JP7529675B2 - 加熱又は冷却両用システム、及びその使用 - Google Patents

Description

本発明は、加熱又は冷却両用システムに関する。特に、本発明は、印加される電圧及びその結果として流れる電流に応じて、一方側から他方側への熱の移動を可能にするシステムに関する。実際、システムに電圧が印加されると、システムの一方側から他方側に熱が移動するため、高温側から低温側に拡散する熱電対の材料中の電荷担体によって温度勾配が生じる。

また、本発明は、例えば身体照射装置（非限定的な例として、例えば人間又は動物の身体としての対象に有用な放射線を照射するタンニングベッド、タンニングブース、又は他の装置が挙げられる）としての放射線放出装置であって、当該放射線放出装置の熱放出電気器具（例えば、熱源）から、当該放射線放出装置の構成要素として提供可能なヒートシンクへと熱を移動させるように構成された加熱又は冷却両用システムを備えた、放射線放出装置に関する。

また、本発明は、加熱又は冷却が所要又は所望の放射線放出装置のエリア又は部分を加熱又は冷却するように構成された加熱又は冷却両用システムの使用に関する。

最後に、本発明は、放射線放出動作中の放射線放出装置のエリア又は部分を加熱又は冷却する方法に関する。

ペルチェ素子（「ペルチェ冷却器」又は「熱電冷却器」（ＴＥＣ）とも称する）は、基本的にサンドウィッチ型形状の固体アクティブヒートポンプであって（図１（ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃ＿ｃｏｏｌｉｎｇ）参照）、２つの異なる半導体材料（一方がｐ型、他方がｎ型（非限定的な例として、テルル化ビスマス、シリコンゲルマニウムが挙げられる））で構成された２つ以上の立方体が（非限定的な例として、アルミナセラミックスで構成された）２つの非導電板間において、互いに熱的に並列に且つ導電性の金属ブリッジにより電気的に直列接続されたペアとして挟持されている。（１つ又は複数の）半導体立方体ペアの自由端における電気接続部に電圧を印加すると、半導体の接合部を横切ってＤＣ（直流）電流が流れるため、ペルチェ素子の挟持板間に温度差が生じる。ペルチェ素子の冷却モードにおいては、冷却対象の熱交換器／熱源に取り付けられた低温のセラミック板が熱を吸収して、熱交換機／ヒートシンクに取り付けられた高温のセラミック板に移動させることにより、熱が放散される。ＤＣ（直流）電流の流れる方向を変更した場合は、ペルチェ素子（加熱モード）が高温のセラミック板から低温のセラミック板に熱を供給し、そこから、接続された熱交換器を介して加熱対象の空間、表面、又は部分に熱が供給される。

ペルチェ素子による冷却又は加熱は、入力電圧又は電流の変更による容易な制御性、わずかな範囲内での温度制御の正確性、ペルチェ素子の高い形状柔軟性（特定の用途に必要な任意の形状及びサイズに設定可能）、及びペルチェ素子の信頼性（可動部がなく、保守がほぼ不要）の観点で有利と考えられる。

例えば身体照射装置（非限定的な例として、例えば人間又は動物の身体としての対象に有用な放射線を照射するタンニングベッド、タンニングブース、又は他の装置が挙げられる）としての放射線放出装置は、例えば照射治療ブース（例えば、タンニングブース）中の立位又は照射治療ベッド（例えば、タンニングベッド）上の臥位にて放射線治療の受診を望む人間としての対象に場所を提供するとともに、好適な強度及び適当な時間での前記対象又は人間に対する所望又は目的の放射線治療に適した波長、波長域、又は波長帯の放射線を照射することによって動作する。

本発明の背景においては、関連する従来技術の背景と同様に、用語「放射線放出装置（ｒａｄｉａｔｉｏｎ－ｅｍｉｔｔｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ）」又は「放射線放出機器（ｒａｄｉａｔｉｏｎ－ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）」は、２つ以上の複数の波長を含む光スペクトルのある波長の放射線又は複数の波長若しくは波長帯の放射線を対象（例えば、このような放射線に曝露される人間又は動物（これらに限定されない））の身体又は身体の一部に対して放出するように構成された装置及び機器を意味することが了解される。

本発明の背景においては（関連する従来技術の結果と同様に）、放射線放出装置により照射される放射線の種類が限定されず、例えばＵＶ放射線（ＵＶ－Ａ放射線、ＵＶ－Ｂ放射線、及び／又はＵＣ－Ｃ放射線）、可視光放射線、ＩＲ放射線（近赤外放射線、遠赤外放射線）が挙げられるが、これらに限定されない。照射される放射線の波長、波長域、又は波長帯に対応して、放射線放出装置は、放射線放出源として、高圧ランプ、中圧ランプ、低圧ランプ、並びに／又は単一ＬＥＤ若しくはＬＥＤアレイの形態のＬＥＤ（すなわち、ＵＶ、可視、及びＩＲ領域の１つ又は２つ以上の波長、波長域、又は波長帯の放射線を放出するように構成されたＬＥＤ）を備えていてもよいし、前述の放射線放出源の組み合わせを備えていてもよい。

同様に、用語「放射線放出装置（ｒａｄｉａｔｉｏｎ－ｅｍｉｔｔｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ）」又は「放射線放出機器（ｒａｄｉａｔｉｏｎ－ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）」の理解のため、放射線を対象の身体に照射する目的も限定されない。医療目的であってもよいし、医療以外の目的（例えば、美容目的又は健康目的）であってもよい。非限定的な例として、対象の身体のタンニング、対象の身体におけるビタミンＤ３生成の開始、対象の身体の皮膚におけるコラーゲン、ケラチン、及びヒアルロン酸生成の開始、皮膚治療の提供（皮膚の１つ若しくは複数の疾病の治癒又は対象の身体と同じ病因若しくは異なる病因の１つ若しくは複数の疾病の直接的治癒のための治療を含む）、対象の身体の１つ又は複数の特定の疾病を治療するための光線力学的療法の提供等のための放射線放出装置又は機器が挙げられる。このような枚挙的記述は、網羅的ではなく、本発明を制限するものではない。

上記目的のうちのより多くのうちのいずれか１つのための照射治療の開始において、対象若しくは人間が立位になる治療ブース（例えば、タンニングブース）又は対象若しくは人間が臥位になる治療ベッド（例えば、タンニングベッド）は、治療を受ける対象又は人間にとって、不快なほどに冷たく感じられることが多い。そこで、対象又は人間が立位又は臥位となる空間又は表面を予備加熱するステップが考えられる。従来技術において、身体照射装置には、照射を受ける対象又は人間を受容する空間又は表面の快適な温度を実現可能な加熱機器が備わっていた。このような加熱機器（例えば、加熱ファンアセンブリ）は、複雑で、多くの場合に非常に大きく、空間を占有する照射機器の構成を要するのみならず、ブロー加熱ステップのために大量のエネルギーを供給する必要があった。

一方、照射プロセスが開始になると、タンニングブースの照射空間中で立位の人間又はタンニングベッドの照射表面の上下いずれかで臥位の人間に照射される大量のエネルギーが熱の形態で放射線源により放出される。このように放射線源が放出する熱の放散によって、放射線治療を受ける対象又は人間に快適な状態を作り出す必要がある。従来技術においては、任意選択として１つ又は複数の好適なブロワが設けられた１つ又は複数の好適な温調（例えば、空調）機器によって、照射空間又は（１つ若しくは複数の）照射曝露表面から余分な熱が除去される。環境中への放熱により、照射機器のユーザにとって快適な状態が作り出され得るものの、この熱は廃棄されるため、便宜的に使用できない。

さらに、放射線放出機器の治療空間又は治療表面を加熱及び冷却するステップは、放射線放出機器の同じシステムにより提供できなかった。

以上のような欠点に鑑み、本発明の目的は、治療空間中又は治療表面上の放射線源の温度管理の不都合を改善することである。

本発明の目的として、放射線放出装置の治療空間、治療表面、又はその一部を加熱及び冷却するステップは、その物理的な動作状況に応じた加熱又は冷却両用モード動作を可能にする同じシステムによる提供が意図される。

本発明の別の目的は、従来のシステムよりも迅速且つ正確に温度制御及び温度調整を提供することである。別の目的として、加熱又は冷却両用システムの加熱及び冷却効率は、その状況下で必要とされるだけの加熱（又は、冷却）効率の生成及び熱損失が回避され得る短い距離に沿った熱の「移送」による向上が意図される。

本発明のさらに別の目的は、狭隘空間へ設置するのに十分小さく、従来の熱調節（加熱又は冷却）機器ほどは嵩張らないことで、所要の加熱又は冷却システムの配置に際して構造設計者に大きな自由を与え得る加熱又は冷却両用システムを提供することである。

本発明の別の目的として、身体照射装置のユーザに快適な放射線治療空間又は表面の温度は、簡単でエネルギー効率の良い加熱設備による照射手順の開始前に調整されることが意図される。

