CN102762916A - 光源装置、及包括光源装置的模拟太阳光照射装置 - Google Patents

Abstract

本发明的光源装置是对从光源射出的光进行聚光并将其射出的光源装置，其特征在于，将上述光源配置在反射箱内，上述光源装置包括：多个导光体，该多个导光体是具有面积不同的两个端面的圆柱状或棱柱状；以及光分离单元，上述反射箱上设置有多个开口部，对上述开口部分别设置上述导光体，使该导光体的面积较小的端面向着上述光源，上述光分离单元配置在某个开口部与相邻的其他开口部之间。由此，提供一种以高输出射出方向性强的出射光的小型的光源装置、及使用该光源装置的模拟太阳光照射装置。

Description

光源装置、及包括光源装置的模拟太阳光照射装置

技术领域

本发明涉及照射模拟太阳光的光源装置、及包括该光源装置的模拟太阳光照射装置。

背景技术

近年来，对能够照射近似太阳光(模拟太阳光)的装置的需求正在日益提高。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、能照射高精度的模拟太阳光的装置。模拟太阳光所要求的主要要素为使其发光光谱接近自然太阳光。

在专利文献1中揭示了模拟太阳光照射装置的一个例子。该装置具备：灯罩，该灯罩在比模拟太阳光的照射范围的面积要小的光发射面安装光学滤光片，并在内部设置有氙灯等灯；及反射板，该反射板配置在与该灯罩的光学滤光片相对的一侧，其特征在于，将由合适的支架等支承的被照射对象向着上述反射板的反射面进行配置，点亮上述灯，使得通过光学滤光片的模拟太阳光由反射板进行反射扩散，并向上述被照射对象进行照射。

根据该装置，在使用扩散光照射方式的模拟太阳光照射装置中，通过显著地减小光学滤光片的设置面积来使装置小型化，且能够具有为了获得均匀的照射分布而需要的较长的扩散光程长。

然而，在专利文献1的方式中，未对透射过光学滤光片的光的方向性(辐射角)进行控制。因此，在向由多层膜构成的、且具有入射角相关性的光学滤光片进行照射的情况下，不能充分地发挥光学滤光片的性能。因而，存在不能照射具有所希望的发光光谱的模拟太阳光的问题。

另外，开发出能够解决上述问题的光源装置。在专利文献2中，揭示了可用于各种模拟太阳光照射装置的导光体、以及利用该导光体的光源装置。

图12是专利文献2所示的光源装置的简要剖视图。对于该装置，将使用荧光管的直线状光源内置在由银反射膜覆盖内壁的反射箱内，在该反射箱表面沿着直线状光源隔着一定间隔来开口，形成有开口部。在各开口部配置有上述导光体，采用将光从导光体的面积较小的端面射入、将光从面积较大的端面射出的结构。从入射端面射入的光到达导光体的外壁，并在该处重复进行全反射，逐渐在出射端面变化成垂直的光线，从出射端面射出。由此，能高效地获得具有强方向性的出射光，而与光源的射出特性无关。

根据该装置，通过使用多个导光体，能更高效地获得强方向性的光。此外，若使用该光源装置，则能将对方向性进行了控制的光射入光学滤光片，能获得具有所希望的发光光谱的模拟太阳光。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国公开专利公报“日本专利特开2003-28785号公报”

专利文献2：日本国公开专利公报“日本专利第3383412号公报

发明内容

然而，在专利文献2中，由于使用能高效射出强方向性光的导光体，因此，虽然能够控制从导光体分别射出的光的方向性，但是，在如图12所示那样使用多个排列的导光体的情况下，由于从设置于反射箱的多个开口部射出混合有来自光源各处的光，因此，根据开口部相对于光源的设置位置，入射到各导光体的光通量、光方向性可能会发生偏移。为了应对该问题，需要对开口部、光源、导光体进行定位和调整，但是一旦在作为光源装置进行组装后，不易进行上述定位和调整。或者在因更换光源等而导致光源的位置发生变化的情况下，也同样不易进行定位和调整。

另外，为了便于调整，若将导光体作为单体，根据光源的大小来进行设置，则特别是在直线状光源的情况下，还会发生导光体大型化、装置本身变大的问题。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种小型的光源装置，该光源装置能容易地调整入射到导光体的光通量、方向性，并能射出方向性强的高输出的出射光。另外，本发明的目的在于提供一种模拟太阳光照射装置，该模拟太阳光照射装置包括该光源装置，能照射具有所希望的发光光谱的模拟太阳光。

