(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キセノン短アークランプと、白熱フィラメントランプと、前記キセノン短アークランプの発光スペクトルから近赤外成分を除去すると共に、前記白熱フィラメントランプの発光スペクトルから近赤外成分を抽出するフィルタ手段とを有する擬似太陽光照射ランプ自動交換装置において、
前記白熱フィラメントランプの光を集光する集光鏡と、
前記白熱フィラメントランプを予定間隔で放射状に複数個配置し、該白熱フィラメントランプの１つを、前記集光鏡の光軸上に位置決めするターンテーブルと、
一端では前記光軸上に位置決めされた白熱フィラメントランプが前記集光鏡の焦点近傍に位置するように、他端では前記白熱フィラメントランプのすべてが前記集光鏡と干渉せずに前記ターンテーブルの回転方向で回転可能な位置に退避するように設定されたストロークで、前記ターンテーブルを前記光軸に沿って往復動させる駆動手段とを具備したことを特徴とする擬似太陽光照射ランプ自動交換装置。
【請求項２】
前記ストロークが、その一端では、白熱フィラメントランプが前記集光鏡の焦点よりも前方の予定位置に偏倚するように設定されているとともに、
前記白熱フィラメントランプの光量の基準値を設定する第１光量基準値設定手段と、前記白熱フィラメントランプの光量を測定する第１光量測定手段と、
前記白熱フィラメントランプの光量の基準値に対する前記第１光量測定手段で測定された光量の偏差が零に近付くように、前記駆動手段を付勢して前記集光鏡の焦点に対する白熱フィラメントランプの位置を変化させる第１光量制御手段とを具備したことを特徴とする請求項１記載の擬似太陽光照射ランプ自動交換装置。
【請求項３】
前記キセノン短アークランプの光量の基準値を設定する第２光量基準値設定手段と、
前記キセノン短アークランプの光量を測定する第２光量測定手段と、
前記キセノン短アークランプの光量の基準値に対する前記第２光量測定手段で測定された光量の偏差が零に近付くように、前記キセノン短アークランプに供給する電流を変化させる第２光量制御手段とを具備したことを特徴とする請求項２記載の擬似太陽光照射ランプ自動交換装置。
【請求項４】
被照射サンプル上における前記白熱フィラメントランプおよび前記キセノン短アークランプのそれぞれからの光の光量を測定する第３光量測定手段を具備し、
前記白熱フィラメントランプの光量の基準値および前記キセノン短アークランプの光量の基準値は、前記第３光量測定手段で測定した該白熱フィラメントランプおよび該キセノン短アークランプのそれぞれからの光の光量が予定の比率になるように初期設定されていることを特徴とする請求項３記載の擬似太陽光照射ランプ自動交換装置。
【請求項５】
前記白熱フィラメントランプのすべてを交換した後では、前記駆動手段で前記ターンテーブルを該駆動手段のストロークの前記一端に移動させ、かつ白熱フィラメントランプのうち１つが、前記光軸上に位置しているように初期設定されるように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の擬似太陽光照射ランプ自動交換装置。
【請求項６】
前記白熱フィラメントランプが寿命に達したときには、前記駆動手段で前記ターンテーブルを該駆動手段のストロークの前記他端に移動させることにより、前記光軸上に位置している白熱フィラメントランプを前記集光鏡の後端から引き離すように構成されていることを特徴とする請求項５記載の擬似太陽光照射ランプ自動交換装置。
【請求項７】
前記フィルタ手段の前方に、近赤外成分を除去されたキセノン短アークランプからの発光、および白熱フィラメントランプからの発光のうち前記フィルタ手段によって抽出された近赤外成分の光を入射される単一の積分光学系を配置したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の擬似太陽光照射ランプ自動交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、擬似太陽光照射ランプ自動交換装置に関し、特に、照射光の光量およびスペクトル分布を長時間にわたって所望どおりに維持することができる擬似太陽光照射ランプ自動交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
