JP2013166132A - Ultraviolet light source apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、紫外線を照射する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for irradiating ultraviolet rays.
光の特性として、波長の長い可視光線および赤外線は、熱的な作用を持つ電磁波として働くのに対し、紫外線は、光化学的な作用を持つ電磁波として働く。紫外線の照射は、分子に、活性化、イオン化、解離などの化学的な変化を引き起こし、そのエネルギーに応じ生物化学的な変化を促進する。 As a characteristic of light, visible light and infrared rays having a long wavelength work as electromagnetic waves having a thermal action, whereas ultraviolet rays work as electromagnetic waves having a photochemical action. Irradiation with ultraviolet rays causes molecules to undergo chemical changes such as activation, ionization, and dissociation, and promotes biochemical changes according to the energy.
このため、紫外線の利用を目的とした紫外線光源は、殺菌用、医療用、測定用、解析用または産業用などの幅広い分野で活用されている。 For this reason, ultraviolet light sources intended for use of ultraviolet rays are utilized in a wide range of fields such as sterilization, medical use, measurement, analysis, and industrial use.
ところで、下記の表1に示すように、紫外線は、人間の目や皮膚に与える影響が大きいという問題点がある。 By the way, as shown in Table 1 below, there is a problem that ultraviolet rays have a great influence on human eyes and skin.
このため、人間の目や皮膚に対して過度に紫外線が照射されることはできるだけ避けなければならない。また、人体への照射以外にも紫外線の持つエネルギーや特性を工業的に利用する場面は多い。そのために、紫外線が出射されているかどうかを確認することが重要であるが、紫外線そのものは目に見えないため、紫外線を検出する技術がこれまでに検討されてきた。 For this reason, it is necessary to avoid excessively irradiating human eyes and skin with ultraviolet rays as much as possible. In addition to the irradiation to the human body, there are many scenes where the energy and characteristics of ultraviolet rays are used industrially. Therefore, it is important to confirm whether ultraviolet rays are emitted, but since the ultraviolet rays themselves are not visible, techniques for detecting ultraviolet rays have been studied so far.
紫外線を検出する技術として、特許文献1には、蛍光体フィルターと可視光センサとを備える紫外線検出装置が開示されている。この紫外線検出装置では、蛍光体フィルターは、紫外線ランプから放出された紫外線によって励起されて可視光を発光する。この可視光は、可視光センサによって検出され、その検出信号に基づいて紫外線ランプに対する駆動パルスのデューティ比が調節され、光量が一定に保たれる。この紫外線検出装置をカラー感熱プリンタに組み込むことにより、カラー感熱記録材料への紫外線の照射量を一定にして安定した光定着を行うことができる。 As a technique for detecting ultraviolet rays, Patent Document 1 discloses an ultraviolet detection device including a phosphor filter and a visible light sensor. In this ultraviolet detection device, the phosphor filter emits visible light when excited by the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet lamp. The visible light is detected by a visible light sensor, and the duty ratio of the driving pulse for the ultraviolet lamp is adjusted based on the detection signal, so that the light quantity is kept constant. By incorporating this ultraviolet detection device into a color thermal printer, it is possible to carry out stable light fixing with a constant amount of ultraviolet irradiation to the color thermal recording material.
また、特許文献2には、紫外線照射量に対応した蛍光を放射する蛍光物質と、放射された蛍光を伝送させる光ファイバと、光ファイバで伝送された蛍光の強度を測定する受光器とからなる紫外線検出装置が開示されている。
また、特許文献3には、紫外光の入射方向の長さがそれと直交する長さよりも長い波長変換素子と、その側面に設けられた受光素子とを備える紫外線検出器が開示されている。 Patent Document 3 discloses an ultraviolet detector including a wavelength conversion element whose length in the incident direction of ultraviolet light is longer than a length orthogonal thereto and a light receiving element provided on a side surface thereof.
ところが、上記従来の構成では、可視光センサなど、蛍光を検出する検出装置を用いて蛍光を検出することにより間接的に紫外線を検出しているため、当該検出装置が故障した場合には、紫外線の検出ができないという問題が生ずる。また、検出装置を動作させるためには、電気エネルギーが必要である。 However, in the above-described conventional configuration, ultraviolet rays are indirectly detected by detecting fluorescence using a detection device that detects fluorescence such as a visible light sensor. This causes a problem that it cannot be detected. Also, electrical energy is required to operate the detection device.
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、紫外線が出射されていることを、電気的な検出装置を用いずに使用者に認識させることができる紫外線光源装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an ultraviolet light source that allows a user to recognize that ultraviolet rays are emitted without using an electrical detection device. To provide an apparatus.
本発明に係る紫外線光源装置は、上記の課題を解決するために、
紫外光を出射する紫外線光源と、
上記紫外光の一部を可視光に変換する波長変換部材とを備え、
上記可視光は、自装置の外部へ出射され、上記可視光を使用者が視認できる、当該使用者と自装置との相対位置関係において、上記使用者の目には上記紫外光は到達しないことを特徴としている。
In order to solve the above problems, an ultraviolet light source device according to the present invention is provided.
An ultraviolet light source that emits ultraviolet light;
A wavelength conversion member that converts part of the ultraviolet light into visible light,
The visible light is emitted to the outside of the device, and the visible light can be visually recognized by the user. In the relative positional relationship between the user and the device, the ultraviolet light does not reach the user's eyes. It is characterized by.
上記の構成によれば、紫外線光源から出射された紫外光は、波長変換部材によって可視光に変換され、その可視光は、自装置(紫外線光源装置)の外部へ出射される。そして、上記可視光を使用者が視認できる、当該使用者と自装置との相対位置関係において、上記使用者の目には、紫外線光源からの紫外光は到達しない。 According to said structure, the ultraviolet light radiate | emitted from the ultraviolet light source is converted into visible light by the wavelength conversion member, and the visible light is radiate | emitted outside the own apparatus (ultraviolet light source device). Then, in the relative positional relationship between the user and the user's own device where the user can visually recognize the visible light, the ultraviolet light from the ultraviolet light source does not reach the user's eyes.
それゆえ、紫外線が出射されていることを、電気的な検出装置を用いずに、安全に使用者に認識させることができる。 Therefore, it is possible to allow the user to safely recognize that the ultraviolet rays are emitted without using an electrical detection device.
なお、可視光を使用者が視認できる相対位置関係は、複数想定され得るが、その全ての相対位置関係において、上記使用者の目に紫外光が到達しない必要は必ずしもない。複数想定され得る相対位置関係のうちの少なくとも一部の相対位置関係において、上記使用者の目に紫外光が到達しなければよい。 Note that a plurality of relative positional relationships in which the user can visually recognize visible light can be assumed, but it is not always necessary that ultraviolet light does not reach the eyes of the user in all the relative positional relationships. In at least some of the relative positional relationships that can be assumed, it is sufficient that ultraviolet light does not reach the eyes of the user.
また、上記使用者には、治療のために自身の目に紫外光を照射する者は含まれず、紫外光が自身の目に到達することを意図しない者を意味する。 In addition, the user does not include those who irradiate their eyes with ultraviolet light for treatment, and means those who do not intend the ultraviolet light to reach their eyes.
