CN102713414A - 模拟太阳光照射装置及模拟太阳光照射方法 - Google Patents
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Abstract
一种模拟太阳光照射装置（30），包括：具有第一光源（1）及第二光源（2）的光源部；以及光选择单元（7），该光选择单元（7）选择从所述第一光源（1）照射出的第一光中的波长比规定边界波长要短的短波长一侧的光、和从所述第二光源（2）照射出的第二光中的波长比规定边界波长要长的长波长一侧的光并输出，该模拟太阳光照射装置（30）的特征在于，包括控制单元（5、6），该控制单元（5、6）控制所述第一光的指向性或所述第二光的指向性，以便按规定入射角入射到所述光选择单元（7）。由此，无需大型化装置就能照射出按照设计那样的模拟太阳光。
Description
技术领域
本发明涉及照射模拟太阳光的模拟太阳光照射装置及模拟太阳光照射方法。
背景技术
近年来，太阳能电池板正向大型化推进，需要能照射与太阳光相近的人工光（模拟太阳光）的装置。特别是，随着太阳能电池技术的快速发展和普及，特别需要可用于太阳能电池的检查、测定及实验的、能大面积地照射高精度模拟太阳光的装置。
模拟太阳光所要求的主要要素为使其发光光谱接近基准太阳光（由日本工业标准所制定）。在专利文献1～3中公开了设法满足这些要求的技术。
在专利文献1中公开了一种模拟太阳光照射装置（太阳光模拟器），其特征在于，包括：至少两种光源；以及至少一片波长依赖性的镜，该至少一片波长依赖性的镜选择性地透射、反射来自这些各光源的波长范围不同的光且提取并混合该透射、反射的至少两种透射光、反射光。根据该装置，通过适当地组合至少两种光源，从而能生成与基准太阳光类似的光谱。
此外，根据专利文献2公开了作为现有技术的模拟太阳光照射装置，其包括：两种以上的光源；对该光源进行聚光的椭圆镜；重叠用滤光片及光谱校正滤光片；以及半反射镜。根据该装置，通过重叠规定波长光，从而能生成与基准太阳光类似的光谱。
此外，根据专利文献3公开了一种模拟太阳光照射装置，其包括：氙短弧光灯、反射镜、大气滤光片（air mass filter）、亮线截止滤光片（bright line cutfilter）、及积分光学***。此处，对亮线截止滤光片的位置进行调整，从而能对亮线光谱分量的截止量进行调整，生成接近基准太阳光的模拟太阳光。另外，为了接近基准太阳光，亮线截止滤光片是用于将特定波长的亮线光谱分量去除的光学滤光片。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本公开专利公报“特开平8－235903号公报（公开日：1996年9月13日）”
专利文献2：日本公开专利公报“特开平4－133017号公报（公开日：1992年5月7日）”
专利文献3：日本公开专利公报“特开平9－306201号公报（公开日：1997年11月28日）”
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是，在专利文献1的技术中，存在无法实现按照设计那样的模拟太阳光的问题。对于该问题产生的原因，以下参照图9～图11来进行说明。
图9是表示现有技术所涉及的模拟太阳光照射装置（太阳光模拟器）所具备的波长选择镜（波长依赖性的镜）的光反射率的光谱的图。在该图中，100表示波长选择镜的光反射率的光谱的设计值。设计值的光谱100具有边界波长（boundary wavelength）102。
图10是表示一般的波长选择镜的结构的图。严格来讲，波长选择镜利用重复各层的反射和透射的复杂的物理现象，但此处作为简单模型，使用最上层的反射的光程长L进行说明。设最上层薄膜的折射率和膜厚分别为n1和d1，设入射角和其扩散角分别为和θ，则用式1来表示光程长L。
