CN102341645A - 光照射装置及检查装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种照射具有期望的光谱、且方向性被控制的光的光照射装置。本发明所涉及的光照射装置(100)包括光源(101)、导光体(107)、光谱调制用构件(104)，导光体(107)将从光源(101)入射的光从入射面引导至其内部，使该光在导光体(107)的侧面反射，将方向性被控制的光从出射面出射，光谱调制用构件(104)使方向性被控制的所述光的、特定的波长带的光谱衰减，在导光体(107)中，所述入射面小于所述出射面，在导光体(107)的出射面侧包括光谱调制用构件(104)。

Description

光照射装置及检查装置
技术领域
本发明涉及用于对被照射物照射方向性较强的光的光照射装置及检查装置。
背景技术
以往，进行了使用滤光器来得到具有期望光谱的光的尝试。特别是，在用于高精度再现太阳光的光谱分布的光源装置中，为了得到具有期望光谱的光，一般使用气团滤光器。
在专利文献1中披露了如下的模拟太阳光照射装置，通过将点亮氙灯等灯并通过滤光器的模拟太阳光用反射板使其反射扩散，可以使被测定对象的照度分布均等。
专利文献1：日本公开专利公报特开2003-28785号公报(2003年1月29日公开)
发明内容
本发明要解决的问题
然而，使用专利文献1所披露的照射装置无法得到期望的特性。
具体而言，在专利文献1所披露的照射装置中，未控制透过滤光器或者反射的光的方向性。因此，特别是，在使用由多层膜构成的滤光器的构成中，由于该多层膜具有入射角相关性，因此在照射有未控制方向性的光的情况下，无法充分有效利用滤光器的特性，无法得到期望的特性。
本发明是鉴于该现有技术问题而完成的，其目的在于提供一种照射具有期望的光谱、且方向性被控制的光的光照射装置、以及包括该光照射装置的检查装置。
用于解决问题的方法
本发明所涉及的光照射装置为了解决上述问题，包括光源、导光体、光谱调制用构件，所述导光体将从所述光源入射的光从入射面引导至所述导光体的内部，使该光在该导光体的侧面反射，将方向性被控制的光从出射面出射，所述光谱调制用构件使方向性被控制的所述光的、特定的波长带的光谱衰减，在所述导光体中，所述入射面小于所述出射面，在所述导光体的出射面侧包括所述光谱调制用构件。
根据上述结构，由于在所述导光体的出射面侧包括使特定的波长带的光谱衰减的光谱调制用构件，因此向光谱调制用构件入射辐射角分布被控制在期望范围的方向性较强的光。因此，可以将光谱调制用构件的入射角相关性的影响抑制在最小限度。所以，根据上述结构取得的效果是，可以提供一种照射具有期望的光谱、且方向性被控制的光的光照射装置。
在本发明所涉及的第二光照射装置中，其特征在于，包括所述光照射装置、第二导光体，所述光照射装置将方向性被控制的光引导至所述第二导光体，所述第二导光体从其出射面出射方向性被控制的所述光。
根据上述结构，可以遍及更大范围照射方向性较强的光。
本发明所涉及的检查装置，是检查滤色片的透过特性的滤色片用检查装置，所述滤色片中，着色为光的三原色R、G以及B中任一颜色的像素在透明基板面以周期性模式交替反复而排列，其特征在于，包括照射所述方向性被控制的模拟太阳光的光照射装置，利用从所述光照射装置出射的光来检查滤色片的透过特性。
根据上述结构，由于包括本发明所涉及的光照射装置，因此能以更高精度检查滤色片的透过特性。
在本发明所涉及的测定太阳能电池面板的输出特性的太阳能电池面板用检查装置中，其特征在于，包括照射所述方向性被控制的模拟太阳光的光照射装置，利用从所述光照射装置出射的光来测定太阳能电池面板的输出特性。
根据上述结构，由于包括本发明所涉及的光照射装置，因此能以更高精度测定太阳能电池面板的输出特性。
本发明的其他目的、特征以及优点可以由以下所示的记载充分理解。另外，本发明的优点可以由参照附图的下面的说明而得知。
发明的效果
若使用本发明所涉及的导光体及包括该导光体的光照射装置，则取得的效果是，可以提供一种照射具有期望的光谱、且方向性被控制的光的光照射装置。
此外，在本发明所涉及的光照射装置包括生成模拟太阳光的光谱调制用构件的情况下，可以遍及较大范围照射方向性较强的模拟太阳光。
附图说明
图1表示本发明的一个实施方式，是示意表示构成本发明所涉及的光照射装置的导光体的结构的主视图。
图2表示本发明的另一实施方式，(a)是示意表示构成本发明所涉及的光照射装置的导光体的内部区域未被分割、所有的侧面成为锥形的导光体的结构的主视图，(b)是示意表示(a)的导光体的结构的侧视图。(c)是示意表示构成本发明所涉及的光照射装置的导光体的内部区域未被分割、对置的1对面成为锥形而其他面不为锥形的导光体的结构的主视图，(d)是示意表示(c)的导光体的结构的侧视图。
图3表示本发明的另一实施方式，(a)是示意表示本发明所涉及的光照射装置的结构的主视图，(b)是示意表示该光照射装置的结构的侧视图。
图4是表示在本发明的另一实施方式中、从内部由反射面分割为5个的导光体出射的光的照度分布的曲线图。
图5表示本发明的另一实施方式，(a)是示意表示本发明所涉及的光照射装置的结构的主视图，(b)是示意表示该光照射装置的结构的侧视图。
图6表示本发明的另一实施方式，(a)是示意表示本发明所涉及的光照射装置的结构的主视图，(b)是示意表示该光照射装置的结构的侧视图。
图7表示本发明的另一实施方式，(a)是示意表示本发明所涉及的光照射装置的结构的主视图，(b)是示意表示作为光学元件使用柱面透镜的上述光照射装置的结构的侧视图，(c)是示意表示作为光学元件使用棱镜的上述光照射装置的结构的侧视图。
图8表示本发明的另一实施方式，(a)是示意表示本发明所涉及的光照射装置的结构的主视图，(b)是示意表示作为光学元件使用柱面透镜的上述光照射装置的结构的侧视图，(c)是示意表示作为光学元件使用棱镜的上述光照射装置的结构的侧视图。