また、上記紫外光の伝搬範囲を制限する構造体をさらに備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable to further include a structure that limits the propagation range of the ultraviolet light.
上記の構成により、紫外線光源から出射された紫外光を、所望の立体角内に出射すること、または、上記紫外光を所定の空間内から外に漏れないようにすることができる。 With the configuration described above, the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light source can be emitted within a desired solid angle, or the ultraviolet light can be prevented from leaking out from a predetermined space.
また、上記構造体は、当該構造体の内部に配置された物体に対して紫外光を照射するための空間を形成するものであり、
上記波長変換部材は、上記構造体に形成された開口部またはその近傍に配置されていることが好ましい。
Further, the structure forms a space for irradiating the object disposed inside the structure with ultraviolet light,
It is preferable that the wavelength conversion member is disposed at or near an opening formed in the structure.
上記の構成によれば、構造体の内部に配置された物体に対して紫外光が照射され、紫外光の一部は、構造体に形成された開口部またはその近傍に配置された波長変換部材によって可視光に変換される。この可視光は、上記開口部を通して、または外部に露出した波長変換部材から外部へ出射される。 According to the above configuration, the object disposed inside the structure is irradiated with ultraviolet light, and a part of the ultraviolet light is a wavelength conversion member disposed at or near the opening formed in the structure. Is converted into visible light. This visible light is emitted to the outside through the opening or from the wavelength conversion member exposed to the outside.
それゆえ、構造体によって所定の空間から紫外光を外に漏れないようにすることができるとともに、可視光を当該空間の外部へ出射することができ、構造体の内部で紫外光が出射されていることを安全に使用者に認識させることができる。 Therefore, the structure can prevent the ultraviolet light from leaking out from the predetermined space, and can emit visible light to the outside of the space, and the ultraviolet light is emitted inside the structure. It is possible to make the user recognize that it is safe.
また、上記波長変換部材の一方の端部は、上記開口部から上記構造体の外部へ突出していることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the one end part of the said wavelength conversion member protrudes outside the said structure from the said opening part.
上記の構成により、波長変換部材が発する可視光が伝搬する角度範囲を広げることができ、使用者が当該可視光を視認できる角度範囲を広げることができる。 With the above configuration, the angle range in which the visible light emitted from the wavelength conversion member propagates can be widened, and the angle range in which the user can visually recognize the visible light can be widened.
また、上記構造体は、上記紫外光を外部へ出射するための部材であり、
上記可視光の外部への出射方向は、上記紫外光の出射方向とは異なっていることが好ましい。
Further, the structure is a member for emitting the ultraviolet light to the outside,
The emission direction of the visible light to the outside is preferably different from the emission direction of the ultraviolet light.
上記の構成により、紫外線光源から出射された紫外光の外部への出射方向とは異なる方向へ可視光を出射することができ、使用者が上記可視光を視認できる状態において、当該使用者の目に上記紫外光が到達しないようにすることができる。 With the above configuration, visible light can be emitted in a direction different from the outgoing direction of the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light source, and in the state where the user can visually recognize the visible light, the user's eyes It is possible to prevent the ultraviolet light from reaching.
また、上記紫外線光源装置は、上記紫外光を上記波長変換部材へ導光する導光部材をさらに備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said ultraviolet light source device is further equipped with the light guide member which guides the said ultraviolet light to the said wavelength conversion member.
上記の構成により、紫外線光源から出射された紫外光を効率良く波長変換部材へ導光することが可能となり、紫外光を可視光へ変換する効率を高めることができる。 With the above configuration, it is possible to efficiently guide the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light source to the wavelength conversion member, and the efficiency of converting the ultraviolet light into visible light can be increased.
また、上記紫外線光源装置は、上記紫外光の伝搬範囲を制限する構造体をさらに備え、
上記導光部材は、上記構造体を貫通しており、
上記導光部材の、上記構造体の外部に位置する端部に上記波長変換部材が配されていることが好ましい。
The ultraviolet light source device further includes a structure that limits a propagation range of the ultraviolet light,
The light guide member penetrates the structure,
It is preferable that the wavelength conversion member is disposed on an end portion of the light guide member located outside the structure.
上記の構成によれば、構造体を貫通した導光部材の外側の端部と波長変換部材とが接続されている。そのため、波長変換部材は、導光部材によって導光された紫外光を受けて、構造体の外部において発光する。 According to said structure, the outer edge part of the light guide member which penetrated the structure and the wavelength conversion member are connected. Therefore, the wavelength conversion member receives the ultraviolet light guided by the light guide member and emits light outside the structure.
それゆえ、波長変換部材が発する可視光が伝搬する角度範囲を広げることができ、使用者が当該可視光を視認できる角度範囲を広げることができる。 Therefore, the angle range in which the visible light emitted from the wavelength conversion member propagates can be expanded, and the angle range in which the user can visually recognize the visible light can be expanded.
また、上記紫外線光源装置は、上記可視光を透過し、上記紫外光を遮断する波長選択遮断部をさらに備えることが好ましい。 The ultraviolet light source device preferably further includes a wavelength selective blocking unit that transmits the visible light and blocks the ultraviolet light.
上記の構成により、紫外光が外部に漏れることを防止しつつ、可視光を外部へ出射することが可能となる。 With the above configuration, visible light can be emitted to the outside while preventing ultraviolet light from leaking to the outside.
また、上記紫外線光源装置は、上記紫外光の伝搬範囲を制限する構造体をさらに備え、
上記構造体の少なくとも一部は、上記波長選択遮断部によって形成されており、
上記波長変換部材は、上記構造体の内部に配置されていることが好ましい。
The ultraviolet light source device further includes a structure that limits a propagation range of the ultraviolet light,
At least a part of the structure is formed by the wavelength selective blocking unit,
The wavelength conversion member is preferably disposed inside the structure.
上記の構成によれば、紫外光の伝搬範囲を制限する構造体の少なくとも一部は、紫外線光源から出射された紫外光を遮断する機能、および構造体の内部に配置された波長変換部材によって生成された可視光を透過する機能を有している。 According to said structure, at least one part of the structure which restrict | limits the propagation range of ultraviolet light is produced | generated by the function which interrupts | blocks the ultraviolet light radiate | emitted from the ultraviolet light source, and the wavelength conversion member arrange | positioned inside the structure It has a function of transmitting visible light.
それゆえ、紫外線光源から紫外光が出射されているときに、構造体の一部または全部から、上記紫外光を変換した可視光を出射することができ、上記紫外光が外部に漏れることを防止しつつ、上記可視光を使用者に視認させることができる。 Therefore, when ultraviolet light is emitted from the ultraviolet light source, visible light converted from the ultraviolet light can be emitted from a part or all of the structure, and the ultraviolet light is prevented from leaking to the outside. However, the visible light can be visually recognized by the user.