本発明の別の目的は、効率的な冷却機器によって、照射手順の過程で放射線源により生成された余分な熱を容易に放散することである。

本発明者らは、本発明の加熱又は冷却両用システムと、放射線放出機器の構成要素としての本発明の加熱又は冷却両用システムの使用とによって、上記欠点の改善及び目的の達成が可能であることを見出した。

したがって、本発明は、
ａ．少なくとも１つの波長の放射線を目標又は対象に向けて放出するように構成された少なくとも１つの放射線源と、
ｂ．目標又は対象を内部又は上部に配置するように構成された少なくとも１つの空間又は表面と、
を備え、
ｃ．少なくとも１つの空間又は表面を加熱又は冷却するように構成され、
電子密度が異なる２つの半導体材料で構成された少なくとも２つの立方体であり、互いに熱的に並列で電気的に直列に配置され、熱伝導金属架橋板と相互接続されるとともに、非導電材料の低温カバー板と非導電材料の高温カバー板との間に挟持され、電気接続部を介してＤＣ（直流）電流が供給されるように構成された、前記少なくとも２つの立方体を備えたペルチェ素子と、
熱源としてペルチェ素子の低温カバー板と熱的に接続された少なくとも１つの第１の熱交換器と、
ヒートシンクとしてペルチェ素子の高温カバー板と熱的に接続された少なくとも１つの第２の熱交換器と、
少なくとも１つの第１の熱交換器及び／又は少なくとも１つの第２の熱交換器に沿って環境空気を流すように構成された少なくとも１つのファン又はファンアセンブリと、
少なくとも１つの第１の熱交換器及び／又は少なくとも１つの第２の熱交換器を通過することにより加熱又は冷却された環境空気流を通過させ、目標又は対象を内部又は上部に配置するように構成された少なくとも１つの空間又は表面に向かって案内するように構成された少なくとも１つのノズルと、
ペルチェ素子へのＤＣ（直流）電流の供給を制御するように構成された少なくとも１つの手段と、
を備えた少なくとも１つの加熱又は冷却両用システムをさらに備えた、放射線放出機器に関する。

別の態様において、本発明は、
電子密度が異なる２つの半導体材料で構成された少なくとも２つの立方体であり、互いに熱的に並列で電気的に直列に配置され、熱伝導金属架橋板と相互接続されるとともに、非導電材料の低温カバー板と非導電材料の高温カバー板との間に挟持され、電気接続部を介してＤＣ（直流）電流が供給されるように構成された、前記少なくとも２つの立方体を備えたペルチェ素子と、
熱源としてペルチェ素子の低温カバー板と熱的に接続された少なくとも１つの第１の熱交換器と、
ヒートシンクとしてペルチェ素子の高温カバー板と熱的に接続された少なくとも１つの第２の熱交換器と、
少なくとも１つの第１の熱交換器及び／又は少なくとも１つの第２の熱交換器に沿って環境空気を流すように構成された少なくとも１つのファン又はファンアセンブリと、
少なくとも１つの第１の熱交換器及び／又は少なくとも１つの第２の熱交換器を通過することにより加熱又は冷却された環境空気流を通過させ、目標又は対象に向かって案内するように構成された少なくとも１つのノズルと、
ペルチェ素子へのＤＣ（直流）電流の供給を制御するように構成された少なくとも１つの手段と、
を備えた加熱又は冷却両用システムに関する。

本発明の好適な実施形態については、従属請求項３～８において請求する。

また、別の態様において、本発明は、加熱又は冷却が所要又は所望の放射線放出装置のエリア又は部分を加熱又は冷却する加熱又は冷却両用システムの使用に関する。すなわち、放射線を受けるように意図された目標又は対象を内部又は上部に配置するように構成された放射線放出機器の少なくとも１つの空間又は表面を交互に加熱又は冷却する放射線放出機器における、本明細書において以下に詳しく請求及び記載するような加熱又は冷却両用システムの使用に関する。

このような本発明の加熱又は冷却両用システムの使用の好適な一実施形態については、従属請求項１０において請求する。

最後に、本発明は、放射線放出機器の放射線放出動作の前、最中、又は後に前記放射線放出機器のエリア又は部分を交互に加熱又は冷却する方法であって、
ａ．ペルチェ素子の電気接続部へのＤＣ（直流）電流の供給によって、前記放射線放出機器に含まれ、本明細書において以下に詳しく請求及び記載するような加熱又は冷却両用システムを動作させるとともに、ペルチェ素子の高温カバー板から放射線放出機器へと熱を放散することにより、放射線放出機器の少なくとも１つの空間又は表面を加熱するステップと、
ｂ．加熱ステップの流れ方向と反対の電流方向でのペルチェ素子の電気接続部へのＤＣ（直流）電流の供給によって、本明細書において以下に詳しく請求及び記載するような加熱又は冷却両用システムを動作させるとともに、放射線放出機器からペルチェ素子の低温カバー板へと熱を移動させることにより、放射線放出機器の少なくとも１つの空間又は表面を冷却するステップと、
のいずれかを選択的に含む、方法に関する。

本発明は、図面を参照することによって、以下に詳しく説明する。

ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃ＿ｃｏｏｌｉｎｇに由来するようなペルチェ素子又は熱電冷却器（ＴＥＣ）の模式斜視図である。 ペルチェ素子又は熱電冷却器（ＴＥＣ）を含む加熱又は冷却両用システムを備えた本発明の放射線放出機器の例示的且つ非限定的な一実施形態の模式側面図である。 本発明の加熱又は冷却両用システムの例示的且つ非限定的な一実施形態の上面図である。 ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ／ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃ＿ｅｆｆｅｃｔ＃Ｐｅｌｔｉｅｒ＿ｅｆｆｅｃｔに由来するペルチェ素子（熱電冷却器（ＴＥＣ））の回路の例示的且つ非限定的な一実施形態を示した例示的な模式図である。

以下の詳細な説明においては、概して本発明及びその好適な実施形態を参照するが、これらは図面にも示している。本明細書及び図面においてこれら好適な実施形態を参照する場合、このような参照は、本発明のより深い理解を可能にしようとする試みとしての提示が意図される。いずれの場合も、このような好適な実施形態の１つ又は複数の参照は、本発明を制限するものとは解釈されないものとする。

まず、図面を例示的に参照して、本発明を説明する。図１は、ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃ＿ｃｏｏｌｉｎｇに由来するようなペルチェ素子又は熱電冷却器（ＴＥＣ）の模式斜視図である。図２は、ペルチェ素子又は熱電冷却器（ＴＥＣ）を含む加熱又は冷却両用システムを備えた本発明の放射線放出機器の例示的且つ非限定的な一実施形態の模式側面図である。図３は、本発明の加熱又は冷却両用システムの例示的且つ非限定的な一実施形態の上面図である。図４は、ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ／ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃ＿ｅｆｆｅｃｔ＃Ｐｅｌｔｉｅｒ＿ｅｆｆｅｃｔに由来するペルチェ素子（熱電冷却器（ＴＥＣ））の回路の例示的且つ非限定的な一実施形態を示した例示的な模式図である。

本発明によれば、図２に模式的に例示するような本発明の放射線放出機器１００は（本発明を図２の放射線放出機器１００に限定することなく）、（本発明が限定されない）その構成要素として、
ａ．少なくとも１つの波長の放射線を目標１９０又は対象１９２に向けて放出するように構成された少なくとも１つの放射線源１１０と、
ｂ．目標１９０又は対象１９２を内部又は上部に配置するように構成された少なくとも１つの空間又は表面１４０と、
を備える。

本発明の放射線放出機器の付加的或いは任意選択的な構成要素となり得る他の構成要素として、例えば少なくとも１つの放射線源の目標１９０又は対象１９２に向けた放射線放出を制御するように構成された少なくとも１つの手段１８５については、以下に詳しく説明する。

本発明に係る放射線放出機器１００は、別の構成要素として、
ｃ．少なくとも１つの空間又は表面１４０を加熱又は冷却するように構成され、
電子密度が異なる２つの半導体材料で構成された少なくとも２つの立方体１７２、１７２’であり、互いに熱的に並列で電気的に直列に配置され、熱伝導金属架橋板１７３、１７３’と相互接続されるとともに、非導電材料の低温カバー板１７４と非導電材料の高温カバー板１７４’との間に挟持され、電気接続部１７９を介してＤＣ（直流）電流が供給されるように構成された、前記少なくとも２つの立方体１７２、１７２’を備えた少なくとも１つのペルチェ素子１７１（その非限定的な一例を図１に示す）と、
熱源としてペルチェ素子１７１の低温カバー板１７４と熱的に接続された少なくとも１つの第１の熱交換器１７５と、
ヒートシンクとしてペルチェ素子１７１の高温カバー板１７４’と熱的に接続された少なくとも１つの第２の熱交換器１７６と、
少なくとも１つの第１及び／又は第２の熱交換器１７５、１７６に沿って環境空気を流すように構成された少なくとも１つのファン又はファンアセンブリ１７７、１７８と、
少なくとも１つの第１及び／又は第２の熱交換器１７５、１７６を通過することにより加熱又は冷却された環境空気流を通過させ、目標１９０又は対象１９２を内部又は上部に配置するように構成された少なくとも１つの空間又は表面１４０に向かって案内するように構成された少なくとも１つのノズル１８０と、
ペルチェ素子１７１へのＤＣ（直流）電流の供給を制御するように構成された少なくとも１つの手段１８１と、
を備えた少なくとも１つの加熱又は冷却両用システム１７０をさらに備える。

