(57)【要約】【課題】複数の光源からの出射光に対して、各光源に対応した照度調整を精度高く独立して行う擬似太陽光照射装置を提供すること。【解決手段】擬似太陽光照射装置１８は、キセノン光源１６とハロゲン光源１７とからなる光学系セット１００，１０１、導光板１０、およびプリズムシート１１を備えている。プリズムシート１１上には、透過率調整シート１２ａ〜１２ｃが形成されている。当該透過率調整シート１２ａ〜１２ｃは、所定の波長よりも短い波長の光の大半を透過し、所定の波長よりも長い波長の光の大半を反射する特性、および所定の波長よりも短い波長の光の大半を反射し、所定の波長よりも長い波長の光の大半を透過する特性の少なくともいずれか一方の特性を有している。これによって、キセノン光の透過率とハロゲン光の透過率とをそれぞれ独立して調整することができる。【選択図】図１
2011211098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光を照射する第１の光源と、
上記第１の光に指向性を付与する第１の光学部材と、
上記指向性が付与された上記第１の光の発光スペクトルを調整する第１の光学フィルタと、
上記第１の光とは異なる第２の光を照射する第２の光源と、
上記第２の光に指向性を付与する第２の光学部材と、
上記指向性が付与された上記第２の光の発光スペクトルを調整する第２の光学フィルタと、
上記発光スペクトルが調整された上記第１の光における、所定の波長よりも短波長の光と、上記発光スペクトルが調整された上記第２の光における、上記所定の波長よりも長波長の光とを選択して出射する光選択素子と、
上記光選択素子によって選択された上記第１の光および上記第２の光が入射される導光板と、
上記導光板に設けられ、上記導光板に入射した上記第１の光および上記第２の光を照射面に取り出す光取り出し手段とを備えた擬似太陽光照射装置であって、
上記光取り出し手段よりも上記照射面側に配置され、光の透過率に対して波長依存性を有する透過率調整部材を備えていることを特徴とする擬似太陽光照射装置。
【請求項２】
上記第１の光学部材は、
上記第１の光に上記指向性を付与する第１の集光素子と、
上記第１の光に上記指向性を付与する第１のテーパ状集光素子とを備え、
上記第２の光学部材は、
上記第２の光に上記指向性を付与する第２の集光素子と、
上記第２の光に上記指向性を付与する第２のテーパ状集光素子とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の擬似太陽光照射装置。
【請求項３】
上記透過率調整部材は、上記所定の波長よりも長波長の光の透過率が１０％以下であり、上記所定の波長よりも短波長の光の透過率が９０％以上である第１の透過率調整領域、および上記所定の波長よりも長波長の光の透過率が９０％以上であり、上記所定の波長よりも短波長の光の透過率が１０％以上である第２の透過率調整領域のうち、少なくともいずれか一方を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の擬似太陽光照射装置。
【請求項４】
上記透過率調整部材は、上記第１の透過率調整領域、および上記第２の透過率調整領域の両方を備えており、
上記第１の透過率調整領域、および上記第２の透過率調整領域は、互いに異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の擬似太陽光照射装置。
【請求項５】
上記第１の透過率調整領域および上記第２の透過率調整領域は開口部を有しており、
上記透過率調整部材における上記所定の波長よりも長波長の光の透過率は、上記第１の透過率調整領域が有する上記開口部の大きさによって定まり、
上記透過率調整部材における上記所定の波長よりも短波長の光の透過率は、上記第２の透過率調整領域が有する上記開口部の大きさによって定まることを特徴とする請求項３または４に記載の擬似太陽光照射装置。
【請求項６】
上記透過率調整部材における上記所定の波長よりも長波長の光の透過率は、当該透過率調整部材に対する上記第１の透過率調整領域の面積比によって定まり、
上記透過率調整部材における上記所定の波長よりも短波長の光の透過率は、当該透過率調整部材に対する上記第２の透過率調整領域の面積比によって定まることを特徴とする請求項３または４に記載の擬似太陽光照射装置。
【請求項７】
上記第１の光源は、上記第１の光であるキセノン光を照射するキセノン光源であり、
上記第２の光源は、上記第２の光であるハロゲン光を照射するハロゲン光源であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の擬似太陽光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、擬似太陽光を照射面に照射する擬似太陽光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、クリーンなエネルギー源としての重要性が認められ、その需要が高まりつつある。太陽電池の利用分野は、大型機器類のパワーエネルギー源から、精密な電子機器類の小型電源まで、多岐に渡っている。太陽電池が様々な分野で広く利用されるには、当該電池の特性、とりわけ出力特性が正確に測定されていないと、太陽電池を使用する側においても様々な不都合が予測される。このため、太陽電池の検査、測定、および実験に利用可能な、高精度の擬似太陽光を大面積に照射できる技術が特に求められている。
【０００３】
そこで、近年では、擬似太陽光を照射できる装置として、擬似太陽光照射装置が開発されている。当該擬似太陽光照射装置は、一般的に、パネル状の太陽電池の受光面に均一な照度の人工光（擬似太陽光）を照射して、太陽電池の出力特性等を測定するために使用される。
【０００４】
擬似太陽光に求められる主要な要素は、その発光スペクトルを基準太陽光（日本工業規格により制定）に近づけることである。しかしながら、擬似太陽光照射装置は、光源ランプが点または線とみなされる形態であるため、面状の受光面を有する太陽電池の受光面の全面（または全域）に対して均一照度での光の照射は極めて困難であるという問題がある。そこで、擬似太陽光照射装置の照度ムラを調整する工夫を行った技術が、特許文献１および２に開示されている。
【０００５】
特許文献１では、隣接する個々の室にハロゲンランプとキセノンランプとを設置した擬似太陽光照射装置が開示されている。具体的には、各ランプの上方開放部に専用の光学フィルタを設置し、太陽電池の下方からランプの点灯による擬似太陽光を照射するように構成されている。これによれば、ランプを設置した各室内部に、適宜反射板を設置してランプの照度ムラを調整することができる。
【０００６】
一方、特許文献２では、太陽電池の受光面を仮想分割し、仮想分割した各区画に対して光量調整部材を配置している擬似太陽光照射装置が開示されている。具体的には、最も暗い照度の区画の照度を基準にして、他の区画に遮光率が異なる３種類の光量調整部材を配置している。これによれば、光源による照度を区画ごとにほぼ均一化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−４８７０４号公報（２００２年２月１５日公開）
【特許文献２】特開２００６−２１６６１９号公報（２００６年８月１７日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記した２つの特許文献に開示されている技術では、擬似太陽光照射装置の照度分布の均一性が不十分である。例えば、複数の光源からの出射光を導光板に導入し、そこから放射されるような構成にした場合には、それぞれの光源がカバーする波長帯ごとに異なる照度ムラが生じる可能性がある。この場合には、それぞれの光源に対応した照度調整を行う技術が求められる。
【０００９】
特許文献１に開示されている技術では、室ごとの照度を調整することができるが、複数の光源からの出射光を導光板に導入し、そこから放射される光の照度を調整する場合には対応できない。したがって、室ごとに、複数の光源がそれぞれ異なる照度ムラを生じた場合には、１つの光源に対応した照度調整を行おうとすると、他の光源に対応した照度調整を行うことができない。
【００１０】
一方、特許文献２に開示されている技術では、光源と太陽電池とが離れているため、それぞれの光源の近傍で照度調整してもその影響範囲が広い。それ故、照度ムラの調整の精度を追い込むことが難しい。
