JP2001237087A

JP2001237087A - 光源装置

Info

Publication number: JP2001237087A
Application number: JP2000049056A
Authority: JP
Inventors: Bunichi Suehiro; 文一末広
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd; Research Institute of Innovative Technology for the Earth RITE
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd; Research Institute of Innovative Technology for the Earth RITE
Priority date: 2000-02-25
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2001-08-31
Anticipated expiration: 2020-02-25
Also published as: JP4115646B2

Abstract

(57)【要約】【課題】太陽光の光強度変化を模擬した光、あるいは
任意の強さの光を安定して供給することが可能な光源装
置を提供する。とりわけ、太陽光による光合成生物の研
究や装置開発に良好な太陽光模擬が可能な光源装置を提
供する。【解決手段】人工光源を有する光源部１、該光源部１
の人工光源へ電力を供給する電源部２、該光源部１で照
射された光を調光する減光フィルタ３２を有する調光部
３、該調光部３において調光された光を光散乱により照
射するための光分散担体６１を有する照射部６、該光分
散担体６１上部の光散乱部位と光センサ７１の光感受部
が一致するように固定された光センサ７１、及び、予め
設定された光分散担体６１の光強度の設定値と、該光セ
ンサ７１の計測値により、前記人工光源への電流値及び
／又は減光フィルタ３２の減光率を変化させることによ
り、光分散担体６１の照射面の平均光強度を制御する計
測・制御部７を有する光源装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光合成反応や光化
学反応等の光を必要とする研究、開発、生産において、
これらの効率や品質や操作性などを向上させることが可
能な、太陽光の光強度変化を模擬した光、あるいは任意
の強さの光を安定して供給することが可能な光源装置に
関する。とりわけ、太陽光による光合成生物の研究や装
置開発に用いるのに良好な太陽光模擬が可能な光源装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】光合成の研究や光合成培養装置の開発な
どにおいては、太陽光や人工光を用いた実験により、様
々な検討が行われる。例えば、培養液温度、ＣＯ₂濃
度、培地成分、培養液ｐＨ、細胞濃度などの培養特性に
及ぼす影響や、照射面積、リアクタ構造、制御方法など
の検討がある。その際に、人工光を用いた光源装置で一
定の光強度を利用することは比較的容易であったが、光
源装置の種類によっては長時間の使用に伴い光強度が減
衰する場合があった。また、太陽光は自然光のため、同
じ照射条件を再現することは困難であった。

【０００３】従来法において、手軽に用いられている光
源としては白熱電球や蛍光灯があり、培養リアクタの透
明な槽の外側面に配置したり、あるいは透明の保護管に
入れてリアクタ槽内に装着したりして利用されている。
しかし、いずれも光強度が比較的弱く、蛍光灯では光強
度の調整が難しく、操作性が悪かった。

【０００４】その他の光源装置としては、キセノンラン
プ、ナトリウムランプ、メタルハライドランプ、水銀ラ
ンプなどの放電ランプが知られている。とりわけキセノ
ンランプは可視光の波長特性が太陽光と近似していると
され、また応答性も良く、強い光強度を得ることができ
ることからよく利用されている。

【０００５】これら放電ランプは、電流量により光強度
を変化させることが可能である利点があるが、点灯させ
るためには一定電流値以上の通電を必要とし、弱い光を
利用することが困難であった。また、点灯電流値近辺で
はアークが不安定となって光強度が変動したり、消灯す
る問題があった。光強度を下げるために滅光フィルタを
使用することは知られているが、光強度が全体的に低下
してしまう問題があった。

【０００６】また、放電ランプは電極がアークの発生に
ともない損耗する場合があり、電流値を一定で制御して
いても光束がしだいに低下し、最悪の場合には点灯しな
くなることがあった。一般に初期光強度から２０〜３０
％光束が低下したり、または点灯しなくなったら交換す
る必要があるとされている。

【０００７】このため、一定電流制御していても、供給
光強度が次第に低下し、実験誤差を生じたり、これを避
けるために頻繁に光強度を測定して設定電流値を変更す
る必要があり、実験精度や、操作性が悪かった。