本発明によれば、放射線放出機器１００は基本的に、本発明の制限なく、当該放射線放出機器の構成要素、放射線の種類及び当該放射線放出機器において動作する放射線放出源、並びにこのような放射線放出機器による放射線治療の目的に関して広く定義したような放射線放出機器である。言い換えると、当業者は、上記定義の放射線放出機器１００を把握しており、その一般知識の一部として、放射線放出機器１００の構成要素、放射線の種類及び放射線放出機器１００において動作する放射線放出源、並びにこのような放射線放出機器１００による放射線治療の目的に関する限りは、単独事例の要件に従って、このような放射線放出機器１００の構成要素を選択するようにしてもよい。

したがって、本発明の放射線放出機器１００は（従来技術と同様に）、対象（例えば、人間若しくは動物１９２又はその（１つ若しくは複数の）任意の身体部位）が立位又は直立位で放射線治療を受けている機器であってもよい。このような放射線放出機器１００は通例、「治療ブース」と称し、大抵は垂直軸線を有する円筒の近似形状である。治療を受ける対象は、自身が出入りする場合に開け、放射線治療中は閉じたままとするドア状の開口を通って治療ブースに入ることができる。内側の円筒形状空間に立つ人間は、休止姿勢の状態又は自身の垂直軸線周りに動く状態にて、すべての身体部位（又は、単一の身体部位若しくは複数の身体部位）で放射線治療を受けることができる。

また、従来技術より既知のもの（同時に、本発明が網羅する放射線放出機器１００の例）として、人間が放射線放出設備の前のベンチ又は座席に座った姿勢で全身、身体の単一の部分、又は身体の複数の部分の治療を受ける放射線放出機器１００がある。このような放射線放出機器は、治療を受ける対象の特定の部分（例えば、顔、腕、上半身）の照射に採用されることが多い。

異なる種類の放射線放出機器がそれぞれの形状及び構成について、「治療ベッド」（具体的には、放射線透過性（例えば、アクリル）表面）上の臥位すなわち横になった状態でこのような放射線治療を受ける対象（例えば、放射線治療を待つ人間）の特性に合わせて適応される。全身の放射線治療は、放射線透過性表面の下方に設置された放射線源から放出される放射線に対してすべての身体部位を向けること、又は、別の放射線透過性（例えば、アクリル）保護板の上方に放射線放出源が設けられた可動キャノピーを「治療ベッド」に設けることにより、いわゆる「治療空間」又は「治療トンネル」を形成されることで、放射線治療を受ける対象又は人間１９２を配置して対象の身体の実質的にすべての面を同時に治療できるようにすることによって実現される。

本発明を上記のような実施形態に限定することなく、「治療ベッド」の実施形態に沿って、本発明を上記のような実施形態に限定することなく、同じく図２に例示する本発明の加熱又は冷却両用システム１７０、２００を例示的に説明する。

本発明によれば、放射線放出機器１００は、その構成要素のうちの１つとして、少なくとも１つの波長の放射線を目標１９０又は対象１９２に向けて放出するように構成された少なくとも１つの放射線源１１０を備える。通例、放射線源１１０の少なくとも一部は、任意の波長、任意の波長域、又は任意の波長帯の光の形態の放射線を放出するほか、上記のような放射線源１１０は熱の形態のエネルギーを放出する。上記規定の通り、放射線治療に用いられる放射線技術並びに放射線治療に所望若しくは所要の（１つ若しくは複数の）放射線波長に応じて、放射線放出機器１００は、放射線放出源として、ＵＶ、可視、及びＩＲ放射線領域の１つ又は２つ以上の波長、波長域、又は波長帯の放射線を放出するように構成された高圧ランプ、中圧ランプ、低圧ランプ、並びに／又は単一ＬＥＤ若しくはＬＥＤアレイの形態のＬＥＤ（すなわち、ＵＶ、可視、及びＩＲ放射線領域の１つ又は２つ以上の波長、波長域、又は波長帯の放射線を放出するように構成されたＬＥＤ）を備えていてもよいし、前述の放射線放出源の組み合わせを備えていてもよい。図２において、参照番号「１１０」を付した放射線源は、放射線放出機器１００の治療ベッドの下側「ベッド」部及び／又は上側キャノピー部に配置されていてもよい。

本発明によれば、放射線放出機器１００は、少なくとも１つの波長の放射線を目標（１９０（図示せず））又は対象１９２（図２に示す）に向けて放出するように構成された少なくとも１つの放射線源１１０を備える。任意選択として、放射線機器は、例えば（限定はされないものの）２つの放射線源１１０、３つの放射線源１１０、それ以上の放射線源１１０（例えば、図２においては６つの放射線源）、或いはさらにそれ以上の放射線源等、２つ以上の放射線源１１０を備えていてもよい。

複数の放射線源１１０の場合、これら複数の放射線源１１０は、同じ波長、同じ波長域、又は同じ波長帯の放射線を放出するように構成されていてもよいし、異なる波長、異なる波長域、又は異なる波長帯の放射線を放出するように構成されていてもよい。

さらに、２つ以上（例えば、複数）の放射線源１１０の場合、これら複数の放射線源１１０は、すべて同じ種類（例えば、低圧ランプ、高圧放電ランプ、又はＬＥＤ）であってもよい。或いは、複数の放射線源１１０は、例えば対象の顔を照射するための高圧放電ランプ及び対象の身体を照射するための低圧ランプ、又は、対象の顔を照射するための高圧放電ランプ、対象の肩を照射するためのＬＥＤ、及び対象の身体を照射するための低圧ランプ等、異なる種類であってもよい。

本発明の非限定的且つ例示的な実施形態は、（例えば、皮膚における前駆体からのビタミンＤ３の生成の開始、皮膚のタンニングのための）ＵＶ（ＵＶ－Ｃ、ＵＶ－Ｂ、及び／又はＵＶ－Ａ）波長域、（例えば、多くの光線力学的療法用途、皮膚におけるエラスチン、ケラチン、及びヒアルロン酸の生成のための）（１つ若しくは複数の）可視波長域、並びに（例えば、同じく皮膚におけるエラスチン、ケラチン、及びヒアルロン酸の生成のための）ＩＲ波長域の（１つ又は複数の）波長から選択される１つ若しくは２つ以上の放出波長、１つ若しくは複数の放出波長域、又は１つ若しくは複数の放出波長帯の放射線を放出する１つ又は２つ以上（例えば、複数）の放射線源を備えた放射線放出機器１００に関するが、本発明はこれらに限定されない。

単独、本発明の他の１つの特徴との組み合わせ、本発明の他の２つ以上の特徴との組み合わせ、又は本発明の他のすべての特徴との組み合わせで実現され得る本発明の別の実施形態において、放射線放出機器１００は、本発明の制限なく、少なくとも１つの放射線源の目標１９０又は対象１９２に向けての放射線放出を制御できるように構成された少なくとも１つの手段１８５をさらに備えていてもよい。図２には、このような制御手段１８５を具体的に示していない。放射線治療並びに放射線治療による治療を受ける個人、対象１９２、若しくは人間に対する１つ若しくは複数の放射線源１１０の放射線放出の制御の（大略）健康関連の態様に関しては、上記のような制御手段１８５が好ましく、制御ステップにおいては、（少なくとも一部が）治療を受ける対象又は人間１９２に適用されない。実際、制御手段１８５を使用するいくつかの制御ステップ（存在する場合）は、（例えば、放射線の波長として）少なくともわずかにユーザが選択できるものとして提供可能である一方、他のいくつかの制御ステップについては、（例えば、（本発明の制限なく）放射線治療の継続時間及び放射線治療の頻度の調整のほか、ユーザの身体状態及び健康状態に応じた放射線強度の調整として）放射線放出機器１００のコンピュータプログラムにより自動化又は制御されるものとして提供可能である。特に、医療用放射線治療の場合は、制御の大半を管理者又は医師に託す必要がある。実際に適用可能な実施形態において、上記のような制御手段は、ユーザの皮膚状態のセンサ、ある治療に際して適用される放射線の波長、強度、及び線量のセンサ、並びに他の周知の制御手段を具備していてもよい。

