JPS58132212A

JPS58132212A - 擬似太陽光照射装置

Info

Publication number: JPS58132212A
Application number: JP1324682A
Authority: JP
Inventors: Masaki Kusuhara; 昌樹楠原
Original assignee: Hakko Corp
Current assignee: Hakko Corp
Priority date: 1982-02-01
Filing date: 1982-02-01
Publication date: 1983-08-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は擬似太陽光照射装置に関するものである。

良く知られているように、擬似太陽光照射装置は、ハロ
ゲン灯やキセノン放電灯などの単位発光灯を二次元的に
、平面上に多数配列し、各単位発光灯から放射される光
をほほ平行（通常は±５度以内の傾き）にして広帯域照
射ができるようにし、光照射面におけるエネルギー分布
、スペクトル分布および光の方向性をなるべく均等化し
王、自然の太陽光の照射状態に近づけるようにしたちの
である。

第１図に、従来の擬似太陽光照射装置の断面図を示す。

ｌ、〜１４はラング支持板２に取り付けられた多数の単
位発光灯で、通常性背後に楕円反射鏡を有する、いわゆ
るさクコン瀧のハロゲン灯やキセノン放電灯などが用い
られる。

また、３．〜３番は、それぞれの単位発光灯の前面に、
これと光軸が一致するように、所定の間隔をおいて配置
され九多数の７レネルレンズ、４はこれらレンズの支持
枠で６９．７レネルレンズは通常グラスチック製で参る
。

各単位発光灯１ｉと、これに対応する７レネルレンズ３
ｉ＆の位置関係は、単位発光灯１．の楕円反射鏡の第２
焦点がツレネルレンズ３．ｌＦ）焦点にほぼ一歇するよ
うに遥ｄれている。

これによりて、令単位発光灯１ｉから放射される光は、
フレネルレンズｌｌｉを出ると自、はぼ平行か、ヤや広
がｐ気味になるように調整され、所定の光層Ｍ面に訃け
るエネルギ分布、スペクトル分布をよび光の方向性の均
−駅が自然太陽光になるべく近くなるようＫされている
。

５は、その内部Ｋ１１ｌｌ記の単位発光灯ｌ、〜１４％
　ランプ支持１［２、フレネルレンズ３１〜３４オよび
し／ズ支持枠４郷が収納されているハウジング、２１は
ラング支持板２に穿設された空気流通用孔である。

５１．５２は前記ハウジング５の、ランプ支持板２とフ
レネルレンズ群３．〜３４との間の空間１０に対向する
側壁に設けられた空気吸入口、５３はハウジング５の上
端に設けられた空気吹出口、７゜８は空気吸入口５１．
５２に設けられたフィルタである。

各単位発光灯１１〜１４が点灯されると、これから発せ
られ走光は、前述のようにそれぞれ対応するフレネルレ
ンズ３□〜３４を遺遇し、＃１埋平行な光線として光照
射面に投射される。このとき、各フレネルレンズの温度
は光吸収によって上昇する。

前述のように、７Ｖネルレンズは通常グラスチックで作
られておシ、その温度が過度に上昇すると歪や変形を生
じて、光照射面での均一性が劣化したり、寿命が短かく
なつ九りする。このため、フレネルレンズの温度は、約
１００℃以下−なるぺくは７０℃以下に抑える必要があ
る。

な訃、フレネルレンズを耐熱ガラスＩＩＫすると、５０
０℃位までは変形を生ずることはないが、高温に加熱さ
れた各７レネルレンズからは、熱放射による遠赤外線放
射を生ずるようになる。

そしてこの遠赤外線放射は、その強度が絶対温度のはぼ
４乗に比例して強まると共に、その放射方向が各７レネ
ルレンズの光学設計とは無関係に☆レンズを中心とした
輻射状になる。

このため、光照射面に訃けるエネルギ分布、スペクトル
分布、光の方向の均−性等がこれによって乱され、擬似
太陽光としての性能が劣化する。

したがって、この場合も７レネルレンズを冷却すること
は絶対に必要である。

この丸めに、従来は、第１図に示したように１ランプ支
持板２とフレネルレンズ群３１〜３．との間に形・成さ
れた空間ｌＯの側面にある空気吸入口５１．５２から空
気を吸入し、ラング支持＠２に穿設した空気流通用孔２
１を通９、空気吹出口５３かもその空気を排出すること
によって、フレネルレンズ群の冷却を行なうと共に、各
単位発光灯１１〜１．の特にシールをよび電極引出部分
を冷却するようにしている。

