JP2000133005A - Automatic replacing device for pseudo solar light irradiation lamp - Google Patents
Automatic replacing device for pseudo solar light irradiation lampInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、擬似太陽光照射ラ
ンプ自動交換装置に関し、特に、照射光の光量およびス
ペクトル分布を長時間にわたって所望どおりに維持する
ことができる擬似太陽光照射ランプ自動交換装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for automatically replacing a simulated sunlight irradiating lamp, and more particularly to an apparatus for automatically replacing a simulated sunlight irradiating lamp capable of maintaining a desired amount of irradiation light and a spectral distribution for a long time. About.
【０００２】[0002]
【従来の技術】擬似太陽光照射装置は、周知のように自
然太陽光のスペクトル分布を高い精度で再現することが
できる光源装置であり、例えば、太陽電池の光電変換特
性等の、各種太陽エネルギ利用機器の性能測定、または
加速劣化試験に使用される。2. Description of the Related Art As is well known, a simulated sunlight irradiation device is a light source device capable of reproducing the spectral distribution of natural sunlight with high accuracy. For example, various types of solar energy such as photoelectric conversion characteristics of a solar cell are used. Used for performance measurement of equipment used or accelerated deterioration test.
【０００３】従来の擬似太陽光照射装置の一例を図５に
示す。同図において、キセノン短アークランプ（以下、
単に「キセノンランプ」という）１１は集光鏡１５を有
しており、集光鏡１５で集光されるキセノンランプ１１
の光軸上に積分光学系１４が配置される。キセノンラン
プ１１と積分光学系１４との間には、前記光軸と交差
（なるべくは、４５°の角度で）するように、赤外線反
射型コールドフィルタ１３が配置される。赤外線反射型
コールドフィルタ１３は赤外線を反射し、可視光および
紫外線を透過するものである。FIG. 5 shows an example of a conventional simulated sunlight irradiation apparatus. In the figure, the xenon short arc lamp
The xenon lamp 11 is simply referred to as a “xenon lamp”.
The integrating optical system 14 is arranged on the optical axis of the optical system. An infrared reflection cold filter 13 is arranged between the xenon lamp 11 and the integrating optical system 14 so as to intersect the optical axis (preferably at an angle of 45 °). The infrared reflection type cold filter 13 reflects infrared light and transmits visible light and ultraviolet light.
【０００４】白熱フィラメントランプ（以下、単に「白
熱ランプ」という）１２も集光鏡１６を有している。白
熱ランプ１２による光は、赤外線反射型コールドフィル
タ１３の積分光学系１４側の面に投影され、近赤外成分
の光が反射される。一方、集光鏡１５から出たキセノン
ランプ１１による光のうち、可視および紫外成分の光は
赤外線反射型コールドフィルタ１３を透過する。このよ
うに赤外線反射型コールドフィルタ１３で反射された白
熱ランプからの光と、赤外線反射型コールドフィルタ１
３を透過したキセノンランプ１１からの光は、積分光学
系１４に向って、共軸的に指向される。An incandescent filament lamp (hereinafter simply referred to as “incandescent lamp”) 12 also has a condenser mirror 16. Light from the incandescent lamp 12 is projected onto the surface of the infrared reflection cold filter 13 on the side of the integrating optical system 14, and the light of the near infrared component is reflected. On the other hand, of the light from the xenon lamp 11 emitted from the condenser mirror 15, light of visible and ultraviolet components passes through the infrared reflection cold filter 13. The light from the incandescent lamp reflected by the infrared reflection cold filter 13 and the infrared reflection cold filter 1
The light from the xenon lamp 11 that has passed through 3 is directed coaxially toward the integrating optical system 14.
【０００５】赤外線反射型コールドフィルタ１３および
積分光学系１４によって重畳、混合された光は、被照射
サンプル１７上に均等に分散される。吸熱器２０は、赤
外線反射型コールドフィルタ１３によって反射されたキ
セノンランプ１１からの赤外および近赤外成分光を吸収
する働きをする。このような擬似太陽光照射装置の一例
が、特公平５−２７９２１号公報に記載されている。The light superimposed and mixed by the infrared reflection cold filter 13 and the integrating optical system 14 are uniformly distributed on the sample 17 to be irradiated. The heat absorber 20 functions to absorb infrared and near-infrared component light from the xenon lamp 11 reflected by the infrared reflection cold filter 13. An example of such a simulated sunlight irradiation device is described in Japanese Patent Publication No. 5-27921.
【０００６】この従来装置によれば、単一の赤外線反射
型コールドフィルタ１３によって、キセノンランプ１１
の光からの赤外、近赤外成分の除去、および白熱ランプ
１２の光からの近赤外成分の抽出を行なうことができる
ので、構成を簡略・小形化し、またコストを引き下げる
ことができる。According to this conventional apparatus, the xenon lamp 11 is controlled by the single infrared reflection type cold filter 13.
Since the infrared and near-infrared components can be removed from the light and the near-infrared component can be extracted from the light of the incandescent lamp 12, the configuration can be simplified and downsized, and the cost can be reduced.
【０００７】また、この従来装置では、２つの光源の発
光を用い、１つのフィルタによって長波長側成分および
短波長側成分の抽出および加算を行なっている。したが
って、赤外線反射型コールドフィルタ１３のフィルタ特
性が多少変動しても、最終的に得られる出力光のスペク
トル分布はあまり変動しないという利点がある。このた
め、赤外線反射型コールドフィルタ１３のフィルタ特性
に対する許容誤差が大となり、製造コストも下げること
ができる。Further, in this conventional apparatus, the light emitted from two light sources is used to extract and add the long wavelength component and the short wavelength component using one filter. Therefore, even if the filter characteristics of the infrared reflection cold filter 13 fluctuate somewhat, there is an advantage that the spectral distribution of the finally obtained output light does not vary much. For this reason, the tolerance for the filter characteristics of the infrared reflection cold filter 13 becomes large, and the manufacturing cost can be reduced.
【０００８】この従来装置による合成スペクトル分布の
一例を図６に示す。同図において、曲線Ｌ１は、キセノ
ンランプ１１の光のうち、近赤外より長波長側の成分を
除去したスペクトル分布特性曲線であり、曲線Ｌ２は、
白熱ランプ１２の光のうちの可視光および紫外成分を除
去したスペクトル分布特性曲線である。また、曲線Ｌ３
は、曲線Ｌ１とＬ２を重畳または混合した場合の、総合
スペクトル分布特性曲線である。なお、実線曲線Ｌ４
は、自然太陽光のスペクトル分布特性を比較のために示
したものである。FIG. 6 shows an example of a composite spectrum distribution by the conventional apparatus. In the figure, a curve L1 is a spectrum distribution characteristic curve obtained by removing a component on a longer wavelength side than the near-infrared light of the xenon lamp 11, and a curve L2 is
5 is a spectrum distribution characteristic curve from which visible light and ultraviolet components of the light of the incandescent lamp 12 are removed. Also, the curve L3
Is a total spectral distribution characteristic curve when the curves L1 and L2 are superimposed or mixed. Note that the solid line curve L4
Shows the spectral distribution characteristics of natural sunlight for comparison.