图9表示本发明的另一实施方式，是示意表示将本发明所涉及的光照射装置配置为阵列状的结构的主视图。
图10表示本发明的另一实施方式，是示意表示包括本发明所涉及的光照射装置的第二光照射装置的结构的图。
图11表示本发明的另一实施方式，是示意表示包括本发明所涉及的光照射装置的模拟太阳光照射装置的结构的图。
图12表示本发明的另一实施方式，是示意表示包括本发明所涉及的模拟太阳光照射装置的检查装置的结构的图。
图13表示本发明的另一实施方式，是示意表示包括本发明所涉及的模拟太阳光照射装置的检查装置的结构的图。
图14是表示在本发明的一个实施方式中、本发明所涉及的导光体的出射面的长边方向的辐射角分布的曲线图。
图15是表示在本发明的一个实施方式中、本发明所涉及的导光体的出射面的短边方向的辐射角分布的曲线图。
图16是表示模拟的太阳光的光谱的一个例子的曲线图。
标号说明
100光照射装置
101光源
104光谱调制用构件
105a反射面
105b内部区域
1051入射面
1052出射面
106光学元件
1061入射面
1062出射面
107导光体
1071入射面
1072出射面
110光学元件
110c柱面透镜
110p棱镜
300光通量调整用构件
400光照射装置
600第二导光体
601导光部
6011入射面
6012出射面
501光取出构造
具体实施方式
说明本发明的实施方式如下，但本发明不限于此。
此外，本说明书中表示范围的“A～B”表示是“A以上、B以下”。
[1.导光体]
基于图1所示的主视图，说明构成本发明的一个实施方式的光照射装置的导光体107的结构的一个例子。导光体107使入射的光在导光体107的侧面反射，控制该光的方向性，将方向性被控制的光从出射面1072出射。
导光体107的侧面为其宽度从入射面1051向出射面1052增大的所谓“锥状”。导光体107的形状是“锥状”即可，没有特别限定。
所以，导光体107的与入射面1051或者出射面1052平行方向的截面的形状可以是圆型，也可以是多边形。
导光体107的入射面1051或者出射面1052的形状根据导光体的种类来适当决定。例如，如后述的实施方式所示，在使得从导光体107出射的光耦合至第二导光体的情况下，导光体107的入射面1051和/或出射面1052的形状优选的是长方形。另外，在期望得到圆形的点状照明或多边形的点状照明的情况下，导光体107的入射面1051和/或出射面1052的形状优选的是圆形或者多边形。
在本实施方式中，由于导光体107是锥状，因此入射的光一边在导光体107的侧面反复反射，一边传播。因而，可以将从导光体107出射的光的辐射角分布控制在期望的范围。
并且，在导光体107的出射面1052设有光学元件106，其具有与该出射面1052大致相等大小的入射面1061。光学元件106出射与入射的光相比辐射角较小的光，且具有与导光体107的折射率不同的折射率。通过对导光体107设有光学元件106，可以进一步控制光相对于被照射面的入射角。
此外，在本实施方式中，所谓“导光体107的折射率”，是指导光体107的内部区域105b1～105b5的折射率。此外，在本说明书中，将导光体107的内部区域105b1～105b5进行总称，也称作导光体107的内部区域105b。
例如，在内部区域105b是空气层的情况下，上述“导光体107的折射率”成为约1.00，在是玻璃层(光学玻璃：FK1)的情况下，上述“导光体107的折射率”成为约1.47。
作为光学元件106，例如可以例举光学玻璃：BK-7(折射率约1.51)、光学玻璃：SF-2(折射率约1.64)等，但只要其折射率与导光体107的折射率不同即可，没有特别限定。
导光体107的内部区域105b的折射率与光学元件106的折射率根据目的适当组合即可。
例如，在本实施方式中，作为导光体107的内部区域105b使用空气层，作为光学元件106使用光学玻璃：BK-7。但本发明不限于此，作为上述以外的组合，例如作为导光体107的内部区域105b可以使用光学玻璃：FK1，作为光学元件106可以例举光学玻璃：SF-2。
另外，光学元件106的形状根据导光体107的内部区域105b的折射率与光学元件106的折射率的组合来决定即可。光学元件106的形状只要出射与入射的光相比辐射角较小的光即可，没有特别限定，但入射面1061或者出射面1062的至少一面优选的是曲面。
此处，所谓上述“曲面”，是指弯曲的面，即，只要是通过曲面上任意1点的切线相对于导光体107的入射面1051具有多个不同的倾斜角的面、且可以出射与入射至光学元件106的光相比辐射角较小的光的形状的面即可，没有特别限定。所以，例如不仅包含球面、椭圆面、圆柱面、椭圆柱面等二次曲面，而且由多个平面形成的曲面也包含在本说明书的曲面的范畴内。此外，所谓上述“由多个平面形成的曲面”，是指例如图1所示的光学元件106的入射面1061这样的曲面。
并且，如图1所示的光学元件106的入射面1061所示，构成“由多个平面形成的曲面”的各平面的相对于导光体107的入射面1051的倾斜角，在各平面也可以不同。如后所述，在导光体107的内部区域105b由反射面105a分割为多个部分的情况下，从各内部区域105b出射的光的辐射角分布分别不同。所以，通过调整构成“由多个平面形成的曲面”的各平面的相对于导光体107的入射面1051的倾斜角，使得与从各内部区域105b的各出射面1052入射的光的辐射角相比，减小从光学元件106出射的光的辐射角，可以进一步提高从导光体107出射的光的方向性。
此处，若对于光学元件106的形状例举具体例，则在设导光体107的内部区域105b的折射率为A、光学元件106的折射率为B、A＜B的情况下，为了使得从光学元件106的出射面1062出射的光的辐射角、与向光学元件106入射的光的辐射角相比减小，例如，可以通过将具有下述(i)～(iii)中任一形状的光学元件106的入射面1061与导光体107的入射面1051相对配置来达到。
