JPH08235903A - Solar simulator - Google Patents

Solar simulator

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Publication number
JPH08235903A
JPH08235903A JP3484095A JP3484095A JPH08235903A JP H08235903 A JPH08235903 A JP H08235903A JP 3484095 A JP3484095 A JP 3484095A JP 3484095 A JP3484095 A JP 3484095A JP H08235903 A JPH08235903 A JP H08235903A
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JP
Japan
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light
wavelength
spectrum
solar radiation
solar
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Pending
Application number
JP3484095A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Miyake
淳 三宅
Yasuo Asada
泰男 浅田
Eiju Nakada
栄寿 中田
Satoshi Nishikata
聡 西方
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU
CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU KENKYU KIKO
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU
CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU KENKYU KIKO
Agency of Industrial Science and Technology
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Filing date
Publication date
Application filed by CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU, CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU KENKYU KIKO, Agency of Industrial Science and Technology filed Critical CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU
Priority to JP3484095A priority Critical patent/JPH08235903A/en
Publication of JPH08235903A publication Critical patent/JPH08235903A/en
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  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
  • Securing Globes, Refractors, Reflectors Or The Like (AREA)

Abstract

PURPOSE: To obtain light having the spectrum similar to the solar radiation from the ultraviolet radiation to the infrared radiation by providing a mirror for selectively transmitting and reflecting different light from a plurality of light sources. CONSTITUTION: A xenon lamp 1 emits light from the lower right, transmits the light having the wavelength of 800nm or more including the bright line spectrum by using a cold mirror 2, and reflects ultraviolet light and the visible light having the wavelength of 800nm or less to an irradiation surface 7. A halogen lamp 3 irradiates from the upper left and transmits the light having the wavelength over 800nm by a sharp cut filter 5, and reflects the ultraviolet light and the visible light having the wavelength of 800nm or less. The light having the wavelength of 800nm or less, reflected from by the mirror 2 from the lamp 1 and the light having the wavelength over 800nm transmitted through the filter 5 from the lamp 3 are mixed to each other, so as to become the light having the spectrum similar to the solar radiation. Moreover, the infrared light is removed by making the light pass through a water tank 4, and the light can be made similar to the solar radiation to reach the ground surface.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、紫外放射から赤外放射
までの太陽放射に類似のスペクトルを持つソーラーシミ
ュレーターに関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a solar simulator having a spectrum similar to solar radiation from ultraviolet radiation to infrared radiation.

【0002】[0002]

【従来の技術】太陽放射は紫外放射、可視光放射、およ
び赤外放射を含む。太陽放射を再現するソーラーシミュ
レーターは、太陽を利用する光エネルギー変換システム
の開発や評価、光合成を行なう植物や微生物の栽培や培
養、色彩分野の評価や検査、太陽放射に起因する物質変
化のモニタリングなどの広い分野において有用なもので
ある。
Solar radiation includes ultraviolet radiation, visible light radiation, and infrared radiation. The solar simulator that reproduces solar radiation is the development and evaluation of a light energy conversion system that uses the sun, the cultivation and cultivation of plants and microorganisms that perform photosynthesis, the evaluation and inspection of the color field, the monitoring of changes in substances caused by solar radiation, etc. It is useful in a wide range of fields.

【0003】地表に入射する太陽放射は図3の線図のよ
うな分光エネルギー分布を示す。図3は1.5のエアマ
ス(大気質量)を通過した後の太陽放射のスペクトルを
表わすものであり、エアマスとは、太陽放射が通過する
大気層の厚さを意味し、0.1、1.5、2などと表
す。このような太陽放射と同様のスペクトルを有する光
を発生させるために、これまで様々なソーラーシミュレ
ーターが開発されている。これらは必要とされる一定の
波長領域のみ、類似のスペクトルを再現することができ
るソーラーシミュレーターとして開発されたものであ
り、それぞれの目的に応じて使い分けることにより、太
陽放射下におけるシミュレートを行っている。したがっ
て、従来、紫外放射から赤外放射までの波長領域におい
て、太陽放射を再現することはなされていない。
Solar radiation incident on the surface of the earth exhibits a spectral energy distribution as shown in the diagram of FIG. FIG. 3 shows a spectrum of solar radiation after passing through an air mass (atmospheric mass) of 1.5, where air mass means the thickness of the atmospheric layer through which the solar radiation passes, and 0.1, 1 Represented as .5, 2, etc. Various solar simulators have been developed so far in order to generate light having a spectrum similar to that of solar radiation. These were developed as solar simulators that can reproduce similar spectra only in the required fixed wavelength range.By using them properly for each purpose, simulation under solar radiation can be performed. There is. Therefore, conventionally, solar radiation has not been reproduced in the wavelength range from ultraviolet radiation to infrared radiation.

