JP5274530B2 - 光照射装置および擬似太陽光照射装置、太陽電池パネル用検査装置 - Google Patents

光照射装置および擬似太陽光照射装置、太陽電池パネル用検査装置 Download PDF

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Description

本発明は、被照射物に対して指向性の高い光を照射するための光照射装置および、この光照射装置を用いて被照射物に対して擬似太陽光を照射する擬似太陽光照射装置、この擬似太陽光照射装置を用いて太陽電池パネルの出力特性を測定して良否判定を行う太陽電池パネル用検査装置に関する。
従来、太陽光のスペクトル分布を高精度に再現するための光源装置としての従来の擬似太陽光照射装置では、所望のスペクトルを有する光を得るために、キセノンランプなどを点灯して光学フィルタ(エアマスフィルタ)を通過した擬似太陽光を、反射板で反射拡散させることによって被測定対象における照度分布を均一にする試みが為されてきた。
図12は、従来の光照射装置の要部構成例を模式的に示す縦断面図であって、ランプ光源を反射箱内に収容し、反射箱の開口部から導光部材に光を導入する場合を示す縦断面図である。
図12に示すように、従来の光照射装置100において、例えばメタルハライドランプを用いた略点光源101が、内壁を例えば銀反射面で覆った反射箱102に内包されている。また、反射箱102の表面には、ピンホール状の開口部103が開口されている。このピンホール状の開口部103には、導光部材104がその入射端面105を反射箱102内の略点光源101に向けて設置されている。このとき、ピンホール状の開口部103の形状は、導光体104の入射端面105の形状と一致することが望ましい。
上記構成により、略点光源101から出射した光は、反射箱102の内壁の銀反射面で反射を繰り返した後、最終的にはピンホール状の開口部103から出射し、導光体104の入射端面105に入射する。導光体104内に入射した光は、既に説明したように、約±10パーセントの高い指向性を持つ指向性光として出射端面106から出射される。
このように、導光部材104を用いた光源装置において、導光部材104の入射端面103と略点光源101とをピンホール状の開口部103を介して光学的に結合することにより、高い指向性光を高効率で出射することが可能な光照射装置100を実現することができる。
従来の光照射装置100は、複数の開口部103を形成した反射箱102から光源出射光を取り出し、同じく複数個配置した指向性制御部材としての導光部材104の中を導光させて指向性を制御して照射面に放射するものである。
特開2003−98354号公報
上記従来の構成では、テーパ状の導光部材104に光を導入して内部を伝搬させ、光を取り出す光学系であるが、光学系の光量調整機能については何ら触れられていない。この光学系で光量を変化させるための選択肢としては、反射箱102から光を取り出す開口部103自体の大きさを変えることや、テーパ状の導光部材104から出射光を遮光するなど、いくつか可能性は残るものの、上記従来の構成のままでは、擬似太陽光のスペクトル分布にできるだけ悪影響を与えないように、擬似太陽光を被照射物に照射する際に、照射光量を調整するという構造上の問題を解決していない。
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、被照射物に照射する光のスペクトル分布を変えることなく、容易に照射光量を調整することができる光照射装置および、この光照射装置を用いて被照射物に対して擬似太陽光を照射する擬似太陽光照射装置、この擬似太陽光照射装置を用いて太陽電池パネルの出力特性を測定して良否判定を行う太陽電池パネル用検査装置を提供することを目的とする。
本発明の光照射装置は、第1光源と、該第1光源からの出射光を反射させる第1反射部材と、該第1反射部材の反射前方側に配設されて、該光源の出射光を取り出す開口部が形成された開口部材と、該開口部材の開口部からの出射光を一方端面から取り込んで指向性が高められた光を他方端面から出射する第1導光部材と、該第1導光部材の他方端面から出射される光のスペクトルを調整する第1光学フィルタとを有し、該開口部毎に光量調整部材が短冊状の遮光部材として該開口部の一部と重なるように配置され、該光量調整部材によりスペクトル調整された光の出射光量調整が行われているものであり、そのことにより上記目的が達成される。
また、好ましくは、本発明の光照射装置における光量調整部材は、前記開口部材と、前記第1反射部材の間に配置されている。
さらに、好ましくは、本発明の光照射装置における光量調整部材は、前記第1反射部材の対向辺に掛け渡されて固定された所定幅の遮光部材であって、該所定幅の幅サイズに応じて前記出射光量調整が行われる。
さらに、好ましくは、本発明の光照射装置における光量調整部材は、波長依存性を持たない金属を黒色化した遮光部材である。
本発明の擬似太陽光照射装置は、本発明の上記光照射装置からの擬似太陽光を一方端面から取り込んでその内部を伝搬させて被照射物に対して光を平坦面から面照射する面照射用の導光部材を有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
また、本発明の擬似太陽光照射装置は、本発明の上記光照射装置である第1光照射装置と、
第2光源と、該第2光源からの出射光を反射させる第2反射部材と、該第2反射部材からの出射光を一方端面から取り込んで指向性が高められた光を他方端面から出射する第2導光部材と、該第2導光部材の他方端面から出射される光のスペクトルを調整する第2光学フィルタとを有する第2光照射装置と、
該第1光照射装置からの光と該第2光照射装置からの光を混合して太陽光に類似した擬似太陽光を得る光混合部材と、該光混合部材からの擬似太陽光を一方端面から取り込んでその内部を伝搬させて被照射物に対して光を平坦面から均一に面照射する第3導光部材とを有する第3光照射装置とのセットが複数設けられている。
さらに、好ましくは、本発明の擬似太陽光照射装置において、前記第1光照射装置、前記第2光照射装置および前記第3光照射装置を有する前記光学系を1ユニットとし、該1ユニット同士を左右方向に対向配置して、該第3光照射装置の第3導光部材の他方端面同士を当接した2ユニットを、前記被照射物のサイズに応じて、前後方向に複数並べて配置されている。
さらに、好ましくは、本発明の擬似太陽光照射装置において、前記第1光照射装置、前記第2光照射装置および前記光混合部を配置した左側セットと、該第1光照射装置、該第2光照射装置および該光混合部を配置した右側セットとの間に、左側の光混合部からの混合光を一方端面から取り込んでその内部を伝搬させると共に、右側の光混合部からの混合光を他方端面から取り込んでその内部を伝搬させて被照射物に対して光を平坦面から均一に面照射する第4導光部材が前記第3導光部材に代えて設けられ、これを1ユニットとし、被照射物のサイズに応じて、該1ユニットが前後方向に複数並べてられて配置されている。
本発明の太陽電池パネル用検査装置は、本発明の上記擬似太陽光照射装置を用いて太陽電池パネルの出力特性を測定して良否判定を行うものであり、そのことにより上記目的が達成される。
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