なお、上記波長変換部材は、構造体の内側の面に配されていてもよく、構造体の内部空間内に配置されていてもよい。 In addition, the said wavelength conversion member may be distribute | arranged to the inner surface of a structure, and may be arrange | positioned in the internal space of a structure.
また、上記波長変換部材は、上記紫外光を受けて蛍光を発する蛍光体と、上記紫外光を拡散させる拡散物質とを含むことが好ましい。 The wavelength conversion member preferably includes a phosphor that emits fluorescence upon receiving the ultraviolet light and a diffusing material that diffuses the ultraviolet light.
上記の構成によれば、紫外光は、拡散物質によって波長変換部材の内部にて拡散される。そのため、紫外光が蛍光体に当たらずに波長変換部材を透過してしまう可能性を低減でき、紫外光の可視光への変換効率を高めることができる。また、紫外光が波長変換部材を透過して外部へ漏れる可能性を低減できる。 According to the above configuration, the ultraviolet light is diffused inside the wavelength conversion member by the diffusing substance. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the ultraviolet light will pass through the wavelength conversion member without hitting the phosphor, and the conversion efficiency of the ultraviolet light to visible light can be increased. Further, it is possible to reduce the possibility that ultraviolet light passes through the wavelength conversion member and leaks outside.
本発明に係る紫外線光源装置は、以上のように、紫外光を出射する紫外線光源と、上記紫外光を可視光に変換する波長変換部材とを備え、上記可視光は、自装置の外部へ出射され、当該可視光を使用者が視認できる、当該使用者と自装置との相対位置関係において、上記使用者の目には上記紫外光は到達しない構成である。 As described above, the ultraviolet light source device according to the present invention includes the ultraviolet light source that emits ultraviolet light and the wavelength conversion member that converts the ultraviolet light into visible light, and the visible light is emitted to the outside of the device. In the relative positional relationship between the user and the user's own device where the user can visually recognize the visible light, the ultraviolet light does not reach the user's eyes.
それゆえ、紫外線が出射されていることを、電気的な検出装置を用いずに使用者に認識させることができるという効果を奏する。 Therefore, there is an effect that the user can recognize that ultraviolet rays are emitted without using an electrical detection device.
〔実施の形態1〕
本発明の実施の一形態について図1〜図3に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
本発明の紫外線光源装置は、殺菌用、医療用、測定用または解析用などの紫外線光源装置として実現されてもよいし、その他の紫外線光源装置として実現されてもよい。その他の紫外線光源装置として、例えば、樹脂を硬化させたり、インキを硬化させたりするような露光用の紫外線光源装置など、産業用の紫外線光源装置を挙げることもできる。 The ultraviolet light source device of the present invention may be realized as an ultraviolet light source device for sterilization, medical use, measurement, or analysis, or may be realized as another ultraviolet light source device. Other examples of the ultraviolet light source device include industrial ultraviolet light source devices such as an ultraviolet light source device for exposure that cures a resin or cures ink.
本実施形態では、紫外線光源装置の一例として、その内部に配置された照射対象物に対して紫外線を照射するボックス型の紫外線照射装置1について説明する。 In this embodiment, as an example of the ultraviolet light source device, a box-type ultraviolet irradiation device 1 that irradiates ultraviolet rays onto an irradiation object disposed therein will be described.
(紫外線照射装置1の構成)
図1は、本実施形態に係る紫外線照射装置1の構成を示す断面図である。図2は、紫外線照射装置1の外観を示す斜視図である。紫外線照射装置1は、筐体8の内部に配置された照射対象物9に対して紫外線を照射するものであり、例えば、照射対象物9の殺菌、解析、加工処理などを行うものである。
(Configuration of ultraviolet irradiation device 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an ultraviolet irradiation device 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the ultraviolet irradiation device 1. The ultraviolet irradiation device 1 irradiates the irradiation target 9 disposed inside the
図1および図2に示すように、紫外線照射装置1は、紫外線光源2、ミラー(導光部材)3、取っ手(波長変換部材)4、蝶番5、開閉部6、スイッチ7、筐体(構造体)8およびステージ(構造体)8aを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the ultraviolet irradiation device 1 includes an ultraviolet
(紫外線光源2)
紫外線光源2は、紫外光(紫外線)を出射する光源であり、例えば、紫外線ランプである。紫外線ランプの種類は限定されず、キノセンランプ、メタルハライドランプ、水銀キセノンランプなど、任意の紫外線ランプを用いることができる。また、紫外線光源2として、紫外LED(Light Emitting Diode)や半導体レーザを用いてもよい。
(UV light source 2)
The ultraviolet
この紫外線光源2は、筐体8の内部における上面に配置されており、筐体8の底面に相当するステージ8aに載置された照射対象物9に対して紫外光を照射する。紫外線光源2の配置は、特に限定されず、筐体8の側面に配置されていてもよい。また、紫外線光源2を筐体8の外部に配置し、光ファイバなどの導光部材によって、紫外線光源2が出射した紫外光を筐体8の内部に導光してもよい。
The ultraviolet
紫外線光源2が出射する紫外光の波長は、紫外線領域内に含まれる波長であり、紫外線光源2は、例えば100nm〜400nmの範囲内にピーク波長を有する光を出射するものである。
The wavelength of the ultraviolet light emitted from the ultraviolet
殺菌のために最適な波長範囲は、220nm〜300nm程度である。これは、220nm〜300nm程度の紫外線が微生物の核酸〔DNA(deoxyribonucleic acid)・RNA(ribonucleic acid)〕に非常に効率よく吸収されるためで、紫外線が吸収されることにより、核酸にダイマーを形成させることで正常な増殖機能を阻害し、寿命によって菌が死滅するためである。 The optimum wavelength range for sterilization is about 220 nm to 300 nm. This is because ultraviolet rays of about 220 nm to 300 nm are absorbed very efficiently by microbial nucleic acids [DNA (deoxyribonucleic acid) / RNA (ribonucleic acid)], and by absorbing ultraviolet rays, dimers are formed in the nucleic acids. This is because the normal growth function is inhibited and the bacteria are killed by the life span.
220nm〜300nmの中でも、特に殺菌効果の高い波長は260nm付近の波長である。これは、紫外線の菌類への殺菌効果の波長特性が、図3に示すように260nm付近の波長に殺菌効果のピークを有しているからである。図3は、紫外線の波長と殺菌効果との関係を示すグラフである。 Among 220 nm to 300 nm, the wavelength having a particularly high bactericidal effect is a wavelength around 260 nm. This is because the wavelength characteristic of the bactericidal effect of ultraviolet rays on fungi has a bactericidal effect peak at a wavelength near 260 nm as shown in FIG. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the wavelength of ultraviolet rays and the bactericidal effect.