【0004】従来、ソーラーシミュレーターの光源に
は、キセノンランプやメタルハライドランプまたはハロ
ゲンランプなどが単独で用いられている。以下に、種々
の光源から得られる光のスペクトルについて、図4〜図
9の波長―光エネルギー線図を参照して述べるが、これ
らの光源からの光は、それぞれ特有のスペクトルを有し
ている。
Conventionally, a xenon lamp, a metal halide lamp, a halogen lamp or the like has been used alone as a light source of a solar simulator. The spectra of light obtained from various light sources will be described below with reference to the wavelength-light energy diagrams of FIGS. 4 to 9, and the light from these light sources has their own spectra. .

【0005】ハロゲンランプの光スペクトルは、図4に
示すような連続光であり、紫外線領域をあまり含まない
ことや、1000nm付近に光エネルギーの極大がある
点で、太陽放射とは異なっている。このハロゲンランプ
に赤外光のみ透過するダイクロイックミラーを装着する
ことにより、可視光領域において比較的太陽放射に類似
した光が得られる。ダイクロイックミラーを使用した場
合を、図4では点線で表わしている。
The light spectrum of the halogen lamp is continuous light as shown in FIG. 4, and differs from that of solar radiation in that it does not contain much ultraviolet light and that the light energy has a maximum near 1000 nm. By attaching a dichroic mirror that transmits only infrared light to this halogen lamp, light relatively similar to solar radiation can be obtained in the visible light region. The case where a dichroic mirror is used is shown by a dotted line in FIG.

【0006】タングステンランプの光スペクトルも、同
様に図5に示すような連続光であり、赤外成分を多く含
むという点で太陽放射とは異なっている。メタルハライ
ドランプは、発光管内に水銀などの金属ガスを封入した
ものであり、その光スペクトルは図6に示すように、封
入された金属元素に特有の輝線スペクトルを含むという
点で、これも太陽放射とは異なる。
The light spectrum of a tungsten lamp is also continuous light as shown in FIG. 5, and is different from solar radiation in that it contains a large amount of infrared components. A metal halide lamp is one in which a metal gas such as mercury is enclosed in an arc tube, and the light spectrum thereof also includes the emission line spectrum peculiar to the enclosed metal element. Is different from.

【0007】一般家庭などで通常用いられている蛍光灯
から得られる光のスペクトルは、図7に示すように、数
本の輝線スペクトルが含まれており、700nmより長
波長側の光を全く含んでいない。ソーラーシミュレータ
ーの光源として使用されることが多いキセノンランプの
光スペクトルは、図8に示すように、比較的太陽放射に
類似しているが、800nmから900nm付近に輝線
スペクトルを持つ点で太陽放射とは異なる。
As shown in FIG. 7, the spectrum of light obtained from a fluorescent lamp that is usually used in homes includes several emission line spectra, and does not include light at wavelengths longer than 700 nm. Not at all. The light spectrum of a xenon lamp, which is often used as the light source of a solar simulator, is relatively similar to solar radiation as shown in FIG. 8, but it has a bright line spectrum near 800 nm to 900 nm, Is different.

