JP2022045862A - Sterilizer of viruses and bacteria - Google Patents

Abstract

Translated fromJapanese

【課題】本発明は、人や動物の居ない空間だけなく、人や動物のいる空間（室内・屋外の空間、車・電車・飛行機等の移動体内の空間）において常時稼働し、人や動物へ害を与えず、効果的に物品（果物、野菜、魚等の生鮮品も含む）に付着した菌やウイルスや空間に浮遊する菌やウイルスを殺菌することを目的とする。【解決手段】紫外光をビーム状に整形しスキャンにより投影する紫外光投影システム或いは紫外線発生デバイス上の画像をレンズを介して面照射として投影する紫外光投影システムのいずれかを備え、予め決められた照射除外領域や画像認識等により求められた照射除外領域に応じて、光量を減少又はゼロにして殺菌処理を行う。【選択図】図１[Problem] The present invention is capable of constantly operating not only in spaces without people or animals, but also in spaces with people or animals (indoor/outdoor spaces, spaces inside moving bodies such as cars, trains, airplanes, etc.). To effectively sterilize bacteria and viruses adhering to articles (including perishables such as fruits, vegetables, fish, etc.) and bacteria and viruses floating in space without harming the environment. An ultraviolet light projection system for shaping ultraviolet light into a beam and projecting it by scanning, or an ultraviolet light projection system for projecting an image on an ultraviolet light generating device as surface irradiation through a lens, is provided, and is determined in advance. The amount of light is reduced or eliminated to perform sterilization according to the irradiation exclusion area determined by image recognition or the like. [Selection drawing] Fig. 1

Description

Translated fromJapanese

本発明は、ウイルス及び細菌（以下、本出願書類では「ウイルス等」という。）の殺菌装置に関する。更に具体的には、物の表面に付着するウイルス等の殺菌をする分野、空間に飛散するウイルス等を殺菌する分野、及び人や動物に付着するウイルス等を殺菌する分野で使用される殺菌装置に関する。 The present invention relates to a sterilizing device for viruses and bacteria (hereinafter referred to as "viruses and the like" in the present application documents). More specifically, a sterilizer used in the field of sterilizing viruses and the like adhering to the surface of objects, the field of sterilizing viruses and the like scattered in space, and the field of sterilizing viruses and the like adhering to humans and animals. Regarding.

従来、ウイルス等を殺菌する技術として、次のような方法が採用されている。
除菌剤、殺菌剤による殺菌処理が行われている。ウイルス等は、洗浄剤、強酸、強アルカリ、有機溶媒、高温、強い紫外線、電子線、放射線等により死滅する。しかし、人体への影響が懸念される領域では、洗浄剤、次亜塩素酸、過酢酸、アルコール等を直接接触させる、若しくは空間へ噴霧する、若しくは空間へ噴霧し付着させて回収することで殺菌が行われている。Conventionally, the following methods have been adopted as techniques for sterilizing viruses and the like.
It is sterilized with a disinfectant and a bactericidal agent. Viruses and the like are killed by detergents, strong acids, strong alkalis, organic solvents, high temperatures, strong ultraviolet rays, electron beams, radiation and the like. However, in areas where there is concern about the effects on the human body, it is sterilized by directly contacting it with a cleaning agent, hypochlorous acid, peracetic acid, alcohol, etc., spraying it into a space, or spraying it into a space and collecting it. Is being done.

更に、紫外線による殺菌処理が行われている。紫外線は、比較的人体への影響が少ないため、紫外線を用いた殺菌が行われている。 Further, sterilization treatment with ultraviolet rays is performed. Since ultraviolet rays have a relatively small effect on the human body, sterilization using ultraviolet rays is performed.

更に、オゾンやラジカル物質による殺菌処理が行われている。オゾンも、短時間であれば比較的人体への影響が少ないため、オゾンを用いた殺菌が行われている。 Further, sterilization treatment with ozone or radical substances is performed. Ozone also has a relatively small effect on the human body for a short period of time, so sterilization using ozone is performed.

更に、光触媒による殺菌処理が行われている。光触媒に光（主に紫外線）が照射されることにより、ラジカル物質を発生させ、殺菌が行われている。 Further, a sterilization treatment using a photocatalyst is performed. When the photocatalyst is irradiated with light (mainly ultraviolet rays), radical substances are generated and sterilized.

更に、レーザによる殺菌処理が行われている。例えば、特許文献1に示すようなレーザ光を照射することにより、殺菌が行われている。 Further, a sterilization process using a laser is performed. For example, sterilization is performed by irradiating a laser beam as shown inPatent Document 1.

特開2001-275541JP 2001-275541

従来の除菌剤、殺菌剤による殺菌処理、例えば、次亜塩素酸、過酢酸、アルコール等の液体を使用した除菌処理では、空間に浮遊するウイルス等、様々な物に付着したウイルス等を殺菌するには、浸漬するか、大量に塗布若しくは散布を行う必要があり、人や動物が存在する空間では常時使用することができない。また、人や動物への影響が無い除菌剤を噴霧したとしても、物品が濡れる問題や除菌剤の補充などの問題がある。 In the conventional sterilization treatment using a sterilizing agent or a sterilizing agent, for example, in the sterilizing treatment using a liquid such as hypochlorous acid, peracetic acid, or alcohol, viruses attached to various objects such as viruses floating in the space are removed. To sterilize, it is necessary to soak it or apply or spray it in large quantities, and it cannot be used all the time in a space where humans and animals are present. Further, even if a disinfectant that does not affect humans or animals is sprayed, there are problems such as the article getting wet and the replenishment of the disinfectant.

従来の紫外線又はオゾンを使用した殺菌処理では、空間に浮遊するウイルス等、様々な物に付着したウイルス等を殺菌することが可能である。しかし、紫外線又はオゾンは、或る範囲の波長、照射強度、濃度によっては人体への影響があるため、人や動物が存在する空間で常時使用することができない。 In the conventional sterilization treatment using ultraviolet rays or ozone, it is possible to sterilize viruses and the like attached to various objects such as viruses floating in space. However, ultraviolet rays or ozone have an effect on the human body depending on a certain range of wavelength, irradiation intensity, and concentration, and therefore cannot be used all the time in a space where humans and animals exist.

従来の光触媒による殺菌処理では、予め室内の建材や家具および物の表面に光触媒を塗布する必要があり、あらゆる物（特に野菜や果物等の食材）の表面に塗布することは困難である。 In the conventional sterilization treatment using a photocatalyst, it is necessary to apply the photocatalyst to the surface of building materials, furniture and objects in the room in advance, and it is difficult to apply the photocatalyst to the surface of all objects (particularly foodstuffs such as vegetables and fruits).

特許文献１に示すような従来のレーザを照射する殺菌処理では、害虫等の対象物を狙ってビームを照射する際に、人や動物へ照射する可能性を完全に排除することができない。 The conventional sterilization process of irradiating a laser as shown inPatent Document 1 cannot completely eliminate the possibility of irradiating a human or an animal when irradiating a beam aiming at an object such as a pest.

そこで、本発明は、人や動物の居ない空間だけなく、人や動物のいる空間（室内・屋外の空間、車・電車・飛行機等の移動体内の空間）において常時稼働し、人や動物へ害を与えず、効果的に物品（果物、野菜、魚等の生鮮品も含む）に付着した菌やウイルスを殺菌することを目的とする。 Therefore, the present invention constantly operates not only in a space where people and animals do not exist, but also in a space where people and animals exist (indoor / outdoor space, space inside a moving body such as a car / train / airplane), and to humans and animals. The purpose is to effectively kill bacteria and viruses attached to articles (including fresh products such as fruits, vegetables, and fish) without causing any harm.

本発明に係るウイルス及び細菌の殺菌装置は、その一面において、紫外光をビーム状に整形しスキャンにより投影する紫外光投影システムを備え、予め決められた照射除外領域に応じて、光量を減少又はゼロにして殺菌処理を行っている。 The virus and bacterium sterilizer according to the present invention is provided with an ultraviolet light projection system that shapes ultraviolet light into a beam shape and projects it by scanning on one surface thereof, and reduces or reduces the amount of light according to a predetermined irradiation exclusion region. It is sterilized by setting it to zero.

本発明に係るウイルス及び細菌の殺菌装置は、その一面において、光スイッチ素子や紫外光発生素子が配列された紫外線発生デバイス上に再現された画像をレンズを介して面照射として投影する紫外光投影システムを備え、予め決められた照射除外領域に応じて、デバイス上の画像のピクセルの光量を減少又はゼロにして殺菌処理を行っている。 The virus and bacterium sterilizer according to the present invention has an ultraviolet light projection that projects an image reproduced on an ultraviolet light generating device in which an optical switch element and an ultraviolet light generating element are arranged as surface irradiation through a lens on one surface thereof. It is equipped with a system and performs sterilization processing by reducing or zeroing the amount of light of the pixels of the image on the device according to a predetermined irradiation exclusion area.

更に、上記殺菌装置では、光軸上の反射によりリアルタイムに得られる反射像若しくは任意の場所に置かれた撮影装置からリアルタイムに得られる撮影像もしくは記録画像に対して、画像認識により照射除外領域を求めてもよい。 Further, in the above sterilizer, an irradiation exclusion area is formed by image recognition for a reflected image obtained in real time by reflection on the optical axis or a photographed image or recorded image obtained in real time from an image pickup device placed at an arbitrary place. You may ask.