图11表示式1的分母成分和入射角之间的关系。例如，对按设计值即入射角45度来入射到光选择单元的情况进行说明。如图11所示，由于来自光源的光在射出面上扩散，因此，具有扩散角。因而，即使是将入射角为45度的光入射到波长选择镜的设计，实际上入射的是入射角为45度±30度的光。即，若比较以45度入射的情形和以75度入射的情形，则式1的分母值较小的75度的情形对光程长L的影响较大。即，与以45度入射的情形相比，由于75度的入射对光程长的影响较灵敏，因此，波长选择镜难以呈现按照设计值那样的特性。
因而，由于来自光源的光在入射时具有一定的扩散角，因此，扩散成分即从45度偏离的光反射率的光谱会偏移到较长波长一侧，例如，如图9的102所示，反射率特性发生变化。此时，设计值的边界波长102偏移到图9所示的边界波长106（箭头108）。此外，波长比实际边界波长要长的较长波长一侧光的反射率会增大至比设计值的反射率要大（箭头110）。入射光的角度越大，这些问题越显著，此外，入射光的扩散较强的情况下，这些问题也会较显著。因而，在专利文献1所涉及的装置中存在以下问题：由于波长选择镜的光反射率无法成为按照设计值那样，因此，所照射的模拟太阳光的发光光谱也无法成为按照设计值那样。
专利文献2对半反射镜（波长选择镜）入射无扩散角的光（平行光），但实际上实施专利文献2的现有技术所公开的模拟太阳光照射装置的情况下，光源变得大型化，为了使该光形成平行光，需要将光源和照射面之间的距离拉长，因此，导致装置大型化。
专利文献3使用大气滤光片、亮线截止滤光片等多个光学滤光片，但由于作为光源仅使用氙光源来生成模拟太阳光，因此，即使能调整亮线，而对于接近基准太阳光仍有局限性。而且，与专利文献2相同，为了应对大面积的太阳能电池，装置变得大型化。
因而，在现有技术所涉及的装置中，若为了使波长选择镜的光反射率成为按照设计值那样而要入射平行光，则装置变得大型化。此外，若要使装置小型化，则由于入射到波长选择镜的光会具有扩散角，因此，在波长选择镜中发生无法获得按照设计值那样的模拟太阳光的发光光谱的问题。由此，日本工业标准（JIS）规定的基准太阳光的光谱一致度变差，作为模拟太阳光照射装置的性能下降。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供无需导致装置大型化、就能对大面积照射按照设计那样的模拟太阳光的模拟太阳光照射装置及模拟太阳光照射方法。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述问题，本发明所涉及的模拟太阳光照射装置的特征在于，该模拟太阳光照射装置将从第一光源照射的具有规定光谱分布的第一光和从第二光源照射的具有与该第一光不同的光谱分布的第二光入射到光选择单元并合成，照射出合成得到的模拟太阳光，其中，
使所述第一光或所述第二光具有指向性，以便将对所述光选择单元的光的入射角控制成规定入射角。
根据上述结构，模拟太阳光照射装置将从第一光源照射的具有规定光谱分布的第一光、例如包含较多波长比规定边界波长要短的短波长一侧的分量的光，和从第二光源照射的具有与该第一光不同的分布的第二光、例如包含较多波长比规定边界波长要长的长波长一侧的分量的光入射到光选择单元，进行选择和输出（合成）。此时，由于第一光和第二光具有指向性，因此，成为无扩散角的光（平行光），能按规定入射角入射到光选择单元。此处，规定入射角例如为45度。若入射角为45度，则容易对光选择单元进行设计。
由此，由于第一光和第二光能按规定入射角入射到光选择单元，因此，能按照设计值那样进行选择和输出（合成）。因而，本发明所涉及的模拟太阳光照射装置具有能够生成按照设计那样的模拟太阳光的效果。
另外，为了解决上述问题，本发明所涉及的模拟太阳光照射装置包括：
具有第一光源及第二光源的光源部；以及
光选择单元，该光选择单元选择从所述第一光源照射出的第一光中的波长比规定边界波长要短的短波长一侧的光、和从所述第二光源照射出的第二光中的波长比规定边界波长要长的长波长一侧的光并输出，该模拟太阳光照射装置的特征在于，包括：
