JP4136126B2 - Simulated solar irradiation lamp automatic changer - Google Patents

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Description

【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。
【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。
【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。
【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13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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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L3)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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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12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。
【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。
【0020】
なお、本実施形態では、キセノンランプ11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13A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。
【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。
【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。
【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22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。
【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Xref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。
【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。
【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Href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。
【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。
【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。
【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。
【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11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。
【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35,35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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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/cm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/cmの光量が得られるように基準値を設定する。
【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50mW/cm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の光量基準値がそれぞれ設定される。
【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。
【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12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。
【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。
【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25,29、基準値設定器24,28、制御量演算器26,30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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図2】 光量制御装置の要部構成を示すブロック図である。
【図3】 ハロゲンランプの位置決め装置の平面図である。
【図4】 ハロゲンランプの位置決め装置の正面図である。
【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。
【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。
【符号の説明】
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、 14…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
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a simulated sunlight irradiation lamp automatic replacement device, and more particularly to a simulated sunlight irradiation lamp automatic replacement device capable of maintaining the light quantity and spectral distribution of irradiation light as desired over a long period of time.
[0002]
[Prior art]
As is well known, the pseudo-sunlight irradiation device is a light source device that can reproduce the spectral distribution of natural sunlight with high accuracy. For example, the performance measurement of various solar energy utilization devices such as photoelectric conversion characteristics of solar cells. Or used for accelerated aging tests.
[0003]
An example of a conventional simulated sunlight irradiation device is shown in FIG. In the figure, a xenon short arc lamp (hereinafter simply referred to as “xenon lamp”) 11 has a condensing mirror 15, and an integrating optical system on the optical axis of the xenon lamp 11 condensed by the condensing mirror 15. 14 is arranged. An infrared reflective cold filter 13 is disposed 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 reflective cold filter 13 reflects infrared light and transmits visible light and ultraviolet light.
[0004]
An incandescent filament lamp (hereinafter simply referred to as “incandescent lamp”) 12 also has a condenser mirror 16. The light from the incandescent lamp 12 is projected onto the surface of the infrared reflective cold filter 13 on the integrating optical system 14 side, 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, visible and ultraviolet component light passes through the infrared reflective cold filter 13. Thus, the light from the incandescent lamp reflected by the infrared reflective cold filter 13 and the light from the xenon lamp 11 transmitted through the infrared reflective cold filter 13 are directed coaxially toward the integrating optical system 14. Is done.
[0005]
The light superimposed and mixed by the infrared reflective cold filter 13 and the integrating optical system 14 is evenly dispersed on the irradiated sample 17. The heat absorber 20 functions to absorb infrared and near-infrared component light from the xenon lamp 11 reflected by the infrared reflective cold filter 13. An example of such a pseudo-sunlight irradiation device is described in Japanese Patent Publication No. 5-27921.
[0006]
According to this conventional apparatus, the single infrared reflective cold filter 13 removes infrared and near infrared components from the light of the xenon lamp 11 and extracts the near infrared components from the light of the incandescent lamp 12. Therefore, the configuration can be simplified and miniaturized, and the cost can be reduced.
[0007]
In this conventional apparatus, light from two light sources is used, and a long wavelength side component and a short wavelength side component are extracted and added by a single filter. Therefore, even if the filter characteristics of the infrared reflection type cold filter 13 slightly change, there is an advantage that the spectrum distribution of the finally obtained output light does not change so much. For this reason, the tolerance with respect to the filter characteristic of the infrared reflective cold filter 13 becomes large, and the manufacturing cost can be reduced.
[0008]
An example of the combined spectrum distribution by this conventional apparatus is shown in FIG. In the figure, a curve L1 is a spectral distribution characteristic curve obtained by removing components on the longer wavelength side from the near infrared in the light of the xenon lamp 11, and a curve L2 is visible light in the incandescent lamp 12 and It is a spectrum distribution characteristic curve from which the ultraviolet component has been removed. A curve L3 is an overall spectral distribution characteristic curve when the curves L1 and L2 are superimposed or mixed. The solid line curve L4 shows the spectral distribution characteristics of natural sunlight for comparison.
