特開 2023-74719 不活化装置、光学フィルタ

(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】P2023074719

(43)【公開日】2023-05-30

(54)【発明の名称】不活化装置、光学フィルタ

(51)【国際特許分類】

   A61L 2/10 20060101AFI20230523BHJP

   A61L 9/20 20060101ALI20230523BHJP

   G02B 5/28 20060101ALI20230523BHJP

【ＦＩ】

A61L2/10

A61L9/20

G02B5/28

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021187813

(22)【出願日】2021-11-18

(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）】

2H148

4C058

4C180

【Ｆターム（参考）】

2H148GA01

2H148GA14

2H148GA61

4C058AA23

4C058BB06

4C058EE26

4C058KK02

4C058KK21

4C058KK50

4C180AA07

4C180AA10

4C180DD03

4C180HH17

4C180LL04

(57)【要約】

【課題】出射される紫外光のうちの、人体への影響が小さい波長帯域の紫外光の強度が維持又は向上されつつ、人体に影響を及ぼす波長帯域の紫外光の強度が従来よりも抑制された不活化装置を提供する。
【解決手段】主たる発光波長帯域の少なくとも一部が２００ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の範囲内に含まれる紫外光を出射する紫外光源と、誘電体多層膜によって形成され、入射角が０度で入射する紫外光に関して、波長が１９０ｎｍ以上２３５ｎｍ以下の範囲内に紫外光を透過させる帯域を有し、かつ、透過率が５％を示す波長λ５が２３６ｎｍ以上２４５ｎｍ未満である光学フィルタとを備える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

主たる発光波長帯域の少なくとも一部が２００ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の範囲内に含まれる紫外光を出射する紫外光源と、
誘電体多層膜によって形成され、入射角が０度で入射する紫外光に関して、波長が１９０ｎｍ以上２３５ｎｍ以下の範囲内に紫外光を透過させる帯域を有し、かつ、透過率が５％を示す波長λ５が２３６ｎｍ以上２４５ｎｍ未満である、前記紫外光源において発生した紫外光が入射する光学フィルタとを備えることを特徴とする不活化装置。

【請求項2】

前記紫外光源において発生し、前記光学フィルタに入射する紫外光の放射束の角度成分ごとの相対強度分布において、ピーク値を示す角度が、１０度以上５０度以下の範囲内に含まれることを特徴とする請求項１に記載の不活化装置。

【請求項3】

前記紫外光源を収容する筐体と、前記紫外光を前記筐体の外側に取り出すための透光窓とを備え、前記光学フィルタが前記透光窓の主面上に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の不活化装置。

【請求項4】

前記光学フィルタは、前記波長λ５が２３８ｎｍ以上２４３ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１又は２に記載の不活化装置。

【請求項5】

前記光学フィルタは、波長２００ｎｍ以下の紫外光を吸収する材料を含む部材で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の不活化装置。

【請求項6】

前記紫外光源は、ピーク波長が２１０ｎｍ以上２３５ｎｍ以下の範囲内に含まれる紫外光を出射することを特徴とする請求項１又は２に記載の不活化装置。

【請求項7】

前記紫外光源は、発光管内に発光ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）と塩素（Ｃｌ）を含むガスが封入されたエキシマランプであることを特徴とする請求項１又は２に記載の不活化装置。

【請求項8】

請求項１又は２に記載の不活化装置が備える、誘電体多層膜によって形成された光学フィルタであって、
前記光学フィルタに入射角が０度で入射する紫外光に関して、波長が１９０ｎｍ以上２３５ｎｍ以下の範囲内に紫外光を透過させる帯域を有し、かつ、透過率が５％を示す波長λ５が２３６ｎｍ以上２４５ｎｍ未満であることを特徴とする光学フィルタ。

【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、紫外光を利用する菌又はウイルスの不活化装置に採用される光学フィルタに関する。

【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、対象空間や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】

紫外光には、人体に影響を及ぼすリスクが大きい波長帯域と、人体に影響を及ぼすリスクが小さい波長帯域が存在することが知られている。そこで、近年では、人体に影響を及ぼすリスクが小さい波長帯域の紫外光によって、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。例えば、下記特許文献１には、人体への影響が極めて小さい、波長が１９０ｎｍ～２３０ｎｍの紫外光を用いた殺菌装置（不活化装置）が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６０２５７５６号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】Sachiko Kaidzu et al. 「Re-Evaluation of Rat Corneal Damage by Short-Wavelength UV Revealed Extremely Less Hazardous Property of Far-UV-C†」Photochemistry and Photobiology, 2021, 97: 505-516

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、人体への影響が小さい波長帯域の紫外光の強度を向上させつつ、人体へ影響を及ぼす波長帯域の紫外光の強度の増加を抑制させることで、より改善された不活化装置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】

【0007】

本発明の不活化装置は、
主たる発光波長帯域の少なくとも一部が２００ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の範囲内に含まれる紫外光を出射する紫外光源と、
誘電体多層膜によって形成され、前記透光窓の主面に入射角が０度で入射する紫外光に関して、波長が１９０ｎｍ以上２３５ｎｍ以下の範囲内に紫外光を透過させる帯域を有し、かつ、透過率が５％を示す波長λ５が２３６ｎｍ以上２４５ｎｍ未満である光学フィルタとを備えることを特徴とする。

【0008】

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。

【0009】

本明細書において、「主たる発光波長帯域」とは、光源から出射される光の強度スペクトルにおいて、ピーク強度に対して１０％以上の光強度を示す波長帯域をいう。なお、上記紫外光源は、ピーク波長が１９０ｎｍ～２３５ｎｍの範囲内であるのが好ましく、２１０ｎｍ～２３５ｎｍの範囲内であるのがより好ましい。

【0010】

近年、紫外光の人体への影響に関する研究や検証が進んでおり、紫外線は、皮膚表層や角膜上皮で吸収されやすく、波長が短くなるほど安全性が高まるという特徴を有することが確認されている。特に、波長２４０ｎｍ未満の紫外光は、人体に影響を及ぼすリスクが少ないことが確認されている。また、波長２３０ｎｍ以下の紫外光は、人体に影響を及ぼすリスクが極めて少ないことが確認されている。例えば、上記非特許文献１は、紫外光の照射によって誘発されるＤＮＡ損傷であって、癌の発生要因であるＣＰＤ（Cyclobutane Pyrimidine Dimers）の発生について検証した結果を報告している。

【0011】

上記非特許文献１によれば、波長２０７ｎｍと波長２２２ｎｍの紫外光は、生物の角膜に照射されると、角膜上皮の最上層までしか透過しないため、角膜上皮の最上層でしかＣＰＤを発生させず、角膜上皮の最上層で発生したＣＰＤは、生理的なターンオーバーサイクルの中で、通常２４時間以内に角膜から剥がれ落ちるため、角膜上にほとんど残存しない。

【0012】

上記のような紫外光（特に波長２００ｎｍ～２３０ｎｍの紫外光）の人体への影響に関する検証については、近年多数の報告がなされている。人体への影響が小さい波長帯域の紫外光を利用した不活化装置は、最近のコロナウイルス感染症の流行の影響もあり、最近特に注目を集めている。