作为这样的光学元件106的形状，具体而言可以例举以下的结构：在与从导光体107的出射面1052出射的光的光轴及光的辐射角较大的面平行的方向，(i)光学元件106的出射面1062是凹状，(ii)光学元件106的入射面1061是凸状，或者(iii)光学元件106的入射面1061是凸状、且出射面1062是凹状。
另一方面，在A＞B的情况下，为了使得从光学元件106的出射面1062出射的光的辐射角、与向光学元件106入射的光的辐射角相比减小，例如，可以通过将具有下述(iv)～(vi)中任一形状的光学元件106的入射面1061与导光体107的入射面1051相对配置来达到。
作为这样的光学元件106的形状，具体而言可以例举以下的结构：在与从导光体107的出射面1052出射的光的光轴及光的辐射角较大的面平行的方向，(iv)光学元件106的出射面1062是凸状，(v)光学元件106的入射面1061是凹状，或者(vi)光学元件106的入射面1061是凹状、且出射面1062是凸状。
在A＝B的情况下，可以通过使光学元件106的曲率或面的倾斜角、入射面1061、出射面1062变化以得到期望的辐射角，来提高光的方向性。
但是，本发明不限于上述光学元件106的形状。光学元件106的形状只要是出射与入射的光相比辐射角较小的光即可，可以得到与实施方式大致相同的效果。
另外，在图1所示的实施方式中，在导光体107的出射面1052包括光学元件106，但本发明不限于此。在导光体107的入射面1051或者出射面1052的至少一方包括光学元件106即可，可以得到与本实施方式大致相同的效果。
另外，如图1所示的实施方式所示，导光体107也可以还包括沿着图1中的箭头所示的导光方向、将导光体107的内部区域105b分割为多个部分的反射面105a。向导光体107入射的光在由反射面105a分割的导光体107的各内部区域105b，一边反复内部反射，一边传播。导光体107的内部区域105b被分割的数量越多，向导光体107入射的光在内部反射的次数越多，进一步限制出射时的光的辐射角。所以，导光体107的内部区域105b被分割的数量越多，照射方向性越强的光。
在图1所示的实施方式中，反射面105a相对于导光体107的入射面的倾斜角在导光体107的中心附近和侧面附近不同。因此，从由各反射面105a分割的各内部区域105b出射的光的辐射角分布分别不同。所以，为了进一步提高从导光体107出射的方向性，只要进一步调整光学元件106的形状，使得与从各内部区域105b的各出射面1052入射的光的辐射角相比、从光学元件106出射的光的辐射角减小即可。
在图1所示的实施方式中，光学元件106的入射面1061在导光体107的出射面1052与各内部区域105b相接。而且，设计为与内部区域105b1和105b5相接的光学元件106的入射面1061的相对于导光体107的入射面1051的倾斜角α、与内部区域105b2和105b4相接的光学元件106的入射面1061的相对于导光体107的入射面1051的倾斜角β、以及与内部区域105b3相接的光学元件106的入射面1061的相对导光体107的入射面1051的倾斜角不同。
通过将具有这样的形状的光学元件106的入射面1061在导光体107的出射面1052与入射面1051相对配置，可以进一步控制从导光体107的出射面1072出射的光的辐射角分布。
此外，作为导光体107，只要导光体107的内部的侧面将光进行反射即可，没有特别限定。
另外，在对导光体107进一步包括反射面105a的情况下，导光体107的内部区域105b的分割数可以根据“期望的辐射角范围”、“入射光的角度范围”、“入射面的尺寸”、“出射面的尺寸”、“锥形导光体的全长”等来适当决定。通过将导光体107的内部区域105b由反射面105a分割为2个以上，光由导光体107反射的次数增多。作为其结果，可以将光的方向性控制得更强。
反射面105a只要可以反射光即可，材料或形状没有特别限定。所以，反射面105a与导光体107的侧面可以使用相同材料形成，也可以使用不同的原材料形成。
另外，通过变更反射面105a相对于导光体107的入射面1051的倾斜角，可以将光的辐射角分布控制在期望的范围内，其结果是，可以照射方向性较强的光。
此外，本发明不限于图1的实施方式所示的组合及形状，为了能够将来自导光体107的出射光的辐射角分布控制在期望的范围内，只要适当选择导光体107的折射率与光学元件106的折射率的组合、各自形状即可。
另外，在图1中，导光体107的内部区域105b由反射面105a分割为多个部分，但导光体107的内部区域105b也可以不由反射面105a分割为多个部分。具体而言，可以如图2(a)所示那样构成，导光体107的内部区域不分割，所有的侧面都成为锥形；另外也可以如图2(c)所示那样构成，对置的1对面成为锥形，其他面不是锥形。
[2.光照射装置]
(实施方式1)
基于图3(a)所示的主视图及(b)所示的侧视图，说明本发明的第一实施方式的光照射装置100的结构的一个例子。此外，对于光照射装置100所包括的导光体107，由于已在“1.导光体”中说明，因此此处省略。
本实施方式所涉及的光照射装置100包括光源101、光谱调制用构件104、导光体107、反射镜103、反射体102、光通量调整用构件300。
在光照射装置100中，从光源101出射的光利用反射体102向本发明所涉及的导光体107聚焦。此处，在导光体107的入射面1071(参照图1)，为了使来自光源101的光高效地导入至导光体107的内部，在与入射面1071(参照图1)垂直的方向设有反射镜103。
