(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管内部にハロゲンガスを含む第１光源と、
上記第１光源の光を出射する出射領域を残して上記第１光源を覆うランプカバーと、
上記第１光源と上記ランプカバーとの間に配置された、上記第１光源の光を上記出射領域に集光する集光部材と、
出射された上記第１光源の光を反射させて導光する導光部材と、
上記導光部材を冷却風によって冷却する冷却部と、
光照射装置の支持体に着脱可能な枠体とを備え、
上記枠体には、上記第１光源および上記ランプカバーを着脱可能であり、
上記第１光源は、上記発光管の端部に設けられた電極を含み、
上記ランプカバーは、上記電極が設けられる上記発光管の端部と上記電極とをも覆い、
上記ランプカバーは、上記冷却風を遮ることにより、上記冷却風によって上記第１光源が冷却されることを低減することを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
上記導光部材は、上記第１光源からの光を内部で全反射させて導光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】
上記導光部材は、上記第１光源からの光に指向性を付与するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の光照射装置。
【請求項４】
上記ランプカバーは、リード線を上記電極に配線するための切り欠きを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項５】
上記導光部材からの光を受けてスペクトルを調整するスペクトル調整部と、
上記スペクトル調整部からの光が入射され、入射された光を擬似太陽光として照射する導光板とを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項６】
上記第１光源とはスペクトルが異なる第２光源と、
上記第１光源からの光の少なくとも一部のスペクトルと、上記第２光源からの光の少なくとも一部のスペクトルとを合成し、擬似太陽光を生成する合成部とを備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項７】
上記ランプカバーは、上記出射領域に対応する位置に開口を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項８】
上記発光管は円筒形であり、上記第１光源は、上記発光管の両端部に上記電極を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、該太陽電池の特性、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、人工の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】
擬似太陽光に求められる主要な要素は、その擬似太陽光の発光スペクトルが基準太陽光（日本工業規格により制定）と近いことと、擬似太陽光の照度が基準太陽光と同程度であることとである。そこで、このような擬似太陽光を照射するための装置として、擬似太陽光照射装置が開発されている。該擬似太陽光照射装置は、一般的に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、太陽電池の発電量等を測定するために使用される。
【０００４】
特許文献１には、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（ソーラーシュミレータ）が開示されている。具体的には、この擬似太陽光照射装置は、各ランプの上方開放部に専用の光学フィルタを備えている。これにより、太陽電池の受光面に対して、下方からランプの点灯による擬似太陽光が照射される。さらに、この擬似太陽光照射装置は、各ランプが設置された室内部に、反射板が設けられている。これにより、ランプの照度ムラを調整する。また、各ランプが設置された各室に通じるように、側壁に吸引ファン等の冷却装置を設けることが記載されている。
【０００５】
特許文献２には、放電容器内に２つのタングステン電極を有し、ハロゲンガスと酸素とを含む気体が封入された高圧放電ランプが開示されている。この高圧放電ランプでは、放電容器内に酸化タングステンの形で適量の酸素を封入することにより、ハロゲンサイクルを促進させ、ランプの寿命を向上させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−０４８７０４号公報（公開日：２００２年２月１５日）
【特許文献２】特開２００６−０６６０９３号公報（公開日：２００６年３月９日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発光管内部にハロゲンガスを含むランプでは、タングステン・フィラメントまたはタングステン電極から昇華したタングステンが、ハロゲンと化合することによってタングステン・フィラメントまたはタングステン電極に戻るハロゲンサイクルが行われる。これにより、発光管内部の黒化の抑制およびランプの長寿命化が実現される。このハロゲンサイクルが安定して、かつ効率よく行われるためには、発光管内壁面の温度を高温に保つ必要がある。具体的には、ハロゲンとしてヨウ素を使用する場合、発光管内壁面の温度は１７０℃以上、ハロゲンとして臭素を使用する場合、発光管内壁面の温度は２５０℃以上であることが好ましい。
【０００８】
特許文献１には、ハロゲンランプが配置された室内に通じるように吸引ファン等の冷却装置を設ける構成が記載されている。特許文献１には、冷却によるハロゲンサイクルへの影響について、何ら示唆されていない。しかしながら、冷却によってハロゲンランプの発光管の温度が所定の温度より低下すると、ハロゲンサイクルの効率が悪化し、ハロゲンランプの寿命が短くなるという問題が発生することが考えられる。
【０００９】
特許文献２のランプは、ハロゲンサイクルを促進するために発光管内部の気体の成分を改善したものである。しかしながら、特許文献２には、冷却に関して何ら示唆はない。ランプと共に、冷却を必要とするランプ以外の部品を組み合わせて使用する場合、当該部品と共にランプをも冷却してしまい、ハロゲンサイクルの効率が悪化するという問題が発生することが考えられる。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハロゲンサイクルが効率的に行われる光照射装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る光照射装置は、発光管内部にハロゲンガスを含む第１光源と、上記第１光源の光を出射する出射領域を残して上記第１光源を覆うランプカバーとを備えることを特徴としている。
【００１２】
上記の構成によれば、第１光源を覆うランプカバーにより、例えば他の部品を冷却するための冷却風が第１光源に当たることを防ぐことができる。そのため、冷却風が第１光源を冷却することを防ぐ、または、冷却風が第１光源を冷却する程度を低減することができる。そのため、発光管内部にハロゲンガスを含む第１光源において、ハロゲンサイクルが効率的に安定して行われる。よって、第１光源の黒化を抑制し、光照射装置の発光効率を高くし、かつ寿命を長くすることができる。