【００１１】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の光源からの出射光に対して、各光源に対応した照度調整を精度高く独立して行う擬似太陽光照射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る擬似太陽光照射装置は、上記課題を解決するために、第１の光を照射する第１の光源と、上記第１の光に指向性を付与する第１の光学部材と、上記指向性が付与された上記第１の光の発光スペクトルを調整する第１の光学フィルタと、上記第１の光とは異なる第２の光を照射する第２の光源と、上記第２の光に指向性を付与する第２の光学部材と、上記指向性が付与された上記第２の光の発光スペクトルを調整する第２の光学フィルタと、上記発光スペクトルが調整された上記第１の光における、所定の波長よりも短波長の光と、上記発光スペクトルが調整された上記第２の光における、上記所定の波長よりも長波長の光とを選択して出射する光選択素子と、上記光選択素子によって選択された上記第１の光および上記第２の光が入射される導光板と、上記導光板に設けられ、上記導光板に入射した上記第１の光および上記第２の光を照射面に取り出す光取り出し手段とを備えた擬似太陽光照射装置であって、上記光取り出し手段よりも上記照射面側に配置され、光の透過率に対して波長依存性を有する透過率調整部材を備えていることを特徴としている。
【００１３】
上記の構成によれば、透過率調整部材は透過率の波長依存性を有している。したがって、第１の光および第２の光のうち、透過率を調整したい方の光をほとんど透過しないような特性を有する透過率調整部材を用いることによって、光取り出し手段が取り出した光のうち、第１の光または第２の光の透過率を調整することができる。したがって、照度のムラが生じている箇所、すなわち透過率の調整が必要な箇所に透過率調整部材を設ければ、透過率を調整することによって照度分布を均一化することができる。すなわち、照射面における出射光の照度ムラを抑えることができる。
【００１４】
このように、本発明に係る擬似太陽光照射装置では、透過率を調整したい光の波長に対応した波長依存性を有する透過率調整部材を用いることによって、当該光の透過率を調整することができる。この際、透過率調整部材は上記光に対応した波長依存性を有しているため、上記光以外の光が透過率調整部材を通過しても、その透過率に影響は及ばない。したがって、第１の光の透過率と第２の光の透過率とをそれぞれ独立して調整することができるので、擬似太陽光照射装置の照度調整を精度高く行うことができる。
【００１５】
さらに、照度ムラが生じている箇所、すなわち透過率を調整したい箇所に透過率調整部材を随時設けることによって、擬似太陽光照射装置の照度ムラを適宜調整することができる。
【００１６】
また、本発明に係る擬似太陽光照射装置においては、上記第１の光学部材は、上記第１の光に上記指向性を付与する第１の集光素子と、上記第１の光に上記指向性を付与する第１のテーパ状集光素子とを備え、上記第２の光学部材は、上記第２の光に上記指向性を付与する第２の集光素子と、上記第２の光に上記指向性を付与する第２のテーパ状集光素子とを備えていることを特徴としている。
【００１７】
上記の構成によれば、透過率調整部材に入射する光の入射角の範囲を制限することができる。したがって、透過率調整部材への入射角によった透過率の低下を抑制することができ、透過率調整部材の透過率調整性能をより高めることができる。
【００１８】
また、本発明に係る擬似太陽光照射装置においては、上記透過率調整部材は、上記所定の波長よりも長波長の光の透過率が１０％以下であり、上記所定の波長よりも短波長の光の透過率が９０％以上である第１の透過率調整領域、および上記所定の波長よりも長波長の光の透過率が９０％以上であり、上記所定の波長よりも短波長の光の透過率が１０％以上である第２の透過率調整領域のうち、少なくともいずれか一方を備えていることを特徴としている。
【００１９】
また、本発明に係る擬似太陽光照射装置においては、上記透過率調整部材は、上記第１の透過率調整領域、および上記第２の透過率調整領域の両方を備えており、上記第１の透過率調整領域、および上記第２の透過率調整領域は、互いに異なる位置に配置されていることを特徴としている。
【００２０】
上記の構成によれば、第１の光の波長に対応した波長依存性を有する第１の透過率調整領域と、第２の光の波長に対応した波長依存性を有する第２の透過率調整領域とを用いることによって、第１の光の透過率と第２の光の透過率とをそれぞれ独立して調整することができる。そのため、照射面上に第１の光の透過率の調整が必要な箇所と、第２の光の透過率の調整が必要な箇所とが存在していても、それぞれの光に対応した透過率調整を同時に行うことができる。
【００２１】
また、本発明に係る擬似太陽光照射装置においては、上記第１の透過率調整領域および上記第２の透過率調整領域は開口部を有しており、上記透過率調整部材における上記所定の波長よりも長波長の光の透過率は、上記第１の透過率調整領域が有する上記開口部の大きさによって定まり、上記透過率調整部材における上記所定の波長よりも短波長の光の透過率は、上記第２の透過率調整領域が有する上記開口部の大きさによって定まることを特徴としている。
【００２２】
上記の構成によれば、照度ムラが生じている箇所によってその照度ムラの程度が異なる場合でも、開口部の面積を調節することで照度ムラの程度に合わせた調整が可能となる。
【００２３】
また、本発明に係る擬似太陽光照射装置においては、上記透過率調整部材における上記所定の波長よりも長波長の光の透過率は、当該透過率調整部材に対する上記第１の透過率調整領域の面積比によって定まり、上記透過率調整部材における上記所定の波長よりも短波長の光の透過率は、当該透過率調整部材に対する上記第２の透過率調整領域の面積比によって定まることを特徴としている。
【００２４】
上記の構成によれば、照度ムラが生じている箇所によってその照度ムラの程度が異なる場合でも、透過率を調整する領域に対する透過率調整部材の面積比を調整することで照度ムラの程度に合わせた調整が可能となる。
【００２５】
また、本発明に係る擬似太陽光照射装置においては、上記第１の光源は、上記第１の光であるキセノン光を照射するキセノン光源であり、上記第２の光源は、上記第２の光であるハロゲン光を照射するハロゲン光源であることを特徴としている。
【００２６】
上記の構成によれば、自然光（太陽光）の発光スペクトルに限りなく似た発光スペクトルを有した人工光を照射することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る擬似太陽光照射装置では、透過率を調整したい光の波長に対応した波長依存性を有する透過率調整部材を用いることによって、当該光の透過率を調整することができる。したがって、照射面上に一方の光の透過率を調整したい箇所と、他方の光の透過率を調整したい箇所とが存在していも、それぞれの光に対応した透過率調整を同時に行うことができる。このように、照度のムラが生じている箇所、すなわち透過率の調整が必要な箇所に適当な波長依存性を有する透過率調整部材を設ければ、透過率を調整することによって照度分布を均一化することができる。すなわち、照射面における出射光の照度ムラを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る擬似太陽光照射装置の要部構成を示す図である。
【図２】図１の矢印Ｚ方向から見たハロゲン光源の上面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る波長選択ミラーに入射角４５度で入射した光に対する透過率を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る透過率調整シートの構成を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る波長選択膜領域に入射角０度〜４５度で入射した光に対する透過率を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る擬似太陽光照射装置の要部構成を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る透過率調整シートの構成を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る透過率調整シートを用いない場合のプリズムシートの位置ｚ１における照度分布を示す図である（（ａ）はキセノン光、（ｂ）はハロゲン光）。
