(57)【要約】【課題】所望のスペクトルを有し、且つ指向性が制御された光を照射する光照射装置を提供する。【解決手段】本発明に係る光照射装置１００は、光源１０１と、導光体１０７と、スペクトル変調用部材１０４とを備え、導光体１０７は、光源１０１から入射した光を入射面からその内部へと導き、当該光を導光体１０７の側面に反射させて、指向性が制御された光を出射面から出射し、スペクトル変調用部材１０４は、指向性が制御された上記光における、特定の波長帯域のスペクトルを減衰させ、導光体１０７では、上記入射面は上記出射面よりも小さく、スペクトル変調用部材１０４を、導光体１０７の出射面側に備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、導光体と、スペクトル変調用部材とを備えた光照射装置であって、
上記導光体は、光源から入射した光を入射面からその内部へと導き、当該光を当該導光体の側面に反射させて、指向性が制御された光を出射面から出射し、
上記スペクトル変調用部材は、指向性が制御された上記光における、特定の波長帯域のスペクトルを減衰させ、
上記導光体では、上記入射面は上記出射面よりも小さく、
上記スペクトル変調用部材を、上記導光体の出射面側に備えていることを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
上記スペクトル変調用部材は、当該スペクトル変調用部材に入射された光を、擬似的な太陽光のスペクトルを有する光にすることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
導光体の上記側面は、少なくとも一対の対向する面を含み、
一対の対向する上記面は、上記導光体の入射面から出射面へ向かってその幅が大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項４】
導光体の上記側面は、少なくとも一対の対向する別の面を更に含み、
一対の対向する上記別の面は、上記導光体の入射面から出射面へ向かってその幅が一定であることを特徴とする請求項３に記載の光照射装置。
【請求項５】
上記導光体を複数備えており、
上記導光体は、互いに接合していることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項６】
上記導光体を複数備えており、
上記導光体はアレイ状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項７】
上記導光体は、その入射面または出射面の少なくとも一方に、入射する光と比べて放射角の小さな光を出射する光学素子をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の光照射装置。
【請求項８】
上記光学素子における、上記光の入射面および出射面の少なくとも一面が曲面であることを特徴とする請求項７に記載の光照射装置。
【請求項９】
上記曲面は、複数個の平面から形成されていることを特徴とする請求項８に記載の光照射装置。
【請求項１０】
上記導光体の内部を導光方向に沿って複数個に分割する、光を反射する反射面をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の光照射装置。
【請求項１１】
上記光源から出射する光の光路中の少なくとも１箇所に光量調整用部材をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の光照射装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか１項に記載の光照射装置と、第２の導光体とを備え、
上記光照射装置は、指向性が制御された光を上記第２の導光体へと導き、
上記第２の導光体は、その出射面から指向性が制御された上記光を出射することを特徴とする光照射装置。
【請求項１３】
上記光照射装置から出射される光は、指向性が制御された擬似太陽光であり、
上記第２の導光体は、その出射面から当該擬似太陽光を出射することを特徴とする請求項１２に記載の光照射装置。
【請求項１４】
光の三原色Ｒ、Ｇ、およびＢの何れかの色に着色された画素が、透明基板面に周期的パターンで交互に繰り返されて配列されたカラーフィルタの透過特性を検査するカラーフィルタ用検査装置であり、
請求項１３に記載の光照射装置を備え、上記光照射装置から出射する光により、カラーフィルタの透過特性を検査することを特徴とする検査装置。
【請求項１５】
太陽電池パネルの出力特性を測定する太陽電池パネル用検査装置であり、
請求項１３に記載の光照射装置を備え、上記光照射装置から出射する光により、太陽電池パネルの出力特性を測定することを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被照射物に対して指向性の高い光を照射するための光照射装置および検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学フィルターを用いて所望のスペクトルを有する光を得る試みがなされてきた。特に、太陽光のスペクトル分布を高精度に再現するための光源装置においては、所望のスペクトルを有する光を得るために、一般にエアマスフィルターが用いられている。
【０００３】
特許文献１には、キセノンランプ等のランプを点灯して光学フィルターを通過した擬似太陽光を、反射板で反射拡散させることによって被測定対象における照度分布を均一にできる擬似太陽光照射装置について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８７８５号公報（２００３年１月２９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されている照射装置では、所望の特性を得ることができない。
【０００６】
具体的には、特許文献１に記載されている照射装置では、光学フィルターを透過、あるいは反射する光の指向性が制御されていない。このため、特に、多層膜によって構成される光学フィルターを用いる構成では、当該多層膜は入射角依存性を有するため、指向性が制御されていない光が照射された場合、光学フィルターの特性を充分に活かすことができず、所望の特性を得ることができなかった。
【０００７】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、所望のスペクトルを有し、且つ指向性が制御された光を照射する光照射装置、および当該光照射装置を備えた検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る光照射装置は、上記課題を解決するために、光源と、導光体と、スペクトル変調用部材とを備えた光照射装置であって、上記導光体は、光源から入射した光を入射面からその内部へと導き、当該光を当該導光体の側面に反射させて、指向性が制御された光を出射面から出射し、上記スペクトル変調用部材は、指向性が制御された上記光における、特定の波長帯域のスペクトルを減衰させ、上記導光体では、上記入射面は上記出射面よりも小さく、上記スペクトル変調用部材を、上記導光体の出射面側に備えている。
【０００９】
上記構成によれば、特定の波長帯域のスペクトルを減衰させるスペクトル変調用部材を上記導光体の出射面側に備えているため、スペクトル変調用部材には、放射角分布が所望の範囲に制御された指向性の高い光が入射する。よって、スペクトル変調用部材の入射角依存性の影響を最小限に抑制することができる。従って、上記構成によれば、所望のスペクトルを有し、且つ指向性が制御された光を照射する光照射装置を提供することができるという効果を奏する。
【００１０】
本発明にかかる光照射装置では、上記スペクトル変調用部材は、当該スペクトル変調用部材に入射された光を、擬似的な太陽光のスペクトルを有する光にすることが好ましい。
【００１１】
上記構成によれば、指向性が制御された擬似的な太陽光を照射する光照射装置を提供することができる。
【００１２】
本発明にかかる光照射装置では、導光体の上記側面は、少なくとも一対の対向する面を含み、一対の対向する上記面は、上記導光体の入射面から出射面へ向かってその幅が大きくなっていることが好ましい。
【００１３】
上記構成によれば、導光体に入射した光は、一対の対向する上記面の間を繰り返し反射しながら伝播するため、放射角分布が所望の範囲に制御された指向性の高い光をスペクトル変調用部材へ入射することができる。その結果、指向性がより制御された光を照射することができる。
【００１４】
本発明にかかる光照射装置では、導光体の上記側面は、少なくとも一対の対向する別の面を更に含み、一対の対向する上記別の面は、上記導光体の入射面から出射面へ向かってその幅が一定であることを特徴とすることが好ましい。
【００１５】
上記構成によれば、例えば、導光体の入射側で導光体の厚み方向における光の指向性を制御する場合には、導光体における、厚さ方向の幅を一定とすることができる。係る場合には、導光体の作製の手間が少なくなるため、より簡便に光照射装置を製造することができる。
【００１６】
本発明にかかる光照射装置では、上記導光体を複数備えており、上記導光体は、互いに接合していることが好ましい。
【００１７】
上記構成によれば、指向性が高く、照度が均一化された光を広範囲にわたって照射することが可能になる。
【００１８】
本発明にかかる光照射装置では、上記導光体を複数備えており、上記導光体はアレイ状に配置されていることが好ましい。
【００１９】
