模拟太阳光照射装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种小型化、高性能及维护成本低的新型模拟太阳光照射装置。该模拟太阳光照射装置包括：光源部，包括光源和椭圆反射镜，所述光源含有紫外线，配置在所述椭圆反射镜的第一焦点，所述椭圆反射镜将从所述光源发出的照射光会聚到第二焦点；分束镜，具有分束面，该分束面将来自所述光源部的照射光分为透射光和反射光；照射透镜单元，包括：单一棒透镜，该棒透镜在长轴方向上的端部的一方为入射面，另一方为照射面，该棒透镜配置成使所述入射面位于所述椭圆反射镜的第二焦点；以及准直透镜，配置在所述棒透镜的后方；平面反射镜，是使来自所述照射透镜单元的照射光的光轴改变的光轴改变装置；以及波长选择滤光器，按上述顺序配置各部分。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种模拟太阳光照射装置，特别涉及一种能够实现小型化、且能够减少维护成本的模拟太阳光照射装置。
技术介绍
近几年，从重视环境保护的角度开展了所谓的清洁能源的研究开发。其中，由于太阳能电池能将太阳能直接转换成电能，所以与以往其他发电装置相比是无公害的，并且作为其资源的太阳光实际上具备能够无限利用等优势，因此太阳能电池作为清洁能源的王牌受到广泛期待。模拟太阳光照射装置是用于将自然阳光的光谱分布高精度地再现的光源装置，被广泛应用在太阳能电池模块的光转换特性、各种应用太阳能的设备的性能检测以及加速老化试验等领域。模拟太阳光照射装置公知的有在专利文献1的代表图与非专利文献1的光源光学结构图中记载的装置。其基本结构表示在图2中。在图2中，由椭圆聚光镜22会聚从光源灯21照射的光，由第一平面反射镜23将照射的光的照射方向变成水平方向，由波长选择滤光器(气团过滤器(air mass filter)) M将照射的光转变成近似于自然阳光的光谱分布， 然后由积分透镜(integrator lens)(积分光学系统)25使照度分布均勻，再由第二平面反射镜沈将照射方向变成垂直方向，然后由准直透镜(collimator lens) 27使照射光平行， 使模拟太阳光向照射面观照射。此外，作为灯光源的氙短弧灯(以下称为“氙灯”)为了防止因地磁场造成弧光的扩展，光源灯使用竖向的照明灯。如上所述，模拟太阳光照射装置存在下面的问题，S卩因为需要多个光学构成部件，因此导致装置大型化、实际光路长度过长、还会产生光量损失。此外，为了得到规定的照射量，会使光源灯的使用寿命缩短，还会增加光源灯的更换频率。此外，还存在以下问题，即模拟太阳光照射装置的辐照度会随着光源灯的使用时间变长而降低，因此需要利用受光量检测装置检测光源灯的衰减，然后通过灯电流来补偿光源灯的衰减。由于所述受光量检测装置设置在光路上或装置的侧面，所以会造成光量损失以及照射光分布不均勻。专利文献1 日本专利公开公报特开平9-306201。非专利文献1 互联网 <URL :http://www. san-eielectric. co. jp/sangyo5. htm>。
技术实现思路
鉴于所述问题，本技术提供一种能够实现小型化、高性能以及维护成本低的新型模拟太阳光照射装置。为了解决所述问题，本技术的模拟太阳光照射装置包括光源部，包括光源和3椭圆反射镜，所述光源含有紫外线，配置在所述椭圆反射镜的第一焦点，所述椭圆反射镜将从所述光源发出的照射光会聚到第二焦点；分束镜，具有分束面，该分束面将来自所述光源部的照射光分为透射光和反射光；照射透镜单元，包括单一棒透镜，该棒透镜在长轴方向上的一个端部为入射面，另一个端部为照射面，以使所述入射面位于所述椭圆反射镜的第二焦点的方式配置该棒透镜；以及准直透镜，配置在所述棒透镜的后方；平面反射镜，作为来自所述照射透镜单元的照射光的光轴变更装置；以及波长选择滤光器，按照所述光源部、 所述分束镜、所述照射透镜单元、所述平面反射镜以及所述波长选择滤光器的顺序进行配置。按照所述结构，由于可以使平面反射镜为一个，所以能缩短光路长，并可以使装置小型化。此外，还可以减少光量损失。另外，通过代替积分透镜(积分光学系统)而设置单一棒透镜，相对于在积分透镜(积分光学系统)中只在出口存在光混合，由于在单一棒透镜的透镜内部进行光混合，所以能使照度分布更加均勻。此外，本技术的模拟太阳光照射装置能够以下述方式1至方式8的方式进行实施。(方式1)在所述模拟太阳光照射装置中，所述光源部、所述分束镜以及所述照射透镜单元配置在同一光轴上。通过将光源部、分束镜以及照射透镜单元配置在同一光轴上， 能将平面反射镜减少到一个。