CN102803840B

CN102803840B - 照明装置

Info

Publication number: CN102803840B
Application number: CN201080029003.8A
Authority: CN
Inventors: 坂井德浩; 岩崎朋宏; 作间和夫; 森一郎; 金井正树; 竹永麻纪; 大塚洋幸
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2010-05-20
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2030-05-20
Also published as: CN102803840A; US8690394B2; US20120069578A1; KR20120104082A; JP5928510B2; JP5569524B2; WO2011001592A1; JP2014112566A; JPWO2011001592A1

Abstract

本发明公开了一种照明装置，通过该照明装置，可以用简单构造减小待照射的表面的照度不均匀性。设有照射待照射的表面(10A)的灯(22)的模拟日光照射装置(1)还设有在所述灯(22)和表面(10A)之间、用于调节透射光量使得所述表面(10A)上的照度分布均匀的透射光量调节单元(60)。透射光量调节单元(60)设有透光板层叠体(64)，其中在待透射的光的波长范围内透射率恒定的透光板(65)以对应于透射光量的调节量的数量彼此堆叠放置，使得具有在透光板(65)的前表面和后表面之间的每个界面处反射的入射光。

Description

照明装置

技术领域

本发明涉及一种照明装置，并且具体地涉及一种减小被照射目标面上的照度的不均匀性的技术。

背景技术

为了以太阳能电池为代表的各种类型的太阳能使用设备的性能测量、加速老化试验等的目的，已知一种模拟日光照射装置(被称为太阳模拟器)，用于使用再现自然日光的亮度发射谱的模拟日光照射太阳能使用设备的被照射目标面。关于该类型的模拟日光照射装置，有一种技术是众所周知的，该技术将被照射目标面的整个区域虚拟地分为多个部分并且在每个部分中布置选定光量调节元件，使得基于模拟日光照射装置的照度在每个部分是均匀的，然后照射被照射目标面，由此消除被照射目标面上的照度的不均匀性并且因此增强性能测量、加速老化试验等的精确性。遮光率不同的遮光网、遮光带或遮光片被用作光量调节元件(例如，参见专利文献1)。

专利文献1：JP-A-2006-216619。

发明内容

本发明将解决的问题

然而，当遮光网或类似物被用作光量调节元件时，遮光部分在被照射目标面上生成阴影，这可能导致照度的不均匀性。可以考虑不通过遮挡光来调节光量、而是通过使用作为光调节元件的用于吸收和衰减透射光的透射型滤光器而解决该问题。然而，当使用透射型滤光板时，必须准备透射率对应于透射光量的调节量的透射型滤光板，并且因此存在成本增加并且造成很多麻烦的问题。

该问题不限于模拟日光照射装置，该问题是需要减小被照射目标面上的不均匀照度的照明装置共有的。

本发明考虑到上述情况而实施，并且具有的目的是提供一种照明装置，所述照明装置可以以简单的构造减小被照射目标面上的照度的不均匀性。

解决问题的手段

为了获得以上目的，根据本发明，一种具有用于用光照射被照射目标面的光源的照明装置的特征在于，用于调节透射光量从而使所述被照射目标面上的照度分布均匀的透射光量调节单元设在所述光源和所述被照射目标面之间，并且所述透射光量调节单元设有具有透光板的透光板层叠元件，所述透光板在待透射通过其中的光的波长范围内透射率是恒定的并且以对应于透射光量的调节量的堆叠数量被堆叠，从而在每一个所述透光板的前表面和后表面的每个界面处反射入射光。

根据本发明，在以上照明装置中，每一个所述透光板被配置成根据堆叠数量变薄，使得所述透光板层叠元件的总厚度是恒定的，所述透光板层叠元件布置在透射光量将被调节的每个位置处，被配置成具有与所述透光板层叠元件相同的厚度的单一透光板布置在所述透光板层叠元件之间的间隙中，所述透光板层叠元件和所述单一透光板铺设在待照射到所述被照射目标面的光所穿过的范围中，并且用于防止所述透光板层叠元件和所述单一透光板的移位的间隔元件设在铺设有所述透光板层叠元件和所述单一透光板的范围周围。

根据本发明，以上照明装置还包括压紧元件，所述压紧元件覆盖并且压紧所述透光板层叠元件和所述单一透光板中的每一个的表面。

根据本发明，一种具有用于用光照射被照射目标面的光源的照明装置的特征在于，用于扩散光从而使所述被照射目标面上的照度分布均匀的光扩散单元设在所述光源和所述被照射目标面之间，并且双层光扩散元件被布置成在所述被照射目标面与所述光源之间彼此间隔以构造所述光扩散单元。

根据本发明，在以上照明装置中，多个反射板平行地布置在相对于所述光源与所述被照射目标面相对的侧以构成反射面，从所述光源直接发射的直射光和从所述反射面反射的反射光被施加于所述被照射目标面，并且所述双层光扩散元件被布置成彼此间隔的距离使得所述多个反射板的边界是不明显的。

根据本发明，在以上照明装置中，在所述双层光扩散元件中的、在光源侧的所述光扩散元件设有用于调节局部照度不均匀性的照度调节板。

根据本发明，在以上照明装置中，辅助反射面设在位于所述装置的侧的所述光源和所述被照射目标面之间，所述辅助反射面用于将作为从所述光源发射的光的一部分并且传播到在所述被照射目标面之外的位置的光反射到所述被照射目标面。