【０００８】そこで、光強度を実測し、この値が一定と
なるように制御すればよいと考えられる。しかし、放電
ランプは光強度が強いために光センサの計測範囲を越え
たり、光センサで直接測定するとセンサ履歴による誤差
が発生するために、正確な実測は困難であった。なお、
放電ランプの光強度をピンフォールで減光して計測する
ことは可能であるが、その場合には測定精度が悪く、合
成培養装置内の光強度を数μＥ・ｍ^-2・ｓ^-1の精度で制
御することは困難であった。

【０００９】また、放電ランプの場合には、点灯と消灯
を繰り返すと、点灯時のアークショックにより、寿命が
著しく低下する場合があった。一方、太陽光は完全な晴
天日を除き、１日に数回から数１００回以上と頻繁に雲
で遮られる。このため太陽光を従来の放電ランプで模擬
しようとすると放電ランプを多量に消費する恐れがあっ
た。

【００１０】なお、特開平７−２８９２３７号公報では
インバータ付きで光強度を単独で調光できる冷陰極型蛍
光ランプ管を用いる光合成微生物の培養容器が提案され
ている。しかし、該公報には調光に係わる光強度の具体
的な記述は記載されていない。また、特開平９−３０６
２０１号公報ではキセノン短アークランプの発光スペク
トルから所望の波長域のスペクトル成分を除去する擬似
太陽光照射装置が提案されている。しかし、該公報の疑
似太陽光照射装置の目的は自然太陽光のスペクトル分布
の再現に関するものであり、調光に係わる光強度の具体
的な記述は記載されていない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、光合
成反応や光化学反応等の光を必要とする研究、開発、生
産において、これらの効率や品質や操作性などを向上さ
せることが可能な、即ち、太陽光の光強度変化を模擬し
た光、あるいは任意の強さの光を安定して供給すること
が可能な、光源装置を提供する。とりわけ、太陽光によ
る光合成生物の研究や装置開発に用いるのに良好な太陽
光模擬が可能な光源装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明の光源装置は、（１）人工光源を有する
光源部、（２）該光源部の人工光源へ電力を供給する電
源部、（３）該光源部で照射された光を調光する減光フ
ィルタを有する調光部、（４）該調光部において調光さ
れた光を光散乱により照射するための光分散担体を有す
る照射部、（５）該光分散担体上部の光散乱部位と光セ
ンサの光受光部が一致するように固定された光センサ、
及び、（６）予め設定された光分散担体の光強度の設定
値と、該光センサの計測値により、前記人工光源への電
流値及び／又は減光フィルタの減光率を変化させること
により、光分散担体照射面の光強度を制御する計測・制
御部を有することを特徴とする。

【００１３】本発明の光源装置によれば、光照射部にお
ける光分散担体の光散乱部に配置した光センサから照射
される光強度を実測し、この値を用いて、異なる減光率
のフィルタと人工光源への電流値の制御をすることによ
り、光強度ゼロを含め、弱い光強度から強い光強度まで
の幅広い光強度が制御できる。

【００１４】人工光源にかえて、太陽を光源とすること
も可能である。この場合、前記電源部は特に必要でな
く、あらかじめ設定した光を安定に供給することができ
る。

【００１５】本発明の光源装置は、光化学反応等の光が
不可欠な研究、開発、生産など、太陽光の模擬光を必要
とする場合や、任意の光を安定的に必要とする場合に汎
用的に利用することが可能であり、とりわけ、太陽光に
よる光合成反応の光合成生物の研究や装置開発に用いる
のに良好な太陽光模擬が可能な光源装置として利用でき
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１に本発明の実施の形態を示す
光源装置の構成図を示す。本発明の光源装置は、部位別
に分ければ、光源部１、電源部２、調光部３、光伝送部
４、冷却部５，照射部６、計測・制御部７、光リアクタ
部８からなる。

【００１７】光源部１は、放電ランプ１２と、放電ラン
プ１２からの光を集光して反射する集光用反射鏡１３
と、放電ランプ１２と集光用反射鏡１３を収容するラン
プハウス１１の主要構成部品からなる。放電ランプ１２
は、電源部２の電源装置１０と接続されている。放電ラ
ンプ１２としては、キセノンランプ、ナトリウムラン
プ、メタルハライドランプ、水銀ランプなどがある。