例えば、表面殺菌のときの紫外線の照射量は、菌の種類にもよるが、254nmの波長の光を使用したときに、紫外線強度を100mW/cm2程度、照射時間を100秒程度とすれば良い。紫外線強度は100mW/cm2に限定されるものではなく、おおよそ1mW/cm2以上であれば照射時間を長くすることによって殺菌効果を得ることができる。しかしながら、少量の照射強度の紫外線の場合は、細菌の種によっては可視光を強く照射されると活性を取り戻す現象「光回復」も見られるので、十分殺菌できる紫外線強度および照射時間を適宜選択することが好ましい。 For example, the amount of UV irradiation at the time of surface sterilization depends on the type of bacteria, but when using light having a wavelength of 254 nm, the UV intensity is about 100 mW / cm 2 and the irradiation time is about 100 seconds. good. The ultraviolet intensity is not limited to 100 mW / cm 2 , and if it is approximately 1 mW / cm 2 or more, the sterilizing effect can be obtained by increasing the irradiation time. However, in the case of ultraviolet rays with a small amount of irradiation intensity, the phenomenon of “light recovery” that regains activity when intensely irradiated with visible light can be seen depending on the species of bacteria. It is preferable.
(ミラー3)
ミラー3は、紫外線光源2から出射された紫外光を取っ手4へと導く導光部材である。紫外線光源2から出射された紫外光は、ミラー3の反射面で反射し、取っ手4に照射される。ミラー3は、紫外光を反射する反射面を有するものであればよく、例えば、金属薄膜が表面に施された樹脂製の基板である。
(Mirror 3)
The mirror 3 is a light guide member that guides the ultraviolet light emitted from the ultraviolet
このとき、金属薄膜としてAl(アルミニウム)膜を用いると紫外線の反射率を高くできる。なお、この反射のための金属薄膜は基材(上述した樹脂製の基板や、ガラス製の基板など)の表面に設けられることが好ましい。それは、樹脂やガラスの裏面側に反射膜を形成した場合、樹脂やガラスによって紫外線が吸収され、十分な反射率を得ることが困難になることがあるためである。 At this time, if an Al (aluminum) film is used as the metal thin film, the reflectance of ultraviolet rays can be increased. In addition, it is preferable that the metal thin film for this reflection is provided in the surface of a base material (The resin-made board | substrate mentioned above, a glass-made board | substrate etc.). This is because when a reflective film is formed on the back side of a resin or glass, ultraviolet rays are absorbed by the resin or glass, and it may be difficult to obtain sufficient reflectance.
なお、紫外線光源2から取っ手4に直接照射される紫外光の光量が多く、直接照射される紫外光のみで取っ手4が十分に発光する場合には、ミラー3を省略することも可能である。
Note that the mirror 3 can be omitted when the amount of ultraviolet light directly irradiated onto the
(取っ手4)
取っ手4は、開閉部6を開閉させるときに使用者がつまむ突起部であるとともに、紫外光を可視光に変換する波長変換部材である。取っ手4は、紫外光を受けて蛍光を発する蛍光体(蛍光物質)が封止材の中に分散されたものである。取っ手4は、板状の開閉部6に形成された開口部にはめ込まれており、一方の端部4aは上記開口部から筐体8の外部へ突出し、他方の端部4bは筐体8の内部に位置している。
(Handle 4)
The
紫外線光源2から出射された紫外光の一部は、直接またはミラー3に反射して端部4bに照射され、その結果、取っ手4に含まれる蛍光物質が蛍光を発する。すなわち、上記紫外光は、蛍光に変換されて紫外線照射装置1の外部へ出射される。
Part of the ultraviolet light emitted from the ultraviolet
紫外線光源2の紫外光は不可視であるが、取っ手4が光ることにより、紫外線光源2から紫外光が出射されていることを使用者に認識させることができる。
Although the ultraviolet light of the ultraviolet
取っ手4の全体が波長変換部材として機能する必要はなく、取っ手4の一部に波長変換部材が含まれていてもよい。
The
波長変換部材に含まれる蛍光体として、100nm〜400nm(紫外線領域)の光が照射されたときに、可視光領域の蛍光を発する蛍光体を用いればよい。すなわち、上記蛍光体は、紫外線領域の少なくとも一部の波長領域に含まれる波長の光を励起スペクトルとして有する蛍光体である。 As the phosphor included in the wavelength conversion member, a phosphor that emits fluorescence in the visible light region when irradiated with light of 100 nm to 400 nm (ultraviolet region) may be used. In other words, the phosphor is a phosphor having light having a wavelength included in at least a part of the wavelength region of the ultraviolet region as an excitation spectrum.
また、より好適に利用できる蛍光体は、吸収ピーク波長が100nm〜400nm(紫外線領域)の範囲内にある光によって効率良く励起される蛍光体である。なぜなら、紫外線領域内に吸収ピーク波長を有さない蛍光体よりも、蛍光体の励起効率が高くなるからである。 A phosphor that can be used more suitably is a phosphor that is efficiently excited by light having an absorption peak wavelength in the range of 100 nm to 400 nm (ultraviolet region). This is because the phosphor has higher excitation efficiency than a phosphor that does not have an absorption peak wavelength in the ultraviolet region.
上記蛍光体として、例えば、酸窒化物蛍光体、窒化物蛍光体、またはIII−V族化合物半導体のナノメータサイズの粒子を用いた半導体ナノ粒子蛍光体を用いることができる。 As the phosphor, for example, an oxynitride phosphor, a nitride phosphor, or a semiconductor nanoparticle phosphor using nanometer-sized particles of a III-V compound semiconductor can be used.
酸窒化物蛍光体の一例として、サイアロン(SiAlON)蛍光体と通称されるものを用いることができる。サイアロン蛍光体とは、窒化ケイ素のシリコン原子の一部がアルミニウム原子に、窒素原子の一部が酸素原子に置換された物質である。窒化ケイ素(Si3N4)にアルミナ(Al2O3)、シリカ(SiO2)および希土類元素などを固溶させて作ることができる。 As an example of the oxynitride phosphor, a so-called sialon (SiAlON) phosphor can be used. A sialon phosphor is a substance in which part of silicon atoms in silicon nitride is replaced with aluminum atoms and part of nitrogen atoms is replaced with oxygen atoms. It can be made by dissolving alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), rare earth elements and the like in silicon nitride (Si 3 N 4 ).
例えば、黄色の蛍光体として、紫外光によって好適に励起されるCaα‐SiAlON:Eu蛍光体を使用することができる。 For example, a Caα-SiAlON: Eu phosphor that is preferably excited by ultraviolet light can be used as the yellow phosphor.
酸窒化物蛍光体および窒化物蛍光体は、その他の蛍光体に比べて熱に対する安定性が高い。そのため、波長変換部材を作製する時にガラス粉末と蛍光体とを混合して熱処理を行っても、組成が変化することなくガラス中に安定に存在する。結果として発光効率の高い波長変換部材を得ることができる。 Oxynitride phosphors and nitride phosphors have higher heat stability than other phosphors. Therefore, even when a glass powder and a phosphor are mixed and heat-treated when producing a wavelength conversion member, the composition is stably present in the glass without changing. As a result, a wavelength conversion member with high luminous efficiency can be obtained.
蛍光体の別の好適な例としては、III−V族化合物半導体のナノメータサイズの粒子を用いた半導体ナノ粒子蛍光体を例示することができる。 As another suitable example of the phosphor, a semiconductor nanoparticle phosphor using nanometer-sized particles of a III-V compound semiconductor can be exemplified.