[0009]
From FIG. 6, if the xenon lamp light (curve L1) from which the longer wavelength component is removed from the near-infrared component and the incandescent lamp light (curve L2) from which the visible light and ultraviolet components are removed are superimposed or mixed. It can be seen that a spectrum distribution (curve L3) that closely approximates the spectrum distribution of natural sunlight (curve L4) is obtained, and that irregular peak groups in the near-infrared region can be reduced.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional apparatus has the following problems. That is, incandescent lamps and xenon lamps have different lifetimes. For example, the life of a halogen lamp as an incandescent lamp is as short as about 1/10 of the life of a xenon lamp. As an example, the halogen lamp was replaced when the lighting time exceeded 50 hours. Such a halogen lamp replacement operation in such a short time is very troublesome per se. Further, every time the halogen lamp is replaced, the operation of adjusting the lamp position and the xenon in order to maintain the spectrum at a desired value. Adjustment work is required to adjust the ratio of the amount of light to the lamp.
[0011]
In addition, since the light intensity of the halogen lamp has been reduced until the end of its life, the ratio of the light intensity of the halogen lamp and the xenon lamp gradually deviates from the desired value, and it is difficult to maintain a stable spectral distribution. There is a point. Conventionally, the adjustment of the light quantity ratio accompanying the reduction in the light quantity of the halogen lamp has been performed only at the time of replacing the halogen lamp. Therefore, there is a possibility that the spectral distribution may be different from that at the time of replacement, particularly near the life of the halogen lamp.
[0012]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a pseudo-sunlight irradiation lamp automatic replacement device that facilitates replacement of an incandescent lamp and that can always obtain irradiation light having a stable spectral distribution. .
[0013]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in the present invention, a xenon lamp, an incandescent lamp, and filter means for removing a near infrared component from the emission spectrum of the xenon lamp and extracting a near infrared component from the emission spectrum of the incandescent lamp. In the simulated sunlight irradiation apparatus, a plurality of condensing mirrors for condensing the light of the incandescent lamp and a plurality of the incandescent lamps are arranged radially at a predetermined interval, and one of the incandescent lamps is used as light of the condensing mirror The turntable positioned on the axis and the incandescent lamp positioned on the optical axis at one end are positioned at a predetermined position near the focal point of the condenser mirror, and all the incandescent lamps are collected at the other end. A drive that reciprocates the turntable along the optical axis with a sloke that is set to retract to a position that can rotate in the rotation direction of the turntable without interfering with a mirror. There is a first feature in that comprising a stage.
[0014]
Further, according to the present invention, the stroke is set so that, at one end, the incandescent lamp is biased to a predetermined position ahead of the focal point of the condenser mirror, and the incandescent lamp with respect to a preset reference value of the light quantity A second feature is that the position of the incandescent lamp with respect to the focal point of the condenser mirror is changed by energizing the driving means so that the deviation of the light amount approaches zero.
[0015]
Further, the present invention is characterized in that the current supplied to the xenon lamp is changed so that the deviation of the light quantity of the xenon lamp from the reference value of the light quantity of the xenon lamp with respect to a preset reference value of the light quantity approaches zero. There are three features.
[0016]
According to the first feature, the plurality of incandescent lamps on the turntable are positioned on the optical axis, and the incandescent lamp positioned on the optical axis is further positioned at one end of the stroke along the optical axis. It can be positioned in the vicinity of the focal point of the condenser mirror.
[0017]
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 quantity at that position is smaller than the maximum light quantity. During operation, the amount of deviation is reduced to change the amount of light so that there is no deviation from the reference value. Therefore, the light quantity reduction accompanying the 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 amount control of the incandescent lamp.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing a configuration of a simulated solar light irradiation apparatus according to an embodiment of the present invention, and the same reference numerals as those in FIG. 5 denote the same or equivalent parts. In FIG. 1, a turntable 1 is provided so as to be rotatable about a shaft 1a, and a plurality of halogen lamps 12 as incandescent lamps are mounted on the turntable 1. A motor 2 that drives the shaft 1a of the turntable 1 is supported by a frame 3, and when the motor 2 is energized, the turntable 1a rotates in the direction of arrow A. The frame 3 is provided by a guide rail, which will be described later, so as to be able to reciprocate in the direction of arrow B (the optical axis direction of the condensed halogen lamp 12), and is the same by a feed screw (ball screw) 5 driven by a motor 4. Moved in the direction. The guide rails and the bearings 6 and 6 of the ball screw 5 are attached to a base 7.
