(57)【要約】  本発明は、発光素子の発光状態を監視し、発光素子の発光強度を維持しつつ、発光素子に用いられる部品の劣化を抑制し長寿命化を図ることができる紫外線発光装置を提供することを目的とする。紫外線発光装置（１）は、紫外線を発光する発光素子（１３１）と、発光素子（１３１）が配置される取付基板（３１４）と、発光素子（１３１）が発光する紫外線が照射される場所であり且つ取付基板（３１４）を貫通して形成された貫通孔（３１４ａ）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（２２）と、を備えている。
2019009343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線を発光する発光素子と、
前記発光素子が配置される基板と、
前記発光素子が発光する紫外線が照射される場所であり且つ前記基板を貫通して形成された貫通孔に配置され、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と、
前記蛍光ガラス素子が発する蛍光の強度を検出する光検出素子と、
を備える紫外線発光装置。
【請求項２】
前記光検出素子は前記基板に対して前記発光素子の配置側とは反対側に配置されている
請求項１に記載の紫外線発光装置。
【請求項３】
紫外線を発光する発光素子と、
前記発光素子が発光する紫外線が照射される場所に前記発光素子よりも飛び出して配置され、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と、
前記発光素子が配置される基板と、
前記蛍光ガラス素子が発する蛍光の強度を検出する光検出素子と、
を備える紫外線発光装置。
【請求項４】
前記発光素子が発光した紫外線の一部を反射し、残余の紫外線の一部を透過する反射部材を備え、
前記蛍光ガラス素子は，前記反射部材で反射された紫外線が照射される位置に配置されている
請求項１から３までのいずれか一項に記載の紫外線発光装置。
【請求項５】
前記蛍光ガラス素子は、柱状に形成されており、前記発光素子から離れるに従って高さが低くなる傾斜面を一端部に有する
請求項１から４までのいずれか一項に記載の紫外線発光装置。
【請求項６】
前記蛍光ガラス素子は、球面を有する形状で形成されている、
請求項１から４までのいずれか一項に記載の紫外線発光装置。
【請求項７】
前記発光素子は、殺菌対象物に紫外線を照射可能に設けられている
請求項１から６までのいずれか一項に記載の紫外線発光装置。
【請求項８】
前記基板に対して前記発光素子の配置側との反対側に、さらに電子部品を備える
請求項３から７までのいずれか一項に記載の紫外線発光装置。
【請求項９】
複数の前記電子部品を有する電子部品群を備え、
前記電子部品群は、複数の前記電子部品の少なくとも一部で構成されて前記光検出素子が検出した蛍光の強度に基づいて前記発光素子を管理する管理回路を有する
請求項８に記載の紫外線発光装置。
【請求項１０】
前記管理回路は、
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部と、
前記発光素子を前記所望の発光強度に維持する自動パワー制御部と、
を有する請求項９に記載の紫外線発光装置。
【請求項１１】
前記設定部は、
前記光検出素子の検出信号に基づく電圧を増幅する増幅部と、
前記増幅部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と、
前記増幅部が出力する出力電圧に含まれるオフセット電圧を調節するオフセット調節部と、
前記増幅部の出力電圧、前記バイアス調節部の出力電圧及び前記オフセット調節部の出力電圧を加算する加算部と
を有する
請求項１０に記載の紫外線発光装置。
【請求項１２】
前記管理回路は、前記発光素子を駆動する駆動部を有し、
前記自動パワー制御部は、
前記設定部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／デジタル変換部と、
前記アナログ／デジタル変換部で変換されたデジタル信号に基づいて前記発光素子が前記所望の発光強度を維持しているか否かを判定する判定部と、
前記判定部からの指示に基づいて前記駆動部を制御する制御信号を生成する生成部と
を有する
請求項１０又は１１に記載の紫外線発光装置。
【請求項１３】
前記発光素子の温度を検出する温度検出部を備え、
前記自動パワー制御部は、前記温度検出部が検出した温度に基づいて前記駆動部を制御する
請求項１２に記載の紫外線発光装置。
【請求項１４】
前記管理回路は、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、前記発光素子及び前記殺菌対象物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、前記発光素子の動作を停止する
請求項１０から１３までのいずれか一項に記載の紫外線発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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を調整する紫外線発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１８０７７号公報
【特許文献２】特開２００７−２７２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、発光素子の発光状態を監視し、発光強度を維持しつつ、発光装置に用いられる部品の劣化を抑制し長寿命化を図ることができる紫外線発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の一態様による紫外線発光装置は、紫外線を発光する発光素子と、紫外線を発光する発光素子と、前記発光素子が配置される基板と、前記発光素子が発光する紫外線が照射される場所であり且つ前記基板を貫通して形成された貫通孔に配置され、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と、前記蛍光ガラス素子が発する蛍光の強度を検出する光検出素子と、を備えることを特徴とする。【０００６】
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紫外線発光装置は、紫外線を発光する発光素子と、前記発光素子が発光する紫外線が照射される場所に前記発光素子よりも飛び出して配置され、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と、前記発光素子が配置される基板と、前記蛍光ガラス素子が発する蛍光の強度を検出する光検出素子と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の各態様によれば、発光素子の発光状態を監視し、発光素子の発光強度を維持しつつ、発光素子に用いられる部品の劣化を抑制し長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態による紫外線発光装置１を備える殺菌モジュールＭ１の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の第１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１２１が発光する紫外線の指向性と蛍光ガラス素子２１との関係を説明する図である。
【図３】本発明の第１実施形態による紫外線発光装置１に設けられた蛍光ガラス素子２１の形状の一例を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態による紫外線発光装置１の概略構成を示す回路ブロック図である。
【図５】本発明の第１実施形態による紫外線発光装置１の目標値設定状態の動作波形の一例を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態による紫外線発光装置１の目標値設定状態の動作波形の一例を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態による紫外線発光装置１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。
【図８】本発明の第２−１実施形態による紫外線発光装置２を備える殺菌モジュールＭ２の概略構成を模式的に示す図である。
【図９】本発明の第２−１実施形態による紫外線発光装置２に設けられた発光素子１３１と発光素子管理回路１１との配置関係を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の第２−２実施形態による紫外線発光装置３を備える殺菌モジュールＭ３の概略構成を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の第２−３実施形態による紫外線発光装置４を説明する図であって、図１１（ａ）は紫外線発光装置４を備える殺菌モジュールＭ４の概略構成を模式的に示す図であり、図１１（ｂ）は、蛍光ガラス素子２３及び発光素子１３１近傍を拡大して示す模式図である。
【図１２】本発明の第１実施形態及び第２実施形態の変形例による紫外線発光装置を説明する図であって、図１２（ａ）は、第１実施形態の変形例による紫外線発光装置１の概略構成の要部を示す図であり、図１２（ｂ）は、第２−１実施形態及び第２−２実施形態の変形例による紫外線発光装置２，３の概略構成の要部を示す図であり、図１２（ｃ）は、第２−３実施形態の変形例１による紫外線発光装置４の概略構成の要部を示す図であり、図１２（ｄ）は、第２−３実施形態の変形例２による紫外線発光装置４の概略構成の要部を示す図であり、図１２（ｅ）は、第２−３実施形態の変形例３による紫外線発光装置４の概略構成の要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態による紫外線発光装置について図１から図７を用いて説明する。まず、本実施形態による紫外線発光装置１の概略構成について図１から図４を用いて説明する。
【００１０】