単独、本発明の他の１つの特徴との組み合わせ、本発明の他の２つ以上の特徴との組み合わせ、又は本発明の他のすべての特徴との組み合わせで実現され得る本発明の別の実施形態において、放射線放出機器１００は、本発明の制限なく、少なくとも１つのフィルタ１２０をさらに備えていてもよい。放射線放出機器１００のフィルタ１２０は、本技術分野の当業者に周知されており、単独事例において順守対象の要件に従って、それぞれの種類、構成、及び特性が選択されるようになっていてもよい。本発明の放射線放出機器１００においては、１つのフィルタ１２０が採用されていてもよい。別の好適な実施形態において、放射線放出機器１００は、例えば（制限なく）放射線の放出に用いられる放射線源１１０ごとにフィルタ１２０を１つずつ、２つのフィルタ１２０、３つのフィルタ１２０、４つのフィルタ１２０、或いはそれ以上のフィルタ１２０を備えていてもよい。このようなフィルタは一般的に、また、本発明の放射線放出機器１００の（１つ又は複数の）フィルタ１２０は特に、所望又は所要とされる（例えば（制限なく）、放射線の意図する目的に役立つ）実質的に上記のような１つ若しくは複数の波長、実質的に波長域、又は波長帯のみの放射線源放出放射線の通過を可能にするように構成されている。

例示的に、単独、本発明の他の１つの特徴との組み合わせ、本発明の他の２つ以上の特徴との組み合わせ、又は本発明の他のすべての特徴との組み合わせで実現され得る別の好適な実施形態において、（１つ又は複数の）フィルタ１２０は、本発明の制限なく、（ａ）特定の波長の下（いわゆるロングパスフィルタ）、（ｂ）特定の波長の上（いわゆるショートパスフィルタ）、又は（ｃ）特定の波長の上下（いわゆる帯域通過フィルタ）の（（１つ又は複数の）放射線源１１０が放出した）放射線を除去するのに役立ち得る。このようなフィルタは、（ａ）５００ｎｍ以下すなわちＵＶ領域の波長の放射線源１１０により放出されるすべての放射線を除去するフィルタ１２０、（ｂ）１０００ｎｍ以上すなわち近赤外領域を超える波長の放射線源１１０により放出されるすべての放射線を除去するフィルタ１２０、又は（ｃ）ＵＶ及びＩＲ波長域ひいては可視波長の放射線領域の光のみを通過させ得る放射線源１１０により放出されるすべての放射線を除去するフィルタ１２０により例示される（ただし、制限はされない）。当然のことながら、本発明の放射線放出機器１００には、他の１つ又は複数のフィルタ１２０が存在していてもよく、これらは、単独事例の要件に従って、当業者により選択されるようになっていてもよい。

同様に、当業者であれば、本発明の放射線放出機器１００における１つ又は複数のフィルタ１２０の位置を熟知している。通例、このような（１つ又は複数の）フィルタ１２０は、放射線源１１０と目標１９０又は対象１９２との間の放出放射線の光路に配置される。（本発明を制限しない）いくつかの実施形態において、フィルタ１２０は、放射線源１１０の一部であってもよい（すなわち、放射線源１１０と物理的に結合されていてもよい）。

フィルタ１２０の除去機能は通例、所望の除去機能を提供する好適な被膜で放射線透過性担体材料を被覆することにより実現される。これは、単独事例の要件に従ってフィルタ被膜を選択する本分野の技術を熟知した人間の技能の範囲内である。

さらに、本発明の放射線放出機器１００の構成要素としてのフィルタ１２０には、当該（１つ又は複数の）フィルタ１２０がその任務を最大限遂行し得るのに適した別の補助手段が追加で設けられていてもよい。その一例は、十分な除去プロセスを実現するのに最適なフィルタ温度を確立するように構成された調温機器（例えば、冷却機器）である。また、この場合、本技術分野の当業者であれば、単独事例の要件に従って、上記のようなフィルタ１２０の補助手段（すなわち調温機器（例えば、冷却機器））を選択するようにしてもよい。単独、本発明の他の１つの特徴との組み合わせ、本発明の他の２つ以上の特徴との組み合わせ、又は本発明の他のすべての特徴との組み合わせで実現され得る本発明の別の実施形態において、フィルタ温度は、本発明の制限なく、（以下に詳しく説明するような）本発明の加熱又は冷却システム１７０により調整及び／又は制御されるようになっていてもよい。

単独、本発明の他の１つの特徴との組み合わせ、本発明の他の２つ以上の特徴との組み合わせ、又は本発明の他のすべての特徴との組み合わせで実現され得る本発明の別の実施形態において、本発明の放射線放出機器１００は、本発明の制限なく、少なくとも１つの反射器１３０を備えていてもよい。放射線放出機器１００の反射器１３０は、本技術分野の当業者に周知されており、単独事例において順守対象の要件に従って、それぞれの種類、構成、及び特性が選択されるようになっていてもよい。本発明の放射線放出機器１００においては、１つの反射器１３０が採用されていてもよい。別の好適な実施形態において、放射線放出機器１００は、例えば（制限なく）放射線の放出に用いられる放射線源１１０ごとに反射器１３０を１つずつ、２つの反射器１３０、３つの反射器１３０、４つの反射器１３０、或いはそれ以上の反射器１３０を備えていてもよい。このような反射器は一般的に、また、本発明の放射線放出機器１００の（１つ又は複数の）反射器１３０は特に、放射線源の放出放射線又はその反射部分を目標１９０又は対象１９２に向かって案内及び／又はコリメートするように構成されている。

当業者であれば、本発明の放射線放出機器１００における１つ又は複数の反射器１３０の位置を熟知している。通例、このような（１つ又は複数の）反射器１３０は、放射線源１１０と目標１９０又は対象１９２との間の放出放射線の光路に配置される。（本発明を制限しない）いくつかの実施形態において、反射器１３０は、放射線源１１０の一部であってもよい（すなわち、放射線源１１０と物理的に結合されていてもよい）。反射器１３０の反射機能（反射）は通例、所望の反射機能を実現する好適な被膜で放射線透過性担体材料を被覆することにより実現される。反射器被膜及び反射器担体材料に応じて、反射器１３０は、到達する放射線の一部を反射器材料に通過させることができ、放射線源１１０により放出された到達放射線の別の部分は適当に反射される。これは、単独事例の要件に従って反射器被膜を選択する本分野の技術を熟知した人間の技能の範囲内である。

さらに、本発明の放射線放出機器１００の構成要素としての反射器１３０には、当該（１つ又は複数の）反射器１３０がその任務を最大限遂行し得るのに適した別の補助手段が追加で設けられていてもよい。その一例は、十分な反射プロセスを実現するのに最適な反射器温度を確立するように構成された調温機器（例えば、冷却機器）である。また、この場合、本技術分野の当業者であれば、単独事例の要件に従って、上記のような（１つ又は複数の）反射器の補助手段（すなわち調温機器（例えば、冷却機器））を選択するようにしてもよい。単独、本発明の他の１つの特徴との組み合わせ、本発明の他の２つ以上の特徴との組み合わせ、又は本発明の他のすべての特徴との組み合わせで実現され得る本発明の別の実施形態において、反射器温度は、本発明の制限なく、（以下に詳しく説明するような）本発明の加熱又は冷却システム１７０により調整及び／又は制御されるようになっていてもよい。

本発明によれば、放射線放出機器１００は、目標１９０又は対象１９２を内部又は上部に配置又は収容するように構成された少なくとも１つの空間又は表面１４０を備える。

本明細書及び特許請求の範囲において使用する用語「対象（ｓｕｂｊｅｃｔ）」は、同義語として、放射線放出機器により放出された放射線が最終的に案内される対象を意味することが了解される。本発明で考慮する事例の大分部において（ただし、排他的ではない）、対象１９２は、人間又は動物であり、これら事例のほとんどにおいては、図２に模式的に例示するように、人間である。上記説明の通り、また、放射線放出機器１００に関して図２に例示した通り、この放射線放出機器１００は、対象又は人間１９２を配置又は収容するように構成された少なくとも１つの空間又は表面１４０を備える（すなわち、少なくとも１つの空間又は表面１４０が設けられている）。

（前述のような）治療ブースの例において、対象又は人間１９２は、放射線源１１０及びそれぞれの電気器具により囲まれた（事実上）閉鎖された円筒状空間に入る（放射線治療のために収容される）。照射を受ける対象又は人間１９２は通例、立位であり、放射線治療を受けている間、休止していてもよいし、自身の（垂直）軸線周りに回転していてもよい。

図２に例示するように、治療ベッドの形状の放射線放出機器の場合、上下から同時に放射線治療を受けるためのキャノピーも含む図２の例示的な事例において、対象又は人間１９２は、治療ベッドの下部の表面１４０上に配置される。より具体的には、治療ベッドの下部の放射線源１１０の上方の透光上面（アクリル材料）１４０上に配置されるとともに、治療ベッドの上部（キャノピー）の表面１４０の下方に配置される。より具体的には、治療ベッドのキャノピー部の放射線源１１０の下方の透光下面（アクリル材料）１４０の下方に収容される。したがって、治療ベッドの下部及び上部は、治療を受ける対象１９２を囲むある種の放射線治療空間（又は、トンネル）１４０を構成する。