【図９】本発明の一実施形態に係る透過率調整シートを用いない場合のプリズムシートの位置における照度分布を示す図である（（ａ）はキセノン光、（ｂ）はハロゲン光）。
【図１０】透過率調整シートの透過率を示す図である（（ａ）はキセノン光、（ｂ）はハロゲン光）。
【図１１】透過率調整シートの透過率を示す図である（（ａ）はキセノン光、（ｂ）はハロゲン光）。
【図１２】本発明の一実施形態に係る透過率調整シートを用いた場合のプリズムシートの位置ｚ１における透過率を示す図である（（ａ）はキセノン光、（ｂ）はハロゲン光）。
【図１３】本発明の一実施形態に係る透過率調整シートを用いた場合のプリズムシートの位置ｚ２における透過率を示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る擬似太陽光照射装置の要部構成を示す図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る透過率調整シートの構成を示す図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る光学系セットをアレイ化した複数のセットを図１４の矢印Ｚ方向から見た場合の上面図である。
【図１７】キセノン光およびハロゲン光の双方の透過率を調整する場合の透過率調整シートの構成を示す図である。
【図１８】キセノン光およびハロゲン光の透過率をそれぞれ独立して調整する場合の透過率調整シートの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
〔第１の実施形態〕
（擬似太陽光照射装置１８の構成）
本発明に係る一実施形態について、図面を参照して説明する。まず、擬似太陽光を照射面１３に照射する擬似太陽光照射装置１８について、図１を参照して詳細に説明する。図１は、擬似太陽光照射装置１８の要部構成を示す図である。擬似太陽光とは人工光の一種であり、自然光（太陽光）の発光スペクトルに限りなく似た発光スペクトルを有している。本実施形態に係る擬似太陽光照射装置１８は、キセノン光とハロゲン光との合成光を擬似太陽光として照射する。照射面１３には、例えば太陽電池が配置される。
【００３０】
図１に示すように、擬似太陽光照射装置１８は、キセノン光源（第１の光源）１６とハロゲン光源（第２の光源）１７とからなる光学系セット１００，１０１、導光板１０、およびプリズムシート１１を備えている。プリズムシート１１上には、透過率調整シート（透過率調整部材）１２ａ〜１２ｃが形成されている。本図では、照度のムラが生じている箇所、すなわち透過率の調整が必要な箇所が３箇所ある例が示されており、透過率の調整が必要な箇所に透過率調整シート１２ａ〜１２ｃは形成されている。
【００３１】
キセノン光源１６では、キセノンランプ１がリフレクタ（第１の光学部材，第１の集光素子）２の内部に設けられ、所定の発光スペクトルを有するキセノン光を照射する。本実施形態では、キセノン光源１６は紙面奥行方向に長さを有する管状の光源である。当該キセノン光源１６の数は１本であっても良いし、複数本であっても良い。リフレクタ２は断面が部分的な楕円形状をしており、キセノン光源１６から照射された光を光出射面に向けて集める。光出射面にはテーパカプラ（第１の光学部材，第１のテーパ状集光素子）３の一端が接続されている。したがって、リフレクタ２はキセノン光源１６からの光をテーパカプラ３の一端にそのまま導く。
【００３２】
一方、ハロゲン光源１７では、ハロゲンランプ４がリフレクタ（第２の光学部材，第２の集光素子）５の内部に設けられ、所定の発光スペクトルを有するハロゲン光を照射する。本実施形態では、ハロゲン光源１７は紙面奥行方向に長さを有する管状の光源である。当該ハロゲン光源１７の数は１本であっても良いし、複数本であっても良い。リフレクタ５は断面が部分的な楕円形状をしており、ハロゲン光源１７から照射された光を光出射面に向けて集める。光出射面にはテーパカプラ（第２の光学部材，第２のテーパ状集光素子）６の一端が接続されている。したがって、リフレクタ５はハロゲン光源１７からの光をテーパカプラ６の一端にそのまま導く。
【００３３】
テーパカプラ３は導光体によって構成され、面積の異なる光の入射面と出射面とを有している。テーパカプラ３は、入射面に入射されたキセノン光を出射面に導く。その際、入射されたキセノン光の放射指向性を変化させる役割を有する。なお、リフレクタ２もキセノンランプ１の出射光に指向性を付与する機能がある。したがって、テーパカプラ３とリフレクタ２との機能により、テーパカプラ３からの出射光に指向性を与えることできる。
【００３４】
一方、テーパカプラ６も同様に、導光体によって構成され、面積の異なる光の入射面と出射面とを有している。テーパカプラ６は、入射面に入射されたハロゲン光を出射面に導く。その際、入射されたハロゲン光の放射指向性を変化させる役割を有する。なお、リフレクタ５もハロゲンランプ４の出射光に指向性を付与する機能がある。したがって、テーパカプラ６とリフレクタ５との機能により、テーパカプラ６からの出射光に指向性を与えることができる。
【００３５】
（キセノン光源１６およびハロゲン光源１７の構造）
キセノン光源１６およびハロゲン光源１７の構造について、図２を参照して説明する。図２は、図１の矢印Ｚ方向から見たハロゲン光源１７の上面図である。
【００３６】
図２に示すように、ハロゲン光源１７では、テーパカプラ６は、その一端（光の入射面）から他端（光の出射面）に向けて、導光体の幅（短軸）が徐々に増加する構造を取る。テーパカプラ６の入射面から入射した直後のハロゲン光は、その放射方向がランダムに散らばっている。しかし、テーパカプラ６内を通過する際、その放射方向が一定方向に揃うように変化する。
【００３７】
一方、キセノン光源１６も同様に、テーパカプラ３は、その一端（光の入射面）から他端（光の出射面）に向けて、導光体の幅（短軸）の幅が徐々に増加する構造を取る。テーパカプラ３の入射面から入射した直後のキセノン光は、その放射方向がランダムに散らばっている。しかし、テーパカプラ３内を通過する際、その放射方向が一定方向に揃うように変化する。
【００３８】
（キセノン光の反射およびハロゲン光の透過）
テーパカプラ３の他端（出射面）には、光学フィルタ８が配置されている。光学フィルタ８は、キセノン光の発光スペクトルに最適化された透過特性を有している。これにより、テーパカプラ３の出射面から出射したキセノン光の発光スペクトルを調整する。光学フィルタ８を通過したキセノン光は、光学フィルタ８と４５度の角度を置いて配置されている波長選択ミラー（光選択素子）７に向かう。波長選択ミラー７は、キセノン光の短波長側を反射させて、導光板１０の一端（入射面）に導く。
【００３９】
一方、テーパカプラ６の他端（出射面）には、光学フィルタ９が配置されている。光学フィルタ９は、ハロゲン光の発光スペクトルに最適化された透過特性を有している。これにより、テーパカプラ６から出射したハロゲン光の発光スペクトルを調整する。光学フィルタ９を通過したハロゲン光は、光学フィルタ９と４５度の角度を置いて配置されている波長選択ミラー７に向かう。波長選択ミラー７は、ハロゲン光の長波長側を透過させて、導光板１０の一端（入射面）に導く。
【００４０】
以上のように、波長選択ミラー７の選択作用によって、キセノン光とハロゲン光とが合成されて導光板１０に入射される。具体的には、キセノン光の短波長側と、ハロゲン光の長波長側とが波長選択ミラー７によって選択され、両方が合成されて太陽光に似たスペクトル分布を有する擬似太陽光として導光板１０の入射面に導かれる。
【００４１】
波長選択ミラー７の透過特性を図３に示す。図３は、波長選択ミラー７に入射角４５度で入射した光に対する透過率を示す図である。図３に示すように、波長選択ミラー７は、境界波長λｂよりも短い波長の光の大半を反射し、境界波長λｂよりも長い波長の光の大半を透過する。このように、波長選択ミラー７は波長依存性を有しており、境界波長λｂよりも長波長側の光に対して最大透過率Ｔｍａｘを示し、境界波長λｂよりも短波長側の光に対して最小透過率Ｔｍｉｎを示す。なお、境界波長λｂは、透過率がおよそ５０％となる波長である。本実施形態では、境界波長λｂを７００ｎｍとしており、最大透過率Ｔｍａｘは９５％、最小透過率Ｔｍｉｎは５％となるように設定している。このように、キセノン光の７００ｎｍ以下の成分を選択することによって、キセノン光源１６から照射される光の発光スペクトルに含まれる強い輝線成分を除去することができる。これにより、光学フィルタ８の設計を容易にするという効果が得られる。
