紫外線検知装置
【課題】簡易かつ確実に紫外線を検知することができる小型でウェアラブルな紫外線検知装置を提供する。
【解決手段】紫外線計測装置１では、ピンホール３５によって所定の範囲の自然光を集光し、集光した自然光をバイナリーレンズ３７によって平行光に調整し、平行光に調整した光を、ニッケル膜に形成したスリット４１を介して、回折格子５の入射面に入射光として垂直に入射し、回折格子５により分光された紫外線ＵＶ−Ａ、ＵＢ−Ｂ、ＵＶ−Ｃを受光する。紫外線計測装置１を用いることによって、回折格子５を用いて容易に自然光から紫外線ＵＶ−Ａ、ＵＢ−Ｂ、ＵＶ−Ｃを分光することができる。
【解決手段】紫外線計測装置１では、ピンホール３５によって所定の範囲の自然光を集光し、集光した自然光をバイナリーレンズ３７によって平行光に調整し、平行光に調整した光を、ニッケル膜に形成したスリット４１を介して、回折格子５の入射面に入射光として垂直に入射し、回折格子５により分光された紫外線ＵＶ−Ａ、ＵＢ−Ｂ、ＵＶ−Ｃを受光する。紫外線計測装置１を用いることによって、回折格子５を用いて容易に自然光から紫外線ＵＶ−Ａ、ＵＢ−Ｂ、ＵＶ−Ｃを分光することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線検知装置に関するものであり、特に、回折格子を用いるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、オゾン層の破壊の影響で、太陽光線中の紫外線量が多くなり、それが人体等生物に及ぼす弊害が懸念されている。オゾン層は、地球上に降り注ぐ太陽光中の紫外線の大部分を吸収し、地上の生物を守る働きをしているものである。しかし、工場等から大気中に放出される特定フロン等の化学物質がこのオゾン層を破壊している。特定フロン等は、化学的に安定な物質であるため、工場等から大気中に放出されると対流圏ではほとんど分解されずに成層圏に達し、そこで強い太陽紫外線を受けて分解され、塩素原子を放出する。この塩素原子が、オゾン分子を次々に破壊し、オゾン量を減少させている。
【０００３】
かかるオゾン層の破壊により、従来では地上まで到達しなかったような紫外線も地上に到達する可能性が多くなっている。ここで、紫外線とは光（電磁波）の一種で、波長３８０ｎｍ以下のものをいう。化粧品などの分野で頻繁に用いられるＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂなどの分類を初め、波長帯ごとに分類がなされている（ＵＶ−Ａ：波長３２０〜３８０ｎｍ，ＵＶ−Ｂ：波長２８０〜３２０ｎｍ，ＵＶ−Ｃ：波長２００〜２８０ｎｍ）。
【０００４】
このような紫外線の人体への悪影響としては、皮膚への影響、目への影響、免疫への影響などが知られている。皮膚への影響としては、皮膚がん（有棘細胞癌や悪性黒色腫など）やしみ・そばかすの発生の原因となりこと、また目への影響としては、白内障や緑内障の原因となること、免疫への影響としては、長時間の紫外線を浴びると免疫が低下することなどである。
【０００５】
このように紫外線の影響が、人体にとって非常に危険なものであるにもかかわらず、紫外線自体は、目に見えないものであり、人体の五感で照射強度を判定できないものである。近年では、衣類や、帽子、日傘などに紫外線対策がなされた製品が市場にでている状況である。
【０００６】
従来の紫外線検知装置としては、例えば、市販されている紫外線センサがある（非特許文献１を参照）。このような従来の紫外線検知装置は、通常、固定装置を前提としており、人が衣類やカバン等に付けて、ウェアラブルに持ち歩くようなものではない。
しかしながら、上述のような状況下、ウェアラブルに持ち歩くことができるような紫外線検知装置が求められている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００７】
また、単に紫外線の量を示すだけではなく、どのような紫外線がどれだけ存在するのか、どれだけ照射を受けたのかを検知すべく、異なる波長領域の紫外線を同時に分離して精度よく安定して測定可能であり、小さく簡便な構成で低コストの紫外線検知装置が求められている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−７１５８０号公報
【特許文献２】特開２００２−３４４００１号公報
【非特許文献１】紫外線センサーデバイス、“３８０−ＩｎＧａＮ”、[online]、２００７年、ＡＬＧＡＮ株式会社、［２００８年２月２５日］、インターネット(URL:http://algan.jp/jp/products/sensor/)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述の紫外線センサには、以下のような改善すべき点がある。現在市販されている紫外線センサは、測定時に、太陽等の光源に向けて測定する必要があり、太陽光からの直接の紫外線、もしくは受光部分から入射する一定方向の紫外線しか測定できない。紫外線は散乱光が多く、全体の５０〜６０％は散乱光として存在するため、一方向しか測定できない現在市販されているものは、全紫外線量を測定できない。
【００１０】
また、紫外線量は波長によって人体に対する影響が違うため、波長別に測定する必要がある。現在市販されている紫外線センサは、特定波長域の部分測定か、若しくは、波長別にセンサ受光部を交換する必要がある。さらに、現在市販されている紫外線センサは、受光部分の劣化があり多くは保障期間が１年未満のものが多い。さらに、小型・モバイル型で、分光可能な紫外線センサは、現状では市販されていない。
【００１１】
また、上記特許文献１に開示された技術では、紫外線の種別毎に検知することが不可能である。
【００１２】
また、上記特許文献２に開示された技術では、紫外線受光素子が２つ積層されてなる構成とされており、先に受光する一方の紫外線受光素子が特定波長の紫外光を検出し、その紫外線受光素子を透過した紫外線を他の紫外線受光素子を検出するものであるため、後の紫外線受光素子の検知感度が悪くなるという問題点がある。
【００１３】
このような状況に鑑み、本発明は、異なる波長領域の紫外線を同時に分離し、簡易かつ確実に紫外線を検知することができるウェアラブルな小型の紫外線検知装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（１）本発明に係る紫外線計測装置は、光を集光する集光手段と、集光された光を平行光に調整する平行光調整手段と、該平行光が垂直に入射される入射面を有する回折格子と、該回折格子により分光された紫外線を受光する紫外線受光素子とを備える構成される。