更に、上記殺菌装置では、光軸上の反射によりリアルタイムに得られる反射像若しくは任意の場所に置かれた撮影装置からリアルタイムに得られる撮影像もしくは記録画像に対して、画像認識により照射除外対象および照射対象の種類求め、照射除外対象および照射対象の種類に応じて照射光量を制御してもよい。 Further, in the sterilizer, the irradiation exclusion target and the recorded image obtained in real time by the reflection on the optical axis or the photographed image or the recorded image obtained in real time from the photographing apparatus placed at an arbitrary place are excluded from irradiation. The amount of irradiation light may be controlled according to the type of irradiation target, the irradiation exclusion target, and the type of irradiation target.

更に、上記殺菌装置では、前記撮影像に対してスペクトル分析を行い、画像認識に加えて、対象とする領域のスペクトルの波長・強度のパターンを解析することにより、照射除外対象および照射対象の種類求め、照射除外対象および照射対象の種類に応じて照射光量を制御してもよい。 Further, the sterilizer performs spectral analysis on the captured image, and in addition to image recognition, analyzes the wavelength / intensity pattern of the spectrum of the target region to perform irradiation exclusion target and irradiation target type. The irradiation light amount may be controlled according to the irradiation exclusion target and the type of the irradiation target.

更に、上記殺菌装置では、光軸上に置かれた受光センサ若しくは任意の場所に置かれた撮影装置からリアルタイムに得られる画像もしくは記録画像に対し、画像およびスペクトルデータ、画像の特長データ、照射除外対象および照射除外領域の取得データ、並びにこれらの解析情報を適宜通信によりサーバへ送信し、サーバによりそれらの情報の記録、解析、認識を行い、殺菌装置の照射領域および照射強度の情報を設定する機能を備えていてもよい。 Further, in the above sterilizer, images and spectral data, image feature data, and irradiation exclusion are applied to images or recorded images obtained in real time from a light receiving sensor placed on an optical axis or a photographing device placed at an arbitrary location. The acquired data of the target and the irradiation exclusion area and these analysis information are transmitted to the server by communication as appropriate, and the server records, analyzes, and recognizes the information, and sets the irradiation area and the irradiation intensity information of the sterilizer. It may have a function.

更に、上記殺菌装置では、体系的に照明あるいは監視を行う機能を備えていてもよい。 Further, the sterilizer may have a function of systematically lighting or monitoring.

更に、上記殺菌装置では、任意の場所に置かれた受光素子から得られる信号により反射体から照射除外対象へビームが照射されたことを検出し、その反射体の位置情報を記憶し、照射時に記憶した位置では平均照射光量を抑制する機能を持っていてもよい。 Further, the sterilizer detects that the beam is irradiated from the reflector to the irradiation exclusion target by the signal obtained from the light receiving element placed at an arbitrary place, stores the position information of the reflector, and at the time of irradiation. The memorized position may have a function of suppressing the average irradiation light amount.

本発明によれば、人や動物の居ない空間だけなく、人や動物のいる空間において除菌剤等の補給なく電源のみで常時稼働し、人や動物へ害を与えず、効果的に物品に付着した菌やウイルスを殺菌することができる。 According to the present invention, not only in a space where there are no humans or animals, but also in a space where humans or animals are present, the article can be operated at all times without replenishment of a disinfectant or the like with only a power source, without causing harm to humans or animals, and effectively. Bacteria and viruses attached to can be sterilized.

図１は、第１実施形態に係るウイルス等の殺菌装置１０を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a virus or the like sterilizingdevice 10 according to the first embodiment.図２は、第２実施形態に係るウイルス等の殺菌装置２０を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a virus or the like sterilizingdevice 20 according to the second embodiment.図３は、第３実施形態に係るウイルス等の殺菌装置３０を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a virus or the like sterilizingdevice 30 according to the third embodiment.図４は、第４実施形態に係るウイルス等の殺菌装置４０を示す図であるFIG. 4 is a diagram showing a virus or the like sterilizingdevice 40 according to the fourth embodiment.図５は、第５実施形態に係るウイルス等の殺菌装置システム５０を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a virus and thelike sterilizer system 50 according to the fifth embodiment.図６は、第６実施形態に係るウイルス等の殺菌装置６０を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a virus or the like sterilizingdevice 60 according to the sixth embodiment.

以下、本発明に係るウイルス等の殺菌装置の実施形態に関して、添付の図面を参照にしながら説明する。ここで、同じ要素の対して同じ参照符号を付し、重複した説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of a sterilizer for viruses and the like according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Here, the same reference numerals are given to the same elements, and duplicate explanations are omitted.

［第1実施形態］
(構成)
図１は、第１実施形態に係るウイルス等の殺菌装置１０を示す図である。図１に示す殺菌装置１０は、紫外線発生器１２からの紫外線を利用して、殺菌平面Ａを殺菌処理する装置である。殺菌平面Ａを殺菌処理する際、同時に殺菌空間Ｓも殺菌処理される。[First Embodiment]
(Constitution)
FIG. 1 is a diagram showing a virus or the like sterilizingdevice 10 according to the first embodiment. Thesterilization device 10 shown in FIG. 1 is a device that sterilizes the sterilization plane A by using the ultraviolet rays from theultraviolet generator 12. When the sterilization plane A is sterilized, the sterilization space S is also sterilized at the same time.

一般に細菌やウイルスの核酸（ＤＮＡ：デオキシリボ核酸、ＲＮＡ：リボ核酸）の光の吸収スペクトルは、２６０ｎｍ波長付近に吸収帯があり、３００ｎｍ以下の紫外線は、殺菌効果を有することが知られている。ここで、殺菌平面Ａとして、長方形ａｂｃｄの平面を例にとって説明する。しかし、これに限定されない。任意所望の形状の平面を殺菌する場合には、斯かる平面を殺菌平面Ａ内に位置決めすればよい。 It is generally known that the light absorption spectrum of bacterial or viral nucleic acids (DNA: deoxyribonucleic acid, RNA: ribonucleic acid) has an absorption band near the wavelength of 260 nm, and ultraviolet rays of 300 nm or less have a bactericidal effect. Here, as the sterilization plane A, a rectangular plane of abcd will be described as an example. However, it is not limited to this. When sterilizing a plane having an arbitrary desired shape, such a plane may be positioned within the sterilization plane A.

殺菌装置１０は、紫外線を発光する紫外線発生器１２と、この紫外線の方向を所定の方向（例えば、略平行光）に変えるレンズシステム１４と、この紫外線から、スキャナ中心点Ｃから殺菌平面Ａに向けた走査ビームを生成するＸＹスキャナ１６と、紫外線発生器１２及びＸＹスキャナ１６の動作を夫々制御するスキャン制御装置１８とを備えている。 Thesterilizer 10 includes anultraviolet generator 12 that emits ultraviolet rays, a lens system 14 that changes the direction of the ultraviolet rays to a predetermined direction (for example, substantially parallel light), and the ultraviolet rays from the scanner center point C to the sterilization plane A. It includes anXY scanner 16 that generates a directed scan beam, and ascan control device 18 that controls the operation of theultraviolet generator 12 and theXY scanner 16, respectively.

各構成要素に関して説明する。
紫外線発生器１２は、例えば、紫外線ＬＥＤ、深紫外ＬＥＤ、紫外線レーザ、エキシマランプ、水銀灯等を利用できる。紫外線レーザの光源に関しては、気体レーザ及び固体レーザを用いることが出来る。気体レーザでは、波長248ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ、波長244ｎｍのアルゴンレーザの2倍高調波等を用い、固体レーザでは、ＹＡＧレーザ或いはＹＶＯ_４レーザの4倍高調波（波長266ｎｍ又は258ｎｍ）、ＹＬＦレーザ（263ｎｍ又は262ｎｍ）等を用いる。Each component will be described.
As theultraviolet generator 12, for example, an ultraviolet LED, a deep ultraviolet LED, an ultraviolet laser, an excimer lamp, a mercury lamp and the like can be used. As the light source of the ultraviolet laser, a gas laser and a solid-state laser can be used. For gas lasers, KrF_excimer lasers with a wavelength of 248 nm, double harmonics of argon lasers with a wavelength of 244 nm, etc. are used. 263 nm or 262 nm) etc. are used.

レンズシステム１４は、1枚又は複数枚のレンズから構成される。本出願書類に記載の「レンズシステム」は、同様である。 The lens system 14 is composed of one or a plurality of lenses. The "lens system" described in the application documents is the same.

ＸＹスキャナ１６は、例えば、ガルバノメーターミラー、ＭＥＭＳミラーデバイス等を利用できる。 TheXY scanner 16 can use, for example, a galvanometer mirror, a MEMS mirror device, or the like.

(動作及び効果)
殺菌装置１０は、紫外線発生器１２より発生された紫外光を、レンズシステム１４により所定の方向（例えば、略平行光）へ向きを変えてＸＹスキャナ１６へ入射し、ＸＹスキャナは、出力光を殺菌平面Ａの点線で示したP1-P2-P3-P4-P5-P6-P7…Pm-Pnとスキャン(走査)させ、殺菌平面Ａ（ａｂｃｄ）全体を紫外線照射する。(Operation and effect)
Thesterilizer 10 turns the ultraviolet light generated by theultraviolet generator 12 in a predetermined direction (for example, substantially parallel light) by the lens system 14 and incidents it on theXY scanner 16, and the XY scanner emits the output light. P1-P2-P3-P4-P5-P6-P7 ... Pm-Pn shown by the dotted line of the sterilization plane A is scanned, and the entire sterilization plane A (abcd) is irradiated with ultraviolet rays.

