(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】P2023031344
(43)【公開日】2023-03-09
(54)【発明の名称】紫外光照射装置
(51)【国際特許分類】
B01J 19/12 20060101AFI20230302BHJP
A61N 5/06 20060101ALI20230302BHJP
A61L 9/20 20060101ALI20230302BHJP
A61L 2/10 20060101ALI20230302BHJP
【ＦＩ】
B01J19/12 C
A61N5/06 B
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 2021136775
(22)【出願日】2021-08-25
(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】弁理士法人ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】柳生 英昭
【テーマコード（参考）】
4C058
4C082
4C180
4G075
【Ｆターム（参考）】
4C058AA23
4C058BB06
4C058DD16
4C058KK02
4C058KK21
4C058KK32
4C082PA03
4C082PC10
4C082PE02
4C082PG05
4C082PG11
4C082PG15
4C082PJ01
4C180AA07
4C180AA10
4C180DD03
4C180HH17
4C180LL04
4G075AA70
4G075BA05
4G075CA33
4G075DA01
4G075DA18
4G075EB32
4G075EB33
4G075FA02
4G075FA12
4G075FB04
4G075FB06
4G075FB12
4G075FC04
(57)【要約】
【課題】人体に対する安全性を確保しつつ、病原体を効果的に不活化できる紫外光の照射装置を提供する。
【解決手段】本発明の紫外光照射装置は、１９０ｎｍ～２４０ｎｍの紫外光を放射する、少なくとも一つの光源と、前記光源を収容する筐体と、前記紫外光を前記筐体の外へ取り出す取出し部と、前記取出し部から出射される出射光全体のうち、一部の前記紫外光の照度を制限する照度制限部と、を含む。
【選択図】図４Ａ
【解決手段】本発明の紫外光照射装置は、１９０ｎｍ～２４０ｎｍの紫外光を放射する、少なくとも一つの光源と、前記光源を収容する筐体と、前記紫外光を前記筐体の外へ取り出す取出し部と、前記取出し部から出射される出射光全体のうち、一部の前記紫外光の照度を制限する照度制限部と、を含む。
【選択図】図４Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
１９０ｎｍ～２４０ｎｍの紫外光を放射する、少なくとも一つの光源と、
前記光源を収容する筐体と、
前記紫外光を前記筐体の外へ取り出す取出し部と、
前記取出し部から出射される出射光全体のうち、一部の前記紫外光の照度を制限する照度制限部と、
を備えることを特徴とする紫外光照射装置。
前記光源を収容する筐体と、
前記紫外光を前記筐体の外へ取り出す取出し部と、
前記取出し部から出射される出射光全体のうち、一部の前記紫外光の照度を制限する照度制限部と、
を備えることを特徴とする紫外光照射装置。
【請求項2】
前記照度制限部の入射側に、１９０ｎｍ～２４０ｎｍの波長帯域の紫外光を透過し、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。
【請求項3】
前記照度制限部は、前記少なくとも一つの光源から出射される主光線束の光軸に対応する位置に、少なくとも一つ配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の紫外光照射装置。
【請求項4】
前記照度制限部は、前記取出し部から出射される出射光全体の主光線束の光軸を通る位置に、配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の紫外光照射装置。
【請求項5】
前記照度制限部は、前記取出し部から出射側に離間して配置されていることを特徴とする、請求項４に記載の紫外光照射装置。
【請求項6】
前記照度制限部に対して前記筐体側には、前記照度制限部で反射された前記紫外光を再反射させる再反射部を備えることを特徴とする、請求項５に記載の紫外光照射装置。
【請求項7】
前記再反射部の外寸法は、前記筐体の前記照度制限部に対向する面の外寸法よりも大きいことを特徴とする、請求項６に記載の紫外光照射装置。
【請求項8】
前記照度制御部は、前記取出し部から出射される紫外光を反射させることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の紫外光照射装置。
【請求項9】
前記照度制限部は、前記取出し部から出射される紫外光を拡散させることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の紫外光照射装置。
【請求項10】
前記照度制限部は、前記取出し部から出射される紫外光を減衰させることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の紫外光照射装置。
【請求項11】
前記照度制限部よりも紫外光の照度の制限が小さい拡散部を備え、
前記拡散部は、前記取出し部から出射される出射光全体のうち、少なくとも、前記照度制限部を介さない光線を拡散させることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の紫外光照射装置。
前記拡散部は、前記取出し部から出射される出射光全体のうち、少なくとも、前記照度制限部を介さない光線を拡散させることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の紫外光照射装置。
【請求項12】
１９０ｎｍ～２４０ｎｍの紫外光を放射する、少なくとも一つの光源と、
前記光源を収容する筐体と、
前記紫外光を前記筐体の外へ取り出す取出し部と、
前記取出し部から出射される出射光全体のうち、一部の前記紫外光の照度を制限する照度制限部を取り付けるための取付け部と、
を備えることを特徴とする紫外光照射装置。
前記光源を収容する筐体と、
前記紫外光を前記筐体の外へ取り出す取出し部と、
前記取出し部から出射される出射光全体のうち、一部の前記紫外光の照度を制限する照度制限部を取り付けるための取付け部と、
を備えることを特徴とする紫外光照射装置。
【請求項13】
少なくとも一つの光源から１９０ｎｍ～２４０ｎｍの紫外光を放射させ、
前記紫外光を、前記光源を収容する筐体の外へ取出し部から取り出し、
前記取出し部から出射される出射光全体のうち、一部の前記紫外光の照度を照度制限部で制限することを特徴とする、紫外光照射方法。
前記紫外光を、前記光源を収容する筐体の外へ取出し部から取り出し、
前記取出し部から出射される出射光全体のうち、一部の前記紫外光の照度を照度制限部で制限することを特徴とする、紫外光照射方法。
【請求項14】
前記一部の紫外光は、前記少なくとも一つの光源と被照射面との距離が最短となる方向に出射する紫外光であることを特徴とする、請求項１３に記載の紫外光照射方法。
【請求項15】
前記一部の紫外光は、前記取出し部の中心と被照射面との距離が最短となる方向に出射する紫外光であることを特徴とする、請求項１３に記載の紫外光照射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、紫外光照射装置に関する。
【背景技術】
【0002】
細菌、真菌及びウイルス等の病原体は、波長２６０ｎｍ付近に最も高い吸収特性を示すことが知られている。そのため、低圧水銀ランプを使用して、波長２５４ｎｍ付近に高い発光スペクトルを示す紫外光を、病原体の存在する物体表面や空間に照射し、病原体を不活化させる技術が、従来から知られている。
【0003】
例えば、特許文献１には、紫外光を出射する殺菌ランプを調理場等に取り付けて、調理場の殺菌を行うことが記載されている。また、特許文献２には、室内に浮遊する細菌やウイルスに紫外光を照射して殺菌することが記載されている。
【0004】
加えて、特許文献１や特許文献２に記載の紫外光照射装置は、人体に有害な紫外光を使用している。そのため、紫外光が人体に向かわないように、出射する紫外光に指向性を持たせるなどの対策をとっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】実開昭６３－１８７２２１号公報
