JP2014179188A - 光源装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】波長が異なるエキシマランプの点灯に共用される光源装置において、所望の波長の光を適切な照度で照射できるようにすること。
【解決手段】各ランプ1にICタグ10を取り付け、ICタグ10に該ランプを特定するための情報を記録しておく。また、光源装置の制御部4の記憶部13に、該光源装置で使用可能なランプを特定する情報と、該ランプ1の出射波長と、該出射波長に対応した光センサ15の感度補正値を記憶させておく。装置を起動してランプを点灯させる際、上記ICタグ10の情報と記憶部13に記憶された情報とを照合し、該ランプが使用可能であり、該ランプの出射波長が予め設定された波長であるかを判定する。そして、該ランプが使用可能なランプであり、その出射波長が適切であれば、光センサ感度補正手段4cにより光センサ15の感度を上記感度補正値により補正して、ランプを正常点灯させる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、電子部品、半導体の製造工程における紫外線反応性樹脂材料の硬化工程等に使用される紫外線を放射する光源装置に関する。
電子部品や半導体の製造工程等において紫外線反応性樹脂材料が利用されているが、その紫外線反応性樹脂材料は、樹脂材料によって感度特性が異なる。例えば、ある樹脂材料では感度が波長250nmの光であると、ランプからの紫外線に250nmが含まれる必要があり、また別の樹脂材料では感度が300nmにあると、ランプからの紫外線に波長300nmの光が含まれている必要がある。
そこで、上記製造工程等においてはメタルハライドランプのように、種々の紫外線を出射できるランプが従来から用いられてきた。しかし、この種のランプは樹脂材料の感度以外の波長も含んでいることから、樹脂材料に不所望な光が照射されると、樹脂材料は熱として吸収してしまって、その樹脂材料を含む電子部品や半導体が破損するといった問題があった。
このため、近年では求められる波長域の光だけを放射することができる蛍光エキシマランプが利用されるようになってきている。この蛍光エキシマランプは、発光管内に塗布される蛍光体を変えることによりランプから放射される主波長(ピーク波長、以下では出射波長ともいう)を変えることができることに特徴がある。
このような蛍光エキシマランプとして、例えば特許文献1に開示される蛍光ランプ(ピーク波長230nm)や特許文献2に開示される蛍光ランプ(ピーク波長190nm)などが知られており、発光管内に塗布する蛍光体の種類を変更することで、種々の発光波長が得られる。
このような蛍光エキシマランプは、希ガスが封入されたエキシマランプの発光管内に塗布される蛍光体が異なるだけで、ランプの外形寸法、点灯条件等が同じであり、同一構造の光源装置に取り付けて使用可能である。そこで、これらのランプを共用して使用できる光源装置が望まれている。
図10に、上記エキシマランプを点灯させる光源装置の概略構成を示す。同図はランプの管軸に垂直な面で切った断面図を示しており、同図(a)は1本のランプを搭載するように構成された光源装置の断面図、同図(b)は、複数本のランプを搭載するように構成された光源装置の断面図を示す。
同図(a)(b)に示すように、光源装置は、金属製の筐体101を有する。筐体101の内部には、一本のエキシマランプ100(同図(a))、あるいは管軸が平行となるよう並列して配置された複数本のエキシマランプ100(同図(b))が配置される。
エキシマランプ100は、真空紫外光又は紫外光を透過させる誘電体材料からなる発光管100aを有し、発光管100aの内部にはキセノンを含む放電ガスが封入され、内面には蛍光体100cが塗布されている。また、発光管100aの外部にはメッシュ電極である外部電極100bが設けられている。筐体101の開口部には光透過窓103が設けられ、エキシマランプ100の蛍光体100cから放射される光はメッシュの外部電極100bを通過し光透過窓103から外部に放射される。
また、筐体101の内部には隔壁102が設けられ、隔壁102と筐体101で囲まれた空間内には、各ランプ100に対応させて各ランプからの照射される光の照度を測定するための光センサ15が配置される。発光管100aの蛍光体100cから放射される光は網状の外部電極100bを通過し、隔壁102に設けられた開口104を介して、光センサ15により受光される。
光センサにより測定された各ランプの照度は、後述する光源装置の制御部に送られる。光源装置は、点灯電源を備え、該点灯電源から各ランプを点灯させるための電力を供給するとともに、上記制御部は上記点灯電源を制御して、各ランプの照度が適切になるようにフィードバック制御する。
上記光源装置において、エキシマランプにICタグを取り付け、点灯時、エキシマランプに取り付けられたICタグから情報を読み込んで、積算点灯時間等を管理するようにした光源装置も知られている。
特許文献3,4には、発光管内に発光ガスとしてキセノンガスが封入されたエキシマランプにおいて、このエキシマランプにICタグを設け、このICタグに記録された情報に基づいて、ランプへの給電を制御する光源装置が開示されている。
特開2011−175823号公報 特開2012−048831号公報 特開2010−027944号公報 特開2010−027484号公報
上述したように、点灯条件が等しく出射波長の異なる種々のエキシマランプの点灯に共用される光源装置を用い、この光源装置に必要とされる出射波長の蛍光エキシマランプを取り付けることにより、所望の発光波長の光を得ることができるが、このような光源装置には以下のような問題があることが分かった。
