JPH0729426U - 紫外線検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 所望の波長の紫外線に対応した紫外線量を検
出可能な紫外線検出装置を提供する。 【構成】 紫外線励起により蛍光を発する蛍光物質を含
有する蛍光体５７と、該蛍光体を包囲し、外光を遮断す
る外光遮断部材１１と、蛍光体に光を入射させるための
光入射窓１２と、該光入射窓を通して入射された入射光
のうち、紫外線のみを蛍光体に導入するための紫外線抽
出手段１４と、蛍光体の蛍光射出端５７ｂに連設して設
けられた蛍光受光手段５６とを備えた紫外線検出装置に
おいて、紫外線抽出手段１４は、異なる波長の紫外線を
それぞれ透過せしめる選択可能な複数の紫外線パスフィ
ルタ１４ａ〜１４ｃを備え、該複数の紫外線パスフィル
タのそれぞれを選択可能に構成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、紫外線検出装置に係り、特に紫外線の波長領域毎に紫外線量の検出 が可能な紫外線検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

先に、本件出願人は、簡易な構造の紫外線検出装置を提案した（実願平０２− ０７１４３３号）。この実願平の実施例の縦断面図を、図６（Ａ），（Ｂ）に示 す。図６（Ａ）に示した紫外線検出装置５０は、装置の駆動用電源が不要で、紫 外線量の概略を検知するタイプのものであり、図６（Ｂ）に示した紫外線検出装 置６０は、装置駆動用電源を使用し厳密な紫外線量を検知するタイプのものであ る。

【０００３】 図６（Ａ）に示した前記電源不要の紫外線検出装置５０は、紫外線励起により 蛍光を発する蛍光物質を含有する蛍光体５７と、該蛍光体５７を包囲し、外光を 遮断する外光遮断部材５３と、前記蛍光体５７に光を入射させるための光入射窓 Ｗ₁ と、該入射窓Ｗ₁ を通して入射された入射光のうち、紫外線のみを蛍光体５ ７に導入するための紫外線パスフィルタ５２と、紫外線励起により発光させられ 、蛍光体５７内を伝搬する蛍光を射出させるための光射出窓Ｗ₂ とを備えている 。外光遮断部材５３で覆われていない光入射窓Ｗ₁ には、保護板であるアクリル 板５８を介して前記紫外線パスフィルタ５２が設けられ、該紫外線パスフィルタ ５２によって、光入射窓Ｗ₁ を通して入射された入射光［紫外線（ＵＶ）、可視 光線（ＶＩＳ）等］の内、紫外線（ＵＶ）のみが前記蛍光体５７に導入される。

【０００４】 そして、蛍光体５７内に導入された紫外線は、蛍光体５７に含有された蛍光物 質を励起し、励起された蛍光は、蛍光体５７内で等方的に発光し図示の矢印方向 （イ）に全反射を繰り返して、あるいは全反射することなくダイレクトに蛍光体 ５７の蛍光出射端５７ｂに到達し、光射出窓Ｗ₂ から放出される。この放出され る所定色の蛍光の強弱を目視することによって、紫外線の有無およびその紫外線 量を確認することができる。

【０００５】 また、図６（Ｂ）に示した前記紫外線検出装置６０は、蛍光体５７の蛍光出射 端５７ｂにフォトダイオード５６が隣設され、該フォトダイオード５６で受光さ れた蛍光が電気信号として出力される。この電気信号をアンプ（図示せず）によ り増幅し、定量的に表現された厳密な紫外線量の計測ができる。

【０００６】 ところで、従来の紫外線検出装置５０，６０に使用されている紫外線パスフィ ルタ５２の紫外線パス特性は、図７に示すものであった。この特性図から明らか なように、波長約３００〜３８０ｎｍの範囲と、波長約６８０〜９００ｎｍの範 囲の透過率が良好であることが分かる。