半導体ナノ粒子蛍光体の特徴の一つは、同一の化合物半導体(例えば、GaN)を用いても、その粒子径をナノメータのオーダーで変更することにより、量子サイズ効果によって発光色を変化させることができる点である。 One of the features of semiconductor nanoparticle phosphors is that even if the same compound semiconductor (eg, GaN) is used, the emission color can be changed by the quantum size effect by changing the particle diameter in the order of nanometers. This is a possible point.
また、この半導体ナノ粒子蛍光体は、半導体ベースであるので蛍光寿命が短く、励起光のパワーを素早く蛍光として放射できるのでハイパワーの励起光に対して耐性が強いという特徴もある。これは、この半導体ナノ粒子蛍光体の発光寿命が10ナノ秒程度と、希土類を発光中心とする通常の蛍光体材料に比べて5桁も小さいためである。 In addition, since this semiconductor nanoparticle phosphor is semiconductor-based, it has a short fluorescence lifetime and can emit the excitation light power as fluorescence quickly, so that it is highly resistant to high-power excitation light. This is because the emission lifetime of the semiconductor nanoparticle phosphor is about 10 nanoseconds, which is five orders of magnitude smaller than that of a normal phosphor material having a rare earth as the emission center.
さらに、上述したように、発光寿命が短いため、ハイパワーの励起光の吸収と蛍光体の発光とを素早く繰り返すことができる。その結果、強い励起光が照射されたとしても高効率を保つことができ、蛍光体からの発熱を低減させることができる。 Furthermore, as described above, since the light emission lifetime is short, the absorption of high-power excitation light and the light emission of the phosphor can be quickly repeated. As a result, high efficiency can be maintained even when strong excitation light is irradiated, and heat generation from the phosphor can be reduced.
また、蛍光体の発光色は、取っ手4から可視光が出ていることを使用者が視認できる色であればよく、青色、黄色、緑色、赤色などの任意の色相を有する単色光または、複数の色相を有する単色光を混合した(擬似)白色などの混合色の光であってもよい。発光色を(擬似)白色にする場合には、青色の蛍光体と黄色の蛍光体、あるいは、青色の蛍光体、緑色の蛍光体および赤色の蛍光体の混合物とすればよい。
Further, the emission color of the phosphor may be a color that allows the user to visually recognize that visible light is emitted from the
蛍光体を分散させる封止材として、例えば、シリコーン樹脂やガラス材を用いることができる。使用する樹脂やガラス材は、紫外線領域の透過率が高いものであることが好ましい。ガラス材として例えば、無機ガラスを用いることができる。無機ガラスの中でも特にSiO2(石英ガラス)は紫外線に対する透過率が他の無機ガラスに比べて高いので、封止材として好適である。 As a sealing material for dispersing the phosphor, for example, a silicone resin or a glass material can be used. The resin or glass material used preferably has a high transmittance in the ultraviolet region. For example, inorganic glass can be used as the glass material. Among inorganic glasses, SiO 2 (quartz glass) is particularly suitable as a sealing material because it has higher transmittance for ultraviolet rays than other inorganic glasses.
取っ手4に含まれる波長変換部材の厚みは、当該波長変換部材に入射した紫外光が全て蛍光に変換されるに十分な厚みであることが好ましい。
The thickness of the wavelength conversion member included in the
また、波長変換部材に拡散粒子(拡散物質)を含ませてもよい。この構成により、波長変換部材に照射された紫外光が、波長変換部材の内部において拡散粒子によって拡散されて蛍光体に吸収される確率が上がるため、紫外光が、蛍光体を励起せずに素通りして外部に放射される可能性を低減できる。 Further, the wavelength conversion member may contain diffusing particles (diffusion substance). This configuration increases the probability that the ultraviolet light irradiated to the wavelength conversion member is diffused by the diffusing particles inside the wavelength conversion member and absorbed by the phosphor, so that the ultraviolet light passes through without exciting the phosphor. Thus, the possibility of being emitted to the outside can be reduced.
拡散粒子を構成する物質として酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムおよびダイヤモンドなどを用いることができる。 Zirconium oxide, aluminum oxide, diamond, or the like can be used as a substance constituting the diffusing particles.
また、取っ手4から紫外光が漏れることを防止するために、取っ手4の表面、すなわち、使用者側の面に、可視光を透過し、紫外光を遮断する部材(波長選択遮断部)を形成してもよい。
In addition, in order to prevent ultraviolet light from leaking from the
また、取っ手4には蛍光体を含めず、別の波長変換部材を、筐体8に形成された開口部またはその近傍(開口部に隣接する位置)に配置してもよい。この場合、波長変換部材は、筐体8の外側表面から突出している必要は必ずしもないが、突出している方が使用者による視認性が高まるため好ましい。
In addition, the
(その他の部材)
筐体8は、当該構造体の内部に配置された照射対象物(物体)9に対して紫外光を照射するための空間を形成する構造体であり、紫外光を透過しない物質(例えば、鉄、アルミニウムなどの金属)で形成されている。すなわち、筐体8は、紫外光の伝搬範囲を制限する構造体である。
(Other parts)
The
開閉部6は、筐体8の一部を構成し、筐体8の内部に照射対象物9を入れる、または筐体8の内部から照射対象物9を取り出すための開口部をふさぐ蓋としての役割を果たす。この開閉部6は、蝶番5によって、開閉可能に筐体8の本体に固定されている。
The opening /
スイッチ7は、紫外線光源2のオン/オフを使用者が制御するための操作部である。
The
(紫外線照射装置1の作用効果)
まず、使用者は、開閉部6を開けて、照射対象物9をステージ8aに載置する。そして、開閉部6を閉じて、スイッチ7をオンにする。この操作により、紫外線光源2から紫外光が出射され、照射対象物9に照射される。紫外光は、筐体8の内部に閉じ込められているため、使用者が当該紫外光を受けることはない。
(Operational effect of the ultraviolet irradiation device 1)
First, the user opens the opening /
このとき、紫外線光源2から出射された紫外光の一部は、直接またはミラー3に反射して取っ手4に照射される。その結果、取っ手4に含まれる蛍光体が蛍光(可視光)を発する。そのため、使用者は、実際に紫外線光源2から紫外光が出射されていることを認識することができる。
At this time, a part of the ultraviolet light emitted from the ultraviolet
このように、紫外線照射装置1では、可視光を使用者が視認できる状況(当該使用者と紫外線照射装置1との相対位置関係)において、上記使用者の目には紫外線光源2からの紫外光は到達しない。よって、使用者は、紫外光が出射されているかどうかを安全に確認することができる。
Thus, in the ultraviolet irradiation device 1, the ultraviolet light from the ultraviolet