かかる構成によれば、ウェアラブルに持ち歩いた場合に、種々の方向から入射する太陽光を集光でき、それら光を回折格子面に対して垂直に入射でき、紫外光を特定波長毎に分光できることから、太陽光を浴びた中に含まれる紫外線を、その種別（ＵＶ−Ａ，ＵＶ−Ｂ，ＵＶ−Ｃ）毎に感度よく測定できる。
ここで、平行光調整手段は、光を平行に調整し、平行に調整した光を入射光として回折格子に入射でき、回折格子により多くの入射光を入射することができるものである。
また、集光手段によれば、光を集光した上で回折格子手段に入射することから、より多くの光を回折格子手段に入射することができる。
【００１５】
（２）ここで、平行光調整手段は、回折格子の入射面側に配置され、貫通するスリットを有するスリット手段を有し、該スリットは回折格子の入射面に対して垂直に形成されていることが好ましい態様である。
かかる構成によれば、入射面に対して垂直に形成されたスリットを介して回折格子に入射光を入射することから、確実に回折格子手段に対して垂直に入射光を入射することができる。
【００１６】
（３）また、本発明に係る紫外線検知装置における平行光調整手段は、光を入射するバイナリーレンズを有する構成とされる。かかる構成によれば、バイナリーレンズによって光を平行に調整することから、より確実に光を平行に調整することができる。
【００１７】
（４）ここで、バイナリーレンズ手段は、ガラス部材の内部に形成されているのが好ましい態様である。ガラス部材の内部にバイナリーレンズを形成することで、容易にバイナリーレンズを配置することができ、また、取り扱いの利便性が向上できる。
【００１８】
（５）ここで、集光手段は、光を集光するためのピンホールを有することが好ましい態様である。ピンホールを用いることによって、容易に光を集光することができる。
【００１９】
（６）ここで、集光手段は、光を集光するための全方位集光レンズを有する。全方位集光レンズを用いることによって、多くの光を容易に集光することができる。
（７）また、全方位集光レンズは、具体的には、球状レンズ若しくは半球状レンズを用いる。
【００２０】
（８）また、以下のａ）〜ｄ）の４層構造を備えた紫外線検知装置とすることが好適である。
ａ）集光手段として球状レンズ若しくは半球状レンズを用い、平行光調整手段としてバイナリーレンズを用い、球状レンズ若しくは半球状レンズとバイナリーレンズを石英ガラスに形成した集光・並行調整層
ｂ）回折格子を形成した回折格子層
ｃ）紫外線受光素子を２次元アレイ状に並置した受光素子層
ｄ）回折格子層と受光素子層の間に設けられた空間により形成されるスペーサー層
４層構造を備えたことを特徴とする紫外線検知装置。
かかる４層構造とすることで、異なる波長領域の紫外線を同時に分離し、簡易かつ確実に紫外線を検知することができるウェアラブルな小型の紫外線検知装置を得ることができる。
【００２１】
（９）各層の具体的なスケールは、各種仕様設計が可能であるが、現状の最も小型なものは、集光・並行調整層が５ｍｍであり、回折格子層が２ｍｍであり、スペーサー層が１４ｍｍであり、受光素子層が１ｍｍで構成される。
【００２２】
（１０）また、本発明に係る紫外線検知装置は、検知した紫外線の量を計測する紫外線計測手段を有する構成とされる。
かかる構成によれば、検知した紫外線の量を計測することができる。
【００２３】
（１１）また、上述した紫外線受光素子は、窒化ガリウムを含む受光素子を有することが好ましい態様である。回折格子によって分光された紫外線を、窒化ガリウムを含む受光素子によって受光する構成とすることで、ＵＶ−Ａ，ＵＶ−Ｂ，ＵＶ−Ｃの紫外光の受光感度に優れた紫外線受光素子を容易に製作することが可能である。
【００２４】
（１２）本発明に係る紫外線検知方法は、紫外線を含む光を集光し、集光した光を平行光に調整し、平行光に調整した光を入射光として回折格子の入射面に入射し、回折格子により分光された紫外線を受光する工程を備える。
かかる工程により、確実に回折格子手段によって紫外線を分光することができる。
【００２５】
（１２）また、本発明に係る紫外線調整方法では、集光した光をガラス部材の内部に構成されたバイナリーレンズに入射し、該バイナリーレンズを透過した光をバイナリーレンズの中心軸と平行な方向に貫通するスリットに入射する工程を備える。
かかる工程により、確実に光を平行に調整することができる。
【００２６】
ここで、「平行」とは、完全に平行な場合はもちろん、平行に等しい場合も含む概念である。また、「垂直」とは、完全に垂直な場合はもちろん、垂直に等しい場合も含む概念である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の紫外線検知装置によれば、異なる波長領域の紫外線を同時に分離し、簡易かつ確実に紫外線を検知することができるウェアラブルな小型の紫外線検知装置の提供できるといった効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明していく。
【実施例１】
【００２９】
本発明における紫外線計測装置１の概要を図１に基づき説明する。紫外線計測装置１では、ピンホール３５によって所定の範囲の自然光を集光し、集光した自然光をバイナリーレンズ３７によって平行光に調整し、平行光に調整した光を、ニッケル膜に形成したスリット４１を介して、回折格子５の入射面に入射光として垂直に入射し、回折格子５により分光された紫外線ＵＶ−Ａ（ＵＶ−Ａ１、ＵＶ−Ａ２）、ＵＢ−Ｂ、ＵＶ−Ｃを受光する。紫外線計測装置１を用いることによって、回折格子５を用いて容易に自然光から紫外線ＵＶ−Ａ、ＵＢ−Ｂ、ＵＶ−Ｃを分光することができる。
【００３０】
（紫外線計測装置の構成）
紫外線計測装置１の構成を図２に基づき説明する。紫外線量計測装置１は、コリメート・ユニット３、回折格子５、紫外線センサ７、及び紫外線計測回路９を有している。コリメート・ユニット３は、外部から自然光を集光し、集光した自然光をコリメートする。スリット膜４は、コリメートされた自然光の一部を通過させる。回折格子５は、コリメートされた自然光を分光する。紫外線センサ７は、分光によって得られた紫外線を検知する。紫外線量計測回路９は、検知され紫外線の量を、所定の周波数毎に計測する。
以下において、コリメート・ユニット３、スリット膜４、回折格子５、及び紫外線センサ７の構成について説明する。
【００３１】
（コリメート・ユニットの構成）
コリメート・ユニット３の構成を図２及び図３に基づき説明する。コリメート・ユニット３は、石英ガラス板３１、金属膜３３、ピンホール３５、及びバイナリーレンズ３７を有している。
石英ガラス板３１の厚さｔ３１は、本実施例では、１ｍｍである。