本発明によれば、本発明の目的を達成するため、放射線放出機器１００は、本発明の当該放射線放出機器１００の放射線放出放射線源により生成された放射線による、少なくとも１つの第１及び／若しくは第２の加熱器１７５、１７６に沿った空気流（例えば、環境空気流）を通過させて加熱若しくは冷却された空気流によって、並びに、このように加熱若しくは冷却された空気流の治療を受ける対象／人間１９２への案内によって、治療を受ける対象１９２が配置される又は収容される少なくとも１つの表面１４０若しくは空間１４０の加熱若しくは冷却、放射線放出機器１００の電気器具のいずれか（例えば、１つ若しくは複数のフィルタ１２０並びに／又は１つ若しくは複数の反射器１３０）の加熱若しくは冷却、並びに／又は対象若しくは人間１９２の直接的な加熱若しくは冷却を行うように構成された少なくとも１つの加熱又は冷却両用システム１７０、２００をさらに備える。

本明細書及び特許請求の範囲において使用する用語「加熱及び冷却両用システム（ｄｕａｌ ｈｅａｔｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｏｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）」は、２つの目的に選択的に役立ち得るシステム又は１つの二重目的に同時に役立つように構成されたシステムを意味することが了解される。すなわち、このシステムは、加熱機器として作用するようになっていてもよいし、冷却機器として作用するようになっていてもよい。いずれの動作（加熱動作又は冷却動作）が実行されるかは、本発明の加熱及び冷却両用システム１７０、２００に含まれるペルチェ素子に電気接続部１７９を介してＤＣ（直流）電流がどのように供給されるかによって決まる。図４は、ペルチェ素子１７１の考え得る回路のうちの１つを示しており、正（＋）及び負（－）の端子を備えた電圧源がペルチェ素子における電流の方向を示している。図４において、負（－）端子に対する正（＋）端子の交換又はその逆によってペルチェ素子１７１の電流を反転させることにより、ペルチェ素子１７１の高温カバー板１７４’からペルチェ素子１７１の低温カバー板１７４への放熱又はその逆を行うことも可能である。

本発明によれば、放射線放出機器１００に含まれる加熱又は冷却両用システム１７０、２００は、構成要素として、ペルチェ素子１７１（熱電冷却器（ＴＥＣ）とも称する）を備える。

単独、本発明の他の１つの特徴との組み合わせ、本発明の他の２つ以上の特徴との組み合わせ、又は本発明の他のすべての特徴との組み合わせで実現され得る本発明の別の実施形態において、本発明の放射線放出機器１００に含まれる加熱又は冷却両用システム１７０、２００は、本発明の制限なく、２つ、３つ、４つ、又はそれ以上のペルチェ素子１７１を備えていてもよい。このような複数のペルチェ素子１７１は、同じ目的（例えば、対象又は人間１９２が内部又は上部に配置される（１つ又は複数の）空間又は表面１４０の加熱又は冷却）に役立つようになっていてもよいし、異なる目的（例えば、対象又は人間１９２が内部、上部、又は下部に配置される（１つ又は複数の）空間又は表面１４０の加熱又は冷却、人間１９２が横たわる保護層（例えば、アクリル材料）の加熱又は冷却、人間１９２が横たわる治療ベッドの上側キャノピー部の保護層（例えば、アクリル材料）の加熱又は冷却、或いは治療を受ける人間１９２の直接的な加熱又は冷却、並びに、放射線放出機器１００に収容された（１つ若しくは複数の）フィルタ１２０及び／又は反射器１３０の加熱又は冷却）に役立つようになっていてもよい。当業者であれば、知識に基づくとともに単独事例の要件に従って、１つ又は複数のペルチェ素子１７１の数及び搭載位置を選択可能である。

非限定的な例として、本発明の放射線放出機器１００のキャノピー部においては、対象の身体に向けて（例えば、キャノピーの中央部の空調チャネルから治療トンネル又は治療を受ける人間１９２に直接向けて）加熱又は冷却空気流を案内するノズルごとにペルチェ素子が１つずつ取り付けられていてもよいし、放射線放出機器１００のベッド部においては、アクリル支持層のより効果的な温度調整及び制御のため、複数（例えば、２つ、３つ、又は４つ）のペルチェ素子が取り付けられていてもよいし、より効率的な加熱又は冷却のため、２つ又は３つのペルチェ素子が直列に取り付けられていてもよい。別の例として、放射線放出機器１００は、１つ又は複数のペルチェ素子１７１を設けて加熱（又は、冷却）効率を向上可能な中央搭載の体温調節手段を含むモードにて動作するようになっていてもよい。ここまで（及び、後述の通り）、図２に示すとともに、ノズル１８０による治療トンネル１４０（及び、治療トンネル１４０において横たわる人間１９２）への加熱（又は、冷却）空気の吹き込み（矢印参照）を示す実施形態は、本発明のより深い理解のための一例としか考え得ないものとする。治療トンネル内若しくは治療ベッド表面上の人間１９２又は治療表面自体への加熱（又は、冷却）調温空気流の提供には、他の調温手段も同様に使用可能である。

以下、図１及び図４を参照して、ペルチェ素子１７１をより詳しく説明する。ペルチェ素子１７１は、電子密度が異なる２つの異なる半導体材料で構成された少なくとも２つの立方体１７２、１７２’を備える。単独、本発明の他の１つの特徴との組み合わせ、本発明の他の２つ以上の特徴との組み合わせ、又は本発明の他のすべての特徴との組み合わせで実現され得る本発明の好適な実施形態において、本発明の制限なく、図１にも例示するように、立方体１７２、１７２’は、本発明の制限なく、数が３つ以上であってもよく、さらに多数であるのがより好ましい。ただし、ペルチェ素子１７１においては、ペアとしてしようされる。さらに別の好適な実施形態において（図１に例示するように）、ペルチェ素子の立方体１７２、１７２’の数は、４５個であるが、本分野の当業者が認識する通り、より少数であってもよいし、より多数であってもよい。

立方体１７２、１７２’は、電子密度が異なる２つの異なる半導体材料で構成されている。単独、本発明の他の１つの特徴との組み合わせ、本発明の他の２つ以上の特徴との組み合わせ、又は本発明の他のすべての特徴との組み合わせで実現され得る本発明の別の実施形態において、ペルチェ素子の立方体１７２、１７２’の２つの半導体材料は、本発明の制限なく、一方がｎ型の半導体、他方がｐ型の半導体である。さらに別の好適な実施形態において、ペルチェ素子の立方体１７２、１７２’は、一方のある半導体材料としてテルル化ビスマス、他方の別の半導体材料としてシリコンゲルマニウムで構成されるか、又は、これらを含む。本技術分野の当業者であれば、ペルチェ素子の半導体材料を熟知しており、電子密度が異なる既知のｎ型及びｐ型半導体材料から、単独事例の特定要件に従って、これらを選択するようにしてもよい。

図１の例示から分かる通り、ペルチェ素子１７１の多数の立方体状半導体のうちの少なくとも２つの立方体１７２、１７２’又はペアの立方体１７２、１７２’は、互いに熱的に並列で電気的に直列に配置され、熱伝導金属架橋板１７３、１７３’と（好ましくはペアの１つずつが）相互接続されることにより、架橋板１７３、１７３’が立方体の上下面を直列に（すなわち、連続的に）接続するため、立方体１７２、１７２’の上下面に伝熱表面が形成される。

上下に熱伝導金属ブリッジ１７３、１７３’を備えた半導体立方体１７２、１７２’は、半導体立方体アレイの両面を覆う非導電材料の上側（又は、下側）低温カバー板１７４と非導電材料の下側（又は、上側）高温カバー板１７４’との間に挟持されている。いずれのカバー板（低温カバー板１７４又は高温カバー板１７４’）が上側（又は、下側）であるかは、ＤＣ（直流）電流の流れ方向によって決まる。半導体立方体アレイは、電気接続部１７９を介して、ＤＣ（直流）電源に接続可能である。このように、ペルチェ素子１７１には、ＤＣ（直流）電流が供給されるように構成されている。

本発明によれば、放射線放出機器１００に含まれる加熱又は冷却両用システム１７０、２００は、別の構成要素として、熱源としてペルチェ素子１７１の低温カバー板１７４と熱的に接続された少なくとも１つの熱交換器１７５と、ヒートシンクとしてペルチェ素子１７１の高温カバー板１７４’と熱的に接続された少なくとも１つの熱交換器１７６とを備える。熱交換器の数は、目的（熱源及びヒートシンク）ごとに１つであってもよいが、全体として２つの熱交換器１７５、１７６には限定されない。放射線放出機器１００の好適な一実施形態において、加熱又は冷却両用システム１７０、２００は、２つの熱交換器を備える。