【００１８】調光部３は、光源部１からの光を調光する
ためのものであって、防熱フィルタや波長調整用フィル
タからなる調光フィルタ３１と減光フィルタ３２から構
成される。

【００１９】減光フィルタ３２は、複数個の異なる減光
率のフィルタと交換可能な構造とするとよい。好ましく
は、光の減光率が０％のものを１つ、１００％のものを
１つ、及び０〜１００％のあいだの値のものを１つ以
上、合計３つ以上のフィルタから構成される。但し、減
光率０％の減光フィルタ３２は、なにもない貫通したダ
ミーフィルタとしてもよい。また、減光率１００％の減
光フィルタ３２は光を透過しない遮光板としてもよい。
減光フィルタ３２としては、ガラス製の減光フィルタ３
２や金属板に小さい孔を均一に開けた減光フィルタ３２
を用いることができる。これらの減光率の異なる減光フ
ィルタ３２を円状、列状、積状に配置しておき、これを
サーボモータやアクチュエータや電磁石などの既存の駆
動装置により、任意の減光フィルタ３２を光路に移動さ
せることが好ましい。

【００２０】光伝送部４は、光伝送入射部４１と光伝送
出射部４３を両端に有する光ファイバや光ダクトなどの
光伝送本体部４２からなる。なお、冷却部５は、光源部
１、調光部３、及び光伝送入射部４１に対して冷却空気
を送風し、除熱することができる構造となっている。光
伝送出射部４３は、接続治具７３により照射部６を構成
する光分散担体６１の上端受光部と接続されている。接
続治具７３には光センサ装着孔が設けてあり、光センサ
７１が装着されている。

【００２１】図２は、光伝送射出部４３と光分散担体６
１を接続するための接続治具７３の内部を透視した内部
図である。図２に示すように、光センサ７１の光感受部
７２は、光分散担体６１に全体的に設けてある光散乱ス
リットの内、上部の光散乱スリット部６２とちょうど一
致するように調整固定されている。図２では光散乱スリ
ット部６２は帯状のスリットで示しているが、光センサ
７１の光感受部７２と合わせた円状のスリットとしても
よい。

【００２２】なお、光伝送本体部４２を途中で分岐させ
て、光伝送出射部４３や照射部６が複数個あってもよ
く、この場合は、その中の一つの光伝送出射部４３に対
して同様に光センサ７１を設ければよい。

【００２３】光センサ７１で計測された光強度は、光分
散担体６１の照射面の平均光強度を制御する計測・制御
部７への入力情報となるように、光センサ７１と計測・
制御部７は接続されている。

【００２４】一方、計測・制御部７においては、太陽光
追尾式直達光用光センサ７４が屋外に設置されており、
太陽光追尾式直達光用光センサ７４により得られた光強
度計測信号は、キーボードや各種媒体による入力装置７
５の信号とともに、制御コンピュータ７６へ入力され
る。また、制御コンピュータ７６の出力信号は、電源部
２の電源装置１０を制御するための放電ランプ電流制御
回路（図示していない）や、調光部３を制御するための
減光フィルタ３２のフィルタ駆動制御回路（図示してい
ない）と接続されている。

【００２５】なお、太陽光追尾式直達光用光センサ７４
は必ずしも、本光源装置と同一場所に設置される必要は
ない。光強度についてのデータを通信回路で遠隔地より
伝送したり、記録媒体に一端保存したものを、入力装置
７５を介して利用してもよい。なお、入力装置７５で
は、任意の値や、過去や各地の光測定データを取り扱う
ことも可能である。

【００２６】なお、光センサ７１や太陽光追尾式直達光
用光センサ７４としては、光量子計、放射計、照度計な
どがある。また、太陽光は直達光だけでなく、実験の必
要性に応じて全天光を計測して、これを用いてもよい。