【0013】

そして、上述したような不活化装置は、人体への影響が極めて小さい波長帯域の紫外光を利用しながらも、物体表面を介した接触感染や、空間中に存在するエアロゾルを介した感染を抑制する効果が期待できることから、人が頻繁に往来する空間や、人が長時間作業を行う空間への設置が検討されている。

【0014】

しかしながら、波長が１９０ｎｍ～２３０ｎｍの紫外光は、低圧水銀ランプから出射される紫外光に比べると人体に対する影響が極めて小さいとはいえ、安全性を考慮して人体に対する積算照射量についての規制値が設けられている。本願出願時において、人体に照射される紫外光の積算照射量は、ＡＣＧＩＨ（American Conference of Governmental Industrial Hygienists：アメリカ合衆国産業衛生専門官会議）で定められている規制値（許容限界値）以内にすることが推奨されている。例えば、波長が２２２ｎｍの紫外光は、一日（８時間）あたりの積算照射量の許容限界値が２２ｍＪ／ｃｍ²と定められている。なお、本明細書における許容限界値の数値は、現行の数値であって、今後変更される可能性がある数値である。また、上記に限らず、人体に照射される紫外光の積算照射量は、所定の上限値を定めておくことが、安全な運用を行う上で望ましい。

【0015】

したがって、人が往来する空間等に対して紫外光を照射することが想定される不活化装置は、上述の紫外光の積算照射量の規制値を遵守しつつ、効率的に処理対象空間や処理対象物を不活化処理できることが求められる。

【0016】

上記非特許文献１は、波長２０７ｎｍの紫外光と波長２２２ｎｍの紫外光によって、角膜障害が発生する積算照射量の閾値についての検証結果について報告している。そして、上記非特許文献１は、紫外光の照射によって角膜障害が確認された積算照射量の閾値が、波長２０７ｎｍの紫外光では１０，０００ｍＪ／ｃｍ²～１５，０００ｍＪ／ｃｍ²、波長２２２ｎｍの紫外光では３，５００ｍＪ／ｃｍ²～５，０００ｍＪ／ｃｍ²であったことを報告している。上記結果が示すそれぞれの値は、現時点でＡＣＧＩＨによって規定されている規制値と比較すると、非常に高い値である。このような検証結果が多数発表されていることから、現在、特定の波長帯域の紫外光の積算照射量に関しては、規制値の見直しも予想される。

【0017】

積算照射量の規制値が緩和されると、紫外光を利用した不活化装置は、対象空間や対象物をより効率的に不活化処理するために、より高い強度で紫外光を照射する、人が往来する空間内で常時点灯させる等の使用態様が想定される。

【0018】

しかしながら、紫外光の放射照度を高めるべく、単純に紫外光源の光出力を高めた場合、人体に影響を与える波長帯域の紫外光の強度が高まり、人体に照射される場合における健康被害へのリスクが大きくなる懸念がある。つまり、上述したように、将来的に積算照射量の規制値が緩和された場合に対応するために、紫外光を用いた不活化装置は、人体に影響を及ぼす波長帯域の紫外光の強度を高めることなく、人体への影響が小さい波長帯域の紫外光の強度のみを高めることのできる工夫が要求される。

【0019】

また、不活化装置を人が往来する空間内で常時点灯を行う場合は、当該装置から出射される紫外光が人に照射される時間が長くなる可能性があり、人体への影響が大きい波長帯域の紫外光の積算照射量が増加してしまうおそれがあるため、健康被害へのリスクが懸念される。

【0020】

以上のことから、将来は、現在以上に、不活化装置から出射される紫外光のうちの、人体への影響が小さい波長帯域の紫外光の強度を向上させると共に、人体へ影響を及ぼす波長帯域の紫外光の強度の増加を抑制させることが求められると予測される。

【0021】

次に、紫外光源から出射される紫外光は、そのピーク波長が人体に対する影響が小さい波長帯域に属する場合であっても、発光スペクトルの裾の部分が存在することから、人体に対して影響を及ぼす波長帯域の成分が不可避的に含まれる場合がある。このため、紫外光を利用する不活化装置は、上記特許文献１に記載されている殺菌装置（不活化装置）のように、人体に対する影響がある波長帯域の紫外光を阻止するための光学フィルタが設けられるのが通常である。

【0022】

従来の設計思想に鑑みると、光学フィルタは、透過させたい波長帯域の透過率が十分高い値を示し、かつ、阻止したい波長帯域の透過率が十分低い値を示すように設計される。

【0023】

ところで、透過させたい波長帯域と阻止したい波長帯域の境界付近の波長帯域において、透過率が５％となる波長が、「波長λ５」、又は単に「λ５」等（以下では「波長λ５」という）と称される場合がある。「波長λ５」や「λ５」は、ガラス等の光を透過させる部材や、所定の波長帯域の光を阻止する光学フィルタ等の特性パラメータを考慮する際の指標として用いられることがある。なお、本明細書において「波長λ５」という場合は、特段の断りが無い限り、光学フィルタが形成されている透光窓の主面に対して入射角が０度で入射する紫外光のスペクトルに基づいて定まる波長に対応する。

【0024】

所定の波長帯域の紫外光を透過させる光学フィルタとしては、例えば、誘電体多層膜による光学フィルタが知られている。誘電体多層膜によって形成された光学フィルタは、各層の膜厚を変えることで、阻止する紫外光の波長帯域（逆にいえば、透過させる紫外光の波長帯域）を調整することができるという特徴がある。

【0025】

また、誘電体多層膜によって形成された光学フィルタは、角度依存性を有しているため、紫外光の入射角に応じて透過率のピーク値や、透過させる波長帯域等が変動するという特徴がある。この点は、図６及び図８を参照して後述される。

【0026】

そこで、本発明者は、紫外光を利用した不活化装置に関し、光学フィルタの入射角度特性をも考慮して、構成を見直すこととした。

【0027】

まず、本発明者は、不活化装置から出射される紫外光について、所定の条件下で、人体への影響が極めて小さい波長２００ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の波長帯域における紫外光の強度の積算値と、人体に影響を及ぼす可能性がある波長帯を含む波長２３５ｎｍ以上３２０ｎｍ以下の波長帯域における紫外光の強度の積算値との比率（当該比率は「有害光比率」と定義される。）に、光学フィルタの入射角特性がどのように寄与しているかを確認する検証を行った。当該検証の詳細については、「発明を実施するための形態」の項目において後述される。

【0028】

上記検証の結果によると、波長λ５が２４０ｎｍとなるように設計された光学フィルタを搭載した不活化装置が出射する紫外光は、波長λ５が２３５ｎｍとなるように設計された光学フィルタを搭載した不活化装置が出射する紫外光よりも、有害光比率が小さくなっている。これは、紫外光源において発生し、光学フィルタに入射する紫外光の放射束の角度成分において、０度より大きい角度成分が主体的となるためと推察される。