【0008】一般に市販されているソーラーシミュレー
ターは、このキセノンランプを光源とし、800nm付
近の輝線スペクトルをフィルターにより削除している。
しかし、フィルターを通過させることにより、図9に示
すように、800nmから900nmの光が著しく減少
するため、可視光領域以外は太陽放射と異なったスペク
トルとなっている。
[0008] Generally, a commercially available solar simulator uses this xenon lamp as a light source and eliminates a bright line spectrum near 800 nm by a filter.
However, as shown in FIG. 9, the light from 800 nm to 900 nm is remarkably reduced by passing through the filter, so that the spectrum is different from that of solar radiation except in the visible light region.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、各光源
はそれぞれ特有の光スペクトルを持っているが、問題
は、これらをソーラーシミュレーターの光源として用い
るとき、単独では紫外照射から赤外照射までの太陽放射
を再現できないことである。例えば、これまで主に使用
されてきたキセノンランプを光源とするソーラーシミュ
レーターは、上記のように、800nmから900nm
の光が著しく減少するが、この800nm付近の光は、
現在広く使用されているアモルファスシリコン太陽電池
の利用可能な光の長波長側の上限に位置し、また、アモ
ルファスシリコン太陽電池よりさらに長波長の光を利用
することができる銅―インジュウム―セレン太陽電池
も、800nm付近の光が利用されている。このため、
従来のソーラーシミュレーターを用いた場合、太陽電池
の性能が十分に発揮されないことは明らかである。ま
た、主に赤外光領域を利用する温水器などの光熱変換装
置の開発や、800nm以上の近赤外光を利用して増殖
する光合成細菌などの光合成微生物の培養には、このソ
ーラーシミュレーターは適切でない。一方、メタルハラ
イドを光源とするソーラーシミュレーターでは、輝線ス
ペクトルを可視光領域に多量に含むため、色彩を測定ま
たは評価するのに不適切である。
As described above, each light source has its own unique light spectrum, but the problem is that when these are used as the light source of a solar simulator, they can be used independently from ultraviolet irradiation to infrared irradiation. It is not possible to reproduce the solar radiation of. For example, a solar simulator that uses a xenon lamp as a light source, which has been mainly used up to now, is as described above from 800 nm to 900 nm.
, But the light near 800 nm is
A copper-indium-selenium solar cell that is located at the upper limit on the long-wavelength side of usable light of currently widely used amorphous silicon solar cells and that can use light of a longer wavelength than amorphous silicon solar cells. Also, light near 800 nm is used. For this reason,
It is clear that the performance of the solar cell is not fully exhibited when using the conventional solar simulator. In addition, this solar simulator is mainly used for the development of photothermal conversion devices such as water heaters that utilize the infrared light region, and for the cultivation of photosynthetic microorganisms such as photosynthetic bacteria that grow using near infrared light of 800 nm or more. not appropriate. On the other hand, a solar simulator using a metal halide as a light source is not suitable for measuring or evaluating color because it contains a large amount of bright line spectra in the visible light region.

【0010】このように、従来のソーラーシミュレータ
ーは、一定の波長領域の光のみが、太陽放射に類似して
いるに過ぎないので、特定の目的にしか使用することが
できず、汎用性が低いものである。本発明は上述の点に
鑑みてなされたものであり、その目的は、紫外照射から
赤外照射までの太陽放射に類似したスペクトルを有する
光が得られるソーラーシミュレーターを提供することに
ある。
As described above, since the conventional solar simulator can only be used for a specific purpose because only light in a certain wavelength range is similar to solar radiation, it has low versatility. It is a thing. The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a solar simulator capable of obtaining light having a spectrum similar to solar radiation from ultraviolet irradiation to infrared irradiation.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明のソーラーシミュレーターは、キセノンラ
ンプやハロゲンランプのような少なくとも2種類の光源
と、これら各光源からの波長範囲の異なる光を選択的に
透過、反射させ、少なくとも2種類の透過光、反射光を
抽出混合させるコールドミラーやシャープカットフィル
ターのような少なくとも1枚の波長依存性の鏡とを備え
る。
In order to solve the above-mentioned problems, the solar simulator of the present invention comprises at least two types of light sources such as a xenon lamp and a halogen lamp, and light of different wavelength ranges from each of these light sources. At least one wavelength-dependent mirror such as a cold mirror or a sharp cut filter that selectively transmits and reflects light and extracts and mixes at least two types of transmitted light and reflected light.

【0012】[0012]

【作用】上記のように構成したために、本発明のソーラ
ーシミュレーターは、それぞれの光源の持つ太陽放射に
類似した光を最大限に利用し、波長依存性の鏡により、
輝線スペクトルの除去や、単独光源を用いたのでは不足
する波長領域の光を他の光源から抽出し、単独光源では
避けられない欠点を十分に補っている。
Since the solar simulator of the present invention is configured as described above, it makes maximum use of the light similar to the solar radiation of each light source, and uses the wavelength-dependent mirror to
It removes the bright line spectrum and extracts the light in the wavelength region that is insufficient with a single light source from other light sources, and sufficiently compensates for the drawbacks that cannot be avoided with a single light source.