【００２７】照射部６の光分散担体６１は光リアクタ部
８に装着される。例えば、光リアクタ部８は光合成培養
槽であったり、光化学反応装置であったりするが、本発
明においてこれを限定するものではなく、光を必要とす
る装置や試験機などであればよい。また、図１の光源装
置においては、光分散担体６１や接続治具７３の形状を
扁平状として表現しているが、円柱状や円筒状やテーパ
板状などであってもよい。

【００２８】次に、図１の光源装置の作用を詳細に説明
する。図１において、電源部２からの設定された電流の
供給を受けて、放電ランプ１２は点灯し、発生した人工
光は集光用反射鏡１３により光伝送入射部４１の端面上
に集光される。この時、光路に設けられた調光フィルタ
３１としての防熱フィルタや波長調整用フィルタの作用
により、人工光の波長から赤外線成分がカットされた
り、可視光域の波長スペクトルとなるようにスペクトル
調整される。

【００２９】また、光路に設けられた減光フィルタ３２
の作用により、選定されたフィルタの減光率に応じて、
光強度が０％から１００％のあいだでステップ的に光量
調整される。ここで、放電ランプ１２の電流量の設定制
御と減光フィルタ３２の駆動制御は、後述する方法によ
り行う。

【００３０】なお、光源部１、調光部３、及び光伝送部
４の光伝送入射部４１は、それぞれ、放電ランプ１２の
点灯に伴う放熱や、強い光の透過や照射による温度上昇
が発生するため、冷却部５により空気を送風して除熱す
る必要がある。

【００３１】光伝送入射部４１の入射光を、光ファイバ
や光ダクトなどの光伝送機能を用いることで、光伝送出
射部４３まで光を伝送させることが可能となる。なお、
光伝送部４を用いないで、直接的に放電ランプ１２の集
光を光分散担体６１の上部入射面とすることは可能であ
り、光伝送効率も高いため、これを制限するものではな
いが、操作性や安全性のためには光ファイバなどを用い
るのが好ましい。

【００３２】光分散担体６１としては、例えば、特開平
８−２６２２３２号公報などに示された光入射端面を有
し、且つパターン状の光散乱部の照射面を有する発光担
体等の光分散担体を用いることができる。

【００３３】接続治具７３は光伝送出射部４３と光分散
担体６１を光学的、機械的に接続する機能があるととも
に、光センサ７１の光感受部７２を光分散担体６１に設
けてある光散乱スリット部６２にしっかりと一致させ、
この部位における光を常に安定して計測できるようにす
る機能を有する。さらに、光分散担体６１の光が外部に
漏れないようにするとともに、逆に外部から光分散担体
６１に光が入ることを防ぎ、光センサ７１の測定値に誤
差を与えない機能を有する。

【００３４】光伝送出射部４３から出射された光は、光
分散担体６１から光リアクタ部８内へ照射される。この
とき、光センサ７１は光分散スリット部６２の光散乱光
を計測することが可能となる。光センサ７１を用いた計
測光強度と、光分散担体６１の平均光強度の関係（或い
は、光伝送本体部４２が分岐して、光伝送出射部４３が
複数個ある場合は、接続された全ての光分散担体６１に
おける平均光強度との関係）を、あらかじめ光リアクタ
部８の内外で求めておくことにより、制御コンピュータ
７６は、この光センサ７１の信号を受けて、光分散担体
６１の平均光強度を希望の設定値となるように放電ラン
プ１２の電流量の設定制御と減光フィルタ３２の駆動制
御を行うことが可能となる。

【００３５】

【実施例】〔実施例１〕電流値と減光フィルタによる制
御例本実施例１では、図１に示される本発明の光源装置を用
い、放電ランプには２．５ｋＷキセノン放電ランプを、
光伝送部には多成分光ファイバ繊維（単繊維径：５０μ
ｍ）の結束径２５ｍｍφ×長さ５０００ｍｍを、照射部
にはガラス製光分散担体で長さ１２００ｍｍ×幅１００
ｍｍ×厚さ３０ｍｍを用いた。放電ランプ電流量と減光
フィルタを変化させることで、任意の光強度となるよう
に制御した結果を、横軸に電流量（Ａ）、縦軸に光強度
（μＥ・ｍ^-2・ｓ^-1）をとったグラフとして図３に示
す。