本発明においては、第1光源と、第1光源からの出射光を反射させる第1反射部材と、第1反射部材の反射前方側に配設されて、第1光源の出射光を取り出す開口部が形成された開口部材と、開口部材の開口部からの出射光を一方端面から取り込んで指向性が高められた光を他方端面から出射する第1導光部材と、第1導光部材の他方端面から出射される光のスペクトルを調整する第1光学フィルタとを有し、開口部毎に光量調整部材が配置され、光量調整部材によりスペクトル調整された光の出射光量調整が行われている。
このように、第1光源の出射光を取り出す開口部毎に光量調整部材が配置され、光量調整部材により、スペクトル調整された光の出射光量調整が行われるため、面照射用の導光部材から被照射物への出射光の位置によるバランスを調整する際に、面照射用の導光部材に光を入射させるまでの途中の光学系の状態を変えないで、被照射物への照射光量だけを調整することが可能となる。つまり、擬似太陽光を被照射物に照射する際に、照射光のスペクトル分布を固定した後でも、そのスペクトル分布を変えることなく、照射光量だけを調整することが可能となる。
以上により、本発明によれば、第1光源の出射光を取り出す開口部毎に光量調整部材が配置され、光量調整部材により、スペクトル調整された光の出射光量調整が行われるため、面照射用の導光部材から被照射物への出射光の位置によるバランスを調整する際に、面照射用の導光部材に光を入射させるまでの途中の光学系の状態を変えないで、照射光量だけを調整することができる。つまり、擬似太陽光を被照射物に照射する際に、照射光のスペクトル分布を固定した後でも、そのスペクトル分布を変えることなく、照射光量だけを調整することができる。
本発明の実施形態1における擬似太陽光照射装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。 図1の擬似太陽光照射装置の要部構成例を模式的に示す縦断面図である。

図1のキセノン光源、これが収容される反射部材およびその前方の開口板を示す斜視図である。 (a)は図1のキセノン光源、反射部材、開口板、遮光部材およびテーパ導光部材の縦断面図、(b)は図3の開口板の開口部を示す平面図である。 (a)および(b)は、本実施形態1の擬似太陽光照射装置の光量調整についてさらに説明するための斜視図である。 図1の擬似太陽光照射装置の平面図である。 (a)は、キセノンランプの波長に対する照度を示す図、(b)は、ハロゲンランプの波長に対する照度を示す図である。 本発明の実施形態2における擬似太陽光照射装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。 図11の擬似太陽光照射装置の要部構成例を模式的に示す縦断面図である。 (a)および(b)は、本実施形態2の擬似太陽光照射装置の光量調整についてさらに説明するための斜視図である。 図18の擬似太陽光照射装置の平面図である。 従来の光照射装置の要部構成例を模式的に示す縦断面図であって、ランプ光源を反射箱内に収容し、反射箱の開口部から導光部材に光を導入する場合を示す縦断面図である。
以下に、本発明の光照射装置を擬似太陽光照射装置に適用すると共に、この擬似太陽光照射装置を太陽電池パネル用検査装置に適用した場合の実施形態1、2について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1における擬似太陽光照射装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。図2は、図1の擬似太陽光照射装置の要部構成例を模式的に示す縦断面図である。
図1および図2において、本実施形態1の擬似太陽光照射装置1には、キセノンランプのキセノン光源2と、キセノン光源2を内部に収容する内面が反射面の反射部材3aおよびその前方部分を覆う開口板3bと、この開口板3bの開口部(図示せず)からのキセノン出射光をその下端面から取り込んで内部を伝搬させることにより指向性を良くするテーパカプラであるテーパ導光部材4と、このテーパ導光部材4からのキセノン光をフィルタリングして短波長側の擬似太陽光のスペクトルとする第1光学フィルタ(スペクトル調整用フィルタ)としてのエアマスフィルタ5とを有する第1光照射装置6が設けられている。このように、第1光照射装置6は、キセノン光源2からの出射光が反射部材3aによって反射され集光されて、開口板3bの開口部から出射され、このキセノン出射光を、テーパカプラと呼ばれるテーパ導光部材4の下端面から取り込んでその内部を伝搬させて指向性の高い平行光とし、テーパ導光部材4の上端面からエアマスフィルタ5を通して指向性の高いキセノン光を出射する。このエアマスフィルタ5からのキセノン光は擬似太陽光の短波長側のスペクトルに相当している。
また、この擬似太陽光照射装置1には、ハロゲンランプなどのハロゲン光源7と、ハロゲン光源7を収容する内面が反射面の反射部材8と、この反射部材8の内面で反射したハロゲン出射光をその下端面から取り込んで内部を伝搬させることにより指向性を良くするテーパ導光部材9と、このテーパ導光部材9の端面からのハロゲン出射光をフィルタリングして長波長側の擬似太陽光とする第2光学フィルタ(スペクトル調整用フィルタ)としてのエアマスフィルタ10とを有する第2光照射装置11が設けられている。このように、第2光照射装置11は、ハロゲン光源7の出射光が反射部材8で反射し集光して出射され、このハロゲン出射光を、テーパカプラと呼ばれるテーパ導光部材9の一方端面から取り込んでその内部を伝搬させて指向性の高い平行光とし、テーパ導光部材9の他方端面からスペクトル調整用のエアマスフィルタ10を通して指向性の高いハロゲン出射光を出射する。このエアマスフィルタ10からのハロゲン光は擬似太陽光の長波長側のスペクトルに相当している。ハロゲン光源7は1フィラメントタイプでもよいが、パワーを稼ぐために、ここでは、ハロゲン光源7は2フィラメントタイプを用い、二つのハロゲンランプに対応してそれぞれテーパ導光部材9をそれぞれ用いている。
さらに、この擬似太陽光照射装置1には、第1光照射装置6のスペクトル調整用のエアマスフィルタ5からの短波長のキセノン出射光を反射させると共に、第2光照射装置11のスペクトル調整用のエアマスフィルタ10からの長波長のハロゲン出射光を透過させることにより光混合して太陽光に類似した擬似太陽光を得る反射・透過手段としての波長選択ミラー(または波長混合ミラー)などの光混合部12と、この光混合部12からの拡散光である擬似太陽光を一方端面から取り込んでその内部を伝搬させて例えば太陽電池パネルなどの被照射物13に対して指向性の高い光Lを均一に面照射する導光部材14とを有する第3光照射装置15が設けられている。また、図2に示すように、第3光照射装置15が左右に配置されているが、導光部材14同士はお互いの端面を当接している。
図3は、図1のキセノン光源2、これが収容される反射部材3aおよびその前方の開口板3bを示す斜視図である。図4(a)は図1のキセノン光源2、反射部材3a、開口板3b、遮光部材32およびテーパ導光部材4の縦断面図、図4(b)は図3の開口板3bの開口部および遮光部材32を示す平面図である。