【０００９】図６から、近赤外成分より長波長側の成分
を除去したキセノンランプの光（曲線Ｌ１）と、可視光
および紫外成分を除去した白熱ランプの光（曲線Ｌ２）
とを重畳または混合すれば、自然太陽光のスペクトル分
布（曲線Ｌ４）に良く近似したスペクトル分布（曲線Ｌ
３）が得られ、近赤外領域での不規則なピーク群を減少
させ得ることがわかる。FIG. 6 shows that the light of a xenon lamp from which components on the longer wavelength side than the near-infrared component have been removed (curve L1) and the light of an incandescent lamp from which visible light and ultraviolet components have been removed (curve L2).
Are superimposed or mixed with each other, a spectral distribution (curve L) that closely approximates the spectral distribution of natural sunlight (curve L4)
3) is obtained, and it can be seen that irregular peak groups in the near infrared region can be reduced.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上記従来装置では次の
ような問題点がある。すなわち、白熱ランプとキセノン
ランプとでは寿命が異なる。例えば、白熱ランプとして
のハロゲンランプの寿命は、キセノンランプの寿命に対
して１／１０程度と大変短い。一例として、ハロゲンラ
ンプは点灯時間が５０時間を超えると交換をしていた。
このような短時間でのハロゲンランプの交換作業は、そ
れ自体大変煩わしいものであるが、さらに、ハロゲンラ
ンプを交換する毎に、ランプ位置の調整作業や、スペク
トルを所望の値に維持するためキセノンランプとの光量
の比率を合わせる調整作業が必要となる。The above-mentioned conventional apparatus has the following problems. That is, the incandescent lamp and the xenon lamp have different lifetimes. For example, the life of a halogen lamp as an incandescent lamp is very short, about 1/10 of the life of a xenon lamp. As an example, the halogen lamp has been replaced when the lighting time exceeds 50 hours.
The replacement of the halogen lamp in such a short time is very troublesome in itself, but further, every time the halogen lamp is replaced, the work of adjusting the lamp position and the xenon for maintaining the spectrum at a desired value are required. Adjustment work to adjust the ratio of the light amount to the lamp is required.
【００１１】また、寿命が尽きるまでにも、ハロゲンラ
ンプの光量低下は進んでいるので、ハロゲンランプとキ
セノンランプとの光量の比率がしだいに所望値からずれ
てきて、安定したスペクトル分布が維持できないとうい
問題点がある。従来はハロゲンランプの光量低下に伴う
光量比率の調整はハロゲンランプ交換時にのみ行ってい
たので、特に、ハロゲンランプの寿命近くでは交換時と
は異なったスペクトル分布になるおそれがあった。Further, since the light quantity of the halogen lamp has been reduced by the end of the life, the ratio of the light quantity between the halogen lamp and the xenon lamp gradually deviates from a desired value, and a stable spectral distribution cannot be maintained. There is a problem. Conventionally, the adjustment of the light amount ratio due to the decrease in the light amount of the halogen lamp has been performed only when the halogen lamp is replaced. Therefore, especially near the life of the halogen lamp, the spectrum distribution may be different from that when the halogen lamp is replaced.
【００１２】本発明は、上記問題点に鑑み、白熱ランプ
の交換を容易にするとともに、常時安定したスペクトル
分布の照射光が得られるようにした擬似太陽光照射ラン
プ自動交換装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and provides an apparatus for automatically replacing a simulated sunlight irradiating lamp which facilitates replacement of an incandescent lamp and can always provide irradiation light having a stable spectral distribution. Aim.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】このために、本発明で
は、キセノンランプと、白熱ランプと、前記キセノンラ
ンプの発光スペクトルから近赤外成分を除去すると共
に、前記白熱ランプの発光スペクトルから近赤外成分を
抽出するフィルタ手段とを有する擬似太陽光照射装置に
おいて、前記白熱ランプの光を集光する集光鏡と、前記
白熱ランプを予定間隔で放射状に複数個配置し、該白熱
ランプの１つを、前記集光鏡の光軸上に位置決めするタ
ーンテーブルと、一端では前記光軸上に位置決めされた
白熱ランプが前記集光鏡の焦点近傍の予定位置に位置す
るように、他端では前記白熱ランプのすべてが前記集光
鏡と干渉せずに前記ターンテーブルの回転方向で回転可
能な位置に退避するように設定されたスローク、で前記
ターンテーブルを前記光軸に沿って往復動させる駆動手
段とを具備した点に第１の特徴がある。For this purpose, according to the present invention, a near-infrared component is removed from the emission spectrum of a xenon lamp, an incandescent lamp, and the xenon lamp, and the near-infrared component is removed from the emission spectrum of the incandescent lamp. In a simulated sunlight irradiating apparatus having a filter means for extracting an external component, a condensing mirror for condensing light of the incandescent lamp and a plurality of the incandescent lamps are radially arranged at predetermined intervals, and one of the incandescent lamps is provided. One, a turntable for positioning on the optical axis of the focusing mirror, and an incandescent lamp positioned on the optical axis at one end so that the incandescent lamp is positioned at a predetermined position near the focal point of the focusing mirror. The stroke table is set so that all of the incandescent lamps are retracted to a position rotatable in the rotation direction of the turn table without interfering with the condenser mirror. Along the axis has a first feature in that; and a driving means for reciprocating.
【００１４】また、本発明は、前記ストロークが、その
一端では、白熱ランプが前記集光鏡の焦点よりも前方の
予定位置に偏倚するように設定されているとともに、予
め設定した光量の基準値に対する白熱ランプの光量の偏
差が零に近付くように、前記駆動手段を付勢して前記集
光鏡の焦点に対する白熱ランプの位置を変化させるよう
にした点に第２の特徴がある。Further, according to the present invention, the stroke is set such that, at one end thereof, the incandescent lamp is deviated to a predetermined position in front of the focal point of the condenser mirror, and the predetermined light amount reference value is set. The second feature is that the driving means is energized to change the position of the incandescent lamp with respect to the focal point of the condenser mirror so that the deviation of the amount of light of the incandescent lamp with respect to the light approaches zero.
【００１５】さらに、本発明は、予め設定した光量の基
準値に対するキセノンランプの光量の基準値に対するキ
セノンランプの光量の偏差が零に近付くように、キセノ
ンランプに供給する電流を変化させるようにした点に第
３の特徴がある。Further, according to the present invention, the current supplied to the xenon lamp is changed so that the deviation of the amount of light of the xenon lamp from the reference value of the amount of light of the xenon lamp with respect to the preset reference value of the amount of light approaches zero. There is a third feature in the point.
【００１６】第１の特徴によれば、ターンテーブル上の
複数の白熱ランプを光軸上に位置させ、該光軸上に位置
された白熱ランプを、さらに光軸に沿ってストロークの
一端に位置させて使用位置つまり集光鏡の焦点近傍に位
置決めすることができる。According to the first feature, a plurality of incandescent lamps on the turntable are positioned on the optical axis, and the incandescent lamps positioned on the optical axis are further positioned at one end of the stroke along the optical axis. Thus, it can be positioned at the use position, that is, near the focal point of the condenser mirror.
