擬似太陽光照射装置
【課題】被照射面での擬似太陽光のスペクトル分布のずれを抑制する。
【解決手段】擬似太陽光照射装置１は、光源２２、２３を収容し、光源２２、２３の光をスペクトル調整して擬似太陽光を得る光学フィルタ２６Ａ、２７Ａを放射面に設けた擬似太陽光照射ボックス６を有し、擬似太陽光照射ボックス６の放射面に対向させて被照射体１０の被照射面１０Ａを配置した擬似太陽光照射装置１において、擬似太陽光照射ボックス６の放射面には、複数の光学フィルタ２６Ａ、２７Ａを、それぞれが被照射面１０Ａ上の領域に擬似太陽光を照射するように設け、光学フィルタ２６Ａ、２７Ａのそれぞれを、光源２２、２３から光学フィルタ２６Ａ、２７Ａに垂直入射した光の透過光Ｄが照射対象とする領域の略中央を照射するように設けた構成とする。
【解決手段】擬似太陽光照射装置１は、光源２２、２３を収容し、光源２２、２３の光をスペクトル調整して擬似太陽光を得る光学フィルタ２６Ａ、２７Ａを放射面に設けた擬似太陽光照射ボックス６を有し、擬似太陽光照射ボックス６の放射面に対向させて被照射体１０の被照射面１０Ａを配置した擬似太陽光照射装置１において、擬似太陽光照射ボックス６の放射面には、複数の光学フィルタ２６Ａ、２７Ａを、それぞれが被照射面１０Ａ上の領域に擬似太陽光を照射するように設け、光学フィルタ２６Ａ、２７Ａのそれぞれを、光源２２、２３から光学フィルタ２６Ａ、２７Ａに垂直入射した光の透過光Ｄが照射対象とする領域の略中央を照射するように設けた構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、擬似太陽光を照射する擬似太陽光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池の光電変換特性などの、各種太陽エネルギ利用機器の性能測定及び加速劣化試験のために、自然太陽光のスペクトル分布を再現した擬似太陽光を、被照射体に照射する擬似太陽光照射装置が知られている。
この種の擬似太陽光照射装置においては、キセノンランプ等の光源を箱体の中に設置し、多層蒸着膜が形成されたスペクトル調整用の透過型の光学フィルタを箱体の放射面に設け、光源の光を該光学フィルタに通すことで放射面から擬似太陽光を放射する照射ボックスが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２９６３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の構成では、光学フィルタに光が斜入射するため、被照射面に照射される擬似太陽光のスペクトル分布が自然太陽光のスペクトル分布からずれる、という問題がある。
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、被照射面での擬似太陽光のスペクトル分布のずれを抑制する擬似太陽光照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の擬似太陽光照射装置は、光源を収容し、前記光源の光をスペクトル調整して擬似太陽光を得る光学フィルタを放射面に設けた擬似太陽光照射ボックスを有し、前記擬似太陽光照射ボックスの放射面に対向させて被照射体の被照射面を配置した擬似太陽光照射装置において、前記擬似太陽光照射ボックスの放射面には、複数の前記光学フィルタを、それぞれが前記被照射面上の領域に前記擬似太陽光を照射するように設け、前記光学フィルタのそれぞれを、前記光源から前記光学フィルタに垂直入射した光の透過光が照射対象とする領域の略中央を照射するように設けたことを特徴とする。
【０００６】
また本発明は、上記の擬似太陽光照射装置において、前記擬似太陽光照射ボックスの上面及び下面の各々に前記放射面を形成し、各放射面に前記光学フィルタを設け、前記擬似太陽光照射ボックスの上面の放射面に対向させて前記被照射体の被照射面を配置し、前記下面の放射面に対向させて反射面を配置し、前記被照射体の被照射面に、前記上面の放射面から放射される直接光、及び前記反射面で反射された反射光を照射する構成とし、前記擬似太陽光照射ボックスの上面の放射面には、複数の前記光学フィルタを、それぞれが前記被照射面上の領域に前記擬似太陽光を照射するように設け、前記下面の放射面には、複数の前記光学フィルタを、それぞれが前記反射面上の領域に前記擬似太陽光を照射するように設け、前記上面及び下面の光学フィルタのそれぞれを、前記光源から前記光学フィルタに垂直入射した光の透過光が照射対象とする領域の略中央を照射するように設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、各領域において、その中央部と縁部との間でのスペクトル分布のずれが抑制され、被照射面全体を略同じスペクトル分布の光で照射することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る擬似太陽光照射装置の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図２】擬似太陽光照射装置の右半分を示す平面図である。
【図３】擬似太陽光照射装置を示す横断面図である。
【図４】擬似太陽光照射ボックスの構成を示す図である。
【図５】擬似太陽光照射装置の左半分を示す縦断面図である。
【図６】擬似太陽光照射ボックスに吸収部材を配置しない場合の被照射面のスペクトル分布を示す図である。
【図７】擬似太陽光照射ボックスに吸収部材を配置した場合の被照射面のスペクトル分布を示す図である。
【図８】擬似太陽光照射ボックスの上下の放射面にＩＲカットフィルタを一枚ずつ配置した場合の被照射面のスペクトル分布を示す図である。
【図９】擬似太陽光照射ボックスに、被照射面の領域ごとにＩＲカットフィルタを、このＩＲカットフィルタに垂直入射する光の透過光が照射対象とする領域の略中央をそれぞれ照射するように設けた場合の被照射面のスペクトル分布を示す図である。
【図１０】擬似太陽光照射ボックスの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態における擬似太陽光照射装置の構成を模式的に示す縦断面図である。なお、図１中Ｗは幅方向を、Ｈは高さ方向を示している。
擬似太陽光照射装置１は、複数の角柱状のフレーム２を格子状に組んだ枠体４を有し、この枠体４は、本実施の形態では、長さが略２３００ｍｍ、幅が略１３００ｍｍ、高さが略１１８０ｍｍの寸法に構成されている。枠体４の四方の各側面は、遮光板（不図示）で覆われている。
【００１０】
擬似太陽光照射装置１は、この枠体４の長さ方向において対面する側面間に、擬似太陽光を放射する擬似太陽光照射ボックス６を渡設し、この擬似太陽光照射ボックス６の下面６Ａに対向させて反射面（被照射面）８を配置すると共に、擬似太陽光照射ボックス６の上面６Ｂに対向させて太陽電池パネル等の平坦な被照射面１０Ａを有する被照射体１０を配置して構成されている。
【００１１】
反射面８は、擬似太陽光照射ボックス６の下面６Ａからの擬似太陽光を反射して被照射面１０Ａを照射する反射板３０を傾動自在に保持する複数（本実施の形態では、１８個）の反射装置３２を有して構成されている。
被照射体１０は、枠体４の上に取り付けられた試料支持枠１２に載置されることで、擬似太陽光照射ボックス６から所定の距離Ｌだけ離間した位置に被照射面１０Ａが配置されている。この被照射面１０Ａは、擬似太陽光照射ボックス６の上面６Ｂから放射される直接光と、反射面８で反射された反射光によって照射される。すなわち、反射光の配光を制御することで、被照射面１０Ａでの直接光の照度むらを補償し、被照射面１０Ａでの照度の均一性を図ることができる。
【００１２】
図２は、擬似太陽光照射装置１の右半分を示す平面図である。図３は、擬似太陽光照射装置１を示す横断面図である。
