JP4115646B2 - Light source device - Google Patents

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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Description

【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9−306201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)供給する電流量により照射する光強度が連続的に変化する放電ランプを有する光源部、
(2)該光源部の放電ランプへ電力を供給する電源部、
(3)該光源部で照射された光をステップ的に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)該光分散担体の上端受光部の光散乱部位と光センサの光感受部が一致するように固定された光センサ、及び、
(6)該光センサの計測値により、予め設定された光分散担体の光強度の設定値となるように、前記放電ランプへの電流値及び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32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61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75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:50μm)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100mm×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94Aから50Aの安定点灯電流範囲内において光強度200μE・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、200μE・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35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25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、光分散担体の上端受光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
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a light simulating the change in light intensity of sunlight that can improve the efficiency, quality, operability, etc. in research, development, and production that require light such as photosynthesis reaction and photochemical reaction. Or a light source device capable of stably supplying light of an arbitrary intensity. In particular, the present invention relates to a light source device capable of simulating good sunlight for use in research of photosynthesis organisms and device development using sunlight.
[0002]
[Prior art]
In the study of photosynthesis and the development of photosynthesis culture devices, various studies are conducted by experiments using sunlight or artificial light. For example, there are studies on effects on culture characteristics such as culture solution temperature, CO 2 concentration, medium component, culture solution pH, cell concentration, irradiation area, reactor structure, control method, and the like. At that time, it was relatively easy to use a constant light intensity with a light source device using artificial light, but depending on the type of light source device, the light intensity might attenuate with long-term use. . Moreover, since sunlight is natural light, it was difficult to reproduce the same irradiation conditions.
[0003]
In the conventional method, incandescent bulbs and fluorescent lamps are used as light sources that are easily used, and they are placed on the outer surface of a transparent tank of a culture reactor, or placed in a reactor tank in a transparent protective tube. It is used. However, in all cases, the light intensity was relatively weak, and it was difficult to adjust the light intensity with a fluorescent lamp, and the operability was poor.
[0004]
As other light source devices, discharge lamps such as a xenon lamp, a sodium lamp, a metal halide lamp, and a mercury lamp are known. In particular, xenon lamps are often used because the wavelength characteristic of visible light is close to that of sunlight, and the responsiveness is good and a strong light intensity can be obtained.
[0005]
These discharge lamps have an advantage that the light intensity can be changed according to the amount of current, but in order to be lit, it is necessary to energize more than a certain current value, and it is difficult to use weak light. Further, there are problems that the arc becomes unstable near the lighting current value, the light intensity varies, and the light is turned off. Although it is known to use a neutral density filter to reduce the light intensity, there is a problem that the light intensity decreases as a whole.
[0006]
In addition, the discharge lamp may be worn with the generation of an arc in the discharge lamp, and even when the current value is controlled to be constant, the luminous flux gradually decreases, and in the worst case, it may not be lit. Generally, it is said that it is necessary to replace the light beam when the light intensity is reduced by 20 to 30% from the initial light intensity or when it is not lit.
[0007]
For this reason, even if constant current control is performed, the supplied light intensity gradually decreases, causing experimental errors, and in order to avoid this, it is necessary to frequently measure the light intensity and change the set current value. And operability was bad.
[0008]
Therefore, it is considered that the light intensity may be measured and controlled so that this value becomes constant. However, since the discharge lamp has a high light intensity, it exceeds the measurement range of the optical sensor, or if it is directly measured by the optical sensor, an error due to the sensor history occurs, so that accurate measurement is difficult. Although it is possible to measure the light intensity of the discharge lamp with a pin fall, in that case the measurement accuracy is poor and the light intensity in the synthetic culture apparatus is several μE · m −2 · s −. It was difficult to control with an accuracy of 1 .
[0009]
In the case of a discharge lamp, if lighting and extinguishing are repeated, the life of the discharge lamp may be significantly reduced due to arc shock during lighting. On the other hand, sunlight is frequently blocked by clouds from several times to several hundred times or more per day except for a perfect sunny day. For this reason, when trying to simulate sunlight with a conventional discharge lamp, the discharge lamp may be consumed in large quantities.