擬似太陽光照射装置は、周知のように自然太陽光のスペクトル分布を高い精度で再現することができる光源装置であり、例えば、太陽電池の光電変換特性等の、各種太陽エネルギ利用機器の性能測定、または加速劣化試験に使用される。
【０００３】
従来の擬似太陽光照射装置の一例を図５に示す。同図において、キセノン短アークランプ（以下、単に「キセノンランプ」という）１１は集光鏡１５を有しており、集光鏡１５で集光されるキセノンランプ１１の光軸上に積分光学系１４が配置される。キセノンランプ１１と積分光学系１４との間には、前記光軸と交差（なるべくは、４５°の角度で）するように、赤外線反射型コールドフィルタ１３が配置される。赤外線反射型コールドフィルタ１３は赤外線を反射し、可視光および紫外線を透過するものである。
【０００４】
白熱フィラメントランプ（以下、単に「白熱ランプ」という）１２も集光鏡１６を有している。白熱ランプ１２による光は、赤外線反射型コールドフィルタ１３の積分光学系１４側の面に投影され、近赤外成分の光が反射される。一方、集光鏡１５から出たキセノンランプ１１による光のうち、可視および紫外成分の光は赤外線反射型コールドフィルタ１３を透過する。このように赤外線反射型コールドフィルタ１３で反射された白熱ランプからの光と、赤外線反射型コールドフィルタ１３を透過したキセノンランプ１１からの光は、積分光学系１４に向って、共軸的に指向される。
【０００５】
赤外線反射型コールドフィルタ１３および積分光学系１４によって重畳、混合された光は、被照射サンプル１７上に均等に分散される。吸熱器２０は、赤外線反射型コールドフィルタ１３によって反射されたキセノンランプ１１からの赤外および近赤外成分光を吸収する働きをする。このような擬似太陽光照射装置の一例が、特公平５−２７９２１号公報に記載されている。
【０００６】
この従来装置によれば、単一の赤外線反射型コールドフィルタ１３によって、キセノンランプ１１の光からの赤外、近赤外成分の除去、および白熱ランプ１２の光からの近赤外成分の抽出を行なうことができるので、構成を簡略・小形化し、またコストを引き下げることができる。
【０００７】
また、この従来装置では、２つの光源の発光を用い、１つのフィルタによって長波長側成分および短波長側成分の抽出および加算を行なっている。したがって、赤外線反射型コールドフィルタ１３のフィルタ特性が多少変動しても、最終的に得られる出力光のスペクトル分布はあまり変動しないという利点がある。このため、赤外線反射型コールドフィルタ１３のフィルタ特性に対する許容誤差が大となり、製造コストも下げることができる。
【０００８】
この従来装置による合成スペクトル分布の一例を図６に示す。同図において、曲線Ｌ１は、キセノンランプ１１の光のうち、近赤外より長波長側の成分を除去したスペクトル分布特性曲線であり、曲線Ｌ２は、白熱ランプ１２の光のうちの可視光および紫外成分を除去したスペクトル分布特性曲線である。また、曲線Ｌ３は、曲線Ｌ１とＬ２を重畳または混合した場合の、総合スペクトル分布特性曲線である。なお、実線曲線Ｌ４は、自然太陽光のスペクトル分布特性を比較のために示したものである。
【０００９】
図６から、近赤外成分より長波長側の成分を除去したキセノンランプの光（曲線Ｌ１）と、可視光および紫外成分を除去した白熱ランプの光（曲線Ｌ２）とを重畳または混合すれば、自然太陽光のスペクトル分布（曲線Ｌ４）に良く近似したスペクトル分布（曲線Ｌ３）が得られ、近赤外領域での不規則なピーク群を減少させ得ることがわかる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来装置では次のような問題点がある。すなわち、白熱ランプとキセノンランプとでは寿命が異なる。例えば、白熱ランプとしてのハロゲンランプの寿命は、キセノンランプの寿命に対して１／１０程度と大変短い。一例として、ハロゲンランプは点灯時間が５０時間を超えると交換をしていた。このような短時間でのハロゲンランプの交換作業は、それ自体大変煩わしいものであるが、さらに、ハロゲンランプを交換する毎に、ランプ位置の調整作業や、スペクトルを所望の値に維持するためキセノンランプとの光量の比率を合わせる調整作業が必要となる。