【００１７】第２の特徴によれば、初期設定位置では白
熱ランプの位置は集光鏡の焦点に対して偏倚しているの
で、その位置での光量は最大光量よりも小さい。そし
て、動作時は、基準値との偏差がなくなるように前記偏
倚量を小さくして光量を変化させている。したがって、
白熱ランプの長期使用に伴う光量低下が自動的に補償さ
れる。また、第３の特徴によれば、白熱ランプの光量制
御とは独立してキセノンランプに供給される電流を変化
させている。According to the second feature, since the position of the incandescent lamp is deviated from the focal point of the condenser mirror at the initial setting position, the light amount at that position is smaller than the maximum light amount. During operation, the amount of light is changed by reducing the amount of deviation so that there is no deviation from the reference value. Therefore,
The decrease in light intensity due to long-term use of the incandescent lamp is automatically compensated. According to the third feature, the current supplied to the xenon lamp is changed independently of the light intensity control of the incandescent lamp.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
一実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の一実施例
に係る擬似太陽光照射装置の構成を示す側面図であり、
図５と同符号は同一または同等部分を示す。図１におい
て、ターンテーブル１が軸１ａを中心として回転自在に
設けられていて、白熱ランプとしての複数のハロゲンラ
ンプ１２がこのターンテーブル１上に装着される。ター
ンテーブル１の軸１ａを駆動するモータ２は枠体３によ
って支持され、このモータ２が付勢されるとターンテー
ブル１ａは矢印Ａ方向に回転する。枠体３は後述するガ
イドレールで矢印Ｂ方向（集光されたハロゲンランプ１
２の光軸方向）に往復動自在に設けられていて、モータ
４で駆動される送りねじ（ボールねじ）５で同方向に移
動される。前記ガイドレールおよびボールねじ５の軸受
６，６は基台７に取付けられる。An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing a configuration of a simulated sunlight irradiation apparatus according to one embodiment of the present invention,
5 denote the same or equivalent parts. In FIG. 1, a turntable 1 is provided rotatably about a shaft 1a, and a plurality of halogen lamps 12 as incandescent lamps are mounted on the turntable 1. A motor 2 for driving a shaft 1a of the turntable 1 is supported by a frame 3. When the motor 2 is energized, the turntable 1a rotates in the direction of arrow A. The frame 3 is moved in the direction of arrow B by a guide rail (to be described later).
2 (in the direction of the optical axis) and is reciprocally movable, and is moved in the same direction by a feed screw (ball screw) 5 driven by a motor 4. The guide rails and bearings 6 and 6 of the ball screw 5 are mounted on a base 7.
【００１９】前記ハロゲンランプ１２の光軸と直交する
ように光軸を合わせたキセノンランプ１１が設けられ
る。キセノンランプ１１とハロゲンランプ１２はそれぞ
れ図示しない直流または交流の電源によって付勢され点
灯する。キセノンランプ１１およびハロゲンランプ１２
は、回転２次曲面を含む椀状の集光鏡１５，１６の頂部
孔から該集光鏡１５，１６内に臨むように設けられてい
て、該それぞれのランプ１１，１２の光は集光鏡１５，
１５で集光されて赤外線透過型コールドミラー１３Ａに
投影される。この場合、キセノンランプ１１に供給され
る電流、およびハロゲンランプ１２の、集光鏡１６に対
する位置は、後述するように、その発光強度（または光
量）が、あらかじめ設定された基準値になるように制御
される。A xenon lamp 11 having an optical axis aligned so as to be orthogonal to the optical axis of the halogen lamp 12 is provided. The xenon lamp 11 and the halogen lamp 12 are energized and lit by a DC or AC power supply (not shown). Xenon lamp 11 and halogen lamp 12
Are provided so as to reach the inside of the condenser mirrors 15 and 16 from the top holes of the bowl-shaped condenser mirrors 15 and 16 including the rotating quadric surface, and the lights of the respective lamps 11 and 12 are condensed. Mirror 15,
The light is condensed at 15 and projected on the infrared transmitting cold mirror 13A. In this case, the current supplied to the xenon lamp 11 and the position of the halogen lamp 12 with respect to the condenser mirror 16 are adjusted so that the light emission intensity (or light amount) becomes a preset reference value, as described later. Controlled.
【００２０】なお、本実施形態では、キセノンランプ１
１とハロゲンランプ１２の配置関係が図５の例と逆の関
係にあることから、赤外線反射型コールドフィルタ１３
に代えて、短波長側の光成分を反射させ、超波長側の光
成分を反射させる赤外線透過型コールドミラー１３Ａを
配置している。しかし、図５の場合と同様の配置関係を
とり、赤外線反射型コールドフィルタ１３でスペクトル
の調整をしてもよい。赤外線透過型コールドミラー１３
Ａを透過したハロゲンランプ１２からの光、および赤外
線透過型コールドミラー１３Ａで反射されたキセノンラ
ンプ１１からの光が積分光学系１４に指向される。In this embodiment, the xenon lamp 1
1 and the halogen lamp 12 are in an opposite relationship to the example of FIG.
Instead, an infrared transmission cold mirror 13A that reflects light components on the short wavelength side and reflects light components on the super wavelength side is disposed. However, the arrangement may be similar to that of FIG. 5 and the spectrum may be adjusted by the infrared reflection cold filter 13. Infrared transmission cold mirror 13
The light from the halogen lamp 12 that has passed through A and the light from the xenon lamp 11 that has been reflected by the infrared transmission cold mirror 13A are directed to the integrating optical system 14.
【００２１】積分光学系１４の後方（図１では右側）に
は、積分光学系１４によって重畳・混合された光を、被
照射サンプル（図示しない）上に照射する光と光量検出
のための光とに分離するためのビームスプリッタ８が設
けられる。すなわち、積分光学系１４から出た光のう
ち、ビームスプリッタ８を透過した光は被照射サンプル
上に照射される一方、ビームスプリッタ８で反射された
光は光量検出のため図１の下方に指向される。一例とし
て、積分光学系１４を出た光のうち約９２％が光照射サ
ンプル方向に導かれ、残りの８％が下方に指向される。Behind the integrating optical system 14 (right side in FIG. 1), light superimposed and mixed by the integrating optical system 14 is irradiated onto a sample to be irradiated (not shown) and light for detecting the amount of light. And a beam splitter 8 for separating the light beam from the laser beam. That is, of the light emitted from the integrating optical system 14, the light transmitted through the beam splitter 8 is irradiated onto the sample to be irradiated, while the light reflected by the beam splitter 8 is directed downward in FIG. Is done. As an example, about 92% of the light exiting the integrating optics 14 is directed toward the light illuminated sample and the remaining 8% is directed downward.
【００２２】前記光量検出のための光の指向方向には波
長選択手段としての赤外線透過型コールドミラー９が設
けられていて、短波長側の光成分、つまり赤外、近赤外
成分を除去したキセノンランプ１１の光を反射する一
方、長波長側の光成分つまりハロゲンランプ１２の光か
ら抽出された近赤外成分の光を透過させる。An infrared transmitting cold mirror 9 as a wavelength selecting means is provided in the direction of the light for detecting the amount of light to remove light components on the short wavelength side, that is, infrared and near infrared components. While reflecting the light of the xenon lamp 11, the light component on the long wavelength side, that is, the light of the near-infrared component extracted from the light of the halogen lamp 12 is transmitted.