金属膜３３は、本実施例では、例えばニッケル膜により構成される。金属膜３３は、石英ガラス板３１の表面に形成される。 金属膜３３の厚さｔ３３は、本実施例では、０．２ｍｍである。
ピンホール３５は、金属膜３３内に形成される。なお、ピンホール３５の直径は、本実施例では、直径５μｍある。ピンホール３５を矢印ａ１側から見た顕微鏡写真を図３Ａに示す。
【００３２】
バイナリーレンズ３７は、石英ガラス板３１の内部に形成される。バイナリーレンズ３７は、石英ガラス３１の内部に周期構造をしたリング状の屈折率変化領域を形成したものである。石英ガラス板３１の内部にバイナリーレンズ３７を形成することによって、石英ガラスにレンズ機能を付加することができる。バイナリーレンズ３７の直径は、本実施例では、直径１２０μｍある。バイナリーレンズ３７は、フェムト秒レーザーを用いて石英ガラス板３１の内部に形成される。なお、バイナリーレンズ３７の中心軸を軸ＡＸ１とする。軸ＡＸ１は、図２に示す光学系の中心軸に該当する。石英ガラス板３１の内部に形成されたバイナリーレンズ３７を矢印ａ１側から見た顕微鏡写真を図３Ｂに示す。
【００３３】
（スリット膜の構成）
スリット膜４の構成を図２に基づき説明する。スリット膜４は、ニッケル膜による構成されている。スリット膜４は、回折格子５の入射面Ｐ１上に配置される。スリット膜４は、回折格子５の入射面Ｐ１まで貫通するスリット４１を一つ有している。
図４に示すように、スリット４１は、長方形上の孔により形成されており、幅１００μｍ、深さ２ｍｍ、長さ５００μｍである。なお、スリット５１における深さとは、コリメートされた自然光の進行方向（矢印ＡＸ１）に沿う方向の上記の孔の長さをいう。
【００３４】
長方形の孔を形成する面Ｐ４１〜Ｐ４４は、回折格子５の入射面Ｐ１に対して垂直に形成されている。つまり、スリット４１は、回折格子５の入射面Ｐ１に対して、垂直に形成されている。回折格子５の入射面Ｐ１上にスリット膜４を配置することによって、スリット４１を通過するコリメートされた自然光を回折格子の入射面Ｐ１に垂直に当てることができる。
【００３５】
なお、スリット膜４は、例えば、ニッケルのＣＶＤによって形成し、スリット５１は、 例えば、リソグラフィにより形成する。
【００３６】
（回折格子の構成）
回折格子５の構成を図２に基づき説明する。回折格子５は、コリメート・ユニット３によってコリメートされる自然光の進行方向（軸ＡＸ１に沿う矢印ａ１方向）に対して、当該自然光が入射する入射面Ｐ１が垂直となるように配置される。このように、コリメートされた自然光の進行方向に対して、回折格子５を垂直に配置することによって、ひいては回折格子５内部の回折格子を垂直に配置することによって、自然光の分光が可能となる。
本実施例における紫外線計測装置１では、回折格子５において、波長２００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線を約３０ｎｍピッチで分光することが可能であり、自然光から紫外線ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃを分光することが可能となっている。なお、本実施例における回折格子５の内部に形成する回折格子は、図５に示すように、格子周期ｄ５１が５００ｎｍ、開口径ｄ５３が２５０ｎｍである。
また、回折格子５は、例えば、石英ガラス板の表面に形成された紫外線硬化樹脂にレーザーの干渉光を照射し、干渉光が照射された紫外線硬化樹脂だけを硬化させる方法によって生成される。
【００３７】
（紫外線センサの構成）
図２における紫外線センサ７は、窒化ガリウムを含む受光素子（窒化ガリウム系受光素子）によって構成されている。窒化ガリウムは、３００ｎｍ付近に受光のピークが存在することから、紫外線センサ７において、紫外線のうち２００ｎｍ〜４００ｎｍの波長を有するものを効率よく受光させることができる。
【００３８】
また、窒化ガリウム系受光素子は、特性の劣化が少なく、耐久性がよいという特徴がある。このため、窒化ガリウム系受光素子を用いた紫外線計測装置１は、長期間の使用に十分に耐えることができる。
【００３９】
なお、窒化ガリウムとその他の物質（例えば、アルミニウム）を混合することによって、紫外線センサ７が受光する紫外線のピーク波長を調整することができる。例えば、アルミニウムを混合することによって、受光波長のピークをより短波長側にさせることができる。紫外線計測装置１では、紫外線センサ７において、紫外線ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃを受光させるように、窒化ガリウムとその他の物質との混合比率を調整している。
【００４０】
（分光確認）
紫外線計測装置１における紫外線ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃの分光確認試験をおこなった。日本においては、自然光が少ないことから、分光をより確実に確認できるように、紫外線ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃを比較的多く含むキセノンランプ（Ｘｅランプ）を光源とするＸｅランプ・ビーム光を用いている。
実験に用いた紫外線計測実験装置５１の構成を図６に示す。紫外線計測実験装置５１では、ニッケル膜４を光の入射面Ｐ１に有する回折格子５を所定の支持台６１の上に配置し、回折格子５の下に窒化ガリウム系受光素子を複数配置した紫外線センサ７を配置している。Ｘｅランプ・ビーム光は矢印ａ６方向から、回折格子５に入射する。
【００４１】
図６における領域Ｒ１の拡大図を図７に示す。図７には、紫外線計測実験装置５１における主要な実測値を示す。スリット４１を有するニッケル膜４の厚さは１ｍｍ、回折格子５の厚さは３ｍｍである。また、紫外線センサ７は、回折格子５の下面から８ｍｍの位置に配置される。
スリット４１は、照射されるＸｅランプ・ビーム光の中心から２ｍｍずれた位置に設けられる。スリット４１の幅ｄ１は、１００μｍである。
【００４２】
図７における光学系では、紫外線センサ７において、波長２００ｎｍの紫外線をスリット４１の中心から１．４ｍｍの位置に、波長４００ｎｍの紫外線をスリット４１の中心から３．１ｍｍの位置に、それぞれ分光する。
紫外線計測実験装置５１を用いた実験により得られた結果を図８に示す。図８Ａは、横軸に検出した波長（紫外域）を、縦軸にそのカウント数を示す。また図８Ｂは、横軸に検出した波長（紫外域）を、縦軸にその相対感度を示す。
【００４３】