図１に示すように、本実施形態による紫外線発光装置１は、紫外線を発光する発光素子１２１と、発光素子１２１が配置される取付基板（基板の一例）３１４と、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とを備えている。発光素子１２１は、セラミック基板を含むセラミックパッケージ１２２に設けられている。発光素子１２１は、セラミック基板に実装されている。発光素子１２１及びセラミックパッケージ１２２は光源１２に設けられている。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と、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（管理回路の一例）１１とを備えている。
【００１１】
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。
【００１２】
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Ｍ１に収容されている。殺菌モジュールＭ１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３１を備えている。殺菌モジュールＭ１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３１３を有している。殺菌モジュールＭ１は、一の外部から収容空間３１３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。
【００１３】
収容部材３１は、収容空間３１３を有する本体部３１１と、収容空間３１３への外光の入射を遮断可能な蓋部３１２とを有している。本体部３１１は、一端部が開放された箱形状を有している。蓋部３１２は、本体部３１１の一端部を開閉可能に本体部３１１に設けられている。殺菌モジュールＭ１は、蓋部３１２を開状態として本体部３１１の一端部を開放し、紫外線発光装置１を収容空間３１３に収容した後に蓋部３１２を閉状態として収容空間３１３を閉空間とする。収容空間３１３が閉空間とされた後に、殺菌モジュールＭ１に流水が流入される。
【００１４】
殺菌モジュールＭ１は、光源１２などを取り付ける取付基板３１４を収容空間３１３に有している。取付基板３１４には、光源１２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。取付基板３１４には、壁面が段差形状の貫通孔３１４ａが形成されている。蛍光ガラス素子２１及び光検出素子１４は、貫通孔３１４ａに挿入されている。貫通孔３１４ａの貫通方向に直交する方向において、蛍光ガラス素子２１と貫通孔３１４ａとの間に間隙が存在すると、蛍光ガラス素子２１で発光された光が当該間隙から漏れ出てしまう。その結果、光検出素子１４で検出される光量が減少するので、検出精度が低下する。このため、蛍光ガラス素子２１は、外表面が貫通孔３１４ａの内壁面に接触した状態で挿入されているとよい。これにより、蛍光ガラス素子２１で発光された光が蛍光ガラス素子２１と貫通孔３１４ａとの間に漏れ出ることが防止されるので、光検出素子１４で検出される光量の減少が抑制され、検出精度の向上が図られる。また、蛍光ガラス素子２１の外表面と貫通孔３１４ａの内壁面とが接触して配置されていない場合、貫通孔３１４ａの貫通方向に直交する方向における蛍光ガラス素子２１と貫通孔３１４ａとの間の間隙は、光検出素子１４での蛍光の検出精度を向上させるという観点から、可能な限り小さい方がよい。蛍光ガラス素子２１及び光検出素子１４は、貫通孔３１４ａにおいて対向して配置されている。取付基板３１４は、熱抵抗の低い材料（例えばアルミニウム）で形成されており、発光素子１２１で発生する熱を放熱するための放熱部材としての機能も発揮するようになっている。また、殺菌モジュールＭ１は、紫外線発光装置１などに電力を供給する電源回路３２を備えている。電源回路３２は、紫外線発光装置１に接続されて収容部材３１の外部に引き出された電源ケーブルで接続されている。
【００１５】
次に、蛍光ガラス素子２１について図１を参照しつつ図２及び図３を用いて説明する。図２では、理解を容易にするため、殺菌モジュールＭ１の収容空間３１３に設けられた構成要素のうち、光源１２、蛍光ガラス素子２１及び取付基板３１４のみが抜き出されて図示されている。また、図２には、理解を容易にするため、発光素子１２１の配光パターンの一例が図示されている。また、図３では、理解を容易にするため、図２に示す構成要素のうち、蛍光ガラス素子２１及び光源１２のみが抜き出されて図示されている。
【００１６】
図２に示すように、蛍光ガラス素子２１は、発光素子１２１の隣で発光素子１２１よりも飛び出して配置されている。より具体的に、蛍光ガラス素子２１は、発光素子１２１が設けられたセラミックパッケージ１２２の上面１２３に対して発光素子１２１よりも飛び出し、かつ発光素子１２１の隣、又は光源１２の隣に配置されている。ここで、「上面」は、例えばセラミックパッケージ１２２が取付基板３１４に接する面とは反対側のセラミックパッケージ１２２の表面であってもよく、当該表面を含む仮想平面ＢＰ１（図３参照）であってもよい。この場合、配光パターンＤＬＰを定義している高さの面が仮想平面ＢＰ１である。配光パターンＤＬＰで示すように、発光素子１２１は、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。蛍光ガラス素子２１を発光素子１２１の隣で発光素子１２１よりも飛び出して配置することにより、蛍光ガラス素子２１の一部は、発光素子１２１が紫外線を照射する領域に含まれる。紫外線発光装置１は、発光素子１２１が発光する紫外線の光軸上ではなく、発光素子１２１が発光する紫外線の強度が相対的に低くなる場所で紫外線を横切って配置される。紫外線発光装置１は、殺菌対象物に照射される紫外線の光量の低減を抑制しつつ、発光素子１２１が発光する紫外線を蛍光ガラス素子２１に入射できる。これにより、殺菌モジュールＭ１は、殺菌対象物の殺菌効率の低下を防止しつつ、有効な発光強度の検出が可能となる。
【００１７】
蛍光ガラス素子２１は、光検出素子１４の検出感度が相対的に高い波長範囲で最大ピークとなる蛍光スペクトルを有する。蛍光ガラス素子２１は、例えば波長５４０ｎｍで最大ピークとなる蛍光スペクトルを有し、緑色の蛍光を発するようになっている。また、光検出素子１４は、例えば波長５６０ｎｍで最大感度を有し、半値幅が約１２０ｎｍの検出特性を有する。これにより、蛍光ガラス素子２１に照射される紫外線の光量が少なく、蛍光ガラス素子２１の蛍光の強度が低くても、光検出素子１４は蛍光ガラス素子２１が発する光を受光できる。
【００１８】
図３に示すように、蛍光ガラス素子２１は、柱状に形成されており、発光素子１２１から離れるに従って高さが低くなる傾斜面を一端部に有している。より具体的に、蛍光ガラス素子２１は、セラミックパッケージ１２２の上面１２３を基準とする高さが発光素子１２１から離れるに従って低くなる傾斜面２１１を一端部に有している。傾斜面２１１は、蛍光ガラス素子２１に入射する紫外線ＵＶを全反射できる角度に傾斜している。例えば蛍光ガラス素子２１が紫外線を透過しやすい材料で形成されている場合、蛍光ガラス素子２１に入射した紫外線ＵＶは傾斜面２１１で全反射することができる。これにより、蛍光ガラス素子２１を励起する紫外線の量が増加するため、蛍光ガラス素子２１が発する蛍光の強度が増加する。その結果、光検出素子１４の検出感度が向上する。
【００１９】
図２及び図３に示すように、蛍光ガラス素子２１は、例えば四角柱形状を有している。蛍光ガラス素子２１の形状は、これに限られず、四角以外の角柱形状、円形状及び楕円形状などでもよい。また、蛍光ガラス素子２１は、傾斜面２１１を有していなくてもよい。蛍光ガラス素子２１は、蛍光ガラス素子２１に入射する紫外線を蛍光ガラス素子２１の一端部で全反射できる角度に傾斜した状態で取付基板３１４に取り付けられていてもよい。
【００２０】
次に、紫外線発光装置１の回路構成について図４を用いて説明する。
図４に示すように、紫外線発光装置１は、発光素子１２１、蛍光ガラス素子２１、光検出素子１４及び発光素子管理回路１１を備えている。
【００２１】
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。
【００２２】
蛍光ガラス素子２１は、上述のとおり、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。
【００２３】
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。
【００２４】
図４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（設定部の一例）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（自動パワー制御部の一例）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（駆動部の一例）を有している。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
図４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。
【００３２】
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（判定部の一例）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（制御信号の一例）を生成するパルス幅変調信号生成部（生成部の一例）１１７を有している。なお、図４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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
図４に示すように、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が「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が「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。