[0010]
JP-A-7-289237 proposes a culture vessel for photosynthetic microorganisms using a cold cathode fluorescent lamp tube with an inverter and capable of dimming the light intensity independently. However, this publication does not describe a specific description of the light intensity related to light control. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-306201 proposes a pseudo-sunlight irradiation device that removes a spectral component in a desired wavelength region from the emission spectrum of a xenon short arc lamp. However, the purpose of the pseudo-sunlight irradiation apparatus of the publication is related to the reproduction of the spectrum distribution of natural sunlight, and no specific description of the light intensity related to light control is described.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present invention can improve the efficiency, quality, operability, etc. in research, development, and production that require light such as photosynthesis reaction and photochemical reaction, that is, change the light intensity of sunlight. Provided is a light source device capable of stably supplying simulated light or light of an arbitrary intensity. In particular, an object of the present invention is to provide a light source device that can simulate sunlight well for use in research of photosynthesis organisms and device development using sunlight.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the light source device of the present invention includes:
(1) A light source unit having a discharge lamp in which the intensity of light applied continuously changes depending on the amount of current supplied ;
(2) a power supply unit for supplying power to the discharge lamp of the light source unit;
(3) A dimming unit having a neutral density filter for stepwise dimming the light emitted from the light source unit;
(4) An irradiating unit having a light dispersion carrier for irradiating light modulated by the light modulating unit by light scattering,
(5) a light sensor fixed so that the light scattering portion of the upper end light receiving portion of the light dispersion carrier and the light sensitive portion of the light sensor coincide with each other; and
(6) By changing the current value to the discharge lamp and the dimming rate of the neutral density filter so as to be a preset value of the light intensity of the light dispersion carrier by the measurement value of the photosensor , Measurement / control unit for controlling the light intensity of the light-dispersed carrier irradiation surface,
It is characterized by having.
[0013]
According to the light source device of the present invention, the light intensity irradiated from the light sensor arranged in the light scattering portion of the light dispersion carrier in the light irradiation portion is actually measured, and using this value, the filter and the artificial light source having different attenuation rates are measured. By controlling the current value, the light intensity can be controlled over a wide range from low light intensity to high light intensity including zero light intensity.
[0014]
The sun can be used as the light source instead of the artificial light source. In this case, the power supply unit is not particularly necessary, and preset light can be stably supplied.
[0015]
The light source device of the present invention is used for general purposes when simulated light of sunlight is required, or when arbitrary light is stably required, such as research, development, and production where light such as photochemical reaction is indispensable In particular, it can be used as a light source device that can simulate sunlight well for use in research of photosynthetic organisms and device development of photosynthesis reaction by sunlight.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram of a light source device showing an embodiment of the present invention. The light source device of the present invention comprises a light source unit 1, a power source unit 2, a light control unit 3, a light transmission unit 4, a cooling unit 5, an irradiation unit 6, a measurement / control unit 7, and a photoreactor unit 8. .
[0017]
The light source unit 1 includes a discharge lamp 12, a condensing reflecting mirror 13 that collects and reflects light from the discharge lamp 12, and a main configuration of a lamp house 11 that houses the discharging lamp 12 and the condensing reflecting mirror 13. It consists of parts. The discharge lamp 12 is connected to the power supply device 10 of the power supply unit 2. Examples of the discharge lamp 12 include a xenon lamp, a sodium lamp, a metal halide lamp, and a mercury lamp.
[0018]
The dimming unit 3 is for dimming the light from the light source unit 1, and is composed of a dimming filter 31 and a dimming filter 32, which are a heat insulating filter and a wavelength adjusting filter.
