JP7431104B2 - 光量調整装置、光量調整システム及び光量調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、可視光域よりも短波長の光を発光する発光素子の光量を調整する光量調整装置、光量調整システム及び光量調整方法に関する。

紫外線の励起によって可視光域に蛍光を発する蛍光ガラス素子の特性を利用して、蛍光ガラス素子に照射された放射線線量を読み取るガラス線量計読取装置が知られている（例えば特許文献１）。
また、発光素子が発する紫外光の一部を検出し，発光強度を調整する調整装置が知られている（例えば特許文献２）。

特開２０１２－１８０７７号公報 特開２００７－２７２９５号公報

紫外線発光素子は、製造ばらつきによって紫外線の発光強度にばらつきが発生する。このため、従来の紫外線発光素子は殺菌性能にばらつきが発生するという問題がある。

本発明の目的は、発光素子の発光強度にばらつきがあっても殺菌性能の安定化を図ることができる光量調整装置、光量調整システム及び光量調整方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一態様による光量調整装置は、殺菌対象物に照射する紫外線を発光する発光素子の発光状態を調整する調整動作の際に前記発光素子が発光する紫外線の光量を検出する素子であって検出した紫外線の光量に対する出力信号の信号レベルが校正管理された光検出素子を有する光量測定装置と、前記発光素子を所望の発光強度で発光するための目標値を設定する設定回路と、前記発光素子を所望の発光強度に維持する自動パワー制御回路と、を有する管理回路を有する紫外線発光装置における前記調整動作の際に前記光量測定装置から送信される前記光検出素子の検出結果に基づいて前記管理回路を制御して前記発光素子の光量を制御する光量制御装置とを備える。

また、上記目的を達成するために、本発明の他の態様による光量調整システムは、殺菌対象物に照射する紫外線を発光する発光素子を所望の発光強度で発光するための目標値を設定する設定回路と、前記発光素子を所望の発光強度に維持する自動パワー制御回路と、を有する管理回路を有する紫外線発光装置と、前記発光素子の発光状態を調整する調整動作の際に前記発光素子が発光する紫外線の光量を検出する素子であって検出した紫外線の光量に対する出力信号の信号レベルが校正管理された光検出素子を有する光量測定装置、及び前記調整動作の際に前記光量測定装置から送信される前記光検出素子の検出結果に基づいて前記管理回路を制御して前記発光素子の光量を制御する光量制御装置を有する光量調整装置とを備える。

また、上記目的を達成するために、本発明の他の態様による光量調整方法は、殺菌対象物に照射する紫外線を発光する発光素子の発光状態を調整する調整動作の際に前記発光素子が発光する紫外線の光量を、検出した紫外線の光量に対する出力信号の信号レベルが校正管理された光検出素子で検出し、前記発光素子を所望の発光強度で発光するための目標値を設定する設定回路と、前記発光素子を所望の発光強度に維持する自動パワー制御回路と、を有する管理回路を有する紫外線発光装置における前記調整動作の際に前記光検出素子の検出結果に基づいて前記管理回路を制御して前記発光素子の光量を制御する。

本発明の各態様によれば、発光素子の発光強度にばらつきがあっても殺菌性能の安定化を図ることができる。

本発明の一実施形態による光量調整システムの概略構成を示す回路ブロック図である。 本発明の一実施形態による光量調整装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による光量調整装置、光量調整システム及び光量調整方法を説明する図であって、紫外線発光素子が発光する紫外線を受光する位置を説明する図である。 本発明の一実施形態による光量調整法の流れの一例を示すフローチャート（その１）である。 本発明の一実施形態による光量調整法の流れの一例を示すフローチャート（その２）である。 本発明の一実施形態による光量調整システムに備えられた紫外線発光装置の動作の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による光量調整システムに備えられた紫外線発光装置の目標値設定状態の動作波形の一例を示す図である。 本発明の一実施形態による光量調整システムに備えられた紫外線発光装置の目標値設定状態の動作波形の一例を示す図である。 本発明の一実施形態による光量調整システムに備えられた紫外線発光装置の目標値設定状態から動作状態に移行する際の動作波形の一例を示す図である。

本発明の一実施形態による光量調整装置、光量調整システム及び光量調整方法について図１から図９を用いて説明する。まず、本実施形態による光量調整装置３及び光量調整システムＬＡＳの概略構成について図１及び図２を用いて説明する。

図１に示すように、本実施形態による光量調整システムＬＡＳに備えられた紫外線発光装置１は、殺菌対象物に照射する紫外線を発光する発光素子１２１と、発光素子１２１の動作状態を管理する発光素子管理回路（管理回路の一例）１１とを有している。発光素子１２１は、取付基板（不図示）に配置されている。また、紫外線発光装置１は、発光素子１２１が発光する紫外線が照射される場所に配置され紫外線の励起によって可視光域に蛍光を発する蛍光ガラス素子２１を有している。紫外線発光装置１は、蛍光ガラス素子２１が発する蛍光の強度を検出する光検出素子１４を有している。

紫外線発光装置１は、電子部品群１００を備えている。電子部品群１００は、蛍光ガラス素子２１の発光の有無及び発光強度（蛍光の強度）の少なくとも一方を検出する光検出素子１４と、発光素子１２１の紫外線の発光の有無及び発光強度の少なくとも一方を調整する発光素子管理回路１１と、温度センサ１５（詳細は後述）との少なくとも１つを含んでいてもよい。本実施形態による紫外線発光装置１では、電子部品群１００は、光検出素子１４、発光素子管理回路１１及び温度センサ１５を含んでいる。発光素子管理回路１１は、光検出素子１４が検出した蛍光の強度に基づいて発光素子１２１を管理するようになっている。光検出素子１４、発光素子管理回路１１及び温度センサ１５は、電子部品の一例に相当する。このように、電子部品群１００は、複数の電子部品を有している。つまり、紫外線発光装置１には、電子部品が複数設けられて電子部品群１００が構成されている。

紫外線発光装置１は、箱形状又は円筒状の殺菌モジュール（不図示）に収容されている。殺菌モジュールは、外光を遮断した状態で、紫外線発光装置１及び発光素子１２１が殺菌する殺菌対象物（不図示）を収容可能な収容部材（不図示）を備えている。殺菌モジュールは、紫外線発光装置１や殺菌対象物を収容可能な収容空間（不図示）を有している。殺菌モジュールは、一の外部から収容空間に流入する流水（殺菌対象物の一例）を発光素子１２１が発光する紫外線で殺菌し、殺菌した流水を他の外部に流出するようになっている。

収容部材は、収容空間を有する本体部（不図示）と、収容空間への外光の入射を遮断可能な蓋部（不図示）とを有している。本体部は、一端部が開放された箱形状を有している。蓋部は、本体部の一端部を開閉可能に本体部に設けられている。殺菌モジュール、蓋部を開状態として本体部の一端部を開放し、紫外線発光装置１を収容空間に収容した後に蓋部を閉状態として収容空間を閉空間とする。収容空間が閉空間とされた後に、殺菌モジュールに流水が流入される。

殺菌モジュールは、発光素子１２１などを取り付ける取付基板を収容空間に有している。取付基板には、発光素子１２１の他に、蛍光ガラス素子２１、光検出素子１４及び温度センサ１５が取り付けられている。殺菌モジュールは、紫外線発光装置１などに電力を供給する電源回路（不図示）を備えている。電源回路は、紫外線発光装置１に接続されて収容部材の外部に引き出された電源ケーブルで接続されている。

発光素子１２１は、例えば紫外線を発光する発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）で構成されている。発光素子１２１の陽極は例えばアナログ電源に接続され、発光素子１２１の陰極は例えば発光素子駆動回路１１ｃに設けられた定電流源１１９（詳細は後述）の正極に接続されている。

蛍光ガラス素子２１は、発光素子１２１が発光する紫外線（例えば波長は２６５ｎｍ）に励起されて例えば緑色の蛍光（例えば波長は５６０ｎｍ）を発する素子である。つまり、蛍光ガラス素子２１は、波長２６５ｎｍの光を波長５６０ｎｍの光に光変換する素子である。

光検出素子１４は例えばフォトダイオード（Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ：ＰＤ）で構成されている。光検出素子１４の陰極は例えばアナログ電源に接続され、光検出素子１４の陽極は例えば自動パワー制御回路１１ｂに設けられた電流／電圧変換回路１１４（詳細は後述）に接続されている。光検出素子１４は、蛍光ガラス素子２１から発せられる蛍光を電流に変換して電流／電圧変換回路１１４に出力するようになっている。

図１に示すように、発光素子管理回路１１は、発光素子１２１を所望の発光強度で発光するための目標値を設定する設定回路１１ａと、発光素子１２１を所望の発光強度に維持する自動パワー制御（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＡＰＣ）回路１１ｂとを有している。詳細は後述するが、設定回路１１ａが設定する目標値は、発光素子１２１の駆動電流の電流値である。さらに、発光素子管理回路１１は、発光素子１２１を駆動する発光素子駆動回路１１ｃを有している。

設定回路１１ａは、光検出素子１４の検出信号に基づく電圧を増幅する増幅部１１０と、増幅部１１０が出力する出力電圧の直流バイアスを調節するバイアス調節部１１１と、増幅部１１０が出力する出力電圧に含まれるオフセット電圧を調整するオフセット調節部１１２とを有している。さらに、設定回路１１ａは、増幅部１１０の出力電圧、バイアス調節部１１１の出力電圧及びオフセット調節部１１２の出力電圧を加算する加算部１１３を有している。

増幅部１１０の入力端子には、自動パワー制御回路１１ｂに設けられた電流／電圧変換回路１１４の出力端子が接続されている。増幅部１１０の出力端子は加算部１１３の３つの入力端子のうちの１つに接続されている。加算部１１３の残余の端子の一方にはバイアス調節部１１１の出力端子が接続され、加算部１１３の残余の端子の他方にはオフセット調節部１１２の出力端子が接続されている。加算部１１３の出力端子は、自動パワー制御回路１１ｂに設けられたアナログ／デジタル変換部１１５（詳細は後述）の入力端子に接続されている。バイアス調節部１１１の入力ビット信号が入力される入力端子には、自動パワー制御回路１１ｂに設けられたマイクロプロセッサ１１６（詳細は後述する）の所定の出力端子が接続されている。オフセット調節部１１２の入力ビット信号が入力される入力端子には、マイクロプロセッサ１１６の所定の出力端子が接続されている。

増幅部１１０は、例えばプログラマブルゲインアンプ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｉｎ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：ＰＧＡ）で構成されている。増幅部１１０は、電流／電圧変換回路１１４から入力される入力電圧を増幅して加算部１１３に出力するようになっている。詳細は後述するが、増幅部１１０の増幅率（ゲイン）は、発光素子１２１を所望の発光強度で発光させるための目標駆動電流（以下、「発光素子１２１の目標駆動電流」と略記する場合がある）の設定時及び発光素子１２１の動作開始時に必要に応じて調整される。