【００１１】
また、寿命が尽きるまでにも、ハロゲンランプの光量低下は進んでいるので、ハロゲンランプとキセノンランプとの光量の比率がしだいに所望値からずれてきて、安定したスペクトル分布が維持できないとうい問題点がある。従来はハロゲンランプの光量低下に伴う光量比率の調整はハロゲンランプ交換時にのみ行っていたので、特に、ハロゲンランプの寿命近くでは交換時とは異なったスペクトル分布になるおそれがあった。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑み、白熱ランプの交換を容易にするとともに、常時安定したスペクトル分布の照射光が得られるようにした擬似太陽光照射ランプ自動交換装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このために、本発明では、キセノンランプと、白熱ランプと、前記キセノンランプの発光スペクトルから近赤外成分を除去すると共に、前記白熱ランプの発光スペクトルから近赤外成分を抽出するフィルタ手段とを有する擬似太陽光照射装置において、前記白熱ランプの光を集光する集光鏡と、前記白熱ランプを予定間隔で放射状に複数個配置し、該白熱ランプの１つを、前記集光鏡の光軸上に位置決めするターンテーブルと、一端では前記光軸上に位置決めされた白熱ランプが前記集光鏡の焦点近傍の予定位置に位置するように、他端では前記白熱ランプのすべてが前記集光鏡と干渉せずに前記ターンテーブルの回転方向で回転可能な位置に退避するように設定されたスローク、で前記ターンテーブルを前記光軸に沿って往復動させる駆動手段とを具備した点に第１の特徴がある。
【００１４】
また、本発明は、前記ストロークが、その一端では、白熱ランプが前記集光鏡の焦点よりも前方の予定位置に偏倚するように設定されているとともに、予め設定した光量の基準値に対する白熱ランプの光量の偏差が零に近付くように、前記駆動手段を付勢して前記集光鏡の焦点に対する白熱ランプの位置を変化させるようにした点に第２の特徴がある。
【００１５】
さらに、本発明は、予め設定した光量の基準値に対するキセノンランプの光量の基準値に対するキセノンランプの光量の偏差が零に近付くように、キセノンランプに供給する電流を変化させるようにした点に第３の特徴がある。
【００１６】
第１の特徴によれば、ターンテーブル上の複数の白熱ランプを光軸上に位置させ、該光軸上に位置された白熱ランプを、さらに光軸に沿ってストロークの一端に位置させて使用位置つまり集光鏡の焦点近傍に位置決めすることができる。
【００１７】
第２の特徴によれば、初期設定位置では白熱ランプの位置は集光鏡の焦点に対して偏倚しているので、その位置での光量は最大光量よりも小さい。そして、動作時は、基準値との偏差がなくなるように前記偏倚量を小さくして光量を変化させている。したがって、白熱ランプの長期使用に伴う光量低下が自動的に補償される。また、第３の特徴によれば、白熱ランプの光量制御とは独立してキセノンランプに供給される電流を変化させている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の一実施例に係る擬似太陽光照射装置の構成を示す側面図であり、図５と同符号は同一または同等部分を示す。図１において、ターンテーブル１が軸１ａを中心として回転自在に設けられていて、白熱ランプとしての複数のハロゲンランプ１２がこのターンテーブル１上に装着される。ターンテーブル１の軸１ａを駆動するモータ２は枠体３によって支持され、このモータ２が付勢されるとターンテーブル１ａは矢印Ａ方向に回転する。枠体３は後述するガイドレールで矢印Ｂ方向（集光されたハロゲンランプ１２の光軸方向）に往復動自在に設けられていて、モータ４で駆動される送りねじ（ボールねじ）５で同方向に移動される。前記ガイドレールおよびボールねじ５の軸受６，６は基台７に取付けられる。
【００１９】