熱交換器１７５及び１７６（好ましくは、２つの熱交換器１７５、１７６）は、熱を運ぶ液体媒体と気体媒体との間で熱を交換する目的で当業者が把握する従来の熱交換器であってもよい。一方で１つ又は複数の第１の熱交換器１７５と１つ又は複数の第２の熱交換器１７６との間の熱交換、並びに、ペルチェ素子の低温及び高温カバー板１７４及び１７４’は、例えば温度レベルが異なる各表面の直接接触による従来の「ルート」又は温度交換に関して当業者が把握するその他の任意のルート上で提供されるようになっていてもよい。単独、本発明の他の１つの特徴との組み合わせ、本発明の他の２つ以上の特徴との組み合わせ、又は本発明の他のすべての特徴との組み合わせで実現され得る本発明の好適な一実施形態において、一方で熱交換器１７５及び１７６間の熱交換、並びに、他方でペルチェ素子の低温カバー板１７４及びペルチェ素子の高温カバー板１７４’は、本発明の制限なく、ヒートパイプを介して提供される。ヒートパイプは、高効率熱伝達の分野の当業者に周知であって、高効率且つ高信頼性の熱伝達という利点があり、（冷却対象の機器又は電気器具からの熱の取り込み及び環境への熱の放散又は放出が互いに離れているという事実により伝熱コンポーネントを収容するための空間が最小限で済み、可動部がないという事実により動作ノイズが驚くべき低レベルである。

単独、本発明の他の１つの特徴との組み合わせ、本発明の他の２つ以上の特徴との組み合わせ、又は本発明の他のすべての特徴との組み合わせで実現され得る本発明の別の実施形態において、本発明の制限なく、具体例として図３に示すように（図３の説明及び参照により本発明が制限されることはない）、少なくとも１つの熱交換器１７５は、熱源として、少なくとも１つのヒートパイプ、好ましくは２つ以上のヒートパイプにより、ペルチェ素子１７１の低温カバー板１７４と熱的に接続されている。同じく具体例として図３に示す別の代替実施形態において（図３の説明及び参照により本発明が制限されることはない）、少なくとも１つの第２の熱交換器１７６は、ヒートシンクとして、少なくとも１つのヒートパイプ１８２、好ましくは２つ以上のヒートパイプ１８２により、ペルチェ素子１７１の高温カバー板１７４’と熱的に接続されている。この説明のため、ヒートシンクの熱交換器は、図３において参照番号「１７６」により示されたものであり、その「放散」熱は、ファン１７７による空気流によってノズル１８０に吹き込まれ、放射線放出機器の放射線治療空間若しくは治療表面１４０の加熱ステップ又は対象若しくは人間１９２の直接的な加温／加熱に用いられる。

本実施形態のペルチェ素子１７１の回路を図４に示す。ＤＣ（直流）電流供給制御手段１８１によってペルチェ素子へのＤＣ（直流）電流の供給を変更することにより、本発明の放射線放出機器１００の加熱又は冷却両用システム１７０、２００の加熱／冷却特性を容易に反転可能である。したがって、実際には、放射線放出機器の放射線治療空間若しくは治療表面１４０又は治療対象／人間１９２を直接、冷却又は加温／加熱できて都合が良い。

単独、本発明の他の１つの特徴との組み合わせ、本発明の他の２つ以上の特徴との組み合わせ、又は本発明の他のすべての特徴との組み合わせで実現され得る本発明の別の実施形態においては、上述と同様に冷却モードの要件に関して、本発明の制限なく、放射線放出機器１００の構成要素であって機器の動作中に大量の熱を放出する放射線放出機器１００の電子器具のうちの１つ、複数、又は全部の温度調整を行うようにしてもよい。このことは、例えば高圧放電ランプ又はＬＥＤ、特に大型のＬＥＤアレイに組み込まれたＬＥＤ等の放射線放出ランプに類似する。熱放出ランプ又はＬＥＤ／ＬＥＤアレイに近い従来設計の効果的な冷却機器の搭載に利用可能な空間が制限されていることに鑑み、特にランプ／ＬＥＤにより生成された熱をランプから遠くの本発明の加熱又は冷却両用システム１７０、２００のペルチェ素子に移送するヒートパイプとの組み合わせでペルチェ素子を設けることにより、放射線放出機器１００で動作するランプ１１０の近傍の空間が制限されているにも関わらず冷却を提供可能であるとともに、放射線放出ランプ１１０の耐用年数が大幅に延びるため、非常に都合が良い。

本発明によれば、放射線放出機器１００に含まれる加熱又は冷却両用システム１７０、２００は、別の構成要素として、少なくとも１つのファン又はファンアセンブリ１７７、１７８を備える。特定の放射線放出機器１００及びそれに含まれる加熱及び冷却両用システム１７０、２００の要件に応じて、１つのファン１７７が存在していてもよいし、複数のファン１７７、１７８が存在していてもよいし、２つ、３つ、或いはそれ以上のファン１７７、１７８から成るファンアセンブリが存在していてもよい。単独、本発明の他の１つの特徴との組み合わせ、本発明の他の２つ以上の特徴との組み合わせ、又は本発明の他のすべての特徴との組み合わせで実現され得る本発明の好適な一実施形態においては、本発明の制限なく、熱交換機１７５及び１７６ごとにファンが１つずつ、すなわち、全体として２つのファン１７７、１７８が設けられている。少なくとも１つ又は２つのファン１７７、１７８は、少なくとも１つの第１及び／若しくは第２の熱交換器又は２つ（第１及び第２）の熱交換器１７５、１７６に沿って、好適な流体（本発明の特に好適な実施形態においては、環境空気）を流すことにより、熱交換を促進するように構成されている。

単独、本発明の他の１つの特徴との組み合わせ、本発明の他の２つ以上の特徴との組み合わせ、又は本発明の他のすべての特徴との組み合わせで実現され得る本発明の別の実施形態において、（１つ又は複数の）熱交換機１７５、１７６に沿って環境空気を流す少なくとも１つのファン又は複数のファン、好ましくは２つのファン１７７、１７８は、本発明の制限なく、少なくとも１つのラジアルファン（ラジアルブロワ又は遠心ブロワとも称する）を備える。本発明の放射線放出機器１００の加熱又は冷却両用システム１７０、２００に用いられるすべてのファン、好ましくは２つのファン１７７、１７８は、ラジアルファンであることが好ましい。ラジアルファンが好ましいのは、これらが通例、軸線方向の冷却媒体取り込み又は環境気体取り込みを遠心力による媒体（又は、気体）排出と組み合わせるためである。このような構成により、狭隘空間にもラジアルファンを設置可能であるため、加熱又は冷却両用システム１７０、２００全体を収容するための空間も節約される。

本発明によれば、放射線放出機器１００に含まれる加熱又は冷却両用システム１７０、２００は、別の構成要素として、少なくとも１つのノズル１８０を備える。本発明の放射線放出機器１００に含まれる加熱又は冷却両用システム１７０、２００は、１つのノズル１８０を備えていてもよいし、２つ、３つ、４つ、又はそれ以上のノズル１８０を備えていてもよい。本発明の加熱又は冷却両用システム１７０、２００の好適な実施形態においては、１つ又は２つのノズル１８０が設けられ、実際には、熱交換機／ファンの組み合わせごとにノズル１８０が１つずつ、すなわち、全体として２つのノズル１８０、１８０が設けられているのが好ましい。１つ又は複数のノズル１８０は、少なくとも１つのファン、複数のファン、又は２つのファン１７７、１７８により第１及び／又は第２の熱交換器１７５、１７６に沿って流れる環境媒体流又は環境空気流を通過させ、目標１９０又は対象１９２を内部又は上部に配置するように構成された少なくとも１つの表面又は空間１４０に向けて案内するように構成されている。

これについて、図２及び図３を参照しつつ、さらに詳しく説明する。第１及び第２の熱交換器１７５、１７６は、相互に熱源及びヒートシンクとして作用し得る（図３）。両熱交換器すなわち第１の熱交換器１７５及び第２の熱交換器１７６（図３）、並びにこれらと同様に、割り当てられたファン１７７、１７８（図３）及び割り当てられたノズル１８０、１８０（図３）は、加熱又は冷却両用システム１７０、２００（図２の参照番号１７０）の構成要素である。図３において、ノズル１８０は、ファン１７７により（ヒートシンク）熱交換器１７６に沿ってノズル１８０に吹き込まれた（高温空気を含む）環境空気流（図３の破線矢印）を受けるように示している。図２は、一方が放射線放出機器１００の下部に収容され、他方が放射線放出機器１００の上部のキャノピーに収容された２つの加熱及び冷却両用システム１７０を示している。図２において、２つの加熱又は冷却両用システム１７０は、放射線放出機器１００の下部及び上部（キャノピー）の頭部及び足部で４つのノズル１８０にそれぞれ接続されたものとして（概略的に）示している。図２（矢印：⇒）において、ノズルに吹き込まれた加熱（或いは、冷却）空気は、上部又は内部に対象１９２が横たわる表面又は空間１４０に供給されるものとして示している。