【0013】[0013]

【実施例】本発明者らは、種々の光源について検討した
結果、1種類の光源のみでは紫外照射から赤外照射まで
の太陽放射を再現することはできないという結論を得
た。そこで、2種類以上の光源による太陽放射の再現に
ついて、鋭意研究を進めた結果、少なくとも2種類の光
源から、異なる波長範囲の光を波長依存性の鏡を用いて
抽出混合することにより、紫外照射から赤外照射までの
太陽放射に類似したソーラーシミュレーターを得ること
ができた。
EXAMPLES As a result of studying various light sources, the present inventors have concluded that it is not possible to reproduce solar radiation from ultraviolet irradiation to infrared irradiation with only one type of light source. Therefore, as a result of intensive research on reproduction of solar radiation by two or more types of light sources, ultraviolet irradiation was performed by extracting and mixing lights of different wavelength ranges from at least two types of light sources using wavelength-dependent mirrors. It was possible to obtain a solar simulator similar to solar radiation from to infrared irradiation.

【0014】以下、実施例に基づき本発明を説明する。
本発明を行なうに当たり、種々の光源の組み合わせが考
えられるが、ここでは一例として、キセノンランプとハ
ロゲンランプの組合せによるソーラーシミュレーターに
ついて説明する。但し、この場合、ハロゲンランプにダ
イクロイックミラーは装着していない。キセノンランプ
は約6000Kの色温度を持ち、前述の図8に示したよ
うに、可視光領域が太陽放射に類似しているが、800
〜900nmに輝線スペクトルが含まれている。また、
ハロゲンランプは、3000K付近の色温度を持ち、前
述の図4に示したように、可視光成分が少なく、赤外光
領域において平坦なスペクトルを有する点で太陽放射と
は異なっている。したがって、これら二つの光源を単純
に混合するだけでは、輝線スペクトルの存在や可視光成
分の不足などの欠点を解消することはできない。そこ
で、波長を選択的に反射または透過する機能を機能を持
つ鏡を導入して、2種類の光源からなるソーラーシミュ
レーターを構成することにした。以下に2つの実施例に
ついて具体的に解説する。
The present invention will be described below based on examples.
In carrying out the present invention, various light source combinations can be considered, but here, as an example, a solar simulator using a combination of a xenon lamp and a halogen lamp will be described. However, in this case, the halogen lamp is not equipped with a dichroic mirror. The xenon lamp has a color temperature of about 6000K, and the visible light region is similar to solar radiation as shown in FIG.
An emission line spectrum is included at ˜900 nm. Also,
Halogen lamps have a color temperature of around 3000 K, differ from solar radiation in that they have a small visible light component and a flat spectrum in the infrared light region, as shown in FIG. Therefore, by simply mixing these two light sources, it is not possible to eliminate the drawbacks such as the existence of the bright line spectrum and the lack of visible light components. Therefore, we decided to construct a solar simulator consisting of two types of light sources by introducing a mirror that has the function of selectively reflecting or transmitting wavelengths. Two examples will be specifically described below.