[0019]
A xenon lamp 11 having an optical axis aligned with the optical axis of the halogen lamp 12 is provided. The xenon lamp 11 and the halogen lamp 12 are energized and turned on by a DC or AC power source (not shown). The xenon lamp 11 and the halogen lamp 12 are provided so as to face the condensing mirrors 15 and 16 from the top holes of the bowl-shaped condensing mirrors 15 and 16 including a rotating quadratic curved surface. , 12 are collected by the condenser mirrors 15 and 15 and projected onto the infrared transmission 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 such that the emission intensity (or light quantity) becomes a preset reference value, as will be described later. Be controlled.
[0020]
In this embodiment, since the arrangement relationship between the xenon lamp 11 and the halogen lamp 12 is opposite to that in the example of FIG. 5, the light component on the short wavelength side is reflected instead of the infrared reflective cold filter 13. An infrared transmissive cold mirror 13A that reflects the light component on the ultra-wavelength side is disposed. However, the same arrangement relationship as in the case of FIG. Light from the halogen lamp 12 that has passed through the infrared transmissive cold mirror 13A and light from the xenon lamp 11 that has been reflected by the infrared transmissive cold mirror 13A are directed to the integrating optical system 14.
[0021]
Behind the integrating optical system 14 (right side in FIG. 1), the light superimposed and mixed by the integrating optical system 14 is separated into light for irradiating a sample to be irradiated (not shown) and light for detecting the light amount. A beam splitter 8 is provided. That is, of the light emitted from the integrating optical system 14, the light transmitted through the beam splitter 8 is irradiated onto the irradiated sample, 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 optical system 14 is directed toward the light irradiation sample, and the remaining 8% is directed downward.
[0022]
An infrared transmissive cold mirror 9 as wavelength selection means is provided in the direction of light for detecting the light quantity, and a xenon lamp 11 from which light components on the short wavelength side, that is, infrared and near infrared components are removed. The light of 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]
A xenon lamp light quantity sensor 18 and a halogen lamp light quantity sensor 19 are provided on the base 10 (which may be integrated with the base 7). 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 a bandpass filter that allows light in the range of 400 to 500 nm, for example, and the optical filter 22 is a bandpass filter that passes light in the range of, for example, 900 to 1000 nm. These band filters 20 and 22 are provided to adjust the band corresponding to the output characteristics of the photocells 21 and 23 with respect to the wavelength.
[0024]
Next, the light quantity control device of the simulated solar device having the above configuration will be described. FIG. 2 is a block diagram showing functions of the light quantity control device. The xenon lamp 11 and the halogen lamp 12 are controlled separately. The light quantity control function of the xenon lamp 11 will be described. The reference value setting unit 24 is, for example, a variable resistor for setting the reference value (or target value) Xref of the light amount of the xenon lamp 11 (a method for setting the reference value will be described later). The output signal of the photocell 21 of the xenon sensor 18 as the second light quantity measuring means is input to the subtractor 25 and compared with the reference value Xref set in the reference value setter 24, and the photocell corresponding to the reference value Xref. The deviation dX of the 21 output signals is calculated. As the subtracter 25, for example, a differential amplifier can be used.
[0025]
Based on the deviation dX, the control amount calculator 26 performs an appropriate calculation such as PID (proportional / integral / differential calculation), and generates a control command CX. The control command CX is supplied to the current controller 27 and controls the current value supplied to the xenon lamp 11 so that the deviation dX becomes zero.
[0026]
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 the reference value (or target value) Href of the light quantity of the halogen lamp 12 (a method for setting the reference value will be described later). The output signal of the photocell 23 of the halogen sensor 19 as the first light quantity measuring means is input to the subtractor 29 and compared with the reference value Href set in the reference value setter 28, and the photocell for the reference value Href is compared. A deviation dH of the output signal 23 is calculated. As the subtracter 29, for example, a differential amplifier can be used.
[0027]
Based on the deviation dH, the control amount calculator 30 performs an appropriate calculation such as PID (proportional / integral / differential calculation), and generates 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 amount of light 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 (infrared transmitting cold mirror 13A side) or backward. Keep it.
[0028]
Then, as the amount of light decreases as the lighting time elapses, the halogen lamp 12 is moved forward or backward to bring the position closer to the focal point. As a result, of the light emitted from the halogen lamp 12, the amount of light of the near-infrared component extracted by the infrared transmission cold mirror 13A is incident on the integrating optical system 14 and reaches the irradiated sample. The amount of light returns to the value when the lamp was replaced.
[0029]
In this way, the irradiated sample is stably irradiated with simulated sunlight having a spectral distribution very close to that of natural sunlight, as indicated by a curve L3 in FIG. 6, for example.
