JPH0370776B2 - - Google Patents
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- JPH0370776B2 JPH0370776B2 JP56088903A JP8890381A JPH0370776B2 JP H0370776 B2 JPH0370776 B2 JP H0370776B2 JP 56088903 A JP56088903 A JP 56088903A JP 8890381 A JP8890381 A JP 8890381A JP H0370776 B2 JPH0370776 B2 JP H0370776B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/10—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
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- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は人工光源装置に関するものであり、特
にソーラシユミレータ(擬似太陽光照射装置)に
関するものである。人工光源装置、特にソーラー
シユミレータは、標準的な自然太陽光を、天候や
季節の変化にわずらわされる事なく、工場や研究
室内で常時再現するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an artificial light source device, and particularly to a solar simulator (simulated sunlight irradiation device). Artificial light source devices, especially solar simulators, reproduce standard natural sunlight at all times in factories and laboratories without being affected by changes in weather or seasons.
このようなソーラーシユミレータは、太陽電池
や、冷暖房用エネルギを自然太陽光から得るため
の、集熱機器などの開発および品質管理等のた
め、最近広く実用されるようになつて来た。 Such solar simulators have recently come into widespread use for the development and quality control of solar cells and heat collection equipment for obtaining energy for air conditioning and heating from natural sunlight.
ソーラーシユミレータに要求される重要な光学
的特性の一つとして、そのスペクトル分布が、紫
外領域から可視、赤外領域にわたつて、自然太陽
光になるべく近似したスペクトル分布(相対放射
エネルギ分布)をもつていることが挙げられる。 One of the important optical properties required for a solar simulator is that its spectral distribution should be as close as possible to natural sunlight (relative radiant energy distribution), from the ultraviolet region to the visible and infrared regions. One example is that it has the following.
地上での自然太陽光は、おおむね、第1図イに
示すようなスペクトル分布を有していることが、
知られている。第1図において、横軸は波長(単
位;ナノメートル=nm)であり、縦軸は放射エ
ネルギの相対強度をあらわす。 Natural sunlight on the ground generally has a spectral distribution as shown in Figure 1A.
Are known. In FIG. 1, the horizontal axis represents wavelength (unit: nanometers = nm), and the vertical axis represents relative intensity of radiant energy.
ところで、ソーラーシユミレータ用の光源とし
ては、一般にキセノンランプやハロゲンランプが
用いられる。キセノンランプの連続発光スペクト
ル分布を、第1図ロに示す。第1図の波形イとロ
の対比から明らかなように、キセノンランプの発
光スペクトル分布は、地上における自然太陽光の
それとは大幅に異なつている。 By the way, xenon lamps and halogen lamps are generally used as light sources for solar simulators. The continuous emission spectrum distribution of a xenon lamp is shown in FIG. As is clear from the comparison between waveforms A and B in Figure 1, the emission spectrum distribution of a xenon lamp is significantly different from that of natural sunlight on the ground.
したがつて、キセノンランプの発光スペクトル
分布を、地上における自然太陽光のスペクトル分
布に近づけるためには、第1図ハに示すような特
性のフイルタが必要である。 Therefore, in order to bring the emission spectral distribution of a xenon lamp closer to the spectral distribution of natural sunlight on the ground, a filter with characteristics as shown in FIG. 1C is required.
このために必要なスペクトル分布の補正フイル
タを備えた従来のソーラーシユミレータの一例
を、第2図に示す。同図において、1a,1b,
1cはそれぞれ単位光源としてのキセノンラン
プ、2a,2b,2cはそれぞれ対応する単位光
源の背後に設けられた反射鏡(放物面鏡など)、
3は積分光学系(またはドルーデ光学系)であ
る。 An example of a conventional solar simulator equipped with a spectral distribution correction filter necessary for this purpose is shown in FIG. In the same figure, 1a, 1b,
1c is a xenon lamp as a unit light source, 2a, 2b, and 2c are reflecting mirrors (parabolic mirrors, etc.) provided behind the corresponding unit light sources, respectively.
3 is an integral optical system (or Drude optical system).