控制单元，该控制单元控制所述第一光的指向性或所述第二光的指向性，以便按规定入射角入射到所述光选择单元。
根据上述结构，通过将控制第一光的指向性或第二光的指向性的控制单元设置在光源部与光选择单元之间，从而能以小型光学***来控制指向性，能以规定入射角对光选择单元进行入射。
由此，与现有模拟太阳光装置相比，可缩短从光源到光选择单元的距离，能实现装置小型化。
另外，为了解决上述问题，在本发明所涉及的模拟太阳光照射方法中，控制来自第一光源的第一光的指向性并进行照射，并且控制来自第二光源的第二光的指向性并进行照射，选择该第一光中的波长比规定边界波长要短的短波长一侧的光和从所述第二光源照射的第二光中的波长比规定边界波长要长的长波长一侧的光，以进行输出和照射。
根据上述方法，由于通过控制来自第一光源及第二光源的指向性并进行照射，从而能选择第一光中的波长比规定边界波长要短的短波长一侧的光、和第二光中的波长比规定边界波长要长的长波长一侧的光并进行照射，因此，能使模拟太阳光的发光光谱接近基准太阳光的发光光谱。从而，具有能够生成按照设计那样的模拟太阳光的效果。
发明效果
如上所述，本发明所涉及的模拟太阳光照射装置具有以下效果：无需导致装置大型化就能对大面积的照射面照射按照设计那样的模拟太阳光。
附图说明
图1是将本发明的一实施方式所涉及的模拟太阳光照射装置的一部分进行放大的图。
图2是表示本发明的一实施方式所涉及的模拟太阳光照射装置的主要部分结构的图。
图3是表示锥形耦合镜（taper coupler）的结构的图。
图4是表示从氙光源获得的光谱的图，（a）表示未设置有锐截止滤光片22的情况，（b）表示设置有锐截止滤光片22的情况。
图5是表示发光光谱的图，（a）表示卤素光的发光光谱，（b）表示氙光的发光光谱。
图6是表示光学滤光片的透射率的图，（a）表示第二光学滤光片的透射率，（b）表示第一光学滤光片的透射率。
图7是表示本发明的一实施方式所涉及的模拟太阳光照射装置所照射的模拟太阳光的发光光谱的图。
图8是将本发明的一实施方式所涉及的模拟太阳光照射装置的一部分进行放大的图。
图9是表示现有技术所涉及的太阳光模拟器所具备的波长选择镜的光透射率的图。
图10是表示一般的波长选择镜的结构的图。
图11是表示波长选择镜的最上层的入射角θ和光程长L的分母成分之间的计算结果的一示例的图。
具体实施方式
下面，参照图1～图8，对本发明所涉及的一实施方式进行说明。在本实施方式中，对向照射面12照射模拟太阳光的模拟太阳光照射装置30进行详细说明。模拟太阳光是人工光的一种，模拟太阳光照射装置不限于具有日本工业标准（JIS）所规定的基准太阳光的发光光谱，其目标为具有类似发光光谱。本实施方式的模拟太阳光照射装置30将第一光源和第二光源的合成光作为模拟太阳光进行照射。例如，对第一光源使用生成基准太阳光的短波长一侧的光的氙光源，对第二光源使用照射与第一光源不同的光的光源、例如为生成基准太阳光的长波长一侧的光的卤素光源。此外，例如在照射面上配置有太阳能电池。
（模拟太阳光照射装置30的结构）
图2是表示本发明的一实施方式所涉及的模拟太阳光照射装置30的主要部分结构的图。图1是将模拟太阳光照射装置30的一部分进行放大的图。如这些图所示，模拟太阳光照射装置30包括：作为第一光源的氙光源1（具有规定光谱分布的光源），该氙光源1照射第一光；作为第二光源的卤素光源2（具有与所述第一光不同的光谱分布的光源），该卤素光源2照射与第二光不同的第二光；作为控制单元的锥形耦合镜5及锥形耦合镜6，该锥形耦合镜5及锥形耦合镜6控制从所述氙光源照射出的第一光或从所述卤素光源照射出的第二光的指向性；反射镜3及反射镜4，该反射镜3及反射镜4进行聚光以便将所述第一光及所述第二光高效（无泄漏）地入射到所述锥形耦合镜5及6；作为光选择单元的波长选择镜7，该波长选择镜7选择从所述第一光源照射出的第一光中的波长比规定边界波长要短的短波长一侧的光和从所述第二光源照射出的第二光中的波长比规定边界波长要长的长波长一侧的光并输出；锥形构件8（光透射单元）；导光板9（光照射单元）；反射镜10；散射槽11（光反射单元）；反射镜15；作为调整单元的大气滤光片20，该大气滤光片20对所述第一光或所述第二光的发光光谱进行调整；锐截止滤光片22；空气滤光片24；以及红外截止滤光片26。