上記構成によれば、指向性が高く、照度が均一化された光を広範囲にわたって照射することが可能になる。ここで、「アレイ状に配置」とは、等間隔で物体を配置することを意味し、導光体をアレイ状に配置するとは、導光体を等間隔で配置することを意味する。
【００２０】
本発明にかかる光照射装置では、上記導光体は、その入射面または出射面の少なくとも一方に、入射する光と比べて放射角の小さな光を出射する光学素子をさらに備えていることが好ましい。
【００２１】
上記構成によれば、出射する光の放射角を小さくする光学素子が、導光体の入射面または出射面の少なくとも一方に設けられている。このため、当該導光体から出射する光の放射角を所望の範囲により高い精度で制御することができる。その結果、より指向性の高い光を照射することが可能になる。
【００２２】
また、上記光学素子は、導光体に固定されるため、従来の方法で問題となっていた「位置ずれ」や「組立誤差」による光の損失が生じ難い。
【００２３】
本発明にかかる光照射装置では、上記光学素子における、上記光の入射面および出射面の少なくとも一面が曲面であることが好ましい。
【００２４】
上記構成によれば、本発明にかかる光照射装置から出射される光の放射角を所望の範囲に制御することができる。
【００２５】
本発明にかかる光照射装置では、上記曲面は、複数個の平面から形成されていることが好ましい。
【００２６】
上記構成によれば、本発明にかかる光照射装置から出射される光の放射角を所望の範囲に制御することができる。
【００２７】
本発明にかかる光照射装置では、上記導光体の内部を導光方向に沿って複数個に分割する、光を反射する反射面をさらに備えていることが好ましい。
【００２８】
上記構成によれば、光を反射する上記反射面によって、導光体の内部が導光方向に沿って複数個に分割されているため、内部が分割されていない導光体と比較して、導光体の内部で光が伝播する際の光の反射回数が増大する。さらに、各反射面の傾斜角を調整することによって、放射角分布を所望の範囲により高い精度で制御することができるため、光の指向性をより高く制御することができる。
【００２９】
本発明にかかる光照射装置では、上記光源から出射する光の光路中の少なくとも１箇所に光量調整用部材をさらに備えていることが好ましい。
【００３０】
上記構成によれば、被照射面に照射される光の照度を調整することができる。また、ランプ交換等のメンテナンスを行う際に、照度の調整を容易に行うことができる。さらに、光照射装置において、上記光量調整用部材が複数個備えられている場合は、導光体のロット差や光源に用いられるランプのロット差に起因する発光照度のムラが生じたとしても、光量を調整することで被照射面における照度を一定に保つことができる。
【００３１】
本発明にかかる第二の光照射装置では、上述した光照射装置と、第２の導光体とを備え、上記光照射装置は、指向性が制御された光を上記第２の導光体へと導き、上記第２の導光体は、その出射面から指向性が制御された上記光を出射することを特徴としている。
【００３２】
上記構成によれば、より広範囲にわたって指向性の高い光を照射することができる。
【００３３】
本発明にかかる第二の光照射装置から出射される光は、指向性が制御された擬似太陽光であり、上記第２の導光体は、その出射面から当該擬似太陽光を出射することが好ましい。
【００３４】
上記構成によれば、より広範囲にわたって指向性の高い擬似太陽光を照射することができる。
【００３５】
本発明にかかる検査装置は、光の三原色Ｒ、Ｇ、およびＢの何れかの色に着色された画素が、透明基板面に周期的パターンで交互に繰り返されて配列されたカラーフィルタの透過特性を検査するカラーフィルタ用検査装置であり、上述した指向性が制御された擬似太陽光を照射する光照射装置を備え、上記光照射装置から出射する光により、カラーフィルタの透過特性を検査することを特徴としている。
【００３６】
上記構成によれば、本発明に係る光照射装置を備えているため、カラーフィルタの透過特性をより高い精度で検査することができる。
【００３７】
本発明にかかる太陽電池パネルの出力特性を測定する太陽電池パネル用検査装置では、上述した指向性が制御された擬似太陽光を照射する光照射装置を備え、上記光照射装置から出射する光により、太陽電池パネルの出力特性を測定することを特徴としている。
【００３８】
上記構成によれば、本発明に係る光照射装置を備えているため、太陽電池パネルの出力特性をより高い精度で測定することができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明にかかる導光体および当該導光体を備えた光照射装置を用いれば、所望のスペクトルを有し、且つ指向性が制御された光を照射する光照射装置を提供することができるという効果を奏する。
【００４０】
なお、本発明にかかる光照射装置に擬似太陽光を生成するスペクトル変調用部材が備えられている場合は、指向性の高い擬似太陽光を広範囲にわたって照射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであり、本発明にかかる光照射装置を構成する導光体の構成を模式的に示す正面図である。
【図２】本発明の別の実施形態を示すものであり、（ａ）は、本発明にかかる光照射装置を構成する導光体の内部領域が分割されておらず、全ての側面がテーパー形状になっている導光体の構成を模式的に示す正面図であり、（ｂ）は、（ａ）の導光体の構成を模式的に示す側面図である。（ｃ）は、本発明にかかる光照射装置を構成する導光体の内部領域が分割されておらず、対向する１対の面がテーパー形状になっており、他の面はテーパー形状ではない導光体の構成を模式的に示す正面図であり、（ｄ）は、（ｃ）の導光体の構成を模式的に示す側面図である。
【図３】本発明の別の実施形態を示すものであり、（ａ）は、本発明にかかる光照射装置の構成を模式的に示す正面図であり、（ｂ）は、当該光照射装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図４】本発明の別の実施形態において、内部が反射面によって５つに分割された導光体から出射される光の照度分布を示すグラフである。
【図５】本発明の別の実施形態を示すものであり、（ａ）は、本発明にかかる光照射装置の構成を模式的に示す正面図であり、（ｂ）は、当該光照射装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図６】本発明の別の実施形態を示すものであり、（ａ）は、本発明にかかる光照射装置の構成を模式的に示す正面図であり、（ｂ）は、当該光照射装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図７】本発明の別の実施形態を示すものであり、（ａ）は、本発明にかかる光照射装置の構成を模式的に示す正面図であり、（ｂ）は、光学素子としてシリンドリカルレンズを用いた上記光照射装置の構成を模式的に示す側面図であり、（ｃ）は、光学素子としてプリズムを用いた上記光照射装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図８】本発明の別の実施形態を示すものであり、（ａ）は、本発明にかかる光照射装置の構成を模式的に示す正面図であり、（ｂ）は、光学素子としてシリンドリカルレンズを用いた上記光照射装置の構成を模式的に示す側面図であり、（ｃ）は、光学素子としてプリズムを用いた上記光照射装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図９】本発明の別の実施形態を示すものであり、本発明にかかる光照射装置をアレイ状に配置させた構成を模式的に示す正面図である。
【図１０】本発明の別の実施形態を示すものであり、本発明にかかる光照射装置を備えた第二の光照射装置の構成を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の別の実施形態を示すものであり、本発明にかかる光照射装置を備えた擬似太陽光照射装置の構成を模式的に示す図である。
【図１２】本発明の別の実施形態を示すものであり、本発明にかかる光照射装置を備えた検査装置の構成を模式的に示す図である。
【図１３】本発明の別の実施形態を示すものであり、本発明にかかる光照射装置を備えた検査装置の構成を模式的に示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態において、本発明にかかる導光体における出射面の長手方向の放射角分布を示すグラフである。
【図１５】本発明の一実施形態において、本発明にかかる導光体における出射面の短手方向の放射角分布を示すラフである。
【図１６】擬似的な太陽光のスペクトルの一例を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
本発明の実施の形態について説明すれば以下の通りであるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４３】
なお、本明細書中において範囲を示す「Ａ〜Ｂ」は、「Ａ以上、Ｂ以下」であることを示す。
【００４４】
〔１．導光体〕
本発明の一実施形態である光照射装置を構成する導光体１０７の構成の一例を、図１に示す正面図に基づいて説明する。導光体１０７は、入射した光を導光体１０７の側面で反射させて当該光の指向性を制御し、指向性が制御された光を出射面１０７２から出射する。
【００４５】
導光体１０７の側面は、入射面１０５１から出射面１０５２へ向かってその幅が大きくなっている、いわゆる「テーパー状」である。導光体１０７の形状は「テーパー状」であれば特に限定されるものではない。