本发明的光源装置是对从光源射出的光进行聚光并将其射出的光源装置，上述光源装置中内置有上述光源，并将上述光源配置在反射箱内，还包括：多个导光体，该多个导光体是具有面积不同的两个端面的圆柱状或棱柱状；以及光分离单元，上述反射箱上设置有多个开口部，对上述开口部分别设置上述导光体，使该导光体的面积较小的端面向着上述光源，上述光分离单元配置在某个开口部与相邻的其他开口部之间。

另外，本发明的光源装置是对从光源射出的光进行聚光并将其射出的光源装置，其特征在于，上述光源包括多个发光部，上述光源装置内置有上述发光部，并将上述光源配置在反射箱内，上述光源装置还包括导光体，该导光体是具有面积不同的两个端面的圆柱状或棱柱状，上述反射箱及上述导光体具有与上述发光部相同的数量，上述反射箱上设置有开口部及上述光源能通过的孔部，对上述开口部分别设置上述导光体，使该导光体的面积较小的端面向着上述光源。

另外，本发明的模拟太阳光照射装置是向照射对象照射模拟太阳光的模拟太阳光照射装置，其特征在于，包括：上述任意一个所述的光源装置；以及配置在从所述光源装置射出的光的入射位置的光谱调制用构件，所述光谱调制用构件使入射光中特定波长频带的光谱衰减，并将衰减后的光射出。

本发明的其它目的、特征以及优点通过以下所示的记载可以充分了解。此外，本发明的优点从参照附图的以下说明中应该可以明白。

根据本发明的光源装置，能实现一种能容易地调整入射到导光体的光通量、方向性、并以高输出射出方向性强的出射光的小型的光源装置。另外，若使用本发明的光源装置，则能获得照射具有所希望的发光光谱的模拟太阳光的模拟太阳光照射装置。

附图说明

图1是表示实施方式1的光源装置的简要剖视图。

图2是表示实施方式1的光源的简图。

图3是表示导光体的变形例的立体图。

图4是实施方式1的导光体的简要剖视图。

图5是表示实施方式1的光源装置的简要剖视图。

图6是表示实施方式1的光源装置的比较仿真的剖视图。

图7是表示实施方式1的比较仿真的结果的曲线。

图8是表示实施方式2的光源装置的简要剖视图。

图9是表示实施方式3的光源装置的简要剖视图。

图10是表示实施方式4的模拟太阳光照射装置的简要剖视图。

图11是表示作为目标的基准太阳光光谱的图。

图12是表示现有的光源装置的简要剖视图。

附图标记

100光源装置

10、10a、10b发光部

11光源

12反射箱

13、13a、13b开口部

14、14a、14b导光体

15隔板

16入射面

17出射面

18入射光

19出射光

22反射箱

25、25a、25b导光体

26、26a、26b  入射面

27、27a、27b  出射面

32、32a、32b  反射箱

33孔部

700模拟太阳光照射装置

71光学滤光片

72反射镜

73导光板

74反射槽

具体实施方式

下面，对本发明的实施方式进行说明。此外，在本发明的附图中，设相同的参考标号表示相同的部分或相当的部分。

(实施方式1)

采用图1～图7，对本发明的实施方式1进行说明。在本实施方式中，详细说明利用导光体来提高来自具有两个发光部的光源的光的方向性并将其射出的光源装置。另外，各图所示的“x”、“y”、及“z”分开表示各光源装置的x轴、y轴、及z轴。

图1是表示实施方式1的光源装置100的主要部分结构的主视图和侧视图。如图1(b)所示，光源装置100包括：具有两个发光部10a、10b的光源11；反射箱12；设置于反射箱12的表面的开口部13a、13b；导光体14a、14b；及隔板15。光源11是具有两个发光部10a、10b的非均匀强度光源(non-uniform intensity light source)，内置于内壁由反射膜覆盖的反射箱12中。详细情况如后述那样，这里，所谓非均匀强度光源，是指包括多个连续的灯丝部分的光源，上述灯丝部分是通过将例如金属(钨)的细丝密集地卷绕成螺旋状而组合成的。

反射箱12上开有与导光体14a、14b的入射面16的截面具有相同尺寸的开口部13a、13b。然后，在该开口部13a、13b上设置有导光体14a及14b，将该导光体14a、14b的入射面16面向反射箱12内的发光部10a、10b。隔板15以围住光源11的外管的方式设置在发光部10a、10b的大致中间，起到遮住从发光部10a射出的光入射到导光体14b、并同时遮住从发光部10b射出的光入射到导光体14a的作用。即，将在方向性分布中偏移较少的光向着导光体14射出。另外，通过将隔板15设置在发光部10a、10b的大致中间，从而能将分别从开口部10a和开口部10b射出的光通量调整为大致相同的量。