バイアス調節部１１１は、例えばデジタル／アナログ変換回路（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：ＤＡＣ）で構成されている。本実施形態では、バイアス調節部１１１は、上位８ビット用のＤＡＣと下位８ビット用のＤＡＣで構成されている。このため、バイアス調節部１１１は、増幅部１１０から出力される出力電圧を１６ビット相当でバイアス調節が可能になる。これにより、バイアス調節部１１１は、光検出素子１４で検出される検出光の光量が小さくても十分な分解能でバイアス調節ができる。なお、バイアス調節部１１１の入力のビット数は、１６ビットに限られず、光検出素子１４で検出される検出光の光量に応じて適宜設定してもよい。詳細は後述するが、バイアス調節部１１１の出力電圧（すなわち、入力ビット値）は、発光素子１２１の動作開始時に必要に応じて調整される。

発光素子１２１の発光状態（例えば光量の状態）を調整する調整動作（詳細は後述）の際に、バイアス調節部１１１には、光量調整装置３の調整動作に基づいて決定されて発光素子１２１を最大の光量で駆動するための最大光量用デジタル値が入力される。

オフセット調節部１１２は、例えばデジタル／アナログ変換回路（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：ＤＡＣ）で構成されている。本実施形態では、オフセット調節部１１２は、上位８ビット用のＤＡＣと下位８ビット用のＤＡＣで構成されている。このため、オフセット調節部１１２は、増幅部１１０から出力される出力電圧を１６ビット相当でオフセット調節が可能になる。これにより、オフセット調節部１１２は、光検出素子１４で検出される検出光の光量が小さくても十分な分解能でオフセット調節ができる。なお、オフセット調節部１１２の入力のビット数は、１６ビットに限られず、光検出素子１４で検出される検出光の光量に応じて適宜設定してもよい。オフセット調節部１１２は、紫外線発光装置１を構成する回路全体で生じるオフセット電圧を調節するために用いられる。詳細は後述するが、オフセット調節部１１２の出力電圧（すなわち、入力ビット値）は、発光素子１２１の目標駆動電流の設定時に必要に応じて調節される。

発光素子１２１の発光状態（例えば光量の状態）を調整する調整動作（以下、「発光素子１２１の調整動作」と略記する場合がある）の際に、オフセット調節部１１２には、光量調整装置３によって決定されて殺菌対象物を殺菌するために必要な光量（例えば必要最小限の光量）、すなわち最適光量で発光素子１２１を駆動するための最適光量用デジタル値が入力される。

加算部１１３は、増幅部１１０の出力電圧、バイアス調節部１１１の出力電圧及びオフセット調節部１１２の出力電圧を加算した加算電圧を自動パワー制御回路１１ｂに出力するように構成されている。つまり、加算部１１３は、３入力１出力の構成を有している。加算部１１３は、種々の回路構成を有することができる。例えば加算部１１３は、２入力１出力のオペアンプを２個有し、一方のオペアンプでバイアス調節部１１１の出力電圧及びオフセット調節部１１２の出力電圧を加算し、他方のオペアンプで一方のオペアンプの出力電圧と増幅部１１０の出力電圧を加算するように構成されていてもよい。加算部１１３は、発光素子１２１の目標駆動電流の設定時には、目標駆動電流で駆動された発光素子１２１の発光強度に基づく電圧をフィードバック電圧Ｖｆｂとして最終的に出力する。また、加算部１１３は、発光素子１２１による殺菌対象物の殺菌動作時には、発光素子１２１の発光強度に基づく電圧をフィードバック電圧Ｖｆｂとして出力する。

図１に示すように、自動パワー制御回路１１ｂは、光検出素子１４の陽極に入力端子が接続された電流／電圧（以下、「ＩＶ」と称する場合がある）変換回路１１４を有している。詳細な回路構成の説明は省略するが、ＩＶ変換回路１１４は、例えば電流入力型のオペアンプを用いて構成されている。ＩＶ変換回路１１４の出力端子は設定回路１１ａに設けられた増幅部１１０の非反転入力端子に接続されている。ＩＶ変換回路１１４は、光検出素子１４から入力された電流を電圧に変換して増幅部１１０に出力するようになっている。

自動パワー制御回路１１ｂは、設定回路１１ａから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換部（以下、「アナログ／デジタル」を「Ａ／Ｄ」と略記する場合がある）１１５を有している。また、自動パワー制御回路１１ｂは、Ａ／Ｄ変換部１１５で変換されたデジタル信号に基づいて発光素子１２１が所望の発光強度を維持しているか否かを判定するマイクロプロセッサ１１６を有している。さらに、自動パワー制御回路１１ｂは、マイクロプロセッサ１１６からの指示に基づいて発光素子駆動回路（駆動部の一例）１１ｃを制御するパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＷＭ）信号を生成するパルス幅変調信号生成部１１７を有している。なお、図１では、マイクロプロセッサを「μＰ」と表している。また、以下、パルス幅変調を「ＰＷＭ」と略記する場合がある。詳細は後述するが、自動パワー制御回路１１ｂは、殺菌動作時のフィードバック電圧Ｖｆｂに基づいて、発光素子１２１が所望の発光強度で動作しているか否かを判定する。

Ａ／Ｄ変換部１１５の出力端子はマイクロプロセッサ１１６のビット信号が入力される所定の入力端子に接続されている。マイクロプロセッサ１１６の所定の出力端子はＰＷＭ信号生成部１１７の入力端子に接続されている。ＰＷＭ信号生成部１１７の出力端子は発光素子駆動回路１１ｃに設けられた制御部１１８（詳細は後述）の入力端子に接続されている。

Ａ／Ｄ変換部（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：ＡＤＣ）１１５は、設定回路１１ａに設けられた加算部１１３から入力されるアナログ信号のフィードバック電圧Ｖｆｂをデジタル信号に変換してマイクロプロセッサ１１６に出力する。

マイクロプロセッサ１１６は、発光素子１２１の調整動作の際に、バイアス調節部１１１に最大光量用デジタル値が入力されていることに基づくフィードバック電圧ＶｆｂをＡ／Ｄ変換部１１５でＡ／Ｄ変換して得たデジタル信号を最大値目標コードとして所定の記憶領域に記憶する。また、マイクロプロセッサ１１６は、発光素子１２１の調整動作の際に、オフセット調節部１１２に最適光量用デジタル値が入力されていることに基づくフィードバック電圧ＶｆｂをＡ／Ｄ変換部１１５でＡ／Ｄ変換して得たデジタル信号を光量目標コードとして所定の記憶領域に記憶する。

マイクロプロセッサ１１６は、発光素子１２１の目標駆動電流の設定が完了した際にＡ／Ｄ変換部１１５から入力されたデジタル信号を目標コードとして所定の記憶領域に記憶する。この目標コードは、発光素子１２１を所望の発光強度で駆動するための駆動電流の条件となる。マイクロプロセッサ１１６は、目標コードを記憶した後に発光素子１２１の許容動作範囲を閾値コードとして所定の記憶領域に記憶する。マイクロプロセッサ１１６は、発光素子１２１の許容動作範囲の上限を規定する上限閾値コード及び下限を規定する下限閾値コードを設定する。マイクロプロセッサ１１６は、当該目標コード、最大値目標コード及び光量目標コードをそれぞれ別の記憶領域に記憶するようになっている。

マイクロプロセッサ１１６は、発光素子１２１による殺菌対象物の殺菌動作時にＡ／Ｄ変換部１１５から入力されるデジタル信号と目標コード及び閾値コードとを比較する。マイクロプロセッサ１１６は、入力されたデジタル信号の値が目標コード及び閾値コードとの間に含まれる値である場合には、発光素子１２１が所望の発光強度を維持していると判定する。一方、マイクロプロセッサ１１６は、入力されたデジタル信号の値が目標コード及び閾値コードとの間に含まれない値である場合には、発光素子１２１が所望の発光強度を維持していないと判定する。マイクロプロセッサ１１６は、発光素子１２１が所望の発光強度を維持していると判定した場合には、ＰＷＭ信号生成部１１７に特別な指示信号を出力しない。一方、マイクロプロセッサ１１６は、発光素子１２１が所望の発光強度を維持していないと判定した場合には、ＰＷＭ信号生成部１１７に駆動電流を変更することを指示する指示信号を出力する。マイクロプロセッサ１１６は、入力されたデジタル信号の値が上限閾値コードよりも大きい場合には、駆動電流の電流量を小さくすることを指示する指示信号をＰＷＭ信号生成部１１７に出力する。一方、マイクロプロセッサ１１６は、入力されたデジタル信号の値が下限閾値コードよりも小さい場合には、駆動電流の電流量を大きくすることを指示する指示信号をＰＷＭ信号生成部１１７に出力する。このように、紫外線発光装置１は、発光素子１２１による殺菌対象物の殺菌動作時に発光素子１２１の発光強度をフェードバックして発光素子１２１が所望の発光強度を維持するように制御する。

図１に示すように、紫外線発光装置１は、光量調整装置３などが接続される送受信部１６を有している。マイクロプロセッサ１１６には、発光素子１２１の調整動作の際に、光量調整装置３から送受信部１６を介してイネーブル信号ＥＮ及びテスト信号ＴＥＳＴが入力される。また、マイクロプロセッサ１１６には、アラーム信号ＡＬＭが入力される。詳細は後述するが、マイクロプロセッサ１１６は、イネーブル信号ＥＮの信号レベル及びテスト信号ＴＥＳＴの信号レベルがいずれも高レベル（すなわち「１」）の場合に発光素子１２１の調整動作時と判断するように構成されている。また、マイクロプロセッサ１１６は、イネーブル信号ＥＮの信号レベルが高レベル及びテスト信号ＴＥＳＴの信号レベルが低レベル（すなわち「０」）の場合に殺菌対象物の殺菌動作時と判断するように構成されている。

また、マイクロプロセッサ１１６には、状態識別信号Ｓｍｏｄｅが入力される。状態識別信号Ｓｍｏｄｅは、紫外線発光装置１の動作状態が、発光素子１２１による殺菌対象物の殺菌動作状態であるのか、発光素子１２１の目標駆動電流の設定状態であるのかを識別するための信号である。マイクロプロセッサ１１６は、状態識別信号Ｓｍｏｄｅの信号レベルが低レベル（すなわち「０」）の場合は例えば発光素子１２１による殺菌対象物の殺菌動作状態であると判定する。一方、マイクロプロセッサ１１６は、状態識別信号Ｓｍｏｄｅの信号レベルが高レベル（すなわち「１」）の場合は例えば発光素子１２１の目標駆動電流の設定状態であると判定する。

つまり、マイクロプロセッサ１１６は、状態識別信号Ｓｍｏｄｅの信号レベルに基づいて、発光素子１２１が動作状態であるか否かを判定できる。このため、発光素子管理回路１１は、殺菌対象物を殺菌可能な状態で前記発光素子を動作させている際に、殺菌対象物及び発光素子１２１を収容可能な収容部材に外光が入射したと判定した場合には、発光素子１２１の動作を停止する。発光素子管理回路１１は、発光素子１２１による殺菌対象物の殺菌動作状態であるときに殺菌モジュールが異常な使用を成された場合に、状態識別信号Ｓｍｏｄｅに基づいて、発光素子１２１を即時停止する。これにより、紫外線発光装置１は、殺菌モジュールが殺菌対象物を殺菌している場合に紫外線が外部に漏洩することを防止できる。

ＰＷＭ信号生成部１１７は、マイクロプロセッサ１１６から入力される指示信号に基づいてデューティ信号Ｓｄｕｔｙを発光素子駆動回路１１ｃに出力する。ＰＷＭ信号生成部１１７は、駆動電流を小さくすることを指示する指示信号がマイクロプロセッサ１１６から入力された場合には、直前に出力していたデューティ信号Ｓｄｕｔｙよりもデューティ比の小さいデューティ信号Ｓｄｕｔｙを発光素子駆動回路１１ｃに出力する。一方、ＰＷＭ信号生成部１１７は、駆動電流を大きくすることを指示する指示信号がマイクロプロセッサ１１６から入力された場合には、直前に出力していたデューティ信号Ｓｄｕｔｙよりもデューティ比の大きいデューティ信号Ｓｄｕｔｙを発光素子駆動回路１１ｃに出力する。

紫外線発光装置１は、発光素子１２１の温度を検出する温度センサ１５を備えている。自動パワー制御回路１１ｂは、温度センサ１５が検出した温度に基づいて発光素子駆動回路１１ｃを制御する。温度センサ１５の出力端子は、マイクロプロセッサ１１６の所定の入力端子に接続されている。

温度センサ１５は、例えばアナログ電源及びアナログ基準電位（アナロググランド）との間で直列に接続されたサーミスタ及び抵抗を有している。また、温度センサ１５は、サーミスタ及び抵抗の接続点の電圧と所定電圧とを比較する比較器（コンパレータ）を有している。この比較器の出力端子が温度センサ１５の出力端子となる。また、この所定電圧は、発光素子１２１の所定温度（例えば８０℃）に相当する電圧に設定される。サーミスタによって検出された発光素子１２１の温度を所定温度よりも低い場合には、温度センサ１５は、比較器から例えば低レベル（０Ｖ）の電圧をマイクロプロセッサ１１６に出力する。一方、サーミスタによって検出された発光素子１２１の温度を所定温度よりも高い場合には、温度センサ１５は、比較器から例えば高レベルの電圧（マイクロプロセッサ１１６で許容されている入力電圧の高レベルの電圧）をマイクロプロセッサ１１６に出力する。

マイクロプロセッサ１１６は、温度センサ１５から入力される電圧の電圧レベルに応じて、デューティ信号Ｓｄｕｔｙのデューティ比を変更することをＰＷＭ信号生成部１１７に指示する。マイクロプロセッサ１１６は、温度センサ１５から低レベルの電圧が入力した場合には、デューティ信号Ｓｄｕｔｙのデューティ比を変更することをＰＷＭ信号生成部１１７に指示しない。一方、マイクロプロセッサ１１６は、温度センサ１５から高レベルの電圧が入力された場合には、デューティ信号Ｓｄｕｔｙのデューティ比を大きくすることをＰＷＭ信号生成部１１７に指示する。これにより、発光素子１２１に流れる駆動電流の電流量が増加するため、発光素子１２１が高温になって低下した発光強度が補償される。このように、紫外線発光装置１は、発光素子１２１の経時劣化による発光強度の低下（詳細は後述）とは別個に、発光素子１２１の温度特性による発光強度の低下を補償できる。

また、マイクロプロセッサ１１６は、発光素子１２１の目標駆動電流の設定状態及び発光素子１２１による殺菌対象物の殺菌動作状態のときに、バイアス調節部１１１及びオフセット調節部１１２の入力ビット値を必要に応じて変更するようになっている。また、マイクロプロセッサ１１６は、発光素子１２１の目標駆動電流の設定状態のときに、増幅部１１０の増幅率を必要に応じて変更するようになっている。

図１に示すように、発光素子駆動回路１１ｃは、制御部１１８と定電流源１１９とを有している。制御部１１８は、ＰＷＭ信号生成部１１７から入力されるデューティ信号Ｓｄｕｔｙに基づいて定電流源１１９が出力する電流の電流量を制御するようになっている。制御部１１８は、ＰＷＭ信号生成部１１７から入力されるデューティ信号Ｓｄｕｔｙのデューティ比が小さくなった場合には、出力する電流の電流量が小さくなるように定電流源１１９を駆動する。一方、制御部１１８は、ＰＷＭ信号生成部１１７から入力されるデューティ信号Ｓｄｕｔｙのデューティ比が大きくなった場合には、出力する電流の電流量が大きくなるように定電流源１１９を駆動する。

定電流源１１９には、発光素子１２１が直列に接続されている。定電流源１１９の正極は発光素子１２１の陰極に接続され、定電流源１１９の負極はアナログ基準電位（アナロググランド）に接続されている。定電流源１１９は、制御部１１８に制御されて所定の電流量の定電流をアナログ電源からアナロググランドに向かって出力するようになっている。発光素子１２１は定電流源１１９と直列に接続されているため、発光素子１２１には定電流源１１９が出力する電流量の定電流が流れる。発光素子１２１の陽極に印加されるアナログ電源の電圧値は一定である。このため、発光素子１２１が発光する紫外線の強度は、定電流源１１９が出力する定電流の電流量で決定される。紫外線発光装置１は、発光素子１２１の目標駆動電流の設定状態において、発光素子１２１に流れる駆動電流、すなわち定電流源１１９の出力電流を初期電流として設定する。

図１に示すように、光量調整システムＬＡＳに備えられた光量調整装置３は、光量制御装置３１及び光量測定装置３２を有している。光量制御装置３１は、紫外線発光装置１及び光量測定装置３２との間で信号を送受信する送受信部３１３を有している。光量測定装置３２は、光量制御装置３１との間で信号を送受信する送受信部３２３を有している。光量制御装置３１は、例えばＩ２Ｃ／ＳＰＩの規格に準じた方式で紫外線発光装置１及び光量測定装置３２との間で信号を送受信するように構成されている。光量制御装置３１と紫外線発光装置１とは、送受信部３１３及び送受信部１６を用いて例えば有線で接続される。光量制御装置３１は、紫外線発光装置１に着脱可能である。このため、光量調整システムＬＡＳは、発光素子１２１の発光状態を調整する場合に光量調整装置３及び紫外線発光装置１を接続し、殺菌動作の場合には光量調整装置３で発光素子１２１の発光状態が調整された紫外線発光装置１を単独で動作させることができる。これにより、光量調整システムＬＡＳは、紫外線発光装置１における発光素子１２１の発光状態の調整動作の柔軟性と、紫外線発光装置１の殺菌動作の柔軟性との両立を図ることができる。

図２に示すように、光量測定装置３２は、殺菌対象物に照射する紫外線を発光する発光素子１２１（図２では不図示、図１参照）の発光状態を調整する調整動作の際に発光素子１２１が発光する紫外線の光量を検出する素子であって検出した紫外線の光量に対する出力信号の信号レベルが校正管理された光検出素子３２１を有している。光検出素子３２１は、例えばフォトダイオードで構成されている。光検出素子３２１は、ショットキーフォトダイオード、ＭＳＭフォトダイオード、ｐｎフォトダイオード又はｐｉｎフォトダイオードなどで構成することができる。

光検出素子３２１は例えば、波長が２００ｎｍから２８０ｎｍの光（すなわち紫外線）を検出でき、照度が０ｍＷ／ｃｍ^２から２００ｍＷ／ｃｍ^２の範囲で入射光に対して直線性の特性を有し、かつ積算光量測定できるように構成されている。光検出素子３２１は、これらの波長及び照度の範囲内の光に対して校正管理されており、受光光の光量（光強度）応じて光電変換した出力信号を出力するようになっている。また、光検出素子３２１は、紫外光（波長が２５０ｎｍから２８０ｎｍ）に対する感度Ｘが０．１Ａ／Ｗ以上であり、可視光（波長が４５０ｎｍから６５０ｎｍ）に対する感度ＹがＸ／Ｙ＝１０～１，０００，０００の範囲となる特性を有しているとよい。光検出素子３２１に紫外線が照射されるのは、発光素子１２１の光量調整の時だけであり、照射時間は限られている。このため、本実施形態では、光検出素子３２１は、紫外線発光装置１に設けられた光検出素子１４のように蛍光ガラス素子２１を介さずに、発光素子１２１が発光した光が直接入射するようになっている。これにより、光検出素子３２１における光の検出精度の向上を図ることができる。

光量測定装置３２は、光検出素子３２１から出力される出力信号と、殺菌対象物を殺菌するために必要な光量を示す信号である光量閾値信号Ｌｔｈとを比較する比較器３２２を有している。ここで、必要な光量は、例えば殺菌対象物を殺菌するために必要最小限の光量であってもよい。このように、光検出素子３２１から出力される出力信号と比較する光量閾値信号Ｌｔｈが、殺菌対象物を殺菌するために必要最小限の値に設定することにより、発光素子１２１は、殺菌対象物を殺菌でき、かつ最も負荷がかからない状態で動作できる。これにより、光量調整システムＬＡＳは、発光素子１２１の長寿命化を図ることができる。

光量閾値信号Ｌｔｈは、光量制御装置３１に設けられた記憶回路３１２（詳細は後述）に記憶されている。光量制御装置３１が光量閾値信号Ｌｔｈを設定するようになっている。比較器３２２には、殺菌対象物が殺菌される際の状態（例えば流水の場合には流速や流量など）に応じて異なる値の光量閾値信号Ｌｔｈが設定されるようになっていてもよい。

光量測定装置３２は、光検出素子３２１と発光素子１２１との相対位置を変更可能な移動ステージ３２４を有している。詳細は後述するが、移動ステージ３２４は、光量制御装置３１に制御されて移動するようになっている。光量調整システムＬＡＳは、光量制御装置３１及び紫外線発光装置１を接続すると、光量測定装置３２と紫外線発光装置１との位置関係が一義的に決まるように構成されている。移動ステージ３２４は、光量測定装置３２と紫外線発光装置１との位置関係が一義的に決決められた状態において、発光素子１２１に対して左右方向及び上下方向（すなわちＸＹＺ方向）に移動できるように構成さている。光検出素子３２１は、例えば移動ステージ３２４に固定されている。これにより、光検出素子３２１は、移動ステージ３２４の移動に伴って発光素子１２１に対して左右方向及び上下方向に移動することができるようになる。

図３に示すように、発光素子１２１は、配光パターンＤＬＰで示すランバート配光に類似する配光の紫外線を発光する。配光パターンＤＬＰは、半値角が約５０°の指向性を有している。発光素子１２１の指向性は例えば発光素子１２１に仕様書などによって既知である。紫外線発光装置１では、発光素子１２１の指向性の範囲で殺菌対象物に紫外線を照射する指定座標が決定される。例えば、紫外線の必要な照射の強度は、約７ｃｍの距離で０．４６ｍＷ／ｃｍ^２」以上である。この照射強度があれば９９．９％の殺菌が可能である。

紫外線を照射する指定座標は、紫外線発光装置１に設けられる発光素子１２１の特性や殺菌対象物の種類や状態などによって変更される。このため、光量調整装置３は、調整対象の紫外線発光装置１ごとに設定された当該指定座標を移動ステージ３２４によって光検出素子３２１と発光素子１２１との相対位置関係を調整することによって再現するようになっている。つまり、光量調整装置３は、紫外線発光装置１が殺菌対象物を殺菌している状態と等価な状態で発光素子１２１が発光する紫外線の光量を調整できる。これにより、光量調整装置３は、発光素子１２１が発光する光量の調整精度の向上を図ることができる。

