JPH0999106A

JPH0999106A - 擬似太陽光照射装置

Info

Publication number: JPH0999106A
Application number: JP28791495A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Kobayashi; 啓介小林; Yoshiko Itagaki; 美子板垣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-10-09
Filing date: 1995-10-09
Publication date: 1997-04-15

Abstract

(57)【要約】【課題】広範囲の照明に適した高効率の擬似太陽光照
射装置を提供する。【解決手段】色温度３０００乃至３４００Ｋ程度の白
熱光を照射する白熱ランプとしてのハロゲンランプ３
と、蛍光灯２、２ａとを組合せ、この蛍光ランプが、白
熱光と混合されて地上に届く太陽光のスペクトルに近似
したスペクトル特性を有する光を照射するように、近紫
外から９００ｎｍの波長範囲内においてスペクトル特性
のピークが順にずれた少なくとも４種類の蛍光体を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数光源の組合せ
により自然の太陽光に近似した擬似太陽光を照射する擬
似太陽光照射装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】工業的な目的のために自然太陽光のスペ
クトル特性を再現する擬似太陽光照射装置は周知となっ
ている。この場合、一般的にはキセノン短アークランプ
を利用しているが、８００ｎｍ〜１０００ｎｍの近赤外
部に尖鋭なピーク群を有しており、これらの強度を低減
させて、太陽光のスペクトルに平均として近似するよう
に複数枚の干渉フィルタを用いている。この問題を解決
するために、特開昭６１−１３１３０１号公報により、
キセノン短アーク光の可視領域の照射光と、ハロゲンラ
ンプの赤外域の照射光とを直交方向から混合させ、この
混合位置に配置されたコールドミラもしくはコールドフ
ィルタを経由させて擬似太陽光を発生させる装置が提案
されている。また、照明用として、特開昭６２−１６１
３８１号公報により、太陽追尾型の集光器によって集光
した光を光ファイバによって、室内に配光する装置も提
案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
公報による装置は、構造的に嵩ばり、利用しない波長領
域の光線は熱として捨てるためにエネルギの利用効率が
低く、場合により装置の強制冷却が必要になる。また、
太陽電池の効率評価、或は宇宙開発における材料試験の
ような狭い範囲の高照度の光源用としては適している
が、例えば室内の広面積の照明用としては不適である。
後者の装置は、高価となり、光量が集光面積で決るため
に利用場所が制限され、ビルディング街等での広範囲の
採用は困難である。

【０００４】本発明は、このような点に鑑みて、広範囲
の照明に適した高効率の擬似太陽光照射装置を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、この目的を達
成するために、請求項１により、色温度３０００乃至３
４００Ｋ程度の白熱光を照射する白熱ランプと、蛍光ラ
ンプとを組合せ、この蛍光ランプが、白熱光と混合され
て地上に届く太陽光のスペクトルに近似したスペクトル
特性を有する光を照射するように、近紫外から９００ｎ
ｍの波長範囲内においてスペクトル特性のピークが順に
ずれた少なくとも４種類の蛍光体を有することを特徴と
する。

【０００６】４種類の蛍光体を有する場合、蛍光体の発
光スペクトルのバンド幅（スペクトル強度が半減する両
側波長間の幅）は１０ｎｍのオーダから１００ｎｍを越
えるために、第１の蛍光体で近紫外までスペクトルが発
生する。第１乃至第４の蛍光体のピーク間は、それぞれ
のスペクトルのすそ部分が隣合うすそ部分と重ねられて
太陽光のスペクトル特性に近似させられる。第４の蛍光
体のピークから遠赤領域に向けては徐々に白熱ランプの
色温度３０００乃至３４００Ｋ程度の白熱光のみで太陽
光のスペクトル特性に近似させられる。蛍光体の発光ス
ペクトル特性に応じて蛍光体の種類は５種類以上にして
も良く、その際請求項３により擬似太陽光スペクトルよ
りもレベルが下廻るように、組成率が相対的に小さな補
助蛍光体を封入することもできる。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１を基に本発明の一実施形態に
よる擬似太陽光照射装置を説明する。円筒状ハウジング
１には、２個の互に重ならないように外径が異り、かつ
同心状に配列されたサークライン形蛍光ランプ２、２ａ
と、その中心部の背後のソケット３ａに前方から取付け
られるハロゲンランプ３とが収納される。さらに、ハウ
ジング１内には、表面がギザギザの拡散反射面を備えた
蛍光ランプ２、２ａ及びハロゲンランプ３用のリフレク
タ５、５ａが取付けられている。ハロゲンランプ３の正
面には、その直射光を反射するグレアキャップ６が取付
けられている。ハウジング１の前面開口は、約４０ｃｍ
程度の内径であり、拡散透光体として周面に拡散反射面
７ａが形成された多数の正方形ダクト状透光口７ｂを升
目状に備えたルーバ７が着脱自在に取付けられている。
尚、拡散透光体としては、全面をフロスト処理したガラ
スにすることも考えられる。