从光源11的发光部10a、10b射出的光的一部分直接从开口部13a、13b入射到导光体14a、14b。其他的光在经反射箱12的内壁的反射膜重复反射后，最终从开口部13a、13b入射到导光体14a、14b的入射面16。然后，通过在导光体14a、14b的侧面重复反射，从而从出射面17射出作为具有强方向性的光。下面，对各部位的作用等进行详细说明。

图2是表示光源11的一个例子的图。光源11只要是管状的卤素灯即可，但是优选为如图所示那样利用灯丝的卷绕方式而形成的具有疏密的非均匀强度光源。在非均匀强度光源中，从灯丝较密的发光部10a及10b放射出光。发光部10是将金属(钨)的细丝密集地卷绕成螺旋状而组合成的灯丝，在本实施方式中，例如发光部10是由直径2mm的灯丝构成的、φ6mm、长度40mm的螺旋状，发光部10a和发光部10b具有相同的大小(密度)。在这种情况下，导光体14的形状也相同，能使从各导光体14的出射光通量一致。此外，根据使用用途，在希望从各导光体14射出的光通量不同的情况下，只要适当地改变灯丝的大小和密度即可。另外，在这种情况下，还能适当地改变对应的导光体14的大小、形状。

对于灯丝，在通电时发出强光，由于在密集地组合成为螺旋状的部分发出特别强的光，因此，螺旋状的灯丝部分的发光通量、与其他部分的发光通量之间会产生不均匀。因此，能将螺旋状的部分看作为发光部10a、10b，而区别于其他部分。上述发光部10可以如本实施方式那样为两个，也能为两个以上。

由此，若使用在一个光源内具有多个发光部10的非均匀强度光源，则与使用多个在一个光源内具有一个发光部10的光源11的情况相比，由于无需在各发光部10的两端设置电极，因而，能减小对应于电极部分的体积，因此，能减小光源11的占有体积。另外，通过将施加到电极间的电压值上升为发光部10的数量的倍数，也能使从一个发光部发出的光输出与单独使用通常的光源11所发出的光输出相同。由此，通过使用上述非均匀强度光源，从而能减小光源11所占的体积。即，能使光源装置100实现小型化。

反射箱12由其内表面(光源11侧)进行反射的构件构成，例如，由反射膜覆盖。由光源11射出的光从开口部13直接向着导光体14射出，或一部分由反射箱12的内壁重复反射，最终从开口部13向着导光体14射出。因此，优选为反射膜具有尽可能高的反射率。反射率越高，则由于光在反射箱12内反射的过程中，光越不容易发生衰减，因此，能够越提高入射到导光体14的入射效率。在本实施方式中，由于对光源11使用卤素灯，因此，光谱辐射特性向长波长偏移。在这种情况下，例如优选为金反射膜。其原因在于，金反射膜直到长波长处具有高反射率。由此，优选为根据所使用的光源11的波长频带、和需要的波长频带来选择反射膜。

对于开口部13和发光部10的形状关系，例如图2的虚线所示的部分那样，开口部13是具有能将发光部10横过来通过的大小的长方形(例如，长度为45mm，宽度为10mm)。由此，能使开口部13比发光部10稍大，从而能得到较多的从发光部10直接到达开口部13的光。

由此，优选为开口部13具有与发光部10的横截面形状类似的形状，大小也相同或稍大。另外，尽管详细情况会在下文中叙述，但是对于开口部13，优选为设置在由反射箱12和隔板5所划分的空间的、接近中央并在发光部10的大致正上方。由于从设置于发光部10的大致正上方的开口部13向导光体14射出方向性分布中偏移较少的光，因此，从导光体14射出的出射光也成为方向性分布中偏移较少的光。

另外，对于开口部13与导光体14的入射面16的形状之间的关系，在开口部13的形状远大于入射面16的情况下，会大量发生不入射至入射面16、而从开口部13直接泄漏至外部的光，从而导致来自出射面17的光通量减少。在入射面16远大于开口部13的情况下，从开口部13射出的光通量会减少，无足够的光入射到入射面16。因此，优选为开口部13与导光体14的入射面16的形状大致一致。另外，开口部13的尺寸越大，则从发光部10射出的光中、直接入射到导光体14的光越多，因此，能够更高效地将光聚集至导光体14。然而，开口部13的大小越大，与之对应的导光体14的入射面16也越大，因此，会导致导光体14本身大型化。因而，优选为在考虑了所希望的出射效率、所希望的方向性、所希望的装置尺寸的情况下来决定开口部13的大小。