[0019]
The neutral density filter 32 may be configured to be exchangeable with a plurality of filters having different attenuation ratios. Preferably, the filter is composed of a total of three or more filters, one with a light attenuation rate of 0%, one with 100%, and one or more with a value between 0 and 100%. The However, the neutral density filter 32 having a dimming rate of 0% may be a blank dummy filter with nothing. Further, the neutral density filter 32 having a dimming rate of 100% may be a light shielding plate that does not transmit light. As the neutral density filter 32, a neutral density filter 32 made of glass or a small aperture formed in a metal plate can be used. The neutral density filters 32 having different dimming rates are arranged in a circular shape, a row shape, and a stacked shape, and the desired neutral density filter 32 is passed through the optical path by an existing driving device such as a servo motor, an actuator, or an electromagnet. It is preferable to move to.
[0020]
The light transmission unit 4 includes a light transmission main body 42 such as an optical fiber or an optical duct having a light transmission incident part 41 and a light transmission emission part 43 at both ends. In addition, the cooling unit 5 has a structure in which cooling air is blown to the light source unit 1, the light control unit 3, and the light transmission incident unit 41 to remove heat. The light transmission emitting part 43 is connected to the upper end light receiving part of the light dispersion carrier 61 constituting the irradiating part 6 by a connecting jig 73. The connection jig 73 is provided with an optical sensor mounting hole, and the optical sensor 71 is mounted.
[0021]
FIG. 2 is an internal view of the inside of a connection jig 73 for connecting the light transmission emitting portion 43 and the light dispersion carrier 61. As shown in FIG. 2, the light-sensitive portion 72 of the optical sensor 71 is adjusted and fixed so as to exactly coincide with the upper light-scattering slit portion 62 among the light-scattering slits provided on the entire light dispersion carrier 61. ing. In FIG. 2, the light scattering slit portion 62 is shown as a band-shaped slit, but it may be a circular slit combined with the light-sensitive portion 72 of the optical sensor 71.
[0022]
In addition, the optical transmission main body 42 may be branched in the middle, and there may be a plurality of the optical transmission emitting units 43 and the irradiation units 6. An optical sensor 71 may be provided.
[0023]
The optical sensor 71 and the measurement / control unit 7 are connected so that the light intensity measured by the optical sensor 71 becomes input information to the measurement / control unit 7 that controls the average light intensity of the irradiation surface of the light dispersion carrier 61. Has been.
[0024]
On the other hand, in the measurement / control unit 7, a sunlight tracking direct light sensor 74 is installed outdoors, and the light intensity measurement signal obtained by the sunlight tracking direct light sensor 74 is transmitted from a keyboard, The signal is input to the control computer 76 together with a signal from the input device 75 based on various media. Further, the output signal of the control computer 76 is a filter of a discharge lamp current control circuit (not shown) for controlling the power supply device 10 of the power supply unit 2, and a neutral density filter 32 for controlling the dimming unit 3. It is connected to a drive control circuit (not shown).
[0025]
The sunlight tracking direct light optical sensor 74 is not necessarily installed at the same place as the light source device. Data regarding light intensity may be transmitted from a remote place via a communication circuit, or once stored in a recording medium may be used via the input device 75. Note that the input device 75 can also handle arbitrary values and light measurement data of the past and each place.
[0026]
Examples of the light sensor 71 and the sunlight tracking direct light sensor 74 include an optical quantum meter, a radiometer, and an illuminometer. Moreover, not only direct light but sunlight may measure total sky light according to the necessity of experiment, and you may use this.
[0027]
The light dispersion carrier 61 of the irradiation unit 6 is attached to the photoreactor unit 8. For example, the photoreactor unit 8 is a photosynthetic culture tank or a photochemical reaction device, but this is not limited in the present invention, and any device or tester that requires light may be used. In the light source device of FIG. 1, the shape of the light dispersion carrier 61 and the connection jig 73 is expressed as a flat shape, but may be a columnar shape, a cylindrical shape, a tapered plate shape, or the like.