【０００８】蛍光ランプ２、２ａに封入される蛍光体
は、種々のピーク及びバンド幅を有する蛍光体が既に存
在するのを前提に、近紫外の３００ｎｍから赤外９００
ｎｍのスペクトル領域にスペクトルピークが順にずれて
分布する少なくとも４種類で組成させる。即ち、第１の
蛍光体は３００ｎｍよりも多少長い例えば３５０ｎｍ〜
３８０ｎｍの範囲にピークを有し、第４の蛍光体は９０
０ｎｍよりも多少短い７２０ｎｍ〜８５０の範囲にピー
クを有し、第２及び第３の蛍光体はこれらのピーク間を
３分割する中間領域にピークを有するようにする。さら
に、第１乃至第４の蛍光体間のスペクトル特性を補償す
るために、第１及び第２の蛍光体のピーク間にピークを
有する第１の補助蛍光体と、第２及び第３の蛍光体のピ
ーク間にピークを有する第２の補助蛍光体と、第３及び
第４の蛍光体のピーク間にピークを有する第３の補助蛍
光体とを相対的に低い組成率で封入するのが好ましい。

【０００９】これらの蛍光体としては下記の表１〜７の
ものを例示できる。

【００１０】

【表１】

【００１１】

【表２】

【００１２】

【表３】

【００１３】

【表４】

【００１４】

【表５】

【００１５】

【表６】

【００１６】

【表７】

【００１７】図２は、このような蛍光体を下記の表８で
組成し、均等に混合して管内壁に塗布し、ハロゲンラン
プの色温度３０００Ｋとした場合のスペクトル特性を示
す。尚、第３の補助蛍光体は採用していない。蛍光ラン
プ２、２ａは互に同心状態で位置ずれした広い光照射面
からリフレクタ５に沿って蛍光を光照射し、その中心部
からハロゲンランプ３がリフレクタ５ａに沿って白熱光
を光照射する。これにより、ルーバ７から双方の光照射
の大部分が、拡散反射面７ａで拡散反射により高精度に
混合されて光照射される。

【００１８】

【表８】

【００１９】即ち、同図において太線で示す擬似太陽光
スペクトルが得られる。点線は地上に直進する太陽光の
スペクトル、細線は白熱発光スペクトルを示す。水銀の
輝線スペクトルは全体の発光のエネルギの数パーセント
であるので表示していないが、この輝線スペクトルを考
慮に入れて、平均的に太陽光のスペクトルに合せること
も可能である。この実施形態による装置は形状的に主に
家庭用として使用可能であり、日照不足による心身の不
調を予防できる。うつ病の治療に必要な２０００Ｌｘ以
上の照度を充分得ることができる。尚、一点鎖線は、表
８における第１及び第２の補助蛍光体を封入しない場合
の特性を示す。この一点鎖線データから明らかなよう
に、第１乃至第４の蛍光体は、９００ｎｍ以下の波長領
域を分割して順にずれた波長で太陽光のスペクトル特性
に対応したピークレベルが得られる組成比で混合され、
隣り合うすそ部分が重畳れている。

【００２０】図３は蛍光体を下記の表９で組成し、ハロ
ゲンランプの色温度を３４００Ｋとした実施形態のスペ
クトル特性を示す。尚、ハロゲンランプの寿命を考慮し
て、より低い色温度の実施形態も考えられる。

【００２１】

【表９】

【００２２】図４に別の実施形態による１．５ｍ平方の
パネル状の擬似太陽光照射装置を示す。前述の表９によ
る蛍光体の組合せによる３本の蛍光ランプ１１及びこれ
らの間に直交方向に配列された２０本の蛍光ランプ１２
をパネル１０に取付けてある。蛍光ランプ１１は管径
３．５ｃｍ、長さ１、２ｍであり、蛍光ランプ１２は同
じ管径で長さ５８ｃｍであり、同一平面状にパネル１０
に配列され、さらに色温度３４００Ｋの１４個のハロゲ
ンランプ１３が配列されている。これらのハロゲンラン
プはパネル１０の中心点を中心とする２重の同心円上に
照射範囲を略同一照度で照射するように互に間隔を置い
て配列されている。この擬似太陽光照射装置は、例えば
日照の足りないオフィス、室内プール等の天井に取付け
ることができ、太陽電池パネルの検査装置にも利用でき
る。