【0029】

また、本発明者は、上記検証結果に基づいて、入射角ごとの有害光比率について考察した。波長λ５が２４０ｎｍとなるように設計された光学フィルタによる入射角ごとの有害光比率は、入射角が０度以上５０度以下の範囲内において５％以下となっている。すなわち、波長λ５が２４０ｎｍとなるように設計された光学フィルタは、入射角が当該角度範囲内の光に対して、特に有害光比率を抑制する効果が高いことが確認される。

【0030】

波長λ５が２３６ｎｍ以上２４５ｎｍ未満となるように設計された光学フィルタは、入射角が０度～５０度の範囲内において３０％以下となっている。なお、ここで述べた光学フィルタの特性については、「発明を実施するための形態」の項目において、図１０を参照しながら後述される。

【0031】

つまり、紫外光の有害光比率を悪化させず安全な紫外光を透過させやすくする観点から、上述したような波長λ５が２３６ｎｍ以上２４５ｎｍ未満となるように誘電体多層膜で形成された光学フィルタを用いることが好ましい。さらに、入射する紫外光の相対強度分布における放射束の光強度は、入射角１０度以上５０度以下の範囲外の紫外光の強度が、当該入射角範囲内の紫外光の強度より低減されていることが好ましいといえる。つまり、当該相対強度分布における強度ピークが、入射角１０度以上５０度以下の範囲内に含まれていることが好ましい。

【0032】

したがって、上記不活化装置において、
前記紫外光源において発生し、前記光学フィルタに入射する紫外光の放射束の角度成分ごとの相対強度分布において、ピーク値を示す角度が、１０度以上５０度以下の範囲内に含まれることが好ましい。

【0033】

また、図１０からわかるように、誘電体多層膜で構成された光学フィルタは、入射角１０度以上４５度以下の範囲内において有害光比率を５％以下に抑制し、入射角２０度以上４０度以下の範囲内において有害光比率を３％以下にまで抑制する。このことから、相対強度分布においてピークを示す入射角は、１０度以上４５度以下の範囲内であることがより好ましく、２０度以上４０度以下の範囲内であることが特に好ましい。

【0034】

以上により、上記構成とすることで、人体への影響が小さい波長帯域の紫外光の強度を向上させつつ、人体に影響を及ぼす波長帯域の紫外光の強度の増加が従来よりも抑制された不活化装置が実現される。

【0035】

本発明の不活化装置の対象製品は、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、従来の低圧水銀ランプとは異なり、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。

【0036】

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。

【0037】

上記不活化装置は、
前記紫外光源を収容する筐体と、前記紫外光を前記筐体の外側に取り出すための透光窓とを備え、前記光学フィルタが前記透光窓の主面上に設けられていても構わない。

【0038】

また、上記不活化装置において、
前記光学フィルタは、前記波長λ５が２３８ｎｍ以上２４３ｎｍ未満の範囲内に含まれるように構成されていても構わない。

【0039】

また、上記不活化装置において、
前記光学フィルタは、波長２００ｎｍ以下の紫外光を吸収する材料を含む部材で構成されていても構わない。

【0040】

また、上記不活化装置において、
前記紫外光源は、発光管内に発光ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）と塩素（Ｃｌ）を含むガスが封入されたエキシマランプであっても構わない。

【0041】

発光管内に発光ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）と塩素（Ｃｌ）を含むガスが封入されたエキシマランプは、ピーク波長が２２２ｎｍであって、主たる発光波長帯域が２００ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の範囲内に含まれる紫外光を出射する光源である（後述される図６参照）。

【0042】

本発明の光学フィルタは、
上記不活化装置が備える前記透光窓に形成される、誘電体多層膜からなる光学フィルタであって、
前記透光窓の主面に入射角が０度で入射する紫外光に関して、波長が１９０ｎｍ以上２３５ｎｍ以下の範囲内に紫外光を透過させる帯域を有し、かつ、透過率が５％を示す波長λ５が２３６ｎｍ以上２４５ｎｍ未満であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0043】

本発明によれば、出射される紫外光のうちの、人体への影響が小さい波長帯域の紫外光の強度を向上させつつ、人体へ影響を及ぼす波長帯域の紫外光の強度の増加を抑制させることで、より改善された不活化装置が実現される。

【図面の簡単な説明】

【0044】

【図1】不活化装置の一実施形態の外観を模式的に示す図面である。

【図2】図１の不活化装置を＋Ｚ側から見たときの図面である。

【図3】紫外光源で生成される紫外光のスペクトルの一例を示すグラフである。

【図4】図１の不活化装置をＸ方向に見たときの断面図である。

【図5】図４の紫外光源周辺の拡大図である。

【図6】一実施形態における光学フィルタの透過率特性を、透光窓に対する紫外光の入射角θごとに示すグラフである。

【図7A】平面上に形成された光学フィルタに入射する紫外光の相対強度分布を取得する方法を模式的に示す図面である。

【図7B】図７Ａに示す紫外光源を光出射方向から見たときの図面である。

【図7C】曲面上に形成された光学フィルタに入射する紫外光の相対強度分布を取得する方法を模式的に示す図面である。

【図7D】立体角を考慮した紫外光源の角度θｉごとの放射束Ｖ_θｉに関する、０度～９０度の範囲全体の相対強度分布を示すグラフである。

【図8】比較例１の不活化装置が備える光学フィルタの透過率特性について、紫外光の透光窓の主面に対する入射角θごとに示すグラフである。

【図9】実施例１及び比較例１の不活化装置の透光窓から出射された紫外光について、出射される紫外光の立体角を考慮し、光学フィルタに入射する放射束の相対強度分布に基づき、角度成分ごとの積算量を考慮して足し合わせて得られたグラフである。

【図10】光学フィルタおける入射角θごとの有害光比率を示すグラフである。

【図11】点光源から全方位に一様な光束で出射される光の進行について説明する図面である。

【図12】不活化装置の別実施形態の紫外光源周辺の拡大図である。

【図13】不活化装置の別実施形態の実施態様の一例を模式的に示す図面である。

【図14】図１３の不活化装置の拡大図である。

【図15】不活化装置の別実施形態における紫外光源の構成を模式的に示す図面である。

【発明を実施するための形態】

【0045】

図１は、不活化装置１の一実施形態の外観を模式的に示す図面であり、図２は、図１の不活化装置１を＋Ｚ側から見たときの図面である。図２に示すように、本実施形態の不活化装置１は、筐体１０と、筐体１０の内側に収容された紫外光源３０とを備える。

【0046】

以下の説明においては、図２に示すように、紫外光源３０が備える後述される複数の発光管３０ａが配列されている方向をＸ方向、当該発光管３０ａが延伸する方向をＹ方向とし、Ｘ方向とＹ方向とに直交する方向をＺ方向として説明する。

【0047】

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。図１及び図２に示す不活化装置１においては、紫外光が取り出される方向が「＋Ｚ方向」に対応する。

【0048】

筐体１０は、図１及び図２に示すように、紫外光源３０から出射された紫外光を筐体１０の外側に取り出すための透光窓２０を備える。

【0049】

本実施形態の紫外光源３０は、図２に示すように、複数の発光管３０ａと、一対の電極３０ｂとを備えるエキシマランプである。複数の発光管３０ａは、後述される図４に示すように、一対の電極３０ｂに載置されている。