【００３６】図３の●印は減光率０％のフィルタを用い
たときの、光分散担体の平均光強度であり、電流量９４
Ａから５０Ａの安定点灯電流範囲内において光強度２０
０μＥ・ｍ^-2・ｓ^-1から７０μＥ・ｍ^-2・ｓ^-1の間で制
御されている。以下同様にして、減光率５０％のフィル
タの場合を○印にて、減光率８０％のフィルタの場合を
▲印にて、減光率１００％のフィルタの場合を□印にて
示すように、オーバーラップする光強度を含めて、２０
０μＥ・ｍ^-2・ｓ^-1から約１３μＥ・ｍ^-2・ｓ ^-1までの
弱い光強度に至るまで、安定した点灯状態で設定するこ
とが可能であった。

【００３７】さらに、減光率１００％のフィルタによ
り、放電ランプを点灯させた状態でも光強度をゼロとす
ることが可能であった。なお、減光率１００％の時の電
流量は５０Ａから９４Ａまで設定は可能であるが、小さ
い電流量とするほうが除熱や電力削減の関係から好まし
い。

【００３８】本実施例１では、減光フィルタの減光率が
８０％であったため、約１３μＥ・ｍ^-2・ｓ^-1が光強度
の電流設定の最低値であったが、仮にこれ以下の光強度
を必要とされる場合でも、減光率をさらに上げた減光フ
ィルタに交換したり、追加することで容易に対応するこ
とができる。

【００３９】なお、光ファイバの損傷などの不測の故障
などにより、光センサにおける光強度が見かけ上弱くな
ると、光源の光強度を上げようとする異常制御となる可
能性がある。このため設定値と光センサの光強度の関
係、および通常の使用での放電ランプ光量の減衰率など
から、異常状態を検知するなどの安全対策を行うとよ
い。

【００４０】本実施例１の光源装置によれば、従来の放
電ランプでは得られなかった、弱い光を安定的に利用す
ることが可能となった。また、消灯しなくても消灯と同
じ状態とすることが可能となり、点灯時のアークショッ
クによる放電ランプ寿命の短期化を防止する効果が得ら
れた。なお、従来の光源装置では点灯時にはアーク形成
のために一時的に強い電流を必要とし、このため強い光
強度がしばらく継続する場合があり、光制御できない状
態であることはもちろん、光合成培養などの実験への影
響が問題となる恐れがあったが、本実施例１の光源装置
ではこのような問題も発生しなかった。

【００４１】〔実施例２、比較例１〕図４は、本発明の
光源装置による本実施例２と、比較のために光センサ、
制御コンピュータ及び減光フィルタの存在しない以外
は、本実施例２と同じ構成の光源装置による比較例１
の、光分散担体の中央点における光強度の時間経過を比
較したものであり、横軸に点灯時間（時）、縦軸に光強
度（μＥ・ｍ^-2・ｓ^-1）をとったグラフとして示す。

【００４２】ここで、本実施例２と比較例１は同じ仕様
の２．５ｋＷキセノン放電ランプを用いて、光伝送部に
は多成分光ファイバ繊維（単繊維径：５０μｍ）の結束
径２５ｍｍφ×長さ２０００ｍｍを、照射部にはアクリ
ル製光分散担体で長さ９００ｍｍ×幅１００ｍｍ×厚さ
３０ｍｍを用いた。本実施例２では減光率０％のフィル
タを用い、比較例１は減光フィルタが無い光源装置であ
る。比較例１では電源装置の電流値を一定として制御し
た。一方、本実施例２は比較例１と同じ光強度となるよ
うにキーボードから初期設定入力を行い、その後は光分
散担体の上部に設置された光センサによる計測光強度が
一定となるように電流値を自動制御した。このようにし
て得られた本実施例２と比較例１のキセノン放電ランプ
の点灯時間と光分散担体の中央点における光強度の関係
を図４のグラフに示す。