【００２３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、白熱ランプ
と、蛍光灯とを組合せた嵩ばらない構造で広範囲に照明
可能な擬似太陽光照射装置が実現可能となる。双方の発
光を有効に利用するために高効率化が可能になる。通常
の室内照明光に比べて自然光の快適さを伴うために、室
内照明としてだけでなく、光線浴用として保健施設或は
レジャー施設への応用もでき、住居及びオフィス等にお
ける日照不足も解消できる。人間の目は４００ｎｍ〜７
８０ｎｍの範囲を感知するが、皮膚はより広い範囲の光
に対して反応する。しかしながら、通常の照明下での長
時間の生活や労働で身体上の不調や疾病、ノイローゼ、
或はうつ病等の原因になり得ることが明らかになってい
る。本発明によれば被照射者に自然光の快適さを容易に
与えることができ、患者の自律神経を鎮静させ、種々の
疾病の治療に有効である。さらに、産業的には生産畜獣
の保健への応用も考えられる。工業的利用としては太陽
電池パネルの検査の際に、そのウエハを集積して広い面
積のパネルにした場合、従来の装置に比べて光照射が容
易となる。

【００２４】請求項２の発明により、近紫外から９００
ｎｍの波長領域のスペクトルを発生させるのに蛍光体を
４種類で組成させることができ、請求項３の発明によ
り、第１乃至第４の蛍光体の隣合うピーク間を補助蛍光
体で補償すると、より高精度のスペクトル特性が得られ
る。

【００２５】請求項４の発明によれば、通常のサークラ
イン形蛍光ランプと同様な形状で充分な照度及び照射範
囲の擬似太陽光照射装置が実現可能となる。その際、請
求項５の発明によれば、多数のダクト状透光口の周面に
拡散反射面を備えることにより、双方の光を効率良く良
好に混合可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による擬似太陽光照射装置
の断面図である。

【図２】同装置の発光スペクトル特性を示す図である。

【図３】別の実施形態による擬似太陽光照射装置の発光
スペクトル特性を示す図である。

【図４】さらに別の実施形態による擬似太陽光照射装置
の平面図である。

【符号の説明】

１ハウジング２、２ａサークライン形蛍光ランプ３ハロゲンランプ５、５ａリフレクタ７ルーバ７ａ拡散反射面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】色温度３０００乃至３４００Ｋ程度の白
熱光を照射する白熱ランプと、蛍光ランプとを組合せ、この蛍光ランプが、前記白熱光と混合されて地上に届く
太陽光のスペクトルに近似したスペクトル特性を有する
光を照射するように、近紫外から９００ｎｍの波長範囲
内においてスペクトル特性のピークが順にずれた少なく
とも４種類の蛍光体を有することを特徴とする擬似太陽
光照射装置。
【請求項２】蛍光体が、３５０ｎｍ〜３８０ｎｍの範
囲にピークを有する第１の蛍光体と、７２０ｎｍ〜８５
０ｎｍの範囲にピークを有する第４の蛍光体と、これら
のピーク間を略３分割する波長領域にピークを有する第
２及び第３の蛍光体とで組成され、前記各蛍光体がスペ
クトルを順に連続させ得るバンド幅を有することを特徴
とする請求項１の擬似太陽光照射装置。
【請求項３】第１乃至第４の蛍光体の隣合うピーク間
にピークを有し、かつ組成率が前記第１乃至第４の蛍光
体に対して相対的に小さい補助蛍光体を有することを特
徴とする請求項１の擬似太陽光照射装置。
【請求項４】円筒状ハウジングに、サークライン形蛍
光ランプと、この蛍光ランプの中心に位置する白熱ラン
プと、この白熱ランプ及び前記蛍光ランプの発光を前方
へ反射する反射体と収納し、前記ハウジングの前面開口部に、拡散透光体を設けたこ
とを特徴とする請求項１の擬似太陽光照射装置。
【請求項５】拡散透光体が、周面に拡散反射面が形成
された多数の透光口を備えたルーバであることを特徴と
する請求項４の擬似太陽光照射装置。