【００４２】
擬似太陽光照射装置１８は、最終的に、導光板１０の表面から、プリズムシート１１を介して照射面１３に向けて擬似太陽光（キセノン光とハロゲン光との合成光）を照射する。その際、導光板１０の照射面１３とは反対側の面に設けられた散乱（反射）機構を利用する。本実施形態では、導光板１０の照射面１３とは反対側の面には、光を反射する性質を有する複数の散乱体（光取り出し手段）１９がライン状に設けられている。これによって、導光板１０の内部に入射した光は、散乱体１９によって散乱（反射）され、導光板２から取り出される。取り出された光はプリズムシート１１に向けて導かれ、当該光はプリズムシート１１によって照射面１３側に屈折して照射面１３を照射する。この際、導光板１０には、キセノン光およびハロゲン光が別々に入射されるが、導光板１０内で双方の光が混合され、キセノン光およびハロゲン光の合成光が照射面１３に出射される。
【００４３】
一般に、散乱体のピッチおよび形状を工夫することによって、照度の均一性をある程度は高めることができる。しかし、これらピッチおよび形状は、そもそも導光板１０に入射される光の放射指向性に応じて最適化する必要がある。したがって、導光板１０に放射指向性の異なる２種類の光（キセノン光およびハロゲン光）が入射される場合、各光の放射指向性のいずれにも合わせた最適化は困難である。
【００４４】
そのため、両方の光（キセノン光およびハロゲン光）を導光板１０に入射させると、散乱体の配置およびピッチ等をいくら制御（最適化）したとしても、導光板１０から照射面１３に向けて照射される光にはムラが発生してしまう。したがって、これらの光（合成光）を導光板１０に入射させると、導光板１０から照射面１３に向けて照射される光にムラが生じて均一にならない。そこで、本実施形態では、導光板１０からの出射光は、透過率調整シート１２ａ〜１２ｃを有するプリズムシート１１を介して照射面１３に出射される。プリズムシート１１が有する透過率調整シート１２ａ〜１２ｃによって、導光板１０からの出射光の照度ムラを抑えることができる。これについて、以下に詳しく説明する。
【００４５】
（透過率調整シート１２ａ〜１２ｃの構成）
上述したように、プリズムシート１１の照射面１３側には、透過率調整シート１２ａ〜１２ｃが設けられている。当該透過率調整シート１２ａ〜１２ｃは、プリズムシート１１とは異なる透過率を有しており、擬似太陽光照射装置１８の照射面１３において、照度のムラが生じている箇所、すなわち透過率の調整が必要な箇所に設ける。したがって、本実施形態では、透過率調整シート１２ａ〜１２ｃを３つ設けているが、当該透過率調整シート１２ａ〜１２ｃの枚数は、擬似太陽光照射装置１８の照射面１３において、透過率を調整したい箇所の数に応じて決める。
【００４６】
導光板１０に光を導入する光学系セット１００，１０１では、テーパカプラ３およびテーパカプラ６等の機能によって、導光板１０に入射する光に指向性を与える。したがって、その指向性を利用して、導光板１０からの出射光が照射面１３（プリズムシート１１）のどの位置に到達するかが予測できる。これによって、透過率調整シート１２ａ〜１２ｃを設ける位置等を容易に決定することができ、透過率調整シート１２ａ〜１２ｃによる透過率調整の作業を容易に行うことができる。
【００４７】
透過率調整シート１２ａ〜１２ｃの構成を図４に示す。図４に示すように、透過率調整シート１２ａ〜１２ｃの光出射面側には波長選択性の多層膜が形成されている。具体的には、当該波長選択性の多層膜は、透過率調整シート１２ａ〜１２ｃ上の領域２２（以下、波長選択膜領域という）に設けられており、波長選択膜領域２２には開口部２１ａ〜２１ｅが設けられている。透過率調整シート１２ａ〜１２ｃでは、開口部２１ａ〜２１ｅの面積を変更することによって、透過率調整膜領域（透過率調整領域）２２の透過率を調整している。
【００４８】
透過率の調整方法について詳しく説明する。まず、波長選択膜領域２２が有する特性について図５を参照して説明する。図５は、波長選択膜領域２２に入射角０度〜４５度で入射した光に対する透過率を示す図である。本図に示す実線２０は、入射角０度で入射した光の透過率を表し、一点鎖線３０は、入射角４５度で入射した光の透過率を表す。
【００４９】
図５に示すように、波長選択膜領域２２は、境界波長λｂ’よりも短い波長の光の大半を透過し、境界波長λｂ’よりも長い波長の光の大半を反射する特性Ａを示す多層膜で構成されている。このように、波長選択膜領域２２は波長依存性を有しており、境界波長λｂ’よりも短波長側の光に対して最大透過率Ｔｍａｘを示し、境界波長λｂ’よりも長波長側の光に対して最小透過率Ｔｍｉｎを示す。なお、境界波長λｂ’は、透過率がおよそ５０％となる波長である。本実施形態では、境界波長λｂ’を７００ｎｍとしており、最大透過率Ｔｍａｘは９５％、最小透過率Ｔｍｉｎは５％となるように設定している。
【００５０】
ここで、波長選択膜領域２２と同様あるいは類似の透過特性を有する色ガラスを使用することによっても、上記した特性Ａと同様の特性を得ることができる。例えば、図５の特性Ａのように境界波長λｂ’よりも短波長側のキセノン光を最大透過率Ｔｍａｘ９５％で透過させる場合には、ＳＣＨＯＴＴ社製のＢＧ３８またはＢＧ１８等の色ガラスが使用できる。図５の一点鎖線３０に示すように、上記波長選択膜領域２２では、入射角４５度で入射した場合には、入射角０度で入射した場合と比較して境界波長λｂ’が長波長側にシフトしてしまう。しかし、上記した色ガラスを用いることによって、入射角０度〜４５度における境界波長λｂ’のシフト量が小さくなり、より安定した透過特性が得られるというメリットがある。
【００５１】
同様に、図５の特性Ｂのように境界波長λｂ’よりも長波長側のハロゲン光を最大透過率Ｔｍａｘ９５％で透過させる場合には、ＳＣＨＯＴＴ社製のＲＧ６６５、またはＲＧ６９５等の色ガラスを使用できる。
【００５２】
以上により、波長選択膜領域２２に入射する光のうち、境界波長λｂ’よりも長波長側の光にとって当該波長選択膜領域２２は遮光領域となる。したがって、本実施形態では、ハロゲン光は波長選択膜領域２２を透過することができない。これを利用して、本実施形態では、擬似太陽光照射装置１８の照度ムラを調整している。具体的には、透過率調整シート１２ａ〜１２ｃに形成されている開口部２１ａ〜２１ｅの大きさによって、透過率調整膜領域２２を通過するハロゲン光の透過率を調整している。当該開口部２１ａ〜２１ｅの大きさには５種類（ａ〜ｅ）あり、開口部２１ａ〜２１ｅの大きさを５段階に調整することができる。透過率調整シート１２ａ〜１２ｃにおける開口部２１ａ〜２１ｅの大きさが大きいほど、当該透過率調整シート１２ａ〜１２ｃを通過するハロゲン光の透過率は高くなる（開口部２１ａ〜２１ｅをハロゲン光が通過するため）。照射面１３における照度ムラの程度に合わせて、開口部２１ａ〜２１ｅの大きさ決定すれば良い。すなわち、透過率調整シート１２ａ〜１２ｃにおける、ハロゲン光の透過率を所望の値にできるように開口部２１ａ〜２１ｅの大きさを調整すれば良い。例えば、特性Ａ（波長７００ｎｍ以下の短波長側での最大透過率Ｔｍａｘが９５％であり、波長７００ｎｍより長波長側での最小透過率Ｔｍｉｎが５％）の波長選択膜領域２２であれば、開口率が８０％のときは、波長７００ｎｍ以上の光（ハロゲン光）の透過率が８１％となる。また、開口率が７０％のときは、ハロゲン光の透過率が７１.５％となる。
【００５３】
もし、波長７００ｎｍ以下の短波長側での最大透過率Ｔｍａｘが９５％であり、波長７００ｎｍより長波長側での最小透過率Ｔｍｉｎが２０％の波長選択膜領域２２において開口率を８０％としても、ハロゲン光の透過率は８４％となる。したがって、波長選択膜領域２２の最小透過率Ｔｍｉｎを５％とした方が、開口率の変化に対してより感度が良い透過率調整を行う。
【００５４】