図２に戻って、光量制御装置３１は、発光素子１２１及び発光素子１２１の動作状態を管理する発光素子管理回路１１（図２では不図示、図１参照）を有する紫外線発光装置１における発光素子１２１の調整動作の際に、光量測定装置３２から送信される光検出素子３２１の検出結果に基づいて発光素子管理回路１１を制御して発光素子１２１の光量を制御するように構成されている。

光量制御装置３１は、発光素子１２１の調整動作を制御する動作制御回路３１１を有している。動作制御回路３１１は、例えばマイクロプロセッサで構成されている。動作制御回路３１１は、発光素子１２１の調整動作を統括的に制御するように構成されている。動作制御回路３１１は、光量測定装置３２から送信される光検出素子３２１の検出結果に基づいて発光素子管理回路１１を制御して発光素子１２１の光量を制御する。より具体的には、動作制御回路３１１は、光検出素子３２１の検出結果が反映された信号であって比較器３２２から出力される比較結果信号に基づいて、発光素子１２１の調整動作における発光素子１２１の光量を制御する。

動作制御回路３１１は、比較器３２２から出力される比較結果信号の信号レベルが反転したと判定した場合には、比較結果信号の信号レベルが反転したことを示す情報を発光素子管理回路１１に出力するように構成されている。詳細は後述するが、光量調整装置３は例えば、発光素子１２１の調整動作において、最初に最大の発光強度で発光する状態に設定した後に徐々に発光強度が低下するように発光素子１２１を駆動する。殺菌対象物を殺菌するために必要な光量（以下、「目標光量」と称する場合がある）は、発光素子１２１の最大の発光強度での光量よりも小さい。このため、発光素子１２１の発光強度が最大値から徐々に低下されると、所定のタイミングで発光素子１２１の光量が目標光量よりも大きい状態から小さい状態に切り替わるので、比較器３２２が出力する出力信号である比較結果信号の信号レベルが例えば低レベルから高レベルに反転する。このように、動作制御回路３１１は、比較器３２２から出力される比較結果信号の信号レベルを判定することにより、発光素子１２１が目標光量以上の紫外線を発光しているか否かを判断できる。

比較器３２２が出力する比較結果信号は、光量測定装置３２に設けられた送受信部３２３及び光量制御装置３１に設けられた送受信部３１３を介して動作制御回路３１１に入力される。また、動作制御回路３１１から出力された、比較結果信号の信号レベルが反転したことを示す情報は、送受信部３１３及び紫外線発光装置１に設けられた送受信部１６（図２では不図示、図１参照）を介して発光素子管理回路１１に出力される。当該情報は、例えば最適光量用デジタル値として発光素子管理回路１１に設けられたオフセット調節部１１２に出力される。このため、図１に示すように、ＡＤＣ１１５は、最適光量用デジタル値に基づくフィードバック電圧ＶｆｂをＡ／Ｄ変換して得られたデジタル信号である光量目標コードをマイクロプロセッサ１１６に出力する。これにより、マイクロプロセッサ１１６は、光量制御装置３１から送信されて発光素子１２１の最適な光量の情報を有する最適光量用デジタル値に基づく光量目標コード所定の記憶領域に記憶できる。

図２に戻って、光量制御装置３１は、光量閾値信号Ｌｔｈの信号レベルを記憶する記憶回路３１２を有している。記憶回路３１２は、例えば複数の光量閾値信号Ｌｔｈを記憶し、殺菌対象物が殺菌される際の状態（例えば流水の場合には流速や流量など）と対応付けて複数の光量閾値信号Ｌｔｈを記憶していてもよい。動作制御回路３１１は例えば、光量調整システムＬＡＳの使用者の設定動作に基づいて、記憶回路３１２に記憶された複数の光量閾値信号Ｌｔｈのうちから１つの光量閾値信号Ｌｔｈを選択し、選択した光量閾値信号Ｌｔｈを比較器３２２の一方の入力端子に設定する。光量閾値信号Ｌｔｈは、送受信部３１３及び送受信部３２３を介して光量制御装置３１から光量測定装置３２に送信される。

記憶回路３１２は、光量閾値信号Ｌｔｈの他に、発光素子１２１の調整動作の動作手順のプログラムなどを記憶している。動作制御回路３１１は例えば、光量制御装置３１に設けられた電源回路（不図示）への電力供給が開始されると、記憶回路３１２から当該プログラムを読み込んで、発光素子１２１の調整動作を開始する。

図２に示すように、光量制御装置３１は、表示器３１４を有している。表示器３１４は、発光素子１２１の調整動作の開始又は停止を示す表示部、発光素子１２１の調整動作の停止中又は動作中を示す表示部、調整対象の発光素子１２１が良品又は不良品であることを示す表示部などを有している。これにより、光量制御装置３１は、表示器３１４の表示態様によって、現在の動作状態を光量調整システムＬＡＳの使用者に報知するように構成されている。

次に、光量調整装置３、光量調整システムＬＡＳ及び紫外線発光装置１の動作について図１及び図２を参照しつつ図４から図９を用いて説明する。まず、光量調整装置３及び光量調整システムＬＡＳによって実行される光量調整方法について図４から図６を用いて説明する。

本実施形態による光量調整方法は、殺菌対象物に照射する紫外線を発光する発光素子１２１（図１参照）の発光状態を調整する調整動作の際に発光素子１２１が発光する紫外線の光量を、検出した紫外線の光量に対する出力信号の信号レベルが校正管理された光検出素子３２１（図２参照）で検出し、発光素子１２１及び発光素子１２１の動作状態を管理する発光素子管理回路１１（図１参照）を有する紫外線発光装置１（図１参照）における発光素子１２１の調整動作の際に光検出素子３２１の検出結果に基づいて発光素子管理回路１１を制御して発光素子１２１の光量を制御するようになっている。以下、本実施形態による光量調整方法について、図４から図６に示すフローチャートを参照してより具体的に説明する。

発光素子１２１が発光する紫外線の光量を調整するにあたって、まず、光量制御装置３１と紫外線発光装置１とを送受信部３１３及び送受信部１６を介して接続する。これにより、光量制御装置３１の動作制御回路３１１に設けられたテスト端子（不図示）と紫外線発光装置１に設けられたマイクロプロセッサ１１６のテスト端子（不図示）とが接続される。また、動作制御回路３１１に設けられたイネーブル端子（不図示）とマイクロプロセッサ１１６に設けられたイネーブル端子（不図示）とが接続される。さらに、動作制御回路３１１に設けられたアラーム端子（不図示）とマイクロプロセッサ１１６に設けられたアラーム端子（不図示）とが接続される。動作制御回路３１１に設けられたイネーブル端子は、イネーブル信号ＥＮが出力される出力端子であり、マイクロプロセッサ１１６に設けられたイネーブル端子は、イネーブル信号ＥＮが入力される入力端子である。動作制御回路３１１に設けられたテスト端子は、テスト信号ＴＥＳＴが出力される出力端子であり、マイクロプロセッサ１１６に設けられたテスト端子は、テスト信号ＴＥＳＴが入力される入力端子である。動作制御回路３１１に設けられたアラーム端子は、イネーブル信号ＥＮの信号レベルが高レベルの場合にアラーム信号ＡＬＭが出力される出力端子として機能し、イネーブル信号ＥＮの信号レベルが低レベルの場合にアラーム信号ＡＬＭが入力される入力端子として機能する入出力端子である。マイクロプロセッサ１１６に設けられたアラーム端子は、イネーブル信号ＥＮの信号レベルが高レベルの場合にアラーム信号ＡＬＭが入力される入力端子として機能し、イネーブル信号ＥＮの信号レベルが低レベルの場合にアラーム信号ＡＬＭを出力する出力端子として機能する入出力端子である。

（ステップＳ１１）
光量制御装置３１及び紫外線発光装置１が接続された後に、光量制御装置３１に設けられた電源回路のスイッチがオフ状態からオン状態に切り替わって当該電源回路への電力供給が開始されると、まず、テスト信号ＴＥＳＴの信号レベルが高レベル（Ｈｉｇｈ）か否かが判定される（ステップＳ１１）。例えば動作制御回路３１１は、光量制御装置３１から紫外線発光装置１に出力されるテスト信号ＴＥＳＴが高レベルであると判定した場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ１３の処理に移行する。一方、動作制御回路３１１は、光量制御装置３１から紫外線発光装置１に出力されるテスト信号ＴＥＳＴが低レベル（Ｌｏｗ）であると判定した場合（Ｎｏ）、ステップＳ１５の処理に移行する。テスト信号ＴＥＳＴは、例えば電源回路が動作を開始すると、信号レベルが高レベルになるように制御される。

（ステップＳ１３）
ステップＳ１３では、イネーブル信号ＥＮの信号レベルが高レベル（Ｈｉｇｈ）か否かが判定される。例えば動作制御回路３１１は、光量制御装置３１から紫外線発光装置１に出力されるイネーブル信号ＥＮが高レベルであると判定した場合（Ｙｅｓ）、図５に示す発光素子１２１の調整動作を開始するためにステップＳ１０１の処理に移行する。このように、紫外線発光装置１に送信されるテスト信号ＴＥＳＴの信号レベル及びイネーブル信号ＥＮの信号レベルがいずれも高レベル（第一状態の一例）の場合に発光素子１２１の調整動作に移行する。

一方、動作制御回路３１１は、光量制御装置３１から紫外線発光装置１に出力されるイネーブル信号ＥＮが低レベル（Ｌｏｗ）であると判定した場合（Ｎｏ）、異常状態であると判断し表示器３１４（図２参照）を用いて異常状態であることを警報する。光量制御装置３１は、テスト信号ＴＥＳＴの信号レベルが高レベル、かつイネーブル信号ＥＮの信号レベルが低レベルとなる設定状態にはならないように構成されている。このため、ステップＳ１３においてイネーブル信号ＥＮの信号レベルが低レベルと判定された場合には、表示器３１４による警報が実行されて異常状態が放置されるようになっている。イネーブル信号ＥＮは、例えば電源回路が動作を開始すると、信号レベルが高レベルになるように制御される。動作制御回路３１１は、発光素子１２１の調整動作の実行中にイネーブル信号ＥＮの信号レベルを高レベルから低レベルに切り替えたり、低レベルから高レベルに切り替えたりできる。

（ステップＳ１５）
ステップＳ１５では、イネーブル信号ＥＮの信号レベルが高レベル（Ｈｉｇｈ）か否かが判定される。例えば動作制御回路３１１は、光量制御装置３１から紫外線発光装置１に出力されるイネーブル信号ＥＮが高レベルであると判定した場合（Ｙｅｓ）、図６に示す紫外線発光装置１の通常動作（殺菌動作）を開始するためにステップＳ２０１の処理に移行する。このように、テスト信号ＴＥＳＴの信号レベルが高レベルでなくイネーブル信号ＥＮの信号レベルが高レベルの場合に殺菌対象物を殺菌する殺菌動作に移行する。

