JPS59218407A

JPS59218407A - 擬似太陽光照射装置

Info

Publication number: JPS59218407A
Application number: JP58091489A
Authority: JP
Inventors: Masaki Kusuhara; 昌樹楠原
Original assignee: Hakko Corp; Hakko Co Ltd
Current assignee: Hakko Corp; Hakko Co Ltd
Priority date: 1983-05-26
Filing date: 1983-05-26
Publication date: 1984-12-08
Also published as: JPH04241B2

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】（利用分野）本発明は、擬似太陽光照射装置に関するものであり、特
に、フィルタの所要枚数を最低限にして構成の簡略化を
はかった擬似太陽光照射装置に関するものである、（従来技術）擬似太陽光照射装置は、良く知られているように自然太
陽光のスペクトル分布を高精度に再現するだめの光源装
置である。このような擬似太陽光照射装置は、太陽電池
の光電変換特性なとの、各種の太陽エネルギー利用機器
の性能測定及び加速劣化試験のためには無くてはなら々
いものである。

モし１、従来の擬似太陽光照射装置の光源としては、キ
セノン短アーク２ンプが広く用いられている。もりとも
、キセノン短アークランプの発光は、弗１図のスペクト
ル分布図に示したように、近赤外部（８００〜１，００
０ｎｍ）に、尖鋭でかつ複雑なピーク群を有しているの
で、これを平均的に補正して自然太陽光のスペクトル分
布に近づけるための多層膜干渉フィルタが併用されるＣ
とが多い，。

前述のよりにして補正されたＷ七ノノ短アークランプに
よる擬似太陽゛光照射装置の発光スペクトル盆布の一例
を第２図の実線で示す。なお、同図中の鎖線は自然太陽
光のスペクトル分布（エアマスゼロの場合）である。

この図から分るよラに、従来の擬似太陽光照射装置に２
いても、そのスペクトル分布は、平均的には、自然太陽
光のそれに可成シ近づいており、実用にも供することが
できる。

しかし、第３図に示すように、紫外領域から近赤外領域
までの広域に亘る分光感度特性を備えた各種太陽電池の
、自然太陽光に対する光電変換特性を、より高精度に計
測するには、キセノンランプ単独と多層膜干渉フィルタ
ー、すなわちダイクロフィルターとの組合せに・よる、
従来の擬似太陽光照射装置では、なお、不十分である。

その理由は、第２図のスペクトル分布から明らかなよう
に、７５０ｎｍ〜１，０００ｎｍの範囲の近赤外部に、
なお相当のピーク群が残っておシ、これが測定誤差の原
因となるからである。

前述のようなピーク群を減少させて、スペクトル分布を
自然太陽光のそれによシ一層近づけ、スペクトル精度を
向上させるための手段として、紫外領域および可視領域
で比較的連続的なスペクトル分布金有するキセノン短ア
ークランプの発光と、近赤外領域で連続的なスペクトル
分布を有する白熱（タングステン）フィラメントランプ
の発光とを組合せて、重畳または混合する事が提案され
ている。

この場合の合成スペクトル分布の一例を第４図に示す。

同図において、曲線Ｌ１［、キセノン短アーク２ンプ１
１の発光のうち、近赤外より長波長側の成分を除去した
スペクトル分布特性曲線であり、曲＃！Ｌ２は、白熱フ
ィラメントランプの発光のうちの可視光および紫外成分
を除去したスペクトル分布特性曲線である。

また、曲線Ｌ３は、前記曲線ＬｌとＬ２を重畳または混
合した場合の、綜合スペクトル分布特性曲線である。な
お、実線　曲線Ｌ４は、第２図と同様の自然太陽光のス
ペクトル分布特性を比較のために示したものである。

この図から、近赤外成分より長波長側の成分を除去した
キセノン短アークランプの発光と、可視光および紫外成
分を除去した白熱フィラメントランプの発光とを重畳ま
たは混合すれば、自然太陽光のスペクトル分布に良く近
似したスペクトル分布が得られ、従来の装置において測
定誤差の原因となっていた近赤外領域での不規則なピー
ク群を減少させ得ることがわかる。