【００１３】
また、上記第１光源は、上記発光管の端部に設けられた電極を含み、上記ランプカバーは、上記電極が設けられる上記発光管の端部までを覆う構成とすることもできる。
【００１４】
発光管の端部は、通常、発熱箇所であるフィラメント等から離れており、内壁の温度が低い。上記の構成によれば、ランプカバーは、発光管の端部までを覆っているので、発光管の端部が冷却されることをも防ぐことができる。よって、黒化しやすい発光管の端部の温度を高く保ち、ハロゲンサイクルを促進することができる。
【００１５】
また、上記ランプカバーは、上記電極をも覆う構成とすることもできる。
【００１６】
上記の構成によれば、ランプカバーは、発光管の端部に設けられた電極までをも覆っているので、電極を介して発光管が冷却されることを防ぐことができる。よって、黒化しやすい発光管の端部の温度を高く保ち、ハロゲンサイクルを促進することができる。
【００１７】
また、上記光照射装置は、出射された上記第１光源の光を透過または反射させる光学部材を備える構成とすることもできる。
【００１８】
また、上記光照射装置は、上記光学部材を冷却風によって冷却する冷却部を備える構成とすることもできる。
【００１９】
また、上記光照射装置は、上記第１光源と上記ランプカバーとの間に、上記第１光源の光を上記出射領域に集光する集光部材を備える構成とすることもできる。
【００２０】
また、上記光学部材は、上記第１光源からの光を内部で全反射させて導光する導光部材であってもよい。
【００２１】
また、上記光学部材は、上記第１光源からの光に指向性を付与する構成とすることもできる。
【００２２】
また、上記ランプカバーは、リード線を上記電極に配線するための切り欠きを有する構成とすることもできる。
【００２３】
また、上記光照射装置は、上記光学部材からの光を受けてスペクトルを調整するスペクトル調整部と、上記スペクトル調整部からの光が入射され、入射された光を擬似太陽光として照射する導光板とを備える構成とすることもできる。
【００２４】
また、上記光照射装置は、上記第１光源とはスペクトルが異なる第２光源と、上記第１光源からの光の少なくとも一部のスペクトルと、上記第２光源からの光の少なくとも一部のスペクトルとを合成し、擬似太陽光を生成する合成部とを備える構成とすることもできる。
【００２５】
また、上記光照射装置は、光照射装置の支持体に着脱可能な枠体を備え、上記枠体には、上記第１光源および上記ランプカバーを着脱可能である構成とすることもできる。
【００２６】
また、上記ランプカバーは、上記出射領域に対応する位置に開口を有する構成とすることもできる。
【００２７】
また、上記発光管は円筒形であり、上記第１光源は、上記発光管の両端部に上記電極を有する構成であってもよい。
【００２８】
本発明に係る光照射装置は、発光管内部にハロゲンガスを含む第１光源と、上記第１光源からの光を導光する導光部材と、冷却風によって上記導光部材を冷却する冷却部と、上記冷却風を遮ることにより、上記冷却風によって上記第１光源が冷却されることを低減するランプカバーとを備えることを特徴としている。
【００２９】
上記の構成によれば、冷却風を遮るランプカバーにより、冷却風が第１光源に当たることを防ぐことができる。そのため、冷却風が第１光源を冷却することを防ぐ、または、冷却風が第１光源を冷却する程度を低減することができる。そのため、発光管内部にハロゲンガスを含む第１光源において、ハロゲンサイクルが効率的に安定して行われる。よって、第１光源の黒化を抑制し、光照射装置の発光効率を高くし、かつ寿命を長くすることができる。
【００３０】
また、上記光照射装置は、上記第１光源からの光のスペクトルを調整するスペクトル調整部と、上記スペクトル調整部からの光が入射され、入射された光を擬似太陽光として照射する導光板とを備える構成とすることもできる。
【発明の効果】
【００３１】
以上のように、本発明に係る光照射装置によれば、ランプカバーにより、冷却風が第１光源を冷却することを防ぐ、または、冷却風が第１光源を冷却する程度を低減することができる。そのため、発光管内部にハロゲンガスを含む第１光源において、ハロゲンサイクルが効率的に安定して行われる。よって、第１光源の黒化を抑制し、光照射装置の発光効率を高くし、かつ寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る一実施形態の擬似太陽光照射装置の要部構成を示す模式図である。
【図２】上記擬似太陽光照射装置における光導入部の一部を示す模式図である。
【図３】上記擬似太陽光照射装置における光導入部の一部を示す模式図である。
【図４】波長選択部材に入射角４５度で入射した光に対する透過率を示す図である。
【図５】本発明に係る一実施例の擬似太陽光照射装置の構成を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る一実施例の光導入部の構成を示す上面図である。
【図７】光照射装置の概略構成を示す斜視図である。
【図８】本発明に係る別の実施例のハロゲン光源の概略構成を示す図である。
【図９】（ａ）は、擬似太陽光照射装置のハロゲン光源周辺の一部を示す斜視図であり、（ｂ）は、ハロゲン光源および集光部材を組み合わせたものの側面図であり、（ｃ）は、ハロゲン光源および集光部材を組み合わせる前の側面図である。
【図１０】本発明に係る別の実施例の光照射装置の詳細な構成を示す斜視図である。
【図１１】別の角度から見た上記光照射装置の詳細な構成を示す斜視図である。
【図１２】上記擬似太陽光照射装置におけるハロゲン光源周辺の一部の構成を示す斜視図である。
【図１３】比較例の光照射装置の構成を示す斜視図である。
【図１４】運転後における別の実施例の光照射装置および比較例の光照射装置の発光管の黒化の程度を比較した表である。
【図１５】上記運転後における別の実施例の光照射装置および比較例の光照射装置の波長毎の照度を示すグラフである。
【図１６】上記運転後における別の実施例の光照射装置および比較例の光照射装置の照度を示す表である。
【図１７】本発明に係る別の実施形態の光導入部の一部を示す模式図である。
【図１８】光導入部のハロゲン光源周辺の一部を示す斜視図である。
【図１９】光導入部のハロゲン光源周辺の一部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
［実施形態１］
（擬似太陽光照射装置１００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、擬似太陽光を被照射体２１に照射する擬似太陽光照射装置（光照射装置）１００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１００の要部構成を示す模式図である。擬似太陽光は、人工光の一種であり、自然光（太陽光）の発光スペクトルに近い発光スペクトルを有している。本実施形態の擬似太陽光照射装置１００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、太陽電池等の被照射体２１に照射する。
【００３４】