[0028]
Next, the operation of the light source device of FIG. 1 will be described in detail. In FIG. 1, when the set current is supplied from the power supply unit 2, the discharge lamp 12 is turned on, and the generated artificial light is condensed on the end surface of the light transmission incident unit 41 by the condensing reflecting mirror 13. The At this time, the infrared component is cut from the wavelength of the artificial light or the spectrum is adjusted so as to have a wavelength spectrum in the visible light range by the action of the heat insulating filter or the wavelength adjusting filter as the dimming filter 31 provided in the optical path. The
[0029]
Further, the light intensity is adjusted stepwise between 0% and 100% according to the attenuation rate of the selected filter by the action of the neutral density filter 32 provided in the optical path. Here, the setting control of the current amount of the discharge lamp 12 and the drive control of the neutral density filter 32 are performed by a method described later.
[0030]
In addition, since the light transmission incident part 41 of the light source part 1, the light control part 3, and the light transmission part 4 each generate | occur | produces the heat rise accompanying lighting of the discharge lamp 12, and strong temperature permeation | transmission and irradiation generate | occur | produce, It is necessary to remove heat by blowing air from the cooling unit 5.
[0031]
By using an optical transmission function such as an optical fiber or an optical duct, it is possible to transmit the light incident on the optical transmission incident unit 41 to the optical transmission emitting unit 43. In addition, it is possible to directly focus the discharge lamp 12 on the upper incident surface of the light dispersion carrier 61 without using the light transmission unit 4, and the light transmission efficiency is high. However, it is preferable to use an optical fiber for operability and safety.
[0032]
As the light dispersion carrier 61, for example, a light dispersion carrier such as a light-emitting carrier having a light incident end face as shown in JP-A-8-262232 and an irradiation surface of a patterned light scattering portion is used. Can do.
[0033]
The connecting jig 73 has a function of optically and mechanically connecting the light transmission emitting portion 43 and the light dispersion carrier 61, and a light scattering slit portion in which the light sensing portion 72 of the light sensor 71 is provided in the light dispersion carrier 61. It has the function to make it correspond to 62 firmly and to be able to always measure the light in this part stably. Further, the light of the light dispersion carrier 61 is prevented from leaking to the outside, and conversely, the light is prevented from entering the light dispersion carrier 61 from the outside, and the measurement value of the light sensor 71 is not given an error.
[0034]
The light emitted from the light transmission emitting unit 43 is irradiated from the light dispersion carrier 61 into the photoreactor unit 8. At this time, the optical sensor 71 can measure the light scattered light of the light dispersion slit portion 62. The relationship between the measured light intensity using the optical sensor 71 and the average light intensity of the light dispersion carrier 61 (or if the light transmission main body portion 42 is branched and there are a plurality of light transmission emitting portions 43, all the connected light sources are connected). The relationship between the average light intensity of the light dispersion carrier 61 and the inside and outside of the photoreactor unit 8 is obtained in advance so that the control computer 76 receives the signal of the light sensor 71 and receives the average of the light dispersion carrier 61. It becomes possible to perform setting control of the current amount of the discharge lamp 12 and drive control of the neutral density filter 32 so that the light intensity becomes a desired set value.
[0035]
【Example】
[Example 1] Example of control using current value and neutral density filter In Example 1, the light source device of the present invention shown in Fig. 1 is used, and a 2.5 kW xenon discharge lamp is used as the discharge lamp. The transmission part used a multicomponent optical fiber fiber (single fiber diameter: 50 μm) with a bundling diameter of 25 mmφ × length 5000 mm, and the irradiation part used a glass light dispersion carrier of length 1200 mm × width 100 mm × thickness 30 mm. By changing the discharge lamp current amount and the neutral density filter, the result of controlling the light intensity to an arbitrary value is shown. The horizontal axis indicates the current amount (A), and the vertical axis indicates the light intensity (μE · m −2 · s FIG. 3 shows a graph obtained by taking 1 ).