【0050】

図３は、紫外光源３０で生成される紫外光Ｌｘのスペクトルの一例を示すグラフである。本実施形態の紫外光源３０は、発光管３０ａ内に発光ガスＧ１としてクリプトン（Ｋｒ）と塩素（Ｃｌ）が封入されており、電極（３０ｂ，３０ｂ）間に電圧が印加されることによって、図３に示すような、ピーク波長が２２２ｎｍである紫外光Ｌｘを出射する。また、紫外光源３０から出射される紫外光は、図３に示すように、主たる発光波長帯域が２１６ｎｍ以上２２３ｎｍ以下のスペクトルを示す。

【0051】

紫外光源３０は、人体への影響が小さく、不活化処理の効果が認められる波長帯域の紫外光を出射する光源を採用し得ることから、出射する紫外光のピーク波長が２１０ｎｍ以上２３５ｎｍ以下の範囲内に含まれることが好ましく、波長２１５ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の範囲内に含まれることがより好ましい。

【0052】

図４は、図１の不活化装置１をＸ方向に見たときの断面図であり、図５は、図４の紫外光源３０周辺の拡大図である。透光窓２０は、紫外光源３０から出射された紫外光を、筐体１０の外側に取り出すための光出射窓である。本実施形態の透光窓２０は、主面２０ａ上に誘電体多層膜からなる光学フィルタ２０ｂが形成されている。

【0053】

不活化装置１は、図３に示すようなスペクトルを示す紫外光が、図４及び図５を参照して後述する光学フィルタ２０ｂを通過した後に、透光窓２０から外部に取り出される。なお、図４では、紫外光源３０で生成される紫外光を「紫外光Ｌｘ」と表記し、透光窓２０を通過して不活化装置１の外部に取り出される紫外光を「紫外光Ｌ１」と表記することで、両者が区別されている。以下においても、適宜同様の表現が用いられる。

【0054】

透光窓２０は、波長１９０ｎｍ以上２３５ｎｍ以下の波長帯域に含まれる紫外光を透過させることができる材料で構成される。透光窓２０の具体的な材料としては、例えば、石英ガラスや、ホウケイ酸ガラス、サファイア、フッ化マグネシウム材、フッ化カルシウム材、フッ化リチウム材、フッ化バリウム材等のセラミクス系材料や、シリコン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂系材料を採用し得る。

【0055】

また、本実施形態の光学フィルタ２０ｂは、図５に示すように、透光窓２０の主面２０ａに形成されているが、透光窓２０の主面２０ａとは反対側の主面２０ｃに形成されていても構わない。

【0056】

本実施形態では、紫外光源３０の発光管３０ａの管軸方向（Ｙ方向）の長さが７０ｍｍ、紫外光源３０と光学フィルタ２０ｂとの離間距離が８ｍｍ、光学フィルタ２０ｂのサイズが（Ｘ，Ｙ）＝（６０ｍｍ，４５ｍｍ）となっている。なお、ここに記載されているそれぞれのサイズ構成は、単なる一例であって、光学フィルタ２０ｂに入射する紫外光Ｌｘの相対強度分布において、入射角θが１０度以上５０度以下に強度ピークを示すように構成されていれば、それぞれのサイズは任意である。

【0057】

図６は、本実施形態における光学フィルタ２０ｂの透過率特性について、透光窓２０の主面２０ａに対する紫外光の入射角θごとに示すグラフである。本実施形態における光学フィルタ２０ｂは、誘電体多層膜により形成されており、図６に示すように、波長が１９０ｎｍ以上２３５ｎｍ以下の範囲内に属する紫外光Ｌｘを透過させる帯域を有するように構成されている。

【0058】

なお、この図６のグラフは、分光光度計を用いて、光学フィルタ２０ｂを透過する光線の分光スペクトルを測定して得られたグラフである。具体的には、図６は、光学フィルタ２０ｂに対する入射角θに対応する出射角を、０度～６０度の範囲内で１０度ごとに変化させ、各入射角θにおける波長２００ｎｍ～３２０ｎｍまでの透過率を測定して得られたグラフである。

【0059】

図６に示されるグラフは、当該測定によって得られた、入射角θごとの透過率の波形を重ね合わせて作成されている。

【0060】

また、本実施形態における光学フィルタ２０ｂは、図６に示すように、透光窓２０の主面２０ａに対して入射角θが０度で入射する紫外光に対して、透過率が５％を示す波長λ５（この波長λ５は、要するに透過率が５％を示す長波長側の波長である。）が２４０ｎｍとなるように構成されている。

【0061】

なお、誘電体多層膜で構成された光学フィルタ２０ｂは、誘電体多層膜を構成する各膜の膜厚を微調整することで、波長λ５を調整することができる。

【0062】

光学フィルタ２０ｂは、透光窓２０に入射する紫外光Ｌｘの入射角θが大きくなるほど、紫外光Ｌｘが透過する帯域が徐々に短波長側に移動すると共に、徐々に透過率のピーク値が低下する。しかし、本実施形態の光学フィルタ２０ｂは、図６に示すように、紫外光Ｌｘの入射角θが４０度を超えても、波長２００ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の波長帯域における紫外光の透過率が５０％以上を維持している。

【0063】

ここで、本明細書における「相対強度分布」について、図面を参照しながら説明する。図７Ａは、平面上に形成された光学フィルタ２０ｂに入射する紫外光の相対強度分布を取得する方法を模式的に示す図面であり、図７Ｂは、図７Ａに示す紫外光源３０を光出射方向から見たときの図面である。また、図７Ｃは、曲面上に形成された光学フィルタ２０ｂに入射する紫外光の相対強度分布を取得する方法を模式的に示す図面である。図７Ａ～図７Ｃに示す紫外光源３０が収容される筐体１０は、図示の都合上、他の図面で図示されている筐体１０とは異なる構成で図示されている。

【0064】

最初は、透光窓２０の主面２０ａ上、すなわち、平面上に形成された光学フィルタ２０ｂに入射する場合の相対強度分布の取得方法を説明する。図７Ａ及び図７Ｂに示す構成の不活化装置１では、光学フィルタ２０ｂを取り除いた状態で、紫外光源３０の中心Ｑ１から光学フィルタが形成されている平面の法線Ｎ１方向に位置する、紫外光源３０から出射される紫外光を検知可能な位置を基準として、第一の方向（本実施形態においては、中心Ｑ１を通過する発光管３０ａの管軸方向に平行な直線を中心軸とする周方向）に、角度θｉを５度ずつ変化させて、出射角度０度～±９０度の範囲の紫外光の強度を測定する。

【0065】

ここでの角度θｉは、透光窓２０の法線Ｎ１に対する光線の傾斜角度で規定し、紫外光源３０から所定の離間距離となる位置で光強度を測定する。図７Ａに示すように、紫外光源３０が複数の発光管３０ａを備えるような構成の場合は、発光管３０ａが配置された領域３０ｃの中心Ｑ１から光が出射されているとみなして計測される。