【0015】実施例1:図1は本発明ソーラーシミュレ
ーターの実施例の主要な構成部材の配置関係を示す模式
図である。図1には光源からの光と、分別された波長の
光の進行方向をいずれも矢印で示し、各波長に対応する
光のスペクトル図を、矢印近傍に付記してある。図1に
おいて、光源であるキセノンランプ1は右下から照射
し、コールドミラー2を用いて、輝線スペクトルを含む
800nmより長波長域の光は透過し,800nm以下
の紫外光や可視光を、照射面7へ反射させる。もう一つ
の光源であるハロゲンランプ3は左上から照射し、シャ
ープカットフィルター5により800nmより長波長域
の光は透過、800nm以下の紫外光や可視光は反射さ
せる。コールドミラー2により反射されたキセノンラン
プ1由来の800nmより短波長の光と、シャープカッ
トフィルター5を透過したハロゲンランプ3由来の80
0nmより長波長の光とは混合し合い、太陽放射に類似
したスペクトルを有する光となる。さらにこの光を水槽
4を通過させることにより赤外光を除き、地表に到達す
る太陽放射により類似させることができる。また各々の
光源の必要としない波長の光が被照射物6に照射される
ことを防ぐために、2枚の波長依存性の鏡の間に遮光板
8を設置する。図11にこのようにして得られた光のス
ペクトルを示すが図3のエアマス1.5の太陽放射スペ
クトルに極めて類似している。この光が被照射物6に照
射される。この時使用したコールドミラー2およびシャ
ープカットフィルターの波長選択特性を図2に示す。図
2(a)はコールドミラー2について、図2(b)はシ
ャープカットフィルター5について光の波長に対する透
過率と反射率の関係を示す線図であり、実線が透過率を
示し、点線は反射率を表している。
Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic view showing the arrangement relationship of main constituent members of an embodiment of the solar simulator of the present invention. In FIG. 1, the traveling directions of the light from the light source and the light of the separated wavelengths are both indicated by arrows, and a spectrum diagram of light corresponding to each wavelength is additionally shown near the arrows. In FIG. 1, a xenon lamp 1 which is a light source is irradiated from the lower right, and a cold mirror 2 is used to transmit light in a wavelength range longer than 800 nm including an emission line spectrum and to irradiate ultraviolet light or visible light of 800 nm or less Reflect to surface 7. The halogen lamp 3, which is the other light source, illuminates from the upper left, and the sharp cut filter 5 transmits light in a wavelength range longer than 800 nm and reflects ultraviolet light and visible light of 800 nm or less. Light from the xenon lamp 1 having a wavelength shorter than 800 nm reflected by the cold mirror 2 and 80 from the halogen lamp 3 that has passed through the sharp cut filter 5
Light having a wavelength longer than 0 nm is mixed with each other to form light having a spectrum similar to that of solar radiation. Further, by passing this light through the aquarium 4, the infrared light can be removed and can be made more similar to the solar radiation reaching the surface of the earth. Further, in order to prevent the irradiation of the irradiation target 6 with the light of the wavelength not required by each light source, the light shielding plate 8 is provided between the two wavelength-dependent mirrors. FIG. 11 shows the spectrum of the light thus obtained, which is very similar to the solar radiation spectrum of air mass 1.5 in FIG. The object 6 is irradiated with this light. The wavelength selection characteristics of the cold mirror 2 and the sharp cut filter used at this time are shown in FIG. 2A is a diagram showing the relationship between the transmittance and the reflectance with respect to the wavelength of light for the cold mirror 2 and FIG. 2B for the sharp cut filter 5. The solid line indicates the transmittance and the dotted line indicates the reflection. It represents the rate.

【0016】実施例2:図10は本発明のソーラーシミ
ュレーターの他の実施例の主要な構成部材の配置関係を
示す模式図である。図10には光源からの光と、分別さ
れた波長の光の進行方向をいずれも矢印で示し、各波長
に対応する光のスペクトル図を、矢印近傍に付記してあ
る。図10において、光源であるキセノンランプ1は上
方から照射し、コールドミラー2を用いて、輝線スペク
トルを含む800nmより長波長域の光は透過し,80
0nm以下の紫外光や可視光は反射させる。もう一つの
光源であるハロゲンランプ3は側方から照射し、同様に
コールドミラー2により800nmより長波長域の光は
透過,800nm以下の紫外光や可視光は反射させる。
コールドミラー2により反射されたキセノンランプは1
由来の800nmより短波長の光と、コールドミラー2
を透過したハロゲンランプ3由来の800nmより長波
長の光とは混合し合い、太陽放射に類似したスペクトル
を有する光となる。さらにこの光を水槽4を通過させる
ことにより赤外光を除き、地表に到達する太陽放射によ
り類似させることができる。このようにして得られた光
は、実施例1と同様に図11に示したスペクトルを有
し、図3のエアマス1.5の太陽放射スペクトルに極め
て類似している。この光が被照射物6に照射される。
Embodiment 2 FIG. 10 is a schematic view showing the arrangement relationship of main constituent members of another embodiment of the solar simulator of the present invention. In FIG. 10, the traveling directions of the light from the light source and the light of the separated wavelengths are both shown by arrows, and the spectrum diagram of the light corresponding to each wavelength is additionally shown near the arrows. In FIG. 10, the xenon lamp 1 which is the light source is illuminated from above, and the cold mirror 2 is used to transmit light in the wavelength range longer than 800 nm including the bright line spectrum.
It reflects ultraviolet light and visible light of 0 nm or less. The other light source, the halogen lamp 3, emits light from the side, and similarly, the cold mirror 2 transmits light in a wavelength range longer than 800 nm and reflects ultraviolet light and visible light of 800 nm or less.
The xenon lamp reflected by the cold mirror 2 is 1
Light with a wavelength shorter than 800 nm, and cold mirror 2
The light having a wavelength longer than 800 nm derived from the halogen lamp 3 that has passed through the light source is mixed with each other and becomes light having a spectrum similar to solar radiation. Further, by passing this light through the aquarium 4, the infrared light can be removed and can be made more similar to the solar radiation reaching the surface of the earth. The light thus obtained has the spectrum shown in FIG. 11 as in Example 1, and is very similar to the solar radiation spectrum of the air mass 1.5 in FIG. The object 6 is irradiated with this light.