[0030]
Next, the replacement / positioning mechanism of the halogen lamp 12 will be described. 3 is a plan view of the halogen lamp positioning device, FIG. 4 is a front view, and the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or equivalent parts. In both figures, the turntable 1 is attached to a shaft 1a by bolts 32, and ten halogen lamps 12 having optical axes aligned with virtual lines extending radially from the shaft 1a at equal angular intervals are insulated members (for example, (Teak material) 33 is provided. The number of halogen lamps 12 is preferably determined by the life ratio with the xenon lamp 11. Here, the number of halogen lamps 12 is set to 10 on the assumption that the lifetime of the xenon lamp 11 is one-tenth of the lifetime of the xenon lamp 11. Therefore, when other types of incandescent lamps are used, for example, if the lifetime is one sixth of the lifetime of the xenon lamp 11, six incandescent lamps are provided. Thus, 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 ten halogen lamps 12 used at the time of replacement of the xenon lamp 11 are all new at the same time. It is convenient because it only has to be exchanged.
[0031]
The insulating member 33 has a pair of terminals 34 and 34 for supplying power to the halogen lamp 12. The terminals 34 and 34 are configured to be able to supply power by contacting power supply portions 35 and 35 erected on the upper surface of the frame 3 when the turntable 1 stops at a predetermined position. More specifically, each of the power feeding portions 35 and 35 includes a pair of conductive plates 35a and 35b facing each other, and the terminals 34 and 34 are sandwiched between the conductive plates. A power supply cable (not shown) is connected to the power supply units 35 and 35.
[0032]
A guide rail 36 for guiding the frame 3 in the direction of the arrow B is provided on the base 7. The frame 3 is placed on the guide rail 36 via a low friction member such as a roller bearing. Is done. The base 7 is provided with a limit switch 37 that defines the front end position limit of the frame 3 and a limit switch 38 that defines the rear end position limit. Further, a limit switch 39 for detecting the rotational direction position of the turntable 1 is provided above the frame 3. The limit switch 39 outputs a detection signal when the actuator is urged by convex portions (may be concave portions) provided at equiangular intervals around the shaft 1a on the lower surface of the disk 40 protruding from the shaft 1a. The blower 41 is provided for cooling the inside of the housing, particularly the motor 4 when the halogen lamp 12 and the turntable 1 for moving the position are accommodated in the housing.
[0033]
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 of the condenser mirror 16. 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. Further, the halogen lamp 12 is preferably attached to and detached from the turntable 1 by loosening the bolt 32 and removing the turntable 1 from the shaft 1a in a work place with good operability.
[0034]
If the halogen lamp 12 is mounted, the turntable 1 is rotated by the motor 2 and the motor 2 is stopped at the position where the limit switch 39 outputs the detection signal of the convex portion (or concave portion). At this time, the positional relationship between the convex portion (or concave portion) position of the disc 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]
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 3 (the surface on the infrared transmitting cold mirror 13A side) and the limit switch 37 is set so that the position of the halogen lamp 12 is positioned in front of the focal point of the condenser mirror 16. Set it.
[0036]
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 in accordance with an operator instruction by a button device or the like. However, it is desirable that the light amount control of the halogen lamp 12 after the initial setting is completed automatically as described with reference to FIG.
[0037]
Next, the setting procedure of the reference value setters 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 the irradiated sample stage (not shown). For example, a thermopile that converts heat generated by absorbing light into electric power is suitable. Since pseudo-sunlight that approximates natural sunlight of one sun (SUN) in air mass (AM) 1.5G corresponds to a light amount of 100 mW / cm 2 , the light amount ratio of the xenon lamp 11 and the halogen lamp 12 is 1: 1. In this case, the reference value is set so that a light amount of 50 mW / cm 2 can be obtained.
[0038]
First, the xenon lamp 11 and the halogen lamp 12 are individually turned on, and the reference value setter 24 and the reference value setter are set so that the output becomes 50 mW / cm 2 while monitoring the output of the thermopile at that time. 28 is adjusted. In this way, the light quantity reference value of 50 mW / cm 2 is set in the reference value setter 24 and the reference value setter 28, respectively.