【特許文献2】特開２０１７－０１８４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、細菌、真菌及びウイルス等の病原体は、空間のあらゆる部分に存在する。病原体は、人の口や鼻から、呼気、唾、咳またはくしゃみとして飛散する飛沫又はエアロゾルに含まれていることが多い。病原体を含む飛沫は、人体表面（例えば、皮膚や髪の毛）、又は人が接触する物体表面（例えば、家具や事務機器）に付着する。病原体を含むエアロゾルは、空間を浮遊し拡散する。
【0007】
人体に有害な紫外光を照射することの危険性から、従来の紫外光照射装置は、人のいない方向に向けてのみ紫外光を照射していた。しかしながら、空間を浮遊し拡散するエアロゾルは、人のいない空間だけでなく人の周辺にも拡散する。そのため、従来の紫外光照射装置では、病原体の不活化に限界があった。
【0008】
本発明は、安全性を確保しつつ、病原体を効果的に不活化できる紫外光照射装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の紫外光照射装置は、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、
前記取出し部から出射される出射光全体のうち、一部の前記紫外光の照度を制限する照度制限部と、を備える。
前記光源を収容する筐体と、
前記紫外光を前記筐体の外へ取り出す取出し部と、
前記取出し部から出射される出射光全体のうち、一部の前記紫外光の照度を制限する照度制限部と、を備える。
【0010】
はじめに、１９０ｎｍ～２４０ｎｍの紫外光について説明する。紫外光は全ての波長帯域において人体に対する有害性を示すわけではない。２４０ｎｍよりも長波長側のＵＶ-Ｃ帯域の紫外光はヒト細胞や動物細胞に対する有害性が報告されているが、それよりも波長帯が短い紫外光は、ヒト細胞や動物細胞に対する貫通力が小さくなるため、人や動物に対する有害性が極めて低くなる。
【0011】
本発明者は、有害性の極めて低い、波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の紫外光を使用して、人や動物のいる方向にも紫外光を照射できるようにした。これにより、安全性を確保しつつ、病原体を不活化できる。本明細書において、「不活化」とは、細菌や真菌、ウイルス等の病原体を死滅させる、又は、感染力や毒性を失わせることを包括する概念を指す。
【0012】
本発明に係る紫外光照射装置は、人や動物の皮膚や目に紅斑や角膜炎を引き起こすことはなく、紫外光本来の殺菌又は病原体の不活化能力を提供できる。特に、本発明の紫外光照射装置は、従来の紫外光源とは異なり、有人空間で使用できるという特徴を有する。紫外光照射装置は、従来のように、人体を避けて紫外光を照射させる必要が無く、病原体を最も不活化させるべき肝心の場所である、人体の表面（皮膚等）、人が頻繁に接触する物体表面、又は人体近傍の空間を含む、有人空間全体に紫外光を照射できる。そのため、病原体の不活化を効果的に行うことができる。
【0013】
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。有人空間は屋外でも構わない。有人空間に本発明の紫外光照射装置を設置し、使用することで、有人空間内を浮遊するエアロゾル中の病原体、または有人空間内に位置する部材の表面に存在する病原体を抑制できる。
【0014】
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。
【0015】
次に、照度と照度制限部について説明する。波長１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の紫外光を使用して、物体表面や空間中に存在する病原体の不活化を行う場合、対象となる物体表面や空間において、照射される紫外光の照度と照射時間が、不活化の効果を決める要因となる。照度とは、被照射部に単位面積かつ単位時間あたりに入射する光源からの光放射エネルギーを表す。
【0016】
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）によれば、人体への１日（８時間）あたりの紫外光の照射量は、波長ごとに許容限界値（ＴＬＶ：Threshold Limit Value）が定められている。照射量は、照度に照射時間を乗じて求められる。上述したように、波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の紫外光の有害性は極めて低いものではあるが、安全な運用を行うためには、紫外光の照度及び照射時間を制限し、照射量が上記許容限界値を超えないようにするとことが好ましい。また、上記に限らず、紫外光の最大照射量は、所定の上限値以下で運用されることが好ましい。
【0017】
詳細は後述するが、紫外光照射装置の取出し部から出射する光全体（以下、単に「出射光全体」ということがある。）のうち、光軸に対して低出射角で出射する光線（以下、「低角度光線」ということがある。）の放射強度は、光軸に対して高出射角で出射する光線（以下、「高角度光線」ということがある。）の放射強度に比べて大きい。よって、紫外光の最大照射量を所定の上限値以下とするためには、放射強度の大きな低角度光線の被照射面における照度に基づいて照射量を設定する必要がある。そうすると、高角度光線にとっては、必要以上に照射量が制限されてしまう。なお、本明細書において、「光軸」は、紫外光を筐体の外へ取り出す取出し部の開口面に対して垂直をなす。「光軸」には、取出し部から出射する出射光全体の中心を通る軸を指す場合と、少なくとも一つの光源から出射される主光線束の中心を通る軸を指す場合がある。
【0018】
そこで、紫外光照射装置に、前記紫外光の光軸方向に照度制限部を設ける。斯かる照度制限部は、低角度光線による照度を低減することになる。詳細は後述するが、照度制限部は、紫外光を、拡散、減衰及び反射のうち少なくともいずれか一つをする。出射光全体の中で放射強度の大きな低角度光線を制限し、被照射面における照度の偏りをより緩和することで、許容限界値を守りつつ、空間中に放射される全体的な照射量を増加させることができる。その結果、病原体の不活化を促進できる。特に、空間内を浮遊するエアロゾル中の病原体に対して、より有効に不活化を促進できる。
【0019】
また、照度制限部は、出射光全体の中で放射強度の大きい光線（例えば、低角度光線）を制限し、相対的に放射強度の小さい光線（例えば、高角度光線）の割合を増加させる。これによって、被照射面における紫外光の最大照射量を所定の上限値以下としつつも、空間中に放射される照射量を増加させることができる。その結果、病原体の不活化を促進でき、空間内を浮遊するエアロゾル中の病原体に対して、より有効に不活化を促進できる。
【0020】
前記照度制限部の入射側に、１９０ｎｍ～２４０ｎｍの波長帯域の紫外光を透過し、２４０ｎｍ～２８０ｎｍの波長帯域の紫外光の透過を阻害する光学フィルタを備えても構わない。これにより、人体に影響を及ぼすおそれのある波長帯域の紫外光が筐体の外に漏洩することを確実に抑えて、光照射装置の人体に対する安全性をさらに向上させる。さらに、光学フィルタを使用すると配光角が小さくなり低角度光線の放射強度が増大するが、光学フィルタの出射側に照度制限部があるため、増大した低角度光線による照度を制限できる。なお、人体に対する安全性をさらに向上させるため、波長２８０～３２０ｎｍの波長帯域の紫外光も透過を阻害する光学フィルタがより好ましく、波長２３５ｎｍ～２４０ｎｍの波長帯域の紫外光も透過を阻害する光学フィルタがより好ましい。
【0021】
前記照度制限部は、前記少なくとも一つの光源から出射される主光線束の光軸に対応する位置に、少なくとも一つ配置されていても構わない。これにより、空間中に放射できる照射量を増加させることができる。本明細書において、「主光線束」は、光源から単位時間あたりに放射される光線の集まりであり、かつ、最大光強度を呈する光線に対して１／２以上の光強度を呈する光線の束として定義される。
【0022】
前記照度制限部は、前記取出し部から出射される出射光全体の主光線束の光軸を通る位置に、配置されていても構わない。出射光全体に対して照度制限部を配置することになるため、照度制限部の形状が比較的単純になる。
【0023】
前記照度制限部は、前記取出し部から出射側に離間するように配置されていても構わない。
【0024】
前記照度制限部に対して前記筐体側には、前記照度制限部で反射された前記紫外光を再反射させる再反射部を備えても構わない。例えば、前記筐体と前記照度制限部との間に、前記照度制限部で反射された前記紫外光を再反射させる再反射部を備えても構わない。
【0025】
前記再反射部の外寸法は、前記筐体の前記照度制限部に対向する面の外寸法よりも大きくても構わない。
【0026】
前記照度制限部は、前記紫外光を反射させても構わない。
【0027】