一方、動作制御回路３１１は、光量制御装置３１から紫外線発光装置１に出力されるイネーブル信号ＥＮが低レベル（Ｌｏｗ）であると判定した場合（Ｎｏ）、ステップＳ１１の処理に戻る。テスト信号ＴＥＳＴ及びイネーブル信号ＥＮは、電源回路が動作を開始すると、信号レベルが高レベルになるように制御される。しかしながら、テスト信号ＴＥＳＴ及びイネーブル信号ＥＮのそれぞれの信号レベルが低レベルから高レベルに移行するまでには所定の時間が必要である。このため、動作制御回路３１１は、テスト信号ＴＥＳＴ及びイネーブル信号ＥＮの両方の信号レベルがともに低レベルの場合には、スタンバイ状態と判断して、ステップＳ１１の処理に戻る。

（ステップＳ１０１）
図５に示すように、発光素子１２１の調整動作を開始すると、まず、ステップＳ１０１において、動作制御回路３１１は、光量測定装置３２に設けられた比較器３２２（図２参照）に設定値として光量閾値信号Ｌｔｈを設定する。さらに、動作制御回路３１１は、光量測定装置３２に設けられた移動ステージ３２４に、位置情報として初期位置に対する左右及び上下方向に移動量を設定する。動作制御回路３１１は、光量閾値信号Ｌｔｈ及び位置情報の設定が終了したらステップＳ１０３の処理に移行する。このように、本実施形態では、光検出素子３２１（図２参照）と発光素子１２１との相対位置を調整した後に発光素子１２１が発光する紫外線の光量を検出する。これにより、紫外線発光装置１の殺菌状態における発光素子１２１及び殺菌対象物の関係を発光素子１２１及び光検出素子３２１によって再現した状態で発光素子１２１が発光する紫外線の光量を検出できる。

（ステップＳ１０３）
ステップＳ１０３において、発光素子駆動回路１１ｃ（図１参照）の１００％のＰＷＭ駆動、すなわち、発光素子１２１を最大の発光強度で駆動した場合にＡＤＣ１１５から出力されるデジタル信号である最大目標コードをマイクロプロセッサ１１６に設けられた所定の記憶領域に記憶する。具体的には、ステップＳ１０３において、動作制御回路３１１は、発光素子１２１を最大の発光強度で発光させるために、送受信部３１３を介して最大光量用デジタル値を紫外線発光装置１に送信する。紫外線発光装置１は、送受信部１６を介して受信した最大光量用デジタル値をバイアス調節部１１１に入力する。これにより、最大光量デジタル値に基づくフィードバック電圧ＶｆｂをＡＤＣ１１５でＡ／Ｄ変換して得られたデジタル信号である最大目標コードがマイクロプロセッサ１１６に設けられた所定の記憶領域に記憶される。

（ステップＳ１０５）
ステップＳ１０５では、発光素子１２１で発光される紫外線の光量が測定される。具体的には、発光素子１２１を最大の発光強度で駆動した際の光検出素子３２１の出力信号と、殺菌対象物を殺菌するために必要な光量を示す信号である光量閾値信号Ｌｔｈとが比較器３２２で比較される。ここで、発光素子１２１は、ステップＳ１０３で取得された最大目標コードを用いてＰＷＭ信号生成部１１７で生成されたデューティ信号Ｓｄｕｔｙに基づいて発光素子駆動回路１１ｃによって駆動されて発光する。

ステップＳ１０５において、動作制御回路３１１は、光検出素子３２１の出力信号の信号レベルが比較器３２２に設定された光量閾値信号Ｌｔｈの信号レベル以上の場合には、発光素子１２１の光量を調整可能と判定し、ステップＳ１０７の処理に移行する。一方、動作制御回路３１１は、光検出素子３２１の出力信号の信号レベルが比較器３２２に設定された光量閾値信号Ｌｔｈの信号レベルよりも小さい場合には、発光素子１２１の光量を調整不可能と判定し、発光素子１２１を不良品として発光素子１２１の調整動作を停止する。

（ステップＳ１０７）
ステップＳ１０７では、光検出素子３２１の出力信号の信号レベルが比較器３２２に設定された光量閾値信号Ｌｔｈの信号レベル以上の場合に（すなわちステップＳ１０５のＹｅｓの場合）、発光素子１２１の発光強度を低下させて光検出素子３２１の出力信号の信号レベルが比較器３２２に設定された光量閾値信号Ｌｔｈの信号レベルよりも小さくなる直前の発光素子１２１の駆動条件を最適光量用デジタル値（目標値駆動条件の一例）として紫外線発光装置１に送信し、最適光量用デジタル値を発光素子管理回路１１に記憶する。

より具体的には、動作制御回路３１１は、デューティ信号Ｓｄｕｔｙのデューティ比を小さくすることができるデジタル値を、送受信部３１３を介して紫外線発光装置１に送信する。また、動作制御回路３１１は、紫外線発光装置１に送信したデジタル値を記憶回路３１２に記憶する。紫外線発光装置１は、送受信部１６を介して受信した当該デジタル信号をバイアス調節部１１１に入力する。これにより、当該デジタル値に基づくフィードバック電圧ＶｆｂをＡＤＣ１１５でＡ／Ｄ変換して得られたデジタル信号に基づいて、発光素子１２１を駆動できる。当該一連の動作を繰り返すことにより、発光素子１２１が発光する紫外線の発光強度は徐々に低下する。その結果、発光素子１２１が発光する紫外線の発光強度に基づく光検出素子３２１の出力信号の信号レベルは、比較器３２２に設定された光量閾値信号Ｌｔｈの信号レベルよりも低くなり、比較器３２２が出力する比較結果信号の信号レベルが反転する。動作制御回路３１１は、比較器３２２が出力する比較結果信号の信号レベルが反転したデジタル値の１つ前に紫外線発光装置１に送信したデジタル値を最適光量用デジタル値として紫外線発光装置１に送信する。

紫外線発光装置１は、受信した最適光量用デジタル値をバイアス調節部１１１に入力する。これにより、最適光量用デジタル値に基づくフィードバック電圧ＶｆｂをＡＤＣ１１５でＡ／Ｄ変換して得られたデジタル信号である光量目標コードがマイクロプロセッサ１１６に設けられた所定の記憶領域に記憶される。このように、ステップＳ１０７では、発光素子駆動回路１１ｃの制御値（すなわち光量目標コード）を、目標値出力（殺菌対象物を殺菌するために必要最小限の光量）以上、かつ目標値出力に最も近い値（当該必要最小限の光量に対応するデジタル値よりも「１」だけ小さいデジタル値に対応する光量）に変更し、ステップＳ１０９の処理に移行する。

（ステップＳ１０９）
ステップＳ１０９では、発光素子１２１で発光される紫外線の光量が測定される。具体的には、ステップＳ１０７においてマイクロプロセッサ１１６の所定の記憶領域に記憶された光量目標コードを用いてＰＷＭ信号生成部１１７で生成されたデューティ信号Ｓｄｕｔｙに基づいて発光素子駆動回路１１ｃによって駆動された発光素子１２１が出力する紫外線の光量が測定される。

ステップＳ１０９において、動作制御回路３１１は、光検出素子３２１の出力信号の信号レベルが比較器３２２に設定された光量閾値信号Ｌｔｈの信号レベル以上の場合には、ステップＳ１１１の処理に移行する。一方、動作制御回路３１１は、光検出素子３２１の出力信号の信号レベルが比較器３２２に設定された光量閾値信号Ｌｔｈの信号レベルよりも小さい場合には、発光素子１２１を不良品として発光素子１２１の調整動作を停止する。

本実施形態において、光量閾値信号Ｌｔｈの信号レベルが最小値に設定されている場合、ステップＳ１０９の処理は、後述するステップＳ１１７における紫外線発光装置１のマージン動作の確認処理に含まれる。このため、光量閾値信号Ｌｔｈの信号レベルが最小値に設定されている場合には、ステップＳ１０９の処理が実行されずにステップＳ１０７に続いてステップＳ１１１の処理が実行されてもよい。

（ステップＳ１１１）
ステップＳ１１１では、動作制御回路３１１は、ステップＳ１０７で紫外線発光装置１に送信した最適光量用デジタル値を、発光素子１２１を駆動する発光素子駆動回路１１ｃの制御値に決定し、ステップＳ１１３の処理に移行する。

（ステップＳ１１３）
ステップＳ１１３では、動作制御回路３１１は、ステップＳ１０７で紫外線発光装置１に送信した最適光量用デジタル値を、発光素子駆動回路１１ｃの設定値となる制御値として記憶回路３１２に記憶し、ステップＳ１１５の処理に移行する。また、マイクロプロセッサ１１６は、ステップＳ１０７で紫外線発光装置１が受信した最適光量用デジタル値を、発光素子駆動回路１１ｃの設定値となる制御値として所定の記憶領域に記憶する。

（ステップＳ１１５）
ステップＳ１１５では、動作制御回路３１１は、設定値として光量目標コードの調整を終了し、イネーブル信号ＥＮの信号レベルを低レベルに切り替えて、ステップＳ１１７の処理に移行する。イネーブル信号ＥＮの信号レベルが低レベルに切り替えられることによって、動作制御回路３１１のアラーム端子が出力端子から入力端子に切り替わり、マイクロプロセッサ１１６のアラーム端子が入力端子から出力端子に切り替わる。

（ステップＳ１１７）
ステップＳ１１７では、紫外線発光装置１のマージン動作の確認処理を実行する。具体的には、マイクロプロセッサ１１６に記憶された光量目標コードに基づいて発光素子１２１を動作させた後に、光量目標コードのデジタル値よりも数％小さい値のデジタル値に基づいて発光素子１２１を動作させる。この場合に、発光素子１２１の光量が増加することを確認し、ステップＳ１１９の処理に移行する。

（ステップＳ１１９）
ステップＳ１１９では、発光素子１２１の光量の異常検出動作の確認処理を実行する。具体的には、光量目標コードのデジタル値に戻づくデューティ信号Ｓｄｕｔｙのデューティ比よりも数％小さいデューティ比で発光素子駆動回路１１ｃを制御して発光素子１２１を駆動する。この場合に、発光素子１２１の光量が低下したことによって光量の異常が検出される（表示器３１４によって報知される）ことを確認する。さらに、光量の異常が検出された後に、変更したデジタル値を光量目標コードの値に徐々に近づけていき、光量の異常の検出が解除される（表示器３１４による報知が終了する）ことを確認し、発光素子１２１の調整動作を終了する。

（ステップＳ２０１）
図６に示すように、紫外線発光装置１の通常動作（殺菌動作）を開始すると、まず、ステップＳ２０１において、マイクロプロセッサ１１６は、所定の記憶領域に記憶している光量目標コードに基づいて発光素子１２１を駆動した場合の発光素子１２１の光量を初期値として設定し、ステップＳ２０３に移行する。

（ステップＳ２０３）
ステップＳ２０３では、マイクロプロセッサ１１６は、発光素子駆動回路１１ｃの１００％のＰＷＭ駆動で発光素子１２１を駆動させ、ステップＳ２０５の処理に移行する。これにより、発光素子１２１は最大の発光強度で動作する。