前記したように、発光管内に塗布される蛍光体を変えて出射波長を異ならせた蛍光エキシマランプは、発光管内に塗布される蛍光体が異なるだけで、ランプの外観上は全く同じである。このため、このような蛍光エキシマランプを光源装置に搭載した場合、どの波長のランプが搭載されているのかを外観だけでは判別できず、必要とされる出射波長のランプが搭載されているかを確認することはできなかった。また、当該ランプを点灯させたとしても、目視では必要とされる波長の光が放射されているかを確認することは難しい。
光源装置に必要とされる出射波長のランプが搭載されていないと、紫外線反応性樹脂材料を十分に硬化させることができず、紫外線反応性樹脂材料の硬化が不十分な欠陥のある製品が製造されるという問題が生じる。
特に、複数本のランプを搭載可能な光源装置においては、誤って1本だけ異なった波長の光を放射するランプが搭載されていても気がつかない場合が多く、上記のような欠陥のある製品が製造されるという場合もある。
また、上記光源装置に、異なった出射波長のエキシマランプを搭載して使用してみたところ、本来の照度が得られない場合があることが分かった。
すなわち、この種の光源装置では、前記したように光センサによって各ランプの照度を測定し、その照度が適切になるようにフィードバック制御している。
ところが、この光センサには、例えばシリコンフォトダイオードのような受光部が存在し、その受光部は波長によって感度が異なる。
図11は、光センサの感度の一例を示したものであり、横軸は波長、縦軸は感度(相対値)である。同図に示すように、波長が異なると、光センサの感度は大きく異なる。
このため、光源装置に、例えばピーク波長が230nmの蛍光体を具備する蛍光エキシマランプ(以下、ランプAとする)を設け、そのランプAが適切に点灯できるように設定したときに、例えばピーク波長が190nmの蛍光体を具備する蛍光エキシマランプ(以下、ランプBとする)を設けて点灯させても、このランプBは適切な照度にすることができない。すなわち、ランプAとBは、それぞれ出射波長が異なることから、適切な照度が出力されていても、光センサの感度によって、照度不足と判断されたり、照度過剰と判断されたりすることになる。
つまり、照度計の感度に応じてフィードバック制御が適切にできるように構成された従来の光源装置においては、1種類の出射波長を有するエキシマランプを搭載する場合にはランプの照度を適切な値に制御できるが、同一の光源装置を、異なる出射波長を有する複数種類のエキシマランプに共用して使用する場合には、照度が適切に値に制御されないといった問題が生ずる。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、点灯条件が同じで波長が異なるエキシマランプの点灯に共用される点灯電源を有する光源装置において、所望の波長の光を適切な照度で照射することができ、出射波長が異なるランプや使用できないランプ等を誤って取り付けて点灯させることを防止することができる光源装置を提供することである。
上記課題を達成するため、本発明においては、波長が異なるエキシマランプの点灯に共用される光源装置に使用される各ランプにICタグを取り付け、該ICタグに、少なくとも、該ランプを特定するための情報(例えばランプ型式)を記録しておく。また、光源装置を制御する制御部の記憶部に、該光源装置で使用可能なランプを特定する情報(例えばランプ型式)と、そのランプの出射波長と、該ランプの出射波長に対応したその光源装置で使用されている光センサの感度補正値を記憶させておく。
そして、光源装置を起動してランプを点灯させる際、上記ICタグから該ランプを特定する情報を読み出し、上記記憶部に格納されている光源装置で使用可能なランプを特定する情報と照合することにより、該ランプが使用可能であるかを判定するとともに、該ランプの出射波長が、被照射体を処理する上で必要とされる光の波長であるかを判定する。
そして、該ランプが使用可能なランプであり、かつその出射波長が適切であれば、上記光センサの感度補正値により光源装置の光センサの感度を補正して、ランプを点灯させる。これにより、所望の波長の光を適切な照度で照射することができ、出射波長が異なるランプや使用できないランプ等を誤って取り付けて点灯させることを防止できる。なお、上記光センサの感度補正値は、各ランプに取り付けたICタグに記録しておいてもよい。
すなわち、本発明においては、以下のようにして前記課題を解決する。
(1)ICタグが設けられたエキシマランプへ給電する点灯電源と、前記エキシマランプに設けられたICタグからの情報の読み取りを行うICタグ読み取り手段と、点灯した前記エキシマランプからの照度を測定する光センサと、前記光センサからの出力に基づき前記点灯電源を制御し、前記エキシマランプの照度を制御する制御部とを備え、前記点灯電源が、点灯条件が等しく出射波長が異なるエキシマランプの点灯に共用される光源装置において、前記制御部に、少なくとも当該装置において使用されうるエキシマランプを特定する使用可能ランプ情報と、使用可能な各エキシマランプの出射波長に対応させた前記光センサの感度を補正する感度補正値を記憶し、前記ICタグに、少なくとも該ICタグが設けられたエキシマランプを特定するためのランプ特定情報を記憶する。
前記制御部は、前記光源装置を起動してランプを点灯させる際、前記ICタグ読取手段によってランプに取り付けられたICタグから情報を読み込む。そして、ICタグに記録された前記ランプ特定情報と、前記制御部に予め記憶された前記使用可能ランプ情報とから、該光源装置に取り付けられたランプが、使用可能なランプであって、所望の出射波長の光を放出するエキシマランプであるかを判定する。該エキシマランプが条件を満たしたランプであると判定された場合に、該エキシマランプを正常点灯させ、且つ、該制御部に記憶された当該エキシマランプに対応した前記感度補正値により、前記光センサの感度を補正する。