【００２３】基台１０（前記基台７と一体的であっても
よい）には、キセノンランプ用光量センサ１８とハロゲ
ンランプ用光量センサ１９とが設けられている。光量セ
ンサ１８は、光フィルタ２０およびフォトセル（光電変
換器）２１を有していて、光量センサ１９は、光フィル
タ２２およびフォトセル（光電変換器）２３を有してい
る。光フィルタ２０は、例えば４００〜５００ｎｍの範
囲の光を通過させる帯域フィルタであり、光フィルタ２
２は、例えば９００〜１０００ｎｍの範囲の光を通過さ
せる帯域フィルタである。これらの帯域フィルタ２０，
２２は波長に対するフォトセル２１，２３の出力特性に
対応して帯域を調節するために設けられている。The base 10 (which may be integral with the base 7) is provided with a xenon lamp light quantity sensor 18 and a halogen lamp light quantity sensor 19. The light quantity sensor 18 has an optical filter 20 and a photocell (photoelectric converter) 21, and the light quantity sensor 19 has an optical filter 22 and a photocell (photoelectric converter) 23. The optical filter 20 is, for example, a bandpass filter that allows light in a range of 400 to 500 nm to pass therethrough.
Reference numeral 2 denotes a bandpass filter that transmits light in a range of, for example, 900 to 1000 nm. These bandpass filters 20,
Reference numeral 22 is provided for adjusting the band in accordance with the output characteristics of the photocells 21 and 23 with respect to the wavelength.
【００２４】次に、上記構成の擬似太陽光装置の光量制
御装置について説明する。図２は光量制御装置の機能を
示すブロック図である。キセノンランプ１１およびハロ
ゲンランプ１２はそれぞれ別個に制御される。キセノン
ランプ１１の光量制御の機能を説明する。基準値設定器
２４はキセノンランプ１１の光量の基準値（または目標
値）Ｘｒｅｆを設定するための、例えば可変抵抗器であ
る（基準値の設定方法は後述する）。第２光量測定手段
としてのキセノン用センサ１８のフォトセル２１の出力
信号は減算器２５に入力され、基準値設定器２４に設定
されている基準値Ｘｒｅｆと比較されて、基準値Ｘｒｅ
ｆに対するフォトセル２１の出力信号の偏差ｄＸが算出
される。減算器２５としては、例えば、差動増幅器を使
用できる。Next, a description will be given of a light quantity control device of the simulated solar light device having the above configuration. FIG. 2 is a block diagram illustrating functions of the light amount control device. The xenon lamp 11 and the halogen lamp 12 are separately controlled. The function of controlling the light amount of the xenon lamp 11 will be described. The reference value setting device 24 is, for example, a variable resistor for setting a reference value (or target value) Xref of the light amount of the xenon lamp 11 (the setting method of the reference value will be described later). The output signal of the photocell 21 of the xenon sensor 18 as a second light quantity measuring means is input to a subtractor 25, and is compared with a reference value Xref set in a reference value setting device 24 to obtain a reference value Xre.
The deviation dX of the output signal of the photocell 21 with respect to f is calculated. As the subtracter 25, for example, a differential amplifier can be used.
【００２５】制御量演算器２６は、前記偏差ｄＸに基づ
いて、例えば、ＰＩＤ（比例・積分・微分演算）等、適
当な演算を行ない、制御指令ＣＸを発生する。制御指令
ＣＸは電流制御器２７に供給され、キセノンランプ１１
に供給される電流値を、前記偏差ｄＸが零になるように
制御する。The control amount calculator 26 performs an appropriate operation such as PID (proportional / integral / differential operation) based on the deviation dX to generate a control command CX. The control command CX is supplied to the current controller 27 and the xenon lamp 11
Is controlled so that the deviation dX becomes zero.
【００２６】一方、ハロゲンランプ１２の光量制御機能
は次のとおりである。基準値設定器２８はハロゲンラン
プ１２の光量の基準値（または目標値）Ｈｒｅｆを設定
するための、例えば可変抵抗器である（基準値の設定方
法は後述する）。第１光量測定手段としてのハロゲン用
センサ１９のフォトセル２３の出力信号は減算器２９に
入力され、基準値設定器２８に設定されている基準値Ｈ
ｒｅｆと比較されて、基準値Ｈｒｅｆに対するフォトセ
ル２３の出力信号の偏差ｄＨが算出される。減算器２９
としては、例えば、差動増幅器を使用できる。On the other hand, the light quantity control function of the halogen lamp 12 is as follows. The reference value setting unit 28 is, for example, a variable resistor for setting a reference value (or a target value) Href of the light amount of the halogen lamp 12 (a setting method of the reference value will be described later). The output signal of the photocell 23 of the halogen sensor 19 as the first light amount measuring means is input to the subtractor 29, and the reference value H set in the reference value setting device 28 is used.
The deviation dH of the output signal of the photocell 23 with respect to the reference value Href is calculated by comparison with the reference value Href. Subtractor 29
For example, a differential amplifier can be used.
【００２７】制御量演算器３０は、前記偏差ｄＨに基づ
いて、例えば、ＰＩＤ（比例・積分・微分演算）等、適
当な演算を行ない、制御指令ＣＨを発生する。制御指令
ＣＨはモータドライバ３１に供給され、ハロゲンランプ
１２をその光軸方向（前記Ｂ方向）に往復動させるため
のモータ４を、前記偏差ｄＨが零になるように制御す
る。すなわち、集光鏡１６の焦点に対するハロゲンラン
プ１２の位置（ハロゲンランプ１２のフィラメントの位
置）によって、該集光鏡１６で集光された光の強度（ま
たは光量）は異なる。すなわち、焦点から遠ざかるにつ
れて光量は低下する。そこで、ハロゲンランプの交換時
には、ハロゲンランプ１２の位置を焦点から前方（赤外
線透過型コールドミラー１３Ａ側）または後方にずらし
た状態でキセノンランプ１１との光量の比率が所望の値
になるように設定しておく。The control amount calculator 30 performs an appropriate calculation such as PID (proportional / integral / differential calculation) based on the deviation dH to generate a control command CH. The control command CH is supplied to the motor driver 31, and controls the motor 4 for reciprocating the halogen lamp 12 in the optical axis direction (the B direction) so that the deviation dH becomes zero. That is, the intensity (or light amount) of the light collected by the condenser mirror 16 differs depending on the position of the halogen lamp 12 with respect to the focal point of the condenser mirror 16 (the position of the filament of the halogen lamp 12). That is, the light amount decreases as the distance from the focal point increases. Therefore, when replacing the halogen lamp, the ratio of the amount of light with the xenon lamp 11 is set to a desired value while the position of the halogen lamp 12 is shifted forward (toward the infrared transmitting cold mirror 13A side) or backward from the focal point. Keep it.