[0036]
The mark ● in FIG. 3 indicates the average light intensity of the light dispersion carrier when using a filter with a light attenuation rate of 0%. The light intensity is 200 μE · m −2 · s within a stable lighting current range from 94 A to 50 A. −1 to 70 μE · m −2 · s −1 . In the same manner, a filter with a light attenuation rate of 50% is indicated by a circle, a filter with a light attenuation rate of 80% is indicated by a triangle, and a filter with a light attenuation rate of 100% is indicated by a square. as described above, including the overlapping light intensity, up to the weak light intensity from 200μE · m -2 · s -1 to about 13μE · m -2 · s -1, to be set in a stable lighting state It was possible.
[0037]
Furthermore, it was possible to make the light intensity zero even with the discharge lamp turned on by the filter having a light attenuation rate of 100%. Note that the current amount when the light attenuation rate is 100% can be set from 50 A to 94 A. However, a smaller current amount is preferable in terms of heat removal and power reduction.
[0038]
In Example 1, since the attenuation rate of the neutral density filter was 80%, about 13 μE · m −2 · s −1 was the minimum value of the light intensity current setting. Can be easily handled by replacing or adding a neutral density filter with a further increased attenuation factor.
[0039]
Note that if the light intensity of the optical sensor is apparently weak due to an unexpected failure such as damage to the optical fiber, there is a possibility of abnormal control that attempts to increase the light intensity of the light source. For this reason, it is advisable to take safety measures such as detecting an abnormal state from the relationship between the set value and the light intensity of the optical sensor and the attenuation rate of the discharge lamp light amount in normal use.
[0040]
According to the light source device of the first embodiment, it is possible to stably use weak light that cannot be obtained by a conventional discharge lamp. Moreover, even if it is not turned off, it is possible to make it the same state as turned off, and an effect of preventing the shortening of the discharge lamp life due to arc shock at the time of lighting was obtained. In addition, in the conventional light source device, a strong current is temporarily required for arc formation at the time of lighting, so that the strong light intensity may continue for a while, and it is in a state where light control is not possible, of course, such as photosynthetic culture Although the influence on the experiment may be a problem, the light source device of Example 1 did not have such a problem.
[0041]
[Example 2, Comparative Example 1]
FIG. 4 shows the comparison between the second embodiment using the light source device of the present invention and the first comparison example using the light source device having the same configuration as that of the second embodiment, except that a light sensor, a control computer, and a neutral density filter are not present. , Comparing the time course of light intensity at the center point of the light dispersion carrier, with the horizontal axis representing the lighting time (hours) and the vertical axis representing the light intensity (μE · m −2 · s −1 ) Show.
[0042]
Here, the present Example 2 and Comparative Example 1 use 2.5 kW xenon discharge lamps having the same specifications, and the optical transmission part has a bundling diameter of 25 mmφ × length of 2000 mm for a multicomponent optical fiber (single fiber diameter: 50 μm). In the irradiation part, an acrylic light dispersion carrier of 900 mm long × 100 mm wide × 30 mm thick was used. In Example 2, a filter with a light attenuation rate of 0% is used, and Comparative Example 1 is a light source device without a light attenuation filter. In Comparative Example 1, the current value of the power supply device was controlled to be constant. On the other hand, in Example 2, the initial setting input is performed from the keyboard so that the light intensity is the same as that of Comparative Example 1, and then the current is measured so that the light intensity measured by the optical sensor installed on the light dispersion carrier is constant. The value was automatically controlled. The relationship between the lighting time of the xenon discharge lamps of Example 2 and Comparative Example 1 thus obtained and the light intensity at the center point of the light dispersion carrier is shown in the graph of FIG.
[0043]
As shown in FIG. 4, in Comparative Example 1 indicated by a circle, a decrease in light intensity considered to be a consumption of the discharge lamp was observed, but in this Example 2 indicated by a circle, a stable light intensity was confirmed. It was. As described above, according to the second embodiment, the experiment accuracy is improved by supplying light with a stable light intensity, and it is not necessary to change the set current value by the light intensity measurement that has been frequently performed so far. The work efficiency of experiments etc. has improved. In the second embodiment, a filter having a dimming rate of 0% is used in comparison with Comparative Example 1. However, this stable light controllability can be obtained in the same manner even when other dimming filters are used.