(2)ICタグが設けられたエキシマランプへ給電する点灯電源と、前記エキシマランプに設けられたICタグからの情報の読み取りを行うICタグ読み取り手段と、点灯した前記エキシマランプからの照度を測定する光センサと、前記光センサからの出力に基づき前記点灯電源を制御し、前記エキシマランプの照度を制御する制御部とを備え、前記点灯電源は、点灯条件が等しく、出射波長が異なるエキシマランプの点灯に共用される光源装置において、前記制御部に、少なくとも当該装置において使用されうるエキシマランプを特定する使用可能ランプ情報を記憶し、前記ICタグに、少なくとも該ICタグが設けられたエキシマランプを特定するためのランプ特定情報と、当該ICタグが取り付けられたエキシマランプの出射波長に対応した前記光センサの感度を補正する感度補正値を記憶する。
前記制御部は、前記光源装置を起動してランプを点灯させる際、前記ICタグ読取手段によってICタグから読み取られた前記ランプ特定情報と、前記制御部に記憶された使用可能ランプ情報とから、該光源装置に取り付けられたエキシマランプが、使用可能なランプであって、所望の出射波長の光を放出するエキシマランプであるかを判定する。該エキシマランプが条件を満たしたランプであると判定された場合に、該エキシマランプを正常点灯させ、且つ、前記ICタグから読み取った感度補正値により、前記光センサの感度を補正する。
(3)前記(1)(2)において、エキシマランプとして、発光管内に希ガスが封入されたキセノンエキシマランプ、又は、発光管内に希ガスが封入されるとともに、前記希ガスからの光によって励起される蛍光体を備えた蛍光エキシマランプを用いる。
(4)前記(1)(2)(3)において、ICタグが設けられたエキシマランプへ給電する点灯電源と、前記エキシマランプに設けられたICタグからの情報の読み取りを行うICタグ読み取り手段と、点灯した前記エキシマランプからの照度を測定する光センサとを複数組設ける。
前記制御部は、前記各組の前記光センサからの出力に基づき前記各組の点灯電源を制御し、前記各エキシマランプの照度を制御し、前記制御部は、光源装置の各組に前記エキシマランプが取り付けられた際、各エキシマランプに取り付けられたICタグから読み取られたランプ特定情報に基づき、各エキシマランプの出射波長が一致しているか否かを判定し、出射波長が一致している場合、各エキシマランプを正常点灯させる。
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
(1)光源装置を起動してランプを点灯させる際、該ランプに取り付けられたICタグに記録されたランプ特定情報と、制御部に予め記憶された前記使用可能ランプ情報とから、該光源装置に取り付けられたランプが使用可能なランプであって、所望の出射波長の光を放出するエキシマランプであるかを判定し、適切なランプが取り付けられている場合にのみランプを正常点灯させるようにしているので、該光源装置では使用できない点灯条件の異なるランプを誤って取り付けても、該ランプを破損させたり光源装置を破損させることがない。また、ランプの出射波長が適切であるかを判定しているので、所望の出射波長とは異なる出射波長の光を放出するランプが光源装置に取り付けられ、紫外線反応性樹脂材料の硬化が不十分な欠陥のある製品が製造されるという問題を防ぐことができる。
(2)ランプの出射波長に応じて、光センサの感度を補正しているので、光センサの感度が波長によって異なっていても、所望の波長の光を適切な照度で照射することができ、被照射物に照射される光が照度不足になったり、照度過剰となるのを防ぐことができる。
本発明の実施例の光源装置のシステム構成を示す図である 本発明の第1の実施例の光源装置の機能ブロック図である。 第1の実施例において記憶部に格納されるデータ例を示す図である。 光センサの感度補正を説明する図である。 第1の実施例における制御部の動作を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施例の光源装置の機能ブロック図である。 第2の実施例において記憶部に格納されるデータ例を示す図である。 第2の実施例における制御部の動作を示すフローチャートである。 本発明の第3の実施例の光源装置の機能ブロック図である。 エキシマランプを点灯させる光源装置の概略構成を示す図である。 光センサの感度の一例を示す図である。
図1は本発明の実施例の光源装置のシステム構成を示す図である。
同図に示すように、本発明の光源装置は、記録情報を非接触で入力することのできるICタグ10を備える光源(以下ランプという)1と、高周波高電圧をランプ1に供給するための点灯電源2と、点灯電源2の出力側に設けられたトランス3と、ランプ1の点灯を制御する制御部4と、入力・表示部5を備える。
制御部4は、ランプ1から出射される真空紫外光等の光を検知して照度信号を出力する検知手段である光センサ15と、当該光センサ15の照度データ等に基づいてランプ1の点灯を制御する演算処理部(CPU)11と、記憶部13と、ICタグ10との間でデータの送受信を行うためのアンテナ14と、ICタグ10との間のデータの送受信を制御するICタグR/W部12と、A/D変換器16a,16b、D/A変換器17から構成される。A/D変換器16a,16bは、光センサ15からの信号および点灯光源2からの信号をデジタル信号に変換しCPU11に送出し、D/A変換器17はCPU11からのデジタル信号をアナログ信号に変換し、点灯電源2に送出する。
なお、上記では、ICタグデータの読み取り、書き込みが可能なICタグR/W部を用いる場合を示したが、ICタグデータの読み取りのみを行う、「ICタグ読み取り手段」を用いてもよい。
上記記憶部13には、プログラムやデータが記憶されるとともに、ランプ1のICタグから読み込まれたICタグデータや、ランプの出射波長に関するデータ等が記憶される。