（ステップＳ２０５）
ステップＳ２０５では、発光素子１２１で発光される紫外線の光量が測定される。具体的には、発光素子１２１を最大の発光強度で駆動した際の光検出素子１４の出力信号の信号レベルと、光量目標コードに基づいて発光素子１２１を駆動した際の光検出素子１４の出力信号の信号レベルとが比較される。マイクロプロセッサ１１６は例えば、ステップＳ２０５の処理で測定された光検出素子１４の出力信号の信号レベルをＡ／Ｄ変換して得られたデジタル値と、光量目標コードのデジタル値とを比較する。マイクロプロセッサ１１６は、ステップＳ２０５の処理で測定された光検出素子１４の出力信号の方が光量目標コードに基づく光検出素子１４の出力信号の信号レベルよりも大きいと判定した場合には、ステップＳ２０７の処理に移行する。一方、マイクロプロセッサ１１６は、ステップＳ２０５の処理で測定された光検出素子１４の出力信号の方が光量目標コードに基づく光検出素子１４の出力信号の信号レベル以下であると判定した場合には、紫外線発光装置１に異常が生じている可能性があることを警報し、紫外線発光装置１の通常動作を停止する。

（ステップＳ２０７）
ステップＳ２０７において、マイクロプロセッサ１１６は、発光素子駆動回路１１ｃの制御値で発光素子１２１を動作させ、ステップＳ２０９の処理に移行する。より具体的には、マイクロプロセッサ１１６は、光量目標コードに基づくデューティ信号Ｓｄｕｔｙで発光素子駆動回路１１ｃを制御して発光素子１２１を発光させる。

（ステップＳ２０９）
ステップＳ２０９では、発光素子１２１で発光される紫外線の光量が測定される。具体的には、ステップＳ２０７において動作させた発光素子１２１の発光強度に基づく光検出素子１４の出力信号の信号レベルと、光量目標コードに基づいて発光素子１２１を駆動した際の光検出素子１４の出力信号の信号レベルとが比較される。マイクロプロセッサ１１６は例えば、ステップＳ２０５と同様の処理を実行し、ステップＳ２０９の処理で測定された光検出素子１４の出力信号と光量目標コードに基づく光検出素子１４の出力信号の信号レベルとが等しいと判定した場合には、ステップＳ２１１の処理に移行する。一方、マイクロプロセッサ１１６は、ステップＳ２０９の処理で測定された光検出素子１４の出力信号と光量目標コードに基づく光検出素子１４の出力信号の信号レベルとが等しくないと判定した場合には、ステップＳ２１３の処理に移行する。

（ステップＳ２１１）
ステップＳ２１１では、マイクロプロセッサ１１６は、紫外線発光装置１が正常に動作していると判定してステップＳ２０７の処理に戻る。マイクロプロセッサ１１６は、紫外線発光装置１が正常に動作を継続している状態では、ステップＳ２０７、ステップＳ２０９及びステップＳ２１１の処理を繰り返し実行する。また、紫外線発光装置１では、

（ステップＳ２１３）
ステップＳ２１３では、ステップＳ２０３と同様の処理が実行され、ステップＳ２１５に移行する。

（ステップＳ２１５）
ステップＳ２１５では、ステップＳ２０５と同様の処理が実行される。ステップＳ２１５において光検出素子１４は、最大光量目標コードに基づく発光素子１２１の発光強度（すなわち最大の発光強度）を検出する。マイクロプロセッサ１１６は例えば、最大光量目標コードに基づく光検出素子１４の出力信号の信号レベルが光量目標コードに基づく光検出素子１４の出力信号の信号レベルよりも大きいと判定した場合には、最大光量目標コードに対応する値に発光素子駆動回路１１ｃの制御値を変更して、ステップＳ２１１の処理に移行する。一方、マイクロプロセッサ１１６は、最大光量目標コードに基づく光検出素子１４の出力信号の信号レベルが光量目標コードに基づく光検出素子１４の出力信号の信号レベル以下であると判定した場合には、紫外線発光装置１に異常が生じている可能性があることを警報し、紫外線発光装置１の通常動作を停止する。

ステップＳ２１３及びステップＳ２１５の処理は、発光素子１２１が経年変化などによって性能低下しているか否かを判定するための処理である。つまり、紫外線発光装置１は、最大光量目標コードに基づいて発光素子１２１を動作させたとしても光量目標コードに基づく発光強度が得られない場合に、発光素子１２１が例えば経年劣化などで性能が低下していると判断する。

次に、初期動作が終了した後の紫外線発光装置１の動作について図１及び図２を参照しつつ図６から図９を用いて説明する。図７及び図９又は図８及び図９は、紫外線発光装置１の動作がこの順に時系列で表されている。なお、図７から図９に示す時間スケールは、実際のスケールとは異ならせて図示されている。また、図７及び図８では、フィードバック電圧Ｖｆｂの変動数は実際のビット数とは一致しておらず、またフィードバック電圧Ｖｆｂの一部が直線矢印で略記されている。

紫外線発光装置１は、発光素子１２１の目標駆動電流を設定する目標値設定状態と、発光素子１２１による殺菌対象物を殺菌する殺菌動作状態との２つの状態で動作するようになっている。目標値設定状態において、紫外線発光装置１は、４つのステップを実行して発光素子１２１の目標値（本実施形態では、発光素子１２１の駆動電流の電流量の目標値）を設定する。

まず、目標値設定状態では、増幅部１１０の増幅率の初期値を最大値に設定する。また、バイアス調節部１１１の出力電圧の初期値が最大電圧ＶＤＤの１／２となるように入力ビット値を設定する。また、オフセット調節部１１２の出力電圧の初期値が最大電圧ＶＤＤの１／２となるように入力ビット値を設定する。さらに、状態識別信号Ｓｍｏｄｅを「１」に設定する。

以上の初期設定が終了した後に、図７に示すように、時刻ｔ０において、発光素子１２１を動作させずに設定回路１１ａ及び自動パワー制御回路１１ｂの動作を開始する。発光素子１２１は非動作状態であるため蛍光ガラス素子２１には蛍光が生じないものの、光検出素子１４には例えば暗電流が流れるため、光検出素子１４からＩＶ変換回路１１４に電流が入力される。増幅部１１０の増幅率が最大値に設定されているため、加算部１１３からフィードバック電圧Ｖｆｂが出力される。時刻ｔ１において、フィードバック電圧Ｖｆｂは、最大電圧ＶＤＤよりも大きい値となる。

最大電圧ＶＤＤよりも大きい値のフィードバック電圧Ｖｆｂが加算部１１３から出力されると、第１ステップにおいて、マイクロプロセッサ１１６は、増幅部１１０の増幅率を１段階ずつ低減する。マイクロプロセッサ１１６は、増幅部１１０の増幅率を低減するたびにフィードバック電圧Ｖｆｂがマイクロプロセッサ１１６の動作が補償されている高レベル側の入力電圧ＶＩＮ１まで低下したか否かを判定する。マイクロプロセッサ１１６は、フィードバック電圧Ｖｆｂが入力電圧ＶＩＮ１まで低下したと判定するまで増幅部１１０の増幅率を低減する。

例えば時刻ｔ２においてフィードバック電圧Ｖｆｂが入力電圧ＶＩＮ１よりも低くなると、次に、第２ステップにおいて、マイクロプロセッサ１１６は、オフセット調節部１１２に設けられた上位ビット用ＤＡＣの出力電圧を低下させるために入力ビット値を１ビットずつ変更する。マイクロプロセッサ１１６は、当該上位ビット用ＤＡＣの入力ビット値を１ビット変更するたびにフィードバック電圧Ｖｆｂの電圧値が最大電圧ＶＤＤの１／２から誤差電圧（ＶＤＤ／２＋ΔＶ）までの範囲の値となったか否かを判定する。その後、マイクロプロセッサ１１６は、例えば時刻ｔ３において、フィードバック電圧Ｖｆｂの電圧値が最大電圧ＶＤＤの１／２から誤差電圧（ＶＤＤ／２＋ΔＶ）までの範囲の値となったと判定すると、オフセット調節部１１２の上位ビット用ＤＡＣの入力ビット値の変更を終了する。

次に、紫外線発光装置１は、オフセット調節部１１２に設けられた下位ビット用ＤＡＣによるオフセット電圧の調節を実行するために、再び第１ステップ及び第２ステップを実行する。時刻ｔ３において、発光素子管理回路１１は、増幅部１１０の増幅率を再び最大値に設定する。これにより、時刻ｔ４において、フィードバック電圧Ｖｆｂは、最大電圧ＶＤＤよりも大きい値となる。

最大電圧ＶＤＤよりも大きい値のフィードバック電圧Ｖｆｂが加算部１１３から出力されると、第１ステップにおいて、発光素子管理回路１１は、増幅部１１０の増幅率を徐々に低減させ、フィードバック電圧Ｖｆｂをマイクロプロセッサ１１６の動作が補償されている高レベル側の入力電圧ＶＩＮ１まで低下させる。

例えば時刻ｔ５においてフィードバック電圧Ｖｆｂが入力電圧ＶＩＮ１よりも低くなると、次に、第２ステップにおいて、発光素子管理回路１１は、オフセット調節部１１２に設けられた下位ビット用ＤＡＣの出力電圧が低下するように入力ビット値を変更する。その後、時刻ｔ６において、フィードバック電圧Ｖｆｂの電圧値が最大電圧ＶＤＤの１／２から誤差電圧（ＶＤＤ／２＋ΔＶ）までの範囲の値となったら、発光素子管理回路１１は、オフセット調節部１１２の下位ビット用ＤＡＣの入力ビット値の変更を終了する。

図７は、目標値設定状態において設定回路１１ａ及び自動パワー制御回路１１ｂの動作を開始した場合に、フィードバック電圧Ｖｆｂが最大電圧ＶＤＤより大きい電圧値になった例を示しているが、フィードバック電圧Ｖｆｂは最小電圧（０Ｖ）よりも小さい電圧値になる場合もある。

図８に示すように、時刻ｔ０において、発光素子１２１を動作させずに設定回路１１ａ及び自動パワー制御回路１１ｂの動作を開始する。発光素子１２１は非動作状態であるため蛍光ガラス素子２１には蛍光が生じないものの、光検出素子１４には例えば暗電流が流れるため、光検出素子１４からＩＶ変換回路１１４に電流が入力される。増幅部１１０の増幅率が最大値に設定されているため、加算部１１３からフィードバック電圧Ｖｆｂが出力される。時刻ｔ１において、フィードバック電圧Ｖｆｂは、最小電圧（０Ｖ）よりも小さい値となる。

最小電圧（０Ｖ）よりも小さい値のフィードバック電圧Ｖｆｂが加算部１１３から出力されると、第１ステップにおいて、発光素子管理回路１１は、増幅部１１０の増幅率を徐々に低減させ、フィードバック電圧Ｖｆｂをマイクロプロセッサ１１６の動作が補償されている低レベル側の入力電圧ＶＩＮ２まで上昇させる。