各単位光源1a〜1cから放射された光は、そ
れぞれ対応する反射鏡2a〜2cで反射されて、
積分光学系3に集光される。積分光学系3から放
射された光は、被照射面4に投射される。このよ
うにして、被照射面4上には、照度むらがなく、
かつ平行度の良好な光が得られる。 The light emitted from each unit light source 1a to 1c is reflected by the corresponding reflecting mirror 2a to 2c, and
The light is focused on the integrating optical system 3. Light emitted from the integrating optical system 3 is projected onto the irradiated surface 4. In this way, there is no unevenness in illuminance on the irradiated surface 4.
In addition, light with good parallelism can be obtained.
5は、積分光学系3の前面に置かれたスペクト
ル分布補正用フイルタである。この補正用フイル
タ5は、前述のように、第1図のハに示すような
透過特性をもつことが要求される。 5 is a spectral distribution correction filter placed in front of the integrating optical system 3. As mentioned above, this correction filter 5 is required to have transmission characteristics as shown in FIG. 1C.
前記スペクトル分布補正用フイルタ5として
は、多層蒸着薄膜式の干渉フイルタが広く用いら
れる。ところで、このフイルタの透過特性は、第
1図のハから明らかなように、800nmから950n
mの範囲で、急峻な傾斜を呈する必要がある。 As the spectral distribution correction filter 5, a multilayer vapor deposited thin film type interference filter is widely used. By the way, the transmission characteristics of this filter are from 800nm to 950nm, as is clear from C in Figure 1.
It is necessary to exhibit a steep slope within the range of m.
しかしながら、現在のフイルタ製造技術では、
第1図ハ示すような透過特性(以下、分光特性と
いう)をもつたフイルタを、精度良く、かつ十分
な再現性をもつて製造することはほとんど不可能
である。このため、許容公差内の分光特性を有す
る補正用フイルタは、極めて高価となる欠点があ
つた。 However, with current filter manufacturing technology,
It is almost impossible to manufacture a filter with transmission characteristics (hereinafter referred to as spectral characteristics) as shown in FIG. 1C with high precision and sufficient reproducibility. For this reason, a correction filter having spectral characteristics within permissible tolerances has the drawback of being extremely expensive.
また、許容公差を大きくして、価格の低廉化を
はかろうとすると、分光特性のばらつきが大きく
なり、補正用フイルタの交換によつて、ソーラー
シユミレータの分光スペクトル特性が、許容限界
を超えて分散してしまい易い、という欠点があつ
た。 In addition, if you try to lower the price by increasing the tolerance, the dispersion of the spectral characteristics will increase, and by replacing the correction filter, the spectral characteristics of the solar simulator will exceed the permissible limit. The disadvantage was that it was easy to disperse.
本発明は、上述の従来技術の欠点を改善し、許
容公差の大きい補正用フイルタを用いて、しかも
その分光スペクトル特性が許容限界を超えること
のないような、人工光源装置を提供することを目
的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the above-mentioned drawbacks of the prior art and to provide an artificial light source device that uses a correction filter with a large tolerance and whose spectral characteristics do not exceed the tolerance limit. shall be.
前記目的を達成するために、本発明において
は、キセノンランプに対する白熱ランプのよう
に、その連続発光スペクトル分布が他のランプに
対して異なる単位光源を含む複数の単位光源のそ
れぞれの発光を、実質上被照射面全体に照射させ
るようにすると共に、前記複数の光源の少なくと
も一つに、スペクトル補正用フイルタを光源に対
して1対1で装備させることにより、各単位光源
からの発光の総和として得られる被照射面におけ
る総合連続スペクトル分布が所望のものとなるよ
うに前記複数の単位光源およびフイルタのすべて
に相互に関連して選択するように構成している。 To achieve the above object, in the present invention, the light emission of each of a plurality of unit light sources, including unit light sources whose continuous emission spectral distribution is different from other lamps, such as an incandescent lamp versus a xenon lamp, is substantially controlled. By irradiating the entire upper illuminated surface and equipping at least one of the plurality of light sources with a spectral correction filter on a one-to-one basis, the total amount of light emitted from each unit light source is All of the plurality of unit light sources and filters are selected in relation to each other so that the resulting overall continuous spectral distribution on the irradiated surface becomes desired.
つぎに、添付図面を参照して、本発明の一実施
例を詳細に説明する。 Next, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第3図は、本発明の一実施例を示す概略構成図
である。図において、第2図と同一の符号は同一
または同等部分をあらわしている。 FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as in FIG. 2 represent the same or equivalent parts.