【0017】以上の如く、本発明のソーラーシミュレー
ターは、太陽放射に極めて類似したスペクトルを有する
光が得られるが、実施例2で重要なことは2つの光源、
キセノンランプ1とハロゲンランプ3からの光を、1枚
の波長依存性の鏡を用いて抽出混合している点である。
一般にソーラーシミュレーターは、その使用目的に応
じ、数種類の光強度で太陽放射を再現することが必要と
なる。実施例1において、それぞれの波長依存性の鏡か
ら、被照射物までの距離を変えることにより、照射面に
おける光強度を変える場合には、2つの光源由来の光が
照射面上において混合するように、光源および波長依存
性の鏡の角度を修正することが必要となる。
As described above, the solar simulator of the present invention can obtain light having a spectrum very similar to solar radiation, but what is important in the second embodiment is two light sources,
The point is that the lights from the xenon lamp 1 and the halogen lamp 3 are extracted and mixed by using a single wavelength-dependent mirror.
Generally, a solar simulator needs to reproduce solar radiation with several kinds of light intensities according to the purpose of use. In Example 1, when the light intensity on the irradiation surface is changed by changing the distance from each wavelength-dependent mirror to the object to be irradiated, the lights from the two light sources are mixed on the irradiation surface. First, it is necessary to correct the angle of the light source and the wavelength dependent mirror.

【0018】これに対し、実施例2では2つの光源から
の光を1枚の波長依存性の鏡を用いて抽出混合している
ために、波長依存性の鏡から、被照射物までの距離を変
えても、常に2つの光源由来の光は照射面上において混
合するために、光源および波長依存性の鏡の角度の修正
は不要である。また実施例1と同程度の性能を、より簡
単な構造で得ることができる。
On the other hand, in the second embodiment, since the lights from the two light sources are extracted and mixed by using one wavelength-dependent mirror, the distance from the wavelength-dependent mirror to the irradiation object is large. Even if the value is changed, the lights from the two light sources are always mixed on the irradiation surface, so that it is not necessary to correct the angles of the light source and the wavelength-dependent mirror. Further, it is possible to obtain the same performance as that of the first embodiment with a simpler structure.

【0019】本実施例1および2では、キセノンランプ
1とハロゲンランプ3の2種類の光源と、コールドミラ
ー2、シャープカットフィルター5などの波長依存性の
鏡を用い、光源からの光を選択的に抽出混合したが、こ
の他にも、場合に応じて、干渉フィルターによる特定波
長域の光の削除、ハーフミラーによる特定波長域の光の
半減などが応用可能である。また、光源の組み合わせで
はダイクロイックミラー付きハロゲンランプ、タングス
テンランプおよび紫外用蛍光ランプなどを組み合わせる
のも有効である。本実施例1および2では、エアマス
1.5に類似したスペクトルとなるように、キセノンラ
ンプ1、ハロゲンランプ3やコールドミラー2、シャー
プカットフィルター5の波長選択特性を定めたが、上述
の組み合わせを採用することにより、エアマス1やエア
マス2、さらにエアマス0など、様々な太陽放射を容易
かつ高精度に再現することもできる。このことから、大
気圏外における物質の特性や劣化などの評価も、室内に
おいて行うことが可能となる。
In Examples 1 and 2, two types of light sources, a xenon lamp 1 and a halogen lamp 3, and a wavelength-dependent mirror such as a cold mirror 2 and a sharp cut filter 5 are used to selectively emit light from the light source. However, in addition to this, it is possible to apply the elimination of light in a specific wavelength range by an interference filter, the half of the light in a specific wavelength range by a half mirror, etc., depending on the case. Further, as a combination of light sources, it is effective to combine a halogen lamp with a dichroic mirror, a tungsten lamp, an ultraviolet fluorescent lamp, and the like. In the first and second embodiments, the wavelength selection characteristics of the xenon lamp 1, the halogen lamp 3, the cold mirror 2, and the sharp cut filter 5 are determined so that the spectrum is similar to the air mass 1.5. By adopting it, various solar radiations such as the air mass 1, the air mass 2, and the air mass 0 can be easily and accurately reproduced. This makes it possible to evaluate the characteristics and deterioration of substances outside the atmosphere in a room.