图3表示本实施方式的导光体14的形状例。本实施方式的导光体14如图3(a)所示，是具有面积不同的两个相对面的四棱柱状，材料是光学玻璃的BK7。导光体14的入射面16大致与开口部13具有相同的大小，例如，纵向为45mm，横向为10mm。此时的出射面17例如纵向为85mm，横向为19mm，从入射面到出射面的距离为240mm。在该情况下，入射面的面积与出射面的面积之比成为大致3.6。该面积比越大，或从入射面16到出射面17的距离越长，则出射光的方向性越强。在本实施方式中，设想方向性成为±30度以内的导光体14，来设定各尺寸。

图4表示入射到导光体14的光的光路。对于例如从图3(a)所示的导光体14的入射面16的中央附近以入射角60度入射的入射光18，如图4所示，由导光体14的外壁重复反射，从出射面17作为出射角25度的出射光19而射出。由此，本实施方式的导光体14能射出将射出角限制在大约30度以内的方向性光。此外，优选为导光体14的入射面16的中心与开口部13的中心相一致。在采用上述配置的情况下，来自导光体14的出射光的方向性分布更均匀。

此处，对使用导光体14来获得强方向性的光的方法进行详细说明。如图4所示，若使直接来自光源11的光、或由反射箱12反射而得的扩散光以相对于导光体14的入射面16具有任意的角度而入射到导光体14内，则入射到该导光体14内的光到达导光体14的外壁。此处，由于导光体14是由光学玻璃BK7构成的透明体，因此，基于由导光体14和外周空间的折射率之比所决定的斯涅耳定律，入射到导光体14内的光会聚光到导光体14的临界角内，并被全反射。然后，被全反射的反射光到达相对面的外壁，再次在该处发生全反射。由于导光体14从入射面16向着出射面17逐渐扩大，因此，通过重复上述反射，从而反射光能逐渐变化为相对于入射面16(或出射面17)垂直的光。由此，最终从出射面17射出方向性强的光。此外，此时由于入射到导光体14内的光仅重复全反射，因此，入射光几乎都成为出射光，能获得较高的出射效率。

此外，导光体14并不限于本实施方式，只要是具有面积不同的两个端面的圆柱形或棱柱形即可。例如，也可以是图3(b)所示的圆锥形或其他多棱柱形。另外，也可以如图3(c)所示那样，整体为圆锥形，仅在入射面附近为棱柱形。由此能考虑多种导光体14的变形，但是在与其他光学构件相连结而构成光源装置100时，只要选择使得光学连接时的光损耗最小(光出射效率最大)的最佳形状即可。此时，通过调整导光体14的入射面16与出射面17的面积比、及从入射面16到出射面17为止的距离，从而能将出射光的辐射角度限制在所希望的角度范围，能获得具有所希望的方向性的出射光。

另外，导光体14为透明体，其材料是例如光学玻璃的BK7。或者，也可以使用被称为石英玻璃或超白玻璃的无机材料，也可以使用丙烯酸树脂那样的有机材料，只要适当选择能使入射到导光体14的光高效地从导光体的入射面16传播到出射面17的材料即可。

隔板15(光分离单元)只要是光无法透射过的材料即可，但优选为例如面向发光部10a、10b的两个面由与反射箱12的内表面相同的反射膜覆盖的板，或是与反射箱12的内表面具有相同材料的反射板。隔板15的尺寸与反射箱12的侧面(相对于光源11的长轴垂直的面)大致相同，尽可能隔开来自发光部10a的光和来自发光部10b的光。发光部10a与发光部10b具有大致相同的大小(密度)，且在希望从导光体14a、14b射出大致相等光通量的光的情况下，将隔板15设置在发光部10a和发光部10b的大致中间的位置。因此，从导光体14a和导光体14b射出相同输出的光，能获得均匀的出射光。另外，优选为设置隔板15，使得设于反射箱12的开口部13位于由反射箱12和隔板15所划分的空间的大致中央。

图5示出了以下例子：即，设置隔板15，使得设于反射箱12的开口部13位于由反射箱12和隔板15所划分的空间的大致中央。通过将隔板15配置在上述位置，从而使得来自导光体14的出射光成为无偏移的均匀的方向性分布的光。此外，在发光部10a和发光部10b分成几部分时，也可以设置多块隔板15。由此，能根据反射箱12、开口部13、发光部10的配置、大小来适当地配置隔板15。