【０００７】 一方、周知の如く紫外線は人体に影響を及ぼし、ＣＩＥ（国際照明委員会）は 、人体への影響の度合に応じて、紫外線の波長を次のように分類している。 ＵＶ−Ａ……４００〜３１５ｎｍ ＵＶ−Ｂ……３１５〜２８０ｎｍ ＵＶ−Ｃ……２８０〜１００ｎｍ そして、人体に最も危険な波長は、２８０ｎｍ以下であるとされている。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、図７の特性図から明らかなように、前記従来の紫外線パスフィ ルタ５２は、ＵＶ−Ａ（４００〜３１５ｎｍ）とＵＶ−Ｂ（３１５〜２８０ｎｍ ）との透過率は良好であるが、人体に最も危険とされる２８０ｎｍ以下［ＵＶ− Ｃ（２８０〜１００ｎｍ）が該当する］の透過率は略０％であった。従って、人 体への影響の度合に応じた波長の紫外線量を計測できれば大変便利である。

【０００９】 そこで、本考案は上記問題点を解決するためになされたものであり、様々の波 長の紫外線量を選択的に検出可能な紫外線検出装置を提供することを目的とする 。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するために、紫外線励起により蛍光を発する蛍光物質 を含有する蛍光体と、該蛍光体を包囲し、外光を遮断する外光遮断部材と、前記 蛍光体に光を入射させるための光入射窓と、該光入射窓を通して入射された入射 光のうち、紫外線のみを蛍光体に導入するための紫外線抽出手段と、紫外線励起 により発光させられ、前記蛍光体内を伝搬する蛍光を射出させるための光射出窓 とを備えた紫外線検出装置において、前記紫外線抽出手段は、異なる波長の紫外 線をそれぞれ透過せしめる選択可能な複数の紫外線パスフィルタを備えた。

【００１１】 また、紫外線励起により蛍光を発する蛍光物質を含有する蛍光体と、該蛍光体 を包囲し、外光を遮断する外光遮断部材と、前記蛍光体に光を入射させるための 光入射窓と、該光入射窓を通して入射された入射光のうち、紫外線のみを蛍光体 に導入するための紫外線抽出手段と、前記蛍光体の蛍光射出端に連設して設けら れた蛍光受光手段とを備えた紫外線検出装置において、前記紫外線抽出手段は、 異なる波長の紫外線をそれぞれ透過せしめる選択可能な複数の紫外線パスフィル タを備えた。

【００１２】

【作用】

例えば、図１に示すように、光入射窓１２から入射された紫外線ＵＶは、減光 フィルタ１３，干渉フィルタ１４により波長が減光・選択され蛍光体５７に導入 される。該選択導入された紫外線は、蛍光体５７内に含有された蛍光物質を励起 し、その結果、発生した蛍光は蛍光体５７内を全反射で伝搬され、蛍光体５７内 の長手方向端に形成された蛍光出射端５７ｂから放出され、「蛍光受光手段」で あるフォトダイオード５６で受光され、該フォトダイオード５６から電気信号と して出力される。この電気信号をメータ（図示せず）に表示し、選択された波長 の紫外線に対応した紫外線量を計測する。

【００１３】 また、紫外線の波長に応じて蛍光体の感度は異なるが、減光フィルタ１３によ り入射された紫外線の強度を予め減少させて、蛍光体５７に導入する。従って、 蛍光体５７から出力される蛍光量は抑制され、１個のメータにより異なる波長域 の紫外線量を表示できる。更に、図５に示すように、前記減光フィルタ１３を介 することなく蛍光体５７から出力した蛍光量に対応した信号を増幅手段２１ａ〜 ２１ｃにより増減する。このようにしても、１個のメータで異なる波長の紫外線 量を表示できる。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案を図示の実施例に基づいて説明する。第１実施例 図１（Ａ），（Ｂ）に第１実施例の紫外線検出装置１０の縦断面図および平面 図を示す。本実施例は、紫外線の各波長領域毎の蛍光量に対応した出力電気信号 を１個のメータで計測するために、減光フィルタ１３により入射紫外線を予め減 光させ、１個のメータで表示可能にした場合である。