さらに、波長７００ｎｍ以下の短波長側での最大透過率Ｔｍａｘが８０％であり、波長７００ｎｍより長波長側での最小透過率Ｔｍｉｎが５％の波長選択膜領域２２では、仮に開口率を８０％としてハロゲン光を８１％透過しても、波長７００ｎｍ以下の光（キセノン光）の透過率も８０％である。そのため、キセノン光とハロゲン光との透過率に差が出ず、両光の透過率を調整することができない。したがって、図５の特性Ａを有する波長選択膜領域２２の場合には、境界波長λｂ’よりも短波長側での透過率の最大透過率Ｔｍａｘが９０％であり、境界波長λｂ’よりも長波長側での最小透過率Ｔｍｉｎが１０％以下であることが好ましい。
【００５５】
波長選択膜領域２２に入射角０度〜４５度の光が入射しても、当該透過率調整膜領域２２は透過率調整性能を維持することができる。そのため、照射面１３への入射指向性を、太陽電池での発電が有効に行われる４５度まで拡げても、照射面１３における照度調整が可能となる。その結果、導光板１０に光を導入する光学系セット１００，１０１を形成する際の制約が緩められ、入射指向性を得る代わりに犠牲となる光の量を抑えることができる。
【００５６】
ここで、波長選択膜領域２２は、図５に示した特性Ｂのように、境界波長λｂ’よりも短波長側の光を反射し、境界波長λｂ’よりも長波長側の光を透過する特性を有するものであっても良い。すなわち、ハロゲン光は透過するが、キセノン光が遮光されるようにしても良い。このように、透過率を調整したい波長帯によって、いずれか一方の特性を持つものを選択することができる。
【００５７】
したがって、本実施形態における波長選択膜領域２２は、以下の２種類の波長選択膜を採用できる。１つは、境界波長λｂ’（７００ｎｍ）よりも短い波長域（３５０ｎｍ〜７００ｎｍ）の光の透過率を調整する波長選択膜である。これは、キセノンランプ１の出射光だけの透過率を調整する場合に用いる。もう１つは、境界波長λｂ’（７００ｎｍ）よりも長い波長域（７００ｎｍ〜１１００ｎｍ）の光の透過率を調整する波長選択膜である。これは、ハロゲンランプ２の出射光だけの透過率を調整する場合に用いる。上述したように、波長選択膜領域２２は、上記２種類の波長選択膜のうち、いずれか一方を用いて構成しても良いが、必ずしもこれに限定されるわけではない。例えば、透過率調整シート１２ａ〜１２ｃは、２種類の波長選択膜を備えた２層構造をしていても良く、一方の層に特性Ａを有する波長選択膜領域２２を形成し、他方の層に特性Ｂを有する波長選択膜領域２２を形成しても良い。これによれば、キセノン光およびハロゲン光の双方の透過率をそれぞれ調整することが可能となる。なお、透過率調整シート１２ａ〜１２ｃを２層構造にする場合に、キセノン光とハロゲン光とを同時に調整するときは、特性Ａを有する波長選択膜領域２２と特性Ｂを有する波長選択膜領域２２とが重なるように配置すれば良い。一方、キセノン光およびハロゲン光のいずれかを調整するときには、特性Ａを有する波長選択膜領域２２と、特性Ｂを有する波長選択膜領域２２とが互いに重ならないようように配置すれば良い。
【００５８】
なお、本実施形態では、波長選択膜領域２２の境界波長λｂ’を、波長選択ミラー７の境界波長λｂと同等にしている。これは、照射面１３における照度のムラが２種類の異なる光源（キセノンランプ１およびハロゲンランプ２）を搭載することによって生じることから、それぞれの光源の出射光に対応した照度調整をする必要があるためである。したがって、波長選択ミラー７の境界波長λｂが７００ｎｍである場合には、波長選択膜領域２２の境界波長λｂ’も７００ｎｍに設定する。
【００５９】
この際、境界波長λｂとλｂ’とを、必ずしも完全に一致させなくても良い。例えば、光源の光に対してリフレクタ２，５を用いて指向性を持たせると、特定の拡がり角は残ってしまう。装置を大型化さえすれば、平行光にして、拡がり角をゼロに近づけることは可能であるが、装置の小型化を実現するためには、どうしても特定の拡がり角を持ってしまう。この際、波長選択ミラー７に対する入射角度あたりの透過率変化が、入射角が４５度よりも大きい場合と、小さい場合とで非対称になっている。そのため、波長選択ミラー７への入射角範囲の拡がりの度合い、さらには導光板１０への入射角範囲の拡がりの度合いによって、透過率調整領域２２の境界波長λｂ’の値を調整する必要がある。この場合には、波長選択膜の特性に依存して、境界波長λｂ’を±５０ｎｍの範囲でずらすことが必要である。
【００６０】
以上の構成によれば、透過率調整シート１２ａ〜１２ｃを設けることによって、当該透過率調整シート１２ａ〜１２ｃが形成されている領域のキセノン光またはハロゲン光の透過率を調整することができる。したがって、照度のムラが生じている箇所、すなわち透過率の調整が必要な箇所に透過率調整シート１２ａ〜１２ｃを設ければ、透過率を調整することによって照度分布を均一化することができる。すなわち、照射面１３における出射光の照度ムラを抑えることができる。
【００６１】
本実施形態では、波長選択膜領域２２に波長選択膜として特性Ａまたは特性Ｂを有する多層膜を用いることによって、キセノン光の透過率とハロゲン光の透過率とをそれぞれ独立して調整することができる。また、特性Ａを有する多層膜（または色ガラス）と、特性Ｂを有する多層膜（または色ガラス）とを両方用いることができる。そのため、照射面１３上にキセノン光の透過率の調整が必要な箇所と、ハロゲン光の透過率の調整が必要な箇所とが存在していても、それぞれの透過率を独立して精度高く調整することができる。このように、キセノン光に対応した透過率調整と、ハロゲン光に対応した透過率調整とを同時に行うことが可能となる。
【００６２】
さらに、照度ムラが生じている箇所、すなわち透過率を調整したい箇所に透過率調整シート１２ａ〜１２ｃを随時設けることによって、擬似太陽光照射装置２８の照度ムラを適宜調整することができる。また、照度ムラが生じている箇所によってその照度ムラの程度が異なる場合でも、開口部２１ａ〜２１ｅの面積を調節することで照度ムラの程度に合わせた調整が可能となる。
【００６３】
（複数の光学系セット）
なお、擬似太陽光照射装置１８は、図１に示すように、キセノン光源１６とハロゲン光源１７とからなる光学系セット１００，１０１を２つ備えている。一方のセット１００は擬似太陽光照射装置１８の筐体の一端（図１の左側）に備え、もう一方のセット１０１は筐体の他端（図１の右側）に備えている。それぞれの光学系セット１００，１０１からの光を、一方は導光板１０の一端に入射し、もう一方は導光板１０の他端に入射することによって、擬似太陽光照射装置１８から照射する擬似太陽光の強度をより高めることができる。さらに、照射面１３における照度均一化性能を高めることができる。
【００６４】
また、１つの光学系セット１００，１０１において、キセノン光源１６の位置と、ハロゲン光源１７の位置とが、図１に示す構成の逆であっても良い。この場合、波長選択ミラー７は、光学フィルタ６から出射したハロゲン光の長波長側を反射させて導光板１０に導くと共に、光学フィルタ３から出射したキセノン光の短波長側を透過させて導光板１０に導く。すなわち波長選択ミラー７は、キセノン光の短波長側を透過させ、ハロゲン光の長波長側を反射させる特性を有していれば良い。
【００６５】
しかし、必ずしも上記の構成に限定されるわけではなく、擬似太陽光照射装置１８は、少なくとも１つの光学系セット１００，１０１を備えていれば良い。
【００６６】
〔第２の実施形態〕
（擬似太陽光照射装置３８の構成）
本発明の他の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る擬似太陽光照射装置では、照度調整用の部材は２種類の透過率調整シートで構成されている。本実施形態に係る擬似太陽光照射装置３８の要部構成を図６に示す。図６に示すように、擬似太陽光照射装置３８は、キセノン光源１６とハロゲン光源１７とからなる光学系セット１００，１０１、導光板１０、およびプリズムシート１１を備えている。プリズムシート１１の照射面１３側には、透過率調整シート（透過率調整部材）３１と、その上に形成された透過率調整シート（透過率調整部材）３２ａとが設けられている。以下では、透過率調整シート３１および透過率調整シート３２ａについて詳しく説明する。それ以外の部材（光学系セット１００，１０１、導光板１０およびプリズムシート１１）については、第１の実施形態における光学系セット１００，１０１、導光板１０およびプリズムシート１１と同等である。
【００６７】