【００４６】
したがって、導光体１０７は、入射面１０５１または出射面１０５２と平行方向における断面の形状が円型であってもよいし、多角形であってもよい。
【００４７】
導光体１０７の入射面１０５１または出射面１０５２の形状は、導光体の種類に応じて適宜決定される。例えば、後述する実施形態に示すように、導光体１０７から出射する光を第２の導光体へ結合させる場合には、導光体１０７の入射面１０５１および／または出射面１０５２の形状は、長方形であることが好ましい。また、円形のスポット照明や多角形のスポット照明を得たい場合には、導光体１０７の入射面１０５１および／または出射面１０５２の形状は、円形または多角形であることが好ましい。
【００４８】
本実施の形態では、導光体１０７がテーパー状であるため、入射された光は導光体１０７の側面を繰り返し反射しながら伝播する。そのため、導光体１０７から出射される光の放射角分布を所望の範囲に制御することができる。
【００４９】
さらに、導光体１０７の出射面１０５２には、当該出射面１０５２と略等しい大きさの入射面１０６１を有する光学素子１０６が設けられている。光学素子１０６は、入射する光と比べて放射角の小さな光を出射するものであって、且つ導光体１０７における屈折率と異なる屈折率を有するものである。導光体１０７に光学素子１０６が設けられることによって被照射面に対する光の入射角をさらに制御することができる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、「導光体１０７における屈折率」とは、導光体１０７の内部領域１０５ｂ１〜１０５ｂ５の屈折率を指す。なお、本明細書では、導光体１０７の内部領域１０５ｂ１〜１０５ｂ５を総称して、導光体１０７の内部領域１０５ｂともいう。
【００５１】
例えば、内部領域１０５ｂが空気層である場合は上記「導光体１０７における屈折率」は約１．００となり、ガラス層（光学ガラス：ＦＫ１）である場合は上記「導光体１０７における屈折率」は約１．４７となる。
【００５２】
光学素子１０６としては、例えば、光学ガラス：ＢＫ−７（屈折率約１．５１）、光学ガラス：ＳＦ−２（屈折率約１．６４）等を挙げることができるが、その屈折率が導光体１０７における屈折率と異なるものであれば特に限定されない。
【００５３】
導光体１０７の内部領域１０５ｂの屈折率と光学素子１０６の屈折率とは、目的に応じて適宜組み合わせればよい。
【００５４】
例えば、本実施の形態では、導光体１０７の内部領域１０５ｂとして空気層を用い、光学素子１０６として光学ガラス：ＢＫ−７を用いているが、本発明はこれに限定されず、上記以外の組み合わせとしては、例えば、導光体１０７の内部領域１０５ｂとして光学ガラス：ＦＫ１を用い、光学素子１０６として光学ガラス：ＳＦ−２を挙げることができる。
【００５５】
また、光学素子１０６の形状は、導光体１０７の内部領域１０５ｂの屈折率と光学素子１０６の屈折率との組み合わせに応じて決定すればよい。光学素子１０６の形状は、入射する光と比べて放射角の小さな光を出射するものであれば特に限定されるものではないが、入射面１０６１または出射面１０６２の少なくとも一面が曲面であることが好ましい。
【００５６】
ここで、上記「曲面」とは、曲がっている面、つまり、曲面上の任意の１点を通る接線が、導光体１０７の入射面１０５１に対して複数の異なる傾斜角を有する面であって、且つ光学素子１０６に入射する光と比べて放射角の小さな光を出射することができるような形状の面であれば特に限定されるものではない。したがって、例えば、球面、楕円面、円柱面、楕円柱面等の二次曲面だけでなく、複数個の平面から形成される曲面も本明細書の曲面の範疇に含まれる。なお、上記「複数個の平面から形成される曲面」とは、例えば、図１に示す光学素子１０６の入射面１０６１のような曲面を指す。
【００５７】
さらに、図１に示す光学素子１０６の入射面１０６１のように、「複数個の平面から形成される曲面」を構成する各平面における導光体１０７の入射面１０５１に対する傾斜角は、それぞれの平面で異なっていてもよい。後述するように、導光体１０７の内部領域１０５ｂが反射面１０５ａによって複数個に分割される場合は、各内部領域１０５ｂから出射する光の放射角分布はそれぞれ異なる。したがって、各内部領域１０５ｂの各出射面１０５２から入射する光の放射角と比べて光学素子１０６から出射する光の放射角を小さくするように、「複数個の平面から形成される曲面」を構成する各平面における導光体１０７の入射面１０５１に対する傾斜角を調整することによって、導光体１０７から出射される光の指向性をさらに高めることができる。
【００５８】
ここで、光学素子１０６の形状について具体的な例を挙げると、導光体１０７の内部領域１０５ｂの屈折率をＡ、光学素子１０６の屈折率をＢとし、Ａ＜Ｂである場合、光学素子１０６の出射面１０６２から出射する光の放射角を光学素子１０６へ入射する光の放射角と比べて小さくするためには、例えば、下記（i）〜（iii）のいずれかの形状を有する光学素子１０６の入射面１０６１を導光体１０７の入射面１０５１に対向して配置することにより達成することができる。
【００５９】
このような光学素子１０６の形状とは、具体的には、導光体１０７の出射面１０５２から出射する光の光軸および光の放射角が大きい面と平行な方向において、（ｉ）光学素子１０６の出射面１０６２が凹状であるか、（ii）光学素子１０６の入射面１０６１が凸状であるか、または（iii）光学素子１０６の入射面１０６１が凸状、且つ出射面１０６２が凹状である構成が挙げられる。
【００６０】
一方、Ａ＞Ｂである場合、光学素子１０６の出射面１０６２から出射する光の放射角を光学素子１０６へ入射する光の放射角と比べて小さくするためには、例えば、下記（iv）〜（vi）のいずれかの形状を有する光学素子１０６の入射面１０６１を導光体１０７の入射面１０５１に対向して配置することにより達成することができる。
【００６１】
このような光学素子１０６の形状とは、具体的には、導光体１０７の出射面１０５２から出射する光の光軸および光の放射角が大きい面と平行な方向において、（iv）光学素子１０６の出射面１０６２が凸状であるか、（v）光学素子１０６の入射面１０６１が凹状であるか、または（vi）光学素子１０６の入射面１０６１が凹状、且つ出射面１０６２が凸状である構成が挙げられる。
【００６２】
Ａ＝Ｂである場合、所望の放射角が得られるように、光学素子１０６の曲率や面の傾き角、入射面１０６１、出射面１０６２を変化させることで光の指向性を高めることができる。
【００６３】
但し、本発明は上述した光学素子１０６の形状に限定されない。光学素子１０６の形状が、入射する光と比べて放射角の小さな光を出射するものであれば実施形態と略同様の効果が得られる。
【００６４】
また、図１で示す実施形態では、光学素子１０６は導光体１０７の出射面１０５２に備えられているが、本発明はこれに限るものではない。光学素子１０６が導光体１０７の入射面１０５１または出射面１０５２の少なくとも一方に備えられていれば本実施形態と略同様の効果が得られる。
【００６５】
また、図１で示す実施形態のように、導光体１０７は、図１中の矢印で示される導光方向に沿って導光体１０７の内部領域１０５ｂを複数個に分割する反射面１０５ａをさらに備えていてもよい。導光体１０７へ入射した光は、反射面１０５ａによって分割された導光体１０７のそれぞれの内部領域１０５ｂにおいて内部反射を繰り返しながら伝播する。導光体１０７の内部領域１０５ｂが分割される数が多いほど、導光体１０７へ入射した光が内部で反射される回数が増大し、出射される際の光の放射角がより制限される。したがって、導光体１０７の内部領域１０５ｂが分割される数が多いほど、より指向性の高い光が照射される。
【００６６】
図１で示す実施形態では、導光体１０７の入射面に対する反射面１０５ａの傾斜角が導光体１０７の中心付近と側面付近とで異なる。そのため、各反射面１０５ａによって分割された各内部領域１０５ｂから出射する光の放射角分布はそれぞれ異なる。したがって、導光体１０７から出射される指向性をさらに高めるためには、各内部領域１０５ｂの各出射面１０５２から入射する光の放射角と比べて光学素子１０６から出射する光の放射角を小さくするように光学素子１０６の形状をさらに調整すればよい。
【００６７】
図１で示す実施形態では、光学素子１０６の入射面１０６１は、導光体１０７の出射面１０５２において各内部領域１０５ｂと接している。そして、内部領域１０５ｂ１および１０５ｂ５に接する光学素子１０６の入射面１０６１における導光体１０７の入射面１０５１に対する傾斜角αと、内部領域１０５ｂ２および１０５ｂ４に接する光学素子１０６の入射面１０６１における導光体１０７の入射面１０５１に対する傾斜角βと、内部領域１０５ｂ３に接する光学素子１０６の入射面１０６１における導光体１０７の入射面１０５１に対する傾斜角とが異なるように設計されている。
【００６８】
このような形状を有する光学素子１０６の入射面１０６１を、導光体１０７の出射面１０５２において入射面１０５１に対向して配置することにより、導光体１０７の出射面１０７２から出射する光の放射角分布をさらに制御することが可能になる。
【００６９】
なお、導光体１０７としては、導光体１０７の内部の側面が光を反射するようなものであれば特に限定されるものではない。
【００７０】