【００３８】
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３１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Ｍ１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Ｍ１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。
【００３９】
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。
【００４０】
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（温度検出部の一例）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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
図４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。
【００４５】
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。
【００４６】
次に、紫外線発光装置１の動作について図１及び図４を参照しつつ図５から図７を用いて説明する。図５及び図７又は図６及び図７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５から図７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５及び図６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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
以上の初期設定が終了した後に、図５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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
図５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。
【００５６】
図６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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
図５及び図６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５及び図６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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
図７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７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。
【００６７】
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Ｍ１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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
時刻ｔ１３の後、殺菌モジュールＭ１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。
【００７１】
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。
【００７２】
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Ｍ１での殺菌動作の安定化を図ることができる。
【００７３】
図示は省略するが、発光素子１２１の動作が開始された後（図７では時刻ｔ１１の後）に、殺菌モジュールＭ１の蓋部３１２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３１から外部に漏洩することを防止できる。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態による紫外線発光装置１は、紫外線を発光する発光素子１２１と、発光素子１２１が発光する紫外線が照射される場所に発光素子１２１よりも飛び出して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と、発光素子１２１が配置される取付基板３１４と、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とこれにより、紫外線発光装置１は、発光素子の発光強度を維持しつつ、発光素子の長寿命化を図ることができる。
【００７５】
また、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
【００７６】
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利得を超える大きなパワーが入力された場合（すなわち、殺菌モジュールＭ１の蓋部３１２が殺菌動作中に開状態となった場合）、発光素子１２１を停止できる。これにより、紫外線発光装置１は安全装置としての機能を発揮することができる。
【００７７】
紫外線発光装置１は、蛍光ガラス素子２１を用いることにより、紫外線が光検出素子１４に直接に入力しない。このため、光検出素子１４の検出部をモールドしている樹脂が紫外線の照射によって劣化することを防止できる。また、フィードバック電圧Ｖｆｂには、光検出素子１４の劣化に基づく変動が含まれ難くなるため、フィードバック電圧Ｖｆｂに基づいて発光素子１２１の劣化を正確に補償できる。
【００７８】
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。
【００７９】
〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態（第２-１実施形態から第２-３実施形態）は、可視光域よりも短波長の光を発光する発光素子を備える紫外線発光装置に関する。
【００８０】
本実施形態の目的は、上記目的に加えて、発光素子を管理する管理回路が当該発光素子で発光される紫外線によって劣化することを防止できる紫外線発光装置を提供することにある。
【００８１】
＜第２−１実施形態＞
本発明の第２−１実施形態による紫外線発光装置について図８及び図９を用いて説明する。まず、本実施形態による紫外線発光装置２の概略構成について図８及び図９を用いて説明する。本実施形態による紫外線発光装置２、後述する第２-２実施形態による紫外線発光装置３及び第２−３実施形態による紫外線発光装置４では、上記第１実施形態の構成要素と同一の作用・機能を奏する構成要素には同一の符号を付す。
【００８２】
図８に示すように、本実施形態による紫外線発光装置２は、紫外線を発光する発光素子１３１と、発光素子１３１が配置される取付基板（基板の一例）３１４と、発光素子１３１が発光する紫外線ＵＶ１が照射される場所であり且つ取付基板３１４を貫通して形成された貫通孔３１４ａ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２２とを備えている。発光素子１３１は、セラミック基板を含むセラミックパッケージ１３２に設けられている。発光素子１３１は、セラミック基板に実装されている。発光素子１３１及びセラミックパッケージ１３２は光源１３に設けられている。取付基板３１４は、紫外線を吸収又は反射する部材で少なくとも一部が形成されている。紫外線発光装置２は、取付基板３１４に対して発光素子１３１の配置側とは反対側に配置された電子部品群１００を備えている。
【００８３】
電子部品群１００は、蛍光ガラス素子２２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１３１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２では、電子部品群１００は、光検出素子１４と、発光素子管理回路１１と、温度センサ１５とを含んでいる。発光素子管理回路１１は、発光素子１３１の紫外線の発光の有無及び発光強度の少なくとも一方の外部への通知、発光素子１３１の紫外線の発光を所望の発光強度とする制御（例えばオン／オフ制御）、及び発光素子１３１の紫外線の発光を所望の発光強度とする調整の少なくとも１つを実行可能な素子の一例に相当する。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１３１を管理するようになっている。
【００８４】
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２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。図８に示すように、電子部品群１００は、一部分が発光素子１３１の配置側に露出したり飛び出したりせずに、全体が取付基板３１４に対して発光素子１３１の配置側とは反対側に配置されていてもよい。また、光検出素子１４、発光素子管理回路１１及び温度センサ１５及びその他の電子部品群１００を構成する電子部品のそれぞれは、一部分が発光素子１３１の配置側に露出したり飛び出したりせずに、全体が取付基板３１４に対して発光素子１３１の配置側とは反対側に配置されていてもよい。
【００８５】