前記ハロゲンランプ１２の光軸と直交するように光軸を合わせたキセノンランプ１１が設けられる。キセノンランプ１１とハロゲンランプ１２はそれぞれ図示しない直流または交流の電源によって付勢され点灯する。キセノンランプ１１およびハロゲンランプ１２は、回転２次曲面を含む椀状の集光鏡１５，１６の頂部孔から該集光鏡１５，１６内に臨むように設けられていて、該それぞれのランプ１１，１２の光は集光鏡１５，１５で集光されて赤外線透過型コールドミラー１３Ａに投影される。この場合、キセノンランプ１１に供給される電流、およびハロゲンランプ１２の、集光鏡１６に対する位置は、後述するように、その発光強度（または光量）が、あらかじめ設定された基準値になるように制御される。
【００２０】
なお、本実施形態では、キセノンランプ１１とハロゲンランプ１２の配置関係が図５の例と逆の関係にあることから、赤外線反射型コールドフィルタ１３に代えて、短波長側の光成分を反射させ、超波長側の光成分を反射させる赤外線透過型コールドミラー１３Ａを配置している。しかし、図５の場合と同様の配置関係をとり、赤外線反射型コールドフィルタ１３でスペクトルの調整をしてもよい。赤外線透過型コールドミラー１３Ａを透過したハロゲンランプ１２からの光、および赤外線透過型コールドミラー１３Ａで反射されたキセノンランプ１１からの光が積分光学系１４に指向される。
【００２１】
積分光学系１４の後方（図１では右側）には、積分光学系１４によって重畳・混合された光を、被照射サンプル（図示しない）上に照射する光と光量検出のための光とに分離するためのビームスプリッタ８が設けられる。すなわち、積分光学系１４から出た光のうち、ビームスプリッタ８を透過した光は被照射サンプル上に照射される一方、ビームスプリッタ８で反射された光は光量検出のため図１の下方に指向される。一例として、積分光学系１４を出た光のうち約９２％が光照射サンプル方向に導かれ、残りの８％が下方に指向される。
【００２２】
前記光量検出のための光の指向方向には波長選択手段としての赤外線透過型コールドミラー９が設けられていて、短波長側の光成分、つまり赤外、近赤外成分を除去したキセノンランプ１１の光を反射する一方、長波長側の光成分つまりハロゲンランプ１２の光から抽出された近赤外成分の光を透過させる。
【００２３】
基台１０（前記基台７と一体的であってもよい）には、キセノンランプ用光量センサ１８とハロゲンランプ用光量センサ１９とが設けられている。光量センサ１８は、光フィルタ２０およびフォトセル（光電変換器）２１を有していて、光量センサ１９は、光フィルタ２２およびフォトセル（光電変換器）２３を有している。光フィルタ２０は、例えば４００〜５００ｎｍの範囲の光を通過させる帯域フィルタであり、光フィルタ２２は、例えば９００〜１０００ｎｍの範囲の光を通過させる帯域フィルタである。これらの帯域フィルタ２０，２２は波長に対するフォトセル２１，２３の出力特性に対応して帯域を調節するために設けられている。
【００２４】
次に、上記構成の擬似太陽光装置の光量制御装置について説明する。図２は光量制御装置の機能を示すブロック図である。キセノンランプ１１およびハロゲンランプ１２はそれぞれ別個に制御される。キセノンランプ１１の光量制御の機能を説明する。基準値設定器２４はキセノンランプ１１の光量の基準値（または目標値）Ｘｒｅｆを設定するための、例えば可変抵抗器である（基準値の設定方法は後述する）。第２光量測定手段としてのキセノン用センサ１８のフォトセル２１の出力信号は減算器２５に入力され、基準値設定器２４に設定されている基準値Ｘｒｅｆと比較されて、基準値Ｘｒｅｆに対するフォトセル２１の出力信号の偏差ｄＸが算出される。減算器２５としては、例えば、差動増幅器を使用できる。
【００２５】
制御量演算器２６は、前記偏差ｄＸに基づいて、例えば、ＰＩＤ（比例・積分・微分演算）等、適当な演算を行ない、制御指令ＣＸを発生する。制御指令ＣＸは電流制御器２７に供給され、キセノンランプ１１に供給される電流値を、前記偏差ｄＸが零になるように制御する。
【００２６】