被反射镜103反射的光导入至导光体107的内部，以辐射角分布被控制的状态从出射面1072(参照图1)出射。出射的光利用设在导光体107的出射面侧的光通量调整用构件300使照射不均匀均等化，通过设在导光体107的出射面侧的光谱调制用构件104。其结果是，向光谱调制用构件104入射的光内的特定波长带的光的透射率衰减，生成具有特定的光谱分布的光，并照射在被照射面。
此处，以下说明上述各构件的细节。
作为光源101，没有特别限定，可以根据目的来适当选择。例如，可以例举氙灯、卤素灯、UV灯、金属卤化物灯、LED等。
另外，在图3(a)所示的实施方式中，在导光体107的出射侧包括1个光谱调制用构件104，但本发明不限于此。只要是光照射装置100的构成即可，即使在不包括光谱调制用构件104的情况下，也可以照射方向性较强的光。但是，若在从导光体107出射的光的光路中的至少1处包括光谱调制用构件104，则可以照射方向性较强、且具有期望光谱的光。此外，也可以包括多个光谱调制用构件104。
另外，本实施方式所涉及的光照射装置如图3所示，是包括图1所示的导光体107的光照射装置，但此外，也可以使用图2(a)、图2(c)所示的导光体107a、导光体107b。另外，以下，作为包含导光体107a及导光体107b这两者的概念，有的情况下记为导光体107。
另外，如图3(b)所示，导光体107在其厚度方向也形成锥形，但在不必控制厚度方向的方向性的情况下，在导光体107的厚度方向也可以不构成锥形。
作为光谱调制用构件104，具有如下功能即可，没有特别限定，该功能是对于来自光源101的光，通过使特定波长带的光的透射率衰减，生成具有期望的光谱分布的光，可以带来光谱分布。例如，可以根据目的来适当选择使用气团滤光器、高通滤光器、低通滤光器等各种滤光器等。
通过对光照射装置100包括光谱调制用构件104，可以照射具有任意的光谱的光。光谱调制用构件104可以单独使用1种，也可以组合2种以上不同的光谱调制用构件104来使用。
在作为光谱调制用构件104设有如上所述的滤光器的情况下，为了有效利用其特性，优选的是滤光器的面与光轴垂直而设置。
例如，作为光谱调制用构件104，若使用气团滤光器(AM滤光器)，则可以生成具有约350nm～约1100nm范围波长的光谱的模拟的太阳光。
此处，所谓上述“气团”(以下简称为“AM”)，是指表示太阳光以何种程度的长度通过地球的大气中的指标，设大气圈外的太阳光能的衰减程度为AM0，设入射至赤道正下方的太阳光的情况的太阳光能的衰减程度为AM1，则AM表示这时的入射至地表面上的各场所的太阳光能的衰减程度。
例如，在日本相当于AM1.5。气团的数值越大，表示太阳光通过地球的大气中的长度越长。由于若太阳光通过地球的大气中的长度较长，则由于空气中的水滴等光易于散射或者被吸收，因此，到达至地表面的太阳光能的衰减也较大。
所谓上述气团滤光器，是指考虑到如上所述的大气的影响所引起的太阳光能(光谱)的衰减，将卤素灯、氙灯等的光谱较宽的光利用多层膜而接近模拟的太阳光的滤光器。更具体而言，在使用AM1.5气团滤光器的情况下，可以得到相当于AM1.5的模拟太阳光。
若使用包括这样的光谱调制用构件104的光照射装置100，则可以照射模拟太阳光。光谱调制用构件104在多层膜型的滤光器的情况下，具有对于多层膜的入射角相关性。所以，在将来自上述灯等的光不控制方向性而照原样照射至光谱调制用构件104的情况下，入射角相对于多层膜较大的分量无法发挥光谱调制用构件104本来的特性。即，通过控制入射至光谱调制用构件104的光的方向性，例如可以阻隔期望波长带的光。或者，可以提高与模拟的太阳光的光谱的一致度。
在本发明所涉及的光照射装置100中，由于使用“1.导光体”中所说明的导光体107，提高了来自导光体107的出射光的方向性，因此可以减弱对于多层膜的入射角相关性的影响。所以，可以发挥光谱调制用构件104本来的特性，可以断开作为目的的波长带的光，或者可以提高与模拟的太阳光的光谱一致度。
此外，在本说明书中，所谓上述“模拟的太阳光”，是指为了评价太阳能电池单元的输出特性、具有光谱辐射照度类似于根据JIS(JISC8911)标准所规定的基准太阳光的光谱的光。
图16是表示模拟的太阳光的光谱的一个例子的曲线图。在本说明书中，所谓模拟的太阳光，是指例如具有图16所示的光谱的光。
另外，在图3所示的实施方式中，根据改善从导光体107照射的光的照度不均匀的观点，在导光体107的出射面侧设有光通量调整用构件300。
此处，使用本发明所涉及的导光体照射光时的照射面的照度分布如图4所示。
图4是表示使用图1所示的导光体内部由反射面分为5个部分的导光体107的情况的照度分布的曲线图。
在导光体中传播的光由于在内部反复反射，方向性被控制，另一方面，在各锥状的导光体的中心附近和侧面附近(反射面)会产生照度的不均匀。这是由于光反复反射而使光的辐射角变化，作为其结果，导光体的侧面附近的光通量相对提高而引起的。
所以，确认在4个反射面附近和导光体的侧面附近，如图4所示会产生照度不均匀这样的现象。根据照度的不均匀，设有透射率被调整的滤光器，从而可以使照射面的照度均等。
在图3(a)所示的实施方式中，由于在导光体107的出射面侧包括光通量调整用构件300，因此改善上述的反射面附近和中心附近的照度的不均匀，使照度均等化。
作为光通量调整用构件300，只要是可以限制光的透射率、可以调整光通量的构件即可，没有特别限定，例如，可以使用遮光网、遮光带、遮光片、遮光滤光器等。例如，基于表示图4这样的照度分布的曲线图的信息，求出照射面的各区域的归一化照度。
基于该归一化照度，算出光通量调整用构件300的透射率，模拟地分割光通量调整用构件300。通过使用这样制作的光通量调整用构件300来限制通过导光体107的各内部区域105b的光的透射率，可以实现照度的均等化。
此外，在图3(a)所示的实施方式中，在导光体107的出射面侧包括1个光通量调整用构件300，但本发明不限于此。只要是光照射装置100的构成即可，即使在不包括光通量调整用构件300的情况下，也可以照射方向性较强的光。但是，若在从光源101出射的光的光路中的至少1处包括光通量调整用构件300，则可以照射方向性较强、且照度均等化的光。所以，根据改善从导光体107照射的光的照度不均匀的观点，优选在导光体107的出射面侧包括至少1个光通量调整用构件300。此外，光通量调整用构件300也可以根据目的，在光路中包括多个。在这种情况下，也可以组合使用2种以上不同的光通量调整用构件300。
另外，虽然未图示，但在光照射装置100中，为了应对杂散光，也可以在从光源101出射的光的光路中设有遮光单元。作为上述遮光单元，例如可以例举光吸收体的材料等。
图3的光照射装置使用图1所示的导光体107，但只要能得到期望的方向性和照度分布即可，也可以使用图2(a)或图2(c)所示的导光体，构成图5或图6所示的光照射装置100。
图5是包括如图2(a)所示的、所有的侧面都成为锥形的导光体107的光照射装置100。图6是包括如图2(c)所示的、侧面的一部分成为锥形的导光体107的光照射装置100。
在图6所示的光照射装置100中，在光入射至导光体107时，利用光学构件或反射构件，控制导光体107的x轴方向(厚度方向)的方向性，图中的y轴方向的方向性可以利用导光体107来控制。
另外，在图5或图6所示的光照射装置100中，为了提高图中的x轴方向的方向性，如图7或图8所示，在光入射至导光体107时，也可以利用光学元件110来提高导光体107的厚度方向的方向性，之后引导至导光体107。
作为光学元件110，可以利用透镜、棱镜。在图7(b)及图8(b)所示的光照射装置100中，表示作为光学元件110使用柱面透镜110c的结构。从光源101出射的光由反射体102反射后入射至柱面透镜110c。利用柱面透镜110c来提高导光体107的厚度方向的方向性，之后入射至导光体107。
在图7(b)所示的光照射装置100中，可以利用导光体107的厚度方向是锥形所带来的效果，进一步提高导光体107的厚度方向的方向性。
此外，在图7(b)、图8(b)所示的光照射装置100中，作为光学元件110使用柱面透镜110c，但作为光学元件110也可以使用棱镜。在图7(c)、图8(c)所示的光照射装置100中，表示作为光学元件110使用棱镜110p的结构。
从光源101出射的光由反射体102反射后入射至棱镜110p。入射至棱镜110p的光由于棱镜110p的折射效果来提高导光体107的厚度方向的方向性，之后入射至导光体107。此处，在图7(c)所示的光照射装置100中，可以利用导光体107的厚度方向是锥形所带来的效果，进一步提高导光体107的厚度方向的光的方向性。
另外，为了遍及更大范围照射方向性较强的光，也可以将光照射装置100配置为阵列状。同样，例如也可以是将多个构成光照射装置100的导光体107贴在一起那样的、将多个导光体107接合的构成。
图9是示意表示将图8所示的由光源101、棱镜110p、反射镜103、光通量调整用构件300、光谱调制用构件104构成的光照射装置100配置为阵列状的结构的图。
在这样的结构中，可以遍及大范围照射方向性较强、照度均等化的光。在将光照射装置100配置为阵列状的上述结构中，光照射装置是上述的光照射装置100的无论哪种构成皆可。
另外，在图9所示的结构中，导光体107、光源101、光通量调整用构件300、光谱调制用构件104等都是1对1分别对应的，但例如在使用比图8的光源101要长的光源的情况下，也可以对于1个光源配置多个导光体107。另外，反过来也可以。
另外，在使用比图8所示的光通量调整用构件300或光谱调制用构件104要长的各构件的情况下，也可以对于这些各1个构件配置多个导光体107。
通过使用如上所述的结构的光照射装置100，可以将方向性较强、且照度均等化的光照射至被照射面。另外，作为光谱调制用构件104，通过利用气团滤光器，可以照射方向性较强、且照度均等化的模拟太阳光。
(实施方式2)
基于图10所示的主视图，说明本发明的第二实施方式的光照射装置400的结构的一个例子。此外，对于导光体107以及包括导光体107的光照射装置100，由于已在“1.导光体”及“2.光照射装置”中说明，因此此处省略。
本实施方式所涉及的光照射装置400包括上述的光照射装置100、第二导光体600。光照射装置400的目的在于，以比第一实施方式所示的光照射装置100更大的范围照射光。
在光照射装置400中，从光照射装置100出射的光从入射面6011导入至第二导光体600。
即，由光照射装置100所包括的导光体107(以下称作“第一导光体”)控制了方向性的光被导入至第二导光体600。在第二导光体600的内部，设有用于出射导入的光的光取出构造501。利用光取出构造501进行扩散的光从第二导光体600的出射面6012照射至被照射面。若使用包括这样的第二导光体600的光照射装置400，则可以遍及更大范围照射方向性较强的光。
作为光取出构造501，只要可以出射导入至第二导光体600的光即可，没有特别限定。例如，可以例举图10所示的实施方式所示的由多个近似三角柱形状的棱镜构成的“棱镜构造”。另外，例如也可以将在透明树脂中混合有扩散微粒的材料利用印刷在导光体上形成图案，其形状可以是线状的图案，也可以是点状(点的疏密、点的直径的大小)。
此处，以下说明上述各构件的细节。在图10所示的实施方式中，在光照射装置400中包括夹着第二导光体600而互相对置的2个光照射装置100。
在光照射装置400中，对于配置有光照射装置100的位置没有特别限定，但如图10所示，在为了向第二导光体600导入光而需要改变从光照射装置100出射的光的方向的情况下，在光照射装置100与第二导光体600的入射面6011之间也可以进一步设有棱镜406，用于将从光照射装置100出射的光引导至第二导光体600的入射面6011。
另外，构成光照射装置400的光照射装置100如上述实施方式所示即可，也可以如图9所示配置为阵列状。
