JP4982884B2 - ソーラシミュレータ - Google Patents
ソーラシミュレータ Download PDFInfo
- Publication number
- JP4982884B2 JP4982884B2 JP2006309113A JP2006309113A JP4982884B2 JP 4982884 B2 JP4982884 B2 JP 4982884B2 JP 2006309113 A JP2006309113 A JP 2006309113A JP 2006309113 A JP2006309113 A JP 2006309113A JP 4982884 B2 JP4982884 B2 JP 4982884B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- integrator
- collimation lens
- angle
- light
- focal length
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
- F21S8/006—Solar simulators, e.g. for testing photovoltaic panels
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
- G02B27/0938—Using specific optical elements
- G02B27/095—Refractive optical elements
- G02B27/0955—Lenses
Description
同図に示すように、通常、入射角θ1と出射角θ2を等しく設計した均一照射用インテグレ−タ4を用いて、不図示の光源からの光を光軸の近くに集めた後、コリメーションレンズ5により収束させ、高平行度出射光を得ている。
ここで、コリメーションレンズ5から出射された光の平行度角φは、φ≒atan(r/f)で近似できる。ただし、rはインテグレータ4の外接円半径、fはコリメ−ションレンズ5の焦点距離である。
従来、このような構造においては、出射光束の平行度角を上げる(φを小さくする)ために、コリメーションレンズ5の焦点距離fを大きく取る方法が取られてきた。
本発明の目的は、出射光の高平行度化と出射光の高照度化の問題を同時に解決すると共に、出射光の均一度を上げることを可能にしたソーラシミュレータを提供することにある。
光源から放射された光をインテグレータに入射し、該インテグレータから出射された光をコリメーションレンズに入射し、該コリメーションレンズから平行光を出射させるソーラシミュレータにおいて、
前記インテグレータの外接円半径をr、前記平行光の平行度角をφ、前記コリメーションレンズの焦点距離をf=r/tanφとするとき、前記平行度角φが2.5°未満でかつ焦点距離fが320mm以上となるように前記焦点距離fを選択するとともに、前記インテグレータは、一辺が5mm以下の9本以上の微小インテグレータの集合体で構成され、かつ、前記インテグレータの外接円半径rが10.6mm以下であり、前記インテグレータから出射される光の出射角をθ、前記コリメーションレンズの直径をD、前記インテグレータから見た前記コリメーションレンズの見込み角度θX=2×atan(D/2f)とするとき、前記出射角θを前記見込み角度θXより小さくしたことを特徴とするソーラシミュレータである。
請求項2に記載の発明によれば、照射面において、高均一化された光が得られる。
図1は、本実施形態の発明に係るソーラシミュレータの構成を示す図である。
同図に示すように、例えば、300WのXe(キセノン)ランプ1から出射された光は、楕円鏡2によって反射され、AM(エアマス)フィルター3を介して小出射角の微小インテグレータの集合体からなるインテグレータ4に入射される。インテグレータ4から出射された光は長焦点距離を有するコリメーションレンズ5に入射され、高平行度光として出射される。出射された高平行光はソーラパネル等の照射面6に高照度で照射される。
同図において、不図示の光源から放射された光はインテグレータ4に入射され、インテグレータ4から出射された光はコリメーションレンズ5に入射され、コリメーションレンズ5から平行光が出射される。
ここで、インテグレータ4の外接円半径をr、平行光の平行度角をφ、コリメーションレンズ5の焦点距離をf、インテグレータ4とコリメーションレンズ5間の距離をL、インテグレータ4の入射角をθ1、インテグレータ4の出射角をθ2、コリメーションレンズ5の直径をD、インテグレータ4から見たコリメーションレンズ5の見込み角度をθXとする。
つまり、コリメーションレンズ5の出射光の平行度角φは、コリメーションレンズ5中心からインテグレータ4を見たときの外接円半径rの見込み角度で求められ、次式で与えられる。
φ=atan(r/L)≒atan(r/f)
ここで、φが小さいとき、L≒fとなる関係を用いた。
θX=2×atan(D/2f)で示され、インテグレータ4の入射角θ1はいずれも27°である。
対応図 出射角 見込み角度 焦点距離 平行度角 照度(mW/cm2)
図3 27° 35° 200mm 3.04° 100
図3 27° 30° 250mm 2.43° 67
図4 27° 23° 320mm 1.90° 39
図2 17° 20° 320mm 1.90° 97
即ち、図4に示す光学構造においては、平行度角が1.90°という高平行度を得るためにコリメーションレンズ5の焦点距離fを320mmと大きくすれば、照度が39mW/cm2と低照度になってしまい、逆に、図3に示す光学構造において、照度を100mW/cm2に維持するためにコリメーションレンズ5の焦点距離fを200mmと小さくすれば、平行度角は3.04°に低下してしまう。
コリメーションレンズ5の焦点距離320mm、照射面6における有効照射面積を60mm角としたときの、インテグレータ4の細分化の効果を9本と25本の集合本数について実測した結果、3×3(9本組)のインテグレータ4を用いて照射面6における均一度は±4.5%、5×5(25本組)のインテグレータ4を用いて照射面6における均一度は±1.5%であった。この実測結果に示すように、インテグレータ4を9本から25本に細分化することにより、照度の均一度が3倍改善された。
2 楕円鏡
3 AM(エアマス)フィルター
4 インテグレータ
5 コリメーションレンズ
6 照射面
Claims (1)
- 光源から放射された光をインテグレータに入射し、該インテグレータから出射された光をコリメーションレンズに入射し、該コリメーションレンズから平行光を出射させるソーラシミュレータにおいて、
