽光や白色照明の可視光が照射される明るい環境下においては、前述の光回復酵素の働きにより、紫外光によるＤＮＡ損傷を修復させる作用（光回復）が働き、不活化を進めることが難しいという問題があった。この問題は、紫外光の照射が一時的に行われる場合や、紫外光を断続的に照射させる場合等、紫外光を照射しない消灯動作や紫外光の光強度を減ずる減光動作が行われる場合において、より顕著に表れる。
【0142】
しかしながら、波長２４０ｎｍより短い波長帯域では、たんぱく質に対する吸収率が大幅に上昇することが分かる。そのため、細菌やウイルスが持つ細胞膜や酵素の成分であるタンパク質に効果的に吸収される。特に、細菌やウイルスはヒト細胞よりも物理的にはるかに小さく、波長２４０ｎｍより短い波長帯域であっても紫外光が内部まで到達しやすい。つまり波長２４０ｎｍよりも短い波長帯域の紫外光は、人や動物への悪影響を抑制しつつ微生物やウイルスを不活化することができ、さらに、細菌やウイルスを構成する細胞、特に、タンパク質成分を含む細胞膜や酵素等に対して効果的に作用し、菌の光回復等の機能を抑制する効果が高められると考えられる。
【0143】
ここで、連続点灯と間欠点灯とで、菌等の不活化処理にどのような差異が生じるかを、紫外光の波長別に効果を確認した検証について説明する。
【0144】
不活化対象の菌は、光回復酵素を有する黄色ブドウ球菌を用い、可視光が照射されている環境で上記紫外光を連続点灯した場合と、間欠点灯させた場合とで、菌の生存率の変化を確認した。
【0145】
紫外光源は、中心波長２５４ｎｍの紫外光を出射する低圧水銀灯と、中心波長２２２ｎｍの紫外光を出射するＫｒＣｌエキシマランプと、中心波長２０７ｎｍの紫外光を出射するＫｒＢｒエキシマランプを用いた。
【0146】
連続点灯は、菌に照射される紫外光の照度を０．１ｍＷ／ｃｍ2とした。
【0147】
間欠点灯は、点灯時間Ｔａを５０秒、休止時間Ｔｂを５９分１０秒（３５５０秒）とし、点灯デューティ比が１．３９％となるように設定した。なお、点灯デューティ比とは、点灯時間Ｔａと休止時間Ｔｂとの総和に対する点灯時間Ｔａの割合であり、Ｔｄ＝Ｔａ／（Ｔａ＋Ｔｂ）で表される値である。間欠点灯における点灯時の紫外線照度は、０．１ｍＷ／ｃｍ2とし、１回の点灯動作による紫外線照射量を５ｍＪ／ｃｍ2となるように設定した。
【0148】
図１２は、中心波長２５４ｎｍの紫外光を出射する光源を用いた連続点灯と間欠点灯との比較結果であり、図１３は、中心波長２２２ｎｍの紫外光を出射する光源を用いた連続点灯と間欠点灯との比較結果であり、図１４は、中心波長２０７ｎｍの紫外光を出射する光源を用いた連続点灯と間欠点灯との比較結果である。図１２～図１４において、横軸は紫外線照射量（ｍＪ／ｃｍ2）、縦軸は菌のＬｏｇ生存率である。
【0149】
図１２に示すように、波長２５４ｎｍの紫外線照射の場合、間欠点灯を行うと連続点灯を行った場合よりも不活化効果が劣る。これは、間欠点灯の休止時間の間に菌が回復するためであると考えられる。このように、波長２５４ｎｍの紫外線照射では、菌の光回復作用があるため、間欠点灯を行うと菌の不活化を確実に実施することができない。一方、図１３に示すように、波長２２２ｎｍの紫外線照射の場合は、菌の光回復が阻害されるため、間欠点灯と連続点灯とで同等の不活化効果が得られている。
【0150】
図１４に示すように、波長２０７ｎｍの紫外線照射の場合においても、間欠点灯と連続点灯とで同等の不活化効果が得られていることが分かった。これは、紫外線照射によって菌の光回復自体が阻害されたためと考えられ、波長２２２ｎｍの紫外線照射の場合と同様の結果である。いずれの光源も、波長選択フィルタを用いて波長２４０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の紫外光がカットされ、波長１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の波長帯域に属する紫外光を放射させたものである。
【0151】
以上のとおり、波長２４０ｎｍよりも短い波長帯域の紫外光は、人や動物への悪影響を抑制しつつ微生物やウイルスを不活化することができ、さらに、細菌やウイルスを構成する細胞、特に、タンパク質成分を含む細胞膜や酵素等に対して効果的に作用し、菌の光回復等の機能を抑制する効果が発揮されることが確認できた。
【符号の説明】
【0152】
１ ： 不活化装置
２ ： 空間
１０ ： 筐体
１０ａ ： 光出射窓
１１ ： 人感センサ
２０ ： 光源部
２１ ： 管体
２２ ： 電極
３０ ： 制御部
３１ ： 演算部
３２ ： 記憶部
３３ ： 駆動部
Ａ１ ： 領域
Ｈ１ ： 上方領域
Ｌ１ ： 紫外光
ｄ１ ： データ
ｓ１，ｓ２ ： 信号
ｐｗ ： 電力
Ｘ１ ： 第一期間
Ｘ２ ： 第二期間
２ ： 空間
１０ ： 筐体
１０ａ ： 光出射窓
１１ ： 人感センサ
２０ ： 光源部
２１ ： 管体
２２ ： 電極
３０ ： 制御部
３１ ： 演算部
３２ ： 記憶部
３３ ： 駆動部
Ａ１ ： 領域
Ｈ１ ： 上方領域
Ｌ１ ： 紫外光
ｄ１ ： データ
ｓ１，ｓ２ ： 信号
ｐｗ ： 電力
Ｘ１ ： 第一期間
Ｘ２ ： 第二期間
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