しかしながら、このような従来の擬像太陽光照射装置で
は、空気吸入口５１．５２に近い部分では、フレネルレ
ンズの背面にそう空気流速が大きいので、十分な冷却効
果が得られるが、これから遠ざかるにつれてフレネルレ
ンズ背面にそつ空気流速が小さくなシ、冷却効果が不十
分となる欠点があった。

特に、群の中心部分にある７レネルレンズに対する冷却
社、極めて不十分であって、フレネルレンズの温度の過
度の上昇をもたらし島く、このために、フレネルレンズ
が歪や変形を生じて、光照射面での均一性が低下したり
、寿命が短かくなって頻繁に交換しなければならない等
の欠点があった。

さらに、フレネルレンズ群に対する冷却の不均一ハ、各
フレネルレンズ毎あるいはＩｌｍのフレネルレンズにお
いても温度の不均一をもたらし、その結果光照射間にン
ける遠赤外線分布および光の方向性に不均一を生じて、
擬似太陽光照射装置としての性能劣化を招来する欠点が
あった。

ま九、７レネルレンズの上面に塵埃がたまり、この丸め
に光！ｌＮ直が低下したり、光強度の分布にむらを生じ
たりし、また、スペクトル分布が設計値からずれてし重
い、＃！領太陽光照射装置としての性能を劣化する欠点
があった。これを改善する丸めには、フレネルレンズ面
の清掃を頻繁に行なわなければならず、保守に手数と費
用を要し、また装置の稼動率を低下させる原因となって
いた。

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであシ、そ
の目的は、フレネルレンズを省略して、保守の手数と費
用を大幅に低減するばかシでなく、フレネルレンズ使用
に起因する前述の欠点を完全に除去することのできる擬
似太陽光照射装置を提供す・ることに参る。

前記の目的を達成する丸めに、本発明において杜、ハウ
ジング内のランプ支持板に取り付けられ、はぼ一様に分
布された多数の単位発光灯の光軸上に、それぞれの単位
発光灯からの発光の拡がりを予定角度以下に制限するた
めのアパーチャ板を配置すると共に、各単位発光灯から
発せられて対応するアパーチャを通過した光の周辺部を
光照射面上で重ね合せることにより、光照射面上で実質
上均一な光強度およげスペクトル分布を得るようにして
いる。また、本発明では、サンプル面やアパーチャ面で
の再反射による照射光の強度およびスペクトル分布の乱
れを防止するために、アパーチャ板の前面（光照射面側
）１吸光性としていると共に、さらに必要に応じては、
アパーチャ板の背面およびランプ支持板の前面の少なく
とも一方を吸光性とすることができる。

以下に、図面を参照して、本発明の一実施例を詳細に説
明する。ｊ１ｇ２図は、本発明の一方・施例の断面図で
あシ、第１図と同一の符号は同一または同等部分をあら
れしている。

１１は各単位発光灯１１〜１６に対応して穿設され、そ
の光軸と一致した中心軸をもつアパーチャ１２゜〜１２
４を形成されたアパーチャ板、１３は前記アパーチャ板
１１の前面（単位発光灯と反対側）に形成され九吸光層
である。

１４は前記アパーチャ板１１の背面に形成された放熱用
フィン、１５ｒｉアパーチヤ板のさらに前面に隔離して
形成される光照射面、Ｌｌ〜Ｌ、は各単位光源１１〜１
４から発せられてアパーチャ１２．〜１２４を通過し、
光照射面１５に達した光束である。

５３．５４は、ランプ支持板２とアパーチャ板１１との
間に形成された空間の空気流通を促す九めに１必要に応
じて側１１に形成される空気流通用孔である。なお、単
位発光灯としては、キセノン放電灯や、８きりまたは１
６ミリ映写機用の反射鏡付きハロゲンランプなどが利用
可能である。

ここで、前記アパーチャ１２１〜１２．の寸法は、各単
位発光灯１１〜１４から出て、それぞれ対応するアパー
チャ１２．〜１２．を通過し、光照射面１５に違耳九光
速Ｌ１〜Ｌ６が、それぞれの周辺部で互いに重なｐ合い
、光照射面１５において、実質上均一な光強度およびス
ペクトル分布が得られるように設計されている。