此外，在图10所示的实施方式中，棱镜406具有近似三角柱的形状，但本发明不限于此。作为棱镜406，只要是能够使光导入至第二导光体600的形状即可，没有特别限定，也可以根据需要在棱镜406的一面设有反射光的反射面。另外，对于棱镜406，也可以根据照射的光的波长实施镀膜，棱镜406也可以是实施有镀膜的反射镜。另外，虽然未图示，但也可以根据需要在棱镜406的周围设有遮光单元。
另外，在图10所示的实施方式中，为了将入射至第二导光体600的内部的光出射，设有将光进行扩散的光取出构造501。
在本实施方式中，光取出构造501由多个近似三角柱形状的棱镜构成，采用以下的构造：棱镜的一个侧面与第二导光体600相接，相邻棱镜的不与第二导光体600相接的侧面彼此之间对置，且所有棱镜的底面相对于同一平面平行而配置。
从入射面6011入射至第二导光体600的光，入射至构成光取出构造501的近似三角柱形状的棱镜的侧面，由光取出构造501进行扩散，从出射面6012出射。
入射至第二导光体600的光的方向性由光照射装置100控制在一定的范围内。所以，通过使构成光取出构造501的各棱镜的形状统一，可以从出射面6012出射方向性较强的光。
另外，通过对配置构成光取出构造501的各棱镜的间隔进行控制，可以对光的密度进行控制。更具体而言，在棱镜的形状为一定的情况下，通过使配置棱镜的间隔变窄或变宽(形成有疏密)，可以改善照射的不均匀。或者，在棱镜的配置为一定间隔的情况下，通过从光取出构造501的周边部沿着中心部提高棱镜的高度，可以改善照射的不均匀。或者，也可以使用这两种方法来改善照射的不均匀。另外，也可以根据需要设有光通量调整用的滤光器，以对从第二导光体600出射的光的光通量进行调整。
此外，在图10所示的实施方式中，例如，光取出构造501可以是在10mm～0.3mm的范围内使间隔变化、由平行排列的200个近似三角柱形状的棱镜构成的结构。
在图10所示的实施方式中，作为用于出射光的构造，使用设有光取出构造501的第二导光体600，但本发明不限于此。作为第二导光体600，只要使得从光照射装置100出射并引导至第二导光体600的光在第二导光体600的内部进行扩散并从出射面6012出射即可，就可以得到与本实施方式大致相同的效果。
另外，本发明不限于上述光取出构造501的形状。具体而言，为了使装置整体小型化、对照射光的范围进行控制，第二导光体600的大小或光取出构造501的形状、配置范围等也可以变更。
另外，光照射装置400中也可以包括冷却装置407，用于对光照射装置400的内部及构成构件等进行冷却。
(实施方式3：模拟太阳光照射装置)
基于图11所示的主视图，说明本发明的第三实施方式的模拟太阳光照射装置(光照射装置)401的结构的一个例子。此外，对于导光体107、以及包括导光体107的光照射装置100的结构，由于已在“1.导光体”及“2.光照射装置”中说明，因此此处省略。
在图11中，模拟太阳光照射装置401分别包括夹着光取出构造501的光照射装置100X与光照射装置100H各2个。
在本实施方式中，光照射装置100X的光源是氙灯，光照射装置100H的光源是卤素灯。
从氙灯照射的光利用光谱调制用构件104X，使其长波长侧的特定的光谱衰减，从卤素灯照射的光利用光谱调制用构件104H，使其短波长侧的特定的光谱衰减。在混合有这些透过光时，作为各光谱调制用构件使用气团滤光器，以具有模拟的太阳光的光谱。另外，入射至各光照射装置的光的光通量由未图示的光通量调整用构件分别进行调整。
透过光谱调制用构件104X的光利用棱镜406X，从第二导光体600的入射面6011导入至第二导光体600。同样，透过光谱调制用构件104H的光利用棱镜406H，从第二导光体600的入射面6011导入至第二导光体600。
此处，从各光源照射的光的光谱由于利用光谱调制用构件104X与光谱调制用构件104H进行调整，因此在第二导光体600内传播模拟的太阳光。
另外，在本实施方式3中，为了将从光照射装置出射的光引导至第二导光体600的入射面6011，使用了棱镜406，但也可以使用反射镜来代替棱镜406。
另外，在图11中，棱镜406X的规格为可以透过来自棱镜406H的光。另外，若能够使光导入至第二导光体600，则棱镜406的形状没有特别限定。对于棱镜406，也可以根据照射的光的波长实施镀膜，另外也可以是实施有镀膜的反射镜。并且，在棱镜406的周围，也可以根据需要设有遮光单元。
入射至第二导光体600的光在导光板内部传播，利用用于出射导入的光的光取出构造501，向照射面辐射。
另外，构成模拟太阳光照射装置401的光照射装置100H、光照射装置100X如上述实施方式所示即可，也可以如图9所示配置为阵列状。
另外，冷却装置407对模拟太阳光照射装置401的内部及构成构件进行冷却。
(实施方式4：检查装置)
基于图12所示的主视图，说明本发明的第四实施方式的检查装置402的结构的一个例子。
此外，对于导光体107、包括导光体107的光照射装置100、以及包括光照射装置100的模拟太阳光照射装置401的结构，由于已在“1.导光体”、“2.光照射装置”、“3.模拟太阳光照射装置”中说明，因此此处省略。
图12是使用实施方式3所示的模拟太阳光照射装置401来测定太阳能电池面板的输出特性(以下称作“I-V特性”)、用于检查I-V特性的检查装置402。
在检查装置402中，对于实施方式3所示的模拟太阳光照射装置401包括壳体602及透明构件603。太阳能电池面板A由未图示的运送系统运送至检查装置402的预定位置。之后，在I-V特性测定用的探针放置于太阳能电池面板A后，模拟太阳光从模拟太阳光照射装置401照射至太阳能电池面板A。此处，可以通过测定来自太阳能电池面板A的I-V特性，对太阳能电池面板A进行评价。