擬似太陽光照射ボックス６の中には、２本の直管型のランプ（光源）２２、２３が擬似太陽光照射ボックス６に沿って同軸に配置されている。これらのランプ２２、２３には、自然太陽光に近い光を発するキセノンランプ等が用いられている。ランプ２２、２３のそれぞれの両端部には、端子台４０が配設されている。
【００１３】
反射板３０は、表面が金属の板材であり、擬似太陽光照射ボックス６に沿って略平行に延在している。この反射板３０と、反射板３０を保持する保持具３１とにより反射装置３２が構成されている。そして、枠体４の底床４Ａ上に、複数の反射装置３２が並設されることで、複数の反射板３０が敷き詰められて設けられ、これらの反射板３０により反射面８が形成されている。
保持具３１は、反射板３０の傾斜角度を調節するための角度調整機構を有し、これにより、反射板３０のそれぞれを、互いに独立して光の反射角度を調整することができるようになっている。このとき、図１に示すように、枠体４の幅方向における両側面に近い幾つかの保持具３１の高さが順次高くなされており、両側面側の反射板３０の反射光が内側の反射板３０に遮蔽されるのを防止している。
【００１４】
また、枠体４の長さ方向において対面する側面側には、図２及び図３に示すように、長さ方向における両端側に向けて光を反射する補助反射面５０が設けられている。補助反射面５０は、擬似太陽光照射ボックス６に沿って略平行に延在する表面が金属の板材が複数配列されて構成されている。この補助反射面５０は、例えば、擬似太陽光照射ボックス６の長さ方向における両端側での直接光の照度低下が顕著な場合に、この補助反射面５０の反射角度（傾斜角度）を調整して照度低下を補うことなどに使用可能である。
【００１５】
図４は、擬似太陽光照射ボックス６の構成を示す図である。
擬似太陽光照射ボックス６は、擬似太陽光照射ボックス６の長手方向の両側面２０Ａ、２０Ｂを構成する長板状の一対のサイドフレーム２４、２４と、上面６Ｂを構成する複数（本実施の形態では、一対）のフィルタ２６、２６と、下面６Ａを構成する複数（本実施の形態では、一対）のフィルタ２７、２７と、これらサイドフレーム２４及びフィルタ２６、２７を組み留める金具２８とを有している。
サイドフレーム２４は、光遮光性材により形成され、或いは、光の透過を防止する遮光材が塗布されている。
【００１６】
フィルタ２６は、外側に配置されて放射面を構成するＩＲカットフィルタ（光学フィルタ）２６Ａと、各サイドフレーム２４に載置されてＩＲカットフィルタ２６Ａを内側から保持するＩＲカットフィルタ保持具２６Ｂとを備えている。フィルタ２７は、内側に配置されて放射面を構成するＩＲカットフィルタ（光学フィルタ）２７Ａと、各サイドフレーム２４に嵌め込まれてＩＲカットフィルタ２７Ａを外側から保持するＩＲカットフィルタ保持具２７Ｂとを備えている。
ＩＲカットフィルタ保持具２６Ｂ、２７Ｂは、アクリル等の透明な材質で形成されている。ＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａは、赤外波長成分をカットする多層蒸着膜が蒸着形成されたスペクトル調整用の透過型の光学フィルタであり、ランプ２２、２３の発する光から赤外波長成分を除去することで擬似太陽光を生成する。
【００１７】
ＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａでカットしたスペクトル成分の光（赤外波長成分の光）は、図４に矢印Ａ及び矢印Ｂで示すように、該ＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａの裏面で反射される。このように上面６Ｂ及び下面６ＡのＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａの裏面で反射した裏面反射光Ａ、Ｂは、直接的に、或いは、擬似太陽光照射ボックス６の内面等で反射して、他方のＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａに向かうことになる。
【００１８】
擬似太陽光照射ボックス６内には、裏面反射光Ａ、Ｂを吸収する一対の吸収部材２１、２１がランプ２２、２３を挟んで両側面２０Ａ、２０Ｂの各々に設けられている。
吸収部材２１は、擬似太陽光照射ボックス６の長手方向に延在し、平面が水平に配置された板材であり、その表面が光を吸収する性質を有するように、例えば、アルミニウムなどの金属材料の上に黒アルマイト処理するか、又は、さらにその上に例えばガラスクロスにフッ素樹脂ディスパージョンをコーディングした黒色の遮光シートを被せる等の光吸収処理を施したものを用いて形成されている。また、吸収部材２１は、裏面反射光Ａ、Ｂを十分に吸収し、また、上面６Ｂ及び下面６ＡのＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａで生じ他方のＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａに向う裏面反射光Ａ、Ｂを十分に遮蔽可能にするために、その先端２１Ａをランプ２２、２３に当接しない程度の近傍にまで延出させて配置されている。
【００１９】
図５は、図１の擬似太陽光照射装置１の左半分を示す縦断面図であって、ランプ２２、２３の下側に配置される反射装置３２を省略したものである。
上記被照射面１０Ａは、擬似太陽光照射ボックス６（ランプ２２、２３）を中心として左右の２つの領域に等分割され、図５に示すように、擬似太陽光照射ボックス６の上面６Ｂに設けた左半分のＩＲカットフィルタ２６Ａが被照射面１０Ａ上の左半分の領域Ｘ１に擬似太陽光を照射するように設けられるとともに、右半分のＩＲカットフィルタ２６Ａが被照射面１０Ａ上の右半分の領域に擬似太陽光を照射するように設けられている。
また、反射面８も同様に、擬似太陽光照射ボックス６（ランプ２２、２３）を中心として左右の２つの領域に等分割され、擬似太陽光照射ボックス６の下面６Ａに設けた左半分のＩＲカットフィルタ２７Ａが反射面８上の左半分の領域に擬似太陽光を照射し、右半分のＩＲカットフィルタ２７Ａが反射面８上の右半分の領域に擬似太陽光を照射するように設けられている。
【００２０】
このとき、ランプ２２、２３の中心から被照射面１０Ａまでの距離Ｌと、被照射面１０Ａの左半分の領域Ｘ１の横幅Ｚ１とに基づいて、ランプ２２、２３からみた左半部の領域Ｘ１の照射角度θはＡｒｃｔａｎ（Ｚ１／Ｌ）として規定され、また、被照射面１０Ａがランプ２２、２３を中心に左右対称であるから、右半部の領域の照射角度も左半分の領域Ｘ１と同じ照射角度θとなる。
同様に、下面２Ｂにおいては、ランプ２２、２３の中心から反射面８までの距離と、反射面８の左右の半分の領域の横幅とに基づいて、ランプ２２、２３からみた左右の領域への照射角度φが規定される。
【００２１】
そして、上記吸収部材２１は、図４に示すように、擬似太陽光照射ボックス６内で、ランプ２２、２３からみて照射角度θ、φの範囲を避けた位置に配置されており、これにより、被照射面１０Ａ、又は反射面８に向う光が吸収部材２１により遮蔽されるのを防止すると共に、上記のように吸収部材２１の先端２１Ａを照射角度θ、φの範囲を避けた位置でランプ２２、２３の近傍まで側面２０Ａ、２０Ｂから最大限延出させることで、上面及び下面のＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａから他方のＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａに向う裏面反射光Ａ、Ｂが吸収部材２１で十分に遮蔽されることとなる。
【００２２】
図６は擬似太陽光照射ボックス６に吸収部材２１を配置しない場合の被照射面１０Ａのスペクトル分布を示し、図７は擬似太陽光照射ボックス６に吸収部材２１を配置した場合の被照射面１０Ａのスペクトル分布を示す。