透過率調整シート３１および透過率調整シート３２ａの構成を図７に示す。本図では、照度のムラが生じている箇所、すなわち透過率の調整が必要な箇所が４箇所ある例が示されており、透過率の調整が必要な領域を領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで示している。
【００６８】
図７に示すように、透過率調整シート３１は、大型のガラス（フロートガラス）等の透明部材で構成されており、キセノンランプ１からの出射光の照度調整を行う。透過率調整シート３１には、透過率を調整するための透過率調整領域（第１の透過率調整領域）３３ａ，３３ｂ（領域ＡおよびＢ）が設けられている。一方、透過率調整シート３２ａは、透過率調整シート３１上に配置することができる小型の部材であり、ハロゲンランプ２からの出射光の照度調整を行う。透過率調整シート３２ａには、透過率を調整するための透過率調整領域（第２の透過率調整領域）３３ｃ，３３ｄ（領域ＣおよびＤ）が設けられている。透過率を調整するために必要な領域は、２０ｍｍ角の正方形を最小単位にしており、図６中の領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄもそれぞれ２０ｍｍ角の正方形を最小単位にしている。
【００６９】
ここで、擬似太陽光照射装置３８の照度分布について、図８および図９を参照して説明する。図８は、透過率調整シート３１を用いない場合のプリズムシート１１の位置ｚ１における照度分布を示す図である（（ａ）はキセノン光、（ｂ）はハロゲン光）。図９は、透過率調整シート３２ａを用いない場合のプリズムシート１１の位置ｚ２における照度分布を示す図である（（ａ）はキセノン光、（ｂ）はハロゲン光）。
【００７０】
本実施形態では、透過率調整シート３１を用いない場合には、プリズムシート１１の位置ｚ１における照度分布は図８に示すようになる。図８（ａ）に示すように、領域Ａ，Ｂにおいて、キセノン光の照度Ｉｘｅは、他の部分と比較して５％程度高い。一方、図８（ｂ）に示すように、ハロゲン光の照度Ｉｈａには、ムラがない。
【００７１】
また、本実施形態において透過率調整シート３２ａを用いない場合には、プリズムシート１１の位置ｚ２における照度分布は図８に示すようになる。図９（ａ）に示すように、キセノン光の照度Ｉｘｅには、ムラがない。一方、図９（ｂ）に示すように、領域Ｃ，Ｄにおいて、ハロゲン光の照度Ｉｈａは、他の部分と比較して５％程度高い。
【００７２】
（透過率調整シート３１および透過率調整シート３２ａの構成）
そこで、領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおける照度のムラを抑えるために、本実施形態では透過率調整シート３１および透過率調整シート３２ａを用いる。これについて、図１０〜図１３を参照して説明する。図１０は、位置ｚ１における透過率調整シート３１の透過率を示す図である（（ａ）はキセノン光、（ｂ）はハロゲン光）。図１１は、位置ｚ２における透過率調整シート３２ａの透過率を示す図である（（ａ）はキセノン光、（ｂ）はハロゲン光）。図１２は、透過率調整シート３１を用いた場合のプリズムシート１１の位置ｚ１における透過率を示す図である（（ａ）はキセノン光、（ｂ）はハロゲン光）。図１３は、透過率調整シート３２ａを用いた場合のプリズムシート１１の位置ｚ２における透過率を示す図である。
【００７３】
透過率調整シート３１には、図１０（ａ）に示すように、キセノン光をほとんど透過しない特性（波長依存性）を有する多層膜を透過率調整領域３３ａ，３３ｂに形成する。当該多層膜は、図１０（ｂ）に示すように、ハロゲン光はほとんど透過する特性（図５の特性Ｂ）を有している。同様に、透過率調整シート３２ａには、図１１（ｂ）に示すように、ハロゲン光をほとんど透過しない特性（波長依存性）を有する多層膜を透過率調整領域３３ｃ，３３ｄに形成する。当該多層膜は、図１１（ａ）に示すように、キセノン光はほとんど透過する特性（図５の特性Ａ）を有している。ここで、透過率調整領域３３ａ〜３３ｄの面積は、領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの面積に対して５％になるように形成する。
【００７４】
以上によって、領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおける透過率は図１１および図１２に示すようになる。領域Ａ，Ｂにおいては、透過率調整領域３３ａ，３３ｂが５％形成されているので、図１２（ａ）に示すように、領域Ａ，Ｂにおけるキセノン光の透過率Ｔｘｅは１００％から９５％に低下する。一方、図１２（ｂ）に示すように、ハロゲン光の透過率Ｔｈａには変化はない。同様に、領域Ｃ，Ｄにおいては、透過率調整領域３３ｃ，３３ｄが５％形成されているので、図１３（ｂ）に示すように、領域Ｃ，Ｄにおけるハロゲン光の透過率Ｔｈａは１００％から９５％に低下する。一方、図１３（ａ）に示すように、キセノン光の透過率Ｔｘｅには変化はない。
【００７５】
このように、透過率調整領域３３ａ〜３３ｄを設けることによって、領域Ａ，Ｂにおけるキセノン光の透過率Ｔｘｅが５％低下し、領域Ｃ，Ｄにおけるハロゲン光の透過率Ｔｈａが５％低下する。したがって、領域Ａ，Ｂにおけるキセノン光の照度Ｉｘｅは５％程度低下し、領域Ｃ，Ｄにおけるハロゲン光の照度Ｉｈａは５％程度低下することになる。すなわち、擬似太陽光照射装置３８の照度分布を均一化することができるので、照射面１３への出射光の照度ムラを抑えることができる。本実施形態では、キセノン光の透過率Ｔｘｅを調整する透過率調整シート３１と、ハロゲン光の透過率Ｔｈａを調整する透過率調整シート３２ａとを用いている。そのため、照射面１３上にキセノン光の透過率Ｔｘｅの調整が必要な箇所と、ハロゲン光の透過率Ｔｈａの調整が必要な箇所とが存在していても、それぞれの透過率を独立して調整することができる。このように、キセノン光に対応した透過率調整と、ハロゲン光に対応した透過率調整とを同時に行うことが可能となる。
【００７６】
さらに、照度ムラが生じている箇所、すなわち透過率を調整したい箇所に透過率調整領域３３ａ〜３３ｄを随時設けることによって、擬似太陽光照射装置３８の照度ムラを適宜調整することができる。また、照度ムラが生じている箇所によってその照度ムラの程度が異なる場合でも、透過率調整領域３３ａ〜３３ｄの面積を調節することで照度ムラの程度に合わせた調整が可能となる。
【００７７】
なお、透過率調整シート３１および透過率調整シート３２ａにおける透過率調整領域３３ａ〜３３ｄ以外の領域には、キセノン光とハロゲン光との双方に対して反射防止膜として機能するような多層膜が形成されていることが好ましい。このような反射防止膜を形成することによって、透過率調整領域３３ａ〜３３ｄ以外の領域を通過する際に減衰する光の量を抑えることができる。具体的には、反射防止膜を形成しなかった場合の透過率調整領域３３ａ〜３３ｄ以外の領域の最大透過率が９２％程度であったのを、反射防止膜を形成することによって同領域の最大透過率を９８％以上に高めることができる。
【００７８】
（透過率調整領域の増加）
本実施形態によれば、後から透過率調整領域を増やしたい場合でも容易に対応することができる。例えば、キセノン光の透過率Ｔｘｅの調整が必要な箇所がある場合には、図７のように、透過率調整シート３１に新たに透過率調整領域３３ｅを形成すれば良い。また、ハロゲン光の透過率Ｔｈａの調整が必要な箇所がある場合には、図７のように、新たに透過率調整領域３３ｆを有する透過率調整シート３２ｂを透過率調整シート３１上に設ければ良い。このような方法によって、透過率調整領域は随時追加可能である。
【００７９】
〔第３の実施形態〕
（擬似太陽光照射装置４８の構成）
本発明の他の実施形態について、図面を参照して説明する。プリズムシート１１上の透過率調整シートは、その枚数が少ない方が、擬似太陽光照射装置１８，３８の構成部材数を減らす点、また照射面１３と透過率調整シートとの距離を短くする点で好ましい。そこで、本実施形態に係る擬似太陽光照射装置では、透過率調整シートを１枚有しているだけである。本実施形態に係る擬似太陽光照射装置４８の要部構成を図１４に示す。図１４に示すように、擬似太陽光照射装置４８は、キセノン光源１６とハロゲン光源１７とからなる光学系セット１００，１０１、導光板１０、およびプリズムシート１１を備えている。プリズムシート１１の照射面１３側には、透過率調整シート４０が設けられている。以下では、透過率調整シート４０について詳しく説明する。それ以外の部材（光学系セット１００，１０１、導光板１０およびプリズムシート１１）については、第１の実施形態における光学系セット１００，１０１、導光板１０およびプリズムシート１１と同等である。