[0044]
As described above, the results and effects confirmed in Example 1 and Example 2 are a wide range of light from weak light intensity to strong light intensity, including zero light intensity, which was substantially difficult with the conventional light source device. Intensity control is measured using a light intensity measurement mechanism consisting of a light scattering part of a light dispersion carrier and a light sensor in the irradiation part, and this value is used to control a filter with a different light attenuation rate and a current value. It became possible for the first time. As will be described later, the control accuracy of the light dispersion carrier was controlled to an accuracy of several μE · m −2 · s −1 . Next, examples relating to simulated sunlight are shown below.
[0045]
[Example 3] Example of control by simulated light of sunlight The measurement results of the temporal change in light intensity with a photon meter for direct light in one day are shown as graphs in FIGS. 5A and 5B. FIG. 5A shows an example of measurement on a clear day around 35 degrees north latitude on August 24, 1997, which was stable with few clouds. FIG. 5B is an example of measurement at the same point on August 25, 1998 when the light intensity varies due to clouds. These measured values are averaged by a control computer at intervals of 15 minutes and are shown as graphs in FIGS. 6A and 6B, and averaged at intervals of 60 minutes as graphs in FIGS. 7A and 7B. As described above, the measurement value of the light intensity can be averaged at intervals of 15 minutes or 60 minutes. By using these measured values and averaged processing values, and determining the relationship between the light intensity of both solar and light-dispersing carriers, the simulated solar light is used as the photoreactor unit. It became possible to supply.
[0046]
In addition, these measured values and averaged values can be called from the input device or stored in the control computer and used repeatedly.
[0047]
In addition, by averaging the light intensity measurement values of sunlight, the number of times that the neutral density filter is driven can be reduced or the solar light intensity curve can be modeled within a range that does not affect the culture characteristics of the photosynthetic culture. It has become possible.
[0048]
Example 4
The light intensity of sunlight is measured in advance using a sunlight tracking direct light sensor located at a location different from the light source device, and the obtained light intensity measurement value is averaged to average the light intensity. The light source device was operated and controlled under the same device configuration as that of Example 2 using the light processing value as the light source control setting value. FIG. 8 is a graph comparing the set value of the light intensity of the light dispersion carrier set in advance in this way with the measured value of the light sensor mounted on the light scattering portion above the light dispersion carrier. According to FIG. 8, as a result, it was confirmed that the measurement control was stably performed within the accuracy of 1 to 2 μE · m −2 · s −1 with respect to the set value.
[0049]
【The invention's effect】
The light source device of the present invention is used for general purposes when simulated light of sunlight is required, or when arbitrary light is stably required, such as research, development, and production where light such as photochemical reaction is indispensable In particular, it can be used as a light source device that can simulate sunlight well for use in research of photosynthetic organisms and device development of photosynthesis reaction by sunlight.
[0050]
According to the light source device of the present invention, the light intensity irradiated from the light sensor arranged in the light scattering portion of the light dispersion carrier in the light irradiation portion is actually measured, and using this value, the filter and the artificial light source having different attenuation rates are measured. By controlling the current value, the light intensity can be controlled over a wide range from low light intensity to high light intensity including zero light intensity.
[0051]
In the conventional light source device, it was difficult to cope with the decrease in light intensity considered to be the consumption of the discharge lamp. However, the light source device of the present invention can supply light with high accuracy and stable light intensity. Further, the change of the set current value by the light intensity measurement that has been frequently performed until now is not required in the light source device of the present invention, and the working efficiency of experiments and the like is improved.
[0052]
According to the light source device of the present invention, it is possible to supply simulated sunlight to the photoreactor unit by obtaining the relationship between the light intensities of both the sunlight and the light dispersion carrier on the premise of transmission use. Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a light source device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an internal view of the inside of a connection jig for connecting a light transmission emitting part and a light dispersion carrier.