図１に示すように、擬似太陽光照射装置１００は、光を導入する光導入部２０、導光板８、光取り出し部９、反射シート１０、および冷却部１８を備える。擬似太陽光照射装置１００は、導光板８の照射面（上面）から擬似太陽光（図中矢印）を、被照射体２１に向けて出射する。例えば太陽電池である被照射体２１の特性を測定する際には、被照射体２１に測定ユニット３０の測定端子が接続され、特性の測定が行われる。以下、擬似太陽光照射装置１００について詳細に説明する。
【００３５】
なお、以下の説明では、導光板８の照射面側を上方、照射面とは逆側（裏側）を下方とする。また、上方をｚ方向とし、図１における導光板８の左端部から右端部への向きをｘ方向とし、図１における奥方向をｙ方向とする。
【００３６】
導光板８は、互いに対向して配置された２つの光導入部２０の間に設けられている。導光板８の両側面には、両側に配置された２つの光導入部２０から擬似太陽光が照射される。導光板８は、導光板８の照射面（上面）から擬似太陽光を照射する。導光板８は、透過率を高くするために好ましくは石英ガラス等で構成される。
【００３７】
光取り出し部９は、導光板８の下面（裏面）に形成されている。光取り出し部９は、光導入部２０から出射された擬似太陽光を、導光板８の照射面に取り出す。具体的には、光導入部２０から導光板８に入射した光（擬似太陽光）は、導光板８内部を伝搬する。このとき、光取り出し部９に当たった光は、導光板８の照射面へ出射される。これにより、より広い面積の照射面から、均一な擬似太陽光を照射することが可能となる。なお、光取り出し部９は、例えば散乱体から形成することができ、導光板８内部の擬似太陽光を散乱させて、照射面へ導くことができる。また、散乱体のパターンを変更すれば、擬似太陽光の照度ムラを調整することもできる。例えばドット形状のパターンを、印刷または成形等によって光取り出し部９に形成することができる。
【００３８】
反射シート１０は、導光板８または光取り出し部９から下方に漏れ出た光を、導光板８の照射面側に反射する部材である。
【００３９】
光導入部２０は、導光板８の両側面に配置されている。擬似太陽光照射装置１００では、２つの光導入部２０が、導光板８の両端に擬似太陽光を出射する。このため、より多くの光量（照度）の擬似太陽光を、照射面から出射することが可能となる。ただし、光導入部２０は、導光板８の両端に設ける必要はなく、導光板８のいずれか一方の端部にのみ設けられていてもよい。なお、２つの光導入部２０の光学部品構成は同一である。
【００４０】
（光導入部２０の構成）
光導入部２０の構成について、図１〜３を参照して説明する。図２および３は、擬似太陽光照射装置１００における光導入部２０の一部を示す模式図である。図２は、光導入部２０を導光板８の照射面（上面）側から見た図である。図２においては、ランプカバー７の内部の構成を透過して図示しており、また冷却部１８は省略している。図３は、光導入部２０を側面から見た断面図である。
【００４１】
光導入部２０は、ハロゲン光源１（第１光源）、集光部材２、導光部材（光学部材）３、光学フィルタ（スペクトル調整部）４、波長選択部材（合成部）５、光結合部材６、ランプカバー７、キセノン光源（第２光源）１１、集光部材１２、導光部材１３、光学フィルタ１４、反射部材１７、および冷却部１８を備える。
【００４２】
光導入部２０は、ハロゲン光源１およびキセノン光源１１からそれぞれ出射された光を波長選択部材５で混合（合成）することにより擬似太陽光を生成し、擬似太陽光を導光板８の端面（入射面）に照射する。具体的には、ハロゲン光源１およびキセノン光源１１は、擬似太陽光照射装置１００に設けられた光源である。ハロゲン光源１およびキセノン光源１１は、擬似太陽光を生成するために必要な分光分布（スペクトル分布）を有する光を照射する。ハロゲン光源１およびキセノン光源１１から照射される光は、互いに異なるスペクトル分布を有している。ハロゲン光源１は、擬似太陽光に必要な長波長成分の光を多く照射する。一方、キセノン光源１１は、擬似太陽光に必要な短波長成分の光を多く照射する。
【００４３】
ハロゲン光源１は、円筒形状の発光管１ａと、発光管１ａの長手方向の両端に設けられた２つの電極１ｂと、発光管１ａの内部で２つの電極１ｂを結ぶタングステンのフィラメント１ｃとを備える。発光管１ａは、耐熱性のある、石英ガラス、アルミノシリケートガラス、または高珪酸ガラス等によって形成される。発光管１ａの内部には、窒素またはアルゴン等の不活性ガスと、微量のハロゲンガス（ヨウ素または臭素等）とが封入されている。両端に口金がある筒状のハロゲン光源１を用いることにより、より広い面積における光強度およびスペクトルを均一化することができる。これにより、擬似太陽光照射装置１００は、より広い面積に精度のよい擬似太陽光を照射することができる。それゆえ、近年における太陽電池の大面積化の要求に応えることができる擬似太陽光照射装置１００を実現することができる。
【００４４】
集光部材２は、内側面が反射面になっている部材である。ハロゲン光源１のフィラメント１ｃに対応する径方向の周囲は、ハロゲン光源１からの光を反射する集光部材２によって包囲されている。集光部材２は、側面視したときの反射面の断面形状の少なくとも一部が、楕円曲線に沿っている。発光管１ａのフィラメント１ｃは、楕円形状である集光部材２の一方の焦点に位置する。集光部材２は、ハロゲン光源１からの光を集光し、導光部材３に入射させる。集光部材２は、フィラメント１ｃの軸に垂直な平面において、光の進行方向がｘ方向に対して３０度以内に収まるように光の指向性を高める。集光部材２は、ハロゲン光源１から出射された光の放射指向性を揃える。その結果、ハロゲン光源１から直接出射される光、および、集光部材２により反射された光が、導光部材３に向かって出射される。したがって、ハロゲン光源１からの出射光が有効に利用される。なお、集光部材２として放物面等のミラーを用いることもできる。
【００４５】
ランプカバー７は、ハロゲン光源１からの光を導光部材３に出射するための開口（出射領域）を有するカバーである。ランプカバー７は、ハロゲン光源１および集光部材２を包囲している。ここでは、ランプカバー７は、ハロゲン光源１の発光管１ａの端部までを覆っている。なお、リード線１ｄを接続するためのハロゲン光源１の電極（リード線接続部）１ｂはランプカバー７から露出している。
【００４６】
導光部材３は、入射面から内部に入射された光を壁面で全反射させて対向する出射面まで導光し、出射する光学素子である。導光部材３の入射面は、ハロゲン光源１に近接して配置され、ランプカバー７の開口に位置している。導光部材３は、ｙ方向において対向する１対の側面がテーパ状に傾斜している。すなわち、導光部材３の入射面から出射面に向かって、導光部材３の断面積は徐々に増加する。これにより、ハロゲン光源１から導光部材３に入射された光は、導光部材３の側面で反射を繰り返し放射指向性が揃えられる。導光部材３は、ｘ−ｙ平面において、光の進行方向がｘ方向に対して３０度以内に収まるように光の指向性を高める。この結果、導光部材３の出射面から出射される光は、出射面に垂直な方向（光軸の方向）に高い指向性を有する。
【００４７】
光学フィルタ４は、透過させたハロゲン光源１からの光のスペクトルを基準太陽光のスペクトル分布に近くするようスペクトルを調整するフィルタである。光学フィルタ４は、導光部材３の出射面に対向して配置され、導光部材３の出射面から出射された光を透過する。光学フィルタ４は、ガラス基板上に光学多層膜を形成したものである。光学フィルタ４は、波長に応じて変化する透過率を有し、透過する光のスペクトルを少なくとも部分的に基準太陽光のスペクトルに近づける。光学フィルタ４は、通常エアマスフィルタ（スペクトル調整フィルタ）と称される。