ICタグ10は、各ランプ毎に設けられており、各エキシマランプを特定する情報が記憶される。なお、後述するようにICタグ10に当該ランプの出射波長に対応した光センサの感度補正値等を記録させるようにしてもよい。
上記光源(ランプ)1は、前記発光管の内面に蛍光体が塗布され、キセノンガスなどの
放電ガスが封入されたエキシマランプである。
前記したように、本発明の光源装置は、点灯条件が等しく主波長(出射波長)の異なる種々のエキシマランプの点灯に共用される光源装置であり、出射波長が異なるランプであって、点灯条件が同一のランプが使用される。
なお、同一の光源装置により、異なる波長のランプを点灯させるためには、各ランプの発光管内には同一の発光ガス(例えばキセノンガス)が封入されていることが好ましい。発光ガスが共通である限り、蛍光体の種類が変わっても、ランプに印加する電圧や周波数は同じでよい。しかし、ランプAの発光ガスがキセノンガスで、ランプBの発光ガスがクリプトンと塩素の混合ガスのように発光ガスが異なると、ランプに印加する電圧や周波数を変える必要が有り、共通の電源を使うことができない場合がある。したがって、各ランプの発光ガスは同一であることが望ましい。
制御部4のCPU11は、後述するように、点灯電源2に指令を送りランプ1に供給する電力を制御するとともに、入力部5から与えられる目標照度や光センサ15により検知された照度データに基づいて、ランプ1から出射される真空紫外光の照度が目標となる照度に一致するように制御する。その際、記憶部に記憶された光センサの感度補正値あるいはICタグから読み込まれた感度補正値に基づき、光センサ15から出力される照度データを補正する。
入力・表示部5は、例えば液晶表示画面などを有するタッチパネル式等であり、光源装置のユーザが、被処理体毎に必要とされる真空紫外光の照度に係る目標照度や出射波長データ等の入力、あるいはCPU11からの出力を表示するために使用される。
図2は本発明の第1の実施例の光源装置の機能ブロック図、図3は本実施例において記憶部に格納されるデータの例を示す図であり、図2は、制御部4の内部の構成をCPU11で実行される処理により実現される機能ブロック図として示したものである。
図2において、ランプ1に設けられたICタグ10には、本実施例においては、該ICタグが設けられたランプ1を特定する情報(例えばランプの型式等、図3(b)参照)が格納される。
光源装置にランプ1が搭載され、光源装置が起動されるとき、該ICタグに記録されたデータが、ICタグデータ13bとしてアンテナ14、ICタグR/W部12を介して読みまれ、記憶部13に記憶される。
また、予め、入力・表示部5から、適合ランプ情報13a、目標照度13d、設定波長13c等の装置の運転に必要な情報が入力され、記憶部13に記憶される。
設定波長13cは、当該光源装置から出射させる光の波長を設定する情報であり、例えば当該光源装置が紫外線反応性樹脂の硬化に使用される場合、該樹脂材料を硬化させるに必要な光の波長が250nmの場合、「設定波長13c」として、250nmが設定される。
目標照度13dは、照度をフィードバック制御する際の目標値であり、光センサにより測定される照度が目標照度13dになるように制御される。なお、目標照度13dをICタグ10に記録しておき、ICタグデータ13bを読み込んだ時、この目標照度13dを記憶部13に記憶させるようにしてもよい。
図3(a)は本実施例における適合ランプ情報13aの一例を示す図であり、適合ランプ情報13aとしては、例えば、当該光源装置に適用できるランプの型式、該型式のランプから出射する光の主波長(出射波長)、光センサの感度補正値が登録される。
ここで、光センサの感度補正について図4により説明する。ここでは、型式Dのランプ(ランプD)と型式Aのランプ(ランプA)の感度補正について説明する。
ランプD、ランプAから共に100mW/cmの光が放射されたとする。それぞれのランプから出射する光の波長に対する光センサ15の感度が異なり、ランプDから出射する光の波長に対する光センサの感度は1.00であり、ランプAから出射する光の波長に対する光センサの感度は0.57である。
したがって、同図に示すように、光センサ15から出る光電流値IはランプDについては100mA、ランプAについては57mAとなる。
このまま点灯制御手段4aに信号が送られると、ランプAの光出力が100であるはずなのに57であると判断され、正常点灯しているにも関わらず光出力不足となる。
そこで、同図に示すように、光センサ感度補正手段4cにおいて、ランプDから光センサ出力Iに感度補正値1を乗じ、また、ランプAからの光センサ出力Iに感度補正値1.75(1/[光センサの感度0.57])を乗ずる。これにより、ランプA,ランプDともに、点灯制御手段4aに送出される光センサによる測定結果は100となり、ランプA,ランプDとも正常点灯していると判断することができる。
図2において、装置が起動されると、ICタグR/W部12は、光源装置に搭載されているランプ1のICタグ10からICタグデータ13bを読み取り、記憶部13に格納する。
ランプ波長判定手段4bは、記憶部13に記憶されている、当該光源装置に搭載されたランプの情報であるランプ特定情報(ランプの型式)を読み出す。
そして、記憶部13に記憶された適合ランプ情報13aに、上記ランプの型式が適合ランプとして登録されているかを判定する。ICタグ10に記録されたランプ型式が、上記適合ランプ情報13aの適合ランプ型式に含まれていないか、あるいは、ランプ1にICタグが取り付けられておらず、ICタグ10からランプ特定情報を読み込めない場合には、入力・表示部5に例えば「ランプ使用不可」等の警報信号を出力する。
また、ICタグ10に記録されたランプ型式が、上記適合ランプ情報13aの適合ランプ型式に含まれている場合には、適合ランプ情報13aから、ICタグ10に記録されたランプ型式に対応した出射波長を読み出し、この出射波長と記憶部13に登録されている設定波長13cと比較し、一致しているかを判別する。