前記インテグレータの外接円半径をr、前記平行光の平行度角をφ、前記コリメーションレンズの焦点距離をf=r/tanφとするとき、前記平行度角φが2.5°未満でかつ焦点距離fが320mm以上となるように前記焦点距離fを選択するとともに、前記インテグレータは、一辺が5mm以下の9本以上の微小インテグレータの集合体で構成され、かつ、前記インテグレータの外接円半径rが10.6mm以下であり、前記インテグレータから出射される光の出射角をθ、前記コリメーションレンズの直径をD、前記インテグレータから見た前記コリメーションレンズの見込み角度θX=2×atan(D/2f)とするとき、前記出射角θを前記見込み角度θXより小さくしたことを特徴とするソーラシミュレータ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006309113A JP4982884B2 (ja) | 2006-11-15 | 2006-11-15 | ソーラシミュレータ |
PCT/JP2007/071573 WO2008059733A1 (fr) | 2006-11-15 | 2007-11-06 | Simulateur solaire |
US12/513,301 US8016439B2 (en) | 2006-11-15 | 2007-11-06 | Solar simulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006309113A JP4982884B2 (ja) | 2006-11-15 | 2006-11-15 | ソーラシミュレータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008123951A JP2008123951A (ja) | 2008-05-29 |
JP4982884B2 true JP4982884B2 (ja) | 2012-07-25 |
Family
ID=39401542
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006309113A Active JP4982884B2 (ja) | 2006-11-15 | 2006-11-15 | ソーラシミュレータ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8016439B2 (ja) |
JP (1) | JP4982884B2 (ja) |
WO (1) | WO2008059733A1 (ja) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8646925B2 (en) * | 2010-03-16 | 2014-02-11 | Yamashita Denso Corporation | Solar simulator |
CN102338323A (zh) * | 2010-07-21 | 2012-02-01 | 上海太阳能工程技术研究中心有限公司 | 稳态太阳模拟器 |
TWI440794B (zh) | 2010-09-27 | 2014-06-11 | Ind Tech Res Inst | 太陽光模擬器 |
JP2013062093A (ja) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Sharp Corp | 擬似太陽光照射装置 |
JP6089603B2 (ja) * | 2012-11-06 | 2017-03-08 | 岩崎電気株式会社 | 疑似太陽光照射装置 |
CN103091846B (zh) * | 2012-12-26 | 2015-04-22 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 可区分光球层和日冕层的太阳模拟装置 |
US9410669B2 (en) | 2013-04-10 | 2016-08-09 | The Boeing Company | Multi-lamp solar simulator |
WO2014188746A1 (ja) * | 2013-05-20 | 2014-11-27 | 山下電装株式会社 | ソーラシミュレータ |
US9243776B1 (en) | 2013-08-05 | 2016-01-26 | The Boeing Company | Solar simulator and method for solar simulation |
CN104198383B (zh) * | 2014-07-02 | 2017-04-26 | 北京卫星环境工程研究所 | 多光路近紫外模拟器 |
CN104749089A (zh) * | 2015-02-06 | 2015-07-01 | 北京环境特性研究所 | 一种使用无热沉准直镜的太阳模拟器 |
CN105807430A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-07-27 | 邓泳安 | 一种具有高效散热功能的平行离散光束发射系统 |
CN107966132B (zh) * | 2017-11-27 | 2020-07-14 | 上海卫星装备研究所 | 一种太阳模拟器中心光轴与罐体中轴线夹角的测量装置及方法 |
CN111536461B (zh) * | 2020-05-12 | 2022-02-11 | 长春理工大学 | 一种氙灯光源太阳模拟器辐照衰减器的设计方法 |
US11356056B1 (en) | 2020-12-23 | 2022-06-07 | Industrial Technology Research Institute | Photovoltaic mobile lab |
CN115199967B (zh) * | 2022-07-15 | 2024-01-12 | 北京环境特性研究所 | 辐照距离可调的太阳模拟器系统 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0231475B2 (ja) * | 1981-10-02 | 1990-07-13 | Hatsuko Kk | Jinkokogensochi |
US4641227A (en) * | 1984-11-29 | 1987-02-03 | Wacom Co., Ltd. | Solar simulator |
JPH0398792U (ja) * | 1990-01-23 | 1991-10-15 | ||
US5217285A (en) * | 1991-03-15 | 1993-06-08 | The United States Of America As Represented By United States Department Of Energy | Apparatus for synthesis of a solar spectrum |