また、紫外線照射装置1では、取っ手4が発した蛍光を使用者が視認できる。そのため、当該蛍光を検出する検出装置を使用する必要がない。また、蛍光物質は、半永久的に使用できる。そのため、検出装置が故障することにより、蛍光の検出が困難になるという事態が生じない。また、当該検出装置を動作させるための電力が不要となり、エネルギーを節約することができる。
Moreover, in the ultraviolet irradiation device 1, the user can visually recognize the fluorescence emitted by the
〔実施の形態2〕
本発明の他の実施形態について図4に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態1と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIG. In addition, about the member similar to Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
図4は、本実施形態に係る紫外線照射装置10の構成を示す断面図である。紫外線照射装置10では、取っ手4に対応する取っ手41を備えているが、この取っ手41には、蛍光体は含まれていない。その代わりに、紫外線照射装置10は、紫外光を可視光に変換する波長変換部材42を筐体8の内部に備えている。図4では、波長変換部材42は、ステージ8aの上に配置されているが、筐体8の側面に配置されてもよく、筐体8の内部において紫外線光源2からの紫外光を受けることができればよい。例えば、波長変換部材42は、開閉部61の内側表面に配置されていてもよい。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the
また、紫外線照射装置10は、筐体8の一部として、開閉部6に対応する開閉部61を備えている。この開閉部61は、可視光を透過し、紫外光を遮断する波長選択遮断部として機能する。すなわち、波長変換部材42が発した蛍光は、開閉部61を透過するが、紫外線光源2からの紫外光は、開閉部61によって遮断される。
In addition, the
開閉部61として、例えば、石英ガラス以外の通常のガラスやアクリル樹脂等の透明樹脂などを利用することができる。
As the opening / closing
紫外線の強度が高い場合は、上述した通常のガラスや透明樹脂の表面(この場合、筐体8の内側、外側どちらであってもよい)にさらにTiO2膜を形成したり、その他の紫外線吸収剤を塗布したりすることにより、紫外光が開閉部61を透過してしまうのを防ぐことができる。さらに、特に開閉部61の内側表面に上述したTiO2膜やその他紫外線吸収剤を形成・塗布した場合、開閉部61を形成する樹脂材料が紫外光によって経年着色してしまうことを防止することができる。
When the intensity of ultraviolet rays is high, a TiO 2 film is further formed on the surface of the above-described normal glass or transparent resin (in this case, either inside or outside of the housing 8), or other ultraviolet absorption By applying the agent, it is possible to prevent the ultraviolet light from being transmitted through the opening / closing
なお、筐体8の少なくとも一部が波長選択遮断性を有していればよく、例えば、波長選択遮断性を有する窓部が筐体8の側面または上面に設けられていてもよい。また、筐体8の全体を、波長選択遮断性の部材によって形成し、紫外線光源2から紫外光が出射されているときに、筐体8の全体から蛍光が発せられる構成にしてもよい。
It should be noted that at least a part of the
また、紫外線光源2が出射した紫外光を波長変換部材42へ集中的に導光するミラーを設けてもよい。
Further, a mirror that intensively guides the ultraviolet light emitted from the ultraviolet
(紫外線照射装置10の効果)
紫外線照射装置10では、筐体8によって紫外線光源2からの紫外光は遮断され、使用者の目には届かないが、上記紫外光の一部は波長変換部材42によって可視光である蛍光に変換され、開閉部61を透過して上記使用者の目に届く。
(Effect of ultraviolet irradiation device 10)
In the
それゆえ、蛍光を検出する検出装置を用いなくとも、紫外光が出射されているかどうかを安全に使用者に認識させることができる。 Therefore, the user can safely recognize whether or not ultraviolet light is emitted without using a detection device that detects fluorescence.
〔実施の形態3〕
本発明のさらに別の実施形態について図5に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図5は、本実施形態に係る紫外線照射装置20の構成を示す断面図である。紫外線照射装置20は、紫外光を外部へ投光する装置あり、例えば、殺菌用、医療用、測定用、解析用、露光用などの紫外線光源装置として利用できるものである。
[Embodiment 3]
Still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of the
(紫外線照射装置20の構成)
図5に示すように、紫外線照射装置20は、半導体レーザ素子(紫外線光源)21、レンズ22、導光部(導光部材)23、発光部(波長変換部材)24、反射鏡(構造体、投光部材)25および透明板26を備えている。
(Configuration of ultraviolet irradiation device 20)
As shown in FIG. 5, the
(半導体レーザ素子21)
半導体レーザ素子21は、紫外光(矢印27で示す)を出射する紫外線光源であり、例えば、ピーク波長が100nm〜400nm(紫外線領域)であるレーザ光を発振するものであり、例えば、動作電圧を5V、注入電流を0.7Aとした場合に光出力が0.2Wとなる。
(Semiconductor laser element 21)
The
半導体レーザ素子21として、1つのチップに1つの発光点を有する半導体レーザチップを用いてもよいし、複数の発光点を有する半導体レーザチップを用いてもよい。また、複数の半導体レーザ素子を配列させた半導体レーザモジュールを用いてもよい。本実施形態では、1チップに1つの発光点(1ストライプ)を有する半導体レーザチップを単体で用いている。
As the
(レンズ22)
レンズ22は、半導体レーザ素子21から出射された紫外光の指向性を制御するためのレンズである。レンズ22として、例えばアルプス電気製のFLKN1 405を用いることができる。上述の機能を有するレンズであれば、レンズ22の形状および材質は特に限定されないが、紫外光の波長(100nm〜400nmの範囲内)近傍の透過率が高く、かつ耐熱性のよい材料であることが好ましい。このような材料としては、石英ガラスを例示することができる。
(Lens 22)
The
(導光部23)
導光部23は、半導体レーザ素子21から出射された紫外光を発光部24へ導光する導光部材である。導光部23は、反射鏡25に形成された開口部に嵌挿されており、一方の端部23aは、反射鏡25の内部に存在し、他方の端部23bは、反射鏡25の外部へ突出している。端部23bには、発光部24が設けられている。すなわち、導光部23は、反射鏡25の反射面を貫通しており、導光部23の、反射鏡25の外部に位置する端部23bに発光部24が配されている。
(Light guide unit 23)
The light guide unit 23 is a light guide member that guides the ultraviolet light emitted from the
それゆえ、導光部23は、発光部24を反射鏡25の外部において保持(または支持)するとともに、発光部24へ紫外光を導光する保持部材かつ導光部材として機能する。
Therefore, the light guide 23 holds (or supports) the
半導体レーザ素子21からの紫外光は、直接、または反射鏡25や透明板26で反射して導光部23に入射し、入射した紫外光は、導光部23の内部を導光し、端部23bに配置された発光部24に含まれる蛍光体を励起し、発光部24を発光させる。
The ultraviolet light from the
導光部23は屈曲性のあるもの(例えばコアが石英からなる光ファイバ)を用いてもよいし、板状のもの(例えば石英板)または、棒状のもの(例えば、石英バー)を用いてもよい。導光部23の材料は、紫外光を透過する材料であればよく、例えば、石英(SiO2)であり、その屈折率は、1.45である。その他に、BK(ボロシリケート・クラウン)7なども好適に使用することができる。 The light guide 23 may be flexible (for example, an optical fiber whose core is made of quartz), or may be a plate (for example, a quartz plate) or a rod (for example, a quartz bar). Also good. The material of the light guide unit 23 may be any material that transmits ultraviolet light, and is, for example, quartz (SiO 2 ), and its refractive index is 1.45. In addition, BK (borosilicate crown) 7 or the like can be preferably used.