紫外線発光装置２は、箱形状又は円筒状の殺菌モジュールＭ２に収容されている。殺菌モジュールＭ２は、外光を遮断した状態で、紫外線発光装置２及び発光素子１３１が殺菌する殺菌対象物（不図示）を収容可能な収容部材３１を備えている。殺菌モジュールＭ２は、紫外線発光装置２や殺菌対象物を収容可能な収容空間３１３を有している。殺菌モジュールＭ２は、一の外部から収容空間３１３に流入する流水（殺菌対象物の一例）を発光素子１３１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。
【００８６】
収容部材３１は、収容空間３１３を有する本体部３１１と、収容空間３１３への外光の入射を遮断可能な蓋部３１２とを有している。本体部３１１は、一端部が開放された箱形状を有している。蓋部３１２は、本体部３１１の一端部を開閉可能に本体部３１１に設けられている。殺菌モジュールＭ２は、蓋部３１２を開状態として本体部３１１の一端部を開放し、紫外線発光装置２を収容空間３１３に収容した後に蓋部３１２を閉状態として収容空間３１３を閉空間とする。収容空間３１３が閉空間とされた後に、殺菌モジュールＭ２に流水が流入される。
【００８７】
収容空間３１３は、本体部３１１及び蓋部３１２で囲まれた空間である。収容空間３１３に収容された殺菌対象物は、発光素子１３１から出射された紫外線によって殺菌される。このように、発光素子１３１は、殺菌対象物に紫外線を照射可能に設けられている。これにより、紫外線発光装置２は、殺菌装置としての機能を発揮することができ、殺菌装置として用いることができる。
【００８８】
殺菌モジュールＭ２は、光源１３などを取り付ける取付基板３１４を収容空間３１３に有している。取付基板３１４は発光素子１３１が配置される基板に相当する。取付基板３１４には、光源１３の他に、蛍光ガラス素子２２、光検出素子１４及び温度センサ１５が取り付けられている。取付基板３１４は、紫外線を吸収又は反射し、かつ熱抵抗の低い材料（例えばアルミニウム）で形成されている。これにより、取付基板３１４は、取付基板３１４に対して発光素子１３１の配置側とは反対側に紫外線が照射されることを防止する防止部材としての機能と、発光素子１３１で発生する熱を放熱するための放熱部材としての機能を発揮するようになっている。
【００８９】
ここで、発光素子１３１と電子部品群１００との位置関係について図９を用いて説明する。図９では、発光素子管理回路１１を構成する設定回路１１ａ、ＡＰＣ回路１１ｂ及び発光素子駆動回路１１ｃ（いずれも詳細は後述する）、光検出素子１４並びに温度センサ１５の存在領域が示されている。なお、設定回路１１ａ、ＡＰＣ回路１１ｂ、発光素子駆動回路１１ｃ、光検出素子１４及び温度センサ１５の互いの位置は、図９に示す位置に限られず、適宜変更されてもよい。
【００９０】
図９に示すように、発光素子管理回路１１は、取付基板３１４に対して発光素子１３１が配置されている側（配置側）の面（以下、「素子取付面」と称する場合がある）とは反対側に配置されている。さらに、光検出素子１４及び温度センサ１５も取付基板３１４の素子取付面とは反対側に配置されている。発光素子１３１は所定の指向性を有している。このため、発光素子１３１が発光する紫外線の一部は、取付基板３１４側に向かって照射される可能性がある。しかしながら、取付基板３１４は、紫外線を吸収又は反射する部材で少なくとも一部（例えば電子部品群１００が配置された領域上に対応する部分）が形成されている。このため、発光素子１３１が発光した紫外線は、取付基板３１４で遮蔽されて素子取付面の反対側に入射しない。これにより、電子部品群１００に含まれる電子部品である発光素子管理回路１１、光検出素子１４及び温度センサ１５に紫外線が照射されることが防止される。その結果、発光素子管理回路１１、光検出素子１４及び温度センサ１５は、それぞれの一部が樹脂などの紫外線によって劣化する材料で形成されていても、発光素子１３１が出射する紫外線によって劣化してしまうことが防止される。
【００９１】
図９に示すように、蛍光ガラス素子２２は、貫通孔３１４ａに挿入され、取付基板３１４を貫通して配置されている。蛍光ガラス素子２２は、発光素子１３１よりも取付基板３１４から飛び出して配置されている。このため、蛍光ガラス素子２２は、取付基板３１４の素子取付面に一部を露出させて配置されている。また、蛍光ガラス素子２２は、発光素子１３１の隣に配置されている。これにより、発光素子１３１が発光した紫外線ＵＶ１は、蛍光ガラス素子２２に入射することができる。また、蛍光ガラス素子２２は、取付基板３１４の素子取付面と反対側の面（以下、「取付裏面」と称する場合がある）に一部を露出させて配置されている。これにより、蛍光ガラス素子２２は、取付基板３１４の取付裏面の下方に配置された光検出素子１４に紫外線ＵＶ１の励起によって発した可視光域の蛍光を光検出素子１４に入射することができる。なお、蛍光ガラス素子２２は、取付基板３１４から飛び出して発光素子１３１が配置されている側に一部が配置されている。このため、蛍光ガラス素子２２は、取付基板３１４に対して発光素子１３１の配置側とは反対側に配置された電子部品、及び電子部品群１００を構成する電子部品には相当しない素子である。
【００９２】
図８に戻って、殺菌モジュールＭ２は、紫外線発光装置２などに電力を供給する電源回路３２を備えている。電源回路３２は、紫外線発光装置２に接続されて収容部材３１の外部に引き出された電源ケーブルに接続されている。
【００９３】
次に、蛍光ガラス素子２２について説明する。
図９に示すように、蛍光ガラス素子２２は、発光素子１３１が設けられたセラミックパッケージ１３２の上面１３３に対して発光素子１３１よりも取付基板３１４から飛び出し、かつ発光素子１３１の隣、又は光源１３の隣に配置されている。ここで、「上面」は、例えばセラミックパッケージ１３２が取付基板３１４に接する面（素子取付面）とは反対側のセラミックパッケージ１３２の表面であってもよく、当該表面を含む仮想平面ＢＰ２であってもよい。
【００９４】
発光素子１３１は、例えばランバート配光に類似する配光（図２参照）の紫外線を発光する。配光パターンは、半値角が約５０°の指向性を有している。蛍光ガラス素子２２を発光素子１３１の隣で発光素子１３１よりも飛び出して配置することにより、蛍光ガラス素子２２の一部は、発光素子１３１が紫外線を照射する領域に含まれる。蛍光ガラス素子２２は、発光素子１３１が発光する紫外線の光軸上であって紫外線の強度が最も強い紫外線ＵＶ０（図８参照）を横切って配置されない。蛍光ガラス素子２２は、発光素子１３１が発光する紫外線の半値角における相対放射強度よりも相対放射強度の低い紫外線ＵＶ１を横切って配置される。これにより、紫外線発光装置２は、殺菌対象物に照射される紫外線の光量の低減を抑制しつつ、発光素子１３１が発光する紫外線を蛍光ガラス素子２２に入射できる。これにより、殺菌モジュールＭ２は、殺菌対象物の殺菌効率の低下を防止できる。
【００９５】
蛍光ガラス素子２２は、光検出素子１４の検出感度が相対的に高い波長範囲で最大ピークとなる蛍光スペクトルを有する。蛍光ガラス素子２２は、例えば波長５４０ｎｍで最大ピークとなる蛍光スペクトルを有し、緑色の蛍光を発するようになっている。また、光検出素子１４は、例えば波長５６０ｎｍで最大感度を有し、半値幅が約１２０ｎｍの検出特性を有する。これにより、蛍光ガラス素子２２に照射される紫外線の光量が少なく、蛍光ガラス素子２２の蛍光の強度が低くても、光検出素子１４は蛍光ガラス素子２２が発する光を受光できる。
【００９６】
蛍光ガラス素子２２は、例えば四角柱形状を有している。蛍光ガラス素子２２の形状は、これに限られず、四角以外の角柱形状、円形状及び楕円形状などでもよい。また、蛍光ガラス素子２２は、紫外線ＵＶ１がほぼ直交して入射されるように、取付基板３１４の素子取付面に露出する一端面が傾斜して形成されていてもよい。また、蛍光ガラス素子２２は、発光素子１３１から離れるに従って高さが低くなる傾斜面を一端部に有していてもよい。
【００９７】
次に、紫外線発光装置２の回路構成について説明する。紫外線発光装置２は、蛍光ガラス素子２１に代えて蛍光ガラス素子２２を備え、光源１２に代えて光源１３を備えている点を除いて、上記第１実施形態による紫外線発光装置１と同じ回路構成を有している。このため、図４を参照して、紫外線発光装置２の回路構成を説明する。なお、図４を参照する際に、蛍光ガラス素子２１を蛍光ガラス素子２２と読み替え、発光素子１２１を発光素子１３１と読み替える。
図４に示すように、紫外線発光装置２は、発光素子１３１、蛍光ガラス素子２２及び電子部品群１００を備えている。電子部品群１００には、光検出素子１４、温度センサ１５及び発光素子管理回路１１が含まれている。
【００９８】
発光素子１３１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１３１の陽極は例えばアナログ電源に接続され、発光素子１３１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。
【００９９】
蛍光ガラス素子２２は、上述のとおり、発光素子１３１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２２は、波長２６５ｎｍの光を波長５６０ｎｍの光に光変換する素子である。
【０１００】
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２２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。
【０１０１】
図４に示すように、発光素子管理回路１１は、発光素子１３１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（設定部の一例）１１ａと、発光素子１３１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（自動パワー制御部の一例）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１３１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１３１を駆動する発光素子駆動回路（駆動部の一例）を有している。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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１３１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１３１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１３１の動作開始時に必要に応じて調整される。