【００２８】そして、点灯時間の経過で光量が低下する
に従い、ハロゲンランプ１２を前方または後方に移動さ
せることにより、その位置を焦点に近付ける。この結
果、ハロゲンランプ１２の発光のうち、赤外線透過型コ
ールドミラー１３Ａによって抽出された近赤外成分の光
の、積分光学系１４に入射する光量が増加し、被照射サ
ンプルに到達するハロゲンランプ１２の光量がランプ交
換時の値に回復する。Then, as the amount of light decreases as the lighting time elapses, the position of the halogen lamp 12 is moved closer to the focal point by moving the halogen lamp 12 forward or backward. As a result, of the light emitted from the halogen lamp 12, the amount of near-infrared component light extracted by the infrared transmitting cold mirror 13A, which is incident on the integrating optical system 14, increases, and the halogen lamp 12 that reaches the sample to be irradiated is increased. Is restored to the value at the time of lamp replacement.
【００２９】このようにして、被照射サンプル上には、
例えば第６図に曲線Ｌ３で示したような、自然太陽光の
それに極めて近似したスペクトル分布を有する擬似太陽
光が安定して照射される。Thus, on the sample to be irradiated,
For example, pseudo sunlight having a spectrum distribution very similar to that of natural sunlight, as shown by a curve L3 in FIG. 6, is stably irradiated.
【００３０】次に、ハロゲンランプ１２の交換・位置決
め機構について説明する。図３は、ハロゲンランプ位置
決め装置の平面図、図４は正面図であり、図１と同符号
は同一または同等部分を示す。両図において、ターンテ
ーブル１は、ボルト３２によって軸１ａに取付けられて
いて、軸１ａから等角度間隔で放射状に伸びる仮想線に
光軸を一致させた１０個のハロゲンランプ１２が絶縁部
材（例えばチーク材）３３を介して設けられている。ハ
ロゲンランプ１２の個数はキセノンランプ１１との寿命
の比によって決定するのがよい。ここでは、ハロゲンラ
ンプ１２の寿命がキセノンランプ１１の寿命の１０分の
１であるとの想定のもとに１０個とした。したがって、
他の種類の白熱ランプを使用した場合、例えば、その寿
命がキセノンランプ１１の寿命の６分の１であれば、白
熱ランプは６個設ける。こうして、全部のハロゲンラン
プ１２の合計寿命と、単一のキセノンランプ１１の寿命
とをほぼ同じに設定することにより、キセノンランプ１
１の交換時に、使用した１０個のハロゲンランプ１２も
同時にすべて新しいものと交換すればよいので都合がよ
い。Next, the replacement / positioning mechanism of the halogen lamp 12 will be described. FIG. 3 is a plan view of the halogen lamp positioning device, and FIG. 4 is a front view, and the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or equivalent parts. In both figures, the turntable 1 is attached to a shaft 1a by a bolt 32, and ten halogen lamps 12 whose optical axes coincide with imaginary lines radially extending at equal angular intervals from the shaft 1a are made of insulating members (for example, (A teak material) 33. The number of halogen lamps 12 is preferably determined by the ratio of the life of the xenon lamp 11 to that of the xenon lamp 11. Here, the number of the halogen lamps 12 is assumed to be one-tenth of the life of the xenon lamp 11, and the number is set to ten. Therefore,
In the case where another kind of incandescent lamp is used, for example, if its life is one sixth of the life of the xenon lamp 11, six incandescent lamps are provided. By setting the total life of all the halogen lamps 12 and the life of the single xenon lamp 11 to be substantially the same, the xenon lamp 1
At the time of replacement of one, all the used ten halogen lamps 12 may be simultaneously replaced with new ones, which is convenient.
【００３１】前記絶縁部材３３は、ハロゲンランプ１２
への給電用の一対の端子３４，３４を有している。この
端子３４，３４は、ターンテーブル１が所定位置に停止
したときに、枠体３の上面に立設された給電部３５，３
５に接触して給電可能になるように構成されている。さ
らに具体的には、給電部３５，３５はそれぞれが対向す
る一対の導電性板３５ａ，３５ｂからなり、この導電性
板の間に端子３４，３４が挟みこまれるようにする。給
電部３５，３５には、図示しない給電ケーブルが接続さ
れる。The insulating member 33 includes the halogen lamp 12
It has a pair of terminals 34 for supplying power to the power supply. When the turntable 1 stops at a predetermined position, the terminals 34, 34 are connected to power feeding portions 35, 3 erected on the upper surface of the frame 3.
5 so as to be able to supply power. More specifically, each of the power supply units 35, 35 includes a pair of conductive plates 35a, 35b facing each other, and the terminals 34, 34 are sandwiched between the conductive plates. A power supply cable (not shown) is connected to the power supply units 35 and 35.
【００３２】基台７上には、前記矢印Ｂ方向に枠体３を
案内するガイドレール３６が設けられていて、枠体３
は、例えばコロ軸受等、低摩擦部材を介してガイドレー
ル３６上に載置される。基台７には、枠体３の先端位置
限界を規定するリミットスイッチ３７と後端位置限界を
規定するリミットスイッチ３８が設けられている。ま
た、枠体３の上方にはターンテーブル１の回転方向位置
を検出するためのリミットスイッチ３９が設けられてい
る。このリミットスイッチ３９は、軸１ａから張り出し
た円板４０の下面に、軸１ａを中心に等角度間隔で設け
られる凸部（凹部でもよい）でアクチュエータが付勢さ
れて検出信号を出力する。なお、ブロワ４１は、ハロゲ
ンランプ１２およびその位置を移動させるターンテーブ
ル１等を筐体に収容して使用する場合に、該筐体内、特
にモータ４を冷却するために設けられている。On the base 7, a guide rail 36 for guiding the frame 3 in the direction of the arrow B is provided.
Is mounted on the guide rail 36 via a low friction member such as a roller bearing. The base 7 is provided with a limit switch 37 for defining a front end position limit of the frame 3 and a limit switch 38 for defining a rear end position limit. A limit switch 39 for detecting the position of the turntable 1 in the rotation direction is provided above the frame 3. The limit switch 39 outputs a detection signal when the actuator is biased by a convex portion (a concave portion) provided at an equal angular interval around the shaft 1a on the lower surface of the disk 40 projecting from the shaft 1a. The blower 41 is provided for cooling the inside of the housing, especially the motor 4, when the halogen lamp 12 and the turntable 1 for moving its position are housed in the housing.
【００３３】動作時は、モータ４を駆動して枠体３を前
記リミットスイッチ３８で規定されている後端位置限界
まで後退させ、前方のハロゲンランプ１２が集光鏡１６
の後端つまり頂部から引き離される。そうして、ターン
テーブル１に新品のハロゲンランプ１２を１０個装着す
る。このときにキセノンランプ１１も同時に新品をセッ
トするのがよい。また、ハロゲンランプ１２のターンテ
ーブル１への脱着は、前記ボルト３２を緩めてターンテ
ーブル１を軸１ａから外し、操作性のよい作業場所で行
うのがよい。In operation, the motor 4 is driven to retract the frame 3 to the rear end position limit defined by the limit switch 38, and the front halogen lamp 12
Is pulled away from the rear end or top. Then, ten new halogen lamps 12 are mounted on the turntable 1. At this time, it is preferable to set a new xenon lamp 11 at the same time. The attachment and detachment of the halogen lamp 12 to and from the turntable 1 is preferably performed at a work place with good operability by loosening the bolt 32 and removing the turntable 1 from the shaft 1a.