図3、図4(a)および図4(b)に示すように、キセノン光源2からの出射光を反射して集光するための反射部材3aおよび、その反射方向前方に開口部材としての開口板3bが湾曲して設けられており、開口板3bに所定間隔を置いて複数の開口部31が形成されている。この開口部31から指向性のよいキセノン光を取り出して、テーパカプラであるテーパ導光部材4の下端面に入射させるように構成している。この開口部31の開口サイズを大きくすると、より多くの照射光量をテーパ導光部材4の下端面に入射させることができる。また、開口板3bの開口部31と反射部材3aの間に、光量調整部材として、所定幅dでライン状(短冊状)の遮光部材32が開口部31の一部と重なるように、反射部材3aの対向辺間に掛け渡されて固定されている。このように、遮光部材32は反射部材3aに取り付け可能とされており、遮光部材32を開口板3bの開口部31と反射部材3aの間に取り付けると、光が遮光される分だけ、より少ない照射光量をテーパ導光部材4の下端面に入射させることができる。この場合、開口部31の長手方向(横方向)に対して直角、図4(b)のように縦方向(横方向も斜め方向も好ましくない)に遮光部材32を用いる。また、キセノン光源2側であるため、遮光部材32を用いても温度特性にはそれほど悪影響しない。遮光部材32を用いて取り出す光量を減らす場合には、遮光部材32の幅寸法dに応じて取り出し光量を減らすことができる。このように、遮光部材32の幅寸法dを変えることにより、キセノン光源2からの出射光を取り出す光量を調整することができる。この遮光部材32は、光量調整部材であり、波長依存性を持たない金属を黒色化した部材を用いることにより、各波長帯を均等に調整することができる。また、光がテーパ導光部材4を出射した後に遮光して光量調整したり、スペクトル調整用のエアマスフィルタ5を出射した直後に光量調整部材を入れて光量調整してしまうと、スペクトルの状態が変わってしまうため、遮光部材32の位置は、スペクトルや指向性に影響が最も少ない位置、即ち、反射部材3aの前方の開口板3bと、反射部材3aの間に配置するのが望ましい。
これによって、後述する面照射の導光部材14,14からの出射光量のバランスを調整する際に、導光部材14に光を入射させるための途中の光学系の状態を変化させないで、光量だけを変化させることができる。つまり、擬似太陽光のスペクトル分布を固定した後でも、擬似太陽光のスペクトル分布を変化させることなく、導光部材14,14からの出射光量を調整することができる。
ここで、光量調整についてさらに説明する。
キセノン光源2およびハロゲン光源7と導光部材14とを1対1に対応させ、キセノン光源2やハロゲン光源7をランプを交換したり、ランプに流れる電流を調整したりすることにより、キセノン光源2およびハロゲン光源7から出射される光量を制御して、導光部材14からの出力光量を個別に精度よく制御することができる。また同様に、エアマスフィルタ5およびエアマスフィルタ10と導光部材14とを1対1に対応させ、エアマスフィルタ5およびエアマスフィルタ10を、光透過率の異なるエアマスフィルタに取替えて各導光部材14に入射される光量を制御して、導光部材14からの出力光量を個別に精度よく制御することができる。
このように、キセノン光源2およびハロゲン光源7と導光部材14とを1対1に対応させ、かつ、エアマスフィルタ5およびエアマスフィルタ10と導光部材14とを1対1に対応させたため、従来のように、ランプ光源からの出射光を多数のミラーにより被照射物に照射する照度を面全体で均一に調整するものに比べて、照射面への照度の調整に時間を要することなく、被照射物13の照射面に対して精度のよい照度の調整が可能となって、被照射物13の照射面に対する均一な照度を得ることができる。
次に、第1光照射装置6および第2光照射装置11のいずれか一方を用いるかまたは、別の一つの光照射装置を用いて、ランプ光源と導光部材14とを1対1に対応させ、かつ、エアマスフィルタと導光部材14とを1対1に対応させた方が、光照射装置が一つになった分だけ、光量調整がさらに容易になる。これを図5(a)および図5(b)に示している。
図5(a)および図5(b)は、本実施形態1の擬似太陽光照射装置1の光量調整について説明するための斜視図である。図5(a)および図5(b)では、図1の上記第1光照射装置6や光混合部12(波長選択ミラー)は図示されていない。光量調整だけについて、図5(a)および図5(b)を用いた説明では、上記第1光照射装置6や光混合部12(波長選択ミラー)はなくてもよい。同様に、ランプ光源や反射部材についても各種構造を取り得る。
図5(a)に示すように各導光部材14と光源ランプ2Cとを一対一に対応させ、ランプを交換したり電流を調整することにより、光源ランプ2Cからの出力光量を個別に制御することができる。この場合、もちろん、光透過率の異なるエアマスフィルタ10C(スペクトル調整用フィルタ)に取替えて各導光部材14に入射される光量を調節することもできる。
また、図5(b)に示すように各導光部材14に対して、分割せず光源ランプ2Dのように一括照射型とし、各導光部材14とエアマスフィルタ10Dとを一対一に対応させ、エアマスフィルタ10D(スペクトル調整用フィルタ)だけを取替えて各フィルタ透過率を個別に制御するようにしてもよく、または透過率制御用に補正用のフィルタを、エアマスフィルタ10D(スペクトル調整用フィルタ)とは別に光透過フィルタを追加することによっても、導光部材14に入射する光量を抑えて調整することができる。
図5(a)のハロゲン光源2Cおよび反射部材3Cの代わりに、図2のキセノン光源2、反射部材3aおよび開口板3bを用いてもよい。また、図5(b)のハロゲン光源2Dおよび反射部材3Dの代わりに、キセノン光源、反射部材および開口板を用いてもよい。この場合にも、前述したように、開口板3bの開口部31と反射部材の間に、所定幅dでライン状(短冊状)の遮光部材32を取り付けることにより、照射光量を制御してテーパ導光部材4の下端面に入射させることができる。
また、図5(b)のように長い光源の場合に特に両端で光量が低下するが、光量調整の具体例として両端側の光量を増やして照射光量を照射面全体で均一にする場合について更に説明する。なお、これを、第1光照射装置6および第2光照射装置11のいずれか一方を用いるかまたは、別の一つの光照射装置を用いた図5(a)および図5(b)の場合にも、適用することができるが、ここでは、図1の擬似太陽光照射装置1の場合について説明する。
図6は、図1の擬似太陽光照射装置1の平面図である。
第1光照射装置6、第2光照射装置11および第3光照射装置15の組を1ユニットとして、左右に2組設け、これを前後方向に8セット設けているが、前後方向の両端(最も手前と最も奥側)の照射光量が少なくなる傾向にあるので、図6の平面図に示すように、両端側の照射光量を、それ以外の中央部側の照射光量よりも、被照射物13への照射光量が均一になるようにここでは増やしている。ここでは、キセノン光およびハロゲン光の光量を共に両端側で増やしているが、ハロゲン光のみについて説明している。この前後方向の両端側において、上記ハロゲン光源7を少し大きい出力のハロゲン光源7Aを用いることができるようにしている。
この擬似太陽光照射装置1には、前後方向の両端側において、上記ハロゲン光源7よりも出力光量が高いハロゲン光源7Aと、ハロゲン光源7Aを収容する内面が反射面の反射部材8Aと、この反射部材8Aの内面で反射したハロゲン出射光をその一方端面から取り込んで内部を伝搬させることにより指向性を良くするテーパ導光部材9と、このテーパ導光部材9の他方端面からのハロゲン出射光をフィルタリングして長波長側の擬似太陽光とする第2光学フィルタとしてのエアマスフィルタ10とを有する第2光照射装置11Aを設けている。この場合、反射部材8A、テーパ導光部材9およびエアマスフィルタ10は、ハロゲン光源7Aの出力光量に適合したものとし、出力光量に適合していれば、反射部材8、8Aは同じものであってもよい。