氙光源1设置在反射镜3的内部，照射具有规定的发光光谱的氙光（第一光）。在本实施方式中，氙光源1是在从纸面向内的方向上具有长度的棒状（线状）的氙气灯。该光源1的数量可以是一根，也可以是多根。反射镜3的截面呈钟状，将从氙光源1照射的光面向光射出面进行聚光。光反射部14与反射镜3的光射出面相连接。光反射部14是棱镜的一种，向大致垂直的方向上反射来自氙光源1的光，以引导至锥形耦合镜5的一端。
为了大面积地照射模拟太阳光，需要大输出功率的光源，且在将装置导入到工厂的生产线（工序内）的情况下，为了能省去光源更换等维护的麻烦，要求光源寿命较长。一般而言，输出功率大、寿命长的氙光源呈棒状，是无指向性的扩散光源。虽然为了使该棒状光源具有方向性而利用反射镜3，但会残留特定的扩散角。只要使装置大型化，就能使扩散角接近零，成为平行光，但为了实现小型化，无论如何都会具有特定的扩散角。由于受到该扩散角的较大影响的是滤光片，因此，在入射到滤光片之前，需要将扩散角控制在最低限度。在本发明中，利用反射镜和锥形耦合镜，对扩散角进行控制。
另一方面，卤素光源2设置在反射镜4的内部，照射具有规定的发光光谱的卤素光（第二光）。在本实施方式中，卤素光源2是在从纸面向内的方向上具有长度的棒状的卤素灯。该光源2的数量可以是一根，也可以是多根。反射镜4的截面呈钟状，将从卤素光源2照射的光面向光射出面进行聚光。锥形耦合镜6的一端与光射出面相连接。因而，反射镜4将来自卤素光源2的光按原样引导至锥形耦合镜6的一端。
此外，出于与氙光源相同的理由，卤素光源也呈棒状（线状），是无指向性的扩散光源。为了使该棒状光源具有指向性，使用反射镜4和锥形耦合镜6。
如图1及图2所示，锥形耦合镜5由导光体构成，为细长形，具有光的入射面及射出面。锥形耦合镜5将入射到入射面的氙光引导至射出面。此时，与反射镜3相同，具有控制氙光的指向性的作用。
另一方面，锥形耦合镜6由导光体构成，为细长形，具有光的入射面和射出面。锥形耦合镜6配置成与锥形耦合镜5相平行，并将入射到入射面的卤素光引导至射出面。此时，与反射镜4相同，具有作为控制卤素光的指向性的控制单元的作用。
在上述实施方式中，第一光源为棒状的氙气灯，第二光源为棒状的卤素灯，但还可使用线状光源或其它形状的氙气灯、卤素灯。此外，还可对第一光源及第二光源使用LED光源。
（锥形耦合镜5及锥形耦合镜6的结构）
图3示出锥形耦合镜5及锥形耦合镜6的结构。图3是表示锥形耦合镜5及锥形耦合镜6的结构的图。如该图所示，锥形耦合镜5采用使导光体的宽度（短轴方向的截面积）从其一端（光入射面）朝另一端（光射出面）逐渐增加的结构。刚从锥形耦合镜5的入射面入射的氙光虽然被反射镜3所聚光，但其扩散角仍具有较大的幅度。但是，在通过图3所示结构的锥形耦合镜5内时，其扩散角发生变化以汇聚在一定幅度内，从而控制成最低限度的扩散角。
锥形耦合镜6也采用使导光体的宽度（短轴方向的截面积）从其一端（光入射面）朝另一端（光射出面）逐渐增加的结构。入射到锥形耦合镜6的卤素光虽然被反射镜4所聚光，但其扩散角仍具有较大的幅度。但是，通过锥形耦合镜6内时，其扩散角发生变化以汇聚在一定幅度内，从而控制成最低限度的扩散角。
（氙光的反射）
在锥形耦合镜5的一端（射出面），配置有两片光学滤光片。其中一个是大气滤光片20，另一个是将特定波长以上的分量截止的锐截止滤光片22（具有至少从第一光去除长波长一侧的光的特性的光学滤光片）。两者彼此平行地排列配置。另外，所配置的光学滤光片的数量不限于两片，只要是多片即可。此时，在多片光学滤光片中，优选锐截止滤光片22配置在离氙光源1最近的位置（近侧）。由此，能防止氙光源1的热量使大气滤光片20发生劣化。