【００４８】
キセノン光源１１は、円筒形状の発光管の中にキセノンが封入されたキセノンランプである。
【００４９】
集光部材１２は、集光部材２と同様の機能および構成を有する。集光部材１２は、キセノン光源１１から出射された光が導光部材１３に入射されるように、キセノン光源１１からの光を集光する。
【００５０】
反射部材１７は、導光部材１３に入射しない光を集光部材１２側に反射し、集光部材１２で再度反射した光を導光部材１３に入射させる。なお、本実施形態のように、キセノン光源１１側にはランプカバー７は設けられていなくてもよい。
【００５１】
導光部材１３は、導光部材３と同様の機能および構成を有する。導光部材１３は、キセノン光源１１から入射された光の放射指向性を高め、ｚ方向の指向性が高い光を光学フィルタ１４に対して出射する。
【００５２】
光学フィルタ１４は、透過させたキセノン光源１１からの光のスペクトルを基準太陽光のスペクトル分布に近くするようスペクトルを調整するフィルタである。光学フィルタ１４は、導光部材１３の出射面に対向して配置され、導光部材１３の出射面から出射された光を透過する。光学フィルタ１４は、ガラス基板上に光学多層膜を形成したものである。光学フィルタ１４は、波長に応じて変化する透過率を有し、透過する光のスペクトルを少なくとも部分的に基準太陽光のスペクトルに近づける。
【００５３】
このようにして、ハロゲン光源１からの光とキセノン光源１１からの光とが、それぞれ波長選択部材５に入射する。なお、ハロゲン光源１からの光の光軸とキセノン光源１１からの光の光軸とは垂直である。
【００５４】
波長選択部材５は、所定の境界波長より短波長側の光を反射し、境界波長より長波長側の光を透過させる部材である。板状の波長選択部材５は、光学フィルタ４を通過した光の光軸に対して入射面が４５度傾けられて配置されている。また、波長選択部材５は、光学フィルタ１４を通過した光の光軸に対しても入射面が４５度傾けられて配置されている。
【００５５】
図４は、波長選択部材５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に示すように、波長選択部材５は、波長選択の機能を有する。つまり、波長選択部材５は、ハロゲン光源１およびキセノン光源１１から出射される光から擬似太陽光に必要な光を選択（抽出）すると共に、選択された光を混合して擬似太陽光を合成する。具体的には、波長選択部材５は、所定波長未満（所定波長（図４では６５０ｎｍ）よりも短波長側）の光を反射する一方、所定波長以上（所定波長よりも長波長側）の光を透過する。言い換えれば、波長選択部材５は、擬似太陽光に必要な長波長側の光を透過する一方、短波長側の光を反射する機能を有する。そして、長波長側の光と短波長側の光とを混合して擬似太陽光を合成する。
【００５６】
より詳細には、ハロゲン光源１からの出射光は、擬似太陽光に必要な長波長側の成分を多く含む。一方、キセノン光源１１からの出射光は、擬似太陽光に必要な短波長側の成分を多く含む。波長選択部材５は、６００〜８００ｎｍの範囲に境界波長を有し、この境界波長未満の光を反射する一方、境界波長以上の光を透過する。つまり、ハロゲン光源１からの出射光のうち、境界波長以上の光（長波長側の成分の光）のみが、波長選択部材５を透過して光結合部材６に入射する。一方、キセノン光源１１からの出射光のうち、境界波長未満の光（短波長側の成分の光）のみが、波長選択部材５により反射され、光結合部材６に入射する。
【００５７】
例えば、７００ｎｍ以上の波長の光をハロゲン光源１の光で使用し、キセノン光源１１の光を波長７００ｎｍ未満で使用するとする。この場合、波長選択部材５の反射と透過との境界波長は波長７００ｎｍである。つまり、波長選択部材５は、波長７００ｎｍより短波長の光を反射させ、７００ｎｍ以上の長波長の光を透過する特性を持っている。これにより、擬似太陽光に必要な波長の光のみが、波長選択部材５により選択される。そして、選択された光が合成され、擬似太陽光として出射される。なお、波長選択部材５が反射または透過させる光の境界波長は、任意に設定すればよい。ただし、キセノン光源１１の発光スペクトルの輝線成分を低減するために、６００〜７００ｎｍの範囲で選択することが好ましい。さらに、波長選択部材５としては、波長依存性のある鏡またはフィルタを用いることができる。例えば、波長選択部材５として、コールドミラー、ホットミラー等を用いることができる。
【００５８】
このように、波長選択部材５は、ハロゲン光源１の出射光に含まれる擬似太陽光の合成に必要な長波長成分の光と、キセノン光源１１の出射光に含まれる擬似太陽光の合成に必要な短波長成分の光とを抽出して、擬似太陽光を生成する。この際、スペクトル制御されていないハロゲン光源１の短波長成分の光が除かれ、同様に、スペクトル制御されていないキセノン光源１１の長波長成分の光が除かれることになる。したがって、擬似太陽光の発光スペクトルを基準太陽光の発光スペクトルに、より近似させることが可能となる。
【００５９】
光結合部材６は、入射面から内部に入射された光を壁面で全反射させて対向する出射面まで導光し、出射する光学素子である。光結合部材６の入射面は、波長選択部材５に近接して配置されている。光結合部材６は、ｚ方向において対向する１対の面がテーパ状に傾斜している。すなわち、光結合部材６の入射面から出射面に向かって、光結合部材６の断面積は徐々に減少する。これにより、波長選択部材５から光結合部材６に入射されたｚ方向に広がった光は、入射面よりｚ方向の幅が狭い出射面から出射される。光結合部材６の出射面から出射された光は、導光板８の端面に入射する。
【００６０】
導光板８の端面が光結合部材６の出射面に対向するように、導光板８は、光結合部材６に近接して配置される。光結合部材６によって入射する光のｚ方向の幅を狭くすることができるので、導光板８のｚ方向の厚さを薄くすることができる。導光板８は、透過率を高くするために好ましくは石英ガラス等で構成される。石英ガラスはコストも高いが、光結合部材６を用いると、光の利用効率を高めながら導光板８の厚さを薄くすることができるので、コストを下げることができる。
【００６１】
（冷却部の構成）
導光部材３は、ハロゲン光源１からの光が通過するため温度が上昇する。擬似太陽光照射装置１００は、大面積の太陽電池である被照射体２１に太陽光レベルの光を供給する必要があるため、ハロゲン光源１に求められる出力は大きくなる。それゆえ、導光部材３の温度上昇も大きなものとなる。導光部材は、形状精度および信頼性を高めるために、樹脂材料等よりＢＫ７等の硝材で構成されることが好ましい。一方で、ＢＫ７等の硝材は、高温になると割れやすいため冷却する必要がある。
【００６２】
冷却部１８は、導光部材３を冷却するために導光部材３の上方に配置されている。冷却部１８は、ｙ方向に延びる細長いパイプを備え、パイプの導光部材３の上部に対応する箇所に吹き出し孔１８ａが設けられている。冷却部１８は、パイプの端部に、パイプに冷却風を送り込むファン等の送風機（図示せず）を備える。冷却風は、吹き出し孔１８ａから導光部材３に対して吹き出される。冷却風により導光部材３を冷却し、これにより、導光部材３が高温になることおよび割れが発生することを防止する。