本说明书包含2009年6月30日提交的第2009-154604号日本专利申请的全部内容。

发明效果

根据本发明，通过提供具有透光板的透光板层叠元件构造用于调节透射光量从而使所述被照射目标面上的照度分布均匀的透射光量调节单元，所述透光板在待透射的光的波长范围内透射率是恒定的并且所述透光板的数量对应于光透射量的调节量，所述透光板被堆叠成使得在每个透光板的前侧和后侧的每个界面处反射入射光。所以，可以仅仅通过改变透光板的数量来调节透射光量。因此，可以用透光板的这样的简单堆叠构造减小被照射目标面上的照度的不均匀性而无需准备透射率不同的多种类型的透射型滤光器。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施例的模拟日光照射装置的构造的纵截面图。

图2是示出模拟日光照射装置的右半侧的平面图。

图3是示出模拟日光照射装置的构造的横截面图。

图4是示出透射光量调节单元的构造的纵截面图。

图5是示出透射光量调节单元的构造的平面图。

图6是示出图5中所示的I-I′线的截面的图形。

图7是示出由丙烯酸树脂形成的透光板的厚度和它的透射特性之间的关系的图形。

图8是示出由丙烯酸树脂形成的透光板的数量和它们的透射特性之间的关系的图形。

图9是示出当由丙烯酸树脂形成的透光板的厚度和透光板的数量变化而透光板层叠元件的厚度固定时的透射特性的变化的图形。

图10是示出被照射目标面的照度分布的测量结果的图形。

图11是示出根据本发明的第二实施例的模拟日光照射装置的构造的纵截面图。

图12是示出模拟日光照射装置的右半侧的平面图。

图13是示出模拟日光照射装置的构造的横截面图。

图14是示出光扩散元件的构造的图形，其中图14(A)是示出模拟照射装置以及放大的光扩散元件的纵截面图，并且图14(B)是示出当从被照射目标面侧观察光扩散元件时的光扩散元件的图形。

图15是示出当光扩散元件的位置变化时测量被照射目标面的照度的不均匀性的实验的图形，其中图15(A)是示出光扩散元件的布置位置的图形，图15(B)是示出光扩散元件的位置、用于光扩散元件的扩散板的类型和照度的不均匀性的测量结果的关系的图形，并且图15(C)是示出用于光扩散元件的扩散板的类型的图形。

图16是示出由其中未布置照度调节板的模拟日光照射装置产生的被照射目标面的照度分布的测量结果的图形，其中图16(A)是示出当双层的光扩散元件被层叠并且布置在被照射目标面时的照度分布的测量结果的图形，并且图16(B)是示出当双层的光扩散元件被布置成彼此间隔时的照度分布的测量结果的图形。

图17是示出其中布置照度调节板的模拟日光照射装置的照度的不均匀性的测量结果的图形。

具体实施方式

将在下面参考附图描述本发明的实施例。在以下实施例中，将作为根据本发明的照明装置的例子描述模拟日光照射装置。

<第一实施例>

图1是示出根据第一实施例的模拟日光照射装置1的构造的纵截面图。在图1中，W表示宽度方向，并且H表示高度方向。模拟日光照射装置1具有通过以格状组装多个方杆2形成的框架主体4，并且框架主体4的尺寸被设计成长度为大约2m(米)并且宽度和高度为大约1.2至1.3m。框架主体4的四个侧面的每一个由用于防止外部光侵入框架主体4中的遮光板(未示出)覆盖。

在模拟日光照射装置1中，用于发射模拟日光的模拟日光照射盒6桥接于在框架主体4的长度方向上彼此面对的侧面之间。此外，在模拟日光照射装置1中，反射面8被布置成面对模拟日光照射盒6的下面6A，并且具有平的被照射目标面10A(例如太阳能电池面板等)的被照射目标体10被布置成面对上面6B，由此用来自模拟日光照射盒6的直射光和来自反射面8的反射光照射被照射目标面10A的整个区域。被照射目标面10A覆盖框架主体4的上表面，由此防止来自所述上表面的外部光的侵入。

图2是示出模拟日光照射装置1的右半侧的平面图，并且图3是示出模拟日光照射装置1的构造的横截面图。

如图2和3中所示，两个直管型灯(光源)22沿着模拟日光照射盒6同心地布置以形成模拟日光照射盒6中的线性光源。例如，氙闪光管或类似物在从紫外区域通过可见区域至红外区域的宽波长区域上具有强连续光谱。端子台40布置在灯22的两个端部分处。

如图1中所示，模拟日光照射盒6具有构成沿着纵向方向的两个侧面的一对长板型侧框架24，构成上面6B的上滤光器26，构成下面6A的下滤光器27，和用于固定地组装侧框架24、上滤光器26和下滤光器27的卡环(未示出)。侧框架24由遮光元件形成，或者用于防止光的透射的遮光元件被加入或涂覆到侧框架24上。

上滤光器26和下滤光器27中的每一个是用于通过从发射光截去红外区域使从灯22发射的光的发射谱近似日光的所谓的气团滤波器，并且它通过使用介电多层膜进行构造。此外，如图1中所示，通过以倒V形(V形)适配两个板状滤光器元件28使得入射光的入射角近似尽可能竖直并且因此抑制透射光的波长偏移，从而构造上滤光器26和下滤光器27的每一个。

如图1中所示，反射面8被配置成具有多个反射装置32，所述反射装置保持反射板30以用于反射来自模拟日光照射盒6的下面6A的模拟日光并且用模拟日光照射被照射目标体10的被照射目标面10A，同时反射板30可以自由地倾斜。

被照射目标体10安装在固定到框架主体4的样品支撑框架12上，使得被照射目标面10A远离模拟日光照射盒6预定距离L，并且用来自模拟日光照射盒6的上面6B的直射光和从反射面8反射的反射光照射被照射目标面10A。反射光的光分布被控制，从而补偿被照射目标面10a上的直射光的照度的不均匀性。