前記照度制限部は、前記紫外光を拡散させても構わない。
【0028】
前記照度制限部は、前記紫外光を減衰させても構わない。
【0029】
前記照度制限部よりも紫外光の照度の制限が小さい拡散部を備え、
前記拡散部は、前記取出し部から出射される出射光全体のうち、少なくとも、前記照度制限部を介さない光線を拡散させても構わない。
前記拡散部は、前記取出し部から出射される出射光全体のうち、少なくとも、前記照度制限部を介さない光線を拡散させても構わない。
【0030】
本発明の紫外光照射装置は、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、
前記取出し部から出射される出射光全体のうち、一部の前記紫外光の照度を制限する、照度制限部を取り付けるための取付け部と、を備える。紫外光照射装置に照度制限部を後付けできるため、所望の照度制限部を使用したり、交換したりできる。
前記光源を収容する筐体と、
前記紫外光を前記筐体の外へ取り出す取出し部と、
前記取出し部から出射される出射光全体のうち、一部の前記紫外光の照度を制限する、照度制限部を取り付けるための取付け部と、を備える。紫外光照射装置に照度制限部を後付けできるため、所望の照度制限部を使用したり、交換したりできる。
【0031】
本発明の紫外光照射方法は、少なくとも一つの光源から１９０ｎｍ～２４０ｎｍの紫外光を放射させ、
前記紫外光を、前記光源を収容する筐体の外へ取出し部から取り出し、
前記取出し部から出射される出射光全体のうち、一部の紫外光の照度を照度制限部で制限しても構わない。
前記紫外光を、前記光源を収容する筐体の外へ取出し部から取り出し、
前記取出し部から出射される出射光全体のうち、一部の紫外光の照度を照度制限部で制限しても構わない。
【0032】
前記一部の紫外光は、前記少なくとも一つの光源と被照射面との距離が最短となる方向に出射する紫外光であっても構わない。少なくとも一つの光源と被照射面との距離が最短となる被照射領域では、照度が高くなる傾向にあるが、当該領域に照射される光を制限することにより、照度の偏りを改善することができる。
【0033】
前記一部の紫外光は、前記取出し部の中心と被照射面との距離が最短となる方向に出射する紫外光であっても構わない。取出し部の中心と被照射面との距離が最短となる被照射領域では、照度が高くなる傾向にあるが、当該領域に照射される光を制限することにより、照度偏りを改善することができる。
【発明の効果】
【0034】
これにより、安全性を確保しつつ、病原体を効果的に不活化できる紫外光照射装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】紫外光照射装置の第一実施形態の外観を示す斜視図である。
【図2】紫外光照射装置の外観を示す斜視図である。
【図3】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5】紫外光照射装置の出射光の配光分布を示す図である。
【図6A】照度制限部を備えていない紫外光照射装置を示す斜視図である。
【図6B】紫外光照射装置の出射光の配光分布を示す図である。
【図7】紫外光照射装置を天井に取り付けた有人空間の側面図である。
【図8】ＫｒＣｌエキシマランプの放射光のスペクトル図である。
【図9】光学フィルタの透過スペクトルを入射角別に示すグラフである。
【図10】光学フィルタの入射角を説明する図である。
【図11A】紫外光照射装置の第一実施形態の第一変形例を示す断面図である。
【図11B】紫外光照射装置の第一実施形態の第二変形例を示す断面図である。
【図12】紫外光照射装置の第一実施形態の第三変形例を示す断面図である。
【図13】紫外光照射装置の第一実施形態の第四変形例を示す断面図である。
【図14】紫外光照射装置の第二実施形態の断面図である。
【図15】紫外光照射装置の出射光の配光分布を示す図である。
【図16】紫外光照射装置の第二実施形態の第一変形例を示す断面図である。
【図17】紫外光照射装置の第二実施形態の第二変形例を示す断面図である。
【図18A】紫外光照射装置の第三実施形態を示す断面図である。
【図18B】紫外光照射装置の第三実施形態の第一変形例を示す断面図である。
【図19】紫外光照射装置の第四実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0036】
紫外光照射装置の一実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の各図面は模式的に図示されたものであり、図面上の寸法比は必ずしも実際の寸法比と一致しておらず、各図面間においても寸法比は必ずしも一致していない。
【0037】
以下において、各図面は、適宜、ＸＹＺ座標系を参照しながら説明される。ＸＹＺ座標系は、放射される紫外光の光軸上の光線が進行する方向を＋Ｘ方向とし、Ｘ方向に直交する平面をＹＺ平面としている。なお、本明細書において、方向を表現する際に、正負の向きを区別する場合には、「＋Ｘ方向」、「－Ｘ方向」のように、正負の符号を付して記載される。正負の向きを区別せずに方向を表現する場合には、単に「Ｘ方向」と記載される。すなわち、本明細書において、単に「Ｘ方向」と記載されている場合には、「＋Ｘ方向」と「－Ｘ方向」の双方が含まれる。Ｙ方向及びＺ方向についても同様である。
【0038】
＜第一実施形態＞
［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。
［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。
【0039】
本実施形態の紫外光照射装置１０は、紫外光を放射するエキシマランプ３（図２又は図３参照）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＋Ｘ方向に取り出すための取出し部４と、取出し部４より取り出される一部の紫外光の放射強度を制限することで、被照射面上での照度を部分的に制限する照度制限部５と、光学フィルタ６と、を有する。図１及び図２において、取出し部４から出射された出射光全体の光軸は「Ｌ１」と付されている。光軸Ｌ１には、当該光軸上を出射する光線の進行方向を示す矢印が付加されている。各エキシマランプ（３ａ，３ｂ，３ｃ）の管軸方向をＹ方向に沿うように、各エキシマランプ（３ａ，３ｂ，３ｃ）の並ぶ方向をＺ方向に沿うように、光軸Ｌ１をＸ方向に沿うように示している。
【0040】
図１，２に見られるように、本実施形態において、筐体２は、中央に取出し部４として機能する開口を有する第一枠２ａと、開口を有さない第二枠２ｂと、から構成される。第二枠２ｂと第一枠２ａは互いに嵌め合わされて、筐体２に囲まれた内部空間を形成する。この内部空間には、エキシマランプ３と、エキシマランプ３に電力を供給する二つの電極ブロック（９ａ，９ｂ）とが配置されている。筐体２を構成する枠は、３つ以上から構成されても構わない。
【0041】
二つの電極ブロック（９ａ，９ｂ）は、第二枠２ｂの内側面に固定されている（図２参照）。第二枠２ｂの外側面には、二つの接続端子（８ａ，８ｂ）が設けられる（図２参照）。二つの接続端子（８ａ，８ｂ）は、それぞれ、第二枠２ｂを挟んで電極ブロック（９ａ，９ｂ）と導通している。二つの接続端子（８ａ，８ｂ）には、それぞれ、外部電源（不図示）より給電される給電線（７ａ，７ｂ）が接続される。
【0042】
［光源］
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（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（３ａ，３ｂ，３ｃ）の発光管の外表面に接触する。これにより、各エキシマランプ（３ａ，３ｂ，３ｃ）は給電され、点灯する。なお、各エキシマランプ（３ａ，３ｂ，３ｃ）に対向する電極ブロック（９ａ，９ｂ）の表面９ｒ（図３参照）は、紫外光を取出し部４に向けて反射する反射面として機能する。
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（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（３ａ，３ｂ，３ｃ）の発光管の外表面に接触する。これにより、各エキシマランプ（３ａ，３ｂ，３ｃ）は給電され、点灯する。なお、各エキシマランプ（３ａ，３ｂ，３ｃ）に対向する電極ブロック（９ａ，９ｂ）の表面９ｒ（図３参照）は、紫外光を取出し部４に向けて反射する反射面として機能する。
【0043】
本実施形態において、エキシマランプ３は、発光管の内部にＫｒＣｌを含む発光ガスが封入されたＫｒＣｌエキシマランプを使用している。そのため、エキシマランプ３は、１９０ｎｍ～２４０ｎｍである紫外光を放射する。特に、ＫｒＣｌエキシマランプは、主たるピーク波長が２２２ｎｍ又はその近傍の紫外光を出射する。