ここで、ＸＹスキャナ１６のスキャナ中心点Ｃから殺菌平面Ａまでの距離をＤ、殺菌平面Ａの奥行き長さａ－ｄ，ｂ－ｃをＬ2とし、ＸＹスキャナ１６からの紫外線走査ビームの進行方向垂直の断面の円の直径をdとする。このとき、スキャン間隔をｄ以下(走査線数Ｌ2／ｄ以上)とし、スキャナ中心点Ｃにおけるスキャン角度の範囲を∠ａＣｂ以上にすることにより、殺菌平面Ａは隈なくスキャンされ紫外線殺菌処理される。 Here, the distance from the scanner center point C of theXY scanner 16 to the sterilization plane A is D, the depth lengths ad and bc of the sterilization plane A are L2, and the traveling direction of the ultraviolet scanning beam from theXY scanner 16. Let d be the diameter of a circle with a vertical cross section. At this time, by setting the scan interval to d or less (scanning line number L2 / d or more) and setting the scan angle range at the scanner center point C to ∠aCb or more, the sterilization plane A is thoroughly scanned and subjected to ultraviolet sterilization treatment. ..

同時に、図１の四角垂（平面ａｂｃｄとスキャナ中心点Ｃで規定される四角錐）の殺菌空間Ｓも隈なくスキャンされ紫外線殺菌処理される。 At the same time, the sterilization space S of the square drop (plane abcd and the quadrangular pyramid defined by the scanner center point C) in FIG. 1 is thoroughly scanned and subjected to ultraviolet sterilization treatment.

従来の殺菌平面Ａの全体を一律の強度で照射する方式（例えば、水銀灯による照射）では、広い面積をウイルス等が死滅するような強度で照射するためには、大きな点灯出力が必要であった。しかし、今回採用したスキャン方式では、光源の出力が小さくても、スポットの照射領域を狭くすることにより照射密度を高めることができる。この結果、ウイルス等を死滅するに十分な強度の紫外線を照射することができる。 In the conventional method of irradiating the entire sterilization plane A with a uniform intensity (for example, irradiation with a mercury lamp), a large lighting output is required in order to irradiate a large area with an intensity that kills a virus or the like. .. However, in the scanning method adopted this time, even if the output of the light source is small, the irradiation density can be increased by narrowing the irradiation area of the spot. As a result, it is possible to irradiate ultraviolet rays having sufficient intensity to kill viruses and the like.

紫外線を効率的且つ効果的に照射する方法としては、継続的に照射するよりも、所定の間隔をおいて間歇的に照射する方が良いとされている。今回採用したスキャン方式では、スキャン間隔を変えることにより任意の時間間隔で間歇的に紫外線照射することができる。 As a method of irradiating ultraviolet rays efficiently and effectively, it is said that it is better to irradiate intermittently at predetermined intervals than to continuously irradiate. With the scan method adopted this time, it is possible to intermittently irradiate ultraviolet rays at arbitrary time intervals by changing the scan interval.

殺菌対象物（本実施形態では「殺菌平面Ａ」）に対する2時間以内に除菌する際の紫外線レーザ光の総照射エネルギー密度Dは、1 [mJ/cm²]以上であることが望ましい。このとき、1m²の面積の除菌に必要なレーザ光源の出力は、
1 [mJ/cm²] * 10,000 [cm²] / (3600*2) [Sec] = 1.39 [mW]
以上となり、例えば、10mWの深紫外ＬＥＤを使用すれば、2時間で7m²を除菌することが可能である。It is desirable that the total irradiation energy density D of the ultraviolet laser light when sterilizing the object to be sterilized (“sterilization plane A” in this embodiment) within 2 hours is 1 [mJ / cm² ] or more. At this time, the output of the laser light source required for sterilization of an area of 1 m² is
1 [mJ / cm² ] * 10,000 [cm² ] / (3600 * 2) [Sec] = 1.39 [mW]
As described above, for example, if a 10 mW deep ultraviolet LED is used, it is possible to sterilize 7 m² in 2 hours.

また、殺菌平面Ａおよび殺菌空間Sにおいて、人、動物、その他の照射してはいけない対象（以下、本出願書類では「照射除外対象」という。）が存在する領域（以下、本出願書類では「照射除外領域」という。）を、予めスキャン制御装置へ記憶させておくことにより、照射除外対象を避けて除菌することが可能である。 Further, in the sterilization plane A and the sterilization space S, there is an area (hereinafter referred to as “irradiation exclusion target”) in which humans, animals, and other objects that should not be irradiated (hereinafter referred to as “irradiation exclusion target” in the present application documents) exist (hereinafter, “in the application documents”. By storing the "irradiation exclusion area") in the scan control device in advance, it is possible to avoid the irradiation exclusion target and sterilize the bacteria.

（変形例）
(1)紫外線照射のスキャンは、図1Ａのような連続的且つ画一的なスキャンだけでなく、従来の方式では困難なランダムなスキャン、殺菌平面Ａ内の領域毎に重点を置いたスキャン、スキャン密度も容易に変更できるため、所望の領域に必要な強度の照射を行うことができる。(Modification example)
(1) Ultraviolet irradiation scans are not only continuous and uniform scans as shown in Fig. 1A, but also random scans, which are difficult with conventional methods, and scans focusing on each area in the sterilization plane A. Since the scan density can also be easily changed, it is possible to irradiate a desired region with the required intensity.

また、紫外線発生器の出力がＯＮ／ＯＦＦでなく、連続的に出力が可能であれば（例えば紫外線ＬＥＤや半導体紫外線レーザの光出力は順電流に比例する）、スキャン制御装置１８により出力をリアルタイムに制御することができるため、より細かく領域に応じて強度を制御することが可能である。出力を可変する方法としては、直接光源の出力を制御する他に、光学経路に入れた絞りや音響光学素子(Acousto-optic modulators: AOM）等による制御方法もある。 Further, if the output of the ultraviolet generator is not ON / OFF and can be output continuously (for example, the optical output of an ultraviolet LED or a semiconductor ultraviolet laser is proportional to the forward current), the output is output in real time by thescan control device 18. Therefore, it is possible to control the intensity more finely according to the region. As a method of varying the output, in addition to directly controlling the output of the light source, there is also a control method using a diaphragm inserted in an optical path, acousto-optic modulators (AOM), or the like.

(2)レンズの焦点距離をデジタル的に変える事（例えば、超音波モータにより微小レンズを移動させる、ミラーアレイにより収束点を変える等）により、照射密度を変えることも可能である。 (2) It is also possible to change the irradiation density by digitally changing the focal length of the lens (for example, moving a minute lens with an ultrasonic motor, changing the convergence point with a mirror array, etc.).

(3)紫外光が照射されている領域を視認できるようにする目的や部屋の照明のため、紫外線発生器１２に、紫外光に加えて別の波長を発生できる複合波長発生器（例えば、白色の光源）を付加してもよい。 (3) For the purpose of making the area illuminated by ultraviolet light visible and for lighting the room, theultraviolet generator 12 has a composite wavelength generator (for example, white) that can generate another wavelength in addition to the ultraviolet light. Light source) may be added.

［第２実施形態］
（構成）
図２は、第２実施形態に係るウイルス等の殺菌装置２０を示す図である。図２に示す殺菌装置２０は、第１実施形態における殺菌装置１０と比較すると、殺菌装置１０のレンズシステム１４からＸＹスキャナ１６への経路中に、ビームスプリッタ２５、第２のレンズシステム２４、及び光検出器２７が追加されている点で相違する。[Second Embodiment]
(Constitution)
FIG. 2 is a diagram showing a virus or the like sterilizingdevice 20 according to the second embodiment. Thesterilizer 20 shown in FIG. 2 has abeam splitter 25, a second lens system 24, and a second lens system 24 in the path from the lens system 14 of thesterilizer 10 to theXY scanner 16 as compared with thesterilizer 10 in the first embodiment. The difference is that thephotodetector 27 is added.

各構成要素に関して説明する。ビームスプリッタ２５は、紫外線発生器１２から出力された光と、照射点Ｐに照射されて反射された光を分けて、この反射光がレンズシステム２４通して光検出器２７へ入力されるようにするためのデバイスである。光検出器２７には、例えば、フォトトランジスタ、フォトダイオード、フォトマルチプライヤ、ＣＣＤ等を利用することが出来る。 Each component will be described. Thebeam splitter 25 separates the light output from theultraviolet generator 12 and the light reflected by the irradiation point P so that the reflected light is input to thephotodetector 27 through the lens system 24. It is a device to do. For thephotodetector 27, for example, a phototransistor, a photodiode, a photomultiplier, a CCD, or the like can be used.