反射板30具有在其表面上的金属板元件，并且大致平行于模拟日光照射盒6延伸，如图2和3中所示。反射装置32由反射板30和用于保持反射板30的保持元件31构造。

多个反射装置32彼此并置在框架主体4的底板4A上，由此底板4A铺设有多个反射板30，并且反射面8由这些反射板30构造。

保持元件31具有用于调节反射板30的倾角的角调节机构，由此可以单独地调节每个反射板30的光反射角。在这时，靠近框架主体4的宽度方向上的两个侧面的一些保持元件31被配置成在高度上连续地增加，如图1中所示，由此防止来自在两个侧面侧的反射板30的反射光由内部反射板30拦截。

如图2和3中所示，用于将光反射到长度方向上的两个端侧的辅助反射面50设在框架主体4的长度方向上的面对的侧面侧。通过布置多个板状元件构造辅助反射面50，所述板状元件具有沿着模拟日光照射盒6大致平行地延伸的金属表面。该辅助反射面50用于通过例如当直射光的照度减小明显时调节辅助反射面50的反射角(倾角)而补偿在模拟日光照射盒6的长度方向上的两个端侧的直射光的照度的减小。

如图1中所示，透射光量调节单元60设在模拟日光照射盒6和被照射目标面10A之间，从而覆盖被照射目标面10A的整个表面并且调节透射光的量使得被照射目标面10A上的照度分布均匀。

也就是说，根据模拟日光照射装置1，不仅由于反射面8的反射光引起的直射光的照度的不均匀性被补偿，而且被照射目标面10A的照度的不均匀性也可以由透射光量调节单元60减小。

图4是示出透射光量调节单元60的构造的纵截面图，并且图5是示出透射光量调节单元60的构造的平面图。

如图4中所示，透射光量调节单元60具有基板62、和用于调节透射的光量的透光板层叠元件64和表面膜(压紧元件)66。传播到被照射目标面10A的照度高的位置的光的光量由透光板层叠元件64减小，由此与低照度一致地使被照射目标面10A上的照度分布均匀。

基板62、透光板层叠元件64和表面膜66的每一个由一种材料形成，所述材料在从模拟日光照射盒6发射的模拟日光的光谱范围内具有固定透射率(单调)，并且更优选地具有高透射率使得不改变模拟日光的光谱。根据该实施例，丙烯酸树脂用作该材料。玻璃可以用作该材料。

基板62是板状元件，在俯视图中具有矩形并且承载透光板层叠元件64，并且它被设计成具有的厚度使基板62的刚性达到不由于它自身的重量而发生偏转的程度。所述基板62被布置成使模拟日光照射盒6和被照射目标面10A彼此完全绝缘。

如图5中所示，在基板62的上表面上，透光板层叠元件64布置在相应位置，在所述位置透射光量应当在照射到被照射目标面10A的光所通过的照明光通过范围R上减小。此外，单一透光板68(在下文中被称为“间隔透光板68”)设置在照明光通过范围R的剩余位置。单一透光板68由与透光板层叠元件64、构成透光板层叠元件64的透光板65和基板62的材料相同的丙烯酸树脂形成。因此，照明光通过范围R铺设有透光板层叠元件64和间隔透光板68，在其间没有间隙。间隔透光板68形成与透光板层叠元件64相同的尺寸，并且因此间隔透光板68和透光板层叠元件64可以容易地彼此代替。

通过层叠多个透光板65构造透光板层叠元件64(图6)。图5中添加到附图标记64的每个括号中的数字表示每个透光板层叠元件64的透光板65的数量。透光板层叠元件64的具体构造及其光量调节作用将随后详细地进行描述。

如图5中所示，填充在照明光通过范围R和模拟日光照射装置1的侧面之间的间隙中的间隔板(间隔元件)70设在照明光通过范围R周围。也就是说，基板62的上表面无间隙地铺设有透光板层叠元件64、间隔透光板68和间隔板70，并且因此透光板层叠元件64可以在不粘接到基板62的情况下在位置上固定。因此，即使当安装时的某些冲击或地震时的振动施加于透射光量调节单元60时也可以防止透光板层叠元件64的移位，同时可以自由地更换透光板层叠元件64。

优选的是，与透光板层叠元件64相同的材料(该实施例中的丙烯酸树脂)用作间隔板70的材料。在该情况下，间隔板70的光学特性与设在照明光通过范围R的间隔透光板68相同。因此，即使被照射目标面10A的面积增加并且因此照明光通过范围R在某种程度上向周围扩展，也可以照射被照射目标面10A的整个面积。

如图4中所示，为了防止安装到基板62上的透光板层叠元件64的透光板65的侧向移位，表面膜66覆盖并且压紧间隔透光板68和间隔板70以及透光板层叠元件64的表面。该表面膜66由薄膜型PET(聚对苯二甲酸乙酯)材料形成，该材料不改变模拟日光的光谱，与丙烯酸树脂的情况相同。

接着，将描述透射光量调节单元60固定到模拟日光照射装置1的结构。

在模拟日光照射装置1中，平行于模拟日光照射盒6延伸的防滑落托架80设在两个侧面，模拟日光照射盒6夹在所述两个侧面之间，如图4中所示。此外，具有L形截面的L形固定角82固定到每个防滑落托架80，并且透射光量调节单元60的基板62的两个边缘部分62A安装在相应的L形固定角82上，由此安装基板62。