このようなスペクトル分布を有する擬似太陽光照射装置
の具体的招成として、普通に考えられるのは、近加外よ
り長波長側の光を除去するフィルタをキセノン短アーク
ラップに組合せた第一の光源装置と、０］視および紫外
領域の光を除去するフィルタを白熱フィラメントラング
に組合せた第二の光源装置とを準備し、これら２つの光
源装置から放射される光をそれぞれ単一の積分光学系に
指向させて重畳、混合することである。

しかし、このような構成では、つぎのような欠点が予想
される。

（１）キセノン短アークラップおよび白熱フィラメント
ランプの灯数と同数のフィルタ（例えば、ダイクロイッ
クフィルタ）を必要とするので、装置が大型化し、保守
も面倒となるばかりでなく、さらにコスト高となる。

（２）複数の個々のフィルタの間で、それぞれのフィル
タ特性の等しいものを製造することは極めて困難であり
、綜合スペクトル分布特性の均一性や１Ｔ４現性が不十
分である。

（３）集光効率を高めるためには、大型の集光鏡または
集光レンズを必要とし、かつ大寸法のフィルタを必要と
するが、大型の多層膜干渉フィルタでは、その中央部と
周辺部とのフィルタ特性を等しくすることは極めて難が
しく、所望する通シの綜合スペクトル分布を得ることが
困難である。

（目　的）本発明は、前述の欠点を除去するためになされたもので
あり、その目的は綜合スペクトル分布特性の均一性や再
現性も実用上十分に高く、シかも比較的小型で安価な擬
似太陽光照射装置を提供することにある。

（概　要）前記の目的を達成するために、本発明は、キセノン短ア
ークランプの発光スペクトルから近赤外成分を除去する
と共に、一方では白熱フィラメントランプの発光スペク
トルから近赤外成分を抽出する単一のフィルタ手段を設
け、近赤外成分を除去されたキセノン短アークラップか
らの発光、訃よび白熱フィラメントランプからの発光の
うち、前記フィルタ手段によって抽出された近赤外成分
を、単一の積分光学系に共軸的に入射させるように構成
した点に特徴がある。

（実施例）以丁に、図面と参照して、本発明の詳細な説明するっ第５図は本発明の一実施例の輯略構成を示す側面図であ
る。

キセノン短アークランプ１１は集光鏡１５を有しており
、キセノン短アークランプ１１の光軸上に積分光学系１
４が配置される。

キセノン短アークラップ１１と積分光学系１４との間に
は、前記光軸と交さくなるべくは、４５゜の角度で）す
るように１コールドフイルタ１３が配置される。前記コ
ールドフィルタ１３は赤外線を反射し、可視光および紫
外線を透過するものである。

白熱フィラメントラング１２も集光鏡１６を有している
。白熱フィラメントランプ１２よりの発光ハ、コールド
フィルタ１３の積分光学系１４側−の面に投射され、そ
こで反射された近赤外成分の光は、集光鏡１５かも出て
コールドフィルタ１３を透過した、キセノン短アークラ
ンプ１１からの同視、紫外成分の光と共に、積分光学系
１４に向って、共軸的に指向される。

コールドフィルタ１３および積分光学系１４によって重
畳、混合された光は、被照射サンプル１７上に均等に分
散される。吸熱器２０は、コールドフィルタ１３によっ
て反射されたキセノン短アーク２ングからの加昇および
近赤外成分光を吸収する働きをする。

なお、この実施例によれば、単一のコールドフィルタ１
３によって、キセノン短アークランプ１１の発光からの
赤外、近赤外成分の除去、および白熱フィシメントラン
プ１２の発光からの近赤外成分の抽出を行なうことがで
きるので、構成を簡略、小型化し、まだコストを引き下
げることができることは明らかである。

また、この実施例では、２つの光源の発光のうちから、
１つのフィルタによって長波長側成分および短波長側成
分の抽出および加算を行なっているので、コールドフィ
ルタ１３のフィルタ特性が多少変動しても、最終的に得
られる出力光のスペクトル分布ｉｉあまシ変動しないと
いう利点がある。

このため、コールドフィルタ１３のフィルタ特性に対す
る許容誤差が大となシ、製造コストも下り゛ることがＣ
きる。

第６図は本発明の他の実施例の概略構成を示す側面図で
ある。この図において、耶５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。