【０１０５】
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１３１の動作開始時に必要に応じて調整される。
【０１０６】
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２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１３１の目標駆動電流の設定時に必要に応じて調節される。
【０１０７】
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１３１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１３１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１３１による殺菌対象物の殺菌動作時には、発光素子１３１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。
【０１０８】
図４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。
【０１０９】
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１３１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（判定部の一例）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（制御信号の一例）を生成するパルス幅変調信号生成部（生成部の一例）１１７を有している。なお、図４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１３１が所望の発光強度で動作しているか否かを判定する。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
マイクロプロセッサ１１６は、発光素子１３１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１３１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１３１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１３１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。
【０１１３】
マイクロプロセッサ１１６は、発光素子１３１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１３１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１３１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１３１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１３１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２は、発光素子１３１による殺菌対象物の殺菌動作時に発光素子１３１の発光強度をフェードバックして発光素子１３１が所望の発光強度を維持するように制御する。
【０１１４】
図４に示すように、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２の動作状態が、発光素子１３１による殺菌対象物の殺菌動作状態であるのか、発光素子１３１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が「０」の場合は例えば発光素子１３１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が「１」の場合は例えば発光素子１３１の目標駆動電流の設定状態であると判定する。
【０１１５】
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１３１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１３１を収容可能な収容部材３１に外光が入射したと判定した場合には、発光素子１３１の動作を停止する。発光素子管理回路１１は、発光素子１３１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Ｍ２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１３１を即時停止する。これにより、紫外線発光装置２は、殺菌モジュールＭ２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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
紫外線発光装置２は、発光素子１３１の温度を検出する温度センサ（温度検出部の一例）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。
【０１１８】
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１３１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１３１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１３１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。
【０１１９】
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１３１に流れる駆動電流の電流量が増加するため、発光素子１３１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２は、発光素子１３１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１３１の温度特性による発光強度の低下を補償できる。
【０１２０】
また、マイクロプロセッサ１１６は、発光素子１３１の目標駆動電流の設定状態及び発光素子１３１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１３１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。
【０１２１】
図４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。
【０１２２】
定電流源１１９には、発光素子１３１が直列に接続されている。定電流源１１９の正極は発光素子１３１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１３１は定電流源１１９と直列に接続されているため、発光素子１３１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１３１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１３１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２は、発光素子１３１の目標駆動電流の設定状態において、発光素子１３１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。
【０１２３】
次に、紫外線発光装置２の動作について図４及び図８を参照しつつ図５から図７を用いて説明する。図５及び図７又は図６及び図７は、紫外線発光装置２の動作がこの順に時系列で表されている。なお、図５から図７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５及び図６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。
【０１２４】
紫外線発光装置２は、発光素子１３１の目標駆動電流を設定する目標値設定状態と、発光素子１３１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２は、４つのステップを実行して発光素子１３１の目標値（本実施形態では、発光素子１３１の駆動電流の電流量の目標値）を設定する。
【０１２５】
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。
【０１２６】
以上の初期設定が終了した後に、図５に示すように、時刻ｔ０において、発光素子１３１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１３１は非動作状態であるため蛍光ガラス素子２２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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
次に、紫外線発光装置２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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
図５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。
【０１３３】