(動作及び効果)
第１実施形態の殺菌装置１０と同様に、レンズシステム１４により概略平行ビームへ向きを変えてＸＹスキャナ１６へ入射し、ＸＹスキャナ１６は、紫外線ビームを殺菌平面Ａに向けてスキャン(走査)して、殺菌平面Ａ（ａｂｃｄ）を紫外線照射する。このとき、照射点Ｐからの反射光又は殺菌空間Ｓに浮遊している粒子からの散乱光が光検出器２７で検出され、反射光若しくは散乱光に応じた信号がスキャン制御装置２８へ入力される。(Operation and effect)
Similar to thesterilizer 10 of the first embodiment, the lens system 14 turns the beam into a substantially parallel beam and incidents it on theXY scanner 16, which scans (scans) the ultraviolet beam toward the sterilization plane A. Then, the sterilization plane A (abcd) is irradiated with ultraviolet rays. At this time, the reflected light from the irradiation point P or the scattered light from the particles floating in the sterilization space S is detected by thelight detector 27, and the reflected light or the signal corresponding to the scattered light is input to thescan control device 28. Ru.

光検出器２７が、単一光検出器の場合は１次元信号としてスキャン制御装置２８へ送られ、二次元画像として復元される。光検出器２７が、例えば、ＣＣＤのように２次元で検出できる場合は二次元信号としてスキャン制御装置２８へ送られ、二次元画像として再現される。 In the case of a single photodetector, thephotodetector 27 is sent to thescan control device 28 as a one-dimensional signal and restored as a two-dimensional image. When thephotodetector 27 can detect two-dimensionally, for example, like a CCD, it is sent to thescan control device 28 as a two-dimensional signal and reproduced as a two-dimensional image.

第２実施形態の殺菌装置２０は、第１実施形態の殺菌装置１０の利点・効果に加えて、次のような利点・効果を有している。スキャン制御装置２８は、ＸＹスキャナ１６の走査を制御するＸＹ信号（位置を規定する信号）に対応して、スキャン制御装置２８内のメモリ（図示せず。）へ反射光・散乱光の信号を書き込むことにより、容易に二次元画像として反射画像を得ることができる。 Thesterilizer 20 of the second embodiment has the following advantages and effects in addition to the advantages and effects of thesterilizer 10 of the first embodiment. Thescan control device 28 transmits a signal of reflected light / scattered light to a memory (not shown) in thescan control device 28 in response to an XY signal (a signal defining a position) that controls scanning of theXY scanner 16. By writing, a reflected image can be easily obtained as a two-dimensional image.

スキャン制御装置２８は、得られた反射画像から画像認識を行い、人、動物、その他の照射してはいけない対象の認識を行い、照射除外領域を求める。照射除外領域では照射する出力の強度を下げる又はＯＦＦにすることにより、照射除外対象に対して有害となる紫外線を照射しないようにする。特に、人体の目等に障害が残らないようにするため、目を検出したら出力を安全な出力強度の範囲に絞る。照射除外領域を設けて紫外線照射を弱く又はＯＦＦにすることにより、照射除外領域以外の領域に対してはウイルス等を短時間に除菌できるような高密度の紫外線ビームを照射することが可能となる。 Thescan control device 28 recognizes an image from the obtained reflected image, recognizes a person, an animal, or another object that should not be irradiated, and obtains an irradiation exclusion region. In the irradiation exclusion region, the intensity of the irradiation output is lowered or turned off so that the irradiation exclusion target is not irradiated with harmful ultraviolet rays. In particular, in order to prevent damage to the eyes of the human body, the output should be narrowed down to a safe output intensity range when the eyes are detected. By providing an irradiation exclusion area to weaken or turn off ultraviolet irradiation, it is possible to irradiate areas other than the irradiation exclusion area with a high-density ultraviolet beam that can sterilize viruses in a short time. Become.

また、照射除外対象には、衣料や周辺の構造物等も含まれる。照射除外対象の紫外線によるダメージの程度に分けて、夫々許容可能な強度レベルで照射することにより、効率よく殺菌が可能となる。 The irradiation exclusion target also includes clothing and surrounding structures. Efficient sterilization can be achieved by irradiating with an acceptable intensity level according to the degree of damage caused by the ultraviolet rays to be excluded from irradiation.

更に、リアルタイムに処理することにより、移動している照射除外対象に追随して殺菌が可能となるため、人や動物が動くことにより影となっていた空間・床平面まで隈なく殺菌することが可能である。この機能は、ベルトコンベアで移動する生鮮品や物に対しても有効であり、ベルトコンベアや周囲の構造物を損傷せずに、また、不意に侵入した人に対しても照射しないようにして、対象物を殺菌することができる。 Furthermore, by processing in real time, it is possible to sterilize following the moving irradiation exclusion target, so it is possible to sterilize even the space and floor plane that was shadowed by the movement of people and animals. It is possible. This function is also effective for fresh goods and things that move on the conveyor belt, so that it does not damage the conveyor belt or surrounding structures, and it does not irradiate people who intrude unexpectedly. , The object can be sterilized.

（変形例）
(1)照射点Ｐからは、紫外線による反射光だけでなく、周辺の光による反射光も生じているため、光検出器２７にスペクトル検出器を使用することにより、カラー画像や赤外画像等のスペクトルに基づく画像情報が得られ、画像認識による認識精度を高めることが出来る。その結果、一層精密に照射領域と強度を決定し、照射した強度をフィードバックすることにより、一層安全に短時間に殺菌を行うことができる。(Modification example)
(1) Since not only the reflected light due to ultraviolet rays but also the reflected light due to ambient light is generated from the irradiation point P, by using a spectrum detector for thephotodetector 27, a color image, an infrared image, etc. can be obtained. Image information based on the spectrum of the above can be obtained, and the recognition accuracy by image recognition can be improved. As a result, by determining the irradiation area and the intensity more accurately and feeding back the irradiation intensity, sterilization can be performed more safely and in a short time.

(2)紫外光に加えて別の波長を発生できる複合波長発生器（例えば、赤外光や白色の光源）を付加してもよい。複数の波長の光を照射することにより、照明の代替や照射領域の視認性をあげるだけでなく、一層多くのスペクトル情報が得られ、画像認識による認識精度を高めることが出来る。(2) A composite wavelength generator (for example, an infrared light or a white light source) capable of generating another wavelength in addition to the ultraviolet light may be added. By irradiating light of a plurality of wavelengths, not only can the illumination be replaced and the visibility of the irradiation area be improved, but also more spectral information can be obtained and the recognition accuracy by image recognition can be improved.

(3)光源にレーザを使用してもよい。レーザを使用することにより、レーザ分光法を応用し精度の高いスペクトル分析を行うことが可能である。高精度のスペクトル分析により、微生物の特長を検出することが可能であるため、対象に応じた殺菌が可能である。 (3) A laser may be used as a light source. By using a laser, it is possible to apply laser spectroscopy to perform highly accurate spectral analysis. Since it is possible to detect the characteristics of microorganisms by high-precision spectral analysis, it is possible to sterilize according to the target.

［第３実施形態］
(構成)
図３は、第３実施形態に係るウイルス等の殺菌装置３０を示す図である。殺菌装置３０は、実施形態１，２が点ビームで対象物を照射するのに対し、面単位で一括して照射する点で異なる。[Third Embodiment]
(Constitution)
FIG. 3 is a diagram showing a virus or the like sterilizingdevice 30 according to the third embodiment. Thesterilizer 30 is different in that the first and second embodiments irradiate the object with a point beam, whereas thesterilizer 30 irradiates the object collectively in units of surfaces.

各構成要素に関して説明する。光スイッチ素子３６は、例えば、液晶表示素子、ミラーアレイ素子等の光強度変調が可能な素子等を利用できる。受光素子３７は、例えば、ＣＣＤ、赤外受光アレイ素子等を利用できる。また、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトマルチプライヤも、光スイッチ素子３６の表示を１ピクセル毎に点滅しスキャンすることにより、第１、第２実施形態と同様に使用することができる。 Each component will be described. As theoptical switch element 36, for example, an element capable of light intensity modulation such as a liquid crystal display element and a mirror array element can be used. As thelight receiving element 37, for example, a CCD, an infrared light receiving array element, or the like can be used. Further, the photodiode, the phototransistor, and the photomultiplier can also be used in the same manner as in the first and second embodiments by blinking and scanning the display of theoptical switch element 36 for each pixel.

（動作及び効果）
紫外線発生器１２により発生された紫外光を、第１のレンズシステム３４－１により略平行光に変えて光スイッチ素子３６へ照射し、光スイッチ素子上に形成された画像を第２のレンズシステム３４－２により殺菌平面Ａへ投影する。光スイッチ素子３６では、画像処理兼表示制御装置３８により発生された投影画像信号３３－１により、ピクセル毎に透過する光量が変調され、光スイッチ素子３６上に二次元の任意の画像が再現される。(Operation and effect)
The ultraviolet light generated by theultraviolet generator 12 is converted into substantially parallel light by the first lens system 34-1 and irradiated to theoptical switch element 36, and the image formed on the optical switch element is obtained by the second lens system. It is projected onto the sterilization plane A by 34-2. In theoptical switch element 36, the amount of light transmitted for each pixel is modulated by the projected image signal 33-1 generated by the image processing anddisplay control device 38, and an arbitrary two-dimensional image is reproduced on theoptical switch element 36. To.