また、本実施形態1の擬似太陽光照射装置1において、上記第1光照射装置6、第2光照射装置11および第3光照射装置15の組がユニット化されて左右2組配設されたものが、例えば8セット(左右の2ユニットで1セット;全16ユニット)だけ前後方向に並べられて設けられているが、少なくともユニットは、照射強度(光量)が調整できるように、出力光量の異なるランプまたは、光透過率の異なるエアマスフィルタ5(スペクトル調整用フィルタ)を取替え可能としておくことにより、導光部材14に入射する照射強度(光量)を個別に調整可能とすることができる。前記した上記ハロゲン光源7とこれよりも出力光量が高いハロゲン光源7Aとの取り付け部(共通を含む)を設けることにより、出力光量の異なる光源を取替え自在にしておけばよい。
次に、光量調整の具体例として両端側以外の光量を減らして照射光量を照射面全体で均一にする場合について更に説明する。本具体例は、図5(b)の形態において特に有効である。
前後方向の両端側以外において、開口板3bの開口部31と反射部材の間に、所定幅dでライン状(短冊状)の遮光部材32を取り付けることにより、照射光量を減らしてテーパ導光部材4の下端面に入射させることができる。これによって、両端側以外の中央部分の照射光量を、両端側の照射光量よりも減らして、被照射物13への照射光量が照射面全体で均一にすることができる。
次に、照射面積変更自在なユニット化について説明する。
本実施形態1の擬似太陽光照射装置1は、図1に示すように、上記第1光照射装置6、第2光照射装置11および第3光照射装置15の組が左右2組配設され、この2組が、本実施形態1では前後方向に8セット(16ユニット)隙間なく並べられて設けられている。上記第1光照射装置6、第2光照射装置11および第3光照射装置15の組がユニット化されて精度よく製造することができ、上記第1光照射装置6、第2光照射装置11および第3光照射装置15のユニットが組み合わされて、所望の大きさの太陽電池パネルに対応した擬似太陽光の照射面の大きさとすることができる。したがって、上記第1光照射装置6、第2光照射装置11および第3光照射装置15の組の左右2組が、前後方向に8セット(16ユニット)に全く限ることはない。これによって、照射面積変更自在な光学系としてユニット化とすることができる。なお、この場合、第1光照射装置6において、キセノン光源2と、反射部材3aおよび開口板3bは一括照射型であるので、これらについては共通に用いることになる。これらのキセノン光源2と反射部材3aおよび開口板3bを、テーパ導光部材4毎に設けることもできる。
このように、上記第1光照射装置6、第2光照射装置11および第3光照射装置15の組を1単位としてユニット化すると、1単位の照射面の照射強度のばらつきを抑えて精度よく所望の照射強度(光量)とすることができて、ユニット化した1単位の照射面を組み合わせて大きい照射面とする場合にも、大きい照射面全体で照射強度のばらつきを抑えて均一な所望の照射強度(光量)とすることができる。要するに、大面積の照射面の照射強度を高精度で均一にすることは難しいが、大面積の照射面を複数に分割し、その小面積の照射面の照射強度を高精度に均一化すれば、それらを組み合わせるだけで、大面積の照射面の照射強度(光量)を高精度に均一化することができる。
したがって、第1光照射装置6、第2光照射装置11および第3光照射装置15の組を1ユニットとして、1ユニットの照射強度(光量)を高精度に製造しておけば、太陽電池パネルのサイズに合わせて組み立てるだけで、従来、時間かけて行っていた照射強度(光量)の光量調整を不要とすることができる。即ち、従来は、太陽電池パネルのサイズに応じて、各要所に基準撮像セルが設けられた照射強度検査装置により、大面積の照射面全体のうちのどの部分の照射強度が低いかを測定し、その照射強度が低い部分の照射強度を上げるように照射強度の調整をする必要があったが、それも不要とすることができる。また、定期的なメンテナンス時にも、照射強度調整が不要である。ユニット化した1単位の光照射装置をばらつきなく精度よく製造しておけば、照射強度調整が不要であり、メンテナンス性に優れている。従来はこの照射面全体の照射強度調整(光量調整)に時間がかかっていた。
次に、擬似太陽光を均一に太陽電池パネルに面照射して得られる発電量の良否を精密に検査することができる太陽電池パネル検査装置について説明する。
図7(a)は、キセノンランプの波長に対する照度を示す図、図7(b)は、ハロゲンランプの波長に対する照度を示す図である。
キセノンランプからの出射光は、図7(a)に示すように、温度上昇に寄与する熱線成分はハロゲン光よりも少なく太陽光の短波長側のスペクトルを有し、ハロゲンランプからの出射光は、図7(b)に示すように、温度上昇に寄与する熱線成分が多く、太陽光の長波長側のスペクトルを有している。キセノンランプとハロゲンランプとの各出射光を光混合部12を通して混合することにより、太陽光に類似した擬似太陽光を得ることができる。この擬似太陽光を波長選択ミラー(または波長混合ミラー)などの光混合部12から拡導光部材14,14内に導いて、擬似太陽光を伝搬させて被照射物13(太陽電池パネル)に対して指向性の高い光を均一に面照射することができる。
これによって、被照射物13としての太陽電池パネルが規定以上の発電量を有するかどうかを発電量検出装置にて検出することにより、被照射物13(例えば太陽電池パネルなど)の良否検査を行うことができる。これらの擬似太陽光照射装置1および発電量検出装置により太陽電池パネル検査装置が得られる。
以上により、本実施形態1によれば、光量調整部材としての遮光部材32が開口部材としての開口板3bの開口部31と、反射部材3aの間に配置され、遮光部材32の幅サイズに応じて、スペクトル調整された光の出射光量調整を行うため、面照射用の導光部材14から被照射物13への出射光のバランスを調整する際に、面照射用の導光部材14に光を入射させるための途中の光学系の状態を変えないで、その光学系に入るまでの光量だけを調整して被照射物13への照射光量だけを調整することができる。つまり、擬似太陽光を被照射物13に照射する際に、照射光のスペクトル分布を固定した後でも、そのスペクトル分布を変えることなく、照射光量だけを調整することができる。
(実施形態2)
上記実施形態1では、第3光照射装置15が左右に配置され、導光部材14同士がお互いの端面を当接している場合について説明したが、本実施形態2では、左右の導光部材14が一体となったことにより、上記実施形態1の左右の第3光照射装置15が一体化した場合について説明する。
即ち、上記実施形態1では、擬似太陽光照射装置1として、第1光照射装置6、第2光照射装置11および第3光照射装置15を1セットとしてユニット化され、ユニット化された1セット同士を左右方向に対向配置して、第3光照射装置15の第3導光部材14、14の他方端面同士を当接した2ユニットを、被照射物13のサイズに応じて、前後方向に複数並べて配置された場合について説明したが、本実施形態2では、後述する擬似太陽光照射装置1Aとして、第1光照射装置6、第2光照射装置11および光混合部12をそれぞれ配置した左側セットと、第1光照射装置6、第2光照射装置11および光混合部12をそれぞれ配置した右側セットとの間に、左側の光混合部12からの混合光を一方端面から取り込んでその内部を伝搬させると共に、右側の光混合部12からの混合光を他方端面から取り込んでその内部を伝搬させて被照射物13に対して指向性の高い光を平坦面から均一に面照射する第4導光部材14Aが設けられ、これを1セットとしてユニット化され、被照射物のサイズに応じて、ユニット化された1セットが前後方向に複数並べてられて配置された場合について説明する。
図8は、本発明の実施形態2における擬似太陽光照射装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。図9は、図8の擬似太陽光照射装置の要部構成例を模式的に示す縦断面図である。なお、図8および図9では、図1および図2の構成部材と同様の作用効果を奏する構成部材には同一の符号を付して説明する。
図8および図9において、本実施形態2の擬似太陽光照射装置1Aでは、上記実施形態1の第1光照射装置6および第2光照射装置11(または11A)と同一の構成であるが、左側の第1光照射装置6および第2光照射装置11(または11A)と、右側の第1光照射装置6および第2光照射装置11(または11A)とを1ユニットとして用いる点で異なっている。また、上記実施形態1の第3光照射装置15の構成に代えて第4光照射装置15Aを用いる。要するに、本実施形態2の擬似太陽光照射装置1Aは、上記実施形態1の左右の導光部材14が一体となった導光部材14Aを用いる点が、上記実施形態1の擬似太陽光照射装置1の場合とは異なっている。したがって、左右の二つの第3光照射装置15が一体化した第4光照射装置15Aを用いる。
この第4光照射装置15Aには、左側の第1光照射装置6のスペクトル調整用のエアマスフィルタ5からの短波長のキセノン出射光を反射させると共に、左側の第2光照射装置11のスペクトル調整用のエアマスフィルタ10からの長波長のハロゲン出射光を透過させることにより光混合して太陽光に類似した擬似太陽光を得る反射・透過手段としての波長選択ミラー(または波長混合ミラー)などの左側の光混合部12と、右側の第1光照射装置6のスペクトル調整用のエアマスフィルタ5からの短波長のキセノン出射光を反射させると共に、右側の第2光照射装置11のスペクトル調整用のエアマスフィルタ10からの長波長のハロゲン出射光を透過させることにより光混合して太陽光に類似した擬似太陽光を得る反射・透過手段としての波長選択ミラー(または波長混合ミラー)などの右側の光混合部12と、左側の光混合部12からの拡散光である擬似太陽光を一方端面から取り込んでその内部を伝搬させると共に、右側の光混合部12からの拡散光である擬似太陽光を他方端面から取り込んでその内部を伝搬させて、例えば太陽電池パネルなどの被照射物13に対して指向性の高い光Lを均一に面照射する導光部材14Aとが設けられている。この場合、第4光照射装置15Aでは、導光部材14Aが一体化されている。
導光部材14Aは、上記実施形態1の導光部材14、14のように二つに分かれていない方が、その間の端面での反射がないので、光を効率よく活用することができる。また、上記実施形態1のようにピアノの鍵盤方式であれば、他方端面で反射させる際に、反射鏡を使えばスペクトルに悪影響する。これに対して、導光部材14Aは、上記実施形態1の導光部材14、14のように左右二つに分ける必要がないため、真ん中の端面での光調整がなくなって、スペクトル特性を良好なものにすることができる。導光部材14Aは、面積が大きくなると、カラスであるため、製造上、作るのが困難になるが、面積がある程度小さいものに最適に適用することができる。
この場合も、上記実施形態1の場合と同様に、図4(a)および(b)に示すように、キセノン光源2からの出射光を反射させる反射部材3aと、反射前方側に配設されて、キセノン光源2の出射光を取り出す開口部31が形成された開口部材としての開口板3bとの間に、スペクトル調整された光の出射光量調整を行う光量調整部材としての遮光部材32が設けられている。遮光部材32は、反射部材3aの対向辺に掛け渡されて固定される。遮光部材32の幅サイズに応じて出射光量調整が行われる。遮光部材32は波長依存性を持たない金属を黒色化した遮光部材である。
次に、照射面積変更自在なユニット化について説明する。
本実施形態2の擬似太陽光照射装置1Aは、図8に示すように、左右の第1光照射装置6、左右の第2光照射装置11および第4光照射装置15Aが1ユニットで構成される。この1ユニットが、本実施形態2では前後方向に8セット隙間なく並べられて設けられている。上記左右の第1光照射装置6、左右の第2光照射装置11および第4光照射装置15Aが、1単位として、ユニット化されて精度よく製造することができ、上記左右の第1光照射装置6、左右の第2光照射装置11および第4光照射装置15Aが1ユニットとして前後方向に組み合わされて、所望の大きさの太陽電池パネルに対応した擬似太陽光の照射面の大きさとすることができる。したがって、上記左右の第1光照射装置6、左右の第2光照射装置11および第4光照射装置15Aの1ユニットが、前後方向に8ユニットに全く限ることはない。これによって、照射面積変更自在なユニット化とすることができる。なお、この場合も、第1光照射装置6において、キセノン光源2と、反射部材3aおよび開口板3bは一括照射型であるので、これらについては共通に用いることになる。これらのキセノン光源2と反射部材3aおよび開口板3bを、テーパ導光部材4毎に設けることもできる。
このように、上記左右の第1光照射装置6、左右の第2光照射装置11および第4光照射装置15Aを1単位としてユニット化すると、1単位の照射面の照射強度のばらつきを抑えて精度よく所望の照射強度(光量)とすることができて、ユニット化した1単位の照射面を組み合わせて大きい照射面とする場合にも、大きい照射面全体で照射強度のばらつきを抑えて均一な所望の照射強度(光量)とすることができる。要するに、大面積の照射面の照射強度を高精度で均一にすることは難しいが、大面積の照射面を複数に分割し、その小面積の照射面の照射強度を高精度に均一化すれば、それらを組み合わせるだけで、大面積の照射面の照射強度(光量)を高精度に均一化することができる。
したがって、左右の第1光照射装置6、左右の第2光照射装置11および第4光照射装置15Aを1ユニットとして、1ユニットの照射強度(光量)を高精度に製造しておけば、太陽電池パネルのサイズに合わせて組み立てるだけで、従来、時間かけて行っていた照射強度(光量)の光量調整を不要とすることができる。即ち、従来は、太陽電池パネルのサイズに応じて、各要所に基準撮像セルが設けられた照射強度検査装置により、大面積の照射面全体のうちのどの部分の照射強度が低いかを測定し、その照射強度が低い部分の照射強度を上げるように照射強度の調整をする必要があったが、それも不要とすることができる。また、定期的なメンテナンス時にも、照射強度調整が不要である。ユニット化した1単位の光照射装置をばらつきなく精度よく製造しておけば、照射強度調整が不要であり、メンテナンス性に優れている。従来はこの照射面全体の照射強度調整(光量調整)に時間がかかっていた。
次に、照射面全体の照射強度調整(光量調整)について更に説明する。
左右両側のキセノン光源2およびハロゲン光源7と導光部材14Aとを1対1に対応させ、キセノン光源2やハロゲン光源7をランプを交換したり、ランプに流れる電流を調整したりすることにより、左右両側のキセノン光源2およびハロゲン光源7から出射される光量を制御して、導光部材14Aからの出力光量を個別に精度よく制御することができる。また同様に、左右両側のエアマスフィルタ5およびエアマスフィルタ10と導光部材14Aとを1対1に対応させ、左右両側のエアマスフィルタ5およびエアマスフィルタ10を、光透過率の異なるエアマスフィルタに取替えて、一体化した導光部材14Aに入射される光量を制御して、一体化した導光部材14Aからの出力光量を個別に精度よく制御することができる。
このように、左右両側のキセノン光源2およびハロゲン光源7と導光部材14Aとを1対1に対応させ、かつ、左右両側のエアマスフィルタ5およびエアマスフィルタ10と導光部材14Aとを1対1に対応させたため、従来のように、ランプ光源からの出射光を多数のミラーにより被照射物に照射する照度を面全体で均一に調整するものに比べて、照射面への照度の調整に時間を要することなく、被照射物13の照射面に対して精度のよい照度の調整が可能となって、被照射物13の照射面に対する均一な照度を得ることができる。