【００６３】
なお、キセノン光源１１側の導光部材１３に対しても、同様に冷却部が設けられるが、ここでは図示を省略する。
【００６４】
（ハロゲン光源のハロゲンサイクル）
ハロゲン光源１の内部では、点灯時にハロゲンサイクルが行われている。ハロゲン光源１に電流が流れると、フィラメント１ｃが高温になり発光する。このとき、フィラメント１ｃのタングステンが蒸発（昇華）し、フィラメント１ｃから遊離する。遊離したタングステンは発光管１ａの内壁面に付着して発光管１ａを黒化させ、発光量を低下させる原因となり得るが、ハロゲン光源１では、ハロゲンが昇華したタングステンと化合し、ハロゲン化タングステンを生成する。ハロゲン化タングステンは比較的揮発しやすいので、蒸発したハロゲン化タングステンがフィラメント１ｃの周辺に戻る。高温のフィラメント１ｃの周辺ではハロゲンとタングステンが分離するので、再びタングステンがフィラメント１ｃに戻る。この一連のハロゲンサイクルにより、フィラメント１ｃの消耗が抑制され、発光管１ａの内壁面の黒化も防止することができる。それゆえ、発光出力の低下の防止、およびハロゲン光源１の長寿命化が実現される。
【００６５】
ただし、ハロゲンサイクルが安定して、効率的に行われるためには、発光管１ａの内壁面の温度を所定の温度以上に保つ必要がある。具体的には、ハロゲンとしてヨウ素を使用する場合、発光管内壁面の温度は１７０℃以上、ハロゲンとして臭素を使用する場合、発光管内壁面の温度は２５０℃以上であることが好ましい。
【００６６】
そのため、導光部材３は破損防止のために冷却される必要があるが、導光部材３に近接して配置されるハロゲン光源１は、冷却を避ける必要がある。
【００６７】
ランプカバー７は、ハロゲン光源１または発光管１ａの一部に対して冷却部１８からの冷却風が当たることを防ぐ。ランプカバー７は、ハロゲン光源１の発光管１ａの端部までを覆っているので、フィラメント１ｃから遠く冷めやすい電極１ｂ付近の発光管１ａの内壁の温度低下をも防止することができる。そのため、ハロゲン光源１では、効率よく安定してハロゲンサイクルが行われ、発光出力の低下の防止、および長寿命化が実現される。
【００６８】
（擬似太陽光照射の原理）
ハロゲン光源１およびキセノン光源１１は無指向性の光源であるため、各光源の出射光は、拡がりを持った拡散光となる。このため、各光源の出射光が、所定の角度で波長選択部材５に入射するように、各光源の出射光の指向性を制御することが好ましい。ここで、図２に示したように、導光部材３，１３は、テーパ形状になっており、対向する１対の面が、台形形状になっている。すなわち、導光部材３，１３の入射面から出射面に向かって、導光部材３，１３の幅（断面積）が徐々に増加する。このような構造によって、ハロゲン光源１およびキセノン光源１１から出射された光は、導光部材３，１３の側面で複数回反射するうちに、指向性（放射角）が改善される。これにより、指向性が揃った（放射角が制御された）光が、導光部材３，１３の出射面から出射される。なお、導光部材３，１３から出射される光の放射角は、導光部材３，１３の側面の傾斜角と、導光部材３，１３における光の進行方向の長さとによって制御される。
【００６９】
したがって、ハロゲン光源１およびキセノン光源１１から出射された光は、集光部材２，１２によって、放射指向性が揃えられる。さらに、ハロゲン光源１およびキセノン光源１１から出射された光は、導光部材３，１３によっても放射指向性が揃えられる。指向性が揃えられた光は、光スペクトルを調整する光学フィルタ４，１４を透過した後、波長選択部材５に入射する。
【００７０】
導光部材３，１３によって、光の指向性を揃える利点は、光学フィルタ４，１４の構造と関係する。具体的には、光学フィルタ４，１４は、複数の薄膜が積層された構造になっている。このため、光学フィルタ４，１４への入射角が光学フィルタ４，１４への垂直入射に対してずれが大きいほど、透過率特性も変化してしまう。つまり、光学フィルタ４，１４に指向性の低い光が入射すると、基準太陽光のスペクトル分布と乖離したスペクトル分布を有する擬似太陽光を生成してしまう。
【００７１】
しかし、導光部材３，１３によって、光の指向性を揃えれば、基準太陽光のスペクトル分布に近い擬似太陽光を生成することが可能となる。具体的には、導光部材３，１３から出射された光は、光学フィルタ４，１４の垂直軸に対して、入射角範囲が±３０°以下になる。この光学フィルタ４，１４は入射角０°、つまり光学フィルタ４，１４に対して垂直で入射する場合に所定の透過特性が得られるように設計されているため、入射光の光学フィルタ４，１４への垂直方向の位相ずれ（１−ｃｏｓ３０°で近似）は最大で１４％であり、入射角が０°から３０°まで広がった場合でも、位相ずれは０％から１４％までの平均的な値となる。したがって、入射角が０°で入射した場合に対する、光学フィルタ４，１４の透過率の変化が小さくなる。
【００７２】
このように、光学フィルタ４，１４に対して、指向性の高い光が入射するので、スペクトルの制御性が高まり、より基準太陽光に近い擬似太陽光を形成することができる。その結果、光学フィルタ４，１４を通過することで得られる光は、実際の太陽光により近くなり、結果として擬似太陽光を、基準太陽光からのずれ（スペクトル合致度）が±５％以内の日本工業規格（ＪＩＳ）ＭＳ級の光にすることができる。
【００７３】
また、擬似太陽光照射装置１００は、導光部材３，１３を備えるため、ハロゲン光およびキセノン光が所定の角度で光学フィルタ４，１４および波長選択部材５に入射するように、光の指向性が制御される。このため、キセノン光およびハロゲン光の光量が、波長選択部材５に到達するまでの損失が抑制される。
【００７４】
なお、導光部材３，１３の一方のみでも、ハロゲン光またはキセノン光の指向性を制御し、所定の角度で波長選択部材５に入射できる。また、擬似太陽光照射装置１００では、擬似太陽光を得るための光源として、ハロゲン光源１およびキセノン光源１１を用いた。しかし、ハロゲン光源１の代わりにハロゲンガスを含む高圧放電ランプを用いてもよいし、キセノン光源１１の代わりに他の光源を用いてもよい。また、光源の種類としては、棒状光源以外にも点光源等を用いてもよい。
【００７５】
また、冷却部は、ファンによって冷却風を送風するものに限らず、例えば、圧縮空気を冷却が必要な光学部材に供給する（吹き付ける）ものであってもよい。この場合、擬似太陽光照射装置１００の外部で生成された圧縮空気を、配管を介して冷却部に供給する構成とすることもできる。
【００７６】
［実施形態２］
本発明の別の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１にて説明した図面と同じ機能を有する部材・構成については、同じ符号を付記し、その詳細な説明を省略する。
【００７７】
図１７は、図２に対応し、本実施形態の光導入部のハロゲン光源１周辺の構成を導光板８の照射面（上面）側から見た図である。図１７においては、ランプカバー６７の内部の構成を透過して図示しており、また冷却部は省略している。
【００７８】
本実施形態では、ハロゲン光源１を覆うランプカバー６７が設けられている。ランプカバー６７は、ハロゲン光源１の発光管１ａのみならず、発光管１ａの両端に設けられている電極１ｂをも覆っている。電極１ｂに接続されたリード線１ｄは、ランプカバー６７の側面に設けられたリード線用の穴または切り欠き部を通って外部に配線される。ランプカバー６７からはリード線１ｄのみが外部に露出する。ここでは、ランプカバー６７は、電極１ｂの側面をも覆っている。