このことから、紫外線計測事件装置５１と同様の構成を有する紫外線計測装置１は、自然光から紫外線ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃを分光することが可能であることが確認できる。
【実施例２】
【００４４】
（ａ）光の集光に関して
前述の実施例１においては、自然光を集光するに当たって、ピンホール３５を用いたが、光を集光できるものであれば、例示のものに限定されない。例えば、全方位集光レンズを用いるようにしてもよい。全方位集光レンズの一例を図９に示す。図９に示すように、全方位集光レンズ３９は、球形のレンズであり、例えば、直径１〜２ｍｍのものを用いることができる。
また、図１０に示すように、全方位集光レンズは、半球状のレンズであり、例えば、直径１〜２ｍｍのものを用いることができる。
【００４５】
（ｂ）スリットに関して
前述の実施例１においては、バイナリーレンズ３７を用いて自然光を平行光に調整したとしても、完全な平行光にできなかった自然光を除去するためにスリット４１を用いたが、完全な平行光による分光に対する影響が問題とならない程度であるならば、スリット４１を用いなくともよい。
【００４６】
（ｃ）バイナリーレンズに関して
前述の実施例１においては、石英ガラス板３１の内部に形成したバイナリーレンズ３７を用いて自然光を平行光に調整したが、自然光を平行光に調整できるものであれば、例示のものに限定されない。例えば、バイナリーレンズ３７以外のレンズを用いた光学系を用いてもよい。
【００４７】
（ｄ）石英ガラス
前述の実施例１においては、バイナリーレンズ３７及び回折格子５は石英ガラスを用いて生成したが、紫外線を透過できるものであれば、これに限定されない。例えば、サファイアを用いて、バイナリーレンズ、回折格子を生成するようにしてもよい。また、紫外線を透過する特殊樹脂を用いるようにしてもよい。
【００４８】
（ｅ）検知紫外線
前述の実施例１においては、回折格子５によって紫外線ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃを分光するとしたが、例示の紫外線に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に係る皮膚の透明感評価装置は、幼児期から成人時期まで長期間使用でき、波長別、被爆累積量を表示できる紫外線センサに用いることができる。また、気象庁、公的機関向けの高感度、長寿命の紫外線測定器に用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る紫外線検知装置である紫外線計測装置１の概要を説明する図である。
【図２】図１に係る紫外線計測装置１の構成を示す図である。
【図３】図２に係る紫外線計測装置１の顕微鏡写真であり、Ａはピンホール３５を、Ｂはバイナリーレンズ３７を、それぞれ示す。
【図４】図２に係るスリット４１の形状を示す図である。
【図５】図２に係る回折格子５の概念を示した図である。
【図６】紫外線計測実験装置５１の構成を示す図である。
【図７】図６における範囲Ｒ１の拡大図である。
【図８】紫外線計測実験装置５１による実験結果を示す図である。
【図９】ボール状の全方位集光レンズを用いた場合を示す図である。
【図１０】ドーム状の全方位集光レンズを用いた場合を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 紫外線計測装置
３ コリメート・ユニット
３１ 石英ガラス板
３３ 金属膜
３５ ピンホール
３７ バイナリーレンズ
３９ 全方位集光レンズ
４ ニッケル膜
４１ スリット
５ 回折格子
７ 紫外線センサ
９ 紫外線量計測回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線検知装置に関するものであり、特に、回折格子を用いるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、オゾン層の破壊の影響で、太陽光線中の紫外線量が多くなり、それが人体等生物に及ぼす弊害が懸念されている。オゾン層は、地球上に降り注ぐ太陽光中の紫外線の大部分を吸収し、地上の生物を守る働きをしているものである。しかし、工場等から大気中に放出される特定フロン等の化学物質がこのオゾン層を破壊している。特定フロン等は、化学的に安定な物質であるため、工場等から大気中に放出されると対流圏ではほとんど分解されずに成層圏に達し、そこで強い太陽紫外線を受けて分解され、塩素原子を放出する。この塩素原子が、オゾン分子を次々に破壊し、オゾン量を減少させている。
【０００３】
かかるオゾン層の破壊により、従来では地上まで到達しなかったような紫外線も地上に到達する可能性が多くなっている。ここで、紫外線とは光（電磁波）の一種で、波長３８０ｎｍ以下のものをいう。化粧品などの分野で頻繁に用いられるＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂなどの分類を初め、波長帯ごとに分類がなされている（ＵＶ−Ａ：波長３２０〜３８０ｎｍ，ＵＶ−Ｂ：波長２８０〜３２０ｎｍ，ＵＶ−Ｃ：波長２００〜２８０ｎｍ）。
【０００４】
このような紫外線の人体への悪影響としては、皮膚への影響、目への影響、免疫への影響などが知られている。皮膚への影響としては、皮膚がん（有棘細胞癌や悪性黒色腫など）やしみ・そばかすの発生の原因となりこと、また目への影響としては、白内障や緑内障の原因となること、免疫への影響としては、長時間の紫外線を浴びると免疫が低下することなどである。
【０００５】
このように紫外線の影響が、人体にとって非常に危険なものであるにもかかわらず、紫外線自体は、目に見えないものであり、人体の五感で照射強度を判定できないものである。近年では、衣類や、帽子、日傘などに紫外線対策がなされた製品が市場にでている状況である。
【０００６】
従来の紫外線検知装置としては、例えば、市販されている紫外線センサがある（非特許文献１を参照）。このような従来の紫外線検知装置は、通常、固定装置を前提としており、人が衣類やカバン等に付けて、ウェアラブルに持ち歩くようなものではない。
しかしながら、上述のような状況下、ウェアラブルに持ち歩くことができるような紫外線検知装置が求められている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００７】
また、単に紫外線の量を示すだけではなく、どのような紫外線がどれだけ存在するのか、どれだけ照射を受けたのかを検知すべく、異なる波長領域の紫外線を同時に分離して精度よく安定して測定可能であり、小さく簡便な構成で低コストの紫外線検知装置が求められている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−７１５８０号公報