【００１５】 図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、外光を遮断する「外光遮断部材」である平 面形状が長方形をした函体１１の中央部には、蛍光体５７に光を入射させるため の「光入射窓」である長方形の窓１２が形成されている。函体１１の底面側には 長方形の蛍光体５７が配設され、該蛍光体５７は、例えば、紫外線励起により、 蛍光を発するピペリジウムテトラ（ベンゾイルトリフルオロアセトン）ユーロピ ウム錯体、３，９−ペリレンジカルボン酸ジフェニルチオエステル等の蛍光物質 を樹脂に含有させた後、所定形状に成形される。蛍光を発する蛍光物質は、０． ０１〜０．２ｗｔ％程度含有され、蛍光体５７のベースとなる樹脂としては、Ｐ ＭＭＡ，ポリスチレン等が好適である。

【００１６】 ここに、前記蛍光体５７は、その材質により発生する蛍光の波長が異なり、ま た、励起波長ごとに蛍光量が異なる。蛍光を固定して励起光をスキャンした場合 の３種類の蛍光体の「励起波長−蛍光量特性」を図２〜図４に示す。即ち、図２ は、蛍光波長として４３０ｎｍ近辺の蛍光を発生する蛍光体の特性図であり、図 ３は、蛍光波長が５１０ｎｍ近辺の蛍光体の特性図であり、図４は、蛍光波長が ６１０ｎｍ近辺の蛍光体の特性図である。これらの図２〜図４から明らかなよう に、ＵＶ−Ａ領域，ＵＶ−Ｂ領域，ＵＶ−Ｃ領域によって蛍光量が大きく異なる 。従って、蛍光量が大きく異なったままで、蛍光量に対応した出力電気信号を１ 個のメータで計測しようとすると、スケールオーバーを起すおそれがある。そこ で、次に説明する減光フィルタ１３により入射紫外線を予め減光させ、１個のメ ータで表示可能にした。

【００１７】 即ち、前記蛍光体５７の上方には、前記減光フィルタ１３と、「紫外線抽出手 段」である特定の波長領域の光のみを選択的に透過せしめる干渉フィルタ１４と からなるフィルタＦが配設され、該フィルタＦは矢印Ａ，Ｂ方向にスライド可能 に支持されている。前記干渉フィルタ１４は、左方から順に前記ＵＶ−Ａ領域を 選択的に透過せしめるＵＶ−Ａ干渉フィルタ１４ａと、前記ＵＶ−Ｂ領域を選択 的に透過せしめるＵＶ−Ｂ干渉フィルタ１４ｂと、前記ＵＶ−Ｃ領域を選択的に 透過せしめるＵＶ−Ｃ干渉フィルタ１４ｃとからなる。この実施例において、Ｕ Ｖ−Ａ干渉フィルタ１４ａは、その中心波長を３７０ｎｍ，半値を４０ｎｍに設 定し、ＵＶ−Ｂ干渉フィルタ１４ｂは、その中心波長を３００ｎｍ，半値を１５ ｎｍに設定し、ＵＶ−Ｃ干渉フィルタ１４ｃは、その中心波長を２４０ｎｍ，半 値を２０ｎｍに設定してある。なお、人体に危険な波長領域を選択するためのＵ Ｖ−Ｃ干渉フィルタ１４ｃの場合は、中心波長を１９０ｎｍとし、２８０ｎｍ〜 １００ｎｍを透過させるバンドパスフィルタとしてもよい。また、前述の如く蛍 光体５７の種類（図２〜図４）により蛍光量の出力度合が異なるので、前記減光 フィルタ１３は、使用する蛍光体の出力度合に適応した減光フィルタを選択すれ ばよい。即ち、例えば図２に示す特性の蛍光体５７を使用する場合には、左方か ら順にＵＶ−Ａ領域の紫外線を大幅に減光する減光フィルタ１３ａ、ＵＶ−Ｂ領 域の紫外線を殆ど減光しない減光フィルタ１３ｂ、ＵＶ−Ｃ領域の紫外線を殆ど 減光しない減光フィルタ１３ｃを選択すればよい。

【００１８】 前記蛍光体５７の右端面は蛍光出射端５７ｂをなし、該蛍光出射端５７ｂには 「蛍光受光手段」であるフォトダイオード５６が隣設され、該フォトダイオード ５６から蛍光体５７が出射する蛍光量に対応した電気信号が出力される。