【0044】
エキシマランプ３は、ＫｒＣｌエキシマランプに限らない。例えば、発光管の内部にＫｒＢｒを含む発光ガスが封入された、ＫｒＢｒエキシマランプを使用しても構わない。ＫｒＢｒエキシマランプは、主たるピーク波長が２０７ｎｍ又はその近傍の紫外光を出射する。
【0045】
本明細書において「主たる発光波長」とは、ある波長λに対して±１０ｎｍの波長域Ｚ（λ）を発光スペクトル上で規定した場合において、発光スペクトル内における全積分強度に対して４０％以上の積分強度を示す波長域Ｚ（λｉ）における、波長λｉを指す。例えばＫｒＣｌやＫｒＢｒを含む発光ガスが封入されているエキシマランプなどのように、半値幅が極めて狭く、且つ、特定の波長においてのみ光強度を示す光源においては、通常は、相対的な光強度が最も高い波長（主たるピーク波長）をもって、主たる発光波長として構わない。
【0046】
エキシマランプ３の発光管の大きさは、管軸方向（Ｙ方向）の長さが１５ｍｍ以上、２００ｍｍ以下であり、外径が２ｍｍ以上、１６ｍｍ以下であるとよい。本実施形態では、紫外光照射装置は３本のエキシマランプ３を有するが、エキシマランプ３の数は、１本でも、２本でも、又は４本以上でも構わない。
【0047】
【0048】
照度制限部５と光学フィルタ６が取出し部４に配置された状態とは、取出し部４から出射する出射光の少なくとも一部が、照度制限部５及び光学フィルタ６を通過する状態をいう。照度制限部５と光学フィルタ６が取出し部４に配置されるとき、照度制限部５又は光学フィルタ６は、筐体２の内部に位置するように配置されても構わないし、本実施形態（図４Ａ参照）のように取出し部４を構成する筐体２の開口に挿入されるように配置されても構わないし、筐体２（取出し部４）の外部に位置するように配置されても構わない。本実施形態（図４Ａ参照）では、照度制限部５は光学フィルタ６の光出射側の表面に接するように配置されている。
【0049】
照度制限部５の作用について説明する。なお、光学フィルタ６の作用は後述する。図４Ａに示されるように、紫外光照射装置１０は、３つのエキシマランプ（３ａ，３ｂ，３ｃ）の＋Ｘ方向に、三つの照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）を有する。各照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）は、各エキシマランプ（３ａ，３ｂ，３ｃ）に対向する位置に設けられる。各エキシマランプ（３ａ，３ｂ，３ｃ）の放射光は、その一部が電極ブロック（９ａ，９ｂ）に反射されて、それぞれ、主光線束（Ｆ２ａ，Ｆ２ｂ，Ｆ２ｃ）を形成する。各主光線束（Ｆ２ａ，Ｆ２ｂ，Ｆ２ｃ）は、それぞれ光軸（Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ）を有する。図４Ａでは、光軸（Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ）上の光線の進行方向が分かるように、光軸（Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ）に矢印を付して表す。本実施形態での光軸（Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ）は、取出し部４の開口面に対して垂直方向に伸びる軸であり、かつ、各エキシマランプ（３ａ，３ｂ，３ｃ）からそれぞれ出射される主光線束の中心を通る軸である。
【0050】
図１において、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）はハッチングされて示されている。図１に示される照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）は、いずれも矩形であるが、形状はこれに限定されない。本実施形態では、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）の長手方向はＹ方向であり（図１参照）、エキシマランプ（３ａ，３ｂ，３ｃ）の管軸方向はＹ方向である（図３参照）。つまり、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）の長手方向は、エキシマランプ（３ａ，３ｂ，３ｃ）の管軸方向に沿う。
【0051】
図４Ａに示されるように、各主光線束（Ｆ２ａ，Ｆ２ｂ，Ｆ２ｃ）の一部分が、それぞれ、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）を通過する。本実施形態では、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）が、それぞれ、光軸（Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ）を通る位置に配置される。
【0052】
図４Ｂは、図４ＡのＣ２領域の拡大図である。エキシマランプ３ｂから放射される二つの光線（Ｌ３、Ｌ４）を例に、光線の出射角について説明する。光線Ｌ３がエキシマランプ３ｂの光軸Ｌ２ｂに対してなす角を、出射角θ１とする。光線Ｌ４が光軸Ｌ２ｂに対してなす角を、出射角θ２とする。出射角θ２は出射角θ１よりも大きい。光線Ｌ３は低角度光線であるため、光線Ｌ３は照度制限部５ｂに衝突する。光線Ｌ４は高角度光線であり、照度制限部５ｂに衝突することなく、空間中に放射される。
【0053】
本実施形態の照度制限部５ｂは、光線を拡散させる。図４Ｂに示されるように、光線Ｌ３は、照度制限部５ｂを透過する際に、様々な方向に拡散される。その結果、照度制限部５ｂを直進する低角度光線の光量が低減し、照度制限部５ｂによって拡散される高角度光線の光量が増加する。照度制限部５ｂを設けることにより、照度制限部５ｂが無かった場合に光線Ｌ３が照射される領域（光線Ｌ３の延長線上の領域）における光は制限され、照度が低下することになる。
【0054】
照度制限部５ｂは入射する光線を減衰させる機能を有していても構わない。光線が減衰することで照度制限部５ｂに衝突する低角度光線の放射強度が低減し、その結果、照度制限部５ｂに衝突しない高角度光線の放射強度が相対的に増加することになる。照度制限部５ｂは、光線を拡散させる機能と光線を減衰させる機能との両方を有していても構わない。
【0055】
照度制限部５は、主に、ＰＴＦＥ等の樹脂材料、セラミック微粒子を石英等の紫外光透過材料に積層したもの、又はアルミニウム系材料等の金属箔若しくは金属板から構成されてもよい。照度制限部５に、ＰＴＦＥ等の樹脂材料、セラミック微粒子を石英等の紫外光透過材料に積層したものを使用する場合には、紫外光を拡散又は減衰させやすい。照度制限部５に、アルミニウム系材料等の金属箔若しくは金属板を使用する場合には、紫外光を反射させやすい（反射機能の詳細は後述する）。また、照度制限部５は、厚みの薄い板、シート状でも構わない。板又はシートが、メッシュ状でも構わないし、多数のパンチング孔を有しても構わない。パンチング孔を有するシートの例として、０．１ｍｍ～１０．０ｍｍの穴径がピッチ０．１ｍｍ～１０．０ｍｍで並ぶ、厚み１ｍｍ以下のＰＴＦＥが挙げられる。照度制限部５は、例えば、入射された光線の光強度の８０％以下に制限されて出射するものを用いることができる。
【0056】
図５、図６Ａ、図６Ｂを参照しながら、紫外光照射装置１０の出射光の配光分布について説明する。図５は、本実施形態の紫外光照射装置１０の出射光の配光分布を実測した図である。図６Ａは、照度制限部を備えていない紫外光照射装置１５の外観を示す図である。図６Ｂは、図６Ａに示される紫外光照射装置１５の出射光の配光分布を実測した図である。
【0057】
図５及び図６Ｂにおいて、出射光の配光曲線が太線で示される。配光曲線は、紫外光照射装置（１０，１５）のあらゆる方向へ放射される光の光強度（光度）を示す。紫外光照射装置（１０，１５）が配置される場所を原点Ｏとして、空間に極座標系が設定される。０度に向かう方向はＸ方向であり、原点Ｏと０度を結ぶ直線は、出射光全体の光軸Ｌ１と重なる。原点Ｏから＋９０度又は－９０度に向かう方向は、Ｚ方向である。各方向における出射光の光強度と、紫外光照射装置からの離間距離とから、各光線を受光する位置における照度が求められる。
【0058】
図５の配光曲線から、紫外光照射装置１０は、照度制限部５を有することにより、出射角が＋２０度付近又は－２０度付近に向かう光線の光強度が、光軸Ｌ１上の光線（０度に向かう光線）の光強度よりも大きいことがわかる。他方、図６Ｂの配光曲線から、照度制限部を備えていない紫外光照射装置１５では、光軸Ｌ１上の光線（０度に向かう光線）の光強度が、光軸Ｌ１に対する出射角が＋２０度付近又は－２０度付近の光線の光強度よりも大きいことがわかる。