此处，为了确认本实施方式的效果，进行以下仿真。

图6(a)是本实施方式的光源装置100的结构，图6(b)是在光源装置100中未使用隔板15的结构。

光源装置(a)的光源11的外形是直径为8mm，长度d为130mm，包括两个发光部10a，10b，各发光部10的直径为6mm，长度e为40mm。发光部10a、10b在长度方向上隔开45mm的间隔f串联配置。反射箱12是内部空间的长度g为140mm、高度h及宽度为15mm的长方体。反射箱12上开有两个开口部13，其中心与各发光部10的中心相一致，开口部13的长度为46mm，宽度为10mm。另外，对两处开口部13，分别配置有导光体14(入射面16的长度i为45mm，宽度为10mm，出射面17的长度j为85mm，宽度为19mm，入射面16与出射面17间的距离k为240mm)，使得入射面16朝向发光部10。而且，在反射箱12的内部设置有两块隔板15，设置在从发光部10间的中心1起向左右偏移14mm的位置，设置在各发光部10a、10b的附近。即，开口部13的中心、与由隔板15和反射箱12所划分的空间的中心相一致。光学装置(b)是从光学装置(a)中取出隔板15的结构。

使用上述光源装置(a)、(b)，来分别计算从单侧的导光体14a射出的出射光的方向性分布。

图7表示发光部长度方向的方向性分布，横轴表示辐射角度、纵轴表示归一化强度。图7(a)是光源装置(a)的计算结果，图7(b)是光源装置(b)的计算结果。在将辐射角0度设为基准的情况下，对于光源装置(b)在光的方向性分布中能观察到偏移。另一方面，对于光源装置(a)，在以辐射角度0度为中心的±30度的范围中，归一化强度的数值大致以线对称进行分布，在方向性分布中未观察到偏移。

由此，若使用本发明的光源装置100，则由于能利用隔板15将在方向性分布中偏移较少的光向着导光体14射出，因此，能从各导光体14获得在方向性分布中无偏移的出射光。若从各导光体14射出在方向性分布中无偏移的出射光，则能从多个导光体14照射均匀的光。另一方面，如图7(b)所示那样，在将方向性中存在偏移的光从多个导光体14照射向设置在稍许远离导光体的受光面的情况下，所接收到的光的照度不均匀，在照度分布中存在偏移。所谓在方向性中存在偏移，是指以某个角度射出的光的光通量大于其他从其他角度射出的光的光通量，因此，容易在上述照度分布中存在偏移。另一方面，若在方向性中不存在偏移，则容易在受光面获得均匀的照度分布。

由此，本实施方式的光源装置100能实现小型化，并能照射高输出且强方向性的光。另外，光源装置100能够从各导光体14照射具有均匀指向性的光。此外，在本实施方式中，设发光部10具有两个，但是本发明并不限于此，也适用于发光部10具有三个或三个以上的光源11，在这种情况下，具有与发光部10相同数量的开口部13及导光体14，从而能发挥相同的效果。

此外，在本实施方式中，设置隔板15，使得设置于反射箱12的开口部13位于由反射箱12和隔板15所划分的空间的大致中央，以使得从相邻的开口部13射出的光通量均匀，对于隔板15，通过改变设置位置，从而能增加或减少来自部分开口部13的光通量，或也能用于调整入射到导光体14的光的方向性的偏移。例如，在希望减少来自某个开口部13的光通量的情况下，只需将隔板15配置在该开口部13附近，来减小由反射箱12和隔板15构成的空间。或者采用以下方法：即，在希望减少光通量的开口部13侧的隔板15的表面贴上黑膜；或在隔板15的其他表面上都贴上反射膜，而仅在希望减少光通量的开口部13侧的隔板15的表面不贴反射膜，从而能减少特定的发光部10的光通量。

由此，由于通过仅向隔板15追加反射膜等薄膜、或移动隔板15的配置场所、或追加隔板15，能极容易地增加或减少来自部分开口部13的光通量，或极容易地进行入射到导光体14的光的方向性偏移的调整，因此，即使在作为光源装置而完成组装之后，或在因更换光源等而改变光源11的位置的情况下，也无需进行开口部13、光源11、导光体14的定位或调整。

(实施方式2)

接着，使用图8对本发明的实施方式2进行说明。另外，对于与实施方式1共同的各构件，附予相同的标记，省略其详细说明。在本实施方式中，装置的结构与上式实施方式1相同，但是反射箱和导光体的形状不同于实施方式1。

图8是表示实施方式2的光源装置200的主要部分结构的主视图和侧视图。

反射箱22沿着管状的光源11的长轴方向、具有截面为U字形的反射面，该反射面以包围光源11的不与导光体25相对的面的方式形成。对于U字形的形状，优选为例如以光源11的长轴作为单侧焦点的椭圆面。在这种情况下，对于从光源11射出的光中的、不直接入射到导光体25的光，也只要入射到椭圆面的反射面，就能以一次反射来聚光到导光体25。此时，对于开口部13及导光体25的入射面26，优选为设置在椭圆的另一个焦点附近。由此，能进一步提高入射到导光体25的入射效率。另外，还能提高入射到导光体25的光的方向性(相对于光源11的长边方向垂直的方向的方向性)。而且，相比利用反射膜覆盖箱形形状的反射箱12的内壁面，由于仅使用少量反射膜即可，因此，即使在使用金等高价反射膜的情况下，也能抑制制造成本。