在测定I-V特性后，停止照射模拟太阳光，利用未图示的运送系统，将太阳能电池面板A运送至下一工序。在将太阳能电池面板A运送至下一工序的期间，利用冷却装置407冷却模拟太阳光照射装置401的内部及构成构件。之后，对接着运送来的太阳能电池面板A的I-V特性进行测定。
(实施方式5)
基于图13所示的主视图，说明本发明的第五实施方式的检查装置402的结构的一个例子。此外，对于导光体107、包括导光体107的光照射装置100、以及包括光照射装置100的模拟太阳光照射装置401的结构，由于已在“1.导光体”、“2.光照射装置”、“3.模拟太阳光照射装置”中说明，因此此处省略。
图13所示的装置是使用实施方式3所示的模拟太阳光照射装置401、用于检查滤色片的特性的检查装置402，所述滤色片中，着色为光的三原色R、G、B中任一颜色的像素在透明基板面以周期性模式交替反复排列而成。
检查装置402对于实施方式3所示的模拟太阳光照射装置401安装有壳体602及透明构件603。另外，滤色片B由未图示的运送系统运送至检查装置402的预定位置。之后，光从模拟太阳光照射装置401照射至滤色片B。此处，通过测定来自滤色片B的R、G、B各色的光谱透射率，对滤色片B进行评价。
在测定滤色片B的特性后，停止照射光，利用未图示的运送系统，将滤色片B运送至下一工序。在将滤色片B运送至下一工序的期间，利用冷却装置407冷却模拟太阳光照射装置401的内部及构成构件。之后，对接着运送来的滤色片B的特性进行测定。
在本发明所涉及的光照射装置中，优选的是所述光谱调制用构件使入射至该光谱调制用构件的光为具有模拟的太阳光的光谱的光。
根据上述结构，可以提供照射方向性被控制的模拟的太阳光的光照射装置。
在本发明所涉及的光照射装置中，优选的是导光体的所述侧面包含至少一对对置的面，一对对置的所述面的宽度从所述导光体的入射面向出射面而增大。
根据上述结构，由于入射至导光体的光在一对对置的所述面之间一边反复反射，一边传播，因此可以将辐射角分布被控制在期望范围的方向性较强的光入射至光谱调制用构件。其结果是，可以照射方向性被进一步控制的光。
在本发明所涉及的光照射装置中，优选的是其特征在于，导光体的所述侧面还包含至少一对对置的其他面，一对对置的所述其他面的宽度从所述导光体的入射面向出射面为一定。
根据上述结构，例如在导光体的入射侧控制导光体的厚度方向的光的方向性的情况下，可以使导光体的厚度方向的宽度一定。在该情况下，由于制作导光体的工夫减少，因此可以更简便地制造光照射装置。
在本发明所涉及的光照射装置中，优选的是包括多个所述导光体，所述导光体互相接合。
根据上述结构，可以遍及大范围地照射方向性较强、照度均等化的光。
在本发明所涉及的光照射装置中，优选的是包括多个所述导光体，所述导光体配置为阵列状。
根据上述结构，可以遍及大范围地照射方向性较强、照度均等化的光。此处，所谓“配置为阵列状”，是指以等间隔配置物体，所谓将导光体配置为阵列状，是指以等间隔配置导光体。
在本发明所涉及的光照射装置中，优选的是所述导光体在其入射面或者出射面的至少一方还包括光学元件，所述光学元件出射与入射的光相比辐射角较小的光。
根据上述结构，将减小出射的光的辐射角的光学元件设在导光体的入射面或者出射面的至少一方。因此，能以更高的精度将从该导光体出射的光的辐射角控制在期望的范围。其结果，可以照射方向性更强的光。
另外，由于所述光学元件固定在导光体，因此难以产生以往的方法中成为问题的“位置偏离”或“组装误差”所引起的光的损耗。
在本发明所涉及的光照射装置中，优选的是所述光学元件的所述光的入射面及出射面的至少一面是曲面。
根据上述结构，可以将从本发明所涉及的光照射装置出射的光的辐射角控制在期望的范围。
在本发明所涉及的光照射装置中，优选的是所述曲面由多个平面形成。
根据上述结构，可以将从本发明所涉及的光照射装置出射的光的辐射角控制在期望的范围。
在本发明所涉及的光照射装置中，优选的是还包括反射光的反射面，所述反射面将所述导光体的内部沿导光方向分割为多个部分。
根据上述结构，由于利用反射光的所述反射面，将导光体的内部沿着导光方向分割为多个部分，因此与内部未被分割的导光体比较，在导光体的内部光传播时的光的反射次数增多。并且，由于通过调整各反射面的倾斜角，能以更高的精度将辐射角分布控制在期望的范围，因此可以将光的方向性控制得更强。
在本发明所涉及的光照射装置中，优选的是在从所述光源出射的光的光路中的至少1处还包括光通量调整用构件。
根据上述结构，可以调整照射至被照射面的光的照度。另外，在对灯进行更换等维护时，可以容易进行照度调整。并且，在光照射装置中，在包括多个所述光通量调整用构件的情况下，即使产生因导光体的批组差或光源所使用的灯的批组差而引起的发光照度的不均匀，通过调整光通量，也可以将被照射面的照度保持一定。
优选的是从本发明所涉及的第二光照射装置出射的光是方向性被控制的模拟太阳光，所述第二导光体从其出射面出射该模拟太阳光。
根据上述结构，可以遍及更大范围照射方向性较强的模拟太阳光。
本发明不限于以上说明的各结构，可以在权利要求所示的范围内进行各种变更，对于将不同的实施方式分别披露的技术手段适当组合而得到的实施方式，也包含在本发明的技术范围内。例如，可以应用于对于太阳光的耐久性特性评价用的模拟太阳光照射装置等。另外，作为光源使用了各种灯，但也可以根据需要使用LED等光源。
实施例
下面，利用实施例具体说明本发明，但本发明不限于实施例。
在图3(a)所示的本实施例的光照射装置100中，作为导光体107，使用与上述的图1所示的导光体107相同的构造。另外，设计导光体107的材料及形状，使得从导光体107出射的所有光内、辐射角收纳在±15度以内的光为整体光的90％以上。另外，入射至导光体107的光以±45度范围入射。
具体而言，导光体107的全长为450mm，导光体107的入射面1051的开口为横向250mm、纵向6mm，出射面1052的开口为横向800mm、纵向16mm。另外，利用反射面105a将导光体107的内部分为5个部分，内部区域105b为空气层。