【0059】
図７を参照しながら、図５と図６Ｂの配光曲線の違いによる作用を説明する。図７は紫外光照射装置（１０，１５）を有人空間１８に配置した側面図である。図７では、紫外光照射装置（１０，１５）が天井に取り付けられ、紫外光が被照射面１９に向けて放射される様子が示されている。このとき、取出し部４からの出射光の光軸Ｌ１が重力方向となる。図７において、Ｌ０と記された矢印は、光軸Ｌ１（図７では不図示）上の光線Ｌ０のベクトル（すなわち、光線の進行方向とその光の強さ）を表す。図中、Ｌ２０と記された矢印は、出射角が±２０度の光線Ｌ２０のベクトルを表す。
【0060】
参考例である紫外光照射装置１５では、配光曲線より、光線Ｌ０の光強度が光線Ｌ２０の光強度よりも大きくなる。そして、紫外光照射装置（１０，１５）から紫外光の被照射面１９までの出射光の光路について、斜めに出射する光線Ｌ２０の光路は、光線Ｌ０の光路よりも長くなる。光路の長さは、光路空間における光の減衰量と比例する。よって、紫外光照射装置１５では、被照射面１９における光線Ｌ０の照度と、光線Ｌ２０の照度との差は拡大する。
【0061】
これに対し、本実施形態の紫外光照射装置１０では、照度制限部５により、光線Ｌ２０の光強度が光線Ｌ０の光強度よりも大きくなるように設定される。斜めに出射する光線Ｌ２０の光路は、光線Ｌ０の光路よりも長くなり、光の減衰量が大きくなることから、被照射面における光線Ｌ２０の照度は、被照射面における光線Ｌ０の照度に近くなる。これにより、取出し部からの出射光全体の被照射面１９における照度分布が、均一化される。
【0062】
被照射面における照度分布が均一化されることの効果について説明する。上述したように、安全な運用を行う点から、紫外光の照射量の許容限界値が定められている。許容限界値内の紫外光照射量は、光照射領域における最大照度に基づいて設定されることが好ましい。被照射面における出射光の照度分布が均一化されると、出射光の照度が局所的に高い場合（照度の偏りが大きい場合）と比較して、紫外光の照射量を全体的に増加させることができる。
【0063】
図７では、被照射面１９は、有人空間１８の床面を表している。しかしながら、被照射面１９は、床面に限定されず、例えば、家具又は事務機器等の物体表面でもよいし、人体表面でもよい。出射光の照度の偏りを緩和させることで、空間中に放射できる紫外光の照射量を増加させることができる。
【0064】
［光学フィルタ］
本実施形態は、照度制限部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。
本実施形態は、照度制限部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。
【0065】
図８に示すように、例えば、ＫｒＣｌエキシマランプの場合、放射される紫外光のスペクトルには、ほぼ主たるピーク波長である２２２ｎｍ又はその近傍に光出力が集中している一方で、人体に影響を及ぼすおそれのある、波長２４０ｎｍ以上かつ２８０ｎｍ以下の波長帯域の紫外光についても、わずかながら光出力が認められる。本実施形態では、取出し部４に光学フィルタ６を配置することで（図４Ａ参照）、波長２４０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下の紫外光を実質的に透過しないようにする。これにより、人体に影響を及ぼすおそれのある波長帯域の紫外光が筐体２の外に漏洩することを確実に抑えて、光照射装置の人体に対する安全性をさらに向上させる。
【0066】
なお、人や動物に対する安全性をより高める観点から、紫外光照射装置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。そして、必要に応じて、出射される紫外光の波長を上記範囲とするために適した光学フィルタを設けるとよい。安全性をより高める観点から、光学フィルタを使用して、上記範囲以外を実質的に透過しないようにするだけでなく、波長２８０ｎｍ以上３２０ｎｍ以下の紫外光をも、実質的に透過しないようにしてもよい。
【0067】
また、波長が１９０ｎｍ未満の紫外光は、空気中の酸素に吸収されることでオゾンの生成に寄与する。このようなオゾンの発生をより効果的に抑制するため、１９０ｎｍ以上、より好ましくは２００ｎｍ以上にピーク波長を有する紫外光を利用することが好ましい。例えば、光源部から出射される紫外光のピーク波長は、好ましくは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。
【0068】
本明細書において、「紫外光を実質的に透過しない」とは、光軸方向のある紫外光が、特定波長帯域におけるピーク波長の紫外光強度に対して、少なくとも５％以下の紫外光強度に抑制されることを意味する。本発明では、光学フィルタ６を用いることで２４０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下の紫外光の強度が、ピーク波長の強度に対して５％以下に遮光される。なお、光学フィルタ６で遮光させたい波長帯域の光について、光学フィルタ６を透過した紫外光の強度が、ピーク波長の強度に対して２％以下まで抑制されると好ましい。光学フィルタ６を透過した紫外光の強度が、ピーク波長の強度に対して１％以下まで抑制されると、より好ましい。
【0069】
光学フィルタ６は、特定の波長帯域の紫外光を透過しないバンドパスフィルタとして機能する態様であればよく、配置場所や形態が限定されるものではない。図４Ａに示されるように光学フィルタ６が光源と離間して形成される他に、光学フィルタ６が光源に接するよう形成されていても（具体例として、エキシマランプ３のガラス封体に光学フィルタ６が積層されても）、構わない。
【0070】
光学フィルタ６は、屈折率の異なる誘電体膜を交互に積層した誘電体多層膜で構成される。誘電体多層膜として、例えば、ＨｆＯ２層及びＳｉＯ２層が交互に積層されたもの、並びに、ＳｉＯ２層及びＡｌ２Ｏ３層が交互に積層されたものがある。ＨｆＯ２層及びＳｉＯ２層が交互に積層された誘電体多層膜層は、ＳｉＯ２層及びＡｌ２Ｏ３層が交互に積層された誘電多層膜層よりも、同じ波長選択特性を得るための層数を少なくすることができるため、選択した紫外光の透過率を高めることができる。
【0071】
［光学フィルタへの入射角による透過率変化］
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、膜設計によって程度の違いはあるものの、紫外光の入射角に応じて、透過率が変化する傾向にある。
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、膜設計によって程度の違いはあるものの、紫外光の入射角に応じて、透過率が変化する傾向にある。
【0072】
図９は、光学フィルタ６の透過スペクトルの一例を、紫外光が光学フィルタ６に対して入射するときの入射角別に示すグラフである。このグラフの例は、光学フィルタ６は、エキシマランプ３の発光ガスがＫｒＣｌを含む場合、すなわち、エキシマランプ３が主たるピーク波長２２２ｎｍの紫外光を発する場合を想定して設計されている。グラフ内の各曲線は、波長を異ならせながら、光学フィルタ６に対して入射した光の強度と、光学フィルタ６から出射された光の強度の比率をプロットして得られる。入射角は、図１０に示すように、光学フィルタ６の入射面に対する法線６Ｎと、光学フィルタ６の入射面に入射される紫外光Ｌ２との角度θ３で定義される。
【0073】
光学フィルタ６は、図９のグラフから、入射角（角度θ３）の小さい光成分を透過しやすい一方で、入射角の大きい光成分を透過しにくいことがわかる。入射角の大きい光成分は光学フィルタ６に進入せず反射される。その結果、光学フィルタ６からの出射光は、光学フィルタ６への入射光に比べて、入射角の小さい光成分の比率が高まり、配光分布が小さくなる。別の言い方をすれば、光学フィルタ６は、光の配光角を小さくする。これは、照射面における出射光の照度を局所的に高く（照度の偏りを大きく）させてしまう一因となる。
【0074】
このような事情から、上述した照度制限部５は、配光分布を小さくする光学フィルタ６を使用する場合に、特に顕著な効果が得られる。つまり、光学フィルタ６を使用して配光角が小さくなった場合においても、照度制限部５を光学フィルタ６の出射側に配置すると、照度制限部５による低角度光線の拡散効果又は減衰効果により、低角度光線の放射強度が制限され、より好ましい配光分布が得られる。
【0075】
なお、紫外光照射装置において、波長選択フィルタとして機能する光学フィルタは、必須の構成ではない。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、光源内部自体に光学フィルタを含む場合には、紫外光照射装置が光学フィルタを備えていなくても構わない。