次に、図6を参照して、導光部23の構成材料として石英が好ましい理由について説明する。図6(a)および(b)は、石英の(光)透過率の波長依存性を示し、図6(c)は、アクリル樹脂の透過率の波長依存性を示している。図6(a)は、厚みが1mm、10mm、30mmの場合の透過率を示している。図6(b)は、厚みが10mmの場合の、2種類の市販の光学用石英の透過率を示している。 Next, the reason why quartz is preferable as a constituent material of the light guide 23 will be described with reference to FIG. 6A and 6B show the wavelength dependence of the (light) transmittance of quartz, and FIG. 6C shows the wavelength dependence of the transmittance of acrylic resin. FIG. 6A shows the transmittance when the thickness is 1 mm, 10 mm, and 30 mm. FIG. 6B shows the transmittance of two types of commercially available optical quartz when the thickness is 10 mm.
図6(a)および(b)に示すように、石英ガラスは、通常のガラス類と比較して、光透過率が全波長にわたって非常に高いという特徴があり、紫外光(100nm〜400nm)の波長領域の大半の波長を透過する。 As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), quartz glass has a feature that the light transmittance is very high over all wavelengths compared to ordinary glasses, and ultraviolet light (100 nm to 400 nm). Transmits most wavelengths in the wavelength range.
一方、図6(c)に示すように、樹脂系の材料は、石英と比較して、紫外線の透過率が非常に低く、かつ紫外線により黄色く着色し、劣化してしまうという問題もあり、導光部23の材料としてはあまり好ましくない。 On the other hand, as shown in FIG. 6C, the resin-based material has a problem that the transmittance of ultraviolet rays is very low compared to quartz, and it is colored yellow due to ultraviolet rays and deteriorates. As a material of the optical part 23, it is not so preferable.
(発光部24)
発光部24は、半導体レーザ素子21が出射した紫外光の一部を可視光(矢印28で示す)に変換する波長変換部材である。この発光部24は、導光部23の端部23bに設けられており、導光部23によって導光された紫外光を可視光である蛍光に変換する。
(Light Emitting Unit 24)
The
端部23bは、反射鏡25の側面から突出しているため、反射鏡25の出射口(透明板26が配されている開口部)から出射される紫外光の出射方向と、発光部24から出射される蛍光の出射方向とは異なっている。
Since the
この発光部24は、上述の取っ手4および波長変換部材42と同様の蛍光体および封止材を含むものである。また、発光部24に、拡散粒子(拡散物質)を含ませてもよい。拡散粒子によって紫外光が拡散されることにより、発光部24を透過する紫外光の割合を低下させ、逆に波長変換部材42に吸収される割合を向上させることができ、その結果として、発光部24を薄くすることができる。
The
また、発光部24が導光部23に支持され、反射鏡25の外側へ突出していることにより、使用者が発光部24を視認しやすくなる。その結果、反射鏡25の出射口から出射される紫外光が使用者の目に到達しない角度で発光部24を視認することが容易になり、半導体レーザ素子21の発振状態を安全に確認できる角度範囲が広くなる。
Further, since the
なお、上記使用者とは、紫外線照射装置20を操作する者であって、紫外線照射装置20から出射される紫外光を自身の目に入射させることを意図しない者である。治療のために積極的に紫外光を自身の目に入射させる被照射者は、本明細書における使用者には含めない。
In addition, the said user is a person who operates the
また、発光部24から紫外光が漏れることを防止するために、発光部24の表面に、可視光を透過し、紫外光を遮断する部材(波長選択遮断部)を形成してもよい。
In order to prevent ultraviolet light from leaking from the
また、導光部23と発光部24との組み合わせを実施形態1の紫外線照射装置1に適用してもよい。
Further, a combination of the light guide unit 23 and the
(反射鏡25)
反射鏡25は、半導体レーザ素子21から出射された紫外光を反射することにより、所定の立体角内を進む光線束を形成する投光部材である。すなわち、反射鏡25は、紫外光を外部へ出射するための反射面を有し、当該反射面で紫外光を配光制御することにより、紫外線照射装置20の前方へ進む光線束を形成する。また、反射鏡25は、紫外光の伝搬範囲を制限する構造体であるとも表現できる。
(Reflector 25)
The reflecting
この反射鏡25は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された曲面形状(カップ形状)の部材であり、反射した光の進行方向に開口している。
The reflecting
反射鏡25の形状は特に限定されず、例えば、回転放物面または回転楕円面の部分曲面や半球面である。すなわち、反射鏡25は、放物線、楕円および円の対称軸を回転軸として回転させることによって形成される曲面の少なくともその一部をその反射面に含んでいるものであればよい。さらに、反射鏡25の形状は、複数の多角形の平面で形成されたドーム形状であってもよい。
The shape of the reflecting
また、反射鏡と投光レンズとの組み合わせによって投光部材を構成してもよい。この場合、半導体レーザ素子21からの紫外光は、反射鏡によって投光レンズへ導光され、投光レンズによって紫外光の配光制御が行われる。
Further, the light projecting member may be constituted by a combination of a reflecting mirror and a light projecting lens. In this case, the ultraviolet light from the
(透明板26)
透明板26は、反射鏡25の出射口(開口部)を覆う透明板である。透明板26の材質として、樹脂、無機ガラスなどを使用できるが、半導体レーザ素子21が出射した紫外光の透過性が高い石英(SiO2)などの材質で、透明板26を形成することが好ましい。
(Transparent plate 26)
The
また、透明板26の形状は平板に限られない。反射鏡25によって形成された光線束をさらに配光制御するために、透明板26はレンズ形状であってもよい。
Further, the shape of the
(紫外線照射装置20の適用例)
紫外線照射装置20を医療用として用いるときに対象となる疾病の例としては、乾癬(かんせん)、白斑、アトピー性皮膚炎などの皮膚病、掌蹠膿疱症、円形脱毛症などを挙示することができる。
(Application example of ultraviolet irradiation device 20)
Examples of diseases targeted when the
尋常性乾癬、尋常性白斑、掌蹠膿疱症、円形脱毛症には308nm程度の波長の光による数秒〜数十秒の照射を何回か繰り返すことにより改善の効果(乾癬の治癒、白斑の消失、アトピー性皮膚炎の症状改善、発毛など)が得られる。 For psoriasis vulgaris, vitiligo vulgaris, palmoplantar pustulosis, and alopecia areata, the effect of improvement can be achieved by repeating irradiation for several seconds to several tens of seconds with light having a wavelength of about 308 nm (healing of psoriasis, disappearance of vitiligo) , Improvement of symptoms of atopic dermatitis, hair growth, etc.).