例えば時刻ｔ２においてフィードバック電圧Ｖｆｂが入力電圧ＶＩＮ２よりも高くなると、次に、第２ステップにおいて、マイクロプロセッサ１１６は、オフセット調節部１１２に設けられた上位ビット用ＤＡＣの出力電圧を増加させるために入力ビット値を１ビットずつ変更する。その後、時刻ｔ３において、マイクロプロセッサ１１６は、フィードバック電圧Ｖｆｂの電圧値が最大電圧ＶＤＤの１／２から誤差電圧（ＶＤＤ／２－ΔＶ）までの範囲の値となったと判定すると、オフセット調節部１１２の上位ビット用ＤＡＣの入力ビット値の変更を終了する。

次に、紫外線発光装置１は、オフセット調節部１１２に設けられた下位ビット用ＤＡＣによるオフセット電圧の調節を実行するために、再び第１ステップ及び第２ステップを実行する。時刻ｔ３において、発光素子管理回路１１は、増幅部１１０の増幅率を再び最大値に設定する。これにより、時刻ｔ４において、フィードバック電圧Ｖｆｂは、最小電圧（０Ｖ）よりも小さい値となる。

最小電圧（０Ｖ）よりも小さい値のフィードバック電圧Ｖｆｂが加算部１１３から出力されると、第１ステップにおいて、マイクロプロセッサ１１６は、増幅部１１０の増幅率を１段階ずつ低減させ、フィードバック電圧Ｖｆｂをマイクロプロセッサ１１６の動作が補償されている低レベル側の入力電圧ＶＩＮ２まで上昇させる。

例えば時刻ｔ５においてフィードバック電圧Ｖｆｂが入力電圧ＶＩＮ２よりも高くなると、次に、第２ステップにおいて、マイクロプロセッサ１１６は、は、オフセット調節部１１２に設けられた下位ビット用ＤＡＣの出力電圧を上昇させるために入力ビット値を１ビットずつ変更する。その後、時刻ｔ６において、フィードバック電圧Ｖｆｂの電圧値が最大電圧ＶＤＤの１／２から誤差電圧（ＶＤＤ／２－ΔＶ）までの範囲の値となったら、オフセット調節部１１２の下位ビット用ＤＡＣの入力ビット値の変更を終了する。

図７及び図８中に示す期間Ｐ１及び期間Ｐ３は、増幅部１１０の増幅率を調節する第１ステップに相当する。図７及び図８中に示す期間Ｐ２及び期間Ｐ４は、オフセット調節部１１２を用いて紫外線発光装置１を構成する回路全体に含まれるオフセット電圧を調節する第２ステップに相当する。

次に、目標値設定状態での増幅部１１０の増幅率、バイアス調節部１１１及びオフセット調節部１１２のそれぞれの入力ビット値を２回目の第２ステップが終了した状態に維持したまま、時刻ｔ７において、発光素子１２１に初期値としての電流を流す。ここで、初期値としてマイクロプロセッサ１１６の所定の記憶領域に記憶された最大光量目標コードが用いられる。このため、時刻ｔ７において、発光素子１２１には、最大の発光強度を得るための電流が流れる。これにより、発光素子１２１が動作を開始して紫外線を発光する。蛍光ガラス素子２１は、発光素子１２１から入射される紫外線で励起されて蛍光を生じるため、光検出素子１４からＩＶ変換回路１１４に電流が入力される。この場合に光検出素子１４からＩＶ変換回路１１４に流れる電流は、暗電流より数桁大きい電流量となる。このため、時刻ｔ８において、加算部１１３から出力されるフィードバック電圧Ｖｆｂは、最大電圧ＶＤＤよりも大きい値となる。

最大電圧ＶＤＤよりも大きい値のフィードバック電圧Ｖｆｂが加算部１１３から出力されると、第３ステップにおいて、マイクロプロセッサ１１６は、増幅部１１０の増幅率を１段階ずつ低減させ、フィードバック電圧Ｖｆｂをマイクロプロセッサ１１６の動作が補償されている高レベル側の入力電圧ＶＩＮ１まで低下させる。

例えば時刻ｔ９においてフィードバック電圧Ｖｆｂが入力電圧ＶＩＮ１よりも低くなると、次に、第４ステップにおいて、マイクロプロセッサ１１６は、バイアス調節部１１１に設けられたＤＡＣの出力電圧を低下させるために、入力ビット値を１ビットずつ変更する。その後、時刻ｔ１０において、フィードバック電圧Ｖｆｂの電圧値が最大電圧ＶＤＤの１／２から誤差電圧（ＶＤＤ／２＋ΔＶ）までの範囲の値となったら、バイアス調節部１１１のＤＡＣの入力ビット値の変更を終了する。マイクロプロセッサ１１６は、時刻ｔ１０におけるフィードバック電圧ＶｆｂをＡ／Ｄ変換部１１５でＡ／Ｄ変換して得られたデジタル信号を目標コードとして所定の記憶領域に記憶する。さらに、マイクロプロセッサ１１６は、記憶した目標コードに基づいて上限閾値コード及び下限閾値コードを所定の記憶領域に設定する。これにより、紫外線発光装置１は初期設定動作を完了する。

図９中に示す期間Ｐ５は、発光素子１２１に初期値としての電流を流した状態での増幅部１１０の増幅率を調節する第３ステップに相当する。図９中に示す期間Ｐ６は、発光素子１２１に初期値としての電流を流した状態でフィードバック電圧Ｖｆｂに含まれる直流バイアスを調節する第４ステップに相当する。

紫外線発光装置１は、初期設定動作が完了すると、状態識別信号Ｓｍｏｄｅを「０」に設定する。その後の時刻ｔ１１において殺菌モジュールが殺菌対象物の殺菌を開始し、発光素子１２１が発光を継続すると、発光素子１２１が経時劣化して電圧－電流特性が変化する。これにより、時刻ｔ１２において、フィードバック電圧Ｖｆｂが下限閾値コードに対応する下限閾値電圧ＶｔｈＬよりも低下する。

マイクロプロセッサ１１６は、Ａ／Ｄ変換部１１５から入力されるデジタル信号の値が下限閾値コードよりも小さくなり、発光素子１２１が所望の発光強度を維持していないと判定する。このため、マイクロプロセッサ１１６は、発光素子１２１の駆動電流を大きくするための指示信号をＰＷＭ信号生成部１１７に出力する。当該指示信号が入力されるとＰＷＭ信号生成部１１７は、目標コードに対応するデューティ信号Ｓｄｕｔｙよりもデューティ比が大きくデューティ信号Ｓｄｕｔｙを生成して発光素子駆動回路１１ｃに出力する。その結果、定電流源１１９が出力する電流の電流量が大きくなるため、発光素子１２１に流れる電流も大きくなる。

自動パワー制御回路１０におけるデューティ信号Ｓｄｕｔｙのデューティ比を変更するための動作が繰り返されることにより、発光素子１２１に流れる駆動電流の電流量が大きくなり、例えば時刻ｔ１３において、発光強度が所望の強さに戻る。これにより、フィードバック電圧Ｖｆｂが最大電圧ＶＤＤの１／２の電圧を越えるので、マイクロプロセッサ１１６は、Ａ／Ｄ変換部１１５から入力されるデジタル信号の値が上限閾値コート及び下限閾値コードの範囲であって発光素子１２１が所望の発光強度を維持していると判定する。そうすると、マイクロプロセッサ１１６は、発光素子１２１の駆動電流を大きくするための指示信号をＰＷＭ信号生成部１１７に出力しなくなる。これにより、ＰＷＭ信号生成部１１７は、直前に出力していたデューティ比のデューティ信号Ｓｄｕｔｙを継続して発光素子駆動回路１１ｃに出力する。その結果、定電流源１１９が出力する電流の電流量が維持され、発光素子１２１に流れる電流の電流量も維持される。このため、発光素子１２１は、所望の発光強度を維持する。このように、紫外線発光装置１は、マイクロプロセッサ１１６が発光素子１２１の経時劣化を検出して補償することができる。

時刻ｔ１３の後、殺菌モジュールの動作が継続されることにより、例えば時刻ｔ１４においてフィードバック電圧Ｖｆｂが下限閾値電圧ＶｔｈＬよりも低下したとする。そうすると、紫外線発光装置１は、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの動作と同様の動作を実行する。その結果、時刻ｔ１５において、フィードバック電圧Ｖｆｂが最大電圧ＶＤＤの１／２の電圧を越えて、発光素子１２１が再び所望の発光強度で発光する。

紫外線発光装置１は、発光素子１２１の最大の発光強度ではなく殺菌対象物の殺菌に必要最低限の発光強度となるように発光素子１２１の動作点を初期設定する。このため、紫外線発光装置１は、発光素子１２１に経時劣化が生じても、補償後の動作点が最大の発光強度の動作点となるまで、発光素子１２１の動作補償を繰返し実行できる。

また、紫外線発光装置１は、目標値設定状態において紫外線発光装置１を構成する回路全体のオフセット電圧を調節してフィードバック電圧Ｖｆｂを最大電圧ＶＤＤの１／２の電圧に設定する。これにより、殺菌動作状態において電圧変動が生じても、フィードバック電圧Ｖｆｂが最大電圧ＶＤＤより大きくなったり最小電圧（０Ｖ）よりも小さくなったりする可能性が極めて低くなる。その結果、紫外線発光装置１は、殺菌モジュールでの殺菌動作の安定化を図ることができる。

図示は省略するが、発光素子１２１の動作が開始された後（図９では時刻ｔ１１の後）に、殺菌モジュールの蓋部が開状態になったとする。そうすると、光検出素子１４には、蛍光ガラス素子２１が発する蛍光とともに外光が入射する。外光の光量は、蛍光ガラス素子２１が発する蛍光の光量よりも数桁大きい。このため、フィードバック電圧Ｖｆｂは、最大電圧ＶＤＤよりも高くなる。発光素子１２１の動作開始前に、マイクロプロセッサ１１６には、値が「０」の状態識別信号Ｓｍｏｄｅが入力されている。このため、発光素子管理回路１１は、例えばＡ／Ｄ変換部１１５に入力されるフィードバック電圧Ｖｆｂの電圧値を強制的に０Ｖにしたり、あるいはデューティ比が０のデューティ信号Ｓｄｕｔｙを発光素子駆動回路１１ｃの制御部１１８に入力したりして、発光素子１２１の動作を停止する。これにより、紫外線発光装置１は、紫外線が収容部材から外部に漏洩することを防止できる。

以上説明したように、本実施形態による光量調整装置、光量調整システム及び光量調整方法によれば、発光素子の発光強度にばらつきがあっても殺菌性能の安定化を図ることができる。

本実施形態による光量調整装置３、光量調整システムＬＡＳ及び光量調整方法では、調整対象の紫外線発光装置を動作させて発光素子１２１が発光する紫外線を光検出素子１４で検出しながら、当該紫外線を校正管理された光検出素子３２１でも検出できる。このため、光量調整装置３、光量調整システムＬＡＳ及び光量調整方法では、校正管理された光検出素子３２１の出力信号と、調整対象の紫外線発光装置１に設けられた光検出素子１４の出力信号との相関関係を得ることができる。光量調整装置３、光量調整システムＬＡＳ及び光量調整方法では、取得された相関関係に基づいて調整対象の紫外線発光装置１の発光素子１２１の光量を調整できる。例えば、光量調整装置３、光量調整システムＬＡＳ及び光量調整方法は、所定電流を流した場合に光量が小さめとなる発光素子に対しては、当該所定電流よりも大きい電流を流すことができる光量目標コードをマイクロプロセッサ１１６に設定する。一方、光量調整装置３、光量調整システムＬＡＳ及び光量調整方法は、所定電流を流した場合に光量が大きめとなる発光素子１２１に対しては、当該所定電流よりも小さい電流を流すことができる光量目標コードをマイクロプロセッサ１１６に設定する。