また、導光体１０７に反射面１０５ａがさらに備えられる場合は、導光体１０７の内部領域１０５ｂの分割数は、「所望の放射角範囲」、「入射光の角度範囲」、「入射面のサイズ」、「出射面のサイズ」、「テーパー導光体の全長」等によって適宜決定することができる。導光体１０７の内部領域１０５ｂが反射面１０５ａによって２つ以上に分割されていることにより、導光体１０７での光の反射回数が増大する。その結果として、光の指向性をより高く制御することができる。
【００７１】
反射面１０５ａは、光を反射できるものであれば材料や形状は特に限定されるものではない。したがって、反射面１０５ａと導光体１０７の側面とは同じ材料を用いて形成されていてもよいし、異なる素材を用いて形成されていてもよい。
【００７２】
また、導光体１０７の入射面１０５１に対する反射面１０５ａの傾斜角を変更することによって光の放射角分布を所望の範囲内に制御することができ、その結果、指向性の高い光を照射することができる。
【００７３】
なお、本発明は図１の実施形態に示した組み合わせおよび形状に限定されるものではなく、導光体１０７からの出射光の放射角分布を所望の範囲内に制御することができるように導光体１０７における屈折率と光学素子１０６の屈折率との組み合わせや、それぞれの形状を適宜選択すればよい。
【００７４】
また、図１においては、導光体１０７の内部領域１０５ｂが反射面１０５ａによって複数個に分割されているが、導光体１０７の内部領域１０５ｂが反射面１０５ａによって複数個に分割されていなくてもよい。具体的には、図２の（ａ）に示したように、導光体１０７の内部領域が分割されておらず、全ての側面がテーパー形状になっていてもよく、また、図２の（ｂ）に示したように、対向する１対の面がテーパー形状になっており、他の面はテーパー形状でない構成であってもよい。
【００７５】
〔２．光照射装置〕
（実施の形態１）
本発明の第１の実施形態である光照射装置１００の構成の一例を、図３の（ａ）に示す正面図および（ｂ）に示す側面図に基づき説明する。なお、光照射装置１００に備えられる導光体１０７については、「１．導光体」で説明したとおりであるのでここでは省略する。
【００７６】
本実施の形態にかかる光照射装置１００は、光源１０１と、スペクトル変調用部材１０４と、導光体１０７と、ミラー１０３と、リフレクタ１０２と、光量調整用部材３００とを備える。
【００７７】
光照射装置１００において、光源１０１から出射された光はリフレクタ１０２によって本発明にかかる導光体１０７に向けて集光される。ここで、導光体１０７の入射面１０７１（図１を参照）には、光源１０１からの光を導光体１０７の内部に効率よく導入させるために、入射面１０７１（図１を参照）に対して垂直方向にミラー１０３が設けられている。
【００７８】
ミラー１０３に反射された光は、導光体１０７の入射面側に設けられたスペクトル変調用部材１０４を通過する。その結果、スペクトル変調用部材１０４へ入射する光の内、特定波長帯の光の透過率が減衰され、特定のスペクトル分布を有する光が生成される。導光体１０７の内部に導入された光は、放射角分布が制御された状態で出射面１０７２（図１を参照）から出射される。出射された光は、導光体１０７の出射面側に設けられた光量調整用部材３００によって照射ムラが均一化されて被照射面に照射される。
【００７９】
ここで、上記各部材について以下に詳細を説明する。
【００８０】
光源１０１としては、特に限定されるものではなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、ＵＶランプ、メタルハライドランプ、ＬＥＤ等を挙げることができる。
【００８１】
また、図３の（ａ）で示す実施形態では、スペクトル変調用部材１０４は導光体１０７の出射側に一つ備えられているが、本発明はこれに限るものではない。光照射装置１００の構成であれば、スペクトル変調用部材１０４が備えられていない場合であっても指向性の高い光を照射することが可能である。しかし、導光体１０７から出射する光の光路中の少なくとも１箇所にスペクトル変調用部材１０４が備えられていれば、指向性が高く且つ所望のスペクトルを有する光を照射することが可能となる。なお、スペクトル変調用部材１０４は、複数備えられていてもよい。
【００８２】
また、本実施形態にかかる光照射装置は、図３に示すように、図１に示した導光体１０７を備えた光照射装置であるが、代わりに、図２の（ａ）や、図２の（ｂ）で示した導光体１０７ａ、導光体１０７ｂを用いてもよい。尚、以下、導光体１０７ａおよび導光体１０７ｂの両方を含む概念として導光体１０７と記載する場合がある。
【００８３】
また、図３の（ｂ）に示すように、導光体１０７は、その厚み方向においてもテーパー形状を成しているが、厚み方向の指向性を制御する必要がない場合は、導光体１０７の厚み方向にはテーパー形状が構成されていなくてもよい。
【００８４】
スペクトル変調用部材１０４としては、光源１０１からの光に対して、特定波長帯の光の透過率を減衰させ、所望のスペクトル分布を有する光を生成することによりスペクトル分布を与えることができる機能を有していれば特に限定されるものではない。例えば、エアマスフィルター、ハイパスフィルター、ローパスフィルタなど、各種の光学フィルター等を目的に応じて適宜選択して用いることができる。
【００８５】
光照射装置１００にスペクトル変調用部材１０４が備えられることにより、任意のスペクトルを有する光を照射することが可能となる。スペクトル変調用部材１０４は、１種類を単独で用いてもよいし、２種以上の異なるスペクトル変調用部材１０４を組み合わせて用いてもよい。
【００８６】
スペクトル変調用部材１０４として上記のような光学フィルターを設ける場合、その特性を活かすために、光学フィルターの面が光軸に対して垂直となるように設置することが望ましい。
【００８７】
例えば、スペクトル変調用部材１０４として、エアマスフィルター（ＡＭフィルター）を用いれば、約３５０ｎｍ〜約１１００ｎｍの範囲の波長のスペクトルを有する擬似的な太陽光を生成することができる。
【００８８】
ここで、上記「エアマス」（以下、「ＡＭ」と略する）とは、太陽光が地球の大気中をどの程度の長さ通ってきたかを表す指標であって、大気圏外における太陽光エネルギーの減衰の程度をＡＭ０とし、赤道直下に太陽光が入射する場合の太陽光エネルギーの減衰の程度をＡＭ１としたときの、地表面上の各場所に入射する太陽光エネルギーの減衰の程度を示している。
【００８９】
例えば、日本においてはＡＭ１．５に相当する。エアマスの数値が大きいほうが、太陽光が地球の大気中を通過する長さが長いことを表している。太陽光が地球の大気中を通過する長さが長ければ、空気中の水滴等により光が散乱あるいは吸収され易いので、その分、地表面に到達するまでの太陽光エネルギーの減衰も大きい。
【００９０】
上記エアマスフィルターとは、上述のような大気の影響による太陽光エネルギー（スペクトル）の減衰を考慮に入れ、ハロゲンランプや、キセノンランプ等のスペクトルの広い光を、多層膜によって擬似的な太陽光に近づけるフィルターである。より具体的には、ＡＭ１．５エアマスフィルターを用いた場合、ＡＭ１．５に相当する擬似太陽光を得ることができる。
【００９１】
このようなスペクトル変調用部材１０４を備える光照射装置１００を用いれば、擬似太陽光を照射することが可能となる。スペクトル変調用部材１０４が、多層膜型の光学フィルターの場合、多層膜に対する入射角依存性がある。従って、上述のランプ等からの光を、指向性を制御しないままスペクトル変調用部材１０４に照射した場合、多層膜に対する入射角が大きい成分は、スペクトル変調用部材１０４の本来の特性を発揮することができなくなる。つまり、スペクトル変調用部材１０４に入射する光の指向性を制御することにより、例えば、所望の波長帯の光をカットすることができる。或いは、擬似的な太陽光のスペクトルとの合致度を上げることができる。
【００９２】
本発明にかかる光照射装置１００では、「１．導光体」で説明した導光体１０７を用いており、導光体１０７からの出射光の指向性を高めているため、多層膜に対する入射角依存性の影響を弱めることができる。従って、スペクトル変調用部材１０４の本来の特性を発揮することができ、目的とする波長帯の光を遮断することができる、或いは擬似的な太陽光とのスペクトル合致度を上げることができる。
【００９３】
なお、本明細書において、上記「擬似的な太陽光」とは、太陽電池セルの出力特性を評価するために、分光放射照度がＪＩＳ（ＪＩＳ  Ｃ８９１１）の規格で定められた基準太陽光に類似したスペクトルを有する光のことを指す。
【００９４】
図１６は、擬似的な太陽光のスペクトルの一例を表すグラフである。本明細書において、擬似的な太陽光とは、例えば、図１６に示すスペクトルを有する光を指す。
【００９５】
また、図３に示す実施形態では、導光体１０７から照射された光の照度ムラを改善する観点から、導光体１０７の出射面側に、光量調整用部材３００が設けられている。
【００９６】
ここで、本発明にかかる導光体を用いて光を照射した際の照射面における照度分布を図４に示す。
【００９７】
図４は、図１に示す導光体内部が反射面によって５分割された導光体１０７を用いた場合の照度分布を示すグラフである。
【００９８】
導光体を伝播する光は、内部で反射を繰り返すことによって指向性が制御される半面、各テーパー状の導光体の中心付近と側面付近（反射面）において、照度のムラが生じる。これは、光が反射を繰り返すことにより光の放射角が変化し、その結果として導光体の側面付近の光量が相対的に上がることに起因している。
【００９９】
従って、４つの反射面付近と導光体の側面付近において、図４に示されるように照度のムラが生じるという現象が確認される。照度のムラに応じて、透過率が調整されたフィルターを設けることにより、照射面における照度を均一にすることが可能になる。