【0020】光源の選定、コールドミラー、シャープカ
ットフィルター、ハーフミラー、干渉フィルターなどの
波長依存性の鏡の組み合わせは、殆ど無限通り存在する
ので、エアマス、緯度経度、天候、季節などに関係な
く、あらゆる太陽放射スペクトルを、様々な光強度で再
現することができる。以上のように、本発明のソーラー
シミュレーターは、産業上の幅広い分野にわたり応用さ
れ、顕著な効果が期待されるものである。
Since there are almost infinite combinations of wavelength-dependent mirrors such as selection of light source, cold mirror, sharp cut filter, half mirror, interference filter, etc., regardless of air mass, latitude / longitude, weather, season, etc. Any solar radiation spectrum can be reproduced with different light intensities. As described above, the solar simulator of the present invention is expected to be applied to a wide range of industrial fields and to have remarkable effects.

【0021】[0021]

【発明の効果】1種類の光源を用いる従来のソーラーシ
ミュレーターは、紫外放射から赤外放射までの太陽放射
をすべて再現することができなかったのに対し、本発明
のソーラーシミュレーターは実施例で述べたように、2
種類以上の光源と、少なくとも1枚の波長依存性の鏡を
組み合わせ、紫外放射から赤外放射までの太陽放射を再
現する光が得られるという優れた機能を有する。
The conventional solar simulator using one type of light source cannot reproduce all the solar radiation from ultraviolet radiation to infrared radiation, whereas the solar simulator of the present invention is described in the embodiment. Like, 2
By combining at least one kind of light source and at least one wavelength-dependent mirror, it has an excellent function of obtaining light that reproduces solar radiation from ultraviolet radiation to infrared radiation.

【0022】このソーラーシミュレーターは、様々な波
長の光を利用する各種の太陽電池の開発や能力評価に最
適であるばかりでなく、主に赤外光領域を利用する温水
器等の光熱変換装置の開発などにも利用することができ
る。また、複数のデバイスを組み合わせて、光エネルギ
ーを変換する場合、このソーラーシミュレーター1台の
みで実施することも可能である。
This solar simulator is not only optimal for the development and performance evaluation of various solar cells that use light of various wavelengths, but also for photothermal conversion devices such as water heaters that mainly use the infrared light region. It can also be used for development. In addition, when a plurality of devices are combined to convert light energy, it is possible to carry out this solar simulator alone.

【0023】主に可視光を利用して生育する藻類や、8
00nm以上の近赤外光を利用して増殖する光合成細菌
などの光合成微生物の培養にも、本発明のソーラーシミ
ュレーターは有効である。近年、光合成微生物による水
素や色素などの有用物質の生産が注目されており、この
ような光バイオインダストリーの分野の進展にも大きく
寄与するものである。さらに太陽放射中の可視光を基準
とするカラー印刷や、塗装などの色彩を扱う分野の評価
や検査、太陽放射中の紫外光に起因する物性変化のモニ
タリングなどにも、本発明のソーラーシミュレーターを
有効に用いることができる。
Algae that grow mainly using visible light,
The solar simulator of the present invention is also effective for culturing photosynthetic microorganisms such as photosynthetic bacteria that grow using near infrared light of 00 nm or more. In recent years, attention has been paid to the production of useful substances such as hydrogen and pigments by photosynthetic microorganisms, which will greatly contribute to the progress of the field of photobioindustry. In addition, the solar simulator of the present invention can be used for color printing based on visible light in solar radiation, evaluation and inspection of fields dealing with colors such as painting, and monitoring of changes in physical properties caused by ultraviolet light during solar radiation. It can be used effectively.