（１つ又は複数の）表面１４０若しくは空間１４０又は目標１９０若しくは対象／人間１９２への直接的な加熱（或いは、冷却）空気の供給は、技術的に考え得る任意の方向で提供されるようになっていてもよい。加熱（或いは、冷却）空気は、（図２に示すように）ノズルにより、放射線放出機器の長手方向軸線に沿って供給されるようになっていてもよいし、同じ長手方向平面中の方向ではあるが、長手方向軸線には垂直に（又は、９０°ではない任意の角度で）供給されるようになっていてもよい。本発明の異なる実施形態において、加熱（或いは、冷却）空気は、放射線放出機器の下部及び／又は上部（キャノピー）の側縁又は頭部及び／若しくは足部で横方向に延びた微小スリットを通じて、（トンネル形状の）空間１４０に吹き込まれるようになっていてもよいし、（トンネル１４０の頭端又は足端から見て）例示的に略直交するとともにキャノピーの下側保護板に対して傾斜角α（３０°≦α≦６０°）でトンネル形状の空間１４０に入る１つ又は複数のノズル１８０から空間１４０又は人間１９２に向かって吹き込まれるようになっていてもよい。後者の実施形態のうちの１つにおいて、放射線源１１０の損失熱は、加熱ステップの補助として使用されるのが好ましいと考えられる。或いは、人間１９２の効果的な冷却がもたらされるようになっていてもよい。

本発明によれば、放射線放出機器１００に含まれる加熱又は冷却両用システム１７０、２００は、別の構成要素として、ペルチェ素子１７１へのＤＣ（直流）電流の供給を制御するように構成された少なくとも１つの手段１８１を備える。図３には、必要となるＤＣ（直流）電源接続ワイヤ及びペルチェ素子電力ケーブルと併せて、このような制御手段１８１の一例を示している。通例、本発明の放射線放出機器１００の加熱又は冷却両用システム１７０、２００の簡素化に好都合となるように、加熱又は冷却両用システム１７０、２００に対するＤＣ（直流）電源の制御及びシステムに対するＤＣ（直流）電源の方向の変更を行う上記のような手段であれば、加熱両用システムを冷却両用システムに変換するのに十分である。

単独、本発明の他の１つの特徴との組み合わせ、本発明の他の２つ以上の特徴との組み合わせ、又は本発明の他のすべての特徴との組み合わせで実現され得る本発明の別の実施形態において、ペルチェ素子１７１は、本発明の制限なく、対象若しくは人間１９２を内部に配置するように構成された空間１４０、対象若しくは人間１９２を上下いずれかに配置する表面１４０、対象若しくは人間１９２を直接、放射線放出機器の放射線放出ランプ及び／若しくはＬＥＤ１１０、並びに放射線放出機器の電子器具から選択される目標を加熱又は冷却するように構成されている。少なくとも１つの第１の熱交換器１７５は、熱源として、少なくとも１つのヒートパイプ１８２、好ましくは２つ以上のヒートパイプ１８２により、ペルチェ素子１７１の低温カバー板１７４と熱的に接続されている。同じく具体例として図３に示す別の代替実施形態において（図３の説明及び参照により本発明が制限されることはない）、少なくとも１つの第２の熱交換器１７６は、ヒートシンクとして、少なくとも１つのヒートパイプ１８２、好ましくは２つ以上のヒートパイプ１８２により、ペルチェ素子１７１の高温カバー板１７４’と熱的に接続されている。この説明のため、ヒートシンクの熱交換器は、図３において参照番号「１７６」により示されたものであり、その「放散」熱は、ファン１７７による空気流によってノズル１８０に吹き込まれ、放射線放出機器の放射線治療空間若しくは治療表面１４０の加熱ステップ又は対象若しくは人間１９２の直接的な加温／加熱に用いられる。本実施形態のペルチェ素子１７１の回路を図４に示す。ＤＣ（直流）電流供給制御手段１８１によってペルチェ素子へのＤＣ（直流）電流の供給を変更することにより、本発明の放射線放出機器１００の加熱又は冷却両用システム１７０、２００の加熱／冷却特性を容易に反転可能である。結果として、放射線放出機器１００の構成要素としての熱放出放射線源、ランプ、若しくはＬＥＤ１１０、又は熱放出電子器具は、ＤＣ（直流）電流供給制御手段１８１によってペルチェ素子へのＤＣ（直流）電流の供給を変更することにより、効率的に冷却可能である。

単独、本発明の他の１つの特徴との組み合わせ、本発明の他の２つ以上の特徴との組み合わせ、又は本発明の他のすべての特徴との組み合わせで実現され得る本発明の別の実施形態において、ペルチェ素子１７１は、本発明の制限なく、対象若しくは人間１９２を内部に配置するように構成された空間１４０、対象若しくは人間１９２を上下いずれかに配置する表面１４０、対象若しくは人間１９２を直接、前記放射線放出機器１００に組み込まれた放射線放出及び熱放出放射線源１１０、並びに前記放射線放出機器１００の動作に使用可能な電子器具から選択される目標を加熱又は冷却するように構成されている。

また、本発明は、加熱又は冷却両用システム１７０、２００自体に関する。

本発明の加熱又は冷却両用システム１７０、２００は、
少なくとも１つのペルチェ素子１７１と、
熱源としてペルチェ素子１７１の低温カバー板１７４と熱的に接続された少なくとも１つの第１の熱交換器１７５と、
ヒートシンクとしてペルチェ素子１７１の高温カバー板１７４’と熱的に接続された少なくとも１つの第２の熱交換器１７６と、
少なくとも１つの第１及び／又は第２の熱交換器１７５、１７６に沿って環境空気を流すように構成された少なくとも１つのファン又はファンアセンブリ１７７、１７８と、
少なくとも１つの第１及び／又は第２の熱交換器１７５、１７６を通過することにより加熱又は冷却された環境空気流を通過させ、目標に向かって案内するように構成された少なくとも１つのノズル１８０と、
ペルチェ素子１７１へのＤＣ（直流）電流の供給を制御するように構成された少なくとも１つの手段１８１と、
を備える。

本発明並びに好適な実施形態及びその代替の加熱又は冷却両用システム１７０、２００の上記構成要素の詳細の記述のため、上記説明を参照したが、このようなすべての詳細及び好適な実施形態は、加熱又は冷却両用システム１７０、２００自体の説明及び請求項にも適用可能であるとともに、特許請求される。

また、本発明は、放射線を受けるように意図された目標１９０又は対象１９２を内部又は上部に配置するように構成された放射線放出機器１００の少なくとも１つの空間又は表面１４０を交互に加熱又は冷却する放射線放出機器１００における、上述及び特許請求の範囲に係る加熱又は冷却両用システム１７０、２００の使用に関する。このような加熱又は冷却両用システム１７０、２００の使用については、その好適な実施形態の記述と併せて詳しく説明済みであり、放射線放出機器１００に関する本発明の加熱又は冷却両用システム１７５、２００の使用の詳細についても、上記説明を参照するが、このようなすべての詳細及び好適な実施形態は、放射線放出機器１００の加熱又は冷却両用システム１７０、２００の使用の説明及び請求項にも適用可能であるとともに、特許請求される。

単独、本発明の他の１つの特徴との組み合わせ、本発明の他の２つ以上の特徴との組み合わせ、又は本発明の他のすべての特徴との組み合わせで実現され得る本発明の別の実施形態において、放射線放出機器１００における本発明の加熱又は冷却両用システム１７０、２００の使用には、本発明の制限なく、ペルチェ素子１７１の電気接続部１７９へのＤＣ（直流）電流の供給によって加熱又は冷却両用システム１７０、２００を動作させるとともに、ペルチェ素子１７１の高温カバー板１７４’から放射線放出機器１００へと熱を放散することにより、放射線放出機器１００の少なくとも１つの空間又は表面１４０を加熱することと、加熱ステップの流れ方向と反対の電流方向でのペルチェ素子１７１の電気接続部１７９へのＤＣ（直流）電流の供給によって加熱又は冷却両用システム１７０、２００を動作させるとともに、放射線放出機器１００からペルチェ素子１７１の低温カバー板１７４へと熱を移動させることにより、放射線放出機器１００の少なくとも１つの空間又は表面１４０を冷却することと、を含むのが好ましい。

最後に、本発明は、放射線放出機器１００の放射線放出動作の前、最中、又は後に前記放射線放出機器１００のエリア又は部分を交互に加熱又は冷却する方法であって、
ａ．ペルチェ素子１７１の電気接続部１７９へのＤＣ（直流）電流の供給によって、前記放射線放出機器１００に含まれ、本明細書において詳しく上述及び請求するような加熱又は冷却両用システム１７０、２００を動作させるとともに、ペルチェ素子１７１の高温カバー板１７４’から放射線放出機器１００へと熱を放散することにより、放射線放出機器１００の少なくとも１つの空間又は表面１４０を加熱するステップと、
ｂ．加熱ステップの流れ方向と反対の電流方向でのペルチェ素子１７１の電気接続部１７９へのＤＣ（直流）電流の供給によって、本明細書において詳しく上述及び請求するような加熱又は冷却両用システム１７０、２００を動作させるとともに、放射線放出機器１００からペルチェ素子１７１の低温カバー板１７４へと熱を移動させることにより、放射線放出機器１００の少なくとも１つの空間又は表面１４０を冷却するステップと、
のいずれかを選択的に含む、方法に関する。