次に、第1光照射装置6および第2光照射装置11のいずれか一方を用いるかまたは、別の一つの光照射装置を用いて、左右両側のランプ光源と導光部材14Aとを1対1に対応させ、かつ、左右両側のエアマスフィルタと導光部材14Aとを1対1に対応させた方が、光照射装置が一つになった分だけ光量調整がさらに容易になる。これを図10(a)および図10(b)に示している。
図10(a)に示すように導光部材14Aと左右両側の光源ランプ2Cとを一対一に対応させ、ランプを交換したり電流を調整することにより、左右両側の光源ランプ2Cからの出力光量を個別に制御することができる。この場合、もちろん、光透過率の異なるエアマスフィルタ10C(スペクトル調整用フィルタ)に取替えて導光部材14Aに入射される光量を調節することもできる。
また、図10(b)に示すように導光部材14Aに対して、分割せず光源ランプ2Dのように一括照射型とし、各導光部材14と左右両側のエアマスフィルタ10Dとを一対一に対応させ、左右両側のエアマスフィルタ10D(スペクトル調整用フィルタ)だけを取替えて左右両側の各フィルタ透過率を個別に制御するようにしてもよく、または透過率制御用に補正用のフィルタを、左右両側のエアマスフィルタ10D(スペクトル調整用フィルタ)とは別に各光透過フィルタを追加することによっても、導光部材14Aに両側から入射する光量を抑えて調整することができる。
図10(a)のハロゲン光源2Cおよび反射部材3Cの代わりに、図2のキセノン光源2、反射部材3aおよび開口板3bを用いてもよい。また、図10(b)のハロゲン光源2Dおよび反射部材3Dの代わりに、キセノン光源、反射部材3aおよび開口板3bを用いてもよい。これらの場合にも、前述したように、反射部材3aに、所定幅dでライン状(短冊状)の遮光部材32を取り付けることにより、照射光量を制御してテーパ導光部材4の下端面に入射させることができる。
また、光量調整の具体例として平面視両端側の光量を増やして照射光量を照射面全体で均一にする場合について更に説明する。なお、これを、第1光照射装置6および第2光照射装置11のいずれか一方を用いるかまたは、別の一つの光照射装置を用いた図11(a)および図11(b)の場合にも、適用することができるが、ここでは、図1の擬似太陽光照射装置1の場合について説明する。
図11は、図8の擬似太陽光照射装置1Aの平面図である。
左右両側の第1光照射装置6、左右の第2光照射装置11および真ん中の第4光照射装置15Aを1ユニットとして、これを前後方向に8セット設けているが、前後方向の両端(最も手前と最も奥側)の照射光量が少なくなる傾向にあるので、図4の平面図の場合と同様、図11の平面図に示すように、両端側の照射光量をそれ以外の中央部側の照射光量よりも、被照射物13への照射光量が均一になるように、ここでは増やしている。ここでは、キセノン光およびハロゲン光を共に増やしているが、ハロゲン光のみについて説明する。この前後方向の両端側において、上記ハロゲン光源7を少し大きい出力のハロゲン光源7Aを用いることができるようにしている。
この擬似太陽光照射装置1Aには、前後方向の両端側において、上記ハロゲン光源7よりも出力光量が高いハロゲン光源7Aと、ハロゲン光源7Aを収容する内面が反射面の反射部材8Aと、この反射部材8Aの内面で反射したハロゲン出射光をその一方端面から取り込んで内部を伝搬させることにより指向性を良くするテーパ導光部材9と、このテーパ導光部材9の他方端面からのハロゲン出射光をフィルタリングして長波長側の擬似太陽光とする第2光学フィルタとしてのエアマスフィルタ10とを有する左右二つの第2光照射装置11Aを設けた構成とする。この場合、反射部材8A、テーパ導光部材9およびエアマスフィルタ10は、ハロゲン光源7Aの出力光量に適合したものとし、出力光量に適合していれば、反射部材8、8Aは同じものであってもよい。
また、本実施形態2の擬似太陽光照射装置1Aにおいて、上記左右の第2光照射装置11および第4光照射装置15Aがユニット化されて、例えば8ユニットが前後方向に並べられて設けられているが、少なくともユニットは、照射強度(光量)が調整できるように、出力光量の異なるランプまたは、光透過率の異なるエアマスフィルタ5(スペクトル調整用フィルタ)を取替え可能としておくことにより、導光部材14Aに入射する照射強度(光量)を個別に調整可能とすることができる。前記した上記ハロゲン光源7とこれよりも出力光量が高いハロゲン光源7Aとの取り付け部を設けることにより、出力光量の異なる光源を取替え自在にしておけばよい。
次に、光量調整の具体例として両端側以外の光量を減らして照射光量を照射面全体で均一にする場合について更に説明する。本具体例は、図10(b)の形態において特に有効である。
前後方向の両端側以外において、開口板3bの開口部31と反射部材の間に、所定幅dでライン状(短冊状)の遮光部材32を取り付けることにより、照射光量を減らしてテーパ導光部材4の下端面に入射させることができる。これによって、両端側以外の中央部分の照射光量を、両端側の照射光量よりも減らして、被照射物13への照射光量が照射面全体で均一にすることができる。
以上により、本実施形態2によれば、上記実施形態1の場合と同様に、光量調整部材としての遮光部材32が、開口部材としての開口板3bの開口部31と、反射部材の間に配置され、遮光部材32の幅サイズに応じて、スペクトル調整された光の出射光量調整を行うため、面照射用の導光部材14Aから被照射物13への出射光の位置によるバランスを調整する際に、面照射用の導光部材14Aに光を入射させるまでの途中の光学系の状態を変えないで、途中の光学系に入る前の光量だけを調整して、被照射物13への照射光量を調整することができる。つまり、擬似太陽光を被照射物13に照射する際に、照射光のスペクトル分布を固定した後でも、そのスペクトル分布を変えることなく、照射光量だけを調整することができる。
また、少なくとも一つの光源(キセノン光源2やハロゲン光源7など)および光学素子としての光学フィルタ(エアマスフィルタ5や10など)と導光体14または14Aとが一対一に対応し、面照射用の導光体14または14Aの照射領域と被照射物13への一部照射面(小照射面)とが対応しているため、面照射用の導光体14または14A内に入射する光量を変更することにより、被照射物13への一部照射面(小照射面)の照度調整を精度よく行うことができる。具体的には、光源としてのランプ毎の出力を調整したり、光学フィルタとして透過率の異なるエアフィルタに変更したりして、被照射物13への一部照射面(小照射面)の照度調整を精度よく行うことができる。また、前後方向両端の面照射用の導光体14または14Aに対応する光源出力を高くすることにより、被照射物13への照射面のうち照射領域端部の照度低下を防ぐことができる。したがって、被照射物13への照射面が広範囲になっても、従来のように被照射物13への照射面の照度の調整に時間を要することなく、被照射物13への照射面に対して精度のよい均一な照度を素早く得ることができる。