由此，由于已提高相对于光源11的长轴方向垂直的方向的方向性，因此，导光体25也可以只具有提高另一个方向(长轴方向)的方向性的效果。即，如图8所示的导光体25那样，在四棱柱形的两对倾斜面中，从光源11的长轴方向观察到的一对面也可以不发生倾斜。或者，也可以比另一对面稍微倾斜。在上述形状中，也只要从导光体25射出的光的方向性具有所希望的特性即可。由此，相比实施方式1的导光体14，能进一步使导光体25实现小型化。

(实施方式3)

下面，参照图9来说明本发明的实施方式3。另外，对于与上述实施方式1～2共同的各构件，附予相同的标记，省略其详细说明。

图9示出了本实施方式的光源装置300。光源装置300与上式实施方式的不同点在于，相对于一个发光部10具有一个反射箱32。

设置本实施方式的反射箱32，使其不包围整个光源11，而分别包围各发光部10。另外，在反射箱32上开设有与导光体14的连接点即开口部13，除此之外，还开设有两处光源11能通过的孔部33。优选为孔部33采用以下结构：即，与光源11的外形为相同形状，且是稍大于光源11的开口，在光源11与孔部33的周边之间尽可能不存在间隙，以使得尽可能减小来自光源11的光损耗。另外，为了从各导光体11获得更均匀的方向性，优选为如本实施方式那样，光源的两端从反射箱32露出到外侧，但是，也可以采用将光源的两端收纳于反射箱32的内侧的结构。

根据上述结构，从发光部10a射出的光几乎全部从反射箱32a的内表面通过开口部13a而向导光体14a射出，来自发光部10a的光几乎不会经由相邻的反射箱32b而通过开口部13b来从导光体14b射出。即，反射箱32起到以下作用：即，防止来自内置的发光部10的光经由其他相邻的其他反射箱32而入射到相邻的导光体14。同时，还起到以下作用：即，防止来自内置的发光部10以外的相邻的发光部10的光入射到其内部，从而防止射出到与内置的发光部10相对应的导光体14。

由于来自光源11的出射光几乎全部都是从发光部10射出的，因此，即使以仅包围发光部10的方式来配置反射箱32，也几乎不减少来自导光体14的光输出。在本实施方式中，反射箱32本身还担当着光分离单元15的作用。由此，通过对每一个发光部10设置反射箱32，从而能比实施方式1进一步使光源11周边实现小型化。另外，由于反射箱32内的由反射膜覆盖的面积减小，因此，能制成更便宜的反射箱32。另外，在上述实施方式1中，在调整发光部10、反射箱12、隔板15的位置时，在希望从导光体14a、14b射出几乎相同的光通量的光的情况下，需要根据发光部10a、10b这两者的位置来对反射箱12进行定位，并将隔板15配置在其中央。另一方面，在本实施方式中，由于能独立地移动反射箱32a和32b，因此，对于各发光部10a、10b能容易地分别决定反射箱32的位置，所以，具有能进一步提高位置精度的效果。

(实施方式4)

下面，参照图10及图11来说明本发明的实施方式4。在本实施方式中，示出具有上述光源装置中的任一装置、将模拟太阳光向照射对象照射的模拟太阳光照射装置的一个例子。另外，对于与上述实施方式共同的各构件，附予相同的标记，省略其详细说明。

图10是表示本发明的一实施方式的模拟太阳光照射装置700的主要部分结构的图。如该图所示，模拟太阳光照射装置700包括两个光源装置100、两个光学滤光片(光谱调制用构件)71、两个反射镜72、及一个导光板73。光源装置100是例如实施方式1所记载的光源装置100。光源装置100如上所述包括：光源11、反射箱12、开口部13、导光体14、及隔板15。另外，在导光板73的内部形成有多个反射槽74(光反射单元)。

接着，对本实施方式的模拟太阳光照射装置700的动作进行说明。从光源11射出的光由设置于反射箱12的内壁的反射膜而重复反射，最终从开口部13入射到导光体14。从导光体14的入射面16入射的光会在导光体14的倾斜的外壁上发生全反射，从而使其辐射角接近垂直于导光体14的入射面16或出射面17的角度。由此，重复进行全反射，从导光体14射出对辐射角进行了控制的方向性强的光。例如，在实施方式1的光源装置100中，将辐射角控制在大约30度以内。