填充在间隔板70和模拟日光照射装置1的侧面之间的间隙中以防止间隔板70的侧向移位的防侧向移位L形角84设在基板62的两个边缘部分62A的上表面。

当透射光量调节单元60固定时，L形固定角82首先通过螺钉固定到方杆2。基板62安装在L形固定角82上，防侧向移位角84从上侧安装在基板62上，并且然后防侧向移位L形角84通过螺钉87固定到L形固定角82并因此固定到模拟日光照射装置1的侧面的方杆2。因此，基板62的边缘部分62A由L形固定角82和防侧向移位角84夹在中间，由此防止基板62摇晃。

随后，间隔板70、透光板层叠元件64和间隔透光板68铺设在基板62上。然后，间隔板70、透光板层叠元件64和间隔透光板68以及防侧向移位L形角84由表面膜66覆盖。最后，表面膜66的边缘部分由压紧杆86压紧，并且压紧杆86通过螺栓89固定到防侧向移位L形角84。通过以上工作，完成透射光量调节单元的固定工作。

接着，将描述透光板层叠元件64的构造。

图6是示出沿着图5中的I-I′获得的截面的图形。

如图6中所示，每个透光板层叠元件64由丙烯酸树脂形成的多个透光板65构造，所述多个透光板的光透射面为矩形并且尺寸相同。当模拟日光F入射到每个透光板层叠元件64时，模拟日光F的反向反射发生在每个透光板65的前和后表面的界面处，并且透射通过透光板层叠元件64的光量减小对应于反向反射的量。此外，透光板层叠元件64的透射率不取决于透光板65的厚度，而是由透光板65的堆叠数量决定。如上所述的透光板层叠元件64的透射特性将在下面进行描述。

图7是示出由丙烯酸树脂形成的透光板65的厚度t和它的透射特性之间的关系的图形，并且图8示出了透光板65的数量和透射特性之间的关系。此外，图9是示出当透光板层叠元件64的厚度固定并且透光板65的厚度t和数量变化时的透射特性的变化的图形。

如这些图中所示，显然透光板65具有的透射特性是透射率在从紫外区域(波长400nm)至红外区域(波长900nm)的用作模拟日光F的宽波长范围上是大致固定的(单调的)，并且它具有高透射率。因此，根据透光板65并根据间隔透光板68，由与透光板65相同的材料形成的间隔板70和基板62，从模拟日光照射盒6发射的模拟日光F可以以高效率透射而不改变它的光谱，并且因此可以防止照明效率的减小。

在这时，如图7中所示，当基板62由丙烯酸树脂形成并且被设计成具有10mm的厚度并且单一透光板65堆叠在基板62上时，即使当透光板65的厚度t增加到0.5mm、1mm、3mm时透射率也变化很小。

在另一个方面，如图8中所示，当堆叠在10mm厚的基板62上的透光板的数量时逐一地增加时，透射率在整个波长区域上与透光板65的数量成比例地大致均匀地减小。

以下可以被认为是该情况的原因。由于作为透光板65的材料的丙烯酸树脂具有对模拟日光F的高透射率，因此当模拟日光F穿过透光板65时通过透光板65的模拟日光F的吸收很少发生，然而反向反射发生在透光板65的前和后表面的每个界面处，使得透射光量由于每个反向反射而减小。该原因的合理性由以下事实支持：尽管在0.5mm厚的四个透光板65被堆叠的情况和0.5mm厚的两个透光板65堆叠在1mm厚的两个透光板65上的情况之间透光板65的厚度有差异，但是透射率是大致上一致的，如图9所示，并且即使当数量变为五时也获得同样结果。

因此，在图6中所示的透射光量调节单元60中，在透光板层叠元件64具有两个堆叠的透光板65的情况下，反向反射发生在每个透光板65的前和后侧的界面处，并且因此模拟日光F的透射光量的减小对应于总共四次反向反射的量。此外，在透光板层叠元件64具有四个堆叠的透光板65的情况下，透射光量的减小对应于总共八次反向反射的量。如上所述，在透光板层叠元件64中，反向反射频率与透光板65的数量成比例地增加，并且因此模拟日光F的透射光量与透光板65的数量成比例地减小。

在这里，如图6中所示，以下是反向反射在竖直堆叠的透光板65之间的接触部分C发生两次的原因。也就是说，当透光板65仅仅被堆叠而不使用诸如粘合剂等的任何结合剂时，薄空气层90形成于这些透光板65之间。空气层90插入透光板65之间，由此当模拟日光F从下透光板65离开进入空气层90时发生反向反射，并且当模拟日光F从空气层90进入上透光板65时也发生反向反射。因此，反向反射在接触部分C发生两次。

如上所述，透光板65简单地被堆叠而不使用诸如粘合剂等的任何结合剂，并且仅仅空气层90形成于透光板65之间，由此透光板层叠元件64的透射率可以与透光板65的层叠数量成比例地减小，由此获得可以容易地调节透射光量的透光板层叠元件64。

在透射光量调节单元60中，基板62设在透光板层叠元件64之下并且表面膜66设在透光板层叠元件64上。另外，间隔透光板68布置在未布置透光板层叠元件64的位置。所以，反向反射类似地发生在基板62、表面膜66和间隔透光板68的每个界面处。因此，考虑这些反向反射确定透光板层叠元件64的透光板65的数量。

在这里，透光板65简单地被层叠以构成透光板层叠元件64而不使用诸如粘合剂等的任何结合剂，并且因此透光板65易于由于诸如地震等的冲击而侧向移位。所以，如图6中所示，在透光板层叠元件64中，每个板的单一透光板65的厚度根据待堆叠的透光板65的数量减小，由此总厚度D被设定为固定值(在该实施例中为3mm)，与堆叠的透光板65的数量无关。此外，间隔透光板68也被设计成具有相同的厚度D。因此，另一个透光板65或间隔透光板68必须存在于透光板65的两侧，并且因此防止透光板65的侧向移位。