また、キセノン光とハロゲン光をスペクトル調整して混合して得られる擬似太陽光が入射される導光部材14,14Aのパターン(散乱体)により、導光14,14Aからは均一照度の光を照射することができるが、被照射物13としての太陽電池パネルに照射する照射面を複数に仮想分割して、その分割した小照射面に対応して各導光部材14,14Aがそれぞれ配置されているため、各導光部材14,14Aに対する小照射面の照射光量のみを調整することにより、複数の小照射面全体の照度の均一化が容易かつ確実に素早く実現できる。太陽電池パネルが大面積であれば、それに合わせて光学系を複数並べることにより、大面積であっても、均一照度の照射光を容易かつ確実に素早く作り出すことができる。また、ランプ交換時、ランプの個体差によるランプ単体での照度ムラがあっても、ユニット化した光学系毎の光量を調整するだけで、均一な照射光を得ることができるので、再調整は必要なくなる。
本実施形態1、2では、特に詳細には説明しなかったが、導光部材14、14Aには散乱体(パターン)が印刷されており、導光部材14、14Aに入射した光は散乱体で散乱され、被照射物13としての太陽電池パネルに均一に面照射される。この導光部材14、14Aの散乱体(パターン)は、照射面全体で照度が均一になるようなパターンを有して印刷されている。太陽電池パネルを設置する照射面上で左右に照度ムラが発生した場合には、ユニット化した左右の光源光学系(1ユニット)毎の出力光量を調整することによって、照度ムラを容易かつ確実に低減することができる。左右の光源光学系の導光体14、14が導光体14Aのように一体であると、照射面上で照度ムラが発生した場合には、一体化した光源光学系の導光体14Aからの照射光は照射面全体に照射されるので、光量調整のみでは、左右の光源光学系の導光体14、14に比べて、照射面上の照度を部分的に調整することが難しくなる。また、導光体14Aとして左右の導光体14、14が一体化すれば、より広い面積で均一な光を作り出し、更に導光体の両端から入射しても均一な光が照射されるような散乱体の印刷パターンが必要となるので、印刷パターンの設計も困難となるため、左右の導光体14、14の一体化は、均一光を作るのに支障のない程度の射射面積において行う必要がある。左右の導光体14、14の方がそれらを一体化したものよりも、照射面上での照度ムラ調整が容易になる。更に、太陽電池パネルが大型化すれば、本発明の光学系を多数並列するだけで、広範囲の均一光を作り出すだけでなく、各光学系にある光源光学系からの照射光量を調整するだけで、大面積であっても照射面上での照度を均一に調整することが可能となる。
なお、上記実施形態1では、特に説明していないが、擬似太陽光照射装置1において、発光波長帯の異なる少なくとも一つの光源(キセノンランプ2またはハロゲンランプ7、それ以外のランプ)と、少なくとも一つの光源からの出射光に所定のスペクトル分布を与える光学素子としての光学フィルタ(エアマスフィルタ5またはエアマスフィルタ10、それ以外のエアマスフィルタ)と、この光学素子を介して得られた出射光を伝搬させて被照射物13に対して面照射する導光体14または14Aとを有した光学系が複数配設され、少なくとも一つの光源および光学素子と導光体14または14Aとが一対一に対応し、少なくとも一つの光源および光学素子のうちの少なくともいずれかを調整することにより導光体14または14Aに入射する光量を、光学系毎に個別に調整可能として、複数の光学系の各導光体14または14Aにより被照射物13の被照射面全体に照射されるようになっている。これによって、照射面が広範囲になっても、照射面の照度の調整に時間を要することなく、照射面に対して精度のよい均一な照度を得ることができる本発明の目的を達成することができる。
上記実施形態1では、この光学系は、図2に示すように、第1光源(キセノンランプ2)と、第1光源からの出射光を一方端面から取り込んで指向性が高められた光を他方端面から出射する第1導光部材(テーパ導光部材4)と、第1導光部材の他方端面から出射される光のスペクトルを調整する第1光学フィルタ(エアマスフィルタ5)とを有する第1光照射装置6と、第2光源(ハロゲンランプ7)と、第2光源からの出射光を一方端面から取り込んで指向性が高められた光を他方端面から出射する第2導光部材(テーパ導光部材9)と、第2導光部材の他方端面から出射される光のスペクトルを調整する第2光学フィルタとを有する第2光照射装置11と、第1光照射装置6からの光と第2光照射装置11からの光を混合して太陽光に類似した擬似太陽光を得る光混合部材12と、光混合部材12からの擬似太陽光を一方端面から取り込んでその内部を伝搬させて被照射物13に対して指向性の高い光を平坦面から均一に面照射する第3導光部材(導光部材14)とを有する第3光照射装置15とが設けられている場合について説明した。これに限らず、光学系は、図9に示すように、第1光源(キセノンランプ2)と、第1光源から出射される光のスペクトルを調整する前記光学素子としての第1光学フィルタ(エアマスフィルタ5)とを有する第1光照射装置6と、第2光源(ハロゲンランプ7)と、第2光源から出射される光のスペクトルを調整する該光学素子としての第2光学フィルタ(エアマスフィルタ10)とを有する第2光照射装置11と、第1光照射装置6からの光と第2光照射装置11からの光を混合して太陽光に類似した擬似太陽光を得る光混合部材12と、光混合部材12からの擬似太陽光を一方端面から取り込んでその内部を伝搬させて被照射物13に対して指向性の高い光を平坦面から均一に面照射する第3導光部材14とを有する第3光照射装置15とが設けられていてもよい。ここでは、上記実施形態1の場合と比べて、第1導光部材(テーパ導光部材4)と第2導光部材(テーパ導光部材9)とがないだけである。
上記実施形態1では、第1光照射装置6、第2光照射装置11および第3光照射装置15を1ユニットとし、1ユニット同士を左右方向に対向配置して、第3光照射装置15の第3導光部材(導光部材14)の他方端面同士を当接した2ユニットを、被照射物13のサイズに応じて、前後方向に複数並べて配置する。これに対して、上記実施形態2では、第1光照射装置6、第2光照射装置11および光混合部12を配置した左側セットと、第1光照射装置6、第2光照射装置11および光混合部12を配置した右側セットとの間に、左側の光混合部12からの混合光を一方端面から取り込んでその内部を伝搬させると共に、右側の光混合部12からの混合光を他方端面から取り込んでその内部を伝搬させて被照射物13に対して指向性の高い光を平坦面から均一に面照射する第4導光部材(導光部材14A)が設けられ、これを1ユニットとし、被照射物13のサイズに応じて、1ユニットが前後方向に複数並べてられて配置されている。
次に、上記光学系は、第1光源(キセノンランプ2またはハロゲンランプ7、その他のランプ)と、この第1光源からの出射光を一方端面から取り込んで指向性が高められた光を他方端面から出射する導光部材(テーパ導光部材4またはテーパ導光部材9、その他のテーパ導光部材)と、この導光部材の他方端面から出射される光のスペクトルを調整する光学フィルタ(エアマスフィルタ5またはエアマスフィルタ10、それ以外のエアマスフィルタ)とを有する光照射装置と、この光照射装置からの太陽光に類似した擬似太陽光を一方端面から取り込んでその内部を伝搬させて被照射物13に対して指向性の高い光を平坦面から均一に面照射する面照射用の導光部材14または14aとが設けられていてもよい。この導光部材(テーパ導光部材4またはテーパ導光部材9、その他のテーパ導光部材)を用いない場合であってもよい。即ち、上記光学系は、第1光源(キセノンランプ2またはハロゲンランプ7、その他のランプ)と、この第1光源から出射される光のスペクトルを調整する光学素子としての光学フィルタとを有する光照射装置と、この光照射装置からの太陽光に類似した擬似太陽光を一方端面から取り込んでその内部を伝搬させて被照射物に対して光を平坦面から均一に面照射する面照射用の導光部材とが設けられていてもよい。