【００８０】
透過率調整シート４０の構成を図１５に示す。本図では、照度のムラが生じている箇所、すなわち透過率の調整が必要な箇所が３箇所ある例が示されており、透過率の調整が必要な領域を領域Ｓ，Ｔ，Ｕで示している。各領域Ｓ，Ｔ，Ｕは、２０ｍｍ角の正方形である。
【００８１】
図１５に示すように、透過率調整シート４０の異なる２つの面Ｖおよび面Ｗのうち、面Ｖには透過率調整領域４１ａ，４１ｂが設けられており、面Ｗには透過率調整領域４２ａ，４２ｂが設けられている。
【００８２】
ここで、擬似太陽光照射装置４８の照度分布について説明する。上述したように、領域Ｓ，Ｔ，Ｕは透過率の調整が必要な箇所である。領域Ｓでは、キセノン光の照度とハロゲン光の照度とが共に高くなっている状態にあり、他の部分と比較してそれぞれ５％程度高い。領域Ｔでは、キセノン光の照度が高くなっている状態にあり、他の部分と比較して５％程度高い。また、領域Ｕでは、ハロゲン光の照度が高くなっている状態にあり、他の部分と比較して５％程度高い。
【００８３】
（透過率調整シート４０の構成）
そこで、領域Ｓ，Ｔ，Ｕにおける照度のムラを抑えるために、本実施形態では透過率調整シート４０を用いる。これについて詳しく説明する。
【００８４】
上述したように、領域Ｓでは、キセノン光の照度と、ハロゲン光の照度とが共に高くなっているため、双方の透過率を同時に調整する必要がある。ここで、第２の実施形態の構成を適用すると、２枚の透過率調整シート（透過率調整シート３１および透過率調整シート３２ａ）を重ねる必要がある。しかし、透過率調整シートの枚数が多いほど、当該透過率調整シートを通過する光量は低下してしまう。そこで、透過率調整シート４０の領域Ｓには、キセノン光をほとんど透過しない特性（波長依存性）を有する多層膜（図５の特性Ａ）を面Ｖの透過率調整領域４１ａに形成し、ハロゲン光をほとんど透過しない特性（波長依存性）を有する多層膜（図５の特性Ｂ）を面Ｗの透過率調整領域４２ａに形成する。なお、透過率調整シート４０の領域Ｔには、特性Ａを有する多層膜を面Ｖの透過率調整領域４１ｂに形成し、透過率調整シート４０の領域Ｕには、特性Ｂを有する多層膜を面Ｗの透過率調整領域４２ｂに形成する。ここで、透過率調整領域４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂの面積は、領域Ｓ，Ｔ，Ｕの面積に対して５％になるように形成する。
【００８５】
以上によって、領域Ｓにおいては、面Ｖに透過率調整領域４１ａが５％形成されているので、キセノン光の透過率は１００％から９５％に低下する。一方、面Ｗに透過率調整領域４２ａが５％形成されているので、ハロゲン光の透過率は１００％から９５％に低下する。同様に、領域Ｔにおいては、面Ｖに透過率調整領域４１ｂが５％形成されているので、キセノン光の透過率は１００％から９５％に低下するが、ハロゲン光の透過率には変化はない。また、領域Ｕにおいては、面Ｗに透過率調整領域４２ｂが５％形成されているので、ハロゲン光の透過率Ｔｈａは１００％から９５％に低下するが、キセノン光の透過率には変化はない。
【００８６】
このように、透過率調整領域４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂを設けることによって、領域Ｓ，Ｔにおけるキセノン光の透過率が５％低下し、領域Ｓ，Ｕにおけるハロゲン光の透過率が５％低下する。したがって、領域Ｓ，Ｔにおけるキセノン光の照度は５％程度低下し、領域Ｓ，Ｕにおけるハロゲン光の照度は５％程度低下することになる。すなわち、擬似太陽光照射装置４８の照度分布を均一化することができるので、照射面１３への出射光の照度ムラを抑えることができる。
【００８７】
本実施形態では、キセノン光の透過率およびハロゲン光の透過率を調整する必要がある箇所に、キセノン光の透過率を調整する透過率調整領域４１ａとハロゲン光の透過率を調整する透過率調整領域４２ａとを設けている。一方、キセノン光の透過率のみ、またはハロゲン光の透過率のみを調整する必要がある箇所には、キセノン光の透過率を調整する透過率調整領域４１ｂだけ、またはハロゲン光の透過率を調整する透過率調整領域４２ｂだけを設けている。このように、キセノン光およびハロゲン光の双方の透過率の調整が必要な箇所には、それぞれに対応した透過率調整領域を設け、キセノン光およびハロゲン光のいずれかの透過率の調整が必要な箇所には、いずれかの光に対応する透過率調整領域を設ける。そのため、擬似太陽光照射装置４８に設ける透過率調整シート４０を１枚に抑えることができる。したがって、透過率調整シート４０を通過する光の量の低下を抑えることができる。
【００８８】
なお、透過率調整シート４０における面Ｖおよび面Ｗ共に、透過率調整領域４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ以外の領域には、キセノン光とハロゲン光との双方に対して反射防止膜として機能するような多層膜が形成されていることが好ましい。このような反射防止膜を形成することによって、透過率調整領域４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ以外の領域を通過する際に減衰する光の量を抑えることができる。
【００８９】
（透過率調整領域４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂの形成方法）
本実施形態に係る透過率調整領域４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂを形成する場合には、まず透過率調整シート４０の一方の面Ｖの領域Ｓと領域Ｔとにキセノン光をほとんど透過しない特性Ａを有する多層膜を、マスクを使用して部分的に形成する。同様に、透過率調整シート４０の他方の面Ｗの領域Ｓと領域Ｕとにハロゲン光をほとんど透過しない特性Ｂを有する多層膜を、マスクを使用して部分的に形成する。このような方法によって、１枚の透過率調整シート４０に容易に透過率調整領域４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂを形成することができる。
【００９０】
なお、本実施形態では、１枚の透過率調整シート４０によってキセノン光の透過率調整と、ハロゲン光の透過率調整とが可能となるので、透過率を調整する範囲が広い場合に対しても有利である。例えば、図１５のように、１ｍ×１．４ｍの太陽電池全体を照射する大型の擬似太陽光照射装置４８（１．１ｍ×１．７７ｍ）であっても、当該擬似太陽光照射装置４８の照度調整を問題なく行うことができる。
【００９１】
このような大型の擬似太陽光照射装置４８の場合には、図１４における照射面１３の面積に応じて、紙面奥行方向に光学系セットを複数並べて配置することによって、図１３に示す擬似太陽光照射装置４８を構成することもできる。具体的には、図１６に示すように、光学系セット１００，１０１をアレイ化したものを複数セット配置しても良い。図１６は、光学系セット１００，１０１をアレイ化した複数のセットを図１４の矢印Ｚ方向から見た場合の上面図である。本図では、光学系セット１００を１６セット配置しており、その幅は１．５ｍである。このように、光学系セット１００，１０１をアレイ化したものを複数セット配置することによって、照射面１３上において１ｍ×１．４ｍの範囲も照射可能な構成となる。
【００９２】
（その他の実施形態）
本発明の一実施形態に係る透過率調整シートの一例として、図１７および図１８を参照して説明する。図１７は、キセノン光およびハロゲン光の双方の透過率を調整する場合の透過率調整シート５０の構成を示す図である。図１８は、キセノン光およびハロゲン光の透過率をそれぞれ独立して調整する場合の透過率調整シート５０の構成を示す図である。本図では、透過率調整領域５２ａ〜５２ｄ，５３ａ〜５３ｄの面積は、調整対象領域（領域５１ａ〜５１ｄ）の面積に対して４％（成膜面積比率４％）である。また、各領域５１ａ〜５１ｄは、２５ｍｍ角の正方形である。
【００９３】