また、アパーチャ板１１の前面に形成された吸光層１３
は、光照射面１ｓｔたけ、その上に配置されたサンプル
からの反射光が、アパーチャ板１１の前面で再反射され
、光照射面１５に到達し、これによって光照射面１５上
での光強度やスペクトル分布が乱されるのを、防止する
ためのものである。さらに、アパーチャ板１１の背面お
よびランプ支持板２の前面の少々くとも一方を吸光性と
しておけば、アパーチャ板１１によって遮られた光が反
射してザ７照射ｄｉｉ１５に到達し、光強度やスペクト
ル分布を及すのを、防止することができる。

アパーチャ板１１は、使用時に、各単位発光灯１□〜１
４からの司辺光を吸収し、その温度が上昇し、吸光層１
３かう光照射１１１ｉ１５に向って、熱放射による遠赤
外線放射を生ずることがある。

これを防止するためには、第２図に示したように、アパ
ーチャ板１１の背面に放熱用フィン１４を設けたり、さ
らに必要な場合に１１ランプ支持板２とアパーチャ板ｌ
ｌとの間の空間に空気流通用孔５３．５４を穿設して冷
媒を導入し、強制的に冷却するようにすることができる
。また、アパーチャ板の背面に冷媒導管を設けて、強制
冷却してもよい。

さらに、単位発光灯としてハロゲンランプなどが用いら
。れている場合紘、冷却しすき゛るとハロゲンナイフ＃
が不安定になることがある。これを防止する九めには、
ランプ支持板とアパーチャ板との間にさらにアパーチャ
付き隔板を付設し、前記隔板とアパーチャ板との間の空
間に冷媒を導入するようにしておけばよい。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、７レ
ネルレンズを全く使用しないので、これに付随して生じ
ていた従来の欠点を完全に解消し、保守の費用と手数を
大幅に低減し、ひいて線装置の信頼性と稼動率を格段に
向上させることがで自るりさらに、フレネルレンズによ
る光吸収がないの′テ、光利用効率も向上する。

なお、本発明に訃いて、各単位発光灯の背後に設けられ
た反射鏡としては、回転楕円面、（ロ）転双自面、回転
放物面などの鏡面を有するＷＡ耘面鏡が利用可能である
。実際、従来の７レネルレンズ方式に使用されている集
光塁の反射鏡のままでその発光を平行化することは、事
実上不可能である。

この丸めに、各アパーチャ１２１〜１２．を出た光はあ
る拡が）をもつことになる。すなわち、光の平行度は、
従来のフレネルレンズを用いた装置に比軟して、劣るこ
とになる。

しかしながら、本発明者の夾験によれば、±３０度程度
の拡がりまでは十分に許容できることが確認されている
ばかりでなく、曇天の場合や、霧、もやなどが多い場合
の自然太陽光は同程度の拡がシを有しているので、却っ
て近似性が良好となること４ある。又更に、許容範囲内
で回転楕円間、回転翼−面、回転放物面などの鏡面を大
きくし、照射面までの距離を拡げることにより平行度を
７レネルレンズの場合同様又はそれ以上に改善する事も
出来得る。

【図面の簡単な説明】

第１図社従来の擬似太陽光照射装置の断面図、第２図は
本発明の一実施例の断面図である。１１〜１４・・・単位発光灯、２・・・ラング支持板、
５・・・ハウジング、１１・・・アパーチャ板、１２．
〜１２゜・・・アパーチャ、１３・・・吸光層、１４・
・・放熱用フィン、１５・・・光照射面、５３．５４・
・・空気流通用孔

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ハウジング内のランプ支持板に取り付けられ、は
ソ一様に分布された多数の反射鏡付き単位発光灯と、前
記ランプ支持板の前方に、これから隔離して配置され、
前記単位発光灯に対応するアパーチャを穿設され九アパ
ーチャ板と、アパーチャ板の画面に配設された吸光層と
を具備し、前記アパーチャの寸法は、告単位光源から出
て、それぞれ対応するアパーチャを通過し、光照射面に
遺した光束が、それぞれの周辺部で互いに重なプ合い、
光照射面に訃いて実質上均一な光強度およびスペクトル
分布が得られるように選定されたことを特徴とする擬似
太陽光照射装置。
（２）アパーチャ板の背後に冷却手段を配置したことを
特徴とする前ｌｅ’ｌ＃許錆求の範囲＃１１項記載り擬
似太陽光照射装置。
（３）アパーチャ板およびランプ支持板間の空間に冷媒
を導入し、前記冷媒をアパーチャ板の背面にそってはソ
平行に流れるようにしたことを特徴とする特許擬似太陽光照射装置。