第５図との対比から容易に庖解されるように、この実施
例は、第５図に示した構成におい１、キセノン短アーク
ランプ１１と白熱フィラメントランプ１２の配ｔ’を入
れ換え、かつコールドフィルタ１３を赤外透過製コール
ドミラ、−１９で置換したものに相当する。赤外透過盤
コールドミラー１９は赤外線を透過し、同視光および紫
外線を反射するものである。

第６図の構成によって、第５図の実施例と全く同様の動
作および効果が達成されることは明らかであろう。

なお、前述のいずれの実施例においても集光鏡１６とし
て、赤外線を一部透過し、これによづて赤外領域のスペ
クトル分布を修正するための多層膜干渉フィルタなどを
用い、また集光鏡１５の分光反射特性を適当に選足すれ
ば被照射サンプル１７上で得られる出力光の綜合スペク
トル分布特性を、より一層自然太陽光のそれに近づける
ことができる。

（効　果）以上の説明から明らかなよりに、本発明によれば、つぎ
のような効果が達成される。

（１）必要なフィルタの個数を半減する９とができるの
で、装置を小屋にし、コストを低減するととができる。

由）単一の共用フィルタによって、キセノン短アークラ
ンプの発光からの近赤外成分の除去と、白熱フィラメン
トランプ１２０発光からの近赤外成分の抽出とを同時に
行な９ので、綜合スペクトル分布特性の均一性や再現性
が改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図はキセノン短アークランプの＠光のスペクトル分
布を示す図、第２図は修正したキセノン短アークランプ
のスペクトル分布を自然太陽光のそれと比較して示す図
、第３図は各種太陽電池のスペクトル感度特性を示す図
、第４図はキセノン短アークランプと白熱フィラメント
ランプとを重畳して得られる合成光および自然太陽光の
スペクトル分布特性を示す図、第５図および第６図は、
それぞれ本発明の実施例を示す概略側面図である。１１・・・キセノン短アークランプ、１２・・・白熱フ
イラメントランプ、１３・・・赤外線反射型コールドフ
ィルタ、１４・・・積分光学系、ン１５・・・集光鏡、
１７・・・被照射サンプル、１９・・・赤外線透過製コ
ールドミラー、２０・・・吸熱器代理人弁理士　　平　木　道　人　外１名、＋　５　囲；１−６　　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）キセノン短アークランプと、白熱フィラメントラ
ンプと、前記キセノン短アークラングの発光スペクトル
から近赤外成分を除去すると共に、一方では、前記白熱
フィラメントランプの発光スペクトルから近赤外成分を
抽出する単一の多層膜干渉フィルタ手段と、近赤外成分
を除去されたキセノン短アーク２ングがらの発光、およ
び白熱フィラメントランプがらの発光のうち前記フィル
タ手段によって抽出された近赤外成分の光を入射される
単一の積分光学系とを具備したことを特徴とする擬似太
陽光照射装置。
（２）前記フィルタ手段は、積分光学系の光軸に対して
傾斜配置され、かつ近赤外成分の光を反射するコールド
フィルターであり、前記積分光学系の光軸上で、コール
ドフィルターの背後にキセノン短アークランプが配置さ
れ、コールドフィルターの前面に白熱フィラメントラン
プが配置されたことを特徴とする特許似太陽光照射装置。
（３）前記フィルタ手段は、積分光学系の光軸に対して
傾斜配置され、かつ近赤外成分を透過させる赤外線透過
型コールドミラーであり、前記積分光学系の光軸上で、
赤外線透過型コールドミラーの背後に白熱フィラメント
ランプが配置され、前記コールドミラーの前面にキセノ
／短アークラングが配置妊れたことを特徴とする＾｛１
記！許請求の粍門弟１項記載の擬似太陽光照射装ｆｌ！
ｔ。
（４）白熱フィラメントランプから前記フィルタ手段に
至る光路の途中に、白熱７イ２メントランプの発光スペ
クトルのうち、赤外部分を弱めてその色温度を上昇させ
る赤外部スペクトル補正手段を設けたことを特徴とする
特許ないし第３項のいずれかに記載の擬似太陽光照射装置。
（５）赤外部スペクトル補正手段は、赤外線の一部を部
分透過する多層膜反射面であることを特徴とする前記特
許藺求の範囲第４項記載の擬似太陽光照射装置。