【００３４】ハロゲンランプ１２を装着したならば、モ
ータ２によりターンテーブル１を回転させ、リミットス
イッチ３９が前記凸部（または凹部）の検出信号を出力
した位置でモータ２を停止させる。このとき、１０個の
ハロゲンランプ１２のうちの１つが集光鏡１６の中心線
つまり光軸に一致するように前記円板４０の凸部（また
は凹部）位置とリミットスイッチ３９との位置関係を設
定しておく。When the halogen lamp 12 is mounted, the turntable 1 is rotated by the motor 2, and the motor 2 is stopped at a position where the limit switch 39 outputs the detection signal of the convex portion (or the concave portion). At this time, the positional relationship between the position of the convex portion (or concave portion) of the disk 40 and the limit switch 39 is set so that one of the ten halogen lamps 12 coincides with the center line of the condenser mirror 16, that is, the optical axis. Set it.
【００３５】続いて、モータ４を回転させて枠体３を前
方へ移動させ、リミットスイッチ３７が検出信号を出力
した位置でモータ４を停止させる。このとき、ハロゲン
ランプ１２の位置は集光鏡１６の焦点よりも前方に位置
しているように枠体３の前面（赤外線透過型コールドミ
ラー１３Ａ側の面）とリミットスイッチ３７との位置関
係を設定しておく。Subsequently, the motor 4 is rotated to move the frame 3 forward, and the motor 4 is stopped at the position where the limit switch 37 outputs the detection signal. At this time, the positional relationship between the front surface of the frame body 3 (the surface on the side of the cold mirror 13A) and the limit switch 37 are set such that the position of the halogen lamp 12 is located ahead of the focal point of the condenser mirror 16. Set it.
【００３６】ハロゲンランプ１２を新規に装着した後の
ターンテーブル１の回転や枠体３の移動等の初期設定
は、自動的に行ってもよいし、ボタン装置等によるオペ
レータの指示に従って行ってもよい。但し、初期設定が
終了した後のハロゲンランプ１２の光量制御は図２に関
して説明したように自動的に行われるのが望ましい。Initial settings such as rotation of the turntable 1 and movement of the frame 3 after the halogen lamp 12 is newly mounted may be automatically performed, or may be performed according to an operator's instruction using a button device or the like. Good. However, it is desirable that the light quantity control of the halogen lamp 12 after the initialization is completed is automatically performed as described with reference to FIG.
【００３７】次に、前記基準値設定器２４，２８の設定
手順について説明する。上記ハロゲンランプ１２の初期
設定やキセノンランプ１１の取付けが終了したならば、
被照射サンプル台（図示せず）上に第３光量測定手段と
しての光量測定装置ＴＰ（図１参照）をセットする。例
えば、光を吸収して発生した熱を電力に変換するサーモ
パイルが好適である。エアマス（ＡＭ）１．５Ｇにおい
て１サン（ＳＵＮ）の自然太陽光に近似する擬似太陽光
が１００ｍＷ／ｃｍ２ の光量に相当するから、キセノ
ンランプ１１およびハロゲンランプ１２の光量の比が
１：１であるとした場合、それぞれ５０ｍＷ／ｃｍ２
の光量が得られるように基準値を設定する。Next, the procedure for setting the reference value setting units 24 and 28 will be described. When the initial setting of the halogen lamp 12 and the installation of the xenon lamp 11 are completed,
A light quantity measuring device TP (see FIG. 1) as a third light quantity measuring means is set on a sample to be irradiated (not shown). For example, a thermopile that converts heat generated by absorbing light into electric power is preferable. Since the simulated sunlight approximating the natural sunlight of 1 sun (SUN) in the air mass (AM) 1.5G corresponds to the light amount of 100 mW / cm 2 , the ratio of the light amounts of the xenon lamp 11 and the halogen lamp 12 is 1: 1. And 50 mW / cm 2 respectively.
The reference value is set so as to obtain the amount of light.
【００３８】まず、キセノンランプ１１およびハロゲン
ランプ１２をそれぞれ別個に点灯させて、そのときの前
記サーモパイルの出力を監視しながら、その出力が５０
ｍＷ／ｃｍ２ になるように基準値設定器２４および基
準値設定器２８をそれぞれ調整する。こうして、基準値
設定器２４および基準値設定器２８には５０ｍＷ／ｃｍ
２ の光量基準値がそれぞれ設定される。First, the xenon lamp 11 and the halogen lamp 12 are individually turned on, and the output of the thermopile is monitored while monitoring the output of the thermopile at that time.
The reference value setting device 24 and the reference value setting device 28 are each adjusted to be mW / cm 2 . Thus, the reference value setting device 24 and the reference value setting device 28 have 50 mW / cm
2 light amount reference values are respectively set.
【００３９】ハロゲンランプ１２が、その位置の調節に
よっても基準値に相当する光量を照射できなくなったと
きにハロゲンランプ１２は寿命が尽きたと判断される。
ハロゲンランプ１２の位置を後退させて光量を基準値に
合わせる制御を行っている場合は、ハロゲンランプ１２
の寿命が尽きて光量が基準値に回復しないと、ハロゲン
ランプ１２の後退動作が継続される。そして、枠体３の
後端がリミットスイッチ３８で検出されたときに、ハロ
ゲンランプ１２の後退動作は停止し、消灯する。この位
置でハロゲンランプ１２は集光鏡１６から完全に引き出
され、隣接する次のハロゲンランプ１２に交換するため
にターンテーブル１は回転可能になる。ターンテーブル
１を回転させて次のハロゲンランプ１２を集光鏡１６の
光軸に一致させたならば、再び、枠体３を駆動して集光
鏡１６内にハロゲンランプ１２を移動させる。このハロ
ゲンランプ１２の交換動作は、初期設定時と同様、自動
的に行わせてもよいし、オペレータによる逐次のボタン
操作によってもよい。When the halogen lamp 12 cannot emit a light amount corresponding to the reference value even by adjusting the position thereof, it is determined that the life of the halogen lamp 12 has expired.
If control is performed to retract the position of the halogen lamp 12 and adjust the light amount to the reference value, the halogen lamp 12
If the light amount does not recover to the reference value after the life of the lamp has expired, the retreating operation of the halogen lamp 12 is continued. Then, when the rear end of the frame 3 is detected by the limit switch 38, the retreat operation of the halogen lamp 12 is stopped and the light is turned off. In this position, the halogen lamp 12 is completely pulled out of the condenser mirror 16, and the turntable 1 is rotatable for replacement with the next adjacent halogen lamp 12. When the turntable 1 is rotated to make the next halogen lamp 12 coincide with the optical axis of the condenser mirror 16, the frame 3 is driven again to move the halogen lamp 12 into the condenser mirror 16. The replacement operation of the halogen lamp 12 may be performed automatically as in the initial setting, or may be performed by successive button operations by the operator.