【特許文献２】特開２００２−３４４００１号公報
【非特許文献１】紫外線センサーデバイス、“３８０−ＩｎＧａＮ”、[online]、２００７年、ＡＬＧＡＮ株式会社、［２００８年２月２５日］、インターネット(URL:http://algan.jp/jp/products/sensor/)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述の紫外線センサには、以下のような改善すべき点がある。現在市販されている紫外線センサは、測定時に、太陽等の光源に向けて測定する必要があり、太陽光からの直接の紫外線、もしくは受光部分から入射する一定方向の紫外線しか測定できない。紫外線は散乱光が多く、全体の５０〜６０％は散乱光として存在するため、一方向しか測定できない現在市販されているものは、全紫外線量を測定できない。
【００１０】
また、紫外線量は波長によって人体に対する影響が違うため、波長別に測定する必要がある。現在市販されている紫外線センサは、特定波長域の部分測定か、若しくは、波長別にセンサ受光部を交換する必要がある。さらに、現在市販されている紫外線センサは、受光部分の劣化があり多くは保障期間が１年未満のものが多い。さらに、小型・モバイル型で、分光可能な紫外線センサは、現状では市販されていない。
【００１１】
また、上記特許文献１に開示された技術では、紫外線の種別毎に検知することが不可能である。
【００１２】
また、上記特許文献２に開示された技術では、紫外線受光素子が２つ積層されてなる構成とされており、先に受光する一方の紫外線受光素子が特定波長の紫外光を検出し、その紫外線受光素子を透過した紫外線を他の紫外線受光素子を検出するものであるため、後の紫外線受光素子の検知感度が悪くなるという問題点がある。
【００１３】
このような状況に鑑み、本発明は、異なる波長領域の紫外線を同時に分離し、簡易かつ確実に紫外線を検知することができるウェアラブルな小型の紫外線検知装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（１）本発明に係る紫外線計測装置は、光を集光する集光手段と、集光された光を平行光に調整する平行光調整手段と、該平行光が垂直に入射される入射面を有する回折格子と、該回折格子により分光された紫外線を受光する紫外線受光素子とを備える構成される。
かかる構成によれば、ウェアラブルに持ち歩いた場合に、種々の方向から入射する太陽光を集光でき、それら光を回折格子面に対して垂直に入射でき、紫外光を特定波長毎に分光できることから、太陽光を浴びた中に含まれる紫外線を、その種別（ＵＶ−Ａ，ＵＶ−Ｂ，ＵＶ−Ｃ）毎に感度よく測定できる。
ここで、平行光調整手段は、光を平行に調整し、平行に調整した光を入射光として回折格子に入射でき、回折格子により多くの入射光を入射することができるものである。
また、集光手段によれば、光を集光した上で回折格子手段に入射することから、より多くの光を回折格子手段に入射することができる。
【００１５】
（２）ここで、平行光調整手段は、回折格子の入射面側に配置され、貫通するスリットを有するスリット手段を有し、該スリットは回折格子の入射面に対して垂直に形成されていることが好ましい態様である。
かかる構成によれば、入射面に対して垂直に形成されたスリットを介して回折格子に入射光を入射することから、確実に回折格子手段に対して垂直に入射光を入射することができる。
【００１６】
（３）また、本発明に係る紫外線検知装置における平行光調整手段は、光を入射するバイナリーレンズを有する構成とされる。かかる構成によれば、バイナリーレンズによって光を平行に調整することから、より確実に光を平行に調整することができる。
【００１７】
（４）ここで、バイナリーレンズ手段は、ガラス部材の内部に形成されているのが好ましい態様である。ガラス部材の内部にバイナリーレンズを形成することで、容易にバイナリーレンズを配置することができ、また、取り扱いの利便性が向上できる。
【００１８】
（５）ここで、集光手段は、光を集光するためのピンホールを有することが好ましい態様である。ピンホールを用いることによって、容易に光を集光することができる。
【００１９】
（６）ここで、集光手段は、光を集光するための全方位集光レンズを有する。全方位集光レンズを用いることによって、多くの光を容易に集光することができる。
（７）また、全方位集光レンズは、具体的には、球状レンズ若しくは半球状レンズを用いる。
【００２０】
（８）また、以下のａ）〜ｄ）の４層構造を備えた紫外線検知装置とすることが好適である。
ａ）集光手段として球状レンズ若しくは半球状レンズを用い、平行光調整手段としてバイナリーレンズを用い、球状レンズ若しくは半球状レンズとバイナリーレンズを石英ガラスに形成した集光・並行調整層
ｂ）回折格子を形成した回折格子層
ｃ）紫外線受光素子を２次元アレイ状に並置した受光素子層
ｄ）回折格子層と受光素子層の間に設けられた空間により形成されるスペーサー層
４層構造を備えたことを特徴とする紫外線検知装置。
かかる４層構造とすることで、異なる波長領域の紫外線を同時に分離し、簡易かつ確実に紫外線を検知することができるウェアラブルな小型の紫外線検知装置を得ることができる。
【００２１】
（９）各層の具体的なスケールは、各種仕様設計が可能であるが、現状の最も小型なものは、集光・並行調整層が５ｍｍであり、回折格子層が２ｍｍであり、スペーサー層が１４ｍｍであり、受光素子層が１ｍｍで構成される。
【００２２】
（１０）また、本発明に係る紫外線検知装置は、検知した紫外線の量を計測する紫外線計測手段を有する構成とされる。
かかる構成によれば、検知した紫外線の量を計測することができる。
【００２３】
（１１）また、上述した紫外線受光素子は、窒化ガリウムを含む受光素子を有することが好ましい態様である。回折格子によって分光された紫外線を、窒化ガリウムを含む受光素子によって受光する構成とすることで、ＵＶ−Ａ，ＵＶ−Ｂ，ＵＶ−Ｃの紫外光の受光感度に優れた紫外線受光素子を容易に製作することが可能である。
【００２４】
（１２）本発明に係る紫外線検知方法は、紫外線を含む光を集光し、集光した光を平行光に調整し、平行光に調整した光を入射光として回折格子の入射面に入射し、回折格子により分光された紫外線を受光する工程を備える。
かかる工程により、確実に回折格子手段によって紫外線を分光することができる。
【００２５】
（１２）また、本発明に係る紫外線調整方法では、集光した光をガラス部材の内部に構成されたバイナリーレンズに入射し、該バイナリーレンズを透過した光をバイナリーレンズの中心軸と平行な方向に貫通するスリットに入射する工程を備える。