なお、図６及び図７は、横軸に波長の長さを、縦軸に波長５５０ｎｍにおける光量を１とした場合の相対光量を示している。また、図６及び図７に示すＭ１〜Ｍ５は、図５に示すように、被照射面１０Ａ上の左半分の領域Ｘ１を幅方向に５等分した各位置を指し、同図には、これら位置Ｍ１〜Ｍ５ごとにスペクトル分布を示している。
【００２３】
図６に示すように、擬似太陽光照射ボックス６内に吸収部材２１を設けない場合、同図に範囲Ｉで示した約８００ｎｍ以上の所定の赤外波長領域において、位置Ｍ１〜Ｍ５の各々での相対光量が全体的に高くなっている。これに対して、図７に示すように、擬似太陽光照射ボックス６内に上記吸収部材２１を設けた場合、範囲Ｉにおいて、位置Ｍ１〜Ｍ５の各々で相対光量が全体的に低くなっている。
【００２４】
詳述すると、一般に、光源からの光が透過型の光学フィルタを透過する際、カットしたスペクトル成分の光が該光学フィルタの裏面で反射される。したがって、何ら対策を施さなければ、上面６Ｂ及び下面６ＡのＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａの各々で生じた裏面反射光Ａ、Ｂが、これら上面６Ｂ及び下面６ＡのＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａに斜入射し、その入射角度によってはＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａを透過して、被照射面１０Ａに照射されてしまう。このため、被照射面１０Ａの位置Ｍ１〜Ｍ５の中で赤外光が過度に照射される位置が生じ、図６に示すように、範囲Ｉにおいて位置Ｍ１〜Ｍ５の各々での相対光量が全体的に所望の値より高くなる。
【００２５】
これに対して、擬似太陽光照射ボックス６内に吸収部材２１を設ける構成とすることで、上面６Ｂ及び下面６ＡのＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａから他方のＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａに向う裏面反射光Ａ、Ｂが吸収部材２１により十分に吸収及び遮蔽されるため、位置Ｍ１〜Ｍ５の中で赤外光が過度に照射される位置は無くなり、この結果、図７に示すように、範囲Ｉにおいて位置Ｍ１〜Ｍ５の各々での相対光量が全体的に所望の値に近くなる。
そして、このような結果により、被照射面１０Ａの各位置Ｍ１〜Ｍ５に対して、赤外成分の光が比較的少ないスペクトル分布の擬似太陽光が照射されていることが示される。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態によれば、上面６Ｂ及び下面６ＡのＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａの間に吸収部材２１が配置されているため、ＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａで裏面反射した裏面反射光Ａ、Ｂは、擬似太陽光照射ボックス６に設けられた吸収部材２１に吸収され、被照射面１０Ａに照射される事が無く、被照射面１０Ａの全体に、所望のスペクトル分布の擬似太陽光を均一に照射することができる。
【００２７】
また、本実施形態によれば、吸収部材２１は、ランプ２２、２３からの光の照射角度θ、φを避けて配置されているので、被照射体１０及び反射面８への光を遮ることが無く、これにより、被照射面１０Ａの照度分布が均一に維持される。また、吸収部材２１は、その先端２１Ａをランプ２２、２３に当接しない程度の近傍まで側面２０Ａ、２０Ｂから延出させて配置されているので、ＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａで裏面反射した裏面反射光Ａ、Ｂを十分に遮蔽及び吸収することができる。
【００２８】
ところで、一般に、多層蒸着膜が形成された光学フィルタは、光の入射角度が垂直入射した場合に所望の分光透過特性が得られるものの、斜入射した場合には、分光透過特性が短波長側にシフトし、赤外波長領域を透過する傾向があり、この傾向は、光学フィルタへの入射角度が垂直入射から離れるほど（斜入射の度合いが大きくなるほど）顕著になることが従来から知られている（例えば、実開平６−１５００３号公報）。
【００２９】
このため、例えば図１０の概念図に示すような構成の擬似太陽光照射ボックス１０６においては、擬似太陽光のスペクトル分布が所望のスペクトル分布から大きくずれてしまう。詳述すると、この図の擬似太陽光照射ボックス１０６においては、被照射面１００Ａに対して１枚の光学フィルタ１２６を略平行に対向配置し、また、反射面１０８に対しても１枚の光学フィルタ１２７を略平行に対向配置して構成されている。
この構成においては、ランプ１２２から被照射面１０Ａ又は反射面８の中央に向う光Ｐに対して縁部に向う光Ｑ（裏面反射光を含む）ほど光学フィルタ１２６、１２７への斜入射の度合いが大きくなる。したがって、この構成の擬似太陽光照射ボックス１０６においては、縁部に向う光Ｑほど赤外波長領域の光量が透過され易くなり、被照射面１０Ａ及び反射面８では、縁部側での擬似太陽光のスペクトル分布が所望のスペクトル分布から大きくずれてしまう、という問題がある。特に、被照射面１０Ａが広くなるほど、被照射面１０Ａ又は反射面８の中央に向う光Ｐの方向と縁部に向う光Ｑの方向との成す角度が大きくなるため（光学フィルタ１２６、１２７への斜入射の度合いが大きくなるため）、この問題は顕著になる。
【００３０】
そこで本実施形態においては、被照射体１０の被照射面１０Ａを、擬似太陽光照射ボックス６（ランプ２２、２３）を中心として左右の２つの領域に等分割し、擬似太陽光照射ボックス６の上面６Ｂには、各領域に向う光ごとにＩＲカットフィルタ２６Ａを設け、さらに、各ＩＲカットフィルタ２６Ａに垂直入射した光の透過光が、照射対象とする領域の略中央を照射するように各ＩＲカットフィルタ２６Ａを設けている。
【００３１】
より具体的には、図４に示すように、上面６Ｂには、被照射面１０Ａ上の左半分の領域Ｘ１（図５）を照射するための左半分のＩＲカットフィルタ２６Ａと、右半分の領域を照射するための右半分のＩＲカットフィルタ２６Ａとが設けられており、例えば、左半分のＩＲカットフィルタ２６Ａにおいては、図５に示すように、ランプ２２、２３から垂直入射する光の透過光Ｄが左半分の領域Ｘ１の中央である位置Ｍ３付近を照射する姿勢で配置されている。
【００３２】
すなわち、ランプ２２、２３から垂直入射する光の透過光Ｄの照射角度θａは、図５に示すように、ランプ２２、２３の中心から被照射面１０Ａまでの距離Ｌと、被照射面１０Ａの左半分の領域Ｘ１の横幅Ｚ１とに基づいて、照射角度θａ＝Ａｒｃｔａｎ（Ｚ１／（２Ｌ））として規定される。したがって、この照射角度θａに対して直交するように上記ＩＲカットフィルタ２６Ａが水平面に対して角度α（＝θａ）だけ傾けた姿勢で配置されることで、ランプ２２、２３から垂直入射する光の透過光Ｄが左半分の領域Ｘ１の略中央である位置Ｍ３を照射するようになる。
【００３３】
本実施の形態では、ランプ２２、２３の中心から被照射面１０Ａまでの距離Ｌが比較的小さいため、図５に示すように、照射角度θａが上記照射角度θの約半分（θ／２）に比較的近い値となり、この照射角度（θ／２）の光線がＩＲカットフィルタ２６Ａに垂直入射するように設計している。具体的には、本実施形態の擬似太陽光照射装置１は、領域Ｘ１の全体を照射する照射角度θが４５度となるよう構成されており、照射角度２２．５度（＝θ／２）の光線がＩＲカットフィルタ２６Ａに垂直入射するように設計している。
これと同様に、右半分のＩＲカットフィルタ２６Ａも、垂直入射した光が被照射面１０Ａ上の右半分の略中央を照射するように設けられている。
【００３４】