波长选择镜7选择出发光光谱受到调整的氙光中波长比规定边界波长要短的短波长一侧、及发光光谱受到调整的卤素光中波长比边界波长要长的长波长一侧并输出（合成），这将在下面进行详述。作为波长选择镜7，也可使用冷光镜。锐截止滤光片22具有使入射的氙光中的波长比规定边界波长要长的波长一侧截止的性质。波长选择镜7中的边界波长优选与锐截止滤光片22中的边界波长彼此相同。因而，对于从锐截止滤光片22射出的氙光，使波长比边界波长要长的长波长一侧的能量截止。
入射到锐截止滤光片22的氙光的入射角大致为0度。因而，由于锐截止滤光片22的特性不受入射光的角度依赖性影响，因此，能可靠地将波长比与设计值一致的边界波长要长的长波长一侧的分量截止。
从锐截止滤光片22射出的氙光被入射到大气滤光片20。大气滤光片20具有针对氙光的发光光谱进行了优化的透射特性。由此，对入射的氙光的发光光谱进行调整。
从大气滤光片20透射出的氙光朝向与大气滤光片20呈45度角度而配置的波长选择镜7。波长选择镜7对氙光的短波长一侧进行反射，以引导至锥形构件8的一端（入射面）。
（卤素光的反射）
锥形耦合镜6的一端（射出面）配置有反射镜10。反射镜10是棱镜的一种，其利用内部反射，朝波长选择镜7反射所有入射的光。由于利用内部反射，因此，从反射镜10射出的卤素光的指向性维持入射前的原来的指向性。
反射镜10的射出面一侧，配置有多片光学滤光片。其中一个是红外截止滤光片26，另一个是大气滤光片24。红外截止滤光片26将入射的卤素光的发光光谱中的长波长一侧的光即红外分量截止。大气滤光片24具有针对卤素光的发光光谱进行了优化的透射特性。由此，对从红外截止滤光片26射出的卤素光的发光光谱进行调整。
从大气滤光片24透射的卤素光被入射到波长选择镜7。波长选择镜7将从大气滤光片24射出的卤素光的长波长一侧进行透射，引导至锥形构件8。
如上所述，利用波长选择镜7的选择作用，将氙光和卤素光合成，入射至锥形构件8。具体而言，由波长选择镜7选择氙光的短波长一侧及卤素光的长波长一侧，将两者合成以形成合成光，并引导至锥形构件8的入射面。
在本实施方式中，波长选择镜7中的边界波长为750nm。因而，波长选择镜7选择750nm以下的分量作为氙光的短波长一侧。另一方面，选择750nm以上的分量作为卤素光的长波长一侧。通过选择750nm以下的分量，从而能去除从氙光源1照射出的光的发光光谱中所包含的较强亮线分量。由此，得到容易设计第一光学滤光片、特别是大气滤光片的效果。但是，由于边界波长因光源种类而不同，例如根据氙光的种类，存在如图5（b）所示那样在550～700nm具有亮线的情形，因此，在该情况下优选设为550nm。而且，想要去除490nm附近的亮线以便提高光谱一致度的情况下，优选将边界波长设为450nm。由此，根据氙光的亮线，优选设计成450～750nm。
（锥形构件8的细节）
锥形构件8由导光体构成，且采用使导光体的宽度（锥形构件8的短轴）从其一端（光入射面）朝另一端（光射出面）逐渐减小的结构。换言之，锥形构件8的短轴方向截面积从锥形构件8的入射面朝向射出面逐渐减小。
在图2等中，导光体的宽度按直线减小，但不限于此。还可按曲线减小、及按台阶状减小。无论是何种情形，锥形构件8的入射面的宽度（面积）比射出面的宽度（面积）要大。
入射到锥形构件8的光在锥形构件8的内部一边被重复反射一边前进。由于重复反射的作用，通过锥形构件8的光的指向性分布发生变化。由于氙光和卤素光的合成光入射到锥形构件8，因此，两者的指向性一并发生变化。其结果是，氙光的指向性和卤素光的指向性变得彼此大致相同。在本实施方式中，锥形构件8的射出面与作为光照射单元的导光板9的一端相连接。作为光照射单元的导光板用于将来自锥形构件的光按照面状进行照射。从而，将从锥形构件8射出且指向性一致的合成光引导至导光板9的内部。其结果是，模拟太阳光照射装置30能将通过不同光学***而来的光（氙光和卤素光）以指向性均一致的状态照射到照射面12。因而，能进一步提高照射到照射面12的光的照度分布的均匀性。而且，与仅通过优化散射槽11来提高照射均匀性的办法相比，能获得更良好的效果。此外，通过将对槽11的间距及形状进行优化与本发明中利用锥形构件8相组合，能进一步提高照射分布的均匀性。