図１７に示すように、透過率調整シート５０では、キセノン光の透過率調整を行う領域５２ａ〜５２ｄと、ハロゲン光の透過率調整を行う領域５３ａ〜５３ｄとが予め、透過率調整シート５０上に形成されている。なお、透過率調整領域５２ａ〜５２ｄは、キセノン光をほとんど透過しない特性（波長依存性）を有する多層膜（図５の特性Ａ）であり、透過率調整領域５３ａ〜５３ｄハロゲン光をほとんど透過しない特性（波長依存性）を有する多層膜（図５の特性Ｂ）であるとする。
【００９４】
以上の構成によれば、透過率調整シート５０の各領域５１ａ〜５１ｄを通過するキセノン光の透過率は１００％から９６％に低下し、ハロゲン光の透過率Ｔｈａは１００％から９６％に低下する。
【００９５】
ここで、領域５１ａにおいてキセノン光の透過率のみを調整する場合には、図１８に示すように、透過率調整領域５３ａを開口する。また、領域５１ｂにおいてハロゲン光の透過率のみを調整する場合には、透過率調整領域５２ｂを開口する。同様に、透過率調整領域５２ｃ，５３ｃの双方を開口すれば、領域５１ｃはキセノン光およびハロゲン光の透過率を調整しない（照度調整しない）領域となる。逆に、透過率調整領域５２ｄ，５３ｄの双方を開口しなければ、領域５１ｄはキセノン光およびハロゲン光の双方の透過率を調整する（照度調整する）領域となる。
【００９６】
このように、透過率調整シート５０上に透過率調整領域５２ａ〜５２ｄ，５３ａ〜５３ｄを予め形成しておき、領域５１ａ〜５１ｄごとに上記透過率調整領域５２ａ〜５２ｄ，５３ａ〜５３ｄを開口するか否かを決定して、各領域５１ａ〜５１ｄにおけるキセノン光およびハロゲン光の透過率を適宜調整する構成にしても良い。
【００９７】
また、透過率調整領域５２ａ〜５２ｄ，５３ａ〜５３ｄを予め開口しておいて、そこに上記多層膜と同等、あるいは類似の透過特性を有する色ガラスを嵌め込むような構成にしても良い。さらに、透過率調整領域５２ａ〜５２ｄ，５３ａ〜５３ｄには、多層膜を形成する代わりに、当該多層膜と同等の特性を有する色ガラス（透過率調整領域５２ａ〜５２ｄ，５３ａ〜５３ｄと同サイズにカットしたもの）を貼り付けても良い。この場合、透過率調整しない部分は開口する必要がなく、色ガラスを貼り付ける必要がない。
【００９８】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を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。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、太陽電池の検査、測定、及び実験に利用できる。また、化粧品、塗料、接着剤、各種材料の退色および耐光試験にも利用できる。さらに、光触媒の検査および実験、ならびに自然光を必要とするその他の各種実験にも利用できる。
【符号の説明】
【０１００】
１  キセノンランプ
２，５  リフレクタ
３，６  テーパカプラ
４  ハロゲンランプ
７  波長選択ミラー
８，９  光学フィルタ
１０  導光板
１１  プリズムシート
１２ａ〜１２ｃ，３１，３２ａ，３２ｂ，４０，５０  透過率調整シート
１３  照射面
１６  キセノン光源
１７  ハロゲン光源
１８，３８，４８  擬似太陽光照射装置
１９  散乱体
２１ａ〜２１ｅ  開口部
２２  波長選択膜領域
３３ａ〜３３ｆ，４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，５２ａ〜５２ｄ，５３ａ〜５３ｄ  透過率調整領域
５１ａ〜５１ｄ  領域
１００，１０１  光学系セット
【図１】
2011211098.tif 000003
【図２】
2011211098.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2011211098.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2011211098.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2011211098.tif 000019
【図１８】
2011211098.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成22年12月13日(2010.12.13)
【手続補正１】
【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】
第１の光を照射する第１の光源と、
上記第１の光を入射させ、上記第１の光に指向性を付与する第１の光学部材と、
上記指向性が付与された上記第１の光を入射させ、該第１の光の発光スペクトルを調整する第１の光学フィルタと、
上記第１の光とは異なる第２の光を照射する第２の光源と、
上記第２の光を入射させ、上記第２の光に指向性を付与する第２の光学部材と、
上記指向性が付与された上記第２の光を入射させ、該第２の光の発光スペクトルを調整する第２の光学フィルタと、
上記発光スペクトルが調整された上記第１の光、および上記発光スペクトルが調整された上記第２の光を入射させ、該第１の光における、所定の波長よりも短波長の光と、該第２の光における、上記所定の波長よりも長波長の光とを選択して出射する光選択素子と、
上記光選択素子によって選択された上記第１の光および上記第２の光が入射される導光板と、
上記導光板に設けられ、上記導光板に入射した上記第１の光および上記第２の光を照射面に取り出す光取り出し手段と、
上記光取り出し手段よりも上記照射面側に配置され、上記光取り出し手段によって取り出された上記第１の光および上記第２の光を透過させ、該第１の光および該第２の光のうち、少なくともいずれか一方の透過率に対して波長依存性を有する透過率調整部材とを備えていることを特徴とする擬似太陽光照射装置。
【請求項２】
上記第１の光学部材は、
上記第１の光に上記指向性を付与する第１の集光素子と、
上記第１の光に上記指向性を付与する第１のテーパ状集光素子とを備え、
上記第２の光学部材は、
上記第２の光に上記指向性を付与する第２の集光素子と、
上記第２の光に上記指向性を付与する第２のテーパ状集光素子とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の擬似太陽光照射装置。
【請求項３】
上記透過率調整部材は、上記所定の波長よりも長波長の光の透過率が１０％以下であり、上記所定の波長よりも短波長の光の透過率が９０％以上である第１の透過率調整領域、および上記所定の波長よりも長波長の光の透過率が９０％以上であり、上記所定の波長よりも短波長の光の透過率が１０％以下である第２の透過率調整領域のうち、少なくともいずれか一方を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の擬似太陽光照射装置。
【請求項４】
上記透過率調整部材は、上記第１の透過率調整領域、および上記第２の透過率調整領域の両方を備えており、
上記第１の透過率調整領域、および上記第２の透過率調整領域は、互いに異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の擬似太陽光照射装置。
【請求項５】
上記第１の透過率調整領域および上記第２の透過率調整領域は開口部を有しており、
上記透過率調整部材における上記所定の波長よりも長波長の光の透過率は、上記第１の透過率調整領域が有する上記開口部の大きさによって定まり、
上記透過率調整部材における上記所定の波長よりも短波長の光の透過率は、上記第２の透過率調整領域が有する上記開口部の大きさによって定まることを特徴とする請求項３または４に記載の擬似太陽光照射装置。
【請求項６】
上記透過率調整部材における上記所定の波長よりも長波長の光の透過率は、当該透過率調整部材に対する上記第１の透過率調整領域の面積比によって定まり、
上記透過率調整部材における上記所定の波長よりも短波長の光の透過率は、当該透過率調整部材に対する上記第２の透過率調整領域の面積比によって定まることを特徴とする請求項３または４に記載の擬似太陽光照射装置。
【請求項７】
上記第１の光源は、上記第１の光であるキセノン光を照射するキセノン光源であり、
上記第２の光源は、上記第２の光であるハロゲン光を照射するハロゲン光源であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の擬似太陽光照射装置。