以上の場合も、前述したように、上記実施形態1のように、上記光照射装置および上記面照射用の導光部材を有する光学系を1ユニットとし、1ユニット同士を左右方向に対向配置して、面照射用の導光部材の他方端面同士を当接した2ユニットを、被照射物13のサイズに応じて、前後方向に複数並べて配置されている。また、上記実施形態2のように、上記光照射装置を左右に配置し、左側の光学フィルタからの光を一方端面から取り込んでその内部を伝搬させると共に、右側の光学フィルタからの光を他方端面から取り込んでその内部を伝搬させて被照射物13に対して光を平坦面から均一に面照射する面照射用の導光部材14または14aが設けられ、これを1ユニットとし、被照射物13のサイズに応じて、1ユニットが前後方向に複数並べてられて配置されていてもよい。
なお、本実施形態2では、特に説明していないが、上記実施形態1の場合と同様、反射部材3aに、所定幅dでライン状(短冊状)の遮光部材32を取り付けたり、開口部31自体の大きさを変化させることにより、面照射の導光部材14Aからの出射光量のバランスを調整する際に、導光部材14Aに両側から光を入射させるための途中の光学系の状態を変化させないで、光量だけを変化させることができる。つまり、擬似太陽光のスペクトル分布を固定した後でも、擬似太陽光のスペクトル分布を変化させることなく、導光部材14Aからの出射光量を調整することができる。
なお、本実施形態1、2では、第1光照射装置6と、第2光照射装置11と、第3光照射装置15または15Aとのセットが複数設けられ、第1テーパ導光部材4同士および第2テーパ導光部材9同士がそれぞれ隣接して並べられており、隣接した第1テーパ導光部材4間および/または、隣接した第2テーパ導光部材9間に遮光部材が配置されている擬似太陽光照射装置1または1Aについて説明したが、これに限らず、第1光照射装置6および第2光照射装置11のうちのいずれかからの擬似太陽光を一方端面から取り込んでその内部を伝搬させて被照射物3に対して指向性の高い光を平坦面から均一に面照射する面照射用の導光部材14または14Aを有する擬似太陽光照射装置としてもよい。
以上のように、本発明の好ましい実施形態1、2を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態1、2に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態1、2の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
本発明は、被照射物に対して指向性の高い光を照射するための光照射装置および、この光照射装置を用いて被照射物に対して擬似太陽光を照射する擬似太陽光照射装置、この擬似太陽光照射装置を用いて太陽電池パネルの出力特性を測定して良否判定を行う太陽電池パネル用検査装置の分野において、第1光源の出射光を取り出す開口部毎に光量調整部材が配置され、光量調整部材により、スペクトル調整された光の出射光量調整が行われるため、面照射用の導光部材から被照射物への出射光の位置によるバランスを調整する際に、面照射用の導光部材に光を入射させるまでの途中の光学系の状態を変えないで、照射光量だけを調整することができる。つまり、擬似太陽光を被照射物に照射する際に、照射光のスペクトル分布を固定した後でも、そのスペクトル分布を変えることなく、照射光量だけを調整することができる。
1、1A 擬似太陽光照射装置
2 キセノン光源
3a 反射部材
3b 開口板
31 開口部
32 遮光部材
4 テーパ導光部材
5 エアマスフィルタ(第1光学フィルタ;スペクトル調整用フィルタ)
6 第1光照射装置
7,7A,2C,2D ハロゲン光源
8,8A,3C,3D 反射部材
9,9C,9D テーパ導光部材
10,10C,10D エアマスフィルタ(第2光学フィルタ;スペクトル調整用フィルタ)
11 第2光照射装置
12 光混合部(波長選択ミラー)
13 被照射物(太陽電池パネル)
14,14A 導光部材
15 第3光照射装置
15A 第4光照射装置

Claims (9)

  1. 第1光源と、該第1光源からの出射光を反射させる第1反射部材と、該第1反射部材の反射前方側に配設されて、該光源の出射光を取り出す開口部が形成された開口部材と、該開口部材の開口部からの出射光を一方端面から取り込んで指向性が高められた光を他方端面から出射する第1導光部材と、該第1導光部材の他方端面から出射される光のスペクトルを調整する第1光学フィルタとを有し、該開口部毎に光量調整部材が短冊状の遮光部材として該開口部の一部と重なるように配置され、該光量調整部材によりスペクトル調整された光の出射光量調整が行われている光照射装置。
  2. 前記光量調整部材は、前記開口部材の開口部と、前記反射部材の間に配置されている請求項1に記載の光照射装置。
  3. 前記光量調整部材は、前記反射部材の対向辺に掛け渡されて固定された所定幅の遮光部材であって、該所定幅の幅サイズに応じて前記出射光量調整が行われる請求項2に記載の光照射装置。
  4. 前記光量調整部材は、波長依存性を持たない金属を黒色化した遮光部材である請求項2に記載の光照射装置。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載の光照射装置からの擬似太陽光を一方端面から取り込んでその内部を伝搬させて被照射物に対して光を平坦面から面照射する面照射用の導光部材を有する擬似太陽光照射装置。
  6. 請求項1〜4のいずれかに記載の光照射装置である第1光照射装置と、
    第2光源と、該第2光源からの出射光を反射させる第2反射部材と、該第2反射部材からの出射光を一方端面から取り込んで指向性が高められた光を他方端面から出射する第2導光部材と、該第2導光部材の他方端面から出射される光のスペクトルを調整する第2光学フィルタとを有する第2光照射装置と、
    該第1光照射装置からの光と該第2光照射装置からの光を混合して太陽光に類似した擬似太陽光を得る光混合部材と、該光混合部材からの擬似太陽光を一方端面から取り込んでその内部を伝搬させて被照射物に対して光を平坦面から均一に面照射する第3導光部材とを有する第3光照射装置とのセットが複数設けられている擬似太陽光照射装置。
  7. 前記第1光照射装置、前記第2光照射装置および前記第3光照射装置を有する前記光学系を1ユニットとし、該1ユニット同士を左右方向に対向配置して、該第3光照射装置の第3導光部材の他方端面同士を当接した2ユニットを、前記被照射物のサイズに応じて、前後方向に複数並べて配置されている請求項6に記載の擬似太陽光照射装置。
  8. 前記第1光照射装置、前記第2光照射装置および前記光混合部を配置した左側セットと、該第1光照射装置、該第2光照射装置および該光混合部を配置した右側セットとの間に、左側の光混合部からの混合光を一方端面から取り込んでその内部を伝搬させると共に、右側の光混合部からの混合光を他方端面から取り込んでその内部を伝搬させて被照射物に対して光を平坦面から均一に面照射する第4導光部材が前記第3導光部材に代えて設けられ、これを1ユニットとし、被照射物のサイズに応じて、該1ユニットが前後方向に複数並べてられて配置されている請求項6に記載の擬似太陽光照射装置。
  9. 請求項5〜8のいずれかに記載の擬似太陽光照射装置を用いて太陽電池パネルの出力特性を測定して良否判定を行う太陽電池パネル用検査装置。
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