このようにＩＲカットフィルタ２６Ａを配置することで、例えば、被照射面１０Ａ上の左半分の領域Ｘ１においては、中央の位置Ｍ３に向う光Ｄに対し、縁部分（位置Ｍ１、Ｍ５）には、ランプ２２、２３からＩＲカットフィルタ２６Ａに斜入射した光の透過光が照射されるものの、垂直入射した光の透過光Ｄが例えば位置Ｍ１を照射するような従来の構成に比べ、縁部分に向う光とフィルタへの垂直入射の光の透過光Ｄとが成す角度を約半分にすることができ、ＩＲカットフィルタ２６Ａを透過する際の透過分光特性のずれを抑制することができる。
これにより、被照射面１０Ａにおいて、縁部である位置Ｍ１、Ｍ５に照射される擬似太陽光のスペクトル分布のずれが抑制され、被照射面１０Ａ全体に対し、略同じスペクトル分布の擬似太陽光を照射することができる。
【００３５】
また、図４及び図５に示すように、反射面８に対向する下面６Ａにおいても、反射面８上の左半分の領域を照射するための左半分のＩＲカットフィルタ２７Ａと、右半分の領域を照射するための右半分のＩＲカットフィルタ２７Ａとが設けられ、各ＩＲカットフィルタ２７Ａは、ランプ２２、２３から垂直入射する光の透過光Ｄが、照射対象とする領域（反射面８の片方）の略中央を照射するように設けられている。
すなわち、各ＩＲカットフィルタ２７Ａの照射角度φに対して、照射角度（φ／２）の光線がＩＲカットフィルタ２７Ａに垂直入射するように、これらのＩＲカットフィルタ２７Ａが配置角度β（＝φａ）だけ傾けた姿勢で配置される。そして、本実施形態では、反射面８上の半分の領域を照射する照射角度φが６６．８度となるよう構成されており、照射角度３３．４度（＝φ／２）の光線がＩＲカットフィルタ２６Ａに垂直入射するように設計している。
これにより、反射面８においても、縁部に照射される擬似太陽光のスペクトル分布のずれが抑制される。
【００３６】
図８は、擬似太陽光照射ボックス６の上面６Ｂ及び下面６Ａのそれぞれに、１枚のＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａを、被照射面１０Ａ又は反射面８と平行に配置した場合に、被照射面１０Ａの各位置Ｍ１〜Ｍ５で得られるスペクトル分布を示す図である。これに対して、図９は、擬似太陽光照射ボックス６の上面６Ｂ及び下面６Ａのそれぞれに、複数（例えば、２枚）のＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａを設け、照射対象とする領域の略中央をＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａに垂直入射した光の透過光Ｄが照射するようにＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａの各々を設けた場合に、被照射面１０Ａの各位置Ｍ１〜Ｍ５で得られるスペクトル分布を示す図である。
なお、図８及び図９は、横軸に波長の長さを、縦軸に波長５５０ｎｍにおける光量を１とした場合の光量の割合を示している。
【００３７】
図８に示すように、擬似太陽光照射ボックス６の上面６Ｂ及び下面６Ａのそれぞれに１枚のＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａを配置しただけの構成の場合、赤外域の７５０ｎｍ付近の波長を含む範囲Ｊにおいて、位置Ｍ１〜Ｍ５の各々での光量にばらつきが生じている。これに対して、図９に示すように、本実施形態の構成の擬似太陽光照射ボックス６の場合、範囲Ｊにおいて、位置Ｍ１〜Ｍ５の各々で光量のばらつき（スペクトル分布のばらつき）が小さくなっている。
これにより、ＩＲカットフィルタ２６Ａへの入射角度の違いにより生じる透過分光特性のずれの影響が抑制され、被照射面１０Ａ全体を所望のスペクトル分布の光で照射されていることが示される。
【００３８】
このように、本実施形態によれば、被照射面１０Ａを複数の領域（本実施形態では左右の領域）に分け、擬似太陽光照射ボックス６の上面６Ｂには、それぞれの領域ごとにＩＲカットフィルタ２６Ａを設けると共に、これらのＩＲカットフィルタ２６Ａの各々を、ランプ２２、２３から垂直入射する光の透過光Ｄが各領域の略中央を照射する構成としたため、各領域において、その中央部と縁部との間でのスペクトル分布のずれが抑制され、被照射面１０Ａ全体を略同じスペクトル分布の光で照射することができる。
【００３９】
さらに、被照射面１０Ａを複数の領域に分け、それぞれの領域ごとにＩＲカットフィルタ２６Ａを設ける構成としているため、被照射面１０Ａが大面積化した場合でも、それに合わせて複数の領域を設定し、それぞれに対応するＩＲカットフィルタ２６Ａを設ければ良いため、フィルタ設計が容易となる。
【００４０】
これに加え、本実施形態によれば、反射面８に対しても、複数の領域（本実施形態では左右の領域）に分け、擬似太陽光照射ボックス６の下面６Ａに、それぞれの領域ごとにＩＲカットフィルタ２７Ａを設けると共に、これらのＩＲカットフィルタ２７Ａの各々を、ランプ２２、２３から垂直入射する光の透過光Ｄが各領域の略中央を照射する構成としたため、反射面８全体を略同じスペクトル分布の光で照射することができる。
この結果、擬似太陽光照射ボックス６の上面６Ｂからの直射光による照度むらに応じて、反射面８の配光を制御することで、被照射面１０Ａ全体を略同じスペクトル分布の光で、なおかつ、照度むらを抑えて照射することができる。
【００４１】
但し、上記実施の形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
【００４２】
例えば、本実施の形態では、被照射面１０Ａを２つの領域に分け、各領域ごとにＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａが設けられているが、これに限らず、被照射面１０Ａを３つ以上の領域に分け、それぞれに対応するＩＲカットフィルタを設けても良い。この場合、各ＩＲカットフィルタは、該ＩＲカットフィルタに垂直入射する光の透過光が照射対象とする領域の略中央をそれぞれ照射するように設けられる。
【符号の説明】
【００４３】
１ 擬似太陽光照射装置
６ 擬似太陽光照射ボックス
６Ａ 下面
６Ｂ 上面
８ 反射面
１０ 被照射体
１０Ａ 被照射面
２１ 吸収部材
２２、２３ ランプ（光源）
２６、２７ フィルタ
２６Ａ、２７Ａ ＩＲカットフィルタ（光学フィルタ）
２６Ｂ、２７Ｂ ＩＲカットフィルタ保持具
３０ 反射板
Ａ、Ｂ 裏面反射光
Ｍ３ 位置（略中央）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、擬似太陽光を照射する擬似太陽光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池の光電変換特性などの、各種太陽エネルギ利用機器の性能測定及び加速劣化試験のために、自然太陽光のスペクトル分布を再現した擬似太陽光を、被照射体に照射する擬似太陽光照射装置が知られている。
この種の擬似太陽光照射装置においては、キセノンランプ等の光源を箱体の中に設置し、多層蒸着膜が形成されたスペクトル調整用の透過型の光学フィルタを箱体の放射面に設け、光源の光を該光学フィルタに通すことで放射面から擬似太陽光を放射する照射ボックスが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２９６３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の構成では、光学フィルタに光が斜入射するため、被照射面に照射される擬似太陽光のスペクトル分布が自然太陽光のスペクトル分布からずれる、という問題がある。