【００４３】図４に示される通り、○印で示した比較例
１では放電ランプの消耗と考えられる光強度の低下が観
察されたが、●印で示した本実施例２では安定した光強
度が確認された。このように、本実施例２によれば、安
定した光強度の光を供給して実験精度が向上するととも
に、これまでに頻繁に行っていた光強度の測定による設
定電流値の変更が不要となり実験などの作業効率が向上
した。なお、本実施例２では減光率０％のフィルタで比
較例１と比較したが、この安定した光制御性は他の減光
フィルタを使用した場合でも同様に得られる。

【００４４】以上、前記実施例１と本実施例２で確認さ
れた結果や効果は、従来の光源装置では実質的に困難で
あった、光強度ゼロを含め、弱い光強度から強い光強度
までの幅広い光強度制御を、照射部における光分散担体
の光散乱部と光センサからなる光強度測定機構を用いて
実測し、この値を用いて、異なる減光率のフィルタと電
流値の制御をすることで初めて可能となった。また、そ
の制御精度は後述するように、光分散担体の照射光強度
を数μＥ・ｍ^-2・ｓ^-1の精度まで制御できた。次に、太
陽光の模擬光に係わる実施例を以下に示す。

【００４５】〔実施例３〕太陽光の模擬光による制御
例直達光用光量子計による光強度の１日における時間変化
の測定結果を図５のＡとＢにグラフとして示す。図５の
Ａは雲が少なく安定した１９９７年８月２４日の北緯３
５度付近における晴天日での測定例である。図５のＢは
雲により光強度の変動があった場合の１９９８年８月２
５日の同じ地点の測定例である。これら測定値は制御コ
ンピュータにより、１５分間隔で平均化処理したものを
図６のＡとＢに、また、６０分間隔で平均化処理したも
のを図７のＡとＢにグラフとして示す。このように光強
度の計測値は１５分や６０分間隔で平均化処理すること
が可能であった。これらの計測値や平均化処理値を用い
て、かつ、太陽光と光分散担体との伝送利用を前提とし
た両者の光強度の関係を求めておくことで、模擬太陽光
を光リアクタ部に供給することが可能となった。

【００４６】また、これら測定値や平均化処理値を入力
装置から呼び出したり、制御コンピュータに保存して、
繰り返し制御に用いることも可能であった。

【００４７】なお、太陽光の光強度測定値を平均化処理
することで、光合成培養の培養特性に影響を及ぼさない
範囲内において、減光フィルタ駆動回数を低減したり、
太陽光光強度曲線のモデル化が可能となった。

【００４８】〔実施例４〕予め太陽光の光強度を、光源
装置とは別の場所にある太陽光追尾式直達光用光センサ
を用いて測定し、得られた光強度の計測値を平均化処理
して光強度の平均化処理値とし、これを光源制御の設定
値として、前記実施例２と同じ装置構成のもとで光源装
置を稼働させ制御させた。図８に、このようにして予め
設定した光分散担体の光強度の設定値と、光分散担体上
部の光散乱部位に装着した光センサの計測値を比較して
グラフに示した。図８によれば、この結果、設定値に対
して、１〜２μＥ・ｍ^-2・ｓ^-1の精度内で安定して計測
制御が行われていることが確認された。

【００４９】

【発明の効果】本発明の光源装置は、光化学反応等の光
が不可欠な研究、開発、生産など、太陽光の模擬光を必
要とする場合や、任意の光を安定的に必要とする場合に
汎用的に利用することが可能であり、とりわけ、太陽光
による光合成反応の光合成生物の研究や装置開発に用い
るのに良好な太陽光模擬が可能な光源装置として利用で
きる。

【００５０】本発明の光源装置によれば、光照射部にお
ける光分散担体の光散乱部に配置した光センサから照射
される光強度を実測し、この値を用いて、異なる減光率
のフィルタと人工光源への電流値の制御をすることによ
り、光強度ゼロを含め、弱い光強度から強い光強度まで
の幅広い光強度が制御できる。

【００５１】従来の光源装置では、放電ランプの消耗と
考えられる光強度の低下に対して対応が困難であった
が、本発明の光源装置では精度の高い安定した光強度の
光を供給することができる。また、これまでに頻繁に行
っていた光強度の測定による設定電流値の変更は本発明
の光源装置では不要となり実験などの作業効率が向上す
る。