かかる工程により、確実に光を平行に調整することができる。
【００２６】
ここで、「平行」とは、完全に平行な場合はもちろん、平行に等しい場合も含む概念である。また、「垂直」とは、完全に垂直な場合はもちろん、垂直に等しい場合も含む概念である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の紫外線検知装置によれば、異なる波長領域の紫外線を同時に分離し、簡易かつ確実に紫外線を検知することができるウェアラブルな小型の紫外線検知装置の提供できるといった効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明していく。
【実施例１】
【００２９】
本発明における紫外線計測装置１の概要を図１に基づき説明する。紫外線計測装置１では、ピンホール３５によって所定の範囲の自然光を集光し、集光した自然光をバイナリーレンズ３７によって平行光に調整し、平行光に調整した光を、ニッケル膜に形成したスリット４１を介して、回折格子５の入射面に入射光として垂直に入射し、回折格子５により分光された紫外線ＵＶ−Ａ（ＵＶ−Ａ１、ＵＶ−Ａ２）、ＵＢ−Ｂ、ＵＶ−Ｃを受光する。紫外線計測装置１を用いることによって、回折格子５を用いて容易に自然光から紫外線ＵＶ−Ａ、ＵＢ−Ｂ、ＵＶ−Ｃを分光することができる。
【００３０】
（紫外線計測装置の構成）
紫外線計測装置１の構成を図２に基づき説明する。紫外線量計測装置１は、コリメート・ユニット３、回折格子５、紫外線センサ７、及び紫外線計測回路９を有している。コリメート・ユニット３は、外部から自然光を集光し、集光した自然光をコリメートする。スリット膜４は、コリメートされた自然光の一部を通過させる。回折格子５は、コリメートされた自然光を分光する。紫外線センサ７は、分光によって得られた紫外線を検知する。紫外線量計測回路９は、検知され紫外線の量を、所定の周波数毎に計測する。
以下において、コリメート・ユニット３、スリット膜４、回折格子５、及び紫外線センサ７の構成について説明する。
【００３１】
（コリメート・ユニットの構成）
コリメート・ユニット３の構成を図２及び図３に基づき説明する。コリメート・ユニット３は、石英ガラス板３１、金属膜３３、ピンホール３５、及びバイナリーレンズ３７を有している。
石英ガラス板３１の厚さｔ３１は、本実施例では、１ｍｍである。
金属膜３３は、本実施例では、例えばニッケル膜により構成される。金属膜３３は、石英ガラス板３１の表面に形成される。 金属膜３３の厚さｔ３３は、本実施例では、０．２ｍｍである。
ピンホール３５は、金属膜３３内に形成される。なお、ピンホール３５の直径は、本実施例では、直径５μｍある。ピンホール３５を矢印ａ１側から見た顕微鏡写真を図３Ａに示す。
【００３２】
バイナリーレンズ３７は、石英ガラス板３１の内部に形成される。バイナリーレンズ３７は、石英ガラス３１の内部に周期構造をしたリング状の屈折率変化領域を形成したものである。石英ガラス板３１の内部にバイナリーレンズ３７を形成することによって、石英ガラスにレンズ機能を付加することができる。バイナリーレンズ３７の直径は、本実施例では、直径１２０μｍある。バイナリーレンズ３７は、フェムト秒レーザーを用いて石英ガラス板３１の内部に形成される。なお、バイナリーレンズ３７の中心軸を軸ＡＸ１とする。軸ＡＸ１は、図２に示す光学系の中心軸に該当する。石英ガラス板３１の内部に形成されたバイナリーレンズ３７を矢印ａ１側から見た顕微鏡写真を図３Ｂに示す。
【００３３】
（スリット膜の構成）
スリット膜４の構成を図２に基づき説明する。スリット膜４は、ニッケル膜による構成されている。スリット膜４は、回折格子５の入射面Ｐ１上に配置される。スリット膜４は、回折格子５の入射面Ｐ１まで貫通するスリット４１を一つ有している。
図４に示すように、スリット４１は、長方形上の孔により形成されており、幅１００μｍ、深さ２ｍｍ、長さ５００μｍである。なお、スリット５１における深さとは、コリメートされた自然光の進行方向（矢印ＡＸ１）に沿う方向の上記の孔の長さをいう。
【００３４】
長方形の孔を形成する面Ｐ４１〜Ｐ４４は、回折格子５の入射面Ｐ１に対して垂直に形成されている。つまり、スリット４１は、回折格子５の入射面Ｐ１に対して、垂直に形成されている。回折格子５の入射面Ｐ１上にスリット膜４を配置することによって、スリット４１を通過するコリメートされた自然光を回折格子の入射面Ｐ１に垂直に当てることができる。
【００３５】
なお、スリット膜４は、例えば、ニッケルのＣＶＤによって形成し、スリット５１は、 例えば、リソグラフィにより形成する。
【００３６】
（回折格子の構成）
回折格子５の構成を図２に基づき説明する。回折格子５は、コリメート・ユニット３によってコリメートされる自然光の進行方向（軸ＡＸ１に沿う矢印ａ１方向）に対して、当該自然光が入射する入射面Ｐ１が垂直となるように配置される。このように、コリメートされた自然光の進行方向に対して、回折格子５を垂直に配置することによって、ひいては回折格子５内部の回折格子を垂直に配置することによって、自然光の分光が可能となる。
本実施例における紫外線計測装置１では、回折格子５において、波長２００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線を約３０ｎｍピッチで分光することが可能であり、自然光から紫外線ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃを分光することが可能となっている。なお、本実施例における回折格子５の内部に形成する回折格子は、図５に示すように、格子周期ｄ５１が５００ｎｍ、開口径ｄ５３が２５０ｎｍである。
また、回折格子５は、例えば、石英ガラス板の表面に形成された紫外線硬化樹脂にレーザーの干渉光を照射し、干渉光が照射された紫外線硬化樹脂だけを硬化させる方法によって生成される。
【００３７】
（紫外線センサの構成）
図２における紫外線センサ７は、窒化ガリウムを含む受光素子（窒化ガリウム系受光素子）によって構成されている。窒化ガリウムは、３００ｎｍ付近に受光のピークが存在することから、紫外線センサ７において、紫外線のうち２００ｎｍ〜４００ｎｍの波長を有するものを効率よく受光させることができる。
【００３８】
また、窒化ガリウム系受光素子は、特性の劣化が少なく、耐久性がよいという特徴がある。このため、窒化ガリウム系受光素子を用いた紫外線計測装置１は、長期間の使用に十分に耐えることができる。
【００３９】