此外，在透光板层叠元件64中，当待堆叠的透光板65的数量增加时透光板65变薄。所以，即使当在透光板层叠元件64和间隔透光板68中仅仅有厚度的少许差量，侧向移位也易于发生在透光板65中。所以，根据该实施例，如图6中所示，透光板层叠元件64和间隔透光板68的表面由表面膜66覆盖使得透光板层叠元件64的表面由表面膜66压紧，由此可以确实地防止透光板65的侧向移位。

图10示出了由模拟日光照射装置1产生的被照射目标面10A上的照度的不均匀性的测量结果。当在图10中所示的照度分布的基础上计算照度的不均匀性时，获得大约1.59％的值，并且因此证明被照射目标面10A的照度的不均匀性根据该实施例的模拟日光照射装置1出色地减少。照度的不均匀性的该计算在JIS标准(日本工业标准)中制定的JIS C8912、JIS C8933的基础上执行。

如上所述，根据该实施例，用于调节透射光量使得被照射目标面10A上的照度分布均匀的透射光量调节单元60通过提供透光板层叠元件64进行构造，所述透光板层叠元件的每一个通过堆叠透光板65而获得，所述透光板的透射率在模拟日光F的波长范围K上是恒定的并且堆叠数量对应于透射光量的调节量，使得入射光在每个透光板65的前和后表面的每个界面处被反射。根据该构造，可以仅仅通过改变透光板65的数量来调节透射光量，并且可以在无需准备透射率不同的多种类型的透射型滤光板的情况下通过堆叠透光板65的简单构造来减小被照射目标面10A上的照度的不均匀性。

此外，根据该实施例，其中根据透光板65的堆叠数量减小每个透光板65的厚度使得透光板层叠元件64在厚度上固定的透光板层叠元件64布置在应当调节透射光量的位置，间隔透光板68布置在出现在透光板层叠元件64之间的间隙中，照明光通过范围R铺设有透光板层叠元件64和间隔透光板68，并且间隔板70也布置在照明光通过范围R周围，由此防止透光板层叠元件64和间隔透光板68的移位。

根据该构造，基板62、透光板层叠元件64和间隔透光板68不必由诸如粘合剂等的结合剂固定。所以，透光板层叠元件64和间隔透光板68可以彼此自由地互换，并且即使当安装时的冲击或地震时的振动施加于透射光量调节单元60时也可以防止透光板层叠元件64的移位。

此外，根据该实施例，设有表面膜66，表面膜66作为覆盖并且压紧透光板层叠元件64和间隔透光板68的每一个的表面的压紧元件。

根据该构造，表面膜66压紧透光板层叠元件64的表面，并且可以确实地防止透光板65的侧向移位。

在该实施例中，辅助反射面50设在框架主体4的长度方向上的面对的侧面侧的下部分，然而，用于将从模拟日光照射盒6发射到框架主体4的侧面的光反射到被照射目标面10A的辅助反射面150A和150B可以设在框架主体4的侧面的灯22和被照射目标面10A之间，如图1至3中的双点划线所示。当在框架主体4的侧面侧的直射光的照度减小时，辅助反射面150A、150B可用于通过调节辅助反射面50的反射角(倾角)来补偿直射光的照度的减小。辅助反射面150A、150B被设计成具有的长度使得没有间隙出现在经调节的倾角处，使得在被照射目标面10A的四个角部的照度不减小。

如上所述，辅助反射面150A、150B布置在模拟日光照射装置1的侧面的灯22和被照射目标面10A之间，使得作为从灯22照射的光的一部分并且传播到被照射目标面10A之外的位置的光被反射到被照射目标面10A。根据该构造，由布置在框架主体4的侧面的遮光板遮挡的光可以有效地用于补偿被照射目标面10A上的照度的减小，并且模拟日光照射装置1与辅助反射面布置在框架主体4之下的情况相比也可以更大大地小型化。

<第二实施例>

在第一实施例中，用于调节透射光量的透射光量调节单元60设在灯22和被照射目标面10A之间以减小被照射目标面10A的照度的不均匀性。然而，根据第二实施例，设有用于扩散光的光扩散单元101以代替透射光量调节单元60。

图11是示出根据第二实施例的模拟日光照射装置100的构造的纵截面图。此外，图12是示出模拟日光照射装置100的右半部分的平面图，并且图13是示出模拟日光照射装置100的构造的横截面图。在图11至13中，与图1至3中所示的模拟日光照射装置1相同的部分由相同的附图标记表示，并且省略它们的描述。

在模拟日光照射装置100中，通过以格状形式组装多个方杆获得的框架主体4尺寸被构造成长度为大约1.7m，宽度为大约1.2m并且高度为大约0.8m，并且被照射目标面10A的有效面积被设定为600mm×1200mm。此外，在模拟日光照射盒6中，一个直管型灯22沿着模拟日光照射盒6布置以构成线性光源。模拟日光照射盒6安装在灯壳7中，所述灯壳由不改变从模拟日光照射盒6发射的模拟日光的光谱的材料形成。

反射面8被配置成具有六个反射装置32，并且反射板30的倾角θ从右侧按照该顺序连续地被设定为33°，21°，-5°，5°，-21°和-33°，如图1中所示。根据该构造，即使当倾角微小地每调节0.1°时，它也不会影响被照射目标面10A的照度的不均匀性，并且因此可以缩短出货调整的时间。