【００５２】本発明の光源装置によれば、太陽光と光分
散担体との伝送利用を前提とした両者の光強度の関係を
求めておくことで、模擬太陽光を光リアクタ部に供給す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す光源装置の構成図で
ある。

【図２】光伝送射出部と光分散担体を接続するための接
続治具の内部を透視した内部図である。

【図３】放電ランプ電流量と減光フィルタを変化させる
ことで、任意の光強度となるように制御した結果を示す
グラフである。

【図４】実施例２の光源装置と比較例１の光源装置の、
光分散担体の中央点における光強度の時間経過を比較し
たグラフである。

【図５】直達光用光量子計による光強度の１日（晴天日
と曇天日）における時間変化の測定結果をグラフとして
示す。

【図６】図５の測定値を制御コンピュータにより、１５
分間隔で平均化処理した結果を示すグラフである。

【図７】図５の測定値を制御コンピュータにより、６０
分間隔で平均化処理した結果を示すグラフである。

【図８】予め設定した光分散担体の光強度の設定値と、
光分散担体の上部の光散乱部位に装着した光センサの計
測値を比較したグラフである。

【符号の説明】

１光源部２電源部３調光部４光伝送部５冷却部６照射部７計測・制御部８光リアクタ部１０電源装置１１ランプハウス１２放電ランプ１３集光用反射鏡３１調光フィルタ３２減光フィルタ４１光伝送入射部４２光伝送本体部４３光伝送出射部６１光分散担体６２光散乱スリット部７１光センサ７２光感受部７３接続治具７４太陽光追尾式直達光用光センサ７５入力装置７６制御コンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2B022 DA01 3K073 AA14 AA68 AB05 BA27 BA28 BA29 CE12 CE17 CF09 CF13 CF19 CG08 CH23 CJ22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）人工光源を有する光源部、（２）該光源部の人工光源へ電力を供給する電源部、（３）該光源部で照射された光を調光する減光フィルタ
を有する調光部、（４）該調光部において調光された光を光散乱により照
射するための光分散担体を有する照射部、（５）該光分散担体上部の光散乱部位と光センサの光受
光部が一致するように固定された光センサ、及び、（６）予め設定された光分散担体の光強度の設定値と、
該光センサの計測値により、前記人工光源への電流値及
び／又は減光フィルタの減光率を変化させることによ
り、光分散担体照射面の光強度を制御する計測・制御
部、を有することを特徴とする光源装置。
【請求項２】前記調光された光を照射部へ伝送する光
伝送部、冷却媒体を加熱部位へ供給する冷却部、前記照
射部から照射された光を利用する光リアクタ部を含むこ
とを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】前記減光フィルタは、減光率が０％のも
のを１つ、１００％のものを１つ、及び０〜１００％の
間の値のものを１つ以上、合計３つ以上の減光フィルタ
から構成されることを特徴とする請求項１記載の光源装
置。
【請求項４】前記減光フィルタの減光率を変化させる
手段は、減光率の異なる複数の減光フィルタを円状、列
状、又は積状に、かつ減光率の異なる減光フィルタと交
換可能に配置して、駆動装置により、任意の減光フィル
タが光路に位置できるように構成することを特徴とする
請求項１記載の光源装置。
【請求項５】前記減光フィルタは、ガラス製減光フィ
ルタ、又は板に小さい孔を均一に開けた減光フィルタで
あることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項６】前記予め設定された光分散担体の光強度
の設定値は、太陽光光センサから得られたデータ、デー
タ入力装置の任意のデータ、或いはこれらのデータを平
均化処理したデータであることを特徴とする請求項１記
載の光源装置。
【請求項７】（１）光源を有する光源部、（２）該光源部で照射された光を調光する減光フィルタ
を有する調光部、（３）該調光部において調光された光を光散乱により照
射するための光分散担体を有する照射部、（４）該光分散担体上部の光散乱部位と光センサの光受
光部が一致するように固定された光センサ、及び、（５）予め設定された光分散担体の光強度の設定値と、
該光センサの計測値により、前記減光フィルタの減光率
を変化させることにより、光分散担体照射面の光強度を
制御する計測・制御部、を有することを特徴とする光源
装置。