図６に示すように、時刻ｔ０において、発光素子１３１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１３１は非動作状態であるため蛍光ガラス素子２２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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
次に、紫外線発光装置２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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
図５及び図６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５及び図６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２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。
【０１４０】
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１３１に初期値としての電流を流す。これにより、発光素子１３１が動作を開始して紫外線を発光する。蛍光ガラス素子２２は、発光素子１３１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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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２は初期設定動作を完了する。
【０１４３】
図７中に示す期間Ｐ５は、発光素子１３１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７中に示す期間Ｐ６は、発光素子１３１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。
【０１４４】
紫外線発光装置２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Ｍ２が殺菌対象物の殺菌を開始し、発光素子１３１が発光を継続すると、発光素子１３１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。
【０１４５】
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１３１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１３１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１３１に流れる電流も大きくなる。
【０１４６】
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１３１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１３１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１３１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１３１に流れる電流の電流量も維持される。このため、発光素子１３１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２は、マイクロプロセッサ１１６が発光素子１３１の経時劣化を検出して補償することができる。
【０１４７】
時刻ｔ１３の後、殺菌モジュールＭ２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２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１３１が再び所望の発光強度で発光する。
【０１４８】
紫外線発光装置２は、発光素子１３１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１３１の動作点を初期設定する。このため、紫外線発光装置２は、発光素子１３１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１３１の動作補償を繰返し実行できる。
【０１４９】
また、紫外線発光装置２は、目標値設定状態において紫外線発光装置２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２は、殺菌モジュールＭ２での殺菌動作の安定化を図ることができる。
【０１５０】
図示は省略するが、発光素子１３１の動作が開始された後（図７では時刻ｔ１１の後）に、殺菌モジュールＭ２の蓋部３１２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２２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２２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１３１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１３１の動作を停止する。これにより、紫外線発光装置２は、紫外線が収容部材３１から外部に漏洩することを防止できる。
【０１５１】
以上説明したように、本実施形態による紫外線発光装置２は、紫外線を発光する発光素子１３１と、発光素子１３１が配置される取付基板３１４と、発光素子１３１が発光する紫外線が照射される場所であり且つ取付基板３１４を貫通して形成された貫通孔３１４ａ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２２と、蛍光ガラス素子２２が発する蛍光の強度を検出する光検出素子１４とを備えている。これにより、紫外線発光装置２は、紫外線発光装置２は、発光素子１３１の発光強度を維持しつつ、発光素子１３１の長寿命化を図ることができる。
【０１５２】
また、紫外線発光装置２は、取付基板３１４に対して発光素子１３１の配置側とは反対側に配置された電子部品（例えば発光素子管理回路１１）を備えている。これにより、紫外線発光装置２は、発光素子１３１を管理する発光素子管理回路１１が発光素子１３１で発光される紫外線によって劣化することを防止できる。
【０１５３】
紫外線発光装置２は、紫外線発光装置２を構成する回路系のバラつきの範囲で、発光素子１３１の駆動電流の初期値を自動的に学習し、発光素子１３１の経時劣化が想定範囲内であれば発光素子１３１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
【０１５４】
紫外線発光装置２は、紫外線発光装置２を構成する回路系の利得を超える大きなパワーが入力された場合（すなわち、殺菌モジュールＭ２の蓋部３１２が殺菌動作中に開状態となった場合）、発光素子１３１を停止できる。これにより、紫外線発光装置２は安全装置としての機能を発揮することができる。
【０１５５】
紫外線発光装置２は、蛍光ガラス素子２２を用いることにより、紫外線が光検出素子１４に直接に入力しない。このため、光検出素子１４の検出部をモールドしている樹脂が紫外線の照射によって劣化することを防止できる。また、フィードバック電圧Ｖｆｂには、光検出素子１４の劣化に基づく変動が含まれ難くなるため、フィードバック電圧Ｖｆｂに基づいて発光素子１３１の劣化を正確に補償できる。
【０１５６】
紫外線発光装置２は、蛍光ガラス素子２２を用いて、発光素子１３１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１３１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。
【０１５７】
＜第２−２実施形態＞
本発明の第２−２実施形態による紫外線発光装置について図１０を用いて説明する。本実施形態による紫外線発光装置３及びそれを備える殺菌モジュールＭ３は、反射部材を備えている点を除いて、上記第２−１実施形態による紫外線発光装置２及びそれを備える殺菌モジュールＭ２と同様である。このため、紫外線発光装置３及び殺菌モジュールＭ３では、紫外線発光装置２及び殺菌モジュールＭ２の構成要素と同一の作用・機能を奏する構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１５８】
図１０に示すように、紫外線発光装置３は、発光素子１３１が発光した紫外線の一部を反射し残余の紫外線の一部を透過する反射部材１６を備えている。反射部材１６は、入射する紫外線の極一部（例えば入射光量の５％未満）を反射し、残余の紫外線のほとんどを透過する材料で形成されている。反射部材１６は、例えばガラスで形成されている。蛍光ガラス素子２２は、発光素子１３１よりも取付基板３１４から飛び出して配置されている。これにより、蛍光ガラス素子２２には、発光素子１３１が出射した直達光である紫外線ＵＶ１とともに、反射部材１６で反射した紫外線ＵＶ２も入射される。このため、蛍光ガラス素子２２は、反射部材１６で反射した紫外線ＵＶ２の分だけ、上記第２−１実施形態における蛍光ガラス素子２２に入射する紫外線の光量よりも多くなる。その結果、蛍光ガラス素子２２が発する蛍光の強度が増加するので、光検出素子１４による検出感度が向上する。
【０１５９】
収容空間３１３は、本体部３１１、蓋部３１２及び反射部材１６で囲まれた空間である。収容空間３１３に収容された殺菌対象物（不図示）は、発光素子１３１から出射されて反射部材１６を透過した紫外線ＵＶ０によって殺菌される。上述のとおり、反射部材１６で反射される紫外線は、反射部材１６に入射する紫外線の入射光量の例えば５％未満と極めて少ない量である。このため、紫外線発光装置３は、反射部材１６を備えていても、収容空間３１３に収容された殺菌対象物を十分に殺菌可能な光量の紫外線ＵＶ０を収容空間３１３に入射することができる。これにより、紫外線発光装置３は、発光素子１３１が出射する紫外線を蛍光ガラス素子２２に入射するとともに、収容空間３１３に収容した殺菌対象物に効率よく照射できるので、殺菌モジュールＭ３は、殺菌対象物の殺菌効率の低下を防止できる。
【０１６０】