【0076】
［第一変形例］
図１１Ａを参照しながら、本実施形態の第一変形例を説明する。以下に説明する以外の事項は、上記と同様に実施できる。後述する、他の変形例又は他の実施形態についても同様である。紫外光照射装置２０は、照度制限部５の入射側に拡散部１１を有する。本実施形態の拡散部１１は、光学フィルタ６の出射側に配置され、取出し部４の全体を覆う。取出し部４の全体を覆う拡散部１１は、取出し部４の一つの実施形態ともいえる。これにより、紫外光を全体的に拡散させることで、拡散部１１を設けない場合と比べて全体的な照度の均一化を図ることができる。
図１１Ａを参照しながら、本実施形態の第一変形例を説明する。以下に説明する以外の事項は、上記と同様に実施できる。後述する、他の変形例又は他の実施形態についても同様である。紫外光照射装置２０は、照度制限部５の入射側に拡散部１１を有する。本実施形態の拡散部１１は、光学フィルタ６の出射側に配置され、取出し部４の全体を覆う。取出し部４の全体を覆う拡散部１１は、取出し部４の一つの実施形態ともいえる。これにより、紫外光を全体的に拡散させることで、拡散部１１を設けない場合と比べて全体的な照度の均一化を図ることができる。
【0077】
拡散部１１は、例えば、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂材料、シリコーン樹脂材料、その他の樹脂材料、又はセラミック微粒子を石英等の紫外光透過材料に積層したものを使用しても構わないし、紫外光透過材料の表面に微小な凹凸を形成した、すりガラス状の部材を使用しても構わない。また、拡散部１１は、照度制限部５と同様に、板又はシート状の薄い部材を使用しても構わない。板又はシートが、メッシュ状でも構わないし、多数のパンチング孔を有しても構わない。
【0078】
［第二変形例］
図１１Ｂを参照しながら、本実施形態の第二変形例を説明する。紫外光照射装置２５は、照度制限部５のない取出し部４に拡散部１１を有する。つまり、本変形例の拡散部１１は、照度制限部５と積層されないため、照度制限部５に入射しない紫外光を拡散させることができる。
図１１Ｂを参照しながら、本実施形態の第二変形例を説明する。紫外光照射装置２５は、照度制限部５のない取出し部４に拡散部１１を有する。つまり、本変形例の拡散部１１は、照度制限部５と積層されないため、照度制限部５に入射しない紫外光を拡散させることができる。
【0079】
本変形例において、拡散部１１を透過する光の制限作用は、照度制限部５を透過する光の制限作用よりも小さいため、拡散部１１による光強度の制限（強度低下）効果は、照度制限部５による光強度の制限効果よりも小さい。例えば、拡散部１１から出射される光線の光強度を１としたとき、照度制限部５に入射された光線の光強度が０．８以下に制限されて出射する、拡散部１１と照度制限部の組み合わせが用いられる。よって、照度制限部５のない取出し部４に拡散部１１を設けた場合でも、取出し部から出射する光線の一部が、照度制限部５によって光線の光強度が相対的に大きく制限されることになる。その結果、照度制限部５を直進する低角度光線の光量が低減し、照度制限部５によって拡散される高角度光線の光量が増加することで、被照射面における出射光の照度の偏りが改善され、照度均一性が改善される。
【0080】
なお、拡散部１１は、その厚みを大きくすると制限作用が大きくなり、その厚みを小さくすると制限作用が小さくなる。また、本変形例では、取出し部４は照度制限部５又は拡散部１１のいずれか一方に覆われているが、照度制限部５にも拡散部１１にも覆われていない領域を有していても構わない。
【0081】
［第三変形例］
図１２を参照しながら、紫外光照射装置の第三変形例を説明する。紫外光照射装置３０において、照度制限部５は、取出し部４の中央に配置された部材である。エキシマランプ（３ａ，３ｂ，３ｃ）等の光源の配置に関して、他の紫外光照射装置との間に違いはないが、この変形例では、紫外光照射装置から出射する主光線束を、各エキシマランプ別に捉えるのではなく、取出し部４から出射する出射光全体として捉える。図１２における主光線束Ｆ１は取出し部４から出射される出射光全体を表す。そして、照度制限部５は、主光線束Ｆ１の光軸Ｌ１上と重なる位置に配置されており、主光線束Ｆ１のうち、光軸に対して低角度で出射する低角度光線の照度を制限する。本変形例での光軸Ｌ１は、光が出射される取出し部４の開口面に対して垂直方向に伸びる軸であり、かつ、取出し部から出射する出射光全体の中心を通る軸を示すものである。
図１２を参照しながら、紫外光照射装置の第三変形例を説明する。紫外光照射装置３０において、照度制限部５は、取出し部４の中央に配置された部材である。エキシマランプ（３ａ，３ｂ，３ｃ）等の光源の配置に関して、他の紫外光照射装置との間に違いはないが、この変形例では、紫外光照射装置から出射する主光線束を、各エキシマランプ別に捉えるのではなく、取出し部４から出射する出射光全体として捉える。図１２における主光線束Ｆ１は取出し部４から出射される出射光全体を表す。そして、照度制限部５は、主光線束Ｆ１の光軸Ｌ１上と重なる位置に配置されており、主光線束Ｆ１のうち、光軸に対して低角度で出射する低角度光線の照度を制限する。本変形例での光軸Ｌ１は、光が出射される取出し部４の開口面に対して垂直方向に伸びる軸であり、かつ、取出し部から出射する出射光全体の中心を通る軸を示すものである。
【0082】
［第四変形例］
図１３を参照しながら、紫外光照射装置の第四変形例を説明する。図１３に示されるように、紫外光照射装置３５において、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）が、それぞれ、エキシマランプ（３ａ，３ｂ，３ｃ）の光軸（Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ）を通る位置に配置される。本変形例の照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）は、主に、反射機能を有する。低角度光線は、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）の傾斜面に衝突し、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）で反射する。照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）で反射した光は、高角度光線となって被照射面に照射される。その結果、低角度光線の光量が低減し、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）によって拡散される高角度光線の光量が増加する。なお、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）が光学フィルタ６に接する面に入射する光軸（Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ）上又は付近の光線は、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）により反射して筐体２内に戻る。
図１３を参照しながら、紫外光照射装置の第四変形例を説明する。図１３に示されるように、紫外光照射装置３５において、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）が、それぞれ、エキシマランプ（３ａ，３ｂ，３ｃ）の光軸（Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ）を通る位置に配置される。本変形例の照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）は、主に、反射機能を有する。低角度光線は、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）の傾斜面に衝突し、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）で反射する。照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）で反射した光は、高角度光線となって被照射面に照射される。その結果、低角度光線の光量が低減し、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）によって拡散される高角度光線の光量が増加する。なお、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）が光学フィルタ６に接する面に入射する光軸（Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ）上又は付近の光線は、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）により反射して筐体２内に戻る。