また、工場や家庭からの排水中の有機汚濁を測定する用途(水質をモニタリングする用途)に紫外線照射装置20を用いることができる。
Moreover, the
例えば、紫外線照射装置20を、特定波長(253.7nm)における紫外線吸収を応用して、排水中の有機汚濁を測定するための分析計の光源として利用することが可能である。この分析計は、公共水域の水質に関する総量規制において、COD(化学的酸素要求量)の相関機器として使用される。
For example, the
また、照射された物質が出す蛍光、燐光を測定することにより物質の有無の検出や物質の組成の分析を行う検出装置および分析装置の光源として利用することも可能である。 Further, it can be used as a light source for a detection apparatus and an analysis apparatus that detect the presence or absence of a substance and analyze the composition of the substance by measuring fluorescence and phosphorescence emitted from the irradiated substance.
(紫外線照射装置20の効果)
紫外線照射装置20では、半導体レーザ素子21から紫外光が出射されると、その一部は発光部24へ導光され、発光部24において蛍光に変換される。この蛍光は、反射鏡25の出射口から出射される紫外光の出射方向とは異なる方向へ出射される。それゆえ、使用者が発光部24の蛍光を視認できるが、紫外線照射装置20が出射する紫外光は、上記使用者の目には到達しない相対位置関係(使用者と紫外線照射装置20との位置関係)を実現できる。
換言すれば、複数存在する使用者と紫外線照射装置20との相対位置関係のうちの、一部の相対位置関係において、上記蛍光(可視光)は使用者の目に到達するが、上記紫外光は当該使用者の目には到達しない状況を実現できる。
(Effect of ultraviolet irradiation device 20)
In the
In other words, the fluorescence (visible light) reaches the user's eyes in some of the relative positions of the plurality of users and the
これにより、電気的な検出装置を用いなくとも、紫外光が出射されていることを使用者に安全に認識させることができる。 Thereby, even if it does not use an electrical detection apparatus, a user can be made to recognize safely that ultraviolet light is radiate | emitted.
〔実施の形態4〕
本発明のさらに他の実施形態について、図7および8に基づいて説明すれば以下の通りである。上述の実施形態3と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。図7は、本実施形態に係る紫外線照射装置30の構成を示す断面図である。
[Embodiment 4]
The following will describe still another embodiment of the present invention with reference to FIGS. The same reference numerals are given to the same members as those in the third embodiment, and the description thereof is omitted. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of the
本実施形態の紫外線照射装置30では、発光部24は、反射鏡25の出射口の近傍に形成された開口部に嵌合された透光性部材26aを覆うように、反射鏡25の内面に配置されている。
In the
半導体レーザ素子21から出射された紫外光の大部分は、反射鏡25の出射口から外部へ投光され、上記紫外光の一部は、発光部24によって蛍光に変換され、透光性部材26aを透過して外部へ出射される。
Most of the ultraviolet light emitted from the
透光性部材26aは、発光部24が発する蛍光の透過性が高い材質(例えば、石英)からなるものが好ましい。また、透光性部材26aとして、可視光を透過し、紫外光を遮断するフィルターを用いてもよい。
The
また、図8に示すように、発光部24は、反射鏡25の反射面に形成された開口部にはめ込まれていてもよい。図8は、本実施形態の変更例である紫外線照射装置40の構成を示す断面図である。
In addition, as shown in FIG. 8, the
なお、発光部24および透光性部材26aを反射鏡25における頂点側に配置してもよい。反射鏡25の出射口から遠い位置に発光部24が配置されていることにより、発光部24からの蛍光を使用者が視認する場合に、上記出射口から出射される紫外光が当該使用者の目に到達する可能性が低くなる。
The
(付記事項)
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
(Additional notes)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、紫外線領域の光を発する紫外線光源装置に関するものであり、殺菌用、医療用、測定用、解析用、または露光用を含む産業用の紫外線光源などの様々な用途に使用される紫外線光源装置に幅広く適用することができる。 The present invention relates to an ultraviolet light source device that emits light in the ultraviolet region, and is used for various purposes such as industrial ultraviolet light sources including sterilization, medical use, measurement, analysis, or exposure. It can be widely applied to light source devices.
1 紫外線照射装置(紫外線光源装置)
2 紫外線光源
2 半導体レーザ素子
3 ミラー(導光部材)
8 筐体(構造体)
8a ステージ(構造体)
10 紫外線照射装置(紫外線光源装置)
20 紫外線照射装置(紫外線光源装置)
21 半導体レーザ素子(紫外線光源)
23 導光部
24 発光部(波長変換部材)
25 反射鏡(投光部材、構造体)
30 紫外線照射装置(紫外線光源装置)
40 紫外線照射装置(紫外線光源装置)
42 波長変換部材
61 開閉部(構造体)
1 UV irradiation device (UV light source device)
2 Ultraviolet
8 Case (structure)
8a stage (structure)
10 UV irradiation device (UV light source device)
20 UV irradiation device (UV light source device)
21 Semiconductor laser element (ultraviolet light source)
23
25 Reflector (light projecting member, structure)
30 UV irradiation device (UV light source device)
40 UV irradiation device (UV light source device)
42
Claims (10)
上記紫外光の一部を可視光に変換する波長変換部材とを備え、
上記可視光は、自装置の外部へ出射され、当該可視光を使用者が視認できる、当該使用者と自装置との相対位置関係において、上記使用者の目には上記紫外光は到達しないことを特徴とする紫外線光源装置。 An ultraviolet light source that emits ultraviolet light;
A wavelength conversion member that converts part of the ultraviolet light into visible light,
The visible light is emitted to the outside of the device, and the visible light can be visually recognized by the user. In the relative positional relationship between the user and the device, the ultraviolet light does not reach the user's eyes. Ultraviolet light source device characterized by.
上記波長変換部材は、上記構造体に形成された開口部またはその近傍に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の紫外線光源装置。 The above structure forms a space for irradiating ultraviolet light to an object disposed inside the structure,
The ultraviolet light source device according to claim 2, wherein the wavelength conversion member is disposed at or near an opening formed in the structure.
上記可視光の外部への出射方向は、上記紫外光の出射方向とは異なっていることを特徴とする請求項2に記載の紫外線光源装置。 The structure is a member for emitting the ultraviolet light to the outside,
The ultraviolet light source device according to claim 2, wherein an emission direction of the visible light to the outside is different from an emission direction of the ultraviolet light.
上記導光部材は、上記構造体を貫通しており、
上記導光部材の、上記構造体の外部に位置する端部に上記波長変換部材が配されていることを特徴とする請求項6に記載の紫外線光源装置。 Further comprising a structure for limiting the propagation range of the ultraviolet light,
The light guide member penetrates the structure,
The ultraviolet light source device according to claim 6, wherein the wavelength conversion member is disposed at an end portion of the light guide member located outside the structure.
上記構造体の少なくとも一部は、上記波長選択遮断部によって形成されており、
上記波長変換部材は、上記構造体の内部に配置されていることを特徴とする請求項8に記載の紫外線光源装置。 Further comprising a structure for limiting the propagation range of the ultraviolet light,
At least a part of the structure is formed by the wavelength selective blocking unit,
The ultraviolet light source device according to claim 8, wherein the wavelength conversion member is disposed inside the structure.
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