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、被照射面での擬似太陽光のスペクトル分布のずれを抑制する擬似太陽光照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の擬似太陽光照射装置は、光源を収容し、前記光源の光をスペクトル調整して擬似太陽光を得る光学フィルタを放射面に設けた擬似太陽光照射ボックスを有し、前記擬似太陽光照射ボックスの放射面に対向させて被照射体の被照射面を配置した擬似太陽光照射装置において、前記擬似太陽光照射ボックスの放射面には、複数の前記光学フィルタを、それぞれが前記被照射面上の領域に前記擬似太陽光を照射するように設け、前記光学フィルタのそれぞれを、前記光源から前記光学フィルタに垂直入射した光の透過光が照射対象とする領域の略中央を照射するように設けたことを特徴とする。
【０００６】
また本発明は、上記の擬似太陽光照射装置において、前記擬似太陽光照射ボックスの上面及び下面の各々に前記放射面を形成し、各放射面に前記光学フィルタを設け、前記擬似太陽光照射ボックスの上面の放射面に対向させて前記被照射体の被照射面を配置し、前記下面の放射面に対向させて反射面を配置し、前記被照射体の被照射面に、前記上面の放射面から放射される直接光、及び前記反射面で反射された反射光を照射する構成とし、前記擬似太陽光照射ボックスの上面の放射面には、複数の前記光学フィルタを、それぞれが前記被照射面上の領域に前記擬似太陽光を照射するように設け、前記下面の放射面には、複数の前記光学フィルタを、それぞれが前記反射面上の領域に前記擬似太陽光を照射するように設け、前記上面及び下面の光学フィルタのそれぞれを、前記光源から前記光学フィルタに垂直入射した光の透過光が照射対象とする領域の略中央を照射するように設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、各領域において、その中央部と縁部との間でのスペクトル分布のずれが抑制され、被照射面全体を略同じスペクトル分布の光で照射することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る擬似太陽光照射装置の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図２】擬似太陽光照射装置の右半分を示す平面図である。
【図３】擬似太陽光照射装置を示す横断面図である。
【図４】擬似太陽光照射ボックスの構成を示す図である。
【図５】擬似太陽光照射装置の左半分を示す縦断面図である。
【図６】擬似太陽光照射ボックスに吸収部材を配置しない場合の被照射面のスペクトル分布を示す図である。
【図７】擬似太陽光照射ボックスに吸収部材を配置した場合の被照射面のスペクトル分布を示す図である。
【図８】擬似太陽光照射ボックスの上下の放射面にＩＲカットフィルタを一枚ずつ配置した場合の被照射面のスペクトル分布を示す図である。
【図９】擬似太陽光照射ボックスに、被照射面の領域ごとにＩＲカットフィルタを、このＩＲカットフィルタに垂直入射する光の透過光が照射対象とする領域の略中央をそれぞれ照射するように設けた場合の被照射面のスペクトル分布を示す図である。
【図１０】擬似太陽光照射ボックスの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態における擬似太陽光照射装置の構成を模式的に示す縦断面図である。なお、図１中Ｗは幅方向を、Ｈは高さ方向を示している。
擬似太陽光照射装置１は、複数の角柱状のフレーム２を格子状に組んだ枠体４を有し、この枠体４は、本実施の形態では、長さが略２３００ｍｍ、幅が略１３００ｍｍ、高さが略１１８０ｍｍの寸法に構成されている。枠体４の四方の各側面は、遮光板（不図示）で覆われている。
【００１０】
擬似太陽光照射装置１は、この枠体４の長さ方向において対面する側面間に、擬似太陽光を放射する擬似太陽光照射ボックス６を渡設し、この擬似太陽光照射ボックス６の下面６Ａに対向させて反射面（被照射面）８を配置すると共に、擬似太陽光照射ボックス６の上面６Ｂに対向させて太陽電池パネル等の平坦な被照射面１０Ａを有する被照射体１０を配置して構成されている。
【００１１】
反射面８は、擬似太陽光照射ボックス６の下面６Ａからの擬似太陽光を反射して被照射面１０Ａを照射する反射板３０を傾動自在に保持する複数（本実施の形態では、１８個）の反射装置３２を有して構成されている。
被照射体１０は、枠体４の上に取り付けられた試料支持枠１２に載置されることで、擬似太陽光照射ボックス６から所定の距離Ｌだけ離間した位置に被照射面１０Ａが配置されている。この被照射面１０Ａは、擬似太陽光照射ボックス６の上面６Ｂから放射される直接光と、反射面８で反射された反射光によって照射される。すなわち、反射光の配光を制御することで、被照射面１０Ａでの直接光の照度むらを補償し、被照射面１０Ａでの照度の均一性を図ることができる。
【００１２】
図２は、擬似太陽光照射装置１の右半分を示す平面図である。図３は、擬似太陽光照射装置１を示す横断面図である。
擬似太陽光照射ボックス６の中には、２本の直管型のランプ（光源）２２、２３が擬似太陽光照射ボックス６に沿って同軸に配置されている。これらのランプ２２、２３には、自然太陽光に近い光を発するキセノンランプ等が用いられている。ランプ２２、２３のそれぞれの両端部には、端子台４０が配設されている。
【００１３】
反射板３０は、表面が金属の板材であり、擬似太陽光照射ボックス６に沿って略平行に延在している。この反射板３０と、反射板３０を保持する保持具３１とにより反射装置３２が構成されている。そして、枠体４の底床４Ａ上に、複数の反射装置３２が並設されることで、複数の反射板３０が敷き詰められて設けられ、これらの反射板３０により反射面８が形成されている。
保持具３１は、反射板３０の傾斜角度を調節するための角度調整機構を有し、これにより、反射板３０のそれぞれを、互いに独立して光の反射角度を調整することができるようになっている。このとき、図１に示すように、枠体４の幅方向における両側面に近い幾つかの保持具３１の高さが順次高くなされており、両側面側の反射板３０の反射光が内側の反射板３０に遮蔽されるのを防止している。
【００１４】
また、枠体４の長さ方向において対面する側面側には、図２及び図３に示すように、長さ方向における両端側に向けて光を反射する補助反射面５０が設けられている。補助反射面５０は、擬似太陽光照射ボックス６に沿って略平行に延在する表面が金属の板材が複数配列されて構成されている。この補助反射面５０は、例えば、擬似太陽光照射ボックス６の長さ方向における両端側での直接光の照度低下が顕著な場合に、この補助反射面５０の反射角度（傾斜角度）を調整して照度低下を補うことなどに使用可能である。
【００１５】
図４は、擬似太陽光照射ボックス６の構成を示す図である。
擬似太陽光照射ボックス６は、擬似太陽光照射ボックス６の長手方向の両側面２０Ａ、２０Ｂを構成する長板状の一対のサイドフレーム２４、２４と、上面６Ｂを構成する複数（本実施の形態では、一対）のフィルタ２６、２６と、下面６Ａを構成する複数（本実施の形態では、一対）のフィルタ２７、２７と、これらサイドフレーム２４及びフィルタ２６、２７を組み留める金具２８とを有している。
サイドフレーム２４は、光遮光性材により形成され、或いは、光の透過を防止する遮光材が塗布されている。
【００１６】
フィルタ２６は、外側に配置されて放射面を構成するＩＲカットフィルタ（光学フィルタ）２６Ａと、各サイドフレーム２４に載置されてＩＲカットフィルタ２６Ａを内側から保持するＩＲカットフィルタ保持具２６Ｂとを備えている。フィルタ２７は、内側に配置されて放射面を構成するＩＲカットフィルタ（光学フィルタ）２７Ａと、各サイドフレーム２４に嵌め込まれてＩＲカットフィルタ２７Ａを外側から保持するＩＲカットフィルタ保持具２７Ｂとを備えている。