优选的是辅助反射面150A、150B的倾角被设定为大约0°至5°。辅助反射面150A、150B被配置成具有的长度使得没有间隙出现在其间，使得当倾角被调节到大约0°至5°时在被照射目标面10A的四个角部的照度不降低。在该实施例中，在长侧的辅助反射面150A的长度被设定为大约1400mm，并且在短侧的辅助反射面150B的长度被设定为大约920mm。

在这样构造的相对小型的模拟日光照射装置100中，从灯22到被照射目标面10A的距离L被设定为数十厘米，并且因此难以使照度的不均匀性均匀。另外，需要大量劳动来保持均匀照度。

所以，根据该实施例，覆盖被照射目标面10A的整个表面并且扩散光使得被照射目标面10A上的照度分布均匀的光扩散单元101设在模拟日光照射盒6和被照射目标面10A之间。也就是说，根据模拟日光照射装置100，除了由来自反射面8的反射光补偿直射光的照度的不均匀性以外，被照射目标面10a的照度的不均匀性也可以由光扩散单元101减小。

图14是示出光扩散单元110、120的构造的图形，其中图14(A)是示出模拟日光照射装置100以及放大的光扩散元件110、120的纵截面图，并且图14(B)是示出当从被照射目标面10A侧观察时的光扩散元件120的图形。

如图14(A)中所示，光扩散单元101具有基板102和均具有光扩散效应的双层光扩散元件110、120，并且传播到照度高的被照射目标面10的位置的光由光扩散元件110、120扩散，由此使被照射目标面10A上的照度分布均匀。

基板102和光扩散元件110和120由这样的材料形成，所述材料均在从模拟日光照射盒6发射的模拟日光的光谱范围上透射率是固定的(单调的)，使得模拟日光的光谱不被改变，并且优选地具有高透射率。

基板102是在俯视图中具有矩形的板状元件，所述板状元件用于承载光扩散元件110，并且被形成为具有的厚度(例如，15mm)使得它具有足够的刚性以防止由它的自身重量导致的松弛的发生。在该实施例中丙烯酸树脂用作基板102的材料。玻璃可以用作该材料。上述的基板102布置在框架主体4的被照射目标面10A侧，从而使模拟日光照射盒6和被照射目标面10A彼此完美地绝缘。

双层光扩散元件110、120的每一个通过层叠多个扩散板进行构造，并且它布置在被照射目标面10A和灯22之间，从而仅仅彼此间隔距离D。光扩散单元101的光扩散效应(也就是说，减小被照射目标面10A的照度的不均匀性的效应)取决于距离D，并且将在下面描述如上所述的光扩散单元101的光扩散特性。

图15是示出当光扩散元件110、120的位置变化时测量被照射目标面10A的照度的不均匀性的实验的图形，其中图15(A)是示出光扩散元件110、120的布置位置的图形，图15(B)是示出光扩散元件110、120的位置、用于光扩散元件110、120的扩散板的类型和照度的不均匀性的测量结果的关系的图形，并且图15(C)是示出用于光扩散元件110、120的扩散板的类型的图形。

在该实验中，当被照射目标面10A的光扩散元件110的位置固定并且在灯22侧的光扩散元件120的位置和用于光扩散元件110和120的扩散板的类型变化时测量被照射目标面10A的照度的不均匀性。

光扩散元件110、120的布置位置被定义为与灯22的距离，如图15(A)中所示。图15(B)示出了当光扩散元件110布置在与灯22距离400m处，并且扩散元件120布置在与灯22距离200mm、300mm或400mm时的照度的不均匀性的测量结果。

如图15(B)中所示，在光扩散元件120布置在300mm的距离处的情况(实验E5、E6、E7)和光扩散元件120布置在400mm的距离处的情况(实验E1、E2)之间照度的不均匀性的差异很小。在另一方面，与光扩散元件120布置在300mm或400mm的距离处的情况相比，当光扩散元件120布置在200mm的距离处时(实验E3、E4)照度的不均匀性被改善。因此，优选的是光扩散元件120布置在与灯22距离200mm至300mm的范围处，换句话说，优选的是双层光扩散元件110和120之间的距离D被设定为100mm至200mm(100mm＜D≤200mm)。在该实施例中，双层光扩散元件110和120之间的距离D被设定为200mm。

接着，将描述将光扩散单元101固定到模拟日光照射装置100的结构。

如图11至13中所示，在模拟日光照射装置100中，平行于模拟日光照射盒6延伸的板状光扩散元件接收器103设在将模拟日光照射盒6夹于中间的两个侧面上，位于框架主体4的上部分并且在模拟日光照射盒6之上。此外，垂直于模拟日光照射盒6延伸的具有L形截面的光扩散元件接收器104设在模拟日光照射盒6的长度方向上彼此面对的侧面上，位于框架主体4的上部分并且在模拟日光照射盒6之上。

基板102和光扩散板110安装在设在框架主体4的上部分的光扩散元件接收器103、104上并且由压紧卡环(未示出)固定。光扩散元件120安装在设在模拟日光照射盒6上方的光扩散元件接收器103、104上，并且由压紧卡环(未示出)固定。

随后，将参考图11至14详细地描述光扩散元件110和120的构造。

在被照射目标面10A侧的光扩散元件110安装在基板102的上表面上并且通过层叠多个(在该实施例中为两个)光扩散板111、112进行构造。在被照射目标面10A侧的光扩散板111是板状元件，其形成的尺寸使得覆盖待照明到被照射目标面10A的光所通过的照明光通过范围的整个面积，并且它具有在其两个表面的毡状粗糙扩散面。该实施例的光扩散板111具有大约3mm的厚度并且由光学特性与基板102大致相同的材料(在该实施例中为丙烯酸树脂)形成。