【００４０】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、キセノンランプ１１より寿命の短いハロゲンランプ
１２を、予めキセノンランプ１１の寿命を考慮して複数
個取付けておき、順番にターンテーブル１の回転と、枠
体３の往復動作とによって容易に交換できるようにし
た。こうして、複数のハロゲンランプ１２を一時期に総
入れ替えすることにより、短時間毎のハロゲンランプ１
２の取外し、取付けを伴う交換作業を回避することがで
きる。As described above, according to the present embodiment, a plurality of halogen lamps 12 having a shorter life than the xenon lamp 11 are attached in advance in consideration of the life of the xenon lamp 11, and the turntable 1 is sequentially turned on. The rotation and the reciprocating operation of the frame 3 allow easy replacement. In this way, the halogen lamps 1 are replaced every time in a short time by replacing the plurality of halogen lamps 12 at one time.
The replacement work accompanying the removal and attachment of 2 can be avoided.
【００４１】また、寿命内において生ずる光量の低下
は、最初に設定した光量の基準値に従い、キセノンラン
プ１１およびハロゲンランプ１２のそれぞれについて別
個に補正できるようにした。また、ハロゲンランプ１２
の交換時に必要となる個々のハロゲンランプ１２の個体
差も同様に補正される。さらに、ハロゲンランプ１２の
光量調節機構はハロゲンランプ１２の交換のための移動
機構と併用できるので構成が複雑化しない。In addition, the decrease in the amount of light occurring during the life can be separately corrected for each of the xenon lamp 11 and the halogen lamp 12 according to the reference value of the amount of light initially set. Also, the halogen lamp 12
The individual differences of the individual halogen lamps 12 required at the time of replacement are also corrected in the same manner. Further, since the light amount adjusting mechanism of the halogen lamp 12 can be used together with a moving mechanism for replacing the halogen lamp 12, the configuration is not complicated.
【００４２】なお、当業者には容易に理解されるよう
に、電流制御器２７、フォトセル２１，２３、減算器２
５，２９、基準値設定器２４，２８、制御量演算器２
６，３０などはフィードバック制御ループを構成してい
る。したがって、前記制御ループとしては、図示のもの
に限らず、任意適宜のものを採用できることは明らかで
ある。また、キセノンランプ用光量センサ１８とハロゲ
ンランプ用光量センサ１９の設置位置は、上述の位置に
限らず、帯域フィルタ２０，２３で帯域を制限してあれ
ば光照射範囲のいずれに配置してあってもよい。As will be easily understood by those skilled in the art, the current controller 27, the photocells 21, 23, and the subtractor 2
5, 29, reference value setting units 24, 28, control amount calculator 2
6, 30 and the like constitute a feedback control loop. Therefore, it is apparent that the control loop is not limited to the one shown in the figure, but may be any appropriate one. Further, the installation positions of the xenon lamp light quantity sensor 18 and the halogen lamp light quantity sensor 19 are not limited to the above-described positions, and may be arranged in any of the light irradiation ranges as long as the band filters 20 and 23 restrict the band. You may.
【００４３】さらに、本実施形態では、ハロゲンランプ
１２の光量制御をするため、光量の基準値に従ってハロ
ゲンランプ１２の位置を集光鏡の焦点近傍で変化させる
ようにした。しかし、寿命に近くなって光量が極端に低
下するまで１つのハロゲンランプを使用することなく早
めにハロゲンランプ１２の交換をすることが許容される
条件下では、ハロゲンランプ１２用の光量制御機能は省
略してもよい。このようにした場合でも、ハロゲンラン
プ１２の交換作業の頻度は低くなるし作業が簡略化され
るという効果は達成される。Further, in this embodiment, in order to control the light amount of the halogen lamp 12, the position of the halogen lamp 12 is changed near the focal point of the condenser mirror in accordance with the reference value of the light amount. However, under conditions where it is permissible to replace the halogen lamp 12 as early as possible without using one halogen lamp until the light amount drops extremely near the end of its life, the light amount control function for the halogen lamp 12 is not available. It may be omitted. Even in this case, the effect of reducing the frequency of replacing the halogen lamp 12 and simplifying the operation is achieved.
【００４４】また、積分光学系１４は照射光のむらをな
くし、照射面に均一な光を照射する目的で設けられるも
のであるから、ある程度の照射むらが許容される用途に
は、この積分光学系１４を省略してもよい。The integrating optical system 14 is provided for the purpose of eliminating the unevenness of the irradiation light and irradiating the irradiation surface with uniform light. 14 may be omitted.
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１〜請求項７の発明によれば、寿命の短い白熱ランプの
交換作業を頻繁に行うことがなくなり、能率化が図られ
る。特に、請求項２の発明によれば、白熱ランプの寿命
内での光量低下を自動的に補償することができる。請求
項４の発明では白熱ランプとキセノンランプの光量を予
め設定した比率を維持することができるので精度の高い
スペクトル分布の光を安定して照射することができる。
請求項７の発明では白熱ランプが寿命に達した場合に、
白熱ランプは自動的に集光鏡から退避するので、次の白
熱ランプの交換動作へ円滑に移行することができる。As is clear from the above description, according to the first to seventh aspects of the present invention, it is not necessary to frequently replace an incandescent lamp having a short life, and efficiency can be improved. In particular, according to the second aspect of the invention, it is possible to automatically compensate for a decrease in the amount of light within the life of the incandescent lamp. According to the fourth aspect of the present invention, the light amount of the incandescent lamp and the xenon lamp can be maintained at a preset ratio, so that light having a spectral distribution with high accuracy can be stably irradiated.
In the invention according to claim 7, when the incandescent lamp reaches the end of its life,
Since the incandescent lamp is automatically retracted from the condenser mirror, the operation can smoothly proceed to the next incandescent lamp replacement operation.
【図１】 本発明の一実施形態に係る擬似太陽光照射装
置の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a simulated sunlight irradiation device according to an embodiment of the present invention.
【図２】 光量制御装置の要部構成を示すブロック図で
ある。FIG. 2 is a block diagram illustrating a main configuration of the light amount control device.
【図３】 ハロゲンランプの位置決め装置の平面図であ
る。FIG. 3 is a plan view of a positioning device for a halogen lamp.
【図４】 ハロゲンランプの位置決め装置の正面図であ
る。FIG. 4 is a front view of a halogen lamp positioning device.
【図５】 従来の擬似太陽光照射装置の一例を示す概略
構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a conventional pseudo-sunlight irradiation device.
【図６】 キセノン短アークランプと白熱ランプとを重
量して得られる合成光および自然太陽光のスペクトル分
布特性を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the spectral distribution characteristics of synthetic light and natural sunlight obtained by weighing a xenon short arc lamp and an incandescent lamp.