ＩＲカットフィルタ保持具２６Ｂ、２７Ｂは、アクリル等の透明な材質で形成されている。ＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａは、赤外波長成分をカットする多層蒸着膜が蒸着形成されたスペクトル調整用の透過型の光学フィルタであり、ランプ２２、２３の発する光から赤外波長成分を除去することで擬似太陽光を生成する。
【００１７】
ＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａでカットしたスペクトル成分の光（赤外波長成分の光）は、図４に矢印Ａ及び矢印Ｂで示すように、該ＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａの裏面で反射される。このように上面６Ｂ及び下面６ＡのＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａの裏面で反射した裏面反射光Ａ、Ｂは、直接的に、或いは、擬似太陽光照射ボックス６の内面等で反射して、他方のＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａに向かうことになる。
【００１８】
擬似太陽光照射ボックス６内には、裏面反射光Ａ、Ｂを吸収する一対の吸収部材２１、２１がランプ２２、２３を挟んで両側面２０Ａ、２０Ｂの各々に設けられている。
吸収部材２１は、擬似太陽光照射ボックス６の長手方向に延在し、平面が水平に配置された板材であり、その表面が光を吸収する性質を有するように、例えば、アルミニウムなどの金属材料の上に黒アルマイト処理するか、又は、さらにその上に例えばガラスクロスにフッ素樹脂ディスパージョンをコーディングした黒色の遮光シートを被せる等の光吸収処理を施したものを用いて形成されている。また、吸収部材２１は、裏面反射光Ａ、Ｂを十分に吸収し、また、上面６Ｂ及び下面６ＡのＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａで生じ他方のＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａに向う裏面反射光Ａ、Ｂを十分に遮蔽可能にするために、その先端２１Ａをランプ２２、２３に当接しない程度の近傍にまで延出させて配置されている。
【００１９】
図５は、図１の擬似太陽光照射装置１の左半分を示す縦断面図であって、ランプ２２、２３の下側に配置される反射装置３２を省略したものである。
上記被照射面１０Ａは、擬似太陽光照射ボックス６（ランプ２２、２３）を中心として左右の２つの領域に等分割され、図５に示すように、擬似太陽光照射ボックス６の上面６Ｂに設けた左半分のＩＲカットフィルタ２６Ａが被照射面１０Ａ上の左半分の領域Ｘ１に擬似太陽光を照射するように設けられるとともに、右半分のＩＲカットフィルタ２６Ａが被照射面１０Ａ上の右半分の領域に擬似太陽光を照射するように設けられている。
また、反射面８も同様に、擬似太陽光照射ボックス６（ランプ２２、２３）を中心として左右の２つの領域に等分割され、擬似太陽光照射ボックス６の下面６Ａに設けた左半分のＩＲカットフィルタ２７Ａが反射面８上の左半分の領域に擬似太陽光を照射し、右半分のＩＲカットフィルタ２７Ａが反射面８上の右半分の領域に擬似太陽光を照射するように設けられている。
【００２０】
このとき、ランプ２２、２３の中心から被照射面１０Ａまでの距離Ｌと、被照射面１０Ａの左半分の領域Ｘ１の横幅Ｚ１とに基づいて、ランプ２２、２３からみた左半部の領域Ｘ１の照射角度θはＡｒｃｔａｎ（Ｚ１／Ｌ）として規定され、また、被照射面１０Ａがランプ２２、２３を中心に左右対称であるから、右半部の領域の照射角度も左半分の領域Ｘ１と同じ照射角度θとなる。
同様に、下面２Ｂにおいては、ランプ２２、２３の中心から反射面８までの距離と、反射面８の左右の半分の領域の横幅とに基づいて、ランプ２２、２３からみた左右の領域への照射角度φが規定される。
【００２１】
そして、上記吸収部材２１は、図４に示すように、擬似太陽光照射ボックス６内で、ランプ２２、２３からみて照射角度θ、φの範囲を避けた位置に配置されており、これにより、被照射面１０Ａ、又は反射面８に向う光が吸収部材２１により遮蔽されるのを防止すると共に、上記のように吸収部材２１の先端２１Ａを照射角度θ、φの範囲を避けた位置でランプ２２、２３の近傍まで側面２０Ａ、２０Ｂから最大限延出させることで、上面及び下面のＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａから他方のＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａに向う裏面反射光Ａ、Ｂが吸収部材２１で十分に遮蔽されることとなる。
【００２２】
図６は擬似太陽光照射ボックス６に吸収部材２１を配置しない場合の被照射面１０Ａのスペクトル分布を示し、図７は擬似太陽光照射ボックス６に吸収部材２１を配置した場合の被照射面１０Ａのスペクトル分布を示す。
なお、図６及び図７は、横軸に波長の長さを、縦軸に波長５５０ｎｍにおける光量を１とした場合の相対光量を示している。また、図６及び図７に示すＭ１〜Ｍ５は、図５に示すように、被照射面１０Ａ上の左半分の領域Ｘ１を幅方向に５等分した各位置を指し、同図には、これら位置Ｍ１〜Ｍ５ごとにスペクトル分布を示している。
【００２３】
図６に示すように、擬似太陽光照射ボックス６内に吸収部材２１を設けない場合、同図に範囲Ｉで示した約８００ｎｍ以上の所定の赤外波長領域において、位置Ｍ１〜Ｍ５の各々での相対光量が全体的に高くなっている。これに対して、図７に示すように、擬似太陽光照射ボックス６内に上記吸収部材２１を設けた場合、範囲Ｉにおいて、位置Ｍ１〜Ｍ５の各々で相対光量が全体的に低くなっている。
【００２４】
詳述すると、一般に、光源からの光が透過型の光学フィルタを透過する際、カットしたスペクトル成分の光が該光学フィルタの裏面で反射される。したがって、何ら対策を施さなければ、上面６Ｂ及び下面６ＡのＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａの各々で生じた裏面反射光Ａ、Ｂが、これら上面６Ｂ及び下面６ＡのＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａに斜入射し、その入射角度によってはＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａを透過して、被照射面１０Ａに照射されてしまう。このため、被照射面１０Ａの位置Ｍ１〜Ｍ５の中で赤外光が過度に照射される位置が生じ、図６に示すように、範囲Ｉにおいて位置Ｍ１〜Ｍ５の各々での相対光量が全体的に所望の値より高くなる。
【００２５】
これに対して、擬似太陽光照射ボックス６内に吸収部材２１を設ける構成とすることで、上面６Ｂ及び下面６ＡのＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａから他方のＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａに向う裏面反射光Ａ、Ｂが吸収部材２１により十分に吸収及び遮蔽されるため、位置Ｍ１〜Ｍ５の中で赤外光が過度に照射される位置は無くなり、この結果、図７に示すように、範囲Ｉにおいて位置Ｍ１〜Ｍ５の各々での相対光量が全体的に所望の値に近くなる。
そして、このような結果により、被照射面１０Ａの各位置Ｍ１〜Ｍ５に対して、赤外成分の光が比較的少ないスペクトル分布の擬似太陽光が照射されていることが示される。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態によれば、上面６Ｂ及び下面６ＡのＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａの間に吸収部材２１が配置されているため、ＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａで裏面反射した裏面反射光Ａ、Ｂは、擬似太陽光照射ボックス６に設けられた吸収部材２１に吸収され、被照射面１０Ａに照射される事が無く、被照射面１０Ａの全体に、所望のスペクトル分布の擬似太陽光を均一に照射することができる。