蛍光ガラス素子２２は、紫外線ＵＶ１及び紫外線ＵＶ２のそれぞれがほぼ直交して入射されるように、取付基板３１４の素子取付面に露出する一端面が２段階に傾斜して形成されていてもよい。
【０１６１】
本実施形態による紫外線発光装置３の動作は、上記第２−１実施形態による紫外線発光装置２の動作と同様であるため、説明は省略する。
【０１６２】
以上説明したように、本実施形態による紫外線発光装置３は、紫外線を発光する発光素子１３１と、発光素子１３１が配置される取付基板３１４と、発光素子１３１が発光する紫外線が照射される場所であり且つ取付基板３１４を貫通して形成された貫通孔３１４ａ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２２と、を備えている。これにより、紫外線発光装置３は、上記第２−１実施形態による紫外線発光装置２と同様の効果が得られる。
【０１６３】
また、紫外線発光装置３は、取付基板３１４に対して発光素子１３１の配置側とは反対側に配置された電子部品（例えば発光素子管理回路１１）を備えている。これにより、紫外線発光装置３は、上記第２−１実施形態による紫外線発光装置２と同様の効果が得られる。
【０１６４】
さらに、紫外線発光装置３は、発光素子１３１が発光した紫外線の一部を反射し残余の紫外線の一部を透過する反射部材１６を備えている。これにより、蛍光ガラス素子２２には、発光素子１３１が出射した直達光である紫外線ＵＶ１とともに、反射部材１６で反射した紫外線ＵＶ２が入射される。その結果、上記第２−１実施形態と比較して、蛍光ガラス素子２２に入射される紫外線の光量が増加するので、蛍光ガラス素子２２が発する蛍光の強度が増加し、光検出素子１４による検出感度が向上する。
【０１６５】
＜第２−３実施形態＞
本発明の第２−３実施形態による紫外線発光装置について図１１を用いて説明する。本実施形態による紫外線発光装置４及びそれを備える殺菌モジュールＭ４は、発光素子よりも基板から飛び出さずに配置された蛍光ガラス素子を備えている点を除いて、上記第２−２実施形態による紫外線発光装置３及びそれを備える殺菌モジュールＭ３と同様である。このため、紫外線発光装置４及び殺菌モジュールＭ４では、紫外線発光装置３及び殺菌モジュールＭ３の構成要素と同一の作用・機能を奏する構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１６６】
図１１に示すように、蛍光ガラス素子２３は、貫通孔３１４ａに挿入され、取付基板３１４を貫通して配置されている。このため、蛍光ガラス素子２３は、取付基板３１４の素子取付面に一部を露出させて配置されている。これにより、反射部材１６で反射した紫外線ＵＶ１は、蛍光ガラス素子２３に入射することができる。また、蛍光ガラス素子２３は、取付基板３１４の取付裏面に一部を露出させて配置されている。これにより、蛍光ガラス素子２３は、取付基板３１４の取付裏面の下方に配置された光検出素子１４に紫外線ＵＶ１の励起によって発した可視光域の蛍光を光検出素子１４に入射することができる。なお、蛍光ガラス素子２３は、取付基板３１４の素子取付面に一部を露出しているため、発光素子１３１が配置されている側に一部を露出して配置されている。このため、蛍光ガラス素子２３は、取付基板３１４に対して発光素子１３１の配置側とは反対側に配置された電子部品、及び電子部品群１００を構成する電子部品には相当しない素子である。
【０１６７】
図１１（ｂ）に示すように、蛍光ガラス素子２３は、発光素子１３１の隣で取付基板３１４の素子取付面と蛍光ガラス素子２３の一端面が面一の状態で配置されている。より具体的に、蛍光ガラス素子２３は、発光素子１３１が設けられたセラミックパッケージ１３２の上面１３３に対して発光素子１３１よりも下方、かつ発光素子１３１の隣、又は光源１３の隣に配置されている。ここで、「上面」は、例えばセラミックパッケージ１３２が取付基板３１４に接する面（すなわち素子取付面）とは反対側のセラミックパッケージ１３２の表面であってもよく、当該表面を含む仮想平面ＢＰ２であってもよい。
【０１６８】
蛍光ガラス素子２３が発光素子１３１及び取付基板３１４の素子取付面から飛び出さないように配置することにより、紫外線発光装置４の設計自由度が向上する。蛍光ガラス素子２３は、発光素子１３１の隣に配置されることにより、発光素子１３１が発光する紫外線の光軸上を横切って配置されない。すなわち、蛍光ガラス素子２３は、発光素子１３１が発光する紫外線の強度が最も強い紫外線ＵＶ０上に配置されない（図１１（ａ）参照）。発光素子１３１は、ランバート配光に類似する配光（図２参照）の紫外線を発光し、所定の指向性を有している。紫外線発光装置４は、発光素子１３１が発光する紫外線の光軸上ではなく、光軸に対して所定の角度で出射されて反射部材１６で反射された紫外線ＵＶ１を蛍光ガラス素子２３に照射するようになっている。これにより、紫外線発光装置４は、殺菌対象物に照射される紫外線ＵＶ０の光量の低減を抑制しつつ、発光素子１３１が発光する紫外線ＵＶ１を蛍光ガラス素子２２に入射できる。これにより、殺菌モジュールＭ４は、殺菌対象物の殺菌効率の低下を防止できる。
【０１６９】
蛍光ガラス素子２３は、例えば四角柱形状を有している。蛍光ガラス素子２３は、取付基板３１４の厚さ方向の長さが異なる点を除いて、蛍光ガラス素子２２と同様の形状を有している。蛍光ガラス素子２３の形状は、これに限られず、四角以外の角柱形状、円形状及び楕円形状などでもよい。また、蛍光ガラス素子２３は、紫外線ＵＶ１がほぼ直交して入射されるように、取付基板３１４の素子取付面に露出する一端面が傾斜して形成されていてもよい。
【０１７０】
本実施形態による紫外線発光装置４の動作は、上記第２−１実施形態による紫外線発光装置２の動作と同様であるため、説明は省略する。
【０１７１】
以上説明したように、本実施形態による紫外線発光装置４は、紫外線を発光する発光素子１３１と、発光素子１３１が配置される取付基板３１４と、発光素子１３１が発光する紫外線が照射される場所であり且つ取付基板３１４を貫通して形成された貫通孔３１４ａ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２３と、を備えている。さらに、紫外線発光装置４は、発光素子１３１が発光した紫外線の一部を反射し残余の紫外線の一部を透過する反射部材１６を備えている。これにより、紫外線発光装置４は、上記第２−２実施形態による紫外線発光装置３と同様の効果が得られる。
【０１７２】
また、紫外線発光装置４は、取付基板３１４に対して発光素子１３１の配置側とは反対側に配置された電子部品（例えば発光素子管理回路１１）を備えている。これにより、紫外線発光装置４は、上記第２-１実施形態による紫外線発光装置２と同様の効果が得られる。
【０１７３】
また、紫外線発光装置４に備えられた蛍光ガラス素子２３は、発光素子１３１及び取付基板３１４の素子取付面から飛び出さないように配置されている。これにより、紫外線発光装置４の設計自由度の向上を図ることができる。
【０１７４】
（第１実施形態及び第２実施形態の変形例）
次に、第１実施形態及び第２実施形態の変形例による紫外線発光装置について図１２を用いて説明する。本変形例による紫外線発光装置は、第１実施形態による紫外線発光装置及び第２実施形態による紫外線発光装置に対し、蛍光ガラス素子の形状が異なる点を除いて、同一の構成を有している。このため、本変形例による紫外線発光装置について、蛍光ガラス素子以外の構成要素の説明は省略する。
【０１７５】
図１２（ａ）に示すように、第１実施形態の変形例による紫外線発光装置１は、球面を有する蛍光ガラス素子２４を備えている。蛍光ガラス素子２４は、球形状を有している。蛍光ガラス素子２４は、表面が球面状に形成されている。蛍光ガラス素子２４は、発光素子１２１が発光する紫外線が照射される場所に発光素子１２１よりも飛び出して配置されている。また、蛍光ガラス素子２４は、光検出素子１４上に配置されている。これにより、本変形例による紫外線発光装置１は、第１実施形態による紫外線発光装置１と同様の効果が得られる。
【０１７６】
図１２（ｂ）に示すように、第２−１実施形態の変形例による紫外線発光装置２は、球面を有する蛍光ガラス素子２５を備えている。蛍光ガラス素子２５は、球形状を有している。蛍光ガラス素子２５は、表面が球面状に形成されている。蛍光ガラス素子２５は、発光素子１３１が発光する紫外線が照射される場所に発光素子１３１よりも飛び出して配置されている。また、蛍光ガラス素子２５は、発光素子１３１が発光する紫外線が照射される場所であり且つ取付基板３１４を貫通して形成された貫通孔３１４ａに配置されている。蛍光ガラス素子２５は、貫通孔３１４ａに挿入され、取付基板３１４を貫通して配置されている。さらに、蛍光ガラス素子２５は、光検出素子１４上に配置されている。これにより、本変形例による紫外線発光装置２は、第２−１実施形態による紫外線発光装置２と同様の効果が得られる。
【０１７７】
図１２（ｂ）に示すように、第２−２実施形態の変形例による紫外線発光装置３は、第２−１実施形態の変形例による紫外線発光装置２と同様の蛍光ガラス素子２５を備えている。これにより、本変形例による紫外線発光装置３は、第２−２実施形態による紫外線発光装置３と同様の効果が得られる。
【０１７８】
図１２（ｃ）に示すように、第２−３実施形態の変形例１による紫外線発光装置４は、球面を有する蛍光ガラス素子２６を備えている。蛍光ガラス素子２６は、球形状を有している。蛍光ガラス素子２６は、表面が球面状に形成されている。蛍光ガラス素子２５は、発光素子１３１が発光する紫外線が照射される場所であり且つ取付基板３１４を貫通して形成された貫通孔３１４ａに配置されている。蛍光ガラス素子２６は、貫通孔３１４ａに挿入され、取付基板３１４を貫通して配置されている。蛍光ガラス素子２６は、光源１３が実装された取付基板３１４の実装面と貫通孔３１４ａにおいて露出する頂点とが面一となるように貫通孔３１４ａに配置されている。なお、蛍光ガラス素子２６は、貫通孔３１４ａにおいて露出する頂点が、取付基板３１４の実装面よりも低くなるように貫通孔３１４ａに配置されていていてもよい。また、蛍光ガラス素子２６は、光検出素子１４上に配置されている。蛍光ガラス素子２６は、光源１３のセラミックパッケージ１３２の上面１３３よりも低い位置に配置されている。このため、発光素子１３１が発光した紫外線は、蛍光ガラス素子２６に直接照射され難くなっている。しかしながら、本変形例による紫外線発光装置４は、第２−３実施形態による紫外線発光装置４と同様に、光源１３の上方に反射部材１６を備えている（図１２（ｃ）では不図示、図１１（ａ）参照）。このため、蛍光ガラス素子２６には、反射部材１６で反射した紫外線が照射されるので、本変形例による紫外線発光装置４は、第２−３実施形態による紫外線発光装置４と同様の効果が得られる。