在基板102侧的光扩散板112为尺寸与光扩散板111大致相同的板状元件，并且具有在其两个表面的扩散面。扩散面中的一个受到压纹处理以形成压纹形状。光扩散板112被布置成使得具有压纹形状的扩散面面对被照射目标面10A侧。也就是说，使光扩散板111的毡状扩散面和光扩散板112的压纹面彼此接触，由此可以防止光扩散板111的侧向移位。该实施例的光扩散板112由一种材料形成，所述材料具有大约205μm的厚度并且其中对应于对平行光束的透射率与对扩散光束的透射率之间的比率的透程(haze)等于大约50％。

通过层叠多个(在该实施例中为三个)光扩散板121至123和照度调节板124来构造在灯22侧的光扩散元件120，所述照度调节板是用于调节局部照度不均匀性的扩散板。光扩散板121被构造成与光扩散板111大致相同，并且形成为与光扩散板112大致相同的两个光扩散板122和123安装在光扩散板121的上表面上，使得具有压纹形状面的扩散面面对被照射目标面10A侧。形成为小于光扩散板121至123的(一个或多个)照度调节板124安装在两个光扩散板122和123之间(参见图14(B))。照度调节板124是板状元件，具有在其两个表面的扩散面并且在其一个表面上受到压纹，并且被安装成使得它的压纹表面面对灯22侧。因此，使在下侧的光扩散板123的压纹表面和照度调节板124的压纹表面彼此接触，由此可以防止照度调节板124的侧向移位。在该实施例中，照度调节板124由一种材料形成，所述材料厚度等于大约270μm并且透程为大约90％，并且设有尺寸分别为80mm×400mm、150mm×600mm、80mm×300mm的三个照度调节板124。

如上所述，具有相对高的光扩散效应的照度调节板124设置到灯22侧的光扩散元件120。所以，可以通过简单地改变(一个或多个)照度调节板124的位置更有效地扩散传播到被照射目标面10A的照度局部较高的位置的光，并且因此可以容易地执行照度不均匀性的微调。另外，由照度调节板124扩散的光可以由在被照射目标面10A侧的光扩散元件110进一步扩散，并且因此与照度调节板安装在被照射目标面10A侧的光扩散元件110上的情况相比可以进一步减小照度不均匀性。此外，即使当照度不均匀性随着时间变化或照度不均匀性由于更换灯22而变化时，也可以通过改变(一个或多个)照度调节板124的位置或尺寸而容易地减小照度不均匀性。此外，照度调节板124布置在光扩散板122和123之间，并且因此不必提供用于固定照度调节板124的固定元件，使得可以减小部件的数量。

图16是示出由其中未安装照度调节板124的模拟日光照射装置100产生的被照射目标面10A的照度分布的测量结果的图形，其中图16(A)是示出当双层的光扩散元件110和120被层叠并且布置在被照射目标面10A侧时的照度分布的测量结果的图形，并且图16(B)是示出当双层的光扩散元件110和120被布置成彼此间隔时的照度分布的测量结果的图形。

当双层光扩散元件110和120被层叠并且布置在被照射目标面10A侧时，照度从0.8-0.85SUN的范围(1SUN＝1000W/m²)至1.05-1.1SUN的范围，并且其间的差值等于0.3SUN，如图16(A)中所示。

在另一方面，当与模拟日光照射装置100的情况相同双层光扩散元件110和120被布置成彼此间隔时，照度从0.9-0.95SUN的范围至1.05-1.1SUN的范围，并且其间的差值等于0.15SUN，如图16(B)中所示。所以，出色地减小了被照射目标面10A的照度不均匀性。此外，与双层光扩散元件110和120被层叠并且被布置的情况相比，由多个反射板30(图12)导致的照度的边界变得不明显。

图17示出了由其中安装有照度调节板124的模拟日光照射装置100产生的被照射目标面10A的照度不均匀性的测量结果。在图17中，照度从0.98-0.99SUN的范围至1.01-1.02SUN的范围，并且照度不均匀性也等于大约1.8％。因此，证明可以在该实施例的模拟日光照射装置中出色地减小被照射目标面10A的照度不均匀性。此外，由多个反射板30(图12)导致的照度的边界变得更不明显。

如上所述，根据该实施例，用于扩散光的光扩散单元101设在灯22和被照射目标面10A之间使得被照射目标面10A上的照度分布均匀，并且双层光扩散元件110和120布置在被照射目标面10A和灯22之间，从而彼此间隔，由此构造光扩散单元101。

传播到被照射目标面10A的光可以由该构造扩散并且变得均匀。所以，可以用双层光扩散元件110和120被布置成彼此间隔的简单结构减小被照射目标面10A的照度不均匀性，而不需要准备多种类型的透射率不同的透射型滤光板使得透射型滤光板布置在被照射目标面10A的虚拟分割部段上。通过光的扩散，抑制了在被照射目标面10A的四个角处的照度的降低。

根据该实施例，多个反射板30平行地布置在相对于灯22与被照射目标面10A相对的侧以形成反射面8，从灯22直接发射的直射光和从反射面8反射的反射光施加于被照射目标面10A，并且双层光扩散元件110和120彼此仅仅间隔距离D，由此多个反射板30的边界不明显。