【００７９】
本実施形態では、ランプカバー６７が発光管１ａの両端に設けられている電極（リード線接続部）１ｂまでをも覆っているので、冷却風が電極１ｂに当たることを防ぐ（低減する）ことができる。これにより、電極１ｂを介して発光管１ａが冷却されることを防ぐことができる。そのため、ランプカバー６７は、発光管１ａの端部および電極１ｂの内壁面の温度低下を防止し、ハロゲンサイクルを促進することができる。これにより、ハロゲン光源１では、効率よく安定してハロゲンサイクルが行われ、発光出力の低下の防止、および長寿命化が実現される。
【実施例１】
【００８０】
以下に、実施形態１の擬似太陽光照射装置１００の実施例について説明する。
【００８１】
図５は、本実施例の擬似太陽光照射装置１００の構成を示す斜視図である。構成部材の関係を分かりやすくするために、図５においては、一部の部材を半透明にして表し、また、外部の筐体、支持体等は省略している。また、ハロゲン光源１の部品構成が見やすいよう、ランプカバーを省略している。ランプカバーについては他の図を用いて説明する。
【００８２】
図５において、太陽電池である被照射体２１を配置する位置を点線で示している。配置可能な被照射体２１の被照射面積は、最大で１４００ｍｍ×１０００ｍｍ程度である。被照射体２１は、導光板８の上方に配置される。
【００８３】
導光板８の両側には、それぞれ光導入部２０が設置されている。１つの光導入部２０には、ｙ方向に沿ってそれぞれ１６個のハロゲン光源１が並んでいる。複数の集光部材２は、各ハロゲン光源１に対応して、フィラメント１ｃの部分を囲うように設置されている。複数の導光部材３は、各ハロゲン光源１に対応して、入射面がハロゲン光源１に対向するように設置されている。
【００８４】
ハロゲン光源１は、その特性上、太陽電池の一辺のように長いものは製造が難しいため、フィラメント長が４０ｍｍ程度のハロゲン光源１が複数並べて使用される。
【００８５】
波長選択部材５の下方には、キセノン光源１１が配置されている。集光部材１２は、キセノン光源１１を囲むように設置されている。キセノン光源１１の上方には複数の開口を有する反射部材１７が設置されている。８個の導光部材１３が、反射部材１７の複数の開口部に対応して設置されている。
【００８６】
ハロゲン光源１からの光およびキセノン光源１１からの光は、それぞれ導光部材３，１３から出射された後、それぞれに対応する光学フィルタ（図示せず）を通過してスペクトルが調整される。その後、ハロゲン光源１からの光およびキセノン光源１１からの光は、波長選択部材５による透過または反射によって選択された波長範囲の光が合成され、擬似太陽光として光結合部材６に入射する。光結合部材６から出射された擬似太陽光は、導光板８に入射する。導光板８に入射した擬似太陽光は、光取り出し部９または反射シート１０によって導光板８の上方に出射され、被照射体２１に照射される。
【００８７】
各光導入部２０において、導光部材３の上方には、ｙ方向に延びる筒状の冷却部１８が設置されている。冷却部１８は、冷却風を通すパイプ１８ｂと、パイプ１８ｂの両端に設けられパイプ１８ｂの内部に冷却風を送風する送風機１８ｃ，１８ｄとを備える。送風機１８ｃは給気用であり、送風機１８ｄは排気用である。パイプ１８ｂ内の冷却風は、送風機１８ｃ側から送風機１８ｄ側へ流れ、導光部材３に対応してパイプ１８ｂに設けられた吹き出し孔１８ａから、導光部材３に向けて冷却風が供給される。
【００８８】
図６は、本実施例の光導入部２０の構成を示す上面図である。図６においては、光導入部２０のうち、ハロゲン光源１を含む光照射装置４０と、導光部材３と、冷却部１８とに関する部分のみを図示する。なお、一部の光照射装置４０において、内部の構成を見やすくするために、集光部材２およびランプカバー７を省略している。
【００８９】
ｙ方向に並ぶように複数の導光部材３が配置されている。各導光部材３の入射面側には、ハロゲン光源１を含む光照射装置４０が配置されている。冷却部１８のパイプ１８ｂは、導光部材３のハロゲン光源１に近い部分の上方に配置される。これは、ハロゲン光源１に近い部分の方が光束が密であり、発熱しやすいためである。パイプ１８ｂに設けられた吹き出し孔１８ａは、導光部材３に向けて冷却風を供給する。
【００９０】
ハロゲン光源１は、円筒の発光管１ａを有し、発光管１ａの両端にリード線（導線）１ｄを接続するための電極１ｂを有する。また、ハロゲン光源１は、発光管１ａの内部にフィラメント１ｃを有する。ハロゲンランプでは、フィラメント１ｃが発光部である。電極１ｂにはそれぞれリード線１ｄの一端が接続され、リード線１ｄの他端は電源を含む制御回路部（図示せず）に接続されている。
【００９１】
光照射装置４０は、ハロゲン光源１、集光部材２、およびランプカバー７を含む。集光部材２は、その反射面がハロゲン光源１のフィラメント１ｃを囲むように配置されている。ランプカバー７は、ハロゲン光源１および集光部材２を覆い、冷却風がハロゲン光源１の少なくとも発光管１ａに当たらないようにする。
【００９２】
図７は、光照射装置４０の概略構成を示す斜視図である。ランプカバー７は、ハロゲン光源１の発光管１ａの端部までを覆っている。そのため、フィラメント１ｃから遠く冷めやすい電極１ｂ付近の発光管１ａの内壁の温度低下を防止することができる。
【００９３】
ランプカバー７は、導光部材３の入射面に対応する位置に開口７ａを有し、この開口７ａを通じて、導光部材３に光が入射される。なお、開口７ａから導光部材３の入射面をランプカバー７内に挿入した構成とすることもできる。この場合、開口７ａと挿入された導光部材３との隙間は小さい方がよい。
【実施例２】
【００９４】
以下に、擬似太陽光照射装置の他の実施例について説明する。
【００９５】
図８は、本実施例のハロゲン光源５１の概略構成を示す図である。ハロゲン光源５１は、細長い円筒形の発光管５１ａ、発光管５１ａの両端に設けられたリード線を接続するためのリード線接続部５１ｂ、および、両端のリード線接続部５１ｂの間に設けられた２つのフィラメント５１ｃを備える。発光管５１ａの内部には、不活性ガスおよび微量のハロゲンガスが封入されている。２つのフィラメント５１ｃは、２つのリード線接続部５１ｂが有する電極の間で直列に接続されている。それぞれのフィラメント５１ｃが、発光部として機能するので、ハロゲン光源５１は、２つの発光部を有していることになる。各リード線接続部５１ｂに接続されたリード線５１ｄは、電源を含む制御回路部に接続される。ハロゲン光源５１の長さ（両端の距離）は２１５ｍｍであり、各フィラメント５１ｃの長さは４０ｍｍである。発光管５１ａの直径は２０ｍｍである。
【００９６】
図９（ａ）は、擬似太陽光照射装置のハロゲン光源５１周辺の一部を示す斜視図である。図９（ｂ）は、ハロゲン光源５１および集光部材５２を組み合わせたものの側面図である。本実施例の擬似太陽光照射装置の光導入部２２には、複数の集光部材５２は、１対ずつ組になって配置されている。
【００９７】