適合ランプ情報13aから読み出した出射波長が設定波長13cと一致しない場合には、上記と同様に入力・表示部5に例えば「ランプ使用不可」等の警報信号を出力するとともに、適合ランプ情報13aから読み出した出射波長を、入力・表示部5に送出し、この出射波長を表示させる。
適合ランプ情報13aから読み出した出射波長が設定波長13cと一致する場合には、入力・表示部5に例えば「ランプ使用可」と表示するとともに、適合ランプ情報13aから読み出した出射波長を表示させる。そして、上記適合ランプ情報13aから、ICタグ10に記録されたランプ型式に対応した感度補正値を読み出し、光センサ感度補正手段4cにこの感度補正値を設定する。
例えば、ランプA(例えばピーク波長230nm)が光源装置に取り付けている場合、
ICタグからICタグデータ13b読み込み、制御部4は、この型式のランプが記憶部13の適合ランプ情報13aに登録されているかを調べる。
適合ランプ情報13aに、ランプ型式Aが登録されており、このランプの出射波長230nmが設定波長13cであれば、このランプの出射波長230nmを入力・表示部5に表示させるとともに、例えば「ランプ使用可」と表示する。そして、上記適合ランプ情報13aから、ICタグ10に記録されたランプ型式Aに対応した感度補正値0.57を読み出し、光センサ感度補正手段4cにこの感度補正値を設定する。
以上により、光源装置に適合した使用可能なランプが搭載されていると判定されると、制御部4の点灯制御手段4aは、点灯動作を開始する。
点灯制御手段4aは、記憶部13に記憶された目標照度13dを読み出す。そして、該目標照度13dを得るために、ランプ1に供給される電力が上記目標照度になるように点灯電源2を制御する。
すなわち、ランプ1に印加される電圧とランプ電流が検出され、A/D変換器16a(図1参照)によりデジタル信号に変換され、制御部4の点灯制御手段4aへ送られる。点灯制御手段4aは、上記電圧、電流からランプに供給される電力を算出し、算出した電力と前記目標電力を比較する。そして、上記算出された電力が目標電力に一致するようなランプ電圧と周波数を演算する。このランプ電圧と周波数は、電圧指令、周波数指令として点灯電源2に送出される。
点灯電源2は、この電圧指令、周波数指令に応じてランプ1の駆動電圧、周波数を制御する。これにより、ランプ1に供給される電力が上記目標電力に一致するように制御され、ランプ1は目標電力に応じた照度で点灯する。
ここで、エキシマランプは、同じ電力を供給しても出射される光の照度が時間の経過とともに低下する。したがって、点灯初期には、ランプ1に目標電力データに応じた電力を供給することで、ランプ1は目標照度に一致した照度で点灯するが、点灯時間が経過するに応じて、ランプ1の照度は低下する。
制御部4の点灯制御手段4aは、上記ランプ1の照度の低下が補正されるように、上記目標電力を補正する。
すなわち、光センサ15により測定されA/D変換器16b(図1参照)でデジタル信号に変換されたランプ1の照度信号を制御部4が読み込み、この照度信号を光センサ感度補正手段4cに送る。光センサ感度補正手段4cは、上記照度信号を、前述した出射波長に対応した感度補正値で補正して、補正された光センサ出力を点灯制御手段4aに送出する。
点灯制御手段4aは、上記補正された照度データを取得し、測定された照度が目標照度13dより低下していると、目標照度になるように周波数を演算し点灯電源2に送出する。点灯電源2はこの周波数によりランプ1を点灯させる。
このように、ランプ1の目標照度になるようにランプ1を点灯させ、ランプ1の照度が低下する毎に、ランプ1に供給する電力を増やす。これにより、ランプ1の照度をほぼ一定に保つことができる。
次に、ランプAの点灯の終了の後に、光源装置のランプを、ランプAからランプB(例えばピーク波長290nm)に交換すると、制御部4は、ランプBの始動時において、そのランプBに設けられたICタグから前記したようにランプ型式情報を読み出し、上述したように、このランプが使用可能な適合ランプであるかを調べ、使用可能なランプでなければ、エラー表示を行い、使用可能なランプであれば、ランプを正常点灯させる。
次に、本実施例の光源装置の動作について、図5のフローチャートにより説明する。
装置が起動すると(ステップS1)、ICタグR/W部12により、ICタグに記録されたICタグデータ13bであるランプ型式情報を読み込み、記憶部13に記憶させる(ステップS2)。ついで、記憶部13に記憶されたICタグデータ13b及び適合ランプ情報13aを取得し、ICタグに記録されたランプ型式が適合ランプ情報13aとして登録されているかを調べる(ステップS3,S4)。
ICタグに記録されたランプ型式が、記憶部13の適合ランプ情報13aに登録されている場合には、該光源装置に搭載されているランプが適合ランプであるとしてステップS5に行く。また、記憶部13の適合ランプ情報13aに登録されていない場合には、ステップS14に行き、入力・表示部5に「ランプ使用不可」等のエラー情報を出力し、処理を終了する。
また、光源装置に搭載されているランプが適合ランプであると判定された場合には、記憶部13に記憶された適合ランプ情報13aから該型式のランプの出射波長を読み出し、記憶部13に予め記憶されている設定波長13cと比較し、出射波長が設定波長13cであるか、すなわち、光源装置に搭載されているランプの出射波長が適合しているかを調べる(ステップS5)。ランプの出射波長が設定波長13cでない場合には、ステップ14に行き前記したようにエラー表示をして、処理を終了する。
ランプの出射波長が設定波長13cである場合には、入力・表示部5に該ランプの出射波長を表示するとともに「ランプ使用可」であることを表示する(ステップS6)。