【０１７９】
図１２（ｄ）に示すように、第２−３実施形態の変形例２による紫外線発光装置４は、上記変形例１による紫外線発光装置４と同様に、球面を有する蛍光ガラス素子２６を備えている。しかしながら、本変形例による紫外線発光装置４は、上記変形例１による紫外線発光装置４と異なり、蛍光ガラス素子２６の一部が取付基板３１４の実装面よりも高くなるように、貫通孔３１４ａに挿入されて配置されている。本変形例による紫外線発光装置４においても、光源１３から出射された紫外線の一部は反射部材１６で反射されて蛍光ガラス素子２６に照射される。このため、本変形例による紫外線発光装置４は、第２−３実施形態による紫外線発光装置４と同様の効果が得られる。また、本変形例による紫外線発光装置４は、光源１３から出射された紫外線の一部を蛍光ガラス素子２６に直接入射することができる。このため、本変形例による紫外線発光装置４は、第２−３実施形態による紫外線発光装置４よりも紫外線の検出感度の向上を図ることができる。
【０１８０】
図１２（ｅ）に示すように、第２−３実施形態の変形例３による紫外線発光装置４は、上記変形例２による紫外線発光装置４と異なり、直方体形状を有する蛍光ガラス素子２７を備えている。本変形例では、蛍光ガラス素子２７は、直方体形状を有しているが、立方体形状であってもよい。蛍光ガラス素子２７は、取付基板３１４の実装面よりも一部が高くなるように、貫通孔３１４ａに挿入されて配置されている。本変形例による紫外線発光装置４においても、光源１３から出射された紫外線が反射部材１６で反射されて蛍光ガラス素子２７に照射される。このため、本変形例による紫外線発光装置４は、第２−３実施形態による紫外線発光装置４と同様の効果が得られる。また、本変形例による紫外線発光装置４は、光源１３から出射された紫外線の一部を蛍光ガラス素子２７に直接入射することができる。このため、本変形例による紫外線発光装置４は、第２−３実施形態による紫外線発光装置４よりも紫外線の検出感度の向上を図ることができる。
【０１８１】
また、図１２（ｅ）に示すように、本変形例による紫外線発光装置４は、光源１３が実装された取付基板３１４の実装面の裏面に、光検出素子１４、発光素子管理回路１１及び温度センサ１５などの電子部品群が実装されている。このように、取付基板３１４が両面実装を可能な構成を有していても、光源１３が発光する紫外線が光検出素子１４、発光素子管理回路１１及び温度センサ１５に照射されることを防止できる。これにより、本変形例による紫外線発光装置４は、光源１３が発光する紫外線によって電子部品群が劣化してしまうことを防止できる。
【０１８２】
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。
上記第１実施形態による紫外線発光装置１及び上記第２実施形態による紫外線発光装置２，３，４にそれぞれ設けられた発光素子管理回路１１は、発光素子１２１，１３１による殺菌対象物の殺菌動作時に発光素子１２１，１３１の発光強度をフィードバックして発光素子１２１，１３１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１２１，１３１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１２１，１３１の管理は、上述の発光素子１２１，１３１の発光強度のフィードバック制御と、上述の発光素子１２１，１３１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１２１，１３１の管理として、上述の発光素子１２１，１３１の発光強度のフィードバック制御と、上述の発光素子１２１，１３１の光量を監視との両方を行うようになっていてもよい。
【０１８３】
上記第１実施形態による紫外線発光装置１及び上記第２実施形態による紫外線発光装置２，３，４は、オフセット調節部１１２を有しているが、本発明はこれに限られない。例えば、紫外線発光装置１，２，３，４は、オフセット調節部１１２を有していなくてもよい。この場合の紫外線発光装置は、目標値設定状態においてフィードバック電圧Ｖｆｂの電圧値を最大電圧ＶＤＤの１／２の電圧値に調節できないため、上記第１実施形態による紫外線発光装置１及び上記第２実施形態による紫外線発光装置２，３，４と比較して、アナログ電源の電圧変動に対する安定性に欠けてしまう。しかしながら、当該紫外線発光装置は、オフセット調節部を有していない分だけ、回路構成及び目標値設定処理の簡略化を図ることができる。
【０１８４】
上記第１実施形態及び上記第２実施形態では、目標値は、発光素子１２１の駆動電流であるが、本発明はこれに限られない。例えば、目標値は、発光素子１２１の印加電圧であり、駆動電流は固定値であっても、同様の効果が得られる。
【０１８５】
上記第１実施形態及び上記第２実施形態では、マイクロプロセッサ１１６から出力される指示信号が入力される生成部は、パルス幅変調信号生成部１１７で構成されているが、本発明はこれに限られない。例えば、当該生成部は、デジタル／アナログ変換回路で構成されていてもよい。
【０１８６】
上記第１実施形態及び上記第２実施形態では、紫外線発光装置１，２，３，４を構成する回路全体で生じるオフセット電圧は、オフセット調節部１１２が出力する出力電圧を増幅部１１０が出力する出力電圧に加減算して調節されているが、本発明はこれに限られない。例えば、ＩＶ変換回路１１４に直接電流を加減算しても、当該オフセット電圧を調節することができる。この場合、オフセット調節部１１２は、入力値（オフセット調節部１１２がＤＡＣで構成されている場合には入力ビット値）に応じた電流をＩＶ変換回路１１４に出力できるように構成される。
【０１８７】
上記第２−１から第２−３実施形態による紫外線発光装置２，３，４は、紫外線を吸収又は反射する部材で形成された取付基板３１４を有しているが、本発明はこれに限られない。取付基板３１４の表面に紫外線を吸収又は反射する所定膜が形成されていてもよい。この場合も、取付基板３１４は、素子取付面の反対側に紫外線が照射されることを防止できるので、上記第２−１から第２−３実施形態による紫外線発光装置２，３，４と同様の効果が得られる。
【０１８８】
取付基板３１４の一部が紫外線を吸収又は反射する部材で形成されており、発光素子管理回路１１などは、取付基板３１４の当該一部における素子取付面の反対側に配置されていてもよい。または、取付基板３１４の表面の一部に紫外線を吸収又は反射する所定膜が形成されており、発光素子管理回路１１などは、当該所定膜が形成された素子取付面の反対側に配置されていてもよい。この場合も、取付基板３１４は、素子取付面の反対側に紫外線が照射されることを防止できるので、上記第２−１から第２−３実施形態による紫外線発光装置２，３，４と同様の効果が得られる。
【０１８９】
上記第１実施形態及び上記第２−１から第２−３実施形態において、発光素子管理回路１１は、発光素子１２１（又は発光素子１３１）の駆動についての信号を外部から受信したり、発光素子１２１（又は発光素子１３１）の発光状態や発光素子管理回路１１の状態を外部に通知するための信号を出力したりする機構を備えていてもよい。
【０１９０】
上記第１実施形態及び上記第２-１から第２−３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。
【０１９１】
上記第１実施形態における発光素子１２１は、セラミックパッケージ１２２に設けられ、上記第２−１から第２−３実施形態及び各変形例における発光素子１３１は、セラミックパッケージ１３２に設けられているが、本発明はこれに限られない。例えば、発光素子１２１，１３１は、セラミック以外の材料で形成されたパッケージに設けられていてもよい。また、発光素子１２１，１３１は、パッケージを有さずに取付基板３１４に直に実装（例えばダイ実装）されていてもよい。
【符号の説明】
【０１９２】
１，２，３，４  紫外線発光装置
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
１２  光源
１４  光検出素子
１５  温度センサ
１６  反射部材
２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７  蛍光ガラス素子
３１  収容部材
３２  電源回路
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
１２１，１３１  発光素子
１２２，１３２  セラミックパッケージ
１２３，１３３  上面
２１１  傾斜面
３１１  本体部
３１２  蓋部
３１３  収容空間
３１４  取付基板
３１４ａ  貫通孔
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３  殺菌モジュール
【図１】
2019009343.tif 000003
【図２】
2019009343.tif 000004
【図３】
2019009343.tif 000005
【図４】
2019009343.tif 000006
【図５】
2019009343.tif 000007
【図６】
2019009343.tif 000008
【図７】
2019009343.tif 000009
【図８】
2019009343.tif 000010
【図９】
2019009343.tif 000011
【図１０】
2019009343.tif 000012
【図１１】
2019009343.tif 000013
【図１２】
2019009343.tif 000014
【国際調査報告】
2019009343.tif 000015
2019009343.tif 000016
2019009343.tif 000017
2019009343.tif 000018