【0066】

なお、計測を行う際は、紫外光源からの離間距離が、光源サイズに対して１０倍以上であることが望ましい。例えば、本実施形態においては、離間距離が５０ｃｍ以上であることが望ましい。離間距離が十分に確保されることで実質的な点光源として扱いやすくなるが、離間距離が短い場合は算出の誤差を生じさせやすい。

【0067】

次に、光学フィルタ２０ｂを取り除いた状態で、第二の周方向（本実施形態においては、中心Ｑ１を通過する発光管３０ａの配列方向に平行な直線を中心とする周方向）において、角度θｉを５度ずつ変化させて、出射角度０度～±９０度の範囲の紫外光の強度が測定される。なお、第一の方向と第二の方向は、法線Ｎ１方向から見たときに、図７Ａに示すように、計測器Ｃ１の位置を各測定点に合わせるように動かすと、計測器Ｃ１の動線が直交する関係となるように規定される。

【0068】

上述した方法により、光学フィルタ２０ｂが取り除かれた状態での第一の方向及び第二の方向における５度刻みでの光強度分布が測定される。

【0069】

次に、上述の方法で取得された方法から、紫外光の全光束で見たときの、放射束の角度θｉ（表記の都合上、ここでは弧度法［ｒａｄ］によって説明する。）の成分ごとに積算した光強度を算出する。光学フィルタ２０ｂに入射される紫外光について、角度θｉの成分ごとの放射束をＶ_θｉとすると、放射束Ｖ_θｉは、角度θｉの値に応じて、下記数１～数３の式により算出される。

【0070】

【数1】

【0071】

上記数１の式は、角度θｉが、θｉ＝０の場合に適用される式である。

【0072】

【数2】

【0073】

上記数２の式は、角度θｉが、０＜θｉ＜πの場合に適用される式である。

【0074】

【数3】

【0075】

上記数３の式は、角度θｉが、θｉ＝πの場合に適用される式である。

【0076】

ここで「Ｉ_Ａθｉ」は、第一の方向の角度θｉにおける紫外光の光強度であり、「Ｉ_Ｂθｉ」は、第二の方向の角度θｉにおける紫外光の光強度である。また「Δθ」は、第一の方向及び第二の方向それぞれの測定角度間隔である。なお、測定角度間隔Δθは、π／３６（＝５度）である。

【0077】

例えば、角度θｉがπ／１２（＝１５度）の角度成分の放射束Ｖ_θｉを算出する場合、第一方向における紫外光の角度θｉが１５度の光強度Ｉ_Ａθｉと、第二方向における紫外光の角度θｉが１５度の光強度ＩＢθｉとを計測する。そして、測定角度間隔Δθはπ／３６（＝５度）とする。そして、角度θｉがπ／１２（＝１５度）の場合に適用される上記数２の式を用いて、角度θｉ＝π／１２（＝１５度）の放射束Ｖ_θｉが算出される。

【0078】

上記手順により、角度θｉ（以下、再び度数法によって説明する。）ごとの放射束Ｖ_θｉを算出してグラフ化することで、積算強度のピーク値を示す角度θｉを判定することができる。図７Ｄは、図７Ａ及び図７Ｂに示す測定系での角度θｉごとの放射束Ｖ_θｉに関する、０度～９０度の範囲全体の相対強度分布を示すグラフである。図７Ａ及び図７Ｂに示す紫外光源３０は、図７Ｄに示すように、角度θｉが２０度以上５０度以下の範囲内に放射束Ｖ_θｉの光強度のピークが形成される。

【0079】

光学フィルタ２０ｂが平面上ではなく、曲面上に形成されている場合は、図７Ａに示すように、接面Ｔ１の法線Ｎ１を基準として角度θｉごとの光強度が測定される。なお、法線Ｎ１は、中心Ｑ１から接面Ｔ１に対して引かれる垂線である。

【0080】

しかしながら、光学フィルタ２０ｂの曲率によって、図７Ｃに示すように、測定対象となる光線の進行方向と法線Ｎ１となす角度と、当該光線が実際に通過する位置の接面Ｔ２の法線Ｎ２となす角度とが異なってしまう部分が生じる。そこで、光学フィルタ２０ｂが曲面上に形成されている場合は、角度θｉごとに得られた紫外光の放射束の光強度対して、角度θｉの補正を行う。なお、補正の内容は以下である。

【0081】

説明の便宜ため、ここでは光学フィルタ２０ｂが、図７Ｃに示すように、第一の方向にのみ湾曲していることを前提として説明する。光学フィルタ２０ｂが第一の方向に湾曲する形態であれば、紫外光源３０の中心Ｑ１からの出射される光の法線Ｎ１に対する角度θｉから、光学フィルタ２０ｂの接面Ｔ２に直交する法線Ｎ２に対する補正角度θｉｃを算出する。

【0082】

光学フィルタ２０ｂが曲面上に形成されている場合は、上述の方法で算出された紫外光の放射束Ｖ_θｉを、補正角度θｉｃの放射束の光強度と見なして補正する。例えば、「Ｖ_Ａθｉ」は、第一の方向の角度θｉに基づく紫外光の放射束であり、「Ｖ_Ｂθｉ」は、第二の方向の角度θｉに基づく紫外光の放射束であるが、光学フィルタが湾曲している第一方向の角度θｉは、補正角度θｉｃの放射束と見なし、「Ｖ_Ａθｉ」は、補正角度θｉｃに基づく紫外光の放射束として扱う。

【0083】

この際、第一方向における補正された角度成分ごとの放射束「Ｖ_Ａθｉ」の相対強度分布と、第二方向における補正しない角度成分ごとの放射束「Ｖ_Ｂθｉ」の相対強度分布と、を足し合わせることで、補正後の全体の放射束「Ｖ_θｉ」の相対強度分布が算出される。なお、光学フィルタ２０ｂが第二の方向においても湾曲している場合は、第二の方向においても同様に上述の補正が行われる。

【0084】

次に、光学フィルタ２０ｂを透過して筐体１０から出射される紫外光において、光学フィルタ２０ｂの波長λ５と、有害光比率との関係性を確認するための検証を行ったので、当該検証について説明する。

【0085】

ここでの「有害光比率」とは、上述したように、不活化装置から出射された紫外光について、波長が２００ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の紫外光における強度を積分した値に対する、波長が２３５ｎｍ以上３２０ｎｍ以下の紫外光における強度を積分した値の比率、として定義した。

【0086】

なお、上述したように、人体に照射される紫外光の積算照射量は、波長ごとに所定の規格値が定められている。このため、検証対象となる各不活化装置は、透光窓２０から出射される紫外光Ｌ１のピーク波長（本検証においては波長２２２ｎｍ）における強度が同じになるように、光強度の最大値を「１」に規格化して有害光比率を比較する。

【0087】

（実施例１）
実施例１は、上述の不活化装置１とした。

【0088】

（比較例１）
比較例１は、光学フィルタ２０ｂを構成する誘電体多層膜のそれぞれの膜厚を調整して、波長λ５が２３５ｎｍに調整されていることを除いて、実施例１と同じ構成の不活化装置とした。図８は、比較例１の不活化装置が備える光学フィルタの透過率特性を、紫外光の透光窓２０に対する入射角θごとに示すグラフである。なお、図８のグラフの作成方法は、上述した図６の場合と同様である。図６に示す光学フィルタ２０ｂの特性と比較して、比較例１の光学フィルタは波長２００ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の波長帯域における紫外光の透過光量の総量がより低いことがわかる。