【0083】
本変形例の照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）は、低角度光線の制限効果が大きいため、光軸周辺の低角度光線の光量をより効果的に低減することが可能である。また、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）の傾斜面の角度を調整することにより所望の配光分布に近づけることができる。照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）の反射率を小さくして、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）に、光線を減衰させる機能を向上させてもよい。つまり、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）は、反射機能に加えて、遮光機能を持たせることができる。
【0084】
＜第二実施形態＞
図１４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。第二実施形態の紫外光照射装置４０では、照度制限部５が、取出し部４から光の出射方向に離間した位置にある。
図１４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。第二実施形態の紫外光照射装置４０では、照度制限部５が、取出し部４から光の出射方向に離間した位置にある。
【0085】
紫外光照射装置４０の照度制限部５では、出射光全体の主光線束Ｆ１のうち、低角度光線が入射する。照度制限部５に入射した光線は、その一部を拡散（又は減衰でもよい）させるとともに、照度制限部５に対して紫外線照射装置４０側（－Ｘ側）にも反射する。その結果、被照射面の、低角度光線が照射される領域における照度は、照度制限部５により低下することになる。本実施形態において、照度制限部５に入射させる低角度光線は、例えば、光軸Ｌ１に対して±３０度以上であるとよい。
【0086】
図１５は図１４に示す紫外光照射装置４０の出射光の配光分布を実測した図である。配光曲線より、高角度光線である、出射角が＋４０度付近または－４０度付近の光線の光強度が、それより低角度の光線の光強度よりも大きいことがわかる。これは、照度制限部５が取出し部４から光の出射方向に離間した位置にあることで、高角度光線の光強度が照度制限部５によって制限されずに被照射面に出射されるためである。これにより、被照射面での照度の均一化を図ることができる。なお、図１５では、照度制限部５により反射して、被照射面から離れる光線が、出射角が＋１１５度付近または－１１５度付近の光線として表れている様子が見られる。照度制限部５の有する反射作用は、減衰作用と同様に、照度制限部５を透過する光線の光強度を小さくするという機能を備える。よって、反射作用を有する照度制限部５も、低角度光線を制限するのに有効である。
【0087】
［第一変形例］
図１６は第二実施形態の第一変形例を示す。当該第一変形例の紫外光照射装置５０では、Ｘ軸方向における、取出し部４を囲む筐体２と照度制限部５との間（図１６では、照度制限部５に対向する筐体２の表面）に、再反射部１３を有する。再反射部１３は、照度制限部５で反射された、被照射面から離れる光線（図１５Ｂに表れた＋１１５度付近または－１１５度付近の光線）を、再び被照射面に向かわせて有効利用できる。
図１６は第二実施形態の第一変形例を示す。当該第一変形例の紫外光照射装置５０では、Ｘ軸方向における、取出し部４を囲む筐体２と照度制限部５との間（図１６では、照度制限部５に対向する筐体２の表面）に、再反射部１３を有する。再反射部１３は、照度制限部５で反射された、被照射面から離れる光線（図１５Ｂに表れた＋１１５度付近または－１１５度付近の光線）を、再び被照射面に向かわせて有効利用できる。
【0088】
再反射部１３は、筐体２の裏面側（筐体２の取出し部４よりも－Ｘ方向側）に配置される態様であっても構わない。この態様の場合も、照度制限部５で反射された、被照射面から離れる光線を、再反射部１３によって再び被照射面に向かわせて有効利用することができる。
【0089】
再反射部１３の外寸法又は面積は、特に制限されない。しかしながら、本変形例において、再反射部１３のＹＺ平面に沿う外寸法は、照度制限部５のＹＺ平面に沿う外寸法よりも大きく設定されている。これにより、照度制限部５で反射された、被照射面から離れる紫外光が、再び被照射面に向かわせられる光の量を増やすことができ、かつ、主光線束をＦ１からＦ３に拡大できる。
【0090】
［第二変形例］
図１７は第二実施形態の第二変形例を示す。当該第二変形例の紫外光照射装置５５では、第一実施形態のように、照度制限部５が複数に分割されている。そして、各エキシマランプ（３ａ，３ｂ，３ｃ）に対向する位置に各照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）が設けられる。照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）が、それぞれ、各エキシマランプの光軸（Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ）を通る。このように、分割された照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）を、取出し部４から光の出射方向に離間した位置に設けてもよい。
図１７は第二実施形態の第二変形例を示す。当該第二変形例の紫外光照射装置５５では、第一実施形態のように、照度制限部５が複数に分割されている。そして、各エキシマランプ（３ａ，３ｂ，３ｃ）に対向する位置に各照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）が設けられる。照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）が、それぞれ、各エキシマランプの光軸（Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ）を通る。このように、分割された照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）を、取出し部４から光の出射方向に離間した位置に設けてもよい。
【0091】
＜第三実施形態＞
図１８Ａを参照しながら、紫外光照射装置の第三実施形態を説明する。紫外光照射装置６０は、被照射面１９である床面（図１８ＡではＹＺ平面に平行な面）に対して傾斜した天井１６に取り付けられており、紫外光照射装置６０の取出し部４は床面に対して傾斜している。
図１８Ａを参照しながら、紫外光照射装置の第三実施形態を説明する。紫外光照射装置６０は、被照射面１９である床面（図１８ＡではＹＺ平面に平行な面）に対して傾斜した天井１６に取り付けられており、紫外光照射装置６０の取出し部４は床面に対して傾斜している。
【0092】
紫外光照射装置６０において、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）は、各エキシマランプの光軸（Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ）上の光線を制限していない。照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）は、それぞれ、各エキシマランプ（３ａ，３ｂ，３ｃ）と被照射面１９とを最短距離で結ぶ直線（Ｖ２ａ，Ｖ２ｂ，Ｖ２ｃ）上に設けられている。つまり、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）は、被照射面１９と各エキシマランプとの距離が最短となる方向に出射する光線を制限している。上述したように、光路の長さは、光路空間における光の減衰量と比例するため、各エキシマランプ（３ａ，３ｂ，３ｃ）との距離が最短になる被照射領域の照度が高くなる場合がある。本実施形態のように照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）を、被照射面１９と各エキシマランプとの距離が最短となる方向の光線を遮るように配置することで、高い照度の領域を低下させて、被照射面１９での照度の均一化を図ることができる。なお、照度制限部（５ａ，５ｂ，５ｃ）は、各エキシマランプの光軸（Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ）上の光線と、被照射面１９と各エキシマランプとの距離が最短となる方向に出射する光線との両方を制限するように設計されても構わない。