[0039]
When the halogen lamp 12 cannot irradiate the amount of light corresponding to the reference value even by adjusting its position, it is determined that the halogen lamp 12 has expired. When the position of the halogen lamp 12 is moved backward to control the light amount to the reference value, the retracting operation of the halogen lamp 12 is continued if the life of the halogen lamp 12 is exhausted and the light amount does not recover to the reference value. . When the rear end of the frame 3 is detected by the limit switch 38, the backward movement of the halogen lamp 12 is stopped and turned off. In this position, the halogen lamp 12 is completely pulled out from the condenser mirror 16, and the turntable 1 can be rotated in order to replace it with the next adjacent halogen lamp 12. When the turntable 1 is rotated and the next halogen lamp 12 is aligned with the optical axis of the condenser mirror 16, the frame 3 is again driven to move the halogen lamp 12 into the condenser mirror 16. The replacement operation of the halogen lamp 12 may be automatically performed as in the initial setting, or may be performed by successive button operations by the operator.
[0040]
As described above, according to the present embodiment, a plurality of halogen lamps 12 having a shorter lifetime than the xenon lamp 11 are attached in advance in consideration of the lifetime of the xenon lamp 11, and the turntable 1 is rotated in order. The frame 3 can be easily exchanged by reciprocating motion. In this way, by replacing the plurality of halogen lamps 12 at a time, it is possible to avoid replacement work involving removal and attachment of the halogen lamps 12 every short time.
[0041]
Further, the decrease in the light amount occurring during the lifetime can be corrected separately for each of the xenon lamp 11 and the halogen lamp 12 in accordance with the reference value of the light amount set first. In addition, individual differences between the individual halogen lamps 12 required when the halogen lamp 12 is replaced are also corrected. Further, the light quantity adjusting mechanism of the halogen lamp 12 can be used together with a moving mechanism for replacing the halogen lamp 12, so that the configuration is not complicated.
[0042]
As will be readily understood by those skilled in the art, the current controller 27, the photocells 21 and 23, the subtractors 25 and 29, the reference value setting units 24 and 28, the control amount calculators 26 and 30, etc. are feedback controlled. A loop is configured. Therefore, it is obvious that the control loop is not limited to the illustrated one, and any appropriate one can be adopted. 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 positions, and may be arranged in any of the light irradiation ranges as long as the bands are limited by the band filters 20 and 23. May be.
[0043]
Furthermore, in this embodiment, in order to control the light amount of the halogen lamp 12, the position of the halogen lamp 12 is changed in the vicinity of the focal point of the condenser mirror according to the reference value of the light amount. However, the light quantity control function for the halogen lamp 12 is not allowed under the condition that the halogen lamp 12 is allowed to be replaced early without using one halogen lamp until the light quantity becomes extremely low near the end of its life. It may be omitted. Even if it does in this way, the frequency | count of replacement | exchange work of the halogen lamp 12 becomes low, and the effect that a work is simplified is achieved.
[0044]
Further, 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. Therefore, the integrating optical system 14 is omitted for applications where a certain amount of uneven irradiation is allowed. May be.
[0045]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, according to the first to seventh aspects of the invention, the replacement work of the incandescent lamp having a short life is not frequently performed, and the efficiency is improved. In particular, according to the second aspect of the present invention, it is possible to automatically compensate for a decrease in light amount within the life of the incandescent lamp. According to the fourth aspect of the present invention, since the ratio of the incandescent lamp and the xenon lamp can be maintained at a preset ratio, it is possible to stably irradiate light having a high spectral distribution. In the invention of claim 6 , when the incandescent lamp reaches the end of its life, the incandescent lamp is automatically retracted from the condenser mirror, so that it is possible to smoothly shift to the next incandescent lamp replacement operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a simulated solar light irradiation apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of a light amount control device.
FIG. 3 is a plan view of a halogen lamp positioning device;
FIG. 4 is a front view of a halogen lamp positioning device.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional simulated sunlight irradiation device.