【0024】上述のように、本発明のソーラーシミュレ
ーターは、産業上の広範囲の分野にわたって有用なもの
である。
As described above, the solar simulator of the present invention is useful in a wide range of industrial fields.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のソーラーシミュレーターの実施例の主
要な構成部材の配置を示す模式図
FIG. 1 is a schematic diagram showing an arrangement of main constituent members of an embodiment of a solar simulator of the present invention.

【図2】本発明のソーラーシミュレーターに用いるコー
ルドミラーおよびシャープカットフィルターの波長選択
特性を示す線図
FIG. 2 is a diagram showing wavelength selection characteristics of a cold mirror and a sharp cut filter used in the solar simulator of the present invention.

【図3】太陽放射のスペクトル図FIG. 3 Spectral diagram of solar radiation

【図4】ハロゲンランプから得られる光のスペクトル図FIG. 4 is a spectrum diagram of light obtained from a halogen lamp.

【図5】タングステンランプから得られる光のスペクト
ル図
FIG. 5 is a spectrum diagram of light obtained from a tungsten lamp.

【図6】メタルハライドランプから得られる光のスペク
トル図
FIG. 6 is a spectrum diagram of light obtained from a metal halide lamp.

【図7】蛍光灯から得られる光のスペクトル図FIG. 7 is a spectrum diagram of light obtained from a fluorescent lamp.

【図8】キセノンランプから得られる光のスペクトル図FIG. 8 is a spectrum diagram of light obtained from a xenon lamp.

【図9】キセノンランプから得られる光の輝線スペクト
ルを削除した後のスペクトル図
FIG. 9 is a spectrum diagram after the emission line spectrum of light obtained from a xenon lamp is deleted.

【図10】本発明のソーラーシミュレーターの他の実施
例の主要な構成部材の配置を示す模式図
FIG. 10 is a schematic diagram showing the arrangement of main constituent members of another embodiment of the solar simulator of the present invention.

【図11】本発明のソーラーシミュレーターから得られ
る光のスペクトル図
FIG. 11 is a spectrum diagram of light obtained from the solar simulator of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 キセノンランプ 2 コールドミラー 3 ハロゲンランプ 4 水槽 5 シャープカットフィルター 6 被放射物 7 照射面 8 遮光板 1 Xenon lamp 2 Cold mirror 3 Halogen lamp 4 Water tank 5 Sharp cut filter 6 Radiant 7 Irradiated surface 8 Light shield

フロントページの続き (72)発明者 浅田 泰男 茨城県つくば市東1丁目1番3 工業技術 院生命工学工業技術研究所内 (72)発明者 中田 栄寿 東京都港区西新橋2丁目8番11号 財団法 人 地球環境産業技術研究機構 CO2固 定化等プロジェクト室内 (72)発明者 西方 聡 東京都港区西新橋2丁目8番11号 財団法 人 地球環境産業技術研究機構 CO2固 定化等プロジェクト室内Front Page Continuation (72) Inventor Yasuo Asada 1-3 East Higashi Tsukuba, Ibaraki Industrial Technology Institute of Industrial Science and Technology (72) Inventor Eiju Nakada 2-8-11 Nishishinbashi, Minato-ku, Tokyo Foundation Law Institute of Global Environment and Industrial Technology CO2 stabilization project room (72) Satoshi Nishikata Satoshi Nishikata 2-8-11 Nishishimbashi, Minato-ku, Tokyo Foundation method

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも2種類の光源と、これら各光源
からの波長範囲の異なる光を選択的に透過、反射する少
なくとも2種類の透過光、反射光を抽出混合させる少な
くとも1枚の波長依存性の鏡とを備えることを特徴とす
るソーラーシミュレーター。
1. At least two types of light sources, at least two types of transmitted light that selectively transmits and reflects light having different wavelength ranges from these light sources, and at least one wavelength dependency that extracts and mixes reflected light. A solar simulator characterized by being equipped with a mirror.
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