一方、ハロゲンランプ１２の光量制御機能は次のとおりである。基準値設定器２８はハロゲンランプ１２の光量の基準値（または目標値）Ｈｒｅｆを設定するための、例えば可変抵抗器である（基準値の設定方法は後述する）。第１光量測定手段としてのハロゲン用センサ１９のフォトセル２３の出力信号は減算器２９に入力され、基準値設定器２８に設定されている基準値Ｈｒｅｆと比較されて、基準値Ｈｒｅｆに対するフォトセル２３の出力信号の偏差ｄＨが算出される。減算器２９としては、例えば、差動増幅器を使用できる。
【００２７】
制御量演算器３０は、前記偏差ｄＨに基づいて、例えば、ＰＩＤ（比例・積分・微分演算）等、適当な演算を行ない、制御指令ＣＨを発生する。制御指令ＣＨはモータドライバ３１に供給され、ハロゲンランプ１２をその光軸方向（前記Ｂ方向）に往復動させるためのモータ４を、前記偏差ｄＨが零になるように制御する。すなわち、集光鏡１６の焦点に対するハロゲンランプ１２の位置（ハロゲンランプ１２のフィラメントの位置）によって、該集光鏡１６で集光された光の強度（または光量）は異なる。すなわち、焦点から遠ざかるにつれて光量は低下する。そこで、ハロゲンランプの交換時には、ハロゲンランプ１２の位置を焦点から前方（赤外線透過型コールドミラー１３Ａ側）または後方にずらした状態でキセノンランプ１１との光量の比率が所望の値になるように設定しておく。
【００２８】
そして、点灯時間の経過で光量が低下するに従い、ハロゲンランプ１２を前方または後方に移動させることにより、その位置を焦点に近付ける。この結果、ハロゲンランプ１２の発光のうち、赤外線透過型コールドミラー１３Ａによって抽出された近赤外成分の光の、積分光学系１４に入射する光量が増加し、被照射サンプルに到達するハロゲンランプ１２の光量がランプ交換時の値に回復する。
【００２９】
このようにして、被照射サンプル上には、例えば第６図に曲線Ｌ３で示したような、自然太陽光のそれに極めて近似したスペクトル分布を有する擬似太陽光が安定して照射される。
【００３０】
次に、ハロゲンランプ１２の交換・位置決め機構について説明する。図３は、ハロゲンランプ位置決め装置の平面図、図４は正面図であり、図１と同符号は同一または同等部分を示す。両図において、ターンテーブル１は、ボルト３２によって軸１ａに取付けられていて、軸１ａから等角度間隔で放射状に伸びる仮想線に光軸を一致させた１０個のハロゲンランプ１２が絶縁部材（例えばチーク材）３３を介して設けられている。ハロゲンランプ１２の個数はキセノンランプ１１との寿命の比によって決定するのがよい。ここでは、ハロゲンランプ１２の寿命がキセノンランプ１１の寿命の１０分の１であるとの想定のもとに１０個とした。したがって、他の種類の白熱ランプを使用した場合、例えば、その寿命がキセノンランプ１１の寿命の６分の１であれば、白熱ランプは６個設ける。こうして、全部のハロゲンランプ１２の合計寿命と、単一のキセノンランプ１１の寿命とをほぼ同じに設定することにより、キセノンランプ１１の交換時に、使用した１０個のハロゲンランプ１２も同時にすべて新しいものと交換すればよいので都合がよい。
【００３１】
前記絶縁部材３３は、ハロゲンランプ１２への給電用の一対の端子３４，３４を有している。この端子３４，３４は、ターンテーブル１が所定位置に停止したときに、枠体３の上面に立設された給電部３５，３５に接触して給電可能になるように構成されている。さらに具体的には、給電部３５，３５はそれぞれが対向する一対の導電性板３５ａ，３５ｂからなり、この導電性板の間に端子３４，３４が挟みこまれるようにする。給電部３５，３５には、図示しない給電ケーブルが接続される。
【００３２】
基台７上には、前記矢印Ｂ方向に枠体３を案内するガイドレール３６が設けられていて、枠体３は、例えばコロ軸受等、低摩擦部材を介してガイドレール３６上に載置される。基台７には、枠体３の先端位置限界を規定するリミットスイッチ３７と後端位置限界を規定するリミットスイッチ３８が設けられている。また、枠体３の上方にはターンテーブル１の回転方向位置を検出するためのリミットスイッチ３９が設けられている。このリミットスイッチ３９は、軸１ａから張り出した円板４０の下面に、軸１ａを中心に等角度間隔で設けられる凸部（凹部でもよい）でアクチュエータが付勢されて検出信号を出力する。なお、ブロワ４１は、ハロゲンランプ１２およびその位置を移動させるターンテーブル１等を筐体に収容して使用する場合に、該筐体内、特にモータ４を冷却するために設けられている。