また、発光素子１２１以外の光検出素子１４や蛍光ガラス素子１３の特性のばらつきに応じて、発光素子１２１の出力信号に個体差が生じたとしても、光量調整装置３、光量調整システムＬＡＳ及び光量調整方法は、校正管理された光検出素子３２１の出力信号と、調整対象の紫外線発光装置１に設けられた光検出素子１４の出力信号との相関関係に基づいて、紫外線発光装置１間のばらつきを調整できる。

本実施形態による光量調整装置、光量調整システム及び光量調整方法による発光素子の発光強度の調整は、紫外線発光装置の出荷時や紫外線発光装置を実動作させた後の校正作業などに適用できる。

紫外線発光装置１は、光検出素子１４が検出した蛍光の強度に基づいて発光素子１２１を管理する発光素子管理回路１１を備えている。紫外線発光装置１は、紫外線発光装置１を構成する回路系のバラつきの範囲で、発光素子１２１の駆動電流の初期値を自動的に学習し、発光素子１２１の経時劣化が想定範囲内であれば発光素子１２１の発光強度（出力パワー）が一定になるように運転を行うことができる

紫外線発光装置１は、蛍光ガラス素子２１を用いて、発光素子１２１が発光する波長２６５ｎｍの紫外線を波長５８０ｎｍの蛍光に変換して発光素子１２１が発光する紫外線を検出できる。これにより、高感度の光検出素子１４を使用できるので、発光素子管理回路１１の動作の安定化を図ることができる。

本発明は、上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。
上記実施形態では、光検出素子３２１は、フォトダイオードで構成されているが、フォトコンダクター、電界効果フォトトランジスタ、光電管又はフォトマルチプライヤーで構成されていてもよい。

上記実施形態による光量調整装置、光量調整システム及び光量調整方法は、発光素子が出力する紫外線の発光強度や光量に基づいて、発光素子の調整動作を実行するように構成されているが、本発明はこれに限られない。光量調整装置、光量調整システム及び光量調整方法は例えば、発光素子が発光する紫外線の光量だけではなく波長も測定し、紫外線の光量及び波長に基づいて光量目標コードに相当する目標コードを設定するように構成されていてもよい。発光素子が発光する紫外線の波長にはばらつきがある場合があり、この場合、同じ照射量であっても殺菌効率が異なる。このため、発光素子が発光する紫外線の光量及び波長に基づいて目標コードを設定することにより、発光素子の特性ばらつきを抑えて一定の殺菌能力が保証された紫外線照射装置を製造することができる。

光量調整装置は、２次元配列された複数の光検出素子を有していてもよい。発光素子は、発光の方向に異方性があり、その配光分布には個体差がある。光量測定装置が２次元配列された複数の光検出素子を有することによって、配光分布の情報を得ることができる。これにより、配光分布の差による殺菌性能の差を補正した目標コードを設定できる。この場合、複数の光検出素子から出力される出力信号の信号レベルの平均値に基づいて目標コードを設定してもよい。

上記実施形態による紫外線発光装置１に設けられた発光素子管理回路１１は、発光素子１２１による殺菌対象物の殺菌動作時に発光素子１２１の発光強度をフィードバックして発光素子１２１が所望の発光強度を維持するように制御可能であるが、本発明はこれに限られない。発光素子管理回路１１は、光検出素子１４が検出した蛍光の強度に基づく出力を検知し、発光素子１２１の光量を監視するようになっていてもよい。つまり、発光素子管理回路１１による発光素子１２１の管理は、上述の発光素子１２１の発光強度のフィードバック制御と、上述の発光素子１２１の光量の監視とのいずれであってもよい。また、発光素子管理回路１１は、発光素子１２１の管理として、上述の発光素子１２１の発光強度のフィードバック制御と、上述の発光素子１２１の光量を監視との両方を行うようになっていてもよい。

上記実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や動作を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

１ 紫外線発光装置
３ 光量調整装置
１１ 発光素子管理回路
１１ａ 設定回路
１１ｂ 自動パワー制御回路
１１ｃ 発光素子駆動回路
１４ 光検出素子
１５ 温度センサ
１６ 送受信部
２１ 蛍光ガラス素子
３１ 光量制御装置
３２ 光量測定装置
１００ 電子部品群
１１０ 増幅部
１１１ バイアス調節部
１１２ オフセット調節部
１１３ 加算部
１１４ 電流／電圧変換回路
１１５ アナログ／デジタル変換部
１１６ マイクロプロセッサ
１１７ パルス幅変調信号生成部
１１８ 制御部
１１９ 定電流源
１２１ 発光素子
３１１ 動作制御回路
３１２ 記憶回路
３１３ 送受信部
３１４ 表示器
３２１ 光検出素子
３２２ 比較器
３２３ 送受信部
３２４ 移動ステージ
ＬＡＳ 光量調整システム

Claims (19)

1. 殺菌対象物に照射する紫外線を発光する発光素子の発光状態を調整する調整動作の際に前記発光素子が発光する紫外線の光量を検出する素子であって検出した紫外線の光量に対する出力信号の信号レベルが校正管理された光検出素子を有する光量測定装置と、
   前記発光素子を所望の発光強度で発光するための目標値を設定する設定回路と、前記発光素子を所望の発光強度に維持する自動パワー制御回路と、を有する管理回路を有する紫外線発光装置における前記調整動作の際に前記光量測定装置から送信される前記光検出素子の検出結果に基づいて前記管理回路を制御して前記発光素子の光量を制御する光量制御装置と
   を備える光量調整装置。
2. 前記光量測定装置は、前記光検出素子と前記発光素子との相対位置を変更可能な移動ステージを有する
   請求項１に記載の光量調整装置。
3. 前記光量制御装置は、前記調整動作を制御する動作制御回路を有する
   請求項１又は２に記載の光量調整装置。
4. 前記光量測定装置は、前記光検出素子から出力される前記出力信号と、前記殺菌対象物を殺菌するために必要な光量を示す信号である光量閾値信号とを比較する比較器を有する
   請求項３に記載の光量調整装置。
5. 前記動作制御回路は、前記比較器から出力される比較結果信号の信号レベルが反転したと判定した場合には、前記比較結果信号の信号レベルが反転したことを示す情報を前記管理回路に出力する
   請求項４に記載の光量調整装置。
6. 前記光量制御装置は、前記光量閾値信号の信号レベルを記憶する記憶回路を有する
   請求項４又は５に記載の光量調整装置。
7. 前記光量制御装置は、前記紫外線発光装置及び前記光量測定装置との間で信号を送受信する送受信部を有し、
   前記光量測定装置は、前記光量制御装置との間で信号を送受信する送受信部を有する
   請求項１から６までのいずれか一項に記載の光量調整装置。
8. 前記光量制御装置は、前記紫外線発光装置に着脱可能である
   請求項１から７までのいずれか一項に記載の光量調整装置。
9. 殺菌対象物に照射する紫外線を発光する発光素子を所望の発光強度で発光するための目標値を設定する設定回路と、前記発光素子を所望の発光強度に維持する自動パワー制御回路と、を有する管理回路を有する紫外線発光装置と、
   前記発光素子の発光状態を調整する調整動作の際に前記発光素子が発光する紫外線の光量を検出する素子であって検出した紫外線の光量に対する出力信号の信号レベルが校正管理された光検出素子を有する光量測定装置、及び前記調整動作の際に前記光量測定装置から送信される前記光検出素子の検出結果に基づいて前記管理回路を制御して前記発光素子の光量を制御する光量制御装置を有する光量調整装置と
   を備える光量調整システム。
10. 前記光量測定装置は、前記光検出素子と前記発光素子との相対位置を変更可能な移動ステージを有する
    請求項９に記載の光量調整システム。
11. 前記光量制御装置は、前記調整動作を制御する動作制御回路を有する
    請求項９又は１０に記載の光量調整システム。
12. 前記光量測定装置は、前記光検出素子から出力される前記出力信号と、前記殺菌対象物を殺菌するために必要な光量を示す信号である光量閾値信号とを比較する比較器を有する
    請求項１１に記載の光量調整システム。
13. 前記動作制御回路は、前記比較器から出力される比較結果信号の信号レベルが反転したと判定した場合には、前記比較結果信号の信号レベルが反転したことを示す情報を前記管理回路に出力する
    請求項１２に記載の光量調整システム。
14. 前記光量制御装置は、前記光量閾値信号の信号レベルを記憶する記憶回路を有する
    請求項１２又は１３に記載の光量調整システム。
15. 殺菌対象物に照射する紫外線を発光する発光素子の発光状態を調整する調整動作の際に前記発光素子が発光する紫外線の光量を、検出した紫外線の光量に対する出力信号の信号レベルが校正管理された光検出素子で検出し、
    前記発光素子を所望の発光強度で発光するための目標値を設定する設定回路と、前記発光素子を所望の発光強度に維持する自動パワー制御回路と、を有する管理回路を有する紫外線発光装置における前記調整動作の際に前記光検出素子の検出結果に基づいて前記管理回路を制御して前記発光素子の光量を制御する
    光量調整方法。
16. 前記光検出素子と前記発光素子との相対位置を調整した後に前記発光素子が発光する前記紫外線の光量を検出する
    請求項１５に記載の光量調整方法。
17. 前記紫外線発光装置に送信されるテスト信号の信号レベル及びイネーブル信号の信号レベルがいずれも第一状態の場合に前記調整動作に移行し、
    前記テスト信号の信号レベルが前記第一状態でなく前記イネーブル信号の信号レベルが前記第一状態の場合に前記殺菌対象物を殺菌する殺菌動作に移行する
    請求項１５又は１６に記載の光量調整方法。
18. 前記発光素子を最大の発光強度で駆動した際の前記出力信号と、前記殺菌対象物を殺菌するために必要な光量を示す信号である光量閾値信号とを比較し、
    前記出力信号の信号レベルが前記光量閾値信号の信号レベル以上の場合には、前記発光素子の光量を調整可能と判定し、
    前記出力信号の信号レベルが前記光量閾値信号の信号レベルよりも小さい場合には、前記発光素子の光量を調整不可能と判定する
    請求項１５から１７までのいずれか一項に記載に記載の光量調整方法。
19. 前記出力信号の信号レベルが前記光量閾値信号の信号レベル以上の場合に、
    前記発光素子の発光強度を低下させて前記出力信号の信号レベルが前記光量閾値信号の信号レベルよりも小さくなる直前の前記発光素子の駆動条件を目標値駆動条件として前記紫外線発光装置に送信し、
    前記目標値駆動条件を前記管理回路に記憶する
    請求項１８に記載の光量調整方法。

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