另外，在本实施方式中，通过对导光板9形成散射槽11，从而将氙光和卤素光的合成光照射到照射面12，但还可使用进行散射的结构来代替散射槽11。例如，还可通过按线状或任意图案对导光板9的表面印刷（涂布）散射体，来替代散射槽11。此外，也可以是在导光板9的表面形成凹凸的结构，为了实现该凹凸结构，也可以是例如在导光板9的表面用含有小珠的墨水形成多个团块的结构。该团块具有作为进行散射的散射体的功能。
（本实施方式的作用及效果）
对于从锐截止滤光片22透射的氙光，将其长波长分量截止。由此，将长波长分量被截止的氙光入射到波长选择镜7。此时，对于入射到波长选择镜7的氙光，事先使波长比边界波长要长的长波长分量中的不需要的光谱截止。由此，从波长选择镜7输出的光中不会含有不需要的光谱。此外，即使实际的波长比边界波长要长的长波长一侧的光的反射率比设计值要高，但由于反射对象分量本来就不存在，因此不受影响。
图4（a）表示未设置锐截止滤光片22时的光谱，图4（b）表示设置有锐截止滤光片22时的光谱。若对图4进行比较，可明确该效果。此外，在本实施方式中，卤素光未使用锐截止滤光片，但若使用使短波长一侧截止的锐截止滤光片，则能可靠地去除不需要的噪声分量，效果与图4相同。
如上所述，波长选择镜7能选择入射的氙光中的波长比设计值的边界波长要短的短波长一侧并输出（合成）。因而，本实施方式所涉及的模拟太阳光照射装置能将按照设计那样的模拟太阳光照射到照射面。
图5（a）是表示卤素光的发光光谱的图，图5（b）是表示氙光的发光光谱的图。如图5（b）所示，入射到锐截止滤光片22之前的氙光的发光光谱中，在其长波长一侧存在较强亮线。
图6（a）是表示第二光学滤光片的透射率的图，图6（b）是表示第一光学滤光片的透射率的图。如图6（b）所示，包含锐截止滤光片22的第一光学滤光片的透射率被设计成长波长一侧的亮线大致消失。模拟太阳光照射装置30选择长波长一侧和短波长一侧并合成，将其作为图7所示发光光谱的模拟太阳光进行照射，其中长波长一侧通过将图5（a）所示的卤素光的发光光谱、和图6（a）所示的第二光学滤光片的透射率相乘来获得，短波长一侧通过将图5（b）所示的氙光的发光光谱、和图6（b）所示的第一光学滤光片的透射率相乘来获得。图7是表示模拟太阳光照射装置30照射的模拟太阳光的发光光谱的图。该图所示的发光光谱成为按照设计那样的、不残留有亮线的光谱。
（锐截止滤光片28）
图8是将本发明的一实施方式所涉及的模拟太阳光照射装置30的一部分进行放大的图。在该图所示的示例中，在反射镜10的射出面一侧，配置有三片光学滤光片。其中一个是红外截止滤光片26，另一个是大气滤光片24，其余另一个是锐截止滤光片28。锐截止滤光片28具有使入射的卤素光中的波长比规定边界波长要短的短波长一侧截止的特性。该边界波长与波长选择镜7中的边界波长相同（750nm）。
入射到锐截止滤光片28的卤素光的入射角大致为0度。因而，锐截止滤光片28的特性未示出入射光的角度依赖性，能可靠地将波长比与设计值一致的边界波长要短的短波长一侧的分量截止。
对于从锐截止滤光片28透射的卤素光，将波长比边界波长要短的短波长分量截止。因而，由于对于从波长选择镜7输出的光，能使氙光的长波长分量中存在的亮线按照设计那样截止，并且，还能可靠地使卤素光的短波长分量中存在的噪声截止，因此，能进一步提高所照射的模拟太阳光的性能。
（多个光学***）
另外，如图2所示，模拟太阳光照射装置30具有两个包括氙光光学***和卤素光光学***的光学***组。将一组设置在模拟太阳光照射装置30的壳体的一端（图2的左侧），将另一组设置在壳体的另一端（图2的右侧）。将来自各光学***组的光中的一方入射到导光板9的一端，将另一方入射到导光板9的另一端，从而能进一步提高从模拟太阳光照射装置30照射的模拟太阳光的强度。