また、殺菌平面Ａ及び殺菌空間Ｓの画像は、受光素子３７により受光画像信号３３－２として画像処理兼表示制御装置３８へ入力され、画像処理兼表示制御装置３８により二次元画像として構築される。画像処理兼表示制御装置３８は、構築された殺菌平面Ａの画像に対して画像処理により画像認識を行い、照射除外領域を決定し、投影画像信号３３－１が発生される。
照射除外領域では、照射する出力の強度を下げる又はＯＦＦにすることにより、照射除外対象が、紫外線によるダメージを受けないようにすることができる。Further, the images of the sterilization plane A and the sterilization space S are input to the image processing /display control device 38 as a light receiving image signal 33-2 by thelight receiving element 37, and are constructed as a two-dimensional image by the image processing /display control device 38. .. The image processing /display control device 38 performs image recognition on the constructed image of the sterilization plane A by image processing, determines an irradiation exclusion region, and generates a projected image signal 33-1.
In the irradiation exclusion region, the irradiation exclusion target can be prevented from being damaged by ultraviolet rays by reducing or turning off the intensity of the irradiation output.

また、レンズシステム３４－３と受光素子３７の組を複数組使用することにより、物に隠れた部分の検出や照射対象物を３次元的に認識でき、照射除外対象の検出精度を向上させることができる。 Further, by using a plurality of pairs of the lens system 34-3 and thelight receiving element 37, it is possible to detect the portion hidden in the object and recognize the irradiation target object three-dimensionally, and improve the detection accuracy of the irradiation exclusion target. Can be done.

（変形例）
(1) 光スイッチ素子３６として、二次元ではなく、一次元（線状）に配置された素子を使用することもできる。この場合は、線状に発生された像を、第一実施形態や第二実施形態の二次元のＸＹスキャナ１６に代えて、一次元スキャナを使用することにより二次元像として殺菌平面Ａへ投影する。(Modification example)
(1) As theoptical switch element 36, an element arranged in one dimension (linear) instead of two dimensions can also be used. In this case, the linearly generated image is projected onto the sterilization plane A as a two-dimensional image by using a one-dimensional scanner instead of the two-dimensional XY scanner 16 of the first embodiment and the second embodiment. do.

(2) 前記、光スイッチ素子３６の表示を１ピクセル毎に点滅しスキャンする場合、照射点からは、紫外線による反射光だけでなく、周辺の光による反射光も生じているため、受光素子３７に代えてあるいは併用して、高感度の赤外検出器やスペクトル検出器を使用することにより、１ピクセル毎に、高精度の温度やスペクトルも同時に入手することが出来る。この結果、画像認識による認識精度を高めることが出来る。 (2) When the display of theoptical switch element 36 is blinked and scanned every pixel, not only the reflected light due to the ultraviolet rays but also the reflected light due to the ambient light is generated from the irradiation point, so that thelight receiving element 37 By using a high-sensitivity ultraviolet detector or a spectrum detector instead of or in combination with the above, a high-precision temperature and spectrum can be obtained at the same time for each pixel. As a result, the recognition accuracy by image recognition can be improved.

(3) 紫外線発生器１２に、複合波長発生器を付加してもよい。第２実施形態同様に、照明の代替、照射領域の視認性向上、スペクトル分析精度の向上が望める。 (3) A composite wavelength generator may be added to theultraviolet generator 12. Similar to the second embodiment, it can be expected to replace the illumination, improve the visibility of the irradiation area, and improve the accuracy of spectrum analysis.

［第４実施形態］
（構成）
図４は、第４実施形態に係るウイルス等の殺菌装置４０を示す図である。殺菌装置４０は、二次元の紫外線を殺菌平面Ａ及び殺菌空間Ｓへ投影照射する紫外線発光素子アレイ４６と、殺菌平面Ａ及び殺菌空間Ｓの画像を受けて、受光画像信号４３－２を生成する受光素子４７と、この受光画像信号から投影画像信号４３－１を生成して紫外線発光素子アレイ４６に送る画像処理兼表示制御装置４８とを備え、紫外線発光素子アレイ４６が二次元の投影画像信号４３－１に基づき紫外線照射を行っている。[Fourth Embodiment]
(Constitution)
FIG. 4 is a diagram showing a virus or the like sterilizingdevice 40 according to the fourth embodiment. Thesterilization apparatus 40 receives images of the ultraviolet light emittingelement array 46 that projects and irradiates two-dimensional ultraviolet rays onto the sterilization plane A and the sterilization space S, and the sterilization plane A and the sterilization space S, and generates a light receiving image signal 43-2. Alight receiving element 47 and an image processing /display control device 48 that generates a projected image signal 43-1 from the light receiving image signal and sends it to the ultraviolet light emittingelement array 46 are provided, and the ultraviolet light emittingelement array 46 is a two-dimensional projected image signal. Ultraviolet irradiation is performed based on 43-1.

各構成要素に関して説明する。紫外線発光電子アレイ４６は、例えば、紫外ＬＥＤ素子や紫外発光半導体レーザ素子を二次元的に配置したデバイスを利用できる。受光素子４７は、例えば、ＣＣＤ、赤外受光アレイ素子等を利用できる。また、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトマルチプライヤも、紫外線発光電子アレイ４６の表示を１ピクセル毎に点滅しスキャンすることにより、第１、第２実施形態と同様に使用することができる。 Each component will be described. As the ultraviolet light emittingelectron array 46, for example, a device in which an ultraviolet LED element or an ultraviolet light emitting semiconductor laser element is arranged two-dimensionally can be used. As thelight receiving element 47, for example, a CCD, an infrared light receiving array element, or the like can be used. Further, the photodiode, the phototransistor, and the photomultiplier can also be used in the same manner as in the first and second embodiments by blinking and scanning the display of the ultraviolet light emittingelectron array 46 for each pixel.

（動作及び効果）
二次元配列された紫外線発光電子アレイ４６により、紫外線発光素子アレイ上に表示された像を、第１のレンズシステム４４－１により殺菌平面Ａへ投影する。紫外線発光素子アレイ４６では、画像処理兼表示制御装置４８により発生された投影画像信号４３－１により、ピクセル毎に発生する紫外光の光量が変調されるため、紫外線発光素子アレイ４６上に任意の画像が再現される。(Operation and effect)
The image displayed on the ultraviolet light emitting element array is projected onto the sterilization plane A by the first lens system 44-1 by the ultraviolet light emittingelectron array 46 arranged two-dimensionally. In the ultraviolet light emittingelement array 46, the amount of ultraviolet light generated for each pixel is modulated by the projected image signal 43-1 generated by the image processing anddisplay control device 48, and therefore, the ultraviolet light emittingelement array 46 can be optionally mounted on the ultraviolet light emittingelement array 46. The image is reproduced.

一方、殺菌平面Ａ及び殺菌空間Ｓの画像は、レンズシステム４４－２で受光素子４７に投影され、受光素子４７により殺菌平面Ａの二次元画像である受光画像信号４３－２として構築される。受光画像信号４３－２を受けた画像処理兼表示制御処理装置４８は、画像認識を行い、照射除外領域を求め、その領域では照射する出力の強度を下げる又はＯＦＦにすることにより、照射除外対象に対して、紫外線によるダメージを与えないように照射することができる。 On the other hand, the images of the sterilization plane A and the sterilization space S are projected onto thelight receiving element 47 by the lens system 44-2, and are constructed by thelight receiving element 47 as a light receiving image signal 43-2 which is a two-dimensional image of the sterilization plane A. The image processing / displaycontrol processing device 48 that has received the received image signal 43-2 performs image recognition, obtains an irradiation exclusion region, and reduces or turns off the intensity of the irradiation output in that region to exclude irradiation. On the other hand, it can be irradiated so as not to cause damage by ultraviolet rays.

（変形例）
(1) 前記、紫外線発光電子アレイ４６の表示を１ピクセル毎に点滅しスキャンする場合、照射点からは、紫外線による反射光だけでなく、周辺の光による反射光も生じているため、受光素子４７に代えてあるいは併用して、高感度の赤外検出器やスペクトル検出器を使用することにより、１ピクセル毎に、高精度の温度やスペクトルも同時に入手することが出来るため、画像認識による認識精度を高めることが出来る。(Modification example)
(1) When the display of the ultraviolet light emittingelectron array 46 is blinked and scanned every pixel, not only the reflected light by the ultraviolet rays but also the reflected light by the ambient light is generated from the irradiation point, so that the light receiving element By using a high-sensitivity ultraviolet detector or spectrum detector in place of or in combination with 47, high-precision temperature and spectrum can be obtained at the same time for each pixel, so recognition by image recognition. The accuracy can be improved.

(2) 紫外線発光電子アレイ４６に並置して、複合波長発生器を付加してもよい。第２実施形態同様に、照明の代替、照射領域の視認性向上、スペクトル分析精度の向上が望める。 (2) A composite wavelength generator may be added in parallel with the ultraviolet light emittingelectron array 46. Similar to the second embodiment, it can be expected to replace the illumination, improve the visibility of the irradiation area, and improve the accuracy of spectrum analysis.