FIG. 3 is a graph showing a result of controlling to obtain an arbitrary light intensity by changing a discharge lamp current amount and a neutral density filter;
4 is a graph comparing the light intensity time course at the center point of the light dispersion carrier of the light source device of Example 2 and the light source device of Comparative Example 1. FIG.
FIG. 5 is a graph showing the measurement results of the temporal change of light intensity by a direct light photon meter on a single day (a fine day and a cloudy day).
6 is a graph showing the result of averaging the measured values of FIG. 5 at 15-minute intervals by a control computer.
7 is a graph showing the result of averaging the measured values in FIG. 5 at 60-minute intervals by a control computer.
FIG. 8 is a graph comparing a preset value of light intensity of a light dispersion carrier with a measurement value of a light sensor attached to a light scattering portion of an upper light receiving portion of the light dispersion carrier.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source part 2 Power supply part 3 Light control part 4 Light transmission part 5 Cooling part 6 Irradiation part 7 Measurement / control part 8 Photoreactor part 10 Power supply device 11 Lamp house 12 Discharge lamp 13 Reflecting mirror 31 Light control filter 32 Reduction Optical filter 41 Optical transmission incident section 42 Optical transmission main body section 43 Optical transmission exit section 61 Optical dispersion carrier 62 Optical scattering slit section 71 Optical sensor 72 Photosensitive section 73 Connection jig 74 Photosensor 75 for direct sunlight tracking light Input device 76 Control computer

Claims (6)

(1)供給する電流量により照射する光強度が連続的に変化する放電ランプを有する光源部、
(2)該光源部の放電ランプへ電力を供給する電源部、
(3)該光源部で照射された光をステップ的に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)該光分散担体の上端受光部の光散乱部位と光センサの光感受部が一致するように固定された光センサ、及び、
(6)該光センサの計測値により、予め設定された光分散担体の光強度の設定値となるように、前記放電ランプへの電流値及び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。
(1) A light source unit having a discharge lamp in which the intensity of light applied continuously changes depending on the amount of current supplied ;
(2) a power supply unit for supplying power to the discharge lamp of the light source unit;
(3) A dimming unit having a neutral density filter for stepwise dimming the light emitted from the light source unit;
(4) An irradiating unit having a light dispersion carrier for irradiating light modulated by the light modulating unit by light scattering,
(5) a light sensor fixed so that the light scattering portion of the upper end light receiving portion of the light dispersion carrier and the light sensitive portion of the light sensor coincide with each other; and
(6) By changing the current value to the discharge lamp and the dimming rate of the neutral density filter so as to be a preset value of the light intensity of the light dispersion carrier by the measurement value of the photosensor , Measurement / control unit for controlling the light intensity of the light-dispersed carrier irradiation surface,
A light source device comprising:
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。An optical transmission unit that transmits the light that has been modulated to an irradiation unit, a cooling unit that supplies a cooling medium to a heating part, and a photoreactor unit that uses light irradiated from the irradiation unit. 1. The light source device according to 1. 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。The attenuating filter has a total of 3 or more attenuating filters, one with a dimming rate of 0%, one with 100%, and one or more with a value between 0 and 100%. The light source device according to claim 1, comprising: 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。The means for changing the light attenuation rate of the light attenuation filter is arranged such that a plurality of light attenuation filters having different light attenuation rates are arranged in a circular shape, a row shape, or a product shape, and can be exchanged with light attenuation filters having different light attenuation rates. The light source device according to claim 1, wherein an arbitrary neutral density filter can be positioned in the optical path by the driving device. 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。The light source device according to claim 1, wherein the neutral density filter is a neutral density filter made of glass, or a neutral density filter in which small holes are uniformly formed in a plate. 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。The preset value of the light intensity of the light dispersion carrier is data obtained from a sunlight sensor, arbitrary data of a data input device, or data obtained by averaging these data. The light source device according to claim 1.
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