此外，在一个光学***组中，氙光光学***的位置与卤素光光学***的位置也可与图2所示的结构相反。在该情况下，波长选择镜7将从大气滤光片20射出的卤素光的长波长一侧进行反射并引导至锥形构件8，并且，将从大气滤光片24射出的氙光的短波长一侧进行透射并引导至锥形构件8。即，只要波长选择镜7具有对氙光的短波长一侧、卤素光的长波长一侧进行反射或透射的特性即可。
照射面12在从纸面向内的方向上也具有一定宽度。因此，根据照射面12的面积，在从纸面向内的方向上排列配置多个光学***组，从而也能构成图2所示模拟太阳光照射装置30。
此外，模拟太阳光照射装置具有配置有卤素光源的结构，以便经由反射镜将卤素光入射到波长选择镜，但不限于这种结构，还可采用不使用反射镜的结构。即，至少对卤素光源或氙光源中的任一个使用控制光的指向性的锥形耦合镜，从而能缩短从光源到波长选择镜的距离，因此，能实现装置小型化。
（其他结构）
能用如下方式来实现本发明。一种模拟太阳光照射装置，向照射面照射模拟太阳光，其特征在于，包括：氙光源，该氙光源照射氙光；对从所述氙光源照射的扩散光的指向性进行控制的单元；第一光学滤光片，该第一光学滤光片对控制了所述指向性的氙光的发光光谱进行调整；卤素光源，该卤素光源照射卤素光；对从所述氙光源照射的扩散光的指向性进行控制的单元；第二光学滤光片，该第二光学滤光片对所述照射的卤素光的发光光谱进行调整；以及光选择单元，该光选择单元选择所述发光光谱得到调整的所述氙光的短波长一侧、和所述发光光谱得到调整的所述卤素光的长波长一侧并射出，所述第一光学滤光片由两片以上构成，其中一个具有使波长比光选择单元的边界波长要长的长波长一侧的光截止的特性。
此外，也能用如下方式来实现本发明。
一种模拟太阳光照射装置30，包括：具有第一光源1及第二光源2的光源部；以及光选择单元7，该光选择单元7选择从所述第一光源1照射出的第一光中的波长比规定边界波长要短的短波长一侧的光、和从所述第二光源2照射出的第二光中的波长比规定边界波长要长的长波长一侧的光并输出，该模拟太阳光照射装置30的特征在于，包括控制单元5、6，该控制单元5、6控制所述第一光的指向性或所述第二光的指向性，以便按规定入射角入射到所述光选择单元7。
如上所述，本发明所涉及的模拟太阳光照射装置将从第一光源照射的具有规定光谱分布的第一光和从第二光源照射的具有与该第一光不同的光谱分布的第二光入射到光选择单元并合成，照射出合成得到的模拟太阳光，其特征在于，使所述第一光或所述第二光具有指向性，以便将对所述光选择单元的光的入射角控制成规定入射角。
所述规定边界波长优选为450～750nm。根据上述结构，例如在450～750nm之后的第一光的发光光谱中包含较强亮线分量的情况下，能将该亮线分量截止。由此，能使模拟太阳光的发光光谱接近基准太阳光的发光光谱。
模拟太阳光照射装置优选包括光照射单元，以便将从所述光选择单元射出的光按照面状对照射对象进行照射。由此，能容易进行模拟太阳光的面状照射。
此外，本发明所涉及的模拟太阳光照射装置包括：
具有第一光源及第二光源的光源部；以及
光选择单元，该光选择单元选择从所述第一光源照射出的第一光中的波长比规定边界波长要短的短波长一侧的光、和从所述第二光源照射出的第二光中的波长比规定边界波长要长的长波长一侧的光并输出，该模拟太阳光照射装置的特征在于，包括：
控制单元，该控制单元控制所述第一光的指向性或所述第二光的指向性，以便按规定入射角入射到所述光选择单元。
所述控制单元优选为其宽度从所述第一光及所述第二光入射的入射面朝从该入射面入射的光被射出的射出面逐渐变宽的锥形形状。
根据上述结构，通过使用其宽度从入射面朝射出面逐渐变宽的锥形形状的光学元件，从而能调整在光学元件中传播的光的指向性。作为其它控制单元，能使用导光体、透镜。