【0089】

（結果）
図９は、実施例１及び比較例１の不活化装置それぞれの透光窓から出射された紫外光について、出射される紫外光の立体角を考慮し、光学フィルタに入射する相対強度分布に基づき、角度成分ごとの積算量を考慮して足し合わせて得られたグラフである。これは、光学フィルタを透過した紫外光の全光束において、角度成分ごとのスペクトルや相対強度の違いを均質化させた場合のスペクトルに相当する。図９に示すグラフは、縦軸が波長２２２ｎｍにおける光強度を１とした時の相対強度を、対数スケールで示している。なお、図９に示すグラフは、光学フィルタからの出射光を完全拡散させた際に得られるスペクトルとも近似するものである。

【0090】

図９に図示されているグラフに基づいて算出される有害光比率は、実施例１が０．６９％、比較例１が０．７２％であった。つまり、実施例１の不活化装置１から出射される紫外光Ｌ１は、比較例１の不活化装置から出射される紫外光に対して、不活化処理に利用される紫外光の強度に対する有害光の強度の比率が低いことが確認される。

【0091】

実施例１の光学フィルタ２０ｂは、図６に示すように、入射角θが６０度の場合、波長３００ｎｍ付近から透過率が高くなっており、入射角θが５０度の場合、波長３１０ｎｍ付近から透過率が高くなっている。これに対し、比較例１の光学フィルタは、図８に示すように、入射角θが６０度の場合、波長２９０ｎｍ付近から透過率が高くなっており、入射角θが５０度の場合、波長３００ｎｍ付近から透過率が高くなっており、入射角θが４０度の場合、波長３１０ｎｍ付近から透過率が高くなっている。

【0092】

誘電体多層膜で構成された光学フィルタは、各層の膜厚を調整することによって波長λ５を変動させると、透過率の特性が波長λ５の変動に伴って変動する。具体的には、図６及び図８に示すように、波長λ５が短波長側に変動することに伴って、波長３００ｎｍ付近に存在する透過率が増加する帯域が短波長側に移動する。

【0093】

このことから、図９に示すグラフのように、比較例１における波長２４０ｎｍ～３２０ｎｍの紫外光の相対強度が、実施例１の紫外光Ｌ１の強度よりも高くなっている。

【0094】

さらに、図６及び図８に示すように、いずれの光学フィルタにおいても、波長２００ｎｍ～２１０ｎｍの波長帯域においては透過率が１０％以下であり、波長２１０ｎｍから長波長側に向かうにつれて透過率が増加する。当該特徴は、波長λ５の変動に対してほとんど変化していない。これは、長波長側の紫外光は光学フィルタの膜設計により阻止波長域が変動するが、短波長側の紫外光は光学フィルタ自体が吸収するためである。

【0095】

上述したように、透光窓２０から出射される紫外光Ｌ１のピーク波長（本検証においては波長２２２ｎｍ）における光の積算光量が、所定の規格値（本検証においては２２ｍＪ／ｃｍ²）となるように、紫外光源３０で生成される紫外光Ｌｘの光強度が調整されている。この際、実施例１における紫外光源３０は、比較例１における紫外光源３０と比較して、ピーク波長の透過率が高水準で維持されやすい。したがって、実施例１における紫外光源３０は、比較例１における紫外光源３０と比較して、ピーク波長の積算光量が所定の規格値となるまで紫外光を照射した際の有害光比率が悪化せず、図９においては有害光比率が低くなることが分かる。

【0096】

このため、実施例１の不活化装置１は、比較例１の不活化装置と比較して、波長２００ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の帯域における光強度の積分値は変動が少なく、波長２３５ｎｍ以上３２０ｎｍの帯域における光強度の積分値はより低くなる方向に変動している。

【0097】

図１０は、光学フィルタ２０ｂにおける入射角θごとの有害光比率を示すグラフであり、縦軸が有害光比率、横軸が入射角θを示している。図１０に示すように、波長λ５が２３６ｎｍとなるように設計された光学フィルタでは、入射角θが０度～５０度の範囲内では、有害光比率が３０％以下であり、入射角θが５０度以上になると３０％より高い有害光比率となっている。

【0098】

また、波長λ５が２４４ｎｍとなるように設計された光学フィルタは、入射角θが０度の時は５．０％を超える有害光比率となっているが、入射角θが大きくなるにつれて徐々に有害光比率が低下し、入射角θが１０度～５０度の範囲内では、有害光比率が５％以下となっている。そして、入射角θが６０度よりも大きくなると、有害光比率が３０％を超えている。

【0099】

以上のことから、有害光比率を少なくとも３０％以下に抑制する範囲内に、光学フィルタに入射する紫外光の角度成分ごとの放射束のピーク値が配置されるため、相対強度分布においてピークを示す入射角θは、１０度以上５０度以下の範囲内に含まれていることが好ましいことがわかる。また、より有害光比率を低減させるために、相対強度分布においてピークを示す入射角θは１０度以上４５度以下の範囲内に含まれていることがより好ましく、２０度以上４０度以下の範囲内に含まれていることが特に好ましいことがわかる。

【0100】

最後に、本実施形態における光学フィルタ２０ｂに入射する紫外光Ｌｘの相対強度分布が、入射角θが２０度以上５０度以下の範囲において強度ピークを示していることを説明する。図１１は、点光源Ａ１から全方位に一様な光束で出射される光の進行について説明する図面である。図１１に示すように、点光源Ａ１から全方位に一様な光束で光出射されて、一部が平面Ｐｘに照射される仮定とする。

【0101】

そして、図１１に示すように、点光源Ａ１から出射された光束が、入射角θが０度で入射する平面Ｐｘ上の領域をＰ０、入射角θが３０度で入射する領域をＰ３０とする。すると、図１１からわかるように、平面Ｐｘ上において、領域Ｐ０は１点のみであるのに対し、領域Ｐ３０は、領域Ｐ０を中心とした円環状の領域となる。

【0102】

さらに、上述したように、点光源Ａ１から全方向に一様な光束で光が出射されていると、位置Ｐ０の一点のみに入射する光の光束よりも、円環状の領域を形成する位置Ｐ３０全体に入射する光の光束の合計の方が大きいことがわかる。すなわち、光源が点光源であることを仮定すると、所定の面に対して入射する光の光束の総量は、入射角θが０度から大きくなるにつれて大きくなる。これは放射束の角度成分ごとの相対強度が、位置Ｐ０よりも位置Ｐ３０のほうが大きくなることを意味する。

【0103】

本実施形態の不活化装置１に搭載されている紫外光源３０は、発光管３０ａの管軸方向に点光源が配列されているものと等価とみることができる。そうすると、配列された点光源それぞれで見た場合を想定すると、光学フィルタ２０ｂに入射する光束は、入射角θが０度の場合に最小となり、０度から大きくなるにつれて、徐々に光束の総量が大きくなる。