［第５実施形態］
（構成）
図５は、第５実施形態に係るウイルス等の殺菌装置システム５０を示す図である。殺菌装置システム５０は、第１実施形態～第４実施形態の個別の殺菌装置１０，２０，３０，４０，５０のいずれかを、部屋毎に適宜配したシステムである。なお、ここでは、説明の便宜上、殺菌装置１０を例にとって説明する。[Fifth Embodiment]
(Constitution)
FIG. 5 is a diagram showing a virus and thelike sterilizer system 50 according to the fifth embodiment. Thesterilizer system 50 is a system in which any of theindividual sterilizers 10, 20, 30, 40, 50 of the first to fourth embodiments is appropriately arranged for each room. Here, for convenience of explanation, thesterilizer 10 will be described as an example.

例えば、図５のＲｏｏｍ Ａでは、部屋の床面及び物品５２を隈なく殺菌するために天井の２箇所に殺菌装置１０が設置されている。Ｒｏｏｍ Ｂでは、物品５２の上面と下面を殺菌するため、天井と床面の２箇所に殺菌装置１０が設置されている。夫々の殺菌装置１０は、通信網５４を経由してコンピュータサーバ５６に接続されている。通信網５４は、電線又はワイヤレスでよく、ワイヤレスは設置が容易という点で利点がある。 For example, in Room A of FIG. 5,sterilizers 10 are installed at two locations on the ceiling in order to thoroughly sterilize the floor surface of the room and thearticle 52. In Room B, sterilizers 10 are installed at two locations, the ceiling and the floor, in order to sterilize the upper surface and the lower surface of thearticle 52. Eachsterilizer 10 is connected to thecomputer server 56 via thecommunication network 54. Thecommunication network 54 may be an electric wire or wireless, and wireless has an advantage in that it is easy to install.

図中、点線斜線でハッチングした放射状の領域が紫外線照射領域である。人がこの領域へ立ち入った場合は、第２実施形態～第４実施形態で説明したように画像認識により照射除外領域が求められ、その領域を回避して紫外線が照射される。 In the figure, the radial region hatched by the dotted diagonal line is the ultraviolet irradiation region. When a person enters this region, an irradiation exclusion region is obtained by image recognition as described in the second to fourth embodiments, and the ultraviolet rays are irradiated while avoiding the region.

ここで、Ｒｏｏｍ Ａ，Ｂの個数は任意に設定でき、Ｒｏｏｍ内の殺菌装置１０の位置や配置、個数も任意に設定できる。また、Ｒｏｏｍは人の居る空間でもよいし、或る装置内の空間でも良い。殺菌装置１０は、設置位置を設定しておくことが望ましいが、設置位置の設定を容易にするためＧＰＳ（Global Positioning System）やジャイロ等による位置情報システムを使用してもよい。 Here, the number of Room A and B can be arbitrarily set, and the position, arrangement, and number of thesterilizer 10 in the Room can also be set arbitrarily. Further, the Room may be a space in which a person is present or a space in a certain device. It is desirable to set the installation position of thesterilizer 10, but a position information system using a GPS (Global Positioning System), a gyro, or the like may be used to facilitate the setting of the installation position.

（動作及び効果）
殺菌装置１０の夫々に照射除外対象を求め、紫外線を対象物に照射することが可能である。照射除外領域以外の照射領域は、殺菌装置毎に任意に設定されるため、複数の殺菌装置１０が設置された場合、照射領域が重なったり照射できない領域が生じることがある。図５の場合、夫々の殺菌装置１０で得られた対象物の画像が殺菌装置のＩＤ、位置情報と共にサーバへ送られ、サーバ５６で夫々の画像から殺菌領域全体の画像を構築することが可能である。従って、得られた全体の画像から照射領域の重なりや欠落を検出することが可能である。(Operation and effect)
It is possible to request an irradiation exclusion target from each of thesterilizers 10 and irradiate the object with ultraviolet rays. Since the irradiation area other than the irradiation exclusion area is arbitrarily set for each sterilizer, when a plurality ofsterilizers 10 are installed, the irradiation areas may overlap or an area that cannot be irradiated may occur. In the case of FIG. 5, the image of the object obtained by eachsterilizer 10 is sent to the server together with the ID and position information of the sterilizer, and theserver 56 can construct an image of the entire sterilization area from each image. Is. Therefore, it is possible to detect the overlap or omission of the irradiation area from the entire obtained image.

サーバ５６では、照射領域の重なりが検出された場合は、該当する殺菌装置１０の照射領域を調整し、照射領域の制限情報を夫々の殺菌装置１０へ送ることにより、照射領域の重なりを無くすことができる。照射領域の欠落は、殺菌装置１０を設置する際の情報として利用することができる。例えば、照射領域の欠落領域をモニタ等（ケーブルでサーバと接続された表示器の他に、ワイヤレスのＰＤＡやスマートフォン等）へ図示することにより、容易に殺菌装置１０の配置位置を決定することが可能である。また、光源に複合波長発生器により可視光を発生させれば、照射している状態を目視で確認することもできる。 When the overlap of the irradiation areas is detected in theserver 56, the irradiation area of thecorresponding sterilizing device 10 is adjusted, and the restriction information of the irradiation area is sent to each sterilizingdevice 10 to eliminate the overlap of the irradiation areas. Can be done. The lack of the irradiation area can be used as information when installing thesterilizer 10. For example, the position of thesterilizer 10 can be easily determined by showing the missing area of the irradiation area on a monitor or the like (a wireless PDA, a smartphone, or the like in addition to a display connected to the server by a cable). It is possible. Further, if visible light is generated as a light source by a composite wavelength generator, it is possible to visually confirm the irradiation state.

また、サーバ５６では、光検出器の視野内の画像全てを得ることができるため、すべての殺菌装置１０から得られた画像を合成することにより、広い視野を得ることができるため、それらをモニタ（図示せず。）へ表示し状態を監視することが可能である。モニタに表示されたデータは記録したり、ＡＩを用いて物や人等を監視したりする用途にも使用可能である。更に、サーバ５６で画像認識処理を行うことにより、個々の殺菌装置内の認識機能では画像が欠けたり移動したりして認識ができないような場合も、広い視野に基づく認識が可能であるため、認識精度を向上させることが可能である。 Further, since theserver 56 can obtain all the images in the field of view of the photodetector, a wide field of view can be obtained by synthesizing the images obtained from all thesterilizers 10, so that they can be monitored. It is possible to monitor the status by displaying it in (not shown). The data displayed on the monitor can also be used for recording or monitoring objects, people, etc. using AI. Further, by performing the image recognition process on theserver 56, even if the recognition function in each sterilizer cannot recognize the image due to chipping or movement, it is possible to recognize the image based on a wide field of view. It is possible to improve the recognition accuracy.

ベルトコンベア等の搬送機上を移動する物品を殺菌するような場合は、移動経路に沿って設置された複数の殺菌装置１０に対して、得られた画像をサーバ５６で処理し、照射除外対象領域と共に照射対象および照射対象領域を認識する事により、照射除外領域毎または照射対象領域毎に殺菌照射時間もしくは照射出力を制御することにより、物品全体を最適な強度で殺菌することができる。 When sterilizing an article moving on a carrier such as a belt conveyor, the obtained image is processed by theserver 56 for a plurality ofsterilizers 10 installed along the movement path, and the irradiation is excluded. By recognizing the irradiation target and the irradiation target area together with the area, the entire article can be sterilized with the optimum intensity by controlling the sterilization irradiation time or the irradiation output for each irradiation exclusion area or each irradiation target area.

更に、サーバは、全ての殺菌装置の照射領域や照射時間の制御だけでなく、複合波長発生器等の光源を制御することができるため、照明の効率化や、認識した対象物に対して適切な波長による照射と分析、画像撮影、認識、追跡なども可能である。 Furthermore, since the server can control not only the irradiation area and irradiation time of all sterilizers but also the light source such as the composite wavelength generator, it is appropriate for improving the efficiency of lighting and for the recognized object. Irradiation and analysis with various wavelengths, imaging, recognition, tracking, etc. are also possible.

［第６実施形態］
（構成）
図６は、第６実施形態に係るウイルス等の殺菌装置６０を示す図である。殺菌装置６０は、第２実施形態～第４実施形態において、殺菌装置１０のＯ点から発せられるビームが、任意の位置にある反射体５８のＰ点（反射点）により反射し、照射除外対象（例えば、人体，動物等）６２のＱ点へ到達するビーム強度を下げる又はＯＦＦにする殺菌装置である。図６では、第２実施形態～第４実施形態の殺菌装置に対し、１個以上の任意の数の受光装置６７－１，６７－２，…が付加されている。但し、この受光装置６７は、第３実施形態、第４実施形態で使用している受光装置３７、４７で兼ねることもできる。太い実線Ｏ－Ｐ－Ｑは、殺菌装置１０のＯ点から照射されるビームが、反射体５８の点Ｐで反射して照射除外対象６２のＱ点を照射しているビームを表す。一点鎖線Ｑ－Ｒは、このビームがＱ点で反射して、受光素子６７－１のＲ点へ到達しているビームを表す。[Sixth Embodiment]
(Constitution)
FIG. 6 is a diagram showing a virus or the like sterilizingdevice 60 according to the sixth embodiment. In thesterilizer 60, in the second to fourth embodiments, the beam emitted from the O point of thesterilizer 10 is reflected by the P point (reflection point) of the reflector 58 at an arbitrary position, and is an irradiation exclusion target. (For example, human body, animal, etc.) A sterilizer that reduces or turns off the beam intensity that reaches point Q of 62. In FIG. 6, one or more arbitrary number of light receiving devices 67-1, 67-2, ... Are added to the sterilizing devices of the second to fourth embodiments. However, the light receiving device 67 can also serve as thelight receiving devices 37 and 47 used in the third embodiment and the fourth embodiment. The thick solid line OPQ represents a beam irradiated from the point O of thesterilizer 10 and reflected at the point P of the reflector 58 to irradiate the point Q of theirradiation exclusion target 62. The alternate long and short dash line QR represents a beam in which this beam is reflected at the Q point and reaches the R point of the light receiving element 67-1.