【００２７】
また、本実施形態によれば、吸収部材２１は、ランプ２２、２３からの光の照射角度θ、φを避けて配置されているので、被照射体１０及び反射面８への光を遮ることが無く、これにより、被照射面１０Ａの照度分布が均一に維持される。また、吸収部材２１は、その先端２１Ａをランプ２２、２３に当接しない程度の近傍まで側面２０Ａ、２０Ｂから延出させて配置されているので、ＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａで裏面反射した裏面反射光Ａ、Ｂを十分に遮蔽及び吸収することができる。
【００２８】
ところで、一般に、多層蒸着膜が形成された光学フィルタは、光の入射角度が垂直入射した場合に所望の分光透過特性が得られるものの、斜入射した場合には、分光透過特性が短波長側にシフトし、赤外波長領域を透過する傾向があり、この傾向は、光学フィルタへの入射角度が垂直入射から離れるほど（斜入射の度合いが大きくなるほど）顕著になることが従来から知られている（例えば、実開平６−１５００３号公報）。
【００２９】
このため、例えば図１０の概念図に示すような構成の擬似太陽光照射ボックス１０６においては、擬似太陽光のスペクトル分布が所望のスペクトル分布から大きくずれてしまう。詳述すると、この図の擬似太陽光照射ボックス１０６においては、被照射面１００Ａに対して１枚の光学フィルタ１２６を略平行に対向配置し、また、反射面１０８に対しても１枚の光学フィルタ１２７を略平行に対向配置して構成されている。
この構成においては、ランプ１２２から被照射面１０Ａ又は反射面８の中央に向う光Ｐに対して縁部に向う光Ｑ（裏面反射光を含む）ほど光学フィルタ１２６、１２７への斜入射の度合いが大きくなる。したがって、この構成の擬似太陽光照射ボックス１０６においては、縁部に向う光Ｑほど赤外波長領域の光量が透過され易くなり、被照射面１０Ａ及び反射面８では、縁部側での擬似太陽光のスペクトル分布が所望のスペクトル分布から大きくずれてしまう、という問題がある。特に、被照射面１０Ａが広くなるほど、被照射面１０Ａ又は反射面８の中央に向う光Ｐの方向と縁部に向う光Ｑの方向との成す角度が大きくなるため（光学フィルタ１２６、１２７への斜入射の度合いが大きくなるため）、この問題は顕著になる。
【００３０】
そこで本実施形態においては、被照射体１０の被照射面１０Ａを、擬似太陽光照射ボックス６（ランプ２２、２３）を中心として左右の２つの領域に等分割し、擬似太陽光照射ボックス６の上面６Ｂには、各領域に向う光ごとにＩＲカットフィルタ２６Ａを設け、さらに、各ＩＲカットフィルタ２６Ａに垂直入射した光の透過光が、照射対象とする領域の略中央を照射するように各ＩＲカットフィルタ２６Ａを設けている。
【００３１】
より具体的には、図４に示すように、上面６Ｂには、被照射面１０Ａ上の左半分の領域Ｘ１（図５）を照射するための左半分のＩＲカットフィルタ２６Ａと、右半分の領域を照射するための右半分のＩＲカットフィルタ２６Ａとが設けられており、例えば、左半分のＩＲカットフィルタ２６Ａにおいては、図５に示すように、ランプ２２、２３から垂直入射する光の透過光Ｄが左半分の領域Ｘ１の中央である位置Ｍ３付近を照射する姿勢で配置されている。
【００３２】
すなわち、ランプ２２、２３から垂直入射する光の透過光Ｄの照射角度θａは、図５に示すように、ランプ２２、２３の中心から被照射面１０Ａまでの距離Ｌと、被照射面１０Ａの左半分の領域Ｘ１の横幅Ｚ１とに基づいて、照射角度θａ＝Ａｒｃｔａｎ（Ｚ１／（２Ｌ））として規定される。したがって、この照射角度θａに対して直交するように上記ＩＲカットフィルタ２６Ａが水平面に対して角度α（＝θａ）だけ傾けた姿勢で配置されることで、ランプ２２、２３から垂直入射する光の透過光Ｄが左半分の領域Ｘ１の略中央である位置Ｍ３を照射するようになる。
【００３３】
本実施の形態では、ランプ２２、２３の中心から被照射面１０Ａまでの距離Ｌが比較的小さいため、図５に示すように、照射角度θａが上記照射角度θの約半分（θ／２）に比較的近い値となり、この照射角度（θ／２）の光線がＩＲカットフィルタ２６Ａに垂直入射するように設計している。具体的には、本実施形態の擬似太陽光照射装置１は、領域Ｘ１の全体を照射する照射角度θが４５度となるよう構成されており、照射角度２２．５度（＝θ／２）の光線がＩＲカットフィルタ２６Ａに垂直入射するように設計している。
これと同様に、右半分のＩＲカットフィルタ２６Ａも、垂直入射した光が被照射面１０Ａ上の右半分の略中央を照射するように設けられている。
【００３４】
このようにＩＲカットフィルタ２６Ａを配置することで、例えば、被照射面１０Ａ上の左半分の領域Ｘ１においては、中央の位置Ｍ３に向う光Ｄに対し、縁部分（位置Ｍ１、Ｍ５）には、ランプ２２、２３からＩＲカットフィルタ２６Ａに斜入射した光の透過光が照射されるものの、垂直入射した光の透過光Ｄが例えば位置Ｍ１を照射するような従来の構成に比べ、縁部分に向う光とフィルタへの垂直入射の光の透過光Ｄとが成す角度を約半分にすることができ、ＩＲカットフィルタ２６Ａを透過する際の透過分光特性のずれを抑制することができる。
これにより、被照射面１０Ａにおいて、縁部である位置Ｍ１、Ｍ５に照射される擬似太陽光のスペクトル分布のずれが抑制され、被照射面１０Ａ全体に対し、略同じスペクトル分布の擬似太陽光を照射することができる。
【００３５】
また、図４及び図５に示すように、反射面８に対向する下面６Ａにおいても、反射面８上の左半分の領域を照射するための左半分のＩＲカットフィルタ２７Ａと、右半分の領域を照射するための右半分のＩＲカットフィルタ２７Ａとが設けられ、各ＩＲカットフィルタ２７Ａは、ランプ２２、２３から垂直入射する光の透過光Ｄが、照射対象とする領域（反射面８の片方）の略中央を照射するように設けられている。
すなわち、各ＩＲカットフィルタ２７Ａの照射角度φに対して、照射角度（φ／２）の光線がＩＲカットフィルタ２７Ａに垂直入射するように、これらのＩＲカットフィルタ２７Ａが配置角度β（＝φａ）だけ傾けた姿勢で配置される。そして、本実施形態では、反射面８上の半分の領域を照射する照射角度φが６６．８度となるよう構成されており、照射角度３３．４度（＝φ／２）の光線がＩＲカットフィルタ２６Ａに垂直入射するように設計している。
これにより、反射面８においても、縁部に照射される擬似太陽光のスペクトル分布のずれが抑制される。
【００３６】
図８は、擬似太陽光照射ボックス６の上面６Ｂ及び下面６Ａのそれぞれに、１枚のＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａを、被照射面１０Ａ又は反射面８と平行に配置した場合に、被照射面１０Ａの各位置Ｍ１〜Ｍ５で得られるスペクトル分布を示す図である。これに対して、図９は、擬似太陽光照射ボックス６の上面６Ｂ及び下面６Ａのそれぞれに、複数（例えば、２枚）のＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａを設け、照射対象とする領域の略中央をＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａに垂直入射した光の透過光Ｄが照射するようにＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａの各々を設けた場合に、被照射面１０Ａの各位置Ｍ１〜Ｍ５で得られるスペクトル分布を示す図である。
なお、図８及び図９は、横軸に波長の長さを、縦軸に波長５５０ｎｍにおける光量を１とした場合の光量の割合を示している。