【０１００】
図３の（ａ）に示す実施形態では、導光体１０７の出射面側に光量調整用部材３００が備えられているため、上述したような反射面付近と中心付近とにおける照度のムラが改善され、照度が均一化される。
【０１０１】
光量調整用部材３００としては、光の透過率を制限でき、光量を調整可能な部材であれば特に限定されるものではなく、例えば、遮光網、遮光テープ、遮光シート、遮光フィルター等を用いることができる。例えば、図４のような照度分布を示すグラフの情報に基づいて照射面における各領域の規格化照度を求める。
【０１０２】
この規格化照度に基づいて光量調整用部材３００の透過率を算出し、光量調整用部材３００を仮想的に分割する。このようにして作製された光量調整用部材３００を用いて導光体１０７の各内部領域１０５ｂを通過する光の透過率を制限することによって照度の均一化を実現することが可能である。
【０１０３】
なお、図３の（ａ）で示す実施形態では、光量調整用部材３００は導光体１０７の出射面側に一つ備えられているが、本発明はこれに限るものではない。光照射装置１００の構成であれば、光量調整用部材３００が備えられていない場合であっても指向性の高い光を照射することが可能である。しかし、光源１０１から出射する光の光路中の少なくとも１箇所に光量調整用部材３００が備えられていれば、指向性が高く且つ照度が均一化された光を照射することが可能である。したがって、導光体１０７から照射された光の照度ムラを改善する観点から、導光体１０７の出射面側に少なくとも１つの光量調整用部材３００が備えられていることが好ましい。なお、光量調整用部材３００は、目的に応じて光路中に複数備えられていてもよい。この場合、２種以上の異なる光量調整用部材３００を組み合わせて用いてもよい。
【０１０４】
また、図示しないが、光照射装置１００には、迷光対策のために光源１０１から出射する光の光路中に、遮光手段が設けられても構わない。上記遮光手段としては、例えば、光吸収体の材料等を挙げることができる。
【０１０５】
図３における光照射装置は、図１で示した導光体１０７を用いたが、所望の指向性と照度分布が得られるのであれば、図２の（ａ）や図２の（ｂ）に示す導光体を用いて、図５や図６に示す光照射装置１００を構成しても構わない。
【０１０６】
図５は図２の（ａ）に示すように、全ての側面がテーパー形状になっている導光体１０７を備えた光照射装置１００である。図６は図２の（ｂ）に示すように、側面の一部がテーパー形状になっている導光体１０７を備えた光照射装置１００である。
【０１０７】
図６に示す光照射装置１００では、導光体１０７に光を入射する際に、光学部材や反射部材によって、導光体１０７のｘ方向（厚み方向）の指向性を制御し、図中のｙ方向の指向性は導光体１０７によって制御することができる。
【０１０８】
また、図５や図６に示した光照射装置１００において、図中のｘ方向の指向性を高めるために、図７や図８に示したように、導光体１０７に光が入射する際に、光学素子１１０によって、導光体１０７の厚み方向の指向性を高めてから、導光体１０７に導いてもよい。
【０１０９】
光学素子１１０としては、レンズや、プリズムを利用することができる。図７の（ｂ）および図８の（ｂ）に示した光照射装置１００では、光学素子１１０として、シリンドリカルレンズ１１０ｃを用いた構成を示している。光源１０１から出射された光は、リフレクタ１０２によって反射された後にシリンドリカルレンズ１１０ｃに入射する。シリンドリカルレンズ１１０ｃによって、導光体１０７の厚み方向の指向性を高められた後に導光体１０７へ入射する。
【０１１０】
図７の（ｂ）に示した光照射装置１００においては、導光体１０７の厚み方向がテーパー形状であることによる効果によって、導光体１０７の厚み方向の指向性をさらに高めることができる。
【０１１１】
なお、図７の（ｂ）、図８の（ｂ）に示した光照射装置１００では、光学素子１１０として、シリンドリカルレンズ１１０ｃを用いたが、光学素子１１０として、プリズムを用いてもよい。図７の（ｃ）、図８の（ｃ）に示した光照射装置１００では、光学素子１１０として、プリズム１１０ｐを用いた構成を示している。
【０１１２】
光源１０１から出射された光は、リフレクタ１０２によって反射された後にプリズム１１０ｐに入射する。プリズム１１０ｐに入射した光は、プリズム１１０ｐの屈折効果によって、導光体１０７の厚み方向の指向性が高められた後に導光体１０７に入射する。ここで、図７の（ｃ）に示した光照射装置１００においては、導光体１０７の厚み方向がテーパー形状であることによる効果によって、導光体１０７の厚み方向における光の指向性をさらに高めることができる。
【０１１３】
また、より広範囲にわたって指向性の高い光を照射するために、光照射装置１００をアレイ状に配置しても構わない。同様に、例えば、光照射装置１００を構成する導光体１０７を複数個張り合わせたような、導光体１０７を複数個接合した構成であっても構わない。
【０１１４】
図９は、図８に示した、光源１０１と、プリズム１１０ｐと、ミラー１０３と、光量調整用部材３００と、スペクトル変調用部材１０４によって構成された光照射装置１００を、アレイ状に配置した構成を模式的に示す図である。
【０１１５】
このような構成においては、指向性が高く、照度が均一化された光を広範囲にわたって照射することが可能になる。光照射装置１００をアレイ状に配置した上記の構成においては、光照射装置は、上述した光照射装置１００のいずれの構成であっても構わない。
【０１１６】
また、図９に示す構成においては、導光体１０７、光源１０１、光量調整用部材３００、スペクトル変調用部材１０４等が１対１でそれぞれ対応しているが、例えば、図８の光源１０１よりも長い光源を用いる場合には、光源１個に対して、導光体１０７を複数個配置してもよい。また、その逆であっても構わない。
【０１１７】
また、図８に示す光量調整用部材３００やスペクトル変調用部材１０４よりも長い各部材を用いる場合には、これら各部材１個に対して、導光体１０７を複数個配置してもよい。
【０１１８】
上記のような構成の光照射装置１００を用いることによって、指向性が高く、且つ照度が均一化された光を被照射面に照射することが可能になる。また、スペクトル変調用部材１０４として、エアマスフィルターを利用することによって、指向性が高く、且つ照度が均一化された擬似太陽光を照射することが可能となる。
【０１１９】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施形態である光照射装置４００の構成の一例を、図１０に示す正面図に基づき説明する。なお、導光体１０７、および導光体１０７を備える光照射装置１００については、「１．導光体」および「２．光照射装置」で説明したとおりであるので、ここでは省略する。
【０１２０】
本実施の形態にかかる光照射装置４００は、上述した光照射装置１００と、第２の導光体６００とを備えている。光照射装置４００は、第１の実施形態で示した光照射装置１００よりもさらに広範囲に光を照射することを目的としている。
【０１２１】
光照射装置４００において、光照射装置１００から出射された光は、入射面６０１１から第２の導光体６００に導入される。
【０１２２】
つまり、光照射装置１００に備えられる導光体１０７（以下「第１の導光体」と称する）によって、指向性が制御された光が、第２の導光体６００に導入される。第２の導光体６００の内部には、導入された光を出射するためのプリズム構造５０１が設けられている。プリズム構造５０１によって拡散された光は、第２の導光体６００の出射面６０１２から被照射面に照射される。このような第２の導光体６００を備える光照射装置４００を用いれば、より広範囲にわたって指向性の高い光を照射することが可能である。
【０１２３】
ここで、上記各部材について、以下に詳細を説明する。図１０で示す実施形態では、光照射装置４００には第２の導光体６００を挟んで互いに対向するように２つの光照射装置１００が備えられている。
【０１２４】
光照射装置４００において光照射装置１００が配置される位置については特に限定されるものではないが、図１０で示すように、第２の導光体６００に光を導入するために光照射装置１００から出射される光の方向を変える必要がある場合は、光照射装置１００と第２の導光体６００の入射面６０１１との間に、光照射装置１００から出射された光を第２の導光体６００の入射面６０１１へと導くためのプリズム４０６がさらに設けられてもよい。
【０１２５】
また、光照射装置４００を構成する光照射装置１００は、上記の実施の形態で示したものであればよく、図９に示したようにアレイ状に配置されていても構わない。
【０１２６】
なお、図１０で示す実施形態においては、プリズム４０６は略三角柱の形状を有しているが、本発明はこれに限るものではない。プリズム４０６としては、第２の導光体６００に光を導入させることができれば形状は特に限定されるものではなく、必要に応じてプリズム４０６の一面に光を反射する反射面が設けられてもよい。また、プリズム４０６には、照射する光の波長に応じて、コーティングが施されていてもよく、プリズム４０６は、コーティングが施されたミラーであってもよい。また、図示しないが、必要に応じてプリズム４０６の周囲に遮光手段が設けられてもよい。
【０１２７】
また、図１０に示す実施形態では、第２の導光体６００の内部に入射された光を出射するために、光を拡散するプリズム構造５０１が設けられている。
【０１２８】