【0104】

光学フィルタ２０ｂに入射する紫外光Ｌｘの強度は、光束の量に比例する。そして、光学フィルタ２０ｂに入射する光束の量は、入射角θが０度から大きくなるについて増加する。そして、入射角θがある程度大きい領域となると、光学フィルタ２０ｂに入射できない光束の量が増加するため、紫外光Ｌｘの光束の量は減少していくことになる。入射する光束の量が減少し始める入射角θは、紫外光源３０と光学フィルタ２０ｂとの距離、紫外光源３０の発光管３０ａのサイズ、光学フィルタ２０ｂが形成されている面積等によって調整される。紫外光源３０や光学フィルタ２０ｂの具体的なサイズ等は、上述した通りである。

【0105】

上記の結果から、波長λ５が２３６ｎｍ以上２４５ｎｍ未満となるように設定された光学フィルタ２０ｂは、入射角θが１０度～５０度の範囲の紫外光Ｌｘに対して、有害光比率を低減させる効果が比較的高いことが確認される。したがって、光学フィルタ２０ｂに入射する紫外光Ｌｘの相対強度分布は、入射角θが１０度～５０度の範囲外の光強度が、入射角θが１０度～５０度の範囲内の光強度よりも低くなっていることが好ましい。すなわち、光学フィルタ２０ｂに入射する紫外光Ｌｘの相対強度分布における強度ピークが、入射角θが１０度～５０度の範囲内に含まれていることが好ましい。

【0106】

以上の理由から、実施例１の不活化装置１から出射される紫外光Ｌ１は、比較例１の不活化装置から出射される紫外光と比較して、有害光比率が低い結果となっている。

【0107】

したがって、上記構成とすることで、不活化装置１は、出射される紫外光Ｌ１に含まれる人体に対して影響がある紫外光の割合を低減することができる。つまり、人体への影響が小さい波長帯域の紫外光の強度を向上させつつ、人体に影響を及ぼす波長帯域の紫外光の強度を従来と同等か、従来よりも抑制した不活化装置１が実現される。

【0108】

また図９に示すとおり、比較例１に対して実施例１は、波長２３５ｎｍ～２４０ｎｍの紫外光量が相対的に高くなり、波長２４０ｎｍ～３２０ｎｍの紫外光量が相対的に低くなっている。つまり、より人体への影響が高いとされる２４０ｎｍ～２８０ｎｍの波長帯域に属する紫外光量はより低減され、当該波長帯域と比較して安全性が良好な波長２３５ｎｍ～２４０ｎｍの紫外光量が増えている。そのため、実施例１は、人体に影響を及ぼす可能性がある波長帯を含む波長２３５ｎｍ以上３２０ｎｍ以下の波長帯域の内、人体への影響が高い波長成分がより低減されており、安全性がより向上していると考えられる。

【0109】

上述したとおり、有害光比率を低下させるためには、波長２００ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の帯域における光強度の積分値の低下は抑制しつつ、波長２３５ｎｍ以上３２０ｎｍの帯域における光強度の積分値を低下させることが望ましい。

【0110】

そのため、光学フィルタは、波長２３５以上３２０ｎｍ以下の波長帯における少なくとも一部の紫外光の透過を制限するローパスフィルタであっても良く、これにより波長２００ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の帯域における光強度の積分値を低下させ難くすることができる。

【0111】

また、光学フィルタは、波長２００ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の紫外光を透過し、波長２３５ｎｍ以上３２０ｎｍ以下の波長帯域における少なくとも一部の紫外光の透過を制限するバンドパスフィルタであってもよい。この場合、光学フィルタは、波長２００ｎｍ以下の紫外光を吸収する材料を含む部材で構成されていることが望ましい。光学フィルタの膜設計により吸収端が変動した場合でも、２００ｎｍ以下の紫外光を光学フィルタ自体が吸収することで、波長２００ｎｍ以下の紫外光の透過が安定して制限され、波長２００ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の波長帯域の光強度が安定しやすい。なお、波長２００ｎｍ以下の紫外光を吸収する材料は、例えば、ＨｆＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃等である。

【0112】

以上のとおり、光学フィルタ２０ｂは、透過率が５％を示す波長λ５が２３６ｎｍ以上２４５ｎｍ未満である光学フィルタとすることで、有害光比率を低下させることに寄与する。また、光学フィルタは、波長λ５が２３６ｎｍ以上２４５ｎｍ未満とし、波長２００ｎｍ～２３０ｎｍの紫外光を透過するローパスフィルタとすることで、光学フィルタの膜設計の違いにより、波長２３０ｎｍ以下の紫外光の透過率が悪化することが防ぎやすい。さらに、波長２００ｎｍ以下の紫外光を吸収する素材で構成されたバンドパスフィルタを用いることで、波長２００ｎｍ以下の紫外光の透過が安定して制限され、波長２００ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の紫外光の光強度が安定しやすい。

【0113】

本実施形態における光学フィルタ２０ｂは、波長λ５が２４０ｎｍとなるように構成されているが、人体に影響を及ぼす波長帯域の紫外光が筐体１０から取り出される量を抑制する観点から、上記検証結果によれば、光学フィルタ２０ｂの波長λ５は、波長２３６ｎｍ以上２４５ｎｍ未満であることが好ましい。また、人体に影響を及ぼす波長帯域の紫外光が筐体１０から取り出される量をより抑制するため、光学フィルタ２０ｂの波長λ５の上限波長は、２４３ｎｍ以下であることが好ましく、波長２４２ｎｍ以下であることがより好ましい。さらに、人体への影響が小さい波長帯域の紫外光の強度をより向上させるため、光学フィルタ２０ｂの波長λ５の下限波長は、波長２３７ｎｍ以上であることが好ましく、波長２３８ｎｍ以上であることが好ましく、波長２３９ｎｍ以上であることがより好ましい。上記に基づき、例えば、光学フィルタは、波長λ５が波長２３８ｎｍ以上２４３ｎｍ以下であることがより好ましい。

【0114】

本実施形態における紫外光源３０は、主たる発光波長帯域の少なくとも一部が２００ｎｍ以上２３０ｎｍ以の範囲内に含まれる紫外光Ｌｘを生成する光源であればよい。紫外光源３０は、例えば、発光管３０ａ内に発光ガスＧ１としてクリプトン（Ｋｒ）ガスと臭素（Ｂｒ）ガスが封入された、ピーク波長が２０７ｎｍの紫外光Ｌｘを出射するエキシマランプであっても構わない。また、ピーク波長が２００ｎｍ以上２３５ｎｍ以下の範囲内に含まれるＬＥＤやＬＤ、波長変換部材を用いた紫外光源を採用しても構わない。

【0115】

［別実施形態］
以下、別実施形態につき説明する。

【0116】

〈１〉 図１２は、不活化装置１の別実施形態の紫外光源３０周辺の拡大図である。不活化装置１は、図１２に示すように、光学フィルタ２０ｂの後段に、光学フィルタ２０ｂから出射された紫外光Ｌ１を拡散させる拡散部材２０ｄをさらに備えていても構わない。