次いで、記憶部13の適合ランプ情報13aから、光源装置に搭載されているランプの出射波長に対応した光センサ感度補正値を読み出し、光センサ感度補正手段4cに感度補正値をセットする(ステップS7)。
次に、点灯信号をONにして、ランプを正常点灯させ、ランプの目標照度になるように電力を制御する(ステップS8,S9)。
次いで、光センサ15により測定され、光センサ感度補正手段4cにより補正されたランプの照度を取得し、目標照度13dと比較して照度が低下したかを調べる(ステップS10)。ランプ照度が目標照度13dよりある程度以上低下すると、ステップS12に行き、ランプ照度が目標照度13dとなる電力を補正し、ステップS9にもどる。
また、ランプ照度が低下していない場合には、ステップS11に行き、ランプ消灯信号が入力されているかを調べ、ランプ消灯信号が入力されていなければ、ステップS9戻る。ランプ消灯信号が入力されると、消灯動作を行い(ステップS13)、処理を終了する。
図6は本発明の第2の実施例の光源装置の機能ブロック図、図7は記憶部に格納されるデータの例を示す図であり、図6は、本実施例における制御部4の内部の構成を、CPU11で実行される処理により実現される機能ブロック図として示したものである。
図6において、ランプ1に設けられたICタグ10には本実施例においては、該ICタグが設けられたランプ1を特定する情報(例えばランプの型式等)と、該ランプ1が出射する光の波長に対応した光センサの感度補正値(図7(b)参照)が格納され、光源装置にランプ1が搭載され、光源装置が起動されるとき、該ICタグに記録されたICタグデータ13bが、前記したように読み込まれ、記憶部13に記憶される。
また、予め、入力・表示部5から、適合ランプ情報13a、目標照度13d、設定波長13c等の装置の運転に必要な情報が入力され、記憶部13に記憶される。
図7(b)は本実施例における適合ランプ情報13aの一例を示す図であり、適合ランプ情報13aとしては、例えば、当該光源装置に適用できるランプの型式、該型式のランプから出射する光の主波長(出射波長)が登録される。
図6において、装置が起動されると、ICタグR/W部12は、光源装置に搭載されているランプ1のICタグ10から、当該ICタグが取り付けられたランプの型式情報と、感度補正値を読み取り、記憶部13に格納する。
ランプ波長判定手段4bは、記憶部13に記憶されている、上記ランプ特定情報(ランプの型式)を読み出し、記憶部13に記憶された適合ランプ情報13aに、上記ランプの型式が適合ランプとして登録されているかを判定する。ICタグ10に記録されたランプ型式が、上記適合ランプ情報13aの適合ランプ型式に含まれていないか、あるいは、ランプ1にICタグが取り付けられておらず、ICタグ10からランプ特定情報を読み込めない場合には、入力・表示部5に例えば「ランプ使用不可」等の警報信号を出力する。
また、ICタグ10に記録されたランプ型式が、上記適合ランプ情報13aの適合ランプ型式に含まれている場合には、適合ランプ情報13aから、ICタグ10に記録されたランプ型式に対応した出射波長を読み出し、この出射波長と記憶部13に登録されている設定波長13cと比較し、一致しているかを判別する。
適合ランプ情報13aから読み出した出射波長が設定波長13cと一致しない場合には、上記と同様に入力・表示部5に例えば「ランプ使用不可」等の警報信号を出力するとともに、適合ランプ情報から読み出した出射波長を、入力・表示部5に送出し、この出射波長を表示させる。
適合ランプ情報13aから読み出した出射波長が設定波長13cと一致する場合には、入力・表示部5に例えば「ランプ使用可」と表示するとともに、適合ランプ情報13aから読み出した出射波長を表示させる。そしてICタグ10から読みだされ記憶部13に格納された感度補正値を読み出し、光センサ感度補正手段4cにこの感度補正値を設定する。
以上により、光源装置に適合した使用可能なランプが搭載されていると判定されると、制御部4の点灯制御手段4aは、点灯動作を開始する。
以下の動作は、前記図2で説明したのと同様であり、点灯制御手段4aは、ランプ1の目標照度になるように電力を増加させるように点灯電源2を制御し、ランプ1は目標照度で点灯する。
一方、光センサ15により測定されたランプ1の照度信号は制御部4の光センサ感度補正手段4cに送られ、前述したようにランプ1の出射波長に対応した感度補正値で補正され、補正された光センサ出力が点灯制御手段4aに送出される。
そして、ランプ1から出射される光の照度が時間の経過とともに低下すると、点灯制御手段4aは、上記ランプ1の照度の低下が補正されるように、電力を補正する。
このように、ランプ1の目標照度になるようにランプ1を点灯させ、ランプ1の照度が低下する毎に、ランプ1に供給する電力を増やす。これにより、ランプ1の照度をほぼ一定に保つことができる。
次に、本実施例の光源装置の動作について図8のフローチャートにより説明する。
装置が起動すると(ステップS1)、ICタグR/W部12により、ICタグに記録されたICタグデータ13bであるランプ型式情報、感度補正値を読み込み、記憶部13に記憶させる(ステップS2)。ついで、記憶部13に記憶されたICタグデータ13b及び適合ランプ情報13aを取得し、ICタグに記録されたランプ型式が適合ランプ情報13aとして登録されているかを調べる(ステップS3,S4)。
ICタグに記録されたランプ型式が、記憶部13の適合ランプ情報13aに登録されている場合には、該光源装置に搭載されているランプが適合ランプであるとしてステップS5に行く。また、記憶部13の適合ランプ情報13aに登録されていない場合には、ステップS14に行き、入力・表示部5に「ランプ使用不可」等のエラー情報を出力し、処理を終了する。