【００３３】
動作時は、モータ４を駆動して枠体３を前記リミットスイッチ３８で規定されている後端位置限界まで後退させ、前方のハロゲンランプ１２が集光鏡１６の後端つまり頂部から引き離される。そうして、ターンテーブル１に新品のハロゲンランプ１２を１０個装着する。このときにキセノンランプ１１も同時に新品をセットするのがよい。また、ハロゲンランプ１２のターンテーブル１への脱着は、前記ボルト３２を緩めてターンテーブル１を軸１ａから外し、操作性のよい作業場所で行うのがよい。
【００３４】
ハロゲンランプ１２を装着したならば、モータ２によりターンテーブル１を回転させ、リミットスイッチ３９が前記凸部（または凹部）の検出信号を出力した位置でモータ２を停止させる。このとき、１０個のハロゲンランプ１２のうちの１つが集光鏡１６の中心線つまり光軸に一致するように前記円板４０の凸部（または凹部）位置とリミットスイッチ３９との位置関係を設定しておく。
【００３５】
続いて、モータ４を回転させて枠体３を前方へ移動させ、リミットスイッチ３７が検出信号を出力した位置でモータ４を停止させる。このとき、ハロゲンランプ１２の位置は集光鏡１６の焦点よりも前方に位置しているように枠体３の前面（赤外線透過型コールドミラー１３Ａ側の面）とリミットスイッチ３７との位置関係を設定しておく。
【００３６】
ハロゲンランプ１２を新規に装着した後のターンテーブル１の回転や枠体３の移動等の初期設定は、自動的に行ってもよいし、ボタン装置等によるオペレータの指示に従って行ってもよい。但し、初期設定が終了した後のハロゲンランプ１２の光量制御は図２に関して説明したように自動的に行われるのが望ましい。
【００３７】
次に、前記基準値設定器２４，２８の設定手順について説明する。上記ハロゲンランプ１２の初期設定やキセノンランプ１１の取付けが終了したならば、被照射サンプル台（図示せず）上に第３光量測定手段としての光量測定装置ＴＰ（図１参照）をセットする。例えば、光を吸収して発生した熱を電力に変換するサーモパイルが好適である。エアマス（ＡＭ）１．５Ｇにおいて１サン（ＳＵＮ）の自然太陽光に近似する擬似太陽光が１００ｍＷ／ｃｍ２  の光量に相当するから、キセノンランプ１１およびハロゲンランプ１２の光量の比が１：１であるとした場合、それぞれ５０ｍＷ／ｃｍ２  の光量が得られるように基準値を設定する。
【００３８】
まず、キセノンランプ１１およびハロゲンランプ１２をそれぞれ別個に点灯させて、そのときの前記サーモパイルの出力を監視しながら、その出力が５０ｍＷ／ｃｍ２  になるように基準値設定器２４および基準値設定器２８をそれぞれ調整する。こうして、基準値設定器２４および基準値設定器２８には５０ｍＷ／ｃｍ２  の光量基準値がそれぞれ設定される。
【００３９】
ハロゲンランプ１２が、その位置の調節によっても基準値に相当する光量を照射できなくなったときにハロゲンランプ１２は寿命が尽きたと判断される。ハロゲンランプ１２の位置を後退させて光量を基準値に合わせる制御を行っている場合は、ハロゲンランプ１２の寿命が尽きて光量が基準値に回復しないと、ハロゲンランプ１２の後退動作が継続される。そして、枠体３の後端がリミットスイッチ３８で検出されたときに、ハロゲンランプ１２の後退動作は停止し、消灯する。この位置でハロゲンランプ１２は集光鏡１６から完全に引き出され、隣接する次のハロゲンランプ１２に交換するためにターンテーブル１は回転可能になる。ターンテーブル１を回転させて次のハロゲンランプ１２を集光鏡１６の光軸に一致させたならば、再び、枠体３を駆動して集光鏡１６内にハロゲンランプ１２を移動させる。このハロゲンランプ１２の交換動作は、初期設定時と同様、自動的に行わせてもよいし、オペレータによる逐次のボタン操作によってもよい。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態によれば、キセノンランプ１１より寿命の短いハロゲンランプ１２を、予めキセノンランプ１１の寿命を考慮して複数個取付けておき、順番にターンテーブル１の回転と、枠体３の往復動作とによって容易に交換できるようにした。こうして、複数のハロゲンランプ１２を一時期に総入れ替えすることにより、短時間毎のハロゲンランプ１２の取外し、取付けを伴う交換作業を回避することができる。