光轴相对于被检查试样的照射面既可以平行也可以垂直。在光轴与被照射的面平行的情况下，能将光源灯的点灯用电源部与控制电路部设置在装置内 (更详细地说，隔着挡热遮光板设置在光源部的下部)，从而能减少设置空间。(方式2、在所述模拟太阳光照射装置中，在所述光源部与所述照射透镜单元之间设置有遮光装置。通过设置该遮光装置，在因更换被检查试样等而停止向照射面照射光的情况下，也无需打开、关闭光源，从而能维持稳定的照射光量。(方式3)在所述模拟太阳光照射装置中，使用在光源一侧设有光散射结构的遮光板作为所述遮光装置。如果遮光装置的光源一侧是平滑面，则来自遮光装置的反射光会直接照射光源灯。因此，因受热会促进光源灯的电接触部氧化。同样，光源灯的电极部也受热， 使光源灯本身损坏。在所述任意情况下都会缩短光源灯的使用寿命。在本技术中，通过使用在光源一侧设有光散射结构的遮光板，可以防止缩短所述光源灯的使用寿命。其中，作为光散射结构，可以是使遮光快门板在一边弯曲的房盖形或棱锥(角錐)形。此外，也可以是覆盖耐热性纤维的形状。(方式4)在所述模拟太阳光照射装置中，在所述光源部中，使用磁性体作为聚光位置调整装置。在将光源灯设成横向照射(水平设置光源灯)的情况下，地磁场的影响会对光源灯的弧光产生影响，使弧光更加扩展。因此，通过在光源灯的适当位置设置与地磁场相反的磁性体，可以抑制地磁场的影响。(方式幻在所述模拟太阳光照射装置中，所述单一棒透镜的所述照射面的形状与试样面的形状相似，所述试样面是被检查面。由于在棒透镜内进行光混合，在棒透镜的照射面上射出照度分布已均勻化的光，所以优选的是棒透镜的照射面的形状与试样面(被检查面)的形状相同。由于被检查面通常为方形，所以采用棱柱状棒透镜。(方式6)在所述模拟太阳光照射装置中，设置有能够改变所述棒透镜与所述准直透镜的距离的装置。本技术的模拟太阳光照射装置由单一棒透镜与数组小口径准直透镜构成。通过改变数组准直透镜与棒透镜的间隙宽度，对任意大小的区域都能对准焦点，因此可以准确地决定照射范围。(方式7)在所述模拟太阳光照射装置中，通过接收来自所述分束镜的反射光来控制光源的光量。为了修正伴随点灯时间的变长而导致的光源灯性能的下降，并修正光源灯的闪烁从而维持稳定的光量，需要设置光量反馈回路来控制光源的光量。此外，需要总是对光源的光量进行控制。在将构成光量反馈回路的光电转换元件配置在光源灯的光束中时，会由于配置位置而对照射面产生光学影响，或者因光电转换元件受热而造成元件损坏和性能劣化。在本技术的模拟太阳光照射装置中，在光源灯与照射透镜单元之间配置分束镜，通过将所述反射光束引导至光电转换元件，不遮挡从光源灯到照射面的光束，就可以总是对光源灯的光量进行控制。此外，通过使所述反射光束通过光扩散板和光衰减滤光器，可以防止光电转换元件的热劣化。(方式8)在所述模拟太阳光照射装置中，所述分束镜是在分束面上层叠有防止反射层的平面型分束镜。通过设置低反射率的防止反射层，能将对照射面的光束衰减(光量下降的影响)抑制为最小限度，并且能确保对光源灯的光量进行控制所需要的足够的光束ο其中，优选的是防止反射层的反射率为5%以下，更优选的是为3%以下，特别优选的是为2%以下。按照所述装置，能够提供小型化、高性能，并且维护成本低的新型模拟太阳光照射直ο附图说明图1是表示本技术的模拟太阳光照射装置的光学系统整体结构的一个实施方式的侧剖视图。图2是表示以往的模拟太阳本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种模拟太阳光照射装置，其特征在于包括：光源部，包括光源和椭圆反射镜，所述光源含有紫外线，配置在所述椭圆反射镜的第一焦点，所述椭圆反射镜将从所述光源发出的照射光会聚到第二焦点；分束镜，具有分束面，该分束面将来自所述光源部的照射光分为透射光和反射光；照射透镜单元，包括：单一棒透镜，该棒透镜在长轴方向上的一个端部为入射面，另一个端部为照射面，以使所述入射面位于所述椭圆反射镜的第二焦点的方式配置该棒透镜；以及准直透镜，配置在所述棒透镜的后方；平面反射镜，作为来自所述照射透镜单元的照射光的光轴变更装置；以及波长选择滤光器，按照所述光源部、所述分束镜、所述照射透镜单元、所述平面反射镜以及所述波长选择滤光器的顺序进行配置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山口幸信，新宫干夫，池上和志，
申请(专利权)人：纳达特光电公司，派克丝路科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：JP