本実施の形態では、プリズム構造５０１は、複数の略三角柱の形状のプリズムによって構成されていて、プリズム５０１の１つの側面は第２の導光体６００に接していて、隣り合うプリズム５０１の第２の導光体６００に接していない側面同士は対向し、且つ全てのプリズム５０１の底面は同一平面に対して平行になるようにして配置された構造である。
【０１２９】
入射面６０１１から第２の導光体６００に入射した光は、プリズム構造５０１を構成する略三角柱の形状をしたプリズムの側面に入射し、プリズム構造５０１によって拡散され、出射面６０１２から出射される。
【０１３０】
第２の導光体６００に入射する光は、光照射装置１００によって指向性が一定の範囲内に制御されている。従って、プリズム構造５０１を構成するそれぞれのプリズムの形状を統一することによって、指向性の高い光を出射面６０１２から出射することができる。
【０１３１】
また、プリズム構造５０１を構成するそれぞれのプリズムを配置する間隔を制御することによって光の密度の制御を行うことができる。より具体的には、プリズムの形状が一定の場合は、プリズムを配置する間隔を狭めたり広くしたりする（疎密をつける）ことによって照射のムラを改善することができる。もしくは、プリズムの配置が一定間隔の場合は、プリズム構造５０１の周辺部から中心部に沿ってプリズムの高さを高くすることで照射のムラを改善することができる。あるいは、この両方を用いて照射のムラを改善してもよい。また、必要に応じて、第２の導光体６００から出射した光の光量を調製するように、光量調整用のフィルターを設けてもよい。
【０１３２】
なお、図１０に示す実施形態においては、例えば、プリズム構造５０１は１０ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲で間隔を変化させながら、平行に並べられた２００個の略三角柱の形状のプリズムからなる構成とすることができる。
【０１３３】
図１０に示す実施形態では、光を出射するための構造としてプリズム構造５０１が設けられた第２の導光体６００が用いられているが、本発明はこれに限るものではない。第２の導光体６００としては、光照射装置１００から出射されて第２の導光体６００へと導かれた光を、第２の導光体６００の内部で拡散させて出射面６０１２から出射させるものであれば本実施形態と略同様の効果が得られる。
【０１３４】
また、本発明は上述したプリズム構造５０１の形状に限定されない。具体的には装置全体の小型化や、光が照射される範囲をコントロールするために、第２の導光体６００の大きさやプリズム構造５０１の形状、配置範囲など変更しても構わない。
【０１３５】
また、光照射装置４００には、光照射装置４００の内部及び、構成部材などを冷却するために冷却装置４０７が備えられていてもよい。
【０１３６】
（実施の形態３：擬似太陽光照射装置）
本発明の第３の実施形態である擬似太陽光照射装置（光照射装置）４０１の構成の一例を、図１１に示す正面図に基づき説明する。なお、導光体１０７、および導光体１０７を備える光照射装置１００の構成については、「１．導光体」および「２．光照射装置」で説明したとおりであるので、ここでは省略する。
【０１３７】
図１１において、擬似太陽光照射装置４０１は、光照射装置１００Ｘと光照射装置１００Ｈとを、プリズム構造５０１を挟んでそれぞれ２個ずつ備えている。
【０１３８】
本実施の形態では、光照射装置１００Ｘの光源はキセノンランプであり、光照射装置１００Ｈの光源にハロゲンランプである。
【０１３９】
キセノンランプから照射された光はスペクトル変調用部材１０４Ｘによって長波長側の特定のスペクトルが減衰され、ハロゲンランプから照射された光はスペクトル変調用部材１０４Ｈによって短波長側の特定のスペクトルが減衰される。これら透過光が混合されたときに擬似的な太陽光のスペクトルを有するように、それぞれのスペクトル変調用部材としてエアマスフィルターを用いている。また、各光照射装置に入射される光の光量は、図示しない光量調整用部材によって各々調整される。
【０１４０】
スペクトル変調用部材１０４Ｘを透過した光はプリズム４０６Ｘによって、第２の導光体６００の入射面６０１１から第２の導光体６００に導入される。同様に、スペクトル変調用部材１０４Ｈを透過した光は、プリズム４０６Ｈによって、第２の導光体６００の入射面６０１１から第２の導光体６００に導入される。
【０１４１】
ここで、それぞれの光源から照射される光のスペクトルは、スペクトル変調用部材１０４Ｘとスペクトル変調用部材１０４Ｈとによって調整されているため、第２の導光体６００内を擬似的な太陽光が伝搬する。
【０１４２】
尚、本実施の形態３においては、光照射装置から出射された光を第２の導光体６００の入射面６０１１へと導くためにプリズム４０６を用いたが、プリズム４０６の代わりにミラーを用いても構わない。
【０１４３】
また、図１１において、プリズム４０６Ｘは、プリズム４０６Ｈからの光を透過する仕様になっている。また、第２の導光体６００に光を導入させることができれば、プリズム４０６の形状は特に限定されるものではない。プリズム４０６には、照射する光の波長に応じて、コーティングが施されていてもよく、また、コーティングが施されたミラーであってもよい。さらには、プリズム４０６の周囲には、必要に応じて遮光手段を設けていても構わない。
【０１４４】
第２の導光体６００に入射した光は、導光板内部を伝播し、導入された光を出射するためのプリズム構造５０１によって、照射面に向けて放射される。
【０１４５】
また、擬似太陽光照射装置４０１を構成する光照射装置１００Ｈ、光照射装置１００Ｘは、上述の実施の形態で示したものであればよく、図９に示したようにアレイ状に配置されていても構わない。
【０１４６】
また、冷却装置４０７は擬似太陽光照射装置４０１の内部及び、構成部材の冷却を行っている。
【０１４７】
（実施の形態４：検査装置）
本発明の第４の実施形態である検査装置４０２の構成の一例を図１２に示す正面図に基づき説明する。
【０１４８】
なお、導光体１０７、導光体１０７を備える光照射装置１００、および光照射装置１００を備える擬似太陽光照射装置４０１の構成については、「１．導光体」、「２．光照射装置」、「３．擬似太陽光照射装置」で説明したとおりであるので、ここでは省略する。
【０１４９】
図１２は実施の形態３にて示した擬似太陽光照射装置４０１を用いて、太陽電池パネルの出力特性（以下、「Ｉ−Ｖ特性」と称する）を測定し、Ｉ−Ｖ特性を検査するための、検査装置４０２である。
【０１５０】
検査装置４０２では、実施の形態３で示した擬似太陽光照射装置４０１に対して、筐体６０２および透明部材６０３を備えている。太陽電池パネルＡは、図示しない搬送系によって、検査装置４０２の所定の位置に搬送される。その後、Ｉ−Ｖ特性測定用のプローブが太陽電池パネルＡにセットされた後、擬似太陽光照射装置４０１から擬似太陽光が太陽電池パネルＡに照射される。ここで、太陽電池パネルＡからのＩ−Ｖ特性を測定することによって太陽電池パネルＡの評価を行うことができる。
【０１５１】
Ｉ−Ｖ特性測定後は、擬似太陽光の照射が停止され、図示しない搬送系によって、太陽電池パネルＡは次工程に搬送される。太陽電池パネルＡが次工程に搬送されている間に、冷却装置４０７によって擬似太陽光照射装置４０１の内部および構成部材が冷却される。その後、次に搬送された太陽電池パネルＡのＩ−Ｖ特性の測定が行われる。
【０１５２】
（実施の形態５）
本発明の第５の実施形態である検査装置４０２の構成の一例を図１３に示す正面図に基づき説明する。なお、導光体１０７、導光体１０７を備える光照射装置１００、および光照射装置１００を備える擬似太陽光照射装置４０１の構成については、「１．導光体」、「２．光照射装置」、「３．擬似太陽光照射装置」で説明したとおりであるので、ここでは省略する
図１３に示す装置は、実施の形態３にて示した擬似太陽光照射装置４０１を用いて、光の三原色Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの色に着色された画素が、透明基板面に周期的パターンで交互に繰り返されて配列されてなるカラーフィルタの特性を検査するための検査装置４０２である。
【０１５３】
検査装置４０２は、実施の形態３で示した擬似太陽光照射装置４０１に対して、筐体６０２および透明部材６０３を取り付けている。また、カラーフィルタＢは、図示しない搬送系によって検査装置４０２の所定の位置に搬送される。その後、光照射装置４００から光がカラーフィルタＢに照射される。ここで、カラーフィルタＢからのＲ，Ｇ，Ｂ各色の分光透過率を測定することによってカラーフィルタＢの評価を行う。
【０１５４】
カラーフィルタＢの特性測定後は、光の照射が停止され、図示しない搬送系によって、カラーフィルタＢは次工程に搬送される。カラーフィルタＢが次工程に搬送されている間に、冷却装置４０７によって擬似太陽光照射装置４０１の内部および構成部材の冷却が冷却される。その後、次に搬送されたカラーフィルタＢの特性の測定が行われる。
【０１５５】
本発明は以上説示した各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。例えば、太陽光に対する耐性特性評価のための擬似太陽光照射装置などへの応用が可能である。また、光源として各種ランプを用いたが、必要に応じてＬＥＤなどの光源を用いても構わない。
【実施例】
【０１５６】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は実施例によって限定されるものではない。
【０１５７】