作为光学元件106，使用折射率为1.51的玻璃材料。光学元件106的与从导光体107的出射面1052出射的光的光轴及光的辐射角较大的面平行方向的入射面1061的形状为凸状，使用与导光体107的出射面1052的开口一致的横向800mm、纵向16mm的元件。在各内部区域105b中进行设计，使得光学元件106的入射面1061相对于导光体107的入射面1051以不同的角度倾斜。具体而言，在内部区域105b1和105b5中设定为倾斜角α＝28.5度，在内部区域105b2和105b4中设定为倾斜角β＝22度，在内部区域105b3中设定为倾斜角成为0度。
另外，作为光源，使用无方向性的氙灯。另外，作为光谱调制用构件，使用气团滤光器。
(特性评价)
关于本实施例的导光体的特性评价的结果如下所示。图14是表示在本实施例的导光体107中、出射面1072的长边方向的辐射角分布的曲线图。
同样，图15是表示本实施例的导光体107的出射面1072的短边方向的辐射角分布的曲线图。
如图14所示，将本实施例的导光体107的出射面1072的长边方向、即图2(a)所示的z轴设为0度，将y轴设定为±90度，确认了在这种情况下相对于y轴方向收纳在±15度以内的光为全照度的92％。
另外，如图15所示，将本实施例的导光体107的出射面1072的短边方向、即图2(b)所示的z轴设为0度，将x轴设定为±90度，确认了在这种情况下相对于x轴方向收纳在±15度以内的光为全照度的99％。
根据以上的结果可以确认，若使用本实施例的导光体，则不仅相对于导光体的出射面的短边方向的方向性可以提高，而且相对于长边方向的光的方向性也可以提高。
如上所述，根据实施例的光照射装置，由于相对于光轴方向(与导光体107的出射面垂直的方向)的光的方向性一致，因此相对于光谱调制用构件的入射角减小。因此，在入射至光谱调制用构件的光中，显著偏离构成光谱调制用构件的多层膜的特性的分量减少。
因此，在实施例的光照射装置中，可以充分有效利用构成光谱调制用构件的多层膜的特性，作为结果，可以照射具有期望光谱的光。或者，可以照射相对于模拟的太阳光的光谱的一致度较高的光。
工业上的实用性
若使用本发明所涉及的导光体，则可以照射具有更强方向性的光。因此，可以作为复印机、扫描仪等所使用的图像读取装置的光源、利用光进行复印的光源、控制打印机等的感光体上的电荷的除电用的光源、室内装饰用薄型光源、感应灯等光源、薄型显示器用的滤色片检查装置用光源，在各种电子设备产业中广泛利用。
另外，在本发明所涉及的光照射装置包括生成模拟太阳光的光谱调制用构件的情况下，可以将该光照射装置作为模拟太阳光照射装置使用。因此，也可以利用作为用于评价太阳能电池面板的I-V特性的太阳模拟器用光源。另外，可以应用于各种太阳能量利用设备的测定试验或加速劣化试验以及农作物用、以及对于太阳光的耐久性特性评价用的模拟太阳光照射装置等。

Claims (15)

1.一种光照射装置，包括光源、导光体、光谱调制用构件，其特征在于，
所述导光体将从所述光源入射的光从入射面引导至所述导光体的内部，使该光在该导光体的侧面反射，将方向性被控制的光从出射面出射，
所述光谱调制用构件使方向性被控制的所述光的、特定的波长带的光谱衰减，
在所述导光体中，所述入射面小于所述出射面，
在所述导光体的出射面侧包括所述光谱调制用构件。
2.如权利要求1所述的光照射装置，其特征在于，
所述光谱调制用构件使入射至该光谱调制用构件的光为具有模拟的太阳光的光谱的光。
3.如权利要求1所述的光照射装置，其特征在于，
导光体的所述侧面包含至少一对对置的面，
一对对置的所述面的宽度从所述导光体的入射面向出射面增大。
4.如权利要求3所述的光照射装置，其特征在于，
导光体的所述侧面还包含至少一对对置的其他面，
一对对置的所述其他面的宽度从所述导光体的入射面向出射面为一定。
5.如权利要求1所述的光照射装置，其特征在于，
包括多个所述导光体，所述导光体互相接合。
6.如权利要求1所述的光照射装置，其特征在于，
包括多个所述导光体，所述导光体配置为阵列状。
7.如权利要求1～6中任一项所述的光照射装置，其特征在于，
所述导光体在其入射面或者出射面的至少一方还包括光学元件，所述光学元件出射与入射的光相比辐射角较小的光。
8.如权利要求7所述的光照射装置，其特征在于，
所述光学元件的所述光的入射面及出射面的至少一面是曲面。
9.如权利要求8所述的光照射装置，其特征在于，
所述曲面由多个平面形成。
10.如权利要求1～9中任一项所述的光照射装置，其特征在于，
还包括反射光的反射面，所述反射面将所述导光体的内部沿导光方向分割为多个部分。
11.如权利要求1～10中任一项所述的光照射装置，其特征在于，
在从所述光源出射的光的光路中的至少1处还包括光通量调整用构件。
12.一种光照射装置，其特征在于，
包括权利要求1～11中任一项所述的光照射装置、第二导光体，
所述光照射装置将方向性被控制的光引导至所述第二导光体，
所述第二导光体从其出射面出射方向性被控制的所述光。
13.如权利要求12所述的光照射装置，其特征在于，
从所述光照射装置出射的光是方向性被控制的模拟太阳光，
所述第二导光体从其出射面出射该模拟太阳光。
14.一种检查装置，是检查滤色片的透过特性的滤色片用检查装置，所述滤色片中，着色为光的三原色R、G以及B中任一颜色的像素在透明基板面以周期性模式交替反复排列，其特征在于，
包括权利要求13所述的光照射装置，利用从所述光照射装置出射的光来检查滤色片的透过特性。
15.一种检查装置，是测定太阳能电池面板的输出特性的太阳能电池面板用检查装置，其特征在于，
包括权利要求13所述的光照射装置，
利用从所述光照射装置出射的光来测定太阳能电池面板的输出特性。
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