【００１９】 次に、第１実施例の紫外線検出装置１０の動作を説明する。なお、紫外線検出 装置１０の蛍光体５７としては前記図２に示した特性のものを使用した。 先ず、ＵＶ−Ｂ領域の計測を行う場合は、フィルタＦを図１（Ａ），（Ｂ）に 示した位置に一時的に静止させ、窓１２から紫外線ＵＶを入射させる。該入射し た紫外線ＵＶは、減光フィルタ１３ｂにより殆ど減光されず、干渉フィルタ１４ ｂを透過し蛍光体５７の表面に導入される。前記干渉フィルタ１４ｂを透過した 紫外線は、蛍光を発生し、その蛍光量に対応した出力信号がフォトダイオード５ ６から出力される。この出力信号を、図示しないアナログ表示メータ，デジタル 表示メータ等に表示させ、ＵＶ−Ｂ領域の紫外線量を観測者が認識する。

【００２０】 また、ＵＶ−Ｃ領域の紫外線量を計測する場合には、フィルタＦを左方に移動 させ、窓１２の下方に減光フィルタ１３ｃ，干渉フィルタ１４ｃを対応させる。 この状態で前述のＵＶ−Ｂ領域の計測と同様にして、アナログ表示メータ，デジ タル表示メータ等に表示させて紫外線量を観測者が認識する。

【００２１】 更に、ＵＶ−Ａ領域の紫外線量を計測する場合には、フィルタＦを右方に移動 させ、窓１２の下方に減光フィルタ１３ａ，干渉フィルタ１４ａを対応させる。 この場合は、減光フィルタ１３ａは大幅な減光を行う。そして、前述のＵＶ−Ｂ 領域の計測と同様にして紫外線量を観測者が認識する。第２実施例 図５に第２実施例の紫外線検出装置２０の縦断面図を示す。本実施例は、紫外 線の各波長領域毎の蛍光量に対応した出力電気信号を１個のメータで計測するた めに、前記減光フィルタ１３に代えてフォトダイオード５６からの出力をアンプ で増幅（減衰）させ、１個のメータで表示可能にした場合である。

【００２２】 図５に示すように、函体１１に形成された窓１２の下方には、干渉フィルタ１ ４が矢印Ａ，Ｂ方向にスライド可能に支持され、該干渉フィルタ１４の下方には 蛍光体５７が配設されている。この場合も、蛍光体５７としては前記図２に示す 特性のものを使用する。

【００２３】 フォトダイオード５６の出力端は、前記干渉フィルタ１４のスライド位置に対 応して連動・切替されるスイッチ２２の可動端子２２ａに接続されている。前記 スイッチ２２の第１固定端子２２ｂは第１アンプ２１ａの入力端に接続され、第 ２固定端子２２ｃは第２アンプ２１ｂの入力端に接続され、第３固定端子２２ｄ は第３アンプ２１ｃの入力端に接続されている。前記各アンプ２１ａ〜２１ｃは 、それぞれ干渉フィルタ１４ａ〜１４ｃ，蛍光体５７（図２に示す特性のものを 使用），フォトダイオード５６を介して出力された電気信号を、増幅（減衰）さ せて、１個のメータで各波長領域を表示可能にさせるようになっている。前記各 アンプ２１ａ〜２１ｃの各出力端は互いに接続されている。

【００２４】 次に、第２実施例の紫外線検出装置２０の動作を説明する。 先ず、ＵＶ−Ｂ領域の計測を行う場合は、フィルタＦを図１（Ａ），（Ｂ）に 示した位置に一時的に静止させると、スイッチ２２が連動されて可動端子２２ａ と第２固定端子２２ｃとが接続され、第２アンプ２１ｂがスタンバイ状態にされ る。この状態で窓１２から紫外線ＵＶを入射させると、該入射した紫外線ＵＶは 、干渉フィルタ１４ｂを透過し蛍光体５７の表面に導入される。前記干渉フィル タ１４ｂを透過した紫外線は、前述と同様に、ＵＶ−Ｂ領域の蛍光量を発生し、 その蛍光量に対応した出力信号がフォトダイオード５６から出力される。この出 力信号は、第２アンプ２１ｂで適度の増幅をされ、図示しないアナログ表示メー タ，デジタル表示メータ等に表示され、ＵＶ−Ｂ領域の紫外線量を観測者が認識 する。