同図において、単位光源1a〜1cはキセノン
ランプ、アルゴンランプ、クリプトンランプ等の
稀ガス高圧放電灯、または白熱ランプである。該
単位光源1a〜1cはそのすべてを同一ランプに
するのではなく、少なくとも1つは他のランプと
異なるスペクトル分布を有するランプにする。本
実施例では光源1aおよび1bはキセノンラン
プ、光源1cは白熱ランプとした。3a,3b,
3cは、それぞれ単位光源1a,1b,1cに対
応して設けられた積分光学系で、各単位光源から
放射された光を、被照射面4上の実質上同一範囲
に投射する。 In the figure, unit light sources 1a to 1c are rare gas high pressure discharge lamps such as xenon lamps, argon lamps, and krypton lamps, or incandescent lamps. The unit light sources 1a to 1c are not all the same lamp, but at least one has a different spectral distribution from the other lamps. In this embodiment, the light sources 1a and 1b were xenon lamps, and the light source 1c was an incandescent lamp. 3a, 3b,
3c is an integrating optical system provided corresponding to the unit light sources 1a, 1b, and 1c, and projects the light emitted from each unit light source onto substantially the same range on the irradiated surface 4.
5a,5b,5cは、それぞれの単位光源1
a,1b,1cに対応する積分光学系に付属させ
られた補正用フイルタである。それぞれの補正用
フイルタ5a〜5cは、前記光源1a〜1cから
放射された光の総合された発光スペクトルが、被
照射面において所望の分布になるように選択され
る。 5a, 5b, 5c are respective unit light sources 1
This is a correction filter attached to the integrating optical system corresponding to a, 1b, and 1c. The respective correction filters 5a to 5c are selected so that the total emission spectrum of the light emitted from the light sources 1a to 1c has a desired distribution on the irradiated surface.
例えば、所望のスペクトル分布が自然太陽光の
スペクトル分布である場合には、前記光源1aお
よび1bに対応する補正用フイルタ5aおよび5
bは、キセノンランプの発光成分から、近赤外成
分より長波長側の成分を除去するための分光特性
を有するものにする。一方、前記光源1cに対応
する補正用フイルタ5cは、白熱ランプの発光成
分から、可視光および紫外成分を除去するための
分光特性を有するものにする。 For example, when the desired spectral distribution is that of natural sunlight, the correction filters 5a and 5 corresponding to the light sources 1a and 1b are
b has spectral characteristics for removing components with longer wavelengths than near-infrared components from the light emitting components of the xenon lamp. On the other hand, the correction filter 5c corresponding to the light source 1c has spectral characteristics for removing visible light and ultraviolet components from the light emitting components of the incandescent lamp.
このような分光特性を有するそれぞれの補正用
フイルタ5a〜5cを通過させることによつて、
照射面での光のスペクトル分布を自然太陽光のそ
れに近似させることができる。 By passing through each of the correction filters 5a to 5c having such spectral characteristics,
The spectral distribution of light on the irradiated surface can be approximated to that of natural sunlight.
本実施例では、複数の光源のうちの1つを他の
光源、すなわちキセノンランプと異なる発光スペ
クトル分布を有する白熱ランプにしたので、上述
のように、単純な分光特性を有する補正用フイル
タによつて、第1図ハのような複雑な分光特性を
有する理想的なフイルタを使用した場合とほぼ同
等のスペクトル分布で被照射面に光を照射でき
る。 In this example, one of the plurality of light sources was used as another light source, that is, an incandescent lamp with an emission spectrum distribution different from that of a xenon lamp, so as described above, a correction filter having simple spectral characteristics was used. Therefore, the irradiated surface can be irradiated with light with almost the same spectral distribution as when using an ideal filter having complicated spectral characteristics as shown in FIG. 1C.
以上の説明から明らなかように、本発明によれ
ば、単純な分光特性を有する補正用フイルタ、お
よび従来技術では規格はずれとなつて使用できな
かつたような補正用フイルタを使用して自然太陽
光に近似させた照射光を得ることができる。それ
故に、補正用フイルタのコストを大幅に低減する
ことができ、これに伴つてソーラーシユミレータ
の価格の低減および保守の容易化を実現すること
ができる。 As is not clear from the above description, according to the present invention, a correction filter having simple spectral characteristics and a correction filter that could not be used in the prior art due to deviations from the specifications are used to compensate for natural sunlight. It is possible to obtain irradiation light that approximates light. Therefore, the cost of the correction filter can be significantly reduced, and accordingly, the cost of the solar simulator can be reduced and maintenance can be made easier.