図３の（ａ）に示す本実施例の光照射装置１００において、導光体１０７としては、上述した図１に示す導光体１０７と同じ構造のものを用いた。また、導光体１０７から出射される全ての光の内、放射角が±１５度以内に収まっている光が全体の光の９０％以上となるように、導光体１０７の材料および形状を設計した。また、導光体１０７に入射する光は±４５度範囲で入射させた。
【０１５８】
具体的には、導光体１０７の全長は４５０ｍｍとし、導光体１０７の入射面１０５１の開口は横２５０ｍｍ、縦６ｍｍとし、出射面１０５２の開口は横８００ｍｍ、縦１６ｍｍとした。また、反射面１０５ａによって導光体１０７の内部を５分割し、内部領域１０５ｂは空気層とした。
【０１５９】
光学素子１０６としては屈折率が１．５１のガラス材料を用いた。光学素子１０６は導光体１０７の出射面１０５２から出射する光の光軸および光の放射角が大きい面と平行方向における入射面１０６１の形状が凸状であって、導光体１０７の出射面１０５２の開口と一致するように横８００ｍｍ、縦１６ｍｍのものを用いた。各内部領域１０５ｂにおいて、光学素子１０６の入射面１０６１が導光体１０７の入射面１０５１に対して異なる角度で傾斜するように設計した。具体的には、内部領域１０５ｂ１および１０５ｂ５においては傾斜角α＝２８．５度とし、内部領域１０５ｂ２および１０５ｂ４においては傾斜角β＝２２度とし、内部領域１０５ｂ３においては傾斜角が０度になるように設定した。
【０１６０】
また、光源としては、無指向性のキセノンランプを用いた。また、スペクトル変調用部材としては、エアマスフィルターを用いた。
【０１６１】
（特性評価）
本実施例の導光体の特性評価についての結果を以下に示す。図１４は、本実施例の導光体１０７において出射面１０７２の長手方向の放射角分布を示すグラフである。
【０１６２】
同様に図１５は、本実施例の導光体１０７における出射面１０７２の短手方向の放射角分布を示すグラフである。
【０１６３】
図１４に示すように、本実施例の導光体１０７における出射面１０７２の長手方向、つまり図２の（ａ）に示すｚ軸を０度とし、ｙ軸を±９０度に設定した場合のｙ軸方向に対して±１５度以内に収まっている光が全照度の９２％であることが確認された。
【０１６４】
また、図１５に示すように、本実施例の導光体１０７における出射面１０７２の短手方向、つまり図２の（ｂ）に示すｚ軸を０度とし、ｘ軸を±９０度に設定した場合のｘ軸方向に対して±１５度以内に収まっている光が全照度の９９％であることが確認された。
【０１６５】
以上の結果から、本実施例の導光体を用いれば、導光体おける出射面の短手方向だけでなく長手方向に対する光の指向性も高めることができることを確認できた。
【０１６６】
以上のように、実施例の光照射装置によれば、光軸方向（導光体１０７の出射面に垂直な方向）に対する光の指向性が整っているため、スペクトル変調用部材に対する入射角が小さくなる。このため、スペクトル変調用部材に入射する光では、スペクトル変調用部材を構成する多層膜の特性から著しく乖離した成分は少なくなる。
【０１６７】
よって、実施例の光照射装置では、スペクトル変調用部材を構成する多層膜の特性を充分に活かすことができ、結果として、所望のスペクトルを有した光を照射することができる。或いは、擬似的な太陽光のスペクトルに対する合致度が高い光を照射することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【０１６８】
本発明にかかる導光体を用いれば、より高い指向性を有する光を照射することができる。そのため、コピー機、スキャナなどに用いられる画像読取装置の光源、光によってコピー、プリンタなどの感光体上の電荷を制御する除電用の光源、インテリア用薄型光源、誘導灯などの光源、薄型ディスプレイ用のカラーフィルタ検査装置用光源として、各種電子機器産業において幅広く利用することが可能である。
【０１６９】
また、本発明にかかる光照射装置に擬似太陽光を生成するスペクトル変調用部材が備えられている場合は、当該光照射装置を擬似太陽光照射装置として用いることができる。そのため、太陽電池パネルのＩ−Ｖ特性を評価するためのソーラーシミュレータ用光源としても利用できる。また、各種太陽エネルギー利用機器の測定試験や加速劣化試験、及び農作物用や、太陽光に対する耐性特性評価のための擬似太陽光照射装置などへの応用が可能である。
【符号の説明】
【０１７０】
１００    光照射装置
１０１    光源
１０４    スペクトル変調用部材
１０５ａ  反射面
１０５ｂ  内部領域
１０５１  入射面
１０５２  出射面
１０６    光学素子
１０６１  入射面
１０６２  出射面
１０７    導光体
１０７１  入射面
１０７２  出射面
１１０  光学素子
１１０ｃ  シリンドリカルレンズ
１１０ｐ  プリズム
３００    光量調整用部材
４００    光照射装置
６００    第２の導光体
６０１    導光部
６０１１  入射面
６０１２  出射面
５０１    プリズム構造
【図１】
2010287510.tif 000003
【図２】
2010287510.tif 000004
【図３】
2010287510.tif 000005
【図４】
2010287510.tif 000006
【図５】
2010287510.tif 000007
【図６】
2010287510.tif 000008
【図７】
2010287510.tif 000009
【図８】
2010287510.tif 000010
【図９】
2010287510.tif 000011
【図１０】
2010287510.tif 000012
【図１１】
2010287510.tif 000013
【図１２】
2010287510.tif 000014
【図１３】
2010287510.tif 000015
【図１４】
2010287510.tif 000016
【図１５】
2010287510.tif 000017
【図１６】
2010287510.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成22年6月25日(2010.6.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであり、本発明にかかる光照射装置を構成する導光体の構成を模式的に示す正面図である。
【図２】本発明の別の実施形態を示すものであり、（ａ）は、本発明にかかる光照射装置を構成する導光体の内部領域が分割されておらず、全ての側面がテーパー形状になっている導光体の構成を模式的に示す正面図であり、（ｂ）は、（ａ）の導光体の構成を模式的に示す側面図である。（ｃ）は、本発明にかかる光照射装置を構成する導光体の内部領域が分割されておらず、対向する１対の面がテーパー形状になっており、他の面はテーパー形状ではない導光体の構成を模式的に示す正面図であり、（ｄ）は、（ｃ）の導光体の構成を模式的に示す側面図である。
【図３】本発明の別の実施形態を示すものであり、（ａ）は、本発明にかかる光照射装置の構成を模式的に示す正面図であり、（ｂ）は、当該光照射装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図４】本発明の別の実施形態において、内部が反射面によって５つに分割された導光体から出射される光の照度分布を示すグラフである。
【図５】本発明の別の実施形態を示すものであり、（ａ）は、本発明にかかる光照射装置の構成を模式的に示す正面図であり、（ｂ）は、当該光照射装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図６】本発明の別の実施形態を示すものであり、（ａ）は、本発明にかかる光照射装置の構成を模式的に示す正面図であり、（ｂ）は、当該光照射装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図７】本発明の別の実施形態を示すものであり、（ａ）は、本発明にかかる光照射装置の構成を模式的に示す正面図であり、（ｂ）は、光学素子としてシリンドリカルレンズを用いた上記光照射装置の構成を模式的に示す側面図であり、（ｃ）は、光学素子としてプリズムを用いた上記光照射装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図８】本発明の別の実施形態を示すものであり、（ａ）は、本発明にかかる光照射装置の構成を模式的に示す正面図であり、（ｂ）は、光学素子としてシリンドリカルレンズを用いた上記光照射装置の構成を模式的に示す側面図であり、（ｃ）は、光学素子としてプリズムを用いた上記光照射装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図９】本発明の別の実施形態を示すものであり、本発明にかかる光照射装置をアレイ状に配置させた構成を模式的に示す正面図である。
【図１０】本発明の別の実施形態を示すものであり、本発明にかかる光照射装置を備えた第二の光照射装置の構成を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の別の実施形態を示すものであり、本発明にかかる光照射装置を備えた擬似太陽光照射装置の構成を模式的に示す図である。
【図１２】本発明の別の実施形態を示すものであり、本発明にかかる擬似太陽光照射装置を備えた検査装置の構成を模式的に示す図である。
【図１３】本発明の別の実施形態を示すものであり、本発明にかかる擬似太陽光照射装置を備えた検査装置の構成を模式的に示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態において、本発明にかかる導光体における出射面の長手方向の放射角分布を示すグラフである。