根据该构造，即使当多个反射板30平行地布置以形成反射面8时，也可以使多个反射板30的边界不明显。也就是说，可以由多个反射板30形成反射面8，并且因此与通过弯曲一个反射板形成反射面8的情况相比，可以用更简单的构造形成反射面8，并且也可以通过调节反射板30的反射角(倾角)容易地补偿被照射目标面10A的照度的减小。

此外，根据该实施例，在双层光扩散元件110和120中的、在灯22侧的光扩散元件120设有用于调节局部照度不均匀性的照度调节板124。

根据该构造，可以通过将照度调节板124布置在照度局部较高的位置处容易地执行照度不均匀性的微调。此外，照度调节板124安装在灯22侧的光扩散元件120上，由此可以由在被照射目标面10A侧的光扩散元件110扩散照度调节板124所扩散的光。所以，与照度调节板安装在被照射目标面10A侧的光扩散板110上的情况相比可以更大大地减小照度不均匀性。

此外，根据该实施例，辅助反射面150A和150B用于将作为从灯22发射的光的一部分并且传播到被照射目标面10A之外的位置的光反射到被照射目标面10A，该辅助反射面150A和150B布置在模拟日光照射装置100的侧面的灯22和被照射目标面10A之间。

根据该构造，由灯22侧的光扩散板120扩散的光可以被反射。所以，与辅助反射面布置在灯22和反射面8之间的情况相比，通过光的扩散，并使光传播到应当补偿被照射目标面10A的照度的减小的期望位置，使得光变得均匀。此外，可以通过有效地使用由布置在框架主体4的侧面上的遮光板遮挡的光来补偿被照射目标面10A的照度的减小，并且与辅助反射面布置在框架主体4的下部分的情况相比也可以小型化模拟日光照射装置100。

以上实施例示出了根据本发明的模式，并且可以进行任何修改和应用而不脱离本发明的主题。

在上述实施例中，模拟日光照射装置用作根据本发明的照明装置，然而，本发明不限于该类型。也就是说，根据本发明的透射光量调节单元或光扩散单元可以被提供给任何照明装置，只要该照明装置减小被照射目标面的照度不均匀性。例如，紫外线固化装置可以用作照明装置。紫外线固化装置将紫外线均匀地施加到涂覆有紫外线固化材料(例如UV油墨、UV涂层、UV粘合剂等)的表面以固化紫外线可固化材料，并且它已应用于各种表面处理系统，例如印刷，上表面涂覆，半导体、电气部件、光学部件的粘接，液晶面板的附着等。可以执行更显著地抑制不均匀性的表面处理的紫外线固化装置可以通过为该紫外线固化装置提供根据本发明的透射光量调节单元或光扩散单元而实现。

附图标记的描述

1，100 模拟日光照射装置(照明装置)

6 模拟日光照射盒

8 反射面

10 被照射目标体

10A 被照射目标面

22 灯(光源)

30 反射板

50，150A，150B 辅助反射面

60 透射光调节单元

62 基板

64 透光板层叠元件

65 透光板

66 表面膜(压紧元件)

68 间隔透光板(一个透光板)

70 间隔板(间隔元件)

101 光扩散单元

110 光扩散元件

120 光扩散元件

124 照度调节板

D 距离

F 模拟日光

K 波长范围

R 照明光通过范围

Claims

1.一种照明装置，所述照明装置具有用于用光照射被照射目标面的光源，其特征在于，所述照明装置包括：

透射光量调节单元，所述透射光量调节单元设在所述光源和所述被照射目标面之间且调节透射光量从而使所述被照射目标面上的照度分布均匀，其中，所述透射光量调节单元设有具有透光板的透光板层叠元件，所述透光板在待透射通过的光的波长范围内透射率是恒定的并且以与透射光量的调节量对应的所述透光板的堆叠数量被堆叠，从而在每一个所述透光板的前表面和后表面的每个界面处反射入射光，且所述透光板的每一个被配置成根据堆叠数量变薄，使得所述透光板层叠元件的总厚度是恒定的。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述透光板层叠元件布置在透射光量将被调节的每个位置处，被配置成具有与所述透光板层叠元件相同的厚度的单一透光板布置在所述透光板层叠元件之间的间隙中，所述透光板层叠元件和所述单一透光板铺设在待照射到所述被照射目标面的光所穿过的范围中，并且用于防止所述透光板层叠元件和所述单一透光板的移位的间隔元件设在铺设有所述透光板层叠元件和所述单一透光板的范围周围。

3.根据权利要求2所述的照明装置，还包括压紧元件，所述压紧元件覆盖并且压紧所述透光板层叠元件和所述单一透光板中的每一个的表面。

4.一种照明装置，所述照明装置具有用于用光照射被照射目标面的光源，其特征在于，所述照明装置包括光扩散单元，所述光扩散单元设在所述光源和所述被照射目标面之间且使光扩散从而使所述被照射目标面上的照度分布均匀，其中，双层光扩散元件被布置成彼此间隔以构造所述光扩散单元，所述光扩散单元的所述双层光扩散元件的、在光源侧的光扩散元件设有照度调节板，所述照度调节板配置成在位置或尺寸上变化而降低照度不均匀性。

5.根据权利要求4所述的照明装置，其中多个反射板平行地布置在相对于所述光源与所述被照射目标面相对的侧以构成反射面，从所述光源直接发射的直射光和从所述反射面反射的反射光被施加于所述被照射目标面，并且所述双层光扩散元件被布置成彼此间隔的距离使得所述多个反射板的边界是不明显的。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的照明装置，其中辅助反射面设在位于所述装置的侧面的所述光源和所述被照射目标面之间，所述辅助反射面用于将作为从所述光源发射的光的一部分并且传播到在所述被照射目标面之外的位置的光反射到所述被照射目标面。