本发明所涉及的模拟太阳光照射装置的特征在于，还包括
调整单元，该调整单元对所述第一光或所述第二光的发光光谱进行调整。
根据上述结构，由于能对来自各光源的光的发光光谱进行调整，因此，能进一步接近基准太阳光的发光光谱。
所述调整单元的特征在于，包括光学滤光片，该光学滤光片具有至少从第一光去除长波长一侧的光的特性。
根据上述结构，由于在到波长选择单元之前，从第一光去除不需要的长波长一侧的光，因此，容易对光选择单元进行设计。
还有以下特征：即，在所述调整单元中，具有从所述第一光去除长波长一侧的光的特性的光学滤光片配置在最靠近所述第一光源侧。
根据上述结构，由于能首先从来自光源的光中去除红外线等长波长一侧的光的分量，因此，热量难以到达其它光学滤光片，容易对其它光学滤光片进行设计。
此外，本发明所涉及的模拟太阳光照射方法中，控制来自第一光源的第一光的指向性并进行照射，并且控制来自第二光源的第二光的指向性并进行照射，选择该第一光中的波长比规定边界波长要短的短波长一侧的光和从所述第二光源照射的第二光中的波长比规定边界波长要长的长波长一侧的光，以进行输出和照射。
发明的详细说明内容中叙述的具体实施方式或实施例都只是阐明本发明的技术内容，不应该狭义地理解为只限于这样的具体例子，在本发明的精神和后文记载的权利要求书的范围内，可以进行各种变更而实施。
工业上的实用性
本发明能用于太阳能电池的检查、测定、及实验。此外，还能用于化妆品、涂料、粘接剂、各种材料的褪色和耐光试验。此外，还能用于光催化剂的检测和实验、以及需要自然光的其他各种实验。
标号说明
1氙光源（第一光源）
2卤素光源（第二光源）
3反射镜
4反射镜
5锥形耦合镜（控制单元）
6锥形耦合镜（控制单元）
7波长选择镜（光选择单元）
8锥形构件（光传送单元）
9导光板（光照射单元）
10反射镜
11散射槽（光反射单元）
12照射面
14光反射部
15反射镜
20大气滤光片（调整单元）
22锐截止滤光片（调整单元）
24大气滤光片（调整单元）
26红外截止滤光片（调整单元）
28锐截止滤光片（调整单元）
30模拟太阳光照射装置
Claims (6)
1.一种模拟太阳光照射装置，该模拟太阳光照射装置将从第一光源照射的具有规定光谱分布的第一光和从第二光源照射的具有与该第一光不同的光谱分布的第二光入射到光选择单元并合成，照射出合成得到的模拟太阳光，其特征在于，
使所述第一光或所述第二光具有指向性，以便将对所述光选择单元的光的入射角控制成规定入射角。
2.一种模拟太阳光照射装置，包括：
具有第一光源及第二光源的光源部；以及
光选择单元，该光选择单元选择从所述第一光源照射出的第一光中的波长比规定边界波长要短的短波长一侧的光、和从所述第二光源照射出的第二光中的波长比规定边界波长要长的长波长一侧的光并输出，该模拟太阳光照射装置的特征在于，包括：
控制单元，该控制单元控制所述第一光的指向性或所述第二光的指向性，以便按规定入射角入射到所述光选择单元。
3.如权利要求1或2所述的模拟太阳光照射装置，其特征在于，包括调整单元，该调整单元对所述第一光或所述第二光的发光光谱进行调整。
4.如权利要求3所述的模拟太阳光照射装置，其特征在于，所述调整单元包括光学滤光片，该光学滤光片具有至少从第一光去除长波长一侧的光的特性。
5.如权利要求4所述的模拟太阳光照射装置，其特征在于，在所述调整单元中，具有从所述第一光去除长波长一侧的光的特性的光学滤光片配置在最靠近所述第一光源侧。
6.一种模拟太阳光照射方法，其特征在于，控制来自第一光源的第一光的指向性并进行照射，并且控制来自第二光源的第二光的指向性并进行照射，选择该第一光中的波长比规定边界波长要短的短波长一侧的光和从所述第二光源照射的第二光中的波长比规定边界波长要长的长波长一侧的光，以进行输出和照射。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20121003 |