【図１５】本発明の一実施形態において、本発明にかかる導光体における出射面の短手方向の放射角分布を示すラフである。
【図１６】擬似的な太陽光のスペクトルの一例を表すグラフである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
また、図１においては、導光体１０７の内部領域１０５ｂが反射面１０５ａによって複数個に分割されているが、導光体１０７の内部領域１０５ｂが反射面１０５ａによって複数個に分割されていなくてもよい。具体的には、図２の（ａ）に示したように、導光体１０７の内部領域が分割されておらず、全ての側面がテーパー形状になっていてもよく、また、図２の（ｃ）に示したように、対向する１対の面がテーパー形状になっており、他の面はテーパー形状でない構成であってもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
ミラー１０３に反射された光は、導光体１０７の内部に導入され、放射角分布が制御された状態で出射面１０７２（図１を参照）から出射される。出射された光は、導光体１０７の出射面側に設けられた光量調整用部材３００によって照射ムラが均一化され、導光体１０７の出射面側に設けられたスペクトル変調用部材１０４を通過する。その結果、スペクトル変調用部材１０４へ入射する光の内、特定波長帯の光の透過率が減衰され、特定のスペクトル分布を有する光が生成されて被照射面に照射される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
また、本実施形態にかかる光照射装置は、図３に示すように、図１に示した導光体１０７を備えた光照射装置であるが、代わりに、図２の（ａ）や、図２の（ｃ）で示した導光体１０７ａ、導光体１０７ｂを用いてもよい。尚、以下、導光体１０７ａおよび導光体１０７ｂの両方を含む概念として導光体１０７と記載する場合がある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０５】
図３における光照射装置は、図１で示した導光体１０７を用いたが、所望の指向性と照度分布が得られるのであれば、図２の（ａ）や図２の（ｃ）に示す導光体を用いて、図５や図６に示す光照射装置１００を構成しても構わない。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０６】
図５は図２の（ａ）に示すように、全ての側面がテーパー形状になっている導光体１０７を備えた光照射装置１００である。図６は図２の（ｃ）に示すように、側面の一部がテーパー形状になっている導光体１０７を備えた光照射装置１００である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０７】
図６に示す光照射装置１００では、導光体１０７に光を入射する際に、光学部材や反射部材によって、導光体１０７のｘ軸方向（厚み方向）の指向性を制御し、図中のｙ軸方向の指向性は導光体１０７によって制御することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０８】
また、図５や図６に示した光照射装置１００において、図中のｘ軸方向の指向性を高めるために、図７や図８に示したように、導光体１０７に光が入射する際に、光学素子１１０によって、導光体１０７の厚み方向の指向性を高めてから、導光体１０７に導いてもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５２】
（実施の形態５）
本発明の第５の実施形態である検査装置４０２の構成の一例を図１３に示す正面図に基づき説明する。なお、導光体１０７、導光体１０７を備える光照射装置１００、および光照射装置１００を備える擬似太陽光照射装置４０１の構成については、「１．導光体」、「２．光照射装置」、「３．擬似太陽光照射装置」で説明したとおりであるので、ここでは省略する。
図１３に示す装置は、実施の形態３にて示した擬似太陽光照射装置４０１を用いて、光の三原色Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの色に着色された画素が、透明基板面に周期的パターンで交互に繰り返されて配列されてなるカラーフィルタの特性を検査するための検査装置４０２である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５３】
検査装置４０２は、実施の形態３で示した擬似太陽光照射装置４０１に対して、筐体６０２および透明部材６０３を取り付けている。また、カラーフィルタＢは、図示しない搬送系によって検査装置４０２の所定の位置に搬送される。その後、擬似太陽光照射装置４０１から光がカラーフィルタＢに照射される。ここで、カラーフィルタＢからのＲ，Ｇ，Ｂ各色の分光透過率を測定することによってカラーフィルタＢの評価を行う。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、導光体と、スペクトル変調用部材とを備えた光照射装置であって、
上記導光体として、第１の導光体および第２の導光体を備え、
上記第１の導光体は、光源から入射した光を入射面からその内部へと導き、当該光を当該第１の導光体の側面に反射させて、指向性が制御された光を出射面から出射し、
上記スペクトル変調用部材は、指向性が制御された上記光における、特定の波長帯域のスペクトルを減衰させ、
上記第１の導光体では、上記入射面は上記出射面よりも小さく、
上記スペクトル変調用部材を、上記第１の導光体の出射面側に備え、
上記スペクトル変調用部材から出射した光を上記第２の導光体へと導き、
上記第２の導光体は、その出射面から上記光を出射することを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
上記スペクトル変調用部材は、当該スペクトル変調用部材に入射された光を、擬似的な太陽光のスペクトルを有する光にすることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
上記第１の導光体の上記側面は、少なくとも一対の対向する面を含み、
一対の対向する上記面は、上記第１の導光体の入射面から出射面へ向かってその幅が大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項４】
上記第１の導光体の上記側面は、少なくとも一対の対向する別の面を更に含み、
一対の対向する上記別の面は、上記第１の導光体の入射面から出射面へ向かってその幅が一定であることを特徴とする請求項３に記載の光照射装置。
【請求項５】
上記第１の導光体を複数備えており、
上記第１の導光体は、互いに接合していることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項６】
上記第１の導光体を複数備えており、
上記第１の導光体はアレイ状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項７】
上記第１の導光体は、その入射面または出射面の少なくとも一方に、入射する光と比べて放射角の小さな光を出射する光学素子をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の光照射装置。
【請求項８】
上記光学素子における、上記光の入射面および出射面の少なくとも一面が曲面であることを特徴とする請求項７に記載の光照射装置。
【請求項９】
上記曲面は、複数個の平面から形成されていることを特徴とする請求項８に記載の光照射装置。
【請求項１０】
上記第１の導光体の内部を導光方向に沿って複数個に分割する、光を反射する反射面をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の光照射装置。
【請求項１１】
上記光源から出射する光の光路中の少なくとも１箇所に光量調整用部材をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の光照射装置。
【請求項１２】
指向性が制御された光を上記第２の導光体へと導き、
上記第２の導光体は、その出射面から指向性が制御された上記光を出射することを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の光照射装置。
【請求項１３】
上記第２の導光体は、上記スペクトル変調用部材から出射した光をさらに広範囲に照射することを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の光照射装置。
【請求項１４】
上記光照射装置から出射される光は、指向性が制御された擬似太陽光であり、
上記第２の導光体は、その出射面から当該擬似太陽光を出射することを特徴とする請求項１２または１３に記載の光照射装置。
【請求項１５】
光の三原色Ｒ、Ｇ、およびＢの何れかの色に着色された画素が、透明基板面に周期的パターンで交互に繰り返されて配列されたカラーフィルタの透過特性を検査するカラーフィルタ用検査装置であり、
請求項１４に記載の光照射装置を備え、上記光照射装置から出射する光により、カラーフィルタの透過特性を検査することを特徴とする検査装置。
【請求項１６】
太陽電池パネルの出力特性を測定する太陽電池パネル用検査装置であり、
請求項１４に記載の光照射装置を備え、上記光照射装置から出射する光により、太陽電池パネルの出力特性を測定することを特徴とする検査装置。