(57)【要約】【課題】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。【解決手段】紫外線照射装置１は、紫外光を出射する紫外線光源２と、紫外光を可視光に変換する波長変換部材としての取っ手４を備えている。上記可視光を使用者が視認できる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。【選択図】図１
2013166132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、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。
【請求項２】
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を特徴とする請求項１に記載の紫外線光源装置。
【請求項３】
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を特徴とする請求項２に記載の紫外線光源装置。
【請求項４】
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を特徴とする請求項３に記載の紫外線光源装置。
【請求項５】
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を特徴とする請求項２に記載の紫外線光源装置。
【請求項６】
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を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の紫外線光源装置。
【請求項７】
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を特徴とする請求項６に記載の紫外線光源装置。
【請求項８】
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を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の紫外線光源装置。
【請求項９】
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を特徴とする請求項８に記載の紫外線光源装置。
【請求項１０】
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を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の紫外線光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線を照射する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
【表１】
2013166132.tif 000003
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平６−１８０２５０号公報（１９９４年６月２８日公開）
【特許文献２】特開平８−２９２０９１号公報（１９９６年１１月５日公開）
【特許文献３】国際公開第２０００／１１４４０号パンフレット（２０００年３月２日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【発明の効果】
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る紫外線照射装置の構成を示す断面図である。
【図２】上記紫外線照射装置の外観を示す斜視図である。
【図３】紫外線の波長と殺菌効果との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の別の実施形態に係る紫外線照射装置の構成を示す断面図である。
【図５】本発明のさらに別の実施形態に係る紫外線照射装置の構成を示す断面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、石英の光透過率の波長依存性を示し、（ｃ）は、アクリル樹脂の光透過率の波長依存性を示している。
【図７】本発明のさらに別の実施形態に係る紫外線照射装置の構成を示す断面図である。
【図８】本発明のさらに別の実施形態に係る紫外線照射装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
〔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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
（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。
【００４７】
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。
【００４８】
（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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
（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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
（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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
（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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
（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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
〔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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
（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。
【００９３】
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。
【００９４】
〔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。
【００９５】
（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。
【００９６】
（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。
【００９７】
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。
【００９８】
（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。
【００９９】
（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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
（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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
（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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
（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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
（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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
（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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
〔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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
（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。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
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。
【符号の説明】
【０１３４】
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）
【図１】
2013166132.tif 000004
【図２】
2013166132.tif 000005
【図３】
2013166132.tif 000006
【図４】
2013166132.tif 000007
【図５】
2013166132.tif 000008
【図６】
2013166132.tif 000009
【図７】
2013166132.tif 000010
【図８】
2013166132.tif 000011