【００２５】 また、ＵＶ−Ｃ領域の紫外線量を計測する場合には、干渉フィルタ１４を左方 に移動させ、窓１２の下方に干渉フィルタ１４ｃを対応させると、スイッチ２２ は第３アンプ２１ｃに切り替えられる。この状態で前述のＵＶ−Ｂ領域の計測と 同様にして紫外線量を観測者が認識する。

【００２６】 更に、ＵＶ−Ａ領域の紫外線量を計測する場合には、干渉フィルタ１４を右方 に移動させ、窓１２の下方に干渉フィルタ１４ａを対応させると、スイッチ２２ は第１アンプ２１ａに切り替えられる。そして、該第１アンプ２１ａによりフォ トダイオード５６の出力は大幅に減衰される。この状態で前述のＵＶ−Ｂ領域の 計測と同様にして紫外線量を観測者が認識する。

【００２７】 なお、本実施例は駆動用電源を使用するタイプの紫外線検出装置について説明 したが、駆動用電源を使用しないタイプの紫外線検出装置（図６（Ａ）参照）の 場合には、第１実施例（図１参照）に示した減光フィルタ１３を使用するタイプ を適用すれば良い。

【００２８】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、選択可能な、異なる波長の紫外線をそれ ぞれ透過せしめる複数の紫外線パスフィルタを備えたので、所望の波長の紫外線 に対応した紫外線量を計測することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の紫外線検出装置の第１実施例を示す図
であって、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は平面図である。

【図２】本考案の実施例に使用する蛍光体の第１例の特
性図である。

【図３】本考案の実施例に使用する蛍光体の第２例の特
性図である。

【図４】本考案の実施例に使用する蛍光体の第３例の特
性図である。

【図５】本考案の第２実施例を示す縦断面図である。

【図６】本件出願人に係る従来の紫外線検出装置の例を
示す図であって、（Ａ）は駆動用電源を使用しないタイ
プの縦断面図、（Ｂ）は駆動用電源を使用するタイプの
縦断面図である。

【図７】前記従来の紫外線検出装置に使用されていた紫
外線パスフィルタの特性図である。

【符号の説明】

ＵＶ…紫外線 Ｗ₂ …光射出窓 １０…第１実施例の紫外線検出装置 １１…函体（外光遮断部材） １２…窓（光入射窓） １３…減光フィルタ １４…干渉フィルタ（紫外線抽出手段） ２０…第２実施例の紫外線検出装置 ２１ａ〜２１ｃ…アンプ ２２…干渉フィルタのスライドに連動されたスイッチ ５６…フォトダイオード（蛍光受光手段） ５７…蛍光体 ５７ｂ…蛍光射出端

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 紫外線励起により蛍光を発する蛍光物質
   を含有する蛍光体と、該蛍光体を包囲し、外光を遮断す
   る外光遮断部材と、前記蛍光体に光を入射させるための
   光入射窓と、該光入射窓を通して入射された入射光のう
   ち、紫外線のみを蛍光体に導入するための紫外線抽出手
   段と、紫外線励起により発光させられ、前記蛍光体内を
   伝搬する蛍光を射出させるための光射出窓とを備えた紫
   外線検出装置において、 前記紫外線抽出手段は、異なる波長の紫外線をそれぞれ
   透過せしめる選択可能な複数の紫外線パスフィルタを備
   えたことを特徴とする紫外線検出装置。
2. 【請求項２】 紫外線励起により蛍光を発する蛍光物質
   を含有する蛍光体と、該蛍光体を包囲し、外光を遮断す
   る外光遮断部材と、前記蛍光体に光を入射させるための
   光入射窓と、該光入射窓を通して入射された入射光のう
   ち、紫外線のみを蛍光体に導入するための紫外線抽出手
   段と、前記蛍光体の蛍光射出端に連設して設けられた蛍
   光受光手段とを備えた紫外線検出装置において、 前記紫外線抽出手段は、異なる波長の紫外線をそれぞれ
   透過せしめる選択可能な複数の紫外線パスフィルタを備
   えたことを特徴とする紫外線検出装置。