从光源装置100射出的光会入射到光学滤光片71，使其光谱的规定波长段的光发生衰减，成为具有所希望的光谱的模拟太阳光，并射出。模拟太阳光由反射镜72进行反射，从导光板73的端面入射到导光板73的内部。由于在导光板73的表面形成有多个反射槽(光反射单元)74，因此，光由反射槽74进行反射并从导光板73向照射对象射出。

接下来，对各光学元件详细说明其作用等。

在本实施方式中，光源装置100使用实施方式1所记载的光源装置100，但是实际上不仅能使用实施方式2及3所记载的光源装置，也可以使用本发明的其他光源装置。光源装置100担当着提高从光源11射出的光的方向性并将其入射到光学滤光片的作用。此时，优选为将方向性控制在辐射角30度以内，换言之，更优选为将方向性控制在20度以内。其原因在于，后述的光学滤光片71具有角度相关性。而且，通过控制方向性，从而能抑制从光源装置100到导光板73的光路中的、因偏离光路而损耗的光。

对于光学滤光片71，将其设置在光源装置100的导光体14的出射面17附近，使其具有使入射光的发光光谱优化的透射特性。具体而言，使入射光中的、特定波长频带的发光光谱衰减。由此，对从导光体14的出射面射出的光的发光光谱进行调整。

在本实施方式中，对于光学滤光片71，使用层叠有折射率不同的多层薄膜的多层膜系列，例如使用大气滤光片。大气滤光片大多使用介质多层膜，具有入射角相关性。因而，为了充分发挥其性能，需要使提高了方向性的光入射到光学滤光片71。一般而言，优选为将入射到光学滤光片71的光的方向性控制在30度以内，更优选为将其控制在20度以内。通过入射具有将方向性控制在20度或30度以内的光，从而能充分地提高光学滤光片71的性能。在本实施方式中，由于将从光源装置100射出的出射光的方向性控制在30度以内，因此，能使从光学滤光片71射出的光的发光光谱更接近自然的太阳光的光谱。

图11是表示基准太阳光光谱(JISC8941)的图。优选为使透射过光学滤光片71的光的发光光谱尽可能接近图11所示的基准太阳光光谱(JISC8941)。另外，优选为从模拟太阳光照射装置700照射的模拟太阳光的发光光谱与基准太阳光的发光光谱之间的差异小于±25％，更优选为小于±5％。

另外，优选为光学滤光片71稍大于导光体14的出射面17，以使得能接收来自导光体14的全部出射光。其原因在于，对于未入射到光学滤光片71的光，若其发光光谱未被调整，该光进入到之后的光路，则会对整个发光光谱带来影响。

通过光学滤光片71的光朝向与光学滤光片71呈45度角度而配置的反射镜72。反射镜72对入射的光进行反射，并导向导光板73的一端(入射面)。

导光板73的材料例如为石英玻璃。射入导光板73的光在外壁重复全反射，并在其内部进行传播。另外，例如在导光板73的内部形成有多个楔形的反射槽74(光反射单元)。入射到导光板73的光在导光板73的内部进行传播的途中，会入射到反射槽74，并由反射槽74进行反射，传播角度偏离斯涅耳定律的全反射条件，射出到导光板73的外部。由此，导光板73起如下作用：使射入的光在其内部进行传播，并且，利用设置于其内部的反射槽74对光进行反射，并将光射出到外部。

此外，反射槽74可以是本实施方式那样的楔形，也可以是其他形状。而且，也可以不是反射槽，而是包括印刷于导光板73的表面的散射体的印刷体。在这种情况下，在导光板73内进行传播的光若射入印刷体，则利用内部的散射体产生散射，从而从导光板73射出。或者，也可以不是印刷体，而设置利用激光等对导光板表面进行了微细加工的散射面。只要是能改变在导光板73的内部进行传播的光的前进方向、破坏全反射条件以将光从导光板73射出的方法，就可以是任何方法。

模拟太阳光照射装置700最终将模拟太阳光从导光板73的表面向被照射对象进行照射。在本实施方式中，模拟太阳光的照射方向平行于导光体14的长轴的配置方向，即平行于图10所示的z轴。在照射模拟太阳光时，模拟太阳光照射装置700如上所述利用导光板73内部的反射槽74。此时，从导光板73的与被照射对象相反的一侧有时也射出光，但是，若此处具有反射板(未图示)，则能由反射板对光进行反射，并照射至被照射对象。