なお、窒化ガリウムとその他の物質（例えば、アルミニウム）を混合することによって、紫外線センサ７が受光する紫外線のピーク波長を調整することができる。例えば、アルミニウムを混合することによって、受光波長のピークをより短波長側にさせることができる。紫外線計測装置１では、紫外線センサ７において、紫外線ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃを受光させるように、窒化ガリウムとその他の物質との混合比率を調整している。
【００４０】
（分光確認）
紫外線計測装置１における紫外線ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃの分光確認試験をおこなった。日本においては、自然光が少ないことから、分光をより確実に確認できるように、紫外線ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃを比較的多く含むキセノンランプ（Ｘｅランプ）を光源とするＸｅランプ・ビーム光を用いている。
実験に用いた紫外線計測実験装置５１の構成を図６に示す。紫外線計測実験装置５１では、ニッケル膜４を光の入射面Ｐ１に有する回折格子５を所定の支持台６１の上に配置し、回折格子５の下に窒化ガリウム系受光素子を複数配置した紫外線センサ７を配置している。Ｘｅランプ・ビーム光は矢印ａ６方向から、回折格子５に入射する。
【００４１】
図６における領域Ｒ１の拡大図を図７に示す。図７には、紫外線計測実験装置５１における主要な実測値を示す。スリット４１を有するニッケル膜４の厚さは１ｍｍ、回折格子５の厚さは３ｍｍである。また、紫外線センサ７は、回折格子５の下面から８ｍｍの位置に配置される。
スリット４１は、照射されるＸｅランプ・ビーム光の中心から２ｍｍずれた位置に設けられる。スリット４１の幅ｄ１は、１００μｍである。
【００４２】
図７における光学系では、紫外線センサ７において、波長２００ｎｍの紫外線をスリット４１の中心から１．４ｍｍの位置に、波長４００ｎｍの紫外線をスリット４１の中心から３．１ｍｍの位置に、それぞれ分光する。
紫外線計測実験装置５１を用いた実験により得られた結果を図８に示す。図８Ａは、横軸に検出した波長（紫外域）を、縦軸にそのカウント数を示す。また図８Ｂは、横軸に検出した波長（紫外域）を、縦軸にその相対感度を示す。
【００４３】
このことから、紫外線計測事件装置５１と同様の構成を有する紫外線計測装置１は、自然光から紫外線ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃを分光することが可能であることが確認できる。
【実施例２】
【００４４】
（ａ）光の集光に関して
前述の実施例１においては、自然光を集光するに当たって、ピンホール３５を用いたが、光を集光できるものであれば、例示のものに限定されない。例えば、全方位集光レンズを用いるようにしてもよい。全方位集光レンズの一例を図９に示す。図９に示すように、全方位集光レンズ３９は、球形のレンズであり、例えば、直径１〜２ｍｍのものを用いることができる。
また、図１０に示すように、全方位集光レンズは、半球状のレンズであり、例えば、直径１〜２ｍｍのものを用いることができる。
【００４５】
（ｂ）スリットに関して
前述の実施例１においては、バイナリーレンズ３７を用いて自然光を平行光に調整したとしても、完全な平行光にできなかった自然光を除去するためにスリット４１を用いたが、完全な平行光による分光に対する影響が問題とならない程度であるならば、スリット４１を用いなくともよい。
【００４６】
（ｃ）バイナリーレンズに関して
前述の実施例１においては、石英ガラス板３１の内部に形成したバイナリーレンズ３７を用いて自然光を平行光に調整したが、自然光を平行光に調整できるものであれば、例示のものに限定されない。例えば、バイナリーレンズ３７以外のレンズを用いた光学系を用いてもよい。
【００４７】
（ｄ）石英ガラス
前述の実施例１においては、バイナリーレンズ３７及び回折格子５は石英ガラスを用いて生成したが、紫外線を透過できるものであれば、これに限定されない。例えば、サファイアを用いて、バイナリーレンズ、回折格子を生成するようにしてもよい。また、紫外線を透過する特殊樹脂を用いるようにしてもよい。
【００４８】
（ｅ）検知紫外線
前述の実施例１においては、回折格子５によって紫外線ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃを分光するとしたが、例示の紫外線に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に係る皮膚の透明感評価装置は、幼児期から成人時期まで長期間使用でき、波長別、被爆累積量を表示できる紫外線センサに用いることができる。また、気象庁、公的機関向けの高感度、長寿命の紫外線測定器に用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る紫外線検知装置である紫外線計測装置１の概要を説明する図である。
【図２】図１に係る紫外線計測装置１の構成を示す図である。
【図３】図２に係る紫外線計測装置１の顕微鏡写真であり、Ａはピンホール３５を、Ｂはバイナリーレンズ３７を、それぞれ示す。
【図４】図２に係るスリット４１の形状を示す図である。
【図５】図２に係る回折格子５の概念を示した図である。
【図６】紫外線計測実験装置５１の構成を示す図である。
【図７】図６における範囲Ｒ１の拡大図である。
【図８】紫外線計測実験装置５１による実験結果を示す図である。
【図９】ボール状の全方位集光レンズを用いた場合を示す図である。
【図１０】ドーム状の全方位集光レンズを用いた場合を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 紫外線計測装置
３ コリメート・ユニット
３１ 石英ガラス板
３３ 金属膜
３５ ピンホール
３７ バイナリーレンズ
３９ 全方位集光レンズ
４ ニッケル膜
４１ スリット
５ 回折格子
７ 紫外線センサ
９ 紫外線量計測回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線を検知する紫外線検知装置であって、
光を集光する集光手段と、
集光された光を平行光に調整する平行光調整手段と、
前記平行光が垂直に入射される入射面を有する回折格子と、
前記回折格子により分光された紫外線を受光する紫外線受光素子と、
を備えたことを特徴とする紫外線検知装置。
【請求項２】
前記平行光調整手段は、
前記回折格子の入射面側に配置され、貫通するスリットを有するスリット手段、