集光部材５２は、導光部材３の入射面側を前方（正面側）とすると、後方集光部材５２ａと、前方集光部材５２ｂと、後方側面集光部材５２ｃと、前方側面集光部材５２ｄとを有している。後方集光部材５２ａおよび前方集光部材５２ｂは、アルミニウムからなる部材で、内側に反射面を有する。後方集光部材５２ａおよび前方集光部材５２ｂは、両者を組み合わせると側面の断面が楕円形になる反射面を形成する。なお、反射面には金（Ａｕ）の蒸着膜が形成されている。後方側面集光部材５２ｃおよび前方側面集光部材５２ｄは、同様にアルミニウムからなる部材で、両者を組み合わせると側面に円形の穴ができるように、それぞれ半円形の切り欠きを有する。２つの後方側面集光部材５２ｃが、後方集光部材５２ａの両側面に配置され、２つの前方側面集光部材５２ｄが、前方集光部材５２ｂの両側面に配置される。なお、後方側面集光部材５２ｃおよび前方側面集光部材５２ｄの内側（後方集光部材５２ａおよび前方集光部材５２ｂがある側）は反射面になっており、反射面には金（Ａｕ）の蒸着膜が形成されている。
【００９８】
図９（ａ）に示すように、組み合わされた後方集光部材５２ａおよび後方側面集光部材５２ｃと、組み合わされた前方集光部材５２ｂおよび前方側面集光部材５２ｄとが、それぞれハロゲン光源５１の背面側および正面側からハロゲン光源５１を挟むように組み合わされる。後方側面集光部材５２ｃおよび前方側面集光部材５２ｄの側面に形成される円形の穴は、ハロゲン光源５１を挟むことが可能なようにφ２０ｍｍよりわずかに大きい。ハロゲン光源５１は、長手方向においてフィラメント５１ｃが集光部材５２および導光部材３に対応する位置になるよう固定される。
【００９９】
実際には、前方集光部材５２ｂおよび前方側面集光部材５２ｄは、図９（ａ）に点線で示す枠体５８にあらかじめ固定されている。なお、枠体５８は、擬似太陽光照射装置に固定されている。ハロゲン光源５１を擬似太陽光照射装置に組み込む際は、まず、前方集光部材５２ｂおよび前方側面集光部材５２ｄに対して、矢印Ａの方向（背面側）からハロゲン光源５１を前方側面集光部材５２ｄの半円形の切り欠きに嵌め込み固定する。次に、後方側面集光部材５２ｃの半円形の切り欠きがハロゲン光源５１に沿うように、後方集光部材５２ａおよび後方側面集光部材５２ｃをハロゲン光源５１の背面側から装着する。その後、１つのハロゲン光源５１および１対の集光部材５２を覆うようにランプカバー５７を取り付ける。なお、導光部材３等は、あらかじめ擬似太陽光照射装置に対して固定されている。
【０１００】
ランプカバー５７は、集光部材５２およびハロゲン光源５１の、導光部材３側ではない面を覆う。ランプカバー５７の両側面には、ハロゲン光源５１のリード線接続部５１ｂおよびリード線５１ｄを外部に露出するための切り込み部（切り欠き）５７ａが形成されている。ランプカバー５７から露出したリード線接続部５１ｂに、リード線５１ｄが配線されている。図示はしていないが、冷却部は実施例１と同様に導光部材３の上方に配置されている。
【０１０１】
ハロゲン光源５１の各フィラメント５１ｃは、導光部材３の入射面に対応する位置に配置される。ハロゲン光源５１は、２つのフィラメント５１ｃを備えるので、設置する数が少なくて済む。すなわち、ハロゲン光源５１の擬似太陽光照射装置への設置、各リード線５１ｄの設置（取り出しおよび引き回し）、およびリード線５１ｄの制御回路部（図示せず）への接続等が容易になる。
【０１０２】
大面積の太陽電池に太陽光レベルの照度の光を供給するためには、各ハロゲン光源５１にも大出力が求められる。そのため、発光管５１ａの直径が１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度のものが必要になる。
【０１０３】
発光管５１ａ（ひいてはフィラメント）のサイズが大きくなれば、集光部材５２で集光したとしても、導光部材３の入射面の必要なｚ方向の高さは大きくなる。よって、本実施例において導光部材３として必要な硝材の厚さは、通常の硝材の厚さより格段に大きくなる。厚い硝材として供給可能な材質として、ＢＫ７等が挙げられる。
【０１０４】
しかしながら、厚さの大きい硝材は高温になると割れやすいため、冷却風等で冷却する必要がある。特にコスト面で有利なＢＫ７は耐熱性が低く高温になると割れやすくなるため、高出力の光源と組み合わせる場合は冷却が必須となる。
【０１０５】
一方で、ハロゲンサイクルが安定して、効率的に行われるためには、ハロゲン光源５１の発光管５１ａを所定の温度以上に維持することが必要になる。本実施例では、ランプカバー５７によって、冷却風がハロゲン光源５１、特に発光管５１ａに当たることを防がれる。これにより、ハロゲンサイクルを促進して、発光出力の低下の防止、および長寿命化が実現することができる。
【０１０６】
図１０は、本実施例の光照射装置５０の詳細な構成を示す斜視図である。図１１は、別の角度から見た本実施例の光照射装置５０の詳細な構成を示す斜視図である。図１０は、光照射装置５０を導光部材３が位置する側から見た図であり、図１１は、ランプカバー５７側から見た図である。
【０１０７】
光照射装置５０は、図８および図９で説明した、ハロゲン光源５１、集光部材５２、およびランプカバー５７を含む。さらに、光照射装置５０は、枠体５８を含む。集光部材の後方集光部材５２ａおよび前方集光部材５２ｂは楕円反射鏡を形成し、後方側面集光部材５２ｃおよび前方側面集光部材５２ｄは、導光部材３方向に向かう光軸からそれたハロゲン光源５１からの光を導光部材３に入射させるための側面反射鏡を形成する。ハロゲン光源５１の長手方向におけるフィラメント５１ｃに対応する位置は、集光部材によって覆われている。図９（ｂ）および図９（ｃ）に示すように、側面から見たとき、フィラメント５１ｃは、前方集光部材５２ｂおよび後方集光部材５２ａの当接面５２ｅに対応する位置にある。
【０１０８】
集光部材は、枠体５８に取り付けられている。さらに、ハロゲン光源５１は、後方側面集光部材５２ｃおよび前方側面集光部材５２ｄが形成する円形の穴に嵌め込まれた状態で枠体５８に固定される。ランプカバー５７は、ハロゲン光源５１のフィラメント５１ｃに対応していない箇所、および、リード線接続部５１ｂに近い端部を覆うように、ハロゲン光源５１の背面側（導光部材の位置とは逆側）から集光部材に対して取り付けられている。このように、ランプカバー５７は、ハロゲン光源５１の集光部材が覆っていない箇所を覆う。
【０１０９】
なお、枠体５８は、擬似太陽光照射装置の支持体にあらかじめ固定されている。ハロゲン光源５１、集光部材およびランプカバー５７等を枠体５８に取り付けることで、ハロゲン光源５１等（すなわち光照射装置５０）を擬似太陽光照射装置に組み込むことができる。
【０１１０】
図１２は、本実施例の上記擬似太陽光照射装置におけるハロゲン光源５１周辺の一部の構成を示す斜視図である。各フィラメント５１ｃに対応する位置に、導光部材３が配置されている。冷却部（図示せず）からの冷却風（矢印Ｃ）は、上方から導光部材３の上面に吹き付けられる。導光部材３に当たった冷却風の一部は、矢印Ｄの方向に向きを変え、光照射装置５０の周辺に広がる。ただし、ハロゲン光源５１は、ランプカバー５７によって発光管５１ａの端部まで覆われているので、冷却風がハロゲン光源５１に当たることが防がれる。ハロゲン光源５１の発光管５１ａの冷却を防ぐことができるので、発光管５１ａ内部の温度が下がることがなく、ハロゲンサイクルは安定して行われる。
【０１１１】
（比較例）