また、光源装置に搭載されているランプが適合ランプであると判定された場合には、記憶部13に記憶された適合ランプ情報13aから該型式のランプの出射波長を読み出し、記憶部13に予め記憶されている設定波長13cと比較し、出射波長が設定波長13cであるか、すなわち、光源装置に搭載されているランプの出射波長が適合しているかを調べる(ステップS5)。ランプの出射波長が設定波長13cでない場合には、ステップ14に行き前記したようにエラー表示をして、処理を終了する。
ランプの出射波長が設定波長13cである場合には、入力・表示部5に該ランプの出射波長を表示するとともに「ランプ使用可」であることを表示する(ステップS6)。
次いで、ICタグ10から読みだされ記憶部13に記憶された、光源装置に搭載されているランプの出射波長に対応した光センサ感度補正値を読み出し、光センサ感度補正手段4cに感度補正値をセットする(ステップS7)。
以下、前記図4で説明したフローチャートにおける処理と同じであり、前記したように点灯信号をONにして、ランプを正常点灯させ、ランプの目標照度になるように電力を制御する(ステップS8,S9)。
次いで、光センサ感度補正手段4cにより補正されたランプの照度を取得し、目標照度13dと比較して照度が低下したかを調べ(ステップS10)、ランプ照度が目標照度13dよりある程度以上低下すると、ステップS12に行き、ランプ照度が目標照度13dとなる電力を補正し、ステップS9にもどる。
また、ランプ照度が低下していない場合には、ランプ消灯信号が入力されているかを調べ(ステップS11)、ランプ消灯信号が入力されていなければ、ステップS9戻り、ランプ消灯信号が入力されると、消灯動作を行い(ステップS13)、処理を終了する。
以上では、一本のランプが搭載される光源装置について説明したが、本発明は、複数本のランプが搭載される光源装置に適用することができる。
図9は、本発明の第3の実施例の光源装置の機能ブロック図であり、制御部4の内部の構成はCPUで実行される処理により実現される機能をブロック図として示したものである。
図9において、本実施例の光源装置には複数本のランプ1A,1B,…,1Nが搭載され、各ランプ1A,1B,…,1NにはそれぞれICタグ10A,10B,…,10Nが取り付けられている。
また、各ランプに対応させて、光センサ15A〜15N、アンテナ14A〜14N、ICタグR/W部12A〜12N、点灯電源2A〜2Nが設けられる。また、制御部4には、各点灯電源に対応させて点灯制御手段41A〜41Nが設けられ、各光センサ15A〜15Nに対応させて感度補正手段43A〜43Nが設けられている。
ランプ1A,1B,…,1Nに設けられたICタグ10A,10B,…,10Nには、本実施例においては、該ICタグが設けられたランプ1を特定する情報(例えばランプの型式)が格納される。
光源装置にランプ1A,1B,…,1Nが搭載され、光源装置が起動されるとき、各ランプのICタグ10A,10B,…,10Nに記録されたICタグデータ13bが、アンテナ14A〜14N、ICタグR/W部12A〜12Nを介して読みまれ、記憶部13に記憶される。
また、予め、入力・表示部5から、適合ランプ情報13a、目標照度13d、設定波長13c等の装置の運転に必要な情報が入力され、記憶部13に記憶される。
設定波長13cは、前記したように当該光源装置から出射させる光の波長を設定する情報であり、目標照度13dは、照度をフィードバック制御する際の目標値である。
本実施例における適合ランプ情報13aは、前記図2(b)に示したものと同様であり、例えば、当該光源装置に適用できるランプの型式、該型式のランプから出射する光の主波長(出射波長)、光センサの感度補正値が登録される。
図9において、装置が起動されると、ICタグR/W部12A〜12Nは、光源装置に搭載されているランプ1のICタグ10A〜10NからICタグデータ13bを読み取り、記憶部13に格納する。
ランプ波長判定手段42は、記憶部13に記憶されている、当該光源装置に搭載されたランプの情報であるランプ特定情報(ランプの型式)を読み出す。
そして、記憶部13に記憶された適合ランプ情報13aに、上記ICタグ10A〜10Nから読み込まれたランプの型式が適合ランプとして登録されているかを判定する。ICタグ10に記録されたランプ型式が、上記適合ランプ情報13aの適合ランプ型式に含まれていないか、あるいは、ランプ1にICタグが取り付けられておらず、ICタグ10からランプ特定情報を読み込めない場合には、入力・表示部5に、該不適合なランプが第何番目のランプであるかを特定して、入力・表示部5に、例えば「第m番目のランプ使用不可」等の警報信号を出力する。
また、ICタグ10A〜10Nに記録されたランプ型式が、上記適合ランプ情報13aの適合ランプ型式に含まれている場合には、適合ランプ情報13aから、ICタグ10A〜10Nに記録されたランプ型式に対応した出射波長を読み出し、この出射波長と記憶部13に登録されている設定波長13cと比較し、一致しているかを判別する。
適合ランプ情報13aから読み出した出射波長が設定波長13cと一致しない場合には、上記と同様に入力・表示部5に例えば「第m番目のランプ使用不可」等の警報信号を出力するとともに、適合ランプ情報13aから読み出した出射波長を、入力・表示部5に送出し、この出射波長を表示させる。
適合ランプ情報13aから読み出した出射波長が設定波長13cと一致する場合には、入力・表示部5に例えば「ランプ使用可」と表示するとともに、適合ランプ情報13aから読み出した出射波長を表示させる。そして、上記適合ランプ情報13aから、ICタグ10A〜10Nに記録されたランプ型式に対応した感度補正値を読み出し、光センサ感度補正手段43A〜43Nにこの感度補正値を設定する。
以上により、光源装置に適切なランプが搭載されていると判定されると、制御部4の点灯制御手段41A〜41Nは、点灯動作を開始する。
各点灯制御手段41A〜41Nの動作は、前記第1、第2の実施例で説明したのと同様であり、各点灯制御手段41A〜41Nは、ランプ1A〜1Nが目標照度になるように、電力を増加させるように点灯電源2を制御し、ランプ1A〜1Nは目標照度で点灯する。