を有し、
前記スリットは、前記回折格子の入射面に対して垂直に形成されていること、
を特徴とする請求項１の紫外線検知装置。
【請求項３】
前記平行光調整手段は、
光を入射するバイナリーレンズを有すること、
を特徴とする請求項１の紫外線検知装置。
【請求項４】
前記バイナリーレンズは、ガラス部材の内部に形成されていること、
を特徴とする請求項３の紫外線検知装置。
【請求項５】
前記集光手段は、
光を集光するためのピンホールを有すること、
を特徴とする請求項１に記載の紫外線検知装置。
【請求項６】
前記集光手段は、
光を集光するための全方位集光レンズを有すること、
を特徴とする請求項１に記載の紫外線検知装置。
【請求項７】
前記全方位集光レンズは、球状レンズ若しくは半球状レンズであること、
を特徴とする請求項６に記載の紫外線検知装置。
【請求項８】
前記集光手段として球状レンズ若しくは半球状レンズを用い、
前記平行光調整手段としてバイナリーレンズを用い、
前記球状レンズ若しくは半球状レンズと前記バイナリーレンズを石英ガラスに形成した集光・並行調整層と、
前記回折格子を形成した回折格子層と、
前記紫外線受光素子を２次元アレイ状に並置した受光素子層と、
前記回折格子層と前記受光素子層の間に設けられた空間により形成されるスペーサー層と、
４層構造を備えたことを特徴とする紫外線検知装置。
【請求項９】
前記集光・並行調整層が５ｍｍ以下であり、
前記回折格子層が２ｍｍ以下であり、
前記スペーサー層が１４ｍｍ以下であり、
前記受光素子層が１ｍｍ以下で構成されることを特徴とする請求項８に記載の紫外線検知装置。
【請求項１０】
検知した紫外線の量を計測する紫外線計測手段、
を有する請求項１〜請求項９に係るいずれかの紫外線検知装置。
【請求項１１】
前記紫外線受光素子は、
窒化ガリウムを含む受光素子を有すること、
を特徴とする請求項１０の紫外線検知装置。
【請求項１２】
紫外線を検知する紫外線検知方法であって、
紫外線を含む光を集光し、
集光した光を平行光に調整し、
平行光に調整した光を入射光として回折格子の入射面に入射し、
回折格子により分光された紫外線を受光すること、
を特徴とする紫外線検知方法。
【請求項１３】
集光した光を平行光に調整する紫外線調整方法であって、
集光した光をガラス部材の内部に構成されたバイナリーレンズに入射し、
前記バイナリーレンズを透過した光を、
前記バイナリーレンズの中心軸と平行な方向に貫通するスリットに入射すること、
を特徴とする紫外線調整方法。
【請求項１】
紫外線を検知する紫外線検知装置であって、
光を集光する集光手段と、
集光された光を平行光に調整する平行光調整手段と、
前記平行光が垂直に入射される入射面を有する回折格子と、
前記回折格子により分光された紫外線を受光する紫外線受光素子と、
を備えたことを特徴とする紫外線検知装置。
【請求項２】
前記平行光調整手段は、
前記回折格子の入射面側に配置され、貫通するスリットを有するスリット手段、
を有し、
前記スリットは、前記回折格子の入射面に対して垂直に形成されていること、
を特徴とする請求項１の紫外線検知装置。
【請求項３】
前記平行光調整手段は、
光を入射するバイナリーレンズを有すること、
を特徴とする請求項１の紫外線検知装置。
【請求項４】
前記バイナリーレンズは、ガラス部材の内部に形成されていること、
を特徴とする請求項３の紫外線検知装置。
【請求項５】
前記集光手段は、
光を集光するためのピンホールを有すること、
を特徴とする請求項１に記載の紫外線検知装置。
【請求項６】
前記集光手段は、
光を集光するための全方位集光レンズを有すること、
を特徴とする請求項１に記載の紫外線検知装置。
【請求項７】
前記全方位集光レンズは、球状レンズ若しくは半球状レンズであること、
を特徴とする請求項６に記載の紫外線検知装置。
【請求項８】
前記集光手段として球状レンズ若しくは半球状レンズを用い、
前記平行光調整手段としてバイナリーレンズを用い、
前記球状レンズ若しくは半球状レンズと前記バイナリーレンズを石英ガラスに形成した集光・並行調整層と、
前記回折格子を形成した回折格子層と、
前記紫外線受光素子を２次元アレイ状に並置した受光素子層と、
前記回折格子層と前記受光素子層の間に設けられた空間により形成されるスペーサー層と、
４層構造を備えたことを特徴とする紫外線検知装置。
【請求項９】
前記集光・並行調整層が５ｍｍ以下であり、
前記回折格子層が２ｍｍ以下であり、
前記スペーサー層が１４ｍｍ以下であり、
前記受光素子層が１ｍｍ以下で構成されることを特徴とする請求項８に記載の紫外線検知装置。
【請求項１０】
検知した紫外線の量を計測する紫外線計測手段、
を有する請求項１〜請求項９に係るいずれかの紫外線検知装置。
【請求項１１】
前記紫外線受光素子は、
窒化ガリウムを含む受光素子を有すること、
を特徴とする請求項１０の紫外線検知装置。
【請求項１２】
紫外線を検知する紫外線検知方法であって、
紫外線を含む光を集光し、
集光した光を平行光に調整し、
平行光に調整した光を入射光として回折格子の入射面に入射し、
回折格子により分光された紫外線を受光すること、
を特徴とする紫外線検知方法。
【請求項１３】
集光した光を平行光に調整する紫外線調整方法であって、
集光した光をガラス部材の内部に構成されたバイナリーレンズに入射し、
前記バイナリーレンズを透過した光を、
前記バイナリーレンズの中心軸と平行な方向に貫通するスリットに入射すること、
を特徴とする紫外線調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２３６６４２（Ｐ２００９−２３６６４２Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８２２５４（Ｐ２００８−８２２５４）
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（０００１７９９２６）山本光学株式会社 (49)
【出願人】（５９７０７３６４５）ナルックス株式会社 (38)
【出願人】（５０８０９２１７４）株式会社ＡＤＭＯ (1)
【出願人】（５０００７９３８８）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（０００１７９９２６）山本光学株式会社 (49)
【出願人】（５９７０７３６４５）ナルックス株式会社 (38)
【出願人】（５０８０９２１７４）株式会社ＡＤＭＯ (1)
【出願人】（５０００７９３８８）
【Ｆターム（参考）】
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