【0093】
［第一変形例］
図１８Ｂは第三実施形態の第一変形例を示す。紫外光照射装置６５は、被照射面１９である床面に対して傾斜した天井１６に取り付けられており、紫外光照射装置６０の取出し部４は傾斜している。紫外光照射装置６０において、照度制限部５は、取出し部４から出射する出射光全体の光軸Ｌ１と、取出し部４の中心と被照射面１９とを最短距離で結ぶ直線Ｖ１を遮るように設けられている。これにより、照度制限部５は、光軸Ｌ１上の光線を制限するのみならず、取出し部４の中心と被照射面１９との距離が最短となる方向に出射する光線をも、制限する。なお、本変形例では、照度制限部５が光軸Ｌ１上の光線を制限しなくても構わない。
図１８Ｂは第三実施形態の第一変形例を示す。紫外光照射装置６５は、被照射面１９である床面に対して傾斜した天井１６に取り付けられており、紫外光照射装置６０の取出し部４は傾斜している。紫外光照射装置６０において、照度制限部５は、取出し部４から出射する出射光全体の光軸Ｌ１と、取出し部４の中心と被照射面１９とを最短距離で結ぶ直線Ｖ１を遮るように設けられている。これにより、照度制限部５は、光軸Ｌ１上の光線を制限するのみならず、取出し部４の中心と被照射面１９との距離が最短となる方向に出射する光線をも、制限する。なお、本変形例では、照度制限部５が光軸Ｌ１上の光線を制限しなくても構わない。
【0094】
各実施形態に示された紫外光照射装置の配置形態（水平、又は傾斜）は一例にすぎない。例えば、紫外光照射装置を壁又は柱等に垂直方向に配置しても構わない。
【0095】
＜第四実施形態＞
図１９を参照しながら、紫外光照射装置の第四実施形態を説明する。本実施形態の紫外光照射装置７０自体は、照度制限部５を備えていない。その代わりに、紫外光照射装置７０に照度制限部５を後付けできるように、紫外光照射装置７０の筐体２は、照度制限部５を取り付ける取付け部５１を有する。
図１９を参照しながら、紫外光照射装置の第四実施形態を説明する。本実施形態の紫外光照射装置７０自体は、照度制限部５を備えていない。その代わりに、紫外光照射装置７０に照度制限部５を後付けできるように、紫外光照射装置７０の筐体２は、照度制限部５を取り付ける取付け部５１を有する。
【0096】
本実施形態において、取付け部５１はねじ孔である。照度制限部５の保持枠５３を挟んだ状態で、ねじ５２をねじ孔に嵌合することにより、照度制限部５を紫外光照射装置７０に取付けられる。この照度制限部５の取付け部５１の態様は一例であり、他に、フックや面ファスナー等の様々な態様を適用できる。照度制限部５を後付けすることで、所望の照度制限部を使用したり、交換したりできる。
【0097】
以上で、紫外光照射装置の各実施形態及びその変形例を説明したが、本発明は上記した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、上記実施形態又は変形例を組み合わせたり、上記の実施形態に種々の変更又は改良を加えたりできる。
【0098】
例えば、光源としてエキシマランプ３を使用する例を説明したが、光源としてＬＤ又はＬＥＤで構成される固体光源を使用しても構わない。
【0099】
上記紫外光照射装置を、蛍光灯やＬＥＤ等の照明設備に内蔵させても構わない。照明設備に内蔵させる場合、紫外光照射装置で使用される照度制限部５を、照明設備で使用される可視光用の照度制限部と共用しても構わない。
【実施例0100】
本発明の紫外光照射装置の効果である紫外光照射量の増加を、以下に示す指標Ｘを用いて評価する。指標Ｘは、以下の（１）式で表される。
Ｘ ＝全光束（ｍＷ） ／ 最大照度（μＷ／ｃｍ２） …（１）
（１）式において、全光束は紫外光照射装置からあらゆる方向に放射する出射光の光束の総和を表し、最大照度は、取出し部４から１ｍ離間した平面領域における照度の最大値を表す。指標Ｘの値が大きいほど、照度の最大値が所定の照射量（上限値）に達する際に、空間に放射される紫外光照射量の全体量が大きい。
Ｘ ＝全光束（ｍＷ） ／ 最大照度（μＷ／ｃｍ２） …（１）
（１）式において、全光束は紫外光照射装置からあらゆる方向に放射する出射光の光束の総和を表し、最大照度は、取出し部４から１ｍ離間した平面領域における照度の最大値を表す。指標Ｘの値が大きいほど、照度の最大値が所定の照射量（上限値）に達する際に、空間に放射される紫外光照射量の全体量が大きい。
【0101】
上記における最大照度は、０．０１μＷ／ｃｍ２以上が確保されるとよい。これにより、不活化をより促進させることができる。また、上記における最大照度は、２０μＷ／ｃｍ２以下とするとよい。これにより、紫外光の照射時間を長く確保できる。
【0102】
例１は、図４Ａに示される第一実施形態の紫外光照射装置１０である。例１では、内径４．５ｍｍの各エキシマランプの光軸に対して±２０度の範囲を覆うように、照度制限部５をそれぞれ配置した。照度制限部５には、紫外光を拡散させるＰＴＦＥ拡散シートを使用した。
【0103】
例２は、図１４に示される第二実施形態の紫外光照射装置４０である。取出し部４の中心に対して±３０度の範囲を覆うように照度制限部５を配置した。照度制限部５には、紫外光を拡散させるＰＴＦＥ拡散シートを使用した。
【0104】
例３は、図６Ａに示される、照度制限部及び拡散部を有していない紫外光照射装置である。
【0105】
例４は、取出し部４の全面に、取出し部４から離間することなく拡散部１１を配置した紫外光照射装置である。取出し部４から出射する紫外光の全ての光線を一様に拡散する。例４の紫外光照射装置は、取出し部４から取り出される光の一部を制限する照度制限部を有していない。
【0106】
例１～４の配向分布の実測結果に基づいて、上記（１）式により例１～４の指標Ｘを算出した。算出結果を表１に示す。
【表1】
【0107】
表１より、例１及び例２は、照度制限部５を使用することにより、指標Ｘが大きくなった。これは、全光束を維持するか又は低減量を抑えつつ、最大照度を大きく低減できたことを表している。その結果、被照射面における紫外光の最大照射量を所定の上限値以下としつつ空間中に放射される紫外線量を増やすことができ、空間中に浮遊する病原体の不活化をより効率的に行うことができる。
【0108】
表１より指標Ｘは２０以上の値とすることが好ましい。例えば、例３の指標Ｘ（１０）と比較した場合、指標Ｘを２０以上とすることで、所定領域における最大照度が同じ積算照射量となるように紫外光照射装置を動作させた際の、空間中への紫外光照射量を２倍以上に高めることができる。例４のように、取出し部４から出射する紫外光の全ての光線を一様に拡散する態様では、指標Ｘが２０に到達しなかった。なお、紫外光の最大照度は、高いレベルでの安全性を確保するために、例えば、照度制限部は、入射された光線の光強度を３ｍＷ／ｃｍ２以下になるように制限してもよく、好適には、１ｍＷ／ｃｍ２以下になるように制限してもよい。
【符号の説明】
【0109】
２ ：筐体
２ａ ：第一枠
２ｂ ：第二枠
３，３ａ，３ｂ，３ｃ：エキシマランプ
４ ：取出し部
５,５ａ，５ｂ，５ｃ：照度制限部
６ ：光学フィルタ
７ａ，７ｂ ：給電線
８ａ，８ｂ ：接続端子
９，９ａ，９ｂ：電極ブロック
１０，１５，２０，２５，３０，３５，４０，４５，５０，５５，６０，６５，７０：紫外光照射装置
１１ ：拡散部
１３ ：再反射部
１６ ：天井
１８ ：有人空間
１９ ：被照射面
５１ ：取付け部
５２ ：ねじ
５３ ：保持枠
Ｆ１：（出射光全体の）主光線束
Ｆ２ａ，Ｆ２ｂ，Ｆ２ｃ：（各エキシマランプの）主光線束
Ｌ１ ：（出射光全体の）光軸
Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ ：（各エキシマランプの）光軸
２ａ ：第一枠
２ｂ ：第二枠
３，３ａ，３ｂ，３ｃ：エキシマランプ
４ ：取出し部
５,５ａ，５ｂ，５ｃ：照度制限部
６ ：光学フィルタ
７ａ，７ｂ ：給電線
８ａ，８ｂ ：接続端子
９，９ａ，９ｂ：電極ブロック
１０，１５，２０，２５，３０，３５，４０，４５，５０，５５，６０，６５，７０：紫外光照射装置
１１ ：拡散部
１３ ：再反射部
１６ ：天井
１８ ：有人空間
１９ ：被照射面
５１ ：取付け部
５２ ：ねじ
５３ ：保持枠
Ｆ１：（出射光全体の）主光線束
Ｆ２ａ，Ｆ２ｂ，Ｆ２ｃ：（各エキシマランプの）主光線束
Ｌ１ ：（出射光全体の）光軸
Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ ：（各エキシマランプの）光軸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18A】
【図18B】
【図19】