【0117】

拡散部材２０ｄは、光学フィルタ２０ｂを透過した紫外光Ｌ１を拡散させ、光学フィルタ２０ｂから出射される紫外光Ｌ１の角度成分ごとに異なる光強度やスペクトル等を均質化する。このため、不活化装置１から出射される紫外光Ｌ１は、光束それぞれが、図９に示すスペクトルとほぼ同じ特性を持つ光束となる。したがって、上記構成とすることで、不活化装置１は、人体への影響が小さい波長帯域の紫外光の強度を向上させ、有害光比率が維持又は低減された紫外光Ｌ１をより広い範囲に照射することができ、広範囲を効率的に、かつ、より安全に不活化処理を実行することができる。

【0118】

なお、本実施形態では、図１２に示すように、透光窓２０の光学フィルタ２０ｂ上に直接拡散部材２０ｄを重ねた構成が図示されているが、拡散部材２０ｄの構成は当該構成に限られず、例えば、別部材としてネジ止めによって筐体１０に固定されるような構成であってもよく、光学フィルタ２０ｂから離間して配置される構成であっても構わない。

【0119】

〈２〉 図１３は、不活化装置１の別実施形態の実施態様の一例を模式的に示す図面であり。図１４は、図１３の不活化装置１の拡大図である。不活化装置１は、図１４に示すように、筐体１０を備えず、単に紫外光源３０の周囲の一部に光学フィルタ２０ｂが形成されたプレート２０ｐが設けられただけの構成であっても構わない。

【0120】

プレート２０ｐの材料は、上述した透光窓２０を構成する材料を採用し得る。また、図１４に示すように、プレート２０ｐは湾曲するように形成されているが、平坦に形成されていても構わない。

【0121】

なお、本実施形態では、図１４に示すように、プレート２０ｐが湾曲するように形成されていることによって、光学フィルタ２０ｂも平面上ではなく曲面上に形成されている。このような場合、光学フィルタ２０ｂに入射する紫外光Ｌｘの放射束の角度成分ごとの相対強度分布は、図１４に示すように、所定の箇所における法線Ｎ１に対する傾斜角（入射角θ）ごとに、図７Ａ及び図７Ｂを参照しながら上述した測定方法によって測定して求められる。

【0122】

上記構成とすることで、例えば、図１３に示すように、人が往来する部屋２の下方空間には、有害光比率が抑制された紫外光Ｌ１が照射される。そして、人の身長よりも高い部屋２の上方空間は、プレート２０ｐや光学フィルタ２０ｂによって減衰されていない紫外光Ｌｘがそのまま照射される。部屋２内に存在する不活化処理対象となるエアロゾル等は、自然対流によって部屋２内の下方空間と上方空間とを循環する。このため、部屋２の上方空間に高い強度の紫外光Ｌｘが照射されることで、部屋２内の不活化処理は自然対流によって進行する。

【0123】

したがって、本実施形態の不活化装置１は、人に対する安全性と、高効率な不活化処理の両立を実現することができる。

【0124】

〈３〉 図１５は、不活化装置１の別実施形態における紫外光源３０の構成を模式的に示す図面である。不活化装置１は、光学フィルタ２０ｂに入射する紫外光Ｌｘの相対強度分布が２０度以上５０度以下の範囲に強度ピークを有するように構成される限り、図１４に示すように、光学フィルタ２０ｂが紫外光源３０を構成する発光管３０ａの壁面に構成されていても構わない。なお、光学フィルタ２０ｂが形成される場所は、発光管３０ａの内壁面３０ａ１であっても外壁面３０ａ２であっても構わない。

【0125】

図１５に示す紫外光源３０は、管軸３０ｘに沿って切断した断面が矩形状を呈する、扁平管形状とも称されるエキシマランプであって、発光ガスＧ１が封入された発光管３０ａを介して対向するように設けられた一対の電極（３０ｂ，３０ｂ）間に電圧が印加されることで、発光管３０ａ内に紫外光Ｌｘが発生する。このとき、紫外光Ｌｘは、電極（３０ｂ，３０ｂ）と平行であって、管軸３０ｘを含む平面３０ｐ近傍で最も多く発生する。

【0126】

ここで、本実施形態において、光学フィルタ２０ｂに入射する紫外光Ｌｘの相対強度分布を概算した例を示す。まず、平面３０ｐに、全方向に対して同じ光束の光を出射する複数の点光源が密に配列されていると仮定する。そうすると、光学フィルタ２０ｂから見ると、各点光源から出射される光は、０度で入射する光束が最も少なく、角度が拡がるにつれて光束が多くなり、そして、ある程度の入射角以上の光は、光学フィルタ２０ｂに入射しなくなる。

【0127】

つまり、光学フィルタ２０ｂに入射する紫外光Ｌｘは、扁平管形状のエキシマランプにおいては、電極（３０ｂ，３０ｂ）間の距離や、発光管３０ａの幅（管軸３０ｘの方向と電極（３０ｂ，３０ｂ）の対向する方向のいずれにも直交する方向において対向する壁面の離間距離）等を調整し、光学フィルタ２０ｂに入射する紫外光Ｌｘの量を調整することで、入射角θが２０度以上５０度以下にピーク強度を含む相対強度分布となる。

【0128】

不活化装置１に採用し得る扁平管形状のエキシマランプによる紫外光源３０の具体的なサイズの一例としては、電極（３０ｂ，３０ｂ）間の距離が８ｍｍ、発光管３０ａの幅が２０ｍｍ、発光管３０ａの管軸３０ｘ方向の長さが１００ｍｍである。そして、光学フィルタ２０ｂが、内壁面３０ａ１、又は３０ａ２の平坦な領域全体にわたって形成される。

【0129】

なお、上述した構成は、単なる一例であって、相対強度分布が所定の条件を満たすように構成されるのであれば、紫外光源３０は、扁平管形状以外の形状のエキシマランプであっても構わなく、例えば、二重管形状のエキシマランプや、エキシマランプ以外の光源としてＬＥＤ、レーザー等を採用し得る。

【0130】

〈４〉 上述した不活化装置１が備える構成は、あくまで一例であり、本発明は、図示された各構成に限定されない。

【符号の説明】

【0131】

１ ： 不活化装置
２ ： 部屋
１０ ： 筐体
２０ ： 透光窓
２０ａ ： 主面
２０ｂ ： 光学フィルタ
２０ｃ ： 主面
２０ｄ ： 拡散部材
２０ｐ ： プレート
３０ ： 紫外光源
３０ａ ： 発光管
３０ａ１ ： 内壁面
３０ａ２ ： 外壁面
３０ｂ ： 電極
３０ｐ ： 平面
３０ｘ ： 管軸
７０ ： 光強度測定器
Ａ１ ： 点光源
Ｃ１ ： 計測器
Ｇ１ ： 発光ガス
Ｌ１，Ｌｘ ： 紫外光
Ｎ１，Ｎ２ ： 法線
Ｐ０，Ｐ３０ ： 領域
Ｐｘ ： 平面
Ｑ１ ： 中心
Ｔ１，Ｔ２ ： 接面
θ ： 入射角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】