FIG. 6 is a diagram showing spectral distribution characteristics of synthetic light and natural sunlight obtained by weighting a xenon short arc lamp and an incandescent lamp.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 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 reflective cold Filter, 13A ... Infrared transmission cold mirror, 14 ... Integrating optical system, 15, 16 ... Condensing mirror, 17 ... Sample to be irradiated, 18 ... Light quantity sensor for xenon, 19 ... Light quantity sensor for halogen lamp, 21, 23 ... Photo Cell, 24, 28 ... reference value setter,
25, 29 ... subtractor, 27 ... current controller

Claims (7)

キセノン短アークランプと、白熱フィラメントランプと、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。
A pseudo having a xenon short arc lamp, an incandescent filament lamp, and filter means for removing a near infrared component from the emission spectrum of the xenon short arc lamp and extracting the near infrared component from the emission spectrum of the incandescent filament lamp. In the solar irradiation lamp automatic changer,
A condensing mirror for condensing the light of the incandescent filament lamp;
A plurality of the incandescent filament lamps arranged radially at a predetermined interval, and a turntable for positioning one of the incandescent filament lamps on the optical axis of the condenser mirror;
At one end, the incandescent filament lamp positioned on the optical axis is positioned in the vicinity of the focal point of the condenser mirror, and at the other end, all of the incandescent filament lamp does not interfere with the condenser mirror and A pseudo-sunlight irradiation lamp automatic changer comprising a driving means for reciprocating the turntable along the optical axis with a stroke set so as to retreat to a position rotatable in a rotation direction. .
前記ストロークが、その一端では、白熱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。
The stroke is set at one end so that the incandescent filament lamp is biased to a predetermined position ahead of the focal point of the condenser mirror,
First light quantity reference value setting means for setting a reference value of the light quantity of the incandescent filament lamp; first light quantity measuring means for measuring the light quantity of the incandescent filament lamp;
The position of the incandescent filament lamp with respect to the focal point of the condenser mirror by energizing the driving means so that the deviation of the light quantity measured by the first light quantity measuring means with respect to the reference value of the light quantity of the incandescent filament lamp approaches zero. The automatic solar irradiation lamp automatic replacement device according to claim 1, further comprising a first light amount control unit that changes the light intensity.
前記キセノン短アークランプの光量の基準値を設定する第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。
Second light quantity reference value setting means for setting a reference value of the light quantity of the xenon short arc lamp;
Second light quantity measuring means for measuring the light quantity of the xenon short arc lamp;
Second light quantity control means for changing a current supplied to the xenon short arc lamp so that a deviation of the light quantity measured by the second light quantity measuring means with respect to a reference value of the light quantity of the xenon short arc lamp approaches zero. The automatic solar irradiation lamp automatic replacement device according to claim 2, further comprising:
被照射サンプル上における前記白熱フィ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。
Comprising a third light quantity measuring means for measuring the quantity of light from each of the incandescent filament lamp and the xenon short arc lamp on the irradiated sample;
The reference value of the light quantity of the incandescent filament lamp and the reference value of the light quantity of the xenon short arc lamp are the light quantities of the light from the incandescent filament lamp and the xenon short arc lamp measured by the third light quantity measuring means. 4. The automatic solar irradiation lamp automatic replacement device according to claim 3, wherein the initial setting is such that the ratio is as follows.
前記白熱フィラメントランプのすべてを交換した後では、前記駆動手段で前記ターンテーブルを該駆動手段のストロークの前記一端に移動させ、かつ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ているよう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1〜4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。After replacing all of the incandescent filament lamps, the driving means moves the turntable to the one end of the stroke of the driving means, and one of the incandescent filament lamps is located on the optical axis. The automatic solar irradiation lamp automatic replacement device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the initial setting is performed as described above. 前記白熱フィラメントランプが寿命に達したときには、前記駆動手段で前記ターンテーブルを該駆動手段のストロークの前記他端に移動させることにより、前記光軸上に位置している白熱フィラメントランプを前記集光鏡の後端から引き離すように構成されている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。  When the incandescent filament lamp reaches the end of its life, the driving means moves the turntable to the other end of the stroke of the driving means, thereby condensing the incandescent filament lamp located on the optical axis. 6. The automatic solar irradiation lamp automatic replacement device according to claim 5, wherein the automatic solar irradiation lamp replacement device is configured to be separated from the rear end of the mirror. 前記フィルタ手段の前方に、近赤外成分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。  The light of the near-infrared component extracted by the filter means out of the light emitted from the xenon short arc lamp from which the near-infrared component has been removed and the light emitted from the incandescent filament lamp is incident in front of the filter means. The pseudo-sunlight irradiation lamp automatic replacement device according to any one of claims 1 to 6, wherein one integrating optical system is arranged.
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JP5813914B2 (en) * 2009-04-27 2015-11-17 株式会社東芝 Automatic analyzer
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CN104266101A (en) * 2014-10-17 2015-01-07 南开大学 Solar simulator using double light sources and a variety of color filters to realize high spectral match
CN108716984B (en) * 2018-06-29 2024-04-05 合肥美亚光电技术股份有限公司 Light source board testing device
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