（動作及び効果）
図６の太い実線のように、殺菌装置１０のＯ点から発せられたビームが反射体のＰ点で反射して照射除外対象６２のＱ点へ到達するものとする。照射除外対象６２のＱ点にビームが当たった場合、ビームは人や動物では完全に吸収されないため、Ｑ点で反射した光の一部が、一点鎖線で示すように受光素子６７－１のＲ点へ到達する。即ち、受光素子６７を、Ｑ点からのビームを検出できる適切な位置に配置し、受光輝度の閾値を適切に決定して閾値を超えた点を検出することにより、照射ビームが反射体のＰ点で反射して照射除外対象のＱ点に入射したことを検出することが可能である。(Operation and effect)
As shown by the thick solid line in FIG. 6, it is assumed that the beam emitted from the point O of thesterilizer 10 is reflected at the point P of the reflector and reaches the point Q of theirradiation exclusion target 62. When the beam hits the Q point of theirradiation exclusion target 62, the beam is not completely absorbed by humans or animals. Therefore, a part of the light reflected at the Q point is R of the light receiving element 67-1 as shown by the alternate long and short dash line. Reach the point. That is, by arranging the light receiving element 67 at an appropriate position where the beam from the Q point can be detected, appropriately determining the threshold value of the light receiving brightness, and detecting the point exceeding the threshold value, the irradiation beam is P of the reflector. It is possible to detect that the light is reflected at a point and is incident on the Q point to be excluded from irradiation.

ここで、殺菌装置１０では、ビームを反射しているＰ点の位置（Ｘ，Ｙ）が既知であるため、Ｐ点に反射体があることを記録することができる。このため、次回以降のスキャンでは、そのＰ点に対するビームの輝度を出力の強度を下げる又はＯＦＦにすることができる。なお、Ｐ点から照射除外対象のＱ点への照射検出において、Ｐ点からの直接的な反射でなく、Ｐ点から他の点を経由した乱反射によりＱ点へ到達した紫外光に対しても、閾値を適切に設定することにより検出することができる。 Here, since the position (X, Y) of the point P reflecting the beam is known in thesterilizer 10, it is possible to record that the reflector is present at the point P. Therefore, in the next and subsequent scans, the brightness of the beam with respect to the P point can be reduced or turned off in the output intensity. In the irradiation detection from the P point to the Q point to be excluded from irradiation, not only the direct reflection from the P point but also the ultraviolet light reaching the Q point due to the diffused reflection from the P point via other points. , It can be detected by setting the threshold value appropriately.

この機能を利用することにより、次のような処理を行うことが可能である。
(1) 照射除外対象６２に直接照射しても安全な強度でビームをスキャンし、反射体５８のＰ点の位置情報を記録する。
(2) ２回目のスキャンからは、記録されている反射体５８のＰ点に対するビームの輝度を下げる又はＯＦＦにする。それ以外の領域では、ビームの輝度を任意に上げて（例えば数倍から数十倍に上げて）照射する。
(3) (1)と(2)を繰り返す。By using this function, the following processing can be performed.
(1) The beam is scanned with an intensity that is safe even if theirradiation exclusion target 62 is directly irradiated, and the position information of the point P of the reflector 58 is recorded.
(2) From the second scan, the brightness of the beam with respect to the P point of the recorded reflector 58 is lowered or turned off. In other areas, the brightness of the beam is arbitrarily increased (for example, increased from several times to several tens of times) for irradiation.
(3) Repeat (1) and (2).

以上の処理により、殺菌空間内に任意の個数、任意の位置に反射体が存在しても、照射除外対象を照射する強度を安全な強度もしくはゼロにして照射し、照射除外領域以外の領域を輝度の高いビームで照射することが可能となる。これにより、殺菌平面Ａおよび殺菌空間Ｓ内の殺菌時間を大幅に短縮することが可能となる。 By the above processing, even if there are any number of reflectors at any position in the sterilization space, the irradiation exclusion target is irradiated with a safe intensity or zero, and the area other than the irradiation exclusion area is covered. It is possible to irradiate with a beam with high brightness. This makes it possible to significantly shorten the sterilization time in the sterilization plane A and the sterilization space S.

（変形例１）
前記(1)のビームには、紫外線に代えて可視光線や赤外線を採用することもできる。紫外線を使用しなければ、紫外線による暴露の心配がなくなる。また、可視光線の場合は、紫外線が当たっている場所（目視不可）を可視光により目視できるだけでなく、受光素子には、紫外線受光素子でなく一般的な可視光の受光素子を使用することができる。(Modification 1)
Visible light or infrared light may be used instead of ultraviolet light for the beam of (1). If you don't use UV light, you don't have to worry about UV exposure. Further, in the case of visible light, not only the place exposed to ultraviolet rays (not visible) can be visually observed by visible light, but also a general visible light receiving element can be used as the light receiving element instead of the ultraviolet light receiving element. can.

（変形例２）
受光素子６７として、レンズシステム４４－２（図４参照）と二次元的に配置された受光素子を使用して、殺菌平面Ａ（a-b-c-d）を二次元の受光素子６７上に結像することにより殺菌平面Ａの画像データを取得することができる。殺菌平面Ａの画像データを画像処理し、照射した点の位置と輝度変化を求めることにより、照射領域と照射除外領域を区別することができる。殺菌装置１０により照射している殺菌平面Ａと、得られた照射領域を比較することにより、累積照射量の計算や照射異常の検出および故障検出を行うことができる。(Modification 2)
By using the lens system 44-2 (see FIG. 4) and the light receiving element two-dimensionally arranged as the light receiving element 67, the sterilization plane A (abcd) is formed on the two-dimensional light receiving element 67. The image data of the sterilization plane A can be acquired. By performing image processing on the image data of the sterilization plane A and obtaining the position of the irradiated point and the change in brightness, the irradiation region and the irradiation exclusion region can be distinguished. By comparing the sterilization plane A irradiated by thesterilizer 10 with the obtained irradiation region, it is possible to calculate the cumulative irradiation amount, detect an irradiation abnormality, and detect a failure.

（変形例３）
前記(2)で、ビームの輝度を下げる又はＯＦＦにする以外に、照射する時間や頻度を変えて平均照射光量を抑制してもよい。(Modification 3)
In addition to lowering or turning off the brightness of the beam in (2) above, the average irradiation light amount may be suppressed by changing the irradiation time and frequency.

（変形例４）
前記(1)の処理における反射体のＰ点の検出において、受光輝度の閾値の設定の際、閾値の精度を向上させるため、受光素子６７により得られた信号に対し閾値設定処理をリアルタイムもしくは定期的に行ってもよい。閾値設定処理には、信号処理や画像処理およびＡＩ等の技術を用いることができる。(Modification example 4)
In the detection of the P point of the reflector in the process (1), in order to improve the accuracy of the threshold value when setting the threshold value of the light receiving luminance, the threshold value setting process is performed in real time or periodically for the signal obtained by the light receiving element 67. You may go to the target. Techniques such as signal processing, image processing, and AI can be used for the threshold value setting processing.

［本実施形態の利点・効果]
(1) 従来の人や動物の居ない空間だけでなく、人や動物が利用している状態にあって、殆どの空間（居住空間、オフィス、イベント会場、宿泊所、遊戯施設、飲食店、工場等）で、空間や物（着衣している衣料を含む）に対して効果的（高出力）で連続的な殺菌が可能となる。このため、空間に浮遊したり物へ付着している細菌やウイルス、および、人や動物により散布・付着された細菌やウイルスをリアルタイムに殺菌することが可能となり、細菌やウイルスが人や動物へ感染する機会を大幅に減らすことができる。[Advantages / Effects of the present embodiment]
(1) Not only the conventional space without people and animals, but most of the spaces (living space, office, event venue, accommodation, amusement facility, restaurant, etc.) that are used by people and animals. Effective (high output) and continuous sterilization of spaces and objects (including clothing) is possible at factories, etc.). Therefore, it is possible to sterilize bacteria and viruses floating in space and adhering to objects, and bacteria and viruses sprayed and adhered by humans and animals in real time, and the bacteria and viruses are transmitted to humans and animals. The chances of getting infected can be greatly reduced.

(2) 対象とする空間や物だけでなく、空間や物を利用する人や動物に付着する菌やウイルスに対しても、対象物の認識結果に基づき照射強度を被照射物に害がないようにリアルタイムに制御することにより連続的な殺菌が可能となる。 (2) Not only the target space and objects, but also the bacteria and viruses that adhere to people and animals that use the space and objects, the irradiation intensity is not harmful to the irradiated object based on the recognition result of the object. By controlling in real time, continuous sterilization becomes possible.