【００４１】
また、寿命内において生ずる光量の低下は、最初に設定した光量の基準値に従い、キセノンランプ１１およびハロゲンランプ１２のそれぞれについて別個に補正できるようにした。また、ハロゲンランプ１２の交換時に必要となる個々のハロゲンランプ１２の個体差も同様に補正される。さらに、ハロゲンランプ１２の光量調節機構はハロゲンランプ１２の交換のための移動機構と併用できるので構成が複雑化しない。
【００４２】
なお、当業者には容易に理解されるように、電流制御器２７、フォトセル２１，２３、減算器２５，２９、基準値設定器２４，２８、制御量演算器２６，３０などはフィードバック制御ループを構成している。したがって、前記制御ループとしては、図示のものに限らず、任意適宜のものを採用できることは明らかである。また、キセノンランプ用光量センサ１８とハロゲンランプ用光量センサ１９の設置位置は、上述の位置に限らず、帯域フィルタ２０，２３で帯域を制限してあれば光照射範囲のいずれに配置してあってもよい。
【００４３】
さらに、本実施形態では、ハロゲンランプ１２の光量制御をするため、光量の基準値に従ってハロゲンランプ１２の位置を集光鏡の焦点近傍で変化させるようにした。しかし、寿命に近くなって光量が極端に低下するまで１つのハロゲンランプを使用することなく早めにハロゲンランプ１２の交換をすることが許容される条件下では、ハロゲンランプ１２用の光量制御機能は省略してもよい。このようにした場合でも、ハロゲンランプ１２の交換作業の頻度は低くなるし作業が簡略化されるという効果は達成される。
【００４４】
また、積分光学系１４は照射光のむらをなくし、照射面に均一な光を照射する目的で設けられるものであるから、ある程度の照射むらが許容される用途には、この積分光学系１４を省略してもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１〜請求項７の発明によれば、寿命の短い白熱ランプの交換作業を頻繁に行うことがなくなり、能率化が図られる。特に、請求項２の発明によれば、白熱ランプの寿命内での光量低下を自動的に補償することができる。請求項４の発明では白熱ランプとキセノンランプの光量を予め設定した比率を維持することができるので精度の高いスペクトル分布の光を安定して照射することができる。請求項６の発明では白熱ランプが寿命に達した場合に、白熱ランプは自動的に集光鏡から退避するので、次の白熱ランプの交換動作へ円滑に移行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係る擬似太陽光照射装置の概略構成を示す図である。
【図２】  光量制御装置の要部構成を示すブロック図である。
【図３】  ハロゲンランプの位置決め装置の平面図である。
【図４】  ハロゲンランプの位置決め装置の正面図である。
【図５】  従来の擬似太陽光照射装置の一例を示す概略構成図である。
【図６】  キセノン短アークランプと白熱ランプとを重量して得られる合成光および自然太陽光のスペクトル分布特性を示す図である。
【符号の説明】
１…ターンテーブル、  ２，４…モータ、  ３…枠体、  ５…ボールねじ、  ８…ビームスプリッタ、  ９…赤外線透過型コールドミラー、  １１…キセノンランプ、  １２…白熱ランプ、  １３…赤外線反射型コールドフィルタ、  １３Ａ…赤外線透過型コールドミラー、  １４…積分光学系、  １５，１６…集光鏡、１７…被照射サンプル、  １８…キセノン用光量センサ、  １９…ハロゲンランプ用光量センサ、  ２１，２３…フォトセル、  ２４，２８…基準値設定器、
２５，２９…減算器、  ２７…電流制御器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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