JP2878944B2 (ja) | 1993-05-19 | 1999-04-05 | 三菱電機株式会社 | 光源装置及び投写型表示装置 |
JP3600076B2 (ja) | 1999-08-04 | 2004-12-08 | 三洋電機株式会社 | 照明用光学系 |
JP5036102B2 (ja) | 2000-10-10 | 2012-09-26 | 株式会社リコー | 照明装置 |
JP2002116501A (ja) | 2000-10-10 | 2002-04-19 | Ricoh Co Ltd | 照明装置 |
US6866404B2 (en) * | 2001-04-23 | 2005-03-15 | Ricoh Company, Ltd. | Illumination apparatus and a liquid crystal projector using the illumination apparatus |
JP3937885B2 (ja) | 2002-03-22 | 2007-06-27 | セイコーエプソン株式会社 | デバイスの製造方法及びデバイス、電気光学装置の製造方法及び電気光学装置、電子機器 |
JP2004245912A (ja) * | 2003-02-12 | 2004-09-02 | Ushio Inc | 光照射装置 |
JP3098792U (ja) | 2003-06-25 | 2004-03-11 | 山下電装株式会社 | 擬似太陽光照射装置 |
US7839503B2 (en) * | 2008-07-16 | 2010-11-23 | The Boeing Company | Method and system for a solar simulator |
JP5283037B2 (ja) * | 2009-04-25 | 2013-09-04 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 高均一照度が得られる照明装置及び照明方法 |
-
2006
- 2006-11-15 JP JP2006309113A patent/JP4982884B2/ja active Active
-
2007
- 2007-11-06 WO PCT/JP2007/071573 patent/WO2008059733A1/ja active Application Filing
- 2007-11-06 US US12/513,301 patent/US8016439B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8016439B2 (en) | 2011-09-13 |
JP2008123951A (ja) | 2008-05-29 |
WO2008059733A1 (fr) | 2008-05-22 |
US20100027236A1 (en) | 2010-02-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4982884B2 (ja) | ソーラシミュレータ | |
JP2015501508A (ja) | 光源システムおよびレーザ光源 | |
JP2007311085A (ja) | 擬似太陽光照射装置 | |
JP6351634B2 (ja) | 光学デバイス及び反射鏡を含む装置 | |
JP5905305B2 (ja) | 照射光量制御装置及びソーラシミュレータ | |
US11604401B2 (en) | Light source device and projection apparatus | |
WO2012002219A1 (ja) | 照射装置 | |
JP5497481B2 (ja) | 擬似太陽光照射装置 | |
KR102242926B1 (ko) | 웨이퍼 검사를 위한 렌즈 어레이 기반 조명 | |
JP2015088410A (ja) | Led照明装置 | |
JP2012094247A (ja) | ソーラーシミュレーター | |
CN103941381A (zh) | 一种三维空间内微弱光收集器 | |
CN111258163A (zh) | 光源装置、光路结构设计方法及投影系统 | |
WO2012093508A1 (ja) | 擬似太陽光照射装置 | |
JP5013415B2 (ja) | 光源装置および擬似太陽光照射装置 | |
CN102734664B (zh) | 聚光型光源模拟器 | |
TW200817816A (en) | Optical projection apparatus and light integration rod thereof | |
JPH0498214A (ja) | レーザ光の照射装置 | |
CN205404929U (zh) | 一种保护激光扩束镜的装置 | |
EP2589857A1 (en) | Light source apparatus and pseudo-sunlight irradiating apparatus provided with same | |
JP2011171265A (ja) | 反射板および照明器具 | |
KR101978663B1 (ko) | 조명 광학계의 반사체 구조 | |
US20200326052A1 (en) | Lighting device | |
KR101121470B1 (ko) | 노광 장비 용 면 광원 | |
RU2664768C1 (ru) | Лазерный излучатель |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090212 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110726 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110926 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120403 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120406 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4982884 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150511 Year of fee payment: 3 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |