KR20120104082A - 조명 장치 - Google Patents

Abstract

피조사면의 조도 불균일을 간단한 구성으로 저감시킬 수 있는 조명 장치를 제공한다. 피조사면(10A)을 조명하는 램프(22)를 구비한 유사 태양광 조사 장치(1)에 있어서, 상기 피조사면(10A)에서의 조도 분포를 균일화하도록 투과광량을 조정하는 투과광량 조정 유닛(60)을 상기 램프(22)와 피조사면(10A) 사이에 구비하고, 상기 투과광량 조정 유닛(60)을, 투과해야 할 광의 파장 범위에서 투과율이 일정한 투광판(65)을 상기 투과광량의 조정량에 따른 매수분만큼 겹쳐서 각 투광판(65)의 표리의 각 계면에서 입사광을 반사하도록 한 투광판 적층체(64)를 설치하여 구성하였다.

Description

조명 장치 {ILLUMINATING DEVICE}

본 발명은 조명 장치에 관한 것으로, 특히 피조사면에서의 조도 불균일을 저감시키는 기술에 관한 것이다.

태양 전지로 대표되는 각종 태양 에너지 이용 기기의 성능 측정이나 가속 열화 시험 등을 위해, 자연 태양광의 발광 스펙트럼을 재현한 유사 태양광을, 태양 에너지 이용 기기의 피조사면에 조사하는 유사 태양광 조사 장치(솔라 시뮬레이터라고도 칭함)가 알려져 있다. 이러한 종류의 유사 태양광 조사 장치에서는, 피조사면에서의 조도 불균일을 해소하여 성능 측정이나 가속 열화 시험 등의 정밀도를 높이기 위해, 피조사면 전체 영역을 복수의 구획으로 가상 분할하고, 선택한 광량 조정 부재를 각 구획에 배치함으로써, 구획마다 유사 태양광 조사 장치에 의한 조도를 균일화한 후 피조사면에 조사하는 기술이 알려져 있다. 이 광량 조정 부재에는 차광률이 다른 차광망이나 차광 테이프, 차광 시트가 사용되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

일본 공개 특허 제2006-216619호 공보

그러나, 차광망 등을 광량 조정 부재에 사용하면, 차광 부분이 피조사면에 그림자를 만들어, 이것이 조도 불균일의 원인으로 될 우려가 있다. 이 문제는 광량 조정 부재로서, 차광하여 광량을 조정하는 것이 아니라 투과광을 흡수하여 감쇠하는 투과형 광학 필터를 사용하면 해결된다고 생각된다. 그러나, 투과형 광학 필터판을 사용하는 경우에는, 투과광량의 조정량에 따른 투과율의 투과형 광학 필터판을 준비할 필요가 있어 비용과 수고가 많이 든다고 하는 문제가 있다.

또한, 이 문제는 유사 태양광 조사 장치로 한정되지 않고, 피조사면에서의 조도 불균일의 저감이 요구되는 조명 장치에 공통되는 과제이다.

본 발명은 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 피조사면의 조도 불균일을 간단한 구성으로 저감시킬 수 있는 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 피조사면을 조명하는 광원을 구비한 조명 장치에 있어서, 상기 피조사면에서의 조도 분포를 균일화하도록 투과광량을 조정하는 투과광량 조정 유닛을 상기 광원과 피조사면 사이에 구비하고, 상기 투과광량 조정 유닛을, 투과해야 할 광의 파장 범위에서 투과율이 일정한 투광판을 상기 투과광량의 조정량에 따른 매수분만큼 겹쳐서 각 투광판의 표리의 각 계면에서 입사광을 반사하도록 한 투광판 적층체를 설치하여 구성한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 조명 장치에 있어서, 상기 투광판을 겹치는 매수에 따라서 각 투광판을 얇게 하여 전체의 두께를 일정하게 한 상기 투광판 적층체를, 상기 투과광량을 조정해야 할 위치의 각각에 배치하고, 상기 투광판 적층체 사이에 발생한 간극에는, 상기 투광판을 상기 투광판 적층체와 동일한 두께로 형성하여 이루어지는 1매의 상기 투광판을 배치하고, 상기 피조사면을 조명하는 광이 투과하는 범위에, 상기 투광판 적층체 및 상기 1매의 투광판을 깔아 놓는 동시에, 상기 투광판 적층체 및 상기 1매의 투광판을 깔아 놓은 주위에는, 상기 투광판 적층체 및 상기 1매의 투광판의 위치 어긋남을 방지하는 스페이서 부재를 설치한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 조명 장치에 있어서, 상기 투광판 적층체 및 상기 1매의 투광판의 각각의 표면을 덮고 누르는 누름 부재를 구비한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 피조사면을 조명하는 광원을 구비한 조명 장치에 있어서, 상기 피조사면에서의 조도 분포를 균일화하도록, 광을 확산시키는 광확산 유닛을 상기 광원과 피조사면 사이에 구비하고, 상기 피조사면과 상기 광원 사이에, 2층의 광확산 부재를 이격 배치하여 상기 광확산 유닛을 구성한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 조명 장치에 있어서, 상기 광원에 대해 상기 피조사면과 반대측에, 복수의 반사판을 병설하여 반사면을 형성하고, 상기 피조사면에, 상기 광원으로부터 직접 방사되는 직접광 및 상기 반사면에서 반사된 반사광을 조사하는 구성으로 하고, 상기 복수의 반사판의 경계가 눈에 띄지 않게 되는 거리만큼, 상기 2층의 광확산 부재 사이를 이격한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 조명 장치에 있어서, 상기 2층의 광확산 부재 중 상기 광원측의 광확산 부재에, 조도 장소 불균일 조정용 조도 조정판을 설치한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 조명 장치에 있어서, 장치 측면의 상기 광원과 상기 피조사면 사이에, 상기 광원으로부터 방사된 광 중 상기 피조사면으로부터 벗어난 개소를 향하는 광을 상기 피조사면을 향해 반사하는 보조 반사면을 배치한 것을 특징으로 한다.

또한, 이 명세서에는 2009년 6월 30일에 출원된 일본 특허 출원 제2009-154604호의 모든 내용이 포함되는 것으로 한다.

본 발명에 따르면, 피조사면에서의 조도 분포를 균일화하도록 투과광량을 조정하는 투과광량 조정 유닛을, 투과해야 할 광의 파장 범위에서 투과율이 일정한 투광판을 투과광량의 조정량에 따른 매수분만큼 겹처서 각 투광판의 표리의 각 계면에서 입사광을 반사하도록 한 투광판 적층체를 설치하여 구성하였으므로, 투광판의 매수를 바꾸는 것만으로 투과광량의 조정이 가능해진다. 이에 의해, 투과율이 다른 복수 종류의 투과형 광학 필터판을 준비하지 않아도, 투광판을 겹친 간단한 구성으로 피조사면의 조도 불균일을 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 유사 태양광 조사 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 종단면도이다.
도 2는 유사 태양광 조사 장치의 우측 절반을 도시하는 평면도이다.
도 3은 유사 태양광 조사 장치의 구성을 도시하는 횡단면도이다.
도 4는 투과광량 조정 유닛의 구성을 모식적으로 도시하는 종단면도이다.
도 5는 투과광량 조정 유닛의 구성을 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시하는 I-I'선의 단면을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 7은 아크릴 수지로 이루어지는 투광판의 두께와 투과 특성의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 아크릴 수지로 이루어지는 투광판의 매수와 투과 특성의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9는 투광판 적층체의 두께를 일정하게 하면서, 아크릴 수지로 이루어지는 투광판의 두께와 매수를 가변했을 때의 투과 특성의 변화를 나타내는 도면이다.
도 10은 피조사면의 조도 분포의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 유사 태양광 조사 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 종단면도이다.
도 12는 유사 태양광 조사 장치의 우측 절반을 도시하는 평면도이다.
도 13은 유사 태양광 조사 장치의 구성을 도시하는 횡단면도이다.
도 14는 광확산 부재의 구성을 도시하는 도면으로, 도 14의 (A)는 유사 태양광 조사 장치를, 확대한 광확산 부재와 함께 모식적으로 도시하는 종단면도이고, 도 14의 (B)는 피조사면측에서 본 광확산 부재를 도시하는 도면이다.
도 15는 광확산 부재의 위치를 바꾸어 피조사면의 조도 불균일을 측정한 실험을 나타내는 설명도로, 도 15의 (A)는 광확산 부재의 배치 위치를 도시하는 도면이고, 도 15의 (B)는 광확산 부재의 위치 및 광확산 부재에 사용한 확산판의 종류와 조도 불균일의 측정 결과의 관계를 나타내는 도면이고, 도 15의 (C)는 광확산 부재에 사용한 확산판의 종류를 도시하는 도면이다.
도 16은 조도 조정판을 배치하지 않은 유사 태양광 조사 장치에 의한 피조사면의 조도 분포의 측정 결과를 나타내는 도면으로, 도 16의 (A)는 2층의 광확산 부재를 피조사면측에 적층 배치한 경우의 조도 분포의 측정 결과를 나타내는 도면이고, 도 16의 (B)는 2층의 광확산 부재를 이격 배치한 경우의 조도 분포의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 17은 조도 조정판을 배치한 유사 태양광 조사 장치에 의한 피조사면의 조도 불균일의 측정 결과를 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다. 이하의 실시 형태에서는, 본 발명에 관한 조명 장치의 일례로서 유사 태양광 조명 장치를 예시한다.

<제1 실시 형태>

도 1은 제1 실시 형태에 있어서의 유사 태양광 조사 장치(1)의 구성을 모식적으로 도시하는 종단면도이다. 또한, 도 1에 있어서 W는 폭 방향을, H는 높이 방향을 나타내고 있다. 유사 태양광 조사 장치(1)는 복수의 각재(2)를 격자 형상으로 조립한 프레임(4)을 갖고, 이 프레임(4)은, 예를 들어 길이가 대략 2m(미터), 폭 및 높이가 대략 1.2 내지 1.3m 정도의 치수로 구성되어 있다. 프레임(4)의 사방의 각 측면은 외부광의 진입을 방지하기 위해 차광판(도시하지 않음)으로 덮여 있다.

유사 태양광 조사 장치(1)는 이 프레임(4)의 길이 방향에 있어서 대면하는 측면 사이에, 유사 태양광을 방사하는 유사 태양광 조사 박스(6)가 걸쳐서 설치되어 있다. 또한, 유사 태양광 조사 장치(1)는 유사 태양광 조사 박스(6)의 하면(6A)에 대향시켜 반사면(8)이 배치되고, 상면(6B)에 대향시켜 태양 전지 패널 등의 평탄한 피조사면(10A)을 갖는 피조사체(10)가 배치되어 있고, 피조사면(10A)의 전체 영역이 유사 태양광 조사 박스(6)의 직사광과 반사면(8)의 반사광에 의해 조명된다. 또한, 피조사면(10A)이 프레임(4)의 상면을 폐색함으로써 당해 상면으로부터의 외부광의 진입이 방지되어 있다.

도 2는 유사 태양광 조사 장치(1)의 우측 절반을 도시하는 평면도이고, 도 3은 유사 태양광 조사 장치(1)의 구성을 도시하는 횡단면도이다.

유사 태양광 조사 박스(6)에는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 2개의 직관형의 램프(광원)(22)가 유사 태양광 조사 박스(6)를 따라서 동축에 배치되어 선 형상 광원을 구성하고 있다. 이들 램프(22)에는 자외 영역~가시 영역~적외 영역의 넓은 파장 영역에 걸쳐서, 강한 연속된 스펙트럼을 갖는, 예를 들어 크세논 플래시 램프 등이 사용되고 있다. 램프(22)의 각각의 양 단부에는 단자대(40)가 배치되어 있다.

이 유사 태양광 조사 박스(6)는, 도 1에 도시한 바와 같이 길이 방향을 따른 양 측면을 구성하는 긴 판형상의 한 쌍의 사이드 프레임(24)과, 상면(6B)을 구성하는 상면 광학 필터(26)와, 하면(6A)을 구성하는 하면 광학 필터(27)와, 이들 사이드 프레임(24), 상면 광학 필터(26) 및 하면 광학 필터(27)를 고정하는 금속 부재(도시하지 않음)를 갖고 있다. 사이드 프레임(24)은 광 차광성재에 의해 형성되거나, 혹은 광의 투과를 방지하는 차광재가 부가 또는 도포되어 있다.

상면 광학 필터(26) 및 하면 광학 필터(27)는 각각 램프(22)의 방사광으로부터 적외 파장 영역을 컷트함으로써, 방사광의 발광 스펙트럼을 태양광에 근사시키는, 소위 에어 매스 필터로, 유전 다층막 필터를 사용하여 구성되어 있다. 또한, 상면 광학 필터(26) 및 하면 광학 필터(27)는, 도 1에 도시한 바와 같이 입사광의 입사 각도를 최대한 수직에 가깝게 하여 투과광의 파장 시프트를 억제하기 위해, 각각 2매의 판형상의 필터재(28)를 마루형(골형)으로 결합시켜 구성되어 있다.

반사면(8)은, 도 1에 도시한 바와 같이 유사 태양광 조사 박스(6)의 하면(6A)으로부터의 유사 태양광을 반사하고, 피조사체(10)의 피조사면(10A)을 조사하는 반사판(30)을 틸팅 가능하게 유지하는 복수의 반사 장치(32)를 갖고 구성되어 있다.

피조사체(10)는 피조사면(10A)이 유사 태양광 조사 박스(6)로부터 소정의 거리(L)만큼 이격되도록 프레임(4) 상에 설치된 시료 지지 프레임(12)에 적재되고, 피조사면(10A)에 대해, 유사 태양광 조사 박스(6)의 상면(6B)으로부터의 직접광과, 반사면(8)에서 반사된 반사광이 조사된다. 반사광의 배광은 피조사면(10A)에서의 직접광의 조도 불균일을 보상하도록 제어되어 있다.

반사판(30)은 표면이 금속의 판재이고, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 유사 태양광 조사 박스(6)를 따라서 대략 평행하게 연장되어 있다. 반사판(30)과, 상기 반사판(30)을 유지하는 보유 지지구(31)에 의해 반사 장치(32)가 구성되어 있다. 그리고, 프레임(4)의 바닥(4A) 상에 복수의 반사 장치(32)가 병설됨으로써, 복수의 반사판(30)이 깔려서 설치되고, 이들 반사판(30)에 의해 반사면(8)이 형성되어 있다.

보유 지지구(31)는 반사판(30)의 경사 각도를 조절하기 위한 각도 조정 기구를 갖고, 이에 의해, 반사판(30)의 각각을, 서로 독립하여 광의 반사 각도를 조정할 수 있도록 되어 있다. 이때, 도 1에 도시한 바와 같이, 프레임(4)의 폭 방향에 있어서의 양 측면에 가까운 몇 개의 보유 지지구(31)의 높이가 순차적으로 높게 되어 있어, 양 측면측의 반사판(30)의 반사광이 내측의 반사판(30)에 차폐되는 것을 방지하고 있다.

또한, 프레임(4)의 길이 방향에 있어서 대면하는 측면측에는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 길이 방향에 있어서의 양 단부측을 향해 광을 반사하는 보조 반사면(50)이 설치되어 있다. 보조 반사면(50)은 유사 태양광 조사 박스(6)를 따라서 대략 평행하게 연장되는 표면이, 금속의 판재가 복수 배열되어 구성되어 있다. 이 보조 반사면(50)은, 예를 들어 유사 태양광 조사 박스(6)의 길이 방향에 있어서의 양 단부측에서의 직접광의 조도 저하가 현저한 경우에, 이 보조 반사면(50)의 반사 각도(경사 각도)를 조정하여 조도 저하를 보충하는 것 등에 사용 가능하다.

도 1에 도시한 바와 같이, 유사 태양광 조사 박스(6)와 피조사면(10A) 사이에는, 상기 피조사면(10A)의 전체면을 덮어 상기 피조사면(10A)에서의 조도 분포를 균일화하도록 투과광량을 조정하는 투과광량 조정 유닛(60)이 설치되어 있다.

즉, 유사 태양광 조사 장치(1)에서는 반사면(8)의 반사광에 의한 직접광의 조도 불균일 보상에 추가하여, 투과광량 조정 유닛(60)에 의해서도 피조사면(10A)의 조도 불균일의 저감이 도모되고 있다.

도 4는 투과광량 조정 유닛(60)의 구성을 모식적으로 도시하는 종단면도이고, 도 5는 도 4의 평면도이다.

투과광량 조정 유닛(60)은, 도 4에 도시한 바와 같이 베이스판(62)과, 투과광량 조정용 투광판 적층체(64)와, 표면 필름(누름 부재)(66)을 구비하고, 피조사면(10A)의 조도가 높은 개소를 향하는 광의 광량을, 투광판 적층체(64)를 줄임으로써, 피조사면(10A)에서 조도 분포를 낮은 조도에 맞추어 균일화한다.

이들 베이스판(62), 투광판 적층체(64) 및 표면 필름(66)에는 유사 태양광 조사 박스(6)가 방사하는 유사 태양광의 스펙트럼을 변조하지 않도록, 각각 유사 태양광의 스펙트럼 범위에 있어서 투과율이 일정(플랫)하고, 또한 바람직하게는 높은 투과율을 갖는 재질이 사용되고 있다. 이 재질로서, 본 실시 형태에서는, 아크릴 수지가 사용되고 있다. 또한, 이 재질에는 글래스를 사용해도 된다.

베이스판(62)은 투광판 적층체(64)를 담지하기 위한 상면에서 볼 때 직사각 형상의 판형상 부재이고, 자중에 의한 휨이 발생하지 않을 정도의 강성이 얻어지는 두께를 갖고 형성되어 있다. 이러한 베이스판(62)은 유사 태양광 조사 박스(6)와 피조사면(10A) 사이를 완전히 구획하도록 배치되어 있다.

베이스판(62)의 상면에는, 도 5에 도시한 바와 같이 피조사면(10A)을 조명하는 광이 통과하는 조명광 통과 범위(R)에, 투과광량을 줄이기 위해 위치의 각각에 투광판 적층체(64)가 배치되고, 또한 조명광 통과 범위(R)의 나머지의 개소에는, 투광판 적층체(64)나, 이 투광판 적층체(64)를 구성하는 투광판(65), 베이스판(62)과 동일한 소재인 아크릴 수지로 이루어지는 1매의 투광판(68)[이하, 「스페이서 투광판(68)」이라고 함]이 배치되어 있다. 이에 의해, 조명광 통과 범위(R)에는 투광판 적층체(64) 및 스페이서 투광판(68)이 간극 없이 깔리게 된다. 이 스페이서 투광판(68)은 투광판 적층체(64)와 동일 치수로 형성되어 있고, 스페이서 투광판(68)과 투광판 적층체(64)의 교체가 용이하게 되어 있다.

투광판 적층체(64)는 복수매의 투광판(65)(도 6)을 적층하여 구성되어 있고, 도 5에 있어서 부호 64에 첨부하여 기재한 괄호는 각 투광판 적층체(64)의 투광판(65)의 적층 매수를 나타내고 있다. 또한, 이 투광판 적층체(64)의 구체적인 구성 및 광량 조정의 작용에 대해서는 이후에 상세하게 서술한다.

조명광 통과 범위(R)의 주위에는, 도 5에 도시한 바와 같이 조명광 통과 범위(R)와 유사 태양광 조사 장치(1)의 측면의 간극을 메우는 스페이서판(스페이서 부재)(70)이 설치되어 있다. 즉, 베이스판(62)의 상면은 투광판 적층체(64), 스페이서 투광판(68) 및 스페이서판(70)에 의해 간극 없이 완전히 메워지게 되고, 투광판 적층체(64)를 베이스판(62)에 접착시키지 않아도 위치를 고정할 수 있다. 이에 의해, 투광판 적층체(64)를 교환 가능하게 하면서, 설치 시의 충격이나 지진의 진동이 투과광량 조정 유닛(60)에 가해져도, 투광판 적층체(64)의 위치 어긋남을 방지할 수 있다.

또한, 스페이서판(70)의 소재에는 투광판 적층체(64)와 동일한 소재(본 실시 형태에서는 아크릴 수지)를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 스페이서판(70)의 광학 특성이, 조명광 통과 범위(R)에 설치한 스페이서 투광판(68)과 동등해지므로, 피조사면(10A)의 면적이 넓어져 조명광 통과 범위(R)가 다소 주위에 확장된 경우라도, 피조사면(10A)의 전체 영역을 조명할 수 있다.

표면 필름(66)은, 도 4에 도시한 바와 같이 베이스판(62)에 적재된 투광판 적층체(64)의 투광판(65)의 옆으로 어긋남을 방지하기 위해, 이들 투광판 적층체(64)와 함께 스페이서 투광판(68) 및 스페이서판(70)의 표면을 덮고 누른다. 이 표면 필름(66)은 아크릴 수지와 마찬가지로 유사 태양광의 스펙트럼을 변조하지 않는 소재인 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트)를 얇은 필름 형상으로 형성한 것이다.

다음에, 유사 태양광 조사 장치(1)로의 투과광량 조정 유닛(60)의 설치 구조를 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 유사 태양광 조사 장치(1)에는 유사 태양광 조사 박스(6)와 평행하게 연장하는 어긋남 빠짐 방지 브래킷(80)이, 상기 유사 태양광 조사 박스(6)를 사이에 둔 양측의 측면에 각각 설치되어 있다. 또한, 각 어긋남 빠짐 방지 브래킷(80)에는 단면 L자 형상의 고정용 L 앵글(82)이 고정되어 있고, 각 고정용 L 앵글(82)에, 투과광량 조정 유닛(60)의 베이스판(62)의 양 테두리부(62A)를 적재함으로써 상기 베이스판(62)이 설치된다.

베이스판(62)의 양 테두리부(62A)의 상면에는 스페이서판(70)과 유사 태양광 조사 장치(1)의 측면의 간극을 메워 스페이서판(70)의 옆으로 어긋남을 방지하는 옆으로 어긋남 방지용 L 앵글(84)이 설치되어 있다.

투과광량 조정 유닛(60)의 설치 시에는, 우선, 고정용 L 앵글(82)을 각재(2)에 나사 고정한다. 이 고정용 L 앵글(82)에 베이스판(62)을 적재한 후, 상측으로부터 옆으로 어긋남 방지용 L 앵글(84)을 두고, 이 방지용 L 앵글(84)을 고정용 L 앵글(82)에 나사(87)로, 유사 태양광 조사 장치(1)의 측면의 각재(2)에 고정한다. 이에 의해, 베이스판(62)의 테두리부(62A)가 고정용 L 앵글(82) 및 옆으로 어긋남 방지용 L 앵글(84)에 의해 끼워 넣어져, 베이스판(62)의 덜걱거림이 방지된다.

계속해서, 베이스판(62) 상에 스페이서판(70), 투광판 적층체(64) 및 스페이서 투광판(68)을 깔아 놓는다. 그리고, 이들 스페이서판(70), 투광판 적층체(64) 및 스페이서 투광판(68)을 옆으로 어긋남 방지용 L 앵글(84)과 함께 표면 필름(66)으로 덮는다. 마지막으로, 표면 필름(66)의 테두리부를 누름 바(86)로 누르고, 이 누름 바(86)를 옆으로 어긋남 방지용 L 앵글(84)에 볼트(89)로 고정한다. 이상의 작업에 의해, 투과광량 조정 유닛(60)의 설치가 완료된다.

계속해서, 투광판 적층체(64)의 구성에 대해 상세하게 서술한다.

도 6은 도 5에 도시한 I-I'선의 단면을 모식적으로 도시하는 도면이다.

이 도면에 도시한 바와 같이, 투광판 적층체(64)는 각각 직사각 형상의 투광면이 동일 치수의 아크릴 수지로 이루어지는 투광판(65)을 복수매 겹쳐서 구성되어 있다. 이 투광판 적층체(64)에 유사 태양광(F)을 입사한 경우, 각 투광판(65)의 표리의 각 계면에서 유사 태양광(F)의 이면 반사가 발생하고, 이 이면 반사의 분만큼 투광판 적층체(64)의 투과광량이 줄어든다. 또한, 이 투광판 적층체(64)의 투과율은 투광판(65)의 두께에는 의하지 않고, 상기 투광판(65)을 겹친 매수로 결정되어 있고, 이와 같은 투광판 적층체(64)의 투과 특성에 대해 이하에 설명한다.

도 7은 아크릴 수지로 이루어지는 투광판(65)의 두께(t)와 투과 특성의 관계를 나타내는 도면이고, 도 8은 투광판(65)의 매수와 투과 특성의 관계를 나타내고, 또한 도 9는 투광판 적층체(64)의 두께를 일정하게 하면서 투광판(65)의 두께(t)와 매수를 가변했을 때의 투과 특성의 변화를 나타내는 도면이다.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 투광판(65)은 유사 태양광(F)으로서 사용되는 자외 영역(파장 400㎚)~적외 영역(파장 900㎚)의 넓은 파장 범위(K)에 걸쳐서 투과율이 대략 일정(플랫)해지는 투과 특성을 갖고, 또한 높은 투과율을 갖고 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 이 투광판(65) 및 이 투광판(65)과 동일 소재로 이루어지는 스페이서 투광판(68), 스페이서판(70), 베이스판(62)에 따르면, 유사 태양광 조사 박스(6)가 발하는 유사 태양광(F)을, 그 스펙트럼을 변조하는 일 없이 고효율로 투과하여, 조명 효율의 저하를 방지할 수 있다.

이때 도 7에 도시한 바와 같이, 베이스판(62)을 10㎜ 두께의 아크릴 수지로 하고, 이 베이스판(62)에 1매의 투광판(65)을 겹친 경우, 이 투광판(65)의 두께(t)를 0.5㎜, 1㎜, 3㎜로 크게 해도, 투과율에 큰 변화는 보이지 않는다.

한편, 도 8에 도시한 바와 같이, 10㎜ 두께의 베이스판(62) 상에 겹치는 투광판(65)의 매수를 1매씩 늘리면, 투광판(65)의 매수에 비례하여, 투과율이 전체 파장 영역에서 대략 균일하게 감소한다.

이 이유로서는, 투광판(65)의 재질인 아크릴 수지가 유사 태양광(F)에 대해 높은 투과율을 가지므로, 유사 태양광(F)이 투광판(65)을 투과할 때에 투광판(65)으로의 흡수는 거의 발생하지 않지만, 투광판(65)의 표리의 각 계면에서 이면 반사가 발생하므로 각 이면 반사에 의해 투과광량이 줄어들기 때문이라고 생각된다. 이 이유의 타당성은, 도 9에 도시한 바와 같이 두께 0.5㎜의 투광판(65)을 4매 겹친 경우와, 두께 1㎜의 2매의 투광판(65)에 두께 0.5㎜의 2매의 투광판(65)을 겹친 경우에, 투광판(65)의 두께가 다름에도 투과율은 거의 일치하고, 또한 매수를 5매로 바꾸어도 동일한 결과가 얻어지는 것으로부터도 뒷받침할 수 있다.

따라서, 도 6에 도시한 투과광량 조정 유닛(60)에 있어서, 투광판(65)을 2매 겹친 투광판 적층체(64)에서는, 각각의 투광판(65)의 표리의 계면에서 이면 반사가 발생하므로, 합계 4회의 이면 반사분만큼 유사 태양광(F)의 투과광량이 줄어들고, 또한 투광판(65)을 4매 겹친 투광판 적층체(64)에서는, 합계 8회의 이면 반사분만큼 유사 태양광(F)의 투과광량이 줄어들게 된다. 이와 같이, 투광판 적층체(64)에서는 투광판(65)의 매수에 비례하여 이면 반사 횟수가 증가하므로, 투광판(65)의 매수에 비례하여 유사 태양광(F)의 투과광량이 줄어든다.

여기서 도 6에 도시한 바와 같이, 투광판(65)끼리가 상하 방향에서 겹치는 접촉부(C)에서 2회의 이면 반사가 발생하는 것은 다음과 같이 생각된다. 즉, 접착제 등의 바인더를 사용하지 않고 투광판(65)끼리를 단순히 겹친 경우, 이들 투광판(65) 사이에는 얇은 공기층(90)이 형성된다. 이 공기층(90)이 투광판(65)끼리의 사이에 개재함으로써, 유사 태양광(F)이 하측의 투광판(65)으로부터 공기층(90)으로 나올 때에 이면 반사가 발생하는 동시에, 공기층(90)으로부터 상측의 투광판(65)으로 입사할 때에도 이면 반사가 발생하고, 이에 의해 접촉부(C)에서 2회의 이면 반사가 발생하게 된다.

이와 같이, 접착제 등의 바인더를 사용하지 않고 투광판(65)끼리를 단순히 겹쳐서, 이들 투광판(65) 사이에 공기층(90)만을 형성함으로써, 투광판 적층체(64)의 투과율을 투광판(65)의 적층 매수에 비례하여 감소시킬 수 있고, 투광량의 조정이 용이한 투광판 적층체(64)가 얻어지게 된다.

또한, 투과광량 조정 유닛(60)에서는 투광판 적층체(64)의 아래에 베이스판(62)을, 위에 표면 필름(66)을 각각 구비하고, 또한 투광판 적층체(64)가 없는 장소에는 스페이서 투광판(68)이 배치되므로, 이들 베이스판(62), 표면 필름(66) 및 스페이서 투광판(68)의 각 계면에서도 마찬가지로 이면 반사가 발생한다. 따라서, 이들 이면 반사를 가미하여, 투광판 적층체(64)의 투광판(65)의 매수가 결정된다.

여기서, 접착제 등의 바인더를 사용하지 않고 투광판(65)끼리를 단순히 겹쳐서 투광판 적층체(64)를 구성하고 있으므로, 지진 등의 충격에 의해 투광판(65)이 옆으로 어긋남을 일으키기 쉽다. 따라서, 도 6에 도시한 바와 같이, 투광판 적층체(64)에 있어서는, 투광판(65)을 겹치는 매수에 따라서 1매당의 투광판(65)의 두께를 얇게 함으로써 투광판(65)의 매수에 관계없이 전체의 두께(D)가 일정(본 실시 형태에서는 3㎜)해지도록 하고, 또한 스페이서 투광판(68)도 동일한 두께(D)로 형성되어 있다. 이에 의해, 투광판(65)의 횡방향에는 반드시 다른 투광판(65) 또는 스페이서 투광판(68)이 존재하므로, 투광판(65)의 옆으로 어긋남이 방지된다.

단, 투광판 적층체(64)에 있어서는, 투광판(65)을 겹치는 매수가 많아질수록 투광판(65)이 얇아지므로, 투광판 적층체(64)나 스페이서 투광판(68)의 두께에 다소의 변동이 있는 것만으로 투광판(65)의 옆으로 어긋남이 발생하기 쉬워진다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 도 6에 도시한 바와 같이 이들 투광판 적층체(64) 및 스페이서 투광판(68)의 표면을 상술한 표면 필름(66)으로 덮고, 상기 표면 필름(66)에 의해, 투광판 적층체(64)의 표면을 누름으로써 투광판(65)의 옆으로 어긋남을 확실하게 방지하는 것으로 하고 있다.

이 유사 태양광 조사 장치(1)에 의한 피조사면(10A)의 조도 불균일의 측정 결과를 도 10에 나타낸다. 이 도면에 나타내는 조도 분포로부터 조도 불균일을 계산하면 약 1.59％라고 하는 값이 얻어져 있고, 본 실시 형태의 유사 태양광 조사 장치(1)에 따르면, 피조사면(10A)의 조도 불균일이 양호하게 저감되어 있는 것이 실증되었다. 또한, 이 조도 불균일의 계산은 JIS 규격(일본 공업 규격)에서 규정된 JIS C8912, JIS C8933에 기초하여 산출한 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 피조사면(10A)에서의 조도 분포를 균일화하도록 투과광량을 조정하는 투과광량 조정 유닛(60)을, 유사 태양광(F)의 파장 범위(K)에서 투과율이 일정해지는 투광판(65)을 투과광량의 조정량에 따른 매수분만큼 겹쳐서 각 투광판(65)의 표리의 각 계면에서 입사광을 반사하도록 한 투광판 적층체(64)를 설치하여 구성하였다. 이 구성에 의해, 투광판(65)의 매수를 바꾸는 것만으로 투과광량의 조정이 가능해지고, 투과율이 다른 복수 종류의 투과형 광학 필터판을 준비하지 않아도, 투광판(65)을 겹친 간단한 구성으로 피조사면(10A)의 조도 불균일을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 투광판(65)을 겹치는 매수에 따라서 각 투광판(65)을 얇게 하여 두께를 일정하게 한 투광판 적층체(64)를, 투과광량을 조정해야 할 위치의 각각에 배치하고, 투광판 적층체(64) 사이에 발생한 간극에는 스페이서 투광판(68)을 배치하고, 조명광 통과 범위(R)에, 투광판 적층체(64) 및 스페이서 투광판(68)을 깔아 놓는 동시에, 이 조명광 통과 범위(R)의 주위에는 스페이서판(70)을 배치하여, 투광판 적층체(64) 및 스페이서 투광판(68)의 위치 어긋남을 방지하는 구성으로 하였다.

이 구성에 의해, 베이스판(62)과 투광판 적층체(64) 및 스페이서 투광판(68)을 접착제 등의 바인더를 사용하여 고정할 필요가 없으므로, 이들 투광판 적층체(64) 및 스페이서 투광판(68)을 교환 가능하게 하면서, 설치 시의 충격이나 지진의 진동이 투과광량 조정 유닛(60)에 가해져도, 투광판 적층체(64)의 위치 어긋남을 방지할 수 있다.

또한 본 실시 형태에 따르면, 투광판 적층체(64) 및 스페이서 투광판(68)의 각각의 표면을 덮고 누르는 누름 부재로서의 표면 필름(66)을 구비하는 구성으로 하였다.

이 구성에 의해, 상기 표면 필름(66)이 투광판 적층체(64)의 표면을 누름으로써 투광판(65)의 옆으로 어긋남이 확실하게 방지된다.

또한, 본 실시 형태에서는 프레임(4)의 길이 방향에 있어서 대면하는 측면측의 하부에 보조 반사면(50)이 설치되어 있지만, 도 1 내지 도 3에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 프레임(4)의 측면의 램프(22)와 피조사면(10A) 사이에, 유사 태양광 조사 박스(6)로부터 프레임(4)의 측면을 향해 방사된 광을 피조사면(10A)을 향해 반사하는 보조 반사면(150A, 150B)이 설치되어도 좋다. 이 보조 반사면(150A, 150B)은, 예를 들어 프레임(4)의 측면측에서의 직접광의 조도 저하가 현저한 경우에, 이 보조 반사면(50)의 반사 각도(경사 각도)를 조정하여 조도 저하를 보충하는 것 등에 사용 가능하다. 보조 반사면(150A, 150B)은 피조사면(10A)의 4코너의 조도를 저하시키지 않도록, 조정된 경사 각도에 있어서, 서로 간극을 발생시키지 않는 길이로 형성된다.

이와 같이, 유사 태양광 조사 장치(1) 측면의 램프(22)와 피조사면(10A) 사이에, 램프(22)로부터 방사된 광 중 피조사면(10A)으로부터 벗어난 개소를 향하는 광을 피조사면(10A)을 향해 반사하는 보조 반사면(150A, 150B)을 배치하는 구성으로 하였다. 이 구성에 의해, 프레임(4)의 측면에 배치한 차광판에 의해 차광되어 버리는 광을 유효 이용하여, 피조사면(10A)의 조도 저하를 보충할 수 있는 동시에, 보조 반사면을 프레임(4)의 하부에 배치하는 경우에 비해, 유사 태양광 조사 장치(1)를 소형화할 수 있다.

<제2 실시 형태>

제1 실시 형태에서는, 피조사면(10A)의 조도 불균일을 저감시키기 위해, 램프(22)와 피조사면(10A) 사이에 투과광량을 조정하는 투과광량 조정 유닛(60)을 설치하고 있었지만, 제2 실시 형태에서는 투과광량 조정 유닛(60) 대신에, 광을 확산시키는 광확산 유닛(101)을 설치하고 있다.

도 11은 제2 실시 형태에 관한 유사 태양광 조사 장치(100)의 구성을 모식적으로 도시하는 종단면도이다. 또한, 도 12는 유사 태양광 조사 장치(100)의 우측 절반을 도시하는 평면도이고, 도 13은 유사 태양광 조사 장치(100)의 구성을 도시하는 횡단면도이다. 또한, 이들 도 11 내지 도 13에서는, 도 1 내지 도 3에 도시하는 유사 태양광 조사 장치(1)와 동일 부분에는 동일한 번호를 부여하여 설명을 생략한다.

유사 태양광 조사 장치(100)에서는, 복수의 각재(2)를 격자 형상으로 조립한 프레임(4)이, 예를 들어 길이가 대략 1.7m, 폭이 대략 1.2m, 높이가 대략 0.8m 정도의 치수로 구성되고, 피조사면(10A)의 유효 면적이 600㎜×1200㎜로 설정되어 있다. 또한, 유사 태양광 조사 박스(6)에는 1개의 직관형의 램프(22)가 유사 태양광 조사 박스(6)를 따라서 배치되어 선 형상 광원을 구성하고 있다. 유사 태양광 조사 박스(6)는 상기 유사 태양광 조사 박스(6)가 방사하는 유사 태양광의 스펙트럼을 변조하지 않는 재질로 형성된 램프 하우스(7)에 수납되어 있다.

반사면(8)은 6개의 반사 장치(32)를 갖고 구성되어 있고, 반사판(30)의 경사 각도(θ)는, 도 1에 도시한 바와 같이 우측으로부터 차례로 33°, 21°, －5°, 5°, －21°, －33°로 설정되어 있다. 이 구성에 의해, 0.1° 단위의 미세 조정을 행하여도 피조사면(10A)의 조도 불균일에 영향을 미치는 일 없이, 출하 조정의 시간을 단축할 수 있다.

보조 반사면(150A, 150B)의 경사 각도는 0°∼5° 정도로 설정되는 것이 바람직하고, 보조 반사면(150A, 150B)은 피조사면(10A)의 4코너의 조도를 저하시키지 않도록, 경사 각도가 0°∼5° 정도로 조정된 경우에, 서로 간극을 발생시키지 않는 길이로 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 긴 측의 보조 반사면(150A)의 길이가 약 1400㎜로, 짧은 측의 보조 반사면(150B)의 길이가 약 920㎜로 설정되어 있다.

이와 같이 구성된 비교적 소형의 유사 태양광 조사 장치(100)에서는, 램프(22)로부터 피조사면(10A)까지의 거리(L)가 수십㎝ 정도로 되어 있어, 조도 불균일을 균일화하는 것이 어렵고, 또한 균일화한 조도를 유지하는 데 노력을 필요로 하고 있었다.

따라서, 본 실시 형태에서는 유사 태양광 조사 박스(6)와 피조사면(10A) 사이에, 상기 피조사면(10A)의 전체면을 덮어 상기 피조사면(10A)에서의 조도 분포를 균일화하도록 광을 확산시키는 광확산 유닛(101)이 설치되어 있다. 즉, 유사 태양광 조사 장치(100)에서는 반사면(8)의 반사광에 의한 직접광의 조도 불균일 보상에 추가하여, 광확산 유닛(101)에 의해서도 피조사면(10A)의 조도 불균일의 저감이 도모되고 있다.

도 14는 광확산 부재(110, 120)의 구성을 도시하는 도면으로, 도 14의 (A)는 유사 태양광 조사 장치(100)를, 확대한 광확산 부재(110, 120)와 함께 모식적으로 도시하는 종단면도이고, 도 14의 (B)는 피조사면(10A)측으로부터 본 광확산 부재(120)를 도시하는 도면이다.

광확산 유닛(101)은, 도 14의 (A)에 도시한 바와 같이, 베이스판(102)과, 광확산 효과를 갖는 2층의 광확산 부재(110, 120)를 구비하고, 피조사면(10A)의 조도가 높은 개소를 향하는 광을 광확산 부재(110, 120)가 확산함으로써, 피조사면(10A)에서 조도 분포를 균일화한다.

이들 베이스판(102) 및 광확산 부재(110, 120)에는 유사 태양광 조사 박스(6)가 방사하는 유사 태양광의 스펙트럼을 변조하지 않도록, 각각 유사 태양광의 스펙트럼 범위에 있어서 투과율이 일정(플랫)하고, 또한 바람직하게는 높은 투과율을 갖는 재질이 사용되고 있다.

베이스판(102)은 광확산 부재(110)를 담지하기 위한 상면에서 볼 때 직사각 형상의 판형상 부재이고, 자중에 의한 휨이 발생하지 않을 정도의 강성이 얻어지는 두께(예를 들어, 15㎜)를 갖고 형성되어 있다. 본 실시 형태의 베이스판(102)에는 상기 재질로서, 아크릴 수지가 사용되어 있다. 또한, 이 재질에는 글래스를 사용해도 좋다. 이러한 베이스판(102)은 유사 태양광 조사 박스(6)와 피조사면(10A) 사이를 완전히 구획하도록, 프레임(4)의 피조사면(10A)측에 배치되어 있다.

2층의 광확산 부재(110, 120)는 각각 복수매의 확산판을 적층하여 구성되어 있고, 피조사면(10A)과 램프(22) 사이에, 거리(D)만큼 이격하여 배치되어 있다. 광확산 유닛(101)의 광확산 효과, 즉 피조사면(10A)의 조도 불균일의 저감의 효과는 이 거리(D)에 의존하고 있고, 이와 같은 광확산 유닛(101)의 광확산 특성을 이하에 설명한다.

도 15는 광확산 부재(110, 120)의 위치를 바꾸어 피조사면(10A)의 조도 불균일을 측정한 실험을 나타내는 설명도로, 도 15의 (A)는 광확산 부재(110, 120)의 배치 위치를 도시하는 도면이고, 도 15의 (B)는 광확산 부재(110, 120)의 위치 및 광확산 부재(110, 120)에 사용한 확산판의 종류와 조도 불균일의 측정 결과의 관계를 나타내는 도면이고, 도 15의 (C)는 광확산 부재(110, 120)에 사용한 확산판의 종류를 도시하는 도면이다.

이 실험에서는, 피조사면(10A)의 광확산 부재(110)의 위치를 고정으로 하고, 램프(22)측의 광확산 부재(120)의 위치 및 광확산 부재(110, 120)에 사용하는 확산판의 종류를 변경하여, 피조사면(10A)의 조도 불균일을 측정하였다.

광확산 부재(110, 120)의 배치 위치는, 도 15의 (A)에 도시한 바와 같이 램프(22)로부터의 거리로 한다. 도 15의 (B)에는 광확산 부재(110)를 램프(22)로부터 400m의 위치에 배치하는 동시에, 광확산 부재(120)를 램프(22)로부터 200㎜, 300㎜, 또는 400㎜의 위치에 배치한 경우의 조도 불균일의 측정 결과가 나타나 있다.

도 15의 (B)에 도시한 바와 같이, 광확산 부재(120)를 300㎜의 위치에 배치한 경우(실험 E5, E6, E7)의 조도 불균일은 광확산 부재(120)를 400㎜의 위치에 배치한 경우(실험 E1, E2)의 조도 불균일과 그다지 차이가 없다. 한편, 광확산 부재(120)를 200㎜의 위치에 배치한 경우(실험 E3, E4)에는 300㎜ 또는 400㎜의 위치에 배치한 경우에 비해, 조도 불균일이 개선되어 있다. 따라서, 광확산 부재(120)는 램프(22)로부터 200㎜ 내지 300㎜의 범위에 배치되는 것이 바람직하고, 바꾸어 말하면, 2층의 광확산 부재(110, 120) 사이의 거리(D)는 100㎜ 내지 200㎜로 설정되는 것이 바람직하다(100㎜<D≤200㎜). 본 실시 형태에서는, 2층의 광확산 부재(110, 120) 사이의 거리(D)를 200㎜로 설정하고 있다.

다음에, 유사 태양광 조사 장치(100)로의 광확산 유닛(101)의 설치 구조를 설명한다.

도 11 내지 도 13에 도시한 바와 같이, 유사 태양광 조사 장치(100)에는 프레임(4)의 상부 및 유사 태양광 조사 박스(6)의 상방에, 유사 태양광 조사 박스(6)와 평행하게 연장되는 판형상의 광확산 부재 수용부(103)가, 상기 유사 태양광 조사 박스(6)를 사이에 둔 양측의 측면에 각각 설치되어 있다. 또한, 프레임(4)의 상부 및 유사 태양광 조사 박스(6)의 상방에, 유사 태양광 조사 박스(6)와 직교하여 연장되는 단면 L자 형상의 광확산 부재 수용부(104)가, 상기 유사 태양광 조사 박스(6)의 길이 방향에 있어서 대면하는 측면에 각각 설치되어 있다.

베이스판(102) 및 광확산 부재(110)는 프레임(4)의 상부에 설치된 광확산 부재 수용부(103, 104)에 적재되어, 도시하지 않은 억제 금속 부재에 의해 고정되고, 광확산 부재(120)는 유사 태양광 조사 박스(6)의 상방에 설치된 광확산 부재 수용부(103, 104)에 적재되어, 도시하지 않은 억제 금속 부재에 의해 고정된다.

계속해서, 도 11 내지 도 14를 참조하여, 광확산 부재(110, 120)의 구성에 대해 상세하게 서술한다.

피조사면(10A)측의 광확산 부재(110)는 베이스판(102)의 상면에 배치되고, 복수매(본 실시 형태에서는 2매)의 광확산판(111, 112)을 적층하여 구성되어 있다. 피조사면(10A)측의 광확산판(111)은 피조사면(10A)을 조명하는 광이 통과하는 조명광 통과 범위 전체를 덮는 크기로 형성된 판형상 부재로, 양면에 윤택 제거 가공을 실시한 매트 형상의 확산면을 갖고 있다. 본 실시 형태의 광확산판(111)은 두께가 약 3㎜이고, 베이스판(102)과 대략 동일한 광학적 특징을 갖는 소재(본 실시 형태에서는, 아크릴 수지)를 사용하여 형성되어 있다.

베이스판(102)측의 광확산판(112)은 광확산판(111)과 대략 동일한 크기로 형성된 판형상 부재로, 양면에 확산면을 갖고 있다. 이 확산면의 편면은 엠보스 가공이 실시됨으로써 엠보스 형상으로 형성되어 있고, 광확산판(112)은 엠보스 형상을 갖는 확산면을 피조사면(10A)측을 향해 배치되어 있다. 즉, 광확산판(111)의 매트 형상의 확산면과 광확산판(112)의 엠보스면이 접촉하게 되어, 광확산판(111)의 옆으로 어긋남을 방지할 수 있다. 본 실시 형태의 광확산판(112)은 두께가 약 205㎛, 평행 광선 투과율과 확산 광선 투과율의 비인 헤이즈가 약 50％인 소재를 사용하여 형성되어 있다.

램프(22)측의 광확산 부재(120)는 복수매(본 실시 형태에서는 3매)의 광확산판(121 내지 123)과, 조도 장소 불균일 조정용 확산판인 조도 조정판(124)을 적층하여 구성되어 있다. 광확산판(121)은 광확산판(111)과 대략 동일하게 구성되고, 광확산판(121)의 상면에는 광확산판(112)과 대략 동일하게 구성된 2매의 광확산판(122, 123)이 엠보스 형상을 갖는 확산면을 피조사면(10A)측을 향해 적재되어 있다. 2매의 광확산판(122, 123) 사이에는 광확산판(121 내지 123)보다 작게 형성된 조도 조정판(124)이 배치되어 있다[도 14의 (B) 참조]. 조도 조정판(124)은 양면에 확산면을 갖는 동시에, 편면에 엠보스 가공이 실시된 판형상 부재로, 엠보스면을 램프(22)측을 향해 배치하고 있다. 이에 의해, 하측의 광확산판(123)의 엠보스면과 조도 조정판(124)의 엠보스면이 접촉하게 되어, 조도 조정판(124)의 옆으로 어긋남을 방지할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 조도 조정판(124)은 두께가 약 270㎛, 헤이즈가 약 90％인 소재를 사용하여 형성되어 있고, 크기가 80㎜×400㎜, 150㎜×600㎜, 80㎜×300㎜인 3매의 조도 조정판(124)이 배치되어 있다.

이와 같이, 비교적 광확산 효과가 높은 조도 조정판(124)을, 램프(22)측의 광확산 부재(120)에 설치하였으므로, 조도 조정판(124)의 위치를 바꾸는 것만으로, 피조사면(10A)의 조도가 국부적으로 높은 개소를 향하는 광을 보다 효과적으로 확산시켜, 조도 불균일의 미세 조정을 용이하게 행할 수 있다. 이에 추가하여, 조도 조정판(124)에서 확산된 광을 피조사면(10A)측의 광확산 부재(110)에서 더욱 확산시킬 수 있으므로, 피조사면(10A)측의 광확산 부재(110)에 조도 조정판을 배치하는 경우에 비해, 조도 불균일을 보다 저감시킬 수 있다. 또한, 조도 불균일에 시간에 따른 변화가 발생한 경우나, 램프(22)를 교환하여 조도 불균일이 변경된 경우에도, 조도 조정판(124)의 위치나 크기를 변경함으로써, 조도 불균일을 용이하게 저감시킬 수 있다. 또한, 조도 조정판(124)은 광확산판(122, 123) 사이에 배치되어 있으므로, 조도 조정판(124)을 고정하는 고정구를 설치할 필요가 없어져, 부품 개수를 삭감시킬 수 있다.

도 16은 조도 조정판(124)을 배치하지 않은 유사 태양광 조사 장치(100)에 의한 피조사면(10A)의 조도 분포의 측정 결과를 나타내는 도면으로, 도 16의 (A)는 2층의 광확산 부재(110, 120)를 피조사면(10A)측에 적층 배치한 경우의 조도 분포의 측정 결과를 나타내는 도면이고, 도 16의 (B)는 2층의 광확산 부재(110, 120)를 이격 배치한 경우의 조도 분포의 측정 결과를 나타내는 도면이다.

2층의 광확산 부재(110, 120)를 피조사면(10A)측에 적층 배치한 경우에는, 도 16의 (A)에 도시한 바와 같이 조도가 0.8－0.85SUN(1SUN＝1000W/㎡)의 범위로부터 1.05－1.1SUN의 범위에 있고, 그 차는 0.3SUN이다.

이에 대해, 상기 유사 태양광 조사 장치(100)와 같이 2층의 광확산 부재(110, 120)를 이격 배치한 경우에는, 도 16의 (B)에 도시한 바와 같이 조도가 0.9－0.95SUN의 범위로부터 1.05－1.1SUN의 범위에 있고, 그 차는 0.15SUN으로 되어 있어, 피조사면(10A)의 조도 불균일이 양호하게 저감되어 있다. 또한, 2층의 광확산 부재(110, 120)를 적층 배치한 경우에 비해, 복수의 반사판(30)(도 12)에 기인하는 조도의 경계가 눈에 띄지 않게 되어 있다.

조도 조정판(124)을 배치한 유사 태양광 조사 장치(100)에 의한 피조사면(10A)의 조도 불균일의 측정 결과를 도 17에 나타낸다. 이 도면에 있어서, 조도는 0.98－0.99SUN의 범위로부터 1.01－1.02SUN의 범위에 있는 동시에, 조도 불균일은 약 1.8％로 되어 있고, 본 실시 형태의 유사 태양광 조사 장치(100)에서는, 피조사면(10A)의 조도 불균일을 양호하게 저감시킬 수 있는 것이 실증되었다. 또한, 복수의 반사판(30)(도 12)에 기인하는 조도의 경계도, 보다 눈에 띄지 않게 되어 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 피조사면(10A)에서의 조도 분포를 균일화하도록, 광을 확산시키는 광확산 유닛(101)을 램프(22)와 피조사면(10A) 사이에 구비하고, 피조사면(10A)과 램프(22) 사이에, 2층의 광확산 부재(110, 120)를 이격 배치하여 광확산 유닛(101)을 구성하였다.

이 구성에 의해, 피조사면(10A)을 향하는 광을 확산하여 균일화할 수 있으므로, 피조사면(10A)의 가상 분할 구획에 배치하기 위해 투과율이 다른 복수 종류의 투과형 광학 필터판을 준비하지 않아도, 2층의 광확산 부재(110, 120)를 이격 배치한 간단한 구성으로 피조사면(10A)의 조도 불균일을 저감시킬 수 있다. 또한, 광을 확산시킴으로써, 피조사면(10A)의 4코너의 조도의 저조를 저감시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 램프(22)에 대해 피조사면(10A)과 반대측에, 복수의 반사판(30)을 병설하여 반사면(8)을 형성하고, 피조사면(10A)에, 램프(22)로부터 직접 방사되는 직접광 및 반사면(8)에서 반사된 반사광을 조사하는 구성으로 하고, 복수의 반사판(30)의 경계가 눈에 띄지 않게 되는 거리(D)만큼, 2층의 광확산 부재(110, 120) 사이를 이격하는 구성으로 하였다.

이 구성에 의해, 복수의 반사판(30)을 병설하여 반사면(8)을 형성한 경우라도, 복수의 반사판(30)의 경계를 눈에 띄지 않게 할 수 있다. 즉, 반사면(8)을 복수의 반사판(30)으로 형성할 수 있으므로, 반사면(8)을 1매의 반사판을 만곡시켜 형성하는 경우에 비해, 간단한 구성으로 반사면(8)을 형성할 수 있는 동시에, 반사판(30)의 반사 각도(경사 각도)를 조정함으로써, 피조사면(10A)의 조도 저하를 용이하게 보충할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 2층의 광확산 부재(110, 120) 중 램프(22)측의 광확산 부재(120)에, 조도 장소 불균일 조정용 조도 조정판(124)을 설치하는 구성으로 하였다.

이 구성에 의해, 조도가 국부적으로 높은 개소에 조도 조정판(124)을 배치함으로써, 조도 불균일의 미세 조정을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 램프(22)측의 광확산 부재(120)에 조도 조정판(124)을 배치함으로써, 조도 조정판(124)에서 확산된 광을 피조사면(10A)측의 광확산 부재(110)에서 확산시킬 수 있으므로, 피조사면(10A)측의 광확산 부재(110)에 조도 조정판을 배치하는 경우에 비해, 조도 불균일을 보다 저감시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 유사 태양광 조사 장치(100)측면의 램프(22)와 피조사면(10A) 사이에, 램프(22)로부터 방사된 광 중 피조사면(10A)으로부터 벗어난 개소를 향하는 광을 피조사면(10A)을 향해 반사하는 보조 반사면(150A, 150B)을 배치하는 구성으로 하였다.

이 구성에 의해, 램프(22)측의 광확산 부재(120)에서 확산된 광을 반사할 수 있으므로, 램프(22)와 반사면(8) 사이에 보조 반사면을 배치하는 경우에 비해, 피조사면(10A)의 조도 저하를 보상해야 할 원하는 장소에 광을 향하게 하면서, 광을 보다 확산시켜 균일화할 수 있다. 또한, 프레임(4)의 측면에 배치한 차광판에 의해 차광되어 버리는 광을 유효 이용하여, 피조사면(10A)의 조도 저하를 보충할 수 있는 동시에, 보조 반사면을 프레임(4)의 하부에 배치하는 경우에 비해, 유사 태양광 조사 장치(100)를 소형화할 수 있다.

또한, 상술한 실시 형태는, 어디까지나 본 발명의 일 형태를 나타내는 것으로, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 임의로 변형 및 응용이 가능하다.

상술한 실시 형태에서는, 본 발명에 관한 조명 장치로서, 유사 태양광 조사 장치를 예시하였지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 피조사면의 조도 불균일을 저감시켜야 할 조명 장치이면, 임의의 조명 장치에, 본 발명의 투과광량 조정 유닛 또는 광확산 유닛을 설치할 수 있다. 이와 같은 조명 장치로서는, 예를 들어 자외선 경화 장치를 들 수 있다. 자외선 경화 장치는 UV 잉크, UV 도료, UV 접착제 등의 자외선 경화 소재가 도포된 면에 균일하게 자외선을 조사하여, 자외선 경화 소재를 경화시키는 것으로, 인쇄나 상면 코팅, 반도체나 전자 부품, 광학 부품의 접착, 액정 패널의 맞댐 등 다양한 표면 처리 가공 시스템에 응용되고 있다. 이 자외선 경화 장치에 본 발명의 투과광량 조정 유닛 또는 광확산 유닛을 설치함으로써, 보다 한층 불균일을 억제한 표면 처리 가공이 가능한 자외선 경화 장치가 실현된다.

1, 100 : 유사 태양광 조사 장치(조명 장치)
6 : 유사 태양광 조사 박스
8 : 반사면
10 : 피조사체
10A : 피조사면
22 : 램프(광원)
30 : 반사판
50, 150A, 150B : 보조 반사면
60 : 투과광량 조정 유닛
62 : 베이스판
64 : 투광판 적층체
65 : 투광판
66 : 표면 필름(누름 부재)
68 : 스페이서 투광판(1매의 투광판)
70 : 스페이서판(스페이서 부재)
101 : 광확산 유닛
110 : 광확산 부재
120 : 광확산 부재
124 : 조도 조정판
D : 거리
F : 유사 태양광
K : 파장 범위
R : 조명광 통과 범위

Claims (7)

1. 피조사면을 조명하는 광원을 구비한 조명 장치에 있어서,
   상기 피조사면에서의 조도 분포를 균일화하도록 투과광량을 조정하는 투과광량 조정 유닛을 상기 광원과 피조사면 사이에 구비하고,
   상기 투과광량 조정 유닛을, 투과해야 할 광의 파장 범위에서 투과율이 일정한 투광판을 상기 투과광량의 조정량에 따른 매수분만큼 겹쳐서 각 투광판의 표리의 각 계면에서 입사광을 반사하도록 한 투광판 적층체를 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는, 조명 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 투광판을 겹치는 매수에 따라서 각 투광판을 얇게 하여 전체의 두께를 일정하게 한 상기 투광판 적층체를, 상기 투과광량을 조정해야 할 위치의 각각에 배치하고,
   상기 투광판 적층체 사이에 발생한 간극에는, 상기 투광판을 상기 투광판 적층체와 동일한 두께로 형성하여 이루어지는 1매의 상기 투광판을 배치하고, 상기 피조사면을 조명하는 광이 투과하는 범위에, 상기 투광판 적층체 및 상기 1매의 투광판을 깔아 놓는 동시에,
   상기 투광판 적층체 및 상기 1매의 투광판을 깔아 놓은 주위에는, 상기 투광판 적층체 및 상기 1매의 투광판의 위치 어긋남을 방지하는 스페이서 부재를 설치한 것을 특징으로 하는, 조명 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 투광판 적층체 및 상기 1매의 투광판의 각각의 표면을 덮고 누르는 누름 부재를 구비한 것을 특징으로 하는, 조명 장치.
4. 피조사면을 조명하는 광원을 구비한 조명 장치에 있어서,
   상기 피조사면에서의 조도 분포를 균일화하도록, 광을 확산시키는 광확산 유닛을 상기 광원과 피조사면 사이에 구비하고,
   상기 피조사면과 상기 광원 사이에, 2층의 광확산 부재를 이격 배치하여 상기 광확산 유닛을 구성한 것을 특징으로 하는, 조명 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 광원에 대해 상기 피조사면과 반대측에, 복수의 반사판을 병설하여 반사면을 형성하고, 상기 피조사면에, 상기 광원으로부터 직접 방사되는 직접광 및 상기 반사면에서 반사된 반사광을 조사하는 구성으로 하고,
   상기 복수의 반사판의 경계가 눈에 띄지 않게 되는 거리만큼, 상기 2층의 광확산 부재 사이를 이격한 것을 특징으로 하는, 조명 장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 2층의 광확산 부재 중 상기 광원측의 광확산 부재에 조도 장소 불균일 조정용 조도 조정판을 설치한 것을 특징으로 하는, 조명 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 장치 측면의 상기 광원과 상기 피조사면 사이에, 상기 광원으로부터 방사된 광 중 상기 피조사면으로부터 벗어난 개소를 향하는 광을 상기 피조사면을 향해 반사하는 보조 반사면을 배치한 것을 특징으로 하는, 조명 장치.

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