さらに、以上では、ソーラーシユミレータに用
いるめの人工光源装置に、本発明を適用した例に
ついて述べたが、その他の一般的な人工光源装
置、例えば植物の人工育成用光源装置等にも、本
発明が適用できることは明らかであろう。 Furthermore, although the above describes an example in which the present invention is applied to an artificial light source device for use in a solar simulator, it can also be applied to other general artificial light source devices, such as a light source device for artificially growing plants. It will be clear that the invention is applicable.
第1図は補正用フイルタの特性を説明するため
のスペクトル分光曲線図、第2図は従来のソーラ
ーシユミレータの概略構成図、第3図は本発明の
一実施例の概略構成図である。
1a〜1c……単位光源、2a〜2c……反射
鏡、3a〜3c……積分光学系、4……被照射
面、5a〜5c……補正用フイルタ。
Fig. 1 is a spectral spectral curve diagram for explaining the characteristics of a correction filter, Fig. 2 is a schematic diagram of a conventional solar simulator, and Fig. 3 is a schematic diagram of an embodiment of the present invention. . 1a-1c... unit light source, 2a-2c... reflecting mirror, 3a-3c... integrating optical system, 4... irradiated surface, 5a-5c... correction filter.
Claims (1)
のそれに対して異なる少くとも1つの単位光源を
含む複数の単位光源と、 各単位光源からの光を実質上被照射面全体に一
様に投射するため、該単位光源にそれぞれ設けら
れた光学系と、 前記複数の単位光源の少なくとも1つに、1対
1の対応関係で設けられたスペクトル補正用フイ
ルタとを具備し、 前記各単位光源の発光スペクトル分布およびス
ペクトル補正用フイルタの透過特性の組合わせ
は、被照射面における光の総合連続スペクトルを
所望の分布に補正するように、前記複数の単位光
源およびフイルタのすべてに相互に関連して選択
されたことを特徴とする人工光源装置。[Claims] 1. A plurality of unit light sources including at least one unit light source whose continuous emission spectral distribution is different from that of other unit light sources; and light from each unit light source is applied to substantially the entire illuminated surface. In order to project uniformly, an optical system is provided for each of the unit light sources, and a spectrum correction filter is provided for at least one of the plurality of unit light sources in a one-to-one correspondence, The combination of the emission spectrum distribution of each unit light source and the transmission characteristics of the spectrum correction filter is such that all of the plurality of unit light sources and filters are mutually combined so that the overall continuous spectrum of light on the irradiated surface is corrected to a desired distribution. An artificial light source device selected in relation to.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8890381A JPS57204424A (en) | 1981-06-11 | 1981-06-11 | Artificial light source device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8890381A JPS57204424A (en) | 1981-06-11 | 1981-06-11 | Artificial light source device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57204424A JPS57204424A (en) | 1982-12-15 |
| JPH0370776B2 true JPH0370776B2 (en) | 1991-11-08 |
Family
ID=13955903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8890381A Granted JPS57204424A (en) | 1981-06-11 | 1981-06-11 | Artificial light source device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57204424A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59218407A (en) * | 1983-05-26 | 1984-12-08 | Hakko:Kk | Irradiating device of artificial solar ray |
| JPS61208024A (en) * | 1985-03-12 | 1986-09-16 | Kyoritsu Denki Kk | Formation of reference light |
| EP1400799A4 (en) * | 2001-06-29 | 2011-10-26 | Nagano Science Equipment Mfg Co Ltd | Light stability testing device |
| JP6011592B2 (en) * | 2014-10-16 | 2016-10-19 | セイコーエプソン株式会社 | Spectrometer |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4825385A (en) * | 1971-08-11 | 1973-04-02 | ||
| JPS49129388A (en) * | 1973-04-16 | 1974-12-11 | ||
| JPS5522764A (en) * | 1978-08-08 | 1980-02-18 | Citizen Watch Co Ltd | Lighting structure for liquid display |
| JPS5817934B2 (en) * | 1980-06-17 | 1983-04-11 | 松下電器産業株式会社 | Irradiation device |
-
1981
- 1981-06-11 JP JP8890381A patent/JPS57204424A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57204424A (en) | 1982-12-15 |
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