図１３は、比較例の光照射装置５９の構成を示す斜視図である。比較例の光照射装置５９は、実施例２の光照射装置５０に比べて、ランプカバー５７を備えない点が異なる。比較例の光照射装置５９のその他の構成は、実施例２の光照射装置５０と同じである。光照射装置５９では、ハロゲン光源５１のフィラメントに対応していない箇所および、リード線接続部５１ｂに近い発光管５１ａの端部は覆われていない。そのため、冷却風が発光管５１ａに当たり、発光管５１ａ内部の温度が下がる可能性がある。発光管５１ａが冷却されると、ハロゲンサイクルの効率が低下し、フィラメントから昇華したタングステンが発光管５１ａに付着して黒化が発生する。これにより、光が遮られて照度も低下する。
【０１１２】
（実験結果）
実施例２の光照射装置５０と、比較例の光照射装置５９とを擬似太陽光照射装置に組み込んで運転し、その照度の変化等を測定して比較した。実験では、１回の各ハロゲン光源の点灯時間は３秒とし、消灯から次の点灯までの間隔を６０秒とし、これを１０００回繰り返した。導光部材の冷却として、導光部材の上方から圧縮空気を供給した。
【０１１３】
図１４は、実験条件と、運転後における実施例２の光照射装置５０および比較例の光照射装置５９の発光管（フィラメント部および電極部）の黒化の程度を比較した表である。
【０１１４】
ランプカバー５７を備えた実施例２の光照射装置５０では、１０００回の運転後に、発光管５１ａのリード線接続部５１ｂ付近（電極付近）に僅かに黒化の兆候が見られただけで、フィラメント５１ｃの付近には全く黒化が見られなかった。
【０１１５】
一方、ランプカバー５７を備えない比較例の光照射装置５９では、１０００回の運転後に、フィラメント５１ｃ付近およびリード線接続部５１ｂ付近に共に程度の大きい黒化が見られた。これは、冷却風によって発光管５１ａが冷却され、ハロゲンサイクルの効率が低下したことに起因する。
【０１１６】
図１５は、上記運転後における実施例２の光照射装置５０および比較例の光照射装置５９の波長毎の照度を示すグラフである。図１５において、横軸は照射する光の波長、縦軸はその波長における照度（μＷ／ｃｍ２／ｎｍ）を示す。実線がランプカバー有りの実施例２の光照射装置５０の照度、破線がランプカバーなしの比較例の光照射装置５９の照度を示す。ランプカバー５７を備えない比較例の光照射装置５９では、ランプカバー５７を備える実施例２の光照射装置５０に比べて全体的に照度が低下しているが、特に赤外領域での照度の低下が顕著である。
【０１１７】
図１６は、上記運転後における実施例２の光照射装置５０および比較例の光照射装置５９の照度を示す表である。図１６では、波長帯域３５０ｎｍから１１００ｎｍにおける光の照度（ｍＷ／ｃｍ２）（すなわち、図１５の照度を波長帯域において積分したもの）を波長積算照度として示す。また、図１６には、ランプカバー有りの実施例２の光照射装置５０の波長積算照度と比較した、ランプカバーなしの比較例の光照射装置５９の波長積算照度の変動率（低下率）を示す。ランプカバーなしの比較例の光照射装置５９では、ランプカバー有りの実施例２の光照射装置５０と比較して、波長積算照度が６．１６％程低下している。
【０１１８】
これらより、ハロゲン光源を覆うランプカバーを設置した場合、ランプカバーを設置しない場合に比べて、発光管の黒化を抑制することができる。そのため、発光出力の低下を防止し、フィラメントの消耗を抑制することができる。よって、ハロゲン光源を長寿命化することができる。
【０１１９】
なお、上述の実施例２ではハロゲン光源５１を、後方の集光部材（後方集光部材５２ａおよび後方側面集光部材５２ｃ）と前方の集光部材（前方集光部材５２ｂおよび前方側面集光部材５２ｄ）とによって挟み込む例を説明したが、これに限らない。例えば、図１８に示す光導入部２３では、集光部材６２の側面の穴からハロゲン光源５１を矢印Ｅ側から挿入して組み立てることができる。集光部材６２は、実施例２の後方集光部材５２ａ、前方集光部材５２ｂ、後方側面集光部材５２ｃ、前方側面集光部材５２ｄを組み合わせた形状のものである。
【０１２０】
また、ハロゲン光源を擬似太陽光照射装置に組み込む際に、例えば図１９に示すように組み立ててもよい。図１９に示す光導入部２４では、集光部材５２を擬似太陽光照射装置に固定する前に、ハロゲン光源５１を２つの集光部材５２と組み合わせて集光部材５２に対して固定し、導光部材３に対応する位置に矢印Ｂ側から擬似太陽光照射装置に取り付ける。その後、１対の集光部材５２および１つのハロゲン光源５１に対して、ランプカバー５７を、同様に矢印Ｂ側から取り付ける。
【０１２１】
本発明は上述した各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。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は、光照射装置および擬似太陽光照射装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１、５１    ハロゲン光源（第１光源）
１ａ、５１ａ    発光管
１ｂ、５１ｂ    リード線接続部（電極）
１ｃ、５１ｃ    フィラメント
１ｄ、５１ｄ    リード線（導線）
２、１２、５２    集光部材（反射部材）
３、１３    導光部材（光学部材）
４、１４    光学フィルタ（スペクトル調整部）
５    波長選択部材（合成部）
６    光結合部材
７、５７、６７    ランプカバー
８    導光板
１０    反射シート
１１    キセノン光源（第２光源）
１７    反射部材
１８    冷却部
１８ｂ    パイプ
１８ｃ、１８ｄ    送風機
２０、２２、２３、２４    光導入部
２１    被照射体
３０    測定ユニット
４０、５０    光照射装置
５２ａ    後方集光部材
５２ｂ    前方集光部材
５２ｃ    後方側面集光部材
５２ｄ    前方側面集光部材
５８    枠体
１００    擬似太陽光照射装置（光照射装置）
【要約】
【課題】ハロゲンサイクルが効率的に行われる光照射装置を実現する。
【解決手段】擬似太陽光照射装置１００は、発光管内部にハロゲンガスを含むハロゲン光源１と、ハロゲン光源１の光を出射する出射領域を残してハロゲン光源１を覆うランプカバー７とを備える。
【選択図】図１【図１】
0005160681.tif 000002
【図２】
0005160681.tif 000003
【図３】
0005160681.tif 000004
【図４】
0005160681.tif 000005
【図６】
0005160681.tif 000006
【図７】
0005160681.tif 000007
【図８】
0005160681.tif 000008
【図９】
0005160681.tif 000009
【図１０】
0005160681.tif 000010
【図１１】
0005160681.tif 000011
【図１２】
0005160681.tif 000012
【図１３】
0005160681.tif 000013
【図１４】
0005160681.tif 000014
【図１５】
0005160681.tif 000015
【図１６】
0005160681.tif 000016
【図１７】
0005160681.tif 000017
【図１８】
0005160681.tif 000018
【図１９】
0005160681.tif 000019
【図５】
0005160681.tif 000020