詳しく上述した通り、本発明の少なくとも１つの加熱又は冷却両用システム１７０、２００を備えた放射線放出機器１００、少なくとも１つの空間又は表面或いは放射線放出機器１００の少なくとも１つの電気器具を交互に加熱又は冷却する放射線放出機器１００における本発明の加熱又は冷却両用システム１７０、２００及びその使用や、前記放射線放出機器１００の放射線放出動作の前、最中、又は後に放射線放出機器１００のエリア又は部分を交互に加熱又は冷却する方法は、従来技術に対して、多くの著しい利点を実現する。

放射線放出機器の治療空間、治療表面、又はその一部を交互に加熱及び冷却するステップは、システムの物理的な動作状況（電流の方向）に応じた加熱又は冷却両用モード動作を可能にする同じシステムにより提供可能である。所望の温度制御及び温度調整は、従来のシステムよりも迅速且つ正確に提供可能である。効率は、その状況下で必要とされるだけの加熱（又は、冷却）効率の生成及び熱損失が回避され得る短い距離に沿った熱の「移送」により向上可能である。さらに、提供の加熱又は冷却両用システムは、狭隘空間へ設置するのに十分小さく、従来の熱調節（加熱又は冷却）機器ほどは嵩張らない。このため、構造設計者には、所要の加熱又は冷却システムの配置に際して、より大きな自由がある。

驚くべきことに、身体照射機器において、放射線治療空間又は表面の温度は、機器のユーザに快適となるように、簡単でエネルギー効率の良い設備により照射手順の開始前に調整可能である。さらには、効率的な冷却機器によって、照射手順の過程で照射源により生成された余分な熱が容易に放散される。

以上、本発明の好適な実施形態の引照及び本発明の好適な実施形態を参照する図面の参照と併せて、本発明を詳しく説明したが、本発明の利点として明らかなことは、放射線放出機器の治療空間中又は治療表面上の放射線源の温度管理のいくつかの不都合を改善可能な点である。当業者なら認識されようが、身体照射装置のユーザに快適な放射線空間又は表面の温度は、簡単でエネルギー効率の良い加熱設備による照射手順の開始前の調整が可能である。さらに、本発明の加熱又は冷却両用システムの効率的な冷却モードの使用により、照射手順の過程で放射線源により生成された余分な熱を容易且つ効率的に放散することも可能である。

以上、本発明の一般原理を参照するとともに本発明の好適な実施形態を記述することによって、本発明を説明した。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって決まる。

１００ 放射線放出機器
１１０ 放射線源
１２０ フィルタ
１３０ 反射器
１４０ 目標又は対象を配置するように構成された空間又は表面
１７０ 加熱又は冷却両用システム
１７１ ペルチェ素子
１７２， １７２’ 半導体材料立方体
１７３， １７３’ 熱伝導金属架橋板
１７４， １７４’ 非導電材料のカバー板
１７５ 第１の熱交換器（熱源）
１７６ 第２の熱交換器（ヒートシンク）
１７７ ファン又はファンアセンブリ
１７８ ファン又はファンアセンブリ
１７９ 電気接続部
１８０ ノズル
１８１ ＤＣ電流供給制御手段
１８２ ヒートパイプ
１８５ （１つ又は複数の）放射線源を制御する手段
１９０ 目標
１９２ 照射を受ける対象、人間、又は動物
２００ 加熱又は冷却両用システム

Claims (5)

1. ａ．少なくとも１つの波長の放射線を目標（１９０）又は対象（１９２）に向けて放出するように構成された少なくとも１つの放射線源（１１０）と、
   ｂ．前記目標（１９０）又は前記対象（１９２）を内部又は上部に配置するように構成された少なくとも１つの空間又は表面（１４０）と、
   ｃ．前記少なくとも１つの空間又は表面（１４０）を加熱又は冷却するように構成された少なくとも１つの加熱又は冷却両用システム（１７０）と
   を備える、放射線放出機器（１００）であって、
   前記加熱又は冷却両用システムは、
   電子密度が異なる２つの半導体材料で構成された少なくとも２つの立方体（１７２、１７２’）であり、互いに熱的に並列で電気的に直列に配置され、熱伝導金属架橋板（１７３、１７３’）と相互接続されるとともに、非導電材料の低温カバー板（１７４）と非導電材料の高温カバー板（１７４’）との間に挟持され、電気接続部（１７９）を介して直流電流が供給されるように構成された、少なくとも２つの立方体（１７２、１７２’）を備えた少なくとも１つのペルチェ素子（１７１）と、
   前記ペルチェ素子（１７１）への前記直流電流の供給を制御するように構成された少なくとも１つの手段（１８１）と、を備える加熱又は冷却両用システム（１７０、２００）であって、
   熱源として前記ペルチェ素子（１７１）の前記低温カバー板（１７４）と熱的に接続された少なくとも１つの第１の熱交換器（１７５）と、
   ヒートシンクとして前記ペルチェ素子（１７１）の前記高温カバー板（１７４’）と熱的に接続された少なくとも１つの第２の熱交換器（１７６）と、
   前記少なくとも１つの第１の熱交換器（１７５）及び／又は前記少なくとも１つの第２の熱交換器（１７６）に沿って環境空気を流すように構成された少なくとも１つのファン又はファンアセンブリ（１７７、１７８）と、
   前記少なくとも１つの第１の熱交換器（１７５）及び／又は前記少なくとも１つの第２の熱交換器（１７６）を通過することにより加熱又は冷却された前記環境空気の流れを通過させ、目標に向かって案内するように構成された少なくとも１つのノズル（１８０）と、を備え、
   前記少なくとも１つの第１の熱交換器（１７５）が、熱源として、少なくとも１つのヒートパイプにより前記ペルチェ素子（１７１）の前記低温カバー板（１７４）と熱的に接続され、並びに／又は、前記少なくとも１つの第２の熱交換器（１７６）が、ヒートシンクとして、少なくとも１つのヒートパイプ（１８２）により前記ペルチェ素子（１７１）の前記高温カバー板（１７４’）と熱的に接続され、
   少なくとも１つの前記ノズル（１８０）は、前記少なくとも１つの第１の熱交換器（１７５）及び／又は前記少なくとも１つの第２の熱交換器（１７６）を通過することにより加熱又は冷却された前記環境空気の流れを通過させ、前記目標（１９０）又は前記対象（１９２）を内部又は上部に配置するように構成された前記少なくとも１つの空間又は表面（１４０）に向かって案内するように構成された、放射線放出機器（１００）。
2. 前記少なくとも１つの放射線源の前記目標（１９０）又は前記対象（１９２）に向けた放射線放出を制御するように構成された少なくとも１つの手段（１８５）をさらに備えた、請求項１に記載の放射線放出機器（１００）。
3. 前記放射線源の実質的に１つ若しくは複数の波長若しくは波長帯のみの放出放射線を通過させ得るように構成され、意図した照射目的を果たす少なくとも１つのフィルタ（１２０）、並びに／又は、前記放射線源の放出放射線若しくはその反射部分を前記目標（１９０）若しくは前記対象（１９２）に向かって案内及び／若しくはコリメートするように構成された少なくとも１つの反射器（１３０）をさらに備えた、請求項１又は２に記載の放射線放出機器（１００）。
4. 加熱又は冷却両用システム（１７０）が、対象若しくは人間（１９２）を内部に配置するように構成された前記空間（１４０）、前記対象若しくは人間（１９２）を上下いずれかに配置する前記表面（１４０）、前記対象若しくは人間（１９２）直接、前記放射線放出機器（１００）に組み込まれた放射線放出及び熱放出放射線源（１１０）、並びに前記放射線放出機器（１００）の動作に使用可能な電子器具から選択される目標を加熱又は冷却するように構成された、請求項１～３の何れか一項に記載の放射線放出機器（１００）。
5. 請求項１に記載の放射線放出機器（１００）の放射線放出動作の前、最中、又は後に前記放射線放出機器（１００）のエリア又は部分を交互に加熱又は冷却する方法であって、
   ａ．前記ペルチェ素子（１７１）の前記電気接続部（１７９）への直流電流の供給によって前記放射線放出機器（１００）の加熱又は冷却両用システム（１７０、２００）を動作させるとともに、前記ペルチェ素子（１７１）の前記高温カバー板（１７４’）から前記放射線放出機器（１００）へと熱を放散することにより、前記放射線放出機器（１００）の少なくとも１つの空間又は表面（１４０）或いは電気器具を加熱するステップと、
   ｂ．前記加熱ステップの流れ方向と反対の電流方向での前記ペルチェ素子（１７１）の前記電気接続部（１７９）への直流電流の供給によって前記放射線放出機器（１００）の加熱又は冷却両用システム（１７０、２００）を動作させるとともに、前記放射線放出機器（１００）から前記ペルチェ素子（１７１）の前記低温カバー板（１７４）へと熱を移動させることにより、前記放射線放出機器（１００）の少なくとも１つの空間又は表面（１４０）或いは電気器具を冷却するステップと、
   のいずれかを選択的に含む、方法。

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