【００３７】
図８に示すように、擬似太陽光照射ボックス６の上面６Ｂ及び下面６Ａのそれぞれに１枚のＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａを配置しただけの構成の場合、赤外域の７５０ｎｍ付近の波長を含む範囲Ｊにおいて、位置Ｍ１〜Ｍ５の各々での光量にばらつきが生じている。これに対して、図９に示すように、本実施形態の構成の擬似太陽光照射ボックス６の場合、範囲Ｊにおいて、位置Ｍ１〜Ｍ５の各々で光量のばらつき（スペクトル分布のばらつき）が小さくなっている。
これにより、ＩＲカットフィルタ２６Ａへの入射角度の違いにより生じる透過分光特性のずれの影響が抑制され、被照射面１０Ａ全体を所望のスペクトル分布の光で照射されていることが示される。
【００３８】
このように、本実施形態によれば、被照射面１０Ａを複数の領域（本実施形態では左右の領域）に分け、擬似太陽光照射ボックス６の上面６Ｂには、それぞれの領域ごとにＩＲカットフィルタ２６Ａを設けると共に、これらのＩＲカットフィルタ２６Ａの各々を、ランプ２２、２３から垂直入射する光の透過光Ｄが各領域の略中央を照射する構成としたため、各領域において、その中央部と縁部との間でのスペクトル分布のずれが抑制され、被照射面１０Ａ全体を略同じスペクトル分布の光で照射することができる。
【００３９】
さらに、被照射面１０Ａを複数の領域に分け、それぞれの領域ごとにＩＲカットフィルタ２６Ａを設ける構成としているため、被照射面１０Ａが大面積化した場合でも、それに合わせて複数の領域を設定し、それぞれに対応するＩＲカットフィルタ２６Ａを設ければ良いため、フィルタ設計が容易となる。
【００４０】
これに加え、本実施形態によれば、反射面８に対しても、複数の領域（本実施形態では左右の領域）に分け、擬似太陽光照射ボックス６の下面６Ａに、それぞれの領域ごとにＩＲカットフィルタ２７Ａを設けると共に、これらのＩＲカットフィルタ２７Ａの各々を、ランプ２２、２３から垂直入射する光の透過光Ｄが各領域の略中央を照射する構成としたため、反射面８全体を略同じスペクトル分布の光で照射することができる。
この結果、擬似太陽光照射ボックス６の上面６Ｂからの直射光による照度むらに応じて、反射面８の配光を制御することで、被照射面１０Ａ全体を略同じスペクトル分布の光で、なおかつ、照度むらを抑えて照射することができる。
【００４１】
但し、上記実施の形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
【００４２】
例えば、本実施の形態では、被照射面１０Ａを２つの領域に分け、各領域ごとにＩＲカットフィルタ２６Ａ、２７Ａが設けられているが、これに限らず、被照射面１０Ａを３つ以上の領域に分け、それぞれに対応するＩＲカットフィルタを設けても良い。この場合、各ＩＲカットフィルタは、該ＩＲカットフィルタに垂直入射する光の透過光が照射対象とする領域の略中央をそれぞれ照射するように設けられる。
【符号の説明】
【００４３】
１ 擬似太陽光照射装置
６ 擬似太陽光照射ボックス
６Ａ 下面
６Ｂ 上面
８ 反射面
１０ 被照射体
１０Ａ 被照射面
２１ 吸収部材
２２、２３ ランプ（光源）
２６、２７ フィルタ
２６Ａ、２７Ａ ＩＲカットフィルタ（光学フィルタ）
２６Ｂ、２７Ｂ ＩＲカットフィルタ保持具
３０ 反射板
Ａ、Ｂ 裏面反射光
Ｍ３ 位置（略中央）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源を収容し、前記光源の光をスペクトル調整して擬似太陽光を得る光学フィルタを放射面に設けた擬似太陽光照射ボックスを有し、前記擬似太陽光照射ボックスの放射面に対向させて被照射体の被照射面を配置した擬似太陽光照射装置において、
前記擬似太陽光照射ボックスの放射面には、複数の前記光学フィルタを、それぞれが前記被照射面上の領域に前記擬似太陽光を照射するように設け、
前記光学フィルタのそれぞれを、前記光源から前記光学フィルタに垂直入射した光の透過光が照射対象とする領域の略中央を照射するように設けたことを特徴とする擬似太陽光照射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の擬似太陽光照射装置において、
前記擬似太陽光照射ボックスの上面及び下面の各々に前記放射面を形成し、各放射面に前記光学フィルタを設け、
前記擬似太陽光照射ボックスの上面の放射面に対向させて前記被照射体の被照射面を配置し、前記下面の放射面に対向させて反射面を配置し、前記被照射体の被照射面に、前記上面の放射面から放射される直接光、及び前記反射面で反射された反射光を照射する構成とし、
前記擬似太陽光照射ボックスの上面の放射面には、複数の前記光学フィルタを、それぞれが前記被照射面上の領域に前記擬似太陽光を照射するように設け、
前記下面の放射面には、複数の前記光学フィルタを、それぞれが前記反射面上の領域に前記擬似太陽光を照射するように設け、
前記上面及び下面の光学フィルタのそれぞれを、前記光源から前記光学フィルタに垂直入射した光の透過光が照射対象とする領域の略中央を照射するように設けたことを特徴とする擬似太陽光照射装置。
【請求項１】
光源を収容し、前記光源の光をスペクトル調整して擬似太陽光を得る光学フィルタを放射面に設けた擬似太陽光照射ボックスを有し、前記擬似太陽光照射ボックスの放射面に対向させて被照射体の被照射面を配置した擬似太陽光照射装置において、
前記擬似太陽光照射ボックスの放射面には、複数の前記光学フィルタを、それぞれが前記被照射面上の領域に前記擬似太陽光を照射するように設け、
前記光学フィルタのそれぞれを、前記光源から前記光学フィルタに垂直入射した光の透過光が照射対象とする領域の略中央を照射するように設けたことを特徴とする擬似太陽光照射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の擬似太陽光照射装置において、
前記擬似太陽光照射ボックスの上面及び下面の各々に前記放射面を形成し、各放射面に前記光学フィルタを設け、
前記擬似太陽光照射ボックスの上面の放射面に対向させて前記被照射体の被照射面を配置し、前記下面の放射面に対向させて反射面を配置し、前記被照射体の被照射面に、前記上面の放射面から放射される直接光、及び前記反射面で反射された反射光を照射する構成とし、
前記擬似太陽光照射ボックスの上面の放射面には、複数の前記光学フィルタを、それぞれが前記被照射面上の領域に前記擬似太陽光を照射するように設け、
前記下面の放射面には、複数の前記光学フィルタを、それぞれが前記反射面上の領域に前記擬似太陽光を照射するように設け、
前記上面及び下面の光学フィルタのそれぞれを、前記光源から前記光学フィルタに垂直入射した光の透過光が照射対象とする領域の略中央を照射するように設けたことを特徴とする擬似太陽光照射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２２５９３７（Ｐ２０１２−２２５９３７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７１８００（Ｐ２０１２−１７１８００）
【出願日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【分割の表示】特願２００８−１１６６０４（Ｐ２００８−１１６６０４）の分割
【原出願日】平成２０年４月２８日（２００８．４．２８）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【分割の表示】特願２００８−１１６６０４（Ｐ２００８−１１６６０４）の分割
【原出願日】平成２０年４月２８日（２００８．４．２８）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]