此外，如图10所示，模拟太阳光照射装置700包括两个光源装置100。具体而言，将一个光源装置100设置在模拟太阳光照射装置700的壳体的一端(图10的左侧)，将另一个光源装置100设置在壳体的另一端(图10的右侧)。与之相对应，还具备两个光学滤光片71及反射镜72。将来自各光源装置100的光中的一方入射到导光板73的一端，另一方入射到导光板73的另一端，从而能进一步提高从模拟太阳光照射装置700照射的模拟太阳光的强度。另外，能容易地控制照射至被照射对象的光的照度不均匀。

另外，模拟太阳光照射装置700在从纸面向内的方向(x轴方向)上具有一定的宽度。因此，根据被照射对象的面积，也可以在从纸面向内的方向上排列配置多个光源装置100，从而构成图10所示的模拟太阳光照射装置700。

在本实施例中，如上所述那样使用导光板73来将模拟太阳光照射至被照射对象，但是本发明并不限于此。例如，也可以在光学滤光片71的上部配置由多个透镜构成的光扩散构件，来将均匀分散的光照射至被照射对象。

应该认为本次披露的实施方式及实施例的所有方面仅是举例表示，并非是限制性的。可认为本发明的范围并不是由上述说明表示，而是由权利要求的范围表示，包含在与权利要求的范围同等的意义及范围内的所有变更。

即，本发明并不限于上述各实施方式。从业人员可在权利要求书所示的范围内，对本发明进行种种变更。即，在权利要求书所示的范围内，若将适当变更后的技术手段进行组合，则可以得到新的实施方式。即，发明的详细说明项中完成的具体实施方式都只是为了阐明本发明的技术内容，不应狭义地理解为只限于这样的具体例子，可在本发明的精神和下面所记载的权利要求书的范围内，进行各种变更后加以实施。

(本发明概括)

如上所述，本发明的光源装置是对从光源射出的光进行聚光并将其射出的光源装置，上述光源装置内置有上述光源，并将上述光源配置在反射箱内，还包括：多个导光体，该多个导光体是具有面积不同的两个端面的圆柱状或棱柱状；以及光分离单元，上述反射箱上设置有多个开口部，对上述开口部分别设置上述导光体，使该导光体的面积较小的端面向着上述光源，上述光分离单元配置在某个开口部与相邻的其他开口部之间。

另外，本发明的光源装置中，优选为上述光源包括多个发光部，上述光分离单元配置在某个发光部与相邻的其他发光部之间。

另外，本发明的光源装置中，优选为上述光分离单元由板状的隔板构成，上述隔板上形成有上述光源能通过的孔部。

另外，本发明的光源装置中，优选为上述光分离单元改变从上述光源射出的光的光通量、或波长特性。

另外，本发明的光源装置中，优选为上述光分离单元由反射板构成、或由反射膜覆盖与上述光源相对的面。

Claims (7)

1.一种光源装置，

对从光源放射出的光进行聚光并将其射出，其特征在于，

将所述光源配置在反射箱内，所述光源装置包括：

多个导光体，该多个导光体是具有面积不同的两个端面的圆柱状或棱柱状；以及

光分离单元，

所述反射箱上设置有多个开口部，

对所述开口部分别设置所述导光体，使该导光体的面积较小的端面向着所述光源，

所述光分离单元配置在某个开口部与相邻的其他开口部之间。

2.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

所述光源包括多个发光部，

所述光分离单元配置在某个发光部与相邻的其他发光部之间。

3.如权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于，

所述光分离单元由板状的隔板构成，

所述隔板上形成有所述光源能通过的孔部。

4.如权利要求1至3的任一项所述的光源装置，其特征在于，

所述光分离单元改变从所述光源射出的光的光通量、或波长特性。

5.如权利要求1至4的任一项所述的光源装置，其特征在于，

所述光分离单元由反射板构成、或由反射膜覆盖其与所述光源相对的面。

6.一种光源装置，

对从光源射出的光进行聚光并将其射出，其特征在于，

所述光源包括多个发光部，

将所述光源配置在反射箱内，所述光源装置包括：

导光体，该导光体是具有面积不同的两个端面的圆柱状或棱柱状，

在所述反射箱上设置有开口部及所述光源能通过的孔部，

所述反射箱及所述导光体具有与所述发光部相同的数量，

对所述开口部分别设置所述导光体，使该导光体的面积较小的端面向着所述光源。

7.一种模拟太阳光照射装置，

是向照射对象照射模拟太阳光的模拟太阳光照射装置，其特征在于，包括：

权利要求1至6中的任一项所述的光源装置；以及

配置在从所述光源装置射出的光的入射位置的光谱调制用构件，所述光谱调制用构件使入射光中特定波长频带的光谱衰减，并将衰减后的光射出。

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