(3) ウイルス等が発生・付着・浮遊しているあらゆる空間に対し、適切に配置することにより、連続的に、人や動物が使用する空間や触る物、衣料、生鮮食品含む食料品等のあらゆる物を殺菌でき、しかも電力しか消費しないため、従来の殺菌対策に比較してきめ細かに徹底して殺菌することが可能となる。また、このような殺菌における労力や資源を大幅に軽減できる。 (3) By appropriately arranging the space where viruses, etc. are generated, attached, or floating, the space used by humans and animals, touching objects, clothing, foodstuffs including fresh food, etc. can be continuously arranged. Since everything can be sterilized and only power is consumed, it is possible to sterilize more finely and thoroughly than conventional sterilization measures. In addition, labor and resources in such sterilization can be significantly reduced.

(4) 物流システム、荷役システム、洗浄システムなどにおいて、ベルトコンベア等により移動する搬送物に対しても、紫外線照射において蔭ができないように殺菌装置を配置し、照射時間を制御することにより、安全に、連続的に搬送物に付着した菌やウイルスを殺菌することができる。 (4) In logistics systems, cargo handling systems, cleaning systems, etc., sterilization equipment is installed so that even the transported items moved by belt conveyors, etc., will not be shaded by ultraviolet irradiation, and the irradiation time will be controlled to ensure safety. In addition, it is possible to continuously sterilize bacteria and viruses adhering to the transported material.

(5) 複数のサーバを接続することにより、広範囲に（例えばビル全体、商業施設全体、工場全体、町全体など）殺菌が可能であり、また紫外光に加えて可視光や赤外光も照射でき、モニタ機能も付属させる事ができるため、広範囲かつ体系的に殺菌および照明や防犯が可能となる。 (5) By connecting multiple servers, it is possible to sterilize a wide area (for example, the entire building, entire commercial facility, entire factory, entire town, etc.), and also irradiate visible light and infrared light in addition to ultraviolet light. Since it can be attached with a monitor function, sterilization, lighting and crime prevention can be performed over a wide range and systematically.

［関連出願の相互参照］
本出願は、特願2020-151683を先の出願とする国内優先権主張出願である。先の出願と比較すると、本願は、当初明細書及び図面において、第６実施形態及び請求項8に記載した技術的事項を追加している。[Cross-reference of related applications]
This application is a domestic priority claim application prior to Japanese Patent Application No. 2020-151683. Compared to the previous application, the present application adds the technical matters described in the sixth embodiment and claim 8 in the original specification and drawings.

１０，２０，３０，４０：殺菌装置、 １２：紫外線発生器、 １４：レンズシステム、 １６：スキャナ、 １８：スキャン制御装置、 ２４，３４－１，３４－２，３４－３，４４－１，４４－２：レンズシステム、 ２５：ビームスプリッタ、 ２７：光検出器、 ２８：スキャン制御装置、 ３３－１：投影画像信号、 ３３－２：受光画像信号、 ３７：受光素子、 ３８：画像処理兼表示制御装置、 ４７：受光素子、 ４８：画像処理兼表示制御処理装置、 ５０：殺菌装置システム、 ５２：物品、 ５４：通信網、 ５６：サーバ、 ５８：反射体、 ６２：照射除外対象
Ａ：殺菌平面、 Ｃ：スキャナ中心点、 Ｄ：殺菌平面Ａまでの距離、 ｐ：照射点、Ｐ：反射点、 Ｓ：殺菌空間、
10, 20, 30, 40: Sterilizer, 12: Ultraviolet generator, 14: Lens system, 16: Scanner, 18: Scan control device, 24,34-1,34-2,34-3,44-1, 44-2: Lens system, 25: Beam splitter, 27: Optical detector, 28: Scan control device, 33-1: Projection image signal, 33-2: Light receiving image signal, 37: Light receiving element, 38: Image processing Display control device, 47: Light receiving element, 48: Image processing and display control processing device, 50: Sterilization device system, 52: Article, 54: Communication network, 56: Server, 58: Reflector, 62: Irradiation exclusion target A: Sterilization plane, C: Scanner center point, D: Distance to sterilization plane A, p: Irradiation point, P: Reflection point, S: Sterilization space,

Claims (8)

Translated fromJapanese

紫外光をビーム状に整形しスキャンにより投影する紫外光投影システムを備え、
予め決められた照射除外領域に応じて、光量を減少又はゼロにして殺菌処理を行う、ウイルス及び細菌の殺菌装置。Equipped with an ultraviolet light projection system that shapes ultraviolet light into a beam and projects it by scanning.
A virus and bacterium sterilizer that performs sterilization treatment by reducing or reducing the amount of light according to a predetermined irradiation exclusion area. 光スイッチ素子もしくは紫外光発生素子が配列された紫外線発生デバイス上に再現された画像を、レンズを介して面照射として投影する紫外光投影システムを備え、
予め決められた照射除外領域に応じて、前記デバイス上の画像を構成するピクセル毎に光量を減少又はゼロにして殺菌処理を行う、ウイルス及び細菌の殺菌装置。It is equipped with an ultraviolet light projection system that projects an image reproduced on an ultraviolet light generating device in which an optical switch element or an ultraviolet light generating element is arranged as surface irradiation through a lens.
A virus and bacterium sterilizer that performs sterilization treatment by reducing or zeroing the amount of light for each pixel constituting an image on the device according to a predetermined irradiation exclusion area. 請求項１又は２に記載のウイルス及び細菌の殺菌装置において、
光軸上の反射によりリアルタイムに得られる反射像若しくは任意の場所に置かれた撮影装置からリアルタイムに得られる撮影像あるいはそれらの記録画像に対して、画像認識により照射除外領域を求める、殺菌装置。In the virus and bacterium sterilizer according to claim 1 or 2.
A sterilizing device that obtains an irradiation exclusion area by image recognition for a reflected image obtained in real time by reflection on the optical axis, a photographed image obtained in real time from a photographing device placed at an arbitrary place, or a recorded image thereof. 請求項３に記載のウイルス及び細菌の殺菌装置において、
光軸上の反射によりリアルタイムに得られる反射像若しくは任意の場所に置かれた撮影装置からリアルタイムに得られる撮影像あるいはそれらの記録画像に対して、画像認識により照射除外対象および照射対象の種類求め、照射除外対象および照射対象の種類に応じて照射光量を制御する、殺菌装置。In the virus and bacterium sterilizer according to claim 3,
For the reflected image obtained in real time by the reflection on the optical axis, the image taken in real time from the image pickup device placed at an arbitrary place, or the recorded image thereof, the irradiation exclusion target and the type of the irradiation target are obtained by image recognition. , A sterilizer that controls the amount of irradiation light according to the irradiation exclusion target and the type of irradiation target. 請求項４に記載のウイルス及び細菌の殺菌装置において、
前記撮影像に対してスペクトル分析を行い、画像認識に加えて、対象とする領域のスペクトルの波長・強度のパターンを解析することにより、照射除外対象および照射対象の種類求め、照射除外対象および照射対象の種類に応じて照射光量を制御する、殺菌装置。In the virus and bacterium sterilizer according to claim 4,
By performing spectral analysis on the captured image and analyzing the wavelength / intensity pattern of the spectrum of the target region in addition to image recognition, the irradiation exclusion target and the type of irradiation target can be obtained, and the irradiation exclusion target and irradiation can be obtained. A sterilizer that controls the amount of irradiation light according to the type of object. 請求項１～５のいずれか一項に記載のウイルス及び細菌の殺菌装置において、
光軸上に置かれた受光センサ若しくは任意の場所に置かれた撮影装置からリアルタイムに得られる画像もしくは記録画像に対し、画像およびスペクトルデータ、画像の特長データ、照射除外対象および照射除外領域の取得データ、並びにこれらの解析情報を適宜通信によりサーバへ送信し、サーバによりそれらの情報の記録、解析、認識を行い、殺菌装置の照射領域および照射強度の情報を設定する機能を備えた、殺菌装置。In the virus and bacterium sterilizing apparatus according to any one of claims 1 to 5.
Acquisition of image and spectral data, image feature data, irradiation exclusion target and irradiation exclusion region for images or recorded images obtained in real time from a light receiving sensor placed on the optical axis or a photographing device placed at an arbitrary location. A sterilizer equipped with a function of transmitting data and these analysis information to a server by appropriate communication, recording, analyzing, and recognizing the information by the server, and setting information on the irradiation area and irradiation intensity of the sterilizer. .. 請求項６に記載のウイルス及び細菌の殺菌装置において、
体系的に照明あるいは監視を行う機能を備えた、殺菌装置。In the virus and bacterium sterilizing apparatus according to claim 6.
A sterilizer with the ability to systematically illuminate or monitor. 請求項１～６のいずれか一項に記載のウイルス及び細菌の殺菌装置において、
任意の場所に置かれた受光素子から得られる信号により反射体から照射除外対象へビームが照射されたことを検出し、その反射体の位置情報を記憶し、照射時に記憶した位置では平均照射光量を抑制する機能を持つ、殺菌装置。
In the virus and bacterium sterilizing apparatus according to any one of claims 1 to 6.
It detects that a beam is emitted from a reflector to an irradiation exclusion target by a signal obtained from a light receiving element placed at an arbitrary location, stores the position information of the reflector, and averages the irradiation light amount at the position memorized at the time of irradiation. A sterilizer that has the function of suppressing.

Images