一方、光センサ15A〜15Nにより測定されたランプ1A〜1Nの照度信号は制御部4の光センサ感度補正手段43A〜43Nに送られ、前述したようにランプ1A〜1Nの出射波長に対応した感度補正値で補正され、補正された光センサ出力が点灯制御手段41A〜41Nに送出される。
そして、ランプ1A〜1Nから出射される光の照度が時間の経過とともに低下すると、点灯制御手段41A〜41Nは、上記ランプ1A〜1Nの照度の低下が補正されるように、電力を補正する。
このように、ランプ1A〜1Nの目標照度になるようにランプ1A〜1Nを点灯させ、ランプ1A〜1Nの照度が低下する毎に、ランプ1A〜1Nに供給する電力を増やす。これにより、ランプ1A〜1Nの照度をほぼ一定に保つことができる。
1,1A〜1N ランプ(エキシマランプ)
10,10A〜10N ICタグ
2,2A〜2N 点灯電源
3 トランス
4 制御部
5 入力・表示部
4a,41A〜41N 点灯制御手段
4b,42A〜42N ランプ波長判定手段
4c,43A〜43N 光センサ感度補正手段
10 光源装置
11 CPU
12 ICタグR/W部
13 記憶部
13a 適合ランプ情報
13b ICタグデータ
13c 設定波長
13d 目標照度
14 アンテナ
15 光センサ
16a,16b A/D変換器
17 D/A変換器

Claims (4)

  1. ICタグが設けられたエキシマランプへ給電する点灯電源と、
    前記エキシマランプに設けられたICタグからの情報の読み取りを行うICタグ読み取り手段と、
    点灯した前記エキシマランプからの照度を測定する光センサと、
    前記光センサからの出力に基づき前記点灯電源を制御し、前記エキシマランプの照度を制御する制御部と、を備えた光源装置において、
    前記点灯電源は、点灯条件が等しく、出射波長が異なるエキシマランプの点灯に共用されるものであって、
    前記制御部には、少なくとも当該装置において使用されうるエキシマランプを特定する使用可能ランプ情報と、使用可能な各エキシマランプの出射波長に対応させた前記光センサの感度を補正する感度補正値が記憶され、前記ICタグには、少なくとも該ICタグが設けられたエキシマランプを特定するためのランプ特定情報が記憶され、
    前記制御部は、前記光源装置を起動してエキシマランプを点灯させる際、前記ICタグ読取手段によってICタグから読み取られた前記ランプ特定情報と、前記制御部に記憶された使用可能ランプ情報とから、該光源装置に取り付けられたエキシマランプが、使用可能なランプであって、所望の出射波長の光を放出するエキシマランプであるかを判定し、該エキシマランプが条件を満たしたランプであると判定された場合に、該エキシマランプを正常点灯させ、且つ、該制御部に記憶された当該エキシマランプに対応した前記感度補正値により、前記光センサの感度を補正する
    ことを特徴とする光源装置。
  2. ICタグが設けられたエキシマランプへ給電する点灯電源と、
    前記エキシマランプに設けられたICタグからの情報の読み取りを行うICタグ読み取り手段と、
    点灯した前記エキシマランプからの照度を測定する光センサと、
    前記光センサからの出力に基づき前記点灯電源を制御し、前記エキシマランプの照度を制御する制御部と、を備えた光源装置において、
    前記点灯電源は、点灯条件が等しく、出射波長が異なるエキシマランプの点灯に共用されるものであって、
    前記制御部には、少なくとも当該装置において使用されうるエキシマランプを特定する使用可能ランプ情報が記憶され、前記ICタグには、少なくとも該ICタグが設けられたエキシマランプを特定するためのランプ特定情報と、当該ICタグが取り付けられたエキシマランプの出射波長に対応した前記光センサの感度を補正する感度補正値が記憶され、
    前記制御部は、前記光源装置を起動してエキシマランプを点灯させる際、前記ICタグ読取手段によってICタグから読み取られた前記ランプ特定情報と、前記制御部に記憶された使用可能ランプ情報とから、該光源装置に取り付けられたエキシマランプが、使用可能なランプであって、所望の出射波長の光を放出するエキシマランプであるかを判定し、該エキシマランプが条件を満たしたランプであると判定された場合に、該エキシマランプを正常点灯させ、且つ、前記ICタグから読み取った感度補正値により、前記光センサの感度を補正する
    ことを特徴とする光源装置。
  3. 前記エキシマランプは、発光管内に希ガスが封入されたキセノンエキシマランプ、又は、発光管内に希ガスが封入されるとともに、前記希ガスからの光によって励起される蛍光体を備えた蛍光エキシマランプである
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光源装置。
  4. ICタグが設けられたエキシマランプへ給電する点灯電源と、前記エキシマランプに設けられたICタグからの情報の読み取りを行うICタグ読み取り手段と、点灯した前記エキシマランプからの照度を測定する光センサとを複数組備え、
    前記制御部は、前記各組の前記光センサからの出力に基づき前記各組の点灯電源を制御し、前記各エキシマランプの照度を制御し、
    前記制御部は、光源装置の各組に前記エキシマランプが取り付けられた際、各エキシマランプに取り付けられたICタグから読み取られたランプ特定情報に基づき、各エキシマランプの出射波長が一致しているか否かを判定し、出射波長が一致している場合、各エキシマランプを正常点灯させる
    ことを特徴とする請求項1,2または請求項3に記載の光源装置。


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