１…ターンテーブル、 ２，４…モータ、 ３…枠体、
５…ボールねじ、 ８…ビームスプリッタ、 ９…赤
外線透過型コールドミラー、 １１…キセノンランプ、
１２…白熱ランプ、 １３…赤外線反射型コールドフ
ィルタ、 １３Ａ…赤外線透過型コールドミラー、 １
４…積分光学系、 １５，１６…集光鏡、１７…被照射
サンプル、 １８…キセノン用光量センサ、 １９…ハ
ロゲンランプ用光量センサ、 ２１，２３…フォトセ
ル、 ２４，２８…基準値設定器、２５，２９…減算
器、 ２７…電流制御器1: Turntable, 2, 4: Motor, 3: Frame,
5: ball screw, 8: beam splitter, 9: infrared transmission cold mirror, 11: xenon lamp,
12: Incandescent lamp, 13: Infrared reflecting cold filter, 13A: Infrared transmitting cold mirror, 1
4: integrating optical system, 15, 16: condenser mirror, 17: sample to be irradiated, 18: light intensity sensor for xenon, 19: light intensity sensor for halogen lamp, 21, 23: photocell, 24, 28: reference value setting device , 25, 29 ... subtractor, 27 ... current controller
Claims (7)
メントランプと、前記キセノン短アークランプの発光ス
ペクトルから近赤外成分を除去すると共に、前記白熱フ
ィラメントランプの発光スペクトルから近赤外成分を抽
出するフィルタ手段とを有する擬似太陽光照射ランプ自
動交換装置において、 前記白熱フィラメントランプの光を集光する集光鏡と、 前記白熱フィラメントランプを予定間隔で放射状に複数
個配置し、該白熱フィラメントランプの１つを、前記集
光鏡の光軸上に位置決めするターンテーブルと、 一端では前記光軸上に位置決めされた白熱フィラメント
ランプが前記集光鏡の焦点近傍に位置するように、他端
では前記白熱フィラメントランプのすべてが前記集光鏡
と干渉せずに前記ターンテーブルの回転方向で回転可能
な位置に退避するように設定されたストロークで、前記
ターンテーブルを前記光軸に沿って往復動させる駆動手
段とを具備したことを特徴とする擬似太陽光照射ランプ
自動交換装置。1. A xenon short arc lamp, an incandescent filament lamp, and a filter for removing a near infrared component from an emission spectrum of the xenon short arc lamp and extracting a near infrared component from an emission spectrum of the incandescent filament lamp. Means for automatically replacing a simulated sunlight irradiating lamp, comprising: a condenser mirror for condensing light of the incandescent filament lamp; and a plurality of the incandescent filament lamps arranged radially at predetermined intervals. A turntable for positioning on the optical axis of the condenser mirror, and an incandescent filament lamp positioned on the optical axis at one end positioned near the focal point of the condenser mirror. All of the filament lamps can rotate in the direction of rotation of the turntable without interfering with the focusing mirror A driving unit for reciprocating the turntable along the optical axis with a stroke set to retract to a position.
フィラメントランプが前記集光鏡の焦点よりも前方の予
定位置に偏倚するように設定されているとともに、 前記白熱フィラメントランプの光量の基準値を設定する
第１光量基準値設定手段と、 前記白熱フィラメントランプの光量を測定する第１光量
測定手段と、 前記白熱フィラメントランプの光量の基準値に対する前
記第１光量測定手段で測定された光量の偏差が零に近付
くように、前記駆動手段を付勢して前記集光鏡の焦点に
対する白熱フィラメントランプの位置を変化させる第１
光量制御手段とを具備したことを特徴とする請求項１記
載の擬似太陽光照射ランプ自動交換装置。2. The stroke is set such that, at one end thereof, the incandescent filament lamp is deviated to a predetermined position in front of the focal point of the focusing mirror, and a reference value of the amount of light of the incandescent filament lamp is set. First light quantity reference value setting means for setting; first light quantity measuring means for measuring the light quantity of the incandescent filament lamp; deviation of the light quantity measured by the first light quantity measuring means with respect to a reference value of the light quantity of the incandescent filament lamp The first position of the incandescent filament lamp with respect to the focal point of the condenser mirror by energizing the driving means so that
2. The apparatus according to claim 1, further comprising a light amount control unit.
準値を設定する第２光量基準値設定手段と、 前記キセノン短アークランプの光量を測定する第２光量
測定手段と、 前記キセノン短アークランプの光量の基準値に対する前
記第２光量測定手段で測定された光量の偏差が零に近付
くように、前記キセノン短アークランプに供給する電流
を変化させる第２光量制御手段とを具備したことを特徴
とする請求項２記載の擬似太陽光照射ランプ自動交換装
置。3. A second light quantity reference value setting means for setting a reference value of a light quantity of the xenon short arc lamp; a second light quantity measuring means for measuring a light quantity of the xenon short arc lamp; A second light quantity control means for changing a current supplied to the xenon short arc lamp such that a deviation of the light quantity measured by the second light quantity measurement means with respect to a reference value of the light quantity approaches zero. The automatic replacement device for simulated sunlight irradiation lamp according to claim 2.
ラメントランプおよび前記キセノン短アークランプのそ
れぞれからの光の光量を測定する第３光量測定手段を具
備し、 前記白熱フィラメントランプの光量の基準値および前記
キセノン短アークランプの光量の基準値は、前記第３光
量測定手段で測定した該白熱フィラメントランプおよび
該キセノン短アークランプのそれぞれからの光の光量が
予定の比率になるように初期設定されていることを特徴
とする請求項３記載の擬似太陽光照射ランプ自動交換装
置。4. An incandescent filament lamp and a xenon short-arc lamp on a sample to be irradiated are provided with third light quantity measuring means for measuring the quantity of light, and a reference value of the quantity of light of the incandescent filament lamp and the The reference value of the light quantity of the xenon short arc lamp is initially set so that the light quantity of the light from each of the incandescent filament lamp and the xenon short arc lamp measured by the third light quantity measuring means becomes a predetermined ratio. 4. The automatic replacement device for simulated sunlight irradiation lamp according to claim 3, wherein:
交換した後では、該白熱フィラメントランプのうち１つ
が前記光軸上に位置し、かつ前記集光鏡の焦点から前記
他端方向に偏倚した位置に初期設定されるように構成し
たことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記
載の擬似太陽光照射ランプ自動交換装置。5. After replacing all of the incandescent filament lamps, one of the incandescent filament lamps is located on the optical axis and at a position offset from the focal point of the condenser mirror toward the other end. The apparatus for automatically replacing a simulated sunlight irradiation lamp according to claim 1, wherein the apparatus is configured to be initialized.
したときには、前記光軸上に位置している白熱フィラメ
ントランプが前記往復動の一端に退避するように構成し
たことを特徴とする請求項５記載の擬似太陽光照射ラン
プ自動交換装置。6. The incandescent filament lamp located on the optical axis is retracted to one end of the reciprocating motion when the incandescent filament lamp reaches the end of its life. Automatic replacement device for simulated sunlight irradiation lamp.
を除去されたキセノン短アークランプからの発光、およ
び白熱フィラメントランプからの発光のうち前記フィル
タ手段によって抽出された近赤外成分の光を入射される
単一の積分光学系を配置したことを特徴とする請求項１
〜請求項６のいずれかに記載の擬似太陽光照射ランプ自
動交換装置。7. A light of a near-infrared component extracted from the xenon short arc lamp from which a near-infrared component has been removed and a light of an incandescent filament lamp extracted by the filter in front of the filter means. 2. A single integrating optical system for receiving light is arranged.
An apparatus for automatically replacing a simulated sunlight irradiation lamp according to claim 6.
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